ホーム > 特許ランキング > オイレス工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-02
(45)【発行日】2023-02-10
(54)【発明の名称】ワーク保持装置
(51)【国際特許分類】
F16C 32/06 20060101AFI20230203BHJP
【ＦＩ】
F16C32/06 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018236619
(22)【出願日】2018-12-18
(65)【公開番号】P2020097998
(43)【公開日】2020-06-25
【審査請求日】2021-11-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000103644
【氏名又は名称】オイレス工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002343
【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平山 琢哉
【審査官】西藤 直人
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１３２４６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１４５７７７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ ３２／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸部材の側面を非接触状態で支持し軸部材と相対的に移動する静圧気体軸受ユニットと、該静圧気体軸受ユニットを包囲するハウジングとを備えたワーク保持装置であって、前記静圧気体軸受ユニットが、前記軸部材と対向配置して前記軸部材との間隙に気体を噴出する気体噴出部材と、該気体噴出部材と外部給気源とを連通させる継手部材とを有し、
前記静圧気体軸受ユニットと前記ハウジングとの間に弾性支持体が設けられ、
該弾性支持体が、前記静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って複数設けられていることを特徴とするワーク保持装置。
【請求項2】
前記弾性支持体の支持剛性が、前記静圧気体軸受ユニットの軸受剛性より小さいことを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
【請求項3】
前記軸部材の軸方向に沿う前記弾性支持体の長さが、前記軸部材の軸方向に沿う前記静圧気体軸受ユニットの長さより短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク保持装置。
【請求項4】
前記ハウジングが、貫通孔を有しており、前記静圧気体軸受ユニットの継手部材と前記外部給気源とを連通する管部材が、前記貫通孔に遊挿されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク保持装置。
【請求項5】
前記静圧気体軸受ユニットの気体噴出部材が、多孔質材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軸部材の側面を非接触状態で支持し軸部材と相対的に移動する静圧気体軸受ユニットと、静圧気体軸受ユニットを包囲するハウジングとを備えたワーク保持装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ワークを保持するワーク保持装置に用いるエアスライド装置として、固定されたガイドと、このガイド上に滑走する移動体とを備えたエアスライド装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【0003】
このエアスライド装置は、移動体からガイドへ加圧空気を噴出することで移動体とガイドとの間に空気膜を発生させ、この空気膜により移動体をガイドから浮上させて、非接触状態で移動体の移動方向を案内する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１４－１７３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来、特許文献１に記載されているようなエアスライド装置において、移動体を数Ｈｚ程度で往復動させると、往復動の周波数が高すぎて、移動体とガイドとの間にある空気膜だけでは、ガイドに対する移動体の偏心や偏角を許容できない恐れがある。
【0006】
また、加圧空気を噴出する移動体に対してガイドを移動させた場合であっても、前述したようなガイドに対して移動体を移動させる場合と同様に、移動体に対するガイドの偏心や偏角を許容できない恐れがある。
【0007】
移動体とガイドとの間に許容できないような、すなわち、移動体とガイドとの間に形成される空気膜ではカバーできないような偏心や偏角があると、移動体とガイドとが接触してしまい、移動体とガイドとの間の相対的な直線移動が十分に実現できなくなる恐れがある。
【0008】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、軸部材との間に相対的な高速往復動が発生したとしても、軸部材との間で相対的な直線運動を安定して実現するワーク保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項１に係る発明は、軸部材の側面を非接触状態で支持し軸部材と相対的に移動する静圧気体軸受ユニットと、該静圧気体軸受ユニットを包囲するハウジングとを備えたワーク保持装置であって、前記静圧気体軸受ユニットが、前記軸部材と対向配置して前記軸部材との間隙に気体を噴出する気体噴出部材と、該気体噴出部材と外部給気源とを連通させる継手部材とを有し、前記静圧気体軸受ユニットと前記ハウジングとの間に弾性支持体が設けられ、該弾性支持体が、前記静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って複数設けられていることにより、前述した課題を解決するものである。
【0010】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたワーク保持装置の構成に加えて、前記弾性支持体の支持剛性が、前記静圧気体軸受ユニットの軸受剛性より小さいことにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【0011】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたワーク保持装置の構成に加えて、前記軸部材の軸方向に沿う前記弾性支持体の長さが、前記軸部材の軸方向に沿う前記静圧気体軸受ユニットの長さより短いことにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【0012】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載されたワーク保持装置の構成に加えて、前記ハウジングが、貫通孔を有しており、前記静圧気体軸受ユニットの継手部材と前記外部給気源とを連通する管部材が、前記貫通孔に遊挿されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【0013】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載されたワーク保持装置の構成に加えて、前記静圧気体軸受ユニットの気体噴出部材が、多孔質材料で形成されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明のワーク保持装置は、静圧気体軸受ユニットを備えていることにより、軸部材の側面を非接触状態で支持できるとともに、以下のような本発明に特有の効果を奏することができる。
【0015】
請求項１に係る発明のワーク保持装置によれば、弾性支持体が、ハウジングと静圧気体軸受ユニットとの間に設けられていることにより、軸部材を固定して、ワーク保持装置を動かす場合においては、静圧気体軸受ユニットに対してハウジングを偏角または偏心させるような力やモーメントがワークからハウジングに加わったとしても、弾性支持体の変形によってハウジングに加わった力やモーメントによる運動エネルギーが弾性支持体に吸収されるため、ワーク保持装置がワークを保持した状態で軸部材に対して高速で往復動したとしても、軸部材と静圧気体軸受ユニットとの間の軸受隙間を変動させるような力やモーメントのハウジングから静圧気体軸受ユニットへの伝達を緩和し、ワークの安定した直線移動を実現することができる。
換言すれば、弾性支持体が静圧気体軸受ユニットとハウジングとの間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収するため、軸部材と静圧気体軸受ユニットとの間の軸受隙間が変動しにくくなり、軸部材との間に相対的な高速往復動が発生したとしても、軸部材との間で相対的な直線運動を安定して実現することができる。
さらに、弾性支持体が、静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って複数設けられていることにより、弾性支持体が、静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って分散された配置状態となるため、弾性支持体どうしの配置間隔や弾性支持体の配置数が任意に変更可能となり、その結果、弾性支持体全体としての支持剛性を容易に調整することができる。
換言すれば、弾性支持体が静圧気体軸受ユニットとハウジングとの間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収するため、軸部材と静圧気体軸受ユニットとの間の軸受隙間が変動しにくくなり、軸部材との間に相対的な高速往復動が発生したとしても、軸部材との間で相対的な直線運動を安定して実現することができる。
さらに、弾性支持体が、静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って複数設けられていることにより、弾性支持体が、静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って分散された配置状態となるため、弾性支持体どうしの配置間隔や弾性支持体の配置数が任意に変更可能となり、その結果、弾性支持体全体としての支持剛性を容易に調整することができる。
【0016】
請求項２に係る発明のワーク保持装置によれば、請求項１に係る発明のワーク保持装置が奏する効果に加えて、弾性支持体の支持剛性が、静圧気体軸受ユニットの軸受剛性より小さいことにより、軸部材を固定して、ワーク保持装置を動かす場合において、ワークによる慣性力や慣性モーメントがワーク保持装置に負荷されたとしても、静圧気体軸受ユニットと軸部材との間の軸受隙間が変動すると共に弾性支持体が変形するため、静圧気体軸受ユニットと軸部材との間の軸受隙間の変動を最小限に抑えることができる。
【0017】
請求項３に係る発明のワーク保持装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明のワーク保持装置が奏する効果に加えて、軸部材の軸方向に沿う弾性支持体の長さが、軸部材の軸方向に沿う静圧気体軸受ユニットの長さより短いことにより、弾性支持体全体としての支持剛性が下がり、弾性支持体の変位の自由度が大きくなるため、より大きな偏角を吸収することができる。
【0018】
請求項４に係る発明のワーク保持装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに係る発明のワーク保持装置が奏する効果に加えて、静圧気体軸受ユニットの継手部材と外部給気源とを連通する管部材が、貫通孔に遊挿されていることにより、静圧気体軸受ユニットが軸部材に対して偏心または偏角したとしても、静圧気体軸受ユニットに接続された管部材がハウジングに当接しにくくなっているため、継手部材とハウジングとの接触を回避することが可能となり、静圧気体軸受ユニットの軸部材に対する偏心または偏角の伝達を緩和することができる。
【0019】
請求項５に係る発明のワーク保持装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに係る発明のワーク保持装置が奏する効果に加えて、静圧気体軸受ユニットの気体噴出部材が、多孔質材料で形成されていることにより、軸受面全体から気体を噴出して、軸受面全体で軸部材を支持可能となるため、静圧気体軸受ユニットの剛性や負荷容量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明は、軸部材の側面を非接触状態で支持し軸部材と相対的に移動する静圧気体軸受ユニットと、この静圧気体軸受ユニットを包囲するハウジングとを備えたワーク保持装置であって、静圧気体軸受ユニットが、軸部材と対向配置して軸部材との間隙に気体を噴出する気体噴出部材と、この気体噴出部材と外部給気源とを連通させる継手部材とを有し、静圧気体軸受ユニットとハウジングとの間に弾性支持体が設けられ、この弾性支持体が、静圧気体軸受ユニットの周方向に沿って複数設けられていることにより、軸部材に対して高速で往復動したとしても、軸部材との間に相対的な高速往復動が発生したとしても、軸部材との間で相対的な直線運動を安定して実現するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
【0022】
例えば、静圧気体軸受ユニットの気体噴出部材の形式は、自成絞り、オリフィス絞り、多孔質絞りなど、いかなるものであってもよい。
【0023】
例えば、軸部材の断面形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよい。
【0024】
例えば、本発明のワーク保持装置で用いられるワークは、移動する部材に設けられていれば、軸部材に設けられていてもよいし、ハウジングに設けられていてもよい。
【実施例1】
【0025】
【0026】
＜１．本発明の第１実施例であるエアスライド装置１００の構造＞
まず、図１乃至図２Ｂに基づいて、本発明の第１実施例であるエアスライド装置１００の構造を説明する。
図１は本発明の第１実施例であるエアスライド装置の斜視図であり、図２Ａは図１に示すエアスライド装置の正面図であり、図２Ｂは図２ＡのＩＩ－ＩＩ断面図である。
まず、図１乃至図２Ｂに基づいて、本発明の第１実施例であるエアスライド装置１００の構造を説明する。
図１は本発明の第１実施例であるエアスライド装置の斜視図であり、図２Ａは図１に示すエアスライド装置の正面図であり、図２Ｂは図２ＡのＩＩ－ＩＩ断面図である。
【0027】
本発明の第１実施例であるエアスライド装置１００は、図１等に示すように、円形断面を有する固定軸（軸部材）Ｓの半径方向の荷重を受ける軸受ユニット（静圧気体軸受ユニット）１１０と、この軸受ユニット１１０を包囲するハウジング１２０と、軸受ユニット１１０とハウジング１２０との間に設けられる弾性支持体１３０とを備えている。
【0028】
また、エアスライド装置１００には、図１等に示すように、外部給気源（図示せず）と連通するチューブ（管部材）Ｔが遊挿されている。
これにより、エアスライド装置１００は、チューブＴから圧縮空気を得て、固定軸Ｓとの間で空気膜を生成可能となっている。
そして、エアスライド装置１００と固定軸Ｓとの間に空気膜を生成することで、エアスライド装置１００と固定軸Ｓとの間は非接触状態となり、エアスライド装置１００は固定軸Ｓ上を軸方向に滑らかに移動自在となる。
以下、エアスライド装置１００の移動可能方向を「前後方向」とし、前後方向および鉛直方向（上下方向）と直交する方向を「左右方向」とする。
これにより、エアスライド装置１００は、チューブＴから圧縮空気を得て、固定軸Ｓとの間で空気膜を生成可能となっている。
そして、エアスライド装置１００と固定軸Ｓとの間に空気膜を生成することで、エアスライド装置１００と固定軸Ｓとの間は非接触状態となり、エアスライド装置１００は固定軸Ｓ上を軸方向に滑らかに移動自在となる。
以下、エアスライド装置１００の移動可能方向を「前後方向」とし、前後方向および鉛直方向（上下方向）と直交する方向を「左右方向」とする。
【0029】
さらに、エアスライド装置１００はハウジング１２０の下方に移動対象物（ワーク）Ｗを保持しており、エアスライド装置１００はこの移動対象物Ｗの直線移動を案内している。
また、この移動対象物Ｗには、移動対象物Ｗを移動させるアクチュエーター（図示せず）が取り付けられており、アクチュエーターの駆動によって、移動対象物Ｗを介してエアスライド装置１００が固定軸Ｓに対して直線移動する。
また、この移動対象物Ｗには、移動対象物Ｗを移動させるアクチュエーター（図示せず）が取り付けられており、アクチュエーターの駆動によって、移動対象物Ｗを介してエアスライド装置１００が固定軸Ｓに対して直線移動する。
【0030】
＜１．１．軸受ユニット＞
軸受ユニット１１０は、固定軸Ｓの半径方向の荷重を受けるため、ジャーナル軸受ユニットとなっている。
そして、軸受ユニット１１０は、気体を噴出可能な円筒状の多孔質金属部材（気体噴出部材）１１１と、この多孔質金属部材１１１に積層配置して多孔質金属部材１１１を保持する円筒状のバックメタル部材１１２と、このバックメタル部材１１２に取り付けて多孔質金属部材１１１と外部給気源とを連通させる継手部材１１３とを有している。
軸受ユニット１１０は、固定軸Ｓの半径方向の荷重を受けるため、ジャーナル軸受ユニットとなっている。
そして、軸受ユニット１１０は、気体を噴出可能な円筒状の多孔質金属部材（気体噴出部材）１１１と、この多孔質金属部材１１１に積層配置して多孔質金属部材１１１を保持する円筒状のバックメタル部材１１２と、このバックメタル部材１１２に取り付けて多孔質金属部材１１１と外部給気源とを連通させる継手部材１１３とを有している。
【0031】
多孔質金属部材１１１は、軸受ユニット１１０が固定軸Ｓに挿通された場合に、この固定軸Ｓと対向配置される。
また、この多孔質金属部材１１１の短手方向の面である端面１１１ａ（図２Ｂ参照）には、気体の噴出を防ぐために封孔処理が成されている。
また、この多孔質金属部材１１１の短手方向の面である端面１１１ａ（図２Ｂ参照）には、気体の噴出を防ぐために封孔処理が成されている。
【0032】
バックメタル部材１１２は、多孔質金属部材１１１と焼結にて接合されており、多孔質金属部材１１１と一体になっている。
なお、バックメタル部材１１２の厚みは多孔質金属部材１１１の厚みより大きくなっており、バックメタル部材１１２は多孔質金属部材１１１を補強する部材として機能する。
なお、バックメタル部材１１２の厚みは多孔質金属部材１１１の厚みより大きくなっており、バックメタル部材１１２は多孔質金属部材１１１を補強する部材として機能する。
【0033】
また、バックメタル部材１１２は、段付き貫通孔１１２ａが設けられており、大径側の１段目には雌ネジが形成されている。
【0034】
継手部材１１３は、一端がバックメタル部材１１２の段付き貫通孔１１２ａの雌ネジに螺合される雄ネジとなっており、他端がチューブＴと接続されるチューブ継手１１３ａとなっている（図１参照）。
【0035】
＜１．２．ハウジング＞
ハウジング１２０は、図２Ａ等に示すように、半円筒状の上側ハウジング１２１と、同じく半円筒状の下側ハウジング１２２を有している。
この上側ハウジング１２１と下側ハウジング１２２とは、複数のボルトにより締結されている。
そして、ハウジング１２０の内半径Ｒｈは、軸受ユニット１１０の外半径Ｒｂより大きくなっている。
ハウジング１２０は、図２Ａ等に示すように、半円筒状の上側ハウジング１２１と、同じく半円筒状の下側ハウジング１２２を有している。
この上側ハウジング１２１と下側ハウジング１２２とは、複数のボルトにより締結されている。
そして、ハウジング１２０の内半径Ｒｈは、軸受ユニット１１０の外半径Ｒｂより大きくなっている。
【0036】
上側ハウジング１２１の頂部には、貫通孔１２１ａが形成されている。
この貫通孔１２１ａは、図２Ｂ等に示すように、軸受ユニット１１０をハウジング１２０に組み付けた際に、軸受ユニット１１０の継手部材１１３のチューブ継手１１３ａが挿通される。
したがって、貫通孔１２１ａの直径Ｄは、図２Ｂに示すように、チューブ継手１１３ａに接続されるチューブＴの直径φｔより大きく、軸受ユニット１１０の継手部材１１３の直径φｆよりも大きい。
この貫通孔１２１ａは、図２Ｂ等に示すように、軸受ユニット１１０をハウジング１２０に組み付けた際に、軸受ユニット１１０の継手部材１１３のチューブ継手１１３ａが挿通される。
したがって、貫通孔１２１ａの直径Ｄは、図２Ｂに示すように、チューブ継手１１３ａに接続されるチューブＴの直径φｔより大きく、軸受ユニット１１０の継手部材１１３の直径φｆよりも大きい。
【0037】
下側ハウジング１２２の底部には、移動対象物Ｗを保持する平坦面１２２ａが形成されている。
移動対象物Ｗの平坦面１２２ａへの装着は、ボルト締結や係合で行われる。
移動対象物Ｗの平坦面１２２ａへの装着は、ボルト締結や係合で行われる。
【0038】
＜１．３．弾性支持体＞
弾性支持体１３０は、ＪＩＳ Ｋ ２２０７で規定される針入度が５～２５０程度のゲル状素材で作製されており、一般的なＯリングよりも柔らかくなっている。
本実施例では、弾性支持体１３０の具体的な素材として、シリコーン系のゲルが使用されるが、ゲルはウレタン系、アクリル系等であってもよい。
具体的には、シリコーン系では株式会社タイカのアルファーゲル（登録商標）や、ウレタン系では株式会社エクシールのゲルタックシートや、アクリル系では積水化成品工業株式会社のテクノゲル（登録商標）Ｇグレード等が挙げられる。
また、弾性支持体１３０の支持剛性（単位長さ分変形させるために必要な力）は、軸受ユニット１１０の軸受剛性（所定の軸受隙間において、軸受が支持している部材を単位長さ動かすために必要な力）より小さくなっている。
弾性支持体１３０は、ＪＩＳ Ｋ ２２０７で規定される針入度が５～２５０程度のゲル状素材で作製されており、一般的なＯリングよりも柔らかくなっている。
本実施例では、弾性支持体１３０の具体的な素材として、シリコーン系のゲルが使用されるが、ゲルはウレタン系、アクリル系等であってもよい。
具体的には、シリコーン系では株式会社タイカのアルファーゲル（登録商標）や、ウレタン系では株式会社エクシールのゲルタックシートや、アクリル系では積水化成品工業株式会社のテクノゲル（登録商標）Ｇグレード等が挙げられる。
また、弾性支持体１３０の支持剛性（単位長さ分変形させるために必要な力）は、軸受ユニット１１０の軸受剛性（所定の軸受隙間において、軸受が支持している部材を単位長さ動かすために必要な力）より小さくなっている。
【0039】
さらに、弾性支持体１３０の厚みは、ハウジング１２０に加わった力などに対する軸受ユニット１１０への影響を緩和する、いわゆる軸受ユニット１１０の「逃げ」として機能するために、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下であることが好ましい。
【0040】
この弾性支持体１３０は、図２Ａに示すように、軸受ユニット１１０の周方向に沿って等間隔に３枚設けられている。
また、弾性支持体１３０の幅（固定軸Ｓの軸方向に沿う長さ）Ｗｅは、軸受ユニット１１０の幅（固定軸Ｓの軸方向に沿う長さ）Ｗｂより短い。
また、弾性支持体１３０の幅（固定軸Ｓの軸方向に沿う長さ）Ｗｅは、軸受ユニット１１０の幅（固定軸Ｓの軸方向に沿う長さ）Ｗｂより短い。
【0041】
＜１．４．弾性支持体による運動エネルギーの吸収＞
次に、図３Ａおよび図３Ｂに基づいて、上述のように構成されたエアスライド装置１００が移動対象物Ｗを保持した状態でエアスライド装置１００を固定軸Ｓ上で数Ｈｚの振動数で往復動させたときに、移動対象物Ｗの慣性力や慣性モーメントがハウジング１２０に加わった際のエアスライド装置１００の挙動について説明する。
図３Ａは図１に示すエアスライド装置に回転モーメントが働いた状態を示すエアスライド装置の断面図であり、図３Ｂは図１に示すエアスライド装置に荷重が働いた状態を示すエアスライド装置の正面図である。
次に、図３Ａおよび図３Ｂに基づいて、上述のように構成されたエアスライド装置１００が移動対象物Ｗを保持した状態でエアスライド装置１００を固定軸Ｓ上で数Ｈｚの振動数で往復動させたときに、移動対象物Ｗの慣性力や慣性モーメントがハウジング１２０に加わった際のエアスライド装置１００の挙動について説明する。
図３Ａは図１に示すエアスライド装置に回転モーメントが働いた状態を示すエアスライド装置の断面図であり、図３Ｂは図１に示すエアスライド装置に荷重が働いた状態を示すエアスライド装置の正面図である。
【0042】
＜１．４．１．エアスライド装置に回転モーメントが働いた場合＞
まず、図３Ａに基づいて、エアスライド装置１００に回転モーメントが働いた場合について説明する。
まず、図３Ａに基づいて、エアスライド装置１００に回転モーメントが働いた場合について説明する。
【0043】
移動対象物Ｗの慣性力や慣性モーメントがハウジング１２０に働いて、エアスライド装置１００に対してＰ方向の回転モーメントが働いたとする。
このとき、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっていることから、まず弾性支持体１３０が変形して、図３Ａのようなハウジング１２０が鉛直方向からＰ方向にθだけ偏角する。
このとき、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっていることから、まず弾性支持体１３０が変形して、図３Ａのようなハウジング１２０が鉛直方向からＰ方向にθだけ偏角する。
【0044】
この状態において、弾性支持体１３０は自身の弾性により元の形状に戻ろうとするため、ハウジング１２０（および軸受ユニット１１０）には復元モーメントＲｍが働く。
ここで、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっている、すなわち、軸受ユニット１１０の軸受剛性が弾性支持体１３０の支持剛性より大きくなっていることから、弾性支持体１３０による復元モーメントＲｍによって軸受ユニット１１０はほぼ動かず、ハウジング１２０だけが回転移動し、軸受ユニット１１０とハウジング１２０とは図２Ａのような位置関係に復元される。
ここで、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっている、すなわち、軸受ユニット１１０の軸受剛性が弾性支持体１３０の支持剛性より大きくなっていることから、弾性支持体１３０による復元モーメントＲｍによって軸受ユニット１１０はほぼ動かず、ハウジング１２０だけが回転移動し、軸受ユニット１１０とハウジング１２０とは図２Ａのような位置関係に復元される。
【0045】
すなわち、エアスライド装置１００に回転モーメントが働いたとしても、弾性支持体１３０が回転モーメントによる運動エネルギーを吸収することで、軸受ユニット１１０とハウジング１２０との位置関係が保たれる。
なお、偏角の方向として、左右方向を軸にして回転させる「ピッチ」方向、前後方向を軸にして回転させる「ロール」方向、上下方向を軸にして回転させる「ヨー」方向があり得るが、本実施例のエアスライド装置１００は、固定軸Ｓの断面が円形であるため、「ピッチ」方向および「ヨー」方向にのみ偏角するが、いずれの方向に対しても同様に動作するため、ここでは「ピッチ」方向の偏角についてのみ説明した。
なお、偏角の方向として、左右方向を軸にして回転させる「ピッチ」方向、前後方向を軸にして回転させる「ロール」方向、上下方向を軸にして回転させる「ヨー」方向があり得るが、本実施例のエアスライド装置１００は、固定軸Ｓの断面が円形であるため、「ピッチ」方向および「ヨー」方向にのみ偏角するが、いずれの方向に対しても同様に動作するため、ここでは「ピッチ」方向の偏角についてのみ説明した。
【0046】
＜１．４．２．エアスライド装置に荷重が働いた場合＞
次に、図３Ｂに基づいて、エアスライド装置１００に荷重が働いた場合について説明する。
次に、図３Ｂに基づいて、エアスライド装置１００に荷重が働いた場合について説明する。
【0047】
移動対象物Ｗの慣性力や慣性モーメントがハウジング１２０に働いて、エアスライド装置１００に対してＱ方向の荷重が働いたとする。
このとき、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっていることから、まず弾性支持体１３０が変形して、図３Ｂのようなハウジング１２０がδだけ上向きに移動する。
なお、図３Ｂに示すＯ１はＱ方向に荷重が加わる前のハウジング１２０の中心であり、Ｏ２は移動後のハウジング１２０の中心である。
このとき、弾性支持体１３０の支持剛性が軸受ユニット１１０の軸受剛性より小さくなっていることから、まず弾性支持体１３０が変形して、図３Ｂのようなハウジング１２０がδだけ上向きに移動する。
なお、図３Ｂに示すＯ１はＱ方向に荷重が加わる前のハウジング１２０の中心であり、Ｏ２は移動後のハウジング１２０の中心である。
【0048】
この状態において、弾性支持体１３０は自身の弾性により元の形状に戻ろうとするため、ハウジング１２０（および軸受ユニット１１０）には復元力Ｒｆが働く。
ここで、前述のように、軸受ユニット１１０の軸受剛性が弾性支持体１３０の支持剛性より大きくなっていることから、弾性支持体１３０による復元力Ｒｆによって軸受ユニット１１０は動かず、ハウジング１２０だけが並行移動し、軸受ユニット１１０とハウジング１２０とは図２Ａのような位置関係に復元される。
ここで、前述のように、軸受ユニット１１０の軸受剛性が弾性支持体１３０の支持剛性より大きくなっていることから、弾性支持体１３０による復元力Ｒｆによって軸受ユニット１１０は動かず、ハウジング１２０だけが並行移動し、軸受ユニット１１０とハウジング１２０とは図２Ａのような位置関係に復元される。
【0049】
すなわち、エアスライド装置１００に荷重が働いたとしても、弾性支持体１３０が荷重による運動エネルギーを吸収することで、軸受ユニット１１０とハウジング１２０との位置関係が保たれる。
なお、偏心方向として、左右方向、前後方向、上下方向の３方向があり得るが、本実施例のエアスライド装置１００は、左右方向および上下方向のいずれの方向に対しても同様に動作するため、ここでは上下方向の偏心についてのみ説明した。
なお、偏心方向として、左右方向、前後方向、上下方向の３方向があり得るが、本実施例のエアスライド装置１００は、左右方向および上下方向のいずれの方向に対しても同様に動作するため、ここでは上下方向の偏心についてのみ説明した。
【0050】
＜１．５．本実施例の作用効果＞
上述した本実施例であるエアスライド装置１００は、固定軸Ｓの側面方向の荷重を受ける軸受ユニット１１０と、この軸受ユニット１１０を包囲すると共に移動対象物Ｗを保持するハウジング１２０とを備え、移動対象物Ｗを固定軸Ｓに対して直線移動自在に保持するエアスライド装置であって、軸受ユニット１１０が、固定軸Ｓと対向配置して固定軸Ｓとの間隙に気体を噴出する気体噴出部材である多孔質金属部材１１１と、この多孔質金属部材１１１と外部給気源とを連通させる継手部材１１３とを有し、ハウジング１２０と軸受ユニット１１０との間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収する弾性支持体１３０が、軸受ユニット１１０とハウジング１２０との間に設けられていることにより、軸受ユニット１１０に対してハウジング１２０を偏角または偏心させるような力やモーメントがワークである移動対象物Ｗからハウジング１２０に加わったとしても、弾性支持体１３０の変形によってハウジング１２０に加わった力やモーメントによる運動エネルギーが弾性支持体１３０に吸収されるため、エアスライド装置１００が移動対象物Ｗを保持した状態で軸部材である固定軸Ｓに対して高速で往復動したとしても、固定軸Ｓと軸受ユニット１１０との間の軸受隙間を変動させるような力やモーメントのハウジング１２０から軸受ユニット１１０への伝達を緩和し、移動対象物Ｗの安定した直線移動を実現することができる。
換言すれば、弾性支持体１３０がハウジング１２０と軸受ユニット１１０との間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収するため、固定軸Ｓと軸受ユニット１１０との間の軸受隙間が変動しにくくなり、固定軸Ｓとの間に相対的な高速往復動が発生したとしても、固定軸Ｓとの間で相対的な直線運動を安定して実現することができる。
すなわち、アクチュエーターにより移動対象物Ｗを移動させる際に、アクチュエーターの作動方向（すなわち、移動対象物Ｗの移動方向）と固定軸Ｓの伸びる方向とが偏心または偏角していても、弾性支持体１３０がこの偏心または偏角を吸収するため、移動対象物Ｗの安定した直線移動を実現することができる。
上述した本実施例であるエアスライド装置１００は、固定軸Ｓの側面方向の荷重を受ける軸受ユニット１１０と、この軸受ユニット１１０を包囲すると共に移動対象物Ｗを保持するハウジング１２０とを備え、移動対象物Ｗを固定軸Ｓに対して直線移動自在に保持するエアスライド装置であって、軸受ユニット１１０が、固定軸Ｓと対向配置して固定軸Ｓとの間隙に気体を噴出する気体噴出部材である多孔質金属部材１１１と、この多孔質金属部材１１１と外部給気源とを連通させる継手部材１１３とを有し、ハウジング１２０と軸受ユニット１１０との間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収する弾性支持体１３０が、軸受ユニット１１０とハウジング１２０との間に設けられていることにより、軸受ユニット１１０に対してハウジング１２０を偏角または偏心させるような力やモーメントがワークである移動対象物Ｗからハウジング１２０に加わったとしても、弾性支持体１３０の変形によってハウジング１２０に加わった力やモーメントによる運動エネルギーが弾性支持体１３０に吸収されるため、エアスライド装置１００が移動対象物Ｗを保持した状態で軸部材である固定軸Ｓに対して高速で往復動したとしても、固定軸Ｓと軸受ユニット１１０との間の軸受隙間を変動させるような力やモーメントのハウジング１２０から軸受ユニット１１０への伝達を緩和し、移動対象物Ｗの安定した直線移動を実現することができる。
換言すれば、弾性支持体１３０がハウジング１２０と軸受ユニット１１０との間の偏心または偏角の少なくとも１つを吸収するため、固定軸Ｓと軸受ユニット１１０との間の軸受隙間が変動しにくくなり、固定軸Ｓとの間に相対的な高速往復動が発生したとしても、固定軸Ｓとの間で相対的な直線運動を安定して実現することができる。
すなわち、アクチュエーターにより移動対象物Ｗを移動させる際に、アクチュエーターの作動方向（すなわち、移動対象物Ｗの移動方向）と固定軸Ｓの伸びる方向とが偏心または偏角していても、弾性支持体１３０がこの偏心または偏角を吸収するため、移動対象物Ｗの安定した直線移動を実現することができる。
【0051】
また、移動対象物Ｗによる慣性力や慣性モーメントがエアスライド装置１００に負荷されたとしても、軸受ユニット１１０と固定軸Ｓとの間の軸受隙間が変動すると共に弾性支持体１３０が変形するため、軸受ユニット１１０と固定軸Ｓとの間の軸受隙間の変動を最小限に抑えることができる。
【0052】
また、弾性支持体１３０が、軸受ユニット１１０の周方向に沿って分散された配置状態となるため、弾性支持体１３０どうしの配置間隔や弾性支持体１３０の配置数が任意に変更可能となり、その結果、弾性支持体１３０全体としての支持剛性を容易に調整することができる。
【0053】
また、弾性支持体１３０全体としての支持剛性が下がり、弾性支持体の変位の自由度が大きくなるため、より大きな偏角を吸収することができる。
【0054】
また、軸受ユニット１１０が固定軸Ｓに対して偏心または偏角したとしても、軸受ユニット１１０に接続された管部材であるチューブＴがハウジング１２０に当接しにくくなっているため、継手部材１１３とハウジング１２０との接触を回避することが可能となり、軸受ユニット１１０の固定軸Ｓに対する偏心または偏角の伝達を緩和することができる。
【0055】
また、軸受面全体から気体を噴出して、軸受面全体で固定軸Ｓを支持可能となるため、軸受ユニット１１０の剛性や負荷容量を高めることができる。
【実施例2】
【0056】
次に、本発明の第２実施例である図４を用いて、本発明のワーク保持装置の第２実施例であるエアスライド装置２００について説明する。
第２実施例のエアスライド装置２００は、第１実施例のエアスライド装置１００における軸受ユニット１１０の形状を変更したものであり、多くの要素について第１実施例のエアスライド装置１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する２００番台の符号を付すのみとする。
第２実施例のエアスライド装置２００は、第１実施例のエアスライド装置１００における軸受ユニット１１０の形状を変更したものであり、多くの要素について第１実施例のエアスライド装置１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する２００番台の符号を付すのみとする。
【0057】
図４に示すように、軸受ユニット２１０は、継手部材２１３がバックメタル部材２１２に埋め込まれている。
したがって、ハウジング２２０の貫通孔２２１ａには、チューブ継手２１３ａに接続されたチューブＴのみが挿通された状態となっている。
この状態であっても、ハウジング２２０の貫通孔２２１ａの直径Ｄが、チューブＴの直径φｔよりも大きいため、第１実施例と同様の機能を奏することが可能となっている。
したがって、ハウジング２２０の貫通孔２２１ａには、チューブ継手２１３ａに接続されたチューブＴのみが挿通された状態となっている。
この状態であっても、ハウジング２２０の貫通孔２２１ａの直径Ｄが、チューブＴの直径φｔよりも大きいため、第１実施例と同様の機能を奏することが可能となっている。
【実施例3】
【0058】
次に、本発明の第３実施例である図５を用いて、本発明の第３実施例であるワーク保持装置３００について説明する。
図５は、本発明の第３実施例であるワーク保持装置の斜視図である。
第３実施例のワーク保持装置３００は、第１実施例から運動するものを変更したものであり、多くの要素について第１実施例のワーク保持装置１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する３００番台の符号を付すのみとする。
図５は、本発明の第３実施例であるワーク保持装置の斜視図である。
第３実施例のワーク保持装置３００は、第１実施例から運動するものを変更したものであり、多くの要素について第１実施例のワーク保持装置１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する３００番台の符号を付すのみとする。
【0059】
図５に示すように、第３実施例では、ワーク保持装置３００を固定して、軸部材Ｓを直線運動させる。
このとき、軸部材Ｓを数Ｈｚで往復動させたとしても、軸受ユニット３１０とハウジング３２０との間に設けられた弾性支持体（図示せず）により、ワーク保持装置３００と軸部材Ｓとの間に形成される軸受隙間を所定の範囲内に保つことができる。
このとき、軸部材Ｓを数Ｈｚで往復動させたとしても、軸受ユニット３１０とハウジング３２０との間に設けられた弾性支持体（図示せず）により、ワーク保持装置３００と軸部材Ｓとの間に形成される軸受隙間を所定の範囲内に保つことができる。
【0060】
＜変形例＞
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。
【0061】
例えば、上述した実施例において、ハウジングは上側ハウジングおよび下側ハウジングの２部材をボルトで締結することで一体となっているが、ハウジングが一部材であってもよい。
【0062】
例えば、上述した実施例において、移動対象物の平坦面への装着は、ボルト締結や係合で行われていたが、これに限定されるものではない。
【0063】
例えば、本発明の多孔質金属部材は、気体をその表面から噴出できるものであれば、材質や空孔率は如何なるものであってもよい。
また、多孔質金属部材の軸受面以外に封止処理を行ってもよく、この場合はバックメタル部材を省いて、継手部材を直接多孔質金属部材に取り付けてもよい。
また、多孔質金属部材の軸受面以外に封止処理を行ってもよく、この場合はバックメタル部材を省いて、継手部材を直接多孔質金属部材に取り付けてもよい。
【0064】
例えば、本発明の継手部材が取り付けられるバックメタル部材の位置は、バックメタル部材の周側面であっても、端面（短手方向の面）であってもよい。
【0065】
例えば、上述した実施例において、弾性支持体を軸受ユニットに周方向に沿って３枚取り付けていたが、弾性支持体の枚数は１枚、もしくは固定軸の軸方向に沿って２枚以上でもよく、枚数や配置箇所は限定されるものではない。
【符号の説明】
【0066】
１００、 ２００ ・・・ エアスライド装置（ワーク保持装置）
３００ ・・・ ワーク保持装置
１１０、 ２１０、３１０ ・・・ 軸受ユニット（静圧気体軸受ユニット）
１１１、 ２１１ ・・・ 多孔質金属部材（気体噴出部材）
１１１ａ ・・・ 端面
１１２、 ２１２ ・・・ バックメタル部材
１１２ａ ・・・ 段付き貫通孔
１１３、 ２１３ ・・・ 継手部材
１１３ａ ・・・ チューブ継手
１２０、 ２２０、３２０ ・・・ ハウジング
１２１、 ３２１ ・・・ 上側ハウジング
１２１ａ、２２１ａ ・・・ 貫通孔
１２２、 ３２２ ・・・ 下側ハウジング
１２２ａ ・・・ 平坦面
１３０、 ２３０ ・・・ 弾性支持体
Ｓ ・・・ 固定軸（軸部材）
Ｔ ・・・ チューブ（管部材）
Ｗ ・・・ 移動対象物（ワーク）
Ｗｂ ・・・ 軸受幅
Ｗｅ ・・・ 弾性支持体幅
Ｒｈ ・・・ ハウジング内半径
Ｒｂ ・・・ 軸受外半径
Ｄ ・・・ 貫通孔直径
φｆ ・・・ 継手部材直径
φｔ ・・・ チューブ直径
Ｐ ・・・ 回転方向
θ ・・・ 偏角量
Ｒｍ ・・・ 復元モーメント
Ｑ ・・・ 荷重方向
δ ・・・ 偏心量
Ｏ１ ・・・ ハウジングの中心
Ｏ２ ・・・ 移動後のハウジングの中心
Ｒｆ ・・・ 復元力
３００ ・・・ ワーク保持装置
１１０、 ２１０、３１０ ・・・ 軸受ユニット（静圧気体軸受ユニット）
１１１、 ２１１ ・・・ 多孔質金属部材（気体噴出部材）
１１１ａ ・・・ 端面
１１２、 ２１２ ・・・ バックメタル部材
１１２ａ ・・・ 段付き貫通孔
１１３、 ２１３ ・・・ 継手部材
１１３ａ ・・・ チューブ継手
１２０、 ２２０、３２０ ・・・ ハウジング
１２１、 ３２１ ・・・ 上側ハウジング
１２１ａ、２２１ａ ・・・ 貫通孔
１２２、 ３２２ ・・・ 下側ハウジング
１２２ａ ・・・ 平坦面
１３０、 ２３０ ・・・ 弾性支持体
Ｓ ・・・ 固定軸（軸部材）
Ｔ ・・・ チューブ（管部材）
Ｗ ・・・ 移動対象物（ワーク）
Ｗｂ ・・・ 軸受幅
Ｗｅ ・・・ 弾性支持体幅
Ｒｈ ・・・ ハウジング内半径
Ｒｂ ・・・ 軸受外半径
Ｄ ・・・ 貫通孔直径
φｆ ・・・ 継手部材直径
φｔ ・・・ チューブ直径
Ｐ ・・・ 回転方向
θ ・・・ 偏角量
Ｒｍ ・・・ 復元モーメント
Ｑ ・・・ 荷重方向
δ ・・・ 偏心量
Ｏ１ ・・・ ハウジングの中心
Ｏ２ ・・・ 移動後のハウジングの中心
Ｒｆ ・・・ 復元力
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
