JP2002103174A

JP2002103174A - 工作機械

Info

Publication number: JP2002103174A
Application number: JP2000297378A
Authority: JP
Inventors: Sei Matsui; 聖松井; Yoshitaka Muneshige; 良隆宗重
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、コラムのプロテクタなどを
削減でき、切粉の影響をなくすことのできる工作機械を
提供することにある。【解決手段】本発明の工作機械１は、ベッド２上に設
けられたテ−ブル３と、テーブル３上の被加工物Ｔを加
工する工具Ｋを有する主軸７と、主軸７をテーブル３側
に支持し、該テーブル３上に直交する第１の方向に移動
する主軸頭６と、主軸頭６を支持してベッド２上に設け
られ、第１の方向に直交してテーブル３に対し進退する
第２の方向に移動すると共に、テーブル３に対して第１
及び第２の方向の双方に直交する第３の方向に相対移動
するコラム５とを備えたものである。そして、工作機械
１は、第３の方向に延設され、テーブル３側の加工領域
Ａとコラム側の領域Ｂとを区画する第１のプロテクタ11
と、第１のプロテクタ11に形成され、コラム５の移動に
伴って主軸７の加工領域Ａとコラム側の領域Ｂとの移動
を許容する開口部16と、第１のプロテクタ11の開口部16
に設けられ、第１の方向に伸縮して開口部16を開閉する
第２のプロテクタ12とを備えてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コラム、及びコラ
ムに支持される主軸とを備える工作機械に係り、特に、
コラムのプロテクタなどを削減でき、切粉の影響をなく
すことのできる工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械としては、図１１及び図
１２に示すものがある。図１１及び図１２は、立形マシ
ニングセンタを示している。

【０００３】図１１及び図１２において、立形マシニン
グセンタ１０１は、ベッド１０２と、テーブル１０３
と、サドル１０４と、コラム１０５と、主軸頭１０６及
び主軸１０７などを備え、これら全体が図示しないカバ
ーによって囲まれた構造になっている。テーブル１０３
は、ベッド１０２上の前端側に配設され、被加工物Ｔを
載置する。サドル１０４は、テーブル１０３の後側に並
列されてベッド１０２上の後端側に設けられている。こ
のサドル１０４は、図１２に示すように、リニアガイド
１０８により案内されてＸ軸方向に往復移動する。コラ
ム１０５は、サドル１０４上に設けられ、図１２に示す
ように、リニアガイド１０９により案内されてＹ軸方向
に往復移動する。また、主軸頭１０６は、コラム１０５
のテーブル１０３側に設けられ、図１２に示すように、
リニアガイド１１０により案内されてＺ軸方向に往復移
動する。さらに、主軸１０７は、テーブル１０３側に位
置して主軸頭１０６に支持されている。この主軸１０７
は、被加工物Ｔを加工する工具Ｋを有している。

【０００４】また、図１１及び図１２に示すように、立
形マシニングセンタ１０１は、Ｘ軸プロテクタ１１１
と、Ｙ軸プロテクタ１１２及びＺ軸プロテクタ１１３と
を備えている。Ｘ軸プロテクタ１１１は、テーブル１０
３及びコラム１０５（サドル１０４）との間に位置して
Ｘ軸方向に延設され、テーブル１０３側の加工領域Ａ及
びコラム１０５側で図示しない工具マガジンの配設され
たマガジン領域Ｂとに区画している。このＸ軸プロテク
タ１１１は、サドル１０４の移動に追従してＸ軸方向に
伸縮されるテレスコカバーである。また、Ｘ軸プロテク
タ１１１は、加工領域Ａに開口する開口部１１５を有
し、この開口部１１５からマガジン領域Ｂ内に延設され
る退避領域Ｃを形成している。この退避領域Ｃ内には、
コラム１０５、主軸頭１０６及び主軸１０７が退避され
る。Ｙ軸プロテクタ１１２は、サドル１０４上に設けら
れ、図１２に示すように、リニアガイド１０９を覆って
Ｙ軸方向に延設している。このＹ軸プロテクタ１１２
は、コラム１０５の移動に追従してＹ軸方向に伸縮され
るテレスコカバーである。Ｚ軸プロテクタ１１３は、主
軸頭１０６に設けられ、リニアガイド１１０を覆ってＺ
軸方向に延設されている。このＺ軸プロテクタ１１３
は、主軸頭１０６の移動に追従してＺ軸方向に伸縮され
るテレスコカバーである。

【０００５】さらに、図１１に示すように、立形マシニ
ングセンタ１０１は、主軸１０７の工具を交換する交換
アーム１１４を備えている。この交換アーム１１４は、
マガジン領域Ｂ内に設けられ、上記工具マガジンと主軸
１０７との間で工具Ｋを交換する。また、交換アーム１
１４は、Ｘ軸プロテクタ１１１のシャッタ１１６を開く
ことにより、マガジン領域Ｂ及び退避領域Ｃとの間で旋
回する。

【０００６】図１１及び図１２に示すように、立形マシ
ニングセンタ１０１は、コラム１０５をＹ軸方向に移動
することにより、主軸頭１０６、主軸１０７を退避領域
Ｃから加工領域Ａに進出させる。これと同時に、Ｙ軸プ
ロテクタ１１２は縮められる。続いて、サドル１０４、
コラム１０５及び主軸頭１０６との移動により、主軸１
０７を３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に移動し、テーブ
ル１０３上の被加工物Ｔを工具Ｋにより加工する。この
とき、各プロテクタ１１１〜１１３は、サドル１０４、
コラム１０５及び主軸頭１０６との移動により各軸方向
に伸縮される。

【０００７】また、図１１及び図１２に示すように、立
形マシングセンタ１０１は、工具Ｋの交換時において、
コラム１０５の移動により主軸頭１０６、主軸１０７を
加工領域Ａから退避領域Ｃに退避させる。続いて、サド
ル１０４を移動することにより、主軸１０７の工具Ｋを
交換アーム１１４に対峙する。そして、Ｘ軸プロテクタ
１１１のシャッタ１１６を開き、交換アーム１１４を旋
回することにより工具マガジンと主軸１０７との間で工
具Ｋを交換する。工具Ｋを交換した後、交換アーム１１
４をマガジン領域Ｂ内に退避し、シャッタ１１６を閉じ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の工作機械では、
コラム１０５のリニアガイド１０９を切粉から保護する
Ｙ軸プロテクタ１１２、及び工具Ｋを交換するためのシ
ャッタ１１６とを備えているため、立形マシニングセン
タの構造が複雑で、製造コストも高いものとなる。ま
た、Ｙ軸プロテクタ１１２によってリニアガイド１０９
を保護する構造としているため、図１１及び図１２に示
すように、切削によって生じる切粉がＹ軸プロテクタ１
１２とサドル１０４との間及びその近傍などの狭い領域
Ｐに溜まる。狭い領域Ｐに切粉が溜まると、これを取り
除く作業が非常に煩雑なものとなる。また、溜まった切
粉は、リニアガイド１０９に悪影響を与え、コラム１０
５を適正、円滑に移動できなくなる。

【０００９】本発明の目的は、コラムのプロテクタなど
を削減でき、切粉の溜まりをなくすことのできる工作機
械を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及びその効果】本発明の請
求項１に記載の工作機械は、ベッド上に設けられたテ−
ブルと、テーブル上の被加工物を加工する工具を有する
主軸と、主軸をテーブル側に支持し、該テーブル上に直
交する第１の方向に移動する主軸頭と、主軸頭を支持し
てベッド上に設けられ、第１の方向に直交してテーブル
に対し進退する第２の方向に移動すると共に、テーブル
に対して第１及び第２の方向の双方に直交する第３の方
向に相対移動するコラムとを備えたものである。そし
て、請求項１に記載の工作機械は、第３の方向に延設さ
れ、テーブル側の加工領域とコラム側の領域とを区画す
る第１のプロテクタと、第１のプロテクタに形成され、
コラムの移動に伴って主軸の前記加工領域と前記コラム
側の領域との間の移動を許容する開口部と、第１のプロ
テクタの開口部に設けられ、第１の方向に伸縮して開口
部を開閉する第２のプロテクタとを備えてなるものであ
る。

【００１１】この請求項１に記載の工作機械では、コラ
ムを加工領域から区画した領域に配設する。そして、第
２のプロテクタを第１の方向に縮ませることにより、コ
ラム側の領域を加工領域に連通する。続いて、コラムを
テーブル側に移動することにより、開口部から主軸を加
工領域に位置させる。また、第２のプロテクタを第１の
方向に伸ばすことにより、主軸頭とテーブルとの間（主
軸の下側）の開口部を閉じる。この状態において、主軸
を３方向に移動することにより、テーブル上の被加工物
を工具にて加工する。このように、主軸を加工領域に進
出し、第２のプロテクタにより開口部を閉じた後に切削
を行えば、各プロテクタによりコラム側の領域への切粉
の侵入を阻止できる。切粉は、加工領域内に堆積する。

【００１２】また、請求項１に記載の工作機械では、主
軸の工具を交換するとき、第２のプロテクタを縮ませて
開口部を開いた後、コラムを移動して主軸を加工領域か
らコラム側の領域まで退避する。この状態において、コ
ラム側の領域にある交換手段により主軸の工具を交換す
る。

【００１３】このように、請求項１に記載の工作機械に
よれば、加工領域から区画した領域にコラムを配設し、
該コラムを加工領域から区画した領域において移動する
ことにより、主軸をコラム側の領域から加工領域、又は
その逆に進退させることができる。これにより、コラム
の近傍においては、第１及び第２のプロテクタにより、
切削時の切粉の侵入、堆積を防ぐことができる。この結
果、コラムを移動させるリニアガイドを、別途プロテク
タにより保護する必要がなく、構造を簡素化し、製造コ
ストを抑えることのできる。そして、コラムの移動は、
切粉の影響を受けることなく、適正、円滑に行うことが
できる。また、切削による切粉は、加工領域内に堆積す
るので、これを容易に除去することもできる。

【００１４】また、請求項１に記載の工作機械によれ
ば、主軸の工具交換は、第２のプロテクタの開きにより
主軸を加工領域からコラム側の領域に退避して行うこと
ができる。即ち、主軸の工具交換は、切粉の侵入を防ぐ
第２のプロテクタを、従来のシャッタに兼用して行うこ
とができる。この結果、工具交換のため、別途、シャッ
タを設ける必要がなく、構造を簡素化し、製造コストを
抑えることのできる工作機械を提供することが可能とな
る。

【００１５】本発明における請求項２に記載の工作機械
は、請求項１に記載のものに、第１のプロテクタと、第
２のプロテクタとを、第３の方向に略直線状に設けたも
のである。

【００１６】この請求項２に記載の工作機械によれば、
第１のプロテクタと第２のプロテクタとの段差を抑える
ことができる。これにより、上記段差に堆積する切粉を
減少して、その除去を容易に行うことが可能となる。

【００１７】本発明における請求項３に記載の工作機械
は、請求項１又は請求項２のものに、コラムは第３の方
向に移動するものであり、第１のプロテクタを、コラム
の第３の方向の移動に追従して伸縮するように構成した
ものである。

【００１８】この請求項３に記載の工作機械によれば、
切削時に、コラムを第３の方向に移動しても、第１のプ
ロテクタ、第２のプロテクタにより加工領域からコラム
側の領域に切粉が侵入することを防ぐことができる。こ
れにより、コラムを２軸方向に適正、円滑に移動させる
ことが可能となる。

【００１９】本発明となる請求項４に記載の工作機械
は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のものに、コ
ラムが移動可能な状態で、主軸頭と第２のプロテクタと
を連結すると共に、主軸頭と第２のプロテクタとの連結
を解除する連結機構を設けたものである。

【００２０】この請求項４に記載の工作機械では、主軸
を加工領域に進出した後、連結機構により第２のプロテ
クタと主軸頭を連結する。これにより、切削時に、コラ
ム、主軸頭を移動しても、主軸頭とテーブル間の開口部
を第２のプロテクタにより閉じた状態にできる。この結
果、切削時に、切粉が加工領域からコラム側の領域に侵
入することを防ぐことができ、コラムの移動を適正、円
滑にできる。また、主軸頭を移動させるリニアガイドを
第２のプロテクタにより保護でき、主軸頭の移動も適
正、円滑に行うことができる。

【００２１】また、請求項４に記載の工作機械では、連
結機構による連結を解放することにより、第２のプロテ
クタを開くことができる。これにより、主軸を加工領
域、開口部からコラム側の領域に退避して、工具の交換
を行うことが可能となる。

【００２２】本発明となる請求項５に記載の工作機械
は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のものに、第
２のプロテクタを第１の方向に順次重ねられる複数のカ
バー板からなるテレスコカバーで構成し、各カバー板の
相互をパンタグラフ機構により第１の方向で順々に連結
してなるものである。

【００２３】この請求項５に記載の工作機械では、パン
タグラフ機構により各カバー板を同期して第１の方向に
移動させることができる。この結果、第２のプロテクタ
を伸縮するときに、各カバー板を衝突させることなく、
円滑に行うことが可能となる。

【００２４】本発明となる請求項６に記載の工作機械
は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のものに、第
２のプロテクタを、第１の方向に伸縮させる駆動手段を
設けたものである。

【００２５】この請求項６に記載の工作機械では、駆動
手段により、第２のプロテクタの伸縮を自動的に行うこ
とができる。この結果、第１のプロテクタの開口部を、
切削、工具交換に対応して開閉でき、これら一連の作業
を円滑に行うことが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態における工作機
械について、図面を参照して説明する。図１は、工作機
械を示す斜視図であり、図２は、図１のＣ−Ｃから見た
工作機械の正面図である。図３は、図１のＤ−Ｄから見
た工作機械の側面図である。

【００２７】図１〜図３において、工作機械１は、立形
マシニングセンタ（以下、「立形マシニングセンタ１」
という。）である。図１〜図３に示すように、立形マシ
ニングセンタ１は、ベッド２と、テーブル３と、サドル
４と、コラム５と、主軸頭６と、主軸７とを備え、これ
が図示しないカバーによって囲まれた構造になってい
る。

【００２８】図１〜図３に示すように、テーブル３は、
ベッド２上の前端側に配設され、被加工物Ｔを載置す
る。サドル４は、テーブル３の後側に並列されて、ベッ
ド２上に設けられている。このサドル４は、図３に明瞭
に示すように、リニアガイド８により案内されてＸ軸方
向に往復移動する。コラム５は、サドル４上に立設さ
れ、図３に明瞭に示すように、リニアガイド９により案
内されてＹ軸方向に往復移動する。

【００２９】図１〜図３に示すように、主軸頭６は、テ
ーブル３側に位置して、コラム５に設けられている。こ
の主軸頭６は、図３に明瞭に示すように、リニアガイド
１０により案内されてＺ軸方向に往復移動する。主軸７
は、テーブル３上の被加工物Ｔを加工する工具Ｋを有し
ている。この主軸７は、テーブル３側に位置して、主軸
頭６に支持されている。

【００３０】図１〜図３に示すように、立形マシニング
センタ１は、サドル４のＸ軸方向の移動、コラム５のＹ
軸方向の移動、及び主軸頭６のＺ軸方向の移動により、
主軸７を３軸方向に移動してテーブル３上の被加工物Ｔ
を工具Ｋにて加工する。なお、Ｚ軸方向とは、テーブル
３上に直交する第１の方向であり、Ｙ軸方向とは、第１
の方向（Ｚ軸方向）に直交してテーブル３に対し進退す
る第２の方向である。また、Ｘ軸方向とは、第１の方向
（Ｚ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）との双方に直
交する第３の方向である。以下、単に、Ｘ軸方向，Ｙ軸
方向及びＺ軸方向として説明する。

【００３１】図１〜図３に示すように、立形マシニング
センタ１は、第１のプロテクタ１１と、第２のプロテク
タ１２を備えている。

【００３２】図１〜図３に示すように、第１のプロテク
タ１１は、テーブル３とコラム５との間に配置され、Ｘ
軸方向に延設されている。また、第１のプロテクタ１１
は、複数枚のカバー板１３を前後に重ねてなるテレスコ
カバーである。各カバー板１３は、図２及び図３に明瞭
に示すように、上記カバーに吊り下げられ、ガイドレー
ル１４及びガイドローラ１５により案内されてＸ軸方向
に移動する。この第１のプロテクタ１１は、上記カバー
内をテーブル３側の加工領域Ａ及びコラム５（サドル
４）側で図示しない工具マガジンが配設されたマガジン
領域Ｂとに区画している。また、第１のプロテクタ１１
には、加工領域Ａとマガジン領域Ｂとを連通する開口部
１６が形成されている。この開口部１６は、コラム５の
Ｙ軸方向への往復移動により主軸頭６及び主軸７をマガ
ジン領域Ｂから加工領域Ａ、又はその逆に進退させる。
さらに、マガジン領域Ｂ内には、主軸７と上記工具マガ
ジンとの間で工具Ｋを交換する交換アーム２１が設けら
れている。この交換アーム２１は、旋回自在に設けられ
ている。

【００３３】図１〜図３に示すように、第２のプロテク
タ１２は、第１のプロテクタ１１に固設されている。こ
の第２のプロテクタ１２は、複数枚のカバー板１７をＺ
軸方向に順次、例えば、５段重ねてなるテレスコカバー
であって、該Ｚ軸方向に伸縮して開口部１６を開閉す
る。最下段（５段目）を除く各カバー板１７は、開口部
１６の左右の支持柱３５，３６に支持され、該支持柱３
５，３６により案内されてＺ軸方向に移動する。最下段
のカバー板１７は、各支持柱３５，３６に固設されてい
る。各支持柱３５，３６は、第１のプロテクタ１１に固
設され、第２のプロテクタ１２を第１のプロテクタ１１
のＸ軸方向への移動に追従して移動させる。また、第２
のプロテクタ１２は、図１に明瞭に示すように、第１の
プロテクタ１１と共にＸ軸方向に略直線状に設けられて
いる。即ち、第２のプロテクタ１２と、第１のプロテク
タ１１とは、相互の段差を最小限にして設けられてい
る。

【００３４】また、図１〜図３に示すように、第２のプ
ロテクタ１２は、連結機構１８により主軸頭６に連結又
は連結解除される。また、第２のプロテクタ１２は、駆
動機構１９によりＺ軸方向に伸縮され、更にパンタグラ
フ機構４５，４６により支持されている。

【００３５】次に、連結機構１８、昇降機構１９及びパ
ンタグラフ機構４５，４６について、図１〜図５により
説明する。図４は、図１のＣ−Ｃから見た連結機構１８
を示す拡大正面図、図５は、図１のＤ−Ｄから見たパン
タグラフ機構４５，４６を示す拡大側面図である。

【００３６】図２及び図３に示すように、連結機構１８
は、主軸頭６と第２のプロテクタ１２との間に配設さ
れ、該プロテクタ１２の最上段のカバー板１７を支持し
ている。この連結機構１８は、図４に明瞭に示すよう
に、左右のガイドレール２２，２３と、左右の連結部材
２４，２５と、空気圧シリンダ２６などを備え、これら
を収納ブラケット２７内に配設している。収納ブラケッ
ト２７は、図２に明瞭に示すように、右側の支持柱３５
に支持されて、ガイド軸３７を摺動する２つのガイドブ
ッシュ３８を有している。ガイド軸３７は支持柱３５に
固設され、Ｚ軸方向に延設している。これにより、収納
ブラケット２７は、ガイド軸３７及びガイドブッシュ３
８により案内されてＺ軸方向に移動する。

【００３７】図４に示すように、左右のガイドレール２
２，２３は、断面コ字状に形成され、Ｘ軸方向に間隔を
隔てて配設されている。これら各ガイドレール２２，２
３は、支持板２８を介在して主軸頭６に固設されてい
る。また、各ガイドレール２２，２３は、図３に明瞭に
示すように、主軸７とコラム５との間でＹ軸方向に延設
されている。

【００３８】図４に示すように、左右の連結部材２４，
２５は、各ガイドレール２２，２３の左側に夫々並設さ
れ、各ガイドレール２２，２３の凹所２９内に嵌め込ま
れる。また、図４に示すように、空気圧シリンダ２６
は、連結部材２４とガイドレール２３との間に位置し
て、支持板３０により収納ブラケット２７に固設されて
いる。この空気圧シリンダ２６は、シリンダ本体３１の
両端から突出するロッド３２を有し、該ロッド３２をＸ
軸方向に往復動させる復動シリンダである。また、空気
圧シリンダ２６は、ロッド３２の一端側が右側の連結部
材２４に連結され、該ロッド３２の他端側がブラケット
３３を介在して左側の連結部材２５に連結されている。

【００３９】この連結機構１８は、図４に示すように、
空気圧シリンダ２６のロッド３２をＸ軸方向に移動する
ことにより、ブラケット３３を介して各連結部材２４，
２５を同じ方向に移動させる。これにより、各連結部材
２４，２５を各ガイドレール２２，２３の凹所２９内に
嵌め込むことで、第２のプロテクタ１２と主軸頭６とを
連結し、各連結部材２４，２５を各ガイドレール２２，
２３の凹所２９内から引き抜くことで、第２のプロテク
タ１２と主軸頭６との連結を解放する。また。連結機構
１８は、図４に示すように、第２のプロテクタ１２と主
軸頭６との連結状態において、各ガイドレール２２，２
３と各連結部材２４，２５との嵌め込みにより、主軸頭
６がＹ軸方向に移動することを可能にする。

【００４０】図２に示すように、駆動機構１９は、復動
式の空気圧シリンダ（以下、「空気圧シリンダ１９」と
いう。）あって、支持柱３５のプレート３９に固設され
ている。また、空気圧シリンダ１９は、ロッド４０をＺ
軸方向に進退するように配置され、該ロッド４０の先端
を支持部材４１に連結している。この支持部材４１は、
収納ブラケット２７に連結されている。これにより、空
気圧シリンダ１９は、ロッド４０を進退することによ
り、収納ブラケット２７をＺ軸方向に移動し、第２のプ
ロテクタ１２を伸縮させる。なお、収納ブラケット２７
は、ガイド軸３７及びガイドブッシュ３８により案内さ
れて移動し、また、第２のプロテクタ１２は各支持柱３
５，３６により案内されて伸縮する。また、空気圧シリ
ンダ１９は、無圧状態において、主軸頭６（主軸７）の
移動によりロッド４０が進退するものである。

【００４１】図２及び図３に示すように、左右のパンタ
グラフ機構４５，４６は、第２のプロテクタ１２を支持
するもので、マガジン領域Ｂ側に位置してＸ軸方向に間
隔を隔てて配設されている。各パンタグラフ機構４５，
４６は、Ｚ軸方向に伸縮可能なパンタグラフ４７を有し
ている。これら各パンタグラフ機構４５，４６は、図５
に明瞭に示すように、各カバー板１７の相互をＺ軸方向
で順々に連結している。具体的には、図５に明瞭に示す
ように、各パンタグラフ機構４５，４６は、最上段〜第
５段目の各カバー板１７の上端側を、各パンタグラフ４
７により最上段から順々に連結している。これにより、
最上段のカバー板１７は、支持材４８により収納ブラケ
ット２７に支持されると共に、第２段目のカバー板１７
の上端側に連結され、第２段目のカバー板１７は第３段
目のカバー板１７の上端側に連結される。また、第３段
目〜第５段目のカバー板１７も、同様に、各パンタグラ
フ４７により連結される。そして、各パンタグラフ機構
４５，４６は、各カバー板１７をＺ軸方向に吊り下げ支
持し、Ｚ軸方向への伸縮により各カバー板１７を同じ量
だけ上下動させる。また、各パンタグラフ機構４５，４
６の相互は、図２に明瞭に示すように、複数の連結棒４
９により連結されている。各連結棒４９は、各カバー板
１７を連結するパンタグラフ４７の連結軸５０の間を連
結している。これにより、各パンタグラフ機構４５，４
６の伸縮は、各連結棒４９により同期される。なお、図
５に示すように、加工領域Ａには、複数のエアノズル５
１が設けられている。各エアノズル５１は、各支持柱３
５，３６に配設され、主軸７の工具Ｋに向けてエアを吹
き付ける。

【００４２】次に、工作機械１の作動について、図１〜
図１０により説明する。なお、工作機械１は、図１〜図
５に示すように、主軸頭６及び主軸７とを加工領域Ａに
進出した状態であり、第２のプロテクタ１２は主軸頭６
に連結されて開口部１６を閉じた状態である。また、空
気圧シリンダ１９は、無圧状態である。なお、立形マシ
ニングセンタ１による切削作業、及び工具交換作業につ
いて説明する。

【００４３】（１）立形マシニングセンタ１による切削
作業：図１〜図３に示すように、立形マシニングセンタ
１は、サドル４をＸ軸方向に往復移動し、コラム５をＹ
軸方向に往復移動すると共に、主軸頭６をＺ軸方向に往
復動することにより、主軸７を３軸方向に移動させる。
これにより、立形マシニングセンタ１は、主軸７の工具
Ｋによりテーブル３上の被加工物Ｔを切削する。

【００４４】図１〜図３に示すように、立形マシニング
センタ１のサドル４がＸ軸方向に往復移動すると、これ
に追従して第１のプロテクタ１１の各カバー板１３も移
動し、第１のプロテクタ１１が伸縮される。この第１の
プロテクタ１１の移動により、第２のプロテクタ１２も
開口部１６を閉じた状態で移動される。また、立形マシ
ニングセンタ１のコラム５がＹ軸方向に往復移動する
と、主軸頭６は、図４に示すように、ガイドレール２
２，２３及び連結部材２４，２５により案内されてＹ軸
方向に移動する。このとき、開口部１６は第２のプロテ
クタ１２により閉じられている。更に、立形マシニング
センタ１の主軸頭６がＺ軸方向に移動すると、第２のプ
ロテクタ１２及び連結機構１８は、図６に示すように、
空気圧シリンダ１９のロッド４０を進退しつつＺ軸方向
に移動される。即ち、第２のプロテクタ１２は、連結機
構１８により主軸頭６に連結された状態で、該主軸頭６
の移動に追従して伸縮される。このとき、第２のプロテ
クタ１２の各カバー板１７は、支持柱３５，３６により
案内され、更に、図７に示すように、パンタググラフ機
構４５，４６の伸縮により同期されながら移動される。
これにより、第２のプロテクタ１２は、各カバー板１７
を前後に重ねた状態で伸縮し、主軸頭６のリニアガイド
１０を覆って切粉から保護する。

【００４５】この切削作業においては、主軸頭６とテー
ブル３との間の開口部１６を、常に、第２のプロテクタ
１２により閉じた状態にすることで、工具Ｋで切削した
切粉が加工領域Ａからマガジン領域Ｂに侵入することを
防止できる。即ち、切削による切粉は、加工領域Ａ内に
堆積し、マガジン領域Ｂに侵入しないことになる。そし
て、各プロテクタ１１，１２を、Ｘ軸方向に略直線状に
設け、各プロテクタ１１，１２間の段差を最小限にする
ことにより、該段差に堆積する切粉を少なくでき、ひい
ては切粉の除去も容易に行うことができる。

【００４６】また、各プロテクタ１１，１２により、加
工領域Ａとマガジン領域Ｂとに区画し、マガジン領域Ｂ
内において、サドル４及びコラム５を移動する。これに
より、サドル４及びコラム５は、切粉の影響を受けるこ
となく移動できるので、リニアガイド８，９などを保護
するテレスコカバーを設ける必要がなくなる。また、サ
ドル４及びコラム５の移動は、切粉の影響を受けること
なく、適正、円滑に行える。また、第２のプロテクタ１
２を主軸頭６に連結し、該主軸頭６の移動に追従して第
２のプロテクタ１２を伸縮することで、主軸頭６のリニ
アガイド１０を切粉から保護することができる。これに
より、主軸頭６の移動は、切粉の影響を受けることな
く、適正、円滑に行える。

【００４７】更に、第２のプロテクタ１２は、各カバー
板１７をパンタグラフ機構４５，４６により同期して移
動させるので、伸縮のとき、各カバー板１７が衝突して
破損などすることなく、円滑に行うことができる。

【００４８】（２）立形マシニングセンタ１による工具
交換作業：図１に示すように、加工作業から工具交換作
業に移行するには、主軸７を３軸方向に移動し、第２の
プロテクタ１２を伸ばした状態にする。また、図５に示
すように、各エアノズル５１からエアを工具Ｋに吹き付
けることにより、工具Ｋに付着した切粉を除去する。続
いて、図８に示すように、連結機構１８の空気圧シリン
ダ２６を駆動し、ロッド３２を移動することにより、各
連結部材２４，２５を各ガイドレール２２，２３から引
き抜く。これにより、連結機構１８は、図８に示すよう
に、主軸頭６と第２のプロテクタ１２との連結を解放す
る。

【００４９】主軸頭６と第２のプロテクタ１２との連結
を解放した後、図９に示すように、空気圧シリンダ１９
を駆動し、ロッド４０を伸長させる。これにより、第２
のプロテクタ１２は、各ガイドレール２２，２３を除く
連結機構１８と共にテーブル３側に移動され、Ｚ軸方向
に縮められて主軸頭６と連結機構１８との間で開口部１
６を開く。そして、連結機構１８が主軸７の工具Ｋの下
方側まで移動すると、空気圧シリンダ１９の駆動を停止
する。これにより、主軸頭６、主軸７及び工具Ｋは、開
口部１６を通して加工領域Ａからマガジン領域Ｂに退避
可能な状態にされる。また、図９に示すように、連結機
構１８が下側に移動すると、主軸７が通過できる開口部
１６が形成されるが、第２のプロテクタ１２は工具Kよ
り下側に縮んだ状態で残っている。従って、各プロテク
タ１１，１２近傍に堆積した切粉が加工領域Ａからマガ
ジン領域Ｂに侵入することもない。

【００５０】続いて、立形マシニングセンタ１は、図１
０に示すように、コラム５をＹ軸方向に移動して主軸頭
６及び主軸７を加工領域Ａから開口部１６を通してマガ
ジン領域Ｂまで退避させる。そして、必要に応じて、サ
ドル４をＸ軸方向に移動することにより、主軸７の工具
Ｋを交換アーム２１に対峙させる。この状態で、交換ア
ーム２１を旋回することにより、主軸７と上記工具マガ
ジンとの間で工具Ｋを交換する。

【００５１】工具交換の作業が終了すると、立形マシニ
ングセンタ１は、コラム５をＹ軸方向に移動して主軸頭
６及び主軸７をマガジン領域Ｂから開口部１６を通して
加工領域Ａに進出させる。そして、図９に示すように、
空気圧シリンダ１９を駆動し、ロッド４０を後退させる
ことにより、第２のプロテクタ１２を伸ばして開口部１
６を閉じる。続いて、連結機構１８が主軸頭６に当接す
ると同時に、空気圧シリンダ１９の駆動を停止する。こ
れにより、連結機構１８の各連結部材２４，２５は、図
８に示すように、各ガイドレール２２，２３の夫々に対
峙され、主軸頭６と第２のプロテクタ１２とを連結可能
な状態にする。そして、図４に示すように、連結機構１
８の空気圧シリンダ２６を駆動し、ロッド３２を移動す
ることにより、各連結部材２４，２５を各ガイドレール
２２，２３の凹所２９に嵌め込む。これにより、主軸頭
６と第２のプロテクタ１２とは、連結機構１８により連
結される。続いて、立形マシニングセンタ１は、上記の
切削作業に移行する。

【００５２】この工具交換作業においては、第２のプロ
テクタ１２の開きにより主軸頭６及び主軸７を加工領域
Ａからマガジン領域Ｂに退避して行うことができる。ま
た、第２のプロテクタ１２は、加工領域Ａからマガジン
領域Ｂへの切粉の侵入を防ぐ機能と工具交換用のシャッ
タの機能とを兼ね備えているので、工具交換のため、別
途、シャッタを設ける必要がなく、構造を簡素化し、製
造コストを抑えることのできる工作機械を提供すること
が可能となる。

【００５３】なお、本発明の工作機械は、図１〜図１０
に示すものに限定されるものでなく、例えば、次のよう
な態様も採用できる。（Ａ）工作機械としては、立形マシニングセンタの他
に、横形マシニングセンタであっても良い。この横形マ
シニングセンタは、立形マシニングセンタに対して主軸
が第２の方向に向けられて、コラムに支持されるもので
ある。（Ｂ）第１及び第２のプロテクタのカバー板の枚数は、
工作機械の大きさなどにより適宜選択される。（Ｃ）工作機械において、主軸を３軸方向に移動するも
のの他に、主軸をＹ，Ｚ軸の２軸方向に移動し、テーブ
ルをＸ軸方向に移動させるものにも適用できる。（Ｄ）第２のプロテクタは、第１のプロテクタに固設す
る他に、開口部を開閉できるようにサドルに固定しても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械を示す斜視図である。

【図２】図１のＣ−Ｃから見た工作機械の正面図であ
る。

【図３】図１のＤ−Ｄから見た工作機械の側面図であ
る。

【図４】図１のＣ−Ｃから見た連結機構を示す拡大正面
図である。

【図５】図１のＤ−Ｄから見たパンタグラフ機構を示す
拡大側面図である。

【図６】切削作業における、工作機械の状態を示す正面
図である。

【図７】図６の拡大図である。

【図８】主軸頭と第２のプロテクタとの連結を解放した
状態を示す拡大正面図である。

【図９】工具交換作業における、工作機械の状態を示す
正面図である。

【図１０】工具交換作業における、工作機械の状態を示
す側面図である。

【図１１】従来の工作機械を示す斜視図である。

【図１２】図１２のＥ−Ｅから見た工作機械の側面図で
ある。

【符号の説明】

１立形マシニングセンタ（工作機械）２ベッド３テーブル５コラム６主軸頭７主軸１１第１のプロテクタ１２第２のプロテクタ１６開口部１８連結機構１９空気圧シリンダ（駆動機構）４５パンタグラフ機構４６パンタグラフ機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベッド上に設けられたテ−ブルと、前記
テーブル上の被加工物を加工する工具を有する主軸と、
前記主軸を前記テーブル側に支持し、該テーブル上に直
交する第１の方向に移動する主軸頭と、前記主軸頭を支
持して前記べッド上に設けられ、前記第１の方向に直交
して前記テーブルに対し進退する第２の方向に移動する
と共に、前記テーブルに対して前記第１及び第２の方向
の双方に直交する第３の方向に相対移動するコラムとを
備えた工作機械において、前記第３の方向に延設され、前記テーブル側の加工領域
と前記コラム側の領域とを区画する第１のプロテクタ
と、前記第１のプロテクタに形成され、前記コラムの移動に
伴って前記主軸の前記加工領域と前記コラム側の領域と
の間の移動を許容する開口部と、前記第１のプロテクタの前記開口部に設けられ、前記第
１の方向に伸縮して前記開口部を開閉する第２のプロテ
クタとを備えてなることを特徴とする工作機械。
【請求項２】前記第１のプロテクタと、前記第２のプ
ロテクタとを、前記第３の方向に略直線状に設けたこと
を特徴する請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】前記コラムは、前記第３の方向に移動さ
れるものであり、前記第１のプロテクタを、前記コラムの第３の方向の移
動に追従して伸縮するように構成したことを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】前記コラムが移動可能な状態で、前記主
軸頭と前記第２のプロテクタとを連結すると共に、前記
主軸頭と前記第２のプロテクタとの連結を解除する連結
機構を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載の工作機械。
【請求項５】前記第２のプロテクタは、前記第１の方
向に順次重ねられる複数のカバー板からなるテレスコカ
バーで構成し、前記各カバー板の相互をパンタグラフ機
構により前記第１の方向で順々に連結してなることを特
徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の工作機
械。
【請求項６】前記第２のプロテクタを、前記第１の方
向に伸縮させる駆動機構を設けたことを特徴とする請求
項１〜請求項５のいずれかに記載の工作機械。