JP4715162B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に関し、詳細には、コラムに設けられた主軸ヘッドの移動機構を保護できる工作機械に関する。

従来、ワークに所望の加工を施す工作機械であるマシニングセンタは、基台となるベッドと、該ベッド上に立設されたコラムと、該コラムに設けられた主軸ヘッドと、該主軸ヘッドに設けられ、ワークを加工する工具が装着される主軸と、装置固有のＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられ、ワークが着脱可能に載置されるテーブルとを主体に構成されている。そして、主軸ヘッドが、コラムに設けられた移動機構によって上下に移動するとともに、主軸ヘッドに設けられた駆動モータによって主軸が回転することにより、テーブル上のワークが加工される。このような主軸ヘッドの移動機構を備えたマシニングセンタは、コラムに設けられた移動機構を囲んで保護する保護カバーを備え、該保護カバーにより、テーブル上や工具等から飛散する切り屑が主軸ヘッドの移動機構内に侵入するのを防止している。例えば、可撓性を有する保護カバー体の一端部を加工ヘッド（主軸ヘッド）の下面に連結し、他端部をコラム下部に連結して、その保護カバー体表面の上部側の所定範囲に細巾の保護強化板を複数並列して設けた工作機械における保護カバー装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この工作機械では、加工ヘッドが下方に移動した時に、保護カバー体の下端部がベッドに衝突しないようにするため、コラムの加工ヘッドが移動する部分を前方側（テーブル側）に突出させ、その突出する部分の下方にできる空間内に、保護カバー体の下端部を後方に折り返していた。
特開２００４−１０６０８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の工作機械における保護カバー装置では、コラムの一部がテーブル側に突出しているため、テーブルの移動が制限されてしまい、工作機械の加工領域が狭くなる問題点があった。また、保護カバー体に細巾状の保護強化板を複数設けているため、保護カバー体の製造にかかるコストが高くなり、作業が複雑化するという問題点もあった。さらに、保護カバー体は可撓性を持たせるために合成樹脂の柔らかな素材で形成されているので、隣り合う保護強化板同士の隙間に切り屑が入り込んで、保護カバー体が破損するなどの問題点もあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、コストの低い丈夫な保護カバーを、加工領域を狭めることなく、主軸ヘッドの移動機構に設けることのできる工作機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る工作機械は、ワークと工具とを相対移動させて前記ワークを加工する工作機械において、前記工作機械の基台となるベッドと、当該ベッド上に固定され、垂直上方に延設されたコラムと、当該コラムの前記ワークと対向する側面に設けられ、上下方向に延設されたガイド部と、当該ガイド部に沿って移動する主軸ヘッドと、当該主軸ヘッドに設けられ、先端部に工具が着脱可能に装着される主軸と、前記主軸ヘッドを移動させる移動手段と、前記主軸ヘッドの下端部に固定され、前記ガイド部および前記移動手段をともに覆って保護するとともに、前記主軸ヘッドの移動にともなって、前記コラムの前記側面を摺動して上下方向に移動する保護カバーとを備え、前記保護カバーは、上面および背面が開口された箱状に形成され、前記上面は、前記主軸ヘッドの下端部側に対向し、前記背面は、前記ガイド部および前記移動手段側に対向することを特徴とする。

また、請求項２に係る工作機械は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記保護カバーの、前記コラムの前記側面に当接する摺動部分には、前記側面に密着する樹脂からなる板部材が配置されている。

また、請求項３に係る工作機械は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記保護カバーの下端部と、前記コラムの前記側面との間には、前記保護カバー内に侵入した切り屑を外部に排出させる排出口が形成されている。

また、請求項４に係る工作機械は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記排出口は、前記板部材の厚みによって形成されることを特徴とする。

請求項１に係る工作機械では、駆動手段を保護する保護カバーは、コラムに沿って上下に移動する主軸ヘッドとともに、コラムの側面を摺動して上下に移動するので、保護カバーとコラムの側面との間から保護カバー内に切り屑が侵入するのを防止できる。さらに、１つの保護カバーが上下方向に移動するだけであるので、工作機械の左右方向および奥行き方向に保護カバーが通過するための空間を設ける必要がなく、工作機械におけるワーク加工のための加工領域を狭めることがないと共により大きなワークを載置することができる。さらに、箱状に形成された保護カバーの上面と背面が開口され、その背面がガイド部および移動手段側に対向し、上面が主軸ヘッドの下端部に対向するので、保護カバーが上下に移動しても、保護カバーがガイド部および移動手段に衝突するのを避けることができる。さらに、保護カバーを箱状に一体化されたカバーとして構成できるので、カバー表面を保護する保護強化板のようなものを取り付ける必要もなく、保護カバーの製造にかかるコストを低く抑えることができる。

また、請求項２に係る工作機械では、請求項１に記載の発明の効果に加え、保護カバーの、コラムの側面に当接する摺動部分には、該摺動部分の摺動性を向上させるための板部材が配置されているので、保護カバーの移動により、コラムの側面が傷付くのを防止できる。

また、請求項３に係る工作機械では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、保護カバー内に切り屑が侵入しても、保護カバーの下端部と、コラム前面側の壁部との間に設けられた排出口から切り屑を外部に排出させることができる。

また、請求項４に係る工作機械では、請求項３に記載の発明の効果に加え、保護カバーの、コラムの側面に当接する摺動部分に設けられた板部材の厚みにより、保護カバーとコラムの側面との間に隙間が形成され、この隙間を切り屑の排出口にすることで、排出口の安定した寸法を確保することができる。

以下、本発明の一実施の形態であるマシニングセンタ１について、図面に基づいて説明する。図１は、スプラッシュカバー３が取り付けられたマシニングセンタ１の正面図であり、図２は、マシニングセンタ１の正面図であり、図３は、マシニングセンタ１の右側面図であり、図４は、マシニングセンタ１の斜視図（主軸ヘッド２３が上方に移動した状態のもの）であり、図５は、マシニングセンタ１の斜視図（主軸ヘッド２３が下方に移動した状態のもの）であり、図６は、マシニングセンタ１の斜視図（Ｚ軸カバー３０を取り去った状態のもの）であり、図７は、図６に示すヘッド移動機構５０近傍の部分拡大図である。

また、図１、２の紙面手前側をマシニングセンタ１の前面（正面）とし、紙面裏側を背面とする。さらに、図３の右側をマシニングセンタ１の前方側とし、左側を後方側とする。図４乃至図６におけるマシニングセンタ１の前後方向ついては、図１、図２および図３の方向に基づくものとする。また、マシニングセンタ１固有のＸ軸方向とは、マシニングセンタ１の左右方向をいい、Ｙ軸方向とは、マシニングセンタ１の奥行き方向（前後方向）をいい、Ｚ軸方向とは、マシニングセンタ１の上下方向をいうものとする。

なお、本実施形態であるマシニングセンタ１は、図４に示すように、コラム１２に設けられた主軸ヘッド２３のヘッド移動機構５０(図６参照)に、主軸ヘッド２３とともにＺ軸方向に移動するＺ軸カバー３０を設けたものである。そして、このＺ軸カバー３０は、カバー自体の構成が簡単で、かつ丈夫であるので、コストが低く抑えられるとともに、切り屑があたっても損傷しにくい点に特徴を有するものである。

はじめに、マシニングセンタ１の概略構成について説明する。図１に示すマシニングセンタ１は、図示外のワーク（図示外）と工具とを相対移動させて、ワークに所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施す工作機械である。マシニングセンタ１は、ワークを加工する機械本体と、該機械本体の基台となる鉄製のベッド２とから構成され、該ベッド２の上部には、機械本体を囲繞して保護する略直方体状のボックス型のスプラッシュカバー３が設けられている。

そして、ベッド２は、図１乃至図４に示すように、マシニングセンタ１のＹ軸方向に延設され、その下部の四隅には脚部２ａが各々設けられている。そして、これら４本の脚部２ａが、工場などの床面に設置されることにより、マシニングセンタ１が所定場所に設置される。また、図３，図４に示すように、ベッド２の後方部には、ベッド２の上部に切削液を供給する切削液供給口９が設けられている。さらに、図２乃至図４に示すように、ベッド２上部の後方側の両隅部近傍には、後述するコラム１２が載置して固定されるための略直方体状のコラム座部６が各々設けられている。また、図示しないが、ベッド２の芯部は、軽量化、高強度化および低コスト化のため、いわゆる肉抜き成形（リブによる骨組構造）されている。そして、このベッド２の上部に、機械本体が設けられる。

また、スプラッシュカバー３は、図１に示すように、略直方体状のボックス型に形成され、そのカバーの内側には、機械本体によってワークが加工されるための加工領域が設けられている。そして、スプラッシュカバー３の前面略中央には、正面視略長方形状の開口部（図示外）が設けられている。よって、作業者は、この開口部を介して、スプラッシュカバー３内に配設されたテーブル１５（図２乃至図４参照）に対して、ワークの着脱をおこなう。さらに、スプラッシュカバー３の前面には、開口部を開閉するスライド式の開閉扉４，５が各々設けられ、該開閉扉４，５の略中央には、ガラス窓部４ａ，５ａが各々設けられている。そして、開閉扉４の右側端部近傍には取っ手部４ｂが、開閉扉５の左側端部近傍には取っ手部５ｂが各々設けられている。よって、これら取っ手部４ｂ，５ｂを互いに離反する方向に各々開くことにより、開閉扉４，５が移動し、開口部が開口される。

さらに、スプラッシュカバー３の正面右側には、マシニングセンタ１の操作をおこなう正面視略長方形状の操作パネル１０が設けられている。そして、操作パネル１０の前面には、自動運転キーや、ＭＩＤＩ運転キー、手動運転キー、コード入力キー、始動キー等の各種キーを備えたキーボード８が設けられ、その上部には、設定画面又は実行動作を表示するためのＣＲＴディスプレイ７が設けられている。また、操作パネル１０には、図示外のコードが接続されており、該コードは、スプラッシュカバー３の下側を配索され、後述するマシニングセンタ１のコラム１２後方側の壁面に設けられた制御箱１１（図２乃至図４参照）に収納された制御装置（図示外）に接続されている。なお、制御装置（図示外）については後述する。

次に、マシニングセンタ１の機械本体について説明する。このマシニングセンタ１の機械本体は、図２乃至図４に示すように、ベッド２の上部後方側に設けられた一対のコラム座部６の上面に載置して固定され、略垂直上方に延設されたコラム１２と、該コラム１２の前面壁部１２ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に設けられた主軸ヘッド２３と、該主軸ヘッド２３の下部に設けられ、加工用の工具が装着される主軸２５と、該主軸２５に着脱可能に装着される工具を、操作パネル１０の操作に基づいて、他の工具に交換する工具交換装置（ＡＴＣ）と、ベッド２の上部に設けられるとともに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能で、ワークが着脱可能に固定されるテーブル１５と、コラム１２の後方側壁面に設けられた制御箱１１の内側に収容され、マシニングセンタ１の制御をおこなう制御装置（図示外）とを主体に構成されている。なお、図２乃至図４に示す前面壁部１２ａが、「当該コラムの前記ワークと対向する壁面」に相当する。

次に、機械本体を構成する上記各装置について詳細に説明する。まず、コラム１２は、図２乃至図４に示すように、ベッド２の後方上部の両隅近傍に各々設けられた一対のコラム座部６の上面に載置して固定されている。そして、コラム１２後方側の壁面には、マシニングセンタ１の動作制御をおこなう制御装置（図示外）が設けられ、該制御装置は、略直方体状の制御箱１１に囲繞されて保護されている。この制御装置は、マイクロコンピュータからなるものであり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入力インタフェース，出力インタフェース等を基本に構成されている。そして、上述したように、この制御装置には、図示外のコードが接続され、該コードは、操作パネル１０（図１参照）に接続されている。これにより、操作パネル１０のキーボード８でなされた入力操作は、制御装置によって処理され、機械本体の各装置に設けられたサーボモータや各種センサ等に指令が出されるようになっている。

一方、図２乃至図４に示すように、コラム１２の前面壁部１２ａには、主軸ヘッド２３がＺ軸方向に移動可能に設けられている。この主軸ヘッド２３には、平面視略長方形状の鉄板が略コの字型に折り曲げられて形成されたヘッドカバー２３ａが、その主軸ヘッド２３の外側面を囲繞して設けられている。このヘッドカバー２３ａにより、テーブル１５や工具等から飛散する切り屑等が、主軸ヘッド２３内に侵入するのを防止している。また、図７に示すように、ヘッドカバー２３ａ下部の、コラム１２側の前面壁部１２ａに近接する両隅部には、下方に向かって突設された平面視略三角形状の固定片５１（片側のみ図示）が各々設けられている。そして、この固定片５１には、後述するＺ軸カバー３０の上部を固定するための固定穴５１ａが穿設されている。さらに、図６，図７に示すように、主軸ヘッド２３は、ヘッド移動機構５０によってＺ軸方向に移動可能に支持されている。そして、そのヘッド移動機構５０の一部は、コラム１２の内側に設けられた機構収容部１４の内側に収容されている。なお、この機構収容部１４は、コラム１２のＺ軸方向に延設されるとともに、断面が略台形の角柱形状に形成され、前面壁部１２ａの略上段から略中段にかけて正面視縦長の略長方形状に開口している。

また、図２乃至図４に示すように、主軸ヘッド２３の下面壁部２４（図１２参照）には、この機構収容部１４を囲繞して保護するとともに、主軸ヘッド２３とともにＺ軸方向に移動し、コラム１２の前面壁部１２ａに沿って摺動する本発明の特徴であるＺ軸カバー３０が固定されている。このＺ軸カバー３０は、鉄製の板からなる２つの部材を互いに貼り合わせて一体的に構成され、テーブル１５上や工具等から飛散する切り屑が機構収容部１４の内側に侵入するのを防止する保護カバーである。そして、機構収容部１４内に一部が収容されたヘッド移動機構５０（Ｚ軸送りガイド５２、ナット５４、ボールネジ５３等）は、前面壁部１２ａよりも前側に部分的に突出するが、Ｚ軸カバー３０が略箱状に形成されているため、そのヘッド移動機構５０の突出部分をＺ軸カバー３０の内側に吸収することができる。これにより、Ｚ軸カバー３０がＺ軸方向に移動しても、ヘッド移動機構５０の突出部分にＺ軸カバー３０が衝突することはない。

そして、前面壁部１２ａに当接して摺動するＺ軸カバー３０の左右両端部には、樹脂（例えば、ポリアセタール樹脂）からなる摺動板６０（図１３参照）が各々固定されている。この摺動板６０は、摺動性のよい樹脂からなるので、Ｚ軸カバー３０が移動して摺動板６０が前面壁部１２ａを摺動しても前面壁部１２ａが傷付かない。さらに、図３、図４および図１４に示すように、Ｚ軸カバー３０の下端部略中央には、機構収容部１４と連通し、機構収容部１４内に侵入してしまった切り屑を外部に排出するための切り屑排出口５５が設けられている。なお、この切り屑排出口５５は、摺動板６０の厚みによって形成されている。なお、Ｚ軸カバー３０の詳細な構造については後述する。

また、図２乃至図４に示すように、主軸ヘッド２３の下部には、Ｚ軸方向に回転軸線を有する主軸２５が装着され、該主軸２５には、ワークを加工するための工具（図示外）が着脱可能に装着される。そして、主軸２５の近傍には、切削液を工具の先端側に向けて噴射し、切り屑を洗い流すための一対の噴射ノズル２７が設けられている。さらに、図２，図４に示すように、コラム１２の上部近傍には、主軸２５に装着された工具を、他の工具に自動交換する工具交換装置（ＡＴＣ）が設けられている。この工具交換装置は、複数の工具を内部に収納し、コラム１２の上部に固定された工具マガジン１３と、主軸２５に装着された工具を、工具マガジン１３内に収容された他の工具に交換する工具交換アーム２８（図２，図３参照）とを備えている。そして、工具マガジン１３は、複数の工具を内部に収納するとともに、図１に示す操作パネル１０のキーボード８で選択された工具を、マガジン内の工具収納位置から工具交換準備位置まで搬送する。また、図３に示すように、工具交換アーム２８は、主軸２５の回転軸線と平行な回転軸線を有する軸部と、該軸部の先端に設けられ、略水平方向に延設されたアーム部とを主体に構成され、該アーム部の長手方向両端部には、工具を把持する把持部２８ａが各々設けられている。

一方、図２乃至図４に示すように、ベッド２の上部であって、主軸２５の下方に位置する部分には、ワークが着脱可能に固定されるテーブル１５が配設されている。このテーブル１５は、サーボモータからなるＸモータ（図示外）およびＹモータ（図示外）により、マシニングセンタ１のＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動制御される。詳細に言うと、このテーブル１５の下方には、略直方体状の移動体１６が設けられている。そして、この移動体１６の上部に、Ｘ軸方向（左右方向）に沿って延設された一対のＸ軸送りガイド（図示外）が設けられ、該Ｘ軸送りガイド上にテーブル１５が移動可能に設けられている。さらに、移動体１６は、ベッド２の長手方向に沿って延設された一対のＹ軸送りガイド上に移動可能に設けられている。したがって、テーブル１５は、ベッド２上に設けられたＸモータにより、Ｘ軸送りガイドに沿ってＸ軸方向に案内され、同じくベッド２上に設けられたＹモータにより、Ｙ軸送りガイドに沿ってＹ軸方向に案内される。

また、Ｘ軸送りガイドには、テーブル１５を中央に挟み込むようにして、テレスコピックカバー１８，１９が左右に各々覆設されている。さらに、Ｙ軸送りガイドにも、移動体１６を中央に挟み込むようにして、テレスコピックカバー２０と、Ｙ軸後ろカバー２１とが前後に各々覆設されている。そして、これらカバーのうち、テレスコピックカバー１８，１９および２０は、テーブル１５のＸ軸方向又はＹ軸方向への移動にともなってテレスコピックに各方向に伸縮するものである。一方、Ｙ軸後ろカバー２１は、一枚の板金からなり、コラム１２側へ移動する際にコラム１２の下部に設けられたカバー収納部（図示外）に収容されるものである。したがって、テーブル１５がＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれに移動しても、Ｘ軸送りガイドおよびＹ軸送りガイドは、常にテレスコピックカバー１８，１９，２０およびＹ軸後ろカバー２１によって覆われるので、テーブル１５や工具等から飛散する切り屑が各レール上に落下して堆積するのを防止できる。なお、カバー収納部の前方側端部には、Ｙ軸後ろカバー２１とカバー収納部との隙間を覆うための略山型の屋根部２２がテーブル１５側に向かって突設されている。

次に、ヘッド移動機構５０について説明する。図７に示すように、ヘッド移動機構５０は、その一部が機構収容部１４の内側に収容されている。そして、ヘッド移動機構５０は、前面壁部１２ａの、機構収容部１４の左右両端部近傍に沿って設けられた一対のＺ軸送りガイド５２，５２と、該一対のＺ軸送りガイド５２，５２の間であって、機構収容部１４の内側に設けられ、Ｚ軸方向に対して平行に延設されたボールネジ５３と、該ボールネジ５３の下側端部を、機構収容部１４の下側に回動自在に支持するナット５４と、ボールネジ５３の上側端部を、機構収容部１４の上側に回動自在に支持するモータブラケット（図示外）と、該モータブラケットの内側に固定され、主軸ヘッド２３を駆動させるＺ軸モータ（図示外）とを主体にして構成されている。そして、Ｚ軸モータには、ボールネジ５３の上側端部が固定されている。

また、一対のＺ軸送りガイド５２の上部には、図１３に示す主軸ヘッド２３の後方壁面に固定される４つのガイド受け部７２（１本のＺ軸送りガイド５２に２つのガイド受け部７２）が係合する。これにより、主軸ヘッド２３がＺ軸送りガイド５２上を移動可能に設けられる。さらに、主軸ヘッド２３の後方側面は、図７に示すボールネジ５３の外表面に形成された溝（図示外）に螺合するボールネジナット（図示外）に固定される。よって、Ｚ軸モータの駆動により、ボールネジ５３が回転し、その回転によってボールネジナットが、機構収容部１４におけるＺ軸方向に移動することにより、ボールネジナットに固定された主軸ヘッド２３がＺ軸方向に移動する。なお、図７に示すヘッド移動機構５０（Ｚ軸送りガイド５２を除く）が、「移動手段」に相当し、Ｚ軸送りガイド５２が、「ガイド部」に相当する。

次に、本発明の特徴であるＺ軸カバー３０の構造の詳細について説明する。図８は、Ｚ軸カバー３０の正面側から見た斜視図であり、図９は、Ｚ軸カバー３０の裏面側から見た斜視図であり、図１０は、カバー本体３７の斜視図であり、図１１は、フレーム枠体３２の斜視図であり、図１２は、主軸ヘッド２３に固定されたＺ軸カバー３０の下側から見た斜視図であり、図１３は、主軸ヘッド２３に固定されたＺ軸カバー３０の裏面側から見た斜視図であり、図１４は、図２に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図である。なお、図８において、Ｚ軸カバー３０における紙面手前側を「Ｚ軸カバー３０の正面側」とし、図１０において、カバー本体３７における紙面手前側を「カバー本体３７の正面側」とし、図１１において、フレーム枠体３２における紙面手前側を「フレーム枠体３２の正面側」とする。

図８，図９に示すように、このＺ軸カバー３０は、背面と上面が開口された略直方体状の箱型に形成されている。そして、Ｚ軸カバー３０は、Ｚ軸カバー３０の本体であるカバー本体３７（図１０参照）と、該カバー本体３７の枠であるフレーム枠体３２との２部品が互いに溶接により貼り合わされて構成されている。以下、各部品の構造について詳細に説明する。

まず、カバー本体３７の構造について説明する。図８，図１０に示すように、カバー本体３７は、背面と上面が開口された略直方体状の箱型に形成されている。そして、カバー本体３７は、略直方体の前面側に設けられ、平面視やや縦長の略長方形状に形成された面部３８と、該面部３８の下端部から、カバー本体３７の背面側に向かって斜め下方にやや傾斜して延設され、平面視横長の帯状に形成された段部３９と、該段部３９の下端部から下方に延設され、正面視横長の略長方形状に形成された平板部４５とから主に構成されている。また、面部３８の右側端部および左側端部には、カバー本体３７の背面側に向かって外方にやや傾斜して延設され、平面視縦長の帯状に形成された段部４０が各々設けられている。そして、互いに対向する一対の段部４０，４０の下端部は、段部３９の長手方向両端部に各々連結されている。

一方、面部３８の上端部には、面部３８の前面に対して略垂直前方に延設され、図１２に示す主軸ヘッド２３の下面壁部２４に直接取り付けるための平面視横長の略長方形状の固定片４３が突設されている。そして、この固定片４３には、主軸ヘッド２３の下面壁部２４に固定するための固定穴４３ａが、所定間隔を空けて３つ穿設されている。また、固定片４３の長手方向両端部と面部３８との間には、固定片４３を支持する平面視略三角形状の支持片４１が各々介設されている。なお、これら支持片４１は、段部４０および固定片４３と一体化して溶接されている。さらに、段部４０の上端部近傍には、主軸ヘッド２３のヘッドカバー２３ａの下端部から下方に向かって突設された固定片５１に、段部４０を固定するための固定穴４０ａが穿設されている。また、平板部４５の下部の両隅近傍には、フレーム枠体３２の平板部３３を介して、摺動板６０の下端部を固定するための固定穴４５ａが各々設けられている。以上のような構成からなるカバー本体３７が、Ｚ軸カバー３０の本体を構成する。

次に、フレーム枠体３２の構造について説明する。図９，図１１に示すように、フレーム枠体３２は、上方に開口部を向けた略コの字型に形成されている。そして、フレーム枠体３２は、平面視横長の略長方形状に形成され、カバー本体３７の平板部４５（図１０参照）と平行に立設する平板部３３と、該平板部３３の上部両隅から略垂直上方に各々延設され、平面視縦長の板状に形成された一対のフレーム長板３４，３４とを主体にして構成されている。そして、この平板部３３の表面に対して、カバー本体３７の平板部４５（図１０参照）の裏面が貼り合わされる。また、平板部３３の裏面側は、コラム１２の前面壁部１２ａ（図４参照）に沿って、後述する摺動板６０（図１２，図１３参照）を介して接触する。さらに、平板部３３の下部の両隅近傍には、摺動板６０の下端部を固定するための固定穴３３ａが各々設けられている。

また、フレーム長板３４は、その裏面側が、コラム１２の前面壁部１２ａに対し、摺動板６０を介して当接することにより、Ｚ軸カバー３０の内側と外部とを遮断して、Ｚ軸カバー３０内に切り屑が侵入しないようにする。そして、フレーム長板３４の長手方向に直交する方向の外方側端部には、フレーム枠体３２の前面側に向かって、フレーム長板３４の表面に対して略垂直に突設され、平面視縦長の板状に形成された取付片３５が設けられている。この取付片３５は、カバー本体３７の段部４０，４０の裏面側に当接して取付けられるものである。さらに、フレーム長板３４の上端部と取付片３５の上端部との間には、取付片３５を支持するための平面視略三角形状の支持板３６が設けられている。そして、取付片３５の上端部近傍には、カバー本体３７の段部４０（図１０参照）を介して、主軸ヘッド２３のヘッドカバー２３ａの固定片５１（図１２参照）に、取付片３５を固定するための固定穴３５ａが穿設されている。以上のような構成からなるフレーム枠体３２が、カバー本体３７の裏面側に固定され、図８，図９に示す一体化されたＺ軸カバー３０の本体を構成する。

また、上記構成からなるＺ軸カバー３０において、図９に示すフレーム枠体３２の、一対のフレーム長板３４，３４の裏面側には、図１３に示すように、樹脂（例えば、ポリアセタール樹脂）からなる平面視縦長の略帯状に形成された摺動板６０が各々固定されている。この摺動板６０は、摺動性のよい樹脂からなるので、コラム１２の前面壁部１２ａ（図４参照）を摺動しても、前面壁部１２ａを傷付けることがない。また、この摺動板６０には、フレーム長板３４の固定穴３４ａ（図１１参照）、平板部３３の固定穴３３ａ（図１１参照）に各々対向する位置に固定穴６０ａが各々穿設されている。そして、これら固定穴６０ａにボルト（図示外）を差し込み、フレーム長板３４の固定穴３４ａ（平板部３３の固定穴３３ａ）を介して、ナット（図示外）で固定することにより、摺動板６０が、フレーム長板３４および平板部３３の裏面側に密着して固定される。なお、図示しないが、ボルトの頭部は、摺動板６０の内側に埋め込まれるようになっているので、摺動板６０が、コラム１２の前面壁部１２ａを摺動しても、前面壁部１２ａを傷付けないようになっている。なお、図１３に示す摺動板６０が、「板部材」に相当する。

次に、上記構成からなるＺ軸カバー３０の主軸ヘッド２３への固定方法について説明する。図１２に示すように、まず、Ｚ軸カバー３０の開口する上面側を、主軸ヘッド２３の下面壁部２４側に対向させ、同じく開口するＺ軸カバー３０の背面側を、機構収容部１４（図６参照）側に対向させる。次いで、カバー本体３７の固定片４３の上面を、主軸ヘッド２３の下面壁部２４の面に当接し、固定片４３の固定穴４３ａを、下面壁部２４に穿設された固定穴（図示外）に対向させ、ボルトおよびナット（図示外）で固定する。さらに、Ｚ軸カバー３０の固定穴４０ａ（図８参照）を、ヘッドカバー２３ａの下部に突設された固定片５１の固定穴５１ａに対向させ、フレーム枠体３２の取付片３５の固定穴３５ａ（図９参照）を介して、ボルトおよびナット（図示外）で固定する。こうして、Ｚ軸カバー３０が主軸ヘッド２３の下面壁部２４に固定され、摺動板６０を介して、Ｚ軸カバー３０がコラム１２の前面壁部１２ａ（図４参照）に密着して摺動する。また、固定片４３は、支持片４１により、Ｚ軸カバー３０の面部３８（図１０参照）に対して強固に支持されているため、Ｚ軸カバー３０の上部側を固定することにより、Ｚ軸カバー３０に固定された摺動板６０と、コラム１２の前面壁部１２ａ（図４参照）との間を隙間なく密着させることができる。また、図１４に示すように、Ｚ軸カバー３０の下端部において、一対の摺動板６０，６０に挟まれる部分には、機構収容部１４と連通する隙間が形成され、その隙間が切り屑排出口５５となる。そして、この切り屑排出口５５は、摺動板６０の厚みにより形成されることから、切り屑排出口５５の安定した寸法を確保することができる。

こうして、上記方法により、Ｚ軸カバー３０は、主軸ヘッド２３の下面壁部２４に固定されるので、図４に示すように、主軸ヘッド２３のＺ軸方向への移動にともなって、Ｚ軸カバー３０も、コラム１２の前面壁部１２ａを摺動して移動する。さらに、図５に示すように、主軸ヘッド２３が最下方位置に移動したときは、同じく最下方位置に移動したＺ軸カバー３０の下端部が、コラム１２の下部に設けられた屋根部２２には接触しないようになっている。これにより、Ｚ軸カバー３０の移動が妨げられることがないので、Ｚ軸カバー３０は、主軸ヘッド２３とともにＺ軸方向に移動することができる。また、Ｚ軸カバー３０の移動により、Ｚ軸カバー３０の下端部が屋根部２２に衝突して、屋根部２２を破損するのも防止できる。

以上説明したように、本実施形態におけるマシニングセンタ１は、主軸ヘッド２３の下面壁部２４に固定されたＺ軸カバー３０を備える。このＺ軸カバー３０は、部分的に開口面を有する略箱状に一体的に構成され、コラム１２に設けられた主軸ヘッド２３のヘッド移動機構５０を囲んで保護するものである。これにより、Ｚ軸カバー３０の構成が容易であるので、Ｚ軸カバー３０の製造にかかるコストを低く抑えることができる。さらに、Ｚ軸カバー３０は鉄製の板部材で一体的に構成されているので、Ｚ軸方向への移動や、切り屑の衝突に対する耐久性にも優れることから、面部３８が損傷することもなく、ヘッド移動機構５０を確実に保護することができる。また、このＺ軸カバー３０は、主軸ヘッド２３の移動とともに、コラム１２の前面壁部１２ａに密着してＺ軸方向に摺動して移動する。さらに、最下方位置に移動したＺ軸カバー３０は、コラム１２の下部の屋根部２２に接触しないようになっている。よって、マシニングセンタ１におけるＸ軸方向（左右方向）およびＹ軸方向（奥行き方向）にＺ軸カバー３０が通過するための空間を、スプラッシュカバー３内に設ける必要がないので、マシニングセンタ１の加工領域を狭めることがないと共により大きなワークをテーブル１５に載置できる。また、Ｚ軸カバー３０を、従来のような可撓性のあるシート部材で構成する必要もなく、例えば、衝撃に強い金属板（例えば、鉄）で構成することができる。また、Ｚ軸カバー３０の、コラム１２の前面壁部１２ａに摺動する部分には、樹脂からなる摺動板６０が配設されているので、Ｚ軸カバー３０の移動によって前面壁部１２ａが傷付くのを防止できる。さらに、Ｚ軸カバー３０の下端部には、切り屑排出口５５が設けられているので、カバー内の機構収容部１４内に侵入した切り屑を外部に排出できる。そして、この切り屑排出口５５は、摺動板６０の厚みにより形成できるので、切り屑排出口５５の安定した寸法を容易に確保することができる。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、Ｚ軸カバー３０のフレーム長板３４に摺動板６０を固定し、該摺動板６０が、コラム１２の前面壁部１２ａに摺動することで、前面壁部１２ａの損傷を防止したが、摺動板６０の代わりに、ローラなどを設けたり、リニアガイド等のようなものを設けてもよく、前面壁部１２ａとの摩擦を少なくするために、前面壁部１２ａ上を滑らせるようなものであればよい。

本発明の工作機械は、縦型マシニングセンタのみならず、横型マシニングセンタにも適用できる。

スプラッシュカバー３が取り付けられたマシニングセンタ１の正面図である。 マシニングセンタ１の正面図である。 マシニングセンタ１の右側面図である。 マシニングセンタ１の斜視図（主軸ヘッド２３が上方に移動した状態のもの）である。 マシニングセンタ１の斜視図（主軸ヘッド２３が下方に移動した状態のもの）である。 マシニングセンタ１の斜視図（Ｚ軸カバー３０を取り去った状態のもの）である。 図６に示すヘッド移動機構５０近傍の部分拡大図である。 Ｚ軸カバー３０の正面側から見た斜視図である。 Ｚ軸カバー３０の裏面側から見た斜視図である。 カバー本体３７の斜視図である。 フレーム枠体３２の斜視図である。 主軸ヘッド２３に固定されたＺ軸カバー３０の下側から見た斜視図である。 主軸ヘッド２３に固定されたＺ軸カバー３０の裏面側から見た斜視図である。 図２に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図である。

１ マシニングセンタ
２ ベッド
１２ コラム
２３ 主軸ヘッド
２５ 主軸
３０ Ｚ軸カバー
５０ ヘッド移動機構
５２ Ｚ軸送りガイド
５５ 切り屑排出口
６０ 摺動板

Claims (4)

1. ワークと工具とを相対移動させて前記ワークを加工する工作機械において、
   前記工作機械の基台となるベッドと、
   当該ベッド上に固定され、垂直上方に延設されたコラムと、
   当該コラムの前記ワークと対向する側面に設けられ、上下方向に延設されたガイド部と、
   当該ガイド部に沿って移動する主軸ヘッドと、
   当該主軸ヘッドに設けられ、先端部に工具が着脱可能に装着される主軸と、
   前記主軸ヘッドを移動させる移動手段と、
   前記主軸ヘッドの下端部に固定され、前記ガイド部および前記移動手段をともに覆って保護するとともに、前記主軸ヘッドの移動にともなって、前記コラムの前記側面を摺動して上下方向に移動する保護カバーと
   を備え、
   前記保護カバーは、上面および背面が開口された箱状に形成され、
   前記上面は、前記主軸ヘッドの下端部側に対向し、
   前記背面は、前記ガイド部および前記移動手段側に対向することを特徴とする工作機械。
2. 前記保護カバーの、前記コラムの前記側面に当接する摺動部分には、前記側面に密着する樹脂からなる板部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記保護カバーの下端部と、前記コラムの前記側面との間には、前記保護カバー内に侵入した切り屑を外部に排出させる排出口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 前記排出口は、前記板部材の厚みによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の工作機械。

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