JP2016083763A - Guide mechanism of machine tool and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械の案内機構およびこれを備えた工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool guide mechanism and a machine tool including the same.
従来、工作機械には、加工対象であるワークと加工用の工具とを任意の相対位置に移動させるために、様々な移動機構が用いられる。
例えば、ワークを載置するテーブルの支持構造あるいは工具を装着するヘッドの支持構造には、三次元移動を可能とするために、X軸、Y軸、Z軸の各軸に沿った直線移動機構が採用される。また、テーブルあるいはヘッドの向きを変えるために、回転移動機構が採用される。
2. Description of the Related Art Conventionally, various moving mechanisms are used in machine tools in order to move a workpiece to be processed and a processing tool to arbitrary relative positions.
For example, a support structure for a table on which a workpiece is placed or a support structure for a head on which a tool is mounted has a linear movement mechanism along each of the X, Y, and Z axes to enable three-dimensional movement. Is adopted. Also, a rotational movement mechanism is employed to change the orientation of the table or head.
これらの移動機構は、相対移動する2部材(例えば案内部材とこれに沿って移動する移動部材)を有するとともに、これらの2部材を移動させる駆動機構と、移動方向あるいは移動軸線の精度(案内精度)を確保するための案内機構を有する。
このような案内機構では、案内精度が高いこと、つまり直線運動はなるべく直線に、回転運動はなるべく真円に、という幾何学的精度が求められる。さらに、案内機構においては、高負荷容量で、低摩擦であり、減衰性能(吸振性能)が高いことが求められる。
These moving mechanisms have two members that move relative to each other (for example, a guide member and a moving member that moves along the two members), a driving mechanism that moves these two members, and the accuracy of the moving direction or axis (guide accuracy). ) Is provided.
Such a guide mechanism is required to have a high degree of guidance accuracy, that is, a geometric accuracy that linear motion is as straight as possible and rotational motion is as true as possible. Further, the guide mechanism is required to have high load capacity, low friction, and high damping performance (vibration absorbing performance).
近年、工作機械の案内機構には、油静圧案内機構が用いられている(特許文献1)。
油静圧案内機構では、一対の摺動面のうち一方に静圧室を形成し、この静圧室に潤滑油を供給し、その静圧により他方の摺動面との間で荷重伝達を行う。つまり、一対の摺動面には潤滑油が介在するだけであり、一対の摺動面どうしは非接触状態となるので、摺動抵抗を大幅に低減できる。
In recent years, an oil hydrostatic guide mechanism has been used as a guide mechanism for machine tools (Patent Document 1).
In the hydrostatic pressure guide mechanism, a static pressure chamber is formed in one of a pair of sliding surfaces, lubricating oil is supplied to the static pressure chamber, and the load is transmitted to the other sliding surface by the static pressure. Do. That is, only the lubricating oil is present between the pair of sliding surfaces, and the pair of sliding surfaces are in a non-contact state, so that the sliding resistance can be greatly reduced.
一方、工作機械の案内機構としては、伝統的なすべり案内機構(動圧案内機構)が引き続き多用されている(特許文献2)。
すべり案内機構は、それぞれ平滑に形成された一対の摺動面の間に潤滑油を供給しつつ、各々を摺動させるものである。一対の摺動面は、潤滑油による潤滑がなされるものの、相互に固体接触が維持される。
On the other hand, a traditional slide guide mechanism (dynamic pressure guide mechanism) continues to be frequently used as a guide mechanism for machine tools (Patent Document 2).
The sliding guide mechanism slides each of the sliding guide mechanisms while supplying lubricating oil between a pair of smoothly formed sliding surfaces. The pair of sliding surfaces are maintained in solid contact with each other although they are lubricated with lubricating oil.
前述した油静圧案内機構は、静止時から移動時まで常に油膜が介在するため、高負荷荷重を支持でき、安定して低摩擦化できる。
ただし、油静圧案内機構は、油膜で浮上する構造上、減衰性能には限界がある。また、油膜を形成するための潤滑油を供給する供給装置と、潤滑油を回収する回収装置が必要である。とくに、従来の油静圧案内機構では、潤滑油を用いる関係から、空気を用いる空気静圧軸受のように外気に排出することができない。このため、静圧室に供給された潤滑油が、外周縁から案内機構の外部へ排出される構造とされる。とくに、油静圧案内機構では、排出される潤滑油の量がすべり案内に比べて膨大な量となるため、潤滑油を回収し、供給装置に戻す回収装置が必要である。従って、案内機構に付随する装置構成や配管類が複雑にならざるを得ない。
Since the oil hydrostatic guide mechanism described above always includes an oil film from a stationary state to a moving state, it can support a high load load and stably reduce the friction.
However, the hydrostatic pressure guide mechanism has a limit in damping performance due to the structure of floating with an oil film. Further, a supply device that supplies lubricating oil for forming an oil film and a recovery device that recovers the lubricating oil are required. In particular, the conventional hydrostatic pressure guide mechanism cannot discharge to the outside air like an aerostatic bearing using air because of the use of lubricating oil. For this reason, the lubricating oil supplied to the static pressure chamber is discharged from the outer peripheral edge to the outside of the guide mechanism. In particular, in the hydrostatic pressure guide mechanism, the amount of lubricating oil to be discharged is enormous compared to the sliding guide, and thus a recovery device that recovers the lubricating oil and returns it to the supply device is required. Therefore, the device configuration and piping associated with the guide mechanism must be complicated.
一方、すべり案内機構は、一対の摺動面どうしのすべり案内であるため、案内精度および減衰性能が高くできるとともに、構造的に簡素という特長がある。しかし、すべり案内機構は、負荷容量が小さく、摩擦係数が大きく、とくに起動時や低速時の摩擦係数が増大するため、動作が円滑でなくなることがあり、位置決め精度に影響することがある。 On the other hand, since the sliding guide mechanism is a sliding guide between a pair of sliding surfaces, the guiding accuracy and the damping performance can be enhanced and the structure is simple. However, the sliding guide mechanism has a small load capacity and a large friction coefficient. Particularly, since the friction coefficient increases at the time of starting or at low speed, the operation may not be smooth, which may affect the positioning accuracy.
工作機械の動作の円滑化を図るべく、その案内機構を、従来型のすべり案内機構から、低摩擦性に優れた油静圧案内機構に置換することが考えられる。
しかし、従来のすべり案内機構を、単純に油静圧案内機構に置換しても、前述のような特長の相違により、所期の性能が得られない可能性がある。
In order to make the operation of the machine tool smooth, it is conceivable to replace the guide mechanism with a hydrostatic guide mechanism with excellent low friction property instead of the conventional slide guide mechanism.
However, even if the conventional sliding guide mechanism is simply replaced with the hydrostatic guide mechanism, the expected performance may not be obtained due to the above-described difference in features.
また、従来型のすべり案内機構と油静圧案内機構との併用ということも考えられる。
しかし、従来の油静圧案内機構では、その構造上、静圧室に供給された潤滑油が、外周縁から摺動構造の外部へと排出されることになる。
従って、すべり案内機構と油静圧案内機構とを併用した場合、外部に排出された潤滑油が、回収できずに溢れ出す可能性があり、溢れ出した潤滑油がすべり案内機構に達し、好ましくない影響を及ぼす可能性がある。
It is also conceivable to use a conventional slide guide mechanism and an oil hydrostatic guide mechanism in combination.
However, in the conventional hydrostatic pressure guide mechanism, the lubricating oil supplied to the static pressure chamber is discharged from the outer peripheral edge to the outside of the sliding structure due to its structure.
Therefore, when the slide guide mechanism and the hydrostatic pressure guide mechanism are used in combination, the lubricant discharged to the outside may overflow without being collected, and the overflowed lubricant reaches the slide guide mechanism, which is preferable. There is no possibility of affecting.
本発明の目的は、高負荷で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構および工作機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a machine tool guide mechanism and a machine tool with high load, low friction, high guidance accuracy, and high damping performance.
本発明に先立って、本発明の発明者らは、潤滑油が外部へ溢れ出さない密閉式の油静圧案内機構を開発するに至った。
この密閉式の油静圧案内機構では、外周をシールして油静圧構造を密閉するとともに、従来は周囲から外部に排出していた潤滑油を全て回収して循環させる。従って、この密閉式の油静圧案内機構では、油静圧式の案内機構でありながら、潤滑油が外部へ溢れ出すことが防止できる。
Prior to the present invention, the inventors of the present invention have developed a sealed oil hydrostatic guide mechanism in which lubricating oil does not overflow to the outside.
In this sealed hydrostatic pressure guide mechanism, the outer periphery is sealed to seal the hydrostatic pressure structure, and all the lubricating oil that has been discharged to the outside from the surroundings is collected and circulated. Therefore, this sealed oil hydrostatic guide mechanism can prevent the lubricating oil from overflowing to the outside even though it is an oil hydrostatic guide mechanism.
本発明は、この密閉式の油静圧案内機構を採用することで、すべり案内機構との併設を可能とし、これにより各々の特長を兼ね合わせて、高負荷、低摩擦、高精度、高減衰性の工作機械の案内機構を実現した。
具体的に、本発明の工作機械の案内機構は、以下のような構成を備える。
By adopting this sealed hydrostatic pressure guide mechanism, the present invention can be combined with a slide guide mechanism, which combines the features of each with high load, low friction, high accuracy, and high damping. Realized a machine tool guide mechanism.
Specifically, the machine tool guide mechanism of the present invention has the following configuration.
本発明の工作機械の案内機構は、互いに相対移動する2部材を有する工作機械の案内機構であって、前記2部材の間には、油静圧案内機構およびすべり案内機構が形成され、前記油静圧案内機構は、外周がシールされた密閉式の静圧室と、前記静圧室に潤滑油を供給する供給経路とを有することを特徴とする。 The guide mechanism of the machine tool of the present invention is a guide mechanism of a machine tool having two members that move relative to each other, and an oil hydrostatic guide mechanism and a slide guide mechanism are formed between the two members, and the oil The static pressure guide mechanism includes a sealed static pressure chamber whose outer periphery is sealed, and a supply path for supplying lubricating oil to the static pressure chamber.
本発明の工作機械の案内機構において、前記油静圧案内機構は、前記静圧室から潤滑油を回収する回収経路を有する、としてもよい。 In the machine tool guide mechanism according to the present invention, the hydrostatic pressure guide mechanism may have a recovery path for recovering the lubricating oil from the static pressure chamber.
このような本発明において、油静圧案内構造では、静圧室内の潤滑油の静圧により、相対移動する2部材の間の荷重支持が行われる。油静圧案内構造としては、封入式の油静圧構造と、流通式あるいは循環式の油静圧構造と、のいずれかを用いることができる。 In the present invention, in the hydrostatic pressure guide structure, the load support between the two members that move relative to each other is performed by the hydrostatic pressure of the lubricating oil in the hydrostatic chamber. As the hydrostatic pressure guide structure, either an enclosed hydrostatic pressure structure or a flow-through or circulating hydrostatic pressure structure can be used.
封入式の油静圧構造では、静圧室には供給経路だけが接続され、回収経路は接続されない。潤滑油は、供給経路から供給され、所定の圧力で静圧室内に充填される。静圧室内の潤滑油が減った際には、供給経路から潤滑油が補充される。 In the enclosed hydrostatic pressure structure, only the supply path is connected to the static pressure chamber, and the recovery path is not connected. Lubricating oil is supplied from a supply path and filled into the static pressure chamber at a predetermined pressure. When the lubricating oil in the static pressure chamber decreases, the lubricating oil is replenished from the supply path.
流通式の油静圧構造では、静圧室に供給経路と回収経路とが接続される。潤滑油は、供給経路から供給され、静圧室内を流通しつつ静圧を発生し、静圧室から回収経路へと回収される。
流通式の油静圧構造において、回収経路から回収された潤滑油を、供給経路に再利用することで、循環式の油静圧構造とすることができる。
In the flow-type hydrostatic pressure structure, a supply path and a recovery path are connected to the static pressure chamber. Lubricating oil is supplied from the supply path, generates static pressure while circulating in the static pressure chamber, and is recovered from the static pressure chamber to the recovery path.
In the circulation type hydrostatic pressure structure, the circulation type hydrostatic pressure structure can be obtained by reusing the lubricating oil recovered from the recovery path to the supply path.
このような本発明において、油静圧案内機構は、静圧室の外周がシールされた密閉式の油静圧構造とされる。従って、本発明の油静圧案内機構においては、外周縁から外部へと潤滑油が溢れ出すことを防止し、あるいは最小限に抑制することができる。
従って、油静圧案内機構とすべり案内機構とを併設しても、油静圧案内機構から溢れ出した潤滑油が、すべり案内機構に好ましくない影響(異種の潤滑油が混合する等)を及ぼす可能性を解消できる。
In the present invention, the hydrostatic pressure guide mechanism is a hermetic hydrostatic pressure structure in which the outer periphery of the hydrostatic chamber is sealed. Therefore, in the hydrostatic pressure guide mechanism of the present invention, it is possible to prevent or minimize the overflow of the lubricating oil from the outer peripheral edge to the outside.
Therefore, even if the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism are provided together, the lubricating oil overflowing from the hydrostatic pressure guide mechanism has an undesirable effect on the slide guide mechanism (mixing of different types of lubricating oils, etc.). The possibility can be eliminated.
これにより、本発明の移動機構では、油静圧案内機構とすべり案内機構とを併設することが可能となる。そして、油静圧案内機構により高負荷容量および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構を提供することができる。 Thereby, in the moving mechanism of this invention, it becomes possible to provide an oil hydrostatic guide mechanism and a slip guide mechanism side by side. In addition, the hydrostatic pressure guide mechanism can ensure high load capacity and low friction, and the slide guide mechanism can ensure guidance accuracy and damping performance. As a result, it is possible to provide a machine tool guide mechanism with high load capacity, low friction, high guide accuracy, and high damping performance.
本発明において、供給経路および回収経路は、相対移動する2部材自体に形成された通路や、これらに接続された配管を利用することができる。これらの供給経路および回収経路には、それぞれ潤滑油を駆動するポンプ、潤滑油を貯留するタンクなどを接続することができ、その途中に潤滑油の圧力や流量などの状態を検知する計器等を設置してもよい。
なお、回収経路においては、外部から密閉される配管に限らず、外気開放された経路、例えば樋などの従来の油静圧案内機構に利用されていた回収経路を用いることもできる。
In the present invention, as the supply path and the recovery path, passages formed in the two members themselves that move relative to each other and pipes connected to them can be used. A pump for driving the lubricating oil, a tank for storing the lubricating oil, etc. can be connected to each of the supply path and the recovery path, and an instrument for detecting the state of the lubricating oil pressure or flow rate is provided along the way. May be installed.
Note that the recovery path is not limited to piping sealed from the outside, and a recovery path that has been used in a conventional hydrostatic pressure guide mechanism, such as a bag, can also be used.
本発明において、互いに相対移動する2部材としては、工作機械の案内機構を構成するレールとスライダのセットなど、移動方向に沿って延びる案内部材と、これに沿って相対移動可能な移動部材との組み合わせ等が該当する。
なお、案内部材と移動部材との移動は相対的であり、例えば移動部材が工作機械に固定的に設置され、この移動部材に対して案内部材が移動するものでもよい。
In the present invention, the two members that move relative to each other include a guide member that extends along the moving direction, such as a set of a rail and a slider that constitutes a guide mechanism of a machine tool, and a moving member that can move relative to the guide member. Combinations are applicable.
The movement of the guide member and the moving member is relative. For example, the moving member may be fixedly installed on the machine tool, and the guide member may move relative to the moving member.
本発明において、前記供給経路は、前記静圧室の外周側に潤滑油を供給し、前記回収経路は、前記静圧室の中心部から潤滑油を回収することが望ましい。
このような本発明では、供給経路からの潤滑油が静圧室の外周側に供給され、供給された潤滑油は静圧室を中心向きに流通し、静圧室の中心部に接続された回収経路から回収される。
このような潤滑油の中心回収を行うことで、油静圧案内機構としての潤滑油の流量を低減することができる。
In the present invention, it is preferable that the supply path supplies lubricating oil to an outer peripheral side of the static pressure chamber, and the recovery path recovers the lubricating oil from a central portion of the static pressure chamber.
In the present invention, the lubricating oil from the supply path is supplied to the outer peripheral side of the static pressure chamber, and the supplied lubricating oil circulates in the center of the static pressure chamber and is connected to the center of the static pressure chamber. Recovered from the recovery route.
By performing such center recovery of the lubricating oil, the flow rate of the lubricating oil as the oil hydrostatic guide mechanism can be reduced.
すなわち、従来の油静圧案内機構では、内側の静圧室(いわゆるリセス部)に所期の静圧を生じさせるために、静圧室の外周に沿って圧力保持部(いわゆるランド部)が形成される。そして、静圧室の潤滑油は、外周に沿った圧力保持部を経て外周から排出される。この際、外周に沿った圧力保持部は、その半径に比例して周長が長くなるため、圧力保持部を径方向に通過する際に所定の流速(内側の静圧室で所期の圧力が保持できる流速)を確保しようとすると、全体の流量は相当な大流量にならざるを得ない。 That is, in the conventional hydrostatic pressure guide mechanism, in order to generate a desired static pressure in the inner static pressure chamber (so-called recess portion), a pressure holding portion (so-called land portion) is provided along the outer periphery of the static pressure chamber. It is formed. And the lubricating oil of a static pressure chamber is discharged | emitted from an outer periphery through the pressure holding part along an outer periphery. At this time, since the circumference of the pressure holding portion along the outer circumference becomes longer in proportion to the radius thereof, a predetermined flow velocity (the desired pressure in the inner static pressure chamber) is passed through the pressure holding portion in the radial direction. If the flow rate that can be maintained) is to be secured, the overall flow rate must be a considerably large flow rate.
このような大流量を供給するためには、供給装置において大容量が必要であり、配管径の拡大など、装置構成の大規模化が避けられない。
これに対し、本発明では、中心回収を行うために、圧力保持部は回収用の開口周辺に形成すればよく、その周長は格段に短くて済む。このため、潤滑油の流量を大幅に低減させることができ、潤滑油の供給装置、供給経路および回収経路を小型化、簡素化することができる。
In order to supply such a large flow rate, a large capacity is required in the supply device, and an increase in the size of the device configuration, such as an increase in the pipe diameter, cannot be avoided.
On the other hand, in the present invention, in order to perform the center recovery, the pressure holding part may be formed around the recovery opening, and the circumference thereof may be much shorter. Therefore, the flow rate of the lubricating oil can be greatly reduced, and the lubricating oil supply device, the supply path, and the recovery path can be reduced in size and simplified.
本発明の工作機械の案内機構において、前記相対移動する2部材として、案内部材と前記案内部材に沿って相対移動可能な移動部材とを有し、前記案内部材は、平滑な案内面を有し、前記油静圧案内機構および前記すべり案内機構は、前記案内面との間に形成されて前記案内面を共用していることが望ましい。 In the guide mechanism of the machine tool of the present invention, the two members that move relative to each other include a guide member and a movable member that can move relative to the guide member, and the guide member has a smooth guide surface. The hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism are preferably formed between the guide surface and share the guide surface.
このような本発明では、前述した互いに相対移動する2部材の一方である移動部材に、油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造(静圧室や給油溝など)がまとめられ、2部材の他方である案内部材には案内面だけが形成されることになる。
つまり、油静圧案内機構およびすべり案内機構が、案内部材の案内面を共用するので、各機構にそれぞれ案内面を準備する構造に比べて簡略化することができ、移動機構全体として小型化することができる。
In the present invention as described above, the main structure (hydrostatic chamber, oil supply groove, etc.) of the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism is collected on the moving member that is one of the two members that move relative to each other. Only the guide surface is formed on the guide member which is the other of the members.
That is, since the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism share the guide surface of the guide member, it can be simplified compared to a structure in which each mechanism is provided with a guide surface, and the moving mechanism as a whole can be downsized. be able to.
また、油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造(静圧室や給油溝など)を、移動部材に集約させることができ、この点でも構造の簡略化が図れる。さらに、油静圧案内機構およびすべり案内機構を、案内面と対向する移動部材の表面に並べて設置することもでき、各機構による負荷分担も確実にできる。 In addition, the main structures (such as the static pressure chamber and the oil supply groove) of the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism can be integrated into the moving member, and the structure can be simplified in this respect as well. Furthermore, the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism can be installed side by side on the surface of the moving member facing the guide surface, and the load sharing by each mechanism can be ensured.
これらの案内部材および移動部材など、相対移動する2部材の長さは適宜設定すればよく、何れか一方が他方よりも長くてもよいし、同じ長さであってもよい。
本発明において、油静圧案内機構の主要な構造(油静圧構造を形成する静圧室など)およびすべり案内機構の主要な構造(給油溝など)は、基本的に何れも移動部材側に設置すればよい。ただし、これらのうち何れか一方を案内部材側に設置してもよい。
さらに、互いに相対移動する2部材としては、軸受部材とこの軸受部材に軸支されて回転する回転軸と、であってもよい。
The length of the two members that move relative to each other, such as the guide member and the moving member, may be set as appropriate, and either one may be longer than the other, or the same length.
In the present invention, the main structure of the hydrostatic pressure guide mechanism (such as the static pressure chamber forming the hydrostatic pressure structure) and the main structure of the slide guide mechanism (such as the oil supply groove) are basically located on the moving member side. Install it. However, any one of these may be installed on the guide member side.
Further, the two members that move relative to each other may be a bearing member and a rotating shaft that is pivotally supported by the bearing member and rotates.
相対移動する2部材が、軸受部材と、この軸受部材に軸支されて回転する回転軸とである場合として、例えばスラスト軸受がある。スラスト軸受では、回転軸と軸受部材との間に、軸方向のスラスト荷重を受ける摺動面が形成される。そこで、この摺動面の回転軸側を案内部材とし、摺動面を平滑な案内面として形成し、軸受部材側の摺動面に油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造を形成することができる。
同じ構成で、回転軸側に静圧案内機構、すべり案内機構を組み込むこともできる。この場合、軸受側からロータリジョイントを介して回転側に、油静圧案内機構用の潤滑油およびすべり案内機構用の潤滑油を供給する等の構成を採用することができる。
As a case where the two members that move relative to each other are a bearing member and a rotating shaft that is supported by the bearing member and rotates, there is a thrust bearing, for example. In the thrust bearing, a sliding surface that receives an axial thrust load is formed between the rotating shaft and the bearing member. Therefore, the rotating shaft side of the sliding surface is used as a guide member, the sliding surface is formed as a smooth guide surface, and the main structure of the hydrostatic pressure guide mechanism and the sliding guide mechanism is formed on the sliding surface on the bearing member side. can do.
With the same configuration, a static pressure guide mechanism and a slide guide mechanism can be incorporated on the rotating shaft side. In this case, it is possible to employ a configuration in which the lubricant for the hydrostatic pressure guide mechanism and the lubricant for the slide guide mechanism are supplied from the bearing side to the rotation side via the rotary joint.
回転軸が固定され、その周囲の軸受部材が回転する構造の場合には、固定的な回転軸の摺動面に油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造を形成し、軸受部材側の摺動面を平滑な案内面とすることができる。
なお、本発明はラジアル軸受に適用することもできる。この場合、回転軸の外周面と軸受の内周面との間に、油静圧案内機構およびすべり案内機構を曲面状に形成することになる。
In the case of a structure in which the rotating shaft is fixed and the surrounding bearing member rotates, the main structure of the hydrostatic pressure guide mechanism and the sliding guide mechanism is formed on the sliding surface of the fixed rotating shaft, and the bearing member side The sliding surface can be a smooth guide surface.
The present invention can also be applied to radial bearings. In this case, the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism are formed in a curved surface between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the bearing.
本発明の工作機械の案内機構において、前記移動部材は、前記案内面に対向する前記静圧室と、前記静圧室を包囲するシール部とを有し、前記静圧室と前記案内面とにより前記油静圧案内機構が形成されていることが望ましい。 In the guide mechanism of the machine tool of the present invention, the moving member includes the static pressure chamber facing the guide surface and a seal portion surrounding the static pressure chamber, and the static pressure chamber, the guide surface, Thus, it is desirable that the hydrostatic pressure guide mechanism is formed.
このような本発明では、潤滑油が供給経路から静圧室内に供給され、静圧室の内面と案内面との間に油膜を形成し、油静圧案内機構として、案内部材を浮上支持させることができる。
この際、静圧室内の潤滑油は、供給経路から静圧室に供給され、静圧室内において案内部材からの荷重を支持するとともに、静圧室の外周側から内側向きに移動し、中心部の回収経路から全量が回収される。
そして、静圧室の外周においては、静圧室を包囲するシール部により、潤滑油はシール部よりも外側へ漏れ出すことがなく、これにより密閉式の油静圧案内機構を形成することができる。
In the present invention as described above, the lubricating oil is supplied from the supply path into the static pressure chamber, and an oil film is formed between the inner surface of the static pressure chamber and the guide surface, and the guide member is levitated and supported as the hydrostatic pressure guide mechanism. be able to.
At this time, the lubricating oil in the static pressure chamber is supplied from the supply path to the static pressure chamber, supports the load from the guide member in the static pressure chamber, and moves inward from the outer peripheral side of the static pressure chamber to the center portion. The entire amount is recovered from the recovery route.
On the outer periphery of the static pressure chamber, the sealing portion surrounding the static pressure chamber prevents the lubricating oil from leaking outside of the seal portion, thereby forming a sealed oil hydrostatic pressure guide mechanism. it can.
このような本発明では、前述した通り、静圧室の中心部に接続された回収経路により、潤滑油の中心回収を行うことで、潤滑油の流量を低減させることができ、潤滑油の供給装置、供給経路および回収経路を小型化、簡素化することができる。 In the present invention, as described above, the flow rate of the lubricating oil can be reduced by performing the central recovery of the lubricating oil by the recovery path connected to the central portion of the static pressure chamber, and the supply of the lubricating oil The apparatus, supply path, and recovery path can be reduced in size and simplified.
本発明において、静圧室としては、移動部材の表面に凹状に形成された所定深さ(数十ミクロン程度)の凹部が利用できる。
静圧室においては、静圧室に同心円状の等圧溝を形成して静圧室を内側と外側とに区画し、内側を圧力保持部(ランド)とし、外側を静圧室本体(リセス)とすることができる。内側の圧力保持部と外側の静圧室本体とが同じ深さでも、これらより深い等圧溝を形成することで、内側の圧力保持部によって静圧室本体における圧力保持効果を生じさせることができる。これにより、静圧室本体において、潤滑油の静圧による荷重負担を行うことができ、油静圧案内構造としての機能を得ることができる。
In the present invention, as the static pressure chamber, a recess having a predetermined depth (about several tens of microns) formed in a concave shape on the surface of the moving member can be used.
In the static pressure chamber, concentric circular isobaric grooves are formed in the static pressure chamber to divide the static pressure chamber into an inner side and an outer side, the inner side serves as a pressure holding portion (land), and the outer side serves as a static pressure chamber body (recess). ). Even if the inner pressure holding portion and the outer static pressure chamber main body have the same depth, the inner pressure holding portion can cause a pressure holding effect in the static pressure chamber main body by forming a deeper isobaric groove than these. it can. Thereby, in the main body of a static pressure chamber, the load burden by the static pressure of lubricating oil can be performed, and the function as an oil hydrostatic pressure guide structure can be obtained.
静圧室の内周に、回収経路を包囲する深さの浅い圧力保持部(外側の静圧室本体より背の高いランド部)を形成することで、油静圧案内構造としての機能を得るようにしてもよい。
静圧室の平面形状は、例えば円形、楕円形あるいは長円形とすることができ、正方形や長方形などの矩形あるいは他の多角形状としてもよい。矩形や多角形とする場合も、各々の頂点は円弧状などとし、角張った部分を丸めることが望ましい。
By forming a shallow pressure holding portion (land portion taller than the outer static pressure chamber main body) that surrounds the recovery path on the inner periphery of the static pressure chamber, a function as a hydrostatic pressure guide structure is obtained. You may do it.
The planar shape of the static pressure chamber may be, for example, a circle, an ellipse, or an oval, and may be a rectangle such as a square or a rectangle, or another polygonal shape. Even in the case of a rectangle or a polygon, it is desirable that each apex has an arc shape or the like, and an angular portion is rounded.
シール部としては、静圧室の周囲に沿って形成された静圧室の深さより深いシール溝と、このシール溝内に設置された環状のシール部材との組み合わせなどが利用できる。
シール部材としては、静圧室の底面と対向する案内部材の案内面とにそれぞれ密接することでシール性を確保するものが好ましく、静圧室の深さより高さが大きなエラストマ素材による成形品などが利用できる。例えば耐油性のOリング等も利用可能であるが、静圧室内の高圧に対応できかつ潤滑油の漏出を防止できるように、適宜リップシール等を追加することも有効である。
シール部の平面形状は、静圧室の輪郭に沿った形状とすればよく、静圧室に準じた円形、矩形あるいは他の形状とすることができる。
As the seal portion, a combination of a seal groove deeper than the depth of the static pressure chamber formed along the periphery of the static pressure chamber and an annular seal member installed in the seal groove can be used.
As the sealing member, a member that ensures sealing performance by being in close contact with the bottom surface of the static pressure chamber and the guide surface of the opposing guide member is preferable, such as a molded product made of an elastomer material having a height higher than the depth of the static pressure chamber. Is available. For example, an oil-resistant O-ring or the like can be used, but it is also effective to add a lip seal or the like as appropriate so as to cope with a high pressure in the static pressure chamber and prevent leakage of the lubricating oil.
The planar shape of the seal portion may be a shape that follows the contour of the static pressure chamber, and may be a circle, a rectangle, or another shape according to the static pressure chamber.
本発明において、回収経路は、静圧室の中心部に連通されていればよく、静圧室の中心部の近傍であれば幾何学的中心でなくてもよい。
供給経路は、静圧室の回収経路よりも外周側に連通されていればよく、静圧室の外周近傍あるいはシール部のシール溝の内側などに連通させてもよい。この際、供給経路はシール溝の任意の位置に連通されていればよいが、周方向にむらができないように、シール部の複数箇所に連通させてもよい。
In the present invention, the recovery path only needs to communicate with the central portion of the static pressure chamber, and may not be the geometric center as long as it is in the vicinity of the central portion of the static pressure chamber.
The supply path only needs to communicate with the outer peripheral side of the recovery path of the static pressure chamber, and may communicate with the vicinity of the outer periphery of the static pressure chamber or the inside of the seal groove of the seal portion. At this time, the supply path only needs to be communicated with an arbitrary position of the seal groove, but the supply path may be communicated with a plurality of locations of the seal portion so as not to be uneven in the circumferential direction.
本発明の工作機械の案内機構において、前記移動部材は、前記案内面に対向する摺動面と、前記摺動面に形成された給油溝とを有し、前記摺動面と前記案内面とにより前記すべり案内機構が形成されることが望ましい。 In the guide mechanism of the machine tool of the present invention, the moving member includes a sliding surface facing the guide surface, and an oil supply groove formed on the sliding surface, and the sliding surface, the guide surface, It is desirable that the slide guide mechanism is formed by the above.
このような本発明では、案内面と摺動面とですべり案内機構が形成され、この案内面と摺動面との間には、給油溝により潤滑油を供給することができ、すべり案内機構としての摺動性能を十分に確保することができる。 In the present invention as described above, a sliding guide mechanism is formed between the guide surface and the sliding surface, and lubricating oil can be supplied between the guiding surface and the sliding surface through an oil supply groove. As a result, sufficient sliding performance can be secured.
この際、すべり案内機構の案内面と摺動面との間に供給される潤滑油は、油静圧案内機構に供給される潤滑油と同じ潤滑油であることが望ましい。
このようにすべり案内機構の潤滑油と油静圧案内機構の潤滑油とを同じものとすれば、油静圧案内機構から潤滑油の漏れ出しが生じて互いに混じることがあっても、同じ潤滑油なので問題が生じない。
At this time, it is desirable that the lubricating oil supplied between the guide surface and the sliding surface of the sliding guide mechanism is the same lubricating oil as that supplied to the hydrostatic guide mechanism.
In this way, if the lubricating oil of the sliding guide mechanism and the lubricating oil of the hydrostatic guide mechanism are the same, the same lubrication will occur even if the lubricating oil leaks from the hydrostatic guide mechanism and mixes with each other. Since it is oil, no problem occurs.
なお、本発明の工作機械の案内機構においては、油静圧案内機構の潤滑油とすべり案内機構の潤滑油が別のものであってもよい。この場合でも、基本的に油静圧案内機構は外周をシールされているため、異種の潤滑油の混合の問題を避けることができる。
例えば、外周をシールされているため、油静圧案内機構からの潤滑油の漏れ出しは僅かであり、すべり案内機構における潤滑油の混合の問題は十分許容できる。一方、油静圧案内機構は外周をシールされているため、すべり案内機構から漏れ出した潤滑油が油静圧案内機構の潤滑油に混合することが抑制される。
さらに、油静圧案内機構から油静圧用の潤滑油が漏れ出し、すべり案内機構の潤滑油に混合しても、すべり案内機構から排出される潤滑油は廃棄されることが一般的であり、問題はない。
In the guide mechanism of the machine tool of the present invention, the lubricant for the hydrostatic guide mechanism and the lubricant for the slide guide mechanism may be different. Even in this case, since the hydrostatic pressure guide mechanism is basically sealed on the outer periphery, the problem of mixing different types of lubricating oils can be avoided.
For example, since the outer periphery is sealed, the leakage of the lubricating oil from the hydrostatic pressure guide mechanism is slight, and the problem of the mixing of the lubricating oil in the sliding guide mechanism is sufficiently acceptable. On the other hand, since the outer periphery of the hydrostatic pressure guide mechanism is sealed, mixing of the lubricating oil leaking from the sliding guide mechanism with the lubricating oil of the hydrostatic pressure guide mechanism is suppressed.
Furthermore, even when the oil for hydrostatic pressure leaks from the hydrostatic pressure guide mechanism and mixes with the lubricating oil of the slide guide mechanism, the lubricating oil discharged from the slide guide mechanism is generally discarded. No problem.
このように、すべり案内機構と油静圧案内機構とで同じ潤滑油を用いることで、供給経路を一部共用することもできる。ただし、すべり案内機構への潤滑油供給は、間欠的に比較的少量であるのに対し、油静圧案内機構への潤滑油供給は、連続的かつ比較的大流量であるため、実際に共用化できる部分は、潤滑油を貯留しておくタンクおよびその周辺程度に限られる。
なお、油静圧案内機構に供給された大量の潤滑油は回収経路から回収され、例えば供給タンクに戻され、静圧室から外部に漏れ出すことを防止されるが、すべり案内機構に供給された潤滑油は、少量であるため、供給タンクに回収する等はせず、別タンクに回収して廃棄するようにしてよい。
Thus, by using the same lubricating oil in the sliding guide mechanism and the hydrostatic pressure guide mechanism, a part of the supply path can be shared. However, the supply of lubricating oil to the sliding guide mechanism is intermittently relatively small, whereas the lubricating oil supply to the hydrostatic guide mechanism is continuous and has a relatively large flow rate. The portion that can be converted is limited to the tank storing the lubricating oil and the surrounding area.
A large amount of lubricating oil supplied to the hydrostatic pressure guide mechanism is recovered from the recovery path, and returned to the supply tank, for example, to prevent leakage from the static pressure chamber to the outside, but is supplied to the slip guide mechanism. Since the amount of lubricating oil is small, it may be collected in a separate tank and discarded without being collected in the supply tank.
本発明の工作機械の案内機構において、前記すべり案内機構は、前記工作機械の内部に設置され、前記油静圧案内機構は、前記工作機械の外側に固定されていることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism of the present invention, the slide guide mechanism is installed inside the machine tool, and the hydrostatic guide mechanism is fixed to the outside of the machine tool. Guide mechanism.
このような本発明では、工作機械の2つの部分が相対移動する際には、工作機械の内部のすべり案内機構および外部の油静圧案内機構がそれぞれ有効となり、各案内機構の性能を併せた案内性能を得ることができる。
さらに、工作機械の内部のすべり案内機構および外部の油静圧案内機構が、同じ案内部材を共用するように配置することもでき、このような共用により案内機構の構造を簡略化することができ、工作機械全体として小型化することができる。
In the present invention, when the two parts of the machine tool move relative to each other, the slide guide mechanism inside the machine tool and the external hydrostatic pressure guide mechanism are effective, and the performance of each guide mechanism is combined. Guidance performance can be obtained.
Furthermore, the slide guide mechanism inside the machine tool and the external hydrostatic pressure guide mechanism can be arranged so as to share the same guide member, and the structure of the guide mechanism can be simplified by such sharing. The machine tool as a whole can be downsized.
さらに、本発明の構成は、内部にすべり案内機構を有する既存の工作機械に対し、その外部に油静圧案内機構を外付けすることで、簡単に実現できる。
そして、すべり案内機構を有する既存の工作機械に、油静圧案内機構を追加することで、油静圧すべり併用式の案内機構を簡単に実現することができ、その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構を提供することができる。
Furthermore, the configuration of the present invention can be easily realized by externally attaching an oil hydrostatic guide mechanism to an existing machine tool having a slide guide mechanism inside.
And by adding an oil hydrostatic guide mechanism to an existing machine tool having a slide guide mechanism, an oil hydrostatic slide combined type guide mechanism can be easily realized, and as a result, with a high load capacity, It is possible to provide a machine tool guide mechanism that has low friction, high guide accuracy, and high damping performance.
本発明の工作機械は、前述した本発明の工作機械の案内機構を備えていることを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の油静圧案内機構で述べた通りの効果を得ることができ、工作機械全体としての有効性を高めることができる。
A machine tool according to the present invention includes the above-described guide mechanism for the machine tool according to the present invention.
In the present invention as described above, the effects as described in the above-described hydrostatic pressure guide mechanism of the present invention can be obtained, and the effectiveness of the machine tool as a whole can be enhanced.
本発明の工作機械において、固定側部材に対して水平方向に移動可能な移動側部材を有し、前記固定側部材と前記移動側部材との間には、水平方向に延びる荷重支持用案内機構と、前記荷重支持用案内機構を中心とした傾きに対抗する傾き防止用案内機構とを有することを特徴とする工作機械。 In the machine tool of the present invention, a load-side guide mechanism having a moving side member movable in the horizontal direction relative to the fixed side member and extending in the horizontal direction between the fixed side member and the moving side member. And a tilt prevention guide mechanism that opposes the tilt centered on the load support guide mechanism.
本発明において、固定側部材とは、移動側部材を移動自在に支持するものであり、例えば工作機械のクロスバーなどである。固定側部材は必ずしも固定的に設置されたものに限らず、他の部材に対して移動自在に設置されたものを含む。また、移動側部材としては、固定側部材に対して移動自在に支持されたものであり、例えば工作機械の主軸ヘッドなどである。 In the present invention, the fixed member is a member that supports the movable member in a movable manner, and is, for example, a cross bar of a machine tool. The fixed side member is not necessarily limited to a fixed member, but includes a member that is movable relative to another member. Further, the moving side member is supported movably with respect to the fixed side member, for example, a spindle head of a machine tool.
既存の工作機械の一部では、荷重支持用案内機構により、主軸ヘッドが片持ち支持されている。このような主軸ヘッドが片持ち支持された構成においては、主軸ヘッドの重量によって支持構造に変形が生じ、主軸ヘッドに傾きや倒れが生じる。このような変形を防止あるいは補償するため、従来の工作機械では、傾き防止用案内機構が設置されている。 In some existing machine tools, the spindle head is cantilevered by a load supporting guide mechanism. In such a configuration in which the spindle head is cantilevered, the support structure is deformed by the weight of the spindle head, and the spindle head is tilted or tilted. In order to prevent or compensate for such deformation, a conventional machine tool is provided with a tilt preventing guide mechanism.
本発明では、このような傾き防止用案内機構として、前述した本発明の、油静圧案内機構およびすべり案内機構を併用した構成、あるいは、傾き防止用案内機構の一部が油静圧案内機構とされ、かつ他の部分がすべり案内機構とされた構成とすることで、各々の機能を組み合わせた構成とすることで、荷重支持を行いつつ傾き防止を図り、この際に、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高くすることができる。 In the present invention, as such a tilt preventing guide mechanism, the above-described configuration using the hydrostatic pressure guide mechanism and the sliding guide mechanism of the present invention together, or a part of the tilt preventing guide mechanism is an oil hydrostatic guide mechanism. In addition, by adopting a configuration in which other parts are configured as a slide guide mechanism, a configuration in which each function is combined can prevent inclination while performing load support, and at this time, with a high load capacity , Low friction, high guidance accuracy, and high damping performance.
本発明の工作機械の案内機構および工作機械によれば、すべり案内機構と油静圧案内機構とを併設することが可能となる。そして、油静圧案内機構により高負荷容量および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構および工作機械を提供することができる。 According to the machine tool guide mechanism and the machine tool of the present invention, the slide guide mechanism and the hydrostatic guide mechanism can be provided side by side. In addition, the hydrostatic pressure guide mechanism can ensure high load capacity and low friction, and the slide guide mechanism can ensure guidance accuracy and damping performance. As a result, it is possible to provide a machine tool guide mechanism and a machine tool with high load capacity, low friction, high guidance accuracy, and high damping performance.
〔第1実施形態〕
図1から図6には、本発明に基づく第1実施形態が示されている。
図1において、工作機械10は、X軸方向に延びる基台11を有し、基台11にはテーブル12が支持されている。基台11を挟んで両側には一対のコラム13が設置され、各々の上端にはY軸方向に延びるクロスバー14が設置されている。クロスバー14にはヘッド15が支持され、ヘッド15にはZ軸方向(鉛直方向)に延びるラム16が装着されている。
[First Embodiment]
1 to 6 show a first embodiment according to the present invention.
In FIG. 1, a
テーブル12の上面には加工対象であるワーク19が固定される。ラム16の下端には主軸17が露出しており、この主軸17には加工用のツール18が装着される。
工作機械10においては、テーブル12をX軸方向に移動させるとともに、ヘッド15をY軸方向に、ラム16をZ軸方向に、それぞれ移動させることで、ワーク19に対してツール18を三次元で相対移動させることができ、これによりワーク19に任意の形状を加工することができる。
A
In the
このような三次元加工動作を行うために、工作機械10には、テーブル12を基台11に沿って移動させるX軸移動機構21と、ヘッド15をクロスバー14に沿って移動させるY軸移動機構22と、ヘッド15に対してラム16を移動させるZ軸移動機構23と、が設置されている。
これらのX軸移動機構21、Y軸移動機構22、Z軸移動機構23は、それぞれ移動部分(基台11に対するテーブル12など)を移動可能に支持するとともに、これらを所定の移動方向へ案内する案内機構と、移動部分を外部コマンドに基づいて駆動するモータ等を含む駆動機構を備えている。
In order to perform such a three-dimensional machining operation, the
These
これらの移動機構21〜23のうち、ヘッド15とクロスバー14との間のY軸移動機構22には、Y軸方向に延びる複数の案内機構30(第1〜第6の案内機構30A〜30F、図2参照)が用いられている。
Among these moving
図2にも示すように、クロスバー14は、ヘッド15が装着される側の上部に第1のレール141を有し、下部に第2のレール142を有する。ヘッド15は、上部に下向きの第1の溝部151を有し、下部のクロスバー14側に第2の溝部152を有する。
As shown in FIG. 2, the
ヘッド15に形成された第2の溝部152は、クロスバー14の第2のレール142に係合され、Z軸方向の荷重支持が行われるとともに、X軸方向の位置が規制されている。
ヘッド15に形成された第1の溝部151は、クロスバー14の第1のレール141に係合され、X軸方向の位置規制とともに、荷重支持する第2のレール142を中心としてヘッド15が自重により傾くことを規制している。
The
The
第1の溝部151の内側には、第1のレール141をX軸方向に挟む第1および第2の移動部材31A,31Bが設置されている。これら第1および第2の移動部材31A,31Bは、第1のレール141を案内部材として、各々の間に本発明に基づく第1および第2の案内機構30A,30Bを構成する。
第2の溝部152の内側には、第2のレール142をX軸方向に挟む第3および第4の移動部材31C,31Dと、第2のレール142をZ軸方向に挟む第5および第6の移動部材31E,31Fが設置されている。これら第3〜第6の移動部材31C〜31Fは、第1のレール141を案内部材として、各々の間に本発明に基づく第3〜第6の案内機構30C〜30Fを構成する。
Inside the
Inside the
〔案内機構30〕
図3において、案内機構30(第1〜第6の案内機構30A〜30F、図2参照)は、互いに相対移動する移動部材31(移動部材31A〜31F、図2参照)および案内部材である第1および第2のレール141,142を有する。
[Guiding mechanism 30]
In FIG. 3, a guide mechanism 30 (first to
移動部材31(第1〜第6の移動部材31A〜31F)は、案内機構30の相対移動方向に延びる部材であり、第1および第2の溝部151,152に沿ってヘッド15に固定された板材あるいはヘッド15の一部を利用して形成される。
移動部材31の両端には、第1および第2のレール141,142に対向する側に一段高い部分が形成され、その表面が平滑な平滑面49および摺動面51とされている。また、移動部材31は、自身の厚み方向と直交する方向に一対の側面を有する。
The moving member 31 (first to sixth moving
At both ends of the moving
第1および第2のレール141,142は、案内機構30の相対移動方向に延びる部材であり、クロスバー14に沿って固定された別部材あるいはクロスバー14の一部を利用して形成される。
第1および第2のレール141,142は、移動部材31に対向する側の表面が、全長にわたって平滑な案内面39とされている。
The first and
The surfaces of the first and
これらの移動部材31と第1および第2のレール141,142は、移動部材31の両端の平滑面49および摺動面51が、第1および第2のレール141,142の案内面39と密接状態で配置されることで、案内機構30を構成する。
この際、平滑面49と案内面39との間には、油静圧案内機構40が形成され、摺動面51と案内面39との間には、すべり案内機構50が形成される。
The moving
At this time, the hydrostatic
これらの摺動面51および平滑面49には、全面にわたって連続して、4フッ化エチレンなどの低摩擦性材料で形成されたシートが貼られている。
なお、油静圧案内機構40の外側の平滑面49を、摺動面51より低く切り下げ、案内面39に接触しない逃げ面としてもよい。
A sheet made of a low friction material such as tetrafluoroethylene is stuck on the sliding
The
油静圧案内機構40は、詳細は後述するが、外部から供給される加圧された潤滑油により、移動部材31に対して第1および第2のレール141,142を静圧浮上支持するものである。このための潤滑油を供給および回収するために、油静圧案内機構40には潤滑油供給装置60が接続されている。
The hydrostatic
図3および図4に示すように、潤滑油供給装置60は、潤滑油を貯留するタンク61と、タンク61と油静圧案内機構40とを接続する供給配管63および回収配管64を有する。
供給配管63の途中には、通過する潤滑油を濾過するフィルタ65と、同潤滑油を加圧するポンプ62とが設置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the lubricating
In the middle of the
これにより、潤滑油供給装置60は、タンク61に貯留されている潤滑油を、供給配管63から取り出し、フィルタ65で濾過したのちポンプ62で圧送し、油静圧案内機構40へと供給することができる。また、油静圧案内機構40からの潤滑油を、回収配管64で回収し、タンク61に戻すことができる。
As a result, the lubricating
潤滑油供給装置60は、すべり案内機構50で使用される潤滑油の供給をも行う。
図3および図4において、潤滑油供給装置60は、潤滑油を貯留するタンク69と、タンク69とすべり案内機構50とを接続する供給配管66を有する。
供給配管66の途中には、通過する潤滑油を濾過するフィルタ68と、同潤滑油を適量ずつ間欠的に圧送するポンプ67とが設置されている。
The lubricating
3 and 4, the lubricating
In the middle of the
なお、すべり案内機構50に供給された潤滑油の排出経路として、移動部材31の側面の下方には、すべり案内機構50から排出された潤滑油を受ける回収樋55と、回収樋55で集められた潤滑油を貯留する廃油タンク56と、が設置される。排出経路には、適宜配管が用いられることもある。
Note that, as a discharge path for the lubricating oil supplied to the sliding
すなわち、本実施形態では、潤滑油供給装置60により、同じ種類の潤滑油が、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の両方に供給される。
ただし、すべり案内機構50での潤滑油の使用量は、油静圧案内機構40よりも十分に少なく、かつ供給が間欠的である。このような供給条件の相違に対応するために、すべり案内機構50への潤滑油供給経路と、油静圧案内機構40への潤滑油供給経路とは、完全に別系統とされている。
以下、本実施形態の油静圧案内機構40およびすべり案内機構50について説明する。
That is, in the present embodiment, the same type of lubricating oil is supplied to both the hydrostatic
However, the amount of lubricating oil used in the sliding
Hereinafter, the hydrostatic
〔油静圧案内機構40〕
図4および図5にも示すように、本実施形態において、油静圧案内機構40の平滑面49とすべり案内機構50の摺動面51とは連続した平面である。
すなわち、すべり案内機構50が形成される摺動面51の延長部分に、静圧室41などの構造を形成し、案内部材である第1および第2のレール141,142を対向させて案内面39で覆うことで、油静圧案内機構40が形成される。
[Hydrostatic pressure guide mechanism 40]
As shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the
That is, a structure such as a
図4において、油静圧案内機構40は、平滑面49に凹状に形成された円形の静圧室41と、その周囲を環状に連続して包囲するシール部42とを有する。
静圧室41は、図3および図5では凹部として表されているが、案内機構30として組み立てられた際に、第1および第2のレール141,142の案内面39によって覆われて閉じた空間となる。
4, the hydrostatic
The
シール部42の一部には、供給経路43の連通孔431が連通されている。
供給経路43には、前述した潤滑油供給装置60の供給配管63が接続され、この供給配管63を通して、加圧された潤滑油が静圧室41内に供給される。
A
The
静圧室41の中心には、回収経路44の連通孔441が連通されている。
回収経路44には、前述した潤滑油供給装置60の回収配管64が接続され、この回収配管64を通して静圧室41からの潤滑油が回収される。
A
The
図5にも示すように、静圧室41の底面には、中央に前述した回収経路44の連通孔441が連通されているとともに、その開口と同心で環状溝411が形成されている。
静圧室41の底面は、環状溝411を境に、内側部分412と、外側部分413とに区画されている。外側部分413の一部には、環状溝411からシール部42に至る径方向の連通溝414が形成されている。
As shown in FIG. 5, the bottom surface of the
The bottom surface of the
シール部42は、静圧室41の外周に沿って環状のシール溝421を有し、このシール溝421には耐油ゴム等のエラストマ成型品によるシール部材422が配置されている。シール溝421の一部には、シール部材422よりも内側(静圧室41側)に、供給経路43の連通孔431が連通されている。
The
このような油静圧案内機構40では、加圧された潤滑油が、供給経路43から供給され、シール溝421から静圧室41内に流入し、静圧室41内を外側部分413から内側部分412へと移動し、連通孔441から回収経路44へと回収される。
この際、静圧室41内の潤滑油は、その静圧により案内面39を浮上支持し、これにより油静圧案内機構40としての機能が得られる。
一方、静圧室41内の潤滑油は、回収経路44から全量回収される。さらに、静圧室41の周囲がシール部42でシールされているため、潤滑油が外部に漏れ出すことが防止される。
In such an oil
At this time, the lubricating oil in the
On the other hand, the entire amount of the lubricating oil in the
本実施形態において、静圧室41の厚み(内側部分412と案内面39との間隔)、つまり平滑面49に対する凹みの深さは、シール溝421や環状溝411に比べてごく浅く(数十ミクロン程度)形成されている。
さらに、内側部分412と外側部分413とは、同じ高さに設定されている。つまり、内側部分412における静圧室41の深さ(平滑面49に対する)は、外側部分413における深さと同じである。
In the present embodiment, the thickness of the static pressure chamber 41 (the distance between the
Furthermore, the
従って、案内機構30として組み立てられた状態では、静圧室41の外側部分413における厚み(外側部分413と案内面39との間隔)と、静圧室41の内側部分412における厚み(内側部分412と案内面39との間隔)とが同じとされている。
ただし、内側部分412と外側部分413との間には、環状溝411が形成され、この環状溝411は連通溝414でシール溝421に連通されている。このため、外側部分413においては、連通孔431を通して供給される供給経路43からの潤滑油の圧力と同一の圧力に保持される。
Therefore, in the assembled state as the
However, an
このような設定により、静圧室41の外側部分413から内側部分412へと潤滑油が流れた際には、内側部分412がランド部または圧力保持部として作用する。
つまり、内側部分412の外側(環状溝411に面した領域)では、外側部分413と同じ圧力であるが、内側に向けて流れるに従って漸次圧力が下がり、回収経路44の連通孔441に至ると大気圧程度となる。
With this setting, when lubricating oil flows from the
In other words, the pressure on the outside of the inner portion 412 (the region facing the annular groove 411) is the same as that on the
このように、内側部分412がランド部または圧力保持部として作用することで、リセス部または静圧室本体である外側部分413に荷重支持用の静圧を確保することができる。
さらに、静圧室41内の潤滑油による静圧支持が、外周側にあって静圧室41のうち主に面積が大きい外側部分413で行われることになり、受圧領域面積を拡大できるとともに、流入したての高圧の潤滑油による効率的な静圧支持を行うことができる。
As described above, the
Furthermore, the static pressure support by the lubricating oil in the
〔すべり案内機構50〕
図4において、すべり案内機構50は、平滑な摺動面51を有する。摺動面51には、縦横に連続した給油溝52が形成されている。
図6にも示すように、給油溝52には給油経路53が連通され、給油経路53には、前述した潤滑油供給装置60の供給配管66が接続されている。
[Slip guide mechanism 50]
In FIG. 4, the sliding
As shown also in FIG. 6, an
すべり案内機構50では、摺動面51と案内面39とを接触させることで、案内部材である第1および第2のレール141,142を支持するとともに、摺動面51と案内面39との摺動により相対移動を許容する。
ここで、すべり案内機構50では、給油経路53に供給された潤滑油が、給油溝52により摺動面51の各部へと拡散されることで、摺動面51と案内面39との間の摺動抵抗および摩耗を軽減することができる。
In the sliding
Here, in the sliding
本実施形態のすべり案内機構50では、案内面39と摺動面51との間に供給される潤滑油は、油静圧案内機構40に供給される潤滑油と同じ潤滑油である。このため、油静圧案内機構40から潤滑油の漏れ出しが生じて互いに混じることがあっても、同じ潤滑油なので問題が生じない。
また、すべり案内機構50と油静圧案内機構40とで同じ潤滑油を用いるため、別体のタンク61,69ではなく、同じタンクを共用することもできる。
In the sliding
Further, since the same lubricating oil is used in the sliding
〔第1実施形態の効果〕
以上に述べた第1実施形態によれば、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の説明で個々に述べた効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態において、油静圧案内機構40は密閉式の油静圧案内機構であり、外周をシール部42でシールされるとともに、潤滑油は供給経路43から供給され、回収経路44から回収され、タンク61に循環される。
[Effects of First Embodiment]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects individually described in the description of the hydrostatic
In the present embodiment, the hydrostatic
従って、油静圧案内機構40においては、外周縁から外部へと潤滑油が溢れ出すことを防止し、あるいは最小限に抑制することができる。
さらに、油静圧案内機構40とすべり案内機構50とを併設しても、油静圧案内機構40から溢れ出した潤滑油が、すべり案内機構50に好ましくない影響を及ぼす可能性を解消できる。
Therefore, in the hydrostatic
Furthermore, even if the hydrostatic
そして、油静圧案内機構40により高負荷加重および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構50により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構30を提供することができる。
The hydrostatic
本実施形態では、前述した互いに相対移動する2部材の一方である移動部材31に、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の主要な構造(静圧室41や給油溝52など)がまとめられ、2部材の他方である第1および第2のレール141,142には案内面39だけが形成されている。
つまり、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50が、案内部材である第1および第2のレール141,142の案内面39を共用するので、各機構にそれぞれ案内面を準備する構造に比べて簡略化することができ、案内機構30全体として小型化することができる。
In the present embodiment, the main structure (
That is, since the hydrostatic
また、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の主要な構造(静圧室41や給油溝52など)を、移動部材31に集約させることができ、この点でも構造の簡略化が図れる。さらに、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50を、案内面39と対向する移動部材31の表面に並べて設置するため、各機構による負荷分担も確実にできる。
In addition, the main structures (such as the
〔第2実施形態〕
図7および図8には、本発明に基づく第2実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第1実施形態と同様な工作機械10に、本発明に基づく案内機構30を設置したものである。
本実施形態において、工作機械10、案内機構30、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の基本構成は共通であり、重複する説明は省略するとともに、相違する構成について、以下に説明する。
[Second Embodiment]
7 and 8 show a second embodiment according to the present invention.
In the present embodiment, a
In the present embodiment, the basic configuration of the
前述した第1実施形態では、油静圧案内機構40の静圧室41が、環状溝411、内側部分412、外側部分413、連通溝414を有していた。そして、内側部分412および外側部分413が同じ深さでありながら、環状溝411および連通溝414がシール溝421に連通されることで、内側部分412が圧力保持部(ランド部)として機能し、外側部分413が静圧室本体(リセス部)として機能するようにしていた。
In the first embodiment described above, the
本実施形態においては、環状溝411および連通溝414を省略し、外側部分413の深さを内側部分412よりも深く形成することにより、実際に内側部分412をランド(圧力保持部)とし、かつ外側部分413をリセス(静圧室本体)としている。
なお、本実施形態において、内側部分412の深さは前述した第1実施形態と同様な数十ミクロン程度であり、外側部分413の深さは、内側部分412よりも深い。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the depth of the
前述した第1実施形態では、潤滑油供給装置60として、油静圧案内機構40に潤滑油を供給する経路および排出された潤滑油を回収する経路を設けるとともに、これとは別個に、すべり案内機構50に潤滑油を供給する経路を設けていた。
これに対し、本実施形態では、タンク61が共用され、油静圧案内機構40への供給配管63およびすべり案内機構50への供給配管66は同じタンク61に接続されている。
In the first embodiment described above, the lubricating
On the other hand, in the present embodiment, the
このような本実施形態によれば、工作機械10、案内機構30、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50の基本構成が前述した第1実施形態と共通であるため、これらによる効果は同様に得られる。
According to the present embodiment, since the basic configurations of the
さらに、本実施形態では、環状溝411および連通溝414が省略されているが、内側部分412および外側部分413の深さ設定により、前述した第1実施形態と同様に静圧荷重支持を行うことができ、油静圧案内機構40としての機能を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、潤滑油供給装置60では、油静圧案内機構40への潤滑油供給およびすべり案内機構50への潤滑油供給に同じタンク61を用いることで、装置構成を簡略化できる。このような場合でも、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50で用いる潤滑油が同一であるため、機能的に不都合は生じない。
Further, in the lubricating
〔第3実施形態〕
図9および図10には、本発明に基づく第3実施形態が示されている。
前述した第1実施形態および第2実施形態では、移動部材31の両端の表面に連続して摺動面51および平滑面49を設け、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50を隣接して設置していた。
これに対し、本実施形態では、油静圧案内機構40およびすべり案内機構50が別体の部材に形成されている。
[Third Embodiment]
9 and 10 show a third embodiment according to the present invention.
In the first embodiment and the second embodiment described above, the sliding
On the other hand, in this embodiment, the hydrostatic
図9および図10に示すように、本実施形態では、移動部材31にはすべり案内機構50が形成されているが、油静圧案内機構40は形成されていない。
一方、移動部材31の両端には、ブロック状の補助移動部材48が設置され、この補助移動部材48に油静圧案内機構40が形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, in the present embodiment, the sliding
On the other hand, block-shaped
補助移動部材48は、移動部材31が設置された主軸ヘッド15(図2参照)の外面に設置され、主軸ヘッド15のフレームに強固に支持されている。
補助移動部材48の平滑面49は、移動部材31の摺動面51と同一面に配置されている。
補助移動部材48の平滑面49には静圧室41、シール部42が形成され、補助移動部材48の内部には供給経路43および回収経路44が形成されている。
これらの静圧室41、シール部42、供給経路43および回収経路44により、第1実施形態あるいは第2実施形態と同様な油静圧案内機構40が形成されている。
The auxiliary moving
The
A
The hydrostatic
このような本実施形態によれば、移動部材31に形成されたすべり案内機構50と補助移動部材48に油静圧案内機構40とが隣接して配置され、これらの油静圧案内機構40およびすべり案内機構50がともに案内部材である第1および第2のレール141,142の案内面39に対して案内されることで、前述した第1実施形態および第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
According to this embodiment, the hydrostatic
さらに、本実施形態においては、油静圧案内機構40が、移動部材31とは別体の補助移動部材48に形成される。このため、すべり案内機構50だけが移動部材31に形成された既存の工作機械に、油静圧案内機構40を有する補助移動部材48を追加的に設置(いわゆるレトロフィット)することで、本発明を容易に実施することができる。そして、既存の工作機械を活用することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the hydrostatic
〔第4実施形態〕
図11および図12には、本発明に基づく第4実施形態が示されている。
図11において、本実施形態の工作機械10Sは、第1実施形態の工作機械10(図1参照)と同様に、主軸ヘッド15の上部に第1の溝部151Sを有し、第1の溝部151Sはクロスバー14の第1のレール141Sに係合されている。また、主軸ヘッド15の下部に第2の溝部152を有し、第2の溝部152はクロスバー14の第2のレール142に係合されている。
[Fourth Embodiment]
11 and 12 show a fourth embodiment based on the present invention.
In FIG. 11, the
図12において、第2の溝部152と第2のレール142との間には、荷重支持用の案内機構30T(案内機構30CT,30DT,30ET,30FT)が設置されている。
荷重支持用の案内機構30T(案内機構30CT,30DT,30ET,30FT)は、前述した第1実施形態の案内機構30(案内機構30C,30D,30E,30F)と同様な配置とされている。
In FIG. 12, a load supporting
The load supporting
ただし、第1実施形態の案内機構30においては、案内機構30C,30D,30E,30Fが、それぞれの移動部材31C,31D,31E,31Fに、それぞれ油静圧案内機構40およびすべり案内機構50を備えていた。
これに対し、本実施形態の案内機構30Tにおいては、案内機構30CT,30DT,30ET,30FTが、それぞれの移動部材31CT,31DT,31ET,31FTに、すべり案内機構50のみを備えている。
However, in the
On the other hand, in the
つまり、本実施形態においては、荷重支持用の案内機構30Tに油静圧案内機構40が用いられていない。
このようなすべり案内機構50のみを備えた移動部材31CT,31DT,31ET,31FTとしては、前述した第3実施形態における移動部材31(図9参照)と同様な構成とすればよい。
That is, in the present embodiment, the hydrostatic
The moving members 31CT, 31DT, 31ET, and 31FT having only such a sliding
一方、第1の溝部151Sと第1のレール141Sとの間には、主軸ヘッド15の傾き防止用の案内機構30Sが設置されている。
On the other hand, a
第1のレール141Sには、案内面39Sが斜めに形成され、第1の溝部151Sの内側には案内面39Sと対向して移動部材31Sが設置されている。これらの案内面39Sおよび移動部材31Sにより、案内機構30Sが形成されている。
本実施形態において、案内機構30Sは、移動部材31Sに油静圧案内機構40のみを有する。
A
In the present embodiment, the
主軸ヘッド15と第1のレール141Sとの間には、案内機構30Sに付属する案内機構30ASが形成されている。この案内機構30ASは、前述した第1実施形態の案内機構30Aと同様の配置とされ、垂直な案内面39Aに摺動する移動部材31ASを有する。
ただし、第1実施形態の案内機構30Aが、移動部材31Aに油静圧案内機構40およびすべり案内機構50を備えていたのに対し、本実施形態の案内機構30ASでは、移動部材31ASにはすべり案内機構50のみを備えている。
A guide mechanism 30AS attached to the
However, while the
このような本実施形態によれば、主軸ヘッド15の下部において、案内機構30Tにより主軸ヘッド15の自重をクロスバー14で支持することができる。また、主軸ヘッド15の上部において傾斜配置された案内機構30Sを有するため、この案内機構30Sにより主軸ヘッド15の自重による傾きモーメントを負担することができ、主軸ヘッド15の傾きを防止することができる。
According to this embodiment, the weight of the
この際、傾き防止用の案内機構30Sは、案内面39Sおよび移動部材31Sの間が油静圧案内機構40とされているため、高負荷荷重とすることができる。一方、荷重支持用の案内機構30Tおよび案内機構30ASにはすべり案内機構50を用いるとしたので、従来の機構を転用することができる。
At this time, the
なお、傾き防止用の案内機構30Sに用いる、油静圧案内機構40のみを有する移動部材31Sとしては、次のような構成とすることができる。
図13において、移動部材31Sは、両側の一段高い部分の表面が平滑面49とされ、それぞれには油静圧案内機構40が2セット形成されている。
油静圧案内機構40の各々の構成は、第1実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
このような案内機構30Sでは、移動部材31Sに計4セットの油静圧案内機構40を有し、案内部材である第1のレール141Sとの間で大荷重を負担することができる。
The moving
In FIG. 13, the moving
Each structure of the hydrostatic
In such a
〔他の実施形態〕
なお、本発明は、前述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形等は本発明に含まれる。
例えば、各部に設置する油静圧案内機構40の数や配置、寸法などは、実施にあたって適宜設定することができる。例えば、ひとつの案内機構30に、複数の油静圧案内機構40を並列配置してもよい。
[Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to the structure of each embodiment mentioned above, The deformation | transformation etc. in the range which can achieve the objective of this invention are included in this invention.
For example, the number, arrangement, dimensions, and the like of the hydrostatic
前記第4実施形態では、傾き防止用の案内機構30S(移動部材31S)が油静圧案内機構40のみを有し、荷重支持用の案内機構30Tおよび案内機構30ASがすべり案内機構50のみを有するとしたが、各々が油静圧案内機構40とすべり案内機構50とを併用するものであってもよい。
In the fourth embodiment, the tilt preventing
前記各実施形態では、潤滑油供給装置60として、油静圧案内機構40に潤滑油を供給する経路および排出された潤滑油を回収する経路を設けるとともに、すべり案内機構50に潤滑油を供給する経路を設けていた。
ただし、すべり案内機構50として潤滑油の供給が必要なければ、このようなすべり案内機構50への給油機能を省略してもよい。例えば、油静圧案内機構40から漏れ出す潤滑油の量が、すべり案内機構50で必要な潤滑油量に相当する場合、油静圧案内機構40のシール部42の一部から潤滑油を流出させ、これをすべり案内機構50に供給するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the lubricating
However, if it is not necessary to supply lubricating oil as the sliding
すべり案内機構50は、潤滑用および摩耗防止用に油静圧案内機構40と同じ潤滑油を用いるものに限らず、他の油脂類を利用し、あるいは摺動面51に固体潤滑材料を用いるものであってもよい。このような場合でも、シール部42により油静圧案内機構40からの潤滑油の漏出を防止できるため、漏出した潤滑油によりすべり案内機構50に不都合が生じることはない。
The sliding
前述した各実施形態では、案内部材である第1および第2のレール141,142に案内面39を設け、この案内面39を移動部材31の油静圧案内機構40およびすべり案内機構50で共用した。しかし、案内面39の共用は本発明に必須ではなく、案内部材に2列の案内面39を設け、それぞれを油静圧案内機構40用およびすべり案内機構50用として用いてもよい。
In each of the embodiments described above, the
あるいは、移動部材31に油静圧案内機構40およびすべり案内機構50をまとめることは必須ではなく、例えば、移動部材31に油静圧案内機構40と案内面(すべり案内用)とを設け、案内部材(前述した各実施形態の第1および第2のレール141,142)にすべり案内機構50と案内面(油静圧案内用)とを設けるようにしてもよい。
Alternatively, it is not essential to arrange the hydrostatic
前述した各実施形態の油静圧案内機構40では、供給経路43から静圧室41へと潤滑油を供給し、静圧室41から排出された潤滑油を回収経路44から回収し、タンク61に戻す循環式の油静圧構造を採用した。ただし、循環式に限らず、単なる流通式の油静圧構造としてもよい。例えば、回収経路44から回収した潤滑油をタンク61に戻さず、供給経路43から静圧室41に潤滑油を供給し、静圧室41で静圧を発生させた後、回収経路44で回収するだけとしてもよい。
In the above-described hydrostatic
さらに、油静圧案内機構40としては、静圧室41に貯められた潤滑油の静圧を利用する封入式の油静圧構造としてもよい。この場合でも、静圧室41内の潤滑油の量および圧力を所定値に維持するために、供給経路43は設置することが必要であるが、回収経路44については省略することができる。
Further, the hydrostatic
前述した各実施形態では、一対のコラム13とクロスバー14による門型の支持構造を有する工作機械10において、クロスバー14とヘッド15とを相対移動させるY軸移動機構22に本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明はこのような部位に限定されるものではなく、工作機械10の他の相対移動部分、例えばヘッド15とラム16とを相対移動させるZ軸移動機構23の案内機構、あるいは基台11とテーブル12とを相対移動させるX軸移動機構21の案内機構に適用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to the Y-
前述した図1において、X軸移動機構21としては、基台11の上面にテーブル12の荷重を主に受ける一対の案内機構を設け、これらの案内機構の間の凹状部分の垂直な内壁面に、基台11に対するテーブル12の移動方向を規制する案内機構を設けることがある。
図14に示すように、荷重支持用の案内機構30Wは、テーブル12の下面に案内部材31Wを有し、この案内部材31Wは、基台11の上面を案内面39Wとしている。また、移動方向規制用の案内機構30Gは、テーブル12の下面に形成された凸部の両側に一対の案内部材31Gを有し、これらの案内部材31Gは、基台11に形成された凹溝の一対の内側面を案内面39Gとしている。
In FIG. 1 described above, as the
As shown in FIG. 14, the load supporting
このうち、荷重受け用の案内機構30Wは、テーブル12の重量と加工するワーク19(図1参照)の重量を受ける程度であるので、すべり案内機構50を用いることができる。
一方、移動方向規制用の案内機構30Gは、前述したテーブル12やワーク19の重量に比べてずっと大きな切削力を水平方向に受けることがあり、すべり案内機構50では許容面圧を超えてしまう。このため、移動方向規制用の案内機構30Gには、油静圧案内機構40を用いることにより、高負荷への対応が可能となる。
このように、荷重受け用の案内機構30Wあるいは移動方向規制用の案内機構30Gなど、各部案内機構の要求条件に応じて油静圧案内機構40およびすべり案内機構50を使い分けるようにしてもよい。
Of these, the load receiving
On the other hand, the
In this way, the hydrostatic
本発明は、前述したような直線移動に限らず、例えばロータリーテーブルの回転支持機構など、回転する部分の案内機構に適用してもよい。
本発明が適用される工作機械は、前述した工作機械10に限らず、本発明は、相対移動する2部材を有する様々な工作機械に適用することができる。
The present invention is not limited to the linear movement as described above, and may be applied to a rotating portion guide mechanism such as a rotary support mechanism of a rotary table.
The machine tool to which the present invention is applied is not limited to the
本発明は、加工対象であるワークと加工用の工具とを任意の相対位置に移動させる様々な工作機械の案内機構および工作機械に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for various machine tool guide mechanisms and machine tools that move a workpiece to be machined and a machining tool to arbitrary relative positions.
10…工作機械、11…基台、12…テーブル、13…コラム、14…クロスバー、141,142…案内部材である第1および第2のレール、15…ヘッド、151,152…溝部、16…ラム、17…主軸、18…ツール、19…ワーク、21…X軸移動機構、22…Y軸移動機構、23…Z軸移動機構、30,30A〜30F,30S,30AS,30CT〜30FT,30G,30W…案内機構、31,31A〜31F,31S,31AS,31CT〜31FT,31G,31W…移動部材、39,39A〜39F,39S,39CT〜39FT,39G,39W…案内面、40…油静圧案内機構、41…静圧室、411…環状溝、412…内側部分、413…外側部分、414…連通溝、42…シール部、421…シール溝、422…シール部材、43…供給経路、431…連通孔、44…回収経路、441…連通孔、48…補助移動部材、49…平滑面、50…すべり案内機構、51…摺動面、52…給油溝、53…給油経路、55…回収樋、56…廃油タンク、60…潤滑油供給装置、61,69…タンク、62…ポンプ、63,66…供給配管、64…回収配管、65,68…フィルタ、67…ポンプ。
DESCRIPTION OF
本発明の工作機械の案内機構において、前記すべり案内機構は、前記工作機械の内部に設置され、前記油静圧案内機構は、前記すべり案内機構の両端に固定されていることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to the present invention, the slide guide mechanism is installed inside the machine tool, and the hydrostatic guide mechanism is fixed to both ends of the slide guide mechanism. Machine guide mechanism.
このような本発明では、工作機械の2つの部分が相対移動する際には、工作機械の内部のすべり案内機構およびその両端の油静圧案内機構がそれぞれ有効となり、各案内機構の性能を併せた案内性能を得ることができる。
さらに、工作機械の内部のすべり案内機構およびその両端の油静圧案内機構が、同じ案内部材を共用するように配置することもでき、このような共用により案内機構の構造を簡略化することができ、工作機械全体として小型化することができる。
In the present invention, when the two parts of the machine tool move relative to each other, the slide guide mechanism inside the machine tool and the hydrostatic pressure guide mechanisms at both ends thereof are effective, and the performance of each guide mechanism is combined. Guidance performance can be obtained.
Furthermore, the sliding guide mechanism inside the machine tool and the hydrostatic pressure guide mechanisms at both ends thereof can be arranged so as to share the same guide member, and this sharing can simplify the structure of the guide mechanism. And the machine tool as a whole can be downsized.
さらに、本発明の構成は、内部にすべり案内機構を有する既存の工作機械に対し、その両端に油静圧案内機構を外付けすることで、簡単に実現できる。
そして、すべり案内機構を有する既存の工作機械に、油静圧案内機構を追加することで、油静圧すべり併用式の案内機構を簡単に実現することができ、その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構を提供することができる。
Furthermore, the configuration of the present invention can be easily realized by externally attaching an oil hydrostatic guide mechanism to both ends of an existing machine tool having a slide guide mechanism inside.
And by adding an oil hydrostatic guide mechanism to an existing machine tool having a slide guide mechanism, an oil hydrostatic slide combined type guide mechanism can be easily realized, and as a result, with a high load capacity, It is possible to provide a machine tool guide mechanism that has low friction, high guide accuracy, and high damping performance.
Claims (9)
前記2部材の間には、油静圧案内機構およびすべり案内機構が形成され、
前記油静圧案内機構は、外周をシールされた静圧室と、前記静圧室に潤滑油を供給する供給経路と、を有することを特徴とする工作機械の案内機構。 A machine tool guide mechanism having two members that move relative to each other,
An oil hydrostatic guide mechanism and a slide guide mechanism are formed between the two members,
The oil hydrostatic guide mechanism has a static pressure chamber whose outer periphery is sealed, and a supply path for supplying lubricating oil to the static pressure chamber.
前記油静圧案内機構は、前記静圧室から潤滑油を回収する回収経路を有することを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to claim 1,
The oil hydrostatic guide mechanism has a recovery path for recovering lubricating oil from the static pressure chamber.
前記供給経路は、前記静圧室の外周側に潤滑油を供給し、
前記回収経路は、前記静圧室の中心部から潤滑油を回収することを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to claim 2,
The supply path supplies lubricating oil to the outer peripheral side of the static pressure chamber,
A guide mechanism for a machine tool, wherein the recovery path recovers lubricating oil from a central portion of the static pressure chamber.
前記相対移動する2部材として、案内部材と前記案内部材に沿って相対移動可能な移動部材とを有し、
前記案内部材は、平滑な案内面を有し、
前記油静圧案内機構および前記すべり案内機構は、前記案内面との間に形成されて前記案内面を共用していることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to any one of claims 1 to 3,
As the two members that move relative to each other, a guide member and a movable member that is relatively movable along the guide member,
The guide member has a smooth guide surface,
The guide mechanism for a machine tool, wherein the hydrostatic pressure guide mechanism and the slide guide mechanism are formed between the guide surface and share the guide surface.
前記移動部材は、前記案内面に対向する前記静圧室と、前記静圧室を包囲するシール部とを有し、
前記静圧室と前記案内面とにより前記油静圧案内機構が形成されていることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to claim 4,
The moving member has the static pressure chamber facing the guide surface, and a seal portion surrounding the static pressure chamber,
A guide mechanism for a machine tool, wherein the hydrostatic pressure guide mechanism is formed by the static pressure chamber and the guide surface.
前記移動部材は、前記案内面に対向する摺動面と、前記摺動面に形成された給油溝とを有し、
前記摺動面と前記案内面とにより前記すべり案内機構が形成されることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the guide mechanism of the machine tool according to claim 4 or 5,
The moving member has a sliding surface facing the guide surface, and an oil supply groove formed on the sliding surface,
A guide mechanism for a machine tool, wherein the sliding guide mechanism is formed by the sliding surface and the guide surface.
前記すべり案内機構は、前記工作機械の内部に設置され、前記油静圧案内機構は、前記工作機械の外側に固定されていることを特徴とする工作機械の案内機構。 In the machine tool guide mechanism according to any one of claims 1 to 6,
The guide mechanism for a machine tool, wherein the slide guide mechanism is installed inside the machine tool, and the hydrostatic pressure guide mechanism is fixed to the outside of the machine tool.
固定側部材に対して水平方向に移動可能な移動側部材を有し、前記固定側部材と前記移動側部材との間には、水平方向に延びる荷重支持用案内機構と、前記荷重支持用案内機構を中心とした傾きに対抗する傾き防止用案内機構とを有することを特徴とする工作機械。 The machine tool according to claim 8,
A movable side member movable in a horizontal direction with respect to the fixed side member, and a load supporting guide mechanism extending in a horizontal direction between the fixed side member and the moving side member; and the load supporting guide A machine tool comprising an inclination prevention guide mechanism that opposes an inclination centering on the mechanism.
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