(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の回転可能な主軸先端に把持部材又は取付部材により着脱可能に取着された被回転体の回転中における工作機械外への飛び出しに対する安全装置であって、被回転体の回転中における前記被回転体と把持部材又は取付け部材との当接面の着座状態の変化を検知して信号を出力するセンサと、予め縮小された非膨張形状で作業者と被回転体との間の作業に支障のない位置に収納され膨張すると作業者と被回転体との間を遮蔽する膨張体と、前記センサの出力信号で前記膨張体を膨張させる手段とを含んでなり、被回転体の着座状態が変化したときに被回転体と作業者との間を遮蔽することを特徴とする工作機械の安全装置。
【請求項２】
工作機械の全体カバーに作業者との間で開け・閉め可能な開閉カバーを設け、少なくとも前記開閉カバーが開いている間センサ出力により膨張体の膨張を可能にした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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械の主軸に把持又は取着されたワーク，治具，工具等回転体の回転中における工作機械外への飛び出しを防止する安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械において、ワーク又は工具等回転体の取り付け不良や切削時の過大負荷又は衝突等による回転中における飛び出し事故から作業者を守るため、切削領域を全体カバーで覆って外部と隔離している。
この全体カバー例えば旋盤の全体カバーは、図４に示すように主軸軸線方向に開閉可能な開閉カバー１０１を有していて、開閉カバー１０１の監視用窓には強化プラスチック又は強化ガラス等透明板材１０２が取り付けてある。開閉カバー１０１は、通常自動運転中メカロックスイッチ１０３により開放が禁止され、開放中には自動運転を不可とするインタロックが設けられている。
しかし、チャック爪の成形切削や初品加工時などには刃先監視や寸法出しなどの作業が必要で、メカロックやインタロックを解除して開閉カバー１０１を開けたまま切削を行っているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた開閉カバー１０１を、図５に示すように開けたまま切削を行っているとき、被回転体Ｗ（ワーク）の取り付け不良や切削時の過大負荷又は衝突などにより被回転体Ｗが飛び出すという問題を有している。
また、図６に示すように開閉カバー１０１が閉じていても、条件によりチャック１０４から飛び出した被回転体Ｗが窓の透明板材１０２を突き破る可能性があるという問題を有していた。
【０００４】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、止むを得ず開閉カバーを開けたまま作業しているとき被回転体がチャックから飛び出しても、機外への飛び出しを防止するとともに、開閉カバーが閉じている自動運転時に被回転体がチャックからが飛び出した場合にも、窓等から機外に飛び出すことを防止する工作機械の安全装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の工作機械の安全装置は、工作機械の回転可能な主軸先端に把持部材又は取付部材により着脱可能に取着された被回転体の回転中における工作機械外への飛び出しに対する安全装置であって、被回転体の回転中における前記被回転体と把持部材又は取付け部材との当接面の着座状態の変化を検知して信号を出力するセンサと、予め縮小された非膨張形状で作業者と被回転体との間の作業に支障のない位置に収納され膨張すると作業者と被回転体との間を遮蔽する膨張体と、前記センサの出力信号で前記膨張体を膨張させる手段とを含んでなり、被回転体の着座状態が変化したときに被回転体と作業者との間を遮蔽するものである。
【０００６】
また、工作機械の全体カバーに作業者との間で開け・閉め可能な開閉カバーを設け、少なくとも前記開閉カバーが開いている間センサ出力により膨張体の膨張を可能にしたものである。
【０００７】
上述のように構成されている安全装置によれば、主軸先端に把持又は取着されるワーク又は工具等被回転体に、切削加工中において偏内などの材料不良又は取り付け不良或いは工具の折損などによる過大な切削負荷や、プログラムミス又は機械の故障などによる衝突などで大きな力が作用して、把持位置又は取付位置がずれる飛び出しの前兆が表れ、基準面との着座状態に変化が生じると、センサから信号が出力される。
【０００８】
このセンサ出力信号で縮小された非膨張形状で収納されている膨張体を一気に膨張させ、作業者と回転体との間を膨張体により遮蔽するようにしたので、開閉カバーを閉じて切削しているとき被回転体が飛び出した場合、カバーと膨張体とによる二重の安全装置により、仮に飛び出した被回転体が監視用窓を破って機外に飛び出しても、膨張体によりカバーされて直接被回転体が作業者に当たることがない。
また、止むを得ず開閉カバーを開いたまま切削しているとき、又は全体カバーの無い機械で切削を行っているとき、被回転体が飛び出した場合でも、同様に作業者に直接回転体が当たらないよう膨張体でカバーするので大きな人身事故を避けることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は旋盤の安全装置の構成図、図２，図３は安全装置の作用説明図で、うち図２は開閉カバーを閉じて切削中の膨張体収納状態を示す図、うち図３は開閉カバーを開けたまま切削中に膨張体が膨張し作業者の前面を遮蔽した状態を示す図である。
【００１０】
図１において、旋盤の主軸台に回転可能に設けられている主軸１の先端に油圧チャック２が同心に嵌着され、油圧チャック２の把持爪２ａにワーク（回転体）Ｗが着脱可能に把持されている。主軸１の後端にはチャック２用回転シリンダ３が同心に固着され、回転シリンダ３の中空ピストンは図示しないドローチューブにより油圧チャック２の図示しないプランジャと連結されている。
【００１１】
油圧チャック２の本体には先端面がワークＷと当接する基準面に形成されている着座確認用当て金４が取着されていて、当て金４の基準面に開口する中心穴には後端にエア供給用管路５の先端が連結されている。管路５は、主軸１，回転シリンダ３の各中心穴の軸心を貫通し、回転シリンダ３より突出する後端に回転継手６が取着されている。旋盤の前面左端部に着座確認用センサ７が設けられていて、センサ７にエア源Ｐから送られる圧力エアが電磁切り換えバルブ８，減圧弁９を介して供給されるようになっている。
【００１２】
センサ７内には３個の可変絞りＲ１〜Ｒ３と圧力スイッチ１１とが内蔵されていて、３個のうち１個の可変絞りＲ３の後端が管路１２を介して回転継手６と連接されており、当て金４の基準面とこれに当接するワークＷとの隙間のなす空気抵抗（絞り）Ｒ４と可変絞りＲ３とが直列に接続されている。また可変絞りＲ１とＲ２も直列に連接されていて、可変絞りＲ１とＲ３との連接点にエア圧力源Ｐからの圧力エアが供給され、可変絞りＲ２の後端と当て金４とワークＷとの隙間のなす絞りＲ４の後端とがそれぞれ大気に開放されている。
【００１３】
更に、可変絞りＲ１とＲ２との連接点ａと可変絞りＲ３と絞りＲ４との連接点ｂとに圧力スイッチ１１が跨がるように配管されていて、３個の可変絞りＲ１〜Ｒ３と絞りＲ４とはブリッジ回路を構成し、圧力スイッチ１１は可変絞りＲ１とＲ２との連接点ａと可変絞りＲ３と絞りＲ４との連接点との圧力差で電気接点がＯＮ，ＯＦＦする構造となっている。従って正常に当て金４とワークＷとが当接しているときの小さな隙間の空気抵抗（絞り）Ｒ４で、連接点ｂの圧力が連接点ａの圧力より高くなるように、またワークＷの位置がずれて当て金４との隙間が大きくなったとき、すなわち絞りＲ４の抵抗値が小さくなったとき、連接点ａの圧力が連接点ｂの圧力より高くなるように可変抵抗Ｒ１〜Ｒ３のぞれぞれの絞り量が調整されており、この状態（ａ＞ｂ）で圧力スイッチ１１から信号が出力される。
【００１４】
ガス発生装置１３はセンサ７の出力信号で所定量のガスを膨張体１４に一気に送り込むもので、例えばセンサ７の信号で火薬に着火して火薬燃焼時に放出されるガスを供給するもの、又はボンベに貯蔵する圧縮ガス、又は圧縮空気などをセンサ７の信号で一気にガス又は空気を放出するものなどを使用することができる。膨張体１４は合成樹脂，合成ゴムなど衝撃に強い軟質の袋状体で、通常（非膨張時）は帯状に縮められて作業者ＭとワークＷとの間の作業に支障のない例えば上方位置に比較的切れ易いゴム紐１５などでバインドされて横長に懸架されていて、膨張するとゴム紐１５が切れて作業者ＭとワークＷとの間を遮蔽するようになっている。
旋盤は、図２，図３に示すように切削領域が全体カバー１７で覆われており、全体カバー１７には主軸線方向に移動可能な開閉カバー１６が設けられていて、開閉カバー１６に強化プラスチック又は強化ガラス等透明板が取り付けられている監視窓１６ａが設けられている。
【００１５】
続いて本発明の安全装置の作用について説明する。
図２において、油圧チャック２の開放されている把持爪２ａ内にワークＷを挿入し、当て板４の基準面にワークＷの当接面を押圧して把持爪２ａを閉じてワークＷを把持する。このときワークＷが正常に把持されていれば、当て板４の当接面とワークＷとの隙間が小さいので空気抵抗Ｒ４の値が大きく、空気の漏れ量が少ないので連接点ｂの圧力が連接点ａの圧力より高く、圧力スイッチ１１から信号が出ない。
【００１６】
圧力スイッチ１１から信号が出ていないのを確認して開閉カバー１６を閉め、加工プログラムに従って切削加工に入る。そして、切削加工中に例えばワークＷの材料の偏肉又は工具の折損等不慮の事態が発生してワークＷに過大な負荷がかかり、把持爪２ａの把持力以上の力が作用してワークが動き、当て板４とワークＷとの隙間が大きくなると、当て板４の当接面に開口する穴からのエアの流出量が増え、管路１２内圧力が下がって、ａ＞ｂの状態となりスイッチ１１から信号が出力される。
【００１７】
圧力スイッチ１１の出力信号でガス発生装置１３から所定量のガスが放出されて、図２で仮想線で示すように縮小された非膨張状態で収納されている膨張体１４が一気に膨張して作業者ＭとワークＷとの間を遮蔽し、把持爪２ａ内で動き始めたワークＷが更に把持爪２ａを押し開けて飛び出し、万一開閉カバー１６の監視窓１６ａを破って機外に飛び出しても膨張体１４に当たって直接作業者にワークＷが当たらないようにする。
【００１８】
次に、図３において、初品加工などで止むを得ず開閉カバー１６を開けた状態で刃先の位置を監視しながら切削を行っている時、材料不良，プログラムミス等でワークＷに過大な負荷がかかり、把持爪２ａ内でワークＷが動くと、センサ７から信号が出て、膨張体１４が膨張し、作業者Ｍの前面を覆い、続いて飛び出すワークＷから作業者Ｍを守る。
【００１９】
尚、本実施の形態は被回転体がワークＷである旋盤の安全装置について説明したが、被回転体が工具であるマシニングセンタの安全装置にも適用可能なことは勿論である。
また、着座確認センサ７はリミットスイッチやタッチセンサなど被回転体の動きで接点が開閉するものであればすべて使用することができる。
また、全体カバーを有する旋盤の安全装置を実施例としたが、全体カバーの無い工作機械にも適応可能なことは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
回転中の被回転体（ワーク）に過大な力が作用して把持装置又は取付位置がずれ、着座状態の変化すなわち当て板とワークとの隙間量が大きくなると、センサの出力信号で膨張体が膨張して作業者とワークとの間を遮蔽するようにしたので、開閉カバーを閉じて切削しているときは勿論、止むを得ず開閉カバーを開いたまま切削しているとき、又は全体カバーの無い機械で切削行っているとき、ワークがチャックから飛び出しても、機外に飛び出すことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の旋盤の安全装置の構成図である。
【図２】同じく本発明の安全装置の作用説明図で、開閉カバーを閉じて切削中の膨張体収納状態を示す図である。
【図３】同じく本発明の安全装置の作用説明図で、開閉カバーを開けたまま切削中に膨張体が膨張した状態を示す図である。
【図４】従来の技術の開閉カバーによる安全装置の説明図である。
【図５】従来の技術の開閉カバーを開けたまま切削加工を行っている場合のワークの飛び出し事故を示す説明図である。
【図６】従来の技術の開閉カバーを閉じて切削加工を行っている場合のワークの飛び出し事故を示す説明図である。
【符号の説明】
１  主軸            ２  油圧チャック
３  回転シリンダ    ４  当て金
５，１２  エア管路  ６  回転継手
７  着座確認センサ  １３  ガス発生装置  １４  膨張体
【図１】
0003566487.tif 000002
【図２】
0003566487.tif 000003
【図３】
0003566487.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003566487.tif 000007