(57)【要約】【課題】移動するスライドの局所的な振動特性や曲げ荷重特性の変化に対応した良好な防振構造を有して加工時の振動の影響を低減するとともに、適切な防振材を選定可能な工作機械を提供する。【解決手段】保持部材（Ｘ軸方向スライド２５）に支承され送り装置（Ｚ軸方向駆動機構２７）によって移動されるとともに加工工具（旋削工具４３）が取り付けられたスライド（Ｚ軸方向スライド３）を、工作物に対して相対移動させることによって前記加工工具４３で前記工作物を加工する工作機械（立旋盤１）において、前記スライド３の内部に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間に防振材６を充填する。前記閉鎖空間は、前記スライド３が移動する軸線方向（Ｚ軸方向）と交わる方向に並行して配設されるリブ壁５４〜５７により、前記スライド３の先端部３８に近い側で狭く該先端部３８から遠ざかるにつれて広くなっている複数の閉鎖室５１〜５３に区画されることが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材に支承され送り装置によって移動されるとともに加工工具が取り付けられたスライドを、工作物に対して相対移動させることによって前記加工工具で前記工作物を加工する工作機械において、
前記スライドの内部に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間に防振材を充填したことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１に記載の工作機械において、
前記スライドの前記閉鎖空間は、区画部材により複数の閉鎖室に区画されていることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項１または２に記載の工作機械において、
前記加工工具が前記工作物を加工する加工ポイントである作用点からの距離に応じて、前記閉鎖空間の断面積が変化することを特徴とする工作機械。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記スライドは、前記保持部材に摺動可能に支承され前記送り装置によって軸線方向に移動されるラム式スライドであることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記スライドの前記保持部材から突出するオーバーハング長が変化し、前記スライドの前記オーバーハング長の変化に応じて前記閉鎖空間の前記保持部材から突出した範囲の容積が変化することを特徴とする工作機械。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記スライドは前記保持部材から突出するオーバーハング長が変化するように前記送り装置によって軸線方向に移動され、前記スライドの前記閉鎖空間は区画部材により軸線方向において複数の閉鎖室に区画されていることを特徴とする工作機械。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記スライドの前記区画部材は、前記閉鎖空間内に軸線方向と交わる方向に並行して配置されるリブ壁からなり、該リブ壁の間隔は前記スライドの先端部に近い側で狭く該先端部から軸線方向に遠ざかるにつれて広くなっていることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記スライドの前記閉鎖空間の断面積は、前記スライドの先端部に近い側で小さく該先端部から遠ざかるにつれて大きくなっており、あるいは、前記スライドの複数の前記閉鎖室の容積は、前記スライドの先端部に近い側で小さく該先端部から遠ざかるにつれて大きくなっていることを特徴とする工作機械。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の工作機械において、
前記閉鎖空間または前記各閉鎖室は、充填される前記防振材が交換可能とされていることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械に関し、より詳細には、加工工具が取り付けられたスライドを工作物に対して相対移動させる工作機械の防振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工工具が取り付けられたスライドを工作物に対して相対移動させることにより、切削などの加工を行う工作機械が広く普及している。この種の工作機械では、工作物を加工するとき、加工工具に加えた加工力に応じて工作物から反力を受け、加工工具およびスライドが振動する。この振動は加工物の加工精度に影響を与える。振動を低減するために、加工工具およびスライドの剛性を高め、あるいはこれらを振動減衰特性の良好な材質で形成することが考えられるが、工作機械の大形重量化を招き、コストも上昇するため好ましくない。このため、振動の発生量を抑制し、あるいは振動を速やかに減衰させる防振構造の技術が各種検討されている。
【０００３】
工作機械の防振構造の一例として、機械器具および機械要素の振動減衰構造が特許文献１に開示されている。特許文献１の振動減衰構造は、振動の生じる内部空間に大きさの異なる骨材（防振材）を充填し、より大きい骨材の空隙部により小さい骨材が充填されていることを特徴としている。実施例には、工作機械のベッドに三種類の大きさの骨材を充填した構造が示されている。そして、振動が生じた場合の作用として、内部空間の最小の骨材は流動的な挙動を示し、他の大きい骨材は互いに位置が固定され、隣接する骨材間でクローン摩擦を生じ、極めて大きなエネルギーが消費され、振動減衰作用を奏する、とされている。
【０００４】
また、特許文献２に開示される工具ホルダは、アーバ部の内部に空洞部を形成し、所定の振動減衰特性が得られるような充填率で振動減衰材料（防振材）を前記空洞部に封入した、ことを特徴としている。振動減衰材料には、硬質粒子、粘性流体、粒子と液体の混合物が示されている。作用としては、切削加工中に生じる振動により空洞部に封入された振動減衰材料（砂の粒子）同士が衝突し合ったり、空洞部の壁に衝突したりするなどして、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、振動を次第に減衰させることができる、とされている。
【特許文献１】特開平６−２８８４２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５４３６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、特許文献１の振動減衰構造は、工作機械のベッドやコラムなど比較的大きな部位を対象としているため、工作機械全体の振動を抑制することはできても、スライドや加工工具などの局所的な振動を抑制するには効果的ではないと考えられる。なぜなら、スライドや加工工具は、その保持構造に依存する局所的な固有振動数などの局所振動特性を有しており、工作機械全体としてみた振動特性と大きく異なるからである。
【０００６】
一方、特許文献２の工具ホルダは、切削工具を取り付ける近傍に振動減衰材料（防振材）を配置した点では加工精度の維持、向上に好ましいものである。しかしながら、保持部材に対して移動するスライドでは、移動に伴い局所振動特性が変化する。例えば、保持部材から突出するスライドは、概ね片持ち梁と類似の振動特性を有する。つまり、スライドの根元を固定端とみなし、先端部を自由端とみなし、自重を等分布荷重とみなし、加工工具が加工物を加工するときの反力を集中荷重とみなして考えることができる。すると、保持部材から突出するオーバーハング長の増加につれて、スライドの固有振動数は減少し、
先端部の振幅は増加する。また、スライドの根元に発生する曲げモーメントもオーバーハング長に対応して増減する。このように変化する振動特性および曲げ荷重特性に対して、特許文献２の工具ホルダは固定された防振構造であるため、常に十分な防振性能を発揮することは難しい。
【０００７】
また、特許文献１および２に限らずこの種の防振構造は実形状が複雑であるため、振動する部位を片持ち梁に近似したりして理論的にアプローチすることは困難を極める。特に、対象となるスライドが移動する場合には、理論的なアプローチは一層困難となる。したがって、適切な防振材の量や材質、形状および配置を選定することは、実際には容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、移動するスライドの局所的な振動特性や曲げ荷重特性の変化に対応した良好な防振構造を有して加工時の振動の影響を低減するとともに、適切な防振材を選定可能な工作機械を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する請求項１に係る工作機械の発明は、保持部材に支承され送り装置によって移動されるとともに加工工具が取り付けられたスライドを、工作物に対して相対移動させることによって前記加工工具で前記工作物を加工する工作機械において、前記スライドの内部に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間に防振材を充填したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の工作機械において、前記スライドの前記閉鎖空間は、区画部材により複数の閉鎖室に区画されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の工作機械において、前記加工工具が前記工作物を加工する加工ポイントである作用点からの距離に応じて、前記閉鎖空間の断面積が変化することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械において、前記スライドは、前記保持部材に摺動可能に支承され前記送り装置によって軸線方向に移動されるラム式スライドであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工作機械において、前記スライドの前記保持部材から突出するオーバーハング長が変化し、前記スライドの前記オーバーハング長の変化に応じて前記閉鎖空間の前記保持部材から突出した範囲の容積が変化することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の工作機械において、前記スライドは前記保持部材から突出するオーバーハング長が変化するように前記送り装置によって軸線方向に移動され、前記スライドの前記閉鎖空間は区画部材により前記軸線方向において複数の閉鎖室に区画されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項２〜６のいずれか一項に記載の工作機械において、前記スライドの前記区画部材は、前記閉鎖空間内に前記軸線方向と交わる方向に並行して配置されるリブ壁からなり、該リブ壁の間隔は前記スライドの先端部に近い側で狭く該先端部から軸線方向に遠ざかるにつれて広くなっていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の工作機械において、前記スライドの前記閉鎖空間の断面積は、前記スライドの先端部に近い側で小さく該先端部から遠ざかるにつれて大きくなっており、あるいは、前記スライドの複数の前記閉鎖室の容積
は、前記スライドの先端部に近い側で小さく該先端部から遠ざかるにつれて大きくなっていることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の工作機械において、前記閉鎖空間または前記各閉鎖室は、充填される前記防振材が交換可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によると、加工工具が取り付けられたスライドの内部に閉鎖空間が形成され、この閉鎖空間に防振材が充填されている。そして、送り装置によりスライドが工作物に対して相対移動し、加工工具が工作物を加工すると、工作物から反力を受け、加工工具およびスライドが振動する。この振動は、防振材に伝搬し、防振材の有する振動減衰作用によって極めて短時間のうちに減衰される。したがって、加工時の振動が抑制されて、加工精度への影響が低減される。
【００１９】
請求項２に係る発明によると、閉鎖空間が区画部材により複数の閉鎖室に区画されている。したがって、独立している各閉鎖室に量や材質、形状の異なる防振材を充填して適切な配置とし、防振効果を高めることができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によると、加工ポイントである作用点からの距離に応じて、閉鎖空間の断面積が変化するように構成されている。スライドが移動して保持部材に支承される支承点が変化するとスライドの局所的な振動特性や曲げ荷重特性が変化するが、閉鎖空間の断面積を適宜変化させることにより、振動減衰作用に寄与する防振材のボリュームを適正に加減して前記特性変化に追随させることができる。つまり、スライドが移動しても常に十分な防振効果を得ることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によると、保持部材に摺動可能に支承され送り装置によって軸線方向に移動されるラム式スライドの振動を抑制することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によると、保持部材から突出するスライドのオーバーハング長の変化に応じて、閉鎖空間の保持部材から突出した範囲の容積が変化する。したがって、スライドの進退に伴う局所的な振動特性や曲げ荷重特性の変化に追随して、振動減衰作用に寄与する防振材のボリュームが変化し、常に十分な防振効果が得られる。
【００２３】
請求項６に係る発明によると、スライド内部の閉鎖空間は移動する軸線方向において複数の閉鎖室に区画されている。したがって、スライドのオーバーハング長が増加するのに対応して、振動減衰作用に寄与する閉鎖室の数量および防振材のボリュームが増加し、常に十分な防振効果が得られる。
【００２４】
請求項７に係る発明によると、スライド内部の閉鎖空間は軸線方向と交わる方向に並行して配置されるリブ壁によって複数の閉鎖室に区画され、リブ壁の間隔はスライドの先端部に近い側で狭く先端部から軸線方向に遠ざかるにつれて広くなっている。ここで、リブ壁は、スライドの機械的強度とりわけ曲げ強度や剛性を高める補強材としての役割だけでなく、閉鎖空間を区画する区画部材の役割も兼ねている。複数の閉鎖室の容積はスライドの先端部側で小さく、支承される根元側で大きくなっている。言い換えると、スライドの移動によるオーバーハング長の増加の割合以上に寄与する防振材のボリュームが増加する。したがって、オーバーハング長が増加した厳しい使用条件においても十分な防振効果が得られる。
【００２５】
請求項８に係る発明によると、スライドの閉鎖空間の断面積は先端部に近い側で小さく遠
ざかるにつれて大きくなっており、あるいは、複数の閉鎖室の容積は先端部に近い側で小さく遠ざかるにつれて大きくなっている。したがって、請求項７と同様で、スライドの移動の割合以上に寄与する防振材のボリュームが増加し、スライドが移動しても常に十分な防振効果が得られる。    
【００２６】
請求項９に係る発明によると、スライド内部の閉鎖空間または各閉鎖室に充填される防振材が交換可能とされているので、必要に応じて防振材を交換し、その量や材質、形状を随時変更することができる。例えば、各種防振材を用いた比較実験を行って振動減衰作用の効果を測定することにより、適切な防振材の量や材質、形状を選定することができる。ひいては、スライドの固有振動数の調整が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良の第１実施形態となる立旋盤１を、図１〜図６を参考にして説明する。図１〜図３はそれぞれ、第１実施形態の立旋盤１の正面図、側面図、平面断面図である。立旋盤１は、工作物を旋削加工する工作機械であり、ベッド２１、主軸台２２、主軸駆動機構２３、コラム２４、Ｘ軸方向スライド２５、Ｘ軸方向駆動機構２６、Ｚ軸方向スライド３、Ｚ軸方向駆動機構２７、自動工具交換機構２８、加工屑搬出機構２９、符号略の制御部を備えている。
【００２８】
ベッド２１は、図示されるように略矩形箱状に形成され、その上側前部には工作物の搬入出やメンテナンスを行うための開閉カバー２１１が設けられている。ベッド２１の上面略中央には、主軸台２２が配されている。主軸台２２は、鉛直方向のＺ軸を回転軸線として回転する主軸を備え、主軸は工作物を把持するチャックを備えている。主軸台２２の上側のＺ軸上に、制御上の基準点Ｎが定められている。ベッド２１の後方には、別置形の主軸駆動機構２３が配設されている。主軸駆動機構２３の駆動力は、２本の環状ベルト２３１、２３２を介して主軸および工作物を回転駆動するように構成されている。
【００２９】
コラム２４は、ベッド２１の上側後部に、図1の左右方向すなわちＸ軸方向に延設されている。コラム２４の前面には、Ｘ軸方向に平行する上下２本のガイドレール２４１、２４２が延設されている。ガイドレール２４１、２４２に係合してＸ軸方向に移動可能に、Ｘ軸方向スライド２５が配設されている。
【００３０】
図４は、Ｘ軸方向スライド２５およびＺ軸方向スライド３を説明する側面断面図である。図示されるように、Ｘ軸方向スライド２５はＺ軸方向に長い部材であり、前側部材２５１、後側部材２５２、係合部材２５３が一体化されて形成されている。前側部材２５１および後側部材２５２が一体化されることで、Ｚ軸方向に延びる断面略矩形の内部空間が形成されている。この内部空間にＺ軸方向スライド３を摺動可能に支承することで、保持部材の機能を果たすようになっている。係合部材２５３は、後側部材２５２の後面に固定され、前記のガイドレール２４１、２４２に沿って３箇所のベアリング部２５４〜２５６および２箇所のすべり面２５７、２５８で摺動するようになっている。
【００３１】
Ｘ軸方向駆動機構２６は、Ｘ軸方向駆動モータ２６１、ボールねじ２６２、ナット部２６３で構成されている。Ｘ軸方向駆動モータ２６１は正転および逆転可能とされ、図１に示されるようにコラム２４の図中右端に配設されている。Ｘ軸方向駆動モータ２６１の出力軸は減速機構を介してボールねじ２６２に連結され、ボールねじ２６２はコラム２４の前側でＸ軸方向に延設されている。一方、ナット部２６３は、Ｘ軸方向スライド２５の係合部材２５３の略中間高さに固定されている。図４に示されるように、ボールねじ２６２とナット部２６３とは螺合している。したがって、Ｘ軸方向駆動モータ２６１が動作するとボールねじ２６２が回転し、Ｘ軸方向スライド２５はＸ軸方向に駆動される。また、Ｘ軸方向駆動モータ２６１の正転および逆転に対応して、Ｘ軸方向スライド２５は図１の左右方向に駆動される。
【００３２】
Ｚ軸方向スライド３は、図４に示されるように略矩形棒状の外形を有しＸ軸方向スライド２５の内部空間に摺動可能に支承されたラム式スライドで構成されている。また、Ｚ軸方向スライド３は、主軸台２２の上方に配置されて、上下方向すなわちＺ軸を軸線方向として移動するようになっている。図５はＺ軸方向スライド３を説明する正面図であり、図６はＺ軸方向スライド３を図４のＡ−Ａ方向からみた矢視断面図である。図４および図６に示されるように、Ｚ軸方向スライド３は肉厚な断面矩形状の本体部材３１と、着脱可能な板状のフタ３２とで構成されている。図６に示されるように、Ｚ軸方向スライド３は、３箇所のベアリング部３３〜３５および２箇所のすべり面３６、３７で摺動するようになっている。
【００３３】
図５に示されるように、Ｚ軸方向スライド３の先端部３８には２組の工具保持機構４１、４２が異なる高さで設けられている。同図には、右側の高い側の工具保持機構４１に旋削工具４３が装着された状態が例示されている。そして、２組の工具保持機構４１、４２のいずれかに旋削工具４３を装着し、Ｘ軸方向の位置を調整することで、工作物の外周面加工、内周面加工、端面加工のいずれも行えるようになっている。また、Ｚ軸方向スライド３の内部には、工具保持機構４１、４２に連通する油路４５、４６が形成され、油圧操作により各種の旋削工具の着脱操作が行われるようになっている。なお、旋削工具４３の刃先４４が工作物を加工する加工ポイントであり、換言すれば工作物に加工力を加えるとともに工作物から反力を受ける作用点である。
【００３４】
さらに、図示されるように、Ｚ軸方向スライド３の本体部材３１には、略矩形箱状の閉鎖室５１、５２、５３が、Ｚ軸方向に並んで形成されている。各閉鎖室５１、５２、５３は、防振材６として砂が充填され、フタ３２により封じられている。閉鎖室５１、５２、５３の容積は、先端部３８側の閉鎖室５１の容積が最も小さく、Ｘ軸方向スライド２５に支承される根元側の閉鎖室５３の容積が最も大きく、中央に位置する閉鎖室５２の容積は中間値となっている。また、Ｚ軸と交わる方向で各閉鎖室５１、５２、５３を区画する壁面がリブ壁５４〜５７であり、その間隔Ｄ１〜Ｄ３は先端部３８に近い側で狭く、先端部３８から遠ざかるにつれて広くなっている（図４および図５で、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。
【００３５】
なお、防振材６は、各閉鎖室５１、５２、５３で、その量や材質、形状を異なるものとすることができ、また、フタ３２を取り外すことにより容易に交換できる。
【００３６】
Ｚ軸方向駆動機構２7は、送り装置に相当するものであり、Ｚ軸方向駆動モータ２７１、ボールねじ、ナット部で構成されている。Ｚ軸方向駆動モータ２７１は正転および逆転可能とされ、図１に示されるようにＸ軸方向スライド２５の上端に配設されている。Ｚ軸方向駆動モータ２７１の出力軸は減速機構を介してボールねじに連結され、ボールねじはＸ軸方向スライド２５の内部空間にＺ軸方向に延設されている。一方、ナット部は、Ｚ軸方向スライド３の本体部材３１の上寄りに設けられ、ボールねじと螺合している。したがって、Ｚ軸方向駆動モータ２７１が正転および逆転すると、これに対応してボールねじが回転し、Ｚ軸方向スライド３はＺ軸方向上下に駆動される。Ｚ軸方向スライド３が下方に駆動されるとＸ軸方向スライド２５の下端２５９から突出し、Ｚ軸方向スライド３の先端部３８に装着された旋削工具４３は、図示されるようにオーバーハング長Ｌで片持ちされる。
【００３７】
自動工具交換機構２８は、図１に示されるようにベッド２１の右側上部に設けられ、複数のマガジンにそれぞれ旋削工具を保持するとともに、指令に応じて旋削工具を選択し、Ｚ軸方向スライド３の工具保持機構４１、４２に自動着脱するものである。旋削工具の自動着脱に際しては、Ｘ軸方向スライド２７は図１の右方に一時的に移動して自動工具交換機構２８に接近する。また、加工屑搬出機構２９は、ベッド２１の前面下部から左側へと配
設され、旋削加工によって生じる加工屑を搬出するものである。制御部は、与えられた加工仕様を基に、位置検出センサなどの情報を参照しつつ、主軸駆動機構２３、Ｘ軸方向駆動モータ２６１、Ｚ軸方向駆動モータ２７１などを制御するものである。
【００３８】
次に、上述のように構成された実施形態の立旋盤１の動作、作用について説明する。
【００３９】
まず、旋削加工の対象となる工作物が主軸台２２上に配置され、主軸のチャックにより把持される。次に、主軸駆動機構２３が動作すると工作物はＺ軸を回転軸心として回転駆動される。一方、Ｘ軸方向スライド２７はＸ軸方向駆動機構２６により駆動されて右方に移動し、自動工具交換機構２８との協調動作により旋削工具の着脱が行われる。つまり、Ｚ軸方向スライド３の工具保持機構（４１または４２）に装着されている使用しない旋削工具が空のマガジンに返却されたのち、使用する旋削工具４３が工具保持機構（４１または４２）に装着される。次に、Ｘ軸方向スライド２７は左方に駆動されて、工作物の上方の所定位置に位置決めされる。その次に、Ｚ軸方向スライド３がＺ軸方向駆動機構２７により駆動されて下方に突出し、オーバーハング長Ｌが徐々に増加する。そして、旋削工具４３の刃先４４が、回転している工作物に当たって旋削加工が行われる。通常、Ｚ軸方向スライド３はＸ軸方向の位置を変えながら複数回の進退動作を行い、これによって工作物が所定の形状に加工される。加工によって生じた加工屑は、主軸台２２から加工屑搬出機構２９へと落下して搬出される。
【００４０】
旋削加工の際、Ｚ軸方向スライド３の一部はＸ軸方向スライド２７から突出し、突出していない残りの部分はＸ軸方向スライド２７の内部空間に支承されている。そして、工作物からの反力が、旋削工具４３の刃先４４に加わる。このとき、Ｚ軸方向スライド３の支承されている範囲は、大きな剛性が付与されるため、殆ど振動しない。一方、オーバーハング長Ｌで突出している範囲は片持ち梁に近い構造となり、反力によって振動する。オーバーハング長Ｌ内にある防振材６は振動減衰作用を有しているので、この振動は極めて短時間のうちに減衰される。したがって、工作物の加工精度への影響が低減される。
【００４１】
また、オーバーハング長Ｌが異なる条件で旋削加工を行う場合、オーバーハング長Ｌが増加すれば、Ｚ軸方向スライド３の固有振動数は減少し、その先端部３８の振幅は増加傾向を示す。さらに、Ｚ軸方向スライド３の根元に発生する曲げモーメントも増加する。一方、オーバーハング長Ｌの増加に対応して、オーバーハング長Ｌ内にある閉鎖室５１〜５３の容積、すなわち振動減衰作用に寄与する防振材６のボリュームも増加する。ここで、先端側の閉鎖室５１よりも根元側の閉鎖室５３の容積が大きいので、オーバーハング長Ｌの増加の割合以上に寄与する防振材６のボリュームが増加する。したがって、オーバーハング長Ｌの変化に追随して、常に十分な防振効果が得られる。
【００４２】
また、リブ壁５４〜５７は、Ｚ軸方向スライド３の曲げ強度および剛性を高めるためにＺ軸と交わる方向に形成されており、各閉鎖室５１〜５３を区画する区画部材の役割も兼ねることができる。    
【００４３】
さらに、各閉鎖室５１〜５３の防振材６は、フタ３２を取り外すことにより容易に交換することができる。したがって、閉鎖室５１〜５３ごとに異なる量や材質、形状の防振材６を用いることができるとともに、必要に応じて随時変更することができる。例えば、先端部３８側の閉鎖室５１よりも根元側の閉鎖室５３の防振材６の密度を大きなものに変更することにより、根元側の振動減衰作用を高めることができる。この態様によれば、オーバーハング長Ｌが増加した厳しい使用条件において、一層大きな防振効果が得られる。
【００４４】
次に、第１実施例と比較してＺ軸方向スライドの構造のみが異なる第２実施形態について、図７を参考にして説明する。図７は、第２実施形態のＺ軸方向スライド３０を説明する側面断面図である。図示されるように、Ｚ軸方向スライド３０の本体部材３９には、３
個の閉鎖室５１、５２、５３に代えて、四角錐状の錐状閉鎖空間５８が形成されている。錐状閉鎖空間５８の頂点５８１は先端部３８側に配置され、底面５８２は根元側に配置されており、その断面積は先端部３８側で小さくＺ軸方向に遠ざかるにつれて漸増している。錐状閉鎖空間５８には、防振材６として砂が充填され、フタ３２により封じられている。
【００４５】
第２実施形態においても、オーバーハング長Ｌ内にある防振材６が振動減衰作用を有すること、およびオーバーハング長Ｌの増加の割合以上に防振材６のボリュームが増加することは同様である。なお、錐状閉鎖空間５８は四角錐状に限定されず円錐状でもよく、先端部３８からＺ軸方向に遠ざかるにつれてその断面積が大きくなる構造であればよい。
【００４６】
次に、複数の閉鎖室の容積をスライドの先端側で小さく根元側で大きくした態様を模擬して行った比較試験について、図８および図９を参考にして説明する。図８は、複数の閉鎖室の容積に関する比較試験に用いた供試モデルを説明する斜視図であり、（１）は等容積モデルＭ１、（２）は漸増容積モデルＭ２である。両モデルＭ１、Ｍ２は、図５に示される実施形態の立旋盤１のＺ軸方向スライド３がオーバーハング長Ｌで突出した状態を模擬しており、スライド３を模擬した矩形棒状体７１の下面に旋削工具４３を模擬した四角錐体７２が一体に結合されて形成されている。スライド３がＸ軸方向スライド２５の下端２５９に保持された状態を模擬するために、矩形棒状体７１の上面７３は固定されている。また、四角錐体７２の頂点７４は、旋削工具４３の刃先４４に相当し、矩形棒状体７１の上面７３から概ねオーバーハング長Ｌだけ突出している。
【００４７】
図８に示されるように、等容積モデルＭ１では、矩形棒状体７１の内側に、容積Ｖ０で等しい４個の閉鎖室８１がＺ軸方向に区画されている。一方、漸増容積モデルＭ２では、矩形棒状体７１の内側に、その容積Ｖ１〜Ｖ４が図中下方の先端部側で小さくＺ軸方向に遠ざかるにつれて漸増する（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）４個の閉鎖室８２〜８５がＺ軸方向に区画されている。矩形棒状体７１および四角錐体７２はＦＣＤ材相当の材質で、各閉鎖室８１、８２〜８５には防振材６として砂相当が充填されており、両モデルＭ１、Ｍ２の防振材６は概ね等量とされている（４×Ｖ０＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）。
【００４８】
比較試験は、Ｚ軸方向と直交するＸ軸およびＹ軸方向についてそれぞれ行い、四角錐体７２の頂点７４に正弦波状の荷重を加えながら周波数掃引して、頂点７４の動的コンプライアンス（振動の振幅）を測定した。図９は、比較試験の試験結果を説明する図であり、（１）はＸ軸方向、（２）はＹ軸方向における動的コンプライアンスの周波数特性である。図中で、実線は等容積モデルＭ１の特性を示し、破線は漸増容積モデルＭ２を示している。
【００４９】
図９の試験結果では、両モデルともにＸ軸方向およびＹ軸方向の両方向で周波数特性にピークを有し、すなわち明らかな固有振動数を有している。そして、剛性の高いＸ軸方向の固有振動数は剛性の低いＹ軸方向のそれよりも大きく、等容積モデルＭ１の固有振動数は漸増容積モデルＭ２のそれよりもごくわずかに大きくなっている。一方、固有振動数における動的コンプライアンス（振動の振幅）は、明らかに等容積モデルＭ１で大きく、漸増容積モデルＭ２で小さくなっている。このことは、等容積モデルＭ１よりも漸増容積モデルＭ２の振動減衰作用が大きいことを示している。
【００５０】
Ｚ軸方向スライド３は、実際には複雑な形状をしているが、定性的には上記比較試験と同様の振動特性を有するものと考えられる。したがって、各閉鎖室５１〜５３の容積を同一とするよりも、先端部３８に近い側で小さくＺ軸方向に遠ざかるにつれて大きくすることが、防振性能上有利である。
【００５１】
なお、本発明は立旋盤１に限定されず、種々の工作機械に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態の立旋盤を説明する正面図である。
【図２】図１の立旋盤の側面図である。
【図３】図１の立旋盤の平面断面図である。
【図４】図１の立旋盤のＸ軸方向スライドおよびＺ軸方向スライドを説明する側面断面図である。
【図５】図１の立旋盤のＺ軸方向スライドを説明する正面断面図である。
【図６】図１の立旋盤のＺ軸方向スライドを図４のＡ−Ａ方向からみた矢視断面図である。
【図７】第２実施形態のＺ軸方向スライドを説明する側面断面図である。
【図８】複数の閉鎖室の容積に関する比較試験に用いた供試モデルを説明する斜視図であり、（１）は等容積モデル、（２）は漸増容積モデルである。
【図９】図7の供試モデルを用いた比較試験の試験結果を説明する図であり、（１）はＸ軸方向、（２）はＹ軸方向における動的コンプライアンスの周波数特性である。
【符号の説明】
【００５３】
１：立旋盤（工作機械）
２１：ベッド    ２２：主軸台    ２３：主軸駆動機構    ２４：コラム
２５：Ｘ軸方向スライド（保持部材）    ２６：Ｘ軸方向駆動機構
２７：Ｚ軸方向駆動機構（送り装置）    ２８：自動工具交換機構
２９：加工屑搬出機構
３、３０：Ｚ軸方向スライド
３１、３９：本体部材    ３２：フタ    ３３〜３５：ベアリング部
３６、３７：すべり面
４１、４２：工具保持機構    ４３：旋削工具（加工工具）    ４５、４６：油路
５１〜５３：閉鎖室          ５４〜５７：リブ壁
５８：錐状閉鎖空間
６：防振材
７１：矩形棒状体    ７２：四角錐体    ８１、８２〜８５：閉鎖室
Ｌ：オーバーハング長
Ｍ１：等容積モデル    Ｍ２：漸増容積モデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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