(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部、該基部の一方の面の外周縁に突設されている円筒突出部及び一端では基部の一方の面で開口している一方、他端では基部の外周面で開口する給気通路を備えた軸受基体と、基部の一方の面に対面している一方の面に形成されていると共に当該基部の一方の面に対面している一方の面に開口部を有した円環状凹部、他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に連通していると共に他端では円環状凹部の円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を具備しており、該軸受体は、一方の面に隣接する外周面を基部の円筒突出部の内面に嵌合させ、当該嵌合部において接着されて、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おり、円環状凹部は、円環状底面と、この円環状底面の外縁に連接されている外周面と、円環状底面の内縁に連接されている内周面とにより規定されており、円環状凹部を規定する外周面及び内周面は、円環状底面から円環状凹部の開口部に向かうにつれて互いに離反して伸びている静圧気体軸受。
【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、該空気吹出孔は、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】
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又は２に記載の静圧気体軸受。
【請求項４】
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３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凹球部を有している請求項３に記載の静圧気体軸受。
【請求項６】
軸受基体の他方の面には、当該他方の面で開口する円柱状凹部が形成されており、該円柱状凹部には、駒が嵌合固定されており、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面側の該駒の一方の面で開口すると共に当該駒に形成された截頭円錐面を有している請求項３に記載の静圧気体軸受。
【請求項７】
軸受基体の他方の面には、当該他方の面で開口する円柱状凹部が形成されており、該円柱状凹部には、駒が嵌合固定されており、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面側の該駒の一方の面で開口すると共に当該駒に形成された凹球面を有している請求項３に記載の静圧気体軸受。
【請求項８】
軸受体は、環状凹溝に加えて、その他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７のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項９】
上案内面及び両側案内面を有する案内部材の外側に、上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横断面コの字型の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案内部材の上案内面及び両側案内面との間には、請求項１から請求項８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、軸受体を案内部材の上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、加工工具や被加工物の載置台の位置決め装置に摩擦のほとんどない静圧気体軸受を装着し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加圧流体が介在され、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装着される静圧気体軸受の空気吹出口の絞りの形式としては、多孔質絞り、表面絞り、オリフィス絞り、自成絞り等があり、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している。
【０００４】
例えば、特許文献１には、被支持体また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記載されている。
【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部材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することができるものの、軸受材料として、主に、高強度の金属やセラミックが用いられるとともに、高精度の研削仕上げ等を行う必要があるため、必然的に高価となるという問題がある。
【０００９】
しかしながら、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場合には、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、下面に該複数の空気吹出口と連通する給気溝を有する樹脂製軸受部材と、該樹脂製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基体とを備える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、静圧気体軸受を構成する樹脂製軸受部材を、金型を用いて射出成形によって形成することができ、機械的な加工を不要とすることができるとともに、基体の構造も樹脂製軸受部材と連通する給気口を形成するのみで、樹脂製軸受部材と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、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、やはり実用化するには改良が必要である。
【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、基部、該基部の一方の面の外周縁に突設されている円筒突出部及び一端では基部の一方の面で開口している一方、他端では基部の外周面で開口する給気通路を備えた軸受基体と、基部の一方の面に対面している一方の面に形成された円環状凹部、他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に連通していると共に他端では円環状凹部の円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を具備しており、該軸受体は、一方の面に隣接する外周面を基部の円筒突出部の内面に嵌合させ、当該嵌合部において接着されて、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、一方の面に隣接する外周面を基部の円筒突出部の内面に嵌合させると共に、当該嵌合部において接着剤により接着されて軸受基体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連通していると共に他端では円環状凹部に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、該空気吹出孔は、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、切削等の機械加工等に比較して、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、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。球体受圧凹部は、該他方の面で開口した截頭円錐凹部あるいは凹球部からなり、これらの球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面に直接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、当該他方の面で開口する円柱状凹部が形成されており、該円柱状凹部には、駒が嵌合固定されており、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面側の該駒の一方の面で開口すると共に当該駒に形成された截頭円錐面を有していてもよい。
【００２１】
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、当該他方の面で開口する円柱状凹部が形成されており、該円柱状凹部には、駒が嵌合固定されており、球体受圧凹部は、軸受基体の他方の面側の該駒の一方の面で開口すると共に当該駒に形成された凹球面を有していてもよい。
【００２２】
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ることにより、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ようになっていてもよい。
【００２３】
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、その他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く、これら大径環状凹溝、小径環状凹溝並びに第一及び第二の放射状凹溝は、軸受体の他方の面に形成されているとよい。
【００２４】
この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。すなわち、本発明の静圧気体軸受を具備した直動案内装置は、上案内面及び両側案内面を有する案内部材の外側に、上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横断面コの字型の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案内部材の上案内面及び両側案内面との間には、上記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、軸受体を案内部材の上案内面及び両側案内面に対面させて配されているとよい。
【００２５】
上記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上案内面及び両側案内面に圧縮空気を噴射することにより、軸受体と上案内面及び両側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上案内面及び両側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、軸受体と上案内面及び両側案内面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が自動調芯され、上案内面及び両側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。
【００２６】
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】
【００２７】
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】
【００２８】
【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１の底面説明図である。
【図４】図４は、図１の軸受体の底面説明図である。
【図５】図５は、図１の要部拡大断面説明図である。
【図６】図６は、軸受基体の平面説明図である。
【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、軸受体の平面説明図である。
【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の底面説明図である。
【図１１】図１１は、軸受体と軸受基体との組合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、軸受体と軸受基体との組合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、軸受体と軸受基体との組合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、駒の断面説明図である。
【図２４】図２４は、駒を嵌合固定した軸受基体の断面説明図である。
【図２５】図２５は、軸受体と軸受基体との組合体の断面説明図である。
【図２６】図２６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２７】図２７は、駒の他の実施の形態の断面説明図である。
【図２８】図２８は、駒を嵌合固定した軸受基体の断面説明図である。
【図２９】図２９は、軸受体と軸受基体との組合体の断面説明図である。
【図３０】図３０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３１】図３１は、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】
【００２９】
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。
【００３０】
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に接着剤により接着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３とを具備している。
【００３１】
軸受基体２は、特に、図６及び図７に示すように、基部４と、基部４の一方の平面視円形の面５の外周縁に軸方向Ｙの上方に向かって一体的に突設されている円筒突出部６と、基部４の他方の平面視円形の面７と、一端８では基部４の平面視円形の面５で開口している円形の開口部９を有する給気穴１０と、一端１１では給気穴１０に連通すると共に他端では基体４の外周面１２で開口する給気通路１３とを備えている。
【００３２】
基部４の外周面１２に開口する給気通路１３の端部内周面１４には、雌ねじ１５が形成されており、雌ねじ１５には給気プラグ１６の雄ねじが螺合して、給気プラグ１６は軸受基体２の基部４の外周面１２に固定される。
【００３３】
軸受体３は、特に、図８から図１０に示すように、基部４の一方の平面視円形の面５に対面している一方の平面視円形の面１７に形成されている円環状凹部１８と、他方の平面視円形の面１９で開口した環状凹溝２０と、一端２１では環状凹溝２０に連通していると共に他端２２では円環状凹部１８の円環状底面２４に開口した複数個の空気吹出孔２５と、一方の平面視円形の面１７に隣接する外周面２３とを有している。
【００３４】
環状凹溝２０は、環状底面２６と、互いに対面する円筒側面２７とによって規定されており、環状凹溝２０は、少なくとも０．３ｍｍの幅Ｗと、少なくとも０．０１ｍｍの深さｄとを有しており、空気吹出孔２５は、その一端２１で、本例では一端２１から他端２２に亘って少なくとも３０μｍの直径Ｄを有して、円環状凹部１８と環状凹溝２０との間で自成絞りを形成している。
【００３５】
円環状凹部１８は、空気吹出孔２５の他端２２が開口する円環状底面２４と、円環状底面２４の外縁に連接されている外周面２８と、円環状底面２４の内縁に連接されている内周面２９とにより規定されており、外周面２８及び内周面２９は、円環状底面２４から円環状凹部１８の開口部３０に向かうにつれて互いに離反して伸びた円環状の傾斜面３１及び３２からなっている。
【００３６】
軸受体３は、一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させ、当該嵌合部において接着剤により接着されて軸受基体２に一体化される。
【００３７】
静圧気体軸受１においては、軸受体３の面１９での幅Ｗが少なくとも０．３ｍｍで、深さｄが少なくとも０．０１ｍｍの環状凹溝２０と、一端２１では環状凹溝２０に開口して他端２２では円環状凹部１８の円環状底面２４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２５とを例えばレーザー加工により瞬時に形成してもよい。
【００３８】
以上の静圧気体軸受１では、軸受体３は軸受基体２に接着剤により一体化されているので、その製作が容易で、安価とすることができる。また、空気吹出孔２５は、少なくとも３０μｍの直径と極めて小径であり、空気吹出孔２５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。
【００３９】
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に示す合成樹脂製の軸受体３であって、環状凹溝２０及び空気吹出孔２５を有していない軸受体３ａを準備し、図１１に示すように、軸受体３ａの円環状凹部１８の開口部３０を軸受基体２の給気穴１０の開口部９に連通させると共に、軸受体３ａの一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して軸受基体２と軸受体３ａとを一体化した組立体３３を形成する。
【００４０】
このように一体化された組立体３３における軸受体３ａの他方の面１９に、レーザー加工機によりレーザー照射し、幅Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２０と、環状凹溝２０を規定する環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３ａを貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４に開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔２５とを形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００４１】
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。
【００４２】
直径３０ｍｍの円弧を中心として幅０．５ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの環状凹溝２０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３ａの面１９に形成、加工することができ、また、環状凹溝２０の環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３ａを貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４で開口する直径０．０６ｍｍの自成絞り形状の空気吹出孔２５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。
【００４３】
上記の静圧気体軸受１の軸受体３は、一個の環状凹溝２０を具備しているが、環状凹溝２０に加えて、軸受体３は、図１２に示すように、軸受体３の他方の面１９に形成されていると共に、環状凹溝２０の外側に環状凹溝２０を囲むと共に環状凹溝２０と同心の大径環状凹溝３４と、一方の端部３５が環状凹溝２０に開口すると共に他方の端部３６が大径環状凹溝３４に開口する複数個の放射状凹溝３７と、環状凹溝２０の内側に形成されていると共に環状凹溝２０と同心の小径環状凹溝３８と、一方の端部３９が環状凹溝２０に開口すると共に他方の端部４０が小径環状凹溝３８に開口する複数個の放射状凹溝４１とを具備していてもよい。
【００４４】
図１２に示す軸受体３を有した静圧気体軸受１では、環状凹溝２０に給気された圧縮空気は、放射状溝３７及び４１を介して大径環状凹溝３４及び小径環状凹溝３８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。
【００４５】
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７の中央部には、面７に平面視円形の開口部４２を有する球体受圧凹部４３が形成されており、球体受圧凹部４３は、平面視円形の底面４４と、底面４４から開口部４２にかけて末広がりに伸びる截頭円錐面４５とによって規定される截頭円錐凹部４６を有している。
【００４６】
截頭円錐凹部４６を有する球体受圧凹部４３を備えた軸受基体２は、静圧気体軸受１と同様に、給気穴１０の開口部９を、軸受体３の円環状凹部１８の開口部３０に連通させると共に、軸受体３の一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して軸受基体２と軸受体３とを一体化した組立体４７を形成する。
【００４７】
このように一体化された組立体４７における軸受体３の他方の面１９に、レーザー加工機によりレーザー照射し、幅Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２０と、環状凹溝２０を規定する環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３を貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４で開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔２５を形成し、静圧気体軸受１を作製する。
【００４８】
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の球体受圧凹部４３の截頭円錐面４５にボールスタッド４８の球体４９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。
【００４９】
図１７から図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７の中央部には、面７に平面視円形の開口部４２を有する球体受圧凹部４３が形成されており、球体受圧凹部４３は、平面視円形の底面４４と、底面４４から開口部４２にかけて広がる凹球面５０とによって規定される凹球部５１を有している。
【００５０】
凹球部５１を有する球体受圧凹部４３を備えた軸受基体２は、静圧気体軸受１と同様に、給気穴１０の開口部９を、軸受体３の円環状凹部１８の開口部３０に連通させると共に、軸受体３の一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して軸受基体２と軸受体３とを一体化した組立体５２を形成する。
【００５１】
このように一体化された組立体５２における軸受体３の他方の面１９に、レーザー加工機によりレーザー照射し、幅Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２０と、環状凹溝２０を規定する環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３を貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４で開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔２５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２０に示すように、軸受基体２の球体受圧凹部４３の凹球面５０にボールスタッド４８の球体４９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２１から図２６は、自動調芯機能が付加された静圧気体軸受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７の中央部には、面７で開口する円形の底面５４を有した円柱状凹部５５が形成されており、円柱状凹部５５には、図２３に示すように、円柱体５６と、一端５７で円柱体５６の一方の面５８で開口する円孔５９と、円孔５９の他端６０に連接し、他端６０から円柱体５６の他方の面６１に向けて末広がりに伸びると共に他方の面６１で開口する截頭円錐面６２を有する凹部６３を備えた駒６４が一方の面５８を円柱状凹部５５の底面５４に向けて、かつ、他方の面６１が軸受基体２の他方の面７と面一となって嵌合固定されている。球体受圧凹部４３は、斯かる截頭円錐面６２を有している。
【００５４】
駒６４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１０の開口部９を軸受体３の円環状凹部１８の開口部３０に連通させると共に、軸受体３の一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して軸受基体２と軸受体３とを一体化した組立体６５を形成する。
【００５５】
このように一体化された組立体６５における軸受体３の他方の面１９に、レーザー加工機によりレーザー照射し、幅Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２０と、環状凹溝２０を規定する環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３を貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４で開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔２５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２６に示すように、軸受基体２の円柱状凹部５５に嵌合固定された駒６４の凹部６３の截頭円錐面６２にボールスタッド４８の球体４９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２７から図３０は、自動調芯機能が付加された静圧気体軸受１の更に他の実施の形態を示すものである。図２２に示すように軸受基体２の他方の平面視円形の面７の中央部には、面７で開口する円形の底面５４を有する円柱状凹部５５が形成されており、円柱状凹部５５には、図２７に示すように、円柱体５６と、一端５７で円柱体５６の一方の面５８で開口する円孔５９と、円孔５９の他端６０に連接し、他端６０から円柱体５６の他方の面６１に向けて他方の面６１で開口する凹球面６６を有する凹部６３を備えた駒６４が一方の面５８を円柱状凹部５５の底面５４に向けて、かつ、他方の面６１が軸受基体２の他方の面７と面一となって嵌合固定されている。球体受圧凹部４３は、斯かる凹球面６６を有している。
【００５８】
駒６４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１０の開口部９を軸受体３の円環状凹部１８の開口部３０に連通させると共に、軸受体３の一方の面１７に隣接する外周面２３を、軸受基体２の円筒突出部６の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して軸受基体２と軸受体３とを一体化した組立体６７を形成する。
【００５９】
このように一体化された組立体６７における軸受体３の他方の面１９に、レーザー加工機によりレーザー照射し、幅Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝２０と、環状凹溝２０を規定する環状底面２６に、環状底面２６から軸受体３を貫通して円環状凹部１８の円環状底面２４で開口する直径Ｄが少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔２５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３０に示すように、軸受基体２の円柱状凹部５５に嵌合固定された駒６４の凹部６３の凹球面６６にボールスタッド４８の球体４９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】
軸受基体２の他方の平面視円形の面７の中央部に形成された円柱状凹部５５に嵌合固定された駒６４を摺動特性に優れた、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６４の凹部６３の截頭円錐面６２あるいは凹球面６６とボールスタッド４８の球体４９との摺接を円滑に行わせることができる。
【００６２】
図３１は、図２６に示す静圧気体軸受１を用いた直動案内装置６８を示すもので、直動案内装置６８は、上案内面６９及び両側案内面７０及び７０を有する案内部材７１と、案内部材７１の外側に跨って配された上案内面６９に対面する上板７２及び両側案内面７０及び７０に対面する一対の側板７３及び７３を備えた横断面コの字型の可動テーブル７４と、可動テーブル７４の上板７２の下面７５及び側板７３及び７３の夫々の内面７６に球体４９を内方に向けて立設されたボールスタッド４８と、ボールスタッド４８と案内部材７１の上案内面６９及び両側案内面７０及び７０との間に駒６４の截頭円錐面６２をボールスタッド４８の球体４９に摺接させると共に、軸受体３の他方の面１９を案内部材７１の上案内面６９及び両側案内面７０及び７０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。
【００６３】
この直動案内装置６８によれば、軸受体３の複数個の空気吹出孔２５から案内部材７１の上案内面６９及び両側案内面７０及び７０に圧縮空気を噴射することにより、軸受体３の他方の面１９と案内部材７１の上案内面６９及び両側案内面７０及び７０との間に形成される空気潤滑膜によって可動テーブル７４を上案内面６９及び両側案内面７０及び７０に対して非接触の状態で保持することができる。そして、軸受体３と上案内面６９及び両側案内面７０及び７０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、上案内面６９及び両側案内面７０及び７０に対して平行な状態が保たれる。このため、案内部材７１及び可動テーブル７４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６８の製作の容易化及びコストの低下を図ることができる。
【００６４】
直動案内装置６８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２６に示すような静圧気体軸受１を使用したが、これに代えて、図１６、図２０及び図３０に示す静圧気体軸受１を使用してもよい。
【００６５】
以上のように、軸受体と軸受基体とは、軸受体の一方の面に隣接する外周面を軸受基体の円筒突出部の内面に嵌合させたのち、当該嵌合部を接着剤により接着して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Ｗが０．３〜１．０ｍｍ、深さｄが０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝と、環状凹溝を規定する環状底面に、環状底面から軸受体を貫通して円環状凹部の環状底面で開口する直径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、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】
【００６６】
１  静圧基体軸受
２  軸受基体
３  軸受体
４  基部
６  円筒突出部
１３  給気通路
１８  円環状凹部
２０  環状凹溝
２３  外周面
２５  空気吹出孔
【図１】
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【図２】
0005929117.tif 000003
【図３】
0005929117.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005929117.tif 000007
【図７】
0005929117.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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