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【発明の名称】 工作機械
【発明者】 【氏名】伊藤 千尋

【要約】 【課題】横型の工作機械において、設置面積を極小とでき、また振動の影響が少なくなり、加工精度,加工品質面においても優れたものを提供する。

【構成】前後方向に沿う軸心を有し前後方向に移動自在な主軸2と、正面側である主軸2の前方に位置し、上下方向に移動自在な刃物台4とを備える。ベッド1は箱型状とし、主軸4はベッド1の上面板部1b上に設置し、刃物台4はベッド1の正面板部1cに設置する。刃物台4は正面板部1cの内側に配置し、刃物台4を駆動する昇降駆動機構16は、正面板部1cの外側に配置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
前後方向に沿う軸心を有しこの前後方向に移動自在な主軸と、正面側である主軸の前方に位置し、上下方向に移動自在な刃物台とを備えた工作機械。
【請求項2】
ベッドを、一対の対向する側面板部と、両側の側面板部の上端間に渡りこの側面板部の後部に設けられた上面板部と、前記両側の側面板部の前端間に設けられた正面板部とを有する箱型状とし、前記主軸はベッドの前記上面板部上に設置し、前記刃物台はベッドの前記正面板部に設置した請求項1記載の工作機械。
【請求項3】
前記刃物台は前記正面板部の内側に配置され、前記刃物台を駆動する昇降駆動機構は前記正面板部の外側に配置された請求項2記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、旋盤等の工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、工作機械において、主軸を水平とした横型と、主軸を垂直とした立型のものとがある。旋盤では、各種の観点から、横型が主流となっている。
横型の旋盤として、主軸と平行なタレット中心を持つタレット刃物台を、送り台を介して主軸の側方に設置し、タレット刃物台を送り台により、主軸に対する切込み方向に移動を可能としたものがある(例えば特許文献1)。送り方向の移動は、送り台を2段積みとして上側送り台の軸方向の進退により行うようにしている。
この他に、タレット中心を水平でかつ主軸と垂直な方向に設置したものや、刃物台をベッドの傾斜面上にその傾斜方向に沿って移動可能に設置したもの(例えば特許文献2)等がある。特許文献2の工作機械は、対向2軸旋盤であって、片方の主軸は位置固定としてタレット刃物台を直交2軸方向に移動させるようにしており、もう片方の主軸は軸方向に進退可能とし、タレット刃物台は1方向の進退のみを行うようにしている。
【特許文献1】特許第2606511号公報
【特許文献2】特許第3206154号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記従来の横形の工作機械は、いずれも、主軸に支持されたワークに対して送り方向および切り込み方向の2軸方向の工具移動をさせる構成として、刃物台を直交2軸方向に移動自在とするか、主軸を軸方向に移動可能として刃物台を1軸方向のみ移動自在としている。しかし、刃物台の移動が、水平方向、あるいは傾斜方向であるため、平面視において刃物台の移動のための空間が必要となる。
そのため、従来の横型の工作機械では、いずれも、主軸と刃物台系との構成部分が占める平面視での大きさは、これら主軸および刃物台系の大きさに加えて、刃物台等の移動を許容するための空間が必要となる。これにより占有床面積が大きくなり、工作機械を工場に多数台設置するときに、大きな設置面積が必要となる。
【0004】
この発明の目的は、横型の工作機械において、設置面積を極小とでき、また振動の影響が少なくなり、加工精度,加工品質面においても優れたものを提供することである。
この発明の他の目的は、構成の簡易化を図ることである。
この発明のさらに他の目的は、保守作業の簡易化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明の工作機械は、前後方向に沿う軸心を有し前後方向に移動自在な主軸と、正面側である主軸の前方に位置し、上下方向に移動自在な刃物台とを備える。
この構成によると、刃物台を上下方向に移動自在としたため、刃物台の移動空間を得るための占有床面積が不要で、設置面積を小さくできる。この場合に、主軸の前方に刃物台を配置したため、工作機械の横幅が小さくでき、刃物台の移動のための床面積が不要なことと相まって、工作機械の横幅を極小とできる。そのため、工場内に多数の工作機械を横並びに設置する場合に、並び幅が小さくできる。
また、加工のためには工具の直交2軸方向の移動が必要であるが、主軸を前後方向に移動自在として一軸方向の移動を分担させ、刃物台は上下方向のみに移動自在としたため、刃物台を直交2軸方向に移動自在とするために、送り台を2段積み構成としたものに比べて、刃物台と主軸間の精度や剛性が高くなる。そのため、振動の影響が少なくなり、加工精度,加工品質面においても優れたものとなる。
【0006】
この発明において、ベッドを、一対の対向する側面板部と、両側の側面板部の上端間に渡りこの側面板部の後部に設けられた上面板部と、前記両側の側面板部の前端間に設けられた正面板部とを有する箱型状とし、前記主軸はベッドの前記上面板部上に設置し、前記刃物台はベッドの前記正面板部に設置しても良い。
このようにベッドを箱型状とすることで、主軸を前後方向に移動自在とし、かつ刃物台を上下方向に移動可能な構成とするにつき、簡素な構成とできる。
【0007】
このような箱型状のベッドを用いた場合に、刃物台は正面板部の内側に配置され、刃物台を駆動する昇降駆動機構は正面板部の外側に配置されたものとしても良い。
この構成の場合、刃物台を駆動する昇降駆動機構が正面板部の外側にあることで、保守作業が簡単に行える。刃物台は正面板部の内側にあり、切粉の発生空間に位置するが、昇降駆動機構が正面板部の外側であるため、切粉の発生空間から正面板部によって遮断され、昇降駆動機構が切粉やクーラントの影響を受け難いという利点も得られる。
【発明の効果】
【0008】
この発明の工作機械は、前後方向に沿う軸心を有しこの前後方向に移動自在な主軸と、正面側である主軸の前方に位置し、上下方向に移動自在な刃物台とを備えるため、横型の工作機械でありながら、設置面積を極小とでき、また振動の影響が少なくなり、加工精度,加工品質面においても優れたものとなる。
ベッドを、一対の対向する側面板部と、両側の側面板部の上端間に渡りこの側面板部の後部に設けられた上面板部と、前記両側の側面板部の前端間に設けられた正面板部とを有する箱型状とし、前記主軸はベッドの前記上面板部上に設置し、前記刃物台はベッドの前記正面板部に設置した場合は、構成が簡易化される。
この箱型状のベッドとする場合に、刃物台を前記正面板部の内側に配置し、前記刃物台を駆動する昇降駆動機構を前記正面板部の外側に配置した場合は、保守作業の簡易化の利点も得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
この発明の一実施形態を図1ないし図4と共に説明する。この工作機械Aは、タレット式の旋盤からなり、ベッド1上に、主軸2を支持した可動の主軸台3が前後方向(Z軸方向)に進退自在に設置され、正面側となる主軸2の前方に位置して、タレットからなる刃物台4が、上下方向(X軸方向)に移動自在に設置されている。刃物台4は、主軸3の軸心Oよりも下方に設置される。主軸2は前後方向(Z軸方向)を向いており、前端に主軸チャック2aが設けられている。これら主軸2および刃物台4により、加工手段5が構成れる。
【0010】
ベッド1は、一対の対向する側面板部1aと、これら側面板部1aの上端間に渡りこの側面板部1aの後部に設けられた上面板部1bと、前記両側の側面板部1aの前端間に垂直に立ち上がって設けられた正面板部1cとを有する箱型状とされている。ベッド1の上面板部1bの前端からは、中間立板部1dが立ち下がって延び、中間立板部1dの下端は底板部1eに続いている。中間立板部1dは、下部が後退するように傾斜しており、中間立板部1dと底板部1eとが続く箇所は、断面円弧状の曲面板状となっている。ベッド1の中間立板部1dと正面板部1cとの間の空間26は、刃物台4が位置する加工空間であって切粉排出空間となる。
【0011】
ベッド1の底板部1eよりも下方の部分となるベッド下部は、左右両端付近の部分が脚部1f(図3)となり、これら脚部1fの間がクーラントタンク配置空間6となる。脚部1fは、ベッド1の前後方向に全長に渡って延びており、一対の対向する脚部側板1faと、これら脚部側板1faの下端間に渡る脚部底板1fbとでなる。
【0012】
図1,図2において、主軸台3は、ベッド1の上面板部1b上に主軸案内手段7を介して前後方向に進退自在に設置されている。主軸案内手段7は、主軸台3の左右両側で前後方向に延びて設けられた一対の前後案内レール7aと、各前後案内レール7a上を前後に移動自在な被案内体7bとでなり、被案内体7bは直動転がり軸受等からなる。前後案内レール7aは、ベッド1の上面板部1b上に設けられた左右の案内手段支持台8の上に設置されている。被案内体7bは、主軸台3の左右両側面に突出して設けられた張出片3aの下面に取付けられており、左右の前後2箇所ずつに設けられている。張出部3aの高さ位置は、主軸2の軸心と略同じ高さ位置とされている。
主軸台3は、主軸2を回転自在に支持する軸受と、主軸2を回転させる主軸モータ(図示せず)を内蔵し、後部にチャック2aを開閉する駆動装置9が設置されている。
【0013】
主軸台3を前後移動させる前後移動機構10は、主軸台3の下方に位置して、ベッド1の上面板部1b上に設置されている。前後移動機構10は、主軸台3の下方でベッド1に設置された主軸進退駆動モータ11と、ボールねじ12とからなる。ボールねじ12はそのねじ軸がベッド1に回転自在に設置されて主軸進退駆動モータ11のモータ軸に連結され、ナットが主軸台3の下面に取付けられている。なお、前後移動機構10はリニアモータであっても良い。
【0014】
刃物台4はタレットからなり、外周面の複数箇所にバイトや回転工具等の工具32が取付けられる。刃物台4は、昇降台13に回転自在に設置され、昇降台13に内蔵された割出用のモータ(図示せず)により、任意の工具32が主軸2との対応位置である上端位置に割出可能である。刃物台4の回転軸心O2は、主軸2側が上向きとなるように、若干傾斜させてある。
【0015】
昇降台13は、ベッド1の正面板部1cに昇降案内手段15を介して昇降自在に設置され、正面板部1cの外部に設置された昇降駆動機構16により昇降させられる。ベッド1の正面板部1cは、中央に上下に延びる開口17を有していて、昇降台13は、この開口から正面板部1cの外面に突出した箇所で、前記昇降案内手段15による案内、および昇降駆動機構16による駆動伝達が行われる。
【0016】
昇降案内手段15は、一対の昇降案内レール15aと、各昇降案内レール15a上を前後に移動自在な被案内体15bとでなり、被案内体15bは直動転がり軸受等からなる。昇降案内レール15aは、ベッド1の正面板部1cの外面に、前記開口17の両側で上下に延びて設けられている。被案内体15bは、昇降台13の左右両側に突出した張出部13aに取付けられており、左右の上下2箇所ずつに設けられている。
【0017】
昇降移動機構16は、正面板部1cの外面に設置された昇降用モータ18と、ボールねじ19とからなる。ボールねじ19は、そのねじ軸が正面板部1cに回転自在に設置されて昇降用モータ18のモータ軸に連結され、ナットが昇降台13の正面に取付けられている。昇降駆動機構16は、リニアモータであっても良い。
【0018】
昇降移動機構16および昇降案内手段15は、ベッド1の正面板部1cの外周の全周から前方に突出した囲壁部1gの突出幅内に収められている。
【0019】
ベッド1上の主軸台3を設置した上方空間は、機体カバー19で覆われている。機体カバー19は、ベッド1の上面板部1bよりも前側の部分が前面扉20とされ、前面扉20には内部の覗き用の窓21が設けられている。
ベッド1の背面に沿って、この工作機械を制御する制御盤22が設置されている。制御盤22は、ベッド1に取付部材(図示せず)を介して取付けられたものであっても、また支持台(図示せず)を介して床面上に設置されたものであっても良い。
【0020】
ベッド1の下部には、このベッド1を載置する床面Fから浮き上がり状態でクーラントタンク25が取付けられている。ベッド1の下部は、上記のように、左右両側の部分を脚部1fとしてあり、これら脚部1fの間の空間6が、クーラントタンク25の配置空間となる。クーラントタンク25は、ベッド1の前後方向に延びる概ね直方体状の箱型状であり、脚部1f間の空間6内が略埋まる断面寸法とされている。
【0021】
クーラントタンク25は、ベッド1の前端から後端まで延び、さらにベッド後方と突出している。クーラントタンク25の後端には、内部のクーラントを循環させる循環用モータ27が設けられている。ベッド1の正面板部1cと中間立板部1dの間の空間となる切粉排出空間26は、下面が開放されていて、クーラントタンク25の上記切粉排出空間26に対応する部分は、上面が開放されている。
【0022】
クーラントタンク25のベッド1への取付けは、例えば、クーラントタンク25の複数箇所に設けた被取付片(図示せず)を、ベッド1の底板部1eの下面、あるいはベッド1の両側の脚部1fにボルト・ナット等の締結部材(図示せず)を介して行われる。クーラントタンク25のベッド1への取付けは、吊り下げ状態に行うようにしても良く、またベッド1の両側の脚部1f間に渡り、あるいは脚部1fから内側へ突出して設けた支持部材(図示せず)状に載せるようにしても良い。
【0023】
クーラントタンク25の内部には、チップコンベア28が設けられている。チップコンベア28は、油を通過して切粉の通過を阻止する網または孔付きベルト等からなる無端のコンベア回動体29を、コンベアケース30内にローラ等のガイド31を介して回動移動自在に設けものである。コンベア回動体29は、チップコンベア28の後端に設けられたコンベア駆動モータ31により回動駆動される。チップコンベヤ28のコンベアケース30は、ベッド1の上記切粉排出空間26と対応する部分は、上面が開放されている。チップコンベア28は、ベッド1から後方に突出した部分が上方へ傾斜する傾斜部28aとされ、傾斜部28aの上端からコンベア回動体29の切粉を外部に排出する。
【0024】
このチップコンベア28は、クーラントタンク25を介して、または直接に、ベッド1に取付けられる。この実施形態では、チップコンベア28は、クーラントタンク25の内部の底面上に載せて設置し、このチップコンベア28を載せた状態でクーラントタンク25をヘッド1に取付けている。
【0025】
図4は、この実施形態の工作機械Aを、複数台横並びに配列して設置した状態を示している。
【0026】
この構成の工作機械Aは、主軸台3の前後移動と、刃物台4の上下移動とにより、主軸2に支持されたワーク(図示せず)に対して工具32の送り方向および切り込み方向の移動が与えられ、加工が行われる。
【0027】
この工作機械Aによると、刃物台4を上下方向に移動自在としたため、刃物台4の移動空間を得るための占有床面積が不要で、設置面積を小さくできる。この場合に、主軸2の前方に刃物台4を配置したため、この点からも工作機械Aの横幅が小さくできる。そのため、刃物台4の移動のための床面積が不要なことと相まって、工作機械Aの横幅を極小とできる。したがって、例えば図4に示すように、工場内に多数の工作機械Aを横並びに設置する場合に、並び幅が小さくできる。この実施形態では、タレット式の刃物台4の中心O2を前後方向に傾斜させているため、主軸2の前方に刃物台4を設置しながら、工作機械Aの前後方向の寸法についても、コンパクト化される。
【0028】
また、主軸2を前後方向に移動自在として一軸方向(Z軸方向)の移動を分担させ、刃物台4は上下方向のみに移動自在としたため、つまり各軸毎に単独でベッド1上に設置したため、従来の刃物台4を直交2軸方向に移動自在とするために、送り台を2段積み構成としたものに比べて、刃物台4と主軸2間の剛性が高くなる。そのため、振動の影響が少なくなり、加工精度,加工品質面において優れたものとなる。従来の送り台を2段積み構成としたものに比べて、精度自体も優れたものとなる。刃物台4の昇降時の慣性力は、ベッド1における剛性の大きい垂直断面で受けるため、つまり正面板部1cで受けるため、これによっても振動の影響が少なくなる。
【0029】
ベッド1は、箱型状とし、切粉排出空間26の前方に正面板部1cを有するものとしたため、主軸2を前後方向に移動自在とし、かつ刃物台4を上下方向に移動可能な構成とするにつき、簡素な構成とできる。
また、このような箱型状のベッド1を用いているが、刃物台4は正面板部1cの内側に配置し、刃物台4を駆動する昇降駆動機構16は正面板部1cの外側に配置したため、機械の外部から昇降駆動機構16の保守が行える。そのため、保守作業が簡単に行える。刃物台4は正面板部1cの内側にあり、切粉発生空間26内に位置するが、昇降駆動機構16が正面板部1cの外側であるため、切粉の発生する切粉排出空間26から正面板部1cによって遮断され、昇降駆動機構16が切粉やクーラントの影響を受け難いという利点も得られる。
【0030】
さらにこの工作機械Aは、正面扉20が刃物台4の上方に位置するため、刃物台4に対する工具取り替え等の保守作業も容易に行える。ベッド1は箱型形状とされ、その内部に切粉排出空間26を有し、この切粉排出空間26から後方に延びるチップコンベア28を設けたため、切粉の排出も効果的に行え、また工作機械Aを複数台横並びに配列するにつき、チップコンベア28が配列の邪魔とならず、並び幅を狭くすることができる。
【0031】
また、この工作機械Aによると、クーラントタンク25が床面Fから浮き上がり状態でベッド1に取付けられているため、ベッド1の質量に、クーラントタンク25およびその中のクーラントの質量が加わる。そのため、刃物台4の移動時の振動や、加工時の切削振動などがベッド1で吸収され易く、耐振動性が向上する。これにより、振動に伴う騒音が低下され、また振動による加工品質の低下が緩和されて、加工品質が向上する。この実施形態では、チップコンベア28をクーラントタンク25内に配置してベッド1に取付けているため、チップコンベヤ28の質量も、ベッド1の質量として加わる。そのため、ベッド1の質量がより一層大きくできて、耐振動性をより強化することができる。
クーラントタンク25の配置については、ベッド1の下の脚部1fの間をクーラントタンク配置空間26としたため、クーラントタンク25の設置に余分な空間が不要で、工作機械Aの全体のより一層のコンパクト化が図れる。また、クーラントタンク25は、ベッド1の脚部1f間に配置するため、クーラントタンク25の挿脱や設置が簡単に行えるという利点がある。
【0032】
なお、上記実施形態は、旋盤に適用した場合につき説明したが、この発明は、研削盤等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】この発明の一実施形態にかかる工作機械の破断側面図である。
【図2】同工作機械の平面図である。
【図3】同工作機械の正面図である。
【図4】同工作機械を複数台並設した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【0034】
1…ベッド
1a…側面板部
1b…上面板部
1c…正面板部
1d…中間立板部
1e…底板部
1f…脚部
2…主軸
3…主軸台
4…刃物台
5…加工手段
6…クーラントタンク配置空間
7…主軸案内手段
9…チャック開閉駆動装置
10…前後移動機構
13…昇降台
15…昇降案内手段
16…昇降駆動機構
17…開口
25…クーラントタンク
28…チップコンベア
A…工作機械
F…床面
O…主軸の軸心
O2…刃物台の回転軸心
【出願人】 【識別番号】000006297
【氏名又は名称】村田機械株式会社
【出願日】 平成18年7月20日(2006.7.20)
【代理人】 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士


【公開番号】 特開2008−23646(P2008−23646A)
【公開日】 平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願番号】 特願2006−198399(P2006−198399)