JPS62157705A - 工作機械およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、旋盤、フライス盤、ボール盤、研削機械等の
工作機械に利用する。特に、回転可能な作業用スピンド
ルに対して加工物を固定するクランプを備えた工作機械
に関する。さらに詳しくは、クランプを駆動する装置に
関する。

〔概　要〕

本発明は、回転可能な作業用スピンドルに対して加工物
を固定するクランプ部を備えた工作機械において、 作業用スピンドルを駆動するモータとクランプ部を駆動
するモータとを別々に設け、一つの回転制御装置により
二つのモータの一方を選択して制御することにより、 短時間で加工物を固定でき、構造的に小型で操作性が高
く、製造コストの安価な工作機械を提供するものである
。

〔従来の技術〕

シーメンス社（Ｓｉｅｍｅｎｓ　ｃｏｍｐａｎｙ）発行
の「エレクトロメカニラシャー・アントリーブ・フユー
ル・レイトシュトツクビルン（Ｅｌｅｋｔｒｏｍｅｃｈ
ａｎｉ−ｓｃｈｅｒ　Ａｎｔｒｉｅｂ　ｆｉｉｒ　Ｒｅ
１ｔｓｔｏｃｋｐｉｎｏｌｅｎ、心押しスピンドルのた
めの電気機械的駆動）」と題するパンフレット　（日付
なし）には、旋盤の心押し台を三相誘導モータで駆動す
る装置が開示されている。

この三相誘導モータは極の変更が可能であり、実質的に
無負荷の斉速動作と、負荷クリープ速度の動作とを切り
替えて実行することができる。心押し台のクランプが加
工物、すわなちクランプ力を所定の値に制御するため、
応力ゲージ素子を用い、クランプが加工物に接触したこ
とを検出する。コツプ型のばねを用いて、加工物を押し
付ける力を所定の値に保つことができる。

クランプ駆動用のモータは、比較的極端な状況で使用さ
れる。まず、少なくともその回転子は、モータの慣性を
小さくするため、軸の寸法、特に軸の回りの寸法が小さ
くなければならない。それでいて、大きなりランプ力と
短い位置決め時間を得るために、短時間ではあるが低速
で高トルクを得る必要があり、最大回転速度は大きくな
ければならない。さらに、モータの制御を動的に行う必
要がある。すなわち、最初はモータを最大回転速度で動
作させ、所定のクランプ力が得られた時点で（モータの
二回転程度で達成される）モータを停止させなければな
らない。

上述のシーメンス社の工作機械では、極の変更が可能な
モータを使用することによりこの問題を解決している。

また、集積化されたマイクロプロセッサを用いてモータ
の回転を制御する装置も知られている。

このような回転制御装置の例が、ＡＭＫ社（ＡＭＫ　ｃ
ｏｎｐａｎｙ）発行のｒＰＵＭＡＳＹＮドレーストロム
レゲラトリーベ（ＰＵＭＡＳＹＮ三相！ｌＪ御駆動機構
）」と題するパンフレットに開示されている。この回転
制御装置は、インバータによりモータの回転速度および
トルクを制御する。

このような回転制御装置をクランプ駆動用モータの回転
制御に使用することにより、低回転速度で非常に高いト
ルクを得ることができ、非常に高い最大回転速度を得る
ことができる。構造的な大きさに比較して低速で非常に
高いトルクを得るには、マイクロプロセッサにより、モ
ータに印加される電流の磁化電流成分およびトルク発生
電流成分を最適に設定し、モータの動作状態を一定に調
節する。

このような電流成分の制御により、接点または位相制御
による回転制御に比較して、８ないし１０倍のトルクが
得られる。

コンピュータによる電流制御により、モータの回転を動
的に制御することもできる。

クランプ装置の構造については、ドイツ国特許第ＤＢ−
ＰＳ　３３１４６２９号明細書および図面や、パウル・
フォルカルト・ゲーエムベーハー・ラント・コンパニ・
カーゲー社（ｔｈｅ　Ｐａｕｌ　Ｆｏｒｋａｒｄｔ　Ｇ
ｍｂＨ＆　Ｃｏ、　ＫＧ）発行の社報第５（１０）．Ｏ
ｆ、７０号（１９７９年）「エレクトロスパナ（Ｅｌｅ
ｋｔｒｏｓｐａｎｎｅｒ、電気クランプ工具）」に開示
されている。

ドイツ国特許第Ｄｎ−ＰＳ　３３１４６２９号明細書お
よび図面に開示されたクランプ装置は、クランプ駆動モ
ータが固定され、回転子によりスピンドルを駆動し、ロ
ーリングねじにより駆動モーメントを軸方向の移動に変
換し、クランプ鰐口を移動させる。この装置は、非常に
摩擦が小さく、クランプ駆動用モータを適当に制御し、
クランプ力を正確に設定できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、極の変更が可能なモータを使用した場合には、
モータの回転制御の精度が不十分であり、コンピュータ
による電流制御は高価になる欠点があった。

本発明は、一般的な工作機械を改善し、短時間で加工物
を固定し、構造的に小型で、操作性が高く、製造コスト
の安価な工作機械を提供することを目的とする。

〔５問題点を解決するための手段〕 本発明の工作機械は、回転駆動可能な作業スピンドルと
、この作業スピンドルを駆動する作業用モータと、この
作業用モータの回転速度を連続的に制御する回転制御装
置と、上記作業スピンドルに対して加工物を固定するク
ランプ部と、上記作業用モータとは別個に設けられ上記
クランプ部を駆動するクランプ駆動用モータとを備えた
工作機械においで、上記回転制御装置は正逆両方向に制
御可能な構造であり、上記作業用モータまたは上記クラ
ンプ駆動用モータの一方を選択して上記回転制御装置の
制御出力を接続する選択接続手段と、この選択接続手段
が選択したモータの制御情報を上記回転制御装置の入力
に供給する供給手段とを備え゛たことを特徴とする。制
御情報としては、特定の時間におけるモータの制御を定
義するパラメータ、制御アルゴリズム、モータの動作設
定値およびその実測値を含む。

〔作　用〕

本発明の工作機械は、作業用スピンドルを駆動するモー
タとは別にクランプ駆動用のモータを設け、これらのモ
ータを一つの回転制御装置で制御する。

このような回転制御装置として、上述したＰＵＭＡＳＹ
Ｎ等のマイクロプロセッサ制御による装置を使用するこ
とが望ましい。

動的な調整、特にばねを用いてクランプ力を保つ場合の
クランプ力の調整は、コンピュータの制御により電流成
分を最適に制御することにより行う。

本発明の工作機械におけるクランプ動作は、少なくとも
作業スピンドル駆動用のモータが停止しているときに行
う。このモータとは別に、クランプ用に軸送りモータを
設け、双方のモータを単一の回転制御装置で駆動する。

クランプ用のモータを使用する場合には、回転制御装置
を切り替えて使用する。

このため、回転制御装置を修正し、入力および出力を一
方のモータに接続し、入力には被制御モータからの信号
を供給する。この入力信号として、単純には、モータに
取り付けられた角度変換器の出力信号を供給する。二つ
の被制御モータのパラメータは通常は異なり、また、制
御方法も異なるのが一般的である。例えば、旋盤のスピ
ンドルを駆動するためのモータと、クランプを駆動する
ためのモータとは、そのパラメータも制御方法も異なる
。したがって、回転制御装置の入力および出力を切り替
えるとき、そのモータに適したパラメータおよび制御ア
ルゴリズムに切り替える。モータの設定点および動作値
についても同様に切り替える。

これにより、高価な部品、特に電力供給回路を修正する
必要がなく、一つの回路で実施でき、別個のモータに専
用の回転制御装置を設ける場合に比較して構成が単純に
なり、安価に製造できる。

さらに、部品点数が少なくなるので、工作機械全体とし
ての操作が容易になり、故障が少なくなる。

本発明の工作機械では、クランプ装置として、上述のド
イツ国特許請求の範囲ＤＨ−ＰＳ　３３１４６２９号明
細書および図面に開示された装置や、パウル・フォルカ
ルト・ゲーエムベーハー・ラント・コンパニ・カーゲー
のエレクトロスパナを使用する。

これらのクランプ装置は、フライス盤等に利用するに適
し、クランプ用のモータを備えている。

このモータをクランプ動作のときに連結する。また、旋
盤に利用する場合には、作業スピンドルと共に回転する
構成とすることもできる。モータの駆動モーメントは、
減速歯車およびトルク・リミッタを経由して、スライド
ねじ駆動装置に伝達される。スライドねじ駆動装置は、
引張圧縮チューブを動作させる。トルク・リミッタはつ
め車であり、二つの異なる部分に放射状の鋸歯状部が設
けられ、調節可能なばね力より大きな力が働いたときに
空回りする構成とする。ばね力を変化させることにより
、引張圧縮チューブに導入されるクランプ力を変化させ
ることができる。トルクが限度に達したときには、複数
の歯によりつめ車が解除されるので、モータにより連続
的に生成されたトルクがトルクのパルス列に変換され、
スライドねじ駆動装置の生成する力が増加する。

クランプ力を蓄積するため、クランプ駆動用スピンドル
の引張圧縮チューブとクランプ手段（旋盤のチャック等
）の間に、コツプ型のばねを設ける。このようなりラン
プ力蓄積手段は、スピンドルが高速で回転するタイプの
工作機械でもすでに用いられている。

モータの回転を並進運動に変換する方法としては、スラ
イドねじによる方法、すなわちナンドを回転させてボル
トを並進移動させる方法と、ローリングねじによる方法
とがある。

スライドねじによる方法は以下の欠点がある。

まず、機械的トルク・リミッタによにるクランプ力の調
整が比較的不正確で困難であり、手動で行う必要がある
。このため、時間がかかり、自動化できない欠点がある
。さらに、検出されるクランプ力が不正確なことに加え
て、より不正確な成分が存在する。これは、スライドね
じの動摩擦係数の範囲が広いことによる。摩擦係数μは
、潤滑剤を施し、スライドねじが清潔なときには、０．
１程度となる。しかし、潤滑が不十分で保守も不十分な
ときには、その値が０．２以上になる。トルク制限を一
定にしても、クランプ力が１（１０）％変化してしまう
。

達成可能な並進移動速度は非常に低く、せいぜい毎秒２
０ｍｍ程度である。このため、加工物を保持するために
必要な時間が長く、生産に寄与しない待機期間に直接に
影響する。並進移動速度が遅いのは、このクランプ駆動
用モータのトルクが小さく、所望のクランプ力を得るた
めに比較的高い歯車減速が必要であることによる。モー
タの速度を３（１０）Ｏｒｐｍに増加させることは、５
０Ｈｚの周波数を使用することを基本にしていては不可
能であり、モータ出力を増加させることは、モータの構
造的な体積が増加するので望ましくない。特に、クラン
プ駆動用モータの回転子がスピンドルと共に回転する場
合には、遠心モーメントが非常に増加する。

現在用いられている旋盤では、作業用モータの典型的な
回転速度は６５（１０）ｒｐｍ以上である。これをクラ
ンプ駆動用モータの回転子に接続すると、その回転速度
により非常に大きな遠心力が発生し、強度的な限界に達
してしまう。

ローリングねじを用いる場合には、機能的に優れている
が、モータの複雑な制御が必要な場合には製造コストが
高くなる欠点がある。

多くの応用では、最新の旋盤でも、ローリングねじはあ
まり使用されていない。これは、加工物に孔を穿つ場合
には電気的なりランプ装置を使用せず、また、スライド
ねじを限界状態まで使用することがないからである。

スライドねじ駆動の欠点は、デッドおよびまたはこれと
かみ合うスピンドルに、動摩擦を削減する表面処理が施
すことにより解決できる。通常の金属膜付けにより、摩
擦を削減する材料を非常に硬く非常に薄い層に付着させ
る。この方法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）が望ま
しい。被膜材料としては窒化チタン等が適しているが、
特にダイヤモンド状炭素が適する。ダイヤモンド状炭素
については、「バテル・アクツェル（Ｂａｔｔｅｌｌｅ
ａｋｔｕｅｌｌ）Ｊ　、　１９８６年９月２日、または
「イオン・ビーム・デボジッション・オブ・スイン・フ
ィルムス・オプ・ダイヤモンドライク・カーボン」アイ
センバーブおよびシャポンド、ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジクス第４２巻（１９７１年）、第２９５
３頁ないし第２９５８頁（ｒＩｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｏｆ　　Ｔｈ１ｎ　　Ｆｉｌｍｓ　　ｏ
ｆ　　Ｄｉａｍｏｎｄｌｉｋｅ　　Ｃａｒｂｏｎ　　Ｊ
　　、八ｉｓｅｎ−ｂｅｒｇ　ａｎｄ　Ｃｈａｂｏｔ　
、　Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、　　４２（１９７１）　
　、ｐｐ２９５３−２９５８）に説明されている。

このようにして製造されたスライドねじは、摩擦が小さ
いので、直径を大きくでき、中空の構造とすることがで
き、高パワーのクランプ駆動モータを必要としない。こ
れに対して、スライドねじ駆動装置の直径が小さい場合
には、小さいモータを使用でき、歯車を小さくすること
ができ、安価に製造できる。

高速旋盤でこの種のクランプ装置を使用するためには、
クランプ駆動モータの固定子を作業スピンドルの回転に
対して固定し、加工物のクランプ動作および解除動作を
行う。これらの動作を電気的スイッチで切り替えること
が望ましい。

（以下本頁余白） 〔実施例〕 第１図は本発明実施例工作機械の回路ブロック図を示す
。

ここでば、クランプ駆動用のモータＭｌおよび作業スピ
ンドル駆動用のモータＭｕを備えた旋盤を例に説明する
。各モータは角度変換器を備え、例えば回転角度毎に一
つのパルスを出力する。これを時間微分することにより
回線速度が得られ、さらに時間微分することにより回転
加速度が得られる。モータの必要なパラメータ（回転子
の慣性モーメントおよび他の固定データ）については、
モータＭｌのパラメータをメモリ４１０に蓄え、モータ
ＭＵのパラメータをメモリ４１２に蓄える。

これらのモータＭＩ、ＭＩＩを制御するためのアルゴリ
ズムは、それぞれメモリ４１１．４１３に蓄えられる。

実測値およびメモリ４１０ないし４１３の出力はスイッ
チ４１４に供給される。単純のためこの接続をバス接続
で示す。スイッチ４１４は、一方のモータに関するデー
タだけを調節器４１５に供給する。実測値は分岐されて
インクフェイス４１６に供給される。インクフェイス４
１６は、バス４１７を経由して一般的なコンピュータ数
値制御装置（ＣＮＣ装置）に接続される。調整器４１５
の出力信号はインバータ４１８に供給される。インバー
タ４１８は、供給電力（この例では３８０Ｖの三相交流
）を変換し、二つのモータＭＩ、ＭＵに適した固定子電
流を出力する。この出力は、スイッチ４１９の位置に、
ｌ、モータＭＩ、ＭＩＩの一方に切り替えられる。

ＣＮＣ装置はまた、インクフェイス４１６を経由して設
定位置を出力し、この設定位置の出力は、スイッチ４２
０により切り替えられる。スイッチ４１ｄ、４１９およ
び４２０は、インクフェイス４１６を経由して、ＣＮＣ
装置により制御される。これらのスイッチ４１４．４１
９．４２０　、特にスイッチ４１４および４２０は、半
導体スイッチで構成することが望ましい。

一個の加工物の加工が終了し、これを外す場合を説明す
る。作業スピンドルを停止させ、クランプ・チャックが
解放されるまでモータＭｌを動作させる。このときのス
イッチ４１４．４１９．４２０の位置は図示の通りであ
る。新しく加工しようとする半加工品をチャックに挿入
した後、モータＭｌに電流を供給し、設定回転速度にな
るまで最大回転加速を行い、実測値と設定値とを比較し
て制御する。半加工品のバラツキがあるため、クランプ
駆動用のモータＭｌの回転数について前もって指定する
ことはできない。モータＭＩにより駆動されるクランプ
部（例えばチャックのクランプ鰐口）が加工物に当接し
たときに、クランプ力検出器が信号を発生する。このと
き、クランプ力の増加と同時に回転速度を連続的に低下
させ、所望のクランプ力が得られたときに、モータＭｌ
の回転速度を所定の残留値にする。ここでは、残留値を
零とする。

調整器４１５およびインバータ４１８により構成される
回転制御装置は、クランプ部が加工物に当接したときに
トリガ信号を得る。このトリガ信号を得る方法としては
二つの方法が可能である。まず、モータの回転速度を一
定値に制御する場合には、クランプ部が加工物に当接し
たときにモータの負荷が急激に増加し、この回転を維持
するために必要な電流が急激に増加する。これを検出す
ることにより判断する。これとは別に、出力トルクを一
定に制御する場合には、急激な負荷の増加により回転速
度が減少する。これをセンサで検出し、その実測値に適
当な変換を施すことにより、クランプ部と加工物との当
接を判断できる。後者の場合のセンサの接続を破線で示
す。センサの出力信号は、インクフェイス４１６に送ら
れ、これによりスイッチ４１４．４１９．４２０を制御
する。センサを使用せずに、トルク信号を用いて検出す
ることもできる。

クランプ動作が終了すると、モータＭＩＩによる機械加
工を実行できるように、モータＭＩＩへの切り替えを行
う。これに必要な命令はＣＮＣ装置から供給される。加
ニブログラムが終了すると、スイッチ４１４．４１９．
４２０を戻し、上述と反対のシーケンスにより加工物を
外す。

旋盤の作業スピンドル駆動のための必要な電力と、クラ
ンプ・チャックを駆動するための電力とは同じ程度であ
り、インバータ４１８に必要な大きさは双方ともに同程
度である。クランプ・チャックを駆動するかわりに、ま
たはこれと共に、心押しスピンドルの駆動装置を同じ回
転制御装置で制御することもできる。また、旋盤以外の
工作機械でも本発明を同様に実施できる。

クランプ駆動用のモータＭＩがオンとなる時間は、一般
に、最大で動作時間全体の２％程度であり、モータＭＩ
の出力が最大となる時間はさらにその一部である。した
がって、モータを非常に小型にしても熱的な過負荷の危
険はない。これに対して、作業スピンドルを駆動するモ
ータＭＩＩは、その動作時間がほぼ１（１０）％であり
、モータＭＵはモータＭＩよりかなり大型となる。した
がって、二つのモータＭＩ、ＭＩＩのパラメータおよび
制御アルゴリズムは非常に異なる。これらのパラメータ
および制御アルゴリズムを回転制御装置に供給する必要
がある。

以上の実施例では、スイッチ動作およびこれに対応する
モータのパラメータ、制御アルゴリズム、実測値および
設定値へのアクセスをＣＮＣ装置のコンピュータで行う
としたが、回転制御装置内のコンピュータで上述の制御
を行うこともできる。

クランプ駆動用のモータＭＩが固定され、その回転子が
スピンドルと共に回転する場合には、三相モータを短絡
回転子モータとして実施することが望ましく、誘導モー
タが望ましい。これは、価格および構造が有利だからで
ある。

スライドねじ駆動装置によりクランプ部を駆動すること
がコストの点で望ましい。このタイプのクランプ部につ
いては後述する。

回線制御装置による制御について、実際に製造した工作
機械の寸法を用いて説明する。

クランプ部により加工物を固定する力、すなわちクラン
プ力ＦＡを７０，（１０）０ニユートンとした。摩耗を
最小にするため、スライドねじ駆動装置のねじ山径りを
材料強度の観点から必要な値より大きくとり、 Ｄ　　＝　４０　ｍｍ とした。ねじ山ピッチｐは、 ｐ＝　　２　　ｍｍ とした。スライドねじ駆動装置で摩擦がない場合に必要
な理論的トルクＭｄｓは、単純に、Ｍｏ＝Ｆ　Ａ−ｐ／
２π＃２２Ｎｍ で表される。摩擦係数μを最大に見積もって、μ　＝０
．２ とすると、摩擦トルクは Ｍｄ＊　＝　Ｆ　ＡＤ　／　２　μ＝　１８ＯＮ　ｍと
なる。これは、摩擦がある場合に必要なトルクがほぼ１
２倍になることを示す。

送り速度Ｖとして、 ■＝　２０　ｍｍ／　ｓ を得るだめの最大回転速度ｎは、 ｎ　＝　１０　ｒｐｓすなわちｎ　＝　６０Ｏｒｐｍで
なければならない。クランプ部でＦＡ＝７０，（１０）
０ニユートンを得るとしても、回転子の直径が１６０ｍ
ｍ以下であり、回転子の幅が５０ｍｍ以下である場合で
も、上述の回転制御装置を使用して、約１８０ｒｐｍの
モータ回転速度で約１１ＯＮｍの最大トルクが得られる
。

摩擦係数μが０．２のとき、ローラー軸受を利用すると
して、これに耐える総トルクＭａをＭａ　＃３２０　Ｎ
ｍ と見積もると、遊星歯車の歯車減速比ｉは約１．３のオ
ーダでなければならない。この歯車減速比から、低トル
クの高速動作時の送り速度Ｖが、Ｖ　−２０ｉｎ／　ｓ となり、モータの最大回転速度Ｎ　ｍ　ａ　Ｘは、Ｎ　
ａｓ　ｘ　＝　１８０Ｏｒｐｍ に達しなければならない。低製造コストのために、モー
タの回転子を寸法の小さい構造にし、摩耗がないように
する必要がある。このようなモータとしては三相誘導モ
ータが望ましい。

より寸法の小さいモータで低回転速度、高いトルクが必
要であり、および固定子の多極性の観点から非常に高い
回転速度が必要な場合に、動的な制御を行うには、上述
したＰＵＭＡＳＹＮ等の性能のよい回転制御装置が必要
である。

クランプ力を発生する動作モードについて説明する。

スライドねじ駆動装置を用いる場合には、摩擦係数の変
化が広範囲なので、所定の大きさのクランプ力の大きさ
をモータのトルクにより精密に制御することはできない
。

しかし、クランプ力の実測値を連続的に検出することに
より、モータを制御することができる。

さらに、モータの回転を急に停止するのではなく、所定
のクランプ力が達成されるまで、回転速度を連続的に零
まで減速させる。スライドねじ駆動装置で生じる「ステ
ィック・スリップ効果（ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ　ｅｆｆ
ｅｃｔ）Ｊ　、すなわち所定のクランプ力が得られたこ
とによる空回りが生じたときには、所定の最小回転速度
で終了するのではなく、突然にモータを停止させる。こ
のためには、回転制御装置の動的制御を調節する必要が
ある。

次に、本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明第一実施例工作機械の断面図を示す。こ
の実施例は、旋盤のスピンドル台に本発明を実施した例
である。

スピンドル箱１０は、ローラ軸受１２内に保持されたス
ピンドル１４を備える。このスピンドル１４の一端には
クランプ・チャック１６が設けられる。このクランプ・
チャック１６は軸方向に移動可能なりランプ・ピストン
１８を収容する。このクランプ・ピストン１８は、喫状
誘導具２０を経由して、公知の方法でクランプ鰐口２２
を駆動する。スピンドルを駆動するためのモータ（ＭＩ
［、図示せず）が、歯状ベルト（図示せず）により歯車
２４に接続され、これによりスピンドル１４を駆動する
。

スピンドル１４の他端は、クランプ駆動用モータ（’Ｍ
Ｉ）の回転子２６に連結される。このモータの固定子は
、スピンドル箱１０に取り付けられたハウジング２８に
収容される。

スピンドル１４の中空部を貫通して引張圧縮チューブ３
０が設けられる。この引張圧縮チューブ３０のクランプ
・チャック側はクランプ・ビニオン１８に連結され、ク
ランプ駆動用モータ側でローリングねじ駆動装置のねじ
に接続される。ローリングねじ駆動装置のナツトは、ク
ランプ駆動用モータにより、スピンドル１４に対して回
転可能である。固定子に電流を供給するための端子は端
子箱３２に収容される。

第３図はクランプ駆動用モータの断面図を示す。

クランプ駆動用モータの固定子はハウジング２８に収容
される。この固定子は、巻線４２が設けられた継鉄４０
を含む。回転子は、コア４４を短絡リング４６で取り囲
んだ短絡回転子として実施される。この回転子はスリー
ブ４８に固定され、その終端フランジ５０には放射状の
鋸歯状部５２が設けられ、この鋸歯状部５２が、固定誘
導変換器１２８の前で回転する。固定誘導変換器１２８
は、単位回転角あたり一つのパルスを出力する。このパ
ルスの使用については後述する。終端フランジ５０は、
スリーブ４８と同軸の内側チューブ５４にねじ止めされ
、内側チューブ５４はローラ軸受５６．５８内に保持さ
れ、その自由端の外側には鋸歯状部６０が設けられてい
る。

スリーブ６２はスピンドル１４の自由端にねじ止めされ
、管部６４がスリーブ６２に接続される。管部６４の内
側には、鋸歯状部６０と同じ高さで鋸歯状部６６が設け
られている。管部６４のスピンドル１４とは反対側の端
にはブッシング６８がねじ止めされ、ローラ軸受５６．
５８の外側リングがこのブッシング６８に固定される。

鋸歯状部６０．６６の間の環状の空間には、これらの鋸
歯状部６０．６６とかみ合う太陽ホイール７０および遊
星ピニオン７２が設けられ、太陽ホイール７０は、ねじ
山の設けられた駆動ナツト７４にねじ止めされ、表面軸
受７６により管部６４と同軸に保持される。

スリーブ６２、管部６４およびブッシング６８はスピン
ドル１４に螺着される。クランプ・モータの回転子（コ
ア４４および短絡リング４６）に接続される構成部品、
すなわちスリーブ４８、終端フランジ５０および内側チ
ューブ５４は、固定されたハウジング２８に取り付けら
れた上述の各部品に対して回転可能である。これらの構
成部品がスピンドル１４に対して回転すると、太陽ホイ
ール７０は、鋸歯状部６０゜６６および遊星ピニオン７
２により構成される遊星歯・車の歯車減速比に依存する
角度だけ移動する。この太陽ホイール７０の回転はナツ
ト７４に伝達され、ねじ山７７により、駆動ねじ７８お
よびこれに連結された部品の軸移動に変換される。

駆動ねじ７８に連結された部品とは、スピンドル１４か
ら離れた側に設けられた誘導チューブ８ｏを含む。この
誘導チューブ８０は、その自由端がローラ軸受８２を経
由して運び台８４に連結される。この運び台８４は、ね
じ込みカム８６により回転しないように固定される。ね
じ込みカム８６は、ハウジング取り付は具９０の長円ス
ロット８８内を移動できる。これにより、運び台８４が
駆動ねに７８に連結されて移動する。運び台８４は測定
ヘッド９２を含み、これについては後述する。

駆動ねじ７８のスピンドル１４に面した側は、回転可能
でしかも軸がずれないように、管状の接続部品９４を介
して引張圧縮チューブ３ｏに接続される。

第４図は引張圧縮チューブ３０の断面図を示す。

引張圧縮チューブ３０は外側チューブ１（１０）を含み
、この外側チューブ１（１０）は、停止スリーブ１（１
２）に回転可能にしかも軸がずれないように接続される
。

停止スリーブ１（１２）にはクランプ・ピストン１８が
同軸にねじ止めされる。ロッド１０４は外側チューブ１
（１０）内に配置され、ロッド１０４のチャック側の終
端には結合ブッシング１０６が配置される。外側チュー
ブ１（１０）とロッド１０４との間にはコツプ型ばねア
セノブ１月０８が配置される。これらのコツプ型ばねア
センブリ１０８は、圧縮リング１１０を経由してスリー
ブ１（１２）のチャック側に保持される。圧縮リング１
１０は、ロッド１０４を外側チューブ１（１０）か−ら
引き出したとき、結合ブッシング１０６によりクランプ
・モータの方向（第４図左方向）に移動し、コンブ型ば
ねアセノブ１月０８を圧縮する。

コツプ型ばねアセンブリ１０８のチャックから離れた側
は、第二の圧縮リング１１２を介して、外側チューブ１
（１０）の肩に保持される。この圧縮リング１１２もま
た外側チューブ１（１０）内に移動可能であり、ロッド
１０４を外側チューブ１（１０）内（第４図右方向）に
押し入れたとき、コツプ型ばねアセンブリ１０８を圧縮
する。

接続部品９４には、外側チューブ１（１０）の軸方向の
溝１１６にかみ合う喫１１４が設けられ、接続部品９４
および外側チューブ１（１０）は互いに螺着される。接
続部品９４と外側チューブ１（１０）とは互いに固定さ
れているが、上述のようにコツプ型ばねアセンブリ１０
８を圧縮して、接続部品９４を外側チューブエｏ。

に対して移動させることができる。

接続部品９４の長円スロット１１８にはピン１２０が放
射状に設けられ、このビン１２０は、回転固定方法によ
り滑りブロック１２２に連結される。滑りブロック１２
２は、軸方向に移動して接続部品９４の穴内に誘導され
る。センサ・ロッド１２４の一端は滑りブロック１２２
にねじ込まれる。このセンサ・ロッド１２４は、引張圧
縮チューブ３ｏの駆動ねじ７８を通過し、ローラ軸受８
２の反対側まで延長され、この位置にセンサ・ヘッド１
２６が設けられている。

外側チューブエ（１０）とロッド１０４との相対的な軸
方向移動により、センサ・ヘッド１２６が測定ヘッド９
２に対して相対的に移動する。センサ・ヘッド１２６と
測定ヘッド９２との間隔により、測定ヘッド９２が電気
信号（アナログまたはディジタル）を発生する。この信
号がセンサ・ヘッド１２６と測定ヘッド９２との間隔を
表し、したがってコツプ型ばねアセンブリ１０８の圧縮
量を表し、クランプ力を記憶する手段に供給される。

第６図はクランプ駆動用モータの回転制御のアルゴリズ
ムを示す。

下側の線は、測定ヘッド９２およびセンサ・ヘッド１２
６による出力信号をクランプ・モータの回転角度βの関
数として示す。アイドル行程β、の間、チャック内の摩
擦に対応する非常にわずかの力しか測定されない。チャ
ック鰐口が加工物に当接すると、力が増加し、所定の値
Ｆｓ　　（β、における力の値よりある安全マージンだ
け高い値）が得られるとすぐに、回転速度ｄβ／ｄｔ（
第６図の上の部分）を例えば第６図に示したように線形
に減速させる。このときクランプ力ＦＡが増加する。

しかし、回転速度は最小値ｄβ／ｄｔ、ｉ、より低下す
ることができず、「空回り」動作を続けるように保持さ
れる。所定のクランプ力値ＦＥが得られたときだけ、モ
ータの回転速度を突然に「０」にする。

クランプ動作が終了すると、加工行程を実行するため、
モータＭｌｌへの切り替えを行う。これに必要な命令は
、通常の方法でＣＮＣ装置から出力される。加ニブログ
ラムが完了した後、スイッチを元に戻し、加工物を取り
外す。この動作は、加工物の取り付けと論理的に反対の
順序で行う。

例えばボール盤およびフライス盤において、クランプ手
段がそれぞれ同じ軸径の工具を交換可能に収容する場合
には、クランプ力の実際の値を確認するためのセンサを
設けることもできる。この場合のクランプ動作を行うに
は、クランプ手段が開いた状態におけるクランプ・モー
タの回転子の回転角度を一定に保ち、この角度から開始
して、一定の角度を回転させる。これにより、クランプ
力蓄積ばねが変形して所定のクランプ力が確立される。

すなわち、回転角度の実測値によりクランプ駆動用モー
タを制御することができる。

旋盤の作業スピンドルの駆動およびそのクランプ・チャ
ックの駆動に必要な電力は同じ程度であり、可変制御変
換器の規模は双方に適している。

作業スピンドルを駆動するモータの回転制御装置を使用
して、クランプ駆動用モータのがわりに心押しスピンド
ル駆動用のモータを制御することもでき、クランプ駆動
用および心押しスピンドル駆動用の双方のモータを切り
替えて制御することもできる。本発明は、クランプ工具
のような他の機械でも実施できる。

クランプ駆動用モータがオンの時間は高々２％であり、
しかも出力が最大となるのはそのまた一部である。した
がって、モータを非常に小型にしても熱過負荷の危険が
生じない。これに対して、スピンドル駆動用モータのオ
ン時間が１（１０）％でも動作する構成でなければなら
ず、モータＭＵは実質的にモータＭｌより大きくなる。

これに対応するように、異なるパラメータおよび異なる
制御アルゴリズムで制御する必要がある。

スピンドル駆動用モータが停止し、クランプ駆動用モー
タのスイッチをオンとしたとき、スピンドル１４が停止
しない場合には、駆動ねじを移動させずに、クランプ駆
動用モータでスピンドルを回転させることができる。ま
た、駆動ねじを移動させて、同時にクランプ駆動用モー
タでスピンドルを回転させることもできる。しかし、ス
ピンドルの駆動が停止したときには、スピンドル駆動モ
ータをロックするブレーキを備えることにする。しかし
、ブレーキングのモーメントを突然に回転しているスピ
ンドルに加えても、クランプ駆動用モータの回転子が、
短い時間ではあるが前の速度で回転し続け、状況により
、クランプ力が非常に大きくなって加工物を破損するか
、またはクランプ力が小さくなり加工物が外れる危険が
ある。この理由から、回転子をクランプに機械的に連結
するときには、クランプ駆動用モータが停止しているよ
うに注意する必要がある。

第３図に示したように、クランプ駆動用モータの固定子
の継鉄４０は、回転子のコア４４に対してスピンドルの
方向に延長され、固定子のコア４４に面する領域に、放
射状の鋸歯状部が設けられた結合リング１３０が、ブッ
シング６８の向き合う鋸歯状部１３２に並べて配置され
ている。結合リング１３０はポルＨ３４に取り付けられ
、ばね１３６により歯形にかみ合う方向に押し付けられ
る。

回転制御装置は、磁界生成電流成分と、固定子の巻線４
２のトルク生成電流成分とを別々に印加できる。制御ア
ルゴリズムは、常に、磁界発生成分を最初にオンにする
。これにより、結合リング（マグネットとして動作する
固定子コアの電気子として動作する）リングが鋸歯状部
から解放され、このときだけトルクが発生する。停止時
には反対の順番に行う。

回転角の検出と同時に、クランプ力および停止モーメン
トにより　（トリガ部の動作パラメータを経由して）、
種々の監視機能を実行することができる。例えば、反転
方向の駆動ナンドと駆動ねじとの間の遊びで停止トルク
の急激な停止を検出することができ、これに対応する回
転角度がスライドねじ駆動装置の「ゆるみＪの標準とな
り、したがって摩耗のための標準となる。この値が所定
のしきい値が越えたときには、警告信号を発生する。

アイドル行程β、の間の停止モーメントのレベルにより
、ねじ駆動装置の潤滑剤を検知することもできる。この
場合にも、所定のしきい値を越えたときに警告信号を発
生することができる。

第５図は本発明第二実施例工作機械を示す。この機械は
、スピンドル軸に対して対称に構成されているので、そ
の上側半分を断面で示す。

この実施例でもスライドねじ駆動装置を使用している。

この実施例では、スピンドルを中空とするため、スライ
ドねじ駆動装置のねじの直径が大きく、このため摩擦防
止用の被膜が設けられている。クランプ駆動用モータは
スピンドルの回転に対して固定されており、その回転子
は、クランプ時または取り外し動作度にのみスピンドル
に連結される。

スピンドル台の一般的構造については第２図と同様であ
り、ここでは説明しない。

引張圧縮チューブ１５２がスピンドル１５０の内側に配
置され、スピンドル１５０と共に回転し、クランプ鰐口
を作動させるために、軸方向にスピンドルと相対的に移
動できる。スピンドル１５０にはフランジ１５４がねじ
止めされ、このフランジ１５４には、ねじ１５６を経由
して蓄力アセンブリ１５８が取り付けられる。

この蓄力アセンブリ１５８は保持スリーブ１６０を取り
囲み、この保持スリーブ１６０内に内側リング１６２が
取り付けられる。第一のコツプ型ばね１６６が、内側リ
ング１６２の終端フランジ１６４に軸方向に保持され、
コツプ型ばね１６６の他端は、第一の中間リング１６８
によりクランプされる。この中間リング１６８の反対側
には第二のコツプ型ばね１７０が設けられ、第二の中間
リング１７２によりクランプされる。保持スリーブ１６
０は、第二の中間リング１６８と環状ナツト１７３との
間に固定され、環状ナツト１７３は内側リング１６２に
ねじ止めされる。

コツプ型ばね１６６．１７０の外側周辺は、放射状に、
クランプ・リング１７６および環状ねじ１７８で外側リ
ング１７４に固定される。環状ねじ１７８は外側リング
１７４にねじ止めされる。外側リング１７４がら、ピン
１８０が保持スリーブ１６０のスリット１８２内に突出
し、軸方向には移動可能でも回転はしないように、外側
リング１７４と保持スリーブ１６０とを連結する。

スピンドル１５０およびスピンドル箱１８４に対スる外
側リング１７４の特定の軸方向位置が、スピンドル箱１
８４内に設けられたセンサ１８６により検出される。

外側リング１７４はまた、十文字ローラ軸受１８８を経
由して、スライドねじ駆動装置のナソ）１９０に連結さ
れ、ナツト１９０の中空のねじ１９２が引張圧縮チュー
ブ１５２にねじ止めされる。ねじ１９２上の外側軸方向
模溝１９４は、蓄カアセンブ１月５８の内側リング１６
２に、回転しないけれども軸方向には移動可能に固定さ
れる。

ナツト１９０のねじ１９２に対する回転（スピンドル１
５０が停止しているときには回転しない）時には、引張
圧縮チューブ１５２が鋭く止められるまで、例えばクラ
ンプ鰐口が工作物に当接するまで、軸的に移動する。こ
こからさらにナツト１９０が回転すると、ナツト１９０
が、軸方向にねじ１９２に沿ってねじ込まれ、外側リン
グ１７４が軸方向に移動し、コツプ型ばね１６６．１７
０の弾性的変形が生じ、りランプ力を蓄える。

クランプおよびその取り外しのために必要な回転移動は
、ナンド１９０により以下のようにして伝達される。

スピンドル箱１８４には、ローラ軸受１９６により結合
リング１９８が保持され、楔溝２（１０）を経由して、
回転しないけれども軸方向に移動可能にナンド１９０に
連結される。結合リング１９８には放射状の鋸歯状部２
（１２）が設けられている。

スピンドル箱１８４にはモータ・ハウジング２０４が取
り付けられ、クランプ駆動用モータの固定子２０６を収
容し、スリーブ２０８がモータ・ハウジング２０４にね
じ止めされ、終端フランジ２１０から内側に伸びている
。スリーブ２０８は、ボール・ベアリング２１２．２１
４により、モータの回転子２１６上に保持され、この回
転子２１６は連結チューブ２１Ｂにしっかりと接続され
る。ボール・ベアリング２１２はスリーブ２０８に対し
て移動可能に取り付けられ、ボール・ベアリング２１４
は連結チューブ２１８に対して移動可能に取り付けられ
る。ボール・ベアリング２１２．２１４の間には、復帰
ばね２２０が固定され、スピンドルの回転中、すなわち
クランプ駆動用モータに電流が流れていないとき、復帰
バネ２２０がクランプ゛駆動用モータの回転子を図示し
た軸的位置、すわなち停止リング２２２により定義され
る位置に保持する。

結合チューブ２１８は、その内側終端面に放射状の鋸歯
状部２２４が設けられ、結合チューブ２１８の軸的移動
により復帰ばね２２０を圧縮し、結合リング１９８の放
射状鋸歯状部２（１２）とかみ合う。これはモータ電流
のスイッチをオンにすることにより行われ、回転子を固
定子内に引っ込める。互いに連結される二つの部分は周
辺歯状部を存し、これと共同で、センサ２２６．２２Ｂ
がそれぞれ角度位置の認識をし、連結されているときに
放射状鋸歯状部を損傷しないようにする。

第７図は本発明第三実施例工作機械の要部を示す。この
実施例は、旋盤の心押し台を駆動するためのモータに本
発明を実施した例である。

ベッド３３０は、心押し台３３４およびスピンドル３３
６のための往復ガイド３３２を備え、通常の方法により
、心押しスピンドル３３６の終端は、主軸台から離れて
、圧縮ばねアセンブリ３３８で保持される。心押し台の
移動は、ローリングねじ駆動により実行され、そのナツ
ト３４２がナツト止め３４０で停止し、スピンドル３４
４と共同で動作して回転駆動される。軸受３４６は反動
力を吸収する。ベッド３３０には、結合具３４８を介し
て、保持ブラケット３５２により　（ねじ３６０で）サ
ーボモータ３５０が固定される。このサーボモータ３５
０は、スピンドル３４４を回転駆動し、心押し台３３４
を移動される。

このサーボモータ３５０は、多芯ケーブル３５４を経由
して回転制御装置に接続される。この回転制御装置は、
クランプ駆動用モータおよび作業スピンドル駆動用モー
タを制御すると同じ装置である。

心押しスピンドルの先端部３５８により引き起こされる
押し付は力を表示するばね力センサ３５６の出力信号に
加えて、移動距離センサ３６２が設けられている。これ
により、所定のクランプ力または所定の調節された距離
を選択的に得ることができる。

この心押し台の移動は、クランプの駆動時または作業ス
ピンドルの駆動時と同時に行う必要がなく、同一の回転
制御装置で三つのモータを制御することができる。また
、ナツト３４２、スピンドル３４４によるローリングね
じ駆動装置のかわりに、摩擦を削減するための被膜が設
けられたスライドねじ駆動装置を使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の工作機械は、一つの回転
制御装置で複数のモータを順次制御し、小型で安価な工
作機械を実現できる。本発明の工作機械は、コンピュー
タによる数値制御に適し、自動化機械として利用できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例工作機械の回路ブロック図。 第２図は本発明第一実施例工作機械のスピンドル台の断
面図。 第３図はクランプ駆動用モータの断面図。 第４図は引張圧縮チューブの断面図。 第５図は本発明第二実施例工作機械のスピンドル台の断
面図。 第６図はクランプ駆動用モータの回転制御のアルゴリズ
ムを示す図。 第７図は本発明第三実施例工作機械の心押し台を示す図
。 Ｍｌ、ＭＵ・・・モータ、工０・・・スピンドル箱、１
２・・・ローラ軸受、１４・・・スピンドル、１６・・
・クランプ・チャック、１８・・・クランプ・ピストン
、２０・・・喫状誘導具、２２・・・クランプ鰐口、２
４・・・歯車、２６・・・回転子、２８・・・ハウジン
グ、３０・・・引張圧縮チューブ、３２・・・端子箱、
４０・・・継鉄、４２・・・巻線、４４・・・コア、４
６・・・短絡リング、４８・・・スリーブ、５０・・・
終端フランジ、５２・・・鋸歯状部、５４・・・内側チ
ューブ、５６．５８・・・ローラ軸受、６０・・・鋸歯
状部、６２・・・スリーブ、６４・・・管部、６６・・
・鋸歯状部、６８・・・ブッシング、７０・・・太陽ホ
イール、７２・・・遊星ピニオン、７４・・・駆動ナン
ド、７６・・・表面軸受、７７・・・ねじ山、７８・・
・駆動ねじ、８０・・・誘導チューブ、８２・・・ロー
ラ軸受、８４・・・運び台、８６・・・ねじ込みカム、
８８・・・長円スロット、９０・・・ハウジング取り付
は具、９２・・・測定ヘッド、９４・・・接続部品、１
２８・・・固定誘導変換器、ｌＯＯ・・・外側チューブ
、１（１２）・・・停止スリーブ、１０４・・・ロッド
、１０６・・・結合ブッシング、１０８・・・コツプ型
ばねアセンブリ、１１０．１１２・・・圧縮リング、１
１４・・・喫、１１６・・・溝、１１８・・・長円スロ
ット、１２０・・・ピン、１２２・・・滑りブロック、
１２４・・・センサ・ロッド、１２６・・・センサ・ヘ
ッド、１５０・・・スピンドル、１５２・・・引張圧縮
チューブ、１５４・・・フランジ、１５６・・・ねじ、
１５８・・・蓄力アセンブリ、１６゜・・・保持スリー
ブ、１６２・・・内側リング、１６４・・・終端フラン
ジ、１６６．１７０・・・コツプ型ばね、１６８．１７
２・・・中間リング、１７３・・・環状ナツト、１７４
・・・外側リング、１７６・・・クランプ・リング、１
７８・・・環状ねじ、１８０・・・ピン、１８２・・・
スリット、１８４・・・スピンドル箱、１８６・・・セ
ンサ、１８８・・・十文字ローラ軸受、１９０・・・ナ
ツト、１９２・・・ねじ、１９４・・・外側軸方向喫溝
、１９６・・・ローラ軸受、１９８・・・結合リング、
２（１０）・・・横溝、２（１２）・・・鋸歯状部、２
０４・・・モータ・ハウジング、２０６・・・固定子、
２０８・・・スリーブ、２１０・・・終端フランジ、２
１２．２１４・・・ボール・ベアリンク、２１６・・・
回転子、２１８・・・連結チューブ、２２０・・・復帰
ばね、２２２・・・停止リング、２２４・・・鋸歯状部
、２２６．２２８・・・センサ、３３０・・・ベッド、
３３２・・・往復ガイド、３３４・・・心押し台、３３
６・・・心押しスピンドル、３３８・・・圧縮ばねアセ
ンブリ、３４０・・・ナツト止め、３４２・・・ナンド
、３４４・・・スピンドル、３４６・・・軸受、３４８
・・・結合具、３５０・・・サーボモータ、３５２・・
・保持ブラケット、３５４・・・多芯ケーブル、３５６
・・・ばね力センサ、３５８・・・先端部、３６０・・
・ねじ、３６２・・・移動距離センサ、４１０．４１１
．４１２．４１３・・・メモリ、４１４・・・スイッチ
、４１５・・・調整器、４１６・・・インクフェイス、
４１７・・・バス、４１８・・・インバータ、４１９．
４２０・・・スイッチ。 特許出願人代理人　　　　　　２へ、

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動可能な作業スピンドルと、 この作業スピンドルを駆動する作業用モータと、この作
   業用モータの回転速度を連続的に制御する回転制御装置
   と、 上記作業スピンドルに対して加工物を固定するクランプ
   部と、 上記作業用モータとは別個に設けられ上記クランプ部を
   駆動するクランプ駆動用モータと を備えた工作機械において、 上記回転制御装置は正逆両方向に制御可能な構造であり
   、 上記作業用モータまたは上記クランプ駆動用モータの一
   方を選択して上記回転制御装置の制御出力を接続する選
   択接続手段と、 この選択接続手段が選択したモータの制御情報を上記回
   転制御装置の入力に供給する供給手段とを備えたことを
   特徴とする工作機械。
2. （２）制御情報は、特定の時間におけるモータの制御を
   定義するパラメータ、制御アルゴリズム、モータの動作
   設定値およびその実測値を含む特許請求の範囲第（２）
   項に記載の工作機械。
3. （３）作業用モータおよびクランプ駆動用モータは三相
   誘導モータであり、 回転制御装置は、接続されたモータの動作状態に応じて
   、三相電流の磁化電流成分およびトルク発生電流成分を
   連続的に制御するインバータ装置を含む 特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の工
   作機械。
4. （４）選択接続手段の動作および供給手段による制御情
   報の供給は、さらに高レベルのコンピュータ数値制御装
   置により制御される構成である特許請求の範囲第（１）
   項ないし第（３）項のいずれかに記載の工作機械。
5. （５）選択接続手段の動作および供給手段による制御情
   報の供給は、回転制御装置内のコンピュータにより制御
   される構成である特許請求の範囲第（１）頂ないし第（
   ３）項のいずれかに記載の工作機械。
6. （６）工作機械は旋盤であり、 クランプ駆動用モータは、この旋盤の心押し台のスピン
   ドルを連続的に駆動する構成である特許請求の範囲第（
   １）項ないし第（５）項のいずれかに記載の工作機械。
7. （７）クランプ駆動用モータは、心押し台のスピンドル
   を駆動してこの心押し台を作業スピンドルと平行に移動
   させ、上記心押し台のスピンドルによるクランプ力をば
   ねを経由して上記心押し台に伝達させる構成である特許
   請求の範囲第（６）項に記載の工作機械。
8. （８）クランプ駆動用モータは、その固定子が作業スピ
   ンドルの回転に対して固定された特許請求の範囲第（１
   ）項ないし第（７）項のいずれかに記載の工作機械。
9. （９）クランプ駆動用モータは、その回転子が作業スピ
   ンドルと同軸に配置されてこの作業スピンドルと共に回
   転する構造である特許請求の範囲第（８）項に記載の工
   作機械。
10. （１０）クランプ駆動用モータは、回転子の回転動作を
    軸方向の並進クランプ動作に変換するスライドねじ駆動
    装置を含む特許請求の範囲第（８）項または第（９）項
    に記載の工作機械。
11. （１１）スライドねじ駆動装置は、発生したクランプ力
    をばねに蓄えるクランプ力蓄積手段を含む特許請求の範
    囲第（１０）項に記載の工作機械。
12. （１２）スライドねじ駆動装置は、 発生したクランプ力を検出するセンサと、 このセンサの出力信号によりモータの回転角を調整して
    所定のクランプ力を発生させる角度制御手段と を含む 特許請求の範囲第（１１）項に記載の工作機械。
13. （１３）作業スピンドルはスピンドル・ハウジングに固
    定された構成である特許請求の範囲第（１０）項ないし
    第（１２）項のいずれかに記載の工作機械。
14. （１４）クランプ駆動用モータはその回転子が移動しな
    い構造であり、この回転子とクランプ部との間に切替可
    能な連結器を含む特許請求の範囲第（８）項ないし第（
    １０）項のいずれかに記載の工作機械。
15. （１５）切替可能な連結器はクランプ駆動用モータの漏
    れ磁界により移動可能な構造である特許請求の範囲第（
    １４）項に記載の工作機械。
16. （１６）クランプ部は、スピンドルおよびナットにより
    構成され、これらの隣接する部分に互いに歯合するねじ
    山が設けられ、機械的に弾性的な材料により被膜が施さ
    れたスライドねじ駆動装置を含む特許請求の範囲第（１
    ０）項ないし第（１５）項のいずれかに記載の工作機械
    。
17. （１７）機械的に弾性的な材料は気相で化学的に形成さ
    れた材料である特許請求の範囲第（１６）項に記載の工
    作機械。
18. （１８）機械的に弾性的な材料はダイヤモンド状炭素で
    ある特許請求の範囲第（１７）項に記載の工作機械。
19. （１９）クランプ部をモータにより駆動して加工物を固
    定する方法を含む工作機械の制御方法において、上記ク
    ランプ部が駆動されているがまだ上記加工物に接してい
    ないアイドル行程（β＿Ｌ）時には、上記モータの回転
    速度ｄβ／ｄｔを一定値に保ち、上記クランプ部が上記
    加工物に当接し、しきい値（Ｆ＿Ｓ）以上のクランプ力
    が発生しているクランプ力発生行程（β＿Ｋ）時には、
    上記モータの回転速度ｄβ／ｄｔを連続的に減少させ、
    スライドねじ駆動装置がすべりを生じて並進運動を行う
    ことのできない回転速度以上の保持値（ｄβ／ｄｔ＿ｍ
    ＿ｉ＿ｎ）まで低下させ、 設定されたクランプ力（Ｆ＿Ｅ）が得られたときに上記
    モータの回転を停止させる 工作機械の制御方法。
20. （２０）クランプ力発生行程（β＿Ｋ）には、連続的に
    検出したクランプ力の実測値によりモータの回転速度を
    制御する特許請求の範囲第（１９）項に記載の工作機械
    の制御方法。