JP2000107980A - 工作機械のシャッター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】迅速なシャッター開閉時間動作が確保され、構
造が簡単で取付作業が容易でメンテナンスしやすく、工
作機械の加工効率の向上に大きく寄与する工作機械のシ
ャッター装置を提供する。 【解決手段】工作機械の加工域と加工域外とを仕切るシ
ャッターを２枚のシャッター部材で構成し、一方のシャ
ッター部材にシリンダー装置のピストンロッドを固定す
るとともに、一方のシャッター部材の側方にピニオンを
回転可能に支承し、他方のシャッター部材の側方に可動
ラックを設け、前記ピニオンを可動ラックとシャッター
外に設けた固定ラックとの間に噛み合わせる。この構成
のもとで、ピストンロッドを上昇すると、一方のシャッ
ター部材が上方に移動するとともにピニオンが反時計方
向に回転しながら固定ラック上を昇るとともに、可動ラ
ックが上方に移動して他方のシャッター部材が上方に移
動し、シャッターが閉じられる。シャッターを開く場合
には、逆にピストンロッドをシリンダー装置内に押し込
むことにより、一方のシャッター部材と他方のシャッタ
ー部材が下降し、シャッターが開かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２枚のシャッター
部材からなるシャッターを有する工作機械のシャッター
装置に関し、さらに詳しくは工作機械のシャッターを２
枚のシャッター部材で構成し、両者を連動して上下方向
に移動してピストンロッド最短ストロークで短時間にシ
ャッターを開閉する工作機械のシャッター装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に工作機械においては、工具マガジ
ンの領域と加工領域との間にシャッターを設けて工具交
換時にこのシャッターを開くことが行われている。例え
ば、第一に、特開昭６１−７６２５２号公報には、「工
作機械におけるカバー装置」として、「工具交換アーム
を先端部に取付けた旋回体を工具マガジン側の第１位置
と主軸ヘッド側の第２位置との間で旋回可能に支持し、
前記旋回体の前記第１位置と第２位置との間における回
動と前記工具交換アームの旋回によって工具交換を行う
ようにした工作機械におけるカバー装置であって、前記
旋回体の回動時において前記旋回体と工具交換アームが
通過可能な窓部を形成した固定のカバーを設置するとと
もに、前記旋回体に対し前記主軸ヘッド側に配設され一
端が前記旋回体の旋回軸線と同軸上に枢支され他端が前
記旋回体の側面に沿って前記工具交換アームの旋回に干
渉しない位置まで延在する第１の扉部材と、前記窓部の
前記旋回体から遠い側の側部の近傍に一端が枢支され閉
止状態において他端が前記第１扉部材の先端部と対接し
て前記窓部を閉塞する第２の扉部材とを設け、さらに、
前記旋回体と第１扉部材との間に設けられ前記旋回体の
前記第１位置と第２位置との間の旋回に応じて前記第１
扉部材を前記旋回体と同方向に回動させる第１の運動伝
達機構と、前記旋回体と第２扉部材との間に設けられ前
記旋回体の回転方向と逆方向に前記第２扉部材を回動さ
せる第２の運動伝達機構とを設けたことを特徴とする工
作機械におけるカバー装置」が記載されている。

【０００３】すなわち、この装置は、固定カバーに形成
された窓部を一対の扉部材によって開閉可能に閉止する
とともに、工具交換アームを有する旋回体の回動力を利
用し、一方の扉部材は旋回体と同一方向に旋回し、他方
の扉部材はこれと反対方向に旋回するようにしたもので
ある。

【０００４】第二に、実開平３−２５８８９号公報に
は、「工作機械における仕切壁の開閉扉」として、「工
作機械における加工区域と自動交換装置が待機する加工
準備区域とが仕切られた工作機械の仕切壁の開閉扉であ
って、可動体若しくは自動交換装置が前記両区域の間を
移動通過する際に、前記仕切壁の一部を開閉して該可動
体もしくは自動交換装置を通過させるものにおいて、前
記開閉扉を一対の開戸による観音開きとし、いずれか一
方の開戸と他方の開戸とを連動して同方向へ開かせるリ
ンク機構で連結し、前記可動体若しくは自動交換装置と
一方の開戸のうちいずれか一方に係合部材を配設し、他
方にカムフオロアを設け、前記可動体もしくは自動交換
装置の移動により前記カムフオロアが前記係合部材に従
動して、前記両開戸が開閉することを特徴とする工作機
械における仕切壁の開閉扉」が記載されている

【０００５】すなわち、この装置は、主軸ヘッドと開閉
扉との一方に配設した係合部材と他方に設けたカムフォ
ロアとを有し、開閉扉を観音開き構造とし、一方の開戸
と、他方の開戸とをリンク機構で連結して同時開閉を行
うものである。

【０００６】第三に、実開平５−１８０３０号公報に
は、「工作機械の開閉カバー装置」として、「加工領域
と加工領域外との間で工具を搬送する自動工具交換装置
を有する工作機械において、前記加工領域を密閉するス
プラッシュカバーと、該スプラッシュカバーの前記自動
工具交換装置の通過空間部を遮蔽するために設けられ、
相互に相反する方向に移動して開閉可能な二つのシャッ
ターカバーと、一端は該シャッターカバーに連結され、
他端は前記スプラッシュカバーに連結され、前記スプラ
ッシュカバー上の連結点を中心に揺動可能で前記二つの
シャッターカバーを平行移動させる二つの平行リンク機
構と、二つのカム溝が設けられ、前記自動工具交換装置
の工具交換アームの旋回軸まわりにこの工具交換アーム
と一体になつて旋回するカムブロツクと、前記二つの平
行リンク機構の各々の一端に設けられ、前記二つのカム
溝にそれぞれ係合するカムフオロアとからなり、工具交
換アームが加工領域内に工具を搬送するときはシャッタ
ーカバーを開き、工具交換アームが加工領域外に工具を
搬送するときはシャッターカバーを閉じるようにカムフ
オロアを案内するように前記カム溝を形成するとともに
工具交換アームの工具搬送動作に連動し、二つのシャッ
ターカバーを自動的に異なる方向に平行移動して開閉す
ることを特徴とする工作機械の開閉カバー装置」が記載
されている。

【０００７】すなわち、この装置は、主軸と工具マガジ
ンとの間で工具の着脱、交換をする場合に、自動工具交
換装置（ＡＴＣ）を駆動させアームを振り込ませて、Ａ
ＴＣに連結した揺動力伝達機構からリンク機構にＡＴＣ
の揺動力を伝達し、リンク機構の動きで開閉カバーを開
き、開閉カバーが開ききったと同時にＡＴＣのアームを
開閉カバーが遮蔽していた空間内を通過させるものであ
る。

【０００８】第四に実開平２−４７１４０号公報には、
「工具マガジンのカバー装置」として、「主軸ヘッドを
上下動可能に支持した門型コラムの開口内に工具マガジ
ンのマガジンベースを所定量進退可能に収納し、前記コ
ラムの開口部に工具マガジンを切粉およびクーラント等
より保護する開閉カバーを開閉可能に枢支し、この開閉
カバーに前記マガジンベースに設けられた押圧部に当接
し工具マガジンの前進により開閉カバーを開放する当接
部材を設け、前記開閉カバーと前記コラムとの間に前記
開閉カバーを常時閉止する方向に付勢するスプリングを
設けてなる工具マガジンのカバー装置」が記載されてい
る。

【０００９】すなわち、この装置は、通常開閉カバーを
スプリングのばね作用により閉止し、工具マガジンへの
切粉及びクーラント等の侵入を防止し、工具の交換のた
めに工具マガジンが前進されると、そのマガジンベース
に設けられた押圧部により開閉カバーの当接部材が押圧
され、開閉カバーがスプリングに抗して開放され、工具
マガジンの前進を許容するものである。

【００１０】第五に一枚のシャッターをシリンダ、ピス
トン機構を利用して上下に開閉する装置も提案されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第一の装置
は、構造が複雑でメンテナンスに手間がかかり、また機
械式であるため動作が迅速であるとは云いがたい問題点
を有する。

【００１２】また、第二の装置は、一対の観音扉、カム
フオロア及びリンク機構等を利用するものであり、機械
式であるがために迅速な動作が望み難い問題点を有す
る。

【００１３】さらに、第三の装置は、専用の駆動源を必
要としない者の迅速な開閉作用は望み難く、また、構造
も複雑である問題点を有する。

【００１４】またさらに、第四の装置は、マガジンベー
スの進退運動を利用して開閉カバーを開閉するものであ
るので、駆動源を利用するものに比べてコスト的には有
利であるものの、機械式であるために迅速な動作を望み
難い問題点を有する。

【００１５】最後に、第五の装置は、一枚のシャッター
をシリンダーのピストンロッドの上下動により開閉する
ものであり、シャッターの材質、強度、重量など適切な
ものを選択する難しさがあり、また、ストロークが長い
ためにシャッター開閉に時間がかかるなどの問題点を有
する。

【００１６】本発明は、かかる従来の装置の欠点を解消
し迅速な開閉動作を確保し、また、構造が簡単でメンテ
ナンスしやすい工作機械のシャッター装置を提供するこ
とを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、次の手段を採るものである。すなわち、
請求項１の発明は、工作機械における加工域と加工域外
との間を仕切るシャッターを備える工作機械のシャッタ
ー装置であって、該シャッターは２枚のシャッター部材
で構成され、一方のシャッター部材の下降、上昇ととも
に他方のシャッター部材も連動して下降、上昇され、シ
ャッターが開閉されるように構成されたことを特徴とす
る工作機械のシャッター装置である。

【００１８】請求項２の発明は、工作機械における加工
域と加工域外との間を仕切るシャッターを備える工作機
械のシャッター装置であって、該シャッターは２枚のシ
ャッター部材で構成され、一方のシャッター部材にはピ
ストンロッドが固定されるとともに、その側方にはピニ
オンが回転可能に支承され、他方のシャッター部材の側
方には可動ラックが固定され、前記シャッター以外のと
ころに固定ラックが設けられ、前記ピニオンは前記可動
ラックと固定ラックと間に噛み合わされ、該ピストンロ
ッドの下降によって前記一方のシャッター部材が下降す
るとともに前記他方のシャッター部材が前記ピニオン、
可動ラック、固定ラックの働きで下降して前記シャッタ
ーが開かれ、前記ピストンロッドの上昇によって前記一
方のシャッター部材が上昇するとともに前記他方のシャ
ッター部材が前記ピニオン、可動ラック、固定ラックの
働きで上昇して前記シャッターが閉じられるように構成
されることを特徴とする工作機械のシャッター装置であ
る。

【００１９】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の発明において工作機械が自動工具交換装置を有する工
作機械のシャッター装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に図をまじえながら本発明を
詳細に説明する。なお、図は、あくまでも説明のための
ものであって、本発明の精神を失わない限り多少の変更
は許容される。図１は、本発明の工作機械のシャッター
装置の正面図を示す。図１において一方のシャッター部
材１と他方のシャッター部材２とでシャッターが構成さ
れ、シャッターが閉じられている状態が示される。この
状態においてはシャッターにより主軸等が存在する加工
域と工具マガジン等が存在する加工域外とが区分けされ
る。一方のシャッター部材１にはシリンダー装置３のピ
ストンロッド４が固定部材５により固定されている。

【００２１】該一方のシャッター部材１の側方にはピニ
オン６が軸受け７により回転可能に支承されている。８
はピニオン軸である。９、１０、１１、１２は一方のシ
ャッター部材１に取り付けられたガイドであり、ガイド
９、１０はレール１７上を、ガイド１１、１２はレール
１８上を摺動するように構成されている。レール１７、
１８は、それぞれレール固定部材１９、２１、２０、２
２によってシャッター以外のところに例えばガイド板２
３、２４に取り付けられている。したがって、ピストン
ロッド４の動きにつれて一方のシャッター部材１もレー
ル１７、１８上を移動することになる。

【００２２】他方のシャッター部材２の側方には可動ラ
ック２５が固定されており、図１を矢印Yの方向にみた
平面図である図３に示されるように、該可動ラック２５
は前記ピニオン６と噛み合い、他方、ピニオン６は、ガ
イド板２４に取り付けられた固定ラック２６にも噛み合
っている。該他方のシャッター部材２にもガイド１４、
１６が取付けられ、これらのガイドも図１を矢印Xの方
向にみた側面図である図２に示すようにレール１７、１
８上を摺動するように構成されている。

【００２３】図１に於いて、シリンダー装置３のピスト
ンロッド４が下降するとともに、一方のシャッター部材
１も下降し、そのためピニオン６が時計方向に回転せし
められ、固定ラック２６と噛み合いながら下方に移動
し、同時に可動ラック２５も該ピニオン６の回転ととも
に下方に移動するように構成されている。そのため、可
動ラック２５が取り付けられた他方のシャッター部材２
は倍速で下降するように構成される。勿論、上昇の場合
には倍速で上昇することになる。

【００２４】図４は、一方のシャッター部材１と他方の
シャッター部材２が下降し、その結果、シャッターが開
かれ空間Ａが形成されている状態を示す。この空間Ａが
形成されることは、工作機械の加工域と加工域外との仕
切りが一時的になくなり、後述の自動工具交換が可能と
なる。

【００２５】図５は、一方のシャッター部材１と他方の
シャッター部材２が降下して前述の仕切りが一時的にな
くなるので、自動工具交換装置２８によって工具マガジ
ン２９と主軸２７との間で工具交換を行う説明図であ
る。

【００２６】ここで、図１〜５に基づいて本発明の作用
について説明する。自動工具交換の信号を受けて、シリ
ンダー装置３に図示しないパイプを通じてピストンロッ
ド４を下降するように油圧又は空気圧が供給され、その
結果、一方のシャッター部材１がレール１７、１８に規
制されながら下降する。一方のシャッター部材１の下降
とともに、図３に示すように該一方のシャッター部材１
の側方に設けた軸受け７に支承されたピニオン６が固定
ラック２６と噛み合いながら時計方向（図１）に回転し
ながら下降する。

【００２７】そのため、ピニオン６の回転とともに、該
ピニオン６と噛み合う可動ラック２５は下降し、可動ラ
ック２５が取り付けられた他方のシャッター部材２もレ
ール１７、１８に規制されて下降することになる。その
結果、図４に示すように、２枚のシャッター部材１、２
は共に下降し、仕切りがなくなり、空間Ａが形成される
ことになる。

【００２８】ついで、図５に示すように、自動工具交換
装置２８の交換アーム３０が、Ｚ軸の周りに９０度回転
し、さらにＺ軸方向に下降して工具マガジン２９から新
工具を受け取り、主軸２７から旧工具を受け取る。そし
て、交換アーム３０は、さらに１８０度回転し、Ｚ軸方
向に上昇して主軸２７に新工具を、工具マガジン２９に
旧工具を引き渡し、９０度回転する。

【００２９】その後、ピストンロッド４が上昇するよう
にシリンダー装置３に油圧又は空気圧が供給され、一方
のシャッター部材１が上昇するとともにピニオン６が反
時計方向に回転し、それとともに可動ラック２５がピニ
オン６と噛み合いながら上昇し、他方のシャッター部材
２も上昇し、図１に示すように２枚のシャッター部材
１、２が上昇してシャッターが閉じられることになる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、開閉に要する
時間が１枚からなるシャッターに比べて半減され、シャ
ッターの収納スペースも半減され、製品精度の高いシャ
ッター部材の採用によって耐久性が向上し、シャッター
の半分のシャッター部材を用いることによって取付け作
業が容易になり、加工能率の向上及び生産性の向上が図
られるという顕著な効果が奏される。

【００３１】請求項２の発明によれば、叙上の効果に加
えてピニオン、ラックの採用によりピストンロッドのス
トロークが半減され、該ピストンロッドがたわみにくく
なり、また、構造が簡単でしかも迅速な開閉動作が確保
され、メンテナンスがしやすく、ひいてはシャッター装
置の耐用性の向上、加工能率の向上及び生産性の向上が
図られるという顕著な効果が奏される。

【００３２】請求項３の発明によれば、自動工具交換装
置を備えた工作機械に叙上の効果を付与することが可能
となり、この分野の発展が促進される顕著な効果が奏さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械のシャッター装置の正面図
で、シャッターが閉じられた状態を示すものである。

【図２】図１を矢印Ｘ方向に見た側面図である。

【図３】図１を矢印Ｙ方向に見た平面図である。

【図４】図１においてシャッターが開かれた状態を示す
ものである。

【図５】工具交換の説明図である。

【符号の説明】

１ 一方のシャッター部材 ２ 他方のシャッター部材 ３ シリンダー装置 ４ ピストンロッド ５ 固定部材 ６ ピニオン ７ 軸受け ８ ピニオン軸 ９、１０、１１、１２、１４、１６ ガイド １７、１８ レール １９、２０、２１、２２ レール固定部材 ２３、２４ ガイド板 ２５ 可動ラック ２６ 固定ラック ２７ 主軸 ２８ 自動工具交換装置 ２９ 工具マガジン ３０ 交換アーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械における加工域と加工域外との間
   を仕切るシャッターを備える工作機械のシャッター装置
   であって、該シャッターは２枚のシャッター部材で構成
   され、一方のシャッター部材の下降、上昇とともに他方
   のシャッター部材も連動して下降、上昇され、前記シャ
   ッターが開閉されるように構成されることを特徴とする
   工作機械のシャッター装置。
2. 【請求項２】工作機械における加工域と加工域外との間
   を仕切るシャッターを備える工作機械のシャッター装置
   であって、該シャッターは２枚のシャッター部材で構成
   され、一方のシャッター部材にはピストンロッドが固定
   されるとともに、その側方にはピニオンが回転可能に支
   承され、他方のシャッター部材の側方には可動ラックが
   固定され、前記シャッター以外のところに固定ラックが
   設けられ、前記ピニオンは前記可動ラックと固定ラック
   との間に噛み合わされ、該ピストンロッドの下降によっ
   て前記一方のシャッター部材が下降するとともに前記他
   方のシャッター部材が前記ピニオン、可動ラック、固定
   ラックの働きで下降して前記シャッターが開かれ、前記
   ピストンロッドの上昇によって前記一方のシャッター部
   材が上昇するとともに前記他方のシャッター部材が前記
   ピニオン、可動ラック、固定ラックの働きで上昇して前
   記シャッターが閉じられるように構成されることを特徴
   とする工作機械のシャッター装置。
3. 【請求項３】工作機械が自動工具交換装置を有する請求
   項１又は２に記載の工作機械のシャッター装置。