JP5123537B2 - 工作機械のテーブル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械のテーブル装置に関する。
工作機械においては、機械本体を構成するベッド上に、工作物あるいは工具等を回転させるための主軸を備えた主軸台や、工作物を固定すると共に主軸の軸線方向に延設されたガイドレールに沿ってベッド上を移動するテーブル等が設けられたものが知られている。
従来、このような工作機械においては、ベッドに設けるガイドレールを着脱自在に構成して複数の仕様のモジュラー構成に対応可能とすること（例えば、特許文献１参照）や、ベッド等の機械本体（基台）を変えることなく、基台に設ける主軸台等を用途に応じて取り換えることにより、同一の基台を用いて異機種の工作機械を構築すること（例えば、特許文献２，３参照）等が考えられている。
特開２００２−１２６９５７号公報 特開２００４−２９９０４０号公報 特開２００５−２１９１６７号公報
しかしながら、上述したような工作機械においてボールねじによってベッド上を移動するように構成されたテーブルにあっては、従来、工作物を固定するテーブル本体部とボールねじが取り付けられるボールねじ取付部とが一体に成形された構成であったために、例えば、テーブルの種類を交換したい場合やボールねじに不具合が生じた場合等には、その目的に関わらずテーブルからボールねじを取り外すための煩雑な作業を行う必要があったことから、作業に長時間を要し、作業効率の低下を招く虞があった。
このようなことから本発明は、目的に応じた取り換え作業を可能にすると共に、作業に掛かる時間を短縮し、作業効率を向上させることが可能な工作機械のテーブル装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する第１の発明に係る工作機械のテーブル装置は、工作機械の機械本体を構成するベッド上に配設され、ボールねじによって前記ベッド上を前後方向に移動する工作機械のテーブル装置であって、工作物が固定されるテーブル本体部と、前記ボールねじに取り付けられると共に、前記テーブル本体部の側方に着脱自在に連結され、前記ボールねじの回転に伴って前記ボールねじの軸線方向へ移動可能に構成された支持部とからなり、且つ、少なくとも一つの前記ボールねじが前記支持部に取り付けられた状態で、前記テーブル本体部と前記支持部の連結を解除可能に構成したことを特徴とする。
上記の課題を解決する第２の発明に係る工作機械のテーブル装置は、第１の発明に係る工作機械のテーブル装置において、二つの前記支持部を前記テーブル本体部を挟んで対向する位置に配置すると共に、前記テーブル本体部を前記支持部の位置を固定した状態で前記支持部に対して着脱可能に構成したことを特徴とする。
上記の課題を解決する第３の発明に係る工作機械のテーブル装置は、第１の発明に係る工作機械のテーブル装置において、前記テーブル本体部が、一つの前記ボールねじに取り付けられると共に前記ベッド上であって前記ボールねじの軸線方向に沿って延設された二本のガイドレールに摺動自在に支持されたことを特徴とする。
上述した第１の発明に係る工作機械のテーブル装置によれば、工作機械のテーブル装置を工作物が固定されるテーブル本体部と、ボールねじに取り付けられると共に、テーブル本体部の側方に着脱自在に連結され、ボールねじの回転に伴ってテーブル本体部をボールねじの軸線方向へ移動させる支持部とから構成され、且つ、テーブル本体部または支持部を固定した状態で相互の連結を解除可能に構成したため、例えばテーブルの種類を変更したい場合やボールねじに不具合が発生した場合等の状況に応じて、必要な部分のみを分離し、交換することが可能となるため、テーブルからボールねじを取り外す作業が不要、または最小限でよくなるため、作業時間を短縮し、作業効率を向上させることが可能となる。
また、第２の発明に係る工作機械のテーブル装置によれば、二つの支持部をテーブル本体部を挟んで対向する位置に配置すると共に、テーブル本体部を支持部の位置を固定した状態で支持部に対して着脱可能な構成としたため、第１の発明に係る工作機械のテーブル装置による効果に加え、テーブルの種類を変更したい場合には支持部をボールねじに取り付けた状態を維持しつつ、テーブル本体部のみを取り換えることができ、ボールねじを取り外す作業が不要となるので取替え作業に係る時間を短縮することができる。
また、第３の発明に係る工作機械のテーブル装置によれば、テーブル本体部が、一つのボールねじに取り付けられると共にベッド上であってボールねじの軸線方向に沿って延設された二本のガイドレールに摺動自在に支持されるようにしたため、テーブル本体部のみでベッド上を移動することが可能となり、目的に応じてボールねじの一軸化、二軸化の選択が可能となり、利便性が向上する。
本発明の詳細を以下に示す実施例において説明する。
図１〜６に基づいて本発明の第１の実施例の詳細を説明する。図１は工作機械の概略図、図２（ａ）は本実施例に係る回転軸を有する回転テーブルを備えたテーブル装置の上面図、図２（ｂ），（ｄ）は図２（ａ）の側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の正面図である。図３及び図４は図２に示すテーブル装置の外観を示す斜視図、図５は図２に示すテーブル装置の連結部を部分的に拡大して示す説明図、図６は本実施例の回転軸を有しない固定テーブルを備えたテーブル装置の例を示す正面図である。
図１に示すように、本実施例においてテーブル装置１０は、主軸に取り付けられた工作物あるいは工具に回転を与える主軸台２０等と共に、工作機械の機械本体を構成するベッド３０上に配設されている。以下、図１における左側を前方、右側を後方として説明する。
ベッド３０上にはガイドレール４１，４２及びボールねじ５１，５２がベッド３０の前後方向であって主軸の軸線方向に沿って延設されている。そして、ガイドレール４１，４２上には、それぞれガイドレール４１，４２に沿って摺動可能に構成されたガイドブロック４３，４４が支持されている。また、ボールねじ５１，５２は、ガイドレール４１，４２を挟むようにそれぞれガイドレール４１，４２の外側に並行して配設され、軸端にはそれぞれモータ６１，６２が接続されている。
テーブル装置１０は、ガイドブロック４３，４４に固定されると共にボールねじ５１，５２に取り付けられ、モータ６１，６２の駆動に伴うボールねじ５１，５２の軸部の回転によってベッド３０上を前後方向に移動するように構成されている。なお、主軸台２０は、ベッド３０上の後部に載置されたコラム７０にサドル８０を介して設けられている。
次に、図２乃至図６に基づいて本実施例のテーブル装置１０の構造を詳細に説明する。図２乃至図５に示すように、本実施例においてテーブル装置１０は、被加工物である工作物が固定されると共にモータ６３の駆動によって工作物に鉛直方向軸周りの回転を与える回転テーブル１１ｃを備えるテーブル本体部１１と、ボールねじ５１，５２に取付可能に構成され、テーブル本体部１１を挟んで対向するように配置されて、それぞれテーブル本体部１１の左右側方に着脱自在に連結される支持部１２，１３とから構成されている。支持部１２側にはモータ６３が連結されている。
テーブル本体部１１には、対向する一対の左右側面にそれぞれ支持部１２，１３に連結される支持体連結部１１ａ，１１ｂが設けられると共に、モータ６３の駆動によって工作物に鉛直方向軸周りの回転を与える回転テーブル１１ｃが設けられている。連結部１１ａ，１１ｂは、それぞれ支持部１２，１３に対向する面の上部側が、下部側に対して支持部１２，１３の方へ突出した形状、換言すると、支持部１２，１３に対向する面の下部がそれぞれ下端から所定の高さだけ内側に入り込んだ形状に形成されている。
また、支持部１２には、ベッド３０上の左方に位置するボールねじ５１を取り付け可能に構成されたボールねじ取付部１２ａ、支持体連結部１１ａに連結可能に構成された本体連結部１２ｂ、及び、ガイドブロック４３に固定可能に構成されたガイドブロック取付部１２ｃが設けられ、更にモータ６３の回転軸を挿入可能に構成された貫通孔１２ｄが形成されている。
ボールねじ取付部１２ａは支持部１２の下面に設けられ、ベッド３０の左方に配設されたボールねじ５１が取り付けられている。また、本体連結部１２ｂは、支持部１２のテーブル本体部１１に対向する面に設けられ、支持体連結部１１ａに嵌合する形状、即ち、テーブル本体部１１に対向する面の下部が下端に沿って所定の高さだけテーブル本体部１１側へ突出した形状となっている。
ガイドブロック取付部１２ｃには、ボールねじ５１に並行して配設されたガイドレール４１に支持されるガイドブロック４３が固定され、これにより、ボールねじ５１によって移動する支持部１２はベッド３０上で円滑に摺動することができる。
さらに、貫通孔１２ｄはテーブル本体部１１に対向する面に開口部を有し、モータ６３の回転軸６３ａを挿通可能に構成されている。なお、モータ６３は貫通孔１２ｄを介してテーブル本体部１１が具備する伝達機構（図示省略）に接続され、モータ６３の駆動によって回転テーブル１１ｃを回転させるように構成されている。
また、支持部１３には、ベッド３０上の右方に位置するボールねじ５２が取り付けられるボールねじ取付部１３ａ、テーブル本体部１１に設けられた支持体連結部１１ｂに連結される本体連結部１３ｂ、更に、ガイドブロック４４が固定されるガイドブロック取付部１３ｃが設けられている。
ボールねじ取付部１３ａは支持部１３の下面に設けられ、ベッド３０右方に配設されたボールねじ５２が取り付けられている。また、本体連結部１３ｂは支持部１３のテーブル本体部１１に対向する面に設けられ、支持体連結部１１ｂに嵌合する形状、即ち、テーブル本体部１１に対向する面の下部が下端に沿って所定の高さだけテーブル本体部１１側へ突出した形状に形成されている。
更に、ガイドブロック取付部１３ｃには、ボールねじ５２に並行して延びるガイドレール４２に支持されたガイドブロック４４が固定され、ボールねじ５２の回転によって移動する支持部１３がベッド３０上を円滑に摺動するように構成されている。
本実施例のテーブル装置１０は、テーブル本体部１１と支持部１２，１３とを一体化した状態、具体的には、支持体連結部１１ａと本体連結部１２ｂ、及び、支持体連結部１１ｂと本体連結部１３ｂをそれぞれボルトによって締結し、相互に連結させた状態で用いられる。
これにより、モータ６１，６２の駆動によってボールねじ５１，５２の軸部を回転させることで移動する支持部１２，１３と共に、支持部１２，１３に連結されたテーブル本体部１１が工作物をベッド３０の前後方向へ移動させるのである。
なお、図５に示すように、モータ６３は貫通孔１２ｄ、及びテーブル本体部１１に設けられた回転軸連結部１１ｄを介してテーブル本体部１１に設けられた伝達機構と接続されるものとし、モータ６３を接続する作業を、テーブル本体部１１に窓部（図示省略）を設けると共に、貫通孔１２ｄから挿入したモータ６３の回転軸６３ａと、テーブル本体部１１に設けられた伝達機構とを上記窓部を介して接続する等、テーブル本体部１１を支持部１２に固定した後にモータ６３と伝達機構とを連結できるように構成している。
図６に、図２乃至図５に示したテーブル本体部１１に代えて、鉛直方向の回転軸を有しない固定テーブル１１１ｃを備えたテーブル本体部１１１を用いる例を示す。図６において、支持部１２，１３は図２乃至図５に示したものと同一である。
テーブル本体部１１１の対向する一対の側面には支持部１２，１３にそれぞれ連結される支持体連結部１１１ａ，１１１ｂが設けられている。支持体連結部１１１ａ，１１１ｂは、それぞれ支持部１２，１３に対向する面の上部側が、下部側に対して支持部１２，１３側へ突出した形状、換言すると、支持部１２，１３に対向する面の下部をそれぞれ下端から所定の高さだけ内側に移動させた形状を有している。
即ち、図６に示すテーブル本体部１１１は、図２乃至図５に示したテーブル本体部１１に比較して、回転テーブル１１ｃに代えて固定テーブル１１１ｃを備え、伝達機構を有しない点が異なり、その他の構成は概ね同様である。
本実施例において、例えば支持部１２，１３に連結されている回転テーブル１１ｃを備えたテーブル本体部１１を、固定テーブル１１１ｃを備えたテーブル本体部１１１に取り換える際は、モータ６３及びボルトを取り外した後、テーブル本体部１１を上方または前方へ移動させてテーブル本体部１１と支持部１２，１３とを分離させ、支持体連結部１１１ａ，１１１ｂと、本体連結部１２ｂ，１３ｂとを嵌合させて、ボルトによってテーブル本体部１１１と、支持部１２，１３とをそれぞれ締結することで支持部１２，１３にテーブル本体部１１１を連結する。
このように、本実施例に係る工作機械においては、例えば支持部１２，１３をボールねじ及びガイドブロック４３，４４に取り付けた状態を維持しつつ、回転テーブル１１ｃを備えるテーブル本体部１１と固定テーブル１１１ｃを備えるテーブル本体部１１１とを取り換えることが可能である等、テーブル装置１０の種類を変更する場合には、テーブル装置１０全体ではなく、テーブル本体部のみを交換することが可能であり、従来、テーブルの種類を変更する際に生じていた煩雑な作業が不要となるため、作業時間の短縮化、作業性の向上が可能となる。
また、例えば、ボールねじ５１，５２や回転テーブル１１ｃ等に不具合が発生した場合等においても、テーブル装置１０全体を取り換える必要がなく、目的に応じてテーブル本体部１１または支持部１２，１３のいずれかのみを取り換えることができるため、取り換え作業に係る時間を短縮化し、作業効率を向上させることが可能となる。
なお、図２はテーブル装置１０の構造を説明するために支持部１２，１３間の間隔をテーブル本体部１１の幅より広い状態で図示したが、実際にテーブル本体部１１の着脱を行う場合は、支持部１２，１３をそれぞれボールねじ５１，５２及びガイドブロック４３，４４に取り付け、支持部１２，１３間の距離がテーブル本体部１１の幅とほぼ等しい状態でテーブル本体部１１を上方もしくは前方から移動、又は上方もしくは前方へ移動させることにより行う。
また、テーブル本体部１１と支持部１３の相互に対向する面の間に所望の間隙を設けるようにすれば、テーブル本体部１１の着脱をより円滑に行うことができ、好適である。
図７に基づいて、本発明の第２の実施例の詳細を説明する。図７は本実施例に係るテーブルを示す正面図である。本実施例は、図１に示す工作機械において、テーブル本体部１１の両側に二つの支持部１２，１３が着脱自在に連結される構成としたテーブル装置１０に代えて、テーブル本体２１１の片側に一つの支持部２１２が着脱自在に連結される構成としたテーブル装置２１０を適用したものである。なお、図１に示し上述した部材については重複する説明を省略する。
図７に示すように、テーブル装置２１０は、工作機械によって加工が施される被加工物をモータ（図示省略）によって鉛直方向の軸周りに回転させる回転テーブル２１１ｃを備えると共にボールねじ５１に取り付けられるテーブル本体部２１１と、テーブル本体部２１１に着脱自在に連結される支持部２１２とから構成される。
テーブル本体部２１１には、支持部２１２に連結される部分である支持体連結部２１１ａと、ボールねじ５１が取り付けられるボールねじ取付部２１１ｂと、ガイドブロック４３，４４が固定されるガイドブロック取付部２１１ｄ，２１１ｅとが設けられている。ガイドブロック取付部２１１ｄ，２１１ｅには、それぞれガイドブロック４３，４４が固定され、ボールねじ５１の回転に伴って移動するテーブル本体部２１１がベッド３０上で摺動可能な構成となっている。
また、支持部２１２には、ボールねじ５２が取り付けられるボールねじ取付部２１２ａと、テーブル本体部２１１に連結される部分である本体連結部２１１ｂが設けられている。ボールねじ取付部２１２ａは支持部２１２の下面に設けられてベッド３０に配設されたボールねじ５２が取り付けられ、ボールねじ５２の回転に伴って支持部２１２をベッド３０前後方向へ移動させるように構成されている。
本実施例においては、支持部２１２はテーブル本体部２１１に連結された状態でのみ、ベッド３０上を移動する構成となっている。換言すると、テーブル本体部２１１は、支持部２１２に連結されない状態であっても、ベッド３０上を前後方向へ移動することが可能になっている。
上述した本実施例に係る工作機械のテーブル装置によれば、ボールねじ５１または５２に不具合が生じた場合や、回転テーブル２１１ｃを備えるテーブル本体部２１１と、固定テーブルを備えるテーブル本体部（図示省略）とを交換する場合等には、テーブル本体部２１１または支持部２１２のいずれかのみを取り換えることが可能であり、二つのボールねじ５１，５２を同時に取り外す必要がないために取り換え作業に係る時間を短縮し、作業効率を向上させることができる。
更に、必要に応じてテーブル本体部２１１と支持部２１２との連結を解除し、一つのボールねじ５１によってテーブル本体部２１１のみを移動させる、いわゆる一軸化とすること、または、支持部２１２とテーブル本体部２１１とを連結して二つのボールねじ５１，５２を用いてテーブル装置２１０を移動させる、いわゆる二軸化とすることが可能であり、一軸化、二軸化の選択が可能となるために利便性を向上させることが可能となる。
なお、回転テーブル２１１ｃの駆動源として設けられるモータは、テーブル本体部２１１側に接続するものとする。これにより、テーブル本体部２１１は上述した一軸化に対応することが可能となる。また、図７では詳細を省略したが、テーブル本体部２１１と支持部２１２とはボルトによって締結する等により連結するものとし、支持体連結部２１１ａ及び本体連結部２１２ｂはテーブル本体部２１１または支持部２１２のいずれか一方がボールねじ５１または５２に取り付けられた状態であっても、連結状態を解除できるように構成すればよい。
本発明は、工作機械のテーブル装置に利用可能である。
工作機械の内部構造を示す概略図である。 本発明の実施例１に係るテーブルの外観を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係るテーブルの外観を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係るテーブルの概略図である。 本発明の実施例１に係るテーブルの一部を拡大して示す拡大図である。 本発明の実施例１に係るテーブルの他の例を示す正面図である。 本発明の実施例２に係るテーブルを示す正面図である。
符号の説明
１０ テーブル
１１，１１１，２１１ テーブル本体部
１２，１３，２１２ 支持部
１２ａ，１３ａ，２１１ｂ，２１２ａ ボールねじ取付部
２０ 主軸台
３０ ベッド
４１，４２ ガイドレール
５１，５２ ボールねじ

Claims (3)

  1. 工作機械の機械本体を構成するベッド上に配設され、ボールねじによって前記ベッド上を前後方向に移動する工作機械のテーブル装置であって、工作物が固定されるテーブル本体部と、前記ボールねじに取り付けられると共に、前記テーブル本体部の側方に着脱自在に連結され、前記ボールねじの回転に伴って前記ボールねじの軸線方向へ移動可能に構成された支持部とからなり、且つ、少なくとも一つの前記ボールねじが前記支持部に取り付けられた状態で、前記テーブル本体部と前記支持部との連結を解除可能に構成したことを特徴とする工作機械のテーブル装置。
  2. 二つの前記支持部を前記テーブル本体部を挟んで対向する位置に配置すると共に、前記テーブル本体部を前記支持部の位置を固定した状態で前記支持部に対して着脱可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の工作機械のテーブル装置。
  3. 前記テーブル本体部が、一つの前記ボールねじに取り付けられると共に前記ベッド上であって前記ボールねじの軸線方向に沿って延設された二本のガイドレールに摺動自在に支持されたことを特徴とする請求項１記載の工作機械のテーブル装置。
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