KR20140100531A

KR20140100531A - 에어 슬라이드 장치

Info

Publication number: KR20140100531A
Application number: KR1020147016756A
Authority: KR
Inventors: 히카루 사토
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-08-14
Also published as: JP2013113345A; CN103946568A; WO2013077175A1; TWI570334B; TW201339447A; JP5886614B2

Abstract

슬라이더의 주행 안성정이 높고, 소형·경량인 에어 슬라이드 장치의 구조를 제공한다. 에어 슬라이드 장치(1)는, 슬라이드 안내면(211, 212)이 자성체로 형성된 레일(2)과, 레일(2)의 길이 방향(X)에 레일(2)의 슬라이드 안내면(211, 212) 상을 비접촉으로 이동하는 슬라이더(3)를 구비한다. 슬라이더(3)는, L자형으로 조합된 슬라이드 플레이트(31)와, 슬라이더 플레이트(31) 및 레일(2)의 사이에 개재하도록 슬라이드 플레이트(31)에 장착된 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)을 구비한다. 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)은 자력을 발생하는 자력 발생부(41)와, 자력 발생부(41)의 주위에 배치되고, 압축 공기를 토출하는 압축 공기 공급부(42)를 구비한다. 압축 공기 공급부(42)의 단면(421)은, 자력 발생부(41)의 단면(411)과 함께, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)과 비접촉으로 대면하는 지지면(40)을 구성한다.

Description

에어 슬라이드 장치{AIR SLIDE DEVICE}

본 발명은, 레일 상을 비접촉으로 이동하는 슬라이더를 구비한 에어 슬라이드 장치에 관한 것으로, 특히 레일 상에 있어서의 슬라이더의 주행 안정성이 높고, 또한 소형·경량화에 적합한 에어 슬라이드 장치의 구조에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 경량의 지지 대상이라도, 이를 안정적으로 비접촉으로 지지할 수 있는 정압 기체 베어링(hydrostatic gas bearing)이 개시되어 있다. 이 정압 기체 베어링은, 지지 대상과 비접촉으로 대면하는 지지면에, 각각 다수의 세공(細孔)이 형성된 제 1 및 제 2 다공면과, 제 1 다공면에 대해서 제 2 다공면을 격리하는 격벽의 단면(端面)을 갖는다. 그리고, 제 1 다공면의 각 세공에는, 개구로부터 압축 공기를 토출하기 위한 압축 공기 공급용 펌프가 연결되어 있고, 제 2 다공면의 각 세공에는, 개구에 공기를 흡입하기 위한 공기 흡인용 펌프가 연결되어 있다. 또한, 제 2 다공면과 제 1 다공면은 실질적으로 같은 높이로 수평을 이룬다.

이러한 구조에 의해, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링은, 압축 공기 공급용 펌프에 의한 제 1 다공면으로부터의 압축 공기의 토출과, 공기 흡인용 펌프에 의한 제 2 다공면에의 공기의 흡입과, 자기 무게 혹은 지지 대상의 무게와의 밸런스에 의해서, 경량의 지지 대상이라도, 이를 안정적으로 비접촉으로 지지할 수 있다.

일본 공개특허 2005-214290호 공보

슬라이더의 슬라이드 플레이트에 정압 기체 베어링을 장착하고, 정압 기체 베어링의 지지면을 레일 표면과 대면시킴에 의해, 슬라이더를 비접촉으로 레일 상을 이동시키는 에어 슬라이드 장치가 알려져 있다. 이러한 에어 슬라이드 장치에, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링을 이용한 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다.

즉, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링은, 제 2 다공면 내로의 공기의 흡입에 의해 지지 대상을 끌어당기는 것이기 때문에, 대기압 이상의 힘으로 슬라이드 플레이트를 레일 표면에 끌어당길 수 없다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링은 강성이 낮은데, 예를 들면, 슬라이드 플레이트에 외력이 가해져서 부하 변동이 생기면, 레일 상에 있어서의 슬라이더의 주행이 불안정해질 가능성이 있다.

또한, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링에서는, 제 1 다공면으로부터 압축 공기를 토출하기 위한 압축 공기 공급용 펌프와는 별도로, 제 2 다공면 내에 공기를 흡입하기 위한 공기 흡인용 펌프도 필요해진다. 이 때문에, 에어 슬라이드 장치가 대형·중량화한다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 슬라이더의 주행 안정성이 높고, 또한 소형·경량화에 적합한 에어 슬라이드 장치의 구조를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 자성을 띤 슬라이드 안내면을 갖는 상대 부품을 이용하는 동시에, 슬라이드 안내면을 따라서 주행하는 슬라이더에, 슬라이드 안내면에 대면하는 지지면을 구비한 정압 기체 베어링을 적어도 하나 마련한다. 이 정압 기체 베어링에는, 슬라이드 안내면을 지지면에 상대적으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 자력 발생 수단과, 슬라이더 안내면과 지지면과의 간극에 압축 기체를 토출하는 압축 기체 공급 수단을 마련했다.

예를 들면, 본 발명은, 상대 부품에 대하여 비접촉으로 이동하는 슬라이더를 구비한 에어 슬라이드 장치로서,

상기 상대 부품은, 자성을 띤 슬라이더 안내면을 구비하고,

상기 슬라이더는,

상기 슬라이더 안내면과 비접촉으로 대면하는 지지면을 구비한 정압 기체 베어링을 적어도 하나 가지며,

상기 정압 기체 베어링은,

상기 슬라이드 안내면을 상대적으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 자력 발생 수단과,

상기 슬라이더 안내면과 상기 지지면과의 간극에 압축 기체를 공급하는 압축 기체 공급 수단을 갖는다.

본 발명에 의하면, 정압 기체 베어링의 상대 부재로서, 자성을 띤 슬라이더 안내면을 갖는 상대 부품을 이용하여, 자력 발생 수단에 의해 발생하는 자력에 의해, 자성을 띤 슬라이더 안내면을 정압 기체 베어링의 지지면에 상대적으로 끌어당긴다. 이 때문에, 상대 부재를 끌어당기는 힘이 대기압 이하로 제한되는 공기 흡인의 경우에 비해, 갑작스런 부하 변동에 대한 영향을 저감할 수 있는 고강성을 갖는 정압 기체 베어링을 실현할 수 있다. 이 때문에, 슬라이더 혹은 정압 기체 베어링의 갑작스런 부하 변동이 발생해도, 슬라이드 안내면 상에서의 슬라이더의 주행 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 기체 흡인용 펌프가 불필요해지므로, 에어 슬라이드 장치 전체를 소형·경량화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에어 슬라이드 장치(1)의 외관도이다.
도 2의 (A), (B), (C)는 슬라이더(3)의 정면도, 저면도, 우측면도이다.
도 3의 (A), (B)는 제 1 에어 베어링(4A)의 외관도이다.
도 4의 (A), (B)는 제 1 에어 베어링(4A)의 정면도, 배면도이다.
도 5의 (A)는 도 4의 (A)에 나타내는 제 1 에어 베어링(4A)의 우측면도이며, 도 5의 (B)는 도 4의 (A)에 나타내는 제 1 에어 베어링(4A)의 A-A 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에어 슬라이드 장치(1)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에어 슬라이드 장치(1)의 외관도이다. 또한, 도 2의 (A), (B), (C)는, 슬라이더(3)의 정면도, 저면도, 우측면도이다.

도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 에어 슬라이드 장치(1)는, 상면(일방의 슬라이더 안내면)(211) 및 상면(211)과 서로 이웃하는 일방의 측면(타방의 슬라이더 안내면)(212)이 자성을 띤 레일(2)과, 레일(2)의 길이 방향(도 1의 X 방향)으로 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212) 상을 비접촉으로 이동하는 슬라이더(3)를 구비한다.

레일(2)은, 예를 들면, 알루미늄 등으로 형성된 프레임(21)과, 프레임(21)의 서로 이웃하는 두 면(레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212))에 육각 구멍붙이 볼트(51) 및 사다리꼴 너트(55)로 고정된, 2매의 자성 강판 등의 레일판(22)을 구비한다. 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)은, 2매의 레일판(22)의 표면(211, 212)에 의해 형성된다.

슬라이더(3)는, 단면이 L자 형상인 슬라이드 플레이트(31)와, 슬라이드 플레이트(31) 및 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)의 사이에 개재하도록 슬라이드 플레이트(31)에 장착된 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)을 구비한다. 아울러, 도 2에는, 제 1 에어 베어링(4A)을 3개, 제 2 에어 베어링(4B)을 2개 이용한 예를 나타내고 있지만, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 개수는, 에어 슬라이드 장치(1)의 용도 등에 따라 적절히 정하면 된다.

슬라이드 플레이트(31)는, 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)과 대면하는 제 1 면(311) 및 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)과 대면하는 제 2 면(312)을 갖는다. 이러한 슬라이드 플레이트(31)는, 예를 들면, 2매의 플레이트(32A, 32B)를, L자 형상으로 조합하고, 육각 구멍붙이 볼트(52)로 고정함에 의해 제작된다.

슬라이드 플레이트(31)에는, 제 1 에어 베어링(4A)을 나사 고정하기 위한 나사 구멍(314)이, 제 1 에어 베어링(4A)의 개수에 대응한 수로, 제 1 면(311)과 그 반대측의 면(313)을 연결하도록 형성되어 있고, 또한, 제 2 에어 베어링(4B)을 나사 고정하기 위한 접시형 구멍(counterbored hole, 316)이, 제 2 에어 베어링(4B)의 개수에 대응한 수로, 제 2 면(312)과 그 반대측의 면(315)을 연결하도록 형성되어 있다(도 6 참조).

또한, 슬라이드 플레이트(31)에는, 복수의 통기로(317A, 317B)가, 제 2 면(312)과 그 반대측의 면(315)을 연결하도록 형성되어 있다. 도시하지 않지만, 적어도 하나의 통기로(317A)에는, 각 제 1 에어 베어링(4A)에 연결되는 호스에 압축 공기 공급용 펌프의 호스를 접속하기 위한 커플러가 제 2 면(312)과 반대측의 면(315) 측에 장착된다. 한편, 다른 통기로(317B)는, 각각, 제 2 면(312) 측에 있어서, 어느 하나의 제 2 에어 베어링(4B)의 후술하는 압축 공기 공급로(426)에 연결되어 있다. 그리고, 제 2 면(312)의 반대측의 면(315) 측에, 압축 공기 공급용 펌프의 호스를 접속하기 위한 커플러가 장착된다(도 6 참조).

제 1 에어 베어링(4A)은, 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면(311) 측에 나사 고정되어 있고, 레일(2)의 일방의 슬라이드 안내면(211)에 대해서 비접촉으로, 슬라이드 플레이트(31)로부터의 하중을 지지하고, 슬라이드 플레이트(31)를, 레일(2)을 따라서 슬라이딩 가능하게 유지한다.

도 3의 (A), (B)는, 제 1 에어 베어링(4A)의 외관도이다. 또한, 도 4의 (A), (B), 및 도 5의 (A)는, 제 1 에어 베어링(4A)의 정면도, 배면도, 및 우측면도이며, 도 5의 (B)는, 도 4의 (A)의 A-A 단면도이다.

도시하는 바와 같이, 제 1 에어 베어링(4A)은, 슬라이더 안내면(211)과 비접촉으로 대면하는 지지면(40)을 갖는 지지체(18)와, 지지체(18)가 장착된 베이스 플레이트(43)와, 제 1 에어 베어링(4A)을 요동(搖動) 가능하게 유지하는 볼 조인트(44)를 구비한다. 지지체(18)는, 자력을 발생하는 수단인 자력 발생부(41)와, 자력 발생부(41)의 주위에 배치되어, 압축 공기를 토출하는 수단인 압축 공기 공급부(42)를 갖는다.

자력 발생부(41)는, 예를 들면 원기둥 형상으로 형성된 영구 자석이며, 예를 들면 네오디뮴 자석이 이용된다. 아울러, 본 실시 형태에 있어서는, 자력 발생부(41)로서 원기둥 형상의 영구 자석을 1개 이용하고 있지만, 영구 자석의 형상 및 수는 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 각기둥 형상의 영구 자석을 이용해도 좋고, 또한, 후술의 압축 공기 공급부(42)의 중앙부에 복수의 관통 구멍(423)을 형성하고, 이들의 관통 구멍(423)에 각각 영구 자석을 끼워 넣어도 좋다.

압축 공기 공급부(42)는, 일방의 단면(端面, 421)으로부터 타방의 단면(422)에 연결되는 관통 구멍(423)이 중앙부에 형성된 원판 형상 부재이며, 이 관통 구멍(423)에 자력 발생부(41)가 끼워 넣어져 있다.

압축 공기 공급부(42)의 일방의 단면(421)은, 관통 구멍(423)에 끼워 넣어진 자력 발생부(41)의 단면(411)과 함께, 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)과 비접촉으로 대면하는 지지면(40)을 구성한다. 또한, 일방의 단면(421)에는, 관통 구멍(423)(즉, 자력 발생부(41))을 둘러싸는 환상의 홈(424)이 형성되어 있고, 이 홈(424)의 홈 바닥에는, 자성 보상 방식(inherent restriction type)에 의한 압축 공기 토출구(425)가, 홈(424)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 다수 형성되어 있다.

압축 공기 공급부(42)의 타방의 단면(422)에는, 일방의 단면(421)에 다수 형성된 압축 공기 토출구(425)와 연결되는 환상 홈(426)이 압축 공기 공급로(426)로서 형성되어 있다. 이 압축 공기 공급로(426)의 외연(外緣)에는 O링용 홈(428)이 형성되어 있고, 이 O링용 홈(428) 내에, 압축 공기 공급로(426)로부터의 공기 누설을 방지하기 위한 O링(47)이 수용된다. 또한, 압축 공기 공급부(42)의 타방의 단면(422)에는, 압축 공기 공급부(42)를 베이스 플레이트(43)에 고정하기 위한 육각 구멍붙이 볼트(53)가 체결되는 나사 구멍(427)이 형성되어 있다.

베이스 플레이트(43)는, 압축 공기 공급부(42)와 대략 동일한 외경의 원판 형상 부재이며, 압축 공기 공급부(42)의 나사 구멍(427)에 대응하는 위치에, 일방의 단면(431)으로부터 타방의 단면(432)에 연결되는 접시형 구멍(433)이 형성되어 있다. 베이스 플레이트(43)의 타방의 단면(432)을 압축 공기 공급부(42)의 타방의 단면(422)에 접촉시킨 상태로, 육각 구멍붙이 볼트(53)를, 이 접시형 나사 구멍(433)에 삽입하여 압축 공기 공급부(42)의 나사 구멍(427)에 나사 결합시킴에 의해, 압축 공기 공급부(42)가 베이스 플레이트(43)에 고정된다. 이때, 압축 공기 공급부(42)의 관통 구멍(423)에 끼워 넣어진 자력 발생부(41)의 타방의 단면(412)을 접착제에 의해 베이스 플레이트(43)의 타방의 단면(432)에 접착하도록 해도 좋다.

베이스 플레이트(43)의 일방의 단면(431)에는, 볼 조인트(44)를 베이스 플레이트(43)에 고정하기 위한 육각 구멍붙이 볼트(54)가 체결되는 나사 구멍(434)이 형성되어 있다.

베이스 플레이트(43)의 타방의 단면(432)은, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)의 외연에 형성된 O링용 홈(428) 내의 O링(47)과 맞닿는다. 이에 따라, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에 충전된 압축 공기가, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 토출구(425) 이외의 영역, 즉, 압축 공기 공급부(42)의 타방의 단면(422)과 베이스 플레이트(43)의 타방의 단면(432)과의 맞댐 부분으로부터 외부로 누설되는 것을 방지한다.

또한, 베이스 플레이트(43)에는, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(436)에 연결되는 통기로(437)가 형성되어 있다. 이 통기로(437)의 개구(438)는, 베이스 플레이트(43)의 측면(436)에 형성되어 있다. 그리고, 이 개구(438)에는, 도시하지 않지만, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317A)에 있어서 압축 공기 공급용 펌프의 호스에 연결된 호스를 통기로(437)에 연결하기 위한 커플러가 장착된다. 이에 따라, 압축 공기 공급용 펌프로부터의 압축 공기가, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317A) 및 베이스 플레이트(43)의 통기로(437)를 통하여, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에 공급되고, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 토출구(425)로부터, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211)을 향해서 분출된다.

볼 조인트(44)는, 볼 헤드(442)를 갖는 볼 스터드(441)와, 볼 헤드(442)를 회동 가능하게 수용하는 볼 소켓(443)과, 볼 소켓(443)에 일체적으로 형성된 고정 플레이트(444)와, 제 1 에어 베어링(4A)을 슬라이드 플레이트(31)(도 6 참조)에 고정하기 위한 고정용 너트(445)를 구비한다.

볼 스터드(441)는, 수나사부(448)가 형성된 스터드부(449)와, 스터드부(449)의 일방의 단면(4492)에 일체적으로 형성된 볼 헤드(442)를 갖는다.

스터드부(449)의 타방의 단면(4491)에는, 육각 렌치용의 육각 구멍(4493)이 형성되어 있다. 또한, 스터드부(449)의, 볼 헤드(442)측(수나사부(448)와 볼 헤드(442)와의 사이)의 외주에는, 외주면으로부터 뻗어 나온 플랜지(4494)가 형성되어 있다. 제 1 에어 베어링(4A)을 슬라이드 플레이트(31)에 장착하기 전에, 고정용 너트(445)는, 이 플랜지(4494)와 맞닿을 때까지, 스터드부(449)의 수나사부(448)에 조여진다. 제 1 에어 베어링(4A)을 슬라이드 플레이트(31)에 장착할 때에는, 슬라이드 플레이트(31)에 형성된 나사 구멍(314)에, 제 1 면(311)측으로부터, 스터드부(449)의 나사부(448)를 조인 후, 육각 구멍(4493) 내에 육각 렌치를 삽입하여 스터드부(449)의 회전을 저지하면서, 고정용 너트(445)를, 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면(311)에 접촉할 때까지 회전시킨다. 이에 따라, 제 1 에어 베어링(4A)이 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면(311) 측에 장착된다(도 6 참조).

볼 소켓(443)은, 예를 들면, 이하와 같이 형성된다. 즉, 일방의 단면이 고정 플레이트(444)에 의해 막히도록 고정 플레이트(444)와 일체적으로 형성된 원통 부재의 내부에 볼 스터드(441)의 볼 헤드(442)를 삽입하고, 이 상태에서, 이 원통 부재의 개구측을 메운다. 볼 소켓(443)에는 세그먼트(4431)가 배치되어 있고, 볼 소켓(443)에 수용된 볼 헤드(442)는, 이 세그먼트(4431)에 의해 지지된다.

고정 플레이트(444)에는, 베이스 플레이트(43)의 나사 구멍(434)에 대응하는 위치에 볼트 삽입용의 관통 구멍(4441)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(4441)에 육각 구멍붙이 볼트(54)를 삽입하여, 육각 구멍붙이 볼트(54)를 베이스 플레이트(43)의 나사 구멍(434)에 나사 결합시킴에 의해, 볼 조인트(44)가 베이스 플레이트(43)에 장착된다.

제 2 에어 베어링(4B)은, 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312) 측에 나사 고정되어 있고, 레일(2)의 타방의 슬라이드 안내 측면(212)에 대해서 비접촉으로, 슬라이드 플레이트(31)를, 레일(2)을 따라서 슬라이딩 가능하게 지지한다.

제 2 에어 베어링(4B)이 도 3~도 5에 나타내는 제 1 에어 베어링(4A)과 다른 점은, 지지면(40)이 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)과 비접촉으로 대면하는 점, 베이스 플레이트(43)와 볼 조인트(44)가 생략되어 슬라이더(3)에 직접 고정되는 점, 및 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317B)가 압축 공기 공급로(426)에 직결하는 점이다(도 6 참조). 슬라이드 플레이트(31)의 접시형 구멍(316)은, 제 2 에어 베어링(4B)의 압축 공기 공급부(42)의 나사 구멍(427)과 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 슬라이드 플레이트(31)의 복수의 통기로(317A, 317B) 중, 제 1 에어 베어링(4A)에 압축 공기를 공급하기 위한 통기로(317A) 이외의 통기로(317B)는, 어느 하나의 제 2 에어 베어링(4B)의 압축 공기 공급부(42)에 연결되는 위치에 형성되어 있다. 육각 구멍붙이 볼트(55)를, 이 접시형 구멍(316)에 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)과 반대측의 면(315)으로부터 삽입하고, 압축 공기 공급부(42)의 나사 구멍(427)에 나사 결합시킴에 의해, 제 2 에어 베어링(4B)이 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)에 고정된다. 이 상태에 있어서, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317B)는, 각각, 제 2 에어 베어링(4B)의 압축 공기 공급부(42)에 연결되어 있기 때문에, 슬라이드 플레이트(31)의 각 통기로(317B)에 접속된 압축 공기 공급용 펌프로부터의 압축 공기의 공급을 개시하면, 압축 공기가, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317B)를 통하여, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에 공급되고, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 토출구(425)로부터, 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)을 향해서 분출된다. 이때, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)의 외연에 형성된 O링용 홈(428) 내의 O링(47)이 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)에 맞닿아 있기 때문에, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에 충전된 압축 공기가, 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 토출구(425) 이외의 영역, 즉, 압축 공기 공급부(42)의 타방의 단면(422)과 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)과의 맞댐 부분에서 외부로 누설되는 경우는 없다.

다음으로, 이상과 같은 구조를 갖는 에어 슬라이드 장치(1)의 동작 원리를 설명한다. 도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에어 슬라이드(1)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6에는 도시하지 않지만, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317A, 317B)에는, 각각, 제 2 면(312)의 반대측의 면(315)측으로부터 압축 공기 공급용 펌프의 호스가 미리 접속되어 있다.

슬라이드 플레이트(31)의 제 1, 제 2 면(311, 312)에 장착된 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)이, 각각 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211) 및 타방의 슬라이더 안내면(212)과 대면하도록 하여, 슬라이드 플레이트(31)를 레일(2)에 가깝게 하면, 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 자력 발생부(41)의 자력(m)에 의해, 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)이 각각 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)에 끌어당겨져서 흡착한다. 이에 의해, 슬라이드 플레이트(31)가 레일(2) 상에서 안정적으로 유지된다.

이 상태에 있어서, 도시하지 않는 압축 공기 공급용 펌프에 의해 압축 공기를 공급하면, 제 1 에어 베어링(4A)의 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에는, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317A) 및 베이스 플레이트(43)의 통기로(437)를 통하여 압축 공기가 공급되고, 제 2 에어 베어링(4B)의 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)에는, 슬라이드 플레이트(31)의 통기로(317B)를 통하여 압축 공기가 공급된다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로(426)가 압축 공기로 충만하게 되어, 압축 공기 토출구(425)로부터 레일의 슬라이더 안내면(211, 212)을 향해서 압축 공기(a)가 토출된다. 그리고, 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)은, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)으로부터 떼어내어져, 압축 공기(a)의 압력, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 자력 발생부(41)의 자력(m), 및 슬라이더(3)의 무게 등이 균형을 이루는 위치(제 1 에어 베어링(4A)은 지지면(40)과 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)과의 간극이 t1로 되는 위치, 제 2 에어 베어링(4B)은 지지면(40)과 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)과의 간극이 t2로 되는 위치)에 각각 위치 결정된다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)은, 레일(2)에 대해서 비접촉으로 슬라이더(3)로부터의 하중을 지지하고, 슬라이더(3)를, 레일(2)의 길이 방향(도 1 및 도 6의 X 방향)으로 슬라이딩 가능하게 유지한다.

이때, 제 2 에어 베어링(4B)은, 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)에 직접 고정되어 있으므로, 제 2 에어 베어링(4B)의 지지면(40)과 레일(2)의 일방의 측면(212)과의 간극이 t2로 되도록 유지됨에 의해, 슬라이드 플레이트(31)는, 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면(312)과 레일(2)의 일방의 측면(212)과의 간극을 t3으로 유지한 채로 레일(2) 상을 비접촉으로 이동한다.

한편, 제 1 에어 베어링(4A)은, 볼 조인트(44)를 통하여 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면(311)에 장착되어 있으므로, 예를 들면 레일(2)의 치수 정밀도가 낮고, 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)이 타방의 슬라이더 안내면(212)에 대해서 약간 기울어 있는 경우에도, 볼 조인트(44)가, 볼 헤드(142)의 중심 주위의 방향(d)으로, 베이스 플레이트(43), 압축 공기 공급부(42) 및 자력 발생부(41)를 일체로 요동시켜, 볼 스터드(441)에 대한 지지면(40)의 기울기(d)를 자동 조절한다. 이에 의해, 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)과 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)과의 간극이 t1로 균일하게 유지되도록 얼라인먼트된다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했다.

본 실시 형태에 의하면, 자력 발생부(41)의 자력(m)에 의해, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)에 자성체의 레일(2)를 상대적으로 끌어당긴다. 이 때문에, 공기 흡인에 의해 슬라이드 플레이트를 레일에 끌어당기는 타입(즉, 에어 베어링의 지지면에 레일을 끌어당기는 힘이 대기압 이하로 제한되는 경우)의 에어 슬라이드 장치에 비해, 더 큰 힘으로 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)에 레일(2)를 상대적으로 끌어당기는 것이 가능해진다. 이 때문에, 부하 변동에 대한 강성을 더 높게 할 수 있고, 슬라이더(3)에 갑작스런 부하 변동이 발생해도, 슬라이드 플레이트(31)를 레일(2) 상에서 안정적으로 주행시킬 수 있다. 또한, 공기 흡인용 펌프가 불필요해지므로, 에어 슬라이드 장치(1) 전체를 소형·경량으로 할 수 있다. 나아가, 도 6에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)를 레일(2) 상의 소망의 위치에 더 정확하게 정지시키는 것이 가능해지고, 위치 결정 기능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 레일(2)의 측면 중, 직교하는 측면을, 자성을 띤 슬라이더 안내면(211, 212)으로 하여 구성하고, 이들 슬라이더 안내면(211, 212)에 대해서, 강성이 높은 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)을 배치한다. 이 때문에, 가로 방향 및 세로 방향 중 어느 방향에서의 외력이 슬라이더(3)에 가해져도, 슬라이더(3)를 레일(2) 상에서 안정적으로 주행시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)에 제 1 에어 베어링(4A)을 끌어당기는 힘을 발생하는 자력 발생부(41)를 중앙에 배치하고, 이 자력 발생부(41)의 외주측을 둘러싸도록, 레일(2)의 일방의 슬라이더 안내면(211)으로부터 제 1 에어 베어링(4A)을 떼어내는 힘을 발생시키는 압축 공기 공급부(42)를 배치한다. 마찬가지로, 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)에 제 2 에어 베어링(4B)을 끌어당기는 힘을 발생시키는 자력 발생부(41)를 중앙에 배치하고, 이 자력 발생부(41)를 둘러싸도록, 레일(2)의 타방의 슬라이더 안내면(212)으로부터 제 2 에어 베어링(4B)을 떼어내는 힘을 발생시키는 압축 공기 공급부(42)를 배치한다. 이 때문에, 예를 들면, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)에 대해서 지지면(40)을 기울게 하는 방향의 외력이 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)에 가해진 경우라도, 지지면(40)의 외주 영역에 있어서, 이 기울기를 해소하도록, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)과 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)을 상대적으로 떼어내는 힘이 작용하기 때문에, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 지지면(40)과 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212)과의 간극(t)를 유지하면서, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211, 212) 상에 있어서 슬라이더(3)를 더 안정적으로 주행시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 자력 발생부(41)로 영구 자석을 이용한다. 공기 흡인에 의해 슬라이드 플레이트를 레일에 끌어당기는 타입의 에어 슬라이드 장치에서는, 예를 들면 고장 등에 의해 펌프가 정지했을 때, 슬라이드 플레이트를 레일로부터 떼어내는 힘과 함께, 슬라이드 플레이트를 레일에 끌어당기는 힘도 작용하지 않게 되기 때문에, 슬라이더가 레일로부터 탈락할 가능성이 있다. 이 때문에, 탈락 방지 조치로서 레일의 양측면을 사이에 두도록, 3매의 슬라이드 플레이트를 ㄷ자 형상으로 조합하여 슬라이더를 작성하는 등의 궁리가 필요하고, 슬라이더의 대형화·중량화를 초래하였다. 이에 비하여, 본 실시 형태에 의하면, 영구 자석에 의해, 슬라이드 플레이트(31)를 레일(2)에 끌어당기는 자력(m)이 항상 작용하고 있기 때문에, 압축 공기 공급용 펌프가 정지해도, 제 1 및 대사의 에어 베어링(4A, 4B)과 레일(2)이 서로 흡착한다. 이 때문에, 특별한 탈락 방지 조치를 취하지 않아도, 슬라이더(3)를 레일(2)에 유지시키는 것이 가능해진다. 따라서, 레일(2)의 양측면을 사이에 두는 ㄷ자 형상의 채용 등, 레일(2)로부터의 슬라이더(3)의 탈락 방지를 위한 궁리가 불필요해지기 때문에, 슬라이더(3)를 더 소형, 더 경량인 L자형으로 할 수 있다. 또한, 슬라이더(3)의 작성에 필요한 슬라이드 플레이트(31)의 매수가 삭감되기 때문에, 그 비용을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 볼 조인트(44)가, 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)과 레일(2)의 슬라이더 안내면(211)과의 간극(t1)을 균일하게 유지하도록, 볼 스터드(441)에 대한 지지면(40)의 기울기(d)를 조절하므로, 레일(2)의 슬라이더 안내면(211)의 기울기에 대해서, 제 1 에어 베어링(4A)을 자동 얼라인먼트할 수 있다.

아울러, 본 발명은 상기의 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위내에서 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기의 실시 형태에서는, 제 1, 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 압축 공기 공급부(42)로서, 자성 보상 방식에 의한 압축 공기 토출구(425)가 다수 형성된 압축 공기 공급부(42)를 이용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이러한 압축 공기 공급부(42) 대신에, 오리피스 보상 방식(orifice restriction type), 표면 보상 방식(surface restriction type) 등에 의해 압축 공기의 토출구가, 지지면(40)을 구성하는 표면(421)에 다수 형성된 압축 공기 공급부를 이용해도 좋다. 혹은, 지지면(40)을 구성하는 표면에, 압축 공기 공급로(426)에 연결되는 다공질 소결층이 형성된 압축 공기 공급부를 이용해도 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 자력 발생부(41)로서 영구 자석을 이용하고 있지만, 전자석을 제 1 및 제 2 에어 베어링(4A, 4B)의 자력 발생부(41)로서 이용해도 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 제 1 에어 베어링(4A)의 얼라인먼트 기구로서 볼 조인트(44)를 이용하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)과 레일(2)의 슬라이더 안내면(211)과의 간극(t1)을 균일하게 유지하도록 지지면(40)의 기울기를 자동 조절할 수 있는 것이라면, 그 외의 것을 이용해도 좋다. 예를 들면, 탄성체를 통하여 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면(311)에 제 1 에어 베어링(4A)을 장착함에 의해, 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)과 레일(2)의 슬라이더 안내면(211)과의 간극(t1)을 균일하게 유지하도록 해도 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서는, 볼 조인트(44)를 갖는 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)을 레일(2)의 상면측의 슬라이더 안내면(211)에 대면시키고, 볼 조인트(44)를 갖지 않는 제 2 에어 베어링(4B)의 지지면(40)을 레일(2)의 측면측의 슬라이더 안내면(212)에 대면시키고 있지만, 에어 슬라이드 장치(1)의 용도 등에 따라서, 볼 조인트(44)를 갖는 제 1 에어 베어링(4A)의 지지면(40)을 레일(2)의 측면측의 슬라이더 안내면(212)에 대면시키고, 볼 조인트(44)를 갖지 않는 제 2 에어 베어링(4B)의 지지면(40)을 레일(2)의 상면측의 슬라이더 안내면(211)에 대면시켜도 좋다. 또한, 슬라이더(3)에 장착되어 있는 모든 에어 베어링을, 볼 조인트(44)를 갖는 제 1 에어 베어링(4A)으로 해도 좋다.

산업상의 이용가능성

상기의 실시 형태에서는, 레일(2) 상에서 슬라이더(3)를 비접촉으로 이동시키는 에어 슬라이드 장치(1)를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 레일(2)를 갖는 에어 슬라이드 장치에 한하지 않고, 슬라이더(3)를 안내하는 슬라이더 안내면을 갖는 부품(예를 들면 테이블)을 갖는 에어 슬라이드 장치라면 적용 가능하다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 레일(2)과의 간극에 공기층을 형성하고, 이 공기층을 통하여 슬라이더(3)를 비접촉으로 이동시키는 에어 베어링(4A, 4B)을, 슬라이더(3)에 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 레일(2)과의 간극에 기체층을 형성하고, 이 기체층을 통하여 슬라이더(3)를 비접촉으로 이동시키는 정압 기체 베어링을, 슬라이더(3)에 이용한 것이면 좋다.

1: 에어 슬라이드 장치 2: 레일
3: 슬라이더 4A: 제 1 에어 베어링
4B: 제 2 에어 베어링 18: 지지체
21: 프레임 22: 레일판
31: 슬라이드 플레이트 32A, 32B: 플레이트
40: 지지면 41: 자력 발생부
42: 압축 공기 공급부 43: 베이스 플레이트
44: 볼 조인트 47: O링
51, 52, 53, 54: 육각 구멍붙이 볼트
55: 사다리꼴 너트
211: 슬라이더 안내면(레일(2)의 상면)
212: 슬라이더 안내면(레일(2)의 일방의 측면)
311: 슬라이드 플레이트(31)의 제 1 면
312: 슬라이드 플레이트(31)의 제 2 면
313: 제 1 면(311)과 반대측인 면
314: 슬라이드 플레이트(31)의 나사 구멍
315: 제 2 면(312)과 반대측인 면
316: 슬라이드 플레이트(31)의 접시형 구멍
317A, 317B: 슬라이드 플레이트(31)의 통기로
411, 412: 자력 발생부(41)의 단면
421, 422: 압축 공기 공급부(42)의 단면
423: 압축 공기 공급부(42)의 관통 구멍
424: 압축 공기 공급부(42)의 홈
425: 압축 공기 토출구
426: 압축 공기 공급부(42)의 압축 공기 공급로
427: 압축 공기 공급부(42)의 나사 구멍
428: 압축 공기 공급부(42)의 O링용 홈
431, 432: 베이스 플레이트(43)의 단면
433: 베이스 플레이트(43)의 접시형 구멍
434: 베이스 플레이트(43)의 나사 구멍
436: 베이스 플레이트(43)의 측면
437: 베이스 플레이트(43)의 통기로
438: 통기로(437)의 개구
441: 볼 스터드 442: 볼 헤드
443: 볼 소켓 444: 고정 플레이트
445: 고정용 너트 448: 스터드부(449)의 수부
449: 볼 스터드(141)의 스터드부 4431: 세그먼트
4441: 고정 플레이트(444)의 나사 구멍
4491, 4492: 스터드부(449)의 단면
4493: 스터드부(449)의 육각 구멍
4494: 스터드부(449)의 플랜지

Claims

상대 부품에 대하여 비접촉으로 이동하는 슬라이더를 구비한 에어 슬라이드 장치로서,
상기 상대 부품은, 자성을 띤 슬라이더 안내면을 구비하고,
상기 슬라이더는,
상기 슬라이더 안내면과 비접촉으로 대면하는 지지면을 구비한 정압 기체 베어링을 적어도 하나 가지며,
상기 정압 기체 베어링은,
상기 슬라이드 안내면을 상기 지지면에 상대적으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 자력 발생 수단과,
상기 슬라이더 안내면과 상기 지지면과의 간극에 압축 기체를 공급하는 압축 기체 공급 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자력 발생 수단이 상기 지지면의 중앙에 배치되고, 상기 자력 발생 수단의 외주측을 둘러싸도록, 상기 압축 기체 공급 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자력 발생 수단은, 자석이며,
상기 압축 공기 공급 수단은, 일방의 단면에 압축 공기 토출구가 적어도 하나 형성되고, 상기 일방의 단면의 중앙부에 상기 자력 발생 수단의 삽입 구멍이 형성된 판 형상 부재이며,
상기 지지면은,
상기 자석의 단면과, 상기 판 형상 부재의 상기 일방의 단면을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 자석은, 적어도 하나의 영구 자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 부재는, 서로 다른 방향의 두 면의 슬라이더 안내면을 구비하고,
상기 정압 기체 베어링을 복수 구비하며,
상기 슬라이더는,
상기 두 면의 슬라이더 안내면 중 일방의 슬라이더 안내면과 대면하는 제 1 면, 및 타방의 슬라이더 안내면과 대면하는 제 2 면을 구비한 L자 형상의 슬라이드 플레이트를 가지고,
상기 복수의 정압 기체 베어링은,
상기 지지면이 상기 일방의 슬라이더 안내면과 대면하도록 상기 제 1 면에 장착된, 적어도 하나의 제 1 정압 기체 베어링과,
상기 지지면이 상기 타방의 슬라이더 안내면과 대면하도록 상기 제 2 면에 장착된, 적어도 하나의 제 2 정압 기체 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 정압 기체 베어링은,
상기 제 1 정압 기체 베어링의 상기 지지면과 상기 일방의 슬라이더 안내면과의 간극을 균일하게 유지하기 위한 얼라인먼트 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 수단은,
상기 제 1 정압 기체 베어링을 상기 제 1 면에 대해서 자유 각도로 장착하기 위한 볼 조인트인 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정압 기체 베어링은, 상기 제 2 면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 슬라이드 장치.