特許 6768264 工作機械の案内機構および工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6768264

(24)【登録日】2020年9月25日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】工作機械の案内機構および工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/26 20060101AFI20201005BHJP

   B23Q 1/38 20060101ALI20201005BHJP

   B23Q 1/01 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B23Q1/26 A

   B23Q1/38 Z

   B23Q1/01 W

【請求項の数】7

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-88198(P2015-88198)

(22)【出願日】2015年4月23日

(65)【公開番号】特開2016-83763(P2016-83763A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2018年2月16日

(31)【優先権主張番号】特願2014-219652(P2014-219652)

(32)【優先日】2014年10月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】多田 敦司

(72)【発明者】

【氏名】相良 誠

(72)【発明者】

【氏名】築地 輝顕

(72)【発明者】

【氏名】新井 貴雄

(72)【発明者】

【氏名】竹内 一弘

(72)【発明者】

【氏名】角田 俊

(72)【発明者】

【氏名】稲津 正人

(72)【発明者】

【氏名】石井 雄介

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕也

【審査官】 中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２３９８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１３５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０８１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５１０４２３７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３７５４７９９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３３５５９９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３４９９６９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実公昭４９−００１２６６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開昭６４−００２８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７７３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０７５８５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２５４４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３６１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０６２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０２８５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 西独国特許出願公告第１１４９５９１（ＤＥ，Ｂ）

【文献】 西独国特許出願公告第１２２０２２８（ＤＥ，Ｂ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １／００−１／７６

Ｂ２３Ｑ ９／００−９／０２

Ｂ２３Ｑ １１／００−１３／００

Ｂ２３Ｑ １５／００−１５／２８

Ｂ２３Ｑ １７／００−２３／００

Ｆ１６Ｃ ２９／００−３１／０６

Ｆ１６Ｃ ３２／００−３２／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに相対移動する２部材を有する工作機械の案内機構であって、
前記２部材の間には、油静圧案内機構およびすべり案内機構が形成され、
前記油静圧案内機構は、外周をシールされた静圧室と、前記静圧室に潤滑油を供給する供給経路と、前記静圧室から潤滑油を回収する回収経路と、を有し、
前記静圧室は、環状溝を境に内側部分と外側部分とに区画され、前記外側部分の一部に前記環状溝から前記外周に至る径方向の連通溝が形成され、
前記供給経路は、前記静圧室の外周側に潤滑油を供給し、
前記回収経路は、前記静圧室の中心部から潤滑油を回収し、
前記外側部分は、前記連通溝を通して供給される前記供給経路からの潤滑油の圧力と同一の圧力に保持されることを特徴とする工作機械の案内機構。

【請求項2】

請求項１に記載した工作機械の案内機構において、
前記相対移動する２部材として、案内部材と前記案内部材に沿って相対移動可能な移動部材とを有し、
前記案内部材は、平滑な案内面を有し、
前記油静圧案内機構および前記すべり案内機構は、前記移動部材と前記案内面との間に形成されて前記案内面を共用していることを特徴とする工作機械の案内機構。

【請求項3】

請求項２に記載した工作機械の案内機構において、
前記移動部材は、前記案内面に対向する前記静圧室と、前記静圧室を包囲するシール部とを有し、
前記静圧室と前記案内面とにより前記油静圧案内機構が形成されていることを特徴とする工作機械の案内機構。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載した工作機械の案内機構において、
前記移動部材は、前記案内面に対向する摺動面と、前記摺動面に形成された給油溝とを有し、
前記摺動面と前記案内面とにより前記すべり案内機構が形成されることを特徴とする工作機械の案内機構。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載した工作機械の案内機構において、
前記すべり案内機構は、前記工作機械の内部に設置され、前記油静圧案内機構は、前記すべり案内機構の両端に固定されていることを特徴とする工作機械の案内機構。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載した工作機械の案内機構を備えていることを特徴とする工作機械。

【請求項7】

請求項６に記載した工作機械において、
固定側部材に対して水平方向に移動可能な移動側部材を有し、前記固定側部材と前記移動側部材との間には、水平方向に延びる荷重支持用案内機構と、前記荷重支持用案内機構を中心とした傾きに対抗する傾き防止用案内機構とを有することを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械の案内機構およびこれを備えた工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作機械には、加工対象であるワークと加工用の工具とを任意の相対位置に移動させるために、様々な移動機構が用いられる。
例えば、ワークを載置するテーブルの支持構造あるいは工具を装着するヘッドの支持構造には、三次元移動を可能とするために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿った直線移動機構が採用される。また、テーブルあるいはヘッドの向きを変えるために、回転移動機構が採用される。

【0003】

これらの移動機構は、相対移動する２部材（例えば案内部材とこれに沿って移動する移動部材）を有するとともに、これらの２部材を移動させる駆動機構と、移動方向あるいは移動軸線の精度（案内精度）を確保するための案内機構を有する。
このような案内機構では、案内精度が高いこと、つまり直線運動はなるべく直線に、回転運動はなるべく真円に、という幾何学的精度が求められる。さらに、案内機構においては、高負荷容量で、低摩擦であり、減衰性能（吸振性能）が高いことが求められる。

【0004】

近年、工作機械の案内機構には、油静圧案内機構が用いられている（特許文献１）。
油静圧案内機構では、一対の摺動面のうち一方に静圧室を形成し、この静圧室に潤滑油を供給し、その静圧により他方の摺動面との間で荷重伝達を行う。つまり、一対の摺動面には潤滑油が介在するだけであり、一対の摺動面どうしは非接触状態となるので、摺動抵抗を大幅に低減できる。

【0005】

一方、工作機械の案内機構としては、伝統的なすべり案内機構（動圧案内機構）が引き続き多用されている（特許文献２）。
すべり案内機構は、それぞれ平滑に形成された一対の摺動面の間に潤滑油を供給しつつ、各々を摺動させるものである。一対の摺動面は、潤滑油による潤滑がなされるものの、相互に固体接触が維持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−５８１９２号公報

【特許文献2】特開２００８−２３８３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述した油静圧案内機構は、静止時から移動時まで常に油膜が介在するため、高負荷荷重を支持でき、安定して低摩擦化できる。
ただし、油静圧案内機構は、油膜で浮上する構造上、減衰性能には限界がある。また、油膜を形成するための潤滑油を供給する供給装置と、潤滑油を回収する回収装置が必要である。とくに、従来の油静圧案内機構では、潤滑油を用いる関係から、空気を用いる空気静圧軸受のように外気に排出することができない。このため、静圧室に供給された潤滑油が、外周縁から案内機構の外部へ排出される構造とされる。とくに、油静圧案内機構では、排出される潤滑油の量がすべり案内に比べて膨大な量となるため、潤滑油を回収し、供給装置に戻す回収装置が必要である。従って、案内機構に付随する装置構成や配管類が複雑にならざるを得ない。

【0008】

一方、すべり案内機構は、一対の摺動面どうしのすべり案内であるため、案内精度および減衰性能が高くできるとともに、構造的に簡素という特長がある。しかし、すべり案内機構は、負荷容量が小さく、摩擦係数が大きく、とくに起動時や低速時の摩擦係数が増大するため、動作が円滑でなくなることがあり、位置決め精度に影響することがある。

【0009】

工作機械の動作の円滑化を図るべく、その案内機構を、従来型のすべり案内機構から、低摩擦性に優れた油静圧案内機構に置換することが考えられる。
しかし、従来のすべり案内機構を、単純に油静圧案内機構に置換しても、前述のような特長の相違により、所期の性能が得られない可能性がある。

【0010】

また、従来型のすべり案内機構と油静圧案内機構との併用ということも考えられる。
しかし、従来の油静圧案内機構では、その構造上、静圧室に供給された潤滑油が、外周縁から摺動構造の外部へと排出されることになる。
従って、すべり案内機構と油静圧案内機構とを併用した場合、外部に排出された潤滑油が、回収できずに溢れ出す可能性があり、溢れ出した潤滑油がすべり案内機構に達し、好ましくない影響を及ぼす可能性がある。

【0011】

本発明の目的は、高負荷で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構および工作機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に先立って、本発明の発明者らは、潤滑油が外部へ溢れ出さない密閉式の油静圧案内機構を開発するに至った。
この密閉式の油静圧案内機構では、外周をシールして油静圧構造を密閉するとともに、従来は周囲から外部に排出していた潤滑油を全て回収して循環させる。従って、この密閉式の油静圧案内機構では、油静圧式の案内機構でありながら、潤滑油が外部へ溢れ出すことが防止できる。

【0013】

本発明は、この密閉式の油静圧案内機構を採用することで、すべり案内機構との併設を可能とし、これにより各々の特長を兼ね合わせて、高負荷、低摩擦、高精度、高減衰性の工作機械の案内機構を実現した。
具体的に、本発明の工作機械の案内機構は、以下のような構成を備える。

【0014】

本発明の工作機械の案内機構は、互いに相対移動する２部材を有する工作機械の案内機構であって、前記２部材の間には、油静圧案内機構およびすべり案内機構が形成され、前記油静圧案内機構は、外周がシールされた密閉式の静圧室と、前記静圧室に潤滑油を供給する供給経路と、前記静圧室から潤滑油を回収する回収経路と、を有し、前記静圧室は、環状溝を境に内側部分と外側部分とに区画され、前記外側部分の一部に前記環状溝から前記外周に至る径方向の連通溝が形成され、前記供給経路は、前記静圧室の外周側に潤滑油を供給し、前記回収経路は、前記静圧室の中心部から潤滑油を回収することを特徴とする。

【0019】

このような本発明において、油静圧案内機構は、静圧室の外周がシールされた密閉式の油静圧構造とされる。従って、本発明の油静圧案内機構においては、外周縁から外部へと潤滑油が溢れ出すことを防止し、あるいは最小限に抑制することができる。
従って、油静圧案内機構とすべり案内機構とを併設しても、油静圧案内機構から溢れ出した潤滑油が、すべり案内機構に好ましくない影響（異種の潤滑油が混合する等）を及ぼす可能性を解消できる。

【0020】

これにより、本発明の移動機構では、油静圧案内機構とすべり案内機構とを併設することが可能となる。そして、油静圧案内機構により高負荷容量および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構を提供することができる。

【0021】

本発明において、油静圧案内機構は、静圧室に潤滑油を供給する供給経路を有するとともに、静圧室から潤滑油を回収する回収経路を有する流通式の油静圧構造とされる。
潤滑油は、供給経路から供給され、静圧室内を流通しつつ静圧を発生し、静圧室から回収経路へと回収される。
流通式の油静圧構造において、回収経路から回収された潤滑油を、供給経路に再利用することで、循環式の油静圧構造とすることができる。
本発明において、供給経路および回収経路は、相対移動する２部材自体に形成された通路や、これらに接続された配管を利用することができる。これらの供給経路および回収経路には、それぞれ潤滑油を駆動するポンプ、潤滑油を貯留するタンクなどを接続することができ、その途中に潤滑油の圧力や流量などの状態を検知する計器等を設置してもよい。
なお、回収経路においては、外部から密閉される配管に限らず、外気開放された経路、例えば樋などの従来の油静圧案内機構に利用されていた回収経路を用いることもできる。

【0022】

本発明において、互いに相対移動する２部材としては、工作機械の案内機構を構成するレールとスライダのセットなど、移動方向に沿って延びる案内部材と、これに沿って相対移動可能な移動部材との組み合わせ等が該当する。
なお、案内部材と移動部材との移動は相対的であり、例えば移動部材が工作機械に固定的に設置され、この移動部材に対して案内部材が移動するものでもよい。

【0023】

本発明において、供給経路は、静圧室の外周側に潤滑油を供給し、回収経路は、静圧室の中心部から潤滑油を回収する。
このような本発明では、供給経路からの潤滑油が静圧室の外周側に供給され、供給された潤滑油は静圧室を中心向きに流通し、静圧室の中心部に接続された回収経路から回収される。
このような潤滑油の中心回収を行うことで、油静圧案内機構としての潤滑油の流量を低減することができる。

【0024】

すなわち、従来の油静圧案内機構では、内側の静圧室（いわゆるリセス部）に所期の静圧を生じさせるために、静圧室の外周に沿って圧力保持部（いわゆるランド部）が形成される。そして、静圧室の潤滑油は、外周に沿った圧力保持部を経て外周から排出される。この際、外周に沿った圧力保持部は、その半径に比例して周長が長くなるため、圧力保持部を径方向に通過する際に所定の流速（内側の静圧室で所期の圧力が保持できる流速）を確保しようとすると、全体の流量は相当な大流量にならざるを得ない。

【0025】

このような大流量を供給するためには、供給装置において大容量が必要であり、配管径の拡大など、装置構成の大規模化が避けられない。
これに対し、本発明では、中心回収を行うために、圧力保持部は回収用の開口周辺に形成すればよく、その周長は格段に短くて済む。このため、潤滑油の流量を大幅に低減させることができ、潤滑油の供給装置、供給経路および回収経路を小型化、簡素化することができる。

【0026】

本発明の工作機械の案内機構において、前記相対移動する２部材として、案内部材と前記案内部材に沿って相対移動可能な移動部材とを有し、前記案内部材は、平滑な案内面を有し、前記油静圧案内機構および前記すべり案内機構は、前記移動部材と前記案内面との間に形成されて前記案内面を共用していることが望ましい。

【0027】

このような本発明では、前述した互いに相対移動する２部材の一方である移動部材に、油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造（静圧室や給油溝など）がまとめられ、２部材の他方である案内部材には案内面だけが形成されることになる。
つまり、油静圧案内機構およびすべり案内機構が、案内部材の案内面を共用するので、各機構にそれぞれ案内面を準備する構造に比べて簡略化することができ、移動機構全体として小型化することができる。

【0028】

また、油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造（静圧室や給油溝など）を、移動部材に集約させることができ、この点でも構造の簡略化が図れる。さらに、油静圧案内機構およびすべり案内機構を、案内面と対向する移動部材の表面に並べて設置することもでき、各機構による負荷分担も確実にできる。

【0029】

これらの案内部材および移動部材など、相対移動する２部材の長さは適宜設定すればよく、何れか一方が他方よりも長くてもよいし、同じ長さであってもよい。
本発明において、油静圧案内機構の主要な構造（油静圧構造を形成する静圧室など）およびすべり案内機構の主要な構造（給油溝など）は、基本的に何れも移動部材側に設置すればよい。ただし、これらのうち何れか一方を案内部材側に設置してもよい。
さらに、互いに相対移動する２部材としては、軸受部材とこの軸受部材に軸支されて回転する回転軸と、であってもよい。

【0030】

相対移動する２部材が、軸受部材と、この軸受部材に軸支されて回転する回転軸とである場合として、例えばスラスト軸受がある。スラスト軸受では、回転軸と軸受部材との間に、軸方向のスラスト荷重を受ける摺動面が形成される。そこで、この摺動面の回転軸側を案内部材とし、摺動面を平滑な案内面として形成し、軸受部材側の摺動面に油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造を形成することができる。
同じ構成で、回転軸側に静圧案内機構、すべり案内機構を組み込むこともできる。この場合、軸受側からロータリジョイントを介して回転側に、油静圧案内機構用の潤滑油およびすべり案内機構用の潤滑油を供給する等の構成を採用することができる。

【0031】

回転軸が固定され、その周囲の軸受部材が回転する構造の場合には、固定的な回転軸の摺動面に油静圧案内機構およびすべり案内機構の主要な構造を形成し、軸受部材側の摺動面を平滑な案内面とすることができる。
なお、本発明はラジアル軸受に適用することもできる。この場合、回転軸の外周面と軸受の内周面との間に、油静圧案内機構およびすべり案内機構を曲面状に形成することになる。

【0032】

本発明の工作機械の案内機構において、前記移動部材は、前記案内面に対向する前記静圧室と、前記静圧室を包囲するシール部とを有し、前記静圧室と前記案内面とにより前記油静圧案内機構が形成されていることが望ましい。

【0033】

このような本発明では、潤滑油が供給経路から静圧室内に供給され、静圧室の内面と案内面との間に油膜を形成し、油静圧案内機構として、案内部材を浮上支持させることができる。
この際、静圧室内の潤滑油は、供給経路から静圧室に供給され、静圧室内において案内部材からの荷重を支持するとともに、静圧室の外周側から内側向きに移動し、中心部の回収経路から全量が回収される。
そして、静圧室の外周においては、静圧室を包囲するシール部により、潤滑油はシール部よりも外側へ漏れ出すことがなく、これにより密閉式の油静圧案内機構を形成することができる。

【0034】

このような本発明では、前述した通り、静圧室の中心部に接続された回収経路により、潤滑油の中心回収を行うことで、潤滑油の流量を低減させることができ、潤滑油の供給装置、供給経路および回収経路を小型化、簡素化することができる。

【0035】

本発明において、静圧室としては、移動部材の表面に凹状に形成された所定深さ（数十ミクロン程度）の凹部が利用できる。
静圧室においては、静圧室に同心円状の等圧溝を形成して静圧室を内側と外側とに区画し、内側を圧力保持部（ランド）とし、外側を静圧室本体（リセス）とすることができる。内側の圧力保持部と外側の静圧室本体とが同じ深さでも、これらより深い等圧溝を形成することで、内側の圧力保持部によって静圧室本体における圧力保持効果を生じさせることができる。これにより、静圧室本体において、潤滑油の静圧による荷重負担を行うことができ、油静圧案内構造としての機能を得ることができる。

【0036】

静圧室の内周に、回収経路を包囲する深さの浅い圧力保持部（外側の静圧室本体より背の高いランド部）を形成することで、油静圧案内構造としての機能を得るようにしてもよい。
静圧室の平面形状は、例えば円形、楕円形あるいは長円形とすることができ、正方形や長方形などの矩形あるいは他の多角形状としてもよい。矩形や多角形とする場合も、各々の頂点は円弧状などとし、角張った部分を丸めることが望ましい。

【0037】

シール部としては、静圧室の周囲に沿って形成された静圧室の深さより深いシール溝と、このシール溝内に設置された環状のシール部材との組み合わせなどが利用できる。
シール部材としては、静圧室の底面と対向する案内部材の案内面とにそれぞれ密接することでシール性を確保するものが好ましく、静圧室の深さより高さが大きなエラストマ素材による成形品などが利用できる。例えば耐油性のＯリング等も利用可能であるが、静圧室内の高圧に対応できかつ潤滑油の漏出を防止できるように、適宜リップシール等を追加することも有効である。
シール部の平面形状は、静圧室の輪郭に沿った形状とすればよく、静圧室に準じた円形、矩形あるいは他の形状とすることができる。

【0038】

本発明において、回収経路は、静圧室の中心部に連通されていればよく、静圧室の中心部の近傍であれば幾何学的中心でなくてもよい。
供給経路は、静圧室の回収経路よりも外周側に連通されていればよく、静圧室の外周近傍あるいはシール部のシール溝の内側などに連通させてもよい。この際、供給経路はシール溝の任意の位置に連通されていればよいが、周方向にむらができないように、シール部の複数箇所に連通させてもよい。

【0039】

本発明の工作機械の案内機構において、前記移動部材は、前記案内面に対向する摺動面と、前記摺動面に形成された給油溝とを有し、前記摺動面と前記案内面とにより前記すべり案内機構が形成されることが望ましい。

【0040】

このような本発明では、案内面と摺動面とですべり案内機構が形成され、この案内面と摺動面との間には、給油溝により潤滑油を供給することができ、すべり案内機構としての摺動性能を十分に確保することができる。

【0041】

この際、すべり案内機構の案内面と摺動面との間に供給される潤滑油は、油静圧案内機構に供給される潤滑油と同じ潤滑油であることが望ましい。
このようにすべり案内機構の潤滑油と油静圧案内機構の潤滑油とを同じものとすれば、油静圧案内機構から潤滑油の漏れ出しが生じて互いに混じることがあっても、同じ潤滑油なので問題が生じない。

【0042】

なお、本発明の工作機械の案内機構においては、油静圧案内機構の潤滑油とすべり案内機構の潤滑油が別のものであってもよい。この場合でも、基本的に油静圧案内機構は外周をシールされているため、異種の潤滑油の混合の問題を避けることができる。
例えば、外周をシールされているため、油静圧案内機構からの潤滑油の漏れ出しは僅かであり、すべり案内機構における潤滑油の混合の問題は十分許容できる。一方、油静圧案内機構は外周をシールされているため、すべり案内機構から漏れ出した潤滑油が油静圧案内機構の潤滑油に混合することが抑制される。
さらに、油静圧案内機構から油静圧用の潤滑油が漏れ出し、すべり案内機構の潤滑油に混合しても、すべり案内機構から排出される潤滑油は廃棄されることが一般的であり、問題はない。

【0043】

このように、すべり案内機構と油静圧案内機構とで同じ潤滑油を用いることで、供給経路を一部共用することもできる。ただし、すべり案内機構への潤滑油供給は、間欠的に比較的少量であるのに対し、油静圧案内機構への潤滑油供給は、連続的かつ比較的大流量であるため、実際に共用化できる部分は、潤滑油を貯留しておくタンクおよびその周辺程度に限られる。
なお、油静圧案内機構に供給された大量の潤滑油は回収経路から回収され、例えば供給タンクに戻され、静圧室から外部に漏れ出すことを防止されるが、すべり案内機構に供給された潤滑油は、少量であるため、供給タンクに回収する等はせず、別タンクに回収して廃棄するようにしてよい。

【0044】

本発明の工作機械の案内機構において、前記すべり案内機構は、前記工作機械の内部に設置され、前記油静圧案内機構は、前記すべり案内機構の両端に固定されていることが好ましい。

【0045】

このような本発明では、工作機械の２つの部分が相対移動する際には、工作機械の内部のすべり案内機構およびその両端の油静圧案内機構がそれぞれ有効となり、各案内機構の性能を併せた案内性能を得ることができる。
さらに、工作機械の内部のすべり案内機構およびその両端の油静圧案内機構が、同じ案内部材を共用するように配置することもでき、このような共用により案内機構の構造を簡略化することができ、工作機械全体として小型化することができる。

【0046】

さらに、本発明の構成は、内部にすべり案内機構を有する既存の工作機械に対し、その両端に油静圧案内機構を外付けすることで、簡単に実現できる。
そして、すべり案内機構を有する既存の工作機械に、油静圧案内機構を追加することで、油静圧すべり併用式の案内機構を簡単に実現することができ、その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構を提供することができる。

【0047】

本発明の工作機械は、前述した本発明の工作機械の案内機構を備えていることを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の油静圧案内機構で述べた通りの効果を得ることができ、工作機械全体としての有効性を高めることができる。

【0048】

本発明の工作機械において、固定側部材に対して水平方向に移動可能な移動側部材を有し、前記固定側部材と前記移動側部材との間には、水平方向に延びる荷重支持用案内機構と、前記荷重支持用案内機構を中心とした傾きに対抗する傾き防止用案内機構とを有することを特徴とする工作機械。

【0049】

本発明において、固定側部材とは、移動側部材を移動自在に支持するものであり、例えば工作機械のクロスバーなどである。固定側部材は必ずしも固定的に設置されたものに限らず、他の部材に対して移動自在に設置されたものを含む。また、移動側部材としては、固定側部材に対して移動自在に支持されたものであり、例えば工作機械の主軸ヘッドなどである。

【0050】

既存の工作機械の一部では、荷重支持用案内機構により、主軸ヘッドが片持ち支持されている。このような主軸ヘッドが片持ち支持された構成においては、主軸ヘッドの重量によって支持構造に変形が生じ、主軸ヘッドに傾きや倒れが生じる。このような変形を防止あるいは補償するため、従来の工作機械では、傾き防止用案内機構が設置されている。

【0051】

本発明では、このような傾き防止用案内機構として、前述した本発明の、油静圧案内機構およびすべり案内機構を併用した構成、あるいは、傾き防止用案内機構の一部が油静圧案内機構とされ、かつ他の部分がすべり案内機構とされた構成とすることで、各々の機能を組み合わせた構成とすることで、荷重支持を行いつつ傾き防止を図り、この際に、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高くすることができる。

【発明の効果】

【0052】

本発明の工作機械の案内機構および工作機械によれば、すべり案内機構と油静圧案内機構とを併設することが可能となる。そして、油静圧案内機構により高負荷容量および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷容量で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構および工作機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】本発明の第１実施形態の装置全体を示す斜視図。

【図2】前記第１実施形態における移動部材の配置を示す斜視図。

【図3】前記第１実施形態の移動機構を示す分解斜視図。

【図4】前記第１実施形態の移動部材に配置された油静圧案内機構およびすべり案内機構の要部を示す斜視図。

【図5】前記第１実施形態の油静圧案内機構を示す断面図。

【図6】前記第１実施形態のすべり案内機構を示す断面図。

【図7】本発明に含まれない第２実施形態の移動部材に配置された油静圧案内機構およびすべり案内機構の要部を示す斜視図。

【図8】前記第２実施形態の油静圧案内機構を示す断面図。

【図9】本発明の第３実施形態の移動機構を示す分解斜視図。

【図10】前記第３実施形態の移動部材に配置された油静圧案内機構およびすべり案内機構の要部を示す斜視図。

【図11】本発明の第４実施形態の装置全体を示す斜視図。

【図12】前記第４実施形態の移動機構の配置を示す断面図。

【図13】前記第４実施形態の移動機構の変形例を示す分解斜視図。

【図14】本発明の他の実施形態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0054】

〔第１実施形態〕
図１から図６には、本発明に基づく第１実施形態が示されている。
図１において、工作機械１０は、Ｘ軸方向に延びる基台１１を有し、基台１１にはテーブル１２が支持されている。基台１１を挟んで両側には一対のコラム１３が設置され、各々の上端にはＹ軸方向に延びるクロスバー１４が設置されている。クロスバー１４にはヘッド１５が支持され、ヘッド１５にはＺ軸方向（鉛直方向）に延びるラム１６が装着されている。

【0055】

テーブル１２の上面には加工対象であるワーク１９が固定される。ラム１６の下端には主軸１７が露出しており、この主軸１７には加工用のツール１８が装着される。
工作機械１０においては、テーブル１２をＸ軸方向に移動させるとともに、ヘッド１５をＹ軸方向に、ラム１６をＺ軸方向に、それぞれ移動させることで、ワーク１９に対してツール１８を三次元で相対移動させることができ、これによりワーク１９に任意の形状を加工することができる。

【0056】

このような三次元加工動作を行うために、工作機械１０には、テーブル１２を基台１１に沿って移動させるＸ軸移動機構２１と、ヘッド１５をクロスバー１４に沿って移動させるＹ軸移動機構２２と、ヘッド１５に対してラム１６を移動させるＺ軸移動機構２３と、が設置されている。
これらのＸ軸移動機構２１、Ｙ軸移動機構２２、Ｚ軸移動機構２３は、それぞれ移動部分（基台１１に対するテーブル１２など）を移動可能に支持するとともに、これらを所定の移動方向へ案内する案内機構と、移動部分を外部コマンドに基づいて駆動するモータ等を含む駆動機構を備えている。

【0057】

これらの移動機構２１〜２３のうち、ヘッド１５とクロスバー１４との間のＹ軸移動機構２２には、Ｙ軸方向に延びる複数の案内機構３０（第１〜第６の案内機構３０Ａ〜３０Ｆ、図２参照）が用いられている。

【0058】

図２にも示すように、クロスバー１４は、ヘッド１５が装着される側の上部に第１のレール１４１を有し、下部に第２のレール１４２を有する。ヘッド１５は、上部に下向きの第１の溝部１５１を有し、下部のクロスバー１４側に第２の溝部１５２を有する。

【0059】

ヘッド１５に形成された第２の溝部１５２は、クロスバー１４の第２のレール１４２に係合され、Ｚ軸方向の荷重支持が行われるとともに、Ｘ軸方向の位置が規制されている。
ヘッド１５に形成された第１の溝部１５１は、クロスバー１４の第１のレール１４１に係合され、Ｘ軸方向の位置規制とともに、荷重支持する第２のレール１４２を中心としてヘッド１５が自重により傾くことを規制している。

【0060】

第１の溝部１５１の内側には、第１のレール１４１をＸ軸方向に挟む第１および第２の移動部材３１Ａ，３１Ｂが設置されている。これら第１および第２の移動部材３１Ａ，３１Ｂは、第１のレール１４１を案内部材として、各々の間に本発明に基づく第１および第２の案内機構３０Ａ，３０Ｂを構成する。
第２の溝部１５２の内側には、第２のレール１４２をＸ軸方向に挟む第３および第４の移動部材３１Ｃ，３１Ｄと、第２のレール１４２をＺ軸方向に挟む第５および第６の移動部材３１Ｅ，３１Ｆが設置されている。これら第３〜第６の移動部材３１Ｃ〜３１Ｆは、第１のレール１４１を案内部材として、各々の間に本発明に基づく第３〜第６の案内機構３０Ｃ〜３０Ｆを構成する。

【0061】

〔案内機構３０〕
図３において、案内機構３０（第１〜第６の案内機構３０Ａ〜３０Ｆ、図２参照）は、互いに相対移動する移動部材３１（移動部材３１Ａ〜３１Ｆ、図２参照）および案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２を有する。

【0062】

移動部材３１（第１〜第６の移動部材３１Ａ〜３１Ｆ）は、案内機構３０の相対移動方向に延びる部材であり、第１および第２の溝部１５１，１５２に沿ってヘッド１５に固定された板材あるいはヘッド１５の一部を利用して形成される。
移動部材３１の両端には、第１および第２のレール１４１，１４２に対向する側に一段高い部分が形成され、その表面が平滑な平滑面４９および摺動面５１とされている。また、移動部材３１は、自身の厚み方向と直交する方向に一対の側面を有する。

【0063】

第１および第２のレール１４１，１４２は、案内機構３０の相対移動方向に延びる部材であり、クロスバー１４に沿って固定された別部材あるいはクロスバー１４の一部を利用して形成される。
第１および第２のレール１４１，１４２は、移動部材３１に対向する側の表面が、全長にわたって平滑な案内面３９とされている。

【0064】

これらの移動部材３１と第１および第２のレール１４１，１４２は、移動部材３１の両端の平滑面４９および摺動面５１が、第１および第２のレール１４１，１４２の案内面３９と密接状態で配置されることで、案内機構３０を構成する。
この際、平滑面４９と案内面３９との間には、油静圧案内機構４０が形成され、摺動面５１と案内面３９との間には、すべり案内機構５０が形成される。

【0065】

これらの摺動面５１および平滑面４９には、全面にわたって連続して、４フッ化エチレンなどの低摩擦性材料で形成されたシートが貼られている。
なお、油静圧案内機構４０の外側の平滑面４９を、摺動面５１より低く切り下げ、案内面３９に接触しない逃げ面としてもよい。

【0066】

油静圧案内機構４０は、詳細は後述するが、外部から供給される加圧された潤滑油により、移動部材３１に対して第１および第２のレール１４１，１４２を静圧浮上支持するものである。このための潤滑油を供給および回収するために、油静圧案内機構４０には潤滑油供給装置６０が接続されている。

【0067】

図３および図４に示すように、潤滑油供給装置６０は、潤滑油を貯留するタンク６１と、タンク６１と油静圧案内機構４０とを接続する供給配管６３および回収配管６４を有する。
供給配管６３の途中には、通過する潤滑油を濾過するフィルタ６５と、同潤滑油を加圧するポンプ６２とが設置されている。

【0068】

これにより、潤滑油供給装置６０は、タンク６１に貯留されている潤滑油を、供給配管６３から取り出し、フィルタ６５で濾過したのちポンプ６２で圧送し、油静圧案内機構４０へと供給することができる。また、油静圧案内機構４０からの潤滑油を、回収配管６４で回収し、タンク６１に戻すことができる。

【0069】

潤滑油供給装置６０は、すべり案内機構５０で使用される潤滑油の供給をも行う。
図３および図４において、潤滑油供給装置６０は、潤滑油を貯留するタンク６９と、タンク６９とすべり案内機構５０とを接続する供給配管６６を有する。
供給配管６６の途中には、通過する潤滑油を濾過するフィルタ６８と、同潤滑油を適量ずつ間欠的に圧送するポンプ６７とが設置されている。

【0070】

なお、すべり案内機構５０に供給された潤滑油の排出経路として、移動部材３１の側面の下方には、すべり案内機構５０から排出された潤滑油を受ける回収樋５５と、回収樋５５で集められた潤滑油を貯留する廃油タンク５６と、が設置される。排出経路には、適宜配管が用いられることもある。

【0071】

すなわち、本実施形態では、潤滑油供給装置６０により、同じ種類の潤滑油が、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の両方に供給される。
ただし、すべり案内機構５０での潤滑油の使用量は、油静圧案内機構４０よりも十分に少なく、かつ供給が間欠的である。このような供給条件の相違に対応するために、すべり案内機構５０への潤滑油供給経路と、油静圧案内機構４０への潤滑油供給経路とは、完全に別系統とされている。
以下、本実施形態の油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０について説明する。

【0072】

〔油静圧案内機構４０〕
図４および図５にも示すように、本実施形態において、油静圧案内機構４０の平滑面４９とすべり案内機構５０の摺動面５１とは連続した平面である。
すなわち、すべり案内機構５０が形成される摺動面５１の延長部分に、静圧室４１などの構造を形成し、案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２を対向させて案内面３９で覆うことで、油静圧案内機構４０が形成される。

【0073】

図４において、油静圧案内機構４０は、平滑面４９に凹状に形成された円形の静圧室４１と、その周囲を環状に連続して包囲するシール部４２とを有する。
静圧室４１は、図３および図５では凹部として表されているが、案内機構３０として組み立てられた際に、第１および第２のレール１４１，１４２の案内面３９によって覆われて閉じた空間となる。

【0074】

シール部４２の一部には、供給経路４３の連通孔４３１が連通されている。
供給経路４３には、前述した潤滑油供給装置６０の供給配管６３が接続され、この供給配管６３を通して、加圧された潤滑油が静圧室４１内に供給される。

【0075】

静圧室４１の中心には、回収経路４４の連通孔４４１が連通されている。
回収経路４４には、前述した潤滑油供給装置６０の回収配管６４が接続され、この回収配管６４を通して静圧室４１からの潤滑油が回収される。

【0076】

図５にも示すように、静圧室４１の底面には、中央に前述した回収経路４４の連通孔４４１が連通されているとともに、その開口と同心で環状溝４１１が形成されている。
静圧室４１の底面は、環状溝４１１を境に、内側部分４１２と、外側部分４１３とに区画されている。外側部分４１３の一部には、環状溝４１１からシール部４２に至る径方向の連通溝４１４が形成されている。

【0077】

シール部４２は、静圧室４１の外周に沿って環状のシール溝４２１を有し、このシール溝４２１には耐油ゴム等のエラストマ成型品によるシール部材４２２が配置されている。シール溝４２１の一部には、シール部材４２２よりも内側（静圧室４１側）に、供給経路４３の連通孔４３１が連通されている。

【0078】

このような油静圧案内機構４０では、加圧された潤滑油が、供給経路４３から供給され、シール溝４２１から静圧室４１内に流入し、静圧室４１内を外側部分４１３から内側部分４１２へと移動し、連通孔４４１から回収経路４４へと回収される。
この際、静圧室４１内の潤滑油は、その静圧により案内面３９を浮上支持し、これにより油静圧案内機構４０としての機能が得られる。
一方、静圧室４１内の潤滑油は、回収経路４４から全量回収される。さらに、静圧室４１の周囲がシール部４２でシールされているため、潤滑油が外部に漏れ出すことが防止される。

【0079】

本実施形態において、静圧室４１の厚み（内側部分４１２と案内面３９との間隔）、つまり平滑面４９に対する凹みの深さは、シール溝４２１や環状溝４１１に比べてごく浅く（数十ミクロン程度）形成されている。
さらに、内側部分４１２と外側部分４１３とは、同じ高さに設定されている。つまり、内側部分４１２における静圧室４１の深さ（平滑面４９に対する）は、外側部分４１３における深さと同じである。

【0080】

従って、案内機構３０として組み立てられた状態では、静圧室４１の外側部分４１３における厚み（外側部分４１３と案内面３９との間隔）と、静圧室４１の内側部分４１２における厚み（内側部分４１２と案内面３９との間隔）とが同じとされている。
ただし、内側部分４１２と外側部分４１３との間には、環状溝４１１が形成され、この環状溝４１１は連通溝４１４でシール溝４２１に連通されている。このため、外側部分４１３においては、連通孔４３１を通して供給される供給経路４３からの潤滑油の圧力と同一の圧力に保持される。

【0081】

このような設定により、静圧室４１の外側部分４１３から内側部分４１２へと潤滑油が流れた際には、内側部分４１２がランド部または圧力保持部として作用する。
つまり、内側部分４１２の外側（環状溝４１１に面した領域）では、外側部分４１３と同じ圧力であるが、内側に向けて流れるに従って漸次圧力が下がり、回収経路４４の連通孔４４１に至ると大気圧程度となる。

【0082】

このように、内側部分４１２がランド部または圧力保持部として作用することで、リセス部または静圧室本体である外側部分４１３に荷重支持用の静圧を確保することができる。
さらに、静圧室４１内の潤滑油による静圧支持が、外周側にあって静圧室４１のうち主に面積が大きい外側部分４１３で行われることになり、受圧領域面積を拡大できるとともに、流入したての高圧の潤滑油による効率的な静圧支持を行うことができる。

【0083】

〔すべり案内機構５０〕
図４において、すべり案内機構５０は、平滑な摺動面５１を有する。摺動面５１には、縦横に連続した給油溝５２が形成されている。
図６にも示すように、給油溝５２には給油経路５３が連通され、給油経路５３には、前述した潤滑油供給装置６０の供給配管６６が接続されている。

【0084】

すべり案内機構５０では、摺動面５１と案内面３９とを接触させることで、案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２を支持するとともに、摺動面５１と案内面３９との摺動により相対移動を許容する。
ここで、すべり案内機構５０では、給油経路５３に供給された潤滑油が、給油溝５２により摺動面５１の各部へと拡散されることで、摺動面５１と案内面３９との間の摺動抵抗および摩耗を軽減することができる。

【0085】

本実施形態のすべり案内機構５０では、案内面３９と摺動面５１との間に供給される潤滑油は、油静圧案内機構４０に供給される潤滑油と同じ潤滑油である。このため、油静圧案内機構４０から潤滑油の漏れ出しが生じて互いに混じることがあっても、同じ潤滑油なので問題が生じない。
また、すべり案内機構５０と油静圧案内機構４０とで同じ潤滑油を用いるため、別体のタンク６１，６９ではなく、同じタンクを共用することもできる。

【0086】

〔第１実施形態の効果〕
以上に述べた第１実施形態によれば、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の説明で個々に述べた効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態において、油静圧案内機構４０は密閉式の油静圧案内機構であり、外周をシール部４２でシールされるとともに、潤滑油は供給経路４３から供給され、回収経路４４から回収され、タンク６１に循環される。

【0087】

従って、油静圧案内機構４０においては、外周縁から外部へと潤滑油が溢れ出すことを防止し、あるいは最小限に抑制することができる。
さらに、油静圧案内機構４０とすべり案内機構５０とを併設しても、油静圧案内機構４０から溢れ出した潤滑油が、すべり案内機構５０に好ましくない影響を及ぼす可能性を解消できる。

【0088】

そして、油静圧案内機構４０により高負荷加重および低摩擦性を確保するとともに、すべり案内機構５０により案内精度および減衰性能を確保することができる。その結果、高負荷で、低摩擦であり、かつ案内精度が高く、減衰性能が高い工作機械の案内機構３０を提供することができる。

【0089】

本実施形態では、前述した互いに相対移動する２部材の一方である移動部材３１に、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の主要な構造（静圧室４１や給油溝５２など）がまとめられ、２部材の他方である第１および第２のレール１４１，１４２には案内面３９だけが形成されている。
つまり、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０が、案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２の案内面３９を共用するので、各機構にそれぞれ案内面を準備する構造に比べて簡略化することができ、案内機構３０全体として小型化することができる。

【0090】

また、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の主要な構造（静圧室４１や給油溝５２など）を、移動部材３１に集約させることができ、この点でも構造の簡略化が図れる。さらに、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０を、案内面３９と対向する移動部材３１の表面に並べて設置するため、各機構による負荷分担も確実にできる。

【0091】

〔第２実施形態〕
図７および図８には、本発明に含まれない第２実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態と同様な工作機械１０に、本発明に基づく案内機構３０を設置したものである。
本実施形態において、工作機械１０、案内機構３０、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の基本構成は共通であり、重複する説明は省略するとともに、相違する構成について、以下に説明する。

【0092】

前述した第１実施形態では、油静圧案内機構４０の静圧室４１が、環状溝４１１、内側部分４１２、外側部分４１３、連通溝４１４を有していた。そして、内側部分４１２および外側部分４１３が同じ深さでありながら、環状溝４１１および連通溝４１４がシール溝４２１に連通されることで、内側部分４１２が圧力保持部（ランド部）として機能し、外側部分４１３が静圧室本体（リセス部）として機能するようにしていた。

【0093】

本実施形態においては、環状溝４１１および連通溝４１４を省略し、外側部分４１３の深さを内側部分４１２よりも深く形成することにより、実際に内側部分４１２をランド（圧力保持部）とし、かつ外側部分４１３をリセス（静圧室本体）としている。
なお、本実施形態において、内側部分４１２の深さは前述した第１実施形態と同様な数十ミクロン程度であり、外側部分４１３の深さは、内側部分４１２よりも深い。

【0094】

前述した第１実施形態では、潤滑油供給装置６０として、油静圧案内機構４０に潤滑油を供給する経路および排出された潤滑油を回収する経路を設けるとともに、これとは別個に、すべり案内機構５０に潤滑油を供給する経路を設けていた。
これに対し、本実施形態では、タンク６１が共用され、油静圧案内機構４０への供給配管６３およびすべり案内機構５０への供給配管６６は同じタンク６１に接続されている。

【0095】

このような本実施形態によれば、工作機械１０、案内機構３０、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０の基本構成が前述した第１実施形態と共通であるため、これらによる効果は同様に得られる。

【0096】

さらに、本実施形態では、環状溝４１１および連通溝４１４が省略されているが、内側部分４１２および外側部分４１３の深さ設定により、前述した第１実施形態と同様に静圧荷重支持を行うことができ、油静圧案内機構４０としての機能を得ることができる。

【0097】

さらに、潤滑油供給装置６０では、油静圧案内機構４０への潤滑油供給およびすべり案内機構５０への潤滑油供給に同じタンク６１を用いることで、装置構成を簡略化できる。このような場合でも、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０で用いる潤滑油が同一であるため、機能的に不都合は生じない。

【0098】

〔第３実施形態〕
図９および図１０には、本発明に基づく第３実施形態が示されている。
前述した第１実施形態および第２実施形態では、移動部材３１の両端の表面に連続して摺動面５１および平滑面４９を設け、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０を隣接して設置していた。
これに対し、本実施形態では、油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０が別体の部材に形成されている。

【0099】

図９および図１０に示すように、本実施形態では、移動部材３１にはすべり案内機構５０が形成されているが、油静圧案内機構４０は形成されていない。
一方、移動部材３１の両端には、ブロック状の補助移動部材４８が設置され、この補助移動部材４８に油静圧案内機構４０が形成されている。

【0100】

補助移動部材４８は、移動部材３１が設置された主軸ヘッド１５（図２参照）の外面に設置され、主軸ヘッド１５のフレームに強固に支持されている。
補助移動部材４８の平滑面４９は、移動部材３１の摺動面５１と同一面に配置されている。
補助移動部材４８の平滑面４９には静圧室４１、シール部４２が形成され、補助移動部材４８の内部には供給経路４３および回収経路４４が形成されている。
これらの静圧室４１、シール部４２、供給経路４３および回収経路４４により、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様な油静圧案内機構４０が形成されている。

【0101】

このような本実施形態によれば、移動部材３１に形成されたすべり案内機構５０と補助移動部材４８に油静圧案内機構４０とが隣接して配置され、これらの油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０がともに案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２の案内面３９に対して案内されることで、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

【0102】

さらに、本実施形態においては、油静圧案内機構４０が、移動部材３１とは別体の補助移動部材４８に形成される。このため、すべり案内機構５０だけが移動部材３１に形成された既存の工作機械に、油静圧案内機構４０を有する補助移動部材４８を追加的に設置（いわゆるレトロフィット）することで、本発明を容易に実施することができる。そして、既存の工作機械を活用することができる。

【0103】

〔第４実施形態〕
図１１および図１２には、本発明に基づく第４実施形態が示されている。
図１１において、本実施形態の工作機械１０Ｓは、第１実施形態の工作機械１０（図１参照）と同様に、主軸ヘッド１５の上部に第１の溝部１５１Ｓを有し、第１の溝部１５１Ｓはクロスバー１４の第１のレール１４１Ｓに係合されている。また、主軸ヘッド１５の下部に第２の溝部１５２を有し、第２の溝部１５２はクロスバー１４の第２のレール１４２に係合されている。

【0104】

図１２において、第２の溝部１５２と第２のレール１４２との間には、荷重支持用の案内機構３０Ｔ（案内機構３０ＣＴ，３０ＤＴ，３０ＥＴ，３０ＦＴ）が設置されている。
荷重支持用の案内機構３０Ｔ（案内機構３０ＣＴ，３０ＤＴ，３０ＥＴ，３０ＦＴ）は、前述した第１実施形態の案内機構３０（案内機構３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）と同様な配置とされている。

【0105】

ただし、第１実施形態の案内機構３０においては、案内機構３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆが、それぞれの移動部材３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆに、それぞれ油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０を備えていた。
これに対し、本実施形態の案内機構３０Ｔにおいては、案内機構３０ＣＴ，３０ＤＴ，３０ＥＴ，３０ＦＴが、それぞれの移動部材３１ＣＴ，３１ＤＴ，３１ＥＴ，３１ＦＴに、すべり案内機構５０のみを備えている。

【0106】

つまり、本実施形態においては、荷重支持用の案内機構３０Ｔに油静圧案内機構４０が用いられていない。
このようなすべり案内機構５０のみを備えた移動部材３１ＣＴ，３１ＤＴ，３１ＥＴ，３１ＦＴとしては、前述した第３実施形態における移動部材３１（図９参照）と同様な構成とすればよい。

【0107】

一方、第１の溝部１５１Ｓと第１のレール１４１Ｓとの間には、主軸ヘッド１５の傾き防止用の案内機構３０Ｓが設置されている。

【0108】

第１のレール１４１Ｓには、案内面３９Ｓが斜めに形成され、第１の溝部１５１Ｓの内側には案内面３９Ｓと対向して移動部材３１Ｓが設置されている。これらの案内面３９Ｓおよび移動部材３１Ｓにより、案内機構３０Ｓが形成されている。
本実施形態において、案内機構３０Ｓは、移動部材３１Ｓに油静圧案内機構４０のみを有する。

【0109】

主軸ヘッド１５と第１のレール１４１Ｓとの間には、案内機構３０Ｓに付属する案内機構３０ＡＳが形成されている。この案内機構３０ＡＳは、前述した第１実施形態の案内機構３０Ａと同様の配置とされ、垂直な案内面３９Ａに摺動する移動部材３１ＡＳを有する。
ただし、第１実施形態の案内機構３０Ａが、移動部材３１Ａに油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０を備えていたのに対し、本実施形態の案内機構３０ＡＳでは、移動部材３１ＡＳにはすべり案内機構５０のみを備えている。

【0110】

このような本実施形態によれば、主軸ヘッド１５の下部において、案内機構３０Ｔにより主軸ヘッド１５の自重をクロスバー１４で支持することができる。また、主軸ヘッド１５の上部において傾斜配置された案内機構３０Ｓを有するため、この案内機構３０Ｓにより主軸ヘッド１５の自重による傾きモーメントを負担することができ、主軸ヘッド１５の傾きを防止することができる。

【0111】

この際、傾き防止用の案内機構３０Ｓは、案内面３９Ｓおよび移動部材３１Ｓの間が油静圧案内機構４０とされているため、高負荷荷重とすることができる。一方、荷重支持用の案内機構３０Ｔおよび案内機構３０ＡＳにはすべり案内機構５０を用いるとしたので、従来の機構を転用することができる。

【0112】

なお、傾き防止用の案内機構３０Ｓに用いる、油静圧案内機構４０のみを有する移動部材３１Ｓとしては、次のような構成とすることができる。
図１３において、移動部材３１Ｓは、両側の一段高い部分の表面が平滑面４９とされ、それぞれには油静圧案内機構４０が２セット形成されている。
油静圧案内機構４０の各々の構成は、第１実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
このような案内機構３０Ｓでは、移動部材３１Ｓに計４セットの油静圧案内機構４０を有し、案内部材である第１のレール１４１Ｓとの間で大荷重を負担することができる。

【0113】

〔他の実施形態〕
なお、本発明は、前述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形等は本発明に含まれる。
例えば、各部に設置する油静圧案内機構４０の数や配置、寸法などは、実施にあたって適宜設定することができる。例えば、ひとつの案内機構３０に、複数の油静圧案内機構４０を並列配置してもよい。

【0114】

前記第４実施形態では、傾き防止用の案内機構３０Ｓ（移動部材３１Ｓ）が油静圧案内機構４０のみを有し、荷重支持用の案内機構３０Ｔおよび案内機構３０ＡＳがすべり案内機構５０のみを有するとしたが、各々が油静圧案内機構４０とすべり案内機構５０とを併用するものであってもよい。

【0115】

前記各実施形態では、潤滑油供給装置６０として、油静圧案内機構４０に潤滑油を供給する経路および排出された潤滑油を回収する経路を設けるとともに、すべり案内機構５０に潤滑油を供給する経路を設けていた。
ただし、すべり案内機構５０として潤滑油の供給が必要なければ、このようなすべり案内機構５０への給油機能を省略してもよい。例えば、油静圧案内機構４０から漏れ出す潤滑油の量が、すべり案内機構５０で必要な潤滑油量に相当する場合、油静圧案内機構４０のシール部４２の一部から潤滑油を流出させ、これをすべり案内機構５０に供給するようにしてもよい。

【0116】

すべり案内機構５０は、潤滑用および摩耗防止用に油静圧案内機構４０と同じ潤滑油を用いるものに限らず、他の油脂類を利用し、あるいは摺動面５１に固体潤滑材料を用いるものであってもよい。このような場合でも、シール部４２により油静圧案内機構４０からの潤滑油の漏出を防止できるため、漏出した潤滑油によりすべり案内機構５０に不都合が生じることはない。

【0117】

前述した各実施形態では、案内部材である第１および第２のレール１４１，１４２に案内面３９を設け、この案内面３９を移動部材３１の油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０で共用した。しかし、案内面３９の共用は本発明に必須ではなく、案内部材に２列の案内面３９を設け、それぞれを油静圧案内機構４０用およびすべり案内機構５０用として用いてもよい。

【0118】

あるいは、移動部材３１に油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０をまとめることは必須ではなく、例えば、移動部材３１に油静圧案内機構４０と案内面（すべり案内用）とを設け、案内部材（前述した各実施形態の第１および第２のレール１４１，１４２）にすべり案内機構５０と案内面（油静圧案内用）とを設けるようにしてもよい。

【0119】

前述した各実施形態の油静圧案内機構４０では、供給経路４３から静圧室４１へと潤滑油を供給し、静圧室４１から排出された潤滑油を回収経路４４から回収し、タンク６１に戻す循環式の油静圧構造を採用した。ただし、循環式に限らず、単なる流通式の油静圧構造としてもよい。例えば、回収経路４４から回収した潤滑油をタンク６１に戻さず、供給経路４３から静圧室４１に潤滑油を供給し、静圧室４１で静圧を発生させた後、回収経路４４で回収するだけとしてもよい。

【0120】

本発明には含まれないが、油静圧案内機構４０としては、静圧室４１に貯められた潤滑油の静圧を利用する封入式の油静圧構造としてもよい。この場合でも、静圧室４１内の潤滑油の量および圧力を所定値に維持するために、供給経路４３は設置することが必要であるが、回収経路４４については省略することができる。

【0121】

前述した各実施形態では、一対のコラム１３とクロスバー１４による門型の支持構造を有する工作機械１０において、クロスバー１４とヘッド１５とを相対移動させるＹ軸移動機構２２に本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明はこのような部位に限定されるものではなく、工作機械１０の他の相対移動部分、例えばヘッド１５とラム１６とを相対移動させるＺ軸移動機構２３の案内機構、あるいは基台１１とテーブル１２とを相対移動させるＸ軸移動機構２１の案内機構に適用してもよい。

【0122】

前述した図１において、Ｘ軸移動機構２１としては、基台１１の上面にテーブル１２の荷重を主に受ける一対の案内機構を設け、これらの案内機構の間の凹状部分の垂直な内壁面に、基台１１に対するテーブル１２の移動方向を規制する案内機構を設けることがある。
図１４に示すように、荷重支持用の案内機構３０Ｗは、テーブル１２の下面に案内部材３１Ｗを有し、この案内部材３１Ｗは、基台１１の上面を案内面３９Ｗとしている。また、移動方向規制用の案内機構３０Ｇは、テーブル１２の下面に形成された凸部の両側に一対の案内部材３１Ｇを有し、これらの案内部材３１Ｇは、基台１１に形成された凹溝の一対の内側面を案内面３９Ｇとしている。

【0123】

このうち、荷重受け用の案内機構３０Ｗは、テーブル１２の重量と加工するワーク１９（図１参照）の重量を受ける程度であるので、すべり案内機構５０を用いることができる。
一方、移動方向規制用の案内機構３０Ｇは、前述したテーブル１２やワーク１９の重量に比べてずっと大きな切削力を水平方向に受けることがあり、すべり案内機構５０では許容面圧を超えてしまう。このため、移動方向規制用の案内機構３０Ｇには、油静圧案内機構４０を用いることにより、高負荷への対応が可能となる。
このように、荷重受け用の案内機構３０Ｗあるいは移動方向規制用の案内機構３０Ｇなど、各部案内機構の要求条件に応じて油静圧案内機構４０およびすべり案内機構５０を使い分けるようにしてもよい。

【0124】

本発明は、前述したような直線移動に限らず、例えばロータリーテーブルの回転支持機構など、回転する部分の案内機構に適用してもよい。
本発明が適用される工作機械は、前述した工作機械１０に限らず、本発明は、相対移動する２部材を有する様々な工作機械に適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0125】

本発明は、加工対象であるワークと加工用の工具とを任意の相対位置に移動させる様々な工作機械の案内機構および工作機械に利用できる。

【符号の説明】

【0126】

１０…工作機械、１１…基台、１２…テーブル、１３…コラム、１４…クロスバー、１４１，１４２…案内部材である第１および第２のレール、１５…ヘッド、１５１，１５２…溝部、１６…ラム、１７…主軸、１８…ツール、１９…ワーク、２１…Ｘ軸移動機構、２２…Ｙ軸移動機構、２３…Ｚ軸移動機構、３０，３０Ａ〜３０Ｆ，３０Ｓ，３０ＡＳ，３０ＣＴ〜３０ＦＴ，３０Ｇ，３０Ｗ…案内機構、３１，３１Ａ〜３１Ｆ，３１Ｓ，３１ＡＳ，３１ＣＴ〜３１ＦＴ，３１Ｇ，３１Ｗ…移動部材、３９，３９Ａ〜３９Ｆ，３９Ｓ，３９ＣＴ〜３９ＦＴ，３９Ｇ，３９Ｗ…案内面、４０…油静圧案内機構、４１…静圧室、４１１…環状溝、４１２…内側部分、４１３…外側部分、４１４…連通溝、４２…シール部、４２１…シール溝、４２２…シール部材、４３…供給経路、４３１…連通孔、４４…回収経路、４４１…連通孔、４８…補助移動部材、４９…平滑面、５０…すべり案内機構、５１…摺動面、５２…給油溝、５３…給油経路、５５…回収樋、５６…廃油タンク、６０…潤滑油供給装置、６１，６９…タンク、６２…ポンプ、６３，６６…供給配管、６４…回収配管、６５，６８…フィルタ、６７…ポンプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】