JPS6117613B2 - - Google Patents

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JPS6117613B2
JPS6117613B2 JP55113124A JP11312480A JPS6117613B2 JP S6117613 B2 JPS6117613 B2 JP S6117613B2 JP 55113124 A JP55113124 A JP 55113124A JP 11312480 A JP11312480 A JP 11312480A JP S6117613 B2 JPS6117613 B2 JP S6117613B2
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pressure
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02—Sliding-contact bearings
    • F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/003—Tubular articles having irregular or rough surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/18—Pleated or corrugated hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械等の案内面において、対向す
る一対の摺動案内面の一方を動圧すべり案内面、
他方を静圧案内面とし、動圧すべり案内面を唯一
の運動基準とし、静圧案内面は動圧すべり案内面
に運動体を一定の圧力で押し付ける様に作用さ
せ、この結果として動圧すべり案内面内の面圧分
布を均一化し、モーメント的外力による運動体の
姿勢を規制して直線運動させることを目的とした
ものである。
以下垂直案内を例に説明する。従来の垂直動圧
すべり案内方式では摺動面を案内面で、又は案内
面を摺動面で挟み込む構造が用いられている。
摺動体を運動させる為にすきまを設けなければ
ならないので、駆動中心と摺動体の重心との不一
致や外力によるモーメント力により摺動面と案内
面は片当りが生じたり摺動体が傾いたりする。実
用上潤滑油剤を用いる場合、摺動体を案内する面
圧分布は摺動体の運動の関数となる。極端な場合
には金属接触し局部的な摩耗が生じる。またすき
まがあるので作用するモーメントの大きさにより
摺動体は不安定な挙動を生じ、精密な位置決めを
行なう際の障害となる。
また静圧案内で摺動体を挟支する案内方式は動
圧すべり案内方式に較べ、摩擦力は小さく、片当
り等の現象は発生しにくい。しかし、摩擦力は小
さい為摩擦に依る制振効果は期待出来ない。ま
た、運動体に加わる外力はほとんど駆動系で受け
る事となり、運動体を不必要に変位させ、位置決
め精度が低下する。
本発明は、これらの点を考慮して、対向する一
対の案内面の一方を動圧すべり案内面とし、他方
を移動方向に多数の静圧パツドを配した静圧案内
面とし、静圧案内面で発生した圧力により、摺動
体を動圧すべり案内面に押しつける構造となつて
おり、摺動体は動圧すべり案内面を唯一の基準案
内面として運動する。前記動圧すべり案内面に押
しつける力は前記静圧案内の各静圧パツドの供給
圧又は流量を制御することによつて面圧を自由に
選択設定することが可能であり、動圧すべり案内
面における面圧を最適値に設定できる。
また、動圧すべり案内面と静圧案内面との平行
度が不完全であつても摺動体に働く力が静圧案内
面で発生する押しつけ力以下であれば静圧パツド
の隙間は変化するが静圧軸受としての復元能力が
あるために動圧すべり案内面に押しつける機能は
変らないので動圧すべり案内面を運動の基準とし
て摺動する。
さらに、静圧案内面で発生した押しつけ力以上
の力が摺動体に働くと、摺動体と動圧すべり案内
面との間に発生することになるが、このような場
合には各静圧パツドの供給圧又は流量を制御する
ことにより隙間をなくし、動圧すべり案内面の面
圧分布を最適な状態に保ち、前記摺動体を動圧す
べり案内面を基準として運動させることができ
る。よつて外力による不安定な挙動は抑制され
る。さらに動圧すべり案内面に生じる摩擦力で駆
動方向の制振性を持たせる事が出来る。
以下本発明を図面に基づき説明する。第１図は
本発明の一実施例である平面研削盤の垂直案内面
を示す斜視図である。１０１は砥石軸ハウジン
グ、１０２，１０３はコラム、１０４は送りね
じ、１０５は静圧案内板である。砥石軸ハウジン
グ１０１はコラム１０２，１０３に案内され、送
りねじ１０４によつて上下に運動する。静圧案内
板１０５は砥石軸ハウジング１０１にボルトで結
合されている。本例では矢印Ａ方向にのみ本発明
を適用していて、矢印Ｂ方向は動圧すべり案内方
式としている。これは矢印Ｂ方向は送りねじに対
し、ほぼ対称となつていて、駆動中心と運動体の
重心が幾何学的に一致していると見做せる為であ
る。Ｂ方向にも本発明を適用すれば、さらに良い
運動精度が得られる。
第２図は案内面を示し、第１図を上面より見た
平面図である。１０１は砥石軸ハウジング、１０
２，１０３はコラム、１０４は送りねじ、１０５
は静圧案内板、２０１〜２０６は動圧すべり案内
面、２０７，２０８は静圧案内面を示している。
本実施例では砥石軸ハウジングの前後方向、すな
わち第１図Ａ方向のみに本発明を適用している。
動圧すべり案内面２０５と静圧案内面２０７、動
圧すべり案内面２０６と静圧案内面２０８を組み
合わせている。
第３図は第２図の矢印Ｃ方向からみた静圧案内
板の静圧案内部を示した正面図である。３０１〜
３１２は油圧の供給口、３１３〜３２４は静圧ポ
ケツト、３２５〜３３６はランド、３３７，３３
８は油の回収溝、３３９，３４０は油の回収穴、
３４１，３４２は縁である。供給口３０１〜３１
２及び静圧ポケツト３１３〜３２４，ランド３２
５〜３３６はそれぞれ同一形状に加工されてい
る。ランド３２５〜３３６と縁３４１，３４２は
高さが等しく静圧ポケツト３１３〜３２４はラン
ド３２５〜３３６より低く彫られている。油回収
溝３３７，３３８も油の回収の為縁３４１，３４
２に対して低くなるように彫られている。供給口
３０１〜３１２より供給された油は静圧ポケツト
３１３〜３２４では供給された時の圧力を保ちラ
ンド３２５〜３３６を通り抜ける間に圧力を減少
させながら回収溝３３７，３３８を通り回収穴３
３９，３４０を通つて油圧タンクに回収される。
第４図は第３図の静圧案内面をＤ−Ｄで切断し
た時の横断面を示している。１０５は静圧案内
板、４０１は油圧供給源、４０２はマニホール
ド、４０３〜４０８は固定絞り、３１３〜３１８
は静圧ポケツト（リセス）、３０１〜３０６は供
給口、３３７は油の回収溝、４０９は回収用配
管、４１０はタンクを示し、静圧ポケツト３１３
〜３１８と油の回収溝３３７の間の部分がランド
であり外側が縁になつている。油は油圧源４０１
からマニホールド４０２を通り固定絞り４０３〜
４０８をへて静圧ポケツト３１３〜３１８へ達す
る。以上の実施例での実験データを示す。
第６図は通常の動圧すべり案内を用いた送り指
令値１ステツプ0.75ミクロンの場合を示してお
り、砥石軸ハウジングを(1)下向き送りの定常動
作、それから(2)上方向にステツプ送りした時の過
渡的動作、さらに(3)下方向にステツプ送りした時
の過渡的動作を示したものである。Y1〜Y3はそ
れぞれ図に示す位置の変位である。図から反転時
に砥石軸ハウジングが不安定が挙動を示している
事がわかる。
第７図は本発明を適用したもので絞りとして固
定絞りを使用したものであり、第６図同様送り指
令値は１ステツプ0.75ミクロンで図中１，２，３
は第６図に準ずるものとする。図示から明らかな
如く反転した時の姿勢の変化は非常に少なく本発
明の効果を示すものである。
また第８図イは砥石軸先端に荷重を作用させた
場合の砥石軸先端の変位を動圧すべり案内と本発
明とで比較したものである。従来の動圧すべり案
内では、ある荷重を越すと変位が急激に増し、さ
らに荷重を増すと変位の増え方は少なくなつてい
る。これは第８図ロに示す様に最初Ａの様に片当
りしていたものがＢの様にすきまの範囲で動く状
態となつた為に変位が増し、さらにＣの様に片当
り状態となり変位が増えにくくなつていると考え
られる。
ところが本発明を適用した場合では変位の増え
方は一定であり動圧すべり案内の場合に比べ率も
少ない。
垂直案内方式を例にとつて説明したが、水平案
内方式において、動圧すべり案内方式では側面の
運動基準は、前述した垂直動圧すべり案内方式と
同様に二つ存在する為、運動体は不安定な挙動を
示し、運動精神や位置決め精度が低下する。また
静圧案内方式にも、前述した問題がある。本発明
の適用により、運動体の運動精度や位置決め精度
を向上させ、駆動方向の制振性を向上させること
が出来る。
さらに動圧すべり案内方式のテーブル往復型平
面研削盤では、テーブルの往復運動に伴なつて、
テーブルと案内面の間に存在する油膜厚さが変化
し、加工物の寸法精度等に影響を及ぼす。第５図
は本発明を適用した例で、テーブルと案内面の断
面を示す斜視図である。５０１はテーブル、５０
２はサドル（案内面）、６０１〜６０４は動圧す
べり案内面、６０５〜６０６は静圧案内面であ
る。
本発明の適用により、油膜厚さの変化等による
不安定な運動が抑制出来るので、寸法精度は向上
する。本実施例においては固定絞りを適用した例
を示したが、固定絞りの代替として圧力調整弁や
圧力制御型サーボ弁又はこれに類する制御弁を用
いることにより各々のポケツトの圧力を調整する
ことが可能となりより効果的である。
以上の様に本発明は、対向する一対の摺動案内
面の一方を動圧すべり案内面、他方を静圧案内面
とし、動圧すべり案内面を唯一の運動基準とし、
静圧案内面は動圧すべり案内面に運動体を一定の
圧力で押し付ける様に作用させ、この結果として
動圧すべり案内面内の面圧分布を均一化するので
部分的な摩耗を抑制し、駆動方向の制振性を持た
せる事が出来る。さらに運動体にモーメント力が
作用し静圧案内のすきまが変化すると静圧案内は
すきまを元に戻す様な力を発生するので、運動体
の姿勢は修正されるので安定した運動をする。従
つて運動体の運動精度や位置決め精度を向上させ
る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は平面
研削の垂直案内面の斜視図。第２図は第１図を上
からみたもので摺動面の配置を示す平面図。第３
図は第２図の矢印Ｃ方向から見た静圧案内板の静
圧ポケツトの配置を示した正面図。第４図は第３
図をＤ−Ｄで切断した静圧案内板の静圧案内部の
断面図。第５図は本発明を適用したテーブルの断
面を示す斜視図。第６図乃至第８図は本発明を適
用した実施例の実験データを示し、第６図は通常
の動圧すべり案内における動作図。第７図は本発
明を適用した場合の動作図。第８図イ，ロは従来
例と本発明との比較特性図である。 １０１……砥石軸ハウジング、１０２，１０３
……コラム、１０５……静圧案内板、２０１〜２
０６……動圧すべり案内面、２０７〜２０８……
静圧案内面、５０１……テーブル、５０２……動
圧すべり案内面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 工作機械等における摺動体案内装置におい
    て、摺動体と、該摺動体を案内する案内部として
    潤滑油を摺動面に浸潤する程度に連続的又は間欠
    的に供給される動圧すべり案内と、前記動圧すべ
    り案内に対向して配置し絞りを通して圧力油を供
    給することにより案内面と摺動体との間に油膜を
    形成する複数個の静圧パツドを移動方向に配した
    静圧案内と、前記静圧パツドに前記動圧すべり案
    内と前記摺動体との接触面圧が一様になる如く圧
    力油を供給する油圧源とよりなり、前記動圧すべ
    り案内面を唯一の運動基準として前記摺動体を摺
    動させることを特徴とする工作機械等の複合案内
    装置。
JP55113124A 1980-08-18 1980-08-18 Compound guide system of machine tool Granted JPS5741143A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55113124A JPS5741143A (en) 1980-08-18 1980-08-18 Compound guide system of machine tool
GB8124375A GB2082096B (en) 1980-08-18 1981-08-10 Machine tool guideways
DE19813131566 DE3131566A1 (de) 1980-08-18 1981-08-10 Fuehrungsmechanismus fuer werkzeugmaschinen
US06/564,782 US4523410A (en) 1980-08-18 1983-12-27 Composite guide mechanism

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JP55113124A JPS5741143A (en) 1980-08-18 1980-08-18 Compound guide system of machine tool

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JPS5741143A JPS5741143A (en) 1982-03-08
JPS6117613B2 true JPS6117613B2 (ja) 1986-05-08

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ID=14604128

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DE (1) DE3131566A1 (ja)
GB (1) GB2082096B (ja)

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