JPS6374540A - 取付け装置 - 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】 この発明は、取付は装置、特に高い剛性を有し、精密工
作殿械及びＭ１測上（ＩＩｌｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌ　
）の用途に適した取付け＠置に関するものである。

従来の工作曙械は、例えば、ベース又はワークヘッド、
ポスト及び工具ブラケット等の３又は４つのカンチレバ
から構成されている。例えば、垂直軸グラインダ、ドリ
ル及び水平軸旋盤等である。

この種構造では所要の剛性を得るために、構成部材の断
面積を大きくすることが必要である。

我々は、４面体の取付は構造を採用することにより、剛
性を改善すると共に、熱感受性及びその他の不安定力を
低減できることを見出した。

この発明の取付は装置は、６本のロッド条部材ＩよＩｉ
゛ のそれぞれの端部を剛に接続しｆ（面体構造を形成する
と共に、取付は手段が剛部材を上記ロッド条部材の同一
平面にない３本に固着して構成されていることを特徴と
するものである。

ロッド状部材、例えばパー、ロッド又はチューブから構
成される構造は、若し全ての頂点が真直ぐな部材で接続
されているならば、頂点間に作用する引張り又は圧縮応
力により、変形したり、歪んだりすることはない。（真
直ぐな部材の比較的小さな圧縮、引張り弾性変形により
、僅かな変形が生ずるだけである）。このように直接に
接続された部材無しでは、頂点は回転を受けるようにな
り（ビンジヨイントの場合）、若し剛に接続されている
場合には、真直ぐな部材が曲げられるようになる。３次
元のフレームを形成するのに最低必要な４つのジヨイン
トを有する４面体構造は、変形モードがほとんど無い。

４面体構造は、それぞれの頂点が接続される真直ぐな部
材で構成される。

４面体構造はビンジヨイントで構成できるので、振動が
伝達されないように、部材を非連結にすることができる
。それ故、撮動を個々の部材内に限定することができる
。撮動に対する感受性は、構成部材の基本振動数を最大
にすることにより低減することができる。これは、アス
ペクト比（直径又は幅に対する長さの比）の小さい部材
を用いることにより、また管状材の場合には最適な肉厚
とするにことにより達成できる。管状材の内部空間は、
次の２つの方法により、振動に対する感受性を低減する
のに利用できる。管状部材の基本振動数を調整する、調
整可能な張力ロット、スクリュウ機構を内蔵させる方法
。管状部材の基本振動数と異なる基本振動数を有するロ
ッドを内蔵させるい。

かくして、構成部材は、相互の励起を最小にし、また不
安定源の広がりを最小に遮断するように調整することが
できる。

正（正多面体）４面体構造は、構造の物理的及び機械的
特性（剛性、振動感応、熱特性）に好影響を及ぼすよう
に、全ての部材を寸法的、物理的また機械的にほぼ同じ
にして構成することができる。

正４面体は、本質的に４つの軸に対して対称であるが、
一般的な適用に対しては、３角形面に対し、この面に含
まれない頂点を通る法線軸に対して対称であれば十分で
ある。以下、この軸を機械主軸といい、これに対しノル
マルな面をベースという。

本質的に軸対称の４面体４１１造では、熱のインプット
は均質で、構造的の変形は生ぜず、ただ予測可能な寸法
増だけが生ずる。対称になっているので、全ての構成部
材が同じ熱膨張率、熱感受性を有するならば、互いに隣
接しているが直接接続されていない２点く例えば、工具
とワークピース）間の相対位置は、温度変化が有っても
変わらない。

それ故、４面体取付は装置では、温度補償が自動的にな
される６　（これは、ワークピースと機械の材質が同じ
場合、又は試料が取付は装置に対しワークピースの加工
面に位置している場合には厳密に正しい。しかし、現実
には、前者の場合でも、完全な補償からのずれは橿めて
小さい。）例えば、回転運動、直線運動、ワークピース
、工具等の要素を４面体構造に特に問題を生ずることな
く付加することができ、場合によっては効果的でさえあ
る。例えば、作業空間内で、機械軸に対して対称に、機
械ベースに平行し且つ３つの直立部材に（その中心に）
対称に固定されたブラケットの付加である。このブリッ
ジは、該ブリッジの３つの直立部材が剪断を受けること
がないので、ジヨイント部で回転されることがない。こ
のブラケット／ブリッジを３つの直立部材の中心に固定
することにより、有効高さを低くし、直立部材の基本振
動数を増加して、これらの静的、動的剛性を高める。

同様に、ベースに対し対称に取付けられたブラケット／
ブリッジは、少なくとも１つの面内で剛性を高める。こ
の剛性は、他の面内で部材の中心に他の部材を付加する
ことにより、更に高められる。そして、これらは殿械の
作業空間を侵害することなく行うことができる。かくて
、４面体構造の特性は、軸対称の付属物の付加により阻
害されることはない。構造部材に内蔵される引張り／圧
縮調整手段は、構造体の基本振動数等に対する付加物０
ｆｆｉの影響をバランスさせるのにも利用される。

「実流例」 以下本発明の１実施例を図面により説明する。

４面体取付は装置には、６本のＯラド状部材１ａ〜１ｆ
が含まれている。各部材は、外筒２ａ〜２ｆに引張りロ
ッド３ａ〜３ｆを内蔵して構成されている。４面体構造
の各頂点には中空球４ａ〜４ｄがある。８球はそれぞれ
１対の半球５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄにより構成されてい
る。半球相互はボルト７により接続されている。８球は
３本のロッド状部材の外筒に当接し、ボルト８を引張り
ロッドにねじ込むことにより外筒に固定されている。ベ
ースから離れたロッド状部材にホルダ９が取付けられて
いる。ホルダ（よロッド状部材にスペーサ１１を介して
ボルト１０により固定されている。取付けは、運動学的
でないので、大きな剛性を有する。ホルダには、機械主
軸１３と同軸の孔１２があけられている。、この孔に、
空気軸受スピンドル１５及びグラインダ１６を有する駆
動軸１４が通っている。ベースのロッド状部材に滑り台
１７が取付けられている。この滑り台はワークピースホ
ルダ１８を有し、グラインダ１６の下に位置するワーク
ピース１９に直線運動を与えるようになっている。滑り
台は孔２０を有し、その肉厚が他の構成部材の肉厚と同
じになるようにしである。ベースから離れた中空球に、
駆動軸が貫通する孔２１があれられている。

引張りロッドの端部は頂点法に当接していない。

こうして、ロッドの撮動数を外筒２ａ〜２ｆの共振振動
数と異なるように、ボルト８により調整できるようにし
である。

引張りロッドと外筒との間に、クーロン摩擦減衰を生じ
させる粘性液をいれてもよい。

全ての構成部材は、熱感応率を同じにするために、同じ
熱膨張率を有する材料で、同じ断面積を有することが望
ましい。

ロッド状部材は、残りの３本とほぼ同じ寸法であること
が望ましい。２つのグループのロッド状部材は必ずしも
同じ寸法である必要はない。このような場合には、正他
面体よりむしろ２等辺になる。

礪械加工、その他の作業は歪みの影響を最小にするため
、機械主軸の近くでなされることが望ましい。

滑り台は他の形式でもよい。直線運８１り台及び試料台
は、滑り台の摩擦中心で駆動手段に接続されることが望
ましい。

４面体構造の頂点に球を取付けることは必ずしも必要で
はない。十分な静的剛性が傳られる溶接接続又はビンジ
ヨイントからなる剛ヒンジでもよい。

ベースのロッド状部材の下側に他の管をねじ止め、又は
固定することにより、更に剛性を高めるようにしてもよ
い、更に、接続部に振動減衰機構を組込むことが望まし
い。

取付は装ごは工作機械への適用に限定されない。

高い剛性が必要である、例えば表面計測等にも適用でき
る。

また、例えば、補助構造の取付けを容易にできるように
する場合には、４面体構造にわずかな挫折を認めてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械用の４面体取付は装置の１部を切り欠
いた平面図、第２図は第１図の矢印Ａで示す方向の正面
図、第３図は第１図の矢印Ｂで示す方向の側面図、第４
図は第１図のＣＣ線に沿う断面図、第５図は取付は部の
詳細断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ６本のロッド状部材のそれぞれの端部を剛に接続してほ
   ぼ４面体構造を形成すると共に、取付け手段が剛部材を
   上記ロッド状部材の同一平面にない３本に固着して構成
   されていることを特徴とする取付け装置。