JP7062885B2

JP7062885B2 - 静圧スライド案内装置及び静圧スライド案内装置を備えた工作機械

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Publication number: JP7062885B2
Application number: JP2017099770A
Authority: JP
Inventors: 雄太大津; 伸充堀; 眞野々山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2022-05-09
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Description

本発明は静圧スライド案内装置及び静圧スライド案内装置を備えた工作機械に関する。

従来、例えば、可動体及び固定体で構成される二部材を非接触状態に維持し、二部材の相対移動時における摩擦を低減させるとともに、固定体に対して可動体の支持剛性を高め、安定した相対移動を実現させる静圧スライド案内装置がある（例えば、特許文献１－４参照）。具体的には、静圧スライド案内装置は、相対移動する二部材の対向面の一方（例えば、可動体の水平及び垂直な各一対の各スライド面）に凹状のポケットが設けられる。

そして、ポケットに所定圧の空気や油等の流体を供給し、固定体の水平な案内面及び垂直な案内面と、当該各案内面と対向する可動体の水平なスライド面及び垂直なスライド面との間に流体を噴出させて隙間を形成する。これにより、二部材を非接触状態とし、二部材間における摩擦を低減して摺動性を向上させるとともに、固定体に対する可動体の支持剛性を確保する。

なお、このとき、形成された隙間の大きさ、ポケットに供給された流体圧、及び支持剛性の間には相関関係がある。このため、所望の支持剛性を確保するため、特に垂直（縦）案内面及び垂直（縦）スライド面における隙間と流体圧との関係を管理することが必要となる。これに対し、特許文献１－４では、一対の垂直（縦）スライド面に設けられた左右二箇所の各ポケットに、流体供給装置（オイルポンプ等）から所定の供給経路を介して所定の流体圧の流体が供給され、所望の支持剛性の確保を図っている。

特開２０１３－２２１５７２号公報実公昭５７－５７８８４号公報特開２０１４－１０８５０３号公報特開２００６－２３１４８３号公報

しかしながら、特許文献１の供給経路では、一方及び他方の各ポケットに何れも固定絞りを介して一定圧の流体が供給される。このため、所望の支持剛性を確保しようとすると、流体圧による調整はできないので、各隙間の大きさを厳密に管理して対応する必要がある。これにより、加工時において固定体の一対の各案内面間の寸法管理、及び可動体の一対の各スライド面間の寸法管理を高精度に行なう必要がある。また、可動体を固定体に組み付ける際にも精度のよい組み付けが必要となるため組み付け工数が増加する。これにより、コストが上昇する虞がある。

また、特許文献２の供給経路では、一方のポケットに固定絞りを介して一定圧の流体が供給され、他方のポケットにオイルポンプから一定圧（吐出圧）の流体が直接供給される。また、特許文献３の供給経路では、一方のポケットには、隙間の大きさに応じて流体圧が成行きで変動する可変絞りを介して流体が供給され、他方のポケットには、オイルポンプから一定圧（吐出圧）の流体が直接供給される。また、特許文献４の供給経路では、一方のポケットには、調整によって所望の調圧値が得られる調整式絞りを介して流体が供給され、他方のポケットにはオイルポンプから直接、一定圧の流体が供給される。

このように特許文献２～４においては、他方のポケットへは、オイルポンプから直接、一定圧の流体が供給される。このため、特許文献１のように、一対の各案内面間、及び各スライド面間の寸法を厳密に管理しなくとも、少なくとも、一方のポケット側の隙間に十分大きな流体圧を付与できる。これにより、少なくとも一方のポケット側では、相応の支持剛性を得ることが出来る。しかしながら、このとき、案内面とスライド面との間の隙間の管理は出来ておらず成行きである。このため、隙間と高い相関性を有する支持剛性を最適な値に管理することまではできない。従って、支持剛性を最適な値としたい場合には、特許文献１と同様、一対の各案内面間、及び各スライド面間の厳密な寸法管理が必要となる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、加工精度及び組付け精度を高精度なものとしなくとも固定体に対する可動体の支持剛性が容易に確保できる低コストな静圧スライド案内装置及び静圧スライド案内装置を備えた工作機械を提供することを目的とする。

（１．静圧スライド案内装置）
本発明に係る静圧スライド案内装置は、
基準面となる第一縦案内面及び前記第一縦案内面の法線方向とは反対方向の法線方向となる第二縦案内面を有する固定体と、
前記第一縦案内面に対向する第一縦スライド面及び前記第二縦案内面に対向する第二縦スライド面を有する可動体と、
流体供給装置と、
前記流体供給装置が供給する流体の流体圧を所望の所定流体圧に調圧可能なレギュレータである調圧装置と、
前記第一縦案内面又は前記第一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、前記第一縦案内面と前記第一縦スライド面との間の第一隙間の大きさに応じた流体圧が作用され、前記可動体に対して前記第一隙間の大きさに応じた支持剛性を発揮する静圧支持部と、
前記第二縦案内面又は前記第二縦スライド面に設けられ、前記調圧装置によって前記所定流体圧に調圧された流体が供給されることにより前記可動体を前記第一縦案内面の方向に付勢する付勢力発生部と、
前記流体供給装置から前記静圧支持部への供給経路に設けられ、前記静圧支持部に供給する前記流体の流体圧を前記第一隙間の大きさに応じて変動させる可変絞りと、
前記調圧装置における前記付勢力発生部側の圧力を計測する圧力計と、
を備え、
前記静圧支持部に作用する前記流体圧は、前記可動体の移動に伴い前記第一隙間が小さくなると、上昇する隙間－流体圧関係を有し、
前記可変絞りは、前記静圧支持部に作用する前記流体圧が上昇すると、前記静圧支持部に供給する前記流体の流量を増加するように作用し、
前記調圧装置は、前記圧力計により計測される圧力が前記所定流体圧の大きさに一致するように調圧可能に構成され、
前記調圧装置における前記所定流体圧の大きさは、前記隙間－流体圧関係から得られる静圧支持流体圧範囲であって前記第一隙間の大きさが隙間設定値となるような前記静圧支持部に作用する前記流体圧の範囲である前記静圧支持流体圧範囲と、前記静圧支持部における静圧ポケット面積と、前記付勢力発生部における荷重負荷ポケット面積とに基づいて決定される。

このような構成により、静圧支持部では、支持剛性を高くする第一隙間と流体圧との組み合わせ状態を容易に得ることができる。そこで、付勢力発生部に対し、静圧支持部において支持剛性を高くする前記流体圧と釣り合う所定流体圧を調整装置により調整して供給する。これにより、静圧支持部では、支持剛性を高くする第一隙間（設定値）が容易に得られ、静圧支持部が、可動体に対して所望の支持剛性を発揮する。この場合、第一隙間の大きさを厳密に管理するため、固定体、可動体の各案内面間及び各スライド面間の寸法精度を高精度とする必要がないので、加工工数は低減し低コストとなる。

（２．工作機械）
本発明に係る工作機械は、工作物を加工する工具を有した工作機械であって、前記工作機械には上記静圧スライド案内装置が適用される。前記工作物及び工具の一方が前記可動体に設けられ、前記工作物及び工具の他方が前記固定体に設けられる。これにより、上記と同様、固定体に対する可動体の支持剛性が容易に確保できる低コストな静圧スライド案内装置を備えた低コストな工作機械が得られる。

本発明の静圧スライド案内装置を備えた研削盤１の一実施の形態を説明する平面図である。図１のII－II断面図である。可変絞りの構造を説明する断面図である。可変絞りの流量と第一流体圧との関係を示すグラフである。供給経路に可変絞りを備えた場合における静圧スライド案内装置の第一隙間と第一流体圧との関係を示すグラフである。供給経路に可変絞りを備えた場合における静圧スライド案内装置の第一流体圧と支持剛性との関係を示すグラフである。供給経路に可変絞りを備えた場合における静圧スライド案内装置の第一隙間と支持剛性との関係を示すグラフである。変形例１を説明する図である。

（１．概要）
以下に本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図１には、本発明の静圧スライド案内装置４０（図２参照）を適用した研削盤１（工作機械に相当）の実施形態を示す。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断面図を示す。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いる。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。

（２．研削盤１の全体構成）
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及び心押装置１３とを備える。さらに、研削盤１は、ベッド１１上をＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能な砥石台１４と、砥石台１４に回転可能に支持される砥石車１５と、静圧スライド案内装置４０（図２参照）と、主軸台１２及び砥石車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。

研削盤１は、ワーク回転軸ＷＺ回りに回転しているワークＷを、砥石車１５によって研削する。砥石車１５は、略円板形状に形成される。砥石車１５は、砥石回転軸ＴＺ回りに回転し、ワークＷに対してＺ軸及びＸ軸方向に相対移動可能に構成されている。なお、ワーク回転軸ＷＺと砥石回転軸ＴＺは、どちらもＺ軸と平行である。

図１及び図２に示すように、主軸台１２は、ベース１２ａと、主軸ハウジング１２ｂと、主軸１２ｃとを備える。ベース１２ａは、ベッド１１上に載置される。主軸ハウジング１２ｂは、ベース１２ａに対してＺ軸方向に往復移動可能に構成される。主軸１２ｃは、主軸ハウジング１２ｂ内でワーク回転軸ＷＺ回りに回転可能に支持される。また、主軸１２ｃの一端にはセンタ部材１２ｄが設けられる。主軸１２ｃには図示しない駆動モータが設けられており、制御装置１８は、センタ部材１２ｄの先端をとおるワーク回転軸ＷＺ回りに主軸１２ｃを、任意の角速度で任意の角度まで回転させることができる。

心押装置１３は、ベース１３ａと、心押軸ハウジング１３ｂと、心押軸１３ｃと、センタ部材１３ｄとを備える。ベース１３ａは、ベッド１１上に載置される。心押軸ハウジング１３ｂは、ベース１３ａに対してＺ軸方向に移動可能に構成される。心押軸１３ｃは、心押軸ハウジング１３ｂ内でワーク回転軸ＷＺ回りに回転可能または回転不能に支持され、主軸１２ｃと同軸に設けられる。そして、ワークＷは、センタ部材１２ｄを備えた主軸台１２と、センタ部材１３ｄを備えた心押装置１３によって両端（または両端近傍）が支持される（センタ部材の代わりにチャックであってもよい）。

また、ベッド１１には、トラバースベース１９が載置される。トラバースベース１９は、Ｚ軸駆動モータ２１にて制御されるボールねじ２２の回転角度に応じ、Ｖ型ガイド２３に沿ってＺ軸方向の任意の位置に位置決め制御される。制御装置１８は、図略のエンコーダ等の位置検出手段からの信号を検出しながら、Ｚ軸駆動モータ２１に制御信号を出力して、トラバースベース１９のＺ軸方向の位置決めをする。

トラバースベース１９には、砥石車１５を進退させる砥石台１４が載置される。砥石台１４は、Ｘ軸駆動モータ２５にて制御されるボールねじ３０の回転角度に応じ、トラバースベース１９の上面に一体的に設けられたガイド１６、１７に沿ってＸ軸方向の任意の位置に位置決めされる。制御装置１８は、位置検出手段からの信号を検出しながらＸ軸駆動モータ２５に制御信号を出力して、砥石台１４のＸ軸方向の位置を位置決めする。

また、例えば、砥石回転軸ＴＺとワーク回転軸ＷＺは同一水平面上に位置しているとする。この状態で砥石車１５をワークＷに対して相対的に近づけていき、ワークＷと砥石車１５とが接触した位置における砥石車１５の側の点を加工点とする。このとき、研削盤１には、加工点の近傍にクーラントを供給するクーラントノズルが設けられているが、図示省略する。また、図１及び図２の例に示す研削盤１では、砥石車１５のドレッシングを行うドレッシング手段が、主軸ハウジング１２ｂに取り付けられているが、図示省略する。

図１、図２に示すように、砥石台１４は、スライドテーブル２６と、砥石車１５と、砥石軸受２７と、砥石駆動モータ２８（サーボモータ）と、Ｘ軸駆動モータ２５等によって構成される。砥石駆動モータ２８の回転駆動力が、駆動プーリ２９、ベルト３１、従動プーリ３２を介して砥石車１５に伝達される。なお、本実施形態では、砥石台１４をＸ軸駆動モータ２５とボールねじ３０とによって進退させる構造の例を示したが、例えばリニアモータを用いてもよい。砥石台１４を進退させる駆動装置は、特に限定されない。また、砥石車１５を、ベルト３１を介さずに直接、駆動モータで駆動する構成でも良い。

（２－１．静圧スライド案内装置４０の構成）
図２に示すように、静圧スライド案内装置４０は、トラバースベース１９（固定体に相当する）と、砥石台１４（可動体に相当する）と、油圧ポンプ３３（流体供給装置に相当する）と、調圧装置３８と、複数の可変絞り２４と、各可変絞り２４を介して油圧ポンプ３３と接続される静圧ポケット３４（静圧支持部に相当する）及び静圧ポケット３６と、調圧装置３８を介して油圧ポンプ３３と接続される荷重負荷ポケット３５（付勢力発生部に相当する）と、圧力計３９とを備える。なお、トラバースベース１９（固定体）、及び砥石台１４（可動体）は、研削盤１（工作機械に相当）と兼用である。そして、静圧ポケット３４，３６により流体軸受は構成され、可変絞り２４の可変する絞りの抵抗の特性により流体軸受の支持剛性が高いものとなっている。

油圧ポンプ３３は、例えば油等の流体をタンク３７から吸入し吐出口３３ａから供給圧力Ｐｓで吐出する。油圧ポンプ３３は、常に、一定の供給圧力Ｐｓで流体を吐出口３３ａから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、静圧スライド案内装置４０内を循環し、やがてタンク３７に回収されるよう図略の流体回収手段が設けられる。

図１，図２に示すように、トラバースベース１９（固定体）は、砥石台１４をＸ軸方向に移動させる一対のガイド１６，１７を上面に一体的に備えている。つまり、一対のガイド１６，１７は、トラバースベース１９（固定体）の一部である。一対のガイド１６，１７はＺ軸方向に平行に距離を隔てて設けられ、それぞれ同じ距離だけＸ軸方向に延在している。

図２に示すように、ガイド１６は、基準面となる第一縦案内面１６ａを有する。第一縦案内面１６ａは、Ｚ軸と直交する平面上に形成される。また、ガイド１７は、第一縦案内面１６ａと平行で、且つ法線方向が第一縦案内面１６ａの法線方向とは反対方向となる第二縦案内面１７ａを有する。つまり、本実施形態において、第一縦案内面１６ａ及び第二縦案内面１７ａは、対向して配置される。

ガイド１６の上面である、第一縦案内面１６ａの直交平面上には、第一水平案内面１６ｂが形成される。ガイド１７の上面である、第二縦案内面１７ａの直交平面上には、第二水平案内面１７ｂが形成される。第一水平案内面１６ｂ及び第二水平案内面１７ｂは、本発明の一対の水平案内面に相当する。本実施形態においては、一対の第一水平案内面１６ｂ及び第二水平案内面１７ｂは同一高さで形成される。しかし、これに限らず、第一水平案内面１６ｂ及び第二水平案内面１７ｂは異なる高さによって形成されていてもよい。

また、図２に示すように、第一水平案内面１６ｂ及び第二水平案内面１７ｂのそれぞれの位置は、第一縦案内面１６ａ及び第二縦案内面１７ａに対してそれぞれ外側にある。つまり、第一水平案内面１６ｂは、第二縦案内面１７ａから見て第一縦案内面１６ａよりもＺ軸方向において離間して配置される。また、第二水平案内面１７ｂは、第一縦案内面１６ａから見て第二縦案内面１７ａよりもＺ軸方向において離間して配置される。

砥石台１４（可動体）が備えるスライドテーブル２６の下面側には、一対の第一縦スライド面１４ａ１及び第二縦スライド面１４ａ２が設けられる。一対の第一縦スライド面１４ａ１，第二縦スライド面１４ａ２は、砥石台１４（可動体）が、トラバースベース１９（固定体）上に載置されたとき、トラバースベース１９が備える一対のガイド１６、１７の一対の第一縦案内面１６ａ及び第二縦案内面１７ａとそれぞれ対向する。このとき、第一縦案内面１６ａと第一縦スライド面１４ａ１との間で形成される隙間を、以降、第一隙間Ｌ１と称す。また、第二縦案内面１７ａと第二縦スライド面１４ａ２との間で形成される隙間を、以降、第二隙間Ｌ２と称す。

また、スライドテーブル２６の下面には、一対の第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２（水平スライド面に相当）が設けられる。一対の第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２は、上述したガイド１６，１７が備える一対の第一，第二水平案内面１６ｂ，１７ｂと対向して配置される。第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２には、それぞれ凹状に形成された各静圧ポケット３６が設けられる。

各静圧ポケット３６は、それぞれ可変絞り２４を介して油圧ポンプ３３と接続される。本実施形態において、各可変絞り２４は、図３に一例として示すダイヤフラム式の可変絞りである。なお、静圧ポケット３６と接続される可変絞りは、これに限らずスプール式のものでもよいし、その他の方式の可変絞りでもよい。また、可変絞りではなく、固定絞りでも良い。さらには、絞りを有さず、油圧ポンプ３３と直接接続してもよい。

図３に示すように、各可変絞り２４は、それぞれアッパハウジング４１、ロワハウジング４２及びダイヤフラム４３を備える。各可変絞り２４は、流入口２４ａから供給された供給圧力Ｐｓの流体を流路の絞りとなるロワハウジング４２とダイヤフラム４３との間の環状部のすきまＲ（ロワハウジング４２の流出口２４ｂの上部の環状となる部分）を経由させて流出口２４ｂから各静圧ポケット３６に向けて流出させる。流入口２４ａには、油圧ポンプ３３から直接流体が供給される。また、流入口２４ａは、ダイヤフラム４３の上方の空間とも連通される。そして、固定絞りとして機能する、流入口２４ａからダイヤフラム４３の下方の空間の入り口までの間の通路の断面積や距離（長さ）などを調整する（固定絞りの流量調整）。これにより、ダイヤフラム４３の上方と下方の圧力差が生じるようにする。

そして、油圧ポンプ３３から可変絞り２４を介して各静圧ポケット３６に流体が供給されると、静圧ポケット３６内の各流体圧Ｐ１は、各静圧ポケット３６、及び第一，第二水平案内面１６ｂ，１７ｂに作用する。これにより、各流体圧Ｐ１が、砥石台１４（可動体）の第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２を、第一，第二水平案内面１６ｂ，１７ｂから離間（浮上）させる。

このとき、離間（浮上）と同時に、流体は各静圧ポケット３６から第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２と、第一，第二水平案内面１６ｂ，１７ｂとの間に噴出し所定の厚さの流体の流出層（即ち、隙間）を形成する。これらにより、第一，第二水平案内面１６ｂ，１７ｂと第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２とは流体を介して上下方向（重力方向）で非接触状態となる。なお、可変絞り２４の詳細な作動特性等については後に詳述する。

（２－１－１．静圧ポケット３４について）
図２に示すように、静圧ポケット３４（静圧支持部）は、基準面となる第一縦案内面１６ａと対向する第一縦スライド面１４ａ１に設けられ、凹状に形成される。静圧ポケット３４は、上述した静圧ポケット３６と同様、可変絞り２４を介して油圧ポンプ３３（流体供給装置）と接続される。

説明の都合上、まず、前述した可変絞り２４について、詳細に説明する。本実施形態において、静圧ポケット３４と接続される可変絞り２４は、図３に示す静圧ポケット３６に接続される可変絞り２４と同様の可変絞り（ダイヤフラム式）である。なお、これに限らず可変絞りは、スプール式のものでもよいし、その他の方式の可変絞りでもよい。また、可変絞りではなく、固定絞りであっても良い。これによっても相応の効果は得られる。

可変絞り２４は、上述したように、流入口２４ａから供給された流体を、図３に示す流路の絞りとなるロワハウジング４２とダイヤフラム４３との間の環状部のすきまＲ（ロワハウジング４２の流出口２４ｂの上部の環状となる部分）を経由させて流出口２４ｂから静圧ポケット３４に向けて流出させる。このとき、第一縦案内面１６ａと第一縦スライド面１４ａ１との間の隙間である第一隙間Ｌ１（図２参照）が小さくなると、静圧ポケット３４内の流体は第一隙間Ｌ１から良好に流出することが出来ず、静圧ポケット３４内の圧力（第一流体圧Ｐ１）が上昇する。

このため、静圧ポケット３４内に連通している流出口２４ｂ及び流体充填室２４ｃに充填される流体の圧力も上昇する。上昇した流体の圧力がダイヤフラム４３を押し上げ、環状部のすきまＲを増加させ環状部のすきまＲを通過する流体の流量を増加させる（図４のグラフ参照）。ただし、図４のグラフに示すように、静圧ポケット３４内の流体の圧力が上昇しすぎると、ダイヤフラム４３の上方と下方の圧力差が小さくなり流量は急激に減少する。

また、例えば、砥石台１４（可動体）が、上記の状態からＺ軸方向において第二縦案内面１７ａの方向に移動すると、第一隙間Ｌ１は大きくなる。これにより、第一隙間Ｌ１から流出する流体の量が増え、静圧ポケット３４内の流体の圧力が減少する。

（２－１－２．第一隙間Ｌ１と第一流体圧Ｐ１との関係）
流体は、このような流量特性を有する可変絞り２４を介して油圧ポンプ３３から静圧ポケット３４に供給される。このとき、静圧ポケット３４内の第一流体圧Ｐ１は、流体軸受が支持する負荷により変動し、図５のグラフＧｒ１に示す第一隙間Ｌ１と第一流体圧Ｐ１との関係となり、この関係に基づき静圧ポケット３４内の圧力が調整される。なお、図５のグラフＧｒ１では、横軸が第一隙間Ｌ１（μｍ）であり、縦軸が第一流体圧Ｐ１（ＭＰａ）である。また、このときの流体軸受の流量は、図４に示す静圧ポケット３４内の第一流体圧Ｐ１と流体軸受の流量との関係になる。

（２－１－３．第一流体圧Ｐ１と支持剛性Ｇとの関係）
次に、第一流体圧Ｐ１と支持剛性Ｇとの関係について説明する（図６参照）。図６のグラフＧｒ２は、静圧ポケット３４への流体の供給経路に可変絞り２４を備えた場合における第一流体圧Ｐ１と支持剛性Ｇとの関係を示す。なお、図６には、参考として、可変絞り２４に替えて固定絞りを油圧ポンプ３３と静圧ポケット３４との間に配置した場合における特性（グラフＧｒ３）を記載してある。

図６をみてわかるように、グラフＧｒ３に対し、グラフＧｒ２のほうが、より大きな支持剛性Ｇが得られることがわかる。これにより、本実施形態では、可変絞り２４を採用した。また、図６を見ると、可変絞り２４では、第一流体圧Ｐ１が小さい領域Ｉ、及び第一流体圧Ｐ１が大きい領域IIIにおいて、大きな支持剛性Ｇが得られないことがわかる。そこで、本実施形態では、一例として第一流体圧Ｐ１の中間領域IIで得られる支持剛性Ｇ１～Ｇ２を所望の支持剛性Ｇとする。

つまり、図６に示すように、所望の支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）を得るため、静圧ポケット３４内の第一流体圧Ｐ１が、所望の支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）に対応する流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂとなるようにする。なお、第一流体圧Ｐ１の調圧範囲として設定する値は、本実施形態のように幅を有しておらずとも良く、例えば流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ内の所定の点（調圧点）のみであっても良い。そして、第一流体圧Ｐ１の流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ、又は調圧点を実現させるため、調圧装置３８の図略の調整部を操作する。なお、調圧装置３８については後に詳述する。

このとき、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ（第一流体圧Ｐ１）を図５のグラフＧｒ１にあてはめてみると、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂに対応する第一隙間Ｌ１の幅（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）は非常に小さいことがわかる。つまり、隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂを管理値として、砥石台１４（可動体）の位置を調整することは非常に困難であることがわかる。

また、参考として図７に可変絞り２４を使用した場合における第一隙間Ｌ１と支持剛性Ｇとの関係（グラフＧｒ４）も示しておく。グラフＧｒ４を見てもわかるように、可変絞り２４を使用することにより、大きな支持剛性は得られる。しかし、所望の支持剛性Ｇ１～Ｇ２に対応する第一隙間Ｌ１の範囲は非常に小さいことがわかる。

しかしながら、本実施形態では、上述したように第一流体圧Ｐ１が、比較的広い範囲の流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂとなるよう調整することにより、隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ（設定値に相当）を実現させるため容易である。前述したとおり流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂは、後に詳述する調整装置３８の調整部（図略）を操作し調整することにより得る。

また、静圧ポケット３４内の圧力とする第一流体圧Ｐ１をＰ１ａ～Ｐ１ｂなどとすることにより、砥石台１４（可動体）を第二縦案内面１７ａの方向に第一付勢力Ｆ１で付勢する（図２参照）。第一付勢力Ｆ１は、静圧ポケット３４内の「第一流体圧Ｐ１」が静圧ポケット３４及び静圧ポケット３４と対向する第一縦案内面１６ａに作用し生じる力である。第一付勢力Ｆ１は、第一流体圧Ｐ１を受圧する静圧ポケット３４の面積をＳ１（図略）とした場合に、Ｆ１＝Ｐ１×Ｓ１となる。

なお、上記においては、油圧ポンプ３３と静圧ポケット３４との間の供給経路には、可変絞り２４を配置するものとして説明した。しかし、この態様には限らない。上記でも述べたが、油圧ポンプ３３と静圧ポケット３４との間の供給経路には、可変絞り２４ではなく、固定絞りを採用してもよい。この場合、図６のグラフＧｒ３に示すように、支持剛性Ｇが最も高い点Ｇ３に対応する第一流体圧Ｐ１の流体圧Ｐ１ｃを中心として前後に所定の幅を持たせ、第一流体圧Ｐ１が、例えば、流体圧Ｐ１ｄ～Ｐ１ｅの範囲に入るよう調圧装置３８によって調整すればよい。これによっても本実施形態と同様、最も支持剛性Ｇの高い領域（支持剛性Ｇ３～Ｇ４）を幅広い第一流体圧Ｐ１の範囲である流体圧Ｐ１ｄ～Ｐ１ｅによって容易に実現できる。

（２－１－４．荷重負荷ポケット３５について）
次に、荷重負荷ポケット３５について説明する。図２に示すように、荷重負荷ポケット３５（付勢力発生部）は、第二縦案内面１７ａと対向する第二縦スライド面１４ａ２に設けられ、凹状に形成される。荷重負荷ポケット３５は、前述したように、調圧装置３８を介して油圧ポンプ３３と接続される。調圧装置３８は、荷重負荷ポケット３５に供給する流体圧（第二流体圧Ｐ２（図略））を所望の「所定流体圧Ｐ２ａ」（図略）に調圧可能な、所謂、レギュレータである。調圧の操作は、図２に示す圧力計３９の値を確認しながら行なえばよい。

このとき、本実施形態において、荷重負荷ポケット３５の「所定流体圧Ｐ２ａ」は、前述したように、静圧ポケット３４内の圧力である第一流体圧Ｐ１を流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂとする流体圧である。また、換言すると、「所定流体圧Ｐ２ａ」は、第一縦案内面１６ａと第一縦スライド面１４ａ１との間の第一隙間Ｌ１の大きさを設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）とする流体圧である。

なお、調圧装置３８はどのようなタイプの装置（レギュレータ）であってもよい。調圧装置３８は、レギュレータとして、油圧ポンプ３３から調圧装置３８の一次側（吸入側）に供給される供給圧力Ｐｓの流体を所望の「所定流体圧Ｐ２ａ」（図略）に調圧し、調圧した流体を二次側（荷重負荷ポケット３５側）に供給可能であればどのようなものでもよい。

また、「所定流体圧Ｐ２ａ」は、「予め設定した所定の流量」の流体を調圧装置３８の一次側から二次側に流したときに得られる二次側の流体圧とする。このとき、「予め設定した所定の流量」は、上述した基準面側の第一隙間Ｌ１が、予め設定した隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ（設定値）となるときの第二隙間Ｌ２に対応する流量である。

このとき、第二流体圧Ｐ２（所定流体圧Ｐ２ａ）は、荷重負荷ポケット３５に供給されることにより、砥石台１４（可動体）を第一縦案内面１６ａの方向に第二付勢力Ｆ２で付勢する。第二付勢力Ｆ２は、荷重負荷ポケット３５に供給された「第二流体圧Ｐ２（所定流体圧Ｐ２ａ）」が荷重負荷ポケット３５及び荷重負荷ポケット３５と対向する第二縦案内面１７ａに作用し生じる力である。

第二付勢力Ｆ２は、第二流体圧Ｐ２（Ｐ２ａ）とする荷重負荷ポケット３５の面積をＳ２（図略）とした場合に、Ｆ２＝Ｐ２（Ｐ２ａ）×Ｓ２となる。静圧ポケット３４の面積Ｓ１とＳ２とは、同じ面積（Ｓ１＝Ｓ２）であることが好ましいが、Ｆ１＝Ｆ２が実現できれば、Ｓ１＞Ｓ２でもよいし、Ｓ１＜Ｓ２でもよい。

このように、荷重負荷ポケット３５には、油圧ポンプ３３が吐出した供給圧力Ｐｓの流体が調圧装置３８によって所定流体圧Ｐ２ａ（第二流体圧Ｐ２）に調圧され供給される。つまり、調圧装置３８は、基準面側の第一隙間Ｌ１の大きさが、例えば、隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ（設定値）となり、第一付勢力Ｆ１と第二付勢力Ｆ２とが水平方向で、且つＺ軸方向において釣り合うよう、第二流体圧Ｐ２の大きさを「所定流体圧Ｐ２ａ」に調圧する。「所定流体圧Ｐ２ａ」は、第一隙間Ｌ１の大きさと第一隙間Ｌ１の大きさに応じた第一流体圧Ｐ１との関係（図５参照）に基づき設定される。

（３．作動）
次に、作動について説明する。説明においては、基準面側における第一隙間Ｌ１の設定値を例えば隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂとする。また、調圧装置３８は、基準面側の静圧ポケット３４内の第一流体圧Ｐ１が流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂとなり、且つ第一隙間Ｌ１が設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）となった状態において、第一付勢力Ｆ１と第二付勢力Ｆ２とが水平方向で釣り合うよう図略の調整部が予め操作され、ある程度調整されているものとする。

また、研削盤１の組み付け時の前提として、トラバースベース１９（固定体）の上に、砥石台１４（可動体）を載置したとき、基準面側の第一隙間Ｌ１が、設定値である隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂより大きな隙間Ｌ１ｃとなるものとする（図５グラフ中、点Ｐ参照）。また、このとき、第二隙間Ｌ２は、隙間Ｌ２ｃ（図略）とする。なお、「第一隙間Ｌ１」＋「第二隙間Ｌ２」は、常に一定の値となる。よって、隙間Ｌ２ｃは、隙間Ｌ１ｃの大きさに基づき常に決まる。このため、隙間Ｌ２ｃは、第一隙間Ｌ１が隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ（設定値）とされたときにおける第二隙間Ｌ２の隙間Ｌ２ａ～Ｌ２ｂよりも小さい。

このような状態で、研削盤１を起動させ、油圧ポンプ３３を起動させると流体が供給圧力Ｐｓで吐出される。吐出された流体は、静圧ポケット３４及び荷重負荷ポケット３５に供給される。基準面側の静圧ポケット３４には、可変絞り２４を介して流体が供給される。そして、可変絞り２４の作用によって、静圧ポケット３４内の圧力（第一流体圧Ｐ１）が、隙間Ｌ１ｃ（＞隙間（Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ））の大きさに応じた流体圧Ｐ１ｃとなる（図５、点Ｐ参照）。これにより、流体圧Ｐ１ｃが、砥石台１４（可動体）を、第二縦案内面１７ａの方向に第一付勢力Ｆ１ｃ（＝Ｐ１ｃ×Ｓ１）で付勢する（図２参照）。このとき、Ｓ１は、静圧ポケット３４の面積である。第一付勢力Ｆ１ｃは、第一隙間Ｌ１が設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）である場合の付勢力である第一付勢力Ｆ１よりも小さい。

また、このとき、隙間Ｌ２ｃは、第一隙間Ｌ１が設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）となったときにおける、第二隙間Ｌ２の隙間Ｌ２ａ～Ｌ２ｂよりも小さい（Ｌ２ｃ＜（Ｌ２ａ～Ｌ２ｂ））。これにより、このとき、調圧装置３８に調圧され、荷重負荷ポケット３５に供給される流体の流量は「予め設定した所定の流量」よりも小さい。

このため、調圧装置３８によって調圧された流体圧Ｐ２ｃは、「所定流体圧Ｐ２ａ」より大きくなる（Ｐ２ｃ＞Ｐ２ａ）。従って、第二付勢力Ｆ２ｃ（＝Ｐ２ｃ×Ｓ２）は、第一付勢力Ｆ１ａよりも大きな値となり、砥石台１４（可動体）を、第一縦案内面１６ａ（基準面）の方向に付勢力（Ｆ２ｃ－Ｆ１ｃ）の大きさで付勢し移動させる。

これにより、第一隙間Ｌ１の隙間Ｌ１ｃ（点Ｐ）が、図５の矢印Ａｒ１に示すように、徐々に小さくなる。また、これに伴い可変絞り２４と接続される静圧ポケット３４内の流体圧Ｐ１ｃは、徐々に上昇し、やがて流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂの範囲に入るとともに、第一隙間Ｌ１が、設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）となる。

このとき、第二隙間Ｌ２では、隙間Ｌ２ｃが、第一隙間Ｌ１の隙間Ｌ１ｃの縮小に伴って拡大していく。これに伴い、第二流体圧Ｐ２は、徐々に減少し、基準面側の静圧ポケット３４内の圧力が、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ（設定値）となったときに、「所定流体圧Ｐ２ａ」となる。しかし、このとき、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ（設定値）と、「所定流体圧Ｐ２ａ」とが対応していない場合が考えられる。このときには、調圧装置３８の図略の調圧部を操作し、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ（設定値）と、「所定流体圧Ｐ２ａ」とが対応するようにする。

これによって、上述したように、流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ（設定値）により付勢される第一付勢力Ｆ１と、所定流体圧Ｐ２ａにより付勢される第二付勢力Ｆ２（＝Ｐ２ｃ×Ｓ２）とが、水平方向（Ｚ軸方向）で釣り合い、特に基準面側において高い支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）が得られる。

このようにして、研削盤１を起動させることによって、ラフに組み付けつけたトラバースベース１９及び砥石台１４が、所望の組み付け状態に調整され、基準面側の案内の支持剛性Ｇを、事前に設定した大きさとすることができる。

（４．その他）
なお、上記実施形態では、研削盤１を起動させるときには、調圧装置３８の調圧値が予めある程度設定された状態であるものとして説明した。しかし、この態様には限らない。研削盤１を起動させるときには、調圧装置３８の調圧値は一切調圧されていなくても良い。この場合、静圧スライド案内装置４０を起動し静圧ポケット３４及び荷重負荷ポケット３５に流体が供給された後に、調圧装置３８の調圧を開始すれば良い。調圧に対する時間は多少かかるが、加工精度及び組み付け工数の低減等、上記実施形態と同様の効果が期待出来る。

また、上記実施形態においては、砥石台１４が有する一対の第一，第二水平スライド面１４ｂ１，１４ｂ２（水平スライド面）に各静圧ポケット３６を備えた。しかし、各静圧ポケット３６を廃止し、第一，第二水平スライド面１４ｂ１、１４ｂ２と、第一，第二水平案内面１６ｂ、１７ｂ（水平案内面）とを当接させて摺動させる摺動タイプの案内としてもよい。これによっても、上記実施形態における効果と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態においては、静圧ポケット３４を第一縦スライド面１４ａ１に設け、荷重負荷ポケット３５を第二縦スライド面１４ａ２に設けた。しかし、この態様には限らない。静圧ポケット３４は第一縦スライド面１４ａ１と対向する第一縦案内面１６ａに設け、荷重負荷ポケット３５は、第二縦スライド面１４ａ２と対向する第二縦案内面１７ａに設けてもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態に対する変形例１として、図８に示すように、ガイド１６、１７を、静圧ポケット４６、４７を介して下方からも支持する構成としてもよい。これによっても、上記実施形態における効果と同様の効果が得られる。

（５.実施形態による効果）
上記実施形態によれば、静圧ポケット３４（静圧支持部）では、支持剛性Ｇを高くする第一隙間Ｌ１と静圧ポケット３４に供給された流体の流体圧（第一流体圧Ｐ１）との組み合わせ状態を容易に得ることができる。そこで、荷重負荷ポケット３５（付勢力発生部）に対し、静圧ポケット３４において支持剛性Ｇを高くする流体圧（第一流体圧Ｐ１ａ～Ｐ１ｂ）と釣り合う所定流体圧Ｐ２ａを調整装置３８により調整して供給する。これにより、静圧ポケット３４（静圧支持部）では、支持剛性Ｇを高くする第一隙間Ｌ１（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）（設定値）が容易に得られ、静圧ポケット３４が、砥石台１４（可動体）に対して所望の支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）を発揮する。この場合、第一隙間Ｌ１（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）の大きさを厳密に管理するため、トラバースベース１９（固定体）、及び砥石台１４（可動体）の各案内面１６ａ，１７ａ間及び各スライド面１４ａ１，１４ａ２間の寸法精度を高精度とする必要がないので、加工工数は低減し低コストとなる。また、上下方向（Ｙ軸方向）の隙間は、重力（負荷）とのバランスによって調整される。しかし、左右方向（Ｚ軸方向）においては、重力とのバランスによることなく静圧ポケット３４と荷重負荷ポケット３５との隙間を適切に調整でき支持剛性を高く保つことが可能となる。

また、上記実施形態によれば、静圧ポケット３４（静圧支持部）に供給される流体は、油圧ポンプ３３（流体供給装置）から静圧ポケット３４への供給経路に設けられ、第一隙間Ｌ１の大きさに応じて流体圧を変動させる可変絞り２４を介して供給される。通常、可変絞り２４は、固定絞りに対し、高い支持剛性を得ることが出来る特性を有する。このため、トラバースベース１９（固定体）に対する砥石台１４（可動体）の高い支持剛性が得られる。

また、上記実施形態によれば、第一隙間Ｌ１の設定値（隙間Ｌ１ａ～Ｌ１ｂ）は、第一隙間Ｌ１の大きさと第一隙間Ｌ１の大きさに応じた流体圧Ｐ１との関係（図５参照）に基づいて、所望の支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）が得られるよう設定される。これにより、確実に所望の支持剛性Ｇ（Ｇ１～Ｇ２）が得られる。

また、上記実施形態によれば、トラバースベース１９（固定体）は、第一縦案内面１６ａ及び第二縦案内面１７ａの各直交平面上に一対の水平案内面１６ｂ、１７ｂを有する。また、砥石台１４（可動体）は、一対の水平案内面１６ｂ、１７ｂにそれぞれ対向する一対の水平スライド面１４ｂ１、１４ｂ２を有する。これにより、トラバースベース１９（固定体）に対する砥石台１４（可動体）の支持剛性が高く、且つＸ軸方向への移動がスムーズな静圧スライド案内装置４０が得られる。

また、上記実施形態においては、静圧スライド案内装置４０を研削盤に適用した。しかし、これに限らず、静圧スライド案内装置４０を、研削盤以外の工作機械に適用してもよい。例えば、旋盤、フライス盤、ボール盤、及びマシニングセンタ等に適用し、それらの工作機械の工具または工作物（一方）を支持する各可動体を、静圧スライド案内装置４０を介して工具または工作物（他方）を支持する固定体上に支持してもよい。

１；研削盤、１４；砥石台（可動体）、１４ａ１；第一縦スライド面、１４ｂ１；水平スライド面、１５；砥石車、１６，１７；ガイド、１６ａ；第一縦案内面、１７ａ；第二縦案内面、１９；トラバースベース(固定体)、３３；油圧ポンプ（流体供給装置）、３４；静圧ポケット（静圧支持部）、３５；荷重負荷ポケット（付勢力発生部）、３８；調圧装置、４０；静圧スライド案内装置、Ｆ１；第一付勢力、Ｆ２；第二付勢力、Ｇ；支持剛性、Ｌ１；第一隙間、Ｌ２；第二隙間、Ｐ１；第一流体圧（流体圧）、Ｐ２；第二流体圧（流体圧）、Ｐ２ａ；所定流体圧。

Claims

基準面となる第一縦案内面及び前記第一縦案内面の法線方向とは反対方向の法線方向となる第二縦案内面を有する固定体と、
前記第一縦案内面に対向する第一縦スライド面及び前記第二縦案内面に対向する第二縦スライド面を有する可動体と、
流体供給装置と、
前記流体供給装置が供給する流体の流体圧を所望の所定流体圧に調圧可能なレギュレータである調圧装置と、
前記第一縦案内面又は前記第一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、前記第一縦案内面と前記第一縦スライド面との間の第一隙間の大きさに応じた流体圧が作用され、前記可動体に対して前記第一隙間の大きさに応じた支持剛性を発揮する静圧支持部と、
前記第二縦案内面又は前記第二縦スライド面に設けられ、前記調圧装置によって前記所定流体圧に調圧された流体が供給されることにより前記可動体を前記第一縦案内面の方向に付勢する付勢力発生部と、
前記流体供給装置から前記静圧支持部への供給経路に設けられ、前記静圧支持部に供給する前記流体の流体圧を前記第一隙間の大きさに応じて変動させる可変絞りと、
前記調圧装置における前記付勢力発生部側の圧力を計測する圧力計と、
を備え、
前記静圧支持部に作用する前記流体圧は、前記可動体の移動に伴い前記第一隙間が小さくなると、上昇する隙間－流体圧関係を有し、
前記可変絞りは、前記静圧支持部に作用する前記流体圧が上昇すると、前記静圧支持部に供給する前記流体の流量を増加するように作用し、
前記調圧装置は、前記圧力計により計測される圧力が前記所定流体圧の大きさに一致するように調圧可能に構成され、
前記調圧装置における前記所定流体圧の大きさは、前記隙間－流体圧関係から得られる静圧支持流体圧範囲であって前記第一隙間の大きさが隙間設定値となるような前記静圧支持部に作用する前記流体圧の範囲である前記静圧支持流体圧範囲と、前記静圧支持部における静圧ポケット面積と、前記付勢力発生部における荷重負荷ポケット面積とに基づいて決定される、静圧スライド案内装置。
前記第一隙間の前記隙間設定値は、前記第一隙間の大きさと前記第一隙間の大きさに応じた前記流体圧との関係に基づいて、所望の前記支持剛性が得られるよう設定される、請求項１に記載の静圧スライド案内装置。
前記固定体は、前記第一縦案内面及び前記第二縦案内面の各直交平面上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、請求項１又は２に記載の静圧スライド案内装置。
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１－３の何れか一項に係る静圧スライド案内装置が適用され、
前記工作物及び工具の一方が前記可動体に設けられ、
前記工作物及び工具の他方が前記固定体に設けられる、静圧スライド案内装置を備えた工作機械。