JP3135879B2 - 工作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作装置に係わり、
特に加工によって発生した切粉を集塵するとともに、冷
却しつつ加工対象物に加工を施す際に好適な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−５５４０２号公報（特公平７
−５５４３７号公報）には、工作機械の冷却集塵装置に
係わる技術が開示されている。該公報の図１に示されて
いるように、この冷却集塵装置では、カッターを取り囲
む冷却集塵ハウジングが可撓性フードを介して被切削材
に圧接されて密閉空間が形成され、冷却集塵ハウジング
に連通されたバキューム式切粉吸引装置によって切削に
よる切粉を吸引して集塵を行う。この際、冷却エアーを
カッターに吹き付けることにより切粉をカッターの上方
に一旦吹き上げてから排出ダクトに集塵するようになっ
ている。

【０００３】また、特開平６−７１５３９号公報には、
ワークをＸ−Ｙ方向に移動させる移動テーブルと、上下
動する工具と、該工具によって切削された切粉を集塵す
る集塵機構が記載されている。この集塵機構は、可動ダ
クトを工具の横方向から接近させ、該可動ダクト内に設
けられたノズルから切削部位にエアーを吹き付け、可動
ダクトに接続される中継ダクトを介して切粉を回収ダク
トに回収する。中継ダクトは工具の上下方向への移動時
には工具の移動とともに回収ダクト内に収納されるよう
になっており、また工具の交換時には可動ダクトが後退
するとともに工具が上昇し、工具交換装置によって工具
が交換されるようになっている。

【０００４】また、カッター等の工具およびワークを取
り囲み密閉空間を形成して、かつ、工具の移動に伴い移
動変形し、かつ、カッター等のヘッドに対してマグネッ
ト等により着脱自在とされる集塵カバー等が知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
６−５５４０２号公報の冷却集塵装置は、上部取付部材
と中間取付部材と下部取付部材とフード取付部材とから
構成される固定的な冷却集塵ハウジング内でカッターが
移動されて被切削材に切削を施すように構成されてお
り、カッターの上下方向の移動ストロークが冷却集塵ハ
ウジングの高さ寸法等によって制限される。したがっ
て、カッターの上下方向の移動ストロークが小さい板状
の被切削材については効果的に切粉を集塵することが可
能であるが、比較的高さ寸法の大きい立体的な被切削材
については切粉を効果的に集塵することができない。ま
た、冷却エアーのカッターへの吹き付け方向が固定され
ており、可変できるようになっていない。

【０００６】特開平６−７１５３９号公報に記載の技術
にあっては、工具全体がダクト等によって覆われている
わけではなく、加工時に工具とワーク（加工対象物）と
の間に隙間が生じるため、該隙間に切粉が対流し易い。
また、横方向への切削加工において、一方向への切削時
には切粉の回収が効果的に行われるが、逆方向への加工
時には切粉を回収しにくい。例えば、右方向にある深さ
で切削を進め、次に９０゜方向を変えて切削し、さらに
最初とは逆の方向に切削を行った場合、該逆方向の切削
時において切粉が可動ダクトとは反対の方向に飛散する
ので切粉を効果的に回収することができない。この結
果、装置内部の清掃を頻繁に行う必要が生じる。

【０００７】また、上述のカッター等の工具およびワー
クを取り囲み密閉空間を形成して、かつ、工具の移動に
伴い移動変形する集塵カバーにおいては、該集塵カバー
が工具のワークに対する移動を阻害する可能性がある、
切粉が集塵カバーの変形部分やカッター等の軸受け等駆
動部分に付着侵入して、該集塵カバーの移動変形および
駆動部分の駆動が阻害される可能性がある。また、カッ
ター等のヘッドに対して着脱自在とされる集塵カバーに
おいては、マグネット等による着脱機構が、不用意に離
脱してしまう可能性があり、カッター等のヘッドの対す
る集塵カバーの着脱をより確実に行いかつ制御性を向上
したいという要求がある。また、さらに高さ寸法の大き
い立体的な比切削物に対応可能として加工を行いたいと
いう要求がある。

【０００８】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的としている。 より高さを有する立体形状の加工対象物に対応して加
工を施すことを可能とすること。 工作によって生じた切粉を効果的に集塵すること。 工具のワークに対する移動をよりスムーズに行うこ
と。 切粉による可動部分への影響を軽減すること。 集塵カバーの着脱における制御性を向上すること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の手段として、例えば１平面開放状態とされる
所定開放状態で工作台上に立設され、加工対象物（ワー
ク）を収納する収納手段と、加工対象物に加工を施す加
工手段（ドリル等）と、該加工手段が装着されて前記収
納手段上に配され、加工手段の移動とともに収納手段上
を移動する移動手段と、前記加工手段と移動手段との間
に介在され、加工手段の移動に応じて伸縮する連結手段
と、前記収納手段と移動手段との間に配され、移動手段
の移動に応じて伸縮すると共に収納手段の所定開放端を
密閉する密閉手段とを具備し、移動手段が、第１のガイ
ドレール上を移動する第１の移動台と、該第１の移動台
上に前記第１のガイドレールに直交して配された第２の
ガイドレール上を移動する第２の移動台とから形成さ
れ、密閉手段が、蛇腹によって形成されるか、弾性材か
らなるシートによって形成されるか、重層配置されて相
互にスライドする複数の板状部材から形成される手段が
選択され、加工手段を構成するカッターに冷却された圧
縮エアー（冷却圧縮エアー）を吹き付ける冷却手段が備
えられ、該冷却手段が、カッターへの冷却圧縮エアーの
吹き付け方向を可変するように形成され、収納手段に
は、該収納手段内の空気を集塵する集塵手段と、加工対
象物を挟んで集塵手段に対向する位置に外気を収納手段
内に取り入れる外気取入手段と、集塵手段の方向に圧縮
空気を吹き付けるエアー吹出ノズルとが備えられ、外気
取入手段が、外気の取入量を可変するように形成され、
集塵手段が、収納手段内の空気の排出量を可変するよう
に形成される技術が採用される。

【００１０】収納手段は、工作台に対して密閉状態を維
持してその高さ方向位置を設定可能とする位置設定手段
を介して工作台に立設されるという手段が採用される。
該位置設定手段は、蛇腹によって形成されるか、弾性材
からなるシートによって形成されるか、重層配置されて
相互にスライドする複数の板状部材から形成される手段
が選択される。前記連結手段は、同心状に重層配置さ
れ、中心軸方向に幅寸法内でスライドする複数のリング
から形成され、これら複数のリングでは、内側に位置す
るリングが、スライド時に収納手段から離れて連結手段
の上方位置となる構成とされ、かつ、該連結手段のスラ
イド位置を設定するための位置規制手段が備えられる。
位置規制手段は、移動手段に立設された例えば一対のガ
イド棒とされるガイド機構と、該ガイド機構にスライド
自在に嵌合されて連結手段の上方位置となるリングに接
続される移動部とを具備する。連結手段の最内側に位置
するリングの内面には、加工手段を囲む位置に、該加工
手段を構成するカッタの回転軸に対してエアーを吹き付
ける吹き出し口が配される。加工手段と連結手段とを着
脱可能とする着脱手段が配される。該着脱手段は、連結
手段の上端位置となるリングの周囲に周設されたフラン
ジと、該フランジの下方位置とされる挟持部分を挟持す
る挟持手段と、該挟持手段の開閉をおこなう駆動手段と
を具備するものとされ、挟持手段と駆動手段とが加工手
段と一体に取り付けられるという技術が採用される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る工作装置の一
実施形態について、図面に基づいて説明する。まず、図
１は本実施形態の構成を示す斜視図、図２は図１におけ
る一部断面視した正面図、図３は図１における一部断面
視した側面図である。

【００１２】これらの図において、符号１は方形の筒状
に形成されたケース（収納手段）であり、上面が開口し
た状態で、工作台に対して密閉状態を維持してその高さ
方向位置を設定可能とする位置設定手段Ｊを介して工作
台に立設される。この工作台は、図示しない駆動装置に
よってＸ−Ｙ平面（水平面）において２次元的に移動す
るものであり、該ケース１内に配置された加工対象物Ｗ
をＸ−Ｙ平面で移動させるようになっている。

【００１３】ケース１内には加工対象物Ｗが配置・固定
され、該ケース１の上部には、１対のガイドレール２
Ａ，２ＢがＸ軸方向に設けられる。図２に示すように、
該ガイドレール２Ａ，２Ｂは、ケース１のＸ軸方向の寸
法よりも若干長く設定されており、左右に突出するよう
にケース１上に配置される。また、ガイドレール２Ａ，
２Ｂにおいて、ケース１から突出する部分の下端面に
は、蛇腹下面カバー２Ｃ，２Ｄが設けられる。

【００１４】このように構成された該ガイドレール２
Ａ，２Ｂ上には、スライドユニット３Ａ1，３Ａ2，３Ｂ
1，３Ｂ2が設けられた長方形状の移動台４が載置され
る。該移動台４は、各スライドユニット３Ａ1，３Ａ2，
３Ｂ1，３Ｂ2がガイドレール２Ａ，２Ｂに対して摺動す
ることによってＸ軸方向に移動するようになっている。

【００１５】この長方形状に形成された移動台４上に
は、Ｙ軸方向に沿って１対のガイドレール６Ｃ，６Ｄが
一定距離を隔てて設けられる。このガイドレール６Ｃ，
６Ｄは、図３に示すように、ケース１のＹ軸方向の寸法
よりも若干長く設定されており、上下に突出するように
ケース１上に配置される。また、ガイドレール６Ｃ，６
Ｄにおいて、ケース１から突出する部分の下端面には、
蛇腹下面カバー６ａ，６ｂが設けられる。

【００１６】このガイドレール６Ｃ，６Ｄ上には、スラ
イドユニット７Ｃ1 および図示しない３つのスライドユ
ニットが設けられた移動台８が載置される。この移動台
８は、ガイドレール６Ｃ，６Ｄに対して各スライドユニ
ット７Ｃ1 および図示しない３つのスライドユニットが
摺動することによってＹ軸方向に移動するようになって
いる。なお、上記ガイドレール２Ａ，２Ｂとスライドユ
ニット３Ａ1，３Ａ2，３Ｂ1，３Ｂ2と移動台４、及びガ
イドレール６Ｃ，６Ｄとスライドユニット７Ｃ1 および
図示しない３つのスライドユニットと移動台８とは移動
手段を構成するものである。

【００１７】ここで、このようにケース１上をＸ軸方向
に移動する移動台４と該ケース１との間には蛇腹Ｂ1，
Ｂ2（密閉手段）が介在され、移動台４上をＹ軸方向に
移動する移動台８と該移動台４との間には蛇腹Ｂ3，Ｂ4
（密閉手段）が介在される。この蛇腹Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3，
Ｂ4は、ゴム等の弾性材を成形したものである。

【００１８】すなわち、蛇腹Ｂ1，Ｂ2は、Ｘ軸方向に伸
縮自在となるようにガイドレール２Ａ，２Ｂの各端部と
移動台４の両端面との間にケース１の上面を覆うように
配される。例えば、図２において、移動台４がＸ軸の正
方向（右方向）に移動した場合、蛇腹Ｂ1は折り畳まれ
て収縮し、蛇腹Ｂ2は伸張してケース１の上面を覆う。
一方、移動台４がＸ軸の負方向（左方向）に移動した場
合、蛇腹Ｂ2 は折り畳まれて収縮し、蛇腹Ｂ1 は伸張し
てケース１の上面を覆うようになっている。なお、蛇腹
Ｂ1，Ｂ2は、移動台４及びケース１に対して着脱自在に
連設されるようになっている。

【００１９】蛇腹Ｂ3，Ｂ4は、ゴム等の弾性材をＹ軸方
向に伸縮自在となるようにガイドレール６Ｃ，６Ｄの各
端部と移動台８の両端面との間にケース１の上面を密閉
状に覆うように配される。例えば、図３において、移動
台８がＹ軸の正方向（右方向）に移動した場合、蛇腹Ｂ
3は折り畳まれて収縮し、蛇腹Ｂ4は伸張してケース１の
上面を覆う。一方、移動台８がＸ軸の負方向（左方向）
に移動した場合、蛇腹Ｂ4は折り畳まれて収縮し、蛇腹
Ｂ3は伸張してケース１の上面を覆うようになってい
る。上記蛇腹Ｂ1〜Ｂ4は、移動台４，８の移動を可能と
すると共に、ケース１の上方開口端の密閉状態を確保す
るものである。

【００２０】位置設定手段Ｊは、ケース１の下端を工作
台にＺ方向の位置設定可能に接続する接続部Ｊ１と、ケ
ース１の下端と工作台との間を密閉状態として接続する
蛇腹Ｊ２とによって構成される。接続部Ｊ１は、ケース
１の略４隅の位置として作業台上に、互いに平行に立設
・固定されたスタンドＪ１ａと、該スタンドＪ１ａにス
ライド自在としてケース１の下端に固定されたスライド
部Ｊ１ｂとからなり、該スライド部Ｊ１ｂが、ネジＪ１
ｃ等によりスタンドＪ１ａに位置設定可能として固定さ
れる。蛇腹Ｊ２は、ゴム等の弾性材を成形したもので、
Ｚ軸方向に伸縮自在となるようにケース１の下端と作業
台との間に配され、接続部Ｊ１によるケース１のＺ方向
の移動に伴って伸縮自在とされる。また、蛇腹Ｊ２のか
わりに弾性材からなるシートによって形成されるか、重
層配置されて相互にスライドする複数の板状部材から形
成される構成としてもよい。

【００２１】さらに、移動台８上には、円筒状のスピン
ドルカバー９（連結手段）が設けられ、該スピンドルカ
バー９を介して円筒状のスピンドルヘッド１０が装着さ
れるようになっている。スピンドルヘッド１０には、中
央部にスピンドル１１が固定され、該スピンドル１１の
先端部にはカッター１２が装着される。このスピンドル
１１は、図示しない移動装置によってＺ軸方向に移動さ
れるようになっている。なお、これらスピンドルヘッド
１０とスピンドル１１とカッター１２とは、加工手段を
構成している。

【００２２】なお、上記移動台４において、ガイドレー
ル６Ｃ，６Ｄの間に位置する帯状の部分は空洞状に形成
されており、スピンドルカバー９にスピンドルヘッド１
０が装着された場合に、カッター１２が加工対象物Ｗに
対向するようになっている。

【００２３】上記スピンドルカバー９は、図４，図５に
示すように、同心状の複数のリング９ａ〜９ｆが重層状
に重ね合わされて、かつ各リング９ａ〜９ｆの両端部を
Ｌ字型に成形し、該各リング９ａ〜９ｆの端部が当接す
ることによりスライド中心軸方向に所定寸法スライドす
るように形成され、これら複数のリング９ａ〜９ｆで
は、最内側に位置するリング９ａが、スライド時にケー
ス１から離れてスピンドルカバー９の上端位置となり、
かつ、これら複数のリング９ａ〜９ｆのうち、それぞれ
内側に位置するリングが外側位置のリングよりも上側に
位置するよう構成され、かつ、該スピンドルカバー９の
スライド位置を設定するための位置規制手段Ｇが備えら
れる。位置規制手段Ｇは、図１，図３に示すように、移
動台８に立設された一対のガイド棒（ガイド機構）Ｇ
１，Ｇ１と、該ガイド棒Ｇ１にスライド自在に嵌合され
てスピンドルカバー９の上端位置となるリング９ａに接
続される移動部Ｇ２とを具備する。一対のガイド棒Ｇ
１，Ｇ１は、平行状態として移動台８に例えば垂直に立
設され、その上端が、移動部Ｇ２の移動位置の上端を規
制するストッパーＧ３により接続される。また、リング
９ａ〜９ｆのうちリング９ｂ〜９ｆには、外周に沿って
等間隔を隔てた４箇所に、上下方向に長円状の溝９を各
々形成し、この溝に、互いに隣り合うリング９ａ〜９ｅ
に設けられたガイドピンを嵌合する構成としてもよい。

【００２４】このようにスピンドルカバー９と位置規制
手段Ｇとを構成することにより、各リング９ａ〜９ｆ
は、その一部が重なり合った状態で上下方向に延展する
ので、ケース１内の密閉状態を保持したままカッター１
２を上下方向に移動させることができ、かつ、その嵌合
されたスライド部分がリングの下側に位置しているため
に、切粉がスライド部分に入り込むことがない。

【００２５】リング９ａの内面には、図１，図４に示す
ように、カッター１２を囲む位置として、該カッター１
２に対してエアーを吹き付ける複数の吹き出し口Ｈが配
される。これら複数の吹き出し口Ｈは、図１，図４に示
すように、リング９ａの内面にいずれも水平位置として
等間隔に位置されて、それぞれが、例えば、後述する冷
却エアーノズル１６ａ，１６ｂと同様に図示しないドラ
イ圧縮エアー供給源に接続され、スピンドルヘッド１０
がスピンドルカバー９に対して装着された際に、カッタ
ー１２におけるスピンドル１１より下側にエアーを吹き
付けることにより、スピンドルカバー９内部において、
スピンドルヘッド１１と加工対象物Ｗとの間の位置にエ
アーカーテンを形成して切粉のスピンドルヘッド１１へ
の接近を阻止するものとされる。

【００２６】リング９ａには、図１，図４，図６に示す
ように、加工手段としてのスピンドルヘッド１０と連結
手段としてのスピンドルケース９とを着脱可能とする着
脱手段Ｍが配される。該着脱手段Ｍは、連結手段の上端
位置となるリング９ａの周囲に周設されたフランジＭ１
と、該フランジＭ１の下方位置とされる挟持部分Ｍ２を
挟持する挟持手段Ｍ３と、該挟持手段Ｍ３の開閉をおこ
なう駆動手段Ｍ４とを具備するものとされる。挟持手段
Ｍ３は、リング９ａの挟持部分Ｍ２を外方両側から挟持
するための略半円形のブラケットＭ３ａ，Ｍ３ｂと、該
ブラケットＭ３ａ，Ｍ３ｂの一端と一体とされて互いに
噛み合わされる歯車Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄと、該歯車Ｍ３ｄと
同軸に配されて該歯車Ｍ３ｃを駆動するためのピニオン
Ｍ３ｅと、該ピニオンＭ３ｅに噛み合わされたラックＭ
３ｆとを有し、該ラックＭ３ｆには、例えばエアシリン
ダとされて、ラックＭ３ｆを往復駆動させ、該往復駆動
によりピニオンＭ３ｅと歯車Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄとを介して
ブラケットＭ３ａ，Ｍ３ｂを開閉動作するための駆動手
段Ｍ４が接続され、これら挟持手段Ｍ３と駆動手段Ｍ４
とが、スピンドルヘッド１０と一体に取り付けられる。

【００２７】また、リング９ａには、一対のエアークー
ラー１５ａ，１５ｂにそれぞれ連通する冷却エアーノズ
ル１６ａ，１６ｂが固定される。該冷却エアーノズル１
６ａ，１６ｂは、屈曲性を有する金属等によって成形さ
れており、エアークーラー１５ａ，１５ｂから送り込ま
れた冷却エアーを吹き付け方向を調節してカッター１２
に吹き付けるものである。エアークーラー１５ａ，１５
ｂは、図示しないドライ圧縮エアー供給源から送り込ま
れたドライ圧縮エアーを冷却して冷却エアーノズル１６
ａ，１６ｂに送り出す。このエアークーラー１５ａ，１
５ｂと冷却エアーノズル１６ａ，１６ｂとは、カッター
１２を冷却する冷却手段を構成する。

【００２８】図２に示すように、上記ケース１内には右
側角部近傍に圧縮空気を吹き出す１対のエアー吹出ノズ
ル１７ａ，１７ｂが配される。該エアー吹出ノズル１７
ａ，１７ｂには、図示しない圧縮空気供給源から管路１
８を介して圧縮空気が供給されるようになっている。こ
のエアー吹出ノズル１７ａ，１７ｂは、圧縮空気の吹き
出し方向が該エアー吹出ノズル１７ａ，１７ｂに対向し
て設けられた集塵口（後述する）に向けられている。

【００２９】なお、図３に示すように、ケース１におい
て上記エアー吹出ノズル１７ａ，１７ｂが配された面の
下端部には、矩形状の外気取入口１９が形成される。こ
の外気取入口１９の上部には、Ｌ字型に折り曲げられた
スライド板２０が１対の調整ノブを介してケース１から
突設した風量調整アングル２２にネジ止めされる。すな
わち、この調整ノブを操作することにより、スライド板
２０が上下動して外気取入口１９の面積を調節できるよ
うになっている。上記外気取入口１９とスライド板２０
と調整ノブと風量調整アングル２２とは、外気取入手段
を構成している。

【００３０】ケース１において外気取入口１９の対向面
には、該外気取入口１９と同様に形成された集塵口２３
が設けられる。すなわち、ケース１の下端部に矩形状に
形成された集塵口２３の上部には、Ｌ字型に折り曲げら
れたスライド板２４が１対の調整ノブ２５ａ，２５ｂを
介してネジ止めされ、調整ノブ２５ａ，２５ｂを操作す
ることにより、スライド板２４が上下動して集塵口２３
の面積を調節できるようになっている。

【００３１】また、ケース１には、スライド板２４を挟
んで集塵口２３に連通するフード２６が設けられる。こ
のフード２６は、図示しない集塵装置に接続された集塵
ダクト２７に連通する。上述した集塵口２３とスライド
板２４と調整ノブ２５ａ，２５ｂ、及びフード２６と集
塵ダクト２７とは、集塵手段を構成している。

【００３２】さらに、ケース１の角部には上方に突出す
るボールプランジャー２８が設けられると共に、上記移
動台８には下方に突出するボールボタンが設けられる。
すなわち、ボールプランジャー２８がボールボタンに嵌
合することにより、移動台８が基準位置に位置決めされ
るようになっている。

【００３３】次に、上記工作装置を用いた工作手順につ
いて説明する。まず、移動装置の作動によりあるいは手
動操作により移動台８が上記基準位置に位置決めされ、
蛇腹Ｂ2 と移動台４との接合が解除されてケース１の上
面が開放状態とされる。この状態において、加工対象物
Ｗがケース１内に配置・固定され、工作台が駆動手段に
よって駆動されることにより移動台８が移動されてスピ
ンドルカバー９がスピンドル１１の直下に配置される。
次いで、位置設定手段Ｊのスライド部Ｊ１ｂをスタンド
Ｊ１ａに対してネジＪ１ｃにより固定することにより、
加工対象物Ｗの高さに従ってケース１のＺ方向位置を設
定する。ここで、移動装置の作動によってスピンドル１
１が降下されて、スピンドルヘッド１０が、スピンドル
カバー９に当接するとともに、図６（ａ），（ｂ）に示
すように、着脱手段Ｍの駆動手段Ｍ４によりラックＭ３
ｆが往復駆動され、該ラックＭ３ｆの往復移動によりピ
ニオンＭ３ｅが回転駆動され、該ピニオンＭ３ｅの回転
により歯車Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄを介して、ブラケットＭ３
ａ，Ｍ３ｂが回動し、スピンドルカバー９のリング９ａ
の周囲に周設されたフランジＭ１の下方位置とされる挟
持部分Ｍ２を挟持することによって、スピンドルヘッド
１０がスピンドルカバー９に装着される。

【００３４】続いて、蛇腹Ｂ2 と移動台４とが連結され
てケース１上面が閉鎖される。このとき、調整ノブが操
作されて外気取入口１９が所定幅で開口されてケース１
内に外気が取り込まれると共に、エアー吹出ノズル１７
ａ，１７ｂからは圧縮空気が加工対象物Ｗに向けて噴射
される。また、集塵ダクト２７に連通する集塵装置が作
動され、ケース１内の空気が集塵口２３及びフード２６
を介してケース１内から回収される。また、吹き出し口
Ｈからカッター１２におけるスピンドル１１より下側に
エアーが吹き付けられて、スピンドルカバー９内部にお
いて、スピンドルヘッド１１と加工対象物との間の位置
にエアーカーテンが形成される。

【００３５】この状態で移動装置が作動されることによ
り、スピンドル１１がＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に
自在に移動されて加工対象物Ｗに加工が施される。この
とき、スピンドル１１はスピンドルカバー９および位置
規制手段Ｇのガイド棒Ｇ１を介して移動台８に装着され
ているので、移動台８及び移動台４は、スピンドル１１
のＸ−Ｙ軸方向の移動に応じてガイドレール２Ａ，２
Ｂ，６Ｃ，６Ｄ上を移動することになる。そして、この
移動台８及び移動台４の移動に伴って、蛇腹Ｂ1〜Ｂ4が
伸縮にてケース１の上面は閉鎖状態が保たれることにな
る。また、位置規制手段Ｇにより、スピンドルカバー９
のリング９ａ〜９ｆの移動が規制されるため、スピンド
ル１１のＺ方向の移動に伴う移動台８に対するスピンド
ルカバー９の伸縮を確実におこなってケース１の閉鎖状
態を維持するとともに、かつ、該スピンドル１１のＺ方
向の移動に関わらず、一対のガイド棒Ｇ１と移動部Ｇ２
とにより、スピンドル１１のＸ−Ｙ軸方向の移動に移動
台８および移動台４を追従させることが容易となる。ま
た、各リング９ａ〜９ｆは、その嵌合されたスライド部
分がリングの下側に位置しているために、切粉がスライ
ド部分に入り込むことなしにケース１の閉鎖状態を維持
する。

【００３６】また、スピンドル１１の移動と共に、カッ
ター１２によって加工対象物Ｗに加工が施される。この
とき、カッター１２には冷却エアーノズル１６ａ，１６
ｂから冷却エアーが吹き付けられてカッター１２の発熱
が抑えられると共に、加工によって生じた切粉が加工対
象物Ｗの加工部位から吹き上げられてケース１内に飛散
される。このケース１内に飛散された切粉は、上記エア
ー吹出ノズル１７ａ，１７ｂから噴射された圧縮空気に
よって集塵口２３の方向に移送されると共に、集塵装置
によって集塵口２３から排出される空気の流れによって
集塵口２３に集められる。このとき、吹き出し口Ｈから
吹き出したエアーにより形成されたエアーカーテンによ
り、吹き上げられた切粉がスピンドルヘッド１１に対し
て接近することが阻止される。

【００３７】そして、集塵口２３に集められた切粉は、
フード２６及び集塵ダクト２７を介してケース１外に排
出される。なお、集塵口２３の面積は、調整ノブ２５
ａ，２５ｂを操作することによって可変できるようにな
っているので、集塵口２３を通過する空気（切粉を含ん
だ空気）の流量並びに流速は、調整ノブ２５ａ，２５ｂ
によって調節することができる。すなわち、切粉の集塵
能力は、調整ノブ２５ａ，２５ｂによって調節すること
が可能である。

【００３８】このように本実施形態の工作装置によれ
ば、切粉は、冷却エアーノズル１６ａ，１６ｂによって
一旦吹き上げられた後、エアー吹出ノズル１７ａ，１７
ｂから噴射された圧縮空気によって集塵口２３に集めら
れるので、ケース１内への滞留が抑えられて効果的に集
塵・回収され、かつ、このとき吹き出し口Ｈから吹き出
したエアーにより形成されたエアーカーテンにより、吹
き上げられた切粉がカッター１２の軸受等に侵入するこ
とが防止された状態として、集塵口２３側に吹き付けら
れて集塵を積極的におこなわれ、さらに、吹き出し口Ｈ
から吹き出したエアーによりカッター１２の冷却能力を
高めることができる。

【００３９】ところで、上述したように工作台のＸ軸及
びＹ軸方向への移動とスピンドル１１の上下動によって
カッター１２が加工対象物Ｗに対して３次元移動されて
加工対象物Ｗに加工が施されるが、加工途中においてカ
ッター１２を交換する必要が生じる場合がある。この場
合、スピンドル１１は基準位置ａに移動されて、ボール
プランジャー２８がボールボタン８ａに嵌合することに
より、移動台４及び移動台８が固定される。そして、ス
ピンドル１１が上昇される。

【００４０】このとき、スピンドルカバー９のリング９
ａは、着脱手段Ｍの駆動手段Ｍ４によりラックＭ３ｆが
往復駆動され、該ラックＭ３ｆの往復移動によりピニオ
ンＭ３ｅが回転駆動され、該ピニオンＭ３ｅの回転によ
り歯車Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄを介してブラケットＭ３ａ，Ｍ３
ｂが回動し、該ブラケットＭ３ａ，Ｍ３ｂによるリング
９ａの挟持部分Ｍ２の挟持が解除され、リング９ａの周
囲に周設されたフランジＭ１により装着状態とされてい
たスピンドルカバー９がスピンドルヘッド１０から離脱
する。この結果、スピンドルカバー９の各リング９ａ〜
９ｆは、それぞれ収納されて収縮状態に復帰する。

【００４１】スピンドルカバー９から離脱したスピンド
ル１１（正確にはスピンドルヘッド１０）は、所定位置
まで移動されて、図示しないカッター取換手段によって
カッター１２が自動的に交換される。そして、再び基準
位置ａの上方に位置されて降下されることによりスピン
ドルカバー９に装着される。以下、上述したように新し
いカッターによって加工対象物Ｗに加工が施される。

【００４２】上記実施形態の工作装置によれば、蛇腹Ｂ
1〜Ｂ4が伸縮することによって各移動台４，８はケース
１に対して水平面（Ｘ−Ｙ平面）内を移動する。この場
合、各蛇腹Ｂ1，Ｂ2はガイドレール２Ａ，２Ｂ上を水平
面内のＸ軸方向のみに伸縮し、蛇腹Ｂ3，Ｂ4はガイドレ
ール６Ｃ，６Ｄ上を水平面内のＹ軸方向のみに伸縮す
る。すなわち、蛇腹Ｂ1〜Ｂ4には、伸張状態及び収縮状
態の何れにおいても伸縮方向に対して直交する重力が均
等に作用する状態でガイドレール２Ａ，２Ｂあるいはガ
イドレール６Ｃ，６Ｄに沿って伸縮するので、蛇腹Ｂ1
〜Ｂ4は移動台４，８の移動に対して安定した状態で伸
縮する。したがって、蛇腹Ｂ1〜Ｂ4は移動台４，８の移
動に対して応答性良く伸縮するので、作業性の良い加工
を加工対象物Ｗに施すことができる。

【００４３】また、上記実施形態の工作装置によれば、
スピンドルカバー９とスピンドルヘッド１０との着脱
が、着脱手段ＭのブラケットＭ３ａ，Ｍ３ｂの回動によ
るリング９ａの挟持部分Ｍ２の挟持によっておこなわれ
るため、確実におこなうことができる。また、上記実施
形態の工作装置によれば、吹き出し口Ｈから吹き出した
エアーにより形成されたエアーカーテンにより、吹き上
げられた切粉がカッター１２の軸受等に侵入することが
防止されるとともに、カッター１２の冷却能力を高める
ことができる。また、各リング９ａ〜９ｆの嵌合された
スライド部分がリングの下側に位置しているために、ス
ピンドルカバー９の構造が極めて単純になり、耐久性の
向上並びに工作装置のコストを低減することができ、切
粉がスライド部分に入り込むことがなく、スムーズに伸
縮することができ、かつ、位置規制手段Ｇにより、スピ
ンドル１１の移動に伴ったスピンドルカバー９および移
動台４，８の移動を規制することができるので、密閉状
態を維持しつつ応答性よく移動台８及び移動台４を移動
させることができ、作業性の良い加工を加工対象物Ｗに
加工を施すことができる。

【００４４】なお、上述の如く、本願発明の実施形態に
ついて説明したが、本願発明はこれに限定されるもので
はなく、以下のような実施形態も本発明の範囲に属する
ものである。

【００４５】（１）上記実施形態では、加工対象物Ｗに
対して上方から加工を施すタイプの工作装置について説
明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、
側方あるいは斜め方向から加工対象物に加工を施すタイ
プの工作装置についても適用することができる。

【００４６】例えば、側方から加工対象物Ｗに加工を施
すタイプの工作装置にあっては、方形のケースの側方面
を開口面とし、該開口面にガイドレールを設け、さらに
ガイドレールに沿って移動自在な移動台を設けてカッタ
ーを備えたスピンドルを該移動台に装着する。そして、
開口面に沿った垂直面内でスピンドルを加工対象物に対
して移動させることにより加工を施す。但し、この場
合、移動台が垂直面内で移動することになるので、移動
台がガイドレールから離脱しないようにスライドユニッ
トを形成する必要がある。

【００４７】（２）上記実施形態ではブラケットＭ３
ａ，Ｍ３ｂによってスピンドルカバー９とスピンドルヘ
ッド１０とを結合する手段を採用したが、該ブラケット
Ｍ３ａ，Ｍ３ｂに代えて、スピンドルヘッド１０の側面
においてリング９ａと重なり合う部分にリング９ａに貫
通するとともにスピンドルヘッド１０においては所定深
さとなる孔を形成し、該孔にピンを水平方向から差し込
むことによってスピンドルカバー９とスピンドルヘッド
１０とを結合状態に保つ手段が考えられる。

【００４８】この場合、上記孔はリング９ａ及びスピン
ドルヘッド１０の外周に複数個が設けられ、スピンドル
カバー９とスピンドルヘッド１０とが安定して結合され
る。例えば、上記ピンの挿入は、スピンドルヘッド１０
に軸が水平方向に移動するシリンダを設け、該シリンダ
を作動させることによって軸の先端が上記孔に挿入され
ることによって実現することが考えられる。

【００４９】（３）密閉手段として、上記蛇腹に代えて
ゴム等の伸縮性を有する弾性材から形成された平板なシ
ートを用いることが考えられる。該シートが延び縮みす
ることによってケースの上方開口端の密閉状態を保持し
た状態で移動台の動きを可能とする。

【００５０】（４）また、上記実施形態ではスピンドル
カバー９を構成する各リング９ａ〜９ｅを円筒形に成形
したが、円筒形に代えて方形あるいは多角形状のリング
を適用することが考えられる。

【００５１】（５）上記実施形態では、工作台が水平面
内で移動することによってカッターに対する加工対象物
の相対位置が移動されて該加工対象物に加工が施される
ように構成したが、移動装置によってスピンドルを３次
元移動させることによりカッターと加工対象物の相対位
置を変えるように構成しても良い。この場合、上記移動
装置の構成が複雑になるが、工作台に駆動装置を設ける
必要がなくなるので工作装置のコストを削減することが
可能である。

【００５２】（６）上記実施形態では、蛇腹Ｂ2 と移動
台４との接合が解除されてケース１の上面が開放状態と
されて加工対象物Ｗがケース１内に配置・固定される
が、ケースの側面を開閉口を設け、この開閉口から加工
対象物をケース内に挿入配置するようにしても良い。例
えば、ケース１において外気取入手段及び集塵手段が設
けられる面以外の面に開閉口を設けることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる工
作装置によれば、以下のような効果を奏する。 （１）着脱手段により加工手段に装着された連結手段に
より、収納手段が工作台に対して密閉状態を維持してそ
の高さ方向位置を設定可能となるため、より高さを有す
る立体形状の加工対象物に対応して加工を施すことを可
能とすることができる。 （２）連結手段の最内側に位置するリングの内面に吹き
出し口が配され、該吹き出し口から吹き出すエアーによ
り形成されるエアーカーテンにより、切粉を集塵手段の
方向に吹き付けるために、工作によって生じた切粉を効
果的に集塵することができる。 （３）着脱手段により加工手段に装着された連結手段に
おいて、位置規制手段により、移動手段に立設されたガ
イド機構に対して移動部が移動することにより連結手段
の移動位置を規制するとともに、加工手段の移動を移動
手段に確実に伝達することが可能なため、工具のワーク
に対する移動をよりスムーズに行うことができる。 （４）連結手段の最内側に位置するリングの内面に吹き
出し口が配され、該吹き出し口から吹き出すエアーによ
り加工手段に対して切粉の接近を阻止するエアーカーテ
ンを形成可能なため、切粉による可動部分への影響を軽
減することができる。 （５）連結手段において、同心状に重層配置されてスラ
イドする複数のリングのうち内側に位置するリングが、
スライド時に収納手段から離れて連結手段の上端位置と
なり、スライド部が各リングの嵌合された下側に位置す
るために、切粉がスライド部分に入り込むことがなく、
スムーズに伸縮することができるため、切粉による可動
部分への影響を軽減することができる。 （６）挟持手段により連結手段を挟持することで該連結
手段の着脱をおこなう着脱手段により、連結手段の着脱
を任意に行うことができるため、集塵カバーの着脱にお
ける制御性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る工作装置の一実施形態を示す斜
視図である。

【図２】 本発明に係る工作装置の一実施形態における
一部断面視した正面図である。

【図３】 本発明に係る工作装置の一実施形態における
一部断面視した側面図である。

【図４】 本発明に係る工作装置の一実施形態におい
て、スピンドルヘッドと連結手段と連結状態を示す図で
ある。

【図５】 本発明に係る工作装置の一実施形態において
スピンドルカバーを示す正面図である。

【図６】 本発明に係る工作装置の一実施形態において
着脱手段の詳細構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｗ……加工対象物，Ｂ1〜Ｂ4……蛇腹（密閉手段），１
……ケース（収納手段），２Ａ，２Ｂ……ガイドレール
（移動手段，第１のガイドレール），６Ｃ，６Ｄ……ガ
イドレール（移動手段，第２のガイドレール），２Ｃ，
２Ｄ，６ａ，６ｂ……蛇腹下面カバー，３Ａ1，３Ａ2，
３Ｂ1，３Ｂ2，７Ｃ1 ……スライドユニット（移動手
段），４……移動台（移動手段，第１の移動台），８…
…移動台（移動手段，第２の移動台），９……スピンド
ルカバー（連結手段），１０……スピンドルヘッド，１
１……スピンドル，１２……カッター，９ａ〜９ｆ……
リング，１５ａ，１５ｂ……エアークーラー（冷却手
段），１６ａ……冷却エアーノズル（冷却手段），１７
ａ，１７ｂ……エアー吹出ノズル，１８……管路，１９
……外気取入口（外気取入手段），２０……スライド板
（外気取入手段），２２……風量調整アングル（外気取
入手段），２３……集塵口（集塵手段），２４……スラ
イド板（集塵手段），２５ａ，２５ｂ……調整ノブ（集
塵手段），２６……フード（集塵手段），２７……集塵
ダクト（集塵手段），２８……ボールプランジャー，Ｊ
……位置設定手段，Ｊ１……接続部，Ｊ１ａ……スタン
ド，Ｊ１ｂ……スライド部，Ｊ１ｃ……ネジ，Ｊ２……
蛇腹，Ｇ……位置規制手段，Ｇ１……ガイド機構（ガイ
ド棒），Ｇ２……移動部，Ｇ３……ストッパー，Ｈ……
吹き出し口，Ｍ……着脱手段，Ｍ１……フランジ，Ｍ２
……挟持部分，Ｍ３……挟持手段，Ｍ３ａ，Ｍ３ｂ……
ブラケット，Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄ……歯車，Ｍ３ｅ……ピニ
オン，Ｍ３ｆ……ラック，Ｍ４…駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 11/00 B23Q 11/08 B23Q 11/10

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面が開放面とされて工作台上に立設さ
   れ、加工対象物を収納する収納手段と、前記工作台に対
   して３次元的に相対移動して加工対象物に加工を施す加
   工手段と、前記工作台と加工手段との相対移動に伴って
   前記開放面上を移動する移動手段と、１端が前記加工手
   段に連結されると共にもう１端が移動手段に連結され、
   加工手段の前記開放面に直交する方向の移動に伴って該
   開放面に直交する方向に伸縮する連結手段と、前記収納
   手段と移動手段との間に配され、移動手段の移動に伴っ
   て該移動の方向に伸縮すると共に前記開放面を密閉する
   密閉手段とを具備する工作装置であって、収納手段が、
   工作台に対して密閉状態を維持してその高さ方向位置を
   設定可能とする位置設定手段を介して工作台に立設され
   ることを特徴とする工作装置。
2. 【請求項２】 位置設定手段が、蛇腹によって形成され
   ることを特徴とする請求項１記載の工作装置。
3. 【請求項３】 位置設定手段が、弾性材からなるシート
   によって形成されることを特徴とする請求項１記載の工
   作装置。
4. 【請求項４】 位置設定手段が、重層配置されて相互に
   スライドする複数の板状部材から形成されることを特徴
   とする請求項１記載の工作装置。
5. 【請求項５】 一面が開放面とされて工作台上に立設さ
   れ、加工対象物を収納する収納手段と、前記工作台に対
   して３次元的に相対移動して加工対象物に加工を施す加
   工手段と、前記工作台と加工手段との相対移動に伴って
   前記開放面上を移動する移動手段と、１端が前記加工手
   段に連結されると共にもう１端が移動手段に連結され、
   加工手段の前記開放面に直交する方向の移動に伴って該
   開放面に直交する方向に伸縮する連結手段と、前記収納
   手段と移動手段との間に配され、移動手段の移動に伴っ
   て該移動の方向に伸縮すると共に前記開放面を密閉する
   密閉手段とを具備する工作装置であって、前記連結手段
   が、同心状に重層配置され、中心軸方向に幅寸法内でス
   ライドする複数のリングから形成され、これら複数のリ
   ングにおいて、内側に位置するリングが、スライド時に
   収納手段から離れて連結手段の上端位置となることを特
   徴とする工作装置。
6. 【請求項６】 前記連結手段には、該連結手段のスライ
   ド位置を設定するための位置規制手段が備えられること
   を特徴とする請求項５記載の工作装置。
7. 【請求項７】 位置規制手段は、移動手段に立設された
   ガイド機構と、該ガイド機構にスライド自在に嵌合され
   て連結手段の上方位置となるリングに接続される移動部
   とを具備することを特徴とする請求項６記載の工作装
   置。
8. 【請求項８】 一面が開放面とされて工作台上に立設さ
   れ、加工対象物を収納する収納手段と、前記工作台に対
   して３次元的に相対移動して加工対象物に加工を施す加
   工手段と、前記工作台と加工手段との相対移動に伴って
   前記開放面上を移動する移動手段と、１端が前記加工手
   段に連結されると共にもう１端が移動手段に連結され、
   加工手段の前記開放面に直交する方向の移動に伴って該
   開放面に直交する方向に伸縮する連結手段と、前記収納
   手段と移動手段との間に配され、移動手段の移動に伴っ
   て該移動の方向に伸縮すると共に前記開放面を密閉する
   密閉手段とを具備する工作装置であって、前記連結手段
   の上方部の内面に、加工手段を囲む位置として、該加工
   手段に対してエアーを吹き付ける吹き出し口が配される
   ことを特徴とする工作装置。
9. 【請求項９】 一面が開放面とされて工作台上に立設さ
   れ、加工対象物を収納する収納手段と、前記工作台に対
   して３次元的に相対移動して加工対象物に加工を施す加
   工手段と、前記工作台と加工手段との相対移動に伴って
   前記開放面上を移動する移動手段と、１端が前記加工手
   段に連結されると共にもう１端が移動手段に連結され、
   加工手段の前記開放面に直交する方向の移動に伴って該
   開放面に直交する方向に伸縮する連結手段と、前記収納
   手段と移動手段との間に配され、移動手段の移動に伴っ
   て該移動の方向に伸縮すると共に前記開放面を密閉する
   密閉手段とを具備する工作装置であって、加工手段と連
   結手段とを着脱可能とする着脱手段が配されることを特
   徴とする工作装置。
10. 【請求項１０】 着脱手段が、連結手段の上端位置の周
    囲に周設されたフランジと、該フランジの下方位置とさ
    れる挟持部分を挟持する挟持手段と、該挟持手段の開閉
    をおこなう駆動手段とを具備するものとされることを特
    徴とする請求項９記載の工作装置。
11. 【請求項１１】 挟持手段と駆動手段とが、加工手段に
    一体として取り付けられることを特徴とする請求項１０
    記載の工作装置。