JP4725319B2 - 扉の開閉構造及び当該扉の開閉構造を備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は扉の開閉構造及び当該扉の開閉構造を備えた工作機械に関し、詳細には、主扉の側部に補助扉を蝶番を介して折り畳み可能に装着する扉の開閉構造及び当該扉の開閉構造を備えた工作機械に関する。

従来より、工作機械の一種であるマシニングセンタは、土台となるベース上に、ワーク（被加工物）を切削工具で加工する機械本体を備え、さらに、そのベース上に、機械本体の一部又は全部を覆うスプラッシュカバーを備えている。このスプラッシュカバーは、ベースの上部に配設された回転テーブルや、機械本体から飛散する切粉やクーラント（切削液）が外部周囲に飛散するのを防ぐものである。

そして、そのスプラッシュカバーの前面には開口部が設けられ、当該開口部を介すことによって、作業者はベース上に設けられたテーブル上のワークの着脱作業を行う。さらに、この開口部には、スライド開閉可能なフロントドアが設けられるのが一般的である。そこで、例えば、メインドア（主扉）の側部にサブドア（補助扉）をヒンジを介して折り畳み可能に装着したフロントドア（扉ユニット）を、スプラッシュガード本体の前面の開口部の内面にスライド自在に装着し、前記サブドアの遊端側を、前記スプラッシュガード本体の上面側に設けたガイドプレートの円弧状のガイド溝に係止させ、ドア開放時にサブドアの遊端側をメインドアの後方へ折り畳み案内するようにした工作機械のスプラッシュガードが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平４−５７３５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の工作機械のスプラッシュガードでは、ガイドプレートに設けられたガイド溝は、互いに直交する２直線の直交部分を円弧でつなげた形状を有しているので、例えば、作業者がメインドアを勢いよく開閉した場合は、サブドアの遊端側がガイド溝の円弧部分を通過する際に、該遊端側に無理な力が加わり破損する恐れがあった。さらに、サブドアの遊端側のガイド軸がガイド溝を滑らかに通過しないため、作業者によって主扉の取っ手が重く感じるという問題点があった。

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、作業者が主扉を勢いよく開閉しても、それに追従する補助扉の遊端側に負荷がかからない扉の開閉構造及び当該扉の開閉構造を備えた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に係る発明の扉の開閉構造は、機械本体を囲むカバーの壁に設けられた開口部と、当該開口部をスライド開閉する一対の扉とを備え、前記一対の扉は、前記壁の内面に沿ってスライド自在に設けられた主扉と、当該主扉の側端部にヒンジを介して折り畳み可能に連結され、前記側端部に連結された連結部とは反対の遊端部の上部が、前記カバーの上面側に設けられたガイドプレートのガイド溝に沿ってガイドされる補助扉とから構成され、前記主扉のスライド開放時に、前記補助扉の前記遊端部側が、前記ガイド溝に沿って前記主扉の後方へ案内されることによって、前記補助扉が前記主扉に対して回動しながら折り畳まれる扉の開閉構造において、前記ガイド溝は、前記主扉のスライド開閉速度を一定とした時に、前記補助扉が回動する角速度が一定となるように案内する形状を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の扉の開閉構造は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記主扉のスライド開放時において、前記補助扉の前記遊端部の上部は、前記ガイド溝の始端から終端に沿って案内され、当該終端側は、曲線状に形成されたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の扉の開閉構造は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記補助扉の前記遊端部の上部には、前記カバーの内側に向かって略水平に延設された支持部と、当該支持部の先端から上方に突出して設けられ、前記ガイド溝に係止して摺動する係止部とが設けられたことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記ガイド溝の前記終端側の形状は、前記主扉のストローク長さをＬ、前記補助扉の幅をＲとした場合において、前記遊端部の上部が、Ｘ＝（２Ｌ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（√（１−（Ｙ／Ｒ）^２）−１）の数式で表される経路に沿って移動した時の、前記係止部の移動経路に沿って形成されたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３又は４に記載の発明の構成に加え、前記ガイド溝の前記始端側の形状は、前記主扉のスライド方向に対して平行に延設された直線状に形成されたことを特徴とする。

また、請求項６に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３乃至５の何れかに記載の発明の構成に加え、前記ガイド溝の前記始端側と前記終端側とが連結する部分が円弧状に形成されたことを特徴とする。

また、請求項７に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の構成に加え、前記主扉の前記補助扉に連結される側の一端部には、前記主扉のスライド開放時において、前記主扉と前記補助扉とに挟まれる側の角度が９０度以上になるように、前記一端部に対向する前記カバーの壁の内面に当接するストッパが設けられたことを特徴とする。

また、請求項８に係る発明の扉の開閉構造を備えた工作機械は、ワークを加工する機械本体と、当該機械本体の加工領域を囲繞する保護カバーと、当該カバーの壁に設けられた開口部と、当該開口部をスライド開閉する前記一対の扉と、前記保護カバーの上面側に設けられた前記ガイドプレートとを備え、請求項１乃至７の何れかに記載の扉の開閉構造を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の扉の開閉構造では、機械本体を囲むカバーの壁の開口部は一対の扉によってスライド開閉される。なお、この一対の扉は主扉と補助扉とからなる。そして、この主扉を壁の内面に沿ってスライド開放させると、補助扉の遊端部の上部がガイドプレートのガイド溝に沿ってガイドされる。これにより、当該遊端部側が主扉の後方へ案内されるので、補助扉は回転しながらヒンジを介して折り畳まれるようになっている。そして、このガイド溝は、主扉のスライド開閉速度を一定とした時に、補助扉が回動する角速度が一定となるように案内する形状を備えているので、補助扉の角速度が急激に速くなったり、遅くなったりせず、一定の速度で回転させることができる。これにより、補助扉の遊端部の上部に大きな負荷がかかり損傷するのを防止できる。

また、請求項２に係る発明の扉の開閉構造は、請求項１に記載の発明の効果に加え、主扉を勢いよくスライド開放させた場合、補助扉の遊端部の上部はガイド溝の曲線状の終端側に案内されるので、直線形状に比べて遊端側の回動速度が制限される。これにより、補助扉の遊端部の上部に大きな負荷がかかり損傷するのを防止できる。

また、請求項３に係る発明の扉の開閉構造は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、ガイド溝に係止して摺動する係止部を、補助扉の遊端部の上部からカバーの内側に向かって略水平に延設された支持部の先端に設けているので、主扉をスライド開放する際に、補助扉の遊端側をオフセットさせることができる。これにより、補助扉の遊端部の上部に直接負荷がかからず、かつ補助扉を主扉に対して素早く折り畳むことができる。

また、請求項４に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３に記載の発明の効果に加え、主扉のストローク長さをＬ、補助扉の幅をＲとした場合に、遊端部の上部を、Ｘ＝（２Ｌ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（√（１−（Ｙ／Ｒ）^２）−１）の数式で表される経路に沿って移動させることによって、主扉を一定の速度でスライド開閉した時に、補助扉の回動する角速度を一定にすることができる。さらに、ガイド溝の終端側の形状は、前記補助扉の回動時における係止部の移動経路に沿って形成されている。これにより、係止部がガイド溝に沿って摺動案内されることによって、補助扉の遊端部の上部を一定の角速度で回動させることができる。

また、請求項５に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３又は４に記載の発明の効果に加え、補助扉を回動させる前に、補助扉の遊端部の係止部を直線状のガイド溝の始端側に沿って案内することにより、主扉のスライド開放時において補助扉が急に回動し始めるのを防止できる。さらに、ガイド溝の直線状の始端側で補助扉をスライド平行移動させ、その移動速度を保った状態で回動動作にそのまま移行することができるので、補助扉のスムーズな回動動作を得ることができる。

また、請求項６に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、ガイド溝の直線状の始端側と曲線状の終端側とが円弧状に連結されているので、ガイド溝の直線状の始端側と曲線状の終端側との間で、スライド移動した後の補助扉を、その移動速度を保ったままで滑らかに回動させることができる。

また、請求項７に係る発明の扉の開閉構造は、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の効果に加え、主扉のストッパによって、主扉と補助扉とに挟まれる側の角度が９０度以上になるように主扉のスライド幅を制限することができる。例えば、このストッパがないと、主扉と補助扉とに挟まれる側の角度が９０度未満になることがある。この場合、ガイド溝の終端まで案内された係止部が始端側に若干後戻りされる。もし、作業者によって主扉が勢いよく開かれると、この係止部の後戻りする動きが急激に行われるので、補助扉の遊端部の上部に設けられた支持部及び係止部に負荷がかかって損傷する恐れがある。本発明は、この係止部の後戻り現象を防止することで、支持部及び係止部にかかる負荷を無くすことができる。

また、請求項８に係る発明の扉の開閉構造を備えた工作機械は、ワークを加工する機械本体を囲む保護カバーの壁の開口部は一対の扉によってスライド開閉される。なお、この一対の扉は主扉と補助扉とからなる。さらに、この工作機械は、請求項１乃至７の何れかに記載の扉の開閉構造を備えているので、主扉を一定の速度でスライド開閉させた時に、補助扉の回転速度が急激に速くなったり、遅くなったりせず、一定の速度で回動させることができる。これにより、補助扉の遊端部の上部に大きな負荷がかかり損傷するのを防止できる。さらに、作業者が勢いよく一定の速度で主扉をスライド開閉した場合でも、補助扉の回転速度は急激に変わらないので、補助扉の上部に大きな負荷がかかるのを防止できる。

以下、本発明の一実施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、マシニングセンタ１の全体斜視図であり、図２は、スプラッシュカバー３の斜視図であり、図３は、スプラッシュカバー３の前面を上側後方から見た斜視図（中仕切板３０は省略）であり、図４は、扉ユニット２０の前面側から見た斜視図であり、図５は、扉ユニット２０の背面図であり、図６は、ガイドプレート８０の平面図であり、図７は、補助扉６０の回動軌跡を示した説明図であり、図８は、スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：閉塞状態）であり、図９は、スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：半開き状態）であり、図１０は、スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：全開状態）であり、図１１は、図３に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図（開口部１０：閉塞状態）であり、図１２は、図３に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図（開口部１０：全開状態）であり、図１３は、図８に示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図であり、図１４は、図９に示すＣ−Ｃ線矢視方向断面図であり、図１５は、図１０に示すＤ−Ｄ線矢視方向断面図である。

本実施形態であるマシニングセンタ１は、スプラッシュカバー３の前壁３ａの開口部１０に扉ユニット２０（図２参照）を備えるものである。この扉ユニット２０はスライド移動する主扉４０と、該主扉４０に回動可能に連結され、かつ主扉４０に従動して回転しながら折り畳まれる補助扉６０とからなる。さらに、補助扉６０の遊端部６１の上部には支持部６５を介して係止軸６６が設けられ、該係止軸６６がスプラッシュカバー３の上面に設けられたガイドプレート８０のガイド溝８１に沿って摺動する。これにより補助扉６０の滑らかな回転動作が可能となる。そして、本実施形態は、このガイドプレート８０のガイド溝８１の形状に本発明の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、図示外のワークと工具とを相対移動させることによって、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）を施すことができる工作機械である。このマシニングセンタ１は、基台となる鉄製のベース２と、該ベース２の上部に設けられ、ワークを加工する機械本体（図示外）と、前記ベース２の上部に固定され、機械本体及びベース２の上部を覆う箱状のスプラッシュカバー３とを主体に構成されている。そして、スプラッシュカバー３の後方には、マシニングセンタ１の動作を制御する制御基盤（図示外）を内蔵する制御ボックス７が配設されている。さらに、その制御ボックス７の上部には、下面が開口された平面視横長の箱状部材であって、その内部に回生抵抗や冷却ファンなどを収納した抵抗カバー８が設けられている。なお、図１に示すスプラッシュカバー３が「保護カバー」に相当する。

次に、ベース２について説明する。ベース２はＹ軸方向に長い略直方体状に形成され、鋳型内に鋳鉄等の金属材料を流し込むことによって成型されている。さらにその芯部は、軽量化、高強度化及び低コスト化のため、所謂肉抜き成形（リブによる骨組構造）されている。そして、ベース２の下部の四隅には高さ調節が可能な脚部２ａが各々設けられ、これら４本の脚部２ａが工場等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、ベース２の上部略中央にはテーブル装置５が設置されている。このテーブル装置５は、図示しないベースと、該ベースにスリーブを用いて回転可能に支持されたスピンドルと、該スピンドルの上部に同心状に固定され、スピンドルと一体的に回転する回転テーブルとを主体に構成されている。そして、その回転テーブルの上面両端側には、回転軸を対称の中心として配置された一対のワーク保持部（図示外）が設けられている。これにより、一方のワーク保持部に保持されたワークに対して加工を施しつつ、他方のワーク保持部に別のワークを保持させることができるので作業時間を短縮できる。

さらに、図示しないが、ベース２の上部後方側の両隅には、略直方体状に形成された台座である一対のコラム座部が設けられ、該コラム座部上には、Ｚ軸方向に延設されたコラムが固定されている。さらに、そのコラムには、該コラムの前面に沿って移動可能な主軸ヘッド、該主軸ヘッドの下部に回転可能に設けられた主軸、該主軸の先端に工具を着脱可能に装着する工具交換装置等が組み付けられている。したがって、ベース２上に、コラム、主軸ヘッド、主軸及び工具交換装置等からなる機械本体が構成され、ベース２上に固定されたスプラッシュカバー３によってその周囲が覆われている。

次に、スプラッシュカバー３について説明する。図２に示すように、スプラッシュカバー３は、底面の一部が開口する略箱状に形成され、板金からなる前壁３ａ、右側壁３ｂ、左側壁３ｃ、天壁３ｄ（図１参照）及び背壁３ｅを主体に構成されている。そして、前壁３ａの左側寄りには、ワークの着脱を行うための正面視長方形状の開口部１０が設けられている。さらに、その開口部１０には、一対の扉からなる扉ユニット２０が設けられている。この扉ユニット２０は、スライド開閉式の主扉４０と、当該主扉４０の連結端部４２（右側壁３ｂに対向する一端部、図４参照）に蝶番２５（図３参照）によって連結され、主扉４０のスライド移動にともなって従動する補助扉６０とから構成されている。なお、扉ユニット２０の詳細な構造については後述する。

さらに、図３に示すように、前壁３ａの内面における開口部１０の上端部近傍には該上端部に沿って上側ガイドレール３５が設けられ、下端部近傍には該下端部に沿って下側ガイドレール３６が設けられている。そして、主扉４０の上部には、上側ガイドレール３５を上下方向から挟んで上側ガイドレール３５上を回動する回転ローラユニット５０が設けられている。さらに、主扉４０の下部の両隅近傍には、下側ガイドレール３６のレール片３６ａ（図３参照）に沿って回動する回転ローラユニット５６が各々設けられている。このような開閉構造により、主扉４０が開口部１０に対して左右方向にスライド移動することができる。なお、補助扉６０の回転動作については後述する。

ところで、図１，図２に示すように、開口部１０の右側には、マシニングセンタ１の操作や、加工プログラムのパラメータ入力等を行う略三角柱状の操作ボックス１３が設けられている。そして、この操作ボックス１３から延びる配線（図示外）は、スプラッシュカバー３の下側を配索され、制御ボックス７内の制御装置（図示外）に接続されている。さらに、前壁３ａの上部左側の角部には、マシニングセンタ１の動作エラーを作業者に報知するためのタワー型の警告報知ランプ１９（図１参照、図２では省略）が設置されている。

一方、右側壁３ｂ及び左側壁３ｃ（図１乃至図３参照）には長方形状の開口部１４が各々設けられ、該開口部１４には点検ハッチ１５が着脱可能に固定されている。この点検ハッチ１５を取り外すことで開口部１４が開放され、該開口部１４を介すことによって、テーブル装置５の回転テーブル上におけるワークの着脱作業や、機械本体の保守点検等を行うことができる。

また、天壁３ｄには、機械本体を構成する主軸ヘッド（図示外）、該主軸ヘッドの配線処理を行うケーブルベア（図示外）、工具交換装置のマガジンモータ（図示外）等の上部を覗けるための平面視略長方形状の開口部９が設けられている。そして、その開口部９には、該開口部９から上方に突出する各種装置の上部を覆うための箱状のカバー１８が覆設されている。

さらに、天壁３ｄの前方にも平面視略長方形状の開口部１１が設けられている。そして、その開口部１１の右側前方の角部には、該角部周囲を覆うとともに、補助扉６０の遊端部６１（図４参照）を右側壁３ｂ側にガイドするための平面視略台形状のガイドプレート８０が固定されている。なお、後述するが、このガイドプレート８０には略円弧状のガイド溝８１が設けられており、該ガイド溝８１には、補助扉６０の遊端部６１の上部から、支持部６５を介して上方に突出する係止軸６６が下側から係止されている。そして、この係止軸６６がガイド溝８１に沿って摺動することにより、補助扉６０の遊端部６１が主扉４０に対して回動する。なお、ガイドプレート８０のガイド溝８１の形状の特徴については後述する。

次に、スプラッシュカバー３の内側の構造について説明する。図１，図２に示すように、前壁３ａの後方には、前壁３ａに対して平行に立設され、機械本体の加工領域を仕切るための正面視横長の略長方形状の中仕切板３０が設けられている。その中仕切板３０の右側には、機械本体の保守点検等を行うための開口部３１が設けられ、該開口部３１にはスライド扉３３がスライド開閉可能に設けられている。そして、この中仕切板３０はベース２の上部から所定の隙間２７（図１参照）を空けて設けられ、その隙間２７にテーブル装置５が配置されている。これにより、回転テーブル上の一端側のワーク着脱部は中仕切板３０の内側に配置され、他端側のワーク着脱部は中仕切板３０の外側に配置される。よって、一方のワークが加工中の場合であっても、他方のワーク着脱部におけるワーク交換を行うことができる。

そして、この中仕切板３０の内面側には、ベース２の後端側上部に設けられた機械本体（図示外）が配置されている。この機械本体は、図示しないコラム、主軸ヘッド、主軸、工具交換装置等を主体に構成されている。また、右側壁３ｂ、左側壁３ｃ、背壁３ｅには、中仕切板３０に囲まれた加工領域内に切削液を噴出させるためのチップシャワー、主軸に装着された工具及びワークに向かって切削液を噴出するための切削液ノズル等が設置されている。そして、この機械本体では、操作ボックス１３で設定された加工プログラムに基づき、工具が装着された主軸が高速回転することで、テーブル装置５の回転テーブル上に固定されたワークに対して所望の加工を施すことができる。

さらに、図３に示すように、右側壁３ｂの内面において、前壁３ａに固定された上側ガイドレール３５及び下側ガイドレール３６の各端部の近傍には、短冊状の金属板を略コの字型に折り曲げて形成されたストッパ当接台２８，２９が各々固定されている。なお、このストッパ当接台２８，２９は、後述する主扉４０側に設けられたストッパ８５，８６（図４，図５参照）に各々当接させるための台座である。

次に、扉ユニット２０の構造について説明する。図４，図５に示すように、扉ユニット２０は、正面視縦長の長方形状の板金からなる主扉４０と、該主扉４０の連結端部４２（右側壁３ｂに対向する側の一端部）に回動可能に連結され、前記主扉４０よりも幅の短い正面視縦長の長方形状の板金からなる補助扉６０とから構成されている。そして、この一対の主扉４０及び補助扉６０によって、スプラッシュカバー３の前壁３ａの開口部１０が開閉される。以下、各扉の構造について説明する。

まず、主扉４０の構造について説明する。図４，図５に示すように、主扉４０は正面視縦長の長方形状の板金で形成されている。そして、その主扉４０の略中央には正面視縦長の長方形状の穴である窓部４４が設けられ、その裏面側に対向する位置には強化プラスチック板からなる透明の樹脂板９０が固定されている。これにより、窓部４４を介して、スプラッシュカバー３の内側を視認することができる。さらに、主扉４０の左端部（スライド閉塞方向側一端部、左側壁３ｃに対向する側の一端部）の中央よりもやや下側には、主扉４０をスライド操作するための取っ手４１が固定されている。

また、主扉４０の上部には回転ローラユニット５０が設けられている。この回転ローラユニット５０は、主扉４０の上端部から上方に延設された正面視横長の長方形状のローラ支持片５１と、該ローラ支持片５１の前面上側の左右両角部に各々設けられた一対の主ローラ５２と、前記ローラ支持片５１の前面下側の左右両角部に各々設けられ、前記一対の主ローラ５２から所定幅を空けて離間する一対の補助ローラ５３とから構成されている。そして、これら主ローラ５２及び補助ローラ５３は、ローラ支持片５１に対して、ボルト９５及びナット９６によって回動可能に固定されている。そして、これら一対の主ローラ５２と、一対の補助ローラ５３との上下の隙間に、スプラッシュカバー３の前壁３ａに固定された上側ガイドレール３５が挟まれて配置される（図１１，図１２参照）。そして、これら一対の主ローラ５２及び一対の補助ローラ５３が、上側ガイドレール３５の上下のレール面（図示外）上を摺動するようになっている。

一方、主扉４０の下端部には、該下端部から下方に延設された正面視横長の長方形状の支持片５５が設けられている。そして、その支持片５５の表面下側の左右両角部には、回転ローラユニット５６が各々設けられている。この回転ローラユニット５６は、支持片５５の下端部の右端部近傍（又は左端部近傍）から下方に延設され、かつその先端側が支持片５５の前方に向かって略直角に折り曲げて延設された断面略Ｌ字形状のローラ支持片５７と、該ローラ支持片５７の略水平に延設された先端部に回転可能に軸支され、該先端部に直交する方向に軸心を有する回転ローラ５８とから構成されている。

さらに、ローラ支持片５７のローラ支持片５７に固定される側の一端部には、ローラ支持片５７の長手方向に長い楕円である一対の調節穴５７ａ，５７ａが設けられている。さらに、その一対の調節穴５７ａ，５７ａにボルト９８，９８が差し込まれ、支持片５５に対してナット９７，９７で締め付けて固定されている。この固定構造において、ナット９７，９７を緩めることによって、ローラ支持片５７が上下方向に移動可能となる。これにより、回転ローラ５８の高さ調節が可能となっている。

そして、回転ローラユニット５６の回転ローラ５８は、スプラッシュカバー３の前壁３ａに固定された断面略Ｔ字形状の下側ガイドレール３６の下方に延びるレール片３６ａの表面（図１１参照：前壁３ａの内面に対向する片面）上を摺動する。これに加え、主扉４０の下端側は一対の回転ローラユニット５６によって係止された状態となる。これにより、主扉４０の下端側が前壁３ａの内面から後方に離れて揺動するのを防止できる。

ところで、回転ローラユニット５０のローラ支持片５１の右端部（補助扉６０側の一端部）は後方に向かって略直角に所定幅折り曲げられ、該折り曲げ部分の外面にはゴム製のブロックであるストッパ８５が固定されている。一方、主扉４０の下端部に設けられた支持片５５の右端部（補助扉６０側の一端部）にも、ゴム製のブロックであるストッパ８６が固定されている。そして、これら一対のストッパ８５，８６は、主扉４０をスライド開放した場合に、右側壁３ｂの内面に各々固定されたストッパ当接台２８，２９（図３参照）に各々当接するようになっている。さらに、このストッパ８５，８６の厚みを調節することによって、主扉４０のスライド幅を制限することができる。これにより、補助扉６０の回転角度を制限することができる。なお、この補助扉６０の回転角度の制限については後述する。

次に、補助扉６０の構造について説明する。図４，図５に示すように、補助扉６０は、主扉４０よりも幅が短い正面視縦長の長方形状の板金で形成されている。この補助扉６０の、主扉４０の連結端部４２に対向する連結端部６２には、正面視縦長帯状の連結片６９（図５参照）が設けられている。そして、その連結片６９における補助扉６０の前側に対向する表面と、主扉４０の連結端部６２の裏面との間は、上下一対の蝶番２５，２５によって連結されている。これにより、補助扉６０の連結端部６２に対向する遊端部６１側が、主扉４０に対して回動可能となる。また、主扉４０の連結端部４２と、補助扉６０の連結端部６２との隙間は連結片６９によって塞がれるので、その隙間から切粉や切削液の飛沫がスプラッシュカバー３の外側に漏れるのを防止できる。なお、図４，図５に示す蝶番２５が「ヒンジ」に相当する。

また、補助扉６０の遊端部６１の上部の角部にはＬ字状の支持部６５が設けられている。この支持部６５は、補助扉６０の遊端部６１の上側角部近傍の裏面から補助扉６０の後方に向かって略水平に延設された第１支持片６５ａと、該第１支持片６５ａの先端から上方に延設された第２支持片６５ｂとから構成されている。そして、この第２支持片６５ｂの上部には上方に延びる棒状の係止軸６６が設けられている。さらに、この係止軸６６の上側の径方向周囲には上側フランジ部６７が設けられ、係止軸６６の下側の径方向周囲には下側フランジ部６８が設けられている。そして、この上側フランジ部６７と下側フランジ部６８との間に、ガイドプレート８０のガイド溝８１（図６参照）が配置される。なお、後述するが、この支持部６５は、補助扉６０の遊端部６１をオフセットさせてスムーズに回動させる機能を備えている。なお、図４，図５に示す係止軸６６が「係止部」に相当する。

さらに、補助扉６０の前面（開口部１０に対向す面）の右下角部近傍には、取っ手６３がボルト６４ａ及びナット６４ｂで固定されている。

次に、ガイド溝８１の形状について説明する。図６に示すように、ガイド溝８１はガイドプレート８０に設けられ、その全体形状はスプラッシュカバー３の中央側を内側とする略円弧状に形成されている。具体的に言うと、このガイド溝８１は３つの部位で構成され、開口部１０（左側壁３ｃ）に対向する始端側に形成された直線状のストレート部８２と、右側壁３ｂに対向する終端側に形成されるとともに、放物線の一部の形状を備える曲線部８４と、前記ストレート部８２及び曲線部８４の間を略円弧で結ぶ連結部８３とから構成されている。

次に、ガイド溝８１の各部位の形状について説明する。まず、曲線部８４は、ガイド溝８１の中央から終端までの大部分を占める。そして、主扉４０を一定速度でスライド移動させた時に、補助扉６０の回転する角速度が一定となるように、係止軸６６をガイドする曲線形状を備えている。これにより、補助扉６０の角速度が急激に変わることがないので、係止軸６６が曲線部８４を通過する際に、係止軸６６及び支持部６５に負荷がかかって破損等するのを防止できる。

一方、ストレート部８２は、補助扉６０を回転させる前に、補助扉６０をスライド移動させて助走をつける部位である。これにより、例えば、補助扉６０を突然回転させる場合に比べて、係止軸６６及び支持部６５にかかる負荷を軽減することができる。また、連結部８３は、ストレート部８２を通過した係止軸６６を曲線部８４にスムーズに移行させる部位である。これにより、スライド移動して助走がついた補助扉６０を回動動作にスムーズに移行させることができる。さらに、正面から補助扉６０を押した時に、補助扉６０が移動することを防止することもできる。

次に、曲線部８４の形状の算出方法について説明する。ガイド溝８１は、補助扉６０の係止軸６６を通過させて案内する溝である。即ち、ガイド溝８１は、支持部６５の大きさ、形状等によっては、遊端部６１の上部が通過する経路（軌跡）とは一致しない。そこで、まず、主扉４０を一定方向に一定速度（Ｖ）でスライド移動させた場合において、補助扉６０が一定の角速度で回転する時における補助扉６０の遊端部６１の軌跡を算出する。さらに、そこで得られた軌跡に沿って、補助扉６０の遊端部６１を移動させた時の係止軸６６の軌跡を求め、そこで得られた式で示される軌跡を曲線部８４の形状とすればよい。

はじめに、補助扉６０の遊端部６１の軌跡の算出方法について説明する。まず、図７に示すように、遊端部６１が回動を開始する曲線区間が始まる点Ｐを原点とする。そして、その点Ｐから補助扉６０が回動する際の連結端部６２が移動する方向にＸ軸をとり、点Ｐを通過するとともにＸ軸に直交する方向にＹ軸をとる。さらに、主扉４０の１回のスライド移動にかかるストローク長をＬ（ｍｍ）、補助扉６０の左右方向の幅をＲ（ｍｍ）とする。そして、前記Ｘ軸と補助扉６０とがなす角度をθとし、主扉４０のスライド移動速度をＶ、経過時間ｔ、等速円運動が１周に要する時間を周期Ｔとする。これらパラメータにより、遊端部６１の座標（Ｘ，Ｙ）について以下の式が得られる。
Ｘ＝Ｖｔ＋Ｒｃｏｓθ−Ｒ
＝Ｖｔ＋Ｒ（ｃｏｓθ−１） ・・・（１）式
Ｙ＝Ｒｓｉｎθ ・・・（２）式

次いで、θ＝πｔ／２Ｔであるので、これを（１）（２）式に代入すると、
Ｘ＝Ｖｔ＋Ｒ（ｃｏｓ（πｔ／２Ｔ）−１） ・・・（３）式
Ｙ＝Ｒｓｉｎ（πｔ／２Ｔ） ・・・（４）式
となる。

そして（４）式は、
πｔ／２Ｔ＝ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ） ・・・（５）式
となり、さらに（５）式は、
ｔ＝（２Ｔ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ） ・・・（６）式
となるので、この（６）式を（３）式に代入すると、
Ｘ＝Ｖ（２ｔ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（ｃｏｓ（ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ））−１）
・・・（７）式
となる。

そこでさらに（７）式を整理すると、
Ｘ＝（２ＴＶ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（√（１−（Ｙ／Ｒ）^２）−１）
・・・（８）式
となる。さらに、
ＴＶ＝Ｌ ・・・（９）式
であるので、この（９）式を（８）式に代入すると、
Ｘ＝（２Ｌ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（√（１−（Ｙ／Ｒ）^２）−１）
・・・（１０）式
となる。この（１０）式が、補助扉６０の遊端部６１の軌跡を示す式となる。

次に、補助扉６０の係止軸６６の軌跡の算出方法について説明する。なお、この係止軸６６の軌跡は、主扉４０のストローク長Ｌ、補助扉６０の幅Ｒ、支持部６５の第１支持片６５ａの長さ等によって変化する。したがって、本実施形態では、図７に示すように、Ｌ＝６８０ｍｍ、Ｒ＝２８１ｍｍとし、補助扉６０の遊端部６１が（１０）式で求められる軌跡を通過した時の係止軸６６の軌跡をプロットし、そのプロットされた集合を最小二乗法による一般的な近似式解析プログラムによって求めた。以下にその一例として近似式解析プログラムによって求められた近似式を示す。
ｙ＝−０．０００７３２４ｘ^２＋１．４３８ｘ−１０．９４・・・（１１）式
この（１１）式によって得られた軌跡に沿って曲線部８４を形成すればよい。

以上方法によって曲線部８４の形状を算出する。したがって、このような曲線部８４に沿って係止軸６６を摺動させると、補助扉６０の遊端部６１が（１０）式で求められる軌跡に沿って回動する。これにより、主扉４０を一定速度でスライドさせた時に、補助扉６０を一定の角速度で回転させつつ徐々に折り畳むことができる。

また、補助扉６０がスライド移動するストレート区間を、係止軸６６が通過するＡ点からＢ点までの所定距離（例えば、１４０ｍｍ）とし、補助扉６０が回転する回転区間を、係止軸６６が通過するＢ点から、補助扉６０の回転角度が９０度になった時の係止軸６６の位置である点Ｃまでとした場合、点Ｂはストレート区間での係止軸６６の軌跡と、曲線区間での係止軸６６の軌跡との変曲点となる。もし、係止軸６６がこの変曲点である点Ｂをそのまま通過してしまうと、補助扉６０の動作はスライド動作から回転動作に突如切り変わることになる。この場合、係止軸６６及び支持部６５に負荷がかかるので、係止軸６６及び支持部６５が破損する恐れがある。そこで、図６に示すように、変曲点である点Ｂにおいて滑らかな円弧で結ぶ連結部８３を設けることによって、係止軸６６を図７に示すストレート区間から曲線区間に滑らかに移行させることができる。よって、係止軸６６及び支持部６５にかかる負荷を軽減することができる。以上説明により、ガイド溝８１をストレート部８２、連結部８３、曲線部８４で構成することによって、主扉４０のスライド移動に従動させて、補助扉６０を滑らかに回転させることができる。

次に、上記構造からなる扉ユニット２０の開閉動作について図８乃至図１５を参照して説明する。まず、図８に示すように、扉ユニット２０によって開口部１０が閉塞された状態では、主扉４０及び補助扉６０は同一平面上に配置されている（図１３参照）。これにより、開口部１０は、主扉４０及び補助扉６０がなす面によって完全に閉塞される。一方、補助扉６０の係止軸６６は、図１３に示すように、ガイドプレート８０のガイド溝８１のストレート部８２の始端に位置している（図６に示す点Ａの位置）。

次いで、主扉４０の取っ手４１を把持して右側に引くと、図１１に示す主扉４０の回転ローラユニット５０が上側ガイドレール３５上を摺動し、回転ローラユニット５６，５６が下側ガイドレール３６のレール片３６ａ上を摺動する。これによって、主扉４０が開口部１０に沿ってスライド移動するので、図９に示すように、開口部１０が徐々に開放される。一方、補助扉６０は、蝶番２５を介して、主扉４０によって右側壁３ｂ側に付勢される。すると、補助扉６０の係止軸６６は、図６に示すガイド溝８１のストレート部８２を通過するので、補助扉６０は主扉４０とともにスライド移動する。

さらに、係止軸６６がガイド溝８１のストレート部８２を通過し、円弧状の連結部８３を通過し始めると、補助扉６０の遊端部６１の上部が、支持部６５を介して、スプラッシュカバー３の内側に引っ張られてオフセットされる。これにより、補助扉６０がスライド動作から回転動作に滑らかに移行される。さらに、図１４に示すように、係止軸６６がガイド溝８１の連結部８３を通過し終え、曲線部８４を通過すると、補助扉６０はそのまま一定の角速度で回転し続ける。このように、補助扉６０の角速度が一定であるので、補助扉６０の動きが突如変わることがなく、係止軸６６及び支持部６５に負荷がかからない。さらに、連結部８３から曲線部８４にかけてなだらかに湾曲しているので、作業者が主扉４０を勢いよく引いた場合でも、取っ手４１が重くならず、一定の力でスライドさせることができる。これにより、作業者による扉ユニット２０の操作にかかる負担を軽減できる。

そして、係止軸６６がガイド溝８１の曲線部８４の終端側に移動するにつれて、主扉４０と補助扉６０とが成す角度は徐々に小さくなる。さらに、係止軸６６がガイド溝８１の終端に近づくと、主扉４０の連結端部４２に固定されたストッパ８５，８６が、スプラッシュカバー３の右側壁３ｂに固定されたストッパ当接台２８，２９に当接する。すると、補助扉６０の回動が停止されるとともに、主扉４０のスライド移動も停止される。そして、このときの主扉４０と補助扉６０とが成す角度は９０度を超えない程度に調整されている。

ここで、主扉４０と補助扉６０とが成す角度を制限した理由について説明する。上記説明したように、主扉４０と補助扉６０とが成す角度は、ストッパ８５，８６及びストッパ当接台２８，２９によって調節されている。これら部材を省いた場合、補助扉６０は主扉４０によって右側壁３ｂ側にさらに付勢されて押し込まれる。すると、主扉４０と補助扉６０とのなす角度がさらに小さくなるとともに、係止軸６６がガイド溝８１の終端から始端側にやや戻る現象が見られる。この場合、例えば、作業者によって主扉４０が勢いよく引かれた場合、ガイド溝８１の終端において係止軸６６が突如逆方向に戻されるので、係止軸６６及び支持部６５に負荷がかかり破損等の原因にもなりかねない。そこで、本実施形態では、ストッパ８５，８６及びストッパ当接台２８，２９によって、補助扉６０の回転角度が制限されるので、主扉４０と補助扉６０とが成す角度が９０度を超えず、係止軸６６の後戻り現象が生じるのを防止できる。

こうして、図１０，図１２、図１５に示すように、開口部１０が完全に開放され、スプラッシュカバー３の内側が露呈される。そして、開放された開口部１０を閉塞する場合には、主扉４０の取っ手４１を把持して左側に引くことによって、主扉４０が左側にスライド移動され、補助扉６０は一定の角速度で回転しながら、主扉４０と同一平面上に配置され、開口部１０が主扉４０及び補助扉６０からなる扉ユニット２０によって完全に閉塞されることになる（図８，図１１，図１３参照）。

以上説明したように、本実施形態のマシニングセンタ１は、スプラッシュカバー３の前壁３ａの開口部１０に扉ユニット２０を備えている。この扉ユニット２０はスライド移動する主扉４０と、該主扉４０に回動可能に連結され、かつ主扉４０に従動して回転しながら折り畳まれる補助扉６０とからなる。さらに、補助扉６０の遊端部６１の上部には支持部６５を介して係止軸６６が設けられ、該係止軸６６がスプラッシュカバー３の上面に設けられたガイドプレート８０のガイド溝８１に沿って摺動する。これにより補助扉６０の滑らかな回転動作が可能となる。そして、本実施形態のガイド溝８１は、直線状のストレート部８２と、円弧状の連結部８３と、放物線の一部の形状を備える曲線部８４とから構成されている。

この曲線部８４は、主扉４０を一定速度でスライド移動させた時に、補助扉６０の回転する角速度が一定となるように、係止軸６６をガイドする曲線形状を備えている。これにより、補助扉６０の角速度が急激に変わることがないので、係止軸６６が曲線部８４を通過する際に、係止軸６６及び支持部６５に負荷がかかって破損等するのを防止できる。

一方、ストレート部８２は、補助扉６０を回転させる前に、補助扉６０をスライド移動させて助走をつける部位である。これにより、例えば、補助扉６０を突如回転させる場合に比べて、係止軸６６及び支持部６５にかかる負荷を軽減することができる。また、連結部８３は、ストレート部８２を通過した係止軸６６を曲線部８４にスムーズに移行させる部位である。これにより、スライド移動して助走がついた補助扉６０を回動動作にスムーズに移行させることができる。

なお、本発明の工作機械は上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、扉ユニット２０において、正面から見た時の左側に主扉４０、右側に補助扉６０を配置する構成をとっているが、右側に主扉４０、左側に補助扉６０を配置する構成をとってもよい。この場合、主扉４０を左方向に引いてスライドさせ、補助扉６０を左側壁３ｃ側に折り畳む構成となる。

また、上記実施形態では、主扉４０をスライド移動させる構造として、回転ローラユニット５０，５６と上側ガイドレール３５及び下側ガイドレール３６とで構成したが、これ以外の構造でもよく、レール上を摺動させる構造としてもよい。

さらに、上記実施形態では、主扉４０側に設けたストッパ８５，８６を、スプラッシュカバー３の右側壁３ｂの内面に設けたストッパ当接台２８，２９に当接させる構造をとっているが、ストッパ８５，８６を右側壁３ｂの内面に直接当接させる構造としてもよい。また、ストッパ８５，８６を右側壁３ｂの内面に設けてもよい。

また、上記実施形態では、支持部６５を第１支持片６５ａと第２支持片６５ｂとから構成したが、第１支持片６５ａのみで構成し、その第１支持片６５ａの先端部に係止軸６６を設けてもよい。

本発明の工作機械は、機械本体を取り囲むカバーの開口部を開閉する一対の扉を備えた工作機械に適用可能である。

マシニングセンタ１の全体斜視図である。 スプラッシュカバー３の斜視図である。 スプラッシュカバー３の前面を上側後方から見た斜視図（中仕切板３０は省略）である。 扉ユニット２０の前面側から見た斜視図である。 扉ユニット２０の背面図である。 ガイドプレート８０の平面図である。 補助扉６０の回動軌跡を示した説明図である。 スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：閉塞状態）である。 スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：半開き状態）である。 スプラッシュカバー３の正面図（開口部１０：全開状態）である。 図３に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図（開口部１０：閉塞状態）である。 図３に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図（開口部１０：全開状態）である。 図８に示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。 図９に示すＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。 図１０に示すＤ−Ｄ線矢視方向断面図である。

符号の説明

１ マシニングセンタ
３ スプラッシュカバー
３ａ 前壁
１０ 開口部
２０ 扉ユニット
２５ 蝶番
４０ 主扉
６０ 補助扉
６１ 遊端部
６２ 連結端部
６５ 支持部
６６ 係止軸
８０ ガイドプレート
８１ ガイド溝
８２ ストレート部
８３ 連結部
８４ 曲線部
８５ ストッパ
８６ ストッパ

Claims (8)

1. 機械本体を囲むカバーの壁に設けられた開口部と、当該開口部をスライド開閉する一対の扉とを備え、前記一対の扉は、前記壁の内面に沿ってスライド自在に設けられた主扉と、当該主扉の側端部にヒンジを介して折り畳み可能に連結され、前記側端部に連結された連結部とは反対の遊端部の上部が、前記カバーの上面側に設けられたガイドプレートのガイド溝に沿ってガイドされる補助扉とから構成され、前記主扉のスライド開放時に、前記補助扉の前記遊端部側が、前記ガイド溝に沿って前記主扉の後方へ案内されることによって、前記補助扉が前記主扉に対して回動しながら折り畳まれる扉の開閉構造において、
   前記ガイド溝は、
   前記主扉のスライド開閉速度を一定とした時に、前記補助扉が回動する角速度が一定となるように案内する形状を備えたことを特徴とする扉の開閉構造。
2. 前記主扉のスライド開放時において、前記補助扉の前記遊端部の上部は、前記ガイド溝の始端から終端に沿って案内され、
   当該終端側は、曲線状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の扉の開閉構造。
3. 前記補助扉の前記遊端部の上部には、前記カバーの内側に向かって略水平に延設された支持部と、当該支持部の先端から上方に突出して設けられ、前記ガイド溝に係止して摺動する係止部とが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の扉の開閉構造。
4. 前記ガイド溝の前記終端側の形状は、
   前記主扉のストローク長さをＬ、前記補助扉の幅をＲとした場合において、
   前記遊端部の上部が、Ｘ＝（２Ｌ／π）ｓｉｎ^−１（Ｙ／Ｒ）＋Ｒ（√（１−（Ｙ／Ｒ）^２）−１）の数式で表される経路に沿って移動した時の、前記係止部の移動経路に沿って形成されたことを特徴とする請求項３に記載の扉の開閉構造。
5. 前記ガイド溝の前記始端側の形状は、
   前記主扉のスライド方向に対して平行に延設された直線状に形成されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の扉の開閉構造。
6. 前記ガイド溝の前記始端側と前記終端側とが連結する部分が円弧状に形成されたことを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の扉の開閉構造。
7. 前記主扉の前記補助扉に連結される側の一端部には、前記主扉のスライド開放時において、前記主扉と前記補助扉とに挟まれる側の角度が９０度以上になるように、前記一端部に対向する前記カバーの壁の内面に当接するストッパが設けられたことを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の扉の開閉構造。
8. ワークを加工する機械本体と、
   当該機械本体の加工領域を囲繞する保護カバーと、
   当該カバーの壁に設けられた開口部と、
   当該開口部をスライド開閉する前記一対の扉と、
   前記保護カバーの上面側に設けられた前記ガイドプレートと
   を備え、
   請求項１乃至７の何れかに記載の扉の開閉構造を備えたことを特徴とする工作機械。
   

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