(57)【要約】【課題】簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、コラムにクランプすることによる加工精度の低下を抑制できる門形工作機械を提供することにある。【解決手段】クランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２は、押圧部材の進退が油圧Ｐ２１，Ｐ２２の給排によるものであって、クロスレールの両側の上部および下部のそれぞれに設けられ、クランプ装置のそれぞれへ油圧を給排するタンク２１および油圧給排管２２およびポンプ２３およびポンプ駆動用モータ２４と、クロスレールが水平方向でバランスをとるように、前記ポンプなどによる前記クランプ装置のそれぞれへの前記油圧の給排量を調整する油圧調整弁２５ａ，２５ｂおよび制御装置２６とを備えるようにした。【選択図】図５
2017052043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムに架け渡されると共に、当該コラムに昇降可能に支持されるクロスレールと、前記クロスレールに配置され、前記コラムへの進退によって前記コラムを押圧可能な押圧部材を有するクランプ手段と、前記クロスレールの長手方向へ移動可能に支持されるサドルとを備える門形工作機械であって、
前記クランプ手段は、前記押圧部材の進退が油圧の給排によるものであって、前記クロスレールの両側の上部および下部のそれぞれに設けられ、
前記クランプ手段のそれぞれへ前記油圧を給排する油圧給排手段と、
前記クロスレールが水平方向でバランスをとるように、前記油圧給排手段による前記クランプ手段のそれぞれへの前記油圧の給排量を調整する油圧給排量調整手段と、
を備える
ことを特徴とする門形工作機械。
【請求項２】
請求項１に記載された門形工作機械であって、
前記油圧給排手段は、前記クロスレールの両側の上部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する上部油圧給排手段と、前記クロスレールの両側の下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する下部油圧給排手段とを有し、
前記油圧給排量調整手段は、前記上部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する上部油圧給排量調整手段と、前記下部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する下部油圧給排量調整手段とを有する
ことを特徴とする門形工作機械。
【請求項３】
請求項１に記載された門形工作機械であって、
前記油圧給排手段は、前記クロスレールの一方の側部の上部および下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する一方の側部油圧給排手段と、前記クロスレールの他方の側部の上部および下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する他方の側部油圧給排手段とを有し、
前記油圧給排量調整手段は、前記一方の側部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する一方の側部油圧給排量調整手段と、前記他方の側部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する他方の側部油圧給排量調整手段とを有する
ことを特徴とする門形工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、門形工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
門形工作機械として、テーブルが移動自在に設けられるベッドと、ベッドの両側に設けられるコラム（略四角柱体状のコラム本体）と、コラムに架け渡され、昇降自在に設けられるクロスレールとを備えたものがある。
【０００３】
前記クロスレールには、サドルおよびラムおよび主軸などの重量物が取り付けられており、重量物を支持するための剛性が必要とされ、種々検討されている。例えば、下記特許文献１には、クロスレールに補助ビームを平行に装架したダブルビーム式クロスレールが記載されている。
【０００４】
ところで、前記門形工作機械では、クロスレールの背面部にクランプ装置を設け、クランプ装置のブレーキシュー（押圧部材）をコラムの正面部に押し付けることで、コラムにクロスレールをクランプする構成としている場合がある（下記特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭６１−６０１８号公報
【特許文献２】特開２００１−７１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２のようにコラムにブレーキシューを押し付ける構成では、クロスレールが重量物の支持に対し十分な剛性を有していても、クランプ装置によるクランプ力に対し十分な剛性を有していないと、クロスレールをコラムにクランプしたときに、この反力でクロスレールが変形し、この変形に伴い工具を精確に位置決めできず、加工精度の低下を招いてしまう虞がある。そのため、クロスレールを厚板や補助ビーム等で補強する等の対策が必要となり、重量の増加に繋がっていた。
【０００７】
また、軸方向（クロスレールの昇降方向）の剛性を上げるために、クランプ装置のクランプ力を上げると、工具による加工能力である切削能力（加工時の反力）に対し十分な剛性を持ったクロスレールであっても、コラムにクランプしたときにクロスレールが変形する。このことについて、図８を用いて説明する。図８では、所定の力でクロスレールをコラムにクランプした際の、クロスレールの正面部（サドルに対向する側の面）のＸ軸方向（クロスレールの前後方向）の変形量を示している。なお、変形量０は本発明を適用していない一般的なクロスレールの正面部表面のＸ軸方向位置を示しており、「＋」（プラス）がサドル側への変形量を示し、「−」（マイナス）がクロスレールの背面部（コラムに対向する側の面）側への変形量を示している。図８に示すように、クロスレールの正面部は、クランプ時に長手方向の中央領域（図８における、右側の摺動部と左側の摺動部間の領域）がクロスレールの背面部側へ向けて突出するように変形する。このようにクロスレールの正面部が変形してしまうと、加工を行う際に工具を精確に位置決めできず、加工精度の低下を招いてしまう虞がある。特に、門形工作機械は、大型のワークの加工で用いられる装置であるためクロスレール自体が大きく、このクロスレールを補強するには、コストや重量の増加に与える影響が大きく、改善の余地があった。
【０００８】
以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、コラムにクランプすることによる加工精度の低下を抑制できる門形工作機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する第１の発明に係る門形工作機械は、
コラムに架け渡されると共に、当該コラムに昇降可能に支持されるクロスレールと、前記クロスレールに配置され、前記コラムへの進退によって前記コラムを押圧可能な押圧部材を有するクランプ手段と、前記クロスレールの長手方向へ移動可能に支持されるサドルとを備える門形工作機械であって、
前記クランプ手段は、前記押圧部材の進退が油圧の給排によるものであって、前記クロスレールの両側の上部および下部のそれぞれに設けられ、
前記クランプ手段のそれぞれへ前記油圧を給排する油圧給排手段と、
前記クロスレールが水平方向でバランスをとるように、前記油圧給排手段による前記クランプ手段のそれぞれへの前記油圧の給排量を調整する油圧給排量調整手段と、
を備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第２の発明に係る門形工作機械は、前述した第１の発明に係る門形工作機械であって、
前記油圧給排手段は、前記クロスレールの両側の上部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する上部油圧給排手段と、前記クロスレールの両側の下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する下部油圧給排手段とを有し、
前記油圧給排量調整手段は、前記上部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する上部油圧給排量調整手段と、前記下部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する下部油圧給排量調整手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第３の発明に係る門形工作機械は、前述した第１の発明に係る門形工作機械であって、
前記油圧給排手段は、前記クロスレールの一方の側部の上部および下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する一方の側部油圧給排手段と、前記クロスレールの他方の側部の上部および下部に設けられた前記クランプ手段へ前記油圧を給排する他方の側部油圧給排手段とを有し、
前記油圧給排量調整手段は、前記一方の側部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する一方の側部油圧給排量調整手段と、前記他方の側部油圧給排手段での前記油圧の給排量を調整する他方の側部油圧給排量調整手段とを有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油圧給排量調整手段によりクロスレールを水平方向でバランスをとるように、クランプ手段のそれぞれに給排される油圧の給排量を調整することで、クランプ手段によりクロスレールをコラムにクランプするクランプ力が調整されて，クロスレールの変形が抑制される。すなわち、クロスレールの上部−下部間やクロスレールの両端部間で、クロスレールの変形に偏りが生じる場合に、前記クランプ手段への付加的な油圧供給を行うことにより、クロスレールの水平性を高め工具を正確に位置決めすることができる。よって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、コラムにクランプすることによる加工精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る門形工作機械の概略構成図である。
【図２】前記門形工作機械のクロスレールが備えるクランプ装置の概略図である。
【図３】前記クロスレールの概略平面図である。
【図４】前記クロスレールの正面部のＹ軸方向位置とＸ軸方向の突出量および変形量との関係を示すグラフであって、図４（ａ）にアンクランプ時の突出量およびクランプ時の変形量を示し、図４（ｂ）にサドルの長手方向の移動による突出（凹み）量を示す。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る門形工作機械の説明図である。
【図６】前記クロスレールのクランプ力の制御方法の説明図であって、図６（ａ）に主軸にアタッチメントを取り付けた状態を示し、図６（ｂ）に圧力制御した状態を示す。
【図７】本発明の第三の実施形態に係る門形工作機械の説明図である。
【図８】従来の門形工作機械のクロスレールをコラムにクランプしたときの変形量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る門形工作機械の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る門形工作機械について、図１〜図４を用いて説明する。
本実施形態に係る門形工作機械１は、図１に示すように、一般的な門形マシニングセンタであり、ベッド２、テーブル３、門形のコラム４、クロスレール５、サドル６、ラム７、主軸８を有している。
【００１６】
テーブル３はワーク（図示せず）を載置可能になっている。テーブル３はベッド２上に配設されたレール２ａに沿って移動可能に設けられている。すなわち、テーブル３は、Ｘ軸方向（門形工作機械１の前後方向）にてＸ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動可能に設けられている。
【００１７】
コラム４は、ベッド２の両側で上下方向に延設される略四角柱体状のコラム本体４ａ，４ａと、左右のコラム本体４ａ，４ａの上端同士を繋ぐブリッジ４ｂとを有する。すなわち、コラム４はベッド２を跨ぐようにして設置されている。コラム４は、コラム本体４ａの正面部（クロスレール５と対向する箇所）に設けられ、クロスレール５を昇降自在に案内する案内面４ａａを備える。コラム４は、クロスレール５の爪部５ｄが噛み合い可能な溝部４ａａａを備える。
【００１８】
クロスレール５は、コラム４の前方に設置されており、コラム４の正面部（クロスレール５に対向する部位）に配設された案内面４ａａに沿って移動可能に設けられている。すなわち、クロスレール５は、Ｗ軸方向（鉛直方向）にてＷ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動可能に設けられている。Ｗ軸はＺ軸に対して並行軸である。クロスレール５の背面部５ｂの両側部側には、突起部５ｃが設けられる。突起部５ｃには、コラム４の溝部４ａａａに噛み合い可能な爪部５ｄが固定される。
【００１９】
サドル６はクロスレール５の前方に設置されており、クロスレール５の正面部５ａに配設されたレール５ｆに沿って移動可能に設けられている。すなわち、サドル６は、Ｙ軸方向（門形工作機械１の左右方向）にてＹ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動可能に設けられている。なお、クロスレール５の正面部５ａおよびレール５ｆなどがサドル６を支持するサドル支持部をなしている。
【００２０】
ラム７は、サドル６に移動可能に支持されている。すなわち、ラム７は、Ｚ軸方向（鉛直方向）にてＺ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動可能に設けられている。
【００２１】
なお、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向およびＷ軸方向とは互いに直交している。主軸８はラム７に回転可能に支持されている。主軸８には工具ホルダ９が装着され、この工具ホルダ９によって工具Ｔを保持している。
【００２２】
前記クロスレール５の背面部５ｂには、図２に示すように、当該クロスレール５をコラム４にクランプするクランプ装置（クランプ手段）１０が設けられる。クランプ装置１０は、ピストン１１、シリンダ１３、ブレーキシュー（押圧部材）１４を備える。ピストン１１は、ボルト１２によりクロスレール５の背面部５ｂの第一平面部５ｂａに固定される。ピストン１１とシリンダ１３の間に配置されるシール部材１５ａ，１５ｂにより、ピストン１１とシリンダ１３の間に油圧室１６が形成される。ブレーキシュー１４は、シリンダ１３の先端部と接触して配置される。ピストン１１には油圧給排ヘッダ１７が設けられる。油圧給排ヘッダ１７は、油圧調整弁（図示せず）などが設けられた油圧供給管（図示せず）を介して油圧供給源（図示せず）と接続している。
【００２３】
油圧給排ヘッダ１７を介して油圧室１６へ油圧Ｐ１を供給することにより、シリンダ１３がクロスレール５側へ移動する。これにより、ブレーキシュー１４がコラム４の突起部４ａｂの後部側に設けられた平面部４ａｂａを押圧することになる。よって、油圧Ｐ１を供給することで、クランプ装置１０によりクロスレール５をコラム４の案内面４ａａにおける所望の位置にクランプすることができる。
【００２４】
なお、クロスレール５の背面部５ｂの第一平面部５ｂａに設けられるピン（ストッパ）１８の第一平面部５ｂａからの突出し量を調整することで、油圧室１６へ供給される油圧Ｐ１によってブレーキシュー１４がコラム４の突起部４ａｂの平面部４ａｂａを押圧する力が調整される。
【００２５】
ここで、上述したクロスレール５の平面視での形状について、図３を用いて説明する。なお、図３において、二点鎖線で示す符号５ａ1は、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされたときの、クロスレール５の正面部の形状を示し、平面形状をなしている。
【００２６】
図３に示すように、クロスレール５は、中央領域５Ａと側部領域５Ｂとを備える。中央領域５Ａは、クロスレール５の長手方向の中央領域であって前後方向の厚さ、すなわち、コラム本体４ａ間に対応する領域であってＸ軸方向の厚さが側部領域５Ｂと比べて相対的に厚く形成されている。側部領域５Ｂは、クロスレール５の長手方向の中央領域の外側に隣接する側部領域であって前後方向の厚さ、すなわち、コラム本体４ａ間に対応する領域の外側であってＸ軸方向の厚さが中央領域５Ａと比べて相対的に薄く形成されている。
【００２７】
クロスレール５の背面部５ｂは、中央領域５ＡにてＹ軸方向で平面をなす第一（中央）平面部５ｂａと、第一平面部５ｂａの側端部に接続し、Ｘ軸方向に対して所定の角度で正面部５ａ側に延設する傾斜部５ｂｂと、傾斜部５ｂｂの正面部５ａ側の側端部に接続し、Ｙ軸方向で平面をなす第二（側部）平面部５ｂｃとを備える。この第二平面部５ｂｃは、クロスレール５が昇降するときに、コラム４の案内面４ａａで摺動する摺動箇所である摺動部５ｅをなしている。
【００２８】
クロスレール５の正面部５ａ（レール５ｆに沿ってサドル６が摺動する面）は、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないとき、平面視で曲線形状をなしている。具体的には、正面部５ａは、中央領域５Ａにて、サドル６側に向けて突出する曲線形状をなす第一曲線部５ａａを有する。正面部５ａは、側部領域５Ｂにて、背面部５ｂ側に向けて凹む曲線形状をなす第二曲線部５ａｂを有する。このように第一曲線部５ａａと第二曲線部５ａｂとを備える正面部５ａが形成されたクロスレール５にあっては、クランプ装置１０によりコラム４に所定の力でクランプされたときのクランプ力の反力が作用し、この反力による変形が、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないときのクロスレール５の正面部５ａの形状で相殺され、前記クロスレール５の正面部５ａの中央領域５Ａが平面形状をなすように形成される。よって、前記反力に伴う変形が実質的にない状態と同じ状態で、クロスレール５をコラム４にクランプすることになる。
【００２９】
したがって、本実施形態に係る門形工作機械１によれば、クロスレール５におけるサドル６を支持する正面部５ａは、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないとき、長手方向の中央領域５Ａにてサドル６側に向けて突出する曲線形状をなす第一曲線部５ａａを有する。さらに、クランプ装置１０で所定の力でクロスレール５がコラム４にクランプされたときに、この反力がクロスレール５に作用し、クロスレール５の正面部５ａの中央領域５Ａでは背面部５ｂ側へ変形する（撓む）。この変形が、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないときのクロスレール５の正面部５ａの第一曲線部５ａａの形状で相殺されることから、工具Ｔを精確に位置決めすることができる。よって、クランプ装置１０でクロスレール５をコラム４にクランプすることによる加工精度の低下を抑制することができる。また、クロスレール５の正面部５ａの形状を変更しただけであり、簡単な構成であって、コストや重量の増加を抑えることができる。
【００３０】
クロスレール５の正面部５ａは、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないとき、長手方向の中央領域５Ａに隣接する側部領域５Ｂにてコラム４（背面部５ｂ）側に向けて突出する（サドル６側に向けて凹む）曲線形状をなす第二曲線部５ａｂを有することで、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされたときに、この反力がクロスレール５に作用し、クロスレール５の正面部５ａの側部領域５Ｂではサドル６側へ変形する（撓む）。この変形が、クランプ装置１０でクロスレール５をコラム４にクランプしていないときのクロスレール５の正面部５ａの第二曲線部５ａｂの形状で相殺することから、工具Ｔを精確に位置決めすることができる。よって、クランプ装置１０でクロスレール５をコラム４にクランプすることによる加工精度の低下を抑制することができる。また、クロスレール５の正面部５ａの形状を変更しただけであり、簡単な構成であって、コストや重量の増加を抑えることができる。
【００３１】
また、図４（ａ）にて、クロスレールを所定の力でコラムにクランプしたときの前記クロスレールの正面部（サドルに対向する側の面）のＸ軸方向（クロスレールの前後方向）の変形量（図中点線）と、このクロスレールの変形を相殺するために、クランプされていない状態のクロスレールの正面部に付加する突出量（図中実線）の関係を示す。ここでは、「＋」（プラス）がサドル側へ突出する正面部の突出量および変形量を示し、「−」（マイナス）がクロスレールの正面部に対向する背面部側へ突出する正面部の突出量および変形量を示している。図４（ｂ）では、クロスレールをコラムにクランプしていないときの、クロスレールの上下方向中央部を基準とした、前記正面部の突出（凹み）量を示している。「＋」（プラス）がサドル側へ突出する（前記サドル側に対して凹む）正面部の突出量を示している。図４（ａ），（ｂ）にて、「中心」がクロスレール５の正面部における長手方向（左右方向）の中心を示し、「右端部」がクロスレール５の正面部における右端部を示し、「左端部」がクロスレールの正面部における左端部を示している。図４（ａ），（ｂ）にて、「摺動部」がコラムに対しクロスレールが摺動する箇所を示している。
【００３２】
クロスレール５の正面部（クロスレール正面部）５ａに付加する突出量を特定する要領を図４に沿って説明する。まず、検討のベースとなるクロスレール形状を仮定する。このクロスレール形状については、クロスレール正面部５ａの形状が平面形状であることが望ましい。次に、所定の力でコラム４に対してクロスレール５をクランプしたときのクロスレール正面部５ａのＸ軸方向の変形量を計測あるいは算出する。例えば、クロスレール５をクランプしていないときのクロスレール正面部５ａのＸ軸方向位置を０とした場合に、図４（ａ）の点線で示すように、クロスレールの中央領域と側部領域でクロスレールの背面部側に変形するものの、コラムとの摺動部に対応する領域では変形しない結果が得られる。次に、図４（ａ）の実線で示すように、Ｘ軸方向のゼロ点（クロスレール正面部５ａのコラムとの摺動部に対応する領域のＸ軸方向位置）を基準に、先に計測あるいは算出したクロスレールの変形量と線対称となるような曲線を求める。この曲線は、この曲線が、クロスレールのクランプ時の変形を相殺するために、クロスレール５の正面部５ａに付加すべき突出量となる。すなわち、ベースのクロスレール形状にこの突出量を付加すれば良い。これにより、クロスレール５をクランプした場合に、クロスレール正面部５ａの変形とクロスレール正面部５ａに付加した突出量が相殺されて、クロスレール正面部５ａが平面状になる。そのため、クロスレール５をコラム４にクランプしているときには、工具ＴのＷ軸方向の位置決めをより精確に行うことができ、クロスレール５の変形に起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
なお、ここでは、クロスレール５がクランプされたときのクロスレール正面部５ａの変形量がＺ軸方向で一様と仮定して説明してきたが、Ｚ軸方向で一様で無い場合にも同様の考え方が利用できる。すなわち、クロスレール５がクランプされるときのクロスレール正面部５ａの変形量を三次元的に計測あるいは算出し、Ｘ軸方向のゼロ点（クロスレール正面部５ａのコラムとの摺動部に対応する領域のＸ軸方向位置）を基準に面対称となるような曲面を求め、ベースとなるクロスレール正面部５ａの形状に付加すれば良い。
【００３３】
また、クロスレール５の正面部５ａの上部側から下部側に亘って、特に、上部側および下部側に関し、図４（ｂ）に示すように、サドル６の移動に伴う変形量に基づく突出（凹み）量を付した形状をなしていることが好ましい。これにより、クランプ装置１０でクロスレール５をコラム４にクランプしているとき、クロスレール５の正面部５ａのサドル６の移動に伴う変形で相殺して、工具Ｔを精確に位置決めすることができ、クロスレール５の変形に起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【００３４】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係る門形工作機械について、図５および図６を用いて説明する。
本実施形態は、上述した第一の実施形態に係る門形工作機械にて、クロスレールの第一平面部における左右両側部の上部と下部のそれぞれにクランプ装置を設け、上部と下部のクランプ装置への油圧の給排をそれぞれ調整可能とする上下油圧調整装置を追加した構成となっており、これ以外は概ね第一の実施形態と同様になっている。
【００３５】
本実施形態に係る門形工作機械は、上述した第一の実施形態に係る門形工作機械１と同じ機器を具備する。また、門形工作機械は、図５に示すように、クロスレール５の背面部５ｂの第一平面部５ｂａにおける左右両側部の上部側と下部側のそれぞれに設けられたクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２を備える。さらに、前記門形工作機械は、上部と下部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２への油圧Ｐ２１，Ｐ２２の給排をそれぞれ調整可能とする上下油圧調整装置２０を備える。
【００３６】
上下油圧調整装置２０は、タンク２１、油圧給排管２２、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁（圧力可変弁）２５ａ，２５ｂ、制御装置（ＮＣ）２６を備える。
【００３７】
油圧給排管２２の先端側は、上部油圧給排部２２ａと下部油圧給排部２２ｂとに分岐している。上部油圧給排部２２ａの先端側は、一方の側部油圧給排部２２ａａと他方の側部油圧給排部２２ａｂとに分岐している。一方の側部油圧給排部２２ａａの先端側は、上部の一方の側部に設けられたクランプ装置１０Ａ１の油圧給排ヘッダ１７と接続している。他方の側部油圧給排部２２ａｂの先端側は、上部の他方の側部に設けられたクランプ装置１０Ａ２の油圧給排ヘッダ１７と接続している。
【００３８】
下部油圧給排部２２ｂの先端側は、一方の側部油圧給排部２２ｂａと他方の側部油圧給排部２２ｂｂとに分岐している。一方の側部油圧給排部２２ｂａの先端側は、下部の一方の側部に設けられたクランプ装置１０Ｂ１の油圧給排ヘッダ１７と接続している。他方の側部油圧給排部２２ｂｂの先端側は、下部の他方の側部に設けられたクランプ装置１０Ｂ２の油圧給排ヘッダ１７と接続している。
【００３９】
油圧調整弁２５ａは、油圧給排管２２の上部油圧給排部２２ａに設けられる。油圧調整弁２５ｂは、油圧給排管２２の下部油圧給排部２２ｂに設けられる。
【００４０】
制御装置２６の出力側は、信号線を介してポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁２５ａ，２５ｂの入力側と接続している。制御装置２６が上述の各種機器を制御することにより、上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２に油圧Ｐ２１を給排する一方、下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２に油圧Ｐ２２を給排することができる。油圧Ｐ２１と油圧Ｐ２２の大きさに応じてブレーキシュー１４がコラムを押圧することになる。
【００４１】
なお、本実施形態では、タンク２１、油圧給排管２２、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁２５ａ，２５ｂなどが油圧給排手段を構成している。タンク２１、油圧給排管２２の上部油圧給排部２２ａ，一方の側部油圧給排部２２ａａ，他方の側部油圧給排部２２ａｂ、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁２５ａなどが上部油圧給排手段を構成している。タンク２１、油圧給排管２２の下部油圧給排部２２ｂ，一方の側部油圧給排部２２ｂａ，他方の側部油圧給排部２２ｂｂ、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁２５ｂなどが下部油圧給排手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁２５ａ，２５ｂおよび制御装置２６などが油圧給排量調整手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁２５ａおよび制御装置２６などが上部油圧給排量調整手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁２５ｂおよび制御装置２６などが下部油圧給排量調整手段を構成している。
【００４２】
ここで、上述した門形工作機械が具備する制御装置２６による油圧制御について以下に説明する。
例えば、図６（ａ）に示すように、主軸８にアタッチメント５１を介して工具Ｔが取り付けられると、制御装置２６がポンプ駆動用モータ２４および流量調整弁２５ａ，２５ｂを制御して、タンク２１内の油がポンプ駆動用モータ２４で駆動されるポンプ２３によって油圧給排管２２を流通する。油圧調整弁２５ａで調整された油圧Ｐ２１が上部油圧給排部２２ａの一方の側部油圧給排部２２ａａおよび他方の側部油圧給排部２２ａｂを介して上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２の油圧給排ヘッダ１７を通じてシリンダ１３に給排される。他方、油圧調整弁２５ｂで調整された、油圧Ｐ２１より小さい油圧Ｐ２２が下部油圧給排部２２ｂの一方の側部油圧給排部２２ｂａおよび他方の側部油圧給排部２２ｂｂを介して下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２の油圧給排ヘッダ１７を通じてシリンダ１３に給排される。このように、油圧Ｐ２１と油圧Ｐ２２は、上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２と下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２とのそれぞれに給排される。
【００４３】
上述したように、アタッチメント５１の重量物による荷重が主軸８およびラム７およびサドル６を介して、図６（ａ）にて矢印Ａ１の方向へのモーメントがクロスレール５に作用する。そこで、図６（ｂ）に示すように、上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２に油圧Ｐ２１を給排する一方、下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２に油圧Ｐ２２（＜油圧Ｐ２１）を給排することで、すなわち、下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２へ給排する油圧Ｐ２２よりも上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２へ大きい油圧Ｐ２１を給排することで、コラム４に対しクロスレール５を下部側と比べて上部側を強くクランプし、矢印Ａ２の方向への力が当該クロスレール５に作用することになる。
【００４４】
よって、重量物であるアタッチメント５１を主軸８の先端に取り付けた場合であっても、クロスレール５の形状の変形を抑制できることから、クロスレール５の変形に起因する工具Ｔによるワークの加工精度の低下を抑えることができる。
【００４５】
したがって、本実施形態に係る門形工作機械によれば、ブレーキシュー１４の進退が油圧Ｐ２１，Ｐ２２の給排によるものであって、クロスレール５の両側の上部および下部のそれぞれに設けられるクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２および１０Ｂ１，１０Ｂ２と、クランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２および１０Ｂ１，１０Ｂ２のそれぞれへ油圧Ｐ２１，Ｐ２２を給排する上下油圧調整装置２０とを備え、クロスレール５を水平方向でバランスするようにクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２へ給排する油圧Ｐ２１，Ｐ２２を制御することにより、クランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２によりクロスレール５をコラム４にクランプするクランプ力が調整されて，クロスレール５の変形が抑制される。よって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、クロスレール５の変形に起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【００４６】
また、上部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２へ給排する油圧Ｐ２１と下部のクランプ装置１０Ｂ１，１０Ｂ２へ給排する油圧Ｐ２２とを調整することができることから、クロスレール５のＸ軸方向への傾きを抑制することができる。すなわち、クロスレール５の上部−下部間で、クロスレール５の変形に偏りが生じる場合に、クランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２への付加的な油圧供給を行うことにより、クロスレール５の水平性を高め工具を正確に位置決めすることができる。よって、クロスレール５の傾きに起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【００４７】
［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態に係る門形工作機械について、図７を用いて説明する。
本実施形態は、上述した第二の実施形態に係る門形工作機械が備える上下油圧調整装置を、一方の側部と他方の側部のクランプ装置への油圧の給排をそれぞれ調整可能とする側部油圧調整装置に変更した構成となっており、これ以外は概ね第二の実施形態と同様になっている。
【００４８】
本実施形態に係る門形工作機械は、上述した第二の実施形態に係る門形工作機械１と同じ機器を具備すると共に、図７に示すように、一方の側部と他方の側部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１，１０Ａ２，１０Ｂ２への油圧Ｐ３１，Ｐ３２の給排をそれぞれ調整可能とする側部油圧調整装置３０を備える。
【００４９】
側部油圧調整装置３０は、タンク２１、油圧給排管３２、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁（油圧可変弁）３５ａ，３５ｂ、制御装置（ＮＣ）３６、レベルセンサ（傾き計測手段）３７を備える。
【００５０】
油圧給排管３２の先端側は、一方の側部油圧給排部３２ａと他方の側部油圧給排部３２ｂとに分岐している。一方の側部油圧給排部３２ａの先端側は、上部油圧給排部３２ａａと下部油圧給排部３２ａｂとに分岐している。上部油圧給排部３２ａａの先端側は、一方の側部の上部に設けられたクランプ装置１０Ａ１の油圧給排ヘッダ１７と接続している。下部油圧給排部３２ａｂの先端側は、一方の側部の下部に設けられたクランプ装置１０Ｂ１の油圧給排ヘッダ１７と接続している。
【００５１】
他方の側部油圧給排部３２ｂの先端側は、上部油圧給排部３２ｂａと下部油圧給排部３２ｂｂとに分岐している。上部油圧給排部３２ｂａの先端側は、他方の側部の上部に設けられたクランプ装置１０Ａ２の油圧給排ヘッダ１７と接続している。下部油圧給排部３２ｂｂの先端側は、他方の側部の下部に設けられたクランプ装置１０Ｂ２の油圧給排ヘッダ１７と接続している。
【００５２】
油圧調整弁３５ａは、油圧給排管３２の一方の側部油圧給排部３２ａに設けられている。油圧調整弁３５ｂは、油圧供給管３２の他方の側部油圧給排部３２ｂに設けられている。
【００５３】
レベルセンサ３７は、クロスレール５のＹ軸方向の傾きを計測する機器である。レベルセンサ３７の出力側は、信号線を介して制御装置３６の入力側と接続している。
【００５４】
制御装置３６の出力側は、信号線を介してポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁３５ａ，３５ｂの入力側と接続している。
【００５５】
なお、本実施形態では、タンク２１、油圧給排管３２、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁３５ａ，３５ｂなどが油圧給排手段を構成している。タンク２１、油圧給排管３２の一方の側部油圧給排部３２ａ，上部油圧給排部３２ａａ，下部油圧給排部３２ａｂ、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁３５ａなどが一方の側部油圧給排手段を構成している。タンク２１、油圧給排管３２の他方の側部油圧給排部３２ｂ，上部油圧給排部３２ｂａ，下部油圧給排部３２ｂｂ、ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４および油圧調整弁３５ｂなどが他方の側部油圧給排手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁３５ａ，３５ｂおよび制御装置３６などが油圧給排量調整手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁３５ａおよび制御装置３６などが一方の側部油圧給排量調整手段を構成している。ポンプ２３、ポンプ駆動用モータ２４、油圧調整弁３５ｂおよび制御装置３６などが他方の側部油圧給排量調整手段を構成している。
【００５６】
制御装置３６が上述の各種機器を制御することにより、一方の側部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１に油圧Ｐ３１を給排する一方、他方の側部のクランプ装置１０Ａ２，１０Ｂ２に油圧Ｐ３２を給排することができる。油圧Ｐ３１と油圧Ｐ３２の大きさに応じてブレーキシュー１４がコラム４を押圧することになる。
【００５７】
したがって、本実施形態に係る門形工作機械によれば、上述の第二の実施形態に係る門形工作機械と同様、ブレーキシュー１４の進退が油圧Ｐ３１，Ｐ３２の給排によるものであって、クロスレール５の上下の一方の側部および他方の側部のそれぞれに設けられるクランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１および１０Ａ２，１０Ｂ２と、クランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１および１０Ａ２，１０Ｂ２のそれぞれへ油圧Ｐ３１，Ｐ３２を給排する側部油圧調整装置３０とを備え、クロスレール５を水平方向でバランスするようにクランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１，１０Ａ２，１０Ｂ２へ給排する油圧Ｐ３１，Ｐ３２を制御することにより、クランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１，１０Ａ２，１０Ｂ２によりクロスレール５をコラム４にクランプするクランプ力が調整されて、クロスレール５の変形が抑制される。よって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、クロスレール５の変形に起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【００５８】
また、制御装置３６がレベルセンサ３７により得られたクロスレール５のＹ軸方向の傾きに応じて油圧調整弁３５ａ，３５ｂを調整して一方の側部のクランプ装置１０Ａ１，１０Ｂ１および他方の側部のクランプ装置１０Ａ２，１０Ｂ２のそれぞれに油圧Ｐ３１および油圧Ｐ３２を給排することにより、クロスレール５のＹ軸方向の傾きを抑制できる。すなわち、クロスレール５の両端部間で、クロスレール５の変形に偏りが生じる場合に、クランプ装置１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２への付加的な油圧供給を行うことにより、クロスレール５の水平性を高め工具を正確に位置決めすることができる。よって、クロスレール５の傾きに起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【００５９】
［他の実施形態］
上記では、クロスレール５の正面部５ａが、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないとき、第一曲線部５ａａと第二曲線部５ａｂとを有する門形工作機械１について説明したが、クロスレール５の正面部５ａが、クランプ装置１０でクロスレール５がコラム４にクランプされていないとき、長手方向の中央領域にて前記第一曲線部５ａａを有する門形工作機械とすることも可能である。このような門形工作機械であっても、上述した第一の実施形態に係る門形工作機械１と同様な作用効果を奏する。
【００６０】
上記では、所定の形状をなす正面部５ａを有するクロスレール５と上下油圧調整装置２０とを備える門形工作機械について説明したが、クロスレールの正面部の形状に関わらず、前記上下油圧調整装置２０を備える門形工作機械とすることも可能である。このような門形工作機械であっても、上述した第二の実施形態に係る門形工作機械と同様な作用効果を奏する。
【００６１】
上記では、所定の形状をなす正面部５ａを有するクロスレール５と側部油圧調整装置３０とを備える門形工作機械について説明したが、クロスレールの正面部の形状に関わらず、前記側部油圧調整装置３０を備える門形工作機械とすることも可能である。このような門形工作機械であっても、上述した第三の実施形態に係る門形工作機械と同様な作用効果を奏する。
【００６２】
上記では、上部と下部のクランプ装置へ給排する油圧をそれぞれ調整可能にした場合や、一方の側部と他方の側部のクランプ装置へ給排する油圧をそれぞれ調整可能にした場合について説明したが、上部における一方の側部のクランプ装置と上部における他方の側部のクランプ装置と下部における一方の側部のクランプ装置と下部における他方の側部のクランプ装置とのそれぞれへ給排する油圧をそれぞれ個別に調整可能な油圧調整装置を備える門形工作機械とすることも可能である。このような門形工作機械であれば、クロスレールに作用する力に応じてクロスレールをコラムにクランプするクランプ力を調整することができ、クロスレールの変形を抑制することができる。よって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、クロスレールの変形に起因するワークの加工精度の低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る門形工作機械は、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ、コラムにクランプすることによる加工精度の低下を抑制できるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１        門形工作機械
２        ベッド
３        テーブル
４        コラム
４ａａａ  溝部
４ａｂ    突起部
４ａｂａ  平面部
５        クロスレール
５Ａ      中央領域
５Ｂ      側部領域
５ａ      正面部
５ａａ    第一曲線部
５ａｂ    第二曲線部
５ｅ      摺動部
６        サドル
７        ラム
８        主軸
９        工具ホルダ
１０      クランプ装置
１１      ピストン
１３      シリンダ
１４      ブレーキシュー（押圧部材）
１５ａ，１５ｂ  シール部材
１６      油圧室
１７      油圧給排ヘッダ
１８      ピン
２０      上下油圧調整装置（油圧給排手段）
２１      タンク
２２      油圧給排管
２２ａ    上部油圧給排部
２２ｂ    下部油圧給排部
２３      ポンプ
２４      ポンプ駆動用モータ
２５ａ，２５ｂ  油圧調整弁
２６      制御装置（ＮＣ）
３０      側部油圧調整装置（油圧給排手段）
３２      油圧給排管
３２ａ    一方の側部油圧給排部
３２ｂ    他方の側部油圧給排部
３５ａ，３５ｂ  油圧調整弁
３６      制御装置（ＮＣ）
３７      レベルセンサ（傾き計測器）
Ｐ１      油圧
Ｐ２１，Ｐ２２  油圧
Ｐ３１，Ｐ３２  油圧
【図１】
2017052043.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017052043.tif 000006
【図５】
2017052043.tif 000007
【図６】
2017052043.tif 000008
【図７】
2017052043.tif 000009
【図８】
2017052043.tif 000010