JP2001025938A - 工作機械及び、そのカバー装置 - Google Patents

工作機械及び、そのカバー装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの切削屑や、切削液が主軸ヘッド８後
部、第一サドル４及び第二サドル６等の作動箇所に降り
落ちるのを工作機械の左右幅を拡大させることなく防止
する。 【解決手段】 ベッド１にコラム２を固設し、このコラ
ム２の前面に第一サドル４を上下方向ｆ１の移動可能に
案内させ、また第一サドル４の前面に第二サドル６を左
右方向ｆ２の移動可能に案内させ、第二サドル６に主軸
ヘッド８を前後方向ｆ３の移動可能に案内させた工作機
械に於いて、第二サドル６に第一カバー板３１を固定す
ると共に、このカバー板３１の左右各端縁に側部カバー
板３３を、前後方向ｆ３への折れ曲がり可能に連設し、
また第二カバー板３９を第一サドル４と同体状に固定
し、さらに第二カバー体３９の前側に第三カバー板４１
を固設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械及び、そ
のカバー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】第一及び第二サドルやコラムの主軸方向
（前後方向）長さの短縮化と、主軸ヘッドの前後方向の
送り速度の高速化とを実現させた工作機械であって、主
軸方向ベッドにコラムを固設し、このコラムに第一サド
ルを上下方向の移動可能に案内させ、第一サドルに第二
サドルを横方向の移動可能に案内させ、第二サドルに主
軸ヘッドを前後方向の移動可能に案内させたものは知ら
れている（特開平４−３６５５２９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した工作機械に於
いては、主軸ヘッドの前端に装着された刃具でワークを
切削する際、刃具の回転等により切削屑や切削液が後方
へ飛散することがあるが、この飛散に対する保護対策を
しないときは、ワークの切削屑や、切削液が第一サドル
及び第二サドルに直接、降りかかるのであり、この結
果、加工精度が損なわれるばかりでなく、工作機械の保
守管理や清掃が行い難くなるのである。本発明は、斯か
る実状に対処し得るものとした工作機械及び、そのカバ
ー装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の工作機械では、ベッドにコラムを固設し、
このコラムの前面に第一サドルを上下方向の移動可能に
案内させ、また第一サドルの前面に第二サドルを左右方
向の移動可能に案内させると共に、第二サドルに主軸ヘ
ッドを前後方向の移動可能に案内させた工作機械に於い
て、第二サドルの前面に主軸ヘッドの前後移動を許容し
た第一カバー板を固定すると共に、このカバー板の左右
各端縁には側部カバー板を、このカバー板と第一サドル
との間に形成された案内手段の案内作用により後方への
折れ曲がり可能に連設し、また第一カバー板の前側並び
に第一カバー板よりも上側及び下側を主軸ヘッドの左右
移動の許容された状態に覆うものとした第二カバー板を
第一サドルと同体状に固定し、さらに第二カバー体の前
側に位置してコラム前面を主軸ヘッドの上下及び左右移
動の許容された状態に覆うものとした第三カバー板を固
設する。
【０００５】上記第一カバー板、側部カバー板、第二カ
バー板及び第三カバー板は、主軸ヘッドの先端部から後
方へ飛散する切削屑や切削液が直接に主軸ヘッドの後部
や、第一サドル及び第二サドルに降りかかるのを阻止す
る。また左右の側部カバー板は第二サドルが左右方向へ
移動したとき、後方へ折れ曲がって左右方向への張出し
を阻止される。
【０００６】さらに具体的には、請求項２に記載したよ
うに、第一カバー板が主軸ヘッドを前後移動可能に挿通
される透孔を有するものであり、この透孔と主軸ヘッド
との間はシール手段を介して略液密状態に保持される構
成となす。このようにすれば主軸ヘッド先端部から後方
へ飛散する切削屑や切削液が、透孔と主軸ヘッドとの隙
間を経て主軸ヘッドより後方に達するのを阻止される。
【０００７】請求項３に記載した工作機械のカバー装置
は請求項１記載の工作機械の実現に寄与するものであっ
て、即ち、ベッドにコラムを固設し、このコラムの前面
に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、また第
一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能に案
内させると共に、第二サドルに主軸ヘッドを前後方向の
移動可能に案内させた工作機械に形成されたカバー装置
であって、第二サドルの前面に主軸ヘッドの前後移動を
許容した第一カバー板を固定すると共に、このカバー板
の左右各端縁には側部カバー板を、このカバー板と第一
サドルとの間に形成された案内手段の案内作用により後
方への折れ曲がり可能に連設する。
【０００８】この際、請求項３に記載したように、第一
サドルが左右何れかの側へ移動されたとき、この移動さ
れた側の側部カバー板が案内手段の円弧状案内路の案内
作用により第一カバー板の連設箇所を中心として後方へ
折れ曲がる構成となす。
【０００９】また請求項４に記載したように、側部カバ
ー板が付勢手段により案内手段の円弧状案内路と交差す
る方向へ引張される構成となす。これにより、側部カバ
ー板の作動部の遊隙に起因したがたつきが規制される。
【００１０】さらに請求項５に記載したように、側部カ
バー板が複数のカバー要素板からなり、これらカバー要
素板が側縁同士を折れ曲がり可能に連設された構成とな
すことも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して説明
する。図１は本発明に係る工作機械（マシニングセンタ
等）の基本構造の一実施例を示す斜視図、図２は前記基
本構造の正面図、図３は前記基本構造の側面図、図４は
前記基本構造の平面図、図５は前記基本構造の一部で、
Ａは第一サドルを示す斜視図で、Ｂは第二サドルを示す
斜視図である。
【００１２】本実施例の工作機械は、最下部を形成して
なるベッド１、このベッド１上面に固設されたコラム
２、このコラム２の前面に固設された上下向きの一対の
ガイドレール３、３を介して上下方向ｆ１の摺動変位自
在に案内される第一サドル４、このサドル４の前面に固
設された左右向きの一対のレール部材５、５を介して左
右方向ｆ２の摺動変位自在に案内される第二サドル６、
この第二サドル６に固設された一対の前後向きレール部
材７、７を介して前後方向ｆ３の摺動変位自在に案内さ
れる主軸ヘッド８等を備えてなる。
【００１３】上記各部の構造について説明すると、次の
通りである。即ち、ベッド１は鋼板で箱形に形成され、
コラム２よりも前側の上面に、図示しない工作台を固定
するための支持部材９、９を固着されたものとなされて
いる。ベッド１の中央には切削屑や切削液を特定箇所へ
落下させるための落下孔１０が形成されている。
【００１４】コラム２は左右一対の縦向き部２ａ、２ａ
と上下一対の横向き部２ｂ、２ｃとを有し、中心部に比
較的大きな前後向きの四角孔ａを形成された四角枠体を
主体となすと共に、上側の横向き部２ｂにモータ台２ｄ
を形成し、このモータ台２ｄに第一サドル４を上下駆動
するためのサーボモータ１１を固定したものとなされて
いる。
【００１５】第一サドル４は、図５Ａ等に示すように、
左右一対からなる断面四角形の各縦向き単一角柱体４
ａ、４ａと上下一対からなる断面四角形の各横向き単一
角柱体４ｂ、４ｃとを有し且つ、中心部に比較的大きな
前後向きの四角孔ｂを形成され且つ、コラム２の前面に
収まる程度の大きさとなされてなる鋼板製の縦向き四角
枠体を形成し、この四角枠体の後面に前記レール部材
３、３に案内される嵌合部材１２を固定すると共に上下
の横向き角柱体４ｂ、４ｃの前面に第二サドル６を案内
するための一対のレール部材５、５を固定し、また上側
の横向き角柱体４ｂの後面に前面視逆Ｕ形のブラケット
１３を固着すると共にこのブラケット１３の頂部にナッ
ト体１４を固定したものとなされている。このさい、単
一角柱体４ａ、４ｂ、４ｃには断面四角形等の角柱部材
の複数本を一体化して形成したものも含む。
【００１６】ナット体１４には前記サーボモータ１１の
出力軸に結合された縦向きネジ軸１５を螺入させ、また
上側の横向き枠部材４ｂの上面に第二サドル６を左右駆
動するためのサーボモータ１６を設け、また横向き枠部
材４ｂの上面に固着された図５Ａに示す一対の補強板１
７、１７上に、前記サーボモータ１６の出力軸に結合さ
れた横向きネジ軸１８を回転自在に支持するものとした
軸受部材１９ａ、１９ｂを固定している。
【００１７】第二サドル６は、図５Ｂ等に示すように、
中心部に主軸ヘッド８が挿入される程度の前後向きの四
角孔ｃを形成され且つ、第一サドル４の前面に収まる程
度の大きさとなされた縦向き四角枠体６ａを備え、この
四角枠体６ａの後面に鋼板製の四角筒部材からなる左右
一対の水平誘導枠６ｂ、６ｂを前後向きに固着すると共
に前記レール部材５、５に案内される複数の嵌合部材２
０を固定され、また各水平誘導枠６ｂの上面に前後向き
レール部材７を固設すると共に一対の水平誘導枠６ｂ、
６ｂの側面間を水平な平鋼板２１で結合させたものとな
されている。
【００１８】上記四角枠体６ａの上側の横向き角柱体２
２の一側の上面には斜め後上方へ向かう張出し部材２３
が設けてあり、この張出し部材２３の先端に開放環形の
ナット保持部材２４を固定させている。ナット保持部材
２４に保持させたナット体２５には上記横向きネジ軸１
８が螺入されている。さらに左右の水平誘導枠６ｂ、６
ｂの後端間には縦向き支持板２６を固着し、この支持板
２６の後面に主軸ヘッド８を前後方向ｆ３へ駆動変位さ
せるためのサーボモータ２７が固定されている。
【００１９】主軸ヘッド８は前後向きの主軸２８を回転
自在に支持したヘッドフレーム２９を備え、このヘッド
フレーム２９の内方に主軸２８を回転駆動するための図
示しない駆動モータを設け、またヘッドフレーム２９の
下面に前記レール部材２０に案内される複数の嵌合部材
３０を設けたものとなされている。ヘッドフレーム２９
と前記サーボモータ２７との間には、このサーボモータ
２７の回転によりヘッドフレーム２９を前後移動させる
ものとした図示しないネジナット機構が形成されてい
る。
【００２０】上記のように形成した工作機械の基本構造
に於いてカバー装置を装設するのであり、その具体的な
構成を図６〜図１１を参照して説明する。図６に示すよ
うに、第二サドル６の前面にこれの概略全体を覆う第一
カバー板を３１固定する。この第一カバー板３１は中央
部に主軸ヘッド８が前後移動可能に内挿される透孔８ａ
を有すると共にこの透孔８ａの内周囲に、透孔８ａと主
軸ヘッド８との間を略液密状にシールするためのシール
手段３２を固定したものとなす。このシール手段３２と
しては例えば撓曲可能となされた帯状ゴム体等が使用さ
れる。
【００２１】第一カバー板３１の左右端縁には側部カバ
ー板３３を、このカバー板３３と第一サドル４との間に
形成された案内手段３４の案内作用による後方への折れ
曲がり可能に連設する。これをさらに詳細に説明する
と、図７及び図８等に示すように第一カバー板３１の左
右各端縁にヒンジ継ぎ手３５を介して側部カバー板３３
を前後揺動自在に装着する。そして、各側部カバー板３
３に対応させてその案内手段３４を形成するのであり、
この案内手段３４は側部カバー板３３の上下に形成した
案内機構からなるもので、この案内機構の一つについて
説明すると、平面視鈎状となされた案内板３６を第一サ
ドル４の端部に固定させ、各案内板３６に形成された１
／４円弧状の案内路３６ａ内にその対応する側部カバー
板３３の上下縁に突設されたローラ３７を挿入したもの
となす。さらに、１／４円弧状の案内路３６ａの曲率中
心近傍箇所と前記ピン体３７近傍箇所との間に付勢手段
であるスプリング３８を張り架け、この付勢力で側部カ
バー板３３をこれが後方へ揺動する側へ引張させる。
【００２２】また図９に示すように、第一カバー板３１
の前側並びにこのカバー板３１よりも上側及び下側を覆
うものとした第二カバー板３９を結合部材４０を介して
第一サドル４と同体状に固定する。この第二カバー板３
９は主軸ヘッド８の左右移動を許容するための方形状の
透孔３９ａを有している。
【００２３】さらに第二カバー板３９の前側には図１０
及び図１１に示すように平面視コ字形の第三カバー板４
１をコラム２と同体状に固定する。この際、第三カバー
板４１には主軸ヘッド８の上下及び左右移動を許容する
ための概略方形の透孔４１ａを設ける。
【００２４】上記した工作機械の基本構造からマシニン
グセンタを形成するには、さらに次のような図示しない
構成を付加するのであって、即ち、多数の工具を収納さ
せた工具マガジンや、工具マガジンの工具を受け取って
主軸２８の先端に嵌挿したり、或いはこれとは逆に主軸
２８の先端から工具を抜き取って工具マガジンに戻すよ
うに作動するものとした自動工具交換装置を設けるほ
か、ベッド１上部の構造物の全体を覆うための囲壁を必
要に応じて設ける。
【００２５】次に上記のように構成した工作機械の作動
を説明する。サーボモータ１１が回転することにより、
第一サドル４及び主軸ヘッド８が上下方向ｆ１へ駆動変
位される。この際、第一カバー板３１、側部カバー板３
３及び第二カバー板３９は第一サドル４と同体状に上下
変位する。また第三カバー板４１はコラム２に固定され
ていて上下変位しないが、このカバー板４１に形成され
た透孔４１ａの存在が主軸ヘッド８の上下変位を許容す
る。この上下変位中、第二カバー板３９の透孔３９ａに
よる前後方向空間は第一カバー板３１及び側部カバー板
３３により遮断され、また第三カバー板４１の透孔４１
ａによる前後方向空間は第二カバー板３９、第一カバー
板３１及び側部カバー板３３により遮断される。
【００２６】またサーボモータ１６が回転することによ
り、第二サドル６及び主軸ヘッド８が左右方向ｆ２へ駆
動変位される。この際、第一カバー板３１が第二サドル
６と同体状に左右移動され、この左右移動に連動して側
部カバー板３３、３３が左右移動する。このとき第二カ
バー板３９及び第三カバー板４１は左右変位しないが、
各カバー板３９、４１の透孔３９ａ、４１ａの存在が主
軸ヘッド８の左右変位を許容する。
【００２７】各側部カバー板３３が左右移動されると、
これのピン体３７が案内板３６の１／４円弧状の案内路
３６ａに案内されて移動し、この移動の際にローラ３７
に作用する力が側部カバー板３３をヒンジ継ぎ手３５回
りへ前後揺動させる。
【００２８】いま例えば、第二サドル６が最も右側に移
動されたとき、右側の側部カバー板３３は図１２Ａに示
すように案内路３６ａとピン体３７との相互作用により
ヒンジ継ぎ手３５回りの後方へ凡そ９０度揺動された状
態となり、逆に第二サドル６が最も左側に移動されたと
き、左側の側部カバー板３３は図１２Ｂに示すように案
内路３６ａとピン体３７との相互作用により第一カバー
板３１と同一の左右方向となって第二カバー板３９の透
孔３９ａによる前後方向空間を遮断するように作動す
る。このような右側の側部カバー板３３の作動は左側の
側部カバー板３３についても対称的に行われる。これに
より、第二カバー板３９の透孔３９ａによる前後方向空
間は第二サドル６の左右方向ｆ２の位置の如何に拘わら
ず第一カバー板３１及び側部カバー板３３、３３により
閉鎖された状態となり、また第三カバー板４１の透孔４
１ａによる前後方向空間は第二カバー板３９、第一カバ
ー板３１及び側部カバー板３３、３３により閉鎖された
状態となる。
【００２９】またサーボモータ２７が回転することによ
り、主軸ヘッド８が前後方向ｆ３へ駆動変位されるので
あり、これにより主軸２８は三軸方向の任意位置へ向け
て移動されるものとなる。この際、シール手段３２は主
軸ヘッド８の周面に付着した切削屑や切削液を主軸ヘッ
ド８の後方移動中に拭って落下させ切削屑等が第一カバ
ー板３１の後方へ侵入するのを阻止する。
【００３０】上記したような主軸２８の上下左右前後変
位と、主軸２８の先端に嵌着された刃具の駆動モータに
よる回転作動とにより、図示しない工作台上に固定され
たワークの加工が可能となる。
【００３１】ワークの加工中には刃具により生成された
切削屑や切削液は刃具の回転に起因して後方にも飛散す
るのであり、この切削屑のうち第三カバー板４１の透孔
４１ａを通り抜けたものは第二カバー板３９に衝突して
落下し、また第二カバー板３９の透孔３９ａを通り抜け
ものは第一カバー板３１や側部カバー板３３に衝突して
落下する。従って、主軸ヘッド８がその移動範囲内の任
意位置にあっても切削屑や切削液は第一サドル４や第二
サドル６に直接に降りかかることはないのであり、しか
も切削屑等は剛性の大きい板部材で確実に遮断されるも
のとなる。
【００３２】そして、スプリング３８は第二サドル６の
左右移動中、側部カバー板３３のピン体３７を案内路３
６ａの曲率中心近傍箇所へ向けて引張し案内路３６ａの
周面に圧接させ、側部カバー板３３の遊隙に起因したが
たつきの発生を阻止する。
【００３３】上記実施例に於いて、各側部カバー板３３
を２、３枚の複数のカバー要素板の側縁同士をヒンジ継
ぎ手等を介して折れ曲がり可能に連設したものとなし、
各カバー要素板を案内手段３４に案内させることも差し
支えない。この場合に於ける各カバー要素板のがたつき
をなくするには、各カバー要素板毎に先のスプリング３
８に相当する機能を有する付勢手段を設けることが必要
となる。
【００３４】
【発明の効果】以上の如く構成した本発明によれば、次
のような効果が得られる。即ち、請求項１に記載したも
のによれば、ベッドにコラムを固設し、このコラムの前
面に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、また
第一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能に
案内させ、第二サドルに主軸ヘッドを前後方向の移動可
能に案内させた工作機械に於いて、主軸ヘッドに装着さ
れた刃具で生成される切削屑や切削液が第一サドルや第
二サドルに直接に降りかかるのを剛性の大きい部材から
なるカバー装置により長期に亘って確実に遮断すること
を可能となし、しかも工作機械の左右幅のコンパクト性
を維持し得るものである。
【００３５】請求項２に記載したものによれば、第一カ
バー板の透孔と主軸ヘッドとの間から切削屑等が後方へ
侵入し、第一カバー板の背後の第二サドルや第一サドル
の空間内へ侵入するのを阻止できるものである。
【００３６】請求項３に記載したものによれば、請求項
１の発明の実現に寄与するものであり、請求項４に記載
したものによれば、側部カバー板の前後揺動を簡易な構
造により行わせることができるのであり、請求項５に記
載したものによれば、側部カバー板の移動時にこのカバ
ー板に起因したがたつき音の発生しないものとなり、請
求項６に記載したものによれば、カバー要素板が側部カ
バー板の全体よりも小さくなって側部カバー板が便利に
取り扱えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工作機械の基本構造の一実施例を
示す斜視図である。
【図２】前記基本構造の正面図である。
【図３】前記基本構造の側面図である。
【図４】前記基本構造の平面図である。
【図５】前記基本構造の一部で、Ａは第一サドルを示す
斜視図で、Ｂは第二サドルを示す斜視図である。
【図６】前記基本構造に第一カバー板及び側部カバー板
を装着した状態を示す斜視図である。
【図７】前記工作機械の一部を示し、Ａは平面図、Ｂは
側面図、Ｃはｘーｘ部の断面図である。
【図８】前記工作機械の一部を示す斜視図である。
【図９】前記基本構造に第二カバー板、第一カバー板及
び側部カバー板を装着した状態を示す斜視図である。
【図１０】前記基本構造に第三カバー板、第二カバー
板、第一カバー板及び側部カバー板を装着した状態を示
す斜視図である。
【図１１】前記工作機械に於ける第一、第二及び第三カ
バー板を破断した状態を示す図である。
【図１２】前記工作機械の一部を示し、Ａは第二サドル
が移動範囲の左端に位置した状態の平面視断面図、Ｂは
第二サドルが移動範囲の右端に位置した状態の平面視断
面図である。
【符号の説明】
１ ベッド ２ コラム ４ 第一サドル ６ 第二サドル ８ 主軸ヘッド ３１ 第一カバー板 ３２ シール手段 ３３ 側部カバー板 ３４ 案内手段 ３６ａ 案内路 ３８ 付勢手段 ３９ 第二カバー板 ４１ 第三カバー板 ｆ１ 上下方向 ｆ２ 左右方向 ｆ３ 前後方向

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベッドにコラムを固設し、このコラムの
    前面に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、ま
    た第一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能
    に案内させると共に、第二サドルに主軸ヘッドを前後方
    向の移動可能に案内させた工作機械に於いて、第二サド
    ルの前面に主軸ヘッドの前後移動を許容した第一カバー
    板を固定すると共に、このカバー板の左右各端縁には側
    部カバー板を、このカバー板と第一サドルとの間に形成
    された案内手段の案内作用による後方への折れ曲がり可
    能に連設し、また第一カバー板の前側並びに第一カバー
    板よりも上側及び下側を主軸ヘッドの左右移動の許容さ
    れた状態に覆うものとした第二カバー板を第一サドルと
    同体状に固定し、さらに第二カバー体の前側に位置して
    コラム前面を主軸ヘッドの上下及び左右移動の許容され
    た状態に覆うものとした第三カバー板を固設しているこ
    とを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 第一カバー板が主軸ヘッドを前後移動可
    能に挿通される透孔を備えており、この透孔と主軸ヘッ
    ドとの間はシール手段を介して略液密状態に保持されて
    いることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
  3. 【請求項３】 ベッドにコラムを固設し、このコラムの
    前面に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、ま
    た第一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能
    に案内させると共に、第二サドルに主軸ヘッドを前後方
    向の移動可能に案内させた工作機械に形成されたカバー
    装置であって、第二サドルの前面に主軸ヘッドの前後移
    動を許容した第一カバー板を固定すると共に、このカバ
    ー板の左右各端縁には側部カバー板を、このカバー板と
    第一サドルとの間に形成された案内手段の案内作用によ
    る後方の折れ曲がり可能に連設したことを特徴とする工
    作機械のカバー装置。
  4. 【請求項４】 第二サドルが左右何れかの側へ移動され
    たとき、この移動された側の側部カバー板が案内手段の
    円弧状案内路の案内作用により第一カバー板との連設箇
    所を中心として後方へ折れ曲がる構成を特徴とする請求
    項３記載の工作機械のカバー装置。
  5. 【請求項５】 側部カバー板が付勢手段により案内手段
    の円弧状案内路と交差する方向へ引張されている構成を
    特徴とする請求項３又は４記載の工作機械のカバー装
    置。
  6. 【請求項６】 側部カバー板が複数のカバー要素板から
    なり、これらカバー要素板は側縁同士を折れ曲がり可能
    に連設されていることを特徴とする請求項３、４又は５
    記載の工作機械のカバー装置。
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