JP3509479B2 - 工作機械 - Google Patents
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Description
る。
−318445号公報に開示されるものがある。この公
開公報に開示された工作機械について、図9および図1
0の模式図を参照して説明する。図9および図10にお
いて、矢印Xは、フレーム(図示省略)の左右方向を示
しX軸方向という。また矢印Yは、前記フレームの上下
方向を示しY軸方向という。また矢印Zは、前記フレー
ムの前後方向を示しZ軸方向という。
は、上下2組のX軸用リニアガイド12,14を介して
ガントリ50がX軸方向にスライド可能に設けられてい
る。X軸用リニアガイド12,14は、Z軸方向に延び
る軸線回りに回転する工具主軸100を間に上下平行状
に配設されている。下側のX軸用リニアガイド14は、
X軸方向に延びる直線レール101と、その直線レール
101にスライド可能に係合する左右のベアリングブロ
ック104,103とからなる。前記直線レール101
は前記フレームに固定され、また前記ベアリングブロッ
ク104,103はガントリ50に固定されている。
X軸用リニアガイド14と同様に、前記フレームに固定
された直線レール102と、その直線レール102にス
ライド可能に係合されかつガントリ50に固定された左
右のベアリングブロック106,105とからなる。上
記した上下2組のX軸用リニアガイド12,14によ
り、ガントリ50をX軸方向にスライド可能に案内する
X軸用ガイド手段が構成されている。また、X軸用ガイ
ド手段において、ガントリ50に固定される計4個のベ
アリングブロック103,104,105,106は、
Z軸と直交する同一垂直平面上に配置されている。
リニアガイド22,24を介してサドル60がY軸方向
にスライド可能に設けられている。Y軸用リニアガイド
22,24は、前記工具主軸100を間に左右平行状に
配設されている。右側のY軸用リニアガイド24は、Y
軸方向に延びる直線レール110と、その直線レール1
10にスライド可能に係合する上下のベアリングブロッ
ク114,112とからなる。前記直線レール110は
ガントリ50に固定され、また前記ベアリングブロック
114,112はサドル60に固定されている。
Y軸用リニアガイド24と同様に、ガントリ50に固定
された直線レール111と、その直線レール111にス
ライド可能に係合されかつサドル60に固定された上下
のベアリングブロック115,113とからなる。上記
した左右2組のY軸用リニアガイド22,24により、
サドル60をY軸方向にスライド可能に案内するY軸用
ガイド手段が構成されている。また、Y軸用ガイド手段
において、サドル60に固定される計4個のベアリング
ブロック112,113,114,115は、Z軸と直
交する同一垂直平面上に配置されている。
は、左右のZ軸用リニアガイド32,34を介してラム
70がZ軸方向にスライド可能に設けられている。Z軸
用リニアガイド32,34は、前記工具主軸100の下
方において左右平行状に配設されている。右側のZ軸用
リニアガイド34は、Z軸方向に延びる直線レール12
5と、その直線レール125にスライド可能に係合する
前後のベアリングブロック121,123とからなる。
前記直線レール125はラム70に固定され、また前記
ベアリングブロック121,123はサドル60に固定
されている。
Z軸用リニアガイド34と同様に、ラム70に固定され
た直線レール126と、その直線レール126にスライ
ド可能に係合されかつサドル60に固定された前後のベ
アリングブロック122,124とからなる。上記した
左右2組のZ軸用リニアガイド32,34により、ラム
70をZ軸方向にスライド可能に案内するZ軸用ガイド
手段が構成されている。また、Z軸用ガイド手段におい
て、ラム70に固定される計4個のベアリングブロック
121,122,123,124は、Y軸と直交する同
一水平平面上に配置されている。
軸方向に延びる軸線回りに回転可能に支持している。工
具主軸100には、フライスカッタ等の回転切削工具
(図示省略)が取り付けられる。なおガントリ50、サ
ドル60およびラム70は、周知のリニアモータによっ
て当該軸方向にそれぞれ送り駆動させられる。また、ガ
ントリ50、サドル60およびラム70は、本明細書で
いうスライド部材に相当している。
て、Z軸と直交する同一垂直平面上に配置されてガント
リ50を支持するX軸用ガイド手段の4個のベアリング
ブロック103,104,105,106は、ガントリ
50の前面壁に固定されている。またサドル60を支持
するY軸用ガイド手段の4個のベアリングブロック11
2,113,114,115は、ガントリ50の場合と
同様、サドル60の前面壁に固定されている。このた
め、ワークの切削加工時において、工具主軸100に作
用する切削抵抗が前記ベアリングブロック103,10
4,105,106を固定したガントリ50、および前
記ベアリングブロック112,113,114,115
を固定したサドル60の各前面壁に集中的に加わる。
抗に対抗するため、ガントリ50およびサドル60の各
前面壁に高い剛性が必要とされる。これに対応するた
め、従来では、ガントリ50およびサドル60の前面壁
の肉厚を大きくすることにより、その前面壁の剛性を高
めている。しかし、前面壁以外の部分が前記切削抵抗に
対し有効に作用しないことから、余計な重量増加を招
き、ガントリ50およびサドル60の軽量化を妨げると
いう問題が残る。
する同一水平平面上に配置したZ軸用ガイド手段の4個
のベアリングブロック121,122,123,124
によって支持されているため、前記ガントリ50および
サドル60と同様の問題が生じる。なお、ガントリ5
0、サドル60およびラム70等のスライド部材の軽量
化と高剛性化の要求は、一般的に背反する要求である
が、前記2つの要求を同時に満足させることは、スライ
ド部材をリニアモータにより高速度で位置決めすること
が要求されるリニアモータ駆動式の工作機械においては
特に重要である。
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、工具主軸に作用する切削抵抗に対抗するスライド部
材の剛性を余計な重量増加を招くことなく高め、これに
よりスライド部材の軽量化を図ることのできる工作機械
を提供することにある。
項1の発明は、フレームの左右方向をX軸方向、同じく
上下方向をY軸方向、同じく前後方向をZ軸方向とした
とき、前記フレームに対しX軸用ガイド手段を介して前
記X軸方向にスライド可能に設けたガントリと、前記ガ
ントリに対しY軸用ガイド手段を介して前記Y軸方向に
スライド可能に設けたサドルと、前記サドルに対しZ軸
用ガイド手段を介してZ軸方向にスライド可能に設けら
れかつ前記Z軸方向に延びる軸線回りに回転する工具主
軸を設けたラムとを備えた工作機械において、前記X軸
用ガイド手段は、前記工具主軸を間に上下平行状に配設
された前上側のX軸用リニアガイド及び前下側のX軸用
リニアガイドと、その前下側のX軸用リニアガイドの後
方に前後平行状に配設された後下側のX軸用リニアガイ
ドとを備え、前記前上側のX軸用リニアガイド及び前下
側のX軸用リニアガイド並びに後下側のX軸用リニアガ
イドは、それぞれ前記フレームに固定されかつX軸方向
に延びる直線レールと、その直線レールにスライド可能
に係合しかつ前記ガントリに固定された左右のベアリン
グブロックとから構成され、前記前上側のX軸用リニア
ガイドにおける両ベアリングブロックと、前記前下側の
X軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロックと、
前記後下側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロックとは、X軸方向から見たときに相互に結んだ3
本の直線によってできる三角形の頂点にそれぞれ配置さ
れ、前記Y軸用ガイド手段は、前記工具主軸を間に左右
平行状に配設された前左側のY軸用リニアガイド及び前
右側のY軸用リニアガイドと、その前左側のY軸用リニ
アガイドの後方に前後平行状に配設された後左側のY軸
用リニアガイドと、前記前右側のY軸用リニアガイドの
後方に前後平行状に配設された後右側のY軸用リニアガ
イドとを備え、前記前左側のY軸用リニアガイド及び前
記前右側のY軸用リニアガイドは、それぞれ前記ガント
リに固定されかつY軸方向に延びる直線レールと、その
直線レールにスライド可能に係合しかつ前記サドルに固
定された上下のベアリングブロ ックとから構成され、前
記後左側のY軸用リニアガイド及び前記後右側のY軸用
リニアガイドは、それぞれ前記ガントリに固定されかつ
Y軸方向に延びる直線レールと、その直線レールにスラ
イド可能に係合しかつ前記サドルに固定されたベアリン
グブロックとから構成され、前記前左側のY軸用リニア
ガイドにおける両ベアリングブロックと、前記前右側の
Y軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロックと、
後左側のY軸用リニアガイドにおけるベアリングブロッ
ク及び後右側のY軸用リニアガイドにおけるベアリング
ブロックとは、X軸方向から見たときに相互に結んだ3
本の直線によってできる三角形の頂点にそれぞれ配置さ
れ、前記Z軸用ガイド手段は、前記工具主軸の下方にお
いて左右平行状に配設された左下側のZ軸用リニアガイ
ド及び右下側のZ軸用リニアガイドと、前記工具主軸の
上方において前記左下側のZ軸用リニアガイド及び右下
側のZ軸用リニアガイドと上下平行状に配設された上側
のZ軸用リニアガイドとを備え、前記左下側のZ軸用リ
ニアガイド及び前記右下側のZ軸用リニアガイドは、そ
れぞれ前記ラムに固定されかつZ軸方向に延びる直線レ
ールと、その直線レールにスライド可能に係合しかつ前
記サドルに固定された前後のベアリングブロックとから
構成され、前記上側のZ軸用リニアガイドは、前記ラム
に固定されかつZ軸方向に延びる直線レールと、その直
線レールにスライド可能に係合しかつ前記サドルに固定
されたベアリングブロックとから構成され、前記左下側
のZ軸用リニアガイドにおける前側のベアリングブロッ
ク及び前記右下側のZ軸用リニアガイドにおける前側の
ベアリングブロック並びに前記上側のZ軸用リニアガイ
ドにおけるベアリングブロックは、Z軸方向から見たと
きに相互に結んだ3本の直線によってできる二等辺三角
形の頂点にそれぞれ配置され、前記左下側のZ軸用リニ
アガイドにおける両ベアリングブロックと、前記右下側
のZ軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロック
と、前記上側のZ軸用リニアガイドにおけるベアリング
ブロックとは、X軸方向から見たときに相互に結 んだ3
本の直線によってできる三角形の頂点にそれぞれ配置さ
れていることを特徴とする工作機械である。請求項1記
載の工作機械によると、工具主軸に作用する切削抵抗に
対し、ガントリ、サドルおよびラムが、それぞれX軸方
向から見たときに相互に結んだ3本の直線によってでき
る三角形の頂点にそれぞれ配置したベアリングブロック
を備えたX軸用ガイド手段及びY軸用ガイド手段並びに
Z軸用ガイド手段を介して合理的に対抗することができ
る。従って、工具主軸に作用する切削抵抗に対抗するス
ライド部材としてのガントリ、サドルおよびラムの剛性
を余計な重量増加を招くことなく高め、これによりガン
トリ、サドルおよびラムの軽量化を図ることができる。
さらに、左下側のZ軸用リニアガイドにおける前側のベ
アリングブロック及び右下側のZ軸用リニアガイドにお
ける前側のベアリングブロック並びに上側のZ軸用リニ
アガイドにおけるベアリングブロックは、Z軸方向から
見たときに相互に結んだ3本の直線によってできる二等
辺三角形の頂点にそれぞれ配置されている。このため、
最少数のベアリングブロックによって、工具主軸に作用
する切削抵抗に対するラムの高い剛性を確保することが
できる。なお、本明細書でいう二等辺三角形には、正三
角形も含まれる。
1記載の工作機械において、前記前上側のX軸用リニア
ガイドにおける両ベアリングブロック及び前記前下側の
X軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロックは、
Z軸に直交する同一垂直平面上に配置されていることが
望ましい。また、請求項3に記載したように、請求項1
又は2記載の工作機械において、前記前下側のX軸用リ
ニアガイドにおける両ベアリングブロック及び前記後下
側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロック
は、Y軸に直交する同一水平平面上に配置されているこ
とが望ましい。
1記載の工作機械において、前記前左側のY軸用リニア
ガイドにおける両ベアリングブロック及び前記前右側の
Y軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロックは、
Z軸に直交する同一垂直平面上に配置されていることが
望ましい。また、請求項5に記載したように、請求項1
又は4記載の工作機械において、前記前左側のY軸用リ
ニアガイドにおける下側のベアリングブロック及び前記
前右側のY軸用リニアガイドにおける下側のベアリング
ブロック並びに前記後左側のY軸用リニアガイドにおけ
るベアリングブロック並びに前記後右側のY軸用リニア
ガイドにおけるベアリングブロックは、Y軸に直交する
同一水平平面上に配置されていることが望ましい。ま
た、請求項6に記載したように、請求項1記載の工作機
械において、前記前上側のX軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロック及び前記前下側のX軸用リニアガ
イドにおける両ベアリングブロックと、前記前左側のY
軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロック及び前
記前右側のY軸用リニアガイドにおける両ベアリングブ
ロックとは、Z軸に直交する同一垂直平面上に配置され
ていることが望ましい。請求項6記載の工作機械による
と、フレームに対しX軸用ガイド手段を介して設けられ
るガントリと、そのガントリにY軸用ガイド手段を介し
て設けられるサドルとを、Z軸方向に関してコンパクト
に配置することができる。
1記載の工作機械において、前記左下側のZ軸用リニア
ガイドにおける前側のベアリングブロック及び前記右下
側のZ軸用リニアガイドにおける前側のベアリングブロ
ック並びに前記上側のZ軸用リニアガイドにおけるベア
リングブロックは、Z軸に直交する同一垂直平面上に配
置されていることが望ましい。また、請求項7に記載し
たように、請求項1又は7記載の工作機械において、前
記左下側のZ軸用リニアガイドにおける両ベアリングブ
ロック及び前記右下側のZ軸用リニアガイドにおける両
ベアリングブロックは、Y軸に直交する同一水平平面上
に配置されていることが望ましい。
たがって説明する。図1は工作機械の略体正面図、図2
は図1のA−A線断面図、図3はサドルの周辺部を示す
正面図である。本発明では、フレームの左右方向をX軸
方向、同じく上下方向をY軸方向、同じく前後方向をZ
軸方向とする。また、従来例と同一と考えられる部位に
は同一符号を付すことにする。図1および図2におい
て、フレーム40は、ベース42と左右のサイド部材4
4と上部材46とによりほぼ箱型状に枠組みされてい
る。前記ベース42の前部上には、図示しないワークを
支持するテーブルが設けられている。
ガントリ50は、下部材52と左右のサイド部材54と
上部材56とによりほぼ縦長箱型状に枠組みされてい
る。前記ガントリ50の内部空間に配置されるサドル6
0は、ほぼ箱型状をなしている。前記サドル60の内部
空間に配置されるラム70は、Z軸方向に延びるほぼ角
柱状をなしている。ラム70の前端部には、工具主軸1
00がZ軸方向に延びる軸線回りに回転可能に支持され
ている。なお工具主軸100には、工具例えばフライス
カッタ等の回転切削工具(図示省略)が取り付けられ
る。またラム70は、前記工具主軸100を回転させる
ビルトインモータ(図示省略)を備えている。
70は、次に述べる各ガイド手段を介してそれぞれ当該
軸方向にスライド可能に設けられており、本発明でいう
スライド部材に相当している。なお、図4にガントリ5
0とサドル60との関係が模式図で示されており、また
図5にサドル60とラム70との関係が模式図で示され
ている。なお図5に、ラム70の前進状態を二点鎖線で
示した。
トリ50は、フレーム40に対し前側上下2組と後下側
の1組との計3組のX軸用リニアガイド12,14,1
6を介してX軸方向にスライド可能に設けられている。
前側の上下のX軸用リニアガイド12,14は、前記工
具主軸100を間に上下平行状に配設されている。また
後下側のX軸用リニアガイド16は、前下側のX軸用リ
ニアガイド14の後方に前後平行状に配設されている。
方向に延びる直線レール101と、その直線レール10
1にスライド可能に係合する左右のベアリングブロック
104,103とからなる。前記直線レール101は前
記フレーム40のベース42に固定され、また前記ベア
リングブロック104,103はガントリ50の左右の
サイド部材54の下面にそれぞれ固定されている。
側のX軸用リニアガイド14と同様に、前記フレーム4
0の上部材46に固定された直線レール102と、その
直線レール102にスライド可能に係合されかつガント
リ50の上部材56に固定された左右のベアリングブロ
ック106,105とからなる。また、後下側のX軸用
リニアガイド16は、前下側のX軸用リニアガイド14
と同様に、前記フレーム40のベース42の上面に固定
された直線レール101aと、その直線レール101a
にスライド可能に係合されかつガントリ50の一対のサ
イド部材54の直下で下部材52に固定された左右のベ
アリングブロック104a,103aとからなる。
2,14,16により、ガントリ50をX軸方向にスラ
イド可能に案内するX軸用ガイド手段が構成されてい
る。なお、各X軸用リニアガイド12,14,16のレ
ール長さ方向の中心は、工具主軸100の軸線とY軸方
向に直交する中心線L上にほぼ位置している。
ブロック103,103a,104,104a,10
5,106の配置関係について図6の模式図を参照して
述べる。図6中、(a)は左側面図、(b)は正面図、
(c)は右側面図、(d)は底面図である。図(a)の
左側面図に表される3個のベアリングブロック104,
104a,106は、X軸方向から見たときに3本の直
線によってできる直角三角形の頂点に配置されている。
また、図(c)の右側面図に表される3個のベアリング
ブロック103,103a,105は、前記ベアリング
ブロック104,104a,106と同様に、X軸方向
から見たときに3本の直線によってできる直角三角形の
頂点に配置されている。また、図(b)の正面図に表さ
れる計4個のベアリングブロック103,104,10
5,106は、Z軸と直交する同一垂直平面上に配置さ
れている。また、図(d)の底面図に表される計4個の
ベアリングブロック103,103a,104,104
aは、Y軸と直交する同一水平平面上に配置されてい
る。
サドル60は、ガントリ50に対し前側左右2組と後側
左右2組との計4組のY軸用リニアガイド22,24,
26,28を介してY軸方向にスライド可能に設けられ
ている。前側の左右のY軸用リニアガイド22,24
は、前記工具主軸100を間に左右平行状に配設されて
いる。また後側の左右のY軸用リニアガイド26,28
は、前側の左右のY軸用リニアガイド22,24の後方
にそれぞれ前後平行状に配設されている。なお左右のY
軸用リニアガイド22,26、24,28は、工具主軸
100の軸線とY軸方向に直交する中心線を中心として
左右対称状に配置されている。
方向に延びる直線レール110と、その直線レール11
0にスライド可能に係合する上下のベアリングブロック
114,112とからなる。前記直線レール110はガ
ントリ50の右側のサイド部材54に固定され、また前
記ベアリングブロック114,112はサドル60の当
該側壁に固定されている。また、前左側のY軸用リニア
ガイド22は、前右側のY軸用リニアガイド24と同様
に、ガントリ50の左側のサイド部材54に固定された
直線レール111と、その直線レール111にスライド
可能に係合されかつサドル60の当該側壁に固定された
上下のベアリングブロック115,113とからなる。
方向に延びる直線レール110aと、その直線レール1
10aにスライド可能に係合するベアリングブロック1
12aとからなる。前記直線レール110aはガントリ
50の右側のサイド部材54に固定され、また前記ベア
リングブロック112aはサドル60の当該側壁に固定
されている。また、後左側のY軸用リニアガイド26
は、後右側のY軸用リニアガイド28と同様に、ガント
リ50の左側のサイド部材54に固定された直線レール
111aと、その直線レール111aにスライド可能に
係合されかつサドル60の当該側壁に固定されたベアリ
ングブロック113aとからなる。上記した計4組のY
軸用リニアガイド22,24,26,28により、サド
ル60をY軸方向にスライド可能に案内するY軸用ガイ
ド手段が構成されている。
ロック112,112a,113,113a,114,
115の配置関係について図7の模式図を参照して述べ
る。図7中、(a)は左側面図、(b)は正面図、
(c)は右側面図、(d)は底面図である。図(a)の
左側面図に表される3個のベアリングブロック113,
113a,115は、X軸方向から見たときに3本の直
線によってできる直角三角形の頂点に配置されている。
この3個のうちの前側2個のベアリングブロック11
3,115は、前記X軸用ガイド手段における左前側2
個のベアリングブロック104,106(図6(a)参
照)とともに、Z軸と直交する同一垂直平面上に配置さ
れている。
のベアリングブロック112,112a,114は、前
記ベアリングブロック113,113a,115と同様
に、X軸方向から見たときに3本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。この3個のうちの
前側2個のベアリングブロック112,114は、前記
X軸用ガイド手段における右前側2個のベアリングブロ
ック103,105(図6(c)参照)とともに、Z軸
と直交する同一垂直平面上に配置されている。
のベアリングブロック112,113,114,115
は、Z軸と直交する同一垂直平面上に配置されている。
また、図(d)の底面図に表される計4個のベアリング
ブロック112,112a,113,113aは、Y軸
と直交する同一水平平面上に配置されている。
ラム70は、サドル60に対し下側左右2組と上側1組
との計3個のZ軸用リニアガイド32,34,36を介
してZ軸方向にスライド可能に設けられている。下側の
左右のZ軸用リニアガイド32,34は、前記工具主軸
100の下方において左右平行状に配設されている。ま
た上側のZ軸用リニアガイド36は、前記工具主軸10
0の上方において前記Z軸用リニアガイド32,34と
上下平行状に配設されている。なお図1に示すように、
下側の左右のZ軸用リニアガイド32,34は、工具主
軸100の軸線とY軸方向に直交する中心線Lを中心と
して左右対称状に配置されている。また、上側のリニア
ガイド36は前記中心線L上にほぼ位置している。
側のZ軸用リニアガイド34は、Z軸方向に延びる直線
レール125と、その直線レール125にスライド可能
に係合する前後のベアリングブロック121,123と
からなる。前記直線レール125はラム70の底面壁に
固定され、また前記ベアリングブロック121,123
はサドル60の当該壁面に固定されている。また、左下
側のZ軸用リニアガイド32は、右下側のZ軸用リニア
ガイド34と同様に、ラム70の底面壁に固定された直
線レール126と、その直線レール126にスライド可
能に係合されかつサドル60の当該壁面に固定された前
後のベアリングブロック122,124とからなる。
向に延びる直線レール118と、その直線レール118
にスライド可能に係合するベアリングブロック117と
からなる。前記直線レール118はラム70の上面壁に
固定され、また前記ベアリングブロック117はサドル
60の当該壁面に固定されている。上記した計3組のZ
軸用リニアガイド32,34,36により、ラム70を
Z軸方向にスライド可能に案内するZ軸用ガイド手段が
構成されている。
ロック121,122,123,124,117の配置
関係について図8の模式図を参照して述べる。図8中、
(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面
図、(d)は底面図である。図(a)の左側面図に表さ
れる3個のベアリングブロック117,122,124
は、X軸方向から見たときに3本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。また、図(c)の
右側面図に表される3個のベアリングブロック117,
121,123は、前記117,122,124と同様
に、X軸方向から見たときに3本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。
ベアリングブロック117,121,122は、Z軸と
直交する同一垂直平面上に配置されている。更に、その
前側の計3個のベアリングブロックは、Z軸方向から見
たときに3本の直線によってできる底辺を水平辺とする
二等辺三角形(正三角形を含む。)の3つの頂点に配置
されている。また、図(d)の底面図に表される4個の
ベアリングブロック121,122,123,124
は、Y軸と直交する同一水平平面上に配置されている。
70は、周知のリニアモータによって当該軸方向にそれ
ぞれ送り駆動させられる。詳しくは、図2に示すよう
に、フレーム40とガントリ50と間には、上下対称状
に配置された上下のX軸用リニアモータ210が設けら
れている。X軸用リニアモータ210は、ガントリ50
に設けられたコイル固定子212と、フレーム40に設
けられたマグネット214とを有している。また、ガン
トリ50とサドル60と間には、左右対称状に配置され
た左右(図2は左側のみを示す。)のY軸用リニアモー
タ220が設けられている。Y軸用リニアモータ220
は、サドル60に設けたコイル固定子222と、ガント
リ50に設けたマグネット224とを有している。ま
た、図3に示すように、サドル60とラム70と間に
は、Z軸用リニアモータ230が設けられている。Z軸
用リニアモータ230は、サドル60に設けたコイル固
定子232と、ラム70に設けたマグネット234とを
有している。
手段には、X軸方向から見たときに3本の直線によって
できる直角三角形の頂点に配置したベアリングブロック
104,104a,106(図6(a)参照)、10
3,103a,105(図6(c)参照)を備えてい
る。また、Y軸用ガイド手段には、X軸方向から見たと
きに3本の直線によってできる直角三角形の頂点に配置
したベアリングブロック113,113a,115(図
7(a)参照)、112,112a,114(図7
(c)参照)を備えている。また、Z軸用ガイド手段に
は、X軸方向から見たときに3本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置した配置したベアリングブロッ
ク117,122,124(図8(a)参照)、11
7,121,123(図8(c)参照)を備えている。
これにより、工具主軸100に作用する切削抵抗に対
し、ガントリ50、サドル60およびラム70が前記ベ
アリングブロックをそれぞれ備えた各ガイド手段を介し
て合理的に対抗することができる。従って、工具主軸1
00に作用する切削抵抗に対抗するガントリ50、サド
ル60およびラム70の剛性を余計な重量増加を招くこ
となく高め、これによりガントリ50、サドル60およ
びラム70の軽量化を図ることができる。このことは、
本実施の形態で示すようなリニアモータ駆動式の工作機
械におけるガントリ50、サドル60およびラム70の
高速、高加速度化を達成するに有益なる効果を発揮す
る。
たときに3個のベアリングブロックが頂点に配置される
三角形は、前記実施の形態における直角三角形の他、二
等辺三角形、不等辺三角形の頂点に配置することも考え
られる。なお、ガイド手段に、X軸方向から見たときに
4本以上の直線によってできる四角形以上の多角形の頂
点にベアリングブロックを配置することは、スライド部
材の高剛性化は可能としても、余計な重量増加を招くこ
とになり軽量化の点に問題を残すため好ましくない。
から見て三角形の頂点に配置された3個のうちの2個の
ベアリングブロック103,105、104,106
(図6(a),(c)参照)と、Y軸用ガイド手段にお
けるX軸方向から見て三角形の頂点に配置された3個の
うちの2個のベアリングブロック112,114、11
3,115(図7(a),(c)参照)を、Z軸と直交
する同一垂直平面上に配置したことにより、X軸用ガイ
ド手段を介して設けられるガントリ50と、Y軸用ガイ
ド手段を介して設けられるサドル60とをZ軸方向に関
してコンパクトに配置することができる。
見たときに3本の直線によってできる底辺を水平辺とす
る二等辺三角形の3つの頂点に配置した3個のベアリン
グブロック117,121,122(図8(b)参照)
を有していることにより、工具主軸100に作用する切
削抵抗に対するラム70の高い剛性を最少数のベアリン
グブロックで確保することができる。
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、本発明は、リニアモータ駆動式
以外の駆動方式、例えば、ボールネジあるいはラックア
ンドピニオンを利用したモータ駆動方式の工作機械に流
用することが可能である。
作用する切削抵抗に対抗するスライド部材としてのガン
トリ、サドルおよびラムの剛性を余計な重量増加を招く
ことなく高め、これによりガントリ、サドルおよびラム
の軽量化を図ることができる。
る。
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
である。
ある。
ベアリングブロック 22,24,26,28 Y軸用リニアガイド 110,110a,111,111a 直線レール 112,112a,113,113a,115,114
ベアリングブロック 32,34,36 Z軸用リニアガイド 117,121,122,123,124 ベアリング
ブロック 118,125,126 直線レール 50 ガントリ 60 サドル 70 ラム 100 工具主軸
Claims (8)
- 【請求項1】 フレームの左右方向をX軸方向、同じく
上下方向をY軸方向、同じく前後方向をZ軸方向とした
とき、前記フレームに対しX軸用ガイド手段を介して前
記X軸方向にスライド可能に設けたガントリと、前記ガ
ントリに対しY軸用ガイド手段を介して前記Y軸方向に
スライド可能に設けたサドルと、前記サドルに対しZ軸
用ガイド手段を介してZ軸方向にスライド可能に設けら
れかつ前記Z軸方向に延びる軸線回りに回転する工具主
軸を設けたラムとを備えた工作機械において、前記X軸用ガイド手段は、前記工具主軸を間に上下平行
状に配設された前上側のX軸用リニアガイド及び前下側
のX軸用リニアガイドと、その前下側のX軸用リニアガ
イドの後方に前後平行状に配設された後下側のX軸用リ
ニアガイドとを備え、 前記前上側のX軸用リニアガイド及び前下側のX軸用リ
ニアガイド並びに後下側のX軸用リニアガイドは、それ
ぞれ前記フレームに固定されかつX軸方向に延びる直線
レールと、その直線レールにスライド可能に係合しかつ
前記ガントリに固定された左右のベアリングブロックと
から構成され、 前記前上側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロックと、前記前下側のX軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックと、前記後下側のX軸用リニアガ
イドにおける両ベアリングブロックとは、X軸方向から
見たときに相互に結んだ3本の直線によってできる三角
形の頂点にそれぞれ配置され、 前記Y軸用ガイド手段は、前記工具主軸を間に左右平行
状に配設された前左側のY軸用リニアガイド及び前右側
のY軸用リニアガイドと、その前左側のY軸用リニアガ
イドの後方に前後平行状に配設された後左側のY軸用リ
ニアガイドと、前記前右側のY軸用リニアガイドの後方
に前後平行状に配設された後右側のY軸用リニアガイド
とを備え、 前記前左側のY軸用リニアガイド及び前記前右側のY軸
用リニアガイドは、それぞれ前記ガントリに固定されか
つY軸方向に延びる直線レールと、その直線レールにス
ライド可能に係合しかつ前記サドルに固定された上下の
ベアリングブロックとから構成され、 前記後左側のY軸用リニアガイド及び前記後右側のY軸
用リニアガイドは、それぞれ前記ガントリに固定されか
つY軸方向に延びる直線レールと、その直線レールにス
ライド可能に係合しかつ前記サドルに固定されたベアリ
ングブロックとから構成され、 前記前左側のY軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロックと、前記前右側のY軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックと、後左側のY軸用リニアガイド
におけるベアリングブロック及び後右側のY軸用リニア
ガイドにおけるベアリングブロックとは、X軸方向から
見たときに相互に結んだ3本の直線によってできる三角
形の頂点にそれぞれ配置され、 前記Z軸用ガイド手段は、前記工具主軸の下方において
左右平行状に配設された左下側のZ軸用リニアガイド及
び右下側のZ軸用リニアガイドと、前記工具主軸の上方
において前記左下側のZ軸用リニアガイド及び右下側の
Z軸用リニアガイドと上下平行状に配設された上側のZ
軸用リニアガイドとを備え、 前記左下側のZ軸用リニアガイド及び前記右下側のZ軸
用リニアガイドは、それぞれ前記ラムに固定されかつZ
軸方向に延びる直線レールと、その直線レールにスライ
ド可能に係合しかつ前記サドルに固定された前後のベア
リングブロックとから構成され、 前記上側のZ軸用リニアガイドは、前記ラムに固定され
かつZ軸方向に延びる直線レールと、その直線レールに
スライド可能に係合しかつ前記サドルに固定されたベア
リングブロックとから構成され、 前記左下側のZ軸用リニアガイドにおける前側のベアリ
ングブロック及び前記右下側のZ軸用リニアガイドにお
ける前側のベアリングブロック並びに前記上側のZ軸用
リニアガイドにおけるベアリングブロックは、Z軸方向
から見たときに相互に結んだ3本の直線によってできる
二等辺三角形の頂点にそれぞれ配置され、 前記左下側のZ軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロックと、前記右下側のZ軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックと、前記上側のZ軸用リニアガイ
ドにおけるベアリングブロックとは、X軸方向から見た
ときに相互に結んだ3本の直線によってできる三角形の
頂点にそれぞれ配置されている ことを特徴とする工作機
械。 - 【請求項2】 請求項1記載の工作機械において、 前記前上側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロック及び前記前下側のX軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックは、Z軸に直交する同一垂直平面
上に配置されている ことを特徴とする工作機械。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の工作機械におい
て、前記前下側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロック及び前記後下側のX軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックは、Y軸に直交する同一水平平面
上に配置されている ことを特徴とする工作機械。 - 【請求項4】 請求項1記載の工作機械において、前記前左側のY軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロック及び前記前右側のY軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックは、Z軸に直交する同一垂直平面
上に配置されている ことを特徴とする工作機械。 - 【請求項5】 請求項1又は4記載の工作機械におい
て、 前記前左側のY軸用リニアガイドにおける下側のベアリ
ングブロック及び前記前右側のY軸用リニアガイドにお
ける下側のベアリングブロック並びに前記後左側のY軸
用リニアガイドにおけるベアリングブロック並びに前記
後右側のY軸用リニアガイドにおけるベアリングブロッ
クは、Y軸に直交する同一水平平面上に配置されている
ことを特徴とする工作機械 。 - 【請求項6】 請求項1記載の工作機械において、 前記前上側のX軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロック及び前記前下側のX軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックと、前記前左側のY軸用リニアガ
イドにおける両ベアリングブロック及び前記前右側のY
軸用リニアガイドにおける両ベアリングブロックとは、
Z軸に直交する同一垂直平面上に配置されていることを
特徴とする工作機械。 - 【請求項7】 請求項1記載の工作機械において、 前記左下側のZ軸用リニアガイドにおける前側のベアリ
ングブロック及び前記右下側のZ軸用リニアガイドにお
ける前側のベアリングブロック並びに前記上側のZ軸用
リニアガイドにおけるベアリングブロックは、Z軸に直
交する同一垂直 平面上に配置されていることを特徴とす
る工作機械。 - 【請求項8】 請求項1又は7記載の工作機械におい
て、 前記左下側のZ軸用リニアガイドにおける両ベアリング
ブロック及び前記右下側のZ軸用リニアガイドにおける
両ベアリングブロックは、Y軸に直交する同一水平平面
上に配置されていることを特徴とする工作機械。
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