JP2002516186A - 工作機械の平行な運動学的構造 - Google Patents

工作機械の平行な運動学的構造

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つの固定部材と、少なくとも１つの可動手段（１００）と、それぞれ１つの固定部（２１０）と１つの可動部（２２０）とを有する少なくとも３つの駆動機（２００）とを含み、可動手段（１００）の位置決めおよび移動を確保するものであって、可動手段（１００）は、工具を支持するスピンドル（１１１）を支持する支持スリーブ（１１０）からなる、平行構造体（Ｓ）の実施装置に関する。この装置は、平行構造体（Ｓ）がスピンドル（１１１）の軸が水平であるように設けられていることを特徴とする。このため、平行構造体（Ｓ）は、平衡手段（Ｍ）を含んでおり、平衡手段（Ｍ）は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った支持スリーブ（１１０）の直線的な運動を可能にしながら、支持スリーブ（１１０）と、スピンドル（１１１）と、工具の全体とを支持し、全体の重量が平行構造物（Ｓ）に加わらないようになっている。応用：穿孔、座ぐり、雌ねじ切り、孔仕上げの加工作業のための高速加工。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の応用分野 本発明は高速加工の分野に関し、特に従来の下記の加工作業、すなわち、 −穿孔、 −座ぐり、 −雌ねじ切り、 −孔仕上げ のために最適な条件で工具を移動させることを可能にする装置の適応化に関する
。
【０００２】 従来技術の記載 上記の加工作業を行なうために、従来は、回転部材、例えば工具を備えたスピ
ンドルを支持するとともに、加工位置への、加工対象物品に相対的な、工具の移
動と、工具に加工作業を行なわせるための工具の加工運動とを、同時に実行する
工作機械が利用されている。
【０００３】 加工対象物品が複数の加工作業を必要とする場合に、加工対象物品の加工作業
時間を最適化するためには、従来は、それぞれ１箇の工具を有する予め位置決め
された複数の平行なスピンドルから成り、加工対象物品に向けて工具を移動させ
て加工作業を実施する、特殊な機械が使用されている。これらの特殊な機械は、
大量加工の分野、特に自動車部品の大量加工の分野で広く用いられている移送型
の機械における“多スピンドル・ヘッド概念”と呼ばれる従来の概念を採用して
いる。
【０００４】 製品の加工時間を最適化するという基準に常に応えるために、工作機械の設計
者は機械を特殊化する方向に指向させられてきている。このような機械の特殊化
が、現在までは、生産の迅速性という基準に対する最良の解決方法を構成してき
た。このため、全ての無駄時間、就中加工工具の交換所要時間を回避するために
、工作機械の運動学は、加工運動のみや、多スピンドルのヘッドのみにしか指向
されず、全く単一の加工にのみ貢献している。このような特殊な工作機械は、他
の運動または工具の交換を可能にする、運動学的または機械的なモジュールを全
く無くすることによって、機械の操作速度、従って生産効率の改善を実現してい
る。しかしながら、特にこのような工作機械による加工作業を必要とする製品が
使用されなくなり、その製品が市場に存在しなくなったり、製品が不要になった
場合に、ユーザはこのような特殊な工作機械を他の加工作業に転換することは不
可能である。
【０００５】 製品、特に自動車用部品の存続期間は短縮化の傾向にあり、部品を含む製品が
非常に急速に市場から消え去る可能性がある単一の部品の加工にのみ指向される
、完結した移送機械の設置は、非常に重い投資になる。
【０００６】 平行構造体の位置決め論理構造物の使用に伴う高速加工の最近の発展によって
、多スピンドル・ヘッドを使った加工時間に匹敵する時間内に、単一スピンドル
・ヘッドを用いて加工することが考えられるようになった。
【０００７】 平行構造体の主要な特徴は、可動手段を一つの軸上で運動させるのに、この可
動手段を他の軸上で運動させるのに必要な運動学的な駆動機構や装置を動かすこ
とを必要とせず、これによって前述の加工時間を達成することが可能になるとい
う点にある。このような平行構造体は、可動手段の位置決めおよび移動を可能に
する運動学を採用し、少なくとも１つの固定部材と、少なくとも１つの可動手段
と、固定部が固定部材に固定され、可動部が結合部材を介して可動手段に固定さ
れた、それぞれ１つの固定部と１つの可動部とを有する少なくとも３つの駆動機
とからなる。
【０００８】 本出願人は、産業、すなわち加工ラインへの平行構造体の論理構造物の具体的
な応用の実現には沢山の問題点があり、これらの問題点のために、工作機械の設
計者は、平行構造体を有する工作機械を試作段階に留め、あるいは、平行構造体
を有する工作機械の理論上考え得る能力を低下させる、技術的選択の曖昧な妥協
に留まっていることを認めた。
【０００９】 このような構造物の問題点の１つは回動可能な節点の増加にある。回動可能な
節点の増加による問題点の１つは、位置決めアームの先端に保持されたスピンド
ルが、パラメータ化が難しい位置決めアームのベースに対して大きなレバー・ア
ームを作ることである。レバー・アームについてのこの問題点の従来の解決策は
、工具のヘッドに加わる重力の作用が位置決めアームの駆動機によって負担され
るように、スピンドルの軸、したがって工具の軸を、垂直にすることであった。
【００１０】 平行構造体を有する工作機械の他の１つの問題点は、工作機械の完全な柔軟性
、すなわち、スピンドルは６自由度に応じて指向可能で、スピンドルの工具は交
換可能であることを前提として、構想されていることにある。このような工作機
械の多機能化は、死節時間を増化して、生産性を低下させる。
【００１１】 発明の簡単な説明 この現状から出発して、本出願人は平行構造体、すなわち各結合部材が、一方
では駆動機の可動部に回動可能に取り付けられ、他方では可動手段に回動可能に
取り付けられ、駆動機の可動部の運動に係わりなく、空間内における可動手段の
傾斜と方向が一定に維持される、変形可能な平行四辺形を構成し、可動手段は、
工具を支持するスピンドルの支持スリーブからなる、好ましい実施の形態につい
て研究した。
【００１２】 この研究は、加工分野の特定の応用に最適に適合し、平行構造体のあらゆる利
点を維持することを可能にする、新規で発明性のある平行構造体の実現となって
成功した。
【００１３】 本発明の主要な特徴によれば、上記平行構造体を応用する装置は、上記平行構
造体が、上記スピンドルの軸が水平となるように設けられていることを特徴とす
る。
【００１４】 本発明の平行構造体の運動についてのこの限定は、管理を要するパラメータの
数を減少させるためと、この運動学的な構造物を、特に示した幾つかの応用にの
み利用することを目指す本出願人の選択とによって、任意になされたものである
。
【００１５】 この方向付けは、移送機械を構成する特殊化された工作機械と同じ作業を可能
にするという点で特に有利であり、したがって、従来の加工ライン中へこのよう
な構造物を採用する工作機械を一体化することは容易である。
【００１６】 このような方向付けは新規であり、このような構造物を採用する工作機械が直
線加工に限定される点で、平行構造体を採用する工作機械のあらゆる他の概念に
反する。また、本発明の他の１つの目的は、本発明に合致する装置を採用する工
作機械に関する。
【００１７】 本発明の特に有利な特徴によれば、本発明の装置は、上記支持スリーブの直線
的な運動を可能にしながら、支持スリーブと、スピンドルと、工具との全体を支
持する平衡手段を含んでおり、全体の重量が上記平行構造物に加わらないように
なっている。実際、本発明の装置の論理構造物、すなわち水平軸方向への可動手
段の直線的な運動を可能にする装置の論理構造物の、新規で特に有利なこの方向
付けは、平衡装置を含む特殊な実施手段を必要とする。
【００１８】 最も基礎的な形で以上に記載した本発明の基本的な概念、その他の詳細および
特徴は、付図を参照して、本発明に合致する平行構造体の論理構造物の実施装置
の１つの実施の形態を示す以下の記載を読めば、一層明らかとなるであろうが、
それは例示であって、何らそれに限るものではない。
【００１９】 図面の簡単な説明 図１は、論理構造物を活用する装置の１つの実施の形態を３次元的に示した全
体の概略図である。 図２は、運動を可能にする駆動機の配置の詳細を斜視図で示した概略図である
。 図３は、図２に示す駆動機の配置を採用する工作機械の枠組の１つの実施の形
態の枠組全体を斜視図で示した概略図である。
【００２０】 実施の形態の説明 図１に示すように、全体としてＳの参照記号を付した平行構造体は、可動手段
１００の位置決めおよび移動を可能にし、少なくとも１つの固定部材と、少なく
とも１つの可動手段１００と、それぞれ１つの固定部２１０と１つの可動部２２
０とを有する少なくとも３つの駆動機２００とからなる。各駆動機２００の固定
部２１０は、固定部材に固定され、各駆動機２００の可動部２２０は、結合部材
３００を介して可動手段１００に取り付けられている。結合部材３００は、１対
のアーム３１０、３２０からなる。各結合部材３００は、一方では駆動機２００
の可動部２２０に回動可能に取り付けられ、他方では可動手段１００に回動可能
に取り付けられている。
【００２１】 平行構造体の全体は、ここでは、変形可能な平行四辺形を構成する駆動機２０
０の可動部２２０の運動に係わりなく、可動手段１００の空間内における傾斜と
向きとが一定に維持されるように構成されている。可動手段１００は、工具を支
持するスピンドル１１１の支持スリーブ１１０によって構成されている。
【００２２】 特に有利な１つの実施の形態によれば、上記平行構造体Ｓは、スピンドル１１
１の軸が水平となるように設ける。
【００２３】 このような構成部品が互いに回動可能に結合された構造物の水平な姿勢保持を
可能にするために、この装置は平衡手段Ｍを有している。平衡手段Ｍは、Ｘ、Ｙ
、Ｚ軸に沿った支持スリーブ１１０の直線的な運動を可能にしながら、支持スリ
ーブ１１０とスピンドル１１１と工具との全体を支持し、全体の重量が平行構造
体Ｓに加わらないようにする。
【００２４】 好ましい１つの実施の形態によれば、上記平衡手段Ｍは、支持構造体５００に
結合され、水平軸に沿って上記支持スリーブ１１０を案内する、案内構造体４０
０からなる。支持構造体５００は、スピンドル１１１の軸に垂直な鉛直面に沿っ
た上記案内構造体４００の移動を可能にし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った上記支持スリ
ーブの直線的な運動を可能にし、鉛直面内での支持を可能にする。
【００２５】 図示された特に妥当な実施の形態によれば、支持スリーブ１１０は、円筒形の
外形を有する。このことは、上記案内構造体４００が、円筒形の支持スリーブ１
１０が水平軸Ｚに沿って滑動するための、滑り軸受の機能をする案内リングを構
成するという点において、本発明の装置の特に有利な特徴である。
【００２６】 好ましい実施の形態によれば、上記滑り軸受は空気静圧型ベアリング（エアロ
スタティックタイプベアリング）である。
【００２７】 空気静圧型ベアリングを使用する第１の利点は、空気静圧型ベアリングが支持
する案内構造体における摩擦力を除去する点にある。
【００２８】 また、上記支持スリーブ１１０の上記案内構造体４００には、保護壁６００が
取り付けられている。保護壁６００は、本来の意味の加工領域を、上記平行構造
体Ｓが占める駆動領域から分離し、支持スリーブ１１０の軸に垂直な鉛直面内で
上記案内構造体４００の運動に追随する。
【００２９】 したがって、空気静圧型ベアリングの使用は、空気静圧型ベアリングが支持す
る支持スリーブ１１０を案内するのみならず、空気静圧型ベアリングの特徴であ
る空気の流れによって、加工領域と駆動領域との間の、理論的にシール性が最も
弱い場所に、最適のシールを構成するので特に有利である。
【００３０】 図示のように、上記案内構造体４００の上記支持構造体５００は、少なくとも
１つのジャッキ５１０からなり、ジャッキ５１０の軸５１１の先端は、上記案内
構造体４００に回動可能に結合され、ジャッキ５１０の本体５１２は、上記案内
構造体４００に対して相対的に固定の点、すなわち図示しない工作機械の枠組に
回動可能に取り付けられている。案内構造体４００の運動は直線的であるので、
ジャッキ５１０の本体５１２を工作機械の枠組に連結する回動可能な結合と、ジ
ャッキ５１０の軸５１１の先端を上記案内構造体４００に連結する回動可能な結
合とは、軸がスピンドル１１１の軸に平行な、ピボット型の継手によって構成さ
れる。ジャッキ５１０の軸５１１の移動に対応する、これらの２つのピボット型
の継手の作用によって、支持構造体５００に、スピンドル１１１の軸に垂直な鉛
直面内で案内構造体４００の運動に従いながら、構造物の平衡を確保させること
が可能になる。
【００３１】 好ましいがそれに限定するものではない実施の形態によれば、上記ジャッキは
空圧型である。
【００３２】 図１は、以上述べた特徴に応じた装置を採用する工作機械の内部を表す。内部
構造のみが示されているこの工作機械は、加工領域を駆動領域から分離する保護
壁６００を有する。保護壁６００は、ここでは、上記可動手段１００の軸に垂直
な鉛直面内で保護壁６００を貫通する支持スリーブ１１０からなる可動手段の移
動に追随する。上記可動手段１００は、上記保護壁６００に取り付けられ、駆動
領域内にある部分が平衡のためのジャッキ５１０の軸５１１の先端に回動可能に
結合された、案内構造体４００の空気静圧型ベアリングによって案内され、ジャ
ッキ５１０の本体５１２は、図には示されていない上記工作機械の枠組に回動可
能に結合されている。
【００３３】 図示の実施の形態によれば、位置決め用のアーム３１０、３２０に結合され、
位置決め用のアーム３１０、３２０の先端の駆動を可能にする駆動機２００は、
工作機械の枠組に結合された案内手段に連結されたリニアモータからなる。この
技術的な選択は勿論限定的ではなく、あらゆる種類の駆動機が上記平行構造物Ｓ
を構成する１対のアームを駆動することが可能である。
【００３４】 特に有利な実施の形態によれば、これらの駆動機は、それぞれ２つのリニアモ
ータから構成され、本出願人はこのような駆動の解決方法の枠の中で、図２に示
すような、リニアモータの特に有利な配置を考案した。
【００３５】 図２に示すように、２つのリニアモータは第１のブロック７２０と第２のブロ
ック７１０からなり、この工作機械は、２つのリニアモータが、２つのリニアモ
ータの第２のブロック７１０を両側に受ける少なくとも１つの平坦部８１０を含
み、２つのリニアモータの第１のブロック７２０と第２のブロック７１０との間
に作り出される直線的な運動の主案内部材２１１と呼ばれる、少なくとも１つの
案内部材が取り付けられているところの、断面が対称形をなす支持桁８００に互
いに対向して結合されていることを特徴とする。
【００３６】 本発明の特に有利な他の１つの特徴によれば、２つのリニアモータの第１のブ
ロック７２０は互いに対向し、互いに他に対して離隔されて、上記主案内部材２
１１に対して補足的な第２案内部材２２１と呼ばれる少なくとも１つの案内部材
を含むケースによって取り付けられ、上記支持桁８００と第２のブロック７１０
と主案内部材２１１とからなる組立体は、第１のブロック７２０がそれぞれの第
２のブロック７１０と対向し、２つのリニアモータの異なったブロック間に作り
出される平行運動の案内が、主案内部材２１１と第２案内部材２２１との係合に
よって実現されるように、上記ケースの中に挿入される。
【００３７】 リニアモータによるこの駆動の概念は、高速で直線的な電気ジャッキの機能を
確保する点で特に新規であり、その可動部は支持桁８００であってもリニアモー
タの第１のブロック７２０を支持するケースであってもよい。
【００３８】 また、図示された、限定的ではない実施の形態によれば、上記ケースは、支持
桁８００と、リニアモータの２つの第２のブロック７１０と、主案内部材２１１
と、第２案内部材２１２とからなる全体の回りに配置されるように、予め形成さ
れる。このように、上記ケースは、支持桁８００に案内及び駆動用の支持手段を
形成し、支持桁８００は、可動部が上記ケースからなる直線的なジャッキの固定
部を構成する。
【００３９】 限定的ではない好ましい実施の形態によれば、第１のブロック７２０を支持す
るケースは可動であり、第２のブロック７１０を支持する、工作機械の枠組に固
定された上記支持桁８００に対して相対的に可動な、駆動機２００の可動部２２
０を構成する。
【００４０】 特に有利な実施の形態によれば、支持桁８００の断面はＩ形をなし、その鉛直
な平坦部は、両側に２つのリニアモータの第２のブロック７１０を支持し、水平
な平坦部は、駆動機２００の可動部２２０を支持するための、固定の主案内部材
２１１、２１２を支持する。
【００４１】 平坦部８１０を採用している断面が対称形をなす支持桁８００を利用すること
により、リニアモータの牽引力による応力が釣り合うように、リニアモータの第
２のブロック７１０を取り付けることが可能になる。
【００４２】 勿論、ケースによって構成される上記可動部２２０は、一対のアームの先端を
取り付ける取付手段２２２を含んでいる。このため、可動部は、特にコンパクト
で、同一で対称な構造を採用している。なお、本発明のこの対称性とコンパクト
さは、一般の平行構造体の主要な問題点がアームまたは結合部材３００の運動と
駆動とに要する容積にあるという点に関して、特に有利である。更に、対称性に
よって、上記駆動機２００を製作するための異なる部品の数を減少させることが
可能になる。
【００４３】 特に妥当な技術的な他の１つの特徴によれば、リニアモータの第１のブロック
７２０を支持し、駆動機２００の可動部２２０を構成する上記ケースは、直線的
な位置変換器（トランスデューサ）に連接されている。位置変換器の可動部は駆
動機２００の可動部２２０に取り付けられ、位置変換器の固定部は支持桁８００
に取り付けられる。なお、図２に示す平行構造体を駆動するという枠内において
考えられる駆動構造体は、平行移動の駆動のあらゆる種類の応用に適用可能な、
完全に数値化された軸を構成する、独立したユニットである。
【００４４】 図３に示すように、全体として参照記号Ｃで示す工作機械の枠組は、実質的に
正３角形の外形を採り、３角形の頂点部は、駆動機２００の可動部２２０の支持
桁８００を支持する。この３角形の構造は、工作機械を最適に小型化する点で特
に有利である。
【００４５】 本発明に合致する装置を使用する工作機械を完全に利用するために妥当な実施
の形態によれば、平行構造体Ｓからなる論理構造物の運動は、上記可動手段１０
０が直線的な工具の位置決め運動と、直線的で上記支持スリーブ１１０の水平軸
に平行な加工運動とに従うものであり、従って、上記工作機械は、穿孔、座ぐり
、雌ねじ切り、孔仕上げのような加工作業に役立つようになっている。
【００４６】 この特徴によって、本発明の装置によって実現されるような平行構造体からな
る論理構造物を使用する工作機械の能力と、移送機械への応用との間の、最適な
適合が実現されるので特に有利である。実際、このような工作機械は、その運動
に限っても、移動速度において、１つの加工のみに使用される多スピンドルの工
作機械のそれを凌駕する性能を有しており、これによって、同じ工程のために同
等の加工時間を考慮することが可能になり、また、工具の交換や工具の位置決め
の変更、および本発明に合致する工作機械からなる移送機械の再転換も実際に可
能になる。
【００４７】 したがって、この工作機械は、他の生産に完全に再転換可能な、穿孔、座ぐり
、雌ねじ切り及び孔仕上げの万能装置として、加工片移送型の高速度機械に一体
化することができる。
【００４８】 以上記載され、図示された、平行構造体の実施の装置は限定のためよりも寧ろ
開示のために記載され、図示されたことは理解されなければならない。勿論、よ
り大きな面と精神において把握された本発明から逸脱することなく、広範な調整
、変更及び改良を上記の例にもたらすことが可能である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月７日（２０００．９．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 工作機械の平行な運動学的構造
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 上記支持スリーブ（１１０）は円筒形の外形を有し、上記案内構造体（４００
）が上記支持スリーブ（１１０）の滑り軸受の機能を確保する案内リングを構成
することを特徴とする請求項１に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論
理構造物の適用を可能にする装置。
【請求項３】 上記支持スリーブ（１１０）を案内する上記案内構造体（４００）は、保護壁
（６００）に取り付けられ、上記保護壁（６００）は、本来の意味の加工領域を
、上記平行構造体（Ｓ）が占める駆動領域から分離し、上記支持スリーブ（１１
０）の軸に垂直な鉛直面内において上記案内構造体（４００）の運動に追随する
ことを特徴とする、請求項１に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理
構造物の適用を可能にする装置。
【請求項４】 上記案内構造体（４００）を支持する上記支持構造体（５００）は、少なくと
も１つのジャッキ（５１０）からなり、上記ジャッキ（５１０）の軸（５１１）
の先端は、上記案内構造体（４００）に回動可能に結合され、上記ジャッキ（５
１０）の本体（５１２）は、上記案内構造体（４００）に関して相対的に固定の
点に回動可能に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の平行構造体（
Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
【請求項５】 上記滑り軸受（４００）は、空気静圧型ベアリングであることを特徴とする請
求項１または２に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用
を可能にする装置。
【請求項６】 上記ジャッキ（５１０）が空圧型であることを特徴とする、請求項４に記載の
平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
【請求項７】 加工領域を駆動領域から分離する保護壁（６００）を有し、上記保護壁（６０
０）は、上記可動手段（１００）の軸に垂直な鉛直面内で上記保護壁（６００）
を貫通する水平な上記可動手段（１００）の移動に追随し、上記可動手段（１０
０）は、上記保護壁（６００）に取り付けられ、上記駆動領域内にある部分でジ
ャッキ（５１０）の軸（５１１）の先端に回動可能に結合された空気静圧型の滑
り軸受（４００）によって案内され、上記ジャッキ（５１０）の本体（５１２）
は、上記工作機械の枠組に回動可能に結合されていることを特徴とする、請求項 １に 記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にす
る装置を採用する工作機械。
【請求項８】 位置決め用のアーム（３１０、３２０）に取り付けられた、上記アーム（３１
０、３２０）の先端の駆動を可能にする駆動機が、工作機械の枠組に結合された
案内手段に連結されたリニアモータによって構成されることを特徴とする、請求
項７に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能に
する装置を採用する工作機械。
【請求項９】 上記リニアモータは、第１のブロック（７２０）と第２のブロック（７１０）
とからなり、断面が対称形をなす支持桁（８００）に互いに対向して結合され、
上記支持桁（８００）は、２つの上記リニアモータの上記第２のブロック（７１
０）を両側に支持する少なくとも１つの平坦部（８１０）を有し、上記支持桁は
、上記リニアモータの上記第１のブロック（７２０）と上記第２のブロック（７
１０）との間に作り出される直線的な運動を案内する、主案内部材（２１１）と
呼ばれる、少なくとも１つの案内部材に取り付けられていることを特徴とする、
請求項８に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可
能にする装置を採用する工作機械。
【請求項１０】 上記リニアモータの上記第１のブロック（７２０）は、互いに対向して取り付
けられ、上記主案内部材（２１１）に対して補足的な第２案内部材と呼ばれる少
なくとも１つの案内部材を含むケースを用いて互いに離隔して取り付けられ、上
記支持桁（８００）と上記第２のブロック（７１０）と上記主案内部材（２１１
）とからなる組立体は、上記第１のブロック（７２０）がそれぞれの上記第２の
ブロック（７１０）と対向し、上記リニアモータの異なったブロック間に作り出
される平行運動の案内が、上記主案内部材（２１１）と上記第２案内部材との係
合によって実現されるように、上記ケースの中へ挿入されることを特徴とする、
請求項９に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可
能にする装置を採用する工作機械。
【請求項１１】 上記第１のブロック（７２０）を支持する上記ケースは、上記工作機械の枠組
に固定された上記第２のブロック（７１０）を支持する上記支持桁（８００）に
対して相対的に可動であることを特徴とする、請求項１０に記載の、平行構造体
（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置を採用する工作機
械。
【請求項１２】 上記工作機械の枠組（Ｃ）は、実質的に正３角形の外形を採り、３角形の頂点
部が駆動機（２００）の可動部（２２０）を支持する支持桁（８００）を支持す
ることを特徴とする、請求項９に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の
論理構造物の適用を可能にする装置を採用する工作機械。
【請求項１３】 他の生産に完全に転換可能な、穿孔、座ぐり、雌ねじ切り、孔仕上げの万能装
置として、加工片移送型の高速度機械に一体化されるためのものであることを特
徴とする、請求項７に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物
の適用を可能にする装置を採用する工作機械。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 平行構造体を有する工作機械の他の１つの問題点は、工作機械の完全な柔軟性
、すなわち、スピンドルは６自由度に応じて指向可能で、スピンドルの工具は交
換可能であることを前提として、構想されていることにある。このような工作機
械の多機能化は、無駄時間を増化して、生産性を低下させる。 平行構造物の加工分野における実施の１例が、欧州特許公報ＥＰ０７９１４３
８に記載されている。この文献には、工具の支持スリーブが水平位置にある工作
機械を実現する可能性が記載されている。この可能性は、支持スリーブの軸に沿
った運動が平行構造物によってではなく、平行構造物に結合された支持スリーブ
の鞘に接続された独立な機構によって行なわれる点で、前に述べた妥協の一つを
構成している。このように、この実施の可能性においては、その平行構造物が、
支持スリーブの軸に垂直な鉛直面に沿った支持スリーブの鞘の運動を可能にし、
上記面に垂直な軸に沿った支持スリーブの平行移動運動を可能にするのは、支持
スリーブの鞘である。この特定の措置は、複数の回動可能な節点を使用する平行
構造物に取り付けられた工具の支持スリーブを制御し、運転することに伴う、前
述の困難性によるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 発明の簡単な説明 この現状から出発して、本出願人は平行構造体、すなわち各結合部材が、一方
では駆動機の可動部に回動可能に取り付けられ、他方では可動手段に回動可能に
取り付けられ、駆動機の可動部の運動に係わりなく、空間内における可動手段の
傾斜と方向が一定に維持される、変形可能な平行四辺形を構成し、可動手段は、
工具を支持するスピンドルの支持スリーブからなり、上記平行構造物は、スピン
ドルの軸が水平であるように設けられている、好ましい実施の形態について研究
した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 本発明の主要な特徴によれば、上記平行構造体を応用する装置は、ジャッキか
らなる支持構造体に結合され、水平軸に沿って上記支持スリーブを案内する案内
構造体からなり、上記支持構造体は、上記スピンドルの軸に垂直な鉛直面に沿っ
た上記案内構造体の移動を可能にし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った上記支持スリーブの
直線的な運動を可能にしながら、上記支持スリーブと、上記スピンドルと、工具
との全体を、上記全体の重量が上記平行構造体に加わらないように支持する、平
衡手段を有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 このような方向付けは新規であり、このような構造物を採用する工作機械が直
線加工に限定される点で、平行構造体を採用する工作機械のあらゆる他の概念に
反する。本発明の装置の論理構造物、すなわち水平軸方向への可動手段の直線的
な運動を可能にする装置の論理構造物の、新規で特に有利なこの方向付けは、平
衡手段を含む特殊な実施手段を必要とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 従来技術の前述の文献とは反対に、この装置は、平行構造物に３つの運動軸上
の支持スリーブの直線的な運動を可能にする。このように、本発明の装置は、直
線的な運動の枠内で平行構造物のあらゆる可能性を利用し尽くすことを可能にす
る。 本発明の他の１つの目的は、本発明に合致する装置を採用する工作機械に関す
る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】 以上記載され、図示された、平行構造体の実施の装置は、限定のためよりも寧
ろ開示のために記載され、図示されたことは理解されなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの固定部材と、少なくとも１つの可動手段（１００）と、それ
    ぞれ１つの固定部（２１０）と１つの可動部（２２０）とを有する少なくとも３
    つの駆動機（２００）とを含み、 各上記駆動機（２００）の上記固定部（２１０）は、上記固定部材に固定され
    、各上記駆動機（２００）の上記可動部（２２０）は、結合部材（３００）を介
    して上記可動手段（１００）に結合され、 各上記結合部材（３００）は、一方では上記駆動機（２００）の上記可動部（
    ２２０）に回動可能に取り付けられ、他方では上記可動手段（１００）に回動可
    能に取り付けられており、上記可動手段（１００）の空間内における傾斜および
    方向を、上記駆動機（２００）の上記可動部（２２０）の運動に係わりなく一定
    に維持する、変形可能な平行四辺形を構成し、 上記可動手段（１００）は、工具を支持するスピンドル（１１１）の支持スリ
    ーブ（１１０）からなる、 可動手段（１００）の位置決めおよび移動を可能にする、平行構造体（Ｓ）を
    有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置において、 上記平行構造体（Ｓ）は、上記スピンドル（１１１）の軸が水平であるように
    設けられていることを特徴とする、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構
    造物の適用を可能にする装置。
  2. 【請求項２】 Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った上記支持スリーブ（１１０）の直線的な運動を可能にし
    ながら、上記支持スリーブ（１１０）と、上記スピンドル（１１１）と、工具と
    の全体を支持する、平衡手段（Ｍ）を含み、上記全体の重量が上記平行構造体（
    Ｓ）に加わらないようにされていることを特徴とする、請求項１に記載の平行構
    造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
  3. 【請求項３】 上記平衡手段（Ｍ）は、支持構造体（５００）に結合され、水平軸に沿って上
    記支持スリーブ（１１０）を案内する案内構造体（４００）からなり、上記支持
    構造体（５００）は、上記スピンドル（１１１）の軸に垂直な鉛直面に沿った上
    記案内構造体（４００）の移動を可能にし、上記スピンドル（１１１）の上記鉛
    直面内での支持を可能にすることを特徴とする、請求項２に記載の平行構造体（
    Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
  4. 【請求項４】 上記支持スリーブ（１１０）は円筒形の外形を有し、上記案内構造体（４００
    ）が上記支持スリーブ（１１０）の滑り軸受の機能を確保する案内リングを構成
    することを特徴とする請求項２または３に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作
    機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
  5. 【請求項５】 上記支持スリーブ（１１０）を案内する上記案内構造体（４００）は、保護壁
    （６００）に取り付けられ、上記保護壁（６００）は、本来の意味の加工領域を
    、上記平行構造体（Ｓ）が占める駆動領域から分離し、上記支持スリーブ（１１
    ０）の軸に垂直な鉛直面内において上記案内構造体（４００）の運動に追随する
    ことを特徴とする、請求項３に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理
    構造物の適用を可能にする装置。
  6. 【請求項６】 上記案内構造体（４００）を支持する上記支持構造体（５００）は、少なくと
    も１つのジャッキ（５１０）からなり、上記ジャッキ（５１０）の軸（５１１）
    の先端は、上記案内構造体（４００）に回動可能に結合され、上記ジャッキ（５
    １０）の本体（５１２）は、上記案内構造体（４００）に関して相対的に固定の
    点に回動可能に結合されていることを特徴とする請求項３に記載の平行構造体（
    Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
  7. 【請求項７】 上記滑り軸受（４００）は、空気静圧型ベアリングであることを特徴とする請
    求項３または４に記載の平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用
    を可能にする装置。
  8. 【請求項８】 上記ジャッキ（５１０）が空圧型であることを特徴とする、請求項６に記載の
    平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置。
  9. 【請求項９】 加工領域を駆動領域から分離する保護壁（６００）を有し、上記保護壁（６０
    ０）は、上記可動手段（１００）の軸に垂直な鉛直面内で上記保護壁（６００）
    を貫通する水平な上記可動手段（１００）の移動に追随し、上記可動手段（１０
    ０）は、上記保護壁（６００）に取り付けられ、上記駆動領域内にある部分でジ
    ャッキ（５１０）の軸（５１１）の先端に回動可能に結合された空気静圧型の滑
    り軸受（４００）によって案内され、上記ジャッキ（５１０）の本体（５１２）
    は、上記工作機械の枠組に回動可能に結合されていることを特徴とする、請求項
    １〜７のいずれか１つに記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造
    物の適用を可能にする装置を採用する工作機械。
  10. 【請求項１０】 位置決め用のアーム（３１０、３２０）に取り付けられた、上記アーム（３１
    ０、３２０）の先端の駆動を可能にする駆動機が、工作機械の枠組に結合された
    案内手段に連結されたリニアモータによって構成されることを特徴とする、請求
    項９に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能に
    する装置を採用する工作機械。
  11. 【請求項１１】 上記リニアモータは、第１のブロック（７２０）と第２のブロック（７１０）
    とからなり、断面が対称形をなす支持桁（８００）に互いに対向して結合され、
    上記支持桁（８００）は、２つの上記リニアモータの上記第２のブロック（７１
    ０）を両側に支持する少なくとも１つの平坦部（８１０）を有し、上記支持桁は
    、上記リニアモータの上記第１のブロック（７２０）と上記第２のブロック（７
    １０）との間に作り出される直線的な運動を案内する、主案内部材（２１１）と
    呼ばれる、少なくとも１つの案内部材に取り付けられていることを特徴とする、
    請求項１０に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を
    可能にする装置を採用する工作機械。
  12. 【請求項１２】 上記リニアモータの上記第１のブロック（７２０）は、互いに対向して取り付
    けられ、上記主案内部材（２１１）に対して補足的な第２案内部材と呼ばれる少
    なくとも１つの案内部材を含むケースを用いて互いに離隔して取り付けられ、上
    記支持桁（８００）と上記第２のブロック（７１０）と上記主案内部材（２１１
    ）とからなる組立体は、上記第１のブロック（７２０）がそれぞれの上記第２の
    ブロック（７１０）と対向し、上記リニアモータの異なったブロック間に作り出
    される平行運動の案内が、上記主案内部材（２１１）と上記第２案内部材との係
    合によって実現されるように、上記ケースの中へ挿入されることを特徴とする、
    請求項１１に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を
    可能にする装置を採用する工作機械。
  13. 【請求項１３】 上記第１のブロック（７２０）を支持する上記ケースは、上記工作機械の枠組
    に固定された上記第２のブロック（７１０）を支持する上記支持桁（８００）に
    対して相対的に可動であることを特徴とする、請求項１２に記載の、平行構造体
    （Ｓ）を有する工作機械の論理構造物の適用を可能にする装置を採用する工作機
    械。
  14. 【請求項１４】 上記工作機械の枠組（Ｃ）は、実質的に正３角形の外形を採り、３角形の頂点
    部が駆動機（２００）の可動部（２２０）を支持する支持桁（８００）を支持す
    ることを特徴とする、請求項１１に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械
    の論理構造物の適用を可能にする装置を採用する工作機械。
  15. 【請求項１５】 他の生産に完全に転換可能な、穿孔、座ぐり、雌ねじ切り、孔仕上げの万能装
    置として、加工片移送型の高速度機械に一体化されるためのものであることを特
    徴とする、請求項９に記載の、平行構造体（Ｓ）を有する工作機械の論理構造物
    の適用を可能にする装置を採用する工作機械。
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