JP2006159374A

JP2006159374A - リニアガイド装置を備えた工作機械、及びリニアガイド交換方法

Info

Publication number: JP2006159374A
Application number: JP2004357312A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Ishikawa; 俊一石川; Masato Sugita; 真人杉田; Kenji Matsushita; 賢治松下; Takayoshi Torii; 孝佳鳥居; Koichi Sakai; 浩一酒井; Jiro Inoue; 次郎井上; Tsutomu Sugihara; 勉杉原
Original assignee: Nippei Toyama Corp; JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp; JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-22
Also published as: WO2006075474A1; DE112005003120T5; US20090028657A1; CN101076430A

Abstract

【課題】簡易な作業でリニアガイドの交換を可能とする新規な構成のリニアガイド装置を備えた工作機械を提案する。
【解決手段】架台１１と、前記架台１１上に設置されるガイドレール１２と、前記ガイドレール１２上に移動自在に設置されるリニアガイド２と、前記リニアガイド２を介して前記ガイドレール１２に対し移動自在に支持されるサドル９（移動体）と前記架台１１と前記サドル９の間に設置されるジャッキアップボルト５からなるジャッキアップ機構と、を具備する、リニアガイド装置１を備えた工作機械であって、前記リニアガイド２は、前記サドル９に対し固定具９ａを介して固定される構成とし、前記固定具９ａを操作して前記リニアガイド２の前記サドル９に対する固定を解除し、架台１１と移動体９との間に設置されるジャッキアップ機構にて前記サドル９とリニアガイド２との間に隙間８を形成し、前記リニアガイド２を交換可能とする構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、マシニングセンタ等の工作機械に関する技術であり、より詳しくは、ガイドレールに沿ってサドル等の移動体を直線往復運動させるためのリニアガイド装置を備えた工作機械に関するものである。

従来、マシニングセンタ等の工作機械において、サドルやコラムなどの移動体には、リニアガイド装置が設けられており、該リニアガイド装置によって、前記移動体をガイドレールに沿って直線往復運動させる構成としている。
また、前記リニアガイド装置の具体的な構成について開示する文献も多く存在する（例えば、特許文献１、２参照。）。
これらの文献に開示されるように、リニアガイド装置は、架台に設置されたガイドレールと、このガイドレール上に移動自在に載置されるリニアガイドから構成されている。また、該リニアガイドは前記移動体の下面に取り付けられている。
特開２０００−１７０７６１号公報特開２００３−５６５６２号公報

上述した従来のリニアガイド装置の構成では、リニアガイドにて移動体の全荷重が支持されるため、リニアガイドの交換に際しては、クレーンにて重量物である移動体を持ち上げる等の大掛かりな作業が必要とされていた。
また、上記文献に開示されるように、リニアガイドの下側から固定ボルトを挿入して移動体の下面に固定する構成では、固定ボルトを抜き出すためのクリアランスや、工具を挿入するためのクリアランスを広く確保する必要があり、持ち上げる際の移動量が大きくなるといった問題があった。

本発明は、以上の点に鑑み、簡易な作業でリニアガイドの交換を可能とする新規な構成のリニアガイド装置を備えた工作機械を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、架台と、前記架台上に設置されるガイドレールと、前記ガイドレール上に移動自在に設置されるリニアガイドと、前記リニアガイドを介して前記ガイドレールに対し移動自在に支持される移動体と、前記移動体に設置されるジャッキアップ機構と、を具備する、リニアガイド装置を備えた工作機械であって、前記リニアガイドは、前記移動体に対し固定具を介して固定される構成とし、前記固定具を操作して前記リニアガイドの前記移動体に対する固定を解除し、前記架台と前記移動体との間に設置される前記ジャッキアップ機構にて前記移動体と前記リニアガイドの間に隙間を形成し、前記リニアガイドを交換可能とする構成とする。

また、請求項２に記載のごとく、前記固定具は、前記リニアガイドの上側から操作される構成とする。

また、請求項３に記載のごとく、前記移動体の上面において、前記固定具を操作するための空きスペースを形成することとする。

また、請求項４に記載のごとく、前記ジャッキアップ機構は、前記移動体に上下方向に螺挿されるジャッキアップボルトであり、前記ジャッキアップボルトの先端を前記架台の受け部に当接させることにより、前記移動体を持ち上げる構成とする。

また、請求項５に記載のごとく、架台に載置されるガイドレール上に、リニアガイドを介して移動体が支持される構成とする工作機械のリニアガイド交換方法であって、前記リニアガイドの前記移動体に対する固定の解除後に、ジャッキアップ機構を用いて前記移動体を持ち上げることで、前記移動体に対する前記リニアガイドの取外し・取付を可能とする。

以上の請求項１、５に記載の発明では、従来のクレーンを利用した大掛かりな作業と比較して、作業工数、作業時間を大幅に短縮することができる。

また、請求項２に記載の発明では、移動体と架台の間の間隔が小さい構成であっても、固定ボルトの操作が可能となる。

また、請求項３に記載の発明では、前記固定具を操作するための作業スペースを確保することができる。

また、請求項４に記載の発明では、装置構成が簡易で安価に構成することができ、また、ジャッキアップボルトのねじ込みといった簡単な操作によってジャッキアップを行なうことができる。

本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１・図２は、本発明にかかるリニアガイド装置１・１を具備する工作機械１０について示すものであり、図２において左右方向に長い架台１１の上面には、二本のガイドレール１２・１２が平行に設置され、該ガイドレール１２・１２にリニアガイド２・２を介して移動体としてのサドル９が設置されている。また、該サドル９には、軸頭２０が取り付けられている。
また、サドル９は、モータ７（図２参照）により回転するボールネジ１３の回転により、図２において左右方向に移動されるようになっており、このサドル９の移動の際には、前記リニアガイド２・２がガイドレール１２・１２に案内されて、直線運動が行なわれる。

図３は、本発明にかかるリニアガイド装置１の詳細について示すものであり、架台１１には、ガイドレール設置台１４が固定ボルト１６・１６にて載置固定されている。また、前記ガイドレール設置台１４には、ガイドレール１２がレール取付ボルト１５にて載置固定されている。該ガイドレール１２は、その側面がガイドレール設置台１４の基準面１４ａに当着され、また、クランプコマ１７が固定されることで、ガイドレール設置台１４に対して位置決め固定される。

また、図３に示すごとく、サドル９において、前記ガイドレール１２の上面に対向する箇所は、リニアガイド固定部９ａとして構成されている。該リニアガイド固定部９ａの上面９ｆの周辺は空きスペース１８となっており、リニアガイド２のガイド取付ボルト３・３を操作するための作業スペースが確保されている。
そして、リニアガイド固定部９ａの下面９ｕに、リニアガイド２の上面２ｕが当接される。また、リニアガイド２の側面２ｖは、反対側の側面２ｗとサドル９の内壁面９ｗとの間のせりボルト６のつっぱりによって、リニアガイド固定部９ａの基準側面９ｖに当接される。

また、図３に示すごとく、リニアガイド２には、断面視において、下側が開口された凹形状としており、この凹部２ｂにガイドレール１２が嵌め込まれるようにして挿入されている。
また、リニアガイド２の凹部２ｂの内側の左右立側面には、それぞれ、半球状のボール収容孔２ｆ・２ｆが設けられている。また、ガイドレール１２の左右側面には、それぞれ、半球状のボール収容孔１２ｆ・１２ｆが設けられている。そして、これらボール収容孔２ｆ・２ｆにボール４・４が収容され、このボール４・４が転動することにより、リニアガイド２がガイドレール１２に沿って移動できるようになっている。

また、図３に示すごとく、リニアガイド固定部９ａには、空きスペース１８に対面する位置において、上下方向に貫通するキリ孔９ｂ・９ｂが設けられており、該キリ孔９ｂ・９ｂの上側（前記ガイドレール１２とは反対側）からガイド取付ボルト３・３が挿入され、リニアガイド２のボルト孔２ａ・２ａに螺嵌される。
このように、リニアガイド２は、サドル９のリニアガイド固定部９ａに対し、ガイド取付ボルト３・３を介して固定されるものであり、前記ガイド取付ボルト３・３は、前記リニアガイド２に対して上側から（サドル９上面側の空きスペース１８から）容易に操作される構成としている。
尚、本実施例においては、ガイド取付ボルト３・３をリニアガイド固定部９ａの上側から挿入してリニアガイド２を固定する構成としたが、例えば、固定ボルトをリニアガイド２の側方（図において左側）から挿入し、該固定ボルトをリニアガイド２に対して横側から操作する構成としてもよい。また、以上の構成においては、ガイド取付ボルト３以外の固定具を利用してもよく、特にボルト固定の形態に限定されるものではない。

また、図３に示すごとく、サドル９において、前記リニアガイド固定部９ａには、上下に貫通するボルト孔９ｃ（螺子孔）が設けられ、該ボルト孔９ｃにジャッキアップボルト５を螺挿し、前記ジャッキアップボルト５の下端を架台１１の受け部１１ａの上面に当接させることで、前記サドル９を上方に持ち上げる構成としている。
本実施例では、リニアガイド固定部９ａにおいて、前記キリ孔９ｂ・９ｂの側方となる位置に、ボルト孔９ｃを上下方向に貫通して設けている。このボルト孔９ｃは、図２に示すごとく、リニアガイド２・２・・の設置される位置に対応して複数箇所に設けられている。
また、架台１１において、前記ボルト孔９ｃの下方には、前記ガイドレール設置台１４を載置する固定面１１ｂよりも一段高く構成した受け部１１ａが形設されている。

そして、前記ジャッキアップボルト５を利用してサドル９をジャッキアップし、リニアガイド２の交換作業が行われる。
以下、交換作業について説明する。
図２、図４及び図５に示すごとく、サドル９を適宜移動させ、片側のガイドレール１２のレール取付ボルト１５・１５、クランプコマ１７・１７を取り外す。そして、サドル９をモータ７から離れる位置へと移動させ、前記ボールネジ１３とサドル９との係合を解除し、サドル９のジャッキアップを可能な状態とする。
また、図５に示すごとく、軸頭２０と架台１１の間に、ジャッキ機構付ブラケット２１を設置し、軸頭２０の重量を補助的に支えられるようにする。

次に、交換対象となるガイドレール１２側のリニアガイド２のガイド取付ボルト３・３を緩め上方へと抜き出し、リニアガイド固定部９ａに対するリニアガイド２の固定を解除する。他側のガイドレール１２のリニアガイド２のガイド取付ボルト３・３については、抜き出さずに緩めておくにとどめ、ジャッキアップに備えることとする。尚、このように、予めガイドレール１２の固定も解除しておくことにより、ガイドレール１２とリニアガイド２を同時に取り外すことが可能となる。
また、各リニアガイド２・２について、せりボルト６についても緩めておき、ジャッキアップ時にサドル９との間でこじれが生じないようにしておく。

次に、ボルト孔９ｃの上方よりジャッキアップボルト５を螺挿し、該ジャッキアップボルト５の下端を前記受け部１１ａに当接させ、当接させた状態からジャッキアップボルト５をさらにねじ込む。このねじ込み操作は、サドル９の複数箇所に配置される他のジャッキアップボルト５においても同様に行われ、サドル９が複数のジャッキアップボルト５によって支えられる状態となる。この際、前記ジャッキ機構付ブラケット２１についてもジャッキアップを行うこととする。
この状態で、図４に示すごとく、リニアガイド２の上面２ｕと、リニアガイド固定部９ａの下面９ｕとの間に隙間８が形成される。
このように隙間８が形成されることにより、リニアガイド２、及びガイドレール１２を抜き出すことが可能となる。
そして、片側のリニアガイド２、ガイドレール１２の交換終了後は、同様にして、他側のリニアガイド２、ガイドレール１２の交換が行なわれる。

以上のように、まず、ガイド取付ボルト３・３を緩め、リニアガイド２のリニアガイド固定部９ａに対する固定を解除した後、ジャッキアップボルト５の操作によって隙間８を形成することで、リニアガイド２、ガイドレール１２を、サドル９、架台１１からそれぞれ取外すことができる。
そして、新たなリニアガイド２がセットされたガイドレール１２を架台１１側へ取り付けた後、前記ジャッキアップボルト５を緩めつつ、ガイド取付ボルト３・３、及びせりボルト６を調整し、リニアガイド２をリニアガイド固定部９ａに対して、位置決めしつつ固定する。

以上のように、架台１１に載置されるガイドレール１２上に、リニアガイド２を介してサドル９が支持される構成とする、工作機械のリニアガイド交換方法であって、前記リニアガイド２の前記サドル９に対する固定の解除後に、ジャッキアップ機構を用いて前記サドル９を持ち上げることで、前記サドル９に対する前記リニアガイド２の取外し・取付を可能とするものである。

また、上記のように、前記ガイド取付ボルト３・３は、リニアガイド２の上側から操作される構成としているため、サドル９と架台１１の間の間隔が小さい構成であっても、固定ボルトの操作が可能となる。

以上のように、本発明は、架台１１と、前記架台１１上に設置されるガイドレール１２・１２と、前記ガイドレール１２・１２上に移動自在に設置されるリニアガイド２・２と、前記リニアガイド２・２を介して前記ガイドレール１２・１２に対し移動自在に支持されるサドル９（移動体）と前記架台１１と前記サドル９の間に設置されるジャッキアップボルト５からなるジャッキアップ機構と、を具備する、リニアガイド装置１・１を備えた工作機械であって、前記リニアガイド２・２は、前記サドル９に対しガイド取付ボルト３・３からなる固定具を介して固定される構成とし、前記固定具を操作して前記リニアガイド２・２の前記サドル９に対する固定を解除し、前記架台１１と前記サドル９（移動体）との間に設置される前記ジャッキアップ機構にて前記サドル９と前記リニアガイド２・２の間に隙間８（図４参照）を形成し、前記リニアガイド２・２を交換可能とする構成とするものである。
この構成により、従来のクレーンを利用した大掛かりな作業と比較して、作業工数、作業時間を大幅に短縮することができる。

また、前記ジャッキアップボルト５は、ボルト孔９ｃに常時差し込んでおいてもよく、また、必要な場合にのみ挿入することとしてもよい。
また、本実施例では、ジャッキアップボルト５によって簡易なジャッキアップ機構が構成されており、装置コストを安価なものとすることができる。また、ジャッキアップボルト５のねじ込みといった簡単な操作によってリニアガイド２を交換できるようになっている。
また、ジャッキアップ機構については、上記のようにジャッキアップボルト５にて構成する他、ギアの回転によりロッドを伸張させる機械式のジャッキアップ装置や、油圧式のジャッキアップ装置を採用してもよい。

本発明にかかるリニアガイド装置を具備する工作機械の構成について示す図。同じく平面図。本発明にかかるリニアガイド装置の構成について示す図。ジャッキアップした状態におけるリニアガイド装置の詳細を示す図。ジャッキアップした状態におけるリニアガイドの交換について示す図。

符号の説明

１リニアガイド装置
２リニアガイド
５ジャッキアップボルト
８隙間
９サドル
９ａリニアガイド固定部
１１架台
１２ガイドレール

Claims

架台と、
前記架台上に設置されるガイドレールと、
前記ガイドレール上に移動自在に設置されるリニアガイドと、
前記リニアガイドを介して前記ガイドレールに対し移動自在に支持される移動体と、
前記移動体に設置されるジャッキアップ機構と、
を具備する、リニアガイド装置を備えた工作機械であって、
前記リニアガイドは、前記移動体に対し固定具を介して固定される構成とし、
前記固定具を操作して前記リニアガイドの前記移動体に対する固定を解除し、
前記架台と前記移動体との間に設置される前記ジャッキアップ機構にて前記移動体と前記リニアガイドの間に隙間を形成し、
前記リニアガイドを交換可能とする構成とする、リニアガイド装置を備えた工作機械。
前記固定具は、前記リニアガイドの上側から操作される構成とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド装置を備えた工作機械。
前記移動体の上面において、前記固定具を操作するための空きスペースを形成した、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアガイド装置を備えた工作機械。
前記ジャッキアップ機構は、前記移動体に上下方向に螺挿されるジャッキアップボルトであり、
前記ジャッキアップボルトの先端を前記架台の受け部に当接させることにより、前記移動体を持ち上げる構成とする、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のリニアガイド装置を備えた工作機械。
架台に載置されるガイドレール上に、リニアガイドを介して移動体が支持される構成とする工作機械のリニアガイド交換方法であって、
前記リニアガイドの前記移動体に対する固定の解除後に、
ジャッキアップ機構を用いて前記移動体を持ち上げることで、
前記移動体に対する前記リニアガイドの取外し・取付を可能とする、
リニアガイド交換方法。