专利名称：空气轴承及其安装方法以及具有空气轴承的直线驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气轴承组装方法及空气轴承和具有空气轴承的直线驱动装置，其应用于机床或测量设备等，对于固定侧导轨可以相对移动地浮动支撑可动侧滑块。
背景技术：
作为一般的具有相对于导轨可以相对移动地被浮动支撑的滑块的空气轴承的一例，在图8中表示了在特开平08-28565号公报(JP-A-8-28565)中公开的空气轴承。图示的空气轴承100具备在相向的两个面上形成了轴承面101a的导轨101；具有经由轴承间隙102与轴承面101a相向的相向面103a，并且被浮动支撑在导轨101上直线移动的滑块103。
滑块103具有用于向轴承间隙102供给压力气体(压缩空气)的流路104。通过把压力气体经由该流路104供给到轴承间隙102，来浮动支撑滑块103。在导轨101的上下形成的轴承间隙102的尺寸d被设定为数μm～数十μm。由此，可以实现导轨101与滑块103不接触，使滑块103平滑移动。
当空气轴承的轴承间隙过大时具有轴承刚性下降产生振动的问题；相反，当轴承间隙过小时具有刚性增强，但导轨与滑块接触无法进行精密的定位的问题。因此，在一般的空气轴承中，使用精密垫片、千分表等精密设备来进行安装，以使导轨和滑块的轴承间隙为数μm左右。然而，对导轨和滑块进行安装使轴承间隙为数μm非常困难，需要通过加工或安装的反复尝试所积累的熟练的感觉和经验等，操作性不佳。此外，还存在安装非常耗费时间、制造成本高的问题。
发明内容
本发明是鉴于以上问题而发明的，其目的在于提供一种能够容易地设定作为导轨和滑块的设计目标的轴承间隙，能够提高安装操作性的空气轴承安装方法及空气轴承和具有空气轴承的直线驱动装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种空气轴承的安装方法，其是对于固定侧导轨可以相对移动地浮动支撑在该导轨的外侧具有一对相向的相向部件的可动侧滑块的空气轴承的安装方法，具备在一个相向部件与所述导轨接触的状态下，在所述另一个相向部件与所述导轨之间供给规定压力的压缩空气，以使在所述另一个相向部件与所述导轨之间形成作为设计目标的轴承间隙二倍的间隙；以及为了在所述一对相向部件与所述导轨之间形成所述轴承间隙，在所述一对相向部件与所述导轨之间供给规定压力的压缩空气。
另外，本发明提供一种空气轴承，其是具有固定侧的导轨以及在该导轨的外侧具有相向的一对相向部件，可以相对移动地被浮动支撑的可动侧滑块的空气轴承，通过在一个相向部件与所述导轨接触的状态下，在另一个相向部件与所述导轨之间供给规定压力的压缩空气，由此在所述另一个相向部件与所述导轨之间形成了作为设计目标的轴承间隙二倍的间隙后，在所述一对相向部件与所述导轨之间供给规定压力的压缩空气，在所述一对相向部件与所述导轨之间形成了所述轴承间隙。
根据上述说明，可以容易地在一对相向部件与导轨两侧的相向面之间形成作为设计目标的轴承间隙，可以提高空气轴承的安装操作性。
通过参照附图对下面的最佳实施方式进行说明，本发明上述以及其它的目的、特征以及优点会变得更加明确。
图1表示本发明的空气轴承的第一实施方式的立体图。
图2是说明图1所示的空气轴承的安装方法的截面图，表示通过调压阀断开了压缩空气的状态。
图3是说明同一空气轴承的安装方法的截面图，表示打开了一个阀门，关闭了另一个阀门的状态。
图4是说明同一空气轴承的安装方法的截面图，表示打开了两个阀门，流入压缩空气的状态。
图5是说明本发明的空气轴承的第二实施方式的安装方法的截面图，表示通过调压阀断开了压缩空气的状态。
图6是说明同一空气轴承的安装方法的截面图，表示打开了一个阀门，关闭了另一个阀门的状态。
图7是说明同一空气轴承的安装方法的截面图，表示打开了两个阀门，流入压缩空气的状态。
图8是表示现有的空气轴承的一例的截面图。
具体实施例方式
下面根据图1对本发明的空气轴承的第一实施方式进行说明。本实施方式的空气轴承由未图示的基座、固定在基座上的导轨2、可以相对移动地浮动支撑在导轨2上的可动侧滑块12、在导轨2和滑块12的相向面之间供给压缩空气的空气供给单元构成。
为了引导滑块12直线运动使导轨2沿直线延伸，并固定在未图示的机床或测量设备等的基座上。导轨2为左右对称形状，上下面以及左右侧面具有轴承面(相向面)3～6。上侧的轴承面5被配置在沟槽9的两侧，左右的轴承面3、4分别配置在凹槽7的两侧。
如图2所示，在左右凹槽7中分别设有用于使导轨2的轴承面3、4与滑块12的相向面13a、14a密合的磁石8。在空气轴承的轴承间隙10(图3、4)调整前的阶段，磁石8通过较弱的磁力使导轨的轴承面3、4与滑块12的相向面13a、14a密合。通过在导轨2的左右两侧使轴承面3、4与相向面13a、14a密合，由此可以容易地调整后述的轴承间隙10。
在导轨2的上侧形成的轴承面5与滑块12上侧的相向部件15的相向面15a滑动接触。在轴承面5以及相向面15a的中间部分分别形成了沟槽9、18，以形成非密合部分(参照图2)。因此，轴承面5与相向面15a在沟槽的两侧部分平衡良好地接触。在导轨2的下侧所形成的轴承面6与滑块12下侧的相向部件16的相向面16a滑动接触。这样，导轨2上下的轴承面5、6与滑块12上下的相向面15a、16a滑动接触，由此提高空气轴承上下方向的刚性。
滑块12具有在导轨2的相互垂直的两个方向、即上下方向和左右方向上相向配置的两对相向部件13～16，这些相向部件13～16通过多个螺杆30(图1)被安装在壳体上。根据螺杆30的紧固程度，左右方向的相向部件13、14可以被安装成相对于在上下方向上配置的相向部件15、16为假固定状态和真固定状态两个状态。
即，通过松缓地固定螺杆30使螺杆30与孔31产生间隙，左右方向的相向部件13、14相对于上下方向的相向部件15、16成为假固定状态；通过紧紧地紧固螺杆30使螺杆30与孔31不产生间隙，左右方向的相向部件13、14相对于上下方向的相向部件15、16成为真固定状态。在假固定状态下，相向部件13、14能够在左右方向上移动螺杆30的外螺纹部与孔31的内螺纹部的间隙量。在真固定状态下，成为左右方向的相向部件13、14的位置相对于上下方向的相向部件15、16被固定的状态。
如后述所述，在相向部件13、14的假固定状态下，调整导轨2的轴承面3、4与相向部件13、14的相向面13a、14a之间的间隙，在对象部件13、14的真固定状态下，该间隙被固定为希望的尺寸，在导轨2的左右两侧可以相对移动地浮动支撑滑块12。
在左右的一对相向部件13、14中贯通形成了流路19、20，其用于流过通过调压阀26调整为规定压力的压缩空气。在可以向导轨2的轴承面3、4和相向部件13、14的相向面13a、14a之间供给压缩空气的位置，在各个相向部件13、14的两个部位贯通形成了流路19、20。因为在导轨2与滑块12之间存在缝隙，供给的压缩空气从该缝隙中泄漏，因此考虑该泄漏，始终经由流路19、20供给规定压力的压缩空气。
空气供给单元由用于供给空气的导管25、对供给的空气的压力进行调整的调压阀26、测定空气压力的压力计27、停止空气供给的两个阀门28a、28b构成。因为在将压缩空气提供给滑块12之前配置有调压阀26和压力计17，因此可以一边确认供给的压缩空气的压力一边对滑块12供给空气。流经调压阀26以及压力计27的空气在被分为两股之后，通过各自的阀门28a、28b进行供给，因此分别限制(切断)提供给左右相向部件13、14的空气。
然后，根据图2～4对本发明实施方式的空气轴承的安装方法进行说明。如图2所示，构成空气轴承以使滑块12包围导轨2的周围。导轨2的两侧面成为与滑块12相向的轴承面3、4。通过调压阀26切断压缩空气。在左右一对的相向部件13、14中，左侧的相向部件13通过螺杆30(图1)真固定在作为联结部件的上下相向部件15、16上，右侧的相向部件14假固定在上下相向部件15、16上。即，右侧的相向部件14可以在左右方向上移动螺杆30被松缓地固定，相当于螺杆30的外螺纹和相向部件15、16的内螺纹的间隙的量。
在该状态下，一个相向部件13通过安装在导轨2中的磁石8的磁力与导轨2左侧的轴承面3密合，另一个相向部件14通过相同的磁石8的磁力与右侧的轴承面4密合。
如图3所示，当通过一个相向部件13的流路19来供给规定压力的压缩空气时，由于压缩空气的压力与磁石8的吸引力相反，一个相向部件13的相向面13a与导轨2的轴承面3分离，在相向面与轴承面3之间形成间隙。该间隙被设定为作为空气轴承结构的设计目标的轴承间隙10两倍的尺寸。间隙的大小取决于所供给的压缩空气的压力，通过预先进行测定，此后即使不测定也可以再次实现。在该状态下，通过螺杆30真固定由于磁石8的磁力与导轨2密合的另一个相向部件14和上下一对相向部件15、16。
并且，如图4所示，通过一对相向部件13、14的流路19、20，向相向部件13、14的相向面13a、14a和导轨2的轴承面3、4之间供给适当压力的压缩空气，由此可以容易地在导轨2的左右两侧形成作为设计目标的轴承间隙10。
然后，根据图5～7对本发明的空气轴承以及空气轴承的组装方法的第二实施方式进行说明。本实施方式的空气轴承(图7)1A与在导轨2的左右方向上、在导轨2与一对相向部件13、14之间形成了相同的轴承间隙10的第一实施方式的空气轴承(图4)的不同点在于，在导轨2的上下方向上、在导轨2与一对相向部件15、16之间形成了相同的轴承间隙10。此外，对本实施方式的空气轴承1A与第一实施方式的空气轴承1重复的结构部分标记相同的符号并省略说明。
如图5所示，在左右方向上在导轨2的两侧形成了间隙。在上下一对相向部件15、16中分别形成了向他它与导轨2之间供给压缩空气的流路21、22。在将压缩空气提供给相向部件15、16之前配置有调压器26和压力计27这一点，以及对各个相向部件15、16可以独立地供给或切断压缩空气这一点上与第一实施方式相同。
上下一对相向部件15、16通过螺杆30(图1)与左右一对相向部件13、14相互结合。在上下相向部件15、16为假固定时，即，在松动了螺杆30时，相向部件15、16可以在上下方向上移动螺杆30的外螺纹部与内螺纹部的间隙量，可以对相向间隔进行微调整。
图5表示通过调压阀26切断了压缩空气的状态。在上下一对相向部件15、16中，上侧的相向部件15通过螺杆30真固定在作为联结部件的左右相向部件13、14上，下侧的相向部件16假固定在左右的相向部件13、14上。即，下侧的相向部件16可以在上下方向上移动螺杆30被松缓地固定，相当于螺杆30的外螺纹和相向部件13、14的内螺纹的间隙的量。
上侧的相向部件15由于重力与导轨2的轴承面5密合。下侧的相向部件16因为是假固定状态、即螺杆30松动的状态，因此由于重力向下侧离开螺杆30的外螺纹与相向部件13、14的内螺纹的间隙量。
在该状态下，如图6所示，当向上侧的相向部件15供给压缩空气时，由于压缩空气的内压上侧的相对部件15与重力方向相反地向上移动，在下侧的相向部件16与导轨2密合的状态下，在上侧的相向部件15与导轨2之间形成间隙。间隙的大小取决于压缩空气的压力，通过预先调整间隙的大小与压力的关系，此后可以多次重复实现。调整压缩空气的压力，以使间隙成为空气轴承结构设计目标的轴承间隙的两倍。调整间隙后，将下侧的成为部件16真固定在作为联结部件的左右一对相向部件13、14上。
并且，如图7所示，通过对上下一对相向部件15、16供给规定压力的压缩空气，可以在导轨2的上下方向上在导轨2与相向部件15、16之间形成作为设计目标的轴承间隙10。
此外，本发明不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明实质的范围内实施各种变形。例如，可以结合第一实施方式与第二实施方式的空气轴承的安装方法，在导轨2的相互垂直的两个方向上形成作为设计目标的轴承间隙10。另外，在第一实施方式中，通过在左右一对相向部件13、14上设置与磁石8协同形成磁场的驱动线圈，可以将空气轴承1作为低驱动电阻的直线电动机。
以上使用最佳实施方式对本发明进行了说明，但本行业的从业人员应当理解，在不脱离权利要求公开范围的情况下可以进行各种修正以及变更。
权利要求
1.一种空气轴承的安装方法，对于固定侧导轨(2)可以相对移动地浮动支撑在该导轨(2)的外侧具有一对相向部件(13、14)的可动侧滑块(12)，其特征在于，具备在所述一个相向部件(14)与所述导轨(2)接触的状态下，在所述另一个相向部件(13)与所述导轨(2)之间供给规定压力的压缩空气，以使在所述另一个相向部件(13)与所述导轨(2)之间形成作为设计目标的轴承间隙二倍的间隙；以及为了在所述一对相向部件(13、14)与所述导轨(2)之间形成所述轴承间隙，在所述一对相向部件(13、14)与所述导轨(2)之间供给规定压力的压缩空气。
2.根据权利要求1所述的空气轴承的安装方法，其特征在于，还具有在所述一个相对部件(13)与所述导轨(2)之间供给所述压缩空气前，通过磁力使所述导轨(2)与所述一对相向部件(13、14)相接触。
3.一种空气轴承(1)，具有固定侧的导轨(2)、在该导轨(2)的外侧具有相向的一对相向部件(13、14)，可以相对移动地被浮动支撑在导轨(2)上的可动侧滑块(12)，其特征在于，通过在一个相向部件(14)与所述导轨(2)接触的状态下，在另一个相向部件(13)与所述导轨(2)之间供给规定压力的压缩空气，由此在所述另一个相向部件(13)与所述导轨之间形成了作为设计目标的轴承间隙二倍的间隙后，在所述一对相向部件(13、14)与所述导轨(2)之间供给规定压力的压缩空气，在所述一对相向部件(13、14)与所述导轨(2)之间形成了所述轴承间隙。
4.根据权利要求3所述的空气轴承(1)，其特征在于，在与所述一对相向部件(13、14)垂直的方向上设置有另一对相向部件(15、16)，在该另一对相向部件(15、16)与所述导轨(2)之间也形成了所述轴承间隙。
5.一种直线驱动装置，其特征在于，在权利要求3所述的空气轴承(1)的所述相向部件(13、14)或所述导轨(2)中的一方上设置有磁石，在另一方上设置有与该磁石协同形成磁场的驱动线圈。
全文摘要
一种空气轴承，其具备固定侧导轨，以及在该导轨的外侧具有相向的一对相向部件，并可以相对移动地被浮动支撑的可动侧滑块，在一个相向部件与导轨相接触的状态下，通过在另一个相向部件与导轨之间供给规定压力的压缩空气，在另一个相向部件与导轨之间形成了作为设计目标的轴承间隙两倍的间隙，然后在一对相向部件与导轨之间供给规定压力的压缩空气，在一对相向部件与导轨之间形成了作为设计目标的轴承间隙。
文档编号B23Q5/28GK1995771SQ200610156698
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年1月4日
发明者河合知彦, 蛯原建三, 见波弘志 申请人:发那科株式会社