JP5264309B2 - 工作機械のコンソールのための支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の側端部を有するその機械の基盤部に枢動可能に取り付けた曲げ抵抗の支持梁と、横方向上方に向けられたその支持梁部分の自由端に、キーボードとディスプレー装置を備えたコンソールを運ぶ前記支持梁を備えた、工作機械のコンソールのための支持構造に関するものである。

部品を機械加工するための最近の工作機械と複合工作機械のプログラム制御は、一般に機械の固定部分で、例えば保護室の側壁に取り付けられているか、又は比較的長い支持梁の自由端に取り付けられているかのどちらかの、コンソールの形式での入力装置を備えている。コンソールの重要構成部品は、通常キーボードとディスプレー装置であって、一般には、所定の固定された傾きでキーボードの後端に配置され、キーボードの筐体と固定して連結したディスプレー画面である。水平方向に枢動可能な支持梁の自由端でのコンソールの配設は、実行される作業に従ってそれぞれ適した位置にコンソールを移動することができることにおいて、有益である。
特開平８−２４９０１１号公報

プログラム制御式工作機械によって実行するための作業と機械加工工程は、たびたび非常に複雑で、オペレーターによって実行するのに、時々数時間のプログラミング作業を要求する。この時間のかかる作業が立ったまま行われる場合、プログラマーの集中力が、比較的長く続くプログラミング作業の過程で低下するということが見いだされている。プログラマーが、一定の疲労の症状のために、コンソール又はそのキーパネル、又はキーボードに寄り掛かる場合、そのときかけられた体重が比較的長い支持梁を通じて、モーメントとしての増幅で、機械の基盤部に移動される。機械の基盤部、又は機械のスタンド部に作用している前記負荷は、高精度の作業の場合に、機械加工の不正確さと、許容できない大きな公差をもたらすであろう。

本発明は、コンソールの絶えずよい接近に関連して、プログラマーのもっと楽な姿勢を可能にし、工作機械の操作の動き具合、特にその機械加工精度への悪影響を防ぐ工作機械のコンソールのための支持構造を提供することを目的とする。

本発明による前記目的は、支持梁のほぼ水平な、機械側部分に配設し、床に支持梁の垂直負荷を伝達する支持部と少なくとも１つの支持脚部を通じて、支持梁又はコンソールを提供するプログラマーのための座席部材によって解決される。

本発明による座席部材の条件で、プログラマーは、比較的長く続くプログラミング作業する場合に、もっと楽に、選択可能に腰を下ろした姿勢を取るためのオプションを得る。支持梁の上方部分、又はコンソールに支持部を含む座席部材の配設では、オペレーターは、エルゴメーターの位置に配置されるよりも、キーボードへの疲れの少ない接近を得ることができ、また困難なしに、スクリーンに対応する工程を追跡することができる。座席部材の支持部を通じて、また比較的十分に突き出ている細長い支持梁を通じて、腰を下ろしたプログラマーの体重が、機械のスタンド部又は機械の基盤部に完全に伝達するのを防ぐために、支持梁の底部側にある支持脚部は、その水平機械側部分の端部に、好んで配設される。

支持梁の水平方向の横枢動を実行するために、床面と支持脚部間の所定の距離は、維持されるので、床での支持脚部の滑り、又は他の衝突は、枢動する間、避けられる。有益なことには、支持脚部は、例えばねじ山を用いて、突き出ている長さにおいて、安定した支持梁と調整可能に固定される。支持脚部を支持梁と移動可能に連結することもまた可能なので、支持梁がその所望の位置に枢動される時、オペレーターによって待機位置から作動支持位置に移動できる。

本発明の有益な実施形態によると、複数の軸において移動可能となるように支持梁が機械の基盤部と連結する軸受装置は、機械の基盤部の床に近接した部分と、支持梁の機械側端部との間に提供される。ばね部を提供した前記軸受装置は、回転軸受の垂直軸を中心とした水平方向での支持梁の枢動と、支持脚部が床に着くまでの支持梁の制限された垂直運動もまた可能にする。軸受装置は、さまざまな改良型で具体化でき、少なくとも２つの軸で、又は中心とした支持梁の運動、すなわち、第１の軸受の垂直正常軸を中心とした水平方向の枢動と、さらに、制限された垂直運動を可能にする。

１つの実施形態では、軸受装置は、垂直軸を中心とした支持梁の水平枢動のための回転軸受として機能する第１の軸受と、前記第１の軸受と機械的に結合し、微小な、水平軸を中心とした制限された枢動又は回転を提供する第２の軸受もまた備える。

軸受装置のもう１つの実施形態は、垂直軸を中心とした支持梁の水平枢動のための回転軸受として機能する第１の軸受と、支持梁の機械側端部分と工作機械の基盤部との間の相対垂直運動を可能にする直線又は移動軸受もまた備える。前記軸受装置は、全体の支持構造の高い曲げ抵抗とひねり抵抗をもたらし、側端部に取り付けられたコンソールの傾きを導く支持梁の好ましくない回旋を避ける。都合のよいことには、軸受装置のこの実施形態は、垂直方向での支持梁の短い動きを可能にする比較的硬いばね部と、非可傾式で、引っかかることのない描かれたガイドレールを備え、縦軸に沿ったねじれと、ひねりを防ぐ。

本発明によって形成された軸受装置では、オペレーターが座席部材に腰を下ろした時に、支持梁の垂直運動は、支持脚部と床面間の数センチメートルのみに達する自由空間を埋めるだけである。この場合では、支持脚部は、以前調整したその支持位置にあり、支持梁の垂直枢動の最終段階で床面と接触する。支持梁に作用する腰を下ろしたプログラマーの体重は、このようにして、好ましくは、支持脚部によって床に負荷がかけられる。この場合には、支持脚部の位置は、好ましくは、支持梁の水平部分の端部に選択されるため、体重によって生じるモーメントは、機械の基盤部上にある支持梁のそれぞれの軸受装置によって、吸収できる。

本発明による支持構造で用いた座席部材は、人間工学的に有益な形状を有するべきであり、腰を下ろしたオペレーターの極度の疲労を抑制するために、弾性的に変形可能な材料、例えば、合成ポリエステルから形成されるべきである。有益には、座席部材は、コンソールと枢動可能にヒンジ結合された座席フレームであって、前記座席フレームの支持棒は、支持梁の上方部分と、又はコンソールの支持部、及び円筒カバー部を軸受するその角度のついた末端部分とヒンジ結合される。上方端部を有するコンソールに割り当てられた軸受に支持された支持棒は、オペレーターによって快適に傾けた位置に調整でき、係止機構を操作することによって、所望の位置で係止できる。

本発明のもう１つの有益な実施形態に従って、座席部は、例えば、電気路又は流体路、及びスイッチング部材を通じて、それぞれの軸受装置で提供される係止手段と運動学的に連結される。前記係止手段は、座席部材がオペレーターによって負荷がかけられる時、解除される。

本発明のもう１つの有益な実施形態に従って、支持梁は、低体重の場合、高い曲げ抵抗を保持するために、制御ケーブルに適合するための長手方向に連続的な通路を備える中空形状として形成される。都合の良いことに、部分的に楕円外輪郭を有し、複数の径方向、縦方向に連続的な補強フィンを備えるアルミニウム押出形状が使用される。径方向に外側へ開放されたケーブル通路は、両側にある留め部を通じて、中空形状と連結した薄肉被覆部によって覆われるものとする。

さらに、本発明による支持構造の有益で特殊な点は、図で説明された実施形態の以下の説明から得ることができる。

図１は、保護室１の一部と、足部を床に置いている工作機械の基盤部２（図示せず）の略側面図を示す。以下で詳細に説明される本発明による支持構造は、各種タイプの工作機械に使用されるもので、例えば、旋盤機械、フライス盤及びボール盤、研削盤などや、又は対応する複合工作機械もある。前記支持構造は、いろいろな改良型で具体化されるコンソールを支持することを目的とする。図で説明し、以下で記述されている前記コンソールは、周知のコンソールと比較して、新規で特に有益な実施形態である。

保護室１が突き出している図で示したフライス盤及びボール盤の基盤部２の側面には、本発明による支持構造の一部分を構成する軸受装置３を提供し、図１に示した実施形態では、二段継手の軸受装置３ａ、３ｂとして形成される。基盤部２の側壁２ａには、回転軸受として機能し、一点鎖線で表される垂直正常軸を中心とした支持梁の回転運動を可能にする第１の軸受３ａを固定して取り付ける。前記第１の軸受３ａは、二重ブリッジ又は梁を通じて、その水平方向の中心軸を中心とした回転運動を可能にする第２の軸受３ｂと連結する。前記第２の軸受３ｂにおいて、ねじり棒ばね、又はねじりばねとして形成されたばね３ｃが、設置される。電子機械、又は流体スイッチング部を操作することによって作動し、又は解除される、さらに例えばバネ負荷による枢動、くさびなどの形での、正又は負タイプの係止機構は、前記第２の軸受３ｂに提供される。前記第２の軸受３ｂは、この機構を作動させることによって固定されるので、水平方向の中心軸を中心とした運動が防止される。スイッチング構成部を操作することによって前記係止機構を解除し、回転運動が実行された後に、ねじりバネ３ｃが作動し、前記運動を抑制する。

図１に第１実施例として示した軸受け配設部において、本質的に安定した支持梁４は、第２の軸受３ｂの回転部材に取り付けられ、前記支持梁は、外側に中空形状の円形状、又は楕円形状、又は角を有する形状から構成される。本実施例では、２つの軸受装置は、第１及び第２の軸受３ａ、３ｂの連結を利用して、第２の軸受に設置されたねじりバネ３ｃの抑制する力に対向して、第２の軸受３ｂの水平軸を中心とした支持梁４の狭い範囲に制限された垂直運動を可能にする。第１の軸受３ａの機能は、オペレーターによって所望の作業位置に、支持梁の自由端に取り付けられたコンソールを移動させるために、第１の軸受３ａの垂直軸を中心として、支持梁４のより大きな水平枢動を可能にする。

図１に示した実施例において、支持梁４は、その側端部に、軸受装置３に接続された直線的機械側部分５を備え、円弧部７を通って横方向上方に向けられた梁部分６と融合する。キーボード１１と、フラットスクリーンを備えるディスプレー装置１２とを含むコンソール１０は、上方へ向けられた直線的梁部分６の自由端に接続される。横方向上方に向けられた梁部分６は、キーボード１１の長方形状の平面筐体１１ａの底側部の後部に位置し、接続されるので、オペレーターの脚部にとっては十分広い自由空間が、キーボードの筐体１１ａの下部に得られる（図１参照）。

コンソール１０のキーボード１１、又はその筐体１１ａは、ディスプレー装置１２と共に、すなわち、フラットスクリーンとその筐体と共に、一体型組立品として形成できる。この実施形態では、ディスプレー装置１２、すなわちフラットスクリーンの傾きは、変更できない。しかし、図２に示したコンソール１０の場合では、ディスプレー装置１２は、連続ヒンジ１３を通じてキーボード１１の後端部と連結するので、スクリーンを備えるディスプレー装置１２は、空間中で適した傾きに位置することができ、キーボード１１に対して傾きを調整できる。工作機械の操作間の周期的振動、及び不規則振動によって引き起こされるディスプレー装置１２の予期しない、及び好ましくない調整を防止するために、適した係止機構が、例えば、指標部品、クランプなどを備え、最適なスクリーンの位置の調整がヒンジ１３に提供された後に、オペレーターによって操作が可能となる。

時間のかかるプログラミングの仕事の間に恐らく起こるかもしれないオペレーターの疲労症状を抑えるために、図１に示すように、オペレーターがシート状の位置に腰掛ける座席支持部１４を提供する。前記座席支持部１４は、示された実施形態に、被覆発泡円筒プラスチックとして形成される座席カバー１５を備える。前記座席カバー１５は、支持棒１７から角度の有する水平端部分１６に非回転自在に取り付けられる。角度の有する端部分１６と、従って座席カバー１５は、キーボード１１の前部及び下部に位置するので、オペレーターは、キーボード１１及びスクリーン１２の前に座ることになる。

水平端部分１６は、円弧部を通って真っ直ぐか、又は恐らくアーチ形状の支持棒１７と融合する。オペレーターの身長に対応して、座席カバー１５の高さ調整を可能にするために、支持棒１７の長さは、調整可能となる。示された実施形態では、支持棒１７は、伸縮自在であって、縦方向に移動可能にするために、上方の棒部分１７ａと、そこへ誘導された下方の棒部分１７ｂから形成され、円弧部を通って水平端部分１６と融合する。２つの支持棒部分１７ａ、１７ｂは、選択された相対位置で、指標ボルト１７ｃなどを用いて、相互に係止できる。

図１及び２で見ることができるように、支持棒１７、又は、図で示した実施形態では、上方の支持棒部分１７ａは、コンソール１０の左側及び／又は右側に、選択的に配置できる。図１による実施形態では、支持棒１７は、（正面から見て）コンソール１０の右側に、枢動可能に配列されている。図２で示した実施形態では、支持棒１７は、コンソール１０の左側に拡張し、座席カバー１５は、いずれにしても、コンソール１０の前に直接配置される。この自由に選択可能な支持棒１７の側部配列と、従って座席カバー１５は、様々な機械のタイプと操作位置に対するコンソールの位置決めの単純な調整を可能にする。

軸受部１８は、ヒンジ１３の軸を中心として回転可能にするために、水平方向の軸受ボルトを支持した上方の棒部分１７ａの自由端に配設される。支持棒１７と、従ってさらに座席支持部１５は、軸受部１８を通じて、図で説明された操作位置から支持梁部分６に向かって枢動した待機位置に枢動できる。バネ負荷あるいは、流体的に又は電磁的に操作可能な指標ボルトなどの、ポジティブな係止部、又はネガティブなクランプ部を備える係止機構は、軸受部１８及び軸受ボルトなどから形成された軸受装置に割り当てられる。都合の良いことに、前記係止機構が形成されるので、わずかな枢動後、ユーザによって座席カバー１５に負荷をかける場合、自動的に作動し、座席カバー１５を調整した位置で固定する。

プログラマーが、図１で示した座席カバー１５に座った位置を取るときには、体重の一部は、座席カバー１５から支持梁４に、支持棒１７を通じて移動される。機械の基盤部への体重の影響を最小限にするために、図１による実施形態では、円弧部７の領域に支持アーム４の水平部分のより下方の表面に、支持脚部２０を提供する。図で説明された実施形態では、前記支持脚部２０の突出長は、例えば、ねじ込むか、あるいはねじをはずすことによって調整可能であり、支持脚部２０は前調整後には、もはやこれ以上調整されない。しかし他の実施形態では、前記支持脚部はまた、支持梁４に移動可能に取り付けできるので、作動操作位置から待機位置に移動できる。

図で示した実施形態では、座席の部材に負荷がかからないときには、約１０ｍｍの所定の間隙は、床面と支持脚部２０間に存在するので、支持梁４と、従ってコンソール１０は、支持脚部２０が床面と接触せずに、又は滑らずに、図１に示した軸受装置において、その垂直軸を中心として第１の軸受３ａに水平面に自由に枢動できる。この状態で第２の軸受３ｂの係止を作動するので、支持梁４の水平姿勢及び方向付けは、枢動する間維持され、支持脚部２０は床面と接触しない。オペレーターは、直立姿勢でコンソール１０に作業に取り掛かることができる。

オペレーターが、図１に示した方法で、座席カバー１５に腰を下ろす場合には、支持棒１７は、体重によってわずか数度だけ枢動される。前記枢動は、例えば、キーボードの筐体１１ａ内に、又はヒンジ１３上に配置されるスイッチを作動させる。前記スイッチは、図１に示した軸受装置において、流体的、電磁的、又は機械的手段を用いて、第２の軸受３ｂにおける係止を解除するので、支持梁４は、支持脚部２０が床に接するまで、垂直方向に枢動できる。このわずかな枢動の突然の発生を避けるために、第２の軸受３ｂに組み込まれたねじり棒又はねじりバネ３ｃの作動によって、枢動は抑制される。本発明では、キーボードの筐体１１ａ、又はヒンジ１３についての係止機構を作動させるので、座席カバー１５は、その事前に選択された位置で固定される。

座席カバー１５、及び支持棒４の支持部を備えた本発明による支持構造は、様々なコンソールのために設計される。一般的に使用可能な新規コンソールは、図２に示される。上方へ横に向けられた支持梁部分６の上端に取り付けられたキーボードの筐体１１ａは、ディスプレー装置１２が、筐体の後端部で角度調整可能となるように配設されるヒンジ１３によって形成された軸受装置を備える。オペレーターによって操作可能で、ヒンジ内、又はヒンジ上に配置される係止機構は、所望の傾きでのディスプレー装置１２の固定を可能にする。キーボードの（正面から見て）右側には、コンピューターのマウス２２への支持となる支持板２１が、ヒンジ上に枢動可能に配設される。さらに、書き込みメモ又は覚書のブラケットとして使用可能なもう一つの板２４がヒンジ１３によって枢動可能に支持される。

低体重の場合、要求された高い曲げ抵抗を得るために、支持棒４は、要求された制御ケーブルの敷設を可能にする好ましくは軽金属で構成される中空形状として形成される。支持梁４に関する前記中空形状の特に適した実施形態は、図３の断面図で示される。支持梁４は、一部楕円外輪郭と、図３のその下部に提供されたケーブル通路２６を備えるアルミニウム押出形状で構成される。アーチ形の断面形状を有する薄肉被覆部２７は、単に係合連結によって固定され、外側へ開放したケーブル通路２６に覆いをかけている。前記ケーブル通路２６には、さまざまなケーブル２８、２９が配設されている。高剛性を得るために、したがって、それに対応した高荷重負担能力を有する内部補強フィン３０は、さまざまな径方向に延伸する中空形状に提供され、その結果、さまざまな方向に作用する負荷に対向する高い曲げ抵抗を確保する。２つの中央のブリッジ３０は、固定ねじ（図示せず）に合わせるために中央開口部を有する目をそれぞれ備える。

図４には、本発明による支持構造に統合した軸受装置３４のもう１つの実施形態を示し、支持構造が床面上に支持梁４の支持部なしに使用される場合には、特に有益なものである。この軸受装置３４は、比較的厚肉な、この場合では、例えばねじ、ボルト状の適した固定部を用いて機械の基盤２上の近接床面の部分に設置した長方形の安定板３５を備える。板３５の前側には、連続したガイドレールで構成されるか、又はお互いの上方に垂直溝３７に挿入した複数の誘導ブロックで構成される誘導部３６が、中心部分にある垂直溝３７に固定される。図４に示した右支持板３８の、さらに２つの側面支持板３８だけが、板３５の下部の前側に固定される。

高強度支持板４０は、背面板３５と平面平行に反対に配設され、下方の支持板３８と軸方向に直線状に向かいあった２つの後部支持板４１、４２が、前記支持板４０の上方の側面部分に取り付けられている。２つの下方の支持板３８と２つの上方の支持板４１、４２との間には、比較的硬いばね部４３が、それぞれクランプされ、それは図４で示した実施形態において、それぞれつるまきばねである。図４では、右ばね部だけが認識できる。つるまきばね４３の付勢力、又はばね剛性を固定および調整するために、スタッド４４、４５が提供される。少なくとも２つのばね部４３の間には、１つのガイドシュー４７が支持板４０の背面に取り付けられ、前記ガイドシュー４７は、固定誘導部３６が上下方向に移動可能であるように適合され、案内される垂直凹部４８を有する。

支持板４０の前側には、２つの水平軸受板５０、５１が、お互いに垂直距離をおいて固定される。これらの軸受板５０、５１の間の空間には、末端部５２が軸５４を中心として枢動可能であるように支持され、前記末端部５２の描かれた肩部５５は、支持梁４の開口端に挿入される。

図４を参照して上述の軸受装置では、支持梁４の長手方向の延伸についての支持構造のひずみとコンソール１０の生じる傾きは、支持梁４が床面に置かれない適用の場合でさえも、確実に避けられる。支持板４０は、枢動軸受部５０、５１、５２と共に機械に固定された板３５に対して上下方向に移動可能であり、両側からの支持は、硬いつるまきばね４３を通じて確保され、非可傾式で、引っかかることのない直線的運動は、誘導部３６、３７、４７、４８を通じて確保される。

本発明は、上述の図で説明された実施形態に制限されることはない。支持梁４は、例えば、曲げ部によって形成された従来の形状部から組み立てできる。さらに誘導ローラーは、支持部として支持脚部に提供できる。本発明による支持構造は、さまざまな工作機械、特にフライス盤、回転旋盤、研削盤、対応する複合工作機械での使用に適している。

工作機械の保護室に関してコンソールで座っているプログラマーを含む支持構造の概略斜視図である。 座席部材を含むコンソールの概略図を示す。 支持梁の断面図である。 軸受装置の実施形態の概略斜視図である。

符号の説明

１ 保護室
２ 基盤部
２ａ 側壁
３ 軸受装置
３ａ 第１の軸受
３ｂ 第２の軸受
４ 支持梁
７ 円弧部
１０ コンソール
１１ キーボード
１２ ディスプレー装置
１４ 座席支持部
１５ 座席カバー
２０ 支持脚部

Claims (9)

1. 中空形状に形成され、継手を介して工作機械の一側部に枢動可能に取り付けられ、横方向上方に向けられたその部分（６）の端部にキーボード（１１）とディスプレー装置（１２）を備えたコンソール（１０）が配設される、曲げ抵抗を有する支持梁（４）を備えた、工作機械のコンソールのための支持構造において、
   オペレーターの座席構造（１４、１５、１６）が、前記支持梁（４）、又は前記コンソール（１０）に配設され、着席している前記オペレーターによって掛けられた体重を床部に伝達する少なくとも１つの支持脚部（２０）が、前記支持梁（４）のほぼ水平な部分（５）に提供され、
   軸受装置（３）が、前記工作機械の基盤部（２）と前記支持梁（４）との間に提供され、
   前記軸受装置（３）は、２つの継手を有し、第１の枢動軸受（３ａ）と、第２の枢動軸受（３ｂ）を備え、前記第２の枢動軸受は、ねじりばね部（３ｃ）と係止機構を備える、
   ことを特徴とする支持構造。
2. 中空形状に形成され、継手を介して工作機械の一側部に枢動可能に取り付けられ、横方向上方に向けられたその部分（６）の端部にキーボード（１１）とディスプレー装置（１２）を備えたコンソール（１０）が配設される、曲げ抵抗を有する支持梁（４）を備えた、工作機械のコンソールのための支持構造において、
   オペレーターの座席構造（１４、１５、１６）が、前記支持梁（４）、又は前記コンソール（１０）に配設され、着席している前記オペレーターによって掛けられた体重を床部に伝達する少なくとも１つの支持脚部（２０）が、前記支持梁（４）のほぼ水平な部分（５）に提供され、
   軸受装置（３４）が、前記工作機械の基盤部（２）と前記支持梁（４）との間に提供され、
   前記軸受装置（３４）は、前記支持梁の水平方向の枢動のための回転軸受（５０、５１、５２）と、前記軸受の配設の垂直移動運動のための直線軸受（３６、３７；４７、４８）とを備える、ことを特徴とする支持構造。
3. 前記軸受装置は、２つの側面支持ばね（４３）と、中心の直線的誘導部（３６、３７、４７、４８）とを備える、ことを特徴とする請求項２記載の支持構造。
4. 前記座席構造は、さまざまな位置で調整可能で、係止可能な座席カバー（１５）を備える、ことを特徴とする前記請求項１ないし３記載の支持構造。
5. 前記座席カバー（１５）は、枢動可能な支持棒（１７）が、前記支持梁（４）の上方の直線部分、又は前記キーボード（１１）の筐体（１１ａ）とヒンジ結合され、選択された座席位置で係止可能であるアーチ形状の座席フレーム（１６）に回転自在に固定される、ことを特徴とする前記請求項１ないし４記載の支持構造。
6. 前記支持棒（１７）の長さは、調整可能である、ことを特徴とする請求項５記載の支持構造。
7. 前記座席カバー（１５）は、前記支持棒（１７）を通じて、前記軸受装置（３）と運動学的に連結されているため、前記軸受の配設での係止機構は、前記座席カバー（１５）に負荷がかけられる場合に解除される、ことを特徴とする前記請求項のうちの１つに記載の支持構造。
8. 前記支持脚部（２０）は、前記座席カバー（１５）に負荷を印加することによって、待機位置から作動支持位置に移動可能である、ことを特徴とする前記請求項のうちの１つに記載の支持構造。
9. 前記支持梁（４）は、丸みのある断面を有し、縦方向に連続的な補強フィン（３０）と、その内側に提供された少なくとも１つの覆いをかけられた（２７）ケーブル通路（２６）を備える、ことを特徴とする前記請求項のうちの１つに記載の支持構造。
   

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