工作機械
【課題】工具を取り付け可能な主軸を、任意の角度で位置決めした状態で、前記主軸を旋回割出し可能な旋回主軸の剛性を高めることができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作物に加工を行う工具４３が取り付けられて回転可能な主軸４２と、主軸と直交する方向において主軸に固定されて主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸６１と、を有する工作機械において、旋回主軸と、旋回主軸を支持する主軸台６６に固定された固定部材６２との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室６５と、固定部材に保持されて、加圧流体を作用させ、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて旋回主軸を押圧する弾性部材６３と、を備える。
【解決手段】工作物に加工を行う工具４３が取り付けられて回転可能な主軸４２と、主軸と直交する方向において主軸に固定されて主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸６１と、を有する工作機械において、旋回主軸と、旋回主軸を支持する主軸台６６に固定された固定部材６２との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室６５と、固定部材に保持されて、加圧流体を作用させ、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて旋回主軸を押圧する弾性部材６３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、該主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、工具支持体を所定の回動軸心を中心に回動自在に設け、工具支持体に旋削工具や回転工具を装着使用する工作機械において、旋削加工時に工具支持側の剛性を向上させると共に、位置決め精度を向上させ、回転加工時に工具用主軸を細かい割り出し角度で素早く回動・位置決めする技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１の工作機械では、上記の旋削工具を用いた旋削加工時には、刃物台本体の第１カップリング部材を、工具支持体の第２カップリングに係合させることにより、刃物台本体に対して工具支持体をクランプしている。
さらに、特許文献１の工作機械では、上記の回転工具を用いた回転加工時には、刃物台本体の第１摩擦クランプ面を、工具支持体の第２摩擦クランプ面に当接させることにより、刃物台本体に対して工具支持体をクランプしている。
【０００４】
上記の工作機械では、旋削加工時には、上記の第１カップリング部材と上記の第２カップリング部材との係合によって、刃物台本体に対し工具支持体を支持する際の剛性を向上させることができ、工具用主軸の位置決め精度を向上させている。
加えて、回転加工時には、上記の第１摩擦クランプ面と上記の第２摩擦クランプ面との間の面摩擦を利用することにより、第１摩擦クランプ面と第２摩擦クランプ面との間を、簡易に素早くクランプ・アンクランプすると共に、工具用主軸を任意の角度で位置決めしている。
したがって、上記の工作機械では、各加工（旋削加工、回転加工）の形態に合わせて、刃物支持体に対して工具支持体をクランプする方法を選択することができる。
【特許文献１】特開平１０−３２８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、工作物に対する加工時の加工状態が不安定になることにより、工具にびびり振動が発生することがある。工具にびびり振動が発生した場合には、該びびり振動に起因して、工作物の加工精度が低下し、工作物の仕上げ面に悪影響を及ぼすことが考えられる。このため、工作物に多様な加工を行うため、工具を取り付け可能な主軸を、任意の角度で位置決めした状態で、びびり振動の影響を受け難くするためには、前記旋回主軸の剛性を高める必要がある。
【０００６】
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、工具を取り付け可能な主軸を、任意の角度で位置決めした状態で、前記主軸を旋回割出し可能な旋回主軸の剛性を高めることができる工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る工作機械は、工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、前記主軸と直交する方向において該主軸に固定されて前記主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械において、前記旋回主軸と、該旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室と、前記固定部材に保持されて、前記加圧流体を作用させ、前記加圧流体流入室から前記旋回主軸の径方向に向けて該旋回主軸を押圧する弾性部材と、を備えることを特徴とする。
請求項１の発明に係る工作機械によれば、弾性部材によって、旋回主軸を、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて押圧することにより、旋回主軸に対し、押圧力を付与することができる。このため、前記押圧力によって、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
さらに、旋回主軸を押圧する弾性部材を、旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材に保持させることができる。
このため、工作物への加工時に、旋回主軸に固定された工具主軸を通じ、該旋回主軸を回転させようとする力が、弾性部材に対して加わる場合であっても、固定部材に弾性部材を保持させることにより、旋回主軸を回転させようとする力の影響を受けて、旋回主軸から弾性部材が離れることを防止することができ、旋回主軸に対する弾性部材の押圧力を維持させることができる。
これにより、旋回主軸が回転することを妨げることができ、該旋回主軸の剛性を高めることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されていることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されることにより、弾性部材と固定部材との結合強度を高めることができる。この場合、溶接方法として電子ビーム溶接を用いると、溶接部（弾性部材と固定部材との溶接部）の歪みを抑制することができる。
さらに、弾性部材に対し、上述した旋回主軸を回転させようとする力が加わることにより、旋回主軸から弾性部材が離れようとする場合であっても、上記の溶接部によって、前記弾性部材の両端部が固定部材に保持されているため、弾性部材が上記の旋回主軸を回転させようとする力に対抗することができる。このため、旋回主軸を回転させようとする力によって、弾性部材が旋回主軸から離れる方向へ移動することを妨げることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１において、前記旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する前記弾性部材の接触面が分割されていることを特徴とする。
請求項３の発明によれば、旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する弾性部材の接触面が分割されているため、旋回主軸に対する弾性部材の接触面が分割されていない場合に比べて、上述した旋回主軸を回転させようとする力が加わる弾性部材の長さを短くすることができる。
これにより、旋回主軸を回転させようとする力による弾性部材の変位量を小さくすることができ、弾性部材に生じる歪み量を抑えることができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、前記弾性部材は、前記分割された接触面を形成する上部弾性部材及び下部弾性部材の互いに隣接する端部から前記旋回主軸の軸線方向と交差する方向に延設された延設部を有し、前記延設部が、前記固定部材に固定されていることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、上述した旋回主軸を回転させようとする力に応じ、弾性部材が移動しようとする場合であっても、弾性部材の延設部が、固定部材に固定されているため、弾性部材の移動を規制することができる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記加圧流体の圧力を増加させることにより、前記弾性部材が前記旋回主軸を押圧する押圧力を増加させる押圧力調整機構を備えることを特徴とする。
請求項５の発明によれば、押圧力調整機構により、弾性部材が旋回主軸を押圧する押圧力を増加させることができる。このため、増加させた押圧力の大きさに応じ、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の工作機械によれば、弾性部材によって、旋回主軸を、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて押圧することにより、旋回主軸に対し、押圧力を付与することができる。このため、前記押圧力によって、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
さらに、工作物への加工時に、旋回主軸に固定された工具主軸を通じ、旋回主軸を回転させようとする力が、弾性部材に対して加わる場合であっても、固定部材に弾性部材を保持させることにより、旋回主軸を回転させようとする力の影響を受けて、旋回主軸から弾性部材が離れることを防止することができ、旋回主軸に対する弾性部材の押圧力を維持させることができる。これにより、旋回主軸が回転することを妨げることができ、該旋回主軸の剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、複合加工旋盤１の全体斜視図である。複合加工旋盤１は、本発明の工作機械の一例である。複合加工旋盤１は、ベッド１０と、第１主軸台２０と、第２主軸台３０と、第１刃物台４０と、第２刃物台５０とを備えている。
【００１４】
ベッド１０は、ガイドレール１１を備えている。２本のガイドレール１１同士は、ベッド１０の傾斜面上に、平行に敷設されている。
【００１５】
第１主軸台２０は、第１基台部２１と、第１主軸部２２とを備えている。第１基台部２１は、ベッド１０に固定されている。第１主軸部２２には、チャック（図示せず。）を装着することができる。チャックには、ワークが把持される。
【００１６】
第２主軸台３０は、第２基台部３１と、第２主軸部３２とを備えている。第２基台部３１は、ガイドレール１１と係合している。上記の第１主軸部２２と同様に、第２主軸部３２には、チャック（図示せず。）を介し、ワークが把持される。
【００１７】
第１刃物台４０は、支持ベース４１と、主軸頭６０とを備えている。コラム５によって、支持ベース４１は、Ｘ方向へ移動可能に支持されている。また、コラム５は、ベッド１０の上面において互いに平行に設けられた２つのガイドレール１２上を、Ｚ方向に移動させることができる。
【００１８】
第２刃物台５０は、刃物台本体５１と、タレットヘッド５２とを備えている。刃物台本体５１は、上記の第２基台部３１と共に、ガイドレール１１と係合している。タレットヘッド５２には、各種の工具５３を装着することができる。タレットヘッド５２を回転割出しすることにより、ワークの加工位置に、工具５３が旋回割出しされる。
【００１９】
図２に示すように、支持ベース４１は、旋回主軸６１と、スリーブ６２と、ピストンＰと、支持ベース本体６６とを備えている。旋回主軸６１は、ベアリングＢによって、支持ベース本体６６に支持されている。主軸頭６０には、該主軸頭６０と直交する方向において、旋回主軸６１が固定されている。旋回主軸６１は、ウォームギヤを用いた回転駆動機構７０によって、回転駆動される。回転駆動機構７０により、主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１を中心にして、所定の角度に回転割出しされる。なお、主軸頭６０には、工具主軸４２が回転自在に挿入されている。工具主軸４２は、主軸駆動機構（図示せず。）によって、回転駆動される。工具主軸４２には、図１及び図２に示すように、工具４３を装着することができる。工具主軸４２は、本発明における主軸の一例であり、支持ベース本体６６は、主軸台の一例である。旋回軸線Ｂ１は、本発明の旋回軸心の一例である。
【００２０】
スリーブ６２は、取付けボルト（図示せず。）によって、支持ベース本体６６に固定されている。ワークに対して旋削加工を行う際に、上記の回転駆動機構７０によって、主軸頭６０を、所定の角度に回転割出しをする場合にも、スリーブ６２は、回転することなく支持ベース本体６６に固定されている。本実施形態では、スリーブ６２は、本発明における固定部材の一例である。
【００２１】
スリーブ６２と弾性部材６３との結合部は、電子ビームによって、溶接されている。ここでは、スリーブ６２の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）における両端部と、弾性部材６３の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）における両端部とに設けられた溶接部６４により、電子ビーム溶接がなされている。
【００２２】
弾性部材６３は、薄肉の金属部材（例えば鉄製の部材）によって形成されている。
【００２３】
スリーブ６２と弾性部材６３とに挟まれた位置には、第１空室６５が形成されている。第１空室６５は、油通路６５Ａに連通している。後述するように、第１空室６５には、油通路６５Ａを通して圧油が供給される。圧油によって、弾性部材６３には、圧力が加えられる。
【００２４】
第２空室６７は、スリーブ６２に隣接して設けられている。ピストンＰの上面と、支持ベース本体６６の一面の内で前記ピストンＰの上面に対向する面との間には、第２空室６７が形成され、ピストンＰの下向きの面と、支持ベース本体６６の一面の内で前記ピストンＰの下向きの面に対向する面との間には、第４空室７５が形成されている。ピストンＰの下面には、公知の技術として、複数の突起部が設けられている。ピストンＰが有する複数の突起部は、ピストンＰの下面に対向する旋回主軸６１及び支持ベース本体６６にそれぞれ設けられた複数の突起部に噛合可能とされ、両突起部によって、カップリングを形成している。
これにより、旋回主軸６１が回転することが規制される。ここでは、上述したピストンＰの突起部と、上述した旋回主軸６１及び支持ベース本体６６にそれぞれ設けられた突起部とが噛合する位置に、旋回主軸６１を回転駆動させた状態で、旋回主軸６１の回転が規制可能とされている。第２空室６７に供給された圧油により、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の下方側に移動し、第４空室７５に供給された圧油により、スリーブ６２の縦方向の上方側へ浮動可能とされている。旋回主軸６１が回転する場合であっても、ピストンＰは、スリーブ６２と一体になるように配置され、上記の圧油により、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ浮動可能又は該縦方向の下方側へ移動可能とされている。
【００２５】
図２に示すように、支持ベース本体６６には、油圧回路が接続されている。油圧回路は、方向切換弁７１と、パイロットチェック弁７２と、電磁弁７３と、増圧弁７４とを備えている。
【００２６】
方向切換弁７１の第１ポートは、第１ポンプ接続管路７１Ａを介し、油圧ポンプＰ１に接続されている。方向切換弁７１の第２ポートは、第１タンク接続管路７１Ｂを介し、タンクＴに接続されている。
【００２７】
方向切換弁７１の第３ポートは、第１油送管路７２Ａを介し、上記の第２空室６７に接続されている。第１油送管路７２Ａには、パイロットチェック弁７２が設けられている。方向切換弁７１の第４ポートは、第２油送管路７２Ｂを介し、第４空室７５に接続されている。第２油送管路７２Ｂには、パイロットチェック弁７２のパイロットポートが接続されている。なお、タンクＴには、上記の第４空室７５から排出された油が戻される。油圧ポンプＰ１により、タンクＴから上記の第２空室６７に向けて、圧油が送られる。
【００２８】
電磁弁７３の一方は、第２ポンプ接続管路７３Ａを介し、上記の油圧ポンプＰ１に接続されている。電磁弁７３の他方は、第２タンク接続管路７３Ｂを介し、上記のタンクＴに接続されている。
【００２９】
上記の電磁弁７３の一方は、第３油送管路７４Ａを介し、上記の油通路６５Ａに接続されている。第３油送管路７４Ａには、増圧弁７４が接続されている。上記の電磁弁７３の他方には、バイパス管路７４Ｂが接続されている。バイパス管路７４Ｂは、第３油送管路７４Ａに設けられた油圧ポンプＰ２をバイパスする管路である。
【００３０】
次に、本発明の工作機械の実施形態として、複合加工旋盤１の動作について説明する。以下に、大きな負荷がかかる加工の一例として、旋削加工時の動作を説明する。旋削加工時には、旋回主軸６１を所定の角度に割出した状態で、ピストンＰを下降させ、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部（カップリング）を噛合させた状態とする。
すなわち、先ず、油圧ポンプＰ１により、圧油が、方向切換弁７１及び第２油送管路７２Ｂを通じ、第４空室７５に供給される。これにより、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ移動する。このため、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。
【００３１】
その後、回転駆動機構７０により、旋回軸線Ｂ１を中心として、旋回主軸６１を、所定の回転角度に回転割出しする。この結果、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（旋削工具）の向きが変更される。なお、このとき、所定の角度に回転割出しをした後の旋回主軸６１の突起部は、ピストンＰの突起部と噛合可能な状態であることが必要である。
【００３２】
旋回主軸６１の回転割出しが完了すると、続いて、方向切替弁７１を切り替えて、油圧ポンプＰ１により、圧油を、第２空室６７に供給し、ピストンＰを下降させる。このとき、第４空室７５内の油は、タンクＴに排出される。
【００３３】
支持ベース本体６６の突起部を有する面からは、ピストンＰに向けて、図示しないピンが突出可能とされ、且つ該ピンは、ピストンＰに向けて付勢可能とされており、ピストンＰの下降によって、ピンが押し下げられることにより、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が確認され、旋削加工が可能であることを判別する。この状態においては、主軸頭６０の割出し角度は、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部が噛合可能な位置に制限されるが、各突起部の噛合によって、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６を強固にクランプすることができるため、大きな負荷がかかるワークに対する加工を、支障なく実現することができる。なお、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６を強固にクランプする動作は、旋削加工に限定されず、回転工具を用いて上で、工具主軸４２を回転させる回転加工にも適用可能である。
【００３４】
さらに、複合加工旋盤１において、任意の角度に主軸頭６０を割出して加工を行う一例として、回転工具を用いて、工具主軸４２を回転させる回転加工時の動作を説明する。
回転加工時には、先ず、油圧ポンプＰ１により、圧油が、方向切換弁７１及び第２油送管路７２Ｂを通じ、第４空室７５に供給される。これにより、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ移動する。このため、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。
【００３５】
その後、上述した旋削加工時と同様に、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（回転工具）の向きが変更される。なお、この場合には、旋回主軸６１の突起部が、ピストンＰの突起部と噛合可能な状態である必要はない。
【００３６】
旋回主軸６１の回転割出しが完了すると、油圧ポンプＰ１により、圧油が、電磁弁７３及び第３油送管路７４Ａを通じ、上記の油圧ポンプＰ２に供給される。油圧ポンプＰ２は、圧油を増圧し、該増圧した圧油を、油通路６５Ａを介して第１空室６５に供給する。本実施形態では、前記圧油は、本発明の加圧流体の一例である。また、増圧弁７４は、本発明の押圧力調整機構の一例である。
【００３７】
第１空室６５に供給された圧油により、弾性部材６３には、圧力が加えられる。この圧力によって、弾性部材６３は、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向（該旋回主軸６１の径方向）に向けて弾性変形し、該弾性部材６３は、旋回主軸６１の側面に密接する。これにより、旋回主軸６１の回転を規制する摩擦力を発生させ、旋回主軸６１に対し、ブレーキ力を加えることができる。本実施形態では、第１空室６５は、本発明の加圧流体流入室の一例である。
【００３８】
さらに、上記の油圧ポンプＰ２により、圧油がより増圧されると、上記の弾性部材６３に加わる押圧力が増加する。これによって、弾性部材６３は、旋回主軸６１の側面に強く押し付けられ、旋回主軸６１に対するブレーキ力が増加する。
【００３９】
加えて、電子ビームによって、スリーブ６２の両端部と弾性部材６３の両端部との結合強度が高まる。したがって、ワークへの旋削加工時に、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０（工具主軸４２）を通じ、旋回主軸６１を回転させようとする力が、弾性部材６３に加わる場合であっても、２つの溶接部６４を設けることにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗する。これにより、弾性部材６３がスリーブ６２から剥がされることを防ぐことができる。
【００４０】
上述したように、本実施形態では、弾性部材６３が旋回主軸６１にブレーキ力を加えると共に、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗する。これにより、弾性部材６３により、旋回主軸６１に対し、該旋回主軸６１が回転することを制動する力を加えることができる。このため、旋回主軸６１によって、主軸頭６０（工具主軸４２）が、所定の角度に回転割出しされた状態で、旋回主軸６１の剛性を高め、旋削加工時に生じ易いびびり振動が抑制される。これにより、旋削加工時に、ワークの加工精度が低下することを防止している。複合加工旋盤１では、回転加工時には、上述したように、ピストンＰと旋回主軸６１との噛合状態が解除された状態で、主軸頭６０（工具主軸４２）が、任意の角度に回転割出しされる。このため、ピストンＰの突起部と、旋回主軸６１に設けられた突起部とが噛合しない位置においても、旋回主軸６１が回転することを規制することができる。
【００４１】
なお、本実施形態の複合加工旋盤１においては、旋回主軸６１を旋回軸線Ｂ１回りで回転させながら、ワークに対する加工を行うことも可能である。この場合には、第２空室６５へ圧油を供給することを停止すると共に、第４空室７５に圧油を供給し、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部（カップリング）の噛合状態が解除されている。
【００４２】
＜実施形態１の作用及び効果＞
上記の複合加工旋盤１では、２つ溶接部６４によって、スリーブ６２の縦方向における両端部と、弾性部材６３の縦方向における両端部とが、溶接されている。
このため、２つの溶接部６４を介し、弾性部材６３の両端部がスリーブ６２に接合され、ワークへの旋削加工時に、旋回主軸６１を回転させようとする力が、弾性部材６３に加わることがあっても、弾性部材６３が移動することを規制することができる。
これにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗し、弾性部材６３が旋回主軸６１から離れる方向へ移動することを妨げることができる。
したがって、ワークへの旋削加工時には、旋回主軸６１が回転することを制動する力を加えることができ、旋回主軸６１の剛性を高めることができる。
【００４３】
複合加工旋盤１では、上述したように、増圧弁７４のポンプＰ２により、第１空室６５に供給される圧油が増圧される。第１空室６５に供給される圧油が増圧されることに伴って、弾性部材６３を、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向に向けて弾性変形させる圧力が増加する。これにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１の側面を締め付ける力が増加し、旋回主軸６１の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
【００４４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図１及び図３を参照しつつ説明する。ここでは、実施形態１と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。図３に示すように、支持ベース４１Ａは、弾性部材６８と、第３空室６９とを備えている。
【００４５】
スリーブ６２は、上部スリーブ６２Ａと、下部スリーブ６２Ｂとに分割して形成されている。弾性部材６８は、上部弾性部材６８Ａと、下部弾性部材６８Ｂと、延設部６８Ｃとを備えている。延設部６８Ｃは、上部弾性部材６８Ａ及び下部弾性部材６８Ｂの互いに隣接する端部から、弾性部材６８の横方向（旋回主軸６１の径方向）へ延びている。なお、弾性部材６８の横方向は、旋回主軸６１の軸線方向と交差する方向である。
【００４６】
上部スリーブ６２Ａの上方から下部スリーブ６２Ｂまで貫通するリーマボルト８０により、上部スリーブ６２Ａと、延設部６８Ｃと、下部スリーブ６２Ｂとが締結されている。
【００４７】
弾性部材６８の外周の縦方向における１箇所に凹溝を設けることにより、上部弾性部材６８Ａと下部弾性部材６８Ｂとの間に空間を形成し、スリーブ６２の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）において、旋回主軸６１の側面に対する弾性部材６８の接触面が分割されている。実施形態１と同様に、弾性部部材６８は、薄肉の鉄製部材によって形成されている。
【００４８】
上部スリーブ６２Ａと上部弾性部材６８Ａとの間及び下部スリーブ６２Ｂと下部弾性部材６８Ｂとの間には、それぞれ第３空室６９が形成されている。上部スリーブ６２Ａと延設部６８Ｃとが対向する位置においては、該上部スリーブ６２Ａの一部を該スリーブ６２Ａの径方向に沿って切り欠くことにより、油通路６９Ａが形成されている。加えて、下部スリーブ６２Ｂと延設部６８Ｃとが対向する位置においては、該下部スリーブ６２Ｂの一部を該スリーブ６２Ｂの径方向に沿って切り欠くことにより、油通路６９Ａが形成されている。支持ベース本体６６の円筒状部の外周に設けられて凹溝により、第３油送管路７４Ａと油通路６９Ａとが連通している。
【００４９】
なお、リーマボルト８０には、油通路６９Ａからの油漏れを防止するため、Ｏリング（図示せず。）が嵌め込まれている。油通路６９Ａは、連通路の一例であり、リーマボルト８０は、固定ボルトの一例である。
【００５０】
さらに、上記の上部弾性部材６８Ａは、第３空室６９内から該第３空室６９の外部へ突出し、スリーブ６２と旋回主軸６１の側面との間に挟まれた状態で、スリーブ６２の側面及び旋回主軸６１の側面に沿って、該旋回主軸６１の軸線方向の上方側に延びている。また、上記の下部弾性部材６８Ｂは、第３空室６９内から該第３空室６９の外部へ突出し、スリーブ６２と旋回主軸６１の側面との間に挟まれた状態で、スリーブ６２の側面及び旋回主軸６１の側面に沿って、該旋回主軸６１の軸線方向の下方側に延びている。スリーブ６２の側面には、環状溝６２Ｃが形成されている。環状溝６２Ｃには、第３空室６９からの油漏れを防止するため、Ｏリング８５が固定されている。
【００５１】
次に、本実施形態における回転加工時の動作を説明する。実施形態１と同様に、回転加工時には、油圧ポンプＰ１により、圧油が、第４空室７５に供給される。これにより、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。その後、主軸頭６０が、旋回軸線Ｂ１を中心にして、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（回転工具）の向きが変更される。
【００５２】
続いて、油圧ポンプＰ２は、増圧した圧油を、油通路６９Ａを通過させ、第３空室６９に供給する。第３空室６９に供給された圧油により、上部弾性部材６８Ａ及び下部弾性部材６８Ｂには、圧力が加えられる。この圧力によって、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂは、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向（該旋回主軸６１の径方向）に向けて弾性変形する。実施形態１の弾性部材６３と同様に、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂは、旋回主軸６１の側面に密接する。このため、実施形態１と同様に、旋回主軸６１に対し、ブレーキ力を加えることができる。
【００５３】
＜実施形態２の作用及び効果＞
本実施形態では、旋回主軸６１の側面に対する弾性部材６８の接触長さの中間位置に、延設部６８Ｃを配置することにより、該延設部６８Ｃを、上記の接触長さの中間位置から外れた位置に配置する場合に比べて、上部弾性部材６８Ａが延設部６８Ｃから旋回主軸６１の軸線方向の上方側に延びる長さ又は下部弾性部材６８Ｂが延設部６８Ｃから旋回主軸６１の軸線方向の下方側に延びる長さを、それぞれ短くしている。
これにより、旋回主軸６１を回転させようとする力による各弾性部材６８Ａ、６８Ｂの変位量を小さくすることができ、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂに生じる歪み量を抑えることができる。
その結果として、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂに歪みを生じさせ難くすることができ、旋回主軸６１の側面と各弾性部材６８Ａ、６８Ｂとの密着度が低下することを防止することができる。
【００５４】
加えて、上述したように、リーマボルト８０によって、延設部６８Ｃは、上部スリーブ６２Ａと下部スリーブ６２Ｂとの間（油通路６９Ａ内）に固定されている。このため、上述した旋回主軸６１を回転させようとする力に応じ、弾性部材６８が移動しようとする場合であっても、リーマボルト８０によって、延設部６８Ｃが、上部スリーブ６２Ａと下部スリーブ６２Ｂとの間（油通路６９Ａ内）に拘束されていることにより、弾性部材６８が移動することを妨げることができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。上述した各実施形態の弾性部材６３、６８は、鉄製等の金属部材に限らず、強度や耐磨耗性等の条件を満足させることができれば、例えば、樹脂等によって形成したものであってもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態とは異なり、旋回主軸６１の中心軸側に、スリーブ及び弾性部材を移動させた配置とし、弾性部材を、前記中心軸の側面に向けて弾性変形させて、該中心軸の側面に密接させてもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施形態とは異なり、支持ベース４１（４１Ａ）と支持ベース本体６６とを一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の複合加工旋盤の全体斜視図である。
【図２】実施形態１における第１刃物台の要部断面及び該第１刃物台に接続された油圧回路をそれぞれ示した図である。
【図３】実施形態２における第１刃物台の要部断面及び該第１刃物台に接続された油圧回路をそれぞれ示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・複合加工旋盤、４２・・工具主軸、４３・・工具、６０・・主軸頭、６１・・旋回主軸、６２・・スリーブ、６３・・弾性部材、６４・・溶接部、６５・・第１空室、６６・・支持ベース本体、６８Ａ・・上部弾性部材、６８Ｂ・・下部弾性部材、６８Ｃ・・延設部、６９Ａ・・油通路、７４・・増圧弁、８０・・リーマボルト、Ｂ１・・旋回軸線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、該主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、工具支持体を所定の回動軸心を中心に回動自在に設け、工具支持体に旋削工具や回転工具を装着使用する工作機械において、旋削加工時に工具支持側の剛性を向上させると共に、位置決め精度を向上させ、回転加工時に工具用主軸を細かい割り出し角度で素早く回動・位置決めする技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１の工作機械では、上記の旋削工具を用いた旋削加工時には、刃物台本体の第１カップリング部材を、工具支持体の第２カップリングに係合させることにより、刃物台本体に対して工具支持体をクランプしている。
さらに、特許文献１の工作機械では、上記の回転工具を用いた回転加工時には、刃物台本体の第１摩擦クランプ面を、工具支持体の第２摩擦クランプ面に当接させることにより、刃物台本体に対して工具支持体をクランプしている。
【０００４】
上記の工作機械では、旋削加工時には、上記の第１カップリング部材と上記の第２カップリング部材との係合によって、刃物台本体に対し工具支持体を支持する際の剛性を向上させることができ、工具用主軸の位置決め精度を向上させている。
加えて、回転加工時には、上記の第１摩擦クランプ面と上記の第２摩擦クランプ面との間の面摩擦を利用することにより、第１摩擦クランプ面と第２摩擦クランプ面との間を、簡易に素早くクランプ・アンクランプすると共に、工具用主軸を任意の角度で位置決めしている。
したがって、上記の工作機械では、各加工（旋削加工、回転加工）の形態に合わせて、刃物支持体に対して工具支持体をクランプする方法を選択することができる。
【特許文献１】特開平１０−３２８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、工作物に対する加工時の加工状態が不安定になることにより、工具にびびり振動が発生することがある。工具にびびり振動が発生した場合には、該びびり振動に起因して、工作物の加工精度が低下し、工作物の仕上げ面に悪影響を及ぼすことが考えられる。このため、工作物に多様な加工を行うため、工具を取り付け可能な主軸を、任意の角度で位置決めした状態で、びびり振動の影響を受け難くするためには、前記旋回主軸の剛性を高める必要がある。
【０００６】
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、工具を取り付け可能な主軸を、任意の角度で位置決めした状態で、前記主軸を旋回割出し可能な旋回主軸の剛性を高めることができる工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る工作機械は、工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、前記主軸と直交する方向において該主軸に固定されて前記主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械において、前記旋回主軸と、該旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室と、前記固定部材に保持されて、前記加圧流体を作用させ、前記加圧流体流入室から前記旋回主軸の径方向に向けて該旋回主軸を押圧する弾性部材と、を備えることを特徴とする。
請求項１の発明に係る工作機械によれば、弾性部材によって、旋回主軸を、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて押圧することにより、旋回主軸に対し、押圧力を付与することができる。このため、前記押圧力によって、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
さらに、旋回主軸を押圧する弾性部材を、旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材に保持させることができる。
このため、工作物への加工時に、旋回主軸に固定された工具主軸を通じ、該旋回主軸を回転させようとする力が、弾性部材に対して加わる場合であっても、固定部材に弾性部材を保持させることにより、旋回主軸を回転させようとする力の影響を受けて、旋回主軸から弾性部材が離れることを防止することができ、旋回主軸に対する弾性部材の押圧力を維持させることができる。
これにより、旋回主軸が回転することを妨げることができ、該旋回主軸の剛性を高めることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されていることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されることにより、弾性部材と固定部材との結合強度を高めることができる。この場合、溶接方法として電子ビーム溶接を用いると、溶接部（弾性部材と固定部材との溶接部）の歪みを抑制することができる。
さらに、弾性部材に対し、上述した旋回主軸を回転させようとする力が加わることにより、旋回主軸から弾性部材が離れようとする場合であっても、上記の溶接部によって、前記弾性部材の両端部が固定部材に保持されているため、弾性部材が上記の旋回主軸を回転させようとする力に対抗することができる。このため、旋回主軸を回転させようとする力によって、弾性部材が旋回主軸から離れる方向へ移動することを妨げることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１において、前記旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する前記弾性部材の接触面が分割されていることを特徴とする。
請求項３の発明によれば、旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する弾性部材の接触面が分割されているため、旋回主軸に対する弾性部材の接触面が分割されていない場合に比べて、上述した旋回主軸を回転させようとする力が加わる弾性部材の長さを短くすることができる。
これにより、旋回主軸を回転させようとする力による弾性部材の変位量を小さくすることができ、弾性部材に生じる歪み量を抑えることができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、前記弾性部材は、前記分割された接触面を形成する上部弾性部材及び下部弾性部材の互いに隣接する端部から前記旋回主軸の軸線方向と交差する方向に延設された延設部を有し、前記延設部が、前記固定部材に固定されていることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、上述した旋回主軸を回転させようとする力に応じ、弾性部材が移動しようとする場合であっても、弾性部材の延設部が、固定部材に固定されているため、弾性部材の移動を規制することができる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記加圧流体の圧力を増加させることにより、前記弾性部材が前記旋回主軸を押圧する押圧力を増加させる押圧力調整機構を備えることを特徴とする。
請求項５の発明によれば、押圧力調整機構により、弾性部材が旋回主軸を押圧する押圧力を増加させることができる。このため、増加させた押圧力の大きさに応じ、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の工作機械によれば、弾性部材によって、旋回主軸を、加圧流体流入室から旋回主軸の径方向に向けて押圧することにより、旋回主軸に対し、押圧力を付与することができる。このため、前記押圧力によって、旋回主軸の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
さらに、工作物への加工時に、旋回主軸に固定された工具主軸を通じ、旋回主軸を回転させようとする力が、弾性部材に対して加わる場合であっても、固定部材に弾性部材を保持させることにより、旋回主軸を回転させようとする力の影響を受けて、旋回主軸から弾性部材が離れることを防止することができ、旋回主軸に対する弾性部材の押圧力を維持させることができる。これにより、旋回主軸が回転することを妨げることができ、該旋回主軸の剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、複合加工旋盤１の全体斜視図である。複合加工旋盤１は、本発明の工作機械の一例である。複合加工旋盤１は、ベッド１０と、第１主軸台２０と、第２主軸台３０と、第１刃物台４０と、第２刃物台５０とを備えている。
【００１４】
ベッド１０は、ガイドレール１１を備えている。２本のガイドレール１１同士は、ベッド１０の傾斜面上に、平行に敷設されている。
【００１５】
第１主軸台２０は、第１基台部２１と、第１主軸部２２とを備えている。第１基台部２１は、ベッド１０に固定されている。第１主軸部２２には、チャック（図示せず。）を装着することができる。チャックには、ワークが把持される。
【００１６】
第２主軸台３０は、第２基台部３１と、第２主軸部３２とを備えている。第２基台部３１は、ガイドレール１１と係合している。上記の第１主軸部２２と同様に、第２主軸部３２には、チャック（図示せず。）を介し、ワークが把持される。
【００１７】
第１刃物台４０は、支持ベース４１と、主軸頭６０とを備えている。コラム５によって、支持ベース４１は、Ｘ方向へ移動可能に支持されている。また、コラム５は、ベッド１０の上面において互いに平行に設けられた２つのガイドレール１２上を、Ｚ方向に移動させることができる。
【００１８】
第２刃物台５０は、刃物台本体５１と、タレットヘッド５２とを備えている。刃物台本体５１は、上記の第２基台部３１と共に、ガイドレール１１と係合している。タレットヘッド５２には、各種の工具５３を装着することができる。タレットヘッド５２を回転割出しすることにより、ワークの加工位置に、工具５３が旋回割出しされる。
【００１９】
図２に示すように、支持ベース４１は、旋回主軸６１と、スリーブ６２と、ピストンＰと、支持ベース本体６６とを備えている。旋回主軸６１は、ベアリングＢによって、支持ベース本体６６に支持されている。主軸頭６０には、該主軸頭６０と直交する方向において、旋回主軸６１が固定されている。旋回主軸６１は、ウォームギヤを用いた回転駆動機構７０によって、回転駆動される。回転駆動機構７０により、主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１を中心にして、所定の角度に回転割出しされる。なお、主軸頭６０には、工具主軸４２が回転自在に挿入されている。工具主軸４２は、主軸駆動機構（図示せず。）によって、回転駆動される。工具主軸４２には、図１及び図２に示すように、工具４３を装着することができる。工具主軸４２は、本発明における主軸の一例であり、支持ベース本体６６は、主軸台の一例である。旋回軸線Ｂ１は、本発明の旋回軸心の一例である。
【００２０】
スリーブ６２は、取付けボルト（図示せず。）によって、支持ベース本体６６に固定されている。ワークに対して旋削加工を行う際に、上記の回転駆動機構７０によって、主軸頭６０を、所定の角度に回転割出しをする場合にも、スリーブ６２は、回転することなく支持ベース本体６６に固定されている。本実施形態では、スリーブ６２は、本発明における固定部材の一例である。
【００２１】
スリーブ６２と弾性部材６３との結合部は、電子ビームによって、溶接されている。ここでは、スリーブ６２の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）における両端部と、弾性部材６３の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）における両端部とに設けられた溶接部６４により、電子ビーム溶接がなされている。
【００２２】
弾性部材６３は、薄肉の金属部材（例えば鉄製の部材）によって形成されている。
【００２３】
スリーブ６２と弾性部材６３とに挟まれた位置には、第１空室６５が形成されている。第１空室６５は、油通路６５Ａに連通している。後述するように、第１空室６５には、油通路６５Ａを通して圧油が供給される。圧油によって、弾性部材６３には、圧力が加えられる。
【００２４】
第２空室６７は、スリーブ６２に隣接して設けられている。ピストンＰの上面と、支持ベース本体６６の一面の内で前記ピストンＰの上面に対向する面との間には、第２空室６７が形成され、ピストンＰの下向きの面と、支持ベース本体６６の一面の内で前記ピストンＰの下向きの面に対向する面との間には、第４空室７５が形成されている。ピストンＰの下面には、公知の技術として、複数の突起部が設けられている。ピストンＰが有する複数の突起部は、ピストンＰの下面に対向する旋回主軸６１及び支持ベース本体６６にそれぞれ設けられた複数の突起部に噛合可能とされ、両突起部によって、カップリングを形成している。
これにより、旋回主軸６１が回転することが規制される。ここでは、上述したピストンＰの突起部と、上述した旋回主軸６１及び支持ベース本体６６にそれぞれ設けられた突起部とが噛合する位置に、旋回主軸６１を回転駆動させた状態で、旋回主軸６１の回転が規制可能とされている。第２空室６７に供給された圧油により、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の下方側に移動し、第４空室７５に供給された圧油により、スリーブ６２の縦方向の上方側へ浮動可能とされている。旋回主軸６１が回転する場合であっても、ピストンＰは、スリーブ６２と一体になるように配置され、上記の圧油により、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ浮動可能又は該縦方向の下方側へ移動可能とされている。
【００２５】
図２に示すように、支持ベース本体６６には、油圧回路が接続されている。油圧回路は、方向切換弁７１と、パイロットチェック弁７２と、電磁弁７３と、増圧弁７４とを備えている。
【００２６】
方向切換弁７１の第１ポートは、第１ポンプ接続管路７１Ａを介し、油圧ポンプＰ１に接続されている。方向切換弁７１の第２ポートは、第１タンク接続管路７１Ｂを介し、タンクＴに接続されている。
【００２７】
方向切換弁７１の第３ポートは、第１油送管路７２Ａを介し、上記の第２空室６７に接続されている。第１油送管路７２Ａには、パイロットチェック弁７２が設けられている。方向切換弁７１の第４ポートは、第２油送管路７２Ｂを介し、第４空室７５に接続されている。第２油送管路７２Ｂには、パイロットチェック弁７２のパイロットポートが接続されている。なお、タンクＴには、上記の第４空室７５から排出された油が戻される。油圧ポンプＰ１により、タンクＴから上記の第２空室６７に向けて、圧油が送られる。
【００２８】
電磁弁７３の一方は、第２ポンプ接続管路７３Ａを介し、上記の油圧ポンプＰ１に接続されている。電磁弁７３の他方は、第２タンク接続管路７３Ｂを介し、上記のタンクＴに接続されている。
【００２９】
上記の電磁弁７３の一方は、第３油送管路７４Ａを介し、上記の油通路６５Ａに接続されている。第３油送管路７４Ａには、増圧弁７４が接続されている。上記の電磁弁７３の他方には、バイパス管路７４Ｂが接続されている。バイパス管路７４Ｂは、第３油送管路７４Ａに設けられた油圧ポンプＰ２をバイパスする管路である。
【００３０】
次に、本発明の工作機械の実施形態として、複合加工旋盤１の動作について説明する。以下に、大きな負荷がかかる加工の一例として、旋削加工時の動作を説明する。旋削加工時には、旋回主軸６１を所定の角度に割出した状態で、ピストンＰを下降させ、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部（カップリング）を噛合させた状態とする。
すなわち、先ず、油圧ポンプＰ１により、圧油が、方向切換弁７１及び第２油送管路７２Ｂを通じ、第４空室７５に供給される。これにより、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ移動する。このため、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。
【００３１】
その後、回転駆動機構７０により、旋回軸線Ｂ１を中心として、旋回主軸６１を、所定の回転角度に回転割出しする。この結果、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（旋削工具）の向きが変更される。なお、このとき、所定の角度に回転割出しをした後の旋回主軸６１の突起部は、ピストンＰの突起部と噛合可能な状態であることが必要である。
【００３２】
旋回主軸６１の回転割出しが完了すると、続いて、方向切替弁７１を切り替えて、油圧ポンプＰ１により、圧油を、第２空室６７に供給し、ピストンＰを下降させる。このとき、第４空室７５内の油は、タンクＴに排出される。
【００３３】
支持ベース本体６６の突起部を有する面からは、ピストンＰに向けて、図示しないピンが突出可能とされ、且つ該ピンは、ピストンＰに向けて付勢可能とされており、ピストンＰの下降によって、ピンが押し下げられることにより、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が確認され、旋削加工が可能であることを判別する。この状態においては、主軸頭６０の割出し角度は、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部が噛合可能な位置に制限されるが、各突起部の噛合によって、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６を強固にクランプすることができるため、大きな負荷がかかるワークに対する加工を、支障なく実現することができる。なお、ピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６を強固にクランプする動作は、旋削加工に限定されず、回転工具を用いて上で、工具主軸４２を回転させる回転加工にも適用可能である。
【００３４】
さらに、複合加工旋盤１において、任意の角度に主軸頭６０を割出して加工を行う一例として、回転工具を用いて、工具主軸４２を回転させる回転加工時の動作を説明する。
回転加工時には、先ず、油圧ポンプＰ１により、圧油が、方向切換弁７１及び第２油送管路７２Ｂを通じ、第４空室７５に供給される。これにより、ピストンＰは、スリーブ６２の縦方向の上方側へ移動する。このため、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。
【００３５】
その後、上述した旋削加工時と同様に、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０は、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（回転工具）の向きが変更される。なお、この場合には、旋回主軸６１の突起部が、ピストンＰの突起部と噛合可能な状態である必要はない。
【００３６】
旋回主軸６１の回転割出しが完了すると、油圧ポンプＰ１により、圧油が、電磁弁７３及び第３油送管路７４Ａを通じ、上記の油圧ポンプＰ２に供給される。油圧ポンプＰ２は、圧油を増圧し、該増圧した圧油を、油通路６５Ａを介して第１空室６５に供給する。本実施形態では、前記圧油は、本発明の加圧流体の一例である。また、増圧弁７４は、本発明の押圧力調整機構の一例である。
【００３７】
第１空室６５に供給された圧油により、弾性部材６３には、圧力が加えられる。この圧力によって、弾性部材６３は、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向（該旋回主軸６１の径方向）に向けて弾性変形し、該弾性部材６３は、旋回主軸６１の側面に密接する。これにより、旋回主軸６１の回転を規制する摩擦力を発生させ、旋回主軸６１に対し、ブレーキ力を加えることができる。本実施形態では、第１空室６５は、本発明の加圧流体流入室の一例である。
【００３８】
さらに、上記の油圧ポンプＰ２により、圧油がより増圧されると、上記の弾性部材６３に加わる押圧力が増加する。これによって、弾性部材６３は、旋回主軸６１の側面に強く押し付けられ、旋回主軸６１に対するブレーキ力が増加する。
【００３９】
加えて、電子ビームによって、スリーブ６２の両端部と弾性部材６３の両端部との結合強度が高まる。したがって、ワークへの旋削加工時に、旋回主軸６１に固定された主軸頭６０（工具主軸４２）を通じ、旋回主軸６１を回転させようとする力が、弾性部材６３に加わる場合であっても、２つの溶接部６４を設けることにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗する。これにより、弾性部材６３がスリーブ６２から剥がされることを防ぐことができる。
【００４０】
上述したように、本実施形態では、弾性部材６３が旋回主軸６１にブレーキ力を加えると共に、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗する。これにより、弾性部材６３により、旋回主軸６１に対し、該旋回主軸６１が回転することを制動する力を加えることができる。このため、旋回主軸６１によって、主軸頭６０（工具主軸４２）が、所定の角度に回転割出しされた状態で、旋回主軸６１の剛性を高め、旋削加工時に生じ易いびびり振動が抑制される。これにより、旋削加工時に、ワークの加工精度が低下することを防止している。複合加工旋盤１では、回転加工時には、上述したように、ピストンＰと旋回主軸６１との噛合状態が解除された状態で、主軸頭６０（工具主軸４２）が、任意の角度に回転割出しされる。このため、ピストンＰの突起部と、旋回主軸６１に設けられた突起部とが噛合しない位置においても、旋回主軸６１が回転することを規制することができる。
【００４１】
なお、本実施形態の複合加工旋盤１においては、旋回主軸６１を旋回軸線Ｂ１回りで回転させながら、ワークに対する加工を行うことも可能である。この場合には、第２空室６５へ圧油を供給することを停止すると共に、第４空室７５に圧油を供給し、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部（カップリング）の噛合状態が解除されている。
【００４２】
＜実施形態１の作用及び効果＞
上記の複合加工旋盤１では、２つ溶接部６４によって、スリーブ６２の縦方向における両端部と、弾性部材６３の縦方向における両端部とが、溶接されている。
このため、２つの溶接部６４を介し、弾性部材６３の両端部がスリーブ６２に接合され、ワークへの旋削加工時に、旋回主軸６１を回転させようとする力が、弾性部材６３に加わることがあっても、弾性部材６３が移動することを規制することができる。
これにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１を回転させようとする力に対抗し、弾性部材６３が旋回主軸６１から離れる方向へ移動することを妨げることができる。
したがって、ワークへの旋削加工時には、旋回主軸６１が回転することを制動する力を加えることができ、旋回主軸６１の剛性を高めることができる。
【００４３】
複合加工旋盤１では、上述したように、増圧弁７４のポンプＰ２により、第１空室６５に供給される圧油が増圧される。第１空室６５に供給される圧油が増圧されることに伴って、弾性部材６３を、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向に向けて弾性変形させる圧力が増加する。これにより、弾性部材６３が、旋回主軸６１の側面を締め付ける力が増加し、旋回主軸６１の回転を規制する摩擦力を増加させることができる。
【００４４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図１及び図３を参照しつつ説明する。ここでは、実施形態１と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。図３に示すように、支持ベース４１Ａは、弾性部材６８と、第３空室６９とを備えている。
【００４５】
スリーブ６２は、上部スリーブ６２Ａと、下部スリーブ６２Ｂとに分割して形成されている。弾性部材６８は、上部弾性部材６８Ａと、下部弾性部材６８Ｂと、延設部６８Ｃとを備えている。延設部６８Ｃは、上部弾性部材６８Ａ及び下部弾性部材６８Ｂの互いに隣接する端部から、弾性部材６８の横方向（旋回主軸６１の径方向）へ延びている。なお、弾性部材６８の横方向は、旋回主軸６１の軸線方向と交差する方向である。
【００４６】
上部スリーブ６２Ａの上方から下部スリーブ６２Ｂまで貫通するリーマボルト８０により、上部スリーブ６２Ａと、延設部６８Ｃと、下部スリーブ６２Ｂとが締結されている。
【００４７】
弾性部材６８の外周の縦方向における１箇所に凹溝を設けることにより、上部弾性部材６８Ａと下部弾性部材６８Ｂとの間に空間を形成し、スリーブ６２の縦方向（旋回主軸６１の軸線方向）において、旋回主軸６１の側面に対する弾性部材６８の接触面が分割されている。実施形態１と同様に、弾性部部材６８は、薄肉の鉄製部材によって形成されている。
【００４８】
上部スリーブ６２Ａと上部弾性部材６８Ａとの間及び下部スリーブ６２Ｂと下部弾性部材６８Ｂとの間には、それぞれ第３空室６９が形成されている。上部スリーブ６２Ａと延設部６８Ｃとが対向する位置においては、該上部スリーブ６２Ａの一部を該スリーブ６２Ａの径方向に沿って切り欠くことにより、油通路６９Ａが形成されている。加えて、下部スリーブ６２Ｂと延設部６８Ｃとが対向する位置においては、該下部スリーブ６２Ｂの一部を該スリーブ６２Ｂの径方向に沿って切り欠くことにより、油通路６９Ａが形成されている。支持ベース本体６６の円筒状部の外周に設けられて凹溝により、第３油送管路７４Ａと油通路６９Ａとが連通している。
【００４９】
なお、リーマボルト８０には、油通路６９Ａからの油漏れを防止するため、Ｏリング（図示せず。）が嵌め込まれている。油通路６９Ａは、連通路の一例であり、リーマボルト８０は、固定ボルトの一例である。
【００５０】
さらに、上記の上部弾性部材６８Ａは、第３空室６９内から該第３空室６９の外部へ突出し、スリーブ６２と旋回主軸６１の側面との間に挟まれた状態で、スリーブ６２の側面及び旋回主軸６１の側面に沿って、該旋回主軸６１の軸線方向の上方側に延びている。また、上記の下部弾性部材６８Ｂは、第３空室６９内から該第３空室６９の外部へ突出し、スリーブ６２と旋回主軸６１の側面との間に挟まれた状態で、スリーブ６２の側面及び旋回主軸６１の側面に沿って、該旋回主軸６１の軸線方向の下方側に延びている。スリーブ６２の側面には、環状溝６２Ｃが形成されている。環状溝６２Ｃには、第３空室６９からの油漏れを防止するため、Ｏリング８５が固定されている。
【００５１】
次に、本実施形態における回転加工時の動作を説明する。実施形態１と同様に、回転加工時には、油圧ポンプＰ１により、圧油が、第４空室７５に供給される。これにより、上述したピストンＰ、旋回主軸６１及び支持ベース本体６６の各突起部の噛合状態が解除される。その後、主軸頭６０が、旋回軸線Ｂ１を中心にして、旋回軸線Ｂ１回りで旋回し、工具４３（回転工具）の向きが変更される。
【００５２】
続いて、油圧ポンプＰ２は、増圧した圧油を、油通路６９Ａを通過させ、第３空室６９に供給する。第３空室６９に供給された圧油により、上部弾性部材６８Ａ及び下部弾性部材６８Ｂには、圧力が加えられる。この圧力によって、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂは、旋回主軸６１の中心軸から放射する方向（該旋回主軸６１の径方向）に向けて弾性変形する。実施形態１の弾性部材６３と同様に、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂは、旋回主軸６１の側面に密接する。このため、実施形態１と同様に、旋回主軸６１に対し、ブレーキ力を加えることができる。
【００５３】
＜実施形態２の作用及び効果＞
本実施形態では、旋回主軸６１の側面に対する弾性部材６８の接触長さの中間位置に、延設部６８Ｃを配置することにより、該延設部６８Ｃを、上記の接触長さの中間位置から外れた位置に配置する場合に比べて、上部弾性部材６８Ａが延設部６８Ｃから旋回主軸６１の軸線方向の上方側に延びる長さ又は下部弾性部材６８Ｂが延設部６８Ｃから旋回主軸６１の軸線方向の下方側に延びる長さを、それぞれ短くしている。
これにより、旋回主軸６１を回転させようとする力による各弾性部材６８Ａ、６８Ｂの変位量を小さくすることができ、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂに生じる歪み量を抑えることができる。
その結果として、各弾性部材６８Ａ、６８Ｂに歪みを生じさせ難くすることができ、旋回主軸６１の側面と各弾性部材６８Ａ、６８Ｂとの密着度が低下することを防止することができる。
【００５４】
加えて、上述したように、リーマボルト８０によって、延設部６８Ｃは、上部スリーブ６２Ａと下部スリーブ６２Ｂとの間（油通路６９Ａ内）に固定されている。このため、上述した旋回主軸６１を回転させようとする力に応じ、弾性部材６８が移動しようとする場合であっても、リーマボルト８０によって、延設部６８Ｃが、上部スリーブ６２Ａと下部スリーブ６２Ｂとの間（油通路６９Ａ内）に拘束されていることにより、弾性部材６８が移動することを妨げることができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。上述した各実施形態の弾性部材６３、６８は、鉄製等の金属部材に限らず、強度や耐磨耗性等の条件を満足させることができれば、例えば、樹脂等によって形成したものであってもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態とは異なり、旋回主軸６１の中心軸側に、スリーブ及び弾性部材を移動させた配置とし、弾性部材を、前記中心軸の側面に向けて弾性変形させて、該中心軸の側面に密接させてもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施形態とは異なり、支持ベース４１（４１Ａ）と支持ベース本体６６とを一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の複合加工旋盤の全体斜視図である。
【図２】実施形態１における第１刃物台の要部断面及び該第１刃物台に接続された油圧回路をそれぞれ示した図である。
【図３】実施形態２における第１刃物台の要部断面及び該第１刃物台に接続された油圧回路をそれぞれ示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・複合加工旋盤、４２・・工具主軸、４３・・工具、６０・・主軸頭、６１・・旋回主軸、６２・・スリーブ、６３・・弾性部材、６４・・溶接部、６５・・第１空室、６６・・支持ベース本体、６８Ａ・・上部弾性部材、６８Ｂ・・下部弾性部材、６８Ｃ・・延設部、６９Ａ・・油通路、７４・・増圧弁、８０・・リーマボルト、Ｂ１・・旋回軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、前記主軸と直交する方向において該主軸に固定されて前記主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械において、
前記旋回主軸と、該旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室と、
前記固定部材に保持されて、前記加圧流体を作用させ、前記加圧流体流入室から前記旋回主軸の径方向に向けて該旋回主軸を押圧する弾性部材と、
を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する前記弾性部材の接触面が分割されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記分割された接触面を形成する上部弾性部材及び下部弾性部材の互いに隣接する端部から前記旋回主軸の軸線方向と交差する方向に延設された延設部を有し、
前記延設部が、前記固定部材に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記加圧流体の圧力を増加させることにより、前記弾性部材が前記旋回主軸を押圧する押圧力を増加させる押圧力調整機構を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１】
工作物に加工を行う工具が取り付けられて回転可能な主軸と、前記主軸と直交する方向において該主軸に固定されて前記主軸を旋回軸心回りで旋回割出し可能な旋回主軸と、を有する工作機械において、
前記旋回主軸と、該旋回主軸を支持する主軸台に固定された固定部材との間に設けられて、加圧流体が流入する加圧流体流入室と、
前記固定部材に保持されて、前記加圧流体を作用させ、前記加圧流体流入室から前記旋回主軸の径方向に向けて該旋回主軸を押圧する弾性部材と、
を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記弾性部材が、両端部で前記固定部材へ溶接により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記旋回主軸の軸線方向において、該旋回主軸に対する前記弾性部材の接触面が分割されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記分割された接触面を形成する上部弾性部材及び下部弾性部材の互いに隣接する端部から前記旋回主軸の軸線方向と交差する方向に延設された延設部を有し、
前記延設部が、前記固定部材に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記加圧流体の圧力を増加させることにより、前記弾性部材が前記旋回主軸を押圧する押圧力を増加させる押圧力調整機構を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の工作機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−３６３２５（Ｐ２０１０−３６３２５Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４６５５（Ｐ２００８−２０４６５５）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００１４９０６６）オークマ株式会社 (476)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００１４９０６６）オークマ株式会社 (476)
【Ｆターム（参考）】
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