JP2005238442A - Slide guide device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、滑り案内装置、例えば工作機械における滑り案内装置に関する。 The present invention relates to a sliding guide device, for example, a sliding guide device in a machine tool.
従来の技術における工作機械の滑り案内装置は、ベッドのような支持体の案内面とテーブルのような移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持するようになっている。この形式の滑り案内装置では、接触部での摩擦摩耗という問題や過大な送り力が必要であると共にこの送り力の変動という問題がある。そこで、滑動面に面圧調整ポケットを設け、この面圧調整ポケットに圧油を供給することで、移動体の自重を支承して案内面と滑動面との接触面圧を軽減(摩擦力の軽減)を図っている。
上記のような工作機械のベッド(支持体)の案内面とテーブル(移動体)の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内装置においては、潤滑油の粘性による動圧効果のためテーブルにおける移動方向の前方部が浮き上がり、テーブルの姿勢が不安定になることがある。その場合、上記のように面圧調整ポケットを設けて接触面圧を軽減(摩擦力の軽減)を図ると、テーブルにおける移動方向の前方部の浮上り傾向が顕著になる。
この発明は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させた滑り案内装置において案内面と滑動面との接触面圧の軽減(摩擦力の軽減)と浮上り防止という上記の二律背反の問題の解消を目的とする。
In a sliding guide apparatus that guides and supports a lubricant in a contact state between a guide surface of a bed (support) of a machine tool and a sliding surface of a table (moving body) as described above, the lubricant Due to the dynamic pressure effect due to the viscosity of the table, the front part of the table in the moving direction may be lifted, and the table posture may become unstable. In that case, if the contact pressure is reduced (reducing frictional force) by providing the contact pressure adjusting pocket as described above, the tendency of the front portion of the table to move upward becomes remarkable.
The present invention provides a sliding guide device in which lubricating oil is interposed between a guide surface of a support and a sliding surface of a moving body, reducing contact surface pressure between the guide surface and the sliding surface (reducing frictional force) and lifting. The purpose is to solve the above-mentioned contradiction problem of prevention.
この発明の滑り案内装置は、支持体の上下・両側の案内面に潤滑油を介在させて滑動面が接触した状態の移動体を滑り案内する滑り案内装置であり、支持体の案内面に対する面圧軽減手段、移動体の滑動面の浮上抑制手段及び支持体の案内面上における移動体の移動方向に直交する方向の滑動を規制する姿勢安定手段が移動体の滑動面に設けられている。
支持体の案内面に対する面圧軽減手段は、移動体の荷重を支える支持体の上側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に面圧調整滑動面区分が少なくとも移動体の移動方向の両端部を含む2ヶ所以上に形成され、隣接の面圧調整滑動面区分間の中間域の滑動面には給油孔が開口した油溝が形成されており、面圧調整滑動面区分は滑動面となるランド部で囲繞され、所望圧力に調整された潤滑油の給油口が開口した面圧調整ポケットである。
The sliding guide device of the present invention is a sliding guide device that slides and guides a moving body in a state in which the sliding surface is in contact by interposing lubricating oil on the upper and lower and both side guide surfaces of the support, and the surface of the support with respect to the guide surface The pressure reducing means, the floating suppression means for the sliding surface of the moving body, and the posture stabilizing means for regulating the sliding in the direction perpendicular to the moving direction of the moving body on the guide surface of the support body are provided on the sliding surface of the moving body.
The surface pressure reducing means for the guide surface of the support is such that the surface pressure adjustment sliding surface section is at least at both ends in the moving direction of the moving body on the sliding surface of the moving body that is slidingly guided by the upper guide surface of the support that supports the load of the moving body. Is formed in two or more places including the section, and an oil groove with an oil supply hole is formed in the sliding surface in the middle area between adjacent surface pressure adjusting sliding surface sections. This is a surface pressure adjusting pocket which is surrounded by a land portion and is opened with a lubricating oil supply port adjusted to a desired pressure.
浮上抑制手段は、支持体の下側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に移動方向に複数形成された移動体の荷重に対向する方向の移動体の浮上りを規制する静圧ポケットであり、姿勢安定手段は、支持体の両側案内面で滑り案内される移動体の滑動面に移動方向に複数形成された移動体の移動方向及び荷重方向に直交する方向の滑動を規制する静圧ポケットである。
そして、支持体の下側・両側の案内面に対する移動体の滑動面の静圧ポケットは面圧調整滑動面区分に対応した数及び位置に形成されている。
The levitation suppression means is a static pressure pocket that regulates the lifting of the moving body in a direction opposite to the load of the moving body formed in the moving direction on the sliding surface of the moving body that is slid and guided on the lower guide surface of the support body. The posture stabilizing means is a static control that regulates sliding in a direction perpendicular to the moving direction and the load direction of the moving body formed in the moving direction on the sliding surface of the moving body that is slid and guided by the both side guide surfaces of the support. It is a pressure pocket.
And the static pressure pocket of the sliding surface of the moving body with respect to the guide surfaces on the lower side and both sides of the support body is formed in the number and position corresponding to the surface pressure adjusting sliding surface section.
外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油は面圧調整ポケットを満し、案内面と滑動面との間隙から外へ漏洩する。
移動体の滑動面の浮上抑制手段においては、別の外部の圧油供給源から供給されて流入した潤滑油が静圧ポケットを満し、滑動面と案内面との間隙を流れて外に排出される。その際、滑動面と案内面との間に静圧が作用する。
Lubricating oil supplied from an external pressure oil supply source fills the surface pressure adjusting pocket and leaks out from the gap between the guide surface and the sliding surface.
In the means for suppressing the floating of the sliding surface of the moving body, the lubricating oil supplied from another external pressure oil supply source fills the static pressure pocket and flows out through the gap between the sliding surface and the guide surface. Is done. At that time, static pressure acts between the sliding surface and the guide surface.
そして、面圧調整ポケットを満した潤滑油は、静圧ポケットの静圧及び移動体の荷重との合力の下で、移動体の滑動面が支持体の案内面に対し浮上ぎみの接触状態になるように移動体を支える。
そこで、移動体は、支持体の案内面に案内されて移動する。
The lubricating oil that fills the surface pressure adjustment pocket is in a state where the sliding surface of the moving body is in a floating contact state with the guide surface of the support body under the resultant force of the static pressure of the static pressure pocket and the load of the moving body. Support the moving body.
Therefore, the moving body moves while being guided by the guide surface of the support.
その際、移動体の移動により、面圧調整ポケットを満した潤滑油により助長された案内面と滑動面との間の潤滑油に発生する動圧効果により、移動体は浮上しようとする。浮上は、特に移動方向の先端側で顕著である。すると、静圧ポケットにおける滑動面と案内面との間の間隙が狭くなり、静圧ポケット内の圧力が上昇し、移動体を浮上方向と反対方向に押圧する力、即ち上記の動圧効果による移動体の浮上に対抗する力が働く。かくして、移動体の浮上りが抑制される。 At that time, due to the movement of the moving body, the moving body tends to float due to the dynamic pressure effect generated in the lubricating oil between the guide surface and the sliding surface assisted by the lubricating oil filling the surface pressure adjusting pocket. The levitation is particularly noticeable on the tip side in the moving direction. Then, the gap between the sliding surface and the guide surface in the static pressure pocket is narrowed, the pressure in the static pressure pocket is increased, and the force that presses the moving body in the direction opposite to the floating direction, that is, the above-described dynamic pressure effect. The force that opposes the floating of the moving body works. Thus, the floating of the moving body is suppressed.
移動体の案内面上の移動により、移動体の移動方向に直交する方向に移動体が変位しようとすると、姿勢安定手段が働く。即ち、浮上抑制手段の場合と同様に、静圧ポケットが働き、移動体の移動方向に直交する方向の変位が抑制される。 When the moving body tries to displace in the direction orthogonal to the moving direction of the moving body due to the movement of the moving body on the guide surface, the posture stabilizing means works. That is, as in the case of the levitation suppressing means, the static pressure pocket works, and the displacement in the direction orthogonal to the moving direction of the moving body is suppressed.
この発明の滑り案内装置は、支持体の案内面と移動体の滑動面との間に潤滑油を介在させて両者を接触状態で案内支持する滑り案内において、面圧調整ポケットにより接触面圧(摩擦力)が軽減され、それによって移動体の滑動における送り駆動力や摩耗の軽減が得られると共に、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
しかも、面圧調整ポケットの設置に伴う潤滑油の粘性による動圧効果のための移動体の浮上りの助長という問題も、移動体の滑動面の浮上抑制手段が備えることにより、移動体の滑動面の浮上も抑制して解決される。
The sliding guide device according to the present invention is a sliding guide in which lubricating oil is interposed between a guide surface of a support and a sliding surface of a moving body to guide and support both in a contact state. (Friction force) is reduced, thereby reducing the feed driving force and wear during sliding of the moving body, and the use of low-viscosity lubricating oil enables the fluid resistance of the lubricating oil to be reduced and high-speed feeding possible. Become.
In addition, the problem of facilitating the floating of the moving body due to the dynamic pressure effect due to the viscosity of the lubricating oil accompanying the installation of the surface pressure adjusting pocket is also included in the floating restraining means of the sliding surface of the moving body, so that the sliding of the moving body It can also be solved by suppressing surface levitation.
又、この発明の滑り案内装置は、併せて姿勢安定手段も備え、支持体の案内面上の移動体の滑動において移動体の移動方向に垂直な方向の変位(横振れ)も同様に抑制することができる。 The sliding guide device of the present invention is also provided with posture stabilizing means, and similarly suppresses displacement (lateral deflection) in the direction perpendicular to the moving direction of the moving body when the moving body slides on the guide surface of the support. be able to.
この発明の実施の形態における滑り案内装置は、例えば支持体がベッドであり、移動体がテーブルである工作機械の滑り案内装置として、図面に従って説明する。
先ず、発明の実施の形態における工作機械の滑り案内装置について説明する。なお、以下の説明における上下左右は図1における方向である。
A slip guide device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as a slide guide device for a machine tool in which, for example, a support is a bed and a moving body is a table.
First, a sliding guide device for a machine tool according to an embodiment of the invention will be described. In the following description, up, down, left, and right are directions in FIG.
図1及び図2に示すように、工作機械のベッド1は、上部両側には、リブ状に外側に突出した案内突条部2,2が移動方向(図1の紙面に垂直方向)に伸び、又上部中央には送りボールねじ3が収容される凹溝部4が移動方向に伸びている。そしてベッド1の上面を含む案内突条部2,2の上面が上側案内面2aを、案内突条部2,2の側面が側方案内面2bを、同じく下面が下側案内面2cを夫々形成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ベッド1上には、移動方向(図1の紙面に垂直方向)に滑り自在にテーブル5が載置されている。テーブル5は、ベッド1の上面、即ち上側案内面2aに載置されたテーブル上板部51と、テーブル上板部51の両側縁部下面に固着され、案内突条部2,2の側方案内面2b,2bに対向した側方案内部材52,52及び側方案内部材52,52の下面に外側部が固着され、内側部が案内突条部2,2の下側案内面2c,2cに対向した下側案内部材53,53とから構成されている。
A table 5 is placed on the
即ち、テーブル上板部51の両側縁部と側方案内部材52,52と下側案内部材53,53とは、案内突条部2,2を囲繞し、上側移動面51a,51a、側方移動面52a,52a及び下側移動面53a,53aから成る対向コ字断面の移動面を形成している。
テーブル上板部51の中央下面には、ボールねじナット6を保持したナット保持部7が形成され、ナット保持部7は、凹溝部4に突出し、ボールねじナット6は、凹溝部4に収容され、図示しない駆動機構で回転駆動される送りボールねじ3に螺合している。
That is, both side edges of the table
A
テーブル上板部51の上側移動面51aの形状は、図3に示す形状になっている。
即ち、テーブル5の両側の各上側移動面51aには、テーブル5の移動方向(図1の紙面に垂直方向)に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面8が形成され、滑動面8には、耐焼付き対策が施こされ、例えばターカイトが使用されており、潤滑性を維持するためにキサゲ面処理が施されている。
The shape of the upper moving
That is, on each of the upper moving
そして、滑動面8には、テーブル5の移動方向に垂直な方向の微小幅の排出溝9で両端が区切られた面圧調整滑動面区分11が形成され、面圧調整滑動面区分11には、周囲に適宜の幅(少なくとも静圧ポケットの場合より広い)の滑動面となるランド部12を残して長方形の凹部、即ち面圧調整ポケット13が形成されている。
The sliding
面圧調整滑動面区分11は、少なくともテーブル5の移動方向の両端部に形成され、テーブル5が長い場合には、又は重量が特に大きい場合には、両端部の他に中間部に1つ以上の適宜の数の面圧調整滑動面区分11が例えば等間隔に配列されている。そして両端部に形成された各面圧調整滑動面区分11の外側の排出溝9は図3に示すように片側が開放されてもよい。なお排出溝9の深さは、滑動面8の高さより小さく、溝底はテーブル5の上側移動面51aに達していない。
The surface pressure adjusting sliding
そして、隣接の面圧調整滑動面区分11,11間の中間域の滑動面8には必要に応じて、N字形で代表される形状の凹溝、即ち油溝14が形成されている。従って油溝14が形成されない中間域もあり得る。
図3に示されている例では、面圧調整滑動面区分11はテーブル5の移動方向の両端部に形成され、その中間域の滑動面8に油溝14が形成されている。
A concave groove, that is, an
In the example shown in FIG. 3, the surface pressure adjusting sliding
側方移動面52a及び下側移動面53aには、テーブル5の移動方向(図1の紙面に垂直方向)に適宜幅の微小高さの帯状の滑動面15,16が形成され、滑動面15,16には、移動方向に配列された適宜の形状の静圧ポケット17,18が形成されている。静圧ポケット17,18は、好ましくは面圧調整滑動面区分11に対応した数及び位置に形成されている。
On the
テーブル上板部51には、夫々別々の所望圧力に調整した潤滑油を供給する図示しない外部の圧油供給源と接続された流通孔19及び流通孔20が形成され、流通孔19及び流通孔20は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐している。
各側の流通孔19は更に分岐して、各分岐先端は、各面圧調整ポケット13の中心に開口した給油口21となっている。
The table
The flow holes 19 on each side further branch, and each branch tip is an
各側の流通孔20は、Oリング23で漏洩防止されて側方案内部材52に形成された孔部となって続き、更にOリング23で漏洩防止されて下側案内部材53に形成された孔部となって続く、そして更に側方案内部材52及び下側案内部材53で夫々更に分岐して、流通孔20の各分岐先端は、各静圧ポケット17,18の中心に絞り24,25を介して開口している。
The
テーブル上板部51には、図示しない別の所望圧力に調整した潤滑油を供給する流通孔が形成され、該流通孔は、両側の移動面に潤滑油を送るように分岐し、各分岐先端は、油溝14の中心に開口した給油口22となっている。各側において油溝14が複数の場合は、前記分岐流通孔は各側において更に分岐している。
A flow hole for supplying lubricating oil adjusted to another desired pressure (not shown) is formed in the table
先ず、図示しない外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔19を流れ、給油口21から流出した潤滑油は面圧調整ポケット13を所定油圧で満たす。そして、ランド部12とベッド1の上側案内面2aとの間から漏洩した潤滑油は排出溝9を介し、又は直接、滑動面8の外へ流出する。
又、別の流通孔の給油口22から流出した潤滑油は油溝14を満し、滑動面8とベッド1の上側案内面2aとの間を潤滑し、排出溝9を介し、又は直接、滑動面8の外へ流出する。
First, the lubricating oil supplied from an external pressure oil supply source (not shown) flows through the
Further, the lubricating oil flowing out from the
図示しない別の外部の圧油供給源から供給された潤滑油は流通孔20を流れ、絞り24,25で所定圧に減圧されて流出した潤滑油は、静圧ポケット17,18を満し、滑動面15,16と側方案内面2b,2b及び下側案内面2c,2cとの間を流れて滑動面15,16の外へ流出する。その際、滑動面15,16と側方案内面2b,2b及び下側案内面2c,2cとの間に静圧が作用する。
Lubricating oil supplied from another external pressure oil supply source (not shown) flows through the
そして、面圧調整ポケット13を満した潤滑油は、静圧ポケット18の静圧及びテーブル5の荷重との合力の下で、テーブル5の滑動面8がベッド1の上側案内面2aに対し浮上ぎみの接触状態(表面粗さの粗い部分のみでの接触)になるようにテーブル5を支える。
The lubricating oil filling the surface
そこで、テーブル5は、図示しない駆動機構で送りボールねじ3が回転駆動されると、上側移動面51a,51a、側方移動面52a,52a及び下側移動面53a,53aがベッド1の案内突条部2,2に案内されて図1の紙面に垂直方向に送られる。即ち、滑動面8は上側案内面2aを、滑動面15は側方案内面2bを、滑動面16は下側案内面2cを滑動する。
Therefore, when the
その際、給油口22から流出し、油溝14を満した潤滑油は、ベッド1の上側案内面2aとテーブル5の滑動面8との間の滑動に対する潤滑を行う。
そして、テーブル5は、面圧調整ポケット13による浮上りぎみの接触状態(表面粗さの粗い部分のみでの接触)で滑動するので、案内面・滑動面間の摩擦力が軽減されて移動する。即ち、送り駆動力や摩耗が低減する。
At that time, the lubricating oil that has flowed out of the
And since the table 5 slides in the contact state of the lift by the contact pressure adjusting pocket 13 (contact only at a portion having a rough surface roughness), the table 5 moves with reduced frictional force between the guide surface and the sliding surface. . That is, feed driving force and wear are reduced.
実際の数値例としては、図5に例示する数値において、面圧(MPa)は0〜0.05が適切である。
案内面・滑動面間の面圧が低減されるので、低粘度潤滑油の使用が可能となるため、潤滑油の流体抵抗が小さく高速送りが可能となる。
As an actual numerical example, in the numerical values illustrated in FIG. 5, the surface pressure (MPa) is appropriately 0 to 0.05.
Since the surface pressure between the guide surface and the sliding surface is reduced, it is possible to use a low-viscosity lubricating oil, so that the fluid resistance of the lubricating oil is small and high-speed feeding is possible.
テーブル5の送りにより、面圧調整ポケット13を満した潤滑油により更に助長されたベッド1の上側案内面2aとテーブル5の滑動面8との間の潤滑油に発生する動圧効果により、テーブル5は浮上しようとする。浮上は、特に送り方向の先端側で顕著である。
Due to the feeding of the table 5, the dynamic pressure effect generated in the lubricating oil between the
すると、静圧ポケット18における滑動面16と下側案内面2cとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット18内の圧力が上昇し、下側案内部材53、即ちテーブル5を下方に押し下げるように、上記の動圧効果によるテーブル5の浮上に対抗する力が働く。かくして、テーブル5の浮上りが抑制される。
その効果は、図4に例示されるように上側案内面2a・滑動面8間の同一面圧のもとでも、浮上りは可成抑制されることが判る。
Then, the gap between the sliding
As can be seen from FIG. 4, even if the effect is the same surface pressure between the
テーブル5の送りにおいて、送り方向に垂直な方向(図1における左右方向)にテーブル5の変位が生じようとした場合には、変位方向側の静圧ポケット17における滑動面15と側方案内面2bとの間の間隙が広くなり、静圧ポケット17内の圧力が下降し、変位方向反対側の静圧ポケット17における滑動面15と側方案内面2bとの間の間隙が狭くなり、静圧ポケット17内の圧力が上昇し、側方案内部材52,52、即ちテーブル5の左右方向の変位と逆方向の力が働く。かくして、テーブル5の左右方向の変位が抑制される。
In the feed of the table 5, when the displacement of the table 5 is about to occur in the direction perpendicular to the feed direction (left and right direction in FIG. 1), the sliding
1 ベッド
2 案内突条部
2a 上側案内面
2b 側方案内面
2c 下側案内面
2d 側方案内面
3 送りボールねじ
4 凹溝部
5 テーブル
51 テーブル上板部
51a 上側移動面
51b,51d 側方移動面
51c 突出部
52 側方案内部材
52a 側方移動面
53 下側案内部材
53a 下側移動面
6 ボールねじナット
7 ナット保持部
8 滑動面
9 排出溝
11 面圧調整滑動面区分
12 ランド部
13 面圧調整ポケット
14 油溝
15,16 滑動面
17,18 静圧ポケット
19,20 流通孔
21,22 給油口
23 Oリング
24,25 絞り
DESCRIPTION OF
Claims (6)
支持体の案内面に対する面圧軽減手段及び移動体の滑動面の浮上抑制手段が移動体の滑動面に設けられたことを特徴とする滑り案内装置。 In the sliding guide device that slides and guides the moving body in a state where the sliding surface is in contact with the guide surface of the support body through the lubricating oil,
A sliding guide apparatus comprising: a sliding surface of a moving body provided with a surface pressure reducing means for the guide surface of the support and a floating suppression means for the sliding surface of the moving body.
支持体の案内面に対する面圧軽減手段、移動体の滑動面の浮上抑制手段、及び支持体の案内面上における移動体の移動方向に直交する方向の滑動を規制する姿勢安定手段が移動体の滑動面に設けられたことを特徴とする滑り案内装置。 In the sliding guide device that slides and guides the moving body in a state where the sliding surface is in contact with the guide surface of the support body through the lubricating oil,
A surface pressure reducing means for the guide surface of the support, a levitation suppression means for the sliding surface of the moving body, and a posture stabilizing means for restricting the sliding of the moving body on the guide surface in the direction perpendicular to the moving direction of the moving body. A sliding guide device provided on a sliding surface.
The sliding guide according to claim 2, wherein the posture stabilizing means is a rolling linear motion bearing supported by the moving body so as to elastically contact a guide surface of the supporting body facing in a direction orthogonal to the moving direction of the moving body. apparatus.
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