JPH0573510U - 直線案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直線案内ガイドの案内面が変形しても、直線
案内ガイドとエアパッドとの間に形成するエアギャップ
を常に一定に保つことを目的とする。 【構成】 互いに平行な２つの案内面に対応するエアパ
ッド３ａ、３ｂの一方を保持する保持部材に、空気室１
２をもつシリンダ１１と、シリンダ１１の内面を摺動す
るピストン１０とから構成されるエアシリンダと、空気
室１２に気体圧力を供給し、ピストン１０が摺動しても
空気室１２の気体圧力を常に一定に制御するレギュレー
タ１３とを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エアパッドを有するキャリッジが直線案内ガイドに沿って移動する 直線案内装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の直線案内装置は図４のように構成されている。図４において、エアパッ ド３ａ、３ｂ、３ｃを直線案内ガイド１の各々の案内面に併設し、エアパッド３ ａ、３ｃはエアパッド３ａ、３ｃの窪みに嵌入した鋼球６ａ、６ｃをキャリッジ ２の調整ネジ５ａ、５ｃの窪みに嵌入し、その結果エアパッド３ａ、３ｃは傾動 自在にキャリッジ２と直線案内ガイド１の案内面との間に支持される。 また、 エアパッド３ｂはエアパッド３ｂの窪みに嵌入した鋼球６ｂ、ピボット軸７を介 して皿バネ８に係合し、皿バネ８はキャリッジ２の調整ネジ９に取り付けられて いる。従って、エアパッド３ｂは傾動自在に直線案内ガイド１の案内面に向けて 弾圧される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の技術における直線案内装置の問題点は、上記の如き構造において直線案 内ガイドを移動するキャリッジの剛性を高めるためには、案内面に併設されたキ ャリッジのエアパッドに対して大きなスラスト荷重を与える必要があり、また、 直線案内ガイドの変形を十分に吸収するためには皿バネのバネ定数を極力小さく しなければならなかった。しかし、一般的な弾性部材において、小さいバネ定数 で大きな荷重に耐えるためには、弾性部材のたわみ量を大きくし、なおかつ、そ の弾性部材の材料固有の弾性限界を越えないようにしなければならない。従って 、バネ定数とエアパッドに発生するスラスト荷重は使用する弾性部材の弾性限界 に左右され、その弾性部材の材料定数によっては上記構造の効果を十分に得られ ない場合もあった。

【０００４】 本考案はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもので、弾性部材のバネ定数 を極力小さくし、なおかつ大きなスラスト荷重をエアパッドに与え、しかも、直 線案内ガイドの案内面が変形しても、直線案内ガイドとエアパッドとの間に形成 するエアギャップを常に一定に保つことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

請求項１における本考案は、３つの案内面に対応するエアパッド（３ａ、３ｂ 、３ｃ）の１つを保持する保持部材に案内面の変形にもかかわらず案内面とエア パッドとの間のエアギャップを一定にする付勢力制御装置（１０、１１、１３） を設けたものである。

【０００６】 請求項２における本考案は、ガイドを互いに略平行な２つの案内面と、２つの 案内面に略直交する１つの案内面とで構成し、付勢力制御装置（１０、１１、１ ３）を互いに略平行な２つの案内面に対応するエアパッド（３ａ、３ｂ）の一つ を保持する保持部材に設けたものである。 請求項３における本考案は、互いに平行な２つの案内面に対応するエアパッド （３ａ、３ｂ）の一方を保持する保持部材（６ｂ、１０、１１）に、エアパッド （３ｂ）を傾動自在に係合するピストン（１０）と、キャリッジ（２）に固定さ れ、ピストン（１０）が出入自在に嵌合するシリンダ（１１）と、シリンダ（１ １）の空気室（１２）に気体圧力を供給し、ピストン（１０）が摺動しても空気 室（１２）の気体圧力を常に一定に制御するレギュレータ（１３）を有している ものである。

【０００７】

【作用】

上記の構成によれば、環境温度の影響を受けて直線案内ガイド１の案内面が変 形し、エアパッド３ａ、３ｂと直線案内ガイド１の案内面との間に形成されるエ アギャップが変化しようとした場合、エアパッド３ａはキャリッジ２と高い剛性 で係合しており、他方のエアパッド３ｂを保持する保持部材に付勢力制御装置を 備えることでエアギャップを一定にできる。また、キャリッジ２の姿勢を調整す るために、調整ネジ５ａを押し引きした場合も、直線案内ガイド１とエアパッド ３ａ、３ｂとの間に形成されるエアギャップ及びエアパッド３ａ、３ｂに与える スラスト荷重は上述の付勢力制御装置の作用によって一定に保てる。なおかつ、 付勢力制御装置の付勢力の設定を変えることによって、直線案内ガイド１とエア パッド３ａ、３ｂの間に形成されるエアギャップの間隔が調整でき、直線案内ガ イド１に沿って移動するキャリッジ２の剛性を調整することができる。

【０００８】 レギュレータ１３は気体圧力をシリンダ１１の空気室１２に供給し、ピストン １０が摺動しても気体圧力を常に一定に制御している。従って、エアパッド３ａ 、３ｂに与えるスラスト荷重は常に一定である。また、レギュレータ１３から供 給される気体圧力の設定を変え、直線案内ガイド１とエアパッド３ａ、３ｂの間 に形成されるエアギャップの間隔を調整することによって、直線案内ガイド１に 沿って移動するキャリッジ２の剛性を調整することができる。

【０００９】 以上のように、直線案内ガイド１が変形しても常に一定のスラスト荷重を与え ることができので、直線案内ガイド１とエアパッド３ａ、３ｂとの間に形成され るエアギャップを常に一定に保つことができる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の第１実施例である。互いに平行な２つの案内面１ａ、１ｂと、 ２つの案内面１ａ、１ｂに直交する少なくとも１つの案内面１ｃとで構成される 直線案内ガイド１と、直線案内ガイド１に沿って移動するキャリッジ２と、各々 の案内面に対応させて設けたエアパッド３ａ、３ｂ、３ｃと、エアパッド３ａ、 ３ｂ、３ｃをキャリッジ２と各々の案内面１ａ、１ｂ、１ｃとの間に傾動自在に 保持する保持部材５ａ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃ、１０、１１とが設けられてい る。エアッパッド３ａの保持部材は、エアパッド３ａの窪みに嵌入した鋼球６ａ をキャリッジ２に螺合する調整ネジ５ａの窪みに嵌入しており、エアパッド３ｂ の保持部材は、エアパッド３ｂの窪みに嵌入した鋼球６ｂをピストン１０の窪み に嵌入し、案内面１ｂに直交する方向へ移動するピストン１０を摺動自在に保持 するシリンダ１１がキャリッジ２に固定されており、エアパッド３ｃの保持部材 は、エアパッド３ｃの窪みに嵌入した鋼球６ｃをキャリッジ２に螺合する調整ネ ジ５ｃの窪みに嵌入している。その結果、エアパッド３ａ、３ｂ、３ｃと案内面 １ａ、１ｂ、１ｃとの間に形成したエアギャップによって、直線案内ガイド１に 沿ってキャリッジ２が移動する。エアパッド３ｂを保持する保持部材は、案内面 の変形にもかかわらず案内面とエアパッド３ａ、３ｂとの間のエアギャップを一 定に制御する。

【００１１】 そのために、シリンダ１１およびシリンダ１１の内面を摺動するピストン１０ とから構成されるエアシリンダと、ピストン１０とシリンダ１１とから形成され る空気室１２に気体圧力を供給し、ピストン１０が摺動しても空気室１２の気体 圧力を常に一定に制御するレギュレータ１３と、を設けた。 直線案内ガイド１の案内面が環境温度の影響等により変形した場合、エアパッ ド３ａ、３ｂと案内面との間に形成されるエアギャップの間隔が変化しようとす る。しかし、付勢力制御装置を構成するエアシリンダのピストン１０がシリンダ １１の内面を摺動することによって、エアパッド３ｂを移動させ案内面が変形し てもエアギャップを一定に保つことができる。

【００１２】 また、案内面の変形に伴ってピストン１０がエアギャップを一定にするために シリンダ１１内面を摺動した場合、シリンダ１１の空気室１２の気体圧力が変化 しようとするが、レギュレータ１３によって空気室１２の気体圧力を常に一定に なるように制御している。従って、エアパッド３ａ、３ｂに与えているスラスト 荷重は常に一定なので、案内面が変形してもエアギャップは常に一定に保たれる 。

【００１３】 レギュレータ１３から供給される気体圧力の設定を変え、直線案内ガイド１と エアパッド３ａ、３ｂの間に形成されるエアギャップの間隔を調整することによ って、直線案内ガイド１に沿って移動するキャリッジ２の剛性を調整することが できる。 また、キャリッジ２の姿勢を調整するには調整ネジ５ａを押し引きして行うこ とができる。その時、調整ネジ５ａを押し引きした場合も、直線案内ガイド１と エアパッド３ａ、３ｂとの間に形成されるエアギャップ及びエアパッド３ａ、３ ｂに与えるスラスト荷重は上述の付勢力制御装置の作用によって一定に保てる。

【００１４】 図２は第２実施例である。上記第１実施例で構成される直線案内装置に設ける 付勢力制御装置を空気室１２をもつシリンダ１１と、シリンダ１１の内面に固定 したダイアフラム１５と、ダイアフラム１５にピボット軸１４を固定し、ピボッ ト軸１４に鋼球６ｂを介してエアパッド３ｂを係合したものである。また、空気 室１２には案内面の変形に伴って、ダイアフラム１５が変形しても空気室１２の 気体圧力を常に一定に制御するレギュレータ１３が設けられている。直線案内ガ イド１の案内面が環境温度の影響により変形した場合、エアパッド３ａ、３ｂと の間に形成されるエアギャップの間隔が変形しようとする。しかし、シリンダ１ １内に固定されたダイアフラム１５が案内面の変形に対応した変化をすることに よってエアギャップを一定に保つことができる。その時、シリンダ１１内の空気 室１２の気体圧力も変わろうとするが、レギュレータ１３によって空気室１２の 気体圧力を常に一定に制御している。また、キャリッジ２の姿勢の調整も第１実 施例と同様に行うことができ、同様な効果が得られる。

【００１５】 図３は第１実施例、第２実施例の直線案内ガイド１を異なるガイド形式にした ものである。定盤５０の側面５０ａと、定盤５０の側面と平行な面５０ｂを形成 する部材５２と、定盤５０の上面５０ｃとを案内面とする直線案内ガイドである 。各々の案内面５０ａ、５０ｂ、５０ｃに対応させて設けたエアパッド３ａ、３ ｂ、３ｃを回転かつ傾動自在に保持部材５ａ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃ、１４、 １５、１１を介してキャリッジ５１に保持させている。エアパッド３ａ、３ｂ、 ３ｃと案内面５０ａ、５０ｂ、５０ｃとの間に形成したエアギャップによって、 直線案内ガイドに沿ってキャリッジ５１が移動する。付勢力制御装置１１、１３ 、１４、１５はシリンダ１１にダイアフラム１５を固定した第２実施例と同様の 構成であり、シリンダ１１はキャリッジ５１に固定されている。

【００１６】 直線案内ガイドの案内面が環境温度の影響により変形した場合、エアパッド３ ａ、３ｂとの間に形成されるエアギャップの間隔が変形しようとする。しかし、 シリンダ１１内に固定されたダイアフラム１５が案内面の変形に対応した変化を することによってエアギャップを一定に保つことができる。その時、シリンダ１ １内の空気室１２の気体圧力も変わろうとするが、レギュレータ１３によって空 気室１２の気体圧力を常に一定に制御している。

【００１７】 従って、エアパッド３ａ、３ｂに与えているスラスト荷重は常に一定であるの で、直線案内ガイドの案内面が変形してもエアギャップは常に一定に保たれる。 第３実施例において、第１実施例で用いた付勢力制御装置を用いてもよい。 以上の実施例において、レギュレータ１３からシリンダ１１の空気室１２に供 給される気体圧力を変化させることによって、エアパッド３ａ、３ｂに与えるス ラスト荷重を変化させ、剛性を高めることもできる。

【００１８】 また、上述のそれぞれの実施例では空気圧を用いたが、油圧等のその他の流 体を用いてもよい。 本実施例の直線案内ガイド形状は、ガイド断面が三角形形状のもので付勢力制 御装置を３面のうち一つの面に対応するエアパッドに設けたものや、また、ガイ ド断面が台形上のもので付勢力制御装置を互いに平行でない案内面の一方に設け たものを使用してもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上の様に本考案によれば、エアパッドに一定のスラスト荷重が得られ、直線 案内ガイドとエアパッドとの間に形成されるエアギャップを常に一定に保つこと ができる。また、ガイド形状を互いに平行な２つの案内面と、２つの案内面に直 交する案内面とで構成し、付勢力制御装置を互いに平行な２つの案内面に対応す るエアパッドの一つを保持する保持部材に設けたとき、スラスト荷重を常に一方 向に発生でき、エアギャップを効率よく一定に制御できる。なおかつ、付勢力制 御装置の付勢力を変えることによって、スラスト荷重の負荷量も変えることがで き、高剛性な案内装置を得ることができる。

【００２０】 シリンダの空気室をレギュレータで制御することによって付勢力制御装置と同 様な効果を得ることができる。また、ピストンのストローク量を確保することに よりガイドとキャリッジの相対位置の調整範囲を広く、容易に調整でき、調整時 間を減少することができる。 以上のように、直線案内ガイドが変形しても常に一定のスラスト荷重を与える ことができので、直線案内ガイドとエアパッドとの間に形成されるエアギャップ を常に一定に保つことができる。

【００２１】 例えば、この案内装置を３次元測定機等に使用した場合、測定機の精度を向上 する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の第１実施例の断面図であ
る。

【図２】本発明による装置の第２実施例の断面図であ
る。

【図３】本発明による装置の第３実施例の要部断面図で
ある。

【図４】従来の技術による装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 直線案内ガイド ２ キャリッジ ７、１４ ピボット軸 ８ 皿バネ ９ 調整ネジ １０ ピストン １１ シリンダ １２ 空気室 １３ レギュレータ １５ ダイアフラム ５０ 定盤 ５１ キャリッジ ５２ 部材 １ａ、１ｂ、１ｃ 案内面 ３ａ、３ｂ、３ｃ エアパッド ５ａ、５ｂ、５ｃ 調整ネジ ６ａ、６ｂ、６ｃ 鋼球 ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 案内面

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも３つの案内面を有す直線案内ガ
   イドと、 前記ガイドに沿って移動するキャリッジと、 前記案内面の各々に対応させて設けたエアパッドと、 前記キャリッジと前記案内面各々との間で傾動自在に前
   記エアパッドを保持する保持部材と、 を有し、前記エアパッドと前記案内面との間に形成した
   エアギャップによって、前記直線案内ガイドに沿って前
   記キャリッジを移動させる直線案内装置において、 前記エアパッドの一つを保持する保持部材は、前記案内
   面の変形にもかかわらず前記案内面と前記エアパッドと
   の間のエアギャップを一定に制御する付勢力制御装置を
   有することを特徴とする直線案内装置。
2. 【請求項２】前記ガイドの３つの案内面は、互いに略平
   行な２つの案内面と、前記２つの案内面に略直交する少
   なくとも１つの案内面であり、前記付勢力制御装置は前
   記互いに平行な２つの案内面に対応するエアパッドの一
   つを保持する保持部材に設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の直線案内装置。
3. 【請求項３】互いに平行な２つの案内面と、前記２つの
   案内面に直交する少なくとも１つの案内面とで構成され
   る直線案内ガイドと、 前記ガイドに沿って移動するキャリッジと、 前記案内面の各々に対応させて設けたエアパッドと、 前記エアパッドを傾動自在に前記キャリッジと前記案内
   面各々との間に保持する保持部材と、 を有し、前記エアパッドと前記案内面との間に形成した
   エアギャップによって、前記ガイドに沿って前記キャリ
   ッジを移動させる直線案内装置において、 前記エアパッドの一つを保持する保持部材は、前記エア
   パッドを傾動自在に係合するピストンと、 前記キャリッジに固定され、前記ピストンが出入自在に
   嵌合するシリンダと、前記シリンダの空気室に気体圧力
   を供給し、前記ピストンが摺動しても空気室の気体圧力
   を常に一定に制御するレギュレータとを有することを特
   徴とする直線案内装置。