[发明专利]流体轴承构造及流体轴承的组装方法

说明书

技术领域

本发明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流体轴承构造及流体轴承的组装方法。

背景技术

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。

在日本专利特开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。

发明内容

本发明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。

本发明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纹配合，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栓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。

本发明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。