JP2014223688A - 工作機械用カバー - Google Patents

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田中 博之
Hiroyuki Tanaka
博之 田中
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Abstract

【課題】側壁に設けた開口を開閉する2つの扉が簡潔な構成で滑らかに連動することができる工作機械用カバーを提供する。
【解決手段】左扉41及び右扉42の上方にレール51を前壁に沿って左右方向に設ける。複数のローラ52はレール51の上面を転動する。ローラ支持板53は左扉41の上部に連なり、複数のローラ52を回転可能に支持する。駆動板56は、右扉42の上部に連なり、2以上のローラ52の周面における上部に接触する接触部を有し、横方向へ移動することによってローラ52を回転駆動する。ローラ支持板53、ローラ52及び駆動板56等からなる簡潔な構成によって、左扉41及び右扉42を連動させる。
【選択図】図4

Description

本発明は、工作機械を囲繞する側壁と、該側壁に設けた開口を開閉する扉を備える工作機械用カバーに関する。
工作機械は、ワークをテーブル上に支持し、主軸に取り付けられた工具でフライス加工、ねじ立て等種々の加工を行う。工作機械は工具を装着した主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドと、主軸ヘッドを鉛直方向(Z軸方向)に往復移動させるZ軸移動装置と、テーブルを水平2方向(X軸及びY軸方向)夫々に往復移動させるXY軸移動装置と、主軸を回転駆動する主軸駆動装置とを備える。工作機械は、切粉の飛散を防止すべく、その周囲がカバーによって覆われている。カバーは工作機械の正面等に対向する位置において開口部を有する。開口部は、カバーに沿って移動する扉によって開閉する。作業者は扉を開いてワークのテーブルへの取り付け及び取り外しを行う。
特許文献1は、扉を移動する案内機構を備える工作機械用カバーを開示する。案内機構は、一つのレール、左扉、右扉、左扉用ローラ、右扉用ローラ等を有する。左扉は上部に設けた左扉用ローラによってレール上を移動し、右扉も同様に、上部に設けた右扉用ローラによってレール上を移動する。右扉は上部にスリットを有し、左扉はスリット内に臨む突起部を有する。右扉を開く操作により、突起部がスリットの一端部に当接し、右扉と左扉とが重なった状態で移動する。右扉を開く操作により、突起部がスリットの他端部に当接し、右扉が左扉を引きながら移動する。
特開平06−008102号公報
特許文献1の工作機械用カバーは、右扉を開閉する際に突起部がスリットに衝突するため、作業者が勢い良く扉を開けた場合に大きな衝突音が発生してしまう。突起部がスリットに衝突することにより、扉が反動を受けてしまい滑らかな動作が得られないという問題点があった。また、作業者による力の加減で、右扉から荷重を受けた左扉が単独で動いてしまうため、左扉の動きが予測できず、作業者が危険を感じてしまう可能性があった。また、工作機械用カバーの扉開閉の度に、突起部がスリットへ衝突するため、突起部又はスリットが摩耗又は破損してしまう可能性があるという問題点もあった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、側壁に設けた開口を開閉する2つの扉が簡潔な構成で滑らかに連動することができる工作機械用カバーを提供することを目的とする。
本発明に係る工作機械用カバーは、工作機械を囲繞する側壁と、該側壁に設けた開口を横方向に連動して開閉する2枚の扉とを備える工作機械用カバーにおいて、前記2枚の扉の上方に前記側壁に沿って横方向に設けたレールと、該レールの上面を転動する複数のローラと、一方の扉の上部に連なり、複数の前記ローラを回転可能に支持する支持体と、他方の扉の上部に連なり、2以上の前記ローラの周面における上部に接触する接触部を有し、横方向へ移動することによって該ローラを回転駆動する駆動体とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、工作機械用カバーの側壁に設けた開口を2枚の扉が横方向に連動して開閉する。2枚の扉の上方にレールを側壁に沿って横方向に設ける。複数のローラはレールの上面を転動する。支持体は一方の扉の上部に連なり、複数のローラを回転可能に支持する。駆動体は、他方の扉の上部に連なり、2以上のローラの周面における上部に接触する接触部を有し、横方向へ移動することによってローラを回転駆動する。支持体、ローラ及び駆動体等からなる簡潔な構成によって、2つの扉がローラによって滑らかに連動し側壁に設けた開口を開閉することができる。
本発明に係る工作機械用カバーは、前記支持体が、前記レールの下面に当接する当接部を有することを特徴とする。
本発明にあっては、支持体がレールの下面に当接する当接部を有することにより、一方の扉の浮き上がりを抑制できる。
本発明に係る工作機械用カバーは、前記支持体が、前記レールに沿う下向きの一面を有し、前記駆動体は、前記一面に当接する第2当接部を有することを特徴とする。
本発明にあっては、支持体がレールに沿う下向きの一面を有し、駆動体が有する第2当接部が前記一面に当接するので、他方の扉の浮き上がりを抑制できる。
本発明に係る工作機械用カバーは、前記接触部は、前記ローラに接触する面の前記横方向における両端部が前記ローラから離間するように傾斜していることを特徴とする。
本発明にあっては、接触部がローラに接触する面の横方向における両端部がローラから離間するように傾斜しているので、ローラに接触する際の打撃音を低減できる。
本発明に係る工作機械用カバーは、前記接触部は樹脂材又はゴム材で形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、接触部が樹脂材又はゴム材で形成してあるので、ローラとの摩擦が大きくなり、接触部とローラとの間の滑動を低減できる。
本発明に係る工作機械用カバーは、前記ローラは、前記レールに接触する面が所定の面粗さを有することを特徴とする。
本発明にあっては、ローラはレールに接触する面が所定の面粗さを有するので、ローラとレールとの間の滑動を低減できる。
本発明によれば、工作機械用カバーの側壁に設けた開口を2枚の扉が横方向に連動して開閉する。2枚の扉の上方にレールを側壁に沿って横方向に設ける。複数のローラはレールの上面を転動する。支持体は一方の扉の上部に連なり、複数のローラを回転可能に支持する。駆動体は、他方の扉の上部に連なり、2以上のローラの周面における上部に接触する接触部を有し、横方向へ移動することによってローラを回転駆動する。このため、支持体、ローラ及び駆動体等からなる簡潔な構成によって、2つの扉がローラによって滑らかに連動し側壁に設けた開口を開閉することができる。
工作機械用カバーにて囲繞する工作機械の斜視図。 工作機械用カバーの斜視図。 上部カバーを取り外した工作機械用カバーの斜視図。 左扉及び右扉の前方側斜視図。 左扉及び右扉の後方側斜視図。 左扉及び右扉の正面図。 図6に示す上ローラ機構のA−A線による断面図。 図6に示す下ローラ機構のB−B線による断面図。 図4に示す上ローラ機構の端部Dの拡大図。 変形例に係る上ローラ機構の断面図。 変形例に係る前壁の内部側の斜視図。 変形例に係る電動装置を付加した前壁の内部側の斜視図。
本発明の実施形態に係る工作機械用カバーを図面に基づき説明する。以下の説明では図中に矢印で示す上下、左右、前後を使用する。工作機械用カバー4の左右方向、前後方向、上下方向は夫々、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。作業者は前方で工作機械1を操作し、ワークの着脱を行う。図1に基づいて工作機械1の構成を説明する。
工作機械1は基台11、コラム12、主軸ヘッド13、工具交換装置3、テーブル15、制御ユニット18等を備える。基台11は床面上に固定する。コラム12は基台11の上部後方寄りに立設する。主軸ヘッド13はコラム12の前面に沿ってZ軸方向(上下方向)に昇降可能である。主軸ヘッド13は、前端部13a内に主軸(図示略)をZ軸回りに回動可能に支持する。主軸は下端部に工具ホルダ2を装着する。工具ホルダ2は工具2bを保持する。主軸は主軸モータ13bの駆動により高速回転する。
工具交換装置3は支持台14によって支持する。支持台14はコラム12の上部左右に固定する。工具交換装置3は、前方下がりに傾斜した回転軸回りに回転するタレット式のマガジン31を有する。マガジン31は外周円上に複数の工具ホルダ2を把持する。マガジン31は、マガジンモータ32によって回転軸回りに回転し、主軸の下端部に工具ホルダ2bを割り出す。主軸ヘッド13は上下に移動することにより、主軸に装着した工具ホルダ2をマガジン31に把持した他の工具ホルダ2に交換する。
テーブル15は基台11上に設置し、ワークを着脱可能に固定する。テーブル15はX軸送り機構16によってX軸方向(左右方向)へ移動可能であり、Y軸送り機構17によってY軸方向(前後方向)へ移動可能である。X軸送り機構16及びY軸送り機構17は夫々X軸モータ及びY軸モータ(図示略)によって駆動する。主軸ヘッド13は、主軸に装着した工具2bを主軸モータ13bの駆動により高速回転させ、テーブル15に固定したワークを加工する。制御ユニット18はコラム12の後方に設け、各モータ等を制御する。
図2を参照し、工作機械用カバー4の構成を説明する。工作機械用カバー4は工作機械1を囲繞するように基台11上に設ける。工作機械用カバー4は工作機械1の前後左右をそれぞれ覆う矩形の前壁40、左壁71、右壁72及び後壁73を備える。工作機械用カバー4は工作機械1の上側を覆う天井(図示略)を備える。尚、前壁40は本発明における側壁に相当する。
左壁71及び右壁72夫々は中央部分のパネル71a及び72aが取り外し可能である。作業者は必要に応じてパネル71a及び72aを取り外し、工作機械1の保守管理を行う。後壁73は、工作機械1の制御ユニット18の外形に嵌合する開口部73aを有する。
前壁40は中央部に縦長矩形の開口部40aを有し、開口部40aに縦長矩形の左扉41及び右扉42が左右方向に移動可能に並設してある。開口部40aは本発明における開口に相当する。左扉41は本発明における一方の扉に、右扉42は本発明における他方の扉に相当する。右扉42は左扉41よりも後方に配置する。右扉42の前面には取手42aが設けてある。作業者が取手42aを把持して左方向へ引くと、右扉42及び左扉41は連動しながら左方向へ移動して開き、工作機械1のテーブル15が現れる。前壁40は上部カバー40bを有し、上部カバー40b内に左扉41及び右扉42を左右方向に移動可能とする上ローラ機構5を組み付ける(図3参照)。
図4〜図6を参照し、左扉41及び右扉42の上部に配置する上ローラ機構5、及び下部に配置する下ローラ機構6を説明する。上ローラ機構5は、レール51、複数のローラ52、ローラ支持板53、駆動板56等を有する。ローラ支持板53は本発明における支持体に相当し、駆動板56は本発明における駆動体に相当する。レール51は例えば金属製の左右に長い板材であり、左扉41及び右扉42の上方に配置し、前壁40の開口部40aの右縁から前壁40の左端部に亘って左右方向に延びる。レール51は左右の両端部を固定板43及び44によって工作機械用カバー1に固定する(図3参照)。図7に示すようにレール51は上側の端部を折り返すことにより、ローラ52が転動するレール上面51aを形成する。レール51は下側の端部を略直角に屈曲することによりレール下面51bを形成する。
ローラ支持板53はレール51よりも上下方向の幅が広い矩形状の板であり、左扉41の上縁部に螺子等で連結して固定し、左扉41の上縁部から上方に延びる。ローラ支持板53は、左右方向の幅が左扉41の左右方向の幅より広く、右扉42の上方に張り出す。ローラ52は例えば金属製又は樹脂製の円盤であり、ローラ支持板53に前面側に設けた前後方向を軸方向とする軸体に嵌合し、左右方向に沿って複数並設する。ローラ52はレール上面51aに接触して左右方向に転動する。尚、ローラ52の周面は、レール51と滑動しないように適度な面粗さとするとよい。例えば、ローラ52の周面に金属粒子を付着する被膜処理を行うことで面粗さを調整することができる。
ローラ支持板53は複数のローラ52のうち両端のローラに対向する位置に円柱状の当接部54を有する。当接部54は、例えば前後方向の軸体に回動可能に円筒形のブッシュを嵌合して構成する。当接部54の側面はレール下面51bに当接する。当接部54はレール下面51bに常に接触していてもよいし、レール下面51bと当接部54の側面との間に僅かの隙間を有していてもよい。
ローラ支持板53は後面側の上下方向中途部にレール51に沿う規制板55を有する。規制板55はローラ支持板53の後面に垂直に設ける。規制板55の一面55aはレール51に沿っており、且つ下方向を向く。規制板55は例えば金属製であり、断面がL字状のアングル材の一辺部をローラ支持板53の後面に固定して形成する。
駆動板56はローラ支持板53よりも上下方向の幅が広い矩形状をなし、例えば金属製の板材で形成する。駆動板56は右扉42の上縁部に螺子等で連結して固定し、右扉42の上縁部から上方に延びる。駆動板56は左右方向の幅が右扉42の幅と同等である。図7に示すように、駆動板56は上部を前方へ屈曲して形成した上辺部56aを有する。上辺部56aは更に前側端部を下方へ屈曲し、少なくとも2つのローラ52の外周に接触する接触部56bを形成する。接触部56bは先端部を折り返し、ローラ52との接触面を広くする。尚、接触部56bに樹脂材及びゴム材等を嵌めることで、ローラ52との摩擦を大きくすることができる。また、接触部56b自体を樹脂材及びゴム材等で構成し、駆動板56の上辺部56aに固定するようにしてもよい。
駆動板56は前面側における左右方向の中途部2箇所に円柱状の当接部57を有する。当接部57は、例えば前後方向の軸体に回動可能に円筒形のブッシュを嵌合して構成する。当接部57の側面は規制板55の一面55aに当接する。当接部57は一面55aに常に接触していてもよいし、一面55aと当接部57の側面との間に僅かの隙間を有していてもよい。当接部57は本発明における第2当接部に相当する。
下ローラ機構6は、レール61、左扉下縁板62、右扉下縁板65、ローラ63及び66等を有する。レール61は断面がL字状の板であり、左扉41及び右扉42の下方に配置する。レール61は工作機械用カバー4の前壁40に固定する。レール61は、一辺部61aの板面が前後方向を向く。左扉下縁板62は左扉41の下縁部に螺子等で固定してあり、前方へ延出するとともに、左右方向の幅が左扉41の左右方向の幅より広く、右扉42の下方に張り出す。左扉下縁板62は2つのローラ63を上下方向の軸回りに回転可能に支持する。2つのローラ63は右扉42の下縁部の前方に間隔を開けて配置する。各ローラ63の外周面はレール61の一辺部61aの前面に接触する。図8に示すように、左扉下縁板62はローラ64を上下方向の軸回りに回転可能に支持する。ローラ64は、2つのローラ63間の中央部に配置してあり、外周面はレール61の一辺部61aの後面に接触する。ローラ64と2つのローラ63とがレール61の一辺部61aを挟むことにより、左扉41の前後方向への振れを規制する。
左扉下縁板62は下部にレール62aを有する。レール62aは左扉41及び右扉42の左右方向の幅に亘って設ける。右扉下縁板65は右扉42の下縁部に螺子等で固定してあり、左扉下縁板62よりも下側に配置され、前方へ延出する。右扉下縁板65は2つのローラ66を上下方向の軸回りに回転可能に支持する。2つのローラ66は右扉42の下縁部の前方に間隔を開けて配置する。各ローラ66の外周面はレール62aの前面に接触する。右扉下縁板65はローラ67を上下方向の軸回りに回転可能に支持する。ローラ67は、2つのローラ66間の中央部に配置してあり、外周面はレール62aの後面に接触する。ローラ67と2つのローラ66とがレール62aを挟むことにより、右扉42の前後方向への振れを規制する。
図4等を参照し、左扉41及び右扉42による開閉動作について説明する。作業者は右扉42の取手42aを左方向に引くと、右扉42が左方向へ移動し始める。右扉42の自重は、上部の駆動板56及びローラ52を介してレール51にかかる。従って、駆動板56は接触部56bをローラ52方向へ押圧し、接触部56bとローラ52が摩擦力によって滑ることなく連動する。接触部56bは右扉42の左方向への移動とともに移動し、接触する少なくとも2つ以上のローラ52を回転させる。
ローラ52は左扉41及び右扉42の自重によってレール51に押圧しており、接触部56bによるローラ52の回転で、ローラ支持板53が左方向へ移動し、ローラ支持板53の動きとともに左扉41が移動する。ローラ52の回転により、左扉41のレール51上での移動距離と、右扉42の左扉41上での移動距離とは等しくなる。右扉42が左扉41上を扉一枚分移動して左扉41の後方に重なったとき、左扉41は同様に扉一枚分レール51上を移動する。故に左扉41及び右扉42は開口部40aの左縁から左方の前壁40の後方へ収納される。作業者が取手42aを右方向へ引くことで、左扉41及び右扉42は収納状態から可逆的に移動して、開口40aを閉じる。
当接部54は、左扉41及び右扉42の開閉時に左扉41が上方への荷重を受けた場合に、レール51のレール下面51bに当接して左扉41の浮き上がりを防止する。また、当接部57は、左扉41及び右扉42の開閉時に右扉42が上方への荷重を受けた場合に、規制板55の一面55aに当接して右扉42の浮き上がりを防止する。
以上より、本実施形態によれば、工作機械用カバー4の前壁40に設けた開口部40aを左扉41及び右扉42が横方向に連動して開閉する。左扉41及び右扉42の上方にレール51を前壁40に沿って左右方向に設ける。複数のローラ52はレール51のレール上面51aを転動する。ローラ支持板53は左扉41の上部に連なり、複数のローラ52を回転可能に支持する。駆動板56は、右扉42の上部に連なり、2以上のローラ52の周面における上部に接触する接触部56bを有し、横方向へ移動することによってローラ52を回転駆動する。ローラ支持板53、ローラ52及び駆動板56等からなる簡潔な構成によって、左扉41及び右扉42がローラ52によって滑らかに連動し前壁40に設けた開口部40aを開閉することができる。
また本実施形態によれば、ローラ支持板53がレール51のレール下面51bに当接する当接部54を有することにより、左扉41の浮き上がりを抑制できる。
また本実施形態によれば、ローラ支持板53がレール51に沿う規制板55の下向きの一面55aを有し、駆動板56が有する当接部57が規制板55の一面55aに当接するので、右扉42の浮き上がりを抑制できる。
また本実施形態によれば、接触部56bを樹脂材又はゴム材で形成してもよく、ローラ52との摩擦が大きくなり、接触部56bとローラ52との間の滑動を低減できる。
また本実施形態によれば、ローラ52はレール51に接触する周面が所定の面粗さを有するので、ローラ52とレール51との間の滑動を低減できる。
(変形例)
図9に示すように駆動板56の接触部56bにおける左右両端部分をローラ52から離間するようにテーパ状に傾斜させてもよい。接触部56bの左右両端は、右扉42の移動によって、複数のローラ52のうち接触していないローラ52の周面に当接する。接触部56bの左右両端の角部は、ローラ52の周面に接触するときに打撃音を発生する可能性がある。接触部56bの左右両端部分をローラ52から離間するようにテーパ状に傾斜させることで、打撃音を低減することができる。
また図10に示すようにレール51は厚みのある板部材で形成してもよい。レール51のレール上面51a及びレール下面51bは、夫々板部材の上端面及び下端面とすればよい。レール51は厚みのある板部材とすることにより、板金加工が不要となり、コストを低減できる可能性がある。
また図11に示すように上ローラ機構5への切粉及びクーラントの飛散及び付着を防止するための内部カバー8を設ける。内部カバー8は、上ローラ機構5の後方側、及び下方側を覆うように設ける。内部カバー8の下側板8aは、左方下がりに傾斜するように設ける。工作機械用カバー4は、内壁面にクーラントが霧状となって付着する。内部カバー8の下側板8aが左方下がりに傾斜することで、下側板8aに付着したクーラントは板面上を伝って左方へ流れる。このため、作業者が左扉41及び右扉42を開けて、工作機械1へのワーク着脱や工具交換等を行う際に、クーラントが滴下することがなく作業性が良い。
また図12に示すように上ローラ機構5に電動装置81を付加してもよい。電動装置81は、直動ベルト機構82、モータ83、連結体84、右扉取付部85等を備える。直動ベルト機構82は、例えば図示しない歯付プーリ及び従動プーリ間にベルトを掛け渡し、ベルトにブロック82aを取り付けて構成する。モータ83の出力軸に取り付けた駆動歯車は、歯付プーリの歯に噛み合わせる。右扉取付部85は左右方向の両端を後方へ屈曲した板部材であり、両端部間に軸体86を通してある。連結体84は上端部がブロック82aに固定してあり、下端部は後方へ屈曲した両端部に軸体86の外径より大きい径の貫通孔を有し、該両端部に軸体86を挿通する。連結体84の右側には、軸体86に同軸にコイルばね87を挿通する。
モータ83の回転によってブロック82aが左右方向へ移動する。連結体84はブロック82aとともに移動し、右扉取付部85を介して右扉42が左右へ移動する。右扉42が右方向へ移動する場合、右扉42の縁と開口部40aの縁の間に物体が挟まったとき、コイルばね87が圧縮することで、物体の挟み込みの際にかかる荷重を低減する。
またローラ52が滑動しないように、ローラ52が転動するレール上面51a、駆動板56の接触部56bにおけるローラ52との接触面を適度な面粗さとするとよい。例えば、レール上面51a、接触部56bにおけるローラ52との接触面に金属粒子を付着する被膜処理を行うことで面粗さを調整することができる。また、ローラ52、レール51及び駆動板56の接触部56bはラック・アンド・ピニオン式の伝達機構とし、滑動を抑制するようにしてもよい。ローラ52は、外周に複数の歯を設けた円形歯車(ピニオン)とする。レール51及び駆動板56は、レール上面51a及び駆動板56の接触部56bに軸方向に沿って複数の歯を並べたラックとする。
1 工作機械
4 工作機械用カバー
40 前壁(側壁)
40 開口部(開口)
41 左扉(一方の扉)
42 右扉(他方の扉)
51 レール
53 ローラ支持板(支持体)
54 当接部
55 規制板
55a 一面
56 駆動板(駆動体)
56b 接触部
57 当接部(第2当接部)

Claims (6)

  1. 工作機械を囲繞する側壁と、該側壁に設けた開口を横方向に連動して開閉する2枚の扉とを備える工作機械用カバーにおいて、
    前記2枚の扉の上方に前記側壁に沿って横方向に設けたレールと、
    該レールの上面を転動する複数のローラと、
    一方の扉の上部に連なり、複数の前記ローラを回転可能に支持する支持体と、
    他方の扉の上部に連なり、2以上の前記ローラの周面における上部に接触する接触部を有し、横方向へ移動することによって該ローラを回転駆動する駆動体と
    を備えることを特徴とする工作機械用カバー。
  2. 前記支持体は、前記レールの下面に当接する当接部を有することを特徴とする請求項1に記載の工作機械用カバー。
  3. 前記支持体は、前記レールに沿う下向きの一面を有し、
    前記駆動体は、前記一面に当接する第2当接部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の工作機械用カバー。
  4. 前記接触部は、前記ローラに接触する面の前記横方向における両端部が前記ローラから離間するように傾斜していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の工作機械用カバー。
  5. 前記接触部は樹脂材又はゴム材で形成してあることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の工作機械用カバー。
  6. 前記ローラは、前記レールに接触する面が所定の面粗さを有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の工作機械用カバー。
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