(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中ぐり加工刃具及び研削加工工具を有するツールヘッドと、
前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、
前記主軸を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持ユニットと、
前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸は同径のまま前記回転駆動手段によって回転されるとともに、
前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第１移動手段と、
前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第２移動手段と、
を備えることを特徴とする複合工作機械。
【請求項２】
請求項１記載の複合工作機械において、
少なくとも、前記第１移動手段はリニアモータであることを特徴とする複合工作機械。
【請求項３】
中ぐり加工刃具及び研削加工工具を有するツールヘッドと、
前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、
前記主軸が挿通され且つ該主軸を回転自在に支承した枠体を具備する支持ユニットと、
前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸を前記回転駆動手段によって回転し、且つ前記移動手段によって前記枠体を前記主軸と一体的に移動させるとともに、
前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第１移動手段と、
前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第２移動手段と、
を備えることを特徴とする複合工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中ぐり加工刃具及び研削加工工具を備える複合工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン部品のシリンダブロックのボア部の加工には、所定の径となるように切削を行う中ぐり加工（ファインボーリング加工等）と、その後に行う研削加工（ホーニング加工等）がある。このような中ぐり加工と研削加工を１つの工作機械の１つの主軸で連続的に行うことができると、加工機械間の移動、再チャッキングによる芯ずれがなく、効率的で高精度な加工を行うことができる。このような加工を実現するため、特許文献１に記載された工作機械では、主軸に中ぐり加工刃具と研削加工工具を外方向に択一的に突出させる機構を設けている。
【０００３】
また、特許文献２に記載された工作機械では、中ぐり加工時と研削加工時で主軸駆動方法を変更するためのオシレーション機構を省略化するために主軸を支持する第１の支持ユニットと第２の支持ユニットとを設けている。中ぐり加工時には、第１の支持ユニットと第２の支持ユニットとを圧接して剛性を増し、研削加工時には第２の支持ユニットを第１の支持ユニットから離して、軽量化することによって往復動作を容易にしている。
【０００４】
さらに、特許文献１の工作機械では、支持ユニットに対して略同じ重量のバランスウェイトをワイヤで接続して支持ユニットの重量を補償することが行われているが、装置が大型且つ重量増になる。
【０００５】
なお、ホーニング加工方法に関連して、本出願人は、工具の外周部分に磁石を装着して構成されたツールヘッドの円柱状に形成された孔部内において回転及び進退させ、前記孔部の一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法とが異なる場合に、前記一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法の差に応じて前記ツールヘッドの進退駆動スケジュールに前記一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法の差を補うスケジュールを挿入して前記孔部のない面を研削するホーニング加工方法を提案している（特許文献３参照）。このホーニング加工方法では、ツールヘッドの位置決め精度が高いことが望ましい。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６０−５２８８３号公報
【特許文献２】特許第３２７０６８３号公報
【特許文献３】特許第３７３５４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記の特許文献２に記載された工作機械では、ホーニング加工時、第２の支持ユニットは第１の支持ユニットから離れて往復運動させる。これは移動体の慣性質量を少なくして、一定の駆動力で早く移動体を加速させて、往復動作の所望の高速度に移動体の速度を早く達せさせるためである。
【０００８】
しかしながら、このような機構では、移動体は軽量になるが、第１の支持ユニットのみでは剛性が小さいことから撓みが発生しやすく、単位時間あたりの少ない往復回数（Ｈｚ）で共振点に達し、移動体の往復動作を高速で行うことが困難である。したがって、ホーニング加工時において、移動体が軽量になって駆動的には移動体を速く加速させることができるものの、共振を考慮すると主軸を比較的低速度で往復動作させることになり、加工時間が長い。ここで、移動体とは、主軸と、主軸を軸支する機構と、主軸を回転駆動する機構等をいう。
【０００９】
また、ホーニング加工時には前記第１の支持ユニットと第２の支持ユニットを、分離するために複雑な構造を必要とし、可動部が重くなり、主軸を高速回転させることが困難である。したがって、主軸は中ぐり加工時に比較的低速で回転させることになり、加工時間が長い。  本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、中ぐり加工時には主軸を高速回転させることができ、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることのできる複合工作機械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】
【００１０】
本発明に係る複合工作機械は、中ぐり加工刃具及び研削加工工具を有するツールヘッドと、前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、前記主軸を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持ユニットと、前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段とを備え、前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸は同径のまま前記回転駆動手段によって回転されることを特徴とする。
【００１１】
このように、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸を同径のまま回転させることにより、中ぐり加工時には主軸を高速回転させることができるとともに、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることができる。
【００１２】
この場合、前記移動手段はリニアモータであってもよい。また、前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第１移動手段と、前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第２移動手段とを備え、少なくとも、前記第１移動手段はリニアモータであってもよい。リニアモータは回転部分がなく、動力の方向変換を行うことなく、支持ユニットを直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的である。したがって、支持ユニットの質量が比較的大きい場合であっても、確実に動作させることができる。
【００１３】
さらに、前記主軸は軸方向に延在するバーを有し、前記ツールヘッドは前記バーによって軸方向に進退操作され前記中ぐり加工刃具及び前記研削加工工具を径方向に進退させる拡張コーンを備えていてもよい。
【００１４】
前記リニアモータは、前記主軸を中心に対向するように複数設けられ、ていてもよい。
【００１５】
前記主軸は支承機構を介して第１枠体により外装され、前記第１移動手段は前記第１枠体を駆動するようにしてもよい。また、前記第１移動手段を支持し、前記第１移動手段及び前記第１枠体を囲む第２枠体を設け、前記第２移動手段は前記第２枠体を駆動するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る複合工作機械では、ホーニング加工時において主軸を中ぐり加工時と同径のまま回転させる。したがって、第２支持ユニットは第１支持ユニットから離れて往復動作させることなく、ホーニング加工時に高速な往復動作をさせることができる。さらに、中ぐり加工時においても、主軸を同径のまま回転させることから、第１支持ユニットと第２支持ユニットとを接続するための複雑な機構等が不要であって、高速回転が可能となる。これにより、ホーニング加工及び中ぐり加工とも加工時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明に係る複合工作機械は、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸の機構を変える必要がないことから、簡便構造であって、長寿命且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要で加工時間がさらに短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る複合工作機械について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る複合工作機械１０は、自動車用内燃機関の例えばシリンダをワークＷとする加工ライン中に配備されるものであり、具体的には、ワークＷに対して実際の中ぐり加工及びホーニング加工を行う主軸駆動部１１と、工作機械の前面に備えられるワーク投入部から主軸駆動部１１の下部までの間を往復移動し、且つ投入されたワークが載置・固定されるパレット１２を搬送するワーク搬送機構１４と、これら主軸駆動部１１やワーク搬送機構１４を電気的制御する監視制御盤１６とを具備した一つのシステムとして上記加工ライン中に配備される。主軸駆動部１１は、水平基台１８の上部に鉛直方向に立ち上がるコラム２０の上記ワーク搬送機構１４側、すなわち工作機械の前面の表面２０ａに取り付けられている。
【００２０】
図２〜図４に示すように、主軸駆動部１１は、先端にツールヘッド３０を備える主軸３２と、該主軸３２を回転自在に支承する第１支持ユニット３４と、該第１支持ユニット３４を上下方向にスライド可能に支持する第２支持ユニット３６と、該第２支持ユニット３６をコラム２０に対して上下方向にスライド可能に支持するコラムスライド機構３８とを有する。主軸３２の軸心部には上下に連通するバー３３が設けられている。
【００２１】
第１支持ユニット３４は、縦長で角筒状の第１枠体４０と、該第１枠体４０内の上部に設けられて主軸３２を回転させる拡張アクチュエータ４２と、主軸３２と拡張アクチュエータ４２との間に設けられた主軸モータ４４と、第１枠体４０に対して主軸３２を回転自在に軸支する複数のベアリング（支承機構）４６とを有する。主軸３２のツールヘッド３０は、第１枠体４０よりも下方に突出して設けられている。拡張アクチュエータ４２はバー３３に接続されており、該バー３３を介してツールヘッド３０を操作する。
【００２２】
第２支持ユニット３６は、縦長で角筒状の第２枠体５０と、該第２枠体５０に固定された背板５２と、第１支持ユニット３４を支持する枠内スライド機構５４と、第１支持ユニット３４の上端部に接続された２本のバランスシリンダ５６と、第１支持ユニット３４を上下方向にスライド駆動する左右一対のリニアモータ５８と、背板５２から裏面方向に突出してコラムスライド機構３８に係合するナット体６０と、第１支持ユニット３４を固定するブレーキ機構６１とを有する。
【００２３】
第２枠体５０は、第１枠体４０の四方を囲み、該第１枠体４０よりもやや長く設定されている。背板５２は、第２枠体５０よりも上方に突出しており、この突出した部分がブラケット６３を介して２本のバランスシリンダ５６を固定している。枠内スライド機構５４は、背板５２の表面側に上下方向に沿って設けられた２本の第１レール６２と、該第１レール６２に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材６４とを有する。スライダ部材６４は第１レール６２に係合しながら第１枠体４０の背面に固定されており、第１支持ユニット３４をスライド可能に支持している。
【００２４】
一対のリニアモータ５８は、第２枠体５０の内側における両側面に対向して設けられており、第２枠体５０に固定された薄いステータ５８ａと、第１枠体４０の外側面に設けられたマグネット５８ｂとからなる。所定のコントローラによりステータ５８ａの磁界を移動させることによりマグネット５８ｂが追従して移動し、第１支持ユニット３４が第１レール６２に沿いながら第２支持ユニット３６に対して上下方向にスライドすることになる。
【００２５】
また、双方のリニアモータ５８は主軸３２を中心に対向して配設されているので、ステータ５８ａの磁界の移動による双方のステータ５８ａとマグネット５８ｂとの間の吸引力、反発力が相殺されて第１支持ユニット３４をスムーズに移動することができる。
【００２６】
ところで、ボールねじ式の直動駆動手段では回転伝達を行うことから、ボールねじの雄ねじと雌ねじ（ナット）、ボールねじの雄ねじを軸支するベアリング、動力源とボールねじの雄ねじとを接続するカップリング等の機構が存在する。ボールねじ式の直動駆動手段では、これらの機構部分で捻れやバックラッシュが生じ、目標の値を実際の位置に誤差が生じやすい。
【００２７】
これに対して、複合工作機械１０のリニアモータ５８では、このような機構部分がないことから、ボールねじ式の直動駆動手段と比較して目標の位置と実際の位置に誤差が少ない。さらに、リニアモータ５８には図示しないリニアエンコーダ（スケールと移動体に付すヘッドからなる）を有し、該リニアエンコーダの分解能にもよるが、±０．５〜１．０μｍ程度の位置決め精度を可能としている。これは、ボールねじ式の直動駆動手段に比べて１／１０程度の誤差である。
【００２８】
したがって、複合工作機械１０は、ツールヘッドの位置決め精度が重要であるホーニング加工方法（例えば、前記の特許文献３に記載された方法）に対して好適に用いられる。
【００２９】
また、リニアモータ５８は、ボールねじ式の直動駆動手段と比べて移動体を精度を保ったまま高速に移動させることができる。詳しくは、ボールねじ式の直動駆動手段においても、高速に移動させることは可能であるが、この方式で高速化することはボールねじのリードピッチを大きくすることであり、このようにすれば高速化することはできるが、分解能及び位置決め精度が低下する。
【００３０】
リニアモータ５８の位置決め精度はリニアエンコーダの分解能によって決められることから、高速化することで位置決め精度が低下することはなく、ホーニング加工に好適である。
【００３１】
バランスシリンダ５６は、下向きのロッド５６ａが第１支持ユニット３４の上端部に接続されており、圧縮空気の作用によって第１支持ユニット３４の自重の一部又は全部を補償（キャンセル）している。したがって、第１支持ユニット３４の見かけ上の重量は略０となっており、リニアモータ５８は小さい力で第１支持ユニット３４を移動させ、又は保持することができる。
【００３２】
また、バランスシリンダ５６は小型であっても圧縮空気により十分な力を発生させることができ、従来のバランスウェイト式による重量補償装置と比較して、主軸駆動部１１を軽量且つコンパクトに構成することができる。
【００３３】
また、従来のバランスウェイト式による重量補償装置は、移動体の慣性質量が第１支持ユニット３４を移動体とした場合、第１支持ユニット３４の質量とバランスウェイトの質量が合わさったものになることから、移動体に力を加えて加速させるのに多大な力を必要とする。
【００３４】
しかしながら、複合工作機械１０におけるバランスシリンダ５６を用いる方式では、移動体の慣性質量は、第１支持ユニット３４だけとなるので、従来のバランスウェイト式による重量補償装置と比較して、移動体に力を加えて速く加速させることができる。
【００３５】
さらに複合工作機械１０では、加速度に応じて重量補償量をリアルタイムに変化させるとよい。具体的には、補償量を増減したり、上方向に移動体を加速するときには、能動的に一方のシリンダ室内圧を上げて上向きの加速を補い、また下方向に移動体を加速するときには、他方のシリンダ室の内圧を上げて下向きの加速を補うとよい。
【００３６】
ブレーキ機構６１は、第１支持ユニット３４の裏面に上下方向に沿って設けられたブレーキ板６６と、該ブレーキ板６６を挟持して固定するブレーキパッド６８とを有する。ブレーキパッド６８は、背板５２の表面に設けられており、所定のコントローラの作用下に開閉動作をしてブレーキ板６６を挟持する。ブレーキ機構６１によれば、リニアモータ５８に通電をすることなく、第１支持ユニット３４を確実に固定しておくことができる。
【００３７】
コラムスライド機構３８は、コラム２０の上部に設置され、且つ、モータ軸７０ａが下方を向くように位置決めされたスライド用駆動モータ７０と、モータ軸７０ａに軸継手７２にて連結されたボールねじ７４と、図示しない軸受け部材と、コラム２０の表面２０ａ側に上下方向に沿って設けられた２本の第２レール７６と、該第２レール７６に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材７８とを有する。スライダ部材７８は第２レール７６に摺動自在に係合しながら背板５２の背面に固定されており、第２支持ユニット３６をスライド可能に支持している。
【００３８】
ナット体６０はボールねじ７４に螺合しており、スライド用駆動モータ７０が回転することにより移動し、第２支持ユニット３６が第２レール７６に沿いながらコラム２０に対して上下方向にスライドすることになる。
【００３９】
ツールヘッド３０は、その先端部に中ぐり加工用工具であるバイト（中ぐり加工刃具）１００を備え、胴体部にホーニング加工用工具である荒用砥石（研削加工工具）１０２及び仕上げ用砥石（研削加工工具）１０４とを有する。
【００４０】
図５に示すように、ツールヘッド３０の荒用砥石１０２及び仕上げ用砥石１０４は、それぞれ３個ずつ設けられている。荒用砥石１０２は１２０°の等間隔に配置されており、それぞれ砥石台１０６に固定されている。仕上げ用砥石１０４は１２０°の等間隔に配置されており、それぞれ砥石台１０８に固定されている。隣接する荒用砥石１０２と仕上げ用砥石１０４との間隔は６０°に設定されている。
【００４１】
砥石台１０６及び砥石台１０８は、それぞれ案内孔１１０によって案内されて径方向へ摺動自在となっている。ツールヘッド３０の中空部には、砥石台１０６及びを径方向に進退させる拡張用コーン軸１１２及び１１４が設けられている。図示を省略するが、拡張用コーン軸１１２は砥石台１０６をカム駆動することのできる傾斜面を有しており、該拡張用コーン軸１１２が軸方向に昇降することにより、各荒用砥石１０２を径方向に進退させることができる。同様に、拡張用コーン軸１１４は砥石台１０８をカム駆動することのできる傾斜面を有しており、該拡張用コーン軸１１４が軸方向に昇降することにより各仕上げ用砥石１０４を径方向に進退させることができる。拡張用コーン軸１１２及び１１４は、拡張アクチュエータ４２によってバー３３を介して進退操作される。
【００４２】
なお、前述のバイト１００は、図示しない刃物台に固定されており、前記砥石台１０６、１０８と同様、それぞれの図示しない案内孔によって案内され、径方向へ拡縮自在となっている。前記砥石台１０６、１０８と同様、拡張用コーン軸１１２又は１１４によってカム駆動作用によって径方向に進退させることができる。
【００４３】
また、ツールヘッド３０は、圧縮空気を噴出しながら圧力又は流量に基づいて穴Ｈの内径を計測するエアノズル１２０を有する。
【００４４】
次に、このように構成される複合工作機械１０によって、ワークＷの穴Ｈの加工を行う動作について説明する。
【００４５】
先ず、ワーク搬送機構１４の作用下に、穴（シリンダのボア部等）Ｈがツールヘッド３０の直下となるようにワークＷを搬送及び固定する。また、ブレーキ機構６１のブレーキパッド６８でブレーキ板６６を挟持することによって、第１支持ユニット３４を第２支持ユニット３６に対して固定しておく。荒用砥石１０２及び仕上げ用砥石１０４は案内孔１１０の中に縮退させておく。
【００４６】
次に、主軸モータ４４によって主軸３２及びツールヘッド３０を回転させるとともに、スライド用駆動モータ７０によってボールねじ７４を回転させ、第２支持ユニット３６及び第１支持ユニット３４を所定速度で下方に向かって移動させ、穴Ｈが所定の径となるようにバイト１００により中ぐり加工を行う。このとき、主軸３２は、十分な剛性を有する径に設定されており、しかも分離機構、接続機構が存在しない簡便な中空形状であることから高速回転をさせることができ、穴Ｈの中ぐり加工を迅速に行うことができる。
【００４７】
また、中ぐり加工時には、第１支持ユニット３４はブレーキ機構６１によって固定されていることから、リニアモータ５８には通電の必要がない。
【００４８】
穴Ｈの中ぐり加工を所定深さまで行った後、スライド用駆動モータ７０を逆転させて、第１支持ユニット３４及び第２支持ユニット３６を適度に上昇させ、主軸モータ４４を停止させる。
【００４９】
次に、拡張用コーン軸１１２の作用下に荒用砥石１０２を径方向に適量突出させるとともに、ブレーキ機構６１のブレーキパッド６８を開くことによりブレーキ板６６を開放して第１支持ユニット３４を昇降可能な状態にする。
【００５０】
次いで、荒ホーニング加工を行う。すなわち、主軸モータ４４の回転を再開するとともに、リニアモータ５８の作用下に第１支持ユニット３４を適量だけ往復動作させる。このとき、スライド用駆動モータ７０が停止していることから第２支持ユニット３６はコラム２０に対して固定されており、第１支持ユニット３４がコラム２０及び第２支持ユニット３６に対して往復動作する。これにより、荒用砥石１０２が穴Ｈの内面に対して回転及び昇降が合成した経路で接触して荒ホーニングが行われる。
【００５１】
また、第１支持ユニット３４はバランスシリンダ５６によって自重が補償されていることからリニアモータ５８に過度な負荷がかかることがなく、小電力で第１支持ユニット３４の昇降を行うことができる。さらに、第１支持ユニット３４の上昇時と下降時に負荷の大きさがバランスした線形系となり、制御特性が向上する。
【００５２】
第１支持ユニット３４及び主軸３２は十分な剛性があることから撓みがなく、高速に昇降させることができ、加工時間を短縮することができる。さらに、リニアモータ５８は回転部分がなく、動力の方向変換を行うことなく、第１支持ユニット３４を直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的であって、第１支持ユニット３４の質量が比較的大きい場合であっても、確実に動作させることができる。
【００５３】
荒ホーニング加工が終了した後、主軸モータ４４及びリニアモータ５８を停止させた後、荒用砥石１０２を縮退させるともに仕上げ用砥石１０４を突出させる。つまり、拡張用コーン軸１１２の作用下に荒用砥石１０２を案内孔１１０の中に縮退させるとともに、拡張用コーン軸１１４の作用下に仕上げ用砥石１０４を径方向に適量突出させる。
【００５４】
次いで、仕上げホーニング加工を行う。すなわち、荒ホーニング加工時と同様に、主軸モータ４４の回転を再開するとともに、リニアモータ５８の作用下に第１支持ユニット３４を適量だけ往復動作させる。これにより、仕上げ用砥石１０４が穴Ｈの内面に対して回転及び昇降が合成した経路で接触して仕上げホーニングが行われる。仕上げホーニング加工時においても、荒ホーニング加工時と同様に、簡便且つ効率的で、加工時間を短縮することのできるという効果が得られる。
【００５５】
この後、主軸モータ４４及びリニアモータ５８を停止させ、エアノズル１２０による計測確認等の後処理を行う。さらに、ブレーキ機構６１によって第１支持ユニット３４を固定するとともに、スライド用駆動モータ７０の作用下に第１支持ユニット３４及び第２支持ユニット３６を上昇させて、主軸３２を穴Ｈから抜いて、加工を終了する。
【００５６】
ところで、特許文献２に記載された工作機械では、ホーニング加工時、ボーリング加工主軸に内挿されたホーニング主軸とツールヘッドとを移動体として、往復動作をさせているので、すなわち、内挿されていることからボーリング加工主軸よりも細くしなければならないので、十分な剛性を得ることができず、一定の単位時間当たりの往復動作回数（周波数）で共振するおそれがあった。
【００５７】
一方、複合工作機械１０では、中ぐり加工時とホーニング加工時において、主軸３２を同径のまま回転させている。すなわち、中ぐり加工時とホーニング加工時で主軸３２を機械的に同機構のまま扱うことができ、径を変更するための補助的な機構等が不要であり、中ぐり加工時には主軸３２を高速回転させることができるとともに、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることができる。
【００５８】
すなわち、ホーニング加工時には、ボーリング加工主軸（主軸３２）の外側に該主軸３２を軸支する第１枠体４０を設けたので、移動体としては第１枠体４０と主軸３２なので、移動体の断面積がボーリング主軸３２よりも大きく、十分な剛性を確保することができ、高速で往復動作をしても共振するおそれがない。
【００５９】
移動体としての重量が大きくなっても、重量はバランスシリンダで補償され且つバランスウェイト式の重量補償装置よりも、移動体の慣性質量は小さくなるので十分に高速で往復動作をさせることができ、加工時間が短縮される。
【００６０】
また、リニアモータ５８は、位置決め精度を保ったまま、更に高速動作をさせることができるので、ホーニング加工に好適である。特許文献２に記載された工作機械では、ボーリング加工時、ボーリング加工主軸とホーニング主軸を一体にして加工しているが、これは回転体の剛性を確保するためであり、ボーリング加工時の方がホーニング加工に比べて切削抵抗が大きいからである。
【００６１】
複合工作機械１０では、ボーリング加工時には、ボーリング加工主軸の径は従来のとおりで剛性を確保し、ホーニングの際の分離機構を持たないので、その分回転体の慣性質量は小さくなり、高速回転が可能となっており、加工時間がさらに短縮される。
【００６２】
また、複合工作機械１０によれば、中ぐり加工時とにおいて、主軸の機構を変える必要がないことから、簡便構造であって、長寿命且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要で加工時間がさらに短縮される。
【００６３】
なお、上記の主軸駆動部１１では、主軸３２は第１支持ユニット３４、第２支持ユニット３６及びコラムスライド機構３８を介してコラム２０に取り付けられているが、図６及び図７に示す主軸駆動部１１ａのように、さらなる簡便構造としてもよい。以下、主軸駆動部１１ａの構成要素で複合工作機械１０と同じものについては同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６４】
図６及び図７に示すように、主軸駆動部１１ａの主軸３２は第１支持ユニット３４を介してコラム２０に取り付けられており、複合工作機械１０における第２支持ユニット３６及びコラムスライド機構３８は発展的に省略されている。
【００６５】
また、第１レール６２はコラム２０の表面２０ａに設けられており、第１支持ユニット３４を昇降可能に支持している。コラム２０には、前記の第２枠体５０と略同形状の第２枠体５０ａが第１支持ユニット３４を囲むように設けられている。該第２枠体５０ａの内側両側面にはリニアモータ５８が設けられており、第１支持ユニット３４がコラム２０に対して昇降できるように構成されている。ブレーキ機構６１のブレーキパッド６８はコラム２０に設けられており、第１支持ユニット３４をコラム２０に対して固定できるようになっている。
【００６６】
主軸駆動部１１ａでは、中ぐり加工時に主軸３２を下降させる動作、及び荒ホーニングと仕上げホーニング時における主軸３２を昇降させる動作の両動作において、リニアモータ５８が第１支持ユニット３４を移動させることにより主軸３２を移動させる。つまり、穴Ｈの加工時における主軸３２の昇降動作を全てリニアモータ５８によって行うため、第２支持ユニット３６やコラムスライド機構３８を省略することができ、一層簡便な構造となっている。
【００６７】
また、主軸駆動部１１ａでは、前記複合工作機械１０と同様に、簡便且つ効率的で、加工時間を短縮することのできるという効果が得られる。なお、主軸駆動部１１ａのリニアモータ５８では、ホーニング加工以外に中ぐり加工を行うことから、中ぐり加工に要する押し付け力を発生させることができるように、ホーニング加工のみでリニアモータを使用する複合工作機械１０におけるリニアモータ５８の定格出力よりも出力の大きいタイプを用いてもよい。
【００６８】
本発明に係る複合工作機械は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施の形態に係る複合工作機械の斜視図である。
【図２】主軸駆動部の断面側面図である。
【図３】第１支持ユニットの断面正面図である。
【図４】主軸駆動部の断面平面図である。
【図５】ツールヘッドの断面平面図である。
【図６】変形例に係る主軸駆動部の断面側面図である。
【図７】変形例に係る主軸駆動部の断面平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…複合工作機械                    １１、１１ａ…主軸駆動部
２０…コラム                          ３０…ツールヘッド
３２…主軸                            ３４…第１支持ユニット
３６…第２支持ユニット                ３８…コラムスライド機構
４４…主軸モータ                      ５４…枠内スライド機構
５６…バランスシリンダ                ５８…リニアモータ
６１…ブレーキ機構                    ７０…スライド用駆動モータ
７４…ボールねじ                      １００…バイト
１０２…荒用砥石                      １０４…仕上げ用砥石
【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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