(57)【要約】【課題】可動部材１１の軸心ずれを防ぎつつ可動部材１１をロックすることができるエアベアリング装置を得る。【解決手段】エアベアリング装置１は、本体２と、その本体２に対して非接触支持される可動部材１１とを備えている。本体２には可動部材１１のロック機構２１が備えられている。ロック機構２１は、上動規制移動体２５ａと下動規制移動体２５ｂとを有し、それらが可動部材１１と一体的に移動するように構成されている。そして、両移動体２５ａ，２５ｂが上動規制ポート３７及び下動規制ポート３８からの加圧エアによってそれらの収容空間２２の壁面に押圧されると、上動規制移動体２５ａと下動規制移動体２５ｂとの移動が規制され、それにより可動部材１１がロックされる。【選択図】　　　　　　　図１
2004100915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を所定方向へ移動可能となるように設け、可動部材の移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構には、前記本体に設けられ前記可動部材と一体的に移動可能であり、かつ可動部材とは別に可動部材の外周部に押圧力を発生させることなく移動規制が可能な移動体を設け、その移動体の移動規制に伴って可動部材の移動が規制されるように構成したエアベアリング装置。
【請求項２】
加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を軸線方向へ移動可能となるように構成し、その可動部材の軸線方向への移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構は、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる収容凹部と、その収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の両側又は一側の壁面に当接されて前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた移動体と、
その移動体を前記収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える切り換え手段と
を備えたことを特徴とするエアベアリング装置。
【請求項３】
加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を軸線方向へ移動可能となるように構成し、その可動部材の軸線方向への移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構は、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる第１収容凹部と、
その第１収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の一側の壁面に当接されるように第１弾性部材の弾力によって押圧されることにより、前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記第１収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた第１移動体と、
その第１移動体を前記第１収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該第１移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える第１切り換え手段と、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる第２収容凹部と、
その第２収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の他側の壁面に当接されるように第２弾性部材の弾力によって押圧されることにより、前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記第２収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた第２移動体と、
その第２移動体を前記第２収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該第２移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える第２切り換え手段と
を備えたことを特徴とするエアベアリング装置。
【請求項４】
前記第１収容凹部と第２収容凹部は、前記可動部材の軸線方向と直交する方向に貫通する単一の貫通孔によって構成されものであり、可動部材を挟んで相対向するように第１移動体及び第２移動体を配置したものであることを特徴とする請求項３記載のエアベアリング装置。
【請求項５】
前記移動体と、該移動体が当接される収容凹部の壁面との間にはボールが設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のエアベアリング装置。
【請求項６】
前記切り換え手段は、加圧エアを前記移動体に供給するものであり、当該加圧エアによって移動体をロック位置と非ロック位置とに切り換えるように構成したことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のエアベアリング装置。
【請求項７】
前記移動体は、加圧エアによって非接触支持されたエアベアリング構成を有している請求項１ないし６のいずれかに記載のエアベアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアベアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアベアリング装置は、可動部材が本体に対して加圧エアによって非接触支持されるものであり、その非接触支持ゆえに可動部材の駆動に際し、摺動抵抗がない。このため、微小な荷重に高い応答性が得られるとともに、精度の高い制御を行うことが可能となるという特徴を有する。そこで、かかるエアベアリング装置は、より精度の高い制御が求められる近年の加工装置や部品実装装置等の各種装置に用いられている。
【０００３】
図８（ａ）に示すように、従来のエアベアリング装置６１は、本体６２と、本体６２に対して加圧エアによって非接触支持されるロッド等の可動部材６３とを備えている。本体６２には可動部材６３よりもその横断面積が若干大きい挿通孔６４が形成され、この挿通孔６４に可動部材６３が挿通されている。そして、本体６２には可動部材６３をその軸線方向に沿って駆動させるための図示しない駆動機構が設けられている。駆動機構としては、例えば加圧エアによって駆動させる構成やサーボモータを用いて駆動させる構成が考えられる。なお、可動部材６３自身を積極的に駆動させない使用形態もありうる。
【０００４】
本体６２の挿通孔６４を形成する内周面には環状の収容溝６５が形成され、収容溝６５には環状の軸受け用多孔質体６６が収容されている。収容溝６５の奥には環状の流通溝６７が形成されている。本体６２の外周面にはベアリングポート６８が設けられており、前記流通溝６７は通路６９を介してベアリングポート６８に連通されている。
【０００５】
そして、ベアリングポート６８に図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアがポート６８、通路６９、流通溝６７を介して軸受け用多孔質体６６の外周面に供給され、さらに同多孔質体６６内部を流通した後、その内周面全体から噴出される。すると、軸受け用多孔質体６６の内周面と可動部材６３の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。これにより、可動部材６３が本体６２に対して非接触支持される。このとき、可動部材６３と本体６２の内周面との間のクリアランスは１０〜２０μｍ程度となっている。
【０００６】
可動部材６３は、このように本体６２に非接触支持された状態で、図示しない駆動機構により挿通孔６４に沿って駆動されたり、外部からの荷重により可動部材６３が挿通孔６４に沿って移動可能な状態に保持されたりする。
【０００７】
ここで、エアベアリング装置６１を各種装置に利用した場合、その可動部材６３は常時移動可能な状態とされるのではなく、所定の位置で移動を規制することが必要となる場合がある。そのために、従来のエアベアリング装置６１では、前記本体６２の一端部に可動部材６３の移動を規制するためのロック機構７０が設けられている。
【０００８】
図８（ａ）に示すように、このロック機構７０はシリンダ本体７１と、シリンダ本体７１に対して同本体７１から出没可能に設けられたロッド７２とを備えている。シリンダ本体７１はロッド７２を前記可動部材６３に向けて前記エアベアリング装置６１の本体６２の一端部に設置されている。ロッド７２はシリンダ本体７１内に給排される加圧エア等の流体によって駆動されるよう構成されている。
【０００９】
可動部材６３の移動を規制する場合には、ベアリングポート６８の加圧エアを大気開放にして、図８（ｂ）に示すように、ロッド７２をシリンダ本体７１から可動部材６３に向けて突出させ、その先端部で可動部材６３をロッド７２の突出方向に押圧する。すると、可動部材６３は本体６２の内壁面に押圧される。これにより、可動部材６３の移動が規制される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエアベアリング装置６１に設けられられたロック機構７０は、可動部材６３を本体６２の内壁面に対して一方向（ロッド７２の突出方向）へ押圧することにより可動部材６３の移動を規制していた。このため、可動部材６３の移動を規制した場合に、可動部材６３の軸心がずれるという問題があった。前述したように、可動部材６３と本体６２の内周面との間のクリアランスは１０〜２０μｍであるため、その分だけ軸心がもとの位置Ｒ１からロック時の位置Ｒ２へずれてしまうのである。可動部材６３はエアベアリング装置６１を各種装置に利用した場合に所定の作業を行うものであるから、その移動を規制する場合には軸心のずれが生じないようにすることが必要となる。しかも、より精度の高い制御機能を有することが特徴であるエアベアリング装置としては、この１０〜２０μｍ程度のずれであっても満足できるものではない。
【００１１】
そこで、複数のピエゾ素子を用いて少ない軸心ずれで可動部材の移動を規制するロック機構が従来考えられている。これは、偶数個のピエゾ素子を、一対のピエゾ素子を一組としてその一組ごとに両ピエゾ素子の先端部で可動部材を挟むように設けたものである。ピエゾ素子に電圧を印加すればピエゾ素子は変位し、その先端部は可動部材に当接して可動部材を押圧する。これにより、可動部材は一対のピエゾ素子の先端部同士で挟まれてその移動が規制されることになる。複数のセンサ等を用いて可動部材と本体の内周面との隙間を測定し、その結果に基づいてピエゾ素子に印加する電圧量を制御すれば、軸心をずらすことなく可動部材の移動を規制することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、ピエゾ素子に印加する電圧量を制御してその変位量を高精度に制御することは実際的上非常に困難である。とすれば、単に可動部材を押圧して移動を規制するだけでなく、軸心のずれが生じないようにするという複雑な制御を複数のピエゾ素子を用いて行うことはより一層困難である。このため、ピエゾ素子で可動部材を挟むように構成したロック機構は実用的ではない。
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題を解消し得るエアベアリング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
以下に、上記課題を解決し得る手段等について項を分けて列挙する。なお、必要に応じてその作用、効果、具体的手段等についても付記する。
【００１５】
手段１．加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を所定方向へ移動可能となるように設け、可動部材の移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構には、前記本体に設けられ前記可動部材と一体的に移動可能であり、かつ可動部材とは別に可動部材の外周部に押圧力を発生させることなく移動規制が可能な移動体を設け、その移動体の移動規制に伴って可動部材の移動が規制されるように構成したエアベアリング装置。
【００１６】
手段１によれば、本体に設けられた移動体の移動を規制することに伴って、可動部材の移動が規制される。このとき、移動体の移動規制は、可動部材とは別に可動部材の外周部に押圧力を発生させることなく行われる。このため、可動部材の移動を規制する際に、その軸心ずれを無視できる程小さくすることができる。また、エアベアリング装置を各種装置に利用した場合、可動部材は所定の作業に携わることになるが、移動体はそれ自体何らかの作業に携わるわけではない。しかも、移動体はその移動を規制しても可動部材の軸心に影響を与えないよう構成されている。このため、移動体の移動規制では軸心がずれないように複数のピエゾ素子を複雑に制御するといったことは必要なく、実用的な構成で移動体の移動規制を行うことができる。
【００１７】
手段２．加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を軸線方向へ移動可能となるように構成し、その可動部材の軸線方向への移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構は、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる収容凹部と、その収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の両側又は一側の壁面に当接されて前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた移動体と、
その移動体を前記収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える切り換え手段と
を備えたことを特徴とするエアベアリング装置。
【００１８】
手段２によれば、可動部材の収容凹部（貫通孔等）に挿入された移動体の一部が収容凹部を形成する内壁面のうち可動部材の移動方向の両方向と常時当接している場合には、移動体の移動が規制されると可動部材はその移動方向の両方向への移動が規制される。一方、移動体の一部が収容凹部を形成する内壁面のうち可動部材の移動方向の一方向と常時当接している場合には、移動体の移動が規制されると可動部材はその移動方向の他方向への移動が規制される。例えば、可動部材の移動方向が上下方向であって移動体の一部が上方向壁面と常時当接している場合には、移動体の移動を規制すれば可動部材は下方向への移動が規制される。
【００１９】
この移動体の移動規制においては、切り換え手段による移動体のスライドに基づき、可動部材の外周部に押圧力を発生させることなく行われる。このため、可動部材の移動を規制する際に、その軸心ずれを無視できる程小さくすることができる。
【００２０】
また、エアベアリング装置を各種装置に利用した場合、可動部材は所定の作業に携わることになるが、移動体はそれ自体何らかの作業に携わるわけではない。しかも、移動体はその移動を規制しても可動部材の軸心に影響を与えないよう構成されている。このため、移動体の移動規制では軸心がずれないように複数のピエゾ素子を複雑に制御するといったことは必要なく、実用的な構成で移動体の移動規制を行うことができる。
【００２１】
手段３．加圧エアによって本体に対して非接触支持された可動部材を軸線方向へ移動可能となるように構成し、その可動部材の軸線方向への移動を規制するロック機構を備えたエアベアリング装置において、
前記ロック機構は、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる第１収容凹部と、
その第１収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の一側の壁面に当接されるように第１弾性部材の弾力によって押圧されることにより、前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記第１収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた第１移動体と、
その第１移動体を前記第１収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該第１移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える第１切り換え手段と、
前記可動部材に設けられ、前記軸線方向と直交する方向に延びる第２収容凹部と、
その第２収容凹部に一部が収容されるとともに、可動部材の移動方向の他側の壁面に当接されるように第２弾性部材の弾力によって押圧されることにより、前記可動部材とともに前記軸線方向に移動可能であり、かつ前記第２収容凹部の延びる方向にスライド可能とされた第２移動体と、
その第２移動体を前記第２収容凹部の延びる方向にスライドさせることで当該第２移動体の前記軸線方向への移動を規制するロック位置とそのロックを解除した非ロック位置とに切り換える第２切り換え手段と
を備えたことを特徴とするエアベアリング装置。
【００２２】
手段３によれば、可動部材の第１収容凹部に挿入された第１移動体の一部が第１収容凹部を形成する内壁面のうち軸線方向一側に当接されその向きに弾性力によって押圧されている。第２移動体はその逆となっている。そして、第１及び第２の切り換え手段によって、両移動体をロック位置にスライドさせると、両移動体の前記軸線方向の移動が規制される。例えば、可動部材の移動方向が上下方向である場合には、可動部材の上下移動が規制される。
【００２３】
この移動体の移動規制においては、上述のように第１及び第２の切り換え手段による移動体のスライドに基づき、可動部材の外周部に押圧力を発生させることなく行われる。このため、可動部材の移動を規制する際に、その軸心ずれを無視できる程小さくすることができる。なお、第１及び第２の切り換え手段の動作を変化させて一方の移動体のみをロック位置に配置した場合には可動部材は一方への移動のみ規制される。
【００２４】
また、エアベアリング装置を各種装置に利用した場合、可動部材は所定の作業に携わることになるが、移動体はそれ自体何らかの作業に携わるわけではない。しかも、移動体はその移動を規制しても可動部材の軸心に影響を与えないよう構成されている。このため、移動体の移動規制では軸心がずれないように複数のピエゾ素子を複雑に制御するといったことは必要なく、実用的な構成で移動体の移動規制を行うことができる。
【００２５】
手段４．前記第１収容凹部と第２収容凹部は、前記可動部材の軸線方向と直交する方向に貫通する単一の貫通孔によって構成されものであり、可動部材を挟んで相対向するように第１移動体及び第２移動体を配置したものであることを特徴とする上記手段３記載のエアベアリング装置。
【００２６】
手段４によれば、収容凹部を単一の貫通孔によって兼用でき、構成が簡素化される。また、第１移動体と第２移動体とが可動部材を挟んで相対向するよう配置されることから、第１移動体側と第２移動体側とを本体に対してバランスよく配置することができる。なお、後述する発明の実施の形態中の貫通孔２４が収容凹部に対応する。
【００２７】
手段５．前記移動体と、該移動体が当接される収容凹部の壁面との間にはボールが設けられていることを特徴とする上記手段２または３記載のエアベアリング装置。
【００２８】
手段５によれば、可動部材と移動体との当接部位がボールによる点接触となることから、移動体の前記ロック位置と非ロック位置との切り換えの際のスライド移動が円滑に行われるとともに、その移動に基づいて可動部材にはその軸線方向と直交する方向への力が殆ど加わらない利点がある。なお、若干の力が可動部材に加わっても、可動部材は加圧エアによって本体に対して非接触状態を保つような力が加わっているため、軸心ずれのおそれはない。
【００２９】
手段６．前記切り換え手段は、加圧エアを前記移動体に供給するものであり、当該加圧エアによって移動体をロック位置と非ロック位置とに切り換えるように構成したことを特徴とする上記手段２ないし５のいずれかに記載のエアベアリング装置。
【００３０】
手段６によれば、本体に対して可動部材を非接触するのに加圧エアを用いることから、切り換え手段も加圧エアを利用する構成とすることで、駆動源を空圧で共通化することができる。また、これは移動体を本体等に対して非接触支持する際にも有効である。
【００３１】
手段７．前記移動体は、加圧エアによって非接触支持されたエアベアリング構成を有している上記手段１ないし６のいずれかに記載のエアベアリング装置。
【００３２】
手段７によれば、移動体もエアベアリング構成によって非接触支持されることから、可動部材を非接触支持したことの利点を損なうことがない。特に、手段６に示した構成との組合せにおいては、全ての駆動源を空圧で共通化できる利点がある。さらに、可動部材を積極移動させる手段として、可動部材に段差を設けてこの段差に加圧エアを供給するように構成すれば、可動部材を完全に非接触支持することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、実施の形態について図１乃至図７を参照しつつ説明する。なお、図１及び図２はエアベアリング装置の縦断面図であり、図３はそのエアベアリング装置を利用した光ファイバ組立装置の正面図であり、図４乃至図７はその光ファイバ組立装置による光ファイバ接合工程を順に示す部分拡大正面図である。
【００３４】
エアベアリング装置１は、例えば四角柱状をなす本体２を有している。この本体２は通常複数の部品によって構成されるがここではその説明を省略する。図１及び図２に示すように、本体２には同本体２を貫通する挿通孔３が形成されている。挿通孔３を形成する内壁面の一端部には環状の流通溝４が形成されるとともに、流通溝４を覆うようにして環状の第１軸受け用多孔質体５が設けられている。これにより、挿通孔３は第１軸受け用多孔質体５が設けられた箇所で一段小さくなっており、その段差６（多孔質体５の端面）を境にして挿通孔は大孔部３ａと小孔部３ｂに区分される。また、挿通孔３の大孔部３ａを形成する内壁面にはその両端部に環状の収容溝７が形成され、その各収容溝７の奥には環状の流通溝８が形成されている。この各収容溝７には環状の第２軸受け用多孔質体９が収容されている。
【００３５】
なお、多孔質体は、例えば焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステンレス等の金属材料によって構成することができるが、それ以外にも、焼結三フッ化樹脂、焼結四フッ化樹脂、焼結ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材料や、焼結カーボン、焼結セラミックスなどによって構成することもできる。この構成は、本明細書において以降説明する他の多孔質体についても同様である。
【００３６】
挿通孔３には可動部材１１のロッド部１２が挿通されている。ロッド部１２はその軸線方向（上下方向）の中間部位で横断面積が一段小さくなるように形成されている。すなわち、ロッド部１２は挿通孔３の大孔部３ａの横断面形状と同一の横断面形状をなす第１ロッド部１２ａと、挿通孔３の小孔部３ｂの横断面形状と同一の横断面形状をなし第１ロッド部１２ａよりも小径とされる第２ロッド部１２ｂとで形成されている。第１ロッド部１２ａは大孔部３ａ内に、第２ロッド部１２ｂは小孔部３ｂにそれぞれ挿通され、第１ロッド部１２ａの先端部が本体２から突出されている。また、ロッド部１２は、第１ロッド部１２ａと第２ロッド部１２ｂの横断面積の違いにより形成される段部１３を有する。この段部１３と前記挿通孔３の段差６との間は圧力空間１４とされ、段部１３は圧力作用面とされる。
【００３７】
第１ロッド部１２ａの先端部には、本体２の外側において軸線方向に対して直交するテーブル状の載置部１５が設けられている。このため、図１及び図２に示すように、可動部材１１の縦断面は略Ｔ字形状となっている。
【００３８】
本体２の外周面には推力ポート１６が形成されている。この推力ポート１６は、本体２内に形成された通路１７を介して前記圧力空間１４に連通されている。推力ポート１６には図示しない圧力制御弁等からの配管が接続される。そして、圧力制御弁等の作用により圧力空間１４内の圧力を所定の値に制御されると、可動部材１１の圧力作用面に作用する圧力が変化する。これにより、可動部材１１は圧力に応じた軸線方向の所定位置へ積極的に駆動する。なお、圧力空間１４内の圧力を一定に制御して可動部材１１の自重による落下を防止し、可動部材１１を一定の位置で保持することも可能である。この状態では、可動部材１１にその軸線方向への荷重が加われば、それに伴って可動部材１１は軸線方向へ受動的な移動をすることになる。
【００３９】
また、前記本体２の外周面には、前記推力ポート１６とは異なる位置に図示しないベアリングポートが形成されている。ベアリングポートは前記各流通溝４，８と本体２内に形成された図示しない通路を介して連通されている。ベアリングポートには図示しない圧力供給源からの配管が接続される。そして、ベアリングポートに図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアがポート、通路、各流通溝４，８を介して第１及び第２軸受け用多孔質体５，９の外周面に供給され、さらにこれら多孔質体５，９内部を流通した後、その内周面全体から噴出される。
【００４０】
以上のように構成されたエアベアリング装置１では、圧力供給源からベアリングポートに加圧エアを供給すると、加圧エアが第１及び第２軸受け用多孔質体５，９の内周面全体から噴出する。すると、各軸受け用多孔質体５，９の内周面と第１ロッド部１２ａ及び第２ロッド部１２ｂの外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。これにより、可動部材１１が本体２に対して非接触支持される。この状態で、圧力制御弁等の作用により圧力空間１４内の圧力を所定の値に制御すると、可動部材１１は軸線方向の所定位置へ積極的に駆動する。また、圧力空間１４内が一定の圧力に制御された場合には、可動部材１１は一定の位置で保持されることになる。
【００４１】
さて、エアベアリング装置１はさらに、可動部材１１の移動を規制するためのロック機構２１を備えている。以下、このロック機構２１について説明する。
【００４２】
本体２には可動部材１１の移動方向（軸線方向）に延びる一対の収容空間２２が、可動部材１１を挟んで形成されている。収容空間２２はそれぞれ連通孔２３を介して本体の挿通孔３に連通されている。そして、一対の収容空間２２及び連通孔２３は、それぞれが可動部材１１を挟んで対称となるように形成されている。このため、可動部材１１の存在を無視した場合には、挿通孔３を形成する内壁面上にある連通孔２３の開口部同士は互いに相対向している。他方、可動部材１１にはその移動方向と直交して、かつ直線状に延びる貫通孔２４が、同孔２４の開口部が前記連通孔２３の開口部と対応するように形成されている。従って、連通孔２３と可動部材１１の貫通孔２４とを合わせて一直線状の孔が形成され、この孔によって一対の収容空間２２同士が連通されている。
【００４３】
一対の収容空間２２内には、それぞれ前記連通孔２３の横断面積よりも大きい移動体２５が、可動部材１１の移動方向へ移動可能となるように収容されている。各移動体２５には可動部材１１の移動方向と直交し、かつ連通孔２３を介して可動部材１１の貫通孔２４内まで延びる軸部２６が設けられている。このため、両移動体２５の軸部２６の先端部同士は貫通孔２４内で相対向している。そして、軸部２６を含んだ箇所における移動体２５の縦断面は略Ｔ字形状となる。
【００４４】
ここで、一対の移動体２５のうち、一方の移動体２５は可動部材１１がその移動方向のうちの一方へ移動するのを規制するものであり、他方の移動体２５は可動部材１１が他方へ移動するのを規制するものである。例えば、可動部材の移動方向を上下方向とすれば、一方の移動体２５は上方向への移動を規制し、他方の移動体２５は下方向への移動を規制する。そこで、以下では移動体２５の一方を上動規制用移動体２５ａとし、他方を下動規制用移動体２５ｂとして説明する。なお、可動部材１１はその他の方向、例えば水平方向に移動するように構成することも可能なことはいうまでもない。
【００４５】
上動規制用移動体２５ａの軸部２６の先端部にはその上側にばね収容溝２７が形成され、ばね収容溝２７の底面と貫通孔２４の上側壁面との間にはばね２８が縮んだ状態で配設されている。このため、ばね２８の復元力によって軸部２６は下方向へ押圧されている。また、その軸部２６の先端部下側であって、ばね２８の復元力により貫通孔２４の内壁面を押圧する箇所には球状のボール２９が回転可能に取り付けられている。これにより、上動規制用移動体２５ａの軸部２６はばね２８の復元力により貫通孔２４の内壁面下側を下方向に一点で押圧している状態となる。
【００４６】
下動規制用移動体２５ｂの軸部２６の先端部にはその下側にばね収容溝２７が形成され、ばね収容溝２７の底面と貫通孔２４の下側壁面との間にはばね２８が縮んだ状態で配設されている。このため、ばね２８の復元力によって軸部２６は上方向へ押圧されている。また、その軸部２６の先端部上側であって、ばね２８の復元力により貫通孔２４の内壁面を押圧する箇所には球状のボール２９が回転可能に取り付けられている。これにより、下動規制用移動体２５ｂの軸部２６はばね２８の復元力により貫通孔２４の内壁面上側を上方向に一点で押圧している状態となる。
【００４７】
このように、上動規制用移動体２５ａの軸部２６は貫通孔２４の内壁面下側を下方向に押圧し、下動規制用移動体２５ｂの軸部２６は貫通孔２４の内壁面上側を上方向に押圧している。このため、いずれの移動体２５ａ，２５ｂもその軸部２６が貫通孔２４内に収容された状態で保持される。これにより、両移動体２５ａ，２５ｂは可動部材１１の移動に伴って可動部材１１と一体的にその移動方向と同じ方向に収容空間２２内を移動することになる。
【００４８】
本体２の収容空間２２を形成する内壁面のうち、連通孔２３の形成された壁面には、連通孔２３の周囲に環状の収容溝３０が形成されている。また、その壁面と反対側の壁面にも後述する加圧溝３６の周囲に環状の収容溝３１が形成されている。各収容溝３０，３１にはそれぞれ環状の軸受け用多孔質体３２，３３が収容されている。各収容溝３０，３１の奥には環状の流通溝３４，３５が形成されている。そして、各流通溝３４，３５は本体２の外周面に形成された図示しない前記ベアリングポートと図示しない通路を介して連通されている。
【００４９】
そして、ベアリングポートに図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアがポート、通路、各流通溝３４，３５を介して各軸受け用多孔質体３２，３３の外周面に供給され、さらに同多孔質体３２，３３内部を流通した後、その内周面全体から噴出される。すると、軸受け用多孔質体３２，３３の内周面とその内周面と相対向する各移動体２５ａ，２５ｂの外壁面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。これにより、各移動体２５ａ，２５ｂが本体２に対して非接触支持される。
【００５０】
すなわち、以上の構成によって、両移動体２５ａ，２５ｂが可動部材１１と一体移動するとともに、本体２に対して可動部材１１及び両移動体２５ａ，２５ｂが非接触支持された状態を保ちつつ上下方向（軸線方向）に移動されることとなる。
【００５１】
本体２の収容空間２２を形成する内壁面のうち、連通孔２３の形成された壁面とは反対側の壁面には加圧溝３６が形成されている。すなわち、上動規制用移動体２５ａが収容された収容空間２２には上動規制用加圧溝３６ａが形成され、下動規制用移動体２５ｂが収容された収容空間には下動規制用加圧溝３６ｂが形成されている。本体２の外周面において前記推力ポート１６及びベアリングポートとは異なる位置には、上動規制用加圧ポート３７と下動規制用加圧ポート３８がそれぞれ形成され、上動規制用加圧ポート３７は上動規制用加圧溝３６ａに連通され、下動規制用加圧ポート３８は下動規制用加圧溝３６ｂに連通されている。両加圧ポート３７，３８にはそれぞれ図示しない圧力供給源からの配管が接続される。
【００５２】
各加圧ポート３７，３８にそれぞれ図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、加圧エアは加圧溝３６ａ，３６ｂに流入し、その加圧溝３６ａ，３６ｂ内の加圧エアによって、図２に示すように、各移動体２５ａ，２５ｂは連通孔２３の形成された壁面に押圧される。このとき、軸受け用多孔質体３２，３３に加圧エアを供給することを停止すれば静圧は発生しなくなるため、それに制約されることなく各移動体２５ａ，２５ｂは壁面に当接して、その壁面を押圧する。これにより、各移動体２５ａ，２５ｂはその移動が規制される。
【００５３】
なお、かかる各移動体２５ａ，２５ｂの横方向移動は１０〜２０μ程度と微小な移動であり、しかも可動部材１１との間ではボール２９によって転がりが生じるため殆ど摩擦力が発生しない。そのため、各移動体２５ａ，２５ｂを横移動させてその移動を規制した場合にあっても、可動部材１１の軸心がずれる方向への力は殆ど発生しない。さらに、可動部材１１は多孔質体９から噴出する加圧エアによって常時軸心が一定位置となるような力が加わるため、可動部材１１の軸心ずれはなくなる。
【００５４】
上記したロック機構２１による可動部材１１の移動規制は、次のように行われる。
【００５５】
すなわち、可動部材１１の上方への移動を規制する場合には、上動規制用加圧ポート３７に図示しない圧力供給源から加圧エアを供給し、上動規制用移動体２５ａを連通孔２３の形成された壁面に押圧する。すると、上動規制用移動体２５ａはその壁面に当接した状態から移動することが規制される。ここで、通常時の上動規制用移動体２５ａは前述した通り、可動部材１１と一体的にその移動方向と同じ方向に収容空間２２内を移動する。この状態では、軸部２６と貫通孔２４の内壁面上側との間に配設されたばね２８の復元力により、軸部２６が貫通孔２４内で同貫通孔２４の内壁面下側と当接し、その内壁面を下方向に押圧している。このため、上動規制用移動体２５ａの移動が規制されると、可動部材１１もそれ以上、上方向へ移動することができなくなる。これにより、可動部材１１の上方への移動が規制されることになる。
【００５６】
他方、可動部材１１の下方への移動を規制する場合には、下動規制用加圧ポート３８に図示しない圧力供給源から加圧エアを供給し、下動規制用移動体２５ｂを連通孔２３の形成された壁面に押圧する。すると、下動規制用移動体２５ｂはその壁面に当接した状態から移動することが規制される。ここで、通常時の下動規制用移動体２５ｂは前述した通り、可動部材１１と一体的にその移動方向と同じ方向に収容空間２２内を移動する。この状態では、軸部２６と貫通孔２４の内壁面下側との間に配設されたばね２８の復元力により、軸部２６が貫通孔２４内で同貫通孔２４の内壁面上側と当接し、その内壁面を上方向に押圧している。このため、下動規制用移動体２５ｂの移動が規制されると、可動部材１１もそれ以上、下方向へ移動することができなくなる。これにより、可動部材１１の下方への移動が規制されることになる。
【００５７】
このように、上記ロック機構２１の場合、従来技術のように可動部材１１を挿通孔３の内壁面に押圧するのではなく、可動部材１１と一体的に移動する移動体２５の移動を規制することによって、可動部材１１の移動を規制している。このとき、移動体２５の移動規制は、可動部材１１とは別に可動部材１１の外周部に押圧力を発生させることなく行われる。このため、可動部材１１の移動を規制する際に、その軸心ずれを無視できる程小さくすることができる。
【００５８】
また、エアベアリング装置１を各種作業装置に利用した場合、可動部材１１は所定の作業に携わることになるが、移動体２５はそれ自体何らかの作業に携わるわけではない。しかも、上述のとおり、移動体２５はその移動を規制しても可動部材１１の軸心に影響を与えないよう構成されている。このため、移動体２５の移動規制では従来技術のように可動部材１１の軸心がずれないように複数のピエゾ素子を複雑に制御するといったことは必要なく、単に加圧エアと機械的構成のみで可動部材の移動規制が実現できる。従って、きわめて実用性に優れたエアベアリング装置１とすることができる。
【００５９】
さらに、このエアベアリング装置１では、移動体２５もエアベアリング構成によって非接触支持している。このため、可動部材１１を非接触支持したことの利点、すなわち微小な荷重に対して高い応答性を得ることができるという特長を損なうことがない。
【００６０】
なお、本実施の形態では、上記したロック機構２１は可動部材１１の両方向（上下両方向）の移動を規制すべく一対の移動体２５ａ，２５ｂを設けたが、一つの移動体２５だけを設けて可動部材１１の移動方向のうちいずれか一方向のみの移動を規制するように構成することも可能である。さらに、移動体２５の軸部２６を貫通孔２４内において可動部材１１の移動方向の両方向壁面に当接させ、一つの移動体２５で可動部材１１の両方向の移動を規制するようにしてもよい。
【００６１】
次に、かかるロック機構２１を備えたエアベアリング装置１を部品製造装置としての光ファイバ組立装置５１、中でも光ファイバの端面同士を接合するための装置に利用した場合について、図３乃至図７を参照しつつ説明する。なお、部品製造装置としては光ファイバ組立装置に限られず、例えば半導体等のデバイスを加工する装置とすることなども可能である。
【００６２】
図３に示すように、光ファイバ組立装置５１は、図示しないテーブルをＸ軸・Ｙ軸方向に移動させて同テーブルの平面上の位置調整、すなわち水平方向の位置調整を行うＸ−Ｙステージ５２を備えている。Ｘ−Ｙステージ５２のテーブル上に、可動部材１１の移動方向がＺ軸方向（上下方向）となるようにしてエアベアリング装置１が設けられている。このため、Ｘ−Ｙステージ５２に設けられたテーブルの位置調整を行うことにより、エアベアリング装置１が水平方向の所定位置に配置されることになる。この光ファイバ組立装置５１では、エアベアリング装置１の可動部材１１はＺ軸方向の一定位置で保持されるように図示しない制御装置により圧力制御弁等が制御されている。この場合、可動部材１１にそのＺ軸方向から荷重が加われば、可動部材１１はＺ軸方向へ受動的な移動をすることになる。そして、可動部材１１の載置部１５には光ファイバを保持する治具５３が設けられている。
【００６３】
この光ファイバ組立装置５１では、図４に示すように、相互に接合させようとする光ファイバのうち、一方の光ファイバＡがその先端を上方に向けた形で治具５３に保持されている。他方の光ファイバＢは、図示しない別の装置に設けられた治具により光ファイバＡの上方で保持されている。この状態でＸ−Ｙステージ５２が駆動され、光ファイバＡの位置が光ファイバＢの位置と合うようにエアベアリング装置１の平面上の位置調整を行う。このとき、可動部材１１のＺ軸方向の位置は一定の位置で保持されているため、光ファイバＡのＺ軸方向の位置は一定の位置に保たれている。この状態で、図示しない装置を駆動して光ファイバＢを光ファイバＡに向かって下降させる。
【００６４】
光ファイバＢの下降が進められると、図５に示すように光ファイバＢが光ファイバＡに突き当たる。このとき、光ファイバＡには下方向に向けた荷重が加わるとともに、その荷重については、可動部材１１がＺ軸方向に逃げる（下降する）ことによって吸収される。その後、ロック機構２１が駆動されて可動部材１１はその下降した位置からの移動が規制される。
【００６５】
次いで、図６に示すように、光ファイバＢを１μｍ程度上昇させる。なお、図示では説明の便宜上、間隔を実際よりも大きくとっている。この状態で、Ｘ−Ｙステージ５１を駆動してエアベアリング装置１の平面上の位置を微調整し、前述した光ファイバＡ，Ｂ同士が突き当たった際に生じた位置ずれを解消させる。その後、図７に示すように再度光ファイバＢを光ファイバＡに向かって下降させて、光ファイバＡと光ファイバＢとを接合する。なお、位置ずれを解消した後にロック機構２１を解除すれば、荷重を吸収した位置で移動が規制されていた可動部材１１が元の位置に戻る。この作用により、光ファイバＡと光ファイバＢとを接合させてもよい。この場合、可動部材１１は圧力空間１４内のエア圧により元の位置に戻るため、図示しない別の装置を駆動して光ファイバＢを光ファイバＡに接合させるよりも、その接合時に生じる荷重や位置ずれを少なくすることができる。
【００６６】
この光ファイバ組立装置５１では、同装置５１に利用したエアベアリング装置１の可動部材１１の移動を規制する際に軸心ずれが無視できる程小さいため、エアベアリング装置１をＸ−Ｙステージ５２で位置調整して光ファイバＡの位置調整を行う際に、軸心がずれているためにＸ−Ｙステージ５２で調整した位置と光ファイバＡとの位置とのずれが生じない。このため、光ファイバＡ，Ｂ同士の接合をずれなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロック機構非作動状態におけるエアベアリング装置の縦断面図。
【図２】ロック機構作動状態におけるエアベアリング装置の縦断面図。
【図３】光ファイバ組立装置の正面図。
【図４】光ファイバ組立装置による光ファイバ接合工程を示す部分拡大正面図。
【図５】光ファイバ組立装置による光ファイバ接合工程を示す部分拡大正面図。
【図６】光ファイバ組立装置による光ファイバ接合工程を示す部分拡大正面図。
【図７】光ファイバ組立装置による光ファイバ接合工程を示す部分拡大正面図。
【図８】従来のエアベアリング装置に関するものであり、（ａ）はロック機構非作動状態におけるエアベアリング装置の縦断面図、（ｂ）はロック機構作動状態におけるエアベアリング装置の縦断面図。
【符号の説明】
１…エアベアリング装置、２…本体、３…挿通孔、１１…可動部材、２１…ロック機構、２５…移動体、３７…上動規制ポート、３８…下動規制ポート。
【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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【図８】
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