JP2665556B2 - 増圧回路付流体圧クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工作機械等に用いられる増圧回路付の改良さ
れた流体圧クランプ装置に関するものである。

従来の技術 従来クランプ回路を含んだ流体圧回路の元圧の設定値
は、強力なクランプ力が必要なクランプ用シリンダへ供
給する比較的高い圧力を基準に設定している。

発明が解決しようとする課題 従来の技術に述べた高圧力に設定された流体圧回路に
おいては、高出力の高価な流体圧源が必要で、これに付
随して回路全体を高圧に耐え得る機器及び配管にする必
要がある。更に高圧用のポンプユニットは消費電力が大
きく、低圧力が必要な個所には減圧弁を設けねばならな
い等の問題点を有している。

本発明は従来の技術の有するこれらの問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、元圧を増
圧してクランプ用シリンダに加え増圧回路付流体圧クラ
ンプ装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明における増圧回路
付流体圧クランプ装置は、クランプ用シリンダに供給す
る元圧切換える３位置電磁切換弁と、クランプ信号によ
り前記３位置電磁切換弁が作動して元圧供給用回路を閉
止するチェックバルブと、前記クランプ信号により作動
する電磁切換弁と、該電磁切換弁が作動して元圧より高
い圧力を供給する増圧ピストン部材とを含んでなるもの
である。また電磁切換弁及び増圧ピストン部材は少なく
とも２組が並列に設けられ、増圧ピストン部材にそれぞ
れピストンの移動検出手段を設け、該移動検出手段の信
号により前記電磁切換弁を交互に切換えるように接続
し、連続して圧力を加えるようにすることもできる。

作用 クランプ用シリンダに油圧源から元圧が送られてクラ
ンプが行われるとクランプ確認信号が検出器から出力さ
れる。この信号で３位置電磁切換弁が中立位置に切換え
られ、パイロット付チェックバルブにより供給回路を遮
断してクランプ時に発生するサージ圧力を回路内に封じ
こみ、同時に一方の増圧ピストン用の電磁弁が切換えら
れて、一方の増圧ピストン部材に元圧が送られ、面積比
の異なるピストンにより増圧された圧力がクランプ用シ
リンダに加えられ、所定のクランプ力を発生させる。ク
ランプ時の流体圧回路系に、パッキン等の損傷による洩
れがある場合には、一方の増圧ピストン部材のピストン
が移動して移動端に到達する手前で検出手段により信号
が出力され、この信号で直ちに他方の電磁切換弁が切換
えられ、他方の増圧ピストン部材が作動を開始して増圧
された圧力がクランプ用シリンダに加えられ、タイマー
により検出手段の出力信号より時間を遅らせて一方の電
磁切換弁が切換えられ、一方の増圧ピストン部材が作動
を停止してピストンはスタート位置に戻され待機する。

実施例 実施例について図面を参照して説明する。第１図，第
２図において、旋盤用刃物台に回転かつ軸方向移動可能
に旋回軸１が設けられている。旋回軸１の先端にタレッ
ト２が嵌着され、後端には歯車３が嵌着されており、歯
車２は刃物台に固着のモータ４の出力軸に嵌着される歯
車５と噛合され、NC制御で旋回軸１の旋回割出しが行わ
れる。タレット２及び刃物台には一対のクラウン形カッ
プリング６の一方がそれぞれ固着されており、旋回軸１
に嵌着されるピストン７は刃物台に設けられたシリンダ
８に嵌挿され、後述の油圧装置により圧油が切換えられ
て旋回軸１を介してタレット２が軸方向移動され、カッ
プリング６のかけ外し及び係合時のクランプが行われ、
刃物台に固着のリミットスイッチLS1によりクランプ確
認信号が出力される。

シリンダ８に供給される油圧回路は、元圧PSを供給す
る油圧源11が、管路12を介して３位置電磁切換弁13のポ
ートａに連通され、電磁弁13のポートｂは管路14,パイ
ロット付チェックバルブ15,管路16を介してシリンダ８
の右室に連通されている。更に電磁弁13のポートｃは管
路17を介してシリンダ８の左室に連通され、切換弁13の
ポートｄは管路20を介して油圧タンク内に連通されてい
る。

更に油圧源11は管路21を介して増圧回路23の２位置電
磁切換弁24のポートｅに、また管路22を介して２位置電
磁切換弁25のポートｆに連通されている。また切換弁24
のポートｇは管路26を介して増圧用シリンダ27の右室
に、またポートｈは管路28,チェックバルブ29,管路30を
介してシリンダ27の左室に連通されている。切換弁25の
ポートｉは管路31を介してシリンダ32の右室に、またポ
ートｊは管路33,チェックバルブ34、管路35を介して増
圧用シリンダ32の左室に連通されている。また電磁弁24
のポートｋ及び電磁弁25のポートｌは管路36,37を介し
て油圧タンク内に連通されている。

シリンダ27,32に嵌挿されるピストン38,39は、ともに
右側端面38a,39aの面積（A1）が左側端面38b,39bの面積
（A2）より大きく形成されており、元圧PSがシリンダ2
7,32の右室に供給されて、ピストン38,39が押圧される
と、シリンダの左室には元圧PSにピストンの面積比（A1
/A2）を乗じた値の増圧された圧力PBが発生する。

シリンダ27の左室は管路30の途中から分岐する管路40
及びチェックバルブ41を介して管路42に連通され、シリ
ンダ32の左室は管路35途中から分岐する管路43及びチェ
ックバルブ44を介して前記管路42に連通され、管路42は
管路45を介してシリンダ８の右室に連通されている。

更にピストン38,29の外周にはそれぞれ磁性体のドッ
グ47,48が埋設されており、シリンダ27に接近して無接
触形のリードスイッチLS2,LS3が設けられ、またシリン
ダ32に接近して無接触形のリードスイッチLS4,LS5が設
けられている。そしてリードスイッチLS2及びLS4はピス
トン38,39が左に移動して左端に達する僅か手前で信号
を出力するように調整されており、リードスイッチLS3
及びLS5はピストン38,29が右へ移動して右端に達したと
きに信号を出力するようになっている。

続いて本発明の増圧回路付油圧クランプ装置の動作を
説明する。

タレット２が旋回され割出が終わると割出完了の信号
でソレノイドSOL2に通電されて電磁弁13がIII位置に切
換えられ、ポートａとｂが連通して油圧源11から管路12
に供給される元圧PSが、管路14を経てパイロット付チェ
ックバルブ15に送られる。パイロット付チェックバルブ
15を通過した圧油は管路16を経てシリンダ８の右室に送
られ、ピストン７が移動して旋回軸１を介してタレット
２が刃物台側に移動しクラウン形カップリング６が係合
する。カップリングが係合する直前にリミットスイッチ
LS1から信号が出力され、この信号により切換弁13が中
立のII位置に切換えられ、ポートｄがb,cと連通してパ
イロット付チェックバルブ15が閉じ、管路16が閉止さ
れ、クランプ時に発生した元圧PSの約1.5〜３倍のサー
ジ圧力を回路内に封じ込む。

尚クランプ確認用の検出器はリミットスイッチに限定
されるものではなく、例えばカップリング６に圧電素子
を埋設してクランプ圧を直接検出するようにすることも
できる。

ソレノイドSOL2が非通電とされると同時にソレノイド
SCL3が通電されて、切換弁24が切換えられポートｅがｇ
に連通されて、管路26を通って元圧PSがシリンダ27の右
室に送られピストン38を左側へ押圧する。この押圧によ
りシリンダ27の左室にピストン面積比により増圧された
圧力PBが発生し、この増圧された圧力PBは、パイロット
付チェックバルブ15及びチェックバルブ29,34に阻止さ
れて管路40を経て可流方向のチェックバルブ41を通り、
管路42,45,16を経てシリンダ８の右室に加えられてピス
トン８を加圧し所定のクランプ力を発生させる。

クランプ動作中に回路に例えばシリンダのパッキン等
の損傷による洩れがあると、ピストン38は次第に左側へ
移動する。ピストン38が左端の僅か手前まで移動すると
ドッグ47が接近してリードスイッチLS2が信号を出力す
る。この信号で直ちにソレノイドSOL4に通電されて切換
弁25が切換わり、ポートｆとｉが連通して元圧PSが管路
31を経てシリンダ32の右室に送られ、ピストン39を左側
へ押圧する。そして増圧された圧力PBが管路43,チェッ
クバルブ44,管路42,45,16を経てシリンダ８の右室に重
複して加えられる。リードスイッチLS2の信号で同時に
タイマーが作動し始め約0.05〜0.1秒遅れてソレノイドS
OL3が非通電とされ，切換弁24が切換えられポートｅと
ｈが連通されて圧油が管路28,チェックバルブ29,管路30
を通りシリンダ27の左室に供給され、ピストン38が右行
してスタート時の右端位置まで移動して待機し、リード
スイッチLS3から待機信号が出力される。このようにピ
ストン38,39は第２図に示すようにリードスイッチLS2,L
S4の信号により交互に重複時間を有して作動が切換えら
れるのでクランプ力の中断がない。

次にアンクランプする場合には、ソレノイドSOL1に通
電されて切換弁13がＩ位置に切換えられポートａとｃが
連通され、元圧PSがシリンダ８の左室に供給されてピス
トン７が右行してクランプを解除する。同時に切換弁2
4,25が共に非通電とされポートｅとｈ及びポートｆとｊ
が連通され、シリンダ27,32の左室に元圧PSが供給され
てピストン38,39が右行し、右端位置で待機する。

尚チェックバルブ41,44のクラッキング圧力はアンク
ランプ時にシリンダ27,32の左室に供給される元圧PSが
洩れないように元圧より大きく設定されている。

効果 本発明は上述の通り構成されているので次に記載する
効果を奏する。

クランプ用シリンダに低い元圧を供給してピストンを
移動させてクランプを行い、クランプと同時にパイロッ
ト付チェックバルブでクランプ回路を遮断し、クランプ
時に発生するサージ圧力を回路内に封じこみ、同時に増
圧ピストン部材により元圧より高い圧力をクランプ用シ
リンダに供給して所定のクランプ力を得るようになし、
更に増圧ピストン部材を並列に設け重複時間を有して交
互に作動させるようになしたので、機会全体の油圧回路
をクランプ力を基準にして高圧に設定する必要がなくな
り、油圧機器のコストダウンと、油圧駆動動力の消費量
が小さくなるとともにロス動力が少なくなるため油圧ユ
ニットの発熱が小さくなり、熱変位によるの機械の精度
の劣化が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランプして増圧回路が作動し始めた状態を表
す本発明の回路図、第２図は増圧回路の吐出タイミング
説明図である。 ８……クランプ用シリンダ 13……３位置電磁切換弁 15……パイロット付チェックバルブ 24,25……電磁切換弁 27,32……増圧用シリンダ 38,39……増圧用ピストン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランプ用シリンダ（８）に供給する元圧
   を切換える３位置電磁切換弁（13）と、クランプ信号に
   より前記３位置電磁切換弁が作動して元圧供給用回路
   （16）を閉止するチェックバルブ（15）と、前記クラン
   プ信号により作動する電磁切換弁と、該電磁切換弁が作
   動して元圧（PS）より高い圧力（PB）を供給する増圧ピ
   ストン部材とを含んでなり、クランプ時に元圧より高い
   圧力をクランプ用シリンダに加えることを特徴とする増
   圧回路付流体圧クランプ装置。