JPH0517447Y2 - - Google Patents
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- JPH0517447Y2 JPH0517447Y2 JP1987065695U JP6569587U JPH0517447Y2 JP H0517447 Y2 JPH0517447 Y2 JP H0517447Y2 JP 1987065695 U JP1987065695 U JP 1987065695U JP 6569587 U JP6569587 U JP 6569587U JP H0517447 Y2 JPH0517447 Y2 JP H0517447Y2
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- sliding guide
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
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- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、相対移動する部材間にエアーベアリ
ング装置を設けた摺動案内装置に関する。
ング装置を設けた摺動案内装置に関する。
相対移動する部材間にエアーベアリング装置を
設けた摺動案内装置を備えた機械として、例えば
被測定物の寸法や形状などを測定する三次元測定
機が知られている。
設けた摺動案内装置を備えた機械として、例えば
被測定物の寸法や形状などを測定する三次元測定
機が知られている。
かかる三次元測定機は、その一例を第７図に示
す如く、図示しない測定対象物を載置する定盤１
と、この定盤１の上面一側に設けられたＹ軸レー
ル２および定盤１の他側上面をＹ軸方向へ移動可
能に設けられた一対のＹ軸スライダ３Ｌ，３Ｒ
と、この各Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒに立設された
一対の支柱４Ｌ，４Ｒと、この両支柱４Ｌ，４Ｒ
の上部間に架設されたＸ軸方向へ延びるＸ軸ビー
ム５と、このＸ軸ビーム５にその長手方向へ移動
可能に設けられたＸ軸スライダ６と、このＸ軸ス
ライダ６にＺ軸コラム７を介してＺ軸方向へ移動
可能に取り付けられたＺ軸スピンドル８と、この
Ｚ軸スピンドル８の下端に取り付けられた測定子
９を有する測定用プローブ１０とから構成されて
いた。
す如く、図示しない測定対象物を載置する定盤１
と、この定盤１の上面一側に設けられたＹ軸レー
ル２および定盤１の他側上面をＹ軸方向へ移動可
能に設けられた一対のＹ軸スライダ３Ｌ，３Ｒ
と、この各Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒに立設された
一対の支柱４Ｌ，４Ｒと、この両支柱４Ｌ，４Ｒ
の上部間に架設されたＸ軸方向へ延びるＸ軸ビー
ム５と、このＸ軸ビーム５にその長手方向へ移動
可能に設けられたＸ軸スライダ６と、このＸ軸ス
ライダ６にＺ軸コラム７を介してＺ軸方向へ移動
可能に取り付けられたＺ軸スピンドル８と、この
Ｚ軸スピンドル８の下端に取り付けられた測定子
９を有する測定用プローブ１０とから構成されて
いた。
しかも、Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒに支柱４Ｌ，
４Ｒを介してＸ軸ビーム５を、さらにＸ軸ビーム
５のＸ軸スライダ６にＺ軸コラム７を介してＺ軸
スピンドル８を順次積み上げる構造であるから、
高精度測定を保証する意味から、全体としても堅
牢に構成されていた。同時に、堅牢であるが故の
問題点、つまり各軸の移動を軽い力で高速に行え
ないという問題点を解消すべく、Ｙ軸レール２と
Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒとの間、Ｘ軸ビーム５と
Ｘ軸スライダ６との間およびＺ軸コラム７とＺ軸
スピンドル８との間にそれぞれエアーベアリング
装置を設けていた。
４Ｒを介してＸ軸ビーム５を、さらにＸ軸ビーム
５のＸ軸スライダ６にＺ軸コラム７を介してＺ軸
スピンドル８を順次積み上げる構造であるから、
高精度測定を保証する意味から、全体としても堅
牢に構成されていた。同時に、堅牢であるが故の
問題点、つまり各軸の移動を軽い力で高速に行え
ないという問題点を解消すべく、Ｙ軸レール２と
Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒとの間、Ｘ軸ビーム５と
Ｘ軸スライダ６との間およびＺ軸コラム７とＺ軸
スピンドル８との間にそれぞれエアーベアリング
装置を設けていた。
エアーベアリング装置は、例えばＸ軸ビーム５
とＸ軸スライダ６との間に設けられるエアーベア
リング装置の場合、第８図に示す如く、Ｘ軸ビー
ム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄを挟んで複数組のエ
アーパツド１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１
３Ｃ，１３Ｄを設け、この各エアーパツト１１Ａ
〜１３ＤにＸ軸スライダ６に螺合された調整ねじ
１５の先端を鋼球１６を介して係合させ、この調
整ねじ１５によりエアーパツド１１Ａ〜１３Ｄと
Ｘ軸ビーム５の各摺動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリ
アランスを一定、通常、数μm程度に設定するよ
うにしてある。
とＸ軸スライダ６との間に設けられるエアーベア
リング装置の場合、第８図に示す如く、Ｘ軸ビー
ム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄを挟んで複数組のエ
アーパツド１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１
３Ｃ，１３Ｄを設け、この各エアーパツト１１Ａ
〜１３ＤにＸ軸スライダ６に螺合された調整ねじ
１５の先端を鋼球１６を介して係合させ、この調
整ねじ１５によりエアーパツド１１Ａ〜１３Ｄと
Ｘ軸ビーム５の各摺動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリ
アランスを一定、通常、数μm程度に設定するよ
うにしてある。
このような三次元測定機では、Ｙ軸レール２と
Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒとにより測定用プローブ
１０をＹ軸方向へ移動可能に案内するＹ軸摺動案
内機構を、Ｘ軸ビーム５とＸ軸スライダ６とによ
り測定用プローブ１０をＸ軸方向へ移動可能に案
内するＸ軸摺動案内機構を、Ｚ軸コラム７とＺ軸
スピンドル８とにより測定用プローブ１０をＺ軸
方向へ移動可能に案内するＺ軸摺動案内機構をそ
れぞれ構成するものであるが、測定に際して、測
定用プローブ１０を定盤１上の被測定物に当接さ
せなければならないので、これら各軸の移動を高
速に行えるようにすることが一つの課題である。
Ｙ軸スライダ３Ｌ，３Ｒとにより測定用プローブ
１０をＹ軸方向へ移動可能に案内するＹ軸摺動案
内機構を、Ｘ軸ビーム５とＸ軸スライダ６とによ
り測定用プローブ１０をＸ軸方向へ移動可能に案
内するＸ軸摺動案内機構を、Ｚ軸コラム７とＺ軸
スピンドル８とにより測定用プローブ１０をＺ軸
方向へ移動可能に案内するＺ軸摺動案内機構をそ
れぞれ構成するものであるが、測定に際して、測
定用プローブ１０を定盤１上の被測定物に当接さ
せなければならないので、これら各軸の移動を高
速に行えるようにすることが一つの課題である。
しかし、このような摺動案内機構を有する測定
機では、高精度測定を保証する観点から、全体と
しても堅牢構造としてあるため、たとえエアーベ
アリング装置によつて移動の高速化を保証しよう
としても、おのずと限界があつた。
機では、高精度測定を保証する観点から、全体と
しても堅牢構造としてあるため、たとえエアーベ
アリング装置によつて移動の高速化を保証しよう
としても、おのずと限界があつた。
そこで、各軸移動の高速性を達成するための手
段として、まず、移動部材の重量を軽量化するこ
とが考えられる。これには、これら移動部材を軽
量な部材で構成すればよい。例えば、Ｘ軸ビーム
５やＺ軸スピンドル７などをセラミツクス、Ｘ軸
スライダ６をアルミニウム鋳物などの材料で構成
すればよい。
段として、まず、移動部材の重量を軽量化するこ
とが考えられる。これには、これら移動部材を軽
量な部材で構成すればよい。例えば、Ｘ軸ビーム
５やＺ軸スピンドル７などをセラミツクス、Ｘ軸
スライダ６をアルミニウム鋳物などの材料で構成
すればよい。
しかし、セラミツクスとアルミニウム鋳物とは
線膨張係数が異なるので、測定機の設置環境の温
度が変化すると、両材料の収縮、膨張差によつて
エアーベアリング装置のクリアランスが変動し、
摺動特性が悪化する問題がある。
線膨張係数が異なるので、測定機の設置環境の温
度が変化すると、両材料の収縮、膨張差によつて
エアーベアリング装置のクリアランスが変動し、
摺動特性が悪化する問題がある。
例えば、Ｘ軸摺動案内機構のＺ軸方向を考え
る。第９図に示す如く、基準温度におけるＸ軸ビ
ーム５のＺ軸方向の寸法をL0、Ｘ軸スライダ６
のＺ軸方向の寸法をl0とし、かつ、基準温度から
の温度変化をΔt、セラミツクスの線膨張係数を
α0（≒８×10-6〔／deg〕）、アルミニウムの線膨張
係数をα1（≒22×10-6〔／deg〕）とすると、Ｘ軸ス
ライダ６およびＸ軸ビーム５間のＺ軸方向におけ
る長さ変化分δZは、 δZ＝1000・Δt（l0α1−L0α0 ……(1) で表される。
る。第９図に示す如く、基準温度におけるＸ軸ビ
ーム５のＺ軸方向の寸法をL0、Ｘ軸スライダ６
のＺ軸方向の寸法をl0とし、かつ、基準温度から
の温度変化をΔt、セラミツクスの線膨張係数を
α0（≒８×10-6〔／deg〕）、アルミニウムの線膨張
係数をα1（≒22×10-6〔／deg〕）とすると、Ｘ軸ス
ライダ６およびＸ軸ビーム５間のＺ軸方向におけ
る長さ変化分δZは、 δZ＝1000・Δt（l0α1−L0α0 ……(1) で表される。
仮に、常温において、L0＝250〔mm〕、l0＝300
〔mm〕とし、かつ温度変化Δtが常温±10℃とする
と、 δZ≒±46〔μm〕 ……(2) となる。これを上下で1/2ずつとすると、上下の
エアーパツド１３Ｃ，１３ＤとＸ軸ビーム５の摺
動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスは±23
〔μm〕変化することになる。
〔mm〕とし、かつ温度変化Δtが常温±10℃とする
と、 δZ≒±46〔μm〕 ……(2) となる。これを上下で1/2ずつとすると、上下の
エアーパツド１３Ｃ，１３ＤとＸ軸ビーム５の摺
動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスは±23
〔μm〕変化することになる。
従つて、高温時には、第１０図Ａの如く、Ｘ軸
ビーム５の摺動案内面５Ｃ，５Ｄとエアーパツド
１３Ｃ，１３Ｄとのクリアランスが増大するの
で、最悪の場合Ｘ軸スライダ６が振動したりす
る。また、低温時には、第１０図Ｂの如く、Ｘ軸
ビーム５の摺動案内面５Ｃ，５Ｄとエアーパツド
１３Ｃ，１３Ｄとのクリアランスが減少するの
で、最悪の場合Ｘ軸スライダ６が摺動できなくな
る。
ビーム５の摺動案内面５Ｃ，５Ｄとエアーパツド
１３Ｃ，１３Ｄとのクリアランスが増大するの
で、最悪の場合Ｘ軸スライダ６が振動したりす
る。また、低温時には、第１０図Ｂの如く、Ｘ軸
ビーム５の摺動案内面５Ｃ，５Ｄとエアーパツド
１３Ｃ，１３Ｄとのクリアランスが減少するの
で、最悪の場合Ｘ軸スライダ６が摺動できなくな
る。
かといつて、温度変化による長さ変化分δZを吸
収できるようにＸ軸スライダ６の剛性を小さくし
たのでは、Ｘ軸スライダ６の移動時にＸ軸スライ
ダ６自身が変形し、測定値にばらつきが生じる問
題が残る。
収できるようにＸ軸スライダ６の剛性を小さくし
たのでは、Ｘ軸スライダ６の移動時にＸ軸スライ
ダ６自身が変形し、測定値にばらつきが生じる問
題が残る。
ここに、本考案の目的は、動特性を維持しつ
つ、相対移動の高速化を達成できる摺動案内装置
を提供することにある。
つ、相対移動の高速化を達成できる摺動案内装置
を提供することにある。
そのため、本考案では、摺動案内装置の構成部
材を軽量化するに当たり、線膨張係数が異なる材
料を用いたとき、動特性を維持しつつ、それらの
温度変化による収縮、膨張差を弾性部材で吸収す
るように構成したものである。
材を軽量化するに当たり、線膨張係数が異なる材
料を用いたとき、動特性を維持しつつ、それらの
温度変化による収縮、膨張差を弾性部材で吸収す
るように構成したものである。
具体的には、互いに平行な摺動案内面を有する
第１の部材と、この第１の部材の摺動案内面を挟
んで対向配置された少なくとも一組のエアーパツ
ドを有し、前記第１の部材に沿つて摺動しながら
移動する第２の部材とを備えた摺動案内装置にお
いて、前記第１の部材をセラミツクスで形成する
とともに前記第２の部材をアルミニウムで形成
し、前記一組のエアーパツドのうち少なくとも一
方側のエアーパツドを、所定の温度変化に伴う前
記第１の部材と第２の部材との熱収縮、膨張差分
を吸収できる剛性を有する弾性部材を介して前記
第２の部材に係合するとともに、その弾性部材と
前記第２の部材との間又はその弾性部材と前記一
方側のエアーパツドとの間に前記摺動案内面に対
して進退可能な位置調整部材を介在させたことを
特徴とする。
第１の部材と、この第１の部材の摺動案内面を挟
んで対向配置された少なくとも一組のエアーパツ
ドを有し、前記第１の部材に沿つて摺動しながら
移動する第２の部材とを備えた摺動案内装置にお
いて、前記第１の部材をセラミツクスで形成する
とともに前記第２の部材をアルミニウムで形成
し、前記一組のエアーパツドのうち少なくとも一
方側のエアーパツドを、所定の温度変化に伴う前
記第１の部材と第２の部材との熱収縮、膨張差分
を吸収できる剛性を有する弾性部材を介して前記
第２の部材に係合するとともに、その弾性部材と
前記第２の部材との間又はその弾性部材と前記一
方側のエアーパツドとの間に前記摺動案内面に対
して進退可能な位置調整部材を介在させたことを
特徴とする。
温度が変化すると、例えば温度が低下すると、
第１の部材と第２の部材の収縮差によつてエアー
パツドと第１の部材とのクリアランスが減少し、
エアーパツドの負荷荷重が増大する。すると、弾
性部材が弾性変形するので、クリアランスの減少
分を弾性部材の弾性変形によつて吸収し、第１の
部材とエアーパツドとのクリアランスを適正値内
に抑えることができる。この際、第２の部材自身
の剛性を小さくしたのではないから、動特性を考
える上での剛性を高く維持しつつ、移動の高速化
を達成することができる。
第１の部材と第２の部材の収縮差によつてエアー
パツドと第１の部材とのクリアランスが減少し、
エアーパツドの負荷荷重が増大する。すると、弾
性部材が弾性変形するので、クリアランスの減少
分を弾性部材の弾性変形によつて吸収し、第１の
部材とエアーパツドとのクリアランスを適正値内
に抑えることができる。この際、第２の部材自身
の剛性を小さくしたのではないから、動特性を考
える上での剛性を高く維持しつつ、移動の高速化
を達成することができる。
また、弾性部材と第２の部材との間又は弾性部
材と一方側のエアーパツドとの間には摺動案内面
に対して進退可能な位置調整部材を介在させ、こ
の位置調整部材を各エアーパツド毎に調整するこ
とにより、弾性部材の撓み量が変化するのでエア
ーパツドと第２の部材との間の弾性力を変化させ
ることができる。このため、第２の部材に生じる
負荷荷重に応じて位置調整部材を調整すれば、弾
性部材の弾性力による負荷荷重を受け持つ割り合
いを変化させることができ、従つて各エアーパツ
ドと第１の部材とのクリアランスを常に適正範囲
内に維持でき、摺動特性が良好となる。
材と一方側のエアーパツドとの間には摺動案内面
に対して進退可能な位置調整部材を介在させ、こ
の位置調整部材を各エアーパツド毎に調整するこ
とにより、弾性部材の撓み量が変化するのでエア
ーパツドと第２の部材との間の弾性力を変化させ
ることができる。このため、第２の部材に生じる
負荷荷重に応じて位置調整部材を調整すれば、弾
性部材の弾性力による負荷荷重を受け持つ割り合
いを変化させることができ、従つて各エアーパツ
ドと第１の部材とのクリアランスを常に適正範囲
内に維持でき、摺動特性が良好となる。
以下、本考案の一実施例を図面について説明す
る。
る。
本実施例は、前述した第７図の三次元測定機の
Ｘ軸摺動案内機構に適用した例である。従つて、
第７図の構成要素と同一なものは、同一符号を付
し、その説明を省略する。
Ｘ軸摺動案内機構に適用した例である。従つて、
第７図の構成要素と同一なものは、同一符号を付
し、その説明を省略する。
第１図にＸ軸におけるエアーパツドの配置関係
を示す。まず、第１の部材であるＸ軸ビーム５と
第２の部材であるＸ軸スライダ６とは、軽量でか
つ互いに線膨張係数が異なる材料、ここではＸ軸
ビーム５をセラミツクスにより、Ｘ軸スライダ６
をアルミニウム鋳物により、それぞれ構成してあ
る。Ｘ軸スライダ６には、Ｘ軸ビーム５の軸方向
に沿つて互いに平行でかつ対向する摺動案内面５
Ａ，５Ｂおよび５Ｃ，５Ｄを挟んで対向する複数
組のエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，２４Ｄ
が設けられている。エアーパツド２１Ａ，２１
Ｂ、２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３ＢはＸ軸ビー
ム５に対するＸ軸スライダ６のＹ軸方向のエアー
ベアリング装置を、また、エアーパツド２４C1，
２４C2，２４ＤはＸ軸ビーム５に対するＸ軸ス
ライダ６のＺ軸方向のエアーベアリング装置をそ
れぞれ構成している。
を示す。まず、第１の部材であるＸ軸ビーム５と
第２の部材であるＸ軸スライダ６とは、軽量でか
つ互いに線膨張係数が異なる材料、ここではＸ軸
ビーム５をセラミツクスにより、Ｘ軸スライダ６
をアルミニウム鋳物により、それぞれ構成してあ
る。Ｘ軸スライダ６には、Ｘ軸ビーム５の軸方向
に沿つて互いに平行でかつ対向する摺動案内面５
Ａ，５Ｂおよび５Ｃ，５Ｄを挟んで対向する複数
組のエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，２４Ｄ
が設けられている。エアーパツド２１Ａ，２１
Ｂ、２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３ＢはＸ軸ビー
ム５に対するＸ軸スライダ６のＹ軸方向のエアー
ベアリング装置を、また、エアーパツド２４C1，
２４C2，２４ＤはＸ軸ビーム５に対するＸ軸ス
ライダ６のＺ軸方向のエアーベアリング装置をそ
れぞれ構成している。
第２図に第１図の−線位置の断面を示す。
前記各組のエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２
Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，
２４Ｄのうち、いずれか一方側のエアーパツドの
支持部には、調整ねじ１５と鋼球１６との間にＸ
軸スライダ６より小さい剛性の弾性部材、ここで
は皿ばね３１が介装されている。例えば、上下の
組のエアーパツド２４C1，２４C2，２４Ｄでは、
第３図の拡大図に示す如く、下側のエアーパツド
２４Ｄの支持部に皿ばね３１が介装されている。
前記各組のエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２
Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，
２４Ｄのうち、いずれか一方側のエアーパツドの
支持部には、調整ねじ１５と鋼球１６との間にＸ
軸スライダ６より小さい剛性の弾性部材、ここで
は皿ばね３１が介装されている。例えば、上下の
組のエアーパツド２４C1，２４C2，２４Ｄでは、
第３図の拡大図に示す如く、下側のエアーパツド
２４Ｄの支持部に皿ばね３１が介装されている。
本実施例では、温度変化により生じる各エアー
パツド２１Ａ〜２４ＤとＸ軸ビーム５の摺動案内
面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスの変化分をＸ軸ス
ライダ６、つまりＸ軸スライダ６側に組み込まれ
た弾性体としての皿ばね３１によつて吸収する訳
けであるが、ある所定の温度変化に対してＸ軸ビ
ーム５とエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，
２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，２
４Ｄとのクリアランスを適正値内に抑えるための
弾性部材の剛性は次のようにして求める。
パツド２１Ａ〜２４ＤとＸ軸ビーム５の摺動案内
面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスの変化分をＸ軸ス
ライダ６、つまりＸ軸スライダ６側に組み込まれ
た弾性体としての皿ばね３１によつて吸収する訳
けであるが、ある所定の温度変化に対してＸ軸ビ
ーム５とエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，
２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2，２
４Ｄとのクリアランスを適正値内に抑えるための
弾性部材の剛性は次のようにして求める。
例えば、Ｚ軸方向における弾性部材の剛性、つ
まりエアーパツド２４Ｄ側の弾性部材の剛性K〓
については、次のようにして求める。まず、温度
変化Δtが±10℃であるとすると、前記(2)式の条
件からエアーパツド２４C1，２４C2，２４Ｄの
クリアランスはδZ＝±46〔μm〕変化することにな
るが、クリアランスが変化するとエアーパツドの
負荷荷重も変化する。
まりエアーパツド２４Ｄ側の弾性部材の剛性K〓
については、次のようにして求める。まず、温度
変化Δtが±10℃であるとすると、前記(2)式の条
件からエアーパツド２４C1，２４C2，２４Ｄの
クリアランスはδZ＝±46〔μm〕変化することにな
るが、クリアランスが変化するとエアーパツドの
負荷荷重も変化する。
このとき、エアーパツド２４C1，２４C2，２
４Ｄの許容負荷荷重変化量ΔWが46Kgであつたと
すると、つまりクリアランスが＋46〔μm〕または
−46〔μm〕変化したときにエアーパツド２４C1，
２４C2，２４Ｄの負荷荷重変化量ΔWが46Kgであ
つたとすると、Ｘ軸スライダ６の全体剛性（ばね
定数）Ｋは、次式を満たせばよい。
４Ｄの許容負荷荷重変化量ΔWが46Kgであつたと
すると、つまりクリアランスが＋46〔μm〕または
−46〔μm〕変化したときにエアーパツド２４C1，
２４C2，２４Ｄの負荷荷重変化量ΔWが46Kgであ
つたとすると、Ｘ軸スライダ６の全体剛性（ばね
定数）Ｋは、次式を満たせばよい。
Ｋ＜ΔW／δZ＝１〔Kg／μm〕 ……(3)
すなわち、Ｘ軸スライダ６の全体の剛性Ｋが上
記(3)式の条件を満たせば、Ｘ軸スライダ６は負荷
荷重変化分ΔWに対して少なくともΔW／Ｋ以
上、つまりδZ以上弾性変形することになるから、
クリアランスの変化分を吸収することができる。
記(3)式の条件を満たせば、Ｘ軸スライダ６は負荷
荷重変化分ΔWに対して少なくともΔW／Ｋ以
上、つまりδZ以上弾性変形することになるから、
クリアランスの変化分を吸収することができる。
ここで、第４図に示すように、上下のエアーパ
ツド２４C1，２４C2，２４Ｄを含めたＸ軸スラ
イダ６のＺ軸方向における剛性をK1、弾性部材
の剛性をK〓とすると、直列ばねとして、 Ｋ＝K1・K〓／K1＋K〓＜１〔Kg／μm〕……(4) が成り立つ。ここで、仮にK1を2.0〔Kg／μm〕と
すると、弾性部材の剛性K〓は、 K〓＜K1・Ｋ／K1−Ｋ＝２〔Kg／μm〕 ……(5) であればよい。
ツド２４C1，２４C2，２４Ｄを含めたＸ軸スラ
イダ６のＺ軸方向における剛性をK1、弾性部材
の剛性をK〓とすると、直列ばねとして、 Ｋ＝K1・K〓／K1＋K〓＜１〔Kg／μm〕……(4) が成り立つ。ここで、仮にK1を2.0〔Kg／μm〕と
すると、弾性部材の剛性K〓は、 K〓＜K1・Ｋ／K1−Ｋ＝２〔Kg／μm〕 ……(5) であればよい。
従つて、１枚の皿ばね３１のばね定数を0.4
〔Kg／μm〕とすると、約５枚の皿ばね３１を並列
使用すれば、±10℃の温度変化に対してエアーパ
ツド２４C1，２４C2，２４ＤとＸ軸ビーム５の
摺動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスを適正値
内に抑えることができる。なお、皿ばね３１の選
定に当たつては、撓みを考慮することが好まし
い。
〔Kg／μm〕とすると、約５枚の皿ばね３１を並列
使用すれば、±10℃の温度変化に対してエアーパ
ツド２４C1，２４C2，２４ＤとＸ軸ビーム５の
摺動案内面５Ａ〜５Ｄとのクリアランスを適正値
内に抑えることができる。なお、皿ばね３１の選
定に当たつては、撓みを考慮することが好まし
い。
ところで、三次元測定機の動特性を考慮する
と、Ｘ軸スライダ６の剛性はできるだけ高い方が
よい。何故なら、Ｘ軸スライダ６の移動時にＸ軸
スライダ６に撓みが生じると、その撓み分が測定
値に誤差として含まれるからである。
と、Ｘ軸スライダ６の剛性はできるだけ高い方が
よい。何故なら、Ｘ軸スライダ６の移動時にＸ軸
スライダ６に撓みが生じると、その撓み分が測定
値に誤差として含まれるからである。
三次元測定機の動特性を考える上での剛性Ｊ
は、並列ばねとして計算することができるので、 Ｊ＝K1＋K〓 ……(6) で表せる。よつて、K〓が小さくなつても、常に
Ｊ＞K1であるから、K1を大きく設定しておけば、
三次元測定機の動特性を良好に維持させることが
できる。
は、並列ばねとして計算することができるので、 Ｊ＝K1＋K〓 ……(6) で表せる。よつて、K〓が小さくなつても、常に
Ｊ＞K1であるから、K1を大きく設定しておけば、
三次元測定機の動特性を良好に維持させることが
できる。
なお、Ｙ軸方向における弾性部材の剛性につい
ては説明を省略するが、上述したＺ軸方向と同様
にして求めることができる。
ては説明を省略するが、上述したＺ軸方向と同様
にして求めることができる。
従つて、本実施例によれば、Ｘ軸ビームをセラ
ミツクスにより構成するとともに、Ｘ軸スライダ
６をアルミニウムにより形成したので、これら部
材の重量を従来のものより軽量化でき、よつて移
動の高速化を達成することができる。
ミツクスにより構成するとともに、Ｘ軸スライダ
６をアルミニウムにより形成したので、これら部
材の重量を従来のものより軽量化でき、よつて移
動の高速化を達成することができる。
この場合、セラミツクスとアルミニウムとは線
膨張係数が異なつているので、温度変化がある
と、両材料の収縮、膨張差によつてＸ軸ビーム５
とエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2、２４Ｄ
とのクリアランスが変化する。しかし、本実施例
では、Ｘ軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄを挟
む各組のエアーパツドのうちいずれか一方側には
弾性部材である皿ばね３１を介装してあるので、
温度変化に伴うクリアランス変化を適正値内に抑
えることができ、摺動特性を良好に維持できると
ともに、高精度測定をも保証できる。
膨張係数が異なつているので、温度変化がある
と、両材料の収縮、膨張差によつてＸ軸ビーム５
とエアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2、２４Ｄ
とのクリアランスが変化する。しかし、本実施例
では、Ｘ軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄを挟
む各組のエアーパツドのうちいずれか一方側には
弾性部材である皿ばね３１を介装してあるので、
温度変化に伴うクリアランス変化を適正値内に抑
えることができ、摺動特性を良好に維持できると
ともに、高精度測定をも保証できる。
このことは、温度変化に対してだけでなく、Ｘ
軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄの平行度もさ
ほど厳格に仕上げなくてもよい利点がある。つま
り、Ｘ軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄの平行
度が従来より悪くても、皿ばね３１により吸収で
きるからである。従つて、比較的大型の三次元測
定機では、大幅なコストダウンにつながる。
軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄの平行度もさ
ほど厳格に仕上げなくてもよい利点がある。つま
り、Ｘ軸ビーム５の摺動案内面５Ａ〜５Ｄの平行
度が従来より悪くても、皿ばね３１により吸収で
きるからである。従つて、比較的大型の三次元測
定機では、大幅なコストダウンにつながる。
しかも、皿ばね３１を介装したことは、Ｘ軸ス
ライダ６自身の剛性を小さくしなくてもよく、Ｚ
軸スライダ６全体としての剛性は大きく維持する
ことができるので、三次元測定機の動特性を良好
に維持させることができる。
ライダ６自身の剛性を小さくしなくてもよく、Ｚ
軸スライダ６全体としての剛性は大きく維持する
ことができるので、三次元測定機の動特性を良好
に維持させることができる。
また、図３に示すようにエアーパツド２４Ｄ
は、皿ばね３１とともに位置調整部材としての調
整ねじ１５を介して第２の部材のＸ軸スライダ６
に支持されている。このため、この調整ねじ１５
を調整すると、皿ばね３１の撓み量の変化によつ
てＸ軸スライダ６とエアーパツド２４Ｄとの間の
弾性力が変化し、負荷荷重に応じた弾性力を皿ば
ね３１から得ることが可能となる。これにより、
Ｘ軸スライダ６に生じる負荷荷重が変動した場合
でもエアーパツド２４Ｄに供給されるエアーの空
気圧を制御する等の複雑な構成によることなく、
各エアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2、２４Ｄ
と摺動案内面５Ａとのクリアランスを適正範囲内
に維持できる。
は、皿ばね３１とともに位置調整部材としての調
整ねじ１５を介して第２の部材のＸ軸スライダ６
に支持されている。このため、この調整ねじ１５
を調整すると、皿ばね３１の撓み量の変化によつ
てＸ軸スライダ６とエアーパツド２４Ｄとの間の
弾性力が変化し、負荷荷重に応じた弾性力を皿ば
ね３１から得ることが可能となる。これにより、
Ｘ軸スライダ６に生じる負荷荷重が変動した場合
でもエアーパツド２４Ｄに供給されるエアーの空
気圧を制御する等の複雑な構成によることなく、
各エアーパツド２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２
Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４C1，２４C2、２４Ｄ
と摺動案内面５Ａとのクリアランスを適正範囲内
に維持できる。
なお、実施に当たつて、弾性部材としては、上
記実施例で述べた皿ばね３１に限られるものでな
く、例えばダイヤフラムなどでもよい。ダイヤフ
ラムを用いる場合には、第５図に示す如く、Ｘ軸
スライダ６にダイヤフラム５１を止めねじ５２な
どにより取り付け、このダイヤフラム５１の中心
に調整ねじ１５を螺合し、この調整ねじ１５の先
端に鋼球１６を介してエアーパツド２４Ｄを係合
させるようにすればよい。
記実施例で述べた皿ばね３１に限られるものでな
く、例えばダイヤフラムなどでもよい。ダイヤフ
ラムを用いる場合には、第５図に示す如く、Ｘ軸
スライダ６にダイヤフラム５１を止めねじ５２な
どにより取り付け、このダイヤフラム５１の中心
に調整ねじ１５を螺合し、この調整ねじ１５の先
端に鋼球１６を介してエアーパツド２４Ｄを係合
させるようにすればよい。
また、上記実施例では、三次元測定機のＸ軸摺
動案内機構に関して軽量化を図ると同時に、Ｚ軸
方向およびＹ軸方向の二軸方向について温度変化
対策を施したが、Ｙ軸方向については、Ｚ軸方向
に比べ長さ寸法も短いなどから特に温度変化対策
を施さなくてもよい。つまり、エアーパツド２１
Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ側
の支持部に弾性部材としての皿ばね３１などを介
装しなくてもよい。
動案内機構に関して軽量化を図ると同時に、Ｚ軸
方向およびＹ軸方向の二軸方向について温度変化
対策を施したが、Ｙ軸方向については、Ｚ軸方向
に比べ長さ寸法も短いなどから特に温度変化対策
を施さなくてもよい。つまり、エアーパツド２１
Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ側
の支持部に弾性部材としての皿ばね３１などを介
装しなくてもよい。
さらに、Ｘ軸摺動案内機構に限らず、その他の
Ｙ軸やＺ軸についても適用することが可能であ
る。例えば、Ｙ軸の場合には、第６図に示す如
く、Ｙ軸レール２をセラミツクスとし、Ｙ軸スラ
イダ３Ｒをアルミニウム鋳物とする一方、Ｙ軸レ
ール２の摺動案内面を挟むエアーパツド６１Ａ，
６１Ｂのうちいずれか一方側のエアーパツド６１
Ｂの調整ねじ１５に弾性部材としての皿ばね３１
を組み込むようにすればよい。
Ｙ軸やＺ軸についても適用することが可能であ
る。例えば、Ｙ軸の場合には、第６図に示す如
く、Ｙ軸レール２をセラミツクスとし、Ｙ軸スラ
イダ３Ｒをアルミニウム鋳物とする一方、Ｙ軸レ
ール２の摺動案内面を挟むエアーパツド６１Ａ，
６１Ｂのうちいずれか一方側のエアーパツド６１
Ｂの調整ねじ１５に弾性部材としての皿ばね３１
を組み込むようにすればよい。
また、軽量化するための材料としては、上記実
施例で述べたセラミツクスやアルミニウムに限ら
れるものでなく、三次元測定機に要求される一定
の剛性を備えかつ軽量な材料であればいずれでも
よい。
施例で述べたセラミツクスやアルミニウムに限ら
れるものでなく、三次元測定機に要求される一定
の剛性を備えかつ軽量な材料であればいずれでも
よい。
また、測定用プローブ１０と被測定物との相対
移動については、上記実施例のように測定プロー
ブ１０がＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の三軸方向へ移動する
場合に限らず、被測定物側つまりそれを載置する
定盤１が三軸のうち少なくとも一軸方向へ移動す
るものであつてもよい。
移動については、上記実施例のように測定プロー
ブ１０がＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の三軸方向へ移動する
場合に限らず、被測定物側つまりそれを載置する
定盤１が三軸のうち少なくとも一軸方向へ移動す
るものであつてもよい。
なお、本考案は、上述した三次元測定機のＸ，
Ｙ，Ｚ軸摺動案内機構に限られるものでなく、相
対移動する部材間にエアーベアリング装置を設け
た摺動案内装置一般に応用することができる。
Ｙ，Ｚ軸摺動案内機構に限られるものでなく、相
対移動する部材間にエアーベアリング装置を設け
た摺動案内装置一般に応用することができる。
以上の通り、本考案によれば、動特性を維持し
つつ、相対移動の高速化を達成できる摺動案内装
置を提供できる。
つつ、相対移動の高速化を達成できる摺動案内装
置を提供できる。
また、エアーパツドと摺動案内面とのクリアラ
ンスを負荷荷重に応じて個別に調整することがで
きる。
ンスを負荷荷重に応じて個別に調整することがで
きる。
第１図から第４図は本考案の一実施例を示すも
ので、第１図はエアーパツドの配置状態を示す斜
視図、第２図は第１図の−線位置における断
面図、第３図は第２図の要部を示す拡大図、第４
図は剛性モデルを示す図である。第５図は本考案
の他の実施例を示す図、第６図はさらに他の実施
例を示す図である。第７図から第１０図は従来例
を示すもので、第７図は三次元測定機の外観を示
す斜視図、第８図はＸ軸ビームの断面図、第９図
はＸ軸ビームとＸ軸スライダとの概略機構を示す
図、第１０図は温度変化によるエアーパツドの位
置関係を示す図である。 ５……Ｘ軸ビーム、６……Ｘ軸スライダ、２１
Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，
２４C1，２４C2、２４Ｄ，６１Ａ，６１Ｂ……
エアーパツド、３１……弾性部材としての皿ば
ね、５１……弾性部材としてのダイヤフラム。
ので、第１図はエアーパツドの配置状態を示す斜
視図、第２図は第１図の−線位置における断
面図、第３図は第２図の要部を示す拡大図、第４
図は剛性モデルを示す図である。第５図は本考案
の他の実施例を示す図、第６図はさらに他の実施
例を示す図である。第７図から第１０図は従来例
を示すもので、第７図は三次元測定機の外観を示
す斜視図、第８図はＸ軸ビームの断面図、第９図
はＸ軸ビームとＸ軸スライダとの概略機構を示す
図、第１０図は温度変化によるエアーパツドの位
置関係を示す図である。 ５……Ｘ軸ビーム、６……Ｘ軸スライダ、２１
Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，
２４C1，２４C2、２４Ｄ，６１Ａ，６１Ｂ……
エアーパツド、３１……弾性部材としての皿ば
ね、５１……弾性部材としてのダイヤフラム。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 互いに平行な摺動案内面を有する第１の部材
と、この第１の部材の摺動案内面を挟んで対向
配置された少なくとも一組のエアーパツドを有
し、前記第１の部材に沿つて摺動しながら移動
する第２の部材とを備えた摺動案内装置におい
て、 前記第１の部材をセラミツクスで形成すると
ともに前記第２の部材をアルミニウムで形成
し、 前記一組のエアーパツドのうち少なくとも一
方側のエアーパツドを、所定の温度変化に伴う
前記第１の部材と第２の部材との熱収縮、膨張
差分を吸収できる剛性を有する弾性部材を介し
て前記第２の部材に係合するとともに、その弾
性部材と前記第２の部材との間又はその弾性部
材と前記一方側のエアーパツドとの間に前記摺
動案内面に対して進退可能な位置調整部材を介
在させたことを特徴とする摺動案内装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
記弾性部材を皿ばねにより構成したことを特徴
とする摺動案内装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987065695U JPH0517447Y2 (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987065695U JPH0517447Y2 (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171726U JPS63171726U (ja) | 1988-11-08 |
| JPH0517447Y2 true JPH0517447Y2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=30903005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987065695U Expired - Lifetime JPH0517447Y2 (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517447Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2575664Y2 (ja) * | 1991-10-24 | 1998-07-02 | 株式会社ニコン | 付勢力一定のエアーパッドを有する移動案内装置 |
| JP5016232B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2012-09-05 | 株式会社ミツトヨ | スライダ装置 |
| JP5200745B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2013-06-05 | 日本精工株式会社 | 三次元位置決め装置及びそれを備えた原子間力顕微鏡 |
| KR101418311B1 (ko) * | 2013-03-25 | 2014-07-11 | (주)트리엔 | 에어베어링의 진동저감장치 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419044A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-13 | Nachi Fujikoshi Corp | Tabular guide gas bearing |
| JPS58184330A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-10-27 | Kanto Tokushu Seikou Kk | 皿ばね積層体 |
| JPS5913120A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 静圧流体軸受 |
| JPS5969523A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体軸受 |
| JPS60196431A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 空気軸受パツド |
| JPS61290231A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Nippon Seiko Kk | 静圧案内軸受 |
| JPH0525789U (ja) * | 1991-09-11 | 1993-04-02 | 日本電気株式会社 | イジエクタ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61131612U (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-16 |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP1987065695U patent/JPH0517447Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419044A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-13 | Nachi Fujikoshi Corp | Tabular guide gas bearing |
| JPS58184330A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-10-27 | Kanto Tokushu Seikou Kk | 皿ばね積層体 |
| JPS5913120A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 静圧流体軸受 |
| JPS5969523A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体軸受 |
| JPS60196431A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 空気軸受パツド |
| JPS61290231A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Nippon Seiko Kk | 静圧案内軸受 |
| JPH0525789U (ja) * | 1991-09-11 | 1993-04-02 | 日本電気株式会社 | イジエクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171726U (ja) | 1988-11-08 |
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