(57)【要約】【課題】  ボールスクリュによって送り駆動される移動体の位置精度を向上可能な送り駆動装置、およびこの送り駆動装置を備えた工作機械を提供すること。【解決手段】  ＮＣ工作機械１において、タレットヘッドに対するＹ方向送り駆動装置５０では、スクリュナット５５がスクリュシャフト５４に沿って移動し、Ｙ方向スライド８のＹ方向への直線送り駆動が行われる。Ｙ方向送り駆動装置５０は、Ｙ方向スライド８をＹ方向における所定位置にクランプするクランプ機構６０を有しており、クランプ機構６０は、Ｙ方向スライド８に保持されたクランプ軸６１と、Ｘ方向スライドのプレート部７０の側に保持されたコレット６３とを備えている。【選択図】    図２
2005319530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に対して移動体を直線送り駆動するボールスクリュ機構と、
前記固定体および前記移動体のうちの一方側部材に対して前記移動体の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸、および他方側部材に保持されて前記クランプ軸をクランプ状態とアンクランプ状態とに切り換えられるコレットを備えたクランプ機構と
を有することを特徴とするクランプ機能付き送り駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、さらに、前記固定体に対して前記移動体を直線的に案内するスライド機構を有することを特徴とするクランプ機能付き送り駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に規定するクランプ機能付き送り駆動装置を用いたことを特徴とする工作機械。
【請求項４】
請求項３において、
ワークを保持するためのスピンドルと、
前記ワークを加工するためのツールを保持するタレットヘッドと、
前記スピンドルに対してスピンドル軸線と直交するＸ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＸ方向送り駆動装置と、
前記Ｘ軸方向および前記スピンドル軸線の双方と直交するＹ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＹ方向送り駆動装置と、
前記スピンドル軸線と平行なＺ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＺ方向送り駆動装置とを有し、
前記Ｘ方向送り駆動装置、前記Ｙ方向送り駆動装置、およびＺ方向送り駆動装置のうちの少なくとも１つの送り駆動装置に前記クランプ機能付き送り駆動装置が用いられていることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項４において、少なくとも前記Ｙ方向送り駆動装置に前記クランプ機能付き送り駆動装置が用いら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、固定体に対して移動体をボールスクリュ機構によって送り駆動する送り駆動装置、およびこの送り駆動装置を備えた工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ工作機械などの分野では、例えば、スピンドルに保持されたワークを加工するためのツールを保持するタレットヘッドを直線送り駆動する装置が搭載されており、かかる送り駆動装置は、一般に、固定体に対して移動体を直線的に案内するスライド機構と、移動体を固定体に対して直線送り駆動するボールスクリュ機構とを備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＮＣ工作機械などの分野では、加工精度のさらなる向上が要求されているが、従来の構成では、ボールスクリュ機構のスクリュシャフトとスクリュナットとの間のバックラッシなどを完全に防止することができないため、加工中、ツールに位置ずれが発生する。このため、従来の送り駆動装置を用いた工作機械では、加工精度を飛躍的に向上することは困難である。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ボールスクリュによって送り駆動される移動体の位置精度を向上可能な送り駆動装置、およびこの送り駆動装置を備えた工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、固定体に対して移動体を直線送り駆動するボールスクリュ機構を備えた送り駆動装置において、前記固定体および前記移動体のうちの一方側部材に対して前記移動体の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸、および他方側部材に保持されて前記クランプ軸をクランプ状態とアンクランプ状態とに切り換えられるコレットを備えたクランプ機構を設けることにより、クランプ機能付き送り駆動装置を構成することを特徴とする。
【０００６】
本発明では、ボールスクリュ機構を備えた送り駆動装置に、移動体に対するクランプ機構を設けたため、移動体の位置精度を向上することができる。また、クランプ機構を構成するにあたって、移動体の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸と、このクランプ軸をクランプした状態およびアンクランプの状態に切り換えられるコレットを用いたため、クランプ機構は大きなスペースを占有しない。また、クランプ機構は、移動体の送り方向に延びるクランプ軸を介して移動体を拘束するので、移動体がいずれの位置にあっても確実にその位置を規定することができる。
【０００７】
本発明において、さらに、前記固定体に対して前記移動体を直線的に案内するスライド機構を有することが好ましい。
【０００８】
本発明に係るクランプ機能付き送り駆動装置は、工作機械などに用いられる。例えば、ワークを保持するためのスピンドルと、該スピンドルに保持されたワークを加工するためのツールを保持するタレットヘッドとを有する工作機械において、前記スピンドルに対してスピンドル軸線と直交するＸ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＸ方向送り駆動装置と、前記Ｘ軸方向および前記スピンドル軸線の双方と直交するＹ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＹ方向送り駆動装置と、前記スピンドル軸線と平行なＺ軸方向に前記タレットヘッドを直線送り駆動するＺ方向送り駆動装置とを設け、前記Ｘ方向送り駆動装置、前記Ｙ方向送り駆動装置、およびＺ方向送り駆動装置のうちの少なくとも１つの送り駆動装置に前記クランプ機能付き送り駆動装置を用いる。例えば、少なくとも前記Ｙ方向送り駆動装置に前記クランプ機能付き送り駆動装置を用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、送り駆動装置に移動体に対するクランプ機構を設けたため、移動体の位置精度を向上することができる。従って、工作機械においてタレットヘッドの送り駆動などに本発明に係るクランプ機能付き送り駆動装置を用いた場合には、ツールの位置精度を高めることができるので、精度の高い加工を行うことができる。また、クランプ機構を構成するにあたって、移動体の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸と、このクランプ軸をクランプした状態およびアンクランプの状態に切り換えられるコレットを用いたため、クランプ機構は大きなスペースを占有しない。また、クランプ機構は、移動体の送り方向に延びるクランプ軸を介して移動体を拘束するので、移動体がいずれの位置にあっても確実にその位置を規定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明を適用したクランプ機能付き送り駆動装置、およびそれを備えたＮＣ工作機械の一例を説明する。
【００１１】
（全体構成）
図１は、本発明を適用したＮＣ工作機械の要部構成を示す概略構成図である。図２は、本発明を適用したクランプ機能付き送り駆動装置の構成を示す断面図である。
【００１２】
図１において、本形態のＮＣ工作機械１は、先端部でワーク(図示せず)を保持するスピンドル２と、このスピンドル２に保持されたワークを加工する複数のツール(図示せず)を保持するタレットヘッド３とを有している。タレットヘッド３に対しては、タレットヘッド３をスピンドル軸線Ｌ２と直交するＸ軸方向と、Ｘ軸方向およびスピンドル軸線Ｌ２の双方と直交するＹ軸方向と、スピンドル軸線Ｌ２と平行なＺ軸方向とに移動させるタレット送り駆動装置４が構成されている。
【００１３】
タレット送り駆動装置４は、ベース５、Ｚ方向スライド６、Ｘ方向スライド７、およびＹ方向スライド８を備えており、Ｙ方向スライド８にタレットヘッド３などが搭載されている。
【００１４】
ベース５とＺ方向スライド６との間には、ベース５の上面に形成されたガイドレール３１を備えたスライド機構、および駆動モータ３２によって駆動されるボールスクリュ機構を備えたＺ方向送り駆動装置３０が構成されており、このＺ方向送り駆動装置３０は、Ｚ方向スライド６をＺ方向に向けて直線送り駆動することにより、タレットヘッド３のＺ方向へ直線送り駆動を行う。
【００１５】
Ｚ方向スライド６とＸ方向スライド７との間には、Ｚ方向スライド６の上面に形成されたガイドレール４１を備えたスライド機構、および駆動モータ４２によって駆動されるボールスクリュ機構を備えたＸ方向送り駆動装置４０が構成されており、このＸ方向送り駆動装置４０は、Ｘ方向スライド７をＸ方向に向けて直線送り駆動することにより、タレットヘッド３のＸ方向への直線送り駆動を行う。
【００１６】
図１および図２に示すように、Ｘ方向スライド７とＹ方向スライド８との間には、Ｘ方向スライド７から上方に延びたプレート部分７０のガイドレール５１を利用したスライド機構、および駆動モータ５２によって駆動されるボールスクリュ機構５３を備えたＹ方向送り駆動装置５０が構成されており、このＹ方向送り駆動装置５０は、Ｙ方向スライド８をＹ方向に向けて直線送り駆動することにより、タレットヘッド３のＹ方向への直線送り駆動を行う。
【００１７】
すなわち、Ｙ方向送り駆動装置５０において、Ｙ方向スライド８には、略矩形の開口８０が形成されており、この開口８０を貫通するように、プレート部分７０およびボールスクリュ機構５３のスクリュシャフト５４が配置されている。また、Ｙ方向スライド８から開口８０内への突出部分８１には、スクリュシャフト５４に係合するスクリュナット５５が固定されている。このため、駆動モータ５２によってスクリュシャフト５４が軸線回りに回転すると、スクリュナット５５がスクリュシャフト５４に沿って移動し、Ｙ方向スライド８のＹ方向への直線送り駆動が行われる。
【００１８】
（クランプ機能付き送り駆動装置の構成）
図１および図２に示すように、本形態のＮＣ工作機械１において、Ｙ方向送り駆動装置５０は、Ｙ方向スライド８をＹ方向における所定位置にクランプするクランプ機構６０を備えたクランプ機能付き送り駆動装置として構成されている。すなわち、Ｙ方向スライド８(移動体)には、開口５０内に向けて突き出た一対の上側フランジ部８５によって、２本のクランプ軸６１の上端部がそれぞれ保持されているとともに、Ｙ方向スライド８の下側フランジ８６によって２本のクランプ軸６１の下端部がそれぞれ保持されている。また、Ｘ方向スライド７(固定体)のプレート部分７０において、ガイドレール５１が形成されている側とは反対側の面には、２本のクランプ軸６１が上下方向に貫通する支持部７５が形成されており、この支持部７５には、２本のクランプ軸６１をそれぞれ囲むように円筒状のキャップ６２(シリンダ)がボルト６３により固定されている。
【００１９】
クランプ軸６１とキャップ６２とによって区画された環状空間内には、クランプ軸６１を囲むようにコレット６４がクランプ軸６１の軸線方向に移動可能にＸ方向スライド７の支持部７５に保持されている、また、環状空間内において、コレット６４と隣接する位置には円筒状のピストン６５が配置されている。ここで、ピストン６５のフランジ部分の下面側と、キャップ６２の下端側および支持部７５の上面側との間には、コレット６３を押し方向(上方向)に駆動する空気や油が供給される第１の流体室６６が構成されている一方、ピストン６５のフランジ部分の上面側と、キャップ６２の段部との間には、コレット６３を引き方向(下方向)に駆動する空気や油が供給される第２の流体室６７が構成されている。従って、第１の流体室６６に流体を供給するとピストン６５が上方し、ピストン６５によって上方に押されたコレット６４は、クランプ軸６１をクランプする状態となる。これに対して、第２の流体室６７に流体を供給するとピストン６５が下降し、ピストン６５によって下方に押されたコレット６４は、クランプ軸６１をアンクランプする状態に戻る。
【００２０】
（本形態の主な効果）
このように構成したＮＣ工作機械１では、予め入力されたデータに基づいて、タレット送り駆動装置４がタレットヘッド３を所定の位置に移動させて、所定のツールでスピンドル２に保持されたワークを加工する。その際、Ｙ方向送り駆動装置５０においてタレットヘッド３を送り駆動するときには、第２の流体室６７に流体を供給してコレット６２をアンクランプ状態にしてタレットヘッド３の移動を可能にし、タレットヘッド３が所定の位置に到達したときには、送り駆動を停止させると同時に第１の流体室６６に流体を供給してコレット６２をクランプ状態にしてタレットヘッド３を固定する。従って、ボールスクリュ機構のスクリュシャフト５４とスクリュナット５５との間のバックラッシなどがあっても、加工中、ツールに位置ずれが発生することがない。それ故、加工精度を飛躍的に向上することができる。
【００２１】
また、クランプ機構６０を構成するにあたって、Ｙ方向スライド８の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸６１と、このクランプ軸６１をクランプした状態およびアンクランプの状態に切り換えられるコレット６２を用いたため、クランプ機構６０は大きなスペースを占有しない。また、クランプ機構６０は、Ｙ方向スライド８の送り方向に延びるように構成されたクランプ軸６１を介してＹ方向スライド８を拘束するため、Ｙ方向スライド８がいずれの位置にあっても確実にその位置を規定することができる。
【００２２】
（他の実施の形態）
上記形態では、Ｚ方向送り駆動装置３０、Ｘ方向送り駆動装置４０、およびＹ方向送り駆動装置５０のうち、Ｙ方向送り駆動装置５０を、クランプ機構６０を備えたクランプ機能付き送り駆動装置として構成した例を説明したが、その他の送り駆動装置３０、４０にクランプ機構６０を付加してもよい。
【００２３】
また、上記形態では、タレットヘッド３に対する送り駆動装置５０に本発明を適用したが、スピンドルあるいはサブスピンドルなどの送り駆動装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用したＮＣ工作機械の要部構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明を適用したクランプ機能付き送り駆動装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ＮＣ工作機械
２  スピンドル
３  タレットヘッド
４  タレット送り駆動装置
５  ベース
６  Ｚ方向スライド
７  Ｘ方向スライド(固定体)
８  Ｙ方向スライド(移動体)
３１、４１、５１  ガイドレール
３２、４２、５２  駆動モータ
３０  Ｚ方向送り駆動装置
４０  Ｘ方向送り駆動装置
５０  Ｙ方向送り駆動装置
５３  ボールスクリュ機構
５４  スクリュシャフト
５５  スクリュナット
６０  クランプ機構
６１  クランプ軸
６２  キャップ(シリンダ)
６４  コレット
６５  ピストン
６６  第１の流体室
６７  第２の流体室
Ｌ２  スピンドル軸線
【図１】
2005319530.tif 000003
【図２】
2005319530.tif 000004