ほとんどの人のベアリングのメンタル モデルには、2 つの可動部品間の摩擦を軽減する金属ボールまたはローラーが含まれています。このモデルはエア ベアリングによって完全に破壊され、物理的接触が完全に排除されます。 -何かに触れさせる代わりに、加圧空気の薄い膜の上に 1 つの面を浮かべるという作業は、あまりにも簡単すぎるように思えます -。しかし、まさにその単純さこそが、この技術が今日構築されている最高精度のモーション システムの標準となっている理由です。-
基本的な仕組み
エアベアリングは、ベアリング表面にある一連の小さなオリフィスまたは多孔質リストリクター材料に圧縮空気を強制的に通すことによって機能し、ベアリングとベアリングが乗る表面の間に、通常数ミクロンの厚さの薄い連続した空気の膜 - - を作成します。このフィルムは荷重を支え、2 つの表面が物理的に接触するのを防ぎます。金属-と-（または金属-と-）の接触がないため、基本的に摩擦、摩耗、スティックスリップ動作--、つまり機械式ベアリングが非常に低速または方向転換時に示す小さなぎくしゃくしたためらいがありません。
これは単にエレガントなだけではなく、本当に便利なものになっています。次の 3 つの点が挙げられます。
摩擦がないことは接触による熱が発生しないことを意味します。これは、熱安定性が測定精度を決定するシステムでは非常に重要です。
磨耗がないということは、時間の経過による劣化がないことを意味します。 -適切に設計されたエア ベアリングは、レースや要素が摩耗すると徐々に精度が低下するボール ベアリングやローラー ベアリングとは異なり、機械的摩耗によって位置決め精度が変動することなく、何年も稼働できます。
エアフィルムは自然に平均して小さくなります表面の欠陥、ほとんどの機械的代替手段が達成できるよりもスムーズな動きを実現します。
エアベアリングと花崗岩が一緒に現れる理由
エア ベアリングには、非常に平坦で安定した低摩擦-に適合する表面が必要です。このため、システム内で鋼や鋳鉄ではなく花崗岩が使用されます。花崗岩は腐食せず、時間の経過とともに金属に見られる微細なバリや表面変化が発生せず、機械加工や溶接された金属構造が製造時に発生する残留応力の影響を受けないため、平坦性が維持されます。花崗岩のプラットフォームとエアベアリングステージを組み合わせることで、どちらのコンポーネントも精度や長期安定性の弱点にならない組み合わせが得られます。-
この組み合わせが実際に見つかる場所
座標測定機 (CMM) およびプロファイル測定システム。プローブまたはセンサー キャリッジは、それ自体の位置決めノイズを発生させずに移動する必要があります。
半導体検査およびリソグラフィーステージでは、ウェーハの位置決め公差がナノメートル単位で測定されます。
フェムト秒レーザー プラットフォームやピコ秒レーザー プラットフォームなどの高精度レーザー システムでは、ビーム経路の安定性は、その下の機械ステージが完全に静止し、移動時にスムーズに動くかどうかによって決まります。{0}}
PCB穴あけ装置から電池セルの検査ラインまで、あらゆる用途に使用されるリニアモーターXYテーブル。
知っておく価値のあるトレードオフ-
エア ベアリングはフリー ランチではありません - 清潔で乾燥した調整された圧縮空気の供給が必要で、その供給が中断されるとベアリングの表面が直接接触する可能性があります。通常、システムは一時的には許容するものの、依存しないように設計されています。また、同等の耐荷重の場合、機械式ベアリングよりも初期費用が高くなる傾向があります。ただし、精度要件が真に要求される用途では、- に代わるものはあまりありません。これがまさに、過去 20 年間にわたり、超精密モーション システムにおいてエア ベアリングがデフォルトの選択肢に近づいてきた理由です。-