(57)【要約】【課題】直線ガイドレールに沿って精密なスライド移動できるスライダ装置を提供する。【解決手段】スライダ装置３は、第１案内面および第１案内面に隣接する第２案内面２２を有する直線ガイドレール２に対してスライド移動可能に設けられ、第１案内面をスライド移動する第１スライドプレート３１と第２案内面２２をスライド移動する第２スライドプレート３２とを備える。第１スライドプレート３１に取り付けられたジョイントプレート４１と、ジョイントプレート４１と第２スライドプレート３２との間に配設され第２案内面２２の長手方向に沿う方向で離間して第２スライドプレート３２に２点で接触して支持する支点手段４３と、第２スライドプレート３２をジョイントプレート４１に向けて引付ける引付手段と４５を有する連結機構４を備える。【選択図】      図４
2005037201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平坦な第１案内面および前記第１案内面の長手方向に沿った辺に隣接する略平坦な第２案内面を有する長手状の直線ガイドレールに対してスライド移動可能に設けられたスライダ装置において、
前記第１案内面をスライド移動する第１スライドプレートと、
前記第２案内面をスライド移動する第２スライドプレートと、
前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートから流体を前記直線ガイドレールに向けて吹出する流体吹出手段と、
前記流体を前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートに向けて吸引して前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートを前記直線ガイドレールに略一定厚みの流体層を介した状態で吸着させるプリロード手段と、
前記第１スライドプレートに対して前記第２スライドプレートを揺動可能に連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、前記第１案内面にセットされた状態の前記第１スライドプレートの一端に前記第２案内面に対向する姿勢で取り付けられたジョイントプレートと、
前記ジョイントプレートと前記第２案内面にセットされた状態の前記第２スライドプレートとの間に配設され前記第２案内面の長手方向に沿う方向で離間する２点で前記第２スライドプレートに接触して支持する支点手段と、
前記支点手段を前記第２スライドプレートと前記ジョイントプレートとの間に挟んだ状態で前記第２スライドプレートを前記ジョイントプレートに向けて引付ける引付手段と、を備えている
ことを特徴とするスライダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスライダ装置において、
前記支点手段は、互いに離間して配設された二つの球体を有し、
前記二つの球体はこれら球体の位置を決める玉受け手段にて玉受けされ、
前記玉受け手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方にこれら球体の位置および大きさに応じて凹設された玉受け凹部と、
前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方において少なくとも一方の球体の位置を通って設けられ前記直線ガイドレールの長手方向に沿った所定長さの溝と、を備えている
ことを特徴とするスライダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスライダ装置において、
前記支点手段は、互いに離間して配設された二つの球体を有し、
前記二つの球体はこれら球体の位置を決める玉受け手段にて玉受けされ、
前記玉受け手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方にこれら球体の位置および大きさに応じて凹設された玉受け凹部と、
前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方において少なくとも一方の球体の位置に対応して貫通形成されたねじ孔と、
前記球体を玉受けする凹部を先端に有するとともに前記ねじ孔に螺合される調整ねじと、を備える
ことを特徴とするスライダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のスライダ装置において、
前記支点手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方から前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方に向けて突起した突起部を有している
ことを特徴とするスライダ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のスライダ装置において、
前記引付手段は、前記第２スライドプレートを前記ジョイントプレートに向けて引付ける弾性体を有する
ことを特徴とするスライダ装置。
【請求項６】
略平坦な第１案内面および前記第１案内面の長手方向に沿った辺に隣接する略平坦な第２案内面を有する長手状の直線ガイドレールと、
前記直線ガイドレールに対してスライド移動可能に設けられた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のスライダ装置と、を備えた
ことを特徴とする直線案内装置。
【請求項７】
請求項６に記載の直線案内装置と、
前記スライダ装置とともに移動する測定ユニット部を備えた
ことを特徴とする測定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライダ装置、直線案内装置および測定機に関する。例えば、直線ガイドレールに流体薄膜層を介してスライド移動可能に設けられたスライダ装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、長手状の直線ガイドレールと、直線ガイドレールに流体薄膜層を介してスライド移動可能に設けられたスライダ装置とを備え、直線ガイドレールとスライダ装置との間の抵抗を無くして滑らかで正確な滑動を可能とする直線案内装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１）。
このような直線案内装置において、スライダ装置から流体（例えば、空気）を直線ガイドレールに向けて吹き出すとともにこの吹き出した流体を吸引することによって空気静圧と真空圧とをバランスさせる真空圧バランス型の直線案内装置が知られている。
【０００３】
図８に、従来の真空圧バランス型の直線案内装置１の概観を示し、図９にその断面図を示す。
直線案内装置１は、直線ガイドレール２と、この直線ガイドレール２にスライド可能に設けられたスライダ装置３と、を備えている。
直線ガイドレール２は、長手状の直方体形状であって総ての角が略直角に加工されている。そして、一面である上面に精密に平坦加工された水平案内面２１を有し、上面に隣接する他面である一方の側面に精密に平坦加工された鉛直案内面２２を有する。
【０００４】
スライダ装置３は、水平案内面２１をスライドする水平スライドプレート３１と、鉛直案内面２２をスライドする鉛直スライドプレート３２と、を備えて構成されている。
水平スライドプレート３１および鉛直スライドプレート３２は、直線ガイドレール２に対向する面に流体ベアリング面３３を有する。流体ベアリング面３３は、図９に示されるように、外縁寄りの所定位置に開口形成され流体を直線ガイドレール２に向けて吹き出す吹出口３５１と、略中央部分に凹設された凹部３４と、凹部３４の所定位置に開口形成され流体を吸引する吸引口３４１と、を備えている。
吹出口３５１はスライドプレート３１、３２に貫通形成された吹出ダクト３５２から所定の吐出ポンプ（不図示）に接続され、吸引口３４１はスライドプレート３１、３２に貫通形成された吸引ダクト３４２を介して所定の吸引ポンプ（不図示）に接続されている。
水平スライドプレート３１の側面に鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３の一縁が取り付けられ鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３の背面側からピン止め３６されている。スライダ装置３は、全体として直線ガイドレール２の断面輪郭形状に対応して直角Ｌ字型に形成されている。
【０００５】
このような構成において、吹出口３５１から流体を吹き出すと同時に吸引口３４１から流体を吸引する。すると、吹出口３５１から吹出された流体が吸引口３４１に向けて移動することによって流体ベアリング面３３と案内面２１、２２との間で流体薄膜層３７が形成される。このとき、吸引口３４１による流体の吸引によって凹部３４が略真空状態になり、この真空による負圧によって流体ベアリング面３３と案内面２１、２２とが引き合う真空プリロード（真空予備負荷力）によって流体薄膜層３７の厚みが一定の厚みに規制される。すると、スライダ装置３は、直線ガイドレール２の案内面２１、２２に沿った無抵抗で精密なスライド移動をする。
【特許文献１】
特開平８−４７６２号
【特許文献２】
特開平７−１６７６４１号
【非特許文献１】
機械設計  第２９巻  第１４号（１９８５年１１月号）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直線ガイドレール２の水平案内面２１と鉛直案内面２２とを直角に精密加工することは非常に困難である。そして、水平案内面２１と鉛直案内面２２とがなす角にあわせて水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２とを結合させることは多大な困難を要する。その結果、直線ガイドレール２の形状にスライダ装置３が適合しないためにスライド移動の精密さが損なわれるという問題が生じる。
【０００７】
ここで、水平案内面２１と鉛直案内面２２とがなす角に倣って水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２との角を変化させる自由度を持たせる構成が考えられる。例えば、図１０に示されるように、軸線の回りで互いに揺動可能な一片３８１と他片３８２とを有する弾性ヒンジ３８によって水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２とを結合して水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２との角度を変化可能とする。すると、水平案内面２１と鉛直案内面２２との角に倣って水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２とはその角度を変化させることができるが、角度の変化に応じて弾性ヒンジ３８の弾性力が作用する。すると、水平スライドプレート３１と鉛直スライドプレート３２との姿勢調整が阻害され、その結果、スライダ装置３の直線ガイドレールに沿った高精度な直線移動が阻害されるという問題が生じる。
【０００８】
あるいは、図１１に示されるように、水平スライドプレート３１と、水平スライドプレート３１の側面に接合される一縁辺の両端から鉛直案内面２２に沿って垂下した２本のアーム部３９１を有するコ字状のジョイント部材３９と、アーム部３９１の間で直線ガイドレール２の長手方向に回転軸３９２を有してアーム部３９１に玉軸受３９３で軸支された鉛直スライドプレート３２と、を備えた構成が考えられる。しかしながら、回転軸３９２の同軸誤差や、玉軸受３９３のガタがヒステリシスを発生させることや、アーム部３９１に十分な剛性を持たせることが難しいことなどにより鉛直スライドプレート３２の揺動自由度が阻害され、その結果、スライダ装置３を直線ガイドレール２に沿って精密にスライド移動させることが困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、従来の問題を解消し、直線ガイドレールに沿って精密なスライド移動可能であるスライダ装置、直線案内装置、および、測定機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスライダ装置は、略平坦な第１案内面および前記第１案内面の長手方向に沿った辺に隣接する略平坦な第２案内面を有する長手状の直線ガイドレールに対してスライド移動可能に設けられたスライダ装置において、前記第１案内面をスライド移動する第１スライドプレートと、前記第２案内面をスライド移動する第２スライドプレートと、前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートから流体を前記直線ガイドレールに向けて吹出する流体吹出手段と、前記流体を前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートに向けて吸引して前記第１スライドプレートおよび前記第２スライドプレートを前記直線ガイドレールに略一定厚みの流体層を介した状態で吸着させるプリロード手段と、前記第１スライドプレートに対して前記第２スライドプレートを揺動可能に連結する連結機構とを備え、前記連結機構は、前記第１案内面にセットされた状態の前記第１スライドプレートの一端に前記第２案内面に対向する姿勢で取り付けられたジョイントプレートと、前記ジョイントプレートと前記第２案内面にセットされた状態の前記第２スライドプレートとの間に配設され前記第２案内面の長手方向に沿う方向で離間する２点で前記第２スライドプレートに接触して支持する支点手段と、前記支点手段を前記第２スライドプレートと前記ジョイントプレートとの間に挟んだ状態で前記第２スライドプレートを前記ジョイントプレートに向けて引付ける引付手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、スライダ装置が直線ガイドレールに沿ってスライド移動する際に流体吹出手段から直線ガイドレールに向けて流体が吹出される。同時に、この流体はプリロード手段によって第１スライドプレートおよび第２スライドプレートに向けて吸引される。すると、この吸引によって生じる負圧によって第１スライドプレートおよび第２スライドプレートが案内面に吸い付くように引き寄せられるが、このとき、流体薄膜層を直線ガイドレールとの間に挟むこととなり無抵抗で滑らかなスライド移動となる。
プリロード手段によって第１スライドプレートおよび第２スライドプレートは案内面に吸着するので第１スライドプレートおよび第２スライドプレートは案内面に従った姿勢になる。直線ガイドレールの長手方向に沿って見たときに第１案内面と第２案内面とのなす角が変化する場合には連結機構によって第２スライドプレートが第１スライドプレートに対して揺動する。第２スライドプレートはジョイントプレートとの間で二点接触によって支持されているので、この二点を結ぶ直線を軸として揺動する。
【００１２】
第２スライドプレートは二点接触によって支持されることにより、二点で決定される軸を揺動の中心軸とする。よって、同軸誤差や回転軸受けのガタなどが生じる構成ではないうえに、ジョイントプレートと第２スライドプレートとの間に支点を挟むだけなので簡便かつ強固な構成である。
第１案内面と第２案内面とのなす角が変化していても直線ガイドレールの直線性の精度さえよければ第２スライドプレートを揺動させつつ直線ガイドレールの直線性に従ってスライダ装置は高精度な直線移動が可能となる。第２案内面において揺動軸に対応する線の直線性が確保されていれば、第２案内面の傾斜等は第２スライダプレートの揺動によって相殺できるので第２案内面に垂直方向ではスライダ装置の位置は影響を受けず、スライダ装置は直線ガイドレールの直線性に従って直線スライド移動することができる。
【００１３】
直線ガイドレールは、直線性のみが厳密に確保されていれば第１案内面と第２案内面とのなす角や面の平坦度はそれほどの厳密さを要求されない。よって、精密さを欠く直線ガイドレールを使用した場合であってもスライダ装置の移動を高精度の直線スライド移動とすることができる。
第２スライドプレートが揺動するので、ジョイントプレートを第１スライドプレートに取り付ける角度の精度も厳密に要求されない。従って、スライダ装置の組立て工程を簡便にして組立てコストを削減することができる。
【００１４】
請求項２に記載のスライダ装置は、請求項１に記載のスライダ装置において、前記支点手段は、互いに離間して配設された二つの球体を有し、前記二つの球体はこれら球体の位置を決める玉受け手段にて玉受けされ、前記玉受け手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方にこれら球体の位置および大きさに応じて凹設された玉受け凹部と、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方において少なくとも一方の球体の位置を通って設けられ前記直線ガイドレールの長手方向に沿った所定長さの溝と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、支点となる球体を玉受け凹部で玉受けするので、支点の位置を固定することができる。また、球体の曲面で接するとともに球体が必要に応じて回転可能であるので、第２スライドプレートが揺動する場合でも第２スライドプレートおよびジョイントプレートに必要以上の力がかからないで第２スライドプレートの高精度な揺動を支持できる。
また、玉受け凹部に対になって球体を玉受けするのに少なくとも一方の球体に関しては直線ガイドレールの長手方向に沿った溝で玉受けするので、二つの球体を結んでできる軸線が直線ガイドレールの長手方向からずれるのを規制することができる。そして、溝を直線ガイドレールの長手方向に沿って所定長さに設けておけば厳密に位置を決めて加工しなくてもよいので加工工程を簡便にすることができる。
【００１６】
なお、球体を玉受け凹部で玉受けすると球体と玉受け凹部との接触は厳密には面的あるいは線的な接触となるが、このような場合でも接触面積が十分に小さければ点接触とみなし得る。
【００１７】
請求項３に記載のスライダ装置は、請求項１に記載のスライダ装置において、前記支点手段は、互いに離間して配設された二つの球体を有し、前記二つの球体はこれら球体の位置を決める玉受け手段にて玉受けされ、前記玉受け手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方にこれら球体の位置および大きさに応じて凹設された玉受け凹部と、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方において少なくとも一方の球体の位置に対応して貫通形成されたねじ孔と、前記球体を玉受けする凹部を先端に有するとともに前記ねじ孔に螺合される調整ねじと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、玉受け凹部に対になって球体を玉受けするのに少なくとも一方の球体に関しては調整ねじで玉受けする凹部の深みを調整できる。すると、一方の球体によってジョイントプレートと第２スライドプレートとが離間される距離を他方の球体によって両プレートが離間される距離に合わせることができる。その結果、第２スライドプレートの揺動軸を直線ガイドレールの長手方向に対して正確に平行に調整することができる。
また、球体の大きさや玉受け凹部の深さ等の差異を調整ねじで調整できるので、球体等の部品精度や玉受け凹部の加工精度などは必ずしも厳密でなくてもよく、部品コストや製造コストを低減することができる。
【００１９】
請求項４に記載のスライダ装置は、請求項１に記載のスライダ装置において、前記支点手段は、前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか一方から前記第２スライドプレートおよび前記ジョイントプレートのいずれか他方に向けて突起した突起部を有していることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、支点を二つの突起部で構成するので構造が簡便であり、さらに、突起部の先端を先細る形状とすれば、突起部と相手方のプレート（第２スライドプレートあるいはジョイントプレート）との接点を厳密に点接触として揺動軸を線として規定することができる。その結果、第２スライドプレートが第２案内面に倣って高精度に揺動することによりスライダ装置が直線ガイドレールに沿って高精度な直線スライド移動することができる。
【００２１】
請求項５に記載のスライダ装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のスライダ装置において、前記引付手段は、前記第２スライドプレートを前記ジョイントプレートに向けて引付ける弾性体を有することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、弾性体の弾性力で第２スライドプレートをジョイントプレートに引付けることができる。弾性体としては、例えば、ばねやゴムなどが利用でき、弾性体の一端をジョイントプレートに係止するとともに他端を第２スライドプレートに係止する構成が挙げられる。
【００２３】
ここで、前記弾性体が第２スライドプレートに対して力を作用させる位置は、前記支点手段の離隔した二つの支点を結ぶ線上であることが好ましい。このような構成によれば、揺動軸からずれた位置で第２スライドプレートに力を作用させると偏心した力を第２スライドプレートに掛けてしまうところ、揺動軸線上で力を作用させる構成とすれば偏心力を掛けない。その結果、第２スライドプレートの揺動を高精度にすることができる。
また、支点手段を第２スライドプレートとジョイントプレートとの間に挟んだ状態で両プレートを引付けるので、支点と第２スライドプレートとをガタなく接触させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の直線案内装置は、略平坦な第１案内面および前記第１案内面の長手方向に沿った辺に隣接する略平坦な第２案内面を有する長手状の直線ガイドレールと、前記直線ガイドレールに対してスライド移動可能に設けられた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載されたスライダ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、請求項１ないし請求項５に記載した発明に同様の作用効果を奏することができる。また、スライダ装置が第２スライドプレートの揺動によって直線ガイドレールの案内面の傾斜変化等を相殺するので、直線ガイドレールは直線性が確保されていれば第１案内面と第２案内面とがなす角は必ずしも厳密でなくても良く、直線ガイドレールの加工コストを削減して安価な直線案内装置とすることができる。
【００２６】
請求項７に記載の測定機は、請求項６に記載の直線案内装置と、前記スライダ装置とともに移動する測定ユニット部とを備えたことを特徴とする。
例えば、請求項６に記載の直線案内装置と、前記スライダ装置とともに移動して前記第２スライドプレートに略直交する方向で被測定物表面の凹凸を測定する測定ユニット部と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、スライダ装置が直線ガイドレールに沿って移動する際に、測定ユニットによって被測定物の表面凹凸を測定することができる。スライダ装置が厳密に直線的にスライダ移動するので、測定ユニットで測定される変位量の総ては被測定物の表面凹凸のみとなる。その結果として、被測定物の真直度を高精度に測定することができる。
なお、測定機としては特に限定されず、例えば、三次元測定機や表面性状測定機等のようにプローブ部分を移動させる駆動軸を備えた測定機に対して本発明の直線案内装置を適用することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の直線案内装置に係る第１実施形態を図１に示す。直線案内装置１は、直線ガイドレール２と、この直線ガイドレール２に対してスライド移動可能に設けられたスライダ装置３と、を備えている。直線ガイドレール２は背景技術で説明した構成に同様であり、水平案内面（第１案内面）２１と、鉛直案内面（第２案内面）２２とを有する。ここで、水平案内面２１と鉛直案内面２２とがなす角は略直角であることが望ましいが、必ずしも高精度に直角である必要はない。また、鉛直案内面２２は高精度に平坦加工されていることが好ましいが、長手方向に沿った中心線の直線性が確保されていればよい。
【００２９】
スライダ装置３は、水平案内面２１をスライド移動する水平スライドプレート（第１スライドプレート）３１と、鉛直案内面２２をスライド移動する鉛直スライドプレート（第２スライドプレート）３２と、水平スライドプレート３１に対して鉛直スライドプレート３２を揺動可能に連結する揺動連結機構（連結機構）４と、を備えて構成されている。
水平スライドプレート３１および鉛直スライドプレート３２の基本的構成は背景技術に説明した通りであり、直線ガイドレール２に対向する面に流体ベアリング面３３を有する。
【００３０】
スライダ装置３を図１中ＩＩ方向から見た図２において流体ベアリング面３３を示す。なお、図２では鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３を示すが水平スライドプレート３１の流体ベアリング面３３も基本的に同様である。
流体ベアリング面３３は、略中央部において矩形の外形の内側を凹状に刻設された真空凹部３４と、真空凹部３４の所定位置に開口形成され流体を吸引する吸引口（プリロード手段）３４１と、真空凹部３４を取り囲んで矩形枠状に刻設された吹出溝３５と、吹出溝３５の所定位置に開口形成され流体を吹き出す吹出口（流体吹出手段）３５１と、を備えている。ここで、吹出口３５１は、吹出溝３５の底部において上下左右の四箇所に設けられている。また、流体ベアリング面３３の略中心から背面に通じて孔４５４が貫通形成されているとともにこの孔４５４はキャップ４５５によって閉じられているが、この点については後述する。なお、流体ベアリング面３３の形状パターンは特に限定されず、真空凹部３４の形状や位置、吹出溝３５の形状や位置、そして吹出口３５１の位置や数などは場合に応じて種々変更されてもよい。
【００３１】
揺動連結機構４は、図３、図４、図５に示されるように、一端が水平スライドプレート３１に固定されるとともに鉛直案内面２２に沿って垂下するジョイントプレート４１と、ジョイントプレート４１に対して鉛直スライドプレート３２を揺動可能に支持する揺動支持手段４２と、を備えている。
ジョイントプレート４１は、扁平直方体形状で幅広面の一端が水平スライドプレート３１の一側面にねじ止め４１１されている。水平スライドプレート３１を水平案内面２１上に載置した状態ではジョイントプレート４１の幅広面が鉛直案内面２２に対向する状態となり、ジョイントプレート４１において鉛直案内面２２に対向する面に揺動支持手段４２により鉛直スライドプレート３２が揺動可能に支持される。
【００３２】
揺動支持手段４２は、ジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２との間に介在して鉛直スライドプレート３２の揺動軸を決める揺動支点手段（支点手段）４３と、鉛直スライドプレート３２をジョイントプレート４１に引っ張る引張手段（引付手段）４５と、を備えて構成されている。
揺動支点手段４３は、ジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２との間に介装される二つの球体４３１Ａ、４３１Ｂと、この球体４３１Ａ、４３１Ｂを玉受けする玉受け手段４４と、を備えて構成されている。
二つの球体４３１Ａ、４３１Ｂは略同じ大きさで、ジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２との間において、直線ガイドレール２の長手方向に平行な線Ｌ上で互いに離間して配設されている。また、二つの球体４３１Ａ、４３１Ｂの位置を鉛直案内面２２に向けて投影すると、鉛直案内面２２の長手方向に沿った略中心線上にのる。
【００３３】
玉受け手段４４は、鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３とは背面側において、直線ガイドレール２の長手方向に平行な線Ｌ上で互いに離間する二点に凹設され球体４３１を軸受する玉受け凹部４４１Ａ、４４１Ｂと、ジョイントプレート４１の鉛直案内面２２側において球体の一方（４３１Ａ）に対応する位置に形成され直線ガイドレール２の長手方向に所定長さを有するＶ溝４４２と、他方の球体４３１Ｂに対応する位置でジョイントプレート４１に貫通形成されたねじ孔４４３と、先端に球体４３１Ｂを玉受けする円錐凹部４４５を有するとともにねじ孔４４３に螺合される調整ねじ４４４と、を備えて構成されている。
ここで、図４中で二つの玉受け凹部のうち、Ｖ溝４４２に対向する玉受け凹部を第１玉受け凹部４４１Ａとし、ねじ孔４４３に対向する玉受け凹部を第２玉受け凹部４４１Ｂとする。また、Ｖ溝４４２と第１玉受け凹部４４１Ａとに挟まれる球体を第１球体４３１Ａとし、円錐凹部４４５と第２玉受け凹部４４１Ｂとに挟まれる球体を第２球体４３１Ｂとする。
【００３４】
Ｖ溝４４２の深さ、第１および第２玉受け凹部４４１Ａ、４４１Ｂの深さは球体４３１の半径よりも小さく、Ｖ溝４４２の深さと玉受け凹部４４１の深さの合計は球体４３１の直径よりも小さい。すなわち、鉛直スライダプレート３２とジョイントプレート４１との間に鉛直スライダプレート３２が揺動できる程度の隙間が確保される。
調整ねじ４４４をねじ孔４４３にねじ込む際にねじ込み量を調整して、第１球体４３１Ａによってジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２とが離間される距離に対して第２球体４３１Ｂによってジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２とが離間される距離を等しく調整する。
【００３５】
引張手段４５は、鉛直スライドプレート３２をジョイントプレート４１に向けて引っ張るばね４５１と、軸線が第１球体４３１Ａと第２球体４３１Ｂとの中間位置を通る状態にジョイントプレート４１に貫通形成さればね４５１を挿通させる第１ばね挿通孔４５２と、第１ばね挿通孔４５２の鉛直スライドプレート３２に反対側の開口縁に係合するとともにばね４５１の一端が係止されるばね止めピン４５３と、軸線が第１球体４３１Ａと第２球体４３１Ｂとの中間位置を通る状態に鉛直スライドプレート３２に貫通形成さればね４５１を挿通させる第２ばね挿通孔４５４と、第２ばね挿通孔４５４のジョイントプレート４１に反対側の開口縁に係合するとともにばね４５１の他端が係止されるキャップ部材４５５と、を備えて構成されている。
第１ばね挿通孔４５２と第２ばね挿通孔４５４とは球体４３１Ａ、４３１Ｂの中間位置を通って互いに連通している。第１球体４３１Ａ、第２球体４３１Ｂおよびばね４５１は、直線ガイドレール２の長手方向に平行な線Ｌ上で一直線に並んでいる。また、ばね４５１の力が作用する方向は、ジョイントプレート４１と鉛直スライドプレート３２との積層方向であって、これは鉛直案内面２２に略垂直方向である。
【００３６】
このような構成を備える第１実施形態の動作について説明する。
吹出口３５１から流体を吹出すと吹出溝３５から流体が水平案内面２１および鉛直案内面２２に向けて吹きつけられる。同時に、吸引口３４１から流体を吸引すると、吹出溝３５から出た流体が真空凹部３４に引き込まれる。このとき、流体ベアリング面３３と直線ガイドレール２との間に流体薄膜層３７が形成されて、スライダ装置３が直線ガイドレール２に対して略無抵抗で滑らかに滑動する。また、真空凹部３４に生じる負圧によって流体ベアリング面３３を直線ガイドレール２に引き寄せる真空プリロードによって流体薄膜層３７の厚みが略一定に規制され、スライダ装置３と直線ガイドレール２との距離が一定に規制される。
【００３７】
直線ガイドレール２の水平案内面２１と鉛直案内面２２とのなす角が長手方向に沿って見たときに変化する場合がある。すると、鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３が真空凹部３４の負圧によって鉛直案内面２２に常に正対するのにあわせて鉛直スライドプレート３２は揺動する。このとき、鉛直スライドプレート３２とジョイントプレート４１との間に配設された球体４３１Ａ、４３１Ｂを結ぶを線Ｌを揺動軸として鉛直スライドプレート３２はジョイントプレート４１に対して揺動する。すると、鉛直スライドプレート３２の揺動によって鉛直案内面２２の傾斜等が相殺される。結果として、スライダ装置３は鉛直案内面２２に垂直方向に関しては鉛直案内面２２の傾斜等の影響を受けず、直線ガイドレール２の直線性に沿ってスライダ装置３は精密な直線性を持ってスライダ移動する。
【００３８】
このような構成を備える第１実施形態によれば、次のような顕著な効果が得られる。
（１）鉛直スライドプレート３２は球体４３１Ａ、４３１Ｂの二点支持によるので、鉛直案内面２２に倣う揺動が高精度に可能となる。このとき、鉛直スライドプレート３２の揺動軸となる球体４３１Ａ、４３１Ｂで決定される軸線Ｌに対応する線上で鉛直案内面２２の直線性が確保されていれば、スライダ装置３が直線性を保ってスライド移動できる。
【００３９】
（２）直線ガイドレール２の直線性のみを厳密にすれば、水平案内面２１と鉛直案内面２２とのなす角自体はそれほどの厳密さを要求されない。そして、鉛直スライドプレート３２を揺動させる揺動軸に対応するラインのみ直線性を保っていればよいので、鉛直案内面２２の角近辺は必ずしも厳密に平坦でなくてもよい。よって、直線ガイドレールを精密加工する手間を削減して加工コストの低減を図ることができる。
（３）球体４３１Ａ、４３１Ｂの二点支持であるから、揺動軸が直線で一義的に決定される。例えば軸ずれなどによって揺動が阻害されるおそれはない。
【００４０】
（４）第１球体４３１Ａを玉受けするのにＶ溝４４２とするので、二つの球体４３１Ａ、４３１Ｂを結んでできる軸線Ｌが直線ガイドレール２の長手方向からずれるのを規制することができる。Ｖ溝４４２を直線ガイドレール２の長手方向に沿って所定長さに設けておけば第１玉受け凹部４４１Ａに必ず対応するので確実に第１球体４３１Ａを玉受けできる。直線ガイドレール２の長手方向に沿う方向に関してはＶ溝４４２の位置は必ずしも厳密でなくてもよいので加工工程を簡便にすることができる。
（５）第２球体４３１Ｂを玉受けするのに調整ねじ４４４を利用するので、玉受けする凹部の深みを調整できる。すると、球体４３１Ａ、４３１Ｂの大きさや玉受け凹部４４１Ａ、４４１Ｂの深さ等の差異を調整ねじ４４４で調整でき、鉛直スライドプレート３２の揺動軸を直線ガイドレール２の長手方向に対して正確に平行に調整することができる。
【００４１】
（６）鉛直スライドプレート３２が揺動するので、ジョイントプレート４１を水平スライドプレート３１に取り付ける角度の精度も厳密に要求されない。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的構成は第１実施形態に同様であるが、第２実施形態が特徴とするところは、揺動支点手段（支点手段）４３がジョイントプレート４１から鉛直スライドプレート３２に向けて凸状に形成された二つの突起部４６で構成されている点にある。
図６に、第２実施形態の断面図を示す。突起部４６は、直線ガイドレール２の長手方向に沿った線Ｌ上において互いに離隔して設けられている。突起部４６は、ジョイントプレート４１から鉛直スライドプレート３２に向かうに従って先細る形状であり、鉛直スライドプレート３２に対しては点接触で接している。
【００４３】
このような構成を備える第２実施形態によれば、次のような顕著な効果が得られる。
（７）突起部４６を結ぶ線Ｌを軸線として鉛直スライドプレート３２が揺動可能である。そして、鉛直スライドプレート３２は突起部４６による二点支持によるので、鉛直案内面２２に倣う揺動が高精度に可能となる。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、直線状の被測定物６の真直度を測定する測定機である。図７に示されるように、測定機７は、直線ガイドレール２および直線ガイドレール２にスライド移動可能に設けられたスライダ装置３を有する直線案内装置１と、スライダ装置３とともに移動して被測定物６の凹凸を測定する測定ユニット５とを備えている。
直線案内装置１は、第１実施形態に説明した構成に同様であって、直線ガイドレール２に対してスライダ装置３が長手方向にスライド移動可能に設けられている。
【００４５】
測定ユニット５は、一端が水平スライドプレート３１に取り付けられたケーシング部５１と、ケーシング部５１の他端から被測定物６に向けて進退可能に設けられたスピンドル５２と、ケーシング部５１の内部に設けられスピンドル５２の進退量を検出する検出部（不図示）とを備えて構成されている。
ケーシング部５１は、水平スライドプレート３１において鉛直スライドプレートに離隔する側の一側面に取り付けられている。スピンドル５２は、鉛直スライドプレート３２の流体ベアリング面３３に略垂直方向に向けて進退可能に設けられている。すなわち、スライダ装置３を直線ガイドレール２にセットした状態ではスピンドル５２は鉛直案内面２２に略垂直方向に向けて進退可能に設けられている。スピンドル５２の先端には被測定物６の表面に当接する測定子５２１が設けられている。
検出部は、特に限定されず、静電容量式や光電式、磁気式など種々の変位検出手段を利用できる。
【００４６】
このような構成において、直線状の被測定物６を直線ガイドレール２に対して略平行にして鉛直案内面２２に対向する面側に配置する。このとき、被測定物６の被測定面６１を直線ガイドレール２に向けて配置する。そして、測定子５２１を被測定面６１に当接させた状態でスライダ装置３を直線ガイドレール２に沿って移動させる。すると、スライダ装置３は鉛直案内面２２の直線性に従って精密に直線移動し、これにあわせて測定ユニット５も精密に直線移動する。一方、スピンドル５２は、被測定面６１の凹凸に従って進退してこのスピンドル５２の進退量は検出部で検出される。この検出部による検出結果から被測定面６１の真直度を測定することができる。
【００４７】
このような構成を備えた第３実施形態によれば、次のような顕著な効果が得られる。
（８）スライダ装置３は鉛直スライドプレート３２の揺動によって鉛直案内面２２の直線性に従って移動するので、スライダ装置３に一体となって移動する測定ユニット５のケーシング部５１は精密に直線移動される。従って、スピンドル５２の進退量は被測定面６１の凹凸のみを正確に反映した値となり、スピンドル５２の進退量から被測定面６１の真直度を正確に測定することができる。
【００４８】
尚、本発明のスライダ装置、直線案内装置および測定機は上記実施形態にのみ限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
揺動支点手段４３は、球体４３１あるいは突起部４６を備えている構成を例に説明したが、直線ガイドレールの長手方向に沿って離間した二点にて鉛直スライドプレート３２を揺動支持できる構成であれば上記実施形態に限定されず種々の構成をとり得る。引張手段４５としてはばね４５１の弾性力を利用するとして説明したが、例えば弾性体としてゴムを利用してもよい。また、引付手段として磁石の引力を利用してもよい。
【００４９】
突起部４６はジョイントプレート４１に一体的に形成されていたが、鉛直スライドプレート３２に一体形成されていてもよいことはもちろんである。さらには、突起部４６はジョイントプレート４１に対して着脱可能とし、さらに位置調整可能に形成してもよい。
【００５０】
直線ガイドレール２は、水平案内面２１とこの水平案内面２１に対して略直角な鉛直案内面２２とを有し、スライダ装置３はこの直線ガイドレール２に応じて略Ｌ字型であるとして説明したが、直線ガイドレール２の第１案内面と第２案内面とは必ずしも直角である必要はなく、なす角は何度でもよい。そして、スライダ装置３の水平スライドプレート（第１スライドプレート）３１とジョイントプレート４１とがなす角を直線ガイドレール２に略対応させておけばよい。
【００５１】
第３実施形態において、スピンドル５２の先端には被測定物６に当接される測定子５２１が設けられるとして説明したが、スピンドル５２の先端に非接触式のギャップセンサを備えていてもよい。このような非接触式のギャップセンサとしては被測定面と静電容量結合する電極を備え、この電極に生じる電荷あるいは電位の変化から被測定面との距離を検出する構成が挙げられる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のスライダ装置、直線案内装置によれば、直線ガイドレールに沿って精密なスライド移動でき、本発明の測定機によれば、被測定物の真直度を精密に測定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直線案内装置に係る第１実施形態の斜視図である。
【図２】前記第１実施形態において流体ベアリング面を示す図である。
【図３】前記第１実施形態においてジョイントプレート側から見た側面図である。
【図４】前記第１実施形態においてスライダ装置を直線ガイドレールの長手方向に平行に切った断面図である。
【図５】前記第１実施形態においてスライダ装置を直線ガイドレールの長手方向に垂直に切った断面図である。
【図６】本発明の直線案内装置に係る第２実施形態においてスライダ装置を直線ガイドレールの長手方向に平行に切った断面図である。
【図７】本発明の測定機に係る第３実施形態の斜視図である。
【図８】従来の直線案内装置の斜視図である。
【図９】従来の直線案内装置において直線ガイドレールの長手方向に垂直に切った断面図である。
【図１０】従来の直線案内装置においてスライダ装置に弾性ヒンジを利用した例を示す図である。
【図１１】（Ａ）従来の直線案内装置においてスライダ装置に鉛直スライダプレートを回転可能に軸支した構成を示す図である。（Ｂ）上記（Ａ）において直線ガイドレールの長手方向に垂直に切った断面図を示す図である。（Ｃ）上記（Ａ）において直線ガイドレールの長手方向に垂直方向から見た側面図である。
【符号の説明】
１…直線案内装置、２…直線ガイドレール、３…スライダ装置、４…揺動連結機構（連結機構）、５…測定ユニット、６…被測定物、７…測定機、２１…水平案内面（第１案内面）、２２…鉛直案内面（第２案内面）、３１…水平スライドプレート（第１スライドプレート）、３２…鉛直スライドプレート（第２スライドプレート）、３３…流体ベアリング面、３４…真空凹部、３４１…吸引口（プリロード手段）、３４２…吸引ダクト、３５…吹出溝、３５１…吹出口（流体吹出手段）、３５２…吹出ダクト、３７…流体薄膜層、３８…弾性ヒンジ、３８１…弾性ヒンジの一片、３８２…弾性ヒンジの他片、３９…ジョイント部材、３９１…アーム部、３９２…回転軸、３９３…玉軸受、４１…ジョイントプレート、４１１…ねじ止め、４２…揺動支持手段、４３…揺動支点手段（支点手段）、４３１Ａ…第１球体、４３１Ｂ…第２球体、４４…玉受け手段、４４１Ａ…第１玉受け凹部、４４１Ｂ…第２玉受け凹部、４４２…Ｖ溝（溝）、４４３…ねじ孔、４４５…円錐凹部、４５…引張手段（引付手段）、４５１…ばね、４５２…第１ばね挿通孔、４５３…ばね止めピン、４５４…第２ばね挿通孔、４５５…キャップ部材、４６…突起部、５１…ケーシング部、５２…スピンドル、５２１…測定子、６１…被測定面、
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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