JPH0643849B2 - 工作機械 - Google Patents
工作機械Info
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- JPH0643849B2 JPH0643849B2 JP62266431A JP26643187A JPH0643849B2 JP H0643849 B2 JPH0643849 B2 JP H0643849B2 JP 62266431 A JP62266431 A JP 62266431A JP 26643187 A JP26643187 A JP 26643187A JP H0643849 B2 JPH0643849 B2 JP H0643849B2
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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、軌道とベアリングとからなる直線ころがり案
内装置によって移動体をベースに対して所定のストロー
ク移動可能に構成した工作機械に関する。
内装置によって移動体をベースに対して所定のストロー
ク移動可能に構成した工作機械に関する。
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。
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。
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、ベツド６に固定されている。すなわち、コラム３は
ベツド６に対しＺ方向に摺動自在である。７はワーク８
を載置するテーブルで、Ｘ方向に摺動自在である。
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、ベツド６に固定されている。すなわち、コラム３は
ベツド６に対しＺ方向に摺動自在である。７はワーク８
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５と呼ぶ）およびベツド６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５の応答曲線は第８図に示すようになる。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５は加振力により大き
く変位することがわかる。
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５と呼ぶ）およびベツド６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５の応答曲線は第８図に示すようになる。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５は加振力により大き
く変位することがわかる。
上記第８図に示す特性を持つ研削盤でワーク８を加工す
ると、研削抵抗の変動により、ワーク８の表面９には第
８図の応答曲線に対応した凹凸が発生する。そこで、表
面９の平面度を向上させるためには、凹凸部の差をなく
すための仕上加工をしなければならない。しかしなが
ら、表面９にできた凹凸により砥石１に加わる研削抵抗
が変動し、砥石１すなわち支持部５が加振力を受けるこ
とになる。支持部５は第８図に示す応答をして変位する
ため、仕上加工をくり返しても、表面９には数μｍの凹
凸が残り、平面度を向上させることができないという問
題点があつた。
ると、研削抵抗の変動により、ワーク８の表面９には第
８図の応答曲線に対応した凹凸が発生する。そこで、表
面９の平面度を向上させるためには、凹凸部の差をなく
すための仕上加工をしなければならない。しかしなが
ら、表面９にできた凹凸により砥石１に加わる研削抵抗
が変動し、砥石１すなわち支持部５が加振力を受けるこ
とになる。支持部５は第８図に示す応答をして変位する
ため、仕上加工をくり返しても、表面９には数μｍの凹
凸が残り、平面度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
が少ない直線案内方法および装置を提供するにある。
り案内装置４の長所を損わず、しかも加振力による変位
が少ない直線案内方法および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５の変位の原
因が、ベアリング４ａ内のボールと軌道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、本発明の一実施例図である第１図に示す
ように、直線ころがり案内装置４と並列に、ベアリング
４ａ側に設けるスライダ１０と、軌道４ｂ側に設ける油
槽１１と、油１２からなる振動減衰装置１３を設けた。
なお、スライダ１０と油槽１１とは、スライダ１０の表
面１４と油槽１１の底面１５との間に５〜５００μｍ程
度の隙間１６ができるように配置される。また、油１２
は油面１７が表面１４を越える高さまで油槽１１に入れ
る。
因が、ベアリング４ａ内のボールと軌道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、本発明の一実施例図である第１図に示す
ように、直線ころがり案内装置４と並列に、ベアリング
４ａ側に設けるスライダ１０と、軌道４ｂ側に設ける油
槽１１と、油１２からなる振動減衰装置１３を設けた。
なお、スライダ１０と油槽１１とは、スライダ１０の表
面１４と油槽１１の底面１５との間に５〜５００μｍ程
度の隙間１６ができるように配置される。また、油１２
は油面１７が表面１４を越える高さまで油槽１１に入れ
る。
第４図に示すように、たとえば、スライダ１０に矢印で
示す下向きの力を加えるものとする。隙間１６に何もな
ければ、スライダ１０は直ちに矢印方向に移動する。し
かしながら、隙間１６には油１２が入つているから、ス
ライダ１０は油１２を排除しながら沈むことになる。油
１２には粘性があるから、油１２はすぐには移動せず、
スライダ１０には粘性抵抗が上向きに働く。すなわち、
上記したスライダ１０、油槽１１および油１２からなる
振動減衰装置１３はいわゆるダツシユポツトを構成す
る。ベツド６の変形は少なく、剛体としなせるから、第
１図の等価振動系をモデル化すると第５図に示すものと
なる。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５の等価質量。同様に、Ｋｓは支持部５とば
ねとみなしたときの等価剛性。Ｋｂは直線ころがり案内
装置４のばね定数。Ｃｄは振動減衰装置１３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１６に何もな
ければ、スライダ１０は直ちに矢印方向に移動する。し
かしながら、隙間１６には油１２が入つているから、ス
ライダ１０は油１２を排除しながら沈むことになる。油
１２には粘性があるから、油１２はすぐには移動せず、
スライダ１０には粘性抵抗が上向きに働く。すなわち、
上記したスライダ１０、油槽１１および油１２からなる
振動減衰装置１３はいわゆるダツシユポツトを構成す
る。ベツド６の変形は少なく、剛体としなせるから、第
１図の等価振動系をモデル化すると第５図に示すものと
なる。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５の等価質量。同様に、Ｋｓは支持部５とば
ねとみなしたときの等価剛性。Ｋｂは直線ころがり案内
装置４のばね定数。Ｃｄは振動減衰装置１３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５に伝わる。
しかしながら、前記加振力に対し、ばねＫｂ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Ｃ
ｄ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８図を作成したのと同一の加振力を主
軸２に加えると、支持部５の応答曲線は第３図に示すよ
うな凹凸の少ない曲線となり、表面９は凹凸の少ない、
平面度のすぐれるものとなる。
しかしながら、前記加振力に対し、ばねＫｂ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Ｃ
ｄ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８図を作成したのと同一の加振力を主
軸２に加えると、支持部５の応答曲線は第３図に示すよ
うな凹凸の少ない曲線となり、表面９は凹凸の少ない、
平面度のすぐれるものとなる。
なお、比較のため第８図の曲線を２点鎖線で示す。
以下、本発明の直線案内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
同一の符号を付してある。
り、図面を用いて説明する。なお、第７図と同じものは
同一の符号を付してある。
第１図は研削盤の側面図。第２図は第１図におけるＩ−
Ｉ断面図である。
Ｉ断面図である。
１０はコラム３に固定されたスライダ、１１はベツド６
に固定された油槽。１２は油。なお、スライダ１０、油
槽１１および油１２をまとめて、振動減衰装置１３と呼
ぶ。また、スライダ１０の表面１４と油槽１１の底面１
５との隙間１６は５〜５００μｍであり、油面１７は表
面１４を越える高さにしてある。また、１８はスライダ
１０に設けられた複数の細径の穴で、表面１４とスライ
ダ１０の側面とを連通させている。なお、主軸２とテー
ブル７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５の応答曲線は第３
図に示すように、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。
に固定された油槽。１２は油。なお、スライダ１０、油
槽１１および油１２をまとめて、振動減衰装置１３と呼
ぶ。また、スライダ１０の表面１４と油槽１１の底面１
５との隙間１６は５〜５００μｍであり、油面１７は表
面１４を越える高さにしてある。また、１８はスライダ
１０に設けられた複数の細径の穴で、表面１４とスライ
ダ１０の側面とを連通させている。なお、主軸２とテー
ブル７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５の応答曲線は第３
図に示すように、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。
以下、動作について説明する。
加工時、砥石１とワーク８との間には研削抵抗により、
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８は完全に均一なものではないから、前記した力
の大きさは一線ではなく、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５に伝わるが、支持
部５には振動減衰装置１３の構成部品であるスライダ１
０が固定されているため、支持部５の変位は小さくな
る。
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８は完全に均一なものではないから、前記した力
の大きさは一線ではなく、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５に伝わるが、支持
部５には振動減衰装置１３の構成部品であるスライダ１
０が固定されているため、支持部５の変位は小さくな
る。
なお、本実施例においては穴１８により支持部５のＺ方
向の移動を円滑にすることができる。すなわち、隙間１
６が狭く、表面１４が底面１５に対して傾いている状態
で支持部５をＺ方向に移動させると、いわゆる油膜のく
さび作用によつて支持部５に対し上向きの力が発生し、
移動が円滑に行なわれない。しかしながら、本実施例に
おいては、穴１８により油１２に発生する圧力を逃がす
ことができるから、油膜のくさび作用はほとんど発生せ
ず、支持部５をＺ方向に円滑に移動させることができ
る。さらに、表面１４および底面１５の機械加工公差お
よび組立精度を粗くすることができるという経済的な効
果もある。
向の移動を円滑にすることができる。すなわち、隙間１
６が狭く、表面１４が底面１５に対して傾いている状態
で支持部５をＺ方向に移動させると、いわゆる油膜のく
さび作用によつて支持部５に対し上向きの力が発生し、
移動が円滑に行なわれない。しかしながら、本実施例に
おいては、穴１８により油１２に発生する圧力を逃がす
ことができるから、油膜のくさび作用はほとんど発生せ
ず、支持部５をＺ方向に円滑に移動させることができ
る。さらに、表面１４および底面１５の機械加工公差お
よび組立精度を粗くすることができるという経済的な効
果もある。
なお、穴１８は油膜のくさび作用をなくすためのもので
あるから、表面１４側でない側面側の開口部は油面１７
よりも下方にあつてもよいことは言うまでもない。
あるから、表面１４側でない側面側の開口部は油面１７
よりも下方にあつてもよいことは言うまでもない。
第６図は他の実施例を示すもので、スライダ１９の断面
をＴ字形にしたものである。この場合、油１２を面２０
を越える高さにしてあるから、粘性抵抗は表面１４だけ
でなく面２０に対しても働き、減衰能を大きくすること
ができる。
をＴ字形にしたものである。この場合、油１２を面２０
を越える高さにしてあるから、粘性抵抗は表面１４だけ
でなく面２０に対しても働き、減衰能を大きくすること
ができる。
以上詳述したように、本発明の直線案内方法および装置
においては、直線ころがり案内装置４と振動減衰装置と
を並列させるから、加振力に対し変位の少ない装置とす
ることができ、加工精度を向上させることができる。さ
らに、表面１４と底面１５とは接触していないから、摩
擦抵抗はほとんどなく、直線ころがり案内装置の長所を
損うことがないという効果がある。
においては、直線ころがり案内装置４と振動減衰装置と
を並列させるから、加振力に対し変位の少ない装置とす
ることができ、加工精度を向上させることができる。さ
らに、表面１４と底面１５とは接触していないから、摩
擦抵抗はほとんどなく、直線ころがり案内装置の長所を
損うことがないという効果がある。
第１図ないし第２図は本発明の一実施例図。第３図ない
し第５図は本発明の説明図。第６図は本発明の他の実施
例図。第７図ないし第８図は従来技術の説明図である。 ４……直線ころがり案内装置、４ａ……ベアリング、４
ｂ……軌道、１０、１９……スライダ、１１……油槽、
１２……油、１３……振動減衰装置、１４……表面、１
５……底面、１６……隙間、１７……油面、１８……
穴、２０……面。
し第５図は本発明の説明図。第６図は本発明の他の実施
例図。第７図ないし第８図は従来技術の説明図である。 ４……直線ころがり案内装置、４ａ……ベアリング、４
ｂ……軌道、１０、１９……スライダ、１１……油槽、
１２……油、１３……振動減衰装置、１４……表面、１
５……底面、１６……隙間、１７……油面、１８……
穴、２０……面。
Claims (2)
- 【請求項１】ベース上に軌道を固定し、移動体に前記軌
道と係合するベアリングを固定し、軌道とベアリングと
からなる直線ころがり案内装置によって移動体をベース
に対して所定のストローク移動可能に構成した工作機械
において、移動体にスライダを設けると共にベース上に
幅がスライダの幅よりも大きく長手方向がスライダの長
さと前記ストロークの和よりも長い流体槽を設け、流体
槽の底面とスライダの表面とを隙間を持たせて対向さ
せ、流体槽に少なくともスライダの表面を越えるように
流体を充填したことを特徴とする工作機械。 - 【請求項２】スライダの表面に大気あるいは低圧側の流
体と連通する複数の細径穴を設けたことを特徴とする請
求項１に記載の工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62266431A JPH0643849B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62266431A JPH0643849B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 工作機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112020A JPH01112020A (ja) | 1989-04-28 |
| JPH0643849B2 true JPH0643849B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=17430838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62266431A Expired - Fee Related JPH0643849B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643849B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10030229A1 (de) * | 2000-06-20 | 2002-01-03 | Heller Geb Gmbh Maschf | Linearführung für elektrische Linearmotoren |
| JP4557039B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2010-10-06 | 株式会社ジェイテクト | 案内装置 |
| DE102010049319A1 (de) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Führunsanordnung und Werkzeugmaschine mit einer solchen Führungsanordnung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112966A (ja) * | 1983-11-21 | 1985-06-19 | 株式会社日立製作所 | 液体制振装置 |
| JPS6119220U (ja) * | 1984-07-06 | 1986-02-04 | ミノルタ株式会社 | フイルム情報読み取り装置を備え且つアクセサリ−装置を使用するカメラ |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62266431A patent/JPH0643849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01112020A (ja) | 1989-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |