(57)【要約】【課題】スライドテーブルの運動精度を向上させることができるジャバラの支持構造を提供する。【解決手段】スライドテーブル３８に取り付けられ、スライドテーブル３８の移動方向に伸縮可能なジャバラ１２の支持構造であって、ジャバラ１２を支持する支持部材２４と、スライドテーブル３８の移動方向に略平行に設けられたシャフト３０と、シャフト３０に対して支持部材２４をスライドテーブル３８の移動方向に移動可能に支持するブッシュ２８と、を有し、ブッシュ２８とシャフト３０との間に流体が供給されることにより流体軸受が形成される。【選択図】図２
2018039061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドテーブルに取り付けられ、前記スライドテーブルの移動方向に伸縮可能なジャバラの支持構造であって、
前記ジャバラを支持する支持部材と、
前記スライドテーブルの移動方向に略平行に設けられたシャフトと、
前記シャフトに対して前記支持部材を前記スライドテーブルの移動方向に移動可能に支持するブッシュと、
を有し、
前記シャフトと前記ブッシュとの間に流体が供給されることにより流体軸受が形成される
ことを特徴とするジャバラの支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載のジャバラの支持構造であって、
前記スライドテーブルと前記スライドテーブルを案内するガイドとの間に作動油が供給されることによって油軸受が形成され、
前記シャフトと前記ブッシュとの間には、前記スライドテーブルと前記ガイドとの間に供給される前記作動油と同じ作動油が供給されることによって前記流体軸受が形成される
ことを特徴とするジャバラの支持構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のジャバラの支持構造を有するスライドテーブル装置であって、
前記シャフトと前記ブッシュとの間に前記流体を供給する流体供給部と、
前記シャフトと前記ブッシュとの間に供給される前記流体の流量を検出する流量検出部と、
前記流体の前記流量に応じて、前記ジャバラに作用する荷重を推定する荷重推定部と、
を有することを特徴とするスライドテーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャバラの支持構造及びスライドテーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械や測定機等においては、スライドテーブルを案内するガイドにクーラントや切粉、浮遊する異物が侵入することを防止するために、ガイドはスライドテーブルの移動とともに伸縮するジャバラによって覆われている。ジャバラは撓みやすく、ジャバラが撓むとジャバラが円滑に伸縮することができない。ジャバラの撓みを抑制するために、次のような技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ジャバラの中間位置にガイドプレートが取り付けられ、ジャバラの撓みを抑制するものが開示されている。ガイドプレートのローラがジャバラガイド上を動くことにより、ジャバラは軽く移動することができる。
【０００４】
特許文献２には、ジャバラを固定したジャバラ支持部材が設けられたものが開示されている。ジャバラ支持部材を支持するジャバラ支持プレートを、ガイドレールのベースに配置した多孔質板材からのエヤー吹き出しにより、ガイドレールに対して浮上させて非接触に中空で支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１５６０３９号公報
【特許文献２】特許第５２１１５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ジャバラガイドとローラとが接触しているため、ジャバラガイドとローラとの間の摩擦が発生する。ジャバラガイドとローラとの間の摩擦は、スライドテーブルが移動するときの運動精度を低下させるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された技術では、多孔質板材に異物が乗った場合、ジャバラ支持プレートが異物を乗り越えるときに、ジャバラ支持プレートが振動するおそれがある。ジャバラ支持プレートの振動は、スライドテーブルの運動精度を低下させるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、スライドテーブルの運動精度を向上させることができるジャバラの支持構造及びスライドテーブル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一発明は、スライドテーブルに取り付けられ、前記スライドテーブルの移動方向に伸縮可能なジャバラの支持構造であって、前記ジャバラを支持する支持部材と、前記スライドテーブルの移動方向に略平行に設けられたシャフトと、前記シャフトに対して前記支持部材を前記スライドテーブルの移動方向に移動可能に支持するブッシュと、を有し、前記シャフトと前記ブッシュとの間に流体が供給されることにより流体軸受が形成される。これにより、流体軸受によりシャフトとブッシュとの間の摩擦を低減することが可能となる。よって、スライドテーブルの運動精度を向上できる。
【００１０】
第一発明は、前記スライドテーブルと前記スライドテーブルを案内するガイドとの間に作動油が供給されることによって油軸受が形成され、前記シャフトと前記ブッシュとの間には、前記スライドテーブルと前記ガイドとの間に供給される前記作動油と同じ作動油が供給されることによって前記流体軸受が形成されてもよい。これにより、スライドテーブルとガイドとの間に供給される作動油と、シャフトとブッシュとの間に供給される作動油とが同じであるため、作動油を供給する流体供給部を共通にするとともに、作動油を回収する流体回収部を共通にすることが可能となる。よって、流体供給部と流体回収部の構成を簡素化することができる。
【００１１】
第二発明は、スライドテーブルに取り付けられ、前記スライドテーブルの移動方向に伸縮可能なジャバラの支持構造を有するスライドテーブル装置であって、前記シャフトと前記ブッシュとの間に前記流体を供給する流体供給部と、前記シャフトと前記ブッシュとの間に供給される前記流体の流量を検出する流量検出部と、前記流体の前記流量に応じて、前記ジャバラに作用する荷重を推定する荷重推定部と、を有する。これにより、ジャバラ上に堆積した堆積物の量を推定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スライドテーブルの運動精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１のスライドテーブル装置の模式図である。
【図２】実施形態１のスライドテーブル装置のジャバラの一部を切り欠いた状態の模式図である。
【図３】実施形態１のスライドテーブル装置からテーブルとジャバラの一部を取り除いた状態の模式図である。
【図４】実施形態１のスライドテーブル装置のガイドとスライドの模式断面図である。
【図５】図５Ａは実施形態１のジャバラに作用する荷重が小さい場合のブッシュの貫通孔とシャフトとの位置関係を示す模式図である。図５Ｂは実施形態１のジャバラに作用する荷重が大きい場合のブッシュの貫通孔とシャフトとの位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るジャバラ１２の支持構造及びスライドテーブル装置１０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。
【００１５】
〔実施形態１〕
［スライドテーブル装置の構造］
図１はスライドテーブル装置１０の模式図である。図２はスライドテーブル装置１０のジャバラ１２の一部を切り欠いた状態の模式図である。図３はスライドテーブル装置１０からテーブル１４とジャバラ１２の一部を取り除いた状態の模式図である。図４はスライドテーブル装置１０のガイド１６とスライド１８の模式断面図である。
【００１６】
スライドテーブル装置１０は工作機械や測定機等に用いられる。スライドテーブル装置１０のテーブル１４に加工対象物、測定対象物等が固定される。テーブル１４は、図１のｘ軸方向に移動可能に設けられている。テーブル１４の移動方向の両側（ｘ軸正方向側とｘ軸負方向側の両側）には、ジャバラ１２が設けられている。テーブル１４のｘ軸方向の移動に合わせて、ジャバラ１２がｘ軸方向に伸縮可能となっている。ジャバラ１２はテーブル１４を移動させる駆動装置を覆い、ジャバラ１２内部にクーラント、切粉や浮遊する異物等が侵入することを防止している。
【００１７】
スライドテーブル装置１０は、テーブル１４、スライド１８、ガイド１６、オイルパン４０を有している。オイルパン４０は上方が開口する箱状に形成されている。オイルパン４０の底部４０ａにガイド１６が固定されている（図３、図４参照）。ガイド１６は、ｘ軸方向に延びて形成されている。ガイド１６をｘ軸方向から見ると、ガイド１６の断面は略Ｔ字状に形成されている（図４参照）。ガイド１６の上方にはスライド１８が設けられている。スライド１８をｘ軸方向から見ると、スライド１８はガイド１６の上部を跨ぐように設けられている（図４参照）。スライド１８は、図示しない駆動装置によりガイド１６に沿ってｘ軸正方向及びｘ軸負方向に駆動される。テーブル１４はスライド１８に支持されている。テーブル１４は、スライド１８と一体となってｘ軸正方向及びｘ軸負方向に移動する。テーブル１４及びスライド１８は、スライドテーブル３８を構成している。
【００１８】
ガイド１６及びスライド１８の外側を全周にわたって覆うように支持枠２０が設けられている（図３参照）。支持枠２０は、上方と下方が開口する長方形の枠状に形成されている。支持枠２０はオイルパン４０よりも上方に設けられている（図４参照）。支持枠２０は、図示しない支持構造を介してオイルパン４０に固定されている。支持枠２０は、支持枠２０の長手方向にそれぞれ対向する側面２０ａと、支持枠２０の短手方向にそれぞれ対向する側面２０ｂとを有している。
【００１９】
テーブル１４は支持枠２０の側面２０ｂの外側を跨ぐように設けられている（図２参照）。ジャバラ１２は、支持枠２０の側面２０ｂの外側を跨ぐように設けられている（図３参照）。ジャバラ１２のテーブル１４に対して反対側の端部は、支持枠２０の側面２０ａの外側の面に固定された固定板２２に取り付けられている（図２参照）。これにより、支持枠２０の側面２０ａ及び側面２０ｂの外側と支持枠２０の上方の開口部は、ジャバラ１２、テーブル１４及び固定板２２によって覆われることとなる。
【００２０】
ジャバラ１２は、第一ジャバラ部１２ａと第二ジャバラ部１２ｂを有する。第一ジャバラ部１２ａはテーブル１４に近い側に設けられ、第二ジャバラ部１２ｂはテーブル１４から遠い側に設けられる。第一ジャバラ部１２ａのテーブル１４側は、テーブル１４の側面に固定されている。第一ジャバラ部１２ａと第二ジャバラ部１２ｂとの間には、支持部材２４が設けられている。支持部材２４は、支持枠２０の側面２０ｂの外側を跨ぐように設けられている（図２、図３参照）。第一ジャバラ部１２ａ及び第二ジャバラ部１２ｂの支持部材２４側は、それぞれ支持部材２４に固定されている。第二ジャバラ部１２ｂの固定板２２側は、固定板２２に固定されている。
【００２１】
［スライドの支持構造］
ガイド１６とスライド１８との間には隙間が設けられている（図４参照）。この隙間には油供給部２６によって作動油が供給される。油供給部２６は制御部３４によって制御され、ガイド１６とスライド１８との間の隙間に一定の圧力で作動油を供給する。これにより、ガイド１６とスライド１８との間には油軸受が形成され、スライド１８はガイド１６に対して浮いた状態となる。ガイド１６とスライド１８とは直接接触しないため、ガイド１６とスライド１８との間の摩擦は作動油の粘性抵抗のみとなる。そのため、ガイド１６とスライド１８との間の摩擦は、ガイド１６とスライド１８との間にローラ等を設けた場合のガイド１６とスライド１８との間の摩擦に比べて大きく低減される。なお油供給部２６は、作動油を濾すストレーナ、作動油を送るポンプ等から構成されている。油供給部２６は、オイルパン４０に貯留されている作動油を吸入して、ガイド１６とスライド１８との間の隙間に作動油を供給する。ガイド１６とスライド１８との間の隙間から流出した作動油はオイルパン４０に還流され、貯留される。
【００２２】
［支持部材の支持構造］
支持枠２０に、シャフト３０が支持枠２０の長手方向（ｘ軸方向）に延びて固定される。シャフト３０は、スライドテーブル３８（テーブル１４）の移動方向に略平行に設けられている。シャフト３０は側面２０ｂよりも内側に配置されている（図２、図３参照）。シャフト３０には、ブッシュ２８がｘ軸方向に移動可能に設けられている。ブッシュ２８の貫通孔にシャフト３０が挿入されている。ブッシュ２８には支持部材２４が固定されている。ブッシュ２８は支持部材２４とともにシャフト３０に沿ってｘ軸方向に移動する。
【００２３】
ブッシュ２８とシャフト３０との間には、空気供給部（流体供給部）３２によって空気（流体）が供給される。空気供給部３２は制御部３４によって制御され、ブッシュ２８とシャフト３０との間に一定の圧力で空気を供給する。これにより、ブッシュ２８とシャフト３０との間には空気軸受（流体軸受）が形成され、ブッシュ２８はシャフト３０に対して浮遊した状態となる。ブッシュ２８とシャフト３０とは直接接触しないため、ブッシュ２８とシャフト３０との間の摩擦は空気の粘性抵抗のみとなる。そのため、ブッシュ２８とシャフト３０との間の摩擦は、ブッシュ２８とシャフト３０とが接触している場合のブッシュ２８とシャフト３０との間の摩擦に比べて大きく低減される。なお空気供給部３２は、吸入した空気の塵等を取り除くフィルタ、空気を送るポンプ等から構成されている。
【００２４】
［ジャバラの荷重推定］
ジャバラ１２上にはクーラントや切粉等が堆積すると、ジャバラ１２に重力方向に作用する荷重が増加する。本実施形態では、空気供給部３２からブッシュ２８とシャフト３０との間に供給される空気の流量を検出する流量検出部３６を設け、制御部３４は検出した空気の流量から、ジャバラ１２に作用する荷重を推定する。制御部３４は本発明の荷重推定部に相当する。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂはブッシュ２８の貫通孔とシャフト３０との位置関係を示す模式図である。図５Ａはジャバラ１２に作用する荷重が小さい場合を示す模式図である。図５Ｂはジャバラ１２に作用する荷重が大きい場合を示す模式図である。
【００２６】
空気供給部３２は、ブッシュ２８とシャフト３０との間に一定の圧力で空気を供給している。そのため、ジャバラ１２に作用する荷重が大きい場合のシャフト３０に対するブッシュ２８の位置（図５Ｂ）は、荷重が小さい場合のシャフト３０に対するブッシュ２８の位置（図５Ａ）に比べて下に下がる。そのため、ブッシュ２８の貫通孔とシャフト３０との間に形成される空気の流路のうちシャフト３０に対して上方の流路のギャップは、ジャバラ１２に作用する荷重が大きいほど小さくなる。また、ブッシュ２８の貫通孔とシャフト３０との間に形成される空気の流路のうちシャフト３０に対して下方の流路のギャップは、ジャバラ１２に作用する荷重が大きいほど大きくなる。そのため、シャフト３０に対して下方の流路を流れる空気の流量が増加し、空気供給部３２からブッシュ２８とシャフト３０との間に供給される空気の流量が増加する。これにより、制御部３４は、空気供給部３２からブッシュ２８とシャフト３０との間に供給される空気の流量を監視し、空気の流量に応じてジャバラ１２に作用する荷重を推定することができる。
【００２７】
［作用効果］
ジャバラ１２の撓みを抑制するために、ジャバラ１２を支持する支持部材２４が設けられる。支持部材２４はジャバラ１２の伸縮に伴って移動するため、支持部材２４の移動が阻害されるとジャバラ１２が円滑に伸縮することができない。そのため、ジャバラ１２が取り付けられるスライドテーブル３８（テーブル１４）の運動精度を低下させるおそれがある。
【００２８】
そこで本実施形態では、支持枠２０に設けられたシャフト３０に対してブッシュ２８により支持部材２４を支持するようにした。さらにブッシュ２８とシャフト３０との間に空気供給部３２により空気が供給されることにより、ブッシュ２８とシャフト３０との間に流体軸受が形成される。
【００２９】
これにより、ブッシュ２８とシャフト３０との間の摩擦を低減することができる。よって、ジャバラ１２の伸縮を円滑に行うことができ、スライドテーブル３８の運動精度を向上させることができる。
【００３０】
ジャバラ１２上にはクーラントや切粉等が堆積する。ジャバラ１２上の堆積物により、ジャバラ１２に作用する荷重が大きくなるとジャバラ１２が撓むため、スライドテーブル３８の運動精度を低下させるおそれがある。
【００３１】
そこで本実施形態では、流量検出部３６によりブッシュ２８とシャフト３０との間に供給される空気の流量を検出し、空気の流量から制御部３４においてジャバラ１２に作用する荷重を推定する。
【００３２】
これにより、ジャバラ１２上の堆積物の荷重を計測するための計測器等を別途用いることなく、ジャバラ１２に作用する荷重を推定することができる。ジャバラ１２に作用する荷重が所定荷重以上となった場合には、例えば、作業員に堆積物を除去する案内を報知することができる。
【００３３】
〔実施形態２〕
実施形態２のスライドテーブル装置１０について説明する。実施形態１のスライドテーブル装置１０と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施形態１では、ブッシュ２８とシャフト３０との間に空気が供給されることにより、ブッシュ２８とシャフト３０との間に流体軸受が形成される。この構成を変更し、実施形態２では、ブッシュ２８とシャフト３０との間に作動油が供給されることにより、ブッシュ２８とシャフト３０との間に流体軸受が形成される。
【００３４】
実施形態２では、実施形態１の空気供給部３２を廃止し、ブッシュ２８とシャフト３０との間に油供給部２６により作動油が供給される。ブッシュ２８とシャフト３０との間から流出した作動油はオイルパン４０において回収される。ブッシュ２８とシャフト３０との間に供給される作動油は、ガイド１６とスライド１８との間に供給される作動油と同じである。
【００３５】
［作用効果］
実施形態２では、ブッシュ２８とシャフト３０との間には、ガイド１６とスライド１８との間に供給される作動油と同じ作動油が供給されることによって流体軸受が形成される。これにより、ガイド１６とスライド１８との間に供給される作動油を供給する油供給部２６を用いて、ブッシュ２８とシャフト３０との間にも作動油を供給することができる。また、ガイド１６とスライド１８との間から流出する作動油を回収するオイルパン４０を用いて、ブッシュ２８とシャフト３０との間から流出する作動油を回収することができる。これにより、作動油を供給する機構と回収する機構の構成を簡素化することができる。
【００３６】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施形態１及び実施形態２に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施形態１及び実施形態２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００３７】
実施形態１及び実施形態２では、１つのジャバラ１２に１つの支持部材２４を設けた。この構成を、１つのジャバラ１２に複数の支持部材２４を設けるようにしてもよい。また実施形態１及び実施形態２では、テーブル１４とスライド１８を別体に形成しているが、テーブル１４とスライド１８を一体に形成してスライドテーブル３８としてもよい。
【００３８】
実施形態２では、油供給部２６により、ブッシュ２８とシャフト３０との間、及びブッシュ２８とシャフト３０との間に作動油を供給するようにしていた。この構成を変更して、ブッシュ２８とシャフト３０との間に作動油を供給する機構を油供給部２６とは別途設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１２…ジャバラ          １４…テーブル
１８…スライド          ２４…支持部材
２６…油供給部          ２８…ブッシュ
３０…シャフト          ３２…空気供給部（流体供給部）
３８…スライドテーブル  ３４…制御部（荷重推定部）
【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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