JP2021000708A - 工作機械の操作盤支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械による加工動作に起因した操作盤の振動騒音を抑制し、操作盤を安定して支持する工作機械の操作盤支持構造を提供する。【解決手段】工作機械の装置本体側に支点軸１４０を介して回動自在に軸支された支持アーム１３０を有し、支持アーム１３０と工作機械の装置本体側との間に、支持アーム１３０の回動を規制する規制ピン１８０を設け、支持アーム１３０の一端側に工作機械の操作を行う操作盤１２０が装着され、規制ピン１８０によって支持アーム１３０を所定の回動角度に固定して操作盤１２０を支持する工作機械の操作盤支持構造において、支持アーム１３０上に支点軸１４０を配置し、支持アーム１３０から、支持アーム１３０の長手方向に対して交差する方向に固定アーム１３２を突設し、規制ピン１８０が、固定アーム１３２に配置して設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械の操作盤を支持する工作機械の操作盤支持構造に関するものである。

従来、作業者が機械に対する操作指示を入力する操作盤を支持する操作盤支持構造として、操作パネルが装着される機械の本体側に支点軸を介して回動自在に支持されたアームを設け、このアームと本体側との間に、アームの回動を規制する規制ピンを設け、アームの一端側に操作パネルが装着され、規制ピンによってアームの回動角度を固定して操作パネルを支持するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４７６８２９１号公報

このような操作盤支持構造によって工作機械の操作盤を支持すると、工作機械による材料の加工動作に際して操作盤が振動する虞がある。
例えば、比較的材料の加工時の振動が大きい振動切削を行うことができる工作機械に適用する場合、操作盤の振動による騒音等が問題になり得る。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、工作機械による加工動作に起因した操作盤の振動騒音を抑制し、操作盤を安定して支持する工作機械の操作盤支持構造を提供することである。

本発明は、第１に、工作機械の装置本体側に支点軸を介して回動自在に軸支された支持アームを有し、前記支持アームと前記工作機械の装置本体側との間に、前記支持アームの回動を規制する規制ピンを設け、前記支持アームの一端側に前記工作機械の操作を行う操作盤が装着され、前記規制ピンによって前記支持アームを所定の回動角度に固定して前記操作盤を支持する工作機械の操作盤支持構造において、前記支持アーム上に前記支点軸を配置し、前記支持アームから、前記支持アームの長手方向に対して交差する方向に固定アームを突設し、前記規制ピンが、前記固定アームに配置して設けられていることを特徴とする。

第２に、前記支持アームの前記一端側に、連結軸を介して一端側が回動自在に軸支された連結アームを設け、前記連結アームの他端側に、前記連結アームの回動を規制する連結アーム規制ピンを設け、前記連結アーム規制ピンを前記支持アーム上に挿入することによって、前記支持アームに対して連結アームを所定の回動角度に固定し、前記操作盤が、前記連結アームに固定して設けられていることを特徴とする。

第３に、前記支持アームと前記連結アームとが、上下に平行且つ積層して設けられていることを特徴とする。

第４に、前記規制ピンおよび前記連結アーム規制ピンの少なくとも一方に、弾性部材が装着されていることを特徴とする。

本発明は、支点軸から規制ピンまでの軸間距離を確保することができるため、工作機械による材料の加工動作に際しての操作盤の振動騒音を抑制し、操作盤を安定して支持することができる。

本発明の実施例である工作機械の操作盤支持構造を示す斜視図。 本発明の実施例である工作機械の操作盤支持構造を示す要部背面斜視図。 図１に示す工作機械の装置本体の概略図。 カバーを取り外した状態の要部平面図。 図４のＶ−Ｖ線から見た工作機械の側面断面図。 図４のＶＩ−ＶＩ線から見た工作機械の背面断面図。

本発明は、工作機械の装置本体側に支点軸を介して回動自在に軸支された支持アームを有し、支持アームと工作機械の装置本体側との間に、支持アームの回動を規制する規制ピンを設け、支持アームの一端側に工作機械の操作を行う操作盤が装着され、規制ピンによって支持アームを所定の回動角度に固定して操作盤を支持する工作機械の操作盤支持構造において、支持アーム上に支点軸を配置し、支持アームから、支持アームの長手方向に対して交差する方向に固定アームを突設し、規制ピンが、固定アームに配置して設けられていることにより、工作機械による加工動作に起因した操作盤の振動騒音を抑制し、操作盤を安定して支持するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

以下、図１乃至図６に基づいて、本発明の実施例である工作機械の操作盤支持構造について説明する。

まず、図１および図２に基づいて、本発明の実施例である操作盤支持構造を組み込んだ工作機械の概要について説明する。
図１は、本発明の実施例である工作機械の操作盤支持構造を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施例である工作機械の操作盤支持構造を示す要部背面斜視図である。

工作機械１００は、図１および図２に示すように、後述する装置本体１１０と、この装置本体１１０に対する操作指示の入力を受け付けて工作機械１００の操作を行う操作盤１２０と、装置本体１１０と操作盤１２０とを連結する支持アーム１３０とを備えている。

次に、図３に基づいて、工作機械１００の装置本体１１０について説明する。
図３は、図１に示す工作機械の概略図である。

装置本体１１０は、ワークＷを保持する主軸１１１と、ワークＷを旋削加工するバイト等の切削工具Ｔを保持する切削工具台１１２と、主軸１１１および切削工具台１１２を相対的に振動させる振動手段１１３と、この振動手段１１３を制御する制御手段１１４とを備えている。

主軸１１１は、主軸本体１１１ａと、この主軸本体１１１ａの先端に設けられたチャック１１１ｂと、主軸本体１１１ａの後端側で支持する主軸台１１１ｃとを有している。
主軸本体１１１ａは、不図示の主軸モーターを回転駆動させることにより、回転する。
この主軸モーターとして、主軸台１１１ｃと主軸本体１１１ａとの間に形成される従来公知のビルトインモーター等が考えられる。
チャック１１１ｂは、ワークＷを把持しており、主軸本体１１１ａと一体となって回転する。
主軸台１１１ｃは、工作機械１００のベッド側に、後述するＺ軸方向送り機構１１３ａによってＺ軸方向（主軸１１１の軸線方向）に移動自在となるように搭載されている。

切削工具台１１２は、工作機械１００のベッド側に、後述するＸ軸方向送り機構１１３ｂ及び不図示のＹ軸方向送り機構によって、Ｘ軸方向（Ｚ軸方向に直交する方向）と、Ｙ軸方向（Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向）とに移動自在となるように搭載されている。

振動手段１１３は、主軸１１１をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向送り機構１１３ａと、切削工具台１１２をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向送り機構１１３ｂと、切削工具台１１２をＹ軸方向に移動させる不図示のＹ軸方向送り機構とを有している。

Ｚ軸方向送り機構１１３ａは、装置本体１１０に固定されているベース１１３ａａと、主軸台１１１ｃが載置されるＺ軸方向送りテーブル１１３ａｂと、ベース１１３ａａに設けられＺ軸方向送りテーブル１１３ａｂの送り方向を規制するガイドレール１１３ａｃと、Ｚ軸方向送りテーブル１１３ａｂとガイドレール１１３ａｃとの間に設けられてＺ軸方向送りテーブル１１３ａｂをガイドレール１１３ａｃに沿って移動させるリニアサーボモーター１１３ａｄとを有している。
リニアサーボモーター１１３ａｄは、Ｚ軸方向送りテーブル１１３ａｂに設けられた可動子Ｍと、ベース１１３ａａに設けられた固定子Ｆとから形成されている。
したがって、Ｚ軸方向送りテーブル１１３ａｂは、ガイドレール１１３ａｃ上をスライド自在となっている。

Ｘ軸方向送り機構１１３ｂは、装置本体１１０に固定されているベース１１３ｂａと、切削工具台１１２が載置されるＸ軸方向送りテーブル１１３ｂｂと、ベース１１３ｂａに設けられＸ軸方向送りテーブル１１３ｂｂの送り方向を規制するガイドレール１１３ｂｃと、Ｘ軸方向送りテーブル１１３ｂｂとガイドレール１１３ｂｃとの間に設けられてＸ軸方向送りテーブル１１３ｂｂをガイドレール１１３ｂｃに沿って移動させるリニアサーボモーター１１３ｂｄとを有している。
リニアサーボモーター１１３ｂｄは、Ｘ軸方向送りテーブル１１３ｂｂに設けられた可動子Ｍと、ベース１１３ｂａに設けられた固定子Ｆとから形成されている。
したがって、Ｘ軸方向送りテーブル１１３ｂｂは、ガイドレール１１３ｂｃ上をスライド自在となっている。

Ｙ軸方向送り機構は、Ｘ軸方向送り機構１１３ｂをＹ軸方向に配置したものであり、Ｘ軸方向送り機構１１３ｂと同様の構造であるため、図示及び構造についての詳細な説明は割愛する。

Ｚ軸方向送り機構１１３ａ、Ｘ軸方向送り機構１１３ｂ、Ｙ軸方向送り機構がこのように構成されていることにより、Ｚ軸方向送り機構１１３ａからなる主軸移動機構とＸ軸方向送り機構１１３ｂとＹ軸方向送り機構とからなる切削工具台移動機構とが協動し、Ｚ軸方向への主軸１１１の移動と、Ｘ軸方向とＹ軸方向への切削工具台１１２の移動とによって、切削工具台１１２に装着されている切削工具Ｔは、ワークＷに対して相対的に任意の加工送り方向に送られる。
また、本実施例の操作盤支持構造を組み込んだ工作機械１００では、このように構成された主軸移動機構と切削工具台移動機構とからなる振動手段１１３により、主軸１１１と切削工具台１１２とを相対的に振動させることができる。
したがって、本実施例の操作盤支持構造を組み込んだ工作機械１００では、ワークＷと切削工具Ｔとを相対的に振動させてワークＷを切削加工する、いわゆる「振動切削」を行うことができる。

制御手段１１４は、主軸モーター（不図示）、Ｚ軸方向送り機構１１３ａ、Ｘ軸方向送り機構１１３ｂ、Ｙ軸方向送り機構（不図示）等と電気的に接続され、これらを駆動制御する。
制御手段１１４は、各送り機構を各々対応する移動方向に沿って往復振動させながら、主軸台１１１ｃ又は切削工具台１１２を各々の方向に移動させるように制御するように予め設定されている。

さらに、装置本体１１０は、図１及び図２に示すように、側面視で逆Ｌ字状のアングル部材１１５が設けられている。
アングル部材１１５は、装置本体１１０の背面から立ち上がり、装置本体１１０の前方に向かって突出している。
また、アングル部材１１５の水平部１１５ａは、装置本体１１０の右側上面に設けられた天面板１１６と鉛直方向で離間対向している。
さらに、このアングル部材１１５の水平部１１５ａの先端部分の上面には、平面視で矩形状のプレート１１５ｃが一体的に固定されている。

次に、図１乃至図３に基づいて、操作盤１２０について説明する。
操作盤１２０は、図１に示すように、装置本体１１０の右側に配置されており、装置本体１１０の加工条件や加工状況等を表示する表示面１２１と、加工条件等を入力する入力キー１２２と、装置本体１１０を操作するための操作ボタン１２３とを前面側に有している。
この操作盤１２０の詳細な説明は、公知技術であるため、省略する。

そして、操作盤１２０の背面には、図２に示すように、連結アーム１２４が連結アーム用ボルトＢ１により固定されている。
さらに、連結アーム１２４を覆うカバー１２５が連結アーム１２４にカバー用ボルトＢ２により取り付けられている。

次に、図２、図４乃至図６に基づいて、操作盤１２０の支持構造について説明する。
図４は、カバーを取り外した状態の要部平面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線から見た工作機械の側面断面図であり、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線から見た工作機械の背面断面図である。

図４に示すように、アングル部材１１５に固定されたプレート１１５ｃの前端には、中空の角柱状の部材である支持アーム１３０の一端（左端）が、支点軸１４０により回動自在に軸支されている。
すなわち、平面視において、支点軸１４０は、支持アーム１３０上に配置されている。

さらに、支持アーム１３０の他端（右端）には、操作盤１２０の連結アーム１２４の一端（右端）側が連結軸１５０により回動自在に軸支されている。
したがって、支持アーム１３０は、アングル部材１１５（装置本体１１０）に対して支点軸１４０を中心に回動自在であり、操作盤１２０は、支持アーム１３０に対して連結軸１５０を中心に回動自在となっている。

そして、図５に示すように、アングル部材１１５と支持アーム１３０との間には、円環状のスペーサー１６０が設けられている。
これにより、アングル部材１１５と後述する固定アーム１３２との間には、隙間Ｇ１が形成される。
同様に、図６に示すように、操作盤１２０の連結アーム１２４と支持アーム１３０との間にも円環状のスペーサー１７０が設けられている。
これにより、操作盤１２０の連結アーム１２４と支持アーム１３０との間には、隙間Ｇ２が形成される。

支点軸１４０は、図５および図６に示すように、円柱状の部材であり支持アーム１３０およびスペーサー１６０に挿入される軸本体１４１と、この支持アーム１３０が軸本体１４１から上側に抜けることを防ぐ支点軸抜け止め部材１４２とからなる。
軸本体１４１は、アングル部材１１５の底面１１５ｂから挿通される支点軸用下側固定ボルトＢ３ａにより、アングル部材１１５に固定されている。
支点軸抜け止め部材１４２は、軸本体１４１より大径の部材であり、支点軸用上側固定ボルトＢ３ｂによって軸本体１４１に固定されている。

連結軸１５０は、図６に示すように、円柱状の部材であり支持アーム１３０およびスペーサー１７０に挿入される軸本体１５１と、軸本体１５１が支持アーム１３０から上側に抜けることを防止する連結軸抜け止め部材１５２とからなる。
軸本体１５１は、操作盤１２０の連結アーム１２４の上面１２４ａから挿通される連結軸用上側固定ボルトＢ４ａにより、操作盤１２０の連結アーム１２４に固定されている。
連結軸抜け止め部材１５２は、軸本体１５１より大径の部材であり、連結軸用下側固定ボルトＢ４ｂによって支持アーム１３０の下方側から軸本体１５１に取り付けられている。

また、図５に示すように、アングル部材１１５と支持アーム１３０とは、支持アーム１３０の背面１３１に接続された側面視でＬ字状の固定アーム１３２によっても接続されている。
この固定アーム１３２は、水平方向にのびる水平部１３２ａと、この水平部１３２ａから鉛直方向上方に立ち上がる立ち上がり部１３２ｂとを有している。
固定アーム１３２の水平部１３２ａは、規制ピン１８０を後端部側に形成された貫通孔１３２ｃに挿通してアングル部材１１５の水平部１１５ａに螺着させることにより、アングル部材１１５の水平部１１５ａに固定されている。
固定アーム１３２の立ち上がり部１３２ｂは、支持アーム１３０の背面１３１に連結ボルトＢ５によって固定されている。
これにより、図４に示すように、固定アーム１３２が、支持アーム１３０の長手方向に対して交差する方向に配置され、支持アーム１３０がアングル部材１１５より後側に突出して延び、アングル部材１１５が支持アーム１３０の長手方向に対して交差する方向（本実施形態においては直交する方向）に配置されることになる。
また、規制ピン１８０が固定アーム１３２に設けられていることにより、支持アーム１３０の回動が規制される。

また、規制ピン１８０の周面には、円環状の弾性部材１８１が装着されており、この弾性部材１８１は、固定アーム１３２の貫通孔１３２ｃと当接している。
したがって、支持アーム１３０とアングル部材１１５とが弾力的に固定される。

また、図６に示すように、操作盤１２０の連結アーム１２４は、連結アーム規制ピン１２４ｃを連結アーム１２４の左端側に形成された貫通孔１２４ｂに挿通して支持アーム１３０に螺着することにより、支持アーム１３０に固定されている。
したがって、連結アーム１２４の回動を規制する連結アーム規制ピン１２４ｃが連結アーム１２４の他端（左端）側に設けられると共に支持アーム１３０に挿入されることになり、連結アーム１２４（操作盤１２０）の回動が規制される。

また、連結アーム規制ピン１２４ｃの周面には、円環状の弾性部材１２４ｄが装着されており、この弾性部材１２４ｄは振動切削加工による操作盤１２０の連結アーム１２４に形成された貫通孔１２４ｂと当接している。
したがって、支持アーム１３０と連結アーム１２４とが弾力的に固定される。

このように支持アーム１３０と操作盤１２０の連結アーム１２４とが接続されていることにより、図４および図５に示すように、支持アーム１３０と連結アーム１２４とが上下に平行且つ平面視において両者が重なった状態で積層して設けられ、操作盤１２０がアングル部材１１５に直交して設けられる。

以上説明した操作盤１２０の支持構造により、支点軸１４０から規制ピン１８０までの軸間距離Ｄが確保され、支点軸１４０から規制ピン１８０までの前後方向の長さを比較的大きくとることができるため、操作盤１２０の振動（例えば、前後方向の振動）が抑制される。
そして、連結アーム規制ピン１２４ｃに装着された弾性部材１２４ｄが連結アーム１２４の振動を吸収し、規制ピン１８０に装着された弾性部材１８１が支持アーム１３０の振動を吸収するため、アングル部材１１５から伝達される前後方向の振動は、操作盤１２０にさらに抑制される。
したがって、操作盤１２０の振動騒音が抑制される。

また、隙間Ｇ１および隙間Ｇ２が形成されていることにより、操作盤１２０に伝達される振動をさらに抑制することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。

例えば、本実施例における工作機械の操作盤支持構造では、振動切削により生じる振動による操作盤１２０の振動騒音等が抑制されることを説明したが、振動切削により生じる前後方向以外の方向の振動や振動切削以外の切削方法により生じた振動による操作盤１２０の振動騒音も抑制することができる
すなわち、本実施例においては、振動切削加工による工作機械を例示して説明したが、振動切削加工以外のフライス盤加工、研削加工、ボール盤加工などを行う工作機械であっても適用できる。

例えば、本実施例においては、支持アーム１３０は、右側に延びていたが、左側に延びていてもよい。

例えば、本実施例においては、操作盤１２０は、装置本体１１０の右側に配置されていたが、操作盤１２０が装置本体１１０の左側に配置されていてもよい。

例えば、本実施例においては、規制ピン１８０がアングル部材１１５に螺着されていたが、規制ピン１８０が固定アーム１３２に螺着され、貫通孔がアングル部材１１５に形成されていてもよい。
あるいは、規制ピン１８０が、アングル部材１１５または固定アーム１３２と別体ではなく、アングル部材１１５または固定アーム１３２の一方から他方に形成された貫通孔に向けて突出するようなものであってもよい。

例えば、本実施例においては、連結アーム規制ピン１２４ｃが支持アーム１３０に螺着されていたが、連結アーム規制ピン１２４ｃが連結アーム１２４に螺着され、貫通孔が支持アーム１３０側に形成されていてもよい。
あるいは、連結アーム規制ピン１２４ｃが、支持アーム１３０または連結アーム１２４と別体ではなく、支持アーム１３０または連結アーム１２４の一方から他方に形成された貫通孔に向けて突出するようなものであってもよい。

１００ ・・・ 工作機械
１１０ ・・・ 装置本体
１１１ ・・・ 主軸
１１１ａ ・・・ 主軸本体
１１１ｂ ・・・ チャック
１１１ｃ ・・・ 主軸台
１１２ ・・・ 切削工具台
１１３ ・・・ 振動手段
１１３ａ ・・・ Ｚ軸方向送り機構
１１３ａａ・・・ ベース
１１３ａｂ・・・ Ｚ軸方向送りテーブル
１１３ａｃ・・・ ガイドレール
１１３ａｄ・・・ リニアサーボモーター
１１３ｂ ・・・ Ｘ軸方向送り機構
１１３ｂａ・・・ ベース
１１３ｂｂ・・・ Ｘ軸方向送りテーブル
１１３ｂｃ・・・ ガイドレール
１１３ｂｄ・・・ リニアサーボモーター
１１４ ・・・ 制御手段
１１５ ・・・ アングル部材
１１５ａ ・・・ 水平部
１１５ｂ ・・・ 底面
１１５ｃ ・・・ プレート
１１６ ・・・ 天面板

１２０ ・・・ 操作盤
１２１ ・・・ 表示面
１２２ ・・・ 入力キー
１２３ ・・・ 操作ボタン
１２４ ・・・ 連結アーム
１２４ａ ・・・ 上面
１２４ｂ ・・・ 貫通孔
１２４ｃ ・・・ 連結アーム規制ピン
１２４ｄ ・・・ 弾性部材
１２５ ・・・ カバー

１３０ ・・・ 支持アーム
１３１ ・・・ 背面
１３２ ・・・ 固定アーム
１３２ａ ・・・ 水平部
１３２ｂ ・・・ 立ち上がり部
１３２ｃ ・・・ 貫通孔
１４０ ・・・ 支点軸
１４１ ・・・ 軸本体
１４２ ・・・ 支点軸抜け止め部材

１５０ ・・・ 連結軸
１５１ ・・・ 軸本体
１５２ ・・・ 連結軸固定部材
１６０ ・・・ スペーサー
１７０ ・・・ スペーサー
１８０ ・・・ 規制ピン
１８１ ・・・ 弾性部材

Ｔ ・・・ 切削工具
Ｍ ・・・ 可動子
Ｆ ・・・ 固定子
Ｂ１ ・・・ 連結アーム用ボルト
Ｂ２ ・・・ カバー用ボルト
Ｂ３ａ ・・・ 支点軸用下側固定ボルト
Ｂ３ｂ ・・・ 支点軸用上側固定ボルト
Ｂ４ａ ・・・ 連結軸用上側固定ボルト
Ｂ４ｂ ・・・ 連結軸用下側固定ボルト
Ｂ５ ・・・ 固定ボルト
Ｇ１ ・・・ 隙間
Ｇ２ ・・・ 隙間
Ｄ ・・・ 軸間距離

Claims (4)

1. 工作機械の装置本体側に支点軸を介して回動自在に軸支された支持アームを有し、
   前記支持アームと前記工作機械の装置本体側との間に、前記支持アームの回動を規制する規制ピンを設け、
   前記支持アームの一端側に前記工作機械の操作を行う操作盤が装着され、
   前記規制ピンによって前記支持アームを所定の回動角度に固定して前記操作盤を支持する工作機械の操作盤支持構造において、
   前記支持アーム上に前記支点軸を配置し、
   前記支持アームから、前記支持アームの長手方向に対して交差する方向に固定アームを突設し、
   前記規制ピンが、前記固定アームに配置して設けられている、工作機械の操作盤支持構造。
2. 前記支持アームの前記一端側に、連結軸を介して一端側が回動自在に軸支された連結アームを設け、
   前記連結アームの他端側に、前記連結アームの回動を規制する連結アーム規制ピンを設け、
   前記連結アーム規制ピンを前記支持アーム上に挿入することによって、前記支持アームに対して連結アームを所定の回動角度に固定し、
   前記操作盤が、前記連結アームに固定して設けられている、請求項１に記載の工作機械の操作盤支持構造。
3. 前記支持アームと前記連結アームとが、上下に平行且つ積層して設けられている、請求項２に記載の工作機械の操作盤支持構造。
4. 前記規制ピンおよび前記連結アーム規制ピンの少なくとも一方に、弾性部材が装着されている、請求項２または請求項３に記載の工作機械の操作盤支持構造。