JP2003080403A

JP2003080403A - 工作機械

Info

Publication number: JP2003080403A
Application number: JP2001275037A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ishikawa; 高之石川
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】装置を大型化させることなく刃物台剛性を低
下させることなく、少なくとも１基の櫛形刃物台をＺ軸
方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能な状態で備えるこ
とが可能な工作機械を提供すること。【解決手段】ベッド５と、ベッド５上に配置されワー
ク２を把持する主軸を回転可能に備え主軸の軸心方向で
あるＺ軸方向に移動可能な主軸台と、ベッド５上に配置
され、主軸台の側方に配置されＺ軸方向に移動可能なＺ
軸テーブル９と、Ｘ軸方向に移動可能に配置されたＸ軸
テーブル１５と、Ｙ軸方向に移動可能な状態で配置され
複数個の工具を櫛歯状に備えたＹ軸テーブル１９とから
なる櫛型刃物台構成部とを具備し、Ｚ軸テーブル９のＹ
軸方向位置をＹ軸テーブル１９の移動範囲内とし、ベッ
ド５側にＹ軸テーブル１９の移動領域となるスペースを
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は工作機械に係り、
特に、装置を大型化させることなく、且つ、刃物台剛性
を低下させることなく、少なくとも１基の櫛形刃物台を
主軸軸心方向であるＺ軸方向、該Ｚ軸方向に直交し、且
つ、相互に直交するＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能な状
態で備えることができるように工夫したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】櫛型刃物台を備えた工作機械として、例
えば、特開２００１−１２９７０１号公報に開示された
ものがある。その構成は概略次のようなものである。ま
ず、ベッドがあり、このベッド上には主軸台が配置され
ていると共に、該主軸台に対向する側には第２主軸台が
配置されている。上記主軸台の側方には第１櫛型刃物台
が配置されていて、この第１櫛型刃物台はＸ軸方向とＹ
軸方向に移動可能に構成されている。一方、第２主軸台
側の側方には第２櫛型刃物台が配置されていて、この第
２櫛型刃物台はＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に移動可
能に構成されている。

【０００３】上記第２櫛型刃物台の取付構造について詳
しく説明すると、まず、第２主軸台の側方において、第
１サドルが一対のＺ軸方向ガイドレールに沿ってＺ軸方
向に移動可能に設置されている。この第１サドル上には
第２サドルがＸ軸方向に移動可能に搭載されている。す
なわち、第１サドル上には一対のＸ軸ガイドレールが敷
設されていて、第２サドルはこの一対のＸ軸ガイドレー
ルに沿ってＸ軸方向に移動するものである。

【０００４】上記第２サドルの第２主軸台側の面には一
対のＹ軸ガイドレールが敷設されている。既に説明した
第２櫛型刃物台はこの一対のＹ軸ガイドレールに沿って
Ｙ軸方向に移動可能になっている。そして、第２櫛型刃
物台は、第１サドルがＺ軸方向に移動し、第２サドルが
Ｘ軸方向に移動することにより、結局、Ｘ軸方向、Ｙ軸
方向、Ｚ軸方向に移動可能な構成になっている。そし
て、第１櫛型刃物台と第２櫛型刃物台を使用してそこに
取り付けられている工具により各種の同時加工を行うも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、まず、装置が大型化してしまうという問題があっ
た。これは、第２櫛型刃物台の取付構造が大きく原因し
ている。すなわち、第２主軸台の側方には、上記したよ
うに、第１サドル及び第２サドルが積層・配置されてい
ると共に、第２サドルの第２主軸台側の面には一対のＹ
軸ガイドレール等Ｙ軸ガイド機構を介して上記第２櫛型
刃物台が配置されている。第２主軸台の側方にこれらの
構成部品をＹ軸ガイドレール、Ｚ軸テーブルの順に並べ
て配置しようとすると広いスペースが必要になってしま
い、それが原因して装置が大型化してしまうものであ
る。又、モータを必要とする回転工具等の大きな工具ユ
ニットをテーブルに積載しようとする場合、第２櫛形刃
物台構造物を第２主軸台側からある程度離間・配置させ
なければならず、それによっても、装置が大型化してし
まうものである。又、別の問題としていわゆる刃物台剛
性が低下してしまうという問題があった。すなわち、第
２主軸台の側方に第２櫛型刃物台を配置させてこれをＹ
軸方向に移動させようとすると、当然のことながらＹ軸
方向にもスペース（第２櫛型刃物台の移動スペース）を
確保する必要がある。一方、上記第２主軸台はベッド上
に配置されていて、そのままでは該ベッドが上記第２櫛
型刃物台のＹ軸方向への移動の障害になってしまう。従
来、このような場合には、第２主軸台と第２櫛型刃物台
の両者の取付位置を上方に移動させるようにしており、
それによって、ベッド側との干渉を避けるようにしてい
た。しかしながら、そのようにした場合、Ｙ軸方向に沿
って第２櫛型刃物台の取付位置がベッドに対して相対的
に高くなってしまい、それによって、刃物台剛性が低下
してしまうものである。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、装置を大型化させるこ
となく、且つ、刃物台剛性を低下させることなく、少な
くとも１基の櫛形刃物台を主軸軸心方向であるＺ軸方
向、該Ｚ軸方向に直交し、且つ、相互に直交するＸ軸方
向とＹ軸方向に移動可能な状態で備えることが可能な工
作機械を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項１による工作機械は、ベッドと、上記
ベッド上に配置されワークを把持する主軸を回転可能に
備え上記主軸の軸心方向であるＺ軸方向に移動可能な主
軸台と、上記ベッド上に配置され、上記主軸台の側方に
配置されＺ軸方向に移動可能なＺ軸テーブルと、上記Ｚ
軸テーブルに対してＺ軸方向と直交するＸ軸方向に移動
可能に配置されたＸ軸テーブルと、上記Ｘ軸テーブルの
Ｚ軸方向前面側にＺ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸
方向に移動可能な状態で配置され複数個の工具を櫛歯状
に備えたＹ軸テーブルと、からなる櫛型刃物台構成部
と、を具備し、上記Ｚ軸テーブルのＹ軸方向位置を上記
Ｙ軸テーブルの移動範囲内とし、上記ベッド側にに上記
Ｙ軸テーブルの移動領域となるスペースを設けたことを
特徴とするものである。又、請求項２による工作機械
は、請求項１記載の工作機械において、上記ベッドには
上記ワークの加工時に発生する切削屑が落下・排出され
る凹部が設けられていて、該凹部を上記Ｙ軸テーブルが
移動するスペースとして利用するようにしたことを特徴
とするものである。又、請求項３による工作機械は、請
求項１又は請求項２記載の工作機械において、上記複数
個の工具は、上記ワークに対して径方向から作用するバ
イトと、同じく径方向から作用するドリルと、上記ワー
クに対して軸方向から作用するドリルの３種類の工具で
あることを特徴とするものである。又、請求項４による
工作機械は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の工作
機械において、上記主軸台と対向する側には背面主軸台
が配置されていて、該背面主軸台はＺ軸方向及びＸ軸方
向の少なくとも何れかの方向に移動可能であることを特
徴とするものである。又、請求項５による工作機械は、
請求項４記載の工作機械において、上記櫛型刃物台構成
部に対して対向する側に別の櫛型刃物台構成部が配置さ
れていて、これら両櫛型刃物台構成部は何れも上記背面
主軸台側に設けられていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】すなわち、本願発明による工作機械の場合
には、櫛型刃物台構成部を主軸台の側方に配置するに際
して、Ｘ軸テーブルのＺ軸方向前面側にＹ軸テーブルを
配置するようにしたので、主軸台と櫛型刃物台との間の
構成が簡略化されると共にスペースの縮小化が図られる
ことになり、結局、装置の小型化を図ることができる。
又、それと同時に、上記Ｚ軸テーブルのＹ軸方向位置を
上記Ｙ軸テーブルの移動範囲内とし、且つ、上記ベッド
側に上記Ｙ軸テーブルの移動領域となるスペースを設け
たことにより、切削ポイントとＺ軸テーブルの支持点と
の距離が短縮され、それによって、刃物台剛性を向上さ
せることができる。その際、上記ベッドにワークの加工
時に発生する切削屑が落下・排出される凹部が設けられ
ていて、該凹部を上記Ｙ軸テーブルが移動する領域とし
て利用することが考えられる。又、複数個の工具として
は、上記ワークに対して径方向から作用するバイトと、
同じく径方向から作用するドリルと、上記ワークに対し
て軸方向から作用するドリルの３種類の工具であること
が考えられる。この場合には、通常、各種類について複
数個の工具を備えることが普通であるので、結局、それ
だけ工具数も増加し、より長いＹ軸ストロークを必要と
することになる。このようにＹ軸ストロークが長くなれ
ばなる程より顕著な効果を奏することができる。又、主
軸台と対向する側には背面主軸台を配置して、該背面主
軸台をＺ軸方向及びＸ軸方向の少なくとも何れかの方向
に移動可能とした場合には、それによって、より広範囲
な加工を行うことができる。その際、櫛型刃物台構成部
とそれに対向・配置された別の櫛型刃物台構成部を共に
上記主軸台側に配置することが考えられ、それによっ
て、背面主軸台側のＺ軸方向、Ｘ軸方向への自由な移動
が確保でき、多様な加工に効果的に対応できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５を参照して本
発明の第１の実施の形態を説明する。この第１の実施の
形態は本願発明を主軸摺動型の自動旋盤に適用した例を
示すものである。まず、主軸を回転可能に支持する図示
しない主軸台があり、この主軸台は主軸軸心方向（Ｚ軸
方向）に移動可能に配置されている。上記主軸台の前方
にはガイドブッシュ１が配置されている。上記主軸によ
って把持されたワーク２の先端部をこのガイドブッシュ
１によって支持するものである。

【００１０】上記ガイドブッシュ１の側方には櫛型刃物
台構成部３が配置されている。この櫛型刃物台構成部３
の構造をみてみると、まず、ベッド５があり、このベッ
ド５上には一対のＺ軸ガイドレール７、７が敷設されて
いる。又、上記ベッド５上にはＺ軸テーブル９が配置さ
れていて、このＺ軸テーブル９の底面には左右に夫々２
個ずつのＺ軸ガイドベアリング１１、１１が取り付けら
れている。上記各Ｚ軸ガイドベアリング１１、１１は一
対のＺ軸ガイドレール７、７に移動可能に係合してい
る。よって、図示しないＺ軸サーボモータとボールネジ
・ボールナット機構を駆動することにより、Ｚ軸テーブ
ル９は左右２個ずつのＺ軸ガイドベアリング１１、１１
を一対のＺ軸ガイドレール７、７に沿って移動させなが
らＺ軸方向に移動するものである。

【００１１】上記Ｚ軸テーブル９のＺ軸方向前面側の面
をみてみると一対のＸ軸ガイドレール１３、１３が敷設
されている。又、上記Ｚ軸テーブル９のＺ軸方向前面側
にはＸ軸テーブル１５が配置されている。このＸ軸テー
ブル１５には上下に２個ずつのＸ軸ガイドベアリング１
７、１７が取り付けられていて、これら上下２個ずつの
Ｘ軸ガイドベアリング１７、１７は、上記一対のＸ軸ガ
イドレール１３、１３に移動可能に係合している。よっ
て、図示しないＸ軸サーボモータとボールネジ・ボール
ナット機構を駆動することにより、Ｘ軸テーブル１５は
上下２個ずつのＸ軸ガイドベアリング１７、１７を一対
のＸ軸ガイドレール１３、１３に沿って移動させながら
Ｘ軸方向（後述する各種工具の切込方向）に移動するも
のである。

【００１２】上記Ｘ軸テーブル１５のＺ軸方向前面側の
面をみてみるとＹ軸テーブル１９が配置されている。こ
のＹ軸テーブル１９には左右に一対のＹ軸ガイドレール
２１、２１が敷設されている。又、上記Ｘ軸テーブル１
５の前面側には左右に２個ずつのＹ軸ガイドベアリング
２３、２３が取り付けられていて、これら左右２個ずつ
のＹ軸ガイドベアリング２３、２３は、上記一対のＹ軸
ガイドレール２１、２１に移動可能に係合している。よ
って、図示しないＹ軸サーボモータ及びボールネジ・ボ
ールナット機構を駆動することにより、Ｙ軸テーブル１
９は左右一対のＹ軸ガイドレール２１、２１を左右２個
ずつのＹ軸ガイドベアリング２３、２３に沿って移動さ
せながらＹ軸方向（後述する各種工具の選択方向）に移
動するものである。

【００１３】上記Ｙ軸テーブル１９には複数本（この実
施の形態の場合には６本）のバイト２５が櫛歯状に搭載
されていると共に、複数本（この実施の形態の場合には
３本）の回転工具としてのドリル２７が同じく櫛歯状に
搭載されている。そして、Ｙ軸テーブル１９を図２中仮
想線で示すようなＹ軸ストロークの範囲内でＹ軸方向に
適宜移動させることにより、上記複数本のバイト２５と
複数本のドリル２７の内から所望の工具を選択してワー
ク２の軸心位置に位置させるものである。因みに、図１
では、最下端に位置するバイト２５が選択されている。

【００１４】ここで、既に述べたベッド５とＺ軸テーブ
ル９とＹ軸テーブル１９との関係について説明する。ま
ず、図２に示すように、Ｚ軸テーブル９がＺ軸方向に最
も後退したときであっても（図２中右側に最も移動した
とき）、Ｙ軸テーブル１９の移動線上にベッド５が位置
しないように、ベッド５側にＹ軸テーブル１９の移動領
域としてのスペース５ａを確保している。よって、図２
中仮想線で示すように、ベッド５のＺ軸方向前面側の空
間にＹ軸テーブル１９が移動できるようになっている。

【００１５】次に、Ｚ軸テーブル９のＹ軸方向位置であ
るが、図２に示すように、Ｙ軸テーブル１９の移動下端
位置よりも上方のＹ軸テーブル１９の移動領域内に配置
されている。上記のような構成にすることにより、切削
ポイント（選択された工具がワーク２に作用するポイン
ト）からＺ軸テーブル９による支持点（Ｚ軸ガイドベア
リング１１とＺ軸ガイドレール１７の係合位置）迄の距
離を短縮させて刃物台剛性を向上させるようにしたもの
である。

【００１６】尚、主軸台を挟んで反対側には、図示しな
い別の櫛型刃物台構成部が、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれ
ぞれ移動可能な状態で配置されており、又、主軸台と対
向する側には背面主軸台がＺ軸方向とＸ軸方向に移動可
能に配置されているものとする。又、この第１の実施の
形態における自動旋盤の場合には、図２に示すように、
Ｚ軸テーブル９のＺ軸ストロークがＹ軸テーブル１９の
Ｙ軸ストロークに対して小さくなっている。この点に関
して説明を加えると、従来の技術では、Ｚ軸テーブル上
方にＹ軸テーブルを移動させるようにしていたので、Ｙ
軸テーブルの設置位置がそのままレバー長となって、Ｚ
軸テーブルによる刃物の支持効率、すなわち、刃物台剛
性が低いという問題があった。これに対して、この実施
の形態の場合には、上記したように、切削ポイント（選
択された工具がワーク２に作用するポイント）からＺ軸
テーブル９による支持点（Ｚ軸ガイドベアリング１１と
Ｚ軸ガイドレール１７の係合位置）迄の距離を短縮させ
て刃物台剛性を向上させるようにしている。そこで、そ
れを生かすためにも、Ｚ軸テーブル９の移動量を大きく
しないようにしているものである。又、主軸固定型の旋
盤の刃物がＺ軸方向に動く概念をスイス型に取り入れる
ようにしているので、主軸と刃物の両者が協調した加工
に対応できる程度のＺ軸テーブル９の移動量さえ確保で
きればよいものである。

【００１７】上記構成によると、例えば、櫛型刃物台構
成部３に搭載されたバイト２５或いはドリル２７を使用
してワーク２に所望の加工を施す。或いは、反対側に配
置されている図示しない別の櫛型刃物台構成部に搭載さ
れた各種工具を使用して、ワーク２に所望の加工を施
す。又、櫛型刃物台構成部３に搭載されたバイト２５或
いはドリル２７を使用した加工と反対側に配置されてい
る図示しない別の櫛型刃物台構成部に搭載された各種工
具を使用した加工を同時に行うこともある。

【００１８】上記同時加工の一例として櫛型刃物台構成
部３側のＺ軸移動制御機能が効果的に機能する例があ
る。まず、主軸台のＺ軸方向への移動制御機能と上記図
示しない別の櫛型刃物台構成部に搭載された各種工具、
例えば、バイトのＸ軸方向への移動を利用してワーク２
に加工を施す。この加工は粗加工とする。それと同時に
上記櫛型刃物台構成部３のバイト２５によりワーク２に
加工を施す。この加工は仕上加工とする。その際、粗加
工と仕上加工とではワーク２の送り速度が異なるので、
主軸台のＺ軸方向への送りは粗加工に合わせ、櫛型刃物
台構成部３のＺ軸方向への移動制御機能を利用して、粗
加工と仕上加工の送り速度の差で櫛型刃物台構成部３を
Ｚ軸方向へ送るものである。

【００１９】又、別の例として、主軸台のＺ軸方向への
移動制御機能と上記図示しない別の櫛型刃物台構成部に
搭載された各種工具、例えば、バイトのＸ軸方向への移
動を利用してワーク２に加工を施すと同時に、櫛型刃物
台構成部３にワーク２に対して軸方向から対置する回転
工具としてのドリルを搭載し、該ドリルにより孔開加工
を施すような場合が考えられる。ドリルによる孔開加工
の送りと上記バイトによる加工の送りは異なるので、そ
れを櫛型刃物台構成部３側のＺ軸移動制御機能を利用し
て調整するものである。

【００２０】以上この第１の実施の形態によると次のよ
うな効果を奏することができる。まず、櫛型刃物台構成
部３の構成が工夫されているので、装置の小型化を図る
ことができる。すなわち、この実施の形態の場合には、
櫛型刃物台構成部３のＹ軸テーブル１９及びそれをＹ軸
方向に移動させるための構成部が、Ｘ軸テーブル１５の
Ｚ軸方向前面側に設けられているからである。それによ
って、主軸台の側方、すなわち、Ｘ軸方向へのスペース
が縮小されることになるので、それだけ装置が小型化さ
れることになる。又、主軸台と櫛型刃物台構成部３との
間にＹ軸テーブル１９の移動空間を確保する必要もない
ので、これによっても、主軸台の側方、すなわち、Ｘ軸
方向へのスペースが縮小されることになり装置が小型化
されることになる。

【００２１】又、刃物台剛性の向上を図ることができ
る。これについては、図１乃至図３に示す本実施の形態
による構成と、図４及び図５に示す比較例を対比させな
がら説明する。まず、図４及び図５に示す比較例である
が、これはＹ軸テーブル１９の移動線上に基台５が侵入
している。すなわち、図５に示すように、Ｚ軸テーブル
９がＺ軸方向に最も後退した状態では（図５中最も右側
に移動した状態）、Ｙ軸テーブル１９の移動線上にベッ
ド５が位置している。そのため、Ｙ軸テーブル１９側は
それらとの干渉を避けるために上方に配置された構成に
なっている。つまり、Ｙ軸テーブル１９がＹ軸方向に最
も降下したときでも、その下端がベッド５より上方に位
置するようにしてある。尚、図４及び図５に示す比較例
においては、本実施の形態の場合と同一部分に同一符号
を付して示してある。

【００２２】そこで、本実施の形態の場合と図４及び図
５に示す比較例とを対比してみる。まず、本実施の形態
の場合には、図２に示すように、切削ポイントからのＺ
軸方向距離（Ｂ）は僅かに大きくなっているものの、図
１に示すように、切削ポイントからのＹ軸方向距離
（Ａ）は大幅に短縮されている。その結果、切削ポイン
トからＺ軸テーブル９による支持点（Ｚ軸ガイド部材１
１とＺ軸ガイドレール７との係合位置）迄の距離は大幅
に短縮され、それによって、刃物台剛性が向上すること
になる。

【００２３】これに対して、比較例の場合には、図５に
示すように、切削ポイントからのＺ軸方向距離（Ｄ）は
本実施の形態の場合におけるＺ軸方向距離（Ｂ）より小
さいものの、図４に示すように、切削ポイントからのＹ
軸方向距離（Ｃ）は図６に示す本実施の形態の場合にお
けるＹ軸方向距離（Ａ）より大幅に大きくなっている。
その結果、切削ポイントからＺ軸テーブル９による支持
点（Ｚ軸ガイド部材１１とＺ軸ガイドレール７との係合
位置）迄の距離は本実施の形態におけるそれより大き
く、よって、刃物台剛性の向上は本実施の形態の場合程
期待できないものである。尚、上記対比はＹ軸テーブル
１９に搭載されている工具の数が増えれば増える程顕著
である。すなわち、工具数が増加すれば必要なＹ軸スト
ロークも大きくなるからである。

【００２４】そして、刃物台剛性が向上することにより
加工精度も高くなるので製品の品質、例えば、挽き目も
向上する。又、図２と図５の対比からも明らかなよう
に、Ｙ軸方向距離の大幅な短縮によってＺ軸テーブル９
の小型・軽量化が図られているので、加速・減速に要す
る時間が短縮されることになり、これはいわゆるアイド
ルタイムを短縮させる上で効果的である。又、従来の技
術で挙げていた構造のものと比較すると、図２に示すよ
うに、この実施の形態の場合には、Ｘ軸ガイドレール１
３、１３、Ｘ軸ガイドベアリング１７、１７等からなる
Ｘ軸ガイド機構が切削ポイントに接近・配置されてお
り、それによっても刃物台剛性が向上するものである。
又、Ｘ軸ガイドレール１３、１３、Ｘ軸ガイドベアリン
グ１７、１７が受ける移動物重量が軽減されるという利
点もある。

【００２５】次に、図６乃至図８を参照して本発明の第
２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場
合にも、前記第１の実施の形態の場合と同様に、本願発
明を主軸摺動型の自動旋盤に適用した例を示すものであ
るが、前記第一の実施の形態の構成に対してＸ軸ガイド
機構の構成を変えたものである。まず、主軸を回転可能
に支持する図示しない主軸台があり、この主軸台は主軸
軸心方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配置されている。上
記主軸台の前方にはガイドブッシュ１０１が配置されて
いる。上記主軸によって把持されたワーク１０２の先端
部をこのガイドブッシュ１０１によって支持するもので
ある。

【００２６】上記ガイドブッシュ１０１の側方には櫛型
刃物台構成部１０３が配置されている。この櫛型刃物台
構成部１０３の取付構造をみてみると、まず、ベッド１
０５があり、このベッド１０５上には一対のＺ軸ガイド
レール１０７、１０７が敷設されている。又、上記ベッ
ド１０５上にはＺ軸テーブル１０９が配置されていて、
このＺ軸テーブル１０９の底面には左右に夫々２個ずつ
のＺ軸ガイドベアリング１１１、１１１が取り付けられ
ている。上記各Ｚ軸ガイドベアリング１１１、１１１は
一対のＺ軸ガイドレール１０７、１０７に移動可能に係
合している。よって、図示しないＺ軸サーボモータとボ
ールネジ・ボールナット機構を駆動することにより、Ｚ
軸テーブル１０９は左右２個ずつのＺ軸ガイドベアリン
グ１１１、１１１を一対のＺ軸ガイドレール１０７、１
０７に沿って移動させながらＺ軸方向に移動するもので
ある。尚、この第２の実施の形態における上記Ｚ軸テー
ブル１０９は前記第１の実施の形態におけるＺ軸テーブ
ル９に比べて薄く板状に形成されている。

【００２７】上記Ｚ軸テーブル１０９の上面側をみてみ
ると一対のＸ軸ガイドレール１１３、１１３が敷設され
ている。又、上記Ｚ軸テーブル１０９の上面側にはその
断面形状がＬ字型をなすＸ軸テーブル１１５が配置され
ている。このＸ軸テーブル１１５の底面には前後に２個
ずつのＸ軸ガイドベアリング１１７、１１７が取り付け
られていて、これら前後２個ずつのＸ軸ガイドベアリン
グ１１７、１１７は、上記一対のＸ軸ガイドレール１１
３、１１３に移動可能に係合している。よって、図示し
ないＸ軸サーボモータとボールネジ・ボールナット機構
を駆動することにより、Ｘ軸テーブル１１５は前後２個
ずつのＸ軸ガイドベアリング１１７、１１７を一対のＸ
軸ガイドレール１１３、１１３に沿って移動させながら
Ｘ軸方向に移動するものである。

【００２８】上記Ｘ軸テーブル１１５のＺ軸方向前面側
の面をみてみるとＹ軸テーブル１１９が配置されてい
る。このＹ軸テーブル１１９には左右に一対のＹ軸ガイ
ドレール１２１、１２１が敷設されている。又、上記Ｘ
軸テーブル１１５の前面側には左右に２個ずつのＹ軸ガ
イドベアリング１２３、１２３が取り付けられていて、
これら左右２個ずつのＹ軸ガイドベアリング１２３、１
２３は、上記一対のＹ軸ガイドレール１２１、１２１に
移動可能に係合している。よって、図示しないＹ軸サー
ボモータとボールネジ・ボールナット機構を駆動するこ
とにより、Ｙ軸テーブル１１９は左右一対のＹ軸ガイド
レール１２１、１２１を左右２個ずつのＹ軸ガイドベア
リング１２３、１２３に沿って移動させながらＹ軸方向
に移動するものである。

【００２９】上記Ｙ軸テーブル１１９には複数本（この
実施の形態の場合には６本）のバイト１２５が櫛歯状に
搭載されていると共に、複数本（この実施の形態の場合
には３本）の回転工具としてのドリル１２７が搭載され
ている。尚、この第２の実施の形態の場合にも、主軸台
を挟んで反対側には別の櫛型刃物台が、Ｘ軸方向とＹ軸
方向にそれぞれ移動可能な状態で配置されていると共
に、主軸台と対抗する側には背面主軸台がＺ軸方向とＸ
軸方向に移動可能に配置されているものとする。又、ベ
ッド１０５の前方にはＹ軸テーブル１１９の移動を許容
するスペース１０５ａが確保されている。

【００３０】以上この第２の実施の形態によると前記第
１の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏すること
ができると共に、Ｘ軸ガイドレール１１３、１１３、Ｘ
軸ガイドベアリング１１７、１１７等からなるＸ軸ガイ
ド機構が、各種工具類等が取り付けられていて比較的複
雑な構成になっているＹ軸ガイド機構に対して離間・配
置されており、それによって、組立性を向上させること
ができる。

【００３１】次に、図９及び図１０を参照して本発明の
第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態の
場合には、その基本的な構成は前記第１の実施の形態の
場合の構成と同じであるが、その他何点かにおいてさら
なる特徴点がある。尚、図９及び図１０は前記第１の実
施の形態、第２の実施の形態の説明に使用した図１〜図
８に対してより実機に近い構成を示す図になっている。

【００３２】まず、ベッド２０１があり、このベッド２
０１上には主軸台２０３が搭載されている。この主軸台
２０３はワーク２０４（図１中仮想線で示す）を把持す
る主軸２０５を回転可能に備えていると共に、主軸２０
５の軸心方向（Ｚ_１軸方向）に移動可能に構成されてい
る。上記主軸台２０３のＺ_１軸方向への移動は、図示し
ないＺ_１軸サーボモータとボールネジ・ボールナット機
構とＺ_１軸ガイド機構によって行われる。

【００３３】上記主軸台２０３のＺ_１軸方向前方にはガ
イドブッシュ２０９が配置されている。ワーク２０４は
上記主軸２０５によって把持されると共にその先端部を
このガイドブッシュ２０９によって支持されるようにな
っている。

【００３４】上記ガイドブッシュ２０９を挟んで両側に
は第１櫛型刃物台構成部２１１と第２櫛型刃物台構成部
２１３が対向・配置されている。尚、この内、第２櫛型
刃物台構成部２１３が、前記第１の実施の形態や第２の
実施の形態における櫛型刃物台構成部に対応するもので
ある。

【００３５】上記第１櫛型刃物台構成部２１１は、Ｚ_１
軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ_１軸方向とＹ
_１軸方向に移動可能に構成されている。すなわち、第１
櫛型刃物台構成部２１１の図示しないＸ_１軸テーブルは
Ｘ_１軸サーボモータ２１５と図示しないボールネジ・ボ
ールナット機構及びＸ_１軸ガイド機構によってＸ_１軸方
向に移動し、又、Ｙ_１軸テーブル２１２は、Ｙ_１軸サー
ボモータ２１７と図示しないボールネジ・ボールナット
機構及びＹ_１軸ガイド機構によってＹ_１軸方向に移動す
るように構成されている。

【００３６】又、上記第１櫛型刃物台構成部２１１に
は、図１０に示すように、４本のバイト２２１と、３本
の回転工具としてのドリル２２３が櫛歯状に取り付けら
れている。第１櫛型刃物台構成部２１１のＹ_１軸テーブ
ル２１２をＹ_１軸方向に適宜移動制御することにより、
上記４本のバイト２２１と３本のドリル２２３の中から
任意の工具を選択して主軸２０５の軸心位置に一致させ
た位置に位置させるものである。因みに、図１０に示す
場合には、第１櫛型刃物台構成部２１１側の工具は何れ
も選択されていないものである。

【００３７】一方、第２櫛型刃物台２１３側であるが、
Ｚ_１軸方向に平行なＺ_３軸方向に移動可能であると共
に、このＺ_３軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ
_３軸方向とＹ_３軸方向に移動可能に構成されている。す
なわち、第２櫛型刃物台２１３のＺ_３軸テーブル２１４
はＺ_３軸サーボモータ２２５と図示しないボールネジ・
ボールナット機構及びＺ_３軸ガイド機構によってＺ_３軸
方向に移動する。上記Ｚ _３軸ガイド機構であるが、図１
０に示すように、まず、ベッド２０１側に一対のＺ_３軸
ガイドレール２２６、２２６が敷設されている。一方、
第２櫛型刃物台２１３側にはＺ_３軸ガイド部材２２８、
２２８が設けられていて、上記一対のＺ_３軸ガイドレー
ル２２６、２２６に移動可能に係合している。そして、
Ｚ_３軸サーボモータ２２５を駆動することにより、Ｚ_３
軸テーブル２１４は、上記Ｚ_３軸ガイド部材２２８、２
２８及び上記一対のＺ_３軸ガイドレール２２６、２２６
を介してＺ_３軸方向に移動するものである。又、第２櫛
型刃物台２１３の図示しないＸ_３軸テーブルは、図示し
ないＸ_３軸サーボモータとボールネジ・ボールナット機
構によってＸ_３軸方向に移動し、又、Ｙ_３軸テーブル２
１６は、Ｙ_３軸サーボモータ２２９と図示しないボール
ネジ・ボールナット機構によってＹ_３軸方向に移動する
ように構成されている。

【００３８】上記第２櫛型刃物台２１３のＹ_３軸テーブ
ル２１６には、図１０に示すように、２本のバイト２３
１と、３本の回転工具としてのドリル２３３と、４本の
回転工具としてのドリル２３５が櫛歯状に取り付けられ
ている。尚、上記ドリル２３５はワーク２０４に対して
軸方向から作用するものである。第２櫛型刃物台２１３
のＹ_３軸テーブル２１６をＹ_３軸方向に適宜移動制御す
ることにより、上記２本のバイト２３１と３本のドリル
２３３と４本のドリル２３５の中から任意の工具を選択
して主軸５の軸心位置に一致させた位置に位置させるも
のである。因みに、図１０に示す場合には、最下端位置
のバイト２３１が選択されて主軸５の軸心位置に位置し
ているものである。

【００３９】上記ベッド２０１上であって上記主軸台２
０３と対向する側には背面主軸台２４１が配置されてい
る。この背面主軸台２４１は背面主軸２４３を回転可能
に備えている。又、背面主軸台２４１は主軸２０５の軸
心方向であるＺ_１軸方向に平行なＺ_２軸方向に移動可能
であると共に、該Ｚ_２軸方向に直交するＸ_２軸方向に移
動可能に構成されている。すなわち、背面主軸台２４１
はＺ_２軸サーボモータ２４５と図示しないボールネジ・
ボールナット機構によってＺ_２軸方向に移動する。又、
図示しないＸ_２軸サーボモータ図示しないボールネジ・
ボールナット機構によってＸ_２軸方向に移動するもので
ある。

【００４０】尚、主軸台２０３と背面主軸台２４１との
間には、４本の背面加工用工具２５１が取り付けられて
いると共に、該背面加工用工具２５１の近傍には製品排
出用シュート２５３が設置されている。上記製品排出用
シュート２５３は、Ｘ_２軸方向に沿って加工位置から所
定距離だけ離間した所定の製品排出位置に対応した位置
に配置されている。

【００４１】上記構成をなす第３の実施の形態において
特徴的なのは次の点である。すなわち、ベッド２０１側
に第２櫛型刃物台２１３のＹ_３軸テーブル２１６の移動
領域となる空間を確保するわけであるが、この第３の実
施の形態の場合には、元々切削時に発生して落下する切
屑を収容するために設けられている切屑収容凹部２０１
ａの一部をＹ軸テーブル２１６の移動領域となる空間と
して利用するようにしている。つまり、ベッド２０１側
に新たにスペースを設けるのではなく元々存在する切屑
収容凹部２０１ａを利用するものであるので、ベッド２
０１に何等新たな加工を施す必要はなく、又、剛性を低
下させることなく、所望の構成を得ることができるもの
である。

【００４２】次に、Ｙ_３軸テーブル２１６には、前記第
１の実施の形態で示した工具の他に、ワーク２０４に対
して軸方向から作用する別のドリル２３５が設けられて
いる。このような別の種類のドリル２３５が増えること
によりＹ_３軸テーブル２１６のＹ軸ストロークは長くな
り、そのようなものに本願発明を適用することにより、
より顕著に効果を得ることができるものである。

【００４３】次に、この第３の実施の形態の場合には、
主軸台２０３に対して背面主軸台２４１を対向・配置さ
せた自動旋盤において、背面主軸台２４１をＺ_２軸方向
とＸ _２軸方向に移動可能に構成することにより、より多
様な加工に対応できるようにすると共に、第１櫛型刃物
台構成部２１１と第２櫛型刃物台構成部２１３の両方を
主軸台２０３側に配置するようにしているので、それに
よって、背面主軸台２４１側に十分なスペースを確保す
ることができ、背面主軸台２４１側のＺ_２軸方向、Ｘ_２
軸方向への自由な移動が確保でき、多様な加工に効果的
に対応できる。

【００４４】尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態
に限定されるものではない。自動旋盤等適用するの工作
機械の基本的な構成については様々なものが考えられ
る。又、各テーブルの駆動方式、工具の種類、加工例等
についてもこれを特に限定するものではない。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による工作機
械によると、まず、櫛型刃物台構成部を主軸台の側方に
配置するに際して、Ｘ軸テーブルのＺ軸方向前面側にＹ
軸テーブルを配置するようにしたので、主軸台と櫛型刃
物台との間の構成が簡略化されると共にスペースの縮小
化が図られることになり、結局、装置の小型化を図るこ
とができる。又、Ｚ軸テーブルのＹ軸方向位置を上記Ｙ
軸テーブルの移動範囲内とし、且つ、ベッド側にＹ軸テ
ーブルの移動領域となるスペースを設けた構成とするこ
とにより、切削ポイントとＺ軸テーブルの支持点との距
離が短縮され、刃物台剛性を向上させることができる。
刃物台剛性の向上により加工精度の向上を図ることがで
きると共に軽量化が可能になり、それによって、加速・
減速に要する時間の短縮を図ることができる。その際、
上記ベッドに設けられワークの加工時に発生する切削屑
が落下・排出される凹部をＹ軸テーブルが移動する領域
として利用するようにした場合には、ベッドに何等加工
を施すことなく、且つ、ベッドの剛性を損なうことなく
所望の構成を実現することができる。又、ワークに対し
て径方向から作用するバイトと、同じく径方向から作用
するドリルと、ワークに対して軸方向から作用するドリ
ルの３種類の工具を備えたものを前提にした場合には、
通常、各種類について複数個の工具を備えることが普通
であるので、結局、それだけ工具数も増加し、より長い
Ｙ軸ストロークを必要とすることになり、そのような場
合にはより顕著な効果を奏することができる。又、主軸
台と対向する側には背面主軸台を配置して、該背面主軸
台をＺ軸方向及びＸ軸方向の少なくとも何れかの方向に
移動可能とした場合には、それによって、より広範囲な
加工を行うことができるようになる。その際、櫛型刃物
台構成部とそれに対向・配置された別の櫛型刃物台構成
部を共に上記主軸台側に配置するようにした場合には、
それによって、背面主軸台側のＺ軸方向、Ｘ軸方向への
自由な移動が確保でき、多様な加工に効果的に対応でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す正面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す平面図である。

【図４】比較例としての工作機械の一部の構成を示す正
面図である。

【図５】比較例としての工作機械の一部の構成を示す側
面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す側面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す正面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、工作機
械の一部の構成を示す平面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態を示す図で、自動旋
盤の全体の構成を示す平面図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す図で、図９
のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１ガイドブッシュ２ワーク３櫛型刃物台構成部５ベッド７Ｚ軸ガイドレール９Ｚ軸テーブル１１Ｚ軸ガイドベアリング１３Ｘ軸ガイドレール１５Ｘ軸テーブル１７Ｘ軸ガイドベアリング１９Ｙ軸テーブル２１Ｙ軸ガイドレール２３Ｙ軸ガイドベアリング２５バイト２７回転工具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベッドと、上記ベッド上に配置されワークを把持する主軸を回転可
能に備え上記主軸の軸心方向であるＺ軸方向に移動可能
な主軸台と、上記ベッド上に配置され、上記主軸台の側方に配置され
Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸テーブルと、上記Ｚ軸テーブ
ルに対してＺ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に配
置されたＸ軸テーブルと、上記Ｘ軸テーブルのＺ軸方向
前面側にＺ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移
動可能な状態で配置され複数個の工具を櫛歯状に備えた
Ｙ軸テーブルと、からなる櫛型刃物台構成部と、を具備し、上記Ｚ軸テーブルのＹ軸方向位置を上記Ｙ軸テーブルの
移動範囲内とし、上記ベッド側に上記Ｙ軸テーブルの移動領域となるスペ
ースを設けたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】請求項１記載の工作機械において、上記ベッドには上記ワークの加工時に発生する切削屑が
落下・排出される凹部が設けられていて、該凹部を上記
Ｙ軸テーブルが移動するスペースとして利用するように
したことを特徴とする工作機械。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の工作機械に
おいて、上記複数個の工具は、上記ワークに対して径方向から作
用するバイトと、同じく径方向から作用するドリルと、
上記ワークに対して軸方向から作用するドリルの３種類
の工具であることを特徴とする工作機械。
【請求項４】請求項１〜請求項３の何れかに記載の工
作機械において、上記主軸台と対向する側には背面主軸台が配置されてい
て、該背面主軸台はＺ軸方向及びＸ軸方向の少なくとも
何れかの方向に移動可能であることを特徴とする工作機
械。
【請求項５】請求項４記載の工作機械において、上記櫛型刃物台構成部に対して対向する側に別の櫛型刃
物台構成部が配置されていて、これら両櫛型刃物台構成
部は何れも上記主軸台側に設けられていることを特徴と
する工作機械。