(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁（１２、１３、１４、１５）と天井カバー（２７）とによって密閉された作業空間（２５、２６）を有し、工作物（４５）を受容するための装置（４４）と、主軸（２２）を備えた主軸台（１８）がこの作業空間内に配置されており、工作物（４５）を加工するための工具（２３）が主軸に装着可能であり、装置（４４）と主軸台（１８）が互いに相対的に移動可能であり、ドア（１６、１７）によって閉鎖可能な開口部（４２）が前壁（１５）に設けられて作業空間（２５、２６）に通じている工作機械において、天井カバー（２７）の少なくとも一部が２つの位置の間を移動可能であり、第１位置では作業空間（２５、２６）を上から密閉し、第２位置では装入のため上を開放する構成にし、
天井カバー（２７）が、主軸台（１８）と一緒にでも別々にでも移動可能な少なくとも１つのベローズ（２８、２９）を含み、
主軸台（１８）と第１側壁（１３）との間を往復動可能なブラケット（３８）が設けられており、天井カバー（２７）の少なくとも１つのベローズ（２８）がブラケット（３８）と主軸台（１８）との間に延設されており、
ブラケット（３８、３９）が作業空間（２５、２６）の後方のガイド（５６、５７）で案内され、独自の駆動装置（６４）を有することを特徴とする工作機械。
【請求項２】
主軸台（１８）と第２側壁（１４）との間を往復動可能な第２ブラケット（３９）が設けられており、天井カバー（２７）の第２ベローズ（２９）がブラケット（３９）と主軸台（１８）との間に延設されていることを特徴とする、請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
天井カバー（２７）が他のベローズ（３５）を含み、このベローズが主軸台（１８）と前壁（１５）との間に延設されて主軸台（１８）と一緒にでも独自にでも移動可能であることを特徴とする、請求項１または２記載の工作機械。
【請求項４】
ブラケット（３８、３９）と付属の側壁（１３、１４）との間に第１ベローズ（４８、６８）が配置され、ブラケット（３８、３９）と主軸台（１８）との間に後側の第２ベローズ（３６、６６）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の工作機械。
【請求項５】
後側第２ベローズ（３６、６６）と天井カバー（２７）の付属のベローズ（２８、２９）が互いに強固に結合され、好ましくは互いに一体に構成されていることを特徴とする、請求項４記載の工作機械。
【請求項６】
駆動装置（６４）が空気圧シリンダ（７１）、好ましくは、ピストンと摺動可能な外管（７２）との間に磁気カップリングを有するピストンロッドなしの空気圧シリンダ（７１）、を含むことを特徴とする、請求項６記載の工作機械。
【請求項７】
前壁（１５）の開口部（４２）が上方に天井カバー（２７）の可動部分に至るまで延びていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に関する。たとえば、本発明は、壁と天井カバーとによって密閉された作業空間を有し、工作物を受容するための装置と、主軸を備えた主軸台がこの作業空間内に配置されており、工作物を加工するための工具が主軸に装着可能であり、装置と主軸台が互いに相対的に移動可能であり、ドアによって閉鎖可能な開口部が前壁に設けられて作業空間に通じている工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の工作機械では、作業空間および主軸台を完全に囲繞するハウジングが設けられており、このハウジングが内壁によってさらに仕切られ、作業空間は案内レールおよび工作機械のその他の機構に対して密閉されている。工作物の加工時に発生する切屑および使用する冷却材が周囲や例えば案内軌道を汚すことは明白な理由から不利であろうが、そうしたことのないことはこの密閉作業空間によって確保される。被加工工作物を受容するための装置が作業空間内に設けられており、さらに主軸台は少なくとも主軸を担持するその主軸頭を作業空間内に突出させており、工作物を加工するための工具は主軸に装着して利用することができる。
【０００３】
工作物交換のために、ハウジングの前壁に設けられたドアが開かれ、次に工作物はまず圧縮空気を吹き付けられまたは洗浄液で洗浄され、そののち取り出される。次に作業員によって装置は圧縮空気または洗浄液で洗浄され、次に新たな工作物が装置に装着され、ドアが閉じられ、加工が継続される。
【０００４】
このような工作機械においてさらに、作業空間を装着側と加工側とに仕切り、装着側と加工側との間に仕切壁を設け、片側で工作物を加工する間に反対側では加工済み工作物を新たに加工されるべき工作物と交換し得るようにすることが公知である。装着側と加工側は工作物の加工リズムで入れ替わる。
【０００５】
密閉作業空間を有する工作機械において作業空間の後壁をベローズによって構成し、ベローズの一端をハウジングの側壁に、また他端を主軸台に、一緒に移動可能に固着することが公知である。こうして、主軸台がｘ方向に移動するときベローズは短縮しまたは伸長する。普通、主軸台の両側に２つのベローズがあり、主軸台がｘ方向に移動するときベローズは相応に逆方向に伸長しもしくは短縮する。
【０００６】
各側壁と主軸台の付属した側との間に配置されるこのようなベローズによって天井カバーを構成することもやはり公知である。さらに、ｙ方向に延びるベローズを主軸台の正面とハウジングの前壁との間に配置し、主軸台をｙ方向に動かすときこのベローズが伸長しもしくは短縮することも公知である。
【０００７】
これらすべての工作機械において、欠点として、前壁に設けられる開口部を通して特定寸法の装置および工作物を装入し取り出すことができるだけであり、ごく嵩高および／またはごく重い工作物もしくは装置のクレーンによる装入は横から開口部を通して作業空間に入り込むＵ形フォークを用いてのみ可能である。しかしこのような装入は静的理由からも取扱上の理由からも不利である。
【０００８】
この問題に対処するために、完全密閉型工作機械において、ハウジング前面のドアを上方に延長し、後方では天井領域にわたって延設し、こうしてＬ形横断面のドアとし、移動させるとこのドアが装入開口部を開放し、装入開口部が前方にも上方にも作業空間を開放することがすでに公知である。従って、“天井部分”を有するこのようなドアでは上からのクレーンによる装入も可能である。
【０００９】
しかしこのような工作機械では、欠点として、ドアがきわめて重くかつきわめて大きく、設計に支出を要し、またガイドがそれ相応に設計されていなければならない。そのことからきわめて高価で扱い難い構造となるだけでなく、さらには、ドアが主軸台の高さにまで延設されねばならないので工作機械の全高はきわめて大きくなる。このような工作機械の他の欠点として、このように大きいドアは閉じた状態のとき作業空間を外部に対して確実に密閉するように大きな支出でのみ設計することができる。
【００１０】
このような工作機械の他の欠点として、作業空間内に熱の滞留が生じる。例えば主軸台を移動させるためのモータまたは主軸駆動装置の運転によって発生する熱が作業空間を暖め、こうして工作機械の熱安定性に否定的影響を及ぼす。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来技術の諸欠点を減らして、極力単純な設計構造において公知の工作機械に上から簡単に装入可能とすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
発明の属する技術分野で触れた工作機械において、この課題は、本発明によれば、天井カバーの少なくとも一部が２つの位置の間を移動可能であり、第１位置では作業空間を上から密閉し、第２位置では装入のため上を開放する構成にし、さらに、天井カバー（２７）が、主軸台（１８）と一緒にでも別々にでも移動可能な少なくとも１つのベローズ（２８、２９）を含み、主軸台（１８）と第１側壁（１３）との間を往復動可能なブラケット（３８）が設けられており、天井カバー（２７）の少なくとも１つのベローズ（２８）がブラケット（３８）と主軸台（１８）との間に延設されており、ブラケット（３８、３９）が作業空間（２５、２６）の後方のガイド（５６、５７）で案内され、独自の駆動装置（６４）を有することによって実質的に解決される。
【００１３】
本発明の好適な解決手段を例示すると、前掲の各請求項１〜７に記載の工作機械である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ドアによって閉鎖可能な開口部を補足して、上から接近可能な大きな装入開口部を選択的に開放することが可能であり、大きくて重い物でもクレーンによる装入がこの装入開口部を通して可能となる。つまり本願の発明者達は、前側に設けられるドアの拡大や天井部分でのその延設が装入性の向上をもたらすのではなく、むしろドアとは独自に開くことのできる天井カバーが簡単な設計措置で達成できることを見抜いた。その際、天井カバーは例えば上に開くことができ、前方または後方もしくは側方に移動させることができ、しかし巻取ることもでき、こうして、ドアによって閉鎖可能な前壁の開口部よりもかなり大きくすることのできる装入開口部が上方に得られる。換言するなら、ごく嵩高でおよび／または重い工作物を加工するように工作機械が設計されているとしても、極端に大きなドアは必要でなく、むしろ離反可能な天井カバー部分を介して接近は可能となる。
【００１５】
その際、主軸台と一緒にでも別々にでも移動可能な少なくとも１つのベローズを天井カバーが含むことが好ましい。
【００１６】
この措置では利点として、天井カバーの開閉は設計上簡単に、つまりベローズの摺動によって、達成することができる。この設計における他の利点として、工作機械は全体として僅かな高さを占めることになる。というのも、天井カバーを形成するベローズは主軸台の一部がベローズから上に突出するように主軸台の横にまたはその近傍に固着することができ、主軸台上で案内されるハウジングは必要ないからである。
【００１７】
さらに、主軸台と第１側壁との間を往復動可能なブラケットが設けられており、天井カバーの少なくとも１つのベローズがブラケットと主軸台との間に延設されていることが好ましく、好ましくは、天井カバーとしての相応のベローズを有するブラケットが主軸台の両側に設けられている。
【００１８】
この措置では設計上の利点として、ブラケットを単純に移動させることによって作業空間は主軸台の当該側が上方に開口される。２つのこのようなブラケットが設けられている場合、加工側と装着側は交互に装填することができる。
【００１９】
その際、天井カバーが他のベローズを含み、このベローズが主軸台と前壁との間に延設されて主軸台と一緒にでも独自にでも移動可能であることが一般に好ましい。
【００２０】
この措置によって、上から接近可能な装入開口部は設計上簡単になお一層拡大される。というのも、装入開口部はいわば、他のベローズが上から覆っている主軸台の前の領域だけ拡大されるからである。
【００２１】
さらに、ブラケットと付属の側壁との間に第１ベローズが配置され、ブラケットと主軸台との間に後側の第２ベローズが配置されていることが好ましい。
【００２２】
この措置の利点として、ブラケットの位置にかかわりなく作業空間は常に後方が密閉されており、そこに配置されるガイドや組立体は汚れから保護されている。装入中、つまりブラケットが主軸台に−しかし最大で単にクレーン作業区域の大きさに至るまで−接近して、作業空間が上方で開口されると、後側の第１ベローズが作業空間の後方を閉鎖し、装置および工作物の吹付け時に切屑がガイドに達したり、または保護された組立体内に達することはない。
【００２３】
工作物の加工中、ブラケットは外方に移動されており、上側ベローズと後側の第２ベローズは側壁および前壁と一緒に作業空間のカプセル封入をもたらす。
【００２４】
側壁と主軸台との間に両側で各１つのベローズを配置し、各後側ベローズとは独自にブラケットを移動させることも確かに可能ではあろうが、しかしそうすると天井カバーのベローズと後側ベローズとの突合せ個所の領域で密封問題が生じよう。
【００２５】
本願の発明者達は、この設計の場合一見したところ不利な２つの後側ベローズの配置にもかかわらず大きな利点があり、つまり天井カバーと後壁との突合せ個所の領域で作業空間の密封性が向上することを見抜いた。つまり、単に１つの後側ベローズが設けられると、一方で後側ベローズと他方で天井カバーのベローズが走行する付加的ガイドを突合せ個所の領域に設けておかねばならないであろう。というのも、この場合それらは互いに独自に移動可能であるからである。
【００２６】
それに対して、２つのベローズを有するこの選択された構造では密封性の向上をもたらすことができ、その際、後側第２ベローズと天井カバーの付属のベローズが互いに強固に結合され、好ましくは互いに一体に構成されていることが特に好ましい。
【００２７】
これにより、突合せ領域内で良好な密封がもたらされる。
【００２８】
一般に好ましくはなお、ブラケットが、独自の駆動装置を備えて作業空間の後方のガイドで案内されるフィルムを有し、駆動装置が好ましくは空気圧シリンダを含み、さらに好ましくは、ピストンと摺動可能な外管との間に磁気カップリングを有するピストンロッドなしの空気圧シリンダを含む。
【００２９】
この措置では利点として、ブラケットが移動可能であるのと実質同じ寸法をｘ方向に有するごく洗練された駆動装置をブラケット用に実現することができ、新規な工作機械の構造幅がそのことによって変化することもない。
【００３０】
さらに、前壁の開口部が上方に天井カバーの可動部分に至るまで延びていることがなお好ましい。
【００３１】
この措置では利点として、装入開口部は工作機械のほぼ全幅にわたって上から接近可能、またドア幅にわたって前方からも接近可能であり、前壁の開口部と装入開口部が互いに移行し合い、大きな工作物でも斜め前方から作業空間内に持ち込むことができる。
【００３２】
工作機械が作業側と装着側とで交互に工作物を加工するように設計されている場合、当然のことながら２つのドアが前壁に設けられており、ドアは交互に手動または自動のいずれかで開くことができる。
【００３３】
最後になお触れておくなら、装置を受容する工作物テーブルが移動することによって主軸台と装置との間で相対運動が行われる場合にも、開口する天井カバーを備えた構造を利用することができる。
【００３４】
その他の利点は明細書および添付図面から明らかとなる。
【００３５】
前記特徴および以下になお説明する特徴はその都度記載した組合せにおいてだけでなく、本発明の枠から逸脱することなく別の組合せや単独でも勿論応用可能である。
【００３６】
【実施例】
本発明の実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。
【００３７】
図１に符号１０とした工作機械は後壁１２と２つの側壁１３、１４と前壁１５とからなるハウジング１１を有する。前壁１５に２つの摺動ドア１６、１７が設けられており、摺動ドアは左方向もしくは右方向に摺動させることができる。
【００３８】
ハウジング１１内に主軸台１８が設けられており、主軸２２を備えた主軸頭２１が主軸台で支承されており、主軸に工具２３が装着されている。工具２３の下方に工作物テーブル２４を認めることができ、加工されるべき工作物は工作物テーブル上に下ろすことができる。
【００３９】
工作機械１０が作業空間を有し、作業空間は右側領域２５と左側領域２６とに分割されている。作業空間２５、２６は側方を側壁１３もしくは１４によって、前方を前壁１５によって、そして上方を天井カバー２７によってそれぞれ覆われている。天井カバーは左上のベローズ２８と右上のベローズ２９を有する。
【００４０】
図１の右側に示した座標系３１は工作物テーブル２４を基準に工具２３の運動方向をｘ、ｙ、ｚで示す。これらの運動は、主軸頭２１が２つの側板３２、３３の間でｙ方向にもｚ方向にも移動可能であることによって達成される。ｘ方向では主軸台１８全体が側板３２、３３も含めて移動し、ベローズ２８、２９が相応に伸長しまたは短縮する。
【００４１】
両方の側板３２、３３の間に他のベローズ３５が配置されており、このベローズは前壁１５と主軸台１８との間をｙ方向に延設されている。主軸頭２１がｙ方向に移動すると、ベローズ３５が相応に短縮しまたは伸長する。
【００４２】
後方では作業空間２６が符号３６としたベローズによって密閉されており、このベローズはベローズ２８と同様に左側壁１３と主軸台１８との間に延設されている。同様にベローズ２９が右側壁１４と主軸台１８との間に延設されている。作業空間２５も後方では他のベローズによって覆われており、このベローズは主軸台１８と右側壁１４との間に延設されているが、しかし図１ではそれを認めることができない。
【００４３】
ベローズ２８とベローズ３６は側板３２の領域でそれらの右端を固着されており、左端は符号３８に示唆しただけのブラケットに固着されている。工作機械１０の反対側に相応のブラケット３９が設けられており、ベローズ２９はその右端がこのブラケットに固着されている。
【００４４】
図１では両方の摺動ドア１６、１７が閉じられているのに対して、図１の工作機械が図２に示す状態のときには作業空間２６はベローズ２８によって開放された装入開口部４１とドア１６によって開放された開口部４２とを通して外から接近可能である。
【００４５】
装入開口部４１はブラケット３８が図１に比べて完全に右方向に移動したことによって成立し、ベローズ２８とベローズ３６はいまや密に折畳まれて側板３２に当接している。装入されるべき工作物の大きさに応じて、ブラケット３８が側板３２にそんなに密に接近しないようにすることも可能である。こうして天井カバー２７は装入開口部４１が成立する程度に開口されている。開口部４２は摺動ドア１６が左方向に摺動することによって成立し、符合４６に示唆したクレーンを用いて装置４４および／または工作物４５を作業空間２６内に持ち込むのに十分な大きさの開口部が全体として得られる。
【００４６】
図２にさらに示すように、作業空間２６が依然として後方を覆われており、いまやこれはベローズ４８によって行われるが、図１ではこのベローズはブラケット３８と左側壁１３との間で折畳まれていたものである。
【００４７】
摺動ドア１７の窓を通してなお認めることができるように、作業空間２６は仕切壁４９によって作業空間２５から分離されており、作業空間２５内で工作物を加工することができる一方、同時に新たな工作物４５が作業空間２６内に装入される。作業空間２６の装入に関連して、工作物４５および／または装置４４は吹付ける必要がある。その際に浮遊する切屑はベローズ４８によって、ガイドおよびその他の装置類が設けられている工作機械後側領域内に達するのを妨げられる。
【００４８】
大きな工作物４５を工作機械１０に装入しなければならない場合には、上側ベローズ３５も後退させることができる。このためこのベローズは図３に概略示したように独自の駆動装置５１を有する。こうして工作機械１０の作業空間２５、２６の大きな領域が上方で開放され、クレーン４６の吊ロープ５２はごく大きな工作物４５を工作機械１０に運び込むことができ、そのため摺動ドア１７は図３で右方向に摺動されている。
【００４９】
図３になお認めることができるように、工作機械がその上縁に２つのカバー５３を有し、その下をブラケット３８もしくは３９と相応のベローズは摺動することができる。
【００５０】
それ自体公知であるが、各ベローズが個別フレームを備えており、相応の施蓋材がフレームに固着されている。
【００５１】
ベローズ４８用のこのようなフレーム５４が図４に示してある。フレーム５４は底部５５を有するＬ形状であり、底部は傾動を防止して機台のガイド５６、５７上で支承されている。フレーム５４がさらに直立支柱５９を有し、本来のベローズ４８がこの支柱に固着されている。こうして作業空間２６がガイド５６、５７に対して密封されており、浮遊する切屑でガイドが汚されることはない。
【００５２】
図５には図４と同じ側面図でフレーム６１が示してあり、このフレームは後側ベローズ３６を補足してなお天井カバー２７のベローズ２８も担持する。
【００５３】
フレーム６１はＺ形状であり、底部５５および支柱５９を補足してなお天井部６２が設けられており、この天井部は底部５５とは逆方向に支柱５９から延設されている。ベローズ３６は支柱５９に固着され、ベローズ２８は天井部５２に固着されている。両方のベローズ２８、３６の間に突合せ部６３が生じ、そこで両方のベローズ２８、３６が互いに一体に構成されており、図１に示すようにブラケット３８が左に移動すると、作業空間２６内に発生する切屑は側方に逃げることも上方や斜め上方に逃げることもできない。
【００５４】
なお付言しておくなら、図５に概略示したブラケット３８用駆動装置６４は図６の平面図で一層明確に認めることができる。ブラケット３８、３９はやはり傾動を防止してガイド５６、５７で案内されている。
【００５５】
図６の平面図にまず認めることができるように、左側壁１３とブラケット３８との間でベローズ４８が延びており、ブラケット３８と側板３２との間ではベローズ２８、３６が圧縮状態で示してある。
【００５６】
同様に、工作機械１０の右側に３つのベローズが設けられており、つまりすでに図１から知られているベローズ２９を補足してなお後側ベローズ６６、６８がブラケット３９の左もしくは右に配置されている。
【００５７】
図６にはさらに各ブラケット３８、３９用に空気圧シリンダ７１が配置されており、このシリンダ内を各１つの図示しないピストンロッドなしのピストンが移動し、このピストンは磁気カップリングを介して外管７２に結合されている。この外管はピストンの空気圧負荷によって右側位置と図６に破線で示した左側位置との間を移動可能である。外管７２のこの移動時にブラケット３８もしくは３９が一緒に移動し、ベローズが相応に引き伸ばされまたは折畳まれる。
【００５８】
図６にさらになおフレーム５４、６１が示唆されており、相応のベローズがこれに固着されている。
【００５９】
ブラケット３８が図６で右側の位置にあるとき、作業空間２６は上方が開口し、後方ではベローズ４８によって覆われている。ブラケット３８が図６で左に移動すると作業空間２６は上方がベローズ２８によって覆われ、後方ではベローズ３６によって覆われる。
【００６０】
同様に、作業空間２５はブラケット３９が右に移動すると上方がベローズ２９によって覆われ、後方ではベローズ６６によって覆われ、ブラケット３９が図６で左に移動すると作業空間２５は上から接近可能となり、後方ではベローズ６８によって覆われる。
【００６１】
必要ならさらにベローズ３５は図６で上方に摺動させることができ、こうして装入開口ブラケットが相応に拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図１】新規な工作機械と密閉された作業空間の略図である。
【図２】作業空間が開口された図１の工作機械を示す。
【図３】一層大きな装入開口部を有する工作機械を図２と同様に示す図である。
【図４】図１に示す工作機械のベローズのフレームの側面図である。
【図５】ベローズ用の他のフレームを図４と同様に示す図である。
【図６】図１に示す工作機械の平面図である。
【符号の説明】
１０  工作機械
１１  ハウジング
１２  後壁
１３、１４  側壁
１５  前壁
１６、１７  摺動ドア
１８  主軸台
２１  主軸頭
２２  主軸
２３  工具
２５、２６  作業空間
２８、２９、３５、３６、４８、６６、６８  ベローズ
３２、３３  側板
３９  ブラケット
４１  装入開口部
４２  開口部
４４  装置
４５  工作物
４９  仕切壁
５４、６１  フレーム
５５  底部
５６、５７  ガイド
５９  支柱
６２  天井部
６３  突合せ部
７１  空気圧シリンダ
７２  外管
【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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