JP2011016199A - 工作機械のカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クロスレールが上下方向へ移動しても加工空間の上方を確実に密閉する。
【解決手段】サドル７の左右に、前面がサドル７の前面と同一面となる縦板部２８と、下面がサドル７の下面と同一面となる下板部２９とからなる断面Ｌ字状の天井カバー２７，２７を夫々設けて、前カバー９の上端を後方へ折曲させて天井カバー２７の縦板部２８に当接させ、左側の天井カバー２７Ａを、サドル７と隣接する第１のスライド位置と、サドル７から所定距離離れる第２のスライド位置との間でクロスレール６に沿ってスライド可能に設け、天井カバー２７Ａとサドル７との間に、天井カバー２７Ａを第１、第２のスライド位置へ任意にスライドさせるエアシリンダ３６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、立形旋盤や複合加工機等の工作機械に設けられるカバーの構造に関する。

立形旋盤等の工作機械においては、ワークがセットされるベッド上にコラムを立設し、そのコラムの前面に水平方向のクロスレールを架設して、クロスレールの前面に左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能な刃物台を設け、その刃物台に、下面に工具が装着されるラムを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けたタイプが知られている（例えば特許文献１）。
このような工作機械においては、ベッド上の加工空間を包囲するカバーを設けて、切削液や切削屑（以下「切削液等」という）の飛散を防止している。このカバーとしては、工作機械全体を覆う形態が知られているが、上下移動する刃物台のさらに上方を覆う必要があるため、全体が大型になってしまう。刃物台の上方まで覆わずにクロスレールの高さにとどめることも考えられるが、クロスレールの前面を刃物台が左右方向へ移動するため、刃物台の左右を閉塞する構造が必要となる。そこで、特許文献２には、クロスレールの前面に、刃物台を囲むフレームを水平に取り付けて、フレーム内に、刃物台に固定される固定カバーと、その固定カバーの両側で入れ子状に結合されるスライドカバーとを設ける構造が開示されている。すなわち、刃物台の移動に追従するスライドカバーにより刃物台の左右を常に閉塞可能としたものである。

特開２００４−６６４３０号公報 実開平５−２０８５２号公報

この場合、クロスレールが上下方向へ移動しないため、ベッド上で加工空間の前方に立設した前カバーの上端を後方へ折曲させてスライドカバーや刃物台の前面に当接させれば、加工空間の上方は密閉できる。しかし、クロスレールがコラムの前面で上下移動するタイプでは、前カバーの上端に対してスライドカバーや刃物台が上下方向にずれ、加工空間の密閉が失われてしまう。
一方、立形旋盤等では、比較的大きくて丸いワークの加工がよく行われる。このようなワークは、クレーン等で吊り下げてベッド上に搬入及び搬出することになるが、刃物台の左右に固定カバーやスライドカバーが設けられているため、搬出入の際にワークと干渉するおそれがある。コラムがベッド上で前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能であれば、コラムを後退させることで解決できるが、コラムが移動できないタイプでは、ワークの搬入ができなかったり、搬出入に時間が掛かったりする問題があった。

そこで、本発明は、クロスレールが上下方向へ移動しても加工空間の上方を確実に密閉可能となり、さらに、ワークの搬出入に干渉することがなく、コンパクトに設置可能となる工作機械の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、刃物台の左右に、前面が刃物台の前面と同一面となる縦板部と、下面が刃物台の下面と同一面となる下板部とからなる断面Ｌ字状の天井カバーを夫々設けて、前カバーの上端を後方へ折曲させて天井カバーの縦板部に当接させたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、天井カバーの少なくとも一方を、刃物台と隣接する第１のスライド位置と、刃物台から所定距離離れる第２のスライド位置との間でクロスレールに沿ってスライド可能に設け、スライド可能な天井カバーと刃物台との間に、当該天井カバーを第１、第２のスライド位置へ任意にスライドさせる駆動機構を設け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２の構成において、クロスレールにおける刃物台の左右に、順に重なる複数のカバーからなり、刃物台の移動に伴って伸縮するテレスコープカバーを夫々被着し、スライド可能な天井カバーが設けられる側のテレスコープカバーを、間に位置するカバーを最外にして共有させた二組の連結構造として、最外のカバーにスライド可能な天井カバーを取り付け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、天井カバーの下板部によって刃物台の左右を確実に閉塞できると共に、クロスレールが上下方向へ移動しても天井カバーの縦板部と前カバーとの当接は維持される。よって、加工空間の上方が確実に密閉可能となり、切削液等の飛散が効果的に防止される。而も、工作機械の高さ全体を覆う必要がないため、コンパクトに設置可能となって組立や運搬が簡単となり、コストも抑えられる。
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、コラムがベッド上で移動できないタイプであっても、天井カバーをスライドさせれば、天井カバーと干渉することなくワークが搬出入可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、天井カバーを左右にスライドさせてもテレスコープカバーによるクロスレールの保護は維持できる。

立形旋盤の斜視図である。 クロスレール部分の斜視図（サドルは左側）である。 クロスレール部分の斜視図（サドルは右側）である。 ワークの搬出入状態を示す斜視図である。 図５におけるクロスレール部分の斜視図である。 クロスレールが下降した状態の立形旋盤の斜視図である。 加工空間の密閉状態を概略で示す説明図である。

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立形旋盤の斜視図で、立形旋盤１は、ベッド２上に、上面にチャック４を有する円形のターンテーブル３を備えると共に、左右（図１の左下側を前方とする）に一対のコラム５，５を立設して、コラム５，５間の前面に、左右方向で水平なクロスレール６を、上下方向へ移動可能に架設している。また、クロスレール６の前面には、刃物台としてのサドル７が左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられており、サドル７の下方に、下端に図示しない工具を装着可能なラム８が、上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられている。これらのクロスレール６、サドル７、ラム８、ターンテーブル３等は、図示しない数値制御装置によって制御される。

クロスレール６の前側において、ベッド２の前面には、所定の間隔をおいて左右に前カバー９，９が立設されている。この前カバー９の上端には、後方へ水平に伸びる天井部１０が夫々形成されている。また、ベッド２の側面には、前カバー９と連結される横カバー１１，１１が立設されて、ターンテーブル３上に加工空間１２を形成している。また、ベッド２の後面にもカバーが設けられるが、ここでのカバーは、ターンテーブル３の形状に合わせて中央部が後方へ突出する円弧状に形成された上下の分割カバー１３，１４に二分割されている。このうち下側の分割カバー１４はベッド２上に立設され、上側の分割カバー１３はクロスレール６に連結されて、クロスレール６が上下動しても常に分割カバー１３が分割カバー１４に重なって加工空間１２の後方を閉塞するようになっている。

さらに、前カバー９の前方には、左右方向にスライドして前カバー９，９間の開口部１５を開閉可能な一対のドア１６，１６が設けられている。このドア１６は、窓１８を有する鉛直方向の前板部１７と、前板部１７の上縁から後方へ直角に連設されてサドル７の前面に近接し、前カバー９の天井部１０に設けたレール２０に沿って左右に案内される天井板部１９とからなる。両ドア１６，１６を閉じた状態では、開口部１５を閉塞して加工空間１２の前方と上方の前側部分とを閉塞する前カバーとなる。天井板部１９の後縁には、閉じた状態でサドル７の前面に摺接する図示しないシール部材が設けられている。
２１，２１・・は、ベッド２の左右で複数枚連続状に立設される外カバーで、前カバー９と略同じ高さを有し、平面視でクロスレール６の突出空間を含む立形旋盤１の左右両側を囲むようになっている。

一方、クロスレール６におけるサドル７の右側には、クロスレール６の前面及び上下面を覆う横断面コ字状の３枚のカバー２２ａ〜２２ｃからなるテレスコープカバー２２が設けられている。このカバー２２ａ〜２２ｃは、図２にも示すように、サドル７に近い方が外となるように順に重なり、左端のカバー２２ａは連結板２３を介してサドル７の右側面に固定され、右端のカバー２２ｃはクロスレール６の右端に固定されている。よって、サドル７が左右にスライドすると、テレスコープカバー２２がこれに追従して伸縮することになる。

同様に、クロスレール６におけるサドル７の左側にも、二組のテレスコープカバー２４，２５が設けられている。このテレスコープカバー２４，２５は、図３及び図５にも示すように、両テレスコープカバー２４，２５の間に向けて順に外側から重なる横断面コ字状のカバー２４ａ〜２４ｃと２５ａ〜２５ｃとからなり、両者の間に位置するカバー２６にカバー２４ｃと２５ａとを夫々連結して最外のカバー２６を共有した格好となっている。また、テレスコープカバー２４，２５のうち、左端のカバー２４ａがクロスレール６の左端に、右端のカバー２５ｃがサドル７の左側面に夫々固定されている。よって、サドル７が左右にスライドすると、テレスコープカバー２４，２５がこれに追従して伸縮することになる。

そして、クロスレール６におけるサドル７の左右両側には、加工空間１２の上側を閉塞する天井カバー２７，２７が設けられている。この天井カバー２７は、前後方向で前面がサドル７の前面と同一となる縦板部２８と、上下方向で下面がサドル７の下面と同一となる下板部２９とからなる横断面Ｌ字状で、右側の天井カバー２７Ｂ（以下、左右を区別する場合は左側を２７Ａ，右側を２７Ｂと称する）は、テレスコープカバー２２のうち、サドル７に連結されるカバー２２ａに取り付けられている。この取付けは、連結板２３の前方に形成した折曲部３０と、カバー２２ａの右端に設けたブラケット３１とによってカバー２２ａの前方で上下方向にフレーム３２を支持し、そのフレーム３２に縦板部２８をネジ止めすることで行われている。

また、左側の天井カバー２７Ａは、テレスコープカバー２４，２５のうち、最外のカバー２６に取り付けられている。この取付けは、カバー２６の左右方向の中央に取り付けられて前端がＴ字状となる連結板３３と、その左右でカバー２６の端部に設けたブラケット３４，３４とによってカバー２６の前方で上下方向にフレーム３５を支持し、そのフレーム３５に縦板部２８をネジ止めすることで行われている。

さらに、サドル７の背面には、駆動機構としてのエアシリンダ３６が、ピストンロッド３７を左向きにした水平姿勢で連結されて、ピストンロッド３７の先端が、カバー２６の右側のブラケット３４に取付板３８を介して連結されている。すなわち、ピストンロッド３７が収縮した状態では、図１〜３に示すように、カバー２６をサドル７の左側面へ当接させて天井カバー２７Ａをサドル７に隣接する第１のスライド位置に、ピストンロッド３７が伸張した状態では、図４，５に示すように、カバー２６をサドル７から離して天井カバー２７Ａをサドル７から所定距離離間した第２のスライド位置に夫々維持させるものである。このピストンロッド３７の伸縮動作は、図示しない制御パネルでの操作によって制御装置が行う。

以上の如く構成された立形旋盤１においては、ワークを搬入する場合、図４，５に示すようにサドル７を右方に移動させエアシリンダ３６のピストンロッド３７を伸長させると、前述のようにカバー２６と共に天井カバー２７Ａがクロスレール６に沿って第２のスライド位置へ移動し、サドル７との間に空間を形成する。これと同時にドア１６，１６を左右外側にスライドさせれば加工空間１２の上方が大きく開放されるため、クレーン等でワイヤー３９を介して吊り下げたワークＷを上方から搬入してチャック４上にセットすることができる。なお、カバー２６が左側に移動しても、右側のテレスコープカバー２５によってクロスレール６は覆われているので、搬入時にワイヤー３９等と干渉することがあっても損傷のおそれは低減される。

ワークＷを搬入後、ピストンロッド３７を収縮させると、前述のようにカバー２６がサドル７の左側面に当接するまで移動し、天井カバー２７Ａをサドル７と隣接する第１のスライド位置に復帰させる。これと同時にドア１６，１６を左右内側にスライドさせて開口部１５を閉じると、加工空間１２の上方前側部分がドア１６の天井板部１９に、上方後側部分がサドル７及びその両側の天井カバー２７の下板部２９によって覆われる。このとき天井板部１９の後縁はサドル７の前面及び天井カバー２７の縦板部２９とに摺接するため、加工空間１２上方のシールは維持される。この摺接状態は図１や図６のようにクロスレール６が上下動しても変わらないようになっている。

同様に、サドル７がクロスレール６に沿って左右方向へ移動した場合も、図２，３のように左右の天井カバー２７Ａ，２７Ｂはサドル７に追従して移動するため、加工空間１２上方のシールは維持される。なお、このようにサドル７が左右方向へ移動しても、テレスコープカバー２２，２４もこれに追従して伸縮動作するため、サドル７の移動を妨げない。
そして、ドア１６，１６を閉じた状態での加工空間１２は、天井カバー２７等による上方での密閉に限らず、図７に概略で示すように、前方がドア１６，１６に、後方が分割カバー１３，１４に、左右が横カバー１１に夫々覆われて密閉されるため、加工空間１２でワークＷの加工を行っても切削液等の飛散は効果的に防止される。

一方、ワークＷの搬出を行う際には、搬入時と同様に、ドア１６，１６を左右外側にスライドさせると共に、サドル７を右方に移動させエアシリンダ３６のピストンロッド３７を伸長させて天井カバー２７Ａを第２のスライド位置に移動させると、加工空間１２の上方が開放される。よって、クレーン等でワークＷを上方から搬出することができる。

このように、上記形態の立形旋盤１のカバー構造によれば、サドル７の左右に、前面がサドル７の前面と同一面となる縦板部２８と、下面がサドル７の下面と同一面となる下板部２９とからなる断面Ｌ字状の天井カバー２７，２７を夫々設けて、ドア１６の天井板部１９を天井カバー２７の縦板部２８に当接させたことで、天井カバー２７の下板部２９によってサドル７の左右を確実に閉塞できると共に、クロスレール６が上下方向へ移動しても天井カバー２７の縦板部２８と天井板部１９との当接は維持される。よって、加工空間１２の上方が確実に密閉可能となり、切削液等の飛散が効果的に防止される。而も、立形旋盤１の高さ全体を覆う必要がないため、コンパクトに設置可能となって組立や運搬が簡単となり、コストも抑えられる。

特にここでは、左側の天井カバー２７Ａを、サドル７と隣接する第１のスライド位置と、サドル７から所定距離離れる第２のスライド位置との間でクロスレール６に沿ってスライド可能に設け、天井カバー２７Ａとサドル７との間に、当該天井カバー２７Ａを第１、第２のスライド位置へ任意にスライドさせるエアシリンダ３６を設けたことで、コラム５がベッド２上で移動できないタイプであっても、天井カバー２７と干渉することなくワークＷが搬出入可能となる。

さらに、クロスレール６におけるサドル７の左右に、順に重なる複数のカバーからなり、サドル７の移動に伴って伸縮するテレスコープカバー２２，２４，２５を夫々被着し、天井カバー２７Ａが設けられる側のテレスコープカバー２４，２５を、間に位置するカバー２６を最外にして共有させた二組の連結構造として、最外のカバー２６に天井カバー２７Ａを取り付けているので、天井カバー２７Ａを左右にスライドさせてもテレスコープカバー２４，２５によるクロスレール６の保護は維持できる。

なお、上記形態では左側の天井カバーをスライド可能としているが、右側の天井カバーであってもよいし、左右両側の天井カバーをスライド可能としてもよい。また、駆動機構としてはエアシリンダに限らず、油圧シリンダやボールねじ等の他のアクチュエータも使用できる。逆に左右両側の天井カバーを刃物台に固定してスライドできないようにすることも可能である。
さらに、天井カバーの形態も、縦板部の高さや幅等は勿論、テレスコープカバーへの連結構造も上記形態に限らず、適宜変更可能である。加えて、テレスコープカバー自体の構造も、カバーの数や重なる方向等適宜設計変更して差し支えない。但し、テレスコープカバーに連結せず、クロスレールに案内レール等を設けることで天井カバーをテレスコープカバーと独立してスライドさせることもできる。

その他、立形旋盤も上記形態に限らず、立設されるコラムが一つであったり、一つのドアで開口部を開閉したり等、適宜変更可能である。勿論立形旋盤に限らず、これをベースにした複合加工機や門形マシニングセンタ等の他の工作機械であっても本発明は適用できる。なお、こうした他の工作機械への適用に際し、例えば門形マシニングセンタにあっては刃物台を主軸頭と呼称し、コラムが一つの立形旋盤等においてはクロスレールをクロススライドと呼称することがあるが、このような呼称の相違にかかわらず本発明に含まれることは言うまでもない。

１・・立形旋盤、２・・ベッド、３・・ターンテーブル、４・・チャック、５・・コラム、６・・クロスレール、７・・サドル、８・・ラム、９・・前カバー、１０・・天井部、１２・・加工空間、１５・・開口部、１６・・ドア、１７・・縦板部、１９・・天井板部、２２，２４，２５・・テレスコープカバー、２６・・カバー、２７・・天井カバー、２８・・前板部、２１・・下板部、３１，３４・・ブラケット、３６・・エアシリンダ、３７・・ピストンロッド、３９・・ワイヤー、Ｗ・・ワーク。

Claims (3)

1. 上面にワークがセットされるベッドにコラムを立設し、そのコラムの前面に、左右方向のクロスレールを上下動可能に設け、前記クロスレールの前面に、刃物台を前記クロスレールに沿って左右方向へ移動可能に設ける一方、前記ベッドの前面に、前記ベッド上の加工空間の前方を覆う前カバーを設けた工作機械において、前記加工空間の上方を覆うカバー構造であって、
   前記刃物台の左右に、前面が前記刃物台の前面と同一面となる縦板部と、下面が前記刃物台の下面と同一面となる下板部とからなる断面Ｌ字状の天井カバーを夫々設けて、前記前カバーの上端を後方へ折曲させて前記天井カバーの前記縦板部に当接させたことを特徴とする工作機械のカバー構造。
2. 前記天井カバーの少なくとも一方を、前記刃物台と隣接する第１のスライド位置と、前記刃物台から所定距離離れる第２のスライド位置との間で前記クロスレールに沿ってスライド可能に設け、前記スライド可能な前記天井カバーと刃物台との間に、当該天井カバーを前記第１、第２のスライド位置へ任意にスライドさせる駆動機構を設け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. 前記クロスレールにおける前記刃物台の左右に、順に重なる複数のカバーからなり、前記刃物台の移動に伴って伸縮するテレスコープカバーを夫々被着し、前記スライド可能な前記天井カバーが設けられる側の前記テレスコープカバーを、間に位置する前記カバーを最外にして共有させた二組の連結構造として、前記最外のカバーに前記スライド可能な前記天井カバーを取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の工作機械のカバー構造。

Images