JP2010162646A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械において、旋回動作によって発生するケーブルのたるみとスライド動作によって発生するケーブルのたるみとを吸収する構造をより小さくして、より小型化することができる工作機械を提供する。
【解決手段】収容しているケーブルＣの湾曲形状の変化に対して湾曲方向と湾曲の曲率を規制し、一方の端部近傍が固定部２０に固定され、他方の端部近傍が旋回部４０に固定されたケーブル収容部材ＣＳを備えた工作機械１において、旋回部４０の旋回によって発生するケーブル収容部材ＣＳのたるみである旋回たるみと、スライド部３０のスライド移動によって発生するケーブル収容部材ＣＳのたるみであるスライドたるみと、の双方のたるみを１個所で吸収する集中たるみ吸収部Ａが固定部２０に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械において、旋回動作とスライド動作による配管と配線を含むケーブルのたるみを、自身の動作や周囲に干渉することなく適切に吸収できる工作機械に関する。

工作機械には、旋回軸回りに旋回する旋回テーブルを有する工作機械や、スライド移動軸に沿って平行移動（スライド移動）するスライドテーブルを有する工作機械等、種々の軸を備えた工作機械が存在する。
また工作機械では、旋回テーブルを旋回させる旋回駆動装置や、スライドテーブルを移動させるスライド駆動装置、取り付けられた工具やワークを回転軸回りに回転させる主軸装置等に電力を供給する配線、及び各装置へ制御信号を伝達する配線や各装置の動作を検出する検出手段等からの信号を取り込む配線、主軸装置の先端にクーラントや潤滑油を供給する配管等、種々の配線や配管を含むケーブルが種々の位置に接続されている。
これらのケーブルは、旋回動作やスライド動作等において、ケーブルにストレスがかからないように余裕を持った長さに設定されているとともに、旋回動作やスライド動作によって発生するたるみが自身の動作や周囲に干渉しないように、取り回されて接続されている。

ここで、特許文献１に記載された従来技術には、図４（Ａ）に示すように、配管と配線を円弧状に屈曲自在なサポート部材Ｓ１０、Ｓ１１によって保持し、スライドテーブル１２０の移動に対して、ストレスがかからないように、且つ周囲に干渉しないように構成した、移動装置のケーブルガイドが開示されている。
また、特許文献２に記載された従来技術には、図４（Ｂ）に示すように、旋回枠１０１と静止枠１０３の間の環状空間１０４に、一方の端部が静止枠１０３に結合され、他方の端部が旋回枠１０１に結合されてケーブル類を保持するケーブルベアＳ２０を備え、旋回枠１０１の旋回範囲において、過大張力やたるみが生じることを防ぐ旋回ケーブルベア装置が開示されている。

特開２００２−０２７６４９号公報 特開平５−６９３８１号公報

旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械の場合、この２軸の動作によってケーブルに２種類のたるみが発生する。特許文献１に記載された従来技術のスライドテーブル１２０に、特許文献２に記載された旋回枠１０１と静止枠１０３を組み合わせれば、上記の２種類のたるみを吸収する構成とすることができるが、２種類のたるみを２個所で吸収することになるため、工作機械のサイズが大型化してしまう。
また、図５（Ａ）に示すように、旋回軸の動作により発生するたるみを上方にねじり上げた螺旋部１８０で吸収する構成も考えられる。図５（Ａ）に示す例では固定個所Ｆ１０、Ｆ２０にてケーブル収容部材ＣＳ（配線、配管等を収容可能な複数の筒状部材を連結して湾曲方向、湾曲の曲率を規制する部材）が固定されている。なお、この構成では工作機械における上方へのサイズが大きくなる。また、旋回動作において螺旋状に取り回したケーブル収容部材ＣＳ（ケーブルＣ１８０）が振り回され、旋回部の近くに作業者が近づけず、旋回の遠心力で螺旋状のケーブル収容部材ＣＳ（ケーブルＣ１８０）の挙動の予測が困難であり、旋回動作によるたるみの吸収に必要となる長さ等の設定が困難である。また、スライド動作のたるみをエリアαで吸収する必要があり、たるみを吸収する個所が螺旋部１８０とエリアαの２個所となるので、工作機械が大型化してしまう。
また、図５（Ｂ）に示すように、上方にねじり上げた螺旋部を有することなく、ケーブル収容部材ＣＳを平面上に配置し、ケーブル収容部材ＣＳを固定個所Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ３０にて固定する構成も考えられる。図５（Ｂ）に示す工作機械１０１では、基台１１０に対してスライド部１３０がＺ軸方向にスライド移動可能であり、旋回部１４０がＹ軸に平行な旋回軸回りに旋回可能である。この構成では、旋回動作のたるみをエリアαで吸収して、スライド動作のたるみをエリアβで吸収するが、たるみを吸収する個所がエリアαとエリアβの２個所になるので、工作機械が大型化してしまう。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械において、旋回動作によって発生するケーブルのたるみとスライド動作によって発生するケーブルのたるみとを吸収する構造をより小さくして、より小型化することができる工作機械を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの工作機械である。
請求項１に記載の工作機械は、基台と、前記基台に設けられた固定部と、前記基台に設けられて前記固定部に対して直線状にスライド移動するスライド部と、前記スライド部内で旋回する旋回部と、前記固定部から、前記スライド部及び前記旋回部に接続される配管と配線を含むケーブルと、前記ケーブルを収容し、収容している前記ケーブルの湾曲形状の変化に対して湾曲方向と湾曲の曲率を規制し、一方の端部近傍が前記固定部に固定され、他方の端部近傍が前記旋回部に固定されたケーブル収容部材と、を備えた工作機械において、前記旋回部の旋回によって発生する前記ケーブル収容部材のたるみである旋回たるみと、前記スライド部のスライド移動によって発生する前記ケーブル収容部材のたるみであるスライドたるみと、の双方のたるみを１個所で吸収する集中たるみ吸収部が前記固定部に設けられている。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの工作機械である。
請求項２に記載の工作機械は、請求項１に記載の工作機械であって、前記ケーブル収容部材を案内するケーブルガイドが前記スライド部に固定されており、前記ケーブルガイドの一部は、前記スライド部から前記固定部に達するように直線状に形成され、当該ケーブルガイドにおける前記固定部の側とは反対の側は、前記旋回部の旋回軸の周囲を囲むように円弧状に形成されている。
そして前記ケーブルガイドは、前記スライドたるみを、前記固定部に達した前記直線状の部分から先の位置に形成された前記集中たるみ吸収部に案内し、且つ前記旋回たるみを、前記円弧状の部分から前記直線状の部分へと案内して更に前記直線状の部分から先の位置に形成された前記集中たるみ吸収部に案内する。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの工作機械である。
請求項３に記載の工作機械は、請求項２に記載の工作機械であって、前記ケーブル収容部材は、前記旋回部に固定された他方の端部近傍から、前記ケーブルガイドの前記円弧状の部分に沿った後、前記ケーブルガイドの前記直線状の部分に沿って配置されて前記スライド部から前記固定部に達しており、更に、前記集中たるみ吸収部として前記固定部上に形成された湾曲部を形成した後、一方の端部近傍が前記固定部に固定されている。

また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの工作機械である。
請求項４に記載の工作機械は、請求項２または３に記載の工作機械であって、前記ケーブルガイドの前記直線状の部分の下側において、前記スライド部の端部における前記固定部に対向している個所、及び前記固定部の端部における前記スライド部に対向している個所には、前記スライド部から突出する支持部材、及び前記固定部から突出する支持部材、が互いに対向するように設けられており、互いに対向している側におけるそれぞれの前記支持部材の先端部には、前記ケーブルガイドと反対の側に向かう傾斜面が設けられている。

また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの工作機械である。
請求項５に記載の工作機械は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の工作機械であって、前記ケーブルガイドの直線状の部分における前記固定部に達している個所の一部にはコロが設けられており、前記スライド部がスライド移動した際、前記固定部上、または前記固定部に設けられたレール上、を前記コロが転がるように構成されて、前記固定部に対して当該固定部に達しているケーブルガイドが前記コロにて支持されている。

請求項１に記載の工作機械を用いれば、旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械において、旋回動作によって発生するケーブルのたるみとスライド動作によって発生するケーブルのたるみとを、集中たるみ吸収部にて１個所で吸収させることができるので、工作機械をより小型化することが可能である。

また、請求項２に記載の工作機械によれば、適切な形状のケーブルガイドを適切な位置に設けることで、旋回たるみ及びスライドたるみの双方のたるみを、集中たるみ吸収部へと適切に案内することができる。

また、請求項３に記載の工作機械によれば、適切な形状及び適切な位置のケーブルガイドに対して、ケーブル収容部材を適切に配置することで、集中たるみ吸収部を適切に形成することができる。

また、請求項４に記載の工作機械によれば、支持部材を設けることで、固定部に対してスライド移動するスライド部と、固定部と、の間の空間においてケーブルガイド及びケーブル収容部材を適切に支持することができる。

また、請求項５に記載の工作機械によれば、ケーブルガイドと固定部との摩擦を低減して、スライド移動に対する干渉をより低減することができる。

本発明の工作機械１の概略平面図（Ａ）と概略側面図（Ｂ）の例を示す図である。 本発明の工作機械１の概略斜視図の例を示す図である。 旋回たるみを集中たるみ吸収部で吸収する様子（Ａ）と、スライドたるみを集中たるみ吸収部で吸収する様子（Ｂ）を説明する図である。 スライド動作によって発生するスライドたるみを吸収する従来の構造の例（Ａ）と、旋回動作によって発生する旋回たるみを吸収する従来の構造の例（Ｂ）を説明する図である。 スライド動作と旋回動作によって発生するたるみを吸収する従来の工作機械の例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、本発明の工作機械１の概略平面図を示しており、図１（Ｂ）は工作機械１の概略側面図を示している。また、図２は工作機械１の概略斜視図を示している。また、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｙ軸は鉛直上向きを示しており、Ｚ軸はスライド部３０のスライド方向を示している。

●［工作機械１の全体構成（図１、図２）］
図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２に示すように、工作機械１は、基台１０と、基台１０に設けられた固定部２０と、基台１０上で固定部２０に対して直線状にスライド移動するスライド部３０と、スライド部３０内で旋回する旋回部４０と、固定部２０からスライド部３０及び旋回部４０に接続される配管と配線を含むケーブルＣと、ケーブルＣを収容しているケーブル収容部材ＣＳと、を備えている。
ケーブル収容部材ＣＳは、一方の端部近傍が固定部２０の固定個所２０Ａに固定され、他方の端部近傍が旋回部４０の固定個所４０Ａに固定されている。また、ケーブル収容部材ＣＳは、ケーブルＣを収容可能な小さな筒状部材が複数連結された構造を有しており、複数連結された全体が湾曲する場合、湾曲方向と湾曲の曲率が規制されている（本実施の形態では図１（Ａ）に示す一方向にのみ湾曲可能な既存のケーブル収容部材ＣＳを用いている）。
また、工作機械１の旋回部４０には工具Ｔが取り付けられた駆動手段Ｍが設けられており、駆動手段Ｍはスライド部３０の動作によってＺ軸方向の位置が位置決めされ、旋回部４０の動作によって工具Ｔの方向が決められる。

また、図２に示すように、ケーブル収容部材ＣＳを案内するケーブルガイドＧがスライド部３０に固定されている。なお、図２の例では、固定個所２０Ａ、４０Ａの記載を省略している。
ケーブルガイドＧの一部であるケーブルガイドＧ２は、スライド部３０から固定部２０に達するように直線状に形成されており、ケーブルガイドＧにおけるスライド部３０に対応する個所（ケーブルガイドＧにおける固定部２０の側とは反対の側）となるケーブルガイドＧ１は、旋回部４０の旋回軸Ｚ４０の周囲を囲むように円弧状に形成されている。
そして、ケーブル収容部材ＣＳは、旋回部４０の固定個所４０Ａに固定された他方の端部近傍から、円弧状のケーブルガイドＧ１に沿った後、直線状のケーブルガイドＧ２に沿って配置され、スライド部３０から固定部２０に達している。そして更にケーブル収容部材ＣＳは、集中たるみ吸収部として形成した固定部２０上のエリアＡの湾曲部を形成した後、一方の端部近傍が固定部２０の固定個所２０Ａに固定されている。なお、本実施の形態では、エリアＡの湾曲形状、及び固定個所２０Ａの近傍におけるケーブル収容部材ＣＳの位置を安定化するために、ケーブルガイドＧ２に対向するようにケーブルガイドＧ３を設けている。

また、直線状のケーブルガイドＧ２の部分における固定部２０に達している個所の一部にはコロＧＣが設けられており、スライド部３０が固定部２０に対してスライド動作した際、固定部２０上、または固定部２０に設けられたレールＲ２０上を、コロＧＣが転がるように構成されており、固定部２０に対してケーブルガイドＧ２が直接触れないように構成されている。これにより、スライド部３０のスライド動作に対して、固定部２０とケーブルガイドＧ２との摩擦を低減し、スライド部３０のスライド動作をより滑らかな動作としている。なお、固定部２０と対向しているケーブルガイドＧ２の面にコロＧＣを設けて摩擦を低減するように構成してもよく、固定部２０とケーブルガイドＧ２との摩擦を低減する構成は、種々の構成が考えられる。

また、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、直線状のケーブルガイドＧ２の部分の下側において、スライド部３０の端部における固定部２０に対向している個所には、ケーブルガイドＧ２及びケーブル収容部材ＣＳを支持するために、スライド部３０から突出する支持部材３０Ｓが設けられている。同様に、固定部２０の端部におけるスライド部３０に対向している個所には、ケーブルガイドＧ２及びケーブル収容部材ＣＳを支持するために、固定部２０から突出する支持部材２０Ｓが互いに対向するように設けられている。
また、互いに対向している側におけるそれぞれの支持部材２０Ｓ、３０Ｓの先端部は、ケーブルガイドＧ２と反対の側に向かう傾斜面ＭＳが形成されている。この傾斜面ＭＳにより、ケーブルガイドＧ２、ケーブル収容部材ＣＳを滑らかに移動させることが可能になり、振動等の発生を抑制することができる。

●［旋回たるみの吸収とスライドたるみの吸収（図３）］
また、図３（Ａ）に示すように、ケーブルガイドＧは、旋回部４０の旋回動作によって発生するケーブル収容部材ＣＳの旋回たるみを、円弧状のケーブルガイドＧ１から直線状のケーブルガイドＧ２へと案内して、固定部２０に達したケーブルガイドＧ２から先に設定されたエリアＡ（集中たるみ吸収部に相当）に案内する。
また、図３（Ｂ）に示すように、ケーブルガイドＧは、スライド部３０のスライド動作によって発生するケーブル収容部材ＣＳのスライドたるみを、固定部２０に達したケーブルガイドＧ２から先に設定されたエリアＡ（集中たるみ吸収部に相当）に案内する。
このように、旋回軸とスライド移動軸との２軸を有する工作機械において、旋回部４０の旋回動作によって発生するケーブルのたるみ（旋回たるみ）と、スライド部３０のスライド動作によって発生するケーブルのたるみ（スライドたるみ）と、を１個所のエリアＡ（集中たるみ吸収部に相当）に案内するようにケーブルガイドＧが形成されている。

以上、本実施の形態にて説明した工作機械１は、高さが低く、省スペースで（エリアＡの１個所にて）ケーブルＣの旋回たるみとスライドたるみとを吸収でき、工作機械１をより小型化することができるので、工作機械１の設置の自由度を増すことができる。また、ケーブル収容部材ＣＳへの負担が、図５（Ａ）及び（Ｂ）の例に示す従来技術よりも比較的少ないので、旋回動作及びスライド動作をより安定させることができる。

本発明の工作機械１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

１ 工作機械
１０ 基台
２０ 固定部
２０Ａ、２０Ｂ 固定個所
２０Ｓ、３０Ｓ 支持部材
３０ スライド部
４０ 旋回部
４０Ａ 固定個所
Ａ エリア（集中たるみ吸収部）
Ｃ ケーブル
ＣＳ ケーブル収容部材
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ ケーブルガイド
ＧＣ コロ
ＭＳ 傾斜面
Ｒ２０ レール
Ｚ４０ 旋回軸

Claims (5)

1. 基台と、
   前記基台に設けられた固定部と、
   前記基台に設けられて前記固定部に対して直線状にスライド移動するスライド部と、
   前記スライド部内で旋回する旋回部と、
   前記固定部から、前記スライド部及び前記旋回部に接続される配管と配線を含むケーブルと、
   前記ケーブルを収容し、収容している前記ケーブルの湾曲形状の変化に対して湾曲方向と湾曲の曲率を規制し、一方の端部近傍が前記固定部に固定され、他方の端部近傍が前記旋回部に固定されたケーブル収容部材と、を備えた工作機械において、
   前記旋回部の旋回によって発生する前記ケーブル収容部材のたるみである旋回たるみと、前記スライド部のスライド移動によって発生する前記ケーブル収容部材のたるみであるスライドたるみと、の双方のたるみを１個所で吸収する集中たるみ吸収部が前記固定部に設けられている、
   工作機械。
2. 請求項１に記載の工作機械であって、
   前記ケーブル収容部材を案内するケーブルガイドが前記スライド部に固定されており、
   前記ケーブルガイドの一部は、前記スライド部から前記固定部に達するように直線状に形成され、当該ケーブルガイドにおける前記固定部の側とは反対の側は、前記旋回部の旋回軸の周囲を囲むように円弧状に形成されており、
   前記ケーブルガイドは、前記スライドたるみを、前記固定部に達した前記直線状の部分から先の位置に形成された前記集中たるみ吸収部に案内し、且つ前記旋回たるみを、前記円弧状の部分から前記直線状の部分へと案内して更に前記直線状の部分から先の位置に形成された前記集中たるみ吸収部に案内する、
   工作機械。
3. 請求項２に記載の工作機械であって、
   前記ケーブル収容部材は、
   前記旋回部に固定された他方の端部近傍から、前記ケーブルガイドの前記円弧状の部分に沿った後、前記ケーブルガイドの前記直線状の部分に沿って配置されて前記スライド部から前記固定部に達しており、
   更に、前記集中たるみ吸収部として前記固定部上に形成された湾曲部を形成した後、一方の端部近傍が前記固定部に固定されている、
   工作機械。
4. 請求項２または３に記載の工作機械であって、
   前記ケーブルガイドの前記直線状の部分の下側において、前記スライド部の端部における前記固定部に対向している個所、及び前記固定部の端部における前記スライド部に対向している個所には、前記スライド部から突出する支持部材、及び前記固定部から突出する支持部材、が互いに対向するように設けられており、
   互いに対向している側におけるそれぞれの前記支持部材の先端部には、前記ケーブルガイドと反対の側に向かう傾斜面が設けられている、
   工作機械。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の工作機械であって、
   前記ケーブルガイドの直線状の部分における前記固定部に達している個所の一部にはコロが設けられており、前記スライド部がスライド移動した際、前記固定部上、または前記固定部に設けられたレール上、を前記コロが転がるように構成されて、前記固定部に対して当該固定部に達しているケーブルガイドが前記コロにて支持されている、
   工作機械。
   
   

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