JP3290087B2 - 静圧軸受を用いた位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工装置や測定機
などの装置あるいは組み立て検査装置などの生産機器な
どにおいて用いられる位置決め装置で、特に静圧軸受を
採用し、移動体の移動方向と直交する方向に移動体の微
動が可能な位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位置決め装置を用いて所望の機能を発揮
する加工装置や測定機あるいは組み立て装置や検査装置
などの生産機器などにおける従来の技術では、主たる位
置決め装置とこの位置決め装置の移動体の移動方向に直
交する方向に移動体の移動方向が一致する他の位置決め
装置とを組み合わせることで構成される装置が一般的で
ある。この場合、主に移動体の位置検出に用いられる位
置検出器の分解能によって位置決め分解能や位置決め精
度が左右される。

【０００３】また、主たる位置決め装置に対する他の位
置決め装置に求められる移動体の移動距離がミクロンオ
ーダと極めて短い場合には、位置決め装置を複数組み合
わせる代わりに、主たる位置決め装置に必要な微動機構
を備える特開昭５９−１０６７２２や特公平５−２１６
８２の加工装置にみられる例がある。

【０００４】特開昭５９−１０６７２２には、主たる位
置決め装置に対して直交する方向に配置された静圧気体
軸受装置において、移動体に取り付けられた回転体のス
ラスト方向の複数の軸受部に個別に気体を供給し、主た
る位置決め装置の移動体移動方向と直交する方向の微動
が必要な場合、これを回転体の軸方向移動により実現す
るものが記載されている。この時、静圧気体軸受装置の
スラスト方向の軸受部への気体供給圧に圧力差を設け、
回転体の移動方向側のスラスト軸受部の気体供給圧を低
圧にすることで、回転体に軸方向の微少変位を与えてい
る。これにより、装置を複雑化することなく低コストか
つ高精度でサブミクロンの微少切り込みが可能であると
している。

【０００５】特公平５−２１６８２では特開昭５９−１
０６７２２と同様に静圧軸受を用いた主軸装置の主軸を
軸方向に移動させることで主たる位置決め装置と直交す
る方向の微動を得るもので、「主軸に主軸の半径方向に
突出し前記刃物側への移動を拘束しない位置にフランジ
部を設け、また主軸に主軸の半径方向に突出した可動筒
を設け、フランジ部と主軸台の対向する面間に主軸をス
ラスト支持し、フランジ部と主軸台の対向する面間の隙
間が小さくなるにつれて主軸に作用する被加工物側への
推力を増大させる静圧流体スラスト軸受を設け、可動筒
と主軸台間に主軸に被加工物と反対側への推力を発生さ
せる円筒状のシリンダ室を形成し、前記被加工物の切削
を行なう前記被加工物の移動過程においては前記シリン
ダ室に低い圧力を供給して前記主軸を前進位置に移動さ
せ、前記被加工物の戻し過程においては前記シリンダ室
に高い圧力を供給して前記主軸を後退位置に移動させる
流体圧制御手段を設けた構成」であるので加工精度を悪
化させたり、加工のサイクルタイムを増加させることな
く微動が可能となるとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術で
最初に述べた位置決め装置の組み合わせでは装置構成要
素が増加し、装置自体が複雑となる。また、主たる位置
決め装置に対する他の位置決め装置に求められる移動体
の移動距離が短い場合には装置全体の構成が冗長なもの
となり、かつ装置全体の小型化を図るのが困難である。
さらに移動距離が短い場合には位置検出系の分解能や位
置決め精度もより高度なものが要求される場合が多く、
これを実現するための位置検出器、制御器、構成機構部
品などを考慮すると装置の低コスト化にも大きな困難が
伴うものである。

【０００７】特開昭５９−１０６７２２や特公平５−２
１６８２の加工装置に見られる例では、加工中に主軸が
回転している状態で軸方向に移動させることで微動を得
ることを前提としている。これらは主軸の回転数が低い
例えば５０００ｒｐｍ以下のような場合には回転中の主
軸を軸方向に移動させることによる問題は生じないが、
主軸の回転数が例えば１００００ｒｐｍ以上と高くなる
と、主軸の遠心力による半径方向の変形や高速回転時の
発熱による熱変形などに起因して軸受隙間が減少し、よ
り高精度なバランス修正が主軸装置に求められるなどの
問題が生じてくる。このために、高速回転時に回転中の
主軸を軸方向に移動するというこれらの手法は、軸方向
移動に伴いさらに軸受隙間が減少する可能性があった
り、軸方向移動に伴い主軸系の動バランスがくずれ、適
切な回転状態が得られない可能性がある等の点から適用
が困難になる。

【０００８】本発明は、上述の従来例に鑑みてなされた
もので、移動体が案内により案内される方向と直交する
方向に微動位置決めが可能であり、構成が簡略で、小型
かつ低廉な位置決め装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の位置決め装置は、移動体を第１の方向に案
内する案内と、該移動体を該案内に対して第１の方向と
直交する第２の方向に静圧により支持する多孔質絞りを
用いた第１の軸受けと、該移動体を該案内に対して第２
の方向で第１の軸受けと逆向きに静圧により支持する、
第１の軸受けとは多孔質体の組成、気孔率および通気率
の少なくとも一つが異なる第２の軸受けと、第２の軸受
けに対して流体を第１の軸受けを含む他の軸受けとは独
立して供給する作動流体供給手段と、第２の軸受けへの
流体の供給を調整する流体供給調整手段とを具備し、第
２の軸受けへの流体の供給を調整することにより第２の
方向へ微動し位置決めすることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態で
は、移動体を案内に対して静圧軸受けにより支持する位
置決め装置において、移動体移動方向（第１の方向）と
直交する方向のうち少なくとも一方の方向（第２の方
向）に、少なくとも一組の対向する軸受け部を持ち、該
対向する軸受け部を構成する軸受け（第１および第２の
軸受け）の多孔質体の組成、気孔率または通気率等によ
り変わる減衰特性が互いに異なる組み合わせであり、前
記位置決め装置における静圧軸受け（第１、第２および
その他の軸受け）の中で、前記対向する軸受け部を構成
する前記減衰特性の異なる軸受けのうち少なくとも通気
率が大きいために該減衰特性が良好でない方の軸受け
（第２の軸受け）に関しては作動流体供給装置からの流
体の供給が個別に行なわれており、該個別に行なわれて
いる流体供給管路中に位置決め制御装置からの指令によ
り任意に流体の供給が調整できる流体供給調整部を持
ち、前記移動体移動方向と直交する方向のうち少なくと
も一方の方向（第２の方向）を前記移動体の微動方向と
して前記移動体を微動させる場合において、通気率が大
きい軸受け（第２の軸受け）の側に前記移動体を微動さ
せるときは通気率が大きい軸受け（第２の軸受け）への
流体の供給を前記位置決め制御装置からの指令に基づい
て前記流体供給調整部で調整し、流体供給圧あるいは流
量を減じて微動可能とし、これと逆方向に前記移動体を
微動させるには前記流体供給調整部における調整により
流体供給圧あるいは流量を増加して微動可能とする。

【００１１】ここで、前記少なくとも一組の対向する軸
受け部を構成する軸受け（第１および第２の軸受け）と
しては多孔質絞りを採用し、多孔質体の組成、気孔率、
通気率等を変えることにより減衰特性の違いをもたらす
ようにしている。また、前記流体供給調整部における流
体供給の調整に基づく前記移動体の微動は、前記移動体
の移動方向（第１の方向）への位置決め完了時、または
前記移動体の移動方向への移動中になされる。また、前
記第１の軸受けは、前記第２の軸受けよりも減衰率が負
となる周波数帯域が狭い、または平均減衰率が大きいこ
ととしてもよい。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、位置決め装置を複数組み
合わせることをしていないため、構成簡略化、小型化お
よび低コスト化を図ることができる。また、移動体を案
内に対して静圧により支持する軸受けへの流体供給を調
整して微動位置決めし、特開昭５９−１０６７２２や特
公平５−２１６８２の加工装置のように回転軸をスラス
ト方向に移動させて位置決めするものではないため、移
動体に取り付けられた回転体の回転数が制限されたり、
回転が妨害される等の悪影響を受けることもない。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。実施例１ 図１は本発明の第１の実施例に係る位置決め装置の構成
を示す。図１において、１０１は本発明による位置決め
装置が搭載されるベース、１０２は移動体を案内するガ
イド、１０３は移動体であるスライダ、１０４〜１０７
はスライダ１０３をガイド１０２に対して支持する静圧
軸受け部を構成する軸受けパッドで、ここでは左側の軸
受けパッド（軸受けパッドＬ）１０４として右、下およ
び上側の軸受けパッド（軸受けパッドＲ、ＢおよびＴ）
１０５〜１０７に比較して減衰特性がより良好ではない
ものを用いている。１０８〜１１１は１０５〜１０７の
各軸受けパッドに個別に作動流体を供給するための流体
供給管路、１１２は左側軸受けパッド１０４に対する流
体の供給を調整する流体供給調整部、１１３は流体供給
調整器としての電磁弁である。１１４、１１５は流体供
給装置であり、両者を比較すると１１４の方が供給圧が
高い。１１６と１１７はスライダ１０３を移動させるた
めのボールねじとこれを回転させるモータである。な
お、図１ではスライダ１０３とボールねじ１１６を接続
するナット部は図示されていない。１１８はモータ１１
７の回転角を検出するエンコーダ、１１９は位置決め装
置の駆動制御装置、１２０はモータ１１７への駆動指令
信号、１２１はモータ駆動指令信号１２０を受けてモー
タ１１７を駆動するための電流を流すドライバ、１２２
はドライバ１２１から流されたモ−タ駆動電流、１２３
はエンコーダ１１８からの出力、１２４はエンコーダ出
力に対するカウンタ、１２５はカウンタ１２４から出さ
れるスライダ１０３の位置信号、１２６は駆動制御装置
１１９から出される電磁弁駆動指令である。

【００１４】スライダ１０３の駆動、位置決めは駆動制
御装置１１９からのモータ駆動指令信号１２０を受けた
ドライバ１２１からモータ１１７にモータ駆動電流１２
２が供給されることでモータ１１７は回転し、このモー
タ１１７に接続されたボールねじ１１６にその回転は伝
達され、さらに図示されないナット部などを介して回転
運動が直線運動に変換されスライダ１０３は駆動され
る。このときモータ１１７の回転角はエンコーダ１１８
により検出されカウンタ１２４を経てスライダ１０３の
現在位置を示す信号として位置信号１２５が駆動制御装
置１１９に送られ、この信号を基にスライダ１０３の駆
動および位置決め制御が行なわれる。なお、ここでは駆
動手段としてサーボモータとボールねじを、位置検出手
段としてエンコーダ等を使用することを想定している
が、本発明の実施においては機能的に同等のものを使用
するのであれば、例えば駆動手段にリニアモータ、位置
検出手段にレーザ干渉測長器などというように、他の形
式のものを用いても構わない。

【００１５】次に本実施例による移動体の微動について
図２を用いて説明する。通常、スライダ１０３がガイド
１０２に対して静圧軸受けにより支持される場合は、高
圧側の流体供給装置１１４からの流体が各軸受けパッド
１０４〜１０７に供給される。ここでは左側軸受けパッ
ド１０４が右、下および上側の軸受けパッド１０５〜１
０７に比較して減衰特性がより良好ではない。このとき
左側軸受けパッド１０４および右側軸受けパッド１０５
により形成される軸受けの隙間はそれぞれＣＬ１および
ＣＲ１である。スライダ１０３の位置決めが完了し、微
動を行なう場合は駆動制御装置１１９からの電磁弁駆動
指令１２０により電磁弁１１３が駆動され、図２（ａ）
のように左側軸受けパッド１０４への流体の供給が低圧
側の流体供給装置１１５からなされる。これにより右側
軸受けパッド１０５のほうが圧力が高いため、左側軸受
けパッド１０４の低圧の供給流体と力の釣り合いが取れ
る位置までスライダ１０３は左側軸受けパッド１０４側
に移動する。その結果、左側軸受けパッド１０４および
右側軸受けパッド１０５における軸受け隙間ＣＬ２、Ｃ
Ｒ２は

【００１６】

【数１】 となって、スライダ１０３の微動は完了する。

【００１７】次に、左側軸受けパッド１０４および右側
軸受けパッド１０５における異なる減衰特性の付与につ
いて説明する。すでに我々は、異なる軸受け特性を有す
る軸受けを用いた静圧軸受け装置およびこれを用いた位
置決めステージに関して特開平６−２４１２３０に示さ
れる発明を行なっている。そこでは絞り形式による軸受
け特性の変化および多孔質絞りにおける軸受け特性の変
化について触れている。図３および図４は特に多孔質絞
りに関して説明を行なうためのグラフである。多孔質絞
りを採用する場合、多孔質体の調整により軸受け特性を
大きく変えることができる。図３では多孔質体を透過す
る流体の流量調整による特性（ここでは剛性κと減衰性
Ｃωの周波数応答）の変化を示している。流量調整をし
ないものでは周波数が高くなると剛性κが下がり、減衰
性Ｃωは一旦低下した後回復している。しかしながら減
衰性Ｃωについては周波数の全域にわたって負の値を取
っているため実際には発振しやすい特性を示すことにな
る。一方、流量調整を行なうと高域での剛性κの低下が
認められなくなり、また減衰性Ｃωもほぼゼロ近傍を推
移し、流量調整が行なわれないものに比べて良好な減衰
性を有することがわかる。このように多孔質絞りに異な
る減衰特性を付与するひとつの方法として流量調整が有
効である。

【００１８】また、図４では異なる減衰特性を付与する
別の方法として通気率の調整を説明する。通気率Ｋは一
般に次式で定義される。

【００１９】

【数２】 ここで、μは空気の粘性係数、ＲＴは気体定数、ｍは空
気の質量流量、ｔ₀ は多孔質体の厚さ、Ａは多孔質体の
面積、Ｐｓは多孔質体への流体の供給圧力（ゲージ
圧）、Ｐａは大気圧である。

【００２０】図４に示すように、通気率を小さくすると
剛性κの低下が低域から始まり、さらに通気率を小さく
すると低域では低い剛性κしか得られず、高域では通気
率が大きな場合よりも高い剛性κが得られている。減衰
性Ｃωについては通気率が小さな場合に全域にわたって
正の値を取り、さらに通気率を小さくすると低域では負
の値を取るものの高域で正の値を取るようになる。因
に、図３の流量調整を行なわない場合のデータと図４の
通気率が大きい場合のデータは同一の軸受けパットによ
るものである。

【００２１】以上述べてきたような方法で異なる減衰特
性を付与された軸受けパッド（特に多孔質絞り）に対し
て流体供給を変えた場合の変位特性を図５に示す。ここ
では減衰特性の違いが顕著に現われるように、流体の供
給を強制的に遮断した場合の軸受け隙間の時間経過によ
る変化を表わしている。通気率の大きな軸受けパッドの
方が高い応答性を有することがわかる。通気率が大きい
場合、図４で見られるように減衰特性がより良好でない
状態になる。

【００２２】以上のように軸受けパッドの減衰特性を調
整して本発明に用いるとき、左側軸受けパッド１０４に
は図４、図５の通気率が大きいものが適し、これと対向
する右側軸受けパッド１０５には通気率の小さなものが
適していることになる。このような軸受けパッドの組み
合わせで本発明を実施すれば、通常の流体供給状態では
減衰特性が良好な軸受けパッドの特性を活かして振動や
外乱に対する特性を向上でき、微動時には減衰特性がよ
り良好でない軸受けパッドの高い応答性を活かして高速
な微動が実現できる。さらに特開昭５９−１０６７２２
や特公平５−２１６８２にみられる加工装置の工作物を
搭載する位置決め装置に適用すれば、主軸装置側に特開
昭５９−１０６７２２や特公平５−２１６８２による主
軸回転中の軸方向移動を実施することなく、より簡素な
装置構成で同等以上の機能を発揮できる。また減衰特性
が良好な軸受けパッドの特性を活かした振動や外乱に対
する特性の向上により特開昭５９−１０６７２２や特公
平５−２１６８２にみられる加工装置における断続切削
においても加工面の表面粗さを低減し表面平滑度を向上
することができる。

【００２３】実施例２ 図６は本発明による第２の実施例を示す。ここでは移動
体６０１の案内６０２に対する上下方向の支持を軸受け
パッド６０３、６０４と永久磁石（予圧付勢手段）６０
７により、左右方向の支持を軸受けパッド６０５、６０
６により行なっている。右側の軸受けパッド６０６が左
側の軸受けパッド６０５と較べて減衰特性のより良好で
ない方の軸受けパッドである。軸受けパッド６０６への
流体の供給は単一の流体供給装置６１５から高圧側と低
圧側の２系統６１９ｂ、６１９ａに分岐した後流体供給
調整手段６１６を介してなされる。図６において、６０
８〜６１１は流体供給管路、６１２ａはモータ、６１２
ｂはドライバ、６１３はボールねじ、６１４ａはエンコ
ーダ、６１４ｂはカウンタ、６１７は駆動制御装置、６
１８はナット部である。

【００２４】図６に示す第２の実施例の移動体の微動に
ついて図７により説明する。ここでは図７中の流体供給
調整手段６１６において単一の流体供給装置６１５から
の高圧側３１９ａと低圧側３１９ｂの２系統に分岐し、
低圧側に圧力調整手段（レギュレータ）７１３を設け、
ここで減圧して流体の供給圧を下げている。移動体微動
時には駆動制御装置６１７からの指令により電磁弁７１
０を駆動し、減衰特性のより良好でない右側軸受けパッ
ド６０６への流体供給圧を低くしている。これにより通
常の軸受け隙間に対して

【００２５】

【数３】 となり微動が終了する。

【００２６】実施例３ 図８は本発明の第３の実施例に係るポリゴンミラー加工
機の構成を示す。図８においては、定盤８０１上に各ユ
ニットが配置される加工前のポリゴンミラー原材８１２
はワーク取付け用治具８１１にワーク固定用治具８１３
によって取付けられる。これらが割り出しユニット８１
０の先端に取付けられ、ミラー面の加工時に各面が割り
出される。この割り出しユニット８１０は割り出しユニ
ットスライダ８１４に搭載され、割り出しユニットスラ
イダ用案内８１５、割り出しユニットスライダ用ボール
ねじ８１６、割り出しユニットスライダ用モータ８１７
とともに本発明による静圧軸受けを用いた位置決め装置
（ワーク側位置決め装置）８２０を構成する。主軸８０
２は主軸モータ８０３の回転軸の先端にバイト８０５を
具備するバイトホルダ８０４が取付けられ、主軸スライ
ダ８０６、主軸スライダ用案内８０７、主軸スライダ用
ボールねじ８０８、主軸スライダ用モータ８０９からな
る主軸側位置決め装置８３０上に搭載される。主軸８０
２の回転による主切削運動と割り出しユニット８１０側
の位置決め装置８２０による送り運動によりポリゴンミ
ラー原材８１２のミラー面が加工されていく。

【００２７】本発明を実施したポリゴンミラー加工機に
よる加工の様子を図９にて説明する。スタート時点で主
軸８０２側は所定の切り込み位置に位置決めされてい
る。本発明によるワーク側位置決め装置８２０の切削送
り運動（主たる位置決め）の開始により加工が進行す
る。１面の加工が終了すると本発明により割り出しユニ
ットスライダ８１４の微動（主たる位置決め方向と直交
する方向への微動位置決め）を行ない、加工終了面が回
転中の主軸に取付けられているバイト８０５と干渉しな
いように退避する。その後、割り出しユニットスライダ
８１４は退避位置を保ったまま加工開始点まで後退す
る。加工開始点に割り出しユニットスライダ８１４が戻
ると、今度は主軸８０２側に向かって割り出しユニット
スライダ８１４の微動を行ない、通常の静圧軸受けによ
る支持位置に戻り、これにより所定の切り込みが次回加
工面にも与えられることになる。次回加工面の割り出し
を行なう時期は割り出しユニットスライダ８１４が切削
送り開始位置に後退した時点でも、所定切り込み位置に
戻った時点でもいずれでもよい。

【００２８】このように本発明をポリゴンミラー加工機
に代表される精密加工装置に実施することで低コストで
微少切り込みを実現できることに加えて、加工後に加工
面から刃具を逃がすことができるためにカッタマークを
発生させずに高品位の仕上げ面を得られる、同時に減衰
特性が良好な軸受けパッドの特性を活かして加工時の切
削抵抗による工具−工作物間の相対振動を抑制でき良好
な表面粗さが得られる。

【００２９】実施例４ 図１０に本発明による第４の実施例を示す。第１〜第３
の実施例では水平面内の移動体の微動を行なうように減
衰特性の異なる軸受パッドを配置したが、ここでは上下
方向に移動体の微動を行なうように配置している。案内
１００１に対して移動体１００２が軸受パッド１００３
〜１００６Ｒによって支持されている。このうち軸受パ
ッド１００３、１００４は移動体１００２の水平面内の
移動を拘束する。対向する１００５Ｌ、Ｒおよび１００
６Ｌ、Ｒの軸受パッドのうち１００５Ｌ、Ｒには減衰特
性がより良好でないものを選択している。移動体の微動
時には１００５Ｌ、Ｒ側の流体供給圧を１００６Ｌ、Ｒ
側よりも下げることで移動体の上方への微動が実現さ
れ、これとは逆に１００５Ｌ、Ｒ側の流体供給圧を１０
０６Ｌ、Ｒ側よりも上げることで移動体の下方への微動
が実現される。

【００３０】また、第１〜３の実施例と第４の実施例を
組み合わせることで移動体の移動方向に直交する２方向
の自由度を持ち、この直交する面内における移動体の微
動を可能ならしめる。

【００３１】実施例５ 図１１に本発明による第５の実施例を示す。基本的な軸
受の配置などは図６に示す第２の実施例と同様であるの
で、異なる部分についてのみ説明を加える。右側軸受パ
ッド１１０６にはこれと対向する左側軸受パッド１１０
３に比較して減衰特性がより良好でないものを配置し、
この右側軸受パッド１１０６への流体供給管路中に流体
供給調整手段としてのサーボバルブ１１０９とこのサー
ボバルブの制御に用いるフィードバック信号を取り出す
ため右側軸受パッド１１０６への流体供給管路中の圧力
を検出するための圧力センサ１１１０を設けている。目
標圧力設定器１１２４には予め右側軸受パッド１１０６
への流体供給圧力と移動体１１０２の微動変位の関係を
データとして持ち、所望の移動体微動変位量が得られる
ように目標圧力指令を発し、減算器１１２５において右
側軸受パッド１１０６への流体供給管路中の圧力信号１
１２８との偏差を取り、この偏差信号１１２８に基づい
てＰＩＤ調整器などに代表される補償器１１２６を介し
てサーボバルブ１１０９用の駆動装置１１２７への指令
値を出し、サーボバルブ１１０９を駆動する。また、本
実施例では移動体１１０２の位置決め運動と同期させて
移動方向と直交する方向の微動を実現するために移動体
１１０２の現在位置信号１１２３を目標圧力設定器１１
２４が読み込み、予め定められた同期微動運動を実現す
るように目標圧力信号を発生する。

【００３２】図１１において、１１０１は案内、１１０
４は上側軸受パッド（Ｌ）、１１０５は上側軸受パッド
（Ｒ）、１１０７は永久磁石（予圧付勢手段）、１１０
８は流体供給装置、１１１１はナット、１１１２はボー
ルねじ、１１１３は駆動制御装置、１１１４は目標位置
設定器、１１１５は目標位置指令信号、１１１７は補償
器、１１１８はモータドライバ、１１１９はモータ、１
１２０は位置決め装置、１１２１はエンコーダ、１１２
２はパルスカウンタである。

【００３３】本実施例による移動体１１０２の位置決め
運動と微動運動の一例を図１２に示す。これは第３の実
施例で示した図８のポリゴンミラー加工機の割り出しユ
ニット側の位置決め装置に適用した場合である。通常、
ポリゴンミラーを角錐状に仕上げたり、ミラー面を平面
ではなく円弧面に仕上げたりする場合に主軸の回転中心
と割り出しユニット側位置決め装置の移動軸の直角度を
調整したり、あるいは主軸の回転中心と割り出しユニッ
ト側位置決め装置の移動軸の直角度をそのままにして、
割り出しユニットスライダ上の割り出しユニット回転中
心と主軸の回転中心との直角度を調整することが多い。
この場合、従来は所望の直角度への調整が容易に行なえ
るものではなく、また段取り替えや異形状のワークへの
対応が柔軟に行なえない。本実施例によれば装置の直角
度調整や段取り替えなどをすることなく、図１２のよう
に割り出しユニット側の位置決め装置の切削送りに同期
させて移動体１１０２の微動運動を行なえば任意の形状
にミラー面を仕上げることが可能である。

【００３４】以上、本発明について実施例に基づいて説
明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変更が可
能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、移動体の移動方向に直
交する方向の微動を、移動体を案内に対して支持する静
圧軸受けの対向する軸受け部における流体供給の調整に
よって行なうため、微動方向に新たな位置決め装置を設
ける必要がなくなり、装置の複雑化を避けられる。ま
た、流体供給調整部は簡易的には電磁弁等を利用するこ
とができ、また、サーボバルブや流量制御装置を用いる
場合でも微動方向に新たな位置決め装置を設ける場合に
比較して、構成要素自体も小さくなるため装置の小型化
にも大きく寄与する。以上のような構成要素の少数化や
小型化により、高価な位置検出器等が不要になるため装
置の低コスト化にも実現できる。

【００３６】また、本発明により位置決め装置側で移動
体の移動方向と直交する方向に移動体の微動が可能とな
るため、特開昭５９−１０６７２２や特公平５−２１６
８２にみられる加工装置の工作物を搭載する位置決め装
置に本発明を実施して主軸を回転中に軸方向移動させる
機構を省いた場合と、特開昭５９−１０６７２２や特公
平５−２１６８２に見られるような主軸を回転中に軸方
向に移動する方法とを比較すると、本発明を工作物を搭
載する位置決め装置に実施する方が主軸の高速回転時に
も主軸に何ら支障を来たす因子が存在しないため、主軸
の高速回転による加工に容易に対応できる。また、本発
明の実施により主軸装置に対する複雑な加工や構成をと
ることがないため装置がより簡素化されるとともに製作
コストも抑制することができる。

【００３７】さらに、移動体微動方向の軸受け部に減衰
特性の異なる軸受けを採用するため、使用目的に応じた
適切な軸受け形式あるいは絞り形式等を選択すれば移動
体の微動の高速化とともに移動体自体の振動抑制にも有
利に作用し、特開昭５９−１０６７２２や特公平５−２
１６８２にみられる加工装置の工作物を搭載する位置決
め装置に本発明を実施した場合では振動抑制性能の向上
により、加工面の表面粗さをより高精度なものにするこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る位置決め装置の
概略構成図である。

【図２】 図１の装置における移動体の微動の様子を説
明する図である。

【図３】 図１の装置における多孔質絞りの軸受けに関
し異なる減衰特性の付与を説明する図である。

【図４】 図１の装置における多孔質絞りの軸受けに関
し異なる減衰特性の付与を説明する図である。

【図５】 図３および図４における異なる減衰特性を有
する軸受けの微動時の応答性を説明する図である。

【図６】 本発明の第２の実施例に係る位置決め装置の
概略構成図である。

【図７】 図６の装置における移動体の微動の様子を説
明する図である。

【図８】 本発明の第３の実施例に係るポリゴンミラー
加工機の工作物を搭載する位置決め装置の概略構成図で
ある。

【図９】 図８の装置における移動体の微動の様子を説
明する図である。

【図１０】 本発明の第４の実施例に係る位置決め装置
の概略構成図である。

【図１１】 本発明の第５の実施例に係る位置決め装置
の概略構成図である。

【図１２】 図１１の装置における移動体の微動の様子
を説明する図である。

【符号の説明】

１０１：ベース、１０２：ガイド、１０３：スライダ、
１０４：左側軸受パッド、１０５：右側軸受パッド、１
０６：下側軸受パッド、１０７：上側軸受パッド、１０
８：左側軸受パッド用流体供給管路、１０９：右側軸受
パッド用流体供給管路、１１０：下側軸受パッド用流体
供給管路、１１１：上側軸受パッド用流体供給管路、１
１２：流体供給調整部、１１３：電磁弁、１１４：流体
供給装置（高圧）、１１５：流体供給装置（低圧）、１
１６：ボールねじ、１１７：モータ、１１８：エンコー
ダ、１１９：駆動制御装置、１２０：モータ駆動指令、
１２１：ドライバ、１２２：モータ駆動電流、１２３：
エンコーダ出力、１２４：カウンタ、１２５：位置信
号、１２６：電磁弁駆動指令、６０１：移動体、６０
２：案内、６０３、６０４：軸受パッド、６０５：軸受
パッド（図示されない）、６０６：軸受パッド、６０
７：永久磁石（予圧付勢手段）、６０８〜６１１：流体
供給管路、６１２ａ：モータ、６１２ｂ：ドライバ、６
１３：ボールねじ、６１４ａ：エンコーダ、６１４ｂ：
カウンタ、６１５：流体供給装置、６１６：流体供給調
整手段、６１７：駆動制御装置、６１８：ナット部、６
１９ａ：高圧側、６１９ｂ：低圧側、７１０：電磁弁、
７１３：圧力調製手段（レギュレータ）、８０１：定
盤、８０２：主軸、８０３：主軸用モータ、８０４：バ
イトホルダ、８０５：バイト、８０６：主軸スライダ、
８０７：主軸スライダ用案内、８０８：主軸スライダ用
ボールねじ、８０９：主軸スライダ用モータ、８１０：
割り出しユニット、８１１：ワーク取り付け用治具、８
１２：ポリゴンミラー（加工前）原材、８１３：ワーク
固定用治具、８１４：割り出しユニットスライダ、８１
５：割り出しユニットスライダ用案内、８１６：割り出
しユニットスライダ用ボールねじ、８１７：割り出しユ
ニットスライダ用モータ、８２０：ワーク側位置決め装
置、８３０：主軸側位置決め装置、１００１：案内、１
００２：移動体、１００３：左側軸受パッド、１００
４：右側軸受パッド、１００５Ｌ：下側軸受パッド
（Ｌ）、１００５Ｒ：下側軸受パッド（Ｒ）、１００６
Ｌ：上側軸受パッド（Ｌ）、１００６Ｒ：上側軸受パッ
ド（Ｒ）、１１０１：案内、１１０２：移動体、１１０
３：左側軸受パッド、１１０４：上側軸受パッド
（Ｌ）、１１０５：上側軸受パッド（Ｒ）、１１０６：
右側軸受パッド、１１０７：永久磁石（予圧付勢手
段）、１１０８：流体供給装置、１１０９：流体供給調
整手段（サーボバルブ）、１１１０：圧力センサ、１１
１１：ナット、１１１２：ボールねじ、１１１３：駆動
制御装置、１１１４：目標位置設定器、１１１５：目標
位置指令信号、１１１６：減算器、１１１７：補償器、
１１１８：モータドライバ、１１１９：モータ、１１２
０：位置決め装置、１１２１：エンコーダ、１１２２：
パルスカウンタ、１１２３：現在位置信号、１１２４：
目標圧力設定器、１１２５：減算器、１１２６：補償
器、１１２７：駆動装置（サーボバルブ）、１１２８：
圧力偏差信号、ＣＬ１：通常軸受隙間（左側軸受パッド
側）ＣＲ１：通常軸受隙間（右側軸受パッド側）、ＣＬ
２：微動時軸受隙間（左側軸受パッド側）、ＣＲ２：微
動時軸受隙間（右側軸受パッド側）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76 F16C 32/06 G12B 5/00 H01L 21/68

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体を第１の方向に案内する案内と、 該移動体を該案内に対して第１の方向と直交する第２の
   方向に静圧により支持する多孔質絞りを用いた第１の軸
   受けと、 該移動体を該案内に対して第２の方向で第１の軸受けと
   逆向きに静圧により支持する、第１の軸受けとは多孔質
   体の組成、気孔率および通気率の少なくとも一つが異な
   る第２の軸受けと、 第２の軸受けに対して流体を第１の軸受けを含む他の軸
   受けとは独立して供給する作動流体供給手段と、 第２の軸受けへの流体の供給を調整する流体供給調整手
   段とを具備し、 第２の軸受けへの流体の供給を調整することにより第２
   の方向へ微動し位置決めすることを特徴とする位置決め
   装置。
2. 【請求項２】 前記流体供給調整手段における流体供給
   の調整に基づく前記移動体の第２の方向への微動が、前
   記移動体の第１の方向への位置決め完了時においてなさ
   れるか、あるいは前記移動体の第１の方向への移動中に
   おいてなされることを特徴とする請求項１記載の位置決
   め装置。
3. 【請求項３】 前記第２の軸受けの通気率は、前記第１
   の軸受けの通気率より大きいことを特徴とする請求項１
   または２記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 前記第１の軸受けは、前記第２の軸受け
   よりも減衰率が負となる周波数帯域が狭い、または平均
   減衰率が大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の位置決め装置。
5. 【請求項５】 前記流体供給調整手段が、前記作動流体
   供給手段から前記第２の軸受けへの流体供給管路中に設
   けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の位置決め装置。
6. 【請求項６】 前記流体供給調整手段が、前記第２の軸
   受けへの流体供給圧または流量を調整するものであるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の位置決
   め装置。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の方向が水平な面内
   の直交する２方向であることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の位置決め装置。
8. 【請求項８】 前記第１の方向が水平方向であり、前記
   第２の方向が垂直方向であることを特徴とする請求項１
   〜６のいずれかに記載の位置決め装置。