JP2672564B2 - 直線ころがり案内装置における振動減衰装置 - Google Patents
直線ころがり案内装置における振動減衰装置Info
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- JP2672564B2 JP2672564B2 JP63095598A JP9559888A JP2672564B2 JP 2672564 B2 JP2672564 B2 JP 2672564B2 JP 63095598 A JP63095598 A JP 63095598A JP 9559888 A JP9559888 A JP 9559888A JP 2672564 B2 JP2672564 B2 JP 2672564B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転動体と転動体の保持体（以下、両者をま
とめてベアリングと呼ぶ）と、転動体を介して保持体に
係合する軌道とからなる直線ころがり案内装置における
振動減衰装置に関する。
とめてベアリングと呼ぶ）と、転動体を介して保持体に
係合する軌道とからなる直線ころがり案内装置における
振動減衰装置に関する。
たとえば工作機械において、直線方向の案内をする装
置としてすべり案内の代りに軌道とベアリングとからな
る直線ころがり案内装置を用いると次のような利点があ
る。すなわち、摩擦が小さいため駆動モータの容量を小
さくすることができ、また、ステイツクスリツプ現象が
発生しないため精度の良い位置決めを容易に行なうこと
ができ、さらに剛性も大きい。
置としてすべり案内の代りに軌道とベアリングとからな
る直線ころがり案内装置を用いると次のような利点があ
る。すなわち、摩擦が小さいため駆動モータの容量を小
さくすることができ、また、ステイツクスリツプ現象が
発生しないため精度の良い位置決めを容易に行なうこと
ができ、さらに剛性も大きい。
しかしながら、たとえば工作機械の１つである研削盤
に直線ころがり案内装置を採用すると次のような問題が
ある。以下、図面により説明する。
に直線ころがり案内装置を採用すると次のような問題が
ある。以下、図面により説明する。
第７図は研削盤の側面図を示すもので、１は砥石。２
は砥石１を回転自在に支持する主軸で、コラム３に対し
Ｙ軸方向に摺動自在である。4aは直線ころがり案内装置
４を構成するベアリングで、コラム３の下部に固定され
ている。4bは直線ころがり案内装置４を構成する軌道
で、ベヅド５に固定されている。
は砥石１を回転自在に支持する主軸で、コラム３に対し
Ｙ軸方向に摺動自在である。4aは直線ころがり案内装置
４を構成するベアリングで、コラム３の下部に固定され
ている。4bは直線ころがり案内装置４を構成する軌道
で、ベヅド５に固定されている。
すなわち、コラム３はベヅド５に対しＺ方向に摺動自
在である。６はワーク７を載置するテーブルで、Ｘ方向
に摺動自在である。
在である。６はワーク７を載置するテーブルで、Ｘ方向
に摺動自在である。
上記直線ころがり案内装置４を採用した研削盤の主軸
２とテーブル７との間に加振器を設置して加振力を加え
ると、研削盤の各部は第７図において２点鎖線で示すよ
うに変位する。すなわち、主軸２とコラム３（以下、ま
とめて支持部８と呼ぶ）およびベツド５は十分な剛性を
持ち、変位は直線ころがり案内装置４に起因するもので
あることがわかる。さらに、前記加振器の加振周波数を
変化させるとき、横軸に加振周波数、縦軸にコンプライ
アンス（ただし、縦軸は対数表示である。）をとると、
支持部８の応答曲線は第４図に２点鎖線で示す応答曲線
（ａ）のようになる。すなわち、一様な曲線ではなく、
傾斜の急な山と谷を持ち、しかも山と谷の差が大きく、
支持部８は加振力により大きく変位することがわかる。
２とテーブル７との間に加振器を設置して加振力を加え
ると、研削盤の各部は第７図において２点鎖線で示すよ
うに変位する。すなわち、主軸２とコラム３（以下、ま
とめて支持部８と呼ぶ）およびベツド５は十分な剛性を
持ち、変位は直線ころがり案内装置４に起因するもので
あることがわかる。さらに、前記加振器の加振周波数を
変化させるとき、横軸に加振周波数、縦軸にコンプライ
アンス（ただし、縦軸は対数表示である。）をとると、
支持部８の応答曲線は第４図に２点鎖線で示す応答曲線
（ａ）のようになる。すなわち、一様な曲線ではなく、
傾斜の急な山と谷を持ち、しかも山と谷の差が大きく、
支持部８は加振力により大きく変位することがわかる。
上記研削盤でワーク７を加工すると、研削抵抗の変動
により、ワーク７の表面９には第４図の応答曲線（ａ）
に対応した凹凸が発生する。そして、仕上加工により平
面度を向上させようとすると、こんどはすでに発生して
いる表面９の凹凸により研削抵抗が変動し、この結果砥
石１すなわち支持部８が加振力を受けることになり、仕
上加工をくり返しても、表面９には数μｍの凹凸が残
り、平面を向上させることができないという問題点があ
つた。
により、ワーク７の表面９には第４図の応答曲線（ａ）
に対応した凹凸が発生する。そして、仕上加工により平
面度を向上させようとすると、こんどはすでに発生して
いる表面９の凹凸により研削抵抗が変動し、この結果砥
石１すなわち支持部８が加振力を受けることになり、仕
上加工をくり返しても、表面９には数μｍの凹凸が残
り、平面を向上させることができないという問題点があ
つた。
本発明の目的は、上記した問題点を解決し、直線ころ
がり案内装置４の長所を損わず、しかも加振力による変
位が少ない直線ころがり案内装置における振動減衰装置
を提供するにある。
がり案内装置４の長所を損わず、しかも加振力による変
位が少ない直線ころがり案内装置における振動減衰装置
を提供するにある。
本発明者は、上記した加振力による支持部８の変位の
原因が、ベアリング4a内の転動体と軌道4bとの間にでき
る油膜の厚さがないか、あつても僅かであることによる
ものであることをつきとめた。そこで、上記の目的を達
成するため、本発明は、転動体の保持体と一体に構成さ
れ底面に複数の凹凸を形成した流体槽と、前記保持体が
載置する移動体に載置され前記底面に形成した複数の凹
凸に噛み合う複数の凹凸を表面に形成したプレートと、
前記流体槽と前記プレートとの位置決め手段と、シール
部材とからなり、前記流体槽の底面に形成した複数の凹
凸と前記プレートの表面に形成した凹凸を両者が噛み合
うようにして水平方向方向に配置すると共に上下方向に
隙間を持たせて対向させ、前記流体槽と前記プレートと
の間に前記シール部材を配置し、前記流体をその表面が
前記流体槽に形成した複数の凸面を越えるように充填
し、液体の表面を外気に連通させる穴を液体槽またはプ
レートに設けたことを特徴とする。
原因が、ベアリング4a内の転動体と軌道4bとの間にでき
る油膜の厚さがないか、あつても僅かであることによる
ものであることをつきとめた。そこで、上記の目的を達
成するため、本発明は、転動体の保持体と一体に構成さ
れ底面に複数の凹凸を形成した流体槽と、前記保持体が
載置する移動体に載置され前記底面に形成した複数の凹
凸に噛み合う複数の凹凸を表面に形成したプレートと、
前記流体槽と前記プレートとの位置決め手段と、シール
部材とからなり、前記流体槽の底面に形成した複数の凹
凸と前記プレートの表面に形成した凹凸を両者が噛み合
うようにして水平方向方向に配置すると共に上下方向に
隙間を持たせて対向させ、前記流体槽と前記プレートと
の間に前記シール部材を配置し、前記流体をその表面が
前記流体槽に形成した複数の凸面を越えるように充填
し、液体の表面を外気に連通させる穴を液体槽またはプ
レートに設けたことを特徴とする。
第５図に示すように、たとえば、プレート11に矢印で
示す下向きの力を加えるものとする。隙間17に何もなけ
れば、プレート11は直ちに矢印方向に移動する。しかし
ながら、隙間17には油13が入つているから、プレート11
は油13を排除しながら沈むことになる。油13には粘性が
あるから、油13はすぐには移動せず、プレート11には粘
性抵抗が上向きに働く。すなわち、上記したプレート1
1、油槽10および油13からなる振動減衰装置14はいわゆ
るダツシユポツクスを構成する。そこで、第１図ないし
第２図に示す振動減衰装置14を採用した第３図に示す研
削盤の等価振動系は、変形の少ないベツド５を剛体とに
みなせるから、第６図のようにモデル化できる。同図に
おいて、MsはＹ軸方向の振動モードに関する支持部８の
等価質量。同様に、Ksは支持部８をばねとみなしたとき
の等価剛性。Kb1,Kb2はころがり案内装置４のばね定
数。Cdは振動減衰装置14の粘性抵抗である。
示す下向きの力を加えるものとする。隙間17に何もなけ
れば、プレート11は直ちに矢印方向に移動する。しかし
ながら、隙間17には油13が入つているから、プレート11
は油13を排除しながら沈むことになる。油13には粘性が
あるから、油13はすぐには移動せず、プレート11には粘
性抵抗が上向きに働く。すなわち、上記したプレート1
1、油槽10および油13からなる振動減衰装置14はいわゆ
るダツシユポツクスを構成する。そこで、第１図ないし
第２図に示す振動減衰装置14を採用した第３図に示す研
削盤の等価振動系は、変形の少ないベツド５を剛体とに
みなせるから、第６図のようにモデル化できる。同図に
おいて、MsはＹ軸方向の振動モードに関する支持部８の
等価質量。同様に、Ksは支持部８をばねとみなしたとき
の等価剛性。Kb1,Kb2はころがり案内装置４のばね定
数。Cdは振動減衰装置14の粘性抵抗である。
砥石１に加わるＹ軸方向の加振力は支持部８に伝わ
る。しかしながら、前記加振力に対し、ばねKb1,Kb2に
作用する復元力は振動の変位量に応ずるものであり、粘
性抵抗Cdは振動の変位の速度に応ずるものであつて、力
の位相が90度ずれるため振動の減衰効果が得られること
になる。すなわち、第７図に示す研削盤の主軸２とテー
ブル６の間に加えた加振力と同一の加振力を第３図に示
す研削盤の主軸２とテーブル６の間に加えると、支持部
８の応答曲線は第４図に実線で示す応答曲線（ｂ）のよ
うに凹凸の少ない曲線となる。また、隙間17はＹ軸方向
だけでなく、Ｘ軸およびＺ軸方向にも設けてあるから、
Ｙ軸方向の加振力だけでなく、Ｘ軸およびＺ軸方向の加
振力も減衰させることができ、表面９は凹凸の少ない、
平面度のずぐれるものとなる。
る。しかしながら、前記加振力に対し、ばねKb1,Kb2に
作用する復元力は振動の変位量に応ずるものであり、粘
性抵抗Cdは振動の変位の速度に応ずるものであつて、力
の位相が90度ずれるため振動の減衰効果が得られること
になる。すなわち、第７図に示す研削盤の主軸２とテー
ブル６の間に加えた加振力と同一の加振力を第３図に示
す研削盤の主軸２とテーブル６の間に加えると、支持部
８の応答曲線は第４図に実線で示す応答曲線（ｂ）のよ
うに凹凸の少ない曲線となる。また、隙間17はＹ軸方向
だけでなく、Ｘ軸およびＺ軸方向にも設けてあるから、
Ｙ軸方向の加振力だけでなく、Ｘ軸およびＺ軸方向の加
振力も減衰させることができ、表面９は凹凸の少ない、
平面度のずぐれるものとなる。
以下、本発明の振動減衰装置を適用した研削盤を例に
とり、図面を用いて説明する。なお、第７図と同じもの
はっ同一の符号を付してある。
とり、図面を用いて説明する。なお、第７図と同じもの
はっ同一の符号を付してある。
第１図は本発明の実施例を示す振動減衰装置の正面断
面図、第２図は第１図における１−１断面図。第３図は
第１図ないし第２図に示す振動減衰装置を適用した研削
盤の側面図である。
面図、第２図は第１図における１−１断面図。第３図は
第１図ないし第２図に示す振動減衰装置を適用した研削
盤の側面図である。
10はベアリング4aに固定された油槽。11はコラム３に
固定されたプレート。12はプレート11に回転自在に支持
されたローラ。ここで、プレート11の表面15と油槽10の
底面16との隙間17は５〜500μｍになるようにしてあ
る、また、油面18が少なくとも表面23を越える高さまで
油13が油槽10に充填してある。19はＯリング。20はプレ
ート11に設けられた穴で、隙間17と外気とを連通させて
いる。21は油槽10の底面に設けられた環状の凹凸。22は
プレート11の表面に設けられた環状の凹凸。ここで、凹
凸21と凹凸22とはＸ、ＹおよびＺ軸の三方向に隙間１を
持って対向している。また、油13は油槽10の凸面23を越
えるまで充填してある。
固定されたプレート。12はプレート11に回転自在に支持
されたローラ。ここで、プレート11の表面15と油槽10の
底面16との隙間17は５〜500μｍになるようにしてあ
る、また、油面18が少なくとも表面23を越える高さまで
油13が油槽10に充填してある。19はＯリング。20はプレ
ート11に設けられた穴で、隙間17と外気とを連通させて
いる。21は油槽10の底面に設けられた環状の凹凸。22は
プレート11の表面に設けられた環状の凹凸。ここで、凹
凸21と凹凸22とはＸ、ＹおよびＺ軸の三方向に隙間１を
持って対向している。また、油13は油槽10の凸面23を越
えるまで充填してある。
以下、動作について説明する。
加工時、砥石１とワーク７との間には砥削抵抗によ
り、主としてＹ軸方向の力が加わる。一般に、砥石１お
よびワーク７は完全に均一なものではないから、前記し
た力の大きさは一様ではなく、大きさが変動し、加振力
となる。砥石１に加わる加振力は支持部８に伝わるが、
支持部８に振動減衰装置14の構成部品であるプレート11
が固定されているため、支持部８の変位は小さくなる。
すなわち、主軸２とテーブル６との間に加振器を設置し
て、第８図に示したものと同一の加振力を加えると、支
持部８の応答曲線は第４図に示す応答曲線（ｂ）のよう
に、山および谷の傾斜がゆるやかで、しかも山と谷との
差が小さい曲線となる。
り、主としてＹ軸方向の力が加わる。一般に、砥石１お
よびワーク７は完全に均一なものではないから、前記し
た力の大きさは一様ではなく、大きさが変動し、加振力
となる。砥石１に加わる加振力は支持部８に伝わるが、
支持部８に振動減衰装置14の構成部品であるプレート11
が固定されているため、支持部８の変位は小さくなる。
すなわち、主軸２とテーブル６との間に加振器を設置し
て、第８図に示したものと同一の加振力を加えると、支
持部８の応答曲線は第４図に示す応答曲線（ｂ）のよう
に、山および谷の傾斜がゆるやかで、しかも山と谷との
差が小さい曲線となる。
なお、本実施例においてはＯリング19を設けてあるか
ら、たとえば油13を隙間17に満しておき、穴20が上側に
来るようにすれば、第３図でかっこを付して示すように
水平方向だけでなく垂直方向あるいは傾きのある場合に
も適用することができる。また、水平方向に使用する場
合には、Ｏリング19および穴20はなくてもよいことは言
うまでもない。さらに、ローラ12はプレート11がＺ軸方
向に移動するときに油槽10を同じくＺ軸方向に移動させ
るためのものであるから、他の手段に変えてもよいし、
あるいは第２図に示すように油槽10に対してプレート11
をかぶせるように構成すれば、なくすこともできる。
ら、たとえば油13を隙間17に満しておき、穴20が上側に
来るようにすれば、第３図でかっこを付して示すように
水平方向だけでなく垂直方向あるいは傾きのある場合に
も適用することができる。また、水平方向に使用する場
合には、Ｏリング19および穴20はなくてもよいことは言
うまでもない。さらに、ローラ12はプレート11がＺ軸方
向に移動するときに油槽10を同じくＺ軸方向に移動させ
るためのものであるから、他の手段に変えてもよいし、
あるいは第２図に示すように油槽10に対してプレート11
をかぶせるように構成すれば、なくすこともできる。
また、凹凸21と凹凸22とは環状に限らず碁盤目状に形
成してもよい。さらに、油槽10に充填する液体としえは
油に限らず、他の液体あるいはコロイド溶液などを用い
てもよいし、また、隙間17は５〜500μｍに限らず、さ
らに広くすることもできる。
成してもよい。さらに、油槽10に充填する液体としえは
油に限らず、他の液体あるいはコロイド溶液などを用い
てもよいし、また、隙間17は５〜500μｍに限らず、さ
らに広くすることもできる。
以上詳述したように、本発明の振動減衰装置をころが
り案内装置を用いる装置に適用すると、加振力に対する
変位を小さくすることができる。従つて、たとえば工作
機械の１つである研削盤に適用すると研削面の加工精度
を向上させることができるという効果がある。
り案内装置を用いる装置に適用すると、加振力に対する
変位を小さくすることができる。従つて、たとえば工作
機械の１つである研削盤に適用すると研削面の加工精度
を向上させることができるという効果がある。
第１図は本発明に係る振動減衰装置の正面断面図。第２
図は第１図におけるＩ−Ｉ断面図。第３図は第１図ない
し第２図に示す振動減衰装置を適用した研削盤の側面
図。第４図ないし第６図は本発明の原理および効果の説
明図。第７図は従来技術の説明図である。 ３……コラム、４……直線ころがり案内装置、 4a……ベアリング、4b……軌道、10……油槽、11……プ
レート、12……ローラ、 13……油、14……振動減衰装置、15……表面、16……底
面、17……隙間、18……油面、19……Ｏリング、20……
穴、21,22……凹凸
図は第１図におけるＩ−Ｉ断面図。第３図は第１図ない
し第２図に示す振動減衰装置を適用した研削盤の側面
図。第４図ないし第６図は本発明の原理および効果の説
明図。第７図は従来技術の説明図である。 ３……コラム、４……直線ころがり案内装置、 4a……ベアリング、4b……軌道、10……油槽、11……プ
レート、12……ローラ、 13……油、14……振動減衰装置、15……表面、16……底
面、17……隙間、18……油面、19……Ｏリング、20……
穴、21,22……凹凸
Claims (2)
- 【請求項１】転動体の保持体と一体に構成され底面に複
数の凹凸を形成した流体槽と、前記保持体が載置する移
動体に載置され前記底面に形成した複数の凹凸に噛み合
う複数の凹凸を表面に形成したプレートと、前記流体槽
と前記プレートとの位置決め手段と、シール部材とから
なり、前記流体槽の底面に形成した複数の凹凸と前記プ
レートの表面に形成した凹凸を両者が噛み合うようにし
て水平方向方向に配置すると共に上下方向に隙間を持た
せて対向させ、前記流体槽と前記プレートとの間に前記
シール部材を配置し、前記液体をその表面が前記流体槽
に形成した複数の凸面を越えるように充填し、液体の表
面を外気に連通させる穴を液体槽またはプレートに設け
たことを特徴とする直線ころがり案内装置における振動
減衰装置。 - 【請求項２】前記液体槽の底面に形成した複数の凹凸と
前記プレートの表面に形成した複数の凹凸を同心円状も
しくは碁盤目状に形成することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の直線ころがり案内装置における振動減
衰装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63095598A JP2672564B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 直線ころがり案内装置における振動減衰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63095598A JP2672564B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 直線ころがり案内装置における振動減衰装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01269716A JPH01269716A (ja) | 1989-10-27 |
| JP2672564B2 true JP2672564B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=14141997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63095598A Expired - Fee Related JP2672564B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 直線ころがり案内装置における振動減衰装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672564B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917320U (ja) * | 1982-07-24 | 1984-02-02 | 日本精工株式会社 | 軌道案内軸受 |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63095598A patent/JP2672564B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01269716A (ja) | 1989-10-27 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
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| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |