JP2010167545A - 工作機械のカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電気制御を用いない簡単な構成で、加工空間とその外側との間を確実に仕切ることができるカバー構造を提供する。
【解決手段】保護カバー６に、切欠き９の大きさに相当する昇降カバー１７を、切欠き９の閉塞位置と、切欠き９の開放位置との間で上下動可能に設ける一方、クロスレール３側の係止ブラケット２７と昇降カバー１７側の上連結板１４との間に、保護カバー６の閉位置で昇降カバー１７をクロスレール３に連結してその昇降に追従させる係止機構（係止ピン１６及び係止孔２８）を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、門形マシニングセンタ等の工作機械に設けられるカバー構造に関する。

例えば門形マシニングセンタにおいては、加工空間とその外側に設けられた自動工具交換装置との間を仕切り、加工時に発生する切り屑や切削液が自動工具交換装置側へ飛散するのを防止するための保護カバーが設けられている。図５は、門形マシニングセンタ１における従来の保護カバーの構成を示すもので、図５において、２は門形のコラム、３はコラム２の前面で水平Ｙ軸方向（同図奥行き方向）に形成され、Ｚ軸方向（同図上下方向）へ移動可能に取り付けられたクロスレールで、クロスレール３の前面に設けた案内面４に、主軸頭５がＹ軸方向へ移動可能に設けられている。
また、６は保護カバーで、コラム２の下方でＸ軸方向（図５の左右方向）に設けられるテーブルとコラム２との間で、ベッドの側面に設けたレール７に沿ってＸ軸方向と平行に移動する保持体８に取り付けられている。
よって、テーブル上で加工を行う際には、保護カバー６を実線で示す閉位置までスライドさせて、加工空間とその外側に設けられた図示しない自動工具交換装置との間を仕切るようになっている。

さらに、この保護カバー６には、加工中に下方へ移動したクロスレール３との干渉を避けるために、上端に切欠き９が形成されている。従って、高さ寸法が大きいワークの加工中に、切り屑や切削液が切欠き９による開放部分（図５のハッチング部分）を通って自動工具交換装置側へ飛散するおそれが生じる。そこで、本件出願人は、特許文献１に示すように、保護カバーに、切欠きに相当する小カバーと、その小カバーをクロスレールの昇降に応じて昇降させる駆動装置とを設けて、クロスレールが上昇している際には小カバーによって切欠きを塞いで切削液等の飛散を防止する発明を提供している。

特開２００２−１０３１７５号公報

しかし、小カバーの採用に伴い、小カバーを駆動させる駆動装置に加えて、小カバーの位置検出装置や駆動制御のためのソフトウェア等の搭載が必要となり、コストアップに繋がってしまう。

そこで、本発明は、電気制御が不要となる簡単な構成で、加工空間とその外側との間を確実に仕切ることができるカバー構造を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、保護カバーに、切欠きの大きさに相当する昇降カバーを、切欠きの閉塞位置と、切欠きの開放位置との間で上下動可能に設ける一方、クロスレール側と昇降カバー側との間に、保護カバーの閉位置で昇降カバーをクロスレールに連結してその昇降に追従させる係止機構を設けたことを特徴とするものである。
なお、本発明において、「クロスレール側」及び「昇降カバー側」は、クロスレール及び昇降カバーに直接係止機構を設ける場合は勿論、クロスレール及び昇降カバーに夫々一体に取り付けられて移動する別部材間に係止機構を設ける場合も含む趣旨である。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、係止機構を、クロスレール側と昇降カバー側との一方に設けられたピンと、他方に設けられて保護カバーの閉位置でピンが挿入する係止孔としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、保護カバーと昇降カバーとの間に、保護カバーの閉位置から開位置への移動の際、係止機構が解除される前に互いに係合して昇降カバーの落下を防止する落下防止機構を設けたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、落下防止機構を、保護カバー側に設けられて付勢手段によってクロスレール側へ突出付勢される解除ピンと、昇降カバー側に設けられ、突出付勢される解除ピンと係合して昇降カバーの落下を防止する被係合部とで構成し、解除ピンは、保護カバーの閉位置でコラム側に当接して保護カバーに対して移動し、被係合部との係合を解除することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、解除ピンと被係合部との係合を、ラックによる噛み合いとしたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、電気制御を用いない簡単な構成で昇降カバーをクロスレールの昇降に追従させることができる。よって、昇降カバーに係る駆動装置やソフトウェア等を搭載する必要がなく、低コストで加工空間とその外側との間を確実に仕切ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ピンと係止孔とによって係止機構が簡単に得られる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、落下防止機構の採用により、保護カバーが閉位置へ復帰する際に昇降カバーが確実にクロスレールと連結されて係止機構の信頼性が高まる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加えて、落下防止機構も電気制御を使用することなく簡単な構成で得ることができる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加えて、昇降カバーの落下をより確実に防止可能となる。

門形マシニングセンタの一部側面図である。 門形マシニングセンタの一部平面図である。 昇降カバー部分の正面図である。 落下防止機構の説明図で、（Ａ）が落下防止の解除状態、（Ｂ）が落下防止状態を夫々示す。 従来の門形マシニングセンタの側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、工作機械の一例である門形マシニングセンタの一部側面図、図２はその平面図で、門形マシニングセンタの基本構成は図５で説明した内容と同じであるため、同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この門形マシニングセンタ１においても、上端に切欠き９を形成した保護カバー６を備えており、加工時には実線で示す閉位置に移動して、加工空間とその外側の図示しない自動工具交換装置との間を仕切るようになっている。なお、本形態では、保護カバー６の開位置（図１の右側）を前方、閉位置（図１の左側）を後方として前後方向を説明する。

ここでは、保護カバー６の外面で切欠き９の下方部位に軸受ブロック１０が固着され、その軸受ブロック１０に、一対のガイドロッド１１，１２が、互いに平行姿勢で上下方向へスライド可能に支持されている。このうち後方のガイドロッド１２の中間部位で前面には、ラック面１３が形成されている。このガイドロッド１１，１２の上下端は夫々上連結板１４及び下連結板１５によって連結されており、上連結板１４の内側（主軸頭５側）には、図３にも示すように、後方へ水平に突出する係止ピン１６が設けられると共に、昇降カバー１７の上端が連結されている。この昇降カバー１７は、切欠き９の大きさに略相当する矩形状の板体で、切欠き９の位置で保護カバー６の上端を跨いで保護カバー６の内側で保護カバー６と平行に垂下されている。従って、昇降カバー１７は、軸受ブロック１０でのガイドロッド１１，１２の上下のスライドにより、切欠き９の閉塞位置と、切欠き９の開放位置との間で上下動可能に支持される。

また、保護カバー６の外面において軸受ブロック１０の下方には、解除ピン１８が設けられている。この解除ピン１８は、図４にも示すように、保護カバー６の外面に固着された取付ブロック１９を貫通して軸方向へ前後移動可能に保持されると共に、その後端に形成された大径部２０と取付ブロック１９との間で外装された付勢手段としてのコイルバネ２１により、後方へ突出付勢されている。

さらに、解除ピン１８の前端には、取付板２２を介して係合金具２３が固着されている。この係合金具２３は平面視コ字状で、取付板２２に固着される後板２５とその前方の前板２４との間にガイドロッド１２が貫通するようになっており、前板２４には、ガイドロッド１２のラック面１３と噛み合うラック２６が上下方向に取り付けられている。
よって、コイルバネ２１によって後方へ突出付勢される解除ピン１８は、ラック２６がガイドロッド１２のラック面１３と噛み合うことで突出位置が規制される。この噛み合い状態でガイドロッド１２の上下移動が規制されるため、上連結板１４を介してガイドロッド１２と一体の係止ピン１６及び昇降カバー１７の落下が防止され、保護カバー６の移動に追従して前後移動することになる。この解除ピン１８，コイルバネ２１，ラック２６，ガイドロッド１２のラック面１３（被係合部）が本発明の落下防止機構で、このときの昇降カバー１７は、切欠き９の開放位置で落下が防止される。

一方、クロスレール３の下方には、係止ブラケット２７が一体に連結され、その係止ブラケット２７に、係止ピン１６の先端が挿入可能な係止孔２８が形成されている。さらに、コラム２には、解除ピン１８の大径部２０が挿入可能な解除孔２９が形成された解除ブラケット３０が取り付けられている。
この係止孔２８及び解除孔２９は、所定の位置（工具交換位置でもある）で保護カバー６を閉位置へ移動させた際に、係止ピン１６が係止孔２８に、解除ピン１８が解除孔２９に夫々挿入する位置に形成されている。

すなわち、係止ピン１６が係止孔２８に挿入すると、昇降カバー１７が係止ピン１６を介して係止ブラケット２７に上下方向で一体に連結される。この係止ピン１６及び係止孔２８が本発明の係止機構となる。
これと同時に、解除ピン１８が解除孔２９に挿入すると、図４（Ａ）に示すように、解除ピン１８がコイルバネ２１の付勢に抗して解除ブラケット３０に対して後退し、係止金具２３のラック２６をガイドロッド１２のラック面１３から離間させるようになっている。

そして、閉位置から保護カバー６を前進させると、係止ピン１６及び解除ピン１８が夫々係止孔２８及び解除孔２９から外れることになるが、ここでは両ピン１６，１８の長さの設定により、係止ピン１６が係止孔２８から完全に外れる前に、先に解除ピン１８が解除孔２９から外れるようになっている。よって、図４（Ｂ）に示すように、突出付勢される解除ピン１８が解除ブラケット３０に対して前進して再び係止金具２３のラック２６をガイドロッド１２のラック面１３に噛合させて、昇降カバー１７を開放位置に維持させることになる。その後、係止ピン１６が係止孔２８から完全に外れる。

以上の如く構成された門形マシニングセンタ１のカバー構造においては、加工を開始する前に、まずクロスレール３を所定の位置に移動させた状態で、保護カバー６を閉位置に移動させる。すると、前述のように、解除ピン１８のラック２６とガイドロッド１２との噛み合いによって開放位置で落下が防止されている昇降カバー１７も追従して後退し、係止ピン１６を係止孔２８に、解除ピン１８を解除孔２９に夫々挿入させる。これにより、解除ピン２９が解除ブラケット３０に対して後退してラック２６をガイドロッド１２から離間させる。
よって、例えば高さ寸法が大きいワークを加工するためにクロスレール３が上昇すると、係止ピン１６を介して係止ブラケット２７に連結される昇降カバー１７もこれに追従して上昇し、保護カバー６の切欠き９を塞ぐ格好となる。よって、加工空間で発生した切り屑や切削液が自動工具交換装置側へ飛散することが防止される。

そして、工具を交換するためにクロスレール３が所定の位置に移動すると、保護カバー６が前進して係止ピン１６と解除ピン１８とを係止孔２８及び解除孔２９から離間させる。このとき、前述のように係止ピン１６が完全に外れる前に解除ピン１８のラック２６がガイドロッド１２のラック面１３と噛合するため、昇降カバー１７は落下することなく開放位置を維持したまま保護カバー６と共に移動する。主軸頭５と自動工具交換装置との間で工具交換が終了したら、再び保護カバー６が閉位置へ移動して同様に昇降カバー１７が係止ピン１６を介してクロスレール３に連結される。

このように、上記形態のカバー構造によれば、保護カバー６に、切欠き９の大きさに相当する昇降カバー１７を、切欠き９の閉塞位置と、切欠き９の開放位置との間で上下動可能に設ける一方、クロスレール３側の係止ブラケット２７と昇降カバー１７側の上連結板１４との間に、保護カバー６の閉位置で昇降カバー１７をクロスレール３に連結してその昇降に追従させる係止機構を設けたことで、電気制御を用いない簡単な構成で昇降カバー１７をクロスレール３の昇降に追従させることができる。よって、昇降カバー１７に係る駆動装置やソフトウェア等を搭載する必要がなく、低コストで加工空間とその外側との間を確実に仕切ることができる。

特にここでは、係止機構を、上連結板１４に設けられた係止ピン１６と、係止ブラケット２７に設けられて保護カバー６の閉位置で係止ピン１６が挿入する係止孔２８としたことで、係止機構が簡単に得られる。
また、保護カバー６と昇降カバー１７との間に、保護カバー６の閉位置から開位置への移動の際、係止機構が解除される前に互いに係合して昇降カバー１７の落下を防止する落下防止機構を設けたことで、保護カバー６が閉位置へ復帰する際に昇降カバー１７側の係止ピン１６が確実に係止ブラケット２７と連結されて係止機構の信頼性が高まる。

さらに、落下防止機構を、保護カバー６に設けられてコイルバネ２１によってクロスレール３側へ突出付勢される解除ピン１８と、昇降カバー１７側に設けられ、突出付勢される解除ピン１８のラック２６と係合して昇降カバー１７の落下を防止するガイドロッド１２のラック面１３とで構成し、解除ピン１８を、保護カバー６の閉位置でコラム２の解除ブラケット３０に当接して解除ブラケット３０に対して後退し、ラック面１３との係合を解除するようにしたので、落下防止機構も電気制御を使用することなく簡単な構成で得ることができる。
そして、解除ピン１８とラック面１３との係合を、ラックによる噛み合いとしたことで、昇降カバー１７の落下をより確実に防止可能となる。

なお、係止機構は、上記形態ではピンを昇降カバー側、係止孔をクロスレール側へ夫々設けているが、互いに逆側へ設けて挿脱させてもよい。また、ピン及び係止孔は一組に限らず、複数組設けることも可能である。
また、落下防止機構も、解除孔をなくして解除ピンを解除ブラケットの平面に当接させて解除ブラケットに対して後退させるようにしたり、付勢手段として板バネや皿バネ等を利用したりしてもよい。また、解除ピンと被係合部との構成も、ラックによる噛み合い以外に、摩擦を利用したり、ピンと孔との挿脱を利用したり等、適宜変更可能である。
その他、ガイドロッドの数を増減したり、切欠き及び昇降カバーの形状を変更したり、門形マシニングセンタ以外の他の工作機械に適用したり等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して差し支えない。

１・・門形マシニングセンタ、２・・コラム、３・・クロスレール、５・・主軸頭、６・・保護カバー、９・・切欠き、１０・・軸受ブロック、１１，１２・・ガイドロッド、１３・・ラック面、１４・・上連結板、１５・・下連結板、１６・・係止ピン、１７・・昇降カバー、１８・・解除ピン、２１・・コイルバネ、２３・・係合金具、２６・・ラック、２７・・係止ブラケット、２８・・係止孔、２９・・解除孔、３０・・解除ブラケット。

Claims (5)

1. 主軸頭を有してコラムに対し昇降動作するクロスレールを備えた工作機械に、前記主軸頭の下方に形成される加工空間の外周を覆う閉位置と、前記加工空間を開放する開位置との間をスライドする保護カバーを立設すると共に、前記保護カバーに、前記クロスレールの所定の下降位置での干渉を回避する切欠きを形成した工作機械のカバー構造であって、
   前記保護カバーに、前記切欠きの大きさに相当する昇降カバーを、前記切欠きの閉塞位置と、前記切欠きの開放位置との間で上下動可能に設ける一方、前記クロスレール側と昇降カバー側との間に、前記保護カバーの閉位置で前記昇降カバーを前記クロスレールに連結してその昇降に追従させる係止機構を設けたことを特徴とする工作機械のカバー構造。
2. 前記係止機構を、前記クロスレール側と昇降カバー側との一方に設けられたピンと、他方に設けられて前記保護カバーの閉位置で前記ピンが挿入する係止孔としたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械のカバー構造。
3. 前記保護カバーと昇降カバーとの間に、前記保護カバーの前記閉位置から前記開位置への移動の際、前記係止機構が解除される前に互いに係合して前記昇降カバーの落下を防止する落下防止機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械のカバー構造。
4. 前記落下防止機構を、前記保護カバー側に設けられて付勢手段によって前記クロスレール側へ突出付勢される解除ピンと、前記昇降カバー側に設けられ、突出付勢される前記解除ピンと係合して前記昇降カバーの落下を防止する被係合部とで構成し、前記解除ピンは、前記保護カバーの閉位置で前記コラム側に当接して前記保護カバーに対して移動し、前記被係合部との係合を解除することを特徴とする請求項３に記載の工作機械のカバー構造。
5. 前記解除ピンと被係合部との係合を、ラックによる噛み合いとしたことを特徴とする請求項４に記載の工作機械のカバー構造。

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