JP5515358B2

JP5515358B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP5515358B2
Application number: JP2009077898A
Authority: JP
Inventors: 博之田中
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010228045A

Description

本発明は、工作機械に関し、詳細には、機械本体を取り囲むカバーの開口部を扉で開閉する開閉機構を備えた工作機械に関する。

従来、工作機械は、被加工物を切削加工する機械本体と、該機械本体の基台となる鉄製のベースとを備えている。ベース上には、機械本体の周囲を取り囲む箱型のカバーを備えている。カバーは、機械本体を保護し、機械本体の加工領域から飛散する切削液の飛沫や切粉が外部に飛散するのを防止する。カバーの正面には開口部を設けている。開口部には扉を設けている。例えば、開口部に２枚のドアを設け、２枚のドアを平行移動させることで開口部を開閉する工作機械がある（例えば、特許文献１参照）。一方のドアを平行移動させると、他方のドアが追従して平行移動する。作業者は２枚のドアを平行移動させて開口部を開放することで、機械本体が備える作業台に被加工物を設置できる。

開口部を２枚のドアで閉じた状態では、第１のドアの端部と第２のドアの端部とが重なる部分に隙間が生じる。隙間から切削液の飛沫や切粉が外部に向けて飛散しないように、例えば、図７に示す従来例のように、カバーの開口部を閉じた状態において、右扉１１０の左端部と、左扉１２０の右端部とが重なる部分に、迷路状のラビリンス構造１３０を構成する。ラビリンス構造１３０は、右扉１１０の左端部に設けた略Ｕ字型の遮蔽部材１１１と、左扉１２０の右端部に設け、かつ遮蔽部材１１１の内側に向けて配置するコの字型の遮蔽部材１２１とからなる。

特開２００６−２０５３３７号公報

しかしながら、図７に示すように、右扉１１０と左扉１２０との組み付け次第では、ラビリンス構造１３０の隙間にバラツキを生じることがあった。隙間にバラツキを生じると、ラビリンス構造１３０の切削液および切粉の飛散防止性能が大きく低下するという問題点があった。

刃物の工具を使って切削する場合、工具に当たった切削液は、切粉と一緒に右扉１１０と左扉１２０に勢いよく当たる。切削液は、各ドアの面に沿って飛散し、ラビリンス構造１３０の隙間に飛び込む。ラビリンス構造１３０の隙間では、切削液の飛沫の一部は勢いを失って右扉１１０と左扉１２０の面に付着するが、ラビリンス構造１３０の内側で跳ね返ってカバーの外部に飛び出す虞があった。右扉と左扉との組み付けのバラツキを考慮すると、遮蔽部材１１１と遮蔽部材１２１との間に十分な隙間Ｐ３を確保する必要もあった。

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、開口部を閉じる扉と扉とが重なる部分にできる隙間から切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止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、ベースと、当該ベース上に設けた機械本体と、当該機械本体を取り囲む箱状のカバーとを備えた工作機械であって、前記カバーに設けた開口部と、当該開口部に沿って移動し、当該開口部を開閉する板状の複数の扉と、前記開口部を閉じた状態において、前記扉の一端部と、当該一端部と隣り合う他の前記扉の一端部とに挟まれる第１隙間に設けた迷路状の第１ラビリンス部とを備え、前記第１ラビリンス部は、前記扉の前記一端部から前記他の扉の前記一端部に向かうよう前記扉の移動方向に対して傾斜して配置した板状の第１遮蔽部材と、前記他の扉の前記一端部に設けられ、前記第１遮蔽部材に対して平行に、かつ前記第１遮蔽部材よりも前記扉の前記一端部の内面側に配置した板状の第２遮蔽部材と、前記扉の前記一端部に設けられ、前記第２遮蔽部材よりも前記扉の前記一端部の内面側に配置した板状の第３遮蔽部材とを備え、前記第２遮蔽部材は、前記第１遮蔽部材と前記第３遮蔽部材との間に位置し、前記開口部を閉じた状態において、前記第３遮蔽部材の先端側と前記第２遮蔽部材の先端側は前記移動方向に対して垂直方向から見たときに重な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、前記開口部を閉じた状態において、前記扉の前記一端部とは反対側の他端部と、当該他端部と隣り合う前記開口部の内縁部とに挟まれる第２隙間に迷路状の第２ラビリンス部を設け、当該第２ラビリンス部は、前記開口部の前記内縁部から前記扉の前記他端部に向かうよう前記移動方向に対して傾斜して配置した板状の第４遮蔽部材と、前記扉の前記他端部に設けられ、前記第４遮蔽部材に対して平行に、かつ前記第４遮蔽部材よりも前記内縁部の内面側に配置した板状の第５遮蔽部材と、前記内縁部に設けられ、前記第５遮蔽部材よりも前記内面部の内面側に配置した板状の第６遮蔽部材とを備え、前記第５遮蔽部材は、前記第４遮蔽部材と前記第６遮蔽部材との間に位置し、前記開口部を閉じた状態において、前記第６遮蔽部材の先端側と前記第５遮蔽部材の先端側は前記移動方向に対して垂直方向から見たときに重なることを特徴とする。

請求項１に係る工作機械では、カバーに設けた開口部は、複数の扉を開口部に沿って移動させることで開口部を開閉する。開口部を閉じた状態において、扉の一端部と、当該一端部と隣り合う他の扉の一端部とに挟まれる第１隙間には、迷路状の第１ラビリンス部を設けている。第１ラビリンス部は、第１遮蔽部材と第２遮蔽部材と第３遮蔽部材とを備えているので、開口部を閉じる扉と扉とが重なる部分にできる隙間から切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止できる。

また、第１遮蔽部材と第２遮蔽部材と第３遮蔽部材とによって、第１隙間を迷路状に形成できる。また、第２遮蔽部材は、第１遮蔽部材に対して平行であるので、複数の扉の組み付けにバラツキを生じた場合でも、第２遮蔽部材と第１遮蔽部材とが接触するのを防止できる。

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、開口部を閉じた状態において、扉の他端部と、当該他端部と隣り合う開口部の内縁部とに挟まれる第２隙間に迷路状の第２ラビリンス部を設けている。第２ラビリンス部は、第４遮蔽部材と第５遮蔽部材と第６遮蔽部材とを備えているので、開口部を閉じる扉と開口部の内縁部とが重なる部分にできる隙間から、切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止できる。

工作機械１の斜視図（開口部１０を閉じた状態）である。工作機械１の斜視図（開口部１０を開放した状態）である。正面パネル５の正面図である。図３に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図である。図４に示すラビリンス構造４０の部分拡大図である。図３に示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。従来のラビリンス構造１３０を示す図である。

以下、本発明の一実施形態である工作機械１について、図面に基づいて説明する。以下説明において、工作機械１のＸ軸方向とは、工作機械１の左右方向（図１において、後述する右扉１１、左扉１２がある方が工作機械１の前方）を指し、Ｙ軸方向とは、工作機械１の奥行き方向（前後方向）を指し、Ｚ軸方向とは、工作機械１の上下方向を指すものとする。

工作機械１の構成について、図１，図２を参照して説明する。工作機械１は、被加工物（図示外）と工具（図示外）とを相対移動させ、被加工物に所望の機械加工（例えば、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施す。工作機械１は、基台となる鉄製のベース２と、該ベース２の上部に設けられた機械本体とを備える。ベース２上には、機械本体を取り囲んで保護する箱型のスプラッシュカバー３を設けている。スプラッシュカバー３の背面側には、工作機械１の動作を制御する制御装置９を設けている。

ベース２について説明する。図１，図２に示すように、ベース２はＹ軸方向に延設した形状を有する。ベース２の下部の四隅には、高さ調節が可能な脚部を各々設けている。

スプラッシュカバー３について説明する。スプラッシュカバー３は箱型である。スプラッシュカバー３の正面パネル５の略中央には略長方形状の開口部１０を設けている。開口部１０には、左右方向にスライドする右扉１１と左扉１２とを設けている。右扉１１及び左扉１２は、正面パネル５の内面であって、開口部１０の上側内縁部の近傍及び下側内縁部の近傍に沿って設けたガイドレール（図示外）に沿って移動する。右扉１１は、開口部１０の右半分（正面パネル５を正面から見た時の右半分）を閉塞する。左扉１２は、開口部１０の左半分（正面パネル５を正面から見た時の左半分）を閉塞する。正面パネル５を正面から見た場合に、右扉１１は奥側に位置し、左扉１２は手前側（作業者側）に位置する。右扉１１及び左扉１２は、中央部に工作機械１の外側から前記機械本体を目視可能な窓１１Ａ，１２Ａを有している。窓１１Ａ，１２Ａは、切削液、切粉の接触に耐えうる透明な強化樹脂材で形成されている。

右扉１１の前面の右側下部には把手１１Ｂを設けている。開口部１０を閉じた状態で、把手１１Ｂで右扉１１を左側に移動させると（図１参照）、図２に示すように、左扉１２もその移動に追従して左側に移動し、開口部１０が開口する。作業者は、開口した開口部１０を介して、ベース２上に設置した後述するテーブル８に対して被加工物の着脱を行う。

図３に示すように、正面パネル５において開口部１０の右側には、工作機械１の加工プログラムや、パラメータを設定するための操作パネル１７を設けている。操作パネル１７は配線（図示外）を介して制御装置９に接続している。

図１，図２に示すように、スプラッシュカバー３の右側壁には、機械本体のメンテナンスを行うための開口部１４を設けている。開口部１４には、板状の点検ハッチ１５を着脱可能に取り付けている。スプラッシュカバー３の開口する上部には、後述するケーブルベア（登録商標）２７、工具交換装置６のマガジンモータ１８等が突出している。

機械本体について説明する。図２に示すように、機械本体は、ベース２の上面後方に固定した柱状のコラム（図示外）と、該コラムの前面側に沿って昇降可能に設けた主軸ヘッド（図示外）と、該主軸ヘッドの下部に設けた主軸（図示外）と、該主軸ヘッドの前側に支持した工具交換装置６（ＡＴＣ）とを備えている。工具交換装置６は、複数の工具を把持し、かつ主軸に装着された工具を自動的に交換する。ベース２の上部には、ＸＹ軸方向に移動可能なテーブル８を設けている。主軸ヘッドの上部近傍には、主軸ヘッドの配線処理を行うためのケーブルベア２７を設けている。

右扉１１と左扉１２とで形成するラビリンス構造４０，６０について、図４，図５，図６を参照して説明する。図４に示すように、本実施形態では、スプラッシュカバー３の開口部１０を右扉１１と左扉１２とで閉じた状態において、右扉１１の左端部と、左扉１２の右端部とが前後に重なる開口部１０の略中央に相当する位置に、迷路状のラビリンス構造４０を形成する。ラビリンス構造４０は、右扉１１の左端部と、左扉１２の右端部とが前後に重なる部分にできる隙間を迷路状に構成する。

左扉１２の左端部と、開口部１０の左内縁部とが前後に重なる開口部１０の左端に相当する位置に、迷路状のラビリンス構造６０を形成する。ラビリンス構造６０は、左扉１２の左端部と、開口部１０の左内縁部とが前後に重なる部分にできる隙間を迷路状に構成する。ラビリンス構造４０，６０は、主軸の加工領域から飛散する切削液や切粉が外部に漏れるのを防止する。

右扉１１の左端部の構造について説明する。図４に示すように、右扉１１の左端部を形成するパネル部材２２は、その右端において機械本体側に屈曲したクランク状の保持部材２３を固着している。保持部材２３とパネル部材２２は、窓１１Ａを保持する。パネル部材２２の左端部には、機械本体とは反対側に向けて略直角に屈折した支持端２２Ａを備えている。

支持端２２Ａの屈折する外側の面には、板状のストッパ部材２４を固定している。右扉１１と左扉１２とを移動させて開口部１０を開放した際に、ストッパ部材２４が、開口部１０の左縁部の近傍に設けたカバー側ストッパ部位（図示外）に当たることで、右扉１１の移動を制限する。支持端２２Ａの屈折する内側には、支持端２２Ａの内面に一端側を固定し、かつ該一端側とは反対の他端側を右斜め前方に向けて延設した板状の遮蔽部材２６を設けている。

左扉１２の右端部の構造について説明する。図４に示すように、左扉１２の右端部を形成するパネル部材３２は、その左端において機械本体側に屈曲したクランク状の保持部材３３を固着している。保持部材３３とパネル部材３２は、窓１２Ａを保持する。パネル部材３２の右端部には、機械本体側に向けて略直角に屈折した支持端３２Ａを備えている。

支持端３２Ａの屈折する内側には、支持端３２Ａの内面に一端側を固定し、かつ他端側を左斜め後方に向けて延設した板状の遮蔽部材３５を設けている。遮蔽部材３５は、右扉１１の左端部に設けた遮蔽部材２６に対して平行であって、かつ右扉１１側に所定隙間Ｐ１を空けて位置する。支持端３２Ａの内面に固定した遮蔽部材３５の一端側の内面には、一端側を固定し、かつ他端側を略直角に折り曲げて左側方に向けて延設した板状の遮蔽部材３６を設けている。

図５に示すように、右扉１１に設けた遮蔽部材２６の先端部は、左扉１２に設けた遮蔽部材３５と遮蔽部材３６との間に形成する隙間に向けて延設している。遮蔽部材２６，３５，３６によってラビリンス構造４０の迷路状の隙間を構成している。右扉１１の遮蔽部材２６と、左扉１２の遮蔽部材３５との間には、右扉１１と左扉１２の組み付けのバラツキ等を考慮した隙間Ｐ１を設けている。遮蔽部材２６の先端と、遮蔽部材３６の機械本体側の外面との間には隙間Ｑ１を設けている。隙間Ｑ１は、遮蔽部材３５の面に対する切削液の入射角が直角になるように調整している。

左扉１２の左端部の構造について説明する。図６に示すように、左扉１２の左端部を形成するパネル部材３８は、その右端において機械本体側に屈曲したクランク状の保持部材３７を固着している。保持部材３７とパネル部材３８は、窓１２Ａを保持する。パネル部材３８の左端部には、機械本体とは反対側に向けて略直角に屈折した支持端３８Ａを備えている。

支持端３８Ａの屈折する内側には、支持端３８Ａの内面に一端側を固定し、かつ他端側を右斜め前方に向けて延設した板状の遮蔽部材３９を設けている。

開口部１０の左内縁部の構造について説明する。図６に示すように、正面パネル５を形成するパネル部材５２は、その右端部において機械本体側に向けて略直角に屈折した支持端５２Ａを備えている。

支持端５２Ａの屈折する内側には、支持端５２Ａの内面に一端側を固定し、かつ他端側を左斜め後方に向けて延設した板状の遮蔽部材５５を設けている。遮蔽部材５５は、左扉１２の左端部に設けた遮蔽部材３９に対して平行であって、かつ左扉１２側に所定隙間Ｐ２を空けて位置する。支持端５２Ａの内面に固定した遮蔽部材５５の一端側の内面には、一端側を固定し、かつ他端側を略直角に折り曲げて左側方に向けて延設した板状の遮蔽部材５６を設けている。

図６に示すように、左扉１２に設けた遮蔽部材３９の先端部は、開口部１０の左内縁部に設けた遮蔽部材５５と遮蔽部材５６との間に形成する隙間に向けて延設している。遮蔽部材３９，５５，５６によってラビリンス構造６０の迷路状の隙間を構成している。左扉１２の遮蔽部材３９と、開口部１０の左内縁部の遮蔽部材５５との間には、左扉１２と開口部１０の相対位置のバラツキを考慮した隙間Ｐ２を設けている。遮蔽部材３９の先端と、遮蔽部材５６の機械本体側の外面との間には隙間Ｑ２を設けている。隙間Ｑ２は、遮蔽部材５５の面に対する切削液の入射角が直角になるように調整している。

ラビリンス構造４０における切削液の飛散経路（図５中のＫの経路）について、図５を参照して説明する。なお、ラビリンス構造６０は、ラビリンス構造４０と同形状であり、切削液の飛散経路は何れも同じ経路となるので、ここではラビリンス構造４０について説明し、ラビリンス構造６０については説明を省略する。

切削液が切粉を含んだ状態で、機械本体の主軸周囲の加工領域から飛散する。切削液は、例えば、主軸に装着した工具に当たると、一部は左扉１２の内面に衝突して、ラビリンス構造４０の迷路状の隙間に向けて飛散する。切削液は、遮蔽部材２６の先端と、遮蔽部材３６の機械本体側の外面との間の隙間Ｑ１を通過する。隙間Ｑ１を通過しない切削液は、遮蔽部材３６の屈折する内側の空間、又は遮蔽部材３６と支持端２２Ａとで囲む空間内に侵入することで勢いが止まって落下する。

遮蔽部材３５は、隙間Ｑ１を通過した切削液の入射角に対して略直角になるように位置している。即ち、隙間Ｑ１を通過した切削液の入射角は、遮蔽部材３５の面に対して略直角になっている。切削液は、遮蔽部材３５の面に対して略直角に衝突するので、切削液の運動エネルギーを効果的に低下させることができる。遮蔽部材３５の面に対して衝突した切削液は、角度を変えて遮蔽部材３６の外面に衝突する。遮蔽部材３６の外面に衝突した切削液の一部は勢いを失って落下し、その他は角度を変えて遮蔽部材３６と支持端２２Ａとで囲む空間内に侵入することで勢いが止まって落下する。従って、開口部１０を閉じる右扉１１と左扉１２とが重なる部分にできる隙間から切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止できる。

右扉１１の遮蔽部材２６と、左扉１２の遮蔽部材３５とを共に傾斜させ、かつ互いに平行にしているので、右扉１１と左扉１２の開閉方向の寸法と、右扉１１と左扉１２の組み付けのバラツキによる干渉を抑えることができる。右扉１１の遮蔽部材２６と、左扉１２の遮蔽部材３５との間に設けた隙間Ｐ１を、図７に示す従来の隙間Ｐ３の寸法よりも小さく設計できる。ラビリンス構造６０における隙間Ｐ２においても同様である。

以上説明したように、本実施形態である工作機械１では、スプラッシュカバー３の開口部１０を右扉１１と左扉１２とで閉じた状態において、右扉１１の左端部と、左扉１２の右端部とが前後に重なる開口部１０の略中央に相当する位置に、迷路状のラビリンス構造４０を形成する。右扉１１の左端部には、右斜め前方に向けて延設した板状の遮蔽部材２６を設けている。左扉１２の右端部には、左斜め後方に向けて延設した板状の遮蔽部材３５と、左側方に向けて延設した板状の遮蔽部材３６とを設けている。右扉１１に設けた遮蔽部材２６の先端部は、左扉１２に設けた遮蔽部材３５と遮蔽部材３６との間に形成する隙間に向けて延設している。

遮蔽部材２６，３５，３６によって迷路状の隙間を構成している。遮蔽部材３５は、遮蔽部材２６の先端と、遮蔽部材３６の機械本体側の外面との間の隙間Ｑ１を通過した切削液の入射角に対して略直角になるように位置する。即ち、隙間Ｑ１を通過した切削液の入射角は、遮蔽部材３５の面に対して略直角になっている。切削液は、遮蔽部材３５の面に対して略直角に衝突するので、切削液の運動エネルギーを効果的に低下させる。従って、開口部１０を閉じる右扉１１と左扉１２とが重なる部分にできる隙間から切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止できる。

ラビリンス構造６０においても同様に、開口部１０を閉じた状態において、左扉１２と開口部１０の内縁部とが重なる部分にできる隙間から切削液の飛沫や切粉が飛び出すのを確実に防止できる。

以上説明において、図４に示すラビリンス構造４０が本発明の「第１ラビリンス部」に相当する。遮蔽部材３５が本発明の「第１遮蔽部材」に相当する。遮蔽部材２６が本発明の「第２遮蔽部材」に相当する。遮蔽部材３６が本発明の「第３遮蔽部材」に相当する。隙間Ｑ１が本発明の「第１隙間」に相当する。図６に示すラビリンス構造６０が本発明の「第２ラビリンス部」に相当する。遮蔽部材５５が本発明の「第４遮蔽部材」に相当する。隙間Ｑ２が本発明の「第２隙間」に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。上記実施形態では、開口部１０を開閉する右扉１１と左扉１２とにできる隙間と、開口部１０の内縁部と左扉１２とにできる隙間とに、それぞれラビリンス構造４０，６０を構成したが、何れか一方のみを設けるようにしてもよい。

１工作機械
３スプラッシュカバー
５正面パネル
６工具交換装置
８テーブル
９制御装置
１０開口部
１１右扉
１２左扉
２６遮蔽部材
３５遮蔽部材
３６遮蔽部材
３９遮蔽部材
４０ラビリンス構造
５５遮蔽部材
５６遮蔽部材
６０ラビリンス構造

Claims

ベースと、当該ベース上に設けた機械本体と、当該機械本体を取り囲む箱状のカバーとを備えた工作機械であって、
前記カバーに設けた開口部と、
当該開口部に沿って移動し、当該開口部を開閉する板状の複数の扉と、
前記開口部を閉じた状態において、前記扉の一端部と、当該一端部と隣り合う他の前記扉の一端部とに挟まれる第１隙間に設けた迷路状の第１ラビリンス部と
を備え、
前記第１ラビリンス部は、
前記扉の前記一端部から前記他の扉の前記一端部に向かうよう前記扉の移動方向に対して傾斜して配置した板状の第１遮蔽部材と、
前記他の扉の前記一端部に設けられ、前記第１遮蔽部材に対して平行に、かつ前記第１遮蔽部材よりも前記扉の前記一端部の内面側に配置した板状の第２遮蔽部材と、
前記扉の前記一端部に設けられ、前記第２遮蔽部材よりも前記扉の前記一端部の内面側に配置した板状の第３遮蔽部材と
を備え、
前記第２遮蔽部材は、前記第１遮蔽部材と前記第３遮蔽部材との間に位置し、
前記開口部を閉じた状態において、前記第３遮蔽部材の先端側と前記第２遮蔽部材の先端側は前記移動方向に対して垂直方向から見たときに重なることを特徴とする工作機械。
前記開口部を閉じた状態において、前記扉の前記一端部とは反対側の他端部と、当該他端部と隣り合う前記開口部の内縁部とに挟まれる第２隙間に迷路状の第２ラビリンス部を設け、
当該第２ラビリンス部は、
前記開口部の前記内縁部から前記扉の前記他端部に向かうよう前記移動方向に対して傾斜して配置した板状の第４遮蔽部材と、
前記扉の前記他端部に設けられ、前記第４遮蔽部材に対して平行に、かつ前記第４遮蔽部材よりも前記内縁部の内面側に配置した板状の第５遮蔽部材と、
前記内縁部に設けられ、前記第５遮蔽部材よりも前記内面部の内面側に配置した板状の第６遮蔽部材と
を備え、
前記第５遮蔽部材は、前記第４遮蔽部材と前記第６遮蔽部材との間に位置し、
前記開口部を閉じた状態において、前記第６遮蔽部材の先端側と前記第５遮蔽部材の先端側は前記移動方向に対して垂直方向から見たときに重なることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。