JPH09253961A - ２主軸付き横型工作機械及びこれを用いた横型マシニングセンター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、加工物の複数の異なった加工部位
に対して機械加工できる２主軸付き横型工作機械及びこ
れを用いた横型マシニングセンターに関し、加工物の異
なった加工部位に対して１つのヘッドで加工することを
目的とする。 【解決手段】 コラムと、コラムに装着されてＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸の３軸方向に移動自在な横主軸本体と、横主軸
本体に装着され、横主軸及び該横主軸に直交して該横主
軸を軸として旋回自在な立主軸を有する旋回主軸頭と、
横主軸本体から旋回主軸頭にかけて装着され、旋回主軸
頭の立主軸を所定の角度に位置決めする割出機構とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工物の複数の異
なった加工部位に対して機械加工できる２主軸付き横型
工作機械及びこれを用いた横型マシニングセンターに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加工物の複数の異なった加工部
位は、複数の工程に設置された工作機械群により機械加
工されるが、能率向上のため、同一の工程で機械加工す
ることが要求されている。例えばエレベータレールのよ
うな長尺物の両端部の端面，上面側，下面側の各加工部
位に対してホゾ加工，ホゾ溝加工，フライス加工，ドリ
ル加工，ザグリ加工等の機械加工を同一の工程で行なう
ことが要求されている。

【０００３】かかる要求に沿って、例えば長尺物端末複
合加工機が案出され、この長尺物端末複合加工機は実開
平５−１６１２０号公報に示すように知られている。こ
の長尺物端末複合加工機は、帯状底板材にその軸方向に
沿って帯状リブ材を設けてなる長尺物を材料として、そ
の端面に端面加工部をフライス加工で形成し、その帯状
底板材に端面の近傍の孔部をドリル加工で形成し、その
帯状底板材の、帯状リブ材と反対側の下面に端面の近傍
の平坦加工部をフライス加工で形成するものであって、
左右勝手違いの背面がそれぞれ向き合うように設置した
専用機２台からなる。

【０００４】この専用機は、長尺物を、その帯状リブ材
を横にした横向姿勢で上下左右長手方向の３方向で位置
決め固定及びその解除が可能なクランプ装置を配置し、
フライス工具を横向姿勢の長尺物の帯状底板材の下面に
回転しながら平行に移動させることにより、帯状底板材
の下面の平坦加工部を形成する正面削りフライスユニッ
ト（横軸ヘッド）を長尺物の下面が臨む側に配置し、ド
リルを横向姿勢の長尺物の帯状底板材に回転しながら軸
方向に移動させることにより、長尺物の帯状底板材の孔
部を形成するドリルユニットを長尺物の帯状リブ材が臨
む側に配置し、フライス工具を横向姿勢の長尺物の端面
に回転しながら平行に移動させることにより、長尺物の
端面に端面加工部を形成する端面削りフライスユニット
（立軸ヘッド）を長尺物の端面側に長尺物の搬送経路か
ら外れた位置に配置したものである。

【０００５】かかる構造の長尺物端末複合加工機におい
ては、加工物である長尺物が搬送装置により一方の専用
機の正面側から搬入され、長尺物の先端部がこの専用機
のテーブル付近に設けられた治具で停止され、治具の締
付装置により長尺物の先端部付近がクランプされ、長尺
物が固定される。続いて、この専用機のテーブル上に設
けられた立軸ヘッド，横軸ヘッド，ドリルヘッドの３つ
のヘッドにより、ホゾ溝加工，フライス加工，ドリル加
工，ザグリ加工等の加工が行なわれ、長尺物の先端部の
加工が終わると、長尺物をアンクランプして搬送装置に
よりさらに長尺物が一方の専用機の背面側に送り込ま
れ、長尺物の先端部が一方の専用機の背面側から正面側
へ通り抜け、長尺物の末端部が他方の専用機のテーブル
で停止し、他方の専用機に設けられた治具により長尺物
がクランプされ、長尺物の末端部について先端部と同様
の機械加工が施されることにより、長尺物の両端部の加
工が行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の長尺
物端末複合加工機によれば、長尺物の両端部で端面，上
面側，下面側の３つの加工部位に対してホゾ加工，ホゾ
溝加工，フライス加工，ドリル加工，ザグリ加工等の加
工を行なうために、立軸ヘッド，横軸ヘッド，ドリルヘ
ッドの３つのヘッドを必要としている。要するに、長尺
物の加工部位，加工形状が異なるため、３つのヘッドを
必要とし、装置が大規模になるという問題があった。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、加工物の異なった加工部
位に対して１つのヘッドで加工できる２主軸付き横型工
作機械及びこれを用いた横型マシニングセンターを提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
わる２主軸付き横型工作機械は、コラムと、コラムに装
着されてＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向に移動自在な横主
軸本体と、横主軸本体に装着され、横主軸及び該横主軸
に直交して該横主軸を軸として旋回自在な立主軸を有す
る旋回主軸頭と、横主軸本体から旋回主軸頭にかけて装
着され、旋回主軸頭の立主軸を所定の角度に位置決めす
る割出機構とを備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明に係わる２主軸付き横
型工作機械は、請求項１記載の２主軸付き横型工作機械
割出機構において、回転手段と、横主軸本体と横主軸用
の駆動軸の間に配置され、一端が回転手段側に固定され
るとともに他端が旋回主軸頭に固定された円筒体と、横
主軸本体と旋回主軸頭の間に装着された割出カップリン
グと、円筒体を横主軸の軸線方向に沿って往復させるア
クチュエータとを有していることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の横型マシニングセンター
は、請求項１または請求項２記載の２主軸付き横型工作
機械の旋回主軸頭の横主軸に対向して治具が配置され、
治具は、加工物の上面側，下面側，旋回主軸頭に対向す
る端面側に空間が形成された状態で、加工物の位置決め
固定及びその解除が可能に構成された位置決め装置を有
していることを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の横型マシニングセンター
は、請求項３記載の横型マシニングセンターにおいて、
治具は、位置決め装置を上側に配置するとともに旋回主
軸頭に対向する端面側の空間に連通して旋回主軸頭が挿
入可能な空洞部を有していることを特徴とする。請求項
５記載の横型マシニングセンターは、請求項３または請
求項４記載の横型マシニングセンターにおいて、治具
は、断面門型のフレームと、フレーム内に橋渡しされた
状態で支持されて、横主軸の軸線方向に移動自在に構成
されたスライド部材と、スライド部材に設けられ、加工
物の下面側の端面付近を支持する押上げクランパとを有
していることを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の横型マシニングセンター
は、請求項３ないし請求項５記載の横型マシニングセン
ターにおいて、加工物を搬送する搬送ラインが旋回主軸
頭の横主軸の軸線に平行に配置され、搬送ラインは、治
具における加工物の位置決め位置を通り、横主軸の軸線
の直角方向に往復移動可能に構成された搬送具を有して
いることを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の横型マシニングセンター
は、請求項３ないし請求項６記載の横型マシニングセン
ターにおいて、請求項１または請求項２記載の２主軸付
き横型工作機械の旋回主軸頭に対向して工具収納庫が配
置され、工具収納庫は、横主軸に対向して旋回主軸頭の
移動範囲内に位置され、ツールホルダのシャンク側を該
横主軸に向けて着脱自在に把持する横主軸用グリップを
備えていることを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の横型マシニングセンター
は、請求項３ないし請求項７記載の横型マシニングセン
ターにおいて、請求項１または請求項２記載の２主軸付
き横型工作機械の旋回主軸頭に対向して工具収納庫が配
置され、工具収納庫は、立主軸に対向して旋回主軸頭の
移動範囲内に位置され、ツールホルダのシャンク側を該
立主軸に向けて着脱自在に把持する立主軸用グリップを
備えていることを特徴とする。

【００１５】請求項９記載の横型マシニングセンター
は、請求項３ないし請求項８記載の横型マシニングセン
ターにおいて、治具のフレームに、長尺物の搬送通路が
横主軸の軸線方向に沿って形成されていることを特徴と
する。

【００１６】（作用）請求項１記載の発明においては、
横主軸本体はＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３方向に移動され、こ
れにより旋回主軸頭が加工物に対応する位置に移動され
る。

【００１７】加工物の端面側が旋回主軸頭の横主軸で加
工される。割出機構により旋回主軸頭の立主軸が位置決
めされ、加工物の上面側，下面側が旋回主軸頭の立主軸
で加工される。請求項２記載の発明においては、旋回主
軸頭が横主軸本体に位置決め固定された状態を初期状態
とする。初期状態から、立主軸を旋回させるには、アク
チュエータにより旋回主軸頭が円筒体を介して前進され
ると、割出カップリングがフリー状態になり、旋回主軸
頭が旋回可能になる。この状態で、回転手段の駆動によ
り、旋回主軸頭は円筒体を介して横主軸を軸として旋回
され、立主軸は適当な角度にセットされる。

【００１８】続いて、アクチュエータにより旋回主軸頭
が円筒体を介して後進され、割出カップリングが噛み合
ってロック状態になる。旋回主軸頭は割出カップリング
を介して横主軸本体に位置決め固定される。請求項３記
載の発明においては、治具に加工物がセットされた状態
で、旋回主軸頭の横主軸，立主軸が移動するための空間
が確保される。

【００１９】請求項４記載の発明においては、旋回主軸
頭が治具の該旋回主軸頭に対向する端面側の空間から、
治具の空洞部に入り込む。請求項５記載の発明において
は、加工物の旋回主軸頭に対向する端面側の加工部位が
加工される際、押上げクランパにより加工物の下面側の
端面付近が支持される。

【００２０】加工物の下面側が加工される際には、スラ
イド部材が横主軸の軸線に平行に移動され、押上げクラ
ンパは加工物の下面側の端面付近から離れ、旋回主軸頭
が加工物の下面側を加工できる状態になる。請求項６記
載の発明においては、加工物が治具にセットされた状態
では、搬送ラインの搬送具は治具における加工物の位置
決め位置から外れており、旋回主軸頭は搬送ラインの搬
送具に干渉することなく、治具の空洞部に挿入すること
が可能になる。

【００２１】一方、治具から加工物のセットが解除され
た状態では、旋回主軸頭は搬送ラインから外され、搬送
ラインの搬送具は治具における加工物の位置決め位置を
通っており、搬送ラインにより加工物が搬送される。請
求項７記載の発明においては、旋回主軸頭の移動を利用
して横主軸用のツールホルダが横主軸用グリップに着脱
される。

【００２２】請求項８記載の発明においては、旋回主軸
頭の動きを利用して立主軸用のツールホルダが立主軸用
グリップに着脱される。請求項９記載の発明において
は、加工物が長尺物である場合には、長尺物は、治具の
フレームの搬送通路を通ってその長手方向に沿って搬送
される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。

【００２４】図１ないし図１８は請求項１ないし請求項
２に係わる２主軸付き横型工作機械及びこれを用いた請
求項３ないし請求項９に係わる横型マシニングセンター
を示す。本発明の実施の形態に係わる横型マシニングセ
ンターの対象となる加工物として長尺物であるエレベー
タレールを例に挙げて説明する。このエレベータレール
ＲＣは図２１ないし図２３に示され、図１９，図２０の
レール素材Ｒを材料として、その前側端末部分Ｒｆ及び
後側端末部分Ｒｒにおいてそれぞれ３つの加工部位が加
工対象となっている。

【００２５】レール素材Ｒは、帯状底板材Ｒ１にその長
手方向に沿って帯状リブ材Ｒ２を垂直に形成した断面Ｔ
字形状に構成されている。レール素材Ｒに対して加工さ
れたエレベータレールＲＣの前側端末部分Ｒｆ及び後側
端末部分Ｒｒにおける加工部位及び加工形状は次の通り
である。エレベータレールＲＣの前側端末部分Ｒｆにお
いては、その端面Ｈに平坦部Ｈ１が形成されるとともに
帯状リブ材Ｒ２にほぞ溝Ｋ１が形成されている。エレベ
ータレールＲＣの帯状底板材Ｒ１に、貫通孔Ｋ３及びこ
の貫通孔Ｋ３と同心のざぐり部Ｋ４が４箇所に亘ってド
リル加工されている。帯状底板材Ｒ１の下面に平坦加工
部Ｋ５が形成されている。

【００２６】また、長尺物ＲＣの後側端末部分Ｒｒにお
いては、前側端末部分Ｒｆと比べて、貫通孔Ｋ３及びこ
の貫通孔Ｋ３と同心のざぐり部Ｋ４，平坦加工部Ｋ５に
ついては、端面Ｈから対称位置に形成されているが、レ
ール素材Ｒの後側端末部分Ｒｒにおける端面Ｈに、平坦
部Ｈ１が形成されるとともに帯状リブ材Ｒ２に他のエレ
ベータレールのほぞ溝Ｋ１と嵌合するほぞ溝係合突部Ｋ
２が形成されている。

【００２７】図２は本発明の実施の形態に係わる横型マ
シニングセンター１，２を示し、両横型マシニングセン
ター１，２は左右勝手違いに背面がそれぞれ向き合うよ
うに設置されている。各横型マシニングセンター１，２
は同じ構成であり、横型マシニングセンター１を説明
し、横型マシニングセンター２についての説明は必要な
部分を除いて省略する。

【００２８】図２において、３は２主軸付き横型工作機
械、４は治具、５は搬送ライン、６は工具収納庫を示
す。図１，図３ないし図５により２主軸付き横型工作機
械３について説明する。図において、２主軸付き横型工
作機械３はベース７の上面７ＡにＸ軸方向に沿って往復
自在なコラム８を有している。

【００２９】コラム８にはクロスベース９がＹ軸方向
（上下方向）に沿って往復自在に装着されている。この
クロスベース９に横主軸本体１０がＺ軸方向に沿って相
対移動可能に装着されている。横主軸本体１０にはモー
タ１１が固定され、モータ１１に連結されたねじ軸１２
がクロスベース９の図示しない雌螺子部に螺合してい
る。モータ１１の駆動により、クロスベース９に対して
横主軸本体１０がＺ軸方向に沿って往復自在に移動され
る。

【００３０】横主軸本体１０に旋回主軸頭１３が装着さ
れ、旋回主軸頭１３は横主軸１４及び該横主軸１４に直
交して該横主軸１４を軸として旋回自在な立主軸１５を
有している。立主軸１５は３６０度旋回可能である。横
主軸本体１０から旋回主軸頭１３にかけて割出機構１６
（図６に図示）が取り付けられている。割出機構１６は
旋回主軸頭１３の立主軸１５を所定の角度（上向き状
態，下向き状態，水平状態）に位置決めするものであ
る。

【００３１】図６ないし図８により、上記の旋回主軸頭
１３，割出機構１６について説明する。図６において、
横主軸本体１０内の一側に駆動モータ１７が内蔵され、
駆動モータ１７に駆動軸１７Ａが連結され、この駆動軸
１７Ａに前記横主軸１４が連結されている。

【００３２】横主軸１４の先端に第１ツールホルダ１８
を介して第１工具１９が装着されている。図７におい
て、横主軸１４の途中に第１歯車２０が軸方向に沿って
摺動自在に装着されている。旋回主軸頭１３に横主軸１
４の軸線に平行に第１駆動伝達軸２１が配置され、第１
駆動伝達軸２１の途中に第２歯車２２が装着され、この
第２歯車２２は前記第１歯車２０に噛み合っている。第
１駆動伝達軸２１の先端には第１スパイラルベベル歯車
２３が装着されている。

【００３３】旋回主軸頭１３のケース１３Ａ内に、横主
軸１４に直交する第２駆動伝達軸２４が配置され、第２
駆動伝達軸２４に第２スパイラルベベル歯車２５が装着
され、第２スパイラルベベル歯車２５は前記第１スパイ
ラルベベル歯車２３に噛み合っている。図８において、
第２駆動伝達軸２４の先端に第２ツールホルダ２６を介
して第２工具２７が装着されている。

【００３４】旋回主軸頭１３に横主軸１４に平行にガイ
ド軸２８が設けられ、このガイド軸２８上に切換シフタ
２９が往復自在に設けられ、切換シフタ２９に第１歯車
２０に一体のリング２０Ａが係合している。切換シフタ
２９は油圧シリンダ３０のシャフト３０Ａでシフトされ
るようになっている。そして、図６に示すように、横主
軸本体１０内には、円筒体３１が駆動軸１７Ａの外周に
回転自在に装着され、円筒体３１の先端３１Ａは旋回主
軸頭１３のケース１３Ａの端面１３Ｂに固定されてい
る。横主軸本体１０の前側にカラー１０Ｄが内嵌され、
カラー１０Ｄの内周面１０Ａに円筒体３１が横主軸本体
１０の軸受３２，３２を介して保持されている。横主軸
本体１０の先端１０Ｂと旋回主軸頭１３のケース１３Ａ
との間には割出カップリング３３が装着されている。

【００３５】横主軸本体１０の外周には、割出用モータ
３４が固定され、割出用モータ３４の出力軸３４Ａに第
１割出歯車３５，第２割出歯車３６，第３割出歯車３７
がそれらの順序で連結されている。割出用モータ３４，
出力軸３４Ａ，第１割出歯車３５，第２割出歯車３６，
第３割出歯車３７により回転手段３７Ａが構成されてい
る。回転手段３７Ａの第３割出歯車３７に前記円筒体３
１の後端３１Ｂが固定されている。

【００３６】円筒体３１の後端３１Ｂの付近の外周には
ピストン部３１Ｃが環設されている。カラー１０Ｄの後
端付近の内周面１０Ａに環状の大径部１０Ｃが形成さ
れ、大径部１０Ｃ内にはピストン部３１Ｃの前後に油圧
室１０Ｅ，１０Ｆが形成されている。この油圧室１０
Ｅ、１０Ｆに図示しない油圧タンクから油が供給され、
ピストン部３１Ｃを介して横主軸本体１０が前進または
後退されるようになっている。前記ピストン部３１Ｃ，
油圧室１０Ｅ、１０Ｆで油圧シリンダと同様の機能を有
するアクチュエータ３８が形成されている。

【００３７】上記の回転手段３７Ａ，円筒体３１，割出
カップリング３３，アクチュエータ３８により割出機構
１６が構成されている。次に、治具４について図４，図
９ないし図１２により説明する。図２において、治具４
は、２主軸付き横型工作機械３の旋回主軸頭１３の横主
軸１４に対向して配置されている。図９，図１０におい
て、治具４は、フレーム３９と、フレーム３９に着脱さ
れる基準ブロック４０と、フレーム３９にＺ軸方向に沿
って往復自在に設けられたスライド部材４１と、フレー
ム３９に固定されてスライド部材４１を移動させる油圧
シリンダからなるアクチュエータ４２と、スライド部材
４１に設けられた押上げクランパ４３と、レール素材Ｒ
をクランプするクランプ装置４４とを有している。

【００３８】フレーム３９は断面門型に構成され、その
一側に壁部４５を有し、壁部４５に対向して位置決め装
置Ｔの下側に空洞部４６が形成されている。空洞部４６
は旋回主軸頭１３が挿入自在な程度の大きさとなってい
る。押上げクランパ４３はレール素材Ｒを押し上げて該
レール素材Ｒの上下方向における位置決めをするもので
ある。

【００３９】フレーム３９の両内壁３９Ａ，３９Ａにそ
れぞれ摺動部３９Ｂ，３９Ｂが形成され、この摺動部３
９Ｂ，３９Ｂに柱状のスライド部材４１が橋渡しされて
いる。図１１に示すように、スライド部材４１にはアク
チュエータ４２のロッド４２Ａが連結され、ロッド４２
Ａは壁部４５を挿通している。ロッド４２Ａの両側に配
置されたガイドロッド４２Ｂ，４２Ｂも壁部４５を挿通
し、ガイドロッド４２Ｂ，４２Ｂは前記スライド部材４
１の移動を円滑にしている。

【００４０】フレーム３９の上部にはＺ軸方向に沿って
搬送通路４７が形成されている。フレーム３９の搬送通
路４７に面する一方の壁部３９Ｃに、垂直壁面４７Ａと
この垂直壁面４７Ａから突出して形成された水平面４７
Ｂとが形成されている。基準ブロック４０は柱体に構成
されて搬送通路４７に配置され、垂直壁面４７Ａに当接
する垂直基準面４０Ａと、水平面４７Ｂに当接する水平
基準面４０Ｂと、レール素材Ｒの帯状リブ材Ｒ２を垂直
方向で位置決めする加工物垂直基準面４０Ｃと、レール
素材Ｒの帯状リブ材Ｒ２を水平方向で位置決めする加工
物水平基準面４０Ｄとを有している。基準ブロック４０
はレール素材Ｒの種類に対応するだけ用意され、交換さ
れるようになっている。

【００４１】また、フレーム３９の搬送通路４７の上
に、押上げクランパ４３の押圧力により基準ブロック４
０が上方に逃げるのを防止するため、押え部材３９Ｆが
着脱自在に設けられている。そして、フレーム３９の上
面３９Ｅの上にクランプ装置４４が設けられ、クランプ
装置４４はＺ軸方向に沿って並設された複数の油圧シリ
ンダ４４Ａを有してなり、油圧シリンダ４４Ａのロッド
４４Ｂの先端４４Ｃはレール素材Ｒの帯状リブ材Ｒ２に
当接するようになっている。

【００４２】上記の基準ブロック４０，押え部材３９
Ｆ，押上げクランパ４３，クランプ装置４４により位置
決め装置Ｔが構成されている。また、フレーム３９の前
端面３９Ｄに設けた位置決めシリンダ４８のロッド４８
Ａの先端にストッパ４９が取り付られ、ストッパ４９は
搬送通路４７に対して突出・引っ込み自在となってお
り、突出した状態では、レール素材Ｒの搬送方向（Ｚ軸
方向）の位置決めをする。

【００４３】図１３，図１４において、治具４における
レール素材Ｒの位置決め位置に重って該レール素材Ｒを
搬送する搬送ライン５が配置され、搬送ライン５は旋回
主軸頭１３の横主軸１４に平行になっている。搬送ライ
ン５は、可動搬送具５０と、複数の固定搬送具５１（図
１３には１個のみ図示）とから構成されている。

【００４４】可動搬送具５０は、横主軸１４の直角方向
（Ｘ軸方向）に往復移動可能に構成された可動フレーム
５０Ａと、可動フレーム５０Ａの上端５０Ｂに設けられ
レール素材Ｒを支持するローラ５０Ｃと、可動フレーム
５０Ａを移動させる油圧シリンダからなるアクチュエー
タ５０Ｄとを備えている。

【００４５】固定搬送具５１はレール素材Ｒを支持する
ローラ５１Ａを備えている。次に、工具収納庫６につい
て図４，図１５ないし図１８により説明する。図４に示
すように、工具収納庫６は、２主軸付き横型工作機械３
の図面上の右側に配置されている。図１５ないし図１７
に示すように、工具収納庫６は、多数の棒材５２Ｃで全
体の輪郭形状が立壁状になるように構成された骨組体５
２と、骨組体５２に上下方向に沿って設けられた縦材５
２Ａ，５２Ｂとを有している。

【００４６】骨組体５２の縦材５２Ａに複数の横主軸用
グリップ５３が縦に１列に取り付けられている。横主軸
用グリップ５３は横主軸１４に対向して旋回主軸頭１３
の移動範囲内に配置され、第１ツールホルダ１８のシャ
ンク１８Ａ側を該横主軸１４に向けて着脱自在に把持す
る。

【００４７】骨組体５２の縦材５２Ｂに複数の立主軸用
グリップ５４が縦に１列に取り付けられている。立主軸
用グリップ５４は立主軸１５に対向して旋回主軸頭１３
の移動範囲内に配置され、第２ツールホルダ２６のシャ
ンク２６Ａ側を該立主軸１５に向けて着脱自在に把持す
る。

【００４８】図１５，図１６に示すように、横主軸用グ
リップ５３は、骨組体５２の縦材５２Ａに回動自在に取
り付けられた２つの板片５５，５５を有し、板片５５，
５５の間に略半円状の把持部５６が形成されている。隣
接する２つの板片５５，５５はバネ材５７により相互に
押圧され、開閉自在になっている。第１ツールホルダ１
８が横主軸用グリップ５３の把持部５６に挿入される
と、２つの板片５５，５５が回動して横主軸用グリップ
５３がバネ材５７の付勢力に抗して開き、バネ材５７に
より第１ツールホルダ１８が横主軸用グリップ５３に保
持されるようになっている。

【００４９】立主軸用グリップ５４は横主軸用グリップ
５３と同じ構造であり、その説明を省略する。次に、本
発明の実施の形態の作用について説明する。先ず、両横
型マシニングセンター１，２による全体の動作を説明す
る。図２，図１３に示すように、搬送ライン５によりレ
ール素材Ｒが図２１に示す垂直姿勢で図面の左側から右
側に向かって搬送される。横型マシニングセンター２に
よりレール素材Ｒの前側端末部分Ｒｆにおける３つの加
工部位が切削加工される。

【００５０】さらに、搬送ライン５によりレール素材Ｒ
が垂直姿勢で図面の左側から右側に向かって搬送され、
横型マシニングセンター１によりレール素材Ｒの後側端
末部分Ｒｒにおける３つの加工部位が切削加工され、レ
ールＲＣが造られる。レールＲＣは搬送ライン５により
垂直姿勢で図面の左側から右側に向かって搬出される。
以下、横型マシニングセンター１におけるレール素材Ｒ
の搬入，位置決め，切削加工，工具の交換，レールＲＣ
の搬出までの工程を説明する。

【００５１】最初に、レール素材Ｒの搬送を説明する。
図２において、横型マシニングセンター２によりレール
素材Ｒの切削加工が終了された後、レール素材Ｒは治具
４からのセットが解除された状態になり、図１４の実線
で示される搬送ライン５のローラ５０Ｃは、治具４にお
けるレール素材Ｒの位置決め位置を通っている。

【００５２】図１３，図１４において、搬送ライン５に
より、横型マシニングセンター２にあるレール素材Ｒは
横型マシニングセンター１の位置に搬送される。次に、
レール素材Ｒの位置決めについて説明する。レール素材
Ｒが横型マシニングセンター１の位置に搬送された状態
において、図１２に示すように、位置決めシリンダ４８
が作動されてストッパ４９がレール素材Ｒの端面Ｈに突
出される。そして、レール素材Ｒがストッパ４９に向け
て若干量後進されると、ストッパ４９によりレール素材
Ｒの端面Ｈを介してレール素材ＲのＺ軸方向の位置出し
がされる。

【００５３】図９，図１０において、縮まった状態の押
上げクランパ４３が伸ばされると、押上げクランパ４３
によりレール素材Ｒが上方に押し上げられ、レール素材
Ｒの帯状リブ材Ｒ２の上面が基準ブロック４０の加工物
水平基準面４０Ｄに当接され、レール素材Ｒが上下方向
（Ｙ軸方向）で位置決めされる。その状態で、クランプ
装置４４の複数の油圧シリンダ４４Ａが作動され、油圧
シリンダ４４Ａのロッド４４Ｂの先端４４Ｃがレール素
材Ｒの帯状リブ材Ｒ２の側面に当接し、レール素材Ｒが
その左右方向（Ｘ軸方向）で位置決めされる。レール素
材Ｒの位置決めが終了すると、図１２の位置決めシリン
ダ４８が作動されてストッパ４９がレール素材Ｒの端面
Ｈから引っ込み、レール素材Ｒの端面Ｈの機械加工が可
能になる。

【００５４】そして、レール素材Ｒが治具４に位置決め
された状態では、図１４に示すように、搬送ライン５の
ローラ５０Ｃは、治具４におけるレール素材Ｒの位置決
め位置から２点鎖線で示される位置に外され、旋回主軸
頭１３は搬送ライン５のローラ５０Ｃに干渉することな
く、治具４の空洞部４６に挿入することが可能になる。
次に、機械加工及び工具の交換について図１，図１７，
図１８により説明する。機械加工及び工具の交換は以下
の順序で行なわれる。なお、横主軸１４に対する第１工
具１９の横主軸用グリップ５３への着脱、立主軸１５に
対する第２工具２７の立主軸用グリップ５４への着脱
は、同様のプロセスなので、立主軸１５に対する第２工
具２７の立主軸用グリップ５４への着脱を以下に例を挙
げて説明する。また、図１７には旋回主軸頭１３には第
１工具１９としてのエンドミル５９，第２工具２７とし
てのドリル６０が同時に取り付けられているが、これは
説明のためのものであり、機械加工の際には、危険防止
の点からエンドミル５９，ドリル６０のいずれか１つが
装着されている。

【００５５】Ａ）図１に示すように、旋回主軸頭１３の
横主軸１４に第１工具１９としてのエンドミル５９が装
着されている。エンドミル５９により、レール素材Ｒの
端面Ｈに端面切削及びほぞ加工が施される。図２１ない
し図２３に示すように、レール素材Ｒの端面Ｈに平坦部
Ｈ１，ほぞ溝係合突部Ｋ２が形成される。

【００５６】Ｂ）横主軸１４による前記の機械加工後、
旋回主軸頭１３の横主軸１４に装着された第２工具２７
としてのエンドミル５９は図１７の経路（ア）を介して
横主軸用グリップ５３に格納される。立主軸用グリップ
５４に格納されているドリル６０が旋回主軸頭１３の立
主軸１５に装着され、図には装着された状態が図示され
ている。

【００５７】そして、図１に示すように、旋回主軸頭１
３は（イ）の位置から下降された後、図１の右側方向に
移動されて（ロ）の位置に至る。（ロ）の移動された立
主軸１５の第２工具２７としてのドリル６０により、切
削加工が施される。図２１ないし図２３に示すように、
レール素材Ｒの帯状底板材Ｒ１に貫通孔Ｋ３が形成され
る。

【００５８】ここで、立主軸１５の旋回機構，駆動機構
について説明する。立主軸１５の旋回は以下のように図
６に示す割出機構１６により行なわれる。図６におい
て、割出機構１６の割出カップリング３３はロック状態
にある。立主軸１５を旋回させるには、アクチュエータ
３８により旋回主軸頭１３を前進させ、割出カップリン
グ３３をフリー状態にする。横主軸本体１０から旋回主
軸頭１３が離れて旋回可能になる。この状態で、駆動モ
ータ１７の駆動により、旋回主軸頭１３は円筒体３１を
介して旋回され、立主軸１５は横主軸１４を軸として旋
回され、水平（工具交換の際）または垂直（機械加工の
際）にセットされる。続いて、アクチュエータ３８によ
り旋回主軸頭１３が後進され、割出カップリング３３が
噛み合ったロック状態になる。旋回主軸頭１３は割出カ
ップリング３３を介して横主軸本体１０に位置決め固定
される。

【００５９】図６ないし図８に示すように、立主軸１５
に対する駆動の切り換えは、油圧シリンダ３０のシャフ
ト３０Ａで切換シフタ２９をシフトすることにより行な
われる。立主軸１５が駆動されている時には、駆動モー
タ１７→駆動軸１７Ａ→第１歯車２０→第２歯車２２→
第１スパイラルベベル歯車２３→第２スパイラルベベル
歯車２５→第２駆動伝達軸２４→第２ツールホルダ２６
→第２工具２７の順序で立主軸１５に駆動が伝達され
る。

【００６０】Ｃ）レール素材Ｒの貫通孔Ｋ３の切削加工
の後、旋回主軸頭１３は図１の（ロ）の位置から（ハ）
の位置に移動される。その後、立主軸１５は９０度旋回
されて垂直状態から水平状態になる。図１７に示すよう
に、旋回主軸頭１３の横主軸１４が（ハ）の位置から経
路（ニ）を介して搬送され、立主軸用グリップ５４に向
かう。立主軸１５は経路（ニ）で図面上の右に曲がる
と、旋回主軸頭１３からドリル６０と一体の第２ツール
ホルダ２６が立主軸用グリップ５４に把持される。

【００６１】旋回主軸頭１３が経路（ホ）上に移動され
ると、旋回主軸頭１３から第２ツールホルダ２６ととも
にドリル６０が抜脱される。第２ツールホルダ２６，ド
リル６０は立主軸用グリップ５４に格納される。そし
て、図１８に示すように、旋回主軸頭１３は経路（ヘ）
を介して立主軸用グリップ５４に向けて再び移動され、
旋回主軸頭１３の立主軸用グリップ５４に把持されてい
る第２工具２７としてのフライスカッタ６１と一体の第
２ツールホルダ２６が旋回主軸頭１３の立主軸１５に装
着される。このようにして、立主軸１５のドリル６０は
フライスカッタ６１に交換される。

【００６２】そして、図１に示すように、旋回主軸頭１
３はレール素材Ｒの帯状底板材Ｒ１の下面側Ｄの下に移
動され、フライスカッタ６１によりレール素材Ｒの帯状
底板材Ｒ１の下面側Ｄが所望の長さに亘り上向きに切削
加工され、図２１，図２３に示すように帯状底板材Ｒ１
の下面側Ｄに平坦加工部Ｋ５が形成される。そして、同
様にして、立主軸１５のフライスカッタ６１が図１８の
他の立主軸用グリップ５４に保持されているエンドミル
６２に交換され、図１に示すように、旋回主軸頭１３は
レール素材Ｒの上面側Ｕの上に移動され、エンドミル６
２によりレール素材Ｒの帯状底板材Ｒ１にザグリが与え
られ、図２１，図２３に示すようにレール素材Ｒの帯状
底板材Ｒ１の上面側Ｕにざぐり部Ｋ４が形成される。

【００６３】このようにして、横型マシニングセンター
１により、レール素材Ｒの後側端末部分Ｒｒの機械加工
の終了後、クランプ装置４４によるレール素材Ｒの位置
決めが解除され、旋回主軸頭１３が搬送ライン５の位置
から外されると同時に、図１４に示すように搬送ライン
５の可動搬送具５０がアクチュエータ５０Ｄにより搬送
時の位置に移動され、この状態で、搬送ライン５により
レール素材Ｒが搬出される。

【００６４】以上の如き構成の２主軸付き横型工作機械
３及びこれを用いた横型マシニングセンター１，２によ
れば、次の効果を奏する。第１に、図１に示すように、
図１５に示すレール素材Ｒの端面Ｈ側の平坦部Ｈ１，ほ
ぞ溝係合突部Ｋ２、レール素材Ｒの帯状底板材Ｒ１の上
面側Ｕのざぐり部Ｋ４、下面側Ｄの貫通孔Ｋ３，平坦加
工部Ｋ５の３つの加工部位を１つの旋回主軸頭１３で加
工できる。即ち、レール素材Ｒの旋回主軸頭１３に対向
する端面Ｈ側を旋回主軸頭１３の横主軸１４で加工で
き、レール素材Ｒの上面側Ｕ，下面側Ｄを旋回主軸頭１
３の立主軸１５で加工できる。

【００６５】第２に、旋回主軸頭１３が横主軸１４を有
していても、割出機構１６により、立主軸１５を横主軸
１４の周りに旋回させて割り出すことができる。第３
に、治具４は、レール素材Ｒの上面側Ｕ，下面側Ｄ，旋
回主軸頭１３に対向する端面Ｈ側にそれぞれ空間Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３が形成された状態で、該レール素材Ｒに対し
てＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の３方向でレール素材Ｒの位置
決め固定及びその解除が可能に構成された位置決め装置
Ｔを有しているので、治具４にレール素材Ｒをセットし
た状態で、旋回主軸頭１３の横主軸１４，立主軸１５が
移動するための空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を確保し、この空
間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に旋回主軸頭１３を位置させること
ができる。

【００６６】第４に、治具４は空洞部４６を有し、この
空洞部４６は、位置決め装置Ｔの下側に位置するととも
に旋回主軸頭１３に対向する端面Ｈ側の空間Ｓ３に連通
して、旋回主軸頭１３が挿入されるので、治具４の構造
を簡単にできる。第５に、押上げクランパ４３によりレ
ール素材Ｒの下面側Ｄの端面Ｈ付近を支持することによ
り、レール素材Ｒの旋回主軸頭１３に対向する端面Ｈ側
の加工部位を加工する際、レール素材Ｒの保持状態を強
固にして、機械加工時のレール素材Ｒの振れを防止し、
加工の精度を確保できる。

【００６７】第６に、レール素材Ｒを治具４から外した
状態で搬送する際、レール素材Ｒの治具４から外れた位
置への移動（横主軸１４の軸線の直角方向の移動）がな
いので、搬送ライン５の構成，治具４の構成を簡単にで
きる。第７に、横主軸１４の加工のための旋回主軸頭１
３の移動を利用して横主軸用の第１ツールホルダ１８を
横主軸用グリップ５３に着脱でき、第１ツールホルダ１
８の移動手段，アクチュエータ，グリップ等の自動工具
交換装置を通常のマシニングセンター（例えば大河出版
「マシニングセンター活用マニュアル」（初版昭和６３
年３月１日発行）１６頁参照）に対して簡単にできる。

【００６８】第８に、立主軸１５の加工のための旋回主
軸頭１３の動きを利用して立主軸用の第２ツールホルダ
２６を立主軸用グリップ５４に着脱でき、第２ツールホ
ルダ２６の移動手段，アクチュエータ，グリップ等の自
動工具交換装置を通常のマシニングセンターに対して簡
単にできる。第９に、従来はレール素材Ｒの端面Ｈ，上
面側Ｕ，下面側Ｄを加工するには、正面削りフライスユ
ニット，ドリルユニット，端面削りフライスユニットの
３つの３つのヘッドを必要としていたが、レール素材Ｒ
の端面Ｈ，上面側Ｕ，下面側Ｄを１つの横型マシニング
センター１で加工できる。

【００６９】なお、本発明の実施の形態においては、加
工物の対象としてレール素材Ｒを例に挙げて説明した
が、レール素材Ｒの如き長尺物に限定されることなく、
搬送方向で短い加工物ものでも、加工物の上面側，下面
側，旋回主軸頭に対向する端面側を加工することができ
る。

【００７０】また、本発明の実施の形態においては、旋
回主軸頭の立主軸は横主軸から駆動力を与えられている
が、これに限定されることなく、立主軸の駆動源を横主
軸と独立に設けることもできる。さらに、本発明の実施
の形態においては、治具４は長尺物に適合する構造とな
っているが、加工物の対象として短いものならば、パレ
ットチェンジャを用いることもできる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、加工物の
旋回主軸頭に対向する端面側，上面側，下面側における
各加工部位を１つの旋回主軸頭で加工できる。即ち、加
工物の旋回主軸頭に対向する端面側を旋回主軸頭の横主
軸で加工でき、加工物の上面側，下面側を旋回主軸頭の
立主軸で加工できる。

【００７２】従って、加工物の加工部位，加工形状が異
なっても、加工物の異なった加工部位に対して１つのヘ
ッドで加工でき、装置を簡単にすることができる。請求
項２記載の発明によれば、旋回主軸頭が横主軸を有して
いても、割出機構により、立主軸を横主軸の周りに旋回
させて割り出すことができる。請求項３記載の発明によ
れば、治具に加工物をセットした状態で、旋回主軸頭の
横主軸，立主軸が移動するための空間が確保されるの
で、加工物の端面側，上面側，下面側に機械加工できる
場所に旋回主軸頭を位置させることができる。

【００７３】請求項４記載の発明によれば、空洞部が旋
回主軸頭が挿入可能になっているので、請求項２，３記
載の発明と同様な効果を奏し、治具の構造を簡単にでき
る。請求項５記載の発明によれば、押上げクランパによ
り加工物の下面側の端面付近を支持することにより、加
工物の端面側の加工部位を加工する際、加工物の保持状
態を強固にして、機械加工時の加工物の振れを防止し、
加工の精度を確保できる。

【００７４】請求項６記載の発明によれば、治具から加
工物のセットが解除された状態で該加工物が搬送される
際、加工物の治具から外れた位置への移動（横主軸の軸
線の直角方向の移動）がないので、搬送ラインの構成，
治具の構成を簡単にできる。請求項７記載の発明によれ
ば、旋回主軸頭の移動を利用して横主軸用のツールホル
ダを横主軸用グリップに着脱でき、通常のマシニングセ
ンターにおけるツールホルダの移動手段，アクチュエー
タ，グリップ等の自動工具交換装置に対して構造を簡単
にできる。

【００７５】請求項８記載の発明によれば、旋回主軸頭
の動きを利用して立主軸用のツールホルダを立主軸用グ
リップに着脱でき、通常のマシニングセンターにおける
ツールホルダの移動手段，アクチュエータ，グリップ等
の自動工具交換装置に対して構造を簡単にできる。請求
項９記載の発明によれば、従来は長尺物の端面側，上面
側，下面側を加工するには、正面削りフライスユニッ
ト，ドリルユニット，端面削りフライスユニットの３つ
の３つのヘッドを必要としていたが、長尺物の端面側，
上面側，下面側を１つの横型マシニングセンターで加工
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１ないし請求項２に係わる２主軸付き横
型工作機械の側面構成図である。

【図２】請求項３ないし請求項９に係わる横型マシニン
グセンターを２台設置した状態を示す平面図である。

【図３】同横型マシニングセンターを示す側面図であ
る。

【図４】同横型マシニングセンターを示す平面図であ
る。

【図５】同横型マシニングセンターを示す正面図であ
る。

【図６】図１の横主軸本体，旋回主軸頭，割出機構を示
す縦断面図である。

【図７】図６の旋回主軸頭を示す縦断面図である。

【図８】図６のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。

【図９】治具の側面説明図である。

【図１０】図９のII−II線で切断した断面図である。

【図１１】治具のアクチュエータ，ガイドロッドを示す
平面図である。

【図１２】治具のストッパを示す平面図である。

【図１３】搬送ラインを示す平面図である。

【図１４】搬送ラインを示す正面図である。

【図１５】工具収納庫の正面図である。

【図１６】工具収納庫の横主軸用グリップ，立主軸用グ
リップの説明図である。

【図１７】工具収納庫の横主軸用グリップ，立主軸用グ
リップに旋回主軸頭からツールホルダを収納する際の平
面説明図である。

【図１８】工具収納庫の横主軸用グリップ，立主軸用グ
リップから旋回主軸頭にツールホルダを装着する際の平
面説明図である。

【図１９】機械加工前のエレベータレールの斜視図であ
る。

【図２０】機械加工前のエレベータレールの正面図であ
る。

【図２１】機械加工後のエレベータレールの斜視図であ
る。

【図２２】機械加工後のエレベータレールの正面図であ
る。

【図２３】機械加工後のエレベータレールの平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 横型マシニングセンター ２ 横型マシニングセンター ３ ２主軸付き横型工作機械 ４ 治具 ５ 搬送ライン ６ 工具収納庫 １０ 横主軸本体 １３ 旋回主軸頭 １４ 横主軸 １５ 立主軸 １６ 割出機構 １８ 第１ツールホルダ ２６ 第２ツールホルダ ３３ 割出カップリング ３７Ａ 回転手段 ３９ フレーム ４１ スライド部材 ４３ 押上げクランパ ４４ クランプ装置 ４６ 空洞部 ４７ 搬送通路 ５０ 可動搬送具 ５３ 横主軸用グリップ ５４ 立主軸用グリップ Ｔ 位置決め装置 Ｒ レール素材 Ｕ 上面側 Ｄ 下面側 Ｈ 端面 Ｓ１ 空間 Ｓ２ 空間 Ｓ３ 空間

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムと、 コラムに装着されてＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向に移動
   自在な横主軸本体と、 横主軸本体に装着され、横主軸及び該横主軸に直交して
   該横主軸を軸として旋回自在な立主軸を有する旋回主軸
   頭と、 横主軸本体から旋回主軸頭にかけて装着され、旋回主軸
   頭の立主軸を所定の角度に位置決めする割出機構とを備
   えていることを特徴とする２主軸付き横型工作機械。
2. 【請求項２】 割出機構は、 回転手段と、 横主軸本体と横主軸用の駆動軸の間に配置され、一端が
   回転手段側に固定されるとともに他端が旋回主軸頭に固
   定された円筒体と、 横主軸本体と旋回主軸頭の間に装着された割出カップリ
   ングと、 円筒体を横主軸の軸線方向に沿って往復させるアクチュ
   エータとを有していることを特徴とする請求項１記載の
   ２主軸付き横型工作機械。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の２主軸付
   き横型工作機械の旋回主軸頭の横主軸に対向して治具が
   配置され、 治具は、 加工物の上面側，下面側，旋回主軸頭に対向する端面側
   に空間が形成された状態で、加工物の位置決め固定及び
   その解除が可能に構成された位置決め装置を有している
   ことを特徴とする横型マシニングセンター。
4. 【請求項４】 治具は、 位置決め装置を上側に配置するとともに旋回主軸頭に対
   向する端面側の空間に連通して旋回主軸頭が挿入可能な
   空洞部を有していることを特徴とする請求項３記載の横
   型マシニングセンター。
5. 【請求項５】 治具は、 断面門型のフレームと、 フレーム内に橋渡しされた状態で支持されて、横主軸の
   軸線方向に移動自在に構成されたスライド部材と、 スライド部材に設けられ、加工物の下面側の端面付近を
   支持する押上げクランパとを有していることを特徴とす
   る請求項３または請求項４記載の横型マシニングセンタ
   ー。
6. 【請求項６】 加工物を搬送する搬送ラインが旋回主軸
   頭の横主軸の軸線に平行に配置され、 搬送ラインは、 治具における加工物の位置決め位置を通り、 横主軸の軸線の直角方向に往復移動可能に構成された搬
   送具を有していることを特徴とする請求項３ないし請求
   項５のいずれか記載の横型マシニングセンター。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２記載の２主軸付
   き横型工作機械の旋回主軸頭に対向して工具収納庫が配
   置され、 工具収納庫は、 横主軸に対向して旋回主軸頭の移動範囲内に位置され、
   ツールホルダのシャンク側を該横主軸に向けて着脱自在
   に把持する横主軸用グリップを備えていることを特徴と
   する請求項３ないし請求項６のいずれか記載の横型マシ
   ニングセンター。
8. 【請求項８】 請求項１または請求項２記載の２主軸付
   き横型工作機械の旋回主軸頭に対向して工具収納庫が配
   置され、 工具収納庫は、 立主軸に対向して旋回主軸頭の移動範囲内に位置され、
   ツールホルダのシャンク側を該立主軸に向けて着脱自在
   に把持する立主軸用グリップを備えていることを特徴と
   する請求項３ないし請求項７のいずれか記載の横型マシ
   ニングセンター。
9. 【請求項９】 治具のフレームに、長尺物の搬送通路が
   横主軸の軸線方向に沿って形成されていることを特徴と
   する請求項３ないし請求項８のいずれか記載の横型マシ
   ニングセンター。