JP6171318B2 - 静圧流体案内装置および静圧流体案内装置を用いた工作機械 - Google Patents
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Description
(請求項3)また、第一流体圧を受圧する静圧ポケットの面積は、第二流体圧を受圧する油圧ポケットの面積よりも大きく形成され、第一流体圧は、静圧ポケットの面積と油圧ポケットの面積との比に応じて、第二流体圧よりも小さく設定されてもよい。
(請求項3)静圧ポケットの面積が、油圧ポケットの面積よりも大きく形成される。このため、可動体が移動され、第一付勢力と第二付勢力とが釣合った状態では、第一流体圧の大きさは、第二流体圧の大きさに対して面積比に応じた小さな圧力とすることができる。このため、静圧ポケットの面積と油圧ポケットの面積との間の面積比を適切に設定することで、第一流体圧を、簡易に供給することが可能な圧力に設定できる。これにより、案内の剛性が高くなるような所望の隙間を容易に得ることができる。
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の静圧流体案内装置40を適用した研削盤1の一実施の形態を示している。研削盤1は、砥石台トラバース型研削盤である。図1は、研削盤1の平面図の例を示し、図2は、図1におけるII−II断面図を示している。また、X軸、Y軸、Z軸が記載されている全ての図面において、X軸とY軸とZ軸とは互いに直交しており、Y軸は鉛直上向きを示しており、Z軸とX軸は水平方向を示している。Z軸はワーク回転軸方向を示しており、X軸方向は砥石車15(本発明の工具に相当する)が、ワークW(本発明の工作物に相当する)に切り込む方向を示している。
図1に示すように、研削盤1は、床上に固定されたベッド11と、ベッド11に固定されたワークWを回転可能に両端支持する主軸台12および心押装置13を備える。さらに、研削盤1は、ベッド11上をZ軸方向およびX軸方向に移動可能な砥石台14(本発明の可動体に相当する)と、砥石台14に回転可能に支持される砥石車15と、静圧流体案内装置40(図2参照)と、主軸台12および砥石車15を駆動させ、かつワークWに対する砥石車15の位置を制御する制御装置18とを備える。
図2に示すように、静圧流体案内装置40は、トラバースベース19(固定体)と、砥石台14(可動体)と、油圧ポンプ33(本発明の流体供給装置に相当する)と、可変絞り24(本発明の絞りに相当する)と、可変絞り24を介して油圧ポンプ33と接続される静圧ポケット34と、油圧ポンプ33と直接接続される油圧ポケット35と、を備えている。油圧ポンプ33は、例えば油等の流体をタンク37から吸入し圧力P(吐出圧)で吐出する。油圧ポンプ33は、常に、一定の圧力で流体を吐出できるよう制御装置18によって制御される。吐出された流体は、静圧流体案内装置40内を循環し、やがてタンク37に回収されるよう図略の回収手段が設けられている。
上記の様に構成された静圧流体案内装置40における砥石台14の水平方向の釣り合いについて説明する。静圧流体案内装置40では、可変絞り24を介して静圧ポケット34に第一流体圧P1が供給され、油圧ポケット35に油圧ポンプ33の吐出圧Pに近似した第二流体圧P2が供給されている。そして、砥石台14がZ軸のいずれかの方向に移動し、やがて、水平方向において釣合い状態となり、第一付勢力F1(P1×S1)=第二付勢力F2(P2×S2)となる。また、これより、第一流体圧P1=第二流体圧P2×(S2/S1)となる。
次に、砥石台14への縦方向(下方)の付勢について説明する。前述したように、本実施形態においては、縦方向における油圧ポケット35の中心位置が、縦方向における静圧ポケット34の中心位置よりも上方に位置するよう配置されている。
次に、作動について図4に基づいて説明する。説明においては、基準面となる縦案内面16aと縦スライド面14a1との間の隙間L1の設定値を隙間L1aとする。そして、研削盤1の組み付けにおいて、トラバースベース19の上に、砥石台14を載置したとき、縦案内面16aと、縦スライド面14a1との間の隙間L1が隙間L1aより大きな隙間L1bであったとする(図4グラフ中参照)。また、このとき、縦案内面17aと縦スライド面14a2との間の隙間L2は、L2bであったとする(図4グラフ中参照)。なお、隙間L1+隙間L2は、常に一定の値となることはいうまでもない。
上述の説明から明らかなように、本実施形態に係る静圧流体案内装置40は、第一付勢力F1および第二付勢力F2が水平方向において釣合ったときに、基準面である一方の縦案内面16aと一方の縦スライド面14a1との間の隙間L1を、決められた範囲内に設定できる。これにより、静圧流体案内装置40の組み付け時に、基準面(縦案内面16a)と縦スライド面14a1との間の隙間L1にばらつきがあっても、静圧流体案内装置40を作動させることによって、基準面(縦案内面16a)と縦スライド面14a1との間の隙間L1を所望の範囲内にすることができ、良好な案内の剛性を得ることができる。また、組み付けをラフに行なうことができるので、組み付け時の工数を低減させることもできる。
次に参考例1について図6に基づき説明する。参考例1では、図6に示すように、第一付勢力F1の分力成分Yaによって砥石台14が下方に付勢されるように、基準面である一方の縦案内面16aaに傾斜つけて形成する。また縦案内面16aaに対抗する縦スライド面14aaにも縦案内面16aaと同じ傾斜つけて形成する。
次に参考例2について図7に基づき説明する。参考例2では、参考例1に対して第一付勢力F1の分力成分Yaおよび第二付勢力F2の分力成分Ybによって砥石台14が下方に付勢されるように、他方の縦案内面17aaにも傾斜つけて形成する。また、縦案内面17aaに対抗する縦スライド面14bbにも縦案内面16aaと同じ傾斜をつけて形成する。これにより、砥石台14は、一対の水平スライド面14b1、14b2の各水平案内面16b、17bに対する押圧によって、バランス良く案内剛性Tを向上させて砥石台14の浮き上がりを抑制することができる。
次に、変形例3について図8に基づいて説明する。変形例3では、上記変形例2に対して、ガイド48を追加した形態となっている。ガイド48は、トラバースベース19上に固定されている。図8において、ガイド48の左右には、縦案内面48a、48bが設けられている。また、縦案内面48a、48bに対向する面には、砥石台14(可動体)が備えるスライドテーブル26に設けられた縦スライド面14d1、14d2が、それぞれ形成されている。そして、縦スライド面14d1に、面積S1の静圧ポケット34が形成され、縦スライド面14d2に面積S2の油圧ポケット35が形成されている。静圧ポケット34は、可変絞り24を介して、油圧ポンプ33と接続されている。また、油圧ポケット35は、油圧ポンプ33と直接接続されている。
Claims (5)
- 対向して配置される一対の縦案内面を有する固定体と、
前記一対の縦案内面にそれぞれ対向する一対の縦スライド面を有する可動体と、
流体供給装置と、
前記一対の縦案内面のうち基準面となる一方の縦案内面と対向する一方の縦スライド面に設けられ、前記流体供給装置によって流体が供給され、前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の隙間の大きさに応じた第一流体圧が作用して前記可動体を他方の縦案内面の方向に第一付勢力で付勢する静圧ポケットと、
前記一対の縦案内面のうち前記他方の縦案内面と対向する他方の縦スライド面に設けられ、前記流体供給装置によって流体が供給され、前記他方の縦案内面と前記他方の縦スライド面との間の隙間の大きさに応じた第二流体圧が作用し、前記可動体を前記一方の縦案内面の方向に第二付勢力で付勢する油圧ポケットと、
を備え、
前記他方の縦案内面と前記他方の縦スライド面との間の前記隙間の変化量に対する前記第二流体圧の変化量は、前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の前記隙間の変化量に対する前記第一流体圧の変化量よりも小さく、
前記第一付勢力および前記第二付勢力が水平方向において釣合ったときに、前記基準面である前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の前記隙間が設定値となり、
前記固定体は、前記一対の縦案内面の外側に一対の水平案内面を有し、
前記可動体は、前記一対の水平案内面にそれぞれ対向する一対の水平スライド面を有するとともに、前記一対の縦案内面の内側に前記一対の縦スライド面を有し、
前記静圧ポケットの縦方向の中心位置は、前記油圧ポケットの縦方向の中心位置よりも低くなるよう設定されている、静圧流体案内装置。 - 背向して配置される一対の縦案内面を有する固定体と、
前記一対の縦案内面にそれぞれ対向する一対の縦スライド面を有する可動体と、
流体供給装置と、
前記一対の縦案内面のうち基準面となる一方の縦案内面と対向する一方の縦スライド面に設けられ、前記流体供給装置によって流体が供給され、前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の隙間の大きさに応じた第一流体圧が作用して前記可動体を他方の縦案内面の方向に第一付勢力で付勢する静圧ポケットと、
前記一対の縦案内面のうち前記他方の縦案内面と対向する他方の縦スライド面に設けられ、前記流体供給装置によって流体が供給され、前記他方の縦案内面と前記他方の縦スライド面との間の隙間の大きさに応じた第二流体圧が作用し、前記可動体を前記一方の縦案内面の方向に第二付勢力で付勢する油圧ポケットと、
を備え、
前記他方の縦案内面と前記他方の縦スライド面との間の前記隙間の変化量に対する前記第二流体圧の変化量は、前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の前記隙間の変化量に対する前記第一流体圧の変化量よりも小さく、
前記第一付勢力および前記第二付勢力が水平方向において釣合ったときに、前記基準面である前記一方の縦案内面と前記一方の縦スライド面との間の前記隙間が設定値となり、
前記固定体は、前記一対の縦案内面の外側に一対の水平案内面を有し、
前記可動体は、前記一対の水平案内面にそれぞれ対向する一対の水平スライド面を有するとともに、前記一対の縦案内面の外側に前記一対の縦スライド面を有し、
前記静圧ポケットの縦方向の中心位置は、前記油圧ポケットの縦方向の中心位置よりも高くなるよう設定されている、静圧流体案内装置。 - 前記第一流体圧を受圧する前記静圧ポケットの面積は、前記第二流体圧を受圧する前記油圧ポケットの面積よりも大きく形成され、
前記第一流体圧は、前記静圧ポケットの面積と前記油圧ポケットの面積との比に応じて、前記第二流体圧よりも小さく設定される請求項1又は2に記載の静圧流体案内装置。 - 前記第二流体圧は、前記流体供給装置の吐出圧であり、
前記第一流体圧は、前記流体供給装置から前記静圧ポケットへの供給経路に設けられた絞りを介した流体圧である請求項3に記載の静圧流体案内装置。 - 工作物を加工する工具を有した工作機械であって、
前記工作機械には請求項1乃至4の何れか一項に係る静圧流体案内装置が適用され、前記工具または前記工作物は、前記可動体において、前記他方の縦案内面より前記基準面側に設けられる工作機械。
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