(57)【要約】【課題】加工ユニットを移動させる必要が無い工作機械を提供することを課題とする。【解決手段】図（ａ）に示すように、ワークＷ１の上面がワーク抑えプレート２１６に当接する。更に、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、クッションユニット２２８、２２８が縮み、この縮み量に応じてクッションユニット２２８、２２８はワークＷ１をワーク受けプレート２１５へ付勢する。図（ｂ）に示すように、ワーク受けプレート２１５とワーク抑えプレート２１６で挟持されたワークＷ１に、加工ヘッド２１３により機械加工を施す。【効果】加工ヘッド２１３は静止させ、ワークＷ１を加工ヘッド２１３へ接近させる。重量物である加工ヘッド２１３を移動させないため、省エネルギーが図れる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によってワークに加工を施す工作機械であって、
基台と、
前記多軸ヘッドに対向する位置に配設され、且つワークを保持するワーク保持盤と、
前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に離間又は接近する方向に変位させる変位機構と、
を備え、
前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドのいずれか一方を前記基台で支持するとともに、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドの残余の一方を、前記変位機構によって支持した片持ち支持式であり、
且つ前記ワーク保持盤が前記多軸ヘッドに対して相対的に変位するときに該ワーク保持盤又は該多軸ヘッドを案内する案内手段を有することを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１記載の工作機械において、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドの中の前記変位機構で支持された一方を補助的に支持する補助支持部材を有し、前記補助支持部材は、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドが変位することに追従して前進又は後退することを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項１又は２記載の工作機械において、前記基台に車輪が設けられた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１項に記載の工作機械において、前記多軸ヘッドの下方に配置されて加工屑を捕集する加工屑捕集手段をさらに有することを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項４記載の工作機械において、前記加工屑捕集手段に車輪が設けられたことを特徴とする工作機械。
【請求項６】
ワーク保持盤又は多軸ヘッドの一方を基台で支持するとともに、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドの残余の一方を変位機構で支持した片持ち支持式の工作機械を用いてワークに対して機械加工を施す加工方法であって、
前記多軸ヘッドに対向する位置に配設された前記ワーク保持盤にワークを保持する工程と、
前記変位機構を付勢することで前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に接近するように変位させることにより、該ワーク保持盤に保持されたワークを前記多軸ヘッドに接近させる工程と、
前記多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によって前記ワークに加工を施す工程と、
前記変位機構を付勢することで前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に離間するように変位させることにより、該ワーク保持盤に保持された加工済の前記ワークを前記多軸ヘッドに対して離間させる工程と、
を有し、
前記ワーク保持盤が前記多軸ヘッドに対して相対的に変位するときに該ワーク保持盤又は該多軸ヘッドを案内手段で案内することを特徴とする工作機械を用いる加工方法。
【請求項７】
請求項６記載の加工方法において、前記ワークに加工を施すことによって発生した加工屑を加工屑捕集手段で捕集することを特徴とする工作機械を用いる加工方法。
【請求項８】
加工ヘッドに、ワークを接近させて前記ワークに加工を施す工作機械であって、
前記ワークを載せるワーク受けプレートと、前記加工ヘッドに設けられ前記ワーク受けプレートを前記加工ヘッドへ接近するように移動させるワーク受けプレート移動機構と、前記加工ヘッドと前記ワーク受けプレートとの間に配置され前記ワークが前記加工ヘッドへ所定位置まで接近した後に前記ワーク受けプレートへ前記ワークを押圧するワーク抑えプレートとを備えていることを特徴とする工作機械。
【請求項９】
前記加工ヘッドからスピンドル軸が下へ延ばされ、
前記ワーク受けプレートと前記ワーク抑えプレートの一方に位置決めノックピンが設けられ、他方に前記ノックピンが差し込まれるノック穴が設けられ、
前記ノックピンと前記ノック穴とにより、前記ワーク受けプレートに前記ワーク抑えプレートが位置決めされることを特徴とする請求項８記載の工作機械。
【請求項１０】
前記加工ヘッドと前記ワーク受けプレートの一方にガイドポストが設けられ、他方に前記ガイドポストが差し込まれるガイドブッシュが設けられ、
前記ガイドポストと前記ガイドブッシュとによりガイドされつつ、前記ワーク受けプレートが、前記加工ヘッドへ接近することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の工作機械。
【請求項１１】
前記ワーク受けプレート移動機構は、１個の流体圧シリンダユニットからなり、
この流体圧シリンダユニットのピストンロッドが、前記ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、前記流体圧シリンダユニットが配置されていることを特徴とする請求項８記載の工作機械。
【請求項１２】
前記ワーク受けプレート移動機構は、複数個の流体圧シリンダユニットからなり、
複数本のピストンロッドを１本に集約してなる仮想的中心軸が、ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、前記流体圧シリンダユニットが、配置されていることを特徴とする請求項８記載の工作機械。
【請求項１３】
前記ワーク受けプレートと前記ワーク抑えプレートとの間に、前記ワークが挟持された際、両プレートを機械的に結合するクランプ機構が設けられていることを特徴とする請求項８記載の工作機械。
【請求項１４】
加工前のワークをワーク搬送機構から前記ワーク受けプレートへ移載する、又は加工済みワークを前記ワーク受けプレートから前記ワーク搬送機構へ移載することができるように、前記ワーク搬送機構の通過を許容する貫通溝が、前記ワーク受けプレートに設けられていることを特徴とする請求項８記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によってワークに加工を施す工作機械及びそれを用いた加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンのシリンダブロックやミッションケース等をはじめとする各種の構造部材は、例えば、複数個の工具を配設した多軸ヘッド（ギャングヘッドとも称呼される）を備える工作機械を用い、ワークに対する機械加工を施すことで作製される。この種の工作機械としては、本出願人が特許文献１（特に図２参照）にて提案した構成のものが例示される。
【０００３】
特許文献１記載の工作機械は、位置決め固定された加工ユニットと、該加工ユニットに対して接近又は離間する治具ユニットとを備える。ワークを載置した治具ユニットが加工ユニットの下方に配置されると、昇降駆動部が付勢され、これに追従して昇降台が機台に支持されながら上昇し、治具ユニットごとワークを支承しながら加工ユニットに向かって接近させる。その後、ワークに対して機械加工が施される。
【０００４】
また、ギャングヘッドと呼ばれる加工ヘッドにより、ワークに機械加工を施す工作機械が多数提案されてきた（例えば、特許文献２（図１、図２）参照。）。
【０００５】
特許文献２の図１に示されるように、加工ユニット（１４）（括弧付き数字は、特許文献２に記載された符号を示す。以下同様）は、６個の多軸加工ヘッド（８２）を備え、全体がＹ方向に移動する。
また、搬送ライン（１６）にクランプユニット（１２）が設けられる。クランプユニット（１２）は、Ｙ方向に直交するＸ方向に搬送される。
クランプユニット（１２）は、特許文献２の図２に示されるように、進退アーム（４６、４８）を備え、これらの進退アーム（４６、４８）でワーク（Ｗ）が挟持される。
【０００６】
特許文献２の構造では、重量物である加工ユニット（１４）を、Ｙ方向に移動するため、移動に費やすエネルギーが嵩む。
また、クランプユニット（１２）は、搬送ライン（１６）で搬送され、所定位置で止められ、その位置で加工ユニット（１４）により、機械加工が施されるが、クランプユニット（１２）の停止位置は正確である必要がある。正確にするには搬送速度を下げることや、停止位置でノックピンを打ち込むことなどの配慮が必要となる。
結果、搬送ライン（１６）の構造が複雑化すると共に搬送速度を上げることが困難になる。
【０００７】
省エネルギーの観点から加工ユニットは静止させることが望まれ、生産性向上の観点から搬送ラインの高速化が求められる。
すなわち、加工ユニットは移動させる必要が無く、搬送ラインを高速にすることができる工作機械が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３８２０１５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４０４６６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１記載の工作機械の構成によれば、簡素化・小型化を図ることが可能であるが、近時、さらなる簡素化・小型化が要請されている。このような工作機械は軽量であるために運搬が容易であり、据置型ではなく、ポータブル型とし得る。この場合、工作機械を任意の場所に配置できるので、工場や作業ステーションのレイアウトの自由度が増すという利点があるからである。
【００１０】
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、一層簡素化・小型化され、容易に運搬することが可能である工作機械及びそれを用いた加工方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、加工ユニットを移動させる必要が無く、搬送ラインを高速にすることができる工作機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によってワークに加工を施す工作機械であって、
基台と、
前記多軸ヘッドに対向する位置に配設され、且つワークを保持するワーク保持盤と、
前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に離間又は接近する方向に変位させる変位機構と、
を備え、
前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドのいずれか一方を前記基台で支持するとともに、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドの残余の一方を、前記変位機構によって支持した片持ち支持式であり、
且つ前記ワーク保持盤が前記多軸ヘッドに対して相対的に変位するときに該ワーク保持盤又は該多軸ヘッドを案内する案内手段を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、文言「ワーク保持盤が多軸ヘッドに対して相対的に離間又は接近する方向に変位する」は、「位置決め固定された多軸ヘッドに対してワーク保持盤が離間又は接近するように変位する」場合と、「位置決め固定されたワーク保持盤に対して多軸ヘッドが離間又は接近するように変位する」場合とを含む。すなわち、本発明においては、変位機構の作用下に変位するものがワーク保持盤又は多軸ヘッドのいずれであってもよい。
【００１３】
また、文言「片持ち支持式」は、ワーク保持盤が多軸ヘッドに対して相対的に変位する方向が水平方向である場合のみでなく、鉛直方向である場合をも含むものとする。
【００１４】
片持ち支持式としたことにより、ワーク保持盤を変位させるためないし支持するための高剛性な機台が不要となる。従って、工作機械の構成が簡素となるとともに、小型且つ軽量化を図ることができる。
【００１５】
このような工作機械は、運搬することが容易である。換言すれば、容易に移動させることができる。このため、任意の場所に配置できるので、工場や作業ステーションのレイアウトの自由度が向上するという利点も得られる。
【００１６】
しかも、変位するワーク保持盤又は多軸ヘッドを案内手段によって案内するので、ワークが工具に対して位置ズレを起こすことが回避される。このため、ワークにおける加工を施すべき本来の箇所に対し、加工が施される。このような理由から、加工精度が良好となる。
【００１７】
なお、請求項２に係る発明では、ワーク保持盤又は多軸ヘッドの中の変位機構で支持された一方を、補助支持部材によって補助的に支持するようにしてもよい。これにより、ワーク保持盤又は多軸ヘッドを一層安定に支持することができる。
【００１８】
この場合、補助支持部材は、ワーク保持盤又は多軸ヘッドが変位することに追従して前進又は後退させればよい。これにより、補助支持部材を設けたことに起因してワーク保持盤又は多軸ヘッドが変位することが妨げられることが回避される。
【００１９】
また、請求項３に係る発明では、基台に対して車輪を設けることが好ましい。これにより、工作機械を移動させることが一層容易となる。
【００２０】
さらに、請求項４に係る発明では、加工屑を捕集する加工屑捕集手段を設けることが好ましい。これにより作業環境に加工屑が散乱することを回避することができるので、作業環境を清潔に保つことができる。加工屑を容易に捕集するためには、加工屑捕集手段を多軸ヘッドの下方に配置すればよい。
【００２１】
請求項５に係る発明では、この加工屑捕集手段にも、車輪を設けるようにしてもよい。これにより、工作機械が加工屑捕集手段を含む場合であっても、容易に移動させることができる。
【００２２】
また、請求項６に係る発明は、ワーク保持盤又は多軸ヘッドの一方を基台で支持するとともに、前記ワーク保持盤又は前記多軸ヘッドの残余の一方を変位機構で支持した片持ち支持式の工作機械を用いてワークに対して機械加工を施す加工方法であって、
前記多軸ヘッドに対向する位置に配設された前記ワーク保持盤にワークを保持する工程と、
前記変位機構を付勢することで前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に接近するように変位させることにより、該ワーク保持盤に保持されたワークを前記多軸ヘッドに接近させる工程と、
前記多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によって前記ワークに加工を施す工程と、
前記変位機構を付勢することで前記ワーク保持盤を前記多軸ヘッドに対して相対的に離間するように変位させることにより、該ワーク保持盤に保持された加工済の前記ワークを前記多軸ヘッドに対して離間させる工程と、
を有し、
前記ワーク保持盤が前記多軸ヘッドに対して相対的に変位するときに該ワーク保持盤又は該多軸ヘッドを案内手段で案内することを特徴とする。
【００２３】
このような過程を経ることにより、片持ち支持式の工作機械を用い、ワークに対して高精度な加工を施すことができる。変位するワーク保持盤又は多軸ヘッドを案内手段によって案内するので、ワークが工具に対して位置ズレを起こすことが回避され、ワークにおける加工を施すべき本来の箇所に対して加工が施されるからである。
【００２４】
請求項７に係る発明では、この場合、加工屑捕集手段によって加工屑を捕集すると、作業環境に加工屑が散乱することを回避することができるので好ましい。
【００２５】
請求項８に係る発明は、加工ヘッドに、ワークを接近させて前記ワークに加工を施す工作機械であって、
前記ワークを載せるワーク受けプレートと、前記加工ヘッドに設けられ前記ワーク受けプレートを前記加工ヘッドへ接近するように移動させるワーク受けプレート移動機構と、前記加工ヘッドと前記ワーク受けプレートとの間に配置され前記ワークが前記加工ヘッドへ所定位置まで接近した後に前記ワーク受けプレートへ前記ワークを押圧するワーク抑えプレートとを備えていることを特徴とする。
【００２６】
請求項９に係る発明では、加工ヘッドからスピンドル軸が下へ延ばされ、
ワーク受けプレートとワーク抑えプレートの一方に位置決めノックピンが設けられ、他方にノックピンが差し込まれるノック穴が設けられ、
ノックピンとノック穴とにより、ワーク受けプレートにワーク抑えプレートが位置決めされることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０に係る発明では、加工ヘッドとワーク受けプレートの一方にガイドポストが設けられ、他方にガイドポストが差し込まれるガイドブッシュが設けられ、
ガイドポストとガイドブッシュとによりガイドされつつ、ワーク受けプレートが、加工ヘッドへ接近することを特徴とする。
【００２８】
請求項１１に係る発明では、ワーク受けプレート移動機構は、１個の流体圧シリンダユニットからなり、
この流体圧シリンダユニットのピストンロッドが、ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、流体圧シリンダユニットが配置されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１２に係る発明では、ワーク受けプレート移動機構は、複数個の流体圧シリンダユニットからなり、
複数本のピストンロッドを１本に集約してなる仮想的中心軸が、ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、流体圧シリンダユニットが、配置されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１３に係る発明では、ワーク受けプレートとワーク抑えプレートとの間に、ワークが挟持された際、両プレートを機械的に結合するクランプ機構が設けられている。
【００３１】
請求項１４に係る発明では、加工前のワークをワーク搬送機構からワーク受けプレートへ移載する、又は加工済みワークをワーク受けプレートからワーク搬送機構へ移載することができるように、ワーク搬送機構の通過を許容する貫通溝が、ワーク受けプレートに設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に係る発明によれば、ワーク保持盤又は多軸ヘッドのいずれか一方を変位機構によって支持する片持ち支持式としているので、工作機械の構成を簡素化し得るとともに、小型化・軽量化を図ることができる。しかも、変位するワーク保持盤又は多軸ヘッドのいずれか一方を案内手段によって案内するようにしているので、ワークが位置ズレを起こすことが回避される。このため、加工精度が良好となる。
【００３３】
請求項２に係る発明では、ワーク保持盤又は多軸ヘッドを一層安定に支持することができる。
【００３４】
請求項３に係る発明では、工作機械を移動させることが一層容易となる。
【００３５】
請求項４に係る発明では、作業環境に加工屑が散乱することを回避することができるので、作業環境を清潔に保つことができる。加工屑を容易に捕集するためには、加工屑捕集手段を多軸ヘッドの下方に配置すればよい。
【００３６】
請求項５に係る発明では、工作機械が加工屑捕集手段を含む場合であっても、容易に移動させることができる。
【００３７】
請求項６に係る発明では、片持ち支持式の工作機械を用い、ワークに対して高精度な加工を施すことができる。変位するワーク保持盤又は多軸ヘッドを案内手段によって案内するので、ワークが工具に対して位置ズレを起こすことが回避され、ワークにおける加工を施すべき本来の箇所に対して加工が施されるからである。
【００３８】
請求項７に係る発明では、作業環境に加工屑が散乱することを回避することができる。
【００３９】
請求項８に係る発明では、加工ヘッドは静止させ、ワークを加工ヘッドへ接近させる。重量物である加工ヘッドを移動させないため、省エネルギーが図れる。
【００４０】
また、加工ヘッドにワーク受けプレート移動機構を付設し、このワーク受けプレート移動機構でワーク受けプレートを加工ヘッドへ接近させる。ワーク受けプレートとワーク抑えプレートでワークを挟持しながら、ワークを加工ヘッドへ接近させる。すなわち、ワーク搬送ラインからワークを分離して、加工ヘッドへ接近させるため、ワーク搬送ラインにおける搬送速度を高めることができる。
【００４１】
したがって、本発明によれば、加工ユニットは移動させる必要が無く、搬送ラインを高速にすることができる工作機械が提供される。
【００４２】
請求項９に係る発明では、ノックピンとノック穴とにより、ワーク受けプレートにワーク抑えプレートが位置決めされる。ワーク受けプレートにワーク抑えプレートが位置決めされるため、挟持されるワークの位置が正確に定まる。
【００４３】
請求項１０に係る発明では、加工ヘッドとワーク受けプレートの一方にガイドポストが設けられ、他方にガイドポストが差し込まれるガイドブッシュが設けられる。ガイドポストとガイドブッシュとによりガイドされつつ、ワーク受けプレートが、加工ヘッドへ接近するため、ワークは加工ヘッドへ移動する途中で、振れる心配がない。
【００４４】
請求項１１に係る発明では、ワーク受けプレート移動機構は、１個の流体圧シリンダユニットからなり、流体圧シリンダユニットのピストンロッドが、ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、流体圧シリンダユニットが配置されている。
重心点をシリンダユニットで引くようにすることで、ワーク受けプレート移動機構は、１個の流体圧シリンダユニットで済ませることができる。１個の流体圧シリンダユニットであれば、装置が簡単になる設備コストを低減することが可能となる。
【００４５】
請求項１２に係る発明では、ワーク受けプレート移動機構は、複数個の流体圧シリンダユニットからなり、
複数本のピストンロッドを１本に集約してなる仮想的中心軸が、ワーク受けプレートにワークを加えた総合的重心点又はその近傍を通過するように、流体圧シリンダユニットが、配置されている。
複数本の流体圧シリンダで１個のワーク受けプレートを昇降させる場合であっても、複数個のピストンロッドの仮想的中心軸を総合的重心に合致させることにより、ピストンロッドに曲げが掛かることを防止できる。
【００４６】
請求項１３に係る発明では、ワーク受けプレートとワーク抑えプレートとの間に、ワークが挟持された際、両プレートを機械的に結合するクランプ機構が設けられている。加工ヘッドによる機械加工の際に、ワークに切削抵抗に相当する力が加わる。クランプ機構が無いときには、ワーク抑えプレートで強くワークを押す必要があるため、ワーク抑えプレートに付属する弾性部材を強化する必要がある。
この点、本発明によれば、クランプ機構を備えることにより、ワーク抑えプレートに付属する弾性部材は弱くて済み、弾性部材の軽量、小型化が図れる。
【００４７】
請求項１４に係る発明では、加工前のワークをワーク搬送機構からワーク受けプレートへ移載する、又は加工済みワークをワーク受けプレートからワーク搬送機構へ移載することができるように、ワーク搬送機構の通過を許容する貫通溝が、ワーク受けプレートに設けられている。
ワーク受けプレートでワーク搬送機構（ワーク搬送ライン）上の加工前のワークを掬い上げることができる。ワーク受けプレートでワーク搬送機構（ワーク搬送ライン）上へ加工済みワークを戻すことができる。
【００４８】
通常であれば、ワーク搬送機構とワーク受けプレートとの間に、ロボットなどのワーク移載機構を配置する必要があるが、本発明によれば、ワーク移載機構は不要であり、工作機械のさらなる簡略化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る工作機械の全体概略斜視図である。
【図２】図１の工作機械の全体概略側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る工作機械の全体概略側面一部断面図である。
【図４】図３の工作機械の平面図ある。
【図５】本発明の第３実施形態に係る工作機械の斜視図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】図３の変更図である。
【図９】本発明に係る工作機械の正面図である。
【図１０】ワーク搬送機構の要部斜視図である。
【図１１】工作機械の作用説明図である。
【図１２】工作機械の作用説明図である。
【図１３】クランプ機構の構成を説明する図である。
【図１４】クランプ機構の作用図である。
【図１５】ワーク受けプレートの変更例を示す図である。
【図１６】図１５の平面図である。
【図１７】ワーク受けプレートの更なる変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明に係る加工方法につき、それを実施するための工作機械との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００５１】
図１及び図２は、それぞれ、本発明の第１実施形態に係る工作機械１０の全体概略斜視図、全体概略側面図である。この工作機械１０は、基台１２と、該基台１２に支持された多軸ヘッド１４と、矢印Ａ方向に変位することで該多軸ヘッド１４に対して接近又は離間するワーク保持盤１６とを有する。矢印Ａ方向は水平方向であり、従って、この工作機械１０は、いわゆる横型である。
【００５２】
この中の基台１２は、４本の脚部１８ａ〜１８ｄと、支持部２０とからなるフレーム形状をなし、脚部１８ａ〜１８ｄの先端部には、それぞれ、ローラ形状の車輪２２が設けられる。車輪２２は、いわゆるキャスタと同様に鉛直方向を軸中心として矢印Ｘ方向に回動自在であり、且つ図示しないロック機構によってこの回動ができないようにロックされる。車輪２２に関する以上の構成及び動作は周知であり、従って、詳細な説明及び図示は省略する。
【００５３】
脚部１８ａ、１８ｂ同士の間、脚部１８ｃ、１８ｄ同士の間には、補強用バー２４がそれぞれ橋架されている。これら補強用バー２４、２４によって、基台１２の剛性が確保される。
【００５４】
基台１２の脚部１８ａ、１８ｃ同士、脚部１８ｂ、１８ｄ同士の間には、加工屑を捕集する加工屑捕集手段であり且つ加工屑排出手段を兼ねる長尺なシュータ２６が通される。シュータ２６のハウジング２８には、前記車輪２２に比して一層長尺なローラ形状の車輪３０が設けられる。勿論、これら車輪３０も上記車輪２２と同様に矢印Ｘ方向に回動自在であり、且つ図示しないロック機構によってこの回動ができないようにロックすることも可能である。なお、シュータ２６は、基台１２と別個に移動可能とするようにしてもよいし、基台１２で該シュータ２６を支持することで基台１２と一体的に移動可能としてもよい。
【００５５】
ハウジング２８の図１及び図２における左端には、加工屑を捕集するための捕集口３２が上方を臨むようにして開口形成される。この捕集口３２には、鉛直下方に向かうに従って該捕集口３２を狭小化するように傾斜した傾斜案内部３４が形成される。
【００５６】
ハウジング２８の右端近傍は、図１及び図２における右方に向かうにつれて上昇するように傾斜した後、さらに、水平方向に向かって延在するように形成されている。この水平方向に延在する右端には、加工屑を排出するための排出口３６が形成される。該排出口３６は、図示しない収集袋で覆われる。
【００５７】
さらに、ハウジング２８の内部には搬送ベルト３８（図２参照）が設けられる。後述するように、捕集口３２を介してハウジング２８の内部に捕集された加工屑は、搬送ベルト３８の作用下に排出口３６に搬送され、該排出口３６からハウジング２８の外部に放出される。
【００５８】
基台１２の支持部２０に支持された多軸ヘッド１４には、複数個の工具４０が設けられる。これら複数個の工具４０は、工具回転付勢機構としての第１モータ４２、第２モータ４４の作用下に回転動作する。
【００５９】
具体的には、第１モータ４２の回転軸４６と、多軸ヘッド１４の下方に配設された工具群（以下「第１工具群」と表記し、参照符号を４８とする）との間には第１ギアトレイン５０が設けられ、一方、第２モータ４４の回転軸５２と、多軸ヘッド１４の上方に配設された工具群（以下「第２工具群」と表記し、参照符号を５４とする）との間には第２ギアトレイン５６が設けられる。従って、第１工具群４８は、第１モータ４２の回転軸４６が回転付勢されることに追従して第１ギアトレイン５０の作用下に回転動作し、一方、第２工具群５４は、第２モータ４４の回転軸５２が回転付勢されることに追従して第２ギアトレイン５６の作用下に回転動作する。
【００６０】
なお、多軸ヘッド１４の隅部には、ワーク保持盤１６に指向して延在する２本のガイドロッド５８ａ、５８ｂが設けられる。これらガイドロッド５８ａ、５８ｂは、多軸ヘッド１４における対角線上に配置される（図１参照）。
【００６１】
支持部２０には、シリンダ支持盤６０も支持される。このシリンダ支持盤６０には、前記ワーク保持盤１６を多軸ヘッド１４に対して離間又は接近させるための変位機構であるシリンダ６２が支持される。
【００６２】
該シリンダ６２の変位用ロッド６４は、ワーク保持盤１６に連結されている。すなわち、工作機械１０は、ワーク保持盤１６を変位用ロッド６４によって支持した、いわゆる片持ち支持式である。勿論、ワーク保持盤１６は、変位用ロッド６４が前進・後退することに追従し、多軸ヘッド１４に対して離間・接近する。
【００６３】
シリンダ支持盤６０には、その長手方向（矢印Ａ方向）に沿って２本の挿通孔６６ａ、６６ｂが貫通形成される。これら挿通孔６６ａ、６６ｂの内壁には軸受６８ａ、６８ｂが位置決め固定され、且つ前記軸受６８ａ、６８ｂには、補助支持部材としての支持用ロッド７０ａ、７０ｂが摺動自在に挿入される。
【００６４】
ワーク保持盤１６には、図示しない２個の貫通孔が形成されている。各貫通孔には、止具７２を構成する小径なネジ部（図示せず）が通される。該ネジ部は、支持用ロッド７０ａ、７０ｂの先端に螺合される。勿論、止具７２の本体は前記貫通孔に比して幅広であり、これにより止具７２の抜け止めがなされている。すなわち、ワーク保持盤１６は支持用ロッド７０ａ、７０ｂと止具７２、７２の本体とで挟持されており、この挟持により、ワーク保持盤１６が支持用ロッド７０ａ、７０ｂに支持される。
【００６５】
また、ワーク保持盤１６には、ガイドロッド５８ａ、５８ｂに対向する位置にガイドブッシュ７４ａ、７４ｂが設けられる（図２参照）。ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して接近する途中で、前記ガイドロッド５８ａ、５８ｂの先端がガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの軸受穴７６に進入する。このことから諒解される通り、ガイドロッド５８ａ、５８ｂ及びガイドブッシュ７４ａ、７４ｂは案内手段として機能する。
【００６６】
ワーク保持盤１６における多軸ヘッド１４に臨む側の端面には、開閉可能なチャック爪７８ａ、７８ｂが設けられる。チャック爪７８ａ、７８ｂが閉状態となることによってワークＷが保持され、一方、開状態となることによってワークＷが解放される。
【００６７】
なお、ワークＷとしては、車両に搭載される内燃機関を構成するシリンダブロックやシリンダヘッド、又はミッションケース等が例示される。
【００６８】
第１実施形態に係る工作機械１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、ワークＷに対して施される加工方法との関係で説明する。
【００６９】
先ず、作業者ないしロボットによってワーク保持盤１６の所定箇所にワークＷを配置し、チャック爪７８ａ、７８ｂを閉状態とする。これにより、ワークＷがワーク保持盤１６に保持される。
【００７０】
次に、第１モータ４２及び第２モータ４４を付勢し、これにより回転軸４６、５２を回転付勢する。回転軸４６、５２の回転駆動力は第１ギアトレイン５０、第２ギアトレイン５６を介して第１工具群４８、第２工具群５４にそれぞれ伝達され、その結果、これら第１工具群４８、第２工具群５４が回転動作を開始する。
【００７１】
次に、シリンダ６２を付勢することで変位用ロッド６４を後退させ、これにより、ワーク保持盤１６を多軸ヘッド１４に対して接近するように変位させる。
【００７２】
この際、支持用ロッド７０ａ、７０ｂが軸受６８ａ、６８ｂに摺接しながら後退する。このため、ワーク保持盤１６の変位が妨げられることはない。その一方で、変位用ロッド６４及び支持用ロッド７０ａ、７０ｂによるワーク保持盤１６に対する支持が維持される。
【００７３】
この変位の途中、ガイドロッド５８ａ、５８ｂの先端がガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの各軸受穴７６に進入して係合する。その結果、ワーク保持盤１６の重みによって変位用ロッド６４及び支持用ロッド７０ａ、７０ｂが撓むこと、すなわち、ワーク保持盤１６が若干下降することが防止される。これにより、ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して位置ズレを起こすことが回避される。
【００７４】
ワークＷが工具４０に近接すると、該工具４０によってワークＷに対する機械加工が施される。工具４０は、一般的にはドリルやリーマ、タップであり、これらによってワークＷに対して穿孔加工が行われ、ワークＷにおける各工具４０の設置箇所に対応する部位に孔が形成される。上記したように、ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して位置ズレを起こすことが回避されているので、ワークＷに対し、孔を形成すべき本来の箇所に孔を形成することが可能となる。すなわち、加工精度を向上することができる。
【００７５】
この穿孔加工が行われる間、加工屑（図示せず）が発生してワークＷから落下する。落下した加工屑は、シュータ２６の捕集口３２に設けられた傾斜案内部３４に案内され、搬送ベルト３８に向かってさらに落下する。
【００７６】
加工屑は、搬送ベルト３８の作用下に、図１及び図２における左方から右方に向かって搬送される。加工屑は、最終的に、排出口３６から排出されて前記収集袋に収集される。従って、加工屑が散乱して作業環境が汚れることを防止することができる。
【００７７】
変位用ロッド６４及び支持用ロッド７０ａ、７０ｂは、所定の速度で継続して後退する。従って、ワーク保持盤１６及びワークＷは、所定の速度で多軸ヘッド１４に指向して変位する。すなわち、ワークＷに対する穿孔加工が続行される。
【００７８】
ワーク保持盤１６が予め設定された位置まで変位したとき、シリンダ６２が滅勢されて変位用ロッド６４及び支持用ロッド７０ａ、７０ｂ、ひいてはワーク保持盤１６及びワークＷが停止する。これにより、所定の深さの孔がワークＷに形成されるに至る。その後、第１モータ４２及び第２モータ４４を滅勢し、これにより第１工具群４８、第２工具群５４の回転動作を開始する。
【００７９】
以上のようにしてワークＷに対して機械加工（穿孔加工）を施した後、シリンダ６２を再付勢することで変位用ロッド６４を前進させる。これに伴い、ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して離間するように変位する。なお、この変位の途中、ガイドロッド５８ａ、５８ｂの先端がガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの軸受穴７６から離脱する。
【００８０】
この変位の際には、支持用ロッド７０ａ、７０ｂが軸受６８ａ、６８ｂに摺接しながら前進する。従って、このときもワーク保持盤１６の変位が妨げられることはなく、且つ支持用ロッド７０ａ、７０ｂによるワーク保持盤１６に対する支持が維持される。
【００８１】
変位用ロッド６４が前進端に到達したときに該変位用ロッド６４が停止し、これに伴って支持用ロッド７０ａ、７０ｂ及びワーク保持盤１６の前進が終了する。その後、チャック爪７８ａ、７８ｂを開状態とすることにより、ワークＷが解放される。作業者ないしロボットは、このようにして解放されたワークＷをワーク保持盤１６から離脱させればよい。
【００８２】
このように、第１実施形態においては、変位用ロッド６４でワーク保持盤１６を支持した片持ち支持式として工作機械１０を構成しており、且つ多軸ヘッド１４を支持する基台１２をフレーム状としている。以上のような理由から、簡素であり、且つ小型で軽量な工作機械１０を構成することができる。
【００８３】
しかも、工作機械１０では、ワーク保持盤１６を補助的に支持するものを２本の支持用ロッド７０ａ、７０ｂとしているので、機台でワーク保持盤を支持する工作機械に比して、簡素且つ小型で軽量な構成が維持される。
【００８４】
従って、この工作機械１０は、移動にさほどの力を必要としない。換言すれば、作業者は、工作機械１０を所定の場所まで容易に移動させることができる。
【００８５】
別の場所で機械加工を実施する場合、作業者は、加工を実施すべき所定の場所に工作機械１０を移動させる。車輪２２、３０が矢印Ｘ方向に沿って回動自在であり、且つ前記ロック機構によって回動を停止させることもできるので、工作機械１０を任意の方向に向けることが容易である。
【００８６】
以上のように、工作機械１０が小型・軽量であり、容易に移動させることができるので、加工ラインの構築や仕様変更の際、工作機械１０を含めた各加工装置の配置レイアウトの自由度が向上する。また、工作機械１０の設置箇所の省スペース化を図ることもできる。
【００８７】
その上、ワーク保持盤１６を変位させる際には、該ワーク保持盤１６を補助的に支持する２本の支持用ロッド７０ａ、７０ｂを後退ないし前進させるようにしている。このため、ワーク保持盤１６が変位することが妨げられることもない。
【００８８】
加えて、この場合、ワークＷをワーク保持盤１６に取り付ける作業や、ワーク保持盤１６から取り外す作業が容易である。また、工作機械１０からの多軸ヘッド１４の取り外し、及び取り付けも容易であるので、多軸ヘッド１４を円滑に交換することができる。
【実施例２】
【００８９】
上記した第１実施形態では、ワーク保持盤１６が水平方向に変位する横型の工作機械１０について説明したが、工作機械は、ワーク保持盤１６を鉛直方向に沿って変位させる、いわゆる縦型であってもよい。この構成の工作機械につき、第２実施形態として説明する。なお、図１及び図２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９０】
図３は、第２実施形態に係る工作機械９０の全体概略側面一部断面図であり、図４はその平面図である。なお、図３は、図４中の３−３矢視断面に相当する。
【００９１】
この工作機械９０は、基台としての台車９２と、該台車９２に設けられた２本の支柱９４ａ、９４ｂ（図４参照）に支持された多軸ヘッド１４と、図３中の矢印Ｂ方向に変位することで該多軸ヘッド１４に対して接近又は離間するワーク保持盤１６とを有する。なお、図３中の矢印Ｂ方向が鉛直方向であることは勿論である。
【００９２】
この場合、台車９２の下端面の四方の隅部にローラ形状の車輪９６が設けられる。車輪９６も車輪２２、３０（図１及び図２参照）と同様に回動自在であり、且つ図示しないロック機構によってこの回動ができないようにロックされる。
【００９３】
図３に示すように、台車９２の上端面における多軸ヘッド１４の下方に対応する位置には、加工屑捕集手段としての捕集トレー９８が設置される。この場合、捕集トレー９８は単なる容器であり、搬送ベルト３８（図２参照）は設けられていない。
【００９４】
上記したように、台車９２の上端面には２本の支柱９４ａ、９４ｂが立設される（図４参照）。また、該支柱９４ａ、９４ｂの各々に対し、水平方向に沿って延在するハンドル１００ａ、１００ｂが設けられる。さらに、支柱９４ａ、９４ｂと台車９２の上端面には、鉛直方向に対して傾斜した補強用柱１０２ａ、１０２ｂが橋架される。この補強用柱１０２ａ、１０２ｂにより、支柱９４ａ、９４ｂが堅牢に支持される。
【００９５】
支柱９４ａ、９４ｂ同士の間には、２本の支持用板１０４ａ、１０４ｂが橋架される。これら支持用板１０４ａ、１０４ｂには、シリンダ６２が支持される。
【００９６】
第１実施形態と同様に、シリンダ６２を構成する変位用ロッド６４の先端部にはワーク保持盤１６が連結される。すなわち、工作機械９０は、ワーク保持盤１６が変位用ロッド６４によってのみ支持された片持ち支持式であり、ワーク保持盤１６は、変位用ロッド６４が前進（下降）又は後退（上昇）することに追従して下降又は上昇する。
【００９７】
ワーク保持盤１６において、多軸ヘッド１４側を臨む端面には、対角線上にガイドブッシュ７４ａ、７４ｂが設けられるとともに、開閉可能なチャック爪７８ａ、７８ｂが設けられる。この構成については第１実施形態と同様であり、従って、その詳細な説明を省略する。
【００９８】
支柱９４ａ、９４ｂの上端には、それぞれ、鉛直下方に指向して傾斜したアーム部材１０６ａ、１０６ｂが設けられる（図４参照）。前記多軸ヘッド１４は、これら２本のアーム部材１０６ａ、１０６ｂに支持されている。
【００９９】
多軸ヘッド１４において、ワーク保持盤１６を臨む端面には、ガイドブッシュ７４ａ、７４ｂに対向する位置にガイドロッド５８ａ、５８ｂが設けられ、且つ第１モータ４２の作用下に回転動作する第１工具群４８、第２モータ４４の作用下に回転動作する第２工具群５４が設けられる。この構成については第１実施形態と同様であり、従って、その詳細な説明を省略する。
【０１００】
第２実施形態に係る工作機械９０を用いてのワークＷに対する機械加工は、以下のようにして実施される。
【０１０１】
先ず、第１実施形態に準拠し、チャック爪７８ａ、７８ｂを閉状態としてワークＷをワーク保持盤１６に保持した後、第１モータ４２及び第２モータ４４を付勢することにより、第１工具群４８、第２工具群５４を回転動作させる。そして、シリンダ６２を付勢する。
【０１０２】
この場合、変位用ロッド６４が後退することに伴ってワーク保持盤１６が矢印Ｂに沿って上昇する。すなわち、ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して接近するように変位する。この変位の途中でガイドロッド５８ａ、５８ｂの先端がガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの各軸受穴７６に進入し、これにより、ワーク保持盤１６が水平方向に位置ズレを起こすことが回避される。
【０１０３】
以降は上記と同様にして、工具４０により、ワークＷに対する機械加工、一般的には穿孔加工が施される。この場合、ワークＷにおける各工具４０の設置箇所に対応する部位に孔が形成される。上記したように、ワーク保持盤１６が多軸ヘッド１４に対して位置ズレを起こすことが回避されているので、ワークＷに対し、孔を形成すべき本来の箇所に孔を形成することができる。
【０１０４】
この穿孔加工が行われる間に発生した加工屑がワークＷから落下した場合、該加工屑は、捕集トレー９８によって捕集される。従って、加工屑が散乱して作業環境が汚れることを防止することができる。
【０１０５】
変位用ロッド６４が予め設定された位置まで所定の速度で継続して後退することにより、ワークＷに所定の深さの孔が形成される。その後、シリンダ６２が滅勢されることで変位用ロッド６４、ひいてはワーク保持盤１６及びワークＷが停止するとともに、第１モータ４２及び第２モータ４４が滅勢されることで第１工具群４８、第２工具群５４の回転動作が停止する。
【０１０６】
以上のようにしてワークＷに対して機械加工（穿孔加工）を施した後、シリンダ６２を再付勢することで変位用ロッド６４を前進させる。これに伴い、ワーク保持盤１６が下降し、結局、多軸ヘッド１４に対して離間するように変位する。この変位の途中で、ガイドロッド５８ａ、５８ｂの先端がガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの軸受穴７６から離脱する。
【０１０７】
変位用ロッド６４が前進端に到達したときに該変位用ロッド６４が停止し、これに伴ってワーク保持盤１６及びワークＷの前進（下降）が終了する。その後、チャック爪７８ａ、７８ｂが開状態とされてワークＷが解放され、さらに、作業者ないしロボットにより、解放されたワークＷがワーク保持盤１６から離脱される。
【０１０８】
このように、変位機構であるシリンダ６２の変位用ロッド６４のみでワーク保持盤１６を支持する片持ち支持式を採用した第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。この場合も、ワーク保持盤１６を変位させるためないし支持するための高剛性の機台を設ける必要がなく、簡素であり、且つ小型で軽量な工作機械９０とすることができるからである。
【０１０９】
勿論、この工作機械９０も移動にさほどの力を必要としないので、作業者は、工作機械９０を所定の場所まで容易に移動させることができる。車輪９６が回動自在であり、且つロック機構によって回動を停止させることもできるので、工作機械９０を任意の方向に向けることが容易である。なお、移動の際には、作業者は、ハンドル１００ａ、１００ｂを把持すればよい。
【０１１０】
本発明は、上記した第１及び第２実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【０１１１】
例えば、第１及び第２実施形態の双方において多軸ヘッド１４を位置決め固定するとともに、ワーク保持盤１６を変位させるようにしているが、これとは逆に、ワーク保持盤１６を基台１２（又は台車９２）位置決め固定するとともに、多軸ヘッド１４を変位させるようにしてもよい。
【０１１２】
また、第２実施形態においても補助支持用の支持用ロッド７０ａ、７０ｂを設けるようにしてもよいことは勿論である。逆に、第１実施形態において、支持用ロッド７０ａ、７０ｂを省略するようにしてもよい。第１実施形態では、基台１２又はハウジング２８等にハンドル１００ａ、１００ｂを設けるようにしてもよい。
【０１１３】
さらに、変位機構はシリンダ６２に特に限定されるものではなく、ボールねじやラックアンドピニオン機構を変位機構として採用するようにしてもよい。
【０１１４】
さらにまた、多軸ヘッド１４にガイドブッシュ７４ａ、７４ｂを設ける一方、ワーク保持盤１６にガイドロッド５８ａ、５８ｂを設けるようにしてもよい。
【０１１５】
いずれにおいても、ガイドブッシュ７４ａ、７４ｂの各軸受穴７６にガイドロッド５８ａ、５８ｂが常時係合するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１１６】
上記した第２実施形態では、ワークＷをワーク保持盤１６に載置する際、ロボットなどのワーク移載機構を必要とするが、ワーク移載機構を不要にすれば、工作機械のさらなる簡略化が図れる。このような構成の工作機械につき、第３実施形態として説明する。
【０１１７】
図５に示すように、工作機械２１０は、基礎又は機台に載るように水平に延びるベースフレーム２１１、２１１と、これらのベースフレーム２１１、２１１から上へ延びる門型フレーム２１２と、この門型フレーム２１２で支持される加工ヘッド２１３と、この加工ヘッド２１３に設けられるワーク受けプレート移動機構２１４と、このワーク受けプレート移動機構２１４で上下に移動されるワーク受けプレート２１５と、このワーク受けプレート２１５と加工ヘッド２１３との間に配置されるワーク抑えプレート２１６とを、主たる要素として備える。
【０１１８】
図６に示すように、加工ヘッド２１３は、下へ延びる複数本（この例では２本）のスピンドル軸２１８、２１９を備える。これらのスピンドル軸２１８、２１９にドリルやエンドミルなどの切削工具２２１、２２２が取り外し可能に取付けられる。
【０１１９】
加工ヘッド２１３に駆動ギヤ２２３や従動ギヤ２２４、２２５が内蔵され、駆動ギヤ２２３がスピンドルモータ２２６で回されることで、従動ギヤ２２４、２２５が回され、これらの従動ギヤ２２４、２２５によりスピンドル軸２１８、２１９が高速で回される。加工ヘッド２１３は複数本のスピンドル軸２１８、２１９を密集して備えるため、ギャングヘッドとも呼ばれる。
【０１２０】
加工ヘッド２１３からガイドバー２２７、２２７が下に延ばされ、これらのガイドバー２２７、２２７で上下動可能にワーク抑えプレート２１６が案内される。ワーク抑えプレート２１６は、加工ヘッド２１３の下面から延びるクッションユニット２２８、２２８により吊される。
【０１２１】
クッションユニット２２８は、円筒内に多数枚の皿ばねを積層したものや、スプリングと液圧ダンパーとを一体化したものが適当である。ワーク抑えプレート２１６が上昇することを抑制する下向き反力を発生させる。
【０１２２】
図７に示すように、ワーク受けプレート移動機構２１４は、ピストンロッド２２９が鉛直軸に沿って下へ延びる流体圧シリンダユニット２３０である。
ピストンロッド２２９の先端（下端）に、ワーク受けプレート２１５をナット２３１、２３１により固定する。
【０１２３】
加工ヘッド２１３の下面からガイドポスト２３２、２３２を延ばす。ワーク受けプレート２１５にガイドブッシュ２３３、２３３を設ける。流体圧シリンダユニット２３０内は、ピストン２３４により下室２３５と上室２３６とに区分される。下室２３５に高圧流体を供給することでピストン２３４を上昇させることができ、上室２３６に高圧流体を供給することでピストン２３４を下降させることができる。
【０１２４】
ガイドポスト２３２、２３２にガイドブッシュ２３３、２３３を嵌める。ガイドポスト２３２、２３２とガイドブッシュ２３３、２３３でワーク受けプレート２１５の水平度が保たれる。上下移動中に、ワーク受けプレート２１５が揺れる心配はない。結果、１本のピストンロッド２２９のみでワーク受けプレート２１５を円滑に上下させることができる。
【０１２５】
なお、図８に示すように、ガイドポスト２３２、２３２は、ワーク受けプレート２１５から上へ延ばしてもよい。加工ヘッド２１３にガイドブッシュ２３３、２３３を設け、これらのガイドブッシュ２３３、２３３にガイドポスト２３２、２３２を挿通させる。
すなわち、加工ヘッド２１３とワーク受けプレート２１５の一方にガイドポスト２３２が設けられ、他方にガイドポスト２３２が差し込まれるガイドブッシュ２３３が設けられ、ガイドポスト２３２とガイドブッシュ２３３とによりガイドされつつ、ワーク受けプレート２１５が、加工ヘッド２１３へ接近するようにすればよく、ガイドポスト２３２、２３２が上に延びるか下に延びるかは任意である。
【０１２６】
次に、本発明の工作機械２１０へ加工前のワークを供給し、工作機械２１０から加工済みワークを受け取る役割を果たすワーク搬送機構について、図９に基づいて説明する。
図９に示すように、ワーク搬送機構２４０は、門型フレーム２１２の下部を水平に横断する水平移動部材２４１と、この水平移動部材２４１に所定ピッチで立てられたアーム２４２と、このアーム２４２の上部に取付けられる支持バー２４３と、この支持バー２４３から上に延ばされる大小の第１受けピン２４４及び第２受けピン２４５とからなる。
【０１２７】
すなわち、ワーク搬送機構２４０は、加工前のワークＷ１及び加工済みワークＷ２を水平にだけ搬送する機構であり、上下へ移動することはない。
なお、本実施例におけるワークＷ１、Ｗ２は、無段変速機用ケース又はこのケースの開口を塞ぐリッドであるが、ワークＷ１の形態、種類、用途は任意である。
【０１２８】
図１０に示すように、アーム２４２はＣ型アームである。
そして、ワーク受けプレート２１５に、Ｔ字形を呈する貫通溝２４７を設ける。この貫通溝２４７は、相対的に支持バー２４３とアーム２４２の通過を許容する溝である。
支持バー２４３とアーム２４２は、上下に移動しない。
実線で示すワーク受けプレート２１５を下げると、貫通溝２４７が支持バー２４３とアーム２４２に干渉することなく、想像線の位置に至る。すなわち、ワーク受けプレート２１５は、実線の位置から想像線の位置まで、上下に移動可能となる。
【０１２９】
なお、ワーク受けプレート２１５には、第１受け面２４８と、第１位置決めピン４２９と、第２受け面２５１と、第２位置決めピン２５２とが、設けられている。
【０１３０】
以上の構成からなる工作機械の作用を、図１１及び図１２に基づいて説明する。
図１１（ａ）に示すように、ワーク受けプレート２１５はワークＷ１の下方に保持されている。図１０で説明したように、アーム２４２がワーク受けプレート２１５を迂回するようにＣ型を呈しているため、アーム２４２がワーク受けプレート２１５に干渉することなく、加工前のワークＷ１は、ワーク搬送機構２４０により、水平に搬送される。所定位置でワークＷ１が停められる。
【０１３１】
図１１（ｂ）に示すように、ワーク受けプレート２１５を上げることにより、ワークＷ１はワーク受けプレート２１５で掬い上げられる。ワークＷ１は、第１受けピン２４４及び第２受けピン２４５から離れるが、第１位置決めピン４２９と第２位置決めピン２５２とで水平方向の位置決めがなされ、第１受け面２４８と第２受け面２５１とで鉛直方向の位置決めがなされる。図ではワーク受けプレート２１５は上昇の途中であって、ワークＷ１とワーク抑えプレート２１６との間には隙間がある。
【０１３２】
ワーク受けプレート２１５を更に上昇させると、図１２（ａ）に示すように、ワークＷ１の上面がワーク抑えプレート２１６に当接する。更に、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、クッションユニット２２８、２２８が縮み、この縮み量に応じてクッションユニット２２８、２２８はワークＷ１をワーク受けプレート２１５へ付勢する。
なお、加工ヘッド２１３の下面とワーク抑えプレート２１６との間に介在して加工ヘッド２１３の下面からワーク抑えプレート２１６を吊したクッションユニット２２８、２２８の例を示したが、ワーク抑えプレート２１６は、上下にスライドはするものの、ワーク抑えプレート２１６の上昇端を図示しないストッパ等で止め、加工ヘッド２１３の下面とワーク抑えプレート２１６との間にはクッションユニットが介在せず、図示しない円筒内に多数枚の皿ばねを積層したものや図示しないスプリングと液圧ダンパーとを一体化したもので構成された図示しないクッションユニットを、ワーク抑えプレート２１６の下面に設置してワーク抑えプレート２１６の下面とワークＷ１との間に介在させても構わない。そうすると、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、ワークＷ１の上面がワーク抑えプレート２１６の下面に設置した図示しないクッションユニットに当接する。更に、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、図示しないクッションユニットが縮み、この縮み量に応じて図示しないクッションユニットはワークＷ１をワーク受けプレート２１５へ付勢する。
【０１３３】
図１２（ｂ）に示すように、ワーク受けプレート２１５とワーク抑えプレート２１６で挟持されたワークＷ１に、加工ヘッド２１３の切削工具２２１、２２２により機械加工を施す。機械加工を終えたら、図１２（ａ）→図１１（ｂ）→図１１（ａ）の順で、ワーク受けプレート２１５を下げ、加工済みワークＷ２を支持バー２４３へ受け渡す。
【０１３４】
以上の説明から明らかなように、加工ヘッド２１３は静止させ、ワークＷ１を加工ヘッド２１３へ接近させる。重量物である加工ヘッド２１３を移動させないため、省エネルギーが図れる。
【０１３５】
また、加工ヘッド２１３にワーク受けプレート移動機構（図７、符号２１４）を付設し、このワーク受けプレート移動機構でワーク受けプレート２１５を加工ヘッド２１３へ接近させる。ワーク受けプレート２１５とワーク抑えプレート２１６でワークＷ１を挟持しながら、ワークＷ１を加工ヘッド２１３へ接近させる。すなわち、ワーク搬送機構２４０からワークＷ１を分離して、加工ヘッド２１３へ接近させるため、ワークＷ１に影響されることなく、ワーク搬送機構２４０の搬送速度を高めることができる。
【０１３６】
次に、好ましい変形例を説明する。
図１３に示すように、ワーク受けプレート２１５に位置決めノックピン２５４（以下、ノックピン２５４と記す。）が設けられ、ワーク抑えプレート２１６に柱状部材２５５が設けられ、この柱状部材２５５にノック穴２５６が設けられる。
加えて、ノックピン２５４に側方へ開口する溝２５７を形成し、柱状部材２５５の近傍にてワーク抑えプレート２１６にクランプ機構２５８を設ける。
【０１３７】
クランプ機構２５８は、斜め溝と軸方向溝を連続させてなるカム溝２５９が内蔵された油圧シリンダが好適である。この油圧シリンダを縮動させると、斜め溝によりピストンロッドが回転する。次に、軸方向溝によりピストンロッドは、回転しないで軸方向へ移動する。この油圧シリンダは、旋回と直線移動とを連続して実施するシリンダユニットである。
【０１３８】
先ず、ピストンロッド２２９により、ワーク受けプレート２１５を上昇させる。すると、ノック穴２５６へノックピン２５４が嵌合する。
図１４に示すように、クランプ機構２５８を作動させる。すると、クランプ爪２６１が矢印（１）のように９０°程度旋回した後、矢印（２）のように移動して、ノックピン２５４を柱状部材２５５へ引きつける。結果、ワーク受けプレート２１５にワーク抑えプレート２１６がクランプされる。
【０１３９】
すなわち、ノックピン２５４とノック穴２５６とにより、ワーク受けプレート２１５にワーク抑えプレート２１６が位置決めされる。ワーク受けプレート２１５にワーク抑えプレート２１６が位置決めされるため、挟持されるワークの位置が正確に定まる。
【０１４０】
図１２において、加工ヘッド２１３による機械加工の際に、ワークＷ１に切削抵抗に相当する力が加わる。クランプ機構が無いときには、ワーク抑えプレート２１６で強くワークＷ１を押す必要があるため、ワーク抑えプレート２１６に付属する弾性部材（クッションユニット２２８、２２８）を強化する必要がある。
【０１４１】
この点、図１４の構造であれば、クランプ機構２５８、２５８を備えることにより、ワーク抑えプレート２１６に付属する弾性部材（図６、符号２２８）は弱くて済み、弾性部材の軽量、小型化が図れる。
なお、天地を逆にして、ワーク受けプレート２１５に柱状部材２５５を設け、ワーク抑えプレート２１６にノックピン２５４を設けてもよい。
また、加工ヘッド２１３の下面とワーク抑えプレート２１６との間に介在して加工ヘッド２１３の下面からワーク抑えプレート２１６を吊したクッションユニット２２８、２２８の例（図１２）を示したが、ワーク抑えプレート２１６は上下にスライドはするものの、ワーク抑えプレート２１６の上昇端を図示しないストッパ等で止め、加工ヘッド２１３の下面とワーク抑えプレート２１６との間にはクッションユニットが介在せず、図示しない円筒内に多数枚の皿ばねを積層したものや図示しないスプリングと液圧ダンパーとを一体化したもので構成された図示しないクッションユニットを、（図１０参照）ワーク受けプレート２１５の上面の第１受け面２４８がある部材及び第２受け面２５１がある部材に設置してワーク受けプレート２１５の上面とワークＷ１との間に介在させても構わない。そうすると、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、ワークＷ１の上面がワーク抑えプレート２１６の下面に当接する。更に、ワーク受けプレート２１５を上昇させると、図示しないクッションユニットが縮み、この縮み量に応じて図示しないクッションユニットはワークＷ１をワーク抑えプレート２１６へ付勢する。なお、図示しないクッションユニットを、ワーク抑えプレート２１６の下面に設置してワーク抑えプレート２１６の下面とワークＷ１との間に介在させても構わない。
【０１４２】
また、図１５に示すように、１個のワーク受けプレート２１５に２個のワークＷ１、Ｗ１を載せるようにしてもよい。
この場合、図１６に示すように、２個のワークＷ１、Ｗ１の重心と、１個のワーク受けプレート２１５の重心とを統合した総合的重心点にピストンロッド２２９の中心を合致させることができる。釣り合いが取れているために、１本のピストンロッド２２９だけで、ワーク受けプレート２１５を昇降させることができる。
【０１４３】
なお、理想的には、総合的重心点にピストンロッド２２９の中心を合致させるが、ピストンロッド２２９の中心は、ピストンロッド２２９の外径寸法程度は総合的重心点からオフセットすることが許容される。小さな不均衡であればガイドポスト２３２、２３２でカバーされるからである。
【０１４４】
結果、図７に示すように、ワーク受けプレート移動機構２１４は、１個の流体圧シリンダユニットで済ませることができる。１個の流体圧シリンダユニットであれば、装置が簡単になる設備コストを低減することが可能となる。
【０１４５】
なお、ワーク受けプレート移動機構２１４は、複数個（複数本）の流体圧シリンダユニットで構成することもできる。
すなわち、図１７（ａ）に示すように、２本のピストンロッド２２９、２２９でワーク受けプレート２１５を昇降させるようにしてもよい。この場合、複数本のピストンロッド２２９、２２９を１本に集約してなる仮想的中心軸２６３を定める。具体的には、ピストンロッド２２９、２２９同士を結んだ線２６２の中点が仮想的中心軸２６３となる。
【０１４６】
この仮想的中心軸２６３が総合的重心点に合致する若しくは略合致するように、２本のピストンロッド２２９、２２９を位置決めする。ピストンロッド２２９、２２９に曲げが掛かりにくくなる。結果、ピストンロッド２２９、２２９を大径にする必要が無く、小径化が可能となり、ワーク受けプレート移動機構２１４の小型、軽量化が図れる。
【０１４７】
また、図１７（ｂ）に３本のピストンロッド２２９、２２９、２２９でワーク受けプレート２１５を昇降させるようにしてもよい。この場合、中央のピストンロッド２２９が仮想的中心軸２６３となる。この仮想的中心軸２６３が総合的重心点に合致する若しくは略合致するように、３本のピストンロッド２２９、２２９、２２９を位置決めする。ピストンロッド２２９、２２９、２２９に曲げが掛かりにくくなる。結果、ピストンロッド２２９、２２９、２２９を大径にする必要が無く、小径化が可能となり、ワーク受けプレート移動機構２１４の小型、軽量化が図れる。
【０１４８】
なお、図１３及び図１４で説明したクランプ機構２５８は、安価なロータリアクチュエータと安価なシリンダとを単純に組み合わせることもでき、実施例の構造に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、加工ユニットでワークに機械加工を施す工作機械に適用できる。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、９０、２１０…工作機械、１２…基台、１４…多軸ヘッド、１６…ワーク保持盤、２２、３０、９６…車輪、２６…シュータ、３８…搬送ベルト、４０…工具、４２…第１モータ、４４…第２モータ、５８ａ、５８ｂ…ガイドロッド、６０…シリンダ支持盤、６２…シリンダ、６４…変位用ロッド、７０ａ、７０ｂ…支持用ロッド、７４ａ、７４ｂ…ガイドブッシュ、７６…軸受穴、７８ａ、７８ｂ…チャック爪、９２…台車、９８…捕集トレー、１００ａ、１００ｂ…ハンドル、２１３…加工ヘッド、２１４…ワーク受けプレート移動機構、２１５…ワーク受けプレート、２１６…ワーク抑えプレート、２１８、２１９…スピンドル軸、２２９…ピストンロッド、２３０…流体圧シリンダユニット、２３２…ガイドポスト、２３３…ガイドブッシュ、２４０…ワーク搬送機構、２４７…貫通溝、２５４…ノックピン、２５６…ノック穴、２５８…クランプ機構、２６３…仮想的中心軸、Ｗ…ワーク、Ｗ１…加工前のワーク、Ｗ２…加工済みワーク。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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