JPS625870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械の油圧式ワーククランプ装
置に関し、ワークパレツトの油圧式ワーククラン
プで多数のワークを能率よく固定できるようにす
るとともに、閉止弁で圧油を遮断した状態で油圧
ホース等を接続することなくワークパレツトを工
作機械のテーブル上に搬入・固定してワークを加
工できるようにし、また圧油リークによる油圧低
下を確実に検出できるようにすることを目的とす
る。

工作機械は、近年数値制御による高精度化・高
能率化され、大型模型マシニングセンタ等では、
ワークパレツト自動交換装置を有し、ワーク交換
も自動化されている。

従来のワークパレツトでは鋼製厚盤のワーク取
付面に複数のボルト穴を縦横に設け、各種のワー
クをボルト等で適宜ワークパレツトに固定してい
たが、この場合手動でワークを固定するので多大
の労力を要する。

これに対し、ワークパレツトに複数の油圧式ワ
ーククランプを装備して油圧力でワークをを締め
付けることも考えられる。

この場合、油圧ホースを接続したままワークパ
レツトをテーブル上へ搬出入することになつて、
作業性が悪化するだけでなく、自動運転による機
械加工中に赤熱切粉で油圧ホースを焼損して火災
を誘発するという事故が予想されるばかりでな
く、圧油リークが起ると機械の切削刃を損傷し、
又ワークを次々に不良加工する事故も起り得る。

本考案は、上記諸欠点に鑑みて、ワークパレツ
トに複数の油圧式ワーククランプを付設するとと
もに、圧油リークなしに油路を遮断し得る可逆式
閉止弁を付設して、その１次ポートに圧油給排口
を形成し、この油圧給排口に交換装置側の油圧供
給口を着脱自在にし、またワークパレツトに油圧
検出アクチユエータを設けるとともに、工作機械
のテーブル側にリミツトスイツチを設け、油圧式
ワーククランプの油圧が設定圧未満にまで低下し
たときにアクチユエータとリミツトスイツチとを
介して検出できるようにしたものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図乃至第８図に主実施例を示し、第１図は
全体平面図、第２図はワークパレツトの平面図で
ある。

立型NC工作機械Ｍの前側に配設された施回切
換式の交換装置Ｔ上でワークパレツトＰにワーク
Ｗを準備後、このワークパレツトＰを工作機械Ｍ
のテーブル１Ａ，１上に搬入・固定して機械加工
を行なう。

ワークパレツトＰの台盤２の下面側の走行装置
の走行輪が走行レール３上を走行することによ
り、ワークパレツトＰが移動できるようになつて
いる。

工作機械Ｍのテーブル１上面に固定した補助テ
ーブル１Ａには、左右２条の走行レール３、中央
部の走行案内具４、中央部及び左右端寄部に各２
個所づつ設けた計６個所の支持台５、各支持台５
の中央部のパレツト固定装置６、左右１対のパレ
ツト位置決め装置７が付設されていて、補助テー
ブル１Ａ上にワークパレツトＰが移送後、油圧式
の位置決め装置７の合栓を台盤２の下面の嵌合穴
に嵌入して位置決め後、台盤２の下側のＴ溝内に
前後移動自在に遊嵌させた上記固定装置６のクラ
ンプ腕を引下げることにより、ワークパレツトＰ
が補助テーブル１Ａ上に固定される。

ワークパレツトＰは、鋼製厚盤の台盤２、その
上面中央部の基準受枠８及び基準受枠８の前後の
ワーク押枠９等からなり、ワーク押枠９に組込ん
だ油圧式ワーククランプＣでワークＷを基準受枠
８の前後両側のワーク受面８ａに押圧して固定す
るようになつている。

基準受枠８の両側にワークＷを配置して対称に
押圧するのが望ましく、又そうでない場合にも基
準受枠８が捩れたり横倒し状に変形することのな
いように、その基部８ｂを台盤２の嵌合溝２Ａに
密嵌し、かつ固定ボルト８ｃで台盤２に固定して
ある。

また、符号１０は嵌脱自在のワーク左右方向位
置決め具であつて、一定間隔おきに基準受枠８に
嵌合されている。

こうして、ワークパレツトＰの台盤２上に於い
て、各ワークＷは、ワーク受面８ａで前後方向の
位置が、また位置決め具１０で左右方向の位置が
高精度に決定されるようになつている。

ワーク押枠９は、台盤２上面に凹設されたＴ溝
１１を介してワークＷの大小に応じて前後方向に
移設自在に固定されるが、油圧シリンダ（図示
略）でワーク押枠９を前後進退させるようにして
もよい。

油圧式ワーククランプＣは各ワーク押枠９に一
定間隔おきにワーク受面８ａ側に向けて付設さ
れ、その各油圧シリンダ１２のピストンロツド１
３の先端部の球面座にクランプ具１４が球面接当
して揺動できるようになつている。即ち、ピスト
ンロツド１３の先端に植込んだ連結ボルト１５と
クランプ具１４との間に挾着した弾性体１６の弾
揆力で上記球面接当部が隙間なく接当状態を保
ち、切削屑などが噛み込まないようになつてい
る。

尚、油圧シリンダ１２の軸心を先端下りに僅か
に傾斜させることにより、下向きの押え力をも発
生させてワークＷの浮上を防ぐようになつてい
る。

ここで、機械加工の際、切削刃からワークＷに
相当大きな力が作用してクランプ具１４が回動す
るのを防ぐ為に、細長い鋼板からなる回動防止板
１７を複数のクランプ具１４に亘つてワークＷと
クランプ具１４との間に介装するのが望ましい。

更に、符号１８はワークＷを底上げ支持して立
孔の孔明け加工する為の高さ調整具であり、ワー
クＷの形状・寸法に応じて適宜取替え得るように
するのが望ましい。

次に、上記油圧式ワーククランプＣに圧油を給
排の為の可逆式閉止弁Ｖ等について説明する。

油圧式ワーククランプＣの油圧シリンダ１２の
クランプ油室１２ａを連通接続する油路１９が各
ワーク押枠９内に透設され、各油路１９の一端部
が可逆式閉止弁Ｖの２次ポート２０に油圧ホース
１９Ａを用いて接続される。

上記可逆式閉止弁Ｖは台盤２の側端面にボルト
等で付設され、その弁箱２３′の外面に臨ませて
閉止弁Ｖの１次ポート２１に接続された圧油給排
口２２がセルフシールカツプリングの一方の接続
口として形成され、この圧油給排口２２に交換装
置Ｔ側の油圧供給装置Ｈの油圧ホースのセルフシ
ールカツプリングの他方の接続口として圧油供給
口２３が着脱自在になつている。

ここで、油圧系統を第８図で説明する。

交換装置Ｔの油圧供給装置Ｈは、空圧供給源Ｎ
からの圧搾空気を各減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃで択一的に減圧することにより、３通りの圧力
レベル（例えば2.0、4.0、6.0Kg／cm²Ｇ）の圧搾空
気を油圧ポンプ２５に供給し、各々に応じた圧油
を発生させる。

但し、上記３種の減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃに代えて可変式の減圧弁で無段階に減圧できる
ようにしてもよい。

ワークＷの材質、形状等に応じて油圧シリンダ
１２へ供給する油圧を適宜設定するが、低圧圧油
で仮締めしてワークＷを正確に位置決め後、それ
よりも高圧の圧油で本締めすることになる。

圧油は圧油供給口２３、圧油給排口２２、閉止
弁Ｖを経て油圧シリンダ１２に圧送され、クラン
プ具１４でワークＷを締付ける。

尚、符号２７は油圧検出用アクチユエータであ
り、符号２８は圧油リーク時の圧力低下を極力小
さくする為のアキユムレータである。

上記の如く、交換装置Ｔ上で圧油を供給してワ
ークパレツトＰに多数のワークＷをセツト後、セ
ルフシールカツプリングを外した状態でワークパ
レツトＰだけを工作機械Ｍのテーブル１Ａ，１上
に搬入・固定しワークＷの機械加工を行なう。

NC制御により機械加工中に油圧式ワーククラ
ンプＣの油圧系から圧油がリークすると、切削刃
を損傷し、多数のワークＷを次々と不良加工して
しまうことになる。

この圧油のリークを防ぐ為に、独自に開発した
特殊な圧油リークの全くない可逆式の閉止弁Ｖを
用いると共に、仮に圧油リークが生じても油圧低
下が急速に進行しないようにアキユムレータ２８
を付設してある。

更に、万一何らの油圧系の故障で油圧シリンダ
１２のクランプ油室１２ａ及び油路１９中の油圧
が設定圧未満になつた場合に作動する油圧検出用
アクチユエータ２７を設け、テーブル１Ａ，１側
に固定したリミツトスイツチＳで検出する。

このリミツトスイツチＳをワークパレツトＰ側
に設けてもよいが、その場合、ワークパレツトＰ
側へ配線の接続を要するので好ましくない。

尚、符号２６は圧抜き用の弁である。

第４図〜第６図に示すように、閉止弁Ｖの弁箱
２３′の内部の弁室２９内にシート形弁体３０が
摺動自在に内装され、閉弁バネ３１で弁座３２に
押圧付勢され、その１次ポート２１に臨ませた閉
弁棒３３の先端部を弁体３０に近接若しくは接当
させるとともに他端部を操作軸３４のカム面３５
に接当させ、操作杆３６を下方へ切替えることに
より、カム面３５を介して開弁棒３３を押出して
開弁操作する。

弁体３０の弁面３０ａは耐摩耗性等に優れる合
成樹脂製の環状体３７で形成され、また弁座３２
は弁室２９の内方へ環状に突出させた構造であ
り、これら弁面３０ａと弁座３２とで高圧の圧油
を完全に遮断するようになつている。

この閉止弁Ｖの２次ポート２０には各ワーク押
枠９の油路１９に連通する油圧ホース１９Ａが接
続されるが、第５図に示すように、微細異物をも
除去するフイルター３８を口金３９の先端で押え
込んで装着するとともに、圧油給排口２２側にも
同様のフイルターを装着することによつて異物の
侵入を防止し、上記閉止弁Ｖの遮断を完全にす
る。

油圧検出用アクチユエータ２７の外筒体４０は
弁箱２３′の先端に螺合され、その油圧検出油室
４１へ閉止弁Ｖの２次ポート２０から導入される
圧油で円柱状の小プランジヤ４２を介して検出作
動子４３を外方へ押圧するとともに、圧力設定バ
ネ４４で検出作動子４３を内方へ弾圧し、油圧力
とバネ力との釣合により検出作動子４３が正常油
圧検出位置に保持される。

ワークパレツトＰを補助テーブル１Ａ上に位置
決め固定した状態で、検出作動子４３の先端の作
動部４３ａがリミツトスイツチＳの検出部４５に
接当してリミツトスイツチＳを正常検出状態に保
持し、油圧シリンダ１２の圧油のリークにより検
出油室４１の油圧が設定圧未満に低下すると、油
圧力に抗してバネ力で検出作動子４３を内方へ押
動させて異常油圧検出位置に移動させ、リミツト
スイツチＳを異常検出状態に切替える。

この検出信号を工作機械Ｍの制御装置に入力
し、油圧低下時に工作機械Ｍを緊急停止させて切
削刃の損傷を防止する。

そして、必要に応じて同検出信号に基いて、警
報器で警報を発するようにする。更に、自動化さ
れた交換装置Ｔの場合には、同検出信号に基いて
圧油リークの起つたワークパレツトＰを自動的に
搬出して別のワークパレツトＰを入替えるように
することもできる。

ここで、前記の如く、ワークＷを締付ける力を
適宜調節する為に、ワークパレツトＰにワークＷ
を固定する際に油圧の設定圧を適宜調節する必要
があるので、次のように圧力設定バネ４４のバネ
長をバネ力調整具４６を介して調節する。

即ち、アクチユエータ２７の外筒体４０に螺合
内嵌させたバネ力調整具４６で圧力設定バネ４４
の一端を支持し、バネ力調整具４６の外端のスパ
ナ掛部４６ａをスパナで操作することによりバネ
力調整具４６を進退させて圧力設定バネ４４のバ
ネ長を調節する。

即ち、設定圧をより小さくしようとするときに
は、バネ力調整具４６を外方へ進出させ、また設
定圧を大きくしようとするときには、内方へ退入
させる。

この時、バネ力調整具４６の外筒体４０に対す
る位置を設定圧表示目盛４７で表示するととも
に、バネ調整具４６の内端外周部に例えば円周８
等分位置に設けた縦溝に鋼球製の回動規制具４８
をバネ４８ａで弾圧することによりバネ力調整具
４６を軽くロツクするようになつている。

また、検出作動子４３の位置を視認できるよう
に、透明な合成樹脂製の表示窓４９に検出作動子
４３の指示針５０を臨ませて、検出作動子４３が
正常油圧検出位置か又は異常油圧検出位置かを表
示する。

尚、検出作動子４３が正常油圧検出位置に在る
場合、その鍔部４３ｂが外筒体４０の受止部５１
に接当しないが、閉止弁Ｖの２次ポート２０に異
常高圧油圧が供給された場合に、鍔部４３ｂを受
止部５１で受止めるものとする。

ここで、リミツトスイツチＳは接触型に限ら
ず、非接触型のものでもよいが、検出作動子４３
の僅かの移動を確実に検出する為に、第４図中の
距離Ａを高精度に設定しなければならない。そこ
で、工作機械Ｍのテーブル１Ａ，１を載置する可
動枠であるテーブル枠５２にリミツトスイツチ支
持具５３を取付け、この支持具５３にリミツトス
イツチ本体を装着しバネ５４で前方へ弾性付勢す
る。

次に、油圧リーク時にバツクアツプする為のア
キユムレータ２８は、第７図に示すように、台盤
２の中央部に左右方向向きに透設したシリンダ内
に形成した空油圧ピストン形アキユムレータであ
り、その油室２８ａが閉止弁Ｖの２次ポート２０
に接続される。給気弁付きの圧搾空気充填口２８
ｃから圧搾空気が空圧室２８ｂ内に充填された状
態に保持され、油圧式ワーククランプＣのクラン
プ油室１２ａ及び油路１９内の圧油リーク時に上
記アキユムレータ２８を介して油圧を補充するこ
とにより、油圧が急速に低下するのを防ぐ。

圧油リークの程度にもよるが、アキユムレータ
２８の容量を十分大きく設定することも出来、そ
の場合、長時間に亘つて油圧をある程度高く保持
することができる。

アキユムレータ２８としては、上記ピストン形
アキユムレータに限らず、プラダ形アキユムレー
タ、ダイヤフラム形アキユムレータ、バネアキユ
ムレータ等を用いてもよい。

また、第９図に示すように、金属製若しくはゴ
ム製の弾性容器２８Ａを用いたアキユムレータ２
８を台盤２内に装備することもできる。尚、符号
２８ｄはゴム製の支持具である。

尚、油圧が設定圧以上では、検出作動子４３の
鍔部４３ａを受止部５１に受止めさせ、圧油リー
クの際、アキユムレータ２８で油圧を補給し続け
ていつて、油圧が設定圧未満に低下した場合にバ
ネ力で検出作動するように構成してもよい。

ここで、上記実施例の一部を次のように変形す
ることとができる。

１ 交換装置Ｔとして、施回式のものに限らず、
第１０図に示すような、直線移動型の交換装置
Ｔを用いる。

２ 可逆式閉止弁Ｖとして、上記の構造のもの以
外に圧油リークが殆んどないような止弁を用い
ることもできる。

３ アクチユエータ２７は閉止弁Ｖの弁箱２３′
に一体に形成してもよく、また第１１図、第１
２図若しくは第１３図に示すように閉止弁Ｖと
は別体に形成し、その油圧検出油室４１に閉止
弁Ｖの２次ポート２０を接続してもよい。

４ 上記実施例は、立型工作機械Ｍに適用した場
合を示すが、横型工作機械にも適用できる。

５ ワークパレツトＰの油圧式ワーククランプＣ
としては、上記実施例のものに限らず、台盤２
内に複数の立型油圧シリンダを縦横に所定間隔
おきに付設し、そのピストンに着脱自在に連結
したクランプ具の上部を台盤上面上に突出さ
せ、油圧シリンダでクランプ具を介してワーク
を台盤上面に押圧するようにしたものでもよ
い。

本考案は、上記のように構成され作用するの
で、次の効果を奏する。

イ ワークパレツトに複数の油圧式ワーククラン
プを設け、その油圧給排口に交換装置の油圧供
給装置の油圧供給口を接続して圧油を供給して
ワークを固定するので、ワークパレツトへのワ
ーク固定作業を高能率化・軽作業化できる。

ロ 上記イ）に記載したように、ワークをワーク
パレツトに締付け後、閉止弁を切替えて油路を
遮断してから、油圧給排口から油圧供給口を分
離しても、閉止弁の働きで油圧のリークが全く
起らない若しくは殆んど起らない状態に保持し
得るので、油圧ホース等を接続せずにワークを
セツトしたワークパレツトだけを工作機械のテ
ーブル上に移送することが出来る。従つて、ワ
ークパレツトの搬出入の作業が簡単になり、能
率的になるだけでなく、機械加工中に油圧ホー
ス焼損に伴なう事故（火災の誘発、切削刃の損
傷、ワークの不良加工など）も起らない。

このように、油圧ホースの制約を受けずにワ
ークパレツトをを移送できるので、工場レイア
ウト上の自由度が大きくなる。

ハ 圧油リークによつてワークパレツトの油圧系
の油圧が設定圧未満に低下した場合に、ワーク
パレツトの油圧検出アクチユエータと機械のテ
ーブル側のリミツトスイツチとで、油圧低下を
確実に検出できるので、この検出信号を工作機
械の制御装置に入力するなどの方法を用いて、
油圧低下に伴う事故（切削刃の損傷、ワークの
不良加工など）を防ぐことが出来る。

ニ 上記油圧低下検出用リミツトスイツチを工作
機械のテーブル側に設けるので、ワークパレツ
トへの電気配線の必要がなく、ワークパレツト
の搬出入が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例を示し、第１図は平面
図、第２図はワークパレツトの平面図、第３図は
油圧式ワーククランプを示すワークパレツトの要
部部分拡大縦断側面図、第４図はワークパレツト
を工作機械のテーブル上に固定した状態における
閉止弁とアクチユエータとリミツトスイツチの縦
断側面図、第５図は第４図Ｂ部拡大図、第６図は
表示窓を示す部分平面図、第７図はアキユムレー
タの横断平面図、第８図は油圧系統図、第９図は
アキユムレータの変形例の横断平面図、第１０図
は交換装置の変形例を示す第１図相当図、第１１
図、第１２図、第１３図は各々アクチユエータの
変形例の縦断側面図である。 Ｍ……工作機械、Ｔ……交換装置、Ｐ……ワー
クパレツト、Ｗ……ワーク、１……テーブル、１
Ａ……補助テーブル、２……台盤、６……固定装
置、８……基準受枠、９……ワーク押枠、Ｃ……
油圧式ワーククランプ、Ｖ……可逆式閉止弁、Ｓ
……リミツトスイツチ、１２ａ……クランプ油
室、１４……クランプ具、１９……油路、２０…
…２次ポート、２１……１次ポート、２２……圧
油給排口、２３……圧油供給口、Ｈ……油圧供給
装置、２７……油圧検出用アクチユエータ、４１
……油圧検出油室、４３……検出作動子、４４…
…圧力設定バネ、４６……バネ力調整具、４７…
…設定圧表示目盛、４８……回動規制具、４８ａ
……バネ、４９……表示窓、５０……指示針。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 工作機械Ｍの前側にワークパレツトＰの交換
   装置Ｔを設置し、工作機械Ｍのテーブル１Ａ，
   １上に固定装置６で固定したワークパレツトＰ
   を、該固定装置６による固定を解除した状態
   で、交換装置Ｔ上に載せ換え可能に構成すると
   ともに、交換装置Ｔ上に準備したワークパレツ
   トＰを工作機械Ｍのテーブル１Ａ，１上に載せ
   換えて固定装置６で固定可能に構成し、ワーク
   パレツトＰには複数の油圧式ワーククランプＣ
   と、圧油給排用の可逆式閉止弁Ｖと油圧検出用
   アクチユエータ２７とを設け、各ワーククラン
   プＣのクランプ油室１２ａと前記アクチユエー
   タ２７の油圧検出油室４１とを前記閉止弁Ｖの
   ２次ポート２０に油路１９で連通し、ワークク
   ランプＣはクランプ油室１２ａに圧油が供給さ
   れた状態ではクランプ具１４でワークＷを固定
   するように構成し、アクチユエータ２７は油圧
   検出油室４１の油圧が設定圧以上の状態では検
   出作動子４３が圧力設定バネ４４に抗して正常
   油圧位置に押寄せられるが、設定圧未満の状態
   では圧力設定バネ４４で油圧異常低下位置に押
   動されるように構成し、閉止弁Ｖの１次ポート
   ２１側の圧油給排口２２に油圧供給装置Ｈの圧
   油供給口２３を着脱可能にし、油圧供給装置Ｈ
   の油圧を可逆式閉止弁Ｖからクランプ油室１２
   ａ及び油圧検出油室４１に供給した状態で、可
   逆式閉止弁Ｖを閉止状態に保持することによ
   り、圧油給排口２２から圧油供給口２３を取外
   した状態でも、クランプ油室１２ａ及び油圧検
   出油室４１を供給された油圧に保持するように
   構成し、ワークパレツトＰを工作機械Ｍのテー
   ブル１Ａ，１上に固定装置６で固定した状態に
   おける検出作動子４３に対応する箇所にリミツ
   トスイツチＳを位置させてテーブル１Ａ，１側
   に固定し、この状態で検出作動子４３が正常油
   圧位置から油圧異常低下位置に切替つた状態で
   は、これに連動してリミツトスイツチＳを正常
   検出状態から異常検出状態に切替えるように構
   成した事を特徴とする工作機械の油圧式ワーク
   クランプ装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載した工
   作機械の油圧式ワーククランプ装置において、
   ワークパレツトＰの台盤２の上面に基準受枠８
   とワーク押枠９とを設け、ワーク押枠９に油圧
   式ワーククランプＣを付設したもの。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械の油圧式ワーククランプ装置
   において、油圧検出用アクチユエータ２７を閉
   止弁Ｖと一体に形成したもの。 ４ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械の油圧式ワーククランプ装置
   において、油圧検出用アクチユエータ２７を逆
   止弁Ｖと別体に形成したもの。 ５ 実用新案登録請求の範囲第１項乃至第４項の
   うちのどれか１項に記載した工作機械の油圧式
   ワーククランプ装置において、圧力設定バネ４
   ４のバネ力をバネ力調整具４６を介しして調節
   可能にしたもの。 ６ 実用新案登録請求の範囲第５項に記載した工
   作機械の油圧式ワーククランプ装置において、
   バネ力調整具４６に設定圧表示目盛４７を設け
   たもの。 ７ 実用新案登録請求の範囲第５項又は第６項に
   記載した工作機械の油圧式ワーククランプ装置
   において、バネ力調整具４６をバネ４８ａで弾
   圧した回動規制具４８でロツクしたもの。 ８ 実用新案登録請求の範囲第１項乃至第７項の
   うちのどれか１項に記載した工作機械の油圧式
   ワーククランプ装置において、アクチユエータ
   ２７の外筒体４０の表示窓４９に検出作動子４
   ３の指示針５０を表示させたもの。