JPS6037234Y2 - 工作機械の異常状態検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械中、門型プラノミラーのクロスレール
又は立型のマシニングセンターの加工ユニットのように
、門型工作機械の支柱に設けられたネジ軸部分によって
重量物（クロスレールのような摺動体）力唾直方向に昇
降駆動される工作機械に適用して有効な昇降駆動部の異
常を検知する装置に関する。

本考案の適用せる門型工作機械は、例えば第１図に示す
門型プラノミラーのように、門型の支柱１．１上をクロ
スレールと称する摺動体２が垂直に昇降して加工を施す
形式の工作機械を指すが、従来のこの種機械の場合には
、支柱１内にあって摺動体２を昇降可能に支柱すべきネ
ジ軸を例えば台形断面をもつ角ネジ軸で構成し、摺動体
２側にこの角ネジ軸を噛合うナツト部を固設して、角ネ
ジ軸の回転をこのナツト部で受けることにより摺動体２
を昇降せしめるように構成していた。

そしてこの場合、摺動体２の重量は角ネジ軸とナツト部
で支えると共に、ナツト部は所謂タ゛プルナツト方式を
用いて精密なネジ嵌合状態を得るようにしているが、長
期の使用の後には、ナツト部の摩耗や駆動系統のギヤの
摩耗或いは歯欠は等によって、摺動体２が所定の精度で
昇降しなくなる虞れが出て来る。

これは、摺動体２の重量が重いためネジ軸・ナツト部・
ギヤにおける面摺動摩擦が大きくなることがその一因と
されるが、この面摺動摩擦の大きなことは、他方におい
て摺動体２を昇降せしめるモータ駆動力の強大化を必要
とするので、前述の角ネジ方式は必ずしも有利な方式と
は云えなかった。

そこで、この角ネジ軸に代えてボールネジ軸を採用する
こととが考えられるようになった。

しかし乍ら、このボールネジ軸方式は、ボールネジ軸そ
のものでは摺動体２のような重量物を支えることが出来
ないので、仮に減速機の歯車部分が摩耗したり、又は衝
突等のショックによって切損部が生じた場合には、ボー
ルネジ軸が拘束されずに空まわりして重量物が自然落下
する等の危険な状態を招来することとなる。

そこで、この危険防止を含め、駆動系統におけるギヤ等
の摩耗や歯欠けといった問題をどうするかという事柄が
、新たな問題として提起されることになる。

本考案は、これ等の問題を解決するためになされたもの
で、ボールネジ軸を利用した門型工作機械において重量
物の自然落下の防止及び駆動系統に許容範囲を越えて摩
耗等が生じた場合には、直ちにこれを検出して適切な対
策手段がとれるような装置の提供を目的とするものであ
る。

以下、図示実施例に基づいて本考案を詳述する。

本考案に適用せる工作機械の一例として第１図に示すよ
うな門型プラノミラーを採り上げると、門型の支柱１，
１上に掛装したクロスレール２、移動台３、主軸頭４及
び主軸を回転駆動させるモータ５等が重量物として装備
され、下方に設置したテーブル６上に固定したワークＷ
に対して、前記重量物を昇降駆動させて、主軸先端に設
けた工具ＴによってワークＷの切削加工を施している。

而も支柱１，１には蛇腹状のテレスコカバーの７が覆せ
られ、クロスレール２の上下駆動時において伸縮動作す
るように構成されている。

また支柱１．１上端部は粱８によって強固に固定されて
いる。

一方上記クロスレール２を含む重量物を昇降移動させる
には、第２図で示す如く粱８の中央部に固定された駆動
モータ９の回転力をウオーム軸１０に伝えて更にウオー
ムホイル１１の回転に変換させ、このウオームホイル１
１の回転トルクを複数のベベルギヤ１２等公知の手段に
よって昇降駆動部即ちボールネジ軸１３．１３に伝達し
て重量物を昇降させる。

モータより得られる回転力は減速機（図示せず）、ウオ
ーム軸１０、ウオームホイル１１を介して以下に述べる
駆動系統の各種の歯車装置に伝えられ、重量物を支持す
ることになる。

第３図は要部の概要を示す一部破断した斜視図であり、
図中１０はウオーム軸であって駆動モータ９より矢印Ａ
の回転力が与えられる。

１１はウオーム軸１０によって回転力が伝達されるウオ
ームホイルであり、該ウオームホイル１１と一体に形成
された駆動軸１４を矢印Ｂの如く回転駆動させる。

駆動軸１４は前述のように重量物の昇降駆動部に回転ト
ルクを伝え、重量物を昇降させるように機能する。

１５は機械固定部であり、第４図の側断面図に見られる
ように複数の軸受１６，１６を設けて駆動軸１４を軸支
している。

尚第５図は第４図にＺ矢視を示している。

１６ａ、１６ｂは駆動軸１４に取り付けた被締付固定具
であり、複数本のボルト１７（図示例では４本）によっ
て駆動軸１４をはさんで相互に締付固定されている。

１８は被締付固定具の一方１６ｂの回り止め固定ビスを
示す。

更に一方の被締付固定具１６ｂの上面には板状のステー
１９が一体に溶接固着されており、駆動軸１４と一体化
されて回転駆動される。

該ステー１９は図示の板状体に限定されず、フランジ状
であっても良い。

ステー１９の最上端近傍にホルト２０によってマグネッ
ト発磁体２１が固定されており、後述する非接触スイッ
チ（非接触回転位相検出器）の一側を構成する。

一方、ボルト２２によって機械固定部１５側に固着され
て突設するブロック２３には、突起した案内部２３′を
設けてあり、該案内部２３′と対応するキー溝２４′を
有する調節部材２４が複数のボルト２５によって調節移
動可能に取り付けられる。

該調節部材２４に磁気抵抗素子等の磁気センサ２６（非
接触回転位相検出器の他側）が固着される。

この磁気センサ２６は、前述したステー１９の最上端近
傍に固定されたマグネット２１と位置的に対応し且つ近
接した隙間Ｓを保持して配置されるように設定する。

ステー１９が駆動軸１４の軸線にそって移動可能に調整
された後、固定できるので結果的にマグネット２１と磁
気センサ２６間の隙間Ｓは自在に調節可能となる。

更に第５図に見られるように調節部材２４に長孔２９が
形成され、ボルト２５．２５を緩めることにより調節部
材２４が移動可能に取り付けであるので、マグネット２
１と磁気センサ２６の左右方向の適切な位置設定が可能
となっている。

前記設定位置は前記クロスレール２が原点復帰位置にあ
るときマグネット２１を磁気センサ２６に一致して対応
させるように決める。

第６図は第４図のＸ矢視図である。

上記構成において、クロスレール２が所定の作業を終え
て原点位置へ復帰したとき、前記マグネット２１と磁気
センサ２６の位置が常に設定位置を保持していれば正常
な状態といえる。

しかし、工作機械を長期間に亘って稼動せしめた場合、
稼動中において例えばウオーム軸１０とウオームホイル
１１側との噛合部が摩耗してＪガタヨが発生すると、駆
動軸１４の回転角に狂いが生じ、マグネット２１と磁気
センサ２６の位置関係がずれることになり、この際の磁
気センサ２６の出力変化を作業者に対する警報信号とし
て用いれば、工作機械の駆動系の異常が直ちに作業者に
伝えられ、運転を停止し、点検その他適切な処置をとる
ことができる。

又警報信号を直ちに工作機械の自動停止信号として用い
ることもできることはいうまでもない。

本考案に用いた非接触スイッチは、マグネット等発磁体
及び磁気センサを主体としているが、上記に限定される
ものではなく、発光及び受光素子から成る光学的センサ
の組合せとすることも可能である。

更に非接触スイッチは相互に固設位置を微調整可能とし
であるので、再設定の際、容易に許容範囲内に復帰させ
ることができる。

即ち工作機械を部品の交換などで正常に復帰させて、さ
らにセンサの位置を再度調整して、原点に復帰させた後
、再び稼動を開始すれば良い。

本考案は門型プラノミラー、立型のマシニングセンター
等の外、同構成の工作機械に適用が可能であり、本考案
を用いる時は、先ずウオーム軸及びウオームホイルの採
用によってボールネジ軸に特有の自然落下の害を防止し
得る外、歯車等噛合部を有する工作機械における該噛合
部の摩耗、切損等を直ちに確認検知し未然に防止するこ
とができるので、工作機械の信頼性及び作業者に対する
安全性を高めることができるという大きな利点を有し、
さらに検知装置が簡素であるから経済的であり各種工作
機械において有効な利用がはかれる点で実用的価値が大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用する門型プラノミラーの一例を示
す正面図、第２図は同機構説明図、第３図は本考案の要
部概要を示す一部破断した斜視図、第４図は同側断面図
、第５図は第４図のＺ矢視図、第６図は第４図のＸ矢視
図である。 １・・・・・・支柱、２・・・・・・クロスレール、３
・・・・・・移動台、４・・・・・・主軸頭、５・・・
・・・モータ、６・・・・・・テーブル、７・・・・・
・テレスコカバー、８・・・・・・粱、９・・・・・・
駆動モータ、１０・・・・・・ウオーム軸、１１・・・
・・・ウオームホイル、１２・・・・・・ベベルギヤ、
１３・・・・・・ポールネジ軸、１４・・・・・・駆動
軸、１５・・・・・・機械固定部、１６・・・・・・軸
受、１６ａ、１６ｂ・・・・・・被締付固定具、１７．
２０． ２２．２５・・・・・・ポル］・、１８・・・
・・・固定ビス、１９・・・・・・ステー ２１・・・
・・・マグネット、２３・・・・・・フロック、２４・
・・・・・調節部材、２６・・・・・・磁気センサ、２
９・・・・・・長孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加工工具を保持する摺動体を被加工物テーブルに対し垂
   直方向に昇降移動させて加工を行なう形式の門型工作機
   械において、機械固定部にあって前記摺動体を垂直方向
   にネジ移動可能に支持するボールネジ軸と、機械固定部
   にあってベベルギヤ装置を介して該ボールネジ軸と連結
   する駆動軸と、該駆動軸上に固定的に設けられたウオー
   ムホイルと、機械固定部に載置された駆動モータにより
   回転され且つ前記ウオームホイルと噛合うウオーム軸と
   、前記駆動軸上に設けられた被締付固定具と、該駆動軸
   上の任意位置に、任意の回動角をもって被締付固定具を
   固定し得る固定手段と、前記被締付固定具上に設けられ
   た非接触回転位相検出器の可動側部分と、該非接触回転
   位相検出器の可動側部分と対峙し機械固定部に取付けら
   れた非接触回転位相検出器の固定側部分と、該非接触回
   転位相検出器の固定側部分を前記被締付固定具を取付け
   た駆動軸に対して、その軸と実質的に直角をなす方向へ
   調整可能に設けられた調節部材とからなり、前記非接触
   回転位相検出器の可動側部分と固定側部分との相対回転
   位相を検出して、前記摺動体が所定の昇降位置に対して
   その許容範囲を越えた時に、前記検出器から異常信号を
   発し得る如く構成したことを特徴とする工作機械の異常
   状態検出装置。