(57)【要約】【課題】  制御ボックスの熱変位によるワークの加工精度の低下を防止することができ、安価に製作可能な工作機械を提供すること。【解決手段】  工作機械は、固定金具１０を、コラム２の上部に制御ボックス８の上部を固定する上部固定金具１１と、コラム２の下部に制御ボックス８の下部を固定する下部固定金具１５に夫々分割して構成し、制御ボックス８の上方への熱変位に伴って、コラム２  に対して上部固定金具１１の上方へのスライド移動を許すスライド機構２８であって、上部固定金具１１に形成された上下方向に細長い小判孔１３ａと、この小判孔１３ａに遊嵌状に内嵌装着されたカラー２７と、このカラー２７に挿通され且つ上部固定金具１１をコラム２に固定するボルト２６とを有するスライド機構２８を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムと、このコラム背面側に複数の固定金具を介して取付けられた制御ボックスとを有する工作機械において、
前記複数の固定金具は、前記コラムの上部に前記制御ボックスの上部を固定する上部固定金具と、コラムの下部に制御ボックスの下部を固定する下部固定金具に夫々分割され、
前記制御ボックスの上方への熱変位に伴って、前記コラムに対して前記上部固定金具の上方へのスライド移動を許すスライド機構を備えたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記スライド機構は、前記上部固定金具に形成された上下方向に細長い小判孔と、この小判孔に遊嵌状に内嵌装着されたカラーと、このカラーに挿通され且つ上部固定金具を前記コラムに固定するボルトとを有す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】
前記上部固定金具に、前記制御ボックスからの伝熱を抑制する為の抜き孔を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記複数の上部固定金具とこの上部固定金具に連結される制御ボックス側連結部材との間に断熱材を夫々設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に関し、特にコラム背面側に取付けた制御ボックスの熱変位によって生じるワークの加工精度の低下を防止するように構成したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、ワークと工具とをＸＹＺ直交座標系における各軸方向へ独立に相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施すことができる。
図７は、一般的な工作機械のコラムと制御ボックスの斜視図である。工作機械１は、基台（図示略）に立設するコラム２と、コラム２に対して昇降可能な主軸ヘッド（図示略）と、コラム背面部に左右１対の固定金具３０を介して取付けた制御ボックス８等を備えている。制御ボックス８の内部には、ワークと工具とを各軸方向へ相対移動させる各モータ（図示略）に駆動電流を出力するサーボアンプ（図示略）等を設けてある。
【０００３】
左右１対の固定金具３０は、ウェブ３１と、ウェブ３１の左右両端から前方に延びる左右のフランジ３２，３３とを有する。制御ボックス８の前面において上端部から下端部に亙って配設した左右１対の連結部材２０に、ウェブ３１を複数のボルト２４で固定してある。コラム２の左右側部の後部に設けた５つの取付部３〜７に、フランジ３２を５本のボルト２６で固定してある。
【０００４】
ワークの加工時、制御ボックス８の内部のサーボアンプ等が発熱して制御ボックス８の温度が上昇する。制御ボックス８の温度上昇は、連結金具２０と固定金具３０を介してコラム背面部に十分に伝わり、コラム背面部の温度が約２０℃上昇する場合がある。このとき、コラム前面部の温度はほとんど上昇しないため、コラム背面部のみ熱膨張を起こし上方への熱変位を生じることによりコラム２が前方へ傾斜してしまう。そのため、主軸ヘッドの位置が変化し、ワークの加工精度が低下するという問題があった。
【０００５】
特許文献１に記載の変圧器固定工作機械装置においては、研削盤のフレームと変圧器の脚部の間に、固定用プレートとＬ字状係止具を配設し、研削盤のフレームにアルミニウム断熱材を介して固定用プレートを固定している。さらに、変圧器の脚部を固定するＬ字状係止具をアルミニウム断熱材を介して固定用プレートに固定している。
【０００６】
特許文献２に記載の工作機械においては、コラムの背面と機械制御装置との間に断熱材を貼付し、機械制御装置に発生した熱がコラムへ伝達しないようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３１７７４９号公報
【特許文献２】特開２００３−３００１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載の断熱材を工作機械１に適用し、制御ボックス８からの伝熱を抑制した場合にも、制御ボックス８自身に熱変位が生じるため、固定金具３０を介してコラム背面部を上方に押し上げる力が作用しコラム２が前方へ傾斜してしまう。そのため、コラム２が傾斜しないようにコラム２の剛性を高める必要があるが、この場合に工作機械１の製作コストが上昇するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、制御ボックスの熱変位によって生じるワークの加工精度の低下を防止することができ、安価に製作可能な工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の工作機械は、コラムと、このコラム背面側に複数の固定金具を介して取付けられた制御ボックスとを有する工作機械において、前記複数の固定金具は、前記コラムの上部に前記制御ボックスの上部を固定する上部固定金具と、コラムの下部に制御ボックスの下部を固定する下部固定金具に夫々分割され、前記制御ボックスの上方への熱変位に伴って、前記コラムに対して前記上部固定金具の上方へのスライド移動を許すスライド機構を備えたことを特徴としている。
【００１０】
この工作機械では、ワークの加工時、制御ボックス内のサーボアンプ等が発熱し制御ボックスの温度が上昇する。複数の固定金具は上部固定金具と下部固定金具とで分割構成になっており、従来の固定金具の場合よりも熱の伝わる断面積が減少するため、制御ボックスの熱がコラムへ伝わりにくい。制御ボックス自身に熱変位が生じた場合は、制御ボックスの上方への熱変位に伴って、コラムに対して上部固定金具が上方へスライド移動を行う。そのため、コラム背面部に対して上方に押し上げる力が作用しない。
【００１１】
請求項２の工作機械は、請求項１の発明において、前記スライド機構は、前記上部固定金具に形成された上下方向に細長い小判孔と、この小判孔に遊嵌状に内嵌装着されたカラーと、このカラーに挿通され且つ上部固定金具を前記コラムに固定するボルトとを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３の工作機械は、請求項１又は２の発明において、前記上部固定金具に、前記制御ボックスからの伝熱を抑制する為の抜き孔を形成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項４の工作機械は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記複数の上部固定金具とこの上部固定金具に連結される制御ボックス側連結部材との間に断熱材を夫々設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、複数の固定金具は、コラムの上部に制御ボックスの上部を固定する上部固定金具と、コラムの下部に制御ボックスの下部を固定する下部固定金具とで夫々分割した構成であるので、従来の固定金具の場合よりも熱の伝わる断面積が減少し、制御ボックス内のサーボアンプ等から発生する熱がコラムへ伝わるのを抑制できる。これにより、コラム背面部の熱変位が生じるのを抑制できる。
【００１５】
制御ボックスの上方への熱変位に伴って、コラムに対して上部固定金具の上方へのスライド移動を許すスライド機構を備えたので、制御ボックス自身に上方への熱変位が生じた場合、スライド機構により上部固定金具が上方へスライド移動し、コラム背面部に対して上方に押し上げる力が作用しない。よって、制御ボックスの熱変位による加工精度の低下を防止することができる。しかも、コラムの剛性を向上させる必要がないので、既存のコラムを利用することで工作機械を安価に製作することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、スライド機構は、上部固定金具に形成された上下方向に細長い小判孔と、この小判孔に遊嵌状に内嵌装着されたカラーと、このカラーに挿通され且つ上部固定金具をコラムに固定するボルトとを有するので、スライド機構を簡単な構成で安価で実現することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、上部固定金具に、制御ボックスからの伝熱を抑制する為の抜き孔を形成したので、熱の伝わる断面積が一層減少し制御ボックスからの熱を効果的に逃がすことができ、制御ボックスからコラムへの断熱効果を格段に向上させることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、複数の上部固定金具とこの上部固定金具に連結される制御ボックス側連結部材との間に断熱材を夫々設けたので、制御ボックスからコラムへの断熱効果を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、工作機械１は、ベース（図示略）の後部上のコラム座部（図示略）の上面に固定し且つ鉛直上方に延びるコラム２と、このコラム２の背面側に左右１対の固定金具１０を介して取付けた箱状の制御ボックス８などを有する。コラム２の前側には、コラム２の前面に沿って昇降可能な主軸ヘッド（図示略）を設けてある。コラム２の左右側部の後部には、固定金具１０を固定する為の５つの取付部３〜７を上下方向に夫々設けてある。
【００２１】
制御ボックス８の内部には、工作機械１の動作を制御する制御装置（図示略）が設けてある。この制御装置には、ワークと工具とを各軸方向へ相対移動させる各モータ（図示略）に駆動電流を出力するサーボアンプ（図示略）等を有する。制御ボックス８の前面において上端部から下端部に亙って左右１対の連結部材２０を配設してある。図４に示すように、連結部材２０は、平面視コ字状の固定金具取付部２１と、固定金具取付部２１の後端から左右に延びる左右のフランジ部２２，２３とを有する。
【００２２】
次に、左右１対の固定金具１０について説明する。
図１〜図３に示すように、左右１対の固定金具１０は、上部固定金具１１と下部固定金具１５とで夫々分割した構成になっている。尚、左右１対の固定金具１０は左右対称な構成であるので、以下、右側の固定金具１０について説明する。
【００２３】
上部固定金具１１は、コラム背面部の上部に制御ボックス８の上部を固定するためのものである。上部固定金具１１は、連結部材２０の上部において固定金具取付部２１の前面にゴム製の帯板状の断熱材２５（図４参照）を介して固定してある。上部固定金具１１は、ウェブ１２と、ウェブ１２の左右両端から前方に延びる左右のフランジ１３，１４とを有する。ウェブ１２において上端部と中段部には、連結部材２０に上部固定金具１１をボルト２４で固定する為の２つのボルト孔１２ａを設けてある。フランジ１３において上端部と中段部と下端部には、上下方向に細長い３つの小判孔１３ａを設けてある。
【００２４】
図４に示すように、小判孔１３ａにカラー２７を遊嵌状に内嵌装着してから、ボルト２６をカラー２７に挿通し、取付部３〜５のボルト孔３ａ（取付部４，５のボルト孔は、図示していない）に夫々螺合させることで、上部固定金具１１をコラム２に固定している。すなわち、カラー２７を介してボルト２６をコラム２に固定した状態で、上部固定金具１１が小判孔１３ａにおいて上下方向に移動可能になっている。そのため、制御ボックス８の上方への熱変位に伴って上部固定金具１１が上方へ移動した場合に、コラム２に対して上部固定金具１１の上方へのスライド移動を許すようになっている。尚、スライド機構２８は、小判孔１３ａとカラー２７とボルト２６とを有する。
【００２５】
図１〜図３に示すように、下部固定金具１５は、コラム背面部の下部に制御ボックス８の下部を固定するためのものである。下部固定金具１５は、連結部材２０の下部において固定金具取付部２１の前面に、前記断熱材２５を介して固定してある。下部固定金具１５は、ウェブ１６と、ウェブ１６の左右両端から前方に延びる左右のフランジ１７，１８とを有する。ウェブ１６において上端部と下端部寄りには、連結部材２０に下部固定金具１５をボルト（図示略）で固定する為の２つのボルト孔１６ａを設けてある。
【００２６】
フランジ１７の上下長さはフランジ１８よりも短い寸法になっているため、フランジ１７の下端部はフランジ１８の下端部よりも上方に位置している。フランジ１７において上端部と下端部寄りには、２つのボルト孔１７ａを設けてあり、コラム２の取付部６，７に下部固定金具１５を２本のボルト３６で夫々固定している。
【００２７】
次に、以上説明した工作機械１の作用、効果について説明する。
この工作機械１では、ワークの加工時、制御ボックス８内のサーボアンプ等が発熱し制御ボックス８の温度が上昇する。左右１対の固定金具１０は上部固定金具１１と下部固定金具１５とで分割構成になっており、従来の固定金具３０の場合よりも熱の伝わる断面積が減少するため、制御ボックス８の熱がコラム２へ伝わりにくい。制御ボックス８自身に熱変位が生じた場合、制御ボックス８の上方への熱変位に伴って、コラム２に対して上部固定金具１１が上方へスライド移動を行う。そのため、コラム背面部に対して上方に押し上げる力が作用しない。
【００２８】
このように、左右１対の固定金具１０は、上部固定金具１１と、下部固定金具１５とで夫々分割した構成であるので、従来の固定金具３０の場合よりも熱の伝わる断面積が減少し、制御ボックス８内のサーボアンプ等から発生する熱がコラム２へ伝わるのを抑制できる。これにより、コラム背面部の熱変位が生じるのを抑制できる。
【００２９】
制御ボックス８の上方への熱変位に伴って、コラム２に対して上部固定金具１１の上方へのスライド移動を許すスライド機構２８を備えたので、制御ボックス８自身に上方への熱変位が生じた場合、スライド機構２８により上部固定金具１１が上方へスライド移動し、コラム背面部に対して上方に押し上げる力が作用しない。よって、制御ボックス８の熱変位による加工精度の低下を防止することができる。しかも、コラム２の剛性を向上させる必要がないので、既存のコラム２を利用することで工作機械１を安価に製作することができる。
【００３０】
スライド機構２８は、上部固定金具１１に形成された上下方向に細長い小判孔１３ａと、この小判孔１３ａに遊嵌状に内嵌装着されたカラー２７と、このカラー２７に挿通され且つ上部固定金具１１をコラム２に固定するボルト２６とを有するので、スライド機構２８を簡単な構成で安価で実現することができる。左右１対の上部固定金具１１とこの上部固定金具１１に連結される連結部材２０との間に断熱材２５を夫々設けたので、制御ボックス８からコラム２への断熱効果を格段に向上させることができる。
【００３１】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
・  図５に示すように、上部固定金具１１に、制御ボックス８からの伝熱を抑制する為の２つの抜き孔１１ａを上下方向に形成することも可能である。これらの抜き孔１１ａは、ウェブ１２とフランジ１３に亙って形成してあり、熱の伝わる断面積を一層減少させて制御ボックス８からの熱を効果的に逃がすことが可能になっている。そのため、制御ボックス８からコラム２への断熱効果を格段に向上させることができる。
・  図６に示すように、上部固定金具１１を３つに分割した構成とすることも可能である。図５の場合よりも熱の伝わる断面積が減少し、制御ボックス８からの熱を一層効果的に逃がすようになっているので、制御ボックス８からコラム２への断熱効果を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例に係る工作機械のコラムと制御ボックスの斜視図である。
【図２】固定金具の斜視図である。
【図３】工作機械のコラムと制御ボックスの右側面図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】変更例１の図１相当図である。
【図６】変更例２の図１相当図である。
【図７】従来例の図１相当図である。
【符号の説明】
【００３３】
１        工作機械
２        コラム
８        制御ボックス
１０      固定金具
１１      上部固定金具
１１ａ    抜き孔
１３ａ    小判孔
１５      下部固定金具
２０      連結部材
２５      断熱材
２６      ボルト
２７      カラー
２８      スライド機構
【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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