KR102423262B1 - 정압기체베어링 - Google Patents

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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링은, 가이드축과, 가이드축을 수용하면서 축방향으로 이동 가능한 통형의 슬라이더(20)를 구비한다. 슬라이더(20)는, 복수의 판형부재(20A~20D)를 체결하는 것에 의하여 구성되어 있다. 판형부재끼리의 접합면에는, 판형부재보다 탄성률이 작고 부드러운 재료로 이루어지는 막(24)이 개재되어 있다.

Description

정압기체베어링
본 발명은, 진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링에 관한 것이다.
진공 환경하에서 사용되는 베어링에는, 진공챔버 내를 오염시키지 않을 것이 요구된다. 그와 같은 베어링으로서, 정압기체베어링이 알려져 있다. 정압기체베어링은, 슬라이더 내에 마련된 에어패드로부터 압축기체를 분출함으로써, 슬라이더가 가이드축에 대하여 매끄럽게 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 정압기체베어링은, 구름베어링이나 리니어가이드와 같이, 윤활오일이나 슬라이딩면으로부터의 미세이물의 발생이 없다는 이점이 있다.
슬라이더를 판재의 접합에 의하여 형성하는 경우, 진공챔버 내의 진공도를 크게 저하시키는 일이 없도록, 슬라이더 내에 공급되는 압축기체가 판재끼리의 접합면으로부터 누출되지 않도록 하는 것이 중요하다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 천판, 저판, 측판으로 구성되는 가동체의 판의 간극에 기밀유지성이 높은 용제를 도포하는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2에는, 천판, 저판, 측판을 볼트로 서로 체결하여 이루어지는 이동체의 체결면에, 시일제로서 접착제를 봉입하여 경화시키는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-28214호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2002-333022호
특허문헌 1과 같이, 판의 간극에 용제를 도포한 경우, 용제의 경년 열화에 의하여 시일효과가 저하되거나, 열화한 용제가 간극으로부터 이탈하여 미세한 이물이 되거나 하는 문제가 있다. 또, 특허문헌 2와 같이, 판끼리를 접착제로 접착하면, 보수나 조정을 위하여 이동체를 분해하는 것이 곤란해진다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링에 있어서, 슬라이더를 구성하는 판형부재의 접합면으로부터의 기체의 누출을 저감 또는 방지하는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태는, 가이드축과, 가이드축을 수용하면서 축방향으로 이동 가능한 통형의 슬라이더를 구비하는 정압기체베어링이다. 슬라이더는, 복수의 판형부재를 체결하는 것에 의하여 구성되어 있으며, 판형부재끼리의 접합면에, 판형부재보다 탄성률이 작고 부드러운 재료로 이루어지는 막이 개재되어 있다.
이 양태에 의하면, 판형부재끼리를 체결했을 때에 판형부재보다 부드러운 막이 무너짐으로써 접합면의 간극을 메우기 때문에, 접착제나 용제 등을 사용하지 않고, 체결만으로 접합면으로부터의 기체의 누출을 감소 또는 방지할 수 있다.
판형부재가 세라믹스로 제작되고, 막이 알루미늄 증착에 의하여 형성되어도 된다. 이에 의하면, 판형부재의 접합면에 대한 막의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
다만, 이상의 요소의 임의의 조합이나, 본 발명의 요소나 표현을 장치, 방법, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링에 있어서, 슬라이더를 구성하는 판형부재의 접합면으로부터의 기체의 누출을 저감 또는 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 정압기체베어링의 개략 사시도이다.
도 2는 정압기체베어링을 구성하는 슬라이더의 사시도이다.
도 3은 정압기체베어링의 동작원리를 설명하는 도이다.
도 4는 일 실시예에 관한 슬라이더로부터의 공기의 누출량을 나타내는 표이다.
이하, 각 도면에 나타나는 동일 또는 동등한 구성요소, 부재에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하여, 적절히 중복된 설명은 생략한다. 또, 각 도면에 있어서의 부재의 치수는, 이해를 용이하게 하기 위하여 적절히 확대, 축소하여 나타난다. 또, 각 도면에 있어서 실시형태를 설명하는 데 있어서 중요하지 않는 부재의 일부는 생략하여 표시한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 정압기체베어링(10)의 개략 사시도이다. 정압기체베어링(10)은, 일방향으로 뻗어 있는 가이드축(12)과, 가이드축(12)을 내부에 수용하면서 가이드축(12)을 따라 축방향으로 이동 가능한 통형의 슬라이더(20)로 구성된다. 가이드축(12)은, 그 양단이 지지대(14)에 의하여 지지되어 있다.
슬라이더(20)는, 가이드축(12)에 대하여 약간의 간극을 갖도록 장착된다. 상세하게는 후술하는 바와 같이, 슬라이더(20)의 내부에 마련된 에어패드로부터 압축기체(예를 들면 공기)를 분출함으로써, 슬라이더(20)는 가이드축(12)을 따라 매끄럽게 이동 가능하게 되어 있다.
정압기체베어링(10)은, 예를 들면 전자빔 노광장치 등의 진공챔버 내에서 동작하는 장치에 있어서, 가동스테이지의 구동에 사용된다. 전자빔 노광장치와 함께 사용하는 경우, 정압기체베어링이 자성체이면 전자빔의 궤도에 영향을 미칠 우려가 있기 때문에, 가이드축(12), 지지대(14) 및 슬라이더(20)는, 비자성체재료, 예를 들면 세라믹스로 형성된다.
정압기체베어링(10)은, 예를 들면 구름베어링이나 리니어가이드를 사용하는 슬라이더와 비교하여, 윤활오일 등의 용제나 슬라이딩면으로부터의 미세이물의 발생이 없기 때문에, 진공 환경하에서의 사용에 특히 적합하다.
도 2는, 슬라이더(20)의 사시도이다. 슬라이더(20)는, 단면이 직사각형인 통형이며, 4매의 판형부재(20A~20D)를 조합하여 구성된다. 판형부재끼리는, 복수의 볼트(22)에 의하여 체결되어 있다. 정압기체베어링(10)의 조립 시에, 가이드축(12)과 슬라이더(20)의 내면의 사이에 원하는 간극이 형성되도록, 판형부재끼리의 체결에는 미세한 조정이 필요하게 된다.
각 판형부재(20A~20D)의 내측, 즉 가이드축(12)과 마주보는 면에는, 에어패드(30)가 복수 형성되어 있다. 에어패드(30)는, 도시하지 않은 급기계로부터 공급되는 고압의 기체를 분출하여, 가이드축(12)과의 사이의 미소한 간극에 고압의 기체층을 형성함으로써, 슬라이더(20)를 가이드축(12)으로부터 부상시킨다.
각 판형부재(20A~20D)의 양단에는, 복수의 에어패드(30)를 둘러싸도록, 차동배기용 배기홈(34, 36)이 형성되어 있다. 배기홈(34, 36)은 각각 배기펌프(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 슬라이더(20)의 내부공간의 기체를 외부로 배기한다. 이로써, 압축기체가 가이드축(12)과 슬라이더(20)의 사이의 간극으로부터 누출되지 않도록 하여, 진공챔버 내의 진공도의 저하를 방지하고 있다. 다만, 이와 같은 슬라이더의 구조는 주지이므로, 본 명세서에서는 이 이상의 상세한 설명을 생략한다.
도 3은, 정압기체베어링(10)을 장착한 기체압액추에이터의 동작원리를 설명하는 도이다. 도시하는 바와 같이, 슬라이더(20)의 내부에 형성된 에어서보실(40)을 축방향에 관하여 2개의 서보실(40A, 40B)로 구획하는 격벽(42)이 가이드축(12)에 고정되어 있다. 2개의 서보실(40A, 40B)에는, 각 서보실에 압축기체를 출입 가능하게 하기 위한 급기계(17A, 17B)가 각각 접속되어 있다. 급기계(17A, 17B)는, 서보밸브(16A, 16B)와, 압축기체공급원(18A, 18B)을 각각 구비하고 있다.
에어패드(30)에 압축공기를 공급하면, 슬라이더(20)가 가이드축(12)에 대하여 약간 부상한다. 여기에서, 예를 들면 서보실(40A)에 압축공기를 공급함과 함께, 서보실(40B)로부터 압축공기를 배출하면, 격벽(42)이 피스톤으로서 작용하여, 슬라이더(20)가 도면 중의 좌측방향으로 이동한다. 이와 같이 하여, 서보밸브(16A, 16B)의 개방도를 제어함으로써, 슬라이더(20)를 가이드축(12)에 대하여 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 이와 같은 기체압액추에이터의 동작원리는 주지이기 때문에, 본 명세서에서는 이 이상의 상세한 설명을 생략한다.
도 2로 되돌아가, 슬라이더(20)를 구성하는 각 판형부재의 재료인 세라믹스는 경도가 높고, 가공정밀도 및 가공비용의 문제로부터, 판형부재의 접합면을 완전한 평활면으로 하는 것은 불가능하다. 이로 인하여, 판형부재의 접합면으로부터는, 도 2 중에 화살표로 나타내는 바와 같이, 슬라이더(20) 안으로부터 밖을 향하여 기체의 누출이 발생한다. 이 기체의 누출량이 크면 진공챔버 내의 진공도가 저하되어, 소정의 진공도를 확보할 수 없게 된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 슬라이더(20)를 구성하는 판형부재(20A~20D)의 접합면에, 판형부재의 재료보다 탄성률이 작고 부드러운 재료로 이루어지는 막(24)을 개재시키고 있다. 이렇게 하면, 판형부재끼리를 볼트(22)에 의하여 체결했을 때에, 접합면의 막(24)이 무너져 접합면의 미세한 요철을 메우기 때문에, 접합면으로부터의 기체의 누출량을 저감시킬 수 있다. 막(24)은, 예를 들면 알루미늄 증착에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 증착을 이용함으로써, 접합면에 대한 막의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
다만, 막의 재료는, 슬라이더의 재료(본 실시형태에서는 세라믹스)보다 탄성률이 작고 부드러운 재료이며, 또한 접합면에 균일한 막을 형성 가능한 것이면, 알루미늄에 한정되지 않는다. 또, 증착 이외의 방법으로 막을 형성해도 된다. 예를 들면, 타이타늄 증착이나 아연 도금에 의하여 판형부재의 접합면에 막을 형성해도 되고, 알루미늄 박막이나 수지시트 등을 판형부재의 접합면에 개재시켜도 된다.
(실시예)
상기 실시형태의 효과를 확인하기 위하여, 3종류의 공시체 A~C에 대하여, 슬라이더의 판형부재의 접합면으로부터의 누출량을 비교하는 시험을 실시했다. 공시체 A는, 볼트체결만으로 조립한 슬라이더이다. 공시체 B는, 판형부재의 접합면의 표면조도가 공시체 A보다 작고, 볼트체결만으로 조립한 슬라이더이다. 공시체 C는, 판형부재의 접합면의 표면조도가 공시체 B와 동일하고, 추가로 접합면에 알루미늄 증착막을 형성한 후, 볼트체결에 의하여 조립한 슬라이더이다.
이 시험에서는, 상기와 같이 구성된 정압기체베어링(10)을 진공챔버 내에 설치하여, 슬라이더(20)의 내부공간에 압축공기를 부여했을 때의, 판형부재의 접합면으로부터의 공기누출량을 측정했다.
도 4는, 이 시험결과를 나타내는 그래프이다. 그래프의 가로축은, 슬라이더의 내부공간의 공기압을 나타내고, 그래프의 세로축은, 슬라이더의 판형부재의 접합면으로부터의 공기누출량을 나타낸다. 도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 판형부재의 접합면에 알루미늄 증착을 실시한 공시체 C에서는, 볼트체결만 실시한 공시체 A, B보다, 접합면으로부터의 누출량이 큰폭으로 저감되는 것이 확인되었다.
또한, 슬라이더의 조립 후에 볼트를 푼 후, 다시 볼트를 체결한 슬라이더에 대해서도, 동일한 시험을 행했다. 이 경우에도, 도 4와 마찬가지로, 판형부재의 접합면에 알루미늄 증착을 실시한 공시체 C는, 공시체 A, B보다, 접합면으로부터의 누출량이 큰폭으로 저감되는 것이 확인되었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 슬라이더를 구성하는 판형부재끼리의 접합면에, 판형부재의 재료보다 탄성률이 작고 부드러운 재료로 이루어지는 막을 개재시킴으로써, 판형부재끼리를 체결했을 때에 판형부재보다 부드러운 막이 무너짐으로써 접합면의 간극을 메우기 때문에, 접착제나 용제 등을 사용하지 않고, 체결만으로 접합면으로부터의 기체의 누출을 감소 또는 방지할 수 있다.
접착제를 사용하지 않음으로써, 일단 슬라이더를 조립한 후에도, 보수나 조정을 위하여 슬라이더를 분해하거나 재조립하거나 하는 것이 가능하게 된다. 또, 용제를 사용하지 않음으로써, 용제의 경년 열화에 의한 시일효과의 저하나 미세이물의 발생과 같은 문제도 회피할 수 있다.
이상, 실시형태에 관한 정압기체베어링의 구성에 대하여 설명했다. 이 실시형태는 예시이며, 그 각 구성요소의 조합에 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.
실시형태에서는, 정압기체베어링이 비자성체, 특히 세라믹스로 제작되는 것을 설명했지만, 본 발명은, 자성체로 구성되어 있는 정압기체베어링에 대해서도 적용할 수 있다.
실시형태에서는, 정압기체베어링의 가이드축 및 슬라이더가 직사각형의 단면형상을 갖는 것을 설명했지만, 본 발명은, 임의의 단면형상을 갖는 가이드축 및 슬라이더를 구비하는 정압기체베어링에 대해서도 적용할 수 있다.
실시형태에서는, 정압기체베어링이 장착된 기체압액추에이터에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 액추에이터의 유무에 관계없이 임의의 정압기체베어링에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링에 있어서, 슬라이더를 구성하는 판형부재의 접합면으로부터의 기체의 누출을 저감 또는 방지할 수 있다.
10 정압기체베어링
12 가이드축
20 슬라이더
20A~20D 판형부재
22 볼트
24 막

Claims (2)

  1. 가이드축과, 상기 가이드축을 수용하면서 축방향으로 이동 가능한 통형의 슬라이더를 구비하는 진공 환경하에서 사용되는 정압기체베어링으로서,
    상기 슬라이더는, 복수의 판형부재를 체결하는 것에 의하여 구성되어 있고,
    상기 판형부재끼리의 접합면의 전면에, 판형부재보다 탄성률이 작고 부드러운 재료로 이루어지는 알루미늄 증착에 의해 형성된 막이 개재된 상태로 상기 판형부재끼리가 체결되는 것을 특징으로 하는 정압기체베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판형부재가 세라믹스로 제작되는 것을 특징으로 하는 정압기체베어링.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI642858B (zh) * 2017-09-06 2018-12-01 友達光電股份有限公司 氣浮軸承模組
CN108547870B (zh) * 2018-05-09 2019-03-29 哈尔滨工业大学 一种带有非等深节流腔的气浮支承导向装置
CN111894978B (zh) * 2020-07-22 2022-04-26 南通理工学院 平面支承主动磁悬浮装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333022A (ja) * 2001-03-09 2002-11-22 Toto Ltd 静圧気体軸受

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3263025A (en) * 1963-07-30 1966-07-26 Varian Associates Demountable metal-to-ceramic seal
JPH07109217B2 (ja) * 1986-01-31 1995-11-22 京セラ株式会社 静圧気体直線案内装置
JPH0221328U (ko) * 1988-07-28 1990-02-13
JPH03242386A (ja) * 1990-02-21 1991-10-29 Toshiba Ceramics Co Ltd セラミック部材と金属部材の接合構造
JP3106474B2 (ja) * 1990-02-21 2000-11-06 日本精工株式会社 静圧気体軸受
JPH09324272A (ja) * 1996-03-31 1997-12-16 Furontetsuku:Kk シール装置
JP2004028214A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Kyocera Corp 静圧気体軸受
JP4022508B2 (ja) * 2003-10-20 2007-12-19 トーカロ株式会社 セラミック溶射の前処理方法およびその溶射皮膜被覆部材
CN203730559U (zh) * 2014-02-19 2014-07-23 日本精工株式会社 静压气体轴承

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333022A (ja) * 2001-03-09 2002-11-22 Toto Ltd 静圧気体軸受

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