JPH09309042A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のような鳥の巣状の切屑溜まりが形成さ
れることがない、切屑等の収集・排出性能が非常に優れ
た工作機械を実現する。 【解決手段】 ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方
向に相対移動させて前記ワークに所望の加工を施す立形
や横形のマシニングセンタにおいて、テーブル５の前後
方向の送り手段２９、３１のカバー２７より幅広のトラ
フ５３を、テーブル直下のベッド３の中央部にテーブル
前後方向に設け、テーブル５の前後方向移動に伴って伸
縮し得るテレスコピックカバー４９を、テーブル５の前
後方向移動の案内２１を覆い且つトラフ５３に向けて傾
斜した谷形を呈するようにテーブル前後の両側に付設
し、トラフ５３内に落下した切屑を機外へ排出するチッ
プコンベア６５をトラフ５３内に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークと工具とを
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に相対移動させて前記ワークに
所望の加工を施す工作機械に関し、特に切屑の排出性の
良い工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械にあっては、ワークを機械加工
する際に生じる大量の切屑を如何に効率良く装置外に排
出するかが１つの重要なテーマであり、これにつき関係
各社が盛んに研究開発を行っている。例えば、特公平６
−２８８３５号公報、実開昭５８−９３４３７号公報に
は、テーブルの両側にトラフを設け、各側のトラフで個
別に切屑を排除する構造が提案されている。すなわち、
特公平６−２８８３５号公報の第４図には、立形マシニ
ングセンタにおいて、Ｘ，Ｙ軸方向に移動するテーブル
が設けられ、テーブルの両側にトラフが設けられて切屑
を受け、各トラフ内の切屑排出手段で切屑が機外へ排出
される構成が開示されている。また実開昭５８−９３４
３７号公報の第３図には、横形マシニングセンタにおい
て、Ｚ軸方向に移動するテーブルが設けられ、テーブル
の両側にトラフが設けられて切屑を受け、各トラフ内の
流体を利用した切屑排出手段で切屑が搬出される構成が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記２つの
従来構造においては、トラフが２箇所に分散し、かつ各
トラフに切屑排出手段がそれぞれ必要となり、構造が複
雑化する。また、各トラフの幅寸法は、トラフ用として
割り当てられた寸法を二分したような小さなものとな
り、機械全体をコンパクトに作ろうとするといきおい各
トラフの幅は狭くなり、このため、各トラフには切屑の
山（鳥の巣状の切屑溜まり）が形成され易い。

【０００４】そこで、本発明においては、斯かる不都合
を伴うことがなく、切屑等の収集・排出性能が優れたコ
ンパクトな工作機械を提供することをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向
に相対移動させて前記ワークに所望の加工を施す工作機
械において、機械の基台となるベッドと、前記ベッド上
の後部で左右方向に移動可能に設けられた案内に沿って
移動するコラムと、前記ベッド上の前部で前後方向に移
動可能に設けられた案内に沿って移動し、前記ワークを
載置するテーブルと、前記コラムに上下方向に移動可能
に設けられた案内に沿って移動し、先端に前記工具を装
着する主軸を有した主軸頭と、前記テーブルの前後方向
移動の案内を覆うように設けられ、左右から中央部に向
けて谷形に傾斜し、且つ中央部に切屑落下のための開口
を有した傾斜カバーと、前記テーブルの下方の前記傾斜
カバー直下で前記ベッド上の中央部に前部から後部にわ
たって前後方向に設けられ、前記傾斜カバーの開口幅よ
り幅広に形成されたトラフと、前記トラフ内に設けら
れ、落下した切屑を機外へ排出する切屑排出手段と、を
具備したことを構成上の特徴とする。

【０００６】好ましくはテーブルの前後方向移動の送り
手段が前記テーブル後側に取付けられ、前記テーブル前
側には前後方向移動の送り手段が突出しない構成とす
る。また、好ましくはトラフは、凹形状の薄板部材で形
成され、前記ベッドとの間に空間を持たせて複数箇所固
定されて取付けられる。

【０００７】

【作用】テーブル下方のベッド中央部に幅広のトラフを
設け、トラフに向けて傾斜した谷形の傾斜カバーを設け
るので、構造が単純・簡単にもかかわらず、テーブル上
のワークを機械加工する際に発生する切屑は、確実に傾
斜カバーの開口からトラフ内に直接あるいは傾斜カバー
に沿って落下する。

【０００８】テーブルの前後方向移動の送り手段がテー
ブル後側のみに存在する構成の場合、テーブル後側にあ
っては、切屑は、該送り手段のカバーと傾斜カバーとの
間の隙間空間を通してトラフ内に落下し、テーブル前側
にあっては、トラフに対応した大きな空間が空いてお
り、切屑は、何ら引っ掛かることなくトラフ内に落下す
る。

【０００９】トラフがベッドに対して空間を有して取り
付ける構成の場合、切屑や切削液の熱が直接ベッドに伝
導されにくい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図３は、本発明の一実施の形態の
工作機械の全体概略構成を示す右側面図である。この工
作機械１は、ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の直交３軸
方向に相対移動させてワークに所望の機械加工（中ぐ
り、フライス削り、穴あけ、研削など）を施す立形マシ
ニングセンタであって、説明の都合上、前部カバー等を
図から取り除いてある。

【００１１】図示マシニングセンタ１の基台となる大型
のベッド３は、例えば加熱溶融した金属を鋳型に注入し
て冷却凝固させる鋳造法によって形成され、側方から見
るとＬ字形状を呈するように全体構成され、ベッド芯部
は軽量化及び高強度化のためにいわゆる肉抜き成形（リ
ブによる骨組み構造化）されている。ベッド３には、本
発明の要部を成す切屑収集・排出構造が組み込まれてい
るが、その詳細については後述する。

【００１２】ベッド上の前部（作業者側）には、ワーク
（図示せず）を着脱自在に固定するためのテーブル５が
配設され、ベッド前部よりも一段高くなっているベッド
後部の上方側には、主軸頭７を具えたコラム９（移動
体）が配設される。コラム９は、作業者側から見てベッ
ド左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支承され、主軸頭
７は、作業者側のコラム立面部に対して上下方向（Ｚ軸
方向）に移動可能に支承されている。主軸頭内には、立
形の主軸１１が回転可能に配設され、主軸下端は、工具
を保持した工具ホルダの装着のために部分的に露出して
いる。

【００１３】ベッド背部側には、制御装置や潤滑油供給
装置等を含む付属装置１５が配設され、付属装置１５の
下側には、ベッド３から回収される加工液を溜める加工
液タンク１７が配設され、その上側近傍には、加工液を
加工液タンク内に導く受けカバー１９が配設される。次
に、図１、２を参照し、本発明の要部を成すベッド内部
構造について詳説する。

【００１４】上記ワーク固定用のテーブル５は、ベッド
前部（作業者側）の上面部分に固定したベッド前後方向
（Ｙ軸方向）に延びる１対の相互平行なＹ軸案内レール
２１と、該Ｙ軸案内レール２１に係合するテーブル底面
に固定した４つ（図１では、２つしか見えない）の直動
軸受２３とから基本的に構成される案内装置を介して、
Ｙ軸方向（ベッド前後方向）に移動可能に支承されてい
る。

【００１５】テーブル５の後面の略中央には、後方に突
出したナットブラケット２７が取着され、ナットブラケ
ット先端部には、送りネジナット２９が取着され、送り
ネジナット２９は、両Ｙ軸案内レール２１の間の上方側
にそれらに平行に配置したテーブル駆動用の送りネジ軸
３１に螺合する。送りネジ軸３１は、ベッド後方側に固
定したモータブラケット３５に内装したサポートベアリ
ング３７と、ベッド前方側に固定したブラケット３９に
内装したサポートベアリング４１とによって回動自在に
支承されている。ベッド後方側の送りネジ軸端部は、モ
ータブラケット３５に取着したテーブル駆動用のＹ軸送
りモータ４５のモータ軸と一体回動可能に連結されてい
る。ナットブラケット２７は、送りネジナット２９や送
りネジナット２９よりもベッド前方側の送りネジ軸３１
部分を山形に覆い、それらに切屑や切削液が直接かから
ないようにカバーの役目を果たしている。尚、山形形状
に代えて、図示しないが半割り円筒形状あるいは円筒な
いし角筒形状にナットブラケットを形成することもでき
る。

【００１６】テーブル後面の両側には、テーブル移動に
伴ってベッド前後方向に伸縮し得るいわゆるテレスコピ
ックカバー（伸縮自在カバー）４９が、それぞれＹ軸案
内レール２１を上から覆うように設けられ、両側のテレ
スコピックカバー４９が中央に向かって傾斜して幅狭に
なるような谷形（別言すると、テーブル前方あるいは後
方から見て逆ハの字）を呈するように配置構成される。

【００１７】同様に、テーブル前面の両側にも、テレス
コピックカバー４９が、それぞれＹ軸案内レール２１を
上から覆うように設けられ、両側のテレスコピックカバ
ー４９が中央に向かって傾斜して幅狭になるような谷形
（別言すると、テーブル前方あるいは後方から見て逆ハ
の字）を呈するように配置構成される。谷形の底部分に
は開口を有し、切屑や加工液は開口から下方へ落下する
ようになっている。このテレスコピックカバー４９が特
許請求の範囲でいう傾斜カバーである。

【００１８】ベッド３の、両Ｙ軸案内レール２１に挟ま
れ、それよりも一段低くなったＹ軸方向に延びる凹溝状
部分の底面を成すベッド面部分には、上に開いたコ字形
断面の金属薄板製のトラフ５３が、主として熱遮断のた
めにベッド面部分に対して所定隙間（空間）を有するよ
うに、取付座（板）５５を介して取付けられている。こ
のトラフ５３のＹ軸方向前後端には、それぞれ壁５３
ａ、５３ｂが設けられ、トラフ後部の底面部分には、そ
の真下側の加工液タンク１７内に加工液が落下・回収さ
れ得るように底面開口５３ｃが設けられる。

【００１９】トラフ５３の内部には、無端チェーン６１
の上に所定ピッチでスクレーパ（掻き出し板）６３を取
着したチップコンベア（切屑排出手段）６５が配設さ
れ、トラフ５３内に落ちてきた切屑や加工液を強制的に
掻き出してトラフ５３の底面開口５３ｃから加工液タン
ク１７内に落下させ得るように構成されている。以上の
ような構成を有する本実施形態の立形マシニングセンタ
１においては、テーブル５の中央下方に幅の広い単一の
トラフ５３を配置し、テーブル５の移動方向（Ｙ軸方
向）に沿った谷部が形成されるように傾斜カバー（テレ
スコピックカバー４９）を配置する単純・簡素な構成を
採用したので、ワーク加工時に発生する切屑は、テーブ
ル直下のトラフ５３内に直接あるいは谷形のテレスコピ
ックカバー４９に沿って確実に落下・回収され得る。す
なわち、テーブル前側にあっては、トラフ５３上方に谷
形のテレスコピックカバー４９で画成された大きな空間
（トラフ５３の入口幅寸法Ａ）が空いており、切屑は、
何ら引っ掛かることなくトラフ５３内に落下し得る。他
方、テーブル後側にあっては、前述のテーブル前側の大
きな空間に相当する空間から、送りネジナット２９を支
持し且つ覆うナットブラケット（山形のカバー）２７の
占有する空間分を差し引いただけの両脇スペース（トラ
フ５３の入口幅寸法の合計２Ｂ）しか空いていないこと
になるが、それでも切屑の通過するスペースとしては充
分であって、また、このナットブラケット２７の山形形
状にも助けられ、テーブル前側におけると同様に切屑
は、ストレス無くトラフ５３内に落下し得る。これによ
り、切屑の引っ掛かりや切屑の山（鳥の巣状の切屑溜ま
り）の形成を皆無にすることが可能である。

【００２０】また、本実施形態においては、１つのチッ
プコンベア（切屑排出手段）を設けることのみで済むた
め、複数のトラフに複数の切屑排出手段を設けるような
従来の複雑な構造と比較して非常に合理的・経済的であ
る。尚、トラフ内の切屑を強制的に排出する手段とし
て、上記実施形態のようなスクレーパ方式の装置に代
え、図示しないがトラフに加工液を噴出しその圧力で切
屑を押し流す方式やスクリューコンベア方式の装置を採
用することができる。

【００２１】更に、本実施形態においては、トラフ５３
をベッド３とは別体で構成すると共に、トラフ５３を薄
板部材の折り曲げ成形で高放熱的に形成し、トラフ５３
がベッド３に対して隙間（断熱空間）を有して取り付け
られるように構成したので、切屑や切削液が保有する熱
が直接ベッド３に伝導されにくく、このため、従来では
起き得たそれらに起因したベッド３の熱変形延いては加
工精度の悪化等の不都合を軽減ないしはなくすことがで
きる。

【００２２】ところで、上記図１及び２に示した実施形
態の立形マシニングセンタ１は、送りネジ軸３１（Ｙ軸
方向送り手段）がテーブル後側に常に位置するオフセッ
ト構造を有していたが、これに対して、図示しないが、
送りネジ軸がテーブル下部を貫通（横断）しテーブル前
後に延出するような構成を有することもできる。この態
様にあっては、テーブル後側のナットブラケットと同じ
ような趣旨で、テーブル前側にカバーが取着されるが、
切屑は、テーブル後側におけると同様に、引っ掛かるこ
となくトラフ内に確実に落下・回収され得る。

【００２３】次に第二の実施形態として、本発明を横形
マシニングセンタに適用した場合を図４に基づき説明す
る。図３の立形マシニングセンタとの主な相違部分は、
ベッド３上の後部を左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能な
コラム９が設けられ、そのコラム９内を主軸頭７が上下
のＹ軸方向に移動可能になっている点、主軸頭７内に主
軸１１が水平方向に軸支されている点、およびベッド３
上の前部において、前後のＺ軸方向に移動可能でかつイ
ンデックス可能なテーブル５が設けられている点であ
る。テーブル５の下方には、テレスコピックカバー、ト
ラフが設けられ、トラフ内に落下した切屑はチップコン
ベアによって加工液タンクに排出される構造は、前述の
実施形態と同様なので詳述を省略する。このように本発
明は立形主軸の工作機械のみならず、横形主軸の工作機
械にも適用されるのである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、テ
ーブル下方の傾斜カバー直下でベッド上の中央部に前部
から後部にわたって前後方向に設けられ、傾斜カバーの
開口幅より幅広の１つのトラフと、そのトラフ内に切屑
を落下させるように導く谷形の傾斜カバーと、トラフ内
に設けられた１つの切屑排出手段とによって切屑処理機
構を構成した工作機械が提供されるので、簡単な構成で
ありながら、確実に切屑の回収、排出が行え、しかもコ
ンパクトな工作機械を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の工作機械のベッドの正
面断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿い矢印方向から見たベ
ッドの横断面図である。

【図３】図１の実施の形態の工作機械の全体概略構成を
示す右側面図である。

【図４】本発明の第二の実施形態の工作機械の全体概略
構成を示す右側面図である。

【符号の説明】

１…立形マシニングセンタ ３…ベッド ５…テーブル １７…加工液タンク ２１…Ｙ軸案内レール ２７…ナットブラケット ２９…送りネジナット ３１…送りネジ軸 ４９…テレスコピックカバー ５３…トラフ ５５…取付座 ６５…チップコンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 昭博 山梨県南都留郡勝山村3560番地１ 株式会 社牧野フライス製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方
   向に相対移動させて前記ワークに所望の加工を施す工作
   機械において、 機械の基台となるベッドと、 前記ベッド上の後部で左右方向に移動可能に設けられた
   案内に沿って移動するコラムと、 前記ベッド上の前部で前後方向に移動可能に設けられた
   案内に沿って移動し、前記ワークを載置するテーブル
   と、 前記コラムに上下方向に移動可能に設けられた案内に沿
   って移動し、先端に前記工具を装着する主軸を有した主
   軸頭と、 前記テーブルの前後方向移動の案内を覆うように設けら
   れ、左右から中央部に向けて谷形に傾斜し、且つ中央部
   に切屑落下のための開口を有した傾斜カバーと、 前記テーブルの下方の前記傾斜カバー直下で前記ベッド
   上の中央部に前部から後部にわたって前後方向に設けら
   れ、前記傾斜カバーの開口幅より幅広に形成されたトラ
   フと、 前記トラフ内に設けられ、落下した切屑を機外へ排出す
   る切屑排出手段と、を具備したことを特徴とする工作機
   械。
2. 【請求項２】 前記テーブルの前後方向移動の送り手段
   が前記テーブル後側に取付けられ、前記テーブル前側に
   は前後方向移動の送り手段が突出しない構成とした請求
   項１に記載の工作機械。
3. 【請求項３】 前記トラフは、凹形状の薄板部材で形成
   され、前記ベッドとの間に空間を持たせて複数箇所固定
   されて取付けられる請求項１または２に記載の工作機
   械。