(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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動圧作用により可動体を摺動可能に案内する送り案内装置において、
前記可動体の送り方向と直角方向に延びると共にその両端が大気に連通する油溝を、前記可動体の被案内面を前記可動体の送り方向に均等に分割するように複数設けることにより、前記油溝部において圧力を大気に開放し前記被案内面に発生する動圧を分割するようにしたことを特徴とする送り案内装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送り案内装置において、前記油溝は幅１０ｍｍ×深さ５ｍｍ程度であることを特徴とする送り案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等のテーブル等に用いられる送り案内装置に関し、特に、高速送り時に生起される潤滑油の動圧によりテーブルが浮き上がり且つ傾くことを抑制するようにした装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のテーブル送り装置においては、基台の上に平案内面が形成され、その上にテーブルが摺動可能に案内される。テーブルの被案内面上に潤滑油が滴下される。テーブルは適宜の駆動装置により基台上を送られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の装置では図１（ａ）のようにテーブルＳが基台Ｂ上を高速で送られる時、進行方向の前端部で潤滑油Ｏが巻き込まれて、図１（ｂ）の実線のように動圧が発生し、この動圧により可動体Ｓが浮かび上がりかつ傾きを持つため、摩擦力と摺動抵抗が増加し、大きい送り動力を必要とする。その結果、可動体Ｓの被案内面の滑り面接触状況の不均一や送り力の変動を発生する。図１（ｂ）上の破線は、低速送りのときに可動体Ｓの被案内面Ｓ１に作用する圧力の分布を示す。
【０００４】
これを解決するため可動体Ｓの被案内面の長手方向全長に亘る幅を狭くすることも考えられるが、被案内面の長手方向全長に亘る幅を狭くすることによりテーブルの傾きが大きくなり、送り，加工精度に劣化を来たす。摩擦係数も増大し、モータに作用する送りトルクの異常等も生じるので、テーブルの幅を狭くすることには限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、請求項１に記載されるように、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動圧作用により可動体を摺動可能に案内する送り案内装置において、前記可動体の送り方向と直角方向に延びると共にその両端が大気に連通する油溝を、前記可動体の被案内面を前記可動体の送り方向に均等に分割するように複数設けることにより、前記油溝部において圧力を大気に開放し前記被案内面に発生する動圧を分割するようにしたことを特徴としている。
また、請求項２に記載されるように、前記油溝は幅１０ｍｍ×深さ５ｍｍ程度であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、前記可動体の送り方向と直角方向に延びると共にその両端が大気に連通する油溝を、前記可動体の被案内面を前記可動体の送り方向に均等に分割するように複数設けることにより、前記油溝部において圧力を大気に開放し前記被案内面に発生する動圧を分割するようにしたことにより、前記可動体の進行方向前端部を基台の案内面上に押しつけ、可動体の過度の浮き上がり及び傾きを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図２に示すように、基台１の上に平案内面２が形成され、この平案内面２と滑り係合する被案内面３ａを下面に持つテーブル（可動体）３が図示左右方向に摺動可能に案内されている。テーブル３には潤滑油パイプ１０が取り付けられ、このパイプ１０は、例えばフレキシブルパイプ１０ａを介して潤滑油供給装置９から給送される潤滑油をテーブルの前後端から案内面２上に滴下する。
【００１０】
テーブル３上には主軸ヘッド６が固定され、この主軸ヘッド６にはモータ７により回転される主軸８が回転可能に支持されている。主軸８の先端には切削工具Ｔが取り付けられている。主軸ヘッド６は、サーボモータ４により駆動されるネジ送り機構１２によりテーブル３と一体的に図示の左右方向に前進後退する。テーブル３が長方形のスライド部材の場合、高速送り時にテーブル３の被案内面３ａの前進方向前端部が潤滑油を巻き込むことによりこれと平案内面２との間に生起される動圧により、テーブル３がその送り方向の前端部を上方に傾けるよう浮き上がり、この結果スライド面接触状況の不均一やモータ所要動力の変動を生ずる。
【００１１】
本発明では、テーブル３の下面の被案内面３ａに作用する潤滑油の圧力分布をテーブルの長手方向全長に亘り概ね均一にするように構成される。一般的に、テーブルの浮き上がり，傾き，摩擦力，摩擦係数に対するテーブルの被案内面の幅の影響を考察すると、浮き上がりは幅、即ち受圧面積の減少に伴い低下し、傾きはテーブルの幅を狭くすればする程増加し、テーブルの長さが一定の場合テーブルの幅の減少に連れて摩擦力は上昇し、摩擦係数は急増する。
【００１２】
従って、テーブル３の浮き上がりの面から考察すると、テーブル３の幅は狭くしたいが、このようにするとテーブル３の傾きが増加し、摩擦係数も急増し、潤滑性も悪化するため、実際は十分なテーブルの幅を必要とする。そこで、本発明による第１の実施の形態においては、図３のようにテーブル３の被案内面３ａを、テーブルの両側部３Ｌ，３Ｒから長手方向中心部分へＶ字状の切欠き３０を入れて送り方向両端部分よりも中心部分の幅が狭くなるような形状に形成している。好ましくは、中心部分の幅ｂが全幅Ｂの８割程度の幅とされ、切欠き３０のテーブル長手方向の幅は全長Ｌの１／３〜１／４程度の長さとされる。
【００１３】
テーブル３を高速で送る場合、テーブル３の被案内面３ａの進行方向前端部と基台１の平案内面２との間に潤滑油が巻き込まれて、これらの間に動圧が発生する。しかしながら、このような形状にテーブル３の被案内面３ａを形成することにより、この実施の形態のものでは、テーブル３の長手方向中央部の受圧面積を小さくしてあるので、中央部における浮き上がり力は従来装置のものに比べて減少して、テーブルの傾きおよび浮き上がり量が抑制される。
【００１４】
上記したテーブル３の被案内面形状を持つ案内装置についての実験によれば、従来装置に比べて、浮き上がりを５％、傾きを５％、摩擦力を３％低減することができた。本実験に用いたテーブル寸法は全長８００ｍｍ×全幅１３５ｍｍ×全高７０ｍｍのもので、本実験においてはこのテーブルを毎分３０ｍの速度で送った。
【００１５】
テーブル３の被案内面３ａに関する実施形態の変形例としては、図４（ａ）のように送り方向両端を曲率半径Ｒで結んだものや、図４（ｂ）のように送り方向両端から中心までを直線で結んだものや、図４（ｃ）のように長手方向中央部のみを単一円弧で結んだような形状も採用し得る。上記した実施形態のそれぞれでは、テーブル３の被案内面３ａの受圧面積を変えることにより本発明を達成しているが、以下に述べる他の実施形態によれば、従来のテーブル案内に作用していた山型の圧力分布をテーブルの長手方向の１乃至数箇所でキャンセルする手段を設けることにより本発明を達成できる。
【００１６】
図５（ａ）はこの解決手段の１例を示すもので、テーブル３の被案内面３ａに油溝１５が送り方向と垂直に１乃至数箇所配置されている。より具体的には、上記寸法のテーブル３の被案内面３ａに、幅１０ｍｍ×深さ５ｍｍ程度の油溝１５が３本均等に入れられる。各油溝１５の両端は大気に開放されるようにする。油溝１５による被案内面３ａの分割数はテーブル３の大きさに応じ２〜４分割とするのが望ましい。
【００１７】
この構成により、油溝部において圧力が大気に開放され０となるため、テーブル３の下面に発生する動圧を図５（ｃ）のように分割することができる。この場合、進行方向の最後部では大きい圧力が生じる。この圧力（反力Ｆ）によりテーブル３に回転モーメントが生じ、進行方向前方が基台１の案内面２上に押しつけられ、テーブル３の過度の浮き上がり及び傾きが抑えられる。
【００１８】
これと同様の機能は溝以外でも達成可能である。例えば、テーブルの被案内面３ａに上記した各溝１５の形成位置にこの溝１５に沿う方向にこの溝１５に代わる複数の大気に連通する穴を形成しても良い。上記した溝１５を有する実施形態においては、テーブル３の浮き上がり及び傾きが分割数の増加に伴い減少し、被案内面３ａに作用する進行方向の圧力分布は進行方向の後端部で反力を効果的に発生する分布状態となり、このためテーブルの傾きが抑制される。
【００１９】
上記した各実施の形態においては、テーブル３が単一の平案内面２上を摺動する形式の送り案内装置について言及したが、本発明は上述した実施形態の平案内面のみにその適用が制限されるものではない。例えば、送り方向と直角方向に離間した２つの案内面を持つ形式のもので、この２つの案内面の両方を平案内面とするものや、或いはこの２つの案内面のうち一方をＶ字状にし、他方を平案内面とする形式のものにも本発明は適用できる。
【００２０】
さらに、送り方向と直角方向に離間する一対の案内面の各々が「コ」の字状に形成され、この「コ」の字状案内面に可動体の下面両側の被案内部が案内される形式の送り案内装置にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の送り案内装置における可動体移動時の状態図。
【図２】本発明が適用される工作機械の送り案内装置の側面図。
【図３】本発明の第１実施形態による可動体の被案内面の形状を示す底面図。
【図４】上記第１実施形態における被案内面の変形例を示す底面図。
【図５】本発明の第２実施形態による可動体の側面図、底面図及び高速送り時における可動体の挙動と被案内面に作用する圧力分布を示す説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 基台
２ 平案内面
３ テーブル（可動体）
３ａ 被案内面
３Ｌ，３Ｒ テーブル両側部
６ 主軸ヘッド
９ 潤滑油供給装置
１０ パイプ
１５ 油溝
３０ 切欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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