JPS63127842A

JPS63127842A - 浮上装置

Info

Publication number: JPS63127842A
Application number: JP26033187A
Authority: JP
Inventors: Takao Horie; 孝男堀江
Original assignee: Nabeya Iron and Tool Works Ltd; Nabeya Co Ltd
Current assignee: Nabeya Iron and Tool Works Ltd; Nabeya Co Ltd
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1987-10-15
Publication date: 1988-05-31
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07112654B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、そのすべり面に圧縮空気等の圧力気体が噴出
されつつ、所定のベッドの案内面に沿ってすべり運動せ
しめられる、フロートテーブルやスライドテーブルの如
き浮上装置に係り、特にすべり面における圧力気体の効
果的な噴出が実現され得ると共に、製作が容易で且つ安
価な浮上装置に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来から、フロートテーブルやスライドテーブルの如く
、工作機械等において、所定のベッド部材に対してすべ
り運動（移動）される装置の一種として、かかるベッド
部材の案内面に対応した形状のすべり面をもって形成さ
れた装置本体に対して、該すべり面に開口する多数の噴
気孔と、それらの噴気孔に圧力気体を供給する給気路と
を設け、該給気路を通じて供給される圧力気体を該噴気
孔を通じて噴出せしめるようにした浮上装置が知られて
おり、その移動時における摩擦抵抗の低減等を目的とし
て用いられている。

ところで、このような浮上装置にあっては、一般に、所
定形状をもって形成された装置本体に対して、多数の細
孔を後加工によって穿設せしめることにより噴気孔を形
成し、更にそれらの噴気孔を相互に連通せしめるように
、給気孔を穿設することによって、形成されることとな
る。

ところが、かかる噴気孔は、浮上装置のすべり面におけ
る圧力気体による面圧の均一化を図るために、また該圧
力気体による空気膜の剛性を高めて浮上装置の負荷特性
を向上させるために、極めて小さな口径をもって、且つ
すべり面上に均一な分布形態をもって設ける必要がある
のであり、従ってその穿設作業が極めて困難で且つ長時
間を要し、更にその装置本体が大きくなる程、作業が困
難となり、製造コストの上昇が惹起されるといった問題
点を有していたのである。

そこで、このような浮上装置の噴気孔を、気体を透過し
得る微細な空孔を内部に有する多孔性部材を用いて形成
することが考えられる。即ち、そのよう゛な多孔性部材
としては、焼結金属があり、焼結金属にて形成したブロ
ックを用い、それを装置本体に設けた凹所内に嵌め込む
ことによって、上述の如き噴気孔を形成することが考え
られるが、一般に、焼結金属にあっては、充分な寸法精
度を確保することが困難であると共に、切削加工や研磨
加工によって目詰まりし易く、また高コスト化が避けら
れ得ないために、かかる構造を現実に用いることは極め
て難しかったのである。

（解決手段）ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その目的とするところは、すべ
り面における圧力空気の噴出が微細孔より均一に且つ安
定して為され得ると共に、製作が容易で、安価な浮上装
置を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明の特徴と
するところは、所定のベッドの案内面に対応した形状の
すべり面をもって形成された装置本体に対して、該すべ
り面に開口する多数の噴気孔と、それらの噴気孔に圧力
気体を供給する給気路とを設け、該給気路を通じて供給
される圧力気体を該噴気孔を通じて噴出せしめることに
より、該装置本体を浮上させて、前記案内面に沿って移
動せしめ得るようにした浮上装置において、骨格間に所
定の間隙を有する骨格組織の骨格自体が中空構造とされ
て、該骨格内に連続した空孔が形成されたセラミックス
構造体における該骨格の間隙内に、所定のマトリックス
材料を入り込ませて一体的な複合構造と為すことにより
、その骨格内に形成された連続的な空孔を通じて気体を
透過し得るようにした多孔性部材を用いて、該多孔性部
材を、その底面が前記すべり面において露呈し且つ該底
面に位置する空孔が前記噴気孔となるように該すべり面
の所定位置において開口する状態で、前記装置本体に対
して一体的に設けると共に、該多孔性部材を構成するセ
ラミックス構造体の骨格内の空孔に対して、前記給気路
を接続せしめ、該給気路を通じて供給される圧力気体を
、該セラミックス構造体の空孔の前記開口部を通じて噴
出せしめるようにしたことにある。

さらに、本発明にあっては、好ましくは、前記セラミッ
クス構造体は、三次元網目構造の骨格組織を有するセラ
ミックス多孔体であり、また、そのようなセラミックス
多孔体としては、合成樹脂発泡体における三次元網目構
造の骨格組織の骨格の周りに付着させたセラミンクス材
料を焼結せしめると共に、かかる発泡体の骨格組織を構
成する合成樹脂部分を消失させることにより得られる、
前記付着セラミックス材料の焼結にて三次元網目構造が
保持される一方、かかる三次元網目構造の骨格自体が中
空とされて、全体として連続した空孔が該骨格内に形成
されたものが、存利に採用されることとなる。

また、前記セラミックス構造体の骨格の間隙内に入り込
ませるマトリックス金属としては、一般に、鋳造金属が
用いられ、更にこのような鋳造金属としては、鋳鉄若し
くは鋳鋼が、適宜に選択されることとなる。

（発明の効果）従って、かかる本発明に従う構造とされた浮上装置にあ
っては、圧力気体の噴気孔が、多孔性部材を構成するセ
ラミックス構造体の空孔によって構成されていることか
ら、かかる噴気孔を、微細な口径をもって且つすべり面
の任意の位置に、均一な分布密度をもって設定すること
ができるのである。

また、本発明に従う構造とされた浮上装置においては、
セラミックス構造体の骨格間隙内に充填されるマトリッ
クス材料を選定することにより、切削加工等の機械加工
を採用することができるのであり、それによって浮上装
置におけるすべり面の寸法精度の確保が容易に達成され
得、前述の如き圧力気体の良好なる噴出効果と相俟って
製品の性能の安定化が有効に図られ得るのである。

さらに、かかる浮上装置にあっては、従来の、噴出孔を
後加工によって形成せしめる構造のものに比して、その
製造が極めて容易であることから、上述の如き優れた性
能を有する製品を容易に且つ低コストにて製造すること
ができるといった効果をも有しているのである。

（実施例）以下、本発明を、更に具体的に明らかにするために、本
発明の一実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説
明することとする。

先ず、第１図には、本発明に従う構造とされた浮上装置
を、工作機械のエアーフロートベースに適用した場合の
一例が示されている。

この図において、１２は、工作機械本体のベース乃至は
定盤であって、その平坦面とされた上面１４上に、浮上
装置の装置本体たるエアーフロートベース１０が載置さ
れた状態で配されるようになっている。

このエアーフロートベース１０は、連続した空孔を有す
るセラミックス構造体１６から構成される多孔性部材２
４が、その内部に一体的に設けられてなる鋳造品である
。また、図示されている如く、かかる多孔性部材２４の
下面（すべり面）１８を除く外周面部（他の５面に相当
）が、セラミックス構造体を含まない鋳造金属等によっ
て鋳造時に形成された所定厚さのカバ一部２ｏにより覆
われていることによって、多孔性部材２４の空孔が、８
亥エアーフロートベース１ｏのすべり面１８においての
み開口せしめられている。一方、かがるエアーフロート
ベース１ｏのカバ一部２ｏには、その側部外周面におい
て多孔性部材２４の空孔に連通された空気供給口２２が
設けられている。

そして、本例におけるエアーフロートベース１０にあっ
ては、その空気供給口２２に対して所定の圧縮空気源を
接続せしめることにより、該空気供給口２２を通じて供
給せしめられる圧縮空気が、そのすべり面１８から下方
に向けて噴出せしめられることとなるのであり、それに
よって該エアーフロートベース１０は、その上面上に所
定の被加工物を載置せしめた状態で、本体ベース１２か
ら浮上せしめられ得るのである。

なお、本発明に従うエアーフロートベース１０に用いら
れる、三次元網目構造を有するセラミックス構造体１６
は、骨格間に所定の間隙を有する骨格組織の骨格自体が
中空構造とされて、該骨格内に連続した空孔が形成され
たセラミックス多孔体であって、例えば第２図に示され
ている如く、エステル系ポリウレタン等の樹脂を発泡さ
せた後、その骨格の周りに残った膜状物質（発泡膜）を
圧縮空気等を用いて除去することにより得られた、三次
元網目構造の骨格組織を有する合成樹脂発泡体に対して
、その骨格の表面にセラミックススラリー等のセラミッ
クス材料を付着させ、更に乾燥、焼成せしめて、かかる
樹脂発泡体を焼失せしめることにより得られるものであ
る。

そして、そのようなセラミックス構造体１６を形成する
セラミックス材料としては、従って合成樹脂発泡体に対
して耐着されるセラミックス材料としては、目的とする
製品に要求される特性に応じて、コージェライト、アル
ミナ、ＳｉＣ、ムライト或いはジルコニア等が、適宜に
選択、採用されるものである。

また、このようなセラミックス構造体の製造に際しては
、例えば合成樹脂発泡体として用いられるウレタン樹脂
の熱分解温度が約４００℃である一方、その骨格の表面
に付着されるセラミックス材料の焼成温度は、通常１３
００℃以上であることから、その骨格の表面にセラミッ
クス材料を付着させた後、２４時間程度焼成せしめるこ
とにより、かかるウレタン樹脂は略完全に分解消失させ
られることとなるのである。

従って、このような手法にて得られた、本発明に用いら
れるセラミックス構造体１６にあっては、第２図に示さ
れているように、三次元網目構造の骨格３４を有すると
共に、かかる骨格３４自体が中空とされて、全体として
連続した空孔３６が該骨格３４内に形成されているので
ある。なお、このような構造のセラミックス構造体１６
は、一般に、６０〜９０％程度の空隙率を有し、またセ
ル数により異なるが、セルを構成する骨格の一辺の長さ
としては０．１〜０．４　ｍｍ程度のものである。また
、このような手法にて得られるセラミックス構造体１６
の骨格３４内に形成される空孔３６の連続性は、例えば
、発泡膜を除去したウレタンフオームの中に石膏を流し
込み、乾燥、焼結を行なうことによってウレタンフオー
ムを熱分解した後、その骨格の焼失によって生じた空孔
内にアルミニウムの溶湯を圧入し、凝固させた後、石膏
を除去することによりアルミニウム・メタルフオームを
得ることが出来るところからして、実証されるところで
ある。

次いで、このような構造とされたセラミックス構造体１
６が、図示しない鋳型の製品キャビティ内に配置された
状態下において、目的とする製品に求められる物理特性
に応じて管理された化学成分を有する金属溶湯が、注湯
せしめられるのである。なお、本発明にあっては、かか
る金属溶湯として、鋳鉄や鋳鋼組成のものが、好適に選
定されるものであるが、またアルミニウム合金溶湯や銅
合金溶湯などの他の金属溶湯も目的に応じて適宜に選定
されることとなる。

そして、かかる金属溶湯の注湯作業が終了した後、その
凝固が行なわれる。なお、このようにして凝固の完了し
た鋳造品２６にあっては、第３図に示されているように
、セラミックス構造体１６の三次元網目構造を有する骨
格３４にて構成されるセル内に鋳造金属４０が入り込ん
で、該鋳造金属４０がセラミックス構造体１６に対する
マトリックスを構成してなる一体的な複合構造となるの
である。なお、かかる鋳込まれたセラミックス構造体１
６における骨格３４内の空孔３６は、第２図に示されて
いる如く鋳造品表面部位で閉塞されているところから、
該空孔３６内に対する金属溶湯の侵入は阻止され、以て
空孔３６は、連通状態に保持されることとなる。

さらに、このようにして得られた鋳造品２６は、通常の
鋳造作業と同様な解枠、冷却、ショツトブラスト等によ
る清掃、グラインダー仕上げなどの工程を経て、目的と
する多孔性部材２４とされることとなるが、特に本発明
にて用いられる多孔性部材にあっては、目的とする浮上
装置に用いられ得るように、切削や研磨等の加工によっ
て、その内部に埋設されたセラミックス構造体重６の骨
格３４の空孔３６が、露出面３８において開口せしめら
れ、以て第４図及び第５図に示されるように、内部に三
次元網目構造の微細な連続気孔（空孔）を備えて、供給
される圧力気体を噴出せしめ得る特性を有する多孔性部
材２４が得られるのである。

そして、本例に係るエアーフロートベース１０にあって
は、セラミックス構造体を含まない鋳造金属等より鋳造
時に同時に形成されるカバ一部２０により、該多孔性部
材２４の下面１８を除く周囲が覆われて、目的とする浮
上装置（１０）が構成されることとなるのである。

なお、第３図においては、本発明に係る多孔性部材２４
を与える鋳造品２６の断面を二次元的に示すものである
ために、鋳造金属４０が分断された形態をもって示され
ているが、セラミックス構造体１６は三次元網目構造の
骨格３４にて構成され、内部に連続的なセルが形成され
たセル構造となっていることから、三次元的には連続し
た一体的な構造をもって形成されているものであること
が、理解されるべきである。

従って、従来、板形状の鋳造品を形成した後、後加工に
よって下面に開口する多数の細孔を、相互に連通した形
態をもって穿設せしめることにより形成していた浮上装
置において、本発明に従う構造とされた多孔性部材を一
体的に設けた浮上装置を採用することによって、圧力気
体の噴気孔が、多孔性部材２４を構成するセラミックス
構造体１６の骨格３４内に形成された空孔３６によって
構成されていることから、かかる噴気孔が、微細な口径
をもって且つすべり面１８の全面に亘って均一な分布密
度をもって、容易に形成せしめられ得、その生産性およ
び製造コストが極めて効果的に向上され得ると共に、そ
の性能をも効果的に向上され得ることとなるのである。

また、かかるエアーフロートベース１０においては、セ
ラミックス構造体１６の骨格３４の間隙内に充填される
マトリックス材料（鋳造金属）を選定することにより、
切削加工等の機械加工を施すに際しての、噴出孔（空孔
３６）の目詰まりを有効に回避することができるのであ
り、それ故機械加工を採用することによって、形成され
るエアーフロートベース１０のすべり面１８における寸
法精度の確保が容易に達成され得、前述の如き圧力気体
の良好なる噴出効果と相俟って製品の性能の安定化が有
効に図られ得るのである。

以上、本発明に従う構造とされた浮上装置の一実施例と
してのエアーフロートテーブルについて詳述してきたが
、これは文字通りの例示であって、本発明は、かかる具
体例にのみ限定して解釈されるものではなく、例えば、
本実施例においては、形成された多孔性部材（２４）を
カバー（２０）にて覆うことにより、本発明に従うエア
ーフロートベース（１０）を構成しているが、本発明に
あっては、製品キャビティ内に、本発明にて用いられる
セラミックス構造体を配置し、そこへ適宜選択されたマ
トリックス材料を注入せしめ、該セラミックス構造体が
一体的に埋設された構造と為し、目的とする浮上装置を
形成する方法も採用可能であり、更に、装置本体の形状
やすべり面の形状、或いは多孔性部材の配設位置等は、
適用される浮上装置に応じて、適宜変更されるものであ
る。

また、多孔性部材を構成するマトリックス材料としても
、例示の如き鋳造金属の他、プラスチック材料、ガラス
材料、更にはセラミックス材料等を用いることも可能で
ある。

さらに、多孔性部材を構成するセラミックス構造体とし
ては、例示の如き三次元網目構造を有する樹脂発泡体の
他、樹脂等の焼結時において焼失され得る材料にて形成
された、櫛状体若しくは剣山状製品等の骨格の周りに所
定のセラミックス材料を付着させ、そしてそれを焼成し
て焼結せしめることにより得られるものなどが、何れも
採用され得るものである。

その他、−々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に
基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様にお
いて実施され得るものであり、またそのような実施態様
が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも本
発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでも
ないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う構造とされたエアーフロートベー
スの一例を示す断面説明図であり、第２図は、かかるエ
アーフロートベースにおいて好適に用いられるセラミッ
クス構造体の要部を示す拡大断面説明図であり、第３図
は、かかるセラミックス構造体を用いて得られる鋳造品
を拡大して示す要部断面説明図であり、第４図は、第３
図に示される鋳造品に所定の加工を施して得られる多孔
性部材の要部拡大断面説明図であり、また第５図は、か
かる多孔性部材の全体斜視図である。１０：エアーフロートベース１６：セラミックス構造体１８：すベリ面　　　　　２０：カバ一部２２：空気供
給口　　　　２４：多孔性部材３４：骨格　　　　　　
゛３６：空孔４０：鋳造金属出願人　　株式会社　す　ベ　ヤ代理人　　弁理士　中　島　三千雄　　　Ｅ　：（ほか
２名）・、−１２色第１図＄２Ｗｉ第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定のベッドの案内面に対応した形状のすべり面
をもって形成された装置本体に対して、該すべり面に開
口する多数の噴気孔と、それらの噴気孔に圧力気体を供
給する給気路とを設け、該給気路を通じて供給される圧
力気体を該噴気孔を通じて噴出せしめることにより、該
装置本体を浮上させて、前記案内面に沿って移動せしめ
得るようにした浮上装置において、骨格間に所定の間隙を有する骨格組織の骨格自体が中空
構造とされて、該骨格内に連続した空孔が形成されたセ
ラミックス構造体における該骨格の間隙内に、所定のマ
トリックス材料を入り込ませて一体的な複合構造と為す
ことにより、その骨格内に形成された連続的な空孔を通
じて気体を透過し得るようにした多孔性部材を用いて、
該多孔性部材を、その底面が前記すべり面において露呈
し且つ該底面に位置する空孔が前記噴気孔となるように
該すべり面の所定位置において開口する状態で、前記装
置本体に対して一体的に設けると共に、該多孔性部材を
構成するセラミックス構造体の骨格内の空孔に対して、
前記給気路を接続せしめ、該給気路を通じて供給される
圧力気体を、該セラミックス構造体の空孔の前記開口部
を通じて噴出せしめるようにしたことを特徴とする浮上
装置。
（２）前記セラミックス構造体が、三次元網目構造の骨
格組織を有するセラミックス多孔体である特許請求の範
囲第１項記載の浮上装置。
（３）前記セラミックス多孔体が、合成樹脂発泡体にお
ける三次元網目構造の骨格組織の骨格の周りに付着させ
たセラミックス材料を焼結せしめると共に、かかる発泡
体の骨格組織を構成する合成樹脂部分を消失させること
により得られる、前記付着セラミックス材料の焼結にて
三次元網目構造が保持される一方、かかる三次元網目構
造の骨格自体が中空とされて、全体として連続した空孔
が該骨格内に形成されたものである特許請求の範囲第２
項記載の浮上装置。
（４）前記マトリックス金属が、鋳造金属である特許請
求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の浮上装置。
（５）前記鋳造金属が、鋳鉄若しくは鋳鋼である特許請
求の範囲第４項記載の浮上装置。