JP5385063B2 - 工作機械 - Google Patents

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Description

本発明は、所定の方向へスライドするコラムを備えてなる工作機械に関するものである。
従来、ベッド上を前後方向となるＺ軸方向へスライドするコラムを設けるとともに、主軸台を、当該コラム上で上下方向となるＹ軸方向へスライド可能に設けてなる工作機械がある（たとえば、特許文献１）。このような工作機械５１について、図２をもとに説明する。尚、図２において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交する軸であり、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を上下方向、Ｚ軸方向を前後方向とする。
工作機械５１は、ベッド５２上にレール部材５３、５３がＺ軸方向へ延設されてなるもので、レール部材５３、５３にはコラム５４がＺ軸方向へ移動可能に取り付けられており、コラム５４の前面には主軸５７を有する主軸台５６がＹ軸方向へスライド可能に設置されている。
特開平７−８８７３７号公報
工作機械５１によれば、加工を行うにあたり、主軸台５６をＹ軸方向へ移動させることになる。しかしながら、主軸台５６を上方へスライドさせればさせるほど、コラム５４の重心も上方へ移動することになるため、コラム５４の剛性及び安定性が低下するという問題がある。当該問題はコラム５４のそもそもの剛性を向上することで解決することも可能であるが、そうするとコラム５４の質量が増加してしまい、工作機械５１全体が大型化する、コラム５４を駆動させるためのモータ等も大型化しなければならない等の問題が生じる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、主軸台が取り付けられる支持体等を大型化せずとも、主軸台を上下方向へ移動させた際の支持体の剛性及び安定性低下を抑制することができる工作機械を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ベッドと、主軸を備えた主軸台と、前記主軸台が上下方向で移動可能に取り付けられているとともに、前記ベッドに対して水平方向で移動可能な支持体と、前記ベッドに設けられ、前記支持体を案内する案内部材とを備えてなる工作機械であって、前記支持体に、前記案内部材に支持される被支持部を設けるとともに、当該被支持部を、前記支持体における前記主軸台の上下移動範囲内となる高さ位置に設ける一方、前記ベッドに一対の壁部を所定の間隔をおいて立設するとともに、当該壁部の上端部に前記案内部材を設置し、前記支持体が、その下方部分を前記壁部間に嵌め込んだ状態で前記案内部材に支持されていることを特徴とする。
本発明によれば、支持体を設置するための被支持部を、支持体における主軸台の上下移動範囲内となる高さ位置に設けており、従来よりも上方位置で支持体を案内部材に支持させるため、主軸台を支持体の上方側へ移動させた際に、案内部材に支持される位置から主軸台の位置までの高さ距離が短くなる。したがって、支持体の質量を増加させたりすることなく、重心が上方へ移動することによる支持体の剛性及び安定性の低下を抑制することができる。また、従来よりも支持体の質量を低下させることも可能であり、工作機械の小型化を図ることができるし、支持体の送り速度や加減速度等も向上することができ、効率の良い加工を実現することが可能となる。
また、ベッドに一対の壁部を所定の間隔をおいて立設するため、ベッドの上下方向での厚みが増すことになり、ベッドの曲げ剛性を向上することも可能となる。
本発明に係る工作機械を示した説明図である。 従来の工作機械を示した説明図である。
以下、本発明の一実施形態となる工作機械について、図面をもとに詳細に説明する。尚、本実施形態においてもＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交する軸であり、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を上下方向、Ｚ軸方向を前後方向とする。
工作機械１は、テーブル９上に載置されるワークＷに対して主軸７に装着される工具により加工を行うものであって、基台となるベッド２には、Ｚ軸方向へ延びる一対の壁部２ａ、２ａがＸ軸方向に所定の間隔を空けて平行に立設されている。そして、各壁部２ａの上面には、Ｚ軸方向へ延びるＺ軸レール３が敷設されている。
４は、コラムであって、前面にはＹ軸方向へ延びる一対のＹ軸レール５、５が略上端から下端にかけて敷設されている。また、コラム４の左右側面で、上下方向で略中央となる位置にはフランジ部１１、１１が左右外方へ突設されている。そして、コラム４は、フランジ部１１、１１をＺ軸レール３、３上に取り付けて壁部２ａ、２ａ間に架け渡すように設置されており、コラム４の下半分（下方部分）は、壁部２ａ、２ａ間に嵌り込んだ状態となっている。
また、コラム４の前面には、主軸７を備えた主軸台６がＹ軸レール５、５に沿って上下動可能に取り付けられている。したがって、主軸台６は、コラム４の支持位置、すなわちフランジ部１１、１１位置を越えて下方へ移動可能となっている。尚、主軸台７の前方にあるベッド２上にはＸ軸方向へ延びるＸ軸レール８、８が設けられており、当該Ｘ軸レール８、８にはテーブル９がＸ軸方向へ移動可能に設置されている。また、コラム４、主軸台６、主軸７、及びテーブル９の各種動作は、図示しないＮＣ装置によって制御される。
以上のように構成される工作機械１によれば、主軸台６が前面の略上端から下端にかけて移動可能に取り付けられたコラム４の側面略中央にフランジ部１１、１１を設け、当該フランジ部１１、１１を壁部２ａ、２ａの上面に設けられたＺ軸レール３、３に取り付けている。そのため、コラム４は、設置状態において下半分が壁部２ａ、２ａ間に嵌り込んだ状態となり、上半分のみがＺ軸レール３、３による支持位置よりも上方へ突出することになる。つまり、従来よりも上方位置でコラム４を支持するため、コラム４の上端際まで主軸台６を移動させた際に、従来と比較してコラム４の支持位置から主軸台６の位置までの高さ距離が短くなる。したがって、コラム４の質量を増加させたりすることなく、重心が上方へ移動することによるコラム４の剛性及び安定性の低下を抑制することができる。また、従来よりもコラム４の質量を低下させることも可能であり、工作機械１の小型化を図ることができるし、コラム４のＺ軸方向への送り速度や加減速度等も向上することができ、効率の良い加工を実現することが可能となる。
また、ベッド２に壁部２ａ、２ａを立設しているため、ベッド２のＹ軸方向での厚みが増すことになり、ベッド２自体の曲げ剛性を向上するも可能となる。
なお、本発明の工作機械は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、ベッドやコラムの形状や設置に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更可能である。
たとえば、上記実施形態ではベッド２に壁部２ａ、２ａを立設し、当該壁部２ａ、２ａの上面にＺ軸レール３、３を設けているが、壁部２ａを設ける代わりに、フレーム状の部材を組み立ててベッド２の上面から所定高さだけ上方となる位置にＺ軸レールを設けるように構成してもよい。
さらに、上記実施形態では主軸台６を鉛直方向へ移動させているが、上下方向へ移動するのであれば傾斜方向でもよく、たとえばコラム４の前面を傾斜面とし、主軸台６を傾斜面に沿って移動させてもよい。さらにまた、コラム４についても、その位置が水平方向で移動するのであればよいのであって、水平移動するのではなく傾斜方向へ移動（たとえば、Ｚ軸方向が水平面と交差するように設定）しても何ら問題はない。
加えて、上記実施形態ではコラム４の上下方向で略中央となる位置に被支持部を形成しているが、被支持部を形成する位置は適宜変更設計可能であって、主軸台６の上下移動範囲内であればよい。また、被支持部を形成するにあたっては、コラム４と一体成形してもよいし、コラム４の側面等に別途部材を固定して被支持部を形成してもよい。
１・・工作機械、２・・ベッド、２ａ・・壁部、３・・Ｚ軸レール（案内部材）、４・・コラム（支持体）、５・・Ｙ軸レール、６・・主軸台、７・・主軸、８・・Ｘ軸レール、９・・テーブル、１１・・フランジ部（被支持部）。

Claims (1)

  1. ベッドと、主軸を備えた主軸台と、前記主軸台が上下方向で移動可能に取り付けられているとともに、前記ベッドに対して水平方向で移動可能な支持体と、前記ベッドに設けられ、前記支持体を案内する案内部材とを備えてなる工作機械であって、
    前記支持体に、前記案内部材に支持される被支持部を設けるとともに、当該被支持部を、前記支持体における前記主軸台の上下移動範囲内となる高さ位置に設ける一方、
    前記ベッドに一対の壁部を所定の間隔をおいて立設するとともに、当該壁部の上端部に前記案内部材を設置し、前記支持体が、その下方部分を前記壁部間に嵌め込んだ状態で前記案内部材に支持されていることを特徴とする工作機械。
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