(57)【要約】【課題】  スライド運動に対する摩擦抵抗が小さく、かつスライド方向以外の運動に対して剛性が高いリニアガイド装置を提供する。【解決手段】  ガイド２は、スライド方向に平行なスライドブロック１の２つの側面と１つの底面をそれぞれ支持する側面ガイド部分２Ａ、２Ｂと底面ガイド部分２Ｃを有し、側面ガイド部分２Ａ、２Ｂはスライドブロック１を挟んで対向し、側面ガイド部分２Ａにエアパッド３ａ、３ｂ、３ｃが取り付けられ、側面ガイド部分２Ｂにエアパッド４ａが取り付けられ、エアパッド３ａ、３ｂ、３ｃはそれらの取付支点が三角形を形成するように配置され、エアパッド４ａはその取付支点の対向点Ｐが上記三角形の内側にあるように配置され、底面ガイド部分２Ｃにエアパッド５ａ、５ｂがスライド方向に整列して配置されている。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドブロックと、上記スライドブロックをエアによって支持するガイドとを有するエアスライド式リニアガイド装置であって、上記ガイドは、上記スライドブロックがスライドする方向に平行なスライドブロックの２つの側面と１つの底面をそれぞれ支持する２つの側面ガイド部分及び１つの底面ガイド部分を有し、上記２つの側面ガイド部分は、上記スライドブロックを挟んで対向しており、一方の側面ガイド部分には、３つのエアパッドが取り付けられ、他方の側面ガイド部分には、１つのエアパッドが取り付けられ、上記３つのエアパッドは、それらの取付支点が三角形を形成するように配置され、上記１つのエアパッドは、その取付支点の対向する点が上記三角形の内側にあるように配置され、上記底面ガイド部分には２つのエアパッドが、スライド方向に整列して配置されていることを特徴とするエアスライド式リニアガイド装置。
【請求項２】
上記エアパッドは、スライドブロックの面に隣接する空気排出面とガイドに取り付けられた裏面とを有し、さらに、上記エアパッドをガイドに回転可能に取り付ける手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエアスライド式リニアガイド装置。
【請求項３】
上記エアパッドを上記スライドブロックの面に対して垂直方向に移動可能にガイドに取り付ける手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエアスライド式リニアガイド装置。
【請求項４】
上記エアパッドをガイドに回転可能に取り付ける手段は、エアパッドの裏面に固着された第１のボール支持部材と、ガイドに取り付けられた第２のボール支持部材と、上記第１と第２のボール支持部材の間に回転自在に設けられたボールで構成され、上記エアパッドをスライドブロックの面に対して垂直方向に移動可能にガイドに取りつける手段は、ガイドに設けられた取り付け用貫通孔と、上記貫通孔を通過して延びる第２のボール支持部材の取り付け端部と、上記貫通孔と上記第２のボール支持部材の取り付け端部の両者に設けられたネジで構成されることを特徴とする請求項３に記載のエアスライド式リニアガイド装置。
【請求項５】
上記スライドブロックの側面及び底面には、ガラス板が貼られていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエアスライド式リニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアスライド式リニアガイド装置に関し、特に、スライドブロックと上記スライドブロックをエアすなわち空気によって支持するガイドとを有するエアスライド式リニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアガイド装置では、横断面が矩形をなす案内レール上に横断面が略コの字形のスライダが直動自在に跨架され、案内レールとスライダとの間に複数の転動体（ボール）が転動自在に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、円筒形のリニアガイドと、リニアガイドの円筒軸に沿って移動可能な中空円筒形のシリンダチューブとが設けられ、このリニアガイドとシリンダチューブとの間にエアが供給されて両者間を非接触状態にしているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９０８９０号公報（図３、図７）
【非特許文献１】特開２００３−７４５１２号公報（〔００１３〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリニアガイドには、スライド運動に対する摩擦抵抗が小さく、かつスライド方向以外の運動に対して剛性が高い構造のものはない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、スライドブロックと、上記スライドブロックをエアによって支持するガイドとを有するエアスライド式リニアガイド装置であって、上記ガイドは、上記スライドブロックがスライドする方向に平行なスライドブロックの２つの側面と１つの底面をそれぞれ支持する２つの側面ガイド部分及び１つの底面ガイド部分を有し、上記２つの側面ガイド部分は、上記スライドブロックを挟んで対向しており、一方の側面ガイド部分には、３つのエアパッドが取り付けられ、他方の側面ガイド部分には、１つのエアパッドが取り付けられ、上記３つのエアパッドは、それらの取付支点が三角形を形成するように配置され、上記１つのエアパッドは、その取付支点の対向する点が上記三角形の内側にあるように配置され、上記底面ガイド部分には２つのエアパッドが、スライド方向に整列して配置されていることを特徴とするエアスライド式リニアガイド装置が提供される。
【０００７】
上記リニアガイド装置によれば、複数のエアパッドによってスライドブロックを支持する構成を採用し、エアパッドの配置が機構学的な整定性を満たす合理的なものとなっていることから、スライド運動に対する摩擦抵抗が小さく、かつスライド方向以外の運動に対して剛性が高い。また、エアパッドの相対的な間隔を調整することにより、任意の大きさのスライドブロックを支持可能である。さらに、上記構成に加え、スライドブロックの側面及び底面にガラス板を貼り付けてガラス板をエアパッドで支持するように構成すれば、エアパッドとガラス板との間に空気膜が形成され、さらに良好な低摩擦状態が実現される。
【０００８】
上記エアパッドは、スライドブロックの面に隣接する空気排出面とガイドに取り付けられた裏面とを有し、さらに、上記エアパッドをガイドに回転可能に取り付ける手段が設けられてもよい。このように構成することにより、エアパッドが回転自由度を持つので、エアパッドが自調作用で回転し、エアパッドの空気排出面がスライドブロックのガラス板面と平行になる。この結果、機構学的な整定性が満足され、スライドブロックのスライド方向と直交する２つの方向への並進運動は、これらのエアパッドによって拘束される。また、回転運動についても、３方向全てにおいて拘束される。
【０００９】
また、上記エアパッドを上記スライドブロックの面に対して垂直方向に移動可能にガイドに取り付ける手段が設けられてもよい。このように構成することにより、エアパッドとスライドブロックのガラス板面との間の間隔を調整することができ、また、エアパッドをガラス板面に押しつけることによって、エアパッドの自調作用を促すことができる。
【００１０】
また、上記エアパッドをガイドに回転可能に取り付ける手段は、エアパッドの裏面に固着された第１のボール支持部材と、ガイドに取り付けられた第２のボール支持部材と、上記第１と第２のボール支持部材の間に回転自在に設けられたボールで構成され、上記エアパッドをスライドブロックの面に対して垂直方向に移動可能にガイドに取りつける手段は、ガイドに設けられた取り付け用貫通孔と、上記貫通孔を通過して延びる第２のボール支持部材の取り付け端部と、上記貫通孔と上記第２のボール支持部材の取り付け端部の両者に設けられたネジで構成されてもよい。このように構成することにより、エアパッドの支点がボールで支持され、エアパッドが回転自由度を持つ。また、ネジを介して第２のボール支持部材を回転させてエアパッドをガラス板面に押し付けると、第１のボール支持部材が自調作用で回転し、エアパッドの空気排出面がガラス面と平行になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のエアパッドによってスライドブロックを支持する構成を採用し、エアパッドの配置が機構学的な整定性を満たす合理的なものとなっていることから、スライド運動に対する摩擦抵抗が小さく、かつスライド方向以外の運動に対して剛性が高い。また、エアパッドの相対的な間隔を調整することにより、任意の大きさのスライドブロックを支持可能である。さらに、上記構成に加え、スライドブロックの側面及び底面にガラス板を貼り付けてガラス板をエアパッドで支持するように構成すれば、エアパッドとガラス板との間に空気膜が形成され、さらに良好な低摩擦状態が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係るエアスライド式リニアガイド装置の実施の形態を示している。図１において、エアスライド式リニアガイド装置は、スライドブロック１とガイド２とで構成される。スライドブロック１は、図２に示すように直方体形状であり、長手方向に平行な２つの側面と１つの底面にそれぞれガラス板を貼り付けたものであり、長手方向にスライド運動する。
【００１３】
図３、図４に示されているように、スライドブロック１を支持するガイド２は、スライドブロック１の２つの側面と１つの底面をそれぞれ支持する２つの側面ガイド部分２Ａ、２Ｂと１つの底面ガイド部分２Ｃで構成される。一方の側面ガイド部分２Ａには３つの円形のエアパッド３ａ、３ｂ、３ｃが取り付けられ、他方の側面ガイド部分には１つの円形のエアパッド４ａが取り付けられ、底面ガイド部分には２つの円形のエアパッド５ａ、５ｂが取り付けられている。エアパッド３ａ、３ｂ、３ｃは、それらの取り付け支点が三角形状を形成するように配置され、対向する側面ガイド部分２Ｂに取り付けられたエアパッド４ａは、その取り付け支点の対向する点Ｐがその三角形の内側にあるように配置されている。エアパッド５ａ、５ｂは、その取り付け支点が長手方向に整列するように配置されている。
【００１４】
各エアパッドは、多数の孔を有する空気排出面６（図３参照）をスライドブロックのガラス面と隣接して配置され、その裏面７が各ガイド部分に取り付けられている。図３に示されているように、エアパッドのうち側面ガイド部分２Ａ、２Ｂに取り付けられたエアパッド３ａ、３ｂ、３ｃ及び４ａは、その空気排出面が側面ガイド部分２Ａ、２Ｂの表面からわずかに突出するように取り付けられており、底面ガイド部分２Ｃに取り付けられたエアパッド５ａ、５ｂは、その全体が底面ガイド部分２Ｃの表面上に取りつけられている。
【００１５】
図５は、エアパッド３ａ、３ｂ、３ｃ及び４ａを側面ガイド部分２Ａ、２Ｂに取り付けた例を示している。図５に示されているように、エアパッドは、側面ガイド部分に設けられた円形の収容部に収容されており、エアパッドの裏面７の中央に第１のボール支持部材８ａが固着され、ガイド部分２Ａ、２Ｂには第２のボール支持部材８ｂが取り付けられている。第１のボール支持部材８ａと第２のボール支持部材８ｂには円錐状の穴が設けられその穴によりボール９が支持されている。第２のボール支持部材８ｂのガイド部分への取り付け端部には雄ネジが設けられ、ガイド部分の貫通孔に設けられた雌ネジと噛み合うようになっている。そして、第２のボール支持部分８ｂのボール支持側と反対側の先端部には、調節用ドライバのための溝が設けられている。
【００１６】
図６は、エアパッドの裏面に第１のボール支持部材１８ａを固着し、その中央の円錐状の穴にボール９を保持している状態を示している。この第１のボール支持部材１８ａは、図５の第１のボール支持部材８ａの形状と異なり、円形エアパッドの裏面全体を覆うような円板状の部材である。
【００１７】
図６に示されるように、各エアパッドの外周面には空気供給口１０が２箇所設けられており、各空気供給口１０にエアチューブ１１がそれぞれ接続されている（図１及び図３参照）。エアチューブ１１から供給された空気は、空気供給口１０らエアパッド内を通過して空気排出面６の孔から排出される。空気排出面６から排出された空気は、エアパッドとスライドブロックのガラス面との間に空気膜を形成し、低摩擦状態を実現する。
【００１８】
また、図５に示されるように、第２のボール支持部材８ｂには雄ネジが設けられ、他方、ガイド部分の貫通孔には雌ネジが設けられており、調節用ドライバ（図示せず）を第２のボール支持部分の先端部の溝に嵌めこんで第２のボール支持部材を回転させることにより、エアパッドをスライドブロックのガラス面に対して垂直方向に移動することができる。第２のボール支持部材８ｂを回転することによって、エアパッドをスライドブロックのガラス面に押し付けると、第１のボール支持部材８ａが自調作用で回転し、エアパッドの空気排出面６がスライドブロックのガラス面と平行になる。この結果、機構学的な整定性が満足され、スライドブロックと直交する２方向の運動はこれらのエアパッドによって拘束される。なお、回転運動についても、３方向全てにおいて拘束される。
【００１９】
図１のエアガイド装置の摩擦力を評価するために、スライドブロックの長手方向両端にバネを取り付け、初期変位０．９ｍｍを与えて、減衰波形を変位計で計測した。その結果が図７に示されている。この波形により、減衰比０．００６を実現していることが確かめられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るエアスライド式リニアガイド装置を示す概略斜視図である。
【図２】図１のリニアガイド装置を構成するスライドブロックを示す概略斜視図である。
【図３】図１のリニアガイド装置を構成するガイドを示す概略斜視図である。
【図４】図３のガイドにおけるエアパッドの配置パターンを示す概略斜視図である。
【図５】エアパッドとガイドとの取り付け状態を示す断面図である。
【図６】第１のボール支持部材がエアパッドの裏面に固着された状態を示す図である。
【図７】本発明に係るエアスライド式リニアガイド装置におけるスライドブロックの運動の減衰波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  スライドブロック
２  ガイド
２Ａ、２Ｂ  側面ガイド部分
２Ｃ  底面ガイド部分
３ａ、３ｂ、３ｃ  側面ガイド部分２Ａのエアパッド
４ａ  側面ガイド部分２Ｂのエアパッド
５ａ、５ｂ  底面ガイド部分２Ｃのエアパッド
６  空気排出面
７  裏面
８ａ  第１のボール支持部材
１８ａ  第１のボール支持部材
８ｂ  第２のボール支持部材
９  ボール
１０  空気供給口
１１  エアチューブ
【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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