JPH11216633A - リニアモータ駆動式工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】工具主軸を支持する箱形ガントリを水平移動さ
せるリニアモータ駆動式工作機械において、ガントリの
左右ストロークを大きくし、かつ小型とし剛性を高める
ようにする。 【解決手段】サドル５０及びラム６０を介して工具主軸
７１を支持する箱形ガントリ２０をベース１０上に立設
された固定フレーム１５の前側に配置し、ガントリ２０
を固定フレーム１５と重複関係で水平のＸ方向に移動で
きるように案内する。ガントリ２０の下部を案内し駆動
するリニアガイド機構２７とリニアモータ３５をガント
リ２０の下面とベース１０との間に配置する。固定フレ
ーム１５の上端のクロスビーム１７の前面とこれに対面
するガントリ２０の上部背面２２ｂとの間に、ガントリ
２０の上部を案内し駆動するリニアガイド機構２８及び
リニアモータ３７を配置し、クロスビーム１７がガント
リ２０の上面に覆い被さらないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具主軸をワーク
に対して互いに直交する３方向に移動してワークを加工
する工作機械、特に、少なくとも１方向における工具主
軸の送りがリニアモータにより駆動される形式の工作機
械に関する。

【０００２】

【従来の技術】この主の工作機械としては、特開平８−
３１８４４５号公報に開示されている。この公開特許公
報に開示された工作機械は、図９及び図１０に概略図示
されるように、ベース８０上に箱形のフレーム８１を立
設し、この箱形フレームの中央に開口する方形の窓８２
内で箱形のガントリ８３をその上下端部で案内し、この
ガントリ８３の上下端部とフレーム８１の対向面との間
に設けた一対のリニアーモータ８４，８５によりガント
リ８３を左右Ｘ方向に送るように構成されている。

【０００３】また、ガントリ８３は縦長の方形窓８６が
形成され、サドル８７はこの方形窓８６内で図略の左右
一対のリニアガイド機構により上下動可能に案内される
と共に左右一対のリニアモータ８８により上下Ｙ方向に
送られる。また、サドル８７にはラム９０が前後動可能
に図略のリニアガイド機構により案内されてリニアモー
タにより前後Ｚ方向に移動される。このラム９０は、図
略の駆動モータにより回転駆動される工具主軸９１をＺ
方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持している。

【０００４】前記ガントリ８３を左右案内するリニアガ
イド機構は、各々がガイドレールとこのレール上を走行
するベアリングブロックとを含む下部ガイド機構９１と
上部ガイド機構９２とからなる。下部ガイド機構９１は
ガントリ８３の下面と箱形フレーム８１の下横桁部材８
１ａとの間に配置され、上部ガイド機構９２はフレーム
８１のクロスビーム８１ａの前面とこれに対面するガン
トリ８３の上部の背面との間に配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリニア
モータ駆動式工作機械においては、ガントリ８３がフレ
ーム８１の中央に開口する方形窓８２内で移動されるよ
うに配置されているので、ガントリ８３の左右移動スト
ロークがフレーム８１の左右の柱部材８１ｂにより制限
される。

【０００６】また、フレーム８１のクロスビーム８１ａ
はガントリ８３の上端面を被さるように配置されるの
で、フレーム８１の背丈が高くなり、機械が大型とな
る。さらに、ガントリ８３の下端部を左右方向に案内す
る下部リニアガイド機構９１がガントリのベース板８３
ａの下面に取付けられているので、ガントリ８３の方形
窓８６の左右内端面に装架されたサドル８７の上下動の
ためのリニアガイド機構及びリニアモータ８８を点検及
び修理・交換する場合、ガントリ８３のベース板８１ａ
上で直立する全ての構成部材を個々に分離して機械から
取外さなければならず、点検或いは修理・交換作業後の
再組付けが手間のかかる作業となる。

【０００７】従って、本発明の主たる目的は、ガントリ
と固定フレームの柱部材との干渉によるガントリの左右
ストロークの制限を受けずに、ガントリの左右ストロー
クを大きくすることができるようにすることである。本
発明のもう一つの別の目的は、固定フレームの柱部材の
上端を連結するクロスビームが工作機械の背丈を高くし
なく、これにより工作機械を小型とし剛性を高めること
である。

【０００８】本発明の他の目的は、ガントリを構成する
左右一対の縦桁部材を互いに他のものから分離した場合
にでも、これら縦桁部材がガントリの下端部を案内する
リニアガイド機構のガイドレールに保持された状態を保
持でき、これにより分解後の再組付けを能率良く行える
ようにすることである。本発明の付加的な目的は、工具
主軸に作用する切削抵抗に対して強固に対向できるよう
にガントリ及びサドルを案内するガイド機構を構成する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した本発明の課題及
びこれに関連する目的は、以下に述べる各請求項に記載
の工作機械を提供することにより解決され達成される。
即ち、請求項１に記載の発明は、ベース上の固定フレー
ムの前側にガントリをベース上で第１水平方向に移動で
きるように配置し、ガントリが固定フレームと重複した
関係でこの第１水平方向に移動できるようにする。ガン
トリを第１水平方向に案内し駆動する手段として、下部
ガイド手段及び下部リニアモータはガントリの下面とベ
ースとの間に配置するが、上部ガイド手段及び上部リニ
アモータはガントリの上部背面と固定フレームの上部前
面との間に配置し、固定フレームのクロスビームがガン
トリの上端部に被さらないようにする。好ましくは、ガ
ントリの上端部が固定フレームの上端部と水平方向に対
面するようにし、固定フレームがガントリの高さを超え
ないようにする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記した上部及
び下部ガイド手段として上部及び下部レール手段を使用
し、これらレール手段の前記第１水平方向における両端
を前記固定フレームの中央に開口する方形窓を超えて延
長する。これにより、ガントリの前記第１水平方向の端
部を固定フレームの左右の柱部材の前側まで移動でき、
かつこの状態でガントリの支持剛性をこのガントリが左
右方向の中央位置にある時と同様に高く維持できる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、ガントリを第１
水平方向に駆動する下部リニアモータと上部リニアモー
タはそれぞれの吸引力作用中心点がガントリの重心点或
いは、好適には、ガントリ及びこれに搭載した機構を含
む組立体の重心点を通る同一の垂直面内に位置するよう
に配置する。請求項４に記載の発明は、下部リニアモー
タ及び上部リニアモータをそれらが異なる方向に吸引力
を生起するように異なる向きで配置する。具体的には、
下部リニアモータはガントリをベースに向かって吸引
し、上部リニアモータはガントリを固定フレームに向か
って吸引するように、これらリニアモータを配置する。

【００１２】請求項５に記載の発明は、固定フレームの
クロスビームの前端をガントリの前後方向における幅の
中間位置近辺まで張り出し、上部レール手段及び上部リ
ニアモータをガントリの前後方向の中間位置に配置でき
るようにする。請求項６に記載の発明は、下部リニアモ
ータを上部レール手段及び上部リニアモータの直下に配
置し、また下部レール手段を第１水平方向に延びる２本
のレールとすると共に、これらレールを下部リニアモー
タを間に置いた状態で前記前後方向における下部リニア
モータの両側に配置する。

【００１３】請求項７に記載の発明は、ベースには後方
に向って上方に傾斜するスラント面を形成する。固定フ
レームの第１水平方向の両端の柱部材は上端がガントリ
側に向かって前方に張り出すように前傾させる。また、
ガントリの下面及び上部後面をそれぞれスラント面部及
び前記柱部材と平行に形成する。請求項８に記載の発明
は、請求項７に記載の発明において、請求項６に記載の
解決手段を設ける。

【００１４】請求項９に記載の発明は、左右一対の縦桁
部材とこれら縦桁部材の下端部同士及び上端部同士を分
離可能に連結する下横桁部材と上横桁部材とからなる４
部材でガントリを構成する。下部ガイド手段を構成する
少なくとも一対のベアリングブロックを縦桁部材の下面
にそれぞれ直接取付け、縦桁部材を分離した場合でも、
縦桁部材が下部ガイド手段のガイドレール上をこれらベ
アリングブロックを介して走行できるようにする。

【００１５】請求項１０に記載の発明は、固定フレーム
のクロスビームを左右の柱部材から分離可能とし、また
ガントリの下部ガイドレールとして一対のガイドレール
を設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレールと
別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案内するよ
うにし、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上下の
横桁部材を点検或いは修理・交換のために４部材に分離
した場合でもこれら４部材の各々が１つのガイドレール
に案内された状態に維持されるようにする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 〔第１の実施の形態〕図１〜３は、本発明によるリニア
モータ駆動式工作機械の第１の実施の形態の平面図、右
側面図及び正面図をそれぞれ示す。本実施の形態におけ
る工作機械は、ベース１０の前部に配置されたワークテ
ーブル１１、ベース１０の後部に配置された固定フレー
ム１５、固定フレーム１５の前側でベース１０及び固定
フレーム１５によりガイドされてＸ方向に水平移動する
ガントリ２０、このガントリ２０により案内されてＹ方
向に上下移動するサドル５０、サドル５０によりＺ方向
に水平移動するラム６０、ガントリ２０，サドル５０，
ラム６０をそれぞれ移動する電気リニアモータ３５，３
７，５１，５２，６７、及びラム６０に回転自在に支持
された工具主軸７１を主要な構成要素としている。

【００１７】ベース１０の前部上面にはワークテーブル
１１がテーブル支持機構１２により支持されている。ワ
ークテーブル１１は上面にワークＷを取り付ける水平取
付面１１ａを有する。テーブル支持機構１２はワークテ
ーブ１１を単に固定保持する形式のものでもよいが、望
ましくは公知の回転割出機構（図示省略）を内蔵する形
式のものとされる。

【００１８】この回転割出機構は、ワークテーブル１１
を垂直な軸線の周りに９０度毎の４面割出しする形態で
もよいが、図略の数値制御装置によりＮＣ制御されるサ
ーボモータにより任意な角度位置に割出可能な形態でも
よい。また、テーブル支持機構１２は、後述する工具主
軸７１の軸線と平行又は直角な軸線の周りにワークテー
ブル１１を割出できる形態を含めてその他各種の形態を
採り得る。

【００１９】ワークテーブル１１を配置する前部の正面
幅よりも幾分広がった幅を持つベース１０の後部上面に
は、固定フレーム１５が立設されている。固定フレーム
１５は、図３に示されるように、この工作機械の左右方
向である水平のＸ方向（第１水平方向）に離間した２本
の柱部材１６，１６と、これら柱部材の上端面にその両
端下面が図略のボルトにより分離可能に連結されるクロ
スビーム１７とを含み、ベース１０の後部上面と柱部材
１６，１６の内側対向面とクロスビーム１７の下面とで
画定される方形窓１８を工作機械の前後方向である水平
のＺ方向（第２水平方向）に向けて開口している。

【００２０】固定フレーム１５の前側には、図３のよう
に、中央に縦長方形窓２４を固定フレーム１５の方形窓
１８とラップして開口する箱形のガントリ２０が下面及
び上部背面をベース１０及び固定フレーム１５にそれぞ
れ案内されてＸ方向（第１水平方向）に移動自在に設け
られている。ガントリ２０は、左右の縦桁部材２１と上
下の横桁部材２２，２３をボックス状に組立てて構成さ
れ、中央部に縦長の方形窓２４を工作機械の正面側に向
けて開口している。

【００２１】より詳細には、下横桁部材２３は、Ｚ方向
の幅が縦桁部材２１のそれよりも狭くなっており、図４
に示すように、下面が後述するリニアモータのコイルユ
ニットを取付けるため前側が後側よりも高くなる段付面
２３ａとして形成され、両端部上面には縦桁部材２１の
下端が着座する着座面２３ｂと縦桁部材２１の下端部内
側面を受ける垂直受面２３ｃが形成されている。左右の
垂直受面２３ｃは垂直リム２３ｄにより一体結合されて
いる。

【００２２】各縦桁部材２１の下端部は、図５に代表し
て示すように、下横桁部材２３の着座面２３ｂ上に固定
される。この固定は、縦桁部材２１の下部外側端に開口
するポケット２１ｂ，２１ｃからボルトを挿入し、着座
面２３ｂ上に開口するネジ穴（符号省略）にねじ込んで
なされる。縦桁部材２１の下端部内側面は、下横桁部材
２３の垂直受面２３ｃと分離可能に結合される。この結
合は、垂直リム２３ｄ側からボルトを垂直受面２３ｃを
挿通して縦桁部材２１のネジ穴にねじ込むことによりな
される。

【００２３】縦桁部材２１の上端部同士は、上端面に上
横桁部材２２の両端部を分離可能に固定して上横桁部材
２２により連結される。より詳細には、上横桁部材２２
の左右端の水平部２２ａからボルトを挿入し、この水平
部２２ａを挿通して縦桁部材２１の上端のネジ穴にねじ
込む。このように左右の縦桁部材２１と横桁部材２２，
２３が箱形に組立てされ、縦長方形窓２４が縦桁部材２
１の対向内側面と上下の横桁部材２２，２３の対向下面
と上面とで画定される。

【００２４】固定フレーム１５の前方のベース１０上の
部分とガントリ２０の下面との間には下部ガイド手段と
してのリニアガイド機構２７が設けられ、一方、固定フ
レーム１５の上部前面とガントリ２０の上部背面との間
に上部ガイド手段としてのリニアガイド機構２８が設け
られている。下部ガイド機構２７は、Ｚ方向に離間した
位置でＸ方向に延びてベース１０上に固定された互いに
平行な２本の直線レール２９，２９と、これらレール上
を走行する各レールについて２個づつの２対のベアリン
グブロック３０，３１を含む。

【００２５】前側の一対のベアリングブロック３０は、
縦桁部材２１のそれぞれの下面の前側に直接取付けされ
る。この取付けは、図５に示す最前側のポケット２１ａ
からボルトを挿入し、縦桁部材２１の下端面を挿通して
ベアリングブロック３０のネジ穴にねじ込んでなされ
る。後側の左右のベアリングブロック３１は、縦桁部材
２１の直下で下横桁部材２３の各着座面２３ｂの下面に
取付けされる。この取付けは、下横桁部材２３に縦桁部
材２１を結合するに先立って行われ、着座面２３ｂの上
面側からボルトを下横桁部材２３を挿通してベアリング
ブロック３１の上面に開口するネジ穴にねじ込んでなさ
れる。この場合、ボルトとして例えば六角穴付きボルト
が使用され、それらの頭部は着座面２３ｂから突き出な
いようにされる。

【００２６】ここで、ベアリングブロック３１が下横桁
部材２１に取付けされる関係で、後側のガイドレール２
９を取付けるベース１０の上面は前側のガイドレール２
９を取付けるそれに比べて着座面２３ｂ部の板厚分だけ
下げられていることが理解されよう。上部ガイド機構２
８は、ガイドレール２９と平行にＸ方向に延びてクロス
ビーム１７の前面に固定された単一のガイドレール３２
とこの上を走行する左右一対のベアリングブロック３３
を含む。ガイドレール３２をＺ方向におけるガントリ２
０の幅員の中間位置、つまり下部の一対のガイドレール
２９間のＺ方向における中間位置に配置するため、クロ
スビーム１７は前側が縦桁部材２１の上端の後側の略半
分まで覆い被さるように前方に張り出している。

【００２７】これと同じ目的で、ガントリ２０の上横桁
部材２２は、Ｚ方向の幅が縦桁部材２１の同方向の幅の
半分程度に狭くされており、その前端縁が縦桁部材２１
の前面と略整列するように縦桁部材２１の上面の前半分
側に寄せた状態で長手方向の両端が前述したように縦桁
部材２１の上面に分離可能に図略のボルトにより固着さ
れている。上横桁部材２２は垂直背面２２ｂを有し、縦
桁部材２１の真上となるこの垂直背面２２ｂの長手方向
両端部にそれぞれベアリングブロック３３を取付けてい
る（図３参照）。

【００２８】本発明による実施の形態における特徴の１
つは、固定フレーム１５がガントリ２０の上部背面をガ
イドするようにしており、この構成はガントリ２０の上
端と固定フレーム１５の上端とを略同一背丈にすること
を可能とし、サドル５０の所要のＹ方向ストロークを確
保する条件下で工作機械全体の背丈を低くし、工作機械
の小形化と剛性の強化に寄与する。

【００２９】また、本発明による実施の形態における他
の特徴の１つとして、ガントリ２０は固定フレーム１５
の方形窓１８内に存在せずに固定フレーム１５の前側に
配置され、また好適には下部ガイドレール２９及び上部
ガイドレール３２の両端は対応する側の柱部材１６の前
側まで伸ばされている。これにより、ガントリ２０は左
右の縦桁部材２１の各々を固定フレーム１５の対応する
側の柱部材１６の前側にラップするように進出でき、ガ
ントリ２０の所要のＸ方向ストロークを確保する条件下
で柱部材１６のＸ方向間隔が狭くされ、工作機械の正面
間口を狭くできる。

【００３０】ガイドレール３２とベアリングブロック３
３とで構成されるリニアガイド機構２８は、Ｚ方向に作
用する最大荷重に抗する向きで取付けられている。リニ
アガイド機構２８をＺ方向の最大荷重に抗する向きに取
付けて、Ｙ方向に作用する最大荷重に抗するように取付
けされた一対の下部リニアガイド機構２７の取付向きと
は９０度異なる向きにした構成が本発明による実施の形
態の他の特徴の１つとして注目されよう。

【００３１】ガントリ２０は、下端及び上端が同期制御
される下部の電気リニアモータ３５及び上部の電気リニ
アモータ３７によりそれぞれ駆動される。下部リニアモ
ータ３５は、２本のガイドレール２９間でこれに沿って
べース１０上に敷設された固定の磁石板ユニット３５ａ
とこれに対向して下横桁部材２３の下面に取付けされた
電磁コイルユニット３５ｂとで構成される。磁石板ユニ
ット３５ａは複数の磁石板をガントリ２０の移動方向に
直列に配置して構成される。

【００３２】これに対し、上部リニアモータ３７は、ガ
イドレール３２に沿って固定フレーム１５のクロスビー
ム１７の前面に敷設された固定の磁石板ユニット３７ａ
とこれに対向してガントリ２０の上横桁部材２２の背面
に取付けされた電磁コイルユニット３７ｂとで構成され
る。これらリニアモータ３５，３７は、コイルユニット
３５ｂ，３７ｂを図略の数値制御装置（ＮＣ）により同
期制御してコイルユニット３５ｂ，３７ｂとこれらに対
向する磁石板ユニット３５ａ，３７ａとの励磁関係をＮ
Ｃプログラムに従って進行方向に移行することによりガ
ントリ２０をベース１０及び固定フレーム１５上で移動
させるように動作する。この送り動作過程において、コ
イルユニット３５ｂは磁石板ユニット３５ａに吸引され
るように磁力を生起し、これによりガントリ２０をベー
ス１０に向かい下方に押し付けるように作用する。一
方、コイルユニット３７ｂはガントリ２０を固定フレー
ム１５のクロスビーム１７に向かう後方に押し付けるよ
うに磁力を生起する。

【００３３】本発明による実施の形態の他の特徴の１つ
として、上下のリニアモータ３５，３７はガントリ２０
の重心，好ましくはガントリ２０とこれと共に上下動す
る機構の組立体の重心を通る垂直面内の上下端部を駆動
するようにＺ方向にはガントリ２０の幅の中間部に配置
されている。本発明による実施の形態のさらなる特徴の
１つとして、リニアモータ３５，３７が生起す吸引力Ｆ
１，Ｆ２の合力は、図２に矢印Ｆｔとして示すように、
ガントリ２０を斜め後方の下向きへ押し付けるように作
用する。このため、工具主軸７１に作用する切削抵抗が
ガントリ２０を上方に持ち上げる方向に働く場合や前記
切削抵抗が断続的に変動する場合でも、ガントリ２０は
ベース１０及び固定フレーム１５に対し上下（Ｙ）方向
及び前後（Ｚ）方向に不動に強固に保持され、ガイドレ
ール２９，３２とベアリングブロック３０，３１，３３
との摺動勘合部に存在するスキマによりガントリ２０が
ベース１０及び固定フレーム１５に対して前後方向及び
上下方向にふらつくことが防止され、高い加工精度を保
証できる。

【００３４】前記ガントリ２０の縦長方形窓２４内に
は、同じく箱形のサドル５０が上下方向に移動自在に案
内されている。この案内機構は、ガントリ２０の縦桁部
材２１の内側対向端面の前部に設けた前部ガイド手段と
してのリニアガイド機構５１と同じく対向端面の後部に
設けた後部ガイド手段としてリニアガイド機構５２から
なる。前部ガイド機構５１を構成する一対のガイドレー
ル５３は、縦長の方形窓２４の高さ方向の幅に略匹敵す
る全長を有し、縦桁部材２１の前部で内側の対向面にそ
れぞれ固定されている。各ガイドレール５３上を走行自
在なベアリングブロック５４，５４は、そのガイドレー
ルと対向するサドル５０の側面の上下端部にそれぞれ固
着されている。

【００３５】後部ガイド機構５２を構成する左右一対の
ガイドレール５５は、ガイドレール５３の全長よりも短
い長さを有し、縦桁部材２１の後部で方形窓２４の下方
に寄せて内側の対向面にそれぞれ固定されている。各ガ
イドレール５５上を走行自在な単一のベアリングブロッ
ク５６は、そのガイドレールと対向するサドル５０の側
面の下端部に固着されている。これにより、サドル５０
は、前部がその４隅に固着された４個のベアリングブロ
ック５４にガイドされ、後部が下部の２隅に固着された
２個のベアリングブロック５６によりガイドされる。

【００３６】本発明による実施の形態における付加的な
特徴の１つとして、図６の機構図で示すように、図２の
右側面図方向から観ると、前部の上下２個のベアリング
ブロック５４と後部の１個のベアリングブロック５６を
結ぶ線は直角三角形となり、工具主軸７１に作用する切
削抵抗に対して高い剛性を持つ。また、同じく図２の右
側面図方向から観ると、ガントリ２０の下部をガイドす
る前後のベアリングブロック３０，３１と上部をガイド
する１個のベアリングブロック３３を結ぶ線は二等辺三
角形となり、この配置も切削抵抗に対し高い剛性を持
つ。

【００３７】図２に破線で示すように、サドル５０を上
下（Ｙ）方向に送る送り手段は、サドル５０の両側面と
縦桁部材２１の内側面との間にそれぞれ配置された電気
リニアモータ５７からなる。各リニアモータ５７は、サ
ドル５０の各側面で前後のガイドレール５３，５５の間
で上下方向に沿って縦桁部材２１の対応する内側面上に
敷設された磁石板ユニット５７ａとこれに対向してサド
ル５０の側面に固着されたコイルユニット５７ｂにより
構成される。

【００３８】サドル５０は、箱形で前後方向に長い筒状
となっており、後部を固定フレーム１５の方形窓１８内
に臨ませている。サドル５０の中央窓５０ａ内にはラム
６０が前後（Ｚ）方向に移動自在に案内されている。ラ
ム６０は、図３の正面から観ると、幅の狭い上面に向け
て両側面から傾斜する６角形状をなし、サドル５０を挿
通すると共に方形窓２４，１８をも挿通して後端が固定
フレーム１５の後方から突き出るように前後（Ｚ）方向
に細長い形状をなしている。

【００３９】ラム６０を前後方向に案内するガイド手段
は、広幅下面の両側とサドル５０との間に配置された一
対の下部リニアガイド機構６１と狭幅上面とサドル５０
との間に配置された単一の上部リニアガイド機構６２か
らなる。これらガイド機構６１，６２の各々は、前述し
たリニアガイド機構と同様に直線ガイドレール６３，６
４とこのレール上を走行する１又は２のベアリングブロ
ック６５，６６とで構成される。

【００４０】このラム６０の前後（Ｚ）方向ガイド手段
の特徴は、ガイドレール６３，６４をラム６０に固着
し、ベアリングブロック６５，６６をサドル５０に固着
している点にある。より詳しくは、図７に示すように、
下部リニアガイド機構６１の各々では２つのベアリング
ブロック６５をラム６０の長手方向の前部と中間部に固
着し、上部リニアガイド機構６２では１つのベアリング
ブロック６６をラム６０の前部に固着している。

【００４１】本発明による実施の形態における付加的な
別の特徴の１つとして、図７の機構図で示すように、図
２の右側面図方向から観るとき、上部及び下部ベアリン
グブロック６５，６６の配置は、それらを結ぶ線が直角
三角形をなし、工具主軸７１に作用する加工抵抗に対し
高い剛性を持つ構造となっている。ラム６０を前後
（Ｚ）方向に送る駆動手段として、ラム６０の下面とサ
ドル５０との間に配置した電気リニアモータ６７が使用
される。このリニアモータ６７は、ガイドレール６３，
６３間でサドル５０に取付けられた電磁コイルユニット
６７ｂと、複数の磁石板をＺ方向に直列にしてラム６０
の下面にコイルユニット６７ｂと対面して取付けた磁石
板ユニット６７ａとで構成される。

【００４２】ラム６０は円筒形のベアリングケース（図
略）を収容し、このケースは工具主軸７１を図略の軸受
装置を介してＺ方向に延びる軸線の周りに回転自在に支
持している。ケース７０は工具主軸７１を回転駆動する
図略のビルトインモータをも内蔵している。前記軸受装
置は、ボールベアリング，ローラベアリング，空気や液
体を軸受媒体として使用する流体ベアリングの１又はこ
れらを組み合わせて使用する形式のものである。

【００４３】工具主軸７１は、前端に工具Ｔを装着する
機構を内蔵しており、これにより工具主軸７１の前端に
ドリル、エンドミル、フライス、タップ、リーマ、研削
砥石、必要に応じてバイト等の各種の工具を手交換また
はＡＴＣにより自動交換してワークＷに種々の加工を施
すことが可能である。上記のように構成した第１の実施
の形態の動作を説明する。

【００４４】ワークＷはワークテーブル１１上に適宜の
治具を介して装着される。図略のＮＣ装置は、入力され
るＮＣプログラムに従って、工具主軸７１を回転駆動す
ると共に、ガントリ２０，サドル５０及びラム６０をそ
れぞれＸ方向，Ｙ方向及びＺ方向に移動し、工具主軸７
１の前端に装着した切削工具ＴをワークＷに当接してワ
ークＷを切削加工する。

【００４５】ここで工具Ｔがドリルの場合、ＮＣ装置は
リニアモータ３５，３７を同期駆動し、ガントリ２０の
上下両端部でガントリ２０を早送り速度でＸ方向に移動
し、ドリルＴをワークＷの加工すべき穴位置のＸ座標位
置（左右方向位置）に位置決めする。この場合、ワーク
Ｗの大きさに依存して、ガントリ２０はその左右の縦桁
部材２１を対応する側の固定フレーム１５の柱部材１６
にラップする位置まで進出する。

【００４６】この位置決め動作と並行し或いはこの位置
決め動作の後に、ＮＣ装置はリニアモータ５７，５７を
同期駆動し、サドル５０の左右両端部でサドル５０を早
送り速度でＹ方向に移動し、ドリルＴをワークＷの加工
すべき穴位置のＹ座標位置（上下方向位置）に位置決め
する。これにより、ドリルＴが加工すべき穴位置と同心
となる。

【００４７】ドリルＴを加工すべき穴位置と同心にした
後、ＮＣ装置はリニアモータ６７を駆動し、ラム６０を
ワークＷに向かって早送りし、ドリルＴの先端がワーク
Ｗの表面に対し所定の間隔位置に至ると前進送り速度を
切削送り速度に切り替え、ワークＷに所定のドリル加工
を施す。ガントリ２０，サドル５０及びラム６０の早送
りの開始過程及び終了過程は、例えば１Ｇ或はこれ以上
の加速度及び減速度で行われる。

【００４８】１つの穴加工が終了すると、ラム６０はド
リルＴの先端とワークＷの表面との間に所定のクリアラ
ンスが確保される位置まで後退し、次にガントリ２０及
びサドル５０が早送り速度で移動されてドリルＴが次に
加工すべき穴位置に整列され、再びラム６０が切削送り
されて次の穴が加工される。このようにして、ワークＷ
の表面に多数の穴が順次高速で加工される。

【００４９】工具Ｔがフライス加工用のもの、例えばミ
ーリングカッタやエンドミルである場合、ガントリ２０
とサドル５０が上述したドリル加工の場合と同様に早送
り制御され、ワークＷの加工開始位置のＸ及びＹ座標に
カッタ或いはエンドミルＴが位置決めされる。この後、
ラム６０が切込み送りされてカッタ或いはエンドミルＴ
を所定の深さまでワークＷの表面に食い込ませ、その後
ガントリ２０又はサドル５０を選択的又は同時に切削送
り速度でそれぞれＸ方向及びＹ方向に移動させ、ワーク
Ｗの表面にフライス加工を施す。

【００５０】この場合、工具主軸７１には大きな切削抵
抗が作用する。本発明による工作機械においては、ガン
トリ２０をガイドする下部リニアガイド機構２７はガン
トリ２０が下方向に沈む方向の力に対して大きな剛性を
持つように向けられて配置され、上部リニアガイド機構
２８はガントリ２０が後方に後退する方向の力に対して
大きな剛性を持つように下部リニアガイド機構２７に対
し９０度異なる向きで配置されている。また、ガントリ
２０の重心を通る下端及び上端を駆動する下部リニアモ
ータ３５及び上部リニアモータ３７は、ガントリ２０を
ベース１０に向かう下方向及びガントリ２０を固定フレ
ーム１５に向かう後方向にそれぞれ吸引している。この
ため、ワークＷの加工時にガントリ２０を持ち上げる方
向に作用する力に対して強固に反発すると共に、Ｚ方向
に作用する力の断続的変動に対しても強固に反発する。
この結果、下部リニアガイド機構２７及び上部リニアガ
イド機構２８の各レールとベアリングブロック間に存在
するスキマやガタの分だけガントリ２０がベース１０及
び固定フレーム１５に対し上下或いは前後方向に変位す
ることが回避され、加工精度への悪影響が排除される。

【００５１】次に、ガントリ２０を構成する４つの部
材、つまり左右の縦桁部材２１及び上下の横桁部材２
２，２３の分離及び再組付け作業について説明する。こ
のような作業は、主としてガントリ２０の下部リニアモ
ータ３５の点検や交換、さらにはガントリ２０にガイド
されたサドル５０上の構成部品の点検や交換を行う場合
に必要となる。

【００５２】ガントリ２０の分離作業は、先ず、固定フ
レーム１５のクロスビーム１７の両端を左右の柱部材１
６の上端面に固着している図略のボルトを取外し、また
ガントリ２０の上横桁部材２２の両端を左右の縦桁部材
１６の上端面に固着しているボルト（符号省略）を取外
すことにより行われる。これにより、上横桁部材２２を
クロスビーム１７にガイドした状態で、これらの上横桁
部材２２，クロスビーム１７を図略のホイストクレーン
により持ち上げ、工作機械から分離する。

【００５３】次に、サドル５０を図略のホイストクレー
ンで懸垂して上方に持ち上げ、サドル５０のベアリング
ブロック５４，５６を左右の縦桁部材２１上のガイドレ
ール５３，５５との係合を外す。これにより、サドル５
０及びこれに支持されたラム６０及び工具主軸７１はサ
ドル５０と共に工作機械から分離され、図略の作業台上
に移され、これらへの点検及び必要に応じて分解及び再
組立てが作業し易い状態で行われる。

【００５４】次に、図５のポケット２１ｂ，２１ｃに挿
入され各縦桁部材２１を下横桁部材２３に固着している
ボルトを緩めて取外し、各縦桁部材２１を下横桁部材２
３と分離する。これにより、左右の縦桁部材２１の下端
部同士の連結が解除される。この状態では、各縦桁部材
２１は、その下面に固着したベアリングブロック３０に
より、依然として前側のガイドレール２９上で移動自在
にガイドされた状態にある。

【００５５】従って、左右の縦桁部材２１の各々を互い
に他のものと独立して任意に移動することができ、作業
者は間隔を広げられた左右の縦桁部材２１間に入り込ん
で、各縦桁部材２１の内側面に取付けらた上下駆動用の
リニアモータ５７の磁石板ユニット５７ａや前後のガイ
ドレール５３，５５の点検及び修理・交換を容易に行う
ことができる。この点検及び修理・交換作業は、各縦桁
部材２１とその下面のベアリングブロック３０を分離せ
ずに行えるので、これらベアリングブロック３０のＸ方
向のガイド方向とサドル５０の上下案内用ガイドレール
５１，５２のＹ方向のガイド方向の直角度が確保されて
おり、この作業後に再組付けを容易に行えると共に分離
前の案内精度を確実に再現できる利点がある。

【００５６】さらに、ガントリ２０の下部リニアモータ
３５、特にその電磁コイルユニット３５ｂの点検及び交
換作業は、縦桁部材２１を下横桁部材２３から上述の如
く分離した後、コイルユニット３５ｂを下横桁部材２３
に取付けているボルトを下横桁部材２３の両端の受面２
３ｂ側から緩めて取外し、コイルユニット３５ｂを下横
桁部材２３から分離する。これにより、コイルユニット
３５ｂの点検及び交換作業を容易に行うことができる。

【００５７】この状態では下横桁部材２３は後部のガイ
ドレール２９に案内されるベアリングブロック３１に依
然として固着保持されたままであるので、下桁部材２３
の両端部にある着座面２３ｂと各縦桁部材２１の下端面
との平行度及び下桁部材２３の垂直受面２３ｃと各縦桁
部材２１の下部内側面との平行度も確保されており、こ
のためコイルユニット３８の点検及び交換作業を終えた
後に各縦桁部材２１を下横桁部材２３に再組付けする作
業が容易に行えると共に、両縦桁部材２１を下横桁部材
２３に組付けた組立体としての案内精度を容易かつ高精
度に再現できる。

【００５８】上述したように点検や必要に応じて修理・
交換を終えた後、サドル５０とこれに支持したラム６０
及び工具主軸７１からなる組立体をホイストクレーンに
懸垂し、サドル５０の両側面のベアリングブロック５
４，５６を縦桁部材２１の上端側から上下案内用のガイ
ドレール５３，５５に勘合させて左右の縦桁部材２１上
に容易に再組付けできる。この再組付けにおいては、ベ
アリングブロック５４，５６をサドル５０から分離しな
い限りこれらベアリングブロック５４，５６とガイドレ
ール５３，５５との平行度を含めた配置関係が不変に維
持されているので、単に再組付けが容易となるのみなら
ず、再組付後の案内精度を容易かつ高精度に再現でき
る。

【００５９】サドル５４を左右の縦桁部材２１に再組付
けした後、固定フレーム１５のクロスビーム１７とガン
トリ２０の上桁部材２２を、両者が組立てされた状態で
ホイストクレーンにより懸垂して、それぞれ左右の柱部
材１６及び左右の縦桁部材２１上に再び組付ける。この
組付け作業は、左右の縦桁部材２１の再組付けにおいて
両者間の間隔が上述したように分離前の状態に容易に再
現されるため、また縦桁部材２１と下端のベアリングブ
ロック３０と前部ガイドレール２９の３者間の組付け関
係が不変に維持されているため、クロスビーム１７と左
右の柱部材１６との組付け状態を再現しながら同時に上
横桁部材２２と左右の縦桁部材２１との組付け状態を容
易に再現でき、かつ分離前の組付けを再現した状態にお
いてガントリ２０のベース１０及び固定フレーム１５上
での案内精度も元通りに復元される。

【００６０】なお、説明を省略したが、左右の縦桁部材
２１と下横桁部材２３との組付けはボルトによる固着に
加えて両者間にテーパピンを周知慣用の如く打込むよう
にしているので、分離時にはボルトを緩めて取外すと共
にテーパピンを抜出し、逆に再組付け時にはテーパピン
を先に両者間に打込んでからボルトをねじ込むことによ
り両者間の固着状態における相対位置が確実に再現され
る。このようなテーパピンは、クロスビーム１７の両端
と柱部材１６との組付け及び上横桁部材２２の両端と左
右の縦桁部材２１との組付けにも同様に使用される。

【００６１】本発明による実施の形態における他の１つ
の付加的な特徴として、ガントリ２０を構成する左右の
縦桁部材２１及び上下の横桁部材２２，２３を４部材に
分離した状態においても少なくとも左右の縦桁部材２
１、好ましくは前記４部材の各々がが１つのガイドレー
ルに対してベアリングブロックを介してガイドされた状
態に保持され、これによりガントリ２０の再組立てが上
述したように容易に行え、かつ再組立て後の案内精度が
分離前の高い精度に確実に再現される。

【００６２】さらに、サドル５０の後端が固定フレーム
１５の方形窓１８内に臨まないようにサドル５０を短く
できる場合では、別の分離方法を採用できる。この方法
では、ラム６０の前後ストローク端を機械的に規制する
図略のストップ機構を取り外すことにより、工具主軸７
１を支持したラム６０の組立体がサドル５０の正面或い
は背面から抜き出される。この後、ガントリ２０の左右
ストローク端を機械的に規制する図略のストップ機構を
取り外し、ガントリ２０をその構成４部材である左右の
縦桁部材２１と上下の横桁部材２２，２３を一体的に組
立てかつサドル５０をガイドした状態で、固定フレーム
１５の右方又は左方に抜き出すことができる。

【００６３】ガントリ２０は、このようにベース１０及
び固定フレーム１５から取り外して必要個所の点検及び
修理・交換作業を行なった後、再度ベース１０及び固定
フレーム１５に案内されるように再組み付けされる。こ
の分離方法は、ガントリ２０を固定フレーム１５の前側
でガイドするようにした本発明の１つの特徴的構成とガ
ントリ２０のＸ方向駆動機構及び好適にはラム６０のＺ
方向駆動機構がリニアモータにより構成した点の相乗的
組合わせに基づき、容易に達成できる。

【００６４】次に、本発明による第２の実施の形態につ
いて図８を参照して説明する。この実施の形態における
構成要素の参照番号は１００位桁で示してあり、各構成
要素はその１０位桁以下の番号が前述した第１の実施の
形態のものと一致する部材と同一の機能を持つ。この実
施の形態においては、ベース１１０の後部上面は、後方
に向かって上方に傾斜するスラント面１１０ｂとして形
成され、このスラント面１１０ｂの後端部からこのスラ
ント面１１０ｂに垂直に固定フレーム１１５の左右の柱
部材１１６が立設されている。

【００６５】柱部材１１６は、上端側に向かうに連れて
前傾する形状をなし、それらの上端面においてクロスビ
ーム１１７の両端下面を分離可能に固着している。クロ
スビーム１１７の前面１１７ａは、両端の柱部材１１６
の前面と整列するように上方に向かうに連れて前方に傾
斜している。ガントリ１２０は、その底面となる下横桁
部材１２３の底面がスラント面１１０ｂと略平行とな
り、その上部後面となる上横桁部材１２２の背面１２２
ｂ及び左右の縦桁部材１２１の上部背面が上横桁部材１
１７の前面１１７ａ及び柱部材１１６の上部前面と平行
となっている。これにより、ガントリ１２０は、工作機
械の正面から観るときは第１の実施の形態と同様に箱形
をなすが、図８の右側面図方向から観るときは斜辺が上
下方向に垂直な直角三角形に近似の形状をなしている。

【００６６】ガントリ１２０の下部をＸ方向に案内する
下部ガイド手段１２７は、前部リニアガイド機構と後部
リニアガイド機構とからなり、前部ガイド機構のベアリ
ングブロック１３０は左右の縦桁部材１２１の前部下面
に直接取付けされるが、後部ガイド機構のベアリングブ
ロック１３１は下横桁部材１２３の下面に取付けされて
いる。前部及び後部ガイドレール１２９に沿ってかつこ
れらの間に、下部リニアモータ１３５が配置され、その
電磁コイルユニット１３５ｂが下横桁部材１２３の下面
に分離可能に取付けされている。

【００６７】ガントリ１２０の上部をＸ方向に案内する
単一の上部リニアガイド機構１２８は、そのガイドレー
ル１３２がクロスビーム１１７の前面１１７ａの上端縁
に沿って水平に延びた状態でクロスビーム１１７の前面
１１７ａに固着される。ガントリ１２０の上部をＸ方向
に駆動する上部リニアモータ１３７は、上部リニアガイ
ド機構１２８に接近した下方で磁石板ユニット１３７ａ
をクロスビーム１１７の前面１１７ａに取付け、電磁コ
イルユニット１３７ｂを上横桁部材１２２の背面１２２
ｂに取付けている。

【００６８】ここで、下部にある前後のリニアガイド機
構はスラント面１１０ｂに対して垂直に向かう方向の最
大荷重Ｆ１に抗するように配置され、一方上部のリニア
ガイド機構１２８はスラント面１１０ｂと平行な方向の
最大荷重Ｆ２に抗するように配置され、下部リニアガイ
ド機構と９０度異なる方向に向けられている。同様に、
下部リアモータ１３５は下部リニアガイド機構１２７の
最大荷重Ｆ１作用方向にガントリ１２０を吸引し、上部
リニアモータ１３７は上部リニアガイド機構１２８の最
大荷重Ｆ２作用方向にガントリ１２０を吸引する。

【００６９】下部及び上部リニアモータ１３５，１３７
の各々の吸引方向と対応するリニアガイド機構１２７，
１２８の最大荷重Ｆ１，Ｆ２の作用方向とを同一方向と
し、リニアガイド機構１２７，１２８の各ガイドレール
１２９，１３２の両側案内面に偏摩耗が生じないように
している。また、前記最大荷重Ｆ１，Ｆ２の合力Ｆｔが
後方に向かうに連れてやや下降する方向に作用するよう
にしてある。これにより、工具主軸１７１に作用する切
削抵抗がガントリ１２０を持ち上げる傾向の連続的或い
は断続的な力が作用しても、このような持ち上げ傾向の
力に対してガントリ１２０を強固に保持でき、リニアガ
イド機構１２７，１２８の案内部に存在するガタがガン
トリ１２０を前後及び上下方向にふらつかせることを排
除している。

【００７０】さらに、上部リニアモータ１３７は、下部
リニアモータ１３５の真上に位置させ、両リニアモータ
１３７，１３５をＸ方向と重力作用方向がなす垂直面内
でＸ方向に配設している。好ましくは、この垂直面は、
この面内にガントリ１２０の重心、好ましくはガントリ
１２０とこれと共に上下動する組立体の重心が存在する
ように選択される。上下のリニアモータ１３７，１３５
をガントリ１２０の重心を含む垂直面内に配置すること
により、Ｘ方向の移動におけるガントリ１２０の蛇行を
確実に排除できる。

【００７１】ガントリ１２０の縦長方形窓内でサドル１
５０を上下方向駆動する左右のリニアモータ１５７は、
それらの駆動方向と直交するＺ方向の中心が上下のリニ
アモータ１３７，１３５及びガントリ１２０の重心を含
む前述した垂直面内に存在するように配置されている。
サドル１５０を上下方向に案内し駆動するその他の機構
と、サドル１５０の方形窓内にラム１６０を前後方向に
ガイドし駆動する機構と、さらにはラム１６０に工具主
軸１７１を回転できるように支持する機構は、前述した
第１の実施の形態と同様であるのでこれら機構の詳細な
説明は割愛する。

【００７２】また、この実施の形態の動作も第１の実施
の形態で説明した通りであるので割愛するが、第１の実
施の形態と第２の実施の形態の動作上の違いは、第２の
実施の形態における下部リニアガイド機構１２７は第１
の実施の形態における下部リニアガイド機構２７よりも
Ｚ方向の加工反力に対しより積極的に対抗する点にあ
る。

【００７３】上述した各実施の形態においては固定フレ
ーム１５，１１５に方形窓１８，１１８を形成し、この
方形窓内でサドル５０，１５０及びラム６０，１６０の
後端部が移動可能としたが、Ｚ方向の移動ストロークが
短い形式の工作機械においては前記方形窓１８，１１８
は不要であり、前記サドル５０，１５０やラム６０，１
６０の後端部も前記固定フレーム１５，１１５の前側で
移動可能としてもよい。

【００７４】また、上述した各実施の形態においてはガ
ントリ２０，１２０の下横桁部材２３，１２３を縦桁部
材２１，１２１の平坦な下面に固着しているが、下横桁
部材２３，１２３の両端の受面２３ｂの部分の厚み分だ
け縦桁部材２１，１２１の下面の後部に段差を設けて縦
桁部材２１，１２１の下部に配置する前後のリニアガイ
ド機構２７，１２７のガイドレール２９，１２９をベー
ス１０，１１０上の単一平面上に敷設できるようにして
もよい。

【００７５】また、ガントリ２０，１２０の下面を案内
するガイド機構２７，１２７をＺ方向に一対のものとし
て設けたが、このガイド機構は必ずしも一対である必要
はなく、前側のリニアガイド機構２９，３０（１２９，
１３０）のみを設けるようにしてもよい。前述したリニ
アガイド機構の各々は、各ベアリングブロックが減摩媒
体としての多数のボール或いはコロなどの転動体を循環
可能に保持し、これら転動体を介してガイドレール上を
このレールの長手方向のみ走行できる形式のものである
が、減摩媒体として圧力流体を使用する形式のガイド機
構などの他の形式のものを使用できる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、ガントリを固定フレームの前側で第１水
平方向に移動できるように配置したので、ガントリを固
定フレームと重複した関係で移動でき、ガントリの移動
ストローク端が固定フレームを構成する部材に制限され
ず、ガントリの所要の移動ストロークを確保した上で工
作機械の間口を狭くできる。またガントリを前記第１水
平方向に移動させるための上部及び下部ガイド手段とガ
ントリをこのガイド手段に沿って駆動する上部及び下部
リニアモータをガントリの下面とベースの上面との間及
びガントリの上部背面と固定フレームの上部前面との間
に配置したので、ガントリを上下部で案内しかつ駆動す
る要求を満たしながら固定フレームの背丈を低くでき、
正面間口を狭くできることと相俟って工作機械を小形化
できる。

【００７７】好ましくは、請求項２に記載の発明のよう
に、ガントリの上部及び下部ガイド手段を構成するレー
ル手段の両端を固定フレームの中央に開口する窓を超え
て延ばすことにより、ガントリが移動ストロークの各端
部に位置されるときの剛性を確保できる。請求項３に記
載の発明によれば、上部及び下部リニアモータをそれら
吸引力作用点がガントリの重心、好ましくはガントリと
共に上下動する組立体の重心と同一の垂直面内となるよ
うに配置したので、ガントリ２０を蛇行させずに円滑に
移動させることができる。

【００７８】請求項４に記載の発明によれば、上部及び
下部リニアモータを、各々が異なる方向に吸引力を生起
し、これら吸引力の合力がガントリを後向きでかつ下向
き傾向の斜め方向に固定フレームに押付けるように配置
したので、工具主軸に断続的負荷が作用する場合でもベ
ース及び固定フレームに対するガントリのその移動方向
と直交する上下方向および前後方向の相対位置を不動に
維持できる。

【００７９】請求項５に記載の発明によれば、固定フレ
ームのクロスビームを第１水平方向と直交する第２水平
方向におけるガントリの中間位置までガントリ側に張出
し、この張出し部の前面に上部ガイド手段を配置したの
で、ガントリを上端部ではガントリの重心の上方で案内
でき、ガントリを蛇行させずに第１水平方向に円滑に移
動させることができる。

【００８０】好ましくは、請求項６に記載の発明のよう
に、下部リニアモータを第２水平方向では上部ガイドレ
ール手段の直下に配置し、また下部ガイド手段を前記下
部リニアモータの前記第２水平方向における両側で第１
水平方向に延びる一対のガイドレール手段により構成し
たので、ガントリの下部をガントリの重心の直下で第１
水平方向に案内及び駆動することができ、上部ガイド手
段と協働してガントリの第１水平方向における移動を一
層円滑に行なうことができる。

【００８１】請求項７に記載の発明によれば、ベースの
第２水平方向における後部上面に後方に向かって上方に
傾斜するスラント面を形成し、固定フレームの左右の柱
部材をこのスラント面上にこの面と直角に立設すると共
に、柱部材の上端同士を連結するクロスビームがガント
リに向かって前方に張り出すようにしたので、ガントリ
の上端を第１水平方向に案内及び駆動する上部ガイド手
段及び上部リニアモータをガントリの重心の第２水平方
向における真上に配置することができ、ガントリの上端
を第１水平方向において蛇行させずに円滑にガイドし駆
動できる。

【００８２】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明において、請求項６の発明が奏する効果を
発揮させることができる。請求項９に記載の発明によれ
ば、ガントリを左右の縦桁部材とこれら縦桁部材の上部
同士及び下部同士を分離可能に結合する上横桁部材及び
下横桁部材とで構成し、また下部ガイド手段のガイドレ
ール上を走行する２つのベアリングブロックを縦桁部材
の下面にそれぞれ取付けたので、ガントリを左右の縦桁
部材と上下の横桁部材の４部材に分離した場合でも、左
右の縦桁部材を下面に取付けたベアリングブロックを介
して下部ガイド手段のガイドレール上で個々に移動可能
に直立状態に保持でき、左右の縦桁部材の間隔を広げて
各縦桁部材の内側面に設けたサドルのガイド手段及び駆
動手段の点検及び修理・交換が容易となる。

【００８３】請求項１０に記載の発明によれば、固定フ
レームのクロスビームを左右の柱部材から分離可能と
し、またガントリの下部ガイド手段として一対のガイド
レールを設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレ
ールとは別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案
内したので、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上
下の横桁部材を点検或いは修理のために４部材に分離し
た場合でもこれら４部材の各々を全てガイドレールに案
内させた状態に保持できる。このため、分離状態におい
てこれら４部材の各々とこれを案内するガイドレールと
のガイド状態が分離前の状態に保持されので、点検或い
は修理後の再組付けが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図。

【図２】第１の実施の形態の右側面図。

【図３】図１のＡ−Ａ線矢視方向から観た第１の実施の
形態の正面図。

【図４】第１の実施の形態においてガントリを構成する
下横桁部材の右端部を示す斜視図。

【図５】第１の実施の形態においてガントリを構成する
縦桁部材と下横桁部材との結合関係を示す斜視図。

【図６】第１の実施の形態においてガントリを左右方向
に案内するベアリングブロックの配置関係にサドルを上
下方向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せ
て示す説明図。

【図７】第１の実施の形態においてサドルを上下方向に
案内するベアリングブロックの配置関係にラムを前後方
向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せて示
す説明図。

【図８】図２に対応する本発明の第２の実施の形態の右
側面図。

【図９】従来のリニアモータ駆動式工作機械の正面図。

【図１０】図９のＢ−Ｂ線矢視方向の断面図。

【符号の説明】

１０，１１０・・・ベース １５，１１５・・・固定フレーム ２０，１２０・・・ガントリ ５０，１５０・・・サドル ６０，１６０・・・ラム ７１，１７１・・・工具主軸 ２８，２７，１２８，１２７・・・上部及び下部リニア
ガイド機構 ３７，３５，１３７，１３５・・・上部及び下部リニア
モータ ２９，３２，１２９，１３２・・・ガイドレール １８・・・方形窓 １６，１１６・・・柱部材 １７，１１７・・・クロスビーム １１０ｂ・・・スラント面 ２１，１２１・・・縦桁部材 ２２，１２２・・・上横桁部材 ２３，１２３・・・下横桁部材 ３０，３１，３３，１３０，１３１，１３３・・・ベア
リングブロック

フロントページの続き (72)発明者 竹内 勝彦 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースと、このベース上に上下方向に延び
   て固定された固定フレームと、縦長の窓を中央に開口し
   前記ベース上で第１水平方向に移動可能なガントリと、
   このガントリの前記縦長の窓内で上下方向に案内された
   サドルと、このサドルにより前記第１水平方向と直交す
   る第２水平方向に移動可能に案内されたラムと、このラ
   ムにより前記第２水平方向に延びる軸線の周りに回転自
   在に支持され前端部に工具を装着可能な工具主軸と、こ
   の工具主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、前記工具
   主軸の前方に配置され加工すべきワークを取付け可能な
   ワークテーブルとを含み、前記ガントリを前記固定フレ
   ームと重複した関係で移動できるように前記固定フレー
   ムの前面に配置し、前記ガントリの下面とベースとの間
   に配置した下部ガイド手段と前記固定フレームの上部前
   面と前記ガントリの上部背面との間に配置した上部ガイ
   ド手段とで前記ガントリを前記第１水平方向に案内する
   ガイド手段を構成し、さらに、前記ガントリの下面を駆
   動する下部リニアモータと前記ガントリの上部背面を駆
   動する上部リニアモータとで前記ガントリを前記第１水
   平方向に駆動する駆動手段を構成したことを特徴とする
   工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の工作機械において、前
   記上部及び下部ガイド手段は上部及び下部レール手段を
   含み、これらレール手段の前記第１水平方向における両
   端は前記固定フレームの中央に開口する窓を超えて前記
   固定フレームの両端部まで延びていることを特徴とする
   工作機械。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の工作機械におい
   て、前記上部リニアモータと前記下部リニアモータのそ
   れぞれの吸引力作用中心点はガントリの重心点或いはこ
   のガントリと共に上下動する組立体の重心点を含む同一
   の垂直面内に位置されていることを特徴とする工作機
   械。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の工作機械
   において、前記上部及び下部リニアモータは前記下部リ
   ニアモータが前記ガントリの下面を前記ベースに対して
   上下方向に吸引力を作用すると共に前記上部リニアモー
   タが前記ガントリの上部背面を前記固定フレームの上部
   に対し略前後方向に吸引力を作用するように異なる向き
   に配置されていることを特徴とする工作機械。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の工作機械において、前
   記固定フレームは、ベースの前記第１水平方向の両端部
   に固着された一対の柱部材と、これら柱部材の上面に両
   端部が固着され前記第２水平方向には前記ガントリの中
   間位置近辺まで前方に張り出しているクロスビームとか
   らなり、前記上部レール手段は前記クロスビームの前端
   面に取付けられ前記第２水平方向における前記ガントリ
   の幅の略中間部に配置されていることを特徴とする工作
   機械。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の工作機械において、前
   記下部リニアモータは前記上部レール手段の直下で前記
   ガントリの下面と前記ベースの上面との間に配置され、
   前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置い
   た状態で前記ベース上に固定され第２水平方向において
   前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特徴と
   する工作機械。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の工作機械において、前
   記ベースは前記第２水平方向において後方に向かって上
   方に傾斜するスラント面を有し、前記固定フレームは前
   記スラント面の後端の前記第１水平方向の両端部に固定
   され上端が前方に張り出すように前傾する一対の柱部材
   及びこれら柱部材の上端を連結する水平のクロスビーム
   からなり、前記ガントリはその下面及び上部後面がそれ
   ぞれ前記スラント面及び前記柱部材と略平行に形成され
   ていることを特徴とする工作機械。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の工作機械において、前
   記下部リニアモータは前記上部レール手段の直下で前記
   ガントリの下面と前記ベースの上面との間に配置され、
   前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置い
   た状態で前記ベース上に固定され前記第２水平方向にお
   いて前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特
   徴とする工作機械。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の工作機械において、前
   記ガントリは、前記第１水平方向に離間した左右一対の
   縦桁部材と、これら縦桁部材の内側対向面に分離可能に
   連結され前記第１水平方向に延びる下横桁部材と、前記
   縦桁部材の上端面に分離可能に結合され前記第１水平方
   向に延びる上横桁部材とで構成され、また、前記下部ガ
   イド手段が前記ベースに固定されたレールとこのレール
   上を走行自在で一対の前記縦桁部材の各々の下面に取付
   けられた少なくとも２つのベアリングブロックからなる
   ことを特徴とする工作機械。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の工作機械において、
    前記上部ガイド手段は、前記固定フレームの上部前面に
    固定されたレールと、このレール上を走行自在で前記上
    桁部材の背面に取り付けられたベアリングブロックから
    なることを特徴とする工作機械。