JP4849754B2

JP4849754B2 - 機械の操作盤装置

Info

Publication number: JP4849754B2
Application number: JP2001300311A
Authority: JP
Inventors: 剛福原
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003103423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械本体に対する操作盤の位置及び操作盤の操作面の向きが変更可能となるように操作盤が支持された機械の操作盤装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械や産業機械などはその操作をするための操作盤を備えており、操作盤自体が機械の作動部から離れた位置に設置されることが多い。
【０００３】
例えば、工作機械では、工具を保持する主軸やワークを保持するテーブルなどにより構成される加工部の周囲をスプラッシュガードと呼称される防護壁により覆って加工部の周囲に加工室を形成し、加工に使用する加工液や加工中に生じる加工屑などが周囲に飛散することを防止するようにしているタイプが存在する。このような場合、操作は加工室の外側で行われるので、操作盤は、加工室の壁や加工室の外部に面した工作機械の表面などに付設される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした操作盤は、工作機械の加工部や産業機械の作動部の様子を観察しながら操作を行えるように、加工部や作動部を見やすい位置に配置されることが好ましい。例えば、加工部が加工室内に配置されている上記のような工作機械では、操作盤は、加工室に対する操作者のアクセスのために設けられた扉の窓の近くに配置されることが多い。
【０００５】
しかしながら、扉が大きい場合などには、操作盤と扉の窓とが離れて加工室内の様子を確認しにくくなる。一方、扉の窓と操作盤とを近づけるために扉と重なる位置に操作盤を配置すれば、操作者の加工室の内部に対するアクセスの妨げとなってしまう。また、操作盤は固定されていることが多く、操作の内容に応じて、または関心領域の観察をしながらの操作を容易とさせるように、操作者がその操作面の位置及び向きを変更することもできない。
【０００６】
よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、機械本体に対する操作盤の位置の変更を可能にさせ且つ操作盤の操作面の向きをも変更できるようにした、操作盤の配置に関する自由度を高くする機械の操作盤装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、機械の操作部に設けられた操作盤装置において、機械本体に設けられた第１ピボットと、前記第１ピボットを中心にして旋回可能に支持された旋回アームと、前記旋回アームの先端部に設けられた第２ピボットと、前記第２ピボットに回転支持され、前記旋回アームに対して操作面の向きを手動で変更可能に設けられた操作盤と、前記操作盤を介して前記旋回アームを旋回させ前記操作盤を移動させるとき、前記旋回アームの旋回角度により一意的に前記操作盤の操作面の向きが定まるように、前記機械本体に対する前記旋回アームの旋回運動と、前記旋回アームに対する前記操作盤の回転運動とを連動させる連動機構と、を具備する機械の操作盤装置を提供する。
【０００８】
前記連動機構は、前記操作盤に設けたスイッチ手段によって前記旋回アームの旋回運動と前記操作盤の回転運動との連動関係を解除可能に構成されることが好ましい。
【０００９】
本発明の機械の操作盤装置においては、操作盤が機械本体に対して旋回可能な旋回アームにより支持されているので、操作盤は、旋回アームの旋回可能な角度範囲内において旋回アームの旋回中心と操作盤の支持点との間の距離を半径として円周方向に移動することができ、その位置を変更することが可能となる。また、操作盤が旋回アームに回転可能に支持されているので、操作盤が旋回アームに対して回転可能な角度範囲内で、操作盤の操作面の向きを変更することが可能となる。
【００１０】
なお、従来技術においては、特開平１１−３３８５４号公報に開示されているように操作盤の内部にアクセスするために操作面が旋回可能になっている操作盤は存在しているが、操作盤の位置を変更できるように旋回する旋回アームを具備した操作盤装置はない。
【００１１】
そして、連動機構によって機械本体に対する旋回アームの旋回運動と旋回アームに対する操作盤の回転運動とを所定の関係で連動させるので、旋回アームを旋回させて操作盤の位置を定めることにより、自動的に操作盤の操作面の向きすなわち方向も定められるようになり、片手のみによる操作盤の操作が容易となる。
【００１２】
さらに、旋回アームと操作盤との連動をスイッチ手段によって解除可能にすることで、操作者が操作盤の位置と無関係に操作盤の操作面の向きを自由に変更することができるようになり、操作盤の位置及びその操作面の向きの自由度が高まる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は操作者扉に隣接して付設された本発明による機械の操作盤装置及び操作盤の斜視図、図２は本発明による操作盤装置を備えた工作機械を上部から見た全体構成図、図３は本発明による操作盤装置の旋回アームと操作盤とを連動させるための連動解除可能な連動機構の部分断面図、図４は本発明による機械の操作盤装置の動作を示す説明図である。
【００１５】
ここでは、本発明による操作盤装置を具備した工作機械を例にして本発明を説明する。しかしながら、本発明による機械の操作盤装置は、工作機械の操作盤の支持への適用に限定されるわけではなく、他の産業機械の操作盤などにも適用可能である。
【００１６】
最初に、図２を参照して、本発明による操作盤装置を具備した工作機械の全体構成を説明する。
【００１７】
工作機械１１は、ベッド１３にＸ軸方向に移動可能に支持されているコラム１５と、コラム１５にＹ軸方向（図中の紙面に垂直方向）に移動可能に支持されている主軸頭１７と、主軸頭１７に回転可能に支持された主軸１９と、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向に移動可能であり被加工物（不図示）を支持するテーブル２１とを具備している。主軸１９とテーブル２１とにより構成される加工部は、加工に使用される加工液や加工部において発生する加工屑が周囲に飛散することを防止するために、その周囲をスプラッシュガード２３と呼称される防護壁により囲んだ加工室２５内に配置されている。また、スプラッシュガード２３の一部には、Ｚ軸方向と平行な方向に摺動可能な引き戸タイプの操作者扉２７が設けられており、操作者が加工室２５内にアクセスできるようになっている。
【００１８】
工作機械１１は、さらに、操作者扉２７に隣接して、本発明による操作盤装置２９の操作盤３１を具備しており、操作者はこの操作盤３１を介して工作機械の動作を指示、制御することができる。
【００１９】
操作の際、操作者は、操作者扉２７に設けられた窓３３を通して加工室２５内の様子を観察しながら工作機械１１を操作することを所望することがある。したがって、操作盤３１を可能な限り操作者扉２７の窓の近くに配置することが好ましい。一方で、操作者扉２７の近傍に操作盤を付設すると操作者扉２７の開閉に支障を来す可能性があり、また操作者扉２７上に操作盤３１を付設することは構造上多くの困難を伴う。そこで、本発明の操作盤装置２９は、操作盤３１の位置が少なくとも図２に示される２つの位置を含んだ複数の位置に変更可能となるように構成されている。
【００２０】
図１を参照すると、工作機械１１の表面又は加工室２５の壁面の上部及び下部にはそれぞれ上側支持部３５及び下側支持部３７が設けられており、上側支持部３５と下側支持部３７にはそれぞれピボット３９、４１を介して上側旋回アーム４３ａと下側旋回アーム４３ｂとが旋回可能に支持されている。そして、これら上側旋回アーム４３ａと下側旋回アーム４３ｂの間には、操作盤３１がピボット４５、４７を介して上側旋回アーム４３ａ及び下側旋回アーム４３ｂに対して回転可能に支持されている。操作盤３１は表示部やキー入力部などの操作者インターフェイスを含む操作面４９を有しており、操作盤３１の操作者面４９の両側部には、操作盤を旋回させる際に操作者が把持するためのハンドル５１が２つ設けられている。
【００２１】
下側支持部３７、ピボット４１、下側旋回アーム４３ｂ及びピボット４７の内部には操作盤３１と工作機械１１の制御装置とを結ぶ配線が収容されている。下側支持部３７及び下側旋回アーム４３ｂは、図１に示されているように、ピボット４１、４７の延びる方向に対して鈍角をなして斜めに延びる部分を含むことが好ましい。これは、内部に収容されている配線が急激に（例えば直角に）曲がるように配置されると、断線などの障害が発生しやすくなるため、この障害の発生を抑制する意図である。
【００２２】
このように構成された本発明の操作盤装置２９は、旋回アーム４３の旋回により、旋回アーム４３が工作機械１１（又は加工室２５の壁面）に対して旋回可能な角度範囲において旋回アーム４３に結合された２つのピボット３９、４５の間の距離を半径として操作盤３１を円周方向に移動させて操作盤３１の位置を変更可能とさせ、旋回アーム４３に対する操作盤３１の回転により、操作盤３１が旋回アーム４３に対して回転可能な角度範囲において操作面４９の向きを変更可能とさせる。
【００２３】
しかしながら、このような構成のみでは操作盤３１が旋回アーム４３に対して自由に回転し得るために操作盤３１の操作面４９の向きが不安定となるので、操作盤３１を旋回させる際には両手でハンドル５１を把持する必要がある。そこで、示されている本発明の操作盤装置２９に、旋回アーム４３と操作盤３１とを連動させるための連動機構５３を設け、操作盤３１を片手で移動させることができるようにすることが好ましい。
【００２４】
図３を参照すると、連動機構５３は、ブラケット５５などを介して工作機械１１の表面又は加工室２５の壁面に固定された回転しない固定プーリ５７と、上側旋回アーム４３ａのハウジングに回転可能に支持されている可動プーリ５９とを具備しており、固定プーリ５７と可動プーリ５９とはベルト６１を介して協働するようになっている。この実施形態では、固定プーリ５７及び可動プーリ５９とベルト６１とが滑りを起こさないようにするために、ベルト６１には適切な張力を加える必要がある。そのため、固定プーリ５７と可動プーリ５９の間には公知の張力調整プーリ６３が設けられており、その設置位置を変更することによりベルト６１の張力を調整できるようになっている。なお、この実施形態の固定プーリ５７、可動プーリ５９及び張力調整プーリ６３は、その外周に歯が設けられたタイプのものを使用しているが、外周部に歯が設けられていないタイプのものを使用することもできる。
【００２５】
ピボット４５は、操作盤３１と一体的に回転するように操作盤３１に接続されており、その内部をシャフト６５が摺動可能に貫通している。このシャフト６５とピボット４５とはキー６７によって一体的に回転するようになっており、シャフト６５はピボット４５内に配置されたバネ６９により下方へ付勢されている。また、シャフト６５の上端部には少なくとも１つのピン７１を有した雄型連結要素７３が取り付けられている。一方、可動プーリ５９には雄型連結要素７３のピン７１と対応して穴７５が設けられている雌形連結要素７７が取り付けられており、この穴７５に雄型連結要素７３のピン７１を嵌入させることにより、可動プーリ５９がシャフト６５と連動して回転するようになっている。すなわち、可動プーリ５９と操作盤３１とはピボット４５及びシャフト６５を介して連動して回転するようになっている。
【００２６】
このようにして、旋回アーム４３と操作盤３１とを連動させることにより、操作盤３１の操作面４９は安定し、旋回アーム４３の旋回角度により一意的に操作盤３１の操作面４９が定まる。したがって、操作者は操作盤３１を片手で旋回させることができるようになる。
【００２７】
一方で、操作者が操作盤３１の位置すなわち旋回アーム４３の旋回角度と無関係に操作盤３１の操作面４９の向きを自由に決定したい場合もある。そこで、本発明の操作盤装置２９は、さらに、操作盤３１と可動プーリ５９との連動を解除できるようにする連動解除機構７９を具備している。
【００２８】
連動解除機構７９は、操作面４９上でハンドル５１の近傍に設けられスイッチ手段として機能する解除ボタン８１と、解除ボタン８１の操作により上側旋回アーム４３ａへ向かって上下方向に移動するようになっているリンク８３と、リンク８３と一体的に上側旋回アーム４３ａへ向かって上下方向に移動可能であり、ピボット４５を摺動可能に貫通するシャフト６５の下端部に接触している解除ピン８５とを具備している。例示されている連動解除機構７９では、解除ボタン８１の押込みにより機械的にリンク８３が上方へ移動するようになっているが、リンク８３を上側旋回アーム４３ａへ向かう方向に沿って往復運動させることが可能な他のタイプの機構を使用することも可能である。
【００２９】
連動解除機構７９の解除ピン８５はシャフト６５の下端部と接触しているので、操作者が解除ボタン８１を押し、リンク８３を上方へ移動させると、リンク８３により解除ピン８５が上方へ移動し、解除ピン８５と接触しているシャフト６５をピボット４５内で上方へ摺動、移動させる。この結果、シャフト６５の上端部に取り付けられている雄型連結要素７３も上方へ移動し、雄型連結要素７３のピン７１が、可動プーリ５９に取り付けられた雌形連結要素７７の穴７５から引き抜かれ、ピボット４５と可動プーリ５９の連結が解除されるようになっている。ピボット４５と可動プーリ５９の連動が解除されているときに、旋回アーム４３に対して操作盤３１を回転させれば、雄型連結要素７３のピン７１と雌形連結要素７７の穴７５の位置がずれるので再びピン７１と穴７５とが整列するまで操作盤３１を自由に回転させることができるようになる。一方、解除ボタン８１を戻すと、バネ６９の付勢力によりシャフト６５は下方へ押し戻され、雄型連結要素７３のピン７１と雌形連結要素７７の穴７５が整列したときに、ピン７１を穴７５に嵌入させると共に、リンク８３及び解除ピン８５を下降させる。
【００３０】
また、図３に示されているように、ピボット４５の下部には、複数の穴を有しその穴内にボール８７を保持する中央円盤８９がピボット４５の回転軸と同心でピボット４５と一体的に回転するように取り付けられている。中央円盤８９の下には、円周方向に等間隔で設けられた複数の穴又は窪みを有し、上側旋回アーム４３のハウジングに固定された下側円盤９１が配置され、中央円盤８９の上方には、平坦な表面を有した上側円盤９３が配置されている。この上側円盤９３はバネ９５により中央円盤８９へ向けて付勢されており、中央円盤８９の穴内に保持されたボール８７を下側円盤９１へ押し付けている。
【００３１】
したがって、操作盤３１及びピボット４５を上側旋回アーム４３ａに対して回転させるのに伴って、中央円盤８９が回転させられ、中央円盤８９の穴内に保持されたボール８７が下側円盤９１の穴又は窪みに対して進入、脱出することになる。これにより、操作者にクリック感を提供し、操作者が操作盤３１を何度回転させたかを直感的に把握できるようにさせている。また、連動解除機構７９により旋回アーム４３と操作盤３１との連動を解除しているときに、旋回アーム４３に対する操作盤３１の回転に適度な抵抗を与えて、操作盤３１の向きを安定化させる機能も果たす。
【００３２】
同様の機構が上側支持部３５におけるピボット４１の周囲にも設けられており、旋回アーム４３の旋回に関して同様の機能を果たしている。
【００３３】
最後に、特に図２及び図４を参照して、上述した連動機構５３及び連動解除機構７９による操作盤３１の位置及びその操作面４９の向きを変更する動作を説明する。
【００３４】
最初に、操作者が旋回アーム４３に支持されている操作盤３１を移動させようとすると、旋回アーム４３がピボット３９、４１周りに旋回する。したがって、上側旋回アーム４３ａのハウジングに支持されている可動プーリ５９は機械本体（工作機械１１の表面又は加工室２５の壁面）に固定されている固定プーリ５７周りに円運動をすることになる。このとき、可動プーリ５９は、固定プーリ５７と可動プーリ５９とがベルト６１を介して協働するようになっているので、上側旋回アーム４３ａの旋回方向と逆方向に回転する。
【００３５】
こうして、旋回アーム４３を旋回させ、旋回アーム４３に支持された操作盤３１を円周方向に移動させるとき、旋回アーム４３の旋回角度により操作盤３１の操作面４９が所定の向きに定まり、操作者が片手で操作盤３１を旋回させることが可能となる。
【００３６】
例えば、図４に示されているように、旋回アーム４３が９０度旋回可能である場合に、固定プーリ５７と可動プーリ５９との直径比又はギア比を２：１に設定すれば、操作盤３１の操作面４９は図２の実線及び一点鎖線で示されている位置において図示されている向きとなる。詳細には、図４に示されているように、旋回アーム４３が９０度旋回したとき、操作盤３１は旋回アーム４３の旋回方向（図４では時計回り）と逆方向（図４では反時計回り）に１８０度回転し、旋回角度が９０度の範囲内では常に操作者側を向くようになる。
【００３７】
こうして、操作者は、図２の実線で示されている位置に操作盤３１を配置した状態で、操作者扉２７を通して内部にアクセスする必要のある作業を行い、それが終了した後、操作者扉２７を閉鎖し、旋回アーム４３により図２の一点鎖線で示されている位置に操作盤３１を移動させ、操作者扉２７の窓３３から加工室２５の内部の様子を観察しながら操作盤３１を操作して工作機械１１の操作を行うことができるようになる。すなわち、操作者扉２７に対するアクセスを妨げることなく、操作盤３１を操作者扉２７の窓の近くに配置することが可能となる。
【００３８】
一方、例えば、操作者が加工室２５内にいるときに、加工室２５内から操作盤３１を操作したい場合には、図２の一点鎖線で示されている位置に操作盤３１があるときに、操作盤３１の操作面４９に設けられた解除ボタン８１を押しながら操作盤３１を回転させて連動機構５３を解除し、操作盤３１の操作面４９を加工室２５側へ向ければよい。
【００３９】
もちろん、図４の（ｂ）の位置や（ａ）と（ｃ）の間の任意の位置に操作盤３１を配置させたり、各位置において操作面４９を任意の向きに向けたりすることも可能となる。また、図２及び図４に示されるように旋回アーム４３の旋回可能角度範囲を９０度に限定せずに、例えば１８０度又は３６０度旋回できるようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の機械の操作盤装置によれば、操作盤が機械本体に対して旋回可能な旋回アームにより支持されているので、操作盤は、旋回アームの旋回可能な角度範囲内においてその位置を変更することが可能となる。また、操作盤が旋回アームに回転可能に支持されているので、操作盤が旋回アームに対して回転可能な角度範囲内で、操作盤の操作面の向きを変更することが可能となる。そして、連動機構によって機械本体に対する旋回アームの旋回運動と旋回アームに対する操作盤の回転運動とを所定の関係で連動させるので、旋回アームを旋回させて操作盤の位置を定めることにより、自動的に操作盤の操作面の向きすなわち方向も定められるようになり、片手のみによる操作盤の操作が可能となる。
【００４１】
さらに旋回アームと操作盤との連動をスイッチ手段によって解除可能とすることで、操作者が操作盤の位置と無関係に操作盤の操作面を任意の向きに変更できる。
【００４２】
したがって、操作盤の位置及びその操作面の向きに対する自由度を向上させ、操作者の所望する位置及び向きに操作盤を配置することが可能となり、加工領域などの操作者の関心領域を操作者が観察しながら機械を操作することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】操作者扉に隣接して付設された本発明による操作盤装置及び操作盤の斜視図である。
【図２】本発明による操作盤装置を備えた工作機械の全体構成図である。
【図３】本発明による操作盤装置の旋回アームと操作盤とを連動させるための連動解除可能な連動機構の部分断面図である。
【図４】本発明による操作盤支持装置の動作を示す説明図であ。
【符号の説明】
１１…工作機械
２９…操作盤装置
３１…操作盤
３９，４１，４５，４７…ピボット
４３…旋回アーム
４３ａ…上側旋回アーム
４３ｂ…下側旋回アーム
４９…操作面
５３…連動機構
８１…解除ボタン

Claims

機械の操作部に設けられた操作盤装置において、
機械本体に設けられた第１ピボットと、
前記第１ピボットを中心にして旋回可能に支持された旋回アームと、
前記旋回アームの先端部に設けられた第２ピボットと、
前記第２ピボットに回転支持され、前記旋回アームに対して操作面の向きを手動で変更可能に設けられた操作盤と、
前記操作盤を介して前記旋回アームを旋回させ前記操作盤を移動させるとき、前記旋回アームの旋回角度により一意的に前記操作盤の操作面の向きが定まるように、前記機械本体に対する前記旋回アームの旋回運動と、前記旋回アームに対する前記操作盤の回転運動とを連動させる連動機構と、
を具備することを特徴とした機械の操作盤装置。
前記連動機構は、前記操作盤に設けたスイッチ手段によって前記旋回アームの旋回運動と前記操作盤の回転運動との連動関係を解除可能に構成された請求項１に記載の機械の操作盤装置。