JP2010169212A

JP2010169212A - 工作機械の案内装置における潤滑機構

Info

Publication number: JP2010169212A
Application number: JP2009013214A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Azusawa; 隆彦小豆澤; Kunihiko Nishio; 国彦西尾
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】工作機械の案内装置における、案内面と摺動面との潤滑油の潤滑状態を調整する潤滑機構の提供を目的とする。
【解決手段】潤滑油供給路、潤滑油溝、及び潤滑油脱圧路を一連の潤滑流路として形成し、脱圧路の開放孔を摺動面より上方に設けることで、高圧の潤滑油を多量に潤滑供給路から供給した際でも、案内面と摺動面との間に溜まった潤滑油が潤滑油溝を介して潤滑油脱圧路に流入できるため、潤滑油の動圧が下がり、摺動面側の浮き上がりや傾きを抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械の案内装置における案内面と摺動面との間の潤滑状態を調節するものである。

工作機械の案内装置は、基台の上に案内面が形成され、可動体に形成された摺動面が案内面上を摺動することで可動体を案内する。そして案内面上には、案内面と摺動面との摩擦を防止するため、潤滑油を介在させることが必要である。
従来から、潤滑油を摺動面に絶やさず、且つ万遍なく供給するために、その摺動面に潤滑油溝を刻設し、潤滑油を少しずつ溜めていくことで、潤滑油溝からあふれた潤滑油が摺動面の隙間に入り油膜を作って潤滑するという潤滑機構が用いられている。
しかしながら、近年の高速、高稼働機では、多量の油を高圧で短時間間隔で供給するため、供給口から吐出された高圧の油によって、摺動面の摺動方向全体に亘る偏りのある圧力分布が生じて可動体が傾いたり、多量の潤滑油が供給されることによって、摺動面の摺動方向全体に浮き上がり力が作用し、可動体が浮き上がってしまうという問題が生じていた。

そこで特許文献１では、摺動面のほぼ中央で、且つ潤滑油供給路が連通した潤滑油溝と異なる位置に、一端が摺動面に開口し他端が外部に開口した潤滑油脱圧路を摺動面に対して垂直に穿設し、その潤滑油脱圧路に潤滑油を逃がして動圧を緩和することで、可動体の傾きや浮上がりを抑制するという潤滑機構を採用している。

特開２００１−２８０３４３号公報

しかしながら、特許文献１の潤滑機構では、潤滑供給路と潤滑脱圧路とが連続した経路になっていないため構造が複雑になってしまうという問題がある。また、潤滑油溝のサイズを調節することは容易でないため、加工条件等に応じて潤滑油の供給量や排出量を変更した場合にその対応が困難であるという問題もある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、単純な構造で潤滑油の供給と動圧とを調整する潤滑機構を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、上面に案内面を有した支持体と、前記支持体の案内面上に載置される可動体とを備えた工作機械の案内装置において、前記支持体の案内面と、前記可動体の下面に設けられた摺動面との間に供給した潤滑油による潤滑状態を調節するための潤滑機構であって、前記可動体に穿設した潤滑油の供給孔から前記摺動面まで連通する潤滑油供給路と、前記可動体の摺動面より上方に穿設した潤滑油の開放孔から前記摺動面まで連通する潤滑油脱圧路と、前記摺動面上に刻設され、前記潤滑油供給路と前記潤滑油脱圧路とを連通させる潤滑油溝とからなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記潤滑油脱圧路の前記開放孔に、流量調整可能なオリフィスを取り付けたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、多量に高圧の潤滑油が潤滑油供給路に供給された場合でも、潤滑油が潤滑油溝から潤滑油脱圧路に流入できるため、潤滑油の動圧を減少させ、可動体の浮上がりや傾きを抑えることができる。
また、潤滑油脱圧路の開放孔が、潤滑油溝の設けられた摺動面より上方に穿設していることで、潤滑油が外に流出せずに潤滑油溝に溜まるため、潤滑油の消費量が低減される。さらに、支持体と可動体が摺動を繰り返しても、供給孔及び開放孔からはゴミなどが侵入しにくい。

請求項２に記載の発明によれば、潤滑油脱圧路の開放孔にオリフィスを取り付けることで、オリフィスの調整だけで、容易に潤滑油供給時の動圧とその脱圧との最適なバランスを取ることができる。

本発明が適用される工作機械の全体図である。案内装置における可動体の構造を示す透明図である。潤滑機構の構造を示す説明図である。潤滑機構を断面から示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる、工作機械３０の案内装置２０における潤滑機構２１を、図１〜４に基づいて説明する。

図１は、案内装置２０を備えた工作機械３０全体の説明図である。また、図２は、本実施例の案内装置２０における可動体の透視図である。なお、図１における、Ｘ・Ｙ・Ｚは直交する３軸であって、Ｘ軸方向を左右方向とし、Ｙ軸方向を上下方向とし、Ｚ軸方向を前後方向とする。
工作機械の案内装置２０は、支持体としてのベッド１及び可動体としてのサドル３から構成されている。
ベッド１上部には一対のＬ字状ガイドレール２，２が平行に延設され、ガイドレール２の上面に形成された案内面２Ａ上には、サドル３がガイドレール２，２に沿って摺動可能に載置されている。また、ガイドレール２，２間には、サーボモータ（図示せず）によって回転駆動されるボールネジ軸１６が、ガイドレール２，２と平行に回転可能に軸承されている。そして、サドル３下部に設けられたナット（図示せず）と、そのボールネジ軸１６とを螺合させることで、サーボモータを駆動すると、サドル３がガイドレール２，２に案内されて案内面２Ａ上を摺動するようになっている。

また、図２に示すように、サドル３の下面には、ガイドレール２が嵌入する２個の凹溝１５，１５が設けられているとともに、また各ガイドレール２の顎部下面に係止してサドル３の浮き上がりを阻止する裏板７が固定されている。さらに、一方のガイドレール２とそれが嵌入する凹溝１５との間には、ジブ５が介在している。

サドル３の各凹溝１５の下面には、案内面２Ａと対向する摺動面３Ａが形成されており、この案内面２Ａと摺動面３Ａとの間に潤滑油が供給される。この摺動面３Ａには、潤滑油を万遍なく行き渡らせるために、それぞれ前後２箇所に潤滑油供給路１２、潤滑油溝６、及び潤滑油脱圧路１０からなる潤滑機構２１が設けられている。図３は、潤滑機構２１を示した透視図で、図４は、その断面図である。
潤滑油供給路１２は、図４に示すように、サドル３の前側面に穿設され、図示しない潤滑油供給源に接続する潤滑油供給孔１２ａと、潤滑油供給孔１２ａから連続して水平方向に延ばした水平部１２ｂと、水平部１２ｂから連続して摺動面３Ａまで垂直方向に延ばした垂直部１２ｃとから構成され、その垂直部１２ｃの開孔は、サドル３の前面から後方のサドル全長の略３分の１に位置している。
潤滑油脱圧路１０は、サドル３の前側面に穿設された潤滑油開放孔１０ａと、潤滑油開放孔１０ａから連続して水平方向に延ばした水平部１０ｂと、水平部１０ｂから連続して摺動面３Ａまで垂直方向に延ばした垂直部１０ｃとから構成され、その垂直部１０ｃの開孔はサドル３の前面付近に位置している。
そして、潤滑油溝６は、上記潤滑油供給路１２の開孔と上記潤滑油脱圧路１０の開孔とを連結するように、摺動面３Ａ上をクランク状に刻設して形成した部分と、潤滑油溝６をそれぞれの進行方向に僅かに延設した部分とを加えて構成される。
すなわち、潤滑油供給路１２、潤滑油溝６、及び潤滑油脱圧路１０は、一連の潤滑流路として形成されている。
加えて、潤滑油開放孔１０ａには、絞りを備えたプラグ（オリフィスプラグ）１１が取り付けられており、潤滑油脱圧路１０から外部に流出する潤滑油量を制限している。

このような案内装置２０の案内面２Ａと摺動面３Ａとの間の潤滑過程を、以下に説明する。
潤滑油は、潤滑油供給源から、適宜供給孔１２ａを介して、潤滑油供給路１２の中に供給される。潤滑油供給路１２は潤滑油溝６に連通しているため、潤滑油は、次に潤滑油供給路１２から潤滑油溝６に流入する。潤滑油溝６を満たした潤滑油は、案内面２Ａと摺動面３Ａとの間に潤滑油膜を形成する。

一方、近年の潤滑油の送り速度が高速化された工作機械３０では、摺動面３Ａに供給された潤滑油は、摺動面３Ａの側方や前後から外部に多量に流出するとともに、摺動面３Ａに過剰な圧力上昇及び圧力分布の偏りが生じる。
そこで、本実施例における潤滑機構２１を採用した場合、案内面２Ａと摺動面３Ａとの間に溜まった潤滑油は、潤滑油溝６が端部において上方に延設されているため、潤滑油脱圧路１０の垂直部１０ｃに流入し、垂直部１０ｃを満たした後、開放孔１０ａから外部に排出される。さらに、開放孔１０ａには、オリフィスプラグ１１が取り付けられており、開放孔１０ａから流出する潤滑油の油量が適切に制限される。
摺動作業終了後は、開放孔１０ａのオリフィスプラグ１１を取り外し、さらに供給孔１２ａを開放した状態で洗浄用流体供給源を接続し、洗浄用流体（洗浄油やエアーなど）を流すことで、洗浄作業が終了する。

本実施例の潤滑機構２１は、潤滑油供給路１２、潤滑油溝６，及び潤滑油脱圧路１０が一連に形成され構造が単純なため、設置作業が容易である。
またこの潤滑機構２１を設置するには、潤滑油溝６の両末端から，潤滑油供給路１２及び潤滑油脱圧路１０を穿設するだけでよいため、潤滑油溝６だけを備えた案内装置２０にも適用することが出来る。
さらに、高圧で多量の潤滑油が供給された場合でも、潤滑油が潤滑油溝６から潤滑油脱圧路１０に流入することが可能なため、多量の潤滑油による浮き上がりが抑制されるし、供給された潤滑油の動圧による摺動面３Ａに亘る圧力分布の偏りも生じず、偏った圧力分布による浮き上がり力の発生が抑えられ、サドル３が傾かない。

また、潤滑油供給路１２の供給孔１２ａ及び潤滑油脱圧路１０の開放孔１０ａを摺動面３Ａより上方に設けているため、摺動面３Ａと同じ高さに設けた場合と比較して、サドル３が摺動を繰り返したとしても、外部からゴミが侵入しにくい。さらに、潤滑油は、潤滑油脱圧路１０の垂直部１０ｃに一旦貯留され、その後垂直部１０ｃから溢れたものが外部に流出するようになっているため、潤滑油の消費量を低減させることができる。
またさらに、潤滑油脱圧路１０にオリフィスプラグ１１を取り付けているため、オリフィスのサイズを調整するだけで、容易に潤滑油供給時の動圧と脱圧との最適なバランスを取ることができる。
加えて、本実施例によれば、潤滑油供給路１２と潤滑油脱圧路１０とは、潤滑油溝６を介して連通しているので、オリフィスプラグの取付部に洗浄用の流体配管を接続することで、潤滑油脱圧路１０から潤滑油供給路１２への潤滑油溝６の逆流洗浄が可能である。

以上、本発明を実施するための最良の実施の形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および設計の変更が可能である。
たとえば、本実施例では、ベッド１を支持体として用い、サドル３を可動体として用いて１組の案内装置を構成しているが、図１に示すように、サドル３の上部にガイドレールを設け、その上部に別の可動体（中台４）を載置することで、１つの工作機械３０に２組の案内装置２０を配置するようにしてもよい。
なお、本実施例では、潤滑油脱圧路１０にオリフィス１１を取り付けた場合のみを示しているが、オリフィス１１がない場合でも、潤滑油脱圧路１０の存在によって、潤滑油の動圧の減少効果は十分果たせる。

２・・ガイドレール、２Ａ・・案内面、３・・サドル、３Ａ・・摺動面、４・・中台、６・・潤滑油溝、１０・・潤滑油脱圧路、１０ａ・・開放孔、１１・・オリフィスプラグ、１２・・潤滑油供給路、１２ａ・・供給孔、２０・・案内装置、２１・・潤滑機構、３０・・工作機械。

Claims

上面に案内面を有した支持体と、前記支持体の案内面上に載置される可動体とを備えた工作機械の案内装置において、前記支持体の案内面と、前記可動体の下面に設けられた摺動面との間に供給した潤滑油による潤滑状態を調節するための潤滑機構であって、
前記可動体に穿設した潤滑油の供給孔から前記摺動面まで連通する潤滑油供給路と、
前記可動体の摺動面より上方に穿設した潤滑油の開放孔から前記摺動面まで連通する潤滑油脱圧路と、
前記摺動面上に刻設され、前記潤滑油供給路と前記潤滑油脱圧路とを連通させる潤滑油溝とからなることを特徴とする潤滑機構。
前記潤滑油脱圧路の前記開放孔に、流量調整可能なオリフィスを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑機構。