JPH0424179B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来多量生産を行なう専用工作機械において
は、加工工具の冷却や加工基準面及び治具等に附
着した切粉の除去等を計るため、これ等を洗浄す
る切削液を供給して、工具の損傷や加工精度の低
下を防止し、且つワークが基準パツドの加工基準
面に完全に密着してクランプされたことを検知す
る装置を設けて、ワークと加工基準面の間に切粉
等を噛込んでクランプした場合は工作機械が自動
的に停止するようにしている。このため不良品を
生産する恐れはないが、機械の稼動率の低下は避
けられない。この機械の稼動率を低下させる原因
は、機械の故障を除けば、上述の切粉噛込みによ
るクランプ不良が殆どあり、機械稼動率を上げる
ため加工基準面を切削液の吹きつけにより充分に
洗い流しても切粉噛みを完全に無くすることはで
きない。この原因は下記のとおりである。

(イ) 工作機械の構造上、加工基準面とこれに対応
するワークの着座面が切断液の当り難い位置に
ある。

(ロ) ワークのクランプに際し、ワークが加工基準
面に当たる直前に該ワークが切削液の吹きつけ
を遮つてしまうため、この時にワークの他の箇
所から切削液と共に流れ落ちた切粉が加工基準
面とワークの着座面の間に噛み込まれる。

(ハ) 加工基準面やワークの着座面に対する切粉の
附着力が強かつたり、或いはこれ等の面に切粉
が引掛つていたりして、切削液の供給圧力（１
〜２Kg／cm²）程度では洗い流せない場合があ
る。特に加工基準面とワークの間に一旦切粉を
噛み込んでクランプしてしまうと、該加工基準
面等に切粉が強固に附着する。

(ニ) 全切削液を高精度に濾過することは実際上困
難なため、切削液に混入している切粉が加工基
準面とワークの間に噛み込まれることがある。

又基準パツドの加工基準面に穿設したノズルか
らワークの着座面に向けて圧縮空気を噴出させ
て、該加工基準面とワークの着座面を清掃するこ
とも行われているが、切削液のミストが発生して
作業環境を悪くし、且つ空気の質量が小さいため
切粉の吹飛ばしが不充分で、上述の切粉の噛み込
みを完全に無くすることはできない。

本発明はこの問題に対処するもので、ワークが
押付けられる基準パツドの加工基準面に清掃用流
体を噴出するノズルを開口させた油圧作動のワー
ククランプ装置において、ワークのクランプ作動
時におけるクランプシリンダの作動油圧により駆
動されて、一定量の清掃用加圧切削液を吐出する
ポンプ装置を設けて、該ポンプ装置の吐出口と前
記ノズルの間を連通連結する通路のノズル側端部
に、少くもクランプシリンダのクランプ作動時に
閉鎖賦勢される弁を挿入し、加工基準面とこれに
押付けられるワークの着座面との間隔が、ノズル
の噴出切削液による該両面の同時清掃可能な大き
さまで減少した時に、ワークにより基準パツド内
に押込まれて前記弁を開く弁開放軸を該加工基準
面上に突出させ、ノズルからの清掃用加工切削液
の噴出末期にワークを加工基準面に当接させる手
段を設けたことを特徴とする。

以下本発明の一実施例を第１図〜第５図につい
て説明する。ワーククランプ装置は第２図に示す
ように工作機械のベツドに固着したワーク架台１
上の」形盤２に取付けられ、その垂直辺に４個宛
取付けた基準パツド３とクランプシリンダ４を含
む。クランプシリンダ４はそのピストンロツド５
の先端に基端を連結したクランプアーム６の中間
部を軸７でシリンダ側に枢架し、該クランプシリ
ンダの伸長作動時にクランプアーム６の先端がワ
ーク（被加工物）８を基準パツド３に押付けクラ
ンプする。９は」形盤２の水平辺上に固着され
て、ワーク８を水平摺動可能に支持するパツドで
ある。

各基準パツド３は第３図及び第４図に示すよう
に突出した加工基準面１０を備え、該加工基準面
に垂直な円形の弁室１１は弁座１２を介して加工
基準面１０に開口１０ａする。１３は弁室１１に
摺動自在に嵌合され、周囲に複数の軸方向溝１３
ａを凹設した弁で、該弁１３は弁室１１内に取付
けた圧縮ばね１４によつて弁座１２に常時押圧賦
勢され、外力非作用時には該弁に同心に設けた横
断面三角形状の弁開放軸１５が開口１０ａを貫通
して後述の作用を達成するよう加工基準面１０よ
りＨだけ突出する。従つて弁開放軸１５の外周面
と開口１０ａの内周面の間に３個のノズル１６が
形成される。１７は加工基準面１０の三方を囲む
ように基準パツド３の周囲に設けた堤状の突縁
で、該突縁１７の高さは加工基準面より稍低い。
１８はワーク８が加工基準面１０に密着したか否
かを検出する空気マイクロメータの空気噴出ノズ
ルで、その先端は加工基準面１０の延長平面状に
位置する。尚１９，２０は夫々弁室１１、空気噴
出ノズル１８に連通連結した配管、２１は基準パ
ツド３の取付ボルトである。

第１図に示すポンプ装置２２はプランジヤポン
プ２３と、そのプランジヤ２４にピストンロツド
２５を連結した複数形のブースタシリンダ２６を
含み、プランジヤポンプ２３の吐出弁（逆止弁）
２７の出口には各弁室１１への配管１９が並列に
接続され、又該プランジヤポンプの吸収弁（逆止
弁）２８の入口は、カートリツジフイルタのよう
に濾過精度の高い濾過器２９を介して、工作機械
への切削液供給ポンプ３０の吐出口に連通連結さ
れ、該プランジヤポンプ２３の吐出圧は通常の切
削液供給圧力（１〜２Kg／cm²）よりも高い。図中
３１は工作機械より還流する切削液のタンク、３
２はフイルタ３３を介して該タンクの切削液を吸
込むポンプ３０の吸入管、３４は工作機械への切
削液供給管、３５はポンプ３０の駆動モータを示
す。

３６は各クランプシリンダ４への油圧の給排を
司る２位置方向切換弁で、該方向切換弁３６の出
力ポートにはクランプシリンダ４と並列にブース
タシリンダ２６が接続され、各クランプシリンダ
４の伸長作動時或いはクランプ作動時にはブース
タシリンダ２６が伸長してプランジヤポンプ２３
がノズル１６に加圧切削液を供給し、又各クラン
プシリンダの収縮作動時、或いはクランプ解放作
動時にはブースタシリンダ２６が収縮してプラン
ジヤポンプ２３が吸入弁２８より濾過切削液を吸
込む。３７は各クランプシリンダ４の伸長作動時
における高圧側油路３８の途中に夫々挿入した圧
力補償付流量制御弁、３９は方向切換弁３６のプ
レツシヤポートに油圧を供給する可変吐出量形油
圧ポンプ（圧力補償形）、４０はその駆動モータ、
４１は油圧ポンプ３９の吐出口に他の方向切換弁
を接続する分岐油路を示す。油圧ポンプ３９を定
吐出量形にして、その吐出口にリリーフ弁を分岐
接続してもよい。

第１図は各クランプシリンダ４の油路３８と反
対側の油路４３にポンプ３９の油圧が供給された
クランプ解放状態を示し、この状態において第２
図のようにワーク８をパツド９上に供給して、方
向切換弁３６を第１図の右位置に切換えると、油
路３８が高圧側となつてクランプシリンダ４を伸
長させ、クランプアーム６によつてワーク８を基
準パツド３の方に押圧すると同時に、ブースタシ
リンダ２６が伸長賦勢されるが、弁１３が弁座１
２に密着してノズル１６を閉鎖しているため、プ
ランジヤポンプ２３は圧力を発生するが動作はし
ない。しかしクランプシリンダ４の伸長によつて
ワーク８が弁開放軸１５を基準パツド３内に押込
むと、弁１３が開いてプランジヤポンプ２３が作
動し、その吐出切削液が弁１３の溝１３ａを経て
ノズル１６より噴出してワークの着座面に激しく
衝突し、これを清掃すると同時に、反射した吐出
切削液によつて加工基準面１０も清掃される。

上述のように弁１３が開いた時は、ワーク８の
着座面に噴出切削液が及ぼす圧力に対抗するた
め、油圧ポンプ３９が吐出するクランプシリンダ
４或いはブースタシリンダ２６の作動油圧が若干
増大するから、それに応じてプランジヤポンプ２
３の切削吐出圧も上昇する。即ちワークの着座面
と加工基準面１０の間隙が第５図のように狭くく
なるにつれ、ノズル１６からの噴出液圧が増大す
るから、噴出切削液の質量が空気の夫より大きい
ことと相俟つて清掃能力が増大し、該両面間に挟
まれかけた切粉も清掃し得る。

この清掃圧力は従来より高圧であるから、クラ
ンプ時に基準パツドとワークの間から飛散する洗
浄切削液の一部を該基準パツド周囲の堤状突縁１
７で捕捉させ、工作機械に取付けた飛沫防止カバ
ー（図示せず）と協同して切削液の飛散を防止す
るのであるが、それでも切削液の飛散を完全に防
止できない箇所に対しては、切削液回路の各配管
１９の途中に挿入した流量制御弁４２により流量
を調節し得る。

以上ばね１４が常時弁１３を閉鎖賦勢するよう
にした場合について説明したが、必ずしもばね１
４を取付ける必要はなく、該ポンプの吐出し始め
の切削液圧によつて弁１３を閉鎖賦勢するように
してもよい。

上記実施例では弁開放軸１５の先端面とワーク
８の間に挟持された切粉は清掃し難いため、クラ
ンプシリンダ４の作動油圧が高い場合は、清掃末
期に弁１３に作用する弁開放軸押出液圧も高くな
つて、切粉が該弁開放軸の先端面やワークの着座
面に強く附着する恐れがあるが、これを避けたい
場合は、基準パツド３に組込む弁を第６図に示す
ようなスプール弁４５にすればよい。同図中第３
図と同一符号を附した部材は相対応する部材であ
る。

スプール弁４５は２個のランド部分４６，４７
と、先端をノズル５７に形成した筒状の弁開放軸
４８を備え、該両ランド部分は基準パツド３内に
設けたシリンダ孔内に摺動自在に嵌合する。この
シリンダ孔はその開放端が蓋４９で塞がれ、スプ
ール弁４５の両端に夫々弁室５０，５１を形成し
ている。弁室５１側のランド部分４７と蓋４９の
間には弱い圧縮ばね５２を挟持させ、該ばねの弾
力で反対側のランド部分４６が前記シリンダ孔端
壁に第６図のように係合して、ランド部分４７が
該シリンダ孔周壁に凹設した環状溝５３を塞いだ
時は、弁開放軸４８が開口１０ａをルーズに貫通
して加工基準面１０より所定長さ突出し、又ばね
５２の弾力に抗して弁開放軸４８が第７図のよう
に開口１０ａ内に押込まれた時は、スプール弁４
５が蓋４９に当接して、両ランド部分４６，４７
間のスプール弁外周溝５４が環状溝５３に合致す
るように、スプール弁と基準パツド３を関連させ
る。

スプール弁外周溝５４は通孔５５を介して筒状
の弁開放軸４８内に常時連通し、該弁開放軸内に
は、その内壁と間隙をおいて細管５６がランド部
分４７に取付けられ、該細管５６の両端は弁室５
１と弁開放軸４８の先端部内のノズル５７に開口
する。５８はスプール弁４５の弁室５１側端面に
凹設した小溝で、該小溝５８は該弁室と細管５６
の内腔を常時連通する。

又環状溝５３は基準パツド３及び」形盤２に
夫々穿設した通路５９，６０を介して前実施例に
おけるプランジヤポンプ２３の吐出弁２７に接続
される。

上記構成によれば、ワーク８のクランプ時に、
該ワークが第６図の状態から弁開放軸４８を基準
パツド３内に押込み始めて、スプール弁４５の外
周溝５４が環状溝５３に一部連通すると、加圧切
削液が通路５９より該溝５３，５４及び通孔５５
を経てノズル５７より噴出し、その反力によつて
ばね５２が若干圧縮される。これと同時に細管５
６を囲む該噴出流により弁室５１内部の空気や液
が該細管内を通つて吸引排出され、該弁室内が迅
速に真空となるため、スプール弁４５及び弁開放
軸４８はばね５２の弾力に抗して第７図のように
基準パツド内に引込まれ、該スプール弁が全開し
て、ノズル５７からの噴出切削液によりワーク８
の着座面と加工基準面１０を前述のように同時清
掃することができる。その場合弁室５０内には外
気や液が開口１０ａと弁開放軸４８の隙間より吸
込まれることは図より明らかである。

このため弁開放軸４８の先端面とワークの間に
切粉が噛込まれる恐れはない。

本発明によれば基準パツドの加工基準面に開口
するノズルへの清浄切削液の供給圧力を所要の高
圧力にして、しかも加工基準面とワークの間隔が
該両者の同時清掃可能な大きさまで減少した時に
清浄切削液を噴出するようにすると共に、ワーク
が加工基準面に密着する直前にも激しい側方流を
生じさせて、切粉の侵入阻止と附着切粉の除去を
計るようにしたから、前述の従来型清掃方式の持
つ欠点をすべて解消でき、且つ清掃に必要な清浄
切削液量が１基準パツド当たり50c.c.程度で、極く
少量であるから、工作機械に対する従来型切削液
供給システムのように、切削液中の切粉によるク
ランプ不良を防止するため全切削液の濾過精度を
上げる必要はなく、濾過システムを簡易化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の切削液回路と油圧回
路を示す回路図、第２図はそのワーククランプ装
置の正面図、第３図及び第４図は基準パツドの縦
断正面図及び平面図、第５図は機能説明図、第６
図及び第７図は夫々非作動時と作動時における基
準パツドの他の実施例の縦断側面図である。 １……ワーク架台、２……」形盤、３……基準
パツド、４……クランプシリンダ、６……クラン
プアーム、８……ワーク、１０……加工基準面、
１２……弁座、１３……弁、１５……弁開放軸、
１６……ノズル、２２……ポンプ装置、２３……
プランジヤポンプ、２６……ブースタシリンダ、
２９……濾過器、３０……工作機械への切削液供
給ポンプ、３６……方向切換弁、３９……油圧ポ
ンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークが押付けられる基準パツドの加工基準
   面に清掃用流体を噴出するノズルを開口させた油
   圧作動のワーククランプ装置において、ワークの
   クランプ作動時におけるクランプシリンダの作動
   油圧により駆動されて、一定量の清掃用加圧切削
   液を吐出するポンプ装置を設けて、該ポンプ装置
   の吐出口と前記ノズルの間を連通連結する通路の
   ノズル側端部に、少くもクランプシリンダのクラ
   ンプ作動時に閉鎖賦勢される弁を挿入し、加工基
   準面とこれに押付けられるワークの着座面との間
   隔が、ノズルの噴出切削液による該両面の同時清
   掃可能な大きさまで減少した時に、ワークにより
   基準パツド内に押込まれて前記弁を開く弁開放軸
   を該加工基準面上に突出させ、ノズルからの清掃
   用加工切削液の噴出末期にワークを加工基準面に
   当接させる手段を設けたことを特徴とする工作機
   械の加工基準面清掃装置。 ２ 流量規制手段を備えるクランプシリンダの方
   向切換弁に該クランプシリンダと並列に接続され
   たブースタシリンダと、該ブースタシリンダによ
   り駆動される往復ポンプとでポンプ装置を構成し
   た特許請求の範囲第１項記載の工作機械の加工基
   準面清掃装置。