JP2006029412A - Static pressure type linear motion guide unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は,軌道面を備えた軌道レール及び該軌道レール上を相対移動するスライダから成る静圧形直動案内ユニットに関する。 The present invention relates to a hydrostatic linear motion guide unit comprising a track rail having a track surface and a slider that moves relative to the track rail.
近年,直動案内ユニットとしては,半導体製造装置,各種組立装置,検査装置,医療機器,測定装置等の各種装置において,往復運動を行う部品に対して高精度,超小型化,滑らかな往復運動等の性能を達成できるものが求められている。最近では,直動案内ユニットとしては,高精度,高速化等の性能向上に加えてメンテナンスフリーが重視されると共に,特に,超小型化のものが要望されるようになり,それに伴って,直動案内ユニットを構成する部材や部品が小さい構造になり,それらの部品の組立誤差,組立工数等から部品点数を減らすことが求められるようになった。また,直動案内ユニットは,機械装置の不可欠な重要な機械要素を構成しており,直動案内ユニットについて多種のサイズ,多種形式のものが使用されているが,ボールやローラの転動体を用いることなく,スライダが軌道レール上に軽快に摺動案内できるものが要望されている。 In recent years, as linear motion guide units, semiconductor devices, various assembly devices, inspection devices, medical equipment, measuring devices, etc., have high precision, ultra miniaturization, and smooth reciprocating motion for parts that reciprocate. What can achieve such performance is required. Recently, as a linear motion guide unit, in addition to improving performance such as high accuracy and high speed, maintenance-free has been emphasized, and in particular, an ultra-miniaturized one has been demanded. The members and parts that make up the motion guide unit have a small structure, and it has become necessary to reduce the number of parts due to assembly errors and assembly man-hours of those parts. The linear motion guide unit constitutes an indispensable important machine element of the machine. Various sizes and types of linear motion guide units are used, but rolling elements such as balls and rollers are used. There is a demand for a slider that can be slidably guided on a track rail without being used.
従来,静圧形支承装置として,超精密ステージや工作機械に用いられているものが知られている。該静圧形支承装置は,支承面に給気を行って静圧を発生させ,被支承体を浮上支承するものであり,支承面への給気系路に基体の流速が音速となるようにオリフィスを設けたものである。上記静圧形支承装置は,両端支持された矩形状でなる固定ガイドレール,及び固定ガイドレールの周りを囲んでなる可動ブロックから成り,高圧空気が上下左右の分岐路から給気されるように構成されている。上記静圧形支承装置は,矩形状の1辺の互いの対向面間に一つずつのオリフィスを形成し,該オリフィスから支承面に対して給気するものである。また,可動ブロックは,固定ガイドレールとの僅かな隙間を形成するために,1辺のブロック板を4辺に4角筒状に組み立てて構成される(例えば,特許文献1参照)。 Conventionally, as hydrostatic bearing devices, those used for ultra-precision stages and machine tools are known. This static pressure type bearing device supplies air to the bearing surface to generate static pressure and floats the supported body, so that the flow velocity of the base body becomes sonic in the air supply system path to the bearing surface. Is provided with an orifice. The hydrostatic bearing device is composed of a rectangular fixed guide rail supported at both ends and a movable block surrounding the fixed guide rail so that high-pressure air is supplied from the upper, lower, left and right branch passages. It is configured. In the static pressure type bearing device, one orifice is formed between the opposing surfaces of one side of a rectangular shape, and air is supplied from the orifice to the bearing surface. Further, the movable block is constructed by assembling a block plate on one side into a quadrangular cylindrical shape on four sides in order to form a slight gap with the fixed guide rail (see, for example, Patent Document 1).
また,軸受性能の向上や製造コストの低減を図った静圧空気軸受形直進案内も知られている。該静圧空気軸受形直進案内は,矩形断面のスライダ軸が軸受ブロックに対して直進運動するものであり,軸受ブロックには,軸方向の4箇所に各辺に一つずつの計4個の軸受パッドが装着されている。軸受パッドは,絞り部になっており,空気連通孔に通じる一つの孔部分に装着されている。また,軸受ブロックは,一対の略L字断面を有するブロックを組み立てねじで固着するものである(例えば,特許文献2参照)。 In addition, a hydrostatic air bearing type linear guide that improves bearing performance and reduces manufacturing costs is also known. In the static pressure air bearing type linear guide, a slider shaft having a rectangular cross section moves linearly with respect to the bearing block, and the bearing block has four shafts, one on each side in four axial directions. Bearing pads are installed. The bearing pad is a throttle portion and is mounted in one hole portion that communicates with the air communication hole. Moreover, a bearing block fixes a block which has a pair of substantially L-shaped cross sections with an assembly screw (for example, refer patent document 2).
また,静圧軸受に用いる放射状オリフィスの製造方法が知られている。該放射状オリフィスの製造方法は,回転軸を空気圧で支持する軸受ケースにオリフィスを形成する方法であり,該静圧軸受は,軸受ケース内に固定された放射状のみぞを形成した円板を重ねることで多数の放射状オリフィスを形成した静圧ラジアル軸受に構成されている。上記静圧軸受は,平行軸穴を有する放射状みぞ付円板と平行軸穴を有する排気みぞ付円板をそれぞれ数枚重ね合わせて構成されており,また,テーパー軸穴を有する放射状みぞ付円板と,テーパー軸穴を有する排気みぞ付円板とをそれぞれ数枚重ね合わせて構成されている(例えば,特許文献3参照)。
しかしながら,従来の静圧形直動案内ユニットについて,転動体の部品を用いずに部品点数を低減した静圧軸受の長所を生かして,現状の軌道レールに複数の転動体を介して摺動自在なスライダからなる直動案内ユニットのように汎用性を高めて利便性をよくするには,如何に流体を軌道面に噴出させて,スライダを軌道レールに対してバランス良く浮上させるかに,多くの問題があった。 However, the conventional hydrostatic type linear motion guide unit can be slid freely on the current track rail via multiple rolling elements by taking advantage of the hydrostatic bearings that have reduced the number of parts without using rolling element parts. In order to increase versatility and improve convenience, such as a linear motion guide unit consisting of a simple slider, there are many ways to eject fluid onto the raceway surface and lift the slider in a balanced manner with respect to the raceway rail. There was a problem.
また,上記の静圧形支承装置は,両端支持のために長ストロークなものでは,大掛りなものになってしまい,汎用性には不向きなものであった。 Further, the above-described hydrostatic bearing device has a long stroke for supporting both ends, so that it becomes a large-scale one and is not suitable for versatility.
また,上記静圧空気軸受形直進案内は,圧縮空気供給ポートから各空気連通孔に通じる長い孔を形成しなければならないので,軸受ブロックの長さが制限され,また,軸が摺動するものであり,汎用性が制限されるものになっている。 In addition, the hydrostatic air bearing type linear guide described above must be formed with long holes from the compressed air supply port to each air communication hole, so that the length of the bearing block is limited and the shaft slides. Therefore, versatility is limited.
上記の放射状オリフィスの製造方法は,回転軸を支持する軸受ケース内に固定した多数の円板を積層してオリフィスを形成するものである。 The above-described radial orifice manufacturing method forms an orifice by laminating a number of disks fixed in a bearing case that supports a rotating shaft.
この発明の目的は,上記の課題を解決することであり,利便性を高めるために,従来の直動案内ユニットにおけるスライダに比較してスライダをコンパクトに構成して部品点数を低減でき,スライダの相対摺動にあたっての長ストロークが可能であり,スライダの軌道レールに対する相対摺動抵抗が非常に小さく,スライダの相対走行精度が高精度であって摺動部の発熱も非常に小さく,使用範囲が広範囲に適用できる静圧形直動案内ユニットを提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in order to improve convenience, the slider can be made more compact than the slider in the conventional linear motion guide unit, and the number of parts can be reduced. A long stroke for relative sliding is possible, the relative sliding resistance of the slider to the track rail is very small, the relative running accuracy of the slider is high, the heat generation of the sliding part is very small, and the range of use is To provide a static pressure linear motion guide unit applicable to a wide range.
この発明は,長手方向に沿って第1軌道面が形成された長尺状でなる軌道レール,及び前記第1軌道面に対向して流体を介して非接触でなる第2軌道面が形成され且つ前記軌道レールに対して相対摺動自在なスライダを有し,前記スライダの前記第2軌道面には,前記軌道レールの前記第1軌道面に対して前記流体を噴き出す噴出口が前記第2軌道面に沿ってと摺動方向に沿ってそれぞれ隔置して多数形成されていることから成る静圧形直動案内ユニットに関する。 According to the present invention, an elongated track rail having a first track surface formed along a longitudinal direction and a second track surface that is opposed to the first track surface through a fluid are formed. And a slider that is slidable relative to the track rail, and the second track surface of the slider has a jet outlet for ejecting the fluid to the first track surface of the track rail. The present invention relates to a hydrostatic type linear motion guide unit which is formed in a plurality along the raceway surface and along the sliding direction.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記軌道レールの前記第1軌道面は前記軌道レールの両側面に互いに直交する一対の傾斜面からそれぞれ形成され,前記スライダは前記軌道レールの上面側に位置するブリッジ部と該ブリッジ部から前記軌道レールの前記両側面に沿ってそれぞれ延びる一対の袖部とから成り,前記スライダは前記袖部間の凹部が前記軌道レールに跨架して相対摺動自在である。 In this hydrostatic linear motion guide unit, the first track surface of the track rail is formed from a pair of inclined surfaces orthogonal to each other on both side surfaces of the track rail, and the slider is positioned on the upper surface side of the track rail. And a pair of sleeve portions extending from the bridge portion along the both side surfaces of the track rail. The slider has a recess between the sleeve portions straddling the track rail and is relatively slidable. It is.
前記スライダは,摺動方向に積層された複数のケーシング板から成るケーシングと,前記ケーシング板を互いに固定するため前記ケーシングの両端にそれぞれ配設されたエンドプレートとから構成されている。 The slider includes a casing made of a plurality of casing plates stacked in a sliding direction, and end plates respectively disposed at both ends of the casing for fixing the casing plates to each other.
この静圧形直動案内ユニットは,前記ケーシング板には前記流体の供給孔,前記ケーシング板の一端面に形成され且つ前記供給孔に通じる連通溝,及び前記連通溝に通じる前記第2軌道面に隔置して開口する多数の絞り溝が形成され,前記ケーシング板の前記一端面は隣接する前記ケーシング板の平らな他端面と共働して前記流体の供給路,連通路,及び前記第2軌道面に沿って隔置して多数の前記噴出口を形成する絞り路が形成され,前記エンドプレートには前記ケーシング板の前記供給路に通じる供給口が形成されているものである。 The static pressure linear motion guide unit includes a supply hole for the fluid in the casing plate, a communication groove formed at one end surface of the casing plate and communicating with the supply hole, and the second raceway surface communicating with the communication groove. A plurality of throttle grooves that are spaced apart from each other and formed so that one end surface of the casing plate cooperates with a flat other end surface of the adjacent casing plate, and the fluid supply path, the communication path, and the first Two throttle passages are formed along the raceway surface so as to form a large number of the ejection ports, and the end plate is provided with a supply port leading to the supply path of the casing plate.
また,前記軌道レールの前記第1軌道面は,前記軌道レールの両側面及び上面に形成され,前記スライダには,前記軌道レールの前記第1軌道面に対向する前記噴出口に通じる少なくとも1つの供給口が形成されている。 The first track surface of the track rail is formed on both side surfaces and an upper surface of the track rail, and the slider has at least one leading to the jet port facing the first track surface of the track rail. A supply port is formed.
また,前記スライダを構成するケーシングは,前記噴出口を有する複数の第1ケーシング板と,前記噴出口から吹き出された前記流体を回収するための排出連通溝及び排出孔が形成されている複数の第2ケーシング板とが摺動方向に積層して構成されている。 Further, the casing constituting the slider has a plurality of first casing plates having the ejection openings, and a plurality of discharge communication grooves and discharge holes for collecting the fluid blown from the ejection openings. A second casing plate is laminated in the sliding direction.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記第1ケーシング板は,エンドプレートに形成された少なくとも1つの供給口に通じる前記流体の供給孔,前記ケーシング板の一端面に形成され且つ前記供給孔に通じる連通溝,及び前記連通溝に通じる前記第2軌道面に隔置して開口する多数の絞り溝が形成され,前記第2ケーシング板は,前記供給口に通じる前記流体の別の供給孔,前記噴出口から吹き出された前記流体を回収するため一端面に形成された前記排出連通溝及び前記排出連通溝に通じる前記排出孔が形成され,前記第1ケーシング板同士又は前記第1ケーシング板と前記第2ケーシング板が共働して前記供給孔による供給路,前記連通溝による連通路,及び前記第2軌道面に沿って隔置して多数の前記噴出口を形成する前記絞り溝による絞り路が形成され,前記第1ケーシング板と前記第2ケーシング板又は前記第2ケーシング板同士が共働して前記排出連通溝による排出連通路,及び前記排出孔による排出路が形成され,前記エンドプレートには前記排出路に通じる排出口が形成されている。 In the static pressure linear motion guide unit, the first casing plate is formed in the fluid supply hole communicating with at least one supply port formed in the end plate, on one end surface of the casing plate, and in the supply hole. A plurality of throttle grooves that are spaced apart from and open to the second raceway surface that communicates with the communication groove, and the second casing plate has another supply hole for the fluid that communicates with the supply port; In order to collect the fluid blown out from the jet port, the discharge communication groove formed on one end surface and the discharge hole communicating with the discharge communication groove are formed, and the first casing plates or the first casing plate and The second casing plate cooperates to supply the supply passage by the supply hole, the communication passage by the communication groove, and the throttle groove that is spaced along the second raceway surface to form a plurality of the jet ports. A throttle path is formed, and the first casing plate and the second casing plate or the second casing plate cooperate to form a discharge communication path by the discharge communication groove and a discharge path by the discharge hole, The end plate is formed with a discharge port communicating with the discharge path.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記ケーシング板に形成された前記絞り溝は,断面三角形溝,四角形溝又は半円形溝に形成されている。 In this hydrostatic linear motion guide unit, the throttle groove formed in the casing plate is formed into a triangular groove, a square groove or a semicircular groove.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記流体は,空気等の気体,又は油等の液体である。 In the static pressure linear motion guide unit, the fluid is a gas such as air or a liquid such as oil.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記噴出口のサイズは,実質的に0.05mm〜0.5mmに形成されている。 In the static pressure linear motion guide unit, the size of the jet outlet is substantially 0.05 mm to 0.5 mm.
この静圧形直動案内ユニットにおいて,前記軌道レールの前記第1軌道面と前記スライダの前記第2軌道面との隙間は,実質的に0.01mm〜0.05mmに設定されている。 In this hydrostatic linear motion guide unit, a gap between the first track surface of the track rail and the second track surface of the slider is substantially set to 0.01 mm to 0.05 mm.
この静圧形直動案内ユニットは,上記のように構成されているので,従来の直動案内ユニットのように軌道レールとスライダとの間に複数の転動体を介させることなく,スライダを軌道レールに対して空気,油等の流体で浮上させ,スライダを軌道レールに対して相対摺動させることができ,転動体やエンドキャップを無くすことによりスライダをコンパクトな静圧軸受方式に構成でき,スライダを軌道レールに対して長ストロークで相対摺動させることができ,スライダの軌道レールに対する摺動抵抗が非常に小さくなり,スライダの相対走行精度が高精度になって発熱が非常に小さくなり,使用範囲が広範囲の軸受に適用され,例えば,半導体製造装置,各種加工装置,測定装置,検査装置等の各種の装置に利用することができる。 Since this static pressure type linear motion guide unit is configured as described above, the slider can be tracked without a plurality of rolling elements between the track rail and the slider, unlike the conventional linear motion guide unit. The slider can be slid relative to the track rail by floating with air, oil, or other fluid, and the slider can be configured in a compact hydrostatic bearing system by eliminating rolling elements and end caps. The slider can be slid relative to the track rail with a long stroke, the sliding resistance of the slider to the track rail is very small, the relative running accuracy of the slider is high, and the heat generation is very small. The present invention is applied to a bearing having a wide range of use, and can be used for various devices such as semiconductor manufacturing devices, various processing devices, measuring devices, and inspection devices.
以下,図面を参照して,この発明による静圧形直動案内ユニットの実施例を説明する。この静圧形直動案内ユニットは,実施例では,軌道レール1が両側面に突出する楔状の凸部31が長手方向に延びている形状をしたものに形成され,スライダ2が軌道レール1の形状に対応する楔状の凹部30の形状に形成されている直動案内ユニットに適用されているが,必ずしもそのタイプの直動案内ユニットに限定されることなく,例えば,軌道レールの両側面が凹部が長手方向に延びている形状をしたもの,樋状の形状をしたもの等の種々の形式のものにも適用できるものである。
Embodiments of a hydrostatic linear motion guide unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the hydrostatic linear motion guide unit is formed such that the
図1〜図5を参照して,この発明による静圧形直動案内ユニットの第1実施例を説明する。この静圧形直動案内ユニットは,図1に示すように,長手方向に沿って軌道面5(第1軌道面)が形成された長尺状でなる軌道レール1,及び軌道面5に対向して流体を介して非接触でなる軌道面6(第2軌道面)が形成され且つ軌道レール1に対して流体で浮上させて相対摺動自在なスライダ2から構成されている。第1実施例では,軌道レール1に形成された軌道面5は,凸部31の下側の傾斜面から成る軌道面16と,上側の逆の傾斜面から成る軌道面17とから構成されている。また,スライダ2は,ケーシング3とケーシング3の両端面のエンドプレート4から構成され,ケーシング3に形成された軌道面6は,袖部29間の凹部30を形成する内側面35の下側の傾斜面から成る軌道面18と,上側の逆の傾斜面から成る軌道面19とから構成されている。また,これらの傾斜面の角度は,軌道レール1に対してスライダ2を安定して流体圧で支持されるように設定すればよい。
A first embodiment of a hydrostatic linear motion guide unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the hydrostatic linear motion guide unit is opposed to the
スライダ2は,図2と図3に示すように,軌道面6に流体を吹き出す微細口でなる多数のオリフィス即ち噴出口10が形成されている。スライダ2は,軌道レール1の上面33側に位置するブリッジ部28と,ブリッジ部28から軌道レール1の両側面34に沿ってそれぞれ延びる一対の袖部29から構成されている。また,スライダ2は,袖部29間で軌道レール1が挿通する跨架用の凹部32が軌道レール1に跨架して相対摺動するものである。スライダ2は,軌道レール1を挿通する凹部32が形成された形状のケーシング板3Pを多数(例えば,14枚)積層したケーシング3と,ケーシング3の両端面に配設されたエンドプレート4から構成され,エンドプレート4と積層されたケーシング板3Pとは固定ボルト11で螺着して強固に固定されている。言い換えれば,ケーシング3には,噴出口10は,軌道面6に沿ってケーシング板3Pの幅方向に多数形成されると共に,摺動方向にケーシング板3Pの数に対応する多段(14枚に応じて14段)形成されることになる。この静圧形直動案内ユニットは,特に,軌道レール1の軌道面5が上記のように形成され,軌道レール1の軌道面5にスライダ2の軌道面6が対向しているので,スライダ2はあらゆる方向の負荷荷重が受けられる構造に構成されている。エンドプレート4は,ケーシング板3Pに対応する形状,即ち,ブリッジ部28と袖部29とを備えた形状に形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1実施例では,ケーシング板3Pには,エンドプレート4の供給口8(第1供給口)に通じる流体の供給孔20P(第1供給孔),ケーシング板3Pの一方の端面37に形成され且つ供給孔20Pに通じる連通溝7P,及び連通溝7Pに通じる軌道面6に沿って隔置して開口する多数の絞り溝9が形成されている。また,絞り溝9は,軌道面6に対してそれぞれ直角に絞り溝9同士は互いに平行に延びるように形成されている。更に,ケーシング板3Pの他方の端面38は,第1実施例では平らな面に形成されている。ケーシング板3Pの端面38は,必ずしも平らな面に形成することはなく,例えば,対向するケーシング板3Pの連通溝7Pと絞り溝9とに対応させてそれらより浅い溝に形成することもできる。ケーシング3は,ケーシング板3Pを互いに同じ向きに並べて重ね合わせて即ち積層して固定ボルト11で強固に固定された構造に構成されている。ケーシング3には,ケーシング板3Pを積層することによって,隣接する一方のケーシング板3Pの一方の端面37と他方のケーシング板3Pの一方の端面38とが共働して,供給孔20Pが連なって流体の供給路20が構成され,連通溝7Pが平らな端面37に閉塞されて連通路7が構成され,また,軌道面6に沿って隔置して多数の絞り溝9が平らな端面37に閉塞されて多数の絞り路15が形成され,絞り路15の開口部が噴出口10として形成されている。従って,ケーシング3に形成された噴出口10は,軌道面6に直交して形成されているので,軌道レール1の軌道面5に対して垂直方向に,空気,油等の流体を噴き出させることができるように構成されている。流体がクリーンな空気等の気体であれば,軌道レール1の軌道面5やスライダ2の軌道面6を汚染することを防止でき好ましいものである。また,流体が油等の液体であれば,軌道レール1の軌道面5やスライダ2の軌道面6に対して潤滑油として機能させて好ましいものであるが,その場合には,油等の液体を外部に漏洩させることなく回収できる手段を設ける必要がある。
In the first embodiment, the
この静圧形直動案内ユニットは,スライダ2に形成された噴出口10は,一つのケーシング板3Pに軌道面6に沿って多数個が形成されていることになる。また,ケーシング板3Pが複数枚に重ね合わされているので,スライダ2の長手方向にも多数個で形成されていることになる。即ち,噴出口10は,スライダ2の軌道面6の全面に渡って無数に形成されている。ケーシング板3Pを積層したケーシング3の両端面にはエンドプレート4がそれぞれ配設され,また,エンドプレート4には,ケーシング板3Pの供給路20に通じる供給口8が形成されている。図示では,供給口8は,一方のエンドプレート4に形成されているが,両方のエンドプレート4に形成し,一方のエンドプレート4に止めプラグ(図示せず)で供給口20を塞ぐことにしてもよいことは勿論であり,その場合には,ケーシング3の両端に位置するエンドプレート4を,共通化することができる。
In this static pressure type linear motion guide unit, a plurality of
また,噴出口10を構成する絞り溝9は,図4(a),図4(b),及び図4(c)に示されるように,微細口の大きさに形成でき,断面形状も加工し易い形状等の任意形状に形成できる。絞り溝9は,例えば,図4(a)に示すような断面三角形状の絞り溝9Aに形成したり,図4(b)に示すような断面四角形状の絞り溝9Bに形成したり,図4(c)に示すような断面半円形状の絞り溝9Cに形成したり,又は,これらの絞り溝9A,絞り溝9B及び絞り溝9Cを組み合わせたり,噴出口10に向かって先細に絞られた形状に形成することができ,絞り溝9の形状には限定されるものではない。この静圧形直動案内ユニットでは,絞り溝9がケーシング板3Pを積層して絞り路15に形成され,絞り路15の先端の開口部が噴出口10に形成された場合に,供給口8,供給路20及び連通路7を通じて供給される流体が噴出口10から強力な噴流となってスライダ2が軌道レール1に対して流体膜で両者が非接触状態に浮上維持されればよいものである。また,噴出口10である絞り溝9の大きさとして深さh即ちサイズは,0.05mm〜0.5mmに形成されている。また,絞り溝9の形成方法は,プレス加工,放電加工,スライス加工,エッチング加工,レーザ加工等によって加工することができる。更に,ケーシング3を構成するケーシング板3Pは,材質として,ステンレス鋼板,セラミック板,硬化樹脂板等の材料を使用でき,所定の形状に加工される。また,ケーシング板8に形成された連通溝7Pは,種々の形状に形成することができる。連通溝7Pと絞り溝9との境界部は,流体の流入をスムーズにするように,R状に形成されてもよい。
Further, as shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c), the
第1実施例では,図2に示すように,軌道レール1に形成された軌道面5は,軌道レール1の両側面34に互いに直交即ち逆向きに傾斜する一対の傾斜面からそれぞれ形成されている。また,スライダ2は,軌道レール1の上面33側に位置するブリッジ部28と,ブリッジ部28から軌道レール1の両側面34に沿ってそれぞれ延びる一対の袖部29とから構成されている。この静圧形直動案内ユニットは,スライダ2の袖部29間の凹部32が軌道レール1に跨架して相対摺動自在であり,スライダ2を構成するエンドプレート4には,軌道レール1の軌道面5に対向する噴出口10に通じる供給口8が形成されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
この静圧形直動案内ユニットは,軌道レール1の軌道面5に対向するスライダ2の軌道面6は,図5に示すように,複数のケーシング板3Pを一体状態に固定したケーシング3に対して砥石14を使用して研削加工することができる。また,スライダ2そのものは,サイズの小さいものであれば,軌道面6を含めてコンパクトに構成することができる。また,軌道レール1の軌道面5とケーシング3の軌道面6と間の隙間Sを極小に正確に設定加工することができると共に,スライダ2を高剛性に構成することができる。軌道レール1の軌道面5とスライダ2の軌道面6との隙間Sは,例えば,0.01mm〜0.05mmに構成され,高圧な空気等の流体でスライダそのものを浮上即ち保持でき,軌道レール1の軌道面5とスライダ2の軌道面6との間を非接触に高精度に維持できる。
In this static pressure type linear motion guide unit, the
また,この実施例では,軌道レール1には,長手方向に隔置して取付け用孔13が形成されており,軌道レール1は,下面39を基台,ベッド等のベース上に位置設定し,ボルト(図示せず)を取付け用孔13に挿通してベースに螺合して固定できる。軌道レール1は,長尺に形成され,スライダ2を長ストロークに摺動させることができる。スライダ2を構成するエンドプレート4にワーク等の可動体を取り付けることができる取付け用ねじ穴12が形成されている。この静圧形直動案内ユニットは,上記のように,従来の直動案内ユニットのように循環する転動体を介して軌道レール上を摺動自在なスライダからなるものと同様に,汎用性を有しており,広範囲の各種の装置の摺動領域に組み込んで利用可能になっている。
In this embodiment, the
この静圧形直動案内ユニットは,その動作は,スライダ2の供給口8に外部から所定の圧力を有する流体,この実施例では,圧縮空気(例えば,0.4〜0.8MPa)が供給され,その圧縮空気は,供給口8から供給路20を通り,供給路20から各ケーシング板3Pの連通路7を通り,連通路7から微細口でなる絞り路15を通って,更に絞り路15で圧縮され,絞り路15の先端である噴出口10から高圧になって噴き出され,軌道レール1の軌道面5とケーシング3の軌道面6との間に高圧流体膜を形成するようになっている。この実施例では,スライダ2を排出通路を持たない簡単な形状に構成するため,噴出口10から噴き出された流体(圧縮空気)は,エンドプレート4の軌道レール1に対する開口隙間S側及び各ケーシング板3Pの下方の軌道レール1に対する開口隙間S側に排出されるように構成されている。
This static pressure type linear motion guide unit is operated by supplying a fluid having a predetermined pressure from the outside to the
次に,図6と図7を参照して,この発明による静圧形直動案内ユニットの第2実施例を説明する。第2実施例は,実質的には第1実施例と基本的には同一であるが,軌道レール1には上面33に第1実施例のような取付け用孔13が形成されていないので,軌道レール1の上面33を軌道面24に形成することができ,軌道レール1の軌道面24に対応して,スライダ2の凹部32のブリッジ部28の下面36を絞り溝7Pを備えた軌道面26に形成することができる。第2実施例は,図7に示すように,軌道レール1の側面34の軌道面5だけでなく,軌道レール1の上面33にも軌道面24を形成したものになっている。第2実施例では,スライダ2の軌道面26への供給口(第2供給口,図12の符号8A参照)は,軌道レール1の側面34の軌道面5の供給口8(第1供給口)とは別に形成され,スライダ2への軌道レール1の上面33からの負荷荷重が大きい場合に,作動すればよいものになっている。また,図12に示されるように,第2実施例では,エンドプレート4を含め,軌道レール1の側面34用の供給口8(第1供給口)が左右で別になって設けられているが,両方の供給口8を共通化して一つの供給口8に形成することもできる。この静圧形直動案内ユニットは,軌道面24,26が形成されているので,さらに負荷容量を増加させることができるものになっている。また,軌道レール1に軌道面24を設け,それに対応してスライダ2に軌道面26を設けることは,第1実施例の静圧形直動案内ユニットにも適用することができることは勿論である。
Next, a second embodiment of the static pressure linear motion guide unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is substantially the same as the first embodiment, but the
次に,図8〜図12を参照して,この発明による静圧形直動案内ユニットの第3実施例を説明する。第3実施例は,実質的には第1実施例と基本的には同一であるが,ケーシング板3Pがケーシング板3Aとケーシング板3Bとが摺動方向に交互に積層されていることを特徴としている。第3実施例では,図8〜図11に示すように,ケーシング3は,ケーシング板3A(第1ケーシング板)とケーシング板3B(第2ケーシング板)とから構成されている。ケーシング板3Aは,図7に示すように,供給孔20P,連通溝7P,絞り溝9,及び排出孔23Pが形成されたものであり,供給された空気等の流体が噴き出される噴出口10が形成されている。また,ケーシング板3Bは,図10と図11に示すように,ケーシング板3Aから噴き出された流体を回収して排出する排出板に形成されているものである。図10に示すように,ケーシング板3Bの一方の端面22には,軌道レール1の軌道面5に対向してスライダ2のケーシング板3Bの軌道面6の周辺部分に流体を回収して排出するための排出連通溝21Pが形成され,他方の端面27は平らな面に形成されている。また,ケーシング板3Bには,排出連通溝21Pに連通して排出連通路21からまとめて排出する排出孔23Pが形成されている。
Next, a third embodiment of the static pressure linear motion guide unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is essentially the same as the first embodiment, but is characterized in that the
第3実施例では,ケーシング板3Aとケーシング板3Bとは,図6及び図8では摺動方向に交互に積層することによって,ケーシング板3Aとケーシング板3Bとが共働,又は端部でエンドプレート4と共働して,一方のケーシング板3Aの一方の端面37と隣接するケーシング板3Bの一方の端面22とが共働して,供給孔20Pが連なって流体の供給路20が構成され,連通溝7Pがケーシング板3Bの端面22に閉塞されて連通路7が構成され,また,軌道面6に沿って隔置して多数の絞り溝9がケーシング板3Bの端面22に閉塞されて多数の絞り路15が形成され,絞り路15の開口部即ち先端部が噴出口10として形成される。図では,ケーシング板3Aとケーシング板3Bとは,交互に積層されているが,必ずしも交互の配列でなく,ケーシング板3A同士及び/又はケーシング板3B同士を積層し,これらの間に適宜にケーシング板3A,3Bを組み込むように,ランダムに配列することもできる。それによって,隣接しているケーシング板3Aとケーシング板3B又はケーシング板3B同士が共働して,排出連通溝21Pがケーシング板3Aの平らな面38に閉塞されて排出連通路21となり,排出孔23Pが連なって流体の排出路23に構成されている。第3実施例では,ケーシング3は,ケーシング板3Aとケーシング板3Bとを積層して構成され,また,スライダ2は,ケーシング3とその両端面に配設されたエンドプレート4から構成され,エンドプレート4には,供給路20に通じる供給口8,8A,及び排出路23に連通する排出口25が形成されている。また,ケーシング板3A,3Bには,排出口25に対応して排出孔23P,及び供給口8,8Aに対応して供給孔20A,20Bが形成されている。また,ケーシング板3Aは,供給孔20A,20Bに連通する連通溝7Pがそれぞれ形成され,一方の連通溝7Pはケーシング3の軌道面18,19に開口する絞り溝9に連通し,他方の連通溝7Pはケーシング3の軌道面26に開口する絞り溝9に連通している。従って,エンドプレート4に形成された供給口8,8Aから供給された流体は,ケーシング板3A,3Bの供給孔20A,20Bでそれぞれ形成される供給路20から連通溝7Pでそれぞれ形成される連通路7,絞り溝9でそれぞれ形成される絞り路15から軌道レール1の軌道面16,17,24に噴き出されることになる。スライダ2は,上記のように上面側と両側面側からの流体圧によって軌道レール1に対して安定して支持され,流体の供給及び排出のバランスがよくなり,安定した高圧力状態を保持でき,軌道レール1上を相対摺動することができるものになっている。
In the third embodiment, the
第3実施例では,図8に示すように,スライダ2は,ケーシング板3Aとケーシング板3Bとを交互にし,両端側がケーシング板3Aが位置するように配置されており,ケーシング板3Aがケーシング板3Bより1枚多い構成になっている。第3実施例では,ケーシング板3Aが4枚及びケーシング板3Bが3枚で構成されている。ケーシング枚3Aとケーシング板3Bとの組合せは,用途,使用条件により任意に組み合わせることができる。また,ケーシング板3Aには,ケーシング板3Bに通じる排出孔23Pが形成され,ケーシング板3Bには,ケーシング板3Aに通じる供給孔20A,20Bが形成されている。また,軌道レール1の上面33に軌道面24が形成される場合は,図7,図10及び図12の破線で示すように,基台,ベース等に取付けるための取付け用ねじ穴13Aが軌道レール1の下面39に形成されていることが好ましい。
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the
また,この発明による静圧形直動案内ユニットは,ケーシング板3Pに形成した供給孔P,連通溝7P及び絞り溝9についての形状,形成数,形成位置及び配列は,種々に形成することができるものである。例えば,図2及び図7に示すように,連通溝7Pから成る連通路7は,供給路20と連通する始端側から終端側へ均等な幅に図示されているが,連通路7における流体の通路断面積が同一である必要はなく,例えば,連通路7は始端側から終端側へ延びるに従って連通溝7Pを勾配状に浅く即ち小さく形成し,通路断面積を小さく形成することにより,連通路7において展開図で長手方向に次々に形成されている絞り路15に対して均一な流体圧を付与させて噴出口10からの噴流を均一圧力に調整することができ,軌道レール1に対するスライダ2の支持を安定させることができる。
The hydrostatic linear motion guide unit according to the present invention can be formed in various shapes, numbers, positions and arrangements for the supply holes P, the
この発明による静圧形直動案内ユニットは,半導体製造装置,各種加工装置,各種組立装置,精密機械,測定装置,検査装置,医療機器,マイクロマシーン,各種ロボット等の広範囲の各種装置の摺動部に組み込んで利用され,特に,転動体を用いずに構造を簡素化した高精度等の性能を発揮できる。 The hydrostatic linear motion guide unit according to the present invention is a sliding device for a wide variety of devices such as semiconductor manufacturing equipment, various processing equipment, various assembly equipment, precision machinery, measuring equipment, inspection equipment, medical equipment, micromachines, and various robots. In particular, it can be used in high-precision parts with a simplified structure without using rolling elements.
1 軌道レール
2 スライダ
3 ケーシング
3A ケーシング板(第1ケーシング板)
3B ケーシング板(第2ケーシング板)
3P ケーシング板
4 エンドプレート
5,16,17,24 軌道面(第1軌道面)
6,18,19,26 軌道面(第2軌道面)
7 連通路
7P 連通溝
8 供給口(第1供給口)
8A 供給口(第2供給口)
9 絞り溝
9A 断面三角形状溝
9B 断面四角形状溝
9C 断面半円形状溝
10 噴出口
15 絞り路
20 供給路
20P 供給孔
20A 供給孔(第1供給孔)
20B 供給孔(第2供給孔)
21 排出連通路
21P 排出連通溝
22,27,37,38 端面
23 排出路
23P 排出孔
25 排出口
28 ブリッジ部
29 袖部
32 跨架用の凹部
33 上面
34 側面
DESCRIPTION OF
3B casing plate (second casing plate)
6, 18, 19, 26 raceway surface (second raceway surface)
7
8A supply port (second supply port)
9
20B supply hole (second supply hole)
21
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