(57)【要約】      （修正有）【課題】剛性が高く、軽量化した工作機械の保護カバーを提供する。【解決手段】鋼板や角菅から成る外枠１の片面に、薄板を溶接または接着などで接合し基材２として、該基材と前記外枠とが創り出す凹面側の基材面に、断面形状がハット形状をしたリブの帽子の鍔４にあたる部分を接着剤による接着で接合すると共に、ハット形状のリブの両端部を外枠に溶接する。または、ハット形状のリブの両端部の鍔部と腰部５の一部を除去し天井部６を延長した形にし、延長した天井部を外枠に溶接し、基材とハット形状のリブ、ハット形状のリブと外枠をそれぞれ接合することで間接的に３部品を一体化することで、剛性が高く、軽量化を図った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ガードの開閉扉などのカバーを作る。【選択図】図７
2015112710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板や角菅などで作られた外枠の一方の面に、該外枠とは別の鋼板薄板平板の基材を溶接や接着剤を用いた接着、リベットによる締結などから選ばれた少なくとも１つ以上の方法で接合し、前記外枠と基材が作り出す凹部側の基材の面に、鋼板薄板で作られた断面形状がハット形状をしたリブの帽子の鍔にあたる部分を接着剤を用いた接着で接合すると共に、外枠とハット形状のリブとを溶接により部分的に接合し、間接的に３部品を一体化するように、接着と溶接とを併用して作っ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などのカバー
【請求項２】
請求項１項記載のカバーにおいて、断面形状がハット形状のリブの帽子の腰にあたる部分と鍔にあたる部分の両端部付近を部分的に削除するか天井部にあたる部分を延長して、天井部と外枠を溶接するように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などのカバー
【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目的で用いられ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目的で用いられるスプラッシュカバーの一部を構成す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に関する。
【背景技術】
【０００２】  テレスコピックカバーは、工作機械の軸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し、摺動面やボールネジなどを切粉や切削剤から保護する役目をするカバーであるが、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ることが多かった。しかし、大型の工作機械の場合、機能を果たすために、テレスコピックカバーに要求される剛性が高くなることから、それなりの板厚を有する板、例えば３．２（ｍｍ）などの厚板で作らなければならなかったが、単純に厚板を使って、曲げ、溶接、リベット、ねじなどを使って作ると質量が大きくなり過ぎるという問題があった。
質量が大きいと起動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も好ましくない。また、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。また、質量が大きいと、組立やメンテナンスも難しくなり、安全上も好ましくないという問題もあった。【０００３】  さらに、近年工作機械に対し、生産性を向上させたいという要求が強まっており、生産性の向上のためにより高速駆動が必要となっている。しかし、テレスコピックカバーの質量が大きいと、前述のように振動や騒音や安全上の問題などから高速駆動は難しくなるという問題があった。
以上のような点から、テレスコピックカバーの軽量化が望まれている。【０００４】  軽量化するためには、薄板を用いてカバーを作ることを考えるが、単純に鋼板やステンレス鋼板の薄板を用いてテレスコピックカバーを作って軽量化しても基本的に剛性が不足するという問題があった。剛性が低いと、カバーが伸縮移動中に“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による破損などの事故を起こすばかりでなく、安全上の問題があった。また、“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った。  さらに、薄板で作った場合、カバーの製造工程の曲げ工程や溶接工程などで歪が発生しやすく歪が残ってしまう。歪が残ったままでは、前述したように“べこべこ”するという問題があった。このように、単に薄板で軽量化を図ることは実質的に無理があった。
なお、テレスコピックカバーは、複数枚のカバーが重なって伸縮するため、床面積の関係などから、１枚のカバーの厚さ方向の寸法に制約があり、厚さ方向の寸法をむやみに厚くできないことが多いという制約がある。そのような制約のある中で単に薄板を曲げたり、溶接して剛性を上げようとしても必要な剛性が得られず成立しない。さらに、一方の面は切粉や切削剤をカバーの外部や下面などに出さないようにシールしなければならないため平面を有していなければならいなどの制約がある。【０００５】  また、スプラッシュカバーは、工作機械本体を覆い、切粉や切削剤がカバーの外部に出るのを防ぎ安全・環境面から保護するための保護カバーであり、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、作業者扉などは、スプラッシュカバーの一部を構成するカバーで、パレットや工具などを自動的に交換する時に上下や左右などに開閉するカバーである。一般的に、これらの開閉するカバーは、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、曲げ、溶接、リベット、ねじなどによって作られている。しかし、質量が大きいと、テレスコピックカバー同様、省エネ、振動、騒音、安全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り容易に軽量化はできていない。【０００６】  なお、本発明者らは、特願２０１３−４９６１３で、プラスチック板を中板とし、プラスチック板の両面に鋼板やステンレス鋼板の薄板を接着したサンドイッチパネルで、軽量化と剛性を有するテレスコピックカバーやスプラッシュガードを作ることを特徴とする出願を申請したが、本発明の提案は、前記出願の発明に対し、剛性の点では若干劣るものの、軽量化を成し、剛性の点でも実用可能で、より製造コストが低い別の提案をするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  以下、大型カバーを例として課題を説明するが、例えば、大型複合旋盤のテレスコピックカバーで、左右に垂直に伸縮する左右各７枚のカバー１４枚のカバー１枚の平面部の寸法が、縦寸法＝３１３２（ｍｍ）、横寸法＝１０４５（ｍｍ）のカバーを作るとする。
従来の作り方で、このテレスコピックカバーを作ったとすると、剛性の点から厚さ３．２（ｍｍ）のＳＰＨＣ−Ｐなどの鋼板を使って、曲げや溶接をして作り、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）厚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）を越えることになり、これだけの質量のものを頻繁に高速で動かすとなると種々の問題が存在する。【０００８】  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、転動による動摩擦抵抗の係数を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や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く、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。【０００９】  一方、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。  さらに、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であり、商工業上問題がある。【００１０】  また、航空機や自動車産業などの構造部材の軽量化などの手段として、接着剤を用いた締結は多く行われ一般化しているが、接着剤を用いた接合は、“いつ剥がれて来るか解らない”“剥離に弱い”という点で、不安を抱く要素があるため、工作機械メーカー、最終ユーザーの信頼を得られず認知されないという大きな課題があった。  実際、工作機械のテレスコピックカバーの場合、動くカバーであるため繰り返し振動や衝撃などを受け、動きや剛性によっては“ねじれ”も受け、切削剤や切粉などのアタックを受ける厳しい環境の中で使われるため、接着剤で締結したものは工作機械の構造部材として使えないという潜在的意識があり、工作機械メーカーや最終ユーザーから受け入れられなかった。【００１１】  以上のような課題があることから、特に大型のカバーでは、軽量化を図ると同時に剛性を備えることでカバーとしての機能を満たすと共に、高速化による生産性の向上に対応可能とし、安全性を確保するようにすることが課題である。また、接着剤を用いた接合でも“ねじれ”などに対して剥離などの問題を起こさないようにし、工作機械メーカーや最終ユーザーの不安を払拭し実用上問題の無いものにすることが課題である。さらに商工業上実用的なコストで製造できるようにすることも課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明は、前述の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、まず、鋼板や角菅などで外枠を作り、該外枠の片面に外枠とは別の金属薄板を基材として溶接または接着などにより接合する。次いで、前記外枠と基材が作り出す凹部側の面の基材面に、断面形状がハット形状のリブ（以下ハット型リブと略記する）の帽子の鍔にあたる部分を、接着剤を用いて接着により接合する。さらにハット型リブの両端部付近の溶接による熱の影響で接着剤が劣化しないように、接着剤のついていない帽子の腰の部分を外枠と溶接する。このように、接着剤による接着を主とし、部分的に溶接を併用するものである。
そして、結果として、外枠、ハット型リブ、基材の３部品を間接的に接合して一体化することで、剛性を備え軽量化を達成するようにしたことを特徴とするものである。【００１３】  第２の発明は、第１の発明において、ハット型リブの両端部付近の帽子の腰にあたる部分及び鍔にあたる部分を部分的に削除するか、ハット型リブの帽子の天井にあたる部分を延長するかして、結果として天井部を延長した形にし、該ハット型リブの天井部と外枠を外枠部で溶接により接合するようにしたことで、ハット型リブの鍔部は基材と接着、延長したハット型リブの天井部と外枠は溶接というように、３部品を間接的に接合して一体化することで、剛性を備え軽量化を達成したもので、第１の発明同様、接着剤による接着と溶接を併用したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】  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、軽量化が成されたことで工作機械の高速駆動に対応出来るようになり、工作機械の生産性の向上という機能を向上することに対応出来、組立やメンテナンス時の作業性の向上と安全性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、軽量化に伴う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。
特に、接着剤による接着を主とし、部分的に溶接を併用した効果は大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  図１は、本発明の実施形態１を説明する大型複合旋盤の作業者扉側と反対側の面に垂直方向に取り付けられ、左右に伸縮するテレスコピックカバーの実施例であり、実機には搭載していないが本発明で試作したカバーの概要を示す図である。
本実施形態１のカバーは、前述した［発明が解決しようとする課題］の項でも若干説明したが、左右にそれぞれ７枚から構成されていて、７枚が横方向に重なるように垂直に組み付けられ、機械本体の駆動により伸縮して移動するようになっている。カバーの横方向の外寸法は７枚（１４枚）とも１０４５（ｍｍ）で同じであるが、重なって伸縮する関係から、垂直方向の外寸法はカバーごとに異なり、最大は３１３２（ｍｍ）で、最小は３０００（ｍｍ）のカバーである。
図１において、外枠１は厚さ２．３（ｍｍ）のＳＰＨＣ−Ｐの鋼板で作った外寸法１０４５（ｍｍ）×３１３２（ｍｍ）、内寸法９３９（ｍｍ）×２９２０（ｍｍ）の中抜けの枠で、溶接や曲げを行って製作した。該外枠１の一方の面に、厚さ１（ｍｍ）の２相ステンレス鋼板の基材２をスポット溶接で５４個所接合した。３は厚さ１（ｍｍ）の２相ステンレス鋼板を断面形状が図２に示す寸法・形状に曲げて、断面が帽子の形状をした厚さ方向の寸法４．２（ｍｍ）で長さ９３９（ｍｍ）のハット型リブである。該ハット型リブ３の帽子の鍔にあたる部分４の下面Ｓ面全面に接着剤を塗布し、外枠１と基材２が創り出した凹面側Ｑ面の基材２に１１本のハット型リブ３を接着し、重しを乗せて接着剤を硬化させた。
図１では１本のハット型リブ３を示し、残りの１０本は図示を省略した。
【００１６】  前述したように、航空機や自動車などの構造部材の軽量化などにおいて、接着剤を用いた締結は多く行われ一般化しており、リブを用いた補強もごく一般的な技術であり、公知の技術と言える。しかし、前述のように、接着剤を用いてリブを接合しただけでは、工作機械業界では採用されないし、実用に耐えない。そのため、接着剤による接合の弱点である剥離に対しての信頼性を向上させると共に実質的に剥離に対する強度を向上させる必要があった。例えば、接着剤で接合された２枚の板を平面に置いて剥がそうとする場合、図４に示すようなＹ方向に剥がそうとする力が働いて全体を同時に剥がそうとしても容易には剥がせないが、テレスコピックカバーの剛性が低いためにねじれなどが生じると、図５に示すようにＺ方向の剥がそうとする力が働くことがあり、はじからめくるように剥がすような力となって剥がれることがある。このように、剥離は、はじを起点として発生することが多いので、剥離に対する信頼性の向上と実質的な強度を向上させる手段として、ハット型リブ３の両はじの部分を接着剤による接合ではない方法で接合することの効果が大きいと考えた。
【００１７】  そこで、ハット型リブ３の帽子の腰にあたる部分５の両端部を外枠１と部分的にＴｉｇを用いて溶接した。こうすることで、はじの部分を起点とする剥離が生じるという不安が解消できた。なお、溶接は熱を加えるため接着剤で接着した部分で溶接すると接着剤が劣化するが、帽子の腰にあたる部分５で溶接することで、帽子の鍔の部分４で接着した接着剤が劣化することもない。また、基材２とハット型リブ３を接着し、ハット型リブ３と外枠１とを部分的に溶接することで、基材２とハット型リブ２は接着で接合され、ハット型リブ２と外枠１は溶接という形で、間接的ではあるが全部の部材が一体化されたことで、実質的強度も向上させることができた。このように、本発明は、接着剤による接合だけでなく、溶接を併用するようにしたことで、剥離に対する不安を解消すると共に実質的に強度の向上を図ることが出来た。
【００１８】  このようにして製作した計１４枚のカバーに、図示しないワイパー、パンタグラフ、ガイドローラなどと共に図示しないフレームに組み付けて、手動で伸縮させた結果、振動も少なく、“べこべこ”することによる“ばたつき”などの問題も発生せず、スムースな伸縮が出来、テレスコピックカバーとして満足できるものとなり、軽量化を図り、剛性を有するカバーを作ることが出来た。
なお、本実施形態１のカバーの質量は、カバー１枚で約４６（ｋｇ）となり、前述したように、厚さ３．２（ｍｍ）のＳＰＨＣ−Ｐ単体で作った場合のカバーの質量約９３（ｋｇ）に対して、約半分の質量となり、大幅に軽量化出来た。
【００１９】  ここで、図示しないワイパーは、カバーとカバーの間に切粉や切削剤が入ったり、ボールネジ側や外部に切粉や切削剤が行かないように掃き取るもので、パンタグラフは、種々の構造のパンタグラフがあるが、例えば、複数のリンクアームの中心部と両端部にリンク機構を備えていて、それぞれのリンク機構部で旋回運動することで伸縮するようになっていて、それぞれのカバーにリンクアームの中心部のリンクが連結していて、複数のカバーがパンタグラフの伸縮と共に一定方向にパンタグラフを用いない場合より高速で伸縮出来るようにするものである。また、ガイドローラは、図示しないフレームに設けたガイドに対して転動するように取り付けたものである。
【００２０】  なお、従来、基材２とハット型リブ３の帽子の鍔にあたる部分４をスポット溶接や隅肉溶接などで接合することは、実施形態１より小さめのカバーでは行うこともあったが、スポット溶接をした場合、薄板同士の溶接なので、溶接することで歪が発生してカバー間に隙間が発生し、切粉や切削剤に対してシール性が低下したり、歪があることで駆動時に“べこべこ”して、振動が大きくなったり干渉して破損したりするという問題があった。また、溶接痕が残るため、見た目が悪くなるため商品価値の低下が有り、溶接痕を消すために磨くとなると磨くための工数が必要となりコスト高となるなどの問題があった。
【００２１】  また、詳細なデータを用いた説明は省略するが、接着剤を用いた接着はハット型リブ３の帽子の鍔部４の全面を基材２と接合することが可能なのに対し、スポット溶接は局部的に締結するためか、振動しやすいという問題があった。さらに、剛性も全面を接合した接着の方が荷重に対するたわみがスポット溶接した場合より小さいという実験結果を得ている。
【００２２】  さらに、ハット型リブ３を基材２に隅肉溶接した場合は、スポット溶接に比べ剛性を高くすることは可能であるが、スポット溶接した場合より溶接による歪が大きくなり、溶接痕も目立ち、商品としての問題がある。
なお、外枠１と基材２を５４箇所スポット溶接したが、スポット溶接による歪は０ではなく、溶接痕も残る。しかし、外枠１の板厚がハット型リブ３より厚いため歪が問題になる程大きくなく、溶接痕もカバーの外周部であるのでハット型リブ３を基材２に溶接した場合と比べ目立たなく、一部はワイパーに隠れるため、商品価値の低下とはならない。
【００２３】  また、接着剤は、本実施形態１では、２液性常温硬化型のエポキシ系接着剤を用いたが限定されるものではなく、例えば、熱可塑性のウレタン系接着剤などでも良い。
また、図２は本実施形態１で用いた断面がハット形状のリブであるが、図３に示すようにハット形状の断面形状を変えても良い。図３の形状の方が図２の形状よりリブとしての効果は大きいが、本実施形態１では、プレスブレーキを用いてリブの曲げ加工を行ったため図２のリブを用いて製作した。しかし、金型を用いてプレスで曲げ加工を行えば図３に示すようなハット型リブも容易にでき、形状が限定されるものではない。
【００２４】  なお、図２に示したようにハット型リブ３の厚さ方向の寸法を４．２（ｍｍ）で説明したが、特に限定されるものではない。しかし、実際にはこの厚さ方向の寸法を大きくすると、剛性は向上するものの、カバーの全体の厚さ方向の寸法が大きくなり、カバー全体が重なった時の全体の厚さが厚くなり問題となる。厚さ方向の寸法は、工作機械の床面積に影響するため制限されている寸法であり、本実施形態のテレスコピックカバーにおいては、ぎりぎり許容された寸法であった。
【００２５】  また、本実施形態１では、基材２およびハット型リブ３をフェライト相とマルテンサイト相からなる引張強度が約１２００（Ｎ／ｍｍ２）の高強度２相ステンレス鋼で、厚さ１（ｍｍ）の鋼板を用いたが、限定されるものでなく、例えば、どちらか一方または両方に高張力鋼板などを用いても良いし、カバーの大きさ、ハット型リブ３の厚さ方向の寸法や形状によってはＳＰＣＣなどの鉄板を用いても良い。
なお、基材２の薄板の板厚は、実施形態では１（ｍｍ）を用いたが、カバーの大きさにより板厚を変えても良く、１〜１．６（ｍｍ）程度であり、限定されるものではない。
【００２６】  図６は、ハット型リブ３を接着する時、接着する位置がずれないように、外枠１にレーザー切断加工する時に切込みを加工した他の実施形態の一例を示すものであり、こうすることで接着位置が定まり、接着が安定して出来た。
【００２７】  図７は、本発明の第２の発明の概要を説明する図で、実施形態２として説明する。図７において、ハット型リブ７の鍔の部分４は第１の発明で説明したように基材２と接着剤を用いた接合を行ったが、ハット型リブ７の両端部の帽子の腰５の部分と鍔４の部分を一部除去し、帽子の天井部分６を残して８とし天井部を延長した形にして、外枠１と延長した天井部８をＴｉｇにより溶接した。図８は、図７のＣ−Ｃ断面部を部分拡大した図であり、実際には板厚２・３（ｍｍ）の外枠に対してリブの高さが４．２（ｍｍ）なので、延長した天井部８の部分を図８のように曲げて、溶接記号で示すように外枠１と接着剤の無い８の部分の両端部で溶接した。このように、接着剤で接着した鍔４の部分でなく接着剤の無い遠い部分の天井部の８の部分で溶接することで、接着剤が溶接による熱でダメージを受け無いようにすると共に、接着剤が剥離することの問題に対処するようにした。
【００２８】  このようにして試作した１４枚のテレスコピックカバーを、実施形態１と同様図示しないフレームに組み付けて、手動で伸縮させた結果、振動も少なく、“べこべこ”することによる“ばたつき”などの問題も発生せず、スムースな伸縮が出来、テレスコピックカバーとして満足できるものとなり、軽量化を図り、剛性を有するカバーを作ることが出来た。
【００２９】  以上説明したように、第２の発明は、接着を主とし溶接を併用したことは、第１の発明と同様であるが、ハット型リブ７の帽子の鍔４の部分を接着剤を用いて接合をして、帽子の天井部６を延長し接着剤に影響しない８の部分で、外枠１とハット型リブ７を溶接するようにしたものである。溶接は部分的であるが、外枠１と溶接することで大きな歪を発生することもなく、あまり目立たない外枠１の部分で溶接することで外観上の問題もなく、剥離の原因になる起点を溶接で接合することで、工作機械メーカーやエンドユーザーに安心感を与えるばかりでなく、実際にねじれなどに対して効果が大きく剛性の高いものとなった。特に、ハット型リブ７の鍔部４は基材２に接着で接合し天井部６を延長して８の両端部で外枠１と溶接したことで、接着部にダメージを与えることなく３部品を間接的に１体化した効果は大きい。
【００３０】  次に、本発明の他の実施形態を図９〜図１４により実施形態３として説明する。図９は、横型マシニングセンターのスプラッシュカバーの自動パレット交換装置（オートパレットチェンジャー以下ＡＰＣと略記する）部の上下２段から構成される開閉扉の上下動の概要を説明する図である。ＡＰＣの開閉扉は、スプラッシュカバーの一部であり、工作機械が加工中は下限にあって閉じていて、切粉や切削剤をカバーの外部に出さないようにする役目や安全防護カバーとしての役目などを有している。扉が開く時は、加工するためにワーク（加工する品物）をパレットと共に工作機械のテーブル上に搬入したり、加工が完了したワークをパレットと共にスプラッシュカバーの外まで搬出する時である。
【００３１】  図９において、状態Ａは扉が閉じた状態、状態Ｂは扉が開いた状態で、開いた時の開口寸法を示すＡＰＣの開閉扉の例を説明する模式図である。下段の扉１１が上昇し、上段の扉１２に設けた連動板１３の下面Ｅ面に下段の扉の上部端面Ｆ面が達すると、下段扉１１と一緒に上段の扉１２も上昇し開いた状態Ｂのようになり、閉じる時は、下段の扉１１が下降すると上段の扉１２は自重で下降して状態Ａのようになる開閉扉である。
【００３２】  この扉は上下動するので、上下動時のたわみや振動などが大きいと様々な問題があるが、単に従来の作り方で作ると、３．２（ｍｍ）厚のＳＰＣＣ板を曲げたり溶接したりして作らないと、たわみや振動などが満足するものとはならない。しかし、３．２（ｍｍ）厚のＳＰＣＣ板を曲げたり溶接したりして作ると、質量は１枚の扉で約１６０（ｋｇ）になってしまう。
この扉が重いと、テレスコピックカバー同様、開閉時の起動トルクが大きく、駆動エネルギーが大きくなる。また、上下動の停止時に振動・衝突音が大きく、速度を早くできないので生産性が低下する。さらに、組立・メンテナンスが難しく、安全上からも好ましくなく、スプラッシュカバー全体の剛性を高くしないと扉を支えられなくなるのでコスト高になる、など様々な問題がある。
そこで、テレスコピックカバー同様、軽量化して、必要な剛性が得られるかを確認するため試作をした。
【００３３】  図１０は、試作した横型マシニングセンターのＡＰＣ扉の上段の扉を示すが、大きさは外寸３８３８（ｍｍ）×１３７５（ｍｍ）で、図１１は図９のＤ−Ｄ断面の部分拡大図である。なお、一点鎖線は破断線であり、縮尺は正しいものとはなっていない。
図１０において、外枠１４は、６０（ｍｍ）×３０（ｍｍ）×１．６（ｍｍ）の角管ＳＴＫＲ４００を用いて、溶接により外寸３８３８（ｍｍ）×１３７５（ｍｍ）の枠を作り、中央部の縦方向に同様の角管を用いて中枠１５を溶接した。該外枠１４の両側面部の角管には図示しないガイドローラを取り付けるためのボスを片側に付き２個計４個溶接により埋め込んでガイドローラを取り付けた。ガイドローラは、図示しないスプラッシュカバーのフレームにガイドを取り付け、ガイドを案内として図示しない駆動装置によりガイドローラが転動することで上下動する機構になっている。
【００３４】  外枠１４の一方の面に１（ｍｍ）厚×１３７５（ｍｍ）×１９１９（ｍｍ）×２枚の冷間圧延鋼板ＳＰＣＣをスポット溶接により溶接し、１３７５（ｍｍ）×３８３８（ｍｍ）の面が出来るようにして基材１６とした。基材１６を２枚にした理由は、１枚で作るのに足りる寸法の板が一般的に流通していないため、２分割して中央部で合わせるようにしたためである。外枠１４および中枠１５と基材１６が作りだす凹部側の面の基材１６の面１７に、１．２（ｍｍ）厚の冷間圧延鋼ＳＰＣＣで作った断面形状がハット型形状のリブ１８（以下リブ１８と略記する）を接着剤を用いた接着により接合した。接着は実施形態１および実施形態２で説明したテレスコピックカバー同様、リブ１８の帽子の鍔にあたる部分の下面Ｓ面に接着剤を塗布して行った。
次いで、外枠１４および中枠１５にリブ１８の両端をリブ１８の帽子の天井部にあたるＭの部分で溶接した。
【００３５】  この結果、３．２（ｍｍ）のＳＰＣＣ板を曲げたり溶接して作った場合の質量は、約１６０（ｋｇ）であったが、本実施形態３のカバーの質量は約８０（ｋｇ）となり、大幅に軽量化が達成できた。
このようにして試作した扉を、スプラッシュカバーのＡＰＣの扉として駆動させた結果、歪も小さくでき、剛性も高くなり、“べこべこ”することもなく駆動でき、軽量化したことで、高速駆動も可能となることを確認した。
なお、本実施形態３では、外枠１４と中枠１５に角菅を用いた例で説明したが、外枠１４や中枠１５などは鋼板を曲げて作っても良い。
【００３６】  また、リブ１８は、実施形態１および実施形態２で説明したテレスコピックカバーでは、厚さ制限があったためハット型リブの厚さを４．２（ｍｍ）で説明したが、実施形態３のスプラッシュカバーの場合は厚さ寸法に関する制限が緩和されるため３１．８（ｍｍ）で作った。厚さは、断面２次モーメントの公式Ｉ＝ｂｈ３／１２の式で示されるように大きく影響し、厚さ方向の寸法の３乗で効くので、３１．８（ｍｍ）としたことで、テレスコピックカバーの場合より剛性を高めることができた。ここで、Ｉは断面２次モーメント、ｂは巾方向の寸法、ｈは厚さ方向の寸法である。
【００３７】  なお、実施形態１および実施形態２で説明したテレスコピックカバーの場合は、切粉や切削剤が直接当たる機械内面側にハット型リブ３を付けると図示しないワイパーを使って切粉や切削剤を掃いたり掻き取ったりすることが出来ないため、ハット型リブ３は機械内面側ではなく機械の外面側あるいは下面側になるようにし、平面状の面が機械側になるが、スプラッシュカバーのＡＰＣの開閉扉では、開閉扉が工作機械全体の正面の位置になる場合が多く、リブ１８を機械の外面側に出すとカバー全体の見栄えが悪くなるため、リブ１８を付けた面が機械側になり、平面的な面を機械外にするのが一般的である。また、実施形態３ではリブ１８を水平方向に付けた例を示したが、リブ１８は垂直方向に付けても良い。しかし、リブ１８が機械側になるので、垂直方向にリブ１８を付けた場合は問題ないが、水平方向に付けた場合、図１３に示すような形状のリブの剛性は図１２のリブより高く出来るが、切粉がＫ部に溜まりトラブルの原因になったりすることがあるので好ましくない。図１２に示すリブより剛性を高くしたい場合は、図１４のような形状のリブにすると剛性を高くする効果があるが限定されるものではない。
【００３８】  なお、実施形態１および２で説明したテレスコピックカバーの場合、溶接痕が商品価値を低下させるという説明をしたが、複数枚のカバーが重なるように伸縮を繰り返し、ワイパーで繰り返しこすられるため、カバー表面に塗装しても効果が無いことから塗装は行わないのが一般的であるのに対し、スプラッシュカバーの場合は、塗装が可能であり、塗装により溶接痕による商品価値の低下という問題は無くなる。しかし、リブ１８を基材１６に接合する場合、スポット溶接や隅肉溶接で行うと、実施形態１および実施形態２で説明したテレスコピックカバー同様、歪が発生し“ばたつき”やシール性の低下などの課題は残り問題であるのでリブ１８を基材１６に直接溶接することは好ましくない。
【００３９】  従来このような大型の扉を作る場合、厚板を使って曲げや溶接をしたり、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や隅肉溶接したものなどを使用していたが、前述したような質量の問題や歪の問題などがあり、高速化に対する要求には対応できないものとなっていた。
しかし、本実施形態３で作った扉は、軽量化でき、“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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】  以上実施形態で説明したように、工作機械の駆動するカバーとして、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、剛性を備え、軽量化を成したカバーを提供することができ、高速化、省エネ、安全性の向上などの効果が得られたが、工作機械のみならず、各種産業機械などの駆動するカバーとしても有用と言える。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態１を説明するテレスコピックカバーの概要図
【図２】実施形態１で用いたハット型リブの説明図
【図３】他のハット型リブを説明する図
【図４】および
【図５】接着剤の剥離について説明する図
【図６】試作したテレスコピックカバーを説明する図
【図７】実機に搭載した実施形態２のテレスコピックカバーを説明する図
【図８】図７のＣ−Ｃ断面部分拡大図
【図９】スプラッシュカバーのＡＰＣ扉の上下動開閉扉の動作を説明する図
【図１０】試作したＡＰＣ扉を説明する概要図
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図
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【符号の説明】
【００４２】  １・・・テレスコピックカバー試作品の外枠、２・・・テレスコピックカバー試作品の基材  ３・・・断面形状ハット型リブ、４・・・ハット型リブの鍔部、５・・・ハット型リブの腰部  ６・・・ハット型リブの天井部、７・・・天井部を延長した断面形状ハット型リブ、８・・・延長した天井部、１１・・・スプラッシュカバーの下扉、１２・・・スプラッシュカバーの上扉、１３・・・連動板、１４・・・試作したスプラッシュカバーの外枠、１６・・・試作したスプラッシュカバーの基材、１７・・・凹面、１８・・・ハット型リブ
Ｑ・・・凹面側、Ｓ・・・接着面、Ｅ・・・連動板下面、Ｆ・・・下扉上部端面、Ｍ・・・溶接部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月30日(2014.5.30)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態１を説明するテレスコピックカバーの概要図
【図２】実施形態１で用いたハット型リブの説明図
【図３】他のハット型リブを説明する図
【図４】接着を剥がそうとする力が働く方向を説明する図
【図５】接着剤の剥離について説明する図
【図６】試作したテレスコピックカバーを説明する平面図
【図７】実機に搭載した実施形態２のテレスコピックカバーを説明する図
【図８】図７のＣ−Ｃ断面部分拡大図
【図９】スプラッシュカバーのＡＰＣ扉の上下動開閉扉の動作を説明する図
【図１０】試作したＡＰＣ扉を説明する概要図
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図
【図１２】ハット型リブを説明する図
【図１３】他のハット型リブを説明する図
【図１４】他のハット型リブを説明する図