JPH0192042A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水平方向に延びる軸線に沿って工作物テーブ
ルに対し相対的に移動可能な可動ユニットと、この軸線
方向で延びているが断方向では運動可能でありその上に
可動ユニットにおける互いに軸方向でずらされた案内要
素を走行させるガイドレールとの間の相対運動を生ぜし
めるための駆動モータとを備えている形式の工作機械に
関する。

［従来の技術］ このような形式による工作機械は、パンフレットｒＣＮ
Ｃ制作センターＦＺ１６Ｊから公知となっている。

この公知の工作機械は、水平な平面に位置固定的に配置
された工作物テーブルを有しており、工作物テーブルは
水平方向で数メートルの長さに設計することが出来る。

この工作機械を使用する作業員は、工作物テーブルにお
ける一方の縦側面側に立つ。テーブルの反対側縦側面に
は、はり成人の背丈はどの高さを有するスイッチボック
ス（配電盤）が設けられており、工作機械への給電、機
械の制御等に必要な全ての電気的および電子的な要素が
このスイッチボックスに収納されている。工作機械の作
業台は、工作物テーブルとスイッチボックスとの間の範
囲に亘って延在している。この中間スペースでは、工作
物テーブルの長手延在方向と平行に延びるガイドがいわ
ゆるＸ−軸線に沿って機械テーブル上に配置されている
。このＸ−軸線に沿って延びるＸ−往復台は、その上面
にＸ−軸線に対して垂直な、つまりいわゆるｙ−軸線に
沿って延びる２本のガイドレールを有しており、これら
のｙ−ガイドレール内ではｙ−往復台が案内されている
。ｙ−往復台にＸ−往復台に対して相対的な運動を行わ
せるため、ｙ−往復台とＸ−往復台に沿ったスイッチボ
ックスとの間には、ｙ−軸線に沿って延びるねじ山スピ
ンドルを廻転させる駆動モータが配置されている。ねじ
山スピンドルはｙ−往復台内に不動配置されたねじ山ス
リーブと協働し、従って駆動モータが回転せしめられる
と、ｙ−往復台がｙ−軸線に沿って摺動する。

工作物テーブルに面した側のｙ−往復台の前面には、主
軸台をいわゆる２−軸線としての鉛直軸線に沿って移動
可能ならしめるため、矢張り２本の互いに平行に延びる
鉛直なガイドレールが配置されている。そのためこの鉛
直な各ガイドレール間には位置固定されたねじ山スピン
ドルが配置されており、主軸台に回動可能に支承された
ねじ山スリーブがこの不動のねじ山スピンドルと協働す
る。

このような構成様式がとられることによって、主軸台を
３つの直交座標の方向で移動させることが出来る。

然しこの公知の工作機械においては、ｙ−軸線方向での
機械の奥行寸法が比較的大きく、そのために工場のスペ
ースが狭い場合には、特に機械の据付けに関する問題が
生ずる。更にこの公知例においては、ｙ−駆動モータが
ｙ−往復台とスイッチボックスとの間に配置され、この
箇所へのアプローチが困難であるため、ｙ−駆動装置の
修理作業を実施しにくいという問題もある。特にｙ−軸
線方向での各駆動要素の解体は極めて困難である。

何故ならば、両サイドへのｙ−軸線方向での運動がスイ
ッチボックス乃至ｙ−往復台によって著しく制限される
からである。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明の課題とするところは、冒頭に述べた形式
による従来の工作機械に改良を加えて、工作機械の奥行
寸法を縮小すると同時に、ｙ−駆動装置の各駆動要素に
対するアプローチ特性を改善する点にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記の課題を解決すべく提案された本発明の措置によれ
ば、駆動モータがそのステータによって可動ユニットに
剛性的に結合され、２つの案内要素間にはＶ軸方向で配
置されている。

［発明の作用と効果］ 本発明の設定課題をこの措置によって完全に解決しうる
のは、ｙ−駆動モータをｙ−往復台内に組込むいわば集
積化効果が可動ユニットのひいては工作機械全体の奥行
構成寸法を著しく縮小すべく発揮されている一方、ｙ−
駆動装置の各駆動要素がｙ−往復動の前面からアプロー
チされうるようになっており、従ってスイッチボックス
とｙ　−往復台との間の中間スペース内における煩瑣な
作業がもはや不要ならしめられているという理由による
。

その結果として、実際には工作機械の奥行寸法を約５０
センチメートルも短縮することが出来、ｙ−駆動装置の
交換時間も従来の公知技術において必要とされていた何
分の１かに縮めることが出来る。

本発明の有利な１実施態様では、ガイドレールがねじ山
スリーブに剛性結合されており、このねじ山スリーブ内
で回動するねじ山スピンドルが駆動モータによって駆動
される。

この措置によって得られる利点は、工作機械のための精
密でしかも申分なく保管されうる送り装置が利用出来る
ことにある。

本発明による別の有利な実施態様では、ねじ山スピンド
ルが１つの歯車を担持しており、ねじ山スピンドルとこ
の歯車と駆動モータとの各軸線が互いに平行に延びてお
り、この歯車が駆動モータに設けられた別の歯車により
、有利には歯付ベルトを介した連結状態で駆動される。

この措置によれば、駆動モータがその縦軸と共にこれと
平行に延びるねじ山スピンドルのすぐ横に配置されうる
ので、特にその所要スペースの面で有利な構成が可能な
らしめられるのみならず、両歯車間の変速比を調整する
ことにより、例えばｙ一方向での特に低速で精確な送り
運動を行わせるため、駆動モータの回転数を低下させる
ことが出来る。

本発明の特に有利な実施態様では、主軸台を鉛直方向で
移動させるための２本の鉛直なガイドレールが、自体公
知の形式により可動ユニットの前面に設けられており、
これらのガイドレール間に位置する分解可能な駆動モー
タが、可動ユニットから手前に取出されうるようになっ
ている。

この措置によって得られる主要な利点は、ｙ−駆動装置
を交換する際に必要とされる解体時間が、従来の公知技
術で必要とされていた作業時間よりはるかに短かくて済
むことにある。何となれば、駆動モータを、また場合に
よっては駆動装置全体を可動ユニットの前面から鉛直な
両ガイドレール間を通して手前に取出すためには、単に
若干のねじを外しさえすればよいからである。

更にこの実施態様において、各歯車と歯付ベルトとを鉛
直に延びる２本のガイドレール間に配置し、歯車の端面
を鉛直なガイドレールの前面と整合させておくならば、
特に有利な結果が得られる。

この措置によって得られる利点は、工作機械の奥行スペ
ースを完全に利用しっくすことが出来るところがある。

つまり何となれば、いづれにせよ鉛直な両ガイドレール
間に存在している中間スペースを各歯車と歯付ベルトと
によって構成される伝動装置を収容するために利用出来
るからであり、特にそのための付加的な奥行寸法は必要
とされない。

本発明による前述した各構成および以下に述べる各構成
が単にその都度示されている組合わせでのみならず他の
組合わせにより又はそれぞれ単独で本発明の枠を逸脱す
ることな〈実施可能であることは言うまでもない。

［実施例の要約］ 工作機械は水平方向に延びる軸線ｙに沿って工作物テー
ブル１２に対し相対的に移動可能な可動ユニット１９を
有している。ガイドレール２２はこの軸線ｙの方向に延
びているが、この方向での運動を行うことは出来ない。

ガイドレール２２上には可動ユニット１９における互い
に軸方向でずらされた案内要素２３が延びている。駆動
モータ２０は可動ユニット１９とガイドレール２２との
間の相対運動を生ぜしめるために用いられる。

軸線ｙの方向で見た工作機械の構成深さ（奥行寸法）を
軽減すると同時に各駆動要素へのアプローチ特性を改善
するため、駆動モータ２０′はそのステータによって可
動ユニット１９に剛性結合され、各案内要素２３間には
Ｖ軸方向で配置されている。

［実施例］ 第１図に符号１０でその全体を示されている工作機械は
、主として工作物の中ぐり加工およびフライス加工を行
うためのセンターとして使用される。この工作機械１０
は作業台１１“を有しており、作業台１１は水平方向の
平面に配置される工作物テーブル１２を担持している。

工作物テーブル１２は、第１図の図平面に対して垂直な
方向で数メートルの長さに設計することが出来る。

工作機械１０の背面にはスイッチボックス１３が配置さ
れており、このスイッチボックス１３ははＶ成人の身の
丈に等しい高さを有し、工作物テーブル１２と平行に３
メートルまでの長さ寸法で延びている。

工作物テーブル１２とスイッチボックス１３との間に形
成される中間スペース内では、符号１４でその全体を示
された可動ユニットが作業台１１上に配置されており、
この可動ユニット１４は、３つの直交座標方向での運動
を生ぜしめるために用いられる。

この可動ユニット１４には、例えば電気エネルギー、圧
力空気、電気的な制御信号などが接続部１５とフレキシ
ブルな導線乃至導管としてのライン１６を介して供給さ
れる。

Ｘ−運動ユニット１７は、ローラ１８により作業台１１
上を第１図の図平行に対して垂直な方向で移動すること
が出来る。なおそのための各駆動要素は、図を簡明にす
るため図示されてない。

ｙ−運動ユニット１９はＸ−運動ユニット１７上に配置
されており、Ｘ−運動ユニット１７に剛性的に固定され
たｙ−駆動モータ２０により、回転するｙ−スピンドル
２、、例えばねじ山スピンドルを介して駆動される。こ
れによってｙ−運動ユニット１９は、Ｘ−運動ユニット
１７の上面にＸ−軸線に対して直角方向で剛性的に固定
されたｙ−ガイドレール２２ａ、２２ｂ上を走行する。

そのためｙ−運動ユニット１９には案内要素２３ａ、、
２３ｂとして、例えば形状接続式にｙ−ガイドレール２
２ａ、２２ｂ上を走行するローラ又はスライダが設けら
れている。更にこのｙ−運動ユニット１９は、このユニ
ットと剛性結合されｙ−スピンドル２１上を回動するね
じ山スリーブ２４を有している。ｙ−駆動モータ２０が
回転してｙ−スピンドル２１に回転運動が与えられると
、ｙ−運動ユニット１９のｙ−軸線方向での運動が行わ
れる結果になる。

ｙ−運動ユニット１９の前方端面、つまり工作物テーブ
ル１２に面した側では、ｙ−運動ユニット１９に２本の
鉛直方向に延びる２−ガイドレール３０ａ、３０ｂが設
けられており、主軸台３１はこれらの２−ガイドレール
上を２−スピンドル３２により鉛直方向で走行可能であ
る。

主軸台３１はスピンドルを駆動するための各要素を有し
ており、工具３５はこれらの駆動要素内に緊締可能であ
る。

上述した各運動ユニット１７．１９．３１を用いること
によって、工具３５を３つの直交座標方向ｘ、ｙ、ｚで
三次元的に運動させることが可能になり、斯くして工作
物テーブル１２上にセットされた工作物の加工が実施さ
れる。

第１図から明らかなように、ｙ−駆動モータ２０はスイ
ッチボックス１３とｙ−運動ユニット１９との間の中間
スペースでかなりの場所を占めている。従ってこの工作
機械工０におけるｙ−軸線方向での構成寸法（奥行）は
かなり大きくならざるを得ない。更に、ｙ−駆動モータ
２０の取扱い、特にこのモータ又はｙ−スピンドル２１
の取外し作業に手間がかかり煩瑣であることは、スイッ
チボックス１３とｙ−運動ユニット１９との間のｙ゛−
軸線方向では極く僅かな遊隙しかないことが明らかであ
る。

ところで、第２図に示された本発明による工作機械１０
′が第１図に示された公知技術による工作機械１０と相
違している点は、ｙ−駆動モータ２０′がｙ−運動ユニ
ット１９′内に組込まれて一体化されているところにあ
る。この場合、ｙ−駆動モータ１９′はそのステータに
よりｙ−運動ユニット１９と剛性結合された状態で両案
内要素２３ａ、２３ｂ間の範囲で延在しており、その配
置形成は対称的である必要はなく、また駆動モータ２０
′が案内要素２３ａ、２３ｂの片側乃至両側に僅かに突
出していてもよい。

本発明による工作機械の場合、フレキシブルなライン１
６′はｙ−運動ユニット１９′に接続されているので、
Ｘ−運動ユニット１゛７′には接続部がない。

更に本発明による工作機械１０′では、ねじ山スリーブ
２４′がＸ−運動ユニット１７に剛性結合されている。

ｙ−駆動モータ２０′は矢張りｙ−スピンドル２１を駆
動するが、この場合、ｙ　−スピンドル２１は軸方向不
動にｙ−運動ユニット１９′に結合されている。従って
ｙ−スピンドル２１が回動すると、ｙ−運動ユニット１
９′がｙ一方向での運動を行う。

第２図からまた特に第３図からも明らかなように、ｙ−
駆動装置のパーツを鉛直な２−ガイドレール３０ａ、３
０ｂ間の通常はフリーな中間スペースとして利用されな
いスペースに配設しておくことにより、構成スペースを
更に一層節約することが出来る。

ｙ−運動ユニット１９′内には、組込まれたｙ−駆動モ
ータ２０′をダイレクトに冷却するためのファン４０が
配置されている。

第３図に示されたように、ｙ−駆動モータ２０′のシャ
フト４０は第１の歯車４１を駆動し、この第１の歯車４
１に巻掛けられた歯付ベルト４２がｙ−スピンドル２１
′上に坐着している第２の歯車４３を駆動する。本発明
によるこのような構成様式がとられるならば、ｙ−駆動
モータ２０′とｙ−スピンドル２１′とが互いに上下に
平行配置された所要スペースの少い構造が得られるのみ
ならず、各歯車４１．４３を適宜な寸法に設計すること
により変速比を調整して、ｙ−駆動モータ２０′の比較
的高い駆動回転数をｙ−スピンドル２１′における適宜
な低い回転数に変換することも可能になる。

この場合、各歯車４１．４３の端面４５を鉛直な２−ガ
イドレール３０ａ、３０ｂの前面４６ａ。

４６ｂとはゾ整合させるような配置形式をとると有利で
あり、そうすれば主軸台３１の運動軌道に障害が生ずる
ことは回避される。

第３図から明らかなように、ｙ−運動ユニット１９′の
前面は自由にアプローチ可能であり、従ってｙ−駆動装
置要素、つまりｙ−駆動モータ２０′ならびにｙ−スピ
ンドル２１′はｙ−運動ユニット１９′から容易に手前
へ取出すことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知技術による工作機械の概略的な側面図、 第２図は第１図の機械に類似した本発明による工作機械
の側面図、 第３図は第２図による本発明の工作機械の１部を斜めに
前方から見た概略斜視図である。 １０．１０’・・・・・・工作機械 １１・・・・・・・・・・・・・・・・・・作業台１２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・工作物テーブル
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・スイッチボ
ックス１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・可動
ユニット１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・接
続部１６．１６’・・・・・・エネルギー乃至信号を供
給するためのフレキシブルな ライン １７．１７’・・・・・・ｘ　−運動ユニット１８・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ローラ１９．１９’
・・・・・・ｙ−運動ユニット２０．２０’・・・・・
・ｙ−駆動モータ２、、２１’・・・・・・ｙ−スピン
ドル２２ａ、２２ｂ・・・ｙ−ガイドレール２３ａ、　
　２３ｂ・・・案内要素

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平方向に延びる軸線（ｙ）に沿って工作物テーブ
   ル（１２）に対し相対的に移動可能な可動ユニット（１
   ９）と、軸線（ｙ）の方向で延びているがこの方向では
   運動不能でその上に可動ユニット（１９）における互い
   に軸方向でずらされた案内要素（２３ａ）、（２３ｂ）
   を走行させるガイドレール（２２ａ）、（２２ｂ）と、
   可動ユニット（１９）とガイドレール（２２ａ）、（２
   ２ｂ）との間の相対運動を生ぜしめるための駆動モータ
   （２０）、（２０′）とを備えている形式の工作機械に
   おいて、駆動モータ（２０′）がそのステータにより可
   動ユニット（１９）に剛性結合され、２つの案内要素（
   ２３ａ）、（２３ｂ）間にほゞ軸方向で配置されている
   ことを特徴とする工作機械。 ２、ガイドレール（２２ａ）、（２２ｂ）がねじ山スリ
   ーブ（２４′）に剛性結合されており、このねじ山スリ
   ーブ（２４′）内で回動するねじ山スピンドル（２１）
   が駆動モータ（２０）により駆動されることを特徴とす
   る請求項１に記載の工作機械。 ３、ねじ山スピンドル（２１）が歯車（４３）を担持し
   ており、、ねじ山スピンドル（２１）と歯車（４３）と
   駆動モータ（２０）との各軸線が互いに平行に延びてお
   り、歯車（４３）が駆動モータ（２０）に設けられた別
   の歯車（４１）によって駆動されることを特徴とする請
   求項２に記載の工作機械。 ４、各歯車（４１）、（４３）が歯付ベルト（４２）を
   介して互いに連結されていることを特徴とする請求項３
   に記載の工作機械。 ５、可動ユニット（１９）の前面に主軸台（３１）を鉛
   直方向で移動させるための２本の鉛直なガイドレール（
   ３０ａ）、（３０ｂ）が設けられており、これらのガイ
   ドレール（３０ａ）、（３０ｂ）間に位置する分解可能
   な駆動モータ（２０）が可動ユニット（１９）から手前
   に取出されうるように構成されていることを特徴とする
   請求項１〜４のいづれか１項に記載の工作機械。 ６、各歯車（４１）、（４３）と歯付ベルト（４２）と
   が鉛直に延びる２本のガイドレール（３０ａ）、（３０
   ｂ）間に配置されており、歯車（４１）、（４３）の端
   面（４５）が鉛直なガイドレール（３０ａ）、（３０ｂ
   ）の前面（４６ａ）、（４６ｂ）とほゞ整合されている
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の工作機械。