JPH0744457U - スライド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高さが低い小型の組立ておよびテーブルの位
置決め精度の容易なスライド装置を提供する。 【構成】 ガイド部材１の外側にコの字形のテーブル２
を嵌合する。ガイド部材１の上側案内面４に形成した溝
３内に、テーブル２に吸引力を付与しつつ推進力を付与
するリニアモータＭを組込む。テーブル２にはガイド部
材１の上側案内面４および両側案内面５に向けて圧縮空
気を噴射するノズル１５を形成する。ノズル１５から噴
射する圧縮空気によってテーブル２をガイド部材１に対
して非接触に保持し、リニアモータＭの作動によりテー
ブル２を移動させる。テーブル２の停止時に、リニアモ
ータＭの吸引力によって、テーブル２に移動方向のダン
ピング作用を生じさせ、位置決め制御の容易化を図る。

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８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３０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３８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 ズルを設けた構成を採用している。

【００１３】 また、テーブルの位置決め時間の短縮化を図るため、ガイド部材の上側案内面 及び両側案内面のうち少なくとも一方と対向するテーブルの下面に、ノズルを開 口させた静圧軸受部と、上記上側案内面との面に制動用の空気膜を形成するラン ド部とを設けている。

【００１４】

【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。

【００１５】 また、ガイド部材の上側案内面及び両側案内面のうち少なくとも一方と対向す るテーブル面にランド部を設けた構成では、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る空気膜のスクイーズ効果によってテーブル停止 時の上下方向または水平方向の振動を減衰させることができ、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。

【００１６】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。

【００１７】 図１乃至図３は、この考案に係るスライド装置の第１の実施例を示す。このス 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。

【００１８】 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。

【００１９】 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。

【００２０】 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。

【００２１】 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。

【００２２】 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１ １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。

【００２３】 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。

【００２４】 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。

【００２５】 第１の実施例で示すスライド装置は上記の構造から成り、このスライド装置は 、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に圧縮空気を供給すると、その圧縮空気は、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に向けて噴射し、各案内面４、 ５との間に空気膜を形成する。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】 なお、上記ステータ１１をテーブル２の下面に取付け、永久磁石１３をガイド 部材１の溝３の底部に配置させた構成のリニアモータでも、前述したダンピング 作用が生じる。

【００３１】 しかし、ストロークの長いスライド装置では、長尺の永久磁石が作りにくいこ ともあって、短尺の永久磁石を等間隔に配置させるようにしなければならない。 そのため、上記構成のリニアモータでは、永久磁石の突合せ部で推進力の変動が 発生し、精度の高いスライド装置を得ることができない。

【００３２】 図４および図５は、この考案に係るスライド装置の第２の実施例を示す。この 実施例においては、テーブル２の上板６下面における両側前後に平坦な静圧軸受 部２３を形成し、その静圧軸受部２３の内側に平坦なランド部２４を設け、上記 静圧軸受部２３にノズル１５が連通する噴射溝１６を設けてある。他の構成は、 第１の実施例の構成と同じとしてある。

【００３３】 第２の実施例のように、テーブル２の上板６の下面にランド部２４を設けると 、上記ランド部２４とガイド部材１の上側案内面４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２の停止時におけるテーブル２の上下方向の振動 を減衰させることができる。このため、テーブル２をきわめて速やかに静止する ことができ、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。

【００３４】 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。

【００３５】 図６は、第２の実施例におけるテーブル２の上板６の下面にランド部２４を設 けた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７に、第１実施例におけるス ライド装置の振動試験結果を示す。

【００３６】 なお、図６および図７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。

【００３７】 図６から明らかなように、第２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。

【００３８】

【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。

【００３９】 請求項１のスライド装置においては、ガイド部材の上側案内面および両側案内 面の上部に沿ってテーブルがスライド自在であり、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。

【００４０】 また、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。

【００４１】 さらに、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。

【００４２】 また、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。

【００４３】 請求項２のスライド装置においては、テーブルの上板下面または側板の面にラ 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第１の実施例を
示す一部切欠平面図

【図２】同上の縦断正面図

【図３】同上のテーブル底面図

【図４】同上スライド装置の第２の実施例を示す縦断正
面図

【図５】同上のテーブルの底面図

【図６】第２の実施例のスライド装置における振動試験
結果を示す図表

【図７】第１の実施例のスライド装置における振動試験
結果を示す図表

【図８】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

Claims (2)

【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
   たスライド装置。
2. 【請求項２】 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、静圧軸受部と、ランド部とを設け、上記静圧軸受部
   にノズルの先端を対向させた請求項１に記載のスライド
   装置。