JPH1043975A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小さな倒れ量でコラムを高加減速し、コラムを
軽量化し、主軸の上下ストロークを制限しないこと。 【解決手段】傾斜配置の第２レール１０上にコラム本体
１４を、第２レール１０間にあるボールねじ装置５５Ｂ
を介して設け、コラム本体１４の前面側に移動用レール
２０を敷設し、これらにヘッドストック２４を、移動用
レール２０とねじ軸５６Ｂとの間に配置されたボールね
じ装置５５Ｃを介して設け、ヘッドストック２４に、先
端側に工具着脱手段３０を備えた主軸２７と、主軸用の
駆動モータ２９と、工具着脱手段用の着脱駆動手段３１
を有した主軸ユニット２３を設け、駆動モータ２９は、
低い方の第２レール１０の上方で、かつボールナット５
９Ｃの横に隣接する形で、着脱駆動手段３１と工具着脱
手段３０との間に配置して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コラムや主軸ヘッド等
を水平方向や上下方向に移動駆動させてワークの加工を
行うマシニングセンタ等の工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタなどの工作機械は、ベ
ース等の機械本体に対して水平方向に移動駆動自在にな
ったコラム及び、該コラムにおいて上下方向に移動駆動
自在となったヘッドストック（主軸や該主軸を軸回転駆
動させる駆動モータ等を搭載したもの）等を有してい
る。このような工作機械ではワーク加工作業における作
業効率を向上させるため、例えば前記コラムを極力高速
で移動駆動させることが望まれている。つまり、前記コ
ラムを極力高い加速度、即ち高加減速で移動駆動させる
ことが望まれている。

【０００３】ところで、コラムにおける高加減速での移
動駆動を、該コラムの移動駆動手段となるボールねじ装
置の能力を向上させるなどして達成しようとすると、そ
の一方で問題が生じる。即ち、前記コラムを高加減速で
移動駆動させるほど、該コラムに作用する慣性力が大き
くなり、該コラムにおいて生じる倒れ量（即ち、慣性力
によりコラムの位置がその移動方向等に倒れる形での変
位量）が大きくなるという問題である。この倒れ量が大
きくなるほど高加減速での運転は困難となるのであるか
ら、コラムを高加減速で移動駆動させる際に、該コラム
の倒れ量を極力小さくする工夫が望まれている。

【０００４】上述した倒れ量に関する問題を解決するた
め、従来、いくつかの工夫がなされている。例えば、次
に示す、ａ）、ｂ）のような工夫がなされている。 ａ）コラムの形状を極力倒れにくい安定した形状に形成
する。即ち、コラム外形の移動方向における幅を広く形
成する。特に、該幅が下向へ末広がりになるように形成
する（例えば、コラムの形状が、これを正面から見ると
下辺が長い台形状に見えるように形成する）。 ｂ）コラムを走行させるための２本のガイドレールを、
これらガイドレール間で高さの差ができるように傾斜配
置し、これら傾斜配置されたガイドレールに、これらガ
イドレールの配置態様に対応した形の、従って傾斜形状
のコラムを設置する。通常、コラムを移動駆動させるボ
ールねじ装置のねじ軸は、２本のガイドレールの間の位
置に配置されているので、これらガイドレールを傾斜配
置させることにより、その分、ねじ軸を極力上方に配置
できる。つまり、ねじ軸をコラムの重心に極力近づけて
配置できるので、該コラムに対する駆動力が、前記ボー
ルねじ装置のボールナット等を介して、該コラムの重心
に極力近い位置で作用するようになる。これにより、該
コラムを倒れさせる形で作用するモーメントを極力小さ
くできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したａ）
の工夫では、コラム外形の水平断面が広くなるように形
成されるため、その分、コラム自体が大型化していた。
よって、コラムが大重量化し、高加減速での移動駆動に
支障を与えることになり都合が悪かった。また、上述し
たｂ）の工夫では、コラムが傾斜形状となったことによ
り、該コラムにおいて上下方向に移動するヘッドストッ
クに搭載された駆動モータ等が、該コラムの底部のうち
前記傾斜形状により上方に上がった形で形成された部位
と干渉し、該部位より下方には移動できなくなるので、
主軸等の上下ストロークがその分制限されるという不都
合が生じていた。

【０００６】そこで本発明は上記事情に鑑み、コラムを
高加減速で移動駆動させる際に、該コラムの倒れ量を極
力小さくでき、またコラムを極力軽量化できて高加減速
での移動駆動に好都合とし、更に主軸等の上下ストロー
ク等を極力制限することなく好都合な工作機械を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第１の
発明は、機械本体（２、３、９）を有し、前記機械本体
（２、３、９）にワーク搭載移送手段（５、６、７）
を、ワークを搭載自在で、かつ搭載したワークを水平な
第１の方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に、前記機械本体（２、
３、９）に対して移動駆動自在な形で設け、前記機械本
体（２、３、９）に、前記第１の方向（矢印Ａ、Ｂ方
向）とは直角となった水平な第２の方向（矢印Ｅ、Ｆ方
向）に伸延した一対のコラム用ガイドレール（１０、１
０）を敷設し、前記一対のコラム用ガイドレール（１
０、１０）のうち、前記ワーク搭載移送手段（５、６、
７）に遠い方のコラム用ガイドレール（１０）を、前記
ワーク搭載移送手段（５、６、７）に近い方のコラム用
ガイドレール（１０）よりも上方に配置し、前記一対の
コラム用ガイドレール（１０、１０）上にコラム本体
（１４）を、これらコラム用ガイドレール（１０、１
０）上を前記第２の方向（矢印Ｅ、Ｆ方向）に移動自在
に設け、前記機械本体（２、３、９）に、前記第２の方
向（矢印Ｅ、Ｆ方向）に伸延した第１のねじ軸（５６
Ｂ）を軸回転自在に軸支し、前記第１のねじ軸（５６
Ｂ）に、該第１のねじ軸（５６Ｂ）を軸回転駆動し得る
第１のねじ軸駆動手段（５７Ｂ）を設け、前記第１のね
じ軸（５６Ｂ）は、水平方向において前記一対のコラム
用ガイドレール（１０、１０）間の位置に配置し、前記
第１のねじ軸（５６Ｂ）に、該第１のねじ軸（５６Ｂ）
の軸回転により該第１のねじ軸（５６Ｂ）上を前記第２
の方向（矢印Ｅ、Ｆ方向）に移動駆動され得る第１のナ
ット（５９Ｂ）を螺嵌して設け、前記第１のナット（５
９Ｂ）と前記コラム本体（１４）の底部（１５）を、該
第１のナット（５９Ｂ）により該コラム本体（１４）が
前記第２の方向（矢印Ｅ、Ｆ方向）に移動駆動され得る
形で接続し、前記コラム本体（１４）のうち、前記ワー
ク搭載移送手段（５、６、７）に面した側に、鉛直な第
３の方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に伸延した一対のヘッドス
トック用ガイドレール（２０、２０）を敷設し、前記一
対のヘッドストック用ガイドレール（２０、２０）にヘ
ッドストック（２４）を、これらヘッドストック用ガイ
ドレール（２０、２０）上を前記第３の方向（矢印Ｃ、
Ｄ方向）に移動自在に設け、前記コラム本体（１４）
に、前記第３の方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に伸延した第２
のねじ軸（５６Ｃ）を軸回転自在に軸支し、前記第２の
ねじ軸（５６Ｃ）に、該第２のねじ軸（５６Ｃ）を軸回
転駆動し得る第２のねじ軸駆動手段（５７Ｃ）を設け、
前記第２のねじ軸（５６Ｃ）は、前記第１の方向（矢印
Ａ、Ｂ方向）においては、前記一対のヘッドストック用
ガイドレール（２０、２０）と前記第１のねじ軸（５６
Ｂ）との間の位置に配置し、前記第２のねじ軸（５６
Ｃ）に、該第２のねじ軸（５６Ｃ）の軸回転により該第
２のねじ軸（５６Ｃ）上を前記第３の方向（矢印Ｃ、Ｄ
方向）に移動駆動され得る第２のナット（５９Ｃ）を螺
嵌して設け、前記第２のナット（５９Ｃ）と前記ヘッド
ストック（２４）を、該第２のナット（５９Ｃ）により
該ヘッドストック（２４）が前記第３の方向（矢印Ｃ、
Ｄ方向）に移動駆動され得る形で接続し、前記ヘッドス
トック（２４）に主軸ユニット（２３）を設置し、前記
主軸ユニット（２３）は、先端（２７ａ）側に工具着脱
手段（３０）を備え、前記第１の方向（矢印Ａ、Ｂ方
向）に前記ワーク搭載移送手段（５、６、７）側に向か
って前記先端（２７ａ）側が伸延突出した主軸（２７）
と、該主軸（２７）を軸回転駆動させ得る駆動モータ
（２９）と、前記工具着脱手段（３０）を駆動させ得る
着脱駆動手段（３１）を有し、前記駆動モータ（２９）
は、前記一対のコラム用ガイドレール（１０、１０）の
うち、前記ワーク搭載移送手段（５、６、７）に近い方
のコラム用ガイドレール（１０）の上方で、かつ前記第
２の方向（矢印Ｅ、Ｆ方向）において、前記第２のナッ
ト（５９Ｃ）と隣接する形で配置すると共に、前記着脱
駆動手段（３１）と前記工具着脱手段（３０）との間に
配置して構成される。

【０００８】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明による工作機械（１）において、前記コラム本体（１
４）の外形における、前記第２の方向（矢印Ｅ、Ｆ方
向）の幅（Ｌ１）は、下方へ末広がりになっている。

【０００９】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【００１０】

【作用】上記した構成により本発明のうち第１の発明で
は、ヘッドストック（２４）に設けられた駆動モータ
（２９）は、コラム本体（１４）の底部（１５）のう
ち、傾斜形状により上方に上がった形で形成された底部
後部（１５ｂ）と干渉せず、従ってヘッドストック（２
４）は、コラム本体（１４）の底部（１５）のうち、下
方に下がった形で形成された底部前部（１５ａ）に対応
した位置まで下方に移動する。また、駆動モータ（２
９）がヘッドストック用ガイドレール（２０、２０）の
近傍に配置されるため、一対のヘッドストック用ガイド
レール（２０、２０）間の間隙（ＫＧ）は、駆動モータ
（２９）の大きさ分、極力大きく形成される。

【００１１】また本発明のうち第２の発明では、コラム
本体（１４）の形状が極力倒れにくい安定した形状にな
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による工作機械の一例であるマシニ
ングセンタを示した全体斜視図、図２は、図１に示すマ
シニングセンタにおけるコラム付近を示した水平断面
図、図３は、図２のＸ１−Ｙ１線断面図である。

【００１３】マシニングセンタ１が、図１に示すように
水平な床面上に設置されている。マシニングセンタ１
は、前記床面上に載置設置されたベース２を有してお
り、ベース２上には第１フレーム３が支持されている。
第１フレーム３上には、互いに平行な一対のリニアガイ
ドである第１レール５、５が水平なｚ軸方向である図の
矢印Ａ、Ｂ方向に沿って敷設されており、この一対の第
１レール５、５上には複数のすべり軸受６を介してテー
ブルユニット７が矢印Ａ、Ｂ方向、即ちｚ軸方向に摺動
自在に支持されている。テーブルユニット７上には、加
工すべきワーク（図示せず）を搭載自在になっている。
また、第１フレーム（或いはベース２）には適宜なブラ
ケット５０Ａ、５１Ａが、前記一対の第１レール５、５
間に配置形成されており、これらブラケット５０Ａ、５
１Ａには所定のボールねじ装置５５Ａが設置されてい
る。ボールねじ装置５５Ａは、矢印Ａ、Ｂ方向に伸延し
たねじ軸５６Ａを、前記ブラケット５０Ａ、５１Ａに軸
回転自在に軸支させた形で有しており、ねじ軸５６Ａの
矢印Ａ側の端部側（即ち、ブラケット５０Ａ側）には、
該ねじ軸５６Ａを軸回転駆動自在な形で駆動モータユニ
ット５７Ａが設けられている。ねじ軸５６Ａには該ねじ
軸５６Ａの軸回転により、該ねじ軸５６Ａ上を矢印Ａ、
Ｂ方向に移動駆動され得る形でボールナット（図示せ
ず）が螺嵌されており、該ボールナットは前記テーブル
ユニット７側に接続固定されている。従って、テーブル
ユニット７は、このボールねじ装置５５Ａを介して、前
記ベース２に対して矢印Ａ、Ｂ方向、即ちｚ軸方向に移
動駆動自在になっている。つまり、テーブルユニット７
に搭載されるワーク（図示せず）は、矢印Ａ、Ｂ方向
に、前記ベース２や第１フレーム３に対して移動駆動自
在となっている。

【００１４】また、前記一対の第１レール５、５より、
図１における紙面右方には、前記ベース２上に第２フレ
ーム９が支持されており、第２フレーム９上には、互い
に平行な一対のリニアガイドである第２レール１０、１
０が、図１乃至図３に示すように、前記ｚ軸に直角でか
つ水平なｘ軸方向である図の矢印Ｅ、Ｆ方向に沿って敷
設されている。なお、これら一対の第２レール１０、１
０のうち、第１レール５、５等から遠い方（即ち、矢印
Ｂ側）の第２レール１０は、第１レール５、５等から近
い方（即ち、矢印Ａ側）の第２レール１０よりも上方に
配置されている。即ち、図３に示すように、矢印Ａ側の
第２レール１０の高さレベルを高さレベルＨ１、矢印Ｂ
側の第２レール１０の高さレベルを高さレベルＨ２とす
ると、これら第２レール１０、１０の間には上下方向に
おいて高さレベルＨ１、Ｈ２の差である差ＨＡが形成さ
れている。以上のように一対の第２レール１０、１０は
傾斜配置されている。

【００１５】これら一対の第２レール１０、１０上に
は、図１乃至図３に示すようにコラム１２が設置されて
いる。即ち、コラム１２はコラム本体１４を有してお
り、コラム本体１４は、前記一対の第２レール１０、１
０上に支持された複数のすべり軸受１１を有している。
また、これら複数のすべり軸受１１上には本体フレーム
１３が支持されており、従ってコラム１２の本体フレー
ム１３等は、複数のすべり軸受１１を介して一対の第２
レール１０、１０上を矢印Ｅ、Ｆ方向、即ちｘ軸方向に
摺動移動自在になっている。また、第２フレーム９（或
いはベース２）には適宜なブラケット５０Ｂ、５１Ｂ
が、前記一対の第２レール１０、１０間に配置形成され
ており、これらブラケット５０Ｂ、５１Ｂには所定のボ
ールねじ装置５５Ｂが設置されている。ボールねじ装置
５５Ｂは、矢印Ｅ、Ｆ方向に伸延したねじ軸５６Ｂを、
前記ブラケット５０Ｂ、５１Ｂに軸回転自在に軸支させ
た形で有しており、ねじ軸５６Ｂの矢印Ｆ側の端部側
（即ち、ブラケット５０Ｂ側）には、該ねじ軸５６Ｂを
軸回転駆動自在な形で駆動モータユニット５７Ｂが設け
られている。ねじ軸５６Ｂは、矢印Ａ、Ｂ方向において
は、前記一対の第２レール１０、１０間の位置に配置さ
れており、上下方向においては、これら第２レール１
０、１０の間の高さレベルＨ１、Ｈ２の差ＨＡを利用す
る形で高さレベルＨ１の第２レール１０よりも極力上方
の位置（図３では高さレベルＨ２の第２レール１０より
もやや下方の位置）に配置されている。また、ねじ軸５
６Ｂには該ねじ軸５６Ｂの軸回転により、該ねじ軸５６
Ｂ上を矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆動され得る形でボールナ
ット５９Ｂが螺嵌されており、該ボールナット５９Ｂは
コラム本体１４の本体フレーム１３の底部１５に接続固
定されている。従って、コラム本体１４は、このボール
ねじ装置５５Ｂにより矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆動自在に
なっている。

【００１６】なお、コラム１２の本体フレーム１３の底
部１５は、図２及び図３に示すように、前記一対の第２
レール１０、１０のうち矢印Ａ側（即ち低い方）の第２
レール１０上に支持されたすべり軸受１１上に支持接合
されている水平板状の底部前部１５ａ及び、前記一対の
第２レール１０、１０のうち矢印Ｂ側（即ち高い方）の
第２レール１０上に支持されたすべり軸受１１上に支持
接合されている水平板状の底部後部１５ｂ及び、これら
底部前部１５ａと底部後部１５ｂとを一体的に接続する
形の底部中央部１５ｃから構成されている。即ち、本体
フレーム１３の底部１５は、傾斜配置された一対の第２
レール１０、１０の配置態様に対応して傾斜形状を呈し
ている。また、ボールねじ装置５５Ｂのボールナット５
９Ｂは、上述した底部１５のうち、前記底部中央部１５
ｃの第２フレーム９に面した側（図３では下面側）に、
適宜な接続部１６を介して接合された形で接続固定され
ている。一方、底部１５の矢印Ｅ側の端部側及び、底部
１５の矢印Ｆ側の端部側には、前記本体フレーム１３の
矢印Ｅ側及び矢印Ｆ側の両側部を形成する形で一対の側
部フレーム１７、１７が立設されており、矢印Ｅ側の側
部フレーム１７のうち矢印Ｅ方向に面した側面１７ａ及
び、矢印Ｆ側の側部フレーム１７のうち矢印Ｆ方向に面
した側面１７ａは、ともに傾斜した平面であり、かつ矢
印Ｅ、Ｆ方向におけるこれら側面１７ａ、１７ａ間の距
離、即ちコラム本体１４の外形における矢印Ｅ、Ｆ方向
での幅Ｌ１は、下方に向かうほど大きくなっている（つ
まり、幅Ｌ１は、下方へ末広がりになっている）。従っ
て、コラム本体１４の形状は、該コラム本体１４を正面
から見ると（即ち、矢印Ｂ方向に向かって該コラム本体
１４を見ると）略台形状になっている。また、側部フレ
ーム１７、１７の上端側には、これら両者を懸け渡す形
で上部フレーム１９が設けられている。

【００１７】本体フレーム１３の各側部フレーム１７の
うち、矢印Ａ方向に面した側、即ち前記テーブルユニッ
ト７等に面した側には、移動用レール２０が鉛直なｙ軸
方向（従って前記ｚ軸及びｘ軸方向と直角な方向）であ
る図の矢印Ｃ、Ｄ方向に沿ってそれぞれ敷設されてい
る。即ち、側部フレーム１７、１７に敷設された一対の
移動用レール２０、２０が図の矢印Ｅ、Ｆ方向に並列し
た形で配置されている。これら一対の移動用レール２
０、２０にはヘッドストック２４が設置されている。即
ち、ヘッドストック２４は、移動用レール２０、２０に
設置された複数のすべり軸受２１を有しており、ヘッド
ストック２４は、これら複数のすべり軸受２１を介して
前記移動用レール２０、２０上を矢印Ｃ、Ｄ方向に摺動
移動自在となっている。また、本体フレーム１３には適
宜なブラケット５０Ｃ、５１Ｃが、それぞれ前記上部フ
レーム１９及び前記底部１５の底部前部１５ａに設けら
れており、これらブラケット５０Ｃ、５１Ｃには、所定
のボールねじ装置５５Ｃが設置されている。ボールねじ
装置５５Ｃは、矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延したねじ軸５６Ｃ
を、前記ブラケット５０Ｃ、５１Ｃに軸回転自在に軸支
させた形で有しており、ねじ軸５６Ｃの矢印Ｃ側の端部
側（即ち、ブラケット５０Ｃ側）には、該ねじ軸５６Ｃ
を軸回転駆動自在な形で駆動モータユニット５７Ｃが、
上部フレーム１９の上方に突出した形で設けられてい
る。なお、ねじ軸５６Ｃは、矢印Ａ、Ｂ方向において
は、図３に示すように、前記一対の移動用レール２０、
２０と前記ねじ軸５６Ｂとの間の位置に配置されてお
り、矢印Ｅ、Ｆ方向においては、図２に示すように、矢
印Ｆ側の側部フレーム１７の近傍の位置に配置されてい
る（従って、矢印Ｆ側の移動用レール２０の近傍の位置
に配置されている）。また、ねじ軸５６Ｃには該ねじ軸
５６Ｃの軸回転により、該ねじ軸５６Ｃ上を矢印Ｃ、Ｄ
方向に移動駆動され得る形でボールナット５９Ｃが螺嵌
されており、該ボールナット５９Ｃは前記ヘッドストッ
ク２４に接続固定されている。従って、ヘッドストック
２４は、このボールナット５９Ｃにより矢印Ｃ、Ｄ方向
に移動駆動自在となっている。

【００１８】また、ヘッドストック２４には、図２及び
図３に示すように、主軸ユニット２３が設置されてお
り、主軸ユニット２３は、主軸２７、駆動モータ２９、
着脱駆動手段３１等を有している。即ち、主軸２７は基
本的に矢印Ａ、Ｂ方向に伸延した軸部材であり、ヘッド
ストック２４により中心軸ＣＴ１を中心に図の矢印Ｊ、
Ｋ方向に軸回転自在に軸支されている。主軸２７の矢印
Ａ側である先端２７ａは前記テーブルユニット７に向か
って突出した形で配置されており、主軸２７の該先端２
７ａ側には、工具６６を着脱自在に装着し得る公知の工
具装着穴及びコレット等からなる工具着脱手段３０が内
蔵されている。また、駆動モータ２９はヘッドストック
２４に取り付けられており、該駆動モータ２９の内部を
前記主軸２７が貫通した形で配置されている。つまり、
駆動モータ２９は電力により、該駆動モータ２９を貫通
配置された主軸２７に対して回転力を与え得るようにな
った公知の電気モータである。更に、着脱駆動手段３１
は公知のアクチェータ等からなっており、主軸２７の矢
印Ｂ側に設けられている。前記工具着脱手段３０のコレ
ットと着脱駆動手段３１のアクチェータは、主軸２７内
を挿通する形で設置された公知のドローバー２７ｂ等に
より接続されており、着脱駆動手段３１のアクチェータ
の駆動により、工具着脱手段３０のコレットが駆動され
るようになっている。なお、前記駆動モータ２９は、図
２及び図３に示すように、前記一対の第２レール１０、
１０のうち、矢印Ａ側の第２レール１０上方（真上）
で、かつ矢印Ｅ、Ｆ方向においては、前記ボールナット
５９Ｃと隣接する形で配置され、また矢印Ａ、Ｂ方向に
おいては、着脱駆動手段３１と工具着脱手段３０との間
に配置されている。

【００１９】マシニングセンタ１は、以上のように構成
されているので、該マシニングセンタ１によりワーク加
工作業を行う際には、テーブルユニット７に加工対象と
なるワーク（図示せず）を搭載しておき、またヘッドス
トック２４の主軸２７の先端２７ａに、着脱駆動手段３
１により駆動される工具着脱手段３０を介して適宜な工
具６６を装着しておき（図１では工具６６を省略）、駆
動モータ２９により前記主軸２７を図の矢印Ｊ、Ｋ方向
に軸回転駆動させて前記装着された工具６６を回転駆動
させ、それと共に、ボールねじ装置５５Ａを介してテー
ブルユニット７をベース２に対して矢印Ａ、Ｂ方向に移
動駆動させ、ボールねじ装置５５Ｂを介してコラム１２
をベース２に対して矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆動させ、ボ
ールねじ装置５５Ｃを介してヘッドストック２４をコラ
ム１２の本体フレーム１３に対して矢印Ｃ、Ｄ方向に移
動駆動させることにより、前記テーブルユニット７に搭
載されたワークと、前記主軸２７に装着された工具６６
とのｘ、ｙ、ｚ三次元座標上の相対位置関係を適宜変化
させるようにして加工作業を進める。

【００２０】ところで、このマシニングセンタ１におい
てワーク加工作業における作業効率を向上させるため、
コラム１２を高加減速で移動駆動させる際には、コラム
本体１４に対して矢印Ｅ、Ｆ方向等に慣性力が作用する
ようになる。しかし、コラム本体１４を移動させるため
の一対の第２レール１０、１０は、上述したように、こ
れらの高さレベルＨ１、Ｈ２の差ＨＡができるように傾
斜配置されているので、ねじ軸５６Ｂは、この差ＨＡの
分だけ極力上方に配置されている。つまり、ねじ軸５６
Ｂはコラム本体１４の重心に極力近づけて配置されてい
るので、該コラム本体１４に対する駆動力を、ねじ軸５
６Ｂに螺嵌されたボールナット５９Ｂを介して、該コラ
ム本体１４の重心に極力近い位置で作用させ得るように
なっている。これにより、上述したようにコラム本体１
４に対して矢印Ｅ、Ｆ方向等に慣性力が作用しても、該
コラム本体１４を倒れさせる形で作用するモーメントを
極力小さくでき、従って該コラム本体１４の倒れ量（即
ち、慣性力によりコラム本体１４の位置がその移動方向
等に倒れる形で変位する量）を極力小さくできる。この
倒れ量が小さくなるほど高速での移動が可能となるので
都合がよい。

【００２１】また本実施例では、傾斜配置された第２レ
ール１０、１０の配置態様に対応して、コラム本体１４
の形状、特に該コラム本体１４の底部１５が傾斜形状と
なっている。しかし、該コラム本体１４において矢印
Ｃ、Ｄ方向に移動駆動するヘッドストック２４に設けら
れた駆動モータ２９は、上述したように、矢印Ａ側の第
２レール１０の上方で、かつ矢印Ｅ、Ｆ方向においてボ
ールナット５９Ｃと隣接する形で、しかも着脱駆動手段
３１と工具着脱手段３０との間に配置されているので
（即ち矢印Ａ側の第２レール１０の略真上に配置されて
いるので）、前記コラム本体１４の底部１５のうち、傾
斜形状により上方に上がった形で形成された底部後部１
５ｂと極力干渉しないで済み、よってヘッドストック２
４は、前記コラム本体１４の底部１５のうち、下方に下
がった形で形成された底部前部１５ａに対応した位置ま
で極力下方に移動してくることができる。つまり、ヘッ
ドストック２４に設けられた主軸２７等の上下ストロー
クが極力制限されずに済みワークの加工において好都合
である。

【００２２】また本実施例では、駆動モータ２９を矢印
Ａ側の第２レール１０の略真上に配置している。つま
り、駆動モータ２９は移動用レール２０、２０の近傍に
配置されているため、これら移動用レール２０、２０間
の矢印Ｅ、Ｆ方向の間隙ＫＧは、駆動モータ２９の大き
さ分（即ち駆動モータ２９がスムーズに通過する分）、
極力大きく形成されている。この間隙ＫＧが極力大きく
形成されていることにより、コラム本体１４には中空部
分が増え、その重量が極力軽量化されている。これによ
りコラム本体１４は高加減速での移動駆動に好都合とな
っている。特に、本実施例ではコラム本体１４の外形の
移動方向における幅Ｌ１を極力広くして（具体的には幅
Ｌ１を下方に向かうほど大きくし、コラム本体１４を正
面から見た形状を台形状にしている。しかし、本実施例
で示した形状以外の形状も可能である。）、該コラム本
体１４の形状を極力倒れにくい安定した形状に形成して
いるが、これによるコラム本体１４の大重量化を極力避
けることができるので好都合である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第１の
発明は、ベース２、第１フレーム３、第２フレーム９等
の機械本体を有し、前記機械本体に第１レール５、すべ
り軸受６、テーブルユニット７等のワーク搭載移送手段
を、ワークを搭載自在で、かつ搭載したワークを水平な
第１の方向に、前記機械本体に対して移動駆動自在な形
で設け、前記機械本体に、前記第１の方向とは直角とな
った水平な第２の方向に伸延した一対の第２レール１
０、１０等のコラム用ガイドレールを敷設し、前記一対
のコラム用ガイドレールのうち、前記ワーク搭載移送手
段に遠い方のコラム用ガイドレールを、前記ワーク搭載
移送手段に近い方のコラム用ガイドレールよりも上方に
配置し、前記一対のコラム用ガイドレール上にコラム本
体１４等のコラム本体を、これらコラム用ガイドレール
上を前記第２の方向に移動自在に設け、前記機械本体
に、前記第２の方向に伸延したねじ軸５６Ｂ等の第１の
ねじ軸を軸回転自在に軸支し、前記第１のねじ軸に、該
第１のねじ軸を軸回転駆動し得る駆動モータユニット５
７Ｂ等の第１のねじ軸駆動手段を設け、前記第１のねじ
軸は、水平方向において前記一対のコラム用ガイドレー
ル間の位置に配置し、前記第１のねじ軸に、該第１のね
じ軸の軸回転により該第１のねじ軸上を前記第２の方向
に移動駆動され得るボールナット５９Ｂ等の第１のナッ
トを螺嵌して設け、前記第１のナットと前記コラム本体
の底部１５等の底部を、該第１のナットにより該コラム
本体が前記第２の方向に移動駆動され得る形で接続し、
前記コラム本体のうち、前記ワーク搭載移送手段に面し
た側に、鉛直な第３の方向に伸延した一対の移動用レー
ル２０、２０等のヘッドストック用ガイドレールを敷設
し、前記一対のヘッドストック用ガイドレールにヘッド
ストック２４等のヘッドストックを、これらヘッドスト
ック用ガイドレール上を前記第３の方向に移動自在に設
け、前記コラム本体に、前記第３の方向に伸延したねじ
軸５６Ｃ等の第２のねじ軸を軸回転自在に軸支し、前記
第２のねじ軸に、該第２のねじ軸を軸回転駆動し得る駆
動モータユニット５７Ｃ等の第２のねじ軸駆動手段を設
け、前記第２のねじ軸は、前記第１の方向においては、
前記一対のヘッドストック用ガイドレールと前記第１の
ねじ軸との間の位置に配置し、前記第２のねじ軸に、該
第２のねじ軸の軸回転により該第２のねじ軸上を前記第
３の方向に移動駆動され得るボールナット５９Ｃ等の第
２のナットを螺嵌して設け、前記第２のナットと前記ヘ
ッドストックを、該第２のナットにより該ヘッドストッ
クが前記第３の方向に移動駆動され得る形で接続し、前
記ヘッドストックに主軸ユニット２３等の主軸ユニット
を設置し、前記主軸ユニットは、先端２７ａ等の先端側
に工具着脱手段３０等の工具着脱手段を備え、前記第１
の方向に前記ワーク搭載移送手段側に向かって前記先端
側が伸延突出した主軸２７等の主軸と、該主軸を軸回転
駆動させ得る駆動モータ２９等の駆動モータと、前記工
具着脱手段を駆動させ得る着脱駆動手段３１等の着脱駆
動手段を有し、前記駆動モータは、前記一対のコラム用
ガイドレールのうち、前記ワーク搭載移送手段に近い方
のコラム用ガイドレールの上方で、かつ前記第２の方向
において、前記第２のナットと隣接する形で配置すると
共に、前記着脱駆動手段と前記工具着脱手段との間に配
置して構成されるので、本発明による工作機械におい
て、コラム本体を第２の方向に高加減速で移動駆動させ
る際には、該コラム本体に対して第２の方向等に慣性力
が作用するようになる。しかし、コラム本体を移動させ
るための一対のコラム用ガイドレールは、これらコラム
用ガイドレール間で高さレベルの差（差ＨＡ）ができる
ように傾斜配置されているので、第１のねじ軸は、この
高さレベルの差の分だけ、極力上方に配置され得るよう
になる。つまり、第１のねじ軸をコラム本体の重心に極
力近づけて配置できるので、該コラム本体に対する駆動
力を、該第１のねじ軸に螺嵌された第１のナットを介し
て、該コラム本体の重心に極力近い位置で作用させ得る
ようになる。これにより、上述したようにコラム本体に
対して第２の方向等に慣性力が作用しても、該コラム本
体を倒れさせる形で作用するモーメントを極力小さくで
き、従って該コラム本体の倒れ量を極力小さくできる。
ところで本発明では、傾斜配置されたコラム用ガイドレ
ールの配置態様に対応して、コラム本体の形状、特に該
コラム本体の底部が傾斜形状となる。しかし、該コラム
本体において第３の方向に移動駆動するヘッドストック
に設けられた駆動モータは、上述したように、ワーク搭
載移送手段に近い方のコラム用ガイドレールの上方で、
かつ第２の方向において第２のナットと隣接する形で、
しかも着脱駆動手段と工具着脱手段との間に配置されて
いるので、前記コラム本体の底部のうち、傾斜形状によ
り上方に上がった形で形成された部位（底部後部１５
ｂ）と極力干渉しないで済み、よってヘッドストック
は、前記コラム本体の底部のうち、下方に下がった形で
形成された部位（底部前部１５ａ）に対応した位置まで
極力下方に移動してくることができる。つまり、ヘッド
ストックに設けられた主軸等の上下ストロークが極力制
限されずに済み好都合である。また本発明では、コラム
本体が極力軽量化される。即ち、上述したように、駆動
モータを、ワーク搭載移送手段に近い方のコラム用ガイ
ドレールの上方で、かつ第２の方向において第２のナッ
トと隣接する形で、しかも着脱駆動手段と工具着脱手段
との間に配置している。つまり、駆動モータはヘッドス
トック用ガイドレールの近傍に配置されているため、一
対のヘッドストック用ガイドレール間の間隙ＫＧは、駆
動モータの大きさ分、極力大きく形成される。この間隙
ＫＧが極力大きく形成されることにより、コラム本体の
重量は極力軽量化され、これにより高加減速での移動駆
動に好都合となる。特に、コラム本体の外形の移動方向
における幅を広くして、該コラム本体の形状を極力倒れ
にくい安定した形状に形成しようとする際には、本発明
を採用することにより、コラム本体の大重量化を避ける
ことができるので好都合である。

【００２４】また本発明のうち第２の発明では、第１の
発明による工作機械において、前記コラム本体の外形に
おける、前記第２の方向の幅Ｌ１等の幅は、下方へ末広
がりになっているので、第１の発明による効果に加え
て、コラム本体の形状が極力倒れにくい安定した形状に
なっているため、コラム本体の高加減速での移動駆動に
おいても該コラム本体の倒れ量を極力小さくでき都合が
よい。また、上述したように、一対のヘッドストック用
ガイドレール間の間隙ＫＧを極力大きく形成できるの
で、コラム本体の外形における幅を大きくしても、コラ
ム本体の大重量化を避けることができるので好都合であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による工作機械の一例であるマ
シニングセンタを示した全体斜視図である。

【図２】図２は、図１に示すマシニングセンタにおける
コラム付近を示した水平断面図である。

【図３】図３は、図２のＸ１−Ｙ１線断面図である。

【符号の説明】

１……工作機械（マシニングセンタ） ２……機械本体（ベース） ３……機械本体（第１フレーム） ５……ワーク搭載移送手段（第１レール） ６……ワーク搭載移送手段（すべり軸受） ７……ワーク搭載移送手段（テーブルユニット） ９……機械本体（第２フレーム） １０……コラム用ガイドレール（第２レール） １４……コラム本体 １５……底部 ２０……ヘッドストック用ガイドレール（移動用レー
ル） ２３……主軸ユニット ２４……ヘッドストック ２７……主軸 ２７ａ……先端 ２９……駆動モータ ３０……工具着脱手段 ３１……着脱駆動手段 ５６Ｂ……第１のねじ軸（ねじ軸） ５６Ｃ……第２のねじ軸（ねじ軸） ５７Ｂ……第１のねじ軸駆動手段（駆動モータユニッ
ト） ５７Ｃ……第２のねじ軸駆動手段（駆動モータユニッ
ト） ５９Ｂ……第１のナット（ボールナット） ５９Ｃ……第２のナット（ボールナット） Ｌ１……幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相木 優 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械本体を有し、 前記機械本体にワーク搭載移送手段を、ワークを搭載自
   在で、かつ搭載したワークを水平な第１の方向に、前記
   機械本体に対して移動駆動自在な形で設け、 前記機械本体に、前記第１の方向とは直角となった水平
   な第２の方向に伸延した一対のコラム用ガイドレールを
   敷設し、 前記一対のコラム用ガイドレールのうち、前記ワーク搭
   載移送手段に遠い方のコラム用ガイドレールを、前記ワ
   ーク搭載移送手段に近い方のコラム用ガイドレールより
   も上方に配置し、 前記一対のコラム用ガイドレール上にコラム本体を、こ
   れらコラム用ガイドレール上を前記第２の方向に移動自
   在に設け、 前記機械本体に、前記第２の方向に伸延した第１のねじ
   軸を軸回転自在に軸支し、 前記第１のねじ軸に、該第１のねじ軸を軸回転駆動し得
   る第１のねじ軸駆動手段を設け、 前記第１のねじ軸は、水平方向において前記一対のコラ
   ム用ガイドレール間の位置に配置し、 前記第１のねじ軸に、該第１のねじ軸の軸回転により該
   第１のねじ軸上を前記第２の方向に移動駆動され得る第
   １のナットを螺嵌して設け、 前記第１のナットと前記コラム本体の底部を、該第１の
   ナットにより該コラム本体が前記第２の方向に移動駆動
   され得る形で接続し、 前記コラム本体のうち、前記ワーク搭載移送手段に面し
   た側に、鉛直な第３の方向に伸延した一対のヘッドスト
   ック用ガイドレールを敷設し、 前記一対のヘッドストック用ガイドレールにヘッドスト
   ックを、これらヘッドストック用ガイドレール上を前記
   第３の方向に移動自在に設け、 前記コラム本体に、前記第３の方向に伸延した第２のね
   じ軸を軸回転自在に軸支し、 前記第２のねじ軸に、該第２のねじ軸を軸回転駆動し得
   る第２のねじ軸駆動手段を設け、 前記第２のねじ軸は、前記第１の方向においては、前記
   一対のヘッドストック用ガイドレールと前記第１のねじ
   軸との間の位置に配置し、 前記第２のねじ軸に、該第２のねじ軸の軸回転により該
   第２のねじ軸上を前記第３の方向に移動駆動され得る第
   ２のナットを螺嵌して設け、 前記第２のナットと前記ヘッドストックを、該第２のナ
   ットにより該ヘッドストックが前記第３の方向に移動駆
   動され得る形で接続し、 前記ヘッドストックに主軸ユニットを設置し、 前記主軸ユニットは、先端側に工具着脱手段を備え、前
   記第１の方向に前記ワーク搭載移送手段側に向かって前
   記先端側が伸延突出した主軸と、該主軸を軸回転駆動さ
   せ得る駆動モータと、前記工具着脱手段を駆動させ得る
   着脱駆動手段を有し、 前記駆動モータは、前記一対のコラム用ガイドレールの
   うち、前記ワーク搭載移送手段に近い方のコラム用ガイ
   ドレールの上方で、かつ前記第２の方向において、前記
   第２のナットと隣接する形で配置すると共に、前記着脱
   駆動手段と前記工具着脱手段との間に配置して構成した
   工作機械。
2. 【請求項２】前記コラム本体の外形における、前記第２
   の方向の幅は、下方へ末広がりになっていることを特徴
   とする請求項１記載の工作機械。