JP2854447B2 - 直動転がり案内ユニット及び該ユニットに用いる防振装置 - Google Patents

直動転がり案内ユニット及び該ユニットに用いる防振装置

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JP2854447B2 JP3334526A JP33452691A JP2854447B2 JP 2854447 B2 JP2854447 B2 JP 2854447B2 JP 3334526 A JP3334526 A JP 3334526A JP 33452691 A JP33452691 A JP 33452691A JP 2854447 B2 JP2854447 B2 JP 2854447B2
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    • F16C29/12—Arrangements for adjusting play

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば工作機械や産業
用ロボットなどの直線運動機構部において、移動させる
べき可動体を直線的に案内する直動転がり案内ユニット
と、該ユニットに防振性を付与する防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の直動転がり案内ユニット
としては、例えば特開平２−２７９２４３号公報におい
て開示されているものがあり、その構成を図８乃至図１
０に示す。
【０００３】図８及び図９に示すように、この直動転が
り案内ユニットは、架台としての工作機械のベッド５１
上にボルト５２（図９に図示）により固定された軌道台
５３と、該軌道台５３により案内される２つの第１の摺
動台としてのスライドユニット５５とを有する。そし
て、各スライドユニット５５により前後を挾まれるよう
に第２の摺動台としての防振ユニット５６を具備し、図
１０から明らかなように該防振ユニット５６も軌道台５
３により案内される。これらスライドユニット５５及び
防振ユニット５６上に、矩形板状のテーブル５８がボル
ト５９（図９及び図１０に図示）により取り付けられ
る。
【０００４】図９に示すように、軌道台５３には、その
左右両側部に例えば２面ずつ、合計４面の軌道面５３ａ
が軸方向に沿って平行に形成されている。そして、両ス
ライドユニット５５は、軌道台５３に対して跨架され、
一部がこれら軌道面５３ａと対向する循環路５５ａを各
軌道面に対応して４条有している。各循環路５５ａ内に
は、スライドユニット５５の移動に伴なって軌道面５３
ａ上を転動しつつ循環して軌道台５３及びスライドユニ
ット５５の間で荷重を負荷する転動体としての多数のこ
ろ６０が配列収容されている。
【０００５】一方、図１０から明らかなように、ダンパ
用として設けられた防振ユニット５６も軌道台５３に対
して跨架されており、該防振ユニットと軌道台５３の間
には微少な緩衝ギャップ６３が設けられている。そし
て、この緩衝ギャップ６３には、防振ユニット５６に設
けられた孔５６ａを通じて油が供給されて油膜が形成さ
れている。
【０００６】上記した直動転がり案内ユニットは、図８
に示すベッド上に互いに平行に２組（図８には１組の直
動転がり案内ユニットのみ示している）設けられ、共に
テーブル５８を担持する。この構成において、テーブル
５８上に被加工物（図示せず）が載置されて固定され、
図示せぬ駆動手段によりテーブル５８が矢印Ｆにて示す
方向に往復動され、該被加工物に対する所要の加工、例
えば切削加工等が施される。
【０００７】上記構成の直動転がり案内ユニットにおい
ては、被加工物に対する切削加工が行われている間、機
械的な振動を受け続けることとなり、防振対策が何等た
てられていない場合には振動により加工面が不均質にな
るという問題がある。そこで、従来、上述のように軌道
台５３と防振ユニット５６とで形成される緩衝ギャップ
６３に油を充填させることによって両者間における振動
を緩衝させて加工面の仕上げ精度を高めている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、従来は緩衝ギャップ部に均一に油を満たした状
態ではじめて制振作用は期待できるものの、緩衝ギャッ
プ６３に充填された油が、振動による影響あるいは熱及
び経年変化による粘度の低下等によって表面張力が弱ま
り、しかも軌道台５３から徐々に流れ落ちるため、油膜
によるダンパ作用を継続して維持させるためには油の供
給を頻繁に行わなければならずメンテナンスが煩わしい
という欠点がある。また、緩衝ギャップを、これを設け
るべき範囲の全域に亘って均一な大きさにて加工するこ
とは必ずしも容易ではないという問題もある。
【０００９】そこで、本発明は、上記従来技術の欠点に
鑑みてなされたものであって、防振機能に関する保守の
必要が無く、しかも、あらゆる方向における制振性を達
成すると共にダンピング特性を自在に変更することが可
能な防振装置と、これを具備した直動転がり案内ユニッ
トを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による直動転がり
案内ユニットは、軸方向に沿って軌道面が形成された軌
道台と、前記軌道台により案内される摺動台と、前記軌
道台及び前記摺動台の相互間にて防振作用をなす防振手
段とを有する直動転がり案内ユニットにおいて、前記防
振手段は前記軌道台を挟むように前記摺動台に複数設け
られた防振装置から成り、前記防振装置は、前記摺動台
側に形成された液密室と、前記液密室内に充填された防
振用液体と、前記液密室に前記軸方向に対して略垂直な
方向において摺動自在に設けられて前記液密室に対する
出没動作をなすピストンロッドと、前記ピストンロッド
の先端部に連結されて前記軌道面に摺接した摺接部材
と、前記ピストンロッドを突出方向に付勢する付勢手段
と、前記ピストンロッドにより該ピストンロッドの先端
側及び後端側に分けられる前記液密室の一方の室と他方
の室とを互いに連通せしめるべく前記ピストンロッドに
形成された大径及び小径の２種の連通孔と、前記大径の
連通孔を経る前記後端側から前記先端側への前記液体の
流れを規制する規制手段とにより構成したものである。
また、本発明による防振装置は、液密室と、前記液密室
内に充填された防振用液体と、前記液密室に所定方向に
おいて摺動自在に設けられて前記液密室に対する出没動
作をなすピストンロッドと、前記ピストンロッドの先端
部に連結されて所定軌道面に摺接する摺接部材と、前記
ピストンロッドを突出方向に付勢する付勢手段と、前記
ピストンロッドにより該ピストンロッドの先端側及び後
端側に分けられる前記液密室の一方の室と他方の室とを
互いに連通せしめるべく前記ピストンロッドに形成され
た大径及び小径の２種の連通孔と、前記大径の連通孔を
経る前記後端側から前記先端側への前記液体の流れを規
制する規制手段により構成したものである。
【００１１】
【実施例】次に、本発明に係る直動転がり案内ユニット
の実施例について説明する。
【００１２】図１及び図２において、この直動転がり案
内ユニット１は、工作機械（全体は図示しない）のベッ
ド２上に互いに平行に２組設けられ、テーブル３を協働
して担持している。
【００１３】両直動転がり案内ユニット１は、ベッド２
上に一列に並べて固定された２本の直線的状の軌道台５
と、該軌道台５により案内される第１の摺動台としての
２つのスライドユニット７と、両スライドユニット７に
より前後を挾まれるように配置されて軌道台５により案
内される第２の摺動台としての防振ユニット８とを有し
ている。なお、図３に示すように、各軌道台５は、ベッ
ド２に対して多数のボルト（六角穴つき）１２により固
定されている。詳しくは、特に図４から明らかなよう
に、軌道台５には、これをベッド２に固定するためのボ
ルト１２の頭部よりも大きな径の座グリ部５ａと、ボル
ト１２のねじ部よりも僅かに大径の挿通孔５ｂとが同心
的に形成されており、ボルト１２は、該座グリ部及び挿
通孔にその全体が埋没するように挿通されてベッド２に
螺合される。
【００１４】図３及び図４に示すように軌道台５には、
その左右両側部に２面ずつ、合計４面の軌道面５ｃが軸
方向に沿って平行に形成されている。スライドユニット
７はこの軌道台５上に跨架され、一部が該軌道面５ｃの
各々と対向する循環路１３を、該各軌道面に対応して４
条有している。これらの循環路１３内には、スライドユ
ニット７の移動に伴って軌道面５ｃ上を転動しつつ循環
して軌道台５及び該スライドユニットの間で荷重を負荷
する転動体としての多数のころ１４が配列収容されてい
る。図４に示すように、スライドユニット７は、ケーシ
ング１６と、該ケーシング１６の前後両端部に結合され
た一対のエンドキャップ１７及び１８と、該エンドキャ
ップ各々の外面に取り付けられた２枚の端面シール１９
及び２０とを有している。そして、図示はしないが、上
記の循環路１３は、このケーシング１６に夫々直線的に
かつ互いに平行に形成された負荷軌道溝及びリターン路
と、両エンドキャップ１７、１８に形成されて該負荷軌
道溝及びリターン路をこれらの両端部にて連通させる一
対の半円状の方向転換路とから成る。なお、エンドキャ
ップ１８には、上記のころ１４にグリースを供給するた
めのグリースニップル２２が取り付けられている。ま
た、図４に示すように、スライドユニット７のケーシン
グ１６の上面側には多数のねじ孔１６ａが形成されてお
り、図１及び図２に示したテーブル３は、これらのねじ
孔１６ａに螺合するボルト（六角穴つき）２４によって
該本体に締結されている。
【００１５】一方、図４は、図１に関するＡ−Ａ断面を
示す図であり、該図から明らかなように、ダンパ用とし
て設けられた防振ユニット８も軌道台５に対して跨架さ
れている。そして、図１及び図４に示すように、防振ユ
ニット８には、軌道台５を左右から挾むように複数の防
振装置２７が設けられている。これらの防振装置２７
は、軌道台５と防振ユニット８の相互間にて防振作用を
なすもので、この場合、１台の防振ユニット８につい
て、軌道台５の左右両側に４つずつ、合計８つが設けら
れているが、その個数について必ずしも限定するもので
はない。以下、各防振装置２７の構成について詳述す
る。
【００１６】図４及び図５に示すように、防振装置２７
は、断面が円形の凹部３１ａが一端部に形成されたシリ
ンダ３１と、該一端部にＯリング３２を介してボルト
（六角穴つき）３３により締結されて凹部３１ａと共に
液密室３４を形成する例えば矩形板状の蓋３５とを有し
ている。そして、この液密室３４には、防振用液体とし
ての油３７が充填されている。なお、図５から明らかな
ように、シリンダ３１は、防振ユニット８の側部に形成
された貫通孔８ａに嵌着された円筒状部３１ｂと、該円
筒状部３１ｂの一端に一体に形成されて蓋３５と当接す
る例えば矩形板状のフランジ部３１ｃとを有している。
液密室３４には、ピストンロッド３９が、軌道台５の軸
方向に対して垂直な方向、この場合、左右方向において
摺動自在に設けられている。ピストンロッド３９は、ピ
ストン部３９ａと出力ロッド部３９ｂとから成り、この
出力ロッド部３９ｂが液密室３４に対して出没動作をな
す。なお、出力ロッド部３９ｂと蓋３５との間には液密
作用をなすＯリング４０が介装されている。
【００１７】ピストンロッド３９の先端部には摺接部材
４１がボルト（六角穴つき）４２により締結されてい
る。摺接部材４１は、ピストンロッド３９の出力ロッド
部３９ｂの先端部に固着されてその上下両縁部にテーパ
面４３ａが形成された略矩形板状の摩擦プレート４３
と、このテーパ面４３ａに貼着されて軌道台５の軌道面
５ｃに摺接する摩擦パッド４４とから成る。この摩擦パ
ッド４４は例えばＰＴＦＥ等、低摩擦係数の材料から成
り、軌道面５ｃに対して摺接する。なお、図６から明ら
かなように、摺接部材４１は、各防振装置２７の夫々に
ついて１枚ずつ設けられているのではなく、比較的長尺
な１枚の摺接部材４１が２つの防振装置２７に対して共
用となっている。但し、このような構成に限らず、摺接
部材４１の全長（軌道溝５の軸方向における長さ）を図
示の寸法の約半分とし、これを各防振装置２７の夫々が
専用として具備する構成としてもよい。
【００１８】一方、ピストンロッド３９の後端部側に
は、該ピストンロッドを突出方向、即ち、図５における
左方に向けて付勢する付勢手段としてのばね部材、この
場合コイルスプリング４５が設けられている。
【００１９】そして、図５及び図７から明らかなよう
に、ピストンロッド３９の後端部には該ピストンロッド
のピストン部３９ａにより該ピストンロッドの先端側及
び後端側に分けられる液密室３４の一方の室３４ａと他
方の室３４ｂとを互いに連通せしめるべく、大径の連通
孔３９ｄと小径の連通孔３９ｅとが形成されている。な
お、大径の連通孔３９ｄは、ピストンロッド３９の出力
ロッド部３９ａを該ロッド部の軸方向に対して垂直に貫
通する横孔部と、該軸方向において伸長して該横孔部に
前端にて連通し且つ後端にてピストン部３９ａの後端側
に開口した縦孔部とから成る。また、小径の連通孔３９
ｅについては、ピストンロッド３９の軸中心に関して上
下に対称位置にて２本形成され、かつ、各々該軸中心に
沿って伸長し、ピストン部３９ａの前端側と後端側とで
開口している。
【００２０】ピストンロッド３９の後端部には、長板状
に形成された弁４７がその下端部にてねじ４８により取
り付けられている。弁４７は、例えばゴムなどを素材と
して適度の可撓性を有しており、その上端部にて大径の
連通孔３９ｄを閉塞し得る。これらパッキン４７及びね
じ４８により、この連通孔３９ｄを経るピストン後端側
から先端側への油３７の流れを規制する規制手段が構成
されている。
【００２１】次に、上記した構成の直動転がり案内ユニ
ットの移動動作に伴なう制振作用について説明する。
【００２２】図２に示すように、テーブル３上に被加工
物４９が載置されて固定され、図示せぬ駆動手段により
テーブル３が矢印Ｂにて示す方向において往復動され、
被加工物４９に対して切削加工など、所要の加工が行わ
れる。このように被加工物４９の加工をなす際、テーブ
ル３に対して複雑な振動が加わることとなる。この振動
は、上記の矢印Ｂ方向、若しくはこれに対して垂直な矢
印Ｃ及びＤ方向の成分に分けて捉えることができる。
【００２３】矢印Ｂ方向における振動成分については、
軌道台５の軌道面５ｃに対して、防振ユニット８に設け
られた摩擦パッド４４がコイルスプリング４５より付与
される付勢力を以て摺接していることにより有効に制振
される。
【００２４】一方、矢印Ｃ及びＤ方向における振動成分
についての制振作用は下記のようになされる。
【００２５】先ず、矢印Ｃ方向における振動成分に関し
ては、図４に示すように軌道台５を該方向において挾む
ように配設された左右の防振装置２７が協働してこれを
制振する。即ち、振動が生ずると、この振動の方向に応
じて衝撃力がこれら左右の防振装置２７のうち一方に加
わり、その防振装置が具備する摩擦プレート４３が該衝
撃力によって押圧される状態となる。よって、該摩擦プ
レートと直結したピストンロッド３９が図５における右
方に押し込まれる。故に、油３７が、小径の連通孔３９
ｅを通じて液密室３４の室３４ｂから室３４ａに流入す
ることとなり、この流入による液体抵抗によって振動エ
ネルギが吸収され、制振がなされる。そして、この振動
の方向が逆になった場合は、軌道台５を挾んで位置する
他方の防振装置が同様に制振を行う。なお、軌道台５を
挾んで位置するこれらの防振装置のいずれか一方が制振
作用をなす際には、他方の防振装置については、その具
備するコイルスプリング４５の弾発力によってピストン
ロッド３９が押し戻され、摩擦プレート４３及び摩擦パ
ッド４４から成る摺接部材４１は軌道台５の軌道面５ｃ
に対する当接状態を維持される。このピストンロッド３
９の押し戻しに際しては、油３７が、液密室３４の室３
４ａから室３４ｂに、大径の連通孔３９ｄを経て弁４７
を押し開きつつ瞬時に流入する故、当接部材４１の軌道
面５ｃに対する追従性が良好となっている。
【００２６】次に、矢印Ｄ方向における振動成分につい
ての制振作用については、上記した矢印Ｃ方向における
制振作用とほぼ同様である。すなわち、矢印Ｄ方向の振
動が生ずると、摺接部材４１の摩擦パッド４４と軌道面
５ｃとによるくさび作用によってこの振動成分が矢印Ｃ
方向における振動成分に変換され、前述と同様に制振さ
れるのである。
【００２７】なお、上述した実施例においては、転動体
としてのころ１４を具備しない防振ユニット８に関する
ダンパ機能について説明したが、図１乃至図３に示すこ
ろ１４を備えた摺動台としてのスライドユニット７にも
上記と同様の構成を採用してダンパ機能を持たせること
も可能である。また、軌道台５の形状が図９に示すよう
なものであっても、左右の凸部をはさむ形状として利用
できる。
【００２８】また、上記実施例においては、スライドユ
ニット７の移動に伴ってころ１４が該スライドユニット
内を循環するが、かかる構成に限らず、他の構成のもの
に適用してもよいことは勿論である。更に、本実施例に
おいては転動体としてころが使用されているが、球状の
転動体であるボールを用いた構成としてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ダ
ンパ作用をなす液体は液密室内に収容されていることか
ら、該液体を補給するなどの保守が不要となるという効
果がある。また、摺動台の移動方向における振動は勿論
のこと、該移動方向に対して垂直な方向に加わる振動に
ついても有効に抑制することができるという効果があ
る。更に、本発明においては、上記の液体の粘度や、ピ
ストンロッドに形成された液体抵抗発生用の小径連通孔
の径、あるいはピストンロッド付勢用の付勢手段として
設けられたばね部材のばね定数を適宜設定することによ
り、ダンピング特性を自在に変更することができるとい
う効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る直動転がり案内ユニット
を工作機械のベッド上に取り付けた状態を示す平面図で
ある。
【図２】図１に関するＨ−Ｈ矢視図である。
【図３】図１に示した直動転がり案内ユニットが具備す
る軌道台及びスライドユニットの、一部断面を含む斜視
図である。
【図４】図１に関するＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図４に示した防振ユニットに設けられた防振装
置の拡大図である。
【図６】図５に示した防振装置の、一部断面を含む斜視
図である。
【図７】図５に関するＩ−Ｉ矢視図である。
【図８】従来の直動転がり案内ユニットを工作機械のベ
ッド上に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図９】図８に示した直動転がり案内ユニットが具備す
る軌道台及びスライドユニットと、これらの上下に位置
するテーブル及びベッドの縦断面図である。
【図１０】図８に示した直動転がり案内ユニットが具備
する軌道台及び防振ユニットと、これらの上下に位置す
るテーブル及びベッドの縦断面図である。
【符合の説明】
２ 工作機械のベッド ３ テーブル ５ 軌道台 ５ｃ 軌道面 ７ スライドユニット（第１の摺動台） ８ 防振ユニット（第２の摺動台） １４ ころ（転動体） ２７ 防振装置 ３１ シリンダ ３４ 液密室 ３５ 蓋 ３７ 油（防振用液体） ３９ ピストンロッド ３９ｄ 大径の連通孔 ３９ｅ 小径の連通孔 ４１ 摺接部材 ４３ 摩擦プレート ４４ 摩擦パッド ４５ コイルスプリング（付勢手段） ４７ 弁

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸方向に沿って軌道面が形成された軌道
    台と、前記軌道台により案内される摺動台と、前記軌道
    台及び前記摺動台の相互間にて防振作用をなす防振手段
    とを有する直動転がり案内ユニットにおいて、前記防振
    手段は前記軌道台を挟むように前記摺動台に複数設けら
    れた防振装置から成り、前記防振装置は、前記摺動台側
    に形成された液密室と、前記液密室内に充填された防振
    用液体と、前記液密室に前記軸方向に対して略垂直な方
    向において摺動自在に設けられて前記液密室に対する出
    没動作をなすピストンロッドと、前記ピストンロッドの
    先端部に連結されて前記軌道面に摺接した摺接部材と、
    前記ピストンロッドを突出方向に付勢する付勢手段と、
    前記ピストンロッドにより該ピストンロッドの先端側及
    び後端側に分けられる前記液密室の一方の室と他方の室
    とを互いに連通せしめるべく前記ピストンロッドに形成
    された大径及び小径の２種の連通孔と、前記大径の連通
    孔を経る前記後端側から前記先端側への前記液体の流れ
    を規制する規制手段とから成ることを特徴とする直動転
    がり案内ユニット。
  2. 【請求項２】 前記付勢手段はばね部材から成ることを
    特徴とする請求項１記載の直動転がり案内ユニット。
  3. 【請求項３】 液密室と、前記液密室内に充填された防
    振用液体と、前記液密室に所定方向において摺動自在に
    設けられて前記液密室に対する出没動作をなすピストン
    ロッドと、前記ピストンロッドの先端部に連結されて所
    定軌道面に摺接する摺接部材と、前記ピストンロッドを
    突出方向に付勢する付勢手段と、前記ピストンロッドに
    より該ピストンロッドの先端側及び後端側に分けられる
    前記液密室の一方の室と他方の室とを互いに連通せしめ
    るべく前記ピストンロッドに形成された大径及び小径の
    ２種の連通孔と、前記大径の連通孔を経る前記後端側か
    ら前記先端側への前記液体の流れを規制する規制手段と
    から成ることを特徴とする防振装置。
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