(57)【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の左右両側に配置され、直線運動の基準となり前記移動体の重量を支持し主たる案内面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、を複合させたハイブリット案内であって、
前記すべり案内は、前記基台の左右側面に形成された前記転がり案内の案内面に垂直なすべり面と、前記すべり面を摺動するスライダを有し移動体の左右側面にそれぞれ着脱可能な複数個のＬ字形のブロック体からなり、
前記ブロック体の個数を変えることで前記転がり案内と前記すべり案内が同時に案内として機能し、かつ減衰性を調整できるハイブリット案内として機能し、前記ブロック体をすべて取り外すことにより、転がり案内のみが案内として機能する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】
前記基台の側面と前記ブロック体との間に調整ライナを介在し、前記調整ライナの厚さを調整することにより、すべり案内に発生する摩擦力を調整するように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装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械において、コラムや、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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こところを短所とし、他方の短所とするところを長所としている。
【０００５】
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。このようなハイブリッド型の案内装置の従来技術としては、例えば、特開平９−１３１６３４号や特開２００１−９６５５に開示されているものを挙げることができる。
【０００６】
従来、工作機械の移動体の案内機構に採用されるのは、すべり案内が主流であり、近年では、機械の高速化対する強い要請に応えるため、ころがり案内が次第に多く採用されるという傾向にある。
【０００７】
このような傾向は、上記特開平９−１３１６３４号の案内装置をはじめとする従来のハイブリッド型の案内装置についても同様であって、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ころがり案内を使用するというものが基本的な設計上の考え方である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本来、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。
【０００９】
従来のハイブリッド案内では、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るが、ウェービングについては有効な対策が講じられていなかった。
【００１０】
ハイブリッド案内を採用した工作機械といっても、ユーザの使用の仕方は千差万別であって、粗削り加工から仕上げ加工まで様々な段階の加工があり、対象ワークもアルミ、鋼材、鋳物と様々なものがある。形状精度や面精度をそれほど求めない加工もあれば、面精度や形状精度が厳密に要求される加工もある。また、一台の機械ですべての加工に汎用的に対応できることが求められることもある。
【００１１】
この点、従来のすべり案内が主体で転がり案内が従というハイブリッド案内では、例えば、完全に転がり案内に切り替えるというようなことは不可能で、柔軟な適応性に欠けているという問題がある。
【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、高速性を保つため転がり案内が常設され、減衰性とウェービング抑制機能をもつすべり案内を加工の態様や必要度等に応じて選択的に簡易に付加調整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。
【００１３】
【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、発明は、工作機械における移動体の基台上の左右両側に配置され、直線運動の基準となり前記移動体の重量を支持し主たる案内面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、を複合させたハイブリット案内であって、前記すべり案内は、前記基台の左右側面に形成された前記転がり案内の案内面に垂直なすべり面と、前記すべり面を摺動するスライダを有し移動体の左右側面にそれぞれ着脱可能な複数個のＬ字形のブロック体からなり、前記ブロック体の個数を変えることで前記転がり案内と前記すべり案内が同時に案内として機能し、かつ減衰性を調整できるハイブリット案内として機能し、前記ブロック体をすべて取り外すことにより、転がり案内のみが案内として機能することを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の発明において、前記基台の側面と前記ブロック体との間に調整ライナを介在し、前記調整ライナの厚さを調整することにより、すべり案内に発生する摩擦力を調整するようにしてもよい。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１において、参照符号１０はベッドを示す。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。
【００１７】
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、ころがり案内ユニット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。
【００１８】
本発明のハイブリッド案内装置では、転がり案内が主体の案内としてベット１０上でのテーブル１２の直線運動の基準となる案内面を構成している。この案内面は、ベッド１０上面と平行である。
【００１９】
上記転がり案内を補完するため、以下のような従たる案内としてのすべり案内がころがり案内の外側に配置されて組み合わされ、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１０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と平行に延びるようになっている。転がり案内により構成される主体となる案内面との関係では、この案内面に対してすべり面１６ａ、１６ｂは垂直である。
【００２０】
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、本体部１９ａ、１９ｂと、すべり面１６ａ、１６ｂをそれぞれ摺動するスライダ２０ａ、２０ｂとから構成されている。この実施形態では、本体部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。
【００２１】
このようなすべり案内ユニット１８ａ、１８ｂの本体部１９ａ、１９ｂ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２１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。テーブル１２の自重はすべり面１６ａ、１６ｂにかからないため、スライダ２０ａ、２０ｂは、所定の大きさの摩擦力が発生するように、潤滑剤を間に介してすべり面１６ａ、１６ｂに圧接した状態になるように、調整ライナ２２の厚さを調整することですべり面１６ａ、１６ｂへの押圧力を調整するように、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂは取り付けられている。なお、本体部１９ａ、１９ｂは、ボルト２１を抜き取ることで、テーブル１２から簡単に取り外すことができる。
【００２２】
図２に示すように、この実施形態では、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂ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。この場合、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、その本体部１９ａ、１９ｂの幅寸法や、スライダ２０ａ、２０ｂの押付力が設定される。
【００２３】
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。
【００２４】
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、転がり案内と滑り案内の両方を持つハイブリッド案内となる。
【００２５】
加工中にテーブル１２が送られるときには、ころがり案内ユニット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。そして、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、また、転がり案内に生じるテーブル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ので、必要な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、しかも、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。
【００２６】
さらに工作物に高度の面精度や形状精度が要求される加工のように減衰性をより重視する場合には、すべり案内ユニット１８ａ、１８ｂの取付個数を増やしたり、より大きな幅のものに取り替えたり、適宜加工条件に対応させることは容易である。
【００２７】
これに対して、工作物にそれほどの面精度や形状精度が要求されない場合には、図３に示すように、ボルト２１を戻してすべり案内ユニット１８ａ、１８ｂをすべてテーブル１２から取り外せば、ハイブリッド案内から転がり案内だけの案内に簡易に切り替えることができる。
【００２８】
そして、転がり案内の最大の長所である高速性や運動精度の良さを活用して、テーブル１２の切削送りを速くして、荒加工の効率を向上させることができる。
【００２９】
このとき転がり案内だけになるために、ウェービングが生じる可能性があるが、精度の要求よりも効率が重視される荒加工であるので、問題になることはない。
【００３０】
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。
【００３１】
【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、高速性を保つため転がり案内が常設され、減衰性とウェービング抑制機能をもつすべり案内を加工の態様や必要度等に応じて選択的に付加調整することができ、１台の工作機械での粗削りから仕上げ加工まで対応させることができる。
【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を転がり案内に切り替えた状態の正面図。
【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
２０ａ、２０ｂ  スライダ
２１  ボルト
２２  調整ライナ
【図１】
0004128391.tif 000002
【図２】
0004128391.tif 000003
【図３】
0004128391.tif 000004