JP2012163151A - 静圧気体軸受直線案内装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基台に固定されるガイドレール2、ガイドレール2の延出方向に沿って往復移動可能な可動体4(垂直方向受板42、水平方向受板44)、圧縮空気を噴出して可動体4をガイドレール2に対して浮上させて非接触に支持する静圧気体軸受部(多孔質部材)6、磁気吸引力により可動体4をガイドレール2に引き寄せる吸引部8(磁気吸引部材8a、永久磁石8b)を備え、静圧気体軸受部6からの圧縮空気による可動体4のガイドレール2に対する浮上力と、可動体4をガイドレール2へ引き寄せる吸引部8からの磁気吸引力とを調整してバランスを図り、可動体4をガイドレール2に対して浮上させつつ、往復移動させるべく、静圧気体軸受部6をガイドレール2に配し、可動体4へ向けて圧縮空気を噴出させる。
【選択図】図1
Description
かかる直線案内装置には、ガイドレールに対して可動体を非接触に浮上して移動させる静圧気体軸受装置が設けられている。静圧気体軸受装置には、試料などの載置台となる可動体とガイドレールとの間に圧縮空気を噴出して可動体をガイドレールに対して浮上させ、当該可動体を非接触に支持する静圧気体軸受部と、可動体とガイドレールとの間に永久磁石などの磁性材による磁気吸引力を発生させて可動体をガイドレールに引き寄せる吸引部が備えられている。
その一方で、直線案内装置50の稼働中、可動体56は、ガイドレール54に沿って(換言すれば、基台52に対して)常に移動し、その位置変動を繰り返している。
その際、前記多孔質部材は、前記可動体が前記ガイドレールの上面および両側面と対向する面のうち、当該可動体の移動方向に対する長さの半分以上を占める面域と常時対向可能となるように、前記ガイドレールの上面および両側面に対して複数個整列して配することが好ましい。
本実施形態においては、図1に示すように、垂直方向受板42の前記両端部には、当該垂直方向受板42を垂直方向に貫通するボルト孔47が穿孔されており、水平方向受板44には、当該ボルト孔47と連通するボルト穴48が形成されている。そして、連通するボルト孔47およびボルト穴48へボルト(一例として、六角穴付ボルト)10を螺合させることで、垂直方向受板42と水平方向受板44が一体的に組み付けられている。この場合、ボルト孔47は、ボルト10の頭部を固定する(埋め込む)ための座ぐり付きの孔として穿孔されている。これにより、垂直方向受板42と水平方向受板44をボルト10で締結固定した状態であっても、当該ボルト10の頭部がボルト孔47から突出せず、垂直方向受板42の上面(すなわち、可動体4の上面)43を略平坦状に保つことができる。なお、垂直方向受板42と水平方向受板44の固定方法は、このようなボルト10による締結の他、リベットやビス止め、接着剤による接合、溶接など、任意の方法で構わない。また、垂直方向受板42と水平方向受板44を別体構成ではなく、一体構成とすることも想定可能である。
静圧気体軸受部6を構成する多孔質部材は円板状をなしており、ガイドレール2の上面2cおよび両側面2dに当該多孔質部材の円板形態(形状、径寸法および肉厚)に対応して形成された穴部20,21へ埋設されている。なお、静圧気体軸受部(多孔質部材)6とガイドレール2は、静圧気体軸受部(多孔質部材)6を穴部20,21へ埋設した状態で一体研削し、静圧気体軸受部(多孔質部材)6の肉厚(別の捉え方をすれば、穴部20,21の深さ)を調整することで、穴部20,21から露出される静圧気体軸受部(多孔質部材)6の円板面がガイドレール2の上面2cおよび両側面2dとそれぞれ面一となるように仕上げられている。これにより、静圧気体軸受部(多孔質部材)6が穴部20,21から突出することがなく、ガイドレール2の上面2cおよび両側面2dを略平坦状に保ち、可動体4をガイドレール2に沿って移動させる際の障害となることを防止している。
これにより、静圧気体軸受部(多孔質部材)6から圧縮空気を可動体4の下面45および内面46へ向けて噴出させた際、当該可動体4をガイドレール2に対して安定して浮上させることができるとともに、当該ガイドレール2に沿って移動させる際の安定性も維持することができる。なお、このような可動体4の移動安定性の観点からは、可動体4の下面45および内面46と静圧気体軸受部(多孔質部材)6とが対向する面長さの可動体全長に占める割合(以下、可動体4と静圧気体軸受部6との対向割合という)はできるだけ長い方が好ましい。
なお、前記圧縮空気供給源と軸受給気主孔30とは、軸受給気口31に連結した配管などで連通させればよいが、かかる配管などで連通させた場合であっても、ガイドレール2は前記基台に固定して静置されているため、当該配管の引き回しや連結などの手間を従来よりも軽減させることができる。また、かかる配管が位置変動を繰り返すことがないため、従来よりも配管の長寿命化を図ることができ、漏気の防止や可動体4の移動精度の向上を図ることも可能となる。
一例として、本実施形態においては、可動体4(垂直方向受板42)の下面45の移動方向と直交する方向(図1および図3においては左右方向)に対する幅寸法の略中央部位へ前記移動方向(図4においては、左右方向)の両側寄りに1つずつ、合計2つの永久磁石8bを配した構成としている。ただし、永久磁石8bの形状や大きさ(径寸法および肉厚)、配設位置や配設数などは、磁気吸引部材8aとの間で発生させる磁気吸引力の大きさなどに応じて任意に設定することが可能である。
そして、ガイドレール2に静圧気体軸受部(多孔質部材)6を配するとともに、吸引部8の磁気吸引部材8aを配し、当該磁気吸引部材8aと対向可能に吸引部8の永久磁石8bを配することで、静圧気体軸受部(多孔質部材)6からの圧縮空気による可動体4のガイドレール2に対する浮上力と、当該可動体4をガイドレール2へ引き寄せる磁石部8からの磁気吸引力(磁気吸引部材8aと永久磁石8bとの間に作用する磁気吸引力)とを調整してバランスを図ることができる。これにより、可動体4をガイドレール2に対して浮上させつつ、当該ガイドレール2に沿って往復移動させることが可能となる。その際、可動体4の往復移動および停止は、所定の位置決め機構(例えば、ボールねじ機構、ベルト機構、およびリニアモータ機構など)によって行えばよい。
一例として、本実施形態においては、ガイドレール2の上面2cの両側面2dに沿った両端部にそれぞれ平板状の静圧気体軸受部(多孔質部材)6を延出方向へ1枚ずつ(合計2枚)配するとともに、当該ガイドレール2の両側面2dにそれぞれ同様の平板状の静圧気体軸受部(多孔質部材)6を延出方向へ1枚ずつ配した構成(ガイドレール2全体で4枚の平板状の静圧気体軸受部(多孔質部材)6を配した構成)としている(図6から図10)。ただし、平板状の静圧気体軸受部(多孔質部材)6の配設数、短尺方向に対する幅寸法は、任意に設定することが可能である。
4 可動体
6 静圧気体軸受部(多孔質部材)
8 吸引部
8a 磁気吸引部材
8b 永久磁石
42 垂直方向受板
44 水平方向受板
Claims (4)
- 所定方向に延出し、基台に固定されるガイドレールと、
当該ガイドレールに跨設され、その延出方向に沿って往復移動可能な可動体と、
圧縮空気を噴出して前記可動体を前記ガイドレールに対して浮上させ、当該可動体を非接触に支持する静圧気体軸受部と、
磁気吸引力により前記可動体を前記ガイドレールに引き寄せる吸引部とを備え、
前記静圧気体軸受部からの圧縮空気による前記可動体の前記ガイドレールに対する浮上力と、前記可動体を前記ガイドレールへ引き寄せる前記吸引部からの磁気吸引力とを調整してバランスを図り、前記可動体を前記ガイドレールに対して浮上させつつ、当該ガイドレールに沿って往復移動させる静圧気体軸受直線案内装置であって、
前記静圧気体軸受部は、前記ガイドレールに配され、前記可動体へ向けて圧縮空気を噴出させることを特徴とする静圧気体軸受直線案内装置。 - 前記静圧気体軸受部は、多孔質部材でなり、前記ガイドレールの表面のうち、垂直方向の上面および延出方向に沿った両側面の3面から、当該3面と前記可動体が対向する面へ向けて圧縮空気を噴出させるように配されていることを特徴とする請求項1に記載の静圧気体軸受直線案内装置。
- 前記多孔質部材は、前記可動体が前記ガイドレールの上面および両側面と対向する面のうち、当該可動体の移動方向に対する長さの半分以上を占める面域と常時対向可能となるように、前記ガイドレールの上面および両側面に対して複数個整列して配されていることを特徴とする請求項2に記載の静圧気体軸受直線案内装置。
- 前記吸引部は、磁気吸引部材と永久磁石でなり、
前記磁気吸引部材は、前記ガイドレールの上面に、当該ガイドレールの延出方向と直交する方向に対する幅寸法の略中央部位へ前記延出方向に沿って一直線状に配され、
前記永久磁石は、前記可動体が前記ガイドレールの上面と対向する面に、前記磁気吸引部材と対向可能に配されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静圧気体軸受直線案内装置。
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