(57)【要約】      （修正有）【課題】  工作機械の移動体の送りを案内する滑り案内において、移動体を移動させるモータを容量の小さなものにできようにする。【解決手段】ベット１０の上面に、移動体１４を案内する滑り案内面５０を設けるとともに、滑り案内面を摺動する移動体の摺動面５４にエアの噴出口５５を複数箇所形成し、噴出口５５から滑り案内面に向けてエアを噴出させる。【選択図】  図４
2007313622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のベッド上でテーブル等の移動体の直線運動を案内する滑り案内装置において、
前記ベットの上面に、移動体を案内する滑り案内面を設けるとともに、前記滑り案内面を摺動する移動体の摺動面にエアの噴出口を複数箇所形成し、前記噴出口から滑り案内面に向けてエアを噴出させることを特徴とする工作機械の滑り案内装置。
【請求項２】
前記移動体の摺動面には、前記エアの噴出口を回避するように蛇行する油溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の滑り案内装置。
【請求項３】
前記工作機械は、ベッド上に設置された主軸台で、ロール形状のワークを回転させながら、前記サドル上に設置した刃物旋回台のバイトで周方向の溝を加工し、あるいはワークの円周方向の割出しを行いながら軸方向の溝を加工するロール旋盤であり、前記移動体は、前記主軸台とともにワークを支持する心押台であることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の滑り案内装置。
【請求項４】
前記心押台は、心押軸に替えて、ワークの一端を保持するチャックの取り付けられた主軸を有することを特徴とする請求項３に記載の工作機械の滑り案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の滑り案内装置に係り、例えば、ロールの外周面に溝を加工する精密ロール旋盤で、心押台等の移動体の案内に用いられる滑り案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールを加工する工作機械には、ロール研削盤やロール旋盤がある。ロール研削盤は、主軸台、心押台、往復台を備えており、往復台には研削砥石が設けられている。
【０００３】
従来、ロール研削盤では、ロールの外周面を砥石で研削する加工の他、外周面に溝を加工することが行われる。特許文献１には、溝を切削する切削鋸刃を有する溝加工装置を往復台に設けたロール研削盤が記載されている。
【０００４】
ロール旋盤は、ダイヤモンドバイトを取り付けた刃物台を往復台に設置した旋盤である。主軸台でロールを回転させ、往復台を前後方向（Ｘ軸）に送りながら周方向の溝を加工するのが基本的な使い方である。軸方向に溝を加工する場合は、主軸台（Ｃ軸）でロールを割り出しながら、往復台を左右方向（Ｚ軸）に高速移動させることにより、軸方向に溝を創生することができる。
【０００５】
近年、機械制御技術の進歩によって、旋盤による超精密加工が実現されている。これにより、旋盤でも光学レンズを成形する金型を加工できるようになってきている。例えば、本出願人は、フレネルレンズ成形用の金型を加工する立旋盤を提案している（特許文献２）。この立旋盤では、フレネルレンズ成形金型のＶ形レンズ溝を高精度に加工することができる。
【０００６】
ところで、液晶表示装置の普及により、液晶パネルのバックライトに使用されるレンズシートの需要が増大している。この種のレンズシートには、前述したフレネルレンズの他、レンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートなどがある。
【０００７】
最近では、レンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートをロール形状の金型を用いて、押出機で成形することが検討されている。
【特許文献１】特開２００３−９４２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらのレンズシート成形用の金型をロール旋盤で加工する場合、ロールの外周面には、周方向の溝（縦溝）と長手方向の溝（横溝）を精密に加工する必要があるが、次のような問題がある。
【０００９】
縦溝の加工では、上述したように、主軸台でロールを高速に回転させながら、ダイヤモンドバイトを半径方向に送って溝を旋削するので、ロールの高速回転により必要十分な切削速度の下で良好な加工面を得ることができる。
【００１０】
これに対して、横溝の加工では、主軸台でロールを割り出してから、往復台を長手方向に送りながら加工するが、十分な切削速度で加工するには、送り速度を速くしなければならない。このため、往復台の載っているサドルの案内には、転がり案内が用いられる。
【００１１】
他方、心押台は、加工の終了したロールを取り出す作業のときや、段取り作業でロールの長さに合わせて支持位置を調整するために移動させるが、往復台とは違って、高速で移動する必要はないので、その案内には滑り案内が用いられる。しかし、ロールに溝を高精度に加工するには、精巧で重量のある心押台を用いる必要があり、心押台の移動には大きな容量のモータを必要としていた。
【００１２】
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、工作機械の移動体の送りを案内する滑り案内において、移動体を移動させるモータを容量の小さなものにでき、特に、ロールに溝を加工するロール旋盤での心押台の案内に適した工作機械の滑り案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明は、工作機械のベッド上でテーブル等の移動体の直線運動を案内する滑り案内装置において、前記ベットの上面に、移動体を案内する滑り案内面を設けるとともに、前記滑り案内面を摺動する移動体の摺動面にエアの噴出口を複数箇所形成し、前記噴出口から滑り案内面に向けてエアを噴出させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動体が移動する間は、エアの噴出によって、移動体は滑り案内面からごくわずかに浮いた状態になり、このため、重量のある移動体であっても、エアによる支持と油膜による支持の協働により、滑り案内面にかかる負荷が軽減され、小さな容量のモータであっても移動させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による工作機械の滑り案内冷却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、本発明が適用される精密ロール旋盤の側面図で、図２は同精密ロール旋盤の平面図である。  
図１および図２において、参照番号１０は、ベッドを示す。このベッド１０の上には、主軸台１２、心押台１４、往復台１６が配置されている。工作物はロール形状のワークＷであり、主軸台１２と心押台１４とで回転自在に支持されている。  
主軸台１２は、ベッド１０の長手方向の一端部に配置されている。この主軸台１２は、本体部１７と、主軸１８と、この主軸１８の先端に取り付けられたチャック１９と、主軸１８を駆動するサーボモータ２０を含む。主軸１８は本体部１７に内蔵されている図示しない油静圧軸受により支持されている。チャック１９は、ワークＷの軸を把持し、主軸１９の回転をワークに伝達する。この主軸台１２では、サーボモータ２０は、ワークＷを高速で回転させるために主軸１８を駆動する。これに加えて、エンコーダ２２によりサーボモータ２０の回転量を検出し、サーボモータ２０の回転量を制御することにより、主軸台１２にはワークＷの円周方向の割出しを行う割出し軸（Ｃ軸）としての機能が付加されている。なお、主軸台１２の軸受には、油静圧軸受の他、空気軸受、ベアリング軸受であってもよい。
【００１６】
次に、心押台１４は、主軸台１２に対向してベッド１０上に配置されている。ベッド１０の上面にはガイドレール５０（図４参照）が設けられ、心押台１４はガイドレール５０に案内されて移動可能に設置されている。心押台１４は、従来一般の心押軸の代わりに主軸２３を備えており、この主軸２３に取り付けたチャック２５でワークＷの軸を回転自在に支持する。このような心押台１４は、サーボモータを持たない点を除いて基本的な構成は主軸台１２と同様のものである。
【００１７】
次に、往復台１６について説明する。  
往復台１６は、ワークＷの軸方向に移動可能にベッド１０上に設置されているサドル２６を含む。このサドル２６の上には、ワークＷの軸方向と直角の方向に移動可能にテーブル２８が設置されている。本実施形態の精密ロール旋盤では、サドル２６を送る軸がＺ軸で、サドル２６上でテーブル２８を送る軸がＸ軸である。そして、この精密ロール旋盤では、Ｘ軸、Ｚ軸の他、主軸台１２にはＣ軸、テーブル２８に設けられた刃物旋回台３０にはＢ軸が設けられており、合計４軸制御の工作機械である。
【００１８】
図３は、刃物旋回台３０を示す。本実施形態による刃物旋回台３０は、旋回台本体３１と、天板３２とを含む。天板３２の上には、複数のバイトが取り付けられた刃物台３３と、フライカッタースピンドル装置３４が取り付けられている。
【００１９】
旋回台本体３１の内部には、刃物台３３の任意のバイトまたはフライカッタスピンドル装置３４のフライカッタを割り出すためのＢ軸を構成するビルトイン型のサーボモータが組み込まれている。天板３２を支持する軸はこのサーボモータに駆動され、天板３２は旋回することができる。
【００２０】
この天板３２の片側には、刃物台３３が取り付けられ、他方の片側に寄った位置にフライカッタスピンドル装置３４が配置されている。この場合、フライカッタスピンドル装置３４は、刃物台３３に固定されたブラケット６０によって支持されている。刃物台３３は略半円柱の刃物台で、周方向に所定の間隔でダイヤモンドバイト３６が配列されている。この実施形態では、ダイヤモンドバイト３６が３本、天板３２といっしょに刃物台３３を９０度ごとに旋回させることで割り出せるようになっているが、ダイヤモンドバイトを４本にして旋回６０度毎に割り出すようにするなど、種々の形態がある。刃物台３３の上面には、フライカッタースピンドル装置３４の重量とバランスさせるためのカウンタウェイト３７が設置されている。
【００２１】
次に、フライカッタースピンドル装置３４について説明する。このフライカッタースピンドル装置３４は、本体部３４ａと、サーボモータ３５と、フライカッター３９が取り付けられたカッターホルダ３８を含む。本体部３４ａの内部では、図示されないカッタースピンドルが空気軸受により支持されており、このカッタースピンドルはサーボモータ３５により直接駆動され、高速で回転する。カッタスピンドルの先端に取り付けられているカッターホルダ３８は、周速を大きくするため円板状のカッタホルダである。このカッターホルダ３８の外周部にはダイヤモンドバイトからなるフライカッター３９が１個保持されている。この場合、カッタスピンドル装置３４は、カッタースピンドルをＸ軸方向とＺ軸方向に共に直角な姿勢で支持し、フライカッター３９をＸ−Ｚ平面内で高速に回転させる。刃物台３３に取り付けられているダイヤモンドバイト３６の刃先は、フライカッター３９の回転するＸ−Ｚ平面と同じ平面内にある。
【００２２】
図３において、サドル２６の上面には、逆Ｖ形に案内面が形成されたＸ軸ガイドレール４０が延びており、このＸ軸ガイドレール４０には、リテーナにより保持された多数のコロが配列された有限型の転がり案内４１が設けられている。同様に、ベッド１０の上面には、逆Ｖ形に案内面が形成されたＺ軸ガイドレール４２が延び、このＺ軸ガイドレール４２には、有限型の転がり案内４３が設けられている。
【００２３】
図４において、ベッド１０の内部には、Ｚ軸ガイドレール４２に沿って延びる冷却ジャケット４４が形成されている。他方、サドル２６の底面には、有限転がり案内４３が転動するコロ転動面を形成するＶ溝４５が形成されている。ベッド１０は、ねずみ鋳鋼を材料とする鋳造製品である。
【００２４】
なお、サドル２６を送るＺ軸送り駆動装置と、刃物旋回台３０を搭載したテーブル２８を送るＸ軸送り駆動装置はともに、リニアモータから構成されている。図３において、参照番号４７は、Ｘ軸送り機構のリニアモータを構成する永久磁石列を示し、４８は、Ｚ軸ガイドレール４２と平行に延びる永久磁石列を示す。  
図４に示すように、ベット１０の上面には、心押台１４を案内するガイドレール５０がＺ軸と平行に設けられており、このガイドレール５０の上面には滑り案内面が形成されている。本実施形態では、心押台１４を移動させるため次のような歯車機構、案内機構が用いられている。すなわち、ベッド１０の側面には、ラック５１が長手方向に取り付けられている。このラック５１にはピニオン５２が噛み合うようになっており、このピニオンは５２、サーボモータ５３により駆動される。
【００２５】
心押台１４の底部には、ガイドレール５０に嵌合する長溝５４が形成されており、この長溝５４を形成する一面は摺動面５４ａになっている。長溝５４の摺動面５４ａには、エアの噴出口５５が複数箇所開口している。この実施形態では、噴出口５４の外側には、同心円状にエアポケット５９が形成されている。これらの噴出口５５は、互いに離間するように配列されている。そして、これら噴出口５５は、エア通路５６を共通にしてエアが噴出するようになっている。
【００２６】
図５において、参照番号５７は、摺動面５４ａの表面に形成されている油溝を示し、この油溝５７は、エアの噴出口５５を回避して蛇行するように直角に折れ曲がりながら摺動面５４ａ上を延びている。この油溝５７には潤滑油が給油されている。
【００２７】
本実施形態による滑り案内装置が適用された精密ロール旋盤は、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。  
まず、本実施形態の精密ロール旋盤の往復台１６に搭載された刃物旋回台３０の機能について説明する。
【００２８】
刃物旋回台３０に設置してある刃物台３３とフライカッタスピンドル装置３４を以下のように使い分けることにより、ワークＷに対して縦溝（周方向の溝）を切削できるのはもちろん、横溝（軸方向の溝）についても高精度の加工を行うことができる。
【００２９】
縦溝の加工は、通常のロール旋盤と同様である。すなわち、刃物台３３のダイヤモンドバイト３６のうち使用するバイトをＢ軸で割出す。また、主軸台１２のサーボモータ２０でワークＷを回転させる。そして、テーブル２８をＸ軸方向に送り、ダイヤモンドバイト３６でワークＷに切込み、縦溝を旋削することができる。
【００３０】
これに対して、横溝を加工する場合には、フライカッタースピンドル装置３４をＢ軸で割出す。そして、主軸台１２のＣ軸でワークＷの横溝を加工すべき周方向の位置を割り出す。
【００３１】
フライカッタースピンドル装置３４のサーボモータ３５を起動し、図６に示すように、カッターホルダ３８を高速で回転させ、フライカッタ３９をＸ軸方向に切り込ませる。そして、フライカッター３９をＺ軸で送りながら横溝５２を切削する。これにより、フライカッター３９は、断続的にワークＷを切削し、横溝５２を創成していく。フライカッタースピンドル装置３４のカッタホルダ３８は高速で回転しているので、フライカッター３９には理想の切削速度（約３００ｍ／分）を与えることができる。
【００３２】
また、本実施形態の精密ロール旋盤では、フライカッタースピンドル装置３４を使わずに、従来方式のプレーナ加工も可能である。すなわち、刃物台３３のダイヤモンドバイト３６を割り出し、往復台１６を高速でＺ軸送りしながらワークＷに横溝を切削することもできる。
【００３３】
本実施形態の精密ロール旋盤によれば、横溝の高精度な加工はもちろん、縦溝についても高い精度の加工ができるので、同じロールに縦溝と横溝を縦横に加工するといったロール加工も可能となる。例えば、クロスレンチキュラーレンズシート成形用の金型や、プリズムシート成形用の金型等、種々のレンズシート成形用の金型加工を実現できる。
【００３４】
以上のようにしてワークＷに溝を縦横に加工した後、ワークＷを交換する作業が行われる。このワーク交換では、心押台１４を移動する必要がある。  
心押台１４の移動は、図４において、ラック５１に噛み合うピニオン歯車５２をサーボモータ５３で駆動して移動させる。心押台１４が移動するときには、噴出口５５からエアがガイドレール５０に向かって噴出される。このときガイドレール５０の滑り案内面と心押台１４の摺動面５４ａの間には油溝５７から供給される潤滑油により油膜が形成されている。心押台１４が移動する間は、エアの噴出によって、心押台１４は滑り案内面からごくわずかに浮いた状態になる。そして、エアポケット５９により圧力の作用する面積が拡大されており、このため、重量のある心押台１４（１トン）であっても、エアによる支持と油膜による支持の協働により、滑り案内面にかかる負荷が軽減され、小さな容量のモータ５３を用いて心押台１４を移動させることが可能になる。特に、本実施形態のように、ロールに縦溝や横溝を高精度に加工するには、運動精度の高い精巧で重量のある心押台を用いる必要があるが、重量のある心押台１４のモータを小容量化できるメリットは大きい。  
なお、この油溝５７は、エアの噴出口５５を回避するように蛇行するようになっているので、噴出口５５から噴出されるエアによって、油溝５７からの潤滑油の供給が阻害されることなく、むしろ適量が放散されるので、浮かせることによる重量低減と、油溝５０による油膜形成の確保が両立することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明が適用される精密ロール旋盤の側面図。
【図２】同精密ロール旋盤の平面図。
【図３】同刃物旋回台の斜視図。
【図４】同精密ロール旋盤の心押台の案内機構の断面を示す一部断面正面図。
【図５】心押台の摺動面に開口するエア噴出口の配列を示す図。
【図６】精密ロール旋盤によるロールへの横溝加工の説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ベッド
１２  主軸台
１４  心押台
１６  往復台
１９  チャック
２０  サーボモータ
２６  サドル
２８  テーブル
３０  刃物旋回台
３３  刃物台
３４  フライカッタースピンドル装置
５５  噴出口
５７  油溝
【図１】
2007313622.tif 000003
【図２】
2007313622.tif 000004
【図３】
2007313622.tif 000005
【図４】
2007313622.tif 000006
【図５】
2007313622.tif 000007
【図６】
2007313622.tif 000008