JPH08159106A - Air bearing cylinder and cylinder system - Google Patents
Air bearing cylinder and cylinder systemInfo
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- JPH08159106A JPH08159106A JP30502494A JP30502494A JPH08159106A JP H08159106 A JPH08159106 A JP H08159106A JP 30502494 A JP30502494 A JP 30502494A JP 30502494 A JP30502494 A JP 30502494A JP H08159106 A JPH08159106 A JP H08159106A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エアベアリングを備え
るシリンダ、及びそのようなシリンダを構成要素とする
シリンダシステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder provided with an air bearing, and a cylinder system having such a cylinder as a constituent element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造プロセスにおけるシリコンウ
ェハの洗浄機の一種として、例えば回転テーブル上にて
回転しているウェハの表面を上方に配置したブラシでス
クラブするタイプの洗浄機が提案されている。このよう
なウェハスクラバー洗浄機では、数μｍオーダーの微小
な凹凸を有するウェハの表面にブラシを確実に追従さ
せ、一定の弱い押圧力でウェハをスクラブする必要があ
る。従って、この洗浄機のブラシ押圧力制御機構には、
極めて高い精度が要求される。2. Description of the Related Art As a kind of cleaning machine for a silicon wafer in a semiconductor manufacturing process, for example, a cleaning machine has been proposed in which a surface of a wafer rotating on a rotary table is scrubbed by a brush arranged above. In such a wafer scrubber cleaning machine, it is necessary to surely make the brush follow the surface of the wafer having minute irregularities of the order of several μm and scrub the wafer with a certain weak pressing force. Therefore, the brush pressing force control mechanism of this washing machine
Extremely high accuracy is required.
【０００３】図６（ａ）には、従来におけるブラシ押圧
力制御機構に使用されるエアベアリングシリンダ６０の
一例が示されている。このシリンダ６０を構成するシリ
ンダブロック６１は、シリンダ室６２とロッド挿通孔６
３とを有している。このロッド挿通孔６３内には、断面
円形状をした金属製のロッド６４が挿通されている。ロ
ッド６４の外周面は、歪みを最小にするために高い精度
で表面加工されている。ロッド６４の一端は前記ロッド
挿通孔６３から突出し、他端はシリンダ室６２内に位置
している。ロッド６４の基端側の端面（即ち図６(a) に
おける下側の端面）６４ｂには、抜け止め用のストッパ
６５が固定されている。FIG. 6 (a) shows an example of an air bearing cylinder 60 used in a conventional brush pressing force control mechanism. The cylinder block 61 that constitutes the cylinder 60 includes a cylinder chamber 62 and a rod insertion hole 6
And 3. A metal rod 64 having a circular cross section is inserted into the rod insertion hole 63. The outer peripheral surface of the rod 64 is surface-processed with high accuracy in order to minimize distortion. One end of the rod 64 projects from the rod insertion hole 63, and the other end is located inside the cylinder chamber 62. A stopper 65 for preventing slipping off is fixed to an end surface (that is, a lower end surface in FIG. 6A) 64b on the base end side of the rod 64.
【０００４】ロッド挿通孔６３の内壁面には、エアベア
リングを構成する軸受け部材６８が設けられている。こ
の軸受け部材６８は、貫通孔を有する緻密体に複数のエ
ア噴出孔６７を形成してなる。これらのエア噴出孔６７
からは、給気ポート６９より供給された加圧エアが噴出
される。その結果、ロッド６４が軸受け部材６８によっ
て非接触的に支承される。また、真空引きポート７１と
軸受け部材６８とは、軸受け部材６８の両端面から延び
る２本の排気通路７０によって接続されている。従っ
て、軸受け部材６８の加圧エアは、両排気通路７０及び
真空引きポート７１を介して外部に排出される。A bearing member 68 forming an air bearing is provided on the inner wall surface of the rod insertion hole 63. The bearing member 68 is formed by forming a plurality of air ejection holes 67 in a dense body having a through hole. These air ejection holes 67
From, the pressurized air supplied from the air supply port 69 is ejected. As a result, the rod 64 is supported by the bearing member 68 in a non-contact manner. Further, the vacuum port 71 and the bearing member 68 are connected by two exhaust passages 70 extending from both end surfaces of the bearing member 68. Therefore, the pressurized air of the bearing member 68 is exhausted to the outside through both the exhaust passages 70 and the evacuation port 71.
【０００５】上記のシリンダブロック６１には、シリン
ダ室６２内に制御エアを供給するために推力ポート６６
が形成されている。そして、推力ポート６６に供給され
た制御エアは、圧力作用部であるストッパ６５の上側端
面６５ａ及び下側端面６５ｂの両方に作用する。図６
（ａ）に示されるように、上側端面６５ａと下側端面６
５ｂとを比較すると、ロッド６４の下側端面６４ｂの表
面積分だけ、上側端面６５ａのほうが小さくなってい
る。従って、下側端面６５ｂには、上側端面６５ａに働
く圧力よりも大きな圧力が働く。そして、このような差
圧が働く結果、ストッパ６５が下側端面６５ｂから押圧
され、そのときの推力によってロッド６４がその長手方
向に沿って移動する。A thrust port 66 is provided in the cylinder block 61 to supply control air into the cylinder chamber 62.
Are formed. Then, the control air supplied to the thrust port 66 acts on both the upper end surface 65a and the lower end surface 65b of the stopper 65, which is a pressure acting portion. Figure 6
As shown in (a), the upper end surface 65a and the lower end surface 6
5b, the upper end surface 65a is smaller by the surface integral of the lower end surface 64b of the rod 64. Therefore, a pressure larger than the pressure acting on the upper end surface 65a acts on the lower end surface 65b. Then, as a result of such a differential pressure, the stopper 65 is pressed from the lower end surface 65b, and the thrust at that time causes the rod 64 to move along its longitudinal direction.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６（ａ）
のエアベアリングシリンダ６０の場合、上側端面６５ａ
と下側端面６５ｂとの表面積の差が小さくなるほど（換
言するとロッド６４の小径化によってその断面積が小さ
くなるほど）、制御エアの変化量に対する推力の変化量
の割合が小さくなる。これは、上記の表面積の差が小さ
くなるほど制御エアによるロッド６４の移動制御を細か
くかつ正確に実施できることを意味する。このような表
面積の差の大小はロッド６４の下側端面６４ｂの表面積
に依存することから、例えば図６（ｂ）のエアベアリン
グシリンダ７２のような構成を採れば、表面積の差をよ
り小さくすることができる。同図では、例えばそのロッ
ド径Ｄが一般的なロッド径（6mm 前後）Ｄ0 の半分以下
(2mm〜3mm)の値に設定されたエアベアリングシリンダ７
２が示されている。By the way, FIG. 6 (a)
In the case of the air bearing cylinder 60, the upper end surface 65a
The smaller the difference in surface area between the lower end surface 65b and the lower end surface 65b (in other words, the smaller the cross-sectional area due to the smaller diameter of the rod 64), the smaller the ratio of the amount of change in thrust to the amount of change in control air. This means that the smaller the difference in surface area, the finer and more accurate the movement control of the rod 64 by the control air can be. Such a difference in surface area depends on the surface area of the lower end surface 64b of the rod 64. Therefore, if a structure such as the air bearing cylinder 72 of FIG. 6B is adopted, the difference in surface area can be further reduced. be able to. In the figure, for example, the rod diameter D is less than half of the general rod diameter (about 6 mm) D0.
Air bearing cylinder 7 set to a value of (2mm-3mm)
2 is shown.
【０００７】しかしながら、図６（ｂ）のエアベアリン
グシリンダ７２のようにロッド７３の小径化を図ると、
ロッド７３自体の剛性が弱くなることによって、応力に
よる変形等が生じやすくなる。従って、装置が故障する
可能性が高くなり、おのずと製品寿命も短くなる。ま
た、ロッド７３を作製する場合でも、外周面の表面加工
を精度よく行うことが困難であり、それに伴って加工コ
ストも高くなる。However, if the diameter of the rod 73 is reduced as in the air bearing cylinder 72 of FIG. 6B,
Since the rod 73 itself becomes weak in rigidity, deformation due to stress is likely to occur. Therefore, there is a high possibility that the device will break down, which naturally shortens the product life. Further, even when the rod 73 is manufactured, it is difficult to perform the surface processing of the outer peripheral surface with high accuracy, and the processing cost increases accordingly.
【０００８】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、ロッドを小径化することな
くロッドの移動制御精度を向上させることができるエア
ベアリングシリンダを提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an air bearing cylinder capable of improving the movement control accuracy of a rod without reducing the diameter of the rod. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、その内部に制御エアが
供給されるシリンダ室を有するシリンダブロックと、そ
の先端部が前記シリンダブロックの先端側から突設さ
れ、かつ前記シリンダ室内に位置する箇所に圧力作用部
が設けられたロッドと、加圧エアの噴射によって前記ロ
ッドを非接触的に支承するエアベアリングとを備え、前
記圧力作用部に働く制御エアの圧力によって前記ロッド
をその長手方向に沿って移動させるシリンダにおいて、
前記圧力作用部は、前記ロッドの外周面に形成された段
部に存在し、前記段部よりも基端側領域におけるロッド
径は、先端側領域におけるロッド径よりも小さいエアベ
アリングシリンダをその要旨とする。In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention provides a cylinder block having a cylinder chamber into which control air is supplied, and a tip portion of the cylinder block. A rod provided with a pressure acting portion at a position located in the cylinder chamber and protruding from the tip end side of the block; and an air bearing for supporting the rod in a non-contact manner by injection of pressurized air, In a cylinder that moves the rod along its longitudinal direction by the pressure of control air that acts on the pressure acting portion,
The pressure acting portion exists in a step portion formed on the outer peripheral surface of the rod, and the rod diameter in the proximal end region of the rod is smaller than the rod diameter in the tip end region of the air bearing cylinder. And
【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記ロッドは、その基端部が同ロッドのストロー
ク全域において常に前記シリンダ室の内部空間の外に位
置するように配設されている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the rod is arranged such that its base end portion is always positioned outside the internal space of the cylinder chamber in the entire stroke of the rod. There is.
【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項２にお
いて、前記シリンダブロックにおける前記ロッドの基端
側領域に相当する箇所にも、前記エアベアリングを設け
ている。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the air bearing is provided also in a portion of the cylinder block corresponding to a base end side region of the rod.
【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記エアベアリングを構成
する軸受け部材は、前記ロッドを挿通させるための貫通
孔を有する多孔質体であるとしている。In a fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects, the bearing member constituting the air bearing is a porous body having a through hole for inserting the rod. I am trying.
【００１３】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
４のいずれか１項において、前記ロッドは、少なくとも
先端側への抜け出しを防止しうるストッパ構造を備える
としている。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the rod is provided with a stopper structure capable of preventing the rod from coming out at least to the tip side.
【００１４】請求項６に記載の発明では、請求項５にお
いて、前記ストッパ構造は、前記シリンダブロックの基
端側から突出する前記ロッドの一部に設けられていると
している。According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the stopper structure is provided on a part of the rod protruding from the base end side of the cylinder block.
【００１５】請求項７に記載の発明では、請求項１乃至
６のいずれか１項において、前記圧力作用部とその圧力
作用部が衝突する前記シリンダ室の内壁面との間に、衝
撃緩衝部材を配設している。According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, a shock absorbing member is provided between the pressure acting portion and an inner wall surface of the cylinder chamber with which the pressure acting portion collides. Are installed.
【００１６】請求項８に記載の発明では、請求項７にお
いて、前記衝撃緩衝部材は、前記シリンダ室の内壁面に
貼着されたゴム製の板材であるとしている。請求項９に
記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
エアベアリングシリンダの前記シリンダ室に、同シリン
ダ室内のエアの圧力を所定値以下に維持するための圧力
調整弁を接続したシリンダシステムをその要旨とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the shock absorbing member is a rubber plate member attached to the inner wall surface of the cylinder chamber. The invention according to claim 9 is a pressure regulating valve for maintaining the pressure of air in the cylinder chamber of the air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 8 below a predetermined value. The gist of this is a cylinder system that is connected to.
【００１７】請求項１０に記載の発明では、請求項９に
おいて、前記圧力制御弁はリリーフ弁付き圧力制御弁で
あり、そのリリーフ弁付き圧力制御弁は前記シリンダ室
内に制御エアを供給するための推力ポートに接続されて
いるとしている。According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the pressure control valve is a pressure control valve with a relief valve, and the pressure control valve with the relief valve is for supplying control air into the cylinder chamber. It is said that it is connected to the thrust port.
【００１８】[0018]
【作用】請求項１〜１０に記載の発明によると、圧力作
用部である段部の基端側領域と先端側領域とを比較する
と、基端側領域のロッド径のほうが小さくなっている。
このため、圧力作用部である段部に制御エアの圧力が働
くと、ロッドをその先端側の方向へ移動させるような推
力が生じる。その結果、エアベアリングシリンダに支承
されたロッドが先端側の方向へ移動する。なお、そのと
きの推力の大きさは、基本的に圧力作用部の表面積に依
存する。このため、基端部領域のロッド径と先端部領域
のロッド径との差を小さくすることによって、制御エア
の変化量に対する推力の変化量の割合を小さく設定する
ことができる。According to the invention described in claims 1 to 10, when comparing the base end side region and the tip end side region of the step portion which is the pressure acting portion, the rod diameter of the base end side region is smaller.
Therefore, when the pressure of the control air acts on the step portion that is the pressure acting portion, a thrust force that moves the rod toward the tip side thereof is generated. As a result, the rod supported by the air bearing cylinder moves toward the tip side. In addition, the magnitude of the thrust at that time basically depends on the surface area of the pressure acting portion. Therefore, by reducing the difference between the rod diameter in the base end region and the rod diameter in the tip end region, the ratio of the amount of change in thrust to the amount of change in control air can be set small.
【００１９】請求項２に記載の発明によると、ロッドの
基端部が常にシリンダ室の内部空間の外に位置している
ため、当該部分にまで制御エアの圧力の影響が及ぶこと
はない。According to the second aspect of the invention, since the base end portion of the rod is always located outside the internal space of the cylinder chamber, the influence of the control air pressure does not reach that portion.
【００２０】請求項３に記載の発明によると、先端側及
び基端側のエアベアリングによってロッドが２箇所で支
承されるため、スラスト方向からの荷重に対する特性が
よくなる。According to the third aspect of the present invention, since the rod is supported by the air bearings on the front end side and the base end side at two locations, the characteristics with respect to the load from the thrust direction are improved.
【００２１】請求項４に記載の発明によると、軸受け部
材が多数の微細な孔を有する多孔質体であるため、加圧
エアが貫通孔の内壁面からムラなく均等に噴出される。
請求項５に記載の発明によると、ロッドが先端方向へ移
動してストロークの終端に達したとき、ストッパ構造が
所定部分に当接し、それ以上のロッドの移動が規制され
る。その結果、ロッドの先端側への抜け出しが防止され
る。According to the fourth aspect of the invention, since the bearing member is a porous body having a large number of fine holes, the pressurized air is uniformly and evenly ejected from the inner wall surface of the through hole.
According to the fifth aspect of the invention, when the rod moves toward the tip end and reaches the end of the stroke, the stopper structure comes into contact with a predetermined portion, and further movement of the rod is restricted. As a result, the rod is prevented from slipping out to the tip side.
【００２２】請求項６に記載の発明によると、ロッドが
先端方向へ移動してストロークの終端に達したとき、ロ
ッドの基端部に設けられたストッパ構造がシリンダブロ
ックの基端面に当接する。その結果、それ以上のロッド
の移動が規制され、ロッドの先端側への抜け出しが防止
される。According to the sixth aspect of the present invention, when the rod moves toward the tip and reaches the end of the stroke, the stopper structure provided at the base end of the rod contacts the base end face of the cylinder block. As a result, further movement of the rod is restricted, and the rod is prevented from slipping out toward the tip side.
【００２３】請求項７に記載の発明によると、圧力作用
部の衝撃が衝撃緩衝部材によって緩衝されるため、シリ
ンダ室の内壁面や圧力作用部の磨耗が防止される。請求
項８に記載の発明によると、弾性変形するゴム製の板材
によって圧力作用部の衝撃が確実に吸収されるため、シ
リンダ室の内壁面や圧力作用部の磨耗が防止される。According to the seventh aspect of the present invention, since the shock of the pressure acting portion is damped by the shock absorbing member, the inner wall surface of the cylinder chamber and the pressure acting portion are prevented from being worn. According to the invention described in claim 8, since the impact of the pressure acting portion is surely absorbed by the elastically deformable rubber plate member, abrasion of the inner wall surface of the cylinder chamber and the pressure acting portion is prevented.
【００２４】請求項９，１０に記載の発明によると、エ
アベアリング側からシリンダ室内にエアがリークしたと
きでも、圧力制御弁によってシリンダ室内のエアの圧力
が常に所定値以下に維持される。According to the ninth and tenth aspects of the present invention, even when air leaks from the air bearing side into the cylinder chamber, the pressure of the air in the cylinder chamber is always maintained below the predetermined value by the pressure control valve.
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明をウェハスクラバー洗浄機１用
のブラシ押圧力制御機構２を構成するシリンダシステム
３に具体化した一実施例を図１〜図３に基づき詳細に説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a cylinder system 3 which constitutes a brush pressing force control mechanism 2 for a wafer scrubber cleaning machine 1 will be described in detail with reference to FIGS.
【００２６】図２には、シリコンウェハ４を洗浄するた
めのウェハスクラバー洗浄機１が示されている。このウ
ェハスクラバー洗浄機１は、洗浄機本体５、回転テーブ
ル６、ブラシ７及びブラシ押圧力制御機構２を備えてい
る。前記ブラシ７は、その先端を下方に向けた状態で洗
浄機本体５側に取り付けられている。回転テーブル６
は、そのブラシ７の下方に配置されている。この回転テ
ーブル６には、洗浄に供されるシリコンウェハ４を確実
に保持するための真空吸着手段（図示略）が設けられて
いる。FIG. 2 shows a wafer scrubber cleaning machine 1 for cleaning a silicon wafer 4. The wafer scrubber cleaning machine 1 includes a cleaning machine body 5, a rotary table 6, a brush 7, and a brush pressing force control mechanism 2. The brush 7 is attached to the main body 5 of the washing machine with its tip facing downward. Turntable 6
Are arranged below the brush 7. The rotary table 6 is provided with vacuum suction means (not shown) for securely holding the silicon wafer 4 to be cleaned.
【００２７】ブラシ押圧力制御機構２は、エアベアリン
グシリンダ１０及びリリーフ弁付き圧力調整弁１１（以
下、単に圧力制御弁１１と呼ぶ。）等からなるシリンダ
システム３と、複数のベアリング８と、連結棒９とによ
って構成されている。前記複数のベアリング８は、ブラ
シ７の柄部７ａを鉛直方向に沿って摺動可能に案内して
いる。連結棒９は、柄部７ａの上端面と、エアベアリン
グシリンダ１０のロッド１２の一部とを連結している。
従って、ブラシ７とロッド１２とは、鉛直方向に沿って
一体的に移動するようになっている。The brush pressing force control mechanism 2 is connected to a cylinder system 3 including an air bearing cylinder 10 and a pressure regulating valve 11 with a relief valve (hereinafter, simply referred to as a pressure control valve 11), a plurality of bearings 8, and the like. It is constituted by a rod 9. The plurality of bearings 8 guide the handle portion 7a of the brush 7 slidably along the vertical direction. The connecting rod 9 connects the upper end surface of the handle portion 7 a and a part of the rod 12 of the air bearing cylinder 10.
Therefore, the brush 7 and the rod 12 move integrally along the vertical direction.
【００２８】次に、本実施例のシリンダシステム３を構
成するエアベアリングシリンダ１０及びリリーフ弁１１
について説明する。図１に示されるように、エアベアリ
ングシリンダ１０を構成する金属製のシリンダブロック
１３は、シリンダ室１４とロッド挿通孔１５とを有して
いる。前記シリンダ室１４は、シリンダブロック１３の
ほぼ中央部に設けられている。ロッド挿通孔１５は、シ
リンダブロック１３の中心部を貫通している。シリンダ
室１４の内部空間とロッド挿通孔１５とは、シリンダブ
ロック１３内において互いに連通している。Next, the air bearing cylinder 10 and the relief valve 11 constituting the cylinder system 3 of this embodiment.
Will be described. As shown in FIG. 1, the metal cylinder block 13 that constitutes the air bearing cylinder 10 has a cylinder chamber 14 and a rod insertion hole 15. The cylinder chamber 14 is provided substantially in the center of the cylinder block 13. The rod insertion hole 15 penetrates the center portion of the cylinder block 13. The internal space of the cylinder chamber 14 and the rod insertion hole 15 communicate with each other in the cylinder block 13.
【００２９】シリンダブロック１３には、シリンダ室１
４内に制御エアを供給するための推力ポート１７が設け
られている。この推力ポート１７には、図示しないエア
供給源から所定圧力範囲（０kgf/cm2 〜１kgf/cm2 ）で
変化する制御エアを供給するための配管１８が接続され
ている。この配管１８には圧力制御弁１１が接続されて
いる。この圧力制御弁１１は、制御エアの最大圧力値で
ある１kgf/cm2 以上になると開くように、あらかじめ調
整されている。In the cylinder block 13, the cylinder chamber 1
A thrust port 17 for supplying control air is provided in the unit 4. The thrust port 17 is connected to a pipe 18 for supplying control air that changes in a predetermined pressure range (0 kgf / cm 2 to 1 kgf / cm 2 ) from an air supply source (not shown). The pressure control valve 11 is connected to the pipe 18. The pressure control valve 11 is adjusted in advance so as to open when the maximum pressure value of the control air reaches 1 kgf / cm 2 or more.
【００３０】図１に示されるように、このエアベアリン
グシリンダ１０においては、軸受け部材１９、給気ポー
ト２４、真空引きポート２５、排気通路２６及び給気通
路１６等によって、エアベアリングが構成されている。
また、本実施例では、このようなエアベアリングがシリ
ンダ室１４の先端側及び基端側のそれぞれに配設されて
いる。As shown in FIG. 1, in this air bearing cylinder 10, an air bearing is constituted by the bearing member 19, the air supply port 24, the vacuuming port 25, the exhaust passage 26, the air supply passage 16 and the like. There is.
Further, in the present embodiment, such air bearings are arranged on the front end side and the base end side of the cylinder chamber 14, respectively.
【００３１】シリンダ室１４の先端側におけるロッド挿
通孔１５の内壁面には、多孔質性の焼結プラスティック
からなる軸受け部材１９が設けられている。具体的にい
うと、本実施例の軸受け部材１９は、焼結三ふっ化樹脂
からなる多孔質体である。この軸受け部材１９には、ロ
ッド１２を挿通させるための貫通孔２０が透設されてい
る。また、シリンダ室１４の基端側におけるロッド挿通
孔１５の内壁面にも、同様に貫通孔２０を備える軸受け
部材１９が設けられている。A bearing member 19 made of porous sintered plastic is provided on the inner wall surface of the rod insertion hole 15 on the tip side of the cylinder chamber 14. Specifically, the bearing member 19 of this embodiment is a porous body made of a sintered trifluoride resin. The bearing member 19 is provided with a through hole 20 through which the rod 12 is inserted. A bearing member 19 having a through hole 20 is also provided on the inner wall surface of the rod insertion hole 15 on the base end side of the cylinder chamber 14.
【００３２】シリンダブロック１３に形成された給気ポ
ート２４には、図示しないエア供給源から５kgf/cm2 程
度の加圧エアが供給される。供給された加圧エアは、軸
受け部材１９の外周面側からその内部に入り込み、微細
な孔を通り抜けた後に貫通孔２０の内壁面から噴出す
る。The air supply port 24 formed in the cylinder block 13 is supplied with pressurized air of about 5 kgf / cm 2 from an air supply source (not shown). The supplied pressurized air enters the bearing member 19 from the outer peripheral surface side, passes through the minute holes, and then is ejected from the inner wall surface of the through hole 20.
【００３３】図１に示されるように、シリンダブロック
１３において軸受け部材１９の片面側に位置する箇所に
は、ロッド１２を取り囲むように集気空間２７が形成さ
れている。排気通路２６の一端はこの集気空間２７に接
続されており、他端は真空引きポート２５の側部に接続
されている。軸受け部材１９から噴出した加圧エアの大
部分は、まず集気空間２７内に集められた後、排気通路
２６及び真空引きポート２５を介して外部に排出され
る。なお、真空引きポート２５には、真空引き手段とし
て図示しない真空ポンプが接続されている。また、上記
の排気通路２６は、ドリル等でシリンダブロック１３の
所定箇所を穴あけした後、封止片によってその穴を部分
的に封止することにより形成されている。As shown in FIG. 1, an air collection space 27 is formed in the cylinder block 13 at a position on one side of the bearing member 19 so as to surround the rod 12. One end of the exhaust passage 26 is connected to the air collecting space 27, and the other end is connected to the side portion of the vacuum port 25. Most of the pressurized air ejected from the bearing member 19 is first collected in the air collection space 27 and then discharged to the outside through the exhaust passage 26 and the vacuum port 25. A vacuum pump (not shown) is connected to the evacuation port 25 as evacuation means. The exhaust passage 26 is formed by drilling a predetermined portion of the cylinder block 13 with a drill or the like and then partially sealing the hole with a sealing piece.
【００３４】図１，図２には、本実施例において使用さ
れるロッド１２が示されている。このロッド１２の外周
面には、段部Ｐ1 が形成されている。この段部Ｐ1 の一
部は、制御エアが働く圧力作用部としての圧力作用面２
８になっている。本実施例において、ロッド１２の先端
側領域におけるロッド径Ｄ2 は８．０mmである。ロッド
１２の基端側領域におけるロッド径Ｄ1 は、それよりも
若干小さく７．５mmである。従って、前者の断面積Ｓ2
は５０．２４mm2 であり、後者の断面積Ｓ1 は４４．１
６mm2 である。ここで、Ｓ1 ＝π（Ｄ1 ／２）2 であ
り、Ｓ2 ＝π（Ｄ2 ／２）2 である。よって、両者の断
面積の差ΔＳ＝Ｓ2 −Ｓ1 は６．０８mm2であり、この
値が圧力作用面２８の表面積の値になる。なお、上記の
ロッド１２は、例えば等断面形状の金属製の棒材を出発
材料とし、その外周面の一部を研削加工することによっ
て形成することができる。1 and 2 show a rod 12 used in this embodiment. A step portion P1 is formed on the outer peripheral surface of the rod 12. A part of the step portion P1 is a pressure acting surface 2 as a pressure acting portion on which control air acts.
It is 8. In this embodiment, the rod diameter D2 in the tip end side region of the rod 12 is 8.0 mm. The rod diameter D1 in the base end side region of the rod 12 is slightly smaller than that, and is 7.5 mm. Therefore, the former cross-sectional area S2
Is 50.24 mm 2 , and the cross-sectional area S1 of the latter is 44.1.
It is 6 mm 2 . Here, S1 = π (D1 / 2) 2 and S2 = π (D2 / 2) 2 . Therefore, the difference ΔS = S 2 −S 1 between the two is 6.08 mm 2 , and this value becomes the value of the surface area of the pressure acting surface 28. The rod 12 can be formed by using, for example, a metal rod having an equal cross section as a starting material and grinding a part of the outer peripheral surface of the rod.
【００３５】そして、このように構成されたロッド１２
は、ロッド挿通孔１５内（詳細には各軸受け部材１９の
貫通孔２０内）にその長手方向に沿って移動可能に挿通
される。この場合、前記ロッド１２の段部Ｐ1 は、制御
エアを受けるべき部分であるため、ストローク全域にお
いて常にシリンダ室１４の内部空間に位置する。一方、
ロッド１２の基端側端面１２ｂは、ストローク全域にお
いて常にシリンダ室１４の内部空間の外に位置するよう
に配設される。このため、当該部分にまで制御エアの圧
力の影響が及ばないようになっている。Then, the rod 12 constructed in this way
Is movably inserted in the rod insertion hole 15 (specifically, in the through hole 20 of each bearing member 19) along the longitudinal direction thereof. In this case, since the stepped portion P1 of the rod 12 is a portion to receive the control air, it is always located in the internal space of the cylinder chamber 14 in the entire stroke. on the other hand,
The end face 12b on the base end side of the rod 12 is arranged so as to be always located outside the internal space of the cylinder chamber 14 in the entire stroke. Therefore, the influence of the pressure of the control air does not reach the relevant portion.
【００３６】ロッド１２の基端側端面１２ｂには、円板
状かつ金属製の抜け止め用のストッパ２１がビスによっ
て固着されている。このストッパ２１は、ロッド１２が
ストローク終端に達したとき、図１において実線で示さ
れるように、シリンダブロック１３の基端面に当接す
る。その結果、それ以上のロッド１２の移動が規制さ
れ、ロッド１２の先端側への抜け止めが図られる。On the end face 12b on the base end side of the rod 12, a disc-shaped metal stopper 21 for preventing the metal from coming off is fixed by screws. When the rod 12 reaches the end of the stroke, the stopper 21 comes into contact with the base end surface of the cylinder block 13 as shown by the solid line in FIG. As a result, further movement of the rod 12 is restricted, and the rod 12 is prevented from coming off toward the tip side.
【００３７】一方、シリンダ室１４の下部内壁面には、
衝撃緩衝部材としての円板状のゴムクッション２３が貼
着されている。ロッド１２がストローク始端に達したと
き、図１において二点鎖線で示されるように、このゴム
クッション２３に段部Ｐ1 の圧力作用面２８が当接す
る。その結果、それ以上のロッド１２の移動が規制さ
れ、ロッド１２の基端側への抜け止めが図られる。つま
り、このロッド１２において、前記段部２８は基端側へ
の抜け止めを防止するためのストッパ構造の一部を担っ
ている。On the other hand, on the lower inner wall surface of the cylinder chamber 14,
A disk-shaped rubber cushion 23 is attached as a shock absorbing member. When the rod 12 reaches the stroke start end, the pressure acting surface 28 of the step portion P1 abuts on the rubber cushion 23, as shown by the chain double-dashed line in FIG. As a result, further movement of the rod 12 is restricted, and the rod 12 is prevented from coming off toward the base end side. That is, in the rod 12, the stepped portion 28 plays a part of a stopper structure for preventing the stepped portion 28 from being pulled out toward the base end side.
【００３８】次に、以上のように構成されたシリンダシ
ステム３の作用効果を説明する。このシリンダシステム
３では、図１，図２に示されるように、段部Ｐ1 の一部
に圧力作用面２８が存在している。このため、推力ポー
ト１７からシリンダ室１４内へ制御エアが供給される
と、制御エアの圧力が圧力作用面２８に働く結果ロッド
１２をその先端側の方向へ移動させるような推力が生じ
る。ゆえに、エアベアリングに支承されたロッド１２
は、この推力によって先端側の方向へ移動する。なお、
そのときの推力の大きさは、本実施例においては、基本
的に圧力作用面２８の表面積（より詳細には圧力作用面
２８を基端側からみたときの投影面積）に依存する。そ
して、この表面積の大きさが、制御エアの変化量に対す
る推力の変化量の割合を決定する要素となる。Next, the function and effect of the cylinder system 3 configured as described above will be described. In this cylinder system 3, as shown in FIGS. 1 and 2, the pressure acting surface 28 is present on a part of the step P1. Therefore, when the control air is supplied from the thrust port 17 into the cylinder chamber 14, the pressure of the control air acts on the pressure acting surface 28, and as a result, the thrust that moves the rod 12 toward the tip side thereof is generated. Therefore, the rod 12 supported by the air bearing
Moves to the tip side by this thrust. In addition,
In this embodiment, the magnitude of the thrust at that time basically depends on the surface area of the pressure acting surface 28 (more specifically, the projected area when the pressure acting surface 28 is viewed from the base end side). The size of this surface area is a factor that determines the ratio of the amount of change in thrust to the amount of change in control air.
【００３９】このエアシリンダベアリング１０では、圧
力作用面２８の表面積は、上記のように基端側領域の断
面積Ｓ1 と先端側領域の断面積Ｓ2 との差であるΔＳに
なる。また、上記の各計算式を変形すると、ΔＳ＝Ｓ2
−Ｓ1 ＝π／４・（Ｄ2 2 −Ｄ1 2 ）となる。即ち、こ
れは、「ΔＳの値は、Ｄ1 ，Ｄ2 の差が小さくなるほど
小さくなり、必ずしもＤ1 ，Ｄ2 の絶対値の大小に左右
されない」、ということを意味する。よって、必ずしも
Ｄ1 やＤ2 の値を小さく設定しなくても、前記割合を小
さく設定することができる。従って、ロッド１２の小径
化を伴うことなく、ロッド１２の移動制御精度の向上を
図ることができる。また、通常のものと同程度の太さの
ロッド１２を使用することができるため、ロッド１２自
体の剛性が弱くなることもなく、応力による変形等も防
止される。従って、装置に故障が起こりにくくなり、製
品寿命も長くなる。また、上述したようなロッド１２の
作製方法によれば、比較的容易にロッド１２を得ること
ができ、製造困難性やコスト高といった問題も起こらな
い。In this air cylinder bearing 10, the surface area of the pressure acting surface 28 is ΔS which is the difference between the cross-sectional area S1 of the base end side region and the cross-sectional area S2 of the tip end side region as described above. Further, if the above equations are modified, ΔS = S2
−S1 = π / 4 · (D2 2 −D1 2 ) That is, this means that the value of .DELTA.S becomes smaller as the difference between D1 and D2 becomes smaller, and does not necessarily depend on the magnitude of the absolute value of D1 and D2. Therefore, the ratio can be set small even if the values of D1 and D2 are not necessarily set small. Therefore, the movement control accuracy of the rod 12 can be improved without reducing the diameter of the rod 12. Further, since the rod 12 having the same thickness as a normal rod can be used, the rigidity of the rod 12 itself does not become weak, and the deformation due to stress is prevented. Therefore, the device is less prone to failure and the product life is extended. Further, according to the method of manufacturing the rod 12 as described above, the rod 12 can be obtained relatively easily, and problems such as manufacturing difficulty and high cost do not occur.
【００４０】また、本実施例のエアベアリングを構成す
る軸受け部材１９の貫通孔２０内からは、シリンダシス
テム３の使用時において常に加圧エアが噴出されてい
る。このため、前記加圧エアの圧力により、ロッド１２
が軸受け部材１９に対して非接触的に支承される。特に
本実施例では、軸受け部材１９が多数の微細な孔を有す
る多孔質体であるため、加圧エアが貫通孔２０の内壁面
からムラなく均等に噴出されるという特徴がある。Further, the pressurized air is constantly ejected from the through hole 20 of the bearing member 19 constituting the air bearing of this embodiment when the cylinder system 3 is used. Therefore, the pressure of the pressurized air causes the rod 12
Are supported on the bearing member 19 in a non-contact manner. Particularly, in this embodiment, since the bearing member 19 is a porous body having a large number of fine holes, the pressurized air is uniformly and uniformly ejected from the inner wall surface of the through hole 20.
【００４１】従って、緻密体に複数本のエア噴出孔を設
けただけの従来装置とは異なり、ロッド１２の外表面に
対して加圧エアがムラなく均等に作用する。それゆえ、
ロッド１２のスラスト方向から大きな荷重が加わったと
きでも、ロッド１２のスラスト方向への変位量を最小限
に止めることができる。よって、ロッド１２と軸受け部
材１９とのクリアランスが小さくても、両者１２，１９
が摺接する可能性が小さくなる。また、この構成である
と、先端側及び基端側のエアベアリングによってロッド
１２が２箇所で支承されるため、スラスト方向からの荷
重に対する特性にも優れている。Therefore, unlike the conventional apparatus in which a plurality of air ejection holes are provided in the dense body, the pressurized air acts evenly and evenly on the outer surface of the rod 12. therefore,
Even when a large load is applied from the thrust direction of the rod 12, the displacement amount of the rod 12 in the thrust direction can be minimized. Therefore, even if the clearance between the rod 12 and the bearing member 19 is small, both
Is less likely to slide. Further, with this configuration, the rod 12 is supported at two locations by the air bearings on the tip end side and the base end side, so that it is also excellent in characteristics against a load from the thrust direction.
【００４２】また、このエアベアリングシリンダ１０に
は、圧力調整弁１１が設けられている。従って、たとえ
エアベアリング側から加圧エアがシリンダ室１４内にリ
ークしたとしても、余分なエアが圧力制御弁１１から排
出され、シリンダ室１４内のエアの圧力が常に所定値以
下に維持される。従って、シリンダ室１４内の圧力がそ
のときの実際の制御エアの圧力値よりも高くなることが
ない。ゆえに、ロッド１２の移動制御精度の低下を確実
に回避することができる。別の観点から考えると、この
エアベアリングシリンダ１０では、シリンダ室１４内へ
のエアリークは、必ずしもロッド１２の移動制御精度の
低下をもたらさないといえる。従って、軸受け部材１９
の下側の端面とシリンダ室１４の内部空間との間にそれ
ほど高いシール性が要求されることはない。The air bearing cylinder 10 is also provided with a pressure adjusting valve 11. Therefore, even if the pressurized air leaks into the cylinder chamber 14 from the air bearing side, excess air is discharged from the pressure control valve 11 and the pressure of the air in the cylinder chamber 14 is always maintained below a predetermined value. . Therefore, the pressure in the cylinder chamber 14 does not become higher than the actual pressure value of the control air at that time. Therefore, it is possible to surely avoid a decrease in the movement control accuracy of the rod 12. From another point of view, in the air bearing cylinder 10, it can be said that the air leak into the cylinder chamber 14 does not necessarily cause a decrease in the movement control accuracy of the rod 12. Therefore, the bearing member 19
A high sealability is not required between the lower end face and the internal space of the cylinder chamber 14.
【００４３】さらに、本実施例では、圧力作用面２８が
衝突する部分であるシリンダ室１４の下部内壁面に、衝
撃緩衝部材としてゴムクッション２３が設けられてい
る。このため、ストロークの始端において圧力作用面２
８がゴムクッション２３に当接した場合、弾性変形する
ゴムクッション２３によってその衝撃が確実に吸収され
る。ゆえに、圧力作用面２８の磨耗や変形が確実に防止
される。このため、圧力作用面２８の変形等に起因する
ロッド１２の移動制御精度の低下を回避することができ
る。Further, in this embodiment, a rubber cushion 23 is provided as a shock absorbing member on the lower inner wall surface of the cylinder chamber 14 where the pressure acting surface 28 collides. Therefore, at the beginning of the stroke, the pressure acting surface 2
When 8 comes into contact with the rubber cushion 23, the impact is reliably absorbed by the elastically deformed rubber cushion 23. Therefore, the pressure acting surface 28 is surely prevented from being worn or deformed. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the movement control accuracy of the rod 12 due to the deformation of the pressure acting surface 28 or the like.
【００４４】また、上記のようなゴムクッション２３を
設けておくと、シリンダ室１４の内部空間が、各部材の
衝突に起因する塵によって汚染されることがない。よっ
て、その塵がシール部分のクリアランスに詰まることも
なく、摺動抵抗の増大や発熱によるロッド１２の変形等
も確実に回避される。従って、エアベアリングシリンダ
１０の故障が未然に回避されるとともに、製品寿命も確
実に長くなる。また、上記のようにゴムクッション２３
の設置によって塵の発生が防止されることは、特に本実
施例のようにシール部分の距離を短くした構成において
極めて有利に作用する。If the rubber cushion 23 as described above is provided, the internal space of the cylinder chamber 14 will not be contaminated by dust caused by the collision of each member. Therefore, the dust does not clog the clearance of the seal portion, and the increase of sliding resistance and the deformation of the rod 12 due to heat generation are surely avoided. Therefore, the failure of the air bearing cylinder 10 is avoided and the product life is surely extended. In addition, as described above, the rubber cushion 23
The prevention of generation of dust by the installation of is particularly advantageous in the configuration in which the distance of the seal portion is shortened as in this embodiment.
【００４５】加えて、シリンダ室１４内にストッパ構造
を設ける必要がないこのエアベアリングシリンダ１０の
場合、シリンダ室１４の内部空間をより小さくすること
もできる。よって、全体のスリム化を図ることができ
る。In addition, in the case of this air bearing cylinder 10 in which it is not necessary to provide a stopper structure in the cylinder chamber 14, the internal space of the cylinder chamber 14 can be made smaller. Therefore, it is possible to reduce the overall size.
【００４６】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）図４（ａ）に示される別例１のようなロッド３０
を使用してもよい。このロッド３０は、等断面形状をし
た金属製の棒材３２の外周面の一部に、均一な厚さの金
属製の皮膜３３を形成することによって構成されてい
る。その結果、皮膜３３の形成領域と非形成領域との境
界部分に段部Ｐ1 が形成され、その段部Ｐ1 の一部が圧
力作用面３１となっている。なお、前記皮膜３３は、例
えばめっき、スパッタリング、真空蒸着等によって形成
される。また、このような金属からなる皮膜３３のほ
か、樹脂やセラミックスからなる皮膜３３を形成しても
よい。特に樹脂を選択した場合、液状樹脂の塗布及び硬
化という方法や、テープの貼着などという方法が可能で
ある。The present invention can be modified as follows, for example. (1) Rod 30 as in another example 1 shown in FIG.
May be used. The rod 30 is configured by forming a metal coating 33 having a uniform thickness on a part of the outer peripheral surface of a metal rod 32 having an equal cross-sectional shape. As a result, a step P1 is formed at the boundary between the region where the film 33 is formed and the region where the film 33 is not formed, and a part of the step P1 serves as the pressure acting surface 31. The film 33 is formed by, for example, plating, sputtering, vacuum deposition or the like. In addition to the film 33 made of such a metal, a film 33 made of resin or ceramics may be formed. In particular, when a resin is selected, a method of applying and curing a liquid resin or a method of sticking a tape is possible.
【００４７】（２）図４（ｂ）に示される別例２のよう
なロッド３４を使用してもよい。このロッド３４は、ロ
ッド径の異なる２つの金属製の棒材３６，３７を接合す
ることによって形成される。その結果、接合部分に段部
Ｐ1 が形成され、その段部Ｐ1 の一部が圧力作用面３５
となっている。(2) You may use the rod 34 like the other example 2 shown in FIG.4 (b). The rod 34 is formed by joining two metal rods 36 and 37 having different rod diameters. As a result, a step P1 is formed at the joint portion, and a part of the step P1 is applied to the pressure acting surface 35.
Has become.
【００４８】（３）図４（ｃ）に示される別例３のよう
なロッド３８を使用してもよい。このロッド３８は、金
属製の中空状棒材４０に金属製の棒材４１を嵌合させる
ことによって構成されている。その結果、嵌合部に段部
Ｐ1 が形成され、その段部Ｐ1 の一部が圧力作用面３９
となっている。(3) A rod 38 as in the third alternative example shown in FIG. 4 (c) may be used. The rod 38 is configured by fitting a metal rod 41 to a metal hollow rod 40. As a result, a step portion P1 is formed in the fitting portion, and a part of the step portion P1 is formed on the pressure acting surface 39.
Has become.
【００４９】（４）図５（ａ）に示される別例４のエア
ベアリングシリンダ４２のように、ロッド４３に実施例
とは若干異なる形状の段部Ｐ1 を形成してもよい。この
段部Ｐ1 は、圧力作用面４４として機能するテーパ面を
有している。(4) Like the air bearing cylinder 42 of Modification 4 shown in FIG. 5 (a), the rod 43 may be provided with a step P1 having a shape slightly different from that of the embodiment. The step P1 has a tapered surface that functions as the pressure acting surface 44.
【００５０】（５）図５（ｂ）に示される別例５のエア
ベアリングシリンダ４５のように、ロッド径Ｄ1 ，Ｄ2
よりも大きな段部Ｐ2 を形成してもよい。この場合、段
部Ｐ2 の基端側端面及び先端側端面がそれぞれ圧力作用
面４６ａ，４６ｂとして機能する。また、両圧力作用面
４６ａ，４６ｂの表面積の差が、制御エアの変化量に対
する推力の変化量の割合を決定する要素となる。(5) Like the air bearing cylinder 45 of another example 5 shown in FIG. 5B, rod diameters D1 and D2
A larger step P2 may be formed. In this case, the end face on the base end side and the end face on the tip end side of the step portion P2 function as pressure acting surfaces 46a and 46b, respectively. Further, the difference in surface area between the pressure acting surfaces 46a and 46b is a factor that determines the ratio of the amount of change in thrust to the amount of change in control air.
【００５１】なお、このエアベアリングシリンダ４５で
は、シリンダブロック１３外部のストッパ２１が省略さ
れている。前記段部Ｐ2 は、基端側及び先端側への抜け
止めを防止するストッパ構造としての機能も兼ね備えて
いるからである。また、この段部Ｐ2 の圧力作用面４６
ｂが当接する部分である、シリンダ室１４の上部内壁面
には、衝撃緩衝部材としてのゴムクッション４７が貼着
されている。In this air bearing cylinder 45, the stopper 21 outside the cylinder block 13 is omitted. This is because the step portion P2 also has a function as a stopper structure that prevents the step portion P2 from being pulled out toward the base end side and the tip end side. Also, the pressure acting surface 46 of this step P2
A rubber cushion 47 serving as a shock absorbing member is attached to the inner wall surface of the upper portion of the cylinder chamber 14, which is a portion where b is in contact.
【００５２】（６）図５（ｃ）に示される別例６のエア
ベアリングシリンダ４８のように、段部Ｐ2 の圧力作用
面４６ａ，４６ｂに、衝撃緩衝部材としてのゴムクッシ
ョン４９ａ，４９ｂを貼着してもよい。このような構成
でも、前記別例５と同様の作用効果を奏することができ
る。(6) Rubber cushions 49a and 49b as shock absorbing members are attached to the pressure acting surfaces 46a and 46b of the stepped portion P2 as in the air bearing cylinder 48 of another example 6 shown in FIG. 5C. You may wear it. Even with such a configuration, it is possible to obtain the same operational effect as that of the other example 5.
【００５３】（７）軸受け部材１９として焼結三ふっ化
樹脂以外の多孔質体を使用してもよい。使用可能なもの
としては、例えば焼結四ふっ化樹脂、焼結ナイロン樹
脂、焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材料からなる
多孔質体や、焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステンレ
ス等の金属材料からなる多孔質体や、セラミックス材料
からなる多孔質体がある。また、上述した多孔質体のみ
に限られず、従来のような緻密体に複数の孔を設けたも
のを使用することも可能である。(7) As the bearing member 19, a porous body other than the sintered trifluoride resin may be used. Examples of usable materials include porous bodies made of synthetic resin materials such as sintered tetrafluoride resin, sintered nylon resin, and sintered polyacetal resin, and metals such as sintered aluminum, sintered copper, and sintered stainless steel. There are porous bodies made of materials and porous bodies made of ceramic materials. Further, it is not limited to the above-mentioned porous body, and it is also possible to use a conventional dense body provided with a plurality of holes.
【００５４】（８）エアベアリングは実施例のように２
つでもよく、シリンダ室１４の基端側または先端側のい
ずれか１つでもよい。また、先端側に大きな軸受け部材
１９を設けた実施例に代え、図５（ｄ）に示される別例
７のエアベアリングシリンダ５０のように、基端側に大
きな軸受け部材１９を設けてもよい。(8) The air bearing is 2 as in the embodiment.
One of the base end side and the front end side of the cylinder chamber 14 may be provided. Further, instead of the embodiment in which the large bearing member 19 is provided on the distal end side, the large bearing member 19 may be provided on the proximal end side, as in the air bearing cylinder 50 of another example 7 shown in FIG. 5D. .
【００５５】（９）実施例のリリーフ弁付き圧力制御弁
１１は設定圧が可変であることが好ましい。また、実施
例の構成に代え、推力ポート１７に制御エアを供給する
ための配管１８上に普通の圧力制御弁を設けるととも
に、その配管１８を分岐させかつその分岐された配管１
８上にリリーフ弁を接続してもよい。また、推力ポート
１７に制御エアを供給するための配管１８上に普通の圧
力制御弁を設けるとともに、シリンダブロック１３にあ
らたにポートを設け、そのポートに別の配管を介してリ
リーフ弁を接続してもよい。なお、前者の構成のほう
が、シリンダブロック１３における加工部分が少なくな
るという点において、後者の構成よりも有利である。ま
た、シリンダブロック１３とリリーフ弁付き圧力制御弁
１１とを一体的に形成してもよい。また、エアリークが
さほど問題にならない場合には、リリーフ弁付き圧力調
整弁１１を省略した構成としてもよい。(9) It is preferable that the pressure control valve 11 with a relief valve of the embodiment has a variable set pressure. Further, instead of the configuration of the embodiment, an ordinary pressure control valve is provided on the pipe 18 for supplying the control air to the thrust port 17, the pipe 18 is branched, and the branched pipe 1
8 may be connected to a relief valve. Further, an ordinary pressure control valve is provided on the pipe 18 for supplying control air to the thrust port 17, a new port is provided on the cylinder block 13, and a relief valve is connected to the port via another pipe. May be. The former configuration is more advantageous than the latter configuration in that the processed portion of the cylinder block 13 is reduced. Further, the cylinder block 13 and the pressure control valve 11 with a relief valve may be integrally formed. Further, when the air leak is not a serious problem, the pressure regulating valve 11 with a relief valve may be omitted.
【００５６】（１０）本発明のエアベアリングシリンダ
（シリンダシステム）は、実施例において例示したよう
なウェハスクラバー洗浄機１のブラシ押圧力制御機構２
への使用に限定されることはなく、高い精度でのロッド
１２の移動制御が要求される他の用途にも使用されるこ
とができる。そのような用途としては、具体的にはボン
ダ装置の押圧機構等がある。(10) The air bearing cylinder (cylinder system) of the present invention is the brush pressing force control mechanism 2 of the wafer scrubber cleaning machine 1 as exemplified in the embodiment.
The present invention is not limited to the above-mentioned use, and can be used for other applications in which movement control of the rod 12 with high accuracy is required. Specific examples of such applications include a pressing mechanism of a bonder device.
【００５７】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握
される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１〜１０において、円筒状の金属製の棒
材の外周面を研削加工することによって、段部を有する
ロッドを形成すること。このようにすると、ロッドを比
較的容易に形成できる。Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments and other examples will be listed below together with their effects. (1) In Claim 1-10, the rod which has a step part is formed by grinding the outer peripheral surface of a cylindrical metal rod material. In this way, the rod can be formed relatively easily.
【００５８】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「多孔質体： 内部に微細な孔を有する構造体であっ
て、例えば焼結三ふっ化樹脂、焼結四ふっ化樹脂、焼結
ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材
料からなるもの、焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステ
ンレス等の金属材料からなるものや焼結セラミックス材
料からなるもの等をいう。」The technical terms used in this specification are defined as follows. "Porous body: A structure having fine pores inside, which is made of synthetic resin material such as sintered trifluoride resin, sintered tetrafluoride resin, sintered nylon resin, and sintered polyacetal resin. , Made of a metal material such as sintered aluminum, sintered copper, or sintered stainless steel, or made of a sintered ceramic material. "
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜１０に
記載の発明によれば、ロッドを小径化することなくロッ
ドの移動制御精度を向上させることができる。As described above in detail, according to the invention described in claims 1 to 10, the rod movement control accuracy can be improved without reducing the diameter of the rod.
【００６０】特に、請求項３，４に記載の発明によれ
ば、エアベアリングの剛性を向上させることができる。
請求項５，６に記載の発明によれば、ロッドの抜け出し
を確実に防止することができる。請求項７，８に記載の
発明によれば、故障の発生等を未然に回避することがで
きる。Particularly, according to the third and fourth aspects of the invention, the rigidity of the air bearing can be improved.
According to the invention described in claims 5 and 6, it is possible to reliably prevent the rod from coming off. According to the invention described in claims 7 and 8, it is possible to avoid occurrence of a failure or the like.
【図１】実施例のエアベアリングシリンダを示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing an air bearing cylinder of an embodiment.
【図２】図１のエアベアリングシリンダを使用したウェ
ハスクラバー洗浄機を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a wafer scrubber cleaning machine using the air bearing cylinder of FIG.
【図３】実施例のロッドを示す部分斜視図。FIG. 3 is a partial perspective view showing a rod of the embodiment.
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、別例１〜３のロッドを示す
部分斜視図。4A to 4C are partial perspective views showing rods according to different examples 1 to 3. FIG.
【図５】（ａ）〜（ｃ）は別例４〜６のエアベアリング
シリンダを示す部分断面図、（ｄ）は別例７のエアベア
リングシリンダを示す断面図。5A to 5C are partial cross-sectional views showing air bearing cylinders of other examples 4 to 6, and FIG. 5D is a cross-sectional view showing an air bearing cylinder of another example 7.
【図６】（ａ），（ｂ）は従来のエアベアリングシリン
ダの問題点を説明するための断面図。6A and 6B are cross-sectional views for explaining the problems of the conventional air bearing cylinder.
１０，４２，４５，４８，５０…エアベアリングシリン
ダ、１１…圧力調整弁としてのリリーフ弁付き圧力制御
弁、１２，３０，３４，３８，４３，４６…ロッド、１
３…シリンダブロック、１４…シリンダ室、１７…推力
ポート、１９…エアベアリングを構成する軸受け部材、
２０…貫通孔、２１…ストッパ構造としてのストッパ、
２３，４７，４９ａ，４９ｂ…衝撃緩衝部材としてのゴ
ムクッション、２８，３１，３５，３９，４４，４６
ａ，４６ｂ…圧力作用部、Ｐ1 …段部、Ｐ2 …（ストッ
パ構造を兼ねる）段部、Ｄ1 …基端側領域におけるロッ
ド径、Ｄ2 …先端側領域におけるロッド径。10, 42, 45, 48, 50 ... Air bearing cylinder, 11 ... Pressure control valve with relief valve as pressure adjusting valve, 12, 30, 34, 38, 43, 46 ... Rod, 1
3 ... Cylinder block, 14 ... Cylinder chamber, 17 ... Thrust port, 19 ... Bearing member that constitutes an air bearing,
20 ... through hole, 21 ... stopper as stopper structure,
23, 47, 49a, 49b ... Rubber cushions as shock absorbing members, 28, 31, 35, 39, 44, 46
a, 46b ... Pressure acting portion, P1 ... Stepped portion, P2 ... Stepped portion (also serving as a stopper structure), D1 ... Rod diameter in proximal region, D2 ... Rod diameter in distal region.
Claims (10)
室（１４）を有するシリンダブロック（１３）と、その
先端部が前記シリンダブロック（１３）の先端側から突
設され、かつ前記シリンダ室（１４）内に位置する箇所
に圧力作用部（２８，３１，３５，３９，４４，４６
ａ，４６ｂ）が設けられたロッド（１２，３０，３４，
３８，４３，４６）と、加圧エアの噴射によって前記ロ
ッド（１２，３０，３４，３８，４３，４６）を非接触
的に支承するエアベアリングとを備え、前記圧力作用部
（２８，３１，３５，３９，４４，４６ａ，４６ｂ）に
働く制御エアの圧力によって前記ロッド（１２，３０，
３４，３８，４３，４６）をその長手方向に沿って移動
させるシリンダ（１０，４２，４５，４８，５０）にお
いて、前記圧力作用部（２８，３１，３５，３９，４
４，４６ａ，４６ｂ）は、前記ロッド（１２，３０，３
４，３８，４３，４６）の外周面に形成された段部（Ｐ
1 ，Ｐ2 ）に存在し、前記段部（Ｐ1 ，Ｐ2 ）よりも基
端側領域におけるロッド径（Ｄ1 ）は、先端側領域にお
けるロッド径（Ｄ2 ）よりも小さいエアベアリングシリ
ンダ。1. A cylinder block (13) having a cylinder chamber (14) into which control air is supplied, and a tip portion of the cylinder block (13) protruding from the tip side of the cylinder block (13). The pressure acting portion (28, 31, 35, 39, 44, 46 is provided at a position located in (14).
a, 46b) provided with rods (12, 30, 34,
38, 43, 46) and an air bearing for supporting the rods (12, 30, 34, 38, 43, 46) in a non-contact manner by the injection of pressurized air, and the pressure acting portion (28, 31). , 35, 39, 44, 46a, 46b) by the pressure of the control air acting on the rods (12, 30,
In the cylinders (10, 42, 45, 48, 50) for moving (34, 38, 43, 46) along the longitudinal direction thereof, the pressure acting portions (28, 31, 35, 39, 4)
4, 46a, 46b) are the rods (12, 30, 3)
4, 38, 43, 46) the stepped portion (P
1 and P2), and the rod diameter (D1) in the base end side region of the stepped portions (P1, P2) is smaller than the rod diameter (D2) in the tip end side region.
３，４６）は、その基端部が同ロッド（１２，３０，３
４，３８，４３，４６）のストローク全域において常に
前記シリンダ室（１４）の内部空間の外に位置するよう
に配設されている請求項１に記載のエアベアリングシリ
ンダ。2. The rods (12, 30, 34, 38, 4)
3, 46), the base end of the rod (12, 30, 3)
The air bearing cylinder according to claim 1, wherein the air bearing cylinder is arranged so as to be always located outside the internal space of the cylinder chamber (14) in the entire stroke of the stroke (4, 38, 43, 46).
記ロッド（１２，３０，３４，３８，４３，４６）の基
端側領域に相当する箇所にも、前記エアベアリングを設
けた請求項２に記載のエアベアリングシリンダ。3. The air bearing according to claim 2, wherein the air bearing is provided also in a portion of the cylinder block (13) corresponding to a base end side region of the rod (12, 30, 34, 38, 43, 46). Air bearing cylinder.
（１９）は、前記ロッド（１２，３０，３４，３８，４
３，４６）を挿通させるための貫通孔（２０）を有する
多孔質体である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
エアベアリングシリンダ。4. A bearing member (19) which constitutes the air bearing comprises a rod (12, 30, 34, 38, 4).
The air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 3, wherein the air bearing cylinder is a porous body having a through hole (20) for allowing the (3, 46) to be inserted therethrough.
３，４６）は、少なくとも先端側への抜け出しを防止し
うるストッパ構造（２１，Ｐ2 ）を備える請求項１乃至
４のいずれか１項に記載のエアベアリングシリンダ。5. The rods (12, 30, 34, 38, 4)
The air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the air bearing cylinders (3, 46) is provided with a stopper structure (21, P2) capable of preventing at least the distal end from coming out.
ダブロック（１３）の基端側から突出する前記ロッド
（１２，３０，３４，３８，４３）の一部に設けられて
いる請求項５に記載のエアベアリングシリンダ。6. The stopper structure (21) is provided on a part of the rod (12, 30, 34, 38, 43) protruding from the base end side of the cylinder block (13). Air bearing cylinder described in.
９，４４，４６ａ，４６ｂ）とその圧力作用部（２８，
３１，３５，３９，４４，４６ａ，４６ｂ）が衝突する
前記シリンダ室（１４）の内壁面との間に、衝撃緩衝部
材（２３，４７，４９ａ，４９ｂ）を配設した請求項１
乃至６のいずれか１項に記載のエアベアリングシリン
ダ。7. The pressure acting portion (28, 31, 35, 3)
9, 44, 46a, 46b) and its pressure acting portion (28,
The shock absorbing member (23, 47, 49a, 49b) is arranged between the inner wall surface of the cylinder chamber (14) against which the (31, 35, 39, 44, 46a, 46b) collide.
The air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 6.
シリンダ室（１４）の内壁面に貼着されたゴム製の板材
である請求項７に記載のエアベアリングシリンダ。8. The air bearing cylinder according to claim 7, wherein the shock absorbing member (23, 47) is a rubber plate member adhered to an inner wall surface of the cylinder chamber (14).
アベアリングシリンダ（１０，４２，４５，４８，５
０）の前記シリンダ室（１４）に、同シリンダ室（１
４）内のエアの圧力を所定値以下に維持するための圧力
調整弁（１１）を接続したシリンダシステム。9. An air bearing cylinder (10, 42, 45, 48, 5 according to any one of claims 1 to 8).
0) in the cylinder chamber (14)
4) A cylinder system to which a pressure regulating valve (11) for maintaining the pressure of the air inside is kept below a predetermined value.
き圧力制御弁であり、そのリリーフ弁付き圧力制御弁は
前記シリンダ室（１４）内に制御エアを供給するための
推力ポート（１７）に接続されている請求項９に記載の
シリンダシステム。10. The pressure control valve (11) is a pressure control valve with a relief valve, and the pressure control valve with a relief valve supplies a thrust port (17) for supplying control air into the cylinder chamber (14). The cylinder system according to claim 9, which is connected to the cylinder system.
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| DE10048262C2 (en) * | 1999-10-13 | 2002-10-24 | Smc Corp | Gleittischeinheit |
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1994
- 1994-12-08 JP JP6305024A patent/JP2986696B2/en not_active Expired - Fee Related
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