JP4865313B2 - テレスコピックカバーを備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、テレスコピックカバーに特徴を有する工作機械に関する。

工作機械においては、ワークに対して工具により切削加工等を行うものであり、この切削によって切粉が発生する。又、切削加時には、ワークや工具を冷却するための切削油等を加工領域に噴射し加工を行う。
一方、工具をワークに対して相対的に移動させて加工を行うものであることから、ワークを取り付けたテーブルや工具等の可動部を移動させるボールネジ／ナット機構等の送り軸や、これら可動部の案内面などの送り機構を備えている。この送り機構を切削油や切粉から保護するための保護装置が設けられており、この保護装置としてテレスコピックカバーが一般的に知られている。

テレスコピックカバーは、入れ子式でテーブル等の可動部の移動に応じて伸縮し、送り軸等の送り機構を覆い切粉や切削油の侵入を防止し送り機構を保護している。
テレスコピックカバーはテーブル等の可動部の移動と共に伸縮するものであることから、可動部の急激な移動によって、テレスコピックカバーの各カバー片の重なり部分で曲り、蛇行し易く、かつ、このカバー片同士の接触による摩擦、衝突等によって騒音が発生しやすい。

このテレスコピックカバーの蛇行を防止し、機械的な衝撃、騒音発生を抑制する方法として、テレスコピックカバーにパンタグラフ機構を取り付けて、伸縮時の蛇行を防止し、かつ騒音発生を抑制した発明が知られている（特許文献１参照）。
又、テレスコピックカバーをネジ／ナット機構で駆動するように構成し、テーブル等の可動部を駆動するモータと同期をとって、このネジ／ナット機構を駆動するモータを駆動し、テレスコピックカバーを伸縮させて、テレスコピックカバーの蛇行を防止し、機械的な衝撃、騒音発生を抑制する方法も提案されている（特許文献２，３参照）。

特開２００３−８０４３７号公報 特開２００１−２４６５３１号公報 特開２００４−１３０４３７号公報

加工の高速化が進み、これにともなって、テレスコピックカバーの伸縮移動も高速、高加速度化している。テレスコピックカバーにパンタグラフを取り付けた場合、この加工の高速化によってカバー片の移動も急速となり、急激な移動によってパンタグラフのリンク軸に負担がかかり、リンク軸が摩耗し破損するという問題がある。
又、特許文献２，３に記載された発明のように、ネジ／ナット機構によりテレスコピックカバーを駆動する方式では、各カバー片を駆動するモータをテーブル等の可動部を駆動するモータに同期させねばならず、テレスコピックカバーを駆動するモータを備える上に、同期のための機構、制御手段を必要とし、高価なテレスコピックカバーとなる。
そこで、本発明の目的は、安価で、かつ簡単な構成でテレスコピックカバーの蛇行、衝撃、騒音の発生を抑制した工作機械を得ることにある。

本願請求項１に係る発明は、可動部と、該可動部に固定されたナットと、該ナットに螺合する送りネジと、該送りネジを駆動して前記可動部を移動させる駆動源と、前記可動部に固定された固定カバー片と工作機械における固定部材に固定された固定カバー片及び該２つの固定カバー片間に配置され固定カバー片に対して相対移動可能な１以上の可動カバー片とからなる複数のカバー片を、順次入れ子状に重合させて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成されたテレスコピックカバーとを備え、前記固定カバー片の一方を前記可動部に取付けた工作機械において、中心軸線が一致するように前記送りネジに結合され、該送りネジと共に前記駆動源により回転駆動される移動ネジと、該移動ネジに螺合するナットとを備え、該ナットを前記可動カバー片に取付けて、可動部の送りネジを駆動する駆動源によってテレスコピックカバーの可動カバー片をも駆動する。これによって、可動部とテレスコピックの伸縮の同期が簡単になり、かつ衝撃、騒音の発生を抑制できる。

又、請求項２に係る発明は、テレスコピックカバーを可動部の両側に設けたもので、可動部と、該可動部に固定されたナットと、該ナットに螺合する送りネジと、該送りネジを駆動して前記可動部を移動させる駆動源と、前記可動部に固定された固定カバー片と工作機械における固定部材に固定された固定カバー片及び該２つの固定カバー片間に配置され固定カバー片に対して相対移動可能な１以上の可動カバー片とからなる複数のカバー片を、順次入れ子状に重合させて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成されたテレスコピックカバーを前記可動部の両側に設け、各テレスコピックカバーの前記固定カバー片の一方を前記可動部に取付けた工作機械において、中心軸線が一致するように前記送りネジに結合され、該送りネジと共に前記駆動源により回転駆動される移動ネジと、該移動ネジに螺合するナットとを備え、該ナットを前記一方のテレスコピックカバーの可動カバー片に取付け、前記一方のテレスコピックカバーの可動カバー片と他方のテレスコピックカバーの対応する可動カバー片とをそれぞれ連結棒で連結することによって、可動部を駆動する駆動源によって可動部の移動及び２つのテレスコピックカバーの伸縮を同期して行うことができ、かつ、衝撃、騒音の発生を抑制できる。

請求項３に係る発明は、前記移動ネジを、前記送りネジと一体加工されたものとした。
また、請求項４に係る発明は、前記移動ネジを、前記送りネジに結合手段を介して結合するようにした。請求項５に係る発明は、前記結合手段をカップリングとし、又、請求項６に係る発明は、前記可動部を、テーブル、サドル、主軸頭、コラムのいずれかとした。

工作機械の可動部を駆動する駆動源によってテレスコピックカバーの伸縮を駆動することから、テレスコピックカバー用の駆動源を必要とせず、低コストで構成することができる。又、可動部を駆動する駆動源によって駆動される移動ネジ／ナット機構によってテレスコピックカバーは駆動されることから、衝撃、騒音の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の概要図である。この図１では、テレスコピックカバーの伸縮方向に沿って、略中央部でこのテレスコピックカバー等を切断した断面図を示している。又、この実施形態では、サドル送り軸等のサドル送り機構を覆うテレスコピックカバーの例を示している。
サドル２の上面にはテーブル１が取り付けられ、サドル２は、図１中左右に移動し、テーブル１はこのサドル２の移動方向に対して直交する方向（図１において紙面垂直方向）に移動するように取り付けられている。
サドル２には、サドル送り軸の送りネジに螺合するナットが固定されている。この実施形態では送りネジとしてボールネジ４が用いられ、該ボールネジ４に螺合するボールナット５により送り機構を構成している。該ボールネジ４はサドル送り軸の駆動源である送り軸モータ３のモータ軸に連結されている。該送り軸モータ３は工作機械のベッドに固定されている。
ボールネジ４の他端はベッドに設けられた軸受９で回転自在に支持されている。このボールネジ４の他端側に、サドル２とベッド又は工作機械の別のカバーや筐体等の固定部材との間にテレスコピックカバー６が配置されている。この実施形態では、テレスコピックカバー６は２つの固定カバー片６ａ、６ｂと１つの可動カバー片６ｃで構成されている。一方の固定カバー片６ａはサドル２に固定され、他方の固定カバー片６ｂは、ベッド又は別のカバー等の固定部材に固定されている。この２つの固定カバー片６ａ、６ｂ間に可動カバー片６ｃが配置されている。又、サドル２のテレスコピックカバー６が取り付けられた反対側にはカバー部材１２が取り付けられている。

ボールネジ４には結合部材のカップリング１１を介して移動ネジ７が連結されており、該移動ネジ７の他端はベッドに取り付けられた軸受１０で支持されている。移動ネジ７には可動カバー片６ｃに固定されたナット８が螺合しており、移動ネジ７が回転することによって、該ナット８は、移動ネジ７の軸方向に移動し、可動カバー片６ｃを移動させ、テレスコピックカバー６の伸縮を行うものである。移動ネジ７とナット８により構成された回転運動を直線運動に変換する変換機構は、ボールネジ、台形ネジ、三角ネジ等とこれらネジに螺合するナット等の係合部材によって、回転運動を直線運動に変換するものであればよい。

図１は、サドル２をそのストロークの最右端に移動させたときの状態を示し、テレスコピックカバー６は、最大に伸長した状態にある。一方、図２は、駆動源の送り軸モータ３を駆動し、ボールネジ４を回転させてボールナット５及びサドル２を左方に移動させ、該サドル２のストロークの最左端位置に移動させたときの状態を示している。

送り軸モータ３が回転し、送りネジのボールネジ４が回転すると、該ボールネジ４に螺合するボールナット５及びサドル２がボールネジ４の軸に沿って左方向に移動する。一方、ボールネジ４に連結された移動ネジ７も回転し、該移動ネジ７に螺合するナット８は移動ネジ７の軸に沿って図中左方向に移動し、該ナット８に固定された可動カバー片６ｃも左方向に移動する。その結果、可動カバー片６ｃは固定カバー片６ｂを覆うように重なり合い、ナット及び可動カバー片６ｃの左方向への移動が進むに従ってこの重なり度合いは大きくなる。固定カバー片６ａは可動カバー片６ｃを覆うように重なり合い、サドル２のストロークの最左端位置では図２に示すように、固定カバー片６ａ内に可動カバー片６ｃが入れ子のように挿入され、該可動カバー片６ｃ内に固定カバー片６ｂが入れ子のように挿入された状態となって、テレスコピックカバー６は全体的に縮小されることになる。

又、図２の状態で、送り軸モータ３を逆方向に回転させれば、サドル（テーブル１）２及び可動カバー片６ｃは同期して右方向に移動し、サドル２がそのストロークの最右端に達した状態では、図１に示すように可動カバー片６ｃもそのストロークの最右端位置に達し、テレスコピックカバー６は最大に伸長する状態となる。

以上のように、テレスコピックカバー６は、サドル２の送り軸のボールネジ４及びその案内面等の送り機構におけるサドル２の一方の側を覆い、送り軸や案内面に切削油や切粉が侵入することを防止する。一方、サドル２の他方側は、サドル２に取り付けたカバー部材１２が送り軸のボールネジ４及び案内面を覆い切削油、切粉の侵入を防止している。

サドル２の移動量（ストローク）に比べ可動カバー片６ｃの移動量（ストローク）は短いものとなるが、この移動量（ストローク）の比によって、ボールネジ用と移動ネジ用のネジのリードを変えればよいものである。又、上述した実施形態では、移動ネジ７とボールネジ４の結合手段としてカップリング１１を用いた例を示したが、サドル２を送る送りネジのボールネジ４と可動カバー片６ｃを送る移動ネジ７のネジのリードを変えることによって、サドル送り用のネジと可動カバー片６ｃ送り用のネジを一体加工してもよいものである。さらに、送りネジのボールネジ４と移動ネジ７とを上述した実施形態では、カップリング１１で連結したが、このカップリング１１に代えて、減速機を用いて移動ネジ７の回転速度をボールネジ４の回転速度より減速して回転させることによって、サドル送り用のネジと可動カバー片６ｃ送り用のネジのリードは変えなくても、ストロークの差を吸収するようにしてもよいものである。

上述した第１の実施形態では、テレスコピックカバー６を２つの固定カバー片６ａ、６ｂと１つの可動カバー片６ｃで構成したが、２つの固定カバー片６ａ、６ｂ間に２以上の可動カバー片を設けてもよいものである。この場合、各可動カバー片を駆動する移動ネジのリードを代えて各移動ネジをカップリング等の結合手段で順次連結するか、若しくは、リードは同じとし、減速機を介して各移動ネジを連結し、各移動ネジに螺合するナットをそれぞれの可動カバー片に固定して、可動カバー片を移動させるようにすればよい。又、複数の可動カバー片に対して１つの移動ネジ（リードが同じ）を設け、各可動カバー片の移動のストロークを同一となるように可動カバー片の長さを調整してもよいものである。

上述した第１の実施形態では、可動部であるサドル２の移動方向の一方側にのみテレスコピックカバー６を設け、他方の側はサドル（可動部）２に設けたカバー部材１２で送り軸及び案内面を覆うようにした。この場合は、サドル（可動部）２の他方の側にカバー部材１２が突き出てもよい空間がある場合に適用できるものであるが、このような空間が少なく、サドル（可動部）２の両側にテレスコピックカバーを設ける場合がある。このサドル（可動部）２の両側にテレスコピックカバーを設ける場合の本発明の実施形態を、第２の実施形態として図３，図４と共に説明する。

この第２の実施形態が図１，図２に示す第１の実施形態と相違する点は、送り軸モータ３側にも送り軸や送り面等の送り機構を覆うテレスコピックカバー６’を設け、サドル２の両側にテレスコピックカバーを設けた点で相違するのみである。以下、第１の実施形態と同じようにサドル２の送り軸モータ３と反対側に設けたテレスコピックカバーを第１のテレスコピックカバー６と称し、駆動源の送り軸モータ３側に設けたテレスコピックカバーを第２のテレスコピックカバー６’と称する。
この送り軸モータ３側に設けた第２のテレスコピックカバー６’も送り軸モータの反対側に設けた第１のテレスコピックカバー６と同様に、サドル２に固定された固定カバー片６’ａと工作機械のベッド等の固定部材に固定された固定カバー片６’ｂと該２つの固定カバー片６’ａ、６’ｂ間に配置された可動カバー片６’ｃで構成され、可動カバー片６’ｃは固定カバー片６’ａに入れ子状に挿入され、固定カバー片６’ｂは可動カバー片に入れ子状に挿入され、テレスコピックカバー６’を構成している。

第１のテレスコピックカバー６の可動カバー片６ｃは、送りネジのボールネジ４にカップリング１１で連結された移動ネジ７に螺合するナット８に固定されているが、この第２のテレスコピックカバー６’の可動カバー片６’ｃは、移動ネジ７等には連結されておらず、その代わりに、第１の可動カバー片６ｃと連結棒１３で第２のテレスコピックカバー６の可動カバー片６’ｃとが連結されている。

図３の状態は可動部のサドル２がそのストロークの最右端位置にある状態を示し、この状態では第１のテレスコピックカバー６は最大に伸長し、第２のテレスコピックカバー６’は最小に縮小し、送り軸や送り面等の送り機構を覆い、切粉や切削油の侵入を防止している。

一方、サドル２をストロークの他方の側に移動させるように送り軸モータ３を回転させると、送り軸のボールネジ４が回転し、該ボールネジ４に螺合するナット５に取り付けられたサドル２は図３中左方向に移動する。このサドル２の移動にともなって、サドル２に固定されている第１、第２のテレスコピックカバー６、６’の固定カバー片６ａ、６’ａも左方向に移動する。又、ボールネジ４の一端にカップリング１１を介して結合された移動ネジ７と螺合するナット８も左方向に移動し、該ナット８に取り付けられた第１のテレスコピックカバー６の可動カバー片６ｃも、サドル２が左方に移動すると共に同期して左方向に移動する。この第１のテレスコピックカバー６の可動カバー片６ｃの左方向への移動とともに、連結棒１３で連結された第２のテレスコピックカバー６’の可動カバー片６’ｃも左方向に移動する。すなわち、第１、第２のテレスコピックカバー６、６’の可動カバー片６ｃ、６’ｃは、共に同一速度で移動することになる。そして、サドル２がストロークの最左端位置に達したときには、第１、第２のテレスコピックカバー６、６’の可動カバー片６ｃ、６’ｃはそのストロークの最左端位置に達し、第１のテレスコピックカバー６は、図４に示すように、固定カバー片６ａの中に可動カバー片６ｃが、該可動カバー片６ｃの中に固定カバー片６ｂが収納されて、縮小されたテレスコピックカバーの状態となる。一方、第２のテレスコピックカバー６’は、サドル２に固定された固定カバー片６’ａ及び可動カバー片６’ｃが左方向に最大に移動させられることから、図４に示すように最大に伸長したテレスコピックカバー６’の状態となり、送り軸のボールネジ４やサドル２の案内面をカバーすることになる。

なお、この第２の実施形態に示すように可動部（サドル２）の移動方向の両側にテレスコピックカバー６、６’を配置して送り軸や案内面等の送り機構を保護する場合においても、各テレスコピックカバー６、６’の可動カバー片を２以上設けてもよいものであり、第１のテレスコピックカバー６の各可動カバー片（６ｃ）は、移動ネジ７に螺合するナットに固定されるが、第２のテレスコピックカバー６’の可動カバー片（６’ｃ）は、第１のテレスコピックカバー６の対応する可動カバー片（６ｃ）と連結棒等の連結手段で連結して、両テレスコピックカバー６、６’の対応する可動カバー片（６’ｃ）は、一体的に移動するようにすればよいものである。
上述した各実施形態では、工作機械の可動部としてサドル２に対し、その送り機構に適用したテレスコピックカバーの例を説明したが、テーブルや主軸頭、コラム等の工作機械の可動部の送り機構に対しても本発明のテレスコピックカバーは適用できるものである。

本発明の第１の実施形態の説明図である。 同第１の実施形態において、サドルをそのストロークの他方の側に移動させたときの説明図である。 本発明の第２の実施形態の説明図である。 同第２の実施形態において、サドルをそのストロークの他方の側に移動させたときの説明図である。

符号の説明

１ テーブル
２ サドル
３ 送り軸モータ
４ ボールネジ（送り軸）
５ ボールナット
６、６’ テレスコピックカバー
６ａ、６’ａ 固定カバー片
６ｂ、６’ｂ 固定カバー片
６ｃ、６’ｃ 可動カバー片
７ 移動ネジ
８ ナット
９，１０ 軸受
１１ カップリング
１２ カバー部材
１３ 連結棒

Claims (6)

1. 可動部と、該可動部に固定されたナットと、該ナットに螺合する送りネジと、該送りネジを駆動して前記可動部を移動させる駆動源と、前記可動部に固定された固定カバー片と工作機械における固定部材に固定された固定カバー片及び該２つの固定カバー片間に配置され固定カバー片に対して相対移動可能な１以上の可動カバー片とからなる複数のカバー片を、順次入れ子状に重合させて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成されたテレスコピックカバーとを備え、前記固定カバー片の一方を前記可動部に取付けた工作機械において、
   中心軸線が一致するように前記送りネジに結合され、該送りネジと共に前記駆動源により回転駆動される移動ネジと、
   該移動ネジに螺合するナットとを備え、
   該ナットを前記可動カバー片に取付けたことを特徴とするテレスコピックカバーを備えた工作機械。
2. 可動部と、該可動部に固定されたナットと、該ナットに螺合する送りネジと、該送りネジを駆動して前記可動部を移動させる駆動源と、前記可動部に固定された固定カバー片と工作機械における固定部材に固定された固定カバー片及び該２つの固定カバー片間に配置され固定カバー片に対して相対移動可能な１以上の可動カバー片とからなる複数のカバー片を、順次入れ子状に重合させて全体を入れ子の向きに伸縮自在に形成されたテレスコピックカバーを前記可動部の両側に設け、各テレスコピックカバーの前記固定カバー片の一方を前記可動部に取付けた工作機械において、
   中心軸線が一致するように前記送りネジに結合され、該送りネジと共に前記駆動源により回転駆動される移動ネジと、
   該移動ネジに螺合するナットとを備え、
   該ナットを前記一方のテレスコピックカバーの可動カバー片に取付け、
   前記一方のテレスコピックカバーの可動カバー片と他方のテレスコピックカバーの対応する可動カバー片とをそれぞれ連結棒で連結したことを特徴とするテレスコピックカバーを備えた工作機械。
3. 前記移動ネジは、前記送りネジと一体加工されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテレスコピックカバーを備えた工作機械。
4. 前記移動ネジは、前記送りネジに対して結合手段を介して結合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテレスコピックカバーを備えた工作機械。
5. 前記結合手段は、カップリングであることを特徴とする請求項４記載のテレスコピックカバーを備えた工作機械。
6. 前記可動部は、テーブル、サドル、主軸頭、コラムのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載のテレスコピックカバーを備えた工作機械。

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