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工作機械 こうさくきかい machine tool

翻訳|machine tool

7件 の用語解説(工作機械の意味・用語解説を検索)

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

工作機械
こうさくきかい
machine tool

広義には,素材を所要の形状,寸法に加工する機械類すべて (切削工作機械塑性加工機械) を意味する。現在では,機能の細分化とともに狭義に用いられ,主として金属素材を切削工具によって切削して不要の部分を取除き,所要の形状につくり上げる機械類をさす。

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朝日新聞掲載「キーワード」の解説

工作機械

機械をつくる機械で「マザーマシン」と呼ばれる。あらゆる工業製品の生産を支え、景気動向によって需要が大きく変動する。日本工作機械工業会によると、2009年の国内メーカーの受注総額は、前年比68.4%減の4118億円と大幅に悪化。リーマン・ショック後の09年1~3月期の下げ幅は、前年同期比84.6%にも達した。

(2010-04-04 朝日新聞 朝刊 東海経済)

出典|朝日新聞掲載「キーワード」
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デジタル大辞泉の解説

こうさく‐きかい【工作機械】

切削・研削などにより、金属その他の材料を有用な形に加工する機械。旋盤・ボール盤フライス盤など。

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百科事典マイペディアの解説

工作機械【こうさくきかい】

広義にはせん断,鍛造,圧延などの金属加工機械や木工機械を含めることもあるが,普通は切削研削などの方法で金属その他の材料を有用な形に加工する機械をいう。工具と工作物との間に,回転または直線運動による主運動,新しい部分の加工に移るための送り運動,仕上り寸法を決める位置決め運動の3種の相対運動を行わせて加工する。
→関連項目万能工作機械ブローチ盤

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世界大百科事典 第2版の解説

こうさくきかい【工作機械 machine tool】

鉄,アルミニウムプラスチックなど各種の工業用材料を,その素材,または半素材の状態から,必要な形状と寸法,精度および表面品位をもつ部品に加工する機械。ただし,現在では木材や石材を加工するものを除くのがふつうである。〈近代工業国家とは,工作機械と兵器を自製できる国〉とまでいわれるように,近代工業国の基盤として重要な機械であり,各種の機械,電気機器,化学装置などを構成する部品を作ることから〈機械を作る機械〉,あるいは〈母なる機械〉ともいわれる。

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大辞林 第三版の解説

こうさくきかい【工作機械】

切削・研削・研磨などの各工程において、材料を所定の寸法・形状に加工する機械。

出典|三省堂
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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

工作機械
こうさくきかい
machine tool

鋳造・鍛造・圧延などによってつくられた機械部品や素材を加工して完成品にするために使用する機械。除去加工法の基本というべき切削加工研削加工などにより、削りくずを出しながら金属その他の材料を加工し、所定の形につくりあげる機械である。工作物と工具の回転運動や直進運動を組み合わせて、両者に相対運動を与え、必要な形状を創成する機能を有している。昔から「機械をつくる機械」といわれ、機械工業の基礎をなしている。字義からすれば、鍛造・圧延・プレス・剪断(せんだん)などの加工機械も含まれるが、それらは、除去加工を行わないので、一般には工作機械とよばない。[中山秀太郎・清水伸二]

工作機械の歴史


古代の工作機械
粘土をこねて茶碗(ちゃわん)をつくったり、木から丸棒を削り出す作業は古くから行われ、すでにエジプトの壁画にも、工作機械の一種といえるろくろが描かれている。日本でも7、8世紀にはろくろが使われていた。東大寺建立のときに使用されたろくろは、回転軸に掛けた綱を引いて回す人と、刃物を持って木を削る人とが作業する二人びきろくろであった。ろくろはやがて車輪と回転軸にベルトを掛けて回転させる大車仕掛けろくろ、あるいは足踏み式ろくろへと改良された。
 13世紀を過ぎるころ、ヨーロッパで簡単な動力旋盤が使われるようになった。天井にたわみやすい木の枝の一端を固定し、他の端につけた綱を回転軸に巻き付けて綱の先を踏み板につなぐ。踏み板を踏むことで綱は往復運動をし、回転軸に固定した加工物を回転させ、刃物を手で押し付けて加工するのである。たわみ板の英語lathが旋盤latheの語源となった。
 その後、時計師をはじめとする機械技術者たちが、それぞれ独自のくふうをして小形の卓上用旋盤を自作し、小物の細工用として普及するようになった。[中山秀太郎]
工作機械の幕開き
18世紀の後半、紡績機械・織物機械などの発明や改良が相次いで行われ、イギリス産業革命の幕が開かれた。ジェームズ・ワットによる蒸気機関の発明によって産業革命の進行はさらに拍車をかけられた。強力な蒸気機関が工場の動力として使用されるようになると、機械は強度の弱い木製から金属製へと変わらざるをえない。金属製、おもに鉄製の機械をつくるには鉄を加工する機械が必要である。1797年、イギリスのヘンリー・モーズリーは、今日の旋盤の原型となる新しい旋盤を製作した。ベッドの長さ3フィート(約91センチメートル)、スライドレスト(送り台)付きの全金属製で、丸棒だけでなくねじを切ることもできた。刃物はねじによって左右に動くスライドレストに固定され、主軸を回転させると歯車によって親ねじが回り、親ねじにかみ合っているスライドレストも動くようになっている。刃物を手で持つ必要がなく、旋盤の主軸を回転させれば刃物は自動的に左右に動くので、手による加減の必要がない。スライドレスト付き旋盤の完成で、機械が熟練工の手よりも早く正確に仕事をするようになり、機械製造事業の飛躍が促進された。ジョン・ワイアットとルイス・ポールの紡績機械の改良に始まり、ワットの蒸気機関の強力な動力で発展したイギリスの産業革命は、モーズリーの旋盤の発明で完成されたといってもよい。[中山秀太郎]
工作機械の完成期
ワットの蒸気機関のシリンダーはジョン・ウィルキンソンの中ぐり盤でつくられた。1843年に建造された世界最初の外航鉄製スクリュー船グレート・ブリテン号のエンジンで駆動される車軸はナスミスの蒸気ハンマーで鍛造された。1850年代になるとイギリスのジョセフ・ホイットワースは、旋盤、ボール盤、平削り盤、形削り盤、立て削り盤、ねじ切り、歯切盤など多種類の工作機械の製造販売を開始した。
 1818年アメリカのイーライ・ホイットニーは、製造を引き受けたマスケット銃の部品に互換性をもたせることを企図した。大量生産の部品がどの銃にもあうためには、熟練労働者でなくても同じ規格の製品がつくれる精度の高い機械が必要である。刃物(フライス)を回転させ、被加工物をテーブルの上で前後左右に動かしながら平面を削り出すフライス盤がそのために開発された。1853年にはアメリカのロビンス・ローレンス社でも銃器生産用としてフライス盤を製作している。1855年にアメリカのブラウン・シャープ社の創立者ジョゼフ・ロジャーズ・ブラウンが製造した最初の万能フライス盤は、その後の工作機械に大きな影響を与えた。
 銃の機構部分は互換性のある部品を製作できたが、銃床のような不規則な形は手作業であった。1820年に、アメリカのブランチャードThomas Blanchard(1788―1864)が同じ形の木製の銃床をつくる機械を発明し、完全に互換性のある銃が製作できるようになった。この機械は、摩擦車を、できあがっている銃床に沿って動かすと、同一軸に取り付けられた切削車が摩擦車と同じ動きをして木片を切削してゆき、同型の銃床をつくりだした。ブランチャードはこの機械を靴や帽子の型、車のスポークなども製作できるように改良し、さらにパンタグラフをつけて、模型の寸法を拡大・縮小して切削車を動かすようにくふうした。こうしてならい盤がつくられたのである。
 1845年、コネティカット州ミルフォードのフィッチStephen Fitchは、アメリカ軍の銃器製作用として、刃物台に8個の刃物を取り付けることのできる横型のタレット旋盤を製作した。同じころ、アメリカのコルトSamuel Colt(1814―1862)の工場でもロビンス・ローレンス社のストーンHenry Stoneが考案したタレット旋盤が使われだした。1870年には、コルトの弟子のスペンサーChristopher Miner Spencer(1833―1922)が自動タレット旋盤を発明した。
 1864年、砥石で刃物を研ぐ作業を機械化した研削盤がつくられた。最初はミシンに使用する針の仕上げ用として、旋盤の送り台にバイトのかわりに砥石を取り付けて使用されていた。その後1875年に、ブラウン・シャープ社が万能研削盤を製作、さらに同社のノートンCharles Norton(1851―1942)が円筒研削盤を開発し応用範囲を広めた。[中山秀太郎]
自動化時代
工作機械の種類が増加し、性能も向上して加工精度もよくなり、手作業のほとんどが機械化された。しかし、材料や工具の取付け、切削速度や送りの選定などには人手が必要で、工作機械1台に作業員1人を配置しなければならなかった。だが、大量生産とともに作業の単一化が進み、専用機械も出現して取扱いが簡単になり、熟練度があまり必要でなくなった。加工物の運搬にもコンベヤーが使われるようになり、いくつかの専用機をコンベヤーで結び付けて、さらに人手を省くことが発想された。その結果登場したのが、工作機械の作業台(ベッド)をコンベヤーのように移動させるトランスファーマシンである。最初のトランスファーマシンはシリンダー・ブロック加工用に、イギリスのモーリス自動車会社で使用された。加工機械53種をつないでベッドが移動し、21人の作業員が1時間に15組のシリンダー・ブロックを加工することができた。1947年、アメリカのフォード自動車会社は、さらに改良を加えた高性能のトランスファーマシンを開発した。素材から完成までを一貫して行うこの機械は急速に世界中に広まり、オートメーションのきっかけをつくった。[中山秀太郎]
コンピュータリゼーション
電子工学の発達に伴い、1947年ごろ、アメリカのパーソンズJohn T. Parsons(1913―2007)により、各軸に制御パルスを発生させ、必要な輪郭形状をつくりだすことにより工作機械の各軸を制御する方法が考案された。これが、数値制御(Numerical Control:NC)の始まりといわれている。その後、開発の舞台は、マサチューセッツ工科大学(MIT)に移り、1952年にNCフライス盤として完成した。当初は、加工のために必要な工具の経路や速度などの加工情報を数値情報として、制御装置に入力していたことから、数値制御とよばれた。しかしながら、最近では、マイクロプロセッサーの進歩とともにNC装置にコンピュータ機能が搭載されるようになり、すべての指令を数値情報として与えなくても、簡単な指令情報を入力するだけで、内部の演算機能により複雑な工作物を加工するための数値指令情報を発生できるようになった。そこで、NC装置のことをCNC(Computerized NC)装置とよぶこともある。最近のNC装置は、複数のマイクロプロセッサーを搭載しており、より複雑形状の加工を、より高精度で高速に行えるようになっている。さらに、情報通信技術の進展によりイーサネット通信機能が組み込まれ、多数の工作機械を同時に管理することができるため、工作機械を核として、より高度な生産システムが構築可能になっている。[清水伸二]

工作機械の種類

工作機械は、機械をつくる機械ともよばれ、世の中に存在するあらゆる製品を直接的、あるいは間接的につくりだすため、その用途は広く、各種各様の工作機械が存在している。JIS(日本工業規格)では、これら工作機械を可能な加工作業を基に分類している。これらには、旋削加工作業を行う旋盤、穴あけ加工作業を行うボール盤、中ぐり加工作業を行う中ぐり盤、フライス加工作業を行うフライス盤、研削加工作業を行う研削盤、ラッピングや超仕上げのように表面仕上げを行う表面仕上げ機械をはじめとして、歯切盤および歯車仕上げ機械、平削り盤・形削り盤・立て削り盤、ブローチ盤、切断機(金切鋸盤)、多機能工作機械、特殊加工機械、その他の工作機械などがある。これら各工作機械には、それぞれ構造形態の異なるものが存在し、たとえば、旋盤だけでも、普通旋盤、自動旋盤、タレット旋盤、正面旋盤、車輪旋盤、クランク軸旋盤などと、多数のものが存在している。[清水伸二]
工作機械の分類
以上のような工作機械は、大きくは、工作物関連、加工機能関連、構造形態関連、基本仕様関連をもとに分類され、カタログなどで工作機械の名称として使われることもある。このような分類から、各工作機械がどのような必要性から生まれてきたものかなども理解できる。
 工作物関連では、加工時の工作物の運動と形状により分類できる。工作物の運動からは、工作物が回転するかしないかで分類できる。工作物が回転する機械としては、旋盤、円筒研削盤などがあり、工作物形状は、円筒状あるいは、円筒棒状のものが多い。工作物が回転しない機械としては、ボール盤、フライス盤、中ぐり盤、平面研削盤などがある。工作物形状は、直方体、板状のものが多い。工作物が回転する場合と、しない場合の両者に対応できるものとして、多機能工作機械であるターニングセンターやマシニングセンターを基本とした複合加工工作機械があげられる。
 加工機能関連としては、可能な加工面形状、先にあげた加工作業、加工エネルギーからの分類が可能である。加工面形状としては、旋盤、円筒研削盤のように円筒外面を加工する機械、フライス盤、平面研削盤のように平面を加工する機械、ボール盤や中ぐり盤のように穴を加工する機械、歯切盤や歯車研削盤などのように歯面などの特定形状面を加工する機械がある。
 加工エネルギーとしては、機械的、熱的、化学的、電気化学的、それらを複合化したものに分類できる。前述の機械は、ほとんど機械的なものであるが、特殊加工機に分類される。熱的なものとして、放電加工機、レーザー加工機など、化学的なものとして、化学加工機や化学研磨加工機など、電気化学的なものとして電解加工機などが存在している。
 構造形態関連としては、機械のサイズ、基本構造形態、工具・工作物の運動形態の組合せによる分類が可能である。機械のサイズとしては、超小形工作機械(マイクロ工作機械)、卓上工作機械、小形工作機械、普通形工作機械(通常は、普通形をつけない)、大形工作機械、超大形工作機械などがあり、たとえば、小形旋盤などとよぶ。基本構造形態としては、立て形、横形、門形などの本体の構造形態、双頭、多頭などの主軸頭の数、単軸、多軸など、主軸の数など、同じ旋盤でも、構造形態により、各種のものが存在している。たとえば、立て旋盤、多軸自動盤などとよぶ。工具・工作物の運動形態では、同じ機械でも、回転、直進、回転/直進、停止という各運動形態の組合せにより、各種のものが存在している。
 基本仕様関連としては、加工可能精度、生産性、制御方式、加工可能な工作物の多様性などにより、分類が可能である。精度からは、(普通精度)工作機械(とくに普通精度とはいわない)、(高)精密工作機械、超精密工作機械等が存在している。たとえば、精密旋盤、超精密旋盤などとよばれる。
 生産性としては、普通工作機械、高速工作機械、超高速工作機械などが存在している。制御方式では、手動式、カムやリンクによる機械制御式、油圧制御式、数値制御式などがある。日本で生産される工作機械の9割が数値制御工作機械となっている。
 加工可能な工作物の多様性としては、汎用工作機械、単能工作機械、専用工作機械などが存在している。汎用工作機械は、多様な部品加工に対応可能なようにつくられている一般の工作機械である。単能工作機械は、一度機械をある工作物用にセットすると、単能的に同じ加工を継続して行える機械で自動旋盤(自動盤)がこれにあたる。専用工作機械は、機械自体がクランク軸加工用、カム加工用、車輪加工用とその加工対象が限定されている工作機械で、車輪旋盤などが、それにあたる。[清水伸二]
『窪田雅男著『工作機械――機械をつくる機械』(1970・日本経済新聞社) ▽清水伸二著『初歩から学ぶ工作機械――共通な基本構造と仕組みがわかる』新版(2011・大河出版) ▽ニュースダイジェスト社編・刊『はじめての工作機械』改訂17版(2012)』

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世界大百科事典内の工作機械の言及

【機械】より

…18世紀には織物機械における飛杼(とびひ)の発明を契機として紡績機械の開発が次々に行われ,それがさらに織機の改良をもたらすなど繊維機械が新しい展開をとげて機械工業の成立(いわゆる産業革命)を見た。この作業機械の開発は動力需要を喚起して蒸気機関を新たな原動機として発達させるとともに,工作機械の発達をもたらしたのであった。蒸気機関は燃料の燃焼による熱機関であって,平地でも風のない所でも使えて工場立地を容易にし,畜力にくらべてコストを下げるのに貢献した。…

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