JP2000135640A - ベッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的短時間にベッド装置の温度を安定化で
き、かつ熱変形を十分に抑制可能なベッド装置を提供す
る。 【解決手段】工作機械およびワークが設置される設置板
２１、３１と、設置板２１、３１を支持する支持部とし
ての支持板３７、横リブ部材３８と、設置板２１、３
１、支持板３７、横リブ部材３８に面して形成され、ク
ーラントＣの供給部１５１および排出部１５２を有する
クーラント通過空間部Ｋ１〜Ｋ１０と、ワークの切削領
域に供給するクーラントＣの一部をクーラント通過空間
部Ｋ１〜Ｋ１０に供給するクーラント供給手段としての
クーラントタンク６１およびポンプＰとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械および前
記工作機械によって加工されるワークが載置固定される
ベッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、マシニングセンタ等の工作機
械を用いたワークの切削加工では、切削加工によってワ
ークおよび工具に発生する熱の冷却、加工精度の安定
化、切削率の改善化等の目的で、たとえば、冷却性に優
れる水溶性切削油剤（以下、クーラントという）をワー
クの切削領域に供給しながら切削加工を行う。一方、供
給されたクーラントは、工作機械およびワークの取付治
具が設置されたベッド上に落下し、クーラントを再度利
用するためにベッドに設けられた回収部を通じてクーラ
ントタンクに回収される。回収されたクーラントは、ポ
ンプによって吸い上げられ、ワークの切削領域に繰り返
し供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベッド
上にクーラントが流れると、ベッドの温度とクーラント
の温度が異なると、ベッドは熱変形を生じる。クーラン
トの温度が、たとえば、３０℃程度で、ベッドの温度が
１０℃程度であると、たとえば、１００μｍオーダの熱
変形が生じる。このため、ワークの取付治具と加工ヘッ
ドとの相対位置が変化し、所望の加工精度を得ることが
難しくなる。従来においては、ベッドの熱変形によるワ
ークの加工精度の低下を防止するため、たとえば、クー
ラントの供給方法を工夫したり、加工は行わずクーラン
トを供給して数十分程度の慣らし運転を行って熱変形量
を一定化させる等の方法を採っていた。しかし、上記の
方法では、熱変形量が一定化するまでに時間を要するた
め、結果的に、生産性を低下させる一因となり、また、
ベッドの熱変形の発生を十分には抑制できなかった。

【０００４】また、ベッドの熱変形によるワークの加工
精度の低下を防止するための他の方法としては、ベッド
の上面板の下方にクーラント収容空間を形成し、このク
ーラント収容空間をクーラントタンクとし、回収したク
ーラントをクーラント収容空間に収容することで、ベッ
ドの温度をクーラントの温度と略等しくしてベッドの熱
変形を抑制する方法が知られている。しかしながら、こ
の方法では、ベッドの上面板の下方に形成されたクーラ
ント収容空間に収容されたクーラントとワークの切削領
域に供給されるクーラントとの間には、クーラントの温
度がワークの切削領域からクーラント収容空間に辿り着
くまでの間に変化し、ワークの切削領域に供給されるク
ーラントとクーラント収容空間に収容されたクーラント
との間に温度差が発生する。したがって、ベッド上面板
の表面にワークの切削領域からのクーラントが供給され
ると、ベッドに熱変形が発生し、熱変形の抑制が十分で
はないという問題が存在した。

【０００５】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、比較的短時間にベッド装置の温度を安定化で
き、かつベッド装置の熱変形を十分に抑制可能なベッド
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、工作機械およ
び前記工作機械によって加工されるワークが設置される
ベッド装置であって、工作機械およびワークが設置され
る設置板と、前記設置板を支持する支持部と、前記設置
板および前記支持部のうち少なくとも前記設置板に面し
て形成され、クーラントの供給部および排出部を有する
クーラント通過空間部と、前記工作機械による前記ワー
クの切削領域に供給するクーラントの一部を前記クーラ
ント通過空間部に供給するクーラント供給手段とを有す
る。

【０００７】前記クーラント通過空間部は、前記設置板
および支持部に面して複数形成され、所定の経路で各々
が互いに連通しており、前記複数のクーラント通過空間
部のうち所定のクーラント通過空間部に供給されたクー
ラントは、当該複数のクーラント通過空間部を通過し、
クーラント排出部が形成された所定のクーラント通過空
間部から排出される。

【０００８】本発明では、ワークの切削領域に供給され
るクーラントの一部がベッド装置に設けられたクーラン
ト通過空間部に供給されるため、設置板の温度が供給さ
れたクーラントの温度と迅速に等しくなる。また、ワー
クの切削領域に供給されたクーラントが設置板上に流れ
落ちても、当該クーラントの温度とクーラント通過空間
部に存在するクーラントの温度とは略等しく、設置板と
ワークの切削領域から設置板上に流れ落ちるクーラント
との温度差がなく、設置板に熱変形が生じない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明が適用された
ベッド装置１に工作機械としての加工ヘッド２０１およ
びワーク取付治具１０１を設置した状態を示す正面図で
あり、図２は上面図である。図１および図２に示すよう
に、ベッド装置１は、基準面Ｂ上に設置固定されてお
り、ベッド装置１上には、２台の加工ヘッド２０１が並
設されるとともに、ワーク取付治具１０１が設置固定さ
れている。

【００１０】加工ヘッド２０１は、ヘッド本体２０３に
保持された先端に回転工具が装着される主軸２０２が水
平方向に配置された、いわゆる専用加工ステーションで
ある。加工ヘッド２０１は、矢印Ａ１およびＡ２方向に
移動可能となっており、主軸２０２に対向して配置され
るワークＷに対して回転工具を送ることにより、ワーク
Ｗの加工が行われる。

【００１１】ワーク取付治具１０１は、ワークＷを主軸
２０２に対して所定の位置および姿勢に保持固定する。
ワーク取付治具１０１上には、油圧シリンダ１０３およ
び１０４が設けられており、油圧シリンダ１０３および
１０４はワーク取付治具１０１内に配設された保持具１
０３ａおよび１０４ａをそれぞれ駆動し、保持具１０３
ａおよび１０４ａによってワークＷが保持固定される。
また、ワーク取付治具１０１上には、クーラントＣをワ
ークＷの加工領域に供給するためのクーラント供給ノズ
ル１０２が設けられている。

【００１２】ベッド装置１には、クーラント回収部４１
が設けられており、このクーラント回収部４１の下部に
はクーラント回収部４１と連通してクーラント収容部５
１が設けられている。クーラント供給ノズル１０２から
クーラントＣがワークＷの加工領域に供給されると、ベ
ッド装置１のマシニングセンタ２０１の設置板２１およ
びワーク取付治具１０１の設置板３１上にクーラントＣ
が落下し、このクーラントＣはベッド装置１に設けられ
たクーラント回収部４１に流れ落ちる。クーラント回収
部４１からのクーラントＣは、クーラント収容部５１に
収容され、工作機械１に付設されたクーラントタンク６
１に戻される。

【００１３】クーラントタンク６１には、ポンプＰが接
続されており、ポンプＰはクーラントタンク６１に収容
されたクーラントＣを吸い上げて上記したクーラント供
給ノズル１０２に供給するとともに、ベッド装置１の内
部に供給する。

【００１４】次に、上記のベッド装置１の構成につい
て、図３〜図７を参照して説明する。図３はベッド装置
１の上面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線方向の断面図
であり、図５は図３のＤ−Ｄ線方向の断面図であり、図
６は図４のＥ−Ｅ線方向の断面図であり、図７は図４の
Ｆ−Ｆ線方向の断面図である。まず、図３に示すよう
に、ベッド装置１上には、２台の加工ヘッド２０１をそ
れぞれ設置するための設置板２１と、ワーク取付治具１
０１を設置するための設置板３１が設けてある。設置板
２１と設置板３１との間には、上記したクーラント回収
部４１が設けられ、このクーラント回収部４１は、同一
の構成の２つのクーラント回収部４１ａと、クーラント
回収部４１ａの間に挟まれたクーラント回収部４１ｂか
らなる。

【００１５】クーラント回収部４１ａは、上記したクー
ラント収容部５１に連通するクーラント回収用穴４２ｈ
の四方を、クーラント回収用穴４２ｈに向かって傾斜す
る４枚の傾斜板４２ａ〜４２ｄが囲むことにより構成さ
れている。クーラント回収部４１ｂは、上記したクーラ
ント収容部５１に連通するクーラント回収用穴４３ｈの
四方を、クーラント回収用穴４３ｈに向かって傾斜する
４枚の傾斜板４３ａ〜４３ｄが囲むことにより構成され
ている。

【００１６】２つの設置板２１の間および設置板２１と
設置板３１の周囲には、クーラントＣを各クーラント回
収部４１に導く溝部４５が形成されており、溝部４５は
対応するクーラント回収部４１に向かって下るように傾
斜している。

【００１７】また、ベッド装置１の上面の設置板２１の
側方には、ケーブル等を挿入するための２本の配管８１
が設けられており、配管８１はベッド装置１内を通じ
て、ベッド装置１の設置板３１側の側面に突出してい
る。設置板２１と設置板３１とは、図４に示すように、
ベッド装置１の底部を構成する底板３５との間に設置板
２１および設置板３１の周囲を囲むように設けられ、ベ
ッド装置１の側面部を構成する支持板３７によって支持
されている。

【００１８】支持板３７の内側には、設置板２１および
設置板３１と底板３５との間で設置板２１および設置板
３１を支持する複数の縦リブ部材３６および２枚の横リ
ブ部材３８が設けられている。各設置板２１および設置
板３１と、支持板３７と、底板３５と、各横リブ部材３
８とによって、設置板２１および設置板３１の下方にそ
れぞれ閉空間が形成されている。

【００１９】支持板３７の横方向の内側の一方には、縦
方向に沿って仕切り部材７１が設置板２１と底板３５と
の間で設けられており、仕切り部材７１と設置板２１と
底板３５とによってクーラント通過空間Ｋ１が形成され
ている。支持板３７の外側面にはクーラント供給口１５
１が形成されており、各クーラント通過空間Ｋ１は、そ
れぞれクーラント供給口１５１に連通している。

【００２０】設置板２１の下方には、設置板２１に沿っ
て仕切り部材７２が設けられているとともに、支持板３
７および横リブ部材３８の内側には、支持板３７および
横リブ部材３８にそれぞれ沿って仕切り部材７５が設置
板２１と底板３５との間で設けられている。仕切り部材
７２と各仕切り部材７５と設置板２１とによって、クー
ラント通過空間Ｋ２が形成されている。クーラント通過
空間Ｋ２は、仕切り部材７１の上端部に形成された流入
口７１ａによってクーラント通過空間Ｋ１に連通してい
る。また、クーラント通過空間Ｋ２は、各縦リブ部材３
６の上端部に形成された流入口３６ａを通じて互いに連
通している。

【００２１】また、図４に示すように、クーラント回収
部４１の近傍の縦リブ部材３６に沿って仕切り部材７４
が設けられており、仕切り部材７４の下端とクーラント
回収部４１の近傍の縦リブ部材３６との間には縦方向に
沿って仕切り部材７６が設けられている。縦リブ部材３
６と仕切り部材７４と仕切り部材７６とによって、クー
ラント通過空間Ｋ３が形成されており、クーラント通過
空間Ｋ３はクーラント回収部４１の近傍の縦リブ部材３
６の上端部に形成された流入口３６ａによってクーラン
ト通過空間Ｋ２と連通している。

【００２２】また、仕切り部材７５と支持板３７との間
には、図５に示すように、横方向に沿って仕切り部材７
７が設けられている。仕切り部材７５と、仕切り部材７
７と、支持板３７および横リブ部材３８と、設置板２１
とによって、仕切り部材７７の上部にはクーラント通過
空間Ｋ４が形成され、仕切り部材７５と、仕切り部材７
７と、支持板３７および横リブ部材３８と、底板３５と
によって、仕切り部材７７の下部にはクーラント通過空
間Ｋ５が形成されている。クーラント通過空間Ｋ４は、
仕切り部材７４の下端と仕切り部材７７とによって形成
される流入口７４ａによってクーラント通過空間Ｋ３と
連通している。また、クーラント通過空間Ｋ４とクーラ
ント通過空間Ｋ５とは、仕切り部材７７のＬ字状に折り
曲げられた一端部と設置板２１との間に形成される流入
口７７ａによって連通している。

【００２３】図５および図７に示すように、各クーラン
ト回収部４１ａの縦方向両側には、クーラント回収部４
１ａを挟む２つの縦リブ部材３６と、仕切り部材７５
と、仕切り部材７７と、底板３５と、支持板３７および
横リブ部材３８とによって、クーラント通過空間Ｋ６が
形成されている。クーラント通過空間Ｋ６は、縦リブ部
材３６の両端部に形成された流入口３６ａによってクー
ラント通過空間Ｋ５と連通している。

【００２４】支持板３７の横方向の内側の他方には、縦
方向に沿って仕切り部材７８が設置板２１と底板３５と
の間で設けられている。仕切り部材７５と、仕切り部材
７７と、仕切り部材７８と、支持板３７および横リブ部
材３８と、底板３５によって、クーラント通過空間Ｋ７
が形成されている。また、仕切り部材７８と、支持板３
７および横リブ部材３８と、設置板３１と、底板３５と
によって、クーラント通過空間Ｋ８が形成されている。
クーラント通過空間Ｋ７は、縦リブ部材３６の端部と支
持板３７および横リブ部材３８との間に形成された流入
口３６ａによってクーラント通過空間Ｋ６と連通してい
る。クーラント通過空間Ｋ８は、仕切り部材７８の下端
と底板３５との間に形成された流入口７８ａによって、
クーラント通過空間Ｋ７と連通している。

【００２５】設置板３１の下方には、仕切り部材８３が
各仕切り部材７５の間に設けられている。また、仕切り
部材８３の横方向の一端は仕切り部材７８に固着され、
仕切り部材８３の横方向の他端側には、仕切り部材８０
が設置板３１の下面から底板３５に向けて各仕切り部材
７５の間に設けられている。各仕切り部材７５と、仕切
り部材８０と、仕切り部材７８と、仕切り部材８３と、
設置板３１とによってクーラント通過空間Ｋ９が形成さ
れている。クーラント通過空間Ｋ９は、仕切り部材７８
の上端部と設置板３１との間に形成された流入口７８ａ
によってクーラント通過空間Ｋ８と連通している。

【００２６】仕切り部材８０の下端と縦リブ部材３６と
の間には、仕切り部材８２が設けられている。仕切り部
材８２と、仕切り部材７７と、仕切り部材７８と、仕切
り部材７５と、仕切り部材８０と、縦リブ部材３６と、
支持板３７とによって、上方から見るとコの字状のクー
ラント通過空間Ｋ１０が形成されている。クーラント通
過空間Ｋ１０は、仕切り部材８０の上端と設置板３１と
の間に形成されて流入口８０ａによって、クーラント通
過空間Ｋ９と連通している。また、クーラント通過空間
Ｋ１０は、クーラント通過空間Ｋ１０に面する縦リブ部
材３６の上端部に形成されたクーラント排出口１５２に
よって、クーラント回収部４１ａと通じている。

【００２７】次に、上記した実施形態に係るベッド装置
１へのクーラント供給動作について説明する。上記した
クーラントタンク６１に収容されたクーラントＣは、ポ
ンプＰによってクーラント供給ノズル１０２に供給され
るとともに、ベッド装置１のクーラント供給口１５１に
供給される。クーラント供給口１５１に供給されたクー
ラントＣは、クーラント通過空間Ｋ１から、順次クーラ
ント通過空間Ｋ２〜Ｋ１０を通過して、クーラント排出
口１５２からクーラント回収部４１ａへ排出される。各
クーラント通過空間Ｋ１〜Ｋ１０は、支持板３７の内側
面、設置板２１および３１の裏面、横リブ部材３８の内
側面に面しており、クーラント供給口１５１から供給さ
れたクーラントＣはこれら各面に直接触れる。このた
め、クーラントＣをクーラント供給口１５１に供給する
直前の、設置板２１および３１、支持板３７および横リ
ブ部材３８を有するベッド装置１の温度がクーラントＣ
の温度と異なっていても、ベッド装置１の温度は急速に
クーラントＣの温度に達する。また、供給されたクーラ
ントＣは、各クーラント通過空間Ｋ１〜Ｋ１０内を常に
通過（循環）しているため、ベッド装置１の温度は安定
的にクーラントＣの温度になる。

【００２８】この状態で、クーラント供給ノズル１０２
からワークＷの加工領域にクーラントＣが供給される
と、クーラントＣは設置板２１および３１の上面に流れ
落ちる。このとき、クーラント供給ノズル１０２に供給
されるクーラントＣの温度と、ベッド装置１に供給され
るクーラントＣの温度とは略同一なので、設置板２１お
よび３１とクーラント供給ノズル１０２から供給された
クーラントＣとの間には温度差がほとんど存在しない。
このため、クーラント供給ノズル１０２からのクーラン
トＣが設置板２１および３１の上面に流れ落ちても、設
置板２１および３１の熱変形が抑制される。この結果、
設置板３１上に設置されるワークＷと主軸２０２に装着
される回転工具との間の熱変形による相対位置の変位が
発生せず、回転工具とワークＷとのあ相対位置精度を保
つことが可能となる。

【００２９】以上のように、本実施形態によれば、ベッ
ド装置１の内部に、設置板２１および３１と、支持板３
７と、横リブ部材３８に面するように、クーラント通過
空間Ｋ１〜Ｋ１０を形成し、クーラント通過空間Ｋ１〜
Ｋ１０にワークＷの加工領域に供給するクーラントＣの
一部を供給するため、ベッド装置１の温度を急速にクー
ラントＣの温度にすることができ、かつ、ワークＷの加
工領域から設置板２１および３１上に流れ落ちるクーラ
ントＣと設置板２１および３１との温度差を最小限に抑
制することが可能になる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、比較的短時間にベッド
装置の温度を安定化でき、かつ熱変形を十分に抑制可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるベッド装置の外観を示す正
面図である。

【図２】図１の上面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るベッド装置の構成を
示す上面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線方向の断面図である。

【図５】図３のＤ−Ｄ線方向の断面図である。

【図６】図４のＥ−Ｅ線方向の断面図である。

【図７】図４のＦ−Ｆ線方向の断面図である。

【符号の説明】

１…ベッド装置 ２１、３１…設置板 ３５…底板 ３７…支持板 ３６…縦リブ部材 ３８…横リブ部材 ７１、７２、７４、７５…仕切り部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械および前記工作機械によって加工
   されるワークが設置されるベッド装置であって、 工作機械およびワークが設置される設置板と、 前記設置板を支持する支持部と、 前記設置板および前記支持部のうち少なくとも前記設置
   板に面して形成され、クーラントの供給部および排出部
   を有するクーラント通過空間部と、 前記工作機械による前記ワークの切削領域に供給するク
   ーラントの一部を前記クーラント通過空間部に供給する
   クーラント供給手段とを有するベッド装置。
2. 【請求項２】前記クーラント通過空間部は、前記設置板
   および支持部に面して複数形成され、所定の経路で各々
   が互いに連通しており、 前記複数のクーラント通過空間部のうち所定のクーラン
   ト通過空間部に供給されたクーラントは、当該複数のク
   ーラント通過空間部を通過し、クーラント排出部が形成
   された所定のクーラント通過空間部から排出される請求
   項１に記載のベッド装置。