JP2016196060A - 工作機械又は工作機械関連装置用の部品、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＲＰ材とコア材とによるサンドイッチ構造を有する複合材料で形成されている部品を対象とし、その部品の内部に流体回路が設けられることを可能にし、パイプ等による外部配管を用いなくてもよい構成を提供すること。
【解決手段】 工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって、前記部品は、発泡材、ハニカム材又は多孔質樹脂材から成るコア材をＦＲＰ材から成る表面材で挟み込んだサンドイッチ構造の複合材料で形成されていると共に、その内部に複数の流体路から成る流体回路を有しており、前記流体回路は、前記コア材によるコア層内に埋設された管体により形成されていることを特徴とする部品。
【選択図】 図３

Description

本発明は、工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品、及びその製造方法に関する。

なお、前記で言う「工作機械」とは、所謂一般的な工作機械であって、その種類については限定されない。例えば、マシニングセンタ、ターニングセンタ、旋盤、ボール盤、フライス盤等である。また、「工作機械関連装置」とは、工作機械に設置される設置装置であって、例えば、マシニングセンタに設置されるテーブル装置（傾斜テーブル装置、回転テーブル装置、直動テーブル装置）、治具装置等である。さらに、本願で言う「部品」とは、前記の工作機械又は工作機械関連装置の一部を構成するものであって、例えば、工作機械における主軸や主軸ヘッド等、工作機械関連装置におけるテーブル装置のテーブル部や治具装置における治具プレート（ベースプレート）等を含む。

工作機械や工作機械関連装置は、可動部分（その可動部分に取り付けられる構成も含む）を有しており、その可動部分がアクチュエータ等の駆動手段によって駆動される構成となっている。そのような装置としては、下記の特許文献１、２に開示されているような工作機械関連装置としての傾斜割出し装置（傾斜テーブル装置）が例として挙げられる。

この特許文献１、２の傾斜割出し装置は、前記可動部分としての傾斜テーブルを有している。また、その傾斜テーブルは、ワーク等が載置されるテーブル部と、そのテーブル部を支持するアーム部とで構成されており、そのアーム部の回転軸線と、テーブル部におけるワーク等が載置される載置面とが離間した構成となっている。すなわち、この特許文献１、２の工作機械関連装置は、所謂クレードル型式の傾斜割出し装置である。

なお、そのような傾斜割出し装置は、特許文献２にも開示されているように、傾斜テーブルのテーブル部に対し回転割出し装置（回転テーブル装置）が設置され、その回転テーブル装置にワークが載置されるかたちで使用される場合がある。また、傾斜割出し装置は、その傾斜テーブルにおけるテーブル部の載置面上に下記の特許文献３に開示されているような治具装置を設置し、その治具装置上にワークが載置されるかたちで使用される場合もある。さらには、傾斜割出し装置は、傾斜テーブルにおけるテーブル部自体が特許文献３の治具装置における治具プレートのように構成されたものもある。このように、傾斜割出し装置は、可動部分が傾斜テーブルと回転テーブル装置や治具装置等で構成されており、その傾斜テーブルが傾斜割出し装置における可動部分を構成する部品となっている。

因みに、前記した回転テーブル装置は、（特許文献２には開示されていないが）一般的には、割り出された回転テーブルの角度位置を保持するためのクランプ装置を備えており、そのクランプ装置を作動させるための作動流体（圧油等）が供給される構成となっている。また、前記治具装置は、特許文献３にも開示されているように、種々の流体が供給される構成となっている。

そして、そのような傾斜割出し装置における傾斜テーブルに設置された設置装置に対し流体を供給する構成として、傾斜割出し装置の外側において配管されたパイプ等を前記設置装置に接続する構成が考えられる。しかし、そのような構成の場合、傾斜テーブルの揺動駆動に伴って前記のパイプ等が振り回されることとなるため、そのパイプ等の早期の破損を招いてしまう。

そこで、従来の傾斜割出し装置においては、前記設置装置に流体を供給するための構成として、傾斜テーブル（前記部品）の内部（厚さ方向における内側）に複数の流体路からなる流体回路を形成し、その流体回路によって前記設置装置に対し作動流体等の流体を供給するように構成されたものがある。

特開２００９−０１８４０１号公報 特開２００２−０６６８５２号公報 特開２０１１−２５５４５２号公報

ところで、前記のような工作機械又は工作機械関連装置における前記部品が金属製である場合には、その流体回路を構成する各流体路は、その金属材に対する孔加工によって形成されるのが一般的である。

一方で、近年においては、前記可動部分の軽量化を図るべく、前記部品をＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製としたものがある。すなわち、前記可動部分をより軽量化することにより駆動時（動作時）における慣性が低減されて加工のサイクルタイムを短縮できる等の効果が得られるため、前記可動部分を軽量化すべく、前記可動部分の少なくとも一部に、ＦＲＰを含む複合材料で形成された前記部品を採用したものがある。

なお、そのような前記部品を形成しているＦＲＰを含む複合材料について、ＦＲＰは、繊維強化基材を積層すると共に含浸されたマトリックス樹脂を硬化させることによって成形されるものであり、繊維強化基材による積層構造を有するものである。そして、前記複合材料としては、その全てがＦＲＰで形成されているものだけでなく、より軽量化を図るために、表面材としてのＦＲＰ材（板）間に軽量のコア材を挟んでサンドイッチ構造を構成するように形成されたものがある。

しかし、そのように前記部品をＦＲＰを含む複合材料製とした場合、従来の考え方においては、その内部に前記のような流体回路を設けた構成とすることができないという問題がある。詳しくは、以下の通りである。

ＦＲＰは、前記のような積層体（繊維強化基材）による積層構造を有するものである。そのため、従来の一般的な金属製の前記部品と同様に孔加工によって流体路を形成しようとすると、その孔加工によって孔内における積層体の層間部分に欠損（クラック等）が生じ易い。そのため、そのような欠損を生じた孔に流体を通すと、その流体の圧力が層間の欠損部分に作用し、その結果としてＦＲＰを構成する積層体を層間において剥離させる所謂層間剥離が発生してしまう。また、孔加工によって形成された流体路内に前記のような欠損が生じていない場合であっても、その流体路に通される流体の圧力が高い場合には、その高い圧力が流体路の内壁に作用し、それによって層間剥離が発生してしまう場合もある。

そして、前記複合材料が前記のようなサンドイッチ構造を有するものにおいても、表面材を構成しているＦＲＰ材の層間やＦＲＰ材とコア材との間の層間において前記のような層間剥離が発生してしまう。

なお、そのような層間剥離が発生すると、前記部品の剛性（強度）低下や剥離部分からの流体の漏れが起きてしまう。そのため、従来において一般的である孔加工を施して流体路を形成するといった手法は、前記部品が前記複合材料で形成されている場合には採用することはできない。

従って、従来では、例えば、前記の特許文献１、２の傾斜割出し装置において、傾斜テーブル（前記部品）が前記複合材料で形成された構成とする場合には、その傾斜テーブル（テーブル部）に設置される設置装置（回転テーブル装置、治具等）に対する流体の供給は、傾斜割出し装置の外側で配管されたパイプ等により行うものとなっている。

そこで、本発明は、工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって、前記のようなＦＲＰ材とコア材とによるサンドイッチ構造を有する複合材料で形成されている前記部品を対象とし、その部品の内部に流体回路が設けられることを可能にし、パイプ等による外部配管を用いなくてもよい構成、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の部品は、工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成するものである。そして、本発明の部品は、発泡材、ハニカム材又は多孔質樹脂材から成るコア材をＦＲＰ材から成る表面材で挟み込んだサンドイッチ構造の複合材料で形成されていると共に、その内部に複数の流体路から成る流体回路を有しており、この流体回路は、前記コア材によるコア層内に埋設された管体により形成されていることを特徴とする。

また、本発明の部品の製造方法は、工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって内部に複数の流体路から成る流体回路を有する部品を製造するものである。そして、本発明の部品の製造方法は、上下分割型の金型を用い、発泡材、ハニカム材又は多孔質樹脂材から成るコア材と、繊維強化基材から成るプリフォームとを、下型に対し前記プリフォーム、前記コア材、前記プリフォームの順に積層配置して行われるＲＴＭ成形法によって成形された複合材料により前記部品が形成されており、前記積層配置において、前記コア材によって前記流体路が設けられるべき位置に溝が形成されると共に、前記溝内に管体が配設され、前記管体により前記流体回路が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって、ＦＲＰ材とコア材とによるサンドイッチ構造を有する複合材料で形成されている部品において、その部品の内部に複数の流体路から成る流体回路を設けるにあたり、その流体路を従来のような孔加工によって形成するのではなく、コア材によるコア層内に埋設された管体によって流体路が形成され、その管体による流体路によって流体回路が形成される構成となっているため、流体路に通される流体の圧力が複合材料を構成している各層（ＦＲＰ材、コア材）に直接的に作用しない構成となっている。従って、その構成によれば、流体の圧力が積層体（ＦＲＰ材）に作用することに起因する前述のような層間剥離が発生することが無いため、前記部品の内部に流体回路を形成することが可能となり、外部配管を使用した流体供給の構成を採用しなくても良いものとなる。

本発明に用いられる一例の傾斜割出し装置を示す正面図である。 傾斜割出し装置の一部を示す平面図である。 図２のＡ-Ａ線断面図である。 本発明の一実施例の傾斜テーブルを示す断面図である。 本発明の一実施例の傾斜テーブルの分解斜視図である。

以下では、図１〜５に基づき、本発明の一実施例（本実施例）について説明する。

なお、本実施例において、前提装置（工作機械又は工作機械関連装置）は、工作機械関連装置としてのクレードル型式の傾斜割出し装置（傾斜テーブル（割出）装置）とする。そして、図１、２は、その本実施例における前提装置としての傾斜割出し装置１を示している。但し、図２は、その傾斜割出し装置１における可動部分のみを示すものである。

図１に示すように、傾斜割出し装置１は、架台２及びその架台２上に設置された一対の支持部３、３から成る構成を主体としている。また、各支持部３は、その支持部３の枠体３ａに対し軸受３ｂ等によって回転可能に支持された回転軸３ｃを有している。そして、両支持部３、３は、その回転軸３ｃの軸線Ｌの方向（軸線方向）に見て回転軸３ｃの軸心が一致すると共に、前記軸線方向に離間するかたちで架台２上に対向配置されている。但し、その回転軸３ｃは、各支持部３において、その一端が前記軸線方向において支持部３の枠体３ａから突出するように設けられている。その上で、各支持部３は、その回転軸３ｃの突出する側が他方の支持部３側となる向きで架台２上に設けられている。

また、傾斜割出し装置１は、一対の支持部３、３による一対の回転軸３ｃ間に設けられる傾斜テーブル４を備えている。この傾斜テーブル４は、ワークＷ等が載置されるテーブル部４ａであって平面視において矩形状を為す板状のテーブル部４ａと、テーブル部４ａの長手方向における両端に連続するかたちでテーブル部４ａと一体に形成されると共にテーブル部４ａの板厚方向と平行に（長手方向と直交する方向に）延在する板状の一対のアーム部４ｂ、４ｃとで構成されている。そして、傾斜テーブル４は、各アーム部４ｂ、４ｃにおける外側面に対し、対向する支持部３における回転軸３ｃが固定されることにより、両回転軸３ｃに対し相対回転不能に支持されている。

さらに、傾斜割出し装置１において、一対の支持部３、３の一方（図示の例では、図面左側）には、その支持部３における回転軸３ｃを回動駆動するための駆動モータ（例えば、ＤＤモータ／図示略）が内蔵されている。すなわち、傾斜割出し装置１においては、一対の支持部３、３の一方が駆動側の支持部（駆動支持部３ｙ）となっており、他方の支持部３が従動側の支持部（従動支持部３ｚ）となっている。そして、傾斜割出し装置１は、駆動支持部３ｙにおける回転軸３ｃが駆動モータによって回転駆動されることにより、傾斜テーブル４を介して従動支持部３ｚにおける回転軸３ｃが従動回転すると共に、両回転軸３ｃの回転により、傾斜テーブル４が揺動する構成となっている。なお、駆動支持部３ｙにおける駆動モータは、傾斜割出し装置１が設置される工作機械の制御装置（図示略）により、予め設定された加工プログラムに基づく数値制御によってその駆動が制御される。そして、その結果として、傾斜テーブル４は、揺動駆動され、その角度位置が割り出される。

そのような傾斜割出し装置１において、本実施例では、傾斜テーブル４におけるテーブル部４ａが、傾斜テーブル４上にワークＷを設置するための治具における治具ベースとして機能するものとなっている。そのため、傾斜テーブル４は、図１、図２に示すように、ワークＷが載置される４つの着座ブロック５、５、…と、それらの着座ブロック５との協働でワークＷをクランプしてワークＷの位置を固定するための２つのクランプ装置６とが、テーブル部４ａの上面（載置面）に設置されたものとなっている。

これらの着座ブロック５、５、…は、テーブル部４ａに対し固定されるかたちで設置されるものである。また、これらの着座ブロック５、５、…は、テーブル部４ａ上で加工されるワークＷの大きさに合わせて配置されるもので、本実施例では矩形状の四隅（より詳しく言えば矩形状を成すテーブル部４ａの中央部であって、テーブル部４ａの長辺方向及び短辺方向に平行な矩形状の四隅）に配置される。なお、各着座ブロック５のテーブル部４ａに対する固定は、図示は省略するが、各着座ブロック５に形成された複数の挿通孔にボルト等のネジ部材が挿通されると共に、そのネジ部材がテーブル部４ａ側に設けられた雌ネジ孔であって上方へ向けて開口する雌ネジ孔に螺挿されることで行われる。

また、本実施例では、各着座ブロック５には、空気が通される空気流路５ａが形成されており、この空気流路５ａにワークＷの着座確認用の空気が供給されるものとなっている。より詳しくは、着座ブロック５には、下面（テーブル部４ａ側の面）から上面（ワークＷが載置される面）に貫通する（下面及び上面に開口する）貫通孔が形成されており、この貫通孔は空気流路５ａとして機能する。この空気流路５ａの二次側の開口は、着座ブロック５の上面に位置する。

因みに、着座ブロック５の上面であるワーク着座面にワークＷが正常に載置してある場合には、空気流路５ａの二次側の開口は塞がれる。一方、着座ブロック５のワーク着座面にゴミや切粉等を介してワークＷが載置してある場合には、空気流路５ａの二次側の開口は塞がれない。そして、空気流路５ａの一次側から空気流路５ａに空気を供給すると、空気流路５ａの二次側の開口が塞がれている場合と、塞がれていない場合とで、空気流路５ａ内の空気圧が異なるものとなる。従って、空気流路５ａ内の空気圧を検出する手段を設けることで、ワークＷが着座ブロック５上に正常に載置しているか否かを検出することができる。

２つのクランプ装置６は、４つの着座ブロック５のうちの、テーブル部４ａ上の長辺方向及び短辺方向に異ならせて配置された２つの着座ブロック５、５に対応させるように設けられる。

各クランプ装置６は、中空円筒部であるシリンダを有する本体ハウジング６ａと、本体ハウジング６ａのシリンダに対し上下動可能に嵌挿された作動ロッド６ｂと、作動ロッド６ｂに対し揺動可能に連結されたクランプアーム６ｃと、クランプアーム６ｃに対し作動ロッド６ｂとの連結箇所とは別の箇所で連結されたリンク部材６ｄとを備える。

リンク部材６ｄは、その長手方向における一端部において、第１の軸（符号略）を介してクランプアーム６ｃの長手方向における中間部に連結されている。また、リンク部材６ｄは、その長手方向における他端部において、第２の軸（符号略）を介して本体ハウジング６ａに連結されている。従って、リンク部材６ｄは、クランプアーム６ｃ及び本体ハウジング６ａのそれぞれに対し回動可能となっている。

クランプアーム６ｃは、レバー部材であり、その長手方向における一端部において、第３の軸（符号略）を介して作動ロッド６ｂの先部に揺動可能に連結されている。また、前記したように、クランプアーム６ｃは、その長手方向における中間部において、第１の軸によって回動可能に支持されている。従って、クランプアーム６ｃは、その長手方向の中間部を連結する第１の軸が支点となり、回動可能に支持されている。そして、クランプアーム６ｃの長手方向の一端部が作動ロッド６ｂの上下動により揺動させられると、クランプアーム６ｃの長手方向の他端部が長手方向の一端部とは逆の方向に揺動させられる。

本体ハウジング６ａには、シリンダ内への圧油の供給用とシリンダ内からの圧油の排出用との供給孔と排出孔とが形成されており、本実施例では、供給孔と排出孔とが１つにまとまった給排孔６ｈが形成されている。

作動ロッド６ｂは、前記シリンダに供給される作動流体としての圧油の作用で上下方向に変位駆動させられる。また、作動ロッド６ｂは、前記シリンダ内において圧縮バネ等の付勢部材（図示略）により常時下方へ向けて付勢されると共に、前記シリンダ内における作動ロッド６ｂの下方の空間（圧力室）には圧油が供給される。従って、前記シリンダ内に圧油が供給されていない状態では、作動ロッド６ｂは、付勢部材の付勢力により最も下降した位置（待機位置）にもたらされた状態となる。また、前記シリンダ内に圧油が供給されると、前記シリンダ内の圧油が上昇する結果として、その圧油による力で作動ロッド６ｂが上方へ向けて付勢され、前記付勢部材による付勢力に抗して作動ロッド６ｂは上方の作用位置へ向けて変位し、クランプアーム６ｃに対し圧油による付勢力を及ぼした状態となる。さらに、前記シリンダ内への圧油の供給が停止されると共にシリンダ内から圧油の排出が可能な状態とされると、前記付勢部材による付勢力によって作動ロッド６ｂが下方へ向けて変位し、シリンダ内の圧油が排出される。

このような構成からなる各クランプ装置６は、テーブル部４ａ上において、対応する着座ブロック５に対するテーブル部４ａの前記長手方向における反中央側の位置で、クランプアーム６ｃを着座ブロック５側に向けると共に、クランプアーム６ｃにおける前記他端部が、着座ブロック５の上方に対向し得る位置に配置される。なお、テーブル部４ａに対する本体ハウジング６ａの固定は、本体ハウジング６ａに形成された複数の挿通孔にボルト等のネジ部材６ｓが挿通されると共に、そのネジ部材６ｓがテーブル部４ａ側に設けられた雌ネジ孔であって上方へ向けて開口する雌ネジ孔に螺挿されることで行われる。そして、本体ハウジング６ａを固定することによって、各クランプ装置６は、テーブル部４ａに対し固定される。

その上で、各クランプ装置６は、着座ブロック５にワークＷが載置されていない状態においては、前記シリンダ内へ圧油が供給されないため、作動ピストンは最も下降した状態となっており、クランプアーム６ｃの前記他端部は上方へ変位した状態になるものである。そして、着座ブロック５にワークＷが載置され、前記シリンダ内への圧油の供給が開始されると、それに伴い、作動ロッド６ｂが上方へ向けて変位すると共にクランプアーム６ｃの他端部がワークＷへ向けて変位する。その結果として、ワークＷが着座ブロック５とクランプアーム６ｃの他端部との上下間にクランプされた状態となる。また、前記シリンダ内の油圧による付勢力によりクランプアーム６ｃがワークＷに対し下方へ向けた押圧力を作用させた状態となるため、それによってワークＷの位置が固定された状態となる。

そして、傾斜テーブル４は、その内部に、テーブル部４ａに設置された着座ブロック５、５、…及びクランプ装置６に対し流体を供給するための複数の流体路からなる流体回路８を備えている。すなわち、傾斜テーブル４は、それぞれが各クランプ装置６における給排孔６ｈに接続される２つの作動流体（圧油等）用の流体路８１、８１と、それぞれが各着座ブロック５における着座確認用の空気流路５ａに接続される４つの空気供給用の流体路８２、８２、…との計６つの流体路８１、８２が、その内部に形成された構成となっている。

また、本実施例では、その傾斜テーブル４における流体回路８への流体の供給は、前記の駆動支持部３ｙ（ＤＤモータが内蔵される支持部）側から行われる構成となっている。より詳しくは、以下の通りである。

傾斜テーブル４におけるテーブル部４ａには、その内部に、テーブル部４ａの長手方向において、着座ブロック５及びクランプ装置６の各位置から一対のアーム部４ｂ、４ｃのうちの一方（図示の例では、駆動支持部３ｙ側のアーム部４ｂ）の位置まで延在するように形成された６つの流体路（第１の流路）８ａ、８ａ、…が設けられている。

一方で、前記一方のアーム部４ｂにも、その内部に、前記の第１の流路８ａのそれぞれに対応する流体路（第２の流路）８ｂ、８ｂ、…が設けられている。なお、各第２の流路８ｂは、前記一方のアーム部４ｂ内において、テーブル部４ａの位置から前記一方のアーム部４ｂが支持（固定）される回転軸３ｃの位置まで延在するように設けられている。その上で、各第２の流路８ｂは、傾斜テーブル４内において、対応する第１の流路８ａに接続されている。

また、駆動支持部３ｙにおける回転軸３ｃには、前記の第２の流路８ｂのそれぞれに対応させるかたちで、６つの流体路（第３の流路）８ｃ、８ｃ、…が形成されている。なお、回転軸３ｃは金属製であり、その内部の第３の流路８ｃは、孔加工によって形成されている。

そして、傾斜割出し装置１は、傾斜テーブル４における各第２の流路８ｂが回転軸３ｃに形成された対応する第３の流路８ｃに接続されると共に、その各第３の流路８ｃが駆動支持部３ｙに対し回転軸３ｃと同軸的に取り付けられたロータリジョイント３ｄを介して外部の流体供給装置（図示略）と接続される構成となっている。すなわち、傾斜テーブル４の内部に設けられた前記の第１、第２の流路８ａ、８ｂから成る流体路は、回転軸３ｃに形成された第３の流路８ｃ及びロータリジョイント３ｄを介して流体供給装置と接続されている。

以上のように、本実施例の傾斜割出し装置１は、可動部分として、回転軸３ｃ、傾斜テーブル４、テーブル部４ａ上の着座ブロック５、…及びクランプ装置６、６等を備えている。そして、傾斜テーブル４は、可動部分の一部を構成する部品であり、本発明で言う「部品」に相当する。また、本実施例では、部品としての傾斜テーブル４は、そのテーブル部４ａ自体が治具として機能するような構成となっている。

その上で、傾斜テーブル４は、図３に示すように、対向する一対の表面材１０、１０とその表面材１０、１０間に介装されるコア材２０とによるサンドイッチ構造を有する複合材料で形成されたものとなっている。また、各表面材１０とコア材２０は、樹脂３０によって接着されている。そして、本実施例では、その表面材１０がＦＲＰ材のうちのＣＦＲＰ材で形成されており、また、コア材２０が発泡材のうちの独立発泡材で形成されているものとする。従って、本実施例の傾斜割出し装置１における傾斜テーブル４は、その厚さ方向における断面で見ると、表面を含む部分（表面層１０ｚ）がＣＦＲＰ材で形成されると共に、そのＣＦＲＰによる表面層（ＣＦＲＰ層）１０ｚ、１０ｚ間の部分（中間層２０ｚ）がコア材２０により形成された三層構造を有するものとなっている。因みに、発泡材は、単位体積当りの質量がＦＲＰよりも小さいものである。従って、そのような発泡材をコア材２０とするサンドイッチ構造を有する複合材料で形成された部品は、ＦＲＰだけで形成された部品と比べ、より軽量である。

そして、前記した傾斜テーブル４内に設けられる複数の流体路（第１、第２の流路８ａ、８ｂ）は、コア材２０による中間層２０ｚ（コア層）内に樹脂３０を介して埋設された管体４０によってそれぞれ形成されている。言い換えれば、傾斜テーブル４は、その内部におけるコア層２０ｚ内に埋設された複数の管体４０（複数の流体路）から成る流体回路８を有している。なお、この管体４０については、本実施例では、主として銅管が採用されているものとする。但し、この管体４０には、銅管の代わりにステンレス管やアルミ管等が採用されていてもよい。また、クランプ装置６のように高い圧力の流体（作動流体）が供給される装置に接続される管体４０は、これらのような金属製のものを採用することが望ましいが、着座ブロック５における着座確認用の空気流路５ａに接続される管体４０は、樹脂製（硬質プラスチック製、ポリカーボネート製等）のものであってもよい。

この傾斜テーブル４の成形、及びその成形過程における傾斜テーブル４内での流体路の形成（管体４０の設置）について、詳しくは以下の通りである。

先ず、本実施例では、前記の複合材料から成る傾斜テーブル４（部品）が、ＲＴＭ成形法によって成形されるものとする。具体的には図４に示すように、最初に、上下分割型の金型７における下型（雌型）７１上に、予め所望の形に成形された炭素繊維基材から成るプリフォーム１１が配置される。なお、このプリフォーム１１は、傾斜テーブル４における外面側（外側）の部分となるものである。従って、下型７１は凹部７１ａを有しており、その凹部７１ａの形状は傾斜テーブル４の外側形状に応じたものとなっている。そして、その外側となるプリフォーム（外側プリフォーム）１１は、テーブル部４ａに対応する部分（テーブル部分１１ａ）に対し両側のアーム部４ｂ、４ｃに対応する部分（アーム部分１１ｂ、１１ｃ）が直交するように屈曲された形に成形されたものとなっている。

次いで、その外側プリフォーム１１上に、コア材２０としての発泡材が配置される。なお、その発泡材は、板状（直方体状）のものを用い、傾斜テーブル４におけるテーブル部４ａに対応するもの２１と各アーム部４ｂ、４ｃに対応するもの２２、２３とをそれぞれ別に用意する。そして、これら発泡材２１、２２、２３が成形時のかたちに組み合わされたものを、以後、コア体と言う。また、成形後において傾斜テーブル４におけるコア層２０ｚとなるコア体が、テーブル部４ａに応じた大きさの板状の発泡材（第１の発泡材２１）と、各アーム部４ｂ、４ｃに応じた大きさの板状の発泡材（第２の発泡材２２、２３）とを組み合わせて構成されるものとなっている。そして、それらの発泡材は、第１の発泡材２１が外側プリフォーム１１における前記テーブル部分１１ａ上に載置されると共に、一対の第２の発泡材２２、２３がそれぞれ外側プリフォーム１１における前記アーム部分１１ｂ、１１ｃの内側に当接するかたちで、外側プリフォーム１１上に配置される。因みに、本実施例では、図示のように、第１の発泡材２１上に一対の第２の発泡材２２、２３が立設されるものとなっているが、これら第２の発泡材２２、２３が第１の発泡材２１の長手方向の両外側に位置するように第１の発泡材２１と第２の発泡材２２、２３とが組み合わされるものであってもよい。

その上で、前記のように外側プリフォーム１１上に配置された第１、第２の発泡材２１、２２、２３から成るコア体上に、炭素繊維基材から成るプリフォーム１２が配置される。なお、このプリフォーム１２は、傾斜テーブル４における内面側（内側）の部分となるものである。従って、その内側となるプリフォーム（内側プリフォーム）１２は、外側プリフォーム１１と同様にテーブル部分１１ａに対しアーム部分１２ｂ、１２ｃが直交すると共に、両アーム部分１２ｂ、１２ｃが第２の発泡材２２、２３に当接する形に成形されている。

そして、そのように外側プリフォーム１１、発泡材（コア材２０）、内側プリフォーム１２がその順に下型７１上に積層配置された状態において、上型７２（雄型）が下型７１に対しセットされる。なお、この上型７２は凸部（コア）７２ａを有するものであり、その凸部７２ａの形状は傾斜テーブル４の内側形状に応じたものとなっている。なお、上型７２と下型７１とを組み合わせることによって、前記の凹部７１ａと凸部７２ａとの間には空隙（キャビティ）７３が形成され、この空隙７３は、外側プリフォーム１１、発泡材（コア材２０）、内側プリフォーム１２が配置される空間となる。また、上型７２には、その空隙７３の一端側に連通する位置に樹脂注入用の注入孔７２ｂが複数形成されていると共に、その空隙７３の他端側に連通する位置に空気吸引用の吸引孔７２ｃが形成されている。

次いで、前記のように上型７２がセットされた状態において、上型７２に形成された注入孔７２ｂには、他端において樹脂槽（図示略）に連結された樹脂注入用の注入管７４がその一端において接続される。また、吸引孔７２ｃには、他端において真空ポンプ等の吸引装置（図示略）に接続された吸引管７５がその一端において接続される。従って、前記空隙７３は、その一端において注入管７４及び注入孔７２ｂを介して樹脂槽に連通され、その他端において吸引管７５及び吸引孔７２ｃを介して吸引装置に連通された状態となる。

その上で、吸引装置による吸引が開始され、吸引孔７２ｃから真空引きが行われることにより、樹脂槽内の樹脂（マトリックス樹脂）が注入管７４及び注入孔７２ｂを介して前記空隙７３に流入し、外側プリフォーム１１（炭素繊維基材）、コア体（発泡材）、内側プリフォーム１２（炭素繊維基材）の隙間に樹脂が含浸する。因みに、吸引装置と上型７２（吸引孔７２ｃ）とを繋ぐ吸引管７５の経路中には樹脂溜まり（図示略）が設けられ、前記空隙７３から吸引された樹脂が吸引装置に至らない構成となっている。

その後、外側プリフォーム１１、コア体、内側プリフォーム１２の隙間に樹脂が均一に含浸したとみなされた時点で前記の吸引（真空引き）が停止され、上型７２から注入管７４及び吸引管７５が取り外された後、加熱によって樹脂が硬化され、複合材料（傾斜テーブル４）が成形される。

そして、そのように成形される複合材料から成る傾斜テーブル４において、本実施例では、ＣＦＲＰ材間に介装されるコア材２０としての発泡材は、前記した複数の管体４０を受け入れるための溝２１ａ、２２ａが形成されたものとなっている。

より詳しくは、図５に示すように、前記したコア体の一部を構成する第１の発泡材２１は、傾斜テーブル４上に設置される設置装置（クランプ装置６、着座ブロック５）のそれぞれに対応させて形成された複数の溝２１ａであって、第１の発泡材２１の長手方向（＝傾斜テーブル４におけるテーブル部４ａの長手方向）に延在するように形成された複数の溝（第１の溝）２１ａを有している。

この各第１の溝２１ａは、幅方向（＝前記載置面における前記長手方向と直交する方向）に関しては、その位置が前記各設置装置における流体供給口（流体流路）の位置に一致するように形成されている。また、各第１の溝２１ａは、長手方向に関しては、前記の各設置装置の位置から第１の発泡材２１の一端部側の側縁まで延在するように形成されている。但し、ここで言う一端部とは、第１の発泡材２１と第２の発泡材２２、２３とが組み合わされた状態（組み合わせ状態）で、前記した一対の第２の発泡材２２、２３のうちの前記一方のアーム部４ｂ側の第２の発泡材２２（一方の第２の発泡材）が立設される側の端部である。

なお、本実施例においては、複数本の第１の溝２１ａは、前記幅方向における溝の位置と溝幅との関係で、前記一端部側において、１つにまとまったかたちとなっている。具体的には、前記各設置装置に対応する６本の第１の溝２１ａは、前記一端部側において、３本ずつが前記幅方向に連通して１つにまとまったかたちで形成されている。

また、前記一方の第２の発泡材２２は、前記した第１の発泡材２１における複数の第１の溝２１ａのそれぞれに対応する複数の溝２２ａであって、前記組み合わせ状態での第１の発泡材２１からの第２の発泡材の延在方向に関し、その延在方向に延びるように形成された溝（第２の溝）２２ａを有している。

この各第２の溝２２ａは、前記組み合わせ状態において、前記幅方向に関し、その位置が第１の発泡材２１における対応する第１の溝２１ａの位置に一致するように形成されている。但し、前記のように６本の第１の溝２１ａは、前記一端部側においては、３つの前記設置装置に対応する３本が１つにまとまるかたちで、全体として２本の溝のような形態で形成されている。従って、第２の溝２２ａも、その３本の第１の溝２１ａに対応する３本が１つにまとまったものとなっており、見た目上は幅広の２本の溝として形成されている。但し、各第１の溝２１ａ及びそのそれぞれに対応する各第２の溝２２ａについては、前記各設置装置の配置等によっては、それぞれが独立した溝となる。

また、各第２の溝２２ａは、前記延在方向に関し、前記組み合わせ状態で第１の発泡材２１側となる端縁から延在するように形成されており、前記組み合わせ状態で第１の発泡材２１に当接する側面に開口するものとなっている。さらに、各第２の溝２２ａは、前記延在方向における前記一方の第２の発泡材２２の中間部を超える位置まで延在するものとなっている。なお、各第２の溝２２ａの前記延在方向おける延在長さについては、成形後の傾斜テーブル４における前記一方のアーム部４ｂが駆動支持部３ｙにおける回転軸３ｃに取り付けられた際に、その回転軸３ｃ内に形成された第３の流路８ｃが、回転軸３ｃの軸線方向に見て、前記一方のアーム部４ｂ内における第２の溝２２ａの端部に位置するようなものとなっている。

以上のような溝が形成された第１、第２の発泡材２１、２２、２３は、前述した成形過程において下型７１上に配置された外側プリフォーム１１上で組み合わされるが、その前記組み合わせ状態において、第１の発泡材２１は、第１の溝２１ａ、…が上方（外側プリフォーム１１とは反対側）に開口するようにテーブル部分１１ａ上に配置されると共に、前記一方の第２の発泡材２２は、第２の溝２２ａ、…が内側（他方の第２の発泡材２３側）に開口するように第１の発泡材２１上に配置（立設）される。そして、前記一方の第２の発泡材２２においては、前記のように、第２の溝２２ａは第１の発泡材２１に当接する側面に開口するように形成されていることから、前記組み合わせ状態においては、第１の溝２１ａと第２の溝２２ａとが連通した状態となる。すなわち、第１、第２の発泡材２１、２２を組み合わせて構成されたコア体に対し、第１の溝２１ａと第２の溝２２ａは、第１の発泡材２１と前記一方の第２の発泡材２２とに跨がって形成されたかたちとなる。

その上で、そのコア体上に内側プリフォーム１２が配置される前の段階において、コア体に形成された溝内に、前記各設置装置へ流体を供給する流体路となる複数（６本）の管体４０が配置される。但し、図５は、配置される管体４０の１本のみを、その一部を省略して示し、他の管体４０については省略してある。

この管体４０は、前述のように銅管を主として構成されている。但し、本実施例の傾斜テーブル４においては、テーブル部４ａ（第１の発泡材２１）に対し各アーム部４ｂ（第２の発泡材２２、２３）が直交する配置となっており、第１の溝２１ａの延在方向と第２の溝２２ａの延在方向とは直交するものとなっている。そこで、管体４０は、図４、５に示すように、複数の銅管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを管継手４２ａ、４２ｂ、４２ｃで組み合わせ、コア体における溝の形状に沿うように構成されている。そして、この管体４０のうち、コア体を構成する第１の発泡材２１における第１の溝２１ａ内に位置する部分の銅管４１ｃ及び管継手４２ｂが前記した第１の流路８ａとなり、第２の発泡材２２における第２の溝２２ａ内に位置する部分の銅管４１ｂが前記した第２の流路８ｂとなる。

また、この流体路を形成する各管体４０は、前記した駆動支持部３ｙにおける回転軸３ｃに形成された第３の流路８ｃを介して供給される流体を対応する前記設置装置に供給するためのものであり、従って、第２の流路８ｂが外部に連通するように構成されている必要がある。そこで、コア体における第２の発泡材２２には、第２の溝２２ａの前記端部において第２の溝２２ａの底面に開口すると共に第２の発泡材２２の厚さ方向に貫通する貫通孔２２ｈが形成されている。さらに、そのコア体が内側に配置される外側プリフォーム１１にも、その第２の発泡材２２における貫通孔２２ｈに対応する位置に孔１１ｈが貫通して形成されている。

また、管体４０は、成形時においては、第２の流路８ｂにおける第１の流路８ａ側の端部とは反対側の他端部に対し管継手４２ａを介して短尺の銅管４１ａが接続されたものとなっている。そして、管体４０は、第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ内に配置された状態で、その短尺の銅管４１ａがコア体（第２の発泡材２２）における貫通孔２２ｈに通されて外側プリフォーム１１から突出する状態とされる。そのため、下型７１には、その管体４０における外側プリフォーム１１からの突出部分を受け入れる凹部７１ｂが設けられている。なお、図４の構成では、下型７１は分割可能な二体物で構成されており、その分割部分に形成された溝により前記凹部７１ｂが形成されている。

さらに、管体４０は、成形時においては、第１の流路８ａにおける第２の流路８ｂ側の端部とは反対側の他端部に対し管継手４２ｃを介して短尺の銅管４１ｄが接続されたものとなっている。そして、管体４０は、第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ内に配置された状態で、その短尺の銅管４１ｄが第１の溝２１ａから上方へ向けて突出する状態とされる。因みに、その突出位置は、成形後において傾斜テーブル４上に配置される前記設置装置のうちの、その管体４０（流体路）によって流体が供給される装置における流体供給口の位置に一致させた位置である。

そして、そのように外側プリフォーム１１上にコア体が配置されると共に、前記各設置装置にそれぞれに対応する複数の管体４０であって対応する前記設置装置へ流体を供給するための流体路となる管体４０がコア体における第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ内に配置された状態で、前述のようにコア体上に内側プリフォーム１２が配置される。また、そのようにコア体上に内側プリフォーム１２が配置されることにより、コア体における第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂは、その開口が内側プリフォーム１２によって閉塞された状態となる。

なお、前記のように、コア体の第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ内に配置された管体４０は、第１の流路８ａにおける前記他端部に接続された銅管４１ｄが第１の溝２１ａ内から上方へ向けて突出するものとなっており、そのために、内側プリフォーム１２には、その管体４０の突出部分が挿通可能な孔１２ｈが貫通して形成されている。従って、コア体上に内側プリフォーム１２が配置された状態において、管体４０の前記突出部分は、内側プリフォーム１２から突出した状態となっている。

そして、そのように下型７１上に、外側プリフォーム１１、コア体、内側プリフォーム１２がその順で積層配置されると共に、そのコア体内に前記各設置装置に対応する管体４０が内設された状態で、前述の上型７２がセットされる。但し、上型７２にも管体４０の前記突出部分を受け入れる凹部７２ｄが設けられており、上型７２が下型７１にセットされた状態において、管体４０の前記突出部分は上型７２の前記凹部７２ｄに受け入られた状態となる。

その上で、金型７内に樹脂が注入され、傾斜テーブル４が成形される。因みに、その樹脂の注入に伴い、コア体における第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ内の空間にも樹脂が充填される。そして、その樹脂が硬化することにより、コア体（コア層２０ｚ）内での管体４０の位置が固定され、成形後の傾斜テーブル４において、そのコア層２０ｚ内に管体４０が樹脂３０を介して埋設された状態となる。

以上で説明した実施例（前記実施例）に対し、本発明は以下（１）〜（５）のように変形した実施形態（変形例）による実施も可能である。

（１）前記実施例では、成形後の複合材料におけるコア層２０ｚを形成するコア体が発泡材で構成されている、すなわち、コア材２０を発泡材とするものとしたが、本発明においては、コア材は、前記実施例の発泡材に限らず、ハニカム材又は多孔質樹脂材であってもよい。また、表面層を形成する表面材としてのＦＲＰ材は、前記実施例のようなＣＦＲＰ材に限らず、他のＦＲＰ材（例えば、ＧＦＲＰ材）であってもよい。

（２）前記実施例では、コア層２０ｚ内に管体４０が埋設された状態とするための構成として、成形前のコア材２０（コア体）自身に溝（第１及び第２の溝２１ａ、２１ｂ）が形成されているものとしたが、これに代えて、例えば、前記実施例の外側プリフォーム１１におけるテーブル部分１１ａ上に配置されるコア材について、複数の板状のコア材が間隔をおいて並設配置されるものとし、その並設された２つのコア材の間の間隙（空間）が管体を配置する溝となる構成としてもよい。

（３）前記実施例では、コア材２０（コア体）における溝内に管体４０を配置し、コア材２０の厚さ方向における管体４０の位置が溝の底面の位置によって定められる構成となっているが、これに代えて、成形時に用いられる金型（上型、下型）によってコア体（コア層）内の溝内における管体の位置が位置決めされるものとしてもよい。具体的には、まず、上型及び／又は下型は、管体の各端部を保持（支持）可能な構成とする。例えば、前記実施例のように上型及び下型は、管体の各端部（前記突出部分）を受け入れる構成を有し、その受け入れた状態でその端部を保持できるといった構成とする。その上で、上型及び下型は、前記した２つのコア材間の空間を管体が配置される溝とする構成等とする。このような構成を前提とする、上型及び／又は下型が管体をその両端部において支持することにより、溝内におけるコア材の厚さ方向おける管体の位置が定められる構成としてもよい。

（４）前記実施例による部品（複合材料）は、ＲＴＭ成形法で成形してあるが、それに限らず、本発明による部品（複合材料）は、ハンドレイアップ成形法、オートクレープ成形法、引抜成形法でも成形可能である。また、部品がパイプ等の円筒形状を成すものである場合には、この部品は、フィラメントワインディング成形法やシートラッピング成形法で成形することも考えられる。

（５）前記実施例の部品（傾斜テーブル４）が適用される装置は、工作機械関連装置としての傾斜割出し装置であったが、本発明（部品）が適用される装置はそのような傾斜割出し装置に限らず、他の工作機械関連装置や工作機械であってもよい。例えば、工作機械関連装置としては、前記実施例の傾斜割出し装置に対しその傾斜テーブル上に回転割出し装置（回転テーブル装置）が設置される場合があり、そのような回転割出し装置の一部を構成する部品（ハウジング等）に本発明を適用することも可能である。また、本発明が適用される装置は、工作機械であってもよい。工作機械としては、例えば、マシニングセンタにおけるコラムに設置される主軸ヘッドや主軸の一部を構成する部品等があり、これら部品等に本発明を適用することも可能である。

なお本発明は、上記実施例及び実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１ 傾斜割出し装置
２ 架台
３ 支持部
３ｙ 駆動支持部
３ｚ 従動支持部
３ａ 枠体
３ｂ 軸受
３ｃ 回転軸
３ｄ ロータリジョイント
４ 傾斜テーブル
４ａ テーブル部
４ｂ アーム部
４ｃ アーム部
５ 着座ブロック
５ａ 空気流路
６ クランプ装置
６ａ 本体ハウジング
６ｂ 作動ロッド
６ｃ クランプアーム
６ｄ リンク部材
６ｈ 給排孔
６ｓ ネジ部材
７ 金型
７１ 下型
７１ａ 凹部
７１ｂ 凹部
７２ 上型
７２ａ 凸部
７２ｂ 注入孔
７２ｃ 吸引孔
７２ｄ 凹部
７３ 空隙
７４ 注入管
７５ 吸引管
１０ 表面材
１０ｚ 表面層
１１ 外側プリフォーム
１１ａ テーブル部分
１１ｂ、１１ｃ アーム部分
１１ｈ 孔
１２ 内側プリフォーム
１２ａ テーブル部分
１２ｂ、１２ｃ アーム部分
１２ｈ 孔
８ 流体回路
８ａ 第１の流路
８ｂ 第２の流路
８ｃ 第３の流路
８１ 作動流体用の流体路
８２ 空気供給用の流体路
２０ コア材
２０ｚ 中間層、コア層
２１ 第１の発泡材
２１ａ 溝
２２、２３ 第２の発泡材
２２ａ 溝
２２ｈ 貫通孔
３０ 樹脂
４０ 管体
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ 銅管
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 管継手

Ｌ 軸線
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって、
   前記部品は、発泡材、ハニカム材又は多孔質樹脂材から成るコア材をＦＲＰ材から成る表面材で挟み込んだサンドイッチ構造の複合材料で形成されていると共に、その内部に複数の流体路から成る流体回路を有しており、
   前記流体回路は、前記コア材によるコア層内に埋設された管体により形成されている
   ことを特徴とする部品。
2. 工作機械又は工作機械関連装置における可動部分の少なくとも一部を構成する部品であって内部に複数の流体路から成る流体回路を有する部品の製造方法であって、
   上下分割型の金型を用い、発泡材、ハニカム材又は多孔質樹脂材から成るコア材と、繊維強化基材から成るプリフォームとを、下型に対し前記プリフォーム、前記コア材、前記プリフォームの順に積層配置して行われるＲＴＭ成形法によって成形された複合材料により前記部品が形成されており、
   前記積層配置において、前記コア材によって前記流体路が設けられるべき位置に溝が形成されると共に、前記溝内に管体が配設され、前記管体により前記流体回路が形成される
   ことを特徴とする部品の製造方法。

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