WO2005097405A1

WO2005097405A1 - 工作機械の安全装置及びこの安全装置を備えた工作機械

Info

Publication number: WO2005097405A1
Application number: PCT/JP2005/005389
Authority: WO
Inventors: Eiichiro Someya; Tomonori Maehara
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2005-10-20
Also published as: JP2005288592A

Abstract

【課題】　昇降部材の重量バランスをとるための手段と、前記昇降部材の落下や急上昇を防止する緩衝手段とを一つの装置で行う工作機械の安全装置を提供する。【解決手段】　昇降部材７の上方又は下方に設けられ、進退移動自在なピストンロッド１５２ａが昇降部材７に連結されたエアシリンダ１５１と、このエアシリンダ１５１の内部に設けられたピストン１５２と、このピストン１５２によって仕切られた第一チャンバ１５１ａ及び第二チャンバ１５１ｂと、第一チャンバ１５１ａの圧力を常時一定に保つ第一圧力保持手段１５５，１５６と、この圧力保持手段１５５，１５６と第一チャンバ１５１ａとの間に設けられ、電源遮断等が発生したときに前記流体の流通を規制する電磁弁１５３と、第二チャンバ１５１ｂの圧力を第一チャンバ１５１ａの流体の圧力と異なる一定の圧力に保持する第二圧力保持手段とを備える。

Description

工作機械の安全装置及びこの安全装置を備えた工作機械技術分野

[0001] 本発明は、昇降自在な主軸や刃物台等の昇降部材を有する工作機械にお、て、前記昇降部材の重量バランスを取りつつ、停電時等の電源遮断時に前記昇降部材の落下を防止する工作機械の安全装置に関する。

背景技術

[0002] 昇降自在な主軸や刃物台等の昇降部材を有する工作機械として、例えば、主軸を回転自在に支持する主軸頭と、この主軸頭を支持するラムと、このラムを昇降させる昇降手段とを有し、前記主軸の先端に装着した工具で、ラム下方のテーブルに固定されたワークの加工を行うものが知られている（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開平 11—347873号公報

[0003] 図 6は上記の特許文献 1に記載されている工作機械の概略図である。

ベッド 1上にコラム 3が立設され、コラム 3の前面（図の左側の面）には、 Y方向（紙面に直交する方向）に延びるガイド 5aが設けられている。また、コラム 3の前面には、ガイド 5aに案内されながら Y方向に進退移動するサドル 4が設けられている。

テーブル 2に固定されたワークをカ卩ェするための工具 Tを下端に装着する主軸 9は、主軸頭 8に回転自在に支持されている。また、主軸頭 8は、サドル 4の前面で昇降するラム 7に取付けられている。ラム 7は、サドル 4の前面に Z方向（上下方向）に設けられたガイド 6に案内されながら、 Z方向に昇降する。

[0004] ラム 7を昇降させる駆動体としてのリニアモータ 10は、ラム 7の後面に取り付けられた磁石 10bと、この磁石 10bに対向してサドル 4の前面に配置されたコイル 10aとからなり、コイル 10aに電力を供給することで、ラム 7がガイド 6に案内されながら昇降するまた、図示の工作機械では、重量物であるラム 7を昇降させる際のリニアモータ 10 の負荷を軽減するために、ラム 7の下方に付勢手段としてのばね 11を設け、このばね 11によってラム 7を常時上方に付勢して、る。 [0005] 上記構成の工作機械では、停電等によりリニアモータ 10のコイル 10aへの電力供給が遮断されると、ラム 7がばね 11によって押し上げられ、サドル 4の上端に衝突して、主軸頭 8,主軸 9,ラム 7又はサドル 4を破損させるおそれがある。

そこで、特許文献 1に記載の工作機械では、サドル 4の上端に、電源遮断時にラム 7が上昇しないように規制して、ラム 7とサドル 4との衝突を防止するシリンダ装置 12を設けている。

[0006] このシリンダ装置 12は、液体や気体を作動媒体とするシリンダ 121を主構成要素とする。そして、サドル 4の上端を挿通させたシリンダ 121の進退移動自在なピストン口ッド 122aの先端を、ラム 7の上端に連結させている。

シリンダ 121の内部は、ピストンロッド 122aを取り付けるピストン 122によって、第一チャンバ 121aと第二チャンバ 121bとに仕切られていて、第一チャンバ 121aと第二チャンバ 121bとは流体配管 124により連通状に連結されている。

[0007] 流体配管 124の途中部位には、電磁弁 123が設けられていて、電源遮断時にこの電磁弁 123が切り替わることにより、第一チャンバ 121aと第二チャンバ 121bとの間の流体の流通を規制することができるようになって!/、る。

上記構成のシリンダ装置 12によれば、通常の運転時に、ラム 7は、ばね 11の付勢を受けた状態でリニアモータ 10の駆動によって昇降する力このとき、シリンダ 121では、第一チャンバ 121aと第二チャンバ 121bとの間を流体が自由に行き来するので、ラム 7の昇降に追随してピストン 122が移動し、シリンダ 121からラム 7に大きな負荷が作用することはない。

[0008] 停電等により電源が遮断されると、電磁弁 123が瞬時に切り替わって流体配管 124 内の流体の流通を規制し、ピストン 122が移動しないようにする。ラム 7は、ばね 11の付勢力によって持ち上げられようとするが、ピストン 122の移動が規制されているため、サドル 4の上端に衝突すると、う不都合を回避することができる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] しかし、上記構成の工作機械では、ばね 11によりラム 7の重量バランスをとっている力ばね 11はその変形量によって付勢力が変化するため、ラム 7の位置によってラム 7に作用する付勢力が異なり、特にばね 11の付勢力が大きくなるガイド 6の下端付近では、リニアモータ 10に大きな負荷が作用してスムースかつ迅速な昇降動作が困難になるという問題がある。

また、ラム 7の重量バランスをとるばね 11と、シリンダ装置 12とを別々に設けているため、工作機械の装置構成が複雑になり、工作機械を大型化させるという問題もある

[0010] 本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、ラムや主軸のように昇降する昇降部材の重量バランスをとるための手段と、電源遮断時等に前記昇降部材の落下や急上昇を防止して装置の損傷を防止するための緩衝手段とを一つの装置で行うことができ、かつ、前記重量バランスを、昇降部材の位置に関係なく一定にすることのできる工作機械の安全装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上記課題を解決するために、本発明の安全装置は、モータその他の駆動手段により昇降する昇降部材を備えた工作機械に設けられ、電源遮断等が発生したときに前記昇降部材の落下を防止する安全装置であって、前記昇降部材の上方又は下方に設けられ、進退移動自在なピストンロッドが前記昇降部材に連結された流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの内部に設けられ、前記ピストンロッドとともに前記流体圧シリンダの内部で進退移動するピストンと、前記流体圧シリンダの内部に設けられ、前記ピストンによって仕切られた第一チャンバ及び第二チャンバと、前記第一チャンバに一定の圧力の流体を供給する流体供給部と前記第一チャンバとの間に設けられ、前記第一チャンバの圧力を前記流体供給部の流体の圧力と均等な圧力に維持する圧力均等維持手段を備えた第一圧力保持手段と、この圧力均等維持手段と前記第一チャンバとの間に設けられ、電源遮断等が発生したときに前記流体の流通を規制する流体規制手段と、前記第二チャンバの流体の圧力を前記第一チャンバの流体の圧力と異なる一定の圧力に保持する第二圧力保持手段とを備え、前記第一チャンバの流体の圧力と前記第二チャンバの流体の圧力との差により生じる前記ピストンの推力を、前記昇降部材の重量バランスに応じた大きさとした構成としてある。

[0012] この構成によれば、第一チャンバと第二チャンバとの間の圧力差を常時一定に保ち、この圧力差によって生じる前記ピストンの推力を、前記昇降部材の重量バランスに応じた大きさにすることができる。そのため、前記昇降部材の位置にかかわらず、常時一定の力で前記昇降部材を持ち上げることができる。また、前記圧力差は、昇降部材の重量バランスに応じた大きさとしてあるので、最下降位置と最上昇位置の間でスムースかつ迅速な昇降部材の昇降動作を実現することができる。

また、電源遮断時等にも、流体規制手段が第一チャンバの流体の流通を規制し、ピストンロッドが移動しな、ようにするので、ラムや主軸等の昇降部材の落下を防止することができる。

なお、流体供給部は工作機械に備え付けられたものであってもよいし、工作機械の外部に設けられたものであってもよい。

[0013] この場合、前記流体供給部にレギユレータ等の圧力調整手段を設け、前記第一チヤンバに供給する流体の圧力を前記圧力調整手段で調整自在とすることで、前記流体圧シリンダの前記ピストンの推力を前記昇降部材の重量バランスに応じた適切な大きさに調整することができる。また、工具等の交換により、前記昇降部材の重量が変化しても、変化した重量バランスに応じて流体の圧力を調整することが可能になる

[0014] 本発明においては、第二チャンバの圧力保持手段は、前記第二チャンバを外気に連通させる連通部として構成するとよい。このようにすることで、第一チャンバに供給される流体の種類にかかわらず、第二チャンバの圧力を常時大気圧に保つことができる。

また、第二チャンバについても、第一チャンバと同様に流体供給部を連結し、この流体供給部により圧力を一定に保つことができるようにしてもょ、。

具体的には、前記第二圧力保持手段が、前記第二チャンバに一定の圧力の流体を供給する流体供給部と前記第二チャンバとの間に設けられ、前記第二チャンバの圧力を前記流体供給部の流体の圧力と均等な圧力に維持する圧力均等維持手段を有する構成とするとよい。

[0015] この場合、前記流体供給部と前記第二チャンバとの間に、電源遮断等が発生したときに前記流体の流通を規制する第二流体規制手段を設けてもよい。この第二流体規制手段を設けることで、停電等で電源遮断が生じたときに、より確実に昇降部材を停止させることができる。この構成は、流体がエア等の気体であるときに有効である。

また、前記第一チャンバに流体を供給する流体供給部と、前記第二チャンバに流体を供給する流体供給部とを同一の流体供給部としてもよい。この場合は、レギユレータ等の圧力調整手段により、前記第一チャンバに供給する流体の圧力と前記第二チャンバに供給する流体の圧力とを異ならせるようにするとよ!/、。

[0016] 第一チャンバ及び第二チャンバに供給される流体がエア等の気体のように圧縮性及び膨張性の大きい流体である場合、工具の着脱等により昇降部材の重量が急激に変化すると、前記第一チャンバの流体が圧縮又は膨張するとともに前記第二チヤンバの流体が膨張又は圧縮して、ピストンとともに昇降部材を大きく移動させるという問題がある。そこで、第一チャンバだけでなく第二チャンバにも流体供給部から一定圧力の流体を供給するようにし、第一チャンバ及び第二チャンバ内の流体の圧力を予め高めに設定することで、第一チャンバ及び第二チャンバの流体の圧縮量及び膨張量を小さくすることができ、前記ピストン及び昇降部材の移動量を小さくすることができる。

[0017] 前記した第一圧力保持手段及び Z又は第二圧力保持手段の圧力均等維持手段は、前記流体供給部に連結された入口と、前記第一チャンバ及び Z又は第二チャンバに連結された出口と、前記流体の排出口と、前記入口と前記出口とを連通状に連結する第一通路と、前記出口と前記排出口とを連通状に連結する第二通路と、前記第一通路と前記第二通路とを選択的に切り替える弁体とを有し、前記出口側の流体の圧力が前記入口側の流体の圧力よりも高くなつたときに、前記弁体が前記第一通路を閉じて前記第二通路を開き、前記出口から前記排出口に流体が流れるようにし、前記出口側の流体の圧力が前記入口側の流体の圧力よりも低くなつたときに、前記弁体が前記第二通路を閉じて前記第一通路を開き、前記入口から前記出口に流体が流れるようにして、前記ピストンの推力を前記昇降部材の重量バランスに応じた一定の大きさに保つ構成としてもよい。

[0018] このように構成することで、前記モータその他の駆動手段による昇降部材の昇降動作に追随して流体圧シリンダ内で前記ピストンが移動しても、第一チャンバ及び Z又は第二チャンバ内の流体の圧力を常に流体供給部力供給される流体の圧力と同じにすることができる。

[0019] また、前記第一チャンバ及び Z又は第二チャンバに供給する流体が液体である場合に、前記排出口から排出された前記流体を回収する流体回収手段を設けてもよいこのようにすることで、前記排出ロカ排出された流体を流体供給部等に戻して再利用することが可能になる。

本発明の工作機械は、上記構成のいずれかの安全装置を備えた構成としてある。本発明の工作機械によれば、停電等の電源遮断が生じても、安全装置により昇降部材が落下等することなぐ停電等が生じたときの位置に保持することができる。発明の効果

[0020] 本発明は上記のように構成されているので、主軸やラム等の昇降部材に対し、常に一定の付勢力で重量バランスをとることができ、昇降部材の位置にかかわらず、スムースで迅速な昇降動作を行うことができる。

また、停電等により電源遮断が生じた場合にも、ただちに流体の流通を規制してピストンロッドが移動しな、ようにするので、前記昇降部材が落下して装置を破損するという不具合も防止することができる。

[0021] さらに、重量バランスの付与と昇降部材の落下等防止とを単一の安全装置によって行うことができるので、工作機械を大型化したり複雑化したりすることもな、。

本発明の工作機械によれば、工作機械の稼働中に停電等の電源遮断が生じても、昇降部材は電源遮断が生じた位置で停止して落下等することがな、ので、工具やその他の構成部材を損傷したりすることなぐ保守'点検等の際にも安全に作業を行うことがでさる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の一実施形態にかかり、安全装置を備えた工作機械の一例を示す図である。

[図 2]この実施形態の安全装置の構成を説明するブロック図である。 [図 3]この実施形態におけるクイックェキゾ一ストバルブの原理を説明する図である。圆 4]この実施形態の安全装置の作用を説明するフローチャートである。

[図 5]本発明の安全装置の他の実施形態にかかり、その構成を説明するブロック図である。

[図 6]特許文献 1に記載されてレ、る工作機械の概略図である。

符号の説明

1 ベッド、

2 テーブル

3 コラム

4 サドル

5a, 5b ガイド

6 ガイド、

7 ラム

8 主軸頭

9 主軸

10 リニアモータ

15 安全装置

151 エアシリンダ

151a 第一チャンバ

151b 第二チャンバ

152 ピストン

152a ピストンロッド

153 電磁弁

154 エア配管

155 クイックェキゾ一ストバルブ

156 エアタンク

157 サイレンサ

発明を実施するための最良の形態 [0024] 以下、本発明の好適な一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図 1は、本発明の安全装置を備えた工作機械の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図 6に示す工作機械と同一部材、同一部位には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

[0025] 図 1に示すように、この実施形態の工作機械では、サドル 4の下端とラム 7との間に、エアシリンダ 151を有する安全装置 15を設けている。そして、エアシリンダ 151の進退移動自在なピストンロッド 152aをラム 7の下端に連結して、る。

図 2は、安全装置 15の構成を説明するブロック図である。

エアシリンダ 151の内部は、ピストンロッド 152aとともに進退移動するピストン 152によって第一チャンバ 151aと第二チャンバ 151bとに仕切られている。

[0026] 第二チャンバ 151bはサイレンサ 157を介して外気に連通しており、その内部圧力が常に大気圧に保たれるようになつている。この実施形態では、第二チャンバ 151b を外気に連通させる連通部（孔）が、第二チャンバ 151bのエアの圧力を一定 (大気圧）に保つ第二圧力保持手段を構成する。なお、第二圧力保持手段をこのような連通部とすることで、第一チャンバ 151aに供給される流体の種類と無関係に、つまり、第一チャンバ 151aに供給される流体がエア以外の例えば油や水のような液体であつても、第二チャンバ 151bの圧力を大気圧で一定に保つことができるという利点がある。そして、ラム 7の昇降動作に伴うピストン 152の移動に追随して、外気中のエアが第二チャンバ 151bに出入りする。

[0027] また、第一チャンバ 15 laは、エア配管 154を介して圧力均等維持手段であるタイツタエキゾーストバルブ 155及び流体供給部であるエアタンク 156に連結されている。エアタンク 156は、工作機械の本体に備えられていてもよいし、工作機械の外部に設けられていてもよい。

さらに、第一チャンバ 15 laとクイックェキゾ一ストバルブ 155との間のエア配管 154 には、流体規制手段である電磁弁 153が設けられている。この電磁弁 153は、停電等により電源が遮断されたときに切り替わって、クイックェキゾ一ストバルブ 155と第一チャンバ 151aとの間のエアの流通を規制するものである。

[0028] なお、エアタンク 156に貯蔵されるエアの圧力は、第一チャンバ 151aのエアの圧力と第二チャンバ 151bのエアの圧力（大気圧）との差によって生じるピストン 152の推力が、ラム 7の重量バランスに応じた大きさになるものである。エアの圧力は、重量バランスに必要な力とピストン 152の面積とによって決定される。例えば、ラム 7の重量力 S80Nで、ピストン 152の直径が 2cm(3. 14cm²)である場合は、ラム 7との重量バランスに必要な第一チャンバ 151aのエアの圧力と第二チャンバ 151bのエアの圧力との差は 0. 26MPaと算出することができる。

[0029] また、エアタンク 156又はエアタンク 156近傍のエア配管 154に、圧力調整手段としてのレギユレータ 156aを設けることで、エアタンク 156から第一エアチャンバ 151aに供給されるエアの圧力を、ラム 7の重量バランスに最適な圧力に調整することが可能になるだけでなぐ装着する工具等の違いによってラム 7の重量が変化しても、重量の変化に応じてエアの圧力を微調整することが可能になる。

[0030] クイックェキゾ一ストバルブ 155は、一定の圧力のエアを貯蔵するエアタンク 156に入口（in)側が連結されるとともに、出口（out)側が電磁弁 153を介して第一チャンバ 151aに連結されている。そして、出口（out)側の流体の圧力が入口（in)側の流体の圧力よりも高くなつたときに、出口（out)側のエアを排気することで第一チャンバ 151 aのエアの圧力を、エアタンク 156から供給されるエアの圧力と均等に維持する。

[0031] 図 3は、上記したクイックェキゾ一ストバルブ 155の一例にかかり、その原理を説明する図である。

クイックェキゾ一ストバルブ 155のエア流路 155aの途中部位には、入口（in)側と排気口（ex)側との間で進退移動する弁体 155bが挿入されている。この弁体 155bは略円錐台形状に形成されていて、エア流路 155aの途中部位に形成された円錐状の座 155cと嵌合するようになって、る。

[0032] 出口（out)側のエアの圧力が入口（in)側のエアの圧力よりも高いときには、弁体 1 55bは座 155cに押し付けられていて、エアタンク 156力ら第一チャンバ 155aへエアが流れないようになつている。また、弁体 155bが座 155cに押し付けられることで、外気に連通する排気口が開口し、第一チャンバ 151aの圧力上昇分のエアが出口（out M則から排気口（ex)側へ流れ、外気中に放出される。なお、図 2に示すように、タイツタエキゾーストバルブ 155の排気口（ex)側には、排気音を低減させるためのサイレンサ 157を取り付けてもよい。

[0033] 第一チャンバ 151aの圧力上昇分のエアが排気されて、第一チャンバ 155aの圧力がエアタンク 156のエアの圧力より僅かに低くなると、弁体 155bが入口（in)側のエアの圧力によって押されて座 155cから離れ、前記排気口を閉じる。また、エア流路 15 5aを入口（in)側から出口（out)側まで連通状にし、第一チャンバ 151aへのエアの供給を可能にする。これにより、第一チャンバ 155aのエアの圧力力エアタンク 156 と同じ圧力に保たれる。

この実施形態では、クイックェキゾ一ストバルブ 155とエアタンク 156及びレギユレ一タ 156aとで、第一チャンバ 151aのエアの圧力を一定に保つ第一圧力保持手段が構成される。

[0034] 上記構成の本発明の工作機械の作用を、図 4のフローチャートを参照しながら説明する。

通常の運転状態において、リニアモータ 10の駆動によりラム 7が上昇すると (ステツプ S1)、これにともなってピストン 152が上昇し、第二チャンバ 151bのエアが外気中に排気される (ステップ S3)。

[0035] また、ピストン 152の上昇とともに、第一チャンバ 151aの内容積が増大した分だけ圧力が下降しょうとするが (ステップ S2)、圧力下降分を補うようにエアタンク 156からクイックェキゾ一ストバルブ 155を通して第一チャンバ 151aにエアが供給されるので (ステップ S4)、第一チャンバ 151aのエアの圧力はエアタンク 156のエアの圧力と常に同じに保たれる。

[0036] 一方、リニアモータ 10の駆動によりラム 7が下降すると (ステップ S11)、これにともなつてピストン 152が下降し、第二チャンバ 151bに外気中力もエアが取り込まれる（ステツプ S 13)。

また、ピストン 152の下降とともに、第一チャンバ 151aの内容積が減少した分だけ圧力が上昇しょうとするが (ステップ S 12)、第一チャンバ 15 laの圧力上昇分のエアはクイックェキゾ一ストバルブ 155の排気口力も外気中に放出されるので (ステップ S 14)、この場合も第一チャンバ 151aのエアの圧力はエアタンク 156のエアの圧力と同じに保たれる。 [0037] 第一チャンバ 151aのエアの圧力がエアタンク 156のエアの圧力と同等になったとき、第一チャンバ 151aのエアの圧力又はエアタンク 156のエアの圧力が予め設定された規定の範囲内にあるかどうかを、図示しない圧力計等の検出結果に基づいて NC 装置が判断する (ステップ S5)。

そして、エアの圧力が規定の範囲外である場合には、アラームを発生させ (ステップ S6)、電磁弁 153を切り替えて閉状態にして第一チャンバ 151aへのエアの流通を規制するとともに、工作機械の稼動を停止させる (ステップ S7, S8)。

エアの圧力が規定の範囲内であるときは、電源が遮断されていないことを前提に（ステップ S9)電磁弁 153の開状態を維持する (ステップ S 10)。以後、ラム 7を昇降動させるたびにステップ S1— S10の動作を繰り返す。

[0038] [他の実施形態]

図 5は、本発明の安全装置の他の実施形態を説明するブロック図である。この実施形態では、エア配管 154' を介して、第一チャンバ 151aに一定圧のエアを供給するエアタンク 156に、第二チャンバ 15 lbを連結している。そして、エア配管 154' の途中部位に、第一実施形態のクイックェキゾ一ストバルブ 155と同じ構成のクイックェキゾ一ストバルブ 155' を設け、このクイックェキゾ一ストバルブ 155' と第二チャンバ 15 lbとの間に、第一実施形態の電磁弁 153と同じ構成の電磁弁 153' を設けている。この実施形態においても、クイックェキゾ一ストバルブ 155' は圧力均等維持手段として作用し、電磁弁 153' は流体規制手段として作用する。

[0039] また、第一チャンバ 151aに連結されたエア配管 154及び第二チャンバ 151bに連結されたエア配管 154' には、圧力調整手段としてのレギユレータ 156a, 156a' が設けられ、第一チャンバ 151aのエアの圧力と、第二チャンバ 151bのエアの圧力との差により生じるピストン 152の推力を、ラム 7の重量バランスに応じた適切な大きさに調整することができるようになってヽる。

[0040] この実施形態では、クイックェキゾ一ストバルブ 155とエアタンク 156及びレギユレ一タ 156aとで、第一チャンバ 151aのエアの圧力を一定に保つ第一圧力保持手段が構成され、クイックェキゾ一ストバルブ 155' とエアタンク 156' 及びレギユレータ 156a ' とで、第二チャンバ 151bのエアの圧力を一定に保つ第二圧力保持手段が構成される。この実施形態の場合も、第一チャンバ 151aと第二チャンバ 151bのエアの圧力差は、エアの圧力は、ラム 7との重量バランスに必要な力とピストン 152の面積とによつて決定される。

[0041] この実施形態の安全装置は、第一チャンバ 151a及び第二チャンバ 151bに供給される流体がエアのように圧縮性及び膨張性の大き、流体である場合に特に有利である。例えば、工具の取り外しにより昇降部材の重量が急激に変化すると、第一チャンバ 15 laの流体が膨張するとともに第二チャンバ 15 lbの流体が圧縮されて、ピストン 152とともにラム 7を持ち上げようとする。そこで、第一チャンバ 151a及び第二チャンノ 151bのエアの圧力を予め高めに設定しておくことで、第一チャンバ 151aのエアの膨張量及び第二チャンバ 151bのエアの圧縮量を小さくして、工具取り外しの際にラム 7の移動量を小さくすることができる。

[0042] 本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。

例えば、上記の説明では、昇降部材としてラムや主軸を例に挙げて説明した力本発明は刃物台等他の昇降部材にも適用が可能である。

また、上記の説明では、ラム等の昇降部材の下方に安全装置を配置しているが、前記昇降部材の上方に安全装置を配置してもよい。

[0043] さらに、上記の説明では、安全装置 15の作動媒体 (流体)としてエアを例に挙げて説明したが、エア以外の他のガスを作動媒体としてもよぐガスに限らず液体を作動媒体とすることも可能である。また、第一チャンバと第二チャンバとで異なる流体を用いてもよぐ例えば、一方のチャンバ（例えば第一チャンバ）に液体を供給し、他方のチャンバ (第二チャンバ）に気体を供給してもよ、。

また、本発明においては、クイックェキゾ一ストバルブ (圧力均等維持手段)から排出された流体を回収する流体回収手段を設けてもよい。そして、回収した流体を流体供給部に戻すことで、流体の再利用を図るようにすることができる。流体回収手段としては、例えば、圧力均等維持手段の排出口と流体供給部と連結する配管と、この配管の途中に設けたポンプとで構成することができる。

[0044] さらに、上記の他の実施形態では、第一チャンバ 15 la側のエアタンクと第二チャンノ 151b側のエアタンクとを同じものとしている力第一チャンバ 151a側のエアタンクと第二チャンバ 15 lb側のエアタンクを別のものとしてもよ!/、。

また、第一チャンバや第二チャンバに一定の圧力の流体を供給する流体供給部は、エア等の流体を一定圧力で貯蔵するタンクであるとして説明した力一定の圧力の流体を供給することができるのであれば、ポンプ等であってもよ、。

産業上の利用可能性

本発明は、刃物台や主軸等の昇降部材を昇降させるあらゆる種類の工作機械、例えば、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤、放電加工機等の工作機械に適用が可能で、リニアモータで前記昇降部材を昇降させるものに限らず、電源遮断により前記昇降部材が落下する可能性のある全ての工作機械に適用が可能である。

Claims

請求の範囲

[1] モータその他の駆動手段により昇降する昇降部材を備えた工作機械に設けられ、電源遮断等が発生したときに前記昇降部材の落下を防止する安全装置であって、前記昇降部材の上方又は下方に設けられ、進退移動自在なピストンロッドが前記昇降部材に連結された流体圧シリンダと、

この流体圧シリンダの内部に設けられ、前記ピストンロッドとともに前記流体圧シリンダの内部で進退移動するピストンと、

前記流体圧シリンダの内部に設けられ、前記ピストンによって仕切られた第一チヤンバ及び第二チャンバと、

前記第一チャンバに一定の圧力の流体を供給する流体供給部と前記第一チャンバとの間に設けられ、前記第一チャンバの圧力を前記流体供給部の流体の圧力と均等な圧力に維持する圧力均等維持手段を備えた第一圧力保持手段と、

この圧力均等維持手段と前記第一チャンバとの間に設けられ、電源遮断等が発生したときに前記流体の流通を規制する流体規制手段と、

前記第二チャンバの流体の圧力を前記第一チャンバの流体の圧力と異なる一定の圧力に保持する第二圧力保持手段とを備え、

前記第一チャンバの流体の圧力と前記第二チャンバの流体の圧力との差により生じる前記ピストンの推力を、前記昇降部材の重量バランスに応じた大きさとしたこと、を特徴とする工作機械の安全装置。

[2] 前記流体供給部から供給される流体の圧力を圧力調整手段で調整して、前記流体圧シリンダの前記ピストンの推力を前記昇降部材の重量バランスに応じた大きさとすることを特徴とする請求項 1に記載の工作機械の安全装置。

[3] 前記第二チャンバの圧力保持手段が、前記第二チャンバを外気に連通させる連通部であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の工作機械の安全装置。

[4] 前記第二圧力保持手段が、前記第二チャンバに一定の圧力の流体を供給する流体供給部と前記第二チャンバとの間に設けられ、前記第二チャンバの圧力を前記流体供給部の流体の圧力と均等な圧力に維持する圧力均等維持手段を有することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の工作機械の安全装置。

[5] 前記流体供給部と前記第二チャンバとの間に、電源遮断等が発生したときに前記流体の流通を規制する第二流体規制手段を設けたことを特徴とする請求項 4に記載の工作機械の安全装置。

[6] 前記第一チャンバに流体を供給する流体供給部と、前記第二チャンバに流体を供給する流体供給部とを同一の流体供給部とし、圧力調整手段により前記第一チャンバに供給する流体の圧力と前記第二チャンバに供給する流体の圧力とを異ならせたことを特徴とする請求項 4又は 5に記載の工作機械の安全装置。

[7] 前記圧力均等維持手段が、前記流体供給部に連結された入口と、前記第一チャンバ又は前記第二チャンバに連結された出口と、前記流体の排出口と、前記入口と前記出口とを連通状に連結する第一通路と、前記出口と前記排出口とを連通状に連結する第二通路と、前記第一通路と前記第二通路とを選択的に切り替える弁体とを有し、

前記出口側の流体の圧力が前記入口側の流体の圧力よりも高くなつたときに、前記弁体が前記第一通路を閉じて前記第二通路を開き、前記出口から前記排出口に流体が流れるようにし、前記出口側の流体の圧力が前記入口側の流体の圧力よりも低くなつたときに、前記弁体が前記第二通路を閉じて前記第一通路を開き、前記入口から前記出口に流体が流れるようにして、

前記ピストンの推力を前記昇降部材の重量バランスに応じた一定の大きさに保つこと、

を特徴とする請求項 1一 6のいずれかに記載の工作機械の安全装置。

[8] 前記第一チャンバ及び Z又は前記第二チャンバに供給する流体が液体である場合に、前記排出口から排出された前記流体を回収する流体回収手段を設けたことを特徴とする請求項 7に記載の工作機械の安全装置。

[9] モータその他の駆動手段により昇降する昇降部材を備えた工作機械であって、請求項 1一 8のいずれかに記載の安全装置を備えたことを特徴とする工作機械。