JP2577124Y2 - スライド装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、適宜ワークの搬送に
使用されるスライド装置に係り、さらに詳しくは真直な
ガイド部材の外側にワーク支持用のテーブルを静圧軸受
を介してスライド自在に支持し、そのテーブルとガイド
部材との間にリニアモータを組込み、このリニアモータ
の作動によってテーブルをガイド部材に対して非接触の
状態で移動させるようにしたスライド装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】上記スライド装置として図６に示したも
のが従来から知られている。このスライド装置は、真直
な四角柱状のガイド部材３０の外側に、上板３１、下板
３２および一対の側板３３から成るテーブル３４をスラ
イド自在に取付け、そのテーブル３４の内周面とガイド
部材３０との間に微少な軸受すきま３５を形成し、上記
テーブル３４に形成した複数ノズル３６から軸受すきま
３５に圧縮空気を供給してテーブル３４をガイド部材３
０に対して非接触の状態に保持するようにしている。

【０００３】また、テーブル３４の下面両側に一対の支
持板３７を設け、その支持板３７の内面にマグネット３
８を取付け、そのマグネット３８とでリニアモータＭを
形成するステータ３９を一対のマグネット３８間に配置
して基盤４０で支持し、上記リニアモータＭの作動によ
ってテーブル３４をガイド部材３０に沿ってスライドさ
せるようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
スライド装置においては、テーブル３４がガイド部材３
０を囲む筒状であり、そのテーブル３４の下側にリニア
モータＭを組込んだ構成であるため、高さが高く、大型
化する不都合がある。

【０００５】また、テーブル３４の上板３１、下板３２
および一対の側板３３、３４がガイド部材３０の各面と
平行し、かつガイド部材３０の各面との間に形成される
軸受すきま３５が均一になるようテーブル３４を精度よ
く組立てる必要があるため、組立てに非常に手間がかか
り、さらに、テーブル３４が重量物であるため、ストロ
ークの長いスライド装置では、ガイド部材３０が撓み、
真直度が悪くなる不都合もある。

【０００６】特開昭６１−２０９８３８号公報には、ガ
イド軸に沿ってコの字形のステージをスライド自在に設
け、そのステージに設けたオリフィスからガイド軸に形
成された軸受案内面に向けて圧力空気を噴射してステー
ジをガイド軸に対して非接触に支持し、上記ステージと
ガイド軸との間に設けたリニアモータによりステージを
移動させるようにした一軸ステージが記載されている。

【０００７】上記一軸ステージにおいては、ステージが
コの字形であり、そのステージとガイド軸間にリニアモ
ータが組込まれているため、一軸ステージの小型化を図
ることができる。

【０００８】しかし、リニアモータが、ガイド軸に設け
られたヨーク材の外側に、そのヨーク材と非接触に巻回
されたコイルをステージに固定し、そのコイルの両側に
設けた永久磁石を上記ガイド軸に固定した構成であるた
め、ステージにリニアモータの吸着力が作用しない。

【０００９】このため、ダンピング要素が全くなく、ス
テージの位置決め制御がきわめて困難であるという問題
がある。

【００１０】そこで、特開昭６０−１６３３５号公報に
記載されているリニアモータを用いることにすれば、上
記の問題点を解決することができるが、上記リニアモー
タのコイルは矩形渦巻状に巻回したものであるため、ス
テージのストロークの増大に従って、コイルは平面的に
拡がり、ステージの移動方向にも長くなるため、装置が
大型化する問題が生じる。

【００１１】この考案の課題は、高さが低い小型の組立
ておよびテーブルの位置決め制御の容易な、真直度に優
れたスライド装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この考案においては、上側部および両側部に平坦
な案内面を有するガイド部材と、そのガイド部材の上側
案内面および両側案内面に沿ってスライド自在に設けら
れ、上記両側案内面との間に微少なスライド隙間が形成
された断面コの字形のテーブルとから成り、上記ガイド
部材の上側案内面における幅方向の中央部にガイド部材
の長手方向に延びる溝を形成し、その溝の底部に鉄芯に
コイルを巻回したステータを取付け、上記テーブルの下
面には上記ステータとでリニアモータを形成する永久磁
石を取付け、上記テーブルには、ガイド部材の上側案内
面および両側案内面に向けて圧縮空気を噴射する複数の
ノズルを設け、上記上側案内面に対向するノズルから噴
射する圧縮空気の噴射圧と前記リニアモータの磁気吸引
力とによりガイド部材の上側案内面とテーブルとの間に
静圧軸受隙間を形成し、前記テーブルのガイド部材の上
側案内面と両側案内面の少なくとも一方の案内面と対向
する面に、平坦な静圧軸受部と、平坦なランド部とを設
け、上記静圧軸受部に前記ノズルの先端を開口させた構
成を採用している。

【００１３】

【作用】上記のように構成されたスライド装置のノズル
からガイド部材の上側案内面および両側案内面間に圧縮
空気を供給することにより、ガイド部材との間に形成さ
れる空気膜によって、テーブルはガイド部材に対して非
接触の状態に保持され、かつ、永久磁石の吸引力が圧縮
空気の力に対し、反対方向に作用して軸受すきまを小さ
く保っているため、高剛性のハイブリッド軸受が構成さ
れる。その状態でリニアモータを作動させることによ
り、テーブルは、ガイド部材に対して非接触の状態で移
動する。

【００１４】また、テーブルを停止させると、ランド部
とガイド部材の上側案内面または両側案内面間に形成さ
れた空気膜のスクイーズ効果によって、テーブル停止時
の振動が減衰され、テーブルをきわめて短時間に位置決
めすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この考案の実施例を図１乃至図５に基
づいて説明する。

【００１６】図示のように、スライド装置は、真直なガ
イド部材１と、そのガイド部材１に沿ってスライド自在
に取付けられるテーブル２とから構成される。

【００１７】ガイド部材１の上面には、幅方向の中央部
に溝３が形成され、その溝３の両側上方に形成された平
坦面が案内面４とされている。また、ガイド部材１の両
側面も案内面５とされている。

【００１８】テーブル２は上板６と、その上板６の下面
両側に設けられた一対の側板７とから成っている。この
テーブル２は、上板６がガイド部材１の上側案内面４と
対向し、かつ一対の側板７が両側案内面５と対向するよ
うガイド部材１の外側に嵌め合わされる。

【００１９】テーブル２の一対の側板７の内面間の寸法
は、ガイド部材１の両側案内面５間の寸法より少し大き
くなっている。このため、テーブル２をガイド部材１の
外側に嵌め合わせることによって、ガイド部材１の両側
案内面５と一対の側板７の内面間に微少なスライド隙間
８が形成される。

【００２０】上記ガイド部材１における溝３の底部とテ
ーブル２における上板６の下面間には、テーブル２に対
して常時ガイド部材側に吸引力を付与し、かつ、電流を
流すことにより推進力を付与するリニアモータＭが組込
まれている。

【００２１】ここで、リニアモータＭは、鉄芯９の外側
にコイル１０を巻付けたステータ１１と、強磁性体から
成る板状のヨーク１２に永久磁石１３を取付けた複合２
次側部材１４とから成り、上記ステータ１１は、溝３の
底部に配置され、一方、複合２次側部材１４は上板６の
下面に取付けられる。

【００２２】前記テーブル２の上板６および一対の側板
７には、ノズル１５が形成され、そのノズル１５に圧縮
空気を供給すると、この圧縮空気は、上板６の下面およ
び側板７の内面に形成した噴射溝１６からガイド部材１
の上側案内面４および両側案内面５に向けて噴射する。

【００２３】なお、圧縮空気の供給に際しては、各ノズ
ル１５をテーブル２に形成した通路で連通し、その通路
に圧縮空気を供給する方法、あるいはノズル１５に単独
に圧縮空気を供給する方法を採用することができる。

【００２４】また、前記テーブル２の上板６には、下面
における両側前後に平坦な静圧軸受部２３が形成され、
その静圧軸受部２３の内側に平坦なランド部２４が設け
られている。静圧軸受部２３には、テーブル２の移動方
向に長く延びる噴射溝１６が形成され、その噴射溝１６
に前記ノズル１５が連通している。

【００２５】上記の構成から成るスライド装置は、テー
ブルでワークを支持し、そのテーブルの移動によってワ
ークを所定の位置まで搬送する。

【００２６】テーブルの移動に際しては、ノズル１５に
圧縮空気を供給した状態において、リニアモータＭを作
動させる。

【００２７】いま、ノズル１５に圧縮空気を提供する
と、その圧縮空気は、噴射溝１６からガイド部材１の上
記案内面４および両側案内面５に向けて噴射し、両側案
内面５に向けて噴射する圧縮空気はスライド隙間８にお
いて空気膜を形成し、静圧軸受を形成する。一方、上側
案内面４に向けて噴射する圧縮空気の圧力により、テー
ブル２は、浮上し、その圧縮空気の圧力とリニアモータ
Ｍの磁気引力とが釣り合う位置においてテーブル２は停
止し、上側案内面４と静圧軸受部２３およびランド部２
４間において空気膜を形成し、静圧軸受を形成する。こ
のため、テーブル２は、ガイド部材１に対して非接触の
状態に保持される。

【００２８】上記の状態において、リニアモータＭを形
成するステータ１１のコイル１０に電流を流すと、テー
ブル２に推力が付与されるため、テーブル２は、ガイド
部材１に対して非接触の状態で移動する。

【００２９】上記テーブル２を所定の位置まで移動させ
たのち、コイル１０に対する通電を停止すると、テーブ
ル２が停止する。このとき、永久磁石１３の吸引力によ
ってテーブル２に移動方向のダンピング作用が生じるた
め、電気的なダンピング等の設計や調整上において容易
化を図ることができる。

【００３０】また、テーブル２の停止時、ガイド軸１の
上側案内面４とランド部２４間に形成された空気膜はス
クイーズ効果を発揮し、テーブル２の上下方向の振動が
減衰される。

【００３１】このため、テーブル２をきわめて速やかに
静止し、位置決め時間の短縮を図ることができる。ま
た、上記ランド部２４をテーブル２の側板７に設けるこ
とにより、テーブル２の停止時におけるテーブル２の左
右方向の振動を減衰させることができる。

【００３２】なお、スクイーズ効果とは、対向する２つ
の面が法線方向に相対的に運動するとき、２つの面間に
介在する空気膜に圧力が発生する効果をいい、この場合
この発生圧によってテーブル２の振動が減衰される。

【００３３】図４は、実施例におけるスライド装置のテ
ーブル２を停止させたときの、テーブル２の振動の減衰
状態を示す振動試験結果を示す。その比較として、図５
に、ランド部２４を省略したスライド装置の振動試験結
果を示す。

【００３４】なお、図４および図５のグラフの縦軸は、
テーブル２の上下方向の加速度Ｇを電圧に変換した値を
示す。

【００３５】図４から明らかなように、実施例における
スライド装置のテーブル２は、移動停止時、きわめて短
時間に静止することが分る。

【００３６】

【考案の効果】この考案は、上述のとおり構成されてい
るので、次に記載する効果を奏する。

【００３７】ガイド部材に沿ってスライド自在に支持
されたテーブルがコの字形をなし、そのテーブルを移動
させるリニアモータをガイド部材の溝内に組込んだ構成
としているので、スライド装置の高さを低くすることが
でき、全体を小型化することができると共に、テーブル
からガイド部材の上側案内面に噴射される圧縮空気の力
と永久磁石の吸引力との釣り合いにより軸受すきまが小
さい状態に保持されているため、高剛性のスライド装置
を得ることができる。

【００３８】 テーブルは、ガイド部材の上側に嵌め合
わせる組立てであって、テーブルとガイド部材相互間に
おける上下方向のすきま出しが不要であるため、組立て
が容易である。

【００３９】 ガイド部材が下方に設けられるベースに
全面設置可能であるため、ガイド部材を長くした場合で
もガイド部材のたわみがきわめて小さく、ストロークの
長いスライド装置を得ることができると共に、ストロー
クが長くなってもリニアモータのコイル部分をテーブル
の移動方向に伸ばしていけばいいだけであるため、テー
ブルの幅寸法は変化せず、スライド装置が幅方向に大型
化することはない。

【００４０】 リニアモータを形成する永久磁石とステ
ータの鉄芯間に吸引力が作用し、その吸引力によってテ
ーブルに移動方向のダンピング作用が生じるため、テー
ブルの位置決め制御の容易化を図ることができる。

【００４１】 テーブルの上板下面または側板の内面に
ランド部を形成したことにより、そのランド部とガイド
部材の間に形成される空気膜のスクイーズ効果によっ
て、テーブル停止時のテーブルの上下または左右方向の
振動を減衰することができ、位置決め時間の短縮化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るスライド装置の一部切欠平面図

【図２】同上の縦断正面図

【図３】同上のテーブル底面図

【図４】同上のスライド装置における振動試験結果を示
す図表

【図５】他のスライド装置における振動試験結果を示す
図表

【図６】従来のスライド装置を示す断面図

【符号の説明】

１ ガイド軸 ２ テーブル ３ 溝 ４ 上側案内面 ５ 両側案内面 Ｍ リニアモータ ９ 鉄芯 １０ コイル １１ ステータ １３ 永久磁石 １５ ノズル ２３ 静圧軸受部 ２４ ランド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76 B23Q 5/28 F16C 32/06

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側部および両側部に平坦な案内面を有
   するガイド部材と、そのガイド部材の上側案内面および
   両側案内面に沿ってスライド自在に設けられ、上記両側
   案内面との間に微少なスライド隙間が形成された断面コ
   の字形のテーブルとから成り、上記ガイド部材の上側案
   内面における幅方向の中央部にガイド部材の長手方向に
   延びる溝を形成し、その溝の底部に鉄芯にコイルを巻回
   したステータを取付け、上記テーブルの下面には上記ス
   テータとでリニアモータを形成する永久磁石を取付け、
   上記テーブルには、ガイド部材の上側案内面および両側
   案内面に向けて圧縮空気を噴射する複数のノズルを設
   け、上記上側案内面に対向するノズルから噴射する圧縮
   空気の噴射圧と前記リニアモータの磁気吸引力とにより
   ガイド部材の上側案内面とテーブルとの間に静圧軸受隙
   間を形成し、前記テーブルのガイド部材の上側案内面と
   両側案内面の少なくとも一方の案内面と対向する面に、
   平坦な静圧軸受部と、平坦なランド部とを設け、上記静
   圧軸受部に前記ノズルの先端を開口させたスライド装
   置。