(57)【要約】【課題】複雑な機構を要することなく、ウェービングを抑制し、必要な減衰性を増すことができるようにした工作機械のハイブリッド案内装置を提供する。【解決手段】工作機械における移動体の基台上での直線運動の基準となる主たる案内を構成する転がり案内と、前記転がり案内を補完する従たる案内としてのすべり案内と、の組み合わせからなり、すべり案内は、基台に設けられた、転がり案内のガイドレール１４ａ、１４ｂと平行に延びる対をなすすべり面１６ａ１６ｂを挟持して摺動する一対のスライダ２０ａ、２０ｂと、スライダ保持部２９ａ、２９ｂと取付部２８ａ、２８ｂとの間に切欠部２１ａ、２１ｂが形成されたすべり案内本体１９ａ、１９ｂと、切欠部２１ａ、２１ｂを弾性変形させて、スライダ２０ａ、２０ｂをすべり面１６ａ、１６ｂに押圧する押圧手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械における移動体の基台上での直線運動の基準となる主たる案内を構成する転がり案内と、前記転がり案内を補完する従たる案内としてのすべり案内と、の組み合わせからなり、
前記すべり案内は、基台に設けられた、前記転がり案内のガイドレールと平行に延びる対をなすすべり面を挟持して摺動する一対のスライダと、
これらのスライダをそれぞれ保持するスライダ保持部および移動体に取り付けるための取付部を有し、このスライダ保持部と取付部との間に切欠部が形成されたすべり案内本体と、
このすべり案内本体の切欠部を弾性変形させて、前記スライダをすべり面に押圧する押圧手段と、を備えたことを特徴とする工作機械のハイブリッド案内装置。
【請求項２】
前記すべり案内本体は、前記スライダ保持部に対し背面側に切欠部が形成され、移動体への取付部側に、切欠部に対向する外面から切欠部まで貫通させた雌ねじを有し、前記押圧手段は、前記雌ねじに螺合させ、切欠部の反雌ねじ面を押すボルトとしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械のハイブリッド案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のテーブルなどの直線運動を案内する案内装置に係り、特に、案内機構としてすべり案内と転がり案内を組み合わせたハイブリッド案内に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械において、コラム、主軸頭、テーブル等の移動体の案内機構に採用されているのは、主としてすべり案内と転がり案内である。すべり案内は、案内面との接触形式がすべり接触であり、静剛性が高く、またビビリの原因となる振動に対する減衰性が転がり案内に比べて優れている。
【０００３】
他方、転がり案内は、案内面との接触形式が転がり接触となり、振動に対する減衰性は低いが、摩擦抵抗が小さく高速性や運動精度に関しては、すべり案内よりも優れている。要するに、すべり案内と転がり案内は、お互いに他方の長所とするところを短所とし、他方の短所とするところを長所としている。
【０００４】
近年では、すべり案内と転がり案内のそれぞれの特徴を活用するために、すべり案内と転がり案内とを組み合わせたハイブリッド型の案内機構が開発されている。（例えば、特許文献１、２参照）
【０００５】
特許文献１のハイブリッド型の案内装置は、すべり案内を主体として減衰性を確保した上で、すべり案内の欠点である浮き上がりを抑え、高速適応性を付加するためすべり案内を補完するものとして転がり案内を使用するというのが基本的な設計上の考え方である。
【０００６】
例えば、特許文献１の案内装置では、主体となる案内はすべり案内であり、転がり案内を従として転がり案内の役割分担の相対的な割合を変えられるようにするために、転がり案内と移動体との間に油圧シリンダを介在させ、切削送りの低速送り時には、油圧シリンダに低圧の圧油を供給して転がり案内の分担割合を下げ、高速送り時に転がり案内の分担割合を高めるときには油圧シリンダに高圧の圧油を供給するようになっている。
【０００７】
特許文献２のハイブリッド型の案内装置では、主体となる案内は転がり案内である。転がり案内のガイドレールにスライダと同じように移動可能なブレーキユニットを設け、ブレーキユニットに内蔵されたブレーキシューをガイドレールに押し当て滑らせている。ブレーキシューは油圧シリンダで駆動され、移動体が切削送りの低速送り時には圧油を与えてブレーキをかけ、高速送り時には圧油を開放してブレーキを外している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３１６３４号公報
【特許文献２】
特開２００１−９６５５号公報
【０００９】
【発明が解決しょうとする課題】
転がり案内は高速性に優れる反面、ローラまたはボールの出入りによる脈動に起因するウェービングが生じ、周期的にうねりが生じるという問題がある。
【００１０】
特許文献１に示す従来の案内装置では、すべり案内特有の浮き上がりを転がり案内を用いて抑制するということは行われていたが、ウェービングに対しては有効といえる対策が講じられていなかった。
【００１１】
また、特許文献２に示す従来の案内装置では、切削時におけるワークや刃物のびびり振動を防止するようにしてはいるが、ウェービングに対しての効果は不明である。
【００１２】
本出願人は、先に、主たる案内を転がり案内とし、この転がり案内を補完する従たる案内をすべり案内として、ウェービングを抑制し、必要な減衰性を増すことができるようにしたハイブリッド案内装置を提案した（特願２００２−２０２８４９号）。この案内装置は、すべり案内のすべり面を摺動するスライダを保持するすべり案内本体に、ばね作用を発生させる切欠部を設け、スライダをすべり面に垂直に押圧させるものであるが、押圧の微調整、また、スライダの摩耗に対して微調整し易いものが望まれていた。
【００１３】
従来のハイブリッド案内装置では、減衰性を高める機構に極僅かでも隙間が存在すると、その方向での微小変位を抑制できないため、必要な減衰性が得られないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、高速性を保つための転がり案内を主たる案内とした上で、複雑な機構を要することなく、ウェービングを抑制し、必要な減衰性を増すことができるようにした工作機械のハイブリッド案内装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、工作機械における移動体の基台上での直線運動の基準となる主たる案内を構成する転がり案内と、前記転がり案内を補完する従たる案内としてのすべり案内と、の組み合わせからなり、前記すべり案内は、基台に設けられた、前記転がり案内のガイドレールと平行に延びる対をなすすべり面を挟持して摺動する一対のスライダと、これらのスライダをそれぞれ保持するスライダ保持部および移動体に取り付けるための取付部を有し、このスライダ保持部と取付部との間に切欠部が形成されたすべり案内本体と、このすべり案内本体の切欠部を弾性変形させて、前記スライダをすべり面に押圧する押圧手段と、を備えた。
【００１６】
前記すべり案内本体は、前記スライダ保持部に対し背面側に切欠部が形成され、移動体への取付部側に、切欠部に対向する外面から切欠部まで貫通させた雌ねじを有し、前記押圧手段は、前記雌ねじに螺合させ、切欠部の反雌ねじ面を押すボルトとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による工作機械のハイブリッド案内装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。図１は、本発明によるハイブリッド案内装置をマシニングセンタのテーブル送りの案内機構に適用した実施の形態を示し、テーブルを移動方向正面から見た図である。図２は、ハイブリッド案内装置を側面から見た図である。図３は、すべり案内ユニットの詳細図である。
【００１８】
図１において、参照符号１０は基台としてのベッドを示す。このベッド１０はベース１１上に固定されている。ベッド１０の上には、移動体としてのテーブル１２が設置されている。１３は、テーブル１２の送り機構を構成するボールねじであり、ベッド１０の長手方向に延びている。
【００１９】
ベッド１０の上面には、左右両側に一組のガイドレール１４ａ、１４ｂがボールねじ１３と平行に敷設されている。テーブル１２の下面には、転がり案内ユニット１５ａ、１５ｂが取り付けられており、それぞれガイドレール１４ａ、１４ｂに係合するようになっている。この場合、テーブル１２の自重は、転がり案内ユニット１５ａ、１５ｂを介してガイドレール１４ａ、１４ｂにかかるようになっている。転がり案内ユニット１５ａ、１５ｂは図示しないローラを内蔵し、このローラがガイドレール１４ａ、１４ｂを転動する。
【００２０】
本発明のハイブリッド案内装置では、ガイドレール１４ａ、１４ｂと転がり案内ユニット１５ａ、１５ｂとから構成されるものが、主たる案内を構成する転がり案内である。
【００２１】
上記転がり案内を補間するため、以下のような従たる案内としてのすべり案内が転がり案内と組み合わされ、本発明のハイブリッド案内装置が構成されている。テーブル１２の送り方向に向かって左右両側のベッド１０の側面部には、それぞれすべり面１６ａ、１６ｂが形成されており、これらのすべり面１６ａ、１６ｂは、ガイドレール１４ａ、１４ｂと平行に延びるている。
【００２２】
参照符号１８ａ、１８ｂは、それぞれすべり案内ユニットを示す。すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂは、すべり案内本体１９ａ、１９ｂと、すべり面１６ａ、１６ｂをそれぞれ摺動するスライダ２０ａ、２０ｂと、調整ボルト２５と、六角ナット２６とを備えている。本実施形態では、すべり案内本体１９ａ、１９ｂは、断面Ｌ字形のブロック体で、直角に屈曲した下端部にスライダ２０ａ、２０ｂが固着されている。
【００２３】
また、すべり案内本体１９ａ、１９ｂは、スライダ２０ａ、２０ｂを保持するスライダ保持部２９ａ、２９ｂおよびテーブル１２に取り付けるための取付部２８ａ、２８ｂを有している。そして、スライダ保持部２９ａ、２９ｂと取付部２８ａ、２８ｂとの間に、断面が急に減少するコの字形状の切欠部２１ａ、２１ｂが形成されている。この切欠部２１ａ、２１ｂは、スライダ保持部２９ａ、２９ｂに対し背面側に形成され、切欠の深さ方向は、すべり面１６ａ、１６ｂに対して垂直であり、すべり案内本体１９ａ、１９ｂの全幅に亘って延びている。
【００２４】
図３に示すように、すべり案内本体１９ａ、１９ｂは、切欠部２１ａ、２１ｂの上側の取付部２８ａ、２８ｂ側に、切欠部２１ａ、２１ｂに対向する外面から切欠部２１ａ、２１ｂまで貫通させた雌ねじ２４ａ、２４ｂが形成されている。
【００２５】
調整ボルト２５は、雌ねじ２４ａ、２４ｂに螺合されており、切欠部２１ａ、２２ｂの反雌ねじ面の押圧面２７ａ、２７ｂを押す押圧手段を構成している。調整ボルト２５をねじ込み、押圧面２７ａ、２７ｂを押すと、切欠部２１ａ、２１ｂは広げられてスライダ２０ａ、２０ｂが、すべり面１６ａ、１６ｂに押し当てられるようになっている。スライダ２０ａ、２０ｂの押圧力は、調整ボルト２５のねじ込みにより、所定の圧力になるように調整される。
【００２６】
六角ナット２６は、調整ボルト２５に取り付けられており押圧調整が終わるとすべり案内本体１９ａ、１９ｂ側に締め込まれ、調整ボルト２５を固定し緩みを防止する。
【００２７】
すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂは、テーブル１２の左右両側面にそれぞれ調整ライナ２２を介してボルト２３を用いて固定されており、テーブル１２の左右両側からベッド１０を挟み込むように取り付けられている。
【００２８】
すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂを取り付けるには、調整ボルト２５を押圧面２７ａ、２７ｂから離しておき、厚さを調整した調整ライナ２２を間に挟み、スライダ２０ａ、２０ｂとすべり面１６ａ、１６ｂとの間に隙間がない様に取り付ける。
【００２９】
テーブル送り系に適正な減衰性を付与するために、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂの配置数、すべり案内本体１９ａ、１９ｂの幅寸法などが設定される。
図２に示すように、本実施形態では、すべり案内ユニット１８ａ、１９ｂは、テーブル１２の片側側面に２個、両側で都合４個配置されている。
【００３０】
本実施形態による工作機械のハイブリッド案内装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
【００３１】
工作物に面精度や形状精度が求められる仕上げ加工を行う場合には、図１に示されるように、テーブル１２にすべり案内ユニット１８ａ、１８ｂを取り付けた状態では、転がり案内とすべり案内の両方を持つハイブリッド案内となる。
【００３２】
加工中にテーブル１２が送られるときには、転がり案内ユニット１５ａ、１５ｂのローラがガイドレール１４ａ、１４ｂを転動し、テーブル１２の直線運動は転がり案内により主として案内される。すべり面１６ａ、１６ｂにはテーブル１２の自重はかからず、後述のように減衰性を高めるためのもので、転がり案内の高速性を阻害するものではない。このため、転がり案内の特徴である高速性を活用して早送りに対応することができる。しかも、テーブル１２が運動している間、すべり案内を構成するすべり面１６ａ、１６ｂとスライダ２０ａ、２０ｂとの間には適正な摩擦力が生じ、これにより送り方向の減衰性が増えるので、加工中に生じる切削振動を減衰させることができる。
【００３３】
しかも、スライダ２０ａ、２０ｂの押圧用の調整ボルト２５を備えているので、押圧力の調整が容易にできる。そして、スライダ２０ａ、２０ｂが摩耗してきて押圧力が低下した場合にも容易に再調整ができる。そして、従来のような複雑な機械的構造を持たないので、メンテナンス性、確実性において優れている。
【００３４】
また、転がり案内に生じるテーブル１２の移動方向に対して左右方向へのウェービングは、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂによって抑制することができるので、工作物に必要な面精度や形状精度を確保することができ、さらに、振動から工具を守り、工具寿命を向上させることが可能となる。
【００３５】
以上、本発明によるハイブリッド案内装置についてマシニングセンタのテーブルの案内に適用した好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、工作機械の主軸頭や、サドル、クロスレール等の種々の移動体の案内に適用できる。
【００３６】
本実施形態では、すべり案内本体１９ａ、１９ｂの切欠部２１ａ、２１ｂを弾性変形させて、スライダ２０ａ、２０ｂをすべり面１６ａ、１６ｂに押圧する押圧手段として、すべり案内本体１９ａ、１９ｂに設けた雌ねじ２４ａ、２４ｂに螺合させ、切欠部２１ａ、２１ｂの反雌ねじ面を押す調整ボルト２５としたが、切欠部２１ａ、２１ｂを広げるように打ち込む楔とすることもできる。また、本実施形態では、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂ各１個に対し調整ボルト２５は１本としているが、複数本としてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高速性を保つための転がり案内を主たる案内とした上で、複雑な機構を要することなく、ウェービングを抑制し、必要な減衰性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による工作機械のハイブリッド案内装置を示す正面図。
【図２】同実施形態による工作機械のハイブリッド案内装置を示す側面図。
【図３】同実施形態による工作機械のハイブリッド案内装置において、すべり案内ユニットの詳細図。
【符号の説明】
１０  ベッド
１１  ベース
１２  テーブル
１３  ボールねじ
１４ａ、１４ｂ  ガイドレール
１５ａ、１５ｂ  転がり案内ユニット
１６ａ、１６ｂ  すべり面
１８ａ、１８ｂ  すべり案内ユニット
１９ａ、１９ｂ  すべり案内本体
２０ａ、２０ｂ  スライダ
２１ａ、２１ｂ  切欠部
２２  調整ライナ
２３  ボルト
２４ａ、２４ｂ  雌ねじ
２５  調整ボルト
２６  六角ナット
２７ａ、２７ｂ  押圧面
２８ａ、２８ｂ  取付部
２９ａ、２９ｂ  スライダ保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004204917.tif 000005