エアスライド装置
【課題】スライダの走行安定性が高強く、小型・軽量なエアスライド装置の構造を提供する。
【解決手段】エアスライド装置１は、スライダ案内面２１１、２１２が磁性体で形成されたレール２と、レール２の長手方向Ｘにレール２のスライダ案内面２１１、２１２上を非接触で移動するスライダ３と、を備えている。スライダ３は、Ｌ字型に組み合わされたスライドプレート３１と、スライドプレート３１およびレール２の間に介在するようにスライドプレート３１に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂと、を備えている。第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、磁力を発生する磁力発生部４１と、磁力発生部４１の周囲に配置され、圧縮空気を吐出する圧縮空気供給部４２と、を備えている。圧縮空気供給部４２の端面４２１は、磁力発生部４１の端面４１１とともに、レール２のスライダ案内面２１１、２１２と非接触で対面する支持面４０を構成している。
【解決手段】エアスライド装置１は、スライダ案内面２１１、２１２が磁性体で形成されたレール２と、レール２の長手方向Ｘにレール２のスライダ案内面２１１、２１２上を非接触で移動するスライダ３と、を備えている。スライダ３は、Ｌ字型に組み合わされたスライドプレート３１と、スライドプレート３１およびレール２の間に介在するようにスライドプレート３１に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂと、を備えている。第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、磁力を発生する磁力発生部４１と、磁力発生部４１の周囲に配置され、圧縮空気を吐出する圧縮空気供給部４２と、を備えている。圧縮空気供給部４２の端面４２１は、磁力発生部４１の端面４１１とともに、レール２のスライダ案内面２１１、２１２と非接触で対面する支持面４０を構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール上を非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置に関し、特に、レール上におけるスライダの走行安定性が高く、かつ小型・軽量化に適したエアスライド装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、軽量の支持対象であっても、これを安定して非接触で支持することができる静圧気体軸受が開示されている。この静圧気体軸受は、支持対象と非接触にて対面する支持面に、それぞれ多数の細孔が形成された第一および第二の多孔面と、第一の多孔面に対して第二の多孔面を隔離する隔壁の端面と、を有している。そして、第一の多孔面の各細孔には、開口から圧縮空気を吐き出すための圧縮空気供給用ポンプが連結されており、第二の多孔面の各細孔には、開口に空気を吸い込むための空気吸引用ポンプが連結されている。また、第二の多孔面と第一の多孔面とは実質的に面一になっている。
【０００３】
このような構造により、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、圧縮空気供給用ポンプによる第一の多孔面からの圧縮空気の吐き出しと、空気吸引用ポンプによる第二の多孔面への空気の吸い込みと、自重もしくは支持対象の重さとのバランスによって、軽量の支持対象であっても、これを安定して非接触で支持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スライダのスライドプレートに静圧気体軸受を取り付けて、静圧気体軸受の支持面をレール表面と対面させることにより、スライダを非接触でレール上を移動させるエアスライド装置が知られている。このようなエアスライド装置に、特許文献１に記載の静圧気体軸受を用いた場合、次のような問題が生じる。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、第二の多孔面内への空気の吸い込みにより支持対象を引き寄せるものであるため、大気圧以上の力でスライドプレートをレール表面に引き寄せることができない。このため、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、剛性が低く、例えばスライドプレートに外力が加わり、負荷変動が生じると、レール上におけるスライダの走行が不安定になる可能性がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載の静圧気体軸受では、第一の多孔面から圧縮空気を吐き出すための圧縮空気供給用ポンプとは別に、第二の多孔面内に空気を吸い込むための空気吸引用ポンプも必要となる。このため、エアスライド装置が大型・重量化する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スライダの走行安定性が高く、かつ小型・軽量化に適したエアスライド装置の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、磁性を帯びたスライド案内面を有する相手部品を用いるとともに、スライド案内面に沿って走行するスライダに、スライド案内面に対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ設ける。この静圧気体軸受には、スライド案内面を支持面に相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、スライダ案内面と支持面との隙間に圧縮気体を吐出する圧縮気体供給手段と、を設けた。
【００１０】
例えば、本発明は、相手部品に対して非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置であって、
前記相手部品は、磁性を帯びたスライダ案内面を備え、
前記スライダは、
前記スライダ案内面と非接触で対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ有し、
前記静圧気体軸受は、
前記スライド案内面を相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、
前記スライダ案内面と前記支持面との隙間に圧縮気体を供給する圧縮気体供給手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、静圧気体軸受の相手部材として、磁性を帯びたスライダ案内面を有する相手部品を用い、磁力発生手段により発生する磁力により、磁性を帯びたスライダ案内面を静圧気体軸受の支持面に相対的に引き寄せる。このため、相手部材を引き寄せる力が大気圧以下に制限される空気吸引の場合に比べて、突然の負荷変動に対する影響を低減可能な高剛性を有する静圧気体軸受を実現することができる。このため、スライダあるいは静圧気体軸受の突然の負荷変動が生じても、スライド案内面上におけるスライダの走行安定性を保持することができる。また、気体吸引用ポンプが不要となるので、エアスライド装置全体を小型・軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の外観図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、スライダ３の正面図、底面図、右側面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの外観図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの正面図、背面図である。
【図５】図５（Ａ）は、図４（Ａ）に示す第一のエアベアリング４Ａの右側面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す第一のエアベアリング４ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の動作原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の外観図である。また、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、スライダ３の正面図、底面図、右側面図である。
【００１５】
図示するように、本実施の形態に係るエアスライド装置１は、上面（一方のスライダ案内面）２１１および上面２１１と隣り合う一方の側面（他方のスライダ案内面）２１２が磁性を帯びたレール２と、レール２の長手方向（図１のＸ方向）にレール２のスライダ案内面２１１、２１２上を非接触で移動するスライダ３と、を備えている。
【００１６】
レール２は、例えば、アルミ等で形成されたフレーム２１と、フレーム２１の隣り合う二面（レール２のスライダ案内面２１１、２１２）に六角穴付きボルト５１および台形ナット５５で固定された、２枚の磁性鋼板等のレール板２２と、を備えている。レール２のスライダ案内面２１１、２１２は、２枚のレール板２２の表面２１１、２１２により形成される。
【００１７】
スライダ３は、断面Ｌ字形状のスライドプレート３１と、スライドプレート３１およびレール２のスライダ案内面２１１、２１２の間に介在するようにスライドプレート３１に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂと、を備えている。なお、図２には、第一のエアベアリング４Ａを３つ、第二のエアベアリング４Ｂを２つ用いた例を示しているが、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの個数は、エアスライド装置１の用途等に応じて適宜定めればよい。
【００１８】
スライドプレート３１は、レール２の一方のスライダ案内面２１１と対面する第一の面３１１およびレール２の他方のスライダ案内面２１２と対面する第二の面３１２を有している。このようなスライドプレート３１は、例えば、２枚のプレート３２Ａ、３２Ｂを、Ｌ字形状に組合せ、六角穴付きボルト５２で固定することにより作製される。
【００１９】
スライドプレート３１には、第一のエアベアリング４Ａをネジ止めするためのネジ穴３１４が、第一のエアベアリング４Ａの個数に応じた数、第一の面３１１とその反対側の面３１３とを繋ぐように形成されており、また、第二のエアベアリング４Ｂをネジ止めするための座繰り穴３１６が、第二のエアベアリング４Ｂの個数に応じた数、第二の面３１２とその反対側の面３１５とを繋ぐように形成されている（図６参照）。
【００２０】
また、スライドプレート３１には、複数の通気路３１７Ａ、３１７Ｂが、第二の面３１２とその反対側の面３１５とを繋ぐように形成されている。図示していないが、少なくとも一つの通気路３１７Ａには、各第一のエアベアリング４Ａに繋がるホースに圧縮空気供給用ポンプのホースを接続するためのカプラが第二の面３１２と反対側の面３１５側に装着される。一方、他の通気路３１７Ｂは、それぞれ、第二の面３１２側において、いずれかの第二のエアベアリング４Ｂの後述する圧縮空気供給路４２６に繋がっている。そして、第二の面３１２の反対側の面３１５側に、圧縮空気供給用ポンプのホースを接続するためのカプラが装着される（図６参照）。
【００２１】
第一のエアベアリング４Ａは、スライドプレート３１の第一の面３１１側にネジ止めされており、レール２の一方のスライド案内面２１１に対して非接触で、スライドプレート３１からの荷重を支持し、スライドプレート３１を、レール２に沿ってスライド自在に保持する。
【００２２】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの外観図である。また、図４（Ａ）、（Ｂ）、および図５（Ａ）は、第一のエアベアリング４Ａの正面図、背面図、および右側面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
図示するように、第一のエアベアリング４Ａは、スライダ案内面２１１と非接触で対面する支持面１０を有する支持体１８と、支持体１８が取り付けられたベースプレート４３と、第一のエアベアリング４Ａを揺動自在に保持するボールジョイント４４と、を備えている。支持体１８は、磁力を発生する手段である磁力発生部４１と、磁力発生部４１の周囲に配置され、圧縮空気を吐出する手段である圧縮空気供給部４２と、を有している。
【００２４】
磁力発生部４１は、例えば円柱状に形成された永久磁石であり、例えばネオジム磁石が用いられる。なお、本実施の形態においては、磁力発生部４１として円柱状の永久磁石を１つ用いているが、永久磁石の形状および数は適宜変更可能である。例えば、角柱状の永久磁石を用いてもよいし、また、後述の圧縮空気供給部４２の中央部に複数の貫通穴４２３を形成し、これらの貫通穴４２３にそれぞれ永久磁石をはめ込んでもよい。
【００２５】
圧縮空気供給部４２は、一方の端面４２１から他方の端面４２２に繋がる貫通孔４２３が中央部に形成された円板状部材であり、この貫通孔４２３に磁力発生部４１が嵌入されている。
【００２６】
圧縮空気供給部４２の一方の端面４２１は、貫通孔４２３に嵌入された磁力発生部４１の端面４１１とともに、レール２の一方のスライダ案内面２１１と非接触で対面する支持面４０を構成している。また、一方の端面４２１には、貫通穴４２３（つまり磁力発生部４１）を囲む環状の溝４２４が形成されており、この溝４２４の溝底には、自成絞りによる圧縮空気吐出口４２５が、溝４２４の周方向に沿って等間隔に多数形成されている。
【００２７】
圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２には、一方の端面４２１に多数形成された圧縮空気吐出口４２５と繋がる環状溝４２６が圧縮空気供給路４２６として形成されている。この圧縮空気供給路４２６の外縁にはОリング用溝４２８が形成されており、このОリング用溝４２８内に、圧縮空気供給路４２６からの空気漏れを防止するためのОリング４７が収容される。また、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２には、圧縮空気供給部４２をベースプレート４３に固定するための六角穴付きボルト５３が締結されるネジ穴４２７が形成されている。
【００２８】
ベースプレート４３は、圧縮空気供給部４２と略同じ外径の円板状部材であり、圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に対応する位置に、一方の端面４３１から他方の端面４３２に繋がる座繰り穴４３３が形成されている。ベースプレート４３の他方の端面４３２を圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２に接触させた状態で、六角穴付きボルト５３を、この座繰りネジ穴４３３に挿入して圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に螺合させることにより、圧縮空気供給部４２がベースプレート４３に固定される。この際、圧縮空気供給部４２の貫通孔４２３に嵌入された磁力発生部４１の他方の端面４１２を接着剤によりベースプレート４３の他方の端面４３２に接着するようにしてもよい。
【００２９】
ベースプレート４３の一方の端面４３１には、ボールジョイント４４をベースプレート４３に固定するための六角穴付きボルト５４が締結されるネジ穴４３４が形成されている。
【００３０】
ベースプレート４３の他方の端面４３２は、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６の外縁に形成されたОリング用溝４２８内のＯリング４７と当接している。これにより、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に充填された圧縮空気が、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５以外の領域、つまり、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２とベースプレート４３の他方の端面４３２との当接部分から外部に漏れるのを防止している。
【００３１】
また、ベースプレート４３には、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４３６に繋がる通気路４３７が形成されている。この通気路４３７の開口４３８は、ベースプレート４３の側面４３６に形成されている。そして、この開口４３８には、図示していないが、スライドプレート３１の通気路３１７Ａにおいて圧縮空気供給用ポンプのホースに連結されたホースを通気路４３７に繋ぐためのカプラが装着される。これにより、圧縮空気供給用ポンプからの圧縮空気が、スライドプレート３１の通気路３１７Ａおよびベースプレート４３の通気路４３７を介して、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に供給され、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５から、レール２のスライダ案内面２１１に向けて噴出する。
【００３２】
ボールジョイント４４は、ボールヘッド４４２を有するボールスタッド４４１と、ボールヘッド４４２を回動自在に収容するボールソケット４４３と、ボールソケット４４３に一体的に形成された固定プレート４４４と、第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１（図６参照）に固定するための固定用ナット４４５と、を備えている。
【００３３】
ボールスタッド４４１は、雄ネジ部４４８が形成されたスタッド部４４９と、スタッド部４４９の一方の端面４４９２に一体的に形成されたボールヘッド４４２と、を有している。
【００３４】
スタッド部４４９の他方の端面４４９１には、六角レンチ用の六角穴４４９３が形成されている。また、スタッド部４４９の、ボールヘッド４４２側（雄ネジ部１４８とボールヘッド１４２との間）の外周には、外周面から張り出したフランジ４４９４が形成されている。第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１へ取り付ける前、固定用ナット４４５は、このフランジ４４９４と当接するまで、スタッド部４４９の雄ネジ部４４８にねじ込まれている。第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１へ取り付ける際には、スライドプレート３１に形成されたネジ穴３１４に、第一の面３１１側から、スタッド部４４９のネジ部４４８をねじ込んだ後、六角穴４４９３内へ六角レンチを差し込んでスタッド部４４９の回転を阻止しながら、固定用ナット４４５を、スライドプレート３１の第一の面３１１に接触するまで回転させる。これにより、第一のエアベアリング４Ａがスライドプレート３１の第一の面３１１側に取り付けられる（図６参照）。
【００３５】
ボールソケット４４３は、例えば、以下のように形成される。すなわち、一方の端面が固定プレート４４４により塞がれるように固定プレート４４４と一体的に形成された円筒部材の内部にボールスタッド４４１のボールヘッド４４２を挿入し、この状態で、この円筒部材の開口側を可締める。ボールソケット４４３にはコマ４４３１が配置されており、ボールソケット４４３に収容されたボールヘッド４４２は、このコマ４４３１によって支えられる。
【００３６】
固定プレート４４４には、ベースプレート４３のネジ穴４３４に対応する位置にボルト挿入用の貫通孔４４４１が形成されている。この貫通孔４４４１に六角穴付きボルト５４を挿入して、六角穴付きボルト５４をベースプレート４３のネジ穴４３４に螺合させることにより、ボールジョイント４４がベースプレート４３に取り付けられる。
【００３７】
第二のエアベアリング４Ｂは、スライドプレート３１の第二の面３１２側にネジ止めされており、レール２の他方のスライド案内側面２１２に対して非接触で、スライドプレート３１を、レール２に沿ってスライド自在に支持する。
【００３８】
第二のエアベアリング４Ｂが図３〜図５に示す第一のエアベアリング４Ａと異なる点は、支持面４０がレール２の他方のスライダ案内面２１２と非接触で対面していること、ベースプレート４３とボールジョイント４４とが省略されてスライダ３に直接固定されていること、および、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂが圧縮空気供給路４２６に直結していることである（図６参照）。スライドプレート３１の座繰り穴３１６は、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７と対応する位置に形成されている。また、スライドプレート３１の複数の通気路３１７Ａ、３１７Ｂのうち、第一のエアベアリング４Ａに圧縮空気を供給するための通気路３１７Ａ以外の通気路３１７Ｂは、いずれかの第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２に繋がる位置に形成されている。六角穴付きボルト５５を、この座繰り穴３１６にスライドプレート３１の第二の面３１２と反対側の面３１５から挿入し、圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に螺合させることにより、第二のエアベアリング４Ｂがスライドプレート３１の第二の面３１２に固定される。この状態において、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂは、それぞれ、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２に繋がっているため、スライドプレート３１の各通気路３１７Ｂに接続された圧縮空気供給用ポンプからの圧縮空気の供給を開始すると、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂを介して、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に供給され、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５から、レール２の他方のスライダ案内面２１２に向けて噴出する。このとき、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６の外縁に形成されたОリング用溝４２８内のＯリング４７がスライドプレート３１の第二の面３１２に当接しているため、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に充填された圧縮空気が、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５以外の領域、つまり、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２とスライドプレート３１の第二の面３１２との当接部分から外部に漏れ出すことはない。
【００３９】
つぎに、以上のような構造を有するエアスライド装置１の動作原理を説明する。図６は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド１の動作原理を説明するための図である。なお、図６には図示していないが、スライドプレート３１の通気路３１７Ａ、３１７Ｂには、それぞれ、第二の面３１２の反対側の面３１５側から圧縮空気供給用ポンプのホースがあらかじめ接続されている。
【００４０】
スライドプレート３１の第一、第二の面３１１、３１２に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０が、それぞれレール２の一方のスライダ案内面２１１および他方のスライダ案内面２１２と対面するようにして、スライドプレート３１をレール２に近付けると、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１の磁力ｍにより、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０がそれぞれレール２のスライダ案内面２１１、２１２に引き寄せられて吸着する。これにより、スライドプレート３１がレール２上に安定に保持される。
【００４１】
この状態において、図示していない圧縮空気供給用ポンプにより圧縮空気を供給すると、第一のエアベアリング４Ａの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６には、スライドプレート３１の通気路３１７Ａおよびベースプレート４３の通気路４３７を介して圧縮空気が供給され、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６には、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂを介して圧縮空気が供給される。これにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６が圧縮空気で充満し、圧縮空気吐出口４２５からレールのスライダ案内面２１１，２１２に向けて圧縮空気ａが吐き出される。そして、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、レール２のスライダ案内面２１１、２１２から引き離され、圧縮空気ａの圧力、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１の磁力ｍ、およびスライダ３の重さ等がバランスする位置（第一のエアベアリング４Ａは支持面４０とレール２の一方のスライダ案内面２１１との隙間がｔ１となる位置、第二のエアベアリング４Ｂは支持面４０とレール２の他方のスライダ案内面２１２との隙間がｔ２となる位置）にそれぞれ位置決めされる。これにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、レール２に対して非接触でスライダ３からの荷重を支持し、スライダ３を、レール２の長手方向（図１および図６のＸ方向）にスライド自在に保持する。
【００４２】
このとき、第二のエアベアリング４Ｂは、スライドプレート３１の第二の面３１２に直付けで固定されているので、第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０とレール２の一方の側面２１２との隙間がｔ２となるように維持されることにより、スライドプレート３１は、スライドプレート３１の第二の面３１２とレール２の一方の側面２１２との隙間をｔ３に維持したままレール２上を非接触で移動する。
【００４３】
一方、第一のエアベアリング４Ａは、ボールジョイント４４を介してスライドプレート３１の第一の面３１１に取り付けられているので、例えばレール２の寸法精度が低く、レール２の一方のスライダ案内面２１１が他方のスライダ案内面２１２に対して若干傾いているような場合でも、ボールジョイント４４が、ボールヘッド１４２の中心周りの方向ｄに、ベースプレート４３、圧縮空気供給部４２および磁力発生部４１を一体として揺動させ、ボールスタッド４４１に対する支持面４０の傾きｄを自動調節する。これにより、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２の一方のスライダ案内面２１１との隙間がｔ１で均一に保たれるように調芯される。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を説明した。
【００４５】
本実施の形態によれば、磁力発生部４１の磁力ｍにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０に磁性体のレール２を相対的に引き寄せる。このため、空気吸引によりスライドプレートをレールに引き寄せるタイプ（つまり、エアベアリングの支持面にレールを引き寄せる力が大気圧以下に制限される場合）のエアスライド装置に比べて、より大きな力で第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０にレール２を相対的に引き寄せることが可能となる。このため、負荷変動に対する剛性をより高くすることができ、スライダ３に突然の負荷変動が生じても、スライドプレート３１をレール２上で安定して走行させることができる。また、空気吸引用ポンプが不要となるので、エアスライド装置１全体を小型・軽量にできる。さらに、図６に示すように、スライダ３をレール２上の所望の位置により正確に静止させることが可能となり、位置決め機能を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、レール２の側面のうち、直交する側面を、磁性を帯びたスライダ案内面２１１、２１２として構成し、これらのスライダ案内面２１１、２１２に対して、剛性の高い第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂを配置している。このため、横方向および縦方向のいずれの方向からの外力がスライダ３に加わっても、スライダ３をレール２上で安定して走行させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、レール２の一方のスライダ案内面２１１に第一のエアベアリング４Ａを引き寄せる力を発生する磁力発生部４１を中央に配置し、この磁力発生部４１の外周側を囲むように、レール２の一方のスライダ案内面２１１から第一のエアベアリング４Ａを引き離す力を発生する圧縮空気供給部４２を配置している。同様に、レール２の他方のスライダ案内面２１２に第二のエアベアリング４Ｂを引き寄せる力を発生する磁力発生部４１を中央に配置し、この磁力発生部４１を囲むように、レール２の他方のスライダ案内面２１２から第二のエアベアリング４Ｂを引き離す力を発生する圧縮空気供給部４２を配置している。このため、例えば、レール２のスライダ案内面２１１、２１２に対して支持面４０を傾ける方向の外力が第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂに加わった場合でも、支持面４０の外周領域において、この傾きを解消するように、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１、２１２とを相対的に引き離す力が作用するため、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１、２１２との隙間ｔを維持しながら、レール２のスライダ案内面２１１、２１２上においてスライダ３をより安定に走行させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、磁力発生部４１に永久磁石を用いている。空気吸引によりスライドプレートをレールに引き寄せるタイプのエアスライド装置では、例えば故障等によりポンプが停止した際に、スライドプレートをレールから引き離す力とともに、スライドプレートをレールに引き寄せる力も働かなくなるため、スライダがレールから脱落する可能性がある。このため、脱落防止措置として、レールの両側面を挟むように、３枚のスライドプレートをコの字形状に組み合わせてスライダを作成するなどの工夫が必要であり、スライダの大型化・重量化を招いていた。これに対して、本実施の形態によれば、永久磁石により、スライドプレート３１をレール２に引き寄せる磁力ｍが常に作用しているため、圧縮空気供給用ポンプが停止しても、第一および大事のエアベアリング４Ａ、４Ｂとレール２とが互いに吸着する。このため、特別な脱落防止措置をとらなくても、スライダ３をレール２に保持させることが可能となる。したがって、レール２の両側面を挟むコの字形状の採用など、レール２からのスライダ３の脱落防止のための工夫が不要となるため、スライダ３を、より小型、より軽量なＬ字型とすることができる。また、スライダ３の作成に必要なスライドプレート３１の枚数が削減されるため、そのコストを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、ボールジョイント４４が、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つように、ボールスタッド４４１に対する支持面４０の傾きｄを調節するので、レール２のスライダ案内面２１１の傾きに対して、第一のエアベアリング４Ａを自動調芯することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、上記の実施の形態では、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの圧縮空気供給部４２として、自成絞りによる圧縮空気吐出口４２５が多数形成された圧縮空気供給部４２を用いているが、本発明はこれに限定されない。このような圧縮空気供給部４２の代わりに、オリフィス絞り、表面絞り等により圧縮空気の吐出口が、支持面４０を構成する表面４２１に多数形成された圧縮空気供給部を用いてもよい。あるいは、支持面４０を構成する表面に、圧縮空気供給路４２６に繋がる多孔質焼結層が形成された圧縮空気供給部を用いてもよい。
【００５２】
また、上記の実施の形態では、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１として永久磁石を用いているが、電磁石を第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１として用いてもよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態では、第一のエアベアリング４Ａの調芯機構として、ボールジョイント４４を用いているが、本発明はこれに限定されない。第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つように支持面４０の傾きを自動調節できるものであれば、その他のものを用いてもよい。例えば、弾性体を介してスライドプレート３１の第一の面３１１に第一のエアベアリング４Ａを取り付けることにより、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａの支持面４０をレール２の上面側のスライダ案内面２１１に対面させ、ボールジョイント４４を有していない第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０をレール２の側面側のスライダ案内面２１２に対面させているが、エアスライド装置１の用途等に応じて、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａの支持面４０をレール２の側面側のスライダ案内面２１２に対面させ、ボールジョイント４４を有していない第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０をレール２の上面側のスライダ案内面２１１に対面させてもよい。また、スライダ３に取り付けられているすべてのエアベアリングを、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａとしてもよい。
【００５５】
また、上記実施の形態では、レール２上でスライダ３を非接触で移動させるエアスライド装置１を例にとり説明したが、本発明は、レール２を有するエアスライド装置に限らず、スライダ３を案内するスライダ案内面を有する部品（例えばテーブル）を有するエアスライド装置であれば適用可能である。
【００５６】
また、上記の実施の形態では、レール２との隙間に空気層を形成し、この空気層を介してスライダ３を非接触で移動させるエアベアリング４Ａ、４Ｂを、スライダ３に用いた場合を例にとり説明したが、本発明は、レール２との隙間に気体層を形成し、この気体層を介してスライダ３を非接触で移動させる静圧気体軸受を、スライダ３に用いたものであればよい。
【符号の説明】
【００５７】
１：エアスライド装置、２：レール、３：スライダ、４Ａ：第一のエアベアリング、４Ｂ：第二のエアベアリング、１８：支持体、２１：フレーム、２２：レール板、３１：スライドプレート、３２Ａ、３２Ｂ：プレート、４０：支持面、４１：磁力発生部、４２：圧縮空気供給部、４３：ベースプレート、４４：ボールジョイント、４７：Ｏリング、５１、５２、５３、５４：六角穴付きボルト、５５：台形ナット、２１１：スライダ案内面（レール２の上面）、２１２：スライダ案内面（レール２の一方の側面）、３１１：スライドプレート３１の第一の面、３１２：スライドプレート３１の第二の面、３１３：第一の面３１１と反対側の面、３１４：スライドプレート３１のネジ穴、３１５：第二の面３１２と反対側の面、３１６：スライドプレート３１の座繰り穴、３１７Ａ、３１７Ｂ：スライドプレート３１の通気路、４１１、４１２：磁力発生部４１の端面、４２１、４２２：圧縮空気供給部４２の端面、４２３：圧縮空気供給部４２の貫通孔、４２４：圧縮空気供給部４２の溝、４２５：圧縮空気吐出口、４２６：圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路、４２７：圧縮空気供給部４２のネジ穴、４２８：圧縮空気供給部４２のＯリング用溝、４３１、４３２：ベースプレート４３の端面、４３３：ベースプレート４３の座繰り穴、４３４：ベースプレート４３のネジ穴、４３６：ベースプレート４３の側面、４３７：ベースプレート４３の通気路、４３８：通気路４３７の開口、４４１：ボールスタッド、４４２：ボールヘッド、４４３：ボールソケット、４４４：固定プレート、４４５：固定用ナット、４４８：スタッド部４４９の雄部、４４９：ボールスタッド１４１のスタッド部、４４３１：コマ、４４４１：固定プレート４４４のネジ穴、４４９１、４４９２：スタッド部４４９の端面、４４９３：スタッド部４４９の六角穴、４４９４：スタッド部４４９のフランジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール上を非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置に関し、特に、レール上におけるスライダの走行安定性が高く、かつ小型・軽量化に適したエアスライド装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、軽量の支持対象であっても、これを安定して非接触で支持することができる静圧気体軸受が開示されている。この静圧気体軸受は、支持対象と非接触にて対面する支持面に、それぞれ多数の細孔が形成された第一および第二の多孔面と、第一の多孔面に対して第二の多孔面を隔離する隔壁の端面と、を有している。そして、第一の多孔面の各細孔には、開口から圧縮空気を吐き出すための圧縮空気供給用ポンプが連結されており、第二の多孔面の各細孔には、開口に空気を吸い込むための空気吸引用ポンプが連結されている。また、第二の多孔面と第一の多孔面とは実質的に面一になっている。
【０００３】
このような構造により、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、圧縮空気供給用ポンプによる第一の多孔面からの圧縮空気の吐き出しと、空気吸引用ポンプによる第二の多孔面への空気の吸い込みと、自重もしくは支持対象の重さとのバランスによって、軽量の支持対象であっても、これを安定して非接触で支持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スライダのスライドプレートに静圧気体軸受を取り付けて、静圧気体軸受の支持面をレール表面と対面させることにより、スライダを非接触でレール上を移動させるエアスライド装置が知られている。このようなエアスライド装置に、特許文献１に記載の静圧気体軸受を用いた場合、次のような問題が生じる。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、第二の多孔面内への空気の吸い込みにより支持対象を引き寄せるものであるため、大気圧以上の力でスライドプレートをレール表面に引き寄せることができない。このため、特許文献１に記載の静圧気体軸受は、剛性が低く、例えばスライドプレートに外力が加わり、負荷変動が生じると、レール上におけるスライダの走行が不安定になる可能性がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載の静圧気体軸受では、第一の多孔面から圧縮空気を吐き出すための圧縮空気供給用ポンプとは別に、第二の多孔面内に空気を吸い込むための空気吸引用ポンプも必要となる。このため、エアスライド装置が大型・重量化する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スライダの走行安定性が高く、かつ小型・軽量化に適したエアスライド装置の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、磁性を帯びたスライド案内面を有する相手部品を用いるとともに、スライド案内面に沿って走行するスライダに、スライド案内面に対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ設ける。この静圧気体軸受には、スライド案内面を支持面に相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、スライダ案内面と支持面との隙間に圧縮気体を吐出する圧縮気体供給手段と、を設けた。
【００１０】
例えば、本発明は、相手部品に対して非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置であって、
前記相手部品は、磁性を帯びたスライダ案内面を備え、
前記スライダは、
前記スライダ案内面と非接触で対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ有し、
前記静圧気体軸受は、
前記スライド案内面を相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、
前記スライダ案内面と前記支持面との隙間に圧縮気体を供給する圧縮気体供給手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、静圧気体軸受の相手部材として、磁性を帯びたスライダ案内面を有する相手部品を用い、磁力発生手段により発生する磁力により、磁性を帯びたスライダ案内面を静圧気体軸受の支持面に相対的に引き寄せる。このため、相手部材を引き寄せる力が大気圧以下に制限される空気吸引の場合に比べて、突然の負荷変動に対する影響を低減可能な高剛性を有する静圧気体軸受を実現することができる。このため、スライダあるいは静圧気体軸受の突然の負荷変動が生じても、スライド案内面上におけるスライダの走行安定性を保持することができる。また、気体吸引用ポンプが不要となるので、エアスライド装置全体を小型・軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の外観図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、スライダ３の正面図、底面図、右側面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの外観図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの正面図、背面図である。
【図５】図５（Ａ）は、図４（Ａ）に示す第一のエアベアリング４Ａの右側面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す第一のエアベアリング４ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の動作原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド装置１の外観図である。また、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、スライダ３の正面図、底面図、右側面図である。
【００１５】
図示するように、本実施の形態に係るエアスライド装置１は、上面（一方のスライダ案内面）２１１および上面２１１と隣り合う一方の側面（他方のスライダ案内面）２１２が磁性を帯びたレール２と、レール２の長手方向（図１のＸ方向）にレール２のスライダ案内面２１１、２１２上を非接触で移動するスライダ３と、を備えている。
【００１６】
レール２は、例えば、アルミ等で形成されたフレーム２１と、フレーム２１の隣り合う二面（レール２のスライダ案内面２１１、２１２）に六角穴付きボルト５１および台形ナット５５で固定された、２枚の磁性鋼板等のレール板２２と、を備えている。レール２のスライダ案内面２１１、２１２は、２枚のレール板２２の表面２１１、２１２により形成される。
【００１７】
スライダ３は、断面Ｌ字形状のスライドプレート３１と、スライドプレート３１およびレール２のスライダ案内面２１１、２１２の間に介在するようにスライドプレート３１に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂと、を備えている。なお、図２には、第一のエアベアリング４Ａを３つ、第二のエアベアリング４Ｂを２つ用いた例を示しているが、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの個数は、エアスライド装置１の用途等に応じて適宜定めればよい。
【００１８】
スライドプレート３１は、レール２の一方のスライダ案内面２１１と対面する第一の面３１１およびレール２の他方のスライダ案内面２１２と対面する第二の面３１２を有している。このようなスライドプレート３１は、例えば、２枚のプレート３２Ａ、３２Ｂを、Ｌ字形状に組合せ、六角穴付きボルト５２で固定することにより作製される。
【００１９】
スライドプレート３１には、第一のエアベアリング４Ａをネジ止めするためのネジ穴３１４が、第一のエアベアリング４Ａの個数に応じた数、第一の面３１１とその反対側の面３１３とを繋ぐように形成されており、また、第二のエアベアリング４Ｂをネジ止めするための座繰り穴３１６が、第二のエアベアリング４Ｂの個数に応じた数、第二の面３１２とその反対側の面３１５とを繋ぐように形成されている（図６参照）。
【００２０】
また、スライドプレート３１には、複数の通気路３１７Ａ、３１７Ｂが、第二の面３１２とその反対側の面３１５とを繋ぐように形成されている。図示していないが、少なくとも一つの通気路３１７Ａには、各第一のエアベアリング４Ａに繋がるホースに圧縮空気供給用ポンプのホースを接続するためのカプラが第二の面３１２と反対側の面３１５側に装着される。一方、他の通気路３１７Ｂは、それぞれ、第二の面３１２側において、いずれかの第二のエアベアリング４Ｂの後述する圧縮空気供給路４２６に繋がっている。そして、第二の面３１２の反対側の面３１５側に、圧縮空気供給用ポンプのホースを接続するためのカプラが装着される（図６参照）。
【００２１】
第一のエアベアリング４Ａは、スライドプレート３１の第一の面３１１側にネジ止めされており、レール２の一方のスライド案内面２１１に対して非接触で、スライドプレート３１からの荷重を支持し、スライドプレート３１を、レール２に沿ってスライド自在に保持する。
【００２２】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、第一のエアベアリング４Ａの外観図である。また、図４（Ａ）、（Ｂ）、および図５（Ａ）は、第一のエアベアリング４Ａの正面図、背面図、および右側面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
図示するように、第一のエアベアリング４Ａは、スライダ案内面２１１と非接触で対面する支持面１０を有する支持体１８と、支持体１８が取り付けられたベースプレート４３と、第一のエアベアリング４Ａを揺動自在に保持するボールジョイント４４と、を備えている。支持体１８は、磁力を発生する手段である磁力発生部４１と、磁力発生部４１の周囲に配置され、圧縮空気を吐出する手段である圧縮空気供給部４２と、を有している。
【００２４】
磁力発生部４１は、例えば円柱状に形成された永久磁石であり、例えばネオジム磁石が用いられる。なお、本実施の形態においては、磁力発生部４１として円柱状の永久磁石を１つ用いているが、永久磁石の形状および数は適宜変更可能である。例えば、角柱状の永久磁石を用いてもよいし、また、後述の圧縮空気供給部４２の中央部に複数の貫通穴４２３を形成し、これらの貫通穴４２３にそれぞれ永久磁石をはめ込んでもよい。
【００２５】
圧縮空気供給部４２は、一方の端面４２１から他方の端面４２２に繋がる貫通孔４２３が中央部に形成された円板状部材であり、この貫通孔４２３に磁力発生部４１が嵌入されている。
【００２６】
圧縮空気供給部４２の一方の端面４２１は、貫通孔４２３に嵌入された磁力発生部４１の端面４１１とともに、レール２の一方のスライダ案内面２１１と非接触で対面する支持面４０を構成している。また、一方の端面４２１には、貫通穴４２３（つまり磁力発生部４１）を囲む環状の溝４２４が形成されており、この溝４２４の溝底には、自成絞りによる圧縮空気吐出口４２５が、溝４２４の周方向に沿って等間隔に多数形成されている。
【００２７】
圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２には、一方の端面４２１に多数形成された圧縮空気吐出口４２５と繋がる環状溝４２６が圧縮空気供給路４２６として形成されている。この圧縮空気供給路４２６の外縁にはОリング用溝４２８が形成されており、このОリング用溝４２８内に、圧縮空気供給路４２６からの空気漏れを防止するためのОリング４７が収容される。また、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２には、圧縮空気供給部４２をベースプレート４３に固定するための六角穴付きボルト５３が締結されるネジ穴４２７が形成されている。
【００２８】
ベースプレート４３は、圧縮空気供給部４２と略同じ外径の円板状部材であり、圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に対応する位置に、一方の端面４３１から他方の端面４３２に繋がる座繰り穴４３３が形成されている。ベースプレート４３の他方の端面４３２を圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２に接触させた状態で、六角穴付きボルト５３を、この座繰りネジ穴４３３に挿入して圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に螺合させることにより、圧縮空気供給部４２がベースプレート４３に固定される。この際、圧縮空気供給部４２の貫通孔４２３に嵌入された磁力発生部４１の他方の端面４１２を接着剤によりベースプレート４３の他方の端面４３２に接着するようにしてもよい。
【００２９】
ベースプレート４３の一方の端面４３１には、ボールジョイント４４をベースプレート４３に固定するための六角穴付きボルト５４が締結されるネジ穴４３４が形成されている。
【００３０】
ベースプレート４３の他方の端面４３２は、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６の外縁に形成されたОリング用溝４２８内のＯリング４７と当接している。これにより、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に充填された圧縮空気が、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５以外の領域、つまり、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２とベースプレート４３の他方の端面４３２との当接部分から外部に漏れるのを防止している。
【００３１】
また、ベースプレート４３には、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４３６に繋がる通気路４３７が形成されている。この通気路４３７の開口４３８は、ベースプレート４３の側面４３６に形成されている。そして、この開口４３８には、図示していないが、スライドプレート３１の通気路３１７Ａにおいて圧縮空気供給用ポンプのホースに連結されたホースを通気路４３７に繋ぐためのカプラが装着される。これにより、圧縮空気供給用ポンプからの圧縮空気が、スライドプレート３１の通気路３１７Ａおよびベースプレート４３の通気路４３７を介して、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に供給され、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５から、レール２のスライダ案内面２１１に向けて噴出する。
【００３２】
ボールジョイント４４は、ボールヘッド４４２を有するボールスタッド４４１と、ボールヘッド４４２を回動自在に収容するボールソケット４４３と、ボールソケット４４３に一体的に形成された固定プレート４４４と、第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１（図６参照）に固定するための固定用ナット４４５と、を備えている。
【００３３】
ボールスタッド４４１は、雄ネジ部４４８が形成されたスタッド部４４９と、スタッド部４４９の一方の端面４４９２に一体的に形成されたボールヘッド４４２と、を有している。
【００３４】
スタッド部４４９の他方の端面４４９１には、六角レンチ用の六角穴４４９３が形成されている。また、スタッド部４４９の、ボールヘッド４４２側（雄ネジ部１４８とボールヘッド１４２との間）の外周には、外周面から張り出したフランジ４４９４が形成されている。第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１へ取り付ける前、固定用ナット４４５は、このフランジ４４９４と当接するまで、スタッド部４４９の雄ネジ部４４８にねじ込まれている。第一のエアベアリング４Ａをスライドプレート３１へ取り付ける際には、スライドプレート３１に形成されたネジ穴３１４に、第一の面３１１側から、スタッド部４４９のネジ部４４８をねじ込んだ後、六角穴４４９３内へ六角レンチを差し込んでスタッド部４４９の回転を阻止しながら、固定用ナット４４５を、スライドプレート３１の第一の面３１１に接触するまで回転させる。これにより、第一のエアベアリング４Ａがスライドプレート３１の第一の面３１１側に取り付けられる（図６参照）。
【００３５】
ボールソケット４４３は、例えば、以下のように形成される。すなわち、一方の端面が固定プレート４４４により塞がれるように固定プレート４４４と一体的に形成された円筒部材の内部にボールスタッド４４１のボールヘッド４４２を挿入し、この状態で、この円筒部材の開口側を可締める。ボールソケット４４３にはコマ４４３１が配置されており、ボールソケット４４３に収容されたボールヘッド４４２は、このコマ４４３１によって支えられる。
【００３６】
固定プレート４４４には、ベースプレート４３のネジ穴４３４に対応する位置にボルト挿入用の貫通孔４４４１が形成されている。この貫通孔４４４１に六角穴付きボルト５４を挿入して、六角穴付きボルト５４をベースプレート４３のネジ穴４３４に螺合させることにより、ボールジョイント４４がベースプレート４３に取り付けられる。
【００３７】
第二のエアベアリング４Ｂは、スライドプレート３１の第二の面３１２側にネジ止めされており、レール２の他方のスライド案内側面２１２に対して非接触で、スライドプレート３１を、レール２に沿ってスライド自在に支持する。
【００３８】
第二のエアベアリング４Ｂが図３〜図５に示す第一のエアベアリング４Ａと異なる点は、支持面４０がレール２の他方のスライダ案内面２１２と非接触で対面していること、ベースプレート４３とボールジョイント４４とが省略されてスライダ３に直接固定されていること、および、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂが圧縮空気供給路４２６に直結していることである（図６参照）。スライドプレート３１の座繰り穴３１６は、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７と対応する位置に形成されている。また、スライドプレート３１の複数の通気路３１７Ａ、３１７Ｂのうち、第一のエアベアリング４Ａに圧縮空気を供給するための通気路３１７Ａ以外の通気路３１７Ｂは、いずれかの第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２に繋がる位置に形成されている。六角穴付きボルト５５を、この座繰り穴３１６にスライドプレート３１の第二の面３１２と反対側の面３１５から挿入し、圧縮空気供給部４２のネジ穴４２７に螺合させることにより、第二のエアベアリング４Ｂがスライドプレート３１の第二の面３１２に固定される。この状態において、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂは、それぞれ、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２に繋がっているため、スライドプレート３１の各通気路３１７Ｂに接続された圧縮空気供給用ポンプからの圧縮空気の供給を開始すると、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂを介して、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に供給され、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５から、レール２の他方のスライダ案内面２１２に向けて噴出する。このとき、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６の外縁に形成されたОリング用溝４２８内のＯリング４７がスライドプレート３１の第二の面３１２に当接しているため、圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６に充填された圧縮空気が、圧縮空気供給部４２の圧縮空気吐出口４２５以外の領域、つまり、圧縮空気供給部４２の他方の端面４２２とスライドプレート３１の第二の面３１２との当接部分から外部に漏れ出すことはない。
【００３９】
つぎに、以上のような構造を有するエアスライド装置１の動作原理を説明する。図６は、本発明の一実施の形態に係るエアスライド１の動作原理を説明するための図である。なお、図６には図示していないが、スライドプレート３１の通気路３１７Ａ、３１７Ｂには、それぞれ、第二の面３１２の反対側の面３１５側から圧縮空気供給用ポンプのホースがあらかじめ接続されている。
【００４０】
スライドプレート３１の第一、第二の面３１１、３１２に取り付けられた第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０が、それぞれレール２の一方のスライダ案内面２１１および他方のスライダ案内面２１２と対面するようにして、スライドプレート３１をレール２に近付けると、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１の磁力ｍにより、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０がそれぞれレール２のスライダ案内面２１１、２１２に引き寄せられて吸着する。これにより、スライドプレート３１がレール２上に安定に保持される。
【００４１】
この状態において、図示していない圧縮空気供給用ポンプにより圧縮空気を供給すると、第一のエアベアリング４Ａの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６には、スライドプレート３１の通気路３１７Ａおよびベースプレート４３の通気路４３７を介して圧縮空気が供給され、第二のエアベアリング４Ｂの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６には、スライドプレート３１の通気路３１７Ｂを介して圧縮空気が供給される。これにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路４２６が圧縮空気で充満し、圧縮空気吐出口４２５からレールのスライダ案内面２１１，２１２に向けて圧縮空気ａが吐き出される。そして、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、レール２のスライダ案内面２１１、２１２から引き離され、圧縮空気ａの圧力、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１の磁力ｍ、およびスライダ３の重さ等がバランスする位置（第一のエアベアリング４Ａは支持面４０とレール２の一方のスライダ案内面２１１との隙間がｔ１となる位置、第二のエアベアリング４Ｂは支持面４０とレール２の他方のスライダ案内面２１２との隙間がｔ２となる位置）にそれぞれ位置決めされる。これにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂは、レール２に対して非接触でスライダ３からの荷重を支持し、スライダ３を、レール２の長手方向（図１および図６のＸ方向）にスライド自在に保持する。
【００４２】
このとき、第二のエアベアリング４Ｂは、スライドプレート３１の第二の面３１２に直付けで固定されているので、第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０とレール２の一方の側面２１２との隙間がｔ２となるように維持されることにより、スライドプレート３１は、スライドプレート３１の第二の面３１２とレール２の一方の側面２１２との隙間をｔ３に維持したままレール２上を非接触で移動する。
【００４３】
一方、第一のエアベアリング４Ａは、ボールジョイント４４を介してスライドプレート３１の第一の面３１１に取り付けられているので、例えばレール２の寸法精度が低く、レール２の一方のスライダ案内面２１１が他方のスライダ案内面２１２に対して若干傾いているような場合でも、ボールジョイント４４が、ボールヘッド１４２の中心周りの方向ｄに、ベースプレート４３、圧縮空気供給部４２および磁力発生部４１を一体として揺動させ、ボールスタッド４４１に対する支持面４０の傾きｄを自動調節する。これにより、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２の一方のスライダ案内面２１１との隙間がｔ１で均一に保たれるように調芯される。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を説明した。
【００４５】
本実施の形態によれば、磁力発生部４１の磁力ｍにより、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０に磁性体のレール２を相対的に引き寄せる。このため、空気吸引によりスライドプレートをレールに引き寄せるタイプ（つまり、エアベアリングの支持面にレールを引き寄せる力が大気圧以下に制限される場合）のエアスライド装置に比べて、より大きな力で第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０にレール２を相対的に引き寄せることが可能となる。このため、負荷変動に対する剛性をより高くすることができ、スライダ３に突然の負荷変動が生じても、スライドプレート３１をレール２上で安定して走行させることができる。また、空気吸引用ポンプが不要となるので、エアスライド装置１全体を小型・軽量にできる。さらに、図６に示すように、スライダ３をレール２上の所望の位置により正確に静止させることが可能となり、位置決め機能を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、レール２の側面のうち、直交する側面を、磁性を帯びたスライダ案内面２１１、２１２として構成し、これらのスライダ案内面２１１、２１２に対して、剛性の高い第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂを配置している。このため、横方向および縦方向のいずれの方向からの外力がスライダ３に加わっても、スライダ３をレール２上で安定して走行させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、レール２の一方のスライダ案内面２１１に第一のエアベアリング４Ａを引き寄せる力を発生する磁力発生部４１を中央に配置し、この磁力発生部４１の外周側を囲むように、レール２の一方のスライダ案内面２１１から第一のエアベアリング４Ａを引き離す力を発生する圧縮空気供給部４２を配置している。同様に、レール２の他方のスライダ案内面２１２に第二のエアベアリング４Ｂを引き寄せる力を発生する磁力発生部４１を中央に配置し、この磁力発生部４１を囲むように、レール２の他方のスライダ案内面２１２から第二のエアベアリング４Ｂを引き離す力を発生する圧縮空気供給部４２を配置している。このため、例えば、レール２のスライダ案内面２１１、２１２に対して支持面４０を傾ける方向の外力が第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂに加わった場合でも、支持面４０の外周領域において、この傾きを解消するように、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１、２１２とを相対的に引き離す力が作用するため、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１、２１２との隙間ｔを維持しながら、レール２のスライダ案内面２１１、２１２上においてスライダ３をより安定に走行させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、磁力発生部４１に永久磁石を用いている。空気吸引によりスライドプレートをレールに引き寄せるタイプのエアスライド装置では、例えば故障等によりポンプが停止した際に、スライドプレートをレールから引き離す力とともに、スライドプレートをレールに引き寄せる力も働かなくなるため、スライダがレールから脱落する可能性がある。このため、脱落防止措置として、レールの両側面を挟むように、３枚のスライドプレートをコの字形状に組み合わせてスライダを作成するなどの工夫が必要であり、スライダの大型化・重量化を招いていた。これに対して、本実施の形態によれば、永久磁石により、スライドプレート３１をレール２に引き寄せる磁力ｍが常に作用しているため、圧縮空気供給用ポンプが停止しても、第一および大事のエアベアリング４Ａ、４Ｂとレール２とが互いに吸着する。このため、特別な脱落防止措置をとらなくても、スライダ３をレール２に保持させることが可能となる。したがって、レール２の両側面を挟むコの字形状の採用など、レール２からのスライダ３の脱落防止のための工夫が不要となるため、スライダ３を、より小型、より軽量なＬ字型とすることができる。また、スライダ３の作成に必要なスライドプレート３１の枚数が削減されるため、そのコストを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、ボールジョイント４４が、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つように、ボールスタッド４４１に対する支持面４０の傾きｄを調節するので、レール２のスライダ案内面２１１の傾きに対して、第一のエアベアリング４Ａを自動調芯することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、上記の実施の形態では、第一、第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの圧縮空気供給部４２として、自成絞りによる圧縮空気吐出口４２５が多数形成された圧縮空気供給部４２を用いているが、本発明はこれに限定されない。このような圧縮空気供給部４２の代わりに、オリフィス絞り、表面絞り等により圧縮空気の吐出口が、支持面４０を構成する表面４２１に多数形成された圧縮空気供給部を用いてもよい。あるいは、支持面４０を構成する表面に、圧縮空気供給路４２６に繋がる多孔質焼結層が形成された圧縮空気供給部を用いてもよい。
【００５２】
また、上記の実施の形態では、第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１として永久磁石を用いているが、電磁石を第一および第二のエアベアリング４Ａ、４Ｂの磁力発生部４１として用いてもよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態では、第一のエアベアリング４Ａの調芯機構として、ボールジョイント４４を用いているが、本発明はこれに限定されない。第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つように支持面４０の傾きを自動調節できるものであれば、その他のものを用いてもよい。例えば、弾性体を介してスライドプレート３１の第一の面３１１に第一のエアベアリング４Ａを取り付けることにより、第一のエアベアリング４Ａの支持面４０とレール２のスライダ案内面２１１との隙間ｔ１を均一に保つようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａの支持面４０をレール２の上面側のスライダ案内面２１１に対面させ、ボールジョイント４４を有していない第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０をレール２の側面側のスライダ案内面２１２に対面させているが、エアスライド装置１の用途等に応じて、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａの支持面４０をレール２の側面側のスライダ案内面２１２に対面させ、ボールジョイント４４を有していない第二のエアベアリング４Ｂの支持面４０をレール２の上面側のスライダ案内面２１１に対面させてもよい。また、スライダ３に取り付けられているすべてのエアベアリングを、ボールジョイント４４を有する第一のエアベアリング４Ａとしてもよい。
【００５５】
また、上記実施の形態では、レール２上でスライダ３を非接触で移動させるエアスライド装置１を例にとり説明したが、本発明は、レール２を有するエアスライド装置に限らず、スライダ３を案内するスライダ案内面を有する部品（例えばテーブル）を有するエアスライド装置であれば適用可能である。
【００５６】
また、上記の実施の形態では、レール２との隙間に空気層を形成し、この空気層を介してスライダ３を非接触で移動させるエアベアリング４Ａ、４Ｂを、スライダ３に用いた場合を例にとり説明したが、本発明は、レール２との隙間に気体層を形成し、この気体層を介してスライダ３を非接触で移動させる静圧気体軸受を、スライダ３に用いたものであればよい。
【符号の説明】
【００５７】
１：エアスライド装置、２：レール、３：スライダ、４Ａ：第一のエアベアリング、４Ｂ：第二のエアベアリング、１８：支持体、２１：フレーム、２２：レール板、３１：スライドプレート、３２Ａ、３２Ｂ：プレート、４０：支持面、４１：磁力発生部、４２：圧縮空気供給部、４３：ベースプレート、４４：ボールジョイント、４７：Ｏリング、５１、５２、５３、５４：六角穴付きボルト、５５：台形ナット、２１１：スライダ案内面（レール２の上面）、２１２：スライダ案内面（レール２の一方の側面）、３１１：スライドプレート３１の第一の面、３１２：スライドプレート３１の第二の面、３１３：第一の面３１１と反対側の面、３１４：スライドプレート３１のネジ穴、３１５：第二の面３１２と反対側の面、３１６：スライドプレート３１の座繰り穴、３１７Ａ、３１７Ｂ：スライドプレート３１の通気路、４１１、４１２：磁力発生部４１の端面、４２１、４２２：圧縮空気供給部４２の端面、４２３：圧縮空気供給部４２の貫通孔、４２４：圧縮空気供給部４２の溝、４２５：圧縮空気吐出口、４２６：圧縮空気供給部４２の圧縮空気供給路、４２７：圧縮空気供給部４２のネジ穴、４２８：圧縮空気供給部４２のＯリング用溝、４３１、４３２：ベースプレート４３の端面、４３３：ベースプレート４３の座繰り穴、４３４：ベースプレート４３のネジ穴、４３６：ベースプレート４３の側面、４３７：ベースプレート４３の通気路、４３８：通気路４３７の開口、４４１：ボールスタッド、４４２：ボールヘッド、４４３：ボールソケット、４４４：固定プレート、４４５：固定用ナット、４４８：スタッド部４４９の雄部、４４９：ボールスタッド１４１のスタッド部、４４３１：コマ、４４４１：固定プレート４４４のネジ穴、４４９１、４４９２：スタッド部４４９の端面、４４９３：スタッド部４４９の六角穴、４４９４：スタッド部４４９のフランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部品に対して非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置であって、
前記相手部品は、磁性を帯びたスライダ案内面を備え、
前記スライダは、
前記スライダ案内面と非接触で対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ有し、
前記静圧気体軸受は、
前記スライド案内面を前記支持面に相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、
前記スライダ案内面と前記支持面との隙間に圧縮気体を供給する圧縮気体供給手段と、を有する
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエアスライド装置であって、
前記磁力発生手段が前記支持面の中央に配置され、当該磁力発生手段の外周側を囲むように、前記圧縮気体供給手段が配置されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエアスライド装置であって、
前記磁力発生手段は、磁石であり、
前記圧縮空気供給手段は、一方の端面に圧縮空気吐出口が少なくとも一つ形成され、当該一方の端面の中央部に前記磁力発生手段の挿入穴が形成された板状部材であり、
前記支持面は、
前記磁石の端面と、前記板状部材の前記一方の端面とを含んで構成されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエアスライド装置であって、
前記磁石は、少なくとも一つの永久磁石からなる
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のエアスライド装置であって、
前記相手部材は、互いに異なる方向の二面のスライダ案内面を備え、
前記静圧気体軸受を複数備え、
前記スライダは、
前記二面のスライダ案内面のうちの一方のスライダ案内面と対面する第一の面、および、他方のスライダ案内面と対面する第二の面を備えたＬ字形状のスライドプレートを有しており、
前記複数の静圧気体軸受は、
前記支持面が前記一方のスライダ案内面と対面するように前記第一の面に取り付けられた、少なくとも一つの第一の静圧気体軸受と、
前記支持面が前記他方のスライダ案内面と対面するように前記第二の面に取り付けられた、少なくとも一つの第二の静圧気体軸受と、を含む
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエアスライド装置であって、
前記第一の静圧気体軸受は、
当該第一の静圧気体軸受の前記支持面と前記一方のスライダ案内面との隙間を均一に保つための調芯手段を有する
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエアスライド装置であって、
前記調芯手段は、
前記第一の静圧気体軸受を前記第一の面に対して角度自在に取り付けるためのボールジョイントである
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか一項に記載のエアスライド装置であって、
前記第二の静圧気体軸受は、前記第二の面に固定されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項１】
相手部品に対して非接触で移動するスライダを備えたエアスライド装置であって、
前記相手部品は、磁性を帯びたスライダ案内面を備え、
前記スライダは、
前記スライダ案内面と非接触で対面する支持面を備えた静圧気体軸受を少なくとも一つ有し、
前記静圧気体軸受は、
前記スライド案内面を前記支持面に相対的に引き寄せる磁力を発生させる磁力発生手段と、
前記スライダ案内面と前記支持面との隙間に圧縮気体を供給する圧縮気体供給手段と、を有する
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエアスライド装置であって、
前記磁力発生手段が前記支持面の中央に配置され、当該磁力発生手段の外周側を囲むように、前記圧縮気体供給手段が配置されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエアスライド装置であって、
前記磁力発生手段は、磁石であり、
前記圧縮空気供給手段は、一方の端面に圧縮空気吐出口が少なくとも一つ形成され、当該一方の端面の中央部に前記磁力発生手段の挿入穴が形成された板状部材であり、
前記支持面は、
前記磁石の端面と、前記板状部材の前記一方の端面とを含んで構成されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエアスライド装置であって、
前記磁石は、少なくとも一つの永久磁石からなる
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のエアスライド装置であって、
前記相手部材は、互いに異なる方向の二面のスライダ案内面を備え、
前記静圧気体軸受を複数備え、
前記スライダは、
前記二面のスライダ案内面のうちの一方のスライダ案内面と対面する第一の面、および、他方のスライダ案内面と対面する第二の面を備えたＬ字形状のスライドプレートを有しており、
前記複数の静圧気体軸受は、
前記支持面が前記一方のスライダ案内面と対面するように前記第一の面に取り付けられた、少なくとも一つの第一の静圧気体軸受と、
前記支持面が前記他方のスライダ案内面と対面するように前記第二の面に取り付けられた、少なくとも一つの第二の静圧気体軸受と、を含む
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエアスライド装置であって、
前記第一の静圧気体軸受は、
当該第一の静圧気体軸受の前記支持面と前記一方のスライダ案内面との隙間を均一に保つための調芯手段を有する
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエアスライド装置であって、
前記調芯手段は、
前記第一の静圧気体軸受を前記第一の面に対して角度自在に取り付けるためのボールジョイントである
ことを特徴とするエアスライド装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか一項に記載のエアスライド装置であって、
前記第二の静圧気体軸受は、前記第二の面に固定されている
ことを特徴とするエアスライド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１３３４５（Ｐ２０１３−１１３３４５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８３３３（Ｐ２０１１−２５８３３３）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
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