JP5922554B2 - 工作機械のテレスコピックカバー装置 - Google Patents

Description

本発明は、主軸頭の上下方向への往復動に伴って、互いに一部が重合する複数枚の部分カバーの重合部が伸縮する工作機械のテレスコピックカバー装置に関するものである。

この種の工作機械のテレスコピックカバー装置は、工作機械の摺動部を切粉、ダスト、切削油等から保護するため、主軸頭の上下に複数枚の部分カバーを連結し、隣接する部分カバー同士が一部で常に重合するように配置し、主軸頭の上下方向への往復動に伴って各部分カバーの重合部がその往復動方向に伸縮するようになっている。

このような構成のテレスコピックカバー装置において、部分カバーを金属製の薄板で成形した場合、部分カバー同士の固有の寸法公差やそり等の原因により、部分カバー同士の摺動面に間隙が発生し、その間隙から切粉等が工作機械の摺動部側に侵入する可能性がある。

切粉の侵入を防止するために、特許文献１では、部分カバーの端縁に合成ゴムからなる密閉部材を取り付けたスライドカバー装置が開示されている。また、特許文献２では、部分カバーをスライド可能に案内するガイドレールのレール間の間隔を上下の部分カバーの総厚みと同一にし、隣接する下部板同士及び隣接する上部板同士を夫々摺接状態とすることにより、下部板同士及び上部板同士の隙間をなくすようにしたスライドカバー装置が開示されている。

実公平6-13812号公報 特開平7-88741号公報

本発明は、先行技術文献記載の方法とは別に、部分カバー同士が固有の寸法公差によるバラツキやそりを持っていても、隙間の少ない部分カバー間の摺動を実現することができる工作機械のテレスコピックカバー装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、主軸頭の上下に複数枚の部分カバーが設けられ、隣接する部分カバー同士が一部で常に重合するように配置され、前記主軸頭の上下方向への往復動に伴って前記各部分カバーの重合部がその往復動方向に伸縮するテレスコピックカバー装置において、前記部分カバーの摺動面の上端部にパンタグラフ式リンク機構に連結するための係止片が設けられ、前記部分カバーの下端縁が隣接する部分カバーの摺動面に接触するよう、前記部分カバーの下端縁がその中央部で下方に膨らむように形成されると共に、前記部分カバーに対する係止片の折り曲げ角度が直角よりもわずかに小角度の鋭角に設定されたことを特徴とする。

また、本発明においては、部分カバーの下端部が、隣接する部分カバーの摺動面側に傾斜して接触するように折り曲げられた構成を採用してもよい。

本発明によると、部分カバーの下端縁が、その中央部で下方に膨らむように形成され、隣接する部分カバーの摺動面に接触するようにしているので、部分カバー同士の固有の寸法公差によるバラツキやそりを有していても、隙間の少ない部分カバー間の摺動を実現することができる。

一般的な工作機械の概観正面図である。 テレスコピックカバー装置の斜視図である。 隣接する部分カバー同士の重合状態を示す斜視図である。 部分カバーの下端が膨らんだ状態を示す部分カバーの拡大斜視図である。 隣接する部分カバー同士の重合状態を示す側面図である。 部分カバーの下端部の拡大側面図である。

以下、本発明にかかる工作機械のテレスコピックカバー装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は一般的な工作機械の概観正面図である。工作機械は、ベッド１上に載置されＺ軸（前後）方向に移動可能なＺ軸可動台２と、このＺ軸可動台２に載置されＸ軸（左右）方向に移動可能なＸ軸移動コラム３と、このＸ軸移動コラム３の前部（テーブル）側に取り付けられＹ軸（上下）方向に移動可能な主軸ユニット４とを備え、主軸ユニット４はＺ軸軸心を中心として回転する主軸頭５を有している。

Ｚ軸可動台２の前部（テーブル）側にＸ軸（左右）方向に細長い長方形状のＺ軸移動枠体１０が設けられる。このＺ軸移動枠体１０は、Ｚ軸可動台２の前部のＸ軸（左右）方向両端部に設けられた一対の支柱１１，１１と、該支柱１１，１１の上下部に差し渡されＸ軸方向に平行に延びる一対のＸ軸レール１２，１２とを備えている。

Ｚ軸移動枠体１０のＸ軸方向の中心部には、Ｙ軸（上下）方向に細長いＹ軸テレスコピックカバー装置１３が設けられる。Ｙ軸テレスコピックカバー装置１３は、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸移動コラム３上の前部に取付けられ、Ｘ軸レール１２に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。

Ｙ軸テレスコピックカバー装置１３の左右両側には、Ｘ軸方向に移動可能な複数枚のＸ軸テレスコピックカバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられる。このＸ軸テレスコピックカバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃはＸ軸レール１２に案内され、主軸頭５（Ｙ軸テレスコピックカバー装置１３）のＸ軸方向への移動に追随してＸ軸方向で伸縮可能とされている。

図２はテレスコピックカバー装置の斜視図である。このＹ軸テレスコピックカバー装置１３は、上下端部を連結バー１５により連結された左右一対のガイドレール１６と、主軸頭５を貫通保持し左右両端がガイドレール１６に係合案内されてＹ軸（上下）方向に移動する主軸カバー１７と、該主軸カバー１７の上下に設けられた複数枚の部分カバー１８ａ〜１８ｊとを備えている。本例においては、主軸カバー１７の上下に複数の部分カバー１８ａ〜１８ｊが連結されるが、図２では、主軸カバー１７が上部まで到達し、上側の部分カバー１８ａ〜１８ｊが見えない状態を示している。

本例では、１０枚の部分カバー１８ａ〜１８ｊが設けられている。１０枚の部分カバー１８ａ〜１８ｊは、主軸カバー１７の上下部において、夫々隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊ同士が一部で常に重合するように配置され、前記主軸頭５（主軸カバー１７）の上下方向への往復動に伴って各部分カバー１８ａ〜１８ｊの重合部がその往復動方向に伸縮するようになっている。そして、主軸カバー１７の上下において、部分カバー１８ａ〜１８ｊの最上位置の部分カバー１８ａが最も前側に位置し、下方に向かうほど、順次後退するように重合配置され、部分カバー１８ａ〜１８ｊに付着した切粉等が部分カバー間の隙間から後方の摺動部に侵入しないように設定されている。

Ｙ軸テレスコピックカバー装置１３は、図２に示すように、工作機械の摺動部（不図示）を切粉、ダスト、切削油等から保護するため、摺動部の上下方向への往復移動に連動して往復動自在な複数枚の部分カバー１８ａ〜１８ｊを備えるが、従来のように、各部分カバー１８ａ〜１８ｊの先端に摺動面に落下した切粉、ダスト、切削油等を除去するワイパーが設けられていない。これは、部分カバー１８ａ〜１８ｊの板面方向が垂直方向であり、付着した切粉等が落下しやすいこと、及び後述するように、摺接片２１や膨出部２２が設けられ、さらには、パンタグラフ式リンク機構と連結する係止片２３と本体部との成す角度が鋭角に設定され、切粉等が部分カバー１８ａ〜１８ｊの摺動面から摺動部側に侵入しにくい構成を採用しているからである。

図３は隣接する部分カバー同士の重合状態を示す斜視図、図４はその部分カバーの拡大斜視図である。各部分カバー１８ａ〜１８ｊの素材は、鉄板、耐食性に優れたステンレス製、あるいは軽量化対策として用いるアルミニウム製のいずれであってもよく、本例ではステンレス鋼板を用いている。部分カバー１８ａ〜１８ｊの板厚は０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の薄板から構成される。部分カバー１８ａ〜１８ｊの左右側部には、剛性を持たすために、カバー本体部からほぼ直角に立ちあがるフランジ１９が折り曲げ形成されている。

フランジ１９の前縁は左右の断面コ字形のガイドレール１６（図３参照）の前側壁に、摺動自在に案内される。フランジ１９は、部分カバー１８ａ〜１８ｊに剛性をもたせるために曲げ加工されるので、その折り曲げ方向は前方又は後方のいずれであってもよい。本例では前方側に折り曲げ形成されている。また、ガイドレール１６の前側壁に摺接するフランジ１９の前縁は、摺動抵抗を低減するためヘミング曲げ加工を施しても良い。

フランジ１９は、部分カバー１８ａ〜１８ｊの左右両端部において、上端から下端まで摺動方向（上下方向）に沿って長く形成される。フランジ１９の下端は、左右方向で外方向にわずかに拡がるように拡開片２０が折り曲げ形成されている。この拡開片２０は、隣接する下方位置の部分カバー１８ｂ〜１８ｊのフランジ１９の内側面に摺接するように配置され、切粉がガイドレール１６の内部に侵入するのを防止している。

図６は部分カバーの下端部の拡大側面図である。図に示すように、部分カバー１８ａ〜１８ｊの下端部は、隣接する部分カバーのカバー本体部である摺動面側に傾斜し、その下端縁が隣接する部分カバーのカバー本体部に接触するように折り曲げられて摺接片２１とされている。摺接片２１により、隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊとの間に隙間が生少なくなるようにしている。本例では、摺接片２１の下端と隣接する部分カバー１８ｂのカバー本体部との間隙θが概ね０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ程度に設定されている。摺接片２１の折り曲げ箇所は、前記フランジ１９の下端にある拡開片２１の折り曲げ開始位置にほぼ対応している。

さらに、摺接片２１の下端縁は、その中央部で下方に膨らむように形成され、隣接する部分カバー１８ｂ〜１８ｊのカバー本体部の摺動面に接触するようにしている。部分カバー１８ａ〜１８ｊは、金属製の薄板を折り曲げ加工により成形しているので、左右のフランジ１９の曲げ加工の影響により、あるいは、後述する上端側の係止片にパンタグラフ式のリンク機構が連結されて応力が加わる影響により、中央部のカバー本体部は、その板面と直交する方向で膨らむか、あるいは凹むようになる。

部分カバー１８ａ〜１８ｊの左右両端はフランジによる曲げ加工等の影響で、剛性があり、部分カバー１８ａ〜１８ｊの板面と直交する方向での寸法公差のバラツキが少ないが、左右方向で中央付近では、剛性が弱く板面と直交する方向での寸法公差のバラツキが大きくなる。本例では、部分カバー１８ａ〜１８ｊの下端縁を下方に膨出することで、この膨出部２２により、極力、隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊのカバー本体部の摺動面に接触しやすくしている。なお、最下端の部分カバー１８ｊは連結バー１５に連結するため、摺接片２１および膨出部２２は不要であるが、上側の部分カバー１８ａ〜１８ｉと同様な形状としてもよい。

なお、本例では、部分カバー１９の下端部を、隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊのカバー本体部の摺動面側に傾斜して隣接する部分カバーのカバー本体部に接触するように摺接片２１を形成し、その下端縁に膨出部２２を形成しているが、摺接片２１をなくし、直接膨出部２２を形成する態様であってもよい。

膨出部２２の態様は、下方に向かって円弧状、三角形状、放物線など、種々の態様を採用することができる。膨出する始端部は、適宜選択することができるが、本例では、部分カバー１８ａ〜１８ｊのフランジ１９部分から徐々に膨出するようにしている。この膨出量αとしては、部分カバー１８ａ〜１８ｈの左右幅が４００ｍｍ程度の場合、摺接片２１から１．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度のわずかな膨らみでよい。

一方、部分カバー１８ａ〜１８ｊのカバー本体部の摺動面の上端部にパンタグラフ式リンク機構２４と連結するための係止片２３が設けられている。本例では、カバー本体部の上端を折り曲げ形成し、係止片２３を形成しているが、これに限らず、溶接等により係止片２３を取り付けてもよい。また、係止片２３はカバー本体部の上端を折り曲げているが、上端部の途中から後方に係止片２３を突出するようにしてもよい。

図５は隣接する部分カバー同士の重合状態を示す側面図である。図に示すように、係止片２３は、部分カバー１８ａ〜１８ｊに対する係止片２３の折り曲げ角度が直角よりもわずかに小角度の鋭角（例えば、８９度〜８６度）に設定されている。本例では角度βが１度〜４度、好ましくは３度程度に設定されている。

図５に示すように、係止片２３にはブラケット２５が取り付けられ、このブラケット２５にリンク機構２４のリンク交差部２４ａが連結される。リンク機構２４は、基本的に垂直方向に配置されているので、これに連結する部分カバー１８ａ〜１８ｊの係止片２３が本体部に対して鋭角に設定されていると、部分カバー１８ａ〜１８ｊの本体部は、その下端側が隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊと接触する方向に傾くことになる。

複数の部分カバー１８ａ〜１８ｊは、図３から明らかなように、上側ほど小径の部分カバーとされる。本例では、最上端の部分カバー１８ａが最も小径に形成されている。すなわち、最上端の部分カバー１８ａは、その本体部の左右幅が最も小さく形成され、順次、部分カバー１８ｂ〜１８ｊの本体部の左右幅が徐々に大きく設定される。

また、部分カバー１８ａ〜１８ｊのフランジ１９及び係止片２３の両端部は左右のガイドレール１６間に嵌合されて案内されるが、最上端の部分カバー１８ａでは、そのフランジ高さが最も低く設定され、下方の部分カバー１８ｂ〜１８ｊほどフランジ高さが高く設定される。また、最上端の部分カバー１８ａでは、その係止片２３の後方への突出量が最も長く形成され、下方の部分カバー１８ｂ〜１８ｊほど、係止片２３の後方突出量が短く設定されている。そして、各部分カバー１８ａ〜１８ｊで、フランジ１９の高さと係止片２３の突出量の合計寸法が等しく設定され、その合計寸法はガイドレール１６の前後の側壁１６ａ、１６ｂ間の幅に設定されている。これにより、各部分カバー１８ａ〜１８ｊは、前後にガタツクことなく、摺動方向（上下方向）にスムーズに摺動案内される。

上記構成のＹ軸テレスコピックカバー装置１３においては、工作機械が作動され、主軸頭５が上方へスライドすると、この主軸頭５の上動に伴って主軸カバー１７が上動する。主軸カバー１７の上動に伴って上側の部分カバー１８ａ〜１８ｃは収縮し、下側の部分カバー１８ａ〜１８ｊは伸長することになる。このとき、各部分カバー１８ａ〜１８ｊは、パンタグラフ式リンク機構２４により連結されているので、同時に伸縮することになる。

そして、各部分カバー１８ａ〜１８ｊは、それぞれの重合部が伸縮することになるが、隣接する部分カバー同士が上下方向で離間することはないため、主軸頭５の上下動時に塵埃は、部分カバー１８ａ〜１８ｊのカバー本体部の摺動面に付着しても自重により下方に落下してしまい、コラム側に飛散することはない。

ただ、部分カバー１８ａ〜１８ｊとして、金属製の薄板を使用しているので、各部分カバー１８ａ〜１８ｊの寸法公差等により、カバー本体部の摺動面に隙間が生じる可能性がある。しかし、本例では、部分カバー１８ａ〜１８ｊのカバー本体部の下端縁を下方側に膨出して膨出部２２を形成しているので、部分カバー１８ａ〜１８ｊがカバー本体部の板面と直交する方向に撓んだとしても、中央部の膨出部２２で隣接する本体部側の摺動面と摺接することができ、両者間の隙間を極力小さくすることができる。

さらに、本例では、図６に示すように、部分カバー１８ａ〜１８ｊの下端部に隣接する部分カバー１８ｂ〜１８ｊの摺動面側に傾斜して接触するように摺接片２１を折り曲げ形成しているので、隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊの摺動面との間の隙間を極力なくすことができる。

さらにまた、本例では、部分カバー１８ａ〜１８ｊの摺動面の上端部にパンタグラフ式リンク機構２４と連結するための係止片２３が設けられ、その係止片２３と部分カバー１８ａ〜１８ｊとの成す角度が直角よりもわずかに小角度の鋭角に設定されているので、連結するリンク機構２４を垂直方向に配置すると、係止片２３で連結される部分カバー１８ａ〜１８ｊは必然的にその下方が隣接する部分カバー１８ｂ〜１８ｊ側に傾き、隣接する部分カバー１８ａ〜１８ｊとの隙間を生じないようにすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、本例では、主軸カバー１７の上下に夫々１０枚の部分カバー１８ａ〜１８ｊを例示したが、部分カバーの枚数はこれに限定されるものではなく、摺動部の摺動長さに応じて種々の個数を選定することができる。また、本例では、部分カバー１８ａ〜１８ｊを伸縮させるリンク機構２４を左右一対配列した構成を例示したが、これに限らず、部分カバー１８ａ〜１８ｊの左右方向で中央部に１個のリンク機構を設けた構成であってもよい。

１ ベッド
２ Ｚ軸可動台
３ Ｘ軸移動コラム
４ 主軸ユニット
５ 主軸頭
１０ Ｚ軸移動枠体
１１ 支柱
１２ Ｘ軸レール
１３ Ｙ軸テレスコピックカバー装置
１４ａ〜１４ｃ Ｘ軸テレスコピックカバー
１５ 連結バー
１６ ガイドレール
１７ 主軸カバー
１８ａ〜１８ｊ 部分カバー
１９ フランジ
２０ 拡開片
２１ 摺接片
２２ 膨出部
２３ 係止片
２４ リンク機構
２５ ブラケット

Claims (2)

1. 主軸頭の上下に複数枚の部分カバーが設けられ、隣接する部分カバー同士が一部で常に重合するように配置され、前記主軸頭の上下方向への往復動に伴って前記各部分カバーの重合部がその往復動方向に伸縮するテレスコピックカバー装置において、
   前記部分カバーの摺動面の上端部にパンタグラフ式リンク機構に連結するための係止片が設けられ、
   前記部分カバーの下端縁が隣接する部分カバーの摺動面に接触するよう、前記部分カバーの下端縁がその中央部で下方に膨らむように形成されると共に、前記部分カバーに対する係止片の折り曲げ角度が直角よりもわずかに小角度の鋭角に設定されたことを特徴とする工作機械のテレスコピックカバー装置。
2. 前記部分カバーの下端部が、隣接する部分カバーの摺動面側に傾斜して接触するように折り曲げられた請求項１に記載の工作機械のテレスコピックカバー装置。

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