JPH05202934A - ベアリングおよびそれを具えた機械 - Google Patents
ベアリングおよびそれを具えた機械Info
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- JPH05202934A JPH05202934A JP4212734A JP21273492A JPH05202934A JP H05202934 A JPH05202934 A JP H05202934A JP 4212734 A JP4212734 A JP 4212734A JP 21273492 A JP21273492 A JP 21273492A JP H05202934 A JPH05202934 A JP H05202934A
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- machine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直交する２つの面を誤差なく自己整列可能に
したベアリング装置を提供する。 【構成】 相対並進可能な第１および第２のベアリング
エレメント（１４，１６，２５）を具え、ベアリングエ
レメントの一方（２５）は凸状のベアリング面（２５
Ａ）が形成されるとともに、ベアリングエレメントの他
方（１４，１６）は凸状のベアリング面（２５Ａ）と対
向する凹状のベアリング面（１４Ａ，１６Ａ）が形成さ
れ、両ベアリング面（１４Ａ，１６Ａ，２５Ａ）は、第
１の方向（Ｘ）と直交する２方向（Ｙ，Ｚ）の少なくと
も一方の向きに対し、両面（１４Ａ，１６Ａ，２５Ａ）
間の相対移動を規制する円弧長を有する。
したベアリング装置を提供する。 【構成】 相対並進可能な第１および第２のベアリング
エレメント（１４，１６，２５）を具え、ベアリングエ
レメントの一方（２５）は凸状のベアリング面（２５
Ａ）が形成されるとともに、ベアリングエレメントの他
方（１４，１６）は凸状のベアリング面（２５Ａ）と対
向する凹状のベアリング面（１４Ａ，１６Ａ）が形成さ
れ、両ベアリング面（１４Ａ，１６Ａ，２５Ａ）は、第
１の方向（Ｘ）と直交する２方向（Ｙ，Ｚ）の少なくと
も一方の向きに対し、両面（１４Ａ，１６Ａ，２５Ａ）
間の相対移動を規制する円弧長を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベアリングに関し、特
に並進滑動システムに用いるベアリングに関するもので
ある。一実施例において、本発明は、上記システムに用
いるガスベアリングに関するものである。
に並進滑動システムに用いるベアリングに関するもので
ある。一実施例において、本発明は、上記システムに用
いるガスベアリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスベアリング上を滑動させる機械部品
を取り付ける場合には、部品の間に、２つの直交方向に
機械部品の動きを規制するベアリング面を設けることが
しばしば必要になる。
を取り付ける場合には、部品の間に、２つの直交方向に
機械部品の動きを規制するベアリング面を設けることが
しばしば必要になる。
【０００３】過去においては、２つのエアベアリング面
を一部品上に直角に形成し、Ｖ型案内の設けられた他の
部品上のエアベアリング面と対向せしめることは一般的
であった。２つの直交する面を寸分の誤差なく相互に整
列することは、エアベアリングを適正に作動させるため
に要求される極めてわずかなクリアランスが、面を相互
に誤整列することによって悪影響を与えないようにする
ために、重要である。しかしながら、これは、達成する
のが実際上むずかしく、加工作業および／または自己整
列可能な関節接合の取付に、コストの上昇をもたらして
いる。
を一部品上に直角に形成し、Ｖ型案内の設けられた他の
部品上のエアベアリング面と対向せしめることは一般的
であった。２つの直交する面を寸分の誤差なく相互に整
列することは、エアベアリングを適正に作動させるため
に要求される極めてわずかなクリアランスが、面を相互
に誤整列することによって悪影響を与えないようにする
ために、重要である。しかしながら、これは、達成する
のが実際上むずかしく、加工作業および／または自己整
列可能な関節接合の取付に、コストの上昇をもたらして
いる。
【０００４】一方、円柱形状の案内面に沿って移動する
ために設けられる中空円筒構造のエアベアリングも知ら
れている。しかしながら、かかるベアリングは、機械、
例えば長い案内面を有する計測機械の場合には、その案
内面を支持できるのはその端部においてのみ可能である
ため、実用的でないし、かかる構造では、正確な計測を
確保するために案内面に十分な剛性を持たせることは困
難である。
ために設けられる中空円筒構造のエアベアリングも知ら
れている。しかしながら、かかるベアリングは、機械、
例えば長い案内面を有する計測機械の場合には、その案
内面を支持できるのはその端部においてのみ可能である
ため、実用的でないし、かかる構造では、正確な計測を
確保するために案内面に十分な剛性を持たせることは困
難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、その目的の
１つとして、上記不都合を除去するか、少なくとも減少
させるベアリングを提供するものである。
１つとして、上記不都合を除去するか、少なくとも減少
させるベアリングを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
方向に対し一方が他方を相対並進自由に支持するために
相対配置可能な第１のベアリングエレメントと第２のベ
アリングエレメントとを具えたベアリングにおいて、前
記ベアリングエレメントの一方は、その上に凸面で部分
円柱形状のベアリング面が形成されるとともに、前記ベ
アリングエレメントの他方は、その上に前記凸面で部分
円柱形状のベアリング面と対向する凹面で部分円柱形状
のベアリング面が形成され、前記凸面および凹面のベア
リング面は、前記第１の方向と直交する２方向の少なく
とも一方の向きに対し、その間の相対移動を規制するた
めの十分な円弧長を有すること、を特徴とするベアリン
グが提供される。
方向に対し一方が他方を相対並進自由に支持するために
相対配置可能な第１のベアリングエレメントと第２のベ
アリングエレメントとを具えたベアリングにおいて、前
記ベアリングエレメントの一方は、その上に凸面で部分
円柱形状のベアリング面が形成されるとともに、前記ベ
アリングエレメントの他方は、その上に前記凸面で部分
円柱形状のベアリング面と対向する凹面で部分円柱形状
のベアリング面が形成され、前記凸面および凹面のベア
リング面は、前記第１の方向と直交する２方向の少なく
とも一方の向きに対し、その間の相対移動を規制するた
めの十分な円弧長を有すること、を特徴とするベアリン
グが提供される。
【０００７】かかるベアリングは、並進軸線、すなわち
部分円柱形状のそれぞれの面の軸線の回りの相対的回転
により対向するベアリング面の自己整列能力を有する。
部分円柱形状のそれぞれの面の軸線の回りの相対的回転
により対向するベアリング面の自己整列能力を有する。
【０００８】本発明の特別な態様では、ベアリングは、
工作機械ないしは座標測定機の並進案内面として設計さ
れる。
工作機械ないしは座標測定機の並進案内面として設計さ
れる。
【０００９】また、好適な実施例においては、ベアリン
グはエアベアリングであり、２つの機械部分の対向する
面と面の間に加圧した気体を供給するための手段が設け
られている。
グはエアベアリングであり、２つの機械部分の対向する
面と面の間に加圧した気体を供給するための手段が設け
られている。
【００１０】本発明によれば、第１の部分と第２の部分
とを具え、この第２の部分と相対的に第１の方向に対し
て並進運動をするために前記第１の部分を支持する本発
明のベアリングを含むベアリング手段を具え、ベアリン
グエレメントの一つは前記第１の部分により担持される
とともに、ベアリングエレメントの他方は前記第２の部
分に担持され、これにより、前記ベアリングが、前記第
１の方向と直交する２方向の少なくとも一方の向きに対
し、前記機械部分間の相対移動を規制することを特徴と
する機械も提供される。
とを具え、この第２の部分と相対的に第１の方向に対し
て並進運動をするために前記第１の部分を支持する本発
明のベアリングを含むベアリング手段を具え、ベアリン
グエレメントの一つは前記第１の部分により担持される
とともに、ベアリングエレメントの他方は前記第２の部
分に担持され、これにより、前記ベアリングが、前記第
１の方向と直交する２方向の少なくとも一方の向きに対
し、前記機械部分間の相対移動を規制することを特徴と
する機械も提供される。
【００１１】好ましくは、ベアリングを予圧するための
手段が設けられ、この手段により対向するベアリング間
で生ずる互いに近づいたり遠ざかったりする相対運動を
もたらしベアリングを過剰拘束しないように作用する。
手段が設けられ、この手段により対向するベアリング間
で生ずる互いに近づいたり遠ざかったりする相対運動を
もたらしベアリングを過剰拘束しないように作用する。
【００１２】本発明は、図面とともに説明される実施例
により、より詳細に説明されるであろう。
により、より詳細に説明されるであろう。
【００１３】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
に係るベアリングないしはベアリング装置について説明
する。
に係るベアリングないしはベアリング装置について説明
する。
【００１４】図１には、基台１と、基台１の一端から直
立し機械のＸ座標方向として定義される方向へ延びるピ
ラー２とを具える機械が示されている。ピラー２の頂部
の両端には、それぞれの一端が片持支持された２本のビ
ーム３および４が位置し、ビーム３および４の他端は、
Ｘ方向と直交する方向、すなわちＹ座標方向へ基台１上
に水平に突出している。
立し機械のＸ座標方向として定義される方向へ延びるピ
ラー２とを具える機械が示されている。ピラー２の頂部
の両端には、それぞれの一端が片持支持された２本のビ
ーム３および４が位置し、ビーム３および４の他端は、
Ｘ方向と直交する方向、すなわちＹ座標方向へ基台１上
に水平に突出している。
【００１５】各々のビーム３および４は、少なくとも、
第２の部分を構成するブリッジ部材６を支持するための
エアベアリング面５Ａ，５Ｂが形成された上面部を具え
ている。このうち、本発明に係るビーム３のエアベアリ
ング面５Ａは部分円柱形状のエアベアリング面を形成す
るとともに、ビーム４のエアベアリング面５Ｂは平坦面
を成している。ブリッジ部材６，ビーム３および４、お
よび基台１の上面により機械の作業空間（ｗｏｒｋｉｎ
ｇ ｖｏｌｕｍｅ）が囲繞される。
第２の部分を構成するブリッジ部材６を支持するための
エアベアリング面５Ａ，５Ｂが形成された上面部を具え
ている。このうち、本発明に係るビーム３のエアベアリ
ング面５Ａは部分円柱形状のエアベアリング面を形成す
るとともに、ビーム４のエアベアリング面５Ｂは平坦面
を成している。ブリッジ部材６，ビーム３および４、お
よび基台１の上面により機械の作業空間（ｗｏｒｋｉｎ
ｇ ｖｏｌｕｍｅ）が囲繞される。
【００１６】ブリッジ部材６は、クロスメンバ１２によ
って分離され２つの垂直ピラー９および１０を具えた本
発明の第１の部分を構成するキャリッジ７を支持してい
る。キャリッジ７は、ブリッジ部材６の両側に形成され
たエアベアリング上をＸ方向に移動するようブリッジ部
材６上に支持される。各エアベアリングは、ブリッジ部
材６に形成された凹面のベアリングエレメント１４また
は１６と、キャリッジ７に形成された凸面のベアリング
エレメント２５（図２において説明する）とによって構
成される。図１によって明らかなように、凹面のベアリ
ングエレメント１４，１６は、部分円柱形状のベアリン
グ面１４Ａ，１６Ａを具えている。
って分離され２つの垂直ピラー９および１０を具えた本
発明の第１の部分を構成するキャリッジ７を支持してい
る。キャリッジ７は、ブリッジ部材６の両側に形成され
たエアベアリング上をＸ方向に移動するようブリッジ部
材６上に支持される。各エアベアリングは、ブリッジ部
材６に形成された凹面のベアリングエレメント１４また
は１６と、キャリッジ７に形成された凸面のベアリング
エレメント２５（図２において説明する）とによって構
成される。図１によって明らかなように、凹面のベアリ
ングエレメント１４，１６は、部分円柱形状のベアリン
グ面１４Ａ，１６Ａを具えている。
【００１７】ピラー９は、ワークピース（不図示）を計
測するために機械の作業空間へ向けて下方に突出するプ
ローブ８を支持するスピンドル１１を同様に支持してい
る。プローブ８は、いかなる態様のものでも差し支えな
いが、特に実例としてここで指摘するならば、出願番号
９１１１３６４．７号として同時係属の特許出願中に開
示されワークピースをスキャンニングして計測する型式
のプローブがあげられる。
測するために機械の作業空間へ向けて下方に突出するプ
ローブ８を支持するスピンドル１１を同様に支持してい
る。プローブ８は、いかなる態様のものでも差し支えな
いが、特に実例としてここで指摘するならば、出願番号
９１１１３６４．７号として同時係属の特許出願中に開
示されワークピースをスキャンニングして計測する型式
のプローブがあげられる。
【００１８】Ｘ方向へのキャリッジ７の移動は、ブリッ
ジ部材６に固定されたトラック２２に形成された溝２０
および２１に沿って移動するスレッジ１８によって行わ
れる。スレッジ１８は、キャリッジ７と、好ましくはス
レッジ１８と相対移動する移動体であるキャリッジ７の
（ＹおよびＺ方向における）平均重心近傍と、キャリッ
ジ７上のブラケットと連結された一対の可撓性を有する
ロッド２３，２４（２４については不図示）によって連
結される。
ジ部材６に固定されたトラック２２に形成された溝２０
および２１に沿って移動するスレッジ１８によって行わ
れる。スレッジ１８は、キャリッジ７と、好ましくはス
レッジ１８と相対移動する移動体であるキャリッジ７の
（ＹおよびＺ方向における）平均重心近傍と、キャリッ
ジ７上のブラケットと連結された一対の可撓性を有する
ロッド２３，２４（２４については不図示）によって連
結される。
【００１９】Ｙ方向へのプローブ８の移動は、ビーム３
および４間に設けられたトラック上にＹ方向に移動する
よう取付けられた前述と同様のスレッジ（不図示）によ
って行われる。スレッジはブリッジ部材６と一対の可撓
性を有する駆動ロッドで連結されている。このスレッジ
は、スレッジに取付けられたモータによって駆動される
ピニオンによってトラック上に設けられたラックから同
様の方法で駆動される（これらの部材は、いずれも図面
には図示されていない。）。
および４間に設けられたトラック上にＹ方向に移動する
よう取付けられた前述と同様のスレッジ（不図示）によ
って行われる。スレッジはブリッジ部材６と一対の可撓
性を有する駆動ロッドで連結されている。このスレッジ
は、スレッジに取付けられたモータによって駆動される
ピニオンによってトラック上に設けられたラックから同
様の方法で駆動される（これらの部材は、いずれも図面
には図示されていない。）。
【００２０】Ｚ方向へのプローブ８の移動は、ピラー９
の外側に設けられたモータ６５（図１）によって行われ
る。モータ６５はピラー９の壁を貫通するシャフトを有
し、シャフトの末端部にはラック（不図示）と係合する
ピニオンが保持される。ラックは、Ｚ方向へ延びるとと
もに、ピラー９内のシャフト上に設けられ、これにプロ
ーブ８が連結される。プローブ８が連結するシャフトの
移動は、ピラー９内に設けられた別のエアベアリング
（不図示）によって案内される。
の外側に設けられたモータ６５（図１）によって行われ
る。モータ６５はピラー９の壁を貫通するシャフトを有
し、シャフトの末端部にはラック（不図示）と係合する
ピニオンが保持される。ラックは、Ｚ方向へ延びるとと
もに、ピラー９内のシャフト上に設けられ、これにプロ
ーブ８が連結される。プローブ８が連結するシャフトの
移動は、ピラー９内に設けられた別のエアベアリング
（不図示）によって案内される。
【００２１】前述したプローブ８のすべての移動は、各
軸線すべてについて適正に設けられたいかなる型式の公
知のスケールおよびスケール読取のアッセンブリによっ
て計測される。スケール読取装置からの信号は、公知の
方法により、機械の全動作を制御する閉ループ制御シス
テム（不図示）にフィードバックするための装置制御シ
ステムに送られる。
軸線すべてについて適正に設けられたいかなる型式の公
知のスケールおよびスケール読取のアッセンブリによっ
て計測される。スケール読取装置からの信号は、公知の
方法により、機械の全動作を制御する閉ループ制御シス
テム（不図示）にフィードバックするための装置制御シ
ステムに送られる。
【００２２】本発明に係るエアベアリングを詳細に説明
するために、ブリッジ部材６上を移動するキャリッジ７
を支持するベアリングを参照するが、同一の設計原理が
機械の他のベアリングに対しても適用可能であることは
理解されるべきである。また、機械の可動部および固定
部上の後述する凸面状および凹面状の面の配置は入換え
られ得ることも理解されるべきである。
するために、ブリッジ部材６上を移動するキャリッジ７
を支持するベアリングを参照するが、同一の設計原理が
機械の他のベアリングに対しても適用可能であることは
理解されるべきである。また、機械の可動部および固定
部上の後述する凸面状および凹面状の面の配置は入換え
られ得ることも理解されるべきである。
【００２３】ブリッジ部材６上に形成されるベアリング
エレメント１４，１６のエアベアリング面１４Ａ，１６
Ａは連続しており、部分円柱形状をなす凹面状の面１４
Ａ，１６Ａは、ブリッジ部材６の両側部に沿って設けら
れている。これらの面１４Ａ，１６Ａは、公知の方法、
すなわち研削ないしは旋削、型押成型、複製技術によっ
て形成され得る。例えば、ブリッジ部材６がアルミニウ
ムのような軽量金属で製造されるような場合において
は、ブリッジ部材６は研削装置のベッドないしは滑り面
上に置かれ、高速回転するダイアモンドのフライカッタ
ーにより、両側面が削りとられる。この研削作業は、ワ
ークピースの再位置決めをすることなく良好に行われる
から、両面間の正確な相対的整列度が維持される。
エレメント１４，１６のエアベアリング面１４Ａ，１６
Ａは連続しており、部分円柱形状をなす凹面状の面１４
Ａ，１６Ａは、ブリッジ部材６の両側部に沿って設けら
れている。これらの面１４Ａ，１６Ａは、公知の方法、
すなわち研削ないしは旋削、型押成型、複製技術によっ
て形成され得る。例えば、ブリッジ部材６がアルミニウ
ムのような軽量金属で製造されるような場合において
は、ブリッジ部材６は研削装置のベッドないしは滑り面
上に置かれ、高速回転するダイアモンドのフライカッタ
ーにより、両側面が削りとられる。この研削作業は、ワ
ークピースの再位置決めをすることなく良好に行われる
から、両面間の正確な相対的整列度が維持される。
【００２４】エアベアリング面１４Ａ，１６Ａの他の製
造法は、凹面状の面を許容される誤差の範囲内に切削
し、低収縮特性を有する硬化性樹脂材でライニングし、
硬化中に極めて正確に形成された円柱形状のマンドレル
で樹脂を型押しすることである。
造法は、凹面状の面を許容される誤差の範囲内に切削
し、低収縮特性を有する硬化性樹脂材でライニングし、
硬化中に極めて正確に形成された円柱形状のマンドレル
で樹脂を型押しすることである。
【００２５】これにより、凹面状の面の全長に渡って、
マンドレル形状の正確な複製を維持することが可能とな
る。
マンドレル形状の正確な複製を維持することが可能とな
る。
【００２６】エアベアリングを形成する他のベアリング
エレメントは、凸面状の部分円柱形状のパッド２５とし
て形成され（図２参照）、そのうちの２つはキャリッジ
７のピラー９と連結した中空のプラットフォーム２６上
に設けられてフロントベアリングを形成し、１つはピラ
ー１０と連結されてリアベアリングを形成する。かくし
て、３つの位置に部分円柱形状のベアリング面２５Ａが
設けられることにより、ブリッジ部材６上にキャリッジ
７が支持される。
エレメントは、凸面状の部分円柱形状のパッド２５とし
て形成され（図２参照）、そのうちの２つはキャリッジ
７のピラー９と連結した中空のプラットフォーム２６上
に設けられてフロントベアリングを形成し、１つはピラ
ー１０と連結されてリアベアリングを形成する。かくし
て、３つの位置に部分円柱形状のベアリング面２５Ａが
設けられることにより、ブリッジ部材６上にキャリッジ
７が支持される。
【００２７】それぞれのパッド２５は都合のよい方法に
よって形成されてよいが、好適な方法は、表面仕上げの
品質が高く正確な寸法に比較的容易に製造できる完全な
円柱形状をまず形成し、ついで、それを縦方向に２分割
するものである。この方法は、形成された２つの凸面状
の部分円柱形状のパッドが完全な半円柱形状ではないと
いう利点があり、これ故、パッド２５がプラットフォー
ム２６へ連結されると、曲面を形成している円の中心
は、プラットフォーム体２６中にあることになる。曲面
上のすべての力はラジアル方向に生ずるから、すべての
力はプラットフォーム体２６にある前記中心に向けら
れ、ラテラル方向の成分は付加的な曲げ成分を伴うこと
なくプラットフォーム体２６によって受けられる。
よって形成されてよいが、好適な方法は、表面仕上げの
品質が高く正確な寸法に比較的容易に製造できる完全な
円柱形状をまず形成し、ついで、それを縦方向に２分割
するものである。この方法は、形成された２つの凸面状
の部分円柱形状のパッドが完全な半円柱形状ではないと
いう利点があり、これ故、パッド２５がプラットフォー
ム２６へ連結されると、曲面を形成している円の中心
は、プラットフォーム体２６中にあることになる。曲面
上のすべての力はラジアル方向に生ずるから、すべての
力はプラットフォーム体２６にある前記中心に向けら
れ、ラテラル方向の成分は付加的な曲げ成分を伴うこと
なくプラットフォーム体２６によって受けられる。
【００２８】もし複製技術で使用される樹脂の収縮を正
確に制御することができるならば、ベアリングの凹面状
の面を形成するために使用されるマンドレルは、ベアリ
ングを構成するにふさわしい材料で製造されてもよく、
後で切断して凸面状のベアリングパッドを形成すること
が可能である。
確に制御することができるならば、ベアリングの凹面状
の面を形成するために使用されるマンドレルは、ベアリ
ングを構成するにふさわしい材料で製造されてもよく、
後で切断して凸面状のベアリングパッドを形成すること
が可能である。
【００２９】図３から明らかなように、所定長に切断さ
れた部分円柱形状のパッド２５は、２本のエア導通路２
８を形成するために穴をあけられ、パッド２５を貫通す
るエア導通路２８の先端にオリフィス２８Ａが形成され
ることによって、加圧されたエアをベアリング面１４
Ａ，１６Ａおよび２５Ａ間に噴射することが可能とな
る。
れた部分円柱形状のパッド２５は、２本のエア導通路２
８を形成するために穴をあけられ、パッド２５を貫通す
るエア導通路２８の先端にオリフィス２８Ａが形成され
ることによって、加圧されたエアをベアリング面１４
Ａ，１６Ａおよび２５Ａ間に噴射することが可能とな
る。
【００３０】図３はジグ３０の一部を示したものである
が、ジグ３０は、ベアリングパッド２５がキャリッジ７
に組み立てられる際にベアリングパッド２５を整列する
のに使用される。ジグ３０は、一方の側部に第１の細長
いＶ溝を具えている。この第１のＶ溝は２つのパッド２
５を受容し、共通の軸線上に整列する役目を有する。ま
た、ジグ３０は他方の側部に第２のＶ溝を具えている。
この第２のＶ溝は第１のＶ溝に対し極めて正確に整列さ
れ、第３のベアリングパッド２５を受容する。ジグ３０
中では、第１のＶ溝に唯一のパッド２５が配設された状
態が示されるとともに、第２のＶ溝におけるパッド２５
の位置のみがジグ３０の反対側に破線で示されている。
が、ジグ３０は、ベアリングパッド２５がキャリッジ７
に組み立てられる際にベアリングパッド２５を整列する
のに使用される。ジグ３０は、一方の側部に第１の細長
いＶ溝を具えている。この第１のＶ溝は２つのパッド２
５を受容し、共通の軸線上に整列する役目を有する。ま
た、ジグ３０は他方の側部に第２のＶ溝を具えている。
この第２のＶ溝は第１のＶ溝に対し極めて正確に整列さ
れ、第３のベアリングパッド２５を受容する。ジグ３０
中では、第１のＶ溝に唯一のパッド２５が配設された状
態が示されるとともに、第２のＶ溝におけるパッド２５
の位置のみがジグ３０の反対側に破線で示されている。
【００３１】ベアリングパッド２５はキャリッジ７に対
し、下記に述べるようなジグ３０に位置されている間に
取付けられる。
し、下記に述べるようなジグ３０に位置されている間に
取付けられる。
【００３２】エア供給用ニップル３２は、それぞれ一体
成形のスペーサ３４を具え、プラットフォーム２６の壁
部を貫通して設けられる。ベアリングパッド２５は、ニ
ップル３２の他端部に螺合され、スペーサ３４は、ベア
リングパッド２５とプラットフォーム２６の壁部との間
にギャップ３６が残されるように機能する。この段階で
は、パッド２５は、両平面内においてＶ溝に対し軸線が
正しく整列されるよう両平面内において傾斜自在な状態
に保持される。組立を安定化するために接着剤がパッド
２５と壁部との間のギャップ３６に注入される。パッド
の整列が使用の際に妨害されないようにするため、接着
剤が注入された後に、ニップル３２上にナット３８が螺
合される。同様の工程は、他のベアリングパッドの固定
のためにも使用される。
成形のスペーサ３４を具え、プラットフォーム２６の壁
部を貫通して設けられる。ベアリングパッド２５は、ニ
ップル３２の他端部に螺合され、スペーサ３４は、ベア
リングパッド２５とプラットフォーム２６の壁部との間
にギャップ３６が残されるように機能する。この段階で
は、パッド２５は、両平面内においてＶ溝に対し軸線が
正しく整列されるよう両平面内において傾斜自在な状態
に保持される。組立を安定化するために接着剤がパッド
２５と壁部との間のギャップ３６に注入される。パッド
の整列が使用の際に妨害されないようにするため、接着
剤が注入された後に、ニップル３２上にナット３８が螺
合される。同様の工程は、他のベアリングパッドの固定
のためにも使用される。
【００３３】３つの部分円柱形状のベアリングパッド２
５は、キャリッジ７がブリッジ部材６に沿ってＸ方向に
滑動するのを許容する一方、ピッチ，ロールおよびヨー
回転、およびＸ方向と直交するＺおよびＹ方向の直線運
動に対しこれを拘束するように作用する。
５は、キャリッジ７がブリッジ部材６に沿ってＸ方向に
滑動するのを許容する一方、ピッチ，ロールおよびヨー
回転、およびＸ方向と直交するＺおよびＹ方向の直線運
動に対しこれを拘束するように作用する。
【００３４】ベアリング面がＹ方向において正しい相対
位置関係を維持するために必要とされる予圧をベアリン
グへ付与するために、弾性手段を構成するスリット４０
がピラー１０の頂部（図２参照）に設けられ、４２で概
略的に示される強力なスプリングが圧縮力を付与されて
ピラー１０中に配設される。この結果、クロスメンバ１
２の端部から遠ざかる方向へピラー１０の外壁をＹ方向
に付勢するスプリング４２の力は、ピラー１０の底部に
作用し、ベアリングパッド２５をブリッジ部材６上の凹
面状のベアリング面１６Ａと接触するようにＹ方向に付
勢する力を生ずることになる。
位置関係を維持するために必要とされる予圧をベアリン
グへ付与するために、弾性手段を構成するスリット４０
がピラー１０の頂部（図２参照）に設けられ、４２で概
略的に示される強力なスプリングが圧縮力を付与されて
ピラー１０中に配設される。この結果、クロスメンバ１
２の端部から遠ざかる方向へピラー１０の外壁をＹ方向
に付勢するスプリング４２の力は、ピラー１０の底部に
作用し、ベアリングパッド２５をブリッジ部材６上の凹
面状のベアリング面１６Ａと接触するようにＹ方向に付
勢する力を生ずることになる。
【００３５】この構造は、エアベアリングの通常の作動
のために要求されるＹ方向の予圧を提供するのみなら
ず、リアベアリングパッド２５が自在にＹ方向へ並進す
ることができるようになり、ベアリングシステムにおけ
る過剰拘束がさけられることになる。
のために要求されるＹ方向の予圧を提供するのみなら
ず、リアベアリングパッド２５が自在にＹ方向へ並進す
ることができるようになり、ベアリングシステムにおけ
る過剰拘束がさけられることになる。
【００３６】ベアリングエレメント２５が部分円柱形状
ベアリング面の軸線の回りに自己整列能力を有するとい
う事実は、使用される予圧機構を設けた上記ベアリング
が許容される点において重要な利点である。何故なら
ば、ベアリングシステムに対しスプリングの付勢力がも
たらされると、ベアリングシステムに適合させ得るピラ
ー１０の一部分が必然的に枢軸となるからである。した
がって、予圧力ないしは他の外力によってベアリングに
加えられるＹ−Ｚ平面におけるいかなる変形も、ベアリ
ングを誤整列させる原因とはなり得ない。
ベアリング面の軸線の回りに自己整列能力を有するとい
う事実は、使用される予圧機構を設けた上記ベアリング
が許容される点において重要な利点である。何故なら
ば、ベアリングシステムに対しスプリングの付勢力がも
たらされると、ベアリングシステムに適合させ得るピラ
ー１０の一部分が必然的に枢軸となるからである。した
がって、予圧力ないしは他の外力によってベアリングに
加えられるＹ−Ｚ平面におけるいかなる変形も、ベアリ
ングを誤整列させる原因とはなり得ない。
【００３７】本発明の他の新規な特徴は、Ｙ方向に対す
る予圧とエアオリフィス２８Ａの角度付けを組合せ、ベ
アリングの剛性を改善した点である。
る予圧とエアオリフィス２８Ａの角度付けを組合せ、ベ
アリングの剛性を改善した点である。
【００３８】再び図３を参照すれば、エアオリフィス２
８Ａは直線状にのび、オリフィス２８Ａ間の夾角αは９
０°以上、例えば１００°をなしているのがわかる。し
たがって、予圧の方向Ｙに対するガスの噴射方向の傾斜
角α／２は、４５°より大きいことになる。これによ
り、エアオリフィス２８Ａが作動することによってもた
らされる力は、Ｙ方向よりＺ方向における分力の方が大
きくなり、したがって、スプリング４２によってもたら
されるＹ方向よりＺ方向における剛性が大きくなる。か
くして、より平均的な剛性があらゆる方向にわたっても
たらされる。
８Ａは直線状にのび、オリフィス２８Ａ間の夾角αは９
０°以上、例えば１００°をなしているのがわかる。し
たがって、予圧の方向Ｙに対するガスの噴射方向の傾斜
角α／２は、４５°より大きいことになる。これによ
り、エアオリフィス２８Ａが作動することによってもた
らされる力は、Ｙ方向よりＺ方向における分力の方が大
きくなり、したがって、スプリング４２によってもたら
されるＹ方向よりＺ方向における剛性が大きくなる。か
くして、より平均的な剛性があらゆる方向にわたっても
たらされる。
【００３９】ベアリングについては、エアベアリングを
実施例として説明してきたが、他のガス状流体を使用し
ても差しつかえない。しかしながら、部分円柱形状のベ
アリングを使用する利点は、ジャーナルベアリングに対
しても同様に適用可能である。例えば、凹面状の面を形
成するための複製技術に使用される樹脂が低摩擦特性を
有する物質の場合には、ベアリングを滑らかにするエア
フィルムを設ける必要はない。このように、本発明は、
自己整列機能を有し、比較的単純で低コストの構造を有
する部分円柱形状のジャーナルベアリングを提供するこ
ともできる。
実施例として説明してきたが、他のガス状流体を使用し
ても差しつかえない。しかしながら、部分円柱形状のベ
アリングを使用する利点は、ジャーナルベアリングに対
しても同様に適用可能である。例えば、凹面状の面を形
成するための複製技術に使用される樹脂が低摩擦特性を
有する物質の場合には、ベアリングを滑らかにするエア
フィルムを設ける必要はない。このように、本発明は、
自己整列機能を有し、比較的単純で低コストの構造を有
する部分円柱形状のジャーナルベアリングを提供するこ
ともできる。
【００４０】使用される別の改良は、図４に示されるよ
うに、凸面状のベアリングエレメント２５を面取りし、
部分円筒形状のベアリング面２５Ａを減少し、ベアリン
グエレメント２５の両側に２つの分離部を設けた場合で
ある。これにより、ベアリングは、半円柱形の自己整列
能力を維持しながら、Ｖ型ベアリングのように機能する
ことができる。
うに、凸面状のベアリングエレメント２５を面取りし、
部分円筒形状のベアリング面２５Ａを減少し、ベアリン
グエレメント２５の両側に２つの分離部を設けた場合で
ある。これにより、ベアリングは、半円柱形の自己整列
能力を維持しながら、Ｖ型ベアリングのように機能する
ことができる。
【図１】本発明に係る円柱形状のエアベアリングを含む
スキャンニング装置の全体構成図である。
スキャンニング装置の全体構成図である。
【図２】エアベアリングを示す図１の装置におけるキャ
リッジをより詳細に示した斜視図である。
リッジをより詳細に示した斜視図である。
【図３】整列作業中におけるジグ内に、図１に示した円
柱形状のエアベアリングの凸面状部分の１つを示した拡
大端面図である。
柱形状のエアベアリングの凸面状部分の１つを示した拡
大端面図である。
【図４】本発明に係るベアリングエレメントの他の実施
例を示す拡大斜視図である。
例を示す拡大斜視図である。
５Ａ，５Ｂ エアベアリング面 ６ ブリッジ部材（第２の部分） ７ キャリッジ（第１の部分） １４，１６ （第２の）ベアリングエレメント １４Ａ，１６Ａ ベアリング面 ２２ トラック ２５ （第１の）ベアリングエレメント（ベアリングパ
ッド） ２５Ａ ベアリング面 ２８ エア導通路 ２８Ａ オリフィス ４０ スリット ４２ スプリング
ッド） ２５Ａ ベアリング面 ２８ エア導通路 ２８Ａ オリフィス ４０ スリット ４２ スプリング
Claims (11)
- 【請求項１】 第１の方向（Ｘ）に対し一方が他方を相
対並進自由に支持するために相対配置可能な第１のベア
リングエレメント（２５）と第２のベアリングエレメン
ト（１４，１６）とを具えたベアリングにおいて、 前記ベアリングエレメントの一方は、その上に凸面で部
分円柱形状のベアリング面（２５Ａ）が形成されるとと
もに、前記ベアリングエレメントの他方は、その上に前
記凸面で部分円柱形状のベアリング面と対向する凹面で
部分円柱形状のベアリング面が形成され、 前記凸面および凹面のベアリング面（２５Ａ，１４Ａ，
１６Ａ）は、前記第１の方向（Ｘ）と直交する２方向
（Ｙ，Ｚ）の少なくとも一方の向きに対し、その間の相
対移動を規制するための十分な円弧長を有すること、 を特徴とするベアリング。 - 【請求項２】 前記部分円柱形状のベアリング面（２５
Ａ，１４Ａ，１６Ａ）の少なくとも一つは、これと対応
する前記ベアリングエレメント（２５，１４，１６）の
両側部に、前記直交する２方向（Ｙ，Ｚ）のうちの１方
向（Ｚ）の第２の向きに対し、その間の相対移動をさら
に規制するための部分を有することを特徴とする請求項
１記載のベアリング。 - 【請求項３】 前記部分円柱形状のベアリング面（２５
Ａ，１４Ａ，１６Ａ）に形成される前記部分は、これと
対応する前記ベアリングエレメントの連続した面からな
る部分であることを特徴とする請求項２記載のベアリン
グ。 - 【請求項４】 前記ベアリングエレメントの少なくとも
１つ（２５）の前記部分円柱形状のベアリング面（２５
Ａ，１４Ａ，１６Ａ）に形成される前記部分は、ベアリ
ングエレメント上に形成される分離した別個の面である
ことを特徴とする請求項２記載のベアリング。 - 【請求項５】 第１の部分（７）と第２の部分（６）と
を具え、 この第２の部分（６）と相対的に第１の方向に対して並
進運動をするために前記第１の部分（７）を支持する請
求項１ないし４のいずれかに記載のベアリングを含むベ
アリング手段を具え、 ベアリングエレメント（２５）の一つは前記第１の部分
（７）により担持されるとともに、ベアリングエレメン
トの他方は前記第２の部分（６）に担持され、これによ
り、前記ベアリングが、前記第１の方向（Ｘ）と直交す
る２方向（Ｙ，Ｚ）の少なくとも一方の向きに対し、前
記機械部分間の相対移動を規制することを特徴とする機
械。 - 【請求項６】 ガス状流体供給手段（３２）が前記ベア
リングを加圧するために設けられていることを特徴とす
る請求項５記載の機械。 - 【請求項７】 前記ベアリング手段は前記機械部分の一
方（７）に設けられた２つの前記ベアリングエレメント
（２５）を含み、この２つのベアリングエレメントのそ
れぞれのベアリング面は前記２方向（Ｙ，Ｚ）のうちの
１方向（Ｙ）において反対向きに向き合い、前記ベアリ
ング面は前記機械部分の他方（６）に設けられた前記ベ
アリングエレメント（１４，１６）の嵌め合せベアリン
グ面と対向し、これにより前記１方向（Ｙ）の両方の向
きに対し前記機械部分間の相対移動を規制することを特
徴とする請求項５記載の機械。 - 【請求項８】 前記ベアリング手段は前記機械部分の一
方（６）の両側部に設けられ、比較的長く、対向的に向
き合い、連続したトラックに形成された２つのベアリン
グエレメントと、前記機械部分の他方（７）によって支
持され比較的短い半円柱形パッドに形成された３つのベ
アリングエレメントとを具え、３つのうちの２つは前記
トラックの一方（１４）に配設され、３つ目は前記トラ
ックの他方（１６）に配設されることを特徴とする請求
項７記載の機械。 - 【請求項９】 前記直交する２方向（Ｙ，Ｚ）のうちの
１方向（Ｙ）において前記ベアリング手段に機械的予圧
をかけるための手段（４０，４２）が設けられたことを
特徴とする請求項７記載の機械。 - 【請求項１０】 前記機械部分の一方（７）において反
対向きに向き合う前記ベアリングエレメント間に生ずる
制限された相対移動を許容するための弾性手段（４０，
４２）が設けられたことを特徴とする請求項７記載の機
械。 - 【請求項１１】 加圧下において前記ベアリングへガス
状流体を供給する前記供給装置は、前記対向するベアリ
ング面の間に前記直交する２方向（Ｙ，Ｚ）で形成され
る平面内に存する方向で予圧方向（Ｙ）に対し４５°よ
り大きな傾斜角でガスを供給するオリフィス（２８Ａ）
を含むことを特徴とする請求項６記載の機械。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB919117089A GB9117089D0 (en) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Improvements in bearings |
| GB9117089.4 | 1991-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05202934A true JPH05202934A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=10699669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212734A Pending JPH05202934A (ja) | 1991-08-08 | 1992-08-10 | ベアリングおよびそれを具えた機械 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5374125A (ja) |
| EP (1) | EP0528541B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05202934A (ja) |
| DE (1) | DE69222383T2 (ja) |
| GB (1) | GB9117089D0 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9307697D0 (en) * | 1993-04-14 | 1993-06-02 | Rensihaw Metrology Limited | Method for scanning the surface of an object |
| IT1289550B1 (it) * | 1996-12-31 | 1998-10-15 | Inpeco S R L | Processo per la fabbricazione di un basamento per lo scorrimento a sostentamento pneumostatico di carri mobili,particolarmente |
| DE19850946A1 (de) * | 1998-11-05 | 2000-05-11 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Kompensationslager |
| GB0019200D0 (en) * | 2000-08-05 | 2000-09-27 | Renishaw Plc | Bearing arrangement |
| SE0003101L (sv) * | 2000-09-01 | 2002-03-02 | Johansson Ab C E | Lagringsanordning vid en koordinatmätmaskin |
| US6664940B2 (en) * | 2001-03-23 | 2003-12-16 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for masking display element defects in a display device |
| ATE307301T1 (de) * | 2002-07-02 | 2005-11-15 | W & L Vermoegensverwaltung Gmb | Gleitführungslineareinheit |
| US7066546B2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-06-27 | Hni Technologies Inc. | Horizontally adjustable chair armrest |
| ATE553408T1 (de) * | 2007-01-11 | 2012-04-15 | Renishaw Plc | Probenpositionierungsbühne und betriebsverfahren dafür |
| US8534917B2 (en) * | 2010-12-09 | 2013-09-17 | Aktiebolaget Skf | Linear bearing assembly and method |
| JP6696821B2 (ja) * | 2016-04-26 | 2020-05-20 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR466849A (fr) * | 1913-12-20 | 1914-05-25 | Louis Vandelle | Banc de machine muni de glissières cylindriques en acier, cémentées, trempées et rectifiées, sur lesquelles s'opère une action de glissement d'un organe quelconque |
| BE470566A (ja) * | 1946-02-12 | |||
| GB880089A (en) * | 1959-07-13 | 1961-10-18 | Heald Machine Co | Universal grinding machine |
| DE2163343A1 (de) * | 1971-12-21 | 1973-06-28 | Hans Klenk | Schlitten- und supportfuehrung |
| US4264112A (en) * | 1979-08-06 | 1981-04-28 | Lee Controls, Inc. | Floating pillow blocks |
| DE3103093A1 (de) * | 1980-01-29 | 1982-08-26 | Anton 7326 Heinigen Koukal | - gleitfuehrungseinrichtung an arbeitsmaschinen - |
| US4506935A (en) * | 1982-04-12 | 1985-03-26 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Bar-type slide guiding apparatus with hydrostatic bearings |
| US4541673A (en) * | 1983-05-19 | 1985-09-17 | The Boeing Company | Removable slider shoe for a translating sleeve used on a jet engine cowl and duct |
| EP0207215B1 (de) * | 1985-06-14 | 1990-01-17 | Bernd Saxenhammer | Linearführung |
| DE3932206A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Boening Edith | Linearfuehrung - mit lastabhaengiger vorspannung, spielfrei |
| GB9001682D0 (en) * | 1990-01-25 | 1990-03-28 | Renishaw Plc | Position sensing probe |
-
1991
- 1991-08-08 GB GB919117089A patent/GB9117089D0/en active Pending
-
1992
- 1992-07-16 EP EP92306550A patent/EP0528541B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-16 DE DE69222383T patent/DE69222383T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-21 US US07/915,653 patent/US5374125A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-10 JP JP4212734A patent/JPH05202934A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9117089D0 (en) | 1991-09-25 |
| EP0528541A1 (en) | 1993-02-24 |
| DE69222383T2 (de) | 1998-01-15 |
| DE69222383D1 (de) | 1997-10-30 |
| US5374125A (en) | 1994-12-20 |
| EP0528541B1 (en) | 1997-09-24 |
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