JP2020199619A

JP2020199619A - 工作機械

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Publication number: JP2020199619A
Application number: JP2019109884A
Authority: JP
Inventors: 陽介中務; Yosuke Nakatsukasa; 雅浩山根; Masahiro Yamane
Original assignee: DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-06-12
Also published as: EP3964327A4; JP6764977B1; WO2020250899A1; US20220097191A1; EP3964327A1; CN113950389A

Abstract

【課題】加工空間内でのクーラントの状態に応じて密封度に調整することにより、クーラントのミストが外部に放出されることを低減できる工作機械を提供する。【解決手段】加工空間Ｍ内にクーラントを放出するクーラント放出部２０と、加工空間Ｍを開放する開放位置及び加工空間Ｍを閉じる閉じ位置の間を移動可能な移動カバー４と、移動カバー４を開放位置または閉じ位置に移動させるサーボモータ３２と、を備え、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータ３２の駆動力を変更する工作機械。【選択図】図３Ｂ

Description

本開示は、加工空間内にクーラントを放出する工作機械に関する。

工作機械では、多くの場合、切削加工における摩擦抑制、冷却等のため、加工空間内にクーラント（切削液)を放出する。そのような工作機械では、クーラントのミストの飛散を防止するため、加工空間を閉鎖するとともに、ワークの出し入れや点検のため、閉鎖された加工空間を開閉する移動カバーを備えている。移動カバーを有する工作機械の中には、エアシリンダを用いて、移動カバーを駆動するものが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の工作機械では、エアシリンダを、加工空間を閉鎖するカバーの上側に配置することにより、工作機械の幅を狭めて小型を図っている。

特開２０１９−６９４９２号

しかしながら、近年、クーラントを高圧で放出する必要性が高まっている。そのような場合、エアシリンダの押し付け力だけでは、移動カバーの端部からクーラントのミストが外側に漏れる虞がある。特に、クーラントを放出する圧力が加工中に変動するような場合には、エアシリンダによる押し付け力では追従できずに、密封度が不十分となる虞がある。

本開示は、加工空間内でのクーラントの状態に応じて密封度に調整することにより、クーラントのミストが外部に放出されることを低減できる工作機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の１つの実施態様に係る工作機械では、
加工空間内にクーラントを放出するクーラント放出部と、
前記加工空間を開放する開放位置及び前記加工空間を閉じる閉じ位置の間を移動可能な移動カバーと、
前記移動カバーを前記開放位置または前記閉じ位置に移動させるサーボモータと、
を備え、
加工空間内でのクーラントの状態に応じて、前記移動カバーを前記閉じ位置の方向へ移動させるための前記サーボモータの駆動力を変更するようになっている。

本開示のその他の実施態様に係る工作機械では、
ワークを加工する加工空間を囲む囲み部と、
前記加工空間内にクーラントを放出するクーラント放出部と、
前記囲み部の少なくとも一部を構成し、前記囲み部に開口部が存在する開放位置、及び前記開口部が弾性体からなるシール部材を介して閉じられた閉じ位置の間を移動可能な移動カバーと、
前記移動カバーを前記開放位置または前記閉じ位置に移動させる移動機構と、
を備え、
前記加工空間内でのクーラントの状態に応じて、前記移動機構が前記シール部材に加わる押付力を変更するようになっている。

上記の実施態様によれば、加工空間内でのクーラントの状態に応じて密封度を調整することにより、クーラントのミストが外部に放出されることを低減できる工作機械を提供することができる。

閉鎖された加工空間を１つの移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。閉鎖された加工空間を２つの移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。工作機械本体部及び移動カバーで閉鎖された加工空間を移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第１の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーの開閉の途中の状態を示す平面断面図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構により加工空間を閉鎖状態にする移動カバー及び移動カバーの移動機構を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、移動カバー及び固定カバーの接触により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第２の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第３の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーの開閉の途中の状態を示す平面断面図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第３の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、シール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第4の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。本開示に係る移動カバー制御部を含む制御装置の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示す場合があるが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態では前述の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
なお、図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示している。移動カバーの移動方向をＺ軸として示してある。

（移動カバーを有する工作機械）
工作機械では、多くの場合、ワークを切削加工するときの摩擦抑制、冷却等のため、加工空間内にクーラント（切削液)を放出する。また、放出されたクーラントのミストの飛散を防止するため、切削加工中に加工空間を閉鎖するようになっている。更に、ワークの出し入れや点検のため、閉鎖された加工空間を開閉する移動カバーを備えている。以下に、図１Ａから図１Ｃを参照しながら、移動カバーを有する本開示に係る工作機械の幾つかの例について、その概要を説明する。

図１Ａは、閉鎖された加工空間を１つの移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。図１Ｂは、閉鎖された加工空間を２つの移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。図１Ｃは工作機械本体部及び移動カバーで閉鎖された加工空間を移動カバーで開閉する本開示に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。

図１Ａに示す工作機械では、加工空間Ｍが、移動カバー４及び固定カバー６から構成される囲み部８により囲まれている。囲み部８で囲まれた加工空間Ｍ内には、工作機械本体部やクーラントを放出するクーラント放出部２０が配置されている。また、囲み部８には、加工開始ボタン６２や表示装置６４を備えた操作パネル６０が配置されている。移動カバー４は、囲み部８に開口部Ｏｐが存在する開放位置、及び開口部Ｏｐが閉じられた閉じ位置の間を移動可能になっている。移動カバー４が、Ｚ軸のマイナス側に移動することにより、囲み部８に開口部Ｏｐが形成される。開放位置は一点ではなく、移動カバー４は、閉じ位置から最もＺ軸上のマイナス側に移動した全開位置までの間の任意の位置に移動して、停止することができる。開口部Ｏｐの大きさは、出し入れするワークや用途に応じて、所望の大きさを定めることができる。なお、図１Ａにおいて、Ｚ軸のプラス側は図の右側になり、Ｚ軸のマイナス側は図の左側になる。

移動カバー４が閉じ位置にいる場合、加工空間Ｍが閉鎖されて、クーラントのミストの飛散を抑制することができる。このとき、移動カバー４のＺ軸方向の両側の端部と、固定カバー６の対応する開口端部との間の密封性が重要となる。特に、クーラントを高圧で放出する場合や、クーラントの放出圧が変動する場合には重要である。

図１Ｂに示す工作機械２では、両開きとなる第１の移動カバー４Ａ及び第２の移動カバー４Ｂの２つ移動カバーを備える点で、図１Ａに示す工作機械と異なる。加工空間Ｍが、第１の移動カバー４Ａ、第２の移動カバー４Ｂ及び固定カバー６から構成される囲み部８によって囲まれている。囲み部８で囲まれた加工空間Ｍ内に、工作機械本体部やクーラントを放出するクーラント放出部２０が配置されている。
第１の移動カバー４ＡがＺ軸上のマイナス側に移動し、第２の移動カバー４ＢがＺ軸上のプラス側に移動することにより、囲み部８に開口部Ｏｐが形成される。つまり、第１の移動カバー４Ａ及び第２の移動カバー４Ｂが開放位置に移動する。一方、開放位置から、第１の移動カバー４Ａ及び第２の移動カバー４Ｂがそれぞれ上記と逆方向に移動することにより、加工空間Ｍが閉鎖される閉じ位置へ到達する。

第１の移動カバー４Ａ及び第２の移動カバー４Ｂが閉じ位置にいる場合、加工空間Ｍが閉鎖されて、クーラントのミストの飛散を抑制することができる。このとき、（a）第１の移動カバー４ＡのＺ軸方向プラス側の端部及び第２の移動カバー４ＢのＺ軸方向マイナス側の端部の間の密封性、（b）第１の移動カバー４ＡのＺ軸方向マイナス側の端部及び固定カバー６の対応する開口端部の間の密封性、並びに（c）第２の移動カバー４ＢのＺ軸方向プラス側の端部及び固定カバー６の対応する開口端部の間の密封性、が重要となる。特に、クーラントを高圧で放出する場合や、クーラントの放出圧が変動する場合には重要である。

図１Ｃに示す工作機械２では、加工空間Ｍが、移動カバー４及び工作機械本体部１０で囲まれている点で、図１Ａ及び図１Ｂに示す工作機械と異なる。つまり、囲み部８が、移動カバー４及び工作機械本体部１０から構成されているといえる。ただし、工作機械本体部１０の外装を固定カバーとみなせば、加工空間Ｍが固定カバー及び移動カバーで覆われていると言うことができる。囲み部８で囲まれた加工空間Ｍ内に、クーラントを放出するクーラント放出部２０が配置されている。
移動カバー４が、Ｚ軸上のプラス側に移動することにより、囲み部８に開口部Ｏｐが形成される。つまり、移動カバー４が開放位置に移動する。一方、開放位置から、移動カバー４が、Ｚ軸方向マイナス側に移動することにより、加工空間Ｍが閉鎖される閉じ位置へ達する。

第１の移動カバー４が閉じ位置にいる場合、加工空間Ｍが閉鎖されて、クーラントのミストの飛散を防止することができる。このとき、移動カバー４の端部と、工作機械本体部１０の端部との間の密封性が重要となる。特に、クーラントを高圧で放出する場合や、クーラントの放出圧が変動する場合には重要である。
なお、Ｚ軸上のプラス・マイナス方向に関わらず、移動カバー４が閉じ位置から開放位置に向かう方向を第１方向と称し、移動カバー４が開放位置から閉じ位置に向かう方向を第２方向と称することもできる。

（第１の実施形態に係る工作機械）
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら、ラビリンスシール機構により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第１の実施形態に係る工作機械を説明する。図２Ａは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第１の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーの開閉の途中の状態を示す平面断面図である。図２Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構により加工空間を閉鎖状態にする移動カバー及び移動カバーの移動機構を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。

本実施形態では、図１Ａに示されるような閉鎖された加工空間を１つの移動カバー４で開閉する場合を例にとって説明する。本実施形態に係る工作機械２は、移動カバー４及び固定カバー６から構成される囲み部８により、工作機械本体部１０及び加工空間Ｍが囲まれている。

工作機械本体部１０として、転削加工や旋削加工を行う任意の加工装置、マシニングセンタ、ターニングセンタ等を用いることができる。図面では、旋削加工を行う場合の工作機械本体部１０の一例が示されている。具体的には、工作機械本体部１０として、ワークＷを着脱可能に保持するチャック１２Ａ及びチャック１２Ａが取り付けられたチャック固定部１２Ｂから構成されるワーク保持部１２と、複数の工具１４が装着されたタレット１６とが示されている。
移動カバー４は、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向に移動可能である。なお、工作機械本体部１０を覆っている領域の固定カバー６を工作機械本体部１０の一部とみなせば、加工空間Ｍが移動カバー４、固定カバー６及び工作機械本体部１０で囲まれているとみなすこともできる。

移動カバー４のＺ軸方向プラス側の端部に、略Ｌ字形のラビリンス構成部Ｌ１Ａが形成されている。つまり、本実施形態の一例である移動カバー４は、ラビリンス構成部Ｌ１Ａを有する構成である。他方、固定カバー６における上記のラビリンス構成部Ｌ１Ａに対応する開口端部に、略Ｕ字形のラビリンス構成部Ｌ１Ｂが形成されている。つまり、本実施形態の一例である固定カバー６は、ラビリンス構成部Ｌ１Ｂを有する構成である。移動カバー４が、閉じ位置に位置するとき（図２Ｂ参照）、移動カバー４側のラビリンス構成部Ｌ１Ａ及び固定カバー６側のラビリンス構成部Ｌ１Ｂにより構成されるラビリンスシール機構Ｌ１により、移動カバー４及び固定カバー６の間がシールされる。このような構成にすることにより、クーラントが飛び跳ねたとしても、クーラントが工作機械の装置外部に移動カバー４と固定カバー６との間から飛び出すことが抑制される。

同様に、移動カバー４のＺ軸方向マイナス側の端部に、略Ｌ字形のラビリンス構成部Ｌ２Ａが形成されている。固定カバー６におけるラビリンス構成部Ｌ２Ａに対応する開口端部に、略Ｕ字形のラビリンス構成部Ｌ２Ｂが形成されている。移動カバー４が、閉じ位置に位置するとき（図２Ｂ参照）、移動カバー４側のラビリンス構成部Ｌ２Ａ及び固定カバー６側のラビリンス構成部Ｌ２Ｂにより構成されるラビリンスシール機構Ｌ２により、移動カバー４及び固定カバー６の間がシールされる。

移動カバー４が、閉じ位置（図２Ｂ参照）からＺ軸方向マイナス側に移動すると、囲み部８に開口部Ｏｐが生じるようになる（図２Ａ参照）。この開口部Ｏｐの大きさは、最大開口位置まで、出し入れするワークの大きさや点検に必要なスペースに応じて、任意の大きさを定めることができる。図２Ａでは、移動カバー４の開閉の途中の状態（中間位置）を示し、Ｚ軸方向のプラス側・マイナス側のどちらの方向に移動する場合もあり得る（図２Ａの白抜き矢印参照）。これは、クーラントを使用しミストが加工室内にまだ多数残存する場合に、移動カバー４を中間位置まで移動させ、囲み部８の開口が小さい状態でワークの交換をし、交換後に移動カバーを閉じ位置に移動させることで、ミストが外部にでる量を低減することができる。この場合において、工作機械の制御部は、後述する移動カバー制御部に全開位置と閉じ位置との中間位置に移動カバーを移動させるように制御信号を送る。中間位置は、全開位置を１００％とし、閉じ位置を０％とした場合に、用途に応じて、３０％から８０％の範囲で任意に指定することもできる。

本実施形態では、移動カバー４を移動させる移動機構３０にサーボモータ３２が備えられている。本実施形態では、移動機構３０が、サーボモータ３２の駆動力により動くベルト機構３４を有する。ベルト機構３４のベルトに移動カバー４の下部が係合するようになっており、サーボモータ３２の駆動軸の回転に基づいて、ベルト機構３４が動き、これに伴って、移動カバー４がＺ軸方向プラス・マイナス方向に移動するようになっている。
ただし、移動機構は、これに限られるものではなく、サーボモータ３２により駆動されるボールネジを用いた移動機構や、サーボモータ３２により駆動されるラックアンドピニオンールを用いた移動機構をはじめとするその他に任意の移動機構を用いることができる。
また、サーボモータ３２とベルト機構３４を工作機械の上部に設けてもよい。例えば、図１Ａの固定カバー６の引き出し線が引かれている位置に配置してもよい。工作機械の上部に配置すれば、工作機械の前後の幅を短くすることができる。このため、図１Ａに示すように工作機械の前からワークの取り付けや交換をロボットで行う場合に、ロボットの稼働距離を短くできるため、加工時間の短縮や電力の削減になる。

ラビリンスシール機構Ｌ１、Ｌ２により、移動カバー４及び固定カバー６の間が非接触な状態で、加工空間Ｍを閉鎖することができる。これにより、クーラント放出部２０から加工空間Ｍ内に放出されたクーラントのミストが、外部に漏れるのを低減することができる。
加工空間Ｍの密封性、特に、クーラント放出部２０からクーラントを高圧で放出する場合における密封性を考慮すると、ラビリンスシール機構における移動カバー４及び固定カバー６の間のクリアランスを小さくすることが好ましい。一方、部材の寸法精度、部材の経年変化、長期間の可動による締結部の緩み等を考慮すると、ある程度の大きさのクリアランスを有することが好ましい。

本実施形態では、移動カバー４がサーボモータ３２により移動するので、サーボモータ３２の位置制御により、ラビリンスシール機構における移動カバー４及び固定カバー６の間のクリアランスを正確に調整することができる。例えば、クーラントの放出圧が比較的低圧の場合には、それに応じてクリアランスを大きめにとり、クーラントの放出圧が比較的高圧の場合には、それに応じてクリアランスを狭めるような制御処理を行うことができる。クーラントの放出圧だけでなく、後述するように、温度センサ、湿度センサ、画像センサ等からの信号に基づいて検知した加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、サーボモータ３２の位置制御により、クリアランスの大きさを制御することができる。また、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータ３２の駆動力を変更することもできる。

本実施形態では、閉じ位置において、移動カバー４との間にラビリンスシール機構Ｌ１、Ｌ２を有するので、非接触な状態で加工空間Ｍを密封することができる。特に、サーボモータ３２を用いる場合には、その位置制御により、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、適確な密封性を有することができる。

本実施形態では、図１Ａに示すような、１つの移動カバー４及び固定カバー６により加工空間Ｍを囲む場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。
図１Ｂに示すような、２つの移動カバー４Ａ、４Ｂ及び固定カバー６により加工空間Ｍを囲む場合においも同様である。移動カバー４ＡのＺ軸方向プラス側の端部及び移動カバー４ＢのＺ軸方向マイナス側の端部の間にラビリンスシール機構を設け、移動カバー４ＡのＺ軸方向マオナス側の端部及び固定カバー６のそれに対応する開口端部にラビリンスシール機構を設け、移動カバー４ＢのＺ軸方向プラス側の端部及び固定カバー６のそれに対応する開口端部にラビリンスシール機構を設けることにより、同様な密封性を有することができる。

更に、図１Ｃに示すような、工作機械本体部１０及び移動カバー４で閉鎖された加工空間Ｍを移動カバー４で開閉する場合においも同様である。工作機械本体部１０のＺ軸方向プラス側の端部、及び移動カバー４のＺ軸方向マイナス側の端部の間にラビリンスシール機構を設けることにより、同様な密封性を有することができる。

（第２の実施形態に係る工作機械）
次に、図２Ｃを参照しながら、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第２の実施形態に係る工作機械を説明する。図２Ｃは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、移動カバー及び固定カバーの接触により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第２の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。

図２Ｃでは、閉じ位置において、移動カバー４及び固定カバー６が接触した状態になっているところを示す。移動カバー４が閉じ位置にある場合、サーボモータ３２への駆動電流の供給を停止する。閉じ位置で駆動電流が止まった状態から、図１Ａに示すような操作パネル６０の加工開始ボタン６２が押され、加工が開始されて、クーラントを使用する場合に、サーボモータへの駆動電流の供給を開始する。加工が終了しても一定時間は駆動電流が供給され、一定時間経過後、駆動電流の供給を停止する。

その他の態様として、加工が行われていない状態で、移動カバーが閉じ位置にある場合に、サーボモータ３２の駆動軸が回転しない程度の小さな駆動電流を流すこともできる。そして、操作パネル６０の加工開始ボタン６２が押され、加工が開始されて、クーラントが使用されると、サーボモータ３２への駆動電流を大きくし、サーボモータ３２の駆動力を大きくする。この場合でも、移動カバー４及び固定カバー６は接触しているので、サーボモータ３２の駆動力（駆動電流）は大きくなっているが、移動カバーは移動しない状態を保つ。

一方で、不可抗力の外力が移動カバー４の把手にかかった場合に、サーボモータ３２の駆動力を大きくしているため、移動カバー４が移動しない、または移動したとしてもすぐに閉じ位置へ移動を開始し、密封性を維持することができる。

（第３の実施形態に係る工作機械）
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第３の実施形態に係る工作機械を説明する。図３Ａは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第３の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーの開閉の途中の状態を示す平面断面図である。図３Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、ラビリンスシール機構及びシール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第３の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。

第３の実施形態では、上記の第１の実施形態に記載のラビリンスシール機構に、更に弾性体からなるシール部材４０Ａ、４０Ｂが配置されている。
具体的には、移動カバー４のＺ軸方向プラス側の端部に設けられたラビリンス構成部Ｌ１Ａに、シール部材４０Ａが取り付けられている。これにより、図３Ｂに示す閉じ位置において、移動カバー４のＺ軸ブラス側の端部及びそれに対応する固定カバー６の開口端部が、シール部材４０Ａを介して接触している。

同様に、移動カバー４のＺ軸方向マイナス側の端部に対応する固定カバー６のラビリンス構成部Ｌ２Ｂに、シール部材４０Ｂが取り付けられている。これにより、図３Ｂに示す閉じ位置において、移動カバー４のＺ軸方向マイナス側の端部及びそれに対応する固定カバー６の開口端部が、シール部材４０Ｂを介して接触している。
シール部材４０Ａ、４０Ｂの材料として、各種ゴム、エラストマをはじめとする既知の任意のシール部材用弾性材料を用いることができる。

本実施形態では、閉じ位置において、サーボモータ３２が発生するトルクＴにより、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させる力Ｆ、つまりシール部材４０Ａ、４０Ｂを押し付けて圧縮する圧縮力Ｆを加えることができる。トルクＴを別の表現で示せば、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータの駆動力ということもできる。ここで、「閉じ位置の方向へ移動させるための駆動力」は、実際に移動カバー４が移動する場合だけでなく、シール部材４０Ａ、４０Ｂを押し付ける静的な力も含まれる。
これにより、ラビリンスシール機構によるシール機能に加えて、シール部材４０Ａ、４０Ｂの弾性反力によるシール機能を加えることができるで、加工空間Ｍの密閉性を更に高めることができる。なお、図３Ａに示す移動カバー４が開放位置に位置する場合には、基本的に上記の第１の実施形態と差異点はないので、更なる説明は省略する。

本実施形態では、ラビリンスシール機構Ｌ１、Ｌ２に加えて、シール部材４０Ａ、４０Ｂにより、確実に加工空間Ｍをシールすることができる。よって、クーラント放出部２０から高圧でクーラントを放出する場合であっても、クーラントのミストが外側に漏れることを低減することができる。

工作機械本体部１０によるワークの加工中に、加工状況に応じて、クーラントを放出する圧力が変更される場合がある。そのような場合であっても、本実施形態では、クーラント放出部２０からのクーラントの放出圧に応じて、サーボモータ３２の閉じ位置の方向への駆動力を変更することができる。つまり、移動機構３０は、サーボモータ３２の電流値制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを変更することができる。
例えば、クーラントの放出圧が高い場合には、加工空間Ｍ内に多量のミストが発生するが、その場合であっても、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを高めて、加工空間Ｍの密封度を高めることにより、確実に加工空間Ｍをシールすることができる。

サーボモータ３２の電流値制御によりシール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを変更する場合だけでなく、サーボモータ３２の位置制御により、弾性体であるシール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力を制御することもできる。つまり、サーボモータ３２の位置制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂのつぶれ代を管理して、シール部材４０Ａ、４０Ｂに生じる弾性反力を制御することができる。

以上のように、本実施形態においては、移動機構３０にサーボモータ３２が備えられ、サーボモータ３２の位置制御または電流値制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを制御することができるので、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて密封性を適確に調整することにより、クーラントのミストが外部に放出されることを低減することができる。なお、位置制御及び電流値制御を併用して、サーボモータ３２を制御することもできる。

上記の実施形態においては、移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合を示すが、これに限られるものではない。例えば、移動機構３０が、リニアスケール等の位置センサと共に、汎用のＤＣ電動モータを備える場合もあり得る。ＤＣ電動モータの電流値制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを制御することができる。また、位置センサからの信号に基づくフィードバック制御により、シール部材のつぶれ代を管理して、シール部材４０Ａ、４０Ｂに生じる弾性反力を制御することもできる。

本実施形態では、移動機構３０に、サーボモータ、汎用ＤＣモータをはじめとする電動モータが備えられ、電動モータが、移動カバー４を閉じ位置から開放位置に向かう第１方向（図面のＺ軸方向マイナス方向）、及び開放位置から閉じ位置に向かう第２方向（Ｚ軸方向プラス方向）に移動させるための駆動力を出力する場合において、クーラント放出部２０からクーラントを第１圧力で放出する際に、移動カバー４を第２方向に移動させるための電動モータから出力される駆動力が、クーラント放出部２０からクーラントを第１圧力よりも低い第２圧力で放出する際に移動カバー４を第２方向に移動させるための電動モータから出力される駆動力よりも大きくするようになっている。

これにより、クーラントの放出圧が高く、加工空間Ｍ内に多量のミストが発生する場合であっても、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを高めて、加工空間Ｍの密封度を高めることにより、確実に加工空間Ｍをシールすることができる。
また、電動モータだけでなく、移動機構３０が、リニアスケール等の位置センサと共に、油圧シリンダを備える場合もあり得る。この場合には、サーボーバルブを用いた油圧シリンダの制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力Ｆを制御することができる。また、位置センサからの信号に基づくフィードバック制御により、シール部材４０Ａ、４０Ｂのつぶれ代を管理して、部材４０Ａ、４０Ｂに生じる弾性反力を制御することもできる。

第３の実施形態においても、図１Ａに示すような、１つの移動カバー及び固定カバーで加工空間Ｍが覆われた場合だけでなく、図１Ｂに示すような、２つの移動カバー及び固定カバーで加工空間Ｍが覆われた場合や、図１Ｃに示すような、工作機械本体部及び移動カバーで加工空間が覆われた場合にも適用できる。

以上のように、本開示の第３の実施形態に係る工作機械２は、ワークを加工する加工空間Ｍを囲む囲み部８と、加工空間Ｍ内にクーラントを放出するクーラント放出部２０と、囲み部８の少なくとも一部を構成し、囲み部８に開口部Ｏｐが存在する開放位置、及び開口部Ｏｐが弾性体からなるシール部材４０Ａ、４０Ｂを介して閉じられた閉じ位置の間を移動可能な移動カバー４と、移動カバー４を開放位置または閉じ位置に移動させる移動機構３０と、を備え、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動機構３０がシール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力を変更することができる。特に、移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合には、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータ３２の駆動力を変更することができる。

ここで、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に関しては、加工中におけるクーラントの放出圧だけでなく、加工空間Ｍ内でのクーラントのミストの状態、工作機械の運転モードが含まれる。運転モードによっては、加工空間Ｍ内の温度が上昇し、ミストを含む気体が膨張して外部へ漏れ易くなる。また、運転モードには、停止の状態も含まれ、その場合には、シール部材に加わる押付力をゼロにすることもできる。

（第4の実施形態に係る工作機械）
次に、図４を参照しながら、本開示の第4の実施形態に係る工作機械の説明を行う。図４は、図１ＡのＡ−Ａ断面を示し、シール部材により加工空間を閉鎖状態にする本開示の第4の実施形態に係る工作機械を模式的に示す図であって、特に、移動カバーが閉じ位置にある状態を示す平面断面図である。
第4の実施形態においては、ラビリンスシール機構を有さず、移動カバー４及び固定カバー６がシール部材を介して接触することにより、加工空間Ｍが閉鎖されている点で、上記の第３の実施形態と異なる。

更に詳細に述べれば、移動カバー４のＺ軸方向プラス側の端部、及び固定カバー６のそれに対応する開口端部が、弾性材料からなるパッキン４２によりシールされている。同様に、移動カバー４のＺ軸方向マイナス側の端部、及び固定カバー６のそれに対応する開口端部が、弾性材料から成るＯリング４４によりシールされている。
このような場合においても、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動機構３０がシール部材に加わる押付力を変更することにより、加工空間Ｍの密封度を調整することができる。また、移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合には、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータ３２の駆動力を変更することにより、加工空間Ｍの密封度を調整することができる。

本実施形態では、加工空間Ｍ内に、クーラント放出部２０に加えて、エア放出部７０を備える。囲み部８に開口部Ｏｐが存在する場合であっても、クーラント放出部２０から放出されたエアによるエアカーテン機能により、クーラントのミストが外部へ流出することを抑制することができる。また、移動カバー４が閉じ位置にいる状態で、クーラント放出部２０からエアを放出して、シール機能を高めることもできる。
更に、図４の矢印に示すように、エア放出部７０は、図面平面上を左右に回転可能な状態でエアを放出することもできる。加工空間Ｍ内のクーラントの状態に応じて、エア放出部７０を固定してエアを放出する、または左右に首振りを行いながらエアを放出するなど、加工空間Ｍ内の状態に応じて調整することができる。
なお、このようなエア放出部７０は、上記の任意の実施形態で適用することができる。

以上のように、本開示の第２または第4の実施形態では、移動機構３０により、閉、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動機構３０がシール部材４０Ａ、４０Ｂに加わる押付力を変更して、加工空間Ｍの密封性を調整することができる。特に、移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合には、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて、移動カバー４を閉じ位置の方向へ移動させるためのサーボモータ３２の駆動力を変更することにより、加工空間Ｍの密封性を調整することができる。
このように、加工空間Ｍ内でのクーラントの状態に応じて密封度に調整することにより、クーラントのミストが外部に放出されることを低減できる工作機械２を提供することができる。

（移動カバー制御部）
次に、図４を参照しながら、移動カバー４の移動の制御を行う本開示に係る移動カバー制御部の一例の説明を行う。図５は、本開示に係る移動カバー制御部を含む制御装置の一例を示すブロック図である。
図５に示す例では、移動カバー制御部４００が工作機械の制御部１００に含まれている場合を示す。制御部１００は、工作機械本体部１０を制御する工作機械本体制御部２００と、クーラント放出部２０によるクーラントの放出を制御するクーラント放出制御部３００と、移動カバー４の移動の制御を行う移動カバー制御部４００とを備える。ただし、移動カバー制御部４００が、工作機械の制御装置１００に含まれ場合だけでなく、移動カバー制御部４００が、工作機械の制御装置１００とは独立した個別の制御装置として存在する場合もあり得る。

工作機械本体制御部２００は、工作機械本体部１０の各アクチエータに制御信号を送信して、工作機械本体部１０の制御を行う。クーラント放出制御部３００は、クーラント放出部２０に備えられたポンプや電磁弁に制御信号を送信して、所定の放出圧でクーラントを放出する制御を行う。移動カバー制御部３００は、移動カバー４の移動機構３０に備えられたサーボモータ３２に制御信号を送信し、上記の移動カバー４の移動や、移動カバー４によりシール部材を押し付ける制御処理を行う。
工作機械本体制御部２００から工作機械本体部１０の各アクチエータへ送信される制御信号の少なくとも一部が、移動カバー制御部４００にも送信される。同様に、クーラント放出制御部３００からクーラント放出部２０へ送信される制御信号の少なくとも一部が、移動カバー制御部４００に送信される。

移動カバー制御部４００は、受信した工作機械本体部１０またはクーラント放出部２０への制御信号に基づいて、移動機構３０によりシール部材に加える押付力を変更する。移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合には、移動カバー制御部４００は、受信した工作機械本体部１０またはクーラント放出部２０への制御信号に基づいて、サーボモータ３２の閉じ位置の方向への駆動力を変更する。

工作機械本体部１０の運転モードによっては、加工空間Ｍ内の温度が上昇し、それによって、クーラントのミストを含む気体が膨張するので、外部へミストが漏れやすくなる。そのような運転モードの場合であっても、移動カバー制御部３００は、工作機械本体部１０へ送信された制御信号の情報に基づいて、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を強める制御処理を行うことにより、密封性を高めて、外部へミストが漏れるのを低減することができる。
一方、加工空間Ｍ内の温度があまり上昇しない運転モードでは、移動カバー制御部３００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を弱める制御処理を行う。これにより、エネルギ消費を抑制し、部材の消耗も軽減することができる。

クーラント放出部２０から高圧にクーラントが放出される場合には、クーラントのミストの量が増えて、外部へミストが漏れやすくなる。そのような場合であっても、移動カバー制御部４００は、クーラント放出部２０へ送信される制御信号の情報に基づいて、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を強める制御処理を行うことにより、密封性を高めて、外部へミストが漏れるのを低減することができる。
一方、クーラント放出部２０からのクーラントの放出圧が余り高くない場合には、移動カバー制御部４００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を弱める制御処理を行う。これにより、エネルギ消費を抑制し、部材の消耗も軽減することができる。

以上のように、移動カバー制御部４００は、工作機械本体部１０またはクーラント放出部２０に対する制御信号に基づいて、シール部材に加わる押付力を変更する、またはサーボモータ３２を備える場合には、サーボモータ３２の閉じ位置の方向への駆動力を変更する制御処理を行う。こにより、工作機械本体部１０やクーラント放出部２０の動作シーケンスに応じた制御処理を行うことができるので、加工空間Ｍ内の状態に応じた、加工空間Ｍの密封度の適切な制御を行うことができる。

更に、囲み部８により囲まれた加工空間Ｍ内に、センサ５０を配置することができ、センサ５０からの検出信号が、移動カバー制御部４００に送信される。移動カバー制御部４００は、センサ５０から送信される信号に基づいて、移動カバー４を移動させる移動機構３０の制御を行うことができる。センサ５０としては、温度センサ、湿度センサ、画像センサ等を例示することができる。

温度センサにより、加工空間Ｍ内の温度が高いことが検出された場合には、クーラントのミストを含む気体が膨張しており、ミストが外部に漏れ易いとみなせる。よって、移動カバー制御部３００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を強める制御処理を行うことにより、密封性を高めて、外部へミストが漏れるのを低減することができる。一方、温度センサにより、加工空間Ｍ内の温度があまり高くないことが検出された場合には、クーラントのミストを含む気体があまり膨張しておらず、比較的、ミストが外部に漏れにくいとみなせる。よって、移動カバー制御部３００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を弱めて、エネルギ消費を抑制し、部材の消耗も軽減することができる。

湿度センサにより、加工空間Ｍ内の湿度が高いことを検出した場合には、クーラントのミストの量が多く、ミストが外部に漏れ易いとみなせる。よって、移動カバー制御部４００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を強める制御処理を行うことにより、密封性を高めて、クーラントのミストが外部へ漏れるのを低減することができる。一方、湿度センサにより加工空間Ｍ内の湿度があまり高くないことが検出された場合には、クーラントのミストの量が多くはなく、比較的、ミストが外部に漏れにくいとみなせる。よって、移動カバー制御部４００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を弱めて、エネルギ消費を抑制し、部材の消耗も軽減することができる。

画像センサにより加工空間Ｍ内の画像を取得した場合には、画像処理により、加工空間Ｍ内のクーラントのミストの量を算出することができる。算出したミストの量に応じて、移動カバー制御部３００は、移動カバー４によるシール部材の押し付け力を調整することにより、クーラントのミストが外部へ漏れるのを低減するとともに、エネルギ消費を抑制し、部材の消耗も軽減する適切な制御を行うことができる。

以上のように、移動動カバー制御部４００は、加工空間Ｍ内の湿度を検出する湿度センサ、加工空間Ｍ内の温度を検出する温度センサまたは加工空間Ｍ内を撮像する画像センサからの信号に基づいて、移動機構３０によりシール部材に加える押付力を変更する、または移動機構３０がサーボモータ３２を備える場合には、サーボモータ３２の閉じ位置の方向への駆動力を変更する制御処理を行う。

以上のように、湿度センサ、温度センサまたは画像センサからの信号に基づいて、加工空間内のミストの状況を把握し、それに応じた制御を行うので、加工空間Ｍ内の状態に応じたきめ細かい密封度の制御を行うことができる。
移動動カバー制御部４００は、工作機械本体部１０やクーラント放出部２０へ送信する制御信号と、センサ５０からの検出信号を組み合わせて、移動機構３０によりシール部材に加える押付力を変更することもできる。

本開示の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

２工作機械
４、４Ａ、４Ｂ移動カバー
６固定カバー
８囲み部
１０工作機械本体部
１２ワーク保持部
１２Ａチャック
１２Ｂチャック固定部
１４工具
１６タレット
２０クーラント放出部
３０移動機構
３２サーボモータ
３４ベルト機構
４０Ａ、４０Ｂシール部材
４２シール部材（パッキン）
４４シール部材（Ｏリング）
５０センサ
６０操作パネル
６２加工開始ボタン
６４表示装置
７０エア放出部
１００制御部
２００工作機械本体制御部
３００クーラント放出制御部
４００移動カバー制御部
Ｍ加工空間
Ｏｐ開口部
Ｌ１、Ｌ２ラビリンスシール機構
Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂラビリンス構成部

Claims

加工空間内にクーラントを放出するクーラント放出部と、
前記加工空間を開放する開放位置及び前記加工空間を閉じる閉じ位置の間を移動可能な移動カバーと、
前記移動カバーを前記開放位置または前記閉じ位置に移動させるサーボモータと、
を備え、
加工空間内でのクーラントの状態に応じて、前記移動カバーを前記閉じ位置の方向へ移動させるための前記サーボモータの駆動力を変更することを特徴とする工作機械。
ワークを加工する加工空間を囲む囲み部と、
前記加工空間内にクーラントを放出するクーラント放出部と、
前記囲み部の少なくとも一部を構成し、前記囲み部に開口部が存在する開放位置、及び前記開口部が弾性体からなるシール部材を介して閉じられた閉じ位置の間を移動可能な移動カバーと、
前記移動カバーを前記開放位置または前記閉じ位置に移動させる移動機構と、
を備え、
前記加工空間内でのクーラントの状態に応じて、前記移動機構が前記シール部材に加わる押付力を変更することを特徴とする工作機械。
前記閉じ位置において、前記移動カバーとの間にラビリンスシール機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
前記クーラント放出部からのクーラントの放出圧に応じて、前記サーボモータの前記閉じ位置の方向への駆動力を変更する、または前記移動機構が前記シール部材に加わる押付力を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
前記移動機構に、前記移動カバーを前記閉じ位置から前記開放位置に向かう第１方向、及び前記開放位置から前記閉じ位置に向かう第２方向に移動させるための駆動力を出力する電動モータが備えられ、
前記クーラント放出部からクーラントを第１圧力で放出する際に前記移動カバーを前記第２方向に移動させるための前記電動モータから出力される駆動力は、前記クーラント放出部からクーラントを前記第１圧力よりも低い前記第２圧力で放出する際に前記移動カバーを前記第２方向に移動させるための前記電動モータから出力される駆動力よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
前記移動機構にサーボモータが備えられ、前記サーボモータの位置制御または電流値制御により、前記シール部材に加わる押付力を制御することを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
前記工作機械本体部または前記クーラント放出部に対する制御信号に基づいて、前記サーボモータの前記閉じ位置の方向への駆動力を変更する、または前記移動機構が前記シール部材に加わる押付力を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
前記加工空間内の湿度を検出する湿度センサ、前記加工空間内の温度を検出する温度センサまたは前記加工空間内を撮像する画像センサからの信号に基づいて、前記サーボモータの前記閉じ位置の方向への駆動力を変更する、または前記移動機構が前記シール部材に加わる押付力を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。