特開 2023-69241 切削加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023069241

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】切削加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/08 20060101AFI20230511BHJP

   A61B 17/86 20060101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/08 Z

A61B17/86

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021180982

(22)【出願日】2021-11-05

(71)【出願人】

【識別番号】390003665

【氏名又は名称】株式会社日進製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100174388

【弁理士】

【氏名又は名称】龍竹 史朗

(72)【発明者】

【氏名】辻 秀和

(72)【発明者】

【氏名】村岡 嵩平

(72)【発明者】

【氏名】山添 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】井上 健二

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩次

(72)【発明者】

【氏名】錦織 晃

【テーマコード（参考）】

3C011

4C160

【Ｆターム（参考）】

3C011DD00

3C011DD04

4C160LL42

(57)【要約】

【課題】切削加工を行う領域の清浄度を高めることができる切削加工装置を提供する。
【解決手段】切削加工装置１は、工具２０が固定されるヘッド５と、ヘッド５に対向して配置されワークを保持する保持ユニット３と、箱状であり、周壁に保持ユニット３が挿通される第１開口部１１ａとヘッド５が挿通される第２開口部１１ｂとが穿設されるとともに、保持ユニット３におけるワーク保持部３２とヘッド５に保持された工具２０とが内側に配置される内装ケース１１と、軟性材料から形成され、保持ユニット３と内装ケース１１における第１開口部１１ａの外周部との間を閉塞する第１カバー６３と、軟性材料から形成され、ヘッド５と内装ケース１１における第２開口部１１ｂの外周部との間を閉塞する第２カバー６４と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具が固定されるヘッドと、
前記ヘッドに対向して配置されワークを保持する保持ユニットと、
箱状であり、周壁に前記保持ユニットが挿通される第１開口部と前記ヘッドが挿通される第２開口部とが穿設されるとともに、前記保持ユニットにおける少なくとも前記ワークを保持する部分と前記ヘッドに保持された前記工具とが内側に配置される内装ケースと、
有底筒状であり、側壁に前記保持ユニットにおける前記ワークを保持する部分が挿通可能な保持ユニット挿通孔が穿設されるとともに、前記保持ユニット挿通孔に前記保持ユニットにおける前記ワークを保持する部分が挿通された状態で前記保持ユニットに装着される保持ユニットカバーと、
有底筒状であり、底壁に前記ヘッドにおける前記工具を保持する部分が挿通可能なヘッド挿通孔が穿設されるとともに、前記ヘッド挿通孔に前記ヘッドにおける前記工具を保持する部分が挿通された状態で前記ヘッドに装着されるヘッドカバーと、
軟性材料から形成され、前記保持ユニットカバーと前記内装ケースにおける前記第１開口部の外周部との間を閉塞する第１カバーと、
軟性材料から形成され、前記ヘッドカバーと前記内装ケースにおける前記第２開口部の外周部との間を閉塞する第２カバーと、を備える、
切削加工装置。

【請求項2】

箱状であり、周壁の一部に窓部が設けられるとともに、内側に前記ヘッド、前記保持ユニット、前記内装ケース、前記保持ユニットカバー、前記ヘッドカバー、前記第１カバーおよび前記第２カバーを収納する筐体と、
前記筐体の周壁における前記窓部の外周部に開閉自在に取り付けられ、前記窓部を覆う閉状態と前記窓部が開放される開状態とをとりうる扉と、
前記内装ケースと前記扉との間において前記窓部を覆うように配置される保護パネルと、
弾性材料から環状に形成され、筒軸方向における一端部が前記保護パネルにおける前記扉側とは反対側の面に固定されるとともに、前記扉が前記閉状態の場合、他端部が前記内装ケースの外壁に密着するパッキンと、を更に備え、
前記内装ケースは、前記筐体内に配置された状態において前記内装ケースの周壁における前記窓部に対向する部分に第３開口部が穿設され、
前記パッキンは、前記内装ケースと前記扉との間において前記窓部を覆うように前記保護パネルが配置され且つ前記扉が閉状態の場合、前記他端部全体が前記内装ケースの周壁における前記第３開口部の外周部に密着する、
請求項１に記載の切削加工装置。

【請求項3】

前記内装ケース、前記保持ユニットカバー、前記ヘッドカバー、前記第１カバーおよび前記第２カバーは、前記筐体に対して着脱自在である、
請求項２に記載の切削加工装置。

【請求項4】

前記保持ユニットカバーは、側壁の外側における前記保持ユニット挿通孔よりも底壁側とは反対側で筒軸周りに延在する第１溝が形成され、
前記ヘッドカバーは、側壁の外側に筒軸周りに延在する第２溝が形成され、
前記内装ケースは、
筒状であり、前記内装ケースの周壁における前記第１開口部の外周部から前記内装ケースの内側に向かって突出するとともに、外壁に周方向に沿って延在する第３溝が形成された第１リブと、
筒状であり、前記内装ケースの周壁における前記第２開口部の外周部から前記内装ケースの外側に向かって突出するとともに、外壁に周方向に沿って延在する第４溝が形成された第２リブと、を有し、
前記第１カバーは、筒状であり、筒軸方向の一端部が前記保持ユニットカバーの前記第１溝に嵌入されるとともに、前記筒軸方向の他端部が前記内装ケースの前記第３溝に嵌入され、
前記第２カバーは、筒状であり、筒軸方向の一端部が前記ヘッドカバーの前記第２溝に嵌入されるとともに、前記筒軸方向の他端部が前記内装ケースの前記第４溝に嵌入される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の切削加工装置。

【請求項5】

前記第１カバーは、
軟性材料から筒状に形成された第１カバー本体と、
環状に形成され、前記第１カバー本体の筒軸方向における前記第１カバー本体の一端部全体と連続一体に形成され前記第１溝に嵌入される第１の内装ケース側固定部と、
環状に形成され、前記第１カバー本体の筒軸方向における前記第１カバー本体の他端部全体と連続一体に形成され前記第３溝に嵌入される保持ユニット側固定部と、を有し、
前記第２カバーは、
軟性材料から筒状に形成された第２カバー本体と、
環状に形成され、前記第２カバー本体の筒軸方向における一端部全体と連続一体に形成され前記第２溝に嵌入される第２の内装ケース側固定部と、
環状に形成され、前記第２カバー本体の筒軸方向における他端部全体と連続一体に形成され前記第４溝に嵌入されるヘッド側固定部と、を有する、
請求項４に記載の切削加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

患者本人の骨を切り出して得られる骨片を切削加工することで骨同士を接合するための螺子を作製し、この螺子により患者の骨折部分を接合することにより、骨折部分が癒合した後の螺子を除去するための再手術を不要にして患者の負担を大幅に軽減することがなされつつある。この場合、骨片を高精度に切削加工することが要請される。このような高精度の切削加工に用いられるマシニングセンタが提案されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６２―７４９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、切削加工により螺子を作製する場合、作製された螺子に付着した雑菌に起因した患者の感染症を防止する観点から、螺子を作製する領域に存在する異物は極力低減する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載されたマシニングセンタでは、加工領域が外部に露出しているため、加工対象である骨片の周囲に存在する異物により螺子が汚染されてしまう虞がある。

【0005】

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、切削加工を行う領域の清浄度を高めることができる切削加工装置を提供することを目的とする。

【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、本発明に係る切削加工装置は、
工具が固定されるヘッドと、
前記ヘッドに対向して配置されワークを保持する保持ユニットと、
箱状であり、周壁に前記保持ユニットが挿通される第１開口部と前記ヘッドが挿通される第２開口部とが穿設されるとともに、前記保持ユニットにおける少なくとも前記ワークを保持する部分と前記ヘッドに保持された前記工具とが内側に配置される内装ケースと、
有底筒状であり、側壁に前記保持ユニットにおける前記ワークを保持する部分が挿通可能な保持ユニット挿通孔が穿設されるとともに、前記保持ユニット挿通孔に前記保持ユニットにおける前記ワークを保持する部分が挿通された状態で前記保持ユニットに装着される保持ユニットカバーと、
有底筒状であり、底壁に前記ヘッドにおける前記工具を保持する部分が挿通可能なヘッド挿通孔が穿設されるとともに、前記ヘッド挿通孔に前記ヘッドにおける前記工具を保持する部分が挿通された状態で前記ヘッドに装着されるヘッドカバーと、
軟性材料から形成され、前記保持ユニットカバーと前記内装ケースにおける前記第１開口部の外周部との間を閉塞する第１カバーと、
軟性材料から形成され、前記ヘッドカバーと前記内装ケースにおける前記第２開口部の外周部との間を閉塞する第２カバーと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、周壁に保持ユニットが挿通される第１開口部とヘッドが挿通される第２開口部とが穿設された内装ケースを備え、内装ケースの内側に保持ユニットにおける少なくともワークを保持する部分とヘッドに保持された工具とが配置される。そして、第１カバーが、保持ユニットカバーと内装ケースにおける第１開口部の外周部との間を閉塞し、第２カバーが、ヘッドカバーと内装ケースにおける第２開口部の外周部との間を閉塞している。これにより、内装ケースの内側に内装ケースの外側から隔離された切削加工を行う領域を形成することができるので、内装ケースの外側に存在する異物の切削加工を行う領域への侵入が抑制され、切削加工を行う領域の清浄度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る切削加工装置の概略図である。

【図2】実施の形態に係る切削加工装置の図１のＡ－Ａ線における断面矢視図である。

【図3】実施の形態に係る切削加工装置の図１のＢ－Ｂ線における断面矢視図である。

【図4】変形例に係る切削加工装置の一部の断面図である。

【図5】変形例に係る切削加工装置の一部の断面図である。

【図6】変形例に係る切削加工装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係る切削加工装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る切削加工装置は、工具が固定されるヘッドと、ヘッドに対向して配置されワークを保持する保持ユニットと、箱状であり、周壁に保持ユニットが挿通される第１開口部とヘッドが挿通される第２開口部とが穿設されるとともに、保持ユニットにおける少なくともワークを保持する部分とヘッドに保持された前記工具とが内側に配置される内装ケースと、有底筒状であり、側壁に保持ユニットにおけるワークを保持する部分が挿通可能な保持ユニット挿通孔が穿設されるとともに、保持ユニット挿通孔に保持ユニットにおけるワークを保持する部分が挿通された状態で保持ユニットに装着される保持ユニットカバーと、有底筒状であり、底壁にヘッドにおける工具を保持する部分が挿通可能なヘッド挿通孔が穿設されるとともに、ヘッド挿通孔にヘッドにおける工具を保持する部分が挿通された状態でヘッドに装着されるヘッドカバーと、軟性材料から形成され、保持ユニットと内装ケースにおける第１開口部の外周部との間を閉塞する第１カバーと、軟性材料から形成され、ヘッドと内装ケースにおける第２開口部の外周部との間を閉塞する第２カバーと、を備える。

【0010】

図１に示すように、本実施の形態に係る切削加工装置１は、工具２０が固定されるヘッド５と、ヘッド５に対向して配置されワークＷを保持する保持ユニット３と、ヘッド５および保持ユニット３の動作を制御する制御盤９１を備える。また、切削加工装置１は、矩形箱状であり＋Ｙ方向側の側壁にワークＷを出し入れするための窓部１０ａが穿設されている筐体１０と、筐体１０の周壁に取り付けられた２つの扉１４と、を備える。更に、切削加工装置１は、図２および図３に示すように、扉１４の内側に配置された保護パネル１５と、箱状であり、筐体１０の内側に配置される内装ケース１１と、保持ユニットカバー６１と、ヘッドカバー６２と、第１カバー６３と、第２カバー６４と、パッキン６５と、を備える。また、切削加工装置１は、ヘッド５を鉛直方向に昇降させる昇降駆動部４１と、ヘッド５をＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って駆動する水平駆動部４２と、ヘッド５、昇降駆動部４１および水平駆動部４２を纏めて支持する支持台１２と、を備える。筐体１０は、例えば金属から形成されており、その内側には、図２に示すように、ヘッド５、保持ユニット３、内装ケース１１、第１カバー６３、第２カバー６４が収納されている。

【0011】

２つの扉１４は、それぞれ、筐体１０の周壁における窓部１０ａの外周部に開閉自在に取り付けられており、＋Ｙ方向側から筐体１０の窓部１０ａを覆う閉状態と、窓部１０ａが開放される開状態とをとりうる。また扉１４における筐体１０の内側を臨む面側には、矩形板状の保護パネル１５が嵌め込まれる第１凹部１４ａが形成されている。保護パネル１５は、扉１４の第１凹部１４ａに嵌め込まれた状態で、内装ケース１１と扉１４との間において筐体１０の窓部を覆うように配置される。扉１４および保護パネル１５は、それぞれ、例えば透明なポリカーボネートから形成されている。この場合、切削加工装置１の利用者は、扉１４の凹部に保護パネル１５を嵌め込んだ状態で扉１４を閉状態にしたまま筐体１０の内側の切削加工を行う加工領域Ｓ１に配置されたワークＷを観察できるとともに、扉１４に対して適宜エチレンオキサイドガスを用いた滅菌処理を施すことができるので、扉１４を清潔な状態で維持する観点から好ましい。また、筐体１０は、内装ケース１１がその内側における予め設定された固定位置に配置されたときに内装ケース１１を係止する係止部（図示せず）を有する。係止部は、例えば後述の内装ケース１１の外壁に設けられた突起（図示せず）に係合する係合凹部を有する。

【0012】

ヘッド５は、長尺であり長手方向の一端部に工具２０を保持する工具保持部５２１が設けられた回転主軸５２と、回転主軸５２の一部を収容するヘッド本体５３と、ヘッド本体５３に内蔵され回転主軸５２をその長手方向に沿った中心軸周りに回転させる主軸駆動用モータ（図示せず）と、を有する。工具保持部５２１は、チャック（図示せず）を有する。昇降駆動部４１は、Ｚ軸方向に沿って延在するレール（図示せず）と、レールに摺動自在に保持されたスライダ（図示せず）と、Ｚ軸方向に沿って配置されスライダの一部に設けられたナット部（図示せず）に螺号するボール螺子（図示せず）と、ボール螺子に連結されたモータと、を有する。そして、昇降駆動部４１は、モータによりボール螺子を回転させることにより、スライダおよびスライダに固定されたヘッド５をＺ軸方向に沿って昇降させる。また、水平駆動部４２は、昇降駆動部４１をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って移動させることにより、昇降駆動部４１に保持されたヘッド５をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って移動させる。

【0013】

保持ユニット３は、ワークＷを保持するワーク保持部３２と、ワーク保持部３２を回転駆動する保持部駆動部３３と、矩形箱状であり保持部駆動部３３の一部を収容するユニット本体３１と、ユニット本体３１を駆動する本体駆動部３４と、を有する。本体駆動部３４は、支持台１２に支持されている。本体駆動部３４は、ユニット本体３１全体をユニット本体３１の長手方向に延在する回転軸周りに回転させる。また、保持部駆動部３３は、ワーク保持部３２をユニット本体３１の長手方向に直交する方向に延在する回転軸周りに回転させる。ワーク保持部３２は、例えば長尺のワークＷの基端部を挟持するチャックである。

【0014】

内装ケース１１は、箱状であり、周壁に保持ユニット３が挿通される第１開口部１１ａとヘッド５が挿通される第２開口部１１ｂとが穿設されている。内装ケース１１は、例えば金属から形成されている。この内装ケース１１の内側には、保持ユニット３におけるワーク保持部３２とヘッド５に保持された工具２０とが配置されており、この内装ケース１１の内側に前述の加工領域Ｓ１が形成されている。また、内装ケース１１は、筐体１０内に配置された状態において内装ケース１１の周壁における筐体１０の窓部１０ａに対向する部分に平面視矩形状の第３開口部１１ｃが穿設されている。更に、内装ケース１１は、筒状であり内装ケース１１の周壁における第１開口部１１ａの外周部から内装ケース１１の内側に向かって突出する第１リブ１１１と、筒状であり内装ケース１１の周壁における第２開口部１１ｂの外周部から内装ケース１１の外側に向かって突出する第２リブ１１２と、を有する。第１リブ１１１の外壁には、その周方向に沿って延在する第３溝１１１ａが設けられている。また、第２リブ１１２の外壁にも、その周方向に沿って延在する第４溝１１２ａが設けられている。第３溝１１１ａ、第４溝１１２ａは、例えば第１リブ１１１、第２リブ１１２の先端部を外側へ折り曲げることにより形成される。また、内装ケース１１の周壁における筐体１０に設けられた前述の係止部の係合凹部に対向する部分に突起（図示せず）が突設されている。そして、内装ケース１１は、筐体１０の窓部１０ａから筐体１０の内側に挿入されてから前述の固定位置まで移動されると、突起が筐体１０の係合凹部に係合し筐体１０に係止された状態となる。一方、内装ケース１１は、筐体１０内の前述の固定位置で係止された状態において、その固定位置から窓部１０ａに向かって予め設定された大きさの力が作用されると、突起が係合凹部に係合した状態が解除される。そして、内装ケース１１は、筐体１０に対して窓部１０ａに向かって移動可能となる。このように、内装ケース１１は、筐体１０に対して着脱自在となっている。

【0015】

保持ユニットカバー６１は、有底角筒状の保持ユニットカバー本体６１１と、保持ユニットカバー本体６１１から保持ユニットカバー本体６１１の筒軸方向に直交する方向において保持ユニットカバー本体６１１の筒軸から離れる方向へ張り出した第１外鍔部６１２と、を有する。この保持ユニットカバー６１は、例えば金属から形成されており、例えばエチレンオキサイドガスを用いた滅菌が可能となっている。保持ユニットカバー本体６１１の側壁には、保持ユニット３のユニット本体３１におけるワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部が挿通可能な第１保持ユニット挿通孔６１１ａが穿設されている。第１外鍔部６１２は、保持ユニットカバー本体６１１の側壁の外側における第１保持ユニット挿通孔６１１ａよりも底壁側とは反対側、即ち、底壁側とは反対側の端部に位置している。また、第１外鍔部６１２の周面には、保持ユニットカバー本体６１１の筒軸周りに延在する第１溝６１２ａが形成されている。この保持ユニットカバー６１は、第１保持ユニット挿通孔６１１ａに保持ユニット３のワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部が挿通された状態で保持ユニット３に装着されている。

【0016】

ヘッドカバー６２は、有底筒状のヘッドカバー本体６２１と、ヘッドカバー本体６２１からヘッドカバー本体６２１の筒軸方向に直交する方向においてヘッドカバー本体６２１の筒軸から離れる方向へ張り出した第２外鍔部６２２と、を有する。このヘッドカバー６２も、例えば金属から形成されており、例えばエチレンオキサイドガスを用いた滅菌が可能となっている。ヘッドカバー本体６２１の底壁には、ヘッド５における工具２０を保持する回転主軸５２が挿通可能なヘッド挿通孔６２１ａが穿設されている。第２外鍔部６２２は、ヘッドカバー本体６２１の側壁における底壁側とは反対側の端部に位置している。また、第２外鍔部６２２の周面には、ヘッドカバー本体６２１の筒軸周りに延在する第２溝６２２ａが形成されている。このヘッドカバー６２は、ヘッド挿通孔６２１ａにヘッド５の回転主軸５２の工具保持部５２１が挿通された状態でヘッド５のヘッド本体５３に装着されている。

【0017】

第１カバー６３は、保持ユニットカバー６１と内装ケース１１における第１開口部１１ａの外周部との間を閉塞する。この第１カバー６３は、ゴム薄膜、ビニール製フィルム等の軟性材料から形成されており、例えばエチレンオキサイドガスを用いた滅菌が可能なものであることが好ましい。第１カバー６３は、筒状に形成された第１カバー本体６３１と、第１の内装ケース側固定部６３２と、保持ユニット側固定部６３３と、を有する。内装ケース側固定部６３２は、環状に形成され、第１カバー本体６３１の筒軸方向における第１カバー本体６３１の内装ケース１１の周壁側の一端部全体と連続一体に形成されている。また、保持ユニット側固定部６３３は、環状に形成され、第１カバー本体６３１の筒軸方向における第１カバー本体６３１の保持ユニット３側の他端部全体と連続一体に形成されている。第１カバー６３の第１の内装ケース側固定部６３２は、内装ケース１１の第１リブ１１１の第３溝１１１ａに嵌入され、保持ユニット側固定部６３３は、保持ユニットカバー６１の第１外鍔部６１２に形成された第１溝６１２ａに嵌入されている。

【0018】

第２カバー６４は、ヘッドカバー６２と内装ケース１１における第２開口部１１ｂの外周部との間を閉塞する。この第２カバー６４も、ゴム薄膜、ビニール製フィルム等の軟性材料から形成されており、例えばエチレンオキサイドガスを用いた滅菌が可能なものであることが好ましい。第２カバー６４は、筒状に形成された第２カバー本体６４１と、環状に形成され第２カバー本体６４１の筒軸方向における一端部に第２カバー本体６４１の一端部全体と連続一体に形成された第２の内装ケース側固定部６４２と、環状に形成され第２カバー本体６４１の筒軸方向における他端部に第２カバー本体６４１の他端部全体と連続一体に形成されたヘッド側固定部６４３と、を有する。第２カバー６４の第２の内装ケース側固定部６４２は、内装ケース１１の第２リブ１１２の第４溝１１２ａに嵌入され、ヘッド側固定部６４３は、ヘッドカバー６２の第２外鍔部６２２に形成された第２溝６２２ａに嵌入されている。

【0019】

パッキン６５は、平面視矩形の環状に形成されたパッキン本体６５１と、パッキン本体６５１の他端部からパッキン本体６５１の筒軸から離れる方向へ張り出した第３外鍔部６５２と、を有する。パッキン本体６５１と第３外鍔部６５２とは、例えばシリコーンゴムのような弾性材料から連続一体に形成されている。この場合、パッキン６５に対してエチレンオキサイドガスを用いた滅菌処理を施すことができるので、パッキン６５を清潔な状態で維持する観点から好ましい。第３外鍔部６５２は、保護パネル１５における扉１４側とは反対側の面に固定されている。そして、保護パネル１５を扉１４の第１凹部１４ａに嵌め込んだ状態で扉１４を閉状態にすると、パッキン本体６５１の第３外鍔部６５２側とは反対側の端部全体が、内装ケース１１の周壁における第３開口部１１ｃの外周部に密着した状態となる。

【0020】

次に、本実施の形態に係る切削加工装置１の使用方法について説明する。ここでは、切削加工装置１を使用してワークＷを切削加工する際の準備方法について説明する。まず、第２カバー６４の第２の内装ケース側固定部６４２を、内装ケース１１の第２リブ１１２の外壁に形成された第４溝１１２ａ全体に嵌め込む。また、ヘッド５の回転主軸５２の工具保持部５２１側をヘッドカバー６２のヘッド挿通孔６２１ａに挿通させることにより、ヘッドカバー６２をヘッド５のヘッド本体５３に装着する。このとき、回転主軸５２の工具保持部５２１側の端部がヘッドカバー６２の外側に突出した状態となる。次に、扉１４を開状態にしてから、第２カバー６４が取り付けられた内装ケース１１を筐体１０の内側の予め設定された固定位置に配置する。このとき、内装ケース１１は、筐体１０の係止部により係止された状態となる。続いて、第２カバー６４のヘッド側固定部６４３を、ヘッドカバー６２の第２外鍔部６２２の周面に形成された第２溝６２２ａ全体に嵌め込む。

【0021】

その後、第１カバー６３の保持ユニット側固定部６３３を、保持ユニットカバー６１の第１外鍔部６１２の周面に形成された第１溝６１２ａ全体に嵌め込む。次に、第１カバー６３が取り付けられた保持ユニットカバー６１を、保持ユニット３のユニット本体３１に装着する。このとき、保持ユニット３のワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部を保持ユニットカバー６１の第１保持ユニット挿通孔６１１ａに挿通して保持ユニットカバー６１の外側に露出した状態とする。続いて、第１カバー６３の第１の内装ケース側固定部６３２を、内装ケース１１の第１リブ１１１の外壁に形成された第３溝１１１ａ全体に嵌め込む。その後、筐体１０の窓部１０ａを覆うように保護パネル１５を配置した後、扉１４を閉状態にすると、保護パネル１５が扉１４の第１凹部１４ａに嵌め込まれた状態となる。このようにして、ワークＷの切削加工を行う準備が完了する。

【0022】

以上説明したように、本実施の形態に係る切削加工装置１は、周壁に保持ユニット３が挿通される第１開口部１１ａとヘッド５が挿通される第２開口部１１ｂとが穿設された内装ケース１１を備えており、内装ケース１１の内側に保持ユニット３のワーク保持部３２と工具２０とが配置される。そして、第１カバー６３が、保持ユニット３と内装ケース１１における第１開口部１１ａの外周部との間を閉塞し、第２カバー６４が、ヘッド５と内装ケース１１における第２開口部１１ｂの外周部との間を閉塞している。これにより、内装ケース１１の内側に内装ケース１１の外側から隔離された加工領域Ｓ１を形成することができるので、内装ケース１１の外側に存在する異物の加工領域Ｓ１への侵入が抑制され、加工領域Ｓ１の清浄度を高めることができる。

【0023】

また、本実施の形態に係るパッキン６５は、内装ケース１１と扉１４との間において筐体１０の窓部１０ａを覆うように保護パネル１５が配置され且つ扉１４が閉状態の場合、その内装ケース１１側の端部全体が内装ケース１１の周壁における第３開口部１１ｃの外周部に密着する。これにより、内装ケース１１の外側に存在する異物が筐体１０内における内装ケース１１と扉１４との間に生じる隙間から内装ケース１１内へ侵入することが抑制されるので、内装ケース１１の内側の加工領域Ｓ１の清浄度を高めることができる。

【0024】

更に、本実施の形態に係る内装ケース１１は、筐体１０に対して着脱自在である。これにより、内装ケース１１を筐体１０から取り外して洗浄または殺菌処理を行うことができるので、内装ケース１１の内側の清浄度を高めることができる。

【0025】

また、本実施の形態に係る第１カバー６３は、環状に形成され第１カバー本体６３１の筒軸方向における一端部全体と連続一体に形成され内装ケース１１の第１リブ１１１の第３溝１１１ａに嵌入される第１の内装ケース側固定部６３２と、環状に形成され第１カバー本体６３１の筒軸方向における他端部全体と連続一体に形成され保持ユニットカバー６１の第１外鍔部６１２の第１溝６１２ａに嵌入される保持ユニット側固定部６３３と、を有する。また、第２カバー６４は、環状に形成され第２カバー本体６４１の筒軸方向における一端部全体と連続一体に形成され内装ケース１１の第２リブ１１２の第４溝１１２ａに嵌入される第２の内装ケース側固定部６４２と、環状に形成され第２カバー本体６４１の筒軸方向における他端部全体と連続一体に形成されヘッドカバー６２の第２外鍔部６２２の第２溝６２２ａに嵌入されるヘッド側固定部６４３と、を有する。これにより、第１カバー６３、第２カバー６４の内装ケース１１への装着作業が容易になるので、その分、内装ケース１１の筐体１０に対する着脱が容易になるという利点がある。

【0026】

また、本実施の形態に係る切削加工装置１は、例えば画像診断装置と、画像診断装置により得られる形状情報に基づいて切削加工装置１の加工制御情報を生成する加工制御情報生成装置と、ともに使用される。この場合、切削加工装置１において、画像診断装置により得られる形状情報を考慮した適切な加工制御情報に基づいてワークＷを加工することができるので、例えばワークＷが患者から採取した骨である場合、画像診断の結果に基づいて、ワークＷの大きさを適切且つ最小限の大きさにすることができるので、その分、患者への負担を軽減することができる。

【0027】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図４に示す切削加工装置２００１のように、ワークＷを冷却するための気体をワークＷに向けて吐出するためのノズル２６２３を有するヘッドカバー２０６２を備えるものであってもよい。ヘッドカバー２０６２は、有底筒状のヘッドカバー本体２６２１と、ヘッドカバー本体２６２１からヘッドカバー本体２６２１の筒軸方向に直交する方向においてヘッドカバー本体２６２１の筒軸から離れる方向へ張り出した第４外鍔部２６２２と、を有する。第４外鍔部２６２２には、第２カバー６４のヘッド側固定部６４３が嵌入される第２溝２６２２ａが形成されている。ヘッド５の回転主軸５２と工具２０とは、ヘッドカバー本体２６２１の底壁に穿設されたヘッド挿通孔２６２１ａに挿通されている。ノズル２６２３は、ヘッドカバー本体２６２１の底壁の外側における周部から－Ｚ方向側へ突出しており先端部がヘッド５に保持された工具２０に近づく方向へ屈曲している。また、ヘッドカバー本体２６２１の内側における底壁の周部に沿って段部２６２４が形成されており、段部２６２４におけるノズル２６２３に対応する部分には、ノズル２６２３の内側２６２３ａに連通する第２凹部２６２１ｂが穿設されている。第２凹部２６２１ｂには、気体供給源（図示せず）から供給される気体を搬送するためのチューブ２０７１の先端部に装着されたガスコネクタ２０７２の先端部２０７２ａが嵌入されている。チューブ２０７１には、気体供給源から供給される気体に含まれる異物を除去するためのフィルタ（図示せず）が介挿されている。これにより、フィルタにより異物を除去された気体がガスコネクタ２０７２に供給される。また、ガスコネクタ２０７２の先端部２０７２ａと第２凹部２６２１ｂの内壁との隙間に環状の第１シール部材２０７３が嵌め込まれている。これにより、ガスコネクタ２０７２の先端部２０７２ａと第２凹部２６２１ｂの内壁とで囲まれた領域が密閉されている。本変形例に係る切削加工装置２００１では、気体供給源から供給される気体を、ノズル２６２３を介して工具２０の先端部に向けて吐出しながらワークを加工する。

【0028】

ところで、ワークＷが骨である場合、その被加工部分の温度が高くなると被加工部分の細胞が壊死してしまう虞がある。これに対して、本構成によれば、ノズル２６２３から吐出される冷却用の気体をワークＷの被加工部分と工具２０とが接触する部分に向けて吐出しながらワークＷを加工することができる。従って、ワークＷの被加工部分の過度の温度上昇を抑制することができるので、ワークＷの損傷を抑制することができる。

【0029】

また、例えば図５に示す切削加工装置４００１のように、断面Ｕ字状のヘッド側固定部４６４３を有する第２カバー４０６４を備えるものであってもよい。なお、図５において切削加工装置２００１と同様の構成については図４と同一の符号を付している。ヘッドカバー４０６２は、有底筒状のヘッドカバー本体４６２１と、ヘッドカバー本体４６２１からヘッドカバー本体４６２１の筒軸方向に直交する方向においてヘッドカバー本体４６２１の筒軸から離れる方向へ張り出した第６外鍔部４６２２と、を有する。第６外鍔部４６２２全体における－Ｚ方向側の面には、＋Ｚ方向側に向かって窪んでおり、第２カバー４０６４のヘッド側固定部４６４３が嵌入される第２溝４６２２ａが形成されている。そして、第２カバー４０６４は、第２カバー本体４６４１のヘッド側固定部４６４３全体が第６外鍔部４６２２の第２溝４６２２ａに嵌入された状態でヘッドカバー４０６２に固定されている。本変形例では、扉１４を閉状態にしてノズル２６２３から加工領域Ｓ１に気体が供給されることで加工領域Ｓ１全体がそれ以外の領域に対して陽圧状態となり、これに伴い、断面Ｕ字状のヘッド側固定部４６４３が膨張して第２溝４６２２ａの内壁に密着する。なお、第１カバー６３の保持ユニット側固定部６３３も同様に断面Ｕ字状の形状としてもよい。また、内装ケース１１の一部にメンブレンフィルタ（図示せず）を設けて、ノズル２６２３から常時気体を供給することにより加工領域Ｓ１を陽圧状態で維持するようにしてもよい。

【0030】

本構成によれば、第２カバー４０６４のヘッド側固定部４６４３のヘッドカバー４０６２への密着度を高めて加工領域Ｓ１の密閉度を高めることができるので、その分、加工領域Ｓ１外から加工領域Ｓ１への異物の侵入を抑制することができ、加工領域Ｓ１の清浄度を高めることができる。

【0031】

実施の形態では、内装ケース１１とヘッドカバー６２と第１カバー６３と第２カバー６４とが別体である例について説明した。但し、これに限らず、例えば図６に示す切削加工装置３００１のように、ヘッド５の一部を覆う内装ケース３０１１を備えるものであってもよい。ここでは、内装ケース３０１１が、実施の形態における内装ケース１１とヘッドカバー６２と第１カバー６３と第２カバー６４とが連続一体に形成されたものに相当するものであってもよい。なお、図６において、実施の形態と同様の構成については図２と同一の符号を付している。切削加工装置３００１は、内装ケース３０１１の他に、保持ユニットカバー３０６１と第２シール部材３０６３とを備える。また、ヘッド５のヘッド本体５３には、ヘッド５の内装ケース３０１１に対する相対的な位置を検出するための赤外線センサ（図示せず）が設けられている。

【0032】

内装ケース３０１１は、箱状であり、－Ｙ方向側の側壁３０１１ａから＋Ｙ方向へ突出した有底筒状の突出部３１１１と、＋Ｚ方向側の天壁３０１１ｂから－Ｚ方向側へ突出した有底筒状の突出部３１１２と、を有する。内装ケース３０１１は、例えばゴム、エラストマ等の弾性材料から形成されている。突出部３１１１の底壁には、保持ユニット３が挿通される第２保持ユニット挿通孔３１１１ａが貫設されている。また、突出部３１１２の内側には、ヘッド５のヘッド本体５３の一部が嵌入されている。更に、突出部３１１２の底壁には、突出部３１１２の内側に嵌入されたヘッド５の回転主軸５２が挿通されるヘッド挿通孔３１１２ａが貫設されている。また、天壁３０１１ｂには、天壁３０１１ｂの厚さ方向から見て、突出部３１２２の突出方向に沿った中心軸を中心として同心状に囲繞するように蛇腹部３１１３が形成されている。更に、突出部３１１２の内側の底壁の一部には、ヘッド本体５３に設けられた赤外線センサから放射される赤外光を反射する反射板（図示せず）が配設されている。

【0033】

保持ユニットカバー３０６１は、有底角筒状の保持ユニットカバー本体３６１１と、保持ユニットカバー本体３６１１から保持ユニットカバー本体３６１１の筒軸方向に直交する方向において保持ユニットカバー本体３６１１の筒軸から離れる方向へ張り出した第５外鍔部３６１２と、を有する。保持ユニットカバー本体３６１１の側壁には、保持ユニット３のワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部が挿通可能な第３保持ユニット挿通孔３６１１ａが穿設されている。第５外鍔部３６１２は、保持ユニットカバー本体３６１１の側壁の外側における底壁側とは反対側の端部に位置している。この保持ユニットカバー３０６１は、第３保持ユニット挿通孔３６１１ａに保持ユニット３のワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部が挿通された状態で保持ユニット３に装着されている。また、第５外鍔部３６１２は、その厚さ方向における保持ユニットカバー本体３６１１の底壁側とは反対側の面が、第２シール部材３０６３を介して内装ケース３０１１の突出部３１１１の＋Ｙ方向側の面に固定されている。

【0034】

ここで、本変形例に係る切削加工装置３００１を使用してワークＷを切削加工する際の準備方法について説明する。まず、扉１４を開状態にしてから、内装ケース３０１１を筐体１０の内側の予め設定された固定位置に配置する。このとき、内装ケース３０１１は、筐体１０の係止部により係止された状態となる。次に、制御盤９１を操作してヘッド５を内装ケース３０１１の突出部３１１２の＋Ｚ方向側の位置に配置する。このとき、切削加工装置３００１は、前述の赤外線センサにより突出部３１１２の内側の底壁に配設された反射板からの反射光の強度に基づいて、ヘッド５の位置決めを実行する。続いて、ヘッド５が内装ケース３０１１の突出部３１１２の＋Ｚ方向側に配置されると、制御盤９１を操作して、ヘッド５を下降させる。これにより、ヘッド５の回転主軸５２が内装ケース３０１１のヘッド挿通孔３１１２ａに挿通され、ヘッド本体５３が突出部３１１２の内側に嵌入された状態となる。

【0035】

その後、第２シール部材３０６３と保持ユニットカバー３０６１とを、順に保持ユニット３のユニット本体３１に装着する。このとき、保持ユニット３のワーク保持部３２および保持部駆動部３３の一部を保持ユニットカバー３０６１の第３保持ユニット挿通孔３６１１ａに挿通して保持ユニットカバー３０６１の外側に露出した状態とする。続いて、保持ユニットカバー３０６１の第５外鍔部３６１２を、第２シール部材３０６３を介して内装ケース３０１１の突出部３１１１に固定する。次に、筐体１０の窓部１０ａを覆うように保護パネル１５を配置した後、扉１４を閉状態にすると、保護パネル１５が扉１４の第１凹部１４ａに嵌め込まれた状態となる。このようにして、ワークＷの切削加工を行う準備が完了する。

【0036】

ところで、ワークＷが例えば骨である場合、切削加工後において内装ケース３０１１の内壁に感染リスクの原因となる加工屑が付着しているため、特に複数の患者の骨を切削加工する場合には患者間での交差感染を防ぐために内装ケース３０１１内を念入りに洗浄することが要請される。また、内装ケース３０１１内を洗浄する際、洗浄を行う作業者が内装ケース３０１１の内壁に付着した加工屑を吸い込むことにより患者が患っている病気にかかってしまう虞もある。これに対して、本変形例によれば、前述の加工領域Ｓ１を閉塞するために必要な部品の部品点数が実施の形態に比べて削減されているので、その分、洗浄し易く且つ洗浄に要する手間も削減されているので、その分、加工屑に起因した感染リスクを抑制することができる。また、内装ケース３０１１を筐体１０から取り外してそのまま感染性廃棄物として廃棄するようにすることで、感染リスクを低減できる。

【0037】

実施の形態では、内装ケース１１、保持ユニットカバー６１およびヘッドカバー６２が金属から形成される例について説明したが、これらを形成する材料は金属に限定されるものではない。例えば内装ケース１１、保持ユニットカバー６１およびヘッドカバー６２が、それぞれ、樹脂から形成されているものであってもよい。この場合、内装ケース１１、保持ユニットカバー６１およびヘッドカバー６２の軽量化を図ることができるので、切削加工装置１全体の軽量化を図ることができる。また、この場合、保持ユニットカバー６１、ヘッドカバー６２が、内装ケース１１に接着または溶着されていてもよい。或いは、内装ケース１１、保持ユニットカバー６１およびヘッドカバー６２が一体成型により形成されていてもよい。この場合、保持ユニットカバー６１、ヘッドカバー６２を内装ケース１１に装着する手間を省略することができる。

【0038】

実施の形態において、内装ケース１１、保持ユニットカバー６１、ヘッドカバー６２、第１カバー６３、第２カバー６４、保護パネル１５およびパッキン６５の表面が、窒化珪素の薄膜或いは窒化珪素の微粒子を含有する樹脂膜でコーティングされているものであってもよい。これにより、内装ケース１１、保持ユニットカバー６１、ヘッドカバー６２、第１カバー６３、第２カバー６４、保護パネル１５およびパッキン６５の表面における滅菌効果を高めることができる。

【0039】

実施の形態において、扉１４が、筐体１０に対して着脱自在であってもよい。この場合、扉１４を筐体１０から取り外して洗浄、滅菌処理を行うことができるので、切削加工装置１のメインテナンスの作業性を高めることができる。

【0040】

以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、骨の切削加工を行う切削加工装置として好適である。

【符号の説明】

【0042】

１，２００１，３００１，４００１：切削加工装置、３：保持ユニット、５：ヘッド、１０：筐体、１０ａ：窓部、１１,３０１１：内装ケース、１１ａ：第１開口部、１１ｂ：第２開口部、１１ｃ：第３開口部、１２：支持台、１４：扉、１４ａ：第１凹部、１５：保護パネル、２０：工具、３１：ユニット本体、３２：ワーク保持部、３３：保持部駆動部、３４：本体駆動部、４１：昇降駆動部、４２：水平駆動部、５２：回転主軸、５３：ヘッド本体、６１、３０６１：保持ユニットカバー、６２、２０６２、４０６２：ヘッドカバー、６３：第１カバー、６４、４０６４：第２カバー、６５：パッキン、９１：制御盤、１１１：第１リブ、１１２：第２リブ、１１１ａ：第３溝、１１２ａ：第４溝、５２１：工具保持部、６１１，３６１１：保持ユニットカバー本体、６１１ａ：第１保持ユニット挿通孔、６１２ａ：第１溝、６２１，２６２１，４６２１：ヘッドカバー本体、６２２ａ，２６２２ａ,４６２２ａ：第２溝、６３１：第１カバー本体、６４１，４６４１：第２カバー本体、６１２：第１外鍔部、６２２：第２外鍔部、６２１ａ,２６２１ａ,３１１２ａ：ヘッド挿通孔、６３２：第１の内装ケース側固定部、６３３：保持ユニット側固定部、６４２：第２の内装ケース側固定部、６４３,４６４３：ヘッド側固定部、６５１：パッキン本体、６５２：第３外鍔部、２０７３：第１シール部材、２６２１ｂ：第２凹部、３０６３：第２シール部材、２０７１：チューブ、２０７２：ガスコネクタ、２０７２ａ：先端部、２６２２：第４外鍔部、２６２３：ノズル、２６２３ａ：内側、２６２４：段部、３０１１ａ：側壁、３０１１ｂ：天壁、３１１１,３１１２：突出部、３１１１ａ：第２保持ユニット挿通孔、３１１３：蛇腹部、３６１１ａ：第３保持ユニット挿通孔、３６１２：第５外鍔部、４６２２：第６外鍔部、Ｓ１：加工領域、Ｗ：ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】