JPH0373202A - リード加工用刃物台装置及び該刃物台装置を用いたｎｃリード加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、刃物取付スライドを高速で往復運動させる
リード加工用刃物台装置、及び該リード加工用刃物台装
置を用いてＶＴＲ用シリンダにテープ走行時のガイドと
なるリード形状等のリード加工を高速で行うことができ
るＮＣリード加工装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、旋盤による高精度を要求されるリード加工につい
ては、カム倣い方式が知られている。こ・の方式による
と、工作物のリード形状に対応するカムを主軸回転即ち
工作物の回転と同期回転させ、該カムに押付けるカムフ
ォロワがカム形状に率って前後運動をする。その動きを
刃物に伝え、工作物に目的とするリード形状を加工して
いる。しかしながら、カムに追随するカムフォロワの追
随性の問題からリード部を急傾斜なものとしたり、微妙
な傾斜形状にすることは、はとんど不可能であり、また
、カムとカムフォロワとの間に切粉等が侵入すれば、加
工精度が低下し、また旋削加工形状を変更する場合には
、カムを交換しなければならず、例えば、複数種のＶＴ
Ｒのシリンダの製作には、その都度カムを取外し、再装
着して精度合わせを要するという作業者の技能に左右さ
れる問題点を有している。

そこで、周知のＮＣ旋盤を使用して工作物にリード加工
を施す方法が試みられている。該方法によれば、工作物
を取付けた主軸を一定速度で回転させ、要求される工作
物形状に基づき数値化された情報により刃物台に取付け
たバイトを作動させ、可変ねじ切り法で切削加工する方
法である。即ち、工作物に対して等ピッチで右ねじ切り
と左ねじ切りとを行うか、あるピンチで右ねじ切りを行
い、次にピッチを変えて左ねし切りを行って所望の形状
に旋削加工を施している。

更に、例えば、特公昭６２−４３８０１号公報には、円
形断面形状を有する工作物の旋削加工方法及びその装置
が開示されている。この被加工物の旋削加工方法及びそ
の装置を、第１５図を参照して概説する。第１５図に示
す旋削加工装置は、主として、工作物６０を取付けた主
軸６３を有する主軸台６４と、駆動ベルト７１を介して
主軸６３を駆動するスピンドルモータ７２と、ＤＣサー
ボモータにより駆動されるスライダ６１に取付けたバイ
ト６２と、ＮＣ装置とを具備している。該旋削加工装置
は、スピンドルモータ７２が主軸６３の駆動源となるの
はリード加工以外の加工に限られる点、リード加工用駆
動源として低速ＤＣサーボモータ６５を設けた点、及び
主軸６３の回転角検出用のポジションコーダ７０を設け
た点である。ＤＣサーボモータ６５の出力軸６７に歯車
６６を取付け、リード加工時には該歯車６６が主軸６３
に取付けた歯車６８と噛合するように構成されている。

主軸６３に取付けたブー１Ｊ６９はクラソチ内蔵プーリ
であり、リード加工時には主軸６３とスピンドルモータ
７２との接続を解除するように構成されている。一方、
リード加工以外の旋削加工に際しては、該クラッチによ
りプーリ６９及び駆動ベルト７１を介して主軸６３とス
ピンドルモータ７２とが接続され、歯車６８と６６との
噛合は、例えば、歯車６６を垂直方向に移動させるシリ
ンダにより解除される。

また、特開昭６３−２８３８３５号公報には、リニア移
動装置が開示されている。該リニア移動装置は、静圧空
気軸受によりスライド軸に対して非接触状態で支持され
たスライダが、前記スライド軸との間に設けられたりニ
アモータによってスライド軸の軸方向に移動ものであり
、前記リニアモータを構成するコイルが前記スライド軸
の軸方向に設けられると共に、前記コイルと対向するマ
グネットが前記スライダに設けられており、前記静圧空
気軸受に空気を供給する給気路がスライダに形成されて
いるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ＮＣ旋盤を使用して工作物にリード加工
を施す方法によれば、バイトの加速度及び移動速度に限
界があり、工作物を取付けた旋盤主軸の回転速度を高め
ると追従遅れが発生し、このことが工作物の加工形状誤
差となって表れてくる。更に、致命的な欠陥は加工精度
に限界があり、例えば、ＶＴＲのシリンダのリード部に
関して要求されるような数ごクロンの真直度を達成でき
ないことにある。

そこで、本出願人は、先に出願した特願昭６３−３３５
３５７号に開示したリード加工用刃物台装置において、
ＶＴＲに使用されるシリンダ等に施すリード加工を高速
度で行うことができるＮＣリード加工装置に適用するリ
ード加工用刃物台装置を提供した。即ち、該リード加工
用刃物台装置は、工作物と対向する位置にあるテーブル
にサーボモータを取付け、該サーボモータの駆動軸にカ
ップリングを用いることなく、刃物固定スライドを往復
運動可能に取付け、該サーボモータの回転角度に遅れる
ことなく、前記刃物取付スライドを高速往復運動させ、
また、前記刃物取付スライドをエア軸受を介して支持す
ることによって摺動部の摩擦を無くすと共に、スティッ
ク・スリップの発生を防止し、モータ回転角度に対する
前記刃物取付スライドのレスポンスを向上させ、更に、
前記刃物取付スライド及び前記サーボモータの冷却を強
制的に行って発熱を抑制してスムースな作動を達成する
ことができるリード加工用刃物台装置を開示した。

しかしながら、該リード加工用刃物台装置については、
応答性が良く、がた等の発生がなく高速往復動が可能で
、しかも高精度の装置を提供できるが、回転運動を直線
運動に変換するためのボールねし、及びスライドの駆動
軸を支持する軸受を備えているため、工作物に対する加
工精度を上げるため該ボールねじ及び軸受を高精度に構
成する必要が有るが、ボールねじ自体が有している精度
上の問題もあり、軸受等の機械的接触部位が存在すると
、摩耗、発熱等が発生し、加工精度を上げることか困難
となると共に、関連する部品についても高精度のものが
要求されるという問題を有している。

この発明の目的は、上記問題点を解決するものであり、
上記のリード加工用刃物台装置と同様に、ＶＴＲに使用
されるシリンダ等に施すリード加工を高速度で行うこと
ができるＮ　ＣＩＪ−ド加工装置に適用するリード加工
用刃物台装置を提供することであり、更に、サーボモー
タに変えてリニアモータを用いることにより、該リニア
モータの長所を有効に発揮させ、構造を簡単に且つメイ
ンテナンスを容易にできる極めて実用的なリード加工用
刃物台装置を提供するものである。

具体的には、この発明は、工作物と対向する位置にある
テーブルにリニヤモータを取付け、該リニヤモータのロ
ータ軸両端を断面四角形状のスライドとし、一方のスラ
イドに刃物を固定した刃物固定スライドとし、他方のス
ライドを反力物スライドに構成して、該リニヤモータの
直動運動をダイレクトに前記刃物取付スライドを高速往
復運動させ、また、前記刃物取付スライド及び反力物ス
ライドをエア軸受を介して支持することによって摺動部
の摩擦を無くすと共に、スティック・スリップの発生を
防止し、リニヤ直動運動に対する前記刃物取付スライド
のレスポンスを向上させ、更に、前記刃物取付スライド
及び前記リニヤモータの冷却を強制的に行って発熱を抑
制してスムースな作動を達成し、加工精度を向上させる
リード加工用刃物台装置を提供することである。

この発明の別の目的は、上記の課題を解決することであ
り、ＶＴＲに使用されるシリンダ等に施すリード加工を
高速度で行うことができるＮＣリード加工装置を提供す
ることであり、主軸端に設けるクランプ手段に工作物を
正確に保持固定して切削に必要とする回転を工作物に与
え、主軸の回転手段としての主軸台をベルト等を使用し
て外部より駆動する必要がないビルトインモータ式に構
成し、前記主軸台をＮＣ制御されるＸ−Ｚ移動テーブル
上に固定し、主軸端に保持された工作物に回転を与えつ
つ移動させ、工作物とは対向する位置にあるテーブル上
には、工作物の形状に適するバイトを刃物台にセットし
、該刃物台を前記テーブル上に固定し、該刃物台には工
作物に対する切込み量のみの移動を与えて振動の発生を
排除し、高速回転する工作物が前記バイトに接すると、
工作物をリード加工して必要とするリード形状になるよ
うにＮＧ制御し、Ｘ−Ｚテーブルの移動を繰り返し、最
終目的であるリード形状を工作物の外周面に加工するＮ
Ｃリード加工装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を連成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、テーブルに取付けた
固定子と該固定子内を軸方向に移動可能な可動子から成
るリニアモータ、前記可動子の端部延長部に設けたスー
ライド、前記テーブルに取付けたスライドベース、該ス
ライドベースに前記スライドを移動可能に支持するエア
軸受、及び前記スライドに設けた刃物取付部から成るり
一ド加工用刃物台装置に関する。

また、このリード加工用刃物台装置は、前記スライドの
外形を断面四角形状に形成し、加工精度に影響する側の
前記スライドを支持するエア受圧面積を他のエア受圧面
積より大きく形成するように、前記エア軸受のエアを逃
がすエア逃げ溝を前記スライドベースに形成したもので
ある。

更に、このリード加工用刃物台装置は、前記スライドを
前記可動子の両端部延長部に各々設け、一方の前記スラ
イドの前記刃物取付部に刃物を取付け、前記リニアモー
タに設けたエア通路を通じて前記固定子の内周面と前記
可動子の外周面との隙間に冷却エアを送り込むように構
成したものである。

或いは、このリード加工用刃物台装置において、前記ス
ライドと前記スライドベースとの間の前記エア軸受に供
給する冷却エア、前記リニヤモータの前記可動子と前記
固定子間に供給する冷却エア、及び刃物によって加工さ
れる工作物の加工部位に供給する冷却オイルを、冷却装
置によって同一温度に冷却制御するものである。

更に、この発明は、ＮＣｗＩ御されるＸ−Ｚ移動テーブ
ル上に固定され且つ工作物の切削に必要な回転を与える
サーボモータを組み込んだ主軸手段、該主軸手段に設け
た工作物を保持位置決めするクランプ手段、並びに該ク
ランプ手段に保持される工作物と対向する位置に設定さ
れるテーブル、該テーブルに取付けたりニヤモータ、該
リニヤモータの可動子の端部延長部に設けたスライド、
前記テーブルに取付けたスライドベース、前記スライド
を移動可能に前記スライドベースに支持するエア軸受、
及び前記スライドに設けた刃物取付部から成り、前記ス
ライドに取付けた前記刃物は前記主軸手段に保持した前
記工作物の回転角度に対応して往復運動を繰り返すこと
、から成るＮＣリード加工装置に関する。

〔作用〕

この発明は、上記のように構成されており、次のように
作用する。即ち、このリード加工用刃物台装置は、テー
ブルに取付けた固定子と該固定子内を軸方向に移動可能
な可動子から成るリニアモータ、前記可動子の端部延長
部に設けたスライド、前記テーブルに取付けたスライド
ベース、該スライドベースに前記スライドを移動可能に
支持するエア軸受、及び前記スライドに設けた刃物取付
部から構成したので、前記テーブルに取付けた前記リニ
アモータに前記スライドが直結する一体構造であり、前
記リニアモータと前記スライドとの間にボールねし等の
伝達系が介在しておらず、伝達系の機械的接触による発
熱、摩擦等が発生せず加工精度を向上できる。また、前
記スライドが前記リニアモータのリニヤ直動運動と一体
的運動であるので、遅れることなくリニア往復運動させ
ることができ、しかも前記テーブルに取付けた前記スラ
イドベースに前記エア軸受を介して前記スライドを支持
しているので、前記スライドベースと前記スライドとの
間には摩擦、摩耗、発熱等が発生することがなく、ステ
ィックスリンブが発生せず且つがたの発生がなく、工作
物の回転運動と刃物のリニア運動との間の相対的運動に
対してレスポンスを向上でき、高速往復運動が可能にな
る。

また、加工精度に影響する側の前記刃物取付スライドを
支持するエア受圧面積を他のエア受圧面積より大きく形
成するように、エア逃げ溝を前記スライドベースに形成
したので、前記刃物取付スライドのスライド面のシール
を容易に達成できる。

しかも、前記スライドベース又は前記スライドをセラ壽
ンク材でコーティングするか、或いはセラミック材で槽
底しておけば、エア軸受のエア圧が低下した時でも金属
対金属の摺動状態を避けることができ、焼き付き等の発
生を防止できる。

更に、前記固定子の内周面と前記可動子の外周面との隙
間に冷却エアを送り込むので、前記リニアモータのコイ
ルに直接冷却エアを吹き付けることになり、発熱部位を
迅速に且つ確実に冷却することができ、熱による悪影響
の発生を防止できる。

更に、前記エア軸受に供給する冷却エア、前記リニアモ
ータに供給する冷却エア、並びに工作物の加工部位に供
給する冷却オイルを、冷却手段によって同一温度に制御
するので、リード加工用刃物台装置自体に部分的な温度
差が発生することがなく、各部品間での温度差による伸
び縮みが発生せず、工作物に対する加工精度を向上でき
る。

或いは、このリード加工用刃物台装置を用いたＮＣリー
ド加工装置は、切削加工についての一連の動作について
、従来のＮＣ旋盤によるリード加工とほぼ同様であるが
、異なる大きな違いは従来のＮＣ旋盤が高速回転する工
作物に対してバイトを近づけて目的とする形状に工作物
を削るのに対し、この発明によるＮ　ＣＩＪ−ド加工装
置では、バイトに対して切り込みの送りを与える以外は
バイトを定位置に取付けておき、高速回転している工作
物を近づけ、該工作物を加工形状に応じて移動させ、工
作物の外周面にリード加工を行うことができる。また、
一般に、高速で前後移動を繰り返す切削加工刃物台は、
機械の最大欠点である振動等の発生源でもあるが、この
高速Ｎ　ＣＩＪ−ド加工機のリード加工用刃物台装置を
機械本体にテーブルを介して取付けているため、機械的
剛性に優れている。従って、この発明によるＮＣ切削加
工装置では、ガタの要因であるＸ−Ｚ移動スライドが刃
物台にないので、振動等もなくリード加工を高速化し、
精度の向上を計ることができる。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図、第３図、第４図、第５図及び第
６図を参照して、この発明によるリード加工用刃物台装
置の一実施例について説明する。

第１図において、この発明によるリード加工用刃物台装
置が符号２によって全体的に示されている。この発明に
よるリード加工用刃物台装置２は、主として、テーブル
１２に設けた固定子２０と該醪定子２０内を軸方向に移
動可能な可動子２６から成るリニアモータ３、可動子２
６を取付けたスライド連結部材１８に固定したスライド
１７，２５、テーブル１２に固定したスライドベース２
２、スライド１７．２５を移動可能にスライドベース２
２に支持するエア軸受４０、スライド１７に取付けたバ
イトホルダ４２、該バイトホルダ４２に取付は取外し可
能な刃物４、及び他方のスライド２５に取付けたリニア
スケール２１から槽底されており、以下に各槽底につい
て詳述する。

このリード加工用刃物台装置２は、リニアモータ３のリ
ニヤ直動運動を刃物即ちバイト４を取付けた刃物取付用
のスライド１７及びバイト４の取付けとは反対側のスラ
イド２５に往復運動を与える機能を有するものである。

テーブル１２は、例えば、後述のＮ　ＣＩＪ−ド加工装
置に固定式に設置されるものであり、該テーブル１２の
中央部には、ブラケット２９がボルト３７　（第４図参
照）で固定されている。また、テーブル１２の両側には
、スライドベース２２の取付部がテーパプレート２３を
介してボルト等で固定されている。テーパプレート２３
は、テーブル１２に対してスライドベース２２の高さを
調節可能にする機能を有する。

しかも、リニアモータ３とスライドベース２２とは、テ
ーブル１２上で長手方向に直線状に配置されている。

第３図に示すように、ブラケット２９には、該外周部に
ケーシング１９をボルト等で固定し且つ内周部に磁性体
から成る中央磁極３５をボルト等で固定している。ケー
シング１９の内周面には、永久磁石等から成る固定子２
０が嵌合等によって固定されている。この固定子２０の
内周側と中央磁極３５の外周側との間には、往復運動可
能に可動子２６が配置されている。可動子２６の外周面
にはコイル３３が巻き上げられている。従って、可動子
２６のコイル３３は、外周側に配置した固定子２０の磁
石と内周側に配置した中央磁極３５の磁性体との間で発
生する磁界の中に配置されている状態である。それ故に
、可動子２６に電流を流すことによって、可動子２６は
固定子２０と中央磁極３５に対して軸方向にストローク
ＳＴ（第３図参照）往復運動することになり、リニアモ
ータ３を構成することになる。

更に、第３図及び第４図に示すように、可動子２６の一
端部をスライド連結部材１８のフランジ部３８に固定す
る。該スライド連結部材１８に形成したフランジ部３８
の一側面側にバイトホルダ４２を取付けたスライド１７
を連結し、また、フランジ部３８の他側面側は可動子２
６、中央磁極３５及びブラケット２９を貫通して反刃物
側へ伸びている。スライド連結部材１８の反刃物側へ伸
びた端部には、スライド２５が連結されている。

スライド１７及びスライド２５は、エア軸受４０によっ
て両スライドベース２２内を往復運動可能に支持されて
いる。

リニアモータ３において、固定子２０を支持するケーシ
ング１９はブラケット２９に固定されている。このブラ
ケット２９は、テーブル１２に固定され且つ冷却エア導
入口３２及び該冷却エア導入口３２に通じるエア通路３
１を備えている。また、ケーシング１９には、ブラケッ
ト２９のエア通路３１と連通ずるエア通路２Ｂが形成さ
れている。ケーシング１９に固定された固定子２０には
、ケーシング１９のエア通路２８と連通ずるエア通路３
４が形成されている。従って、冷却エア導入口３２から
供給された冷却エアは、エア通路３１．２８、次いでエ
ア通路３４を通って固定子２０と可動子２６の間の隙間
２７に供給され、可動子２６に設けたコイル３３を冷却
する機能を果たす。

従って、リニアモータ３が駆動して可動子２６が高速に
且つ所定の移動距離だけ往復運動したとしても、固定子
２０と可動子２６との隙間２７を十分にエア冷却できる
ので、加熱による問題は生じない。

また、テーブル１２にテーパプレート２３を介して固定
されたスライドベース２２には、スライド１７．２５が
エア軸受４０によって支持されるように構成されている
。刃物取付は側のスライド１７にはバイトホルダ４２側
にあり溝４３　（第１１図参照）が形成され、該あり溝
にバイトホルダ４２に形成したあり４４（第１１図参照
）が嵌合してボルト等で両者は固定されている。従って
、刃物４を取付けたバイトホルダ４２はスライド１７に
対して取付は取外し作業が極めて容易にできるように構
成されている。また、スライド１７には、該スライド１
７の往復移動に対するリミットスイッチ（図示せず）が
設けられている。それ故に、リニアモータ３が駆動する
と、可動子２６が軸方向に往復動し、可動子２６の移動
距離に対応してスライド１７がスライドベース２２に対
してエア支持状態で往復運動を行うことになる。更に、
バイトホルダ４２には、バイト４を２本取付けることも
でき、その場合には、工作物に対してリード加工する場
合に、工作物の異なった面、即ち工作物の回転軸線に対
して平行面と直角面とを切削する時に使い分＆才ること
かできる。

次に、第２図、第５図及び第６図を特に参照して、刃物
取付用スライド１７をスライドベース２２にエア軸受４
０によって支持する構成について説明する。スライド１
７の外周面は断面四角形状に形成されており、また、ス
ライドベース２２の支持面は上記外周面に対応して断面
四角形状に形成されている。第２図で示す形状は、断面
正方形である。スライドベース２ｚは、４つのプレート
、即ち、底面を形成するスライドベース部材４５（第５
図参照）、上面を形成するスライドベース部材４６、両
側面を形成するスライドベース部材４７（第６図参照）
から構成されている。これらのスライドベース部材４５
．４６．４７には、スライドベース２２と刃物取付スラ
イド１７との間にエア軸受４０を構成するため、エア供
給手段（図示せず）から圧縮エアが供給されるエア導入
通路４９がそれぞれ形成されている。スライドベース２
２の内周面となる面、即ちスライドベース部材４５，４
６．４７の内面には、エア導入通路４９が中央部５３で
連通する長手方向に伸びるメインエア導入溝５０、該メ
インエア導入溝５０から分岐する縦方向に伸びる多数の
分岐エア溝５１、該分岐エア溝５１に連通ずる多数のエ
ア溝５２、及び長平方向両端部に形成されたエア逃げ溝
５４゜５５が形成されている。また、上下面に配置され
たスライドベース部材４５．４’６に形成されたそれぞ
れのエア逃げ溝５４間の距ＭＬ＋　は、側面に配置され
たスライドベース部材４７に形成されたそれぞれのエア
逃げ溝５５間の距ＪＡＩＬ！より小さくなるように設定
されている。従って、両側面のスライドベース部材４７
のエア受圧面積は、上下面のスライドベース部材４５．
４６のエア受圧面積より大きく形成されることになる。

それ故に、スライドベース部材４５．４６のエア受圧面
積が大きいことによって、刃物取付用のスライド１７の
両側面を大きな力で受けることができる。ところで、刃
物取付スライド１７にバイト４を取付けたバイトホルダ
４２が固定され、バイト４によって工作物をリード加工
する場合に、側面に配置されたスライドベース部材４７
は、加工精度に影響する方向の面となる。即ち、加工精
度に影響する方向とは、言い換えれば、工作？Ｉ５の回
転中心とバイト４の刃先とを結ぶ半径方向であり、該方
向は加工精度のうち径方向寸法の精度を確保するため、
該方向のバイト４の支持状態を堅固にしなければならな
い。従って、刃物取付スライドを支持する加工精度に影
響する側のエア受圧面積を、他のエア受圧面積より大き
くなるように形成する。

また、刃物取付スライド１７の外周面には、例えば、酸
化アルミニウム等のセラミック材でコーティングを施す
ことが好ましい、場合によっては、スライド１７自体を
セラミック材料で製作することができる。即ち、刃物取
付スライド１７とスライドベース２２とのギヤングは、
５μｍ〜８μｍ程度であり、リート′加工用刃物台装置
の作動中に、エア圧が低下したような場合に、一方の摺
動面をセラミック材で構成しておけば、エア軸受４０の
エア圧が低下した時でも、金属対金属の摺動状態を避け
る構造に構成することによって焼き付き等の現象の発生
するのを防止でき、摺動面の摺動特性を向上できる。

更に、第１０図、第１１図及び第１２図を参照しで、バ
イトホルダ４２に別の刃物４を取付ける場合について説
明する。第１Ｏ図は取付構造の正面図、第１１図は第１
Ｏ図の側面図、及び第１２図は第１０図の平面図である
。上記実施例では、バイトホルダ４２に対して２本のバ
イト４を取付けた場合について説明したが、場合によっ
ては、工作物に対する加工形状によって１本のバイト４
で十分な場合がある。バイトホルダ４２に対して１本の
バイト４を取付ける場合には、工作物を切削する時に、
加工精度に及ぼす影響を最も少なくするように設定でき
る。即ち、バイト４の刃先５６を、リニアモータ３の半
径方向中心軸５７に位置するように設定して取付けるこ
とができる。

また、第１３図を参照して、この発明によるリード加工
用刃物台装′ＩＩＬ２に組み込むことができる冷却装置
の一実施例を説明する。この冷却装置は、スライド１７
．２５とスライドベース２２との間のエア軸受４０に供
給する冷却エア、リニアモータ３におけるブラケット２
９に形成されたエア通路３１、ケーシング１９に形成さ
れたエア通路２８、固定子２０のエア通路３４及び固定
子２０と可動子２６との隙間２７に形成されたエア通路
に供給する冷却エア、並びに刃物４によって加工される
工作物の加工部位に供給される冷却オイルを、同一温度
に冷却するために設けられている。この冷却装置は、リ
ザーブタンク７４、該リザーブタンク７４内のオイルを
冷却するオイルクーラ８０、該リザーブタンク７４から
工作物の加工部位に供給される冷却オイルを供給するた
め作動するオイル供給ポンプ７７、及びエアを冷却する
冷却手段即ち熱交換器８１から構成されている。リザー
ブタンク７４は、熱交換室７５とオイル供給室７６との
２つの室に仕切板９０で分割されている。工作物の加工
部位を冷却して機械部位から回収されたオイルは、戻り
管８７からフィルタ７８を通って熱交換室７５へ流入す
る。回収されたオイルは、熱交換室７５内に配設された
オイルクーラ８０の熱交換器８２によって再び所定の温
度に冷却され、仕切板９０をオーバフローしてオイル供
給室７６に流入される。冷却され且つ清浄されたオイル
は、オイル供給ポンプ７７の作動でオイルパイプ８８を
通り、リード加工装置の工作物の加工部位へ送り込まれ
る。また、冷却エアは、工場に付設されている圧縮空気
源、又はコンプレッサ８６からコントロールパルプ８３
を通じてリザーブタンク７４の熱交換室７５内に設置さ
れた熱交換器８１に送り込まれる０次いで、熱交換器８
１においてオイル対エアの熱交換で冷却されたエアは、
コントロールパルプ８４でエア量を制御されてエア軸受
４０に供給されると共に、コントロールパルプ８５でエ
ア量を制御されてリニアモータ３のエア導入口３２から
エア通路３１に供給され、次いで、該冷却エアはケーシ
ング１９のエア通路２８及び固定子２０のエア通路３４
を通じて固定子２０と可動子２６との隙間２７に導入さ
れ、可動子２６のコイル３３の冷却機能を果たす０図中
、８９はリザーブタンク７４内のオイルを排水するコッ
クを示す。

以上、この発明によるリード加工用刃物台装置の一実施
例について説明したが、この発明は上記実施例に限定さ
れるものではない、この発明によるリード加工用刃物台
装置の別の実施例としては、例えば、第１４図に示すよ
うに構成することもできる。この実施例のリード加工用
刃物台装置と第１図に示すものとを比較すると、この実
施例のものがスライドベース２２を１つ有している点で
相違する以外は同一の構成である。そこで、第１４図で
は第１図における部品と同一の部品には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。このリード加工用刃物台
装置において、テーブル１２にリニアモータ３と１つの
スライドベース２２とを取付ける。この場合に、スライ
ドベース２２におけるエア軸受４０はスライド１７の移
動方向の長さが第１図に示すエア軸受４０に比較して十
分に長く構成されている。エア軸受４０を長く構成する
ことによって、スライド１７の支持を安定させ且つ精度
の低下を防止することができる。或いは、この発明によ
るリード加工用刃物台装置の更に別の実施例として、図
示していないが、第１図に示すリード加工用刃物台装置
ではりニアモータ３の両側にスライドベース２２を配置
したが、該構成に限らず、例えば、リニアモータ３の一
方側に２つのスライドベースをテーブル１２上に配置し
、該各スライドベースによってスライドをエア軸受を介
して支持する構造に構成してもよいものである。

次に、第７図、第８図及び第９図を参照して、この発明
によるＮＣリード加工装置の一実施例について説明する
。このＮ　ＣＩＪ−ド加工装置は、上記のリード加工用
刃物台装置を用いたものである。

第７図はこの発明によるＭ　ＣＩ７−ド加工装置の一実
施例を示す正面図、及び第８図は第７図の平面図である
。このＮＣリード加工装置において、本体機台であるベ
ツド１には、ｘ−Ｚ移動テーブルの一部を構成するＺ軸
移動テーブル９、及び固定式のテーブル１２が取付けら
れている。Ｚ軸移動テーブル９上にはＸ軸移動テーブル
１２が取付けられ、両テーブル９．ｌＯによってＺ軸移
動テーブルが構成されている。２軸移動テーブル９は、
Ｚ軸駆動用サーボモータ８の駆動によってＸ軸方向に移
動させられる。また、Ｘ軸移動テーブル１０は、Ｚ軸移
動テーブル９に取付けられたＸ軸駆動用サーボモータ１
１の駆動によってＸ軸方向に移動させられる。更に、Ｘ
軸移動テーブル１２上に主軸台７が取付けられている。

該主軸台７には、工作物５を切削加工するのに必要な加
工回転を与えるサーボモータ１５が組み込まれている。

このサーボモータ１５については、ＮＣ旋盤として工作
物に旋削加工を行う場合に適している高速回転を行う機
能を有すると共に、上記のＭ　ＣＩＪ−ド加工装置とし
て切削加工を行う場合に適している低速回転を行う機能
を有している。このサーボモータ１５の高速回転又は低
速回転の制御は、ＮＣ装置の指令によって行ってもよく
、又は切換えスイッチによって遠戚してもよい、或いは
、図示していないが、Ｘ軸移動テーブル１０上に、高速
回転用のサーボモータと低速回転用のサーボモータの２
種類のサーボモータを設置してもよいことは勿論である
。また、Ｘ軸移動テーブル１０上の主軸台７のサーボモ
ータ１５によって回転駆動される主軸１６には、工作物
保持用チャックであるクランプ６が設けられている。こ
のクランプ６によって保持される工作物５と対向する位
置には、上記リード加工用刃物台装置２の他、複数の刃
物台１３．１４をセントするテーブル１２がベンド１に
固定されている。刃物台１３．１４は、この装置を一般
のＮＣ旋盤として作動させる場合に利用するものである
。刃物台装置２は、この装置をＮＣリード加工装置とし
て作動させ、工作物５にリード加工を行う場合に利用す
るものである。刃物台装置２は、工作物５に対してリー
ド加工するためのリード加工用刃物台であり、テーブル
１２に取外し可能に取付けられ、工作物５の外周面にリ
ード加工を切削加工するため、工作物５の回転軸線と平
行な方向即ちＺ′力方向往復運動可能である。

刃物台装置２に対するＺ′力方向の往復運動は、テーブ
ル１２に取外し可能に固定したリード加工駆動用リニア
モータ３によって遠戚される。従って、このリード加工
駆動用リニアモータ３は、２′軸移動用リニアモータと
いうこともできる。工作物５に対するリード加工方法は
、前掲特公昭６２−４３８０１号公報に開示されたリー
ド加工方法を適用できるものである。

このＮＣリード加工装置は、上記のように構成されてお
り、次のように作用する。このＮＣリード加工装置は、
特に、ＶＴＲに使用されるシリンダに施すリード加工を
高速度で加工することができ、即ち、主軸１６の端部に
設けたクランプ６に工作物５を正確に且つ堅固に保持固
定し、切削に必要な回転をサーボモータ１５の作動によ
って工作物５に与える。このサーボモータ１５は、主軸
台７をベルト等を使用して外部より駆動する必要かない
ビルトイン式即ち主軸台組込み式に構成したものである
。主軸台７は、ＮＣ＠御されるＸ−Ｚ移動テーブル、即
ち、２軸駆動用サーボモータ８によってＺ軸方向の移動
を制御される２軸移動テーブル９及びＸ軸駆動用サーボ
モータ１１によってＸ軸方向の移動を制御されるＸ軸移
動テーブル１２から成るＸ−Ｚ移動テーブル上に固定し
ている。従って、主軸１６の端部にクランプ６によって
保持された工作物５ば、サーボモータ１５によって回転
が与えられ、且つＺ軸駆動用サーボモータ８及びＸｌ１
ｈＮ動用サーボモータ１１によってＸ軸−Ｚ軸方向に移
動させられる。また、工作物５とは対向する位置にある
テーブル１２上には、工作物５の加工形状に最適な刃物
４を刃物台装置２のバイトホルダ４２にセントし、該刃
物台装置２をテーブル１２上に取付け、高速回転する工
作物５がバイト４に接すると、工作物５を切削して必要
とする加工形状になるようにＮＣ制御し、Ｘ軸移動テー
ブル１０及びＺ軸移動テーブル９はＸ軸−２軸方向の移
動を繰り返し、工作物５に対して最終目的の形状に切削
加工する。リード加工時は、主軸１６に保持される工作
物５のサーボモークＩ５による回転に正比例して、テー
ブル１２に取付けたＺ′軸移動用リニアモータ３を作動
させている。即ち、工作物５が一回転する毎に、Ｚ′軸
移動用リニアモータ３は前進移動と後退移動を一度行っ
ており、そのリニア移動運動と同時に、Ｘ−Ｚ移動テー
ブルであるＺ軸移動テーブル９とＸ軸移動テーブル１０
とは、工作物５が一回転する毎（即ち、リードが１本則
られる毎に）に、第９図に示すように、工作物５側へ数
袷μ曙の切込みで距１ＶＩＩｔずつ移動し、最終端に達
するまでの長さ（工作物５の外周面に底形されるリード
部の長平方向の量即ち長さＬ）まで微動移動を繰り返す
ことになる。

即ち、このＮ　ＣＩＪ−ド加工装置は、リード加工につ
いての一連の動作について、従来のＮＣ！盤による切削
加工とほぼ同様であるが、異なる大きな違いは従来のＮ
Ｃ旋盤が高速回転する工作物に対してバイトを近づけて
目的とする形状に工作物を削るのに対し、この発明によ
るＮＣリード加工装置では、バイトに対して切り込みの
送りを与える以外はバイトを定位置に固定しておき、該
バイトに高速回転している工作物を近づけて該工作物を
工作物加工形状に合わせてＸ軸−２軸方向に移動させて
切削加工を行うことである。

〔発明の効果〕

この発明によるリード加工用刃物台装置及びＮＣリード
加工装置は、上記のように構成されており、次のような
効果を有する。

即ち、このリード加工用刃物台装置は、テーブルに取付
けた固定子と前記固定子内を軸方向に移動可能な可動子
から成るリニアモータ、前記可動子の端部延長部に設け
たスライド、前記テーブルに取付けたスライドベース、
該スライドベースに前記スライドを移動可能に支持する
エア軸受、及び前記スライドに設けた刃物取付部から構
成したので、前記可動子に電流を流すことによって、前
記可動子は前記固定子に対して軸方向に往復運動するこ
とになり、前記リニアモータが構成され、前記スライド
は前記可動子のリニア運動と一体となって往復運動する
ことができる。また、前記リニアモータと前記スライド
との間のリニア運動伝達系にはボールねじ及び軸受等の
機械的接触をするものが介在していないので、摩耗、摩
擦、発熱等が発生することなく、がたが発生しないので
工作物に対するリード加工の精度を大幅に向上できる。

更に、前記スライドは前記テーブルに取付けた前記スラ
イドベースに前記エア軸受を介して往復摺動可能に支持
されているので、摩擦がなく摩耗、発熱が発生すること
がなく、スティックスリップが発生せず、前記リニアモ
ータのリニア運動に対する前記スライドのレスポンスが
向上でき、しかも高速往復運動が可能になる。また、前
記スライド又は前記スライドベースにセラミック材によ
るコーティングを施したり、或いは前記スライド又は前
記スライドベースをセラミック材料で製作すれば、前記
エア軸受のエア圧が低下した時でも、金属対金属の摺動
状態を避けることができ、前記スライドと前記スライド
ベースの間で焼付き等が発生せず、相対的移動部位の耐
焼付き性を向上できる。

また、このリード加工用刃物台装置において、前記スラ
イドの外形を断面四角形状に形成し、また加工精度に影
響する側の前記スライドを支持するエア受圧面積を他の
エア受圧面積より大きく形成するように、前記エア軸受
のエアを逃がすエア逃げ溝を前記スライドベースに形成
したので、前記スライドのスライド面のシールを容易に
達成でき、しかもエア圧が低下した時でも切削反力によ
る焼き付きの発生を防止できる。

更に、このリード加工用刃物台装置において、前記スラ
イドを前記可動子の両端部延長部に各々設け、一方の前
記スライドの前記刃物取付部に刃物を取付け、前記リニ
アモータに設けたエア通路を通じて前記固定子の内周面
と前記可動子の外周面との隙間に冷却エアを送り込むよ
うに構成したので、前記リニアモータの両側で前記スラ
イドをバランス上安定して支持することができ、精度を
低下することなく、信頼性に富んだ支持構造を提供でき
、また、冷却エアは前記リニアモータの前記可動子と前
記固定子との間を流れて前記可動子に設けたコイルを冷
却することができ、しかもエア圧を高く設定しておけば
、前記リニアモータの前記可動子及び前記固定子に対し
て冷却オイル、塵等が浸入することがなく、シール効果
を向上させることができる。

しかも、このリード加工用刃物台装置において前記スラ
イドと前記スライドベースとの間の前記エア軸受に供給
する冷却エア、前記リニヤモータの前記可動子と前記固
定子間に供給する冷却エア、及び刃物によって加工され
る工作物の加工部位に供給する冷却オイルを、冷却装置
によって同一温度に冷却制御するので、前記スライド、
前記スライドベース、前記リニアモータの前記可動子及
び前記固定子を、常に同−状態即ちレベルで温度コント
ロールすることができ、部分的、或いは局部的に温度差
が発生することがなく、各構成部品間に熱膨張差が発生
することがなく、高速の摺動運動でもスムースに達成さ
れ、加工精度を安定させ且つ向上させることができ、製
品の品質の均一性を確保でき信頼性に冨んだものとなる
。

また、このリード加工用刃物台装置を組み込んだＮＣリ
ード加工装置は、ＮＣ制御されるＸ−Ｚ移動テーブル上
に固定され且つ工作物の切削に必要な回転を与えるサー
ボモータを組み込んだ主軸手段、該主軸手段に設けた工
作物を保持位置決めするクランプ手段、並びに該クラン
プ手段に保持される工作物と対向する位置に設定される
テーブル、該テーブルに取付けたりニヤモータ、該リニ
ヤモータの可動子の端部延長部に設けたスライド、前記
テーブルに取付けたスライドベース、前記スライドを移
動可能に前記スライドベースに支持するエア軸受、及び
前記スライドに設けた刃物取付部から成り、前記スライ
ドに取付けた前記刃物は前記主軸手段に保持した前記工
作物の回転角度に対応して往復運動を繰り返すことから
構成されているので、前記リニアモータで往復移動され
る刃物台即ち前記スライドベースの支持構造は機械的剛
性に優れ、各スライド部は工作物側に位置し、スライド
部がバイト側にリニア運動以外にないため、ギャップが
累積することがなく、前記スライドが前後移動する時に
、ガタが発生することがなく、振動等の発生も低減でき
、前記切削加工用刃物台の高速化が可能となる。その結
果、前記スライドの加速度もＬＯＧ前後まで向上できる
。即ち、一般に、高速で前後移動を繰り返す刃物台装置
が機械の最大欠点である振動の発生源でもあるが、この
ＮＣリード加工装置では、前記スライドベースを機械本
体即ちベツドに固定式のテーブルを介して固定し、切削
加工時は、単に工作物に対するリードの加工形状を形成
する送りを前記リニアモータで与えるだけであるため、
機械的剛性に優れている。従って、従来のもののように
、ｘ−ｚ移動テーブル上にリード加工用刃物台を設け、
Ｘ−Ｚ軸の移動の各スライド部のギャップが累積してそ
の分だけ、リード加工用刃物台が前後移動する時に、ガ
タとなり振動が発生していたのに比較して、このＮＣリ
ード加工装置では、ガタの要因であるＸ−Ｚ移動スライ
ド上に刃物台がないので、振動等の発生もなくなり、前
記リード加工用刃物台装置の前記スライドの高速化が可
能となり、振動等によって加工精度が阻害されることが
なく、精度の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるリード加工用刃物台装置の一実
施例を示す断面図、第２図は第１図の側面図、第３図は
第１図の要部の断面図、第４図は第３図の線ｒＶ−１１
／における断面図、第５図及び第６図は第１図のスライ
ドベースを示す内面図、第７図は第１図のリード加工用
刃物台装置を装着したこの発明によるＮＣリード加工装
置の一実施例を示す正面図、第８図は第７図の平面図、
第９図は工作物に対する切削状態を説明する概略図、第
１０図はバイトホルダに別のバイトを取付ける取付構造
を示す正面図、第１１図は第１０図の平面図、第１２図
は第１０図の側面図、第１３図はこの発明によるリード
加工用刃物台装置に付設された冷却手段の一例を示す概
略図、第１４図はこの発明によるリード加工用刃物台装
置の別の実施例を示す断面図、並びに第１５図は従来の
旋削加工装置の一例を示す概略図である。 １−−−−−一ベッド、２−・・・−刃物台装置、３・
−−−−一・リニアモータ、４・−・−バイト、５−−
−一−−工作物、７主軸台、８−・・−・−２軸駆動用
サーボモーク、９２軸移動テーブル、１０・−・−Ｘ軸
移動テーブル、１１−・−一−−−Ｘ軸駆動用サーボモ
ータ、１２−・・・−テーブル、１５−・−・−主軸駆
動用サーボモータ、１６−・・−・主軸、１７．２５・
・−・・スライド、１９−−−−−−ケーシング、２０
−・−−−−一固定子、２２−・−・スライドベース、
２６−・−・・・可動子、２７−−−−−−−−隙間、
２９−−−−−・ブラケット、３５・・−・−・−中央
磁極、４０・−・・−エア軸受、４２−−−−バイトホ
ルダ、４５　、　４６　、　４７−−−−−−スライド
ベース部材、２８，３１，３４．４９・・−・−エア通
路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）テーブルに取付けた固定子と該固定子内を軸方向
   に移動可能な可動子から成るリニアモータ、前記可動子
   の端部延長部に設けたスライド、前記テーブルに取付け
   たスライドベース、該スライドベースに前記スライドを
   移動可能に支持するエア軸受、及び前記スライドに設け
   た刃物取付部から成るリード加工用刃物台装置。
2. （２）前記スライドの外形を断面四角形状に形成し、加
   工精度に影響する側の前記スライドを支持するエア受圧
   面積を他のエア受圧面積より大きく形成するように、前
   記エア軸受のエアを逃がすエア逃げ溝を前記スライドベ
   ースに形成した請求項１に記載のリード加工用刃物台装
   置。
3. （３）前記スライドを前記可動子の両端部延長部に各々
   設け、一方の前記スライドの前記刃物取付部に刃物を取
   付け、前記リニアモータに設けたエア通路を通じて前記
   固定子の内周面と前記可動子の外周面との隙間に冷却エ
   アを送り込むように構成した請求項１に記載のリード加
   工用刃物台装置。
4. （４）前記スライドと前記スライドベースとの間の前記
   エア軸受に供給する冷却エア、前記リニヤモータの前記
   可動子と前記固定子間に供給する冷却エア、及び刃物に
   よって加工される工作物の加工部位に供給する冷却オイ
   ルを、冷却装置によって同一温度に冷却制御する請求項
   １に記載のリード加工用刃物台装置。
5. （５）ＮＣ制御されるＸ−Ｚ移動テーブル上に固定され
   且つ工作物の切削に必要な回転を与えるサーボモータを
   組み込んだ主軸手段、該主軸手段に設けた工作物を保持
   位置決めするクランプ手段、並びに該クランプ手段に保
   持される工作物と対向する位置に設定したテーブル、該
   テーブルに取付けたリニヤモータ、該リニヤモータの可
   動子の端部延長部に設けたスライド、前記テーブルに取
   付けたスライドベース、該スライドベースに前記スライ
   ドを移動可能に支持するエア軸受、及び前記スライドに
   設けた刃物取付部から成り、前記スライドに取付けた前
   記刃物は前記主軸手段に保持した前記工作物の回転角度
   に対応して往復運動を繰り返すこと、から成るＮＣリー
   ド加工装置。