(57)【要約】  熱変形による主軸台（２）と工具台（３）との相対変位を小さくすることが可能な旋盤（１）を提供することを課題とする。  旋盤（１）は、主軸台取付部（５１）と、主軸台取付部（５１）よりも高度が低い部分を有するスライド取付部（５２）と、を有するベッド（５）と、主軸台取付部（５１）に取り付けられる主軸台（２）と、スライド取付部（５２）に取り付けられるスライド部（６）と、スライド部（６）に取り付けられ主軸台（２）の側方に配置される工具台（３）と、を備える。主軸台（２）は、主軸台（２）と工具台（３）とが並ぶ方向に対して、工具台（３）側に傾斜して、主軸台取付部（５１）に取り付けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸台取付部と、該主軸台取付部よりも高度が低い部分を有するスライド取付部と、を有するベッドと、
該主軸台取付部に取り付けられる主軸台と、
該スライド取付部に取り付けられるスライド部と、
該スライド部に取り付けられ該主軸台の側方に配置される工具台と、
を備える旋盤であって、
前記主軸台は、該主軸台と前記工具台とが並ぶ方向に対して、該工具台側に傾斜して、前記主軸台取付部に取り付けられていることを特徴とする旋盤。
【請求項２】
前記主軸台は、主軸を有し、
前記工具台は、タレットを有し、
該主軸の回転中心線と、該タレットの回転中心線と、は互いに平行に配置されている請求項１に記載の旋盤。
【請求項３】
前記主軸の回転中心線と、前記タレットの回転中心線と、は同じ高度に配置されている請求項２に記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに所定の加工を施す旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤には、主軸モータ、主軸などの熱源が存在する。このため、ワーク加工時に、旋盤は熱変形する。主軸台と工具台とを比較すると、熱変形する方向が大きく異なっている。このため、旋盤が熱変形すると、主軸台と工具台との相対変位は大きくなる。つまり、主軸台に取り付けられるワークと、工具台に取り付けられる工具の刃先と、の位置ずれは大きくなる。したがって、ワークの加工精度が低下してしまう。【０００３】
この点、特許文献１には、ベッドの熱変形の方向を規制するスラント型旋盤が開示されている。同文献記載のスラント型旋盤は、継手を備えている。継手は、ベッドの左右方向への熱変形を規制している。また、継手は、ベッドの長手方向への熱変形を許容している。ここで、主軸台と工具台とは長手方向に並置されている。このため、継手が配置されていない場合と比較して、熱変形による主軸台と工具台との相対変位を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平７−２０２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同文献記載のスラント型旋盤の場合、ベッドの上面部と背面部とを敢えて分離する必要がある。また、上面部の上端部に、継手の嵌合部を配置する必要がある。また、背面部の前面に、継手のレール部を配置する必要がある。このため、構造が複雑である。そこで、本発明は、構造が簡単で、熱変形による主軸台と工具台との相対変位を小さくすることが可能な旋盤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】
【０００６】
（１）上記課題を解決するため、本発明の旋盤は、主軸台取付部と、該主軸台取付部よりも高度が低い部分を有するスライド取付部と、を有するベッドと、該主軸台取付部に取り付けられる主軸台と、該スライド取付部に取り付けられるスライド部と、該スライド部に取り付けられ該主軸台の側方に配置される工具台と、を備える旋盤であって、前記主軸台は、該主軸台と前記工具台とが並ぶ方向に対して、該工具台側に傾斜して、前記主軸台取付部に取り付けられていることを特徴とする。【０００７】
本発明の旋盤によると、主軸台と工具台とが並ぶ方向（ワーク加工時に、ワークに対して工具の刃先が当接する方向）に対して、工具台側に傾斜して、主軸台が取り付けられている。このため、熱変形による主軸台と工具台との相対変位を小さくすることができる。【０００８】
また、本発明の旋盤によると、ベッドに継手を配置する必要がない。すなわち、熱変形の方向に異方性を持たせるための機構を、ベッドに配置する必要がない。このため、構造が簡単である。【０００９】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記主軸台は、主軸を有し、前記工具台は、タレットを有し、該主軸の回転中心線と、該タレットの回転中心線と、は互いに平行に配置されている構成とする方がよい。本構成によると、旋盤の幅（主軸台と工具台とが並ぶ方向の長さ）を小さくすることができる。【００１０】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記主軸の回転中心線と、前記タレットの回転中心線と、は同じ高度に配置されている構成とする方がよい。本構成によると、主軸に対して、タレットを、互いの回転中心線が平行な状態を確保したまま、水平方向にスライドさせることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、構造が簡単で、熱変形による主軸台と工具台との相対変位を小さくすることが可能な旋盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態となる旋盤の斜視図である。
【図２】図２は、同旋盤の前面図である。
【図３】図３は、図２の枠ＩＩＩ内の拡大図である。
【図４】図４は、同旋盤の右側部分の分解斜視図である。
【図５】図５は、従来の旋盤の右側部分の前面図である。
【図６】図６は、本実施形態の旋盤の右側部分の前面図である。
【図７】図７は、熱変形に伴う主軸とタレットとの相対変位を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１３】
１：旋盤。
２：主軸台、２０：主軸、２１：フランジ。
３：工具台、３０：工具台本体、３１：タレット。
４：主軸モータ。
５：ベッド、５０：ベッド本体、５０Ｌ：ベッド分割体、５０Ｒ：ベッド分割体、５００：横方向延在部、５０１：縦方向延在部、５０１ａ：内面、５０１ｂ：外面、５０２：除肉部、５１：主軸台取付部、５１０：取付面、５２：スライド取付部、５３：モータ取付部、５４：連結部材。
６：スライド部、６０：第一下スライド、６１：共用スライド、６１０：第一スライド、６１１：第二下スライド、６２：第二スライド。
７：ブラケット。
α：角度、θ：角度、φ：角度、Ａ１：回転中心線、Ａ２：回転中心線、Ｌ１：相対変位、Ｌ２：相対変位。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の旋盤の実施の形態について説明する。
【００１５】
[旋盤の構成]
まず、本実施形態の旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態の旋盤の斜視図を示す。図２に、同旋盤の前面図を示す。図３に、図２の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。図４に、同旋盤の右側部分の分解斜視図を示す。
【００１６】
図１〜図４に示すように、旋盤１は、左右一対の主軸台２と、左右一対の工具台３と、左右一対の主軸モータ４と、ベッド５と、左右一対のスライド部６と、左右一対のブラケット７と、を備えている。旋盤１は、後述する左右一対の横方向延在部５００の継ぎ目を境に、互いに左右対称な二つの旋盤が連結された形状を呈している。
【００１７】
（ベッド５）
図１、図２に示すように、ベッド５は、鋳鉄製の構造物である。ベッド５は、ベッド本体５０と、左右一対の主軸台取付部５１と、左右一対のスライド取付部５２と、左右一対のモータ取付部５３と、前後一対の連結部材５４と、を備えている。
【００１８】
ベッド本体５０は、左右一対のベッド分割体５０Ｌ、５０Ｒを備えている。すなわち、ベッド本体５０は、左右に分割されている。ベッド分割体５０Ｌ、５０Ｒは、各々、横方向延在部５００と、縦方向延在部５０１と、を備えている。
【００１９】
左右一対の横方向延在部５００は、各々、左右方向（水平方向）に延在している。左右一対の横方向延在部５００は、左右方向に当接している。前後一対の連結部材５４は、左右一対の横方向延在部５００の境界部分（継ぎ目部分）の、前後両側に取り付けられている。前後一対の連結部材５４は、左右一対の横方向延在部５００を、連結している。
【００２０】
左右一対の縦方向延在部５０１は、各々、横方向延在部５００から、上側に延在している。図３に示すように、右側の縦方向延在部５０１は、内面５０１ａと、外面５０１ｂと、を備えている。内面５０１ａ、外面５０１ｂは、各々、平面状を呈している。内面５０１ａおよび外面５０１ｂは、上下方向に対して、角度φ（例えば１５°）だけ、右側（左右方向外側）に傾斜している。内面５０１ａは、外面５０１ｂよりも、傾斜方向（角度φ方向）長さが長い。左側の縦方向延在部５０１は、右側の縦方向延在部５０１と、同様の構成を有している。左側の縦方向延在部５０１は、右側の縦方向延在部５０１と、左右対称に配置されている。
【００２１】
図２に示すように、横方向延在部５００と縦方向延在部５０１との間には、角度α（例えば９０°）の除肉部５０２が設定されている。角度αは、０°＜α＜１８０°となるように設定されている。
【００２２】
左右一対の主軸台取付部５１は、各々、縦方向延在部５０１の上面に配置されている。図３に示すように、右側の主軸台取付部５１は、左右一対の取付面５１０を備えている。左右一対の取付面５１０は、各々、平面状を呈している。左側（左右方向内側）の取付面５１０は、右側（左右方向外側）の取付面５１０よりも、上側に配置されている。取付面５１０は、左右方向に対して、角度θ（例えば１５°）だけ、右側（左右方向外側）に傾斜している。すなわち、図２に示すように、主軸台２と工具台３とが並ぶ方向（ワーク加工時に、ワークに対して工具の刃先が当接する方向）に対して、角度θだけ、右側の工具台３側に傾斜している。左側の主軸台取付部５１は、右側の主軸台取付部５１と、同様の構成を有している。左側の主軸台取付部５１は、右側の主軸台取付部５１と、左右対称に配置されている。
【００２３】
図１、図２に示すように、左右一対のスライド取付部５２は、横方向延在部５００の左右方向外側の上面に配置されている。左右一対のスライド取付部５２は、左右一対の主軸台取付部５１の、左右方向外側に配置されている。また、後述するスライド部６の上側に工具台３が取り付けられるため、左右一対のスライド取付部５２は、左右一対の主軸台取付部５１の、下側に配置されている。右側のスライド取付部５２は、左右方向に対して、左側（左右方向内側）に傾斜している。すなわち、後述する第一下スライド６０の上面にワークの切屑が載らないように、右側のスライド取付部５２は、主軸台２と工具台３とが並ぶ方向に対して、右側の主軸台２側に傾斜している。左側のスライド取付部５２は、右側のスライド取付部５２と、同様の構成を有している。左側のスライド取付部５２は、右側のスライド取付部５２と、左右対称に配置されている。
【００２４】
図４に示すように、左右一対のモータ取付部５３は、各々、縦方向延在部５０１の後側に配置されている。モータ取付部５３は、左右一対の取付リブを備えている。
【００２５】
（主軸台２）
図１、図２に示すように、左右一対の主軸台２は、各々、主軸台取付部５１の上側に配置されている。図３に示すように、右側の主軸台２は、主軸２０と、左右一対のフランジ２１と、を備えている。主軸２０は、前後方向に延在している。左右一対のフランジ２１は、各々、細板状を呈している。左側（左右方向内側）のフランジ２１は、右側（左右方向外側）のフランジ２１よりも、上側に配置されている。フランジ２１は、左右方向に対して、角度θだけ、右側（左右方向外側）に傾斜している。すなわち、図２に示すように、主軸台２と工具台３とが並ぶ方向（ワーク加工時に、ワークに対して工具の刃先が当接する方向）に対して、角度θだけ、右側の工具台３側に傾斜している。左側のフランジ２１は、左側の取付面５１０に取り付けられている。右側のフランジ２１は、右側の取付面５１０に取り付けられている。左側の主軸台２は、右側の主軸台２と、同様の構成を有している。左側の主軸台２は、右側の主軸台２と、左右対称に配置されている。
【００２６】
（スライド部６、工具台３）
図１、図２、図４に示すように、左右一対のスライド部６は、各々、スライド取付部５２の上側に配置されている。スライド部６は、第一下スライド６０と、共用スライド６１と、第二スライド６２と、を備えている。第一下スライド６０は、スライド取付部５２に配置されている。第一下スライド６０は、前後方向に延在している。共用スライド６１は、第一スライド６１０と、第二下スライド６１１と、を備えている。第一スライド６１０は、第一下スライド６０に沿って、前後方向にスライド可能である。第二下スライド６１１は、第一スライド６１０の上側に配置されている。第二下スライド６１１は、左右方向に延在している。第二スライド６２は、第二下スライド６１１に沿って、左右方向にスライド可能である。
【００２７】
左右一対の工具台３は、各々、スライド部６の上側に配置されている。スライド部６により、工具台３は、前後左右方向に移動可能である。工具台３は、工具台本体３０と、タレット３１と、を備えている。工具台本体３０は、第二スライド６２の上面に配置されている。タレット３１は、工具台本体３０の前面に配置されている。タレット３１は、工具台本体３０により、所定の角度ずつ回転可能である。タレット３１には、複数の工具（図略）が取り付けられている。
【００２８】
図２に示すように、主軸２０の回転中心線Ａ１、タレット３１の回転中心線Ａ２は、共に前後方向に延在している。すなわち、主軸２０の回転中心線Ａ１とタレット３１の回転中心線Ａ２とは、互いに平行である。主軸２０の回転中心線Ａ１とタレット３１の回転中心線Ａ２とは、左右方向に並んでいる。
【００２９】
（ブラケット７、主軸モータ４）
図４に示すように、左右一対のブラケット７は、各々、モータ取付部５３に取り付けられている。左右一対の主軸モータ４は、各々、ブラケット７に取り付けられている。主軸モータ４の駆動力は、ベルト（図略）を介して、主軸２０に伝達される。
【００３０】
[旋盤の動き]
次に、本実施形態の旋盤の動きについて説明する。図５に、従来の旋盤の右側部分の前面図を示す。図６に、本実施形態の旋盤の右側部分の前面図を示す。なお、熱変形後の形状をハッチングで示す。図７に、熱変形に伴う主軸とタレットとの相対変位を示す。なお、主軸中心を実線「○」で、タレット中心を実線「△」で、各々示す。また、従来の旋盤の場合の主軸中心を点線「○」で示す。また、図５〜図７においては、説明の便宜上、熱変形量を誇張して示す。
【００３１】
従来の旋盤の場合、図３に示す角度φ、θが共に０°である。すなわち、図５に示すように、左右一対の取付面５１０は、各々、水平方向に延在している。また、左右一対のフランジ２１は、水平方向に並んでいる。このように、従来の旋盤の場合、主軸台２が工具台３側に傾斜していない。
【００３２】
ワーク加工時においては、主軸モータ４、主軸２０、スライド部６などの熱が、ベッド５に伝達される。ここで、図２に示すように、主軸台取付部５１とスライド取付部５２との高度差により、ベッド５は、除肉部５０２を備えている。ベッド５は、除肉部５０２の角度αが開く方向に熱変形する。すなわち、横方向延在部５００は、右下側（左右方向外下側）に移動しようとする。このため、スライド部６、工具台３、延いては工具の刃先も、右下側に移動しようとする。一方、縦方向延在部５０１は、左下側（左右方向内下側）に移動しようとする。このため、主軸台２も、左下側に移動しようとする。なお、実際には、旋盤１は工場のフロアに配置されている。このため、図５に矢印Ｙ１で示すように、ベッド分割体５０Ｒは弧状（弧の曲率中心はフロア側）に変形する。このように、ベッド５の除肉部５０２に起因する熱変形（折れ曲がり変形）により、工具台３と主軸台２とは、互いに離間する方向に、弧状の軌跡を描くように、移動する。
【００３３】
また、上記折れ曲がり変形に加えて、ベッド５は、全体的に熱変形する。例えば、図５に矢印Ｙ２で示すように、縦方向延在部５０１は、主に、上側に伸張する。このため、主軸台２も、縦方向延在部５０１と共に、上側に移動する。また、図５に矢印Ｙ３で示すように、横方向延在部５００は、右上側（左右方向外上側）に伸張する。このため、スライド部６、工具台３、延いては工具の刃先も、横方向延在部５００と共に、右上側に移動する。このように、ベッド５の全体的な熱変形（全体変形）により、図５に矢印Ｙ２、Ｙ３で示すように、工具台３と主軸台２とは、互いに離間する方向に、かつ各々上側に移動する。
【００３４】
このように、主軸台２と工具台３との相対変位は、大まかには、矢印Ｙ１で示す折れ曲がり変形（除肉部５０２に起因する変形）による変位と、矢印Ｙ２、Ｙ３で示す全体変形（ベッド５全体に起因する変形）による変位と、の合成変位である。このため、図７に示すように、従来の旋盤の場合、主軸中心である点線「○」と、タレット中心である実線「△」と、の間に、相対変位Ｌ１が発生する。
【００３５】
これに対して、本実施形態の旋盤の場合、図３に示す角度θが、０°＜θ＜９０°となるように設定されている。また、図３に示す角度φが、０°＜φ＜９０°となるように設定されている。すなわち、図６に示すように、左右一対の取付面５１０は、各々、水平方向に対して、角度θだけ右側に傾斜している。また、左側のフランジ２１は、右側のフランジ２１よりも、上側に配置されている。このように、本実施形態の旋盤の場合、主軸台２が工具台３側に傾斜している。
【００３６】
ワーク加工時においては、従来の旋盤同様に、ベッド５の除肉部５０２に起因する熱変形（折れ曲がり変形）により、図６に矢印Ｙ１で示すように、工具台３と主軸台２とは、互いに離間する方向に、弧状の軌跡を描くように、移動する。また、従来の旋盤同様に、ベッド５の全体的な熱変形（全体変形）により、図６に矢印Ｙ３で示すように、スライド部６、工具台３、延いては工具の刃先は、横方向延在部５００と共に、右上側に移動する。
【００３７】
しかしながら、図３に示すように、縦方向延在部５０１は、上下方向（垂直方向）に対して、角度φ方向（右上側）に伸張する。すなわち、図３に示すように、内面５０１ａは、外面５０１ｂよりも、傾斜方向長さが長い。このため、内面５０１ａ側の方が、外面５０１ｂ側よりも、伸張量が大きい。図６に矢印Ｙ４で示すように、当該伸張量の差により、縦方向延在部５０１は、右上側に伸張する。したがって、主軸台２は、縦方向延在部５０１と共に、右上側に移動する。よって、図７に示すように、主軸中心である実線「○」と、タレット中心である実線「△」と、の間に、相対変位Ｌ２が発生する。
【００３８】
図７に示すように、図３に示す角度φ、θが設定されている分だけ、相対変位Ｌ２は、相対変位Ｌ１よりも小さくなる。すなわち、本実施形態の旋盤の方が、従来の旋盤よりも、熱変形による相対変位が小さくなる。また、本実施形態の旋盤の場合、主軸中心の移動方向（右上側）が、右側成分を含んでいる。このため、左右方向において、ワークの加工ポイント（刃先が当接する位置）を、工具の刃先側に移動させることができる。
【００３９】
［作用効果］
次に、本実施形態の旋盤の作用効果について説明する。本実施形態の旋盤１によると、図２、図３に示すように、角度φ、θが設定されている。すなわち、主軸台２と工具台３とが並ぶ方向（ワーク加工時に、ワークに対して工具の刃先が当接する方向）に対して、工具台３側に傾斜して、主軸台取付部５１に主軸台２が取り付けられている。このため、図５〜図７に示すように、工具台３側に傾斜しないで主軸台取付部５１に主軸台２が取り付けられている場合と比較して、熱変形時に、主軸台２が、工具台３に近接する方向に移動しやすい。つまり、前述したスライド部６、工具台３、工具の刃先の変位量（主軸台２から離間する方向の変位量）を相殺するように、主軸台２が変位しやすい。したがって、熱変形による主軸台２と工具台３との相対変位を小さくすることができる。特に、主軸２０の径方向（ワークの径方向）における、主軸台２と工具台３との相対変位を小さくすることができる。これは、旋盤１において、加工径の方向の熱変位量が小さいことを意味する。
【００４０】
また、熱変形による主軸台２と工具台３との相対変位を補正するためには、ワーク加工時に、加工プログラムに変位補正量を入力する必要がある。この点、本実施形態の旋盤１によると、変位補正量を入力する頻度を少なくすることができる。また、変位補正量を小さくすることができる。
【００４１】
例えば、加工時間が長い場合、熱変形による主軸台２と工具台３との相対変位量は大きくなる。また、休憩（加工停止）の前後において、熱変形による主軸台２と工具台３との相対変位量は大きくなる。このような場合であっても、本実施形態の旋盤１によると、熱変形による主軸台２と工具台３との相対変位量を小さくすることができる。このため、変位補正量を入力する頻度を少なくすることができる。また、変位補正量を小さくすることができる。また、要求される寸法精度が低いワークの場合（旋盤の熱変位量に対してワークの寸法公差が充分に大きい場合）、変位補正量を入力する必要がなくなる。また、本実施形態の旋盤１によると、熱変形の方向に異方性を持たせるための機構を、ベッド５に配置する必要がない。このため、構造が簡単である。
【００４２】
また、図２に示すように、主軸２０の回転中心線Ａ１と、タレット３１の回転中心線Ａ２と、は互いに平行に配置されている。このため、旋盤１の左右方向幅（主軸台２と工具台３とが並ぶ方向の長さ）を小さくすることができる。
【００４３】
また、図２に示すように、主軸２０の回転中心線Ａ１と、タレット３１の回転中心線Ａ２と、は同じ高度に配置されている。また、図４に示すように、第二スライド６２は、第二下スライド６１１に沿って、左右方向にスライド可能である。このため、主軸２０に対して、タレット３１を、互いの回転中心線Ａ１、Ａ２が平行な状態を確保したまま、左右方向にスライドさせることができる。また、図１、図２に示すように、ベッド本体５０は、左右に分割されている。このため、ワーク加工時において、左右一対の主軸２０の切削振動が、互いに伝達されにくい。
【００４４】
＜その他＞
以上、本発明の旋盤の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００４５】
図２に示す角度αは、０°＜α＜１８０°であればよい。すなわち、横方向延在部５００に対して、縦方向延在部５０１が、交差する方向に延在していればよい。図３に示す角度φは、０°＜φ＜９０°であればよい。また、角度θは、０°＜θ＜９０°であればよい。すなわち、主軸台２が、主軸台２と工具台３とが並ぶ方向に対して、工具台３側に傾斜していればよい。また、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤などとして、本発明の旋盤を具現化してもよい。
【００４６】
また、図５〜図７に示す熱変形の形態（変形方向、変形量など）は、特に限定しない。各部材（主軸台２、工具台３、主軸モータ４、ベッド５、スライド部６など）の形状、配置場所、配置数などにより、熱変形の形態は変化する。
【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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【国際調査報告】
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2014181465.tif 000011
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