(57)【要約】【課題】基台の上に案内面が形成され、この案内面上を潤滑油の動圧による浮き上がりを抑制されて摺動するスライド面の長手方向の両端部の磨耗を防止する。【解決手段】基台１１の上に案内面１３が形成され、前記案内面１３と対向する可動体１４の面１９に樹脂材料で形成されたすべり薄板２０が可動体１４の前記面１９の長手方向に貼付され、前記すべり薄板２０下面に形成されたスライド面２１が潤滑油を介在して前記案内面１３上で長手方向に摺動することにより可動体１４が案内されるすべり案内装置１０において、前記すべり薄板２０の長手方向の両端部が中央部より高硬度である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台の上に案内面が形成され、前記案内面と対向する可動体の面に樹脂材料で形成されたすべり薄板が長手方向に貼付され、前記すべり薄板下面に形成されたスライド面が潤滑油を介在して前記案内面上で前記長手方向に摺動することにより可動体が案内されるすべり案内装置において、
前記すべり薄板の長手方向の両端部が中央部より高硬度であることを特徴とするすべり案内装置。
【請求項２】
請求項１において、前記すべり薄板は、少なくとも前記両端部が前記中央部と別体のすべり薄板で形成されていることを特徴とするすべり案内装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記すべり薄板の前記長手方向の両端部の方を前記中央部より高硬度な樹脂材料で形成することによって、両端部を中央部より高硬度としたことを特徴とするすべり案内装置。
【請求項４】
請求項３において、前記すべり薄板の前記両端部の方を前記中央部の樹脂材料より微細な銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散することによって形成したことを特徴とするすべり案内装置。
【請求項５】
請求項３において、前記すべり薄板の前記両端部の方を前記中央部の樹脂材料より多量の銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散することによって形成したことを特徴とするすべり案内装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、前記すべり薄板の前記両端部のすべり薄板にＤＬＣコーティングすることによって、両端部を中央部より高硬度としたことを特徴とするすべり案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等の基台の上に案内面が形成され、この案内面上を潤滑油を介在させてスライド面が摺動することにより可動体が案内されるすべり案内装置に関するものであって、特に潤滑油の動圧により可動体が傾くことを抑制するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械等には、基台の上に案内面が形成され、この案内面上で潤滑油を介在させてスライド面がその長手方向に摺動することにより可動体が案内されるすべり案内装置が用いられている。特許文献１に開示されたすべり案内装置では、可動体のスライド面にスライド面の幅方向に延在する複数の分割溝が長手方向に間隔をおいて形成されるとともに、分割溝によって分割された各スライド面には、潤滑油が供給される潤滑油溝が形成され、スライド面の長手方向のほぼ中央部には、中央の分割溝に連絡したポケット部が形成されている。
【特許文献１】特開２００１−２８０３４３号公報（段落〔００４１〕乃至〔００４３〕、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載されたすべり案内装置は、可動体のスライド面の長手方向のほぼ中央部に、分割溝に連絡したポケット部が形成されているので、可動体の移動時に発生するスライド面の中央部の大きな動圧を大気に逃がして可動体の浮き上がりを小さくすることができる。さらに、スライド面が分割溝によって長手方向に複数のスライド面に分割され、各分割スライド面に潤滑油が供給される潤滑油溝が形成されているので、可動体の移動により潤滑油に発生する動圧が、分割溝で大気に逃がされ各分割スライドに分散して発生する。これにより、スライド面に作用する動圧の長手方向の圧力分布の偏りを小さくし、可動体の浮き上がりを小さくするとともに傾きを抑制することができる。
【０００４】
上記すべり案内装置によれば、可動体は浮き上がりが低減し、高精度に案内されるが、可動体が加減速されるときに発生する比較的大きな動圧による可動体の傾きまでは抑制することができない。その結果、可動体のスライド面の案内面からの浮き上がりが小さいために、加減速を繰り返すうちに、可動体の僅かな傾きによって長手方向の両端部の分割スライド面が案内面に接触して磨耗が発生することがある。
【０００５】
本発明は、基台の上に形成された案内面上を潤滑油を介在させて摺動するスライド面の長手方向の両端部の磨耗を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、基台の上に案内面が形成され、前記案内面と対向する可動体の面に樹脂材料で形成されたすべり薄板が長手方向に貼付され、前記すべり薄板下面に形成されたスライド面が潤滑油を介在して前記案内面上で前記長手方向に摺動することにより可動体が案内されるすべり案内装置において、前記すべり薄板の長手方向の両端部が中央部より高硬度であることである。
【０００７】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記すべり薄板は、少なくとも前記両端部が前記中央部と別体のすべり薄板で形成されていることである。
【０００８】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記すべり薄板の前記長手方向の両端部の方を前記中央部より高硬度な樹脂材料で形成することによって、両端部を中央部より高硬度としたことである。
【０００９】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記すべり薄板の前記両端部の方を前記中央部の樹脂材料より微細な銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散することによって形成したことである。
【００１０】
請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記すべり薄板の前記両端部の方を前記中央部の樹脂材料より多量の銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散することによって形成したことである。
【００１１】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、 請求項１〜５のいずれか１項において、前記すべり薄板の前記両端部のすべり薄板にＤＬＣコーティングすることによって、両端部を中央部より高硬度としたことである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、案内面と対向する可動体の面に貼付されたすべり薄板の長手方向の両端部の硬度が中央部より高いので、可動体が摺動時に傾いてすべり薄板の下面に形成されたスライド面の端部が案内面と接触しても、磨耗することが少なく、耐磨耗性、耐焼き付き性が向上した信頼性の高い簡素な構成のすべり案内装置を提供することができる。さらに、加工上、案内面と対向する可動体の面は長手方向の中央部が中高に仕上がるので、貼付されたすべり薄板の下面に摺り合わせによって真直なスライド面を形成するために、貼付されたすべり薄板の中央部の下面をキサゲ加工によって両端部より多く取る必要がある。本発明によれば、取り代の多い中央部の方が、取り代の少ない両端部より低硬度であるので、真直なスライド面を形成するためのキサゲ加工が容易になる。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、すべり薄板は、少なくとも両端部が中央部と別体のすべり薄板で形成されているので、請求項１に係る発明が奏する効果に加え、中央部のすべり薄板より硬度の高い両端部のすべり薄板を容易に作成することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、すべり薄板の両端部を中央部より高硬度な樹脂材料で形成するという簡単な構成で、請求項１に係る発明と同じ効果を奏するすべり案内装置を提供することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、すべり薄板の両端部の方が中央部より微細な銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散させることにより高硬度とするので、請求項１に係る発明が奏する効果に加え、銅合金の使用量が同じで、潤滑油との親和性のよいスライド面を安価に形成することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、すべり薄板の両端部の方が中央部より多量の銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散させることにより高硬度とするので、請求項１に係る発明が奏する効果に加え、潤滑油との親和性の一層よいスライド面を形成することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、両端部のすべり薄板をＤＬＣコーティングすることにより、中央部のすべり薄板より高硬度とするので、耐磨耗性、耐焼きつき性が向上した信頼性の高いすべり案内装置を提供することができる。さらに、ＤＬＣコーティングが偏摩耗した後も、スライド面は下地の樹脂材料層で案内面を摺動し焼き付きを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るすべり案内装置１０を備えた工作機械の可動体送り装置を、図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、基台１１上に一対のガイドレール１２が平行に延設され、ガイドレール１２の上面に形成された案内面１３上に可動体１４が摺動可能に載置されている。可動体１４の下面には、一対のガイドレール１２がそれぞれ嵌入する２個の凹溝１５が刻設されるとともに、各ガイドレール１２の顎部下面に当接して可動体１４の浮き上がりを阻止する裏板１６が固定されている。一方のガイドレール１２の内側側面とそれが嵌入する凹溝１５の内側側壁との間にカミソリ１７が介在され、カミソリ１７の厚さを調整することにより、他方のガイドレール１２の内側側面とそれが嵌入する凹溝１５の内側側壁とを摺接させている。
【００１９】
基台１１の上面には図略のサーボモータによって回転駆動されるボールねじ軸１８が、一対のガイドレール１２間でガイドレール１２と平行に回転可能に軸承され、可動体１４の下面にはボールねじ軸１８と螺合するナット２８が固定されている。これにより、ボールねじ軸１８が回転すると可動体１４は一対のガイドレール１２に案内されて案内面１３上を摺動する。
【００２０】
案内面１３と対向する可動体１４の各凹溝１５の面１９には、すべり案内装置１０の構成要素である樹脂材料で形成されたすべり薄板２０が面１９の長手方向に複数枚、本実施の形態では４枚、連続して貼付されている。４枚のすべり薄板２０の下面にはスライド面２１が形成され、該スライド面２１が潤滑油を介在して案内面１３上で長手方向に摺動することにより可動体１４が案内される。
【００２１】
図１乃至図３に示すように、４枚のすべり薄板２０の中の両端部の２枚のすべり薄板２０ａのスライド面２１には、Ｓ字状の潤滑油溝２２が刻設されている。潤滑油溝２２の底面には、可動体１４に穿設されてすべり薄板２０ａを貫通する供給穴２３が絞りを介して開口し、供給穴２３はモータによって回転駆動される油圧ポンプを有する潤滑油供給装置２４に配管で接続されている。中央部の２枚のすべり薄板２０ｂには、コの字状の潤滑油溝２５が刻設され、Ｓ字状の潤滑油溝２２と同様に供給穴２３を介して潤滑油供給装置２４に接続されている。
【００２２】
スライド面２１の隣接するすべり薄板２０の接合部には、すべり薄板２０の長手方向に延在する両側面で大気に開口する分割溝２６が、スライド面２１の幅方向に刻設され、スライド面２１は分割溝２６によって４個に分割されている。
【００２３】
中央部の２枚のすべり薄板２０ｂのスライド面２１には、両者に跨って刻設された分割溝２６を中心とする菱形形状のポケット部２７が刻設されている。ポケット部２７は、広い面積で刻設されており、油溜りとして機能する。ポケット部２７内に保持された潤滑油の動圧は分割溝２６介して大気に逃がされるので、スライド面２１中央部に高い動圧が発生することはなく、可動体１４の浮き上がりは小さくなる。
【００２４】
さらに、スライド面２１は分割溝２６によって４個に分割され、分割された各スライド面２１に潤滑油が供給されるＳ字状又はコの字状の潤滑油溝２２，２５が形成されているので、可動体１４の移動により潤滑油に発生する動圧は、分割溝２６から大気に逃がされ、各分割されたスライド面に分散して発生する。これにより、スライド面２１に作用する動圧の圧力分布の偏りが小さくなり、可動体１４の浮き上がりが小さくなるとともに傾きが抑制される。
【００２５】
上述のすべり案内装置１０によれば、可動体１４は浮き上がりが低減し、高精度に案内されるが、可動体１４が加減速されるときに潤滑油に発生する比較的大きな動圧による可動体１４の傾きまでは抑制することができない。その結果、加減速を繰り返すうちに、可動体１４の傾きによって両端部のすべり薄板２０ａに形成されたスライド面２１が案内面１３と接触して磨耗することがある。
【００２６】
両端部のすべり薄板２０ａに形成されたスライド面２１のかかる摩耗を抑制するために、すべり案内装置１０では、４枚のすべり薄板２０の中の両端部のすべり薄板２０ａが中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度な樹脂材料で形成されている。すべり薄板２０は、フッ素系等の樹脂に青銅等の銅合金の粒子を分散し、厚さが約１ｍｍの板状に成形した素材を適切な大きさの矩形に切断して形成されている。
【００２７】
このように、基台１１の案内面１３と対向する可動体１４の面１９にその長手方向に貼付された４枚のすべり薄板２０の中の両端部のすべり薄板２０ａが中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度であるので、可動体１４が摺動時に傾いて両端部のすべり薄板２０ａの下面に形成されたスライド面２１が案内面１３と接触しても、磨耗することが少なく、耐磨耗性、耐焼き付き性が向上した信頼性の高いすべり案内装置１０を得ることができる。さらに、大きくて重量が有る可動体１４を、例えば研削盤のテーブル上にクランプして面１９に貼付されたすべり薄板２０を研削加工してスライド面２１を形成すると、スライド面２１は可動体１４の剛性、研削盤の剛性等の影響を受けて加工上、中央部が中高に仕上がる。この中高を取るために、スライド面２１は摺り合わせによって真直ぐに仕上げられる。摺り合わせにおいて中央部に貼付されたすべり薄板２０ｂの下面は、キサゲ加工によって両端部のすべり薄板２０ａより多く取る必要があるが、すべり案内装置１０では、取り代の多い中央部のすべり薄板２０ｂの方が、取り代の少ない両端部のすべり薄板２０ａより低硬度であるので、真直なスライド面２１を形成するためのキサゲ加工が容易になる。なお、潤滑油溝２２，２５、ポケット部２７、及び分割溝２６は、研削加工されたスライド面２１にキサゲ加工を行う前に切削加工によって刻設される。
【００２８】
両端部のすべり薄板２０ａの方が中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度とするために、銅合金が分散される樹脂材料の硬度を両端部のすべり薄板２０ａ方が中央部のすべり薄板２０ｂより高くするとよい。樹脂材料の硬度を高くするためには、樹脂に含まれる成分を調整してもよく、或いは樹脂に銅合金の粉末を分散させ板状に成形した後に、窒素雰囲気で焼成してもよい。窒素雰囲気で焼成すると、樹脂と銅合金粉末との結合が強固となり、空気中で焼成した場合に比して樹脂材料の硬度が高くなる。
【００２９】
また、フッ素系の樹脂に分散される青銅の量は同じにし、青銅の粒子の大きさを両端部のすべり薄板２０ａ方が中央部のすべり薄板２０ｂより小さくすることにより、両端部のすべり薄板２０ａの方が中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度であるようにしてもよい。このように銅合金である青銅の粒子を微細にすると、銅合金の使用量が同じでも組織が細かく硬度の高いすべり薄板２０ａを得ることができる。そして、銅は潤滑油中の添加剤と反応して潤滑油との親和性がよいので、耐摩耗性のよいスライド面を形成することができる。
【００３０】
さらに、両端部のすべり薄板２０ａの方が中央部の薄板２０ｂより多量の銅合金粉末をフッ素系樹脂に分散させることにより、両端部のすべり薄板２０ａの方が中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度であるようにしてもよい。銅合金の量を増やすことにより潤滑油との親和性の一層よいスライド面を形成することができる。
【００３１】
また、両端部のすべり薄板２０ａを中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度な樹脂材料で構成するかわりに、両端部のすべり薄板２０ａの下面をダイヤモンドライクカーボンでコーティング（ＤＬＣコーティング）することにより、両端部のすべり薄板２０ａの方が中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度であるようにしてもよい。両端部のすべり薄板２０ａを中央部のすべり薄板２０ｂと別体で構成しているので、両端部のすべり薄板２０ａを小さくすることができ、可動体１４の面１９に貼付する前にＤＬＣコーティングを容易に行うことができる。すべり案内装置１０の長期使用によりＤＬＣコーティングが偏摩耗しても、両端部のすべり薄板２０ａに形成されたスライド面２１は下地の樹脂材料層で案内面１３上を摺動し焼き付きを防止することができる。
【００３２】
なお、両端部のすべり薄板２０ａを中央部のすべり薄板２０ｂより高硬度な樹脂材料で形成した後に、両端部のすべり薄板２０ａの下面にＤＬＣコーティングを施すようにしてもよい。
【００３３】
上記実施の形態では、基台１１の案内面１３と対向する可動体１４の面１９に複数枚の樹脂材料で形成されたすべり薄板を貼付し、両端部のすべり薄板２０ａの硬度を中央部のすべり薄板２０ｂより高くしているが、両端部の硬度が中央部より高い一枚の細長いすべり薄板を面１９に貼付し、該すべり薄板の下面にスライド面を形成するようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、中央部のすべり薄板を２枚で構成しているが、１枚、或いは２枚より多いすべり薄板で中央部のすべり薄板を構成し、その両端に両端部のすべり薄板を並べて貼付するようにしてもよい。
【００３５】
上記実施の形態では、分割溝２６はすべり薄板２０の長手方向に延在する両側面で大気に開口しているが、スライド面にその長手方向に延在する両側縁の手前で終端する逃がし溝を分割溝２６に代えて刻設し、一端が逃がし溝の底面に開口し他端が大気に開口する逃がし穴を可動体に穿設することにより、スライド面２１を複数に分割するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施の形態では、スライド面２１が分割溝２６によって複数に分割されているが、スライド面２１が分割溝２６、または逃がし溝によって分割されていないタイプのすべり案内装置１０のすべり薄板の両端部の硬度を中央部の硬度より高くするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係るすべり案内装置を備えた可動体送り装置を示すもので、図２の１−１線に沿って切断した断面図。
【図２】本実施の形態に係るすべり案内装置を示すもので、図１の２−２線に沿って切断した断面図。
【図３】すべり薄板に形成されたスライド面を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…すべり案内装置、１１…基台、１２…ガイドレール、１３…案内面、１４…可動体、１５…凹溝、１９…面、２０…すべり薄板、２０ａ…両端部のすべり薄板、２０ｂ…中央部のすべり薄板、２１…スライド面、２２，２５…潤滑油溝、２６…分割溝、２７…ポケット部。
【図１】
2008151318.tif 000003
【図２】
2008151318.tif 000004
【図３】
2008151318.tif 000005