JP2001150262A - マシニングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの切削加工時の負荷による撓みを防止
してワークを高精度に加工する。 【解決手段】 主軸５が下端に取り付けられた縦軸部材
４と、縦軸部材４が取り付けられ左右方向に移動可能な
横軸部材３と、横軸部材３が係合すると共に横軸部材３
の移動を支持するガイド部材２と、ガイド部材２が内面
に取り付けられると共に、縦軸部材４及び横軸部材３が
内部に設けられたコラム１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械部品の加工等
に用いられるマシニングセンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は日立精機株式会社の製品カタログ
に記載された従来のマシニングセンタであり、ベッド１
０１の上にコラム１０２が載置されることによりベッド
１０１上に支持されている。

【０００３】コラム１０２の前面の上部には、２本の横
軸ガイド１０４が取り付けられ、この横軸ガイド１０４
の前面に横軸部材１０３が配置されている。横軸部材１
０３は背部に、左右方向に貫通する図示しないねじ孔ガ
形成されており、このねじ孔に螺合するボールねじ１０
８及びボールねじ１０８を回転させるサーボモータ１０
７とにより、横軸ガイド１０４に沿って左右方向移動可
能に取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マシニングセンタでは、主軸１０６の回転軸線が横軸部
材１０３の左右移動を可能にする横軸ガイド１０４の作
用線がコラム１０２の前面側に大きくオフセットしてい
るため、主軸１０６に取り付けた工具に切削時に力が作
用するとモーメントが発生する。そして、切削速度が大
きい場合や、切削量が大きい場合には、このモーメント
が増大し、縦軸部材１０５が取り付けられている横軸部
材１０３、横軸ガイド１０４やコラム１０２が撓み、精
度の確保ができなくなる問題点がある。又、上述したオ
フセットにより、マシニングセンタの正面から見た前後
方向のサイズが大きくならざるを得ない問題点も有して
いる。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、切削速度を大きくしたり、切
削量を多くしたときのモーメント増加に伴う各部材の撓
みを最小限に抑えることができ、剛性を向上させて加工
精度を確保することが可能で、しかも前後方向のサイズ
を小さくして、省スペース化を行うことが可能なマシニ
ングセンタ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】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、主軸が下端に取り付けられた縦
軸部材と、この縦軸部材が取り付けられ左右方向に移動
可能な横軸部材と、この横軸部材が係合すると共に横軸
部材の移動を支持するガイド部材と、このガイド部材が
内面に取り付けられると共に、前記縦軸部材及び横軸部
材が内部に設けられたコラムと、を備えていることを特
徴とする。

【０００７】この発明では、横軸部材を支持するガイド
部材がコラムの内面に取り付けられ、縦軸部材、横軸部
材がコラムの内部に設けられているため、加工時の負荷
によるモーメントの増加の影響がなく、撓みを生じない
ため、高精度に加工することができると共に、前後方向
のサイズを小さくすることができる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記横軸部材を左右移動可能に支持するサブガ
イド部材が前記ガイド部材と対向するように前記コラム
に設けられていることを特徴とする。

【０００９】この発明では、サブガイド部材がガイド部
材と対向する位置に設けられて横軸部材を支持するた
め、加工時の負荷によるモーメントの発生が抑えられる
とともに、横軸部材の支持力が大きくなり、大きな負荷
が作用しても、横軸部材や横軸部材に取り付けられてい
る縦軸部材が撓むことがなく、ワークを高精度に加工す
ることができる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
発明であって、前記コラムが平面から見て閉断面形状に
成形されていることを特徴とする。

【００１１】閉断面形状となっているため、コラムの剛
性が増大し、撓みを防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により具体的に説明する。なお、各実施の形態におい
て、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。

【００１３】（実施の形態１）図１及び図２は本発明の
実施の形態１のマシニングセンタを示し、図１はコラム
周辺の平面図、 図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
この実施の形態のマシニングセンタは、コラム１，ガイ
ド部材２，横軸部材３、縦軸部材４を備えている。

【００１４】コラム１は平面から見て閉断面形状に成形
されており、その内部に空間を有している。この実施の
形態における閉断面形状は、矩形断面となっているが、
他の閉断面形状であっても良い。このような閉断面形状
となっていることにより、コラム１に剛性が付与されて
おり、撓みにくくなっている。なお、コラム１はマシニ
ングセンタのベッド（図示省略）に固定されるものであ
る。

【００１５】ガイド部材２はコラム１の内面における一
方の長辺１ａ側に取り付けられている。又、ガイド部材
２は図２に示すように、コラム１内面の上部々分に取り
付けられている。このガイド部材２は、２列が上下に平
行となるように配設されるものであり、その長さ方向に
沿って横軸部材３が左右方向に往復可能となっている。

【００１６】横軸部材３はボックス状に成形されてお
り、そのガイド部材２側の面の外側面には、ガイド部材
２のそれぞれに係合する２つのトラック７が取り付けら
れている。従って、トラック７がガイド部材２をスライ
ドすることにより、横軸部材３が左右方向に移動する。
この左右方向の移動は、図示を省略したサーボモータ、
ボールねじによって行われる。

【００１７】横軸部材３は平面から見て矩形々状の非円
形に形成されており、後述する縦軸部材４が位置ずれす
ることなく、挿入可能となっている。この縦軸部材４の
挿入及び縦軸部材４の下方への抜出しを確保するため、
横軸部材３はその上下面が開放されている。

【００１８】縦軸部材４は横軸部材３に嵌合する形状に
成形されており、横軸部材３の内部に挿入される。縦軸
部材４は図示を省略するが、外筒及び内部の内筒とから
なり、内筒が外筒内で上下移動自在となっている。又、
外筒の上端面には、フランジ板８が外方向に突出するよ
うに設けられており、このフランジ板８が横軸部材３の
上面に固定されることにより、縦軸部材４が横軸部材３
に取り付けられている。一方、内筒の下端には、工具
（図示省略）が着脱される主軸５が取り付けられてい
る。なお、内筒の上下移動は、図示を省略したサーボモ
ータ、ボールねじによって行われる。又、内筒の上下移
動は、縦軸ガイド（図示省略）により案内されるもので
ある。

【００１９】以上の構造では、縦軸部材４が横軸部材３
に取り付けられ、横軸部材３を支持するガイド部材２が
コラム２の内面に取り付けられているため、ガイド部材
２、横軸部材３及び縦軸部材４がコラムの内部に収容さ
れている。

【００２０】この実施の形態では、 不図示の工具を主
軸５の先端に取り付けて、ワークを加工した時、工具の
切削抵抗がモーメントとしてガイド部材２や横軸部材３
に作用する。しかしながら、コラム１や横軸部材３の剛
性が高いため、モーメントの影響が小さく、ガイド部材
２や横軸部材３の撓みが少なくなる。このため、加工精
度を確保できる。

【００２１】又、コラム１内の空間にガイド部材２、横
軸部材３、縦軸部材４を配置するため、主軸がコラムに
対して大きくオーバーハングしている従来の構造に比較
して、非常にコンパクトとなり、これにより、マシニン
グセンタ自体が小さくなり、省スペース化を図ることが
できる。

【００２２】（実施の形態２）図３及び図４は本発明の
実施の形態２であり、 図３はコラムの平面図、 図４は
図３のＢ−Ｂ断面図である。

【００２３】この実施の形態では、実施の形態１の構造
に対して、サブガイド部材６が加えられるものである。
サブガイド部材６はコラム１に設けられるものであり、
ガイド部材２と対向するようにコラム１に設けられてい
る。すなわち、サブガイド部材６はガイド部材２が取り
付けられるコラム１の一方の長辺１ａと対向した他方の
長辺１ｂに取り付けられるものである。

【００２４】又、サブガイド部材６はガイド部材２と平
行となるように設けられるが、コラム１の上面に載置さ
れた状態で固定されることにより取り付けられている。
このサブガイド部材６には、横軸部材３に設けられた２
個のトラック９が係合することにより、横軸部材３の左
右方向の移動を案内する。

【００２５】この実施の形態では、横軸部材３及び縦軸
部材４がガイド部材２及びガイド部材２と対向したサブ
ガイド部材６に支持された構造となっている。従って、
工具加工時の切削抵抗によるモーメントはそれぞれのガ
イド部材２及びサブガイド部材６に対して逆方向とな
り、相互に打ち消し合うため、大幅に減少する。このた
め、高速加工におけるガイド部材２や横軸部材３の撓み
をさらに小さくすることができるため、高精度を確保す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、コラムや横軸
部材の剛性が高いため、加工時の負荷によるモーメント
の増加の影響がなく、撓みを生じることなく、高精度に
加工することができると共に、主軸のコラムに対するオ
ーバーハングがないため、サイズを小さくすることがで
きる。

【００２７】請求項２の発明によれば、サブガイド部材
によって加工時の負荷によるモーメントの発生が抑えら
れるとともに、横軸部材の支持力が大きくなり、大きな
負荷が作用しても、撓むことがなく、ワークを高精度に
加工することができる。

【００２８】請求項３の発明によれば、コラム剛性が増
大するため、撓みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２の平面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】従来のマシニングセンタの斜視図である。

【符号の説明】

１ コラム ２ ガイド部材 ３ 横軸部材 ４ 縦軸部材 ５ 主軸 ６ サブガイド部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸が下端に取り付けられた縦軸部材
   と、この縦軸部材が取り付けられ左右方向に移動可能な
   横軸部材と、この横軸部材が係合すると共に横軸部材の
   移動を支持するガイド部材と、このガイド部材が内面に
   取り付けられると共に、前記縦軸部材及び横軸部材が内
   部に設けられたコラムと、を備えていることを特徴とす
   るマシニングセンタ。
2. 【請求項２】 前記横軸部材を左右移動可能に支持す
   るサブガイド部材が前記ガイド部材と対向するように前
   記コラムに設けられていることを特徴とする請求項１記
   載のマシニングセンタ。
3. 【請求項３】 前記コラムが平面から見て閉断面形状に
   成形されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   マシニングセンタ