JP3258551B2 - 工作機械 - 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、キャリッジ上に少
なくとも一方向に移動可能なコラムを有した工作機械に
関し、特にはキャリッジ上面の開口部を覆うカバー部材
を備えた工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示すように、従来、工作機械１
０１においては、被加工品（ワーク）（図示しない）を
加工する工具１０７を保持した主軸ヘッド１０６が設け
られ、当該主軸ヘッド１０６を支持するコラム１０５
が、左右方向に移動自在なキャリッジ１０４上に前後方
向に移動自在に設けられている。このキャリッジ１０４
にコラム１０５を移動させるための駆動機構部であるＺ
軸送りネジ１１７とＺ軸送りネジナット１１６とＺ軸ガ
イド１１５等が上方に露出開口しており、この上面開口
を覆うようにカバー部材１３１が設けられている。この
カバー部材１３１によって前記駆動機構部に加工時の切
屑や切削油が入らないようになっている。そして、この
カバー部材１３１は、コラム１０５が前後方向に移動
し、上面開口長さが大きく変化するものであることか
ら、それに対応できるように、カバー部材１３１の一端
１３１ａをコラム１０５側の前面下端部１０５ａに取り
付け、カバー部材１３１の他端１３１ｂをキャリッジ１
０４の上を通って、キャリッジ１０４の前側に垂らし、
その後Ｕ字状に屈曲させてキャリッジ１０４に固定され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工作機械１０１においては、図１１に示すように、カバ
ー部材１３１がキャリッジ１０４の前側に垂れた後、キ
ャリッジ１０４に固定されるように構成されているた
め、カバー部材１３１の内側に切屑１４４が溜ってしま
い、その切屑１４４によってコラムの円滑な移動が妨げ
られるという問題点があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的はカバー部材の内側に
溜った切屑を排出することのできる工作機械を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に係わる工作機械は、コラムに一端
が固定されると共に他端側がキャリッジの上面開口を覆
ってキャリッジの側面に垂れたカバー部材と、一端が前
記キャリッジに固定され、他端が前記カバー部材の他端
に取付けられた鎖部材とを備え、前記鎖部材は、前記カ
バー部材と共に前記キャリッジの下方にてＵ字形状を成
し、前記コラムの移動によりＵ字形状の最下点に位置し
た時にカバー部材の内側に溜った切屑を外側に落下させ
る構成と なっている。従って、コラムにカバー部材の一
端を固定させると共に他端側をキャリッジの上面開口を
覆ってキャリッジの側面に垂して鎖部材の一端を取付
け、その鎖部材の他端側をコラムに固定したため、コラ
ムの移動により鎖部材がＵ字形状の最下点に位置した時
にカバー部材の内側に溜った切屑を外側に落下させるこ
とができる。

【０００６】

【０００７】さらに、請求項２に係わる工作機械は、請
求項１の構成に加え、コラムは工具交換時ごとに移動さ
れ、鎖部材からカバー部材の内側に溜った切屑を外側に
落下させる構成となっている。

【０００８】また、請求項３に係わる工作機械は、請求
項１の構成に加え、コラムは加工開始から所定時間経過
時に移動され、鎖部材よりカバー部材の内側に溜った切
屑を外側に落下させる構成となっている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。図１は本実施の形態に
よる工作機械１の斜視図である。この工作機械１は、回
転テーブル２上に載置されたワーク（図示なし）に対し
て水平方向に切削その他の工作を行う横型マシニングセ
ンタと称されるものである。横置きのワークを基準とし
てベース３上にＸ軸（左右）方向に移動可能にキャリッ
ジ４が設けられ、このキャリッジ４上にＺ軸（前後）方
向に移動可能にコラム５が設けられ、このコラム５に対
してＹ軸（上下）方向に移動可能に主軸ヘッド６が設け
られている。この主軸ヘッド６には、ワークに対して加
工を行う工具７が取り付けられる。

【００１０】図２は、図１に示す工作機械１の後述する
Ｘ軸カバー５１を取り払った状態を示す斜視図である。

【００１１】図２に示すように、キャリッジ４はＸ軸ガ
イド１１上に、Ｘ軸方向に移動可能に載置されている。
また、キャリッジ４の下部には、Ｘ軸送りネジナット１
２が固着され、当該Ｘ軸送りネジナット１２には、Ｘ軸
送りネジ１３が螺合されており、このＸ軸送りネジ１３
はＸ軸モータ１４に接続され、Ｘ軸モータ１４が回動す
ることにより、Ｘ軸送りネジ１３が回転制御され、キャ
リッジ４がＸ軸方向へ移動制御される。

【００１２】次に、コラム５は、Ｚ軸ガイド１５上に、
Ｚ軸方向に移動可能に載置されており、コラム５の下部
にはＺ軸送りネジナット１６が固着され、当該Ｚ軸送り
ネジナット１６には、Ｚ軸送りネジ１７が螺合されてお
り、このＺ軸送りネジ１７はＺ軸モータ１８に接続さ
れ、Ｚ軸モータ１８が回動することにより、Ｚ軸送りネ
ジ１７が回転制御され、コラム５はＺ軸方向へ移動制御
される。

【００１３】主軸ヘッド６は、コラム５に設けられたＹ
軸ガイド１９に案内されて上下方向（Ｙ軸方向）に移動
可能に保持される。主軸ヘッド６には、Ｙ軸送りネジナ
ット２０が固着され、Ｙ軸送りネジナット２０には、Ｙ
軸送りネジ２１が螺合され、このＹ軸送りネジ２１はＹ
軸モータ２２に接続され、Ｙ軸モータ２２が回動するこ
とにより、Ｙ軸送りネジ２１が回転制御され、主軸ヘッ
ド６は上下方向（Ｙ軸方向）へ移動制御される。

【００１４】また、この主軸ヘッド６は、コラム５の背
面に設けられた主軸モータ２３に図示しない回転伝達機
構によって接続されており、主軸ヘッド６の主軸６ａは
主軸モータ２３により回転駆動制御される。

【００１５】ここで、回転テーブル２は、ベース３上に
設けられた回転テーブル基台２ａ上に回転自在に設けら
れ、回転テーブル基台２ａの側面に設けられたＢ軸モー
タ２４により回転駆動制御される。

【００１６】次に、本発明の主要部であるカバー部材３
１に関連する機構について説明する。

【００１７】キャリッジ４に対してコラム５は前後移動
（Ｚ軸方向への移動）をすることから、図２に破線で示
すようにＺ軸送りネジ１７、Ｚ軸送りネジナット１６等
の駆動機構部は露出するようにキャリッジ４の上面は開
口されており、この上面開口からこの駆動機構部に切屑
や切削油が入ることを防止するために、図１及び図２に
示すように、キャリッジ４の上面開口を覆うようにカバ
ー部材３１が設けられている。ここで、コラム５が前後
移動（Ｚ軸方向への移動）をするために、キャリッジ４
の上面開口の奥行き長さが変化することから、また、キ
ャリッジ４自身が左右方向（Ｘ軸方向）に移動すること
から、カバー部材３１はそれら移動変化に対応する必要
がある。そのため、図３に示すように、カバー部材３１
の一端側（移動部）３１ｃはコラム５の前面下端部５ａ
に取付ネジ４２によって固定され、図１及び図２に示す
ように、他端側３１ｂはキャリッジ４の上面開口を通っ
てキャリッジ４の前側に垂れ、カバー部材３１の前側垂
れ部分の材質重量でもって上面開口を通る部分に張力を
与えるようにしている。そして、カバー部材３１の他端
部３１ｂには図３に示すように、２本の鎖部材４０が取
り付けられ、鎖部材４０は、キャリッジ４の下端側に設
けられた固定部４ａに固定されている。

【００１８】また、図４及び図５に示したように、キャ
リッジ４の前端部に摺動部材３２を平行に２つ配置し、
この摺動部材３２の上をカバー部材３１が滑りながら移
動するようにしている。また、カバー部材３１は、キャ
リッジ４の上面開口を通りほぼ水平に移動する部分３１
ａの単位長さ当たりの重量よりも、キャリッジ４の前側
に垂れ垂直に移動する部分３１ｂの単位長さ当たりの重
量が大きくなるような材質で構成されている。具体的に
は、カバー部材３１の水平に移動する部分の部材として
は、図６に示す断面図のように、シート状のゴム板部材
３３に水平方向（図６の紙面に対して垂直方向）に延び
る棒材３４から構成され、断面の上部が曲面で下面が平
面の棒材３４を連続的にワッシャー３５とリベット３６
により装着したものを用いている。カバー部材３１の垂
直に移動する部分３１ｂは、図４及び図５に示すよう
に、上記の棒材３４とは構成の異なる断面が長方形で、
より重量のある棒材を用いている。尚、本実施例におい
ては、ワッシャー３５を剛体の金属材にて形成し、その
ワッシャー３５が摺動部材３２と接触してカバー部材３
１を摺動するように構成しているから、柔らかいゴム板
部材３３が直接に摺動部材３２と接触してカバー部材３
１を摺動する場合に比べて対摩耗性に有利である。

【００１９】次に、鎖部材４０について説明すると、鎖
部材４０は開放部形成手段に相当し、図３乃至図５に示
すように、その一端４０ａがキャリッジ４の固定部４ａ
に取り付けられ、その他端４０ｂがカバー部材３１の他
端３１ｄに取り付けられている。そして、鎖部材４０
は、キャリッジ４とカバー部材３１との間に、図５に示
すように開放部５０を形成している。また、図４及び図
５に示すように、鎖部材４０はカバー部材３１と共にキ
ャリッジ４の下方にてＵ字形状を成すように構成されて
おり、コラム５がＺ軸−方向ストロークエンドまで移動
して、図５に示すように、鎖部材４０がＵ字状の最下点
に位置した時にカバー部材３１の内側に溜った切屑４４
を開放部５０から外側に重力により落下させるように構
成されている。

【００２０】次に、本実施例の工作機械１では、Ｘ軸送
りネジ１３やＸ軸送りネジナット１２への切屑や切削油
の付着を防止するために、図１及び図３に示すように、
キャリッジ４にＸ軸カバー部材５１を設けている。この
Ｘ軸カバー部材５１は、キャリッジ４の左右方向（Ｘ軸
方向）への移動に伴って、伸縮可能に片側５枚の板材に
より構成されている。

【００２１】また、この工作機械１には、図１及び図２
に示すように、操作パネル５２が接続されている。この
操作パネル５２には、表示部５３及びスイッチパネル５
４が設けられている。

【００２２】上記のように構成された工作機械１の動作
を次に説明する。

【００２３】図示外の制御装置により制御され工作機械
１が加工動作を行うことにより、コラム５はキャリッジ
４上にて前後方向（Ｚ軸方向）に移動し、加工による切
屑４４や切削油が周囲に飛散する。コラム５の前後方向
（Ｚ軸方向）への移動に伴い、キャリッジ４の上面開口
の奥行き長さは変化するが、この上面開口を、コラム５
と一体に移動するカバー部材３１が覆っているので、キ
ャリッジ４の駆動機構部等を備えた内部に切屑４４や切
削油が浸入することはない。

【００２４】しかしながら、カバー部材３１と鎖部材４
０とはＵ字形状を成しているから、図４に示すように、
カバー部材３１がそのＵ字形状の最下点に位置している
時に、切屑４４がカバー部材３１の側方から侵入してそ
の内側に溜ってしまい、その量が多くなるとコラム５の
円滑な移動が妨げられてしまう場合がある。

【００２５】しかし、本実施例の工作機械１において
は、コラム５がＺ軸方向−方向ストロークエンドまで後
退した時、図５に示すように、鎖部材４０がカバー部材
３１のＵ字状の最下点に位置し、カバー部材３１の内側
に溜った切屑４４が開放部５０から重力により外側に落
下する。

【００２６】尚、コラム５が後退してカバー部材３１の
内側に溜った切屑４４を開放部５０から外側に落下させ
るタイミングとしては、工具７の交換時、加工開始から
所定時間経過時、作業者による手動操作時等適宜考えら
れる。

【００２７】工具７の交換時の場合について、図７に示
す工具交換動作のフローチャートを参照して説明する。

【００２８】工作機械１の図示しないメインプログラム
で、工具交換のステップになると、図７に示すフローチ
ャートの工具交換サブルーチンが実行される。まず、コ
ラム５をＺ軸の−方向ストロークエンドまで移動させる
（ステップ１、以下、ステップをＳで表す）。従って、
カバー部材３１もＺ軸の−方向へ移動し、図５に示すよ
うに鎖部材４０が、キャリッジ４の先端部に設けられて
いる摺動部材３２の直下に移動し、カバー部材３１のＵ
字状の最下点に位置する。従って、カバー部材３１の内
側に溜った切屑４４が開放部５０から重力により外側に
落下する。次いで、主軸ヘッド６をＹ軸＋方向ストロー
クエンドまで移動させ（Ｓ２）、その後主軸ヘッド６の
工具７を図示しない工具交換装置により交換させる（Ｓ
３）。次に、主軸ヘッド６を次のプログラムで設定され
ている座標値までＹ軸ガイド１９上を移動させ（Ｓ
４）、コラム５も次のプログラムで設定されている座標
値までＺ軸ガイド１５上を移動させ（Ｓ５）、図示しな
いメインプログラムにリターンする（Ｓ６）。

【００２９】次に、加工開始から所定時間経過時に切屑
４４を落下させる場合について図８のＮＣプログラムの
フローチャートを参照して説明する。

【００３０】工作機械１によりワークを加工するために
図示しない起動キーが押下されると、図８に示すプログ
ラムが実行される。まず始めに、このプログラムが実行
されてから所定の時間が経過されたか否かを判断し（Ｓ
１１）、経過していないと判断した場合（Ｓ１１でＮ
Ｏ）、ワークを加工するために、コラム５や主軸ヘッド
６を所定の位置に移動させ、工具７により図示しないワ
ークに対して加工を行う（Ｓ１２）。その後、加工が終
了したか否かを判断し（Ｓ１３）、加工が終了したと判
断した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、このプログラムを終了
する。Ｓ１３において、加工が終了していないと判断し
た場合（Ｓ１３でＮＯ）、前記Ｓ１１に処理を移行させ
る。

【００３１】前記Ｓ１１において、所定時間（起動キー
が押下されてから、または、コラムを移動させてから）
経過したと判断した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、コラム５
をＺ軸−方向ストロークエンドまで移動させる（Ｓ１
４）。従って、鎖部材４０が、キャリッジ４の先端部に
設けられている摺動部材３２の直下に移動し、カバー部
材３１のＵ字状の最下点に位置し、カバー部材３１の内
側に溜った切屑４４が開放部５０から重力により外側に
落下する。その後、次の加工を行うために処理をＳ１２
へ移行させる。このように、ＮＣ加工プログラム中で、
コラム５のＺ軸−方向ストロークエンドまでの移動のス
テップ（Ｓ１４）を組み込んおくことで、タイマー等の
時間計測装置を特に設けなくても、加工開始から所定時
間経過時の切屑の落下動作を行うことが可能となる。ま
た、上記のように、ＮＣ加工プログラムを利用せずに、
タイマー等によって加工時間を計測して所定時間が経過
したときに、切屑の落下動作を行うこともできる。

【００３２】更に、手動操作によって、操作パネル５２
のスイッチパネル５４を操作することにより、コラム５
をＺ軸−方向ストロークエンドまで移動させて、切屑の
落下動作を行ってもよい。

【００３３】このように本実施の形態においては、カバ
ー部材３１の内側に溜った切屑４４を開放部から外側に
落下させるようにしたため、コラム５の円滑な移動が妨
げられてしまうことを防止できる。

【００３４】また、本実施の形態の構成に加え、図９に
示すように、できるだけ切屑４４がカバー部材３１の側
方から侵入しないように摺動部材３２（キャリッジ４）
の両側面に侵入防止板５５を固着し、Ｕ字形状のカバー
部材３１をガイドするようにしてもよい。このようにす
ることによって、カバー部材３１の側方からの切屑４４
の進入を防止できる。

【００３５】上記の効果以外に、本実施の形態では鎖部
材４０の先端側はキャリッジ４の固定部４ａに固定して
いるので、カバー部材３１の先端側端部を垂らしただけ
の構成の場合に較べて、下方のベース３とのクリアラン
スが小さくとれ、また、Ｕ字下端部分の移動量はコラム
移動量の２分の１となるため、先端側端部がベース３に
乗って部材の重力による張力が得られなくなるようなこ
とは防止され、従って、コラム５の大きい移動量に対し
ても十分に対応が可能となる。

【００３６】尚、本発明は上記実施の形態に限られず種
々の変形が可能であり、例えば、鎖部材４０に変えて、
ゴム、合成樹脂、皮革、ステンレス等の金属、グラスフ
ァイバー等の各種の部材のベルトや、ワイヤーロープや
ナイロンロープ等の紐状の部材の他、切屑４４が落下で
きる程度の大きな目の網部材のような構成を採用しても
よい。また、キャリッジ及びコラムは、一方に対して他
方が相対移動する関係にある全ての部材を含むものであ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように請求
項１に記載の工作機械においては、コラムにカバー部材
の一端を固定すると共に他端側をキャリッジの上面開口
を覆ってキャリッジの側面に垂し鎖部材の一端を取付
け、その鎖部材の他端側をコラムに固定したため、コラ
ムの移動により鎖部材がＵ字形状の最下点に位置した時
にカバー部材の内側に溜った切屑を外側に落下させるこ
とができ、コラム等を円滑に移動させることができる。

【００３８】

【００３９】また、請求項２に記載の工作機械において
は、工具交換時にコラムを移動させて、鎖部からカバー
部材内側に溜まった切屑を排出するため、切屑を排出す
るためにコラムを移動させる時間を特別に設ける必要が
なくなる。

【００４０】更に、請求項３に記載の工作機械において
は、加工開始から所定時間経過したときに、コラムを移
動させるため、カバー部材内側に溜まる切屑が所定の範
囲以内に納めることができる等の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の工作機械の斜視図である。

【図２】本実施の形態による工作機械のＸ軸カバーを取
り払った状態を示す斜視図である。

【図３】本実施の形態による工作機械のカバー部材の一
部を破断した状態の工作機械の主要部を説明するための
正面図である。

【図４】本実施の形態による工作機械のカバー部材の内
側に切屑が溜った状態を示す側面図である。

【図５】本実施の形態による工作機械のカバー部材から
開放部を介して切屑を排出した状態を示す側面図であ
る。

【図６】本実施の形態による工作機械のカバー部材の断
面図である。

【図７】本実施の形態による工作機械の切屑落下の制御
を示すフローチャートである。

【図８】本実施の形態による工作機械の切屑落下の制御
を示すＮＣプログラムのフローチャートである。

【図９】本実施の形態による工作機械のカバー部材の側
方に侵入防止板を取り付けた状態を示す側面図である。

【図１０】従来技術の工作機械の斜視図である。

【図１１】従来技術の工作機械のカバー部材の内側に切
屑が溜った状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 工作機械 ４ キャリッジ ５ コラム ３１ カバー部材 ４０ 鎖部材 ４４ 切屑

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリッジ上に移動自在に設けられたコ
   ラムを備え、前記キャリッジには前記コラムを移動させ
   るための駆動機構等が設けられると共に、該駆動機構等
   の上面が開口された工作機械において、 前記コラムに一端が固定されると共に他端側が前記キャ
   リッジの上面開口を覆ってキャリッジの側面に垂れたカ
   バー部材と、一端が前記キャリッジに固定され、他端が前記カバー部
   材の他端に取付けられた鎖部材とを備え、 前記鎖部材は、前記カバー部材と共に前記キャリッジの
   下方にてＵ字形状を成し、前記コラムの移動によりＵ字
   形状の最下点に位置した時にカバー部材の内側に溜った
   切屑を外側に落下させる ことを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 前記コラムは工具交換時ごとに移動され
   ることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 【請求項３】 前記コラムは加工開始から所定時間経過
   時に移動されることを特徴とする請求項１に記載の工作
   機械。