JP2014095424A

JP2014095424A - 磁気予圧式静圧案内装置

Info

Publication number: JP2014095424A
Application number: JP2012247185A
Authority: JP
Inventors: Takuji Tauchi; 拓至田内
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-22

Abstract

【課題】摺動面及び磁気吸引手段の設置位置を適切に設定することにより、移動体の浮上量を均一にして、当該移動体の移動性能を向上させることができる磁気予圧式静圧案内装置を提供する。
【解決手段】案内面１１が形成される固定部材１０と、案内面１１と対向する単一の摺動面２５を有して、案内面１１上を移動する移動体２０と、案内面１１と摺動面２５との間に潤滑油Ｏを供給することにより、摺動面２５を、潤滑油Ｏの静圧によって案内面１１から浮上させ、当該案内面１１に対して非接触で支持させる油供給通路２６と、磁気的に吸引する磁気吸引力を、摺動面２５に付与する予圧として発生することにより、潤滑油Ｏの静圧によって浮上した摺動面２５を案内面１１に吸引させる磁石３０とを備え、摺動面２５を、磁石３０を中心として、当該磁石３０の外側に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、静圧摺動面に付与する予圧荷重に相当する力を磁気吸引力とした磁気予圧式静圧案内装置に関する。

従来から、移動体を摺動可能に支持する工作機械や測定機の中には、その移動体を流体の静圧を用いて案内可能とした静圧案内装置を、採用したものがある。

この種の静圧案内装置においては、移動体の摺動面とこれを支持する案内面との間に流体を供給し、その供給した流体の静圧によって、移動体を案内面から浮上させるようにしている。これにより、摺動面を案内面に対して非接触で支持することができるので、摺動抵抗の低減を図ることができる。

更に、静圧案内装置の中には、装置の高剛性化を図ることを目的として、磁気吸引手段を移動体に設けるようにしたものもある。この磁気吸引手段は、磁気的に吸引する磁気吸引力を、摺動面に付与する予圧として発生するものとなっている。

従って、上記の磁気予圧式静圧案内装置においては、磁気吸引手段が、浮上した移動体を案内面に吸引させる方向に磁気吸引力を発生することにより、移動体の浮上量を小さくすることができるので、剛性の向上を図ることができる。即ち、磁気予圧式静圧案内装置では、流体の静圧による浮上力と、磁気吸引手段による磁気吸引力との釣り合いにより、移動体の浮上量を一定に保持するようにしている。

そして、上述したような、従来の磁気予圧式静圧案内装置については、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平４−１８１０１７号公報

しかしながら、磁気吸引手段を移動体に設ける際に、その摺動面と磁気吸引手段との間の位置関係によっては、浮上力と磁気吸引力との釣り合いを困難とさせ、場合によっては、摺動面や移動体自体に、ねじれが生じてしまうおそれがある。この結果、移動体の浮上量が不均一となってしまう。そして、上述したように、移動体の浮上量は、装置の剛性に直接的に関与するものであり、その浮上量が不均一になると、移動体の移動性能を低下させるおそれがある。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、摺動面及び磁気吸引手段の設置位置を適切に設定することにより、移動体の浮上量を均一にして、当該移動体の移動性能を向上させることができる磁気予圧式静圧案内装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る磁気予圧式静圧案内装置は、
案内面が形成される固定部材と、
前記案内面と対向する単一の摺動面を有し、前記案内面上を移動する移動体と、
前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給することにより、前記摺動面を、前記流体の静圧によって前記案内面から浮上させ、当該案内面に対して非接触で支持させる流体供給手段と、
前記移動体に設けられ、磁気的に吸引する磁気吸引力を、前記摺動面に付与する予圧として発生することにより、前記流体の静圧によって浮上した前記摺動面を前記案内面に吸引させる磁気吸引手段とを備え、
前記摺動面は、前記磁気吸引手段を中心として、当該磁気吸引手段の外側に形成される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る磁気予圧式静圧案内装置は、
前記移動体の下部に凹状に形成され、その内部に前記流体供給手段から前記流体が供給されるポケット部を備え、
前記摺動面は、前記ポケット部の下端面に形成される
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る磁気予圧式静圧案内装置によれば、摺動面を、磁気吸引手段を中心として、当該磁気吸引手段の外側に形成することにより、摺動面の浮上量を均一にすることができるので、移動体の移動性能（案内性能）を向上させることができる。

本発明の一実施例に係る磁気予圧式静圧案内装置の縦断面図である。移動体の下面を示した図である。

以下、本発明に係る磁気予圧式静圧案内装置について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、磁性体である固定部材１０の上面には、案内面１１が形成されており、この案内面１１上には、移動体２０における単一の摺動面２５が移動（摺動）可能に支持されている。即ち、移動体２０は、案内面１１の延設方向に沿って、案内されることになる。

移動体２０には、取付孔２１が、上下方向に貫通して開口されている。取付孔２１には、永久磁石または電磁石である磁石（磁気吸引手段）３０が嵌入されており、この磁石３０は、その下面となる磁石面が、移動体２０の下面２２と面一になるように、配置されている。そして、取付孔２１の内周面と磁石３０の外周面との間には、Ｏリング４０が介在されている。なお、磁石３０は、磁気的に吸引する磁気吸引力を、摺動面２５に付与する予圧として、発生するものとなっている。

また、図１及び図２に示すように、移動体２０の下面２２には、ポケットランド部２３が、当該下面２２から下方に向けて、矩形状に突出するように形成されている。そして、ポケットランド部２３の内面と下面２２とによって囲まれた凹状の空間部は、ポケット部２４を形成している。更に、ポケットランド部２３における矩形の下端面は、単一の摺動面２５を形成している。

即ち、磁石３０は、矩形のポケットランド部２３及び凹状のポケット部２４の中央部に配置されており、その周囲を単一の摺動面２５によって囲まれている。言い換えれば、摺動面２５は、磁石３０を中心として、当該磁石３０の径方向外側に形成されている。

更に、移動体２０には、油供給通路（流体供給手段）２６が形成されており、この油供給通路２６には、ポンプやオイルタンク等から構成される油供給装置（図示省略）が接続されている。そして、油供給通路２６の下流端は、ポケット部２４内に連通している。

従って、油供給装置を駆動すると、潤滑油（流体）Ｏは、油供給通路２６を介して、ポケット部２４内に供給され、当該ポケット部２４の内部は、その供給された潤滑油Ｏによって充満される。そして、ポケット部２４内の潤滑油Ｏは、固定部材１０の案内面１１と移動体２０の摺動面２５との間を通過して、装置外に排出される。

このとき、案内面１１と摺動面２５との間に介在された潤滑油Ｏは、その静圧によって、摺動面２５を案内面１１から浮上させる。よって、摺動面２５は、案内面１１に対して、非接触状態で移動可能に支持されることになる。また、磁石３０は、潤滑油Ｏの静圧によって浮上した移動体２０を案内面１１に吸引させる方向に、磁気吸引力を発生している。

これにより、潤滑油Ｏの静圧による浮上力（反発力）と、磁石３０による磁気吸引力（磁力）とが釣り合うことになり、摺動面２５（移動体２０）の浮上量は一定に保持される。即ち、案内面１１と摺動面２５との間に隙間（浮上ギャップ）は、潤滑油Ｏの静圧による浮上力と、磁石３０による磁気吸引力との釣り合いから、極小に設定されている。この結果、装置の剛性が向上されることになる。

更に、磁石３０を単一の摺動面２５の中央部に設けているため、当該磁石３０によって発生された磁気吸引力は、その摺動面２５の全域に対して、均一に作用することになる。よって、摺動面２５の浮上量が均一になるため、摺動面２５や移動体２０自体にねじれが生じることがなく、移動体２０の移動性能（例えば、ローリング性能、ピッチング性能、ヨーイング性能）を向上させることができる。

また、磁石３０を電磁石とした場合には、予圧としての吸引磁気力を可変にすることができるので、移動体２０の浮上量を容易に調整することができる。即ち、移動体２０の移動性能を容易に調整することができる。

また更に、磁石３０の磁気吸引力（磁力）によって、潤滑油Ｏ中における鉄粉等の異物を吸引してしまい、案内面１１や摺動面２５に対して傷を発生させるおそれがある場合には、磁石３０を電磁石とすることが好ましい。このように、電磁石を採用することによって、潤滑油Ｏを十分に供給して、その異物を除去した後に、電磁石とした磁石３０に電流を流すことができるので、案内面１１や摺動面２５を異物から保護することができる。

なお、上述した実施形態においては、摺動面２５を矩形としているが、その摺動面２５の中心部に磁石３０を配置することができるのであれば、その形状はどのようなものであっても構わない。即ち、摺動面２５の形状は、三角形や五角形、または、それを超える多角形、あるいは、円形でも構わない。

本発明は、移動体の高速移動を目的とした磁気予圧式静圧案内装置に適用可能である。

１０固定部材
１１案内面
２０移動体
２１取付孔
２２下面
２３ポケットランド部
２４ポケット部
２５摺動面
２６油供給通路
３０磁石
４０Ｏリング
Ｏ潤滑油

Claims

案内面が形成される固定部材と、
前記案内面と対向する単一の摺動面を有し、前記案内面上を移動する移動体と、
前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給することにより、前記摺動面を、前記流体の静圧によって前記案内面から浮上させ、当該案内面に対して非接触で支持させる流体供給手段と、
前記移動体に設けられ、磁気的に吸引する磁気吸引力を、前記摺動面に付与する予圧として発生することにより、前記流体の静圧によって浮上した前記摺動面を前記案内面に吸引させる磁気吸引手段とを備え、
前記摺動面は、前記磁気吸引手段を中心として、当該磁気吸引手段の外側に形成される
ことを特徴とする磁気予圧式静圧案内装置。
請求項１に記載の磁気予圧式静圧案内装置において、
前記移動体の下部に凹状に形成され、その内部に前記流体供給手段から前記流体が供給されるポケット部を備え、
前記摺動面は、前記ポケット部の下端面に形成される
ことを特徴とする磁気予圧式静圧案内装置。