特許 6993544 流体バランサおよび工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】流体バランサおよび工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/72 20060101AFI20220105BHJP

   F16C 29/02 20060101ALI20220105BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/72 A

F16C29/02

F16J15/10 C

F16J15/10 T

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021553273

(86)(22)【出願日】2021-06-10

(86)【国際出願番号】 JP2021022029

【審査請求日】2021-09-08

(31)【優先権主張番号】P 2020103631

(32)【優先日】2020-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 裕也

(72)【発明者】

【氏名】見波 弘志

【審査官】村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８２２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９７５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６２０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５４２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１５８１７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２４２９５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０４７８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００７０１２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／７２

Ｆ１６Ｃ ２９／０２

Ｆ１６Ｊ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸（１４）に沿って移動可能に設けられたスライダ（１６）の重量を圧縮流体により軽減する流体バランサ（１８）であって、
前記ガイド軸に沿って設けられるシャフト（３０）と、
前記シャフトが挿入されるシリンダ（３４）と、
前記シャフトが挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有し、前記シリンダが固定されるベース部材（３２）と、
前記シャフトと前記ベース部材との間に設けられ、前記シャフトに対向する表面に、前記シャフトの軸方向に沿って延びる溝（５２）が、前記シャフトの周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、
弾性を有し、かつ、前記ベース部材に対して前記スペーサを支持する弾性支持部（６０）と、
を備え、
前記シャフトまたは前記シリンダは、前記スライダと連結される、流体バランサ。

【請求項2】

請求項１に記載の流体バランサであって、
前記弾性支持部は、
前記スペーサの前記重力方向とは逆方向における前記スペーサとの隙間に設けられる第１シール部材（６２）と、
前記スペーサの前記重力方向における前記スペーサとの隙間に設けられる第２シール部材（６４）と、
を有する、流体バランサ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の流体バランサであって、
前記弾性支持部は、前記シャフトと交差する方向に沿った前記スペーサと前記ベース部材との間の隙間に設けられる弾性部材（６６）を有する、流体バランサ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の流体バランサであって、
前記シャフトは、基台（１２）に固定され、
前記シリンダは、前記スライダと連結される、流体バランサ。

【請求項5】

請求項４に記載の流体バランサであって、
前記シリンダは、前記ベース部材を介して前記スライダと連結される、流体バランサ。

【請求項6】

請求項１～３のいずれか１項に記載の流体バランサであって、
前記シリンダは、基台に固定され、
前記シャフトは、前記スライダと連結される、流体バランサ。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の流体バランサと、
前記ガイド軸と、
前記スライダと、
前記スライダを前記ガイド軸に沿って移動させるためのモータ（２０）と、
を備える工作機械（１０）。

【請求項8】

請求項７に記載の工作機械であって、
前記モータは、リニアモータである、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガイド軸に沿って移動可能に設けられたスライダの重量を、圧縮流体により軽減する流体バランサおよび工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械のスライダには、工具を着脱可能な主軸を支持する主軸ヘッド、或いは、加工対象物を搭載するためのテーブル等が取り付けられる。したがって、スライダの重量が大きくなる傾向にある。このため、スライダの重量を軽減する流体バランサが工作機械に設けられる場合がある。

【0003】

例えば、特開２０１８－０６２０３７号公報の工作機械は、固定シャフトと、可動シリンダとを有する流体バランサ（エアバランス機構）を備えている。固定シャフトは、垂直軸に沿って直立する。可動シリンダは、固定シャフトに対して相対移動する。可動シリンダは、架橋フレームを介して主軸機構と連結され、その主軸機構と連動して上下動する。

【発明の概要】

【0004】

しかし、特開２０１８－０６２０３７号公報の固定シャフトは、垂直軸に対して傾いた状態で固定される場合がある。垂直軸に対して僅かにでも固定シャフトが傾くと、固定シャフトの外周面と可動シリンダの内周面との間における、シャフトの周方向の隙間が不均一となる。この結果、スライダが滑らかに移動しなくなることが懸念される。特に、相対的に高い加工精度で加工対象物を加工する精密工作機械では、スライダを滑らかに移動させることは重要となる。

【0005】

そこで、本発明は、スライダを滑らかに移動させ得る流体バランサおよび工作機械を提供することを目的とする。

【0006】

本発明の第１態様は、
重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸に沿って移動可能に設けられたスライダの重量を圧縮流体により軽減する流体バランサであって、
前記ガイド軸に沿って設けられるシャフトと、
前記シャフトが挿入されるシリンダと、
前記シャフトが挿通する貫通孔を有し、前記シリンダが固定されるベース部材と、
前記シャフトと前記ベース部材との間に設けられ、前記シャフトに対向する表面に、前記シャフトの軸方向に沿って延びる溝が、前記シャフトの周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサと、
弾性を有し、かつ、前記ベース部材に対して前記スペーサを支持する弾性支持部と、を備え、
前記シャフトまたは前記シリンダは、前記スライダと連結される。

【0007】

本発明の第２態様は、
工作機械であって、
上記の流体バランサと、
前記ガイド軸と、
前記スライダと、
前記スライダを前記ガイド軸に沿って移動させるためのモータと、
を備える。

【0008】

本発明の態様によれば、スペーサとシャフトとの間の隙間の不均一の程度を小さくすることができる。すなわち、予め決められた規定位置からシャフトの軸芯が傾いても、スペーサに形成された複数の溝を流れる圧縮流体によってスペーサを支持する弾性支持部が変形することで、シャフトの軸芯に沿うようにスペーサが移動することができる。このため、スペーサとシャフトとの間の隙間の不均一の程度を小さくすることができ、この結果、スライダを滑らかに移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】工作機械を示す模式図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

【図3】図２のスペーサおよび弾性支持部を含む周辺を示す図である。

【図4】シャフトの軸方向に沿ったスペーサの断面を示す断面図である。

【図5】シャフトの径方向に沿ったスペーサの断面を示す断面図である。

【図6】変形例１の流体バランサを図３と同様の視点で示す図である。

【図7】変形例２の流体バランサを図２と同様の視点で示す図である。

【図8】変形例３の流体バランサを図２と同様の視点で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明について、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。

【0011】

〔実施形態〕
図１は、工作機械１０を示す模式図である。図１では上下方向が示されている。なお、下方向は、重力が働く方向であり、上方向は、重力が働く方向とは逆方向である。工作機械１０は、基台１２、ガイド軸１４、スライダ１６および流体バランサ１８を有する。

【0012】

基台１２は、ガイド軸１４および流体バランサ１８を設置するための台である。基台１２は、設置面１２Ｆを有する。なお、ガイド軸１４が設置される設置面１２Ｆと、流体バランサ１８が設置される設置面１２Ｆとは同じ面上であってもよく、上下方向にずれていてもよい。また、基台１２は、第１基台と、第２基台とを備えてもよい。この場合は、第１基台と第２基台とは連結される。第１基台と第２基台とは分離可能である。第１基台にはガイド軸１４が設置される。第２基台には流体バランサ１８が設置される。

【0013】

ガイド軸１４は、スライダ１６をガイドする軸である。ガイド軸１４は、基台１２の設置面１２Ｆ上に設置される。ガイド軸１４は、基台１２に固定され、上下方向に延びている。なお、ガイド軸１４は、鉛直線と平行であってもよいし、鉛直線に対して傾斜してもよい。また、ガイド軸１４は、１つであっても複数であってもよい。ガイド軸１４が複数である場合、複数のガイド軸１４は平行に設けられる。本実施形態では、ガイド軸１４の数は２つである。

【0014】

スライダ１６は、ガイド軸１４に沿って移動可能である。スライダ１６は、モータ２０から与えられる動力に基づいて上方向または下方向に移動する。モータ２０は、スライダ１６に対して動力を与える限り、特に限定されない。モータ２０は、リニアモータであってもよく、サーボモータであってもよい。本実施形態では、モータ２０は、リニアモータである。モータ２０の磁石２０Ａは、２つのガイド軸１４の各々に１つずつ設けられる。２つのガイド軸１４の各々に設けられる磁石５２Ａは、互いに向き合う。各磁石５２Ａは、ガイド軸１４に沿って配置される。モータ２０のコイル（図示せず）は、互いに向き合う磁石２０Ａの間に配置される。モータ２０のコイルは、スライダ１６に固定される。モータ２０のコイルに出力される駆動電流に応じて発生する磁界によりスライダ１６が上方向または下方向に移動する。

【0015】

なお、スライダ１６には、工具を着脱可能な主軸を回転可能に支持する主軸頭、或いは、加工対象物が固定されるテーブル等の機械部品が取り付けられてもよい。

【0016】

流体バランサ１８は、スライダ１６の重量を軽減する。スライダ１６に機械部品が取り付けられていない場合、スライダ１６の重量は、スライダ１６の自重である。スライダ１６に機械部品が取り付けられている場合、スライダ１６の重量は、スライダ１６の自重と機械部品の自重とを合算した合算値である。

【0017】

流体バランサ１８は、１つであっても複数であってもよい。本実施形態では、流体バランサ１８の数は２つである。２つの流体バランサ１８の間に、２つのガイド軸１４が配置される。２つの流体バランサ１８の構造は互いに同じであるため、以下は、１つの流体バランサ１８の構造について説明する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。流体バランサ１８は、シャフト３０、ベース部材３２、シリンダ３４およびレギュレータ３６を有する。

【0018】

シャフト３０は、基台１２の設置面１２Ｆ上に設置される。シャフト３０は、基台１２に固定される。シャフト３０は、ガイド軸１４と離間して配置される（図１参照）。

【0019】

ベース部材３２は、本実施形態では、スライダ１６に固定される。例えば、ベース部材３２は、スライダ１６の下端部に固定される。ベース部材３２は、シャフト３０に向かって略水平方向に延びる板状に形成される。ベース部材３２は、スライダ１６と一緒に移動する。ベース部材３２には貫通孔３２Ｏが形成される。貫通孔３２Ｏにはシャフト３０が挿通する。

【0020】

シリンダ３４は、ベース部材３２に固定される。シリンダ３４は、ベース部材３２に形成された貫通孔３２Ｏの一方の開口側に配置される。ベース部材３２はスライダ１６と一緒に移動するため、当該ベース部材３２に固定されるシリンダ３４もスライダ１６と一緒に移動する。シリンダ３４の内部には、貫通孔３２Ｏの一方の開口側から突出するシャフト３０が挿入される。シリンダ３４は、スライダ１６の上昇に応じてシャフト３０に対して離れるように相対移動する。シリンダ３４は、スライダ１６の下降に応じてシャフト３０に対して近づくように相対移動する。

【0021】

レギュレータ３６は、流体室３８の圧力を調整する。流体室３８は、シャフト３０とシリンダ３４との間に形成される。レギュレータ３６は、２つの流体バランサ１８の各流体室３８の圧力を一括して調整してもよい。また、レギュレータ３６は、２つの流体バランサ１８の各々に１つずつ設けられてもよい。２つの流体バランサ１８の各々に設けられたレギュレータ３６は、対応する流体バランサ１８の流体室３８の圧力を個別に調整する。

【0022】

レギュレータ３６は、流体室３８と流体供給源とを連通する流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させることで、流体室３８の圧力を調整する。レギュレータ３６は、スライダ１６の重量に応じて、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させてもよい。或いは、レギュレータ３６は、モータ２０に出力される駆動電流が目標値となるように、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を変化させてもよい。なお、図２に示す例では、流路４０の一部は、シャフト３０および基台１２に形成されている。

【0023】

流体供給源から流体室３８に供給される圧縮流体によって、ベース部材３２を介してシリンダ３４と連結されるスライダ１６が支持される。その結果、スライダ１６の重量が軽減される。流体室３８に供給された圧縮流体の一部はシャフト３０とシリンダ３４との間の隙間を通じて、ベース部材３２の貫通孔３２Ｏから排出される。なお、圧縮流体は、圧縮された流体である。流体として、空気或いは窒素等の気体、或いは、油等の液体が挙げられる。

【0024】

流体バランサ１８は、シャフト３０、ベース部材３２、シリンダ３４およびレギュレータ３６に加えて、スペーサ５０および弾性支持部６０をさらに有する。図３は、図２のスペーサ５０および弾性支持部６０を含む周辺を示す図である。

【0025】

スペーサ５０は、シャフト３０とベース部材３２との間に設けられる。スペーサ５０は、弾性支持部６０によりベース部材３２に支持される。スペーサ５０は、環状に形成されていてもよい。なお、図２および図３は、スペーサ５０が環状に形成されている場合を示している。

【0026】

シャフト３０の軸方向と交差する方向に沿ったスペーサ５０とシャフト３０との間の隙間ＧＰ１は、シャフト３０の軸方向と交差する方向に沿ったシャフト３０とシリンダ３４との隙間ＧＰ２よりも狭い。つまり、スペーサ５０が設けられることで、シャフト３０との間が圧縮流体を排出する側で狭くなる。なお、隙間ＧＰ１は、５μｍ～１０μｍの範囲内にあることが好ましい。

【0027】

弾性支持部６０は、弾性を有し、かつ、ベース部材３２に対してスペーサ５０を支持する。弾性支持部６０は、第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６を有する。第１シール部材６２および第２シール部材６４の具体例として、Ｏリングが挙げられる。弾性部材６６の具体例として、Ｏリング、或いは、ばね等が挙げられる。なお、第１シール部材６２と第２シール部材６４との形状および材料は同じであってもよい。或いは、第１シール部材６２と第２シール部材６４との形状および材料の少なくとも一方が異なっていてもよい。

【0028】

第１シール部材６２は、スペーサ５０と、シャフト３０の一端側（上側）のシリンダ３４との間の隙間に設けられる。第１シール部材６２の一部は、収容溝６２Ｇに収容されていてもよい。収容溝６２Ｇは、スペーサ５０の表面、および、シリンダ３４の表面の少なくとも一方に形成される。収容溝６２Ｇがスペーサ５０の表面に形成される場合、収容溝６２Ｇは、シリンダ３４に向くスペーサ５０の表面（シャフト３０の一端側（上側）のスペーサ５０の表面）に形成される。収容溝６２Ｇがシリンダ３４の表面に形成される場合、スペーサ５０に向くシリンダ３４の表面（シャフト３０の一端側（上側）のシリンダ３４の表面）に形成される。なお、図３は、スペーサ５０におけるシャフト３０の一端側（上側）の表面に収容溝６２Ｇが形成されている場合を示している。

【0029】

第２シール部材６４は、スペーサ５０と、シャフト３０の他端側（下側）のベース部材３２との間の隙間に設けられる。第２シール部材６４の一部は、収容溝６４Ｇに収容されていてもよい。収容溝６４Ｇは、スペーサ５０の表面、および、ベース部材３２の表面の少なくとも一方に形成される。収容溝６４Ｇがスペーサ５０の表面に形成される場合、収容溝６４Ｇは、ベース部材３２に向くスペーサ５０の表面（シャフト３０の他端側（下側）のスペーサ５０の表面）に形成される。収容溝６４Ｇがベース部材３２の表面に形成される場合、収容溝６４Ｇは、スペーサ５０に向くベース部材３２の表面（シャフト３０の他端側（下側）のベース部材３２の表面）に形成される。なお、図３は、スペーサ５０におけるシャフト３０の他端側（下側）の表面に収容溝６４Ｇが形成されている場合を示している。

【0030】

弾性部材６６は、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間に設けられる。この隙間は、シャフト３０と交差する方向に沿っている。弾性部材６６の一部は、収容溝６６Ｇに収容されていてもよい。収容溝６６Ｇは、ベース部材３２に向くスペーサ５０の表面、および、スペーサ５０に向くベース部材３２の表面の少なくとも一方に形成される。なお、図３は、スペーサ５０とベース部材３２との双方の表面に収容溝６６Ｇが形成されている場合を示している。

【0031】

第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６の各々の個数は、１個であってもよく、複数個であってもよい。なお、図２および図３は、第１シール部材６２、第２シール部材６４および弾性部材６６の各々の個数が１個である場合を示している。

【0032】

図４はシャフト３０の軸方向に沿ったスペーサ５０の断面を示す断面図である。図５はシャフト３０の径方向に沿ったスペーサ５０の断面を示す断面図である。シャフト３０に向くスペーサ５０の表面には、複数の溝５２が形成される。複数の溝５２は、シャフト３０の周方向に間隔をあけて配置される。複数の溝５２の各々は、シャフト３０の軸方向に沿って延びている。溝５２の個数は、１０個～２０個の範囲内にあることが好ましい。また、溝５２の深さは、１００μｍ～２００μｍの範囲内にあることが好ましい。また、溝５２の幅は、５０μｍ～１００μｍの範囲内にあることが好ましい。

【0033】

複数の溝５２の各々には、流体室３８（図２）に供給された圧縮流体の一部が上側から下側に向かって流れる。複数の溝５２の各々に圧縮流体が流れると、スペーサ５０に圧力が加わる。これにより、スペーサ５０を支持する弾性支持部６０が変形する。したがって、シャフト３０の軸芯がガイド軸１４に対して傾いている場合、弾性支持部６０は、その軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。つまり、弾性支持部６０は、圧縮流体に応じて変形することで、シャフト３０の軸方向と交差する方向にスペーサ５０を移動させる。これにより、スペーサ５０は、シャフト３０の向きに応じて移動することができる。このため、シャフト３０の軸芯がガイド軸１４に対して傾いていても、スペーサ５０とシャフト３０との間の隙間ＧＰ１（図３）の不均一の程度を小さくすることができる。その結果、スライダ１６を滑らかに移動させることができる。

【0034】

なお、弾性支持部６０の第１シール部材６２の一部が収容溝６２Ｇに収容される場合、スペーサ５０に圧力が加わることで、第１シール部材６２の位置がずれることを抑止することができる。弾性支持部６０の第２シール部材６４の一部が収容溝６４Ｇに収容されている場合、および、弾性支持部６０の弾性部材６６の一部が収容溝６６Ｇに収容されている場合についても同様である。

【0035】

〔変形例〕
上記の実施形態は、下記のように変形されてもよい。

【0036】

（変形例１）
図６は、変形例１の流体バランサ１８を図３と同様の視点で示す図である。図６では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。

【0037】

実施形態では、ベース部材３２とシリンダ３４との間にスペーサ５０が配置される。これに対し、本変形例では、凹部３２Ｒの上側のベース部材３２と、凹部３２Ｒの下側のベース部材３２との間にスペーサ５０が配置される。凹部３２Ｒは、シャフト３０に向くベース部材３２の表面に設けられる。凹部３２Ｒは、シャフト３０の軸方向と交差する方向に凹む。

【0038】

また、実施形態では、スペーサ５０とシリンダ３４との間の隙間に第１シール部材６２が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間に第１シール部材６２が設けられる。

【0039】

このように、スペーサ５０および第１シール部材６２の配置態様が変わっても、弾性支持部６０は、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。

【0040】

（変形例２）
図７は、変形例２の流体バランサ１８を図２と同様の視点で示す図である。図７では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。

【0041】

実施形態では、基台１２にシャフト３０が固定される。これに対し、本変形例では、基台１２にシリンダ３４が固定される。本変形例のシャフト３０には流路４０が非形成である。本変形例では、基台１２に形成されている流路４０と、基台１２に固定されたシリンダ３４内の流体室３８とが連通される。

【0042】

また、実施形態では、ベース部材３２を介してスライダ１６にシリンダ３４が連結される。これに対し、本変形例では、連結部材７０を介してスライダ１６にシャフト３０が連結される。連結部材７０を介してスライダ１６にシャフト３０が連結される場合、ベース部材３２は、スライダ１６と非接触である。この場合、ベース部材３２は、環状に形成されていてもよい。なお、図７は、ベース部材３２が環状に形成されている場合を示している。

【0043】

また、実施形態では、スペーサ５０の上方向にシリンダ３４が配置され、スペーサ５０とシリンダ３４との間に第１シール部材６２が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０の上方向にベース部材３２が配置され、スペーサ５０とベース部材３２との間に第１シール部材６２が設けられる。本変形例の第１シール部材６２は、スペーサ５０と、シャフト３０の上端側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。

【0044】

また、実施形態では、スペーサ５０の下方向にベース部材３２が配置され、スペーサ５０とベース部材３２との間に第２シール部材６４が設けられる。これに対し、本変形例では、スペーサ５０の下方向にシリンダ３４が配置され、スペーサ５０とシリンダ３４との間に第２シール部材６４が設けられる。本変形例の第２シール部材６４は、スペーサ５０と、シャフト３０の下端側のシリンダ３４との間の隙間に設けられる。

【0045】

このように、本変形例では、流体バランサ１８が実施形態の上下と逆さまである。本変形例の流体バランサ１８では、スライダ１６にシャフト３０が連結され、スライダ１６の移動に応じてシャフト３０が相対移動する。このようにしても、弾性支持部６０は、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。

【0046】

なお、図示しないが、本変形例のベース部材３２に、変形例１の凹部３２Ｒが設けられてもよい。本変形例のベース部材３２に凹部３２Ｒが設けられた場合、第１シール部材６２は、スペーサ５０と凹部３２Ｒの上側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。また、第２シール部材６４は、スペーサ５０と凹部３２Ｒの下側のベース部材３２との間の隙間に設けられる。

【0047】

（変形例３）
図８は、変形例３の流体バランサ１８を図２と同様の視点で示す図である。図８では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は適宜省略する。

【0048】

実施形態では、基台１２およびシャフト３０を経由する流路４０によって流体供給源と流体室３８とが連通された。これに対し、本変形例では、基台１２およびシャフト３０を非経由の流路４０によって流体供給源と流体室３８とが連通される。

【0049】

このように、流路４０が基台１２およびシャフト３０を非経由であっても、実施形態と同様に、レギュレータ３６は、流路４０を流れる圧縮流体の流量または流速を可変して流体室３８の圧力を調整することができる。

【0050】

なお、図示しないが、変形例２の流路４０が、本変形例と同様に、基台１２を非経由であってもよい。

【0051】

（変形例４）
実施形態のベース部材３２は、変形例２のベース部材３２（図７）のように、スライダ１６と非接触であってもよい。実施形態のベース部材３２がスライダ１６と非接触である場合、スライダ１６とシリンダ３４とを連結する連結部材が設けられる。このようにしても、実施形態と同様に、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿うようにスペーサ５０を移動させることができる。

【0052】

（変形例５）
実施形態または変形例２の弾性部材６６は省かれてもよい。弾性部材６６が省かれても、第１シール部材６２および第２シール部材６４が、実施形態と同様に、圧縮流体に応じて、シャフト３０の軸芯に沿ってスペーサ５０を移動させることができる。但し、弾性部材６６を設けた場合、圧縮流体に応じてスペーサ５０を柔軟に移動させることができる。

【0053】

（変形例６）
実施形態または変形例２の第１シール部材６２および第２シール部材６４は省かれてもよい。第１シール部材６２および第２シール部材６４が省かれる場合、弾性部材６６は、Ｏリング等のシール性を有する。このようにすれば、弾性部材６６が、スペーサ５０とベース部材３２との間の隙間のシール性を保持しながら、圧縮流体に応じてシャフト３０の軸芯に沿ってスペーサ５０を移動させることができる。但し、第１シール部材６２および第２シール部材６４を設けた場合、圧縮流体の乱流を抑制することができる。

【0054】

（変形例７）
上記の実施形態および変形例は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

【0055】

〔実施形態から得られる発明〕
以上の記載に基づいて把握しうる発明として、以下に、第１発明および第２発明を記載する。

【0056】

（第１発明）
第１発明は、重力方向および重力方向とは逆方向に延びるガイド軸（１４）に沿って移動可能に設けられたスライダ（１６）の重量を圧縮流体により軽減する流体バランサ（１８）である。流体バランサ（１８）は、ガイド軸（１４）に沿って設けられるシャフト（３０）と、シャフト（３０）が挿入されるシリンダ（３４）と、シャフト（３０）が挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有し、シリンダ（３４）が固定されるベース部材（３２）と、シャフト（３０）とベース部材（３２）との間に設けられ、シャフト（３０）に対向する表面に、シャフト（３０）の軸方向に沿って延びる溝（５２）が、シャフト（３０）の周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、弾性を有し、かつ、ベース部材（３２）に対してスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）と、を備える。シャフト（３０）またはシリンダ（３４）は、スライダ（１６）と連結される。

【0057】

これにより、予め決められた規定位置からシャフト（３０）の軸芯が傾いても、スペーサ（５０）に形成された複数の溝（５２）を流れる圧縮流体によってスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）が変形することで、シャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）が移動することができる。このため、スペーサ（５０）とシャフト（３０）との間の隙間（ＧＰ１）の不均一の程度を小さくすることができ、この結果、スライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。

【0058】

弾性支持部（６０）は、スペーサ（５０）の重力方向とは逆方向におけるスペーサ（５０）との隙間に設けられる第１シール部材（６２）と、スペーサ（５０）の重力方向におけるスペーサ（５０）との隙間に設けられる第２シール部材（６４）と、を有してもよい。これにより、スペーサ（５０）に形成された複数の溝（５２）を流れる圧縮流体の乱流を抑制しながら、圧縮流体に応じてシャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）を移動させることができる。

【0059】

弾性支持部（６０）は、シャフト（３０）と交差する方向に沿ったスペーサ（５０）とベース部材（３２）との間の隙間に設けられる弾性部材（６６）を有してもよい。これにより、圧縮流体に応じてシャフト（３０）の軸芯に沿うようにスペーサ（５０）を移動させることができる。なお、第１シール部材（６２）および第２シール部材（６４）とともに弾性部材（６６）が設けられた場合には、当該第１シール部材（６２）および第２シール部材（６４）がない場合に比べ、圧縮流体に応じてスペーサ（５０）を柔軟に移動させることができる。

【0060】

シャフト（３０）は、基台（１２）に固定され、シリンダ（３４）は、スライダ（１６）と連結されてもよい。これにより、シリンダ（３４）とスライダ（１６）との間の流体室（３８）に供給される圧縮流体によって、シリンダ（３４）と連結されるスライダ（１６）を支持し、当該スライダ（１６）の重量を軽減することができる。

【0061】

シリンダ（３４）は、ベース部材（３２）を介してスライダ（１６）と連結されてもよい。ベース部材（３２）とは別の部材を介してシリンダ（３４）がスライダ（１６）と連結される場合に比べて部品点数を抑えることができる。

【0062】

シリンダ（３４）は、基台（１２）に固定され、シャフト（３０）は、スライダ（１６）と連結されてもよい。これにより、シリンダ（３４）とスライダ（１６）との間の流体室（３８）に供給される圧縮流体によって、シャフト（３０）と連結されるスライダ（１６）を支持し、当該スライダ（１６）の重量を軽減することができる。

【0063】

（第２の発明）
第２の発明は、工作機械（１０）である。工作機械（１０）は、上記の流体バランサ（１８）と、ガイド軸（１４）と、スライダ（１６）と、スライダ（１６）をガイド軸（１４）に沿って移動させるためのモータ（２０）と、を備える。上記の流体バランサ（１８）が備えられているため、スライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。

【0064】

モータ（２０）は、リニアモータであってもよい。ボールねじ等を含む動力伝達機構が不要となるため部品点数を抑えることができ、また動力伝達機構がある場合に比べて振動を抑えてスライダ（１６）を滑らかに移動させることができる。

【要約】

スライダを滑らかに移動させ得る流体バランサおよび工作機械を提供する。流体バランサ（１８）は、シャフト（３０）と、シリンダ（３４）と、シャフト（３０）が挿通する貫通孔（３２Ｏ）を有するベース部材（３２）と、シャフト（３０）とベース部材（３２）との間に設けられ、シャフト（３０）に対向する表面に、シャフト（３０）の軸方向に沿って延びる溝（５２）が、シャフト（３０）の周方向に間隔をあけて複数形成されるスペーサ（５０）と、ベース部材（３２）に対してスペーサ（５０）を支持する弾性支持部（６０）と、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】