JP2001140885A - 静圧軸受用摺動部品 - Google Patents
静圧軸受用摺動部品Info
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- JP2001140885A JP2001140885A JP32126999A JP32126999A JP2001140885A JP 2001140885 A JP2001140885 A JP 2001140885A JP 32126999 A JP32126999 A JP 32126999A JP 32126999 A JP32126999 A JP 32126999A JP 2001140885 A JP2001140885 A JP 2001140885A
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- Japan
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- sliding
- sliding component
- hydrostatic bearing
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 平滑で且つ高い形状精度を備えた摺動面を有
する静圧軸受用摺動部品を提供する。 【解決手段】 ねじ軸と、これを支持する静圧軸受によ
って送りねじが構成される。ねじ軸の母材部分２は、熱
膨張率が比較的小さなステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２
−ＢＨ）からなる。ねじ軸の表面には、ボロンナイトラ
イド（ＢＮ）の粉末が、シリコン樹脂をバインダに用い
て、約１００μｍの厚さでコーティングされている。更
に、このコーティング層２の表面は、切削加工によって
所定の形状及び平滑さに仕上げられている。この様に、
表層部分を機械加工性に優れたコーティング層２で構成
しているので、平滑性及び形状に優れた摺動面を比較的
容易に形成することができる。
する静圧軸受用摺動部品を提供する。 【解決手段】 ねじ軸と、これを支持する静圧軸受によ
って送りねじが構成される。ねじ軸の母材部分２は、熱
膨張率が比較的小さなステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２
−ＢＨ）からなる。ねじ軸の表面には、ボロンナイトラ
イド（ＢＮ）の粉末が、シリコン樹脂をバインダに用い
て、約１００μｍの厚さでコーティングされている。更
に、このコーティング層２の表面は、切削加工によって
所定の形状及び平滑さに仕上げられている。この様に、
表層部分を機械加工性に優れたコーティング層２で構成
しているので、平滑性及び形状に優れた摺動面を比較的
容易に形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超精密工作機械、
超高速加工機、高剛性工作機械などにおいて、高精度の
案内機構または位置決め機構に使用され、静圧軸受の案
内面に沿って摺動する摺動部品の構造に係る。
超高速加工機、高剛性工作機械などにおいて、高精度の
案内機構または位置決め機構に使用され、静圧軸受の案
内面に沿って摺動する摺動部品の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】工作機械に対する基本的な要求の一つ
は、目標とする幾何学的形状を備えた加工品をできるだ
け精密に生産することであり、そのためには、高い寸法
精度を備え且つ高速運動が可能な案内機構や位置決め機
構が必要となる。この様な特性を備えた機械要素とし
て、油静圧軸受や空気静圧軸受などの流体を用いた静圧
軸受ユニットが知られている。
は、目標とする幾何学的形状を備えた加工品をできるだ
け精密に生産することであり、そのためには、高い寸法
精度を備え且つ高速運動が可能な案内機構や位置決め機
構が必要となる。この様な特性を備えた機械要素とし
て、油静圧軸受や空気静圧軸受などの流体を用いた静圧
軸受ユニットが知られている。
【０００３】静圧軸受ユニットは、絞り層を介して流体
を流出させる案内面を備えた軸受と、流出された流体に
よって案内面との間に一定の隙間（いわゆる軸受隙間）
を維持しながら支持される摺動部品によって構成され
る。絞り層における絞り方法としては、自成絞り、表面
絞り、オリフィス絞りまたは多孔質絞りなどがある。い
ずれの場合も、静圧軸受ユニットの案内精度は、軸受側
の案内面及び摺動部品側の摺動面の表面形状精度に依存
する。従って、高い案内精度を実現するためには、平滑
で且つ高い形状精度を備えた案内面及び摺動面を形成す
ることが必要となる。
を流出させる案内面を備えた軸受と、流出された流体に
よって案内面との間に一定の隙間（いわゆる軸受隙間）
を維持しながら支持される摺動部品によって構成され
る。絞り層における絞り方法としては、自成絞り、表面
絞り、オリフィス絞りまたは多孔質絞りなどがある。い
ずれの場合も、静圧軸受ユニットの案内精度は、軸受側
の案内面及び摺動部品側の摺動面の表面形状精度に依存
する。従って、高い案内精度を実現するためには、平滑
で且つ高い形状精度を備えた案内面及び摺動面を形成す
ることが必要となる。
【０００４】また、工作機械の構成部材として用いられ
る材料には、静剛性及び動剛性に優れ、熱的特性が安定
していることが要求される。この様な要求を満足する材
料として、炭素鋼、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ステンレス鋼
またはセラミックスなどがある。しかし、これらの材料
は、平滑で且つ高い形状精度を備えた表面を形成するこ
とが必ずしも容易ではない。そのため、母材の材質によ
っては、その様な表面の形成することが重要な技術的課
題の一つとなっている。
る材料には、静剛性及び動剛性に優れ、熱的特性が安定
していることが要求される。この様な要求を満足する材
料として、炭素鋼、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ステンレス鋼
またはセラミックスなどがある。しかし、これらの材料
は、平滑で且つ高い形状精度を備えた表面を形成するこ
とが必ずしも容易ではない。そのため、母材の材質によ
っては、その様な表面の形成することが重要な技術的課
題の一つとなっている。
【０００５】以上の様な事情により、高い案内精度を備
えた静圧軸受ユニットの製作には、多くの手間を要し、
高いコストが掛かっている。特に、案内面が三次元形状
を有する場合には、その形状について大幅な制約を受
け、形状によっては実現が困難な場合もある。
えた静圧軸受ユニットの製作には、多くの手間を要し、
高いコストが掛かっている。特に、案内面が三次元形状
を有する場合には、その形状について大幅な制約を受
け、形状によっては実現が困難な場合もある。
【０００６】この様な問題を解決するため、炭素鋼、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ステンレス鋼またはセラミックスな
どで母材を形成し、その表面にＣｒメッキまたはＮｉメ
ッキを施した後、その表面を研削または研磨することに
よって表面付近の空孔を埋め、表面の平滑化を図ること
が行われている。しかし、Ｃｒメッキ及びＮｉメッキと
も、被削性に劣っており、その加工方法について課題が
残っている。
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ステンレス鋼またはセラミックスな
どで母材を形成し、その表面にＣｒメッキまたはＮｉメ
ッキを施した後、その表面を研削または研磨することに
よって表面付近の空孔を埋め、表面の平滑化を図ること
が行われている。しかし、Ｃｒメッキ及びＮｉメッキと
も、被削性に劣っており、その加工方法について課題が
残っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
静圧軸受用摺動部品の摺動面の形成についての問題点に
鑑み成されたもので、本発明の目的は、平滑で且つ高い
形状精度を備えた摺動面を有する静圧軸受用摺動部品を
提供することにある。
静圧軸受用摺動部品の摺動面の形成についての問題点に
鑑み成されたもので、本発明の目的は、平滑で且つ高い
形状精度を備えた摺動面を有する静圧軸受用摺動部品を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の静圧軸受用摺動
部品は、静圧軸受の案内面に沿って摺動する摺動部品で
あって、炭素鋼または合金鋼からなる母材と、母材の上
に被覆され、摺動面を構成する被覆層とを備え、前記被
覆層は、前記母材と比べて被削性に優れた材料からな
り、母材の上にコーティングされた後、切削、研削また
は研磨加工によって所定の形状に仕上げられていること
を特徴とする。
部品は、静圧軸受の案内面に沿って摺動する摺動部品で
あって、炭素鋼または合金鋼からなる母材と、母材の上
に被覆され、摺動面を構成する被覆層とを備え、前記被
覆層は、前記母材と比べて被削性に優れた材料からな
り、母材の上にコーティングされた後、切削、研削また
は研磨加工によって所定の形状に仕上げられていること
を特徴とする。
【０００９】本発明の静圧軸受用摺動部品によれば、精
密な加工が要求される表層部分を、機械加工性に優れた
材料からなるコーティング層で構成しているので、平滑
性及び形状に優れた摺動面を比較的容易に形成すること
ができる。従って、母材部分を、動的特性、静的特性、
熱的特性に優れた材料で構成することによって、これら
の各特性に優れ、且つ案内精度にも優れた静圧軸受用摺
動部品が得られる。
密な加工が要求される表層部分を、機械加工性に優れた
材料からなるコーティング層で構成しているので、平滑
性及び形状に優れた摺動面を比較的容易に形成すること
ができる。従って、母材部分を、動的特性、静的特性、
熱的特性に優れた材料で構成することによって、これら
の各特性に優れ、且つ案内精度にも優れた静圧軸受用摺
動部品が得られる。
【００１０】好ましくは、前記コーティング材料とし
て、ボロンナイトライド粉末をシリコン樹脂からなるバ
インダ用いて結合したものを使用する。
て、ボロンナイトライド粉末をシリコン樹脂からなるバ
インダ用いて結合したものを使用する。
【００１１】あるいは、前記コーティング材料として、
二硫化モリブデン粉末をエポキシ樹脂からなるバインダ
を用いて結合したものを使用する。
二硫化モリブデン粉末をエポキシ樹脂からなるバインダ
を用いて結合したものを使用する。
【００１２】なお、母材部分をセラミックスで構成した
場合にも、同様に、その上に上記の様なコーティング層
を設けることによって、摺動面の平滑性及び形状精度を
高めることができる。
場合にも、同様に、その上に上記の様なコーティング層
を設けることによって、摺動面の平滑性及び形状精度を
高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、本発明を静圧送りネジ
（静圧軸受方式の送りねじ）を構成するねじ軸に適用し
た例を示す。図２に、そのねじ山部分の拡大断面図を示
す。
（静圧軸受方式の送りねじ）を構成するねじ軸に適用し
た例を示す。図２に、そのねじ山部分の拡大断面図を示
す。
【００１４】この例では、ねじ軸の母材部分１は、熱膨
張率が比較的小さなステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２−
ＢＨ；ＪＩＳ Ｇ ４３０３）からなる。このねじ軸の
表面には、ボロンナイトライド（ＢＮ）の粉末が約１０
０μｍの厚さでコーティングされている。なお、このコ
ーティング層２は、ボロンナイトライドの粉末に、バイ
ンダとしてシリコン樹脂を混入したものを、ねじ軸の表
面に塗布し、次いで、熱硬化することによってこの塗膜
を硬化させたものである。更に、このコーティング層２
の表面は、切削加工によって所定の形状及び平滑さに仕
上げられている。
張率が比較的小さなステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２−
ＢＨ；ＪＩＳ Ｇ ４３０３）からなる。このねじ軸の
表面には、ボロンナイトライド（ＢＮ）の粉末が約１０
０μｍの厚さでコーティングされている。なお、このコ
ーティング層２は、ボロンナイトライドの粉末に、バイ
ンダとしてシリコン樹脂を混入したものを、ねじ軸の表
面に塗布し、次いで、熱硬化することによってこの塗膜
を硬化させたものである。更に、このコーティング層２
の表面は、切削加工によって所定の形状及び平滑さに仕
上げられている。
【００１５】静圧送りねじの場合、ネジ山の断面形状
は、軸方向の剛性及び許容負荷に大きな影響を及ぼす。
ねじ山の断面形状を、従来から用いられている台形ネジ
から角ネジに変えることによって、形状の単純化と軸受
面積の拡大を図ることが可能になり、更に、送りネジ自
体の求心性がなくなるので、ネジ軸の曲りが運動精度に
及ぼす影響を大幅に減少させることができる。
は、軸方向の剛性及び許容負荷に大きな影響を及ぼす。
ねじ山の断面形状を、従来から用いられている台形ネジ
から角ネジに変えることによって、形状の単純化と軸受
面積の拡大を図ることが可能になり、更に、送りネジ自
体の求心性がなくなるので、ネジ軸の曲りが運動精度に
及ぼす影響を大幅に減少させることができる。
【００１６】ここで、角ネジのフランク面を加工する方
法として、旋削及び研削があるが、ステンレス鋼を加工
する場合には、両方法とも作業者に高度な熟練が要求さ
れ、また、非常に時間が掛かる作業となる。しかし、本
発明によれば、表層部分が切削性に優れたコーティング
層２によって構成されているので、角ネジのフランク面
の加工を高い精度で且つ容易に行うことができる。
法として、旋削及び研削があるが、ステンレス鋼を加工
する場合には、両方法とも作業者に高度な熟練が要求さ
れ、また、非常に時間が掛かる作業となる。しかし、本
発明によれば、表層部分が切削性に優れたコーティング
層２によって構成されているので、角ネジのフランク面
の加工を高い精度で且つ容易に行うことができる。
【００１７】なお、上記のコーティング及び表面の加工
（切削または研削）は、ねじ軸の表面全体に施す必要は
なく、少なくとも、摺動部分の表面に施せば良い。
（切削または研削）は、ねじ軸の表面全体に施す必要は
なく、少なくとも、摺動部分の表面に施せば良い。
【００１８】
【発明の効果】本発明の静圧軸受用摺動部品によれば、
精密な加工が要求される表層部分を、機械加工性に優れ
た材料からなるコーティング層で構成しているので、平
滑性及び形状に優れた摺動面を比較的容易に形成するこ
とができる。従って、母材部分を、動的特性、静的特
性、熱的特性に優れた材料で構成することによって、こ
れらの各特性に優れ、且つ案内精度にも優れた静圧軸受
用摺動部品が得られる。本発明の静圧軸受用摺動部品に
よれば、従来のものと比べて、その製作に要する時間及
び製作コストを大幅に削減することができる。
精密な加工が要求される表層部分を、機械加工性に優れ
た材料からなるコーティング層で構成しているので、平
滑性及び形状に優れた摺動面を比較的容易に形成するこ
とができる。従って、母材部分を、動的特性、静的特
性、熱的特性に優れた材料で構成することによって、こ
れらの各特性に優れ、且つ案内精度にも優れた静圧軸受
用摺動部品が得られる。本発明の静圧軸受用摺動部品に
よれば、従来のものと比べて、その製作に要する時間及
び製作コストを大幅に削減することができる。
【図１】本発明に基づく静圧送りねじの全体形状を示す
図、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
図、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図２】図１に示した静圧送りねじのねじ山部分の拡大
断面図。
断面図。
１・・・母材部分、 ２・・・コーティング層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹澤 光明 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 木村 誠司 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA04 BA20 CA05 DA01 DA02 QA04 QA05 SC20 SD10 3J102 AA02 BA03 BA18 BA20 CA11 CA16 CA18 FA05 FA06 FA12 FA30 GA07
Claims (6)
- 【請求項１】 静圧軸受の案内面に沿って摺動する摺動
部品であって、 炭素鋼または合金鋼からなる母材と、 母材の上に被覆され、摺動面を構成する被覆層とを備
え、 前記被覆層は、前記母材と比べて被削性に優れた材料か
らなり、母材の上にコーティングされた後、切削、研削
または研磨加工によって所定の形状に仕上げられている
ことを特徴とする静圧軸受用摺動部品。 - 【請求項２】 前記コーティング材料は、ボロンナイト
ライド粉末をシリコン樹脂からなるバインダを用いて結
合したものであることを特徴とする請求項１に記載の静
圧軸受用摺動部品。 - 【請求項３】 前記コーティング材料は、二硫化モリブ
デン粉末をエポキシ樹脂からなるバインダを用いて結合
したものであることを特徴とする請求項１に記載の静圧
軸受用摺動部品。 - 【請求項４】 静圧軸受の案内面に沿って摺動する摺動
部品であって、 セラミックスからなる母材と、 母材の上に被覆され、摺動面を構成する被覆層とを備
え、 前記被覆層は、前記母材と比べて被削性に優れた材料か
らなり、母材の上にコーティングされた後、切削、研削
または研磨加工によって所定の形状に仕上げられている
ことを特徴とする静圧軸受用摺動部品。 - 【請求項５】 前記コーティング材料は、ボロンナイト
ライド粉末をシリコン樹脂からなるバインダを用いて結
合したものであることを特徴とする請求項５に記載の静
圧軸受用摺動部品。 - 【請求項６】 前記コーティング材料は、二硫化モリブ
デン粉末をエポキシ樹脂からなるバインダを用いて結合
したものであることを特徴とする請求項５に記載の静圧
軸受用摺動部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32126999A JP2001140885A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | 静圧軸受用摺動部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32126999A JP2001140885A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | 静圧軸受用摺動部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001140885A true JP2001140885A (ja) | 2001-05-22 |
Family
ID=18130695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32126999A Pending JP2001140885A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | 静圧軸受用摺動部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001140885A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004353730A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 軸受装置 |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP32126999A patent/JP2001140885A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004353730A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 軸受装置 |
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