(57)【要約】【課題】長尺工具の交換に対応しながらも小型であるカバーを提供する。【解決手段】カバー１は、開閉可能であり、閉状態において主軸Ｒが配置されたワーク領域Ｗを覆い、閉状態から開状態にわたり縦辺の周りで旋回する縦向きの第１カバー２と、閉状態において閉状態の第１カバー２と連続するように隣接し、開状態において開状態の第１カバー２を覆うように隣接する縦向きの第２カバー４と、第２カバー４について、閉状態から開状態にわたり、第２カバー４自身の回転をしながら、第１カバー２の各隣接位置までの回転移動も行う差動回転をさせるアーム２２とを備えている。【選択図】図２
2008221414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能であり、閉状態において主軸が配置された切削空間を覆う工作機械用カバーであって、
閉状態から開状態にわたり縦辺の周りで旋回する縦向きの第１カバーと、
閉状態において閉状態の第１カバーと連続するように隣接し、開状態において開状態の第１カバーを覆うように隣接する縦向きの第２カバーと、
第２カバーについて、閉状態から開状態にわたり、第２カバー自身の回転をしながら、第１カバーの各隣接位置までの回転移動も行う差動回転をさせる差動回転機構と
を備えたことを特徴とする工作機械用カバー。
【請求項２】
更に、第１カバーないしは第２カバーの下方で開閉する第３カバーを備え、
第３カバーは、水平方向に移動可能な小カバーを含み、小カバーが当該移動をすることで開閉する
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械用カバー。
【請求項３】
工具交換時に、第１カバー及び第２カバーを開閉し、
工具アタッチメント交換時に、第１カバー、第２カバー及び第３カバーを開閉する
ことを特徴とする請求項２に記載の工作機械用カバー。
【請求項４】
差動回転機構は、第２カバーを、切削空間に進入しないように差動回転させる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の工作機械用カバー。
【請求項５】
第２カバーの下辺縁に、閉状態で第３カバーとの隙間を塞ぐとともに、開放時第３カバーに接触すると屈折により第３カバーから退避する可倒部を有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の工作機械用カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械用の自動開閉可能なカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の工作機械用カバー（カバー）として、下記特許文献１に記載のものが知られている。このカバーは、主軸が配置された切削空間を覆うものであり、外側に配置された自動工具交換装置からの工具を出入りさせるための開口部と、その開口部を開閉するドア装置を備えている。このドア装置は、主軸軸線と平行な水平方向に摺動可能に支持された、開口部の大部分を覆う第１ドアと、主軸軸線と直角な軸線の周りで回転可能に支持された、開口部の残余部分を覆う第２ドアから構成されており、長尺工具の交換に対応している。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１０９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなカバーでは、工具交換時、開口部の大部分を覆う第１ドアが主軸軸線と平行な水平方向に摺動するため、開口部より主軸軸線と平行な水平方向に第１ドアの待避場所が確保されなければならず、カバーが大型化する。
【０００５】
そこで、請求項１に記載の発明は、長尺工具の交換に対応しながらも小型であるカバーを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、開閉可能であり、閉状態において主軸が配置された切削空間を覆う工作機械用カバーであって、閉状態から開状態にわたり縦辺の周りで旋回する縦向きの第１カバーと、閉状態において閉状態の第１カバーと連続するように隣接し、開状態において開状態の第１カバーを覆うように隣接する縦向きの第２カバーと、第２カバーについて、閉状態から開状態にわたり、第２カバー自身の回転をしながら、第１カバーの各隣接位置までの回転移動も行う差動回転をさせる差動回転機構とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記目的に加えて、更に開放部分を大きくする目的を達成するため、上記発明にあって、更に、第１カバーないしは第２カバーの下方で開閉する第３カバーを備え、第３カバーは、水平方向に移動可能な小カバーを含み、小カバーが当該移動をすることで開閉することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記目的に加えて、工具交換に加えてアタッチメント交換に効率良く対応する目的を達成するため、上記発明にあって、工具交換時に、第１カバー及び第２カバーを開閉し、工具アタッチメント交換時に、第１カバー、第２カバー及び第３カバーを開閉することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記目的に加えて、カバーが切削空間に進入してワーク等と干渉する事態を防止する目的を達成するため、上記発明にあって、差動回転機構は、第２カバーを、切削空間に進入しないように差動回転させることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記目的に加えて、より一層切削液や切粉が外側へ飛び出さないようにする目的を達成するため、上記発明にあって、第２カバーの下辺縁に、閉状態で第３カバーとの隙間を塞ぐとともに、開放時第３カバーに接触すると屈折により第３カバーから退避する可倒部を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主軸軸線方向に並ぶ開閉可能な第１カバー及び第２カバーを設け、第１カバーを旋回可能とするとともに、第２カバーを差動回転可能としたので、大きな開放部分を得ながらコンパクトに構成することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態の例につき、適宜図面に基づいて説明する。なお、本発明の形態は、これらの例に限定されない。
【００１３】
図１は、本発明が適用される門型のマシニングセンタＭの平面図である。マシニングセンタＭは、各種装置を制御する制御装置Ｃ、主軸Ｒ、自動工具交換装置Ｔ、自動アタッチメント交換装置Ａを備えている。自動工具交換装置Ｔ、及び自動アタッチメント交換装置Ａは、主軸Ｒの外側に配置されており、これらと主軸Ｒとの間に、本発明に係る工作機械用カバー（カバー）１が設置されている。なお、マシニングセンタＭは、パレットＬ、これを主軸Ｒの軸線方向で搬送するコンベアＢ、この上にパレットＬを横入れする自動パレット交換装置Ｐを有する。また、自動アタッチメント交換装置Ａは、門型マシニングセンタＭの主軸Ｒに装着可能なアタッチメントとして、水平方向の主軸を有するアタッチメント（図示せず）を有している。
【００１４】
図２は、閉状態のカバー１の斜視図であり、図３は、図２ないしその周辺の平面図であり、図４は、図３から開状態とした図である。閉状態のカバー１は、主軸Ｒの軸線方向に沿う面（側面）の一部を構成する縦向きの第１カバー２と、主軸Ｒからみて（以下同様）第１カバー２より手前の側面を構成する縦向きの第２カバー４と、第１カバー２における奧の辺から内側へ向けられた縦向きの固定カバー６と、第１カバー２、第２カバー４及び固定カバー６の下側を覆う第３カバー８とを含む。なお、縦向きとは、床面に対して立った面の向きをいい、典型的には鉛直面であるが、これに限られないし、床面に対し立っていさえすれば、主軸Ｒの軸線方向に対し沿っていようが交わっていようが関係ない。
【００１５】
第１カバー２の奧の辺部（縦辺）と、固定カバー６の外側の辺部手前とは、蝶番１２で連結されており、第１カバー２は、閉状態から、固定カバー６の手前側に沿う開状態まで、当該縦辺の周りで回転可能である。第１カバー２の奧の辺部外側には、蝶番１４を介して第１シリンダ１６が取り付けられており、固定カバー６の外辺には、第１シリンダ１６を内側ないし外側の方向（幅方向）に案内するガイド１８が固定されている。第１カバー２は、第１シリンダ１６の内側への前進により、回転駆動される。
【００１６】
第２カバー４の下部に対し、図５にも示されるように、取付台２０を介して差動回転機構としてのアーム２２が接続されている。アーム２２は、その内部を示す図６にも示されるように、ベース２４上の所定位置において回転する固定軸２６と、固定軸２６の周りで移動（公転）可能であり、かつこの移動に伴い自身も回転（自転）する（併せて差動回転）、取付台２０と一体の旋回軸２８とを備える。
【００１７】
固定軸２６の外周には、軸３０を介して第２シリンダ３２が取り付けられており、第２シリンダ３２が幅方向に沿って前後することで、固定軸２６が回転する。固定軸２６が回転すると、その外周に固定されたスプロケット３４外周のチェーン３６を介して、旋回軸２８の外周に固定されたスプロケット３８が回転し、即ち旋回軸２８が差動回転する。
【００１８】
旋回軸２８は、第２カバー４を、公転により外方ないしは奧へ寄せながら、自転により固定カバー６に沿うまで９０度回転させるものであり、このように差動回転するよう、固定軸２６，旋回軸２８の回転比（スプロケット３４，３８の歯数比）が調整されている。この差動回転により、第２カバー４の手前の辺は、図４に示す軌跡Ｋを描く。
【００１９】
そして、第２カバー４が、開状態の第１カバー２の隣まで差動回転して開状態となると、主軸Ｒからみて第２カバー４が第１カバー２に少なくとも一部重なり、第２カバー４が第１カバー２を覆うこととなる。また、第１カバー２及び第２カバー４が開状態となると、自動工具交換装置Ｔの交換アームＵ、及びこれに把持された交換に係る工具Ｓあるいは長尺工具Ｌが、第２カバー４の手前を通って内側へ進入可能となる。交換アームＵは、２個の工具を把持可能であり、被交換工具及び交換工具を同時に把持可能である。なお、軌跡Ｋは、切削空間としてのワーク領域Ｗに入らない。
【００２０】
第２カバー４の下辺縁は、図７にも示されるように、内側へ折れ曲がっており、第２カバー４の下辺には、蝶番４０を介して内側へ屈折可能な可倒部４２が設けられている。蝶番４０は、第２カバー４の外側に取り付けられている。可倒部４２は、通常重力により鉛直となっていて、閉状態では第３カバー８の上辺縁内側に位置し、上下方向で第３カバー８と重なって、第３カバー８との隙間を実質的に塞いでいるが、第２シリンダ３２の駆動により第２カバー４の開放が開始され、第２カバー４の下辺が第３カバー３の上辺に差し掛かると、可倒部４２が屈折して第３カバー３の上辺から退避する。
【００２１】
なお、第２カバー４の手前上部は、上下スライド可能な追従カバー４４となっている。第２カバー４の奧ないしは取付台２０の上部にかけて、追従カバー用シリンダ４６が設けられており、これにより追従カバー４４が上下動する。追従カバー４４は、マシニングセンタＭのクロスレールＸ（図１）の上下動に追従し、クロスレールＸが上下動しても隙間なく塞ぐ。
【００２２】
閉状態の第３カバー８は、主軸Ｒの軸線方向において手前から順に並ぶ小カバー５０，５１，５２，５３を有するテレスコピックカバーである。小カバー５０〜５３は、図２や図７に示されるように、上部を外側とし、下部を内側とする斜方の姿勢となっており、小カバー５０〜５２の各外面（下面）には、軸線方向に沿うレール５４上を移動可能な台（小カバー５１，５２に対応する台６１，６２のみ図示される）が取り付けられている。各台は、第３シリンダ６４により駆動され、よって小カバー５０〜５２は、順次小カバー５３の内側（上側）へ移動可能となっており、第３カバー８は開放可能となっている。第３カバー８が開状態となると、自動アタッチメント交換装置Ａから供給される交換用の工具アタッチメント及びこれを把持するアーム（図示せず）が、内側へ通過可能となる。なお、第３カバー８は、ワーク領域Ｗに入っていない。
【００２３】
以上のマシニングセンタＭにおけるカバー１は、例えば次のように動作する。主軸Ｒに工具を搭載しての切削中において、第１カバー２、第２カバー４及び第３カバー８は閉鎖されており、ワーク領域Ｗからの切削液や切粉が外側に出ないようにしている。第２カバー４は、第１カバー２と、同じ側面を形成するように、連続して隣接している。なお、制御装置Ｃは、切削中クロスレールＸの上下動をするに際し、追従カバー用シリンダ４６を制御して追従カバー４４を追従させる。
【００２４】
制御装置Ｃは、切削において工具交換が必要になったら、主軸Ｒを停止し、まず第１シリンダ１６を内側へ進行させて、第１カバー２を旋回し、開状態にする。次に、制御装置Ｃは、第２シリンダ３２を外側へ進行させて、第２カバー４を差動回転し、開状態にする。第２カバー４は、差動回転の自転により、主軸Ｒの軸線方向に沿う状態から当該方向に直交する状態まで旋回するとともに、差動回転の公転（回転移動）により、ワーク領域Ｗから離れつつ、閉状態の第１カバー２を覆う位置に近づく。なお、第２カバー４の下辺縁の可倒部４２は、差動回転開始時、第３カバー８の上辺縁に接触すると、屈折してこれを避け、第２カバー４の第３カバー８との干渉を防ぐ。
【００２５】
続いて、制御装置Ｃは、自動工具交換装置Ｔにおける交換工具を把持した交換アームＵを、第１カバー２ないし第２カバー４の外側まで主軸Ｒの軸線方向で進行させるとともに、そこから工具のない把持部を内側にし、交換工具及びその把持部を外側にして内側へ進行させ、第１カバー２ないし第２カバー４の開放部分を通過させて主軸Ｒの工具に近づける。そして、制御装置Ｃは、交換アームＵにおける工具のない把持部に主軸Ｒの被交換工具を把持させた後、被交換工具及びその把持部を外側へ退避させるとともに交換工具及びその把持部を主軸Ｒに接近させ、交換工具を主軸Ｒに取り付ける。その後、制御装置Ｃは、交換アームＵに、第１カバー２ないし第２カバー４の開放部分を経た自動工具交換装置Ｔまでの復帰移動をさせ、被交換工具を所定位置へ収納させる。
【００２６】
このように工具交換が完了すると、制御装置Ｃは、第２シリンダ３２を内側へ引き込み、第２カバー４を閉状態とする。第２カバー４は、差動回転の自転により、ワーク領域Ｗから離れつつ、主軸Ｒの軸線方向に直交する状態から当該方向に沿う状態まで旋回するとともに、差動回転の公転（回転移動）により、第１カバー２の閉状態での位置に隣接する位置へ近づく。この後、制御装置Ｃは、第１シリンダ１６を外側へ引き込み、第１カバー２を旋回させて、閉状態の第２カバー４と連続する閉状態とする。そして、制御装置Ｃは、交換工具による切削を開始する。
【００２７】
一方、制御装置Ｃは、切削において工具ないしアタッチメントの交換が必要になったら、工具交換の場合と同様に第１カバー２及び第２カバー４を開いた後、第３カバー８を開放する。制御装置Ｃは、各小カバー５０〜５２をレール５４上で移動させ、小カバー５３の内側へ収容することで、第３カバー８を開放する。
【００２８】
この後、制御装置Ｃは、自動工具交換装置Ｔの交換アームＵを、第１カバー２ないし第２カバー４の開放部分経由で主軸Ｒの近くまで導入するとともに、自動アタッチメント交換装置Ａの交換アーム（図示せず）を、第３カバー８の外側から開放部分を経て主軸Ｒの近くまで導入する。
【００２９】
そして、制御装置Ｃは、工具ないしアタッチメントを交換した後、自動工具交換装置Ｔの交換アームＵ及び自動アタッチメント交換装置Ａの交換アームを復帰させ、第３カバー８の小カバー５０〜５２を復帰させて閉状態とするとともに、第２カバー４、第１カバー２の順で工具交換時と同様に閉状態とする。
【００３０】
以上のカバー１は、開閉可能であり、閉状態において主軸Ｒが配置されたワーク領域Ｗを覆い、閉状態から開状態にわたり縦辺の周りで旋回する縦向きの第１カバー２と、閉状態において閉状態の第１カバー２と連続するように隣接し、開状態において開状態の第１カバー２を覆うように隣接する縦向きの第２カバー４と、第２カバー４について、閉状態から開状態にわたり、第２カバー４自身の回転をしながら、第１カバー２の各隣接位置までの回転移動も行う差動回転をさせるアーム２２とを備えたので、開状態における開放部分を広くすることで長尺工具Ｌの交換に対応しながら、開状態ないしは閉状態において場所をとらずコンパクトに構成することができ、例えば自動パレット交換装置Ｐが隣接するような場合においても、長尺工具Ｌの交換に対応した状態で支障なく導入することが可能となる。
【００３１】
また、カバー１は、第１カバー２ないしは第２カバー４の下方で開閉する第３カバー８を備え、第３カバー８は、主軸Ｒの軸線方向に移動可能な小カバー５０〜５２を含み、小カバー５０〜５２が当該移動をすることで開閉するので、開放部分が更に大きくなり、工具交換に加えてアタッチメント交換にも対応可能としながら、コンパクトに構成することができる。
【００３２】
更に、カバー１は、工具交換時に、第１カバー２及び第２カバー４を開閉し、工具アタッチメント交換時に、第１カバー２、第２カバー４及び第３カバー８を開閉するので、各動作時に必要最小限の開放をして、効率の良い動作を提供することができる。
【００３３】
また更に、アーム２２は、第２カバー４を、ワーク領域Ｗに進入しないように、軌跡Ｋがワーク領域Ｗに進入しない状態で差動回転させるので、第２カバー４がワーク領域Ｗに進入してワーク等と干渉する事態を防止することができ、より安全性の高いカバー１を提供することができる。
【００３４】
加えて、カバー１は、第２カバー４の下辺縁に、閉状態で第３カバー８との隙間を塞ぐとともに、開放時第３カバー８に接触すると屈折により第３カバーから退避する可倒部４２を有するので、第２カバー４の旋回に支障を来すことなく、第２カバー４と第３カバー８との隙間を塞ぐことができ、切削液や切粉が外側へ飛び出す事態を防止することができる。
【００３５】
なお、主に上記形態を変更して成る、本発明の他の形態を例示する。第１カバー、第２カバーあるいは第３カバーを、シリンダ以外の駆動装置や手動により開閉させる。第３カバーを、移動可能な１つの小カバー及び移動しない１つの小カバーから成るようにしたり、移動可能な２つ以上の小カバー及び移動しない１つの小カバーから成るようにしたり、移動可能な２つ以上の小カバーのみから成るようにしたりする。カバーを、門型以外のマシニングセンタ、あるいは他の工作機械に設置する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るカバーが適用されるマシニングセンタの上面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカバーの斜視図である。
【図３】図２のカバーの閉状態の上面図である。
【図４】図２のカバーの開状態の上面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るアームの斜視図である。
【図６】図６のアームの内部説明図である。
【図７】図２のカバーにおける第３カバー及びその周辺の幅方向切断面の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    カバー
２    第１カバー
４    第２カバー
８    第３カバー
２２    アーム（差動回転機構）
４２    可倒部
５０〜５２    小カバー
Ｒ    主軸
Ｗ    ワーク領域（切削空間）
【図１】
2008221414.tif 000003
【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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