(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取りドラムと、該巻取りドラムに一端部が止着され巻取りドラムに巻き取られる保護カバーとを備え、前記保護カバーは、薄板状の金属シートと、該金属シートの巻取り方向と直交する幅方向において、その全体ではなく両端部に巻取り方向に沿って接着された端部ゴムテープとを有し、前記端部ゴムテープは、金属シートの幅方向両端縁まで被覆されたことを特徴とする工作機械の巻取り式保護カバー装置。
【請求項２】
前記端部ゴムテープが、基布と、これにゴム引きされたゴム状弾性体とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の保護カバー装置。
【請求項３】
前記金属シートの裏面の幅方向両端部に前記端部ゴムテープが接着され、前記金属シートの幅方向中央部が巻取りドラムの周面に接触するまで撓むのを抑制するために、前記金属シートの幅方向中央部の裏面に中央部ゴムテープが接着されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械の巻取り式保護カバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の巻取り式保護カバー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の巻取り式保護カバーは、テレスコピックカバーが取り付けられない狭い場所等に使用されるが、その材質として、ゴムシートやフッ素樹脂シートを使用すると、切削の切り屑等によってカバー面に傷が入る。
【０００３】
これを防ぐために、ステンレスシート等の金属シートが用いられるが、厚さ０．１５ｍｍのステンレスシートを巻取り式ブラインドとし、ばねにより巻取りドラムに巻き取るので、その繰り返し応力により、特に両端縁部分にしわが入り、クラックが入って破損するおそれがある。また、０．１５ｍｍの薄いステンレスシートを用いているので、手指を傷付けるおそれがあり、取り扱いにも注意を要する。
【０００４】
特許文献１には、金属薄板よりなるバー材を、織布にゴム状弾性体をコートしてなるシートに複数枚並設してなるシート状保護カバーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０６８９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のシート状保護カバーは、金属薄板からなるバー材を並設し、バー材間をゴム状シートで繋ぐ構成であるので、シート状保護カバーがコーナー部で曲げられた場合、バー材間に隙間が生じ、その隙間に切屑やダストが侵入してゴム状シートを傷つけるといった不具合は依然として解消されなかった。
【０００７】
本発明では、上記に課題に鑑み、保護カバーであるステンレスシート等の金属シートにかかる繰り返し応力により金属シートにクラックが発生するのを防止することができる、工作機械の巻取り式保護カバー装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、金属シートの両端縁部分にクラックが発生する原因を鋭意検討した結果、金属シートはその巻取り方向に引張応力を作用させて巻取りドラムに巻き取るので、厚さ０．１５ｍｍ程度の薄板状の金属シートであっても巻取りドラムに巻取る際に、弾性限度内で歪み、その金属シートの内径側と外径側との歪量の差が主な原因となって金属シートに微振動が発生する。この微振動が金属シートの両端縁部分に影響し、このシート部分でしわが入り、そこからクラックが入るのではないかと考えた。
【０００９】
そこで、クラックが発生しやすい金属シートの両端部に応力緩衝用のゴムテープを接着したところ、金属シートの幅方向両端部のしわの発生が抑制され、クラックの発生を抑制することができるとの知見が得られ、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る工作機械の巻取り式保護カバー装置は、巻取りドラムと、該巻取りドラムに一端部が止着され巻取りドラムに巻き取られる保護カバーとを備え、前記保護カバーは、薄板状の金属シートと、該金属シートの巻取り方向と直交する幅方向において、その全体ではなく両端部に巻取り方向に沿って接着された端部ゴムテープとを有し、前記端部ゴムテープは、金属シートの幅方向両端縁まで被覆されたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、金属シートの幅方向の両端部に巻取り方向に沿って端部ゴムテープを接着しているので、巻取りドラムに巻き取る際に起こる金属シートの微振動を抑えることができ、金属シートに発生するしわやクラックを抑制し、耐久性を向上させることができる。
【００１２】
端部ゴムテープは、金属シートの幅方向両端部ならば、端縁部分まで被覆しなくても振動を抑えることができるが、端部ゴムテープを金属シートの端縁まで被覆すると、金属シートの切断時にせん断加工により発生する反りや、レーザカットのドロス（熱切断時に発生するスラグ）を被覆することができ、金属シートの取り扱い時に作業者が手指を損傷するのを防止することができる。
【００１３】
また、端部ゴムテープは、弾性を有する各種ゴム素材や樹脂素材からなるゴム状弾性体であればよく、その弾性により振動を吸収する構成であればよい。そのような構成ならば、単一材料または複合材料のいずれであってもよい。
【００１４】
一例として、端部ゴムテープが、基布と、これにゴム引きされたゴム状弾性体とから構成される複合材料を挙げることができる。基布は伸縮しやすい素材、あるいは逆に伸縮しにくい素材のいずれであってもよい。伸縮しやすい素材の場合、ゴムテープの耐久性を考慮して、伸縮素材はゴム引きするゴム状弾性体の弾性よりも低いのが望まれる。
【００１５】
また、金属シートの厚みは、金属シートを巻取りドラムに巻き取る際に弾性限度内での曲げ変形を許容できるよう、例えば、０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍ程度に設定される。端部ゴムテープの厚みは、金属シートの巻取り方向両端部の内外径差が極端に大きくならないよう、できるだけ薄い方が望ましく、例えば、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍに設定することができる。
【００１６】
上記のように金属シートの裏面の幅方向両端部に端部ゴムテープが接着すると、端部ゴムテープの厚みにより金属シートがその幅方向の両端部を支持点として巻取りドラムの径方向に撓むおそれがある。この撓みも振動の原因になる。撓みが大きい場合、金属シートの幅方向中央部が内径側の金属シートの外面に接触し、摩耗および振動の原因にもなる。
【００１７】
そこで、金属シートの幅方向中央部が巻取りドラムの周面に接触するまで撓むのを抑制するために、金属シートの幅方向中央部の裏面に中央部ゴムテープを接着することができる。この中央部ゴムテープにより金属シートの撓みを抑え、耐久性を向上させることができる。なお、中央部ゴムテープの構成も端部ゴムテープの構成と同等の構成として物理的特性を同等とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、本発明によると、金属シートの幅方向の両端部に巻取り方向に沿って端部ゴムテープを接着しているので、巻取りドラムに巻き取る際に起こる金属シートの微振動を抑え、金属シートに起こるしわやクラックの発生を抑制して耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る工作機械の巻取り式保護カバー装置の概観斜視図である。
【図２】同じく巻取り式保護カバー装置の平面図である。
【図３】同じく巻取り式保護カバー装置の側面図である。
【図４】保護カバーの平面図である。
【図５】（ａ）は保護カバーの端部を示す正面図、（ｂ）は保護カバーの中央部を示す正面図である。
【図６】（ａ）は保護カバーの端部を示す図、（ｂ）はそのＡ部拡大図である。
【図７】保護カバーの他の例を示す平面図である。
【図８】保護カバーの引張による撓み量を計算するための巻取りドラムと金属シートとの配置関係を示す概観図である。
【図９】同じく金属シートと巻取りドラムとの配置関係を示す側面図である。
【図１０】同じく金属シートの断面二次モーメントの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる工作機械の巻取り式保護カバー装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図３に示すように、工作機械の巻取り式保護カバー装置１は、工作機械の摺動部（不図示）およびその周辺に切り子や粉塵、切削油等の液体が機械内部に侵入するのを防止するために、摺動部の往復移動動作に合わせて摺動部を覆うように設けられた保護カバー３と、該保護カバー３を巻き取る巻取りドラム４と、巻取りドラム４を収納する収納ケース５とを備えている。
【００２２】
保護カバー３は、巻取りドラム４に巻き取られる薄板状の金属シート６と、該金属シート６の巻取り方向と直交する幅方向の両端部に巻取り方向に沿って接着された端部ゴムテープ７とを備えている。本例の場合、摺動部の幅寸法が大きいので、２枚の金属シート６を並設し、両者の端縁を突き合わせ、突き合わせ端縁同士を金属シートの裏面側から中央部ゴムテープ８により加硫接着するようにしている。
【００２３】
保護カバー３は、その巻取り方向で内端が巻取りドラム４に止着され、外端部が工作機械の摺動部に止着される。そして、保護カバー３は、摺動部の往動に合わせて巻取りドラム４から引き出され、摺動部の復動に合わせて巻取りドラム４に設けられたばね９（図１参照）の反力により、巻取りドラム４に巻き取られるようになっている。
【００２４】
収納ケース５は、箱形の直方体形状に形成され、内部に巻取りドラム４を回転自在に収納すると共に、開口されたカバー出入口５ａを通して巻取りドラム４から保護カバー３を引出自在とされている。
【００２５】
巻取りドラム４は、保護カバー３を巻取りドラム４に巻き取る際に、保護カバー３の金属シート６の弾性限度内での曲げ変形を許容できる直径に設定される。例えば、巻取りドラム４の直径は５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度に設定される。
【００２６】
金属シート６は、ステンレス素材（例えば、ＳＵＳ３０４Ｈ）から構成され、その板厚が０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍ程度に設定される。金属シート６の幅は、工作機械の摺動部の幅に対応して設定される。板厚の薄いステンレス素材であるため、限られた幅寸法の金属シートしか製作できない。そのため、１枚の金属シート幅では不足する場合、２枚の金属シート６を並設して両者をゴムテープで接合することで保護カバー３を製作している。
【００２７】
通常、金属シート６の板厚が０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍ程度の場合、幅６００ｍｍが限度であるが、本例のように、１２００ｍｍの金属シートを製作したい場合、幅６００ｍｍの金属シート６を２枚並設し、隣り合う金属シートの内端縁６ａ同士を突き合わせ、中央部ゴムテープ８により接合して製作する。
【００２８】
端部ゴムテープ７は、金属シートの巻取り方向両端部の内外径差が極端に大きくならないよう、できるだけ薄い方が望ましく、例えば、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍに設定することができる。また、端部ゴムテープ７の幅は、金属シート６の端部の微振動を抑えるために５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００２９】
端部ゴムテープ７および中央部ゴムテープ８は、基布とこれにゴム引きされたゴム状弾性体とから構成されている。例えば、ポリエステル糸の平織りからなる基布にクロロプレン等のゴム状弾性体をトッピングおよび／またはコーティングして得られる。トッピングはカレンダーロールでゴム状弾性体を圧延して基布と貼り合わせる。コーティングは基布の表面に糊状のゴムをドクターナイフ方式で薄く形成する。所望のテープ厚に応じてトッピングあるいはコーティングを選択する。
【００３０】
また、端部ゴムテープ７は、金属シート６の取り扱い作業者の手指の損傷を防止するために、図６に示すように、金属シート６の幅方向両端縁まで被覆される。すなわち、金属シート６の切断時に、せん断加工により発生する反りや、レーザカットのドロス９（熱切断時に発生するスラグ）を端部ゴムテープ７で被覆することにより、取り扱い作業者の手指の損傷を防止することができる。
【００３１】
端部ゴムテープ７および中央部ゴムテープ８は、金属シート６の裏面に加硫接着される。このようなゴムテープ７，８を難接着性材料であるステンレス等の金属シートに接着する場合、特殊な接着処理が必要となる。
【００３２】
本例では、金属シートの表面に、その金属面と化学的に接着力を発生させる下塗り接着剤（例えば、東洋化学研究所製の商品名「メタロックＰＨ−５６」）を塗布し、その上に上塗り接着剤（例えば、東洋化学研究所製の商品名「メタロックＦ−１２」）を塗布した後、端部ゴムテープ７及び中央部ゴムテープ８の未加硫ゴム面を上塗り接着剤面に合わせ、加熱プレス加硫により焼き付け接着する。このような加硫接着により、端部ゴムテープ７及び中央部ゴムテープ８が金属シート６に強固に接着される。
【００３３】
上記構成においては、ステンレス等の金属シート６の両端縁部分の裏面に０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍの端部ゴムテープ７を幅５０ｍｍで貼り加硫接着させたところ、巻取りドラム４に金属シート６を巻き取る際に起こる金属シート６の微振動を抑えることができ、金属シート６にしわやクラックの発生を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【００３４】
また、端部ゴムテープ７は金属シート６の端縁まで被覆しているので、金属シート６の切断時にせん断加工により発生する反りや、レーザカットのドロス９（熱切断時に発生するスラグ）により、金属シート６の取扱い作業者の手指が損傷するのを防止することができる。
【００３５】
効果確認試験では、巻取りドラム４への巻取りと引出しと繰り返し行なった結果、ステンレス等の金属シートのみの場合、１５０００回でクラックが入ったが、端部ゴムテープ７を加硫接着したものは、１０００００回の巻取り・引出し動作にも耐えることができ、耐久性を大幅に向上させることができた。
【００３６】
ここで、金属シート６の裏面の幅方向両端部に端部ゴムテープ７を加硫接着すると、端部ゴムテープ７の厚みにより金属シート６がその幅方向の両端部（厳密に言えば、ゴムテープ７の内端縁）を支持点として巻取りドラム４の径方向に撓む。この撓みが振動の原因になり、その撓みが大きい場合、金属シート６の幅方向中央部が巻取りドラム４や内径側の金属シート６の外表面に接触し、金属シート６の摩耗および振動の原因にもなり、耐久性に影響を及ぼす。
【００３７】
本例では、金属シート６の幅方向中央部の裏面に幅１００ｍｍ程度の中央部ゴムテープ８を接着し、金属シート６の幅方向中央部が撓むのを抑制しているが、この中央部ゴムテープ８と端部ゴムテープ７との間隔はどの程度のものであれば、金属シートの撓みを抑え、耐久性を向上させることができるのか鋭意検討した。
【００３８】
図８〜図１０に基づいて金属シートの撓み量δの計算例を説明する。図８は保護カバー３の引張りによる撓み量δを算出するための巻取りドラム４と金属シート６との配置関係を示す概観図である。
【００３９】
巻取りドラム４に沿うに必要な曲げ力で金属シート６を引張り、シート幅に負荷した場合、図８に示すように、金属シートは、その両端部ゴムテープ６を支持点とする梁とみなすことができる。この梁に曲げ力に起因する等分布荷重が作用した場合、金属シートの中央部が最大に撓み（撓み量δ）、巻取りドラム面に接触するおそれがある。この最大撓み量出δを求める。
【００４０】
試験用の金属シート６は、板厚０．１５ｍｍ、シート幅（ゴムテープ内端間の寸法）を２８０ｍｍとするステンレスシート（ＳＵＳ３０４Ｈ）である。金属シート６のヤング率（Ｅ値）を２１４００ｋｇ／ｍｍ２、抗張力σを８０ｋｇ／ｍｍ２とする。金属シート６の両端縁には幅５０ｍｍ、テープ厚が０．３ｍｍの端部ゴムテープ６が裏貼りされている。保護カバー３は巻取りドラム径Ｄが６０ｍｍの巻取りドラム４に巻き取られる。この場合の金属シート６の中央部で起こるシート撓み量δを算出する。
【００４１】
図９は金属シートを引張力Ｔで巻取りドラム４の両側から引張り、金属シート６を巻取りドラム４に沿わせた状態を示す。金属シートを巻取りドラムに巻き取る際には図９に示すような巻取りドラム４の両側に引張力Ｔが作用する。図１０は図９に示す金属シート６の断面二次モーメント（Ｉ）の形状を表わす図である。
【００４２】
なお、板厚０．１５ｍｍの金属シート６が、ドラム径Ｄ６０ｍｍの巻取りドラム４に沿って巻き取られるとき、図１０のごとく金属シート６の内径ｒ１が３０．００ｍｍ、外径ｒ２が３０．１５ｍｍとなる。
【００４３】
撓み量δは、前述のごとく単純梁の等分布荷重の梁中央部の撓み量として計算することができるので、一般式（１）を適用して撓み量δを算出することができる。金属シート材料のヤング率をＥ、断面二次モーメントをＩ、分布荷重をＷ、シート幅Ｓとすると、
δ＝５ＷＳ４／３８４ＥＩ・・・・・・・・・（１）
で表わされる。
【００４４】
分布荷重Ｗは、ドラム径をＤ、巻取りドラム４に対する金属シートの押付力をＰ、シート幅をＳとすると、
Ｗ＝ＤＰ／Ｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
で表わされる。
【００４５】
金属シート６の引張力Ｔ、ドラム径をＤとすると、図９に示す押付力Ｐは、
Ｐ＝２Ｔ／Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
で表わされる。
【００４６】
引張力Ｔは、シート幅Ｓ、金属シート厚みｔ（＝０．１５ｍｍ）、金属シートの抗張力をσとすると、
Ｔ＝Ｓｔ２σ／６Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・（４）
で表わされる。
【００４７】
断面二次モーメント（Ｉ）は、図９に示す押付力Ｐが巻取りドラムの半円筒部にかかるので、金属シートを図１０に示すような半割円筒形状と想定すると、
Ｉ＝０．３ｔＤ３／８・・・・・・・・・・・・・・・（５）
で表わされる。
【００４８】
これらの式から撓み量δを算出すると、シート幅Ｓが２８０ｍｍの場合、撓み量δは約０．０３ｍｍとなる。シート幅Ｓが５００ｍｍの場合、撓み量δは０．３ｍｍを超えることになる。そのため、本例の金属シート材料の場合、シート幅Ｓが５００ｍｍよりも小さい幅に設定するのが好ましい。これにより、金属シート６の中央部が巻取りドラム４に接触するのを防止することができる。
【００４９】
次に、撓み量δとゴムテープ厚との関係について検討すると、シート幅Ｓが２８０ｍｍの場合、撓み量δが約０．０３ｍｍであり、ゴムテープの厚み（＝０．３ｍｍ）の１／１０である。それ故に、ゴムテープ厚みと撓み量δとの関係を１／１０以下にする場合、テープ間隔を２８０ｍｍ以下に設定すればよい。また、ゴムテープ厚みと撓み量δの関係を１／５以下にする場合はテープ間隔を３３０ｍｍ以下に設定すればよい。いずれも上記（１）式から算出することができる。
【００５０】
図７は２枚の金属シート６を中央部ゴムテープ８により加硫接着すると共に、さらに端部ゴムテープ７と中央部ゴムテープ８との間に、さらに新たな第２の中央部ゴムテープ１１を介在させて加硫接着し、金属シートの撓みを抑えるようにしたものである。
【００５１】
すなわち、第２の中央部ゴムテープ１１は、ゴムテープ厚みと撓み量δとの関係を１／１０以下にするために、テープ間隔を２８０ｍｍ以下に設定するよう介在されている。したがって、図７に示す例では、金属シートの撓みが抑えられ、金属シートの微振動が抑えられて、金属シートのしわやクラックの発生を防止し、耐久性を向上させることができる。
【００５２】
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、金属シートの素材は上記実施形態の素材に限定されるものではなく、種々の金属シートを採用することができるのは勿論である。
【００５３】
また、上記実施形態では、ゴムテープとして、端部ゴムテープと中央部ゴムテープとを間隔をおいて配置したが、これに限らず、ゴムテープ間に隙間を設けることなく、金属シートの全面にゴムテープを貼着（加硫接着を含む）する構成であってもよい。さらに発展してゴムテープに代わり金属シートの全面にゴムシートを貼着する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１    巻取り式保護カバー装置
３    保護カバー
４    巻取りドラム
５    収納ケース
６    金属シート
７    端部ゴムテープ
８    中央部ゴムテープ
９    熱切断時のドロス（反り）
１１  中央部ゴムテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005536616.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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