JPH10138066A

JPH10138066A - 工作機械

Info

Publication number: JPH10138066A
Application number: JP8299107A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sato; 満佐藤; Takashi Sano; 高志佐野; Tsuneo Uchiyama; 恒夫内山; Tsugio Naruse; 二男成瀬; Takeshi Sakai; 健酒井
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】組立品としての主軸ケースの重量を軽量にす
ることができ、主軸ケースのバランス調整が容易な工作
機械を提供すること。【解決手段】主軸ケース３は、その重心Ｇに作用する
重力に基づくモーメントＬ１×Ｆにより、コラム２の案
内面に係合部が点当りする力が作用するが、上記モーメ
ントに対抗するようにＬ２×Ｐ、ばね４０の付勢力Ｐが
ボルト３７により調整されて作用する。ばね４０の付勢
力は、ベアリング３２が一方の案内面２５に転接するこ
とにより反力支持されて、支持部３４を介して主軸ケー
ス３に作用する。これにより、主軸ケース３に作用する
重力にバランスして、ばね４０の付勢力が作用し、係合
部がコラム２の案内面に点当りをせずに、主軸ケース３
は円滑に上下動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前後に平行な２平
面を案内面とする案内部を所定の距離隔てて左右に備え
るコラムに対し、前記案内部に嵌合する１対の係合部を
備える主軸ケースを上下方向に移動させる平面研削盤等
の工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の１つである平面研削盤を例に
とり従来の技術を説明する。図４は、平面研削盤の一部
側面断面図であり、図５は主軸部分の平面断面図であ
る。図において、１はベッド、２はコラムで、図示しな
い駆動手段によりベッド１上を前後方向（Ｙ方向）に移
動自在である。３は主軸ケース、４はフランジで、主軸
ケース３と一体である。５はモータで、主軸ケース３の
端部に載置され、主軸６を回転させる。７は砥石で、主
軸６の先端に固定されている。８は支持板で、一端を主
軸ケース３に固定され、他端に複数のバランスウエイト
９を着脱自在に載置している。１０はボールねじで、主
軸ケース３の上部に固定された点線で示すナット１１に
螺合している。１２は歯車列で、モータ１３の回転をボ
ールねじ１０に伝える。１４はテーブルで、ベッド１上
を紙面に垂直のＸ方向に移動自在である。１５は電磁チ
ャックで、テーブル１４の上面に固定されている。１６
はワークである。

【０００３】次に、平面断面図である図５により、コラ
ム２の案内部について詳説する。２１はプレートで、コ
ラム２の前面に固定され、コラム２の前面に形成された
Ｌ形の切欠き２２と組み合わせることにより凹形の案内
部２３を形成しており、該案内部２３により前記フラン
ジ（係合部）４が嵌合・案内されて主軸ケース３が上下
方向（Ｚ方向）に移動し得る。なお、左右（図における
上下）の内面２４，２５はそれぞれ同一平面であり、主
軸ケース３およびフランジ４は主軸６の回転中心に関し
て左右（図における上下）対称に形成されている。ま
た、案内部２３の幅Ｗは、フランジ４の幅ｗよりも僅か
に（数μｍ程度）広い。また、ボールねじ１０の軸心は
フランジ４の幅方向の中心に設けてある。

【０００４】以上の構成であるから、モータ１３を駆動
することにより、ボールねじ１０により主軸ケース３を
上下に移動させることができる。

【０００５】ここで、バランスウエイト８の機能につい
て説明する。一般に、主軸ケース３は鋼材あるいは鋳物
で形成され、剛性を持たせるために板厚（あるいは肉
厚）は厚い。このため、砥石７、主軸６、モータ５およ
び図示しない主軸６の軸受等の部品を組み込んだ主軸ケ
ース３（以下、種々の部品を組み込んだ組立品としての
主軸ケース３も、主軸ケース３という。）の重心の位置
はフランジ４よりも砥石７側になる。上記したように、
案内部２３とフランジ４との間には微小の隙間が設けて
あるから、主軸ケース３はボールねじ１０とナット１１
の結合部を支点として前側（砥石７側）が下がり、フラ
ンジ４の上端は内面２４に、また下端は内面２５に接触
する、いわゆる点当たりとなる。この状態で主軸ケース
３を上下に移動させると、円滑に移動させることができ
ない。また、この状態で加工をすると、加工反力により
砥石７が上下方向に振動し、研削面に微細な縞目（びび
りともいう。）が発生する。そこで、主軸ケース３が予
め図４において水平あるいはやや左上がりになるよう
に、種々の重さのバランスウエイト９を組み合わせて支
持板８に載置し、主軸ケース３の上下移動を円滑なもの
とすると共に、研削面の品質が低下することを防止す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、主軸ケース３
（組立品としての主軸ケース３）を前後にバランスさせ
るためには、通常、数十ｋｇのバランスウェイト９を支
持板８に載置しなければならない。このため、主軸ケー
ス３の重量が増加し、モータ１３として駆動力の大きな
ものを採用しなければならないだけでなく、ボールねじ
１０およびナット１１は剛性の大きなものを採用しなけ
ればならず、装置の価格が高くなった。また、砥石７を
ドレッシングするためのドレッシング装置や、計測装置
等のアタッチメントを主軸ケース３の先端部に付加する
と、付加した装置の重量により主軸ケース３の前後のバ
ランスが崩れるため、バランスウエイト９の重量を再調
整しなければならない。この場合、バランスウエイト９
の着脱を繰り返し行わなければならず、調整作業が面倒
であった。しかも、種々の重さのバランスウエイト９を
予め準備しておく必要があった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、組立品としての主軸ケース３の重量を軽量
にすることができ、主軸ケース３のバランス調整が容易
な工作機械を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、前後に平行な２平面を案内面（２４，２
５）とする案内部（２３）を所定の距離隔てて左右に備
えるコラム（２）に対し、前記案内部に嵌合する係合部
（４）を左右に備える主軸ケース（３）を上下方向に移
動させる工作機械において、前記２平面の案内面のいず
れか一方（２５）に転接し得る転動体（３２）と、該転
動体と、前記主軸ケースに設けられた支持部（３４）と
の間に介在する付勢手段（４０）と、該付勢手段の付勢
力を調整する調整手段（３７，３８）と、を備え、前記
主軸ケース（３）の重心（Ｇ）に作用する重力に対抗し
て、前記転動体（３２）の案内面への転接により反力支
持される前記付勢手段（４０）の付勢力を前記支持部
（３４）を介して前記主軸ケースに作用してなる、こと
を特徴とする工作機械にある。

【０００９】［作用］以上構成に基づき、主軸ケース
（３）は、その重心（Ｇ）に作用する重力に基づくモー
メント（Ｌ１×Ｆ）により、コラム（２）の案内面（２
４，２５）に係合部（４）が点当りする力が作用する
が、上記モーメントに対抗するように（Ｌ２×Ｐ）、付
勢手段（４０）の付勢力（Ｐ）が調整手段（３７，３
８）により調整されて作用する。即ち、付勢手段（４
０）の付勢力は、転動体（３２）が一方の案内面（２
５）に転接することにより反力支持されて、支持部（３
４）を介して主軸ケース（３）に作用する。これによ
り、主軸ケース（３）に作用する重力にバランスして、
付勢手段（４０）の付勢力が作用し、係合部（４）がコ
ラム（２）の案内面（２４，２５）に点当りをせずに、
主軸ケース（３）は円滑に上下動する。

【００１０】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、本発明の構成を何等限定する
ものではない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明を適用した平面研削盤の側面
断面図、図２は図１のＡ部を拡大して示す部分断面図。
図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、図４，５と同
じものあるいは同一機能のものは同一の符号を付して、
説明を省略する。３０は支持金具で、軸３１と一体であ
る。３２はベアリングで、軸３１の両端に回転自在に保
持されている。３３は止め輪で、ベアリング３２の抜け
を防止する。なお、２個のベアリング３２はそれぞれ内
面２５に当接できるように左右に距離を持たせて軸３１
に配置されている。３４は支持部で、主軸ケース３の下
面に主軸ケース３と一体に形成され、断面はコの字形で
ある。３５はＵ字形の溝で、支持部３４の左右両側に設
けられている。溝３５には軸３１が係合している。３６
は支持部３４に設けられた穴、３７はボルトで、穴３６
を貫通し、支持金具３０に設けられたねじ孔３８に螺合
している。３９はばね受け、４０はばねである。なお、
本実施の形態においては、ボルト３７、ねじ孔３８が調
整手段であり、ばね４０が付勢手段である。

【００１３】以下、動作を説明する。いま、主軸ケース
３の重心Ｇがナット１１の中心からＬ１の距離にあり、
下向きの力はＦであるとする。ボルト３７をねじ孔３８
に捩じ込むと、支持金具３０は図３の右方に移動し、ベ
アリング３２が内面２５に当接すると、支持金具３０は
前後方向に固定される。さらに、ボルト３７をねじ孔３
８に捩じ込むと、ばね４０が圧縮され、圧縮量に応じた
反力Ｐが支持部３４を図１の時計回りに付勢する。した
がって、ベアリング３２が内面２５に接触する点とナッ
ト１１の幅方向の中心との距離をＬ２とすると、Ｆ・Ｌ
１≦Ｐ・Ｌ２となるようにボルト３７の捩じ込み量を調
整すれば、主軸ケース３を略水平あるいは僅かに左上が
りにすることができる。

【００１４】なお、上記の実施例では、支持部３４を主
軸ケース３の下面に主軸ケース３と一体に形成したが、
コの字形の部材を主軸ケース３とは別に準備し、ボルト
等により固定してもよい。また、１対のベアリング３２
に代えて、外輪を支持金具３０に保持させたベアリング
の内輪に断面が円形の１本の軸を係合させ、この軸を内
面２４に当接させるようにしてもよい。さらに、左右の
案内部２３は前後にずれていてもよい。

【００１５】また、上記の構成を主軸ケース３の上側に
も設け、上下２個所で主軸ケース３のバランスを調整す
るようにすると、ばね４０のばね定数を小さくすること
ができ、操作性をさらに向上させることができる。な
お、主軸ケース３の上側にも設ける場合は、上記の構成
のうち支持部３４、溝３５、穴３６、ボルト３７、ばね
受け３９、ばね４０をフランジ４の幅方向の中心に対し
て対称に配置し、ベアリング３２を内面２４に当接させ
るように配置すればよい。

【００１６】さらに、本実施の形態では前側に傾く主軸
ケース３を図１の時計回りに付勢する場合を説明した
が、後側に傾く主軸ケース３を図１の反時計回りに付勢
する場合は、本構成を主軸６の軸心に対して線対称とな
るようにして主軸ケース３の上側に配置すればよい。さ
らに、上記の実施の形態では、案内部２３を凹形として
説明したが、凸形であって応用が可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によると、主軸ケースの重力に対抗作用する付勢手
段を設け、該付勢手段の付勢力を調整するだけで、主軸
ケースのバランスを調整することができる。この結果、
バランスウエイトを必要とせず、主軸ケースを軽量化す
ることができる。また、主軸ケースにドレッシング装
置、計測装置等のアタッチメントを付加する場合も、予
め種々の重さのバランスウェイトを準備しておく必要が
なく、バランスウェイトの交換が不要で、主軸ケースの
バランス調整作業が容易になる。

【００１８】請求項２に係る本発明によると、主軸ケー
スの上下に上記請求項１のものを振り分け配置したの
で、付勢手段の付勢力が小さくて足り、調整手段の調整
が容易となって操作性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る平面研削盤の側面
図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。

【図４】従来の平面研削盤の一部側面断面図。

【図５】従来の平面研削盤の平面断面図。

【符号の説明】

２コラム３主軸ケース４係合部（フランジ）２３案内部２４，２５案内面（内面）３０支持金具３１軸３２転動体（ベアリング）３４支持部３７，３８調整手段（ボルト、ねじ孔）４０付勢手段（ばね）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成瀬二男神奈川県海老名市上今泉2100番地日立精工株式会社内 (72)発明者酒井健神奈川県海老名市上今泉2100番地日立精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前後に平行な２平面を案内面とする案内
部を所定の距離隔てて左右に備えるコラムに対し、前記
案内部に嵌合する係合部を左右に備える主軸ケースを上
下方向に移動させる工作機械において、前記２平面の案内面のいずれか一方に転接し得る転動体
と、該転動体と、前記主軸ケースに設けられた支持部との間
に介在する付勢手段と、該付勢手段の付勢力を調整する調整手段と、を備え、前記主軸ケースの重心に作用する重力に対抗して、前記
転動体の案内面への転接により反力支持される前記付勢
手段の付勢力を前記支持部を介して前記主軸ケースに作
用してなる、ことを特徴とする工作機械。
【請求項２】前記転動体と、付勢手段と、調整手段を
２組設け、一方の組を前記主軸ケースの上側に、他方の
組を前記主軸ケースの下側に配置したこと、を特徴とする請求項１に記載の工作機械。