JP5289036B2 - 衝撃緩衝機構を有するテレスコピックカバー - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の可動式カバーであるテレスコピックカバーに関する。

縦型の工作機械、例えば、縦型のフライス盤などでは、ワークをＸ−Ｙテーブルに固定し、このワークをＸ−Ｙ平面上で所定の経路に沿って移動させて、回転切削工具により所望の形状に切削加工を行う。Ｘ―Ｙテーブルは、例えば、工作機械のベッド上においてＸ軸またはＹ軸方向に往復運動可能に設けられたサドルと、該サドル上においてサドルの動作方向に垂直なＹ軸またはＸ軸に往復運動可能なテーブルとからなる。サドルおよびテーブルは、各々の送り方向であるＸ軸またはＹ軸に沿って配設されたガイドやレールやボールネジなどからなる送り機構を有する。そして、工作機械のテーブル等の送り軸や案内面などの送り機構を覆い、切削液や切粉などから前記送り機構を保護するためにテレスコピックカバーが用いられている。

図９は、従来技術であるテレスコピックカバーの一形態の側面透視図である。図１０は、前記テレスコピックカバーの要部の平面透視図である。ここで、図９および図１０を紙面真上から見て右側を「右」、左側を「左」として説明する。他の図面も同様である。なお、この「右」、「左」に特別な意味はなく、単に説明を解り易くするために便宜的に称するものである。

テーブル４は、ガイド４ａ、４ｂおよびボールネジ（図示省略）などの送り機構により、矢印Ｘで示す方向に往復動作可能にサドル２の上面に取り付けられている。また、サドル２は、ガイド２ａ、２ｂおよびボールネジ（図示省略）などの送り機構により、矢印Ｘとは垂直方向に移動可能に工作機械のベッド（図示省略）またはコラム（図示省略）に取り付けられている。

テーブル４がＸ方向の何れか右方向の最大行程に移動すると、右側の第１のカバー部材１２Ｒの停止部材１２ａが右側の第２のカバー部材１４Ｒの停止部材１４ａと当接する。これにより、右側の第２のカバー部材１４Ｒが右側の第１のカバー部材１２Ｒから脱落することが防止される。また、サドル２の両端に、一対の第２のカバー１４の動作範囲を限定するための行程限定手段１８が取り付けられている。

テレスコピックカバー１０は、Ｘ方向に往復動作可能なテーブル４の下部に配置され、左右一対よりなるテレスコピックカバー集成体１０Ｌ、１０Ｒを具備している。左側のテレスコピックカバー集成体１０Ｌは左側の第１のカバー部材１２Ｌと左側の第２のカバー部材１４Ｌを有し、右側のテレスコピックカバー集成体１０Ｒは右側の第１のカバー部材１２Ｒと右側の第２のカバー部材１４Ｒを有する。左側の第１のカバー部材１２Ｌと右側の第１のカバー部材１２Ｒはそれぞれテーブル４に固定されている。したがって、左側の第１のカバー部材１２Ｌと右側の第１のカバー部材１２Ｒはテーブル４の動作に連動して往復動作する。

左側の第１のカバー部材１２Ｌと右側の第１のカバー部材１２Ｒとで左右一対の第１のカバー１２を構成し、左側の第２のカバー部材１４Ｌと右側の第２のカバー部材１４Ｒとで左右一対の第２のカバー１４を構成する。
一対の第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒにおいて、Ｘ方向の各端部には停止部材１２ａが取り付けられている。同様に、一対の第２のカバー部材１４Ｌ，１４Ｒにおいて、Ｘ方向の内側の端部にはクッション材付きの停止部材１４ａが取り付けられている。

また、左側の第２のカバー部材１４Ｌと右側の第２のカバー部材１４Ｒは２本の棒状の連結手段１６により互いに連結されている。そして、第２のカバー１４は、第１のカバー１２の内部においてＸ軸方向に摺動自在に設けられており、左右一対の第２のカバー１４Ｒ，１４Ｌは一体として左右一対の第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒ内を摺動動作する。これにより、テーブル４がＸ方向に往復運動を繰り返す間に、一対の第２のカバー１４が一対の第１のカバーから大きく突出した場合でも、一対の第２のカバー１４が連結手段１６により一体として一対の第１のカバー部材１２に支持される。

上記のテレスコピックカバーを開示する文献として特許文献１があり、特許文献１には、テレスコピックカバーが、所定の直線方向に往復運動可能な工作機械の移動要素に取り付けられ該移動要素と共に移動可能に設けた一対の第１のカバーと、第１のカバーに支持された一対の第２のカバーとを具備し、第２のカバーが、第１のカバーの動作に連動して前記直線方向に移動可能に構成され、更に、一対の第２のカバーを互いに連結する連結手段を有するテレスコピックカバーが開示されている。

また、特許文献２には、異物が保護対象物に接触するのを防止するために、カバーが複数枚異物発生領域と保護対象物との間に配置され、隣接する２つのカバーが一部重なる部分を有する場合、異物発生領域側に位置するカバーの移動方向端縁が下向に傾斜する面として形成され、各カバーがパンタグラフ機構で連結されているテレスコピックカバーが開示されている。

特許文献３には、お互いにはめ込まれた複数のボックスからなるテレスコピックカバーにおいて、該複数のボックスが機械の動きに連動するように、かつ連動時の衝撃を緩和するように各ボックス間に鋼管あるいは樹脂を躯体とする油圧・空気圧・バネ圧およびゴム弾性体またはその複合体からなる衝撃吸収装置を用いる技術が開示されている。

特開平８−５７７４１号公報 特開２００３−８０４３７号公報 実用新案登録第３１４０４１４号公報

図１１を用いて、従来技術では機械が高速・高加減速な移動した際には、それによって衝撃や騒音が発生することを説明する。図１１に示されるように、右側の第２のカバー部材１４Ｒが矢印に示される移動方向に移動し停止部材１４ａと停止部材１２ａとが衝突する。機械が高速・高加減速化するにつれて該衝突も激しくなり、その結果、停止部材１４ａに取り付けられているクッションゴムの磨耗や脱落が発生し、騒音も大きくなる。

このように、背景技術で説明した一対のカバーが連結手段により連結されたテレスコピックカバーでは、カバー間の衝突音や衝突による強度的な問題を避けるためにゴム弾性体などが用いられている。しかしながら、更なる工作機械の高速化・高加減速化に伴い衝突音や衝突による強度的な問題をクッションゴムのみによっては解決できなくなっている。

また、特許文献２に開示されるようなパンタグラフを備えたテレスコピックカバーでは、機械の急激な移動によりパンタグラフのリンク軸に負担がかかり、リンク軸の磨耗や破損の問題がある。さらに、特許文献３に開示されるような衝撃吸収装置を備えたテレスコピックカバーでは、その衝撃吸収装置は、ボックスの内部に交叉するように配置されるなど構造が複雑となっている。

そこで本発明の目的は、機械が高速・高加減速な移動を行っても、それによって発生する衝撃や騒音を防止でき、信頼性の高いテレスコピックカバーを提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、複数のカバーを順次入れ子状に重ね合わせて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成してテーブルを駆動するための送り機構を保護する工作機械のテレスコピックカバーにおいて、前記テーブルに固定された一対の第１のカバーと、
該一対の第１のカバーに支持された一対の第２のカバーと、該一対の第２のカバーを互いに連結する連結手段と、一端が前記連結手段の中心部に設けられた第１の取り付け部材に取り付けられ、他端が前記一対の第１のカバーのそれぞれの側部または前記テーブルの側面もしくは下面に前記第１の取り付け部材を挟んで設けられた一対の第２の取り付け部材に取り付けられた一対の弾性部材と、を備えたことを特徴とする衝撃緩衝機構を有するテレスコピックカバーである。

請求項２に係る発明は、複数のカバーを順次入れ子状に重ね合わせて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成してテーブルを駆動するための送り機構を保護する工作機械のテレスコピックカバーにおいて、前記テーブルに固定された一対の第１のカバーと、該一対の第１のカバーに支持された一対の第２のカバーと、該一対の第２のカバーを互いに連結する連結手段と、一端が前記一対の第２のカバーのそれぞれの側部に設けられた一対の取り付け部材に取り付けられ、他端が前記テーブルの側面または下面に設けられた一対の第３の取り付け部材もしくは前記一対の第１のカバーに設けられた一対の第４の取り付け部材に取り付けられた一対の弾性部材と、を備えたことを特徴とする衝撃緩衝機構を有するテレスコピックカバーである。

本発明により、機械が高速・高加減速な移動を行っても、それによって発生する衝撃や騒音を防止でき、信頼性の高いテレスコピックカバーを提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、従来技術と同一の要素については同じ符号を使って説明する。
図１は、弾性部材により連結手段と一対の第１のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。本発明の実施形態であるテレスコピックカバー１０は、左右一対の第１のカバー１２と左右一対の第２のカバー１４を備えている。ここで、紙面上から見て右側を「右」、左側を「左」として説明している。他の図面も同様である。この「右」、「左」に特別な意味はなく、単に説明を解り易くするために便宜的に称するものである。

テレスコピックカバー１０は、サドル２の上面においてＸ方向に往復動作可能なテーブル４の下部に配置され、左右一対よりなるテレスコピックカバー集成体１０Ｌ、１０Ｒを具備している。左側のテレスコピックカバー集成体１０Ｌは左側の第１のカバー部材１２Ｌと左側の第２のカバー部材１４Ｌを備え、左側のテレスコピックカバーは右側の第１のカバー部材１２Ｒと右側の第２のカバー部材１４Ｒを備えている。左側の第１のカバー部材１２Ｌと右側の第１のカバー部材１２Ｒとで左右一対の第１のカバーを構成し、左側の第２のカバー部材１４Ｌと右側の第２のカバー部材１４Ｒとで左右一対の第２のカバーを構成する。

左側の第１のカバー部材１２Ｌと右側の第１のカバー部材１２Ｒはテーブル４に固定されており、テーブルの動作と連動する。一方、左側の第２のカバー部材１４Ｌと右側の第２のカバー部材１４Ｒは内側の端部において２本の棒状の連結手段１６により互いに連結されており、左右一対の第２のカバー部材１４Ｌ，１４Ｒは一体として動作するように構成されている。

一対の第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒにおいて、Ｘ方向には停止部材１２ａが取り付けられている。同様に、一対の第２のカバー部材１４Ｌ，１４Ｒにおいて、Ｘ方向の内側の端部にはクッション材付きの停止部材１４ａが取り付けられている。

次に図２を用いて第１のカバー１２と第２のカバー１４の断面形状を説明する。図２は、図１に示す一点破線部の断面において矢印線Ａの方向に見た場合の概略図である。左右一対の第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒは下向きに開いた概ねコの字型に形成された部材であり、下端部に概ね水平に形成された支持部１２ｃを有している。そして、左右一対の第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒの内部において、左右一対の第２のカバー１４Ｌ，１４ＲがＸ方向（紙面に対して垂直方向）に摺動自在に設けられている。

第２のカバー１４は、下向きに開いた概ねコの字形に形成された部材であり、下端部に概ね水平に形成された摺動部１４ｂを有している。第２のカバー部材１４Ｌ，１４Ｒは、その摺動部１４ｂにおいて、第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒの支持部１２ｃの上面に摺動自在に支持されている。

なお、図１および図２では停止部材１２ａ、１４ａがカバーの上側面に配置されているが、カバーの両側面に停止部材を設けてもよい。

そして、図１に示される本発明の一実施形態は、左側の弾性体固定用フック５Ｌ、右側の弾性体固定用フック５Ｒ、および中心部の弾性体固定用フック３を更に備えている。左側の弾性体固定用フック５Ｌは左側の第１のカバー部材１２Ｌに取り付けられ、右側の弾性体固定用フック５Ｒは右側の第１のカバー部材１２Ｒに取り付けられている。左側の弾性体固定用フック５Ｌと右側の弾性体固定用フック５Ｒとは左右対称な位置に取り付けられている。また、中心部の弾性体固定用フック３は連結手段１６の一方に取り付けられている。中心部の弾性体固定用フック３は連結手段１６の中心部に設ける。

左側の弾性体固定用フック５Ｌと中心部の弾性体固定用フック３とを第１の弾性体１Ｌで連結し、右側の弾性体固定用フック５Ｒと中心部の弾性体固定用フック３とも同様に第２の弾性体１Ｒで連結する。第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒとは長さと弾性定数は同じである。なお、中心部の弾性体固定用フック３は、連結手段１６の中心部に１つでもよいし、それぞれの第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒ毎に２つ設けてもよい。

第１の弾性体１Ｌ、第２の弾性体１Ｒの弾性定数は、第２のカバー１４および連結手段１６の質量と、機械の速度と、第２のカバー１４が摺動する時の抵抗などを考慮して、クッション材付きの停止部材１４ａへの衝撃が十分に緩衝されるように設定する。

ここで弾性体とは、バネ、ゴム、あるいはそれらの複合体である。第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒは、１本のバネやゴムから構成されるものだけでなく、複数本のバネやゴム、あるいはそれらの複合体から構成されてもよい。なお、弾性体をテーブル４の両側に配置する構成としてもよい。

次に、図３を用いて、本発明の上記実施形態により機械が高速・高加減速な移動を行っても、それによって発生する衝撃や騒音を防止でき、信頼性の高いテレスコピックカバーを提供できることを説明する。

図３は、図１に示されるテレスコピックカバーの要部の側面透視図である（但し、テーブル４が右方向に移動している状態）。テーブル４が右方向に移動すると、左右一対の第１のカバー部材１２Ｒ，１２Ｌも右方向に連動して移動する。そうすると、左側の弾性体固定用フック５Ｌと中心部の弾性体固定用フック３の距離は狭まり（つまり、第１の弾性体１Ｌは縮まる）、他方、右側の弾性体固定用フック５Ｒと中心部の弾性体固定用フック３の距離は広くなる（つまり、第２の弾性体１Ｒは伸びる）。

このような状態では、第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒとによる弾性力の合成力は、図中の矢印で示される右方向の力となる。中心部の弾性体固定用フック３が連結手段１６に取り付けられているので、連結手段１６には紙面右方向に移動させる力が作用することになる。左右一対の第２のカバー１４に連結手段１６は固定されていることから、結局、左右一対の第２のカバー１４にも紙面右方向に移動させる力が作用する。

最初、テーブル４が左側にあり該テーブル４が右方向へ移動するとき、第１のカバー１２もテーブル４と共に右方向に移動する。何故なら、前述したように、第１のカバー１２はテーブル４に取り付けられているからである。

そして、第１のカバーに支持された第２のカバー１４は、両者間に作用する摩擦力によって第２のカバー１４も右方向に移動する（図２の支持部１２ｃ参照）。右方向の移動が継続し第２のカバー部材１４Ｌの端部に設けられた制止手段（図示省略）がサドル２に設けられた行程限定手段１８に衝突するとその反力で、左側の第２のカバー部材１４Ｌは左方向に跳ね返る。

連結手段１６によって左側の第２のカバーに連結された右側の第２のカバー部材１４Ｒも左方向に移動する。テーブル４に固定された第１のカバー１２は右側への移動を継続するので、右側の第１のカバー部材１２Ｒと右側の第２のカバー部材１４Ｒの移動方向は互いに接近する方向となる。

弾性体１Ｌ，１Ｒによる第２のカバーに前記作用する力は、右から左方向へ移動する右側の第２のカバー部材１４Ｒを減速させる方向の力であるので、右側の第２のカバー部材１４Ｒと右側の第１のカバー部材１２Ｒとの相対的な速度は低下し、第１のカバー１２と第２のカバー１４とが衝突する際の速度が小さくなる。これにより、衝撃や騒音の発生を低減することができ、クッションゴムの寿命が延びる。

なお、図１１に示した弾性体を用いない従来技術では、右側の第１のカバー部材１２Ｒと右側の第２のカバー部材１４Ｒの相対速度が低下することはないことから、停止部材１２ａと停止部材１４ａとの衝突による衝撃は軽減されない。

図４は、可動側カバーが弾性力の釣り合う位置まで移動することを説明する図である。第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒの弾性力が釣り合っていない場合には、連結手段１６を移動させる力が作用する。したがって、図３に示されるように、第２のカバー１４に連結された連結手段１６は、第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒの弾性力の差によって生じる力が作用し、該力によって移動を開始した連結手段１６は、第１の弾性体１Ｌと第２の弾性体１Ｒの弾性力とが釣り合う位置まで移動する。

図５は、弾性部材により連結手段とテーブルとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。この実施形態では、左側の弾性体固定用フック５Ｌはテーブル４の側面左側の位置に取り付け、右側の弾性体固定用フック５Ｒはテーブル４の側面右側位置に取り付ける。中心部の弾性体固定用フック３は連結手段１６に取り付ける。テーブル４への取り付け箇所は、中心部の弾性体固定用フック３を挟んでテーブル４の側面あるいは下面の所定位置を選択して取り付ける。

図６は、弾性部材によりテーブルと第２のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。この実施形態では、中心部の弾性体固定用フック３をテーブル４に取り付け、左側の弾性体固定用フック５Ｌを左側の第２のカバー部材１４Ｌに、右側の弾性体固定用フック５Ｒを右側の第２のカバー部材１４Ｒに取り付ける。

図７は、弾性部材により第１のカバーと第１のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。この実施形態では、左側の弾性体固定用フック５Ｌを左側の第２のカバー部材１４Ｌに、右側の弾性体固定用フック５Ｒを右側の第２のカバー部材１４Ｒに取り付ける。また、中心部の弾性体固定用フック３は、それぞれの弾性体１Ｒと１Ｌ毎に２つ設ける形態である。２つの中心部の弾性体固定用フック３Ｌ，３Ｒは、テーブル４の側面または下面あるいは第１のカバー部材１２Ｌ，１２Ｒに取り付けてもよい。上述した実施形態では、一対の弾性体１Ｌ，１Ｒを固定用フック５Ｌ，５Ｒ，３，３Ｌ，３Ｒを用いて取り付けたが、直接弾性部材を固定するようにしてもよい。

図５〜図７に示した実施形態とも第２のカバー１４の移動状態を図３に示されるように減速ないし反転することができ、クッションゴムの磨耗・脱落を防止することができ、騒音も少なくすることができる。

なお、図８は、本発明の実施形態の構成とは相違して、連結手段１６を弾性体に置き換えた場合を説明する図である。この構成は、本発明の構成によって効果を発揮することを対比して説明するための参考とするものである。

図８に示されるように、左右一対の第２のカバーを棒状の連結手段１６に替えて弾性体に置き換える。そうすると、左側の第２のカバー１４Ｌと右側の第２のカバー１４Ｒとの距離が広がると弾性体に引っ張り力が発生し、右側の第２のカバー１４Ｒは増速し右側の第１のカバー１２Ｒとの相対速度が増加することになる。そうすると、衝撃や衝突音が大きくなり、クッションゴムに与える負荷も増大しクッションゴムの耐久性が低下する。

弾性部材により連結手段と一対の第１のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。 図１において矢印線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図１に示されるテレスコピックカバーの要部の側面透視図である。 可動側カバーが弾性力の釣り合う位置まで移動することを説明する図である。 弾性部材により連結手段とテーブルとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。 弾性部材によりテーブルと第２のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。 弾性部材により第１のカバーと第１のカバーとを連結する本発明の実施形態を説明する図である。 本発明の実施形態の構成とは相違して連結手段１６を弾性体に置き換えた場合を説明する図である。 従来のテレスコピックカバーの一形態の側面透視図である。 図９に示されるテレスコピックカバーの要部の平面透視図である。 図９に示されるテレスコピックカバーの要部の側面透視図である。

符号の説明

１Ｌ 第１の弾性体
１Ｒ 第２の弾性体
２ サドル
３ 中心部の弾性体固定用フック
４ テーブル
５Ｌ 左側の弾性体固定用フック
５Ｒ 右側の弾性体固定用フック
１０ テレスコピックカバー
１２ 第１のカバー
１２Ｌ 左側の第１のカバー部材
１２Ｒ 右側の第１のカバー部材
１２ａ 停止部材
１２ｂ 停止部材
１２ｃ 支持部
１４ 第２のカバー
１４Ｌ 左側の第２のカバー部材
１４Ｒ 右側の第２のカバー部材
１４ａ 停止部材
１６ 連結手段
１８ 行程限定手段

Claims (2)

1. 複数のカバーを順次入れ子状に重ね合わせて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成してテーブルを駆動するための送り機構を保護する工作機械のテレスコピックカバーにおいて、
   前記テーブルに固定された一対の第１のカバーと、
   該一対の第１のカバーに支持された一対の第２のカバーと、
   該一対の第２のカバーを互いに連結する連結手段と、
   一端が前記連結手段の中心部に設けられた第１の取り付け部材に取り付けられ、他端が前記一対の第１のカバーのそれぞれの側部または前記テーブルの側面もしくは下面に前記第１の取り付け部材を挟んで設けられた一対の第２の取り付け部材に取り付けられた一対の弾性部材と、
   を備えたことを特徴とする衝撃緩衝機構を有するテレスコピックカバー。
2. 複数のカバーを順次入れ子状に重ね合わせて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成してテーブルを駆動するための送り機構を保護する工作機械のテレスコピックカバーにおいて、
   前記テーブルに固定された一対の第１のカバーと、
   該一対の第１のカバーに支持された一対の第２のカバーと、
   該一対の第２のカバーを互いに連結する連結手段と、
   一端が前記一対の第２のカバーのそれぞれの側部に設けられた一対の取り付け部材に取り付けられ、他端が前記テーブルの側面または下面に設けられた一対の第３の取り付け部材もしくは前記一対の第１のカバーに設けられた一対の第４の取り付け部材に取り付けられた一対の弾性部材と、
   を備えたことを特徴とする衝撃緩衝機構を有するテレスコピックカバー。

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