WO2021256357A1 - 流体バランサおよび工作機械 - Google Patents

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WO2021256357A1
WO2021256357A1 PCT/JP2021/022029 JP2021022029W WO2021256357A1 WO 2021256357 A1 WO2021256357 A1 WO 2021256357A1 JP 2021022029 W JP2021022029 W JP 2021022029W WO 2021256357 A1 WO2021256357 A1 WO 2021256357A1
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WO
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shaft
spacer
slider
cylinder
fluid
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PCT/JP2021/022029
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English (en)
French (fr)
Inventor
川瀬裕也
見波弘志
Original Assignee
ファナック株式会社
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
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    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D31/00—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution
    • F16D31/02—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution using pumps with pistons or plungers working in cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a fluid balancer and a machine tool that reduce the weight of a slider provided so as to be movable along a guide axis by a compressed fluid.
  • the slider of the machine tool is equipped with a spindle head that supports the spindle to which the tool can be attached and detached, or a table for mounting the object to be machined. Therefore, the weight of the slider tends to be large. For this reason, the machine tool may be provided with a fluid balancer that reduces the weight of the slider.
  • the machine tool of JP-A-2018-062037 includes a fluid balancer (air balance mechanism) having a fixed shaft and a movable cylinder.
  • the fixed shaft stands upright along the vertical axis.
  • the movable cylinder moves relative to the fixed shaft.
  • the movable cylinder is connected to the spindle mechanism via a cross-linking frame, and moves up and down in conjunction with the spindle mechanism.
  • the fixed shaft of JP-A-2018-062037 may be fixed in a state of being tilted with respect to the vertical axis. If the fixed shaft is tilted even slightly with respect to the vertical axis, the clearance in the circumferential direction of the shaft between the outer peripheral surface of the fixed shaft and the inner peripheral surface of the movable cylinder becomes non-uniform. As a result, there is a concern that the slider will not move smoothly. In particular, in a precision machine tool that processes an object to be machined with relatively high machining accuracy, it is important to move the slider smoothly.
  • an object of the present invention is to provide a fluid balancer and a machine tool capable of smoothly moving a slider.
  • the first aspect of the present invention is A fluid balancer that reduces the weight of a slider that is movable along a guide axis extending in the direction of gravity and in the direction opposite to the direction of gravity by a compressed fluid.
  • a shaft provided along the guide shaft and The cylinder into which the shaft is inserted and A base member having a through hole through which the shaft is inserted and to which the cylinder is fixed,
  • a spacer provided between the shaft and the base member, and a plurality of grooves extending along the axial direction of the shaft are formed on the surface facing the shaft at intervals in the circumferential direction of the shaft. It is provided with an elastic support portion that has elasticity and supports the spacer with respect to the base member.
  • the shaft or cylinder is connected to the slider.
  • the second aspect of the present invention is It ’s a machine tool, With the above fluid balancer, With the guide shaft With the slider A motor for moving the slider along the guide axis, and To prepare for.
  • the degree of non-uniformity of the gap between the spacer and the shaft can be reduced. That is, even if the shaft core is tilted from a predetermined position, the elastic support portion that supports the spacer is deformed by the compressive fluid flowing through the plurality of grooves formed in the spacer, so that the shaft core is along the shaft core.
  • the spacer can be moved as such. Therefore, the degree of non-uniformity of the gap between the spacer and the shaft can be reduced, and as a result, the slider can be smoothly moved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. It is a figure which shows the periphery including the spacer and the elastic support part of FIG. It is sectional drawing which shows the cross section of the spacer along the axial direction of a shaft. It is sectional drawing which shows the cross section of the spacer along the radial direction of a shaft. It is a figure which shows the fluid balancer of the modification 1 from the same viewpoint as FIG. It is a figure which shows the fluid balancer of the modification 2 from the same viewpoint as FIG. It is a figure which shows the fluid balancer of the modification 3 from the same viewpoint as FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a machine tool 10.
  • the vertical direction is shown.
  • the downward direction is the direction in which gravity acts, and the upward direction is the direction opposite to the direction in which gravity acts.
  • the machine tool 10 has a base 12, a guide shaft 14, a slider 16, and a fluid balancer 18.
  • the base 12 is a base for installing the guide shaft 14 and the fluid balancer 18.
  • the base 12 has an installation surface 12F.
  • the installation surface 12F on which the guide shaft 14 is installed and the installation surface 12F on which the fluid balancer 18 is installed may be on the same surface or may be displaced in the vertical direction.
  • the base 12 may include a first base and a second base. In this case, the first base and the second base are connected. The first base and the second base are separable.
  • a guide shaft 14 is installed on the first base.
  • a fluid balancer 18 is installed on the second base.
  • the guide shaft 14 is a shaft that guides the slider 16.
  • the guide shaft 14 is installed on the installation surface 12F of the base 12.
  • the guide shaft 14 is fixed to the base 12 and extends in the vertical direction.
  • the guide shaft 14 may be parallel to the vertical line or may be inclined with respect to the vertical line.
  • the number of guide shafts 14 may be one or a plurality. When there are a plurality of guide shafts 14, the plurality of guide shafts 14 are provided in parallel. In this embodiment, the number of guide shafts 14 is two.
  • the slider 16 can move along the guide shaft 14.
  • the slider 16 moves upward or downward based on the power supplied from the motor 20.
  • the motor 20 is not particularly limited as long as it gives power to the slider 16.
  • the motor 20 may be a linear motor or a servo motor.
  • the motor 20 is a linear motor.
  • One magnet 20A of the motor 20 is provided for each of the two guide shafts 14.
  • the magnets 52A provided on each of the two guide shafts 14 face each other.
  • Each magnet 52A is arranged along the guide shaft 14.
  • the coils of the motor 20 (not shown) are arranged between the magnets 20A facing each other.
  • the coil of the motor 20 is fixed to the slider 16.
  • the slider 16 moves upward or downward due to the magnetic field generated according to the drive current output to the coil of the motor 20.
  • the slider 16 may be attached with a spindle head that rotatably supports a spindle to which a tool can be attached and detached, or a mechanical part such as a table on which an object to be machined is fixed.
  • the fluid balancer 18 reduces the weight of the slider 16. If no mechanical parts are attached to the slider 16, the weight of the slider 16 is the weight of the slider 16. When the mechanical parts are attached to the slider 16, the weight of the slider 16 is the total value of the weight of the slider 16 and the weight of the machine parts.
  • the fluid balancer 18 may be one or a plurality. In this embodiment, the number of fluid balancers 18 is two. Two guide shafts 14 are arranged between the two fluid balancers 18. Since the structures of the two fluid balancers 18 are the same as each other, the structure of one fluid balancer 18 will be described below.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • the fluid balancer 18 includes a shaft 30, a base member 32, a cylinder 34 and a regulator 36.
  • the shaft 30 is installed on the installation surface 12F of the base 12.
  • the shaft 30 is fixed to the base 12.
  • the shaft 30 is arranged apart from the guide shaft 14 (see FIG. 1).
  • the base member 32 is fixed to the slider 16 in this embodiment.
  • the base member 32 is fixed to the lower end of the slider 16.
  • the base member 32 is formed in a plate shape extending substantially horizontally toward the shaft 30.
  • the base member 32 moves together with the slider 16.
  • a through hole 32O is formed in the base member 32.
  • the shaft 30 is inserted through the through hole 32O.
  • the cylinder 34 is fixed to the base member 32.
  • the cylinder 34 is arranged on one opening side of the through hole 32O formed in the base member 32. Since the base member 32 moves together with the slider 16, the cylinder 34 fixed to the base member 32 also moves together with the slider 16.
  • a shaft 30 protruding from one opening side of the through hole 32O is inserted inside the cylinder 34.
  • the cylinder 34 moves relative to the shaft 30 as the slider 16 rises.
  • the cylinder 34 moves relative to the shaft 30 as the slider 16 descends.
  • the regulator 36 adjusts the pressure in the fluid chamber 38.
  • the fluid chamber 38 is formed between the shaft 30 and the cylinder 34.
  • the regulator 36 may collectively adjust the pressure in each fluid chamber 38 of the two fluid balancers 18. Further, one regulator 36 may be provided for each of the two fluid balancers 18.
  • a regulator 36 provided in each of the two fluid balancers 18 individually regulates the pressure in the fluid chamber 38 of the corresponding fluid balancer 18.
  • the regulator 36 adjusts the pressure of the fluid chamber 38 by changing the flow rate or the flow velocity of the compressed fluid flowing through the flow path 40 communicating the fluid chamber 38 and the fluid supply source.
  • the regulator 36 may change the flow rate or the flow rate of the compressed fluid flowing through the flow path 40 according to the weight of the slider 16.
  • the regulator 36 may change the flow rate or the flow velocity of the compressed fluid flowing through the flow path 40 so that the drive current output to the motor 20 becomes a target value.
  • a part of the flow path 40 is formed on the shaft 30 and the base 12.
  • the compressed fluid supplied from the fluid supply source to the fluid chamber 38 supports the slider 16 connected to the cylinder 34 via the base member 32. As a result, the weight of the slider 16 is reduced. A part of the compressed fluid supplied to the fluid chamber 38 is discharged from the through hole 32O of the base member 32 through the gap between the shaft 30 and the cylinder 34.
  • the compressed fluid is a compressed fluid. Examples of the fluid include air, a gas such as nitrogen, and a liquid such as oil.
  • the fluid balancer 18 further includes a spacer 50 and an elastic support 60 in addition to the shaft 30, base member 32, cylinder 34 and regulator 36.
  • FIG. 3 is a diagram showing the periphery including the spacer 50 and the elastic support portion 60 of FIG.
  • the spacer 50 is provided between the shaft 30 and the base member 32.
  • the spacer 50 is supported by the base member 32 by the elastic support portion 60.
  • the spacer 50 may be formed in an annular shape. Note that FIGS. 2 and 3 show a case where the spacer 50 is formed in an annular shape.
  • the gap GP1 between the spacer 50 and the shaft 30 along the direction intersecting the axial direction of the shaft 30 is narrower than the gap GP2 between the shaft 30 and the cylinder 34 along the direction intersecting the axial direction of the shaft 30. That is, by providing the spacer 50, the space between the spacer 50 and the shaft 30 is narrowed on the side where the compressed fluid is discharged.
  • the gap GP1 is preferably in the range of 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the elastic support portion 60 has elasticity and supports the spacer 50 with respect to the base member 32.
  • the elastic support portion 60 includes a first seal member 62, a second seal member 64, and an elastic member 66.
  • Specific examples of the first seal member 62 and the second seal member 64 include an O-ring.
  • Specific examples of the elastic member 66 include an O-ring, a spring, and the like.
  • the shape and material of the first seal member 62 and the second seal member 64 may be the same. Alternatively, at least one of the shape and the material of the first seal member 62 and the second seal member 64 may be different.
  • the first seal member 62 is provided in the gap between the spacer 50 and the cylinder 34 on one end side (upper side) of the shaft 30. A part of the first seal member 62 may be accommodated in the accommodating groove 62G.
  • the accommodating groove 62G is formed on at least one of the surface of the spacer 50 and the surface of the cylinder 34. When the accommodating groove 62G is formed on the surface of the spacer 50, the accommodating groove 62G is formed on the surface of the spacer 50 facing the cylinder 34 (the surface of the spacer 50 on one end side (upper side) of the shaft 30).
  • the accommodating groove 62G is formed on the surface of the cylinder 34, it is formed on the surface of the cylinder 34 facing the spacer 50 (the surface of the cylinder 34 on one end side (upper side) of the shaft 30). Note that FIG. 3 shows a case where the accommodating groove 62G is formed on the surface of the spacer 50 on the one end side (upper side) of the shaft 30.
  • the second seal member 64 is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32 on the other end side (lower side) of the shaft 30. A part of the second seal member 64 may be accommodated in the accommodating groove 64G.
  • the accommodating groove 64G is formed on at least one of the surface of the spacer 50 and the surface of the base member 32. When the accommodating groove 64G is formed on the surface of the spacer 50, the accommodating groove 64G is formed on the surface of the spacer 50 facing the base member 32 (the surface of the spacer 50 on the other end side (lower side) of the shaft 30).
  • the accommodating groove 64G is formed on the surface of the base member 32
  • the accommodating groove 64G is formed on the surface of the base member 32 facing the spacer 50 (the surface of the base member 32 on the other end side (lower side) of the shaft 30).
  • FIG. 3 shows a case where the accommodating groove 64G is formed on the surface of the spacer 50 on the other end side (lower side) of the shaft 30.
  • the elastic member 66 is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32. This gap is along the direction intersecting the shaft 30. A part of the elastic member 66 may be accommodated in the accommodating groove 66G.
  • the accommodating groove 66G is formed on at least one of the surface of the spacer 50 facing the base member 32 and the surface of the base member 32 facing the spacer 50. Note that FIG. 3 shows a case where the accommodating groove 66G is formed on the surfaces of both the spacer 50 and the base member 32.
  • the number of each of the first seal member 62, the second seal member 64, and the elastic member 66 may be one or a plurality. Note that FIGS. 2 and 3 show a case where the number of each of the first seal member 62, the second seal member 64, and the elastic member 66 is one.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the spacer 50 along the axial direction of the shaft 30.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of the spacer 50 along the radial direction of the shaft 30.
  • a plurality of grooves 52 are formed on the surface of the spacer 50 facing the shaft 30. The plurality of grooves 52 are arranged at intervals in the circumferential direction of the shaft 30. Each of the plurality of grooves 52 extends along the axial direction of the shaft 30.
  • the number of grooves 52 is preferably in the range of 10 to 20.
  • the depth of the groove 52 is preferably in the range of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the width of the groove 52 is preferably in the range of 50 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • a part of the compressed fluid supplied to the fluid chamber 38 flows from the upper side to the lower side in each of the plurality of grooves 52.
  • pressure is applied to the spacer 50.
  • the elastic support portion 60 that supports the spacer 50 is deformed. Therefore, when the shaft core of the shaft 30 is tilted with respect to the guide shaft 14, the elastic support portion 60 can move the spacer 50 along the shaft core. That is, the elastic support portion 60 deforms according to the compressive fluid to move the spacer 50 in the direction intersecting the axial direction of the shaft 30. As a result, the spacer 50 can move according to the orientation of the shaft 30.
  • FIG. 6 is a diagram showing the fluid balancer 18 of the modified example 1 from the same viewpoint as that of FIG.
  • the same reference numerals are given to the configurations equivalent to the configurations described in the embodiments.
  • the description overlapping with the embodiment will be omitted as appropriate.
  • the spacer 50 is arranged between the base member 32 and the cylinder 34.
  • the spacer 50 is arranged between the base member 32 on the upper side of the recess 32R and the base member 32 on the lower side of the recess 32R.
  • the recess 32R is provided on the surface of the base member 32 facing the shaft 30.
  • the recess 32R is recessed in a direction intersecting the axial direction of the shaft 30.
  • the first seal member 62 is provided in the gap between the spacer 50 and the cylinder 34.
  • the first seal member 62 is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32.
  • the elastic support portion 60 moves the spacer 50 along the axis of the shaft 30 according to the compressive fluid, as in the embodiment. Can be made to.
  • FIG. 7 is a diagram showing the fluid balancer 18 of the modification 2 from the same viewpoint as that of FIG. 7 the same reference numerals are given to the configurations equivalent to the configurations described in the embodiments. In this modification, the description overlapping with the embodiment will be omitted as appropriate.
  • the shaft 30 is fixed to the base 12.
  • the cylinder 34 is fixed to the base 12.
  • the flow path 40 is not formed on the shaft 30 of this modification.
  • the flow path 40 formed in the base 12 and the fluid chamber 38 in the cylinder 34 fixed to the base 12 are communicated with each other.
  • the cylinder 34 is connected to the slider 16 via the base member 32.
  • the shaft 30 is connected to the slider 16 via the connecting member 70.
  • the base member 32 is not in contact with the slider 16.
  • the base member 32 may be formed in an annular shape. Note that FIG. 7 shows a case where the base member 32 is formed in an annular shape.
  • the cylinder 34 is arranged in the upward direction of the spacer 50, and the first seal member 62 is provided between the spacer 50 and the cylinder 34.
  • the base member 32 is arranged in the upward direction of the spacer 50, and the first seal member 62 is provided between the spacer 50 and the base member 32.
  • the first seal member 62 of this modification is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32 on the upper end side of the shaft 30.
  • the base member 32 is arranged in the downward direction of the spacer 50, and the second seal member 64 is provided between the spacer 50 and the base member 32.
  • the cylinder 34 is arranged in the downward direction of the spacer 50, and the second seal member 64 is provided between the spacer 50 and the cylinder 34.
  • the second seal member 64 of this modification is provided in the gap between the spacer 50 and the cylinder 34 on the lower end side of the shaft 30.
  • the fluid balancer 18 is upside down in the embodiment.
  • the shaft 30 is connected to the slider 16, and the shaft 30 moves relative to each other according to the movement of the slider 16.
  • the elastic support portion 60 can move the spacer 50 along the axis of the shaft 30 according to the compressed fluid, as in the embodiment.
  • the base member 32 of the modified example may be provided with the recess 32R of the modified example 1.
  • the first seal member 62 is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32 on the upper side of the recess 32R.
  • the second seal member 64 is provided in the gap between the spacer 50 and the base member 32 on the lower side of the recess 32R.
  • FIG. 8 is a diagram showing the fluid balancer 18 of the modified example 3 from the same viewpoint as in FIG. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the configurations equivalent to the configurations described in the embodiments. In this modification, the description overlapping with the embodiment will be omitted as appropriate.
  • the fluid supply source and the fluid chamber 38 are communicated with each other by the flow path 40 via the base 12 and the shaft 30.
  • the fluid supply source and the fluid chamber 38 are communicated with each other by the flow path 40 that does not pass through the base 12 and the shaft 30.
  • the regulator 36 changes the flow rate or the flow rate of the compressed fluid flowing through the flow path 40 to change the flow rate or the flow rate of the compressed fluid flowing through the flow path 40, as in the embodiment.
  • the pressure can be adjusted.
  • the flow path 40 of the modified example 2 may not pass through the base 12 as in the present modified example.
  • the base member 32 of the embodiment may be non-contact with the slider 16 as in the base member 32 (FIG. 7) of the second modification.
  • a connecting member for connecting the slider 16 and the cylinder 34 is provided. Even in this way, the spacer 50 can be moved along the axis of the shaft 30 according to the compressed fluid, as in the embodiment.
  • the elastic member 66 of the embodiment or the second modification may be omitted. Even if the elastic member 66 is omitted, the first seal member 62 and the second seal member 64 can move the spacer 50 along the axis of the shaft 30 according to the compressive fluid, as in the embodiment. .. However, when the elastic member 66 is provided, the spacer 50 can be flexibly moved according to the compressible fluid.
  • the first seal member 62 and the second seal member 64 of the embodiment or the second modification may be omitted.
  • the elastic member 66 has a sealing property such as an O-ring. By doing so, the elastic member 66 can move the spacer 50 along the axis of the shaft 30 according to the compressive fluid while maintaining the sealing property of the gap between the spacer 50 and the base member 32. can.
  • the first seal member 62 and the second seal member 64 are provided, turbulence of the compressed fluid can be suppressed.
  • the first invention is a fluid balancer (18) that reduces the weight of a slider (16) movably provided along a guide axis (14) extending in the direction of gravity and in the direction opposite to the direction of gravity by a compressed fluid.
  • the fluid balancer (18) has a shaft (30) provided along the guide shaft (14), a cylinder (34) into which the shaft (30) is inserted, and a through hole (32O) through which the shaft (30) is inserted.
  • a plurality of grooves (52) extending along the axial direction are formed at intervals in the circumferential direction of the shaft (30), and a spacer (50) having elasticity and a spacer with respect to the base member (32). It is provided with an elastic support portion (60) that supports (50).
  • the shaft (30) or cylinder (34) is connected to the slider (16).
  • the spacer (50) can move along the axis of the shaft (30). Therefore, the degree of non-uniformity of the gap (GP1) between the spacer (50) and the shaft (30) can be reduced, and as a result, the slider (16) can be smoothly moved.
  • the elastic support portion (60) has a first seal member (62) provided in a gap between the spacer (50) and the spacer (50) in the direction opposite to the gravity direction of the spacer (50) and a spacer (50) in the gravity direction of the spacer (50). ), And a second seal member (64) provided in the gap with the second seal member (64) may be provided.
  • the spacer (50) is formed along the axis of the shaft (30) according to the compressed fluid while suppressing the turbulent flow of the compressed fluid flowing through the plurality of grooves (52) formed in the spacer (50). Can be moved.
  • the elastic support portion (60) may have an elastic member (66) provided in the gap between the spacer (50) and the base member (32) along the direction intersecting the shaft (30). As a result, the spacer (50) can be moved along the axis of the shaft (30) according to the compressed fluid.
  • the elastic member (66) is provided together with the first seal member (62) and the second seal member (64), the case where the first seal member (62) and the second seal member (64) are not provided.
  • the spacer (50) can be flexibly moved according to the compressed fluid.
  • the shaft (30) may be fixed to the base (12) and the cylinder (34) may be connected to the slider (16).
  • the compressor (16) connected to the cylinder (34) is supported by the compressed fluid supplied to the fluid chamber (38) between the cylinder (34) and the slider (16), and the slider (16) is supported.
  • the weight of the cylinder can be reduced.
  • the cylinder (34) may be connected to the slider (16) via the base member (32).
  • the number of parts can be reduced as compared with the case where the cylinder (34) is connected to the slider (16) via a member different from the base member (32).
  • the cylinder (34) may be fixed to the base (12) and the shaft (30) may be connected to the slider (16). Thereby, the compressor (16) connected to the shaft (30) is supported by the compressed fluid supplied to the fluid chamber (38) between the cylinder (34) and the slider (16), and the slider (16) is supported. The weight of the can be reduced.
  • the second invention is a machine tool (10).
  • the machine tool (10) includes the fluid balancer (18), the guide shaft (14), the slider (16), and the motor (20) for moving the slider (16) along the guide shaft (14). And. Since the above-mentioned fluid balancer (18) is provided, the slider (16) can be smoothly moved.
  • the motor (20) may be a linear motor. Since a power transmission mechanism including a ball screw or the like is not required, the number of parts can be reduced, and vibration can be suppressed and the slider (16) can be moved smoothly as compared with the case where there is a power transmission mechanism.

Abstract

スライダを滑らかに移動させ得る流体バランサおよび工作機械を提供する。流体バランサ（１８）は、シャフト（３０）と、シリンダ（３４）と、シャフト（３０）が挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有するベース部材（３２）と、シャフト（３０）とベース部材（３２）との間に設けられ、シャフト（３０）に対向する表面に、シャフト（３０）の軸方向に沿って延びる溝（５２）が、シャフト（３０）の周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、ベース部材（３２）に対してスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）と、を備える。

Description

流体バランサおよび工作機械
　本発明は、ガイド軸に沿って移動可能に設けられたスライダの重量を、圧縮流体により軽減する流体バランサおよび工作機械に関する。
　工作機械のスライダには、工具を着脱可能な主軸を支持する主軸ヘッド、或いは、加工対象物を搭載するためのテーブル等が取り付けられる。したがって、スライダの重量が大きくなる傾向にある。このため、スライダの重量を軽減する流体バランサが工作機械に設けられる場合がある。
　例えば、特開２０１８－０６２０３７号公報の工作機械は、固定シャフトと、可動シリンダとを有する流体バランサ（エアバランス機構）を備えている。固定シャフトは、垂直軸に沿って直立する。可動シリンダは、固定シャフトに対して相対移動する。可動シリンダは、架橋フレームを介して主軸機構と連結され、その主軸機構と連動して上下動する。
　しかし、特開２０１８－０６２０３７号公報の固定シャフトは、垂直軸に対して傾いた状態で固定される場合がある。垂直軸に対して僅かにでも固定シャフトが傾くと、固定シャフトの外周面と可動シリンダの内周面との間における、シャフトの周方向の隙間が不均一となる。この結果、スライダが滑らかに移動しなくなることが懸念される。特に、相対的に高い加工精度で加工対象物を加工する精密工作機械では、スライダを滑らかに移動させることは重要となる。
　そこで、本発明は、スライダを滑らかに移動させ得る流体バランサおよび工作機械を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様は、
　重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸に沿って移動可能に設けられたスライダの重量を圧縮流体により軽減する流体バランサであって、
　前記ガイド軸に沿って設けられるシャフトと、
　前記シャフトが挿入されるシリンダと、
　前記シャフトが挿通する貫通孔を有し、前記シリンダが固定されるベース部材と、
　前記シャフトと前記ベース部材との間に設けられ、前記シャフトに対向する表面に、前記シャフトの軸方向に沿って延びる溝が、前記シャフトの周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサと、
　弾性を有し、かつ、前記ベース部材に対して前記スペーサを支持する弾性支持部と、を備え、
　前記シャフトまたは前記シリンダは、前記スライダと連結される。
　本発明の第２態様は、
　工作機械であって、
　上記の流体バランサと、
　前記ガイド軸と、
　前記スライダと、
　前記スライダを前記ガイド軸に沿って移動させるためのモータと、
　を備える。
　本発明の態様によれば、スペーサとシャフトとの間の隙間の不均一の程度を小さくすることができる。すなわち、予め決められた規定位置からシャフトの軸芯が傾いても、スペーサに形成された複数の溝を流れる圧縮流体によってスペーサを支持する弾性支持部が変形することで、シャフトの軸芯に沿うようにスペーサが移動することができる。このため、スペーサとシャフトとの間の隙間の不均一の程度を小さくすることができ、この結果、スライダを滑らかに移動させることができる。
工作機械を示す模式図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 図２のスペーサおよび弾性支持部を含む周辺を示す図である。 シャフトの軸方向に沿ったスペーサの断面を示す断面図である。 シャフトの径方向に沿ったスペーサの断面を示す断面図である。 変形例１の流体バランサを図３と同様の視点で示す図である。 変形例２の流体バランサを図２と同様の視点で示す図である。 変形例３の流体バランサを図２と同様の視点で示す図である。
　本発明について、好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
〔実施形態〕
　図１は、工作機械１０を示す模式図である。図１では上下方向が示されている。なお、下方向は、重力が働く方向であり、上方向は、重力が働く方向とは逆方向である。工作機械１０は、基台１２、ガイド軸１４、スライダ１６および流体バランサ１８を有する。
　基台１２は、ガイド軸１４および流体バランサ１８を設置するための台である。基台１２は、設置面１２Ｆを有する。なお、ガイド軸１４が設置される設置面１２Ｆと、流体バランサ１８が設置される設置面１２Ｆとは同じ面上であってもよく、上下方向にずれていてもよい。また、基台１２は、第１基台と、第２基台とを備えてもよい。この場合は、第１基台と第２基台とは連結される。第１基台と第２基台とは分離可能である。第１基台にはガイド軸１４が設置される。第２基台には流体バランサ１８が設置される。
　ガイド軸１４は、スライダ１６をガイドする軸である。ガイド軸１４は、基台１２の設置面１２Ｆ上に設置される。ガイド軸１４は、基台１２に固定され、上下方向に延びている。なお、ガイド軸１４は、鉛直線と平行であってもよいし、鉛直線に対して傾斜してもよい。また、ガイド軸１４は、１つであっても複数であってもよい。ガイド軸１４が複数である場合、複数のガイド軸１４は平行に設けられる。本実施形態では、ガイド軸１４の数は２つである。
　スライダ１６は、ガイド軸１４に沿って移動可能である。スライダ１６は、モータ２０から与えられる動力に基づいて上方向または下方向に移動する。モータ２０は、スライダ１６に対して動力を与える限り、特に限定されない。モータ２０は、リニアモータであってもよく、サーボモータであってもよい。本実施形態では、モータ２０は、リニアモータである。モータ２０の磁石２０Ａは、２つのガイド軸１４の各々に１つずつ設けられる。２つのガイド軸１４の各々に設けられる磁石５２Ａは、互いに向き合う。各磁石５２Ａは、ガイド軸１４に沿って配置される。モータ２０のコイル（図示せず）は、互いに向き合う磁石２０Ａの間に配置される。モータ２０のコイルは、スライダ１６に固定される。モータ２０のコイルに出力される駆動電流に応じて発生する磁界によりスライダ１６が上方向または下方向に移動する。
　なお、スライダ１６には、工具を着脱可能な主軸を回転可能に支持する主軸頭、或いは、加工対象物が固定されるテーブル等の機械部品が取り付けられてもよい。
　流体バランサ１８は、スライダ１６の重量を軽減する。スライダ１６に機械部品が取り付けられていない場合、スライダ１６の重量は、スライダ１６の自重である。スライダ１６に機械部品が取り付けられている場合、スライダ１６の重量は、スライダ１６の自重と機械部品の自重とを合算した合算値である。
　流体バランサ１８は、１つであっても複数であってもよい。本実施形態では、流体バランサ１８の数は２つである。２つの流体バランサ１８の間に、２つのガイド軸１４が配置される。２つの流体バランサ１８の構造は互いに同じであるため、以下は、１つの流体バランサ１８の構造について説明する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。流体バランサ１８は、シャフト３０、ベース部材３２、シリンダ３４およびレギュレータ３６を有する。
　シャフト３０は、基台１２の設置面１２Ｆ上に設置される。シャフト３０は、基台１２に固定される。シャフト３０は、ガイド軸１４と離間して配置される（図１参照）。
　ベース部材３２は、本実施形態では、スライダ１６に固定される。例えば、ベース部材３２は、スライダ１６の下端部に固定される。ベース部材３２は、シャフト３０に向かって略水平方向に延びる板状に形成される。ベース部材３２は、スライダ１６と一緒に移動する。ベース部材３２には貫通孔３２Ｏが形成される。貫通孔３２Ｏにはシャフト３０が挿通する。
　シリンダ３４は、ベース部材３２に固定される。シリンダ３４は、ベース部材３２に形成された貫通孔３２Ｏの一方の開口側に配置される。ベース部材３２はスライダ１６と一緒に移動するため、当該ベース部材３２に固定されるシリンダ３４もスライダ１６と一緒に移動する。シリンダ３４の内部には、貫通孔３２Ｏの一方の開口側から突出するシャフト３０が挿入される。シリンダ３４は、スライダ１６の上昇に応じてシャフト３０に対して離れるように相対移動する。シリンダ３４は、スライダ１６の下降に応じてシャフト３０に対して近づくように相対移動する。
　レギュレータ３６は、流体室３８の圧力を調整する。流体室３８は、シャフト３０とシリンダ３４との間に形成される。レギュレータ３６は、２つの流体バランサ１８の各流体室３８の圧力を一括して調整してもよい。また、レギュレータ３６は、２つの流体バランサ１８の各々に１つずつ設けられてもよい。２つの流体バランサ１８の各々に設けられたレギュレータ３６は、対応する流体バランサ１８の流体室３８の圧力を個別に調整する。
　レギュレータ３６は、流体室３８と流体供給源とを連通する流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させることで、流体室３８の圧力を調整する。レギュレータ３６は、スライダ１６の重量に応じて、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させてもよい。或いは、レギュレータ３６は、モータ２０に出力される駆動電流が目標値となるように、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させてもよい。なお、図２に示す例では、流路４０の一部は、シャフト３０および基台１２に形成されている。
　流体供給源から流体室３８に供給される圧縮流体によって、ベース部材３２を介してシリンダ３４と連結されるスライダ１６が支持される。その結果、スライダ１６の重量が軽減される。流体室３８に供給された圧縮流体の一部はシャフト３０とシリンダ３４との間の隙間を通じて、ベース部材３２の貫通孔３２Ｏから排出される。なお、圧縮流体は、圧縮された流体である。流体として、空気或いは窒素等の気体、或いは、油等の液体が挙げられる。
　流体バランサ１８は、シャフト３０、ベース部材３２、シリンダ３４およびレギュレータ３６に加えて、スペーサ５０および弾性支持部６０をさらに有する。図３は、図２のスペーサ５０および弾性支持部６０を含む周辺を示す図である。
　スペーサ５０は、シャフト３０とベース部材３２との間に設けられる。スペーサ５０は、弾性支持部６０によりベース部材３２に支持される。スペーサ５０は、環状に形成されていてもよい。なお、図２および図３は、スペーサ５０が環状に形成されている場合を示している。
　シャフト３０の軸方向と交差する方向に沿ったスペーサ５０とシャフト３０との間の隙間ＧＰ１は、シャフト３０の軸方向と交差する方向に沿ったシャフト３０とシリンダ３４との隙間ＧＰ２よりも狭い。つまり、スペーサ５０が設けられることで、シャフト３０との間が圧縮流体を排出する側で狭くなる。なお、隙間ＧＰ１は、５μｍ～１０μｍの範囲内にあることが好ましい。
　弾性支持部６０は、弾性を有し、かつ、ベース部材３２に対してスペーサ５０を支持する。弾性支持部６０は、第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６を有する。第１シール部材６２および第２シール部材６４の具体例として、Ｏリングが挙げられる。弾性部材６６の具体例として、Ｏリング、或いは、ばね等が挙げられる。なお、第１シール部材６２と第２シール部材６４との形状および材料は同じであってもよい。或いは、第１シール部材６２と第２シール部材６４との形状および材料の少なくとも一方が異なっていてもよい。
　第１シール部材６２は、スペーサ５０と、シャフト３０の一端側（上側）のシリンダ３４との間の隙間に設けられる。第１シール部材６２の一部は、収容溝６２Ｇに収容されていてもよい。収容溝６２Ｇは、スペーサ５０の表面、および、シリンダ３４の表面の少なくとも一方に形成される。収容溝６２Ｇがスペーサ５０の表面に形成される場合、収容溝６２Ｇは、シリンダ３４に向くスペーサ５０の表面（シャフト３０の一端側（上側）のスペーサ５０の表面）に形成される。収容溝６２Ｇがシリンダ３４の表面に形成される場合、スペーサ５０に向くシリンダ３４の表面（シャフト３０の一端側（上側）のシリンダ３４の表面）に形成される。なお、図３は、スペーサ５０におけるシャフト３０の一端側（上側）の表面に収容溝６２Ｇが形成されている場合を示している。
　第２シール部材６４は、スペーサ５０と、シャフト３０の他端側（下側）のベース部材３２との間の隙間に設けられる。第２シール部材６４の一部は、収容溝６４Ｇに収容されていてもよい。収容溝６４Ｇは、スペーサ５０の表面、および、ベース部材３２の表面の少なくとも一方に形成される。収容溝６４Ｇがスペーサ５０の表面に形成される場合、収容溝６４Ｇは、ベース部材３２に向くスペーサ５０の表面（シャフト３０の他端側（下側）のスペーサ５０の表面）に形成される。収容溝６４Ｇがベース部材３２の表面に形成される場合、収容溝６４Ｇは、スペーサ５０に向くベース部材３２の表面（シャフト３０の他端側（下側）のベース部材３２の表面）に形成される。なお、図３は、スペーサ５０におけるシャフト３０の他端側（下側）の表面に収容溝６４Ｇが形成されている場合を示している。
　弾性部材６６は、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間に設けられる。この隙間は、シャフト３０と交差する方向に沿っている。弾性部材６６の一部は、収容溝６６Ｇに収容されていてもよい。収容溝６６Ｇは、ベース部材３２に向くスペーサ５０の表面、および、スペーサ５０に向くベース部材３２の表面の少なくとも一方に形成される。なお、図３は、スペーサ５０とベース部材３２との双方の表面に収容溝６６Ｇが形成されている場合を示している。
　第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６の各々の個数は、１個であってもよく、複数個であってもよい。なお、図２および図３は、第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６の各々の個数が１個である場合を示している。
　図４はシャフト３０の軸方向に沿ったスペーサ５０の断面を示す断面図である。図５はシャフト３０の径方向に沿ったスペーサ５０の断面を示す断面図である。シャフト３０に向くスペーサ５０の表面には、複数の溝５２が形成される。複数の溝５２は、シャフト３０の周方向に間隔をあけて配置される。複数の溝５２の各々は、シャフト３０の軸方向に沿って延びている。溝５２の個数は、１０個～２０個の範囲内にあることが好ましい。また、溝５２の深さは、１００μｍ～２００μｍの範囲内にあることが好ましい。また、溝５２の幅は、５０μｍ～１００μｍの範囲内にあることが好ましい。
　複数の溝５２の各々には、流体室３８（図２）に供給された圧縮流体の一部が上側から下側に向かって流れる。複数の溝５２の各々に圧縮流体が流れると、スペーサ５０に圧力が加わる。これにより、スペーサ５０を支持する弾性支持部６０が変形する。したがって、シャフト３０の軸芯がガイド軸１４に対して傾いている場合、弾性支持部６０は、その軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。つまり、弾性支持部６０は、圧縮流体に応じて変形することで、シャフト３０の軸方向と交差する方向にスペーサ５０を移動させる。これにより、スペーサ５０は、シャフト３０の向きに応じて移動することができる。このため、シャフト３０の軸芯がガイド軸１４に対して傾いていても、スペーサ５０とシャフト３０との間の隙間ＧＰ１（図３）の不均一の程度を小さくすることができる。その結果、スライダ１６を滑らかに移動させることができる。
　なお、弾性支持部６０の第１シール部材６２の一部が収容溝６２Ｇに収容される場合、スペーサ５０に圧力が加わることで、第１シール部材６２の位置がずれることを抑止することができる。弾性支持部６０の第２シール部材６４の一部が収容溝６４Ｇに収容されている場合、および、弾性支持部６０の弾性部材６６の一部が収容溝６６Ｇに収容されている場合についても同様である。
〔変形例〕
　上記の実施形態は、下記のように変形されてもよい。
（変形例１）
　図６は、変形例１の流体バランサ１８を図３と同様の視点で示す図である。図６では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。
　実施形態では、ベース部材３２とシリンダ３４との間にスペーサ５０が配置される。これに対し、本変形例では、凹部３２Ｒの上側のベース部材３２と、凹部３２Ｒの下側のベース部材３２との間にスペーサ５０が配置される。凹部３２Ｒは、シャフト３０に向くベース部材３２の表面に設けられる。凹部３２Ｒは、シャフト３０の軸方向と交差する方向に凹む。
　また、実施形態では、スペーサ５０とシリンダ３４との間の隙間に第１シール部材６２が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間に第１シール部材６２が設けられる。
　このように、スペーサ５０および第１シール部材６２の配置態様が変わっても、弾性支持部６０は、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。
（変形例２）
　図７は、変形例２の流体バランサ１８を図２と同様の視点で示す図である。図７では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。
　実施形態では、基台１２にシャフト３０が固定される。これに対し、本変形例では、基台１２にシリンダ３４が固定される。本変形例のシャフト３０には流路４０が非形成である。本変形例では、基台１２に形成されている流路４０と、基台１２に固定されたシリンダ３４内の流体室３８とが連通される。
　また、実施形態では、ベース部材３２を介してスライダ１６にシリンダ３４が連結される。これに対し、本変形例では、連結部材７０を介してスライダ１６にシャフト３０が連結される。連結部材７０を介してスライダ１６にシャフト３０が連結される場合、ベース部材３２は、スライダ１６と非接触である。この場合、ベース部材３２は、環状に形成されていてもよい。なお、図７は、ベース部材３２が環状に形成されている場合を示している。
　また、実施形態では、スペーサ５０の上方向にシリンダ３４が配置され、スペーサ５０とシリンダ３４との間に第１シール部材６２が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０の上方向にベース部材３２が配置され、スペーサ５０とベース部材３２との間に第１シール部材６２が設けられる。本変形例の第１シール部材６２は、スペーサ５０と、シャフト３０の上端側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。
　また、実施形態では、スペーサ５０の下方向にベース部材３２が配置され、スペーサ５０とベース部材３２との間に第２シール部材６４が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０の下方向にシリンダ３４が配置され、スペーサ５０とシリンダ３４との間に第２シール部材６４が設けられる。本変形例の第２シール部材６４は、スペーサ５０と、シャフト３０の下端側のシリンダ３４との間の隙間に設けられる。
　このように、本変形例では、流体バランサ１８が実施形態の上下と逆さまである。本変形例の流体バランサ１８では、スライダ１６にシャフト３０が連結され、スライダ１６の移動に応じてシャフト３０が相対移動する。このようにしても、弾性支持部６０は、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。
　なお、図示しないが、本変形例のベース部材３２に、変形例１の凹部３２Ｒが設けられてもよい。本変形例のベース部材３２に凹部３２Ｒが設けられた場合、第１シール部材６２は、スペーサ５０と凹部３２Ｒの上側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。また、第２シール部材６４は、スペーサ５０と凹部３２Ｒの下側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。
（変形例３）
　図８は、変形例３の流体バランサ１８を図２と同様の視点で示す図である。図８では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。
　実施形態では、基台１２およびシャフト３０を経由する流路４０によって流体供給源と流体室３８とが連通された。これに対し、本変形例では、基台１２およびシャフト３０を非経由の流路４０によって流体供給源と流体室３８とが連通される。
　このように、流路４０が基台１２およびシャフト３０を非経由であっても、実施形態と同様に、レギュレータ３６は、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を可変して流体室３８の圧力を調整することができる。
　なお、図示しないが、変形例２の流路４０が、本変形例と同様に、基台１２を非経由であってもよい。
（変形例４）
　実施形態のベース部材３２は、変形例２のベース部材３２（図７）のように、スライダ１６と非接触であってもよい。実施形態のベース部材３２がスライダ１６と非接触である場合、スライダ１６とシリンダ３４とを連結する連結部材が設けられる。このようにしても、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。
（変形例５）
　実施形態または変形例２の弾性部材６６は省かれてもよい。弾性部材６６が省かれても、第１シール部材６２および第２シール部材６４が、実施形態と同様に、圧縮流体に応じて、シャフト３０の軸芯に沿ってスペーサ５０を移動させることができる。但し、弾性部材６６を設けた場合、圧縮流体に応じてスペーサ５０を柔軟に移動させることができる。
（変形例６）
　実施形態または変形例２の第１シール部材６２および第２シール部材６４は省かれてもよい。第１シール部材６２および第２シール部材６４が省かれる場合、弾性部材６６は、Ｏリング等のシール性を有する。このようにすれば、弾性部材６６が、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間のシール性を保持しながら、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿ってスペーサ５０を移動させることができる。但し、第１シール部材６２および第２シール部材６４を設けた場合、圧縮流体の乱流を抑制することができる。
（変形例７）
　上記の実施形態および変形例は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。
〔実施形態から得られる発明〕
　以上の記載に基づいて把握しうる発明として、以下に、第１発明および第２発明を記載する。
（第１発明）
　第１発明は、重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸（１４）に沿って移動可能に設けられたスライダ（１６）の重量を圧縮流体により軽減する流体バランサ（１８）である。流体バランサ（１８）は、ガイド軸（１４）に沿って設けられるシャフト（３０）と、シャフト（３０）が挿入されるシリンダ（３４）と、シャフト（３０）が挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有し、シリンダ（３４）が固定されるベース部材（３２）と、シャフト（３０）とベース部材（３２）との間に設けられ、シャフト（３０）に対向する表面に、シャフト（３０）の軸方向に沿って延びる溝（５２）が、シャフト（３０）の周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、弾性を有し、かつ、ベース部材（３２）に対してスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）と、を備える。シャフト（３０）またはシリンダ（３４）は、スライダ（１６）と連結される。
　これにより、予め決められた規定位置からシャフト（３０）の軸芯が傾いても、スペーサ（５０）に形成された複数の溝（５２）を流れる圧縮流体によってスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）が変形することで、シャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）が移動することができる。このため、スペーサ（５０）とシャフト（３０）との間の隙間（ＧＰ１）の不均一の程度を小さくすることができ、この結果、スライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。
　弾性支持部（６０）は、スペーサ（５０）の重力方向とは逆方向におけるスペーサ（５０）との隙間に設けられる第１シール部材（６２）と、スペーサ（５０）の重力方向におけるスペーサ（５０）との隙間に設けられる第２シール部材（６４）と、を有してもよい。これにより、スペーサ（５０）に形成された複数の溝（５２）を流れる圧縮流体の乱流を抑制しながら、圧縮流体に応じてシャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）を移動させることができる。
　弾性支持部（６０）は、シャフト（３０）と交差する方向に沿ったスペーサ（５０）とベース部材（３２）との間の隙間に設けられる弾性部材（６６）を有してもよい。これにより、圧縮流体に応じてシャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）を移動させることができる。なお、第１シール部材（６２）および第２シール部材（６４）とともに弾性部材（６６）が設けられた場合には、当該第１シール部材（６２）および第２シール部材（６４）がない場合に比べ、圧縮流体に応じてスペーサ（５０）を柔軟に移動させることができる。
　シャフト（３０）は、基台（１２）に固定され、シリンダ（３４）は、スライダ（１６）と連結されてもよい。これにより、シリンダ（３４）とスライダ（１６）との間の流体室（３８）に供給される圧縮流体によって、シリンダ（３４）と連結されるスライダ（１６）を支持し、当該スライダ（１６）の重量を軽減することができる。
　シリンダ（３４）は、ベース部材（３２）を介してスライダ（１６）と連結されてもよい。ベース部材（３２）とは別の部材を介してシリンダ（３４）がスライダ（１６）と連結される場合に比べて部品点数を抑えることができる。
　シリンダ（３４）は、基台（１２）に固定され、シャフト（３０）は、スライダ（１６）と連結されてもよい。これにより、シリンダ（３４）とスライダ（１６）との間の流体室（３８）に供給される圧縮流体によって、シャフト（３０）と連結されるスライダ（１６）を支持し、当該スライダ（１６）の重量を軽減することができる。
（第２の発明）
　第２の発明は、工作機械（１０）である。工作機械（１０）は、上記の流体バランサ（１８）と、ガイド軸（１４）と、スライダ（１６）と、スライダ（１６）をガイド軸（１４）に沿って移動させるためのモータ（２０）と、を備える。上記の流体バランサ（１８）が備えられているため、スライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。
　モータ（２０）は、リニアモータであってもよい。ボールねじ等を含む動力伝達機構が不要となるため部品点数を抑えることができ、また動力伝達機構がある場合に比べて振動を抑えてスライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。

Claims (8)

  1. 　重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸（１４）に沿って移動可能に設けられたスライダ（１６）の重量を圧縮流体により軽減する流体バランサ（１８）であって、
    　前記ガイド軸に沿って設けられるシャフト（３０）と、
    　前記シャフトが挿入されるシリンダ（３４）と、
    　前記シャフトが挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有し、前記シリンダが固定されるベース部材（３２）と、
    　前記シャフトと前記ベース部材との間に設けられ、前記シャフトに対向する表面に、前記シャフトの軸方向に沿って延びる溝（５２）が、前記シャフトの周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、
    　弾性を有し、かつ、前記ベース部材に対して前記スペーサを支持する弾性支持部（６０）と、
    　を備え、
    　前記シャフトまたは前記シリンダは、前記スライダと連結される、流体バランサ。
  2. 　請求項１に記載の流体バランサであって、
    　前記弾性支持部は、
    　前記スペーサの前記重力方向とは逆方向における前記スペーサとの隙間に設けられる第１シール部材（６２）と、
    　前記スペーサの前記重力方向における前記スペーサとの隙間に設けられる第２シール部材（６４）と、
    　を有する、流体バランサ。
  3. 　請求項１または２に記載の流体バランサであって、
    　前記弾性支持部は、前記シャフトと交差する方向に沿った前記スペーサと前記ベース部材との間の隙間に設けられる弾性部材（６６）を有する、流体バランサ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の流体バランサであって、
    　前記シャフトは、基台（１２）に固定され、
    　前記シリンダは、前記スライダと連結される、流体バランサ。
  5. 　請求項４に記載の流体バランサであって、
    　前記シリンダは、前記ベース部材を介して前記スライダと連結される、流体バランサ。
  6. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の流体バランサであって、
    　前記シリンダは、基台に固定され、
    　前記シャフトは、前記スライダと連結される、流体バランサ。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の流体バランサと、
    　前記ガイド軸と、
    　前記スライダと、
    　前記スライダを前記ガイド軸に沿って移動させるためのモータ（２０）と、
    　を備える工作機械（１０）。
  8. 　請求項７に記載の工作機械であって、
    　前記モータは、リニアモータである、工作機械。
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