(57)【要約】      （修正有）【課題】工作機械のテレスコピックカバーやスプラッシュカバーの開閉扉において、高剛性で、軽量化した保護カバーを提供する。【解決手段】プラスチック板を中板とし、両面に鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板から選ばれた１種を面板として接着したサンドイッチパネルを用い、軽量化、高剛性化する。また、前記金属板を用いた枠と枠の内寸部に枠と略同一厚さのプラスチック板を中板として入れ、金属製枠と共にプラスチック板を両面の金属製面板を接着して軽量化、高剛性のカバーを得た。さらに、溶接、リベット、ねじなどを用いて部分的に複数か所を接合するようにして長寿命化や信頼性向上を図った。プラスチック板として、硬質ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＧＦＲＰ、硬質発泡塩ビから選ぶ。【選択図】図６
2014162000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック板を中板にして、該プラスチック板の両面に金属の薄板を面板としてサンドイッチするように接着剤を用いて接着したことを特徴とする工作機械のテレスコピックカバーおよび工作機械のスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉
【請求項２】
金属製の枠に、該枠が形成する内寸と略同一寸法で、該枠の板厚と略同等の厚さのプラスチック板を入れ、金属製の枠とプラスチック板の両方の両面に金属の薄板を面板としてサンドイッチするように接着剤を用いて接着したことを特徴とする工作機械のテレスコピックカバーおよび工作機械のスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉
【請求項３】
請求項１項および２項記載の接着で貼り合わせてサンドイッチしたカバーにおいて、溶接、リベット、ねじなど接着剤を用いた接着とは別の接合方法を併用して、面板同士または金属製の枠と面板を部分的に複数か所接合したことを特徴とする工作機械のテレスコピックカバーおよび工作機械のスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉
【請求項４】
請求項１項から３項記載のカバーにおいて、面板として用いる金属の薄板の両面のどちらか一方または両方に鋼板、ステンレス板、アルミ板などの金属板を用い、請求項２項及び３項記載のカバーの金属製の枠として、鋼板、ステンレス板、アルミ板などの金属板を用いることを特徴とする工作機械の保護カバー
【請求項５】
プラスチック板を硬質ポリ塩化ビニル板、ポリメチルメタクリレート板、ポリカーボネート板、ポリプロピレン板、ＧＦＲＰ板、硬質発泡塩ビ板から選ばれ少なくとも１つの材料を使用することを特徴とする請求項１項から３項記載の工作機械の保護カバー
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  工作機械の切粉や切削剤から摺動面やボールネジなどを保護するテレスコピックカバー及び工作機械から排出される切粉や切削剤が外部に漏出するのを防止するためのスプラッシュカバーの一部を成す自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉に関する。
【背景技術】
【０００２】  工作機械のテレスコピックカバーは、工作機械の駆動に連動し複数枚のカバーが重なった状態で伸縮運動を繰り返すカバーであるが、従来一般的に、鋼板やステンレス鋼板を用いて曲げ、溶接、リベット、ねじなどを使って作られているが、鋼板やステンレス鋼板で作ると質量が大き過ぎる場合があり、質量が大きいと起動時に必要な力が大きくなるばかりでなく、駆動中のエネルギーが大きくなり、省エネの点などから軽量化が望まれている。また、質量が大きいと停止時のイナーシャが大きいため、振動や騒音の問題などがある。さらに、生産性の点から、より高速化の要求が強くなっているが、質量が大きいと高速化は難しくなり、この点からも軽量化が望まれている。【０００３】  薄板で作れば軽量化はできるが、薄板で作って軽量化すると、基本的に剛性が不足するため、カバーの移動中に“べこべこ”したりして“ばたつき”が発生し、お互いのカバー同士が干渉することで、破損などの問題を起こすばかりでなく、“べこべこ”した隙間に切粉や切削剤が入り込んで、切粉や切削剤から保護するという本来の機能を果たせないという問題がある。また、一般的に薄板はロール状で供給されるためロールにしたことによる歪が残ったり、素材の製造工程で生じる歪が残ることがあり、カバーの製造工程である曲げ工程や溶接工程などで発生する歪が出やすい。これらの歪が原因で、最終的な製品であるカバーが“べこべこ”したりして、伸縮によるカバーの移動中に“ばたつき”がでたりする。“ばたつき”が発生すると前述のようにカバー同士が干渉して破損することもあり安全上の問題がある。したがって、薄板で安易に軽量化を図ることでの問題が生じることがある。【０００４】  また、スプラッシュカバーを構成している自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉は、一般的に、テレスコピックカバー同様鋼板やステンレス鋼板を用いて作られている。しかし、テレスコピックカバー同様、質量が大きいと省エネ、振動、騒音などの問題があることから軽量化が望まれている。さらに、生産性の点でも、より高速開閉が望まれており、軽量化が求められている。しかし、薄板を用いて安易に軽量化しても、テレスコピックカバー同様“ばたつき”や、干渉の問題、安全上の問題などがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  大型のカバーに限定されるものではなく、中・小型のカバーでも同様であるが、特に大型のカバーでは、軽量化して、機能を満たすに必要な剛性を備え、さらに商工業的に実用的なコストで製造できるようにすることが課題である。以下、大型カバーを例として課題を説明するが、例えば、複合旋盤のテレスコピックカバーで、左右に伸縮するカバー１枚の平面部の寸法が、縦寸法＝３１４３（ｍｍ）横寸法＝１０４３（ｍｍ）のカバーで左７枚と右７枚で計１４枚のカバーが垂直状態で伸縮するカバーがある。従来の作り方で単純にこのテレスコピックカバーを作ったとすると、厚さ３．２（ｍｍ）の鋼板を使って、曲げや溶接をして、テレスコピックカバーとして必要なガイド部やワイパーやパンタグラフなどの部品を取り付けて作ることになる。しかし、３．２（ｍｍ）の鋼板で作ったとすると、１枚当たりの質量は約９３（ｋｇ）となり、ワイパー、ガイド部、パンタグラフなどの部品を取り付けると、１枚のカバーで１００（ｋｇ）を越え、７枚では７００（ｋｇ）越えとなり、１４枚の質量は１．４（ｔ）を越える。これだけのものを頻繁に動かすとなると種々の問題がある。駆動の問題はローラなどのガイドを用いて抵抗を少なくすることで、実質的な駆動の問題はある程度解決出来、例えば、転動による静摩擦抵抗の係数を０．０５とし、ワイパーの抵抗などのことは考えないものとすると、質量７００（ｋｇ）でも３５（ｋｇｆ）で動かせることになり駆動の問題は低減できるが、実際には、これらを支えるフレームの剛性が必要になり、ローラなどのガイド部の剛性も必要になるので、全体的に剛性を上げることなどのためコスト高となる。また、起動時の起動トルクも大きいため駆動エネルギーの問題もなくならず、振動や騒音などの問題があるばかりでなく、組立、メンテナンス時の作業も難しいものになり、安全上も好ましくないものとなる。【０００６】  一方、一般的に軽量化する手段としては、炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（以下ＣＦＲＰと略記する）やアルミハニカムを用いたサンドイッチパネルなどが知られている。しかし、ＣＦＲＰは軽量で剛性が高いものの、工作機械のテレスコピックカバーやスプラッシュカバーの開閉扉は、切粉や切削剤に常にさらされ、切粉が衝突するなどの条件下で使用されるため、そのままＣＦＲＰを用いたとすると、短期間で損傷を受けるという問題と、現在まだ素材が高価であるという問題がある。また、アルミハニカムの場合は、一般的に軽量化のために両面にアルミの面板を使ったサンドイッチパネルがあるが、アルミが表面板では、切粉によって、傷がついたり損耗の問題がある。
また、アルミのハニカムを使ったサンドイッチパネルは、軽量化することは可能であるが、カバーとしては高価という課題がある。さらに、近年「スマート  シート（商品名）」と呼ばれるアルミの薄板に凹凸を付けたものを使ってサンドイッチパネルにして軽量化したものが、高剛性であるとして発表されているが、本発明の基礎実験では、テストに供した素材の高さ寸法の関係もあってか、期待されるデータが得られていない上、高価という問題がある。
さらに、カバーの厚さが厚いと工作機械の床面積が大きくなることや機械本体と干渉するなどのことから、カバーの厚さ方向の寸法に制限がある場合が多いため、出来るだけ厚さが薄くて、剛性を高くしなければならないという課題がある。【０００７】  そこで、従来の製法、材料にこだわらずに、機能を満たすに必要な剛性を備え、軽量化や薄くすることを成し、実用的な価格で製造できるようにすることが解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、前記課題を解決するために以下の構成とした。すなわち、第１の発明は、プラスチック板の両面に金属の薄板を接着剤を用いて接着して、サンドイッチパネルとしたものを、工作機械のテレスコピックカバーあるいはスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉とすることを特徴とするものである。【０００９】  第２の発明は、金属製の枠を用意し、該金属製枠が形成する内側の内寸部に金属製枠の板厚と略同一厚さのプラスチック板をはめ込むような形で入れ、金属製枠とプラスチック板の両方の両面を金属の薄板でサンドイッチするように接着剤を用いて接着したものを工作機械のテレスコピックカバーあるいはスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉とすることを特徴とするものである。【００１０】  第１及び第２の発明においては、サンドイッチするために接着剤を用いて接着することを特徴としたが、第３の発明は、接着剤の劣化や剥離などの信頼性向上のため、接着後、部分的に複数か所、Ｔｉｇ溶接、リベット、ねじなどを使って両面の金属の薄板あるいは金属の薄板と金属製枠を接合するようにして、接着剤による接着と他の接合方法を併用するようにしたことを特徴とするものである。【００１１】  第４の発明は、第１から第３の発明において、サンドイッチパネルの面板として使う金属の薄板として、少なくとも一方を鋼板、ステンレス板、アルミ板とし、第２及び第３の発明において、金属製の枠を鋼板、ステンレス板、アルミ板から選ばれた材料を用いることを特徴とするものである。【００１２】  第５の発明は、サンドイッチパネルの中板として使うプラスチック板に、ポリ塩化ビニル板、ポリメチルメタクリレート板、ポリカーボネート板、ポリプロピレン板、（ガラス繊維強化プラスチック板（以下ＧＦＲＰ板と略記する）、発泡塩ビ板から選ばれた材料を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】  機能を満たすに必要な剛性を備え、商工業的に成立するコストで、軽量化することを実現出来たため、従来の課題であった、駆動時の省エネ効果を実現し、振動、騒音を低減出来、軽いため工作機械の高速駆動に対応出来るようになったことで生産性の向上に対応出来、組立やメンテナンス時の作業性の向上を図ることが出来た。さらに厚さ方向の寸法も大きくならず厚さの制約という問題も解決出来た。したがって、軽量化に伴い種々のトラブルを解消することが出来、さらに安全性も向上した工作機械のテレスコピックカバーおよびスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉、自動工具交換装置の自動開閉扉、作業者扉などの開閉扉を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】は、本発明の発端となった基礎実験の実験方法を説明する図である。
【図２】は、基礎実験のテストピース▲７▼と図５に示す従来式のテレスコピックカバーに用いたリブの断面形状と断面部の寸法を示す図である。
【図３】は、平板のはりの曲げ変形“たわみ”：δを説明する図である。
【図４】は、平板の断面２次モーメントＩを説明する図である。
【図５】は、本発明に至った基礎実験結果を示すグラフである。
【図６】は、本発明の実施形態１を説明する工作機械の複合旋盤のテレスコピックカバーの１枚のカバーを説明する概要図である。
【図７】は、図６の本発明の実施形態と比較するために製作した従来式のテレスコピックカバーの概要図である。
【図８】は、本発明の実施形態２を説明する横型マシニングセンターの自動パレット交換装置の自動開閉扉の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  先ず、予想外の興味深い結果を得て本発明の発端となった基礎実験結果について説明する。図１は基礎実験の実験方法を示す図である。図１において、テストピース１を支点２の上に置き、支点間距離８６０（ｍｍ）になるようにセットし、“おもし”３を載せた時の“たわみ：δ”を測定した。測定は、自重による“たわみ：δ”と７．５（ｋｇ）、１３．５（ｋｇ）の“おもし”３を乗せた時の３ポイントの“たわみ”をハイトゲージにより行った。なお、“おもし”３は、図１の右側面図に示すようにＴＰの巾と同じ４００（ｍｍ）長さで、重さ６（ｋｇ）のブロックを用いた。また、以下で説明するＴＰ▲７▼においては、リブを避けてブリッジのようにして荷重をかけるため２本で重さ１．５（ｋｇ）の板を２本用いてリブを避けるようにセットして行った。ここで、測定ポイントの荷重が７．５（ｋｇｆ）と１３．５（ｋｇｆ）は、２本の板の重さ１．５（ｋｇ）が加算されるためである。また、矢印は荷重方向を示すものである。一般的に、“荷重―たわみ”の関係を求めるにはアームスラー式万能試験機などで小さなテストピースを用いて試験するが、本基礎実験では、テストピース１（以下ＴＰと略記する）の大きさを、実際のカバーに近い、１０００（ｍｍ）×４００（ｍｍ）という通常より大きな各種ＴＰで行って、より実態に近いＴＰで、結果が明確にわかるようにしたものである。
【００１６】  実験に用いたＴＰは、
ＴＰ▲１▼・・１．２（ｍｍ）厚のＣＦＲＰ板の両面に０．５（ｍｍ）厚の２相ステン                レス鋼板（以下ステンレス板と略記する）を接着したサンドイッチパネ                ル。
ＣＦＲＰは、炭素繊維の方向が１方向で、ヤング率１００（ＧＰａ）の                もので、炭素繊維の方向に対し荷重を直交するようにして測定した。
このＴＰ▲１▼の質量は、３．７（ｋｇ）であった。
ＴＰ▲２▼・・２（ｍｍ）厚のポリメチルメタクリレート板（以下アクリル板と略記す                る）の両面に０．５（ｍｍ）厚のステンレス板を接着したサンドイッチ                パネル。ＴＰ▲２▼の質量は、３．７（ｋｇ）であった。
ＴＰ▲３▼・・３（ｍｍ）厚のアクリル板の両面に０．５（ｍｍ）厚のステンレス板を                接着したサンドイッチパネル。ＴＰ３の質量は、４．７４（ｋｇ）であ                った。
ＴＰ▲４▼・・３（ｍｍ）厚のアクリル板の片面のみに１（ｍｍ）厚のステンレス板を                接着した片面金属板のパネル。ＴＰ▲４▼の質量は、４．７４（ｋｇ）                であった。
ＴＰ▲５▼・・３（ｍｍ）厚の硬質ポリ塩化ビニル板（以下塩ビ板と略記する）の両面                に０．５（ｍｍ）厚のステンレス板を接着したサンドイッチパネル。
ＴＰ▲５▼の質量は、４．４２（ｋｇ）であった。
ＴＰ▲６▼・・３（ｍｍ）厚の硬質発泡塩化ビニル板（以下発泡塩ビ板と略記する）の                両面に０．５（ｍｍ）厚のステンレス板を接着したサンドイッチパネル                。
硬質発泡塩化ビニル板は、比重０．７のものを使用した。
ＴＰ▲２▼の質量は、３．６９（ｋｇ）であった。
ＴＰ▲７▼・・１（ｍｍ）厚のステンレス板に、冷間圧延鋼板ＳＰＣＣを曲げて作った                ハット形状のリブをスポット溶接したもので、溶接か所は４か所で溶接                ピッチは等配とした。リブの形状および断面寸法を図２に示す
なお、ＴＰ▲７▼にリブがあるので、リブを避けるため橋を架けるよ                うにして、０・７５（ｋｇ）の板２枚を置いて測定した。
ＴＰ７の質量は、３．６４（ｋｇ）であった。
ＴＰ▲８▼・・比較のためのテストピースで、３．２（ｍｍ）厚の熱間圧延鋼板ＳＰＨ                Ｃ（以下ＳＰＨＣ板と記す）をそのままＴＰ▲８▼とした。
ＴＰ▲８▼の質量は、１０．０（ｋｇ）であった。
【００１７】  なお、接着剤は、２液性（主剤と硬化剤を混ぜ合わせ使用するもの）のエポキシ接着剤を使い、以下説明する実施形態でも同じ接着剤を使用したが、１液性の接着剤でも良く、種類も限定されるものではない。
また、図３は、一般的な教科書で用いられる、はりの曲げ変形（“たわみ”：δ）を説明する模式図であるが、図１で説明した試験方法と同じ内容である。図４は、平板の断面２次モーメントＩを求める模式図であるが、実験結果について、図３および図４を引用して説明する。
【００１８】  基礎実験の結果をグラフにして図５に示すが、横軸に荷重（ｋｇｆ）、縦軸に“たわみ”（ｍｍ）をプロットしたものである。
図５に示すように実験結果で予想外の結果が得られた。予想外の結果はいくつかあるが、特に、ＴＰ▲８▼の３．２（ｍｍ）厚のＳＰＨＣ板が最も“たわみ”が小さいと予想していたが、ＴＰ▲３▼、ＴＰ▲５▼、ＴＰ▲６▼のプラスチック板をサンドイッチしたＴＰの方が“たわみ”が小さく剛性の高いという結果が得られた。さらに、ＴＰ▲６▼の発泡塩ビ板は、発泡塩ビ板単独でサンドイッチする前は軟弱であり期待していなかったが、サンドイッチすることでＴＰ▲３▼やＴＰ▲６▼と殆ど変わらない剛性の高いものが得られたことは意外であった。
なお、図５において、ＴＰ▲４▼の結果は自重による“たわみ”のデータのみがプロットされているが、これは“たわみ”が大き過ぎて図５に収まりきれなったため、図の都合上省略し傾きのみを示した。また、実際には“おもし”も７．５（ｋｇ）と他のＴＰと異なった９（ｋｇ）で測定したが、これも“１３．５（ｋｇ）では”たわみ“が大き過ぎて、支点２の高さを越え定番に着いてしまったための処置である。
【００１９】  この実験結果より、
（１）サンドイッチパネルの効果が大きい。・・・ＴＰ▲３▼とＴＰ▲４▼は、同じ３（ｍｍ）厚さのアクリル板に１（ｍｍ）厚のステンレス板を片面に貼って計４（ｍｍ）厚とした場合と０．５（ｍｍ）厚のステンレス板でサンドイッチし計４（ｍｍ）厚とした場合のものを比較したものであるが、ＴＰ▲３▼は“たわみ”が大きく、ＴＰ▲４▼は“たわみ”が小さいことがわかる。すなわち、サンドイッチパネルの効果が大きいことが実験結果によりはっきりした。
【００２０】（２）中板のヤング率は大きく影響しない。・・・図３に示す平板のはりの曲げ変形は、δ＝Ｗｌ３／４８×ＥＩ・・式〔１〕で計算され、ヤング率Ｅが大きいほど“たわみ”：δは小さいので、予備実験前は、ヤング率の小さいものは、使えないと考えていた。実際、サンドイッチパネル（ＴＰ）とする前の状態で、ＴＰ▲１▼に使ったＣＦＲＰ板とＴＰ▲２▼および▲３▼▲４▼に使ったアクリル板、ＴＰ▲５▼の塩ビ板のそれぞれを長手方向にして一方の端を水平に持つと、ＣＦＲＰ板は自重でも殆ど“たわみ”は無く剛性が高いが、アクリル板や塩ビ板は“たわみ”が大きく、“べこべこ”していていかにも剛性が低いように見えた。また、上下に軽く振って見ると、その差は歴然としていた。
【００２１】  ところが、サンドイッチパネルにした結果、予想していた結果と違い、ＴＰ▲１▼のＣＦＲＰ板はヤング率の低いＴＰ▲３▼のアクリル板やＴＰ▲５▼の塩ビ板より“たわみ”は大きかった。さらに、ＴＰ▲３▼のアクリル板やＴＰ▲５▼の塩ビ板より、ＴＰとする前は“べこべこ”していて“べろんべろん”であったＴＰ▲６▼の軟質塩ビ板をサンドイッチパネルにしたものの結果は、全く予想外の結果で“たわみ”が予想していたより小さく、ＴＰ▲３▼や▲５▼と大きな差がなかった。
なお、ＣＦＲＰ板は、厚さ１．２（ｍｍで）あるが、炭素繊維を１方向に配列し、ヤング率１００（ＧＰａ）という大きなヤング率のもので、炭素繊維と直交する形で“おもし”を乗せるようにし、アクリル板や塩ビ板などのヤング率は大体２．５〜３（ＧＰａ）で、ＣＦＲＰ板のヤング率の約１／４である。このことより、ヤング率は影響するが、大きくは影響しないということがわかった。
ここで、式〔１〕において、δ：たわみ、Ｗ：荷重、ｌ：支点間距離、Ｅ：ヤング率、Ｉ：断面２次モーメントである。
【００２２】（３）厚さは、断面２次モーメントの公式の通り大きく影響する。・・・図４に示す平板の断面２次モーメントＩは、Ｉ＝ｂｈ３／１２・・・式〔２〕であり、厚さの３乗で効くので、結果で示すように、ヤング率１００（ＧＰａ）という大きなＴＰ▲１▼のＣＦＲＰ板を用いても、厚さがなければ剛性は得られないことが明白であった。
ここで、式〔１〕において、Ｉ：断面２次モーメント、ｂ：平板の巾寸法、ｈ：は平板の厚さ寸法である。
また、ＴＰ▲２▼のアクリル板は２（ｍｍ）でＴＰ▲３▼のアクリル板は３（ｍｍ）であるが、２（ｍｍ）と３（ｍｍ）の差は歴然としていたことからも厚さの影響が大であることがわかる。
【００２３】  以上説明したように、基礎実験で多くのことが判明し、その一部を示したが、本発明は、基礎実験結果をもとになされたもので、本発明の効果を検証するため、実施形態で説明するようなカバーを作り検証した。
【００２４】  以下、実施例により実施形態を説明する。図６は本発明の第２の発明の実施例を説明するもので、複合旋盤の７枚のカバーが１組になって左右に伸縮開閉するテレスコピックカバーの１４枚の中の１枚のカバーを説明する図である。なお、Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂは断面の拡大図であるが、形状を示すものであり実際の寸法とは合致しておらず、一点鎖線は破断線である。
図６において、図示しない平らな定番上に、平面部全面に接着剤を塗布した２９８０（ｍｍ）×１０３９（ｍｍ）で０．５（ｍｍ）厚のステンレス板（１）４を置き、５は厚さ３．２（ｍｍ）のＳＰＨＣで作った外寸３１４３（ｍｍ）×１０４３（ｍｍ）、内寸２９２０（ｍｍ）×９７９（ｍｍ）の金属製枠（１）であり、図６のようにステンレス板（１）４に乗せて、金属製枠（１）５の内寸部に厚さ３（ｍｍ）で１４６０（ｍｍ）×９７９（ｍｍ）の塩ビ板６を内寸部の空間が埋まるように２枚（６−１と６−２）入れて、ステンレス板（１）４に接着した。さらに、反転し、５の金属製枠（１）と塩ビ板６にステンレス板（１）４が接着されていない方の面を上面にして、金属製枠（１）５と塩ビ板６に接着剤を塗り、０．５（ｍｍ）厚で２９８０（ｍｍ）×１０３９（ｍｍ）の７のステンレス板（２）をサンドイッチするように貼って、接着が均一になるように重しを載せて約２４時間放置して完成品とした。
【００２５】  なお、５の金属製枠（１）は、図６で示すように、単純な平面上の枠でなく３方が同一方向、１方が反対方向に曲げが有る形状であり、４枚の曲げた板を溶接して枠を作ったものである。平面部は、約３１３９．８（ｍｍ）×１０３９．８（ｍｍ）あるが、流通しているステンレス板の寸法の関係から、２９８０（ｍｎ）×１０３９（ｍｍ）の板を曲げ部を除く平面部の両面に４のステンレス板（１）と７のステンレス板（２）を、内寸部には中板として塩ビ板６を入れ、サンドイッチ構造としたもので、完成品の質量は、約５７．６（ｋｇ）となった。もし、板厚３．２（ｍｍ）のＳＰＨＣで全体を作ったとすると、質量は約９３（ｋｇ）となるので、大幅な軽量化を成したことがわかる。
【００２６】  図７は、本発明の前記図６のテレスコピックカバーと比較するため、従来の製造方法の一つを用いて製作したものであり、Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂは断面の拡大図であるが、図６と同様形状を示すものであり実際の寸法とは合致しておらず、一点鎖線は破断線である。また、前述したように、従来は３．２（ｍｍ）厚の比較的厚板のものをそのまま曲げや溶接をしたりして作っていたが、前述したように３．２（ｍｍ）のような比較的厚板のものは質量が大きいため種々の問題があった。そこで、従来他の軽量化手段としてリブで補強する方法を用いて製造していたので、リブで補強したものを比較品として作った。
図７において、図６で用いた金属製枠（１）５と厚さと外寸は同一寸法であるが、内寸を少し小さくした金属製枠（２）８を用いた。図６で用いたステンレス板（１）６と外寸が同一寸法であるが厚さ１（ｍｍ）で異なるステンレス板（３）９を金属製枠（２）８の１方の面に５４か所スポット溶接して接合した。金属製枠（２）８の内寸部には、図２で示したものと同じ断面寸法のハット形状のリブ１０を１１本を接着剤を用いて接着して完成品とした。ただし、図７では１本だけ示し他の１０本は図示を省略した。この比較品の質量は５２．３（ｋｇ）であった。
【００２７】  なお、８の金属製枠（２）の内寸は、２８８０（ｍｍ）×９３９（ｍｍ）で図６の第１の実施形態品より内寸を小さくした理由は、基礎実験結果でリブを使って補強したＴＰ▲７▼の剛性がサンドイッチしたパネルより低かったため、図６と同一寸法では明らかに剛性が低くなることが想定されることやこれまでの経験から予め枠のそれぞれの辺の寸法を大きくし剛性を得ようとしたものであり、同時に図６の第１の実施形態のものは、できるだけ軽量化することが発明の主旨であり、金属製枠の内寸が質量に大きく影響することから、剛性を保ち、質量でも図７の比較品に近づくようにするためである。
また、スポット溶接の溶接か所が５４か所と多くしたのは、接合部が少ないと“べこべこ”するので、様子を見ながら少しでも“べこべこ”するのを少なくするため増やしながら行ったためである。また、リブ１０をスポット溶接でなく接着剤による接着とした理由は、基礎実験で説明を省略したが接着剤による接着の方が溶接より“たわみ”が少なかったという結果が出ているため、その結果を受けてということもあるが、そればかりでなく、リブ１０をスポット溶接にすると、スポット溶接による歪が発生すること、溶接では目立つ面板の表面のあちこちに溶接痕が出て製品としての商品価値が低下するという問題があるためである。
【００２８】  この図６と図７で製作したものを使用状態に近い垂直状態で置き、手で叩いて、面の振動状態や、“たわみ”の状態、全体の振動・ゆらぎなどの状態を観察した結果大きな差が有り、図６の本発明の実施形態品は、振動もゆらぎも殆どないのに対し、図７の比較品は、小刻みな振動と、大きなうねりのようなゆらぎが発生した。
この結果、図６の本発明の実施形態品は、比較品に比べ多少質量が大きいものの、３．２（ｍｍ）厚のＳＰＨＣ板で作った場合に比べ大幅な質量の低減になり、ばたつきもなく、複合旋盤の左右に伸縮開閉するテレスコピックカバーとしてすぐれていることを確認した。なお、実施形態では塩ビ板を中板として使用した例で説明したが、中板に比重０．７の発泡塩ビ板を用いれば質量５１．６（ｋｇ）となり、リブを用いた比較品の質量５２．３（ｋｇ）より軽くできる。
【００２９】  また、カバーの厚さについては、図７の例でリブの高さをもっと高くして全体の厚さを厚くすれば剛性を上げることはできるがリブの高さを４．２（ｍｍ）としたのは、この複合旋盤では、これ以上１枚のカバーの厚さを厚くすることが出来ないという制約があったためであり、９のステンレス板（３）の厚さ１（ｍｍ）とリブの厚さ４．２（ｍｍ）、ワイパーのリップ量、製作誤差、余裕などの寸法を合わせると７枚のカバーで５０（ｍｍ）以上の厚さになるためである。この点においても、図６で説明した第１の実施形態の本発明では、１枚４（ｍｍ）で合計しても２８（ｍｍ）となり、ワイパーのリップ量、製作誤差、余裕などの寸法を合わせても、３５（ｍｍ）前後で出来、要求される仕様を満足するので効果が大きいことがわかる。
【００３０】  次に、第２の実施形態として、工作機械のスプラッシュカバーの自動パレット交換装置の自動開閉扉の１例について説明する。図８は、横型マシニングセンターのスプラッシュカバーの一部であり自動パレット交換装置用扉の概要を示す図であるが、図示しないエアーシリンダとチェーンなどを使い上下動する２枚からなる扉の開閉で、ワーク（加工する品物）を乗せたパレットの搬出入が行われる自動パレット交換装置の自動開閉扉で、切粉や切削剤をカバーの外部に出さないことや安全防護カバーとしての役目などを有している。
【００３１】  この扉が重いと、テレスコピックカバー同様、起動トルクが大きい、駆動エネルギーが大きい、上下動時の停止時に振動・衝突音が大きい、速度を早くできないので生産性が低下する、安全上から好ましくない、組立・メンテナンスが難しいなど様々な問題がある。そこで、テレスコピックカバーで説明したと同様の方法で扉を試作した。詳細な説明は省略するが、試作した扉は、図８に示すように外寸３８３８（ｍｍ）×１３７５（ｍｍ）であり、Ａ−Ａは、断面の拡大図で一点鎖線は破断線である。図８は上下２段の扉の内の上段の扉を示すが、下段の扉が上昇し、連動板１６に下段の扉の上部端面が達すると、下段の扉と一緒に上段も上昇し、下段が下降すると自重で上段も下降するようになっている開閉扉の例である。
【００３２】  図８において、両側面部の１１はベース板（１）であり、３（ｍｍ）厚×５０（ｍｍ）×１３７５のＳＧＤ４００―ＦＤを用い、図示しないガイドローラを取り付けるためのボスを溶接するようになっている。中央部の１２はベース板（２）であり、３（ｍｍ）厚×１００（ｍｍ）×１３７５のＳＧＤ４００―ＦＤを使い、両面の面板を１枚で作るのに足りる寸法の板が流通していないため、面板を２分割して１２の中央でベース板（２）を介してつなぐようにしたものである。上部には３（ｍｍ）厚×５０（ｍｍ）×１８１９（ｍｍ）のＳＧＤ４００―ＦＤで作った１３のベース板（３）を配しているが、１３のベース板（３）は、連動板１７を取り付けるためのタップ加工するために用いた。１４は中板として用いた３（ｍｍ）の塩ビ板であり、１５および１６は両面に面板として用いる０．５（ｍｍ）×１９１９（ｍｍ）×１３７５（ｍｍ）のステンレス板（４）とステンレス板（５）で片面２枚で計４枚使って、接着により略フラットなサンドイッチパネルとした。
従来このような大きな扉を作る場合、軽量化のために、薄板にテレスコピックカバーで説明したようなリブをスポット溶接したものなどを使用していて、前述したような問題があったが、本実施例で作った扉は“ばたつき”も大幅に低減でき、様々な問題を解決できることを確認した。
【００３３】  なお、上記第１の実施形態では説明の都合上、金属製枠を使った請求項２の発明を複合旋盤のテレスコピックカバーを例にして説明し、第２の実施形態では、全周が金属製枠でなく１方向が開放した形の例について説明したが、テレスコピックカバーやスプラッシュカバーの開閉扉は、門型マシンや横型マシニングセンター、縦型マシニングセンターなど様々な工作機械に使われ、形状・構造も種々のものがあり、請求項１で請求するような外周部に金属板を使わない、サンドイッチパネルでも効果のあるものは数多くあるので、必ずしも金属製枠を使わない請求項１の発明でも成立することは言うまでもない。
【００３４】  次に第３の発明について説明する。接着剤による接着は、“いつ剥がれて来るか解らない”“剥離に弱い”という信頼性の点で不安を抱く要素がある。また、本発明に使用されるカバーは往復動（上下動）の回数も多く、振動や衝撃を発生するような動きがあったり、切削剤という特殊な液体にさらされるなど、過酷な条件化で使われるため、接着剤による接着だけでサンドイッチパネルを作ることによる不安を解消する必要がある。そこで、サンドイッチパネルを作るのに単に接着剤による接着だけでなく、接着剤が固化した後、剥がれる起点となり易いコーナー部などの複数か所を部分的に、溶接、リベット、ねじなどによる部分的接合を併用することを提案するものである。これについては、第１の実施形態と第２実施形態で製作したものにＴｉｇ溶接を追加することを実施し、併用することで、より本発明の信頼性が向上させることが出来るという効果を確認した。
具体的には、図６に示した実施形態では、金属製枠と両面の面板をコーナー部付近で４か所と縦方向の中央部付近２の所の６か所両面で１２か所をＴｉｇ溶接し、図８に示した第２の実施形態では、両面の面板の上下左右の寸法を、全面寸法より少し小さめにした所で、両側面部のＳＧＤ４００−ＦＤとステンレス板の面板とを裏表各８が所Ｔｉｇ溶接により溶接した。
【００３５】  また、第４の発明では、両面のどちらか一方または両方にサンドイッチパネルの面板として鋼板、ステンレス板、アルミ板などの金属板を用いるとしているが、アルミは軽いが切粉などが当たることによる損傷を受け易いため両面にアルミ板を用いるのは好ましくないが、一方という意味は切粉が多く当たる機械側の面の反対の面はアルミで板でも問題はないことである。さらに、面板として使用する金属板の薄板とは、軽量化と剛性が必要で、カバーの大きさや形状、必要な機能にも関係するが、鋼板、ステンレス板は１．２（ｍｍ）以内、アルミ板は２（ｍｍ）以内が目安である。
また、金属製の枠の材料としては、剛性、コストの点では鋼板が優れ、ステンレス板は、ＳＵＳ３０４のようなオーステナイト系ステンレス鋼でも実施形態で使用した２相ステンレス鋼など鋼種は限定されるものではないが、剛性の点では２相ステンレス鋼が優れている。また、ステンレス鋼板は、市販され一般的に流通している厚さは、プラスチック板と同様ｍｍ単位なので、その点では鋼板より好ましい。さらに、アルミ板は、軽くて、厚さもｍｍ単位で流通している点では優れている。
また、第１の実施形態では、材料の入手の関係から、２相ステンレス鋼板を面板として使用したが、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）でも寸法的に入手可能であれば限定されるものでなく、切粉の当たる面は、ステンレス板やＳＰＣＣで、片側はアルミ板とすることや表から見える面はステンレス板で反対面はＳＰＣＣという使い方など限定されるものではない。
【００３６】  次に第５の発明について説明する。図６および図７で説明した実施形態では、厚さ３ｍｍの塩ビ板を用いたが、サンドイッチパネルの中板としては、塩ビ板に限定されるものではない。基礎実験の結果より種々のプラスチック板が使えることを確認している。例えば、発泡塩ビ板は比重０．７であり、塩ビ板１．４の約半分であるので図６のカバーを作るのに塩ビ板の代わりに発泡塩ビ板を使えば、質量は約５１．６（ｋｇ）となり、比重０．９のポリプロピレン板を使えば、質量は約５３．３（ｋｇ）となり軽量化できる。なお、中板のヤング率は大きく影響しないという基礎実験の結果を説明したが、多少は影響し、基礎実験で行い説明を省略したが、ガラス繊維をエポキシ樹脂で強化した通称ガラエポと呼ばれるＧＦＲＰ板の３（ｍｍ）をサンドイッチしたものは、最も“たわみ”が小さかった。ＧＦＲＰは塩ビ板やアクリル板などより多少高価であり比重も大きいものの、ＣＦＲＰやアルミハニカムなどよりは安価であり、機種や仕様によっては十分本発明の効果が期待でき使用できる。また、例えば、中板を分割し中板の中央部付近にＣＦＲＰやＧＦＲＰのようなヤング率の大きなものをリブのような役目を持たせるために一部使うなど、本発明の主旨を大きく逸脱しないなどのことは本発明に含まれているものとする。さらに、塩ビ板は図６と図７で説明した実施形態での寸法では、寸法的に１枚板の入手が困難であったため２枚に分割したが、何枚かに分割しても良い。
【００３７】  また、中板として用いるプラスチック板の厚さは、カバーの大きさや使われる工作機械の機種、カバーに必要な機能などによって変わり、面板同様厚さを限定されるものではないが、１（ｍｍ）から５（ｍｍ）くらいの範囲を目安とする。
なお、金属製枠と中板の厚さは同じ厚さの方が好ましいが、実施形態１で説明したように金属枠の厚さ３．２（ｍｍ）で中板として使用した塩ビ板３（ｍｍ）のように多少の相違があっても略同等の板厚であれば大きな問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】  以上実施の形態で説明したように、プラスチック板を中板とし、薄い鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板などを面板とした軽量で剛性の高いサンドイッチパネルを用いることで、工作機械のテレスコピックカバーやスプラッシュカバーの多くの問題を解決することを説明したが、半導体製造装置などのカバーとして使われる可動部の扉などにも有効と言える。
【符号の説明】
【００３９】１・・・基礎実験方法で用いたＴＰ
２・・・基礎実験の支点
３・・・基礎実験の“おもし”
４・・・ステンレス板（１）
５・・・金属製枠（１）
６・・・中板・塩ビ板（１）
７・・・ステンレス板（２）
８・・・金属製枠（２）
９・・・ステンレス板（３）
１０・・・リブ
１１・・・ベース板（１）
１２・・・ベース板（２）
１３・・・ベース板（３）
１４・・・中板・塩ビ板（２）
１５・・・ステンレス板（４）
１６・・・ステンレス板（５）
１７・・・連動板
【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】
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