JP2002254265A - 工作機械用主軸バランサ - Google Patents
工作機械用主軸バランサInfo
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- B23Q11/0017—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts
- B23Q11/0025—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts using resilient means, e.g. springs, hydraulic dampers
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- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/3271—Assembly or repair
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/309576—Machine frame
- Y10T409/309688—Machine frame including counterbalancing means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工作機械用主軸バランサにおいて、立て向き
姿勢に設けられて主軸ユニットを支持して昇降駆動手段
の負荷を軽減するガススプリングの環状シール部材を容
易に交換可能に構成すること。 【解決手段】 工作機械用主軸バランサ５のガススプリ
ング２０は、圧縮ガスＧが充填されたシリンダ本体２１
とシリンダ本体２１の内部から下方へ延びるロッド２２
を有し、シリンダ本体２１のヘッド側端壁部材２４に充
填バルブ２９を設け、ロッド挿通孔３２の周りの周壁部
を構成するスリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５に
気密に且つ取り外し可能に装着すると共にこのスリーブ
部材３３に環状シール部材３７，３８を装着したので、
環状シール部材３７，３８の交換の際には、圧縮ガスＧ
を抜き、ロッド２２をヘッド側端壁部材２４に保持した
状態で、スリーブ部材３３のみを取り外して交換が可能
になる。
姿勢に設けられて主軸ユニットを支持して昇降駆動手段
の負荷を軽減するガススプリングの環状シール部材を容
易に交換可能に構成すること。 【解決手段】 工作機械用主軸バランサ５のガススプリ
ング２０は、圧縮ガスＧが充填されたシリンダ本体２１
とシリンダ本体２１の内部から下方へ延びるロッド２２
を有し、シリンダ本体２１のヘッド側端壁部材２４に充
填バルブ２９を設け、ロッド挿通孔３２の周りの周壁部
を構成するスリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５に
気密に且つ取り外し可能に装着すると共にこのスリーブ
部材３３に環状シール部材３７，３８を装着したので、
環状シール部材３７，３８の交換の際には、圧縮ガスＧ
を抜き、ロッド２２をヘッド側端壁部材２４に保持した
状態で、スリーブ部材３３のみを取り外して交換が可能
になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は工作機械用主軸バ
ランサに関し、特に、主軸ユニットを支持して昇降駆動
手段の負荷を軽減するガススプリングの環状シール部材
の交換を容易にしたものに関する。
ランサに関し、特に、主軸ユニットを支持して昇降駆動
手段の負荷を軽減するガススプリングの環状シール部材
の交換を容易にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、マシニングセンタ等の工作機械
には、工具を装着するための主軸と、この主軸を回転駆
動する電動モータを有する主軸ユニットが設けられ、こ
の主軸ユニットが昇降駆動機構により支持されて昇降駆
動される。この種の昇降駆動機構は、通常、鉛直のボー
ルネジシャフトと、このボールネジシャフトに螺合され
且つ主軸ユニットに連結されたボールネジナットと、電
動モータとを有し、電動モータでボールネジシャフトを
回転駆動することにより、ボールネジナットとともに主
軸ユニットを昇降駆動するように構成されている。
には、工具を装着するための主軸と、この主軸を回転駆
動する電動モータを有する主軸ユニットが設けられ、こ
の主軸ユニットが昇降駆動機構により支持されて昇降駆
動される。この種の昇降駆動機構は、通常、鉛直のボー
ルネジシャフトと、このボールネジシャフトに螺合され
且つ主軸ユニットに連結されたボールネジナットと、電
動モータとを有し、電動モータでボールネジシャフトを
回転駆動することにより、ボールネジナットとともに主
軸ユニットを昇降駆動するように構成されている。
【０００３】しかし、この種の工作機械では、昇降駆動
機構により重い主軸ユニットを支持して昇降駆動しなけ
ればならず、昇降駆動機構の負荷が大きくなり、主軸ユ
ニットの上下方向の位置精度が低下する虞があり、主軸
ユニットの昇降速度の一層の高速化を実現することも難
しい。しかも、重い主軸ユニットを支持する昇降駆動機
構が大型化し、製作コストが高価になるという問題もあ
る。
機構により重い主軸ユニットを支持して昇降駆動しなけ
ればならず、昇降駆動機構の負荷が大きくなり、主軸ユ
ニットの上下方向の位置精度が低下する虞があり、主軸
ユニットの昇降速度の一層の高速化を実現することも難
しい。しかも、重い主軸ユニットを支持する昇降駆動機
構が大型化し、製作コストが高価になるという問題もあ
る。
【０００４】そこで、本願出願人は主軸バランサとして
ガススプリングを適用したものを提案し実用化した。こ
の主軸バランサにおいては、ガススプリングにより主軸
ユニットの重量と略同等の上向きの力を発生させて、昇
降駆動機構の負荷を軽減することができる。
ガススプリングを適用したものを提案し実用化した。こ
の主軸バランサにおいては、ガススプリングにより主軸
ユニットの重量と略同等の上向きの力を発生させて、昇
降駆動機構の負荷を軽減することができる。
【０００５】図６に示すように、この主軸バランサ１０
０のガススプリング１０１は、圧縮ガスＧが充填された
シリンダ本体１０２と、このシリンダ本体１０２のロッ
ド側端壁部材１０５を挿通して下方へ延びるロッド１０
３を有する。シリンダ本体１０２のヘッド側端壁部材１
０４にはシリンダ本体１０２に圧縮ガスＧを充填するた
めの充填バルブ１０６が設けられている。ロッド１０３
の上端にはロッド側端壁部材１０５からの抜け止め用の
ナット部材１０７が外嵌状に螺合されている。シリンダ
本体１０２の高さは、ロッド１０３のストロークに略等
しい。
０のガススプリング１０１は、圧縮ガスＧが充填された
シリンダ本体１０２と、このシリンダ本体１０２のロッ
ド側端壁部材１０５を挿通して下方へ延びるロッド１０
３を有する。シリンダ本体１０２のヘッド側端壁部材１
０４にはシリンダ本体１０２に圧縮ガスＧを充填するた
めの充填バルブ１０６が設けられている。ロッド１０３
の上端にはロッド側端壁部材１０５からの抜け止め用の
ナット部材１０７が外嵌状に螺合されている。シリンダ
本体１０２の高さは、ロッド１０３のストロークに略等
しい。
【０００６】シリンダ本体１０２内の圧縮ガスＧがリー
クして徐々にガス圧が低下するのを防ぐために、ロッド
側端壁部材１０５には、ロッド側端壁部材１０５とロッ
ド１０３との間をシールする上下１対の環状シール部材
１０８，１０９が装着されている。環状シール部材１０
８，１０９は、ロッド１０３のロッド側端壁部材１０５
に対する摩擦摺動等により摩耗するため、適宜交換する
必要がある。
クして徐々にガス圧が低下するのを防ぐために、ロッド
側端壁部材１０５には、ロッド側端壁部材１０５とロッ
ド１０３との間をシールする上下１対の環状シール部材
１０８，１０９が装着されている。環状シール部材１０
８，１０９は、ロッド１０３のロッド側端壁部材１０５
に対する摩擦摺動等により摩耗するため、適宜交換する
必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 前記の主軸バランサ
１００においては、環状シール部材１０８，１０９を適
宜交換する必要があるが、交換の際には、ガススプリン
グ１０１自体を主軸ユニットから取り外すことになり、
取り外しのために主軸ユニットの下側にスペースが必要
になる。そのため、ガススプリング１０１の設置面で制
約を受け、また、主軸ユニットのストロークをメンテナ
ンスを考慮して設定する必要があるなど主軸ユニットの
設計面においても制約を受ける。さらに、交換に要する
作業工数も多くなる。本発明の目的は、ガススプリング
を取り外すことなく容易に環状シール部材を交換可能に
構成した工作機械用主軸バランサを提供することであ
る。
１００においては、環状シール部材１０８，１０９を適
宜交換する必要があるが、交換の際には、ガススプリン
グ１０１自体を主軸ユニットから取り外すことになり、
取り外しのために主軸ユニットの下側にスペースが必要
になる。そのため、ガススプリング１０１の設置面で制
約を受け、また、主軸ユニットのストロークをメンテナ
ンスを考慮して設定する必要があるなど主軸ユニットの
設計面においても制約を受ける。さらに、交換に要する
作業工数も多くなる。本発明の目的は、ガススプリング
を取り外すことなく容易に環状シール部材を交換可能に
構成した工作機械用主軸バランサを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 請求項１の工作機械用
主軸バランサは、工具を装着するための主軸とこの主軸
を駆動する電動モータを有し昇降駆動手段により昇降駆
動される主軸ユニットとを有する工作機械において、圧
縮ガスが充填されたシリンダ本体とこのシリンダ本体の
内部から下方へ延びるロッドとを有するガススプリング
であって、前記主軸ユニットを支持して昇降駆動手段の
負荷を軽減するガススプリングを立て向き姿勢に設け、
前記シリンダ本体は、圧縮ガスを気密に塞ぐヘッド側端
壁部材とロッド側端壁部材とを有し、前記ヘッド側端壁
部材に圧縮ガス充填用の充填バルブを設け、前記ロッド
側端壁部材におけるロッド挿通孔の周りの周壁部を構成
するスリーブ部材を設け、このスリーブ部材をロッド側
端壁部材に気密に且つ取り外し可能に装着すると共にこ
のスリーブ部材にロッドとの間をシールする環状シール
部材を装着したことを特徴とするものである。
主軸バランサは、工具を装着するための主軸とこの主軸
を駆動する電動モータを有し昇降駆動手段により昇降駆
動される主軸ユニットとを有する工作機械において、圧
縮ガスが充填されたシリンダ本体とこのシリンダ本体の
内部から下方へ延びるロッドとを有するガススプリング
であって、前記主軸ユニットを支持して昇降駆動手段の
負荷を軽減するガススプリングを立て向き姿勢に設け、
前記シリンダ本体は、圧縮ガスを気密に塞ぐヘッド側端
壁部材とロッド側端壁部材とを有し、前記ヘッド側端壁
部材に圧縮ガス充填用の充填バルブを設け、前記ロッド
側端壁部材におけるロッド挿通孔の周りの周壁部を構成
するスリーブ部材を設け、このスリーブ部材をロッド側
端壁部材に気密に且つ取り外し可能に装着すると共にこ
のスリーブ部材にロッドとの間をシールする環状シール
部材を装着したことを特徴とするものである。
【０００９】環状シール部材を交換する際には、主軸ユ
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた後、ロッドをヘッド側端壁部材に保持した状
態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッド側
端壁部材から取り外し、スリーブ部材に装着されている
環状シール部材を交換する。交換後、スリーブ部材をロ
ッド側端壁部材に再装着し、ボルトを取り外して圧縮ガ
スをシリンダ本体に充填し、充填バルブを装着する。従
って、ガススプリングを取り外すことなく環状シール部
材を交換することができる。
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた後、ロッドをヘッド側端壁部材に保持した状
態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッド側
端壁部材から取り外し、スリーブ部材に装着されている
環状シール部材を交換する。交換後、スリーブ部材をロ
ッド側端壁部材に再装着し、ボルトを取り外して圧縮ガ
スをシリンダ本体に充填し、充填バルブを装着する。従
って、ガススプリングを取り外すことなく環状シール部
材を交換することができる。
【００１０】請求項２の工作機械用主軸バランサは、請
求項１の発明において、前記環状シール部材の交換の際
には、前記充填バルブを取り外してシリンダ本体内の圧
縮ガスを抜いた状態で、前記ヘッド側端壁部材の充填バ
ルブ装着孔から挿入したボルトを前記ロッドの上端部に
締結してロッドを保持してから、スリーブ部材を取り外
し可能に構成したことを特徴とするものである。
求項１の発明において、前記環状シール部材の交換の際
には、前記充填バルブを取り外してシリンダ本体内の圧
縮ガスを抜いた状態で、前記ヘッド側端壁部材の充填バ
ルブ装着孔から挿入したボルトを前記ロッドの上端部に
締結してロッドを保持してから、スリーブ部材を取り外
し可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１１】環状シール部材を交換する際には、主軸ユ
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた状態で、充填バルブ装着孔にボルトを挿入
し、ロッドの上端部とヘッド側端壁部材を締結する。そ
の状態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッ
ド側端壁部材から取り外し、環状シール部材を交換す
る。
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた状態で、充填バルブ装着孔にボルトを挿入
し、ロッドの上端部とヘッド側端壁部材を締結する。そ
の状態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッ
ド側端壁部材から取り外し、環状シール部材を交換す
る。
【００１２】請求項３の工作機械用主軸バランサは、請
求項１又は２の発明において、前記スリーブ部材は、ロ
ッド側端壁部材に複数のボルトで固定されたことを特徴
とするものである。従って、環状シール部材の交換の際
には、ボルトの締結を解除してスリーブ部材のみを取り
外すことができ、スリーブ部材の装着時には、圧縮ガス
のガス圧でスリーブ部材がロッド側端壁部材から外れな
いように強力に固定することができる。
求項１又は２の発明において、前記スリーブ部材は、ロ
ッド側端壁部材に複数のボルトで固定されたことを特徴
とするものである。従って、環状シール部材の交換の際
には、ボルトの締結を解除してスリーブ部材のみを取り
外すことができ、スリーブ部材の装着時には、圧縮ガス
のガス圧でスリーブ部材がロッド側端壁部材から外れな
いように強力に固定することができる。
【００１３】
【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。本実施形態は、立型のマシ
ニングセンタ等の工作機械に本発明を適用した場合の一
例である。
て図面を参照して説明する。本実施形態は、立型のマシ
ニングセンタ等の工作機械に本発明を適用した場合の一
例である。
【００１４】図１に示すように、工作機械１には、コラ
ム２と、コラム２に昇降可能にガイドされた主軸ユニッ
ト３と、主軸ユニット３を昇降駆動する昇降駆動機構４
等が備えられ、この工作機械１に、主軸ユニット３を支
持して昇降駆動機構４の負荷を軽減するガススプリング
２０を含む工作機械用主軸バランサ５が設けられてい
る。
ム２と、コラム２に昇降可能にガイドされた主軸ユニッ
ト３と、主軸ユニット３を昇降駆動する昇降駆動機構４
等が備えられ、この工作機械１に、主軸ユニット３を支
持して昇降駆動機構４の負荷を軽減するガススプリング
２０を含む工作機械用主軸バランサ５が設けられてい
る。
【００１５】コラム２の前端部には、主軸ユニット３の
昇降をガイドする鉛直ガイドレール１０が設けられ、ガ
イドレール１０に主軸ユニット３のフレーム部材１３の
後端部に固着された複数のスライダ１１が摺動自在に係
合している。コラム２の下端部前側には、ガススプリン
グ２０のロッド２２の下端が当接する受止部１２が設け
られている。
昇降をガイドする鉛直ガイドレール１０が設けられ、ガ
イドレール１０に主軸ユニット３のフレーム部材１３の
後端部に固着された複数のスライダ１１が摺動自在に係
合している。コラム２の下端部前側には、ガススプリン
グ２０のロッド２２の下端が当接する受止部１２が設け
られている。
【００１６】主軸ユニット３は、フレーム部材１３と、
このフレーム部材１３の前部に鉛直軸回りに回転自在に
支持され工具１４ａを下端部に着脱可能に装着する主軸
１４と、この主軸１４を回転駆動する電動モータ１５等
で構成されている。電動モータ１５はフレーム部材１３
の上端部に取り付けられ主軸１４に直結されている。
このフレーム部材１３の前部に鉛直軸回りに回転自在に
支持され工具１４ａを下端部に着脱可能に装着する主軸
１４と、この主軸１４を回転駆動する電動モータ１５等
で構成されている。電動モータ１５はフレーム部材１３
の上端部に取り付けられ主軸１４に直結されている。
【００１７】昇降駆動機構４は、コラム２の上端部に取
り付けられた電動モータ１６と、この電動モータ１６に
直結されて下方へ延びるボールネジシャフト１７と、ボ
ールネジシャフト１７に螺合されたボールネジナット１
８を有する。ボールネジナット１８は主軸ユニット３に
連結部１９を介して連結され、電動モータ１６によりボ
ールネジシャフト１７が回転駆動されると、ボールネジ
ナット１８とともに主軸ユニット３が昇降駆動される。
り付けられた電動モータ１６と、この電動モータ１６に
直結されて下方へ延びるボールネジシャフト１７と、ボ
ールネジシャフト１７に螺合されたボールネジナット１
８を有する。ボールネジナット１８は主軸ユニット３に
連結部１９を介して連結され、電動モータ１６によりボ
ールネジシャフト１７が回転駆動されると、ボールネジ
ナット１８とともに主軸ユニット３が昇降駆動される。
【００１８】次に工作機械用主軸バランサ５について詳
細に説明する。図１に示すように、主軸バランサ５は立
て向き姿勢に設けられたガススプリング２０を有し、こ
のガススプリング２０により主軸ユニット３を支持し
て、主軸ユニット３を昇降駆動する昇降駆動機構４の負
荷を軽減する。図３に示すように、ガススプリング２０
は、圧縮ガスＧ（７〜１０ＭＰａの圧縮窒素ガス）が充
填されたシリンダ本体２１と、このシリンダ本体２１の
内部から下方へ延びるロッド２２とを有する。
細に説明する。図１に示すように、主軸バランサ５は立
て向き姿勢に設けられたガススプリング２０を有し、こ
のガススプリング２０により主軸ユニット３を支持し
て、主軸ユニット３を昇降駆動する昇降駆動機構４の負
荷を軽減する。図３に示すように、ガススプリング２０
は、圧縮ガスＧ（７〜１０ＭＰａの圧縮窒素ガス）が充
填されたシリンダ本体２１と、このシリンダ本体２１の
内部から下方へ延びるロッド２２とを有する。
【００１９】シリンダ本体２１は、主軸ユニット３のフ
レーム部材１３に内嵌される筒壁部材２３と、筒壁部材
２３の上部と下部において夫々圧縮ガスＧを気密に塞ぐ
円板状のヘッド側端壁部材２４と略角柱状のロッド側端
壁部材２５とを有する。ヘッド側端壁部材２４はシール
部材２６を介して筒壁部材２３の上端部に内嵌状に螺着
されている。ロッド側端壁部材２５はシール部材２７を
介して筒壁部材２３の下端部に内嵌状に螺着されてい
る。
レーム部材１３に内嵌される筒壁部材２３と、筒壁部材
２３の上部と下部において夫々圧縮ガスＧを気密に塞ぐ
円板状のヘッド側端壁部材２４と略角柱状のロッド側端
壁部材２５とを有する。ヘッド側端壁部材２４はシール
部材２６を介して筒壁部材２３の上端部に内嵌状に螺着
されている。ロッド側端壁部材２５はシール部材２７を
介して筒壁部材２３の下端部に内嵌状に螺着されてい
る。
【００２０】ヘッド側端壁部材２４の軸心部分には、上
下に貫通する充填バルブ装着孔２８が形成され、通常の
使用状態においては、充填バルブ装着孔２８には圧縮ガ
ス充填用の充填バルブ２９が設けられ、圧縮ガスＧがシ
リンダ本体２１内部に充填されている。後述の環状シー
ル部材３７，３８の交換の際には、図５のように、充填
バルブ２９を取り外してシリンダ本体２１内の圧縮ガス
Ｇを抜いた状態で、充填バルブ装着孔２８からボルト３
０を挿入し、このボルト３０によりロッド２２の上端部
をヘッド側端壁部材２４と締結してロッド２２を保持す
る。
下に貫通する充填バルブ装着孔２８が形成され、通常の
使用状態においては、充填バルブ装着孔２８には圧縮ガ
ス充填用の充填バルブ２９が設けられ、圧縮ガスＧがシ
リンダ本体２１内部に充填されている。後述の環状シー
ル部材３７，３８の交換の際には、図５のように、充填
バルブ２９を取り外してシリンダ本体２１内の圧縮ガス
Ｇを抜いた状態で、充填バルブ装着孔２８からボルト３
０を挿入し、このボルト３０によりロッド２２の上端部
をヘッド側端壁部材２４と締結してロッド２２を保持す
る。
【００２１】ロッド側端壁部材２５の軸心部分にはロッ
ド側端壁部材２５を上下に貫通する貫通孔３１が形成さ
れ、この貫通孔３１には、ロッド側端壁部材２５におけ
るロッド挿通孔３２の周りの周壁部を構成する筒状のス
リーブ部材３３が設けられ、このスリーブ部材３３はシ
ール部材３４，３５を介してロッド側端壁部材２５の貫
通孔３１に気密に且つ取り外し可能に装着されている。
ド側端壁部材２５を上下に貫通する貫通孔３１が形成さ
れ、この貫通孔３１には、ロッド側端壁部材２５におけ
るロッド挿通孔３２の周りの周壁部を構成する筒状のス
リーブ部材３３が設けられ、このスリーブ部材３３はシ
ール部材３４，３５を介してロッド側端壁部材２５の貫
通孔３１に気密に且つ取り外し可能に装着されている。
【００２２】ロッド挿通孔３２を形成するスリーブ部材
３３の内周面には、切削片や塵などの侵入を防止する為
のダストシール３６と、ロッド２２との間をシールする
上下１対の環状シール部材３７，３８が装着され、これ
ら環状シール部材３７，３８の間には筒状の油充填隙間
３９が形成され、油充填隙間３９には、油路４０を介し
て潤滑油Ｌが供給されて封入されている。この潤滑油Ｌ
は、ロッド２２がスリーブ部材３３に対して摺動すると
きに潤滑するとともにロッド２２とスリーブ部材３３と
の間のシールの役割も果たす。スリーブ部材３３の下端
部にはフランジ部４１が形成され、図４に示すように、
このスリーブ部材３３のフランジ部４１はロッド側端壁
部材２５の下端部に８本のボルト４２で締結固定されて
いる。従って、これらのボルト４２による固定を解除し
て、スリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５から取り
外し、環状シール部材３７，３８を交換することが可能
である。
３３の内周面には、切削片や塵などの侵入を防止する為
のダストシール３６と、ロッド２２との間をシールする
上下１対の環状シール部材３７，３８が装着され、これ
ら環状シール部材３７，３８の間には筒状の油充填隙間
３９が形成され、油充填隙間３９には、油路４０を介し
て潤滑油Ｌが供給されて封入されている。この潤滑油Ｌ
は、ロッド２２がスリーブ部材３３に対して摺動すると
きに潤滑するとともにロッド２２とスリーブ部材３３と
の間のシールの役割も果たす。スリーブ部材３３の下端
部にはフランジ部４１が形成され、図４に示すように、
このスリーブ部材３３のフランジ部４１はロッド側端壁
部材２５の下端部に８本のボルト４２で締結固定されて
いる。従って、これらのボルト４２による固定を解除し
て、スリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５から取り
外し、環状シール部材３７，３８を交換することが可能
である。
【００２３】シリンダ本体２１内の下部において、ロッ
ド側端壁部材２５の上端部はすり鉢状の油充填凹部４３
が形成され、この油充填凹部４３に圧縮ガスＧをシール
するための潤滑油Ｌａが充填されている。
ド側端壁部材２５の上端部はすり鉢状の油充填凹部４３
が形成され、この油充填凹部４３に圧縮ガスＧをシール
するための潤滑油Ｌａが充填されている。
【００２４】ロッド２２はシリンダ本体２１の内部から
ロッド挿通孔３２に摺動可能に挿通され下方へ延びてい
る。ロッド２２の上端部には、ロッド２２のシリンダ本
体２１からの抜け止め用のナット部材４４が外嵌状に螺
合されてピン止めされている。このナット部材４４はロ
ッド挿通孔３２よりも大径で且つ貫通孔３１よりも小径
である。ナット部材４４が油充填凹部４３の底面に当接
したときに、ロッド２２がシリンダ本体２１に対して最
も進出した状態（このとき主軸ユニット３は上限位置）
になる。ロッド２２の上端がヘッド側端壁部材２４に当
接したときに、ロッド２２はシリンダ本体２１に最も退
入した状態（このとき主軸ユニット３は下限位置）とな
る。ロッド２２の下端部には、高さ調整用のボルト４５
が装着され、その調整位置でボルト４５はナット４６に
よりロッド２２に固定されている。シリンダ本体２１に
圧縮ガスＧが充填されているときには、このボルト４５
はコラム２の受止部１２に当接している。
ロッド挿通孔３２に摺動可能に挿通され下方へ延びてい
る。ロッド２２の上端部には、ロッド２２のシリンダ本
体２１からの抜け止め用のナット部材４４が外嵌状に螺
合されてピン止めされている。このナット部材４４はロ
ッド挿通孔３２よりも大径で且つ貫通孔３１よりも小径
である。ナット部材４４が油充填凹部４３の底面に当接
したときに、ロッド２２がシリンダ本体２１に対して最
も進出した状態（このとき主軸ユニット３は上限位置）
になる。ロッド２２の上端がヘッド側端壁部材２４に当
接したときに、ロッド２２はシリンダ本体２１に最も退
入した状態（このとき主軸ユニット３は下限位置）とな
る。ロッド２２の下端部には、高さ調整用のボルト４５
が装着され、その調整位置でボルト４５はナット４６に
よりロッド２２に固定されている。シリンダ本体２１に
圧縮ガスＧが充填されているときには、このボルト４５
はコラム２の受止部１２に当接している。
【００２５】次に、前記工作機械用主軸バランサ５の作
用及び効果について説明する。図１に示すように、昇降
駆動機構４により主軸ユニット３が下降駆動されると、
ガススプリング２０のシリンダ本体２１も一体に下降
し、シリンダ本体２１に対してロッド２２が退入する。
また、昇降駆動機構４により主軸ユニット３が上昇駆動
されると、ガススプリング２０のシリンダ本体２１も一
体に上昇し、シリンダ本体２１に対してロッド２２が進
出する。この主軸ユニット３の昇降駆動時には、圧縮ガ
スＧが充填された立て向き姿勢のガススプリング２０に
より、主軸ユニット３の重量と略同等の上向きの力を発
生させることができるので、主軸バランサ５は主軸ユニ
ット３を支持して昇降駆動機構４の負荷を軽減できる。
用及び効果について説明する。図１に示すように、昇降
駆動機構４により主軸ユニット３が下降駆動されると、
ガススプリング２０のシリンダ本体２１も一体に下降
し、シリンダ本体２１に対してロッド２２が退入する。
また、昇降駆動機構４により主軸ユニット３が上昇駆動
されると、ガススプリング２０のシリンダ本体２１も一
体に上昇し、シリンダ本体２１に対してロッド２２が進
出する。この主軸ユニット３の昇降駆動時には、圧縮ガ
スＧが充填された立て向き姿勢のガススプリング２０に
より、主軸ユニット３の重量と略同等の上向きの力を発
生させることができるので、主軸バランサ５は主軸ユニ
ット３を支持して昇降駆動機構４の負荷を軽減できる。
【００２６】ガススプリング２０において、スリーブ部
材３３に装着された１対の環状シール部材３７，３８
は、ロッド２２の摩擦摺動等により摩耗する。環状シー
ル部材３７，３８の摩耗が進行すると、ロッド２２とス
リーブ部材３３との間で圧縮ガスＧのリークが生じるた
め、これら環状シール部材３７，３８を交換する必要が
ある。
材３３に装着された１対の環状シール部材３７，３８
は、ロッド２２の摩擦摺動等により摩耗する。環状シー
ル部材３７，３８の摩耗が進行すると、ロッド２２とス
リーブ部材３３との間で圧縮ガスＧのリークが生じるた
め、これら環状シール部材３７，３８を交換する必要が
ある。
【００２７】環状シール部材３７，３８を交換する際に
は、まず、図１，図３のように、昇降駆動機構４により
主軸ユニット３を下限位置まで下降させて、ロッド２２
の上端をヘッド側端壁部材２４に当接させ、充填バルブ
２９を取り外してシリンダ本体２１内の圧縮ガスＧを抜
く。次に、図５に示すように、圧縮ガスＧを抜いた状態
で、充填バルブ装着孔２８からボルト３０を挿入し、こ
のボルト３０をロッド２２の上端部に締結して、ロッド
２２をヘッド側端壁部材２４に固定して保持する。
は、まず、図１，図３のように、昇降駆動機構４により
主軸ユニット３を下限位置まで下降させて、ロッド２２
の上端をヘッド側端壁部材２４に当接させ、充填バルブ
２９を取り外してシリンダ本体２１内の圧縮ガスＧを抜
く。次に、図５に示すように、圧縮ガスＧを抜いた状態
で、充填バルブ装着孔２８からボルト３０を挿入し、こ
のボルト３０をロッド２２の上端部に締結して、ロッド
２２をヘッド側端壁部材２４に固定して保持する。
【００２８】次に、図２のように、昇降駆動機構４によ
り主軸ユニット３を上昇させると、ロッド２２はシリン
ダ本体２１と一体に上昇して、ロッド２２の下端は受止
部１２から離隔する。この状態で、スリーブ部材３３を
ロッド側端壁部材２５に固定している８本のボルト４２
を外してその固定を解除し、スリーブ部材３３をロッド
側端壁部材２５から下方へ取り外し、スリーブ部材３３
に装着された環状シール部材３７，３８を交換する。こ
のときに、主軸ユニット３を上限位置まで上昇させる必
要はなく、スリーブ部材３３を取り外すのに必要なスペ
ースを主軸ユニット３の下側に確保できればよい。その
後、スリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５に再装着
し、ボルト３０を取り外して圧縮ガスＧをシリンダ本体
２１に充填し、充填バルブ２９を装着する。
り主軸ユニット３を上昇させると、ロッド２２はシリン
ダ本体２１と一体に上昇して、ロッド２２の下端は受止
部１２から離隔する。この状態で、スリーブ部材３３を
ロッド側端壁部材２５に固定している８本のボルト４２
を外してその固定を解除し、スリーブ部材３３をロッド
側端壁部材２５から下方へ取り外し、スリーブ部材３３
に装着された環状シール部材３７，３８を交換する。こ
のときに、主軸ユニット３を上限位置まで上昇させる必
要はなく、スリーブ部材３３を取り外すのに必要なスペ
ースを主軸ユニット３の下側に確保できればよい。その
後、スリーブ部材３３をロッド側端壁部材２５に再装着
し、ボルト３０を取り外して圧縮ガスＧをシリンダ本体
２１に充填し、充填バルブ２９を装着する。
【００２９】以上のように、この工作機械用主軸バラン
サ５においては、スリーブ部材３３のみを取り外して環
状シール部材３７，３８を交換することができ、ガスス
プリング２０自体は主軸ユニット３から取り外さなくて
もよいため、ガススプリング２０を取り外すためのスペ
ースを確保する必要がなく、ガススプリング２０の設置
面での自由度を高めることができる。また、環状シール
部材３７，３８の交換を容易に行うことができるため、
交換に要する作業工数を大幅に削減することができる。
サ５においては、スリーブ部材３３のみを取り外して環
状シール部材３７，３８を交換することができ、ガスス
プリング２０自体は主軸ユニット３から取り外さなくて
もよいため、ガススプリング２０を取り外すためのスペ
ースを確保する必要がなく、ガススプリング２０の設置
面での自由度を高めることができる。また、環状シール
部材３７，３８の交換を容易に行うことができるため、
交換に要する作業工数を大幅に削減することができる。
【００３０】図４のように、スリーブ部材３３は、ロッ
ド側端壁部材２５に８本のボルト４２で固定されている
ので、環状シール部材３７，３８の交換の際には、これ
らのボルト４２の締結を解除してスリーブ部材３３のみ
を取り外すことができ、スリーブ部材３３の装着時に
は、圧縮ガスＧのガス圧でスリーブ部材３３がロッド側
端壁部材２５から外れないように強力に固定することが
できる。
ド側端壁部材２５に８本のボルト４２で固定されている
ので、環状シール部材３７，３８の交換の際には、これ
らのボルト４２の締結を解除してスリーブ部材３３のみ
を取り外すことができ、スリーブ部材３３の装着時に
は、圧縮ガスＧのガス圧でスリーブ部材３３がロッド側
端壁部材２５から外れないように強力に固定することが
できる。
【００３１】ロッド２２に装着されたナット部材４４は
ロッド挿通孔３２よりも大径で且つ貫通孔３１よりも小
径であるので、ロッド２２の抜け止めの役割を果たす他
に、ロッド２２を取り外す必要があるときには、スリー
ブ部材３３のみを取り外した状態でロッド２２を取り外
すことができ、取り外しの作業に要する工数を削減する
ことができる。
ロッド挿通孔３２よりも大径で且つ貫通孔３１よりも小
径であるので、ロッド２２の抜け止めの役割を果たす他
に、ロッド２２を取り外す必要があるときには、スリー
ブ部材３３のみを取り外した状態でロッド２２を取り外
すことができ、取り外しの作業に要する工数を削減する
ことができる。
【００３２】次に、前記実施形態に種々の変更を加えた
変更形態について説明する。１）１対の環状シール部材
３７，３８の間と、ロッド側端壁部材２５の上端部に
は、必ずしも潤滑油Ｌ，Ｌａを充填する必要はない。潤
滑油Ｌ，Ｌａを充填しない場合には、油路４０に接続す
る外部の油充填装置が不要になる。また、環状シール部
材３７，３８のみでシールすることになり、その交換の
頻度が増える可能性があるが、交換の際には潤滑油Ｌ，
Ｌａを抜き取る作業が不要となるため、その交換はさら
に容易になる。２）スリーブ部材３３はロッド側端壁部
材２５の貫通孔３１に内嵌状に螺合されてもよい。この
場合、スリーブ部材３３はロッド側端壁部材２５に強力
に固定され、固定用のボルト４２の本数を削減すること
も可能である。
変更形態について説明する。１）１対の環状シール部材
３７，３８の間と、ロッド側端壁部材２５の上端部に
は、必ずしも潤滑油Ｌ，Ｌａを充填する必要はない。潤
滑油Ｌ，Ｌａを充填しない場合には、油路４０に接続す
る外部の油充填装置が不要になる。また、環状シール部
材３７，３８のみでシールすることになり、その交換の
頻度が増える可能性があるが、交換の際には潤滑油Ｌ，
Ｌａを抜き取る作業が不要となるため、その交換はさら
に容易になる。２）スリーブ部材３３はロッド側端壁部
材２５の貫通孔３１に内嵌状に螺合されてもよい。この
場合、スリーブ部材３３はロッド側端壁部材２５に強力
に固定され、固定用のボルト４２の本数を削減すること
も可能である。
【００３３】
【発明の効果】 請求項１の発明によれば、工作機械用
主軸バランサに、圧縮ガスが充填されたシリンダ本体と
このシリンダ本体の内部から下方へ延びるロッドとを有
するガススプリングであって、主軸ユニットを支持して
昇降駆動手段の負荷を軽減するガススプリングを立て向
き姿勢に設け、シリンダ本体は、圧縮ガスを気密に塞ぐ
ヘッド側端壁部材とロッド側端壁部材とを有し、ヘッド
側端壁部材に圧縮ガス充填用の充填バルブを設け、ロッ
ド側端壁部材におけるロッド挿通孔の周りの周壁部を構
成するスリーブ部材を設け、このスリーブ部材をロッド
側端壁部材に気密に且つ取り外し可能に装着すると共に
このスリーブ部材にロッドとの間をシールする環状シー
ル部材を装着したので以下の効果が得られる。
主軸バランサに、圧縮ガスが充填されたシリンダ本体と
このシリンダ本体の内部から下方へ延びるロッドとを有
するガススプリングであって、主軸ユニットを支持して
昇降駆動手段の負荷を軽減するガススプリングを立て向
き姿勢に設け、シリンダ本体は、圧縮ガスを気密に塞ぐ
ヘッド側端壁部材とロッド側端壁部材とを有し、ヘッド
側端壁部材に圧縮ガス充填用の充填バルブを設け、ロッ
ド側端壁部材におけるロッド挿通孔の周りの周壁部を構
成するスリーブ部材を設け、このスリーブ部材をロッド
側端壁部材に気密に且つ取り外し可能に装着すると共に
このスリーブ部材にロッドとの間をシールする環状シー
ル部材を装着したので以下の効果が得られる。
【００３４】環状シール部材を交換する際には、主軸ユ
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた後、ロッドをヘッド側端壁部材に保持した状
態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッド側
端壁部材から取り外し、環状シール部材を交換する。従
って、ガススプリングを取り外すことなく環状シール部
材を交換できるため、ガススプリングを取り外すための
スペースを下側に確保する必要がない。従って、ガスス
プリングの設置面での自由度を高めることができ、ガス
スプリングのストロークを自由に設定できるなど主軸ユ
ニットの設計面においても制約を受けずに済む。また、
環状シール部材の交換を容易に行うことができるため、
交換に要する作業工数を大幅に削減することができる。
ニットを昇降駆動手段により下限位置まで下降させてロ
ッドの上端をヘッド側端壁部材に当接させ、充填バルブ
を取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを抜く。圧縮ガ
スを抜いた後、ロッドをヘッド側端壁部材に保持した状
態で主軸ユニットを上昇させ、スリーブ部材をロッド側
端壁部材から取り外し、環状シール部材を交換する。従
って、ガススプリングを取り外すことなく環状シール部
材を交換できるため、ガススプリングを取り外すための
スペースを下側に確保する必要がない。従って、ガスス
プリングの設置面での自由度を高めることができ、ガス
スプリングのストロークを自由に設定できるなど主軸ユ
ニットの設計面においても制約を受けずに済む。また、
環状シール部材の交換を容易に行うことができるため、
交換に要する作業工数を大幅に削減することができる。
【００３５】請求項２の発明によれば、環状シール部材
の交換の際には、充填バルブを取り外してシリンダ本体
内の圧縮ガスを抜いた状態で、ヘッド側端壁部材の充填
バルブ装着孔から挿入したボルトをロッドの上端部に締
結してロッドを保持してから、スリーブ部材を取り外し
可能に構成したので、シリンダ本体内の圧縮ガスを抜い
た状態で、充填バルブ装着孔の充填バルブを取り外し、
充填バルブ装着孔にボルトを挿入し、ロッドの上端部と
ヘッド側端壁部材を締結することができる。従って、ロ
ッドを保持した状態で主軸ユニットを上昇させ、スリー
ブ部材のみを取り外すことが可能となり、環状シール部
材を容易に交換することができる。その他請求項１と同
様の効果を有する。
の交換の際には、充填バルブを取り外してシリンダ本体
内の圧縮ガスを抜いた状態で、ヘッド側端壁部材の充填
バルブ装着孔から挿入したボルトをロッドの上端部に締
結してロッドを保持してから、スリーブ部材を取り外し
可能に構成したので、シリンダ本体内の圧縮ガスを抜い
た状態で、充填バルブ装着孔の充填バルブを取り外し、
充填バルブ装着孔にボルトを挿入し、ロッドの上端部と
ヘッド側端壁部材を締結することができる。従って、ロ
ッドを保持した状態で主軸ユニットを上昇させ、スリー
ブ部材のみを取り外すことが可能となり、環状シール部
材を容易に交換することができる。その他請求項１と同
様の効果を有する。
【００３６】請求項３の発明によれば、スリーブ部材
は、ロッド側端壁部材に複数のボルトで固定されたの
で、環状シール部材の交換の際には、複数のボルトの締
結を解除してスリーブ部材のみを取り外すことができ、
スリーブ部材装着時には、圧縮ガスのガス圧でスリーブ
部材がロッド側端壁部材から外れないように強力に固定
できる。その他請求項１又は２と同様の効果を有する。
は、ロッド側端壁部材に複数のボルトで固定されたの
で、環状シール部材の交換の際には、複数のボルトの締
結を解除してスリーブ部材のみを取り外すことができ、
スリーブ部材装着時には、圧縮ガスのガス圧でスリーブ
部材がロッド側端壁部材から外れないように強力に固定
できる。その他請求項１又は２と同様の効果を有する。
【図１】本発明に係る工作機械用主軸バランサを含む工
作機械（通常使用状態）の側面図である。
作機械（通常使用状態）の側面図である。
【図２】工作機械用主軸バランサを含む工作機械（ロッ
ド保持状態）の側面図である。
ド保持状態）の側面図である。
【図３】工作機械用主軸バランサ（通常使用状態）の縦
断面図である。
断面図である。
【図４】工作機械用主軸バランサの底面図である。
【図５】工作機械用主軸バランサ（ロッド保持状態）の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図６】従来の工作機械用主軸バランサの縦断面図であ
る。
る。
Ｇ 圧縮ガス １ 工作機械 ３ 主軸ユニット ４ 昇降駆動機構 ５ 工作機械用主軸バランサ １４ 主軸 １４ａ 工具 １５ 電動モータ ２０ ガススプリング ２１ シリンダ本体 ２２ ロッド ２４ ヘッド側端壁部材 ２５ ロッド側端壁部材 ２８ 充填バルブ装着孔 ２９ 充填バルブ ３０ ボルト ３２ ロッド挿通孔 ３３ スリーブ部材 ３７，３８ 環状シール部材 ４２ ボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 9/32 Ｌ
Claims (3)
- 【請求項１】 工具を装着するための主軸とこの主軸を
駆動する電動モータを有し昇降駆動手段により昇降駆動
される主軸ユニットとを有する工作機械において、 圧縮ガスが充填されたシリンダ本体とこのシリンダ本体
の内部から下方へ延びるロッドとを有するガススプリン
グであって、前記主軸ユニットを支持して昇降駆動手段
の負荷を軽減するガススプリングを立て向き姿勢に設
け、 前記シリンダ本体は、圧縮ガスを気密に塞ぐヘッド側端
壁部材とロッド側端壁部材とを有し、 前記ヘッド側端壁部材に圧縮ガス充填用の充填バルブを
設け、 前記ロッド側端壁部材におけるロッド挿通孔の周りの周
壁部を構成するスリーブ部材を設け、このスリーブ部材
をロッド側端壁部材に気密に且つ取り外し可能に装着す
ると共にこのスリーブ部材にロッドとの間をシールする
環状シール部材を装着したことを特徴とする工作機械用
主軸バランサ。 - 【請求項２】 前記環状シール部材の交換の際には、前
記充填バルブを取り外してシリンダ本体内の圧縮ガスを
抜いた状態で、前記ヘッド側端壁部材の充填バルブ装着
孔から挿入したボルトを前記ロッドの上端部に締結して
ロッドを保持してから、スリーブ部材を取り外し可能に
構成したことを特徴とする請求項１に記載の工作機械用
主軸バランサ。 - 【請求項３】 前記スリーブ部材は、ロッド側端壁部材
に複数のボルトで固定されたことを特徴とする請求項１
又は２に記載の工作機械用主軸バランサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046402A JP3942365B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 工作機械用主軸バランサ |
| PCT/JP2002/001327 WO2002066204A1 (fr) | 2001-02-22 | 2002-02-15 | Equilibreur d'arbre principal pour machine-outil |
| EP02712404A EP1362666B1 (en) | 2001-02-22 | 2002-02-15 | Machine tool main shaft balancer |
| DE60213368T DE60213368T2 (de) | 2001-02-22 | 2002-02-15 | Werkzeugmaschine mit hauptwellenausgleichsvorrichtung |
| US10/468,693 US6883789B2 (en) | 2001-02-22 | 2002-02-15 | Machine tool main shaft balancer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046402A JP3942365B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 工作機械用主軸バランサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002254265A true JP2002254265A (ja) | 2002-09-10 |
| JP3942365B2 JP3942365B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=18908035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001046402A Expired - Lifetime JP3942365B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 工作機械用主軸バランサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6883789B2 (ja) |
| EP (1) | EP1362666B1 (ja) |
| JP (1) | JP3942365B2 (ja) |
| DE (1) | DE60213368T2 (ja) |
| WO (1) | WO2002066204A1 (ja) |
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| WO2008023428A1 (fr) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Pascal Engineering Corporation | Structure de fixation d'un dispositif d'équilibrage de broche pour machine-outil |
| JPWO2008105080A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2010-06-03 | パスカルエンジニアリング株式会社 | プル型ガスバランサ |
| US20160114404A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Fu Ding Electronical Technology (Jiashan) Co.,Ltd. | Processing mechanism and processing device using same |
| WO2021256357A1 (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | ファナック株式会社 | 流体バランサおよび工作機械 |
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| EP2515001B1 (en) * | 2009-12-17 | 2016-07-06 | NSK Ltd. | Ball screw |
| JP5638247B2 (ja) * | 2010-01-04 | 2014-12-10 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械 |
| JP6499629B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2019-04-10 | ファナック株式会社 | エアバランス機構、及びエアバランス機構の姿勢調整方法 |
| CN106514304A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-03-22 | 江苏智石科技有限公司 | 一种氮气平衡器 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4749013A (en) * | 1986-11-21 | 1988-06-07 | The Jds Company, Inc. | Woodworking machine with floating tool and work carriages |
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