JP4480040B2 - 可動式支柱を備える水平型ボールフライス盤 - Google Patents

Description

本発明は、可動式支柱を備える水平型ボールフライス盤に関する。

可動式支柱を備えるフライス盤は、床にしっかりと固定された水平盤と、この水平盤に沿って水平に摺動可能な支柱搬送部と、この支柱搬送部により支持される支柱構造と、この支柱構造に沿って上下方向に摺動可能なスライド搬送部と、上述の水平盤の長手方向軸に対して直角な方向に向けて、スライド搬送部に沿って水平方向に摺動可能なスライドと、スライドの端部に搭載されるとともにワークテーブルに対向して配されるスピンドルヘッドを備えるものとして知られている。ワークテーブル上に加工対象物が固定される。

このような構造のフライス盤において、以下のような問題がしばしば生ずる。即ち、水平盤と支柱搬送部を有することに起因して、ワークテーブルからのスピンドル軸の高さを余分に設ける必要を生ずるということである。このことは、加工対象物に対する接近容易性及び視認性両方に対して深刻な障害となり、加工対象物の上部領域について、この問題は顕著となる。

上記問題点を解消するために、フライス盤が据付けられる室内の床に予め穴を形成し、この穴の底部に水平盤をしっかりと固定するとともに床に形成された穴に対して平行に、ワークテーブルを床に固定することが提案されてきた。

この解決手段により、スピンドル軸を上下方向下方に位置させ、ワークテーブルに近接させることが可能となり、場合によっては、ワークテーブルよりも下方にスピンドル軸の位置を配することも可能となる。
しかしながら、同時に、この既知の解決法は、結果としていくつかの問題点を招来することとなる。問題点として、特に、以下のものを挙げることができる。

（コスト）
深さ２ｍ、幅４ｍ、長さ１５ｍの穴を形成することを考えると、１００ｍ^３以上の大きさの穴を形成するための掘削作業を要することは明らかである。また、穴の底面並びに側面を平滑に形成する必要があることも明らかである。また、この穴は、冷却液並びに潤滑液に対して不浸透性である必要がある。尚、冷却液並びに潤滑液は、通常、機械加工中に用いられるものである。また、作業員が移動する通路は、フライス盤及び／又は加工対象物、床に形成される穴の底部に配されるとともに切削屑及び加工物切断片を搬送するコンベア、床に形成される穴の底部に配されるとともに冷却液及び潤滑液を収集するトレイ及びこのトレイから加工機のメインタンクに冷却液及び潤滑液を搬送するビルジポンプに近接して形成される必要がある。

（穴部の存在に起因する安全性に対する限界）
この問題点は、固定式或いは可動式の安全柵を用いる必要性を生ずることを意味する。この安全柵は、通行中の人が加工機に巻き込まれることを防止するものであるが、同時に、作業員の作業を非効率にすることとなる。加工機中には、制御を要する部分が存在するため、作業員は安全柵で保護された領域内で制御操作を行うことを要求される。
欧州特許第１，３６２，６６４号公報は、可動式支柱が作業台に沿って水平方向軸Ｘに沿って移動する形態の装置を開示する。この装置の支柱は２つの同一形状をなす部分を備え、これら部分は、上部からベースに向けて径大に形成され、大きなベース部を構成する。各同一形状をなす部分は、線形同期モータを備える第１部分と、作業台上で長手方向に整列して配される第２部分を備える。この作業台は、３つのリニアガイドを備え、これにより、支柱の同一形状をなす部分のベースに配された軌道を用いて、Ｘ軸に沿って支柱を即座に変位させることが可能となる。またこの動作には、支柱の上部ガイドは必要とされない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、特にボールフライス盤を、掘削作業を要することなしに、設置することを可能とするものである。また、同時に、本発明は、スピンドル軸を加工機のワークテーブルに非常に近接して配設することを可能とするものである。

以下の説明から明らかになる上記の目的及び他の目的は、本発明の請求項１に記載される可動式支柱を備える水平型ボールフライス盤により達成される。

本発明の２つの好適な実施形態は、以下の図面を参照しつつ詳細に説明される。
図１乃至４から分かるように、本発明の水平型ボールフライス盤の第１の実施形態は、実質的には既知の可動式支柱を備える機械である。すなわちこの機械は軸方向に移動可能であると同時に支柱構造（４）に沿って上下方向に移動可能な水平型スライド部（２）を備える。このスライド部（２）は、スライド部（２）の軸方向に移動可能である。またこのスライド部（２）は、支柱構造（４）に沿って上下方向に移動可能である。支柱構造（４）は、単一部材からなる水平盤（６）に沿ってそれ自身で水平方向に移動可能である。水平盤（６）は床（８）に固定されている。支柱構造（４）の動作方向はスライド部（２）の軸に対して直角である。

さらに詳しくは、水平盤（６）だけではなく水平盤から分離するとともに溝（１２）を備えるワークテーブル（１０）も、床（８）にしっかりと固定されている。ワークテーブル（１０）上では、機械加工される加工対象物（１４）が従来の方法で固定される。

支柱構造（４）は左右対称の門形状であり、一対の支柱（１６）から構成されている。支柱構造（４）は横断部材（１８）によって上部でつながっており、下方にある一対の支持部（１９）へと延出している。この支持部（１９）は、水平盤（６）上の支柱構造（４）を安定的に支持する。

搬送部（２２）はスライド部（２）を支持するとともにスライド部（２）を軸方向に案内する。搬送部（２２）は、互いに対向する支柱（１６）の内壁に沿って上下方向に摺動する。前記搬送部（２２）を上下方向に駆動させるためのシステムは、従来から用いられるものであり、本明細書においてはその説明について詳述しない。

上述の如く、搬送部（２２）はスライド部（２）を支持する。搬送部（２２）は、スライド部（２）を案内するとともに駆動する従来から用いられる部材を備える。すなわち、搬送部（２２）は、スライド部（２）を水平盤（６）の軸に対して垂直な水平方向に移動させる。

支柱構造（４）に沿った搬送部（２２）の上下運動は支柱構造内部の開口部全体を使って行われる。搬送部（２２）の上側の移動は横断部材（１８）で制限される。また搬送部（２２）の下側の移動は水平盤（６）の上部表面若しくは２つの支柱（１６）間の非構造性の薄い連結部下部で制限される。

支柱構造（４）は案内部（２６）上を水平盤（６）に沿って摺動し、この案内部（２６）は水平盤（６）の上部表面と支柱構造（４）の底面との間に配される。（図２参照）

同様に水平盤（６）に沿って支柱構造を駆動させる従来の部材は、水平盤（６）の上部表面に位置する雄ねじ（ボールねじ）と雌ねじ（ねじ切加工されたブッシュ）の組み合わせ構造（２８）或いはリニア電動モータから構成される。
水平盤（６）は長手方向に延びる幅広の凹部（３６）を有する。この凹部（３６）により２つの突出部（３８）が形成される。突出部（３８）の上部表面において案内部（２６）が配される。これに対応して、支柱（１６）の２つの下方支持部（１９）はそれぞれ下方突出部（４０）を備える。この下方突出部は水平盤（６）の長手方向に延びる凹部（３６）に沿って摺動することを目的とする。２つの突出部は結合剛性部材によって有利に接合される。また２つの突出部は長手方向に延びる凹部（３６）内で摺動可能なように格納される。

前述の機械は、従来のコントロールシステムを備えている。このコントロールシステムはワークテーブル（１０）に面するスライド部（２）の端部に取り付けられたツールヘッド（３４）に所望の機械加工プログラムに従った動作をさせることを可能とし、この機械加工プログラムはワークテーブル（１０）上に置かれた対象物に対して、機械が実行しなければならないものである。

前述の内容から本発明における水平型ボールフライス盤は、従来の水平型ボールフライス盤と比較して極めて有用であることは明白である。特に、水平盤（６）を床に形成した穴の中に据え付けることなくなくスピンドル軸をワークテーブル（１０）に極めて近い位置にまで到達させることを可能にしている。したがって困難で費用のかかる掘削作業を必要としない。
加えて、支柱の寸法を更に低減させ、レール（２６）を長手方向に延びる凹部（３６）と突出部（４０）の互いに対向する側面の間に置くことを可能にしている。

図５乃至図８の実施形態中で対応する部品が同一の参照符号で示されている。
門形状の支柱構造（４）の２つの支柱（１６）は、一対の下部横断部材（２０）で接続される。下部横断部材（２０）は、下方に延出し、水平盤（６）の２つの面を外側から抱え込んでいる。これら２つの下部横断部材（２０）は、対応する水平盤（６）の面から外側に延出している支柱（１６）の部分を定める。下部横断部材（２０）は上側に延出し、２つの支柱（１６）を接続する。
この実施形態において、支柱構造（４）を水平盤（６）に沿って駆動させる駆動手段は、ピニオン（３０）／ラック（３２）の組み合わせからなり、このピニオン（３０）／ラック（３２）の組み合わせ構造は、水平盤（６）の上面或いは水平盤（６）の側面上に配される。
この実施形態は、上記の形態の利点に加えて、更に優れた頑健性を備えるとともに、上記の実施形態と比較して構造的に簡便なものとなる。また、ガイドレール（案内部）（２６）を水平盤（６）の外側面と、この外側面に対向する下部横断部材（２０）の側面との間に配することができる。

本発明のボールフライス盤の第１の実施形態の全体的な概略斜視図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線方向の側面図である。 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線方向から見た図である。 本発明の第１の実施形態に係るボールフライス盤の平面図である。 本発明のボールフライス盤の第２の実施形態を示す図であり、図１と同様の全体的な概略斜視図である。 図５に示すＶＩ−ＶＩ線方向の側面図である。 図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線方向から見た図である。 本発明の第２の実施形態に係るボールフライス盤の平面図である。

Claims (12)

1. 床（８）に固定されるとともにワークテーブル（１０）から分離してなる単一部材からなる水平盤（６）と、
   前記水平盤（６）に支持されるとともに該水平盤（６）に沿って摺動可能な門形状に形成された支柱構造（４）を備える水平型ボールフライス盤であって、
   該支柱構造（４）は、上部横断部材（１８）により互いに接続される２つの支柱（１６）を備え、
   前記水平型ボールフライス盤は、更に、前記支柱（１６）の互いに対向する内壁面に沿って上下方向に摺動可能なスライド搬送部（２２）と、
   ツールヘッド（３４）を支持するとともに前記水平盤（６）の軸に対して直角な方向の前記スライド搬送部（２２）の軸方向に沿って移動可能なスライド部（２）と、
   前記支柱構造（４）と前記水平盤（６）の間に配される案内手段（２６）及び駆動手段（２８，３０，３２）を備え、
   前記門形状の支柱構造の２つの支柱（１６）がその下方において、少なくとも１つの横断部材（２０）により接続され、
   該横断部材（２０）が前記水平盤（６）の上面よりも下方に位置することを特徴とする水平型ボールフライス盤。
2. 前記案内手段（２６）が、前記水平盤（６）の上面に配されたレールからなることを特徴とする請求項１記載の水平型ボールフライス盤。
3. 前記案内手段（２６）が、前記水平盤（６）の側面に配されたレールからなることを特徴とする請求項１記載の水平型ボールフライス盤。
4. 前記駆動手段が少なくとも１つのボールねじと少なくとも１つのねじ切加工されたブッシュからなり、
   該ブッシュが前記ボールねじに螺合することを特徴とする請求項１記載の水平型ボールフライス盤。
5. 前記駆動手段が、前記水平盤に固定されたラック（３２）と、少なくとも１つのピニオン（３０）からなり、
   該ピニオン（３０）が前記門形状の支柱構造（４）に固定されていることを特徴とする請求項４記載の水平型ボールフライス盤。
6. 前記駆動手段が、リニア電機モータからなることを特徴とする請求項４記載の水平型ボールフライス盤。
7. 前記駆動手段（２８，３０，３２）が前記水平盤（６）の上面に配されることを特徴とする請求項４乃至６いずれかに記載の水平型ボールフライス盤。
8. 前記駆動手段（２８，３０，３２）が前記水平盤（６）の側面のうち少なくとも１つに配されることを特徴とする請求項４乃至６いずれかに記載の水平型ボールフライス盤。
9. 前記門形状に形成された支柱構造（４）の２つの支柱（１６）が一対の下部横断部材（３０）により下方において接続され、
   前記下部横断部材（３０）が前記水平盤（６）に嵌合することを特徴とする請求項１記載の水平型ボールフライス盤。
10. 前記ガイドレール（２６）が、前記水平盤（６）の外側面と前記下部横断部材（２０）の内側面との間に配されることを特徴とする請求項８又は９記載の水平型ボールフライス盤。
11. 前記水平盤（６）が長手方向に延設する凹部（３６）を備え、
    該凹部（３６）内において、前記各支柱（１６）の下方に延出する突出部（４０）及び該突出部（４０）を接続する部分が摺動可能に収容され、
    前記突出部を接続する部分が前記長手方向に延設する凹部（３６）に沿って摺動可能であることを特徴とする請求項１記載の水平型ボールフライス盤。
12. 前記ガイドレール（２６）が前記凹部（３６）の内側面と、該内側面に対向する前記下方突出部（４０）の外側面との間に配されることを特徴とする請求項１１記載の水平型ボールフライス盤。

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