(57)【要約】【課題】少なくとも一対の軸受部を有する軌道部材と、該軌道部材に嵌装してなるスリーブと、を有してなり、前記の軸受部とスリーブの間に潤滑気体を噴出し所定の空隙を形成してスリーブを気体潤滑で移動可能としてなるリニアガイドに関する。【解決手段】前記リニアガイドに対し、前記軸受部間に位置検出センサを一体的に組み込んでなる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の軸受部を有する軌道部材と、該軌道部材に嵌装してなるスリーブと、を有してなり、前記の軸受部とスリーブの間に潤滑気体を噴出し所定の空隙を形成してスリーブを気体潤滑で移動可能としてなるリニアガイドに対し、
前記軸受部間に位置検出センサを一体的に組み込んでなることを特徴とするセンサ一体型リニアガイド。
【請求項２】
前記位置検出センサが、差動トランス型センサであって、
１次コイルおよびその両側に配置してなる２次コイルからなるコイル群と、該コイル群に対向して位置するコアと、の一方をスリーブ内面側に、他方を軌道部材外面側に配設しセンサを構成してなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ一体型リニアガイド。
【請求項３】
前記位置検出センサが、静電容量型センサであって、
その対向して位置する共通電極と２つの分割電極の一方をスリーブ内面側に、他方を軌道部材外面側に配設しセンサを構成してなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ一体型リニアガイド。
【請求項４】
前記軌道部材を円筒状の軌道部材としてなり、かつ、
前記軸受部の表面上の軸方向に複数の軸方向溝を等間隔に形成し、かつ、該軸方向溝の間にそれぞれ潤滑気体を噴出する１つ以上の絞りを形成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ一体型リニアガイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動体であるスリーブを軌道部材上において非接触で保持する気体軸受を有するリニアガイドの精密位置決め技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアガイドは、固定の軌道部材上を気体潤滑で移動するスリーブを有する直進の案内装置であり、高精度の位置決め制御を必要とする光ファイバ接合装置の位置決め用等に好適に適用される。
従来、リニアガイドの位置検出に際しては、可動部であるスリーブに、別に付設した位置検出センサを外付けし、位置検出を実施していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、従来のリニアガイドでは、リニアガイドの適用にあたって位置検出センサを外付けすることが必要となり、装置の小型化を阻害していた。
また、装置を使用するにあたっては、リニアガイドとセンサのそれぞれについて位置決め誤差を生じ、個別の調整が必要となり、きわめて使いづらかった。
【０００４】
本発明は、センサ一体型リニアガイドの実現により、上記の課題を解決するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のセンサ一体型リニアガイドによって上記課題を解決した。
▲１▼　少なくとも一対の軸受部を有する軌道部材と、該軌道部材に嵌装してなるスリーブと、を有してなり、前記の軸受部とスリーブの間に潤滑気体を噴出し所定の空隙を形成してスリーブを気体潤滑で移動可能としてなるリニアガイドに対し、前記軸受部間に位置検出センサを一体的に組み込んでなることを特徴とするセンサ一体型リニアガイド。
▲２▼　前記位置検出センサが、差動トランス型センサであって、１次コイルおよびその両側に配置してなる２次コイルからなるコイル群と、該コイル群に対向して位置するコアと、の一方をスリーブ内面側に、他方を軌道部材外面側に配設しセンサを構成してなることを特徴とする上記▲１▼に記載のセンサ一体型リニアガイド。
▲３▼　前記位置検出センサが、静電容量型センサであって、その対向して位置する共通電極と２つの分割電極の一方をスリーブ内面側に、他方を軌道部材外面側に配設しセンサを構成してなることを特徴とする上記▲１▼に記載のセンサ一体型リニアガイド。
▲４▼　前記軌道部材を円筒状の軌道部材としてなり、かつ、前記軸受部の表面上の軸方向に複数の軸方向溝を等間隔に形成し、かつ、該軸方向溝の間にそれぞれ潤滑気体を噴出する１つ以上の絞りを形成してなることを特徴とする上記▲１▼〜▲３▼のいずれかに記載のセンサ一体型リニアガイド。
【０００６】
【発明の実施の形態】
まず、図６に基づき、本発明のセンサ一体型リニアガイドへの適用に好適なリニアガイドの単体の構造について説明する。
リニアガイドに適用する軌道部材１は、図６（ａ）に部分断面図として示ように、その両端に固定用の把持部１ａを形成してなり、中心部の軸方向に給気用の穴が穿設されてなる。また、端部には給気孔４が設けられている。なお、通常は、給気孔の片端を閉止して、片端からの給気を行う。
【０００７】
軌道部材１の所要箇所（図６では２箇所）には、後述のスリーブを非接触で保持する軸受部２を設ける。軸受部２には、周方向に所要数の絞り５を設けて給気孔４から給気した気体を噴出させる。ここで適用する気体は、例えば空気を好適とするが特に限定するものではない。また、絞り５については、軸受面に直接小さな孔をあけて絞り効果を得る自成絞り等を好適に適用することができ、必要に応じて絞りを多数孔として構成することもある。
【０００８】
軸受部２には、その軸方向に形成する軸方向溝６を周方向に等間隔に設ける。なお、絞り５は、軸方向溝６の間の略中間位置に設けるように配置することを好適とする（図６（ｂ）参照）。また、図６では、軸方向溝６を９０°間隔で４箇所設け、絞り５をそれぞれ１つずつ設けているが、本発明では、特にそれらの配置や設置数を限定するものではない。
【０００９】
さらに、軸受部２の端部には軸方向の段差３を設け、周囲圧につながる逃げ部として絞り５から噴出した気体（空気）が軸方向溝６を介して外部に排出されるようにしておく。
図６（ｃ）には、スリーブ７を軌道部材１に嵌装したリニアガイド９の断面図を示す。図６（ｃ）に示すように、軌道部材１の軸受部２に段差３を設けて周囲圧につながる逃げ部８を形成する。
【００１０】
本発明は、この図６に代表されるリニアガイドに対し、前記軸受部間に位置検出センサを一体的に組み込んでなることを特徴とするセンサ一体型リニアガイドである。
以下では、図６に示すリニアガイドに位置検出センサを一体的に組み込んだ例を好適な実施例として説明する。ただし、図６では、軸受部に絞りを設けて潤滑気体を供給しているが、本発明において潤滑気体の供給方式を特に限定するものではない。
【００１１】
ところで、高精度の位置検出が可能なセンサとしては、各種の方式のセンサが既によく知られている。ここでは、まず、リニアガイドに一体的に組み込むのに好適な位置検出センサについて説明し、次に、そのセンサを一体的に組み込んでなるセンサ一体型リニアガイドの好適な実施の形態を説明する。
高精度の位置検出方式として最も代表的なものが電磁誘導を利用して位置変位を測定する差動トランス型センサである。図４に基づいてその動作原理を説明する。差動トランスは、１次コイル２１と２つの２次コイル２２からなり、コア２３がコイル内を直線的に移動する構造であり、一次コイル２１に電源３１から交流電流を供給し、２つの２次コイル２２から差動的に信号を取り出し、コア２３の位置を検出するものである。
【００１２】
また、図５に示す静電容量型センサは、対向して平行に置かれた共通電極２５と２つの分割電極２６の面積のバランスの変化から位置検出を行うものであり、共通電極２５の位置変動に応じて変化する静電容量（ＣＡ　、ＣＢ　）の差もしくは比から位置検出を行う。
なお、高精度の位置検出センサとして他にも、コイル状の抵抗線と、その上を摺動して移動する摺動子から構成され、摺動子の位置によって変化する抵抗を測定することで位置検出を行うポテンショメータ方式等を適用することもできる。
【００１３】
次に、本発明の好適な実施の形態として、まず、図１に示す差動トランス型センサを組み込んだセンサ一体型リニアガイドについて説明する。
本発明では、図１に示すように、スリーブ７の内面側には、１次コイル２１およびその両側に配置の２次コイル２２からなるコイル群を配設し、軌道部材１側の２つの軸受２の間には、そのコイル群に対向するコア２３を配設して差動トランス型センサ２０を構成し、リニアガイドに一体的に組み込むことを特徴とするものである。なお、コイル群とコアを互いに入れ替えて配置してもよいことは言うまでもない。
【００１４】
また、図２に示すように、スリーブ７の内面側には、共通電極２５を配設し、軌道部材１側の２つの軸受２の間には、２つの分割電極２６を配設することで、静電容量型センサ３０を一体的に組み込むようにすることもできる。また、図２の場合も、対向して位置する共通電極２５と２つの分割電極２６を互いに入れ替えて配置することができる。なお、２７はスペーサである。
【００１５】
さらに、本発明の別の実施の形態として、リニアガイドの断面形状は、図３（ｂ）に示す円筒型以外にも、例えば図３（ｃ）に示すように四角の筒型とすることもできる。
【００１６】
【実施例】
図７は、本発明のセンサ一体型リニアガイド９を２本並行して配置し、固定部材１６に固定するとともに、センサ一体型リニアガイド９のスリーブ７上に載荷プレート１５を載設して構成した高精度位置決めユニットの一例である。　なお、２本のセンサ一体型リニアガイド９のうち、片方はセンサを内蔵しない通常のリニアガイドとすることもできる。ただし、２本のセンサ一体型リニアガイドを適用すれば、２つの位置信号の平均化処理等を行なうことで位置検出精度の向上を実現できる。
【００１７】
例えば、上記の高精度位置決めユニットを２台直交して配置し、位置決め対象部材１７として例えば光ファイバ接合器をそれぞれの載荷プレート１５上に設置することで、光ファイバの接合位置を２次元方向に自在に精密位置決め可能となり、サブミクロンオーダーの高い位置精度を要求される光ファイバ接合を容易に行なうことができるようになった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によって、位置検出センサとリニアガイドの一体化を達成し、外付けで邪魔であった外部の位置検出センサを不要として小型化を実現できた。
また、位置検出センサとリニアガイドを一体化したことから、別々に行っていた位置決め誤差などの調整作業が一度で済むようになり、作業性を大幅に向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】差動トランス型センサを組み込んだ本発明のセンサ一体型リニアガイドの断面図である。
【図２】静電容量型センサを組み込んだ本発明のセンサ一体型リニアガイドの断面図である。
【図３】本発明のセンサ一体型リニアガイドの部分断面図（ａ）と、そのＢ−Ｂ視断面図であり、（ｂ）は円筒型の場合、（ｃ）は四角の筒型の場合を示す。
【図４】差動トランス型センサの動作原理を説明する模式図である。
【図５】静電容量型センサの動作原理を説明する模式図である。
【図６】リニアガイドの模式図であり、（ａ）は軌道部材の部分断面図、（ｂ）は軌道部材のＡ−Ａ視図、（ｃ）は軌道部材とスリーブからなる全体断面図である。
【図７】本発明のセンサ一体型リニアガイドの適用例である高精度位置決めユニットの模式的な平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１　　　　軌道部材
１ａ　　把持部
２　　　　軸受部
３　　段差
４　　　　給気口
５　　　　絞り
６　　　　軸方向溝
７　　スリーブ
８　　逃げ部
９　　リニアガイド（センサ一体型リニアガイド）
１５　　載荷プレート
１６　　固定部材
１７　　位置決め対象部材（光ファイバ接合器）
２０　　差動トランス型センサ（位置検出センサ）
２１　　１次コイル
２２　　２次コイル
２３　　コア
２５　　共通電極
２６　　分割電極
２７　　スペーサ
３０　　静電容量型センサ（位置検出センサ）
３１　　電源
３２　　電圧計
【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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【図６】
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【図７】
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