(57)【要約】【課題】軸受本体を大型化する場合や、矩形板状以外の様々な形状の軸受本体を用いる場合であっても軸受本体を容易に加工することができる空気軸受の提供。【解決手段】空気軸受２は、軸受本体３を備え、軸受本体３は、軸受面４１を有する矩形板状に形成される板状部材４と、軸受面４１の裏面４２に取り付けられる矩形板状の蓋部材５とを備える。軸受面４１には、空気を排気するための複数の排気孔が軸受面４１の四辺に沿って形成される。軸受面４１の裏面４２には、溝部４２１が裏面４２の四辺に沿って形成される。各排気孔は、溝部４２１に連通し、蓋部材５にて溝部４２１を覆うことで排気用流路を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を排気するための排気孔が形成される軸受面、及び前記排気孔に連通する排気用流路を有する軸受本体を備え、前記排気用流路を介して前記排気孔から空気を排気することで前記軸受本体を前記軸受面に沿って対象物に対して非接触で運動させる空気軸受であって、
前記軸受本体は、
前記軸受面を有する板状に形成されるとともに、前記排気孔に連通する溝部が前記軸受面の裏面に形成される板状部材と、
前記軸受面の裏面に取り付けられ、前記溝部を覆うことで前記排気用流路を構成する蓋部材とを備えることを特徴とする空気軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の空気軸受において、
前記軸受本体は、
前記板状部材、及び前記蓋部材の間に設けられるシール部材を備えることを特徴とする空気軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の空気軸受において、
前記軸受面には、凹部が形成されるとともに、前記凹部には、空気を吸気するための吸気孔が形成され、
前記軸受本体は、前記吸気孔に連通する吸気用流路を有し、前記吸気用流路を介して前記吸気孔から空気が吸気されることで前記対象物に対して吸着することを特徴とする空気軸受。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気軸受において、
前記軸受本体は、軸方向に沿って孔が形成されたブシュを備え、
前記排気孔は、前記軸受面に前記ブシュが取り付けられることで構成されることを特徴とする空気軸受。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気軸受を備えることを特徴とする産業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気軸受、及び空気軸受を備える産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気を排気するための排気孔が形成される軸受面、及び排気孔に連通する排気用流路を有する軸受本体を備え、排気用流路を介して排気孔から空気を排気することで軸受本体を対象物に対して非接触で軸受面に沿って運動させる静圧型の空気軸受と、この空気軸受を備える測定機や、工作機械などの産業機械とが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の三次元測定機（産業機械）は、空気軸受を備え、空気軸受は、空気噴出孔（排気孔）が形成される軸受面、及び連結空間（排気用流路）を有するエアーパッド（軸受本体）を備えている。そして、空気軸受は、空気噴出孔から圧縮空気を噴出することでエアーパッドを軸受面に沿って三次元測定機の案内部材（対象物）に対して非接触で運動させている。
以下、従来の空気軸受の構成について、図面を参照して説明する。
【０００３】
図４は、従来の空気軸受１０における矩形板状の軸受本体１００を示す模式図である。なお、図４（Ａ）は、軸受本体１００の平面図であり、図４（Ｂ）は、軸受本体１００のＡＡ断面図であり、図４（Ｃ）は、軸受本体１００のＢＢ断面図である。
空気軸受１０は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、軸受面１１０を有する矩形板状に形成される軸受本体１００を備えている。なお、図４（Ａ）は、軸受本体１００を軸受面１１０の裏面１２０側から見た平面図である。
軸受面１１０には、空気を排気するための複数の排気孔１１１が軸受面１１０の四辺に沿って形成されているとともに、断面矩形状の凹部１１２が中央位置に形成されている。凹部１１２には、空気を吸気するための吸気孔１１３が形成されている。
【０００４】
軸受本体１００は、各排気孔１１１に連通するように軸受面１１０の四辺に沿って形成される排気用流路１３０と、吸気孔１１３に連通する吸気用流路１４０とを内部に有し、排気用流路１３０には、排気用ポート１３１が取り付けられ、吸気用流路１４０には、吸気用ポート１４１が取り付けられている。
なお、排気用ポート１３１には、正圧を発生させる正圧発生装置（図示略）が接続され、排気用流路１３０を介して各排気孔１１１から空気が排気される。また、吸気用ポート１４１には、負圧を発生させる負圧発生装置（図示略）が接続され、吸気用流路１４０を介して吸気孔１１３から空気が吸気される。
したがって、軸受本体１００は、対象物に対して非接触で軸受面１１０に沿って運動させることができるとともに、対象物に対して吸着することができる。
【０００５】
そして、このような軸受本体１００では、各排気孔１１１は、図４（Ｂ）に示すように、裏面１２０から軸受面１１０に向かって所定の深さまでドリルにて穴１１４を形成し、穴１１４を形成したドリルより細いドリルにて軸受面１１０まで穴１１４を貫通させた後、穴１１４に裏面１２０側から円柱状の栓１１５を挿入して穴１１４の裏面１２０側を閉塞させることで形成されている。
また、排気用流路１３０は、軸受面１１０の各辺に沿ってドリルにて軸受本体１００を貫通させることで穴１３２を形成した後、穴１３２の両端に円柱状の栓１３３を挿入して穴１３２を閉塞させることで形成されている。
なお、凹部１１２、吸気孔１１３、及び吸気用流路１４０の加工についての説明は省略する。
【０００６】
図５は、従来の空気軸受２０における円盤状の軸受本体２００を示す模式図である。なお、図５（Ａ）は、軸受本体２００の平面図であり、図５（Ｂ）は、軸受本体２００のＡＡ断面図である。
空気軸受２０は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、軸受面２１０を有する円盤状に形成される軸受本体２００を備えている。なお、図５（Ａ）は、軸受本体２００を軸受面２１０の裏面２２０側から見た平面図である。
軸受面２１０には、空気を排気するための複数の排気孔２１１が周面に沿って形成されている。
なお、各排気孔２１１は、図５（Ｂ）に示すように、裏面２２０から軸受面２１０に向かってドリルにて穴２１２を形成し、穴２１２を形成したドリルより細いドリルにて軸受面２１０まで穴２１２を貫通させた後、穴２１２に裏面１２０側から円柱状の栓２１３を挿入して穴２１２の裏面２２０側を閉塞させることで形成されている。
【０００７】
軸受本体２００は、各排気孔２１１に連通するように周面から中心に向かってドリルにて所定の深さに形成される穴からなる複数の排気用流路２３０を有し、各排気用流路２３０には、それぞれ排気用ポート２３１が取り付けられている。なお、各排気用ポート２３１は、数珠繋ぎに接続されている。また、図５（Ａ）中右端の排気用ポート２３１には、正圧を発生させる正圧発生装置（図示略）が接続され、各排気用流路２３０を介して各排気孔２１１から空気が排気される。
したがって、軸受本体２００は、対象物に対して非接触で軸受面２１０に沿って運動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−２６００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した空気軸受１０では、排気用流路１３０は、軸受面１１０の各辺に沿ってドリルにて軸受本体１００を貫通させることで形成されているので、軸受本体を大型化する場合には、長いドリルにて軸受本体を貫通させるか、ドリルにて両側から穴を形成し、これらの穴を連結させることで軸受本体を貫通させる必要がある。したがって、軸受本体を大型化する場合には、軸受本体の加工が困難になるという問題がある。
【００１０】
また、ドリルにて排気用流路を形成すると、排気用流路は直線状に形成されることになるので、矩形板状以外の様々な形状の軸受本体を用いる場合には、前述した空気軸受２０における円盤状の軸受本体２００のように、複数の排気用流路を形成する必要がある。したがって、様々な形状の軸受本体を用いる場合には、軸受本体の加工に手間がかかるという問題がある。
さらに、各排気孔１１１は、ドリルにて穴１１４を形成した後、穴１１４に裏面１２０側から円柱状の栓１１５を挿入して穴１１４の裏面１２０側を閉塞させることで形成されているので、軸受本体の加工に手間がかかるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、軸受本体を大型化する場合や、矩形板状以外の様々な形状の軸受本体を用いる場合であっても軸受本体を容易に加工することができる空気軸受、及びこの空気軸受を備える産業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の空気軸受は、空気を排気するための排気孔が形成される軸受面、及び前記排気孔に連通する排気用流路を有する軸受本体を備え、前記排気用流路を介して前記排気孔から空気を排気することで前記軸受本体を前記軸受面に沿って対象物に対して非接触で運動させる空気軸受であって、前記軸受本体は、前記軸受面を有する板状に形成されるとともに、前記排気孔に連通する溝部が前記軸受面の裏面に形成される板状部材と、前記軸受面の裏面に取り付けられ、前記溝部を覆うことで前記排気用流路を構成する蓋部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、排気用流路は、板状部材における軸受面の裏面に形成される溝部と、溝部を覆う蓋部材とで構成される。したがって、従来の軸受本体と比較して、板状部材の板厚方向に対して直交する方向からドリルで加工する範囲を大幅に削減することができるので、軸受本体を大型化する場合であっても軸受本体を容易に加工することができる。また、矩形板状以外の様々な形状の軸受本体を用いる場合であっても軸受本体を容易に加工することができる。
また、排気孔は、溝部に連通しているので、排気孔の裏面側を栓などで閉塞させる必要がなく、軸受本体を容易に加工することができる。
【００１４】
本発明では、前記軸受本体は、前記板状部材、及び前記蓋部材の間に設けられるシール部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、板状部材、及び蓋部材の間には、シール部材が設けられるので、板状部材、及び蓋部材のみで排気用流路を構成する場合と比較して排気用流路の密閉性を向上させることができる。
【００１５】
本発明では、前記軸受面には、凹部が形成されるとともに、前記凹部には、空気を吸気するための吸気孔が形成され、前記軸受本体は、前記吸気孔に連通する吸気用流路を有し、前記吸気用流路を介して前記吸気孔から空気が吸気されることで前記対象物に対して吸着することが好ましい。
このような構成によれば、排気用流路は、板状部材における軸受面の裏面に形成される溝部と、溝部を覆う蓋部材とで構成されるので、軸受本体の内部に排気用流路を形成する場合と比較して吸気用流路の経路を容易に確保することができる。
【００１６】
本発明では、前記軸受本体は、軸方向に沿って孔が形成されたブシュを備え、前記排気孔は、前記軸受面に前記ブシュが取り付けられることで構成されることが好ましい。
このような構成によれば、排気孔は、軸方向に沿って孔が形成されたブシュが軸受面に取り付けられることで構成されるので、ブシュの孔が欠損した場合や、ごみ等が付着することでブシュの孔が閉塞した場合であってもブシュを交換することで軸受本体を容易に修理することができる。
【００１７】
本発明の産業機械は、前述した空気軸受を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、産業機械は、前述した空気軸受と同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る三次元測定機に用いられる空気軸受の軸受本体を示す模式図。
【図２】前記実施形態におけるブシュの近傍を拡大した模式図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る軸受本体を示す図。
【図４】従来の空気軸受における矩形板状の軸受本体を示す模式図。
【図５】従来の空気軸受における円盤状の軸受本体を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る三次元測定機１に用いられる空気軸受２の軸受本体３を示す模式図である。なお、図１（Ａ）は、軸受本体３の平面図であり、図１（Ｂ）は、軸受本体３のＡＡ断面図であり、図１（Ｃ）は、軸受本体３のＢＢ断面図である。
産業機械としての三次元測定機１は、被測定物（図示略）を測定するための測定子（図示略）と、測定子を移動させる移動機構（図示略）とを備え、測定子を被測定物の表面に倣って移動させることによって被測定物の形状を測定するものである。三次元測定機１の移動機構には、図１に示すように、摩擦による損失を低減させるための空気軸受２が用いられている。なお、三次元測定機１は、空気軸受２の構成を除き、特許文献１に記載の三次元測定機と同様の構成とされている。以下、空気軸受２の構成について詳細に説明する。
【００２０】
空気軸受２は、軸受本体３を備え、軸受本体３は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、軸受面４１を有する矩形板状に形成される板状部材４と、軸受面４１の裏面４２に取り付けられる矩形板状の蓋部材５と、板状部材４、及び蓋部材５の間に設けられるシール部材６とを備える。なお、図１（Ａ）は、軸受本体３を蓋部材５側から見た平面図である。
軸受面４１には、複数のブシュ４１１が軸受面４１の四辺に沿って取り付けられるとともに、断面矩形状の凹部４１２が中央位置に形成される。凹部４１２には、空気を吸気するための吸気孔４１３が形成される。
また、軸受面４１の裏面４２には、溝部４２１が裏面４２の四辺に沿って形成される。
【００２１】
図２は、ブシュ４１１の近傍を拡大した模式図である。
各ブシュ４１１は、図１（Ｂ）、及び図２に示すように、溝部４２１から軸受面４１に向かって所定の深さまでドリルにて穴４１４を形成し、穴４１４を形成したドリルより細いドリルにて軸受面４１まで穴４１４を貫通させることで形成される穴４１５に取り付けられている。
また、各ブシュ４１１には、図２に示すように、孔４１１Ａが軸方向に沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、空気を排気するための排気孔は、穴４１４と、孔４１１Ａとで構成され、各排気孔は、軸受面４１に形成されるとともに、溝部４２１と連通している。
【００２２】
板状部材４は、各穴４１４のうち、図１（Ａ）中右端中央の穴４１４に連通する穴４３と、吸気孔４１３に連通する吸気用流路４４とを有し、穴４３には、排気用ポート４３１が取り付けられ、吸気用流路４４には、吸気用ポート４４１が取り付けられている。
なお、排気用ポート４３１には、正圧を発生させる正圧発生装置（図示略）が接続され、穴４３、及び溝部４２１を介して各孔４１１Ａから空気が排気される。すなわち、本実施形態では、蓋部材５、及びシール部材６にて溝部４２１を覆うことで排気用流路を構成している。また、吸気用ポート４４１には、負圧を発生させる負圧発生装置（図示略）が接続され、吸気用流路４４を介して吸気孔４１３から空気が吸気される。
したがって、軸受本体３は、対象物に対して非接触で軸受面４１に沿って運動させることができるとともに、対象物に対して吸着することができる。
【００２３】
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）排気用流路は、板状部材４における軸受面４１の裏面４２に形成される溝部４２１と、溝部４２１を覆う蓋部材５とで構成される。したがって、従来の軸受本体と比較して、板状部材４の板厚方向に対して直交する方向からドリルで加工する範囲を大幅に削減することができるので、軸受本体３を大型化する場合であっても軸受本体３を容易に加工することができる。
（２）排気孔は、溝部４２１に連通しているので、排気孔の裏面４２側を栓などで閉塞させる必要がなく、軸受本体３を容易に加工することができる。
（３）板状部材４、及び蓋部材５の間には、シール部材６が設けられるので、板状部材４、及び蓋部材５のみで排気用流路を構成する場合と比較して排気用流路の密閉性を向上させることができる。
【００２４】
（４）排気用流路は、板状部材４における軸受面４１の裏面４２に形成される溝部４２１と、溝部４２１を覆う蓋部材５とで構成されるので、軸受本体３の内部に排気用流路を形成する場合と比較して吸気用流路４４の経路を容易に確保することができる。
（５）排気孔は、軸方向に沿って孔４１１Ａが形成されたブシュ４１１が軸受面４１に取り付けられることで構成されるので、ブシュ４１１の孔４１１Ａが欠損した場合や、ごみ等が付着することでブシュ４１１の孔４１１Ａが閉塞した場合であってもブシュ４１１を交換することで軸受本体３を容易に修理することができる。
【００２５】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る軸受本体３Ａを示す図である。なお、図３（Ａ）は、軸受本体３Ａの平面図であり、図３（Ｂ）は、軸受本体３ＡのＡＡ断面図である。
前記第１実施形態では、軸受本体３は、矩形板状の板状部材４、及び蓋部材５を備えていた。これに対して、本実施形態では、軸受本体３Ａは、円盤状の板状部材４Ａ、及び蓋部材５Ａを備えている点で異なる。
【００２６】
軸受本体３Ａは、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、軸受面４１を有する円盤状に形成される板状部材４Ａと、軸受面４１の裏面４２に取り付けられる円盤状の蓋部材５Ａと、板状部材４Ａ、及び蓋部材５Ａの間に設けられるシール部材６とを備える。なお、図３（Ａ）は、軸受本体３Ａを蓋部材５Ａ側から見た平面図である。
軸受面４１には、複数のブシュ４１１が軸受面４１の円周に沿って取り付けられている。
また、軸受面４１の裏面４２には、各排気孔に連通する溝部４２１Ａが裏面４２の円周に沿って形成される。
【００２７】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（２），（３），（５）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（６）排気用流路は、板状部材４Ａにおける軸受面４１の裏面４２に形成される溝部４２１Ａと、溝部４２１Ａを覆う蓋部材５Ａとで構成される。したがって、矩形板状以外の様々な形状の軸受本体を用いる場合であっても軸受本体を容易に加工することができる。
【００２８】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、軸受本体３，３Ａは、シール部材６を備えていたが、板状部材、及び蓋部材のみで排気用流路を十分に密閉することができる場合には、軸受本体は、シール部材を備えていなくてもよい。
前記各実施形態では、蓋部材５，５Ａは、板状部材４，４Ａと同一の形状に形成されていたが、溝部を覆うことができる形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００２９】
前記各実施形態では、排気孔は、軸方向に沿って孔４１１Ａが形成されたブシュ４１１が軸受面４１に取り付けられることで構成されていたが、従来の軸受本体１００，２００のように、軸受面に形成されていてもよい。
前記第１実施形態では、軸受本体３は、吸気孔４１３、吸気用流路４４、及び吸気用ポート４４１を備えていたが、これらを備えていなくてもよい。また、前記第２実施形態では、軸受本体３Ａは、吸気孔、吸気用流路、及び吸気用ポートを備えていないが、これらを備えていてもよい。
前記各実施形態では、空気軸受２は、三次元測定機１に用いられていたが、他の測定機や、工作機械などの他の産業機械に用いられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、空気軸受、及び空気軸受を備える産業機械に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…三次元測定機（産業機械）
２…空気軸受
３，３Ａ…軸受本体
４，４Ａ…板状部材
５，５Ａ…蓋部材
６…シール部材
４１…軸受面
４２…裏面
４３…穴（排気用流路）
４４…吸気用流路
４１１…ブシュ
４１１Ａ…小孔（排気孔）
４１２…凹部
４１３…吸気孔
４１４…穴（排気孔）
４２１，４２１Ａ…溝部（排気用流路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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