JP2005331048A - 防振ｘ−ｙテーブル - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ−Ｙテーブルにおいて、駆動系等から水平テーブルに有害な振動を伝えないように機械的に分離し、鋼球（ボール）や潤滑油を全く用いないで滑り摩擦をほとんど皆無にし得て、水平テーブルを互いに直交する二方向に自由にしかも免振状態で移動させることができるようにする。
【解決手段】断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面２１ａ，２２ａを有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口２１ｂを設けてなる軸２１，２２と、該軸の円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝３１ａ，３２ａを有するガイド３１，３２とを備え、円筒外周面と円弧溝との間に空気圧層を形成することで軸がガイドから浮上し互いに直交する二方向に水平テーブル３を免振状態で移動可能にした構成を特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、防振Ｘ−Ｙテーブルに係り、特に軸の円筒外周面からガイドの円弧溝に対して圧縮空気を噴出させることで軸に取り付けられた水平テーブルをガイドから浮上させ、ガイド側と水平テーブル側とを有害な振動を伝えないように機械的に分離でき、しかも鋼球（ボール）や潤滑油を全く用いないで滑り摩擦をほとんど皆無にし得て、水平テーブルを互いに直交する二方向に自由にしかも免振状態で移動させることができる防振Ｘ−Ｙテーブルに関する。

Ｘ−Ｙテーブルは、従来からＩＣ製造等の各種の製造装置、測定装置等に用いられており、テーブルを例えばボールガイド等のリニアガイドにより互いに直交する二方向に夫々独立して移動可能に支持すると共に、各々の移動方向と平行にボールねじを取り付けておき、該ボールねじをサーボモータやステッピングモータ等で駆動して、テーブルを駆動するようにしたものが一般的である。

このため従来のＸ−Ｙテーブルでは、テーブルの移動時にリニアガイドとテーブル間に生じる摩擦振動（転動体使用の場合は、該転動体の通過に伴う振動）や、ボールねじ駆動用のモータから発生する振動がテーブルに伝わっているのが現状であり（例えば２乃至５Ｈｚ程度の振動）、このままではミクロンオーダの位置決め精度やミリセコンドオーダのタクトタイムが要求されている今日のＩＣ技術に対応できない。

このためＸ−Ｙテーブルにおいては、いかにしてテーブルへの振動の伝達を防ぐかが重要である。防振手段として従来最も多く採用されているのは、防振ゴムマット及び制振合金マットであるが、防振ゴムマットは駆動系等から発生する振動周波数帯域をすべてカバーすることができず、該帯域による防振ゴムマットの選定にノウハウが必要とされるという問題があり、また制振合金マットは近年脚光を浴びているものの、テーブルと台座間が機械的に接合されているため、駆動系等から発生するすべての振動を軽減させることは基本的に不可能であるという問題があった。

一方特許文献１に開示されているように、空気式の防振装置は数多く考案されているが、円筒外周面を有する軸と該円筒外周面と同一曲率半径の円弧溝とを組み合わせた軸受を使用したものについては、全く開示されていない。

また上下方向の振動を空気式防振装置で軽減させるものや、横揺れ等を空気式制振装置で制御するものも考案されているが、テーブルを機械的に分離し、かつ互いに直交する二方向（例えばＸ方向及びＹ方向）に自由に移動させることができるものは存在していなかった。

特開２００２−３１１９０号公報

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有する軸の該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設け、円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝との間に空気圧層を形成することで該円弧溝から軸が浮上可能に構成することによって、該軸と円弧溝とを機械的に分離して、有害な振動を伝えずこれを完全に遮断し得るようにすることである。

また他の目的は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と、該軸の円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとを備え、円筒外周面と円弧溝との間に空気圧層を形成することで軸がガイドから浮上し軸方向に移動可能に構成することによって、軸とガイドとを機械的に分離し、有害な振動が伝わらないようにすると共に、滑り摩擦をほとんど皆無にすることである。

更に他の目的は、上記構成による軸受と、軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、水平に設置されたガイドに対して該水平テーブルを軸の軸方向に浮上した状態で移動可能に構成することによって、ガイド側の有害な振動が水平テーブルに伝わらないようにして、該水平テーブルの位置決め精度を飛躍的に高めることである。

また他の目的は、上記構成において、水平テーブル及びガイドの相対する位置に軸の軸方向に水平テーブルを駆動するように取り付けられたリニアモータを備え、水平に設置されたガイドに対して該水平テーブルを軸の軸方向に浮上した状態でリニアモータにより駆動可能に構成することによって、駆動系と水平テーブルとを機械的に分離した状態で、該水平テーブルを所定の方向に自在にしかも免振状態で移動させ、正確に位置決めできるようにすることである。

更に他の目的は、上記構成において、水平テーブル及びガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けることによって、水平テーブルの浮上を磁石の反発力により補助し、例えば軸から圧縮空気が噴出していないときや、水平テーブルに比較的重い物を取り付けているときでも、水平テーブルが浮上した状態を維持できるようにすることである。

また他の目的は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、該水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に移動可能に構成することによって、第１軸受により第１ガイドと第２ガイドとの間の振動の伝達を遮断し、また第２軸受により第２ガイドと水平テーブルとの間の振動の伝達を遮断するようにして、土台となる第１ガイドからの有害な振動が水平テーブルに伝わらないＸ−Ｙテーブルを提供することである。

更に他の目的は、上記構成において、第２ガイド及び第１ガイドの相対する位置に第１軸の軸方向に第２ガイドを駆動するように取り付けられた第１リニアモータと、水平テーブル及び第２ガイドの相対する位置に第２軸の軸方向に水平テーブルを駆動するように取り付けられた第２リニアモータとを備え、第１リニアモータ及び第２リニアモータにより水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に夫々独立して駆動可能に構成することによって、可動部及び駆動部における振動の発生を抑制した防振Ｘ−Ｙテーブルを提供することであり、またこれによって今日のＩＣ技術において要求されるミクロンオーダの位置決め精度及びミリセコンドオーダのタクトタイムを実現させることである。

また他の目的は、高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸を型に設置し、該型に可塑性樹脂を流し込んで硬化させ、基準軸の真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写された円弧溝をガイド上に形成することによって、加工が困難とされていた高精度な円弧溝を極めて容易かつ安価に形成できるようにすることであり、またこれによって該精密ガイドを使用した空気軸受を種々の装置、例えば防振Ｘ−Ｙテーブルに導入し易くすることである。

要するに本発明軸（請求項１）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設け、前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝との間に空気圧層を形成することで該円弧溝から浮上可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明空気軸受（請求項２）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と、該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとを備え、前記円筒外周面と前記円弧溝との間に空気圧層を形成することで前記軸が前記ガイドから浮上し軸方向に移動可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明防振水平テーブル（請求項３）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとからなる空気軸受と、前記軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、水平に設置された前記ガイドに対して該水平テーブルを前記軸の軸方向に浮上した状態で移動可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明防振水平テーブル（請求項４）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとからなる空気軸受と、前記軸の上側に取り付けられた水平テーブルと、該水平テーブル及び前記ガイドの相対する位置に前記軸の軸方向に前記水平テーブルを駆動するように取り付けられたリニアモータとを備え、水平に設置された前記ガイドに対して該水平テーブルを前記軸の軸方向に浮上した状態で前記リニアモータにより駆動可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明防振水平テーブル（請求項５）は、請求項３又は請求項４のいずれかに記載の防振水平テーブルにおいて、前記水平テーブル及び前記ガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けたことを特徴とするものである。

また本発明防振Ｘ−Ｙテーブル（請求項６）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の前記第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの前記円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり前記第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、前記第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、該水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に移動可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明防振Ｘ−Ｙテーブル（請求項７）は、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の前記第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの前記円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり前記第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、前記第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルと、前記第２ガイド及び前記第１ガイドの相対する位置に前記第１軸の軸方向に前記第２ガイドを駆動するように取り付けられた第１リニアモータと、前記水平テーブル及び前記第２ガイドの相対する位置に前記第２軸の軸方向に前記水平テーブルを駆動するように取り付けられた第２リニアモータとを備え、前記第１リニアモータ及び前記第２リニアモータにより前記水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に夫々独立して駆動可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明防振Ｘ−Ｙテーブル（請求項８）は、請求項６又は請求項７のいずれかに記載の防振Ｘ−Ｙテーブルにおいて、前記水平テーブル及び前記第２ガイドの相対する位置、及び前記第２ガイド及び前記第１ガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けたことを特徴とするものである。

また本発明精密ガイドの製造方法（請求項９）は、高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸を型に設置し、該型に可塑性樹脂を流し込んで硬化させ、前記基準軸の前記真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写された円弧溝をガイド上に形成することを特徴とするものである。

本発明は、上記のように断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有する軸の該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設け、円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝との間に空気圧層を形成することで該円弧溝から軸が浮上可能に構成したので、該軸と円弧溝とを機械的に分離でき、有害な振動を伝えずこれを完全に遮断し得る効果がある。

また断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と、該軸の円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとを備え、円筒外周面と円弧溝との間に空気圧層を形成することで軸がガイドから浮上し軸方向に移動可能に構成したので、軸とガイドとを機械的に分離でき、有害な振動が伝わらず、また滑り摩擦をほとんど皆無にし得る効果が得られる。

更に上記構成による軸受と、軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、水平に設置されたガイドに対して該水平テーブルを軸の軸方向に浮上した状態で移動可能に構成したので、ガイド側の有害な振動が水平テーブルに伝わらず、該水平テーブルの位置決め精度を飛躍的に高めることができるという効果がある。

また上記構成において、水平テーブル及びガイドの相対する位置に軸の軸方向に水平テーブルを駆動するように取り付けられたリニアモータを備え、水平に設置されたガイドに対して該水平テーブルを軸の軸方向に浮上した状態でリニアモータにより駆動可能に構成したので、駆動系と水平テーブルとを機械的に分離した状態で、該水平テーブルを所定の方向に自在にしかも免振状態で移動させ、正確に位置決めできるという効果が得られる。

更に上記構成において、水平テーブル及びガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けたので、水平テーブルの浮上を磁石の反発力により補助し、例えば軸から圧縮空気が噴出していないときや、水平テーブルに比較的重い物を取り付けているときでも、水平テーブルが浮上した状態を維持できるという効果がある。

また断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、該水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に移動可能に構成したので、第１軸受により第１ガイドと第２ガイドとの間の振動の伝達を遮断し、また第２軸受により第２ガイドと水平テーブルとの間の振動の伝達を遮断し得、土台となる第１ガイドからの有害な振動が水平テーブルに伝わらないＸ−Ｙテーブルを提供できるという効果が得られる。

更に上記構成において、第２ガイド及び第１ガイドの相対する位置に第１軸の軸方向に第２ガイドを駆動するように取り付けられた第１リニアモータと、水平テーブル及び第２ガイドの相対する位置に第２軸の軸方向に水平テーブルを駆動するように取り付けられた第２リニアモータとを備え、第１リニアモータ及び第２リニアモータにより水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に夫々独立して駆動可能に構成したので、可動部及び駆動部における振動の発生を抑制した防振Ｘ−Ｙテーブルを提供できる効果があり、またこの結果今日のＩＣ技術において要求されるミクロンオーダの位置決め精度及びミリセコンドオーダのタクトタイムを実現できるという効果が得られる。

また高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸を型に設置し、該型に可塑性樹脂を流し込んで硬化させ、基準軸の真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写された円弧溝をガイド上に形成するようにしたので、加工が困難とされていた高精度な円弧溝を極めて容易かつ安価に形成できる効果があり、またこの結果該精密ガイドを使用した空気軸受を種々の装置、例えば防振Ｘ−Ｙテーブルに導入し易くする効果が得られる。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係る防振Ｘ−Ｙテーブル１０は、図１から図５において、第１空気軸受１と、第２空気軸受２と、水平テーブル３と、第１リニアモータ１１と、第２リニアモータ１２とを備えている。

第１空気軸受１は、図１から図３、図５から図８に示すように、断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面２１ａを有し該円筒外周面２１ａに該円筒外周面２１ａから圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口２１ｂを設けてなる第１軸２１と、該第１軸２１の円筒外周面２１ａと同一の曲率半径に形成された円弧溝３１ａを有する第１ガイド３１とからなるものである。

第１軸２１の円筒外周面２１ａには、例えば第１軸２１の全長よりも短い３本の溝２１ｃが形成され、該溝２１ｃ内に夫々エア噴出口２１ｂが形成されている。各エア噴出口２１ｂは第１軸２１の端面から内部に向けて形成された穴２１ｄに連通しており、穴２１ｄの入口には、例えばホース（図示せず）を接続するための継手１３が取り付けられている。なお、エア噴出口２１ｂの数、位置、溝２１ｃの形状等は、図示のものに限られず、空気軸受として機能するものであれば、どのような構成であってもよい。

中央の溝２１ｃを真下にした場合に上側となる部分の一部には、平面部２１ｅ，２１ｆが形成されており、平面部２１ｅにねじ穴２１ｇが形成されている。平面部２１ｅ，２１ｆは、連結部材２３，２４を取り付ける際の座となる部分である。

円筒外周面２１ａの表面粗さ（算術平均粗さ）は、少なくとも１μｍであり、好ましくは０．１μｍである。面肌が高精度に仕上げられているほど、少ないエア圧で使用できるからである。

第１ガイド３１は、図１２から図１４に示すように、高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸１４を型１５に設置し、該型に可塑性樹脂１６を、矢印Ｆ方向に流し込んで硬化させることにより製造され、円弧溝３１ａは基準軸１４の真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写されて形成される。

従って基準軸１４の表面粗さ（算術平均粗さ）を１μｍに仕上げておけば、円弧溝３１ａの表面粗さも１μｍとすることができ、また基準軸１４の表面粗さを０．１μｍに仕上げておけば、円弧溝３１ａの表面粗さも０．１μｍとすることができる。

円弧溝３１ａの断面形状は、例えば半円である。これは第１軸２１の移動方向と直角方向に力が作用したときにも、第１軸２１の浮上状態を維持できるようにするためであり、また第１軸２１の取付け及び取外しを容易にするためである。

第１ガイド３１には、図３に示すように、例えば２本の円弧溝３１ａが形成され、例えば該円弧溝３１ａの間に、該円弧溝３１ａと平行に第１リニアモータ１１の永久磁石２５が埋め込まれている。

１本の円弧溝３１ａにつき、例えば２本の第１軸２１が組み合わされ、計４組の第１空気軸受１で、例えばＸ軸方向に水平テーブル３を動かすことができるようになっている。各第１軸２１は、例えば連結部材２３，２４により連結され、ねじ１８により第２空気軸受２の第２ガイド３２の下面に固定されている。

第２軸受２は、第１空気軸受１の第１軸２１の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝３２ａを有する第２ガイド３２と断面形状の少なくとも一部が該第２ガイド３２の円弧溝３２ａと同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面２２ａを有し該円筒外周面２２ａに該円筒外周面２２ａから圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口２２ｂを設けてなる第２軸２２とからなり第１空気軸受１と直交する方向に移動可能に構成されている。

第２軸２２の円筒外周面２２ａには、例えば第２軸２２の全長よりも短い３本の溝（図示せず）が形成され、該溝内に夫々エア噴出口が形成されている。

中央の溝を真下にした場合に上側となる部分の一部には、平面部２２ｅ，２２ｆが形成されており、平面部２２ｅにねじ穴２２ｇが形成されている。平面部２２ｅ，２２ｆは、連結部材２６，２８を取り付ける際の座となる部分である。

第２軸２２の他の構成は、第１軸２１と同様であるので、説明を省略する。

第２ガイド３２の製造方法は、第１ガイド３１と同様であるので、基準軸（図示せず）の表面粗さ（算術平均粗さ）を１μｍに仕上げておけば、円弧溝３２ａの表面粗さも１μｍとすることができ、また基準軸の表面粗さを０．１μｍに仕上げておけば、円弧溝３２ａの表面粗さも０．１μｍとすることができる。

第２ガイド３２には、図３に示すように、例えば２本の円弧溝３２ａと、４箇所の穴３２ｂが形成され、例えば該円弧溝３２ａの間に、該円弧溝３２ａと平行に第２リニアモータ１２の永久磁石２９が埋め込まれている。穴３２ｂは、ねじ１８を通すためのものである。

１本の円弧溝３２ａにつき、例えば２本の第２軸２２が組み合わされ、計４組の第２空気軸受２で、例えばＹ軸方向に水平テーブル３を動かすことができるようになっている。各第２軸２２は、例えば連結部材２６，２８により連結され、ねじ１８により水平テーブル３の下面に固定されている。

水平テーブル３は、第２軸２２の上側に、例えばねじ１９により取り付けられるものであって、図示しない工作物等を取り付ける土台となるものであり、第１空気軸受１及び第２空気軸受２により支持され、第１リニアモータ１１及び第２リニアモータ１２により駆動されて互いに直交する二方向（例えばＸ軸方向及びＹ軸方向）に夫々移動可能に構成されている。水平テーブル３には、ねじ１９を通すための穴３ａが、例えば４箇所形成されている。

第１リニアモータ１１は、図１、図３及び図５に示すように、第２ガイド３２及び第１ガイド３１の相対する位置に第１軸２１の軸方向に第２ガイド３２を駆動するように取り付けられたものであって、第１ガイド３１の埋め込まれた永久磁石２５と、連結部材２３に取り付けられたコイル３０と、図示しない制御部とから構成されている。なお、コイル３０の取付け位置は、連結部材２３に限られず、リニアモータとして作動すればよいので、例えば第２ガイド３２に取り付けてもよい。

第２リニアモータ１２は、水平テーブル３及び第２ガイド３２の相対する位置に第２軸２２の軸方向に水平テーブル３を駆動するように取り付けられたものであって、第２ガイド３２の埋め込まれた永久磁石２９と、連結部材２６に取り付けられたコイル３３と、図示しない制御部とから構成されている。なお、コイル３３の取付け位置は、連結部材２６に限られず、リニアモータとして作動すればよいので、例えば水平テーブル３に取り付けてもよい。

なお、図１０及び図１１に示すように、水平テーブル３及び第２ガイド３２の相対する位置に、互いに反発するように磁石３４を夫々取り付けるようにしてもよい。水平テーブル３を常時磁気浮上させておくことができるからである。第２ガイド３２と第１ガイド３１との間に、同様に磁石（図示せず）を取り付けてもよい。

図示の例では、水平テーブル３に第２軸２２を直接ねじ１９により固定しているが、上述のように連結部材を介してもよい。

そして本発明方法（請求項９）は、高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸１４を型１５に設置し、該型１５に可塑性樹脂１６を流し込んで硬化させ、基準軸１４の真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写された円弧溝３１ａ，３２ａをガイド（第１ガイド３１及び第２ガイド３２）上に形成する方法である。

本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１、図２及び図９において、第１空気軸受１における継手１３から第１軸２１に圧縮空気を供給すると、該圧縮空気は第１軸２１内を通って円筒外周面２１ａのエア噴出口２１ｂから矢印Ａ方向に噴出し、第１ガイド３１の円弧溝３１ａとの間にわずかな厚さ（例えば５μｍ）の空気圧層４を形成する。

空気圧層４の厚さ、即ち浮上高さは、圧縮空気の圧力を調節することで変化させることができる。圧縮空気は少しずつ漏れて行くが、その消費量は例えば３０分に一度コンプレッサ（図示せず）が作動する程度である。

空気圧層４が形成されることによって、第１軸２１は反作用により円弧溝３１ａから浮上し、非接触状態となる。ここで第１リニアモータ１１の作動を制御することにより、第２ガイド３２をＸ軸方向、即ち矢印Ｂ又は矢印Ｃ方向に自在に移動させ、ミクロンオーダで位置決めすることができる。このとき第２ガイド３２に伴って水平テーブル３も移動する。

第２空気軸受２についても、第１空気軸受１と同様に、圧縮空気を供給することにより、第２軸２２が第２ガイド３２の円弧溝３２ａからわずかに浮上するので、第２リニアモータ１２の作動を制御することにより、水平テーブル３をＹ軸方向、即ち矢印Ｄ又は矢印Ｅ方向に自在に移動させ、ミクロンオーダで位置決めすることができる。

図１０及び図１１において、磁石３４を使用した場合には、圧縮空気が供給されていないときでも水平テーブル３が第２ガイド３２から浮上しており、圧縮空気のみにより浮上させる場合と比較して負荷容量が大きい。

このように、防振Ｘ−Ｙテーブル１０においては、水平テーブル３が浮上することで空気圧層４を介して機械的に分離されており、また第１リニアモータ１１及び第２リニアモータ１２が非接触状態で作動するので、駆動系からの有害な振動が生じず、外部からの振動が第１ガイド３１に伝わったとしても、第１空気軸受１及び第２空気軸受２において遮断され、水平テーブル３には伝わらない。このため水平テーブル３の位置決め精度がミクロンオーダと非常に高く、またタクト時間もミリセコンドオーダと非常に短くすることができる。

またＸ−Ｙテーブルとしてだけでなく、一方向にのみ移動する各種の可動部防振装置としても使用することが可能である。

防振Ｘ−Ｙテーブルの斜視図である。 防振Ｘ−Ｙテーブルの部分縦断面正面図である。 防振Ｘ−Ｙテーブルの分解斜視図である。 水平テーブル、連結部材及び第２軸の分解斜視図である。 第２ガイド、連結部材及び第１軸の分解斜視図である。 第１軸の底面図である。 第１軸の半径方向から見た縦断面図である。 第１軸の軸方向から見た縦断面図である。 第１軸のエア噴出口から圧縮空気が噴出して円弧溝から第１軸が浮上している状態を誇張して示す拡大縦断面図である。 磁石により水平テーブルを浮上させるようにした防振Ｘ−Ｙテーブルの部分破断斜視図である。 磁石により水平テーブルを浮上させるようにした防振Ｘ−Ｙテーブルにおいて、軸のエア噴出口から圧縮空気が噴出して円弧溝から軸が浮上している状態を誇張して示す部分縦断面図である。 基準軸を型に設置し、該型に可塑性樹脂を流し込んでいる状態を示す部分縦断面図である。 可塑性樹脂の流込みが完了した状態を示す部分縦断面図である。 可塑性樹脂の硬化後、型及び基準軸を取り外し、円弧溝が形成されたガイドが得られた状態を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１ 空気軸受の一例たる第１空気軸受
２ 空気軸受の一例たる第２空気軸受
３ 水平テーブル
４ 空気圧層
１０ 防振Ｘ−Ｙテーブル
１１ 第１リニアモータ
１２ 第２リニアモータ
１４ 基準軸
１５ 型
１６ 可塑性樹脂
２０ 防振Ｘ−Ｙテーブル
２１ 軸の一例たる第１軸
２１ａ 円筒外周面
２１ｂ エア噴出口
２２ 軸の一例たる第２軸
２２ａ 円筒外周面
３１ 第１ガイド
３１ａ 円弧溝
３２ 第２ガイド
３２ａ 円弧溝
３４ 磁石

Claims (9)

1. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設け、前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝との間に空気圧層を形成することで該円弧溝から浮上可能に構成したことを特徴とする軸。
2. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と、該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとを備え、前記円筒外周面と前記円弧溝との間に空気圧層を形成することで前記軸が前記ガイドから浮上し軸方向に移動可能に構成したことを特徴とする空気軸受。
3. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとからなる空気軸受と、前記軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、水平に設置された前記ガイドに対して該水平テーブルを前記軸の軸方向に浮上した状態で移動可能に構成したことを特徴とする防振水平テーブル。
4. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる軸と該軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有するガイドとからなる空気軸受と、前記軸の上側に取り付けられた水平テーブルと、該水平テーブル及び前記ガイドの相対する位置に前記軸の軸方向に前記水平テーブルを駆動するように取り付けられたリニアモータとを備え、水平に設置された前記ガイドに対して該水平テーブルを前記軸の軸方向に浮上した状態で前記リニアモータにより駆動可能に構成したことを特徴とする防振水平テーブル。
5. 前記水平テーブル及び前記ガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の防振水平テーブル。
6. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の前記第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの前記円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり前記第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、前記第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルとを備え、該水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に移動可能に構成したことを特徴とする防振Ｘ−Ｙテーブル。
7. 断面形状の少なくとも一部が円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第１軸と該第１軸の前記円筒外周面と同一の曲率半径に形成された円弧溝を有する第１ガイドとからなる第１空気軸受と、該第１空気軸受の前記第１軸の上側に取り付けられ所定の曲率半径に形成された円弧溝を有する第２ガイドと断面形状の少なくとも一部が該第２ガイドの前記円弧溝と同一曲率半径の円弧形状となる円筒外周面を有し該円筒外周面に該円筒外周面から圧縮空気を噴出可能とするエア噴出口を設けてなる第２軸とからなり前記第１空気軸受と直交する方向に移動可能に構成された第２空気軸受と、前記第２軸の上側に取り付けられた水平テーブルと、前記第２ガイド及び前記第１ガイドの相対する位置に前記第１軸の軸方向に前記第２ガイドを駆動するように取り付けられた第１リニアモータと、前記水平テーブル及び前記第２ガイドの相対する位置に前記第２軸の軸方向に前記水平テーブルを駆動するように取り付けられた第２リニアモータとを備え、前記第１リニアモータ及び前記第２リニアモータにより前記水平テーブルを浮上した状態で互いに直交する二方向に夫々独立して駆動可能に構成したことを特徴とする防振Ｘ−Ｙテーブル。
8. 前記水平テーブル及び前記第２ガイドの相対する位置、及び前記第２ガイド及び前記第１ガイドの相対する位置に、互いに反発するように磁石を夫々取り付けたことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の防振Ｘ−Ｙテーブル。
9. 高精度の真円度、曲率半径及び表面粗さに加工された基準軸を型に設置し、該型に可塑性樹脂を流し込んで硬化させ、前記基準軸の前記真円度、曲率半径及び表面粗さがそのまま転写された円弧溝をガイド上に形成することを特徴とする精密ガイドの製造方法。

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