(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内面に対して摺動体を摺動可能に案内支持する案内装置において、前記摺動体に圧力流体供給路を設け、前記摺動体の摺動面に、摺動体に作用する荷重の一部を支持する第１および第２の荷重支持ポケットを前記摺動体の移動方向に対して直列に配設し、前記摺動面の前記第１の荷重支持ポケットの前記摺動体の移動方向外方に第１のセンサパッドを形成するとともに、前記第２の荷重支持ポケットの前記摺動体の移動方向外方に第２のセンサパッドを形成し、前記第１および第２のセンサパッドの各々は前記圧力流体供給路に連通する供給口と、その外周に形成された環状溝と、前記供給口と前記環状溝との間に形成されるランド部とから構成され、前記第１のセンサパッドの前記環状溝に前記第２の荷重支持ポケットを、また前記第２のセンサパッドの前記環状溝に前記第１の荷重支持ポケットをそれぞれ連通したことを特徴とする姿勢制御型すべり案内装置。
【請求項２】
請求項１に記載の姿勢制御型すべり案内装置において、前記摺動面の前記第１および第２の荷重支持ポケットの間に、前記摺動体に作用する荷重の一部を支持する静圧ポケットを形成し、前記静圧ポケットを絞りを介して圧力流体供給源に連通したことを特徴とする姿勢制御型すべり案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械のテーブル等に用いられる摺動体の案内装置に関し、特に摺動体の姿勢を自動的に制御することができるすべり案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のすべり案内装置は、摺動体を潤滑油を介して案内面に接触させた状態で支持している。
また、摺動体と案内面とのすべり面に圧力空気を供給してすべり面に作用する荷重を一定に補償し、摺動体を一定摩擦力のもとに摺動案内するようにしたものが特公昭６１−３２５２５に開示されている。
【０００３】
このものは図４に示すように、圧力空気供給源４からの圧力空気を摺動体２に設けられた圧力センサ溝７に供給し、その背圧を自動調圧弁６の第２の作動室９に導き、第２の作動室９の圧力と第１の作動室８に設けられた圧縮ばね１２のばね力によってダイヤフラム１１を作動させ、ダイヤフラム１１に取り付けられた弁棒１０の移動によりポケット３へ供給する空気の圧力を制御するように構成されている。そして、基台１と摺動体２の間に圧力空気を送り込むことにより、摺動体２に作用する荷重の一部を基台１と摺動体２の直接的な接触によって受け、残りの荷重は圧力空気によって受けるようにし、荷重の変動に対しては圧力空気供給源４からポケット３に送り込む空気の圧力が自動的に調整され、基台１と摺動体２の直接的な接触による面圧が常に一定になるように制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のすべり案内装置は、摺動体の移動による動圧効果によって摺動体の進行方向前方部分が浮き上がり、移動体が傾斜して送り動力の変動や送り精度の悪化といった問題を生じる。
また、工作機械等の剛性を要する案内装置においては圧力流体として油を用いるのが一般的であるが、特公昭６１−３２３２５のものも空気に代えて粘性の大きな油を用いると動圧効果による摺動体の傾きという問題を無視することができなくなる。特公昭６１−３２３２５には、摺動体の姿勢を制御するために図５に示すように摺動体２の４すみにポケット３およびセンサ溝７を設けることが開示されているが、自動調圧弁６を使用しているためコスト高であり、さらに、基台１と摺動体２の接触面圧を一定量に設定するためには圧縮ばね１２を調整して自動調圧弁６の感度をチューニングするという作業が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明は上記の課題を解決し、簡単な構成で低コストでありながら、動圧効果による摺動体の傾きを防止して摺動体の姿勢を自動的に制御することができる案内装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は摺動体に圧力流体供給路を設け、前記摺動体の摺動面に、摺動体に作用する荷重の一部を支持する第１および第２の荷重支持ポケットを前記摺動体の移動方向に対して直列に配設し、前記摺動面の前記第１の荷重支持ポケットの前記摺動体の移動方向外方に第１のセンサパッドを形成するとともに、前記第２の荷重支持ポケットの前記摺動体の移動方向外方に第２のセンサパッドを形成し、前記第１および第２のセンサパッドの各々は前記圧力流体供給路に連通する供給口と、その外周に形成された環状溝と、前記供給口と前記環状溝との間に形成されるランド部とから構成され、前記第１のセンサパッドの前記環状溝に前記第２の荷重支持ポケットを、また前記第２のセンサパッドの前記環状溝に前記第１の荷重支持ポケットをそれぞれ連通するようにしたものである。
【０００７】
さらに、前記摺動面の前記第１および第２の荷重支持ポケットの間に、前記摺動体に作用する荷重の一部を支持する静圧ポケットを形成し、前記静圧ポケットを絞りを介して圧力流体供給源に連通するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図３に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
固定体２０の案内面２１上には摺動体２２が載置されており、摺動体２２は固定体２０に対して長手方向（図面左右方向）に移動可能である。摺動体２２の摺動面２３には３つのポケット２４ａ、２４ｂ、２５が摺動体２２の移動方向に対して直列に設けられている。両側のポケット２４ａ、２４ｂは荷重支持用のポケットであり、中央のポケット２５は静圧ポケットである。後述するように、荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂに圧力流体を供給することにより摺動体２２に作用する荷重の一部を支持し、静圧ポケット２５に絞り２６を介して圧力流体を供給することにより摺動体２２に作用する荷重の一部を支持すると共に摺動体２２の平行変位が制御される。
【０００９】
摺動面２３の両端、すなわち、荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂの外側には２つのセンサパッド２７ａ、２７ｂが設けられている。このセンサパッド２７ａ、２７ｂは中央に設けられた圧力流体の供給口２８ａ、２８ｂと、その周囲を取り囲むように形成された環状溝２９ａ、２９ｂと、供給口２８ａ、２８ｂと環状溝２９ａ、２９ｂによってその間に形成される環状のランド部３０ａ、３０ｂによって構成されている。このランド部３０ａ、３０ｂの高さは摺動面２３と同じであるかあるいは摺動面２３よりも若干低く形成されている。
【００１０】
摺動体２２の内部には連通路３１ａ、３１ｂが設けられており、センサパッド２７ａ、２７ｂの環状溝２９ａ、２９ｂと荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂを連通している。ここで、図面右側のセンサパッド２７ａの環状溝２９ａは左側の荷重支持ポケット２４ａと、左側のセンサパッド２７ｂの環状溝２９ｂは右側の荷重支持ポケット２４ｂと連通している。
【００１１】
また、摺動体２２の内部には圧力流体の供給路３２が設けられており、図略の圧力流体供給源から供給される圧力流体が供給路３２を通って、センサパッド２７ａ、２７ｂの供給口２８ａ、２８ｂおよび静圧ポケット２５に供給される。供給路３２の静圧ポケット２５の近傍には絞り２６が設けられている。
次に、上述した構成のすべり案内装置の作用について説明する。
【００１２】
供給路３２から供給された圧力流体は絞り２６を介して静圧ポケット２５に供給されると共に、センサパッド２７ａ、２７ｂの供給口２８ａ、２８ｂに供給され、案内面２１とランド部３０ａ、３０ｂによる表面絞り作用を受け、減圧されて環状溝２９ａ、２９ｂに導かれる。そして、連通路３１ａ、３１ｂを通って荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂに供給される。
【００１３】
ここで、摺動体２２が静止している状態において、圧力Ｐの圧力流体が供給路３２から供給されており、絞り２６によりＰs に減圧されて静圧ポケット２５へ供給されると共に、案内面２１とセンサパッド２７ａ、２７ｂのランド部３０ａ、３０ｂによって絞られ、Ｐr に減圧されて荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂに供給されているとする。静圧ポケット２５の面積をＡ1 、荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂの面積をＡ2 とすると、静圧ポケット２５にはＦ1 ＝Ｐs ×Ａ1 の支持力が働き、荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂにはそれぞれ  Ｆ2 ＝Ｐr ×Ａ2 なる支持力が働く。したがって、摺動体２２にはＦ＝Ｆ1 ＋２×Ｆ2 ＝Ｐs ×Ａ1 ＋２（Ｐr ×Ａ2 ）の支持力が働いていることになる。しかし、この力Ｆは摺動体２２に作用する荷重よりも小さく設定されており、摺動体２２に作用する荷重の一部を支持しているに過ぎず、あくまでも摺動体２２は案内面２１と接触した状態で移動する。
【００１４】
いま、摺動体２２が移動して案内面２１と摺動面２３の間に動圧効果が発生すると摺動体２２の移動方向前方が浮き上がる。以下、摺動体２２が図面左側へ移動し摺動体２２の左側が浮き上がった場合を考えるが、摺動体２２が図面右側へ移動した場合も左右が逆になるだけで全く同じ作用である。
摺動体２２の左側が浮き上がると、案内面２１と左側のセンサパッド２７ｂのランド部３０ｂとの隙間が大きくなる。したがって、環状溝２９ｂに供給される圧力流体の圧力は増加してＰr ＋ΔＰr となり、右側の荷重支持ポケット２４ｂに働く支持力Ｆ2 はＦ2 ＝（Ｐr ＋ΔＰr ）×Ａ2 となって左側の荷重支持ポケット２４ａに働く支持力よりも大きくなる。すなわち、摺動体２２の浮き上がった方とは反対側の荷重支持ポケット２４ｂの支持力が大きくなり、摺動体２２の傾きが修正されることになる。この支持力の増加量は案内面２１とランド部３０ｂの隙間の増加量に比例するため、摺動体２２の傾きに応じて荷重支持ポケット２４ｂに作用する支持力が自動的に制御されることになる。
【００１５】
上述の作用では動圧効果によって浮き上がるのとは反対方向の荷重支持ポケットの圧力が増加して傾きを修正しているため、摺動体２２が平行変位して全体的に浮上することとなるが、実際には摺動体２２の傾きが修正され摺動体２２が平行となると動圧効果が減少するため、摺動体２２の動圧効果による浮き上がり作用自体が低減されることとなり、摺動体２２の平行変位が修正されることなる。
【００１６】
さらに、摺動面２２にはその中央に静圧ポケット２５が設けられているため、摺動体２２の平行変位により静圧ポケット２５と案内面２１との間の隙間が大きくなると静圧ポケット２５内の圧力が低下し、この静圧作用によって摺動体２２の平行変位が修正されることとなるので、摺動体２２の傾きを修正することによって摺動体２２が平行変位して全体的に浮き上がることはない。
【００１７】
以上述べたように、本実施の形態によれば動圧効果による摺動体２２の傾きおよび平行変位が自動的に修正される。
また、摺動体２２に作用する荷重は荷重支持ポケット２４ａ、２４ｂに作用する支持力および静圧ポケット２５に作用する支持力によってその一部が支持されるので、従来のすべり案内装置に比べて摺動面と案内面との間の摩擦抵抗が少なく、送り動力を低減することができる。
【００１８】
さらに、センサパッド２７ａ、２７ｂの感度はランド部３０ａ、３０ｂの幅と高さによって設定されるため、設計段階で最適なランド部の形状を決定すればよく、特別なチユーニング作業は不要となる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、右側のセンサパッドと左側の荷重支持ポケットを、左側のセンサパッドと右側の荷重支持ポケットをそれぞれ連通するように構成したので、特別に調圧弁等を用いることなく簡単な構成で低コストであるにも係わらず、摺動体の移動によって生じる動圧効果による摺動体の傾きを自動的に修正して高精度の送りが可能となる。
【００２０】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、摺動面中央に静圧ポケットを設けたので、摺動体の平行変位が自動的に補正される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の案内装置の摺動体の底面図である。
【図２】図１のＩＩ矢視断面図である。
【図３】図 1のＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】従来の案内装置を示す断面図である。
【図５】従来の案内装置の摺動体の底面図である。
【符号の説明】
２０  固定体
２１  案内面
２２  摺動体
２３  摺動面
２４ａ、２４ｂ  荷重支持ポケット
２５  静圧ポケット
２６  絞り
２７ａ、２７ｂ  センサパッド
２８ａ、２８ｂ  供給口
２９ａ、２９ｂ  環状溝
３０ａ、３０ｂ  ランド部
３１ａ、３１ｂ  連通路
３２  供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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