JPH0354823Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 半導体製造工程における露光装置や、精密測定
機などにおける高精度の位置決めが必要な装置の
直線運動用の静圧空気直線案内装置に関するもの
である。

「従来の技術」 直線案内装置として静止する案内軸に可動体を
外嵌めし両者の間に静圧空気を介在させ可動体を
移動自在とした静圧空気を利用したものがある
が、案内軸および可動体を金属材料で構成したも
のでは加工歪などのために高い精度を確保するこ
とが困難なために、セラミツク材が用いられてい
る。この時に、筒状の可動体を製作するのにセラ
ミツク製の板状体を相互に固定するために、セラ
ミツク材に設けた下穴に金属製でねじの切られた
スリーブを接着剤にて固定し、これにボルトを締
め込む方法がとられている。なお、セラミツク材
に直接ねじ加工したものは、強度が不足して実際
使用することはできない。

「考案が解決しようとする問題点」 加圧空気の圧力を受けるセラミツク材の板状体
を固定するための力は、金属スリーブを接着して
いる接着層に伝達される。接着は合成樹脂を主体
にした、いわゆる有機の接着剤が用いられる。こ
の接着剤は、金属やセラミツク材と比較して著し
く変形しやすい。すなわち、板状体に圧力がかか
つた場合に金属スリーブが板状体から抜け出す方
向に変形する。

静圧空気直線案内装置においては、可動体と案
内軸との間の隙間は運動精度を向上させるため
に、非常に僅かな値になるように調整されてい
る。この隙間の大きさに対し、金属スリーブの抜
け出し量が大きな影響を与えるレベルになつてい
る。

この対策として、板状体にできる限り多くの金
属スリーブを接着したり、金属スリーブの寸法を
大きく、且つ長くし、いわゆる接着面積を大きく
する方法がとられている。しかし、その機能上か
ら板状体の寸法、特に厚みを無制限に大きく、ま
た、長くすることは不可能である。このため前記
の方策にも限度がある。このため、接着剤の変形
を影響のない範囲にすることは実質的に困難であ
つた。

本考案はかかる問題点を解決しようとするもの
である。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、上記の事情に鑑み、金属スリーブを
板状体の両端からそれぞれ挿入し、両金属スリー
ブ間に環状内向き支持壁を介在させて両金属スリ
ーブをねじなどにて実質的に一体とし、これにボ
ルトを用いて他の板状体を固定することにより、
可動体と案内軸との間の隙間を加圧空気供給時に
おいて所定の値とし目的を達成するものである。

「実施例」 第１図は静圧空気直線案内装置の全体で、静止
するセラミツク製案内軸１にセラミツク製可動体
２を外嵌めし両者間に静圧空気を介在させて可動
体２を移動自在としたものである。

第２図は、第１図の縦断面図で、断面正方形状
の案内軸１の周辺を囲むように、板状体を相互に
結合して筒状の可動体２を形成しているものを示
す。案内軸１の断面形状としては、Ｉ型や 型な
ども用いられているが、可動体２を板状体の結合
体とする構造であれば利用できる。第２図の例で
は、上下の板状体３，４の中間に側板状体５，６
を固定する場合を示している。

第３図は側板状体５を設けた下穴７に金属スリ
ーブ８を接着剤９で固定し、これにはねじ１０の
加工が施されていて、このねじ１０に上板状体３
を介してボルト１１をねじ込み、上板状体３と側
板状体５を相互に固定する状態を示している。接
着力を高めるために、金属スリーブ８表面をロー
レツト加工などにより表面積を大きくしたり、接
着層厚みが接着力を高めるのに有効な隙間を設け
るように高精度に金属スリーブ８の外径を加工
し、側板状体５の下穴７の加工を行うのは当然で
ある。

また、第４図および第５図に概念的に示すよう
に、金属スリーブ８の数および外径、長さを大き
くすることは許される限りの範囲で行われる。し
かし、これは、板状体３，５が脆性材料のセラミ
ツク材であるためにおのずから制限される。すな
わち、側板状体５の厚みに対し直径が大きすぎる
下穴７は側板状体５自身の破壊につながりやす
い。また、金属スリーブ８の数を多くすることも
同じ理由で制限される。さらに、板状体を貫通さ
せたスリーブ８を接着し、上下方向の力をバラン
スさせることも行われるが、上下の圧力バランス
がとりにくく使用がむずかしい。

側板状体５の厚み20mm、高さ50mm、長さ200mm
の場合に、外径10mm、長さ10mmの金属スリーブ８
をエポキシ系の接着剤９にて固定する場合におい
て、金属スリーブ８の数は10個が最大となる。ピ
ツチ20mmとなり、実質上の限界となる。すなわ
ち、これよりピツチを小さくすることは側板状体
５の破壊の虞が出てくる。厚み方向についても同
様のことがいえる。

金属スリーブ８の数、直径が実質的に最大と考
えられる状態で可動体２を構成した。案内軸１は
断面が50mm×50mm長さ300mmで、ストローク50mm
の直接案内装置とした。材料はアルミナAl₂O₃、
純度99％である。供給圧力４Kg／cm²の空気を供給
した。

可動体２と案内軸１の隙間は片側5μmとした。

この時、前記10本の直径６mmのボルト１１にて
側板状板５に上、下板状体３，４を固定した。し
かるに加圧空気供給時において金属スリーブ８は
接着剤９の変形により1.5μm移動した。

このために、目的とした空気量10／sec（標準
状態）が20／secと著しく大きくなつた。

また、負荷として20Kgが13Kgと小さくなり目的
を達することができなかつた。

このために、調整時に隙間を3.5μmにしようと
したが、この精度に調整することはできなかつ
た。

この解決のために、第６図に示す本考案を適用
し目的を達した。

すなわち、側板状体５の接合端面の上下２方向
からそれぞれ下穴２１および下穴２２を穿設し、
下穴２１と下穴２２との境には円環状内向き支持
壁２３を形成させ、下穴２１および下穴２２に先
端に細径のねじ部２４を突設した金属スリーブ２
５およびねじ２６を刻設している金属スリーブ２
７をそれぞれ嵌め込ませ、金属スリーブ２５の段
部２８を円環状内向き支持壁２３に当接させると
共にそのねじ部２４を円環状内向き支持壁２３を
挿通さ通させて円環状内向き支持壁２３に当接さ
せた金属スリーブ２７のねじ２６に螺合させて金
属スリーブ２５と金属スリーブ２７とを結合す
る。なお、符号２９は金属スリーブ２７の回転用
穴である。次に、側板状体５の両端面にそれぞれ
上板３および下板４の内面を当接させボルト３
０，３１をねじ込み、上下板３，４を側板５と結
合させる。

金属スリーブ２５，２７は接着剤を併用するこ
とが好ましい。この時、前記条件において隙間は
調整した5μmに対し、5.1μmに変化したのみで影
響はなかつた。

「考案の効果」 本考案は、高精度を達成するために、案内軸お
よび可動体にセラミツク材を使用することを前提
とし、この場合の可動体の接合部において、板状
体の両端面部にそれぞれ金属スリーブを埋設し両
金属スリーブ間に環状内向き支持壁を介在させて
両金属スリーブを連結し、金属スリーブに他の板
状体をボルトにより螺締するようにし変位が隙間
の調整可能限界に対し、影響を及ぼさない範囲に
て使用可能とするという効果があつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は静圧空気直線案内装置の全体構成の概
要を示す正面図、第２図は静圧空気直線案内装置
の概要を示す縦断面図、第３図は第２図の要部拡
大縦断面図、第４図は側板状体の縦断面図、第５
図は側板状体の平面図、第６図は本考案の実施例
の縦断面図である。 １……案内軸、２……可動体、３，５……上板
状体、側板状体（板状体の例）、２５，２７……
金属スリーブ、２３……環状内向き支持壁、２
９，３０……ボルト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 案内軸に可動体を外嵌めし、案内軸外周面と可
   動体内周面との間に可動体内周面より加圧空気を
   供給し、可動体を移動自在とした静圧空気直線案
   内装置において、案内軸および可動体をセラミツ
   ク材で構成し、板状体の端面に他の板状体の内面
   を当接させて複数個の板状体を筒状に配置接合し
   て可動体を構成し、板状体の両端部にそれぞれ金
   属スリーブを埋設し両金属スリーブ間に環状内向
   き支持壁を介在させて両金属スリーブを螺合によ
   り連結し、各金属スリーブにボルトを螺合せしめ
   て他の板状体を螺結したことを特徴とする静圧空
   気直線案内装置。