JPH0347975B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜本発明の技術分野＞ 本発明は、クランプへの圧力流体給排方法に関
する。

本発明は、主として、マシニングセンタ、数値
制御工作機械等の工作機械に造り付けられた台盤
や工作機械に出し入れされる台盤、特に、ワーク
やワーク取付枠を取付けるための圧力流体式クラ
ンプを備える台盤への圧力流体の給排に適用され
る。

なお、本明細書において、圧力流体の給排と
は、そこで用いられるカツプリングが圧力流体の
供給または排出という単一機能のために用いられ
る場合と、これら双方の機能を含む複合機能のた
めに用いられる場合とを含めた意味で用いられ
る。

＜従来技術およびその欠点＞ 従来、台盤に取付けられたクランプへの圧力流
体給排方法として、台盤に圧力流体式クランプ
と、該クランプに圧力流体を給排するためのセル
フシール形圧力流体カツプリングの雌雄両栓の一
方とを設け、その他方を作業者が台盤の周囲の所
定の領域外から上記台盤の雌栓と雄栓との一方に
向つて手で持つて運んで上記カツプリングを接続
する手順をふむ方法はある。しかし、従来用いら
れているセルフシール形カツプリングは、第７図
に示す様に、雌・雄両栓１０，１１を外したとき
の各栓の封止弁１０１，１１１に密封性を確保す
る目的でＯリング１０２，１１２を用いている。

この場合、２次側に圧力流体を充填した後両栓
を解離する際に２次側に封入された圧力流体の内
圧と外圧（大気圧）との差圧が閉弁直前の僅かに
開弁した状態で直接そのＯリングに作用して、Ｏ
リングが吹飛ばされてしまう。また、封止弁１０
１，１１１が閉じられてからＯリング１０２，１
１２が封入内圧によつて弾性変形させられ、２次
側の内容積が増えてクランプ圧が低下し、ワーク
等の固定が不確実になり、加工精度が低くなつた
り、工具が破損したりする等の欠点がある。この
様な欠点をなくすためにために、従来は、上記カ
ツプリングの両側にそれぞれ閉止弁を設け、上記
カツプリングの接続の後に、接続された圧力流体
流路のカツプリングの両側に設けた各閉止弁を開
弁操作することにより、非接続時の内圧保持を閉
止弁によつて行ない、接続・解離時をも含めて、
Ｏリングには直接内圧が作用しないように構成さ
れる。

このように、従来のクランプへの圧力流体給排
装置は構造が複雑であり、しかも、その操作手順
は、カツプリングの着脱操作の他に２つの閉止弁
を開閉する必要があり、非能率である。また、こ
のような作業を自動化するとすれば機械的機構も
その制御系も複雑にならざるを得ない。

＜本発明の目的＞ 本発明の目的は、上述の事情に鑑み、圧力流体
式クランプを備える台盤のクランプへの圧力流体
の給排が、台盤に設けられたカツプリングの雌・
雄両栓の一方に台盤の周囲の所定の領域外とに分
けて設けられたその他方を進退させて自動的に接
続・解離できるようにし、かつ、このカツプリン
グの接続と同時にクランプへの圧力流体の給排が
自動的に開始される様にすることを目的とする。

＜本発明方法の構成＞ 本発明に係るクランプへの圧力流体給排方法
は、上述の目的を達成するために、台盤に設けた
圧力流体式クランプに圧力流体を給排するための
セルフシール形圧力流体カツプリングであつて、
その雌雄両栓のうち、少なくとも台盤に固定され
る一方の栓は、栓ケース内にその先端側から順に
同軸心状に並設された出入口弁とポペツト形の主
弁とを有し、出入口弁の閉栓バネに抗して押し込
められた口栓をその開閉ストロークの途中で主弁
の主弁体に受止め、更に、主弁の閉弁バネに抗し
て口栓と共に主弁体を押込めて開弁させるように
構成してなる圧力流体カツプリングと、上記一方
の栓に対して他方の栓を進退させて接離させる進
退駆動装置とを用いてクランプへ圧力流体を給排
する方法であつて、上記雌雄両栓を接続するとき
には、台盤側の一方の栓に対して他方の栓を進退
駆動装置で進出させ、雌栓の先端部の雄栓受口
と、そこに嵌合された雄栓の栓ケースの先端部の
嵌合突部との間の密封状態を完成させてから、両
栓間の密封された空間に連通する出入口弁、主弁
を順に開き、上記雌雄両栓を解離させるときに
は、上記一方の栓から他方の栓を進退駆動装置で
退行させて、主弁、出入口弁を順に閉じてから、
嵌合突部と雄栓受口との間の密封状態を破ること
を特徴とする。

＜本発明方法の作用および効果＞ この様に構成された本発明に係るクランプへの
圧力流体給排方法では、台盤に取付けられた雌・
雄いずれか一方の栓に向つて進その他方を退駆動
装置で進退させるだけで、他に閉止弁の開閉など
の付帯作業を行なうことなく、両栓が接続・解離
させられる。また、接続するときには、雌・雄両
栓の密封接続が完成されてから出入口弁、主弁が
順に開弁され、解離するときには、主弁、出入口
弁が閉じられてから雌・雄両栓の密封状態が破ら
れるので、外部への圧力流体の漏れを生じること
なく雌・雄両栓の接続と同時に圧力流体の給排を
自動的に行える。更に、主弁をポペツト形にして
いるので、解離時にＯリングが２次側に封入され
た内圧で変形させられるために従来発生していた
クランプの内圧の降下が生じるおそれがなく、ク
ランプ圧精度を高めることができる。このことか
ら更に、クランプ圧の低下によるワークの遊動
や、外れ、工具の破損などを防止できる。加え
て、雌・雄両栓の少なくとも一方の内部構造を変
更するだけで、従来必要であつた閉止弁を省略で
き、この接続・解離作業を自動化するうえで機械
的機構や制御系をすこぶる簡単にでき、容易、か
つ、安価に実施できる。

＜実施例の説明＞ 次に、本発明の実施例について第１図〜第６図
に基づいて説明する。

本実施例は、マシニングセンタ用ワークパレツ
トのクランプへの圧油給排方法に本発明を適用し
た場合の実施例であり、最初にこの圧油給排方法
を適用する圧油給排装置について説明する。

第１図はマシニングセンタ用ワークパレツトの
クランプへの圧油給排装置の平面図、第２図はそ
の要部の拡大平面図、第３図は非接続時の雌栓の
縦断面図、第４図は非接続時の雄栓の縦断面図、
第５図は接続時のカツプリングの縦断面図であ
る。

第１図において、符号１はマシニングセンタ、
２はそのワークパレツト支持盤、３はワークパレ
ツトよりなる台盤、４はターンテーブル、５はセ
ルフシール形圧力流体カツプリング、６は該カツ
プリング５の雌栓、７は該カツプリング５の雄
栓、８は進退駆動装置、９は台盤３の上面に設け
られた油圧クランプをそれぞれ示す。

台盤３は、マシニングセンタ１のワークパレツ
ト支持盤２とターンテーブル４のマシニングセン
タ１側半部との間で受け渡しされ、ターンテーブ
ル４を半回転させることにより図示の圧油給排位
置に位置させられる。

上記カツプリング５の雄栓７は台盤３の一側部
に２個並べて取付けられている。

上記カツプリング５の雌栓６は、台盤３が旋回
する領域Ａの外部に、２個並べて圧油給排位置に
位置させられた台盤３の雄栓７と同軸心状に配置
され、エアシリンダよりなる進退駆動装置８のピ
ストンロツド８１に連結されている。この進退駆
動装置８のシリンダ８２の軸心は、雄栓７と雌栓
６との軸心に平行に向けられる。この様に構成す
ることにより、進退駆動装置８を伸長させて雌栓
６を雄栓７に向つて進出させて接続させることが
できる。

上記カツプリング５の雌栓６は、第３図に示す
ように、栓ケース６１内に直列に設けられた出入
口弁６２と主弁６３とを有する。上記出入口弁６
２は栓口６１ａの内周縁に形成された口弁座６２
ａと、この口弁座６２ａに栓ケース６１の奥側か
ら接離させられる口栓６２ｂと、この口栓６２ｂ
を口弁座６２ａに弾圧する閉栓バネ６２ｃと、口
栓６２ｂから栓口６１ａ外に突出させた突起６４
とを有する。上記主弁６３は口栓６２ｂと同軸心
状に配置された環状の主弁座６３ａと、この主弁
座６３ａに栓ケース６１の奥側から接離させられ
る主弁体６３ｂと、この主弁体６３ｂを主弁座６
３ａに弾圧する閉弁バネ６３ｃとを有する。

口弁座６２ａに閉止接当させられた口栓６２ｂ
と主弁座６３ａに閉止接当させられた主弁体６３
ｂとの間には口栓６２ｂの進退ストロークよりも
小さいすき間６５が設けられる。また、栓ケース
６１内には主弁６３の両側に主弁６３へのほこり
や塵の流入を防止する防塵フイルタ６６が介在さ
せられる。上記栓ケース６１は、外囲体６７の内
部に首振り揺動可能に枢支され、その出入口側端
部６１ｂの外周面と外囲体６７との間にゴム等の
環状の弾性体６８を介在させる。外囲体６７と栓
ケース６１との間のすき間６９は圧縮空気接続孔
６１０を介して図示しない圧縮空気源に接続され
るとともに、栓口６１ａに形成された雄栓受口６
１ｃに噴孔６１１で連通される。この噴孔６１１
は、雄栓受口６１ｃの口側に向けられ、そこに挿
入されてくる雄栓７の嵌合突部７１ｂに向けて噴
気を吹当てる様になつている。

このように構成された雌栓６は、突起６４を閉
栓バネ６２ｃに抗して押し込めることにより、先
ず、口栓６２ｂを主弁体６３ｂに受止めさせ、さ
らに、主弁６３の閉弁６３ｃに抗して主弁体６３
ｂを主弁座６３ａから押し離すことができる。

また、防塵フイルタ６６で主弁６３のほこりや
塵の流入が防止されるので、主弁６３の動作が長
期間にわたり確実に行なわれ、主弁６３の動作に
対する信頼性が高い。さらに、噴孔６１１から雄
栓７の外周面に向つて除塵風を吹付け、雄栓７の
外周面が雄栓受口６１ｃに入る際に雄栓７の外周
面を清掃でき、雌栓６と雄栓７との接続部分にほ
こりや塵が付着することを防止できる。加えて、
栓ケース６１を外囲体内６７に首振り揺動可能に
枢支させるとともに、栓ケース６１の口側端部６
１ｂと外囲体６７との間に環状の弾性体６８を介
在させるので、雌・雄両栓６，７の軸心のずれな
どを雌栓６の栓ケース６１の揺動によつて自動調
心させることができ、設置精度をラフにできるう
え、カツプリング５の高いシール性を確保でき、
しかも、調心専用のガイド等を設けずに済む。

上記カツプリング５の雄栓７は、第４図に示す
ように、栓ケース７１内に直列に設けられた出入
口弁７２と主弁７３とを有する。上記出入口弁７
２は栓口７１ａの内周縁に形成された口弁座７２
ａと、この口弁座７２ａに栓ケース７１の奥側か
ら接離させられる口栓７２ｂと、この口栓７２ｂ
を口弁座７２ａに弾圧する閉栓バネ７２ｃと、口
栓７２ｂから栓口７１ａ外に突出させた突起７４
とを有する。上記主弁７３は口栓７２ｂと同軸心
状に配置された環状の主弁座７３ａと、この主弁
座７３ａに栓ケース７１の奥側から接離させられ
る主弁体７３ｂと、この主弁体７３ｂ主弁座７３
ａに弾圧する閉弁バネ７３ｃとを有する。

口弁座７２ａに閉止接当させられた口栓７２ｂ
と主弁座７３ａに閉止接当させられた主弁体７３
ｂとの間には口栓７２ｂの進退ストロークよりも
小さいすき間７５が設けられる。また、栓ケース
７１内には主弁７３と出入口７２との間に主弁７
３へのほこりや塵の流入を防止する防塵フイルタ
７６が介在させられる。

このように構成された雄栓７は、突起７４を閉
栓バネ７２ｃに抗して押し込めることにより、先
ず、口栓７２ｂを主弁体７３ｂに受止めさせ、さ
らに、主弁７３の閉弁バネ７３ｃに抗して主弁体
７３ｂを主弁座７３ａから押し離すことができ
る。

また、防塵フイルタ７７で主弁７３へのほこり
や塵の流入が防止されるので、主弁７３の動作が
長期間にわたり確実に行なわれ、主弁７３の動作
に対する信頼性が高い。

雌栓６の雄栓受口６１ｃは、両口栓６２ｂ，７
２ｂのストロークの和よりも深く形成する。そし
て、雌・雄両栓６，７を接続するときに、両口栓
６２ｂ，７２ｂどうしが突合わせられる前に雄栓
受口６１ｃへの雄栓７の嵌合が密封状態になるよ
うに雄栓受口６１ｃの口寄り部分に封止部材６１
２が内嵌される。

尚、２次側に設けられる雄栓７の閉弁バネ７３
ｃは雌栓６の閉弁バネ６３ｃよりも強くしてあ
り、両栓６，７の内圧が等しいときには、両閉弁
バネ７３ｃ，６３ｃの付勢力の差によつて雄栓７
の主弁７３が閉弁される。

次に、台盤３のクランプ９へ圧油を給排する方
法について説明する。

上記台盤３のクランプ９へ圧油を給排する為に
雌雄両栓６，７を接続するときには、台盤３側の
雄栓７に対して雌栓６を進退駆動装置８で進出さ
せ、雌栓６の先端部６１ｂの雄栓受口６１ｃと、
そこに嵌合された雄栓７の栓ケース７１の先端部
の嵌合突部７１ｂとの間の密封状態を完成させて
から、両栓６，７間の密封された空間に連通する
出入口弁６２，７２、主弁６３，７３を順に開
く。従つて、外部へ圧油が漏出することがなく、
開閉弁などの操作を行うことなく雌雄両栓６，７
の接続と同時にクランプ９への圧油の給排が可能
となる。

上記クランプ９に圧油を密封した状態あるいは
密封しない状態で雌雄両栓６，７を解離させると
きには、上記台盤３側の雄栓７から雌栓６を進退
駆動装置８で退行させて、主弁６３，７３、出入
口弁６２，７２を順に閉じてから、嵌合突部７１
ｂと雄栓受口６１ｃとの間の密封状態を破る、従
つて、外部へ圧油が漏出することがなく、開閉弁
などの操作を行うことなく雌雄両栓６，７の解離
を行うことが出来、また封止部材６１２を損傷す
ることもない。

第６図は上述の圧力流体カツプリング５を別の
マシニングセンタのワークパレツトへの圧油給配
装置に適用する例を示す側面図である。この場
合、台盤３は横軸まわりに回転させられるタンブ
リングテーブル４′に支持され、下向きに反転さ
せてから洗浄液等を吹付けて切子、ほこりなどを
落され、上向きにされるとき（実線で示す）に圧
油給拝位置に位置させられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るクランプへの圧力流体給排
方法および装置の実施例を示し、第１図はマシニ
ングセンタ用ワークパレツトのクランプへの圧油
給排装置の平面図、第２図はその要部の拡大平面
図、第３図は非接続時の雌栓の縦断面図、第４図
は非接続時の雄栓の縦断面図、第５図は接続時の
カツプリングの縦断面図、第６図は上述の圧力流
体カツプリング５を別のマシニングセンタのワー
クパレツトへの圧油給配装置に適用する例を示す
側面図、第７図は従来のセルフシール形カツプリ
ングの一部を縦断した側面図である。 ３……台盤、５……カツプリング、６……雌
栓、７……雄栓、８……進退駆動装置、９……ク
ランプ、６１……栓ケース、６１ａ……栓口、６
１ａ……口側端部、６１ｃ……雄栓受口、６２…
…出入口弁、６２ａ……口弁座、６２ｂ……口
栓、６２ｃ……閉栓バネ、６３ａ……主弁座、６
３ｂ……主弁体、６３ｃ……閉弁バネ、６４……
突起、６５……すき間、６６……防塵フイルタ、
６７……外囲体、６８……弾性体、６１１……噴
孔、７１……栓ケース、７１ａ……栓口、７１ｂ
……嵌合突部、７２……出入口弁、７２ａ……口
弁座、７２ｂ……口栓、７２ｃ……閉栓バネ、７
３ａ……主弁座、７３ｂ……主弁体、７３ｃ……
閉弁バネ、７４……突起、７５……すき間、７６
……防塵フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 台盤３に設けた圧力流体式クランプ９に圧力
   流体を給排するためのセルフシール形圧力流体カ
   ツプリング５であつて、その雌雄両栓６，７のう
   ち、少なくとも台盤３に固定される一方の栓６，
   ７は、栓ケース６１，７１内にその先端側から順
   に同軸心状に並設された出入口弁６２，７２とポ
   ペツト形の主弁６３，７３とを有し、出入口弁６
   ２，７２の閉栓バネ６２ｃ，７２ｃに抗して押し
   込められた口栓６２ｂ，７２ｂをその開閉ストロ
   ークの途中で主弁６３，７３の主弁体６３ｂ，７
   ３ｂに受止め、更に、主弁６３，７３の閉弁バネ
   ６３ｃ，７３ｃに抗して口栓６２ｂ，７２ｂと共
   に主弁体６３ｂ，７３ｂを押込めて開弁させるよ
   うに構成してなる圧力流体カツプリング５と、上
   記一方の栓６，７に対して他方の栓６，７を進退
   させて接離させる進退駆動装置８とを用いてクラ
   ンプ９へ圧力流体を給排する方法であつて、 上記雌雄両栓６，７を接続するときには、台盤
   ３側の一方の栓６，７に対して他方の栓６，７を
   進退駆動装置８で進出させ、雌栓６の先端部６１
   ｂの雄栓受口６１ｃと、そこに嵌合された雄栓７
   の栓ケース７１の先端部の嵌合突部７１ｂとの間
   の密封状態を完成させてから、両栓６，７間の密
   封された空間に連通する出入口弁６２，７２、主
   弁６３，７３を順に開き、 上記雌雄両栓６，７を解離させるときには、上
   記一方の栓６，７から他方の栓６，７を進退駆動
   装置８で退行させて、主弁６３，７３、出入口弁
   ６２，７２を順に閉じてから、嵌合突部７１ｂと
   雄栓受口６１ｃとの間の密封状態を破ることを特
   徴とするクランプへの圧力流体給排方法。