バランシスリンダ装置及びその調心方法
【課題】簡素な構成で、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するように調心を行うことができるバランスシリンダ装置及びその調心方法を提供する。
【解決手段】ピストン４をコラム３に対して相対移動可能にするとともにシリンダ室８１を大気開放させた状態で、ピストン４に設けられた軸受エア供給管７から、ピストン４の外周面４１に形成された空気軸受４４に圧縮空気を供給することによって、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５の全周に亘って均等に自動調心する。自動調心後に、締結手段４２を締結してピストン４のコラム３に対する相対移動を規制する。
【解決手段】ピストン４をコラム３に対して相対移動可能にするとともにシリンダ室８１を大気開放させた状態で、ピストン４に設けられた軸受エア供給管７から、ピストン４の外周面４１に形成された空気軸受４４に圧縮空気を供給することによって、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５の全周に亘って均等に自動調心する。自動調心後に、締結手段４２を締結してピストン４のコラム３に対する相対移動を規制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に装架されるバランスシリンダ装置及びその調心方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のワークや工具を保持する移動体を移動装置により上下移動させるにあたり、バランスシリンダ装置は、移動体に常に適当な上向きの力を付与して、移動体の重量の全て又は一部とバランスさせるものである。移動体は、バランスシリンダ装置のシリンダ及びピストンの一方に固定され、基台は、シリンダ及びピストンの他方に固定されている。ピストンとシリンダとの間に形成されているシリンダ室には、圧力エアが供給される。圧力エアのシリンダ室への供給量を増減させることにより、シリンダ室が拡大縮小されて、基台に対する移動体の上下移動量が調整される（特許文献１）。
【０００３】
ところで、ワークに精密な加工をする場合には、工具とワークとの相対位置を高精度に調整する必要がある。このため、ピストンの外周面とシリンダの内周面との間は、非接触であることが望まれる。このような非接触バランスシリンダ装置においては、ピストンとシリンダとの間の隙間からのエア流出量を少なくするために、当該隙間の幅が２０〜３０μｍと非常に狭く設定されている。それゆえ、ピストンとシリンダとの相対位置が僅かでも同軸上からずれた状態で、ピストン及びシリンダが超精密加工用の加工機械に組みつけられると、ピストンとシリンダとが接触するおそれがある。ピストンとシリンダとの接触を防止するために、ピストン及びシリンダを加工機械に組み付ける際には、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するようにバランスシリンダ装置の調心を行う必要がある。したがって、ピストン及びシリンダの組み付け作業は、非常に難易度の高い作業であった。
【特許文献１】特開２００４−２０９５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するように調心を行うことができるバランスシリンダ装置及びその調心方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明であるバランスシリンダ装置の調心方法は、工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、シリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が締結手段により基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置の前記ピストンと前記シリンダとを調心する方法において、前記締結手段を緩めて前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容させるとともに、前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給して、前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する調心工程と、前記自動調心後に、前記締結手段を締結させて、前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を規制する締結工程と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記シリンダにおける前記シリンダ室に対面している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とを設け、前記調心工程において、前記蓋体を開けて前記シリンダ室を大気開放させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、前記調心工程においては、前記シリンダ又は前記ピストンに形成され前記シリンダ室に前記圧力流体を供給する流体供給管を大気開放させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明であるバランスシリンダ装置は、工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、シリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置において、前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成され圧縮空気を供給されて前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する空気軸受と、前記空気軸受による自動調心時は前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容し、前記自動調心後に締結されて前記相対移動を規制する締結手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、前記シリンダにおける前記シリンダ室に対面している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
前記請求項１に係る発明によれば、ピストン及びシリンダの他方を基台に対して相対移動を許容しながら、ピストンの外周面又はシリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給することによって、ピストンとシリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等にしている。このため、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するように、バランスシリンダ装置の調心を行うことができる。
【００１１】
また、バランスシリンダ装置の調心を行うにあたっては、空気軸受から嵌合隙間に圧縮空気を供給するだけでよく、容易で手間がかからない。
【００１２】
前記請求項２に係る発明によれば、蓋体を開けてシリンダの開口部を開口させると、シリンダ室が大気開放されて、シリンダ室のエア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受に供給することによって、圧縮空気がシリンダ室で押し戻されることなく、シリンダ室から嵌合隙間へ逆流することを防止できる。ゆえに、嵌合隙間に、空気軸受から嵌合隙間の軸方向両端に向けて、圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００１３】
前記請求項３に係る発明によれば、調心工程においては、流体供給管を大気開放している。このため、嵌合隙間からシリンダ室に流通してきた圧縮空気が、流体供給管を通じて大気側へ導出される。それゆえ、シリンダ室を大気開放させることができ、シリンダ室から嵌合隙間への圧縮空気の逆流を防止できる。ゆえに、嵌合隙間に圧縮空気のスムーズな流れを形成することができる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００１４】
前記請求項４に係る発明によれば、ピストンの外周面又はシリンダの内周面に、空気軸受を形成している。このため、ピストン及びシリンダの他方を基台に対して相対移動可能としながら、空気軸受に圧縮空気を供給することによって、ピストンとシリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心することができる。従って、ピストンとシリンダとを正確に同軸に位置させることができる。
【００１５】
また、自動調心するにあたっては、ピストン及びシリンダの少なくとも一方に空気軸受を設けるだけでよく、簡素な構成である。
【００１６】
前記請求項５に係る発明によれば、蓋体を開けてシリンダの開口部を開口させると、シリンダ室は、大気開放されて、エア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受に供給することによって、シリンダ室から嵌合隙間への圧縮空気の逆流を防止でき、嵌合隙間に圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係るバランスシリンダ装置は、加工機械としての超精密加工装置のワーク移動装置に装備されている。図１、図２に示すように、超精密加工装置９は、ベッド２と、ワークWをＹ軸及びＺ軸上に移動させ、Ｃ軸周りに回転させるワーク移動装置９１と、工具ＴをＸ軸上に移動させ、Ｂ軸周りに回転させる工具移動装置９２とを備えている。
【００１８】
ワーク移動装置９１は、ベッド２上に装架されＺ軸方向に移動可能なテーブル９０と、テーブル９０に立設された基台としてのコラム３と、コラム３に装架されＹ軸方向に移動可能な移動部材としてのスライドテーブル９３と、スライドテーブル９３に固定された主軸ヘッド９４と、主軸ヘッド９４にＣ軸回りに回転可能に支持され、先端にワークＷを保持するチャックが設けられた主軸９９とをもつ。
【００１９】
ベッド２は、Ｚ軸方向に延設されたＺ軸リニアモータマグネット（図示略）及びＺ軸ガイド２３、並びにＸ軸方向に延設されたＸ軸リニアモータマグネット（図示略）及びＸ軸ガイド２２を備えている。Ｚ軸、Ｘ軸はいずれも平面方向で、互いに直交している。
【００２０】
テーブル９０には、ベッド２上のＺ軸リニアモータマグネットと対向配置されたＺ軸リニアモータコイル（図示略）と、ベッド２上のＺ軸ガイド２３に移動可能に支承された滑動体（図示略）とが固定されている。Ｚ軸リニアモータコイルに通電することにより、テーブル９０は、Ｚ軸ガイド２３にガイドされながらＺ軸方向に移動する。
【００２１】
コラム３は、テーブル９０に立設した立設部３１と、立設部３１の側面に固定された側部３２とを有する。図１に示すように、コラム３の側部３２には、Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ及びY軸ガイド９８ｂがＹ軸方向（上下方向）に延設されている。また、スライドテーブル９３には、Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ及びＹ軸ガイド９８ｂにそれぞれ対向配置されたＹ軸リニアモータコイル９８ｃ及び滑動体９８ｄが配設されている。Ｙ軸リニアモータコイル９８ｃに通電することにより、スライドテーブル９３は、滑動体９８ｂを介してＹ軸ガイド９８ｂにガイドされながらＹ軸方向に移動する。上記Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ、Ｙ軸ガイド９８ｂ、Ｙ軸リニアモータコイル９８ｃ及び滑動体９８ｄは、スライドテーブル９３をＹ軸方向に移動させる移動手段９８を構成している。
【００２２】
また、図２，図３に示すように、コラム３の側部３２の上には、スライドテーブル９３の重量を支持するバランスシリンダ装置１が配設されている。バランスシリンダ装置１は、コラム３の側部３２上に固定されたピストン４と、スライドテーブル９３の側面に固定されたシリンダ５と、ピストン４の内部に配設された流体供給管としてのシリンダエア供給管６と、ピストン４の内部に配設された軸受エア供給管７とをもつ。
【００２３】
ピストン４は、円柱形状を呈しており、その軸方向は、超精密加工装置９のＹ軸方向（上下方向）に一致している。そして、ピストン４の軸方向基端部には、径方向に突出するフランジ部４０が設けられている。フランジ部４０は、ボルトなどの締結手段４２により側部３２の上部に締結されている。ピストン４の外周面４１は、略円形断面を有し、一般部４１ａと、一般部４１ａよりも軸方向先端に近い部分に位置し一般部４１ａよりも大径の軸受部４１ｂとをもつ。軸受部４１ｂには、その周方向に間隔をおいて、後述の軸受エア供給管７が開口している空気軸受４４が形成されている。即ち、空気軸受４４は、ピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂにおける、軸受エア供給管７の開口周縁に形成されている。図４に示すように、ピストン４の外周側にはシリンダ５が軸方向にスライド可能に同軸上に配設されている。シリンダ５は、移動手段９８によりＹ軸方向に移動可能で平面方向の移動が規制されたスライドテーブル９３に固定されているため、シリンダ５の平面方向の移動は規制されている。
【００２４】
シリンダ５は、有底筒形状であって、筒形状で軸方向の両端に開口部５０ａ、５０ｂをもつ本体５０と、蓋体５２とをもつ。シリンダ５の本体５０の内周面５１は、円形の開口断面を有し、ピストン４の外周面４１に対して非接触で嵌合している。本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１との間には、円環状の隙間８０が形成されている。シリンダ５の軸方向の一端に形成されている開口部５０ａは、蓋体５２で被覆されている。シリンダ５の軸方向の一端側と蓋体５２とピストン４との間には、シリンダ室８１が形成されている。シリンダ室８１は、シリンダ５の軸方向のスライドによって拡大縮小される。図３に示すように、シリンダ５の軸方向の他端部に形成されている開口部５０ｂとピストン４との間には、環状隙間８０を大気側に開放させる大気開放端８３が形成されている。
【００２５】
図３，図４に示すように、ピストン４とシリンダ５との間に形成された環状隙間８０は、大気開放端８３側に位置する一般隙間８４と、一般部８４よりもシリンダ室８１側において一般隙間８４よりも径方向の幅が狭い嵌合隙間８５とからなる。一般隙間８４は、シリンダ５の本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１の一般部４１ａとの間に形成されている。嵌合隙間８５は、シリンダ５の本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂとの間に形成されている。この嵌合隙間８５は、径方向の幅が通常２０〜３０μｍであり、非常に狭い空間であり、嵌合隙間８５においてシリンダ５及びピストン４が互いに嵌合している。このため、バランスシリンダ装置１の作動時にシリンダ室８１から流出されるエア流出量は、この嵌合隙間８５の開口断面の面積で決まる。
【００２６】
図３に示すように、シリンダエア供給管６は、ピストン４の内部にその軸方向に沿って延在している。シリンダエア供給管６の長手方向の一端６ａは、シリンダ室８１に開口しており、他端６ｂは、コラム３の内部に設けられたシリンダエア流通管６９に接続されている。前記嵌合隙間８５から大気開放端８３へのエア流出量を考慮して、シリンダエア供給管６からシリンダ室８１に供給される圧力流体としてのエアの供給量を調整することで、シリンダ室８１のエア圧が調整される。
【００２７】
軸受エア供給管７は、ピストン４の軸中心に配設され軸方向に直線状に延在する第１通路７１と、第１通路７１に接続しピストン４の径方向に延びる第２通路７２とからなる。第１通路７１の長手方向の上端７１ａは、栓７１ｃで閉止されて、軸受エア供給管７からシリンダ室８１へは直接に圧縮空気が供給されないようになっている。第１通路７１の長手方向の下端７１ｂは、側部３２の内部に設けられた軸受エア供管７９と接続されている。第２通路７２は、第１通路７１の上端７１ａと下端７１ｂとの間の中間部７１ｄに接続されている。図５に示すように、第２通路７２は、ピストン４の径方向に、ピストン４の軸中心を中心としてＸ字状、即ち４方向に同角度（９０°）で放射状に延在している。第２通路７２の径方向外側には、ピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂに形成された空気軸受４４のエアポケット７２ａが開口している。従って、エアポケット７２ａは、ピストン４の周方向の４ヶ所に等間隔に配置されている。そして、図５，図６に示すように、第２通路７２には、各エアポケット７２ａの内側に、第２通路７２の径方向断面を狭くするオリフィス７２ｂが圧入され、空気軸受４４が構成されている。
【００２８】
図２、図３に示すように、シリンダ５の本体５０は外周面５３でスライドテーブル９３に固定されている。スライドテーブル９３には、Ｚ軸方向で工具Ｔに向かって延びる主軸ヘッド９４が装架されている。主軸ヘッド９４には主軸９９がＺ軸と平行に回転可能に軸承され、主軸９９の軸方向先端には、ワークＷを保持するチャックが装架されている。主軸９９は、Ｚ軸方向に延びる中心軸（Ｃ軸）を中心として、DDモータなどによって回転駆動される。
【００２９】
図１に示すように、超精密加工装置９に配設されている工具移動装置９２は、ベッド２の上に装架されＸ軸方向に移動可能なテーブル９５と、テーブル９５上に装架されＢ軸（垂直軸）回りに回転可能な回転テーブル９６と、回転テーブル９６の上に固定され工具Ｔを保持する工具ホルダ９７とをもつ。
【００３０】
テーブル９５には、ベッド２上のＸ軸リニアモータマグネットと対向配置されたＸ軸リニアモータコイル（図示略）と、ベッド２上のＸ軸ガイド２２に移動可能に支承された滑動体（図示略）とが固定されている。Ｘ軸リニアモータコイルに通電することにより、テーブル９５は、Ｘ軸ガイド２２にガイドされながらＸ軸方向に移動する。回転テーブル９６は、垂直軸（Ｂ軸）を中心として、ＤＤモータ等により回転駆動される。
【００３１】
ワークＷは、ワーク移動装置９１によって、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に移動されるとともに、Ｃ軸周りに回転される。工具Ｔは、工具移動装置９２によって、Ｘ軸方向に移動されるとともに、Ｂ軸周りに回転される。ワーク移動装置９１及び工具移動装置９２のこれらの移動及び回転を駆動する各軸リニアモータ及びＤＤモータは、工具ＴとワークＷとが所望の相対速度で相対位置に移動するように図略の制御装置で制御される。
【００３２】
バランスシリンダ装置を調心するにあたっては、まず、図３に示す締結手段４２を緩めて、ピストン４をコラム３に対して相対移動可能にする。これにより、ピストン４は、シリンダ５に対して平面方向に相対移動可能になる。また、シリンダ５の蓋体５２を開き、シリンダ室８１を大気開放させる。そして、ピストン４に設けられた軸受エア供給管７からピストン４の４ヶ所の空気軸受４４に各第２通路７２を介して圧縮空気を供給する。図５に示すように、各空気軸受４４に圧縮空気が供給されると、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５の径方向の幅の狭い空気軸受４４（図５の二点鎖線で示す符号４４ａ）は、幅の広い他の空気軸受４４（図５の二点鎖線で示す符号４４ｂ）よりもエア圧が高くなる。このため、ピストン４は、幅の狭い空気軸受４４で高いエア圧に押圧されて、幅の広い他の空気軸受４４に向かって、互いのエア圧が均等になるように移動する。これにより、嵌合隙間の全周に亘って径方向の幅が均等になり、ピストン４とシリンダ５とが同軸に自動調心される。
【００３３】
ピストン４がシリンダ５に対して同軸に位置した後に、締結手段４２の締結力を強めてピストン４をコラム３に本締めする。これにより、ピストン４のコラム３に対する相対移動が規制されて、シリンダ５に対する平面方向の相対移動が規制される。その後、軸受エア供給管７から空気軸受４４への圧縮空気の供給を停止し、軸受エア供給管７に連通する軸受エア流通路７９の大気開放側の開口７９ａに栓を詰める。蓋体５２により本体５０の開口部５０ａを塞いでシリンダ室８１を閉止する。以上により、バランスシリンダ装置１の調心作業が完了する。
【００３４】
次に、バランスシリンダ装置１を作動させるに当たっては、シリンダ５、スライドテーブル９３、主軸ヘッド９４等からなる移動部材の重量をバランスシリンダ装置１が支持するように、シリンダエア供給管６からエアをシリンダ室８１に供給する。このとき、エアの供給量を増加させると、シリンダ室８１内のエア圧が上昇し、エアの供給量を減少させると、シリンダ室８１内のエア圧が減少する。
【００３５】
本実施形態においては、ピストン４をコラム３に対して相対移動可能としながら、空気軸受４４に圧縮空気を供給して、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５を全周に亘って均等にしている。このため、ピストン４とシリンダ５とが正確に同軸に位置するようにバランスシリンダ装置１の調心を行うことができる。
【００３６】
また、バランスシリンダ装置１の調心を行うに当たっては、軸受エア供給管７を設けるだけでよく、簡素な構成であり、軸受エア供給管７から空気軸受４４に圧縮空気を供給するだけバランスシリンダ装置１の調心を行うことができるため、容易で手間もかからない。
【００３７】
また、蓋体５２を開けてシリンダ５の本体５０の開口部５０ａを開口させると、シリンダ室８１が大気開放されて、シリンダ室８１のエア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受４４に供給することによって、圧縮空気がシリンダ室８１で押し戻されることはなく、シリンダ室８１から嵌合隙間８５へ圧縮空気が逆流することを防止できる。ゆえに、嵌合隙間８５に、空気軸受４４からシリンダ室８１側の開口部５０ａへ、及び空気軸受４４からシリンダ室８１側と反対側の大気開放端８３へ向けて、圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間８５を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００３８】
上記実施の形態においては、図５に示すように、軸受エア供給管７の第２通路７２は、ピストン４の軸中心を中心として４方向に延びているが、これに限らず、３方向、または５方向以上に放射状に延びていても良い。第２通路７２の延びる方向が多いほど、第2通路７２と連通する空気軸受４４の数が多くなる。また、複数の空気軸受４４を設けるに当たっては、全ての空気軸受４４をピストン４の外周面４１の周方向に等間隔に配置することが好ましい。これにより、嵌合隙間８５の全周に亘って均等に圧縮空気を供給することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、軸受エア供給管７、第１通路７２、エアポケット７２ａ及びオリフィス７２ｂをピストン４の内部に設けているが、シリンダ５に設けても良い。また、シリンダエア供給管６をシリンダ５に設けてもよい。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、ピストン４をコラム3に固定し、シリンダ５を移動部材であるスライドテーブル９３に固定しているが、シリンダ５をコラム３に固定し、ピストン４をスライドテーブル９３に固定してもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、図３に示すように、圧縮空気を嵌合隙間８５に供給する際には、蓋体５２を開いてシリンダ室８１を開放させているが、蓋体５２で本体５０の開口部５０ａを閉じた状態で、シリンダエア供給管６を大気開放させることでシリンダ室８５を大気開放させてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、ワーク移動装置９１にバランスシリンダ装置１を装架しているが、工具移動装置９２にバランスシリンダ装置１を装架することもできる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置を装架した超精密加工装置の平面図である。
【図２】第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置を装架した工具移動装置の断面図である。
【図３】第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置の断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図５の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：バランスシリンダ装置、２：ベッド、３：コラム、４：ピストン、５：シリンダ、６：シリンダエア供給管、７：軸受エア供給管、９：超精密加工装置、４１：ピストンの外周面、４１ａ：一般部、４１ｂ：軸受部、４４：空気軸受、５０：本体、５０ａ、５０ｂ：開口部、５１：シリンダの内周面、５２：蓋体、７１：第１通路、７２：第２通路、７２ａ：エアポケット、７２ｂ：オリフィス、８０：円筒隙間、８１：シリンダ室、８３：開口端、８４：一般隙間、８５：嵌合隙間、９０：テーブル、９１：ワーク移動装置、９２：工具移動装置、９３：スライドテーブル、９４：主軸ヘッド、９５：テーブル、９６：回転テーブル、９７：工具ホルダ、９８：移動手段、９９：主軸、Ｗ：ワーク、Ｔ：工具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に装架されるバランスシリンダ装置及びその調心方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のワークや工具を保持する移動体を移動装置により上下移動させるにあたり、バランスシリンダ装置は、移動体に常に適当な上向きの力を付与して、移動体の重量の全て又は一部とバランスさせるものである。移動体は、バランスシリンダ装置のシリンダ及びピストンの一方に固定され、基台は、シリンダ及びピストンの他方に固定されている。ピストンとシリンダとの間に形成されているシリンダ室には、圧力エアが供給される。圧力エアのシリンダ室への供給量を増減させることにより、シリンダ室が拡大縮小されて、基台に対する移動体の上下移動量が調整される（特許文献１）。
【０００３】
ところで、ワークに精密な加工をする場合には、工具とワークとの相対位置を高精度に調整する必要がある。このため、ピストンの外周面とシリンダの内周面との間は、非接触であることが望まれる。このような非接触バランスシリンダ装置においては、ピストンとシリンダとの間の隙間からのエア流出量を少なくするために、当該隙間の幅が２０〜３０μｍと非常に狭く設定されている。それゆえ、ピストンとシリンダとの相対位置が僅かでも同軸上からずれた状態で、ピストン及びシリンダが超精密加工用の加工機械に組みつけられると、ピストンとシリンダとが接触するおそれがある。ピストンとシリンダとの接触を防止するために、ピストン及びシリンダを加工機械に組み付ける際には、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するようにバランスシリンダ装置の調心を行う必要がある。したがって、ピストン及びシリンダの組み付け作業は、非常に難易度の高い作業であった。
【特許文献１】特開２００４−２０９５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するように調心を行うことができるバランスシリンダ装置及びその調心方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明であるバランスシリンダ装置の調心方法は、工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、シリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が締結手段により基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置の前記ピストンと前記シリンダとを調心する方法において、前記締結手段を緩めて前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容させるとともに、前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給して、前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する調心工程と、前記自動調心後に、前記締結手段を締結させて、前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を規制する締結工程と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記シリンダにおける前記シリンダ室に対面している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とを設け、前記調心工程において、前記蓋体を開けて前記シリンダ室を大気開放させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、前記調心工程においては、前記シリンダ又は前記ピストンに形成され前記シリンダ室に前記圧力流体を供給する流体供給管を大気開放させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明であるバランスシリンダ装置は、工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、シリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置において、前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成され圧縮空気を供給されて前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する空気軸受と、前記空気軸受による自動調心時は前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容し、前記自動調心後に締結されて前記相対移動を規制する締結手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、前記シリンダにおける前記シリンダ室に対面している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
前記請求項１に係る発明によれば、ピストン及びシリンダの他方を基台に対して相対移動を許容しながら、ピストンの外周面又はシリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給することによって、ピストンとシリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等にしている。このため、ピストンとシリンダとが正確に同軸に位置するように、バランスシリンダ装置の調心を行うことができる。
【００１１】
また、バランスシリンダ装置の調心を行うにあたっては、空気軸受から嵌合隙間に圧縮空気を供給するだけでよく、容易で手間がかからない。
【００１２】
前記請求項２に係る発明によれば、蓋体を開けてシリンダの開口部を開口させると、シリンダ室が大気開放されて、シリンダ室のエア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受に供給することによって、圧縮空気がシリンダ室で押し戻されることなく、シリンダ室から嵌合隙間へ逆流することを防止できる。ゆえに、嵌合隙間に、空気軸受から嵌合隙間の軸方向両端に向けて、圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００１３】
前記請求項３に係る発明によれば、調心工程においては、流体供給管を大気開放している。このため、嵌合隙間からシリンダ室に流通してきた圧縮空気が、流体供給管を通じて大気側へ導出される。それゆえ、シリンダ室を大気開放させることができ、シリンダ室から嵌合隙間への圧縮空気の逆流を防止できる。ゆえに、嵌合隙間に圧縮空気のスムーズな流れを形成することができる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００１４】
前記請求項４に係る発明によれば、ピストンの外周面又はシリンダの内周面に、空気軸受を形成している。このため、ピストン及びシリンダの他方を基台に対して相対移動可能としながら、空気軸受に圧縮空気を供給することによって、ピストンとシリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心することができる。従って、ピストンとシリンダとを正確に同軸に位置させることができる。
【００１５】
また、自動調心するにあたっては、ピストン及びシリンダの少なくとも一方に空気軸受を設けるだけでよく、簡素な構成である。
【００１６】
前記請求項５に係る発明によれば、蓋体を開けてシリンダの開口部を開口させると、シリンダ室は、大気開放されて、エア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受に供給することによって、シリンダ室から嵌合隙間への圧縮空気の逆流を防止でき、嵌合隙間に圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係るバランスシリンダ装置は、加工機械としての超精密加工装置のワーク移動装置に装備されている。図１、図２に示すように、超精密加工装置９は、ベッド２と、ワークWをＹ軸及びＺ軸上に移動させ、Ｃ軸周りに回転させるワーク移動装置９１と、工具ＴをＸ軸上に移動させ、Ｂ軸周りに回転させる工具移動装置９２とを備えている。
【００１８】
ワーク移動装置９１は、ベッド２上に装架されＺ軸方向に移動可能なテーブル９０と、テーブル９０に立設された基台としてのコラム３と、コラム３に装架されＹ軸方向に移動可能な移動部材としてのスライドテーブル９３と、スライドテーブル９３に固定された主軸ヘッド９４と、主軸ヘッド９４にＣ軸回りに回転可能に支持され、先端にワークＷを保持するチャックが設けられた主軸９９とをもつ。
【００１９】
ベッド２は、Ｚ軸方向に延設されたＺ軸リニアモータマグネット（図示略）及びＺ軸ガイド２３、並びにＸ軸方向に延設されたＸ軸リニアモータマグネット（図示略）及びＸ軸ガイド２２を備えている。Ｚ軸、Ｘ軸はいずれも平面方向で、互いに直交している。
【００２０】
テーブル９０には、ベッド２上のＺ軸リニアモータマグネットと対向配置されたＺ軸リニアモータコイル（図示略）と、ベッド２上のＺ軸ガイド２３に移動可能に支承された滑動体（図示略）とが固定されている。Ｚ軸リニアモータコイルに通電することにより、テーブル９０は、Ｚ軸ガイド２３にガイドされながらＺ軸方向に移動する。
【００２１】
コラム３は、テーブル９０に立設した立設部３１と、立設部３１の側面に固定された側部３２とを有する。図１に示すように、コラム３の側部３２には、Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ及びY軸ガイド９８ｂがＹ軸方向（上下方向）に延設されている。また、スライドテーブル９３には、Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ及びＹ軸ガイド９８ｂにそれぞれ対向配置されたＹ軸リニアモータコイル９８ｃ及び滑動体９８ｄが配設されている。Ｙ軸リニアモータコイル９８ｃに通電することにより、スライドテーブル９３は、滑動体９８ｂを介してＹ軸ガイド９８ｂにガイドされながらＹ軸方向に移動する。上記Ｙ軸リニアモータマグネット９８ａ、Ｙ軸ガイド９８ｂ、Ｙ軸リニアモータコイル９８ｃ及び滑動体９８ｄは、スライドテーブル９３をＹ軸方向に移動させる移動手段９８を構成している。
【００２２】
また、図２，図３に示すように、コラム３の側部３２の上には、スライドテーブル９３の重量を支持するバランスシリンダ装置１が配設されている。バランスシリンダ装置１は、コラム３の側部３２上に固定されたピストン４と、スライドテーブル９３の側面に固定されたシリンダ５と、ピストン４の内部に配設された流体供給管としてのシリンダエア供給管６と、ピストン４の内部に配設された軸受エア供給管７とをもつ。
【００２３】
ピストン４は、円柱形状を呈しており、その軸方向は、超精密加工装置９のＹ軸方向（上下方向）に一致している。そして、ピストン４の軸方向基端部には、径方向に突出するフランジ部４０が設けられている。フランジ部４０は、ボルトなどの締結手段４２により側部３２の上部に締結されている。ピストン４の外周面４１は、略円形断面を有し、一般部４１ａと、一般部４１ａよりも軸方向先端に近い部分に位置し一般部４１ａよりも大径の軸受部４１ｂとをもつ。軸受部４１ｂには、その周方向に間隔をおいて、後述の軸受エア供給管７が開口している空気軸受４４が形成されている。即ち、空気軸受４４は、ピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂにおける、軸受エア供給管７の開口周縁に形成されている。図４に示すように、ピストン４の外周側にはシリンダ５が軸方向にスライド可能に同軸上に配設されている。シリンダ５は、移動手段９８によりＹ軸方向に移動可能で平面方向の移動が規制されたスライドテーブル９３に固定されているため、シリンダ５の平面方向の移動は規制されている。
【００２４】
シリンダ５は、有底筒形状であって、筒形状で軸方向の両端に開口部５０ａ、５０ｂをもつ本体５０と、蓋体５２とをもつ。シリンダ５の本体５０の内周面５１は、円形の開口断面を有し、ピストン４の外周面４１に対して非接触で嵌合している。本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１との間には、円環状の隙間８０が形成されている。シリンダ５の軸方向の一端に形成されている開口部５０ａは、蓋体５２で被覆されている。シリンダ５の軸方向の一端側と蓋体５２とピストン４との間には、シリンダ室８１が形成されている。シリンダ室８１は、シリンダ５の軸方向のスライドによって拡大縮小される。図３に示すように、シリンダ５の軸方向の他端部に形成されている開口部５０ｂとピストン４との間には、環状隙間８０を大気側に開放させる大気開放端８３が形成されている。
【００２５】
図３，図４に示すように、ピストン４とシリンダ５との間に形成された環状隙間８０は、大気開放端８３側に位置する一般隙間８４と、一般部８４よりもシリンダ室８１側において一般隙間８４よりも径方向の幅が狭い嵌合隙間８５とからなる。一般隙間８４は、シリンダ５の本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１の一般部４１ａとの間に形成されている。嵌合隙間８５は、シリンダ５の本体５０の内周面５１とピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂとの間に形成されている。この嵌合隙間８５は、径方向の幅が通常２０〜３０μｍであり、非常に狭い空間であり、嵌合隙間８５においてシリンダ５及びピストン４が互いに嵌合している。このため、バランスシリンダ装置１の作動時にシリンダ室８１から流出されるエア流出量は、この嵌合隙間８５の開口断面の面積で決まる。
【００２６】
図３に示すように、シリンダエア供給管６は、ピストン４の内部にその軸方向に沿って延在している。シリンダエア供給管６の長手方向の一端６ａは、シリンダ室８１に開口しており、他端６ｂは、コラム３の内部に設けられたシリンダエア流通管６９に接続されている。前記嵌合隙間８５から大気開放端８３へのエア流出量を考慮して、シリンダエア供給管６からシリンダ室８１に供給される圧力流体としてのエアの供給量を調整することで、シリンダ室８１のエア圧が調整される。
【００２７】
軸受エア供給管７は、ピストン４の軸中心に配設され軸方向に直線状に延在する第１通路７１と、第１通路７１に接続しピストン４の径方向に延びる第２通路７２とからなる。第１通路７１の長手方向の上端７１ａは、栓７１ｃで閉止されて、軸受エア供給管７からシリンダ室８１へは直接に圧縮空気が供給されないようになっている。第１通路７１の長手方向の下端７１ｂは、側部３２の内部に設けられた軸受エア供管７９と接続されている。第２通路７２は、第１通路７１の上端７１ａと下端７１ｂとの間の中間部７１ｄに接続されている。図５に示すように、第２通路７２は、ピストン４の径方向に、ピストン４の軸中心を中心としてＸ字状、即ち４方向に同角度（９０°）で放射状に延在している。第２通路７２の径方向外側には、ピストン４の外周面４１の軸受部４１ｂに形成された空気軸受４４のエアポケット７２ａが開口している。従って、エアポケット７２ａは、ピストン４の周方向の４ヶ所に等間隔に配置されている。そして、図５，図６に示すように、第２通路７２には、各エアポケット７２ａの内側に、第２通路７２の径方向断面を狭くするオリフィス７２ｂが圧入され、空気軸受４４が構成されている。
【００２８】
図２、図３に示すように、シリンダ５の本体５０は外周面５３でスライドテーブル９３に固定されている。スライドテーブル９３には、Ｚ軸方向で工具Ｔに向かって延びる主軸ヘッド９４が装架されている。主軸ヘッド９４には主軸９９がＺ軸と平行に回転可能に軸承され、主軸９９の軸方向先端には、ワークＷを保持するチャックが装架されている。主軸９９は、Ｚ軸方向に延びる中心軸（Ｃ軸）を中心として、DDモータなどによって回転駆動される。
【００２９】
図１に示すように、超精密加工装置９に配設されている工具移動装置９２は、ベッド２の上に装架されＸ軸方向に移動可能なテーブル９５と、テーブル９５上に装架されＢ軸（垂直軸）回りに回転可能な回転テーブル９６と、回転テーブル９６の上に固定され工具Ｔを保持する工具ホルダ９７とをもつ。
【００３０】
テーブル９５には、ベッド２上のＸ軸リニアモータマグネットと対向配置されたＸ軸リニアモータコイル（図示略）と、ベッド２上のＸ軸ガイド２２に移動可能に支承された滑動体（図示略）とが固定されている。Ｘ軸リニアモータコイルに通電することにより、テーブル９５は、Ｘ軸ガイド２２にガイドされながらＸ軸方向に移動する。回転テーブル９６は、垂直軸（Ｂ軸）を中心として、ＤＤモータ等により回転駆動される。
【００３１】
ワークＷは、ワーク移動装置９１によって、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に移動されるとともに、Ｃ軸周りに回転される。工具Ｔは、工具移動装置９２によって、Ｘ軸方向に移動されるとともに、Ｂ軸周りに回転される。ワーク移動装置９１及び工具移動装置９２のこれらの移動及び回転を駆動する各軸リニアモータ及びＤＤモータは、工具ＴとワークＷとが所望の相対速度で相対位置に移動するように図略の制御装置で制御される。
【００３２】
バランスシリンダ装置を調心するにあたっては、まず、図３に示す締結手段４２を緩めて、ピストン４をコラム３に対して相対移動可能にする。これにより、ピストン４は、シリンダ５に対して平面方向に相対移動可能になる。また、シリンダ５の蓋体５２を開き、シリンダ室８１を大気開放させる。そして、ピストン４に設けられた軸受エア供給管７からピストン４の４ヶ所の空気軸受４４に各第２通路７２を介して圧縮空気を供給する。図５に示すように、各空気軸受４４に圧縮空気が供給されると、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５の径方向の幅の狭い空気軸受４４（図５の二点鎖線で示す符号４４ａ）は、幅の広い他の空気軸受４４（図５の二点鎖線で示す符号４４ｂ）よりもエア圧が高くなる。このため、ピストン４は、幅の狭い空気軸受４４で高いエア圧に押圧されて、幅の広い他の空気軸受４４に向かって、互いのエア圧が均等になるように移動する。これにより、嵌合隙間の全周に亘って径方向の幅が均等になり、ピストン４とシリンダ５とが同軸に自動調心される。
【００３３】
ピストン４がシリンダ５に対して同軸に位置した後に、締結手段４２の締結力を強めてピストン４をコラム３に本締めする。これにより、ピストン４のコラム３に対する相対移動が規制されて、シリンダ５に対する平面方向の相対移動が規制される。その後、軸受エア供給管７から空気軸受４４への圧縮空気の供給を停止し、軸受エア供給管７に連通する軸受エア流通路７９の大気開放側の開口７９ａに栓を詰める。蓋体５２により本体５０の開口部５０ａを塞いでシリンダ室８１を閉止する。以上により、バランスシリンダ装置１の調心作業が完了する。
【００３４】
次に、バランスシリンダ装置１を作動させるに当たっては、シリンダ５、スライドテーブル９３、主軸ヘッド９４等からなる移動部材の重量をバランスシリンダ装置１が支持するように、シリンダエア供給管６からエアをシリンダ室８１に供給する。このとき、エアの供給量を増加させると、シリンダ室８１内のエア圧が上昇し、エアの供給量を減少させると、シリンダ室８１内のエア圧が減少する。
【００３５】
本実施形態においては、ピストン４をコラム３に対して相対移動可能としながら、空気軸受４４に圧縮空気を供給して、ピストン４とシリンダ５との間の嵌合隙間８５を全周に亘って均等にしている。このため、ピストン４とシリンダ５とが正確に同軸に位置するようにバランスシリンダ装置１の調心を行うことができる。
【００３６】
また、バランスシリンダ装置１の調心を行うに当たっては、軸受エア供給管７を設けるだけでよく、簡素な構成であり、軸受エア供給管７から空気軸受４４に圧縮空気を供給するだけバランスシリンダ装置１の調心を行うことができるため、容易で手間もかからない。
【００３７】
また、蓋体５２を開けてシリンダ５の本体５０の開口部５０ａを開口させると、シリンダ室８１が大気開放されて、シリンダ室８１のエア圧が低くなる。この状態で、圧縮空気を空気軸受４４に供給することによって、圧縮空気がシリンダ室８１で押し戻されることはなく、シリンダ室８１から嵌合隙間８５へ圧縮空気が逆流することを防止できる。ゆえに、嵌合隙間８５に、空気軸受４４からシリンダ室８１側の開口部５０ａへ、及び空気軸受４４からシリンダ室８１側と反対側の大気開放端８３へ向けて、圧縮空気のスムーズな流れを形成できる。したがって、嵌合隙間８５を全周に亘ってより一層均等にすることができる。
【００３８】
上記実施の形態においては、図５に示すように、軸受エア供給管７の第２通路７２は、ピストン４の軸中心を中心として４方向に延びているが、これに限らず、３方向、または５方向以上に放射状に延びていても良い。第２通路７２の延びる方向が多いほど、第2通路７２と連通する空気軸受４４の数が多くなる。また、複数の空気軸受４４を設けるに当たっては、全ての空気軸受４４をピストン４の外周面４１の周方向に等間隔に配置することが好ましい。これにより、嵌合隙間８５の全周に亘って均等に圧縮空気を供給することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、軸受エア供給管７、第１通路７２、エアポケット７２ａ及びオリフィス７２ｂをピストン４の内部に設けているが、シリンダ５に設けても良い。また、シリンダエア供給管６をシリンダ５に設けてもよい。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、ピストン４をコラム3に固定し、シリンダ５を移動部材であるスライドテーブル９３に固定しているが、シリンダ５をコラム３に固定し、ピストン４をスライドテーブル９３に固定してもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、図３に示すように、圧縮空気を嵌合隙間８５に供給する際には、蓋体５２を開いてシリンダ室８１を開放させているが、蓋体５２で本体５０の開口部５０ａを閉じた状態で、シリンダエア供給管６を大気開放させることでシリンダ室８５を大気開放させてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、ワーク移動装置９１にバランスシリンダ装置１を装架しているが、工具移動装置９２にバランスシリンダ装置１を装架することもできる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置を装架した超精密加工装置の平面図である。
【図２】第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置を装架した工具移動装置の断面図である。
【図３】第1の実施形態に係るバランスシリンダ装置の断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図５の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：バランスシリンダ装置、２：ベッド、３：コラム、４：ピストン、５：シリンダ、６：シリンダエア供給管、７：軸受エア供給管、９：超精密加工装置、４１：ピストンの外周面、４１ａ：一般部、４１ｂ：軸受部、４４：空気軸受、５０：本体、５０ａ、５０ｂ：開口部、５１：シリンダの内周面、５２：蓋体、７１：第１通路、７２：第２通路、７２ａ：エアポケット、７２ｂ：オリフィス、８０：円筒隙間、８１：シリンダ室、８３：開口端、８４：一般隙間、８５：嵌合隙間、９０：テーブル、９１：ワーク移動装置、９２：工具移動装置、９３：スライドテーブル、９４：主軸ヘッド、９５：テーブル、９６：回転テーブル、９７：工具ホルダ、９８：移動手段、９９：主軸、Ｗ：ワーク、Ｔ：工具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、バランスシリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が締結手段により前記基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持する前記バランスシリンダ装置の前記ピストンと前記シリンダとを調心する方法において、
前記締結手段を緩めて前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容させるとともに、前記ピストンと前記シリンダとが嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給して、前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する調心工程と、
前記自動調心後に、前記締結手段を締結させて、前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を規制する締結工程と、
を備えることを特徴とするバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項２】
前記シリンダにおける前記シリンダ室を画成する部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とを設け、
前記調心工程において、前記蓋体を開けて前記シリンダ室を大気開放させることを特徴とする請求項１記載のバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項３】
前記調心工程においては、前記シリンダ又は前記ピストンに形成され前記シリンダ室に前記圧力流体を供給する流体供給管を大気開放させることを特徴とする請求項１記載のバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項４】
工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、バランスシリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が前記基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置において、
前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成され圧縮空気を供給されて前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する空気軸受と、
前記空気軸受による自動調心時は前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容し、前記自動調心後に締結されて前記相対移動を規制する締結手段と、
を備えることを特徴とするバランスシリンダ装置。
【請求項５】
前記シリンダにおける前記シリンダ室を画成している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とが設けられていることを特徴とする請求項４記載のバランスシリンダ装置。
【請求項１】
工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、バランスシリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が締結手段により前記基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持する前記バランスシリンダ装置の前記ピストンと前記シリンダとを調心する方法において、
前記締結手段を緩めて前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容させるとともに、前記ピストンと前記シリンダとが嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成された空気軸受に圧縮空気を供給して、前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する調心工程と、
前記自動調心後に、前記締結手段を締結させて、前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を規制する締結工程と、
を備えることを特徴とするバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項２】
前記シリンダにおける前記シリンダ室を画成する部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とを設け、
前記調心工程において、前記蓋体を開けて前記シリンダ室を大気開放させることを特徴とする請求項１記載のバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項３】
前記調心工程においては、前記シリンダ又は前記ピストンに形成され前記シリンダ室に前記圧力流体を供給する流体供給管を大気開放させることを特徴とする請求項１記載のバランスシリンダ装置の調心方法。
【請求項４】
工作機械の基台に上下方向に移動可能に装架され移動手段により昇降される移動部材に、バランスシリンダ装置のピストン及びシリンダの一方が固定され、前記ピストン及びシリンダの他方が前記基台に固定され、前記ピストンと前記シリンダとの間に形成されるシリンダ室に圧力流体を供給して前記移動部材の重量を支持するバランスシリンダ装置において、
前記ピストンと前記シリンダとの嵌合する前記ピストンの外周面又は前記シリンダの内周面に形成され圧縮空気を供給されて前記ピストンと前記シリンダとの間の嵌合隙間を全周に亘って均等に自動調心する空気軸受と、
前記空気軸受による自動調心時は前記基台と前記ピストン及びシリンダの他方との相対移動を許容し、前記自動調心後に締結されて前記相対移動を規制する締結手段と、
を備えることを特徴とするバランスシリンダ装置。
【請求項５】
前記シリンダにおける前記シリンダ室を画成している部分には、前記自動調心時に前記シリンダ室を開放させる開口部と、該開口部を開閉可能に閉止する蓋体とが設けられていることを特徴とする請求項４記載のバランスシリンダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１９７８６０（Ｐ２００９−１９７８６０Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８７６１（Ｐ２００８−３８７６１）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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