JP2003042153A - ディンプル型すべり案内面及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削仕上げされた高硬度な案内面に潤滑用の
油溜まりを形成したすべり案内面と、その形成方法を提
供する。 【解決手段】潤滑用の油溜まりとして充分な大きさの凹
球面状の均一深さの窪みを複数個所に設けたディンプル
型すべり案内面２ａであって、先ずすべり案内面となる
面を平面に切削加工したあと、焼き入れ処理を行う。そ
して焼き入れ面に平面研削加工した後ディンプル加工を
施して圧痕を付加し窪みを形成する。ディンプル加工と
しては同一直径の硬球７を複数個錘６の下平面６ａに配
置し、この錘６を複数回任意の寸法ずつ位置を変えてす
べり案内面２ａ上に自由落下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体が基台上を摺
動移動する場合のすべり案内面に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械等産業機械において、基台上を
移動体が直進移動する場合の案内部のガイド方法として
は、すべり案内面と直動式の転がりガイドの二種類があ
る。そして振動の減衰性が要求される場合には主にすべ
り案内面が採用されている。すべり案内面は基台案内面
と移動体案内面とが相対的にすべりを起こして移動を行
う摺動案内機構である。移動体の移動としては高速移動
の後所定位置に位置決め停止させる場合や、微小な速度
で制御指令に忠実に追従移動させることが必要な場合が
ある。そのため案内面に潤滑油を供給して基台案内面と
移動体案内面との間に潤滑油膜をつくり、金属接触を避
けて摩擦力を小さくすることが行われている。

【０００３】すべり案内面にはきさげ仕上げ案内面と研
削仕上げ案内面とがある。きさげ仕上げ案内面では、窪
み加工の深さは作業者の力の入れ加減によって大きく変
わり、１００μ程度の深い窪みを形成することも可能で
あり、また機械仕上げ以上の精度を作り出すことも可能
である。そして一般には数μから１０数μの深さに加工
され、この窪みが油溜まりとなり、すべり案内面の潤滑
作用に効果を発揮する。

【０００４】一方、研削仕上げ案内面は機械により研削
を行うため、仕上げ加工を短時間で能率的に行うことが
でき、量産機種に向いている。また、高硬度の案内面に
も用いることが出来る。研削仕上げ案内面は通常仕上げ
面粗さが１μ程度であり、高精密研削仕上げでは１μ以
下の場合もある。従って潤滑のための油溜まりとしては
不適当であり、案内面への潤滑の供給及び排出は油溝を
設けて行われている。

【０００５】

【発明の解決しようとする課題】従来の技術で述べたす
べり案内面のうちきさげ仕上げ案内面は熟練した作業者
を必要とし、基台案内面と移動体案内面とのすり合わせ
に時間を要するため量産機種には向いていないという問
題を有していた。更に焼入れ等による高硬度の案内面に
は用いることが出来ないという問題を有していた。

【０００６】一方、研削仕上げ案内面では案内面への潤
滑油の供給及び排出が案内面に設けた油溝によって行わ
れるため、案内面全面が流体潤滑状態あるいは適度な境
界潤滑状態に達するまでに時間を要し、移動体の移動開
始を速やかに行うことが出来ないという問題を有してい
た。また、不充分な潤滑状態において移動体の移動を開
始させると起動摩擦力が大きくなるという問題を有して
いた。

【０００７】更に潤滑油の排油も油溝により行われるた
め、流体潤滑状態から境界潤滑状態へ推移する時間も長
くなり、移動体の移動中或いは移動終了後に移動体が油
膜により浮き上がるときの浮き上がり量が大きくなる。
そしてこの浮き上がった状態から浮き上がり量の少ない
定常状態になるまで長時間を要するという問題を有して
いた。

【０００８】本発明は従来技術の有するこのような問題
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは研
削仕上げされた高硬度な案内面に潤滑用の油溜まりを形
成したすべり案内面と、研削仕上げ案内面に比較的簡単
に油溜まりを形成する方法を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載された本発明のすべり案内面は、潤滑
用の油溜まりとして充分な大きさの凹球面状のほぼ均一
深さの窪みを多数個所設けてなるものである。

【００１０】請求項１のすべり案内面によれば、窪みが
ショットブラストやエッチングにて形成されるような微
細で不規則な窪みではなく、潤滑用の油溜まりとしての
大きさを有し、且つ凹球面状のほぼ均一深さに形成され
ているため、すべり案内面全面で同一の潤滑状態とする
ことができた。また研削仕上げ案内面でありながら、き
さげ仕上げ案内面と同様に潤滑状態が良好で案内面全面
が流体潤滑状態に達するまでの時間が短くなり低い起動
摩擦となる。そして凹球面状窪みはスクイーズ効果によ
る必要以上の浮き上がりを防止することができるため、
加工精度，位置決め精度の悪化を防止したすべり案内面
とすることができた。

【００１１】また請求２に記載された方法は、移動体の
摺動案内面用のすべり案内面を平面に切削加工を行った
あと切削加工された面に焼入れ処理をして、その後平面
研削加工された面にディンプル加工を施すものである。

【００１２】請求項２の方法によれば、すべり案内面と
なる面に先ず平面切削加工を行ったあと焼入れ処理を行
い、焼入れ後平面研削加工を行って研削面にディンプル
加工を施して圧痕を付加し窪みを形成する。そのため量
産機種に対するすべり案内面としての焼入れ研削加工面
に簡単にきさげ仕上げ面と同様の潤滑用油溜まりとして
充分な大きさの窪みを形成することができた。そしてこ
の方法は油溜まりを目的としていて、ディンプル加工で
窪みの周囲のリング状ふくらみが少ない場合や、平面度
を特に要求されないすべり案内面に好適である。

【００１３】また請求項３に記載された方法は、移動体
の摺動案内面用のすべり案内面を平面に切削加工を行っ
たあと、加工された面にディンプル加工を施し、このデ
ィンプル加工された面に焼入れ処理をして、この焼入れ
された面に再度平面研削加工を行うものである。

【００１４】請求項３の方法によれば、すべり案内面と
なる面に平面切削加工を行った後焼入れをせずに平面研
削を行って、研削面にディンプル加工を行うため、研削
面の硬度が低い状態でディンプル加工を行うことにな
り、ディンプル加工が容易で圧痕を付加して深い窪みを
得ることができる。そのためこの窪みに多くの油を溜め
ることが出来て案内面をより一層早く潤滑状態にするこ
とが可能になった。またディンプル加工後焼入れと平面
研削を行うため、案内面を高硬度で平滑にすることが出
来る。

【００１５】また請求項４に記載された方法は、前記デ
ィンプル加工が、前記平面研削加工された面を上に向け
この面に一個または複数個の同一直径の硬球を下平面に
配置した錘を複数回位置を替えて自由落下させ、衝撃力
によって面に圧痕を付加する加工である。

【００１６】請求項４の方法によれば、一個または複数
個の硬球を下平面に配置した錘を案内面に位置を変えて
自由落下させるので、ディンプル加工に際し硬球をつけ
た錘を引き上げるのみで特別の装置を用いることなくす
べり案内面に圧痕を付加して窪みをつけることが出来
る。

【００１７】また請求項５に記載された方法は、前記デ
ィンプル加工が前記平面研削加工された面に一個又は複
数個の同一直径の硬球を複数回位置を替えて押し付ける
加工である。請求項５の方法によれば、一個または複数
個の硬球を圧力流体によりすべり案内面に押し付けるの
で、圧力流体の流体圧を変更することで圧痕付加による
窪み深さを任意に調整することが出来る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面にもと
づいて説明する。図１は本発明のディンプル型すべり案
内面を形成するために用いるディンプル加工のうち硬球
をすべり案内面上に自由落下させる段取の概略説明図で
ある。尚ディンプル型すべり案内面とは潤滑用の油溜ま
りとして凹球面状の窪みを複数個所設けたすべり案内面
をいう。またディンプル加工とは面に潤滑の油溜まり用
として圧痕付加による凹球面状の窪みを形成することを
いう。

【００１９】ベース１上には基台２が案内面２ａを上に
向けてクランプされている。基台２の紙面に直角な長手
方向両側面に沿ってほぼ同一長さで基台２に対し間隔を
有して二つの直方体状の支持体３がベース１に固着され
ている。二つの支持体３の互いに向き合う内側面３ａ間
に案内されて支持体３の上面３ｂを長手方向に水平移動
可能に角柱状のガイド４が設けられている。ガイド４は
支持体３の上面で支えられて下降が規制される鍔４ａを
有し、この鍔４ａ内に支持体３の上面を長手方向に転動
するローラ５が取着されている。

【００２０】また、ガイド４には断面角状の穴４ｂが上
下に貫通して形成されている。そして穴４ｂに案内され
て錘として上下動可能に直方体状の硬球取付台６が設け
られている。硬球取付台６の下面の長方形平面６ａには
案内面２ａよりも硬い材質で同一直径の小さな硬球７が
複数個規則的に或いは不規則にそれぞれ間隔をあけて固
着されている。ガイド４の側面には、上昇位置にもたら
された硬球取付台６を支えるピン８が水平方向に出し入
れ可能に設けられている。ピン８には円周をとりまいた
状態のＶ溝８ａが間隔をあけて２個所に刻設されてい
て、ガイド４に設けられたボール当たり９と係合しピン
８の出し入れの位置を規制している。

【００２１】硬球取付台６の上面６ｂの中央位置６ｃに
はワイヤロープ１１が結合されている。中央位置６ｃの
直上位置にはガイド４上に組み付けた桁１２に滑車１３
が基台２の長手方向に平行なピン１４にて回転可能に軸
承されている。そして中央位置６ｃから直上に伸びたワ
イヤロープ１１が滑車１３にて方向を水平に変えられ、
滑車１３に隣る滑車１５及び図示しない複数の滑車を経
て所定位置に据付けられている図示しないウインチによ
り巻き取られている。

【００２２】硬球取付台６がガイド４内で上昇位置にあ
り、ピン８がガイド４内に押し込まれて硬球取付台６を
支えていて、ワイヤロープ１１は上面６ｂ上に弛まされ
ているものとする。ガイド４を支持体３上で長手方向所
定位置まで押し動かして、硬球取付台６を基台２の案内
面２ａ端部直上に位置させる。図示しないウインチを作
動させてワイヤロープ１１を引張状となし、ピン８をガ
イド４の外方に引き抜く。その後図示しないウインチを
作動させてワイヤロープ１１を弛め、硬球取付台６をガ
イド４の穴４ｂ内壁に沿って基台２の案内面２ａ上に自
由落下させる。

【００２３】硬球取付台６と硬球７の重量物の落下によ
り基台２の案内面２ａに衝撃力による硬球７の圧痕を付
加して窪みをつけるディンプル加工を行う。次いで図示
しないウインチにより硬球取付台６をガイド４内で上昇
位置に持ち上げ、ピン８をガイド４内に押し込むことに
よりピン８にて硬球取付台６を支える。図示しないウイ
ンチを作動させてワイヤロープ１１を硬球取付台６の上
面６ｂ上に弛める。ガイド４を支持体３上で長手方向に
任意の寸法規則的に或いは不規則に次の所定位置まで移
動させて基台２の案内面２ａ上に続いてのディンプル加
工を施す。この操作を繰り返して基台２の案内面２ａ全
面にディンプル加工を行う。

【００２４】図２は本発明のすべり案内面を形成するた
めに用いるディンプル加工のうち硬球をすべり案内面上
に押し付ける段取の概略説明図である。尚、図１と同一
個所には同一符号をつけて説明を省略する。

【００２５】支持体３の上面３ｂを長手方向に水平移動
可能に角柱状のガイド２１が設けられていて、断面角状
の穴２１ｂが上下に貫通して形成されている。ガイド２
１上に流体圧シリンダ２２が軸心をガイド２１の穴２１
ｂの中心線に一致させて取着されている。ガイド２１の
穴２１ｂに案内されて上下動可能に長方形状の硬球取付
台２５が設けられている。流体圧シリンダ２２にはピス
トン２３が内装されていて、ピストン２３のピストンロ
ッド２４が下方に伸び、硬球取付台２５の上面２５ｂの
中心位置に結合されている。硬球取付台２５の下面の長
方形平面２５ａには案内面２ａよりも硬い材質で同一直
径の小さな硬球７が複数個規則的に或いは不規則にそれ
ぞれ間隔をあけて固着されている。

【００２６】流体圧シリンダ２２の下室２２ａに圧力流
体を供給し、ピストン２３とともに硬球取付台２５を上
昇させる。ガイド２１を支持体３上で長手方向所定位置
まで押し動かして、硬球取付台２５を基台２の案内面２
ａ端部直上に位置させる。流体圧シリンダ２２の上室２
２ｂに圧力流体を供給し、ピストン２３とともに硬球取
付台２５をガイド２１の穴２１ｂ内壁に沿って下降させ
る。

【００２７】硬球取付台２５の下面２５ａに固着されて
いる硬球７が基台２の案内面２ａに接触するが、その後
も流体圧シリンダ２２の上室２２ｂに圧力流体を供給し
続けることにより硬球７を案内面２ａに押し付けて、案
内面２ａに硬球による圧痕を付加してディンプル加工を
施す。その後シリンダ下室２２ａに圧力流体を供給し、
ピストン２３と硬球取付台２５を上昇させる。ガイド２
１を支持体３上で長手方向に任意の寸法規則的に或いは
不規則に次の所定位置まで移動させて基台２の案内面２
ａ上に続いてのディンプル加工を施す。この操作を繰り
返して基台２の案内面２ａ全面にディンプル加工を行
う。

【００２８】尚上記二つのディンプル加工において、ガ
イド４，２１の裾４ｃ，２１ｃと基台２の案内面２ａと
の間隔を硬球７の半径より短い寸法δとし、硬球７を硬
球取付台６或いは２５に固着することなく、ガイド４，
２１の穴４ｂ，２１ｂ内にて案内面２ａ上に自由に散乱
させて、硬球取付台６を自由落下させたり、硬球取付台
２５をピストン２３により押圧させることも可能であ
る。そしてガイド４，２１を支持体３上で移動させると
きには散乱している硬球７も案内面２ａ上をともに移動
させる。

【００２９】またディンプル加工段取としては上記に錘
を自由落下させるものと、流体圧により押圧するものを
説明したが、これら以外にばね力を利用するものや、火
薬の爆発力を利用するもの或いは挟み込むもの等を用い
てもよい。

【００３０】次に上記ディンプル加工を用いた各種の加
工工程によるディンプル型すべり案内面の形成方法につ
いて説明する。 〔第１の形成方法〕案内面となる面にフライス加工等平
面切削加工を行ったあと、この切削加工された面に焼入
れ処理をする。そして焼入れされた面に平面研削加工を
行い、その後でディンプル加工を施す。この方法はディ
ンプル加工の加工精度が良好で且つ平面度を厳しく要求
されない場合に用いられる。

【００３１】〔第２の形成方法〕案内面となる面にフラ
イス加工等平面切削加工を行ったあと、この切削加工さ
れた面に焼入れ処理をする。そして焼入れされた面に平
面研削加工を行い、その後でディンプル加工を施す。こ
の工程までは第１の形成方法と同一である。そしてディ
ンプル加工精度があまり良好でなく、ディンプル加工時
に窪みの周囲にふくらみが生じた場合または平面度が厳
しく要求される場合には更にディンプル加工された案内
面に平面研削加工を行う。尚ディンプル加工を行うに際
し、最初の案内面に平面研削加工を行うときすでに平面
研削盤のテーブル上に支持体を取り付けて最初の平面研
削加工後直ちにディンプル加工を行う。その後平面研削
盤のテーブル上同一取付状態にて案内面に再度平面研削
加工を行うことも可能である。

【００３２】〔第３の形成方法〕案内面となる面にフラ
イス加工等切削加工を行ったあと、この切削加工された
面に平面研削加工を行い、その後でディンプル加工を施
す。そしてディンプル加工された面に焼入れ処理をし
て、焼入れ面に平面研削加工を行う。この方法は焼入れ
されていない面にディンプル加工を施すので、ディンプ
ル加工が容易であり、深い窪みを得る場合に適してい
る。尚ディンプル加工前の研削加工は、その前に行われ
る切削加工の精度と要求される精度によっては加工を廃
してもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明のディンプル型すべり案内面及び
その形成方法は上述のように構成されているので、次に
記載する効果を奏する。

【００３４】請求項１の案内面は、窪みがショットブラ
ストやエッチングにて形成されるような微細で不規則な
窪みではなく、潤滑用の油溜まりとしての大きさを有
し、且つ凹球面状の均一深さに形成されている。そのた
めすべり案内面全面で同一の潤滑状態とすることができ
た。また研削仕上げ案内面でありながら、きさげ仕上げ
案内面と同様に潤滑状態が良好で低い起動摩擦であり、
スクイーズ効果による必要以上の浮き上がりを防止した
すべり案内面とすることができた。

【００３５】また請求項２の方法は、すべり案内面とな
る平面に先ず平面切削加工を行ったあと焼入れ処理を行
い、焼入れ後平面研削加工を行って研削面にディンプル
加工を施して圧痕を付加し窪みを形成する。そのため量
産機種に対するすべり案内面としての焼入れ研削加工面
に簡単にきさげ仕上げ面と同様の潤滑用油溜まりとして
充分な大きさの窪みを形成させることが出来た。そして
この方法は油溜まりを目的とし、ディンプル加工で窪み
の周囲のリング状ふくらみが少ない場合や、平面度を特
に要求されないすべり案内面に好適である。また、焼入
れ等による高硬度の案内面に油溜まりを形成することが
できるので、耐久性の高い案内面とすることができる。

【００３６】また、請求項３の方法はすべり案内面とな
る面に平面切削加工を行ったあと、焼入れせずに平面研
削加工を行って研削面にディンプル加工を行うため、研
削面の硬度が低い状態でディンプル加工を行うことにな
り、ディンプル加工が容易で圧痕を付加して深い窪みを
得ることができる。そのためこの窪みに多くの油を溜め
ることが出来て、案内面をより一層早く潤滑状態にする
ことが可能になった。更にディンプル加工後焼入れと平
面研削を行うので、高い硬度で平滑なすべり案内面を得
ることが出来た。

【００３７】また請求項４の方法は、錘の下平面に一個
または複数個の硬球を配置してこの錘をすべり案内面上
に位置さを変えて自由落下させるので、ディンプル加工
に際し硬球を付けた錘を引き上げるのみで特別の装置を
用いることなくすべり案内面に圧痕を付加して窪みをつ
けることが出来る。

【００３８】また請求項５の方法は、一個又は複数個の
硬球を圧力流体によりすべり案内面に押しつけるので、
圧力流体の流体圧を変更することで圧痕付加による窪み
深さを任意に調整することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディンプル型すべり案内面を形成する
手段のうち硬球をすべり案内面上に自由落下させる段取
の概略説明図である。

【図２】本発明のディンプル型すべり案内面を形成する
手段のうち硬球をすべり案内面上に押し付ける段取の概
略説明図である。

【符号の説明】

２ａ すべり案内面 ６，２５ 硬球取付台 ７ 硬球 １１ ワイヤロープ ２２ シリンダ ２３ ピストン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潤滑用の油溜まりとして充分な大きさの
   凹球面状のほぼ均一深さの窪みを多数個所設けてなるデ
   ィンプル型すべり案内面。
2. 【請求項２】 移動体の摺動案内面用のすべり案内面を
   平面に切削加工を行ったあと切削加工された面に焼入れ
   処理をして、その後平面研削加工された面にディンプル
   加工を施すことを特徴とするディンプル型すべり案内面
   の形成方法。
3. 【請求項３】 移動体の摺動案内面用のすべり案内面を
   平面に切削加工を行ったあと、加工された面にディンプ
   ル加工を施し、このディンプル加工された面に焼入れ処
   理をして、この焼入れされた面に再度平面研削加工を行
   うことを特徴とするディンプル型すべり案内面の形成方
   法。
4. 【請求項４】 前記ディンプル加工が、前記平面研削加
   工された面を上に向けこの面に一個または複数個の同一
   直径の硬球を下平面に配置した錘を複数回位置を替えて
   自由落下させ、衝撃力によって面に圧痕を付加する加工
   である請求項２及び請求項３に記載のディンプル型すべ
   り案内面の形成方法。
5. 【請求項５】 前記ディンプル加工が前記平面研削加工
   された面に一個又は複数個の同一直径の硬球を複数回位
   置を替えて押し付ける加工である請求項２及び請求項３
   に記載のディンプル型すべり案内面の形成方法。