(57)【要約】【課題】軸方向の推力を得るロッドを静圧気体軸受構造を用いて支持してなるエアベアリングシリンダであって、静圧気体軸受構造を構成する軸受部材と軸受装着部との間のシールを確保しつつ、軸受部材の着脱を容易な構造とする。【解決手段】マニホールドシリンダ１０は軸方向の推力を得るロッド１１を非接触で支持する静圧気体軸受構造を用いて構成されており、その静圧気体軸受構造を構成する軸受部材２６に一対のＯリング２７ａ，２７ｂが周方向に環状に装着される。Ｏリング２７ａ，２７ｂは、軸受部材２６の軸方向において該軸受部材２６に加圧エアを供給するための供給通路２０を挟んだ各位置にそれぞれ配置されると共に、軸受部材２６とロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの内周面との間に介在されその相互間で押圧変形されることで、軸受部材２６が該大径孔部１５ａの内周面に対して弾性保持される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体に設けた軸受装着部に軸受部材を装着し、装着した前記軸受部材の周面に前記シリンダ本体に設けた供給通路から加圧気体を供給して前記軸受部材のロッド支持面に気体膜を形成し、該気体膜にてロッドを非接触で支持する静圧気体軸受構造を備えるものであり、前記シリンダ本体に設けたシリンダ室において前記ロッドに設けられる受圧面に制御気体の圧力を作用させて該ロッドに軸方向の推力を付与するエアベアリングシリンダであって、
前記軸受部材と前記軸受装着部との間に介在すると共に、前記軸受部材の軸方向において前記供給通路を挟んだ各位置に前記軸受部材と前記軸受装着部とのいずれかに対し周方向に環状に装着される一対の弾性シール部材を備え、該弾性シール部材が介在される相互間で該弾性シール部材を押圧変形させて前記軸受部材を前記軸受装着部に対して弾性保持したことを特徴とするエアベアリングシリンダ。
【請求項２】
前記シリンダ本体は、前記軸受部材を軸方向一方に装着可能な前記軸受装着部を有すると共に前記軸受部材の装着位置以上の装着方向への移動を規制する第１規制部を有する第１構成体と、前記軸受装着部に前記軸受部材を装着した後に前記第１構成体に装着され前記軸受部材の反装着方向への移動を規制する第２規制部を有する第２構成体と、を含む複数個の構成体にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項３】
前記軸受装着部は、前記シリンダ本体に設けた軸受装着孔であり、
前記軸受部材は、前記弾性シール部材にて前記軸受装着孔を形成する内周面に対して弾性保持したことを特徴とする請求項１に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項４】
前記シリンダ本体は、一側面に開口し該開口から前記軸受部材を軸方向一方に挿入可能な前記軸受装着孔を有すると共に前記軸受部材の装着位置以上の挿入方向への移動を規制する第１規制部を有する第１構成体と、前記軸受装着孔に前記軸受部材を挿入した後に前記第１構成体に装着され前記軸受部材の反挿入方向への移動を規制する第２規制部を有する第２構成体と、を含む複数個の構成体にて構成されていることを特徴とする請求項３に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項５】
前記第１構成体は、他側面に開口する前記制御気体を給排するための推力ポートと、該推力ポートと前記シリンダ室とを連通する給排通路とを有しており、前記軸受装着孔、前記シリンダ室、前記給排通路及び前記推力ポートが該第１構成体内で直線状に連通させてそれぞれ設けられ、前記受圧面を構成する前記ロッドの基端面が前記シリンダ室内に位置していることを特徴とする請求項４に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項６】
前記ロッドの外周面から径方向に突出するストッパ部を該ロッドに設けると共に、前記軸受部材を前記軸受装着孔に装着した状態で前記シリンダ室の内周面よりも内側に突出させて前記ストッパ部と軸方向に当接可能とし、前記ロッドの軸方向への移動量を前記軸受部材にて規制することを特徴とする請求項４又は５に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項７】
前記シリンダ室が前記軸受装着孔より小径に形成され、前記軸受部材の内周面が前記シリンダ室より小径に形成されると共に、
前記ロッドに設けたストッパ部の径方向外側端部が、前記軸受部材の内周面より径方向外側で前記シリンダ室の内周面より径方向内側に位置していることを特徴とする請求項６に記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項８】
前記第２構成体は、前記第１構成体から取り外し可能に装着されていることを特徴とする請求項２，４〜７のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項９】
前記軸受部材は、前記第１及び第２規制部の少なくとも一方との間に弾性部材を介在させて装着されていることを特徴とする請求項２，４〜８のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項１０】
前記軸受部材及び前記軸受装着部のいずれかの周面には、前記軸受部材の軸方向において前記供給通路を挟んだ各位置に、前記弾性シール部材をそれぞれ装着するための一対の環状溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項１１】
前記軸受部材は、多孔質体にて構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項１２】
前記弾性シール部材は、リング形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記軸受装着部は前記シリンダ本体に複数設けられており、各軸受装着部に複数個の前記軸受部材を装着して一体化されていることを特徴とするマニホールドシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアベアリングシリンダ及び複数のエアベアリングシリンダを一体化してなるマニホールドシリンダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークを研磨装置に押し付けて研磨する場合、該ワークに付与する研磨装置側への荷重（推力）を高精度に制御する必要があって、このような荷重制御装置には、例えば特許文献１のようなエアベアリングシリンダが用いられる。エアベアリングシリンダは、例えば多孔質体よりなる円環状の軸受部材を有しており、該軸受部材の外周面側から加圧エアを供給して内周面（ロッド支持面）に気体膜を形成し、該気体膜にてロッドを非接触で支持する静圧気体軸受構造をなしている。そして、エアベアリングシリンダのシリンダ室に制御エアを供給することによりロッドが軸方向に突出し、該ロッド先端に配置されたワークを移動させている。このとき、ロッドには摺動抵抗が作用せず、ロッドの推力が該ロッドを作動させるための制御エアの圧力に比例するため、ワークに付与する荷重の高精度な制御が容易となる。
【０００３】
ところで、このような軸受部材は、シリンダブロックに対し接着剤を用いて固着されている。また、この接着剤は、軸受部材を固着する機能の他に、軸受部材とシリンダブロックとの間の隙間から加圧エアの漏れを防止するためのシールの機能も有している。
【０００４】
そのため、接着剤は取り扱いが面倒であるばかりか完全に乾くまでに時間を要するため、軸受部材を完全に固着するまでの時間が長くかかり、このことが生産性向上の弊害となる。しかも、軸受部材を取り外す事態が生じた場合、該軸受部材を取り外すのに時間を要したり、場合によっては、該軸受部材を取り外すことができないことがある。
【特許文献１】特開平８−１５２００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、軸方向の推力を得るロッドを静圧気体軸受構造を用いて支持してなるエアベアリングシリンダであって、静圧気体軸受構造を構成する軸受部材と軸受装着部との間のシールを確保しつつ、軸受部材の着脱が容易なエアベアリングシリンダ及びマニホールドシリンダを提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
【０００７】
手段１．シリンダ本体（シリンダブロック１３，蓋部材１４）に設けた軸受装着部（大径孔部１５ａ）に軸受部材（軸受部材２６）を装着し、装着した前記軸受部材の周面に前記シリンダ本体に設けた供給通路（供給通路２０）から加圧気体を供給して前記軸受部材のロッド支持面に気体膜を形成し、該気体膜にてロッド（ロッド１１）を非接触で支持する静圧気体軸受構造を備えるものであり、前記シリンダ本体に設けたシリンダ室（シリンダ室１６）において前記ロッドに設けられる受圧面（基端面１１ａ）に制御気体の圧力を作用させて該ロッドに軸方向の推力を付与するエアベアリングシリンダであって、
前記軸受部材と前記軸受装着部との間に介在すると共に、前記軸受部材の軸方向において前記供給通路を挟んだ各位置に前記軸受部材と前記軸受装着部とのいずれかに対し周方向に環状に装着される一対の弾性シール部材（Ｏリング２７ａ，２７ｂ）を備え、該弾性シール部材が介在される相互間で該弾性シール部材を押圧変形させて前記軸受部材を前記軸受装着部に対して弾性保持したことを特徴とするエアベアリングシリンダ。
【０００８】
手段１によれば、エアベアリングシリンダは軸方向の推力を得るロッドを非接触で支持する静圧気体軸受構造を用いて構成されており、その静圧気体軸受構造を構成する軸受部材と軸受装着部とのいずれかに一対の弾性シール部材が周方向に環状に装着される。弾性シール部材は、軸受部材の軸方向において該軸受部材に加圧気体を供給するための供給通路を挟んだ各位置にそれぞれ配置されると共に、軸受部材と軸受装着部との間に介在されその相互間で押圧変形することで、軸受部材が軸受装着部に対して弾性保持される。つまり、このような弾性シール部材を設けたことにより、軸受部材と軸受装着部との間の隙間から加圧気体が該弾性シール部材より外側に漏れ出ることが防止され、軸受部材に十分な加圧気体を供給することができる。しかも、この弾性シール部材にて軸受部材を軸受装着部に弾性保持するようにしたので、該軸受部材の着脱を容易とすることができる。
【０００９】
手段２．前記シリンダ本体は、前記軸受部材を軸方向一方に装着可能な前記軸受装着部を有すると共に前記軸受部材の装着位置以上の装着方向への移動を規制する第１規制部（段差部１５ｃ）を有する第１構成体（シリンダブロック１３）と、前記軸受装着部に前記軸受部材を装着した後に前記第１構成体に装着され前記軸受部材の反装着方向への移動を規制する第２規制部（一側面１４ａ）を有する第２構成体（蓋部材１４）と、を含む複数個の構成体にて構成されていることを特徴とする手段１に記載のエアベアリングシリンダ。
【００１０】
手段２によれば、軸受部材は、第１構成体の軸受装着部に軸方向一方から装着され、その装着後、第１構成体に第２構成体を装着することで、各構成体に設けた第１及び第２規制部にて軸方向への規制されて組み付けられる。つまり、軸受部材の装着時には、軸受部材を軸受装着部に軸方向一方から装着するだけであるので、軸受部材の装着は容易である。
【００１１】
手段３．前記軸受装着部は、前記シリンダ本体に設けた軸受装着孔（大径孔部１５ａ）であり、
前記軸受部材は、前記弾性シール部材にて前記軸受装着孔を形成する内周面に対して弾性保持したことを特徴とする手段１に記載のエアベアリングシリンダ。
【００１２】
手段３によれば、軸受部材は、弾性シール部材にて軸受装着孔を形成する内周面に対して弾性保持されることで、軸受部材と軸受装着孔を形成する内周面との間のシールを確保しつつ、軸受部材の着脱が容易である。
【００１３】
手段４．前記シリンダ本体は、一側面に開口し該開口から前記軸受部材を軸方向一方に挿入可能な前記軸受装着孔を有すると共に前記軸受部材の装着位置以上の挿入方向への移動を規制する第１規制部を有する第１構成体と、前記軸受装着孔に前記軸受部材を挿入した後に前記第１構成体に装着され前記軸受部材の反挿入方向への移動を規制する第２規制部を有する第２構成体と、を含む複数個の構成体にて構成されていることを特徴とする請求項３に記載のエアベアリングシリンダ。
【００１４】
手段４によれば、軸受部材は、第１構成体の軸受装着孔に軸方向一方から挿入され、その装着後、第１構成体に第２構成体を装着することで、各構成体に設けた第１及び第２規制部にて軸方向への移動が規制されて組み付けられる。つまり、軸受部材の装着時には、軸受部材を軸受装着孔に軸方向一方から挿入するだけであるので、軸受部材の装着は容易である。
【００１５】
因みに、第２構成体を、軸受装着孔の内周面より小径でロッドが挿通可能なロッド用開口を備えた構成としても良い。この場合、ロッド用開口の周縁部が第２規制部に対応しており、該第２構成体の装着時に、ロッド用開口の周縁部にて軸受部材の反挿入方向への移動が規制される。
【００１６】
手段５．前記第１構成体は、他側面に開口する前記制御気体を給排するための推力ポート（推力ポート１２）と、該推力ポートと前記シリンダ室とを連通する給排通路（給排通路１７）とを有しており、前記軸受装着孔、前記シリンダ室、前記給排通路及び前記推力ポートが該第１構成体内で直線状に連通させてそれぞれ設けられ、前記受圧面を構成する前記ロッドの基端面（基端面１１ａ）が前記シリンダ室内に位置していることを特徴とする手段１に記載のエアベアリングシリンダ。
【００１７】
手段５によれば、第１構成体には、一側面に軸受装着孔が開口し、他側面に推力ポートが開口すると共に、軸受装着孔、シリンダ室、給排通路及び推力ポートが直線状に連通した状態で形成される。このような構成の第１構成体を用いる場合、ロッドの基端面（受圧面）がシリンダ室内に位置する。このような構成の第１構成体は、一側面に形成される軸受装着孔の開口や他側面に形成される推力ポートの開口から該第１構成体内に軸方向に沿った加工を施すことでこれらの空間を形成できるので、これらの空間の形成が容易である。
【００１８】
手段６．前記ロッドの外周面から径方向に突出するにストッパ部（ストッパ部材２５）を該ロッドに設けると共に、前記軸受部材を前記軸受装着孔に装着した状態で前記シリンダ室の内周面よりも内側に突出させて前記ストッパ部と軸方向に当接可能とし、前記ロッドの軸方向への移動量を前記軸受部材にて規制することを特徴とする手段４又は５に記載のエアベアリングシリンダ。
【００１９】
手段６によれば、ロッドに一体又は別体の装着により設けられるストッパ部が軸受部材におけるシリンダ室の内周面よりも内側に突出した部位に当接することで、ロッドの軸方向への移動量が規制される。つまり、軸受部材が直接、ロッドの軸方向への移動量を規制するので、シリンダ本体にこのような規制を行う手段を形成又は装着しなくて済み、シリンダ本体の構造を簡素化できる。
【００２０】
手段７．前記シリンダ室が前記軸受装着孔より小径に形成され、前記軸受部材の内周面が前記シリンダ室より小径に形成されると共に、
前記ロッドに設けたストッパ部の径方向外側端部が、前記軸受部材の内周面より径方向外側で前記シリンダ室の内周面より径方向内側に位置していることを特徴とする請求項６に記載のエアベアリングシリンダ。
【００２１】
手段７によれば、シリンダ室を軸受装着孔より小径とし、軸受部材の内周面をそのシリンダ室より小径としているため、軸受部材がシリンダ室の内周面よりも内側に突出する。そして、ロッドに設けたストッパ部の径方向外側端部を軸受部材の内周面より径方向外側でシリンダ室の内周面より径方向内側に位置しているため、ロッドに設けたストッパ部が軸方向に当接可能となる。つまり、各部分の寸法設定により、軸受部材にてロッドを移動規制を行うことができる。
【００２２】
手段８．前記第２構成体は、前記第１構成体から取り外し可能に装着されていることを特徴とする手段２，４〜７のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００２３】
手段８によれば、第２構成体は第１構成体から取り外し可能に装着されるので、軸受部材を取り外す事態が生じた場合には、第２構成体を第１構成体から取り外し、軸受部材を軸受装着部から軸方向他方に引き抜くだけで済む。つまり、軸受部材の取り外しは容易である。
【００２４】
手段９．前記軸受部材は、前記第１及び第２規制部の少なくとも一方との間に弾性部材（Ｏリング２７ｃ）を介在させて装着されていることを特徴とする手段２，４〜８のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００２５】
手段９によれば、軸受部材は、軸受部材の軸方向への移動を規制するための第１及び第２規制部の少なくとも一方との間に弾性部材を介在させて装着されるため、シリンダ本体の規制部間及び軸受部材の軸方向の寸法誤差を吸収しながら、軸受部材のがたつきを防止することができる。
【００２６】
手段１０．前記軸受部材及び前記軸受装着部のいずれかの周面には、前記軸受部材の軸方向において前記供給通路を挟んだ各位置に、前記弾性シール部材をそれぞれ装着するための一対の環状溝（環状溝２６ａ，２６ｂ）が設けられていることを特徴とする手段１〜９のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００２７】
手段１０によれば、弾性シール部材は軸受部材及び軸受装着部のいずれかの周面に設けた環状溝に装着され、該弾性シール部材を装着した状態で軸受部材が軸受装着部に装着される。従って、軸受部材の装着に伴って弾性シール部材が装着位置からずれようとするが、該弾性シール部材が環状溝内に収容されているので、該弾性シール部材の位置ズレが防止される。そのため、軸受部材の装着が容易である。
【００２８】
因みに、弾性シール部材が外周面に配置される側の部材に環状溝を形成することが望ましい。このようにすれば、環状溝を部材の外周面に形成する方が、部材の内周面に形成する場合よりも容易に形成することができる。
【００２９】
手段１１．前記軸受部材は、多孔質体にて構成されていることを特徴とする手段１〜１０のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００３０】
手段１１によれば、軸受部材が多孔質体よりなるので、該軸受部材内部の加圧気体の通過する経路及び該軸受部材のロッド支持面における加圧気体の吹出口が無数になる。そのため、軸受部材のロッド支持面において均一な気体膜を形成できるので、ロッドをより安定して支持できる。
【００３１】
手段１２．前記弾性シール部材は、リング形状に形成されていることを特徴とする手段１〜１１のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００３２】
手段１２によれば、切れ目のないリング形状の弾性シール部材を用いることで、軸受部材及び軸受装着部の全周に亘り確実にシールすることができ、軸受部材の弾性保持もより安定化させることができる。
【００３３】
手段１３．手段１〜１２のいずれかに記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記軸受装着部は前記シリンダ本体に複数設けられており、各軸受装着部に複数個の前記軸受部材を装着して一体化されていることを特徴とするマニホールドシリンダ。
【００３４】
手段１３によれば、シリンダ本体に軸受装着部が複数設けられるマニホールドシリンダにおいては、その数量分、軸受部材を装着する必要がある。そのため、軸受部材の装着数が多くなるほど、上記のように軸受部材の装着を容易する意義は大きく、マニホールドシリンダの生産性向上に大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態のマニホールドシリンダ１０は、図１に示すように、複数個（２８個）のエアベアリングシリンダが一体化された構造をなしている。すなわち、マニホールドシリンダ１０は、２８本のロッド１１が軸方向に出没可能に設けられると共に（図１（ａ）参照）、各ロッド１１のそれぞれに対応する推力ポート１２が設けられており（図１（ｃ）参照）、該推力ポート１２から供給する制御エアの圧力を調整することで、各ロッド１１の押圧力がそれぞれ個別に制御可能に構成されている。
【００３６】
具体的に、マニホールドシリンダ１０は、図１〜図３に示すように、上記した２８本のロッド１１と、マニホールドシリンダ１０のベースとなるシリンダブロック１３と、該シリンダブロック１３のロッド１１側の開口を閉塞する蓋部材１４とを備えている。このシリンダブロック１３と蓋部材１４とでシリンダ本体が構成されている。
【００３７】
シリンダブロック１３は、略直方体形状をなしており、その長手方向に沿って２８本のロッド１１を配置すべく、図２及び図３のようなロッド挿入孔１５が各ロッド１１に対応して２８個形成されている。この場合、各ロッド挿入孔１５は、収容する各ロッド１１を、図１（ａ）において長手方向と直交する方向（幅方向とする）の中心線に対し、その両側の等距離位置に各１４本ずつを等間隔に直線状に配置し、更に幅方向の中心線を挟んで千鳥状に配置するように設けられている。
【００３８】
各ロッド挿入孔１５は、シリンダブロック１３の一端面から垂直方向に延びており、断面円形状をなしている。各ロッド挿入孔１５は、開口側に大径孔部１５ａ、反開口側に小径孔部１５ｂを有しており、大径孔部１５ａと小径孔部１５ｂとの間には段差部１５ｃが形成されている。大径孔部１５ａは後述の軸受部材２６を収容（装着）する軸受装着部としており、小径孔部１５ｂはロッド１１に推力を付与するための制御エアが供給されるシリンダ室１６としている。シリンダ室１６には、ロッド１１の受圧面である基端面１１ａが位置する。
【００３９】
各ロッド挿入孔１５（小径孔部１５ｂ）の反開口側は、該挿入孔１５の軸方向に沿って延びる給排通路１７と連通している。給排通路１７は、小径孔部１５ｂより小径で、シリンダブロック１３の他端面において開口しており、該通路１７の開口部分に前記推力ポート１２が形成されている。推力ポート１２は、各ロッド挿入孔１５と同数の２８個設けられ、それぞれ制御エア用配管（図示略）が接続される。そして、各配管から各推力ポート１２に制御エアが供給され、該制御エアは給排通路１７を通じて各ロッド挿入孔１５の小径孔部１５ｂ、すなわちシリンダ室１６内に供給される。
【００４０】
各ロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの側面には、該大径孔部１５ａの軸方向中央部より若干小径孔部１５ｂ側に供給通路２０が接続されている。各大径孔部１５ａから延びる供給通路２０は、図１に示すように、シリンダブロック１３内に該ブロック１３の長手方向に設けられる一対の連通通路２１ａ，２１ｂに接続され、更に各連通通路２１ａ，２１ｂは共にシリンダブロック１３の他端面に設けられる１つの軸受用ポート２２に接続されている。なお、シリンダブロック１３内に連通通路２１ａ，２１ｂや供給通路２０を形成するにあたり形成される開口には、硬球２３ａや栓部材２３ｂが装着（圧入）されることで閉塞される。そして、軸受用ポート２２には加圧エア用配管（図示略）が接続され、該配管から軸受用ポート２２に加圧エアが供給され、該加圧エアは連通通路２１ａ，２１ｂ及び供給通路２０を通じて各ロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａ、すなわち該大径孔部１５ａに装着される軸受部材２６に供給される。
【００４１】
図２及び図３に示すように、各ロッド挿入孔１５には、円柱状の前記ロッド１１がそれぞれ挿入される。各ロッド１１は、その軸方向の長さが、ロッド挿入孔１５の軸方向長さと蓋部材１４の厚み（蓋部材１４に設けたロッド用開口２９の軸方向長さ）とを合わせた長さに設定されている。すなわち、シリンダブロック１３に蓋部材１４を装着したときに、ロッド１１が該蓋部材１４から突出しないような長さに設定されている。また、各ロッド１１の基端部には、該ロッド１１の軸方向の移動を規制する円筒状のストッパ部材２５が装着（圧入）されている。なお、ロッド１１にストッパ部材２５と同様な形状を一体形成しても良い。ストッパ部材２５の外径は、ロッド挿入孔１５の小径孔部１５ｂの直径より若干小さく、軸受部材２６の内径より大きく設定されている。つまり、ストッパ部材２５は、軸受部材２６の挿入側端面において小径孔部１５ｂ（シリンダ室１６）の内周面よりも内側に突出した部位に当接可能となっており、相互が当接することで、ロッド１１のこれ以上の突出移動を規制するものである。
【００４２】
また、各ロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａには、軸受部材２６がそれぞれ挿入される。各軸受部材２６は、多孔質体にて円筒状に形成されており、外径が大径孔部１５ａの直径より若干小さく、内径が小径孔部１５ｂの直径より小さく形成されている。また、軸受部材２６の軸方向長さは、ロッド１１の軸方向長さの３分の１程度で、且つロッド挿入孔１５の開口から段差部１５ｃまでの長さより若干小さく設定されている。
【００４３】
軸受部材２６の外周面には、軸方向両端部より若干内側に位置する部分のそれぞれに、該外周面の周方向に沿って環状をなす一対の環状溝２６ａ，２６ｂが形成されている。各環状溝２６ａ，２６ｂには弾性部材よりなる一対のＯリング２７ａ，２７ｂがそれぞれ装着され、装着されたＯリング２７ａ，２７ｂは軸受部材２６の外周面から突出するようになっている。因みに、Ｏリング２７ａ，２７ｂの外径は、ロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの直径より若干大きく設定されている。また、軸受部材２６が大径孔部１５ａに装着された状態では、各環状溝２６ａ，２６ｂ、すなわち各環状溝２６ａ，２６ｂに装着される各Ｏリング２７ａ，２７ｂが軸受部材２６の軸方向において前記供給通路２０の開口を挟んだ各位置に配置されるようになっている。
【００４４】
そして、各軸受部材２６は、各Ｏリング２７ａ，２７ｂを装着した状態で、各ロッド挿入孔１５にロッド１１を挿入した後に該挿入孔１５の大径孔部１５ａに挿入され、該軸受部材２６の挿入側端面が段差部１５ｃに当接するようにして収容される。このとき、各Ｏリング２７ａ，２７ｂが大径孔部１５ａを形成する内周面にて押圧変形した状態となり、該Ｏリング２７ａ，２７ｂにて軸受部材２６が大径孔部１５ａの内周面に対して弾性保持される。また、各Ｏリング２７ａ，２７ｂは、軸受部材２６と大径孔部１５ａの内周面との間の隙間をシールしている。つまり、供給通路２０から供給される加圧エアの各Ｏリング２７ａ，２７ｂから外側への漏れが防止され、軸受部材２６に十分な加圧エアが供給される。
【００４５】
供給される加圧エアは、軸受部材２６の外周面と大径孔部１５ａの内周面との間の隙間で且つ各Ｏリング２７ａ，２７ｂにて仕切られた環状の空間に充填されつつ、該軸受部材２６の外周面から内部を通り内周面側に流れ、該内周面（ロッド支持面）側に環状の気体膜を形成する。軸受部材２６は、この気体膜によりロッド１１を非接触で支持する。なおこの場合、軸受部材２６は、ロッド１１の中央部分を支持している。
【００４６】
軸受部材２６の反挿入側端面（蓋部材１４側端面）の外縁部には、環状凹部２６ｃが形成されている。環状凹部２６ｃには弾性部材よりなるＯリング２７ｃが装着され、装着されたＯリング２７ｃは軸受部材２６の端面から突出するようになっている。因みに、Ｏリング２７ｃを装着した軸受部材２６の軸方向長さは、ロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの軸方向長さより若干大きく設定されている。つまり、軸受部材２６が大径孔部１５ａに装着された状態では、装着されたＯリング２７ｃがロッド挿入孔１５の開口から若干突出する。
【００４７】
シリンダブロック１３の一端面（ロッド挿入孔１５の開口側端面）には、図１（ａ）に示すように、前記蓋部材１４が複数の固定ネジ２８を用いて着脱可能に固着される。蓋部材１４には、シリンダブロック１３の各ロッド挿入孔１５に対応する位置に、各ロッド１１が挿通される円形状のロッド用開口２９が形成され、該ロッド用開口２９はロッド挿入孔１５（ロッド１１）に合わせて２８個設けられている。また、蓋部材１４がシリンダブロック１３に固着されると、各軸受部材２６に装着されるＯリング２７ｃが該蓋部材１４の一側面１４ａにて押圧変形される。これにより、各軸受部材２６は、蓋部材１４の一側面１４ａ（ロッド用開口２９の周縁部）と各ロッド挿入孔１５の段差部１５ｃとで軸方向に挟持され、所定の装着位置に配置される。
【００４８】
このように構成されるマニホールドシリンダ１０において、先ず軸受用ポート２２から加圧エアが連通通路２１ａ，２１ｂ及び供給通路２０を通じて各軸受部材２６に供給される。各軸受部材２６に加圧エアが供給されると、該軸受部材２６の内周面に環状の気体膜が形成され、該気体膜により各ロッド１１が非接触で支持される。このように静圧気体軸受構造の軸受部材２６にて支持されるロッド１１には、摺動抵抗は作用しない。
【００４９】
そして、各ロッド１１に対応する推力ポート１２に制御エアが供給されると、該制御エアは給排通路１７を通じて各シリンダ室１６内に供給され、該制御エアはロッド１１の基端面（受圧面）１１ａを押圧し、ロッド１１は軸方向（突出方向）の推力を得る。このとき、制御エアの圧力を各推力ポート１２毎に個別設定できるため、ロッド１１の推力を個別に調整可能となっている。ロッド１１を復帰させるには、制御エアを推力ポート１２から排出することで、該ロッド１１の自重により復帰する。
【００５０】
因みに、本実施の形態のマニホールドシリンダ１０は、以下のような荷重制御装置に用いられる。すなわち、複数個のワーク（図示略）を同時に研磨装置に押し付けて研磨する際、マニホールドシリンダ１０の各ロッド１１の先端に各ワークを支持し、各ロッド１１に推力を生じさせて各ワークに研磨装置側への荷重を付与する。この場合、研磨中の各ワークの厚みを検出し、検出したワークの厚みと規定の厚みとの偏差に応じて、各ワークの研磨装置側への荷重（各ロッド１１の推力）を適宜調整すべく各推力ポート１２に供給する制御エアの圧力をフィードバック制御すれば、一度に複数個のワークを高精度に規定の厚みまで研磨することができる。
【００５１】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５２】
本実施の形態では、マニホールドシリンダ１０は軸方向の推力を得るロッド１１を非接触で支持する静圧気体軸受構造を用いて構成されており、その静圧気体軸受構造を構成する軸受部材２６に一対のＯリング２７ａ，２７ｂが周方向に環状に装着される。Ｏリング２７ａ，２７ｂは、軸受部材２６の軸方向において該軸受部材２６に加圧エアを供給するための供給通路２０を挟んだ各位置にそれぞれ配置されると共に、軸受部材２６とロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの内周面との間に介在されその相互間で押圧変形されることで、軸受部材２６が該大径孔部１５ａの内周面に対して弾性保持される。つまり、このようなＯリング２７ａ，２７ｂを設けたことにより、軸受部材２６と大径孔部１５ａの内周面との間の隙間から加圧エアが該Ｏリング２７ａ，２７ｂより外側に漏れ出ることが防止され、軸受部材２６に十分な加圧エアを供給することができる。しかも、このＯリング２７ａ，２７ｂにて軸受部材２６を大径孔部１５ａの内周面に弾性保持するようにしたので、該軸受部材２６の着脱を容易とすることができる。
【００５３】
従って、軸受部材２６の装着が容易となることから、マニホールドシリンダ１０の生産性も向上する。特に、本実施の形態のようにロッド挿入孔１５が複数設けられるマニホールドシリンダ１０においては、その数量分、軸受部材２６を装着する必要がある。そのため、軸受部材２６の装着数が多くなるほど、軸受部材２６の装着を容易する意義は大きく、マニホールドシリンダ１０の生産性向上に大きく貢献できる。
【００５４】
なお、上記のようにＯリング２７ａ，２７ｂにて軸受部材２６をロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａの内周面に弾性保持することで、例えば軸受部材２６と大径孔部１５ａとの芯ズレを吸収でき、軸受部材２６の外周面と大径孔部１５ａの内周面との面精度を低くすることも可能となり、これら各面の高精度な仕上げ加工が必要なくなる。また、Ｏリング２７ａ，２７ｂにて振動を吸収できるといった種々の効果も有している。
【００５５】
本実施の形態では、軸受部材２６は、シリンダブロック１３のロッド挿入孔１５（大径孔部１５ａ）の開口から軸方向一方に挿入され、その挿入後、該ブロック１３に蓋部材１４を装着することで、ロッド挿入孔１５内の段差部１５ｃと蓋部材１４の一側面１４ａにて軸方向への移動が規制されて組み付けられる。つまり、軸受部材２６の装着時には、軸受部材２６をロッド挿入孔１５に軸方向一方から挿入するだけであるので、軸受部材２６の装着は容易である。
【００５６】
また、蓋部材１４はシリンダブロック１３から取り外し可能に装着されるので、軸受部材２６を取り外す事態が生じた場合には、蓋部材１４をシリンダブロック１３から取り外し、軸受部材２６を大径孔部１５ａから軸方向他方に引き抜くだけで済む。つまり、軸受部材２６の取り外しは容易である。
【００５７】
本実施の形態では、軸受部材２６は、蓋部材１４の一側面１４ａとの間にＯリング２７ｃを介在させて装着される。従って、軸受部材２６の軸方向の移動を規制する蓋部材１４と段差部１５ｃとの間や軸受部材２６の軸方向の寸法誤差を吸収しながら、軸受部材２６のがたつきを防止することができる。
【００５８】
本実施の形態では、シリンダブロック１３には、一側面にロッド挿入孔１５（大径孔部１５ａ）が開口し、他側面に推力ポート１２が開口すると共に、大径孔部１５ａ、小径孔部１５ｂ（シリンダ室１６）、給排通路１７及び推力ポート１２が直線状に連通した状態で形成されている。従って、シリンダブロック１３に一側面に形成される大径孔部１５ａの開口や他側面に形成される推力ポート１２の開口から該ブロック１３内に軸方向に沿った加工を施すことでこれらの空間を形成できるので、これらの空間の形成が容易である。
【００５９】
本実施の形態では、ロッド１１に装着されるストッパ部材２５が軸受部材２６における小径孔部１５ｂ（シリンダ室１６）の内周面よりも内側に突出した部位に当接することで、ロッド１１の軸方向への移動量が規制される。具体的には、小径孔部１５ｂ（シリンダ室１６）を大径孔部１５ａより小径とし、軸受部材２６の内周面をその小径孔部１５ｂより小径としているため、軸受部材２６が小径孔部１５ｂの内周面よりも内側に突出する。そして、ロッド１１に設けたストッパ部材２５の外径を軸受部材２６の内径より大きくし小径孔部１５ｂの内径より小さくしているため、これら各部分の寸法設定により、ロッド１１に設けたストッパ部材２５が軸方向に当接可能となる。このように軸受部材２６が直接、ロッド１１の軸方向への移動量を規制するので、シリンダブロック１３にこのような規制を行う手段を形成又は装着しなくて済み、シリンダブロック１３の構造を簡素化できる。
【００６０】
本実施の形態では、Ｏリング２７ａ，２７ｂは軸受部材２６の外周面に設けた環状溝２６ａ，２６ｂに装着され、該Ｏリング２７ａ，２７ｂを装着した状態で軸受部材２６がロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａに挿入される。従って、軸受部材２６の挿入に伴ってＯリング２７ａ，２７ｂが装着位置からずれようとするが、該Ｏリング２７ａ，２７ｂが環状溝２６ａ，２６ｂ内に収容されているので、該Ｏリング２７ａ，２７ｂの位置ズレが防止される。そのため、このことによっても、軸受部材２６の装着が容易である。
【００６１】
また、環状溝２６ａ，２６ｂを軸受部材２６の外周面に形成するようにしているので、仮に大径孔部１５ａの内周面に形成する場合よりも容易に形成することができる。
【００６２】
本実施の形態では、軸受部材２６が多孔質体よりなるので、該軸受部材２６内部の加圧エアの通過する経路及び該軸受部材２６の内周面（ロッド支持面）における加圧エアの吹出口が無数になる。そのため、軸受部材２６の内周面において均一な気体膜を形成できるので、ロッド１１をより安定して支持できる。
【００６３】
本実施の形態では、切れ目のないＯリング２７ａ，２７ｂを用いているので、軸受部材２６の外周面及び大径孔部１５ａの内周面の全周に亘り確実にシールすることができ、軸受部材２６の弾性保持もより安定化させることができる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００６５】
上記実施の形態では、１本のロッド１１を１個の軸受部材２６にて支持する構成であったが、軸受部材は複数個であってもよい。
【００６６】
上記実施の形態では、軸受部材２６を多孔質体で構成したが、加圧エアが供給される供給通路２０と連通する絞り孔を単数又は複数備える軸受部材を用いても良い。
【００６７】
上記実施の形態では、軸受部材２６の外周面に環状溝２６ａ，２６ｂを形成し、該環状溝２６ａ，２６ｂ内にＯリング２７ａ，２７ｂを装着する構成としたが、例えば軸受装着部であるロッド挿入孔１５の大径孔部１５ａに環状溝を設け、該環状溝にＯリングを装着しても良い。また、シール及び弾性保持を行うＯリング２７ａ，２７ｂの数、形状及び装着位置を適宜変更しても良い。
【００６８】
上記実施の形態では、軸受部材２６と蓋部材１４との間にＯリング２７ｃを介在させたが、軸受部材２６とロッド挿入孔１５の段差部１５ｃとの間にＯリングを介在させても良い。また、Ｏリング２７ｃを省略しても良い。
【００６９】
上記実施の形態では、シリンダブロックをシリンダブロック１３と蓋部材１４との２つ部材で構成したが、例えば３以上に分割する構成であっても良い。
【００７０】
上記実施の形態では、ロッド１１の基端面１１ａを受圧面とし該受圧面に制御エアを供給することで該ロッド１１の軸方向に突出する方向のみ推力が付与される構成としているが、これに限定されるものではない。例えば、ロッドの途中に段差を設け、その段差面を受圧面とし、このような受圧面を複数有する構成であっても良い。この場合、各受圧面それぞれに制御エアを個別供給する。このようにすれば、制御エアの圧力が一定でも、受圧面積の大小で推力を異ならせることができる。また、ロッド１１の軸方向の両方に推力を付与することができる。
【００７１】
上記実施の形態では、ロッド１１の復帰を自重にて行うようにしているが、前述したようにロッド１１を復帰させるための受圧面を設け、該受圧面に制御エアの圧力を作用させて復帰させるようにしても良い。また、シリンダ室１６を真空引きして、ロッド１１の復帰を行うようにしても良い。
【００７２】
上記実施の形態では、２８個のシリンダを一体化したマニホールドシリンダ１０に実施したが、上記実施の形態とは数が異なるマニホールドシリンダや単体のシリンダに実施しても良い。
【００７３】
上記実施の形態では、円柱形のロッド１１をシリンダブロック１３のロッド挿入孔１５に挿入する構成としているが、これの変形例として例えば、円筒形のロッドと、該ロッドの内側に一部又は全部を収容するシリンダ本体とし、シリンダ本体におけるロッド内周面と対向する部位に軸受装着部を設け、該軸受装着部に軸受部材を外嵌させる構成としても良い。この場合、シリンダ本体には加圧エアの供給通路が形成されており、軸受装着部には該通路の開口が形成される。そして、軸受装着部の外周面における軸方向の供給通路の開口を挟んだ各位置に一対の環状溝を設け、各環状溝にＯリング等の弾性シール部材を収容し該弾性シール部材にて軸受部材を弾性保持する。
【００７４】
上記実施の形態では、加圧エア及び制御エア（空気）を用いたが、例えば窒素等、空気以外の気体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は本実施の形態におけるマニホールドシリンダの平面図、（ｂ）はマニホールドシリンダの正面図、（ｃ）はマニホールドシリンダの底面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図３】マニホールドシリンダの分解断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１…ロッド、１１ａ…受圧面としての基端面、１２…推力ポート、１３…シリンダ本体及び第１構成体としてのシリンダブロック、１４…シリンダ本体及び第２構成体としての蓋部材、１４ａ…第２規制部としての一側面、１５ａ…軸受装着部及び軸受装着孔としての大径孔部、１５ｃ…第１規制部としての段差部、１６…シリンダ室、１７…給排通路、２０…供給通路、２５…ストッパ部としてのストッパ部材、２６…軸受部材、２６ａ，２６ｂ…環状溝、２７ａ，２７ｂ…弾性シール部材としてのＯリング、２７ｃ…弾性部材としてのＯリング。
【図１】
2006153070.tif 000003
【図２】
2006153070.tif 000004
【図３】
2006153070.tif 000005