(57)【要約】【課題】基準面側の荷重が変化した場合にも、基準面側のエアベアリングとガイドとの間の隙間を適正な所定値に保つことができるガイド機構およびそのガイド機構を有する３次元測定機を提供する。【解決手段】第１の側に基準面を有するガイドと、前記基準面に沿ってスライド可能に前記ガイドに設けられる被案内部材と、前記ガイドの前記基準面との間に第１の隙間を有するように前記基準面を押圧し、前記被案内部材に設けられる基準側案内部材と、前記基準面と反対側の前記ガイドの第２の側面との間に第２の隙間を有するように前記第２の側面を与圧し、前記被案内部材に設けられる与圧案内部材と、を有し、前記第１の隙間が所定値になるように、前記予圧との位置が前記被案内部材に対して上下動するように設けられる前記押圧との相対関係が調整可能であることを特徴とするガイド機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側に基準面を有するガイドと、
前記基準面に沿ってスライド可能に前記ガイドに設けられる被案内部材と、
前記ガイドの前記基準面との間に第１の隙間を有するように前記基準面を押圧し、前記被案内部材に設けられる基準側案内部材と、
前記基準面と反対側の前記ガイドの第２の側面との間に第２の隙間を有するように前記第２の側面を与圧し、前記被案内部材に設けられる与圧案内部材と、を有し、
前記第１の隙間が所定値になるように、前記予圧との位置が前記被案内部材に対して上下動するように設けられる前記押圧との相対関係が調整可能であることを特徴とするガイド機構。
【請求項２】
前記予圧の位置が前記被案内部材に対して移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガイド機構。
【請求項３】
前記基準側案内部材は三角形状に少なくとも３個配置され、前記与圧案内部材は、前記基準側案内部材の中心に対向して与圧することを特徴とする請求項１または２記載のガイド機構。
【請求項４】
前記与圧案内部材は、前記被案内部材に設けられる溝内を上下動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガイド機構。
【請求項５】
前記与圧案内部材は、前記被案内部材に設けられる溝内を、手動あるいは電動により上下動することを特徴とする請求項４記載のガイド機構。
【請求項６】
前記基準側案内部材および前記与圧案内部材は、エアべリングであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のガイド機構。
【請求項７】
前記基準側案内部材および前記与圧案内部材は、磁気ベアリングであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のガイド機構。
【請求項８】
測定対象物を載置するベースと、
請求項１から７のいずれかに記載のガイド機構を構成するガイドを、前記ベース上に移動可能に支持するサポート脚と、
前記被案内部材の前記基準面側に、かつ、前記被案内部材に対して上下動するように設けられ、前記測定対象物を測定する測定手段を有するスピンドルと、を有することを特徴とする３次元測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアベアリングをガイドに使用するガイド機構、および、そのガイド機構を有し、測定対象物の寸法等を測定する３次元測定機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１により提案されている測定テーブルの両端部に立脚された一対のコラムを備えたＹキャリッジを前記測定テーブルの表面に沿ってＹ軸方向に移動する座標測定機においては、このＹキャリッジ上をＸ軸方向にスライドするガイド機構に関しては述べていない。
【０００３】
一般に、ガイドと、このガイドに対してスライド移動可能に設けられるキャリッジと、キャリッジに設けられ、かつ、ガイドとキャリッジとの間に介在されるエアベアリングと、を有するガイド機構は、基準面側のエアベアリングと、ガイドとの間のエアギャップを適正な所定値に保つため、予圧与圧側のエアベアリングで適正な荷重で予圧する必要がある。
この予圧する構成を有するガイド機構は、基準面側の全てエアベアリングに対向して予圧与圧側のエアベアリングを配置して予圧与圧するガイド機構と、基準面側の例えば３個のエアベアリングの中心付近を、１個の対向する予圧与圧側のエアベアリングにより予圧与圧するガイド機構とがある。
【０００４】
図４に示される従来例のガイド機構２０ａは、ガイド３と、このガイド３に対してスライド移動可能に設けられるキャリッジ２と、キャリッジ２に設けられ、かつ、ガイド３とキャリッジ２との間に介在される基準面側のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃと、を有する。さらに、基準面側の３個のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃの中心付近を、１個の対向する予圧与圧側のエアベアリング７ｄにより予圧与圧する。
このガイド機構２０ａにおいて、基準面側のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃの剛性を確保するために、基準面側のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃとガイド３との間のエアギャップ８ａ，８ｂ（エアベアリング７ｂと７ｃとガイド３との間のエアギャップはほぼ等しいため８ｂとする。以下同様）を、適正な所定値である５ｕｍ程度に保つ必要がある。
偏荷重を発生する部材を有しないガイド機構２０ａにおいては、基準面側の３個のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃの中心付近を予圧側のエアベアリング７ｄにより予圧与圧すれば、エアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃのギャップ８ａ，８ｂが適正な所定値に保たれ、適正なローリング剛性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１２５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に示される従来例のガイド機構２０ａにおいて、基準面側に偏荷重を発生する部材２１を有する場合、モーメント荷重が発生するが、上側のエアベアリング７ａより、下側のエアベアリング７ｂ、７ｃを、より大きな負荷荷重を受けられるように大きく構成し、予圧与圧用のエアベアリング７ｄで予圧与圧し、適正な所定値のギャップ８ａ，８ｂを保つことにより、ローリング剛性を得ることができる。
【０００７】
しかしながら、図４に示される従来例のガイド機構２０ａにおいて、基準面側の部材２１にオプションヘッドなどを追加した場合、基準面側の荷重が増加し、モーメント荷重も大きくなる。この場合、図５に破線で示されるガイド機構２０ａのように、オプションヘッドを追加する前に適正な所定値であったギャップ８ａ，８ｂが変化し、ローリング剛性が低下するという課題がある。
そこで、本発明は、基準面側の荷重が変化した場合にも、基準面側のエアベアリングとガイドとの間の隙間を適正な所定値に保つことができるガイド機構およびそのガイド機構を有する３次元測定機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、第１の側に基準面を有するガイドと、前記基準面に沿ってスライド可能に前記ガイドに設けられる被案内部材と、前記ガイドの前記基準面との間に第１の隙間を有するように前記基準面を押圧し、前記被案内部材に設けられる基準側案内部材と、前記基準面と反対側の前記ガイドの第２の側面との間に第２の隙間を有するように前記第２の側面を与圧し、前記被案内部材に設けられる与圧案内部材と、を有し、前記第１の隙間が所定値になるように、前記予圧与圧との位置が前記被案内部材に対して上下動するように設けられる前記押圧との相対関係が調整可能であることを特徴とするガイド機構である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基準面側の荷重が変化した場合にも、基準面側のエアベアリングとガイドとの間の隙間を適正な所定値に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施例１のガイド機構の正面部分断面図である。      図１（ｂ）は、本発明の実施例１のガイド機構の側面部分断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施例１のガイド機構の正面部分断面図である。      図２（ｂ）は、本発明の実施例１のガイド機構の側面部分断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施例２の３次元測定機の正面図である。      図３（ｂ）は、本発明の実施例２の３次元測定機の図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４（ａ）は、従来例のガイド機構の正面部分断面図である。      図４（ｂ）は、従来例のガイド機構の側面部分断面図である。
【図５】図５（ａ）は、従来例のガイド機構の正面部分断面図である。      図５（ｂ）は、従来例のガイド機構の側面部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１を参照して、本発明の実施例１のガイド機構２０を説明する。
ガイド３は、長板状に形成され、第１の側に基準面３ａを有する。被案内部材であるキャリッジ２は、ガイド３の周囲を覆うように設けられ、基準面３ａに沿ってスライド可能にガイド３に設けられる支持されている。基準側案内部材であるエアベアリング７ａ、７ｂ、７ｃは、ガイド３の基準面３ａとの間に第１の隙間であるエアギャップ８ａ、８ｂを有するように基準面３ａを押圧し、キャリッジ２に設けられる。エアベアリング７ａ、７ｂ、７ｃは三角形状に少なくとも３個配置される。
【００１２】
与圧案内部材であるエアベアリング７ｄは、基準面３ａと反対側のガイド３の第２の側面３ｂとの間に第２の隙間であるエアギャップ８ｃを有するように第２の側面３ｂを与圧し、キャリッジ２に設けられる。エアベアリング７ｄは、エアベアリング７ａ、７ｂ、７ｃの中心に対向して与圧するように設けられる。
また、ガイド３の上下面を押圧するようにエアベアリング７ｅ，７ｆが設けられる。
【００１３】
さらに、エアギャップ８ａ，８ｂが所定値、例えば、５ｕｍ程度になるように、予圧与圧の位置がキャリッジ２に対して、図１、図２に示されるように上下動するようにエアベアリング７ｄがキャリッジ２に設けられる。エアベアリング７ｄは、キャリッジ２に設けられる溝２ａ内を上下動するように設けられる。エアベアリング７ｄは、キャリッジ２に設けられる溝２ａ内を、手動あるいは電動手段９により上下動する。
部材２１へのオプションヘッドの追加、削除により荷重が変動し、それにより生じるモーメント荷重が変化した場合でも、エアベアリング７ｄが、図１、図２に示されるように上下動し、予圧与圧荷重の配分を変えることによりエアギャップ８ａ、８ｂを適正な所定値に保つことができる。
これにより、部材２１のオプションヘッドにより荷重が変動し、基準面３ａ側の荷重が変化した場合にも、基準面３ａ側のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃとガイド３との間のエアギャップ８ａ，８ｂを適正な所定値に保つことができ、ローリング剛性の変動を抑えることができる。
上記実施例１におけるエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆの代わりに、磁気ベアリングを用いることもできる。
【００１４】
次に、図３を参照して、実施例１のガイド機構２０を有する実施例２の３次元測定機を説明する。
実施例２の３次元測定機は、門移動型のＸＹＺステージであるスピンドル１、キャリッジ２、ガイド３およびサポート脚４に、測定ヘッド部５を使用して、測定対象物の寸法測定等を行うものである。ベース６は、測定対象物１１を載置する台である。サポート脚４は、実施例１のガイド機構２０を構成するガイド３を、ベース６上に移動可能に支持する。スピンドル１は、ガイド３の基準面３ａ側に、かつ、ガイド３に対して上下動するように設けられ、測定対象物１１を測定する測定手段である測定ヘッド部５を有する。
【００１５】
測定ヘッド部５は、部材２１にスピンドル１を介して設けられるオプションヘッドであり、光学ヘッドもしくはタッチプローブに自動または手動で交換可能で、測定対象物１１の測定に適したヘッドに交換して測定を行う。
オプションヘッドである測定ヘッド部５は、数種類のヘッドがあり、質量が異なるため、交換した際にガイド３にかかるモーメントが異なる。
ここで、ガイド３にかかるモーメントでガイド３のエアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃのギャップ８ａ，８ｂが変動して剛性が低下してしまう。これを防止するため、本発明の実施例１のガイド機構２０にあるように、エアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃ７ｄの位置を手動または電動で上下動して調整し、エアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃのギャップ８ａ，８ｂの変動を抑える。これにより、当初のガイド３の剛性が保たれる。なお、オプションである測定ヘッドは予め備わった物であり、その重量や重心位置からエアベアリング７ｄの調整値も予め求めることができる。エアベアリング７ｄを手動で調整する場合は、予め求めたエアベアリング７ｄの調整値を、目視可能な表示部に表示することができる。また、エアベアリング７ｄを電動で調整する場合は、調整値を不図示の制御部の記憶テーブルに記憶しておき、不図示の制御部が記憶テーブルを参照して電動手段を駆動してエアベアリング７ｄの位置を調整することができる。
この調整動作をした後に、測定ヘッド部５を備えたスピンドル１は移動し、測定対象物１１の寸法等を測定する。
なお、エアベアリング７ｄの位置を調整してギャップ８ａ，８ｂを調整する例で説明したが、エアベアリング７ｄを複数のエアベアリングで構成し、それぞれの空気吹き出し力調整することもエアベアリング７ｄの位置調整の範疇である。
また、エアベアリング７ｄは一定とし、エアベアリング７ａ，７ｂ，７ｃの押圧力または押圧位置を調整してギャップ８ａ，８ｂの変動を抑えるようにしても良い。
【符号の説明】
【００１６】
１：  スピンドル
２：  キャリッジ
３：  ガイド
４：  サポート脚
５：  測定ヘッド部
６：  ベース
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ，７ｆ：エアベアリング
【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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