JP2001205528A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボールネジへの切屑の堆積がなく、しかも切屑
の回収，排出を良好且つ安価に行い得る工作機械を提供
する。 【解決手段】基台１０１と、基台１０１上に配設された
案内手段１２０，１２１と、案内手段１２０，１２１に
案内されて直線方向に移動可能に設けられた被送り台１
０６と、被送り台１０６を移動させる送り装置とを備
え、送り装置がボールネジ２とボールネジに螺合するボ
ールナット５とボールネジを回転駆動する駆動モータ７
とから構成される。ボールネジ２を、被送り台１０６の
下面に、下面領域内に収まる長さで且つ軸中心に回転自
在に配設する。ボールナット５を基台１０１に固設す
る。被送り台１０６がカバーの役割を果たし、切屑がボ
ールネジ２に直接接触したり、その上に堆積したりしな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジ、ボー
ルネジに螺合するボールナット、ボーネジを回転駆動す
る駆動モータなどからなる送り装置を備えた工作機械、
並びに、基台に凹形状の切屑回収部が形成された工作機
械に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記送り装置や切屑回収部の設けられた
工作機械の一例を図３乃至図５に示す。尚、図３は当該
工作機械の全体を示す側面図であり、図４は図３におけ
る矢視Ｂ−Ｂ方向の横断面図であり、図５は図３におけ
る矢視Ｃ方向の平面図である。

【０００３】図３に示すように、この工作機械１００
は、所謂横形のマシニングセンタと称されるものであっ
て、平面視Ｔ字形状に連結されたベッド１０１及び１０
２と、ベッド１０２上に配設されたコラム１０３と、ベ
ッド１０１上に配設されたテーブル１０６などを備えて
いる。ベッド１０２上にはその長手方向に沿って２本の
ガイドレール１１０が適宜間隔で平行に配設されてお
り、このガイドレール１１０に係合し、これに沿って移
動可能に設けられたスライドベアリング１１１上に前記
コラム１０３が載置，固定され、当該コラム１０３は、
紙面に対し直交する方向（Ｘ軸方向）に移動自在となっ
ている。

【０００４】また、前記コラム１０３の正面側（前記テ
ーブル１０６側）にはサドル１０４及びこのサドル１０
４に支持された主軸頭１０５が設けられている。前記コ
ラム１０３の正面には、その長手方向に沿って２本のガ
イドレール１１２が適宜間隔で平行に配設されており、
このガイドレール１１２に係合し、これに沿って移動可
能に設けられたスライドベアリング１１３に前記サドル
１０４が取り付けられ、当該サドル１０４が上下方向
（Ｙ軸方向）に移動自在となっている。

【０００５】図４に示すように、前記ベッド１０１に
は、その上面に開口する凹形状の切屑回収部１１５が当
該ベッド１０１の長手方向に沿って形成されており、こ
の切屑回収部１１５内にチップコンベア１１６が配設さ
れている。チップコンベア１１６は、上部が開口した筐
体状の部材からなる受容体１１７と、掻き板１１９が付
設され、前記受容体１１７内に配設される無端ベルト１
１８などからなる。また、図３に示すように、チップコ
ンベア１１６はベッド１０２を貫通してその後部側に突
出するように延設されており、前記切屑回収部１１５の
開口部から回収した切屑を、無端ベルト１１８の作用に
よってベッド１０２の後部に搬送，排出するようになっ
ている。

【０００６】また、前記切屑回収部１１５の開口部を挟
んだその両側のベッド１０１上には、その長手方向に沿
ってそれぞれガイドレール１２０，１２０が平行に配設
されており、このガイドレール１２０に係合し、これに
沿って移動可能に設けられたスライドベアリング１２１
上に前記テーブル１０６が載置，固定され、当該テーブ
ル１０６が、図３における左右方向（Ｚ軸方向）に移動
自在となっている。尚、テーブル１０６上には、ワーク
（図示せず）が載置，固定されるパレット１０７が取り
付けられている。

【０００７】また、前記一対のガイドレール１２０の外
側にはそれぞれボールネジ１２３が配設されている。ボ
ールネジ１２３はその両端が軸受１２５，１２５によっ
て支持され、軸中心に回転自在となっている。また、こ
のボールネジ１２３にはボールナット１２４が螺合して
おり、ボールナット１２４はテーブル１０６の下面に固
設されている。ボールネジ１２３はサーボモータ（図示
せず）により駆動されてその軸中心に回転するようにな
っており、この回転によってボールナット１２４が軸方
向に移動し、前記テーブル１０６が同方向の前記Ｚ軸方
向に移動する。尚、ベッド１０１の各サイドに設けられ
た前記ガイドレール１２０及びボールネジ１２３は、そ
れぞれサイド毎にテレスコカバーによって覆われてい
る。

【０００８】また、上記では詳しく説明しなかったが、
前記コラム１０３及びサドル１０４も、かかるボールネ
ジ，ボールナット，サーボモータからなる送り装置によ
ってそれぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向に駆動されるようにな
っている。

【０００９】斯くして、この工作機械１００によれば、
テーブル１０６と主軸頭１０５とが、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸
の直交３軸方向に相対的に駆動され、パレット１０７上
に載置，固定されたワークが主軸頭１０５に装着された
工具によって加工される。そして、加工によって生じた
切屑は前記ベッド１０１に形成された開口部からチップ
コンベア１１６内に回収され、このチップコンベア１１
６によって後部の機外に搬送，排出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な工
作機械においては、前記ボールネジ１２３はスライドレ
ール１２０，１２０間、即ち、ベッド１０１の中心位置
に配設され、スライドレール１２０，１２０及びボール
ネジ１２３は山形形状をしたテレスコカバーによって一
体的に覆われた構造となっており、加工によって生じた
切屑は、テレスコカバー上を滑落してその両側に設けら
れたチップコンベア内に回収され、このチップコンベア
によって機外に排出されるようになっている。しかしな
がら、このような構成の工作機械においては、スライド
レール１２０，１２０を覆うように設けられていること
からテレスコカバーの大きさが大きくなり、そのために
切屑がテレスコカバー上に堆積し易く、その熱影響によ
って工作機械が熱変形し、精密な加工を行うことができ
ないという問題を生じていた。

【００１１】そこで、上記構成の工作機械１００が開発
されるに至ったものである。この工作機械１００による
と、ベッド１０１の中心部、即ち、切屑の生じる位置に
接近した位置に切屑回収部１１５を形成しているので、
切屑を比較的回収し易く、また、スライドレール１２０
及びボールネジ１２３をサイド毎にテレスコカバーで覆
う構成としているので、テレスコカバーの大きさを小さ
くすることができ、その結果テレスコカバーへの切屑の
堆積を抑制することができるという効果が奏される。

【００１２】ところが、かかる工作機械１００によれ
ば、上記のように切屑を堆積させることなく回収するこ
とができるという効果を奏するものの、ボールネジ，ボ
ールナット，サーボモータなどからなる送り装置を２組
設ける必要があるため、コスト的に高くなるという問題
があった。このため、上記切屑回収部１１５をベッド１
０１に形成し、ボールネジ１２３をベッド１０１の中心
位置に配設すると共に、スライドレール１２０，ボール
ネジ１２３をそれぞれ別個のテレスコカバーで覆った構
成の工作機械も提案されているが、ボールネジ１２３を
覆うテレスコカバーに切屑が堆積し易いという問題は依
然として解消していない。

【００１３】尚、上記構成の工作機械１００には、上記
の他に、２組の送り装置を設けていることから、テーブ
ル１０６の大きさが大きくなることや、２組の送り装置
を同時に駆動してテーブル１０６を移動させることから
その送り精度が安定しないという問題もある。

【００１４】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、ボールネジへの切屑の堆積がなく、しかも切
屑の回収，排出を良好且つ安価に行い得る工作機械の提
供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、基台
と、基台上に配設された案内手段と、案内手段に案内さ
れて直線方向に移動可能に設けられた被送り台と、該被
送り台を直線方向に移動させる送り装置とを備えてなる
工作機械であって、前記送り装置がボールネジと該ボー
ルネジに螺合するボールナットと該ボールネジを回転駆
動する駆動モータとを備えて構成される工作機械におい
て、前記ボールネジを、前記被送り台の下面に、該下面
領域内に収まる長さで且つ軸中心に回転自在に配設する
一方、前記ボールナットを前記基台に固設して構成した
ことを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、駆動モータの作動によ
ってボールネジが軸中心に回転すると、基台に固定され
たボールナットとの螺合関係からボールネジに推力が与
えられ、これに連結した被送り台が案内手段により案内
されて直線方向に移動する。そして、ボールネジが被送
り台の下方に設けられていることから、仮に切屑の生じ
る場所に近い位置に被送り台が配設されるような場合で
あっても、被送り台がカバーの役割を果たし、ボールネ
ジに切屑が直接接触したり、或いはボールネジの上に堆
積したりするのが防止される。

【００１７】尚、本発明における前記基台にはベッドや
サドルなどが該当し、前記被送り台にはテーブル，サド
ルやコラムなどが該当する。したがって、前記基台と被
送り台との組合せに関しては、ベッドとサドル，テーブ
ル若しくはコラムとの組合せ、或いはサドルとテーブル
との組合せなどが該当する。また、前記案内手段には滑
り案内や転がり案内など各種のものが含まれる。

【００１８】上記請求項１に係る発明の構成は、前記基
台に、該基台上面に開口する凹形状の切屑回収部を前記
被送り台の移動方向に沿って形成し、前記切屑回収部内
に回収される切屑を機外に搬送，排出する切屑排出手段
を前記切屑回収部内に配設して構成される工作機械に適
用するとより好ましい効果が得られる。この場合には、
請求項２に係る発明のように、前記被送り台の移動方向
に沿った前記切屑回収部の相互に対向する一対の内壁面
に支持部材を横架せしめるとともに、前記ボールナット
を前記支持部材に固設し、前記案内手段を、前記切屑回
収部を挟んでその両側にそれぞれ配設される２つの案内
部から構成し、前記ボールネジを前記両案内部間に配設
して構成すると良い。

【００１９】かかる構成の工作機械によると、仮に、切
屑の生じる場所と近い位置に被送り台が配設されるよう
な場合であっても、同様に切屑の生じる場所と近い位置
に切屑回収部を形成しているので、比較的切屑を回収し
易く、また、ボールネジが被送り台の下方に設けられて
いることから、被送り台がカバーの役割を果たし、ボー
ルネジに切屑が直接接触したり、或いはボールネジの上
に堆積したりするのが防止される。したがって、ボール
ネジを覆うテレスコカバーなどのカバー類を設ける必要
がない。尚、前記案内部はカバーで覆う必要があるが、
このカバーはその大きさが小さなもので足りるため、カ
バーへの切屑の堆積を抑制することができる。また、ボ
ールネジ，ボールナット及び駆動モータからなる１組の
送り装置によって、被送り台を駆動することができるの
で、２組の送り装置を要していた従来に比べて、コスト
の低減を図ることができ、また、被送り台の大きさが不
必要に大きくなるのを避けることができると共に、被送
り台の送り精度を安定したものとすることができる。
尚、駆動効率の面からすると、前記ボールネジは、前記
両案内部間の中心位置にこれを配設するのが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態に係る工作機械を示す、図４と同方向の横断面図であ
り、図２は、図１における矢視Ａ−Ａ方向の断面図であ
る。尚、本例の工作機械１は、図３乃至図５に示した従
来の工作機械１００を、そのボールネジなどからなる送
り装置について改良したものである。したがって、上記
工作機械１００と同じ構成部分については同一の符号を
付してその詳しい説明はこれを省略する。

【００２１】図１及び図２に示すように、本例の工作機
械１は、テーブル１０６の下面にボールネジ２を取り付
けた構成を備えている。このボールネジ２は、前記ガイ
ドレール１２０，１２０間の中心位置に設けられ、その
両端部が前記テーブル１０６に固設された軸受３によっ
て軸中心に回転自在に支持されている。また、テーブル
１０６の移動方向に沿った前記切屑回収部１１５の相互
に対向する一対の内壁面には支持部材６が横架せしめら
れており、ボールネジ２に螺合するボールナット５がこ
の支持部材６上に固設された構造となっている。尚、ボ
ールネジ２の長さは、テーブル１０６の下面領域内に収
まる長さとなっている。

【００２２】また、ボールネジ２の一方端にはカップリ
ング８を介してサーボモータ７が連結されており、この
サーボモータ７によってボールネジ２が回転駆動される
ようになっている。サーボモータ７はブラケット９を介
してテーブル１０６の側面に固設されており、これらサ
ーボモータ７及びブラケット９はカバー１０により覆わ
れている。尚、特に図示はしないが、ガイドレール１２
０は各サイド毎にテレスコカバーによって覆われてい
る。

【００２３】この工作機械１によれば、サーボモータ７
の作動によってボールネジ２が軸中心に回転駆動される
と、支持部材６を介してベッド１０１に固設されたボー
ルナット５との螺合関係からボールネジ２に推力が与え
られ、ボールネジ２に連結したテーブル１０６がガイド
レール１２０により案内されてＺ軸方向に移動する。

【００２４】そして、パレット１０７上に載置，固定さ
れたワーク（図示せず）が主軸頭１０５に装着された工
具によって加工され切屑が発生すると、発生した切屑は
前記ベッド１０１の中心部に形成された開口部からチッ
プコンベア１１６内に回収され、このチップコンベア１
１６によって後部の機外に搬送，排出される。このよう
に、ベッド１０１の中心部、即ち、切屑の生じる位置に
接近した位置に切屑回収部１１５を形成しているので、
切屑を回収し易くなっている。尚、スライドレール１２
０はテレスコカバーで覆われているので、スライドレー
ル１２０に直接切屑が堆積することはない。また、ガイ
ドレール１２０は、これらが各サイド毎にテレスコカバ
ーによって覆われる構造となっているので、当該テレス
コカバーの大きさを小さくすることができ、その結果テ
レスコカバーへの切屑の堆積を抑制することができると
いう効果が奏される。

【００２５】その一方、ボールネジ２はテーブル１０６
の下方に設けられていることから、テーブル１０６がカ
バーの役割を果たし、これにより、ボールネジ２に切屑
が直接接触したり、或いはボールネジ２上に切屑が堆積
したりするのが防止される。したがって、ボールネジ２
を覆うテレスコカバーなどのカバー類は特にこれを設け
る必要がない。

【００２６】また、本例の工作機械１においては、ボー
ルネジ２，ボールナット５及びサーボモータ７などから
送り装置を１組だけ設けることにより、テーブル１０６
を駆動することができるので、２組の送り装置を要して
いた従来に比べて、コストの低減を図ることができ、ま
た、テーブル１０６の大きさが不必要に大きくなるのを
避けることができると共に、テーブル１０６の送り精度
を安定したものとすることができる。また、本例では、
ボールネジ２をガイドレール１２０，１２０間の中心位
置に設けているので、テーブル１０６を移動させる際
に、抉じり現象を生じることなく、効率よく移動させる
ことができる。

【００２７】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の採り得る具体的な態様がこれに限定され
るものでないことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械のベッド部
分を示す横断面図である。

【図２】図１における矢視Ａ−Ａ方向の側断面図であ
る。

【図３】従来例に係る工作機械の全体を示す側面図であ
る。

【図４】図３における矢視Ｂ−Ｂ方向の横断面図であ
る。

【図５】図３における矢視Ｃ方向の平面図である。

【符号の説明】

１ 工作機械 ２ ボールネジ ５ ボールナット ７ サーボモータ １０１ ベッド １０６ テーブル １０７ パレット １１５ 切屑回収部 １１６ チップコンベア １２０ ガイドレール １２１ スライドベアリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、基台上に配設された案内手段
   と、案内手段に案内されて直線方向に移動可能に設けら
   れた被送り台と、該被送り台を直線方向に移動させる送
   り装置とを備えてなる工作機械であって、前記送り装置
   がボールネジと該ボールネジに螺合するボールナットと
   該ボールネジを回転駆動する駆動モータとを備えて構成
   される工作機械において、 前記ボールネジを、前記被送り台の下面に、該下面領域
   内に収まる長さで且つ軸中心に回転自在に配設する一
   方、前記ボールナットを前記基台に固設して構成したこ
   とを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 前記基台に、該基台上面に開口する凹形
   状の切屑回収部を前記被送り台の移動方向に沿って形成
   し、 前記切屑回収部内に回収される切屑を機外に搬送，排出
   する切屑排出手段を前記切屑回収部内に配設し、 前記被送り台の移動方向に沿った前記切屑回収部の相互
   に対向する一対の内壁面に支持部材を横架せしめるとと
   もに、前記ボールナットを前記支持部材に固設し、 前記案内手段を、前記切屑回収部を挟んでその両側にそ
   れぞれ配設される２つの案内部から構成し、 前記ボールネジを前記両案内部間に配設して構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の工作機械。