JP2006205308A - 流体供給機構、直線移動装置および工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ベース3から、該ベース3に直線移動可能に支持された移動体4に対して流体を供給する流体供給機構1であって、ベース3または移動体4のいずれか一方に固定され、移動体4の移動方向に沿って配置された中空ロッド6と、ベース3または移動体4のいずれか他方に固定された流体室7とを備え、該流体室7の対向する一対の壁面10に、径方向に隙間をあけて中空ロッド6を貫通させるロッド挿通孔10aが設けられ、中空ロッド6に、該中空ロッド6内部とその周囲の流体室7内部とを連絡する貫通孔8が設けられ、ベース3に固定された、中空ロッド6の内部空間6bまたは流体室7のいずれかに、流体供給配管9が接続されている流体供給機構1を提供する。
【選択図】 図1
Description
特許文献1の工作機械においては、油圧ユニットと油圧作動部とが弾性チューブにより接続されることで、油圧の脈動による工具やワークの振動を抑制することとしている。
本発明は、ベースから、該ベースに直線移動可能に支持された移動体に対して流体を供給する流体供給機構であって、前記ベースまたは前記移動体のいずれか一方に固定され、移動体の移動方向に沿って配置された中空ロッドと、前記ベースまたは前記移動体のいずれか他方に固定された流体室とを備え、該流体室の対向する一対の壁面に、径方向に隙間をあけて前記中空ロッドを貫通させるロッド挿通孔が設けられ、前記中空ロッドに、該中空ロッド内部とその周囲の流体室内部とを連絡する貫通孔が設けられ、前記ベースに固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかに、流体供給配管が接続されている流体供給機構を提供する。
なお、ベースに流体室が固定され、移動体に中空ロッドが固定されている場合についても上記と同様に作用する。
アクチュエータをリニアモータにより構成することで、アクチュエータにおける機械的摩擦をもなくすことができる。したがって、さらに精度よく移動体を移動させることができる。機械的摩擦を低減することで、外力に対する剛性が低下するが、本発明によれば、流体供給機構が、移動体の動作に影響を与えることなくベース側から移動体側に流体を供給でき、移動体の位置精度を高く維持することができる。
このようにすることで、流体源を共通化して部品点数を低減できる。流体源としては、オイルポンプの他、オイルクーラー、オイルフィルタ等が必要となるため、これらを共通化することにより製品コストを削減でき、また、設置スペースを低減して装置の小型化を図ることができる。
また、静圧軸受から漏れるオイルはオイル回収部により回収されるが、油圧供給機構から漏れたオイルも同じオイル回収部により回収可能であり、オイル回収部を共通化できる。
本発明によれば、移動体を精度よく円滑に移動させる直線移動機構の作動により、移動体に搭載した加工機を精度よく円滑に移動させて、高い加工精度を達成することができる。
本実施形態に係る流体供給機構1は、図1に示されるように、直線移動装置2に備えられ、ベース3側から移動体4側に油圧を供給する油圧供給機構1である。なお、本発明は液体(油、水)や気体等の流体に適用可能であるが、ここでは流体として油を用いた場合について説明する。直線移動装置2は、例えば、床面等の構造物Xに固定されるベース3と、該ベース3に対して水平方向に直線移動可能に支持される移動体4とを備えている。
中空ロッド6は、一端に前記側壁5に固定されるフランジ部6aを備え、ほぼ全長にわたって円形の横断面輪郭形状を有する直棒状に形成されている。中空ロッド6のフランジ部6a側から長手方向のほぼ中央部近傍までの範囲には、その中心軸に沿って中空ロッド6の長手方向に沿って延びる内部空間6bが設けられている。中空ロッド6の先端側の残りの半分は中実の丸棒である。
また、中空ロッド6のフランジ部6a側の一端には加圧されたオイルLを供給する油圧供給配管9が接続されるようになっている。
移動体4がベース3に対して移動させられると、移動体4は、中空ロッド6の長手方向に沿って移動させられる結果、ブッシュ10の貫通孔10a内面と中空ロッド6外面との隙間Sおよび、油圧室7内面と中空ロッド6外面との間の空間の形状は変化することなく一定に保持されるようになっている。
本実施形態に係る油圧供給機構1によれば、図1に示される状態で、油圧供給配管9に加圧されたオイルLを供給すると、油圧供給配管9が接続された中空ロッド6の内部空間6bにオイルLが供給される。
また、中空ロッド6をベース3に固定し、油圧室7を移動体4に設けたが、これに代えて、ベース3に油圧室7を設け、移動体4に中空ロッド6を固定することにしてもよい。この場合、油圧供給配管9はベース3の油圧室7に接続され、油圧は、油圧室7から中空ロッド6の貫通孔8を介して中空ロッド6の内部空間6bに入り、内部空間6bに接続される油圧取出孔11を介して移動体4上の各種油圧機器に供給されることになる。
本実施形態に係る直線移動装置20は、図3および図4に示されるように、ベース21と、該ベース21に対して水平方向に直線移動させられる移動体22と、該移動体22をベース21に対して直線移動可能に支持する静圧軸受23と、ベース21に対して移動体22を直線移動させるアクチュエータ24と、油圧供給機構25と、油圧供給機構25に接続された油圧源26とを備えている。
静圧軸受23は、図3、図6および図7に示されるように、ベース21に設けられた張出部21aの上下に、移動体22の移動方向に沿って水平に延びる複数の平坦面27と、各平坦面27に微小隙間をあけて対向する複数の静圧パッド28とから構成されている。静圧パッド28は、前記平坦面27に対向する移動体22の対向面に設けられた凹部29と、該凹部29に充填されるオイルLとにより構成されている。
そして、各凹部29に加圧したオイルLを供給することにより、張出部21aに設けられた上下一対の平坦面27に対して、上下一対の凹部29内に供給されたオイルLが相互に逆方向に押圧力を加えることで、ベース21の張出部21aの平坦面27に対して、移動体22を油圧で浮上させた状態で力を釣り合わせ、この状態に維持することができるようになっている。
なお、説明の簡単のために図示を省略しているが、通常は、水平方向に対向する位置にも静圧パッド28が設けられ、移動方向に交差する水平方向の力の釣り合いと、移動方向に交差する鉛直軸線回りのモーメントの釣り合いとが図られるようになっている。
シャフト30の内部には、長手方向に沿って複数のコイル(図示略)が配列されており、外部から電流を供給されることにより、シャフト30の周囲に磁場を形成するようになっている。
また、可動部材31の内部には、図示しないリング状の永久磁石が長手方向に沿って複数配列されている。
すなわち、アクチュエータ24は、シャフト30と可動部材31とを非接触の状態に保持し、両者間に機械的な摩擦等を発生させることなく、可動部材31をシャフト30の長手方向に沿って推進することができるようになっている。
また、マニホールド38は、前記静圧軸受23を構成する各静圧パッド28の凹部29にも管路39によって接続されている。さらに、マニホールド38には、図示しない油圧機器への油圧供給管路40も接続されている。
本実施形態に係る直線移動装置20によれば、油圧源26を作動させて、所定の油圧を中空ロッド33の内部空間33bに供給することにより、油圧が貫通孔35を介して油圧室34内に供給され、油圧取出孔37およびマニホールド38を介して、移動体22に設けた静圧パッド28および移動体22上の各種油圧機器に供給されることになる。
さらに、アクチュエータ24としてリニアモータを採用しているので、シャフト30と可動部材31とを機械的に接触させることなく、シャフト30から可動部材31に対して推進力を与えることができる。
また、静圧軸受23は、元々、移動体22とベース21との間に隙間をあけて、その隙間から漏れるオイルLを許容しつつ凹部29内における静圧を利用するものであるため、漏れたオイルLを回収する回収手段(図示略)を設ける必要がある。本実施形態によれば、そのような静圧軸受23を備える直線移動装置20において、オイルLの漏れを許容する油圧供給機構25を採用しているので、オイルLの回収手段を共用することができるという利点もある。
また、静圧パッド28を移動体22側に設けることにより上記効果を達成できるので好ましいが、これに限定されるものではなく、静圧パッド28をベース21側に設けることにしてもよいことは言うまでもない。
2,20 直線移動装置
3,21 ベース
4,22 移動体
6.33 中空ロッド
6b,33b 内部空間
7,34 油圧室(流体室)
8,35 貫通孔
9,41 油圧供給配管(流体供給配管)
10,36 ブッシュ(側壁、壁面)
10a,36a 貫通孔(ロッド挿通孔)
23 静圧軸受
24 リニアモータ(アクチュエータ)
26 油圧源(流体源)
28 静圧パッド
29 凹部
L オイル
S 隙間
Claims (6)
- ベースから、該ベースに直線移動可能に支持された移動体に対して流体を供給する流体供給機構であって、
前記ベースまたは前記移動体のいずれか一方に固定され、移動体の移動方向に沿って配置された中空ロッドと、
前記ベースまたは前記移動体のいずれか他方に固定された流体室とを備え、
該流体室の対向する一対の壁面に、径方向に隙間をあけて前記中空ロッドを貫通させるロッド挿通孔が設けられ、
前記中空ロッドに、該中空ロッド内部とその周囲の流体室内部とを連絡する貫通孔が設けられ、
前記ベースに固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかに、流体供給配管が接続されている流体供給機構。 - ベースと、
該ベースに対して直線移動させられる移動体と、
前記ベースに対して前記移動体を流体により浮上させて、移動体をベースに対して直線移動可能に支持する静圧軸受と、
前記ベースに対して前記移動体を直線移動させるアクチュエータと、
請求項1に記載の流体供給機構とを備える直線移動装置。 - 前記アクチュエータが、リニアモータからなる請求項2に記載の直線移動装置。
- 前記静圧軸受および前記流体供給機構に接続される共通の流体源を備える請求項2または請求項3に記載の直線移動装置。
- 前記静圧軸受が、前記移動体の前記ベースとの対向面に設けられた複数の凹部と、各凹部内に供給されベースと各凹部との間に貯留されるオイルとからなる静圧パッドにより構成され、
各凹部に、前記移動体側に固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかが接続されている請求項2から請求項4のいずれかに記載の直線移動装置。 - 請求項2から請求項5のいずれかに記載の直線移動装置を備える工作機械。
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