JPH08318439A - 移動案内装置 - Google Patents

移動案内装置

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JPH08318439A
JPH08318439A JP8177381A JP17738196A JPH08318439A JP H08318439 A JPH08318439 A JP H08318439A JP 8177381 A JP8177381 A JP 8177381A JP 17738196 A JP17738196 A JP 17738196A JP H08318439 A JPH08318439 A JP H08318439A
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moving body
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moving
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Shigeo Sakino
茂夫 崎野
Eiji Osanai
英司 小山内
Masato Negishi
真人 根岸
Yasuo Horikoshi
康夫 堀越
Mitsuru Inoue
充 井上
Kazuya Ono
一也 小野
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0662Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load
    • F16C32/067Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearings adjustable for aligning, positioning, wear or play
    • F16C32/0674Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearings adjustable for aligning, positioning, wear or play by means of pre-load on the fluid bearings

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて高精度に移動案内させることができる
移動案内装置を得ること。 【解決手段】 基準面を有する定盤と、該基準面上でガ
イドに案内されて第1方向に移動する第1移動体と、前
記第1方向とは交差する第2方向に移動する第2移動体
とを有し、前記第1及び第2移動体は共に前記基準面上
に静圧軸受で支持され、基準面に垂直な方向に関し他の
移動体に対して互いに非拘束となっていると共に、前記
第1移動体と第2移動体の少なくとも一方に設けた予圧
機構を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動案内装置に関
し、特に半導体製造装置や精密工作機械等において、例
えばステージ等の移動体を高速にしかも高精度に所定位
置に位置決めすることのできる移動案内装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より移動体を所定の案内に沿って移
動させ、所定位置に高精度に位置決めを行うようにした
移動案内装置が種々と提案されている。図8は従来の
X,Y移動機構を有する移動案内装置の要部斜視図であ
る。同図において81は定盤であり、該定盤81上にY
方向の移動機構としてのYステージ84が載置されてい
る。又、Yステージ84上にはX方向の移動機構として
のXステージ85が載置されている。Xステージ85及
びYステージ84は不図示のリニアモーター等の駆動手
段により所定方向に各々移動され位置決めされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】同図に示す移動案内装
置は定盤81、Yステージ84、そしてXステージ85
と順に積み重ねた構成を採っている為、上下方向に高く
なる傾向があった。又、Xステージ85が移動する際、
Yステージ84に偏荷重が発生し、Yステージ84が例
えば図9(A),(B)の点線で示すように変形し、こ
の結果Xステージ85の静的な姿勢精度が劣化してくる
欠点があった。更にXステージ85及びYステージ84
を剛体より構成するとXステージ85、Yステージ84
が図10に示すように6つの自由度を持つようになる
為、例えばYステージ84がピッチングを起こすとXス
テージ85のローリングとなる等、6つの自由度が互い
に全て連成し、動的にも姿勢精度が劣化してくる等の問
題点があった。本発明は、移動体の不要な傾きを小さく
すると共に一方の移動体の不要な振動が他方の移動体に
影響を及ぼすことを防止して、連成を極力抑えることで
極めて高精度な位置決めを可能とする移動案内装置を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の移動案内装置
は、基準面を有する定盤と、該基準面上でガイドに案内
されて第1方向に移動する第1移動体と、前記第1方向
とは交差する第2方向に移動する第2移動体とを有し、
前記第1及び第2移動体は共に前記基準面上に静圧軸受
で支持され、基準面に垂直な方向に関し他の移動体に対
して互いに非拘束となっていると共に、前記第1移動体
と第2移動体の少なくとも一方に設けた予圧機構を設け
たことを特徴としている。
【0005】特に、前記予圧機構は、磁力によって予圧
を与えるための磁石を有すること、前記予圧機構は、前
記基準面に向けて予圧を与える機構を有すること、前記
第2移動体は、静圧軸受を介して前記第1移動体に案内
されて前記第2方向に移動すること、前記第1移動体及
び第2移動体はそれぞれリニアモータで駆動されること
等を特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】図1〜図4は本発明の実施形態1
の概略図である。
【0007】図1は斜視図、図2は図1のA−A′断面
図、図3は第1図のB−B′断面図、図4は図1の裏面
透視図である。
【0008】同図において1は定盤であり、上面が滑ら
かな基準面となっている。4はY方向への移動体(第1
移動体)の構成部材であるYステージ、5はX方向への
移動体(第2移動体)の構成部材であるXステージ、2
はYステージ4の横方向(Y軸方向)の固定ガイド、3
(3a,3b,3c,3d)は多孔質の静圧空気軸受で
あり、このうち3aはXステージ5の横方向(Y軸方
向)、3bはXステージ5の垂直方向、3cはYステー
ジ4の横方向、3dはYステージ4の垂直方向を各々案
内している。4aはYステージ4の横方向の静圧空気軸
受取付板、4bはYステージ4の垂直方向の静圧空気軸
受取付板であり、Xステージ5の横方向の案内を兼ねて
いる。4cはYステージ用の駆動アクチュエータ、4d
はYステージ用の駆動アクチュエータ4cの連結板であ
り静圧空気軸受取付板4aに連結されている。5aはX
ステージ5の移動板、5bはXステージ5の垂直方向と
横方向の軸受取付板、5cはXステージ5の駆動アクチ
ュエータである。6は予圧用磁石ユニットであり、特願
昭62−62735号で提案しているように例えば磁力
手段として永久磁石とその両側に設けたヨークとを有し
た予圧機構であって、静圧軸受に加圧流体を給気して移
動体を浮上させる際、軸受けの特性のバラツキにより移
動体が傾くのを防止し、常に一定の姿勢を保つようにし
ている。
【0009】本実施例において駆動アクチュエータ4
c,5cとしては例えばリニアモーター、油圧直流モー
ター等を用いている。
【0010】本実施例においてはYステージ4は静圧空
気軸受3dに給気することにより定盤1より浮上させ、
2つの駆動アクチュエータ4cにより固定ガイド2に沿
ってY方向に移動させている。
【0011】又、Xステージ5は静圧空気軸受3b,3
aに給気することによりYステージ4と同様に定盤1よ
り浮上させ、Yステージ4の側面を横方向の案内として
駆動アクチュエーター5cによりX方向に移動させてい
る。このとき、図4のようにXステージ5及びYステー
ジ4はそれぞれの裏面に設けた複数の予圧用磁石ユニッ
ト6により、常に一定の姿勢となるように調整されてい
る。
【0012】本実施例の特徴としては (イ)Xステージ及びYステージの垂直(重力)方向
(Z方向)の案内をいずれも定盤より行い、Xステージ
やYステージが移動しても相手側のステージに移動荷重
が発生しないようにして静的な姿勢を良好に維持してい
る。 (ロ)Yステージの縦方向(図1においてX方向)、垂
直(重力)方向(図1のZ方向)そしてローリング(図
1のY軸回りの回転)の振動の3成分について連成を全
く無くしている。 (ハ)Yステージのピッチング(図1のX軸回りの回
転)は静圧空気軸受3aを介してXステージのみに伝わ
るようにしており、これにより連成を極力押えている。 (ニ)図9に示す従来の移動案内装置に比べ、Xステー
ジを固定ガイド2若しくはYステージ用の駆動アクチュ
エータ4cにオーバーハングさせることにより定盤の占
有面積を略等しくしている。 (ホ)移動案内装置全体の高さを定盤を含め従来に比べ
約1/2程度にしている。 (ヘ)連結板4dの高さを調整することによりXステー
ジとYステージの駆動点とXステージ、Yステージの高
さ方向の重心点を略一致させ、これにより駆動時の振動
の発生を極力押えている。 (ト)Yステージの横方向(Y方向)の静圧空気軸受取
付板4aを垂直方向の静圧空気軸受取付板4bの幅より
長くすることにより、横方向の軸受取付板の面積を十分
に確保している。又、このとき横方向の静圧空気軸受取
付板4aの長さをXステージ5の移動板5aの長さと一
致させ、これにより可動面積が拡大するのを防止してい
る。
【0013】図5〜図7は本発明の実施形態2の概略図
である。図5,図6,図7は各々実施形態1の図2,図
3,図4に相当している。
【0014】本実施形態において実施形態1と同じ部材
には同符番を付している。
【0015】図5〜図7において4eは垂直方向と横方
向の軸受取付板、4fはXステージ5の横方向の案内と
軸受取付板4eの連結板である。5eはXステージ5の
垂直方向の軸受取付板、5fはXステージ5の横方向の
軸受取付板である。
【0016】本実施形態ではXステージ5に垂直方向の
軸受取付板5eを設けることにより、第1の実施例の特
長に加えて例えばXステージ5の横方向の静圧空気軸受
3aに給気した際、軸受取付板5f、移動板5aがたわ
んで変形するのを防止すると共に、移動板5a、軸受取
付板5e,5f等の部材の薄肉化を図っている。
【0017】又、垂直(重力)方向の軸受取付板5eの
厚さを適切に設定することによりXステージ5の重心位
置の調整を可能としており、これによりXステージ5に
対する駆動点と重心位置との一致を容易にすることがで
きる等の特長を有している。
【0018】
【発明の効果】本発明の移動案内装置によれば、第1及
び第2移動体は共に同一の基準面上に静圧軸受で支持さ
れ、基準面に垂直な方向に関し他の移動体に対して互い
に非拘束となっていると共に、第1及び第2移動体の少
なくとも一方に予圧機構を設けたため、移動体の不要な
傾きを極めて小さくできる上に、一方の移動体の不要な
振動が他方の移動体に影響を及ぼすことがないため、連
成を極力抑えることができ極めて高精度な位置決めが可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の要部概略図
【図2】図1のA−A′断面図
【図3】図1のB−B′断面図
【図4】図1の裏面透視図
【図5】本発明の実施形態2の断面概略図
【図6】本発明の実施形態2の断面概略図
【図7】本発明の実施形態2の裏面透視図
【図8】従来の移動案内装置の要部概略図
【図9】従来の移動案内装置の一部分の説明図
【図10】振動モードの説明図
【符号の説明】
1 定盤 2 横方向の固定ガイド 3(3a,3b,3c,3d) 静圧空気軸受 4 Yステージ 5 Xステージ 5a 移動板 4a,4b 静圧空気軸受取付板 4c,5c 駆動アクチュエータ 4d 連結板 6 予圧用磁石ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀越 康夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 井上 充 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (72)発明者 小野 一也 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準面を有する定盤と、該基準面上でガ
    イドに案内されて第1方向に移動する第1移動体と、前
    記第1方向とは交差する第2方向に移動する第2移動体
    とを有し、前記第1及び第2移動体は共に前記基準面上
    に静圧軸受で支持され、基準面に垂直な方向に関し他の
    移動体に対して互いに非拘束となっていると共に、前記
    第1移動体と第2移動体の少なくとも一方に設けた予圧
    機構を設けたことを特徴とする移動案内装置。
  2. 【請求項2】 前記予圧機構は、磁力によって予圧を与
    えるための磁石を有することを特徴とする請求項1記載
    の移動案内装置。
  3. 【請求項3】 前記予圧機構は、前記基準面に向けて予
    圧を与える機構を有することを特徴とする請求項1記載
    の移動案内装置。
  4. 【請求項4】 前記第2移動体は、静圧軸受を介して前
    記第1移動体に案内されて前記第2方向に移動すること
    を特徴とする請求項1記載の移動案内装置。
  5. 【請求項5】 前記第1移動体及び第2移動体はそれぞ
    れリニアモータで駆動されることを特徴とする請求項1
    記載の移動案内装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006020478A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Neomax Co Ltd ステージ装置
CN112963450A (zh) * 2021-03-23 2021-06-15 西安工业大学 新型三坐标t型气浮工作台

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