專利名稱：空氣軸承及其安裝方法以及具有空氣軸承的直線驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣軸承組裝方法及空氣軸承和具有空氣軸承的直線驅(qū)動(dòng)裝置，其應(yīng)用于機(jī)床或測(cè)量設(shè)備等，對(duì)于固定側(cè)導(dǎo)軌可以相對(duì)移動(dòng)地浮動(dòng)支撐可動(dòng)側(cè)滑塊。
背景技術(shù)：
作為一般的具有相對(duì)于導(dǎo)軌可以相對(duì)移動(dòng)地被浮動(dòng)支撐的滑塊的空氣軸承的一例，在圖8中表示了在特開(kāi)平08-28565號(hào)公報(bào)(JP-A-8-28565)中公開(kāi)的空氣軸承。圖示的空氣軸承100具備在相向的兩個(gè)面上形成了軸承面101a的導(dǎo)軌101；具有經(jīng)由軸承間隙102與軸承面101a相向的相向面103a，并且被浮動(dòng)支撐在導(dǎo)軌101上直線移動(dòng)的滑塊103。
滑塊103具有用于向軸承間隙102供給壓力氣體(壓縮空氣)的流路104。通過(guò)把壓力氣體經(jīng)由該流路104供給到軸承間隙102，來(lái)浮動(dòng)支撐滑塊103。在導(dǎo)軌101的上下形成的軸承間隙102的尺寸d被設(shè)定為數(shù)μm～數(shù)十μm。由此，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌101與滑塊103不接觸，使滑塊103平滑移動(dòng)。
當(dāng)空氣軸承的軸承間隙過(guò)大時(shí)具有軸承剛性下降產(chǎn)生振動(dòng)的問(wèn)題；相反，當(dāng)軸承間隙過(guò)小時(shí)具有剛性增強(qiáng)，但導(dǎo)軌與滑塊接觸無(wú)法進(jìn)行精密的定位的問(wèn)題。因此，在一般的空氣軸承中，使用精密墊片、千分表等精密設(shè)備來(lái)進(jìn)行安裝，以使導(dǎo)軌和滑塊的軸承間隙為數(shù)μm左右。然而，對(duì)導(dǎo)軌和滑塊進(jìn)行安裝使軸承間隙為數(shù)μm非常困難，需要通過(guò)加工或安裝的反復(fù)嘗試所積累的熟練的感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)等，操作性不佳。此外，還存在安裝非常耗費(fèi)時(shí)間、制造成本高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問(wèn)題而發(fā)明的，其目的在于提供一種能夠容易地設(shè)定作為導(dǎo)軌和滑塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙，能夠提高安裝操作性的空氣軸承安裝方法及空氣軸承和具有空氣軸承的直線驅(qū)動(dòng)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種空氣軸承的安裝方法，其是對(duì)于固定側(cè)導(dǎo)軌可以相對(duì)移動(dòng)地浮動(dòng)支撐在該導(dǎo)軌的外側(cè)具有一對(duì)相向的相向部件的可動(dòng)側(cè)滑塊的空氣軸承的安裝方法，具備在一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌接觸的狀態(tài)下，在所述另一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，以使在所述另一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌之間形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙二倍的間隙；以及為了在所述一對(duì)相向部件與所述導(dǎo)軌之間形成所述軸承間隙，在所述一對(duì)相向部件與所述導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣。
另外，本發(fā)明提供一種空氣軸承，其是具有固定側(cè)的導(dǎo)軌以及在該導(dǎo)軌的外側(cè)具有相向的一對(duì)相向部件，可以相對(duì)移動(dòng)地被浮動(dòng)支撐的可動(dòng)側(cè)滑塊的空氣軸承，通過(guò)在一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌接觸的狀態(tài)下，在另一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，由此在所述另一個(gè)相向部件與所述導(dǎo)軌之間形成了作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙二倍的間隙后，在所述一對(duì)相向部件與所述導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，在所述一對(duì)相向部件與所述導(dǎo)軌之間形成了所述軸承間隙。
根據(jù)上述說(shuō)明，可以容易地在一對(duì)相向部件與導(dǎo)軌兩側(cè)的相向面之間形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙，可以提高空氣軸承的安裝操作性。


通過(guò)參照附圖對(duì)下面的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明上述以及其它的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加明確。
圖1表示本發(fā)明的空氣軸承的第一實(shí)施方式的立體圖。
圖2是說(shuō)明圖1所示的空氣軸承的安裝方法的截面圖，表示通過(guò)調(diào)壓閥斷開(kāi)了壓縮空氣的狀態(tài)。
圖3是說(shuō)明同一空氣軸承的安裝方法的截面圖，表示打開(kāi)了一個(gè)閥門，關(guān)閉了另一個(gè)閥門的狀態(tài)。
圖4是說(shuō)明同一空氣軸承的安裝方法的截面圖，表示打開(kāi)了兩個(gè)閥門，流入壓縮空氣的狀態(tài)。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的空氣軸承的第二實(shí)施方式的安裝方法的截面圖，表示通過(guò)調(diào)壓閥斷開(kāi)了壓縮空氣的狀態(tài)。
圖6是說(shuō)明同一空氣軸承的安裝方法的截面圖，表示打開(kāi)了一個(gè)閥門，關(guān)閉了另一個(gè)閥門的狀態(tài)。
圖7是說(shuō)明同一空氣軸承的安裝方法的截面圖，表示打開(kāi)了兩個(gè)閥門，流入壓縮空氣的狀態(tài)。
圖8是表示現(xiàn)有的空氣軸承的一例的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)圖1對(duì)本發(fā)明的空氣軸承的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的空氣軸承由未圖示的基座、固定在基座上的導(dǎo)軌2、可以相對(duì)移動(dòng)地浮動(dòng)支撐在導(dǎo)軌2上的可動(dòng)側(cè)滑塊12、在導(dǎo)軌2和滑塊12的相向面之間供給壓縮空氣的空氣供給單元構(gòu)成。
為了引導(dǎo)滑塊12直線運(yùn)動(dòng)使導(dǎo)軌2沿直線延伸，并固定在未圖示的機(jī)床或測(cè)量設(shè)備等的基座上。導(dǎo)軌2為左右對(duì)稱形狀，上下面以及左右側(cè)面具有軸承面(相向面)3～6。上側(cè)的軸承面5被配置在溝槽9的兩側(cè)，左右的軸承面3、4分別配置在凹槽7的兩側(cè)。
如圖2所示，在左右凹槽7中分別設(shè)有用于使導(dǎo)軌2的軸承面3、4與滑塊12的相向面13a、14a密合的磁石8。在空氣軸承的軸承間隙10(圖3、4)調(diào)整前的階段，磁石8通過(guò)較弱的磁力使導(dǎo)軌的軸承面3、4與滑塊12的相向面13a、14a密合。通過(guò)在導(dǎo)軌2的左右兩側(cè)使軸承面3、4與相向面13a、14a密合，由此可以容易地調(diào)整后述的軸承間隙10。
在導(dǎo)軌2的上側(cè)形成的軸承面5與滑塊12上側(cè)的相向部件15的相向面15a滑動(dòng)接觸。在軸承面5以及相向面15a的中間部分分別形成了溝槽9、18，以形成非密合部分(參照?qǐng)D2)。因此，軸承面5與相向面15a在溝槽的兩側(cè)部分平衡良好地接觸。在導(dǎo)軌2的下側(cè)所形成的軸承面6與滑塊12下側(cè)的相向部件16的相向面16a滑動(dòng)接觸。這樣，導(dǎo)軌2上下的軸承面5、6與滑塊12上下的相向面15a、16a滑動(dòng)接觸，由此提高空氣軸承上下方向的剛性。
滑塊12具有在導(dǎo)軌2的相互垂直的兩個(gè)方向、即上下方向和左右方向上相向配置的兩對(duì)相向部件13～16，這些相向部件13～16通過(guò)多個(gè)螺桿30(圖1)被安裝在殼體上。根據(jù)螺桿30的緊固程度，左右方向的相向部件13、14可以被安裝成相對(duì)于在上下方向上配置的相向部件15、16為假固定狀態(tài)和真固定狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)。
即，通過(guò)松緩地固定螺桿30使螺桿30與孔31產(chǎn)生間隙，左右方向的相向部件13、14相對(duì)于上下方向的相向部件15、16成為假固定狀態(tài)；通過(guò)緊緊地緊固螺桿30使螺桿30與孔31不產(chǎn)生間隙，左右方向的相向部件13、14相對(duì)于上下方向的相向部件15、16成為真固定狀態(tài)。在假固定狀態(tài)下，相向部件13、14能夠在左右方向上移動(dòng)螺桿30的外螺紋部與孔31的內(nèi)螺紋部的間隙量。在真固定狀態(tài)下，成為左右方向的相向部件13、14的位置相對(duì)于上下方向的相向部件15、16被固定的狀態(tài)。
如后述所述，在相向部件13、14的假固定狀態(tài)下，調(diào)整導(dǎo)軌2的軸承面3、4與相向部件13、14的相向面13a、14a之間的間隙，在對(duì)象部件13、14的真固定狀態(tài)下，該間隙被固定為希望的尺寸，在導(dǎo)軌2的左右兩側(cè)可以相對(duì)移動(dòng)地浮動(dòng)支撐滑塊12。
在左右的一對(duì)相向部件13、14中貫通形成了流路19、20，其用于流過(guò)通過(guò)調(diào)壓閥26調(diào)整為規(guī)定壓力的壓縮空氣。在可以向?qū)к?的軸承面3、4和相向部件13、14的相向面13a、14a之間供給壓縮空氣的位置，在各個(gè)相向部件13、14的兩個(gè)部位貫通形成了流路19、20。因?yàn)樵趯?dǎo)軌2與滑塊12之間存在縫隙，供給的壓縮空氣從該縫隙中泄漏，因此考慮該泄漏，始終經(jīng)由流路19、20供給規(guī)定壓力的壓縮空氣。
空氣供給單元由用于供給空氣的導(dǎo)管25、對(duì)供給的空氣的壓力進(jìn)行調(diào)整的調(diào)壓閥26、測(cè)定空氣壓力的壓力計(jì)27、停止空氣供給的兩個(gè)閥門28a、28b構(gòu)成。因?yàn)樵趯嚎s空氣提供給滑塊12之前配置有調(diào)壓閥26和壓力計(jì)17，因此可以一邊確認(rèn)供給的壓縮空氣的壓力一邊對(duì)滑塊12供給空氣。流經(jīng)調(diào)壓閥26以及壓力計(jì)27的空氣在被分為兩股之后，通過(guò)各自的閥門28a、28b進(jìn)行供給，因此分別限制(切斷)提供給左右相向部件13、14的空氣。
然后，根據(jù)圖2～4對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的空氣軸承的安裝方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，構(gòu)成空氣軸承以使滑塊12包圍導(dǎo)軌2的周圍。導(dǎo)軌2的兩側(cè)面成為與滑塊12相向的軸承面3、4。通過(guò)調(diào)壓閥26切斷壓縮空氣。在左右一對(duì)的相向部件13、14中，左側(cè)的相向部件13通過(guò)螺桿30(圖1)真固定在作為聯(lián)結(jié)部件的上下相向部件15、16上，右側(cè)的相向部件14假固定在上下相向部件15、16上。即，右側(cè)的相向部件14可以在左右方向上移動(dòng)螺桿30被松緩地固定，相當(dāng)于螺桿30的外螺紋和相向部件15、16的內(nèi)螺紋的間隙的量。
在該狀態(tài)下，一個(gè)相向部件13通過(guò)安裝在導(dǎo)軌2中的磁石8的磁力與導(dǎo)軌2左側(cè)的軸承面3密合，另一個(gè)相向部件14通過(guò)相同的磁石8的磁力與右側(cè)的軸承面4密合。
如圖3所示，當(dāng)通過(guò)一個(gè)相向部件13的流路19來(lái)供給規(guī)定壓力的壓縮空氣時(shí)，由于壓縮空氣的壓力與磁石8的吸引力相反，一個(gè)相向部件13的相向面13a與導(dǎo)軌2的軸承面3分離，在相向面與軸承面3之間形成間隙。該間隙被設(shè)定為作為空氣軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙10兩倍的尺寸。間隙的大小取決于所供給的壓縮空氣的壓力，通過(guò)預(yù)先進(jìn)行測(cè)定，此后即使不測(cè)定也可以再次實(shí)現(xiàn)。在該狀態(tài)下，通過(guò)螺桿30真固定由于磁石8的磁力與導(dǎo)軌2密合的另一個(gè)相向部件14和上下一對(duì)相向部件15、16。
并且，如圖4所示，通過(guò)一對(duì)相向部件13、14的流路19、20，向相向部件13、14的相向面13a、14a和導(dǎo)軌2的軸承面3、4之間供給適當(dāng)壓力的壓縮空氣，由此可以容易地在導(dǎo)軌2的左右兩側(cè)形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙10。
然后，根據(jù)圖5～7對(duì)本發(fā)明的空氣軸承以及空氣軸承的組裝方法的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的空氣軸承(圖7)1A與在導(dǎo)軌2的左右方向上、在導(dǎo)軌2與一對(duì)相向部件13、14之間形成了相同的軸承間隙10的第一實(shí)施方式的空氣軸承(圖4)的不同點(diǎn)在于，在導(dǎo)軌2的上下方向上、在導(dǎo)軌2與一對(duì)相向部件15、16之間形成了相同的軸承間隙10。此外，對(duì)本實(shí)施方式的空氣軸承1A與第一實(shí)施方式的空氣軸承1重復(fù)的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)記相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
如圖5所示，在左右方向上在導(dǎo)軌2的兩側(cè)形成了間隙。在上下一對(duì)相向部件15、16中分別形成了向他它與導(dǎo)軌2之間供給壓縮空氣的流路21、22。在將壓縮空氣提供給相向部件15、16之前配置有調(diào)壓器26和壓力計(jì)27這一點(diǎn)，以及對(duì)各個(gè)相向部件15、16可以獨(dú)立地供給或切斷壓縮空氣這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式相同。
上下一對(duì)相向部件15、16通過(guò)螺桿30(圖1)與左右一對(duì)相向部件13、14相互結(jié)合。在上下相向部件15、16為假固定時(shí)，即，在松動(dòng)了螺桿30時(shí)，相向部件15、16可以在上下方向上移動(dòng)螺桿30的外螺紋部與內(nèi)螺紋部的間隙量，可以對(duì)相向間隔進(jìn)行微調(diào)整。
圖5表示通過(guò)調(diào)壓閥26切斷了壓縮空氣的狀態(tài)。在上下一對(duì)相向部件15、16中，上側(cè)的相向部件15通過(guò)螺桿30真固定在作為聯(lián)結(jié)部件的左右相向部件13、14上，下側(cè)的相向部件16假固定在左右的相向部件13、14上。即，下側(cè)的相向部件16可以在上下方向上移動(dòng)螺桿30被松緩地固定，相當(dāng)于螺桿30的外螺紋和相向部件13、14的內(nèi)螺紋的間隙的量。
上側(cè)的相向部件15由于重力與導(dǎo)軌2的軸承面5密合。下側(cè)的相向部件16因?yàn)槭羌俟潭顟B(tài)、即螺桿30松動(dòng)的狀態(tài)，因此由于重力向下側(cè)離開(kāi)螺桿30的外螺紋與相向部件13、14的內(nèi)螺紋的間隙量。
在該狀態(tài)下，如圖6所示，當(dāng)向上側(cè)的相向部件15供給壓縮空氣時(shí)，由于壓縮空氣的內(nèi)壓上側(cè)的相對(duì)部件15與重力方向相反地向上移動(dòng)，在下側(cè)的相向部件16與導(dǎo)軌2密合的狀態(tài)下，在上側(cè)的相向部件15與導(dǎo)軌2之間形成間隙。間隙的大小取決于壓縮空氣的壓力，通過(guò)預(yù)先調(diào)整間隙的大小與壓力的關(guān)系，此后可以多次重復(fù)實(shí)現(xiàn)。調(diào)整壓縮空氣的壓力，以使間隙成為空氣軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙的兩倍。調(diào)整間隙后，將下側(cè)的成為部件16真固定在作為聯(lián)結(jié)部件的左右一對(duì)相向部件13、14上。
并且，如圖7所示，通過(guò)對(duì)上下一對(duì)相向部件15、16供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，可以在導(dǎo)軌2的上下方向上在導(dǎo)軌2與相向部件15、16之間形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙10。
此外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。例如，可以結(jié)合第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式的空氣軸承的安裝方法，在導(dǎo)軌2的相互垂直的兩個(gè)方向上形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙10。另外，在第一實(shí)施方式中，通過(guò)在左右一對(duì)相向部件13、14上設(shè)置與磁石8協(xié)同形成磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)線圈，可以將空氣軸承1作為低驅(qū)動(dòng)電阻的直線電動(dòng)機(jī)。
以上使用最佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本行業(yè)的從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離權(quán)利要求公開(kāi)范圍的情況下可以進(jìn)行各種修正以及變更。
權(quán)利要求
1.一種空氣軸承的安裝方法，對(duì)于固定側(cè)導(dǎo)軌(2)可以相對(duì)移動(dòng)地浮動(dòng)支撐在該導(dǎo)軌(2)的外側(cè)具有一對(duì)相向部件(13、14)的可動(dòng)側(cè)滑塊(12)，其特征在于，具備在所述一個(gè)相向部件(14)與所述導(dǎo)軌(2)接觸的狀態(tài)下，在所述另一個(gè)相向部件(13)與所述導(dǎo)軌(2)之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，以使在所述另一個(gè)相向部件(13)與所述導(dǎo)軌(2)之間形成作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙二倍的間隙；以及為了在所述一對(duì)相向部件(13、14)與所述導(dǎo)軌(2)之間形成所述軸承間隙，在所述一對(duì)相向部件(13、14)與所述導(dǎo)軌(2)之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣軸承的安裝方法，其特征在于，還具有在所述一個(gè)相對(duì)部件(13)與所述導(dǎo)軌(2)之間供給所述壓縮空氣前，通過(guò)磁力使所述導(dǎo)軌(2)與所述一對(duì)相向部件(13、14)相接觸。
3.一種空氣軸承(1)，具有固定側(cè)的導(dǎo)軌(2)、在該導(dǎo)軌(2)的外側(cè)具有相向的一對(duì)相向部件(13、14)，可以相對(duì)移動(dòng)地被浮動(dòng)支撐在導(dǎo)軌(2)上的可動(dòng)側(cè)滑塊(12)，其特征在于，通過(guò)在一個(gè)相向部件(14)與所述導(dǎo)軌(2)接觸的狀態(tài)下，在另一個(gè)相向部件(13)與所述導(dǎo)軌(2)之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，由此在所述另一個(gè)相向部件(13)與所述導(dǎo)軌之間形成了作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙二倍的間隙后，在所述一對(duì)相向部件(13、14)與所述導(dǎo)軌(2)之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，在所述一對(duì)相向部件(13、14)與所述導(dǎo)軌(2)之間形成了所述軸承間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣軸承(1)，其特征在于，在與所述一對(duì)相向部件(13、14)垂直的方向上設(shè)置有另一對(duì)相向部件(15、16)，在該另一對(duì)相向部件(15、16)與所述導(dǎo)軌(2)之間也形成了所述軸承間隙。
5.一種直線驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在權(quán)利要求3所述的空氣軸承(1)的所述相向部件(13、14)或所述導(dǎo)軌(2)中的一方上設(shè)置有磁石，在另一方上設(shè)置有與該磁石協(xié)同形成磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)線圈。
全文摘要
一種空氣軸承，其具備固定側(cè)導(dǎo)軌，以及在該導(dǎo)軌的外側(cè)具有相向的一對(duì)相向部件，并可以相對(duì)移動(dòng)地被浮動(dòng)支撐的可動(dòng)側(cè)滑塊，在一個(gè)相向部件與導(dǎo)軌相接觸的狀態(tài)下，通過(guò)在另一個(gè)相向部件與導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，在另一個(gè)相向部件與導(dǎo)軌之間形成了作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙兩倍的間隙，然后在一對(duì)相向部件與導(dǎo)軌之間供給規(guī)定壓力的壓縮空氣，在一對(duì)相向部件與導(dǎo)軌之間形成了作為設(shè)計(jì)目標(biāo)的軸承間隙。
文檔編號(hào)B23Q5/28GK1995771SQ200610156698
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者河合知彥, 蛯原建三, 見(jiàn)波弘志 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社