JP2000317751A - 複合摺動方式の工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工物の重切削や高荷重の加工物を加工する
際にもびびりの少ない安定した運動ができ、スティック
スリップの発生を抑え、移動部を高速運動させることが
できる工作機械を提供する。 【解決手段】 移動部とサポート部を備え、サポート部
に対して移動部が移動する工作機械において、移動部が
スライド手段と転がり手段を介して支持されている。移
動部は、スライド手段と転がり手段に接触した状態でサ
ポート部に対して相対的に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動部とサポート
部を備え、サポート部に対して移動部が移動する工作機
械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工作機械における移動部の運動
は次の２つである。その１つは、面接触のスライド運動
である。他の１つは、リニアボールまたはリニアローラ
ーのガイドウェーを使用する転がり運動である。

【０００３】スライド運動は、長所と短所を有してい
る。転がり運動も長所と短所を有している。

【０００４】スライド運動は、面接触で摺動する。ま
た、スライド運動は面圧が低い。したがって、スライド
運動は、動剛性を高くしやすい。つまり、スライド運動
は重切削や高荷重においてもびびりがなく、安定した運
動ができる。びびりとは、円滑でない滑りや、不規則な
小振動をいう。上述のことが、スライド運動の長所とな
っている。

【０００５】スライド運動の短所は、転がり運動に比べ
て抵抗が高いことである。このため、スライド運動は、
特に、低速運動時にスティックスリップが発生しやす
い。ここで、スティックスリップとは、スライド面での
運動が間欠的となる現象をいう。また、スライド運動は
高速での運動に限界がある。

【０００６】スライド運動を採用する工作機械において
は、ベッドの内側基準面にサドルの基準面を面当りさせ
ていた。ベッドの内側基準面とサドルの基準面との隙間
の調整は、くさび状のギブによって行っていた。このよ
うに、ギブでサドルの基準面をベッドの内側基準面に押
圧するため、抵抗が特に大きくなっていた。

【０００７】また、スライド運動を採用する工作機械に
おいては、サドル部等の移動部が、高速運動をさせると
浮き上がってしまう傾向がある。このような移動部の浮
き上がりを防止するため、ベッドに設けたスライド手段
の摺動部を抱きかかえる当板を、サドル等の移動部に取
り付けていた。サドルに取り付けられた当板は、サドル
とスライド手段との摺動抵抗を増大させていた。

【０００８】これらのことから、スライド運動を採用す
る工作機械においては、特に、低速運動時にスティック
スリップが発生しやすかった。

【０００９】一方、転がり運動は、点接触や線接触で作
動する。ボールを使用する転がり運動は、点接触で作動
する。ローラを使用する転がり運動は、線接触で作動す
る。したがって、転がり運動は、点接触や線接触のため
動剛性は低くなりがちである。つまり、転がり運動の短
所は、重切削には向いていないということである。しか
し、転がり運動は、転がりのため摩擦係数が低く、摺動
抵抗が低い。したがって、転がり運動の長所は、スティ
ックスリップなどの現象が少ないということである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速運動が
可能であり、加工物の重切削においてもびびりがなく、
かつスティックスリップが発生しにくい工作機械を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による１つの解決
手段は、移動部とサポート部を備え、サポート部に対し
て移動部が移動する工作機械において、移動部がスライ
ド手段と転がり手段を介してサポート部で支持され、移
動部がスライド手段と転がり手段の両方に接触した状態
でサポート部に対して相対的に移動することを特徴とす
る工作機械である。

【００１２】本発明による他の解決手段は、さらに、移
動部とスライド手段との接触部分が、単数の平面である
工作機械である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、移動部とサポート部を
備え、サポート部に対して移動部が移動する工作機械に
関する。

【００１４】本発明は、すべりと転がりの併用摺動方式
の工作機械である。本発明の工作機械は、スライド運動
と転がり運動の両方の特徴を備えている。本発明の工作
機械は、スライド手段で、主に、平面荷重を受けること
ができる。本発明の工作機械は、転がり手段で、主に、
横荷重を受けることができる。

【００１５】本発明の典型例は、移動部とサポート部を
備え、サポート部に対して移動部が移動する工作機械に
おいて、移動部がスライド手段と転がり手段を介してサ
ポート部で支持され、移動部がスライド手段と転がり手
段に接触した状態でサポート部に対して相対的に移動す
ることを特徴とする工作機械である。

【００１６】好ましくは、移動部とスライド手段との接
触部分は単数の平面にする。

【００１７】好ましくは、スライド手段は、縦に延びる
逆Ｔ字型であり、水平面に平行な単数の平面と、鉛直面
に平行な複数の平面を有する。

【００１８】好ましくは、移動部にスライド手段受けを
設ける。スライド手段受けは、縦に延びるコの字型であ
り、スライド手段受けが水平面に平行な単数の平面と、
鉛直面に平行な複数の平面を有することが好ましい。

【００１９】好ましくは、スライド手段が有する単数の
平面と、スライド手段受けが有する単数の平面とが、単
数の平面で接触した状態にする。

【００２０】移動部には、サドルやテーブルを用いるこ
とが好ましい。

【００２１】スライド手段には、ボールを用いたガイド
ウェーやローラを用いたガイドウェーを使用することが
好ましい。

【００２２】好ましくは、従来用いていたクサビ状のギ
ブは、抵抗が大きくなるため使用しない。

【００２３】また、スライド手段は、主に、上面にかか
る圧力を受けることができる。転がり手段は、主に左右
方向の推力を受けることができる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００２５】図１は、本発明の概要を説明する図であ
る。

【００２６】本発明の工作機械は、サポート部12と移動
部14を備えている。サポート部12には、スライド手段18
と転がり手段20が設けられている。

【００２７】移動部14は、スライド手段18と転がり手段
20に接触してサポート部12上を移動することができる。

【００２８】サポート部12は、たとえば、ベッドやサド
ル、コラム等とすることができる。

【００２９】移動部14は、たとえば、サドルやテーブ
ル、主軸頭等とすることができる。

【００３０】図２は、本発明の実施例による工作機械の
概略上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ視図である。

【００３１】工作機械は、ベース112と、コラム24と、
サドル114を備えている。コラム24は、ベース112の一端
に取り付けられている。ベース112上には、サドル114が
配置さ れている。サドル114は、Ｙ方向に移動可能であ
る。

【００３２】また、ベース112には、スライド手段18と
転がり手段20が設けられている。

【００３３】スライド手段18は、縦に延びる逆Ｔ字型に
することができる。スライド手段18は、水平面に平行な
単数の平面18aと、鉛直面に平行な平面18bと、鉛直面に
平行な平面18cを備えることができる。

【００３４】転がり手段20には、ローラー38を用いるこ
とができる。

【００３５】さらに、ベース112上には、軸受26、28
と、ボールネジ駆動モーター30と、ボールネジ32が配置
することができる。ボールネジ32は、軸受26、28に回転
可能に支持されている。ボールネジ32の一端に、ボール
ネジ駆動モーター30を取り付けることができる。ボール
ネジ駆動モーター30を駆動させると、ボールネジ32を回
転させることができる。

【００３６】サドル114の下部には、スライド手段受け3
4と転がり手段受け36が形成することができる。スライ
ド手段受け34は、縦に延びるコの字型にすることができ
る。スライド手段受け34は、水平面に平行な単数の平面
34aと、鉛直面に平行な平面34bと、鉛直面に平行な平面
34cを備えることができる。スライド手段受け34は、サ
ドル114の凹部としてサドル114の下部に形成することが
できる。転がり手段受け36は、縦に延びるコの字型の凹
部としてサドル114の下部に形成することができる。ス
ライド手段受け34と転がり手段受け36は、サドル114の
一部とすることができる。なお、スライド手段受け34と
転がり手段受け36は、サドル114の一部としてではな
く、サドル114に取り付けるものであってもよい。

【００３７】スライド手段受け34は、スライド手段18と
接触している。転がり手段受け36は、転がり手段20の一
部であるローラー38と接触している。

【００３８】スライド手段受け34とスライド手段18との
接触部分は、単数の平面である。すなわち、スライド手
段受けの水平面に平行な平面34aと、スライド手段の水
平面に平行な平面18aとが接触している。スライド手段
受けの鉛直面に平行な平面34bと、スライド手段の鉛直
面に平行な平面18bとの間には、隙間を空けることがで
きる。スライド手段受けの鉛直面に平行な平面34cと、
スライド手段の鉛直面に平行な平面18cとの間には、隙
間を空けることができる。

【００３９】また、サドル114の下部には、ナット40が
取りつけられている。ナット40は、ボールネジ32と係合
している。

【００４０】ボールネジ32を回転させると、ナット40を
介してサドル114を図１のＹ方向に移動させることがで
きる。つまり、サドル114は、ベース112に対して相対的
に移動することができる。また、サドル114に設けられ
たスライド手段受け34も、ベース112に対して相対的に
移動することができる。サドル114が移動する際には、
スライド手段受けの、水平面に平行な平面34aは、スラ
イド手段18の、水平面に平行な平面18aと接触してい
る。したがって、サドル114は、ベース112に設けられた
スライド手段18と、単数の平面で接触して移動すること
ができる。

【００４１】さらに、サドル114に設けられた転がり手
段受け36も、ベース112に対して相対的に移動すること
ができる。したがって、サドル114は、ベース112に設け
られた転がり手段20と、接触して移動することができ
る。

【００４２】ここで、ローラー38を用いた転がり手段
は、主に、サドル114からのＸ方向の荷重を受けること
ができる。スライド手段18は、主に、サドル114からの
平面荷重、すなわち、垂直方向の荷重を受けることがで
きる。したがって、本発明による工作機械は、転がり手
段20とスライド手段18の両方を介してサポート部12でサ
ドル114を支え、従来使用していたギブを使用しないよ
うにすることができる。

【００４３】また、ギブ（gib）を使用しないことによ
り、サドル114にかかる抵抗を適度に小さくすることが
できる。このため、当板を使用しなくてもサドル114を
浮き上がりを抑えることができる。

【００４４】したがって、本発明による工作機械は、ギ
ブや当板を使わないようにすることができる。このた
め、サドル114等の移動部にかかる抵抗を適度に小さく
することができる。サドル114等の移動部にかかる抵抗
を適度に小さくすることにより、動剛性を保ちつつ、ス
ティックスリップの発生を抑えることができる。

【００４５】したがって、本発明による工作機械は、加
工物の重切削や高荷重の加工物を加工する際にもびびり
の少ない安定した運動ができる。それとともに、本発明
による工作機械は、スティックスリップの発生を抑える
ことができる。また、従来のスライド運動のみによる工
作機械に比して、本発明による工作機械は、移動部にか
かる抵抗を小さくすることができる。したがって、本発
明による工作機械は、移動部を高速運動させることもで
きる。

【００４６】図４は、本発明の変形例を示している。

【００４７】この図４に示す変形例においては、ベース
112上に、転がり手段20が一連だけ設けられ、スライド
手段18は、２連設けられている。このようにしても、本
発明の効果に何ら影響を及ぼすものではない。

【００４８】図５は、本発明の別の変形例を示してい
る。

【００４９】この図５に示す変形例においては、ベース
112上において転がり手段20がスライド手段18の外側に
設けられている。このようにしても、本発明の効果に何
ら影響を及ぼすものではない。

【００５０】図６は、本発明の変形例を示している。

【００５１】この図６に示す変形例においては、ベース
112上に、転がり手段20が一連だけ設けられ、スライド
手段18は、２連設けられている。

【００５２】さらに、転がり手段の一部である転がり手
段受け36は、ベース112上に形成されている。

【００５３】転がり手段受け36は、縦に延びるコの字型
の凹部としてベース112の上部に形成することができ
る。

【００５４】なお、転がり手段受けは、ベース112の一
部としてではなく、ベース112に取り付けるものであっ
てもよい。

【００５５】このようにしても、サドル114は、ベース1
12に設けられた転がり手段と接触して移動することがで
きる。この図６の変形例のようにしても本発明の効果を
得ることができる。

【００５６】本発明は以上の実施例に限定されない。

【００５７】上述の実施例においては、工作機械の移動
部をサドルとし、ベッドにサポート部を設けている。し
かし、移動部をテーブルとし、サドルにサポート部を設
けてもよい。その他、移動するものであれば移動部を主
軸頭等とし、サポート部をコラム等としてもよい。

【００５８】また、転がり運動に用いるころは、ローラ
ーに限定されない。転がり運動に用いるころは、ボール
等を用いたものでもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明による工作機械は、加工物の重切
削や高荷重の加工物を加工する際にもびびりの少ない安
定した運動ができる。それとともに、本発明による工作
機械は、スティックスリップの発生を抑えることができ
る。また、従来のスライド運動のみによる工作機械に比
して、本発明による工作機械は、移動部にかかる抵抗が
小さい。したがって、本発明による工作機械は、移動部
を高速運動させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明する図。

【図２】本発明による工作機械の概略上面図。

【図３】図２のＡ−Ａ視図。

【図４】本発明の変形例を示す図。

【図５】本発明の別の変形例を示す図。

【図６】本発明の変形例を示す図。

【符号の説明】

12 サポート部 14 移動部 18 スライド手段 18a スライド手段の水平面に平行な平面 18b スライド手段の鉛直面に平行な平面 18c スライド手段の鉛直面に平行な平面 20 転がり手段 22 ベース 24 コラム 26、28 軸受 30 ボールネジ駆動モーター 32 ボールネジ 34 スライド手段受け 34a スライド手段受けの水平面に平行な平面 34b スライド手段受けの鉛直面に平行な平面 34c スライド手段受けの鉛直面に平行な平面 36 転がり手段受け 38 ローラー 40 ナット 112 ベース 114 サドル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動部（14、114）とサポート部（12、1
   12）を備え、サポート部（12、112）に対して移動部（1
   4、114）が移動する工作機械において、移動部（14、11
   4）がスライド手段（18）と転がり手段（20）を介して
   サポート部（12、112）で支持され、移動部（14、114）
   がスライド手段（18）と転がり手段（20）の両方に接触
   した状態でサポート部（12、112）に対して相対的に移
   動することを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 移動部（14、114）とスライド手段（1
   8）との接触部分が、単数の平面であることを特徴とす
   る請求項１に記載の工作機械。
3. 【請求項３】 転がり手段（20）が、ローラー（38）で
   あることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機
   械。
4. 【請求項４】 スライド手段（18）が縦に延びる逆Ｔ字
   型に構成されており、水平面に平行な単数の平面（18
   a）と、鉛直面に平行な複数の平面（18b、18c） を有す
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
   の工作機械。
5. 【請求項５】 移動部（14、114）にスライド手段受け
   （34）を設け、スライド手段受け（34）が縦に延びるコ
   の字型であり、スライド手段受け（34）が水平面に平行
   な単数の平面（34a）と、鉛直面に平行な複数の平面（3
   4b、34c）を有することを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の工作機械。
6. 【請求項６】 スライド手段が有する、水平面に平行な
   単数の平面（18a）と、スライド手段受けが有する、水
   平面に平行な単数の平面（34a）とが、互いに接触した
   状態で、移動部（14、114）がサポート部（12、112）に
   対して相対的に移動することを特徴とする請求項５に記
   載の工作機械。