JPS59227341A - 工作機械の行程ダンパ− - 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】 本発明は、機械の振動を制御しかつ工作機械の動的強度
を改善するための減衰要素に関する。特に、本発明は機
械の滑子の界面において用いられる行程ダンパーにより
機械の振動を減衰させるための装置に関する。

工作機械装置は、そのパラメータが発生する振動の励起
振幅および周波数を生じる一般にばね質量系装置を構成
する要素からなる。振動を制御する装置として、設計者
は一般に、振動特性を変移即ち変更するためばね質量系
の減衰要素を１つずつ、または組合せて変更することを
模索してきた。

最も一般的に用いられる従来技術の装置は、ダン・ξ−
・ブロックが典型的にばね支持部および適当な固定装置
を介して取付けられる機械構造の運動可能または静止要
素に対して固定される質量ダンパー書ブロックであった
。従来技術のダンパξ−・ブロック装置の短所は、機械
の筐体により物理的に余分な質量を受けなければならず
、これは多分に機械の有効空間に対する望ましからざる
侵入となるおそれがあり、また更に質量がしばしば機械
の滑子妃より付勢されなければならず、このため使用さ
れる送り機構に対する重要な設計上の問題をもたらすも
のである。

本出願人は、全体的なコンパクトな構造をもたらすため
摺動界面域に用いられる斬新な機械の行程ダンパーによ
り、また工作機械の動的強度に所要の方法で影響を及ぼ
す有効な解決法によって従来技術の装置に特有の諸問題
を解決した。

本発明は、ダンパー・プレートが２つの滑子間に嵌合さ
れ、かつ第１の滑子要素により第２の滑子と摺動可能な
係合状態に支持される第１と第２の相対的に運動可能な
滑子を有する工作機械において実施された状態で示され
る。減衰室即ち空間がダンパー・プレートと第１の滑子
の間の形成され、封止装置が減衰室内に粘性の高い減衰
媒体を保有するために設けられる一方、ダンパープレー
トが振動作用力の影響下で運動を反転することが許容さ
れ、その結果滑子が静止状態になるかあるいは相対的に
運動している時第１と第２の滑子間で直角方向にダンパ
ー・プレートの少量の運動が許容され得る。この粘度の
高い減衰媒体によって、前記ダンパー・プレートおよび
第１の滑子が相対的な振動運動を受ける時圧縮膜減衰作
用が生じる。

ばねまたは圧縮された減衰室の如き偏倚装置を用いてダ
ンパー・プレートを第２の滑子要素に対して保持する。

別の実施態様においては、粘弾性を有する材料を減衰室
内に置いて振動を減衰させる。

第１図においては、適当な方法で運動可能な工作機械の
種々の滑子を有する工作機械１０が示され、特に１つの
典型的な滑子１１は基礎要素１６の水平方向の経路１２
上に支持された水平方向のテーブルの滑子である。摺動
路１２は、滑子１１に対して相対的に運動可能な第２の
滑子と考えることができる。第２図は、第１図の摺動路
１２の断面を示し、基本的な経路１２がその全長にわた
って加工された溝１４を有する金属の鋳物として形成さ
れる摺動可能即ち運動可能な機械の滑子１１を摺動路１
２と共働するように支持することを示している。機械の
滑子１１内部の溝１４０反対側の端部１５．１６におい
ては、典型的にはＴｙｃｈｏｗａｙローラ・イアリング
なる商標の下に入手可能な循環型ローラ・ベアリング１
７である支持要素が支持されている。このローラ・ベア
リング１７は、摩擦によって可動滑子１１に対して固定
され、滑子１１の主な荷重を転がりにより支持するよう
く作用する。溝１４の中央部分は、断面が矩形状の長い
金属バーでありかつ肉厚が支持路１２に対して測定され
る時全溝深さよりも小さな寸法のダンパー・プレート１
９を収容している。ダンパー・プレート１９は、この１
９と１１の両方の間に薄い減衰室２６を形成するため滑
子１１の上部の溝面２２の境界面において封止するＯリ
ング２１を保持する溝２０を有する。圧縮膜減衰作用の
ためには、減衰室２６は、プレートの運動方向において
薄く、例えば約０．０１２７乃至０．６５５罷（０，０
０Ｃ１５乃至００２５インチ）の範囲内になければなら
ない。

ダンパー・プレート１９は、支持路１２に対して当接し
、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）の如き摩擦係数の小さな材
料の薄い面２４で覆われている。ダンパー・プレート２
１は、機械の撮動の作用下で支持路１２および滑子１１
に対して垂直方向に自由に運動し、溝１４内に密に嵌合
され、ダンパー・プレート１９がその運動中滑子１１と
共に支持されるように長手方向に滑子１１に対して固定
状態に保持される。

滑子１１は、内部のｚ−）２５および噴射ノズル２６が
嵌合されて転がりローラ・ベアリング１７に対して油の
ミスト潤滑を行な（・、濃いグリースまたは油の如き粘
度の高い減衰媒体が減衰室２６内に供給できるように充
填穴２７が減衰室２６と結合する滑子１１を介して設け
られている。ダンパー・グレート１９０重量のため、こ
のダンパー・プレートを支持路１２と密に接触するよう
に下方に偏倚させる。しかし、他の組立体においては、
ダンパｍ−プレートが比較的軽量であるかプレートが水
平方向でない滑子上に支持される場合のように重力がこ
の目的のため使用できない時は１、ばねその他の偏倚要
素をダンパー・プレート１９と滑子１１０間に設けるこ
ともできる。ある場合には、０リング２１が組立体にお
ける弾性を有するばねとして圧縮されることにより、（
ａ）減衰室２５を封止し、（ｂ）摺動路１２に対してダ
ンパξ−・プレート１９をばねで偏倚するという２つの
機能を行なうように、溝１４０寸法を決めることが望ま
しい。経路シール２８が滑子の溝１４の各端部１５．１
６に設けられて、滑子１１が運動される時支持路１２か
ら汚染物を払拭する。

第６図の断面図は、ダンパー９プレート１９が溝１４の
全長にわたり支持されていることを示している。このダ
ンパξ−・プレート１９は組立てのためダンパー・プレ
ート１９の側面に設けられた１対の固定ねじ２９によっ
て滑子１１に対して然るべく固定され、ねじ２９はグレ
ート１９が作動状態にある時引込められる。ダンパー・
プレート１９の両端部においては、循環型のローラ・ベ
アリング１７の周囲ＩＣ空隙を提供して滑子１１が運動
中プレート１９を支持するためスロット６０が加工され
る。封止溝２０は、減衰室２６を形成する０リング２１
を保有するダンパー・プレート１９の長円形のトラック
として示されている。

第４図の端面図は、機械の基部１６の支持路１２の周囲
に形成された滑子１１を示し、また循環型ローラろ１．
６２が矩形状の経路１２の側面ろ５．６６に当接するよ
うに適当な受入れ溝５６、ろ４に設けられていることを
示している。組立用の固定ねじ２９はダンパー・プレー
ト１９の側面に示されている。

第５図はダンパー・プレート１９の底面図を示し、循環
型のローラ・はアリング１７の周囲の空隙スロット６０
を示し、更に「梯子型」の一連の油溝３７，３８がダン
・ξ−・プレート１９のテフロンの表面２４に加工され
て潤滑のためのポケットを提供する。第６図には、油溝
５７．６８の典型的な断面が示されている。

従って、転がりローラ・ベアリング１７上に支持された
滑子１１により振動作用力が生じると、滑子とダンパー
・プレートと支持路間の相対的な運動は減衰室２６内の
粘度の高℃・減衰媒体Ｏ）圧縮膜減衰作用の現象によっ
て減衰させられ、これにより機械１０の全体的な動的強
度を改善することになる。

別の実施例が第７図に示されて（・る。ｐｖｃ　（ポリ
塩化ビニール）の如き粘弾性の高（・減衰媒体ろ９を粘
度媒体に替えて減衰室内で使用する。この種の材料は、
変位される時エネルギを散逸させることができる特性を
有する。減衰装置にお（・て用（・られる粘弾性の高い
材料はある応力の限界までは明らかに全く弾性的に挙動
するが、この応力が一旦太き過ぎると、その面積が増加
するまで流動状態となり、再び弾性状態になるまで応力
は減少する。

厳密に考えると、圧縮模作用を生じるように設計された
ダンパーにおいては、粘弾性材料σ）直接的な置換は構
造の減衰作用の若干の減少をもたらす結果となるが、こ
のことはある用途においては適当なものである。粘弾性
材料はゴムの減衰能力の２０倍の能力を呈し得るが、圧
縮膜ダンパーは粘弾性ダン・ξ−の６乃至４倍の減衰能
力を持つことができる。

他の実施例が第８図および第９図に示されている。第８
図は、摺動路１２により支持された滑子１１を示し、円
形のダンパー・プレート４０が滑子１１における密に嵌
合する内孔４１に定置される。このプレート４０の底面
４２は、直径部４４およびプレート４０の上端部４６に
加工された肩部４５に支持されたＯリング４６によって
滑子１２と係合状態に偏倚されている。このプレート４
０の肉厚および内孔４１の深さは、薄い減衰室４７をプ
レート４０と滑子１１０間に維持するような寸法となっ
ている。肩部４５は、Ｑ　ＩＪソング６が圧縮自在に所
定位置に保持されることにより減衰室４７を封止してプ
レート４０を偏倚させる弾性ばねとして作用するような
寸法となっている。濃いグリースまたは油の如き粘度の
高い減衰媒体を減衰室４０内に導入し得るように、充填
穴４８およびパイプ・プラグ４９が滑子１１に設けられ
ている。

第９図は、Ｏリング４６が封止の目的のみのためダンパ
ー・プレート５０の周囲の環状溝５１に設けられる点を
除いて、第８図の内孔４１に置かれた円形のダンパ々−
・プレート５０を示している。

螺線状の圧縮ばね５２は充填穴４８に置かれ、粘度の高
い減衰媒体が減衰室４７内に導入された後プレート５０
を摺動路１２に対して偏倚するためダンパー・プレート
５０に対してパイプのプラグ４９により予め負荷が与え
られている。

グリース入口等は、第８図および第９図のパイプ・プラ
グ４９により置換することかできる。

嵌合、減衰室４７内の粘度の高い減衰媒体は、タンパ−
やプレー）４０，５０に対して（２）倚作用力を与える
ため大気圧即ち周囲の圧力よりも高い点に加圧すること
もできる。

ある用途のため粘弾性要素（図示せず）を減衰室内の粘
度の高い減衰媒体で置換することもできる。

本発明は本文に示された特定の実施態様に限定されるも
のではな（、頭書の特許請求の範囲に該当する全ての構
造および変更を網羅するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた工作機械を示す斜視図、第２図
は第１図の線２−２に関する摺動路の断面図、第６図は
第２図の線ろ−６に関する滑子の断面図、第４図は第２
図の線４−４に関する摺動路の縦断面図、第５図は第２
図の線５−５に関する摺動路のダンパー・プレートの底
面図、第６図は第５図の線６−６に関するダンパー・プ
レートの溝の断面図、第７図は別の実施例を示す第４図
の断面図、第８図は別の実施例の端面図、および第９図
は別の実施例の端面図である。 １０・・・工作機械、１１・・・滑子、１２・・・摺動
路、１ろ・・・機械の基部、１４・・・溝、１７・・・
ローラ・ベアリング、１９・・・ダンパー・プレート、
２０・・・溝、２１・・・Ｏリング、２２・・・溝面、
２３・・・減衰室、２４・・・面、２５・・・Ｊ−）、
２６・・・噴射ノズル、２７・・・充填穴、２８・・・
経路シール、２９・・・固定ねじ、６０・・・スロット
、　　６１．　６２・・・循環型ローラ、６６．６４・
・・受入れ溝、６７．６８・・・油溝、６９・・・減衰
媒体、４０・・・ダンパー・プレート、４１・・・内孔
、４２・・・底面、４６・・・０リング、４４・・・直
径部、４５・・・肩部、４７・・・減衰室、４８・・・
充填穴、４９・・・パイプ・プラグ、５０・・・ダンパ
ー・グレート、５１・・・環状溝、５２・・・圧縮ばね
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互に摺動運動可能な第１と第２の共働する滑子
   を有する装置に用いるダンパー装置において、 （ａ）＠記第１の滑子により前記第２の滑子と摺動可能
   な係合状態に支持されたダン・ξ−・プレートと、 （ｂ）　　前記プレートと前記第１の滑子を一体に前記
   第２の滑子に対して相互に運動させ、かつ前記両滑子が
   相対的に運動する間前記第１と第２の滑子間の摺動運動
   に対し実質的に直角の方向における前記ダンパー・プレ
   ートの反転する運動を許容する保持装置と、 （Ｃ）　　前記ダンパー・プレートと前記第１の滑子と
   の間に封止された減衰室を画成する装置を設け、前記第
   ２の滑子を含む感動のない組立て状態の前記ダンパー・
   プレートと前記第１の滑子に対して直角方向の前記室の
   寸法が約０．０１２７乃至０．６５５ｍｍ（０，０００
   ５乃至０．０２５インチ）の範囲内にあり、 （ａｌ　　前記ダンパー・プレートと第１の滑子が相対
   的な振動運動を受ける時圧縮膜減衰作用を生じる前記減
   衰室内の粘度の高い減衰媒体を設けることを特徴とする
   振動を減衰させる行程ダンパー装置。
2. （２）相互に摺動運動可能な第１と第２の共働する滑子
   を有する工具において、 （ａ）　　前記第１の滑子により前記第２の滑子と摺動
   可能な係合状態に支持されたダン・ξ−・プレートと、 （ｂ）　　前記プレートと前記第１の滑子を一体に前記
   第２の滑子に対して相互に運動させ、かつ前記両滑子が
   相対的圧運動する間前記第１と第２の滑子間の摺動運動
   に対し実質的に直角の方向における前記ダンパー・プレ
   ートの反転する運動を許容する保持装置と、 （ｃｌ　　前記ダンパー・プレートと前記第１の滑子と
   の間に封止された減衰室を画成する装置と、（ｄ）　　
   前記ダンパー・プレートと第１の滑子が相対的な振動運
   動を受ける時減衰作用を生じる前記減衰室内の粘弾性を
   有する減衰媒体とを設けることを特徴とする振動を減衰
   させる行程ダンパー装置。