JP4743480B2 - Linear moving device and machine tool - Google Patents
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Description
本発明は、流体供給機構、直線移動装置および工作機械に関するものである。 The present invention relates to a fluid supply mechanism, a linear movement device, and a machine tool.
従来、工作機械等の直線移動させられるテーブル上に固定された流体圧作動機器への流体圧供給は、流体圧発生ユニットに接続されたチューブにより行われている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1の工作機械においては、油圧ユニットと油圧作動部とが弾性チューブにより接続されることで、油圧の脈動による工具やワークの振動を抑制することとしている。
In the machine tool of Patent Document 1, the hydraulic unit and the hydraulic operation unit are connected by an elastic tube to suppress vibrations of a tool or a workpiece due to hydraulic pulsation.
しかしながら、油圧供給用のチューブには、耐圧性が必要とされるために、通常、硬質のチューブが用いられている。この場合、テーブルを動作させるには、硬質のチューブを変形させながら動作させる必要があるため、チューブの剛性がテーブルの動作の抵抗となり、円滑な動作が妨げられ、また、運動の真直度および位置決め精度が低下するという不都合がある。 However, since a pressure resistant pressure is required for the hydraulic pressure supply tube, a hard tube is usually used. In this case, since the rigid tube must be deformed to operate the table, the rigidity of the tube becomes resistance to the operation of the table, hindering smooth operation, and the straightness and positioning of the movement. There is an inconvenience that accuracy decreases.
一方、特許文献1のように弾性チューブを用いた場合、油圧の脈動はチューブの弾性変形によって吸収されるが、硬質のチューブと同等の耐圧性を確保するためにはチューブの肉厚が増大し、チューブ全体の剛性はさほど低減されないため、相変わらずテーブルの円滑な動作が阻害されるという不都合がある。テーブルの動作範囲が広い場合には、チューブの長さが長くなって自重が増大するため、テーブルの円滑な動作がさらに妨げられるとともに、チューブ全体を含めた装置の占有スペースが増大してしまう不都合もある。 On the other hand, when an elastic tube is used as in Patent Document 1, hydraulic pulsation is absorbed by elastic deformation of the tube, but in order to ensure pressure resistance equivalent to that of a hard tube, the thickness of the tube increases. Since the rigidity of the entire tube is not reduced so much, there is a disadvantage that the smooth operation of the table is still hindered. When the operating range of the table is wide, the length of the tube becomes longer and its own weight increases, so that the smooth operation of the table is further hindered and the occupied space of the device including the entire tube increases. There is also.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、移動体の円滑な動作および運動の真直度、位置決め精度を低下させることなく、ベース側から移動体側に流体を供給することができる流体供給機構およびこれを備える直線移動装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a fluid that can supply fluid from the base side to the moving body side without reducing the smooth operation, straightness of movement, and positioning accuracy of the moving body. It is an object of the present invention to provide a supply mechanism and a linear moving device including the same.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ベースと、該ベースに対して直線移動させられる移動体と、前記ベースから前記移動体に対してオイルを供給する流体供給機構と、前記ベースに対して前記移動体を前記オイルにより浮上させて、移動体をベースに対して直線移動可能に支持する静圧軸受と、前記ベースに対して前記移動体を直線移動させるアクチュエータと、前記流体供給機構および前記静圧軸受に接続される共通の流体源とを備え、前記流体供給機構が、前記ベースまたは前記移動体のいずれか一方に固定され前記移動体の移動方向に沿って配置された中空ロッドと、前記ベースまたは前記移動体のいずれか他方に固定された流体室とを備え、該流体室の対向する一対の壁面に、径方向に隙間をあけて前記中空ロッドを貫通させるロッド挿通孔が設けられ、前記中空ロッドに、該中空ロッド内部とその周囲の流体室内部とを連絡する貫通孔が設けられ、前記ベースに固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかに、流体供給配管が接続されている直線移動装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a base, a movable body that is linearly moved with respect to the base, a fluid supply mechanism that supplies oil from the base to the movable body, and the movable body with respect to the base by the oil. A hydrostatic bearing that floats and supports the movable body so as to be linearly movable with respect to the base, an actuator that linearly moves the movable body with respect to the base, and the fluid supply mechanism and the hydrostatic bearing. A common fluid source, and the fluid supply mechanism is fixed to either the base or the moving body and is arranged along the moving direction of the moving body, and the base or the moving body A fluid chamber fixed to either one of the fluid chambers, and a pair of opposing wall surfaces of the fluid chamber is provided with a rod insertion hole through which the hollow rod penetrates with a gap in the radial direction. The hollow rod is provided with a through-hole that communicates the inside of the hollow rod and the surrounding fluid chamber, and is fixed to the base. The fluid supply pipe is provided in either the internal space of the hollow rod or the fluid chamber. A linear movement device is provided.
本発明によれば、ベースに中空ロッドが固定されている場合には、流体供給配管から中空ロッドの内部空間にオイルが供給される。中空ロッドの内部空間に供給されたオイルは、中空ロッドに設けられた貫通孔を介して、中空ロッドの周囲に配置されている流体室内に供給される。流体室は移動体に設けられているので、これによりオイルがベース側から移動体側に供給されることになる。 According to the present invention, when the hollow rod is fixed to the base, oil is supplied from the fluid supply pipe to the internal space of the hollow rod. The oil supplied to the internal space of the hollow rod is supplied to a fluid chamber arranged around the hollow rod through a through hole provided in the hollow rod. Since the fluid chamber is provided in the moving body, oil is supplied from the base side to the moving body side.
このようにすることで、ベースと移動体との間に流体供給用の可動チューブを設けることなく、固定配管のみでベース側から移動体側にオイルを供給することができる。したがって、移動体の動作の妨げとなる可動チューブをなくすことができ、移動体を精度よく移動させることができる。 By doing in this way, oil can be supplied from the base side to the moving body side only by fixed piping, without providing the movable tube for fluid supply between a base and a moving body. Therefore, the movable tube that hinders the operation of the moving body can be eliminated, and the moving body can be moved with high accuracy.
この場合において、中空ロッドが移動体の移動方向に沿って配置されており、また、流体室の壁面に設けたロッド挿通孔を貫通し、ロッド挿通孔と中空ロッドとの間には径方向に隙間が形成されているため、ベースに対して移動体が移動させられる際に、移動体は抵抗なく移動させられることになる。また、この隙間を十分に小さく設定しておくことにより、中空ロッド内および流体室内の圧力が大気解放されることなく保持され、流体室から移動体上の流体駆動機器等にオイルを供給することが可能となる。
なお、ベースに流体室が固定され、移動体に中空ロッドが固定されている場合についても上記と同様に作用する。
In this case, the hollow rod is disposed along the moving direction of the moving body, and penetrates through the rod insertion hole provided in the wall surface of the fluid chamber, and the radial direction is provided between the rod insertion hole and the hollow rod. Since the gap is formed, when the moving body is moved with respect to the base, the moving body is moved without resistance. Also, by setting this gap sufficiently small, the pressure in the hollow rod and the fluid chamber is maintained without being released to the atmosphere, and oil is supplied from the fluid chamber to the fluid drive device on the moving body. Is possible.
Note that the same operation is performed when the fluid chamber is fixed to the base and the hollow rod is fixed to the moving body.
また、中空ロッドを長手方向に一定の横断面を有するものとし、中空ロッドが挿入された状態の流体室内形状を半径方向全方向とも中空ロッドの軸線に対して概略対称な形状とすることにより、オイルの圧力によって流体室内面が受ける力が半径方向および軸線方向について一方向に偏ることがない。したがって、移動体がベースに対していずれの位置に配置されても、中空ロッドとロッド挿通孔との隙間を一定に維持し、移動体のスムーズな動きを達成でき、また、オイルの供給状態によって移動体の動きが影響されることがない。 Further, the hollow rod has a constant cross section in the longitudinal direction, and the shape of the fluid chamber in a state in which the hollow rod is inserted is substantially symmetrical with respect to the axis of the hollow rod in all radial directions. The force applied to the fluid chamber surface by the oil pressure is not biased in one direction in the radial direction and the axial direction. Therefore, even the mobile is located at any position relative to the base, to maintain the gap between the hollow rod and the rod insertion hole constant, it can be achieved a smooth movement of the moving body, also by the supply condition of the oil The movement of the moving object is not affected.
また、本発明は、流体源を共通化して部品点数を低減できる。流体源としては、オイルポンプの他、オイルクーラー、オイルフィルタ等が必要となるため、これらを共通化することにより製品コストを削減でき、また、設置スペースを低減して装置の小型化を図ることができる。
また、静圧軸受から漏れるオイルはオイル回収部により回収されるが、油圧供給機構から漏れたオイルも同じオイル回収部により回収可能であり、オイル回収部を共通化できる。
Further, the present invention can reduce the number of parts by using a common fluid source. As a fluid source, an oil cooler, an oil filter, etc. are required in addition to an oil pump. By sharing these, the product cost can be reduced, and the installation space can be reduced to reduce the size of the device. Can do.
Further, the oil leaking from the hydrostatic bearing is recovered by the oil recovery unit, but the oil leaking from the hydraulic pressure supply mechanism can also be recovered by the same oil recovery unit, and the oil recovery unit can be shared.
本発明によれば、移動体がベースに対して静圧軸受により支持されているので、軸受部における機械的な摩擦が低減され、アクチュエータの作動により、精度よく移動させることが可能となる。この場合に、上記流体供給機構を備えているので、移動体の動作に影響を与えることなくベース側から移動体側に流体を供給することができる。 According to the present invention, since the movable body is supported by the hydrostatic bearing with respect to the base, the mechanical friction in the bearing portion is reduced, and the actuator can be moved with high accuracy by the operation of the actuator. In this case, since the fluid supply mechanism is provided, the fluid can be supplied from the base side to the moving body side without affecting the operation of the moving body.
ボールネジ、エアシリンダ等の適用も可能であるが、上記発明においては、前記アクチュエータが、リニアモータからなることが好ましい。
アクチュエータをリニアモータにより構成することで、アクチュエータにおける機械的摩擦をもなくすことができる。したがって、さらに精度よく移動体を移動させることができる。機械的摩擦を低減することで、外力に対する剛性が低下するが、本発明によれば、流体供給機構が、移動体の動作に影響を与えることなくベース側から移動体側にオイルを供給でき、移動体の位置精度を高く維持することができる。
Although application of a ball screw, an air cylinder, etc. is also possible, in the said invention, it is preferable that the said actuator consists of a linear motor.
By configuring the actuator with a linear motor, mechanical friction in the actuator can be eliminated. Therefore, the moving body can be moved with higher accuracy. By reducing the mechanical friction, the rigidity against external force decreases, but according to the present invention, the fluid supply mechanism can supply oil from the base side to the moving body side without affecting the operation of the moving body. High body position accuracy can be maintained.
また、上記発明においては、前記静圧軸受が、前記移動体の前記ベースとの対向面に設けられた複数の凹部と、各凹部内に供給されベースと各凹部との間に貯留されるオイルとからなる静圧パッドにより構成され、各凹部に、前記移動体側に固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかが接続されていることが好ましい。 In the above invention, the hydrostatic bearing includes a plurality of recesses provided on a surface of the movable body facing the base, and oil that is supplied into each recess and stored between the base and each recess. It is preferable that either the internal space of the hollow rod or the fluid chamber fixed to the movable body side is connected to each concave portion.
このように構成することで、移動体側に流体室が設けられている場合には、流体供給機構を介してベース側から流体室に供給されたオイルが、流体室に接続された凹部に供給され、凹部内に所定の圧力を維持したまま貯留される。これにより、ベースに対して移動体をオイルにより浮上させ移動可能に支持することができる。 With this configuration, when the fluid chamber is provided on the movable body side, the oil supplied from the base side to the fluid chamber via the fluid supply mechanism is supplied to the recess connected to the fluid chamber. Then, it is stored in the recess while maintaining a predetermined pressure. As a result, the movable body can be lifted by the oil with respect to the base and supported movably.
この場合において、静圧パッドの各凹部が移動体側に設けられているので、対向するベース側の面を単に平坦に構成しておけば、移動体がベースに対していかなる位置に配置されてもその場で静圧パッドに静圧を発生させ、移動体をベースに対して移動可能に支持することができる。したがって、移動体の動作範囲を拡大することができる。 In this case, since each concave portion of the static pressure pad is provided on the moving body side, if the opposing base side surface is simply made flat, the moving body can be arranged at any position with respect to the base. It is possible to generate a static pressure on the static pressure pad on the spot and support the movable body so as to be movable with respect to the base. Therefore, the operating range of the moving body can be expanded.
また、移動体側に設けられた静圧パッドの各凹部へのオイル供給も、流体供給機構により可動チューブを介することなく行うことができる。したがって、静圧パッドへのオイルは、移動体上の他の流体駆動機器への流体供給用の固定配管を分岐することで簡易に供給することができ、移動体を精度よく円滑に移動させることができる。
また、上記発明においては、前記流体供給配管から供給される前記オイルを複数の前記静圧軸受に分配するマニホールドを備えることとしてもよい。
In addition, oil can be supplied to each concave portion of the static pressure pad provided on the moving body side without using a movable tube by the fluid supply mechanism. Therefore, the oil to the static pressure pad can be easily supplied by branching the fixed pipe for supplying fluid to other fluid drive devices on the moving body, and the moving body can be moved accurately and smoothly. Can do.
Moreover, in the said invention, it is good also as providing the manifold which distributes the said oil supplied from the said fluid supply piping to the said several static pressure bearing.
また、本発明は、上記いずれかの直線移動装置と、該直線移動装置に搭載された加工機とを備える工作機械を提供する。
本発明によれば、移動体を精度よく円滑に移動させる直線移動機構の作動により、移動体に搭載した加工機を精度よく円滑に移動させて、高い加工精度を達成することができる。
In addition, the present invention provides a machine tool including any one of the linear movement devices described above and a processing machine mounted on the linear movement device.
According to the present invention, by the operation of the linear movement mechanism that moves the moving body accurately and smoothly, the processing machine mounted on the moving body can be moved smoothly and accurately, and high machining accuracy can be achieved.
本発明によれば、ベース側から移動体側に可動チューブを用いることなく流体を供給することができる。したがって、移動体の円滑な動作および運動の真直度、位置決め精度を低下させることなく、ベース側から移動体側に流体を供給することができるという効果を奏する。 According to the present invention, fluid can be supplied from the base side to the moving body side without using a movable tube. Therefore, there is an effect that the fluid can be supplied from the base side to the moving body side without reducing the smooth operation, straightness of the movement, and positioning accuracy of the moving body.
本発明の一実施形態に係る流体供給機構1について、図1および図2を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る流体供給機構1は、図1に示されるように、直線移動装置2に備えられ、ベース3側から移動体4側に油圧を供給する油圧供給機構1である。なお、本発明は液体(油、水)や気体等の流体に適用可能であるが、ここでは流体として油を用いた場合について説明する。直線移動装置2は、例えば、床面等の構造物Xに固定されるベース3と、該ベース3に対して水平方向に直線移動可能に支持される移動体4とを備えている。
A fluid supply mechanism 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the fluid supply mechanism 1 according to the present embodiment is a hydraulic pressure supply mechanism 1 that is provided in the
本実施形態に係る油圧供給機構1は、図1に示されるように、ベース3に設けられた側壁5に片持ち梁状に固定される中空ロッド6と、移動体4に固定された油圧室7とを備えている。
中空ロッド6は、一端に前記側壁5に固定されるフランジ部6aを備え、ほぼ全長にわたって円形の横断面輪郭形状を有する直棒状に形成されている。中空ロッド6のフランジ部6a側から長手方向のほぼ中央部近傍までの範囲には、その中心軸に沿って中空ロッド6の長手方向に沿って延びる内部空間6bが設けられている。中空ロッド6の先端側の残りの半分は中実の丸棒である。
As shown in FIG. 1, the hydraulic pressure supply mechanism 1 according to the present embodiment includes a hollow rod 6 that is fixed in a cantilever manner to a
The hollow rod 6 includes a
中空ロッド6の長手方向のほぼ中央近傍には、中空ロッド6の外面から内部空間6bまで半径方向に貫通する貫通孔8が設けられている。
また、中空ロッド6のフランジ部6a側の一端には加圧されたオイルLを供給する油圧供給配管9が接続されるようになっている。
A through
Further, a hydraulic
油圧室7は、例えば、図1に示す例では、移動体4自体の内部に形成された、中空ロッド6の外径寸法よりも大きな内径寸法を有する横断面円形の孔状の空間である。油圧室7の長手方向の両端にはブッシュ10が固定されることにより、油圧室7の両端に側壁が形成されている。側壁を構成するブッシュ10にはそれぞれ貫通孔10aが設けられている。ブッシュ10の貫通孔10aは、前記中空ロッド6の外径寸法よりも若干大きな内径寸法を有している。
For example, in the example illustrated in FIG. 1, the
ベース3の側壁5に固定された中空ロッド6は、ベース3に対する移動体4の移動方向に沿って延びるように配置されている。また、中空ロッド6は油圧室7の側壁を構成するブッシュ10の貫通孔10aの中央に挿入されている。これにより、ブッシュ10の貫通孔10a内面と中空ロッド6外面とは同心に配置され、両者間には、全周にわたって、半径方向に微小隙間Sが形成されている。
移動体4がベース3に対して移動させられると、移動体4は、中空ロッド6の長手方向に沿って移動させられる結果、ブッシュ10の貫通孔10a内面と中空ロッド6外面との隙間Sおよび、油圧室7内面と中空ロッド6外面との間の空間の形状は変化することなく一定に保持されるようになっている。
The hollow rod 6 fixed to the
When the moving body 4 is moved with respect to the
移動体4には、油圧室7に連通する油圧取出孔11が設けられている。油圧取出孔11には図示しないチューブが接続され、移動体4上に搭載される種々の油圧機器(図示略)に対して油圧を供給することができるようになっている。
The moving body 4 is provided with a hydraulic pressure extraction hole 11 that communicates with the
このように構成された本実施形態に係る油圧供給機構1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る油圧供給機構1によれば、図1に示される状態で、油圧供給配管9に加圧されたオイルLを供給すると、油圧供給配管9が接続された中空ロッド6の内部空間6bにオイルLが供給される。
The operation of the hydraulic pressure supply mechanism 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
According to the hydraulic pressure supply mechanism 1 according to this embodiment, when pressurized oil L is supplied to the hydraulic
オイルLは、中空ロッド6の内部空間6bに充満すると、内部空間6bに連通して設けられた貫通孔8を介して油圧室7内に流入する。油圧室7は、ブッシュ10の貫通孔10aに中空ロッド6を隙間Sをあけて挿入しているので、油圧室7に流入したオイルLの一部は隙間Sから油圧室7外に漏れるが、隙間Sが十分に微小に構成されているので、オイルLの粘性によって油圧室7内の油圧は大気開放されることなく保持され、油圧取出孔11から移動体4上の図示しない油圧機器に供給されることになる。
When the
また、図2に示されるように、ベース3に対して移動体4を移動させると、移動体4が中空ロッド6の長手方向に沿う方向に直線移動させられる。このとき、移動体4に固定したブッシュ10の貫通孔10a内面と中空ロッド6の外面との隙間Sは一定に維持されるので、移動体4は、中空ロッド6とブッシュ10とを接触させることなく、ベース3に対して移動させられる。また、油圧室7も一定の横断面形状を有する孔状に形成され、その中心軸に沿って中空ロッド6が挿入されているため、移動体4がベース3に対して移動することにより、油圧室7内において中空ロッド6が相対的に変位しても、油圧室7の内容積は変動することなく一定の内容積に維持される。したがって、移動体4が移動しても油圧室7内の圧力は一定に維持される。
As shown in FIG. 2, when the moving body 4 is moved with respect to the
その結果、本実施形態に係る油圧供給機構1によれば、移動体4がベース3に対して移動しても、油圧供給機構1を構成する中空ロッド6と油圧室7とが機械的に接触することがなく、また、油圧室7内圧の変動もないので、移動体4の移動を妨げるような外力はほとんど発生しない。したがって、移動体4を円滑に移動させることができる。その結果、油圧供給機構1が移動体4の移動を阻害せず、移動体4の位置決め精度を向上させることができる。また、移動体4の移動によって油圧室7内圧が変動しないので、移動体4に搭載された油圧機器に対して、移動体4の移動あるいは停止状態にかかわらず、一定の油圧を供給することができるという利点がある。
As a result, according to the hydraulic pressure supply mechanism 1 according to the present embodiment, the hollow rod 6 and the
なお、本実施形態においては、中空ロッド6をベース3の側壁5に片持ち梁状に固定したが、これに代えて、両持ち梁状に固定してもよい。
また、中空ロッド6をベース3に固定し、油圧室7を移動体4に設けたが、これに代えて、ベース3に油圧室7を設け、移動体4に中空ロッド6を固定することにしてもよい。この場合、油圧供給配管9はベース3の油圧室7に接続され、油圧は、油圧室7から中空ロッド6の貫通孔8を介して中空ロッド6の内部空間6bに入り、内部空間6bに接続される油圧取出孔11を介して移動体4上の各種油圧機器に供給されることになる。
In this embodiment, the hollow rod 6 is fixed to the
Further, the hollow rod 6 is fixed to the
次に、本発明の一実施形態に係る直線移動装置20について、図3〜図7を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る直線移動装置20は、図3および図4に示されるように、ベース21と、該ベース21に対して水平方向に直線移動させられる移動体22と、該移動体22をベース21に対して直線移動可能に支持する静圧軸受23と、ベース21に対して移動体22を直線移動させるアクチュエータ24と、油圧供給機構25と、油圧供給機構25に接続された油圧源26とを備えている。
Next, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the linear moving
移動体22は、例えば、主軸スピンドル等(図示略)を固定するテーブルである。
静圧軸受23は、図3、図6および図7に示されるように、ベース21に設けられた張出部21aの上下に、移動体22の移動方向に沿って水平に延びる複数の平坦面27と、各平坦面27に微小隙間をあけて対向する複数の静圧パッド28とから構成されている。静圧パッド28は、前記平坦面27に対向する移動体22の対向面に設けられた凹部29と、該凹部29に充填されるオイルLとにより構成されている。
The moving
As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the
各凹部29は、各張出部21aを挟んで上下に対向する位置に配置されているとともに、移動体22の移動方向に間隔をあけて複数配置されている。
そして、各凹部29に加圧したオイルLを供給することにより、張出部21aに設けられた上下一対の平坦面27に対して、上下一対の凹部29内に供給されたオイルLが相互に逆方向に押圧力を加えることで、ベース21の張出部21aの平坦面27に対して、移動体22を油圧で浮上させた状態で力を釣り合わせ、この状態に維持することができるようになっている。
Each
And by supplying the oil L pressurized to each recessed
また、このような上下一対の凹部29が、移動体22の移動方向に間隔をあけて複数配置されているので、移動方向に交差する水平軸線回りのモーメントも釣り合った状態に維持される。したがって、移動体22がベース21から浮上して水平状態に維持されるようになっている。
なお、説明の簡単のために図示を省略しているが、通常は、水平方向に対向する位置にも静圧パッド28が設けられ、移動方向に交差する水平方向の力の釣り合いと、移動方向に交差する鉛直軸線回りのモーメントの釣り合いとが図られるようになっている。
In addition, since a plurality of such a pair of upper and lower
Although illustration is omitted for the sake of simplicity of explanation, normally, a
前記アクチュエータ24は、例えば、リニアモータである。該アクチュエータ24は、ベース21に固定された略円柱状のシャフト30と、該シャフト30の周囲に配置されシャフト30を貫通させる筒状の可動部材31とを備えている。
The
シャフト30は、ベース21に取り付けられたブラケット32に固定され、両持ち梁状に支持されている。
シャフト30の内部には、長手方向に沿って複数のコイル(図示略)が配列されており、外部から電流を供給されることにより、シャフト30の周囲に磁場を形成するようになっている。
また、可動部材31の内部には、図示しないリング状の永久磁石が長手方向に沿って複数配列されている。
The
A plurality of coils (not shown) are arranged inside the
A plurality of ring-shaped permanent magnets (not shown) are arranged in the
これにより、シャフト30内のコイルに供給する電流を制御して、発生する磁場の方向、強度等を調整することによって、可動部材31内の永久磁石の磁場との間で牽引あるいは反発を生じさせ、これによって移動体22にシャフト30の長手方向に沿う駆動力を加えることができるようになっている。
すなわち、アクチュエータ24は、シャフト30と可動部材31とを非接触の状態に保持し、両者間に機械的な摩擦等を発生させることなく、可動部材31をシャフト30の長手方向に沿って推進することができるようになっている。
As a result, the current supplied to the coil in the
That is, the
また、油圧供給機構25は、図3および図4に示されるように、移動体22の移動方向の両端においてベース21に取り付けられた前記ブラケット32に両持ち梁状に固定される中空ロッド33と、移動体22に設けられた油圧室34とを備えている。中空ロッド33は、一端に設けたフランジ部33a側から長手方向の中央位置近傍まで中心軸線に沿って形成された内部空間33bを備えている。また、中空ロッド33の長手方向の中央位置近傍には、外面から内部空間まで連通する貫通孔35が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the hydraulic
油圧室34は、移動体22に形成された横断面円形の孔の両端をブッシュ36により閉塞し、ブッシュ36に設けた貫通孔36aに中空ロッド33を貫通させることで、長手方向に沿って一定のリング状の横断面形状を有する円筒状の空間に形成されている。中空ロッド33に設けた貫通孔35により、中空ロッド33の内部空間33bと油圧室34とが連絡している。
The
移動体22には、油圧室34に接続する油圧取出孔37が形成されている。移動体22の上面にはマニホールド38が固定され、該マニホールド38に油圧取出孔37が接続されている。
また、マニホールド38は、前記静圧軸受23を構成する各静圧パッド28の凹部29にも管路39によって接続されている。さらに、マニホールド38には、図示しない油圧機器への油圧供給管路40も接続されている。
The
The manifold 38 is also connected to a
中空ロッド33のフランジ部33a側の一端に開口する内部空間33bには、油圧源26が接続されている。油圧源26は、図示しない油圧ポンプ、オイルクーラー、オイルフィルタ等を備え、所定温度に温度調節された清浄なオイルLを中空ロッド33のフランジ部33a側の一端から中空ロッド33の内部空間33bに供給することができるようになっている。これにより、油圧源26から供給された油圧は、油圧供給機構41を介してベース21側から移動体22側に供給され、マニホールド38によって各静圧パッド28の凹部29および油圧機器に分配されるようになっている。
A
このように構成された本実施形態に係る直線移動装置20の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る直線移動装置20によれば、油圧源26を作動させて、所定の油圧を中空ロッド33の内部空間33bに供給することにより、油圧が貫通孔35を介して油圧室34内に供給され、油圧取出孔37およびマニホールド38を介して、移動体22に設けた静圧パッド28および移動体22上の各種油圧機器に供給されることになる。
The operation of the linear moving
According to the
この場合において、油圧室34の側壁を構成するブッシュ36には中空ロッド33との間に微小隙間Sが形成されているために、供給されたオイルLの一部が隙間Sから外部に漏洩することとなるが、隙間Sは十分に微小に構成されているので、油圧室34内の油圧は大気解放されることなく一定の値に維持される。これにより、ベース21と移動体22との間に可動チューブや機械的な接触を設けることなく、ベース21側から移動体22側に油圧を供給することができる。
In this case, since a minute gap S is formed between the
また、中空ロッド33と油圧室34とが接触しないので、図5に示されるように、ベース21に対して移動体22を水平方向に移動させても、油圧室34内の容積は変動せず、したがって、油圧室34内の圧力変動も生じないので、移動中も、移動後も、安定した油圧を供給し続けることができる。さらに、油圧室34内の圧力変動が生じないので、移動体の移動を妨げる抵抗力は発生しないことになる。
Further, since the
また、油圧が静圧軸受23の静圧パッド28に供給されることにより、ベース21に対して移動体22が浮上した状態に保持される。
さらに、アクチュエータ24としてリニアモータを採用しているので、シャフト30と可動部材31とを機械的に接触させることなく、シャフト30から可動部材31に対して推進力を与えることができる。
Further, when the hydraulic pressure is supplied to the
Furthermore, since a linear motor is employed as the
したがって、アクチュエータ24を作動させることにより、静圧軸受23によって浮上した状態に維持されている移動体22が直線移動させられる。この場合に、移動体22とベース21との間には、可動チューブや他の機械的な接触が存在せず、油膜が介在させられているのみであるため、移動体22は、その動きを何ら妨げられることなく円滑に直線移動させられ、アクチュエータ24の制御により、極めて高い精度で位置決めされることになる。
Therefore, by actuating the
また、本実施形態に係る直線移動装置20においては、図6および図7に示されるように、静圧軸受23を構成する静圧パッド28の凹部29が、移動体22側に設けられており、ベース21側にはこれに対向する平坦面27が設けられているのみである。このため、各凹部29の大きさを小さくしても、ベース21側の平坦面27が存在している限り、移動体22の位置にかかわらず静圧を発生させて、ベース21に対し移動体22を浮上した状態に支持することができる。したがって、移動体22の動作範囲を長くすることができる。
Further, in the linear moving
また、本実施形態に係る直線移動装置20によれば、単一の油圧源26から供給した油圧をマニホールド38において分配するので、静圧軸受23用の油圧および油圧機器用の油圧を共通の油圧源26から供給でき、部品点数の削減、コスト低減、装置の小型化等を図ることができる。
また、静圧軸受23は、元々、移動体22とベース21との間に隙間をあけて、その隙間から漏れるオイルLを許容しつつ凹部29内における静圧を利用するものであるため、漏れたオイルLを回収する回収手段(図示略)を設ける必要がある。本実施形態によれば、そのような静圧軸受23を備える直線移動装置20において、オイルLの漏れを許容する油圧供給機構25を採用しているので、オイルLの回収手段を共用することができるという利点もある。
Further, according to the linear moving
In addition, the static pressure bearing 23 originally uses a static pressure in the
なお、本実施形態に係る直線移動装置20においても、ベース21側に中空ロッド33を固定し、移動体22側に油圧室34を固定した油圧供給機構25を備えることとしたが、これに代えて、ベース21側に油圧室34、移動体22側に中空ロッド33を固定して、油圧源26から油圧室34に油圧を供給することにしてもよい。
The
また、静圧軸受23を構成する静圧パッド28を移動体22の移動方向に間隔をあけて2カ所に設けることとしたが、これに代えて、3カ所以上設けることにしてもよい。
また、静圧パッド28を移動体22側に設けることにより上記効果を達成できるので好ましいが、これに限定されるものではなく、静圧パッド28をベース21側に設けることにしてもよいことは言うまでもない。
Moreover, although the
Further, the above effect can be achieved by providing the
1,25 油圧供給機構(流体供給機構)
2,20 直線移動装置
3,21 ベース
4,22 移動体
6.33 中空ロッド
6b,33b 内部空間
7,34 油圧室(流体室)
8,35 貫通孔
9,41 油圧供給配管(流体供給配管)
10,36 ブッシュ(側壁、壁面)
10a,36a 貫通孔(ロッド挿通孔)
23 静圧軸受
24 リニアモータ(アクチュエータ)
26 油圧源(流体源)
28 静圧パッド
29 凹部
L オイル
S 隙間
1,25 Hydraulic supply mechanism (fluid supply mechanism)
2,20
8,35 Through
10,36 Bush (side wall, wall surface)
10a, 36a Through hole (rod insertion hole)
23 Hydrostatic bearing 24 Linear motor (actuator)
26 Hydraulic source (fluid source)
28
Claims (5)
該ベースに対して直線移動させられる移動体と、
前記ベースから前記移動体に対してオイルを供給する流体供給機構と、
前記ベースに対して前記移動体を前記オイルにより浮上させて、移動体をベースに対して直線移動可能に支持する静圧軸受と、
前記ベースに対して前記移動体を直線移動させるアクチュエータと、
前記流体供給機構および前記静圧軸受に接続される共通の流体源と、
前記流体供給機構から漏れる前記オイルおよび前記静圧軸受から漏れる前記オイルを回収するオイル回収部とを備え、
前記流体供給機構が、前記ベースまたは前記移動体のいずれか一方に固定され前記移動体の移動方向に沿って配置された中空ロッドと、前記ベースまたは前記移動体のいずれか他方に固定された流体室とを備え、
該流体室の対向する一対の壁面に、径方向に隙間をあけて前記中空ロッドを貫通させるロッド挿通孔が設けられ、
前記中空ロッドに、該中空ロッド内部とその周囲の流体室内部とを連絡する貫通孔が設けられ、
前記ベースに固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかに、流体供給配管が接続されている直線移動装置。 Base and
A moving body that is linearly moved with respect to the base;
A fluid supply mechanism for supplying oil from the base to the moving body;
A hydrostatic bearing that floats the moving body with respect to the base with the oil and supports the moving body so as to be linearly movable with respect to the base;
An actuator for linearly moving the movable body with respect to the base;
A common fluid source connected to the fluid supply mechanism and the hydrostatic bearing ;
An oil recovery part for recovering the oil leaking from the fluid supply mechanism and the oil leaking from the hydrostatic bearing ;
The fluid supply mechanism is a hollow rod fixed to either the base or the moving body and arranged along the moving direction of the moving body, and a fluid fixed to the other of the base or the moving body A room,
A pair of wall surfaces facing each other in the fluid chamber are provided with rod insertion holes that allow the hollow rod to pass therethrough in a radial direction,
The hollow rod is provided with a through hole that communicates the inside of the hollow rod and the surrounding fluid chamber,
A linear movement device in which a fluid supply pipe is connected to either the internal space of the hollow rod or the fluid chamber fixed to the base.
各凹部に、前記移動体側に固定された、前記中空ロッドの内部空間または前記流体室のいずれかが接続されている請求項1または請求項2に記載の直線移動装置。 The hydrostatic bearing comprises a hydrostatic pad comprising a plurality of recesses provided on the surface of the movable body facing the base, and oil supplied into each recess and stored between the base and each recess. Configured,
The linear moving device according to claim 1 or 2, wherein either the internal space of the hollow rod or the fluid chamber fixed to the moving body side is connected to each recess.
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