JP2000503909A - スピンドル支持型高速工作機械の論理構造体及びスピンドル支持型高速工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿ったスピンドルを支持する滑筒（１００）の移動（矢印Ｘ、Ｙ，Ｚ）を可能にする論理構造体に関する。本発明によれば、駆動ポストＰ１の諭理構造体は、鉛直盤（３００）のＸ軸に沿った横方向の滑動（矢印Ｘ）を可能にする、平行で水平な１対の横方向レール（２１０、２２０）を設けた鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に設けた支持枠（２００）からなる骨組みで構成され、鉛直盤（３００）の両側は、芯受台（４００）のＹ軸方向の滑動（矢印Ｙ）を可能にする、横方向レール（２１０、２２０）に対して垂直に設けられた、一対の鉛直方向レール（３１０、３２０）で縁取りされている。芯受台を、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸に沿った縦方向で水平に移動（矢印Ｚ）するスピンドル支持滑筒（１００）が貫通している。

Description

【発明の詳細な説明】 スピンドル支持型高速工作機械の論理構造体 及びスピンドル支持型高速工作機械 本発明は工作機械の分野に係り、特に加工手段を支持する滑筒の３軸Ｘ、Ｙ、 Ｚに沿った高速移動を最良の条件で可能とするスピンドル支持型高速工作機械の 諭理構造体及びスピンドル支持型高速工作機械に関する。 工作機械における加工片の高速加工は、一般に、工具の移動手段である滑筒の 先端に取り付けた回転工具によって行なわれ、滑筒自体は３軸に沿って可動に取 り付けられている。その内の２つの軸Ｘ、Ｙは加工片の加工面に平行な面Ｐ(ｘ ，ｙ)内にあり、第３の軸Ｚは加工片の加工面に垂直な面Ｐ(ｘ，ｚ)内にある。 以下の記載の理解を容易にするため、加工片の加工面は、高速加工分野の工作 機械の大部分がそうであるように、鉛直と仮定する。すなわち、２つの軸Ｘ、Ｙ の面Ｐ(ｘ，ｙ)は鉛直と仮定し、第３の軸Ｚの面Ｐ(ｘ，ｚ)は水平とする。 高速工作機械は、一般に、３つの主要な作業ポスト、すなわち、 −滑筒の先端で回転駆動され、加工片に加工を加える工具を有する、本来の意味 の加工ポスト、 −加工ポストの背後にあって、滑筒をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させ、先端に取り付 けられた工具を回転運動させる手段を構成する駆動ポスト、及び −加工片の種々の加工段階を設定し、実行するために予め作成された指令プログ ラムに従って駆動ポストを制御する制御ポスト を含んでいる。 このような工作機械の諭理構造体は、滑筒の移動を３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿っ て直線的に交互に案内するレールから構成され、駆動ポストの周辺に構築されて いる。このような従来のレールは、 −Ｘ軸に沿った滑筒の横方向の水平移動を可能にする水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内の平行 な２本の案内レール、 −Ｘ軸に垂直でＹ軸に沿った滑筒の鉛直移動を可能にする鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内の 平行な２本の案内レール、及び −Ｘ軸及びＹ軸に垂直でＺ軸に沿った滑筒の縦方向の水平移動を可能にする、横 方向の案内レールに垂直な水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内の平行な２本の案内レール からなる。 本明細書においては、滑筒の横方向移動Ｘ及び縦方向移動Ｚは、それぞれ工作 機械に向かって左右方向の移動、及び前後方向の移動とする。３つの作業ポスト は、縦方向に配置されている。 工作機械の分野における従来の構成においては、工具の移動手段は、一般にモ ータと、モータの回転運動を直線運動に変換するベルトまたは歯車とによって駆 動される。また、工作機械の占有面積はメーカの主要関心事ではないから、工具 カセット、モータ、等を含む工作機械の構成要素が嵩張ったり、それらの重量が 大きい場合には、据付場所を適宜に設定するので、３軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って移動 手段を移動させる論理構造体の構成が問題となることはなかった。 このような機械の新しい概念として、Ｘ軸に沿った移動（矢印Ｘ）を可能にす る水平な２本のレールが鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に互いに上下に平行に設けられた機 械が提案されている。ヨーロッパ特許第０ ６１４ ７２４号またはドイツ特許第 ３７ ０４ ９５２号に記載された工作機械においては、 −Ｘ軸に沿って滑筒を横方向に水平移動（矢印Ｘ）させることを可能にする、鉛 直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた横方向の２本の案内レール、 −Ｘ軸に垂直なＹ軸に沿って滑筒を鉛直方向に移動（矢印Ｙ）させることを可能 にする、同じく鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられたな２本の案内レール、 及び、 −Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸に沿って滑筒を縦方向に水平に移動（矢印Ｚ）させ ることを可能にする、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内に平行に設けられた２本の縦方向の 案内レール、 を含む諭理構造体が提案されている。 このような諭理構造体の主要な問題点は、滑筒のＺ軸に沿った移動（矢印Ｚ） が、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後のどちらか一方の側のみに制限されることである。 米国特許第４ ７５２ １６０号には、Ｘ軸に沿って制御ポストの両側に並べら れた工具を、一方の作業ポストから他方の作業ポストヘ２つの軸Ｘ，Ｙに沿って 移動することが可能な、互いに他に対して垂直に設けられた３対のレールが開示 されている。しかしながら、Ｚ軸に沿った工具の移動はＸ方向のレールの中央部 分においてのみ許され、制御ポストに対向しているそのレールの部分は、Ｚ軸に 沿って制御ポストに向かって、Ｘ軸の切り離すことができる長さ部分においての み工具を移動させるために、残りの長さに対して切り離すことができるように取 り付けられている。 本出願人は、高速工作機械の骨組みの諭理構造体の新しい概念の研究を行なっ た。この論理構造体は、従来の工作機械の概念に特殊な判断基準を適用して、軽 くて迅速な移動手段に適合させるものである。このため、本発明には、新規な判 断基準が内包されており、これによって、３つの移動軸Ｘ、Ｙ，Ｚに沿って移動 手段を平行移動させる案内レールの好ましい構成の採用による高速加工機械への 適合を含む、新しい利点が生じる。 本発明においては、高速加工の目的に適合するための、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内に 平行に設けられ、一方では、Ｚ軸に沿って移動手段を水平に移動させることを可 能にする２本の縦方向レールが鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後の両側に亘って、移動手 段の重心が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近いように設けられ、他方では、Ｙ軸に沿っ た移動手段の滑動を可能にするため、２本の鉛直方向レールが同じ鉛直面Ｐ(ｘ ，ｙ)内に平行に設けられており、さらに、Ｘ軸に沿った移動手段の滑動を可能 にするため、２本の横方向レールが鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられたこと を特徴とする、特殊な諭理構造体を採用して、３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った移動 手段の移動を可能にする工作機械が考えられた。 ３つの移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿ったこれらの３対の案内レールの新規な配列は、 多くのの利点をもたらし、それらの利点には、 −諭理構造体の堅牢さの著しい増加、 −鉛直面に対する可動構成品（滑筒、芯受台（後述）等、可動の構成品をいう） の接近、 −各レール等の支持部材の軽量化の可能性、 −等々、……… がある。 その上、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内にあり、Z軸に沿った滑筒（移動手段）の縦方向 の水平移動を可能とする、平行な縦方向の２本の縦方向レールは、鉛直面Ｐ(ｘ ，ｙ)の前後の両側に亘って配置されており、可動構成品の重心がＺ軸上で鉛直 面Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近い所にあるようにすることが可能である。 本発明のこの論理構造体によって、スピンドル支持型高速工作機械の新しい着 想に至ることが可能になる。この工作機械は、このため、中心部に開口を有する 支持枠からなる骨組みで構成されており、支持枠には１対の平行な横方向レール が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に作られており、中央部に開口を有する鉛直盤が１対の横 方向レールを滑動して、横方向レールの間でかつＸ軸に沿って横方向に水平運動 可能となっている。鉛直盤の両側は、一対の横方向レールに垂直に取り付けられ た一対の平行な鉛直方向レールで縁取りされており、芯受台が鉛直方向レールの 上を滑動して、鉛直方向レールの間でかつＹ軸に沿って鉛直運動可能となってい る。芯受台は、本発明の主要な特徴によれば、一対の横方向レール及び一対の鉛 直方向レールの双方に垂直に設けられた、一対の縦方向レールで縁取りされてお り、鉛直盤の前後両側に亘る滑筒の縦方向滑動（矢印Ｚ）を可能にするために、 縦方向レールの間でかつＺ軸に沿って水平運動（矢印Ｚ）可能となっている。こ の機械の特徴とする構成によれば、 −機械の右または左に出入口を設けること、 −複数の機械を横に並べること、 −８００ｍｍのピッチのトランスファー・ユニットの中の機械の一体化を可能に する、１６００ｍｍオーダの、幅の少ない占有面積を占めること、 −等々、 を可能とする、対称な一般的な配置の実現が可能となる。 本発明の好ましい実施の態様によれば、鉛直方向レール及び縦方向レールをそ れぞれ支持する鉛直盤及び芯受台はアルミニュウムで形成する。これによって、 可動構成品の軽さと可動構造物全体の強度との間の良好なバランスを保ちながら 、可動構成品の高加速度を得ることを可能になる。 さらに、この工作機械の諭理構造体の３つの軸x、Ｙ、Ｚに沿った種々の手段 の移動を案内する３対のレール（横方向レール、鉛直方向レール、縦方向レール ）の特殊な構造様式は、移動手段を交互に直線的に移動させるために、回転モー タに代えてリニアモータを採用するのに特に適している。この場合、各レールと 対応するリニアモータとを高密度に配置することが可能である。 本発明の他の１つの目的は、高速加工時において工具保持位置を常時正確に維 持するために、温度変化に起因する構成部材の膨張及び収縮を最小限度内に制限 することである。 以上、新規と考えられる本発明の主要な面を基礎的な形で開示したが、本発明 の詳細は、本発明の基本的な概念に基づくスピンドル支持型高速工作機械の好ま しい実施の態様に関する以下の記載及び付図を参照することにより、一層良く理 解されるであろう。付図中、 図１は、鉛直面に設置した加工片を加工するスピンドル支持型高速工作機械の 斜視図である。 図２は、カバーを取り外した、スピンドル支持型高速工作機械の駆動ポストの 一部分解斜視図である。 図３は、駆動ポストの側面図である。 図４は、論理構造体に温度変化を制限する手段を設けたスピンドル支持型高速 工作機械の斜視図である。 図１に示すように、高速工作機械（全体をＭで表す）の駆動ポストＰ１は、加 工片を加工するために回転駆動される工具（図示省略）を有する加工ポストＰ２ と、加工片の色々な加工段階を設定し、実行するために予め作成された指令プロ グラムに従って駆動ポストを制御する制御ポストＰ３との間に置かれている。 図２に示す駆動ポストＰ１は、動作に必要な種々の手段、特に先端に取り付け た工具を回転駆動し、滑筒１００を交互に直線的に移動（双方向矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ ）する手段である論理構造体を明確に示すため、カバーを取り外して示す。 本発明によれば、駆動ポストＰ１の論理構造体は、駆動ポストＰ１の骨組みを 形成する支持枠２００（図３の図面に部分的に現われている）からなる。支持枠 ２００は、骨組みを通り抜ける支持枠開口２３０の端を構成する、水平で平行な ２本の横方向レール２１０、２２０を支持する、２つの横方向主桁２１０ａ、２ ２０ａからなる。２つの横方向レール２１０、２２０は、本発明の基本的な概念 によって、鉛直盤３００をＸ軸で示す横方向の水平運動（双方向矢印Ｘによって 記号化されている）をするように滑動させるため、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に設置され ている。別の支持枠を形成する鉛直盤３００には、支持枠開口２３０と連通し、 鉛直盤３００を通り抜ける鉛直盤開口３３０が設けられており、鉛直方向の平行 な１対の鉛直方向レール３１０、３２０を支持する２つの立枠３１０ａ、３２０ ａが横側の端を構成している。鉛直盤３００の１対の鉛直方向レール３１０、３ ２０は、芯受台４００をＹ軸で示す鉛直運動（双方向矢印Ｙによって記号化され ている）をするように滑動させるため、支持枠２００の一対の横方向レール２１ ０、２２０に対して垂直に設置されている。このようにして、芯受台４００は２ つの方向に鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の中で移動することができ、その一方（矢印Ｘ）は 支持枠２００に固定された横方向レール２１０、２２０に沿った鉛直盤３００の 可動性によって可能となり、他方（矢印Ｙ）は鉛直盤３００に取り付けられた鉛 直方向レール３１０、３２０に沿った芯受台４００の可動性によって可能となる 。 更に、芯受台４００の内部には、スピンドルを支持する滑筒１００を懸架し、 芯受台４００を補強する、水平な２本の縦方向レール４１０、４２０が設けられ ている。滑筒１００は、縦方向レール４１０、４２０に懸架され、芯受台４００ の中を貫通して、Ｚ軸によって示す縦方向に水平運動（双方向矢印Ｚ）するよう に滑動する。 本発明の構成上の特徴は、図３に示すように、芯受台４００を、それぞれ支持 枠２００及び鉛直盤３００の中央部に設けた支持枠開口２３０、鉛直盤開口３３ ０の中に置き、滑筒１００が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後両側に亘ってＺ軸に沿って 移動できるようにしたことにある。これにより、滑筒１００を、可動構成品、す なわち、滑筒１００と芯受台４００と鉛直盤３００が、２対の横方向レール２１ ０、２２０と鉛直方向レール３１０、３２０によって範囲が限定された鉛直面Ｐ (ｘ，ｙ)に対して最も接近した配置状態で、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚが表わす３つの方向 に運動可能にすることができる。 本発明の他の１つの目的は、鉛直盤３００及び芯受台４００をアルミニュウム で作ることにある。これによって、可動構成品全体の十分な丈夫さを保ちながら 、２つの可動構成品、鉛直盤３００と芯受台４００の軽量化が可能となる。 本発明の他の１つの目的は、可動構成品の運動を最良の条件で可能にするため 、適切に構成された（移動方向毎に１つまたは２つの）リニアモータを使って可 動構成品を種々、交互に直線的に移動（矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ）させることにある。 例えば、鉛直盤３００は好ましくは、下の横方向レール２１０の個所で、下の 横方向主桁２１０ａの上に設置された唯１つのリニアモータ５００を使って横方 向レール２１０、２２０に沿って動作（矢印Ｘ）させる。横方向レール２１０、 ２２０は固定の支持枠２００に固定されているから、Ｘ軸に沿った移動を与える のに１つのモータで十分である。案内の役をする上の横方向レール２２０は、好 ましくは、横方向レール２２０の鋼と鉛直盤３００のアルミニュウムとの間の温 度による変位差が許容されるように、支持枠２００の上の横方向主桁２２０ａの 上に端末が変位可能なように取り付ける。 芯受台４００は、鉛直盤３００の鉛直方向レール３１０、３２０に沿って、鉛 直盤開口３３０の両側に鉛直盤３００の２本の立枠３２０ａ、３２０ｂに対向し て取り付けた２つのリニアモータ５００を使って移動（矢印Ｙ）させる。芯受台 ４００のＹ軸に沿って上昇する運動を容易にするため、芯受台４００、滑筒１０ ０及びスピンドルを含む可動構成品の重力との釣合いを取る平衡ジャッキ３４０ （図３参照）を、鉛直盤３００の上部の桁の取付部３５０（図２参照）に取り付 ける。 最後に、滑筒１００は、芯受台４００の縦方向レール４１０、４２０に沿って 滑筒１００を挟んで対向して縦方向レール４１０、４２０の下に設けた２つのリ ニアモータ５００を使って移動（矢印Ｚ）させる。このようにすることによって 、滑筒１００の中心軸Ｚ上における重心移動と、推力の合成力、及び滑筒１００ の先端の回転工具の推力の合成力について、磁気的牽引力及び熱的な変形を補償 することができる。その上、本発明の構成の特徴によれば、縦方向レール４１０ 、４２０及び芯受台４００に取り付けたリニアモータ５００の２次ブロック５１ ０は芯受台４００の全長に亘って設けられており、他方、滑り溝１１０、１２０ 及 び滑筒１００に取り付けたリニアモータ５００の１次ブロック５２０は滑筒１０ ０の後半部１００ａの範囲内のみに設けられている。このため、リニアモータの 有効長が一定の片持梁構造が構成されるという利点がある。すなわち、縦方向レ ール４１０、４２０及びリニアモータ５００をこのように構成することにより、 縦方向レール４１０、４２０の所でのリニアモータの負荷は常に同じになる。滑 筒のコースに比例して漸進的に長さが変わる片持梁を有する他の装置の場合には リニアモータの有効長を数値化することが難しく、したがって加工精度の質に反 映する。 図４に示すように、滑筒１００の前半部１００ｂは駆動手段そのものであり、 この駆動手段は滑筒１００の移動に従って移動し、加工ポストＰ２と駆動ポスト Ｐ１との仕切りである鉛直な入れ子式仕切り板６００を貫通している。加工ポス トＰ２の中で移動する滑筒１００の前半部１００ｂが駆動手段であるので、加工 ポストＰ２における滑筒１００の占有体積を小さくすることができる。従って、 例えば加工片、加工片支持具、工具マガジン等の関連物品により大きなスペース を設けることが可能になる。また、駆動ポストＰ１内には駆動手段が無いので、 削り屑、冷却液、削り屑排出液体等の汚染物質が、汚染に敏感なリニアモータ等 に接触することを避けることが可能である。 本願発明においては、滑筒１００の前半部１００ｂは円筒形状にし、入れ子式 仕切り板６００に設けた円形の開口６１０を貫通させる。こうすることにより、 入れ子式仕切り板６００と滑筒１００の間に設けることが必要なシールの構造を 簡単化することができる。したがって、本発明の特に有利な実施の態様において は、相対的に滑動する滑筒１００と入れ子式仕切り板６００との間は、円形の滑 り継手（図示省略。）によってシールする。 本発明の目的である論理構造体は、対称かつ鉛直に設けるので、構造強度を最 適にし、装置全体を堅牢にすることができるという利点がある。また、論理構造 体が外部の熱の影響を受けないように、論理構造体の回りに、互いに結合された １組の板７００からなる熱保護容器を設ける。温度変化は加工精度に有害な影響 を及ぼすので、ミクロン・オーダの精度が要求される高速工作機械の仕様を満た すためには、論理構造体を構成する材料の僅かな熱変形をも避けるために、装置 の周辺からの熱を遮断するべきである。 本発明の好ましい実施の態様によれば、熱保護容器を形成する板７００は、板 ７００の熱量吸収を低下させて温度変化を制限するため、光を最大限に反射する 白色のペンキで外側表面を塗装する。 望ましくは、構造物の内部部材に関連する温度変化や、熱保護容器の熱絶縁容 量を越える温度条件を緩和するため、熱保護容器の内部に、温度を一定に保持す るための熱量加除手段（図示省略）を設ける。 以上記載され、図示された実施の態様は、限定のためではなく、開示のために 記載され、図示されたものである。種々の変更、修正、改善を、最も広い面及び 精神で理解される本発明の枠を越えることなく、以上記載された例に加えること ができることはいうまでもない。 本明細書の最初に述べたように、加工片の加工面は水平に設置することが可能 であり、この場合、２つの軸Ｘ、Ｙの面Ｐ(ｘ，ｙ)は水平であり第３の軸Ｚの面 Ｐ(ｘ，ｚ)は鉛直となる。この形式の場合には、鉛直に可動の滑筒の重力を釣合 わせる処置が取られる。 図面の一層良い理解を可能とするために、引用番号の表がその説明と共に以下 に挙げられる。 Ｍ …………スピンドル支持型高速工作機械 Ｐ１ …………駆動ポスト Ｐ２ …………加工ポスト Ｐ３ …………制御ポスト １００ …………滑筒（移動手段） １００ａ …………後半部 １００ｂ …………前半部 １１０，１２０ …………滑り溝 ２００ …………支持枠 ２１０ａ，２２０ａ …………横方向主桁 ２１０，２２０ …………横方向レール ２３０ …………支持枠開口支持枠の開口 ３００ …………鉛直盤 ３１０ａ，３２０ａ …………立枠 ３１０，３２０ …………直方向レール ３３０ …………鉛直盤開口 ３４０ …………平衡ジャッキ ３５０ …………取付部 ４００ …………芯受台 ４１０，４２０ …………方向レール ５００ …………リニアモータ ５１０ …………２次ブロック ５２０ …………1次ブロック ６００ …………入れ子式仕切り板 ６１０ …………入れ子式仕切り板の開口 ７００ …………板 矢印Ｘ …………Ｘ軸に沿った運動 矢印Ｙ …………Ｙ軸に沿った運動 矢印Ｚ …………Ｚ軸に沿った運動

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年３月５日（１９９８．３．５） 【補正内容】 明細書 スピンドル支持型高速工作機械の論理構造体 及びスピンドル支持型高速工作機械 本発明は工作機械の分野に係り、特に加工手段を支持する滑筒の３軸Ｘ、Ｙ、 Ｚに沿った高速移動を最良の条件で可能とするスピンドル支持型高速工作機械の 論理構造体及びスピンドル支持型高速工作機械に関する。 工作機械における加工片の高速加工は、一般に、工具の移動手段である滑筒の 先端に取り付けた回転工具によって行なわれ、滑筒自体は３軸に沿って可動に取 り付けられている。その内の２つの軸Ｘ、Ｙは加工片の加工面に平行な面Ｐ(ｘ ，ｙ)内にあり、第３の軸Ｚは加工片の加工面に垂直な面Ｐ(ｘ，ｚ)内にある。 以下の記載の理解を容易にするため、加工片の加工面は、高速加工分野の工作 機械の大部分がそうであるように、鉛直と仮定する。すなわち、２つの軸Ｘ、Ｙ の面Ｐ(ｘ，ｙ)は鉛直と仮定し、第３の軸Ｚの面Ｐ(ｘ，ｚ)は水平とする。 高速工作機械は、一般に、３つの主要な作業ポスト、すなわち、 −滑筒の先端で回転駆動され、加工片に加工を加える工具を有する、本来の意味 の加工ポスト、 −加工ポストの背後にあって、滑筒をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させ、先端に取り付 けられた工具を回転運動させる手段を構成する駆動ポスト、及び −加工片の種々の加工段階を設定し、実行するために予め作成された指令プログ ラムに従って駆動ポストを制御する制御ポスト を含んでいる。 このような工作機械の論理構造体は、滑筒の移動を３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿っ て直線的に交互に案内するレールから構成され、駆動ポストの周辺に構築されて いる。このような従来のレールは、 −Ｘ軸に沿った滑筒の横方向の水平移動を可能にする水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内の平行 な２本の案内レール、 −Ｘ軸に垂直でＹ軸に沿った滑筒の鉛直移動を可能にする鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内の 平行な２本の案内レール、及び −Ｘ軸及びＹ軸に垂直でＺ軸に沿った滑筒の縦方向の水平移動を可能にする、横 方向の案内レールに垂直な水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内の平行な２本の案内レール からなる。 本明細書においては、滑筒の横方向移動Ｘ及び縦方向移動Ｚは、それぞれ工作 機械に向かって左右方向の移動、及び前後方向の移動とする。３つの作業ポスト は、縦方向に配置されている。 工作機械の分野における従来の構成においては、工具の移動手段は、一般にモ ータと、モータの回転運動を直線運動に変換するベルトまたは歯車とによって駆 動される。また、工作機械の占有面積はメーカの主要関心事ではないから、工具 カセット、モータ、等を含む工作機械の構成要素が嵩張ったり、それらの重量が 大きい場合には、据付場所を適宜に設定するので、３軸Ｘ、Ｙ，Ｚに沿って移動 手段を移動させる論理構造体の構成が問題となることはなかった。 このような機械の新しい概念として、Ｘ軸に沿った移動（矢印Ｘ）を可能にす る水平な２本のレールが、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に互いに上下に平行に設けられた 工作機械が提案されている。ヨーロッパ特許第０ ６１４ ７２４号またはドイツ 特許第３７ ０４ ９５２号に記載された工作機械においては、 −Ｘ軸に沿って滑筒を横方向に水平移動（矢印Ｘ）させることを可能にする、鉛 直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた横方向の２本の案内レール、 −Ｘ軸に垂直なＹ軸に沿って滑筒を鉛直方向に移動（矢印Ｙ）させることを可能 にする、同じく鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられたな２本の案内レール、 を含む論理構造体が提案されている。 これらの２つの論理構造体のうちで、ヨーロッパ特許に記載された論理構造体 は、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に垂直、すなわちＺ軸に沿って、工具を動かすことを可能 にするレールまたは滑り溝は有しておらず、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に垂直な往復運動 は片持ちの保持具によって行われる。 また、ドイツ特許第３７ ０４ ９５２号によって提案されている論理構造体は 、Ｚ軸に沿った工具の運動を提案しているが、以下に記す複数の理由から、高速 加 工に特に適した方法ではない。すなわち、一方では、工具はＺ軸に沿った入れ子 式のアームの先端に取り付けられており、この入れ子式のアームは、特に加工ス トロークが大である場合に使用される。これは、通常の工具とその駆動に使用す るのが容易な手段であり、工具を支持する電動スピンドルの駆動には、その重量 が大（かつ片持支持）であり、かつ、その運動に適合した油圧系統や電気系統の 接続が困難であり、それらを接続するためにはストロークを短くする必要がある 。他方では、この入れ子式のアームは、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の一方の側のみでしか Ｚ方向の運動を行うことができず、論理構造体の空間内に入ることはないので、 結果として、そのような論理構造体を使用する工作機械全体の体積を増加させる ことになる。 以上述た２つの論理構造体間の他の１つの相異点は、ヨーロッパ特許第０ ６ １４ ７２４号に提案されている諭理構造体においては、滑筒を２つの軸Ｘ、Ｙ に沿って移動させ、片持ちの保持具を軸Ｚに沿って移動させるのに、リニアモー タを使用している点である。リニアモータは、今日の加工に要求される迅速で正 確な運動に特に適しているが、該ヨーロッパ特許の論理構造体の滑筒はＺ軸に対 して固定であり、リニアモータを使って滑筒に対して移動させるのは片持ちの保 持具である。滑筒がＺ軸上を運動しないことは、工作機械にとって特に制約とな る。 米国特許第４ ７５２ １６０号には、Ｘ軸に沿って制御ポストの両側に並べら れた工具を、一方の作業ポストから他方の作業ポストヘ２つの軸Ｘ、Ｙに沿って 移動させることが可能な、互いに他に対して垂直に設けられた３対のレールが開 示されている。 該米国特許においては、工具の移動は図示された実施の態様にしたがって２つ の方法で可能である。すなわち、工具を保持し、Ｙ軸に沿った移動を可能にする 論理構造体は、制御ポストに面している中央部分のみが移動可能であり、該中央 部分は、Ｚ軸に沿って制御ポストに対して工具を移動させるために、残りの長さ 部分から取り外ずすことができるように取り付けられているが、工具を移動でき るのはの取り外ずすことができるＸ軸方向の長さ部分のみである。他方、工具を 保持する滑筒は、滑筒がその上を滑動する滑り溝を用いて、滑筒に連結されたモ ータによって動かされるボールナット方式の螺子装置によって駆動され、Ｚ軸に 沿って移動する。 この米国特許には、３軸での工具の移動を可能にする運動学的論理構造体が提 案されているが、以下のような複数の不都合を有している。すなわち、 −その論理構造体は、Ｙ軸およびＺ軸に沿った運動が可能なように、４つの滑り 溝の上を確実に案内するが、これらの４つの滑り溝には、論理構造体がそれら の２つの運動を可能にするために、平行６面体形の幾何学形状が要求され、こ のため、論理構造体の重量が大になり、体積が増加する。運動手段としてボー ルナット方式の螺子装置を使用するため、機械の作動不良を防止し、精度を得 るためには、多数の案内手段が必要になる。 −また、運動手段としてボールナット方式の螺子装置を使用すると、論理構造体 の重量が増すという不都合の他にも、高速加工に固有のニーズにも応え得なく なるという不都合がある。すなわち、加工時における種々の運動（工具自体の 駆動または工具の位置の移動）は非常に高速でなければならず、論理構造体の 重量が大きい場合には高速運動は不可能であ。更に、ボールナット方式の螺子 装置での駆動では、今日の加工に必要とされる精度を常に維持することは難し い。 本出願人は、高速工作機械の骨組みの論理構造体の新しい概念の研究を行なっ た。この論理構造体は、従来の工作機械の概念に特殊な判断基準を適用して、軽 くて迅速な移動手段に適合させるものである。このため、本発明には、新規な判 断基準が内包されており、これによって、３つの移動軸Ｘ、Ｙ，Ｚに沿って移動 手段を平行移動させる案内レールの好ましい構成の採用による高速加工機械への 適合を含む、新しい利点が生じる。 本発明においては、高速加工の目的に適合するための、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内に 平行に設けられ、一方では、Ｚ軸に沿って移動手段を水平に移動させることを可 能にする２本の縦方向レールが鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後の両側に亘って、移動手 段の重心が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近いように設けられ、他方では、Ｙ軸に沿っ た移動手段の滑動を可能にするため、２本の鉛直方向レールが同じ鉛直面Ｐ(ｘ ，ｙ)内に平行に設けられており、さらに、Ｘ軸に沿った移動手段の滑動を可能 に するため、２本の横方向レールが鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられたことを 特徴とする、特殊な論理構造体を採用して、３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った移動手 段の移動を可能にする工作機械が考えられた。 ３つの移動軸Ｘ、Ｙ，Ｚに沿ったこれらの３対の案内レールの新規な配列は、 多くのの利点をもたらし、それらの利点には、 −論理構造体の堅牢さの著しい増加、 −鉛直面に対する可動構成品（滑筒、芯受台（後述）等、可動の構成品をいう） の接近、 −各レール等の支持部材の軽量化の可能性、 −等々、……… がある。 その上、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内にあり、Z軸に沿った滑筒（移動手段）の縦方向 の水平移動を可能とする、平行な縦方向の２本の縦方向レールは、鉛直面Ｐ(ｘ ，ｙ)の前後の両側に亘って配置されており、可動構成品の重心がZ軸上で鉛直面 Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近い所にあるようにすることが可能である。 本発明のこの諭理構造体によって、スピンドル支持型高速工作機械の新しい着 想に至ることが可能になる。この工作機械は、このため、中心部に開口を有する 支持枠からなる骨組みで構成されており、支持枠には１対の平行な横方向レール が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に作られており、中央部に開口を有する鉛直盤が１対の横 方向レールを滑動して、横方向レールの間でかつＸ軸に沿って横方向に水平運動 可能となっている。鉛直盤の両側は、一対の横方向レールに垂直に取り付けられ た一対の平行な鉛直方向レールで縁取りされており、芯受台が鉛直方向レールの 上を滑動して、鉛直方向レールの間でかつＹ軸に沿って鉛直運動可能となってい る。芯受台は、本発明の主要な特徴によれば、一対の横方向レール及び一対の鉛 直方向レールの双方に垂直に設けられた、一対の縦方向レールで縁取りされてお り、鉛直盤の前後両側に亘る滑筒の縦方向滑動（矢印Ｚ）を可能にするために、 縦方向レールの間でかつＺ軸に沿って水平運動（矢印Ｚ）可能となっている。こ の機械の特徴とする構成によれば、 −機械の右または左に出入口を設けること、 −複数の機械を横に並べること、 −８００ｍｍのピッチのトランスファー・ユニットの中の機械の一体化を可能に する、１６００ｍｍオーダの、幅の少ない占有面積を占めること、 −等々、 を可能とする、対称な一般的な配置の実現が可能となる。 本発明の好ましい実施の態様によれば、鉛直方向レール及び縦方向レールをそ れぞれ支持する鉛直盤及び芯受台はアルミニュウムで形成する。これによって、 可動構成品の軽さと可動構造物全体の強度との間の良好なバランスを保ちながら 、可動構成品の高加速度を得ることを可能になる。 さらに、この工作機械の論理構造体の３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った種々の手段 の移動を案内する３対のレール（横方向レール、鉛直方向レール、縦方向レール ）の特殊な構造様式は、移動手段を交互に直線的に移動させるために、回転モー タに代えてリニアモータを採用するのに特に適している。この場合、各レールと 対応するリニアモータとを高密度に配置することが可能である。 本発明の他の１つの目的は、高速加工時において工具保持位置を常時正確に維 持するために、温度変化に起因する構成部材の膨張及び収縮を最小限度内に制限 することである。 以上、新規と考えられる本発明の主要な面を基礎的な形で開示したが、本発明 の詳細は、本発明の基本的な概念に基づくスピンドル支持型高速工作機械の好ま しい実施の態様に関する以下の記載及び付図を参照することにより、一層良く理 解されるであろう。付図中、 図１は、鉛直面に設置した加工片を加工するスピンドル支持型高速工作機械の 斜視図である。 図２は、カバーを取り外した、スピンドル支持型高速工作機械の駆動ポストの 一部分解斜視図である。 図３は、駆動ポストの側面図である。 図４は、論理構造体に温度変化を制限する手段を設けたスピンドル支持型高速 工作機械の斜視図である。 図１に示すように、高速工作機械（全体をＭで表す）の駆動ポストＰ１は、加 工片を加工するために回転駆動される工具（図示省略）を有する加エポストＰ２ と、加工片の色々な加工段階を設定し、実行するために予め作成された指令プロ グラムに従って駆動ポストを制御する制御ポストＰ３との間に置かれている。 図２に示す駆動ポストＰ１は、動作に必要な種々の手段、特に先端に取り付け た工具を回転駆動し、滑筒１００を交互に直線的に移動（双方向矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ ）する手段である諭理構造体を明確に示すため、カバーを取り外して示す。 本発明によれば、駆動ポストＰ１の論理構造体は、駆動ポストＰ１の骨組みを 形成する支持枠２００（図３の図面に部分的に現われている）からなる。支持枠 ２００は、骨組みを通り抜ける支持枠開口２３０の端を構成する、水平で平行な ２本の横方向レール２１０、２２０を支持する、２つの横方向主桁２１０ａ、２ ２０ａからなる。２つの横方向レール２１０、２２０は、本発明の基本的な概念 によって、鉛直盤３００をＸ軸で示す横方向の水平運動（双方向矢印Ｘによって 記号化されている）をするように滑動させるため、鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に設置され ている。別の支持枠を形成する鉛直盤３００には、支持枠開口２３０と連通し、 鉛直盤３００を通り抜ける鉛直盤開口３３０が設けられており、鉛直方向の平行 な１対の鉛直方向レール３１０、３２０を支持する２つの立枠３１０ａ、３２０ ａが横側の端を構成している。鉛直盤３００の１対の鉛直方向レール３１０、３ ２０は、芯受台４００をＹ軸で示す鉛直運動（双方向矢印Ｙによって記号化され ている）をするように滑動させるため、支持枠２００の一対の横方向レール２１ ０、２２０に対して垂直に設置されている。このようにして、芯受台４００は２ つの方向に鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の中で移動することができ、その一方（矢印Ｘ）は 支持枠２００に固定された横方向レール２１０、２２０に沿った鉛直盤３００の 可動性によって可能となり、他方（矢印Ｙ）は鉛直盤３００に取リ付けられた鉛 直方向レール３１０、３２０に沿った芯受台４００の可動性によって可能となる 。 更に、芯受台４００の内部には、スピンドルを支持する滑筒１００を懸架し、 芯受台４００を補強する、水平な２本の縦方向レール４１０、４２０が設けられ ている。滑筒１００は、縦方向レール４１０、４２０に懸架され、芯受台４００ の中を貫通して、Ｚ軸によって示す縦方向に水平運動（双方向矢印Ｚ）するよう に滑動する。 本発明の構成上の特徴は、図３に示すように、芯受台４００を、それぞれ支持 枠２００及び鉛直盤３００の中央部に設けた支持枠開口２３０、鉛直盤開口３３ ０の中に置き、滑筒１００が鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後両側に亘ってＺ軸に沿って 移動できるようにしたことにある。これにより、滑筒１００を、可動構成品、す なわち、滑筒１００と芯受台４００と鉛直盤３００が、２対の横方向レール２１ ０、２２０と鉛直方向レール３１０、３２０によって範囲が限定された鉛直面Ｐ (ｘ，ｙ)に対して最も接近した配置状態で、矢印Ｘ、Ｙ，Ｚが表わす３つの方向 に運動可能にすることができる。 本発明の他の１つの目的は、鉛直盤３００及び芯受台４００をアルミニュウム で作ることにある。これによって、可動構成品全体の十分な丈夫さを保ちながら 、２つの可動構成品、鉛直盤３００と芯受台４００の軽量化が可能となる。 本発明の他の１つの目的は、可動構成品の運動を最良の条件で可能にするため 、適切に構成された（移動方向毎に１つまたは２つの）リニアモータを使って可 動構成品を種々、交互に直線的に移動（矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ、させることにある。 例えば、鉛直盤３００は好ましくは、下の横方向レール２１０の個所で、下の 横方向主桁２１０ａの上に設置された唯１つのリニアモータ５００を使って横方 向レール２１０、２２０に沿って動作（矢印Ｘ）させる。横方向レール２１０、 ２２０は固定の支持枠２００に固定されているから、Ｘ軸に沿った移動を与える のに１つのモータで十分である。案内の役をする上の横方向レール２２０は、好 ましくは、横方向レール２２０の鋼と鉛直盤３００のアルミニュウムとの間の温 度による変位差が許容されるように、支持枠２００の上の横方向主桁２２０ａの 上に端末が変位可能なように取り付ける。 芯受台４００は、鉛直盤３００の鉛直方向レール３１０、３２０に沿って、鉛 直盤開口３３０の両側に鉛直盤３００の２本の立枠３２０ａ、３２０ｂに対向し て取り付けた２つのリニアモータ５００を使って移動（矢印Ｙ）させる。芯受台 ４００のＹ軸に沿って上昇する運動を容易にするため、芯受台４００、滑筒１０ ０及びスピンドルを含む可動構成品の重力との釣合いを取る平衡ジャッキ３４０ （図３参照）を、鉛直盤３００の上部の桁の取付部３５０（図２参照）に 取り付ける。 最後に、滑筒１００は、芯受台４００の縦方向レール４１０、４２０に沿って 滑筒１００を挟んで対向して縦方向レール４１０、４２０の下に設けた２つのリ ニアモータ５００を使って移動（矢印Ｚ）させる。このようにすることによって 、滑筒１００の中心軸Ｚ上における重心移動と、推力の合成力、及び滑筒１００ の先端の回転工具の推力の合成力について、磁気的牽引力及び熱的な変形を補償 することができる。その上、本発明の構成の特徴によれば、縦方向レール４１０ 、４２０及び芯受台４００に取り付けたリニアモータ５００の２次ブロック５１ ０は芯受台４００の全長に亘って設けられており、他方、滑り溝１１０、１２０ 及び滑筒１００に取り付けたリニアモータ５００の１次ブロック５２０は滑筒１ ００の後半部１００ａの範囲内のみに設けられている。このため、リニアモータ の有効長が一定の片持梁構造が構成されるという利点がある。すなわち、縦方向 レール４１０、４２０及びリニアモータ５００をこのように構成することにより 、縦方向レール４１０、４２０の所でのリニアモータの負荷は常に同じになる。 滑筒のコースに比例して漸進的に長さが変わる片持梁を有する他の装置の場合に はリニアモータの有効長を数値化することが難しく、したがって加工精度の質に 反映する。 図４に示すように、滑筒１００の前半部１００ｂは駆動手段そのものであり、 この駆動手段は滑筒１００の移動に従って移動し、加エポストＰ２と駆動ポスト Ｐ１との仕切りである鉛直な入れ子式仕切り板６００を貫通している。加エポス トＰ２の中で移動する滑筒１００の前半部１００ｂが駆動手段であるので、加工 ポストＰ２における滑筒１００の占有体積を小さくすることができる。従って、 例えば加工片、加工片支持具、工具マガジン等の関連物品により大きなスペース を設けることが可能になる。また、駆動ポストＰ１内には駆動手段が無いので、 削り屑、冷却液、削り屑排出液体等の汚染物質が、汚染に敏感なリニアモータ等 に接触することを避けることが可能である。 本願発明においては、滑筒１００の前半部１００ｂは円筒形状にし、入れ子式 仕切り板６００に設けた円形の開口６１０を貫通させる。こうすることにより、 入れ子式仕切り板６００と滑筒１００の間に設けることが必要なシールの構造を 簡単化することができる。したがって、本発明の特に有利な実施の態様において は、相対的に滑動する滑筒１００と入れ子式仕切り板６００との間は、円形の滑 り継手（図示省略。）によってシールする。 本発明の目的である論理構造体は、対称かつ鉛直に設けるので、構造強度を最 適にし、装置全体を堅牢にすることができるという利点がある。また、論理構造 体が外部の熱の影響を受けないように、論理構造体の回りに、互いに結合された １組の板７００からなる熱保護容器を設ける。温度変化は加工精度に有害な影響 を及ぼすので、ミクロン・オーダの精度が要求される高速工作機械の仕様を満た すためには、論理構造体を構成する材料の僅かな熱変形をも避けるために、装置 の周辺からの熱を遮断するべきである。 本発明の好ましい実施の態様によれば、熱保護容器を形成する板７００は、板 ７００の熱量吸収を低下させて温度変化を制限するため、光を最大限に反射する 白色のペンキで外側表面を塗装する。 望ましくは、構造物の内部部材に関連する温度変化や、熱保護容器の熱絶縁容 量を越える温度条件を緩和するため、熱保護容器の内部に、温度を一定に保持す るための熱量加除手段（図示省略）を設ける。 以上記載され、図示された実施の態様は、限定のためではなく、開示のために 記載され、図示されたものである。種々の変更、修正、改善を、最も広い面及び 精神で理解される本発明の枠を越えることなく、以上記載された例に加えること ができることはいうまでもない。 本明細書の最初に述べたように、加工片の加工面は水平に設置することが可能 であり、この場合、２つの軸Ｘ、Ｙの面Ｐ(ｘ，ｙ)は水平であり第３の軸Ｚの面 Ｐ(ｘ，ｚ)は鉛直となる。この形式の場合には、鉛直に可動の滑筒の重力を釣合 わせる処置が取られる。 図面の一層良い理解を可能とするために、引用番号の表がその説明と共に以下 に挙げられる。 Ｍ …………スピンドル支持型高速工作機械 Ｐ１ …………駆動ポスト Ｐ２ …………加工ポスト Ｐ３ …………制御ポスト １００ …………滑筒（移動手段） １００ａ …………後半部 １００ｂ …………前半部 １１０，１２０ …………滑り溝 ２００ …………支持枠 ２１０ａ，２２０ａ …………横方向主桁 ２１０，２２０ …………横方向レール ２３０ …………支持枠開口支持枠の開口 ３００ …………鉛直盤 ３１０ａ，３２０ａ …………立枠 ３１０，３２０ …………鉛直方向レール ３３０ …………鉛直盤開口 ３４０ …………平衡ジャッキ ３５０ …………取付部 ４００ …………芯受台 ４１０，４２０ …………縦方向レール ５００ …………リニアモータ ５１０ …………２次ブロック ５２０ …………１次ブロック ６００ …………入れ子式仕切り板 ６１０ …………入れ子式仕切り板の開口 ７００ …………板 矢印Ｘ …………Ｘ軸に沿った運動 矢印Ｙ …………Ｙ軸に沿った運動 矢印Ｚ …………Ｚ軸に沿った運動 請求の範囲 １．３つの軸Ｘ、Ｙ，Ｚに沿った移動手段（１００）の移動（矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ） を可能にする、 −Ｘ軸に沿って上記移動手段（１００）の水平移動（矢印Ｘ）を可能にする、 鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた水平な２本の横方向レール （２１０、２２０）、 −Ｘ軸に垂直にＹ軸に沿って上記移動手段（１００）の鉛直移動（矢印Ｙ）を 可能にする、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた鉛直な２本の鉛直 方向レール（３１０、３２０）、及び −Ｘ、Ｙ軸に垂直なＺ軸に沿って上記移動手段（１００）の水平移動（矢印Ｚ ）を可能にする、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内に平行に設けられた水平な２本の縦方 向レール（４１０、４２０） を含むスピンドル支持型高速工作機械の骨組みの論理構造体であって、 上記縦方向レール（４１０、４２０）は、一方では、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ) の前後両側に亘ってあり、上記移動手段（１００）の重心がＸ、Ｙ軸に沿った 上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近いようになっており、他方では、２本の上記鉛 直方向レール（３１０、３２０）の問でY軸に沿って滑動（矢印Ｙ）するよう に取り付けられ、 上記鉛直方向レールは、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられ、上記鉛 直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた２本の水平な横方向レール（２１０、 ２２０）の間でX軸に沿って滑動（矢印Ｘ）するように取り付けられており、 上記各一対の横方向レール、鉛直方向レール、縦方向レールによって上記論 理構造体における種々の平行移動運動が可能にされている、 ことを特徴とするスピンドル支持型高速工作機械の骨組みの論理構造体。 ２．鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に設けた一対の水平で平行な横方向レール（２１０、 ２２０）の間での、かつＸ軸に沿った、鉛直盤（３００）の横方向の水平運動 （矢印Ｘ）を可能にする、上記横方向レール（２１０、２２０）を支持する支 持枠（２００）からなる骨組みで構成され、 上記鉛直盤（３００）は、上記横方向レール（２１０、２２０）に対し垂直 に設けられた一対の鉛直で平行な鉛直方向レール（３１０、３２０）で縁取り されており、上記鉛直方向レール（３１０、３２０）の間で、かつＹ軸に沿っ た、芯受台（４００）の鉛直運動（矢印Ｙ）を可能にする骨組みで構成され、 スピンドルを支持する滑筒（１００）の３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った移動 （矢印Ｘ，Ｙ、Ｚ）を可能にする論理構造体を駆動ポスト（Ｐ１）に使用する 、スピンドル支持型高速工作機械であって、 上記論理構造体は、内部温度を所定の範囲内に維持する熱量加除手段を有す る熱保護容器内に収容されたスピンドル支持型高速工作機械において、 上記芯受台は、上記鉛直面(Ｐｘ，ｙ)の前後の両側での上記滑筒（１００） のＺ軸に沿った水平運動（矢印Ｚ）を可能にするために、上記横方向レール （２１０、２２０）と上記鉛直方向レール（３１０、３２０）の双方に垂直に 上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後の両側に亘って設けられた一対の縦方向レール （４１０、４２０）に挟まれており、 上記滑筒（１００）は、上記滑筒を懸垂して保持する上記縦方向レール （４１０、４２０）の下に上記滑筒を挟んで上記滑筒の直径上に互いに対向し て設けた２つのリニアモータ（５００）を用いて上記芯受台（４００）の２本 の上記縦方向レール（４１０、４２０）に沿って移動（矢印Ｚ）させる、 ことを特徴とするスピンドル支持型高速工作機械。 ３．上記支持枠（２００）は、２本の横方向主桁（２１０ａ、２２０ａ）を含ん でなり、上記２本の横方向主桁（２１０ａ、２２０ａ）は、ｘ軸に沿った上記 鉛直盤（３００）を案内する２本の平行な上記横方向でレール（２１０、 ２２０）を支持し、上記支持枠（２００）の中を上記芯受台（４００）が通過 する支持枠開口（２３０）の上下端を構成し、 上記鉛直盤（３００）は、２本の立枠（３１０ａ、３２０ａ）を含んでなり 、上記２本の立枠（３１０ａ、３２０ａ）は、Ｙ軸に沿って上記芯受台（４０ ０）を案内する上記２本の鉛直方向レール（３１０、３２０）を支持し、上記 鉛直盤（３００）の中を上記芯受台（４００）が通過する鉛直盤開口（３３０ ）の両側端を構成する、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスピンドル支持型高速工作機 械。 ４．上記滑筒（１００）及びスピンドルを含む上記芯受台（４００）の重力と釣 り合いをとるための平衡ジャッキ（３４０）を、上記鉛直盤（３００）の上部 に設けた取付部に取り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のス ピンドル支持型高速工作機械。 ５．上記鉛直盤（３００）、上記芯受台（４００）及び上記滑筒（１００）の各 直線的な移動（矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ）を、それぞれ２つのリニアモータ（５００） によって行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスピンドル支持型 高速工作機械。 ６．上記鉛直盤（３００）は、下側の上記横方向レール（２１０）を支持する下 側の横方向主桁（２１０ａ）に設置された唯１つのリニアモータ（５００）を 用いて水平な２本の横方向レール（２１０、２２０）に沿って移動（矢印Ｘ） させ、 上側の上記横方向レール（２２０）の端末は、上側の上記横方向主桁 （２２０ａ）に変位可能に取り付けた、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスピンドル支持型高速工作機 械。 ７．上記滑筒（１００）の前半部（１００ｂ）が駆動手段そのものであり、上記 滑筒の移動と共に移動し、加エポストと駆動ポストとを分離する入れ子式仕切 り板（６００）を貫通することを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載のス ピンドル支持型高速工作機械。 ８．上記芯受台（４００）は、上記鉛直盤開口（３３０）の両側の上記２本の立 桁（３１０ａ、３２０ａ）の上に互いに対向して取り付けられた２つのリニア モータ（５００）を使って上記２本の鉛直方向レール（３１０、３２０）に沿 って移動（矢印Ｙ）させ、 上記滑筒（１００）を上記芯受台（４００）の２本の上記縦方向レール （４１０、４２０）に沿って移動（矢印Ｚ）させる上記２つのリニアモータ （５００）の２次ブロック（５１０）は、上記芯受台（４００）の全長に亘っ て設け、上記２次ブロック（５１０）に対応する上記リニアモータ（５００） の１次ブロック（５２０）は、上記滑筒（１００）の後半部（１００ａ）のみ に設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第５項記載のスピンドル支持型高 速工作機械。 ９．上記滑筒（１００）の上記前半部（１００ｂ）が円筒形をなし、上記入れ子 式仕切り板（６００）に設けた円形の入れ子式仕切り板の開口を貫通すること を特徴とする、特許請求の範囲第７項記載のスピンドル支持型高速工作機械。 １０．上記滑筒（１００）と上記入れ子式仕切り板（６００）との間は、上記滑 筒（１００）と上記入れ子式仕切り板（６００）との間に設けた円形の滑リ 継手によってシールすることを特徴とする、特許請求の範囲第９項記載のス ピンドル支持型高速工作機械。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った移動手段（１００）の移動（矢印Ｘ、Ｙ，Ｚ） を可能にする、 −Ｘ軸に沿って上記移動手段（１００）の水平移動（矢印Ｘ）を可能にする、 鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた水平な２本の横方向レール （２１０、２２０）、 −Ｘ軸に垂直にＹ軸に沿って上記移動手段（１００）の鉛直移動（矢印Ｙ）を 可能にする、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた鉛直な２本の鉛直 方向レール（３１０、３２０）、及び −Ｘ、Ｙ軸に垂直なＺ軸に沿って上記移動手段（１００）の水平移動（矢印Ｚ ）を可能にする、水平面Ｐ(ｘ，ｚ)内に平行に設けられた水平な２本の縦方 向レール（４１０、４２０） を含むスピンドル支持型高速工作機械の骨組みの論理構造体であって、 上記縦方向レール（４１０、４２０）は、一方では、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ) の前後両側に亘ってあり、上記移動手段（１００）の重心がＸ，Ｙ軸に沿った 上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)に最も近いようになっており、他方では、２本の上記鉛 直方向レール（３１０、３２０）の間でＹ軸に沿って滑動（矢印Ｙ）するよう に取り付けられ、 上記鉛直方向レールは、上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられ、上記鉛 直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に平行に設けられた２本の水平な横方向レール（２１０、 ２２０）の間でＸ軸に沿って滑動（矢印Ｘ）するように取り付けられている、 ことを特徴とするスピンドル支持型高速工作機械の骨組みの諭理構造体。 ２．鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)内に設けた一対の水平で平行な横方向レール（２１０、 ２２０）の間での、かつＸ軸に沿った、鉛直盤（３００）の横方向の水平運動 （矢印Ｘ）を可能にする、上記横方向レール（２１０、２２０）を支持する支 持枠（２００）からなる骨組みで構成され、 上記鉛直盤（３００）は、上記横方向レール（２１０、２２０）に対し垂直 に設けられた一対の鉛直で平行な鉛直方向レール（３１０、３２０）で縁取り されており、上記鉛直方向レール（３１０、３２０）の間で、かつＹ軸に沿っ た、芯受台（４００）の鉛直運動（矢印Ｙ）を可能にする骨組みで構成され、 スピンドルを支持する滑筒（１００）の３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿った移動 （矢印Ｘ、Ｙ，Ｚ）を可能にする論理構造体を駆動ポスト（Ｐ１）に使用する 、スピンドル支持型高速工作機械であって、 上記芯受台は、上記鉛直面(Ｐｘ，ｙ)の前後の両側での上記滑筒（１００） のＺ軸に沿った水平運動（矢印Ｚ）を可能にするために、上記横方向レール （２１０、２２０）と上記鉛直方向レール（３１０、３２０）の双方に垂直に 上記鉛直面Ｐ(ｘ，ｙ)の前後の両側に亘って設けられた一対の縦方向レール （４１０、４２０）に挟まれている、 ことを特徴とするスピンドル支持型高速工作機械。 ３．上記鉛直盤（３００）及び上記芯受台（４００）がアルミニュウムで作られ ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の工作機械。 ４．上記支持枠（２００）は、２本の横方向主桁（２１０ａ、２２０ａ）を含ん でなり、上記２本の横方向主桁（２１０ａ、２２０ａ）は、Ｘ軸に沿った上記 鉛直盤（３００）を案内する２本の平行な上記横方向でレール（２１０、 ２２０）を支持し、上記支持枠（２００）の中を上記芯受台（４００）が通過 する支持枠開口（２３０）の上下端を構成し、 上記鉛直盤（３００）は、２本の立枠（３１０ａ、３２０ａ）を含んでなり 、上記２本の立枠（３１０ａ、３２０ａ）は、Ｙ軸に沿って上記芯受台（４０ ０）を案内する上記２本の鉛直方向レール（３１０、３２０）を支持し、上記 鉛直盤（３００）の中を上記芯受台（４００）が通過する鉛直盤開口（３３０ ）の両側端を構成する、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスピンドル支持型高速工作機 械。 ５．上記滑筒（１００）及びスピンドルを含む上記芯受台（４００）の重力と釣 り合いをとるための平衡ジャッキ（３４０）を、上記鉛直盤（３００）の上部 に設けた取付部に取り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のス ピンドル支持型高速工作機械。 ６．上記鉛直盤（３００）、上記芯受台（４００）及び上記滑筒（１００）の各 直線的な移動（矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ）を、それぞれ２つのリニアモータ（５００） によって行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスピンドル支持型 高速工作機械。 ７．上記鉛直盤（３００）は、下側の上記横方向レール（２１０）を支持する下 側の横方向主桁（２１０ａ）に設置された唯１つのリニアモータ（５００）を 用いて水平な２本の横方向レール（２１０、２２０）に沿って移動（矢印Ｘ） させ、 上側の上記横方向レール（２２０）の端末は、上側の上記横方向主桁 （２２０ａ）に変位可能に取り付けた、 ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のスピンドル支持型高速工作機 械。 ８．上記芯受台（４００）は、上記鉛直盤開口（３３０）の両側の上記２本の立 桁（３１０ａ、３２０ａ）の上に互いに対向して取り付けられた２つのリニア モータ（５００）を使って上記２本の鉛直方向レール（３１０、３２０）に沿 って移動（矢印Ｙ）させ、 上記滑筒（１００）は、上記滑筒を懸垂して保持する上記縦方向レール （４１０、４２０）の下に上記滑筒を挟んで上記滑筒の直径上に互いに対向し て設けた２つのリニアモータ（５００）を用いて上記芯受台（４００）の２本 の上記縦方向レール（４１０、４２０）に沿って移動（矢印Ｚ）させる、 ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のスピンドル支持型高速工作機 械。 ９．上記滑筒（１００）を上記芯受台（４００）の２本の上記縦方向レール （４１０、４２０）に沿って移動（矢印Ｚ）させる上記２つのリニアモータ （５００）の２次ブロック（５１０）は、上記芯受台（４００）の全長に亘つ て設け、上記２次ブロック（５１０）に対応する上記リニアモータ（５００） の１次ブロック（５２０）は、上記滑筒（１００）の後半部（１００ａ）のみ に設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第８項記載のスピンドル支持型高 速工作機械。 １０．上記滑筒（１００）の前半部（１００ｂ）が駆動手段そのものであり、上 記滑筒の移動と共に移動し、加工ポストと駆動ポストとを分離する入れ子式 仕切り板（６００）を貫通することを特徴とする、特許請求の範囲第９項記 載のスピンドル支持型高速工作機械。 １１．上記滑筒（１００）の上記前半部（１００ｂ）が円筒形をなし、上記入れ 子式仕切り板（６００）に設けた円形の入れ子式仕切り板の開口を貫通する ことを特徴とする、特許請求の範囲第１０項記載のスピンドル支持型高速工 作機械。 １２．上記滑筒（１００）と上記入れ子式仕切り板（６００）との間は、上記滑 筒（１００）と上記入れ子式仕切り板（６００）との間に設けた円形の滑り 継手によつてシールすることを特徴とする、特許請求の範囲第１１項記載の スピンドル支持型高速工作機械。 １３．上記論理構造体の周囲に、互いに結合された１組の板（７００）からなる 熱保護容器を設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第２項から第１２項 までに記載のスピンドル支持型高速工作機械。 １４．上記熱保護容器が、内部温度を所定の範囲内に維持する熱量加除手段を含 むことを特徴とする、特許請求の範囲第１３項記載のスピンドル支持型高速 工作機械。