(57)【要約】 【課題】  この発明は、回転軸の回転速度に応じた音高を発生する楽音発生装置及び楽音発生装置を備えた工作機械を提供するものである。【解決手段】  工作機械の主軸９に着脱可能に装着される回転音発生手段２１ａを、パイプ材２４に結束バンド２６を主軸９の半径方向外側に延びるように設けて発音体２３とし、発音体２３を工具ホルダ２８に保持して構成する。数値制御装置により主軸９を適宜な回転数で回転することで、回転数に応じた音高の楽音を発生する。これにより楽音を楽しみながら主軸９の回転をアピールできる。【選択図】  図３
2007090443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持した回転軸と、回転軸を変速回転可能な駆動手段と、前記回転軸に設けて回転軸の回転数に応じた音高を発生可能な回転音発生手段と、回転音発生手段による音高が変化するように駆動手段を制御可能な制御手段とから成ることを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】
回転音発生手段を回転軸に着脱可能に設ける発音体で構成したことを特徴とする請求項１記載の楽音発生装置。
【請求項３】
発音体は、棒材に回転軸の半径方向外側へ延びる突出部材を設けて構成したことを特徴とする請求項２記載の楽音発生装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の楽音発生装置を備えた工作機械であって、回転軸は工具を着脱可能な主軸で構成し、回転音発生手段は主軸に着脱可能に構成し、駆動手段を主軸モータで構成し、制御手段を数値制御装置で構成したことを特徴とする工作機械。
【請求項５】
回転数に応じた音高を発生する回転音発生手段を複数保持する工具マガジンと、その工具マガジンの回転音発生手段を主軸の工具と交換可能な自動工具交換装置を備え、主軸と工具マガジンとの間で交換することで異なる音高を発生するように構成したことを特徴とする請求項４記載の工作機械。
【請求項６】
回転軸を、ワークと主軸を相対移動する送り軸で構成し、駆動手段を前記送り軸に対応する送りモータで構成したことを特徴とする請求項４または５記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転可能に支持した回転軸の回転により音高を発生可能な楽音発生装置及び楽音発生装置を備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の工作機械として例えば特許文献１のものがある。このような工作機械１の概要について図１、図２を参照して説明する。ベース３上に左右方向に左右送り軸４により移動可能なスライダ５が設けられ、このスライダ５上には前後方向に前後送り軸６により移動可能に移動コラム７が設けられている。その移動コラム７は上下方向に上下送り軸８により移動可能に主軸９を設けたスピンドルヘッド１０を備えている。各送り軸４，６，８は対応する夫々の送りモータ１１，１２，１３により変速回転駆動される。これにより主軸９はワークＷに対して相対移動するようになっている。主軸９は主軸モータ１４により変速回転可能となっている。移動コラム７の上方には支持ベース１５が支柱１６，１６により支持されており、支持ベース１５には、複数の工具１７を保持している工具マガジン１８と、主軸９と工具マガジン１８との間で夫々の工具１７を交換可能な交換アーム１９とを備えた自動工具交換装置２０が設けられている。
【特許文献１】特許第３４１２１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に記載のものにおいて、回転軸である各送り軸や通常の工具を備えた主軸の回転数が変わっても、その回転数の変化が判り難く、展示会等において回転軸の加速度や回転数をアピールすることが困難であった。しかしながら、本願出願人は各音の周波数に応じた回転数で回転軸を回転することで所定の高さの楽音を発生させて、楽音を楽しみながら回転軸の回転数や加速度を周囲に知覚させることを着想した。
この発明は、回転軸の加速度や回転速度を変化させた際に、回転音発生手段により発生する音高の変化で回転速度や加速度の変化を知覚させるようにし、注目を引き付けるようにした楽音発生装置及び楽音発生装置を備えた工作機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、回転可能に支持した回転軸と、回転軸を変速回転可能な駆動手段と、前記回転軸に設けて回転軸の回転数に応じた音高を発生可能な回転音発生手段と、回転音発生手段による音高が変化するように駆動手段を制御可能な制御手段とから成ることを特徴とする。
【０００５】
前記回転音発生手段を回転軸に着脱可能に設ける発音体で構成した。
【０００６】
また、前記発音体は、棒材に回転軸の半径方向外側へ延びる突出部材を設けて構成した。
【０００７】
また、請求項１乃至３記載の楽音発生装置を備えた工作機械であって、回転軸は工具を着脱可能な主軸で構成し、回転音発生手段は主軸に着脱可能に構成し、駆動手段を主軸モータで構成し、制御手段を数値制御装置で構成した。
【０００８】
好ましくは、回転数に応じた音高を発生する回転音発生手段を複数保持する工具マガジンと、その工具マガジンの回転音発生手段を主軸の工具と交換可能な自動工具交換装置を備え、主軸と工具マガジンとの間で交換することで異なる音高を発生するように構成した。
【０００９】
更に、回転軸を、ワークと主軸を相対移動する送り軸で構成し、駆動手段を前記送り軸に対応する送りモータで構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本願の請求項１の発明によれば、回転軸の回転数に応じた音高を発生することができるので、回転軸の回転数を楽音として楽しみながら知覚することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、発音体を交換することで様々な楽音を発生することができる。  
【００１２】
請求項３の発明によれば、簡易な構成で大きな楽音を発生できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、工作機械の主軸の回転数や加速度の変化を音高により容易に知覚でき、展示会等において工作機械の主軸回転数や加速度を周囲にアピールできる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、自動工具交換装置により主軸と工具マガジンとの間で回転音発生手段を交換可能であるので、迅速に回転音発生手段の交換を行え、様々な音高を発生するのに好適である。
【００１５】
請求項６の発明によれば、送り軸の回転駆動によっても回転数に応じた音高を発生でき、送り軸の回転数や加速度をアピールでき、また、主軸の回転とにより和音を発生する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明の実施の形態について図１〜図９により説明する。図１、図２は、本願発明の楽音発生装置２を備えた工作機械（マシニングセンタ）１を示す図である。工作機械１は、従来から種々のものが知られており、これらの構成に特定されるものでもなく、その概要は前記背景技術に記載したので、ここでの詳しい説明を省略する。楽音発生装置２は、回転軸と、回転軸を変速回転可能な駆動手段と、回転軸に設けられて回転軸の回転数に応じた音高を発生する回転音発生手段２１ａ，２１ｂと、駆動手段を制御可能な制御手段とから構成されている。回転軸は主軸９と左右送り軸４と前後送り軸６と上下送り軸８であり、駆動手段は主軸モータ１４と各送り軸４，６，８の送りモータ１１，１２，１３であり、制御手段は数値制御装置２２から構成されている。数値制御装置２２は、通常の加工プログラムに従った機械動作制御に加えて、音高を発生するため各回転軸４，６，８，９を所定の回転数や加減速時定数で回転したり、回転音発生手段２１ａを主軸９と工具マガジン１８との間で交換する等の音発生制御を行う。
【００１７】
回転音発生手段２１ａは、図３に示す発音体２３から構成されている。発音体２３は、棒材としてのパイプ材２４に係合孔２５を穿設し、係合孔２５に突出部材として周知の結束バンド２６を適宜な本数（図３では１本）締め付けて構成されており、回転音発生手段２１ａを回転軸９に設けたとき、結束バンド２６の帯状部分２７が回転軸９の半径方向外側に向けて延びるようになっている。この結束バンド２６は風切部材でもある。発音体２３のパイプ材２４は工具ホルダ２８に保持されいる。結束バンド２６の本数が異なる複数の回転音発生手段２１ａが工具１７と共に工具マガジン１８に備えられており、主軸９と工具マガジン１８の間で自動工具交換装置２０によって装着可能となっている。また、発音体２３は、図４に示すように、パイプ材２４に突出部材として例えば２本の風切用棒材２９を設けて構成しても良いし、一端に錘を設けたひもの他端を取付けて構成しても良い。更にまた、発音体２３は、図５に示すように、パイプ材２４に複数の孔３０を、周方向に等ピッチで穿設すると共に軸方向に１列になるように穿設し、周方向のピッチに応じて発生する波形を合致させ、重ねあわせにより大きな楽音を発生するように構成しても良い。
【００１８】
また、図１、図２においては回転音発生手段２１ｂを左右送り軸４のみに設けたものを示すが、各送り軸４，６，８に着脱可能に設けられる回転音発生手段２１ｂは、発音体としての結束バンド２６から構成されており、結束バンド２６は各送り軸４，６，８に設けられ、その設けられた状態で結束バンド２６の帯状部分２７が各送り軸４，６，８の半径方向外側に延びるようになっている。回転音発生手段２１ａ，２１ｂの結束バンド２６の本数は適宜に取付けられている。図６、図７に示す回転音発生手段２１ａの結束バンド２６が３本設けられたものは図３に示す結束バンド２６が１本設けられたものに対して同一回転数で回転した場合、３倍の周波数の倍音の楽音を発生する。例えば回転数が２６４００ｒｐｍのとき結束バンド１本では４４０Ｈｚの日本語の音名表記で「イ」の楽音が発生するが、３本ではその倍音の１３２０Ｈｚの楽音を発生する。
【００１９】
この工作機械１において、所定の楽音を発生する際には、数値制御装置２２からの指令により工具マガジン１８と主軸９の間で自動工具交換装置２０により主軸９に回転音発生手段２１ａを取付けて所定の回転数で主軸９が回転される。例えば、「イ」の音を発生するには、「イ」の音は４４０Ｈｚなので、結束バンドが１本の回転音発生手段２１ａを主軸９に取付け、主軸９を２６４００ｒｐｍで回転する。これにより回転数に応じて「イ」の音を発生でき、周囲に主軸９の回転数を聴覚によってアピールすることができる。また、数値制御装置２２からの指令により、主軸９を「ニ」の音を発生する１７６２０ｒｐｍから「イ」の音を発生する２６４００ｒｐｍへ適当な加減速時定数で回転すると音程が滑らかに変化するポルタメントの表現が行える。このようなポルタメントの表現によれば、主軸停止状態から所定の回転数となるまでの主軸９の加速度をアピールすることもできる。また、送り軸４，６，８においても発音体２３の本数や送り軸４，６，８の回転数の制御により所望の音高の楽音を発生することができ、送り速度をアピールすることができる。
【００２０】
また、主軸９と送り軸４，６，８とで楽音を発生することで和音を発生することができる。更に複数の工作機械を同期制御することによって簡単な楽曲を演奏することができ、展示会等でのアピールに大いに役に立つ。更にまた、多数の主軸を有するものでも各主軸に夫々回転音発生手段を設けて、夫々異なる回転数で回転することで和音を発生することができる。また、パイプ材２４に結束バンド２６を軸線方向に異なる本数設けた発音体２３、例えば図８、図９に示すように円周方向に等ピッチで３本の結束バンド２６を設けると共に軸方向にずらして１本の結束バンド２６を設けた発音体２３を主軸９に装着して回転した場合、２つの音高が異なる楽音を発生し、倍音成分の違いにより音色が変わる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願発明の楽音発生装置を備えた工作機械の正面図である。
【図２】楽音発生装置を備えた工作機械の側面図である。
【図３】回転音発生手段を示す一部を断面とした側面図である。
【図４】他の回転音発生手段を示す側面図である。
【図５】他の回転音発生手段を示す側面図である。
【図６】結束バンドを３本とした回転音発生手段を示す側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ視図である。
【図８】３本の結束バンドと１本の結束バンドを軸方向に位相を換えて設けた回転音発生手段を示す側面図である。
【図９】図８のＩＸ視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  工作機械
２  楽音発生装置
４，６，８  送り軸（回転軸）
９  主軸（回転軸）
１１，１２，１３  送りモータ（駆動手段）
１４  主軸モータ（駆動手段）
１７  工具
１８  工具マガジン
２０  自動工具交換装置
２１ａ，２１ｂ  回転音発生手段
２２  制御手段（数値制御装置）
２３  発音体
２４  棒材（パイプ材）
２６  突出部材（結束バンド）
Ｗ  ワーク
【図１】
2007090443.tif 000003
【図２】
2007090443.tif 000004
【図３】
2007090443.tif 000005
【図４】
2007090443.tif 000006
【図５】
2007090443.tif 000007
【図６】
2007090443.tif 000008
【図７】
2007090443.tif 000009
【図８】
2007090443.tif 000010
【図９】
2007090443.tif 000011