流体轴承构造及流体轴承的组装方法技术

分别由热膨胀率不同的材质选择构成流体轴承的轴承导轨和滑块。并且，在与实际使用流体轴承时的温度不同的温度环境下，使前述导轨与前述滑块紧密接触（即，使两者间的轴承间隙成零）并组装。其结果，在前述使用的温度下的轴承间隙可基于与流体轴承组装时的温度的差进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流体轴承构造及流体轴承构造的组装方法，特别是涉及一 种适用于需要超精密加工机或超精密三维测定机等毫微级定位精度的装置中 使用的轴承的。
技术介绍
在需要超精密加工机或超精密三维测定机等毫微级定位精度的装置中，为 了在可动部件移动时没有磨擦的影响，要使用空气轴承等非接触轴承。空气轴 承为，将压缩空气送入数微米的微小间隙中，从而构成非接触轴承。在空气轴承等流体轴承中，轴承刚性取决于间隙的大小，轴承间隙狭小， 则轴承刚性较高。为此，对于轴承为了具有高的轴承刚性以及保持非接触的状 态，需要使轴承间隙有数微米。该轴承间隙过于狭窄的话，由于随着外力，轴 承容易接触，因此负荷容量会变小，反之，过宽的话，不能得到足够的轴承刚 性。为此，作为流体轴承需要最适地管理轴承间隙。因此，作为流体轴承，需要将构成轴承的部件加工成轴承间隙为数微米。 为达到轴承间隙成数微米的加工目标，必须反复地进行部件的尺寸测定和加 工，只通过机械加工该部件的加工，需要非常多的时间。在加工各部件之后， 不能调整该轴承间隙。在曰本专利特开2006-83939号公报中公开了 一种在流体轴承构造组装时 可调整直动轴的空气轴承间隙，以减轻构成轴承的部件机加工的负担的技术。 在该专利文献中公开的流体轴承构造中，通过将连接固定着构成流体轴承构造 的板状部件的螺栓与螺栓插入孔的位置关系加以调整，可调整流体轴承的轴承 间隙，因此，使构成流体轴承的部件的加工容易进行，并缩短了加工时间。然而，在组装上述专利文献公开的流体轴承构造时，需要使用千分表测定 各面的流体轴承的间隙， 一面进行微调整一面操作。在该组装方法中，不仅轴承间隙的调整操作需要时间，而且整体均衡地调整轴承间隙以组装流体轴承的 操作也会非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在组装流体轴承时，不仅无需操作者进行繁杂的 调整操作，通常，还可以正确的轴承间隙进行组装的流体轴承构造及其组装方 法。本专利技术的流体轴承构造包括轴承导轨和滑块。前述滑块由具有平坦面和与 之垂直的端面的4块四方形的板状部件构成。各板状部件为，在其一边的附近、沿着该边形成2个以上的螺栓插通孔，另外，在与该边相对的另一边侧的端面上，在与前述螺栓插通孔相对应处形成螺丝孔。而且，通过将螺栓在一个板状 部件的螺栓插通孔中插通，使该螺栓的前端与另 一个板状部件的螺丝孔螺紋配合，前述4块板状部件通过各自的螺栓结合而成箱型。将成箱型的4块板状部 件的各个内面作为流体轴承的轴承面，通过将前述轴承导轨插通在其面上，以 组装成流体轴承构造。在该流体轴承构造中，通过分别由热膨胀率不同的材质 形成前述轴承导轨与前述滑块，在与使用前述流体轴承时的温度不同的温度环 境下，成为使前述4块板状部件分别与前述轴承导轨紧密接触的状态，即，前 述导轨与滑块之间的轴承间隙成零的状态，组装前述流体轴承构造，在使用前 述流体轴承时，对于前述组装的流体轴承构造，给予大小基于其使用时的环境 温度与组装前述流体轴承构造时的环境温度差的轴承间隙。通过使前述螺栓插通孔的直径比与前述螺丝孔接合的螺栓的直径要大，可 调节一个板状部件的螺4全插通孔与另 一个板状部件的螺丝孔的位置关系，因此 可以成为使前述4块板状部件分别与前述轴承导轨紧密接触的状态来组装流 体轴承构造。前述流体轴承的轴承面可以为垂直于驱动方向的断面形状呈大致正方形 或大致正方形的一部分。本专利技术的流体轴承构造的组装方法由下面步骤构成，所述步骤包括对于 组装由轴承导轨与滑块构成的流体轴承构造、对前述轴承导轨与前述滑块分别 选择热膨胀率不同的材质，在第1温度环境下使前述滑块与前述轴承导轨紧密接触，组装前述导轨与前述滑块之间的轴承间隙为零的流体轴承构造的步骤， 和通过将前述被组装的流体轴承构造放在与前述第1温度不同的第2温度环境下，将此时的轴承间隙调整为基于前述第1温度与前述第2温度差异的大小， 将具有该调整的轴承间隙的流体轴承构造在前述第2温度环境下使用的步骤。本专利技术的流体轴承的轴承间隙的调整方法包括，在设定的温度的环境下， 使具有规定形状、尺寸、材质的轴承导轨与具有规定形状、尺寸、材质的滑块 紧密接触、而组装成这些轴承导轨与滑块之间的轴承间隙为零的流体轴承构 造，接着，将该组装的前述流体轴承构造放置于与前述设定温度不同的多种温 度环境下时所发生的轴承间隙的各自大小，作为与前述设定温度的温度差的函 数求出的步骤，再有，为了对前述流体轴承构造实现所期望的轴承间隙，将该 流体轴承构造参照前述求得的函数，在与该前述设定温度具有同前述所期望的 轴承间隙对应的温度差的温度环境下实际使用，或在流体轴承构造时的使用环 境温度具有与前述轴承间隙对应的温度差的温度环境下，组装轴承间隙为零的 流体轴承构造的步骤。根据本专利技术，由于流体轴承的轴承间隙根据构成流体轴承的导轨与滑块的 热膨胀率的差和恒温室的设定温度而定，故操作者不必调整该轴承间隙，通常， 可得到正确的轴承间隙。使用流体轴承的如高精度的三维测定器的测定器或加工机， 一般地在恒温 室内运转。因此，由于室温总是一定，从而流体轴承间隙的大小不会因构成材 料的热膨胀而变化。附图说明本专利技术的前述以及其他的目的和特征，根据参照附图的以下实施例的说明 更加明了。在这些图中图1A为示出本专利技术的流体轴承构造一实施例的透视图。图1B为构成图1A的流体轴承构造上使用的箱形滑块的板状部件的透视图。图2为从上方看图1A的流体轴承构造的俯视图。图3为说明在使构成滑块的板状部件(与轴承导轨有不同的热膨胀率)的平坦面与轴承导轨紧密接触的状态(即，轴承间隙为零的状态)下，组装流体 轴承构造的俯:规图。图4为示出图3所示的流体轴承构造在与其组装时的温度不同的温度环境 下，产生轴承导轨与滑块之间规定大小的轴承间隙d的俯视图。图5A为示出构成图1A的流体轴承构造的轴承导轨断面形状的第l例图。 图5B为示出构成图1A的流体轴承构造的轴承导轨断面形状的第2例图。 图6A为示出取决于组装图1A流体轴承构造时的温度与使用其流体轴承 构造时的温度(比组装时的温度还低)差异，轴承间隙不同的图。图6B为示出取决于组装图1A的流体轴承构造时的温度与使用该流体轴 承构造时的温度(比组装时的温度要低)的差异，轴承间隙不同的视图。图7A-图7C为示出在构成滑块的板状部件上形成的螺栓插通孔直径比插 通该螺栓插通孔的螺栓直径要大地形成的视图，在图7A中，螺栓插通孔的中 心与螺栓的中心一致，在图7B中，螺栓插通孔的中心相对于螺栓的中心向一 侧变位，在图7C中，螺栓插通孔的中心相对于螺栓的中心向另一侧变位。具体实施例方式图1A为本专利技术的流体轴承构造一实施例的说明图，符号20为在导引流 体轴承用的机械等上固定的轴承导轨。以包围该轴承导轨20的方式形成箱型 的滑块10。图1B为构成该箱形滑块10的板状部件1的透视图。该板状部件1具有 平坦面6和与其垂直的端面7。在板状部件1的平坦面6上，在其一端边部上 沿着该端部的边形成多个(在本实施例中为3个)螺栓插通孔2。另外，在与 形成该螺栓插通孔2的端部相对置的边侧的端面7上，在与其他板状部件1 的螺栓插通孔2相对应处形成多个(在本实施例中为3个)螺丝孔3。再有， 该板状部件1的平坦面6上，设有多个(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体轴承构造，包括轴承导轨和滑块；所述滑块由具有平坦面和与之垂直的端面的４块四方形的板状部件构成；各板状部件为，在其一边的附近沿着该边形成２个以上的螺栓插通孔，另外，在与该边相对的另一边侧的端面上，在与所述螺栓插通孔相对应处形成螺丝孔；通过将螺栓在一个板状部件的螺栓插通孔中插通并使该螺栓的前端与另一个板状部件的螺丝孔螺纹配合，而将所述４块板状部件通过各自的螺栓结合成箱型；将成为箱型的４块板状部件的各个内面作为流体轴承的轴承面，通过将所述轴承导轨插通在其面上，以组装成流体轴承构造，其特征在于，　通过分别由热膨胀率不同的材质形成所述轴承导轨与所述滑块，并在与使用所述流体轴承时的温度不同的温度环境下成为使所述４块板状部件分别与所述轴承导轨紧密接触的状态，即，使所述导轨与滑块之间的轴承间隙成零的状态，来组装所述流体轴承构造，从而在使用所述流体轴承时，对于所述组装的流体轴承构造，给予大小基于其使用时的环境温度与组装所述流体轴承构造时的环境温度差的轴承间隙。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河合知彦，蛯原建三，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]