(57)【要約】【課題】より簡素な構成で、より多面加工を可能としたパラレルメカニズム工作機械を提供する。【解決手段】パラレルメカニズム工作機械９は、ワークを載置するためのテーブル１、下面に工具３が取り付けられた可動体２、可動体２を支持する６本のリンク４ａ〜４ｆ、リンク４ａ〜４ｆが接続されたベース８とを有している。尚、各リンク４の一端は可動体側自在継手５（５ａ〜５ｆ）を介して可動体２に接続されている一方、他端はベース側自在継手６（６ａ〜６ｆ）を介してベース８に接続されている。また、ベースの左右両端には回転軸７ａ及び７ｂが設けられており、ベース８を軸７ａ−７ｂ周りで回転自在としている。【選択図】図１
2006026824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を回転させる主軸又はワークを支持するテーブルのいずれか一方を保持する可動体を、複数のリンク機構によって、他方に対して相対移動可能にベースに支持したパラレルメカニズム工作機械であって、
前記ベースを、ベース上に設定した所定の軸線周りで回転可能としたことを特徴とするパラレルメカニズム工作機械。
【請求項２】
前記可動体が工具を回転させる主軸を保持するものであって、
前記テーブルが水平旋回可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパラレルメカニズム工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリンク機構により工具又はテーブルを支持するパラレルメカニズムを採用した工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりパラレルメカニズムを応用した工作機械の開発は行われており、最も一般的なパラレルメカニズム工作機械の一つとして、スチュワートプラットフォームと呼ばれる構造を採用したものがある。
【０００３】
ここで、スチュワートプラットフォーム構造を備えたパラレルメカニズム工作機械３９について、図５及び図６を基に説明する。図５は、スチュワートプラットフォーム構造を備えたパラレルメカニズム工作機械３９の外観を示した説明図であり、図６は、その模式図である。
【０００４】
パラレルメカニズム工作機械３９は、工具３３が取り付けられた可動体３２を６本のリンク３４ａ〜３４ｆにより支持したものである。尚、各リンク３４の一端は可動体側自在継手３５（３５ａ〜３５ｆ）を介して可動体３２に接続されており、他端はベース側自在継手３６（３６ａ〜３６ｆ）を介してベース３８に接続されている。そして、例えばリンクをボールねじとして、ナットをサーボモータにより回転させることで各リンクを伸縮させて、テーブル３１上に載置されるワークへの加工を行う。
【０００５】
このようなスチュワートプラットフォーム構造は、構造が比較的単純で工具回転軸方向の剛性が高いという特徴を備えているものの、主軸チルト角（主軸傾き角）を大きく取ることができない、工作機械の大きさに比較して可動範囲が広くない等の問題点を抱えている。したがって、多方向からの複雑な加工を行うことができない（加工形態が限定される）、汎用性に乏しい等の欠点を有している。
そこで、より複雑な加工を可能とすべく、特許文献１に記載されているようなパラレルメカニズム工作機械も考案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９４２４５号公報
【０００７】
特許文献１に記載のパラレルメカニズム工作機械は、上述したようなスチュワートプラットフォーム構造を有する工作機械において、テーブルを床面に平行な軸周りと垂直な軸周りとに回転可能とすることで、ワークの姿勢を自由に変化させながら加工を行うものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の工作機械では、上述の如くワークの姿勢を変化させるものであるため、ワークの支持剛性の低下、テーブルの構造の複雑化、切粉等の処理が困難となる等といった点で課題を残している。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、より簡素な構成で、より多面加工を可能としたパラレルメカニズム工作機械を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、工具を回転させる主軸又はワークを支持するテーブルのいずれか一方を保持する可動体を、複数のリンク機構によって、他方に対して相対移動可能にベースに支持したパラレルメカニズム工作機械であって、前記ベースを、ベース上に設定した所定の軸線周りで回転可能としたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、ワークに対する一層の多面加工を可能するために、請求項１の発明に加えて、前記可動体が工具を回転させる主軸を保持するものであって、前記テーブルが水平旋回可能に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１のパラレルメカニズム工作機械によれば、可動体に取り付けられる主軸又はテーブルのチルト角が、ベースの回転角とパラレルメカニズムユニットによる傾き角との和になるため、より大きなチルト角を得ることができる。したがって、従来のパラレルメカニズム工作機械と比較すると、ワークに対してより多方向からの加工が可能である上、より複雑な加工にも対応することができる。
また、従来のパラレルメカニズム工作機械において、ベースをベース上に設定した所定の軸線周りで回転可能とするだけで構成可能であるため、構成の簡素化を図ることができ、生産性が非常に高い。さらに、切粉の処理等の問題も発生しない。
加えて、パラレルメカニズムユニットにおける垂直軸方向の剛性が保持される。
【００１２】
また、請求項２のパラレルメカニズム工作機械によれば、テーブルが水平旋回可能に設けられているため、ワークに対する一層の多面加工を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態となるパラレルメカニズム工作機械９について図面を基に説明する。
【００１４】
［実施例１］
図１は、実施例１のパラレルメカニズム工作機械９を模式化した模式図である。図２は、可動体側自在継手５の外観を示した説明図であり、図３は、ベース側自在継手６の外観を示した説明図である。
【００１５】
パラレルメカニズム工作機械９は、ワークを載置するためのテーブル１、下面に工具３が取り付けられた可動体２、可動体２を支持する６本のリンク４ａ〜４ｆ、リンク４ａ〜４ｆが接続されたベース８とを有している。尚、各リンク４の一端は可動体側自在継手５（５ａ〜５ｆ）を介して可動体２に接続されている一方、他端はベース側自在継手６（６ａ〜６ｆ）を介してベース８に接続されている。
【００１６】
また、ベースの左右両端（図１において）には回転軸７ａ及び７ｂが設けられており、ベース８を軸７ａ−７ｂ周りで回転自在としている。さらに、ベース８は、任意の回転角において位置決め・固定可能となっている。尚、ベース８の回転及び位置決め等は、夫々図示しない回転手段又は位置決め・固定手段を用いて、自動又は手動にて行う。
【００１７】
さらに、可動体側自在継手５ａ〜５ｆは、図２に示されているような構造となっており、転がり軸受により２軸周りに回転自在に構成されている。一方、ベース側自在継手６ａ〜６ｆは、図３に示されているような構造となっており、転がり軸受により２軸周りに回転自在に構成されている。
尚、可動体２の内部には、取り付けられた工具３を回転させるための主軸が備えられている。
【００１８】
以上のように構成されたパラレルメカニズム工作機械９によると、可動体２に取り付けられている主軸３の主軸チルト角が、ベース８の回転角とパラレルメカニズムユニットによる傾き角との和になるため、大きな主軸チルト角を得ることができる。したがって、従来のパラレルメカニズム工作機械と比較すると、ワークに対してより多方向からの加工が可能である上、より複雑な加工にも対応することができる。
また、従来のパラレルメカニズム工作機械においてベース８に回転軸を設けるだけで構成可能であるため、テーブル１を動作させるものと比較して構成の簡素化を図ることができ、生産性が非常に高い。さらに、切粉の処理等の問題も発生しない。
加えて、パラレルメカニズムユニットにおける工具回転軸方向（垂直軸方向）の剛性が保持されるとともに、テーブルを傾けたりしないためワークの支持剛性の低下も発生しない。
【００１９】
［実施例２］
図４は、実施例２のパラレルメカニズム工作機械９を模式化した模式図である。尚、各自在継手や可動体２等の構成は実施例１と略同様である。
実施例２のパラレルメカニズム工作機械９は、実施例１のパラレルメカニズム工作機械９と略同様の構成を備えており、ベース８が軸７ａ−７ｂ周りで回転自在となっている。また、実施例２のパラレルメカニズム工作機械９では、テーブル１を水平旋回可能な円テーブルとしている。
【００２０】
以上のように構成されたパラレルメカニズム工作機械９によると、テーブル１を水平旋回させることで、該テーブル１上に載置されたワークに対する一層の多面加工や複雑な加工を可能としている。つまり、可動体２がより広い可動範囲を有していることと同義となる。また、テーブル１は水平旋回するのみであるため、ワークの支持剛性の低下等を抑えることができる。
【００２１】
なお、本発明にかかるパラレルメカニズム工作機械の構成は、上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、工作機械、自在継手、ベース、テーブル、及びリンクの形状や大きさ、構造等を適宜変更することができる。
たとえば、上記実施の形態では、ベースの左右両端に回転軸を設けているが、前後端であっても何ら問題はない。また、たとえば左端と前端とに回転軸を設けてもよい。つまり、ベース上に軸線を設定するのであればその軸線方向は何ら限定されない。さらに、回転軸の設置位置は、ベースの端部である必要はなく、より中央側に設置したとしても何ら問題はない。またさらに、ベースを２軸周り（たとえば、左右方向に一軸、前後方向に一軸）で回転可能としてもよい。
【００２２】
さらにまた、水平旋回するテーブルは円テーブルである必要はなく、図１に示されているような角状のテーブルであってもよい。
加えて、上記実施の形態とは逆に、テーブルをリンクと接続して可動体とし、主軸をテーブルに対向して設置したとしても何ら問題はない。
【００２３】
尚、リンクもボールねじに限定されることはなく、油圧式により伸縮するものやスライド式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１のパラレルメカニズム工作機械を模式化した模式図である。
【図２】可動体側自在継手の外観を示した説明図である。
【図３】ベース側自在継手の外観を示した説明図である。
【図４】実施例２のパラレルメカニズム工作機械を模式化した模式図である。
【図５】従来のパラレルメカニズム工作機械の外観を示した説明図である。
【図６】従来のパラレルメカニズム工作機械を模式化した模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・テーブル、２・・可動体、３・・工具、４ａ〜４ｆ・・リンク、５ａ〜５ｆ・・可動体側自在継手、６ａ〜６ｆ・・ベース側自在継手、７ａ、７ｂ・・回転軸、８・・ベース、９・・パラレルメカニズム工作機械。
【図１】
2006026824.tif 000003
【図２】
2006026824.tif 000004
【図３】
2006026824.tif 000005
【図４】
2006026824.tif 000006
【図５】
2006026824.tif 000007
【図６】
2006026824.tif 000008