JPS61168436A - 工作機械の摺接部材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械の摺接部材に係り、特に超精密工作機
械の摺動部分のセラミック摺接部材に係る。

〔従来の技術〕

超精密工作機械、例えば超精密旋盤などにおいて、ベッ
ドなど摺動案内部は、超精密工作機械の必要条件である
膨張係数が小さいこと、熱変化が小さいこと、硬く摩擦
係数が小さく耐摩耗性に優れて経年変化がないこと、平
面状に密着することの要件を満たす素材としてファイン
セラミックを使用する気運が見られるようになった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、例えば超精密旋盤のベッド、往復台等の
摺動部分の摺接部材をファインセラミックで形成した場
合、その摺接面は極めて精緻な鏡面に仕上げることがで
きる。ところが、この摺接部材がその鏡面仕上げによる
摺接面を相対面させて摺動させる場合において、摺接面
に潤滑油膜、又は蒸気膜が形成されると両摺接面の貼り
付き現象が生じる。その結果、いわゆるＮＣ制御による
可動時において、例えば往復台がベッドに貼り付いて動
かず、駆動力が強く働き、いきなり摺動して行き過ぎを
生じて逆戻りし、更に前進するというように、正確迅速
な位置決め及び微少移動調節が困難という問題点がある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解消し、金属製摺接部材のように
液圧、気圧作用を利用して上部摺接体を浮かせる方法を
採ることもなく正確かつ滑らかな移動摺接が得られるセ
ラミック摺接部材を提供することを目的とし、でいるも
ので、具体的手段として工作機械の可動部において、固
定部材と摺動部材として対を成す摺接部材をファインセ
ラミックで形成すると共に、その各摺接面の少なくとも
一方には摺動方向に対して平行若しくは傾斜状に適数の
細凹溝を刻設したことを特徴とする工作機械の摺動部材
、として構成した。

〔作　用〕

−上記構成により成る本発明によれば、例えば旋盤のベ
ッド（固定部材）と、往復台（摺動部材）とをファイン
セラミックで形成することとし、その両部材の摺接面の
うち、少なくとも一方（例えばベッド）の摺接面に、往
復台の摺動する方向に対して例えば５度の傾斜をもって
複数本の細い凹溝を並列状に刻設しておくことによって
、摺接面を鏡面仕上げしてあっても貼り付き抵抗値を軽
減させ、スムースな滑動をさせることができる。また細
凹溝は摺接面の全面にわたっており、潤滑油の均等供給
をさせることができる。

また、摺動方向と同方向に細凹溝を刻設した場合は摺溌
抵抗は減少する反面、長年の使用により摩耗損を生じる
おそれ及び、潤滑油の部分欠損をまねくｂそれがあるが
、本発明のように傾斜させること、こよってそれらは解
消される。

〔実施例〕

本発明の実施例を超精密旋盤に実施した態様で図面に基
づいて説明する。第１図は本発明を実施した超精密旋盤
の正面図である。

旋盤１の可動部として、主軸２及び主軸台３、ベッド４
及び往復台５があり、これらのうち主軸台３、ベッド４
は固定部材であり、主軸２、往復台５は摺動部材であり
、これら固定部材と摺動部材の各摺動部を対向摺接させ
ることにつしζて対を成している摺接部材をファインセ
ラミンクで形成する。第２図は摺接部材であるベッド４
と往復台５の摺接面部分の要部断面図を示し、第３図は
ベッド４の摺接面斜視図、第４図は往復台５の摺接面平
面図である。

第２図において、ベッド４には図面中右方に平坦摺接面
４ａ、左方には斜面状の摺接面４ｂ、４Ｃが形成され、
各摺接面４ａ、４ｂ、４ｃに対面摺接可能状に往復台５
の図中下面には平坦摺接面５ａと斜面摺接面５ｂ、５ｃ
が形成されている。

しかして、第３図、第４図に示すように、ベッド４の各
摺接面４ａ、４ｂ、４ｃには細凹溝６゜６・・・を各々
複数本並列状に、往復台５の摺動方向（矢示Ａ）に対し
て約１２度の傾斜角度で刻設されている。またこれら平
行の細凹溝６・・・に対して逆傾斜角度で交叉状に連通
用細凹溝７，７・・・を刻設している。

また往復台５の各摺接面５ａ、５ｂ、５ｃにも摺動方向
（矢示Ｂ）に対して約１２度の傾斜状に複数本の細凹溝
６，６′を線膜してあり、平坦摺接面５ａの細凹溝６′
はジグザグ状に形成しである。

前記、摺接部材としてのベッド４、往復台５はファイン
セラミンクで型成形して乾燥後再整形して焼成し、各摺
接面４ａ、４ｂ、４ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃを鏡面仕上げ
を行う。その後にダイヤモンド研削により細凹溝６，６
’、７・・・を刻設する。

上記構成の摺接部材４，５を各摺接面４ａ、４ｂ、４ｃ
、５ａ、５ｂ、５ｃを所定の対向状に配設し、超精密旋
盤１のベッド４、往復台５として組み込んで使用すると
き、摺接面はセラミックとセラミックの剛性体の接触で
あって、外圧の変化による摺動面の接触の変化は発生し
ないし、鏡面仕上げの抵抗値が低いために正確かつ滑ら
かな移動が得られると共に、細凹溝６．６’、？・・・
の存在によって、摺接面の面積が小さくなり、また余分
な潤滑油などが摺接面から排除できる。また摺接面の油
膜を平均化し、摺動抵抗を小さくすることがごきる。特
に細凹溝６，６’、７は摺動方向に対して傾斜状として
いるため、摺接は全面均等接触が保持できて潤滑油も摺
接面に均等に供給されて油切れ部分が生じない。

前記細凹溝６，６’、７の大きさは、荷重、形状等−・
こよって適宜変化をさせる。摺接面の面積に対するその
面における細凹溝の総面積は５０％以下でよい。５０％
をこえるときは、摺接面そのものを小面積にすれば足り
るからである。細凹溝の深さも、細凹溝の並列幅、並列
本数等が多い場合はミクロン単位の浅い溝、細い溝で充
分である。

また所望部位を深く或いは幅広くして油溜めを形成して
もよい。

細凹溝を摺動方向に平行にした場合は、抵抗値は下るが
、油が摺動方向のみに流れて横方向に浸透せず、油切れ
を生じる部位が出来て摩耗溝が生じるので好ましくない
。

第５図は第２実施例の断面を示す。この実施例は旋盤１
の主軸台３と主軸２との摺接部分に実施したものである
。摺動部材としての主軸台３における軸受部３ａと、主
軸２とをファインセラミックで形成した。

主軸２の摺接面２ａ、２ｂに螺旋状に細凹溝８゜８が刻
設しである。すなわち、主軸２の回転摺動方向に対して
は傾斜状に細凹溝８・・・が形成しである。該主軸２は
、セラミック型成形して焼成後再整形をし、摺接面２ａ
を鏡面仕上げをした後にダイヤモンド研削により細凹溝
８，８を刻設する。

細凹溝８・・・の幅、深さ、並列間隔等は主軸の大きさ
、摺接面の大きさ等により適宜変化させる。

第６図は軸受部３ａの断面を示す。軸受部３ａの内周面
すなわち摺接面３ｂには主軸２の摺動回転方向に対して
傾斜状になるよう螺旋状に細凹溝９を刻設しである。

上記構成の固定部材としての軸受部３ａと摺動部材とし
ての主軸２とで対を成す摺動部材３　ａ　＋２を通常の
態様で旋盤１に組み込んで使用するとき、摺接面２ａ、
３ｂの摺接抵抗は小さくなり、潤滑油は均等に摺接面へ
供給され、正確かつ滑らかな摺動を得ることができる。

本発明は上記構成に限定されるものではない。

第１図において、往復台５を固定部材とし、刃物台９を
摺動部材としてその各摺接面についても同様に細凹溝を
刻設することができる。また細凹溝は直線でなく曲線で
あってもよい。

〔効　果〕

本発明は上記のように、摺動部材の摺接面に細凹溝を刻
設したので、 イ、摺接面の接触面積を減少させることができると共に
、潤滑油を均等に供給し、且つ余剰分を排除することが
できる。

引摺接面は摺動方向に対して傾斜状に細凹溝が形成され
たため、摺動方向に対する摺接面が一連でなく数置に分
割されることとなり、それだけ貼り付き力が小さくなり
、貼り付き現象による誤作動をなくすることができる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係り、第１図は超精密旋盤の正面図、第
２図は摺接部材としてのベッド及び往復台の要部断面図
、第３図はベッド摺接面の斜視図、第４図は往復台摺接
面の平面図、第５図は摺接部材としての主軸台要部と主
軸正面図、第６図は第５図における軸受部所面図。 １・・・超精密旋盤 ２・・・摺接部材（固定部材）としての主軸２ａ、２ｂ
・・・摺接面 ３・・・摺接部材（摺動部材）としての主軸台３ａ・・
・軸受部　　　　３ｂ・・・摺接面４・・・摺接部材（
固定部材）としてのベッド４ａ、４ｂ、４ｃｍ摺接面 ５・・・摺接部材（摺動部材）としての往復台５ａ、５
ｂ、５ｃｍ摺接面 ６．６’、７．８．９・・・細凹溝 Ａ、Ｂ・・・摺動方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工作機械の可動部において、固定部材と摺動部材とで対
   を成す摺接部材をファインセラミックで形成すると共に
   、その各摺接面の少なくとも一方には摺動方向に対して
   平行もしくは傾斜状に適数の細凹溝を刻設したことを特
   徴とする工作機械の摺接部材。