JP2005288592A - 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 - Google Patents

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。
【選択図】 図２

Description

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いて、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。

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）。
特開平１１−３４７８７３号公報

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加工するための工具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。

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いる。

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。

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ロッド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。

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いる。
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が、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。

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いう不都合を回避することができる。

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が、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。

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。

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。

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いようにするので、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。

この場合、前記流体供給部にレギュレータ等の圧力調整手段を設け、前記第一チャ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。

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よい。
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。

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、レギュ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い。

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ャ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。

前記した第一圧力保持手段及び／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／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ったときに、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ったときに、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。

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／又は第二チャンバ内の流体の圧力を常に流体供給部から供給される流体の圧力と同じにすることができる。

また、前記第一チャンバ及び／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、前記排出口から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く、停電等が生じたときの位置に保持することができる。

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いようにするので、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。

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い。
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いので、工具やその他の構成部材を損傷したりすることなく、保守・点検等の際にも安全に作業を行うことができる。

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。

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の下端に連結している。
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。

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っている。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っても、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。

また、第一チャンバ１５１ａは、エア配管１５４を介して圧力均等維持手段であるクイック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１５１ａとクイックエキゾーストバルブ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、クイックエキゾーストバルブ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。

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の重量が８０Ｎで、ピストン１５２の直径が２ｃｍ（３．１４ｃｍ^２）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。

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ュレータ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く、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。

クイックエキゾーストバルブ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ったときに、出口（ｏｕｔ）側のエアを排気することで第一チャンバ１５１ａ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。

図３は、上記したクイックエキゾーストバルブ１５５の一例にかかり、その原理を説明する図である。
クイックエキゾーストバルブ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いる。

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１５５ｂは座１５５ｃに押し付けられていて、エアタンク１５６から第一チャンバ１５５ａへエアが流れないようになっている。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）側から排気口（ｅｘ）側へ流れ、外気中に放出される。なお、図２に示すように、クイック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。

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１５５ａ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のエアの圧力が、エアタンク１５６と同じ圧力に保たれる。
この実施形態では、クイックエキゾーストバルブ１５５とエアタンク１５６及びレギュレータ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。

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（ステップ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）。

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ようとするが（ステップＳ２）、圧力下降分を補うようにエアタンク１５６からクイックエキゾーストバルブ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。

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）、これにともなってピストン１５２が下降し、第二チャンバ１５１ｂに外気中からエアが取り込まれる（ステップＳ１３）。
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ようとするが（ステップＳ１２）、第一チャンバ１５１ａの圧力上昇分のエアはクイックエキゾーストバルブ１５５の排気口から外気中に放出されるので（ステップＳ１４）、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。

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Ｓ１０）。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。

［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１５１ｂ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エキゾーストバルブ１５５と同じ構成のクイックエキゾーストバルブ１５５′を設け、このクイックエキゾーストバルブ１５５′と第二チャンバ１５１ｂ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、クイックエキゾーストバルブ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。

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ュレータ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いる。

この実施形態では、クイックエキゾーストバルブ１５５とエアタンク１５６及びレギュレータ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、クイックエキゾーストバルブ１５５′とエアタンク１５６′及びレギュレータ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の面積とによって決定される。

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い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１５１ａの流体が膨張するとともに第二チャンバ１５１ｂ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及び第二チャンバ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。

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が、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。

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く、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く、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い。
また、本発明においては、クイックエキゾーストバルブ（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。

さらに、上記の他の実施形態では、第一チャンバ１５１ａ側のエアタンクと第二チャンバ１５１ｂ側のエアタンクとを同じものとしているが、第一チャンバ１５１ａ側のエアタンクと第二チャンバ１５１ｂ側のエアタンクを別のものとしてもよい。
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が、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い。

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。

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。 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。 この実施形態におけるクイックエキゾーストバルブの原理を説明する図である。 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。 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。 特許文献１に記載されてい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 クイックエキゾーストバルブ
１５６ エアタンク
１５７ サイレンサ

Claims (9)

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ったときに、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ったときに、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１〜６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／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１〜８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。

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