(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に形成された円環状凹部、該円環状凹部の外周壁面に連接していると共に当該外周壁面に対し拡径している環状肩部面、他方の面で開口した無端の円形の環状凹溝及び一端では環状凹溝に開口していると共に他端では円環状凹部の環状底面で開口した自成絞りとしての複数個の空気吹出孔を有した合成樹脂製の軸受体と、環状肩部面に接触して装着された環状シール部材と、軸受体の一方の面に対面している一方の面に、一端では当該軸受体の一方の面に対面している一方の面で開口している一方、他端では外周面で開口する給気通路を備えた軸受基体とを具備しており、軸受体は、円環状凹部の開口部を軸受基体の給気通路に連通させると共に、該軸受基体に複数個の締結部材を介して締結固定されて、軸受基体に一体化されており、複数個の空気吹出孔の一端を相互に連通させる環状凹溝は、少なくとも０．３ｍｍの幅と、少なくとも０．０１ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で少なくとも３０μｍの直径を有して、円環状凹部と環状凹溝との間で自成絞りを形成しており、複数個の空気吹出孔の一端は、環状凹溝に沿って等間隔に配列されていることを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項２】
環状凹溝は、０．３〜１．０ｍｍ又は０．３〜０．７ｍｍの幅と、０．０１〜０．０５ｍｍ又は０．０１〜０．０３ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で３０〜１２０μｍの直径を有している請求項１に記載の静圧気体軸受。
【請求項３】
円環状凹部の内周壁面は、開口部から環状底面にかけて末広がりの截頭円錐面に形成されている請求項１又は２に記載の静圧気体軸受。
【請求項４】
軸受基体の他方の面には、球体受圧凹部が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項５】
球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面で開口する截頭円錐凹部を有している請求項４に記載の静圧気体軸受。
【請求項６】
球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面で開口する凹球面部を有している請求項４に記載の静圧気体軸受。
【請求項７】
球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面に開口部を有して形成された円柱状凹部を具備しており、当該円柱状凹部には、一方の面に截頭円錐凹部を有すると共に該截頭円錐凹部を円柱状凹部の開口部に開口させた駒が嵌合固定されている請求項４に記載の静圧気体軸受。
【請求項８】
球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面に開口部を有して形成された円柱状凹部を具備しており、当該円柱状凹部には、一方の面に凹球面部を有すると共に該凹球面部を円柱状凹部の開口部に開口させた駒が嵌合固定されている請求項４に記載の静圧気体軸受。
【請求項９】
軸受体は、環状凹溝に加えて、その一方の面に形成されていると共に、該環状凹溝の外側に該環状凹溝を囲む大径環状凹溝と、一方の端部が該環状凹溝に開口すると共に他方の端部が大径環状凹溝に開口する複数個の第一の放射状凹溝と、該環状凹溝の内側に形成された小径環状凹溝と、一方の端部が環状凹溝に開口すると共に他方の端部が小径環状凹溝に開口する複数個の第二の放射状凹溝とを具備している請求項１から８のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項１０】
案内面としての上面案内面及び両側案内面を有する案内部材の外側に、上面案内面に対面する上板及び両側案内面に対面する一対の側板を備えた可動テーブルが配されており、該可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面には、夫々ボールスタッドが球体を内方に向けて立設されており、該ボールスタッドとガイド部材の上面及び両側面との間には、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の静圧気体軸受が球体受圧凹部を該ボールスタッドの球体に摺接させると共に、軸受体をガイド部材の上面案内面及び両側案内面に対面させて配されていることを特徴とする直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密工作機械や半導体露光装置などにおいては、加工工具や基板等の被加工物を高精度で位置決めすることが要求されている。そのため、被加工物の載置台の位置決め装置に摩擦の殆んどない静圧気体軸受を用いた直動案内装置が用いられている。このような直動案内装置では、被加工物の載置台としての可動テーブルと、案内部材としてのガイドレールとの間に圧縮空気の潤滑膜が介在され、この可動テーブルがガイドレールに対して非接触で移動されるように構成されている。
【０００３】
この直動案内装置に用いられる静圧気体軸受の空気吹出口の絞り形式としては、多孔質絞り、表面絞り、オリフィス絞り、自成絞り等があり、これらの絞り形式を備えた静圧気体軸受は、それぞれ用途に応じて負荷容量及び軸受剛性等を調節しながら使用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、被支持体又は支持体のいずれか一方に固定され、その軸受部材を介して軸受面に供給される加圧空気により支持体を移動自在に支承するようにした静圧軸受パッドにおいて、軸受部材として、素材粒子の径がほぼ均一で開気孔の均等性が得られる種類のカーボングラファイト系の材料が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、比較的高い剛性を保ちながら、高い減衰性を実現した気体軸受装置として、２つの相対向する実質的に平行な軸受面及び両軸受面間の軸受隙間に、オリフィスを通じて気体を供給する少なくとも１つの気体ダクトを有する気体軸受装置が提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、多孔質体からなる母材と、この母材上に接合され、予め所望の空気透過量になるように、貫通孔の径及び分布を調整して作製された多孔板からなる表面絞り層とを備え、表面絞り層を介して気体を噴出させ、その静圧によって被支持体を支持する静圧気体軸受が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２３１０２０号公報
【特許文献２】特表２００６−５１０８５６号公報
【特許文献３】特開２００１−５６０２７号公報
【特許文献４】特開２００８−８２４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の静圧気体軸受は、超低摩擦、超高精度及び超高速運動を実現できるものの、軸受材料として、主に、高強度の金属やセラミックスが用いられると共に、これら軸受材料からなる軸受面に高精度の研削仕上げ等を施す必要があるため、必然的に高価となるという問題がある。
【０００９】
しかしながら、上記した超低摩擦、超高精度及び超高速運動までは要求されないが、例えば、液晶スクリーン等の物品を非接触で搬送したり、温度変化を生じさせることなく物品を水平移動させたりする用途においては、静圧気体軸受を用いると装置の構成が簡略化されるなどの利点を有する反面、静圧気体軸受自体が高価なため、当該用途には広く活用されていないのが実情である。
【００１０】
上記実情に鑑み、種々の分野で活用可能な安価な静圧気体軸受を提供するべく本出願人は先に、上面に自成絞り形状又はオリフィス絞り形状の複数個の空気吹出口を、下面に該複数個の空気吹出口と連通する給気溝を有する合成樹脂製の軸受部材と、該軸受部材の下面に前記給気溝を覆うように接合され、該給気溝と連通する給気口を有する軸受基体とが一体化された静圧気体軸受を提案した（特許文献４）。
【００１１】
この特許文献４に記載された静圧気体軸受によれば、静圧気体軸受を形成する合成樹脂製の軸受部材を、金型を用いて射出成形によって形成することができ、機械加工を不要とすることができると共に、軸受基体の構造も該軸受体と連通する給気口を形成するのみで、該軸受体と軸受基体とを接合するだけで静圧気体軸受を組み立てることができ、静圧気体軸受の大量生産が可能となり、安価な静圧気体軸受を提供することができるというものである。
【００１２】
しかしながら、特許文献４に記載された静圧気体軸受における空気吹出口は、金型を用いた射出成形で形成されるため、その直径が０．２〜０．４ｍｍ程度の比較的大きな直径の自成絞りあるいはオリフィス絞り形状となり、当該空気吹出口からの給気吹出量が多すぎて自励振動を起こす虞があり、実用化するには改良を必要とするものである。
【００１３】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大量生産が可能で安価な静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の静圧気体軸受は、一方の面に形成された円環状凹部、該円環状凹部の外周壁面に連接していると共に当該外周壁面に対し拡径している環状肩部面、他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に開口していると共に他端では円環状凹部の環状底面で開口した自成絞りとしての複数個の空気吹出孔を有した合成樹脂製の軸受体と、環状肩部面に接触して装着された環状シール部材と、軸受体の一方の面に対面している一方の面に、一端では当該軸受体の一方の面に対面している一方の面で開口している一方、他端では外周面で開口する給気通路を備えた軸受基体とを具備しており、軸受体は、円環状凹部の開口部を軸受基体の給気通路に連通させると共に、該軸受基体に複数個の締結部材を介して締結固定されて、軸受基体に一体化されており、環状凹溝は、少なくとも０．３ｍｍの幅と、少なくとも０．０１ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で少なくとも３０μｍの直径を有して、円環状凹部と環状凹溝との間で自成絞りを形成していることを特徴とする。
【００１５】
本発明の静圧気体軸受によれば、合成樹脂製の軸受体は、環状肩部面に接触して装着された環状シール部材を介して軸受基体に締結固定されているため、合成樹脂製の軸受体と軸受基体とが高い密封性をもって強固に一体化されており、また、合成樹脂製の軸受体が他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に開口していると共に他端では円環状凹部の環状底面で開口した複数個の空気吹出孔を有しており、環状凹溝が少なくとも０．３ｍｍの幅と、少なくとも０．０１ｍｍの深さを有しており、空気吹出孔は、その一端で少なくとも３０μｍの直径を有して、円環状凹部と環状凹溝との間で自成絞りを形成しており、当該環状凹溝及び複数個の空気吹出孔を機械加工によることなく形成されているため、大量生産が可能で、安価な製作が可能となる。
【００１６】
好ましい例では、環状凹溝は、０．３〜１．０ｍｍ又は０．３〜０．７ｍｍの幅と、０．０１〜０．０５ｍｍ又は０．０１〜０．０３ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で３０〜１２０μｍの直径を有している。
【００１７】
環状凹溝及び空気吹出孔の夫々は、好ましくは、レーザー加工により形成されている。加工用レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶレーザー、エキシマレーザー等から選択される。
【００１８】
環状凹溝及び空気吹出孔の夫々をレーザー加工により形成すると、切削等の機械加工に比較して、瞬時にこれらを形成でき、大量生産が可能となるばかりでなく、安価に製作することができる。
【００１９】
本発明の静圧気体軸受において、円環状凹部の内周壁面は、開口部から環状底面にかけて末広がりの截頭円錐面に形成されていてもよい。
【００２０】
本発明の静圧気体軸受において、軸受基体の他方の面には、球体受圧凹部が形成されていてもよい。
【００２１】
本発明の静圧気体軸受において、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面で開口する截頭円錐凹部又は凹球面部を有していてもよく、これら球体受圧凹部は、該軸受体の他方の面に直接形成されていてもよい。
【００２２】
本発明の静圧気体軸受において、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面に開口部を有して形成された円柱状凹部を具備しており、当該円柱状凹部には、一方の面に截頭円錐凹部を有すると共に該截頭円錐凹部を円柱状凹部の開口部に開口させた駒が嵌合固定されていてもよい。
【００２３】
本発明の静圧気体軸受において、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面に開口部を有して形成された円柱状凹部を具備しており、当該円柱状凹部には、一方の面に凹球面部を有すると共に該凹球面部を円柱状凹部の開口部に開口させた駒が嵌合固定されていてもよい。
【００２４】
軸受基体の他方の面に球体受圧凹部を備えた静圧気体軸受においては、該球体受圧凹部に、例えばボールスタッドの球体が摺接して配されていてもよく、斯かる場合においては静圧気体軸受に該球体回りの自動調芯機能が付加される。
【００２５】
斯かる自動調芯機能が付加された静圧気体軸受は、被加工物の載置台の位置決め装置としての直動案内装置に用いられて好適である。
【００２６】
本発明の静圧気体軸受において、軸受体は、環状凹溝に加えて、その一方の面に形成されていると共に、該環状凹溝の外側に該環状凹溝を囲む大径環状凹溝と、一方の端部が該環状凹溝に開口すると共に他方の端部が大径環状凹溝に開口する複数個の第一の放射状凹溝と、該環状凹溝の内側に形成された小径環状凹溝と、一方の端部が環状凹溝に開口すると共に他方の端部が小径環状凹溝に開口する複数個の第二の放射状凹溝とを具備していてもよい。
【００２７】
本発明の静圧気体軸受を具備した直動案内装置は、案内面としての上面案内面及び両側案内面を有する案内部材の外側に、上面案内面に対面する上板及び両側案内面に対面する一対の側板を備えた可動テーブルが配されていてもよく、該可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面には、夫々ボールスタッドが球体を内方に向けて立設されていてもよく、また、該ボールスタッドとガイド部材の上面及び両側面との間には、該静圧気体軸受が球体受圧凹部を該ボールスタッドの球体に摺接させると共に、軸受体をガイド部材の上面案内面及び両側案内面に対面させて配されていてもよい。
【００２８】
本発明の直動案内装置によれば、軸受体の複数個の空気吹出孔から案内部材の案内面に圧縮空気を噴射することにより、案内面との間に形成される空気潤滑膜によって可動テーブルを案内面に対して非接触の状態に保持することができる。そして、軸受体と案内面間の軸受隙間（数μｍ〜数十μｍ程度）が不均一であると、軸受隙間各部に圧力差が発生し、その圧力差により、軸受隙間が均一となる方向に軸受体が自動調芯され、案内面に対して平行な状態が保持される。このため、案内部材及び可動テーブルの平行度、直角度等の部品精度を比較的粗い精度とすることができ、前記静圧気体軸受自体の低コストに加えて、安価な直動案内装置を提供することができる。
【００２９】
本発明の静圧気体軸受において、軸受体は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性合成樹脂から形成されているのが好ましく、また軸受基体は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性合成樹脂又はこれらの熱可塑性合成樹脂にガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維もしくは無機充填材を３０〜５０質量％含有した補強充填材含有熱可塑性合成樹脂あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されているのが好ましい。これら合成樹脂製の軸受体及び軸受基体は、合成樹脂素材を機械加工して形成しても、金型を用いて射出成形により形成してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、大量生産が可能で安価な静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の平面説明図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面説明図である。
【図３】図３は、図２の底面説明図である。
【図４】図４は、図２の軸受体の底面説明図である。
【図５】図５は、図２の一部拡大断面説明図である。
【図６】図６は、軸受基体の底面説明図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面説明図である。
【図８】図８は、軸受体の底面説明図である。
【図９】図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線矢視断面説明図である。
【図１０】図１０は、図８の斜視説明図である。
【図１１】図１１は、軸受基体と軸受体の組立体の断面説明図である。
【図１２】図１２は、軸受体の他の実施の形態の平面説明図である。
【図１３】図１３は、軸受基体の他の実施の形態の底面説明図である。
【図１４】図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面説明図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す軸受基体と軸受体の組立体の断面説明図である。
【図１６】図１６は、自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図１７】図１７は、軸受基体の更に他の実施の形態の底面説明図である。
【図１８】図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線矢視断面説明図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す軸受基体と軸受体の組立体の断面説明図である。
【図２０】図２０は、自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図２１】図２１は、軸受基体の他の実施の形態の底面説明図である。
【図２２】図２２は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線矢視断面説明図である。
【図２３】図２３は、図２１の斜視説明図である。
【図２４】図２４は、駒の断面説明図である。
【図２５】図２５は、図２１に示す駒を嵌合固定した軸受基体の断面説明図である。
【図２６】図２６は、図２５に示す軸受基体と軸受体の組立体の断面説明図である。
【図２７】図２７は、自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図２８】図２８は、駒の他の実施の形態の断面説明図である。
【図２９】図２９は、図２８に示す駒を嵌合固定した軸受基体の断面説明図である。
【図３０】図３０は、図２９に示す軸受基体と軸受体の組立体の断面説明図である。
【図３１】図３１は、自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図３２】図３２は、静圧気体軸受を用いた直動案内装置の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお
、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。
【００３３】
図１から図５において、静圧気体軸受１は、好ましくは、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などの熱可塑性合成樹脂、又はこれらの熱可塑性合成樹脂にガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維もしくは無機充填材を３０〜５０質量％含有した補強充填材含有熱可塑性合成樹脂、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている軸受基体２と、軸受基体２に環状シール部材３を介して締結部材４により締結一体化されていると共に好ましくはポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性合成樹脂から形成されている合成樹脂製の軸受体５とを具備している。
【００３４】
軸受基体２は、特に、図６及び図７に示すように、一端６では平面視円形の一方の面７で開口している円形の開口部８を有する給気穴９と、一端１０では給気穴９に連通すると共に他端１１では外周面１２で開口する給気通路１３と、一端１４では一方の面７で開口している一方、他端１５では環状段部１６を介して拡径して他方の面１７で開口すると共に円周方向に沿って等間隔に複数個形成されているボルト挿通孔１８とを具備している。
【００３５】
給気通路１３の外周面１２で開口する端部１９には、雌ねじ２０が形成されており、雌ねじ２０には給気プラグ（図示せず）が螺合固定される。
【００３６】
軸受体５は、特に、図８から図１０に示すように、軸受基体２の一方の面７に対面している一方の平面視円形の面２１に形成された円環状凹部２２と、環状肩部面２４で規定されていると共に一方の面２１で開口する拡径凹部２５と、他方の平面視円形の面２６で開口した無端の円形の環状凹溝２７と、一端２８では環状凹溝２７に連通していると共に他端２９では円環状凹部２２の環状底面３０で開口した複数個の空気吹出孔３１と、一方の面２１に外周縁に円周方向に沿って等間隔に形成された複数個の雌ねじ穴３２とを有している。
【００３７】
環状肩部面２４は、円環状凹部２２の円筒状の外周壁面２３に連接していると共に径方向外方に伸びた径方向環状肩部面２４ａと、径方向環状肩部面２４ａに連接していると共に軸方向に伸びた軸方向円筒状肩部面２４ｂとを具備している。
【００３８】
軸受体５の環状面３３と互いに対面する円筒面３４とによって規定されていると共に複数個の空気吹出孔３１の一端２８を相互に連通させる環状凹溝２７は、図５に示すように、少なくとも０．３ｍｍの幅Ｗと、少なくともに０．０１ｍｍの深さｄとを有しており、空気吹出孔３１は、その一端２８で、本例では一端２８から他端２９に亘って少なくとも３０μｍの直径Ｄを有して、円環状凹部２２の環状底面３０と環状凹溝２７との間で自成絞りを形成しており、複数個の空気吹出孔３１の一端２８は、環状凹溝２７に沿って等間隔に配列されている。
【００３９】
円環状凹部２２の内周壁面３５は、図８から図１０に示すように、円環状凹部２２の開口部３６から円環状凹部２２の環状底面３０にかけて末広がりに伸びる截頭円錐面３７に形成されており、内周壁面３５を截頭円錐面３７とすることにより、円環状凹部２２の環状底面３０と一方の面２１との間に形成される環状薄肉部３８を径方向に大きくすることなく円環状凹部２２の容積を増大することができるので、環状薄肉部３８を有する軸受体５に強度低下を来たすことはない。
【００４０】
円環状凹部２２は、空気吹出孔３１の他端２９が開口する環状底面３０と、環状底面３０の外縁に連接されている円筒状の外周壁面２３と、環状底面３０の内縁に連接されている截頭円錐面３７を有する内周壁面３５とにより規定されている。
【００４１】
軸受体５の拡径凹部２５には、特に図２に示すように、環状シール部材３としてのＯリングがつぶし代をもって円環状凹部２２の開口部３６から突出して装着されており、Ｏリングは軸受体５の一方の面２１と軸受基体２の一方の面７との接合面に押圧されて介在して面２１及び７間を密封する。
【００４２】
以上の静圧気体軸受１は、軸受体５が、拡径凹部２５に装着されたＯリングを介して締結部材４としての六角穴付きボルトによって軸受基体２と締結一体化されているので安価な製作が可能となる。また、空気吹出孔３１は、少なくとも３０μｍの直径Ｄと極めて小径であるため、空気吹出孔３１からの多量の空気噴射に起因する自励振動の発生を抑制することができる。
【００４３】
次に図１から図５に示す静圧気体軸受１の製造方法の例を説明すると、まず、図６及び図７に示すような補強充填材含有合成樹脂製あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受基体２と、図８から図１０に示すような合成樹脂製の軸受体５であって、環状凹溝２７及び空気吹出孔３１を有していない軸受体５ａを準備し、図１１に示すように、拡径凹部２５に装着したＯリングを介して軸受体５ａの円環状凹部２２の開口部３６を軸受基体２の給気穴９の開口部８に連通させると共に軸受体５ａの雌ねじ穴３２を軸受基体２のボルト挿通孔１８の一端１４に合致させたのち、ボルト挿通孔１８に締結部材４としての六角穴付きボルトを挿通させると共に六角穴付きボルトの雄ねじ部を軸受体５の雌ねじ穴３２に螺合固定させて軸受基体２と軸受体５とを締結一体化した組立体３９を形成する。
【００４４】
このように締結一体化された組立体３９における軸受体５ａの他方の面２６に、レーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２７と、環状凹溝２７を規定する環状面３３に環状面３３から軸受体５ａを貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍに複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３１を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００４５】
用いる加工用レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶレーザー又はエキシマレーザー等から選択されるが、好ましくは、炭酸ガスレーザーを用いる。
【００４６】
直径３０ｍｍの円弧を中心として幅０．５ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの環状凹溝２７は、レーザー出力９．５Ｗの炭酸ガスレーザーを使用して、スキャンスピード１０００ｍｍ／ｓ、重ね印字回数１回、加工時間２秒でポリフェニレンサルファイド樹脂から形成された軸受体５の面２６に形成、加工することができ、また、環状凹溝２７の環状面３３に、環状面３３から軸受体５を貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径０．０６ｍｍの自成絞り形状の空気吹出孔３１は、レーザー出力１４Ｗ、加工時間１５秒で円周方向に１０等配の位置に１０個加工することができた。
【００４７】
上記の静圧気体軸受１の軸受体５は、一個の環状凹溝２７を具備しているが、環状凹溝２７に加えて、軸受体５は、図１２に示すように、軸受体５の一方の面２６に形成されていると共に、環状凹溝２７の外側に環状凹溝２７を囲むと共に環状凹溝２７と同心の大径環状凹溝４０と、一方の端部４１が環状凹溝２７に開口すると共に他方の端部４２が大径環状凹溝４０に開口する複数個の放射状凹溝４３と、環状凹溝２７の内側に形成されていると共に環状凹溝２７と同心の小径環状凹溝４４と、一方の端部４５が環状凹溝２７に開口すると共に他方の端部４６が小径環状凹溝４４に開口する複数個の放射状凹溝４７とを具備していてもよい。
【００４８】
図１２に示す軸受体５を有した静圧気体軸受１では、環状凹溝２７に給気された空気は、放射状凹溝４３及び４７を介して大径環状凹溝４０及び小径環状凹溝４４に供給されるので、供給面積が大きくなり、例えば物品の浮上において、安定した浮上を行うことができる。
【００４９】
図１３から図１６は、静圧気体軸受１の他の実施の形態を示すもので、軸受基体２の他方の平面視円形の面１７の中央部には、面１７に平面視円形の開口部４８を有する凹部４９が形成されており、凹部４９は、平面視円形の底面５０と、底面５０から開口部４８にかけて末広がりに伸びる截頭円錐面５１を有している。
【００５０】
凹部４９を有する軸受基体２は、前記静圧気体軸受１と同様に、給気穴９の開口部８を、拡径凹部２５にＯリングを装着した軸受体５の円環状凹部２２の開口部３６に連通させると共に軸受基体２のボルト挿通孔１８の一端１４に軸受体５の雌ねじ穴３２を合致させたのち、ボルト挿通孔１８に締結部材４としての六角穴付きボルトを挿通させると共に六角穴付きボルトの雄ねじ部を軸受体５の雌ねじ穴３２に螺合固定させて軸受基体２と軸受体５とを締結一体化した組立体５２を形成する。
【００５１】
このように締結一体化された組立体５２における軸受体５の他方の面２６に、レーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２７と、環状凹溝２７を規定する環状面３３に環状面３３から軸受体５を貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍに複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３１を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００５２】
このように形成された静圧気体軸受１には、図１６に示すように、軸受基体２の凹部４９の截頭円錐面５１にボールスタッド５３の球体５４が摺接して配されることにより、自動調芯機能が付加される。
【００５３】
図１７及び図２０は、静圧気体軸受１の更に他の実施の形態を示すもので、軸受基体２の他方の平面視円形の面１７の中央部には、面１７に平面視円形の開口部４８を有する凹部４９が形成されており、凹部４９は、底面５０から開口部４８にかけて広がる凹球面５５を有している。
【００５４】
凹球面５５を有する凹部４９を備えた軸受基体２は、前記静圧気体軸受１と同様に、給気穴９の開口部８を、拡径凹部２５にＯリングを装着した軸受体５の円環状凹部２２の開口部３６に連通させると共に軸受基体２のボルト挿通孔１８の一端１４に軸受体５の雌ねじ穴３２を合致させたのち、ボルト挿通孔１８に締結部材４としての六角穴付きボルトを挿通させると共に六角穴付きボルトの雄ねじ部を軸受体５の雌ねじ穴３２に螺合固定させて軸受基体２と軸受体５とを締結一体化した組立体５６を形成する。
【００５５】
このように締結一体化された組立体５６における軸受体５の他方の面２６に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２７と、環状凹溝２７を規定する環状面３３に環状面３３から軸受体５を貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍに複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３１を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００５６】
このように形成された静圧気体軸受１には、図２０に示すように、軸受基体２の凹部４９の凹球面５５にボールスタッド５３の球体５４が摺接して配されることにより、自動調芯機能が付加される。
【００５７】
図２１から図２７は、自動調芯機能が付加され静圧気体軸受１の他の実施の形態を示すものである。軸受基体２の他方の平面視円形の面１７の中央部には、面１７に平面視円形の開口部５７を有すると共に円形の底面５８を有する円柱状凹部５９が形成されており、円柱状凹部５９には、図２４に示すように、円柱体６０と、一端６１で円柱体６０の一方の面６２で開口する円孔６３と、円孔６３の他端６４に連接し、他端６４から他方の面６５に向けて末広がりに伸びると共に円柱体６０の他方の面６５で開口して截頭円錐面６６を有する凹部６７とを備えた駒６８が一方の面６２を円柱状凹部５９の底面５８に向けて嵌合固定されている。
【００５８】
駒６８を嵌合固定した軸受基体２は、前記静圧気体軸受１と同様に、給気穴９の開口部８を、拡径凹部２５にＯリングを装着した軸受体５の円環状凹部２２の開口部３６に連通させると共に軸受基体２のボルト挿通孔１８の一端１４を軸受体５の雌ねじ穴３２に合致させたのち、ボルト挿通孔１８に締結部材４としての六角穴付きボルトを挿通させると共に六角穴付きボルトの雄ねじ部を軸受体５の雌ねじ穴３２に螺合させて軸受基体２と軸受体５とを締結一体化した組立体７０を形成する。
【００５９】
このように締結一体化された組立体７０における軸受体５の他方の面２６に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２７と、環状凹溝２７を規定する環状面３３に環状面３３から軸受体５を貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍに複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３１を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００６０】
このように形成された静圧気体軸受１には、図２７に示すように、軸受基体２の他方の面１７に嵌合固定された駒６８の凹部６７の截頭円錐面６６にボールスタッド５３の球体５４が摺接して配されることにより、自動調芯機能が付加される。
【００６１】
図２８から図３１は、自動調芯機能が付加され静圧気体軸受１の更に他の実施の形態を示すものである。軸受基体２の他方の平面視円形の面１７の中央部には、面１７に平面視円形の開口部５７を有すると共に円形の底面５８を有する円柱状凹部５９が形成されており、円柱状凹部５９には、図２８に示すように、円柱体６０と、一端６１で円柱体６０の一方の面６２に開口する円孔６３と、円孔６３の他端６４に連接し、他端６４から他方の面６５に向けて広がる凹球面６９とを有する凹部６７を備えた駒６８が一方の面６２を円柱状凹部５９の底面５８に向けて嵌合固定されている。
【００６２】
駒６８を嵌合固定した軸受基体２は、前記静圧気体軸受１と同様に、給気穴９の開口部８を、拡径凹部２５にＯリングを装着した軸受体５の円環状凹部２２の開口部３６に連通させると共に軸受基体２のボルト挿通孔１８の一端１４を軸受体５の雌ねじ穴３２に合致させたのち、ボルト挿通孔１８に締結部材４としての六角穴付きボルトを挿通させると共に六角穴付きボルトの雄ねじ部を軸受体５の雌ねじ穴３２に螺合させて軸受基体２と軸受体５とを締結一体化した組立体７１を形成する。
【００６３】
このように締結一体化された組立体７１における軸受体５の他方の面２６に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２７と、環状凹溝２７を規定する環状面３３に環状面３３から軸受体５を貫通して円環状凹部２２の環状底面３０に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍに複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３１を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００６４】
このように形成された静圧気体軸受１には、図３１に示すように、軸受基体２の円柱状凹部５９に嵌合固定された駒６８の凹部６７の凹球面６９にボールスタッド５３の球体５４が摺接して配されることにより自動調芯機能が付加される。
【００６５】
軸受基体２の他方の平面視円形の面１７の中央部に形成された円柱状凹部５９に嵌合固定された駒６８を摺動性に優れた材料、例えばポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の自己潤滑性を有する熱可塑性合成樹脂、あるいは銅又は銅合金等で形成することにより、駒６８の凹部６７の截頭円錐面６６又は凹球面６９とボールスタッド５３の球体５４との摺接をより円滑に行わせることができる。
【００６６】
図３２は、図２７に示す静圧気体軸受１を用いた直動案内装置７２を示すもので、直動案内装置７２は、案内面としての上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４を有する案内部材７５と、案内部材７５の外側に跨って配された上面案内面７３に対面する上板７６及び両側案内面７４及び７４に対面する一対の側板７７及び７７を備えた横断面コの字形の可動テーブル７８と、可動テーブル７８の上板７６の下面７９及び一対の側板７７の夫々の内面８０及び８０に球体５４を内方に向けて固定されたボールスタッド５３と、ボールスタッド５３と案内部材７５の上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４の間に駒６８の截頭円錐面６６をボールスタッド５３の球体５４に摺接させると共に、軸受体５の一方の面２６を案内部材７５の上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４に対面させて配された静圧気体軸受１とから形成されている。
【００６７】
この直動案内装置７２によれば、軸受体５の複数個の空気吹出孔３１から案内部材７５の上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４に圧縮空気を噴射することにより、上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４との間に形成される空気潤滑膜によって可動テーブル７８を上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４に対して非接触の状態に保持することができる。そして、軸受体５と上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４との間の軸受隙間が不均一であると、軸受隙間各部に圧力差が発生するが、その圧力差により、軸受隙間が均一となる方向に静圧気体軸受１が自動調芯され、上面案内面７３及び両側案内面７４及び７４に対して平行な状態が保持される。このため、案内部材７５及び可動テーブル７８の平行度、直角度等の部品精度を比較的粗い精度とすることができ、静圧気体軸受１自体の低コストに加えて、直動案内装置７２の製作の容易化及びコストの低下を図ることができる。
【００６８】
直動案内装置７２においては、自動調芯機能が付加された静圧気体軸受１として、図１６、図２０及び図３１に示す静圧気体軸受１を使用してもよい。
【００６９】
以上のように、軸受体と軸受基体とは、環状シール部材を介して締結部材によって締結一体化されているので、軸受体と軸受基体との接合面は強固に密封されており、軸受体の一方の面には、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝と、環状凹溝を規定する環状面に環状面から軸受体を貫通して円環状凹部の環状底面に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔が形成されており、当該環状凹溝及び空気吹出孔を機械加工によることなく形成できるので、大量生産が可能で、安価な静圧気体軸受を提供できるばかりでなく、当該静圧気体軸受を用いた製作の容易化及びコストの低下を図ることができる直動案内装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  静圧気体軸受
２  軸受基体
３  環状シール部材
４  締結部材
５  軸受体
１３  給気通路
２２  円環状凹部
２３  外周壁面
２４  環状肩部面
３１  空気吹出孔
【図１】
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【図２】
0005915088.tif 000003
【図３】
0005915088.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005915088.tif 000006
【図６】
0005915088.tif 000007
【図７】
0005915088.tif 000008
【図８】
0005915088.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005915088.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0005915088.tif 000019
【図１９】
0005915088.tif 000020
【図２０】
0005915088.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0005915088.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0005915088.tif 000026
【図２６】
0005915088.tif 000027
【図２７】
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【図２８】
0005915088.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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