(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームの上下にほぼ水平に設けられたレールに対し、摺動子を介して横方向に摺動可能に装着された可動フレームを備える工作機械において、
固定フレームは、上のレールを支持する上部フレームと、両側に立設されたサイドフレームと、下のレールを支持するフレームベースとから構成されており、
その固定フレームの上部フレームと両サイドフレームとが第１連結ボルトにより連結されており、
可動フレームは、上のレールと係合している摺動子を備える上部フレームと、両側に立設されて、その下端部に下のレールと係合している摺動子を備えるサイドフレームと、ベース状の下部フレームとから構成されており、
その可動フレームの上部フレームと両サイドフレームとが第２連結ボルトにより連結され、両サイドフレームと下部フレームとが第３連結ボルトにより連結されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１に記載された工作機械において、
第１連結ボルトは、固定フレームの上部フレームが両サイドフレームの上端面に載置された状態で両者を連結し、
第２連結ボルトは、可動フレームの上部フレームが両サイドフレームの上端面に載置された状態で両者を連結し、
第３連結ボルトは、可動フレームの下部フレームが両サイドフレームの間に挟まれた状態で両者を連結することを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定フレームの上下にほぼ水平に設けられたレールに対して、摺動子を介して横方向に摺動可能に装着された可動フレームを備える工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これに関する従来の工作機械が特開平８−３１８４４５号公報に記載されており、その模式正面図及び側面図が図４に示されている。
前記工作機械１は門型の固定フレーム２を備えている（図４（Ａ）参照）。固定フレーム２は、フレームベース２ｂとそのフレームベース２ｂの両端に立設された一対のサイドフレーム２ｓ及び両サイドフレーム２ｓの上端面に載置固定された上部フレーム２ｕとから構成されており、上部フレーム２ｕの前面とフレームベース２ｂの上面とにそれぞれ上レール３ｕと下レール３ｄとがＸ軸方向に取付けられている。
【０００３】
前記固定フレーム２の下レール３ｄ上には摺動子４ｄを介して可動フレームであるガントリ４が載置されており、さらにガントリ４の上側面が摺動子４ｕによって固定フレーム２の上レール３ｕに連結されている。ここで、ガントリ４は、下部フレーム４ｂ上にサイドフレーム４ｓが載置されている構造であり、前記下部フレーム４ｂに摺動子４ｕは取付けられている。また、図４（Ｂ）に示されるように、固定フレーム２の上部フレーム２ｕとガントリ４の上面との間、及び固定フレーム２のフレームベース２ｂとガントリ４の下面との間には、ガントリ４を上レール３ｕ、下レール３ｄに倣ってＸ軸方向に移動させるためのリニアモータ５が設置されている。
なお、ガントリ４には上下方向（Ｙ軸方向）に移動するサドル６や前後方向（Ｚ軸方向）に移動する主軸支持用のラム７が装着されている。
【０００４】
前記リニアモータ５を点検し、あるいは交換するため、固定フレーム２からガントリ４を取り外すには、先ず、固定フレーム２の一対のサイドフレーム２ｓと上部フレーム２ｕとの連結を解除する。次に、ガントリ４の上側面から上の摺動子４ｕを取り外す。これによって、図５に示されるように、固定フレーム２の上部フレーム２ｕを摺動子４ｕと共にサイドフレーム２ｓから取り外すことができる。この結果、上側のリニアモータ５を点検することができる。
また、サドル６をガントリ４から抜き出した後、そのガントリ４と下の摺動子４ｄとの連結を解除することにより、ガントリ４を固定フレーム２から取り外すことができる。これによって、下側のリニアモータ５を点検することができる。さらに、リニアモータ５の点検後、固定フレーム２にガントリ４を組付ける場合には上記と逆の手順で行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した工作機械１では、ガントリ４の上側面及び下面から摺動子４ｕ，４ｄを外さなければ、ガントリ４を固定フレーム２から取り外すことができない。このため、固定フレーム２にガントリ４を組付ける場合には、固定フレーム２の上下のレール３ｕ，３ｄに係合している摺動子４ｕ，４ｄとガントリ４とを位置合わせして、ボルト止めする必要がある。
しかしながら、ガントリ４に摺動子４ｕ，４ｄを取り付けるためのボルトは小径であり本数も多いことから、外した摺動子４ｕ，４ｄを再びガントリ４に取り付ける場合には複数のボルト孔を合わせる必要があり、高い精度出しが必要となる。このため、ガントリ４の再組付けが面倒になり、時間が掛かるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ガントリを分割可能にし、ガントリの分割片と摺動子とを一体で取り外せるようにすることにより、ガントリの分解／再組付けを容易にし、分解／再組付け作業時間の短縮を図ることをその目的とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、さらに固定フレーム２やガントリの分解及び組付けを安全かつ容易にすることをその目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、以下の特徴を有する工作機械によって解決される。
即ち、請求項１に記載された工作機械は、固定フレームの上下にほぼ水平に設けられたレールに対し、摺動子を介して横方向に摺動可能に装着された可動フレームを備える工作機械において、
固定フレームは、上のレールを支持する上部フレームと、両側に立設されたサイドフレームと、下のレールを支持するフレームベースとから構成されており、
その固定フレームの上部フレームと両サイドフレームとが第１連結ボルトにより連結されており、
可動フレームは、上のレールと係合している摺動子を備える上部フレームと、両側に立設されて、その下端部に下のレールと係合している摺動子を備えるサイドフレームと、ベース状の下部フレームとから構成されており、
その可動フレームの上部フレームと両サイドフレームとが第２連結ボルトにより連結され、両サイドフレームと下部フレームとが第３連結ボルトにより連結されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、第１連結ボルトの連結を解除することにより、上のレールが支持された固定フレームの上部フレームを両サイドフレームから外すことができる。また、第２連結ボルトの連結を解除することにより、そのレールに係合している摺動子を備える可動フレームの上部フレームを両サイドフレームから外すことができる。即ち、前記可動フレームの上部フレームから摺動子を外すことなく、その上部フレームと固定フレームの上部フレームとを一体で取り外すことができる。
さらに、第３連結ボルトの連結を解除することにより、可動フレームの下部フレームを両サイドフレームから外すことができる。これによって、両サイドフレームは摺動子の働きで下のレールに案内されて両側に移動できるようになり、前記下部フレームは容易に取り外しが可能になる。即ち、下部フレームを取り外す際に、両サイドフレームの摺動子、即ち、可動フレームの下側に位置する摺動子を外す必要がなくなる。
また、固定フレームに可動フレームを組付ける場合には、上記と逆の手順で第３連結ボルト、第２連結ボルト及び第１連結ボルトを連結すれば良い。このように、固定フレーム及び可動フレームの分解及び組立てを第１〜第３連結機構によって行えるため、従来のように、摺動子を取り外して行う場合に比べて分解／組立てが容易になる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された工作機械において、
第１連結ボルトは、固定フレームの上部フレームが両サイドフレームの上端面に載置された状態で両者を連結し、
第２連結ボルトは、可動フレームの上部フレームが両サイドフレームの上端面に載置された状態で両者を連結し、
第３連結ボルトは、可動フレームの下部フレームが両サイドフレームの間に挟まれた状態で両者を連結することを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、固定フレームの上部フレームは両サイドフレームの上端面に載置される構造であり、可動フレームの上部フレームも両サイドフレームの上端面に載置される構造のため、上部フレームを両サイドフレームで支えた状態で第１、第２連結ボルトを連結したり、解除できるようになり、連結／解除作業を安全に行うことができる。
また、可動フレームの下部フレームは両方のサイドフレームの間に挟まれる構造であるため、両サイドフレームの下端部に下側の摺動子を取り付けることができる。このため、下部フレームの上にサイドフレームを立設する従来の構造に比べ、摺動子を下部フレームに取付ける必要がなくなり、下部フレームの取り外し及び取付けが容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に基づいて本発明の一の実施の形態に係る工作機械の説明を行う。ここで、図１は本実施の形態に係る工作機械の正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ  矢視図、図３は本実施の形態に係る工作機械の分解／組立ての状況を表す正面図であり、工作機械の幅方向をＸ軸方向、高さ方向をＹ軸方向、前後方向をＺ軸方向として以下の説明を行う。
前記工作機械１０は、図１に示されるように、門型の固定フレーム１２を備えている。固定フレーム１２は、フレームベース１２ｂと、そのフレームベース１２ｂの上面両側に立設されたサイドフレーム１２ｓと、両サイドフレーム１２ｓの上端面を連結する上部フレーム１２ｕとから構成されている。そして、前記フレームベース１２ｂと両サイドフレーム１２ｓとが第４連結ボルトＢ７，Ｂ８によって連結されており、両サイドフレーム１２ｓと上部フレーム１２ｕとが第１連結ボルトＢ１，Ｂ２によって連結されている。
【００１２】
前記固定フレーム１２のフレームベース１２ｂには、図２に示されるように、前側が高く、後側が低い上面が形成されており、その上面の前側に前部Ｘ軸レール１２ｆとその前部Ｘ軸レール１２ｆと平行に下部Ｘ軸リニアモータ１５の永久磁石１５ｍが取付けられている。また、前記フレームベース１２ｂの上面の後側に後部Ｘ軸レール１２ｒが取付けられている。
さらに、前記固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕには、その前面に上部Ｘ軸レール１２ｘが取付けられており、その上部フレーム１２ｕの下面に上部Ｘ軸リニアモータ１６の永久磁石１６ｍが取付けられている。
【００１３】
前記固定フレーム１２のフレームベース１２ｂに設けられた前部Ｘ軸レール１２ｆと後部Ｘ軸レール１２ｒには、前部ベアリングブロック１４ｆと後部ベアリングブロック１４ｒを介してガントリ１４が載置されている。
前記ガントリ１４は、図１に示されるように、Ｘ軸レール１２ｆ，１２ｒに案内されて固定フレーム１２内をＸ軸方向に移動する移動フレームであり、前部ベアリングブロック１４ｆを下端部に備える一対のサイドフレーム１４ｓと、両サイドフレーム１４ｓの上端面を連結する上部フレーム１４ｕと、両サイドフレーム１２ｓの下部側面を連結する下部フレーム１４ｂとから構成されている。
【００１４】
そして、両サイドフレーム１４ｓと上部フレーム１４ｕとが第２連結ボルトＢ３，Ｂ４によって連結されており、両サイドフレーム１４ｓと下部フレーム１４ｂとが第３連結ボルトＢ５，Ｂ６によって連結されている。なお、両サイドフレーム１４ｓと下部フレーム１４ｂとの間には図示されていないスペーサを介在さうせることができ、そのスペーサにより両サイドフレーム１４ｓの間の距離を調整することができる。
【００１５】
前記ガントリ１４の下部フレーム１４ｂには、図２に示されるように、前側が高く、後側が低い下面が形成されており、その下面の前側に下部Ｘ軸リニアモータ１５のコイル１５ｃがその下部Ｘ軸リニアモータ１５の永久磁石１５ｍと対向して取付けられている。また、下部フレーム１４ｂの下面の後側に前述の後部ベアリングブロック１４ｒが固定されている。ここで、下部Ｘ軸リニアモータ１５のコイル１５ｃの下面レベルは、後部Ｘ軸レール１２ｒの上面レベルよりも高く設定されている。このため、後記するように、下部フレーム１４ｂを後方に引き出す際に、コイル１５ｃが後部Ｘ軸レール１２ｒと干渉することがない。
【００１６】
前記ガントリ１４の上部フレーム１４ｕは、側面略Ｌ型形状をしたフレームであり（図２参照）、その後側面に固定フレーム１２の上部Ｘ軸レール１２ｘに係合する上部ベアリングブロック１４ｊが固定されている。また、上部フレーム１４ｕの上面には、上部Ｘ軸リニアモータ１６のコイル１６ｃがその上部Ｘ軸リニアモータ１６の永久磁石１６ｍと対向して取付けられている。
この構造により、上部Ｘ軸リニアモータ１６と下部Ｘ軸リニアモータ１５とが駆動されると、ガントリ１４は上部Ｘ軸レール１２ｘ及び下側の前部Ｘ軸レール１２ｆ，後部Ｘ軸レール１２ｒに案内されて固定フレーム１２内をＸ軸方向（幅方向）に移動する。
即ち、前部ベアリングブロック１４ｆ、後部ベアリングブロック１４ｒ及び上部ベアリングブロック１４ｊが本発明の摺動子に相当し、第１連結ボルトＢ１，Ｂ２、第２連結ボルトＢ３，Ｂ４及び第３連結ボルトＢ５，Ｂ６が、本発明の第１の連結機構、第２の連結機構及び第３の連結機構に相当する。
【００１７】
前記ガントリ１４の両サイドフレーム１４ｓの内側面には、図２に示されるように、それぞれ一対のＹ軸レール１４ｙが固定されており、一対のＹ軸レール１４ｙの間にそのＹ軸レール１４ｙと平行にＹ軸リニアモータ２６の永久磁石２６ｍが取付けられている。
そして、前記Ｙ軸レール１４ｙにサドル１７の両側面に固定された側面ベアリングブロック１７ｂが係合している。前記サドル１７は、後記するラム１８を支持する箱型の部材であり、そのサドル１７の両側面にはＹ軸リニアモータ２６のコイル２６ｃがそのＹ軸リニアモータ２６の永久磁石２６ｍに対向して取付けられている。
この構造より、前記サドル１７の両側のＹ軸リニアモータ２６とが駆動されると、サドル１７はＹ軸レール１４ｙに案内されてガントリ１４内をＹ軸方向（上下方向）に移動する。
【００１８】
前記サドル１７の内側には、その床面の両端部に下部ベアリングブロック１７ｒが固定されており、また、天井面の中央部分に上部ベアリングブロック１７ｊが固定されている。そして、上部ベアリングブロック１７ｊ、下部ベアリングブロック１７ｒに、そのサドル１７に収納されるラム１８の上部Ｚ軸レール１８ｕ及び下部Ｚ軸レール１８ｄが係合される。前記ラム１８は、工具主軸１９をＺ軸に平行に支持した状態で回転自在に支持する部材であり、そのラム１８の下面で下部Ｚ軸レール１８ｄの間にＺ軸リニアモータ３６の永久磁石３６ｍが取付けられている。また、前記サドル１７の床面中央にはそのＺ軸リニアモータ３６のコイル３６ｃが前記永久磁石３６ｍに対向して取付けられている。
この構造により、Ｙ軸リニアモータ３６が駆動されると、ラム１８はＺ軸レール１８ｄ，１８ｕに案内されてサドル１７内をＺ軸方向に移動する。
【００１９】
次に、図３に基づいて、本実施の形態に係る工作機械１０のＸ軸リニヤモータ１５，１６等の点検・交換方法について説明する。
先ず、図３（Ａ）に示されるように、吊り上げ機４２により固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕを支えた状態で、第２連結ボルトＢ３，Ｂ４を外し、さらに第１連結ボルトＢ１，Ｂ２を外す。これによって、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕと両サイドフレーム１２ｓとの連結が解除され、また、ガントリ１４の上部フレーム１４ｕと両サイドフレーム１４ｓとの連結が解除される。なお、この状態で、上部ベアリングブロック１４ｊが上部Ｘ軸レール１２ｘに係合しているため、ガントリ４の上部フレーム１４ｕは固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕと連結されている。このため、吊り上げ機４２により固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕを吊り上げることにより、その上部フレーム１２ｕと一体でガントリ４の上部フレーム１４ｕを吊り上げることができる。
【００２０】
このようにして、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕとガントリ４の上部フレーム１４ｕとが一体で取り外されると、固定フレーム１２の上部Ｘ軸レール１２ｘに対してガントリ４の上部ベアリングブロック１４ｊを端まで摺動させて、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕからガントリ４の上部フレーム１４ｕを取り外す。これによって、上部Ｘ軸リニアモータ１６のコイル１６ｃ及び永久磁石１６ｍの点検あるいは交換を行うことができる。
次に、図３（Ｂ）に示されるように、ガントリ４の上端側から吊り上げ機４２によりサドル１７を吊り上げる。これによって、前記サドル１７はガントリ４のＹ軸レール１４ｙに案内されて引き上げられ、そのサドル１７の側面ベアリングブロック１７ｂがＹ軸レール１４ｙから外されて、前記サドル１７はガントリ４から取り外される。これによって、Ｙ軸リニアモータ２６のコイル２６ｃ及び永久磁石２６ｍの点検あるいは交換を容易に行うことができる。
【００２１】
また、前記ガントリ４からサドル１７が取り外された後、ストローク制限ストッパ（図示されていない）が解除された状態で、そのサドル１７からラム１８が引き出され、前記ラム１８はサドル１７から取り外される。これによって、Ｚ軸リニアモータ３６のコイル３６ｃ及び永久磁石３６ｍの点検あるいは交換を容易に行うことができる。
【００２２】
次に、第３連結ボルトＢ５，Ｂ６を外すことにより、ガントリ４のサイドフレーム１４ｓと下部フレーム１４ｂとの連結を解除する。これによって、図３（Ｃ）に示されるように、前記サイドフレーム１４ｓは直立状態で前部ベアリングブロック１４ｆの働きにより、前部Ｘ軸レール１２ｆに案内されてＸ軸方向に移動できるようになる。また、下部フレーム１４ｂは後部ベアリングブロック１４ｒの働きにより、後部Ｘ軸レール１２ｒに案内されてＸ軸方向に移動できるようになる。このため、各々のサイドフレーム１４ｓを前部Ｘ軸レール１２ｆの端部まで移動させて、下部フレーム１４ｂを所定位置まで移動させることにより、下部Ｘ軸リニアモータ１５のコイル１５ｃ及び永久磁石１５ｍの簡易な点検を行うことができる。
また、下部フレーム１４ｂから後部ベアリングブロック１４ｒを取り外すことにより、下部フレーム１４ｂを後方に引き抜くことができるようになり、下部Ｘ軸リニアモータ１５のコイル１５ｃ及び永久磁石１５ｍの詳細な点検あるいは交換を行うことができるようになる。
【００２３】
このようにして、リニアモータ１５，１６，２６，３６の点検あるいは交換が完了すると、下部フレーム１４ｂに後部ベアリングブロック１４ｒが取付けられた後、第３連結ボルトＢ５，Ｂ６によりガントリ４のサイドフレーム１４ｓと下部フレーム１４ｂとが連結される。このとき、必要があればサイドフレーム１４ｓと下部フレーム１４ｂとの間にスペーサを介在させて、両サイドフレーム１４ｓ間の距離調整を行う。次に、ラム１８がサドル１７に装着された状態で、吊り上げ機４２によりサドル１７を吊り下げ、そのサドル１７の側面ベアリングブロック１７ｂを両サイドフレーム１４ｓのＹ軸レール１４ｙに係合させる。
【００２４】
次に、固定フレーム１２の上部Ｘ軸レール１２ｘにガントリ１４の上部ベアリングブロック１４ｊに係合させた状態で、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕとガントリ１４の上部フレーム１４ｕを吊り上げ機４２により一体で吊り下げ、両サイドフレーム１２ｓ，１４ｓの上端面に載置する。なお、固定フレーム１２及びガンドリ１４の上部フレーム１２ｕ，１４ｕと両サイドフレーム１２ｓ，１４ｓとの間にスペーサを介在させて上部フレーム１２ｕ，１４ｕの高さ調整を行うことも可能である。この状態で、第１連結ボルトＢ１，Ｂ２により、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕと両サイドフレーム１２ｓとを連結する。また、第２連結ボルトＢ３，Ｂ４により、ガントリ１４の上部フレーム１４ｕを両サイドフレーム１４ｓとを連結する。これによって、前記リニアモータ１５，１６，２６，３６の点検あるいは交換作業が終了する。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る工作機械１０によると、第１連結ボルトＢ１，Ｂ２及び第２連結ボルトＢ３，Ｂ４を外すことにより、ガントリ１４の上部フレーム１４ｕから上部ベアリングブロック１４ｊを外すことなく、その上部フレーム１４ｕと固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕとを一体で取り外すことができる。
また、第３連結ボルトＢ５，Ｂ６の連結を解除することにより、ガントリ１４の下部フレーム１４ｂを両サイドフレーム１４ｓから外すことができる。これによって、両サイドフレーム１４ｓは前部ベアリングブロック１４ｆの働きで前部Ｘ軸レール１２ｆに案内されて両側に移動できるようになり、前記下部フレームは取り外しが容易になる。即ち、下部フレームを取り外す際に、両サイドフレーム１４ｓから前部ベアリングブロック１４ｆを外す必要がなくなる。
【００２６】
即ち、固定フレーム１２及びガントリ１４の分解あるいは組立てを第１連結ボルトＢ１，Ｂ２、第２連結ボルトＢ３，Ｂ４及び第３連結ボルトＢ５，Ｂ６によって行えるため、従来のように、ベアリングブロック１４ｊ，１４ｆをそれぞれ取り外して行う場合に比べて分解／組立て作業が容易になる。
また、固定フレーム１２の上部フレーム１２ｕは両サイドフレーム１２ｓの上端面に載置される構造であり、ガントリ１４の上部フレーム１４ｕも両サイドフレーム１２ｓの上端面に載置される構造である。このため、前記上部フレーム１２ｕ，１４ｕを両サイドフレーム１２ｓ，１４ｓで支えた状態で第１連結ボルトＢ１，Ｂ２、第２連結ボルトＢ３，Ｂ４を締付けたり、緩めたりでき、分解／組立て作業を安全に行うことができる。
【００２７】
また、ガントリ１４の下部フレーム１４ｂは両方のサイドフレーム１４ｓの間に挟まれる構造のため、前記サイドフレーム１４ｓの下端部に前部ベアリングブロック１４ｆを取り付けることができる。このため、下部フレーム１４ｂの上にサイドフレーム１４ｓを立設する従来の構造に比べ、前部ベアリングブロック１４ｆ等を全て下部フレーム１４ｂに取付ける必要がなくなり、下部フレーム１４ｂの取り外し及び取付けが容易になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、固定フレーム及び可動フレームの分解あるいは組立てを第１〜第３連結ボルトによって行えるため、従来のように、個々の摺動子を取り外して行う場合に比べて分解／組立てが容易になり、分解／組立てに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る工作機械の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ  矢視図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る工作機械の分解／組立ての様子を表す正面図である。
【図４】従来の工作機械の正面図である。
【図５】従来の工作機械の分解／組立ての様子を表す正面図である。
【符号の説明】
Ｂ１，Ｂ２  第１連結ボルト
Ｂ３，Ｂ４  第２連結ボルト
Ｂ５，Ｂ６  第３連結ボルト
１２    固定フレーム
１２ｓ  サイドフレーム
１２ｕ  上部フレーム
１２ｂ  フレームベース
１４    ガントリ（可動フレーム）
１４ｓ  サイドフレーム
１４ｕ  上部フレーム
１４ｂ  フレームベース
１４ｊ  上部ベアリングブロック（摺動子）
１４ｆ  前部ベアリングブロック（摺動子）
１４ｒ  後部ベアリングブロック（摺動子）
【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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