(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽空間をダイアフラム体で仕切ってその各側を流体室となし、各流体室内にダイアフラム体と対向した絞り面部を形成し、少なくとも一方の絞り面部或いは双方の各絞り面部にダイアフラム体と直交した方向の任意位置に変位させるための動力駆動手段を設け、この動力駆動手段は駆動力発生源として電歪素子或いは磁歪素子を備えたダイアフラム弁式自動調整絞り装置を構成し、各絞り面部とダイアフラム体との間に適当圧の流体を供給し、ここで絞られた流体を工作機械に於ける加工体或いは被加工体に接続させてなる静圧軸受の対向したリセスに供給し、上記動力駆動手段を随時作動させて実施することを特徴とする工作機械のワークに於ける微少切込み送り方法。
【請求項２】
動力駆動手段のうち一方は設けないで、該方の絞り面部を特定位置に固定させたものとなしたことを特徴とする請求項１記載の工作機械のワークに於ける微少切込み送り方法。
【請求項３】
動力駆動手段のうち一方は設けないで、該方の絞り面部を手操作されるネジ棒を介して位置調整可能となしたことを特徴とする請求項１記載の工作記載のワークに於ける微少切込み送り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のワークに於ける微少切込み送り方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静圧軸受に潤滑油を供給するさい、ダイアフラム弁式自動調整絞り装置が使用されることは既に行われているが、その一例を図４により説明する。
【０００３】
同図に於いて、１は直線案内形の静圧軸受であって、負荷側パッド２と反負荷側パッド３を一定間隔に固定し、これら両者間に負荷体（被案内体）４を紙面に直交する方向へのみ移動可能なように配置した構成としてある。
【０００４】
各パッド２、３の内方面にはリセス２ａ、３ａが形成されており、また各パッド２、３は必要に応じ被案内体４に沿わせて適当数設けられる。
【０００５】
５はダイアフラム弁式自動調整絞り装置であって、遮蔽空間をダイアフラム体６で仕切ってその各側を流体室７、８となし、各流体室７、８内にダイアフラム体６に対向して配置された絞り面部９を設けた構成としてある。
【０００６】
ダイアフラム体６はダイアフラム６ａの中央部に円形パッド６ｂを固定したものとなされ、また絞り面部９は突起状部９ａと絞り面９ｂで形成される。各絞り面９ｂの中央にはポンプＰと接続された流体路１０ａ、１０ｂが開口され、流体室７、８壁面の、絞り面部９から外れた個所には前記リセス２ａ、３ａと接続された別の流体路１１ａ、１１ｂが開口される。
【０００７】
上記ダイアフラム弁式自動調整絞り装置の作動状態では、ポンプＰから流体路１０ａ、１０ｂを通じて適当圧の潤滑油が絞り面９ｂと円形パッド６ｂとの間に供給され、この隙間個所で潤滑油はその流れを絞られるものとなる。
【０００８】
こうして絞られた潤滑油は流体室７、８を充たし、続いて流体路１１ａ、１１ｂを通じて各パッド２、３のリセス２ａ、３ａに供給される。各リセス２ａ、３ａに充満された潤滑油は各パッド２、３と被案内体４の隙間ｈ０１、ｈ０３を経て外方へ流出される。
【０００９】
この状態に於いて、被案内体４に作用する上下方向の外力がゼロであれば円形パッド６ｂと絞り面９ｂの各隙間ｈｄ１、ｈｄ３は特定の一定値となって安定し、また各パッド２、３と被案内体４との隙間ｈ０１、ｈ０３も一定値となって安定する。
【００１０】
この状態の下で、例えば下向きの外力が被案内体４に作用すると、被案内体４が降下されるため、隙間ｈ０１が減少し、ここからの潤滑油の流出が制限され、リセス２ａ内の油圧や流体室７内のそれが上昇するものとなり、一方では隙間ｈ０３が増大するため、リセス３ａ内の油圧や流体室８内のそれが下降する。このため、ダイアフラム６ａは上側へ変形し、円形パッド６ｂは上昇する。
【００１１】
この結果、下側の絞り面９ｂによる絞り効果は減じ、逆に上側の絞り面９ｂによる絞り効果が増すものとなって、流体室７内の油圧やリセス２ａ内のそれは上昇し、流体室８内の油圧やリセス３ａ内のそれは下降する。
【００１２】
かくして、被案内体４は下降の無制限な増大を阻止され、隙間ｈ０１は一定大きさ以上に保持されるものとなる。
【００１３】
また、被案内体４に作用していた前記外力が減少すると、上記と対称的な作動が生じ、隙間ｈ０３は一定値以上に保持されるものとなる。
【００１４】
従って、被案内体４に作用する上下方向の外力が過度に大きくなければ、被案内体４はリセス２ａ、３ａ内の潤滑油の静圧でパッド２、３間の適当高さ位置に浮上した状態に保持され、被案内体４は紙面に直交した方向へ円滑に案内される。
【００１５】
このダイアフラム弁式自動調整絞り装置は、被案内体４に上下方向の外力が作用しないときは、被案内体４が潤滑油によりパッド２、３間の特定高さ（原点位置）に支持され、また被案内体４に同外力が作用したときは、被案内体４の上下変位が阻止されるように、即ち軸受剛性が一定程度以上であるように設計される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したダイアフラム弁式自動調整絞り装置の使用例にあっては、被案内体４に上下方向の任意な大きさの外力が作用しても、被案内体４を原点位置近傍に保持することを主眼としているに過ぎない。
【００１７】
本発明は、上記ダイアフラム弁式自動調整絞り装置の使用例をさらに一歩進めて工作機械に於けるワーク加工時の微少切込み送りに適用し、正確且つ迅速な加工が行えるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、遮蔽空間をダイアフラム体で仕切ってその各側を流体室となし、各流体室内にダイアフラム体と対向した絞り面部を形成し、少なくとも一方の絞り面部或いは双方の各絞り面部にダイアフラム体と直交した方向の任意位置に変位させるための動力駆動手段を設け、この動力駆動手段は駆動力発生源として電歪素子或いは磁歪素子を備えたダイアフラム弁式自動調整絞り装置を構成する。
【００１９】
而して、各絞り面部とダイアフラム体との間に適当圧の流体を供給し、ここで絞られた流体を工作機械に於ける加工体或いは被加工体に接続させてなる静圧軸受の対向したリセスに供給し、上記動力駆動手段を随時作動させて工作機械のワークに於ける微少切込み送りが行われるようにする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明で使用するダイアフラム弁式自動調整絞り装置を示す概要図である。
【００２１】
本発明の実施にさいしては、上記のようなダイアフラム弁式自動調整絞り装置５を使用する。
【００２２】
即ち、各流体室壁７Ａ、８Ａに動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを設ける。
この動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂは、各絞り面部９をダイアフラム体６と直交した方向の任意位置に変位させるためのもので、流体室壁７Ａ、８Ａにボルト固定されたカバー体２１、２１とこれに嵌着された駆動部２２、２２からなる。
【００２３】
各駆動部２２は駆動力発生源としての電歪素子或いは磁歪素子からなる伸縮作動部２３と流体路部２４を備え、先端に絞り面部９が形成されたものとなす。
【００２４】
ここに、電歪素子は、電圧を印加してこれに比例した歪みを取り出すことができる素子であり、例えばチタン酸Ｂａなど、ピエゾ効果を有する圧電材料などが用いられる。
【００２５】
また磁歪素子は、磁界を印加してその入力電流に比例した歪みを取り出すことができる素子であり、例えば超磁歪単結晶合金ＴＥＲＦＥＮＯＬ−Ｄ（米国特許３，９４９３５１）などの磁歪合金が用いられる。
【００２６】
そして、各流体路部２４には前記流体路１０ａ又は１０ｂに接続された環状溝２５、半径向き孔２６及び縦向き孔２７を形成する。
【００２７】
その他の部位は従来のものに準じるのである。
【００２８】
このようなものとしたダイアフラム弁式自動調整絞り装置５の各流体室７、８を流体路１１ａ又は１１ｂを通じて静圧軸受１の対向したリセス２ａ、３ａに接続させる。
【００２９】
この後、適当な一定圧力の潤滑油を各絞り面部９とダイアフラム体６との間に供給し、ここで絞られた潤滑油を各流体室７、８を通じて前記リセス２ａ、３ａに供給する。
【００３０】
この潤滑油はやがて各リセス２ａ、３ａに充たされて各リセス２ａ、３ａ内で一定圧力に上昇し、隙間ｈ０１、ｈ０３から比較的小さい流量で流出する。このさい、隙間ｈｄ１、ｈｄ３の大きさが適当であれば、被案内体４は各リセス２ａ、３ａ内の潤滑油の静圧で各側のリセス２ａ、３ａ間の特定位置に浮上して安定する。本発明では該被案内体４が工作機械に於ける被加工体となされるワーク或いは研磨砥石などの加工体に、接続されるものとなされるのである。
【００３１】
このような作動状態の下で、前記動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを図示しない操作制御装置の操作摘みを変位させる等して微少切込み送り動作させるのである。
【００３２】
例えば、隙間ｈｄ３を小さくすると、流体路１０ａからの潤滑油がダイヤフラム体６と絞り面９ｂによりさらに強く絞られるので、リセス３ａ内の圧力は減少する。このため、被加工体となされたワーク或いは研磨砥石などの加工体に接続される静圧軸受が上方に移動し、隙間ｈ０３が小さくなり、逆に隙間ｈ０１が大きくなる。この結果、隙間ｈ０１から逃げる潤滑油の量が多くなるので、リセス２ａの圧力が低下し、この圧力が他方のリセス３ａのそれと平衡したとき、微少切込み送りの移動が停止する。
【００３３】
逆に隙間ｈｄ３を大きくすると、上記と対称的に作用して停止する。
【００３４】
上記は隙間ｈｄ３を中心に説明したが、隙間ｈｄ１を大小に変化させても同様である。
【００３５】
要するに、動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを動作させて隙間ｈｄ１又はｈｄ３を変化させることにより、ワーク或いは研磨砥石の微少送りが安定的に行われるものとなる。
【００３６】
上記の実施例では、双方の流体室７、８に動力駆動装置２０Ａ、２０Ｂを設けたが、これに限定するものではなく、例えば、一方の動力駆動手段２０Ａ又は２０Ｂを設けないで、一方の絞り面部９を特定位置に固定させてもよいし、又は手操作されるネジ棒を介して一方の絞り面部９を位置調整可能としてもよい。
【００３７】
次に本発明の実施例を説明する。
（１）実施例１
図２は本発明を研削盤の砥石台に応用する場合の例を示している。この図に於いて、３０は砥石台で図示しない直線案内軌道により前後方向ｆ１及び左右方向ｆ２の移動自在に支持されている。３１は砥石台３０に固定された砥石回転支持体で、砥石台３０の被案内体４としての回転軸３２、この回転軸３２の長さ途中に形成された鍔部３２ａ、回転軸３２を支持するための筒形軸受体３３、回転軸３２の一端に固定された砥石３４、回転軸３２の他端に固定された回転入力プーリ３５、砥石回転支持体３１に形成されたリセス２ａ、３ａのほか、潤滑油排出溝３６などを備えている。
【００３８】
そして、３７は回転軸３２の周面に対向して形成されたリセス２ａ、３ａに潤滑油を供給するための潤滑油供給部であって、流体路１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、本発明に係るダイアフラム弁式自動調整絞り装置５、ポンプ３８、モータ３９、圧力調整弁４０、圧力計４１、潤滑油排出路を備えたものとなされている。
【００３９】
４２は上記潤滑油供給部３７に準じたものとなされた他の潤滑油供給部で、鍔部３２ａの左右に設けたリセス２ａ、３ａに潤滑油を供給するものとしてある。
【００４０】
この応用例に於いて、砥石３４周面の前後方向ｆ１切り込み送りのさいは、先ず砥石台３０を目的位置の近傍に移動させて固定し、その後に潤滑油供給部３７のダイアフラム弁式自動調整絞り装置５の前記動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを動作させて回転軸３２の周面に面した各リセス２ａ、３ｂ内の潤滑油の圧力を変化させ、回転軸３２を前後方向ｆ１へ切り込み送りさせるようにする。
【００４１】
また、砥石３４側面の左右方向ｆ２切り込み送りのさいは、先と同様に砥石台３０を目的位置の近傍に移動させて固定し、その後に潤滑油供給部４２のダイアフラム弁式自動調整絞り装置５の動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを動作させてリセス２ａ、３ａ内の潤滑油の圧力を変化させ、回転軸３２を左右方向ｆ２へ切り込み送りさせるようにする。
なお、上記砥石３４に代えて刃物などを固定してもよい。
【００４２】
（２）実施例２
図３は本発明をテーブルの送りネジ機構に応用する場合の例を示している。この図において、５０は図示しない直線案内軌道により左右方向ｆ２の移動自在に案内されたテーブルである。５１は左右方向ｆ２の送りネジで、ナット体５２が螺合させてある。ナット体５２とテーブル５０は静圧軸受の一種である静圧継手１Ａで結合されている。静圧継手１Ａは、具体的にはナット体５２に突起ｈを設け、この突起ｈをテーブル５０に固定された左パット部材５３と右パット部材５４で挟み、各部材５３、５４の内方面に既述のリセス２ａ、３ａを設けた構成としてある。
【００４３】
この応用例に於いて、テーブル５０を特定位置に位置決めするさいは、前記した潤滑油供給部３７から各リセス２ａ、３ａに潤滑油を供給した状態の下で、送りネジ５１を回転させてナット体５２の移動力を静圧軸受１Ａを介してテーブル５０に伝達させ、目的位置の近傍に移動させる。続いて、ダイアフラム弁式自動調整絞り装置５の動力駆動手段２０Ａ、２０Ｂを動作させ、リセス２ａ、３ａ内の潤滑油の圧力を変化させ、テーブル５０を左右方向ｆ２へ必要寸法だけ微少送りさせるようにする。
【００４４】
【発明の効果】
以上の如く構成した本発明によれば、ダイアフラム弁式自動調整絞りの特性を活かして、静圧軸受の被案内体を正確且つ速やかに、しかも工作機械のワークに対する精密加工のための微少切込み移動（例えば０．５μｍ程度の移動）を振動少なく安定的に可能ならしめることができる。また、ダイアフラムの各側の絞り面部の絞り量を任意に変更できるものでは、ワークや刃物工具の任意位置に於いて、軸受け剛性を大きく保持し得ると共に潤滑油供給のための動力消費の効率化が図られるものとなる。
【００４５】
また、電歪素子或いは磁歪素子が数十μｍ程度の微少区間に於いて理論的にほとんど無制限の分解能を得られるという特性を有することから、静圧軸受の被案内体を簡易な操作により、正確且つ速やかに微少移動させて、その位置を安定的に保持できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の様子を示す概要図である。
【図２】本発明を研削盤の砥石台に応用する場合の例を示し、Ａは平面視断面図で、Ｂは側面視断面図である。
【図３】本発明をテーブルの送りネジ機構に応用する場合の例を示す図である。
【図４】従来のダイアフラム弁式自動調整絞り装置の使用例を示す図である。
【符号の説明】
１  静圧軸受
２ａ、２ｂ  リセス
５  ダイアフラム弁式自動調整絞り装置
６  ダイアフラム体
７、８  流体室
９  絞り面部
２０Ａ、２０Ｂ  動力駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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