(57)【要約】【課題】  支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させた滑り案内装置における案内面と滑動面との接触面圧の軽減、滑動面の浮き上がり抑制及び滑動面の横揺れ抑制【解決手段】  支持体１の案内面２ａに潤滑油を介在させて滑動面８が接触した状態の移動体５を滑り案内する滑り案内装置であり、移動体５の滑動面８に形成された潤滑油が圧入される面圧調整ポケット13を用いた支持体の案内面２ａに対する面圧軽減手段及び面圧軽減手段に対面した案内面２ａに対向した案内面２ｃに接触する滑動面に形成された潤滑油が流入する静圧ポケット18を用いた移動体５の滑動面の浮動抑制手段を備え、更に移動体５の移動方向に直交する方向に対向した滑動面15に形成された潤滑油が流入する静圧ポケット17を用いた横振れ抑制の移動体の姿勢安定手段を備えている。【選択図】  図２
2005238442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置において、
支持体の案内面に対する面圧軽減手段及び移動体の滑動面の浮上抑制手段が移動体の滑動面に設けられたことを特徴とする滑り案内装置。
【請求項２】
支持体の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置において、
支持体の案内面に対する面圧軽減手段、移動体の滑動面の浮上抑制手段、及び支持体の案内面上における移動体の移動方向に直交する方向の滑動を規制する姿勢安定手段が移動体の滑動面に設けられたことを特徴とする滑り案内装置。
【請求項３】
支持体の案内面に対する面圧軽減手段は、移動体の滑動面に形成された潤滑油が圧入される面圧調整ポケットであり、移動体の滑動面の浮上抑制手段は、前記支持体の案内面に対向した案内面に接触する滑動面に形成された潤滑油が流入する静圧ポケットである請求項１又は請求項２に記載の滑り案内装置。
【請求項４】
支持体の案内面に対する面圧軽減手段は、移動体の滑動面に形成された潤滑油が圧入される面圧調整ポケットであり、移動体の滑動面の浮上抑制手段は、前記支持体の案内面に対向した案内面に弾性的に接触するように移動体に支持された転がり直動軸受である請求項１又は請求項２に記載の滑り案内装置。
【請求項５】
姿勢安定手段は、移動体の移動方向に直交する方向で対向したいた案内面に接触する滑動面に形成された潤滑油が流入する静圧ポケットである請求項２に記載の滑り案内装置。
【請求項６】
姿勢安定手段は、移動体の移動方向に直交する方向で対向した支持体の案内面に弾性的に接触するように移動体に支持された転がり直動軸受である請求項２に記載の滑り案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、滑り案内装置、例えば工作機械における滑り案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術における工作機械の滑り案内装置は、ベッドのような支持体の案内面とテーブルのような移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持するようになっている。この形式の滑り案内装置では、接触部での摩擦摩耗という問題や過大な送り力が必要であると共にこの送り力の変動という問題がある。そこで、滑動面に面圧調整ポケットを設け、この面圧調整ポケットに圧油を供給することで、移動体の自重を支承して案内面と滑動面との接触面圧を軽減（摩擦力の軽減）を図っている。
【特許文献１】特開昭５４−１２６８５０号公報
【特許文献２】特開昭６２−５７８３２号公報
【特許文献３】特開昭６２−２４１６２９号公報
【特許文献４】特開平６−７３５号公報
【特許文献５】実公昭１６−１７７６７号公報
【特許文献６】実開平３−７９２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような工作機械のベッド（支持体）の案内面とテーブル（移動体）の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内装置においては、潤滑油の粘性による動圧効果のためテーブルにおける移動方向の前方部が浮き上がり、テーブルの姿勢が不安定になることがある。その場合、上記のように面圧調整ポケットを設けて接触面圧を軽減（摩擦力の軽減）を図ると、テーブルにおける移動方向の前方部の浮上り傾向が顕著になる。
この発明は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させた滑り案内装置において案内面と滑動面との接触面圧の軽減（摩擦力の軽減）と浮上り防止という上記の二律背反の問題の解消を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の滑り案内装置は、支持体の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置であり、支持体の案内面に対する面圧軽減手段及び移動体の滑動面の浮上抑制手段が移動体の滑動面に設けられている。更には、それに加えて支持体の案内面上における移動体の移動方向に直交する方向の滑動を規制する姿勢安定手段が移動体の滑動面に設けられている。
そして、支持体の案内面に対する面圧軽減手段は、移動体の滑動面に形成された潤滑油が圧入される面圧調整ポケットである。
【０００５】
又、移動体の滑動面の浮上抑制手段は、例えば、面圧軽減手段に対面した案内面に対向した案内面に接触する滑動面に形成された潤滑油が流入する静圧ポケット、又は面圧軽減手段に対面した案内面に対向した案内面に弾性的に接触するように移動体に支持された転がり直動軸受である。
移動体の姿勢安定手段は、移動体の移動方向に直交する方向に対向した滑動面に形成された潤滑油が流入する静圧ポケット、又は移動体の移動方向に直交する方向に対向した支持体の案内面に弾性的に接触するように移動体に支持された転がり直動軸受である。
【０００６】
外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油は面圧調整ポケットを満し、案内面と滑動面との間隙から外へ漏洩する。
移動体の滑動面の浮上抑制手段においては、別の外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油が静圧ポケットを満し、滑動面と案内面との間隙を流れて外に排出される。その際、滑動面と案内面との間に静圧が作用する。
【０００７】
そして、面圧調整ポケットを満した潤滑油は、静圧ポケットの静圧及び移動体の荷重との合力の下で、移動体の滑動面が支持体の案内面に対し浮上ぎみの接触状態になるように移動体を支える。
そこで、移動体は、支持体の案内面に案内されて移動する。
【０００８】
その際、移動体の移動により、面圧調整ポケットを満した潤滑油により助長された案内面と滑動面との間の潤滑油に発生する動圧効果により、移動体は浮上しようとする。浮上は、特に移動方向の先端側で顕著である。すると、静圧ポケットにおける滑動面と案内面との間の間隙が狭くなり、静圧ポケット内の圧力が上昇し、移動体を浮上方向と反対方向に押圧する力、即ち上記の動圧効果による移動体の浮上に対抗する力が働く。かくして、移動体の浮上りが抑制される。
【０００９】
又、移動体の滑動面の浮上抑制手段が直動転がり軸受の場合は、面圧調整ポケットを満した潤滑油は、弾性的支持の調整された直動転がり軸受による押圧力及び移動体の荷重との合力の下で、移動体の滑動面が支持体の案内面に対し浮上ぎみの接触状態になるように移動体を支える。
【００１０】
移動体の案内面上の移動により、上記のように動圧効果による移動体の浮上が発生しようとする。支持体の前記案内面に対向した案内面とそれに対する移動体の対向面との間の間隙が狭くなり、直動転がり軸受は、弾性的支持のばね力に抗して変位しようとし、即ちそれによりばね力が増大しようとし、移動体を浮上方向と反対方向に押圧する力、即ち上記の動圧効果による移動体の浮上に対抗する力が働く。かくして、移動体の浮き上りが抑制される。
【００１１】
移動体の案内面上の移動により、移動体の移動方向に直交する方向に移動体が変位しようとすると、姿勢安定手段が働く。即ち、浮上抑制手段の場合と同様に、静圧ポケットが働き、移動体の移動方向に直交する方向の変位が抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の滑り案内装置は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内において、面圧調整ポケットにより接触面圧（摩擦力）が軽減され、それによって移動体の滑動における送り駆動力や摩耗の軽減が得られると共に、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
しかも、面圧調整ポケットの設置に伴う潤滑油の粘性による動圧効果のための移動体の浮上りの助長という問題も、移動体の滑動面の浮上抑制手段が備えることにより、移動体の滑動面の浮上も抑制して解決される。
【００１３】
又、この発明の滑り案内装置は、併せて姿勢安定手段も備え、支持体の案内面上の移動体の滑動において移動体の移動方向に垂直な方向の変位（横振れ）も同様に抑制することができる。特に、姿勢安定手段が移動体に弾性的に支持された転がり直動軸受の場合は、弾性的支持のため案内装置の組付け時に部品同士のクリアランスの調整が自動的に可能となり、加工・組付け時の要求精度が緩和され、滑り案内装置の製造の容易化・コストの低廉化が図れる。特に長尺のテーブルにおいて製造が簡単化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態における滑り案内装置は、例えば支持体がベッドであり、移動体がテーブルである工作機械の滑り案内装置として、図面に従って説明する。
先ず、発明の実施の第１形態における工作機械の滑り案内装置について説明する。なお、以下の説明における上下左右は図１における方向である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、工作機械のベッド１は、上部両側には、リブ状に外側に突出した案内突条部２，２が移動方向（図１の紙面に垂直方向）に伸び、又上部中央には送りボールねじ３が収容される凹溝部４が移動方向に伸びている。そしてベッド１の上面を含む案内突条部２，２の上面が上側案内面２ａを、案内突条部２，２の側面が側方案内面２ｂを、同じく下面が下側案内面２ｃを夫々形成している。
【００１６】
ベッド１上には、移動方向（図１の紙面に垂直方向）に滑り自在にテーブル５が載置されている。テーブル５は、ベッド１の上面、即ち上側案内面２ａに載置されたテーブル上板部５１と、テーブル上板部５１の両側縁部下面に固着され、案内突条部２，２の側方案内面２ｂ，２ｂに対向した側方案内部材５２，５２及び側方案内部材５２，５２の下面に外側部が固着され、内側部が案内突条部２，２の下側案内面２ｃ，２ｃに対向した下側案内部材５３，５３とから構成されている。
【００１７】
即ち、テーブル上板部５１の両側縁部と側方案内部材５２，５２と下側案内部材５３，５３とは、案内突条部２，２を囲繞し、上側移動面５１ａ，５１ａ、側方移動面５２ａ，５２ａ及び下側移動面５３ａ，５３ａから成る対向コ字断面の移動面を形成している。
テーブル上板部５１の中央下面には、ボールねじナット６を保持したナット保持部７が形成され、ナット保持部７は、凹溝部４に突出し、ボールねじナット６は、凹溝部４に収容され、図示しない駆動機構で回転駆動される送りボールねじ３に螺合している。
【００１８】
テーブル上板部５１の上側移動面５１ａの形状は、図３に示す形状になっている。
即ち、テーブル５の両側の各上側移動面５１ａには、テーブル５の移動方向（図１の紙面に垂直方向）に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面８が形成され、滑動面８には、耐焼付き対策が施こされ、例えばターカイトが使用されており、潤滑性を維持するためにキサゲ面処理が施されている。
【００１９】
そして、滑動面８には、テーブル５の移動方向に垂直な方向の微小幅の排出溝９で両端が区切られた面圧調整滑動面区分１１が形成され、面圧調整滑動面区分１１には、周囲に適宜の幅（少なくとも静圧ポケットの場合より広い）の滑動面となるランド部１２を残して長方形の凹部、即ち面圧調整ポケット１３が形成されている。
【００２０】
面圧調整滑動面区分１１は、少なくともテーブル５の移動方向の両端部に形成され、テーブル５が長い場合には、又は重量が特に大きい場合には、両端部の他に中間部に１つ以上の適宜の数の面圧調整滑動面区分１１が例えば等間隔に配列されている。そして両端部に形成された各面圧調整滑動面区分１１の外側の排出溝９は図３に示すように片側が開放されてもよい。なお排出溝９の深さは、滑動面８の高さより小さく、溝底はテーブル５の上側移動面５１ａに達していない。
【００２１】
そして、隣接の面圧調整滑動面区分１１，１１間の中間域の滑動面８には必要に応じて、Ｎ字形で代表される形状の凹溝、即ち油溝１４が形成されている。従って油溝１４が形成されない中間域もあり得る。
図３に示されている例では、面圧調整滑動面区分１１はテーブル５の移動方向の両端部に形成され、その中間域の滑動面８に油溝１４が形成されている。
【００２２】
側方移動面５２ａ及び下側移動面５３ａには、テーブル５の移動方向（図１の紙面に垂直方向）に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面１５，１６が形成され、滑動面１５，１６には、移動方向に配列された適宜の形状の静圧ポケット１７，１８が形成されている。静圧ポケット１７，１８は、好ましくは面圧調整滑動面区分１１に対応した数及び位置に形成されている。
【００２３】
テーブル上板部５１には、夫々別々の所望圧力に調整した潤滑油を供給する図示しない外部の圧油供給源と接続された流通孔１９及び流通孔２０が形成され、流通孔１９及び流通孔２０は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐している。
各側の流通孔１９は更に分岐して、各分岐先端は、各面圧調整ポケット１３の中心に開口した給油口２１となっている。
【００２４】
各側の流通孔２０は、Ｏリング２３で漏洩防止されて側方案内部材５２に形成された孔部となって続き、更にＯリング２３で漏洩防止されて下側案内部材５３に形成された孔部となって続く、そして更に側方案内部材５２及び下側案内部材５３で夫々更に分岐して、流通孔２０の各分岐先端は、各静圧ポケット１７，１８の中心に絞り２４，２５を介して開口している。
【００２５】
テーブル上板部５１には、図示しない別の所望圧力に調整した潤滑油を供給する流通孔が形成され、該流通孔は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐し、各分岐先端は、油溝１４の中心に開口した給油口２２となっている。各側において油溝１４が複数の場合は、前記分岐流通孔は各側において更に分岐している。
【００２６】
先ず、図示しない外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔１９を流れ、給油口２１から流出した潤滑油は面圧調整ポケット１３を所定油圧で満たす。そして、ランド部１２とベッド１の上側案内面２ａとの間から漏洩した潤滑油は排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。
又、別の流通孔の給油口２２から流出した潤滑油は油溝１４を満し、滑動面８とベッド１の上側案内面２ａとの間を潤滑し、排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。
【００２７】
図示しない別の外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔２０を流れ、絞り２４，２５で所定圧に減圧されて流出した潤滑油は、静圧ポケット１７，１８を満し、滑動面１５，１６と側方案内面２ｂ，２ｂ及び下側案内面２ｃ，２ｃとの間を流れて滑動面１５，１６の外へ流出する。その際、滑動面１５，１６と側方案内面２ｂ，２ｂ及び下側案内面２ｃ，２ｃとの間に静圧が作用する。
【００２８】
そして、面圧調整ポケット１３を満した潤滑油は、静圧ポケット１８の静圧及びテーブル５の荷重との合力の下で、テーブル５の滑動面８がベッド１の上側案内面２ａに対し浮上ぎみの接触状態（表面粗さの粗い部分のみでの接触）になるようにテーブル５を支える。
【００２９】
そこで、テーブル５は、図示しない駆動機構で送りボールねじ３が回転駆動されると、上側移動面５１ａ，５１ａ、側方移動面５２ａ，５２ａ及び下側移動面５３ａ，５３ａがベッド１の案内突条部２，２に案内されて図１の紙面に垂直方向に送られる。即ち、滑動面８は上側案内面２ａを、滑動面１５は側方案内面２ｂを、滑動面１６は下側案内面２ｃを滑動する。
【００３０】
その際、給油口２２から流出し、油溝１４を満した潤滑油は、ベッド１の上側案内面２ａとテーブル５の滑動面８との間の滑動に対する潤滑を行う。
そして、テーブル５は、面圧調整ポケット１３による浮上りぎみの接触状態（表面粗さの粗い部分のみでの接触）で滑動するので、案内面・滑動面間の摩擦力が軽減されて移動する。即ち、送り駆動力や摩耗が低減する。
【００３１】
実際の数値例としては、図８に例示する数値において、面圧（ＭＰａ）は０〜０．０５が適切である。
案内面・滑動面間の面圧が低減されるので、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
【００３２】
テーブル５の送りにより、面圧調整ポケット１３を満した潤滑油により更に助長されたベッド１の上側案内面２ａとテーブル５の滑動面８との間の潤滑油に発生する動圧効果により、テーブル５は浮上しようとする。浮上は、特に送り方向の先端側で顕著である。
【００３３】
すると、静圧ポケット１８における滑動面１６と下側案内面２ｃとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット１８内の圧力が上昇し、下側案内部材５３、即ちテーブル５を下方に押し下げるように、上記の動圧効果によるテーブル５の浮上に対抗する力が働く。かくして、テーブル５の浮上りが抑制される。
その効果は、図７に例示されるように上側案内面２ａ・滑動面８間の同一面圧のもとでも、浮上りは可成抑制されることが判る。
【００３４】
テーブル５の送りにおいて、送り方向に垂直な方向（図１における左右方向）にテーブル５の変位が生じようとした場合には、変位方向側の静圧ポケット１７における滑動面１５と側方案内面２ｂとの間の間隙が広くなり、静圧ポケット１７内の圧力が下降し、変位方向反対側の静圧ポケット１７における滑動面１５と側方案内面２ｂとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット１７内の圧力が上昇し、側方案内部材５２，５２、即ちテーブル５の左右方向の変位と逆方向の力が働く。かくして、テーブル５の左右方向の変位が抑制される。
【００３５】
次に、発明の実施の第２形態における工作機械の滑り案内装置を図４及び図５に従って説明する。
第２形態における工作機械の滑り案内装置は、工作機械の滑り案内装置における側方案内部材５２，５２の側方移動面５２ａ，５２ａ及び下側案内部材５３，５３の下側移動面５３ａ，５３ａには、第１形態における静圧ポケット１７，１８に替えて転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂが設けられている。
【００３６】
転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂは、適宜の長さの軌道帯体３１、軌道帯体３１の表面上を長手方向に転動するころ３２の列及びころ３２を軌道帯体３１の両面に亘って転動するように長手方向に軌道帯体３１を囲繞すると共にころ３２を無端状の列に保持する保持器３３とから構成されている。
【００３７】
転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂの装着に関して、先ず、側方移動面５２ａには、移動方向に断面四辺形の凹溝３４Ａが形成され、下側移動面５３ａには、移動方向に断面四辺形の凹溝３４Ｂが形成され、凹溝３４Ａ，３４Ｂ内には、断面コ字形の板ばね３５が両脚部を外向きにして嵌装され、板ばね３５は、テーブル５の側面案内部材５２及び下面案内部材５３を外側から貫通螺合し、凹溝３４の溝底からの突出度が調節される調節ボルト３６により支承されている。
【００３８】
軌道帯体３１は、凹溝３４Ａ，３４Ｂの溝底に置かれたコ字形断面の板ばね３５の両脚部に両側縁が支えられて、凹溝３４Ａ，３４Ｂ内に出入自在に嵌合されている。従って、軌道帯体３１の表側ころ３２の列は、軌道帯体３１の表側を転動するときは、側方移動面５２ａ及び下側移動面５３ａから突出し、ベッド１の案内突条部２の側方案内面２ｂ及び下側案内面２ｃに接触して、夫々の面上を転動し、軌道帯体３１の裏側を転動するときは、コ字形板ばね３５の空間にある。
【００３９】
そして、調節ボルト３６による板ばね３５に対する押圧調節により、ころ３２の列の側方案内面２ｂ及び下側案内面２ｃに対する押圧力が調節される。
転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂは、適宜の長さのもので、静圧ポケット１７，１８同様に好ましくは面圧調整滑動面区分１１に対応した数及び位置に形成されている。
なお、転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂは、テーブル５の略全長に亘るものでもよい。
【００４０】
第１形態と同様に、先ず、図示しない外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔１９を流れ、給油口２１から流出した潤滑油は面圧調整ポケット１３を満し、ランド部１２とベッド１の上側案内面２ａとの間を通って排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。又、給油口２２から流出した潤滑油は油溝１４を満し、潤滑油供給滑動面区分１１とベッド１の上側案内面２ａとの間を通って排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。
【００４１】
又、調節ボルト３６による板ばね３５に対する押圧調節により、転がりローラ支承ユニット３０Ａ，３０Ｂのころ３２の列の側方案内面２ｂ及び下側案内面２ｃに対する押圧力を所望値に調節する。
そして、面圧調整ポケット１３を満した潤滑油は、転がりローラ支承ユニット３０Ｂの下側案内面２ｃに対する押圧力及びテーブル５の荷重との合力の下で、テーブル５の滑動面８がベッド１の上側案内面２ａに対し浮上ぎみの接触状態（表面粗さの粗い部分のみでの接触）になるようにテーブル５を支える。
【００４２】
そこで、ベッド１の上側案内面２ａとテーブル５の滑動面８との間の潤滑油に発生する動圧効果により、テーブル５は浮上しようとすると、案内突条部２の下側案内面２ｃと下側案内部材５３の下側移動面５３ａとの間隙が狭くなり、ローラ支承ユニット３０Ｂ（軌道帯体３１、ころ３２，３２・・・、保持器３３）は、調整ボルト３６がコ字形板ばね３５を押圧することによりコ字形板ばね３５を撓ませて、軌道帯体３１が凹溝３４Ｂ内に没入する方向に変位しようとする。するとコ字形板ばね３５のばね力がローラ支承ユニット３０Ｂを介して下側案内部材５３、即ちテーブル５を下方に押し下げるように、上記の動圧効果によるテーブル５の浮上に対抗するように働く。かくして、テーブル５の浮き上りが抑制される。
【００４３】
テーブル５の送りにおいて、送り方向に垂直な方向（図１における左右方向）にテーブル５の変位が生じようとした場合には、変位方向側の側方移動面５２ａと側方案内面２ｂとの間の間隙が広くなり、コ字形板ばね３５の撓み、即ちばね力が低減し、変位方向反対側の側方移動面５２ａと側方案内面２ｂとの間の間隙が狭くなり、コ字形板ばね３５の撓み、即ちばね力が増大し、側面案内部材５２，５２、即ちテーブル５の左右方向の変位と逆方向の力が働く。かくして、テーブル５の左右方向の変位が抑制される。
【００４４】
転がりローラ支承ユニット３０Ａの装着は、図４の形式に限らず、テーブル上板部５１の下面にベッド１の凹溝部４内に突出した突出部５１ｃを形成させ、突出部５１ｃの両側面を側方移動面５１ｄ，５１ｄとすると共に、側方移動面５１ｄ，５１ｄに対向した凹溝部４の両側壁を側方案内面２ｄ，２ｄとして、側方移動面５１ｄ，５１ｄに転がりローラ支承ユニット３０Ａを上記の実施の形態と同様に装着して側方案内面２ｄ，２ｄに当接させてもよい。（図６（Ａ）参照）
又、一方の側方移動面５１ｂと一方の側方移動面５１ｄとの夫々にローラ支承ユニット３０Ａを装着してもよい。（図６（Ｂ）参照）
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の第１形態における工作機械の滑動案内装置の横断面図である。
【図２】図１の拡大部分図である。
【図３】この発明の実施の第１形態における工作機械の滑動案内装置のテーブルの上側滑動面構造の平面図・断面図である。
【図４】この発明の実施の第２形態における工作機械の滑動案内装置の横断面図である。
【図５】図４の拡大部分図である。
【図６】この発明の実施の第２形態における工作機械の滑動案内装置の変形の横断面図である。
【図７】この発明の工作機械の滑動案内装置の滑動面の浮上抑制の効果を示すグラフである。
【図８】工作機械の滑動案内装置の滑動面の面圧・浮上・送り力の関係を示するグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ベッド
２  案内突条部
２ａ  上側案内面
２ｂ  側方案内面
２ｃ  下側案内面
２ｄ  側方案内面
３  送りボールねじ
４  凹溝部
５  テーブル
５１  テーブル上板部
５１ａ  上側移動面
５１ｂ，５１ｄ  側方移動面
５１ｃ  突出部
５２  側方案内部材
５２ａ  側方移動面
５３  下側案内部材
５３ａ  下側移動面
６  ボールねじナット
７  ナット保持部
８  滑動面
９  排出溝
１１  面圧調整滑動面区分
１２  ランド部
１３  面圧調整ポケット
１４  油溝
１５，１６  滑動面
１７，１８  静圧ポケット
１９，２０  流通孔
２１，２２  給油口
２３  Ｏリング
２４，２５  絞り
３０Ａ，３０Ｂ  ローラ支承ユニット
３１  軌道帯体
３２  ころ
３３  保持器
３４Ａ，３４Ｂ  凹溝
３５  板ばね
３６  調節ボルト
【図１】
2005238442.tif 000003
【図２】
2005238442.tif 000004
【図３】
2005238442.tif 000005
【図４】
2005238442.tif 000006
【図５】
2005238442.tif 000007
【図６】
2005238442.tif 000008
【図７】
2005238442.tif 000009
【図８】
2005238442.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月8日(2005.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の上下・両側の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置において、
移動体の荷重を支える支持体の上側案内面で滑り案内される移動体の滑動面には、面圧調整滑動面区分が少なくとも移動体の移動方向の両端部を含む２ヶ所以上に形成され、隣接した面圧調整滑動面区分間の中間域の滑動面には給油孔が開口した油溝が形成されており、面圧調整滑動面区分は滑動面となるランド部で囲繞され、所望圧力に調整された潤滑油の給油口が開口した面圧調整ポケットとなっており、支持体の両側案内面で滑り案内される移動体の滑動面には、移動体の移動方向及び荷重方向に直交する方向の滑動を規制する静圧ポケットが移動方向に複数形成されていると共に、支持体の下側案内面で滑り案内される移動体の滑動面には、移動体の荷重に対向する方向の移動体の浮上りを規制する静圧ポケットが移動方向に複数形成されている滑り案内装置。
【請求項２】
面圧調整滑動面区分は、移動体の移動方向に垂直の微小幅の排出溝で移動方向両端が区切られている請求項１に記載の滑り案内装置。
【請求項３】
支持体の下側・両側の案内面に対する移動体の滑動面の静圧ポケットは面圧調整滑動面区分に対応した数及び位置に形成されている請求項１又は請求項２に記載の滑り案内装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、滑り案内装置、例えば工作機械における滑り案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術における工作機械の滑り案内装置は、ベッドのような支持体の案内面とテーブルのような移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持するようになっている。この形式の滑り案内装置では、接触部での摩擦摩耗という問題や過大な送り力が必要であると共にこの送り力の変動という問題がある。そこで、滑動面に面圧調整ポケットを設け、この面圧調整ポケットに圧油を供給することで、移動体の自重を支承して案内面と滑動面との接触面圧を軽減（摩擦力の軽減）を図っている。
【特許文献１】特開昭５４−１２６８５０号公報
【特許文献２】特開昭６２−５７８３２号公報
【特許文献３】特開昭６２−２４１６２９号公報
【特許文献４】特開平６−７３５号公報
【特許文献５】実公昭１６−１７７６７号公報
【特許文献６】実開平３−７９２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような工作機械のベッド（支持体）の案内面とテーブル（移動体）の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内装置においては、潤滑油の粘性による動圧効果のためテーブルにおける移動方向の前方部が浮き上がり、テーブルの姿勢が不安定になることがある。その場合、上記のように面圧調整ポケットを設けて接触面圧を軽減（摩擦力の軽減）を図ると、テーブルにおける移動方向の前方部の浮上り傾向が顕著になる。
この発明は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させた滑り案内装置において案内面と滑動面との接触面圧の軽減（摩擦力の軽減）と浮上り防止という上記の二律背反の問題の解消を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の滑り案内装置は、支持体の上下・両側の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置であり、支持体の案内面に対する面圧軽減手段、移動体の滑動面の浮上抑制手段及び支持体の案内面上における移動体の移動方向に直交する方向の滑動を規制する姿勢安定手段が移動体の滑動面に設けられている。
支持体の案内面に対する面圧軽減手段は、移動体の荷重を支える支持体の上側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に面圧調整滑動面区分が少なくとも移動体の移動方向の両端部を含む２ヶ所以上に形成され、隣接の面圧調整滑動面区分間の中間域の滑動面には給油孔が開口した油溝が形成されており、面圧調整滑動面区分は滑動面となるランド部で囲繞され、所望圧力に調整された潤滑油の給油口が開口した面圧調整ポケットである。
【０００５】
浮上抑制手段は、支持体の下側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に移動方向に複数形成された移動体の荷重に対向する方向の移動体の浮上りを規制する静圧ポケットであり、姿勢安定手段は、支持体の両側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に移動方向に複数形成された移動体の移動方向及び荷重方向に直交する方向の滑動を規制する静圧ポケットである。
そして、支持体の下側・両側の案内面に対する移動体の滑動面の静圧ポケットは面圧調整滑動面区分に対応した数及び位置に形成されている。
【０００６】
外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油は面圧調整ポケットを満し、案内面と滑動面との間隙から外へ漏洩する。
移動体の滑動面の浮上抑制手段においては、別の外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油が静圧ポケットを満し、滑動面と案内面との間隙を流れて外に排出される。その際、滑動面と案内面との間に静圧が作用する。
【０００７】
そして、面圧調整ポケットを満した潤滑油は、静圧ポケットの静圧及び移動体の荷重との合力の下で、移動体の滑動面が支持体の案内面に対し浮上ぎみの接触状態になるように移動体を支える。
そこで、移動体は、支持体の案内面に案内されて移動する。
【０００８】
その際、移動体の移動により、面圧調整ポケットを満した潤滑油により助長された案内面と滑動面との間の潤滑油に発生する動圧効果により、移動体は浮上しようとする。浮上は、特に移動方向の先端側で顕著である。すると、静圧ポケットにおける滑動面と案内面との間の間隙が狭くなり、静圧ポケット内の圧力が上昇し、移動体を浮上方向と反対方向に押圧する力、即ち上記の動圧効果による移動体の浮上に対抗する力が働く。かくして、移動体の浮上りが抑制される。
【０００９】
移動体の案内面上の移動により、移動体の移動方向に直交する方向に移動体が変位しようとすると、姿勢安定手段が働く。即ち、浮上抑制手段の場合と同様に、静圧ポケットが働き、移動体の移動方向に直交する方向の変位が抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の滑り案内装置は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内において、面圧調整ポケットにより接触面圧（摩擦力）が軽減され、それによって移動体の滑動における送り駆動力や摩耗の軽減が得られると共に、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
しかも、面圧調整ポケットの設置に伴う潤滑油の粘性による動圧効果のための移動体の浮上りの助長という問題も、移動体の滑動面の浮上抑制手段が備えることにより、移動体の滑動面の浮上も抑制して解決される。
【００１１】
又、この発明の滑り案内装置は、併せて姿勢安定手段も備え、支持体の案内面上の移動体の滑動において移動体の移動方向に垂直な方向の変位（横振れ）も同様に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態における滑り案内装置は、例えば支持体がベッドであり、移動体がテーブルである工作機械の滑り案内装置として、図面に従って説明する。
先ず、発明の実施の形態における工作機械の滑り案内装置について説明する。なお、以下の説明における上下左右は図１における方向である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、工作機械のベッド１は、上部両側には、リブ状に外側に突出した案内突条部２，２が移動方向（図１の紙面に垂直方向）に伸び、又上部中央には送りボールねじ３が収容される凹溝部４が移動方向に伸びている。そしてベッド１の上面を含む案内突条部２，２の上面が上側案内面２ａを、案内突条部２，２の側面が側方案内面２ｂを、同じく下面が下側案内面２ｃを夫々形成している。
【００１４】
ベッド１上には、移動方向（図１の紙面に垂直方向）に滑り自在にテーブル５が載置されている。テーブル５は、ベッド１の上面、即ち上側案内面２ａに載置されたテーブル上板部５１と、テーブル上板部５１の両側縁部下面に固着され、案内突条部２，２の側方案内面２ｂ，２ｂに対向した側方案内部材５２，５２及び側方案内部材５２，５２の下面に外側部が固着され、内側部が案内突条部２，２の下側案内面２ｃ，２ｃに対向した下側案内部材５３，５３とから構成されている。
【００１５】
即ち、テーブル上板部５１の両側縁部と側方案内部材５２，５２と下側案内部材５３，５３とは、案内突条部２，２を囲繞し、上側移動面５１ａ，５１ａ、側方移動面５２ａ，５２ａ及び下側移動面５３ａ，５３ａから成る対向コ字断面の移動面を形成している。
テーブル上板部５１の中央下面には、ボールねじナット６を保持したナット保持部７が形成され、ナット保持部７は、凹溝部４に突出し、ボールねじナット６は、凹溝部４に収容され、図示しない駆動機構で回転駆動される送りボールねじ３に螺合している。
【００１６】
テーブル上板部５１の上側移動面５１ａの形状は、図３に示す形状になっている。
即ち、テーブル５の両側の各上側移動面５１ａには、テーブル５の移動方向（図１の紙面に垂直方向）に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面８が形成され、滑動面８には、耐焼付き対策が施こされ、例えばターカイトが使用されており、潤滑性を維持するためにキサゲ面処理が施されている。
【００１７】
そして、滑動面８には、テーブル５の移動方向に垂直な方向の微小幅の排出溝９で両端が区切られた面圧調整滑動面区分１１が形成され、面圧調整滑動面区分１１には、周囲に適宜の幅（少なくとも静圧ポケットの場合より広い）の滑動面となるランド部１２を残して長方形の凹部、即ち面圧調整ポケット１３が形成されている。
【００１８】
面圧調整滑動面区分１１は、少なくともテーブル５の移動方向の両端部に形成され、テーブル５が長い場合には、又は重量が特に大きい場合には、両端部の他に中間部に１つ以上の適宜の数の面圧調整滑動面区分１１が例えば等間隔に配列されている。そして両端部に形成された各面圧調整滑動面区分１１の外側の排出溝９は図３に示すように片側が開放されてもよい。なお排出溝９の深さは、滑動面８の高さより小さく、溝底はテーブル５の上側移動面５１ａに達していない。
【００１９】
そして、隣接の面圧調整滑動面区分１１，１１間の中間域の滑動面８には必要に応じて、Ｎ字形で代表される形状の凹溝、即ち油溝１４が形成されている。従って油溝１４が形成されない中間域もあり得る。
図３に示されている例では、面圧調整滑動面区分１１はテーブル５の移動方向の両端部に形成され、その中間域の滑動面８に油溝１４が形成されている。
【００２０】
側方移動面５２ａ及び下側移動面５３ａには、テーブル５の移動方向（図１の紙面に垂直方向）に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面１５，１６が形成され、滑動面１５，１６には、移動方向に配列された適宜の形状の静圧ポケット１７，１８が形成されている。静圧ポケット１７，１８は、好ましくは面圧調整滑動面区分１１に対応した数及び位置に形成されている。
【００２１】
テーブル上板部５１には、夫々別々の所望圧力に調整した潤滑油を供給する図示しない外部の圧油供給源と接続された流通孔１９及び流通孔２０が形成され、流通孔１９及び流通孔２０は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐している。
各側の流通孔１９は更に分岐して、各分岐先端は、各面圧調整ポケット１３の中心に開口した給油口２１となっている。
【００２２】
各側の流通孔２０は、Ｏリング２３で漏洩防止されて側方案内部材５２に形成された孔部となって続き、更にＯリング２３で漏洩防止されて下側案内部材５３に形成された孔部となって続く、そして更に側方案内部材５２及び下側案内部材５３で夫々更に分岐して、流通孔２０の各分岐先端は、各静圧ポケット１７，１８の中心に絞り２４，２５を介して開口している。
【００２３】
テーブル上板部５１には、図示しない別の所望圧力に調整した潤滑油を供給する流通孔が形成され、該流通孔は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐し、各分岐先端は、油溝１４の中心に開口した給油口２２となっている。各側において油溝１４が複数の場合は、前記分岐流通孔は各側において更に分岐している。
【００２４】
先ず、図示しない外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔１９を流れ、給油口２１から流出した潤滑油は面圧調整ポケット１３を所定油圧で満たす。そして、ランド部１２とベッド１の上側案内面２ａとの間から漏洩した潤滑油は排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。
又、別の流通孔の給油口２２から流出した潤滑油は油溝１４を満し、滑動面８とベッド１の上側案内面２ａとの間を潤滑し、排出溝９を介し、又は直接、滑動面８の外へ流出する。
【００２５】
図示しない別の外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔２０を流れ、絞り２４，２５で所定圧に減圧されて流出した潤滑油は、静圧ポケット１７，１８を満し、滑動面１５，１６と側方案内面２ｂ，２ｂ及び下側案内面２ｃ，２ｃとの間を流れて滑動面１５，１６の外へ流出する。その際、滑動面１５，１６と側方案内面２ｂ，２ｂ及び下側案内面２ｃ，２ｃとの間に静圧が作用する。
【００２６】
そして、面圧調整ポケット１３を満した潤滑油は、静圧ポケット１８の静圧及びテーブル５の荷重との合力の下で、テーブル５の滑動面８がベッド１の上側案内面２ａに対し浮上ぎみの接触状態（表面粗さの粗い部分のみでの接触）になるようにテーブル５を支える。
【００２７】
そこで、テーブル５は、図示しない駆動機構で送りボールねじ３が回転駆動されると、上側移動面５１ａ，５１ａ、側方移動面５２ａ，５２ａ及び下側移動面５３ａ，５３ａがベッド１の案内突条部２，２に案内されて図１の紙面に垂直方向に送られる。即ち、滑動面８は上側案内面２ａを、滑動面１５は側方案内面２ｂを、滑動面１６は下側案内面２ｃを滑動する。
【００２８】
その際、給油口２２から流出し、油溝１４を満した潤滑油は、ベッド１の上側案内面２ａとテーブル５の滑動面８との間の滑動に対する潤滑を行う。
そして、テーブル５は、面圧調整ポケット１３による浮上りぎみの接触状態（表面粗さの粗い部分のみでの接触）で滑動するので、案内面・滑動面間の摩擦力が軽減されて移動する。即ち、送り駆動力や摩耗が低減する。
【００２９】
実際の数値例としては、図５に例示する数値において、面圧（ＭＰａ）は０〜０．０５が適切である。
案内面・滑動面間の面圧が低減されるので、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
【００３０】
テーブル５の送りにより、面圧調整ポケット１３を満した潤滑油により更に助長されたベッド１の上側案内面２ａとテーブル５の滑動面８との間の潤滑油に発生する動圧効果により、テーブル５は浮上しようとする。浮上は、特に送り方向の先端側で顕著である。
【００３１】
すると、静圧ポケット１８における滑動面１６と下側案内面２ｃとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット１８内の圧力が上昇し、下側案内部材５３、即ちテーブル５を下方に押し下げるように、上記の動圧効果によるテーブル５の浮上に対抗する力が働く。かくして、テーブル５の浮上りが抑制される。
その効果は、図４に例示されるように上側案内面２ａ・滑動面８間の同一面圧のもとでも、浮上りは可成抑制されることが判る。
【００３２】
テーブル５の送りにおいて、送り方向に垂直な方向（図１における左右方向）にテーブル５の変位が生じようとした場合には、変位方向側の静圧ポケット１７における滑動面１５と側方案内面２ｂとの間の間隙が広くなり、静圧ポケット１７内の圧力が下降し、変位方向反対側の静圧ポケット１７における滑動面１５と側方案内面２ｂとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット１７内の圧力が上昇し、側方案内部材５２，５２、即ちテーブル５の左右方向の変位と逆方向の力が働く。かくして、テーブル５の左右方向の変位が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態における工作機械の滑動案内装置の横断面図である。
【図２】図１の拡大部分図である。
【図３】この発明の実施の形態における工作機械の滑動案内装置のテーブルの上側滑動面構造の平面図・断面図である。
【図４】この発明の工作機械の滑動案内装置の滑動面の浮上抑制の効果を示すグラフである。
【図５】工作機械の滑動案内装置における滑動面の面圧・浮上・送り力の関係を示するグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１  ベッド
２  案内突条部
２ａ  上側案内面
２ｂ  側方案内面
２ｃ  下側案内面
２ｄ  側方案内面
３  送りボールねじ
４  凹溝部
５  テーブル
５１  テーブル上板部
５１ａ  上側移動面
５１ｂ，５１ｄ  側方移動面
５１ｃ  突出部
５２  側方案内部材
５２ａ  側方移動面
５３  下側案内部材
５３ａ  下側移動面
６  ボールねじナット
７  ナット保持部
８  滑動面
９  排出溝
１１  面圧調整滑動面区分
１２  ランド部
１３  面圧調整ポケット
１４  油溝
１５，１６  滑動面
１７，１８  静圧ポケット
１９，２０  流通孔
２１，２２  給油口
２３  Ｏリング
２４，２５  絞り
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005238442.tif 000011
【図２】
2005238442.tif 000012
【図３】
2005238442.tif 000013
【図４】
2005238442.tif 000014
【図５】
2005238442.tif 000015