JP3044196B2 - Balance mechanism of driven body - Google Patents

Balance mechanism of driven body

Info

Publication number
JP3044196B2
JP3044196B2 JP8312588A JP31258896A JP3044196B2 JP 3044196 B2 JP3044196 B2 JP 3044196B2 JP 8312588 A JP8312588 A JP 8312588A JP 31258896 A JP31258896 A JP 31258896A JP 3044196 B2 JP3044196 B2 JP 3044196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
driven body
air
pressure
balance mechanism
driven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8312588A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10138081A (en
Inventor
潔 沢田
俊一 尾高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FANUC Corp
Original Assignee
FANUC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FANUC Corp filed Critical FANUC Corp
Priority to JP8312588A priority Critical patent/JP3044196B2/en
Publication of JPH10138081A publication Critical patent/JPH10138081A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3044196B2 publication Critical patent/JP3044196B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被駆動体のバラン
ス機構の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved balance mechanism for a driven body.

【0002】[0002]

【従来の技術】被駆動体のバランス機構としては、重錘
を利用したカウンタバランス方式のもの、液圧シリンダ
や空気圧シリンダを利用したもの等が公知である。
2. Description of the Related Art As a balance mechanism of a driven body, a counterbalance system using a weight, a system using a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, and the like are known.

【0003】図5は、カウンタバランス方式のバランス
機構を示す概念図である。図5において、符号101は
重力に抗して鉛直方向に移動する被駆動体102を備え
た機械、例えば工作機械等であり、モータ等の駆動機構
103によって回転駆動される送りネジ104によって
被駆動体102に上下方向の送りがかけられるようにな
っている。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a balance mechanism of a counter balance system. In FIG. 5, reference numeral 101 denotes a machine having a driven body 102 that moves vertically against gravity, for example, a machine tool, and is driven by a feed screw 104 that is rotationally driven by a driving mechanism 103 such as a motor. The body 102 can be fed vertically.

【0004】バランス機構105は、被駆動体102と
同重量に形成されたカウンターウェイト106と、被駆
動体102とカウンターウェイト106とを接続するケ
ーブル等の可撓性接続手段107、および、可撓性接続
手段107を滑動自在に支えて機械101の両側に振り
分けるための滑車108,109によって構成され、被
駆動体102に作用する重力負荷F1をカウンターウェ
イト106に作用する重力負荷F2で相殺するようにし
ている。
The balance mechanism 105 includes a counterweight 106 formed to have the same weight as the driven body 102, flexible connecting means 107 such as a cable connecting the driven body 102 and the counterweight 106, and a flexible connection means 107. Gravitational load F1 acting on the driven body 102 is offset by a gravitational load F2 acting on the counterweight 106. I have to.

【0005】従って、被駆動体102に作用する重力負
荷を事実上皆無にすることができるが、駆動対象となる
慣性質量が被駆動体102だけの場合に比べて2倍にも
なるので、被駆動体102の加減速時に大きな駆動力が
必要になるといった問題がある。
Accordingly, the gravitational load acting on the driven body 102 can be virtually eliminated, but the inertia mass to be driven is twice as large as that of the case where only the driven body 102 is used. There is a problem that a large driving force is required when the driving body 102 is accelerated or decelerated.

【0006】専ら、被駆動体102を長時間定位置に留
めて作業を行うような場合に有効な技術であって、被駆
動体102を頻繁に上下動させるような場合、例えば、
工作機械の加工ヘッドの上下動等には向かない。動滑車
を利用すれば被駆動体102よりも軽いカウンターウェ
イト106で被駆動体102の重力負荷を相殺すること
ができるが、カウンターウェイト106の軽量化に比例
してカウンターウェイト106の移動量が増大するの
で、消費エネルギーは変わりがなく、全備重量の軽減化
に役立つだけである。
This technique is effective only when the driven body 102 is held at a fixed position for a long time to perform work. For example, when the driven body 102 is moved up and down frequently, for example,
It is not suitable for vertical movement of the machining head of a machine tool. If the pulley is used, the gravitational load of the driven body 102 can be offset by the counterweight 106 which is lighter than the driven body 102, but the movement amount of the counterweight 106 increases in proportion to the reduction in the weight of the counterweight 106. As a result, the energy consumption remains the same and only helps to reduce the total weight.

【0007】図6は、液圧シリンダ方式のバランス機構
を示す概念図である。機械101および被駆動体10
2,駆動機構103,送りネジ104に関する構成は図
5のものと同じである。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a hydraulic cylinder type balance mechanism. Machine 101 and driven body 10
2, the configuration of the drive mechanism 103 and the feed screw 104 is the same as that of FIG.

【0008】バランス機構110は、直接または接続手
段を介して被駆動体102に連結された液圧シリンダ
(油圧シリンダまたは水圧シリンダ)111と、液圧シ
リンダ111に油または水を供給する圧力源112、お
よび、液圧シリンダ111と圧力源112との間に配備
された圧力調整手段113によって構成される。
The balance mechanism 110 includes a hydraulic cylinder (hydraulic cylinder or hydraulic cylinder) 111 connected to the driven body 102 directly or via a connecting means, and a pressure source 112 for supplying oil or water to the hydraulic cylinder 111. , And a pressure adjusting means 113 provided between the hydraulic cylinder 111 and the pressure source 112.

【0009】圧力源112から液圧シリンダ111に供
給される油または水の圧力は、圧力調整手段113によ
って、液圧シリンダ111のピストンに作用する力が被
駆動体102の重力負荷F1を相殺する力F2となるよ
うな値P1に調整され、圧力源112から圧力調整手段
113に供給される余剰の油または水はドレイン114
を介して圧力源112側のタンク115に還元されるよ
うになっている。
The pressure of the oil or water supplied from the pressure source 112 to the hydraulic cylinder 111 is such that the force acting on the piston of the hydraulic cylinder 111 cancels the gravitational load F1 of the driven body 102 by the pressure adjusting means 113. Excess oil or water which is adjusted to a value P1 to be the force F2 and supplied from the pressure source 112 to the pressure adjusting means 113 is discharged to the drain 114.
Is returned to the tank 115 on the pressure source 112 side.

【0010】液圧シリンダ方式のバランス機構110を
利用すれば液圧シリンダ111内の圧力を5MPa ないし
20MPa といった大きな値にすることができるので、液
圧シリンダ111の直径の縮径化が可能であり、カウン
タバランス方式のバランス機構105に比べて全体とし
て小型化された構成が達成できる。
If the hydraulic cylinder type balance mechanism 110 is used, the pressure in the hydraulic cylinder 111 can be increased to a large value such as 5 MPa to 20 MPa, so that the diameter of the hydraulic cylinder 111 can be reduced. As a result, it is possible to achieve a configuration that is smaller as a whole as compared with the balance mechanism 105 of the counter balance system.

【0011】しかし、液圧シリンダ111のピストンと
シリンダ外筒との間に作用する摩擦抵抗が被駆動体10
2の動作を妨げる他、被駆動体102に低速または刻み
の小さな送りをかけたような場合、液圧シリンダ111
のピストンとシリンダ外筒との間に作用する動摩擦抵抗
と静止摩擦抵抗との違いによってスティックスリップ現
象が生じ、送り動作が不安定となる問題がある。
However, the frictional resistance acting between the piston of the hydraulic cylinder 111 and the cylinder outer cylinder causes the driven body 10
In addition to interfering with the operation of step 2, the hydraulic cylinder 111
The stick-slip phenomenon occurs due to the difference between the dynamic friction resistance and the static friction resistance acting between the piston and the cylinder outer cylinder, and the feeding operation becomes unstable.

【0012】また、被駆動体102に高速の送りをかけ
たような場合では、圧力調整手段113による圧力調整
がピストンロッドの動作に間に合わなくなる場合もあ
り、重力負荷を相殺する筈の液圧シリンダ111が、か
えって、外乱負荷として被駆動体102の反送り方向に
作用してしまうといった場合もある。
When the driven body 102 is fed at a high speed, the pressure adjustment by the pressure adjusting means 113 may not be in time for the operation of the piston rod, and the hydraulic cylinder which should cancel the gravitational load may be used. On the contrary, there is a case where the 111 acts as a disturbance load in the reverse feed direction of the driven body 102.

【0013】更に、液圧シリンダ111,圧力源11
2,圧力調整手段113といった付加物が必要となるた
め、機械101の製造コストにも悪影響がある。
Further, a hydraulic cylinder 111, a pressure source 11
(2) Since additional components such as the pressure adjusting means 113 are required, the manufacturing cost of the machine 101 is also adversely affected.

【0014】図7は、空気圧シリンダ方式のバランス機
構を示す概念図である。機械101および被駆動体10
2,駆動機構103,送りネジ104に関する構成は図
5および図6のものと同じである。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a pneumatic cylinder type balance mechanism. Machine 101 and driven body 10
2, the configuration relating to the drive mechanism 103 and the feed screw 104 is the same as that in FIGS.

【0015】バランス機構116は、空気圧シリンダ1
17と、被駆動体102と空気圧シリンダ117のピス
トンとを接続するケーブル等の可撓性接続手段118、
および、可撓性接続手段118を滑動自在に支えて機械
101の両側に振り分けるための滑車108,109に
よって構成され、被駆動体102に作用する重力負荷F
1を空気圧シリンダ117におけるピストンの力F2で
相殺するようにしている。
The balance mechanism 116 is a pneumatic cylinder 1
17, flexible connecting means 118 such as a cable connecting the driven body 102 and the piston of the pneumatic cylinder 117,
And pulleys 108 and 109 for slidably supporting the flexible connecting means 118 and distributing the flexible connecting means 118 to both sides of the machine 101, and the gravitational load F acting on the driven body 102.
1 is canceled by the force F2 of the piston in the pneumatic cylinder 117.

【0016】空気圧シリンダ117には、図6に示した
液圧シリンダ方式のバランス機構の場合と同様、圧力調
整手段119を介して圧力源120が接続されている
が、この場合の圧力源120は例えばエアコンプレッサ
ー等である。圧力源120から空気圧シリンダ117に
供給される空気の圧力は、圧力調整手段119によっ
て、空気圧シリンダ117のピストンに作用する力が被
駆動体102の重力負荷F1を相殺する力F2となるよ
うな値P1に調整され、圧力源120から圧力調整手段
119に供給される余剰の空気はドレイン121を介し
て外部に排出されるようになっている。
A pressure source 120 is connected to the pneumatic cylinder 117 via a pressure adjusting means 119 as in the case of the hydraulic cylinder type balance mechanism shown in FIG. 6, but the pressure source 120 in this case is An example is an air compressor. The pressure of the air supplied from the pressure source 120 to the pneumatic cylinder 117 is a value such that the force acting on the piston of the pneumatic cylinder 117 becomes a force F2 for canceling the gravitational load F1 of the driven body 102 by the pressure adjusting means 119. The excess air adjusted to P1 and supplied from the pressure source 120 to the pressure adjusting means 119 is discharged to the outside via the drain 121.

【0017】空気圧シリンダ方式のバランス機構116
の場合は、加圧手段となる空気の圧縮率が油や水等の液
体に比べて著しく大きいため、被駆動体102の移動に
際して圧力調整手段119の調整動作が多少遅れた場合
であっても、空気圧シリンダ117内の圧力、要する
に、F2の大きさが大きく変動はせず、特に、被駆動体
102に比較的高速の送りをかけたような場合に、液圧
シリンダ方式のバランス機構に比べ、より優れたバラン
ス効果を達成することができる。
Pneumatic cylinder type balance mechanism 116
In the case of, since the compression ratio of the air serving as the pressurizing means is significantly higher than that of a liquid such as oil or water, even if the adjusting operation of the pressure adjusting means 119 is slightly delayed during the movement of the driven body 102, The pressure in the pneumatic cylinder 117, in other words, the magnitude of F2 does not fluctuate greatly, especially when the driven body 102 is fed at a relatively high speed, compared to the hydraulic cylinder type balance mechanism. , A better balance effect can be achieved.

【0018】しかし、空気圧シリンダ117のピストン
とシリンダ外筒との間に作用する摩擦抵抗が被駆動体1
02の動作を妨げる点、被駆動体102に低速または刻
みの小さな送りをかけたような場合、ピストンとシリン
ダ外筒との間の摩擦抵抗によってスティックスリップ現
象が生じて送り動作が不安定となるいった点では、やは
り、液圧シリンダ方式のバランス機構と同じ問題が残
る。
However, the frictional resistance acting between the piston of the pneumatic cylinder 117 and the cylinder outer cylinder causes the driven body 1
02, when the driven body 102 is fed at a low speed or in small increments, a stick-slip phenomenon occurs due to frictional resistance between the piston and the cylinder outer cylinder, and the feeding operation becomes unstable. In this respect, the same problem as the hydraulic cylinder type balance mechanism remains.

【0019】一方、図8に示す機械101のように一切
のバランス機構を排除してしまえば、駆動対象の慣性質
量の増大や圧力調整手段の動作遅れによる外乱負荷の発
生、および、摩擦抵抗やスティックスリップ現象の発生
を回避することが可能であるが、そうすると、駆動機構
103自体の駆動トルクによって重力に抗して被駆動体
102を持ち上げたり、または、定位置に静止させたり
しておかなければならない。この結果、駆動機構103
が実際に被駆動体102を移動させるために使える推力
は全駆動トルクから被駆動体102の保持に必要とされ
るトルクを差し引いた分だけになってしまい(被駆動体
102を上昇させる場合)、実質的な駆動力が衰退して
しまう。また、被駆動体102の重量に見合ったトルク
を駆動機構103の側に常時発生させておかないと被駆
動体102を保持しておくことができないので、駆動機
構103の発熱によって熱膨張等が生じて工作機械等に
おける加工精度が悪化したりする場合もあり、動力の無
駄でもある。
On the other hand, if all the balance mechanisms are eliminated as in the machine 101 shown in FIG. 8, a disturbance load is generated due to an increase in the inertial mass of the driven object or a delay in the operation of the pressure adjusting means, and the frictional resistance and the like are reduced. Although it is possible to avoid the occurrence of the stick-slip phenomenon, in that case, the driven body 102 must be lifted against the gravity by the driving torque of the driving mechanism 103 itself or stopped at a fixed position. Must. As a result, the driving mechanism 103
However, the thrust that can be used to actually move the driven body 102 is only the amount obtained by subtracting the torque required for holding the driven body 102 from the total driving torque (when the driven body 102 is raised). , The actual driving force will decline. In addition, the driven body 102 cannot be held unless the torque corresponding to the weight of the driven body 102 is constantly generated on the drive mechanism 103 side. In some cases, the machining accuracy of a machine tool or the like may deteriorate, and power may be wasted.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、駆動対象に作用する慣性質量
や抵抗を増大させることなく被駆動体の自重によって生
じる重力負荷を相殺することのできる被駆動体のバラン
ス機構を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and to offset the gravitational load caused by the weight of the driven body without increasing the inertial mass or resistance acting on the driven object. The object of the present invention is to provide a driven body balance mechanism capable of performing the following.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、被駆動体の外
周部または内周部を空気静圧案内機構によって水平方向
に支えると共に、前記被駆動体の上端または下端のいず
れか一方を包囲するようにして前記空気静圧案内機構の
空気排出路と連絡する密閉チェンバを設け、前記空気排
出路から前記密閉チェンバに供給される空気の圧力によ
って前記被駆動体の自重によって生じる重力負荷を支え
るようにしたことを特徴とする構成により前記目的を達
成した。被駆動体の外周部または内周部が空気静圧案内
機構によって水平方向に支えられているため、被駆動体
の上下動に際して無駄な抵抗が作用しない。空気静圧案
内機構の空気排出路から密閉チェンバに供給される空気
の圧力が被駆動体の上端または下端のいずれか一方にの
み作用し、重力に抗して被駆動体の自重を支える。
According to the present invention, an outer peripheral portion or an inner peripheral portion of a driven body is horizontally supported by an air static pressure guide mechanism, and one of an upper end and a lower end of the driven body is surrounded. A hermetic chamber communicating with the air discharge path of the static air pressure guide mechanism is provided to support a gravitational load generated by the weight of the driven body by the pressure of air supplied from the air discharge path to the hermetic chamber. The above object has been achieved by a configuration characterized as described above. Since the outer peripheral portion or the inner peripheral portion of the driven body is horizontally supported by the air static pressure guide mechanism, no useless resistance acts when the driven body moves up and down. The pressure of air supplied from the air discharge passage of the air static pressure guide mechanism to the closed chamber acts on only one of the upper end and the lower end of the driven body, and supports the own weight of the driven body against gravity.

【0022】密閉チェンバは前記空気静圧案内機構の空
気排出路から排出される密閉チェンバ内の圧力より高い
圧力の空気によってシールすることにより、全体の構造
を簡略化・小型化することができる。
The whole structure can be simplified and miniaturized by sealing the hermetic chamber with air having a pressure higher than the pressure in the hermetic chamber discharged from the air discharge passage of the static air pressure guide mechanism.

【0023】被駆動体に内装したネジ機構によって被駆
動体に送りをかけるような場合には、ネジ機構として空
気静圧ネジを利用し、その空気静圧案内機構によって被
駆動体を水平方向に支えることができる。
When the driven body is fed by a screw mechanism built in the driven body, an air static pressure screw is used as a screw mechanism, and the driven body is moved horizontally by the air static pressure guide mechanism. Can support.

【0024】密閉チェンバに空気排出用のレギュレータ
を設けることにより密閉チェンバ内の空気圧を一定の圧
力に保持し、被駆動体の上端または下端のいずれか一方
に作用する力を被駆動体の自重によって生じる重力負荷
に一致させる。
By providing a regulator for air discharge in the closed chamber, the air pressure in the closed chamber is maintained at a constant pressure, and the force acting on either the upper end or the lower end of the driven body is controlled by the weight of the driven body. Match the resulting gravitational load.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の幾
つかの実施形態について説明する。図1は、本発明のバ
ランス機構を実装した機械122、例えば、工作機械の
一例を示す概略図である。機械122自体の構成は、図
5ないし図8に示した従来ものと概念的に同一であり、
モータ123によって回転駆動される送りネジ124に
よって被駆動体125に上下方向の送りがかけられるよ
うになっている。被駆動体125は、例えば、工作機械
においては加工ヘッド等であり、コラム等と称する支柱
126に沿って垂直に上下動するようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a machine 122 on which the balance mechanism of the present invention is mounted, for example, a machine tool. The configuration of the machine 122 itself is conceptually the same as the conventional one shown in FIGS.
A feed screw 124 rotated and driven by a motor 123 feeds the driven body 125 in the vertical direction. The driven body 125 is, for example, a processing head or the like in a machine tool, and vertically moves up and down along a column 126 called a column or the like.

【0026】支柱126の一側の上下部には、空気静圧
案内機構を構成する2つの摺動支持部材127,128
が固設され、その中に内嵌されるかたちで被駆動体12
5が摺動自在に取り付けられている。被駆動体125が
貫通する摺動支持部材127,128の貫通孔の内周面
には、各々、周方向に3以上の部分に分割された周溝1
29,130が刻設され、摺動支持部材127,128
の内部に周溝129,130と同数穿設された管路13
1,132とそれぞれ連絡し、更に、各管路131,1
32に連絡する外部管路133,134を介してエアコ
ンプレッサー等からなる圧力源135に接続されてい
る。圧力源135は、エアフィルター,水抜き,圧力調
整器,アキュムレータ等を備えた通常の工業用エアコン
プレッサーである。
On the upper and lower sides of one side of the column 126, two sliding support members 127 and 128 constituting an air static pressure guide mechanism are provided.
Is fixed and the driven body 12 is fitted therein.
5 is slidably mounted. The inner circumferential surfaces of the through holes of the sliding support members 127 and 128 through which the driven body 125 passes penetrate the circumferential groove 1 divided into three or more portions in the circumferential direction.
29, 130 are engraved, and the sliding support members 127, 128
13 with the same number of peripheral grooves 129 and 130
1, 132, respectively, and further, each of the pipelines 131, 1
An external line 133, 134 is connected to a pressure source 135 such as an air compressor. The pressure source 135 is a general industrial air compressor equipped with an air filter, a drain, a pressure regulator, an accumulator, and the like.

【0027】なお、被駆動体125を完全な円柱体によ
って形成する場合には、摺動支持部材127,128の
貫通孔と被駆動体125との間にボス&セレーションを
形成したり、または、支柱126と被駆動体125との
間に直線運動用のガイドレールを配備したりする場合も
ある。
When the driven body 125 is formed by a complete columnar body, bosses and serrations are formed between the through holes of the sliding support members 127 and 128 and the driven body 125, or A guide rail for linear motion may be provided between the support 126 and the driven body 125 in some cases.

【0028】被駆動体125の外周面とこれを包囲する
摺動支持部材127,128の貫通孔の内周面との間に
は或る程度の大きさの間隙136,137が形成され、
圧力源135から送給される空気は、外部管路133,
134および管路131,132を介して摺動支持部材
127,128の内周面にある周溝129,130に流
れ込み、更に、被駆動体125の外周面と摺動支持部材
127,128の内周面との間の間隙136,137を
通って外部に排出される。つまり、間隙136,137
は、空気静圧案内機構を構成する摺動支持部材127,
128における空気排出路である。
Between the outer peripheral surface of the driven body 125 and the inner peripheral surfaces of the through holes of the sliding support members 127 and 128 surrounding the driven body 125, gaps 136 and 137 having a certain size are formed.
The air supplied from the pressure source 135 is supplied to the external line 133,
The fluid flows into the circumferential grooves 129 and 130 on the inner peripheral surfaces of the sliding support members 127 and 128 via the pipes 134 and the conduits 131 and 132, and further flows into the outer peripheral surface of the driven body 125 and the sliding support members 127 and 128. It is discharged to the outside through gaps 136 and 137 between the peripheral surface. That is, the gaps 136 and 137
Are sliding support members 127 constituting an air static pressure guide mechanism,
128 is an air discharge path.

【0029】間隙136,137が絞りとして作用する
結果、圧力源135から強制的に送給される空気の内圧
が周溝129,130内で上昇し、被駆動体125を径
方向内側に押し付けるが、被駆動体125の外周部を一
巡して包囲するようにして周溝129,130が設けら
れているため、間隙136,137の大きさが周方向ど
の位置をとっても等しくなり、周溝129,130の互
いに対向する部分の圧力が等しくなって被駆動体125
を径方向内側に押し付けようとする力が完全に釣り合う
ような中立位置に被駆動体125が安定し、摺動支持部
材127,128の内周面とは全く接触しなくなる。圧
力源135から送給される空気の風量と間隙136,1
37から排出される空気の風量とが等しくなった時点で
周溝129,130内の空気の圧力の上昇は停止し、そ
の内圧が動的に安定する。安定状態における周溝12
9,130内の空気圧P1は、圧力源135側の圧力調
整器によって調整可能である。つまり、送給する風量を
大きくすれば圧力P1は増大し、また、風量を絞れば圧
力P1は減少する。
As a result of the gaps 136 and 137 acting as throttles, the internal pressure of the air forcedly supplied from the pressure source 135 rises in the circumferential grooves 129 and 130 and presses the driven body 125 radially inward. Since the circumferential grooves 129 and 130 are provided so as to surround the outer peripheral portion of the driven body 125, the sizes of the gaps 136 and 137 are equal at any position in the circumferential direction. The pressures of the opposing portions of 130 become equal, and the driven body 125
The driven body 125 is stabilized at a neutral position where the force for pressing the inner side in the radial direction is completely balanced, and does not contact the inner peripheral surfaces of the sliding support members 127 and 128 at all. The air volume and the gap 136,1 of the air supplied from the pressure source 135
When the air volume of the air discharged from 37 becomes equal, the increase in the pressure of the air in the circumferential grooves 129 and 130 stops, and the internal pressure is dynamically stabilized. Circumferential groove 12 in stable state
The air pressure P <b> 1 in 9, 130 can be adjusted by a pressure regulator on the pressure source 135 side. In other words, the pressure P1 increases if the amount of air to be sent is increased, and the pressure P1 decreases if the amount of air is reduced.

【0030】空気静圧案内機構を構成する摺動支持部材
127,128による被駆動体125の調心作用の原理
は、一般のラジアル用空気静圧軸受と同じである。
The principle of the centering action of the driven body 125 by the sliding support members 127 and 128 constituting the static air pressure guide mechanism is the same as that of a general radial static air pressure bearing.

【0031】更に、本実施形態においては、被駆動体1
25の下端部を包囲するようにして、摺動支持部材12
8と一体的に底付き容器状の密閉チェンバ138が固設
されている。密閉チェンバ138の上下方向の長さは被
駆動体125の移動ストロークを考慮し、被駆動体12
5の移動を妨げない長さに決める。また、密閉チェンバ
138には外部管路140を介して空気排出用のレギュ
レータ139が接続されている。
Further, in the present embodiment, the driven body 1
25 so as to surround the lower end of the sliding support member 12.
A closed chamber 138 in the shape of a container with a bottom is fixedly provided integrally with the chamber 8. The vertical length of the sealed chamber 138 is determined in consideration of the movement stroke of the driven
Decide on a length that does not prevent the movement of 5. Further, a regulator 139 for discharging air is connected to the closed chamber 138 via an external conduit 140.

【0032】密閉チェンバ138は摺動支持部材128
における下面側の間隙137を介して周溝130に連絡
しており、他の部分では完全に外部と遮断されているの
で、摺動支持部材128における下面側の間隙137か
ら排出された空気が密閉チェンバ138内に入って、密
閉チェンバ138内の空気圧を上昇させる。密閉チェン
バ138内において、被駆動体125の外周面の全周に
作用する空気圧は完全に釣り合うので、被駆動体125
に水平方向の力は作用しない。また、被駆動体125の
下端面に作用する空気圧は、被駆動体125を押し上げ
る向きに作用することになる。
The closed chamber 138 is provided with a sliding support member 128.
Is connected to the circumferential groove 130 via a gap 137 on the lower surface side of the sliding support member 128, and the other portion is completely shut off from the outside. After entering the chamber 138, the air pressure in the closed chamber 138 is increased. In the sealed chamber 138, the air pressure acting on the entire outer peripheral surface of the driven body 125 is perfectly balanced, so that the driven body 125
No horizontal force acts on the Further, the air pressure acting on the lower end surface of the driven body 125 acts in a direction to push up the driven body 125.

【0033】密閉チェンバ138内の空気圧をP、被駆
動体125の下端面の面積をSとすれば、被駆動体12
5の下端面に作用する上向きの力F2の大きさはF2=
P・Sである。また、密閉チェンバ138は摺動支持部
材128における下面側の間隙137を介して周溝13
0に連絡しているので、密閉チェンバ138内の空気圧
Pは、最大で、前述のP1(周溝130内の空気圧)に
まで上昇することが可能である。結果的に、被駆動体1
25の下端面に作用させることが可能な力の最大値F2
max.は、F2max.=P1・Sということになるから、P
1の値が決まっている以上、F2max.によって被駆動体
125の自重による重力負荷F1を支えるためにはSの
値をS≧F1/P1となるように被駆動体125の底面
積Sを設計しなければならない。
Assuming that the air pressure in the closed chamber 138 is P and the area of the lower end surface of the driven body 125 is S, the driven body 12
5, the magnitude of the upward force F2 acting on the lower end face is F2 =
P · S. In addition, the closed chamber 138 is connected to the circumferential groove 13 through the gap 137 on the lower surface side of the sliding support member 128.
0, the air pressure P in the sealed chamber 138 can rise up to the aforementioned P1 (the air pressure in the circumferential groove 130) at the maximum. As a result, the driven body 1
25 that is the maximum value of the force that can be applied to the lower end face of F.25
max. is F2max. = P1 · S.
Since the value of 1 is determined, in order to support the gravitational load F1 caused by the weight of the driven body 125 by F2max., The bottom area S of the driven body 125 is designed so that the value of S is S ≧ F1 / P1. Must.

【0034】また、Pの値が大きいためにF2>F1と
なって釣り合いが保たれないときには、空気排出用のレ
ギュレータ139(流量調整弁)により密閉チェンバ1
38内の空気圧Pを引き下げてF2=F1となるように
してやればよい。
When F2> F1 and the balance cannot be maintained due to the large value of P, the closed chamber 1 is regulated by the regulator 139 (flow regulating valve) for discharging air.
What is necessary is just to reduce the air pressure P in 38 so that F2 = F1.

【0035】空気静圧案内機構を構成する摺動支持部材
127,128により被駆動体125が無接触状態で中
立位置に支えられ、しかも、被駆動体125の自重によ
る重力負荷F1が密閉チェンバ138内の空気圧によっ
て生じる上向きの力F2(F2=F1)によって完全に
相殺されるから、被駆動体125は送りネジ124の回
転による送り動作で極めて円滑に上下方向に移動するこ
とができ、モータ123にも無駄な負荷がかからない。
また、液圧シリンダ方式のバランス機構や空気圧シリン
ダ方式のバランス機構と違って、ピストンとシリンダ外
筒との間に生じるような摩擦抵抗の変化も存在しないか
ら、スティックスリップ現象が発生することもなく、カ
ウンターウェイトを利用したカウンタバランス方式のよ
うな慣性質量の増大といった問題も発生しない。
The driven member 125 is supported at a neutral position in a non-contact state by the sliding support members 127 and 128 constituting the aerostatic pressure guide mechanism, and the gravitational load F1 due to the own weight of the driven member 125 reduces the hermetic chamber 138. Since the upward force F2 (F2 = F1) generated by the internal air pressure is completely canceled, the driven body 125 can move up and down very smoothly by the feed operation by the rotation of the feed screw 124, and the motor 123 There is no needless load.
Unlike the hydraulic cylinder type balance mechanism and the pneumatic cylinder type balance mechanism, there is no change in frictional resistance between the piston and the cylinder outer cylinder, so that the stick-slip phenomenon does not occur. Also, there is no problem such as an increase in inertial mass as in the counterbalance method using a counterweight.

【0036】被駆動体125の上下動によって密閉チェ
ンバ138の内容積が変化するが、被駆動体125が上
昇して密閉チェンバ138の内容積が増大すれば、これ
に見合う分の空気が圧力源135を介して送給され、ま
た、被駆動体125が下降して密閉チェンバ138の内
容積が減少すれば、これに見合う分の空気が外部配管1
40およびレギュレータ139を介して外部に排出され
るので、密閉チェンバ138内の空気圧は、常に設定値
P、つまり、F1=F2となる値に保持され得る。動的
な変化の過程で或る程度の圧力変動が生じる可能性がな
いというわけではないが、既に従来の技術の項でも述べ
た通り、加圧手段となる空気の圧縮率が油や水等の液体
に比べて著しく大きいため、被駆動体125の移動に際
して空気の補給や排出に多少の遅れがあったとしても、
F2の変動は微々たるものであり、十分に許容すること
ができる。
Although the internal volume of the sealed chamber 138 changes due to the vertical movement of the driven body 125, if the driven body 125 rises and the internal volume of the sealed chamber 138 increases, the air corresponding to this increases the pressure source. When the driven body 125 is lowered and the inner volume of the sealed chamber 138 is reduced, air corresponding to the amount is supplied to the external pipe 1.
Since the air is discharged to the outside via the pressure regulator 40 and the regulator 139, the air pressure in the sealed chamber 138 can be always maintained at the set value P, that is, a value that satisfies F1 = F2. Although there is no possibility that a certain degree of pressure fluctuation occurs in the course of the dynamic change, as already described in the section of the prior art, the compression ratio of the air serving as the pressurizing means is limited to oil or water. Is significantly larger than that of the liquid, even if there is some delay in replenishing or discharging air when the driven body 125 moves,
The change in F2 is insignificant and can be sufficiently tolerated.

【0037】また、図2に示す実施形態のように、レギ
ュレータ139に換え、外部管路140に圧力源135
とは別の圧力源142および圧力調整手段141を取り
付けて密閉チェンバ138内に空気を送給するようにし
てもよい。この場合は、外部管路140から入力する空
気の圧力を調整して、F2の値をF1に一致させること
になる。従って、空気静圧案内機構を構成する下側の摺
動支持部材128は、密閉チェンバ138に空気を送給
するための手段というよりは、専ら、密閉チェンバ13
8を密閉するための手段として作用する。
Further, as in the embodiment shown in FIG. 2, the pressure source 135 is connected to the external line 140 instead of the regulator 139.
A separate pressure source 142 and pressure adjusting means 141 may be attached to supply air into the closed chamber 138. In this case, the value of F2 is made to match F1 by adjusting the pressure of the air input from the external conduit 140. Therefore, the lower sliding support member 128 constituting the static air pressure guide mechanism is exclusively used for the closed chamber 13 rather than a means for supplying air to the closed chamber 138.
8 acts as a means for sealing.

【0038】図3は、空気静圧案内機構が被駆動体に鉛
直方向の送りをかけるネジ機構を構成している場合の例
である。
FIG. 3 shows an example in which the static air pressure guide mechanism constitutes a screw mechanism for feeding a driven body in a vertical direction.

【0039】図3に示す機械143では、送りネジ14
5を回転駆動するモータ146が機械143のベース1
44上に立設されており、送りネジ145によって鉛直
方向の送りをかけられる被駆動体147が、スライダ機
構148を介して支柱149に対し上下方向移動自在に
取り付けられている。
In the machine 143 shown in FIG.
Motor 146 is a base for the machine 143.
A driven body 147 erected on the top 44 and vertically fed by a feed screw 145 is attached to a support 149 via a slider mechanism 148 so as to be vertically movable.

【0040】また、送りネジ145に螺合する被駆動体
147側の雌ネジ150と送りネジ145との間には空
気静圧案内機構を構成するための間隙156が形成さ
れ、被駆動体147の内部には、雌ネジ150の内周面
に連絡するようにして管路151,152が径方向に穿
設されている。更に、各管路151,152には外部管
路153,154を介してエアコンプレッサー等からな
る圧力源155が接続されている。圧力源155は、エ
アフィルター,水抜き,圧力調整器,アキュムレータ等
を備えた通常の工業用エアコンプレッサーである。な
お、この実施形態においては、圧力源155に対して相
対的に移動する被駆動体147と圧力源155との間が
外部管路153,154で接続されることになるので、
外部管路153,154としては可撓性の接続ホース等
を利用する必要がある。
A gap 156 for forming a static air pressure guide mechanism is formed between the feed screw 145 and the female screw 150 on the driven body 147 side to be screwed with the feed screw 145. Inside, the pipes 151 and 152 are bored in the radial direction so as to communicate with the inner peripheral surface of the female screw 150. Further, a pressure source 155 composed of an air compressor or the like is connected to each of the pipes 151 and 152 via external pipes 153 and 154. The pressure source 155 is a normal industrial air compressor equipped with an air filter, a drain, a pressure regulator, an accumulator, and the like. In this embodiment, since the driven body 147 that moves relatively to the pressure source 155 and the pressure source 155 are connected by the external conduits 153 and 154,
It is necessary to use a flexible connection hose or the like as the external conduits 153 and 154.

【0041】圧力源155から送給される空気は、外部
管路153,154および管路151,152を介して
雌ネジ150と送りネジ145との間の間隙156に流
れ込み、更に、被駆動体147の上端側および下端側の
間隙端部156a,156bを通って外部に排出され
る。つまり、間隙端部156a,156bが空気静圧案
内機構における空気排出路である。
The air supplied from the pressure source 155 flows into the gap 156 between the female screw 150 and the feed screw 145 through the external pipes 153 and 154 and the pipes 151 and 152, and further, the driven body 147 through the gap ends 156a and 156b on the upper and lower sides. That is, the gap ends 156a and 156b are air discharge paths in the static air pressure guide mechanism.

【0042】圧力源155から強制的に送給される空気
が管路151,152を介して雌ネジ150と送りネジ
145との間の間隙156に流れ込んで送りネジ145
を径方向内側に押し付けるが、送りネジ145は前述し
た通り、モータ146を介してベース144上に立設さ
れているので、径方向には動かず、結果的に、その反力
によって雌ネジ150の側が径方向外側に向かう力を受
ける。雌ネジ150の内周面のどの部分をとってもその
力は等しいので、雌ネジ150を径方向外側に押そうと
する力は完全に釣り合い、間隙156の大きさが周方向
のどの位置をとっても等しくなる中立位置に被駆動体1
47が安定し、送りネジ145の外周面とは全く接触し
なくなる。この構造は、一般に、空気静圧ネジと呼ばれ
る。
Air forcedly supplied from the pressure source 155 flows into the gap 156 between the female screw 150 and the feed screw 145 via the pipes 151 and 152, and the feed screw 145
As described above, since the feed screw 145 is erected on the base 144 via the motor 146, the feed screw 145 does not move in the radial direction, and as a result, the female screw 150 Side receives a force directed radially outward. Since the force is equal in any part of the inner peripheral surface of the female screw 150, the force for pushing the female screw 150 radially outward is perfectly balanced, and the size of the gap 156 is equal regardless of the circumferential position. Driven body 1 in neutral position
47 is stabilized, and does not contact the outer peripheral surface of the feed screw 145 at all. This structure is commonly referred to as an aerostatic screw.

【0043】更に、本実施形態においては、被駆動体1
47の上端部を包囲するようにして、被駆動体147と
一体的に底付き容器状の密閉チェンバ157が固設され
ている。密閉チェンバ157の上下方向の長さは被駆動
体147の移動ストローク、つまり、被駆動体147の
上方への送りネジ145の突出量を考慮し、被駆動体1
47の移動を妨げない長さに決める。また、密閉チェン
バ157には外部管路158を介して空気排出用のレギ
ュレータ159が接続されている。
Further, in the present embodiment, the driven body 1
A container-shaped closed chamber 157 with a bottom is fixedly integrated with the driven body 147 so as to surround the upper end of the 47. The length of the closed chamber 157 in the vertical direction is determined in consideration of the movement stroke of the driven body 147, that is, the amount of protrusion of the feed screw 145 above the driven body 147.
Determine the length so as not to hinder the movement of 47. Further, a regulator 159 for discharging air is connected to the sealed chamber 157 via an external conduit 158.

【0044】密閉チェンバ157は空気静圧案内機構に
おける上面側の間隙端部156aを介して間隙156に
連絡しており、他の部分では完全に外部と遮断されてい
るので、間隙端部156aから排出された空気が密閉チ
ェンバ157内に入って、密閉チェンバ157内の空気
圧を上昇させる。密閉チェンバ157内の空気圧をP、
送りネジ145の断面積をSとすれば、密閉チェンバ1
57およびこれと一体の被駆動体147を上方に持ち上
げようとして作用する力F2の大きさはF2=P・Sで
ある。従って、被駆動体147による重力負荷F1と被
駆動体147を上方に持ち上げようとする力F2とを釣
り合わせて重力負荷による影響を完全に取り除くために
は、送りネジ145の断面積の設計に関して、先の実施
形態で説明した被駆動体125の断面積Sと同様の制約
がある。
The closed chamber 157 communicates with the gap 156 via the gap end 156a on the upper surface side of the static air pressure guide mechanism, and is completely shut off from the outside at other portions. The discharged air enters the closed chamber 157 and increases the air pressure in the closed chamber 157. The air pressure in the sealed chamber 157 is P,
If the sectional area of the feed screw 145 is S, the closed chamber 1
The magnitude of the force F2 acting to lift the member 57 and the driven body 147 integrated with the member 57 upward is F2 = PS. Therefore, in order to balance the gravitational load F1 by the driven body 147 and the force F2 for lifting the driven body 147 upward to completely remove the influence of the gravitational load, the cross-sectional area of the feed screw 145 must be designed. However, there is the same limitation as the cross-sectional area S of the driven body 125 described in the above embodiment.

【0045】送りネジ機構と空気静圧案内機構とを個別
に配備するか一体的に配備するかの相違、および、モー
タおよび送りネジを機械の上方に取り付けて被駆動体を
懸吊するように取り付けるか、または、モータおよび送
りネジを機械の下側に取り付けて被駆動体を下から支え
るようにして取り付けるかの点で相違はあるが、作用お
よび効果の点に関しては、図1および図2に示したもの
も、図3に示したものも実質的に同様である。
The difference between whether the feed screw mechanism and the aerostatic pressure guide mechanism are separately or integrally provided, and the fact that the driven body is suspended by mounting the motor and the feed screw above the machine. Although there is a difference in whether the motor and the feed screw are mounted on the lower side of the machine so as to support the driven body from below, the operation and the effect are described with reference to FIGS. 3 and FIG. 3 are substantially the same.

【0046】無論、いずれの場合においても、重力負荷
F1とこれを支えるための力F2とを完全に一致させる
のが最も望ましい状態ではあるが、F1>F2となった
場合であっても、被駆動体125,147に作用する実
質的な重力負荷をF1からF1−F2まで減らすことが
できるので、重力負荷の軽減に関しては、F2=0でな
い限り、それなりの意味はある。これは、後述する実施
形態についても同じである。
Of course, in any case, it is most desirable that the gravitational load F1 and the force F2 for supporting the gravitational load be completely matched. However, even if F1> F2, the load is not affected. Since the substantial gravitational load acting on the driving bodies 125 and 147 can be reduced from F1 to F1−F2, the reduction of the gravitational load has some meaning unless F2 = 0. This is the same for the embodiment described later.

【0047】図4は、本発明のバランス機構を実装した
一実施形態の垂直軸直動機構1を、その中心軸を含む平
面で割って構成の概略を示す断面図である。垂直軸直動
機構1は工作機械のベース等に取り付けてワークの上下
方向送り等に利用する。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a vertical axis linear motion mechanism 1 according to an embodiment in which the balance mechanism of the present invention is mounted, divided by a plane including the center axis. The vertical axis linear motion mechanism 1 is attached to a base or the like of a machine tool, and is used for feeding a workpiece in a vertical direction.

【0048】図4に示す通り、垂直軸直動機構1は、テ
ーブル2を固定するためのテーブル固定手段3と、その
内部に配備された回転駆動機構4、および、回転駆動機
構4を取り付けるためのベース5等により構成され、こ
れらの部材は、図4から明らかなように、いずれも、円
筒体または円環体により形成されている。
As shown in FIG. 4, the vertical axis linear motion mechanism 1 has a table fixing means 3 for fixing the table 2, a rotation driving mechanism 4 provided therein, and a mounting mechanism for the rotation driving mechanism 4. These members are each formed of a cylindrical body or an annular body, as is apparent from FIG.

【0049】回転駆動機構4は、内側にステータ6、外
側にロータ7を備えたサーボモータ4′により構成さ
れ、内側に位置する円筒状のステータ6は、円環状に形
成されたベース5の内周寄りの位置に、複数のボルト8
によって一体的に固定されている。更に、ベース5上に
は、ステータ6の外周部を取り巻くようにして円筒状の
ロータ7が回転自在に取り付けられ、回転部となるロー
タ7の外周面に雄ネジ9が設けられて、円筒状のテーブ
ル固定手段3の内周面に設けられた雌ネジ10に螺合し
ている。
The rotary drive mechanism 4 is composed of a servomotor 4 'having a stator 6 on the inside and a rotor 7 on the outside. The cylindrical stator 6 located on the inside has a base 5 formed in an annular shape. At the position close to the circumference, several bolts 8
Is fixed integrally. Further, a cylindrical rotor 7 is rotatably mounted on the base 5 so as to surround an outer peripheral portion of the stator 6, and a male screw 9 is provided on an outer peripheral surface of the rotor 7 serving as a rotating portion. Is screwed to a female screw 10 provided on the inner peripheral surface of the table fixing means 3.

【0050】ステータ6,ロータ7,テーブル固定手段
3は、既に述べた通り、各々が円筒状に構成されてお
り、その各々が全て同心円上に配備されており、ロータ
7の下面とベース5との摺接面にはベース5内に設けら
れた管路32に接続するノズル33によって構成される
静圧空気軸受が設けられている。
As described above, each of the stator 6, the rotor 7, and the table fixing means 3 is formed in a cylindrical shape, and all of them are arranged on concentric circles. A static pressure air bearing constituted by a nozzle 33 connected to a pipe 32 provided in the base 5 is provided on the sliding contact surface of the base 5.

【0051】また、ステータ6の外周面にはコイル12
を巻回したステータコア11が一体的に取り付けられる
一方、ロータ7の拡径された内周面には、ロータコア1
3とマグネット14とが組み込まれて、この拡径部の上
端部に嵌合した円環状のスペーサ15によってロータ7
に一体的に固定されている。コイル12とマグネット1
4との間には、ベース5内に設けられた管路32と連絡
したステータ6内の管路34に接続したノズル35で構
成される静圧空気軸受が設けられている。
The outer surface of the stator 6 has a coil 12
The rotor core 1 is integrally attached to the stator core 11 on which the rotor core 1 is wound.
3 and a magnet 14 are assembled, and an annular spacer 15 fitted to the upper end of the enlarged diameter portion forms a rotor 7.
It is fixed integrally to. Coil 12 and magnet 1
A static pressure air bearing composed of a nozzle 35 connected to a pipe 34 in the stator 6 connected to a pipe 32 provided in the base 5 is provided between the air bearing 4 and the pipe 4.

【0052】更に、ステータ6の上端面には円環状のリ
テーナ17が複数のボルト18で一体的に固着され、リ
テーナ17の内部を通って管路34に連絡する管路36
からのノズル37によって構成される静圧空気軸受がロ
ータ7の軸方向の移動を禁止している。
Further, an annular retainer 17 is integrally fixed to an upper end surface of the stator 6 with a plurality of bolts 18, and is connected to a conduit 36 through the inside of the retainer 17 and to a conduit 34.
The static pressure air bearing constituted by the nozzle 37 from the outside prohibits the axial movement of the rotor 7.

【0053】また、ロータ7の上端面には、略T字型、
または、断面略T字型の回転体によって形成される回転
検出器取付部材26がリテーナ17を径方向に跨ぐよう
にして固着され、回転検出器取付部材26の中央部から
下方に向けて突出する突出部26aの先端に、パルスコ
ーダ27の構成要素となるエンコーダディスク27a等
がボルト28を介して固着されている。なお、27bは
パルスコーダ27の構成要素となるフォトカプラ等を装
着した基板であり、こちらはベース5の中央部に直に固
設されている。
The upper end surface of the rotor 7 has a substantially T-shape,
Alternatively, a rotation detector mounting member 26 formed by a rotating body having a substantially T-shaped cross section is fixed so as to straddle the retainer 17 in the radial direction, and protrudes downward from the center of the rotation detector mounting member 26. An encoder disk 27a or the like, which is a component of the pulse coder 27, is fixed to the tip of the protrusion 26a via a bolt 28. Reference numeral 27b denotes a substrate on which a photocoupler or the like serving as a component of the pulse coder 27 is mounted, which is directly fixed to the center of the base 5.

【0054】円環状に形成されたベース5の外周寄りの
位置には、図4に示すように、ボルト20でベース5に
固定されたガイドピン19が周方向に120°のピッチ
で3か所に亘り立設されている。また、各ガイドピン1
9に対応するテーブル固定手段3の外周部の位置には、
各々、ガイドピン19と嵌合する孔21が穿設され、ベ
ース5に対するテーブル固定手段3の移動方向を規制し
ている。
As shown in FIG. 4, guide pins 19 fixed to the base 5 by bolts 20 are provided at three positions at a pitch of 120 ° in the circumferential direction at positions near the outer periphery of the base 5 formed in an annular shape. It is erected over. In addition, each guide pin 1
In the position of the outer peripheral portion of the table fixing means 3 corresponding to 9,
Each of the holes 21 is fitted with a guide pin 19 and regulates the moving direction of the table fixing means 3 with respect to the base 5.

【0055】各ガイドピン19と孔21との間には、テ
ーブル固定手段3の内部を通る管路38の先端に設けら
れて孔21の内周面に貫通するノズル39によって構成
される静圧空気軸受が設けられているので、ガイドピン
19の外周面が直に孔21の内周面に接触することはな
い。管路38への空気の供給は、テーブル2の内部を通
る管路40、および、テーブル2の下端面に刻設された
周状溝に嵌合されたシール材43で形成された周状の管
路41を介して行われる。つまり、管路38はテーブル
固定手段3の同一円周上に所定のピッチで複数設けられ
ており、各々の管路38の上端が周状の管路41と接続
し、周状の管路41に対して側方から接続する管路40
によって空気を供給される。該管路40および前述の管
路32には、外部管路となる可撓性の接続ホース等を介
して圧力源となるエアコンプレッサー等が接続されてい
る。
A static pressure is provided between each guide pin 19 and the hole 21 by a nozzle 39 provided at the tip of a pipe 38 passing through the inside of the table fixing means 3 and penetrating the inner peripheral surface of the hole 21. Since the air bearing is provided, the outer peripheral surface of the guide pin 19 does not directly contact the inner peripheral surface of the hole 21. Air is supplied to the pipe 38 by a pipe 40 passing through the inside of the table 2 and a circumferential member formed by a sealing material 43 fitted in a circumferential groove formed in the lower end surface of the table 2. This is done via line 41. In other words, a plurality of conduits 38 are provided at a predetermined pitch on the same circumference of the table fixing means 3, and the upper end of each conduit 38 is connected to the peripheral conduit 41, and the peripheral conduit 41 Pipe 40 connecting from the side to
Supplied by air. An air compressor or the like serving as a pressure source is connected to the pipe 40 and the above-described pipe 32 via a flexible connection hose or the like serving as an external pipe.

【0056】また、テーブル固定手段3における雌ネジ
10の山の内部には、その表面にまで貫通する管路42
が交叉して穿設され、前述のノズル39と同様、テーブ
ル固定手段3の内部を通る管路38に接続して空気を供
給されるようになっている。つまり、テーブル固定手段
3の雌ネジ10とロータ7の雄ネジ9とにより空気静圧
ネジが構成され、ロータ7の雄ネジ9とテーブル固定手
段3の雌ネジ10とが直に接触しないようになってい
る。この実施形態における被駆動体は、上下運動するテ
ーブル固定手段3およびテーブル2の側である。
The inside of the ridge of the female screw 10 in the table fixing means 3 has a pipe 42 penetrating to the surface thereof.
Are crossed and connected to a pipe 38 passing through the inside of the table fixing means 3 to supply air, similarly to the nozzle 39 described above. In other words, the female screw 10 of the table fixing means 3 and the male screw 9 of the rotor 7 constitute an aerostatic screw, and the male screw 9 of the rotor 7 and the female screw 10 of the table fixing means 3 are not directly contacted. Has become. The driven body in this embodiment is on the side of the table fixing means 3 and the table 2 which move up and down.

【0057】また、ベース5上には、各ガイドピン19
の立設位置に対し周方向に60°ずつピッチをずらせて
3か所に亘って貫通孔22が穿設され、その中にベース
固定用のボルト23が挿通されている。各貫通孔22に
対応するテーブル固定手段3の外周部の位置には、各
々、ボルト23の頭部よりも僅かに大径の孔24が穿設
され、更に、テーブル2の外周部にも、孔24の位置に
対応して小径の貫通孔25が穿設されている。貫通孔2
5の径は、ボルト23の頭部に形成された六角沈め穴に
係合する六角レンチを挿入するに足る大きさである。
On the base 5, each guide pin 19
The through holes 22 are formed in three places at a pitch of 60 ° in the circumferential direction with respect to the standing position, and a bolt 23 for fixing the base is inserted therein. Holes 24 each having a diameter slightly larger than the head of the bolt 23 are formed in the outer peripheral portion of the table fixing means 3 corresponding to each through hole 22. A small-diameter through-hole 25 is formed corresponding to the position of the hole 24. Through hole 2
The diameter of 5 is large enough to insert a hexagon wrench that engages a hexagonal sunk hole formed in the head of the bolt 23.

【0058】この実施形態の垂直軸直動機構1は直径2
20mm/全高100mm弱といった大きさに設計されてい
るので、この垂直軸直動機構1を他の工作機械のワーク
テーブルに載せて使うことも可能であり、前述のボルト
23は垂直軸直動機構1のベース5を工作機械のワーク
テーブルに締結する際に利用する。無論、工作機械のワ
ークテーブルにボルト23と適合するネジ穴が設けられ
ていないような場合には、ボルト23を孔24内に退避
させてワークテーブルの磁気チャックでベース5を直に
固定したり、または、他のクランプ手段を利用してワー
クテーブルにベース5を固定したりすることもできる。
ボルト23の回転操作は、テーブル2の貫通孔25から
挿入した六角レンチをボルト23の頭部の六角沈め穴に
係合させて行う。
The vertical axis linear motion mechanism 1 of this embodiment has a diameter 2
The vertical axis linear motion mechanism 1 can be used on a work table of another machine tool because the vertical axis linear motion mechanism 1 is designed to have a size of 20 mm / overall height of less than 100 mm. It is used when the first base 5 is fastened to a work table of a machine tool. Of course, if the work table of the machine tool is not provided with a screw hole compatible with the bolt 23, the bolt 23 is retracted into the hole 24 and the base 5 is directly fixed by the magnetic chuck of the work table. Alternatively, the base 5 can be fixed to the work table using other clamping means.
The rotation operation of the bolt 23 is performed by engaging a hexagon wrench inserted from the through hole 25 of the table 2 with a hexagonal sunk hole in the head of the bolt 23.

【0059】テーブル2をテーブル固定手段3に固着す
るためのボルト29を通すための孔30は、前述の孔2
1の場合と同様、円板状に形成されたテーブル2の外周
寄りの位置に周方向に120°のピッチで3か所に亘り
穿設され、各々の孔30に通されたボルト29の先端の
有効ネジ部が、テーブル固定手段3に設けられた雌ネジ
31に螺合してテーブル2をテーブル固定手段3に固定
する。
The hole 30 through which the bolt 29 for fixing the table 2 to the table fixing means 3 is inserted is formed by the hole 2
As in the case of 1, the tip of the bolt 29 penetrated at three positions at a pitch of 120 ° in the circumferential direction at a position close to the outer periphery of the disk-shaped table 2 and passed through each hole 30 Are screwed into female screws 31 provided on the table fixing means 3 to fix the table 2 to the table fixing means 3.

【0060】以上の構成により、管路40および管路3
2にエアコンプレッサー等の圧力源からの空気を供給
し、コイル12に電流を流してサーボモータ4′を磁励
すれば、ベース5に固着されたステータ6の回りをロー
タ7が回転し、ガイドピン19によって回転を阻止さ
れ、その内周面の雌ネジ10を介してロータ7の雄ネジ
9と螺合した円筒状のテーブル固定手段3が上下動し、
テーブル2に上下方向の送りがかけられる。
With the above configuration, the pipeline 40 and the pipeline 3
2 is supplied with air from a pressure source such as an air compressor, and a current is applied to the coil 12 to excite the servomotor 4 '. When the rotor 7 rotates around the stator 6 fixed to the base 5, the rotor 7 rotates. Rotation is blocked by the pin 19, and the cylindrical table fixing means 3 screwed with the male screw 9 of the rotor 7 via the female screw 10 on the inner peripheral surface moves up and down,
The table 2 is fed vertically.

【0061】既に述べた通り、管路40に供給された空
気の一部は、管路38,42を介して雌ネジ10と雄ネ
ジ9との間に噴出して空気静圧案内機構を形成するの
で、図3に示した実施形態のものと同様、雌ネジ10と
雄ネジ9とが全体として空気静圧ネジとして作用する。
As described above, a part of the air supplied to the pipe 40 is blown out between the female screw 10 and the male screw 9 through the pipes 38 and 42 to form an air static pressure guide mechanism. Therefore, similarly to the embodiment shown in FIG. 3, the female screw 10 and the male screw 9 function as an air static pressure screw as a whole.

【0062】そして、雌ネジ10と雄ネジ9との間を通
って上方に抜けた空気は、底付き容器状のテーブル2に
よって形成される密閉チェンバ内に入って、テーブル2
の下面を上に押し上げる方向の力F2として作用する。
被駆動体となるテーブル2およびテーブル固定手段3の
自重によって生じる重力負荷F1の全てを空気圧による
押上げ力F2によって支えるためには、テーブル2内の
空気圧をP、テーブル2下面の面積をSとした場合、前
記各実施形態の場合と同様、S=F1/Pとする必要が
ある。無論、テーブル2の周面の適宜位置に貫通孔を穿
設して図1または図3で説明したような空気排出用のレ
ギュレータを装備するなら、密閉チェンバとなるテーブ
ル2内の圧力Pの値を圧力源の最大出力P1の範囲で任
意に調整することができるので、圧力源の最大出力が前
式におけるPの値を上回っても構わない。垂直軸直動機
構1の場合には、テーブル2自体が密閉チェンバとなる
ため、圧力作用面Sを全体として大きくとることが可能
であり、圧力源の出力が小さくてもテーブル2およびテ
ーブル固定手段3(被駆動体)の自重によって生じる重
力負荷F1の全てを空気圧によって支えることが容易で
ある。
Then, the air that has escaped upward through the space between the female screw 10 and the male screw 9 enters the hermetically sealed chamber formed by the container-shaped table 2 with the bottom.
Acts as a force F2 in the direction of pushing up the lower surface of.
In order to support all of the gravitational load F1 generated by the weight of the driven table 2 and the table fixing means 3 by its own weight, the air pressure in the table 2 is P, and the area of the lower surface of the table 2 is S. In this case, it is necessary to set S = F1 / P, as in the above embodiments. Needless to say, if a through-hole is formed at an appropriate position on the peripheral surface of the table 2 and a regulator for discharging air as described with reference to FIG. 1 or FIG. 3 is provided, the value of the pressure P in the table 2 serving as a closed chamber Can be arbitrarily adjusted within the range of the maximum output P1 of the pressure source, so that the maximum output of the pressure source may exceed the value of P in the above equation. In the case of the vertical axis linear motion mechanism 1, since the table 2 itself is a closed chamber, the pressure acting surface S can be made large as a whole, and even if the output of the pressure source is small, the table 2 and the table fixing means are used. It is easy to support all of the gravitational load F1 generated by the own weight of 3 (driven body) by air pressure.

【0063】図4の例では、雄ネジ9の完全ネジ部が4
ピッチ、また、雌ネジ10の完全ネジ部が2ピッチであ
るから、全体として上下に2ピッチ分、約20mm程度の
移動が可能である。無論、ロータ7やテーブル固定手段
3を上下方向に長く形成してネジのピッチ数を増やせば
上下方向の送り量を増大させることは可能であるが、送
り量の増大に伴い全高が同じ割合で増大する問題があ
り、高精度な位置決めを目的とする限り、テーブル固定
手段3の移動限度も20mm程度で十分である。
In the example of FIG. 4, the complete thread of the male screw 9 is 4
Since the pitch and the completely threaded portion of the female screw 10 are two pitches, the entire thread can be moved up and down by about two pitches by about 20 mm. Of course, it is possible to increase the feed amount in the vertical direction by increasing the pitch number of the screws by forming the rotor 7 and the table fixing means 3 to be longer in the vertical direction, but the total height is kept at the same ratio with the increase in the feed amount. There is a problem of increase, and as long as high-precision positioning is aimed at, a movement limit of the table fixing means 3 of about 20 mm is sufficient.

【0064】また、この実施形態によれば、送りネジと
なる雄ネジ9がテーブル2の外周部に匹敵する程度にま
で大径化されているので、テーブル2の水平面内でのふ
らつきが非常に少なくなる。仮に、雄ネジ9と雌ネジ1
0との間に一定のモーメントMを加えた場合、軸方向の
変位がammだけあるとすると、この実施形態の場合、テ
ーブル2の右端をベース5の側に押し付けてテーブル2
の左端にモーメントMを加える力で引き上げたとすれ
ば、テーブル2の右端とテーブル2の左端との間の高低
差はせいぜいamm程度ということになる。しかし、も
し、雄ネジ9の外径が実施形態の1/2、つまり、テー
ブル2の直径の1/2であるとするなら、ネジ部で生じ
るがたつきは、最低でも、雄ネジ9とテーブル2の外径
比に比例して2倍程度に増幅され、テーブル2の端部で
は2ammになってしまう。実際には、従来の送りネジの
径はテーブル2の径の1/2などというようなものでは
なく、それよりも遥かに細いので、そのような従来技術
に比べ、本実施形態のテーブル2の安定度は抜群であ
る。
Further, according to this embodiment, since the diameter of the male screw 9 serving as the feed screw is increased to a level comparable to the outer peripheral portion of the table 2, the fluctuation of the table 2 in the horizontal plane is very small. Less. For example, male screw 9 and female screw 1
When a constant moment M is applied between the table 2 and the axis 2 and the displacement in the axial direction is amm, in this embodiment, the right end of the table 2 is pressed against the base 5 and the table 2 is pressed.
Is raised by a force that applies a moment M to the left end of the table 2, the height difference between the right end of the table 2 and the left end of the table 2 is at most about amm. However, if the outer diameter of the male screw 9 is の of that of the embodiment, that is, の of the diameter of the table 2, the rattling generated in the screw portion is at least as large as that of the male screw 9. The signal is amplified to about twice in proportion to the outer diameter ratio of the table 2 and becomes 2 amm at the end of the table 2. Actually, the diameter of the conventional feed screw is not such as 1/2 of the diameter of the table 2 and is much smaller than that, so that the diameter of the table 2 of the present embodiment is smaller than that of the related art. The stability is outstanding.

【0065】また、ガイドピン19とテーブル固定手段
3の孔21との間には静圧空気軸受のエアギャップ分の
間隙が形成されているが、この間隙によりテーブル固定
手段3に軸回りの変位が生じることになる。もし、ガイ
ドピン19と孔21との間に或る力Fを加えた場合の変
位がbmmでベース5の中心からその最外郭部のガイドピ
ン19までの距離がrのときに軸回りにθのがたつきが
生じるとするなら、ベース5の中心からガイドピン19
までの距離をr/2とした場合には同じ条件下で軸回り
に2θのがたつきが生じることを意味し、軸回りの変位
についても、ガイドピン19の立設位置はベース5の中
心からの距離が離れているほど有利であるということに
なる。
A gap corresponding to the air gap of the hydrostatic air bearing is formed between the guide pin 19 and the hole 21 of the table fixing means 3. Will occur. If the displacement when a certain force F is applied between the guide pin 19 and the hole 21 is bmm and the distance from the center of the base 5 to the outermost guide pin 19 is r, θ is set around the axis. If rattling occurs, the guide pins 19 are moved from the center of the base 5.
When the distance to the axis is r / 2, it means that 2θ rattling occurs around the axis under the same condition. Regarding the displacement around the axis, the standing position of the guide pin 19 is the center of the base 5. The greater the distance from, the more advantageous.

【0066】また、この実施形態においては、回転駆動
機構4を構成する各要素、要するに、サーボモータ4′
のステータ6とロータ7とが中空状の円筒体からなるテ
ーブル固定手段3の内部に同心円状に配備され、しか
も、テーブル固定手段3の回り止めを兼ねる移動方向規
制手段であるガイドロッド19もテーブル固定手段3の
内部に配備するようにしているので、垂直軸直動機構1
を完全にユニット化してコンパクトに構成することがで
き、更に、この垂直軸直動機構1自体を他の工作機械の
テーブル上に載置して、加工物の精密な位置決め専用の
送り機構として利用することもできる。
Further, in this embodiment, each element constituting the rotary drive mechanism 4, that is, the servo motor 4 '
The stator 6 and the rotor 7 are arranged concentrically inside the table fixing means 3 made of a hollow cylindrical body, and the guide rod 19 which is a movement direction restricting means also serving as a detent for the table fixing means 3 is provided on the table. Since it is arranged inside the fixing means 3, the vertical axis linear motion mechanism 1
The vertical axis linear motion mechanism 1 itself is mounted on a table of another machine tool, and is used as a feed mechanism dedicated to precise positioning of a workpiece. You can also.

【0067】無論、必要とあらばテーブル2上に従来と
同様の磁気チャックやクランプ機構等を配備して加工物
を固定するようにすることも可能である。
Of course, if necessary, it is also possible to dispose a magnetic chuck, a clamp mechanism or the like as in the prior art on the table 2 to fix the workpiece.

【0068】以上、垂直軸直動機構の一実施形態として
ステータ6の外側にロータ7を配備し、ロータ7の外周
面に設けた雄ネジ9でテーブル固定手段3の内周面に配
備した雌ネジ10に送りをかけてテーブル2を上下動さ
せる例について述べたが、ステータの内側に円筒状のロ
ータを配備し、ロータの内周面に雌ネジを設け、テーブ
ル固定手段の外周面に設けた雄ネジと螺合させてテーブ
ルを上下動させるといった構成をとることも可能であ
る。
As described above, as an embodiment of the vertical axis linear motion mechanism, the rotor 7 is provided outside the stator 6, and the female 7 is provided on the inner peripheral surface of the table fixing means 3 with the male screw 9 provided on the outer peripheral surface of the rotor 7. The example in which the table 2 is moved up and down by feeding the screws 10 has been described. However, a cylindrical rotor is provided inside the stator, female screws are provided on the inner peripheral surface of the rotor, and provided on the outer peripheral surface of the table fixing means. It is also possible to adopt a configuration in which the table is moved up and down by screwing with a male screw.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、駆動対象の慣性質量の
増加、付加装置による抵抗や外乱の増大、および、ステ
ィックスリップ現象等の発生を招くことなく、被駆動体
の重力負荷を相殺することができる。
According to the present invention, the gravitational load of the driven body is offset without increasing the inertial mass of the driven object, increasing the resistance and disturbance by the additional device, and without causing the stick-slip phenomenon. be able to.

【0070】従って、駆動源それ自体には被駆動体の重
力負荷による影響が一切なく、被駆動体を上下動させる
場合、特に、これを上方に移動させる場合において、駆
動源の出力を全て被駆動体の加減速および被駆動体によ
って行われる作業に費やすことができる。また、駆動源
に作用する負荷が軽減されるので、駆動源となるモータ
等からの発熱も減少し、特に、工作機械等において、熱
膨張等による影響のない安定した加工を実施することが
できる。
Therefore, the drive source itself is not affected by the gravitational load of the driven body at all, and when the driven body is moved up and down, particularly when the driven body is moved upward, the output of the drive source is entirely affected. The acceleration and deceleration of the driving body and the work performed by the driven body can be spent. Further, since the load acting on the drive source is reduced, heat generation from the motor or the like serving as the drive source is also reduced. In particular, in a machine tool or the like, it is possible to perform stable processing without being affected by thermal expansion or the like. .

【0071】また、密閉チェンバを空気静圧案内機構に
一体的に連設することにより空気静圧案内機構を利用し
て密閉チェンバを密閉するようにしているので、密閉チ
ェンバを密閉するための格別のシール材といったものは
必要なく、部材の摺接抵抗やスティックスリップ現象等
の発生を未然に防止することができる。
Further, since the hermetic chamber is hermetically closed by utilizing the aerostatic pressure guide mechanism by integrally connecting the hermetic chamber to the aerostatic pressure guide mechanism, a special method for hermetically sealing the hermetic chamber is provided. There is no need for such a sealing material, and it is possible to prevent the sliding contact resistance of the members and the occurrence of the stick-slip phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のバランス機構を実装した機械の一実施
形態を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a machine on which a balance mechanism of the present invention is mounted.

【図2】本発明のバランス機構を実装した機械の別の一
実施形態を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of a machine on which the balance mechanism of the present invention is mounted.

【図3】本発明のバランス機構を実装した機械の更に別
の一実施形態を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing still another embodiment of a machine equipped with the balance mechanism of the present invention.

【図4】本発明のバランス機構を実装した垂直軸直動機
構の一実施形態を示す側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing an embodiment of a vertical axis linear motion mechanism on which a balance mechanism of the present invention is mounted.

【図5】カウンタバランス方式のバランス機構を示す概
念図である。
FIG. 5 is a conceptual view showing a balance mechanism of a counter balance system.

【図6】液圧シリンダ方式のバランス機構を示す概念図
である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a hydraulic cylinder type balance mechanism.

【図7】空気圧シリンダ方式のバランス機構を示す概念
図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a pneumatic cylinder type balance mechanism.

【図8】バランス機構のない機械の一例を示す概念図で
ある。
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example of a machine without a balance mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 垂直軸直動機構 2 テーブル 3 テーブル固定手段 4 回転駆動機構 4′ サーボモータ 5 ベース 6 ステータ 7 ロータ 8 ボルト 9 雄ネジ 10 雌ネジ 11 ステータコア 12 コイル 13 ロータコア 14 マグネット 15 スペーサ 17 リテーナ 18 ボルト 19 ガイドピン 20 ボルト 21 孔 22 貫通孔 23 ボルト 24 孔 25 貫通孔 26 回転検出器取付部材 26a 突出部 27 パルスコーダ 27a エンコーダディスク 27b 基板 28 ボルト 29 ボルト 30 孔 31 雌ネジ 32 管路 33 ノズル 34 管路 35 ノズル 36 管路 37 ノズル 38 管路 39 ノズル 40 管路 41 管路 42 管路 43 シール材 101 機械 102 被駆動体 103 駆動機構 104 送りネジ 105 バランス機構 106 カウンターウェイト 107 可撓性接続手段 108 滑車 109 滑車 110 バランス機構 111 液圧シリンダ 112 圧力源 113 圧力調整手段 114 ドレイン 115 タンク 116 バランス機構 117 空気圧シリンダ 118 可撓性接続手段 119 圧力調整手段 120 圧力源 121 ドレイン 122 機械 123 モータ 124 送りネジ 125 被駆動体 126 支柱 127 摺動支持部材 128 摺動支持部材 129 周溝 130 周溝 131,132 管路 133 外部管路 134 外部管路 135 圧力源 136 間隙 137 間隙 138 密閉チェンバ 139 レギュレータ 140 外部管路 141 圧力調整手段 142 圧力源 143 機械 144 ベース 145 送りネジ 146 モータ 147 被駆動体 148 スライダ機構 149 支柱 150 雌ネジ 151 管路 152 管路 153 外部管路 154 外部管路 155 圧力源 156 間隙 156a 間隙端部 156b 間隙端部 157 密閉チェンバ 158 外部管路 159 レギュレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical axis linear motion mechanism 2 Table 3 Table fixing means 4 Rotation drive mechanism 4 'Servo motor 5 Base 6 Stator 7 Rotor 8 Bolt 9 Male thread 10 Female thread 11 Stator core 12 Coil 13 Rotor core 14 Magnet 15 Spacer 17 Retainer 18 Bolt 19 Guide Pin 20 Bolt 21 Hole 22 Through Hole 23 Bolt 24 Hole 25 Through Hole 26 Rotation Detector Mounting Member 26a Projection 27 Pulse Coder 27a Encoder Disk 27b Board 28 Bolt 29 Bolt 30 Hole 31 Female Screw 32 Pipe 33 Nozzle 34 Pipe 35 36 Pipe Line 37 Nozzle 38 Pipe Line 39 Nozzle 40 Pipe Line 41 Pipe Line 42 Pipe Line 43 Seal Material 101 Machine 102 Driven Body 103 Drive Mechanism 104 Feed Screw 105 Balance Mechanism 106 Counterway Light 107 Flexible connection means 108 Pulley 109 Pulley 110 Balance mechanism 111 Hydraulic cylinder 112 Pressure source 113 Pressure adjustment means 114 Drain 115 Tank 116 Balance mechanism 117 Pneumatic cylinder 118 Flexible connection means 119 Pressure adjustment means 120 Pressure source 121 Drain 122 machine 123 motor 124 feed screw 125 driven body 126 support column 127 sliding support member 128 sliding support member 129 circumferential groove 130 circumferential groove 131, 132 pipe 133 external pipe 134 external pipe 135 pressure source 136 gap 137 gap 138 Sealed chamber 139 Regulator 140 External conduit 141 Pressure adjusting means 142 Pressure source 143 Machine 144 Base 145 Feed screw 146 Motor 147 Driven object 148 Slider mechanism 149 Column 150 Screw 151 conduit 152 conduit 153 outer pipe 154 outside pipe 155 pressure source 156 gap 156a gap end 156b gap end 157 sealed chamber 158 outside pipe 159 Regulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16F 15/28 B23Q 1/14 B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 47/26 B23Q 1/00 - 1/76 B23Q 11/00 F16C 32/06 F16F 15/28 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FIF16F 15/28 B23Q 1/14 B (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) B23B 47/26 B23Q 1 / 00-1/76 B23Q 11/00 F16C 32/06 F16F 15/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 重力に抗して鉛直方向に移動する被駆動
体の自重によって生じる重力負荷を相殺又は軽減する被
駆動体のバランス機構において、前記被駆動体の外周部
または内周部を空気静圧案内機構によって水平方向に支
えると共に、前記被駆動体の上端または下端のいずれか
一方を包囲するようにして前記空気静圧案内機構の空気
排出路と連絡する密閉チェンバを設け、密閉チェンバ内
の空気圧力によって前記被駆動体の自重によって生じる
重力負荷を支えるようにしたことを特徴とする被駆動体
のバランス機構。
1. A driven body balance mechanism for canceling or reducing a gravitational load generated by the weight of a driven body that moves vertically in a direction opposite to gravity, wherein an outer peripheral portion or an inner peripheral portion of the driven body is formed by air. A hermetic chamber is supported by the static pressure guide mechanism in the horizontal direction, and a closed chamber communicating with the air discharge passage of the air static pressure guide mechanism is provided so as to surround either the upper end or the lower end of the driven body. Wherein the air pressure of the driven body supports a gravitational load generated by the weight of the driven body.
【請求項2】 前記密閉チェンバは、前記空気静圧案内
機構の空気排出路から排出される密閉チェンバ内の圧力
より高い圧力の空気によってシールされている請求項1
記載の被駆動体のバランス機構。
2. The hermetic chamber is sealed with air having a pressure higher than the pressure in the hermetic chamber discharged from an air discharge passage of the static air pressure guide mechanism.
A driven body balance mechanism according to any one of the preceding claims.
【請求項3】 空気静圧案内機構が、前記被駆動体に鉛
直方向の送りをかけるネジ機構を構成している請求項1
または請求項2記載の被駆動体のバランス機構。
3. The air static pressure guide mechanism constitutes a screw mechanism for feeding the driven body in a vertical direction.
3. A balance mechanism for a driven body according to claim 2.
【請求項4】 前記密閉チェンバに空気排出用のレギュ
レータを設けて前記密閉チェンバ内の空気圧を一定の圧
力に保持するようにした請求項1,請求項2または請求
項3記載の被駆動体のバランス機構。
4. The driven body according to claim 1, wherein the closed chamber is provided with a regulator for discharging air to maintain a constant air pressure in the closed chamber. Balance mechanism.
JP8312588A 1996-11-11 1996-11-11 Balance mechanism of driven body Expired - Lifetime JP3044196B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8312588A JP3044196B2 (en) 1996-11-11 1996-11-11 Balance mechanism of driven body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8312588A JP3044196B2 (en) 1996-11-11 1996-11-11 Balance mechanism of driven body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10138081A JPH10138081A (en) 1998-05-26
JP3044196B2 true JP3044196B2 (en) 2000-05-22

Family

ID=18031015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8312588A Expired - Lifetime JP3044196B2 (en) 1996-11-11 1996-11-11 Balance mechanism of driven body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3044196B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080013060A1 (en) * 2004-07-23 2008-01-17 Nikon Corporation Support Apparatus, Stage Apparatus, Exposure Apparatus, And Device Manufacturing Method
JP2006177437A (en) 2004-12-22 2006-07-06 Fanuc Ltd Air balance structure
US7424846B2 (en) 2005-04-18 2008-09-16 Nippei Toyama Corporation Pneumatically static balancer for machine tool
JP5239397B2 (en) * 2008-02-28 2013-07-17 株式会社ジェイテクト Balance cylinder device
CN101879688A (en) * 2010-07-28 2010-11-10 齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司 Balancing motion shock-absorbing device for heavy punch
KR102381039B1 (en) * 2018-03-15 2022-03-31 두산공작기계(주) Load reduction device for vertical axis of machine tool
CN117086655B (en) * 2023-10-19 2024-01-19 无锡星微科技有限公司杭州分公司 High-precision microminiature air static pressure air floatation turntable

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10138081A (en) 1998-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6354580B1 (en) Electric clamp apparatus
WO2009125687A1 (en) Rotation-resistance device for machine tool main shaft drive
CN102179532B (en) Ultrahigh-precision aerostatic bearing main shaft system
JP3044196B2 (en) Balance mechanism of driven body
CN107932157B (en) Gas balance mechanism and posture adjustment method for gas balance mechanism
KR20080060166A (en) Indexing apparatus
JP4769011B2 (en) Aerostatic balancer for machine tools
EP2542379A2 (en) A counterforce mechanism and methods of operation thereof
US11060555B2 (en) Hydrostatic bearing type spindle device and machine tool including the hydrostatic bearing type spindle device
JPS58196970A (en) Grinder
EP1674198B1 (en) Air balance structure
CA2021703C (en) Axial bearing system intended for a radially mounted shaft
US3430318A (en) Machine tools and instruments
US3533316A (en) Hydrostatic precision tailstocks
US5170678A (en) Index table assembly
US4836692A (en) Shaft support comprising static fluid bearings
JPH0436823B2 (en)
US4811525A (en) Grinding head for a grinding machine
JP7415583B2 (en) rotary table device
JP5082297B2 (en) Non-contact cylinder device
JPS61168405A (en) Tailstock
JP7415584B2 (en) rotary table device
CN114406730A (en) Numerical control rotary worktable
JP4268431B2 (en) Fluid pressure actuator
KR100779836B1 (en) A exact verticality transfering unit of cnc and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000215

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080310

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090310

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120310

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140310

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term