JPS5815638A - 工作機械用摺動子の圧力負荷を均一化するための装置 - Google Patents

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】 刃物白心押台等をなす、水平方向に摺動する摺動子を用
いる工作機械においては、摺動子の重心が偏っているた
めに、摺動子が、摺動レールに及ぼす圧力の分布曲線が
変動することがあり、該摺動子の移動方向によって、そ
のオーノクーノ・ング量が大きくなったり、傾斜したり
する傾向がある。

一方、フレーム上に設けられた鋳鉄もしくは鋼からなる
摺動レールの摩擦面を、適当な特性を有するプラスチッ
クの層により覆い、摺動子の運動摩擦を減少させること
により、一定のモータの出力に対する摺動子の運動速度
を増し、又、移動距離が小さいときや、移動速度が極め
て小さいときに、［スティック−スリップ」と呼ばれる
不規則な運動が発生するのを防止するのが望まし７いこ
とは知られている。

しかしながら、このようなプラスチック材料は、摺動子
の位置に応じて、不均一な圧縮変形をおこすことがあり
、それにより、工具の位置の精度が損なわれることがあ
る。

すなわち、摩擦係数の小さい材料からなる層を、摺動子
が圧縮すると、その重力に釣り合うような分布を有する
力が発生し、この力の大きさが、位置によって変動し、
前記した圧縮変形力を変動させる。

このような、摺動子の移動に際して生ずる問題を解消す
るだめの方法は、従来種々提案されている。

そのような方法の一つとしては、摺動子の重心の位置の
変化に応じて変化するような力を発生するようにした釣
り合い錘りを用いることにより、摺動子の移動に伴なっ
て発生する傾動モーメントに対抗するような、逆向きの
傾動モーメントを発生させるものがある。

もう１つの方法としては、１９７５年２月６日Ｖこ出願
され、ソシエテ　ウレ（５ｏｃｉ４．ｔｅ　ＨＬＪＲＥ
）に付与されたフランス国特許第７５．０３２１７号（
公告番号第２．２！９９，１７７号）明細書に開示され
ているものがある。

これは、摺動子に支持され、かつ、摺動レール上に取付
けられたローラと協働する１個もしくは゛複数のカム状
をなす捧を用いることからなり、ラムの後部に上向きの
力を加え、摺動子のオーバーバング部分の重量に対して
釣り合せることができるように、捧及びローラの形状及
び相対位置が定められている。

しかし、この方法は、構造が複雑であり、製造コストが
高いという欠点がある。

このような点に鑑み、本発明の主な目的は、上記したよ
うな問題を、廉価に解消し得るような、構成の簡単な装
置を提供することにある。

本発明によれば、摺動子（１１の前後部の下側摺動レー
ルの反対側に、軸線方向カムが、２つずつ取付けられて
おり、前記支持台の上側摺動レールの両端部に、ばねの
力に抗して垂直方向に運動し得るようにされ、かつ、対
応する前記カム上を転動し得るようにされた′ローラが
取付けられており、しかも、前記摺動子の重量及びロー
ラの作用力により発生する圧力の分布が、前記摺動子の
位置にかかわらず均一となり、その合成力の作用点が、
前記支持台の下側摺動レールの中央部に常に位置するよ
うに、前記カムの形状、及び前記ばねの特性が定められ
ていることを特徴とする装置が提供される。

こうすることにより、摩擦係数の小さい材料の圧縮変形
が、工具の位置の許容誤差の範囲内で一定となり、摺動
子の、摺動レール面に対する位置が一定となり、摺動子
の位置にかかわらず、常に良好な安定性が確保される。

しかも、本発明によれば、摺動子又はラムの型部、及び
ローラの押圧力の合成力並びに、低い摩擦係数を有する
材料の強度を越えることのないような均等な圧力分布を
常に一定に保つと同時に、支持台もしくはコンソールの
長さよりも大きいストロークをもって、ラムもしくは摺
動子を移動し得るようにできる。

本発明のもう一つの利点は、構成が簡単な点にある。摺
動子が及ぼす力は、減少するどころか、むしろ、ローラ
により及ぼされる力の分だけ増大することとなるのであ
るが、このような力の平均化作用により、このような力
の増大という欠点は、何ら問題とならない。

何故なら、結局、圧力面の単位長さ当りの圧力は、単に
制御されるばかりでなく、このような構成によらない場
合に発生するであろう最大圧力に比べて小さくなり、こ
のことが、より重要なことであるからである。

本発明については、次のような好適な実施態様が可能で
ある。

（ａ）カムの低い面の区間長を、ローラの間隔以下の大
きさにする。　　　　□ （ｂ）　　摺動子の重心が、下側摺動レールの中央部の
近くに位置するときに、両ローラが及ぼす圧力が等しく
なるように、カムの形状を定める。

（ｃ）摺動子の、カムが取付けられている前部及び後部
領域を、少なくとも、前記摺動子が中央位置にあるとき
に、前部及び後部ローラにより占められる部分から、前
記摺動子が、その前後方向の両極端位置に・あるときに
、前記両ローラにより占められる位置に亘って設ける。

（（１）　　カムの長さを、摺動子の、中央位置からの
対応するストローク以上とする。なお、この対応するス
トロークとは、当該カムが作動することとなる摺動子の
運動区間のストロークを指す。

（ｃ）カムを、互いて横方向にオフセットさせる。

以下、本発明の好適実施例を、添付の図面に基づいて説
明する。

図面中、成る工作機械について用いられている、本発明
に基づく摺動子の全体が、符号（１）により示されてい
る。

との摺動子（１）は、支持台（２）上を摺動するように
なっている。支持台（２）も、工作機械の基礎台（２２
）（第１図及び第２図）又は基礎台（２ろ）（第４図及
び第５図）上を摺動するコンソール台をなすものであっ
てよい。

摺動子（１）の前端には、任意の型式の工具ヘッド（３
）が取付けられている。

本発明によれば、摺動子（１）は、その下側摺動レール
０８）の反対側の前後端において、それぞれ軸線方向カ
ム（４）（５）と、対向摺動レール０９）とを備えてい
る。支持台（２）の前後端におけるハウジングＱＯ）（
］　１）の内部には、それぞれヒ０ストンＴ８）（９）
がばねにより付勢された状態で収容され、各ピストン＋
８）（９）には、ローラｆ６）ｆ７）が、それぞれ枢着
されている。

前記カム（４）＋５１の形状及びばね（１２）の特性は
、摺動子の重量及びはね（１２）により、摺動レール（
２０）上に加えられる力が均一となり、その合成力が、
摺動レール（２０）の中央に位置するように定められて
いる。

第６図には、支持台（２）の一部をなす連結部材（１３
）に取付けられたハウジング（１０）内のピストン（８
）に、ローラ（６）が枢着され、このローラ（６）が、
例えば、上側摺動レールα９）上を転動し得るようにな
っている様子が示されている。

ピストン（８）の後面は、連結部材（１３）に螺合され
たソケット０４Ｊ内に、ばね（１２１を構成するべく積
層されたばねワッシャに当接している。横ねじ（１５）
は、回転止めのだめの突起（１６）を有し、該突起（１
６）は、ピストン（８）の溝（１７）の内部に突入して
いる。

本発明に基づく構成を用いない場合において、摺動子が
、両極端位置であるのときに、摺動子の移動に伴ない発
生する圧力の分布曲線が、第６図及び第７図に示されて
いる。

この曲線から、圧力が不均一に分布しており、支持台（
２）の両端部においては、最大値から零値まで変化して
いることがわかる。

摺動子の摺動レール（１８）が摺動する相手となる支持
台（２）の摺動レール（２０）が、例えば１乃至２ｍｍ
の厚さの摩擦係数の小さいプラスチック相料からなる層
により蔽われている場合、この層の変形量はきわめて不
均一になり、その厚さが、各端部において異なるものと
なる。そのため、最終的には、１朋の数百分の１のオー
ダーの加工精度の誤差が生じることがある。

本発明の構成を用いることにより、この圧力の均−化が
なされる様子が、第８図から第１０図までに示されてい
る。

これらの図から、圧力の分布が概ね均一となり、重警に
よる力と、はね（１２１により加えられる力の合成力Ｒ
４が、概ね、支持台の摺動レール（イ）の中央部に作用
するようになることがわかる。

カム（４）（５）の形状、及びばね１１２１の特性を適
切に選ぶことにより、第８図及び第９図に一点鎖線（２
４）により示されている場合よりも、さらに均一なもの
とすることもできる。

このように圧力を均一化することにより、第６図及び第
７図に示されているような、摺動子の両極端位置に達し
たときに発生する圧力の最大値に対する単位面積当りの
圧力を減少させることができる。

本発明に基づき、均一な圧力分布を得ようとするにあた
って、両カムの低い面をなす区間の長さが、ローラｆ６
）（７１間の距離よりも大きくないようにするめが好ま
しく、摺動子が、その中央位置にあるときは、ローラに
より及ぼされる力が等しく、場合によっては、いずれも
零であるのが好ましい。

このようにすることにより、摺動子が、この中央位置を
離れると、少なくとも一方のローラが、直ちに圧力を及
ぼすようになる。

カムの長さは、−ｈ側及び下側摺動レールの特性に応じ
て定められ、２つのカムは、同一の長さ、或いは同一の
位置を有する七は限らない。

ローラ（６）（力は、支持台（２）上のＦ側摺動レール
（１９）の端部にできるだけ隣接する位置に取付けられ
ている。

後部及び前部カム（４）（５）は、それぞれ、摺動子が
、中央位置にあるときに、ローラ（６）（力が占める位
置から、摺動子の前端部及び後端部に達する範囲に亘っ
て設けられている。

これらのカムは１．摺動部の中央部までさらに延び出し
ていてもよく、はね（１２）を、摺動子の位置にかかわ
らず、常に圧力を発生するように定めればよい。

さらに、カム（４）（５）を、互いに横方向にオフセッ
トさせ、カムに対応するローラが、摺動子（１）のスト
ロークにかかわらず、他方のカムと協働できないように
してもよい。

このようにすることにより、摺動子の、中央位置からの
ストロークを増し、しかも、それぞれのカムについて、
その長さよりも大きなストロークを摺動子が運動し得る
ようにできる。

本実施例においては、中央位置から最後部に向けてのス
トロークは、カム（５）により制御され、中央位置から
最前に向けてのストロークも、他方のカム（４）により
制御されるようになっている。

第１図及び第２の実施例においては、摺動子（１）は、
直立する基礎台（２２）上を上下に摺動し得るようにし
た支持台（２）に、水平方向に前後に摺動し得るように
取付けられている。

第１図及び第２図から明らかなように、摺動子（１）は
、片側のみに、上下に設けられた側面摺動レールにより
支持されている。この場合、ローラ（６）（７）につい
ては、それぞれ１つの対応するカム（４）（５）が設け
られている。

第４図及び第５図に示す実施例の場合、摺動子は、その
両側面に、それぞれ対向して設けられた２本の下側摺動
レール（１８ａＸ１８ｂ）を介して、支持台（２）によ
り支持されている゛。また、それぞれの側に２つずつの
カム（４）（５）が取付けられ、それぞれ対応するロー
ラ（６ａＸ６ｂＸ７ａＸ７ｂ）と協働するようになって
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す模式的側面図で
ある。 第２図は、第１図のＡ−Ａ線において見た横断面図であ
る。 第６図は、ローラの取付は要領の一実施例を示す拡大縦
断面図である。 第４図及び第５図は、それぞれ、本発明の別の実施例を
示す模式的側面図及び正面図である。 第６図及び第７図は、本発明によらない場７合に得られ
る摺動レール上の圧力分布を示す説明図である。 第８図乃至第１０図は、本発明により得られる摺動レー
ル上の圧力分布を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　工作機械の支持台（２）上を水平に摺動する
   摺動子（１）の圧力負荷を均一化するための装置であっ
   て、 摺動子（１）の前後部における、前記支持台（２）の下
   側摺動レールｆ１８１の反対側に、軸線方向を向くカム
   （４）（５）が、２つずつ取付けられており、前記支持
   台（２）の上側摺動レール１９１の両端部に、ばねｔｔ
   ａの力に抗して垂直方向に運動し得るようにされ、かつ
   、対応する前記カム上を転動し得るようにされたローラ
   （６）（７）が取付けられており、しかも、前記摺動子
   （１）の重量及びローラ（６）（７）の作用力により発
   生する圧力の分布が、前記摺動子の位置にかかわらず均
   一となり、その合成力の作用点が、前記支持台の下側摺
   動レールｆｉｇ）の中央部に常に位置するように、前記
   カム（４）（５）の形状、及び前記ばね（１２）の特性
   が定められているこも小であることを特徴とする特許請
   求の範囲第°（２）項に記載の装置。 （′３）摺動子の重心が、中央位置、すなわち、下側摺
   動レールの中央部の近傍に位置するときに、両ローラが
   及ぼす圧力が等しくなるように、カムの形状が定められ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項もし
   くは第（２）項に記載の装置。 （４）摺動子の、カムが取付けられている前部及び後部
   領域が、少なくとも、前、記摺動子が中央位置にあると
   きに、前部及び後部ローラにより占められる部分から、
   前記摺動子が、その前後方向の両極端位置にあるときに
   、前記両ローラにより占められる位置に亘って設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至
   第（３）項のいずれかに記載の装置。 （５）　　カムの長さが、摺動子の、中央位置からの対
   応するストロークよりも犬であること２を特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記
   載の装置。 （６）前部及び後部カムが、互いに横方向にオフセルト
   していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃
   至第（５）項のいずれかに記載の装置。