静圧水軸受直動案内装置
【課題】 テーブル移動時のピッチングが極めて小さい静圧水軸受直動案内装置の提供。
【解決手段】 テーブル３１底面の前後側の少なくとも一方にガイドウエイ２に設けたコイル２４に対向して磁気バランサー３００を非磁性体支持板を介して付属させた静圧水軸受直動案内装置１。
【解決手段】 テーブル３１底面の前後側の少なくとも一方にガイドウエイ２に設けたコイル２４に対向して磁気バランサー３００を非磁性体支持板を介して付属させた静圧水軸受直動案内装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に使用されるテーブル（スライドウエイ）を静圧水軸受リニアガイドウエイ上に往復移動させた際のピッチングの極めて小さい静圧水軸受直動案内装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
工作機械に使用されるテーブル（スライドウエイ）のピッチング・ヨーイングを小さくした直動案内装置は知られている。
【０００３】
例えば、特開２００２−１６２９号公報（特許文献１）は、機体の底部に、左右に一対の縦フレームとそれらに渡架する横フレームを有するフレームを前後方向に動くよう装架し、それの横フレームに、スピンドル組付台を左右方向に動くよう装架し、そのスピンドル組付台の上方に、ワーク組付テーブルを配位して上下方向にボールネジ駆動で動くよう機体に装架し、前記フレームには、スピンドル組付台の左右方向の動きに同調して逆方向に動くバランスウエイトを装架せしめてなるマシニングセンタにおける機体のゆれ防止装置を提案する。
【０００４】
また、特開２００２−３２１１２８号公報（特許文献２）は、ガイドに沿って移動する移動体の揺れを防止する装置であって、ガイド側案内面と、移動体側案内面のうちいずれか一方に電磁石が設けられ、同他方に強磁性体からなる被吸引部が設けられ、移動体の動作指令に基づいて磁力発生手段の磁力を制御する制御手段を備え、かつ、移動体の姿勢変化を検出する検出器の出力に基づいて、磁力発生手段の磁力を制御する制御手段を備えている移動体の揺れ防止装置を提案する。
できる。
【０００５】
本願特許出願人は、特開２００７−１３９０２１号公報（特許文献３）でセラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面Ｌ字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受スライドウエイシステムであり、このガイドウエイ（Ａ）は一対のセラミック製長尺状直方体レールを上面高さを同一水平面にしてセラミック製長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に対向して設けたガイドウエイ（Ａ）であり、スライドウエイ（Ｂ）はセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの一方の長手方向側面には内側下部に一対のセラミック製パッドを離間して前記長尺状直方体レール側面に対向する位置に設けたキーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けたスライドウエイ（Ｂ）であることを特徴とする、静圧水軸受直動スライドウエイシステムを提案した。
【０００６】
この静圧水軸受直動案内装置は、リニアーモーター駆動と水静圧軸受けを採用することにより前記特許文献１および特許文献２記載の直動案内装置よりテーブル（移動体）の往復反転移動時のヨーイング（浮き上がり）、ピッチング（横揺れ）がより小さい利点を有する。
【０００７】
さらに、本願特許出願人は、特開２００７−１４６８６８号公報（特許文献４）で上記
特許文献３記載の静圧水軸受直動スライドウエイシステムよりさらにピッチング・ヨーイングの小さい静圧水軸受直動案内装置を提案した。この静圧水軸受直動案内装置は、図４、図５および図６に示すように、一対のセラミック製レール２１ａ，２１ｂをセラミック製レールベース２３上面に平行離間して設け、これらのレール２１ａ，２１ｂ間に電磁石２４を前記レールベース２３上面に向けて設けたガイドウエイ２と、セラミック製ハニカム構造のキャリッジベース３１の底面に二対のセラミック製パッド３３ａ〜３３ｄを前記レール２１ａ，２１ｂの上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置にモーターコイル３４を設けるとともに、そのモーターコイル３４とガイドウエイ２に設けた一方のレール２１ａ間にキャリッジベース３１の底面より下方に伸び長手方向側面下部であってレール２１ａ，２１ｂの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設けたセラミック製キーパー３２を設けたスライドウエイ３とから構成される静圧水軸受直動案内装置１である。
【０００８】
上記特許文献４に記載の静圧水軸受直動案内装置１は、潤滑や駆動に鉱油を使用しないので環境に優しいものであり、テーブル（キャリッジベース３１）のメンテナンス製と製造原価低減のために片側リセスタイプの静圧水軸受構造を採用し、この構造の弱点である静合成の不足を補うためテーブル駆動用リニアーモーターの磁気吸引力を利用して軸受にプリロードを与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１６２９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１１２８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３９０２１号公報
【特許文献４】特開２００７−１４６８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献４に記載の静圧水軸受直動案内装置１のテーブル（キャリッジベース３１）の運動精度を測定したところ、最大ピッチング角度（θｍａｘ＝０．２５”）の周期的（ピッチＰ＝３０ｍｍ）なピッチングが測定された（図８参照）。
【００１１】
上記ピッチング測定値は、ＩＳＯ規格の許容値と比較すると充分に小さい値である。しかし、工作機械による機械加工メーカーにおいては、より高品位な加工ワークを得るために更にピッチング値が小さい直動案内装置の出現を望む。本発明者らは、前記特許文献１の「バランスウエイトを付属させることによりピッチングを小さくする。」という記載に基づき、バランスウエイトの素材を磁性体と選択し、および、この磁性体バランサーを取り付ける位置を特定位置に定めることにより、よりピッチング値の小さい静圧水軸受直動案内装置を提供できると想到した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１は、
セラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受案内装置であって、
このガイドウエイ（Ａ）は、一対のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールを上面高さが同一水平面に位置するセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に向けて設けたガイドウエイ（Ａ）であり、
前記断面逆凸字状のスライドウエイ（Ｂ）は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体
レール上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイルとガイドウエイ（Ａ）に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール間に長尺状直方体キャリッジベースの底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レールの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッドを離間して設けたセラミック製キーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けた断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）であり、
前記長尺状直方体キャリッジベースの底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体の前方に磁気バランサーを設けたことを特徴とする、静圧水軸受直動案内装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
磁気バランサーの磁気吸引力を利用してモーターコイルとのモーメントバランスを採りピッチング値を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は静圧水軸受直動案内装置の一部を切り欠いた正面図である。
【図２】図２は静圧水軸受直動案内装置への磁気バランサー取り付け位置を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図３】図３は磁気バランサーのテーブル取り付け位置とピッチング角度の相関図である。
【図４】図４は磁気バランサーとモーターコイル間距離とピッチング角度の相関図である。
【図５】図５は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置の斜視図である。（公知）
【図６】図６は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置のスライドウエイでのパッドの配置を示す斜視図である。（公知）
【図７】図７は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置の側面図である。（公知）
【図８】図８は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置のスライドウエイの滑走位置とピッチング角度の相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の静圧水軸受直動案内装置１は、特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１に、非磁性支持体を介して磁気バランサーを設けた点に新規性、進歩性があり、その他の機械部材は特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１と同じである。それゆえ、先に、図５、図６および図７を用いて特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１を説明する。
【００１６】
図５、図６および図７に示す静圧水軸受直動スライドシステム１は、ガイドウエイ２と断面逆凸字状のスライドウエイ３を有する。ガイドウエイ２は、一対のセラミック製ハニカム構造２３ｂの長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの上面２２ａ，２２ｂの高さを同一水平面としてセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の上面２３ａに平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ間に永久磁石または電磁石２４を前記長尺状直方体レールベース上面２３ａに対して２５〜３５度傾斜して上面傾斜支持台２５を介して設けたガイドウエイである。
【００１７】
前記長尺状直方体レールベース２３への長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの固定は、ボルト締めもしくはエポキシ樹脂接着剤を用いて行われる。また、スライドウエイシステム１のガイドウエイ２は、図７に示す研削装置の鋳鉄製あるいは花崗岩製フレ−ム９上に
搭載される。このガイドウエイの長尺状直方体レールベース２３および長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂは、ハニカム構造２３ｂであっても、空洞のない忠実セラミックス製長尺状直方体であってもよい。
【００１８】
スライドウエイ３は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面３１ａに二対のセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを平行離間して前記長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイル３４をその底面が前記永久磁石または電磁石２４の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイル３４とガイドウエイ２に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール２１ａ間に長尺状直方体キャリッジベース３１の底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レール２１ａの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設けたセラミック製キーパー３２を設け、これらのセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ各々に水を供給する噴出孔３５を設けたスライドウエイ（Ｂ）である。
【００１９】
セラミック製パッドは、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジ製造時に一体に焼成して成型してもよいし、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の溝部に市販のセラミック製パッドを接着させてもよい。セラミック製パッドの形状は、スライドウエイの寸法、ク−ラント水供給システムにより適宜選択される。図５に示すセラミック製パッドは、パッド中央部のポケット部４１ｂに噴出孔３５を設け、この噴出孔３５を中心に左右対称に中央ランド部を２個有し、この中央ランド部４２ａ，４２ｂを囲綾するよう水受け入れポケット部（溝）４１ａを有し、更にこのポケット部（溝）４１ａ，４１ｂを囲繞するように外側ランド４３を有する。噴出孔３５の径は５〜１０ｍｍでよい。
【００２０】
ポケット部（溝）４１ａ，４１ｂの深さは、５〜１５ｍｍ、セラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆのランド部４２ａ，４２ｂとガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ表面間の距離（ギャップ）は、５〜２０μｍ、好ましくは５〜１０μｍと極めて小さい。
【００２１】
図６に示すように、水供給ポケット４１ａに設けられた噴出孔３５は、水供給配管８１に接続され、水供給配管８１の先はギヤ−ポンプ８３に接続されている。図６において８４は圧力計、８５はレリーフ弁、８６は抗圧弁、Ｍはモーターである。セラミック製パッドに接続する水供給配管８１の内径は、５〜８ｍｍ程度である。水供給配管８１は、スライドウエイ３のハニカム空洞内に配管され、噴出孔３５に接続される。水供給配管８１のスライドウエイ３のハニカム壁への固定は、非磁性体である強化樹脂製またはセラミックス製固定バンド、ボルトを使用して行われる。塞板３７は、スライドウエイ３のハニカム開放口３３ｇを塞ぐと共に、分岐した水供給配管８１を固定する。
【００２２】
セラミック製ガイドウエイ２、セラミック製スライドウエイ３、セラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、塞板３７のセラミック素材としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックス、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）セラ
ミックス、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）セラミックス、窒化炭素（ＳｉＣ）セラミックス、ジルコニアセラミックス、サーメット、サイアロン等が挙げられる。アルミナセラミックスは安価であり、ガイドウエイ２、スライドウエイ３、パッドの素材として適している。窒化炭素セラミックス、ジルコニアセラミックスは耐久性に富む。
【００２３】
ガイドウエイ２、スライドウエイ３、パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆは、同一セラミック素材が好ましく、これらは、ノンポーラスセラミック製品が好ましい。
【００２４】
セラミックス製品２，３の製造方法について説明する。最初に、ハウジングとなるハニカム構造のセラミック部材２１ａ，２１ｂ，２３，３１、キーパー（側板）３２および支持台２４，３６となるセラミック素材を用いて焼成し、成型する。例えば、アルミナ等のセラミックス粉末に所定量のバインダを加えて造粒処理し、これを一軸プレス成形し、さらにＣＩＰ成形して角板状または支持台用の傾斜構造のプレス成形体を作製する。次いで、角板状プレス成形体をハニカム状に加工して、その底面に所定パターンのパッド嵌合用溝部を形成し、さらにこの溝部に開口する噴出孔３５を形成する。必要により、ガイドウエイ構成用部材のレール部材、レールベース部材、支持台を接合、スライドウエイ３構成部材の長尺状直方体キャリッジベース３１とセラミック製パッド成型体、支持台を接合しておいてもよい。得られた加工体を必要に応じて脱脂処理した後、所定の雰囲気、温度、時間で焼成することによりハウジングとなるハニカム構造セラミック部材や支持台が得られる。なお、プレス成形体を８００〜９５０℃で仮焼して得た仮焼体に溝部等を形成する加工を施し、その後に１，０００〜１，２５０℃で焼成処理を行ってもよい。バインダとしては、メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／アクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／イソプロピルメタクリレ−ト／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／ｔ−ブチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／エチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／エチルメタクリレート／イタコン酸共重合体等が焼成時の黒煙の発現がなく、強度の高いセラミック製品が得られる。
【００２５】
次ぎに、スライドウエイ３のパッド用溝に市販のセラミック製パッドセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆをエポキシ樹脂接着剤で固定する。または、パッド形成セラミックススラリ−を溝部に塗布し、焼成してセラミック製パッドを形成させる。
【００２６】
セラミック製パッドを形成する素材のセラミックススラリーの調製は、セラミックス粉末（例えば、アルミナ粉末や窒化珪素、炭化珪素粉末など、必要によりガラス粉末を添加）に、水またはアルコール等の溶剤を加えて、ボールミル、ミキサー等の公知の方法により混合することにより調製することができる。なお、水またはアルコール等の添加量は特に限定されるものではないが、セラミックス粉末の粒度を考慮して、所望の流動性が得られるように調節する。
【００２７】
次に、前記で作製したハニカム構造のハウジング３１、キーパー３２（焼成後のセラミック部材）に形成されているパッド用溝部と噴出孔３５に樹脂等の焼失材料を充填する。次いで、前記の調製したセラミックススラリーをハウジングの溝に充填して、後の焼成により多孔質セラミックパッドとなる部分を成形する。その際に必要に応じて、スラリー中の残留気泡を除去するための真空脱泡処理や充填率を高めるための振動を加えるとよい。
【００２８】
こうしてスラリーが充填されたハウジング３１，キーパー３２を十分に乾燥させた後、多孔質パッド形成材を９００℃以上の温度で焼成し、セラミック製パッドを形成する。この焼成時に、溝部と噴出孔３５に充填された樹脂等は消失し、ポケット部４１ａ，４１ｂ（空洞）が形成される。
【００２９】
続いて、得られた焼成体の表面全体を研削し、必要に応じて研磨処理することにより、静圧軸受装置が得られる。パッドのランド面、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レール、スライドウエイのセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース表
面は、表面粗さ（Ｒａ）０．０５〜２．０μｍに研削・研磨加工しておくのが好ましい。
【００３０】
ハニカム構造長尺状直方体レールベース２３と長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの一体化は、前記焼成時に接合し、一緒に焼成してもよいが、後工程の研削・研磨加工作業を容易とするため、後述する制振パッド接着剤２７を用いて研削・研磨加工後に接着してもよい。
【００３１】
スライドウエイ３のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１およびキーパー３２に設けるセラミック製パッドの個数および位置関係は、スライドウエイ３のサイズ、剛性による。但し、少なくともセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面に二対のセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを平行離間してガイドウエイ２の長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置であって前記二対のセラミック製パッド間にモーターコイル３４をその底面が前記永久磁石または電磁石２４の上面に平行となるよう２５〜３５度傾斜して設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベース３１底面より下方にセラミック製キーパー３２を伸長させ、そのキーパー３２の長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レール２１ａの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設ける。
【００３２】
図７に示すように、スライドウエイシステム１はフレ−ム（機枠）９上に設置される。ガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの長手方向側面上部には一対のシリコンカーバイド製基準バ−９０，９０がそのバー上面が長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上面に面一となるように取り付けられている。このバー９０，９０上方に、４個のギャップセンサー９２をスライドウエイ３のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１長手方向側面下部に取り付け、スライドウエイ底面とガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上面間のギャップ（隙間）を測定できるようになっている。ギャップセンサー９２としては、渦巻電流ギャップセンサー、超音波ギャップセンサーなどが使用できる。スライドウエイ３滑走中、基準バ−９０上面には常時、水が供給されるようにしておくのが好ましい。セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の下部には樋９３を設け、スライドウエイシステム１のセラミク製パッドに供給された水を集水し、フレ−ム９外へ排出する。
【００３３】
スライドウエイシステム１のガイドウエイ２を支持するフレーム素材９は、セラミックでも、花崗岩でも鋳鉄でもよい。鋳鉄は安価であり、製造も容易である。花崗岩はセラミックと比較して防黴性に優れる。フレームへのガイドウエイ２の固定は、ボルトナットを用いてもよいが、制振パッド接着剤２７を用いるのが好ましい。
【００３４】
制振パッド接着剤２７は、積層構造であってもよい。例えば、予め芯材となる高減衰ゴムの層を半加硫し、この高減衰ゴムの表裏面に制振接着剤組成物を塗布した後、フレーム上に置き、この上にガイドウエイ２を載せることにより型押しし、ついで、硬化させることにより高減衰ゴムの層とゴムの層とが一体化された制振パッドとすることができる。制振パッドの厚みは、１〜５ｍｍで充分である。
【００３５】
スライドウエイ３の駆動手段としては、コイル３４と電磁磁石または永久磁石２４とを用いるリニアーモーターが使用される。これらは、ファナック株式会社、独国ジーメンス社、米国アーノルド社等より市販されている。スライドウエイ３のサイズが小さいときは、図５、図６に示すようにハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の上面に対し２５〜３５度傾斜するようにしてコイル３４および磁石２４を設けるのが好ましい。スライドウエイ３のサイズが大きいときは、コイル３４および磁石２４は２５〜３５度傾斜させても、傾斜させなくてもよい。
【実施例】
【００３６】
図１および図２に示すように、上述した静圧水軸受直動案内装置１の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体３０１の前方に磁気バランサー３００を設ける。非磁性支持体３０１の素材としてはアルミニウム、ガラス繊維補強エポキシ樹脂、セラミクスなどが使用できる。実施例では、Ａｌ５０８３を用いた。また、磁気バランサー３００の素材としては圧延鋼材、磁性鉄、磁性スチールなどが使用できる。実施例では、縦１５ｍｍ、横８０ｍｍ、高さ３０ｍｍの圧延鋼材（ＳＳ４００）を用いた。
【００３７】
図１に示すように、スライドウエイ３の端部から磁性バランサー３００中心までの距離δｘを８〜２４８ｍｍ変化、および磁気バランサー３００とコイル３４との距離δｙを１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍと変化させた際のθｍａｘを測定し、θｍａｘが最小となる条件を探す。θは、テーブル（長尺状直方体キャリッジベース）３１両端に設置した２式の電機マイクロメータ（ＴＥＳＡ社製ＧＴ３１）の出力電圧差より求めた。
【００３８】
測定条件は、テーブルストローク４００ｍｍ、テーブル滑走幅４８０ｍｍ、テーブル移動速度１．６ｍｍ／秒または０．６７ｍｍ／秒、各々の静圧水軸受への水供給量０．８ｍｌ／秒、磁石の吸引力（Ｆｍ）３，７００ニュートンである。因みに、磁気バランサーを用いないときのピッチング角（θ）は０．２５”であった。
【００３９】
図３に磁気バランサーのテーブル取り付け位置とピッチング角度の相関を示す。δｘは一定の条件でδｙを１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍの条件でテーブル移動させるとθｍａｘはピッチＰ＝３０ｍｍの周期で変化する。δｙが小さいほどθｍａｘの変化量は大きくなる。言い換えれば、δｙが小さいほどバランシング モーメント力が大きくなるためθｍａｘを広範囲に調整可能であることを示唆する。また、テーブルのピッチング モーメントと位相が反転する位置に適当な吸引力を有する磁性体（磁気バランサー）３００を設置することにより周期的なピッチング運動を改善できることを示唆する。
【００４０】
そこで、δｙ＝０．７ｍｍの位置に磁性バランサーを設け、δｘを変化させたときのθｍａｘを測定した結果が図４に示されている。θｍａｘはピッチＰ＝３０ｍｍで周期的に変化し、磁気バランサー３００を設置しないときのθｍａｘ＝０．２５”を中心値として、ほぼ対称にそれよりも大きくなる場合と小さくなる場合があることが示されている。図４では、δｘが２３６ｍｍとしたときにピッチング振れ幅は、θｍａｘ＝０．１”と最小値を示し、磁気バランサー３００を設置しないときの約半分の値である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の磁気バランサー３００を付属させた静圧水軸受直動案内装置１は、特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１が示すリニアーモーター駆動・静圧水軸受テーブルの周期的ピッチング（θｍａｘ＝０．２５”）をθｍａｘ＝０．１０”まで改善できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 静圧水軸受直動案内装置
２ ガイドウエイ
２１ａ，２１ｂ
２４ モーターコイル
３ スライドウエイ
３１ 直方体キャリッジベース
３２ キーパー
３３ パッド
３４ 磁石
３５水噴出孔
３００ 磁気バランサー
３０１ 非磁性支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に使用されるテーブル（スライドウエイ）を静圧水軸受リニアガイドウエイ上に往復移動させた際のピッチングの極めて小さい静圧水軸受直動案内装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
工作機械に使用されるテーブル（スライドウエイ）のピッチング・ヨーイングを小さくした直動案内装置は知られている。
【０００３】
例えば、特開２００２−１６２９号公報（特許文献１）は、機体の底部に、左右に一対の縦フレームとそれらに渡架する横フレームを有するフレームを前後方向に動くよう装架し、それの横フレームに、スピンドル組付台を左右方向に動くよう装架し、そのスピンドル組付台の上方に、ワーク組付テーブルを配位して上下方向にボールネジ駆動で動くよう機体に装架し、前記フレームには、スピンドル組付台の左右方向の動きに同調して逆方向に動くバランスウエイトを装架せしめてなるマシニングセンタにおける機体のゆれ防止装置を提案する。
【０００４】
また、特開２００２−３２１１２８号公報（特許文献２）は、ガイドに沿って移動する移動体の揺れを防止する装置であって、ガイド側案内面と、移動体側案内面のうちいずれか一方に電磁石が設けられ、同他方に強磁性体からなる被吸引部が設けられ、移動体の動作指令に基づいて磁力発生手段の磁力を制御する制御手段を備え、かつ、移動体の姿勢変化を検出する検出器の出力に基づいて、磁力発生手段の磁力を制御する制御手段を備えている移動体の揺れ防止装置を提案する。
できる。
【０００５】
本願特許出願人は、特開２００７−１３９０２１号公報（特許文献３）でセラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面Ｌ字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受スライドウエイシステムであり、このガイドウエイ（Ａ）は一対のセラミック製長尺状直方体レールを上面高さを同一水平面にしてセラミック製長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に対向して設けたガイドウエイ（Ａ）であり、スライドウエイ（Ｂ）はセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの一方の長手方向側面には内側下部に一対のセラミック製パッドを離間して前記長尺状直方体レール側面に対向する位置に設けたキーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けたスライドウエイ（Ｂ）であることを特徴とする、静圧水軸受直動スライドウエイシステムを提案した。
【０００６】
この静圧水軸受直動案内装置は、リニアーモーター駆動と水静圧軸受けを採用することにより前記特許文献１および特許文献２記載の直動案内装置よりテーブル（移動体）の往復反転移動時のヨーイング（浮き上がり）、ピッチング（横揺れ）がより小さい利点を有する。
【０００７】
さらに、本願特許出願人は、特開２００７−１４６８６８号公報（特許文献４）で上記
特許文献３記載の静圧水軸受直動スライドウエイシステムよりさらにピッチング・ヨーイングの小さい静圧水軸受直動案内装置を提案した。この静圧水軸受直動案内装置は、図４、図５および図６に示すように、一対のセラミック製レール２１ａ，２１ｂをセラミック製レールベース２３上面に平行離間して設け、これらのレール２１ａ，２１ｂ間に電磁石２４を前記レールベース２３上面に向けて設けたガイドウエイ２と、セラミック製ハニカム構造のキャリッジベース３１の底面に二対のセラミック製パッド３３ａ〜３３ｄを前記レール２１ａ，２１ｂの上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置にモーターコイル３４を設けるとともに、そのモーターコイル３４とガイドウエイ２に設けた一方のレール２１ａ間にキャリッジベース３１の底面より下方に伸び長手方向側面下部であってレール２１ａ，２１ｂの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設けたセラミック製キーパー３２を設けたスライドウエイ３とから構成される静圧水軸受直動案内装置１である。
【０００８】
上記特許文献４に記載の静圧水軸受直動案内装置１は、潤滑や駆動に鉱油を使用しないので環境に優しいものであり、テーブル（キャリッジベース３１）のメンテナンス製と製造原価低減のために片側リセスタイプの静圧水軸受構造を採用し、この構造の弱点である静合成の不足を補うためテーブル駆動用リニアーモーターの磁気吸引力を利用して軸受にプリロードを与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１６２９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１１２８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３９０２１号公報
【特許文献４】特開２００７−１４６８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献４に記載の静圧水軸受直動案内装置１のテーブル（キャリッジベース３１）の運動精度を測定したところ、最大ピッチング角度（θｍａｘ＝０．２５”）の周期的（ピッチＰ＝３０ｍｍ）なピッチングが測定された（図８参照）。
【００１１】
上記ピッチング測定値は、ＩＳＯ規格の許容値と比較すると充分に小さい値である。しかし、工作機械による機械加工メーカーにおいては、より高品位な加工ワークを得るために更にピッチング値が小さい直動案内装置の出現を望む。本発明者らは、前記特許文献１の「バランスウエイトを付属させることによりピッチングを小さくする。」という記載に基づき、バランスウエイトの素材を磁性体と選択し、および、この磁性体バランサーを取り付ける位置を特定位置に定めることにより、よりピッチング値の小さい静圧水軸受直動案内装置を提供できると想到した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１は、
セラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受案内装置であって、
このガイドウエイ（Ａ）は、一対のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールを上面高さが同一水平面に位置するセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に向けて設けたガイドウエイ（Ａ）であり、
前記断面逆凸字状のスライドウエイ（Ｂ）は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体
レール上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイルとガイドウエイ（Ａ）に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール間に長尺状直方体キャリッジベースの底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レールの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッドを離間して設けたセラミック製キーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けた断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）であり、
前記長尺状直方体キャリッジベースの底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体の前方に磁気バランサーを設けたことを特徴とする、静圧水軸受直動案内装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
磁気バランサーの磁気吸引力を利用してモーターコイルとのモーメントバランスを採りピッチング値を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は静圧水軸受直動案内装置の一部を切り欠いた正面図である。
【図２】図２は静圧水軸受直動案内装置への磁気バランサー取り付け位置を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図３】図３は磁気バランサーのテーブル取り付け位置とピッチング角度の相関図である。
【図４】図４は磁気バランサーとモーターコイル間距離とピッチング角度の相関図である。
【図５】図５は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置の斜視図である。（公知）
【図６】図６は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置のスライドウエイでのパッドの配置を示す斜視図である。（公知）
【図７】図７は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置の側面図である。（公知）
【図８】図８は特許文献４に開示される静圧水軸受直動案内装置のスライドウエイの滑走位置とピッチング角度の相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の静圧水軸受直動案内装置１は、特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１に、非磁性支持体を介して磁気バランサーを設けた点に新規性、進歩性があり、その他の機械部材は特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１と同じである。それゆえ、先に、図５、図６および図７を用いて特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１を説明する。
【００１６】
図５、図６および図７に示す静圧水軸受直動スライドシステム１は、ガイドウエイ２と断面逆凸字状のスライドウエイ３を有する。ガイドウエイ２は、一対のセラミック製ハニカム構造２３ｂの長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの上面２２ａ，２２ｂの高さを同一水平面としてセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の上面２３ａに平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ間に永久磁石または電磁石２４を前記長尺状直方体レールベース上面２３ａに対して２５〜３５度傾斜して上面傾斜支持台２５を介して設けたガイドウエイである。
【００１７】
前記長尺状直方体レールベース２３への長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの固定は、ボルト締めもしくはエポキシ樹脂接着剤を用いて行われる。また、スライドウエイシステム１のガイドウエイ２は、図７に示す研削装置の鋳鉄製あるいは花崗岩製フレ−ム９上に
搭載される。このガイドウエイの長尺状直方体レールベース２３および長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂは、ハニカム構造２３ｂであっても、空洞のない忠実セラミックス製長尺状直方体であってもよい。
【００１８】
スライドウエイ３は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面３１ａに二対のセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを平行離間して前記長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイル３４をその底面が前記永久磁石または電磁石２４の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイル３４とガイドウエイ２に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール２１ａ間に長尺状直方体キャリッジベース３１の底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レール２１ａの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設けたセラミック製キーパー３２を設け、これらのセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ各々に水を供給する噴出孔３５を設けたスライドウエイ（Ｂ）である。
【００１９】
セラミック製パッドは、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジ製造時に一体に焼成して成型してもよいし、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の溝部に市販のセラミック製パッドを接着させてもよい。セラミック製パッドの形状は、スライドウエイの寸法、ク−ラント水供給システムにより適宜選択される。図５に示すセラミック製パッドは、パッド中央部のポケット部４１ｂに噴出孔３５を設け、この噴出孔３５を中心に左右対称に中央ランド部を２個有し、この中央ランド部４２ａ，４２ｂを囲綾するよう水受け入れポケット部（溝）４１ａを有し、更にこのポケット部（溝）４１ａ，４１ｂを囲繞するように外側ランド４３を有する。噴出孔３５の径は５〜１０ｍｍでよい。
【００２０】
ポケット部（溝）４１ａ，４１ｂの深さは、５〜１５ｍｍ、セラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆのランド部４２ａ，４２ｂとガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ表面間の距離（ギャップ）は、５〜２０μｍ、好ましくは５〜１０μｍと極めて小さい。
【００２１】
図６に示すように、水供給ポケット４１ａに設けられた噴出孔３５は、水供給配管８１に接続され、水供給配管８１の先はギヤ−ポンプ８３に接続されている。図６において８４は圧力計、８５はレリーフ弁、８６は抗圧弁、Ｍはモーターである。セラミック製パッドに接続する水供給配管８１の内径は、５〜８ｍｍ程度である。水供給配管８１は、スライドウエイ３のハニカム空洞内に配管され、噴出孔３５に接続される。水供給配管８１のスライドウエイ３のハニカム壁への固定は、非磁性体である強化樹脂製またはセラミックス製固定バンド、ボルトを使用して行われる。塞板３７は、スライドウエイ３のハニカム開放口３３ｇを塞ぐと共に、分岐した水供給配管８１を固定する。
【００２２】
セラミック製ガイドウエイ２、セラミック製スライドウエイ３、セラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、塞板３７のセラミック素材としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックス、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）セラ
ミックス、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）セラミックス、窒化炭素（ＳｉＣ）セラミックス、ジルコニアセラミックス、サーメット、サイアロン等が挙げられる。アルミナセラミックスは安価であり、ガイドウエイ２、スライドウエイ３、パッドの素材として適している。窒化炭素セラミックス、ジルコニアセラミックスは耐久性に富む。
【００２３】
ガイドウエイ２、スライドウエイ３、パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆは、同一セラミック素材が好ましく、これらは、ノンポーラスセラミック製品が好ましい。
【００２４】
セラミックス製品２，３の製造方法について説明する。最初に、ハウジングとなるハニカム構造のセラミック部材２１ａ，２１ｂ，２３，３１、キーパー（側板）３２および支持台２４，３６となるセラミック素材を用いて焼成し、成型する。例えば、アルミナ等のセラミックス粉末に所定量のバインダを加えて造粒処理し、これを一軸プレス成形し、さらにＣＩＰ成形して角板状または支持台用の傾斜構造のプレス成形体を作製する。次いで、角板状プレス成形体をハニカム状に加工して、その底面に所定パターンのパッド嵌合用溝部を形成し、さらにこの溝部に開口する噴出孔３５を形成する。必要により、ガイドウエイ構成用部材のレール部材、レールベース部材、支持台を接合、スライドウエイ３構成部材の長尺状直方体キャリッジベース３１とセラミック製パッド成型体、支持台を接合しておいてもよい。得られた加工体を必要に応じて脱脂処理した後、所定の雰囲気、温度、時間で焼成することによりハウジングとなるハニカム構造セラミック部材や支持台が得られる。なお、プレス成形体を８００〜９５０℃で仮焼して得た仮焼体に溝部等を形成する加工を施し、その後に１，０００〜１，２５０℃で焼成処理を行ってもよい。バインダとしては、メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／アクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／イソプロピルメタクリレ−ト／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／ｔ−ブチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／エチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート／エチルメタクリレート／イタコン酸共重合体等が焼成時の黒煙の発現がなく、強度の高いセラミック製品が得られる。
【００２５】
次ぎに、スライドウエイ３のパッド用溝に市販のセラミック製パッドセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆをエポキシ樹脂接着剤で固定する。または、パッド形成セラミックススラリ−を溝部に塗布し、焼成してセラミック製パッドを形成させる。
【００２６】
セラミック製パッドを形成する素材のセラミックススラリーの調製は、セラミックス粉末（例えば、アルミナ粉末や窒化珪素、炭化珪素粉末など、必要によりガラス粉末を添加）に、水またはアルコール等の溶剤を加えて、ボールミル、ミキサー等の公知の方法により混合することにより調製することができる。なお、水またはアルコール等の添加量は特に限定されるものではないが、セラミックス粉末の粒度を考慮して、所望の流動性が得られるように調節する。
【００２７】
次に、前記で作製したハニカム構造のハウジング３１、キーパー３２（焼成後のセラミック部材）に形成されているパッド用溝部と噴出孔３５に樹脂等の焼失材料を充填する。次いで、前記の調製したセラミックススラリーをハウジングの溝に充填して、後の焼成により多孔質セラミックパッドとなる部分を成形する。その際に必要に応じて、スラリー中の残留気泡を除去するための真空脱泡処理や充填率を高めるための振動を加えるとよい。
【００２８】
こうしてスラリーが充填されたハウジング３１，キーパー３２を十分に乾燥させた後、多孔質パッド形成材を９００℃以上の温度で焼成し、セラミック製パッドを形成する。この焼成時に、溝部と噴出孔３５に充填された樹脂等は消失し、ポケット部４１ａ，４１ｂ（空洞）が形成される。
【００２９】
続いて、得られた焼成体の表面全体を研削し、必要に応じて研磨処理することにより、静圧軸受装置が得られる。パッドのランド面、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レール、スライドウエイのセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース表
面は、表面粗さ（Ｒａ）０．０５〜２．０μｍに研削・研磨加工しておくのが好ましい。
【００３０】
ハニカム構造長尺状直方体レールベース２３と長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの一体化は、前記焼成時に接合し、一緒に焼成してもよいが、後工程の研削・研磨加工作業を容易とするため、後述する制振パッド接着剤２７を用いて研削・研磨加工後に接着してもよい。
【００３１】
スライドウエイ３のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１およびキーパー３２に設けるセラミック製パッドの個数および位置関係は、スライドウエイ３のサイズ、剛性による。但し、少なくともセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面に二対のセラミック製パッド３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを平行離間してガイドウエイ２の長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その底面中央位置であって前記二対のセラミック製パッド間にモーターコイル３４をその底面が前記永久磁石または電磁石２４の上面に平行となるよう２５〜３５度傾斜して設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベース３１底面より下方にセラミック製キーパー３２を伸長させ、そのキーパー３２の長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レール２１ａの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッド３３ｅ，３３ｆを離間して設ける。
【００３２】
図７に示すように、スライドウエイシステム１はフレ−ム（機枠）９上に設置される。ガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂの長手方向側面上部には一対のシリコンカーバイド製基準バ−９０，９０がそのバー上面が長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上面に面一となるように取り付けられている。このバー９０，９０上方に、４個のギャップセンサー９２をスライドウエイ３のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベース３１長手方向側面下部に取り付け、スライドウエイ底面とガイドウエイ２の長尺状直方体レール２１ａ，２１ｂ上面間のギャップ（隙間）を測定できるようになっている。ギャップセンサー９２としては、渦巻電流ギャップセンサー、超音波ギャップセンサーなどが使用できる。スライドウエイ３滑走中、基準バ−９０上面には常時、水が供給されるようにしておくのが好ましい。セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の下部には樋９３を設け、スライドウエイシステム１のセラミク製パッドに供給された水を集水し、フレ−ム９外へ排出する。
【００３３】
スライドウエイシステム１のガイドウエイ２を支持するフレーム素材９は、セラミックでも、花崗岩でも鋳鉄でもよい。鋳鉄は安価であり、製造も容易である。花崗岩はセラミックと比較して防黴性に優れる。フレームへのガイドウエイ２の固定は、ボルトナットを用いてもよいが、制振パッド接着剤２７を用いるのが好ましい。
【００３４】
制振パッド接着剤２７は、積層構造であってもよい。例えば、予め芯材となる高減衰ゴムの層を半加硫し、この高減衰ゴムの表裏面に制振接着剤組成物を塗布した後、フレーム上に置き、この上にガイドウエイ２を載せることにより型押しし、ついで、硬化させることにより高減衰ゴムの層とゴムの層とが一体化された制振パッドとすることができる。制振パッドの厚みは、１〜５ｍｍで充分である。
【００３５】
スライドウエイ３の駆動手段としては、コイル３４と電磁磁石または永久磁石２４とを用いるリニアーモーターが使用される。これらは、ファナック株式会社、独国ジーメンス社、米国アーノルド社等より市販されている。スライドウエイ３のサイズが小さいときは、図５、図６に示すようにハニカム構造の長尺状直方体レールベース２３の上面に対し２５〜３５度傾斜するようにしてコイル３４および磁石２４を設けるのが好ましい。スライドウエイ３のサイズが大きいときは、コイル３４および磁石２４は２５〜３５度傾斜させても、傾斜させなくてもよい。
【実施例】
【００３６】
図１および図２に示すように、上述した静圧水軸受直動案内装置１の長尺状直方体キャリッジベース３１の底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体３０１の前方に磁気バランサー３００を設ける。非磁性支持体３０１の素材としてはアルミニウム、ガラス繊維補強エポキシ樹脂、セラミクスなどが使用できる。実施例では、Ａｌ５０８３を用いた。また、磁気バランサー３００の素材としては圧延鋼材、磁性鉄、磁性スチールなどが使用できる。実施例では、縦１５ｍｍ、横８０ｍｍ、高さ３０ｍｍの圧延鋼材（ＳＳ４００）を用いた。
【００３７】
図１に示すように、スライドウエイ３の端部から磁性バランサー３００中心までの距離δｘを８〜２４８ｍｍ変化、および磁気バランサー３００とコイル３４との距離δｙを１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍと変化させた際のθｍａｘを測定し、θｍａｘが最小となる条件を探す。θは、テーブル（長尺状直方体キャリッジベース）３１両端に設置した２式の電機マイクロメータ（ＴＥＳＡ社製ＧＴ３１）の出力電圧差より求めた。
【００３８】
測定条件は、テーブルストローク４００ｍｍ、テーブル滑走幅４８０ｍｍ、テーブル移動速度１．６ｍｍ／秒または０．６７ｍｍ／秒、各々の静圧水軸受への水供給量０．８ｍｌ／秒、磁石の吸引力（Ｆｍ）３，７００ニュートンである。因みに、磁気バランサーを用いないときのピッチング角（θ）は０．２５”であった。
【００３９】
図３に磁気バランサーのテーブル取り付け位置とピッチング角度の相関を示す。δｘは一定の条件でδｙを１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍの条件でテーブル移動させるとθｍａｘはピッチＰ＝３０ｍｍの周期で変化する。δｙが小さいほどθｍａｘの変化量は大きくなる。言い換えれば、δｙが小さいほどバランシング モーメント力が大きくなるためθｍａｘを広範囲に調整可能であることを示唆する。また、テーブルのピッチング モーメントと位相が反転する位置に適当な吸引力を有する磁性体（磁気バランサー）３００を設置することにより周期的なピッチング運動を改善できることを示唆する。
【００４０】
そこで、δｙ＝０．７ｍｍの位置に磁性バランサーを設け、δｘを変化させたときのθｍａｘを測定した結果が図４に示されている。θｍａｘはピッチＰ＝３０ｍｍで周期的に変化し、磁気バランサー３００を設置しないときのθｍａｘ＝０．２５”を中心値として、ほぼ対称にそれよりも大きくなる場合と小さくなる場合があることが示されている。図４では、δｘが２３６ｍｍとしたときにピッチング振れ幅は、θｍａｘ＝０．１”と最小値を示し、磁気バランサー３００を設置しないときの約半分の値である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の磁気バランサー３００を付属させた静圧水軸受直動案内装置１は、特許文献４記載の静圧水軸受直動案内装置１が示すリニアーモーター駆動・静圧水軸受テーブルの周期的ピッチング（θｍａｘ＝０．２５”）をθｍａｘ＝０．１０”まで改善できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 静圧水軸受直動案内装置
２ ガイドウエイ
２１ａ，２１ｂ
２４ モーターコイル
３ スライドウエイ
３１ 直方体キャリッジベース
３２ キーパー
３３ パッド
３４ 磁石
３５水噴出孔
３００ 磁気バランサー
３０１ 非磁性支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受案内装置であって、
このガイドウエイ（Ａ）は、一対のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールを上面高さが同一水平面に位置するセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に向けて設けたガイドウエイ（Ａ）であり、
前記断面逆凸字状のスライドウエイ（Ｂ）は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイルとガイドウエイ（Ａ）に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール間に長尺状直方体キャリッジベースの底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レールの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッドを離間して設けたセラミック製キーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けた断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）であり、
前記長尺状直方体キャリッジベースの底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体の前方に磁気バランサーを設けたことを特徴とする、静圧水軸受直動案内装置。
【請求項１】
セラミック製ガイドウエイ（Ａ）上を断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）がリニアーモーター駆動により直動駆動する静圧水軸受案内装置であって、
このガイドウエイ（Ａ）は、一対のセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールを上面高さが同一水平面に位置するセラミック製ハニカム構造の長尺状直方体レールベース上面に平行離間して設け、これらの長尺状直方体レール間に永久磁石または電磁石を前記長尺状直方体レールベース上面に向けて設けたガイドウエイ（Ａ）であり、
前記断面逆凸字状のスライドウエイ（Ｂ）は、セラミック製ハニカム構造の長尺状直方体キャリッジベースの底面に二対のセラミック製パッドを平行離間して前記長尺状直方体レール上方に位置するよう設けるとともに、その長尺状直方体キャリッジベースの底面中央位置であって前記二対のセラミック製小径パッド間にモーターコイルをその底面が前記永久磁石または電磁石の上面に平行となるよう設けるとともに、そのモーターコイルとガイドウエイ（Ａ）に設けた一方のハニカム構造のセラミック製長尺状直方体レール間に長尺状直方体キャリッジベースの底面より下方に伸び長手方向側面下部であって前記セラミック製長尺状直方体レールの長手方向内側面に対向する位置に一対のセラミック製パッドを離間して設けたセラミック製キーパーを設け、これらのセラミック製パッドに水を供給する噴出孔を設けた断面逆凸字状のセラミック製スライドウエイ（Ｂ）であり、
前記長尺状直方体キャリッジベースの底面の前後の少なくとも一方に設けた非磁性支持体の前方に磁気バランサーを設けたことを特徴とする、静圧水軸受直動案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７７３８５（Ｐ２０１２−１７７３８５Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９１４１（Ｐ２０１１−３９１４１）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
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