JPH07109217B2 - 静圧気体直線案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超高精度の測定器、加工機などの構成に使用さ
れる可動体を備えた直線案内装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から用いられている基本的な静圧気体直線案内装置
（以下、案内装置と略称する）は第１図に示すように両
端の支持台１で支持された固定体２に可動体３を挿通
し、これら固定体２と可動体３との間に形成した微小な
間隙Ｓ及び固定体２の四隅を切除した気体流通溝に加圧
気体を噴出させ、これにより可動体３だけでなく、この
可動体３に負荷せしめた荷重を浮上させた状態で保持
し、かつ他の図示してない駆動装置からのわずかな駆動
力でもって直線運動を行うようになっている。

なお、かかる案内装置では一般に可動体３に気体噴出孔
が設けられ、これら噴出孔の形状及び可動体３の形状、
間隙Ｓなどは噴出気体圧力、流量との関係から決定され
る。

叙上のような案内装置は大気圧下で使用される機器、装
置に組込まれて使用される限りにおいて、固定体２と可
動体３との間の間隙Ｓや特に四隅に設けられた空間から
排出される気体は周囲にそのまま放出されているが、こ
の種の案内装置ではボール、コロなどを介在せしめた直
線案内装置よりも位置決め精度が高いことから、超高精
度が要求される半導体製造装置、磁気ディスク検査装置
などに広く使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記案内装置を大気圧下でなく特に真空
雰囲気中での使用においては、間隙を維持するには気体
供給量がその圧力差分だけ多くなる。すなわち真空雰囲
気中へ多量の気体が噴出し、その結果一定の真空雰囲気
をたもつには大きな排出容量をもった真空ポンプを必要
とし、装置全体の大型化をもたらすばかりでなく、機器
の運転操作の面からも好ましいものではなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本考案は上記問題点に鑑み、固定体と該固定体
を囲繞し、かつ気体導入口と気体排出口の双方を備えた
可動体との間隙、特に固定体と可動体との間に段付状や
斜切状をした長手方向の気体流通溝を形成するととも
に、該気体流通溝からの気体の放出を防ぐべく、可動体
の両端にシール部材を配設したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図によって具体的に実施例を説明する。

第２図及び第３図には本発明実施例に係る案内装置の要
部断面図を示し、在来例と同一部分は同一符号を用いれ
ば、２はガイドレールとしての固定体であり、３は図示
していない負荷物体を取付け移動自在とする可動体で、
上記固定体２を摺動軸として図示矢印で示した方向に、
不図示の駆動装置によって直線運動するように構成され
ている。

このうち可動体３には、気体導入口４と、これに連通し
た通気孔4a及び固定体２の表面に対面した位置に気体案
内溝4bが形成してある。

また、同じ可動体３には気体排出口５と、これに連通し
た通気孔5a、気体排出溝5bが形成してある。

このように気体導入口４、通気孔4a、気体案内溝4b及び
気体排出口５、通気孔5a、気体排出溝5bの双方が形成さ
れた可動体３の両端における内部空間の四隅には、固定
体２の四隅が斜切又は段付形状に形成されて成る気体流
通溝６を気密封止するためのシール部材７が配設されて
いる。

なお気体流通溝６は四隅に限らず、中央部長手方向に形
成したものであっても良い。

次に、上記のように構成された本発明案内装置の作動を
説明すると、可動体３には不図示の加工装置、測定装置
など、いわゆる負荷装置が加装してあり、図示してない
駆動装置によって直線移動ができるようになっている
が、この場合、可動体３の気体導入口４に連通したパイ
プを通じて圧縮気体が送られ、通気孔4a、気体案内溝4b
を経て、固定体２の表面と可動体３の内壁面との間に形
成された間隙Ｓに気体が噴出し、気体流通溝６に流入す
るとともに気体排出溝5bから通気孔5aを経て気体排出口
５より回収して排出される。このように微小な間隙Ｓに
噴出気体が存在することによって可動体３は円滑に移動
することができる。

このような作動に際して、気体案内溝4bから噴出した気
体は、４つの気体流通溝６が両端でシール部材７により
封止されているため、可動体３の両端に開放された間隙
Ｓ（第３図参照）より気体が流出するが、この間隙Ｓは
数μｍのオーダであり、可動体３の両端における各々４
ケ所の間隙Ｓからの放出される気体の総量はわずかであ
る。なお、この場合、気体排出口５及びこれに連通した
通気孔5a、気体排出溝5bは十分に大きな断面形状とし、
通気抵抗が小さいことが必要である。

（実施例） 固定体２、可動体３を99％純度のアルミナセラミックで
次の諸元のものに製作した。

固定体断面:80mm×80mm 固定体全長:350mm 可動体外形寸法:140mm×140mm×200mm 有効ストローク:50mm 気体案内溝：幅1mm 深さ25μｍ 間隙S:7μｍ 気体流通溝の大きさ:5mm×5mm かかる諸元のもとに、シール部材７をアルミナセラミッ
ク製として構成した案内装置を10^-3Torrに保たれた真空
容器中に設置して、気体導入口４を通じて4Kg/cm²の加
圧気体を、15Nl/分の気体流量にて供給した。（ただ
し、Nlは標準状態の容積） 一方排出口５からの排気量は14.5Nl/分で実質的に全量
が回収され、気体の若干の漏れはあったものの、真空容
器内の真空度を保つために使用している排気ポンプに問
題を生じることなく、容器内を一定の真空度に維持する
ことができた。

〔発明の効果〕

叙上のように本発明によれば、可動体に気体導入口と気
体排出口の双方を形成し、かつ固定体と可動体との間に
噴出せしめた気体が固定体と可動体との間に形成した気
体流通溝から流出するのをシール部材で封止し、ほぼ全
量の気体を回収できるようにしたことから、案内装置全
体から外部に放出される気体の量はごくわずかであり、
案内装置を真空雰囲気中で使用する場合、真空度を低下
させたり、雰囲気内を汚染する恐れがない。

また、回収した気体を再循環して使用することから特殊
の気体を使用する場合でも、気体の消費を少なくし、有
効活用をすることができるなどすぐれた特長を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は在来の案内装置の要部縦断面図、第２図は本発
明実施例による静圧気体直線案内装置の要部縦断面図で
ある。第３図は第２図におけるＸ−Ｘ線断面図である。 1:支持台、2:固定体 3:可動体、4:気体導入口 5:気体排出口、6:気体流通溝 7:シール部材、S:間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定体と該固定体を囲繞し、かつ気体導入
   口と気体排出口の双方を備えた可動体との間隙に静圧気
   体を介在せしめてなる直線案内装置において、上記可動
   体の移動方向に沿って固定体と可動体との間に気体流通
   溝を形成してなり、該気体流通溝に対応する可動体の両
   端に気体の排出を阻止するためのシール部材を配設した
   ことを特徴とする静圧気体直線案内装置。