JPH0890366A

JPH0890366A - 加工機

Info

Publication number: JPH0890366A
Application number: JP23092694A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nosaka; 敬野坂; Mamoru Okamoto; 護岡本; Yoshio Nishioka; 嘉生西岡; Toshio Sakakiyama; 利雄榊山; Takanobu Yamada; 孝信山田; Kazumi Kinoshita; 一三木下; Yoshihiro Aoki; 義弘青木; Toshimichi Takigawa; 俊道瀧川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】外部からの振動を遮断して加工精度の向上を
図った加工機を提供する。【構成】緩衝材１２を介して設置された架台１４に緩
衝材１５，１８を介して支持台２０を懸垂支持し、この
支持台２０上にワークテーブル２５を回転自在に支持す
ると共にワークテーブル２５の上方に位置して加工具３
６を有するクイル３７を水平方向及び垂直方向に移動自
在に支持し、また、支持台２０の下面に装着された吸振
羽根２１を減衰用粘性流体２２内に挿入して振れ止め保
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い加工精度が要求さ
れる加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工機は、一般的に、所定の床面に設置
された架台に被加工物（以下、ワークと称する。）を保
持するテーブルが水平方向に移動自在に支持されると共
に、水平回転自在に支持され、且つ、所定の位置に位置
決めできるようになっている。また、このテーブルの上
方には工具を保持するクイル（送り台）が配設され、こ
のクイルは水平方向に移動自在に支持されると共に、ワ
ークの対して接近離反自在に支持されている。

【０００３】このように構成された加工機において、高
い加工精度が要求される超精密加工機などにあっては、
設置床面から伝わる他の加工機の振動が起因してその加
工精度が低下してしまうことがある。そのため、従来
は、緩衝材を介して加工機の架台を設置していた。

【０００４】また、工具を保持するクイルは水平方向駆
動機構によって水平方向に移動自在に支持されており、
一般的には、ねじ軸の回転駆動によって行っていた。更
に、このクイルは垂直方向駆動機構によってワークの対
して接近離反自在に支持されており、一般的には、スプ
ライン係合や傘歯車を用いて行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の加工機
にあっては、設置床面から伝わる振動を遮断するために
緩衝材を用いているが、この緩衝材だけでは振動を完全
に遮断することはできず、微小な振動が加工具やワーク
に伝わって超精密加工の妨げとなってしまうというもん
だいがあった。

【０００６】また、クイルの水平方向駆動機構はねじ軸
を用いており、回転時にうねりを生じてしまう。従来
は、静圧式のブラケットにて対応していたが、静圧部で
は微小なうねりにしか対応することができず、常時静圧
状態に維持しなければならず、圧力供給装置を必要と
し、ブラケットの構造も複雑となってしまうという問題
があった。

【０００７】更に、クイルの垂直方向駆動機構はスプラ
イン係合や傘歯車を用いており、駆動モータからの振動
がこのスプラインや傘歯車を通してクイルに伝わってし
まい、超精密加工の妨げとなり、傘歯車のバックラッシ
も加工精度を低下させる要因となっていた。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、外部からの振動を遮断して加工精度の向上を図
った加工機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の加工機は、緩衝材を介して設置された架台
に緩衝材を介して支持台が懸垂支持され、該支持台上に
ワークテーブルが設けられると共に該支持台に該ワーク
テーブルの上方に位置して水平方向及び垂直方向に移動
自在な加工具が設けられ、前記支持台が減衰用粘性流体
によって振れ止め保持されたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、本発明の加工機は、加工具がねじ軸
の回転力をその軸方向に変換する水平支持機構及び垂直
支持機構を介して水平及び垂直方向に沿って移動自在に
支持され、該水平支持機構あるいは垂直支持機構は前記
ねじ軸に対して加工具を水平方向及び垂直方向揺動自在
としたことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の加工機は、加工具がねじ軸
の回転力をその軸方向に変換する支持機構を介して移動
自在に支持されると共に該加工具は複数回動自在に連結
されたアーム機構によって架台に支持され、該架台の前
記アーム機構との連結部に駆動機構が設けられ、該駆動
機構の出力軸と前記ねじ軸とが複数のタイミングベルト
によって駆動連結されたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】架台に緩衝材を介して懸垂支持された支持台上
にワークテーブルが設けられると共にこのワークテーブ
ルの上方に位置して加工具が設けられ、この支持台が減
衰用粘性流体によって振れ止め保持されたことで、周辺
部の振動は緩衝材によって吸収される一方、支持台の揺
れは減衰用粘性流体によって減衰される。

【００１３】また、加工具が支持される水平支持機構及
び垂直支持機構は各ねじ軸に対して加工具を水平方向及
び垂直方向揺動自在としたことで、ねじ軸のたわみはこ
の各支持機構によって吸収され、加工具は精度良く送り
移動が行われる。

【００１４】また、加工具が支持される支持機構は水平
アーム機構によって架台に支持され、駆動機構の出力軸
とねじ軸とが複数のタイミングベルトによって駆動連結
されたことで、加工具が移動してもアーム機構が作動す
ることで対応可能となり、駆動機構の振動はタイミング
ベルトによって減衰され、加工具は精度良く送り移動が
行われる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１６】図１に本発明の一実施例に係る加工機の正
面視、図２に本実施例の加工機の側面視、図３に加工具
の水平支持機構を表す正面視、図４に図３のII−II断
面、図５及び図６に水平支持機構の作用を表す概略、図
７に加工具のアーム機構を表す断面、図８に図７のVIII
−VIII断面を示す。

【００１７】本実施例の加工機において、図１及び図２
に示すように、床面上には４本の支柱１１が所定の間隔
をあけて立設され、この各支柱１１の上部には緩衝材１
２を介して水平梁１３が架設されることで架台１４が構
成されている。この架台１４（水平梁１３）上の隅部に
はそれぞれ緩衝材１５を介して上部支持板１６が取付け
られ、各支持板１６からは緩衝材１５を貫通してワイヤ
１７が垂下されている。各ワイヤ１７の下部は緩衝材１
８を貫通して支持板１９が取付けられている。そして、
各緩衝材１８上には支持台２０が搭載されることで、こ
の支持台２０が架台１４に緩衝材１５，１８を介してワ
イヤ１７により懸垂支持されることとなる。この支持台
２０の下面には複数の吸振羽根２１が装着される一方、
支持台２０下方の床面には減衰用粘性流体２２が充填さ
れた容器２３が設置されており、吸振羽根２１が容器２
３の減衰用粘性流体２２内に挿入保持されることで、支
持台２０の振れが減衰されるようになっている。

【００１８】水平をなして懸垂支持された支持台２０上
には静圧板２４を介してワークテーブル２５が設けられ
ており、このワークテーブル２５上には加工用治具２６
によってワーク２７を固定することができるようになっ
ている。また、ワークテーブル２５の旋回軸２８は下方
に延設される一方、その下方の床面には取付台２９によ
ってテーブル旋回用モータ３０が取付けられており、こ
のモータ３０の駆動軸３１は流体軸継手３２によって旋
回軸２８と連結されている。

【００１９】また、支持台２０上にはワークテーブル２
５の両側に位置して左右一対のコラム３３が立設され、
この左右のコラム３３には水平をなすクロスレール３４
が架設されており、このクロスレール３４にはサドル３
５が水平移動自在に支持されている。そして、サドル３
５には下端部に加工具３６を保持可能なクイル３７が上
下移動自在に支持されている。

【００２０】クロスレール３４と平行をなすねじ軸３８
の一端部はこのクロスレール３４に取付けられたブラケ
ット３９によって支持され、他端部はコラム３３に取付
けられた軸受４０によって回転自在に支持されると共に
プーリ４１が固結されている。そして、水平梁１３上に
は取付台４２によってサドル移動用モータ４３が取付け
られており、このモータ４３の駆動軸４４にはプーリ４
５が固結され、プーリ４１と４５との間にはタイミング
ベルト４６が掛け回されている。一方、ねじ軸３８には
水平支持機構４７を介して加工具３６（クイル３７）を
有するサドル３５が係合しており、このねじ軸３８の回
転によってサドル３５を水平移動させると共に、ねじ軸
３８のうねり（たわみ）を吸収できるようにサドル３５
はねじ軸３８に対して水平方向及び垂直方向揺動自在と
なっている。

【００２１】即ち、水平支持機構４７において、図３及
び図４に示すように、サドル３５の下面には断面がＬ字
形状をなす一対の第１ブラケットアダプタ４８がボルト
４９によって固定されており、この第１ブラケットアダ
プタ４８にはそれぞれ内方に水平突出する第１スライド
支持部材５０がボルト５１によって固定されている。筒
状の第２ブラケットアダプタ５２は一対の第１ブラケッ
トアダプタ４８の間に所定の隙間をもって配設され、第
１スライド支持部材５０によってねじ軸３８と直交する
水平方向に移動自在であると共に水平旋回自在に支持さ
れている。また、第２ブラケットアダプタ５２にはそれ
ぞれ内方に垂直突出する第２スライド支持部材５３がボ
ルト５４によって固定されており、ねじ軸３８が螺合す
る送りねじブラケット５５は第２ブラケットアダプタ５
２内に所定の隙間をもって配設され、第２スライド支持
部材５３によってねじ軸３８と直交する垂直方向に移動
自在であると共に垂直旋回自在に支持されている。

【００２２】従って、図１及び図２に示すように、サド
ル移動用モータ４３を作動して駆動軸４４を回転駆動す
ると、プーリ４５及びタイミングベルト４６、プーリ４
１を介してねじ軸３８が回転し、水平支持機構４７によ
って加工具３６（クイル３７）を有するサドル３５を水
平移動させることができる。このとき、図５(ｂ)に示す
ように、ねじ軸３８の軸線に対して送りねじブラケット
５５（第２ブラケットアダプタ５２）が所定量Ｓ₁だけ
移動することでねじ軸３８の水平移動を吸収することが
でき、図６(ａ)に示すように、ねじ軸３８の軸線に対し
て送りねじブラケット５５が所定量Ｓ₂だけ移動するこ
とでねじ軸３８の垂直移動を吸収することができる。ま
た、図５(ａ)に示すように、ねじ軸３８の軸線に対して
送りねじブラケット５５（第２ブラケットアダプタ５
２）が所定量θ₁だけ回動することでねじ軸３８の水平
旋回を吸収することができ、図６(ｂ)に示すように、ね
じ軸３８の軸線に対して送りねじブラケット５５が所定
量θ₂だけ移動することでねじ軸３８の垂直旋回を吸収
することができる。このようにねじ軸３８のうねり（た
わみ）を吸収できるようになっている。

【００２３】また、図１及び図２に示すように、クイル
３７の移動方向と平行をなすねじ軸５６の一端部はサド
ル３５に取付けられたブラケット５７によって支持さ
れ、他端部は軸受５８によって回転自在に支持されてい
る。一方、水平梁１３上に立設された逆Ｕ字形状の取付
台５９にはクイル移動用モータ６０が取付けられてお
り、このモータ６０とねじ軸５６とはアーム機構６１に
よって連結されている。一方、ねじ軸５６には垂直支持
機構６２を介して加工具３６を有するクイル３７が係合
しており、このねじ軸５６の回転によってクイル３７を
垂直移動させると共に、ねじ軸５６のうねり（たわみ）
を吸収できるようにクイル３７はねじ軸５６に対して水
平方向及び垂直方向揺動自在となっている。まお、この
垂直支持機構６２は前述した水平支持機構４７とほぼ同
様の構造となっているので、詳細な説明は省略する。

【００２４】アーム機構６１において、図７及び図８に
示すように、クイル移動用モータ６０の駆動軸６３には
出力軸６４がキーによって一体に連結されている。一
方、ねじ軸５６には連結軸６５が一体に連結されてお
り、出力軸６４と連結軸６５とは平行をなしている。そ
して、モータ６０の出力軸６４とこの出力軸６４に平行
な中間軸６６とは一対の第１アーム６７，６８により軸
受６９，７０を介して回動自在に連結され、ねじ軸５６
の連結軸６５と中間軸６６とは第２アーム７１により軸
受７２を介して回動自在に連結されている。また、モー
タ６０の出力軸６４には出力プーリ７３が固結される一
方、中間軸６６には第１中間プーリ７４が固結されてお
り、出力プーリ７３と第１中間プーリ７４との間には第
１タイミングベルト７５が掛け回されている。そして、
連結軸６５には連結プーリ７６が固結される一方、中間
軸６６には第２中間プーリ７７が固結されており、連結
プーリ７６と第２中間プーリ７７との間には第２タイミ
ングベルト７８が掛け回されている。

【００２５】従って、図１及び図２、図７に示すよう
に、クイル移動用モータ６０を作動して駆動軸６３を回
転駆動すると、出力軸６４及び出力プーリ７３、第１タ
イミングベルト７５、第１中間プーリ７４、中間軸６
６、第２中間プーリ７７、第２タイミングベルト７８、
連結プーリ７６、連結軸６５を介してねじ軸５６が回転
し、垂直支持機構６２によって加工具３６を有するクイ
ル３７を垂直移動させることができる。このとき、クイ
ル３７（サドル３５）がクロスレール３４に沿って移動
することで、出力軸６４（駆動軸６３）と連結軸６５
（ねじ軸５６）との距離が変化しても第１アーム６７，
６８及び第２アーム７１が回動することで距離の変化を
吸収し、駆動力の伝達が損なわれることはない。

【００２６】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の加工機によれば、緩衝材を介して設置され
た架台に緩衝材を介して支持台を懸垂支持し、この支持
台上にワークテーブルを設けると共に支持台にこのワー
クテーブルの上方に位置して水平方向及び垂直方向に移
動自在な加工具を設け、支持台を減衰用粘性流体によっ
て振れ止め保持したので、周辺部の振動を緩衝材によっ
て吸収する一方、支持台の揺れを減衰用粘性流体によっ
て減衰することとなり、外部からの振動等を遮断して加
工精度の向上を図ることができる。

【００２７】また、本発明の加工機によれば、加工具を
ねじ軸の回転力がその軸方向に変換される水平支持機構
及び垂直支持機構を介して水平及び垂直方向に沿って移
動自在に支持し、この水平支持機構あるいは垂直支持機
構がねじ軸に対して加工具を水平方向及び垂直方向揺動
自在としたので、ねじ軸のたわみやうねりを各支持機構
によって吸収し、加工具に無理な力を作用させること亡
く、精度良く送り移動することができる。

【００２８】また、本発明の加工機によれば、加工具を
ねじ軸の回転力がその軸方向に変換される支持機構を介
して移動自在に支持すると共にこの加工具が複数回動自
在に連結されたアーム機構によって架台に支持され、架
台のアーム機構との連結部に駆動機構を設けてこの駆動
機構の出力軸とねじ軸とを複数のタイミングベルトによ
って駆動連結したので、加工具が移動してもアーム機構
が作動することで距離変化に対応可能となり、駆動機構
の振動をタイミングベルトによって減衰して加工具を精
度良く送り移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る加工機の正面図であ
る。

【図２】本実施例の加工機の側面図である。

【図３】加工具の水平支持機構を表す正面図である。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】水平支持機構の作用を表す概略図である。

【図６】水平支持機構の作用を表す概略図である。

【図７】加工具のアーム機構を表す断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII断面図である。

【符号の説明】

１１支柱１２，１５，１８緩衝材１３水平梁１４架台１７ワイヤ２０支持台２１吸振羽根２２減衰用粘性流体２３容器２４静圧板２５ワークテーブル２７ワーク３４クロスレール３５サドル３６加工具３７クイル３８ねじ軸４３サドル移動用モータ４７水平支持機構６０クイル移動用モータ６１アーム機構６２垂直支持機構７５，７８第１タイミングベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榊山利雄兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者山田孝信兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者木下一三兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者青木義弘兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者瀧川俊道兵庫県神戸市須磨区白川台２丁目45−２白川台住宅６−405

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】緩衝材を介して設置された架台に緩衝材
を介して支持台が懸垂支持され、該支持台上にワークテ
ーブルが設けられると共に該支持台に該ワークテーブル
の上方に位置して水平方向及び垂直方向に移動自在な加
工具が設けられ、前記支持台が減衰用粘性流体によって
振れ止め保持されたことを特徴とする加工機。
【請求項２】請求項１に記載された加工機において、
加工具がねじ軸の回転力をその軸方向に変換する水平支
持機構及び垂直支持機構を介して水平及び垂直方向に沿
って移動自在に支持され、該水平支持機構あるいは垂直
支持機構は前記ねじ軸に対して加工具を水平方向及び垂
直方向揺動自在としたことを特徴とする加工機。
【請求項３】請求項１に記載された加工機において、
加工具がねじ軸の回転力をその軸方向に変換する支持機
構を介して移動自在に支持されると共に該加工具は複数
回動自在に連結されたアーム機構によって架台に支持さ
れ、該架台の前記アーム機構との連結部に駆動機構が設
けられ、該駆動機構の出力軸と前記ねじ軸とが複数のタ
イミングベルトによって駆動連結されたことを特徴とす
る加工機。