(57)【要約】本発明に係る工作機械（１０）によれば、上下ガイド（２８）は基台（１２）の背面に取り付けられる。この上下ガイド（２８）の案内によって昇降体（２１）は基台（１２）に対して上下方向に移動する。上下ガイド（２８）に平行に延びる上下送りねじ（３５）を回転駆動する駆動源（３０）は基台（１２）の背面に取り付けられる。この駆動源（３０）は上下送りねじ（３５）の下端に連結される。その結果、上下送りねじ（３５）の上端に駆動源（３０）が連結される場合に比べて低い位置に工作機械（１０）の重心を設定することができる。こうして工作機械（１０）の安定性を増大させることができる。工作機械（１０）における加工の精度を向上させることができる。加えて、工作機械（１０）の上端には駆動源（３０）が配置されなくて済むことから、工作機械（１０）の全高を小さくすることができる。
2012111170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に装着した工具とテーブルに取り付けたワークとの間で相対的な移動を行い、前記ワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドの背面に床面近傍から上方に向けて設けられた上下ガイドに沿って移動する昇降体と、
前記昇降体に設けられ、前記主軸を回転可能に支持する主軸頭と、
前記ベッドの上面側に設けられ、ワークを取り付けるテーブルと、
を具備することを特徴とした工作機械。
【請求項２】
前記昇降体は、前記ベッドに前記上下ガイドと平行に設けられた上下送りねじと該上下送りねじの下方に連結されて床面近傍に配置された送りモータとを有する上下駆動手段によって上下に駆動される請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記上下駆動手段の送りモータは、前記ベッドの背面下方から後方に突出した支持体に設けられ、該支持体は、上下方向に貫通して前記送りモータの出力軸を受け入れる貫通孔と、水平方向に前記支持体の外側と前記貫通孔とを接続する切欠きとを有する請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記上下駆動手段は、左右１対の前記上下ガイドの中央部に前記上下ガイドと平行に設けられた１本の前記上下送りねじを有し、前記テーブルの周りから前記ベッド内へ落下する加工液を受け止めて二叉の流路に分け、前記上下送りねじと左右の前記上下ガイドのそれぞれとの間を通して前記ベッドの後方に設けられた加工液タンクに加工液を導く１対の加工液流路を具備する請求項２に記載の工作機械。
【請求項５】
主軸に装着した工具とテーブルに取り付けたワークとの間で相対的な移動を行い、前記ワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドの背面に床面近傍から上方に向けて設けられた左右１対の上下ガイドに沿って移動する上下移動体と、
前記左右１対の上下ガイドの中央部に前記上下ガイドと平行に設けられた１本の上下送りねじを有し、床面近傍に配置されるように該上下送りねじの下方に送りモータを連結して前記上下移動体を移動させる上下駆動手段と、
前記上下移動体に左右方向に設けられた前後１対の左右ガイドに沿って移動する左右移動体と、
前記前後１対の左右ガイドの中央部に前記左右ガイドと平行に設けられた１本の左右送りねじを有し、前記左右移動体を移動させる左右駆動手段と、
前記左右移動体に前後方向に設けられた左右１対の前後ガイドに沿って移動する前後移動体と、
前記左右１対の前後ガイドの中央部に前記前後ガイドと平行に設けられた１本の前後送りねじを有し、前記前後移動体を移動させる前後駆動手段と、
前記前後移動体に設けられ、工具を装着する前記主軸を回転支持する主軸頭と、
前記ベッドの上面に設けられ、ワークを取り付けるテーブルと、
を具備することを特徴とした工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に関し、特に、ＮＣ（数値制御）によってワークを加工する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１や２にはワークを加工する工作機械が開示されている。これらの工作機械では基台上に配置されるテーブルにワークが取り付けられる。基台では、テーブルから落下したワークの切りくずを排出する排出穴が基台の正面から背面まで延びる。排出穴では例えば搬送ベルトによって基台の背面から外側に向かって切りくずが排出される。その一方で、テーブルから下方に流れ落ちた加工液は排出穴内又は工作機械の後方に配置される貯留タンク内に貯留される。
基台の上方には、工具が装着された昇降体をガイドレールに沿って例えば鉛直方向すなわちＹ軸に移動させる送り機構が配置される。この送り機構は、相互に平行に配置される１対の上下送りねじすなわちボールねじと、これらのボールねじを個別に回転駆動する１対の送りモータと、を備える。ボールねじには昇降体に固定されるナットが螺合する。その結果、ボールねじの回転によって昇降体すなわち工具はＹ軸に沿って上下移動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５４２００１号公報
【特許文献２】特許第３６９７６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、基台にはその正面から背面まで延びる排出穴が形成されることから、送りねじは基台の上方に配置される。基台の上方には昇降体の移動スペースが確保されなければならないことから、送りモータはボールねじの上端に取り付けられなければならない。従って、比較的に重量の大きな送りモータが工具よりも高い位置に配置される結果となり、昇降体のガイドレールが排出穴より上方に配置されることと合わせて、工作機械の重心は高い位置に設定されてしまう。その結果、工作機械の安定性は損なわれる。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従来に比べて低い位置に重心を設定することによって高い安定性を実現する工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、
主軸に装着した工具とテーブルに取り付けたワークとの間で相対的な移動を行い、前記ワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドの背面に床面近傍から上方に向けて設けられた上下ガイドに沿って移動する昇降体と、
前記昇降体に設けられ、前記主軸を回転可能に支持する主軸頭と、
前記ベッドの上面側に設けられ、ワークを取り付けるテーブルと、
を具備する工作機械が提供される。
こうした工作機械によれば、上下ガイドはベッドの背面に取り付けられる。この上下ガイドの案内によって昇降体はベッドに対して上下移動する。本発明に係る工作機械では、前記上下ガイドは前記ベッドの背面で床面近傍から上方に向けて延びる。ワークの加工時、ワークとの接触によって工具には切削抵抗が作用する。こうした切削抵抗や昇降体の重量は昇降体と上下ガイドとの間で支持される。上下ガイドはベッドの背面で床面近傍から上方に延びることから、切削抵抗や昇降体の重量は低い位置で支持される。その結果、機械の変形を抑制することができる。工作機械における加工の精度を向上させることができる。その一方で、上下ガイドが工作機械の切りくずの排出穴より上方に配置されると、切削抵抗や昇降体の重量は比較的に高い位置で支持されることになる。その結果、機械の変形を抑制することはできない。
また、本発明に係る工作機械では、前記昇降体は、前記ベッドに前記上下ガイドと平行に設けられた上下送りねじと該上下送りねじの下方に連結されて床面近傍に配置された送りモータとを有する上下駆動手段によって上下に駆動される。
こうした工作機械によれば、上下ガイドに平行に延びる上下送りねじを回転駆動する駆動源である送りモータが、ベッドの背面の床面近傍に取り付けられる。この送りモータは上下送りねじの下端に連結される。その結果、上下送りねじの上端に送りモータが連結される場合に比べて低い位置に工作機械の重心を設定することができる。こうして高い安定性を有する工作機械を実現することができる。工作機械における加工の精度を向上させることができる。加えて、工作機械の上端には送りモータが配置されなくて済むことから、工作機械の全高を低く抑えることができる。
また、本発明に係る工作機械では、前記上下駆動手段の送りモータは、前記ベッドの背面下方から後方に突出した支持体に設けられ、該支持体は、上下方向に貫通して前記送りモータの出力軸を受け入れる貫通孔と、水平方向に前記支持体の外側と前記貫通孔とを接続する切欠きとを有する。
こうした工作機械では、例えば送りモータの交換にあたって、まず、送りモータの出力軸は上下送りねじとの連結から切り離される。その後、切欠き内に送りモータの出力軸を通過させつつ送りモータが水平方向に移動させられる。その結果、送りモータは上下送りねじから簡単に取り外されることが可能である。こうした工作機械では、送りモータは上下方向に沿った移動によって上下送りねじから取り外される必要はない。従って、その底面が床面に近接した状態に送りモータが配置されていても、送りモータを簡単に交換することができる。
また、本発明に係る工作機械は、前記上下駆動手段は、左右１対の前記上下ガイドの中央部に前記上下ガイドと平行に設けられた１本の前記上下送りねじを有し、前記テーブルの周りから前記ベッド内へ落下する加工液を受け止めて二叉の流路に分け、前記上下送りねじと左右の前記上下ガイドのそれぞれとの間を通して前記ベッドの後方に設けられた加工液タンクに加工液を導く１対の加工液流路を具備する。
こうした工作機械によれば、ベッドから加工液タンクまで上下送りねじを挟んで配置される１対の加工液流路によって加工液が導かれる。その結果、ベッドの背面に上下送りねじや送りモータの配置スペースを確保することができる。送りモータ及び上下送りねじはベッドの背面で確実に低い位置に配置されることが可能である。
本発明によれば、
主軸に装着した工具とテーブルに取り付けたワークとの間で相対的な移動を行い、前記ワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドの背面に床面近傍から上方に向けて設けられた左右１対の上下ガイドに沿って移動する上下移動体と、
前記左右１対の上下ガイドの中央部に前記上下ガイドと平行に設けられた１本の上下送りねじを有し、床面近傍に配置されるように該上下送りねじの下方に送りモータを連結して前記上下移動体を移動させる上下駆動手段と、
前記上下移動体に左右方向に設けられた前後１対の左右ガイドに沿って移動する左右移動体と、
前記前後１対の左右ガイドの中央部に前記左右ガイドと平行に設けられた１本の左右送りねじを有し、前記左右移動体を移動させる左右駆動手段と、
前記左右移動体に前後方向に設けられた左右１対の前後ガイドに沿って移動する前後移動体と、
前記左右１対の前後ガイドの中央部に前記前後ガイドと平行に設けられた１本の前後送りねじを有し、前記前後移動体を移動させる前後駆動手段と、
前記前後移動体に設けられ、工具を装着する前記主軸を回転支持する主軸頭と、
前記ベッドの上面に設けられ、ワークを取り付けるテーブルと、
を具備する工作機械が提供される。
こうした工作機械によれば、前述と同様に、切削抵抗や、上下移動体、左右移動体及び前後移動体でなる昇降体や主軸頭の重量を低い位置で支持することができ、機械の変形を抑制することができる。また、機械の全高を低く抑えることができる。加えて、各移動体を１本の送りねじで駆動することによって構成を簡単にしている。また、２つの送りモータを同時に制御する従来に比べて、送りモータの駆動制御を簡略化することができる。さらに、各ガイドの中央に送りねじを配置することによって、ガイドの移動抵抗を真ん中で担持することになり、荷重バランスの良い構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械の構造を概略的に示す側面図である。
図２は、図１の２−２線に沿った矢視図である。
図３は、図２の３−３線に沿った部分拡大断面図である。
図４は、本発明の一実施形態に係る工作機械の外観を概略的に示す斜視図である。
図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る工作機械の構造を概略的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械１０の構造を概略的に示す側面図である。本実施形態では工作機械１０には例えば４軸横形のマシニングセンタが用いられる。この工作機械１０にはＸＹＺ直交３軸の基準座標系が設定される。Ｘ軸は水平面に沿って工作機械１０の左右方向（紙面に垂直方向）に規定される。Ｙ軸は、鉛直方向すなわち工作機械１０の上下方向に規定される。Ｚ軸は水平面に沿って工作機械１０の前後方向（紙面の左右方向）に規定される。なお、工作機械１０には、４軸横形に代えて、例えば５軸や立形のマシニングセンタ、フライス盤、放電加工機等が用いられてもよい。
本明細書では、図１の左側を工作機械１０の前側、右側を工作機械１０の後側又は背面側という。従って、前側から工作機械１０を見ると、左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＺ軸方向である。
図２は、図１の２−２線に沿った矢視図である。図２を併せて参照すると、この工作機械１０は、複数のレベリングブロック１１で床面に受け止められる基台すなわちベッド１２を備える。ベッド１２は、例えば角柱状のベッド本体１３と、ベッド本体１３の背面からＺ軸方向に後方に突き出る左右１対の補強リブ１４、１４と、を備える。ベッド本体１３の上面にはテーブル１５が配置される。テーブル１５は、ベッド本体１３内に組み込まれる駆動源すなわちサーボモータによって、Ｙ軸に平行に延びる回転軸線回りでＢ軸方向に回転駆動される。テーブル１５上にはイケール１６が固定される。イケール１６には加工対象のワークＷが取り付けられる。
ベッド本体１３の背面には昇降体２１が装着される。昇降体２１は、ベッド本体１３の背面に配置されてＹ軸に沿って直線的に往復移動する上下移動体２２と、上下移動体２２上に配置されてＸ軸に沿って直線的に往復移動する左右移動体２３と、左右移動体２３上に配置されてＺ軸に沿って直線的に往復移動する前後移動体２４と、を備える。前後移動体２４には主軸頭２５が設けられている。主軸頭２５の前端には、主軸頭２５に回転可能に支持された主軸２６を介して工具２７が着脱自在に装着される。工具２７はＺ軸に平行な回転軸線を規定する。こうして工具２７は、イケール１６に固定されたワークＷに向き合う。
上下移動体２２は、ベッド本体１３の背面に鉛直方向に相互に平行に取り付けられる左右１対の上下ガイドすなわちＹ軸ガイドレール２８、２８に支持される。本実施形態では、Ｙ軸ガイドレール２８は、床面近傍すなわちベッド本体１３の底面から上方に延びる。Ｙ軸ガイドレール２８の上端はベッド本体１３の上面よりも上方に配置される。各Ｙ軸ガイドレール２８にはＹ軸ガイドレール２８上でＹ軸方向に直列に配置される１対のガイドブロック２９、２９が支持される。ガイドブロック２９は上下移動体２２に支持される。こうして上下移動体２２はガイドブロック２９を介してＹ軸ガイドレール２８、２８上を往復移動することができる。
ベッド本体１３の背面の床面近傍には、１対のＹ軸ガイドレール２８、２８の間でＹ軸ガイドレール２８、２８から等距離に駆動源である上下送りモータすなわちＹ軸サーボモータ３０が取り付けられる。本実施形態では、Ｙ軸サーボモータ３０の底面は、ベッド本体１３の底面よりも床面に近い位置に配置されるが、床面近傍に配置される限り、Ｙ軸サーボモータ３０の底面はベッド本体１３の底面より上方にあってもよい。Ｙ軸サーボモータ３０は、ベッド本体１３の背面から突き出る例えば平板状の支持体すなわちブラケット３１の下面に取り付けられる。ブラケット３１は、ＸＺ平面に沿って広がる平板から形成される。本実施形態では、ブラケット３１は、Ｚ軸方向に規定されるその基端でベッド本体１３の背面に一体的に形成される。
図３は、図２の３−３線に沿った部分拡大断面図である。図３を併せて参照すると、ブラケット３１には、Ｙ軸に沿ってブラケット３１の上面から下面に貫通する例えば円柱状の貫通孔３２が形成される。貫通孔３２は、Ｙ軸サーボモータ３０の上面からＹ軸方向に突き出る出力軸３０ａよりも大きな径を有する。その結果、貫通孔３２は出力軸３０ａを受け入れる。ブラケット３１は出力軸３０ａ周りでＹ軸サーボモータ３０を支持する。Ｚ軸方向に規定されるブラケット３１の先端には、ＸＺ平面に沿ってブラケット３１の輪郭よりも外側の空間と貫通孔３２とを接続する切欠き３３が形成される。本実施形態では、Ｘ軸方向に規定される切欠き３３の幅は出力軸３０ａの径よりも大きく設定される。
出力軸３０ａの上端にはカップリング３４を介して１本の上下送りねじすなわちＹ軸ボールねじ３５の下端が連結される。Ｙ軸ボールねじ３５は、１対のＹ軸ガイドレール２８、２８の間で各Ｙ軸ガイドレール２８から等距離の位置、すなわち、Ｙ軸ガイドレール２８、２８の中央部の位置でＹ軸に沿って延びる。Ｙ軸ボールねじ３５にはナット３６が螺合される。ナット３６は上下移動体２２に固定される。Ｙ軸サーボモータ３０が回転すると、Ｙ軸ボールねじ３５はＹ軸に平行な回転軸線回りで回転駆動される。Ｙ軸ボールねじ３５の回転量に応じた移動量でナット３６すなわち上下移動体２２は上下方向に往復移動する。なお、Ｙ軸サーボモータ３０及びＹ軸ボールねじ３５は本発明の上下駆動手段を構成する。
上下移動体２２の上面には、Ｘ軸に沿って相互に平行に延びる前後１対の左右ガイドすなわちＸ軸ガイドレール３７、３７が取り付けられる。本実施形態では、図２から明らかなように、Ｘ軸ガイドレール３７、３７は、ほぼ一方のＹ軸ガイドレール２８から他方のＹ軸ガイドレール２８まで延びる。このＸ軸ガイドレール３７、３７にはＸ軸ガイドレール３７上でＸ軸方向に直列に配置される１対のガイドブロック３８、３８が支持される。ガイドブロック３８は左右移動体２３に固定される。こうして左右移動体２３はガイドブロック３８を介してＸ軸ガイドレール３７、３７上を往復移動することができる。
上下移動体２２上には駆動源である左右送りモータすなわちＸ軸サーボモータ３９が配置される。Ｘ軸サーボモータ３９の出力軸（図示せず）にはカップリング（図示せず）を介して１本の左右送りねじすなわちＸ軸ボールねじ４１が連結される。Ｘ軸ボールねじ４１は、１対のＸ軸ガイドレール３７、３７の間で各Ｘ軸ガイドレール３７から等距離の位置、すなわち、Ｘ軸ガイドレール３７、３７の中央部の位置でＸ軸に沿って延びる。Ｘ軸ボールねじ４１にはナット４２が螺合される。ナット４２は左右移動体２３に固定される。Ｘ軸サーボモータ３９が回転すると、Ｘ軸ボールねじ４１はＸ軸に平行な回転軸線回りで回転駆動される。Ｘ軸ボールねじ４１の回転量に応じた移動量でナット４２すなわち左右移動体２３は左右方向に往復移動する。なお、Ｙ軸サーボモータ３９及びＹ軸ボールねじ４１は本発明の左右駆動手段を構成する。
左右移動体２３の上面には、Ｚ軸に沿って相互に平行に延びる左右１対の前後ガイドすなわちＺ軸ガイドレール４３、４３が取り付けられる。本実施形態では、このＺ軸ガイドレール４３、４３には、Ｚ軸ガイドレール４３上でＺ軸方向に直列に配置される１対のガイドブロック４４、４４が支持される。ガイドブロック４４は前後移動体２４に固定される。こうして前後移動体２４はガイドブロック４４を介してＺ軸ガイドレール４３、４３上を往復移動することができる。
左右移動体２３上には駆動源である前後送りモータすなわちＺ軸サーボモータ４５が配置される。Ｚ軸サーボモータ４５の出力軸（図示せず）にはカップリング（図示せず）を介して１本の前後送りねじすなわちＺ軸ボールねじ４６が連結される。Ｚ軸ボールねじ４６は、１対のＺ軸ガイドレール４３、４３の間で各Ｚ軸ガイドレール４３から等距離の位置、すなわち、Ｚ軸ガイドレール４３、４３の中央部の位置でＺ軸に沿って延びる。Ｚ軸ボールねじ４６にはナット４７が螺合される。ナット４７は前後移動体２４に固定される。Ｚ軸サーボモータ４５が回転すると、Ｚ軸ボールねじ４６はＺ軸に平行な回転軸線回りで回転駆動される。Ｚ軸ボールねじ４６の回転量に応じた移動量でナット４７すなわち前後移動体２４は前後方向に往復移動する。なお、Ｚ軸サーボモータ４５及びＺ軸ボールねじ４６は本発明の前後駆動手段を構成する。
主軸頭２５内にはスピンドルモータ（図示せず）が組み込まれる。スピンドルモータの回転駆動により主軸２６すなわち工具２０はＺ軸に平行な回転軸線回りに回転することができる。前述の上下移動体２２、左右移動体２３及び前後移動体２４の直線移動と、テーブル１５の回転移動とに基づき工具２７とワークＷとの相対移動が実現される。相対移動は、工作機械１０に組み込まれるＮＣ装置から供給される駆動信号に基づき実現される。工具２７とワークＷとの相対移動中に回転する工具２７が所定の加工点でワークＷに接触する。こうしてワークＷが所望の形状に加工される。
図２から明らかなように、左右移動体２３がＸ軸方向の往復移動距離の中間位置に位置決めされると、主軸頭２５の中心軸線はＹ軸ボールねじ３５の回転軸線に直交する。本実施形態では、主軸頭２５の中心軸線は工具２７の回転軸線に一致する。また、Ｙ軸ボールねじ３５及びＹ軸サーボモータ３０は工具２７や主軸頭２５よりも下方すなわち床面に近い位置に配置される。同時に、Ｙ軸ボールねじ３５及びＹ軸サーボモータ３０はベッド本体１３の上面よりも下方すなわち床面に近い位置に配置される。本実施形態では、Ｙ軸サーボモータ３０は床面に隣接して配置される。
ベッド本体１３の上方には円形の工具マガジン４８が配置される。工具マガジン４８には複数の工具２７が保持される。工具２７の交換が必要な場合には、主軸頭２５はワークＷの加工領域から外側に退避して工具マガジン４８の外側に向き合う。このとき、主軸頭２５は、現在使用している工具２７を工具マガジン４８に戻すとともにこれから使用する工具２７を受け取る。こうして新しい工具２７が装着された主軸頭２５は再びワークＷの加工領域内に工具２７を進入させる。こうして加工領域内ではワークＷに対する加工が継続される。
図１から明らかなように、ベッド本体１３内には例えば角柱状の空洞５１が形成される。空洞５１は上方に向かって開放している。この空洞５１内には、テーブル１５の下方に配置される加工液受け５２が形成される。加工液受け５２はその表面に、ベッド本体１３の正面から背面に向かうにつれて床面に近づく傾斜面５２ａを規定する。加工液受け５２は、ワークＷの加工にあたってワークＷに噴射されてテーブル１５の周囲から空洞５１内に流れ落ちた加工液を受け止める。傾斜面５２ａの働きで加工液は加工液受け５２の後端に向かって流れる。
この加工液受け５２には、ベッド本体１３の背面からＺ軸方向に後方に延びる左右１対の加工液流路すなわちパイプ５３、５３の一端が連結される。こうして加工液の流路は二叉に分かれる。図２から明らかなように、パイプ５３、５３はＹ軸サーボモータ３０やＹ軸ボールねじ３５を挟み込む。パイプ５３、５３の他端には、ベッド本体１３の背面からＺ軸方向に後方に配置された加工液タンク５４が連結されている。パイプ５３、５３は、加工液受け５２から加工液タンク５４に向かうにつれて床面に近づく。こうしてパイプ５３、５３は、加工液受け５２から加工液タンク５４に向かって加工液を導くことができる。
加工液タンク５４は、パイプ５３、５３によって加工液受け５２から導かれた加工液を貯留することができる。加工液タンク５４にはポンプ５５が取り付けられる。ポンプ５５は、加工液タンク５４に貯留された加工液をワークＷの加工領域に向かって供給する。供給に先立って、加工液タンク５４内ではワークＷの微細な切りくずが濾過によって除去される。こうして濾過された加工液は、ワークＷに向かって再び噴射するために用いられる。こうして工作機械１０では加工液は再利用される。
加工液受け５２には、基台１２に対して着脱自在に形成される例えばトレイ状の切りくず受け５６が配置される。切りくず受け５６は、加工液受け５２のすべての領域をカバーする程度の大きさに形成される。切りくず受け５６の底面は少なくとも部分的に網状に形成される。その結果、切りくず受け５６内に流れ込んだ加工液は加工液受け５２の傾斜面５２ａ上に流れ落ちることができる。その一方で、加工液内に含まれるワークＷの比較的に大きな切りくずは切りくず受け５６の底面に残存する。こうして加工液は切りくず受け５６によって濾過される。
ベッド本体１３の正面には開口５７が形成される。開口５７は加工液受け５２の前端及び切りくず受け５６の前端に対向する。開口５７は、切りくず受け５６をベッド本体１３の正面から前方に引き出すことができる程度の大きさに設定される。切りくず受け５６の前端には把手（図示せず）が形成されてよい。こうした把手によって切りくず受け５６は傾斜面５２ａに沿って前方に簡単に引き出される。こうして切りくず受け５６はベッド本体１３に対して着脱自在に形成される。なお、傾斜面５２ａの働きで開口５７から外側に加工液の漏れ出しは防止される。
図４は、本発明の一実施形態に係る工作機械１０の外観を概略的に示す斜視図である。工作機械１０は、前述のすべての構成要素を収容する内部空間を形成する例えば箱形のスプラッシュガード６１を備える。スプラッシュガード６１は、床面から直立して内部空間の正面を塞ぐ正面パネル６２と、床面から直立して内部空間の側面を塞ぎつつ相互に平行に広がる右側面パネル６３ａ及び左側面パネル６３ｂと、水平面に沿って広がるとともに内部空間の上面を塞ぐ天板パネル６４と、床面から直立して内部空間の背面を塞ぐ背面パネル（図示せず）と、を備える。
正面パネル６２には、スプラッシュガード６１内の内部空間へのアクセスを許容するスライド扉６５が設けられる。スライド扉６５は、正面パネル６２の正面から見たときに右側から左側に向かってスライドすることによって開けられる。こうしてスプラッシュガード６１の内部空間は開放される。スライド扉６５には矩形の監視窓６６が形成される。その一方で、右側面パネル６３ａには矩形の監視窓６７が設けられる。監視窓６６、６７には透明なガラス板が嵌め込まれる。なお、図３には示されていないものの、左側面パネル６３ｂにも右側面パネル６３ａの監視窓６７と同様の構成を有する監視窓が設けられてよい。
右側面パネル６３ａには監視窓６７に隣接して操作盤６８が組み込まれる。操作盤６８には前述のＮＣ装置が接続される。操作盤６８は右側面パネル６３ａから正面パネル６２まで広がる。こうして操作盤６８はスライド扉６５の監視窓６６と監視窓６７との間に配置される。操作盤６８には、前述の構成要素の動作状態を表示する表示パネルや種々の入力ボタンが配置される。工作機械１０のオペレータは操作盤６８を介してＮＣ装置に動作指示を入力することができる。こうしてＮＣ装置は、スプラッシュガード６１内に収容される構成要素を作動させることができる。
正面パネル６２には開口６９が形成される。開口６９内には、ベッド本体１３の正面に形成される開口５７が配置される。こうして開口６９は開口５７に接続される。開口６９は、スプラッシュガード１１の正面から前方に切りくず受け５６を引き出すことができる程度の大きさに設定される。こうした構成によれば、切りくず受け５６は、加工液受け５２の傾斜面５２ａ上に配置される収容位置から開口５７、６９を介してスプラッシュガード６１の外側の引き出し位置まで引き出されることが可能である。その結果、切りくず受け５６内に溜まった切りくずは工作機械１０から取り除かれる。その後、切りくず受け５６は再び開口５７、６９を介して加工液受け５２の傾斜面５２ａ上に戻される。
以上のような工作機械１０では、Ｙ軸サーボモータ３０及びＹ軸ボールねじ３５はベッド本体１３の背面に配置される。Ｙ軸サーボモータ３０はＹ軸ボールねじ３５の下端に連結される。本実施形態では、Ｙ軸ガイドレール２８、Ｙ軸サーボモータ３０及びＹ軸ボールねじ３５は主軸頭２５よりも下方に配置される。特に、Ｙ軸ガイドレール２８は下端が床面近傍まで延びるように配置され、Ｙ軸サーボモータ３０は床面に隣接して配置される。その結果、これまで以上に低い位置に工作機械１０の重心を設定することができる。これまで以上に高い安定性を有する工作機械１０を実現することができる。こうして工作機械１０における加工の精度を向上させることができる。加えて、工作機械１０の上端にはＹ軸サーボモータ３０が配置されなくて済むことから、工作機械１０の全高を小さくすることができる。
また、工作機械１０では、ワークＷの加工時に、ワークＷとの接触によって工具２７には例えばＺ軸方向に切削抵抗が作用する。こうした切削抵抗は上下移動体２２とＹ軸ガイドレール２８、２８との間に作用する。Ｙ軸ガイドレール２８、２８はベッド本体１３の底面近傍から上方に延びることから、工作機械１０内で切削抵抗を低い位置で支持することが可能である。その結果、工作機械１０では、従来技術のようにＹ軸ガイドレール２８が工作機械１０の上端に隣接して配置される場合に比べて、機械の変形を抑制することができる。こうして工作機械１０における加工の精度を向上させることができる。
さらに、上下移動体２２の上下移動は１本のＹ軸ボールねじ３５によって実現される。１本のＹ軸ボールねじ３５は、各Ｙ軸ガイドレール２８から等距離の位置すなわち中央部の位置でＹ軸ガイドレール２８、２８に平行に配置される。その結果、２本のボールねじによって上下移動体の上下移動が実現される従来に比べて、送り機構の構造を簡略化することができる。同時に、１本のＹ軸ボールねじ３５の回転駆動のみで上下移動体２２の上下移動が実現される。その結果、２本のボールねじによって上下移動体２２の上下移動が実現される従来に比べて、２つの駆動源すなわちサーボモータを同時に制御する必要がなくなり、Ｙ軸サーボモータ３０の制御を簡略化することもできる。またさらに、各ガイドレール２８、３７、４３の中央部にそれぞれボールねじ３５、４１、４７を配置することによって、各ガイドレール２８、３７、４３の移動抵抗をそれぞれ真ん中で担持することになり、荷重バランスの良い構成にすることができる。
また、加工液受け５２から加工液タンク５４まで、１本のＹ軸ボールねじ３５を挟んで配置される２本のパイプ５３、５３によって加工液が導かれる。こうした構成によれば、ベッド本体１３の背面側にＹ軸ボールねじ３５やＹ軸サーボモータ３０の配置スペースを確保することができる。その結果、工作機械１０内の空間を有効利用することができる。加えて、切りくず受け５６は、スプラッシュガード６１の正面パネル６２に形成される開口６９から簡単に外側に引き出されることが可能であるので、工作機械１０内から簡単に切りくずを排出することができる。
またさらに、Ｙ軸サーボモータ３０は、ベッド本体１３の背面に一体化されたブラケット３１に取り付けられる。ブラケット３１には、Ｙ軸サーボモータ３０の出力軸３０ａの径よりも大きな幅を有する切欠き３３が形成される。その結果、Ｙ軸サーボモータ３０の交換にあたって、切欠き３３内に出力軸３０ａを通過させつつＹ軸サーボモータ３０をＺ軸方向に水平移動させることによってＹ軸サーボモータ３０を簡単に取り外すことができる。Ｙ軸サーボモータ３０はＹ軸に沿った上下移動によって取り外される必要はない。従って、その底面が床面に近接した状態にＹ軸サーボモータ３０が配置されたとしても、Ｙ軸サーボモータ３０を簡単に交換することができる。
図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る工作機械１０の構造を概略的に示す側面図である。前述と均等な構成要素には同一の参照符号が付される。この工作機械１０では、加工液タンク５４がベッド本体１３の空洞５１内の加工液受け５２の下方に配置される。なお、ポンプ５５も同様に空洞５１内に配置される（図示せず）。その一方で、この工作機械１０では前述のパイプ５３の組み込みが省略される。こうして使用済みの加工液は加工液受け５２から加工液タンク５４に流れ落ちる。こうした構成によれば、Ｙ軸サーボモータ３０及びＹ軸ボールねじ３５はベッド本体１３の背面で確実に低い位置に配置されることが可能である。また、工作機械１０の構造をさらに簡略化することができる。なお、加工液タンク５４を特別に設けず、ベッド本体１３そのもので代用することもできる。
その他、以上のような工作機械１０では、切りくず受け５６に代えて、ベッド本体１３内にベルトコンベア（図示せず）が組み込まれてもよい。ベルトコンベアは、ベッド本体１３内のテーブル１５の下方の位置に配置される内端からスプラッシュガード６１の外側の空間に配置される外端まで延びる。こうしてベルトコンベアは、テーブル１５の周囲に落下する切りくずを工作機械１０の外側に排出することができる。ベルトコンベアの外端はスプラッシュガード６１の正面、右側面又は左側面から外側に突き出てよい。このとき、加工液は前述の加工液受け５２から加工液タンク５４に導かれる。
また、工作機械１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のガイドレールとガイドブロックとによるころがり案内方式に代えて、摺動案内方式を採用してもよい。
なお、ひざ形フライス盤は、テーブルを載置するニーと呼ばれる上下移動体を、その下方に鉛直に設けたボールねじによって昇降させる構造を採用している。テーブルには種々の重量のワークが取り付けられるので、上下駆動手段のサーボモータの各種サーボパラメータは、最大重量に合わせて調整される。その結果、軽量ワークの場合は、さらに高加減速等の高い応答性の送り動作を行わせることが可能であるのに、最大重量に合わせた低い応答性の送り動作しか行うことができず、能率が得られないという問題があった。本発明は、ワークが取り付けられるテーブル側は上下方向（Ｙ軸方向）に移動せず、一定の重量の主軸頭側が上下方向に移動する構成を採用している。従って、最大の能率を得られるようにＹ軸サーボモータ３０のサーボパラメータ調整を行うことができる利点がある。
【符号の説明】
【０００８】
１０…工作機械
１２…基台（ベッド）
２１…昇降体
２２…上下移動体
２３…左右移動体
２４…前後移動体
２５…主軸頭
２６…主軸
２７…工具
２８…上下ガイド（Ｙ軸ガイドレール）
３０…送りモータ（Ｙ軸サーボモータ）
３０ａ…出力軸
３１…支持体（ブラケット）
３２…貫通孔
３３…切欠き
３５…上下送りねじ（Ｙ軸ボールねじ）
３７…左右ガイド（Ｘ軸ガイドレール）
４１…左右送りねじ（Ｘ軸ボールねじ）
４３…前後ガイド（Ｚ軸ガイドレール）
４７…前後送りねじ（Ｚ軸ボールねじ）
５３…加工液流路（パイプ）
５４…加工液タンク
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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