JPH07266178A

JPH07266178A - 工作機械用制振装置

Info

Publication number: JPH07266178A
Application number: JP6056336A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Edamura; 一弥枝村; Toushirou Aoyama; 藤詞郎青山; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-17
Also published as: EP0673709A1

Abstract

(57)【要約】【目的】移動テーブルまたは工具取付移動ヘッドに高
い振動減衰効果を付与し、しかもＸ，Ｙ，Ｚ方向の三軸
方向での十分な制振が可能であるＥＲ流体を使用した工
作機械用制振装置を得る。【構成】移動テーブル１４または工具取付移動ヘッド
に第１電極１５を、テーブル基台または支持体に第２電
極１７を取り付ける。第１電極１５は、１以上の電極面
１５ａ，１５ｂ…を有し、第２電極１７も１以上の電極
面１７ｂ，１７ｃ…を有し、これら電極面を微小な間隙
を介して対向せしめ、この間隙にＥＲ流体を満たし、両
電極１５，１７間に電界を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、中ぐり盤、ラジアル
ボール盤などの工作機械の移動テーブルや工具取付移動
ヘッドなどの振動を強制的に制振するための制振装置に
関し、特に電気レオロジー流体（以下、ＥＲ流体と略記
する。）の電気レオロジー効果（以下、ＥＲ効果と言
う。）を利用して制振するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械のテーブルの切削加工などの加
工中におけるびびり振動などの振動を吸収し、加工精度
を高めるために、ＥＲ流体を応用した例はほとんどな
く、わずかに橋詰らの研究報告（日本機械学会第７１期
全国大会講演論文集，Ｆ巻，第４０１〜４０３頁，１９
９３年１０月）が知られているのみである。

【０００３】この先行技術に開示のテーブル制振装置
は、図１９にあるように、一方向（Ｘ方向）に往復移動
可能とされた鞍状のテーブル１とこのテーブル１を支持
するレール状のベース２とから概略構成されている。テ
ーブル１とベース２とは案内要素としてのボールガイド
３，３により、摺動自在となっており、ベース２の上部
中央にはテーブル１の移動方向に延びる溝４が形成さ
れ、この溝４の底部には、溝４の全長にわたって角棒状
の下側電極５が設けられている。

【０００４】上記テーブル１の裏側には上記ベース２の
溝４に収容されるように棒状の上側電極６が絶縁板７を
介して取り付けられ、この上側電極６と下側電極５とが
１ｍｍ以下の間隙を介して対向するようになっている。
そして、この間隙にＥＲ流体が満たされた構造となって
いる。ここで用いられるＥＲ流体としては、シリコーン
オイル中に粒径０．６５μｍのＳｉＯ₂粒子を濃度２５
体積％で分散したものである。

【０００５】そして、上側電極６と下側電極７との間隙
を０．４〜０．８ｍｍとし、両電極６，７間に０．５〜
２ｋＶ／ｍｍの電界を印加することで、テーブル１の移
動方向における振動が減衰することが確認されている。

【０００６】しかしながら、この振動減衰量は約１５％
程度と小さく、制振効果が不十分であり、かつテーブル
１の移動方向（Ｘ方向）のみの制御効果が得られている
だけであり、工作機械の移動テーブル用としては、制振
特性の改善に不満があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、振動減衰効果が高く、しかも三軸方向での
十分な制振が可能なＥＲ流体を使用した工作機械用制振
装置を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、移動テー
ブルまたは工具取付移動ヘッドに取り付けられた第１の
電極と、テーブル基台またはヘッド支持体に取り付けら
れた第２の電極とを有し、第１の電極は、１以上の電極
面を有し、第２の電極は、第１の電極の電極面に対して
微小な間隙を介して対向する１以上の電極面を有し、第
１の電極の電極面と第２の電極の電極面との間隙に電気
レオロジー流体が充填された工作機械用制振装置で解決
される。また、電極の電極面が平面状であり、この平面
状の電極面が２以上であって、これらが互いに１０〜１
７０度の角度で交わっているものでもよい。また、電極
の一方が平板状であって、その表面および裏面が電極面
として機能するものでもよい。また、電極の一方が円筒
状または円柱状であって、その外周面が電極面として機
能するものでもよい。さらに、ＥＲ流体として、有機高
分子化合物からなる芯体と無機イオン交換体またはＥＲ
効果を有する無機物からなる表層とによって形成される
無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させたも
のを用いることが好ましい。

【０００９】以下、本発明を図面に示した実施例によっ
て説明する。図１および図２は、この発明の工作機械用
制振装置をボール盤などの一軸移動テーブルに適用した
第１の例を示すものである。図中符号１１は、ベースプ
レートであり、このベースプレート１１は、図示しない
テーブル基台に取り付けられている。ベースプレート１
１上にはレール状の転がり案内の固定台１２が取り付け
られている。この固定台１２には転がり案内の鞍状の滑
動ブロック１３がその長手方向に移動自在に取り付けら
れており、この滑動ブロック１３上には平板状のテーブ
ル１４がボルトによって固定されている。

【００１０】このテーブル１４の一辺からはベースプレ
ート１１側に向けて垂下する平板状の第１電極１５が、
テーブル１４と一体に、かつこれと直交するように設け
られている。この平板状の第１電極１５の表面および裏
面がそれぞれ平坦な電極面１５ａ，１５ｂを形成してい
る。一方、ベースプレート１１上には、ライナープレー
ト１６を介して、第２電極１７が固定されている。この
第２電極１７は、図１に示すように断面形状が略Ｕ字状
の深い樋状のもので、その両端部は閉じられ、その凹部
１７ａ内にＥＲ流体が充填され、かつ上記第１電極１５
が挿入され、その挿入状態で第１電極１５が転がり案内
の移動方向に沿って自在に移動できるようになってい
る。

【００１１】したがって、第２電極１７の凹部１７ａの
長手方向の長さは、転がり案内の滑動ブロック１３の移
動距離とほぼ同じ程度のものとなっている。また、第２
電極１７の凹部１７ａの長手方向に沿った相対向する２
つの平面はそれぞれ第２電極１７の電極面１７ｂ，１７
ｃを形成しており、凹部１７ａに挿入されている第１電
極１５の２つの電極面１５ａ，１５ｂとこれら電極面１
７ｂ，１７ｃとがそれぞれ微かの間隙を介して対向する
ようになっている。

【００１２】この間隙を満たすようにＥＲ流体が凹部１
７ａ内に充填されている。また、第１電極１５および第
２電極１７は、ともに図示しない直流電源に、第１電極
１５がマイナスに、第２電極１７がプラスになるように
接続されている。第１電極１５および第２電極１７は、
ともにセラミックスプレートなどで電気的に絶縁されて
いることは当然である。ここで、この装置の座標系での
方向を、図１，２にあるようにテーブル１４の移動方向
をＸ方向、これに直交する水平方向をＹ方向、Ｘ方向に
直交する鉛直方向をＺ方向と定めておく。

【００１３】また、この装置で用いられるＥＲ流体とし
ては、特に限定されず、従来より知られているものが用
いられるが、なかでも、本出願人が先に特許出願（特願
平４−６５０２１号，特願平４−２１４３９４号）した
ものが好ましい。このＥＲ流体は、有機高分子化合物か
らなる芯体と無機イオン交換体からなる表層とによって
形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分
散させたもの、あるいは有機高分子化合物からなる芯体
と電気レオロジー効果を有する無機物からなる表層とに
よって形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体
中に分散させてなり、かつ該無機・有機複合粒子の表面
が研磨されてなるものである。

【００１４】上記無機イオン交換体としては、多価金属
の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性
塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱
物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性
フェロシアン化物から選ばれた少なくとも１種が用いら
れ、また上記電気レオロジー効果を有する無機物には、
多価金属の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属
の酸性塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、
粘土鉱物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または
不溶性フェロシアン化物からなる無機イオン交換体及び
シリカゲルから選ばれた少なくとも１種が用いられる。

【００１５】また、無機・有機複合粒子の芯体として使
用される有機高分子化合物の例としては、ポリ（メタ）
アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エステル−ス
チレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢＳ樹脂、ナ
イロン、ポリビニルブチレート、アイオノマー、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂等の１種または２種以上の混合物または共重
合物を挙げることができる。また、上記電気絶縁媒体と
しては、従来のＥＲ流体に使用されているものがすべて
使用可能である。例えば、塩化ジフェニル、セバチン酸
ブチル、芳香族ポリカルボン酸高級アルコールエステ
ル、ハロフェニルアルキルエーテル、トランス油、塩化
パラフィン、弗素系オイル、またはシリコン系オイル
等、電気絶縁性及び電気絶縁性及び電気絶縁破壊強度が
高く、化学的に安定でかつ無機・有機複合粒子を安定に
分散させ得るものであればいずれの流体も使用可能であ
り、またそれらの混合物を使用することもできる。

【００１６】さらに、上記無機・有機複合粒子を製造す
るには、例えば、有機高分子化合物からなる芯体粒子と
無機イオン交換体あるいは電気レオロジー効果を有する
無機物（以下、ＥＲ無機物と呼ぶ。）の微粒子をジェッ
ト気流によって搬送し、衝突させる方法がある。この場
合は芯体粒子の表面にＥＲ無機物の微粒子が高速度で衝
突し、固着して表層を形成する。また、別の製法例とし
ては、芯体粒子を気体中に浮遊させておき、ＥＲ無機物
の溶液を霧状にしてその表面に噴霧する方法がある。こ
の場合はその溶液が芯体粒子の表面に付着し乾燥するこ
とによって表層が形成される。

【００１７】さらに、無機・有機複合粒子を製造する好
ましい製法例は、芯体と同時に表層を形成する方法であ
る。この方法は、例えば、芯体を形成する有機高分子化
合物のモノマーを重合媒体中で乳化重合、懸濁重合また
は分散重合するに際して、ＥＲ無機物の微粒子を上記モ
ノマー中、または重合媒体中に存在させて行うものであ
る。重合媒体としては水が好ましいが、水と水溶性有機
媒体との混合物も使用でき、また有機系の貧溶媒を使用
することもできる。この方法によれば、重合媒体の中で
モノマーが重合して芯体粒子を形成すると同時に、ＥＲ
無機物微粒子が芯体粒子の表面に層状に配向してこれを
被覆し、表層を形成する。この芯体と表層との同時形成
方法によれば、有機高分子化合物からなる芯体粒子１の
表面にＥＲ無機物粒子が緻密かつ強固に接着し、堅牢な
無機・有機複合粒子が形成される。

【００１８】無機・有機複合粒子の形状は必ずしも球形
であることを要しないが、芯体粒子が調節された乳化・
懸濁重合方法によって製造された場合は、得られる無機
・有機複合粒子の形状はほぼ球形となる。無機・有機複
合粒子の粒径は特に限定されるものではないが、０．１
〜５００μｍ、特に５〜２００μｍ程度とすることが好
ましい。このときのＥＲ無機物微粒子の粒径は特に限定
されるものではないが、好ましくは０．００５〜１００
μｍであり、さらに好ましくは０．０１〜１０μｍであ
る。

【００１９】このような無機・有機複合粒子において、
表層を形成するＥＲ無機物と芯体を形成する有機高分子
化合物の重量比は特に限定されるものではないが、ＥＲ
無機物：有機高分子化合物比で１〜６０：９９〜４０の
範囲、特に４〜３０：９６〜７０の範囲であることが好
ましい。ＥＲ無機物の重量比が１％未満では得られたＥ
Ｒ流体組成物のＥＲ効果が不充分であり、６０％を超え
ると得られた流体組成物に過大な電流が流れるようにな
る。

【００２０】上記のような各種の方法、特に芯体と表層
を同時に形成する方法によって製造された無機・有機複
合粒子は一般に、その表層の全部または一部分が有機高
分子物質や、製造工程で使用された分散剤、乳化剤その
他の添加物質の薄膜で覆われていて、ＥＲ無機物微粒子
のＥＲ効果が充分に発揮されないため、その表面を研磨
した無機・有機複合粒子を用いるのが望ましい。ただ
し、無機・有機複合粒子が芯体を形成した後で上記の表
層を形成する方法によって製造された場合は、表層の表
面に不活性物質がなく、かつ無機イオン交換体のＥＲ効
果が充分に大きいので、研磨は必ずしも必要としない。

【００２１】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子を水などの
分散媒体中に分散させて、これを撹拌する方法によって
行うことができる。この際、分散媒体中に砂粒やボール
などの研磨材を混入して無機・有機複合粒子と共に撹拌
する方法、あるいは研削砥石を用いて撹拌する方法等に
よって行うこともできる。また、分散媒体を使用せず、
無機・有機複合粒子と上記のような研磨材、研削砥石を
用いて乾式で撹拌して行うこともできる。

【００２２】さらに好ましい研磨方法は、無機・有機複
合粒子をジェット気流等によって気流撹拌する方法であ
る。これは該粒子自体を相互に気相において激しく衝突
させて研磨する方法であり、他の研磨材を必要とせず、
粒子表面から剥離した不活性物質を分級によって容易に
分散し得る点で好ましい方法である。上記のジェット気
流撹拌においては、それに用いられる装置の種類、撹拌
速度、無機・有機複合粒子の材質等により研磨条件を特
定するのが難しいが、一般的には６０００ｒｐｍの撹拌
速度で０．５〜１５分程度ジェット気流撹拌するのが好
ましい。

【００２３】このＥＲ流体は、上記無機・有機複合粒子
を、必要なら分散剤等、他の成分と共に電気絶縁性媒体
中に均一に撹拌混合して製造することができる。この撹
拌機としては、液状分散媒に固体粒子を分散させるため
に通常使用されるものがいずれも使用できる。このＥＲ
流体における無機・有機複合粒子の含有率は、特に限定
されるものではないが１〜７５重量％、特に１０〜６０
重量％であることが好ましい。その含有率が１％未満で
は充分なＥＲ効果が得られず、７５％以上では電圧を印
加しないときの組成物の初期粘度が過大となって使用が
困難になる。

【００２４】この先行発明のＥＲ流体は、極めて高いＥ
Ｒ効果を有し、経時安定性に優れ、また擦傷性が少ない
ので電極面や機器壁を摩耗せず、電圧印加中に流れる電
流が少ないので、発熱の危険がなく、消費電力が少ない
ものであって、実用性に富み、本発明の制振装置に特に
好適である。

【００２５】このような構造の制振装置においては、第
１電極１５と第２電極１７との間に直流電界を印加する
ことにより、電極間に存在するＥＲ流体の見かけの粘度
が増加し、第１電極１５と一体となっているテーブル１
４に加工によって発生するびびり振動などの振動が吸収
され、テーブル１４の振動減衰性能が大幅に向上する。

【００２６】以下に、上述の例の制振装置の振動減衰性
能について実験結果に基づいて具体的に説明する。以下
の説明において、ＥＲ流体としては、上述のポリマー粒
子の表面を特殊酸化チタンの粒子で被覆した平均粒径１
５〜２０μｍの無機・有機複合粒子をシリコーンオイル
に分散させたものを用いた。また、第１電極１５の２つ
の電極面１５，１５ｂの合計の有効面積は６４００ｍｍ
²とした。

【００２７】図３ないし図５は、電極間間隙を０．５ｍ
ｍとし、ＥＲ流体として粒子含有量が２０重量％、シリ
コーンオイル自体の粘度が１０センチストークスのもの
を用いた場合のテーブル１４のＸ，Ｙ，Ｚ各方向の動コ
ンプライアンスの周波数依存性を印加電界強度をパラメ
ータとして求めた結果を示すグラフである。印加電界強
度は、０，１．０，２．０，３．０ｋＶ／ｍｍである。
図３ないし図５のグラフから、印加電界強度を高めてゆ
くにしたがい、各方向におけるテーブルの共振周波数で
の動コンプライアンスが低下し、テーブルの動特性が向
上することがわかる。

【００２８】図６に示したグラフは、テーブル１４の
Ｘ，Ｙ，Ｚ各方向の減衰比と印加電界強度との関係を示
すもので、ＥＲ流体による効果が認められ、テーブルの
動剛性が向上していることが認められる。ところで、こ
の図６のグラフから明らかなように、この例の制振装置
では、Ｘ方向およびＺ方向に高い減衰性能が得られる
が、Ｙ方向ではあまり十分な性能が得られないことがわ
かる。これは、第１電極１５および第２電極１７の各電
極面のジオメトリーによるものと考えられ、それらの電
極面がいずれもＸ−Ｚ平面を構成しているためである。

【００２９】図７のグラフは、第１電極１５と第２電極
１７との電極間間隙の影響を示したもので、その間隙が
０．２〜０．６ｍｍの範囲では、間隙が狭いほど減衰性
能が高くなる傾向が認められる。このため、間隙は狭い
ほど好ましいことになるが、電極の移動、工作精度など
の点から０．０５ｍｍ以上とすることが好ましく、また
上限は十分なＥＲ効果を得るうえで１ｍｍ以下であるこ
とが望ましい。

【００３０】図８のグラフは、びびり振動に対する制振
性を示すものである。テーブルのＸ方向の動コンプライ
アンスの実部を縦軸に、振動数を横軸として、ＥＲ流体
がない時、ＥＲ流体を無電界で使用した時および３．０
ｋＶ／ｍｍの電界強度を印加した時についての結果を示
してある。これより、３．０ｋＶ／ｍｍの電界強度を印
加したものでは、ＥＲ流体が存在しない場合に比べて、
動コンプライアンスの最大実部が１／３程度となり、び
びり振動の抑制が可能であることが認められる。

【００３１】また、図９は、この例でのテーブルの制振
性能の応答性を示すもので、横軸の「０時間」に電源を
オンしたときの振動変位量の時間的変化を求めたグラフ
である。これより、応答特性は、時定数１３ｍｓ、立ち
上がり時間３０ｍｓ以下であることが確認された。

【００３２】図１０は、この例の制振装置で使用された
ＥＲ流体の分散媒であるシリコーンオイル自体の粘度に
よる振動減衰性能に与える影響を検討した結果を示すグ
ラフである。この結果から、シリコーンオイルとして粘
度の高いものを用いれば、それ自体で無電界でも高い摩
擦減衰力が得られるが、ＥＲ効果による共振点でのコン
プライアンス低下量は減少し、ＥＲ効果による動特性制
御域は狭くなる。また、分散媒の粘度が上がると、テー
ブル１４の高速送り時（非加工時）の駆動負荷が増加す
る問題も生じる。よって、ＥＲ流体を構成する分散媒の
粘度は、かかる制振装置においては１０〜５０センチス
トークスの範囲が好ましい。

【００３３】以上のように、図１および図２に示した構
造の制振装置によれば、良好な振動減衰性能が得られ、
びびり振動などの加工に有害な振動を効果的に抑制する
ことができる。また、電界印加の有無、その強度によっ
て制振性能を任意に発生させることができるので、その
制御が容易である。

【００３４】次に、この発明の制振装置のその他の例を
説明する。これらの例は、主にその電極の形状について
の種々の変形例を示すものである。図１１は、第２の例
を示すもので、第１の例のものと同一の構成部分には同
一符号を付してその説明を省略する。この例のもので
は、テーブル１４を往復移動させるための駆動手段とし
てのボールねじ１８がベースプレート１１上に、テーブ
ル１４の下面側の中心位置において設けられており、こ
のボールねじ１８を中心になるように、第１電極１５と
第２電極１７とからなる電極対１９，１９が２個移動方
向に沿って平行に設けられている。また、第１電極１５
はその断面形状がＴ字状となっており、テーブル１４の
下面側に取り付けられている。さらに、転がり案内が２
基平行に、かつ対称にテーブル１４の両側に取り付けら
れている。このものでは、当然電極面の有効面積を大き
くすることが可能となり、得られるＥＲ効果も大きくな
って制振効果が高いものとなる。

【００３５】図１２は、第３の例を示すもので、前述の
第２の例において、第１電極１５，１５の電極板を中ぐ
りして長手方向に延びてこれを貫通する溝１５ｃ，１５
ｃを形成したものである。このものでは、電極面の有効
面積は、第２の例と同じであるが、電場を加えない時の
テーブル１４の移動の際の抵抗が少なくなり、ボールね
じ１８の駆動負荷を軽減できる特徴がある。

【００３６】図１３は、第４の例を示すものである。こ
の例は、第２の例において、第１電極１５の電極板を３
枚とし、これのそれぞれを第２電極１７に形成した３個
の凹部１７ａ…に挿入したものである。この例ではさら
に電極面の有効面積が大きくなり、大きなＥＲ効果によ
る高い振動減衰性能が達成できる。また、電極板を２枚
あるいは４枚以上としてもよいことは勿論である。

【００３７】図１４は、第５の例を示すものである。こ
の例では、第１電極１５の形状が十字状となっており、
これに対応して第２電極１７の凹部１７ａも同様の十字
状となっている。このものにあっては、テーブル１４の
垂直方向と水平方向とでそれぞれＥＲ効果が発生する。
第１電極１５の電極面のうち、垂直面の部分は座標系で
はＸ−Ｚ平面であり、水平面の部分はＸ−Ｙ平面とな
る。このため、垂直面の部分では、Ｘ方向およびＺ方向
での高い制振性が得られ、水平面の部分ではＸ方向およ
びＹ方向での高い制振性が得られ、結果的にＸ，Ｙ，Ｚ
方向の三方向ともに十分に高い振動減衰性能が得られる
ことになる。この例では、第１電極１５のいずれの電極
面も互いに他の電極面と直角に交わっているが、この交
差角度は必ずしも９０度とされることはなく、１０〜１
７０度、好ましくは４５〜１３５度、さらに好ましくは
６０〜１２０度の範囲とすることができる。勿論、この
角度を９０度とすることが実用上最も好ましいことは言
うまでもない。

【００３８】図１５は、第６の例を示すもので、この例
では第１電極１５が中空の円筒状となっており、第２電
極１７の凹部１７ａもこれに対応した丸溝状となってい
る。このものでは、その外周面が電極面を形成するた
め、先の例と同様に三方向に高い制振性が得られること
になる。また、中空となっているので、第３の例と同様
に無電界時のテーブル１４の移動抵抗が小さいものとな
る。さらに、円筒形状は一般に加工が容易で、加工精度
も高くすることができるので、実際上電極間間隔を十分
に狭くすることができ、高いＥＲ効果を得ることができ
る。また、中空部分の空間に、第１電極１５および第２
電極１７にそれぞれ接続された板状の第１副電極および
第２副電極を互いに対抗するように設けることもでき
る。また、この例の変形例として、第１の電極１５の形
状を中実の円柱状としたものを採用できる。

【００３９】図１６は、第７の例を示すものである。こ
の例では、第１電極１５の断面形状をエ字状にし、水平
方向での電極面積を大きくとるようにして十分な制振効
果を確保しつつ、電極の垂直方向の長さを短縮し、かつ
第１電極１５のテーブル１４への取付部分をテーブル１
４内に埋め込んだ形状としている。このような構造で
は、テーブル全体の垂直方向の高さを小さくすることが
可能となる。したがって、このテーブルシステムを２段
にＸ方向とＹ方向とに直交するように重ねて使用し、テ
ーブルの移動方向をＸ方向およびＹ方向の二方向とする
場合に、その全体の厚が薄い、コンパクトなものにでき
る。

【００４０】図１７および図１８は、第８の例を示すも
ので、この例では第１電極１５は、テーブル１４の下面
側から垂下する棒部の脚部１５ｄと、この脚部１５ｄの
下端に取り付けられた円板状の電極部１５ｅとから構成
されている。一方、第２電極１７は、その凹部１７ａが
図１８にあるようにテーブル１４のＸ方向に沿う細長い
主溝１７ｄと、これに直交するＹ方向の複数の副溝１７
ｅ…とから形成され、その底部では破線で示すような全
面に拡る空隙１７ｆが形成されたものとなっている。こ
のような構造では、第１電極１５は、若干限定はされる
もののＸ方向とＹ方向との二方向に動くことが可能とな
り、テーブル１４自体を適宜の案内手段で支持、案内す
ることにより、テーブル１４をＸ方向およびＹ方向の二
方向に移動させることができるとともにＥＲ効果による
高い制振効果を得ることができる。

【００４１】また、本発明の制振装置はテーブルに限ら
れず、例えばラジアルボール盤などの工具取付移動ヘッ
ドにも適用することができる。ラジアルボール盤では、
その直立したコラムにこれを中心として旋回可能な水平
アームが取り付けられ、この水平アームに工具（ドリ
ル）を取り付けた主軸ヘッドが水平アームに対して水平
移動可能に取り付けられている。この主軸ヘッドに例え
ば図１１に示した構造の第１電極を取り付け、水平アー
ムに第２電極を取り付ける構造を採用することにより、
主軸ヘッドの加工中の振動を効果的に抑制することがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の工作機
械用制振装置によれば、工作機械の振動テーブル、工具
取付移動ヘッドの加工時のびびり振動などの振動を効果
的に抑制することができる。また、電極の形状を選択す
れば、三方向の振動に対しても同時に制振することがで
きる。さらに、応答性が良好であり、印加電界強度によ
り振動減衰性能を容易に調節することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制振装置の第１の例を示す概略断
面図である。

【図２】この発明の制振装置の第１の例を示す平面図
である。

【図３】この発明の第１の例のＸ方向の動特性を示す
グラフである。

【図４】この発明の第１の例のＹ方向の動特性を示す
グラフである。

【図５】この発明の第１の例のＺ方向の動特性を示す
グラフである。

【図６】この発明の第１の例の減衰比と印加電界強度
との関係を示すグラフである。

【図７】この発明の第１の例での電極間間隙の影響を
示すグラフである。

【図８】この発明の第１の例でのびびり振動の制振性
を示すグラフである。

【図９】この発明の第１の例の応答性を示すグラフで
ある。

【図１０】この発明の第１の例でのＥＲ流体を構成す
る分散媒の粘度が動特性に与える影響を示すグラフであ
る。

【図１１】この発明の第２の例を示す概略断面図であ
る。

【図１２】この発明の第３の例を示す概略断面図であ
る。

【図１３】この発明の第４の例を示す概略断面図であ
る。

【図１４】この発明の第５の例を示す概略断面図であ
る。

【図１５】この発明の第６の例を示す概略断面図であ
る。

【図１６】この発明の第７の例を示す概略断面図であ
る。

【図１７】この発明の第８の例を示す概略断面図であ
る。

【図１８】この発明の第８の例の第２電極の凹部を示
す説明図である。

【図１９】従来の制御装置の例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１４…テーブル、１５…第１電極、１５ａ，１５ｂ…電
極面、１５ｃ…溝、１７…第２電極、１７ａ…凹部、１
７ｂ，１７ｃ…電極面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動テーブルに取り付けられる第１の電
極と、テーブル基台に取り付けられる第２の電極を有
し、第１の電極は、１以上の電極面を有し、第２の電極は、第１の電極の電極面に対して微小な間隙
を介して対向する１以上の電極面を有し、第１の電極の電極面と第２の電極の電極面との間隙に電
気レオロジー流体が充填された工作機械用制振装置。
【請求項２】工具取付移動ヘッドに取り付けられる第
１の電極と、上記工具取付移動ヘッドを支持する支持体
に取り付けられる第２の電極を有し、第１の電極は、１以上の電極面を有し、第２の電極は、第１の電極の電極面に対して微小な間隙
を介して対向する１以上の電極面を有し、第１の電極の電極面と第２の電極の電極面との間隙に電
気レオロジー流体が充填された工作機械用制振装置。
【請求項３】請求項１または２において、第１の電極
または第２の電極のいずれか一方が平板状であって、こ
の平板状電極の表面および裏面が電極面である工作機械
用制振装置。
【請求項４】請求項３において、上記平板状電極が中
ぐりされた溝を有している工作機械用制振装置。
【請求項５】請求項１または２において、上記第１の
電極の電極面または第２の電極の電極面が平面状であ
り、この平面状の電極面が２以上あり、これらの電極面
が互いに１０〜１７０度の角度で交わっている工作機械
用制振装置。
【請求項６】請求項１または２において、第１の電極
または第２の電極のいずれか一方が円筒状であって、そ
の外周面が電極面である工作機械用制振装置。
【請求項７】請求項１または２において、第１の電極
または第２の電極のいずれか一方が円柱状であって、そ
の外周面が電極面である工作機械用制振装置。
【請求項８】請求項１または２において、上記電気レ
オロジー流体が、有機高分子化合物からなる芯体と無機
イオン交換体からなる表層とによって形成される無機・
有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させたものであ
る工作機械用制振装置。
【請求項９】請求項８において、無機イオン交換体が
多価金属の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属
の酸性塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、
粘土鉱物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または
不溶性フェロシアン化物から選ばれた少なくとも１種で
ある工作機械用制振装置。
【請求項１０】請求項１または２において、上記電気
レオロジー流体が、有機高分子化合物からなる芯体と電
気レオロジー効果を有する無機物からなる表層とによっ
て形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に
分散させてなり、かつ該無機・有機複合粒子が該粒子表
面を研磨してなるものである工作機械用制振装置。
【請求項１１】請求項１０において、電気レオロジー
効果を有する無機物が多価金属の水酸化物、ハイドロタ
ルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒドロキシアパタイ
ト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チタン酸カリウム
類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロシアン化物から
なる無機イオン交換体及びシリカゲルから選ばれた少な
くとも１種である工作機械用制振装置。