JPH01238713A

JPH01238713A - 直線ころがり案内装置

Info

Publication number: JPH01238713A
Application number: JP6038988A
Authority: JP
Inventors: Kazu Watabe; 渡部　和
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1989-09-22
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JP2633610B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
内を用いる装置、たとえば工作機械、の直゛線ころがり
案内方法および装置に関する。　　　。

〔従来技術〕

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、１また、スティックスリップ現
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、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。。

第１４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５に固定されている。

すなわち、コラム３けベツド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。

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１４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３図に２点鎖線で示。

す応答曲線（ａ）のようになる。すなわち、−様な曲線
ではなく、傾斜の急な山と谷を持ち、しか。

・　４　・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３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す彦わち支持部８が加振力を受けることになり、
≠４４巳仕上加工を〈シ返しても、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
・問題点があった。

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方法お本発明者は、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、あって。

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、本発明の第１の実
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４゜ａ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からなる撮動減衰装置１３を設けた。なお、
スライダ１０と油［１１とは、糟スライダ１０の表面１４と油膜１１の底面１５との間に
隙間１６ができるように配置される。　　・また、油１
２は油面１７が表面１４を越える高さりまで油槽１１に
入れる。

〔作　　　用〕

第４図に示すように、たとえば、スライダＩＧ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が入っているから、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はいわゆるダッシュボッ・トを構成する。

そこで、第１図に示す直線ころがり案内装債を採用した
第２図に示す研削盤の等価振動系は、変形の少ないベツ
ド５を剛体とみなせるから、第５図のようにモデル化で
きる。同図に・おいて、ＭｓＵＹ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・みなしたときの等側割性。Ｋｂはころがり軸受
４のばね定数。Ｃｄは振動減衰装置１３の粘性抵抗であ
０る。

砥石ＩＶＣ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Ｋｂに作用す
る復元力は振動の変位量に応するもの。

であり、粘性抵抗Ｃｄは振動の変位の速度に応ず石。

ものであって、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。

１４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２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、７　
。

８の応答曲線は第３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り、表面９は凹凸の少ない
、平面度のすぐれるものとなる。　　。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の直線ころがり案内装置を適用ピた研削盤
を例にとり、図面を用いて説明する。な。

お、第１４図と同じものは同一の符号を付してあ。

る。

第１図は本発明の第１の実施例を示す直線ころ。

がり案内装置の正面断面図。第２図は第１図に示０す直
線ころがり案内装置を適用した研削盤の側面。

図である。

１０はコラム３に固定されたスライダ、１１けベツド５
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、１５振動減衰装置１
３と呼ぶ。また、スライダ１０の。

表面１４と油槽１１の底面１５との隙間１６は５゜〜５
００μｍであり、油面１７は表面１４を越え。

る高さにしである。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とスライー・Ｉ
Ｊ、８　。

ダ１０の側面とを連通させている。なお、主軸２゜とテ
ーブル６との間に加振器を設置して、第１４゛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３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、しか本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７との間には砥削抵抗によシ、
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は完全に均一な幸ものでは＼ないから、前記し
た力の大きさは一様ではなり、゛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には振動減衰装置１３の構成部品でおるスラ
イダ１０が固定されているため、支持部８の変位は小さ
くなる・。

なお、本実施例においては穴１８Ｖｒ−より支持部８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１６が狭く、表面１４が底面１５ＶＣ。

対して傾いている状態で支持部８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って支・持部８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、本実施例においでは、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８を２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
力や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θ口部は油面１
７よりも下方にあってもよいことは・言うまでもない。

第６図は第２の実施例を示す正面断面図で、第７図は同
図におけるＩ−Ｉ断面図である。

動作は第１の実施例と同一であるため省略する５が、こ
の場合スライダ１０の断面は１字形をして。

おり、しかも油面１７を１字形部の上側の面２０゜を越
える高さにしであるから、粘性抵抗は表面１゜４だけで
なく面２０に対しても働き、減衰能を犬きくすることが
できるという効果がある。　　　２゜以下、さらに第３
ないし第５の実施例について゛図面を用いて説明する。

なお、動作については、“前記第１ないし第２の実施例
と同じであるため省略し、特有の効果についてのみ述べ
る。

第８図は第３の実施例を示す正面断面図で、第９図は第
８図における■−■断面図である。　　゛この場合、ベ
アリング４ａがスライダの役目を果すように構成されて
いるから、特別にスライダ。

を設けなくても良いという効果がある。

第１０図は第４の実施例を示す正面断面図で、１・・第
１１図は第１０図におけるｍ−■断面図である・。

この場合、軌道４ｂに直接油１２を保持させるように構
成されているから、特別に油槽を設けなくてもよいとい
う効果がある。

第１２図は第５の実施例を示す正面断面図で、１第１３
図は第１２図におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。

この場合、ベアリング４ａがスライダの役目を。

果し、しかも軌道４ｂに直接油１２を保持させる。

ように構成されているから、スライダおよび油槽を特別
に設ける必要がなく、取扱いが容易である。。

・１１・という効果がある。

なお、第３および第５の実施例においてスライ゛ダ１０
を別に設けてもよいことは言うまでもない。

さらに、前記した第１ないし第５の実施例においては、
ベアリング４ａ側を上側としてスライダ１５０を設け、
軌道４ｂ側を下側として油槽１１を設。

けたが、軌道４ｂ側を上側としてスライダ１０を。

設け、ベアリング４基側を下側として油槽１１を。

設けてもよいことは言うまでもない。また、流体。

槽に充填する流体としては油に限らず、他の液体０ある
いはコロイド溶液などを用いてもよいことは゛言うまで
もない。また、隙間１６は５〜５００μ。

ｍに限らず、さらに広くすることもできる。　　゛〔発
明の効果〕以上詳述したように、本発明の直線ころがｐ案５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（・、１２゜杭はほとんどなく、ころがり案内の長所を損うことがな
いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す直線ころ。がり案内装置の正面断面図。第２図は第１図に示す直線
ころがり案内装置を適用した研削盤の説萌図。第３図な
いし第５図は本発明の原理および効。果の説明図。第６図ないし第１３図は本発明の第。２ないし第５の実施例を示す正面断面図および質面断面
図。第１４図は従来技術の説明図である。１０４・・・
直線ころがり案内装置、　　４ａ・・・ベアリン・グ、
　　４ｂ・・・軌道、　　１０・・・スライダ、１１・
・・・油槽、　　１２・・・油、　１３・・・振動減衰
装置、・１４・・・表面、　　１５・・・底面、　　１
６・・・隙間、　・１７・・・油面、　１８・・・穴、
　　２０・・・面、１５代理人弁理士　　小　川　勝　
男算５０　　　　＄４図＄？０４／６　　１２＄１０図寡、７′高＃４ｂ（ＩＩ）ｌＪ’ 第１２図

Claims

【特許請求の範囲】１、２つの部材の間に転動体を介在させ、２つの部材を
直線方向に相対的に移動させる直線ころがり案内方法に
おいて、流体の粘性抵抗を作用させることを特徴とする
直線ころがり案内方法。２、転動体と、転動体を回転自在に保持する転動体の保
持体と、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いて、保持体または軌道の
うちの一方と一体にスライダを設けると共に他方と一体
に流体槽を設け、スライダの表面と流体槽の底面とを隙
間を持たせて対向させ、流体を少なくともスライダの表
面を越えるように充填したことを特徴とする直線ころが
り案内装置。３、スライダが保持体の一部であり、流体槽が軌道に設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の直線ころがり案内装置。４、スライダが保持体の一部であり、流体槽が軌道を載
置するベースに設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の直線ころがり案内装置。５、スライダが保持体を載置する部材の一部であり、流
体槽が軌道に設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の直線ころがり案内装置。６、スライダが保持体を載置する部材の一部であり、流
体槽が軌道を載置するベースに設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の直線ころがり案内
装置。７、スライダが軌道の一部であり、流体槽が保持体に設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の直線ころがり案内装置。８、スライダが軌道の一部であり、流体槽が保持体を載
置するベースに設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の直線ころがり案内装置。９、スライダが軌道を載置する部材の一部であり、流体
槽が保持体に設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の直線ころがり案内装置。１０、スライダが軌道を載置する部材の一部であり、流
体槽が保持体を載置するベースに設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の直線ころがり案
内装置。１１、転動体と転動体を回転自在に保持する転動体の保
持体と、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いて、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持たせたスライ
ダを保持体または軌道のうちの一方と一体に設けると共
に他方と一体に流体槽を設け、スライダの表面と流体槽
の底面とを隙間を持たせて対向させ、流体を少なくとも
スライダの表面を越えるように充填したことを特徴とす
る直線ころがり案内装置。