JP3342809B2 - 傾斜台式工作機械用構造フレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の構成コン
ポーネントを支持する構造フレームに関し、更に詳しく
は傾斜台式（傾斜式のベッド）の工作機械の構造フレー
ムおよび当該構造フレームの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】傾斜台式工作機械用構造フレームは、特
に傾斜台式ＣＮＣ旋盤の実装用構造フレームとして先行
技術があり、公知である。

【０００３】既存の構造フレームは完全に垂直でもなく
または完全に水平でもない傾斜角度を以って、工作機械
を駆動する各コンポーネントおよびマウント表面の位置
決めを行なう。

【０００４】傾斜形台の利点の一つとしては、台構造体
上面に堆積する加工物残滓（切粉等）が発生させる熱に
よる台構造体の歪みを減少させることにある。即ち傾斜
形台では、重力を利用することにより、傾斜台の傾斜角
度はより多くの加工物残滓の除去を促進し、これにより
加工物残滓から傾斜台に伝導される熱量が減少する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特別の場合に使用され
る傾斜台式工作機械の傾斜角度を選択する場合、加工精
度および高生産効率の２要素が勘案される。傾斜角度を
増大することにより加工物残滓除去効果を高めやすいの
で、かなりの高率で加工物残滓が発生する高能率生産稼
動において大きな傾斜角度が好まれるのは明白である。
しかしながら、片持梁形態の工作機械コンポーネントは
構造フレームに対しトルク作用を及ぼすため、工作機械
の加工精度は傾斜角度の増大に伴って低下することは避
けられない。つまり工作機械のコンポーネントは、台
（ベッド）に対して片持ち状態に支持されるので、ベッ
ドを傾斜させると、工作機械コンポーネントの自重等に
よって台（ベッド）その他に曲げモーメントが発生し、
構造フレームに対しトルク作用を及ぼす。

【０００６】傾斜台式工作機械を選択する場合、もう一
つの要素が勘案される。即ち工作機械使用者が操業する
現行生産ラインに対する傾斜台式工作機械の適合性であ
る。特に、現行生産ラインの資材取扱体制との適合性が
勘案される。そして傾斜台式工作機械の適合性は、傾斜
台式工作機械が設定する傾斜角度に大きく依存する。従
って特別目的に使用する傾斜台式構造体フレームの傾斜
角度を選択する場合、通常、加工精度、生産性、および
適合性のバランスがとれるように勘案される。

【０００７】代表的な例として、傾斜台式工作機械の構
造フレームは、工作機械の実働コンポーネントを支持す
るための機械加工された表面を有するベッド部材が組み
込まれている。

【０００８】通常、２つの平行表面および２つの非平行
表面により形成されるほぼ台形状の断面を有する鋳鉄を
用いてベッド部材が製造される。非平行表面の一つは傾
斜角度を定め、平行表面の一方はベース表面または分離
状態のベース部材の装着用表面として機能する。通常、
傾斜角度を限定する非平行表面はガントリータイプのフ
ライス盤を使用して成型され、工作機械の実働コンポー
ネントを支持するための表面を形成する。機械作動中に
おいてベッド部材は非平行表面がフライス盤の水平な機
械加工表面と平行になるようにベッド部材の位置決めを
行なう特注（特別な構成の）ジグ内部において支持され
る。

【０００９】このタイプのベッド部材が有する不利な点
の一つとしては、多岐におよぶ機械加工作業に伴う生産
効率、精度、および適合性を勘案することにより設定さ
れうる多様の傾斜角度のそれぞれに対応して特注（個
別）の鉄鋳造設備を関連成型工具ともども用意する必要
があることが挙げられる。異なった鋳造対象それぞれに
必要な異なったセットの成型工具を用意することは、セ
ットの製造、貯蔵、およびメインテナンスに費用が嵩む
ため、傾斜台実装工作機械メーカーが提供できる傾斜角
度の種類は限定されている。

【００１０】このタイプの構造フレームが有する他の一
つの不利な点としては、ガントリータイプのフライス盤
の水平な加工表面と平行に被加工表面の位置決めができ
るように個々の特注（特別の）ジグを異なった鋳造対象
それぞれに設定する必要があることが挙げられる。この
場合においても、異なったジグそれぞれの製造、貯蔵、
およびメインテナンスに費用が嵩むため、傾斜台内蔵工
作機械メーカーが提供できる傾斜角度の種類は限定され
る。

【００１１】このタイプの構造フレームが有する他の一
つの不利な点として、コンポーネントのマウント表面を
特注ジグを使用して加工するため、ベッド部材および特
注ジグの両者を収納できるフライス盤の寸法が限定され
ることが挙げられる。寸法のより大きいフライス盤およ
びその配備に必要な床敷地を購入すれば明らかにコスト
が増大する。

【００１２】このタイプの構造フレームの有する他の一
つの不利な点としては、ベッド部材の有するほぼ台形状
の断面がベッド部材自体の熱および応力による歪の分析
を複雑化していることである。さらには、各傾斜角度が
異なった台形状の断面を有するベッド部材を必要として
いるため、それぞれ異なった傾斜角度を有する各々の傾
斜台実装工作機械が当該機械メーカーから提供されてい
る生産ラインに付加されるたびに複雑化された歪分析を
繰り返し完全に行なわねばならないのが通例となってい
る。

【００１３】このタイプの構造フレームの有するもう一
つの不利な点としては、傾斜台フレーム自体が半垂直状
に方向付けられているため、構造フレーム上面に実働コ
ンポーネントを組み立てる工程が複雑化されることが挙
げられる。典型的な例として、傾斜台フレーム上面にそ
のまま組み立てられる各機械コンポーネントの重量を支
持するため特殊の組み立て工具を製作する必要がある。
この特殊組み立て工具の調達は費用が嵩むこととなる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そして請求項１に記載の
発明は、傾斜台式工作機械用の構造フレームの組み立 て
用部品であって、ベッド部材と、第１のシュー部材と、
第２のシュー部材を備え、前記ベット部材は前記工作機
械の実働コンポーネントを支持する機械加工された平坦
な表面と、ベッド部材自身をシュー部材に維持するため
のベッド部材側共働手段構成表面を備え、前記第１のシ
ュー部材は、ベッド部材を搭載するための第１シュー部
材側共働手段構成表面を備え、前記第２のシュー部材
は、ベッド部材を搭載するための第２シュー部材側共働
手段構成表面を備え、前記ベッド部材は前記第１および
第２シュー部材のいずれか一方だけと選択的に係合し、
ベッド部材が第１シュー部材と係合する時は、ベッド部
材側共働手段構成表面と第１シュー部材側共働手段構成
表面が接することによって第１シュー部材上に前記ベッ
ド部材が維持され、ベッド部材が第２シュー部材と係合
する時は、ベッド部材側共働手段構成表面と第２シュー
部材側共働手段構成表面が接することによって第２シュ
ー部材上に前記ベッド部材が維持され、ベッド部材が第
１シュー部材と係合する時は、機械加工された前記平坦
な表面は完全に垂直でもなくまた完全に水平でもない第
１の傾斜角度にあり、ベッド部材が第２シュー部材と係
合する時は、前記機械加工された平坦な表面は完全に垂
直でもなくまた完全に水平でもない第２の傾斜角度にあ
り、当該第２の傾斜角度は前記第１の傾斜角度と異な
る、ことを特徴とする傾斜台式工作機械用の構造フレー
ムの組み立て用部品である。

【００００】また請求項２に記載の発明は、前記機械加
工された平坦な表面が鋳造表面であることを特徴とする
請求項１に記載の傾斜台式工作機械用の構造フレームの
組み立て用部品である。

【００００】さらに請求項３に記載の発明は、ベット部
材に設けられた工作機械の実働コンポーネントを支持す
る機械加工された平坦な表面と、ベッド部材側共働手段
構成表面は平行であることを特徴とする請求項１に記載
の傾斜台式工作機械用の構造フレームの組み立て用部品
である。

【００００】また請求項４に記載の発明は、ベッド部材
とシュー部材から構成される傾斜台式工作機械用構造フ
レームを製造する方法であって、シュー部材に自身を支
持す るための平坦な第１表面を有すると共に工作機械の
実働コンポーネントを支持するものたる第２の平坦な表
面を有するベッド部材を形成する工程と、前記ベッド部
材を搭載するための第３表面を有する第１シュー部材を
形成する工程と、前記ベッド部材の第一表面を搭載する
ための前記第３表面とは角度が異なる第４表面を有する
第２シュー部材を形成する工程と、前記ベッド部材を第
１シュー部材の第３表面又は第２シュー部材の第４表面
と選択的に係合させる工程を有し、ベッド部材が第１シ
ュー部材に係合される時点においてベッド部材の第２表
面は第１の傾斜角度にあり、当該第１の傾斜角度は完全
に垂直でもなく完全に水平でもなく、ベッド部材が第２
シュー部材に係合される時点においてベッド部材の第２
表面は第２の傾斜角度にあり、当該第２の傾斜角度は前
記第１の傾斜角度とは異なる角度であり且つ完全に垂直
でもなく完全に水平でもないことを特徴とする傾斜台式
工作機械用構造フレームの製造方法である。

【００００】本発明は傾斜台式の工作機械の構造フレー
ムを提供することを目的とする。

【００１５】本発明の一つの形態において、ベース部材
の作動位置はベッド部材が重力により誘発する偏差を補
償するために選択される。

【００１６】本発明の一つの形態において、ベッド部材
の第１表面は、鋳造表面で構成される。

【００１７】本発明の一つの形態において、ベッド部材
は第４表面を有し、かつベース部材の第３平面は少なく
とも第１表面の一部および第４表面と共働してベース部
材の一つの作動位置にベッド部材を維持する。前記第２
表面は完全な垂直状態でもなくまた完全な水平状態でも
ない。

【００１８】本発明の一つの形態において、１基の傾斜
台式工作機械に対し１基の構造フレームキットが供給さ
れる。これにより、フレームキットはベッドの傾斜角度
を選択する。当該フレームキットは工作機械の実働コン
ポーネントの支持部位を定める機械加工済の平面を有す
る１基のベッド部材を含む。第１のベース部材は、ベッ
ド部材上の第１表面とともにベッド部材を第１のベース
部材の一つの作動位置に維持する一つの表面を有する。
ここで当該ベッド部材の機械加工済の表面は完全な垂直
状態でもなくまた完全な水平状態でもない第１の傾斜角
度にある。ベッド部材の第１表面とともにベッド部材を
シュー上部の一つの作動位置に維持する一つの表面を有
する第２のベース部材が供給される。ここで当該ベッド
部材の機械加工済の平面は完全な垂直状態でもなくまた
完全な水平状態でもない第２の傾斜角度にある。第２の
ベース部材が設定する第２の傾斜角度は第１のベース部
材が設定する第１の傾斜角度と異なる。ベッド部材自体
は第１および第２のベース部材のいずれか一方だけと係
合して第１または第２の傾斜角度を設定する。

【００１９】本発明の一つの形態において、上記の第１
表面は上記ベッド部材を機械加工を行う位置において支
持できる一つの平面を形成する。機械加工済の平面は第
１表面と平行し、かつ第１表面上で支持される上記ベッ
ド部材と部分的に共同形成される。

【００２０】本発明の一つの形態に従い、傾斜台式工作
機械用の構造フレームの製造工程が提供される。当該製
造工程は、上記ベッド部材が一つの機械加工を行う位置
において支持される第１の平面を有する１基のベッド部
材を形成するステップと、機械加工を行う位置において
第１の平面上に上記ベッド部材を支持するステップと、
上記台ベッド部材の第２の平面を機械加工するステップ
（当該第２の平面は工作機械の実働コンポーネントを支
持する部位を定める性質のものである）および第１のベ
ース部材上の一つの作動位置において当該ベッド部材を
維持するための第３表面を有する第１のベース部材を形
成するステップ、を含むものである。ここで当該ベッド
部材の第２表面は完全に垂直状態でもなくまた完全に水
平状態でもない第１の傾斜角度にある。

【００２１】本発明の一つの形態において、前記製造工
程はさらに第３表面において前記ヘッド部材と前記第１
のベース部材とを係合するステップを含む。

【００２２】本発明の一つの形態において、前記製造工
程はさらにシュー上部の一つの作動位置において前記ベ
ッド部材を維持するための第４表面を有する第２ベース
部材を形成するステップを含み、ここで前記のベッド部
材の有する第２の表面は完全な垂直状態でもなくまた完
全な水平状態でもない第２の傾斜角度にあり、かつ第２
の傾斜角度は第１の傾斜角度と異なるものである。前記
製造工程は、さらに前記の第３表面において前記のベッ
ド部材を前記第１のベース部材の一つに選択的に係合し
かつ前記第４表面において前記第２のベース部材に選択
的に係合するステップをも含む。

【００２３】そして具体的には、傾斜台式工作機械を実
装するための構造フレームであって、当該フレームは、
ベッド部材と、シュー部材とを備え、ベッド部材は機械
加工位置においてベッド部材を支持可能な平坦な第１表
面を有し、当該ベッド部材はさらに機械加工された第２
の平坦な表面を有し、当該第２表面は前記第１表面と平
行しかつ前記第１表面上に支持された当該ベッド部材に
少なくとも部分的に形成され、前記第２表面は工作機械
の実働コンポーネントを支持するものとなり、前記シュ
ー部材上の作動位置に前記ベッド部材を維持するため前
記シュー部材とベッド部材間で共働する手段を備え、前
記第２表面は完全に垂直でもなく完全に水平でもない傾
斜台式工作機械用構造フレームである。ここで、「ベッ
ド部材は機械加工位置においてベッド部材を支持可能な
平坦な第１表面を有し」とは、ベッド部材が、第１表面
を介して所定の位置、或いは向きに設置されることを意
味する。すなわち「機械加工位置」とは、ベッド部材が
機械的動作を行うのに適する位置を意味する。ベッド部
材の第１表面自体は、機械加工されていると否とを問わ
ない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を従来技
術と比較しつつ説明する。図１は、従来の傾斜台実装工
作機械の正面立面図である。図２は、第１図に示す従来
の傾斜台実装工作機械の右側立面図である。図３は、本
発明の実施形態の傾斜台式構造フレーム実装の傾斜台実
装工作機械の右側立面図である。図４は、本発明の実施
形態のもう一つの傾斜台式構造フレーム実装の傾斜台実
装工作機械の右側立面図である。図５は、機械加工のた
め従来の傾斜台式構造フレーム部材を実装したガントリ
ータイプのフライス盤の正面立面図である。図６は、機
械加工のため本発明に成る傾斜台式構造フレーム部材を
実装したガントリータイプのフライス盤の正面立面図で
ある。図７は、従来の垂直台式工作機械の右側立面図で
ある。図８は、本発明の実施形態の傾斜台式構造フレー
ムを実装した縱立式傾斜台で構成された工作機械の右側
立面図である。

【００３２】図１は先行技術に基くＣＮＣ（Computer N
umerical Controlled コンピューター数値制御）旋盤
としての形態に成る傾斜台実装工作機械１０の正面立面
図を示す。当該旋盤１０には当業者に熟知されている複
数の従来型実働コンポーネント１１が実装されている。
当該実働コンポーネント１１は製造過程にある半製品
（非図示）を回転させる１基のスピンドルアッセンブリ
ー１２、１基のＸ−軸スライドアッセンブリー１４、１
基の刃物タレット１５、および１基のＺ−軸スライドア
ッセンブリー１６（製造過程中の半製品が前記スピンド
ル１２内部で回転される際にカッター（図示せず）を操
作する）を含めて成る。これらスピンドル１２、タレッ
ト１５、Ｘ−軸スライドアッセンブリ１４、およびＹ−
軸スライドアッセンブリー１６、は前記旋盤１０の構造
フレーム２０の一部をなす１基のベッド部材１８に搭載
支持されている。

【００３３】第２図に示すように、傾斜台式旋盤１０の
ベッド部材１８は２つの非平行表面３２および３４で構
成される実質的に台形状の断面３０および水平方向に伸
びる２つの平行表面３６／３８を有する。非平行表面３
２は前記実働コンポーネント１１を搭載支持する。水平
表面３６は前記構造フレーム２０のベース部材５０に前
記ベッド部材１８を搭載するためのものである。当該傾
斜台式旋盤１０の傾斜角度θは前記傾斜表面３２と水平
表面３６間の交線角度により決定される。典型的な例と
して前記ベッド部材１８は鋳造された鉄で構成される。
鋳造工程において、前記各表面３２、３４、３６、およ
び３８が基本的に区画される。

【００３４】従来技術においては、前記ベッド部材１８
および旋盤１０に対し異なった傾斜角度θが要求される
度に、新規の成型工具を用いて新規の鋳造を行なわねば
ならないことは当業者により認識されるであろう。鋳造
により前記ベッド部材１８が形成された後、前記表面３
２は機械加工されて前記実働コンポーネント１１を支持
するための構造体を精密に形成する。ベッド部材１８は
かなり大きな寸法を有するため、第５図に示す様に、ベ
ッド部材１８は通常のガントリータイプのフライス盤６
０上面で加工される。

【００３５】当該フライス盤６０は水平方向に延伸する
機械工作台６４を跨ぐガントリー６２を具備する。この
ガントリー６２と機械工作台６４は相対的運動を行なう
ことにより第１の水平加工軸Ｚ１となる。このガントリ
ー６２は第２の水平加工軸Ｘ１および前記ガントリー６
２と機械加工台６４と相関する垂直加工軸Ｙ１に沿って
移行できるカッタースピンドル６６を支持する。１基の
特注ジグ６８は機械加工台６４上面のベッド部材１８を
支持するとともにこれを位置決めする。これにより、前
記表面３２が前記フライス盤の水平加工平面Ｘ１−Ｚ１
と平行になる。通常のガントリータイプのフライス盤６
０が具備する加工台６４自体が相対的に大きな寸法にな
るため、傾斜する機能を付与されていないので、前記特
注ジグ６８が必要である。また従来技術においては、異
なった傾斜角度θを有する各ベッド部材１８の鋳造加工
のためにそれぞれ異なった特注ジグ６８を配備しなけれ
ばならないことは当業者が認識できるであろう。

【００３６】第７図は１基のＣＮＣ旋盤９の形態を持
つ、従来の垂直台式工作機械を示す側面図である。第１
図に示した旋盤１０と同様に、図示の旋盤９は１基のス
ピンドルアッセンブリー１２、１基のＸ−軸スライドア
ッセンブリー１４、１基のカッタータレット１５、およ
び１基のＺ−軸スライドアッセンブリー１６、に成る複
数の通常型実働コンポーネント１１を含む。これらＸ／
Ｚ−軸スライドアッセンブリー１４／１６は旋盤９の構
造フレーム２０の一部を成すベッド部材１８上面に搭載
支持されている。一方、前記スピンドル１２は構造フレ
ーム２０のベース部材５０に搭載され直接に支持され
る。同様に前記ベッド部材１８の一表面３６は前記ベー
ス部材５０の水平表面３７に搭載される。

【００３７】前記実働コンポーネント１４、１５、１６
の片持支持された重量は前記ベッド部材１８を偏向させ
やすいので、図中央において断続線５２で示すように所
望の位置から実働コンポーネント１４、１５、１６、が
離れてもよいように仕組まれていることは当業者が認識
できるであろう。なお、図示のため偏向ラインを誇張し
て示している。この偏向により、製造過程の半製品に対
してカッター工具を正確に一線に整合できないので、旋
盤９の加工精度が低下する。

【００３８】また、前記実働コンポーネント１４、１
５、１６に対して前記スピンドルアッセンブリー１２の
位置を正確に整合するために前記ベッド部材１８を精密
に前記ベース部材５０上面に位置付けしなければならな
いことは当業者が認識できるであろう。究極的にベッド
部材１８上面３６とベース部材５０上面３７とを精密に
整合するための機械加工が必要である。しかしながら、
表面３６／３７はともに広大であり、最高の精度を以っ
て整合加工を実施しなければならない。一般に、整合に
要する機械加工工程として手工作業により表面３６／３
７を削ぐ工程、ベッド部材１８とベース部材５０を組合
わせる工程、および位置の精度を測定して最終アッセン
ブリーに要する精度が達成されたか否かを決定する工程
を繰り返して実行する。

【００３９】さらに、前記スピンドルアッセンブリー１
２と相関作用を有する前記実働コンポーネント１４、１
５、１６の正確な位置を維持するために前記ベッド部材
１８が前記ベース部材５０と相関して何れの方向にでも
移行することを予防しなければならないことは当事者が
認識できるであろう。これはベッド部材１８をベース部
材５０に据え付ける工程を複雑にするが、典型的にはボ
ルト締め付けジョイントが必要である。以上、先行技術
による従来型の傾斜台式工作機械と垂直台式工作機械に
関して詳述したが、以下本発明の好ましい実施形態を詳
述する。

【００４０】図３に示すように、本発明は１基のＣＮＣ
旋盤の形態で例示される１基の傾斜台式工作機械８０に
おいて実施される。前述の旋盤１０と同様に、当該旋盤
８０は前項で詳述した複数の通常型実働コンポーネント
１１を含む。当該実働コンポーネント１１は前記スピン
ドルアッセンブリー１２とＸ／Ｚ−軸スライドアッセン
ブリー１４／１６とを含む。当該実働コンポーネント１
１のそれぞれは構造フレーム８４のベッド部材８２に搭
載支持される。当該ベッド部材８２は前記構造フレーム
８４のベース部材８６に搭載支持される。

【００４１】前記ベッド部材８２はほぼ平坦な４つの平
面８８、９０、９２、９４で構成される実質的に矩形状
の断面を有する。本実施形態においては、平面９０が請
求項の第１表面として機能する。この第１表面と平行な
平面８８が第２表面として機能する。また第１表面およ
び第２表面と接する表面９２は、ベッド部材８２におけ
る第４表面として機能する。表面８８は少なくとも部分
的に機械加工工程を経て形成され前記複数の実働コンポ
ーネント１１を搭載しかつ支持する。当該ベッド部材８
２の表面９２はベース部材８６の傾斜表面（第３表面）
９６と共働してベッド部材８２をベース部材８６に搭載
する。尚、本実施形態においては、ベース部材８６が請
求項のシュー部材（shoe element）として機能する。必
ずしも必須条件ではないが、図示のように、ベース部材
８６の有する他の一つの傾斜表面９８はベッド部材８２
の表面（第１表面）９０と共働してベッド部材８２をベ
ース部材８６に搭載させる補助的役割を成すことが望ま
しい。

【００４２】これら相互共働を成す表面９２と９６また
は表面９８と９０のいずれか一方はベッド部材８２をベ
ース部材８６に搭載するために使用されてもよい。限定
するものではないが、螺子締め、螺子付き金具締め、ま
たはエポキシ樹脂など当業者に熟知され使用されている
締め付けまたは接合手段の何れかの方法により表面９２
／９６間の境界面または表面９０／９８間の境界面にお
いてベッド部材８２をベース部材８６に固定させてもよ
い。

【００４３】従来型の傾斜台式工作機械１０において傾
斜角度θは前記ベッド部材１８の幾何学形状により決定
されるが、本実施例では傾斜台式工作機械８０に導入さ
れる傾斜角度θは前記ベース部材８６の幾何学形状によ
り決定される。より詳しくは、傾斜角度θは前記傾斜表
面９６と当該ベース部材８６が有する水平方向に延伸す
るベース表面１００間の相対角度αにより決定される。

【００４４】前記ベッド部材８２は複数の実働コンポー
ネント１１を搭載支持する機械加工済表面８８を有する
が、ベッド部材８２における応力および熱に起因する歪
みおよびベッド部材８２を精密に形成する工程は、ベー
ス部材８６を形成する工程およびベース部材８６に発生
する歪みに係わる問題よりもより重大に傾斜台式工作機
械８０の操業に影響する。そこで、より重大な問題点を
抱えるベッド部材８２に代ってベース部材８６が傾斜角
度θの決定に使用されうるように１基の傾斜台式構造フ
レーム８４を配設することにより種々異なった傾斜角度
θを有する傾斜台式工作機械８０の全生産ラインを標準
のベッド部材８２を使用しながら供給してもよい。これ
により、従来型のベッド部材１８に必要であった熱およ
び応力に起因する歪み分析の繰り返しをしなくても済む
ようになる。即ち、生産ラインに配備された各傾斜台式
工作機械８０が標準のベッド部材８２を導入できるから
である。明らかに前記ベース部材８６自体の応力および
熱に起因する歪みが前記傾斜台式工作機械８０に及ぼす
影響は前記ベッド部材８２自体の歪みが斎すほど重大な
性質を持たないので、このベース部材８６はベッド部材
８２に要求されるのと同一レベルの分析を必要としな
い。

【００４５】さらにまた、１基の標準ベッド部材８２が
傾斜台式工作機械８０の生産ラインに導入されるので、
従来型のベッド部材１８に要求されていた成型工具の複
合セットの代わりに、傾斜台式工作機械メーカーは前記
ベッド部材８２を一回だけ鋳造するための成型工具を供
給し、維持し、かつ貯蔵するだけでよいことになる。前
記ベッド部材８２が表面９０で支持されている間に各実
働コンポーネント１１を機械加工済表面８８の上面に組
み付けできるので、傾斜台式工作機械８０の組み立て工
程も簡素化される。実働コンポーネント１１自体の重量
は加工済表面８８により支持されているので、特別のア
ッセンブリー用工具を必要としない。実働コンポーネン
ト１１をベッド部材８２上面にアッセンブルした後にベ
ッド部材８２をベース部材８６上面に固定させてもよ
い。

【００４６】さらに加えて、前記ベース部材８６を精密
成型する場合に前記工作機械８０に及ぼす影響は前記ベ
ッド部材８２を精密成型する場合ほど重大ではないの
で、ベース部材８２を成型する工程においてはベッド部
材８２の成型工程に要求されるほどの厳密な精度を必要
としない。従って、当業者が通常利用しているどの方法
を用いてでもシュー部（shoe）８６を成型し工作機械用
の構造ベースまたはフレームを形成できる。一つの成型
方法として、ベース部材８６が鋳鉄から成型される。他
の一つの成型方法として、コンクリート／エポキシ樹脂
または花崗岩／エポキシ樹脂を注入してベース部材８６
が成型される。ベース部材８６の成型に適用される方法
の如何を問わず、必要とされる前記表面９６／９８は機
械加工されることなく鋳造されたままあるいは注入され
たままの状態で利用することができる。

【００４７】好ましくは、ベッド部材８２は鉄を鋳造し
て形成される。鋳鉄表面９０／９２はなんらの機械加工
を加えずに鋳造されたままの状態で利用できる。然し乍
ら、表面８８は複数の工作機械コンポーネント１１を搭
載支持するための精密なマウント構造体を得るために機
械加工されねばならない。この機械加工を達成するため
に、第６図に示すように、ベッド部材８２はガントリー
タイプのフライス盤１１０上面に搭載される。第５図に
示すガントリータイプのフライス盤と同様に当該フライ
ス盤１１０は１基のガントリー、１基の機械工作台１１
４、および１基の機械工作ヘッド１１６を含む。従来型
のベッド部材１８に対する機械加工とは異なり、当該ベ
ッド部材８２に対する機械加工ではジグ６８を必要とし
ない。理由は、前記表面９０により表面８８が水平加工
平面Ｘ１−Ｚ１に平行に支持されかつ位置付けされてい
るからである。

【００４８】当該ベッド部材８２に対する機械加工にお
いてジグ６８を必要としないので、従来型のベッド部材
１８に対する機械加工に使用するフライス盤６０よりも
前記フライス盤１１０の寸法は小さくてもよい。これに
より、機械表面８８の精度が向上しかつ当該表面８８に
対する機械加工コストを低減できる。理由は、寸法の小
さいフライス盤１１０が寸法のより大きいフライス盤６
０よりも高い精度を有しかつコストが低いからである。

【００４９】図４に示すように、本発明は１基のＣＮＣ
旋盤の形態で示される１基の傾斜台式旋盤８０ａにおい
てさらに実施される。当該旋盤８０ａは前記台基素８２
および図３に示す旋盤８０が具備するベース部材８６と
異なるベース部材８６ａを除外した他の全てのコンポー
ネントを内蔵している。即ち当該旋盤８０ａは、図３の
旋盤８０に対して、ベース部材が異なるものである。こ
の除外理由は、図４に示す表面９６ａと表面１００ａ間
の角度α１は第３図に示す表面９６と表面１００間の角
度αと異なっているからである。本発明に依れば、傾斜
台式工作機械８０（第３図）と傾斜台式工作機械８０ａ
（第４図）との比較において、各々異なった傾斜角度θ
とθ１を有する傾斜台式工作機械８０と８０ａが提供さ
れ、ベッド部材８２をベース部材８６に係合させて傾斜
角度θを提供しまたはベース部材８６ａに係合させて傾
斜角度θ１を提供することができる。

【００５０】従って、各々が異なった傾斜角度θを有す
る多数の傾斜式工作機械８０を、それぞれの標準ベッド
部材８２を複数の異なったベース部材８６に係合させる
有利な方法により提供できることを当業者は認識できる
であろう。

【００５１】次に、第８図に示す実施例において、本発
明は１基のＣＮＣ旋盤の形態で図示の１基の垂直型傾斜
台式工作機械１２０において実施される。前項記載の旋
盤９、１０、８０と同様に、当該旋盤１２０は既述した
複数の従来型実働コンポーネント１１、即ち、１基のス
ピンドルアッセンブリー１２、１基のＸ−軸スライドア
ッセンブリー１４、１基のカッタータレット１５、およ
び１基のＺ−軸スライドアッセンブリー１６、を含む。
当該実働コンポーネント１１の全ては構造フレーム１２
４のベッド部材１２２に搭載支持される。ベッド部材１
２２は構造フレーム１２４のベース部材１２６に搭載支
持される。

【００５２】ベッド部材１２２は前記スピンドルアッセ
ンブリー１２を搭載するためのステップ１２８を有する
実質上矩形の断面を有する。当該ベッド部材１２２はほ
ぼ平坦な４つの表面１３０、１３２、１３４、１３６、
によって境界が定められている。尚、本実施形態におい
ては、平面１３６が請求項の第１表面として機能し、こ
の第１表面と平行な平面１３０及び１３２が第２表面と
して機能する。また第１表面および第２表面と接する表
面１３４は、ベッド部材１２２の第４表面として機能す
る。当該表面１３０と１３２は少なくとも部分的に機械
加工により形成され、前記実働コンポーネント１１を搭
載支持する。前記表面１３４とベース部材１２６の傾斜
表面１３８は共働して前記ベッド部材１２２をベース部
材１２６に搭載させる。尚、本実施形態においては、ベ
ース部材１２２が請求項のシュー部材（shoeelement ）
として機能する。

【００５３】必ずしも必要ではないが、図示のように、
ベース部材１２６の他の一つの傾斜表面１４０は前記表
面１３６と共働して前記ベッド部材１２２をベース部材
１２６に搭載するための補助作用をなすことが望まし
い。ここで、共働作用をなす２組の表面１３４／１３８
または１３６／１４０のいずれもが前記ベッド部材１２
２をベース部材１２６に搭載するため直接に稼動されう
ることを当業者は認識できるであろう。前記工作機械の
場合と同様に、前記表面１３４／１３８間の境界面また
は前記表面１３６／１４０間の境界面において、限定は
しないが例えば螺子締め、螺子付き金具締めまたはエポ
キシ樹脂など当業者が共通して熟知しかつ使用している
いずれの締め付け手段または接合手段を用いて前記ベッ
ド部材１２２をベース部材１２６に固定しても良い。

【００５４】従来型の垂直台式工作機械９の場合、スピ
ンドルアッセンブリー１２に相関する実働コンポーネン
ト１４、１５、１６の位置精度は表面３６／３７の精度
により決定されるが、本実施例の傾斜台式工作機械１２
０の位置精度は前記平面１３０／１３２の精度により決
定される。この理由は、スピンドルアッセンブリー１２
が平面１３０に搭載されかつ前記実働コンポーネント１
４、１５、１６が平面１３２に搭載されているからであ
る。実働コンポーネント１１の全てを一つの構造部材、
即ちベッド部材１２２に搭載することにより、傾斜台式
工作機械１２０はベース部材１２６と相関するベッド部
材１２２を正確に位置決めする必要がなくなる。従っ
て、ベッド部材１２２とベース部材１２６を正確に係合
するための機械工作を行なう必要がなくなる。

【００５５】さらに、このベッド部材１２２は複数の実
働コンポーネント１１を搭載支持する２つの平面１３０
／１３２を有するので、ベース部材１２６を形成する工
程および歪問題よりもベッド部材１２２自体の応力およ
び熱に起因する歪み問題および成型加工の精度がより重
大に傾斜台式工作機械１２０のオペレーションに影響す
る。これにより、従来型の垂直台式工作機械のベース部
材５０と比較した場合、ベース部材１２６の製造におい
てより大きな柔軟性を付与できる。従って、前記工作機
械８０のベース部材８６の場合と同様に、工作機械用の
構造ベースまたはフレームを形成するために当業者によ
り一般的に利用されている何れかの方法を用いて当該ベ
ース部材１２６を形成してもよい。従来型の垂直台式工
作機械９の表面３６／３７の整合のために行なうコスト
の嵩張る機械加工を行なうよりも、ベース部材８６の形
成に用いる方法の如何を問わず、当該ベッド部材１２２
の二平面１３４／１３６および当該ベース部材１２６の
二平面１３８／１４０を鋳造状態のままあるいは注入成
型状態のまま利用してもよい。

【００５６】前記工作機械８０／８０ａの場合と同様
に、前記ベース部材１２６の傾斜表面１３４と水平方向
に延伸するベース表面１５０間の相対角度αにより決定
される傾斜角度θが工作機械１２０に付与される。前記
垂直型傾斜台式工作機械に付与される傾斜角度θは重力
により誘発される前記ベッド部材１２２の偏差を補償す
るものであって、この偏差は片持支持された実働コンポ
ーネント１４、１５、１６の重量から発生する曲げ力に
起因する。適正な傾斜角度θはベッド部材１２２に搭載
された実働コンポーネント１４、１５、１６の重量およ
び相対位置，およびベッド部材１２２自体の剛性および
硬さしだいで決定される。適正な傾斜角度θを選択する
ための方法は多々ある。例えば、絶対的な垂直位置にあ
るベッド部材１２２が重力により誘発された偏差も決定
することが可能で、この偏差に対抗する適正な傾斜角度
θを選定できる。他のもう一つのアプローチ手段とし
て、実働コンポーネント１４、１５、１６の共同重心を
前記平面１３４、１３８、１３６、１４０間の力の中心
により決定される力ベクトルＦと整合させることにより
曲げ力を最小限に抑制する。

【００５７】

【発明の効果】本発明の傾斜台式工作機械用構造フレー
ムは、ベッド部材自体に傾斜面を設ける必要がないの
で、製作が容易であるという効果がある。また本発明
は、傾斜台式工作機械用構造フレームの部品の互換性
や、製造装置、ジグの互換性を向上させる効果がある。
さらに本発明によると、ベッド部材の自重による撓み
や、熱変形の設計計算が容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の傾斜台実装工作機械の正面立面図であ
る。

【図２】第１図に示す従来の傾斜台実装工作機械の右側
立面図である。

【図３】本発明の実施形態の傾斜台式構造フレーム実装
の傾斜台実装工作機械の右側立面図である。

【図４】本発明の実施形態のもう一つの傾斜台式構造フ
レーム実装の傾斜台実装工作機械の右側立面図である。

【図５】機械加工のため従来の傾斜台式構造フレーム部
材を実装したガントリータイプのフライス盤の正面立面
図である。

【図６】機械加工のため本発明に成る傾斜台式構造フレ
ーム部材を実装したガントリータイプのフライス盤の正
面立面図である。

【図７】従来の垂直台式工作機械の右側立面図である。

【図８】本発明の実施形態の傾斜台式構造フレームを実
装した縱立式傾斜台で構成された工作機械の右側立面図
である。

【符号の説明】

１１ 実働コンポーネント ８０ 傾斜台式工作機械 ８２ ベッド部材 ８４ 構造フレーム ８６ ベース部材（シュー部材） ８８ 平面 ９０ 平面 ９２ 平面 ９４ 平面 ９６ 傾斜表面 ９８ 表面 ８８ａ ベース部材 ９６ａ 表面 １００ａ 表面 １２６ ベース部材 １３０ 表面 １３２ 表面 １３４ 表面 １３６ 表面 １２８ ステップ １２０ 垂直型傾斜台式工作機械 １２４ 構造フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−213232（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2040203（ＧＢ，Ａ) 米国特許3837245（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76 B23B 1/00 - 25/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜台式工作機械用の構造フレームの組
   み立て用部品であって、 ベッド部材と、 第１のシュー部材と、 第２のシュー部材を備え、 前記ベット部材は前記工作機械の実働コンポーネントを
   支持する機械加工された平坦な表面と、ベッド部材自身
   をシュー部材に維持するためのベッド部材側共働手段構
   成表面を備え、 前記第１のシュー部材は、ベッド部材を搭載するための
   第１シュー部材側共働手段構成表面を備え、 前記第２のシュー部材は、ベッド部材を搭載するための
   第２シュー部材側共働手段構成表面を備え、 前記ベッド部材は前記第１および第２シュー部材のいず
   れか一方だけと選択的に係合し、 ベッド部材が第１シュー部材と係合する時は、 ベッド部材側共働手段構成表面と第１シュー部材側共働
   手段構成表面が接することによって第１シュー部材上に
   前記ベッド部材が維持され、 ベッド部材が第２シュー部材と係合する時は、 ベッド部材側共働手段構成表面と第２シュー部材側共働
   手段構成表面が接することによって第２シュー部材上に
   前記ベッド部材が維持され、 ベッド部材が第１シュー部材と係合する時は、機械加工
   された前記平坦な表面は完全に垂直でもなくまた完全に
   水平でもない第１の傾斜角度にあり、 ベッド部材が第２シュー部材と係合する時は、前記機械
   加工された平坦な表面は完全に垂直でもなくまた完全に
   水平でもない第２の傾斜角度にあり、当該第２の傾斜角
   度は前記第１の傾斜角度と異なる、 ことを特徴とする傾斜台式工作機械用の構造フレームの
   組み立て用部品。
2. 【請求項２】 前記機械加工された平坦な表面が鋳造表
   面であることを特徴とする請求項１に記載の傾斜台式工
   作機械用の構造フレームの組み立て用部品。
3. 【請求項３】 ベット部材に設けられた工作機械の実働
   コンポーネントを支持する機械加工された平坦な表面
   と、ベッド部材側共働手段構成表面は平行であることを
   特徴とする請求項１に記載の傾斜台式工作機械用の構造
   フレームの組み立て用部品。
4. 【請求項４】 ベッド部材とシュー部材から構成される
   傾斜台式工作機械用構造フレームを製造する方法であっ
   て、 シュー部材に自身を支持するための平坦な第１表面を有
   すると共に工作機械の実働コンポーネントを支持するも
   のたる第２の平坦な表面を有するベッド部材を形成する
   工程と、 前記ベッド部材を搭載するための第３表面を有する第１
   シュー部材を形成する工程と、 前記ベッド部材の第一表面を搭載するための前記第３表
   面とは角度が異なる第４表面を有する第２シュー部材を
   形成する工程と、 前記ベッド部材を第１シュー部材の第３表面又は第２シ
   ュー部材の第４表面と選択的に係合させる工程を有し、 ベッド部材が第１シュー部材に係合される時点において
   ベッド部材の第２表面は第１の傾斜角度にあり、当該第
   １の傾斜角度は完全に垂直でもなく完全に水平でもな
   く、ベッド部材が第２シュー部材に係合される時点にお
   いてベッド部材の第２表面は第２の傾斜角度にあり、当
   該第２の傾斜角度は前記第１の傾斜角度とは異なる角度
   であり且つ完全に垂直でもなく完全に水平でもないこと
   を特徴とする傾斜台式工作機械用構造フレームの製造方
   法。