JPH1133856A

JPH1133856A - 工作機械

Info

Publication number: JPH1133856A
Application number: JP9198712A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Wakazono; 賀生若園
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-09
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JP3509479B2

Abstract

(57)【要約】【課題】工具主軸に作用する切削抵抗に対抗するスラ
イド部材の剛性を余計な重量増加を招くことなく高め、
これによりスライド部材の軽量化を図る。【解決手段】Ｚ軸方向に延びる軸線回りに回転する工
具主軸１００と、Ｘ軸方向にガイド手段を介してスライ
ド可能に設けたスライド部材（５０）を備える。ガイド
手段を、相互にスライド可能に係合する直線レール１０
１，１０１ａ，１０２とベアリングブロック１０３，１
０４、１０３ａ，１０４ａ、１０５，１０６とからなる
複数組のリニアガイド１４，１６，１２によって構成す
る。ガイド手段には、Ｘ軸方向から見たときに３本の直
線によってできる三角形の頂点に配置した３個のベアリ
ングブロック１０３，１０３ａ，１０５、１０４，１０
４ａ，１０６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械には、例えば、特開平８
−３１８４４５号公報に開示されるものがある。この公
開公報に開示された工作機械について、図９および図１
０の模式図を参照して説明する。図９および図１０にお
いて、矢印Ｘは、フレーム（図示省略）の左右方向を示
しＸ軸方向という。また矢印Ｙは、前記フレームの上下
方向を示しＹ軸方向という。また矢印Ｚは、前記フレー
ムの前後方向を示しＺ軸方向という。

【０００３】図９において、フレーム（図示省略）に
は、上下２組のＸ軸用リニアガイド１２，１４を介して
ガントリ５０がＸ軸方向にスライド可能に設けられてい
る。Ｘ軸用リニアガイド１２，１４は、Ｚ軸方向に延び
る軸線回りに回転する工具主軸１００を間に上下平行状
に配設されている。下側のＸ軸用リニアガイド１４は、
Ｘ軸方向に延びる直線レール１０１と、その直線レール
１０１にスライド可能に係合する左右のベアリングブロ
ック１０４，１０３とからなる。前記直線レール１０１
は前記フレームに固定され、また前記ベアリングブロッ
ク１０４，１０３はガントリ５０に固定されている。

【０００４】上側のＸ軸用リニアガイド１２は、下側の
Ｘ軸用リニアガイド１４と同様に、前記フレームに固定
された直線レール１０２と、その直線レール１０２にス
ライド可能に係合されかつガントリ５０に固定された左
右のベアリングブロック１０６，１０５とからなる。上
記した上下２組のＸ軸用リニアガイド１２，１４によ
り、ガントリ５０をＸ軸方向にスライド可能に案内する
Ｘ軸用ガイド手段が構成されている。また、Ｘ軸用ガイ
ド手段において、ガントリ５０に固定される計４個のベ
アリングブロック１０３，１０４，１０５，１０６は、
Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置されている。

【０００５】また前記ガントリ５０には、左右のＹ軸用
リニアガイド２２，２４を介してサドル６０がＹ軸方向
にスライド可能に設けられている。Ｙ軸用リニアガイド
２２，２４は、前記工具主軸１００を間に左右平行状に
配設されている。右側のＹ軸用リニアガイド２４は、Ｙ
軸方向に延びる直線レール１１０と、その直線レール１
１０にスライド可能に係合する上下のベアリングブロッ
ク１１４，１１２とからなる。前記直線レール１１０は
ガントリ５０に固定され、また前記ベアリングブロック
１１４，１１２はサドル６０に固定されている。

【０００６】左側のＹ軸用リニアガイド２２は、右側の
Ｙ軸用リニアガイド２４と同様に、ガントリ５０に固定
された直線レール１１１と、その直線レール１１１にス
ライド可能に係合されかつサドル６０に固定された上下
のベアリングブロック１１５，１１３とからなる。上記
した左右２組のＹ軸用リニアガイド２２，２４により、
サドル６０をＹ軸方向にスライド可能に案内するＹ軸用
ガイド手段が構成されている。また、Ｙ軸用ガイド手段
において、サドル６０に固定される計４個のベアリング
ブロック１１２，１１３，１１４，１１５は、Ｚ軸と直
交する同一垂直平面上に配置されている。

【０００７】また図１０において、前記サドル６０に
は、左右のＺ軸用リニアガイド３２，３４を介してラム
７０がＺ軸方向にスライド可能に設けられている。Ｚ軸
用リニアガイド３２，３４は、前記工具主軸１００の下
方において左右平行状に配設されている。右側のＺ軸用
リニアガイド３４は、Ｚ軸方向に延びる直線レール１２
５と、その直線レール１２５にスライド可能に係合する
前後のベアリングブロック１２１，１２３とからなる。
前記直線レール１２５はラム７０に固定され、また前記
ベアリングブロック１２１，１２３はサドル６０に固定
されている。

【０００８】左側のＺ軸用リニアガイド３２は、右側の
Ｚ軸用リニアガイド３４と同様に、ラム７０に固定され
た直線レール１２６と、その直線レール１２６にスライ
ド可能に係合されかつサドル６０に固定された前後のベ
アリングブロック１２２，１２４とからなる。上記した
左右２組のＺ軸用リニアガイド３２，３４により、ラム
７０をＺ軸方向にスライド可能に案内するＺ軸用ガイド
手段が構成されている。また、Ｚ軸用ガイド手段におい
て、ラム７０に固定される計４個のベアリングブロック
１２１，１２２，１２３，１２４は、Ｙ軸と直交する同
一水平平面上に配置されている。

【０００９】前記ラム７０は、前記工具主軸１００をＺ
軸方向に延びる軸線回りに回転可能に支持している。工
具主軸１００には、フライスカッタ等の回転切削工具
（図示省略）が取り付けられる。なおガントリ５０、サ
ドル６０およびラム７０は、周知のリニアモータによっ
て当該軸方向にそれぞれ送り駆動させられる。また、ガ
ントリ５０、サドル６０およびラム７０は、本発明でい
うスライド部材に相当している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の工作機械におい
て、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置されてガント
リ５０を支持するＸ軸用ガイド手段の４個のベアリング
ブロック１０３，１０４，１０５，１０６は、ガントリ
５０の前面壁に固定されている。またサドル６０を支持
するＹ軸用ガイド手段の４個のベアリングブロック１１
２，１１３，１１４，１１５は、ガントリ５０の場合と
同様、サドル６０の前面壁に固定されている。このた
め、ワークの切削加工時において、工具主軸１００に作
用する切削抵抗が前記ベアリングブロック１０３，１０
４，１０５，１０６を固定したガントリ５０、および前
記ベアリングブロック１１２，１１３，１１４，１１５
を固定したサドル６０の各前面壁に集中的に加わる。

【００１１】従って、工具主軸１００に作用する切削抵
抗に対抗するため、ガントリ５０およびサドル６０の各
前面壁に高い剛性が必要とされる。これに対応するた
め、従来では、ガントリ５０およびサドル６０の前面壁
の肉厚を大きくすることにより、その前面壁の剛性を高
めている。しかし、前面壁以外の部分が前記切削抵抗に
対し有効に作用しないことから、余計な重量増加を招
き、ガントリ５０およびサドル６０の軽量化を妨げると
いう問題が残る。

【００１２】また前記ラム７０においても、Ｙ軸と直交
する同一水平平面上に配置したＺ軸用ガイド手段の４個
のベアリングブロック１２１，１２２，１２３，１２４
によって支持されているため、前記ガントリ５０および
サドル６０と同様の問題が生じる。なお、ガントリ５
０、サドル６０およびラム７０等のスライド部材の軽量
化と高剛性化の要求は、一般的に背反する要求である
が、前記２つの要求を同時に満足させることは、スライ
ド部材をリニアモータにより高速度で位置決めすること
が要求されるリニアモータ駆動式の工作機械においては
特に重要である。

【００１３】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、工具主軸に作用する切削抵抗に対抗するスライド部
材の剛性を余計な重量増加を招くことなく高め、これに
よりスライド部材の軽量化を図ることのできる工作機械
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、フレームの左右方向をＸ軸方向、同じく
上下方向をＹ軸方向、同じく前後方向をＺ軸方向とした
とき、前記Ｚ軸方向に延びる軸線回りに回転する工具主
軸と、前記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも１方向に
ガイド手段を介してスライド可能に設けたスライド部材
を備え、前記ガイド手段を、相互にスライド可能に係合
する直線レールとベアリングブロックとからなる複数組
のリニアガイドによって構成した工作機械において、前
記ガイド手段には、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線
によってできる三角形の頂点に配置した３個のベアリン
グブロックを備えたことを特徴とする。請求項１記載の
工作機械によると、工具主軸に作用する切削抵抗に対
し、スライド部材がＸ軸方向から見たときに３本の直線
によってできる三角形の頂点に配置した３個のベアリン
グブロックを備えたガイド手段を介して合理的に対抗す
ることができる。従って、工具主軸に作用する切削抵抗
に対抗するスライド部材の剛性を余計な重量増加を招く
ことなく高め、これによりスライド部材の軽量化を図る
ことができる。

【００１５】請求項２の発明は、フレームの左右方向を
Ｘ軸方向、同じく上下方向をＹ軸方向、同じく前後方向
をＺ軸方向としたとき、前記Ｘ軸方向にＸ軸用ガイド手
段を介してスライド可能に設けたガントリと、前記Ｙ軸
方向にＹ軸用ガイド手段を介してスライド可能に設けた
サドルと、前記Ｚ軸方向にＺ軸用ガイド手段を介してス
ライド可能に設けかつ前記Ｚ軸方向に延びる軸線回りに
回転する工具主軸を設けたラムとを備え、前記Ｘ軸、Ｙ
軸およびＺ軸用の各ガイド手段を、相互にスライド可能
に係合する直線レールとベアリングブロックとからなる
複数組のリニアガイドによってそれぞれ構成した工作機
械において、前記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸用の各ガイド手
段には、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によってで
きる三角形の頂点に配置した３個のベアリングブロック
をそれぞれ備えたことを特徴とする。請求項２記載の工
作機械によると、工具主軸に作用する切削抵抗に対し、
ガントリ、サドルおよびラムがＸ軸方向から見たときに
３本の直線によってできる三角形の頂点に配置した３個
のベアリングブロックをそれぞれ備えた各ガイド手段を
介して合理的に対抗することができる。従って、工具主
軸に作用する切削抵抗に対抗するガントリ、サドルおよ
びラムの剛性を余計な重量増加を招くことなく高め、こ
れによりガントリ、サドルおよびラムの軽量化を図るこ
とができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２記載の工作機
械において、Ｘ軸用ガイド手段におけるＸ軸方向から見
て三角形の頂点に配置された３個のうちの２個のベアリ
ングブロックと、Ｙ軸用ガイド手段におけるＸ軸方向か
ら見て三角形の頂点に配置された３個のうちの２個のベ
アリングブロックを、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に
配置したことを特徴とする。請求項３記載の工作機械に
よると、Ｘ軸用ガイド手段を介して設けられるガントリ
と、Ｙ軸用ガイド手段を介して設けられるサドルとをＺ
軸方向に関してコンパクトに配置することができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項２又は３記載の
工作機械において、Ｚ軸用ガイド手段は、Ｚ軸方向から
見たときに３本の直線によってできる底辺を水平辺とす
る二等辺三角形の３つの頂点に配置した３個のベアリン
グブロックを備えたことを特徴とする。なお二等辺三角
形には、正三角形も含まれる。請求項４記載の工作機械
によると、ラムの前面壁に最少数のベアリングブロック
によって、工具主軸に作用する切削抵抗に対抗する高い
剛性をもたせることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面にし
たがって説明する。図１は工作機械の略体正面図、図２
は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はサドルの周辺部を示す
正面図である。本発明では、フレームの左右方向をＸ軸
方向、同じく上下方向をＹ軸方向、同じく前後方向をＺ
軸方向とする。また、従来例と同一と考えられる部位に
は同一符号を付すことにする。図１および図２におい
て、フレーム４０は、ベース４２と左右のサイド部材４
４と上部材４６とによりほぼ箱型状に枠組みされてい
る。前記ベース４２の前部上には、図示しないワークを
支持するテーブルが設けられている。

【００１９】前記フレーム４０の内部空間に配置される
ガントリ５０は、下部材５２と左右のサイド部材５４と
上部材５６とによりほぼ縦長箱型状に枠組みされてい
る。前記ガントリ５０の内部空間に配置されるサドル６
０は、ほぼ箱型状をなしている。前記サドル６０の内部
空間に配置されるラム７０は、Ｚ軸方向に延びるほぼ角
柱状をなしている。ラム７０の前端部には、工具主軸１
００がＺ軸方向に延びる軸線回りに回転可能に支持され
ている。なお工具主軸１００には、工具例えばフライス
カッタ等の回転切削工具（図示省略）が取り付けられ
る。またラム７０は、前記工具主軸１００を回転させる
ビルトインモータ（図示省略）を備えている。

【００２０】前記ガントリ５０、サドル６０およびラム
７０は、次に述べる各ガイド手段を介してそれぞれ当該
軸方向にスライド可能に設けられており、本発明でいう
スライド部材に相当している。なお、図４にガントリ５
０とサドル６０との関係が模式図で示されており、また
図５にサドル６０とラム７０との関係が模式図で示され
ている。なお図５に、ラム７０の前進状態を二点鎖線で
示した。

【００２１】図１、図２および図４において、前記ガン
トリ５０は、フレーム４０に対し前側上下２組と後下側
の１組との計３組のＸ軸用リニアガイド１２，１４，１
６を介してＸ軸方向にスライド可能に設けられている。
前側の上下のＸ軸用リニアガイド１２，１４は、前記工
具主軸１００を間に上下平行状に配設されている。また
後下側のＸ軸用リニアガイド１６は、前下側のＸ軸用リ
ニアガイド１４の後方に前後平行状に配設されている。

【００２２】前下側のＸ軸用リニアガイド１４は、Ｘ軸
方向に延びる直線レール１０１と、その直線レール１０
１にスライド可能に係合する左右のベアリングブロック
１０４，１０３とからなる。前記直線レール１０１は前
記フレーム４０のベース４２に固定され、また前記ベア
リングブロック１０４，１０３はガントリ５０の左右の
サイド部材５４の下面にそれぞれ固定されている。

【００２３】前上側のＸ軸用リニアガイド１２は、前下
側のＸ軸用リニアガイド１４と同様に、前記フレーム４
０の上部材４６に固定された直線レール１０２と、その
直線レール１０２にスライド可能に係合されかつガント
リ５０の上部材５６に固定された左右のベアリングブロ
ック１０６，１０５とからなる。また、後下側のＸ軸用
リニアガイド１６は、前下側のＸ軸用リニアガイド１４
と同様に、前記フレーム４０のベース４２の上面に固定
された直線レール１０１ａと、その直線レール１０１ａ
にスライド可能に係合されかつガントリ５０の一対のサ
イド部材５４の直下で下部材５２に固定された左右のベ
アリングブロック１０４ａ，１０３ａとからなる。つま
り、各サイド部材５４の下面は、Ｚ軸方向の後部が前部
よりも高い位置となる段部が形成され、この段部に下部
材５２にＸ軸方向両端が入り込んでいる。

【００２４】上記した計３組のＸ軸用リニアガイド１
２，１４，１６により、ガントリ５０をＸ軸方向にスラ
イド可能に案内するＸ軸用ガイド手段が構成されてい
る。なお、各Ｘ軸用リニアガイド１２，１４，１６のレ
ール長さ方向の中心は、工具主軸１００の軸線とＹ軸方
向に直交する中心線Ｌ上にほぼ位置している。

【００２５】前記ガントリ５０に固定されたベアリング
ブロック１０３，１０３ａ，１０４，１０４ａ，１０
５，１０６の配置関係について図６の模式図を参照して
述べる。図６中、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。図（ａ）の
左側面図に表される３個のベアリングブロック１０４，
１０４ａ，１０６は、Ｘ軸方向から見たときに３本の直
線によってできる直角三角形の頂点に配置されている。
また、図（ｃ）の右側面図に表される３個のベアリング
ブロック１０３，１０３ａ，１０５は、前記ベアリング
ブロック１０４，１０４ａ，１０６と同様に、Ｘ軸方向
から見たときに３本の直線によってできる直角三角形の
頂点に配置されている。また、図（ｂ）の正面図に表さ
れる計４個のベアリングブロック１０３，１０４，１０
５，１０６は、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置さ
れている。また、図（ｄ）の底面図に表される計４個の
ベアリングブロック１０３，１０３ａ，１０４，１０４
ａは、Ｙ軸と直交する同一水平平面上に配置されてい
る。

【００２６】また図１、図３および図４において、前記
サドル６０は、ガントリ５０に対し前側左右２組と後側
左右２組との計４組のＹ軸用リニアガイド２２，２４，
２６，２８を介してＹ軸方向にスライド可能に設けられ
ている。前側の左右のＹ軸用リニアガイド２２，２４
は、前記工具主軸１００を間に左右平行状に配設されて
いる。また後側の左右のＹ軸用リニアガイド２６，２８
は、前側の左右のＹ軸用リニアガイド２２，２４の後方
にそれぞれ前後平行状に配設されている。なお左右のＹ
軸用リニアガイド２２，２６、２４，２８は、工具主軸
１００の軸線とＹ軸方向に直交する中心線を中心として
左右対称状に配置されている。

【００２７】前右側のＹ軸用リニアガイド２４は、Ｙ軸
方向に延びる直線レール１１０と、その直線レール１１
０にスライド可能に係合する上下のベアリングブロック
１１４，１１２とからなる。前記直線レール１１０はガ
ントリ５０の右側のサイド部材５４に固定され、また前
記ベアリングブロック１１４，１１２はサドル６０の当
該側壁に固定されている。また、前左側のＹ軸用リニア
ガイド２２は、前右側のＹ軸用リニアガイド２４と同様
に、ガントリ５０の左側のサイド部材５４に固定された
直線レール１１１と、その直線レール１１１にスライド
可能に係合されかつサドル６０の当該側壁に固定された
上下のベアリングブロック１１５，１１３とからなる。

【００２８】後右側のＹ軸用リニアガイド２８は、Ｙ軸
方向に延びる直線レール１１０ａと、その直線レール１
１０ａにスライド可能に係合するベアリングブロック１
１２ａとからなる。前記直線レール１１０ａはガントリ
５０の右側のサイド部材５４に固定され、また前記ベア
リングブロック１１２ａはサドル６０の当該側壁に固定
されている。また、後左側のＹ軸用リニアガイド２６
は、後右側のＹ軸用リニアガイド２８と同様に、ガント
リ５０の左側のサイド部材５４に固定された直線レール
１１１ａと、その直線レール１１１ａにスライド可能に
係合されかつサドル６０の当該側壁に固定されたベアリ
ングブロック１１３ａとからなる。上記した計４組のＹ
軸用リニアガイド２２，２４，２６，２８により、サド
ル６０をＹ軸方向にスライド可能に案内するＹ軸用ガイ
ド手段が構成されている。

【００２９】前記サドル６０に固定されたベアリングブ
ロック１１２，１１２ａ，１１３，１１３ａ，１１４，
１１５の配置関係について図７の模式図を参照して述べ
る。図７中、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。図（ａ）の
左側面図に表される３個のベアリングブロック１１３，
１１３ａ，１１５は、Ｘ軸方向から見たときに３本の直
線によってできる直角三角形の頂点に配置されている。
この３個のうちの前側２個のベアリングブロック１１
３，１１５は、前記Ｘ軸用ガイド手段における左前側２
個のベアリングブロック１０４，１０６（図６（ａ）参
照）とともに、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置さ
れている。

【００３０】また、図（ｃ）の右側面図に表される３個
のベアリングブロック１１２，１１２ａ，１１４は、前
記ベアリングブロック１１３，１１３ａ，１１５と同様
に、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。この３個のうちの
前側２個のベアリングブロック１１２，１１４は、前記
Ｘ軸用ガイド手段における右前側２個のベアリングブロ
ック１０３，１０５（図６（ｃ）参照）とともに、Ｚ軸
と直交する同一垂直平面上に配置されている。

【００３１】また、図（ｂ）の正面図に表される計４個
のベアリングブロック１１２，１１３，１１４，１１５
は、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置されている。
また、図（ｄ）の底面図に表される計４個のベアリング
ブロック１１２，１１２ａ，１１３，１１３ａは、Ｙ軸
と直交する同一水平平面上に配置されている。

【００３２】また図２、図３および図５において、前記
ラム７０は、サドル６０に対し下側左右２組と上側１組
との計３個のＺ軸用リニアガイド３２，３４，３６を介
してＺ軸方向にスライド可能に設けられている。下側の
左右のＺ軸用リニアガイド３２，３４は、前記工具主軸
１００の下方において左右平行状に配設されている。ま
た上側のＺ軸用リニアガイド３６は、前記工具主軸１０
０の上方において前記Ｚ軸用リニアガイド３２，３４と
上下平行状に配設されている。なお図１に示すように、
下側の左右のＺ軸用リニアガイド３２，３４は、工具主
軸１００の軸線とＹ軸方向に直交する中心線Ｌを中心と
して左右対称状に配置されている。また、上側のリニア
ガイド３６は前記中心線Ｌ上にほぼ位置している。

【００３３】図２、図３および図５に示すように、右下
側のＺ軸用リニアガイド３４は、Ｚ軸方向に延びる直線
レール１２５と、その直線レール１２５にスライド可能
に係合する前後のベアリングブロック１２１，１２３と
からなる。前記直線レール１２５はラム７０の底面壁に
固定され、また前記ベアリングブロック１２１，１２３
はサドル６０の当該壁面に固定されている。また、左下
側のＺ軸用リニアガイド３２は、右下側のＺ軸用リニア
ガイド３４と同様に、ラム７０の底面壁に固定された直
線レール１２６と、その直線レール１２６にスライド可
能に係合されかつサドル６０の当該壁面に固定された前
後のベアリングブロック１２２，１２４とからなる。

【００３４】上側のＺ軸用リニアガイド３６は、Ｚ軸方
向に延びる直線レール１１８と、その直線レール１１８
にスライド可能に係合するベアリングブロック１１７と
からなる。前記直線レール１１８はラム７０の上面壁に
固定され、また前記ベアリングブロック１１７はサドル
６０の当該壁面に固定されている。上記した計３組のＺ
軸用リニアガイド３２，３４，３６により、ラム７０を
Ｚ軸方向にスライド可能に案内するＺ軸用ガイド手段が
構成されている。

【００３５】前記サドル６０に固定されたベアリングブ
ロック１２１，１２２，１２３，１２４，１１７の配置
関係について図８の模式図を参照して述べる。図８中、
（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面
図、（ｄ）は平面図である。図（ａ）の左側面図に表さ
れる３個のベアリングブロック１１７，１２２，１２４
は、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。また、図（ｃ）の
右側面図に表される３個のベアリングブロック１１７，
１２１，１２３は、前記１１７，１２２，１２４と同様
に、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置されている。

【００３６】また、図（ｂ）の正面図に表される３個の
ベアリングブロック１１７，１２１，１２２は、Ｚ軸と
直交する同一垂直平面上に配置されている。更に、その
前側の計３個のベアリングブロックは、Ｚ軸方向から見
たときに３本の直線によってできる底辺を水平辺とする
二等辺三角形（正三角形を含む。）の３つの頂点に配置
されている。また、図（ｄ）の底面図に表される４個の
ベアリングブロック１２１，１２２，１２３，１２４
は、Ｙ軸と直交する同一水平平面上に配置されている。

【００３７】前記ガントリ５０、サドル６０およびラム
７０は、周知のリニアモータによって当該軸方向にそれ
ぞれ送り駆動させられる。詳しくは、図２に示すよう
に、フレーム４０とガントリ５０と間には、上下対称状
に配置された上下のＸ軸用リニアモータ２１０が設けら
れている。Ｘ軸用リニアモータ２１０は、ガントリ５０
に設けられたコイル固定子２１２と、フレーム４０に設
けられたマグネット２１４とを有している。また、ガン
トリ５０とサドル６０と間には、左右対称状に配置され
た左右（図２は左側のみを示す。）のＹ軸用リニアモー
タ２２０が設けられている。Ｙ軸用リニアモータ２２０
は、サドル６０に設けたコイル固定子２２２と、ガント
リ５０に設けたマグネット２２４とを有している。ま
た、図３に示すように、サドル６０とラム７０と間に
は、Ｚ軸用リニアモータ２３０が設けられている。Ｚ軸
用リニアモータ２３０は、サドル６０に設けたコイル固
定子２３２と、ラム７０に設けたマグネット２３４とを
有している。

【００３８】上記した工作機械によると、Ｘ軸用ガイド
手段には、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によって
できる直角三角形の頂点に配置した３個のベアリングブ
ロック１０４，１０４ａ，１０６（図６（ａ）参照）、
１０３，１０３ａ，１０５（図６（ｃ）参照）を備えて
いる。またＹ軸用ガイド手段には、Ｘ軸方向から見たと
きに３本の直線によってできる直角三角形の頂点に配置
した３個のベアリングブロック１１３，１１３ａ，１１
５（図７（ａ）参照）、１１２，１１２ａ，１１４（図
７（ｃ）参照）を備えている。またＺ軸用ガイド手段に
は、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線によってできる
直角三角形の頂点に配置した３個のベアリングブロック
１１７，１２２，１２４（図８（ａ）参照）、１１７，
１２１，１２３（図８（ｃ）参照）を備えている。これ
により、工具主軸１００に作用する切削抵抗に対し、ガ
ントリ５０、サドル６０およびラム７０が前記ベアリン
グブロックをそれぞれ備えた各ガイド手段を介して合理
的に対抗することができる。従って、工具主軸１００に
作用する切削抵抗に対抗するガントリ５０、サドル６０
およびラム７０の剛性を余計な重量増加を招くことなく
高め、これによりガントリ５０、サドル６０およびラム
７０の軽量化を図ることができる。このことは、本実施
の形態で示すようなリニアモータ駆動式の工作機械にお
けるガントリ５０、サドル６０およびラム７０の高速、
高加速度化を達成するに有益なる効果を発揮する。

【００３９】また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸用の各ガイド
手段のうち、少なくとも１つのガイド手段が、Ｘ軸方向
から見たときに３本の直線によってできる三角形の頂点
に配置した３個のベアリングブロックを備えておればよ
く、そのベアリングブロックを備えるガイド手段によっ
てスライド可能に案内されるスライド部材の高剛性化及
び軽量化を図ることができる。また、ガイド手段が備え
るＸ軸方向から見たときに３個のベアリングブロックが
頂点に配置される三角形は、前記実施の形態における直
角三角形の他、二等辺三角形、不等辺三角形の頂点に配
置することも考えられる。なおガイド手段に、Ｘ軸方向
から見たときに４本以上の直線によってできる四角形以
上の多角形の頂点に配置した４個以上のベアリングブロ
ックを備えることは、スライド部材の高剛性化は可能と
しても、余計な重量増加を招くことになり軽量化の点に
問題を残すため好ましくない。

【００４０】また、Ｘ軸用ガイド手段におけるＸ軸方向
から見て三角形の頂点に配置された３個のうちの２個の
ベアリングブロック１０３，１０５、１０４，１０６
（図６（ａ），（ｃ）参照）と、Ｙ軸用ガイド手段にお
けるＸ軸方向から見て三角形の頂点に配置された３個の
うちの２個のベアリングブロック１１２，１１４、１１
３，１１５（図７（ａ），（ｃ）参照）を、Ｚ軸と直交
する同一垂直平面上に配置したことにより、Ｘ軸用ガイ
ド手段を介して設けられるガントリ５０と、Ｙ軸用ガイ
ド手段を介して設けられるサドル６０とをＺ軸方向に関
してコンパクトに配置することができる。

【００４１】また、Ｚ軸用ガイド手段は、Ｚ軸方向から
見たときに３本の直線によってできる底辺を水平辺とす
る二等辺三角形の３つの頂点に配置した３個のベアリン
グブロック１１７，１２１，１２２（図８（ｂ）参照）
を有していることにより、工具主軸１００に作用する切
削抵抗に対するラム７０の高い剛性を最少数のベアリン
グブロックで確保することができる。

【００４２】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、本発明は、リニアモータ駆動式
以外の駆動方式、例えば、ボールネジあるいはラックア
ンドピニオンを利用したモータ駆動方式の工作機械に流
用することが可能である。

【００４３】

【発明の効果】本発明の工作機械によると、工具主軸に
作用する切削抵抗に対抗するスライド部材の剛性を余計
な重量増加を招くことなく高め、これによりスライド部
材の軽量化を図ることができ、延いてはスライド部材の
高速送りが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作機械の略体正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】サドルの周辺部を示す正面図である。

【図４】ガントリとサドルとの関係を示す模式図であ
る。

【図５】サドルとラムとの関係を示す模式図である。

【図６】Ｘ軸用ガイド手段のベアリングブロックの配置
関係を示す説明図である。

【図７】Ｙ軸用ガイド手段のベアリングブロックの配置
関係を示す説明図である。

【図８】Ｚ軸用ガイド手段のベアリングブロックの配置
関係を示す説明図である。

【図９】従来のガントリとサドルとの関係を示す模式図
である。

【図１０】従来のサドルとラムとの関係を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１２，１４，１６Ｘ軸用リニアガイド１０１，１０１ａ，１０２直線レール１０３，１０３ａ，１０４，１０４ａ，１０５，１０６
ベアリングブロック２２，２４，２６，２８Ｙ軸用リニアガイド１１０，１１０ａ，１１１，１１１ａ直線レール１１２，１１２ａ，１１３，１１３ａ，１１５，１１４
ベアリングブロック３２，３４，３６Ｚ軸用リニアガイド１１７，１２１，１２２，１２３，１２４ベアリング
ブロック１１８，１２５，１２６直線レール５０ガントリ６０サドル７０ラム１００工具主軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレームの左右方向をＸ軸方向、同じく
上下方向をＹ軸方向、同じく前後方向をＺ軸方向とした
とき、前記Ｚ軸方向に延びる軸線回りに回転する工具主
軸と、前記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも１方向に
ガイド手段を介してスライド可能に設けたスライド部材
を備え、前記ガイド手段を、相互にスライド可能に係合
する直線レールとベアリングブロックとからなる複数組
のリニアガイドによって構成した工作機械において、前
記ガイド手段には、Ｘ軸方向から見たときに３本の直線
によってできる三角形の頂点に配置した３個のベアリン
グブロックを備えたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】フレームの左右方向をＸ軸方向、同じく
上下方向をＹ軸方向、同じく前後方向をＺ軸方向とした
とき、前記Ｘ軸方向にＸ軸用ガイド手段を介してスライ
ド可能に設けたガントリと、前記Ｙ軸方向にＹ軸用ガイ
ド手段を介してスライド可能に設けたサドルと、前記Ｚ
軸方向にＺ軸用ガイド手段を介してスライド可能に設け
かつ前記Ｚ軸方向に延びる軸線回りに回転する工具主軸
を設けたラムとを備え、前記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸用の
各ガイド手段を、相互にスライド可能に係合する直線レ
ールとベアリングブロックとからなる複数組のリニアガ
イドによってそれぞれ構成した工作機械において、前記
Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸用の各ガイド手段には、Ｘ軸方向
から見たときに３本の直線によってできる三角形の頂点
に配置した３個のベアリングブロックをそれぞれ備えた
ことを特徴とする工作機械。
【請求項３】請求項２記載の工作機械において、Ｘ軸
用ガイド手段におけるＸ軸方向から見て三角形の頂点に
配置された３個のうちの２個のベアリングブロックと、
Ｙ軸用ガイド手段におけるＸ軸方向から見て三角形の頂
点に配置された３個のうちの２個のベアリングブロック
を、Ｚ軸と直交する同一垂直平面上に配置したことを特
徴とする工作機械。
【請求項４】請求項２又は３記載の工作機械におい
て、Ｚ軸用ガイド手段は、Ｚ軸方向から見たときに３本
の直線によってできる底辺を水平辺とする二等辺三角形
の３つの頂点に配置した３個のベアリングブロックを備
えたことを特徴とする工作機械。