JP4728725B2

JP4728725B2 - ワークの冷凍固定装置

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Publication number: JP4728725B2
Application number: JP2005213093A
Authority: JP
Inventors: 俊治吉田
Original assignee: DISEASE ADSORPTION SYSTEM TECHNOLOGIES CO., LTD.
Current assignee: DISEASE ADSORPTION SYSTEM TECHNOLOGIES CO., LTD.
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: JP2007030059A

Description

本発明は、加工時にワークを凍結して固定する際に、ワークの凍結を維持させるための冷却水の回収部とその周辺機器の断熱をするワークの冷凍固定装置に関する。

ワークに対してフライス加工、研削加工、切削加工、穴あけ加工、研磨加工などの機械加工を行う場合、ワークをそれらの加工装置に固定する必要がある。ワークの固定方法として、マグネットチャック、真空チャック、バイスなどが用いられていた。
しかしながら、それらのワークの固定方法では、ワークの材質や形状などに制限されるような場合があり、ワークを確実に安全に固定できないことがある。これを解決するため、凍結式固定法がある。この技術は、冷凍固定装置のワークをサブストレートに凝固剤を介在させて凍結固定し、サブストレートをチャックテーブルに固定し、凝固剤の凝固点よりも低い温度の冷却水をチャックテーブル（ワーク）に供給して、ワークを固定するようにしている。冷却水は、通常、チャックテーブルの周囲下部に配設されたトレイに回収されて、トレイの排出口を介して排出される。

特許第２９９２７７０号公報特許３００８３４４号公報特開平６−３１２３３１号公報特開２０００−７３０号公報

上述したように、凍結式固定法では、ワークをサブストレートに固定するために、ワーク及びサブストレートを冷却するための冷却水を用いている。この冷却水は温度が低いため、トレイに回収された不凍液が冷凍固定装置の移送装置などの構造部材を冷やす。構造部材の温度が、１５℃程度以下に下げると、空気中の水分が、構造部材に付着して結露が生じる。冷凍固定装置の構造部材である移送装置の摺動部分やボールネジが錆びたり、冷凍固定装置を制御する電装部品に水が溜まりショートするおそれもある。
また、冷却水は、トレイから排水されるが、ワークの位置決めのためにＸ軸方向やＹ軸方向にトレイを移送させる際に、トレイも同様にして移動するため、トレイに直接ホースなどのフレキシブル性のあるものを接続すると、ゴムなどのホースは冷やされて、ワークの移送の際に支障が生じるので、確実な排水ルートを確保する必要がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、凍結固定装置のワーク固定部周辺の結露や凍結を防止するとともに、冷却水の回収（排水）を適正に行うことができるワークの冷凍固定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のワークの冷凍固定装置は、ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備え、前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設し、前記ワークをサブストレートに凍結固定するとともに、該サブストレートをチャックテーブルに固定し、凝固剤の凝固点よりも低い温度の冷却水を前記ワークに供給するようにした。
また、上記目的を達成するために、本発明のワークの冷凍固定装置は、ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記ワークをサブストレートに凍結固定し、該ワークの凍結状態を維持させるためのワークへの冷却水の供給手段と、前記チャックテーブルと共に前記移送手段に取付けられ、前記冷却水の供給手段がワークへ噴出した冷却水を回収する回収部材と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備えたワークの冷凍固定装置において、前記冷却水の回収部材を、冷却水を回収する側の内装パネルと該内装パネルの外側に位置する外装パネルとで形成し、これらの内装パネルと外装パネルを非接触状態でかつそれらのパネル間に断熱材を介して組付け、前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設するようにした。
また、上記目的を達成するために、本発明ワークの冷凍固定装置は、ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記ワークをサブストレートに凍結固定し、該ワークの凍結状態を維持させるためのワークへの冷却水の供給手段と、前記チャックテーブルと共に前記移送手段に取付けられ、前記冷却水の供給手段がワークへ噴出した冷却水を回収する回収部材と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備えたワークの冷凍固定装置において、前記冷却水の回収部材を、冷却水を回収する側の内装パネルと該内装パネルの外側に位置する外装パネルとで形成し、これらの内装パネルと外装パネルを非接触状態でかつそれらのパネル間に断熱材を介して組付け、前記回収部材を前記移送手段へ取付けるための取付金具の一端部を前記内装パネルに連結し、前記外装パネルに形成したスリット又は孔から前記取付金具の他端部を突出させ、該他端部と前記移送手段への取付部との間に断熱性を有する樹脂連結部材を設け、該樹脂連結部材を介して前記回収部材を前記移送手段に取付けるようにした。
上記発明は、前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設することができる。
上記発明は、前記Ｙ軸スライダに、前記断熱トレイから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＸ軸断熱ドレンを配設することができる。
上記発明は、前記基台に、前記Ｘ軸断熱ドレンから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＹ軸断熱ドレンを配設することができる。
上記発明は、前記Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの排出口におけるＸ軸方向の移動範囲に対応させて延在し、かつ前記Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの排出口におけるＹ軸方向の移動範囲に対応させて延在することができる。
上記発明は、前記ワークの周囲に断熱防水カバーを配設し、該断熱防水カバーを前記Ｘ軸スライダに固定することができる。
上記発明は、前記Ｙ軸スライダに前記Ｘ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記基台に前記Ｙ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記Ｙ軸スライダに断熱防水カバーを樹脂製の取付けブラケットを介して取付けできる。

本発明は、ワークをサブストレートに凍結固定するとともに、該サブストレートをチャックテーブルに固定し、前記凝固剤の凝固点よりも低い温度の冷却水を前記ワークに供給するようにしたので、ワークを確実に固定することができ、冷凍固定であるのでワークの変形もない。
また、本発明は、冷却水の回収部材を、冷却水を回収する側の内装パネルと該内装パネルの外側に位置する外装パネルとで形成し、これらの内装パネルと外装パネルを非接触状態でかつそれらのパネル間に断熱材を介して組付けるようにしたので、回収部材の外表面に結露が生じるのを防止できる。
上記発明は、前記回収部材を前記基台側へ取付けるための取付金具の一端部を前記内装パネルに連結し、前記外装パネルに形成したスリット又は孔から前記取付金具の他端部を突出させ、該他端部と前記基台側取付部との間に断熱性を有する樹脂連結部材を設け、該樹脂連結部材を介して前記回収部材を前記基台側に取付けるようにしたので、回収部材を取付けるにあたって、固定力が必要な内装パネル側を安定させて取付けることができる。
上記発明は、前記水平方向へ移送する移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設するようにしたので、チャックテーブルに載置されるワークの位置きめが精確に行うことができる。
上記発明は、前記Ｙ軸スライダに前記断熱トレイから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＸ軸断熱ドレンを配設したので、冷却水の排水路の引き回しをすることができる。Ｘ軸断熱ドレンも内外パネルの２重構造であるため、排水路を形成しても外装パネルに結露が生じない。
上記発明は、前記基台に前記Ｘ軸断熱ドレンから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＹ軸断熱ドレンを配設したので、冷却水の排水路の引き回しを、さらにすることができる。Ｙ軸断熱ドレンも内外パネルの２重構造であるため、排水路を形成しても外装パネルに結露が生じない。
上記発明は、前記Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの排出口におけるＸ軸方向の移動範囲に対応させて延在し、かつ前記Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの排出口におけるＹ軸方向の移動範囲に対応させて延在したので、冷却水を確実に下流側に流下させることができる。
上記発明は、前記ワークの周囲に断熱防水カバーを配設し、該断熱防水カバーを前記Ｘ軸スライダに固定したので、冷却水の飛び散りを防止することができる。
上記発明は、前記Ｙ軸スライダに前記Ｘ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記基台に前記Ｙ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記Ｙ軸スライダに断熱防水カバーを樹脂製の取付けブラケットを介して取付けたので、基台側とＸ軸断熱ドレン及びＹ軸断熱ドレンとの断熱性を樹脂製ブラケットによって維持することができる。よって、基台側に配設される制御部などの凍結を防止することができる。

以下、本発明のワークの冷凍固定装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わるワークの冷凍切断装置を斜め上方から見た全体斜視図、図２は冷凍切断装置の分解斜視図、図３は冷凍切断装置の正面図、図４は冷凍切断装置の平面図、図５は冷凍切断装置の右側面図、図５は冷凍切断装置の左側面図である。なお、本実施の形態では、冷凍切断装置の幅方向をＸ軸方向とし、その前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。
冷凍切断装置１は基台２としての機械本体３と電装ボックス４を並設し、機械本体３の上面には、チャックテーブル５を移動させる移送機構を設けている。移送機構は、冷凍切断装置１の前後方向となるＹ軸方向にチャックテーブル５を移動するＹ軸移送機構７と、その幅方向にチャックテーブル５を移動するＸ軸移送機構８とを備え、さらにワークに対してブレードを昇降させるＺ軸移送機構９を備えている。

初めに、この移送機構の構成について説明する。
図２に示すように、Ｙ軸移送機構７は、機械本体３上にボールナットブロック１０を取付け、ボールナットブロック１０には、Ｙ軸スクリュー１１が冷凍切断装置１の前後方向に貫通している。Ｙ軸スクリュー１１の左右両側には、Ｙ軸スクリュー１１に平行させて、ガイドレール１２が機械本体３の上面に取付けられている。左右ガイドレール１２には、その各々に２個設けられ、ガイドレール１２に円滑に摺動する摺動部材１３を嵌合させている。この摺動部材１３の上部には、Ｙ軸スライダ１４が固定される。
Ｙ軸スライダ１４は、その本体部１５の前後側面から前側に突出させた一対の前脚部１６とその後側に突出させた後脚部１７を取付けている。前後脚部１６，１７は、摺動部材１３上に載置して固定される。Ｙ軸スライダ１４の下面には、図６に示すように下側に突出するスクリュー支持材１８が設けられている。スクリュー支持材１８は、Ｙ軸スクリュー１１の前側一端を軸支し、Ｙ軸スクリュー１１は軸周りの回転が阻止されるように支持されている。

図７は、Ｙ軸スクリュー１１を軸方向に移動させるための構成を示す図である。
機械本体３の内部には、駆動モータ２３が設けられ、駆動モータ２３から上方に延び、ボールナットブロック１０の内部に差し込まれるモータ軸２４の先端には、ウォームギア２２が取付けられている。一方、ボールナットブロック１０には、冷凍切断装置１の前後方向に貫通するナット孔１９に、中空のウォームホイール２０が螺着し、ウォームホイール２０の内孔に形成した雌ねじ２１に、Ｙ軸スクリュー１１がボールナットブロック１０を貫通するように螺着している。そして、ウォームホイール２０には、上述したウォームギア２２を螺合している。
したがって、駆動モータ２３が回転すると、駆動力がウォームギア２２、ウォームホイール２０と伝達し、ウォームホイール２０が回転すると、Ｙ軸スクリュー１１は回転が阻止されているので、ウォームホイール２０の回転量に応じて軸方向へ移動される。こうして、Ｙ軸スクリュー１１が正転又は反転し、冷凍切断装置１の前後方向に対するＹ軸スライダ１４の進退移動が可能になる。

図２に示すように、開口が上向きで断面がほぼコ字形状のＹ軸スライダ１４の内部には、冷凍切断装置１の幅方向に延びるＸ軸スクリュー２５が配設されている。Ｘ軸スクリュー２５は、図８に示すように、両端部が軸受け２９，３０によって回転可能に軸支され、一方の軸受け３０側ではＸ軸駆動モータ３１の回転軸と連結されている。
Ｘ軸スクリュー２５の径方向両側部、すなわちＹ軸スライダ１４の内面の前側及び後側には、ガイドレール２７，２８を設け、これらのガイドレール２７，２８はＸ軸スクリュー２５に平行するように、Ｙ軸スライダ１４の長手（Ｘ軸）方向の一端部から他端部まで延在させている。図９に示すように、前側ガイドレール２７はほぼ矩形断面形状であり、後側ガイドレール２８は上部に三角形状の切込み２８ａを形成している。

Ｙ軸スライダ１４の上部には、Ｘ軸スライダ２６が配設される。Ｘ軸スライダ２６の下面側には、Ｙ軸スライダ１４の一方のガイドレール２７に載置される脚部３２と他方のガイドレール２８に載置される脚部３３を設けている。他方の脚部３３の下端部は、切込み２８ａに対応させて三角形状に突出させている。Ｘ軸スライダ２６の前後方向における中間部には、下側に突出させたＸ軸ボールナットブロック３４を設け、Ｘ軸スクリュー２５をボールナットに螺着させている。図８に示すＸ軸駆動モータ３１を駆動させると、Ｘ軸スクリュー２５の回動に応じて、Ｘ軸スライダ２６がＸ軸方向へ進退移動することができる。

次に、ワークを固定する断熱チャックテーブルの構成について説明する。
図１０に示すように、Ｘ軸スライダ２６の上面側には、断熱チャックテーブル５が取付けられている。断熱チャックテーブル５は、Ｘ軸スライダ２６の上面中央に板状に突出させて形成した島部３６に配設されている。そして、断熱チャックテーブル５は、島部３６面に固定して載置される金属板３７と、金属板３７の上部に断熱材３８、冷却プレート３９、バキュームチャック４０の順に配置される。断熱材３８の材質は特に限定されないが、本実施の形態では樹脂製断熱材が使用される。冷却プレート３９は、内部に冷却水が流れる流通路４１を形成している。バキュームチャック４０には、図示しない、真空装置と接続されている吸着孔４２が多数形成されている。

図２に示すように、Ｘ軸スライダ２６の上面には、冷却水を回収する断熱トレイ４３が載置される。断熱トレイ４３は、主として底面４３ａとその周囲から立設するリブ上の外部縦壁４３ｂからなり、これらは、図１１に示すように、内装パネル４４と外装パネル４５とで形成され、パネル４４，４５の間に断熱材４７が配設されている。本実施の形態では、内装パネル４４及び外装パネル４５はステンレス板材が用いられ（以下に説明する他の内装パネル及び外装パネルについても同様である）、断熱材４７は、独立気泡エラストマーが使用されている（以下に説明する他の断熱材についても同様である）。
図１１に示すように、断熱トレイ４３は、内装パネル４４に固定されたＬ字形の固定金具６９を外装パネル４５に形成したスリット４５ａから突出させて、Ｘ軸スライダ２６に取付けたコ字形金具７０と樹脂連結部材７１を介してボルト７２、ナット７３などで固定される。樹脂連結部材７１は、断熱性の良い樹脂を使用することができ、本実施の形態ではジュラコン（登録商標）が使用されている（なお、以下に説明する樹脂連結部材についても同じ材質である）。

図１０に示すように、断熱トレイ４３は、内装パネル４４及び外装パネル４５の各々中央に矩形孔４４ａ，４５ｂを形成し、これらの矩形孔４４ａ，４５ｂは、断熱トレイ４３をＸ軸スライダ２６に取付ける際に、矩形孔４４ａ，４５ｂに断熱チャックテーブル５が差し込まれる。矩形孔４４ａの縁部が断熱チャックテーブル５に形成したフランジ５ａ上に載置される。
この断熱トレイ４３は、図４に示す断熱トレイ４３の底面４３ａの周囲から突出させたリブ状の外縦壁４３ｂを形成し、この外部縦壁４３ｂが、ワークを固定する冷却水の堰としての役割を果たす。

次に、Ｚ軸移送機構９の構成について説明する。
Ｚ軸移送機構９には、図２に示すようにＺ軸スライダ４８を設けている。Ｚ軸スライダ４８は、本体部４８ａの横断面形状がほぼ矩形であり上下方向に長く、上部にスピンドル５０を設け、スピンドル５０にワークを切削するブレード４９を取付けている。本体部４８ａの両側部にはガイドレール５１が取付けられている。Ｚ軸スライダ４８は、機械本体３に昇降可能に取付けられ、機械本体３の背面側にある溝部５２にＺ軸スライダ４８を嵌合させている。図４に示すように、溝部５２の左右後部には、ガイドレール５１の一対の抜止め５３が取付けられている。Ｚ軸スライダ４８は、機械本体３に配設された図示しない油圧シリンダに連結され、油圧シリンダの昇降に応じて上下動することができる。

次に、ワーク、ブレードなどを覆う断熱防水カバー４６について説明する。
断熱トレイ４３の上部には、ケース状の断熱防水カバー４６が装着される。この断熱防水カバー４６は、ワーク及びＺ軸スライダ４８のブレード４９を覆うとともに、冷却水の飛び跳ねを防止する役割を果たす。
図１２に示すように、断熱防水カバー４６は、ブレード４９を覆うボックス状のカバー部５４と、蓋部５５を併設している。カバー部５４には、天井壁に開口５４ａを形成し、開口５４ａには透明板５４ｂが装着されている。また、図１３に示すように、カバー部５４の背後にもまた、開口５４ｆを形成し、透明板５４ｇが装着されている。

図１２に示すように、カバー部５４の前面壁には、開口５４ｃ（図２参照）が形成され、この開口５４ｃには横方向に移動可能な、透明のスライド窓５４ｄが装着される。スライド窓５４ｄには、開閉の際に用いる取っ手５４ｅが取付けられている。
カバー部５４の側部にある蓋部５５の上面には、横方向に移動するスライド蓋５５ａが配設されている。スライド蓋５５ａには、開閉の際に用いられる取っ手５５ｂが取付けられている。このスライド蓋５５ａの直下にチャックテーブル５を移動し、スライド蓋５５ａを開放することにより、ワークの出し入れができる。
カバー部５４の背面には、図１２及び図１３に示すように断熱防水カバー４６をＹ軸スライダ１４に取付けるための取付金具５６，５７が固定されている。断熱防水カバー４６は、図２に示すクランク形状の取付ブラケット５８と、ほぼ直板状の取付ブラケット５９の上端部が樹脂連結部材１０８，１０９を介して取付金具５６，５７に取付られ、取付ブラケット５８，５９の下端部がＹ軸スライダ１４の一対の後脚部１７上に取付けられる。

断熱防水カバー４６は、板材をボックス状に形成した内装パネル６０の周囲を樹脂製の断熱材６１で覆い、図１５及び図１６で示すように断熱材６１の表面は、金属製の外装パネル６２で覆っている。外装パネル６２は、内装パネル６０との直接の接触部はなく、外装パネル６２の端縁部６２ａが内装パネル６０と間隔を開けて配設されている。すなわち、外装パネル６２が内装パネル６０との関係で浮いた状態に形成される。そして、端縁部６２ａでは、端縁部６２ａの外側に位置する固定用樹脂材６３が、該固定用樹脂材６３と断熱材６１との間に、端縁部６２ａを狭着するようにして配設されている。
固定用樹脂材６３は、図１５に示すように、軸を水平方向に向けたビス６４によって、外装パネル６２に取付けられる一方、図１５に示すように、軸を垂直方向に向けたボルト６５によって、内装パネル６０に固定される。この取付方については、図１３に示す他の固定用樹脂材６３についても同様である。なお、固定用樹脂材６３は、図で示さないが断熱防水カバー４６の縁部や開口の縁部全体に施されている。

次に、ワークを冷却させる冷却水の排水路に関連する構造について説明する。
図１に示すように、Ｚ軸スライダ４８のブレード４９の近傍には冷却水のノズル６６が備えられている。この冷却水を回収する断熱トレイ４３の後側部には、図４に示すように、排水口４３ｄが形成され、配水管６７が排水口４３ｄに接続されて、下方側に、下端部が無接続状態で延びている。なお、断熱トレイ４３については、傾斜面などを設けて排水口４３ｄ側を低くすることが好ましい。
図８に示すように、Ｙ軸スライダ１４には、後側面の一端側には、断面が開口側を上に向けたコ字形状のＸ軸断熱ドレン６８が取付けられている。
このＸ軸断熱ドレン６８は、Ｘ軸方向に樋状に長く延び、上述した配水管６７の下端部が内部に導入されている。Ｘ軸スライダ２６がＸ軸方向に進退動する際に、Ｘ軸スライダ２６がどの位置にあっても、排水管６７の下端部がＸ軸断熱ドレン６８の直上方に位置し、冷却水がＸ軸断熱ドレン６８に回収できるように構成する。すなわち、断熱トレイ４３は、Ｘ軸断熱ドレン６８に対してＸ軸方向への相対移動が可能であるが、Ｙ軸方向への相対移動が規制される。図８に示すように、Ｘ軸断熱ドレン６８の冷凍切断装置１における内方側端部には、排水口７５が形成されている。

電装ボックス４の上面には、Ｙ軸断熱ドレン７４が配設される。Ｙ軸断熱ドレン７４は、Ｙ軸方向に樋状に長く延び、上述したＸ軸断熱ドレン６８の排水口７５の直下に位置するように配置される。Ｙ軸スライダ１４がＹ軸方向に進退動する際に、Ｙ軸がどの位置にあっても、排水口７５が常にＹ軸断熱ドレン７４の直上方に位置し、冷却水がＸ軸断熱ドレン６８に回収できるように構成する。すなわち、Ｘ軸断熱ドレン６８は、Ｙ軸断熱ドレン７４に対して、Ｙ軸方向への相対移動が可能であるが、Ｘ軸方向への相対移動が規制される。図４に示すように、Ｘ軸断熱ドレン６８の冷凍切断装置１における後方側端部には、排水口７６が形成されている。このＹ軸断熱ドレン７４と上述のＸ軸断熱ドレン６８は、冷却水が排水されるように各々の排水口７５，７６が低くなるような傾斜を形成することが望ましい。

次に、Ｙ軸断熱ドレン７４の断熱構造について、その取付構造と併せて説明する。
図１７及び図１８に示すように、Ｙ軸断熱ドレン７４は、冷却水と直接接触する内装パネル７９と接触しない外側の外装パネル８０とを備え、内装パネル７９の前端面は、冷凍切断装置１の前方側へ突出する取付フランジ８１を形成している。内装パネル７９と外装パネル８０との間には、断熱材８２が配設されている。そして、Ｙ軸断熱ドレン７４の上部外側周囲には、断熱材８２を切欠いた部分に固定用樹脂材８３が装着されている。この固定用樹脂材８３を配設した部位では外装パネル８０の上端部を、固定用樹脂材８３の底部に沿って内側に曲げた折曲部８０ａを形成している。そして、ビス６４によって内装パネル７９と固定用樹脂材８３を固定し、ボルト６５によって外装パネル８０と固定用樹脂材８３を固定している。よって、Ｙ軸断熱ドレン７４の内装パネル７９と外装パネル８０とが直接接触する部分はなく、ボルト６５についても、内装パネル７９と接触するおそれがある部分については、孔８４を形成することによって、内装パネル７９と外装パネル８０とが、ボルト６５を介して間接的に接触することを阻止している。すなわち、断熱材８２、固定用樹脂８３の介在により、内装パネル７９と外装パネル８０は熱的に遮断される。

図１７に示すように、電装ボックス４の前部にはＬ字形の取付ステー７７を取付け、その先端部を冷凍固定装置１の後方側に延在させている。Ｙ軸断熱ドレン７４は、電装ボックス４上に浮かして配置され、その前端部が樹脂連結部材７８を介して取付ステー７７にボルト７２などにより固定される。Ｙ軸断熱ドレン７４の後端部は、図１９に示すように、内装パネル７９に固定されてＹ軸断熱ドレン７４の内装パネル７９から下方に突出する取付フランジ８５を設けている。取付フランジ８５が外装パネル８０と交差する部分には、外装パネル８０にスリット８８を形成し、取付フランジ８５は、外装パネル８０と接触していない。一方、電装ボックス４の後側面には取付ブラケット８６を固定し、取付フランジ８５と取付ブラケット８６の間に樹脂連結部材８７を介してボルト７２とナット７３などにより固定される。このように、内装パネル７９を介してＹ軸断熱ドレン７４が、電装ボックス４に固定される。
Ｘ軸断熱ドレン６８について説明は省略するが、Ｘ軸断熱ドレン６８に、Ｙ軸断熱ドレン７４と同様に内装パネルと外装パネルとが断熱材、固定用樹脂を用いることによって非接触状態で配設され、内装パネルに固定した取付フランジが外装パネルに形成したスリットから非接触状態で突出し、この取付フランジが樹脂連結部材を介して、Ｙ軸スライダ１４に固定した取付ブラケットにより固定される。

図２０は、冷凍切断装置とその周辺装置の冷凍システム図である。
冷凍切断装置１には、この冷凍切断装置１と併設して冷凍機９０を設けている。冷凍機９０は、温度上昇した冷却水を減温させるものであり、冷却水の冷却後、ポンプ９１により管路９２を通り、図１０に示す冷凍切断装置１の冷却プレート３９に冷却水を圧送する。冷却プレート３９の流通路４１を通った冷却水は、管路９３を通り冷凍機９０に戻される。
また、冷凍機９０のポンプ９１からは、予備冷却プレート９４へ管路９５を介して冷却水が圧送される。予備冷却プレート９４では、その上面にサブストレート９７が載置され、サブストレート９７とワーク９８が冷凍固定される。予備冷却プレート９４を通った冷却水は、管路９６を通り冷凍機９０に戻される。

冷凍機９０には、さらに他のポンプ９９が備えられ、このポンプ９９からは、冷却水が管路１００を圧送され、冷凍切断装置１のノズル６６から噴出される。この冷却水は、上述した断熱トレイ４３に回収され、Ｘ軸断熱ドレン６８、Ｙ軸断熱ドレン７４を介して冷凍切断装置１の外に排出され、Ｙ軸断熱ドレン７４の排水口７６に接続された管路１０１を介して、その下流側に配置された循環中継タンク１０２に、一旦溜められる。次いで、循環中継タンク１０２に備えられたポンプ１０３によって、管路１０４を圧送され、切削粉除去装置１０５に供給される。ここで、ワーク９８の切削粉がろ過された冷却水はポンプ１０６により管路１０７を圧送されて冷凍機９０に戻される。

以下、本発明のワークの冷凍固定装置における作用について説明する。
前作業として、予め予備冷却プレート９４を５℃−１５℃程度に冷却しておく。ワークの固定剤としては、水溶性凝固剤の他、水でもワークを固定できる。ワーク９８及び（又は）サブストレート９７に凝固剤を塗布し、ワーク９８をサブストレート９７に載せる。図２０に示す予備冷却プレート９４にサブストレート９７を載せる。凝固剤としてマジックウォータ、水などを使用できる。そして、予備冷却プレート９４上にて、サブストレート９７とワーク９８を冷却する。

サブストレート９７とワーク９８が冷凍固定した後、それらを冷凍固定装置１のチャックテーブル５の上に載置し、バキュームチャック４０の吸引力によりサブストレート９７を固定する。次いで、Ｙ軸スライダ１４、Ｘ軸スライダ２６及びＺ軸スライダ４８を適宜移動させて、ブレード４９に対するワーク９８の位置決めを行う。そして、ノズル６６から冷却水をワーク９８に向けて噴出させて、サブストレート９７とワーク９８の冷凍固定状態を維持させたまま、ワーク９８をブレード４９で切削する。ノズル６６から噴出される冷却水の温度は２℃−１５℃の範囲とする。ワーク９８の切削は、ブレード４９を回転させて、チャックテーブル５をブレード４９に対してＸ軸方向に移動させて行う。Ｙ軸スライダ１４及びＸ軸スライダ２６のいずれを移動させても、断熱トレイ４３に取付けた配水管６７の排出端は、Ｘ軸断熱ドレン６８の直上に位置し、Ｘ軸断熱ドレン６８の排水口７５はＹ軸断熱ドレン７４の直上に位置する。

切削作業中では、ノズル６６から噴出された冷却水は、ブレード４９に当たると吹き上げられて、カバー部５４の内面に配設される内装カバーパネル６０に跳ね飛ばされて、冷やされる。しかしながら、この内側に配設されている内装カバーパネル６０が外側に装着されている外装カバーパネル６２と接触していないので、これらのカバーパネル６０，６２間に熱伝導がなく、それらの間には断熱材６１が装填されており、外装カバーパネル６２に結露が発生するのを防止できる。

跳ね飛ばされた冷却水やチャックテーブル５から流下した冷却水は、断熱トレイ４３に回収される。断熱トレイ４３は、断熱材４７を配設し、内装パネル４４と外装パネル４５とが非接触状態であるので、底部に位置する外装パネル４５側に冷熱が伝わることがなく、結露が生じない。よって、結露による水滴が下側に配置されているＹ軸スライダ１４に設けたＸ軸スクリュー２５に流下することなく、その錆びの発生を防止する。
断熱トレイ４３に回収された冷却水は、その排出口４３ｄから配水管６７を介してＸ軸断熱ドレン６８に流下し、次いでＸ軸断熱ドレン６８の排水口７５からＹ軸断熱ドレン７４に流下する。

断熱トレイ４３は、内装パネル４４側が直接冷却水と接触するが、内装パネル４４と外装パネル４５が、断熱材４７を介在させて非接触状態で組付けられているので、外装パネル４５側の熱が内装パネル４４側に伝わることなく、外装パネル４５面は常温に近い温度が維持されて、結露が生じることが防止される。
同様に、Ｙ軸断熱ドレン７４についても、直接冷却水と接触する内装パネル７９が、外装パネル８０と非接触状態にあるので、外装パネル８０に結露が生じることなく、Ｘ軸断熱ドレン６８についても同じく、結露の発生を防止できる。

Ｙ軸断熱ドレン７４は、Ｙ軸断熱ドレン７４自体を取付箇所の電装ボックス４から浮かして配置しているので、冷熱が電装ボックス４側に伝わることがない。Ｙ軸断熱ドレン７４を電装ボックス４側に取付ける取付フランジ８１，８５は、冷却水と接触する内装パネル７９と接触しているが、樹脂連結部材７８，８７を介して電装ボックス４側に取付けしているので、電装ボックス４に冷熱が伝わらず、内部に配設されている電装部品が凍結することがない。これについては、Ｘ軸断熱ドレン６８についても、同じ構造であるので、Ｙ軸スライダ１４に冷熱が伝わらない。

同様に、断熱防水カバー４６の内装パネル４４に直接連結されている取付金具５６，５７には冷熱が伝わるが、樹脂連結部材１０８，１０９（図２参照）を介して、取付ブラケット５８，５９によってＹ軸スライダ１４に取付けるので、内装パネル４４の冷熱がＹ軸スライダ１４側に伝わることがない。よって、Ｙ軸スライダ１４の構造部材が冷熱によって、その作動に支障を来たすことを防止できる。
断熱トレイ４３もまた、図１１に示すように、断熱トレイ４３をＸ軸スライダ２６に取付けるために、固定金具６９及びコ字形金具７０の間に樹脂連結部材７１を設けており、断熱トレイ４３の内装パネル４４の冷熱がＸ軸スライダ２６に伝わることがない。よって、Ｘ軸スライダ２６の構造部材が冷熱によって、その作動に支障を来たすことを防止できる。

ワーク９８を切削した後は、サブストレート９７と未だサブストレート９７に凍結固定されているワーク９８を取り出し、予め準備していた温水槽にサブストレート９７及びワーク９８を浸漬して解凍する。こうして、被加工物にワックスを使わないので、面倒なワックス洗浄工程が省略できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は勿論、本発明の技術的思想に基づいて、種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、断熱トレイ４３、Ｘ軸断熱ドレン６８及びＹ軸断熱ドレン７４を設け、冷凍液を排出するようにしたが、Ｘ軸移送機構８、Ｙ軸移送機構７のいずれか一方又は両者を省略するような場合は、それに応じてＸ軸断熱ドレン６８、Ｙ軸断熱ドレン７４を省略してもよい。
本実施の形態では、冷凍固定装置をワークの切断装置で説明したが、冷凍固定装置は切断機以外の冷凍固定装置、例えば研磨機の冷凍固定装置にも適用が可能である。

本発明の実施の形態におけるワークの冷凍固定装置の全体斜視図である。図１のワークの冷凍固定装置の分解斜視図である。図１のワークの冷凍固定装置の正面図である。図１のワークの冷凍固定装置の平面図である。図４のＡ−Ａ線方向の断面図である（Ｘ及びＹ軸断熱ドレンは断面で示す）である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＹ軸スライダとＹ軸スクリューの係合状態を示す斜視図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＹ軸移送機構のＹ軸スクリューの駆動状態を示す図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＹ軸スライダの斜視図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＹ軸スライダとＸ軸スライダの係合状態を示す図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるチャックテーブル周辺の断面図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＸ軸スライダと断熱トレイとの取付部の拡大断面図である。図１のワークの冷凍固定装置における断熱防水カバーの平面図（左側の図は矢視Ｅ方向から見た図）である。図１のワークの冷凍固定装置における断熱防水カバーの正面図である。図１のワークの冷凍固定装置における断熱防水カバーの右側面図である。図１４のＢ−Ｂ線方向の断面図である。図１５のＣ−Ｃ線方向の断面図である。図１のワークの冷凍固定装置におけるＹ軸断熱ドレンの電装ボックスへの取付状態を示す断面図である。図１７の矢視Ｄで示す円内の拡大断面図である。図１７に示すＹ軸断熱ドレンの後端側の拡大断面図である。図１のワークの冷凍固定装置に供給される冷凍液の循環系統図である。

符号の説明

１冷凍切断装置
２基台
５チャックテーブル
１４Ｙ軸スライダ
２６Ｘ軸スライダ
３８，４７，６１，８２断熱材
４３断熱トレイ
４４，７９内装パネル
４５，８０外装パネル
４８Ｚ軸スライダ
４９ブレード
６３，８３固定用樹脂材
６８Ｘ軸断熱ドレン
７１，７８，８７樹脂連結部材
７４Ｙ軸断熱ドレン
９８ワーク

Claims

ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備え、
前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設し、
前記ワークをサブストレートに凍結固定するとともに、該サブストレートをチャックテーブルに固定し、凝固剤の凝固点よりも低い温度の冷却水を前記ワークに供給するようにしたことを特徴とするワークの冷凍固定装置。
ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記ワークをサブストレートに凍結固定し、該ワークの凍結状態を維持させるためのワークへの冷却水の供給手段と、前記チャックテーブルと共に前記移送手段に取付けられ、前記冷却水の供給手段がワークへ噴出した冷却水を回収する回収部材と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備えたワークの冷凍固定装置において、
前記冷却水の回収部材を、冷却水を回収する側の内装パネルと該内装パネルの外側に位置する外装パネルとで形成し、これらの内装パネルと外装パネルを非接触状態でかつそれらのパネル間に断熱材を介して組付け、
前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設するようにしたことを特徴とするワークの冷凍固定装置。
ワークを固定するチャックテーブルと、前記ワークを加工処理する処理具と、該処理具を支持する支持部材と、前記チャックテーブルを水平方向へ移送する移送手段と、前記支持部材をチャックテーブルに対して上下動させる昇降手段と、前記ワークをサブストレートに凍結固定し、該ワークの凍結状態を維持させるためのワークへの冷却水の供給手段と、前記チャックテーブルと共に前記移送手段に取付けられ、前記冷却水の供給手段がワークへ噴出した冷却水を回収する回収部材と、前記移送手段及び昇降手段を支持しこれらを制御する制御部を内部に配設した基台とを備えたワークの冷凍固定装置において、
前記冷却水の回収部材を、冷却水を回収する側の内装パネルと該内装パネルの外側に位置する外装パネルとで形成し、これらの内装パネルと外装パネルを非接触状態でかつそれらのパネル間に断熱材を介して組付け、
前記回収部材を前記移送手段へ取付けるための取付金具の一端部を前記内装パネルに連結し、前記外装パネルに形成したスリット又は孔から前記取付金具の他端部を突出させ、該他端部と前記移送手段への取付部との間に断熱性を有する樹脂連結部材を設け、該樹脂連結部材を介して前記回収部材を前記移送手段に取付けるようにしたことを特徴とするワークの冷凍固定装置。
前記移送手段が基台に対して前記チャックテーブルをＸ軸方向に移送するＸ軸スライダと、該Ｘ軸方向に直交する方向に前記Ｘ軸スライダを移送するＹ軸スライダとを備え、前記Ｘ軸スライダに前記チャックテーブルと前記回収部材としての断熱トレイを配設するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のワークの冷凍固定装置。
前記Ｙ軸スライダに、前記断熱トレイから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＸ軸断熱ドレンを配設したことを特徴とする請求項１，２，４のいずれか１項に記載のワークの冷凍固定装置。
前記基台に、前記Ｘ軸断熱ドレンから排出される冷却水を回収する前記回収部材の一部としてのＹ軸断熱ドレンを配設したことを特徴とする請求項５に記載のワークの冷凍固定装置。
前記Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｘ軸断熱ドレンを前記断熱トレイの排出口におけるＸ軸方向の移動範囲に対応させて延在し、かつ前記Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの冷却水の排出口の直下に配置し、Ｙ軸断熱ドレンを前記Ｘ軸断熱ドレンの排出口におけるＹ軸方向の移動範囲に対応させて延在したことを特徴とする請求項６に記載のワークの冷凍固定装置。
前記ワークの周囲に断熱防水カバーを配設し、該断熱防水カバーを前記Ｘ軸スライダに固定したことを特徴とする請求項１，２，４，５，６，７のいずれか１項に記載のワークの冷凍固定装置。
前記Ｙ軸スライダに前記Ｘ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記基台に前記Ｙ軸断熱ドレンを樹脂製のブラケットを介して取付け、前記Ｙ軸スライダに断熱防水カバーを樹脂製の取付けブラケットを介して取付けたことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のワークの冷凍固定装置。