(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、このベース上に上下方向に延びて固定された固定フレームと、縦長の窓を中央に開口し前記ベース上で第１水平方向に移動可能なガントリと、このガントリの前記縦長の窓内で上下方向に案内されたサドルと、このサドルにより前記第１水平方向と直交する第２水平方向に移動可能に案内されたラムと、このラムにより前記第２水平方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持され前端部に工具を装着可能な工具主軸と、この工具主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、前記工具主軸の前方に配置され加工すべきワークを取付け可能なワークテーブルとを含み、前記ガントリを前記固定フレームと前後方向に重複した関係で移動できるように前記固定フレームの前面に配置し、前記ガントリの下面とベースとの間に配置した下部ガイド手段と前記固定フレームの上部前面と前記ガントリの上部背面との間に配置した上部ガイド手段とで前記ガントリを前記第１水平方向に案内するガイド手段を構成し、前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータとで前記ガントリを前記第１水平方向に駆動する駆動手段を構成し、前記上部リニアモータと前記下部リニアモータのそれぞれの吸引力作用中心点は前記ガントリの重心点或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む前記第１水平方向と平行な同一の鉛直面内で前記重心点を挟んで該重心点の両側に位置されるとともに、前記上部及び下部リニアモータは前記下部リニアモータが前記ガントリの下面を前記ベースに対して上下方向に吸引力を作用すると共に前記上部リニアモータが前記ガントリの上部背面を前記固定フレームの上部に対し略前後方向に吸引力を作用するように異なる向きに配置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に記載の工作機械において、前記上部及び下部ガイド手段は上部及び下部レール手段を含み、これらレール手段の前記第１水平方向における両端は前記固定フレームの中央に開口する窓を超えて前記固定フレームの両端部まで延びていることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項２に記載の工作機械において、前記固定フレームは、ベースの前記第１水平方向の両端部に固着された一対の柱部材と、これら柱部材の上面に両端部が固着され前記第２水平方向には前記ガントリの中間位置近辺まで前方に張り出しているクロスビームとからなり、前記上部レール手段は前記クロスビームの前端面に取付けられ前記第２水平方向における前記ガントリの幅の略中間部に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項４】
請求項３に記載の工作機械において、前記下部リニアモータは前記上部レール手段の鉛直下方で前記ガントリの下面と前記ベースの上面との間に配置され、前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置いた状態で前記ベース上に固定され第２水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項１に記載の工作機械において、前記ベースは前記第２水平方向において後方に向かって上方に傾斜するスラント面を有し、前記固定フレームは前記スラント面の後端の前記第１水平方向の両端部に固定され上端が前方に張り出すように前傾する一対の柱部材及びこれら柱部材の上端を連結する水平のクロスビームからなり、前記ガントリは前記スラント面と前記固定フレームとに挟まれる位置に配置され、前記スラント面に対向する前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記固定フレームの前傾した面に対向する前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータがそれぞれ前記スラント面及び前記柱部材と略平行に形成されていることを特徴とする工作機械。
【請求項６】
請求項５に記載の工作機械において、前記下部リニアモータは前記上部レール手段の鉛直下方で前記ベースのスラント面とこのスラント面に平行な前記ガントリの下面との間に配置され、前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置いた状態で前記ベースのスラント面上に固定され前記第２水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特徴とする工作機械。
【請求項７】
請求項１に記載の工作機械において、前記ガントリは、前記第１水平方向に離間した左右一対の縦桁部材と、これら縦桁部材の内側対向面に分離可能に連結され前記第１水平方向に延びる下横桁部材と、前記縦桁部材の上端面に分離可能に結合され前記第１水平方向に延びる上横桁部材とで構成され、また、前記下部ガイド手段が前記ベースに固定されたレールとこのレール上を走行自在で一対の前記縦桁部材の各々の下面に取付けられた少なくとも２つのベアリングブロックからなることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
請求項７に記載の工作機械において、前記上部ガイド手段は、前記固定フレームの上部前面に固定されたレールと、このレール上を走行自在で前記上桁部材の背面に取り付けられたベアリングブロックからな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、工具主軸をワークに対して互いに直交する３方向に移動してワークを加工する工作機械、特に、少なくとも１方向における工具主軸の送りがリニアモータにより駆動される形式の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この主の工作機械としては、特開平８−３１８４４５号公報に開示されている。この公開特許公報に開示された工作機械は、図９及び図１０に概略図示されるように、ベース８０上に箱形のフレーム８１を立設し、この箱形フレームの中央に開口する方形の窓８２内で箱形のガントリ８３をその上下端部で案内し、このガントリ８３の上下端部とフレーム８１の対向面との間に設けた一対のリニアーモータ８４，８５によりガントリ８３を左右Ｘ方向に送るように構成されている。
【０００３】
また、ガントリ８３は縦長の方形窓８６が形成され、サドル８７はこの方形窓８６内で図略の左右一対のリニアガイド機構により上下動可能に案内されると共に左右一対のリニアモータ８８により上下Ｙ方向に送られる。また、サドル８７にはラム９０が前後動可能に図略のリニアガイド機構により案内されてリニアモータにより前後Ｚ方向に移動される。このラム９０は、図略の駆動モータにより回転駆動される工具主軸９１をＺ方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持している。
【０００４】
前記ガントリ８３を左右案内するリニアガイド機構は、各々がガイドレールとこのレール上を走行するベアリングブロックとを含む下部ガイド機構９１と上部ガイド機構９２とからなる。下部ガイド機構９１はガントリ８３の下面と箱形フレーム８１の下横桁部材８１ａとの間に配置され、上部ガイド機構９２はフレーム８１のクロスビーム８１ａの前面とこれに対面するガントリ８３の上部の背面との間に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のリニアモータ駆動式工作機械においては、ガントリ８３がフレーム８１の中央に開口する方形窓８２内で移動されるように配置されているので、ガントリ８３の左右移動ストロークがフレーム８１の左右の柱部材８１ｂにより制限される。
【０００６】
また、フレーム８１のクロスビーム８１ａはガントリ８３の上端面を被さるように配置されるので、フレーム８１の背丈が高くなり、機械が大型となる。
さらに、ガントリ８３の下端部を左右方向に案内する下部リニアガイド機構９１がガントリのベース板８３ａの下面に取付けられているので、ガントリ８３の方形窓８６の左右内端面に装架されたサドル８７の上下動のためのリニアガイド機構及びリニアモータ８８を点検及び修理・交換する場合、ガントリ８３のベース板８１ａ上で直立する全ての構成部材を個々に分離して機械から取外さなければならず、点検或いは修理・交換作業後の再組付けが手間のかかる作業となる。
【０００７】
従って、本発明の主たる目的は、ガントリと固定フレームの柱部材との干渉によるガントリの左右ストロークの制限を受けずに、ガントリの左右ストロークを大きくすることができるようにすることである。
本発明のもう一つの別の目的は、固定フレームの柱部材の上端を連結するクロスビームが工作機械の背丈を高くしなく、これにより工作機械を小型とし剛性を高めることである。
【０００８】
本発明の他の目的は、ガントリを構成する左右一対の縦桁部材を互いに他のものから分離した場合にでも、これら縦桁部材がガントリの下端部を案内するリニアガイド機構のガイドレールに保持された状態を保持でき、これにより分解後の再組付けを能率良く行えるようにすることである。
本発明の付加的な目的は、工具主軸に作用する切削抵抗に対して強固に対向できるようにガントリ及びサドルを案内するガイド機構を構成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の課題及びこれに関連する目的は、以下に述べる各請求項に記載の工作機械を提供することにより解決され達成される。即ち、請求項１に記載の発明は、ベースと、このベース上に上下方向に延びて固定された固定フレームと、縦長の窓を中央に開口し前記ベース上で第１水平方向に移動可能なガントリと、このガントリの前記縦長の窓内で上下方向に案内されたサドルと、このサドルにより前記第１水平方向と直交する第２水平方向に移動可能に案内されたラムと、このラムにより前記第２水平方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持され前端部に工具を装着可能な工具主軸と、この工具主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、前記工具主軸の前方に配置され加工すべきワークを取付け可能なワークテーブルとを含み、前記ガントリを前記固定フレームと前後方向に重複した関係で移動できるように前記固定フレームの前面に配置し、前記ガントリの下面とベースとの間に配置した下部ガイド手段と前記固定フレームの上部前面と前記ガントリの上部背面との間に配置した上部ガイド手段とで前記ガントリを前記第１水平方向に案内するガイド手段を構成し、前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータとで前記ガントリを前記第１水平方向に駆動する駆動手段を構成し、前記上部リニアモータと前記下部リニアモータのそれぞれの吸引力作用中心点は前記ガントリの重心点或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む前記第１水平方向と平行な同一の鉛直面内で前記重心点を挟んで該重心点の両側に位置されるとともに、前記上部及び下部リニアモータは前記下部リニアモータが前記ガントリの下面を前記ベースに対して上下方向に吸引力を作用すると共に前記上部リニアモータが前記ガントリの上部背面を前記固定フレームの上部に対し略前後方向に吸引力を作用するように異なる向きに配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記した上部及び下部ガイド手段として上部及び下部レール手段を使用し、これらレール手段の前記第１水平方向における両端を前記固定フレームの中央に開口する方形窓を超えて延長する。これにより、ガントリの前記第１水平方向の端部を固定フレームの左右の柱部材の前側まで移動でき、かつこの状態でガントリの支持剛性をこのガントリが左右方向の中央位置にある時と同様に高く維持できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、固定フレームのクロスビームの前端をガントリの前後方向における幅の中間位置近辺まで張り出し、上部レール手段及び上部リニアモータをガントリの前後方向の中間位置に配置できるようにする。請求項４に記載の発明は、下部リニアモータを上部レール手段及び上部リニアモータの鉛直下方に配置し、また下部レール手段を第１水平方向に延びる２本のレールとすると共に、これらレールを下部リニアモータを間に置いた状態で前記前後方向における下部リニアモータの両側に配置する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、ベースには後方に向って上方に傾斜するスラント面を形成する。固定フレームの第１水平方向の両端の柱部材は上端がガントリ側に向かって前方に張り出すように前傾させる。また、ガントリの下面及び上部後面をそれぞれスラント面部及び前記柱部材と平行に形成する。請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、下部リニアモータを上部レール手段の鉛直下方でベースのスラント面とこのスラント面に平行なガントリの下面との間に配置し、下部レール手段は下部リニアモータを間に置いた状態でベースのスラント面上に固定され第２水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含む。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、左右一対の縦桁部材とこれら縦桁部材の下端部同士及び上端部同士を分離可能に連結する下横桁部材と上横桁部材とからなる４部材でガントリを構成する。下部ガイド手段を構成する少なくとも一対のベアリングブロックを縦桁部材の下面にそれぞれ直接取付け、縦桁部材を分離した場合でも、縦桁部材が下部ガイド手段のガイドレール上をこれらベアリングブロックを介して走行できるようにする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、固定フレームのクロスビームを左右の柱部材から分離可能とし、またガントリの下部ガイドレールとして一対のガイドレールを設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレールと別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案内するようにし、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上下の横桁部材を点検或いは修理・交換のために４部材に分離した場合でもこれら４部材の各々が１つのガイドレールに案内された状態に維持されるようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１〜３は、本発明によるリニアモータ駆動式工作機械の第１の実施の形態の平面図、右側面図及び正面図をそれぞれ示す。本実施の形態における工作機械は、ベース１０の前部に配置されたワークテーブル１１、ベース１０の後部に配置された固定フレーム１５、固定フレーム１５の前側でベース１０及び固定フレーム１５によりガイドされてＸ方向に水平移動するガントリ２０、このガントリ２０により案内されてＹ方向に上下移動するサドル５０、サドル５０によりＺ方向に水平移動するラム６０、ガントリ２０，サドル５０，ラム６０をそれぞれ移動する電気リニアモータ３５，３７，５１，５２，６７、及びラム６０に回転自在に支持された工具主軸７１を主要な構成要素としている。
【００１７】
ベース１０の前部上面にはワークテーブル１１がテーブル支持機構１２により支持されている。ワークテーブル１１は上面にワークＷを取り付ける水平取付面１１ａを有する。テーブル支持機構１２はワークテーブ１１を単に固定保持する形式のものでもよいが、望ましくは公知の回転割出機構（図示省略）を内蔵する形式のものとされる。
【００１８】
この回転割出機構は、ワークテーブル１１を垂直な軸線の周りに９０度毎の４面割出しする形態でもよいが、図略の数値制御装置によりＮＣ制御されるサーボモータにより任意な角度位置に割出可能な形態でもよい。また、テーブル支持機構１２は、後述する工具主軸７１の軸線と平行又は直角な軸線の周りにワークテーブル１１を割出できる形態を含めてその他各種の形態を採り得る。
【００１９】
ワークテーブル１１を配置する前部の正面幅よりも幾分広がった幅を持つベース１０の後部上面には、固定フレーム１５が立設されている。固定フレーム１５は、図３に示されるように、この工作機械の左右方向である水平のＸ方向（第１水平方向）に離間した２本の柱部材１６，１６と、これら柱部材の上端面にその両端下面が図略のボルトにより分離可能に連結されるクロスビーム１７とを含み、ベース１０の後部上面と柱部材１６，１６の内側対向面とクロスビーム１７の下面とで画定される方形窓１８を工作機械の前後方向である水平のＺ方向（第２水平方向）に向けて開口している。
【００２０】
固定フレーム１５の前側には、図３のように、中央に縦長方形窓２４を固定フレーム１５の方形窓１８とラップして開口する箱形のガントリ２０が下面及び上部背面をベース１０及び固定フレーム１５にそれぞれ案内されてＸ方向（第１水平方向）に移動自在に設けられている。ガントリ２０は、左右の縦桁部材２１と上下の横桁部材２２，２３をボックス状に組立てて構成され、中央部に縦長の方形窓２４を工作機械の正面側に向けて開口している。
【００２１】
より詳細には、下横桁部材２３は、Ｚ方向の幅が縦桁部材２１のそれよりも狭くなっており、図４に示すように、下面が後述するリニアモータのコイルユニットを取付けるため前側が後側よりも高くなる段付面２３ａとして形成され、両端部上面には縦桁部材２１の下端が着座する着座面２３ｂと縦桁部材２１の下端部内側面を受ける垂直受面２３ｃが形成されている。左右の垂直受面２３ｃは垂直リム２３ｄにより一体結合されている。
【００２２】
各縦桁部材２１の下端部は、図５に代表して示すように、下横桁部材２３の着座面２３ｂ上に固定される。この固定は、縦桁部材２１の下部外側端に開口するポケット２１ｂ，２１ｃからボルトを挿入し、着座面２３ｂ上に開口するネジ穴（符号省略）にねじ込んでなされる。縦桁部材２１の下端部内側面は、下横桁部材２３の垂直受面２３ｃと分離可能に結合される。この結合は、垂直リム２３ｄ側からボルトを垂直受面２３ｃを挿通して縦桁部材２１のネジ穴にねじ込むことによりなされる。
【００２３】
縦桁部材２１の上端部同士は、上端面に上横桁部材２２の両端部を分離可能に固定して上横桁部材２２により連結される。より詳細には、上横桁部材２２の左右端の水平部２２ａからボルトを挿入し、この水平部２２ａを挿通して縦桁部材２１の上端のネジ穴にねじ込む。このように左右の縦桁部材２１と横桁部材２２，２３が箱形に組立てされ、縦長方形窓２４が縦桁部材２１の対向内側面と上下の横桁部材２２，２３の対向下面と上面とで画定される。
【００２４】
固定フレーム１５の前方のベース１０上の部分とガントリ２０の下面との間には下部ガイド手段としてのリニアガイド機構２７が設けられ、一方、固定フレーム１５の上部前面とガントリ２０の上部背面との間に上部ガイド手段としてのリニアガイド機構２８が設けられている。下部ガイド機構２７は、Ｚ方向に離間した位置でＸ方向に延びてベース１０上に固定された互いに平行な２本の直線レール２９，２９と、これらレール上を走行する各レールについて２個づつの２対のベアリングブロック３０，３１を含む。
【００２５】
前側の一対のベアリングブロック３０は、縦桁部材２１のそれぞれの下面の前側に直接取付けされる。この取付けは、図５に示す最前側のポケット２１ａからボルトを挿入し、縦桁部材２１の下端面を挿通してベアリングブロック３０のネジ穴にねじ込んでなされる。
後側の左右のベアリングブロック３１は、縦桁部材２１の直下で下横桁部材２３の各着座面２３ｂの下面に取付けされる。この取付けは、下横桁部材２３に縦桁部材２１を結合するに先立って行われ、着座面２３ｂの上面側からボルトを下横桁部材２３を挿通してベアリングブロック３１の上面に開口するネジ穴にねじ込んでなされる。この場合、ボルトとして例えば六角穴付きボルトが使用され、それらの頭部は着座面２３ｂから突き出ないようにされる。
【００２６】
ここで、ベアリングブロック３１が下横桁部材２１に取付けされる関係で、後側のガイドレール２９を取付けるベース１０の上面は前側のガイドレール２９を取付けるそれに比べて着座面２３ｂ部の板厚分だけ下げられていることが理解されよう。
上部ガイド機構２８は、ガイドレール２９と平行にＸ方向に延びてクロスビーム１７の前面に固定された単一のガイドレール３２とこの上を走行する左右一対のベアリングブロック３３を含む。ガイドレール３２をＺ方向におけるガントリ２０の幅員の中間位置、つまり下部の一対のガイドレール２９間のＺ方向における中間位置に配置するため、クロスビーム１７は前側が縦桁部材２１の上端の後側の略半分まで覆い被さるように前方に張り出している。
【００２７】
これと同じ目的で、ガントリ２０の上横桁部材２２は、Ｚ方向の幅が縦桁部材２１の同方向の幅の半分程度に狭くされており、その前端縁が縦桁部材２１の前面と略整列するように縦桁部材２１の上面の前半分側に寄せた状態で長手方向の両端が前述したように縦桁部材２１の上面に分離可能に図略のボルトにより固着されている。上横桁部材２２は垂直背面２２ｂを有し、縦桁部材２１の真上となるこの垂直背面２２ｂの長手方向両端部にそれぞれベアリングブロック３３を取付けている（図３参照）。
【００２８】
本発明による実施の形態における特徴の１つは、固定フレーム１５がガントリ２０の上部背面をガイドするようにしており、この構成はガントリ２０の上端と固定フレーム１５の上端とを略同一背丈にすることを可能とし、サドル５０の所要のＹ方向ストロークを確保する条件下で工作機械全体の背丈を低くし、工作機械の小形化と剛性の強化に寄与する。
【００２９】
また、本発明による実施の形態における他の特徴の１つとして、ガントリ２０は固定フレーム１５の方形窓１８内に存在せずに固定フレーム１５の前側に配置され、また好適には下部ガイドレール２９及び上部ガイドレール３２の両端は対応する側の柱部材１６の前側まで伸ばされている。これにより、ガントリ２０は左右の縦桁部材２１の各々を固定フレーム１５の対応する側の柱部材１６の前側にラップするように進出でき、ガントリ２０の所要のＸ方向ストロークを確保する条件下で柱部材１６のＸ方向間隔が狭くされ、工作機械の正面間口を狭くできる。
【００３０】
ガイドレール３２とベアリングブロック３３とで構成されるリニアガイド機構２８は、Ｚ方向に作用する最大荷重に抗する向きで取付けられている。リニアガイド機構２８をＺ方向の最大荷重に抗する向きに取付けて、Ｙ方向に作用する最大荷重に抗するように取付けされた一対の下部リニアガイド機構２７の取付向きとは９０度異なる向きにした構成が本発明による実施の形態の他の特徴の１つとして注目されよう。
【００３１】
ガントリ２０は、下端及び上端が同期制御される下部の電気リニアモータ３５及び上部の電気リニアモータ３７によりそれぞれ駆動される。下部リニアモータ３５は、２本のガイドレール２９間でこれに沿ってべース１０上に敷設された固定の磁石板ユニット３５ａとこれに対向して下横桁部材２３の下面に取付けされた電磁コイルユニット３５ｂとで構成される。磁石板ユニット３５ａは複数の磁石板をガントリ２０の移動方向に直列に配置して構成される。
【００３２】
これに対し、上部リニアモータ３７は、ガイドレール３２に沿って固定フレーム１５のクロスビーム１７の前面に敷設された固定の磁石板ユニット３７ａとこれに対向してガントリ２０の上横桁部材２２の背面に取付けされた電磁コイルユニット３７ｂとで構成される。
これらリニアモータ３５，３７は、コイルユニット３５ｂ，３７ｂを図略の数値制御装置（ＮＣ）により同期制御してコイルユニット３５ｂ，３７ｂとこれらに対向する磁石板ユニット３５ａ，３７ａとの励磁関係をＮＣプログラムに従って進行方向に移行することによりガントリ２０をベース１０及び固定フレーム１５上で移動させるように動作する。この送り動作過程において、コイルユニット３５ｂは磁石板ユニット３５ａに吸引されるように磁力を生起し、これによりガントリ２０をベース１０に向かい下方に押し付けるように作用する。一方、コイルユニット３７ｂはガントリ２０を固定フレーム１５のクロスビーム１７に向かう後方に押し付けるように磁力を生起する。
【００３３】
本発明による実施の形態の他の特徴の１つとして、上下のリニアモータ３５，３７はガントリ２０の重心，好ましくはガントリ２０とこれと共に上下動する機構の組立体の重心を通る鉛直面内の上下端部を駆動するようにＺ方向にはガントリ２０の幅の中間部に配置されている。本発明による実施の形態のさらなる特徴の１つとして、リニアモータ３５，３７が生起す吸引力Ｆ１，Ｆ２の合力は、図２に矢印Ｆｔとして示すように、ガントリ２０を斜め後方の下向きへ押し付けるように作用する。このため、工具主軸７１に作用する切削抵抗がガントリ２０を上方に持ち上げる方向に働く場合や前記切削抵抗が断続的に変動する場合でも、ガントリ２０はベース１０及び固定フレーム１５に対し上下（Ｙ）方向及び前後（Ｚ）方向に不動に強固に保持され、ガイドレール２９，３２とベアリングブロック３０，３１，３３との摺動勘合部に存在するスキマによりガントリ２０がベース１０及び固定フレーム１５に対して前後方向及び上下方向にふらつくことが防止され、高い加工精度を保証できる。
【００３４】
前記ガントリ２０の縦長方形窓２４内には、同じく箱形のサドル５０が上下方向に移動自在に案内されている。この案内機構は、ガントリ２０の縦桁部材２１の内側対向端面の前部に設けた前部ガイド手段としてのリニアガイド機構５１と同じく対向端面の後部に設けた後部ガイド手段としてリニアガイド機構５２からなる。前部ガイド機構５１を構成する一対のガイドレール５３は、縦長の方形窓２４の高さ方向の幅に略匹敵する全長を有し、縦桁部材２１の前部で内側の対向面にそれぞれ固定されている。各ガイドレール５３上を走行自在なベアリングブロック５４，５４は、そのガイドレールと対向するサドル５０の側面の上下端部にそれぞれ固着されている。
【００３５】
後部ガイド機構５２を構成する左右一対のガイドレール５５は、ガイドレール５３の全長よりも短い長さを有し、縦桁部材２１の後部で方形窓２４の下方に寄せて内側の対向面にそれぞれ固定されている。各ガイドレール５５上を走行自在な単一のベアリングブロック５６は、そのガイドレールと対向するサドル５０の側面の下端部に固着されている。これにより、サドル５０は、前部がその４隅に固着された４個のベアリングブロック５４にガイドされ、後部が下部の２隅に固着された２個のベアリングブロック５６によりガイドされる。
【００３６】
本発明による実施の形態における付加的な特徴の１つとして、図６の機構図で示すように、図２の右側面図方向から観ると、前部の上下２個のベアリングブロック５４と後部の１個のベアリングブロック５６を結ぶ線は直角三角形となり、工具主軸７１に作用する切削抵抗に対して高い剛性を持つ。また、同じく図２の右側面図方向から観ると、ガントリ２０の下部をガイドする前後のベアリングブロック３０，３１と上部をガイドする１個のベアリングブロック３３を結ぶ線は二等辺三角形となり、この配置も切削抵抗に対し高い剛性を持つ。
【００３７】
図２に破線で示すように、サドル５０を上下（Ｙ）方向に送る送り手段は、サドル５０の両側面と縦桁部材２１の内側面との間にそれぞれ配置された電気リニアモータ５７からなる。各リニアモータ５７は、サドル５０の各側面で前後のガイドレール５３，５５の間で上下方向に沿って縦桁部材２１の対応する内側面上に敷設された磁石板ユニット５７ａとこれに対向してサドル５０の側面に固着されたコイルユニット５７ｂにより構成される。
【００３８】
サドル５０は、箱形で前後方向に長い筒状となっており、後部を固定フレーム１５の方形窓１８内に臨ませている。サドル５０の中央窓５０ａ内にはラム６０が前後（Ｚ）方向に移動自在に案内されている。ラム６０は、図３の正面から観ると、幅の狭い上面に向けて両側面から傾斜する６角形状をなし、サドル５０を挿通すると共に方形窓２４，１８をも挿通して後端が固定フレーム１５の後方から突き出るように前後（Ｚ）方向に細長い形状をなしている。
【００３９】
ラム６０を前後方向に案内するガイド手段は、広幅下面の両側とサドル５０との間に配置された一対の下部リニアガイド機構６１と狭幅上面とサドル５０との間に配置された単一の上部リニアガイド機構６２からなる。これらガイド機構６１，６２の各々は、前述したリニアガイド機構と同様に直線ガイドレール６３，６４とこのレール上を走行する１又は２のベアリングブロック６５，６６とで構成される。
【００４０】
このラム６０の前後（Ｚ）方向ガイド手段の特徴は、ガイドレール６３，６４をラム６０に固着し、ベアリングブロック６５，６６をサドル５０に固着している点にある。より詳しくは、図７に示すように、下部リニアガイド機構６１の各々では２つのベアリングブロック６５をラム６０の長手方向の前部と中間部に固着し、上部リニアガイド機構６２では１つのベアリングブロック６６をラム６０の前部に固着している。
【００４１】
本発明による実施の形態における付加的な別の特徴の１つとして、図７の機構図で示すように、図２の右側面図方向から観るとき、上部及び下部ベアリングブロック６５，６６の配置は、それらを結ぶ線が直角三角形をなし、工具主軸７１に作用する加工抵抗に対し高い剛性を持つ構造となっている。
ラム６０を前後（Ｚ）方向に送る駆動手段として、ラム６０の下面とサドル５０との間に配置した電気リニアモータ６７が使用される。このリニアモータ６７は、ガイドレール６３，６３間でサドル５０に取付けられた電磁コイルユニット６７ｂと、複数の磁石板をＺ方向に直列にしてラム６０の下面にコイルユニット６７ｂと対面して取付けた磁石板ユニット６７ａとで構成される。
【００４２】
ラム６０は円筒形のベアリングケース（図略）を収容し、このケースは工具主軸７１を図略の軸受装置を介してＺ方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持している。ケース７０は工具主軸７１を回転駆動する図略のビルトインモータをも内蔵している。前記軸受装置は、ボールベアリング，ローラベアリング，空気や液体を軸受媒体として使用する流体ベアリングの１又はこれらを組み合わせて使用する形式のものである。
【００４３】
工具主軸７１は、前端に工具Ｔを装着する機構を内蔵しており、これにより工具主軸７１の前端にドリル、エンドミル、フライス、タップ、リーマ、研削砥石、必要に応じてバイト等の各種の工具を手交換またはＡＴＣにより自動交換してワークＷに種々の加工を施すことが可能である。
上記のように構成した第１の実施の形態の動作を説明する。
【００４４】
ワークＷはワークテーブル１１上に適宜の治具を介して装着される。図略のＮＣ装置は、入力されるＮＣプログラムに従って、工具主軸７１を回転駆動すると共に、ガントリ２０，サドル５０及びラム６０をそれぞれＸ方向，Ｙ方向及びＺ方向に移動し、工具主軸７１の前端に装着した切削工具ＴをワークＷに当接してワークＷを切削加工する。
【００４５】
ここで工具Ｔがドリルの場合、ＮＣ装置はリニアモータ３５，３７を同期駆動し、ガントリ２０の上下両端部でガントリ２０を早送り速度でＸ方向に移動し、ドリルＴをワークＷの加工すべき穴位置のＸ座標位置（左右方向位置）に位置決めする。この場合、ワークＷの大きさに依存して、ガントリ２０はその左右の縦桁部材２１を対応する側の固定フレーム１５の柱部材１６にラップする位置まで進出する。
【００４６】
この位置決め動作と並行し或いはこの位置決め動作の後に、ＮＣ装置はリニアモータ５７，５７を同期駆動し、サドル５０の左右両端部でサドル５０を早送り速度でＹ方向に移動し、ドリルＴをワークＷの加工すべき穴位置のＹ座標位置（上下方向位置）に位置決めする。これにより、ドリルＴが加工すべき穴位置と同心となる。
【００４７】
ドリルＴを加工すべき穴位置と同心にした後、ＮＣ装置はリニアモータ６７を駆動し、ラム６０をワークＷに向かって早送りし、ドリルＴの先端がワークＷの表面に対し所定の間隔位置に至ると前進送り速度を切削送り速度に切り替え、ワークＷに所定のドリル加工を施す。ガントリ２０，サドル５０及びラム６０の早送りの開始過程及び終了過程は、例えば１Ｇ或はこれ以上の加速度及び減速度で行われる。
【００４８】
１つの穴加工が終了すると、ラム６０はドリルＴの先端とワークＷの表面との間に所定のクリアランスが確保される位置まで後退し、次にガントリ２０及びサドル５０が早送り速度で移動されてドリルＴが次に加工すべき穴位置に整列され、再びラム６０が切削送りされて次の穴が加工される。このようにして、ワークＷの表面に多数の穴が順次高速で加工される。
【００４９】
工具Ｔがフライス加工用のもの、例えばミーリングカッタやエンドミルである場合、ガントリ２０とサドル５０が上述したドリル加工の場合と同様に早送り制御され、ワークＷの加工開始位置のＸ及びＹ座標にカッタ或いはエンドミルＴが位置決めされる。この後、ラム６０が切込み送りされてカッタ或いはエンドミルＴを所定の深さまでワークＷの表面に食い込ませ、その後ガントリ２０又はサドル５０を選択的又は同時に切削送り速度でそれぞれＸ方向及びＹ方向に移動させ、ワークＷの表面にフライス加工を施す。
【００５０】
この場合、工具主軸７１には大きな切削抵抗が作用する。本発明による工作機械においては、ガントリ２０をガイドする下部リニアガイド機構２７はガントリ２０が下方向に沈む方向の力に対して大きな剛性を持つように向けられて配置され、上部リニアガイド機構２８はガントリ２０が後方に後退する方向の力に対して大きな剛性を持つように下部リニアガイド機構２７に対し９０度異なる向きで配置されている。また、ガントリ２０の重心を通る下端及び上端を駆動する下部リニアモータ３５及び上部リニアモータ３７は、ガントリ２０をベース１０に向かう下方向及びガントリ２０を固定フレーム１５に向かう後方向にそれぞれ吸引している。このため、ワークＷの加工時にガントリ２０を持ち上げる方向に作用する力に対して強固に反発すると共に、Ｚ方向に作用する力の断続的変動に対しても強固に反発する。この結果、下部リニアガイド機構２７及び上部リニアガイド機構２８の各レールとベアリングブロック間に存在するスキマやガタの分だけガントリ２０がベース１０及び固定フレーム１５に対し上下或いは前後方向に変位することが回避され、加工精度への悪影響が排除される。
【００５１】
次に、ガントリ２０を構成する４つの部材、つまり左右の縦桁部材２１及び上下の横桁部材２２，２３の分離及び再組付け作業について説明する。このような作業は、主としてガントリ２０の下部リニアモータ３５の点検や交換、さらにはガントリ２０にガイドされたサドル５０上の構成部品の点検や交換を行う場合に必要となる。
【００５２】
ガントリ２０の分離作業は、先ず、固定フレーム１５のクロスビーム１７の両端を左右の柱部材１６の上端面に固着している図略のボルトを取外し、またガントリ２０の上横桁部材２２の両端を左右の縦桁部材１６の上端面に固着しているボルト（符号省略）を取外すことにより行われる。これにより、上横桁部材２２をクロスビーム１７にガイドした状態で、これらの上横桁部材２２，クロスビーム１７を図略のホイストクレーンにより持ち上げ、工作機械から分離する。
【００５３】
次に、サドル５０を図略のホイストクレーンで懸垂して上方に持ち上げ、サドル５０のベアリングブロック５４，５６を左右の縦桁部材２１上のガイドレール５３，５５との係合を外す。これにより、サドル５０及びこれに支持されたラム６０及び工具主軸７１はサドル５０と共に工作機械から分離され、図略の作業台上に移され、これらへの点検及び必要に応じて分解及び再組立てが作業し易い状態で行われる。
【００５４】
次に、図５のポケット２１ｂ，２１ｃに挿入され各縦桁部材２１を下横桁部材２３に固着しているボルトを緩めて取外し、各縦桁部材２１を下横桁部材２３と分離する。これにより、左右の縦桁部材２１の下端部同士の連結が解除される。この状態では、各縦桁部材２１は、その下面に固着したベアリングブロック３０により、依然として前側のガイドレール２９上で移動自在にガイドされた状態にある。
【００５５】
従って、左右の縦桁部材２１の各々を互いに他のものと独立して任意に移動することができ、作業者は間隔を広げられた左右の縦桁部材２１間に入り込んで、各縦桁部材２１の内側面に取付けらた上下駆動用のリニアモータ５７の磁石板ユニット５７ａや前後のガイドレール５３，５５の点検及び修理・交換を容易に行うことができる。この点検及び修理・交換作業は、各縦桁部材２１とその下面のベアリングブロック３０を分離せずに行えるので、これらベアリングブロック３０のＸ方向のガイド方向とサドル５０の上下案内用ガイドレール５１，５２のＹ方向のガイド方向の直角度が確保されており、この作業後に再組付けを容易に行えると共に分離前の案内精度を確実に再現できる利点がある。
【００５６】
さらに、ガントリ２０の下部リニアモータ３５、特にその電磁コイルユニット３５ｂの点検及び交換作業は、縦桁部材２１を下横桁部材２３から上述の如く分離した後、コイルユニット３５ｂを下横桁部材２３に取付けているボルトを下横桁部材２３の両端の受面２３ｂ側から緩めて取外し、コイルユニット３５ｂを下横桁部材２３から分離する。これにより、コイルユニット３５ｂの点検及び交換作業を容易に行うことができる。
【００５７】
この状態では下横桁部材２３は後部のガイドレール２９に案内されるベアリングブロック３１に依然として固着保持されたままであるので、下桁部材２３の両端部にある着座面２３ｂと各縦桁部材２１の下端面との平行度及び下桁部材２３の垂直受面２３ｃと各縦桁部材２１の下部内側面との平行度も確保されており、このためコイルユニット３８の点検及び交換作業を終えた後に各縦桁部材２１を下横桁部材２３に再組付けする作業が容易に行えると共に、両縦桁部材２１を下横桁部材２３に組付けた組立体としての案内精度を容易かつ高精度に再現できる。
【００５８】
上述したように点検や必要に応じて修理・交換を終えた後、サドル５０とこれに支持したラム６０及び工具主軸７１からなる組立体をホイストクレーンに懸垂し、サドル５０の両側面のベアリングブロック５４，５６を縦桁部材２１の上端側から上下案内用のガイドレール５３，５５に勘合させて左右の縦桁部材２１上に容易に再組付けできる。この再組付けにおいては、ベアリングブロック５４，５６をサドル５０から分離しない限りこれらベアリングブロック５４，５６とガイドレール５３，５５との平行度を含めた配置関係が不変に維持されているので、単に再組付けが容易となるのみならず、再組付後の案内精度を容易かつ高精度に再現できる。
【００５９】
サドル５４を左右の縦桁部材２１に再組付けした後、固定フレーム１５のクロスビーム１７とガントリ２０の上桁部材２２を、両者が組立てされた状態でホイストクレーンにより懸垂して、それぞれ左右の柱部材１６及び左右の縦桁部材２１上に再び組付ける。この組付け作業は、左右の縦桁部材２１の再組付けにおいて両者間の間隔が上述したように分離前の状態に容易に再現されるため、また縦桁部材２１と下端のベアリングブロック３０と前部ガイドレール２９の３者間の組付け関係が不変に維持されているため、クロスビーム１７と左右の柱部材１６との組付け状態を再現しながら同時に上横桁部材２２と左右の縦桁部材２１との組付け状態を容易に再現でき、かつ分離前の組付けを再現した状態においてガントリ２０のベース１０及び固定フレーム１５上での案内精度も元通りに復元される。
【００６０】
なお、説明を省略したが、左右の縦桁部材２１と下横桁部材２３との組付けはボルトによる固着に加えて両者間にテーパピンを周知慣用の如く打込むようにしているので、分離時にはボルトを緩めて取外すと共にテーパピンを抜出し、逆に再組付け時にはテーパピンを先に両者間に打込んでからボルトをねじ込むことにより両者間の固着状態における相対位置が確実に再現される。このようなテーパピンは、クロスビーム１７の両端と柱部材１６との組付け及び上横桁部材２２の両端と左右の縦桁部材２１との組付けにも同様に使用される。
【００６１】
本発明による実施の形態における他の１つの付加的な特徴として、ガントリ２０を構成する左右の縦桁部材２１及び上下の横桁部材２２，２３を４部材に分離した状態においても少なくとも左右の縦桁部材２１、好ましくは前記４部材の各々がが１つのガイドレールに対してベアリングブロックを介してガイドされた状態に保持され、これによりガントリ２０の再組立てが上述したように容易に行え、かつ再組立て後の案内精度が分離前の高い精度に確実に再現される。
【００６２】
さらに、サドル５０の後端が固定フレーム１５の方形窓１８内に臨まないようにサドル５０を短くできる場合では、別の分離方法を採用できる。この方法では、ラム６０の前後ストローク端を機械的に規制する図略のストップ機構を取り外すことにより、工具主軸７１を支持したラム６０の組立体がサドル５０の正面或いは背面から抜き出される。この後、ガントリ２０の左右ストローク端を機械的に規制する図略のストップ機構を取り外し、ガントリ２０をその構成４部材である左右の縦桁部材２１と上下の横桁部材２２，２３を一体的に組立てかつサドル５０をガイドした状態で、固定フレーム１５の右方又は左方に抜き出すことができる。
【００６３】
ガントリ２０は、このようにベース１０及び固定フレーム１５から取り外して必要個所の点検及び修理・交換作業を行なった後、再度ベース１０及び固定フレーム１５に案内されるように再組み付けされる。
この分離方法は、ガントリ２０を固定フレーム１５の前側でガイドするようにした本発明の１つの特徴的構成とガントリ２０のＸ方向駆動機構及び好適にはラム６０のＺ方向駆動機構がリニアモータにより構成した点の相乗的組合わせに基づき、容易に達成できる。
【００６４】
次に、本発明による第２の実施の形態について図８を参照して説明する。この実施の形態における構成要素の参照番号は１００位桁で示してあり、各構成要素はその１０位桁以下の番号が前述した第１の実施の形態のものと一致する部材と同一の機能を持つ。
この実施の形態においては、ベース１１０の後部上面は、後方に向かって上方に傾斜するスラント面１１０ｂとして形成され、このスラント面１１０ｂの後端部からこのスラント面１１０ｂに垂直に固定フレーム１１５の左右の柱部材１１６が立設されている。
【００６５】
柱部材１１６は、上端側に向かうに連れて前傾する形状をなし、それらの上端面においてクロスビーム１１７の両端下面を分離可能に固着している。クロスビーム１１７の前面１１７ａは、両端の柱部材１１６の前面と整列するように上方に向かうに連れて前方に傾斜している。
ガントリ１２０は、その底面となる下横桁部材１２３の底面がスラント面１１０ｂと略平行となり、その上部後面となる上横桁部材１２２の背面１２２ｂ及び左右の縦桁部材１２１の上部背面が上横桁部材１１７の前面１１７ａ及び柱部材１１６の上部前面と平行となっている。これにより、ガントリ１２０は、工作機械の正面から観るときは第１の実施の形態と同様に箱形をなすが、図８の右側面図方向から観るときは斜辺が上下方向に垂直な直角三角形に近似の形状をなしている。
【００６６】
ガントリ１２０の下部をＸ方向に案内する下部ガイド手段１２７は、前部リニアガイド機構と後部リニアガイド機構とからなり、前部ガイド機構のベアリングブロック１３０は左右の縦桁部材１２１の前部下面に直接取付けされるが、後部ガイド機構のベアリングブロック１３１は下横桁部材１２３の下面に取付けされている。前部及び後部ガイドレール１２９に沿ってかつこれらの間に、下部リニアモータ１３５が配置され、その電磁コイルユニット１３５ｂが下横桁部材１２３の下面に分離可能に取付けされている。
【００６７】
ガントリ１２０の上部をＸ方向に案内する単一の上部リニアガイド機構１２８は、そのガイドレール１３２がクロスビーム１１７の前面１１７ａの上端縁に沿って水平に延びた状態でクロスビーム１１７の前面１１７ａに固着される。
ガントリ１２０の上部をＸ方向に駆動する上部リニアモータ１３７は、上部リニアガイド機構１２８に接近した下方で磁石板ユニット１３７ａをクロスビーム１１７の前面１１７ａに取付け、電磁コイルユニット１３７ｂを上横桁部材１２２の背面１２２ｂに取付けている。
【００６８】
ここで、下部にある前後のリニアガイド機構はスラント面１１０ｂに対して垂直に向かう方向の最大荷重Ｆ１に抗するように配置され、一方上部のリニアガイド機構１２８はスラント面１１０ｂと平行な方向の最大荷重Ｆ２に抗するように配置され、下部リニアガイド機構と９０度異なる方向に向けられている。同様に、下部リアモータ１３５は下部リニアガイド機構１２７の最大荷重Ｆ１作用方向にガントリ１２０を吸引し、上部リニアモータ１３７は上部リニアガイド機構１２８の最大荷重Ｆ２作用方向にガントリ１２０を吸引する。
【００６９】
下部及び上部リニアモータ１３５，１３７の各々の吸引方向と対応するリニアガイド機構１２７，１２８の最大荷重Ｆ１，Ｆ２の作用方向とを同一方向とし、リニアガイド機構１２７，１２８の各ガイドレール１２９，１３２の両側案内面に偏摩耗が生じないようにしている。
また、前記最大荷重Ｆ１，Ｆ２の合力Ｆｔが後方に向かうに連れてやや下降する方向に作用するようにしてある。これにより、工具主軸１７１に作用する切削抵抗がガントリ１２０を持ち上げる傾向の連続的或いは断続的な力が作用しても、このような持ち上げ傾向の力に対してガントリ１２０を強固に保持でき、リニアガイド機構１２７，１２８の案内部に存在するガタがガントリ１２０を前後及び上下方向にふらつかせることを排除している。
【００７０】
さらに、上部リニアモータ１３７は、下部リニアモータ１３５の真上に位置させ、両リニアモータ１３７，１３５をＸ方向と重力作用方向がなす鉛直面内でＸ方向に配設している。好ましくは、この鉛直面は、この面内にガントリ１２０の重心、好ましくはガントリ１２０とこれと共に上下動する組立体の重心が存在するように選択される。上下のリニアモータ１３７，１３５をガントリ１２０の重心を含む鉛直面内に配置することにより、Ｘ方向の移動におけるガントリ１２０の蛇行を確実に排除できる。
【００７１】
ガントリ１２０の縦長方形窓内でサドル１５０を上下方向駆動する左右のリニアモータ１５７は、それらの駆動方向と直交するＺ方向の中心が上下のリニアモータ１３７，１３５及びガントリ１２０の重心を含む前述した鉛直面内に存在するように配置されている。サドル１５０を上下方向に案内し駆動するその他の機構と、サドル１５０の方形窓内にラム１６０を前後方向にガイドし駆動する機構と、さらにはラム１６０に工具主軸１７１を回転できるように支持する機構は、前述した第１の実施の形態と同様であるのでこれら機構の詳細な説明は割愛する。
【００７２】
また、この実施の形態の動作も第１の実施の形態で説明した通りであるので割愛するが、第１の実施の形態と第２の実施の形態の動作上の違いは、第２の実施の形態における下部リニアガイド機構１２７は第１の実施の形態における下部リニアガイド機構２７よりもＺ方向の加工反力に対しより積極的に対抗する点にある。
【００７３】
上述した各実施の形態においては固定フレーム１５，１１５に方形窓１８，１１８を形成し、この方形窓内でサドル５０，１５０及びラム６０，１６０の後端部が移動可能としたが、Ｚ方向の移動ストロークが短い形式の工作機械においては前記方形窓１８，１１８は不要であり、前記サドル５０，１５０やラム６０，１６０の後端部も前記固定フレーム１５，１１５の前側で移動可能としてもよい。
【００７４】
また、上述した各実施の形態においてはガントリ２０，１２０の下横桁部材２３，１２３を縦桁部材２１，１２１の平坦な下面に固着しているが、下横桁部材２３，１２３の両端の受面２３ｂの部分の厚み分だけ縦桁部材２１，１２１の下面の後部に段差を設けて縦桁部材２１，１２１の下部に配置する前後のリニアガイド機構２７，１２７のガイドレール２９，１２９をベース１０，１１０上の単一平面上に敷設できるようにしてもよい。
【００７５】
また、ガントリ２０，１２０の下面を案内するガイド機構２７，１２７をＺ方向に一対のものとして設けたが、このガイド機構は必ずしも一対である必要はなく、前側のリニアガイド機構２９，３０（１２９，１３０）のみを設けるようにしてもよい。
前述したリニアガイド機構の各々は、各ベアリングブロックが減摩媒体としての多数のボール或いはコロなどの転動体を循環可能に保持し、これら転動体を介してガイドレール上をこのレールの長手方向のみ走行できる形式のものであるが、減摩媒体として圧力流体を使用する形式のガイド機構などの他の形式のものを使用できる。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、ガントリを固定フレームの前側で第１水平方向に移動できるように配置したので、ガントリを固定フレームと前後方向に重複した関係で移動でき、ガントリの移動ストローク端が固定フレームを構成する部材に制限されず、ガントリの所要の移動ストロークを確保した上で工作機械の間口を狭くできる。またガントリを前記第１水平方向に移動させるための上部及び下部ガイド手段とガントリをこのガイド手段に沿って駆動する上部及び下部リニアモータをガントリの下面とベースの上面との間及びガントリの上部背面と固定フレームの上部前面との間に配置したので、ガントリを上下部で案内しかつ駆動する要求を満たしながら固定フレームの背丈を低くでき、正面間口を狭くできることと相俟って工作機械を小形化できる。さらに、上部及び下部リニアモータをそれら吸引力作用点がガントリの重心或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む第１水平方向と平行な同一の鉛直面内で重心点を挟んで該重心点の両側に位置するように配置したので、ガントリを蛇行させずに円滑に移動させることができる。さらに、上部及び下部リニアモータを、各々が異なる方向に吸引力を生起し、これら吸引力の合力がガントリを後向きでかつ下向き傾向の斜め方向に固定フレームに押付けるように配置したので、工具主軸に断続的負荷が作用する場合でもベース及び固定フレームに対するガントリのその移動方向と直交する上下方向および前後方向の相対位置を不動に維持できる。
【００７７】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、ガントリの上部及び下部ガイド手段を構成するレール手段の両端を固定フレームの中央に開口する窓を超えて延ばすことにより、ガントリが移動ストロークの各端部に位置されるときの剛性を確保できる。
【００７９】
請求項３に記載の発明によれば、固定フレームのクロスビームを第１水平方向と直交する第２水平方向におけるガントリの中間位置までガントリ側に張出し、この張出し部の前面に上部ガイド手段を配置したので、ガントリを上端部ではガントリの重心の上方で案内でき、ガントリを蛇行させずに第１水平方向に円滑に移動させることができる。
【００８０】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、下部リニアモータを第２水平方向では上部ガイドレール手段の鉛直下方に配置し、また下部ガイド手段を前記下部リニアモータの前記第２水平方向における両側で第１水平方向に延びる一対のガイドレール手段により構成したので、ガントリの下部をガントリの重心の鉛直下方で第１水平方向に案内及び駆動することができ、上部ガイド手段と協働してガントリの第１水平方向における移動を一層円滑に行なうことができる。
【００８１】
請求項５に記載の発明によれば、ベースの第２水平方向における後部上面に後方に向かって上方に傾斜するスラント面を形成し、固定フレームの左右の柱部材をこのスラント面上にこの面と直角に立設すると共に、柱部材の上端同士を連結するクロスビームがガントリに向かって前方に張り出すようにしたので、ガントリの上端を第１水平方向に案内及び駆動する上部ガイド手段及び上部リニアモータをガントリの重心の第２水平方向における真上に配置することができ、ガントリの上端を第１水平方向において蛇行させずに円滑にガイドし駆動できる。
【００８２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、請求項４の発明が奏する効果を発揮させることができる。請求項７に記載の発明によれば、ガントリを左右の縦桁部材とこれら縦桁部材の上部同士及び下部同士を分離可能に結合する上横桁部材及び下横桁部材とで構成し、また下部ガイド手段のガイドレール上を走行する２つのベアリングブロックを縦桁部材の下面にそれぞれ取付けたので、ガントリを左右の縦桁部材と上下の横桁部材の４部材に分離した場合でも、左右の縦桁部材を下面に取付けたベアリングブロックを介して下部ガイド手段のガイドレール上で個々に移動可能に直立状態に保持でき、左右の縦桁部材の間隔を広げて各縦桁部材の内側面に設けたサドルのガイド手段及び駆動手段の点検及び修理・交換が容易となる。
【００８３】
請求項８に記載の発明によれば、固定フレームのクロスビームを左右の柱部材から分離可能とし、またガントリの下部ガイド手段として一対のガイドレールを設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレールとは別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案内したので、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上下の横桁部材を点検或いは修理のために４部材に分離した場合でもこれら４部材の各々を全てガイドレールに案内させた状態に保持できる。このため、分離状態においてこれら４部材の各々とこれを案内するガイドレールとのガイド状態が分離前の状態に保持されので、点検或いは修理後の再組付けが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図。
【図２】第１の実施の形態の右側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視方向から観た第１の実施の形態の正面図。
【図４】第１の実施の形態においてガントリを構成する下横桁部材の右端部を示す斜視図。
【図５】第１の実施の形態においてガントリを構成する縦桁部材と下横桁部材との結合関係を示す斜視図。
【図６】第１の実施の形態においてガントリを左右方向に案内するベアリングブロックの配置関係にサドルを上下方向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せて示す説明図。
【図７】第１の実施の形態においてサドルを上下方向に案内するベアリングブロックの配置関係にラムを前後方向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せて示す説明図。
【図８】図２に対応する本発明の第２の実施の形態の右側面図。
【図９】従来のリニアモータ駆動式工作機械の正面図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線矢視方向の断面図。
【符号の説明】
１０，１１０・・・ベース
１５，１１５・・・固定フレーム
２０，１２０・・・ガントリ
５０，１５０・・・サドル
６０，１６０・・・ラム
７１，１７１・・・工具主軸
２８，２７，１２８，１２７・・・上部及び下部リニアガイド機構
３７，３５，１３７，１３５・・・上部及び下部リニアモータ
２９，３２，１２９，１３２・・・ガイドレール
１８・・・方形窓
１６，１１６・・・柱部材
１７，１１７・・・クロスビーム
１１０ｂ・・・スラント面
２１，１２１・・・縦桁部材
２２，１２２・・・上横桁部材
２３，１２３・・・下横桁部材
３０，３１，３３，１３０，１３１，１３３・・・ベアリングブロック
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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