JPH0677890B2 - 工作機械のチヤツク面清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、工作物を固定するチャック装置のチャック面
を清掃する工作機械のチャック面清掃装置に関する。

［従来の技術］ 従来、コンピュータ磁気ディスクの基板加工用として超
精密旋盤が用いられており、磁気ディスク基板を真空チ
ャック装置のチャック面に吸着させ、磁気ディスク基板
の吸着された面と反対側の面をダイヤモンドバイトで加
工を行なっていた。チャック面と磁気ディスク基板間に
数ミクロンの切粉を挟んだ状態で加工すると、磁気ディ
スク基板表面に押し傷ができ、磁気ディスク基板が微小
変形する。この結果表面の微小な凹凸は加速度特性を悪
化させ直ちに製品欠陥につながる。このため従来は前の
ディスクの加工を終了して次のディスクを取付ける前
に、チャック面清掃装置で清掃していた。このチャック
面清掃装置は、チャック面に対する位置に移送されるテ
ーブル上に新しい清掃紙を貯蔵する貯蔵装置と、テーブ
ルの上のチャック面側に設けられ、この貯蔵装置から送
られてきた新しい清掃紙をチャック面に接触させる接触
部材と、テーブル上に設けられこの接触部材に新しい清
掃紙を送りかつ接触部材にて切粉を付着した清掃紙を回
収する清掃紙回収装置と、この接触部材をチャック面よ
り逃がす手段とで構成されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、この接触部材と清掃紙回収装置がテーブル上
チャック面と相対する面に設けられているために、加工
すべき磁気ディスクのチャックへの位置決め取付け、こ
の磁気ディスクをチャック面からの着脱の作業がしにく
く、従ってこの磁気ディスクの加工作業開始までに必要
とする時間が無視できなかった。

そこで本発明は、チャック面を円滑に清掃し、このチャ
ック面に対して工作物の着脱を容易にできる工作機械の
チャック面清掃装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の工作機械のチャック面清掃装置は、工作物を固
定するチャック装置のチャック面を清掃するチャック清
掃面装置であって、基台と、該基台に軸方向に移動自在
および一定角度で回転自在に保持されたアーム軸と、該
基台に回転自在に保持され駆動源により回転される駆動
軸と、該駆動軸と該アーム軸の間に設けられ、該駆動軸
の回転により該アーム軸を一定角度内で揺動回転させる
揺動回転手段と、該駆動軸と該アーム軸の間に設けら
れ、該駆動軸の回転により該アーム軸を軸方向に摺動さ
せる軸方向移動手段と、該アーム軸の先端に保持された
アームと、該アームに保持された清掃紙を貯蔵する貯蔵
装置、清掃紙を清掃位置に案内する案内部材、使用され
た清掃紙を回収する回収装置とからなる清掃手段と、該
アームに保持され、該アームと該基台との相対運動によ
り駆動され、該回収装置を駆動して清掃紙を送る紙送り
手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の工作機械のチャック面清掃装置は、基台と、ア
ーム軸と、駆動軸と、揺動回転手段と、軸方向移動手段
と、アームと、清掃手段と、紙送り手段とから構成され
る。

基台は、工作機械本体に保持され、本発明を構成するア
ーム軸、駆動軸、揺動回転手段、軸方向移動手段、アー
ム、清掃手段、紙送り手段を保持する装置である。

アーム軸は、該基台に軸方向に移動自在および一定角度
で回転自在に保持される部材である。ここで軸方向と
は、工作物を保持すチャック面に垂直な方向のことであ
る。そして、アーム軸はこのチャック面に垂直な軸を回
転軸として回転自在に保持される。

駆動軸は、該基台に回転自在に保持され駆動源により回
転される装置である。この駆動軸はその回転力を揺動回
転手段、軸方向移動手段に出力する装置である。この駆
動軸を回転させる駆動源としては、電動機、油圧モー
タ、空圧モータ等が利用できる。

揺動回転手段は、該駆動軸と該駆動軸の間に設けられ、
該駆動軸の回転により該アーム軸を一定角度内で揺動回
転させる手段である。この揺動回転手段は、前述した駆
動軸からの回転力を入力し、このアーム軸を後述する清
掃手段によりチャック面を清掃するように揺動させる手
段である。通常この揺動手段は、所定の展開曲線又は展
開曲面を有するカム板を用いるカム機構により行なわれ
る。

軸方向移動手段は、該駆動軸と該アーム軸の間に設けら
れ、該駆動軸の回転により該アーム軸を軸方向に摺動さ
せる手段である。この軸方向移動手段は、該アーム軸
を、チャック面を清掃する清掃位置と、このチャックに
対して工作物を着脱するとき、この着脱作業を妨害しな
いように待機する待機位置の少なくとも二位置に摺動し
て位置決めする装置である。

アームは、上記したアーム軸の先端に保持される部材で
ある。このアームは清掃手段と紙送り装置を保持する部
材である。

清掃手段は、該アームに保持された清掃紙を貯蔵する貯
蔵装置、清掃紙を清掃位置に案内する案内部材、使用さ
れた清掃紙回収を回収装置とからなる手段である。この
貯蔵装置は、未使用でこれからチャック面を清掃する清
掃紙を貯蔵する装置である。望ましくは、この貯蔵装置
はロール状の清掃紙を貯蔵できる構造がよい。案内部材
はこの清掃紙を駆動軸の回転によりアームが軸方向に揺
動され一定角度内で揺動回転された時、チャック面を清
掃できる位置に案内する部材である。回収装置はチャッ
ク面を清掃して使用された使用済清掃紙を回収する装置
である。これら貯蔵装置、案内部材、回収装置は、個別
に設けられてもよいが、連なった一連の装置として設け
られることが望ましい。

紙送り手段は、該アームに保持され、該アームと該基台
との相対運動により駆動され、該回収装置を駆動して清
掃紙を送る手段である。この紙送り手段は、チャック面
を清掃した使用済清掃紙を順に送り、常に新しい清掃紙
でチャック面を清掃できるように清掃手段の紙を順次送
る装置である。この紙送り手段は、清掃紙を、チャック
面の一清掃が終了する毎に送ってもよいし、又はアーム
が揺動されチャックと清掃中に所定の送りスピードで送
られてもよい。この紙送り手段の駆動時期は、本発明の
コンパクト化することから考えると、駆動軸の回転変位
に応じて駆動することが望ましい。

［作用］ 基台は工作機械の本体に保持され、アーム軸、駆動軸、
揺動回転手段、軸方向揺動手段、アーム、清掃手段、紙
送り装置を保持する。この時、アームは工作物をチャッ
クから容易に着脱できる初期位置にある。

工作物の加工が終わり、工作物がチャックから外され
る。本発明の工作機械のチャック面清掃置装置が手動ス
イッチ又は制御装置からの信号で作動されると、駆動源
により駆動軸が回転される。揺動回転手段はこの駆動軸
から回転力を入力し、このアーム軸を一定角度回転させ
る。すると、軸方向移動手段はこのアーム軸を軸方向、
つまりこのアームが清掃すべきチャック面に近づく方向
に摺動させる。又、アームはこのアーム軸の先端に保持
されており、このアームは貯蔵装置、案内部材、回収装
置を保持している。従って、アーム軸が軸方向に摺動さ
れると、清掃紙は清掃すべきチャック面に当接する。そ
のため、主軸が回転するとチャック面の多くの部分がこ
の当接した清掃紙により清掃される。所定の清掃が終了
すると、駆動軸の回転によりアームは初期位置に復帰す
る。この時、このアームと基台との相対運動により紙送
り手段は、この回収装置を駆動して清掃紙を所定の量だ
け送るように構成してもよい。従って、次にチャック面
を清掃する時には、未使用のきれいな清掃紙がチャック
面と当接することになる。この後、別の工作物がチャッ
クに装着されるのであるが、アームがこの装置を妨げな
い初期位置にあるため、円滑に工作物をチャック面に装
着できる。

［実施例］ 以下、本発明の工作機械のチャック面清掃装置を具体的
な実施例に基づいて詳しく説明する。この工作機械のチ
ャック面清掃装置は、その構成を第１図のチャックの工
作物を装着する側から見た側面図、第１図における切断
線Ａ−Ａで切断した第２図の断面図で示すように、基台
と、アーム軸と、駆動軸と、揺動回転手段と、軸方向移
動手段と、アームと、清掃手段と、紙送り手段とで構成
する。

基台10は、ベッド５にボルトで固定されるベース11と、
このベース11に垂直に設けられたブラケット12、14と、
後で述べるアーム軸保持部、駆動軸保持部等で主として
構成されている。そしてこのブラケット12には、フラン
ジ13を介して減速機16付きのDCモータ18が固定されてい
る。

アーム軸20は、回転自在および軸方向に摺動自在に保持
するアーム軸保持部に保持されている。そしてアーム軸
20は回転力及び軸方向に力を作用させる揺動力入力部と
に連結されている。このアーム軸保持部は、ブラケット
14は溶接で固定されている円筒ブラケツト221、この円
筒ブラケット221にボルト223で固定され、内部にスプリ
ングを受ける筒225をもつ円筒ブラケット227、この円筒
ブラケット227にボルト229で固定され中心の貫通孔によ
りアーム軸20を回転及び摺動自在に保持する軸端保持材
231とで構成されている。一方、揺動力入力部は、ブラ
ケット14に保持されるガイドバー241と、このガイドバ
ー241と嵌合するガイド溝を有し、軸方向に摺動可能な
ベアリングホルダー243と、このベアリングホルダー243
に保持され、アーム軸20を回転自在に保持するベアリン
グ245と、このベアリングホルダー243の内側で螺合する
スプリング受筒247と、このスプリング受筒247と筒225
で受けられアーム軸20が軸方向に摺動される時一定の抗
力及び軸方向の復元力を発生するスプリング249とで構
成されている。

駆動軸30は、上記フランジ13に設けられたベアリング31
1に保持された減速機16の出力軸から回転力を入力する
クランクシャフト部31と、該クランクシャフト部31と一
体的に形成されブラケット12、14に設けられたベアリン
グ37、38に保持されたカムシャフト部39とで構成されて
いる。

揺動回転手段40は、ブラケット12に保持されるベアリン
グ43に回転自在に保持された駆動筒41とカムシャフト部
31の連結ピン313に一端が回転自在に支持され、他端が
駆動筒41の周縁部にピン331に回転自在に支持されたコ
ネクテッングロッド33とで構成されている。

この駆動筒41の内部にはスプライン溝が設けられてお
り、このスプライン溝にアーム軸20の先端に設けられ外
周面に軸方向に伸び係合溝を有する出力軸45が嵌合して
いる。この出力軸45は駆動筒41と軸方向に相対移動可能
であるが、回転力はスプライン溝と係合溝により伝達さ
れ一体的に揺動回転する。

軸方向移動手段50は、上記カムシャフト部39と共に回転
するカム板55と、揺動レバー569と、アーム軸20に一体
的に形成された係合フランジ49とで構成されている。揺
動レバー569は第４図に示すように、カム板55の面に沿
って回転するローラ561を一端に有し、軸563を中心とし
てこのローラ561からの抗力により揺動し、他端にロー
ラ565、567を有しこの揺動により発生する力でこれらの
ローラ565、567の面を介して係合フランジ49を押し付
け、アーム軸20を軸方向に移動させるものである。

アーム60は、アーム軸20の端部に固定され、このアーム
軸20と共に回転及び揺動し、後述する清掃手段、紙送り
手段を内部に収納し、チャックに保持された工作物のと
び出しを防止するとび出し防止レバー65と、このとび出
し防止レバー65をもつアーム本体61と、このアーム本体
61と、このアーム61を包むアーム箱63で構成する。

清掃手段70は、このアーム箱60の内部に収納され、アー
ム軸20の端部方向からみた内部構造図を第５図で示すよ
うに、未使用の清掃紙をセットする第１巻取機71と、こ
の第１巻取機71の清掃紙を巻取る第２巻取機73と、この
第１巻取機71、第２巻取機73の間に配設された案内部材
72とで構成され、第１巻取機71に巻装された清掃紙74の
先端は案内部材72の外周面を回接して第２巻取機78に巻
き付けられている。この案内部材72は弾性体から成る円
筒のローラによって形成され、第１巻取機71を軸承する
軸711によって枢支された揺動レバー721の先端に回転可
能に取付けられている。そして、この揺動レバー721と
アーム本体61との間にはテンション付与用のスプリング
722が縮設されている。

紙送り手段80は、このアーム軸20から取付ブロック81を
介してアーム本体61に固定される保持部材83と、この取
付ブロック81に固定されるカム板85と、このカム板85の
突起部85Tの動きに応じて、第２巻取機を所定の量だけ
駆動する紙送り機構87とで構成する。この紙送り機構87
は、その構成を第６図で示すように、アーム軸20により
アーム本体61が回転され、取付ブロック81に固定された
カム板85に対して相対回転するとこの突起部85Tに押さ
れるローラ89と、このローラ89の支軸を支えるロッド棒
89Aと、このロット棒89Aをアーム軸20側へ押動するスプ
リング89Bと、このロット棒85Aの上部に取付けられたブ
ロック89Cに枢支された係合爪89Nと、この係合爪89Nの
アーム60の先端方向への移動によって回転するラチェッ
トホィール89Wと、係合爪89Nの先端をラチェットホイー
ル89Wの歯面側に押圧するスプリング890と、ラチェット
ホイール89Wの戻り回転を阻止する係止爪89Pおよびスプ
リング89Qとで構成する。そして、このラチェットホィ
ール89Wは第２巻取機73の回転軸の一端に取付けられて
いるため、清掃紙74の巻取りが行なわれる。

なお、アーム軸20が作動状況を適確に把握するために、
アーム軸20の回転角は、カム板55と共に回転する回転軸
553の回転角を調べる事で検出する。即ち、この回転軸5
53に所定位相のずれた鉄板製のドッグ555乃至557を、こ
れらの鉄板が近接した時に電気信号を出力する近接スイ
ッチ558a〜558cを設ける。これらの近接スイッチ558a〜
558cはそれぞれ、アーム軸20の初期位置、中間位置、前
進端位置にある時にそれぞれ信号を出力する。

本実施例装置は以上のように構成されている。

次に本実施例装置でチャック面が清掃される様子を、第
７図に示す清掃紙の清掃面の基準位置に移動させるカム
板55の展開曲線、第８図に示すアーム軸20の回転変化を
示すタイムチャートを用いて説明する。

第７図は駆動筒41の回転角度とこの清掃面の変化を対応
させて表したものであり、角度の０度、360度はアーム6
0が初期位置の状態を示す。又第８図の戻し端、前進端
はそれぞれ第７図の角度の０度、180度に対応する。

DCモータ18が回転され、駆動筒41、カム板55が回転され
るにつれて、アーム軸20は回転される。カム板55が30度
回転した時点より、清掃面は清掃すべきチャック面から
離れはじめ、このカム板が70度回転した位置から180度
回転する若干手前の位置までは、清掃紙とチャック面が
離れた状態でアーム60が旋回し、アーム60は第１図に１
点鎖線で示す前進端まで旋回する。この時点でアーム60
の旋回方向が反対になるとともに、アーム軸20が後退
し、この直後から案内部材72の表面の巻回する清掃紙74
がチャック面Ｓに接触し、チャック面Ｓが清掃される。
なお、アーム60が中間位置まで戻るとモータの回転速度
が速められ、早戻しされる。その後、カム板が更に回転
量され360度回転すると、アーム60は初期位置に復帰す
る。第８図に示す戻し端、中間位置、前進端のサイクル
はチャック面の清掃サイクルであり、直線90は、工作物
がチャックにセットされ、アーム60が中間位置まで回転
されこの工作物Ｗがチャックから外れた時にそのとび出
しを防止するためにとび出し防止レバー65を設定する時
のタイムチャートである。この工作物Ｗの飛び出し防止
は、DCモータ18を清掃サイクルとは逆方向に回転させる
ことで行われ、このDCモータ18の逆回転により、カムシ
ャフト部39の後端に形成されたフランジ部391の係合段
部391aがストッパ392に当接するまでアーム60が第１図
において反時計方向に回動され、これによって飛び出し
防止位置である中間位置までアーム60が旋回される。

本実施例によれば、清掃手段、紙送り機構をもつアーム
を、清掃すべきチャック面に対して、軸方向に移動させ
ると共に揺動させるようにした事で、清掃すべきチャッ
ク面が円滑に清掃できる。又、このアームは軸方向に移
動して回転するためにチャックに工作物を着脱する時の
作業性も損われない。

［発明の効果］ 本発明によれば、工作機械のチャック面清掃装置を、基
台と、アーム軸と駆動軸と、揺動回転手段と、軸方向移
動手段と、アームと、清掃手段と、紙送り手段とにより
構成したことで、清掃すべきチャック面が円滑に清掃で
き、加工段取りに於ける工作物の着脱の作業性も損われ
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、それぞれ本発明の具体的な実施例に
係る工作機械のチャック面清掃装置チャックの工作物取
付面側から見た側面図、同第１図に於ける切断線Ａ−Ａ
で切断した時の様子を示す断面図である。第３図、第４
図はそれぞれ同実施例に於いて用いた駆動軸側から見た
出力側の構造図、揺動手段の主構成を示す構造図であ
る。第５図、第６図はそれぞれ同実施例で用いた清掃手
段、紙送り機構の構造を示すそれぞれの構造図である。
第７図、第８図はそれぞれ清掃紙の清掃面の変化を示す
カム板55の展開曲線、揺動軸の回転を示すタイムチャー
トである。 10……基台、20……アーム軸 30……駆動軸、40……揺動回転手段 50……軸方向移動手段、60……アーム 70……清掃手段、80……紙送り手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作物を固定するチャック装置のチャック
   面を清掃するチャック清掃面装置であって、 基台と、 該基台に軸方向に移動自在および一定角度で回転自在に
   保持されたアーム軸と、 該基台に回転自在に保持され駆動源により回転される駆
   動軸と、 該駆動軸と該アーム軸の間に設けられ、該駆動軸の回転
   により該アーム軸を一定角度内で揺動回転させる揺動回
   転手段と、 該駆動軸と該アーム軸の間に設けられ、該駆動軸の回転
   により該アーム軸を軸方向に摺動させる軸方向移動手段
   と、 該アーム軸の先端に保持されたアームと、 該アームに保持された清掃紙を貯蔵する貯蔵装置、清掃
   紙を清掃位置に案内する案内部材、使用された清掃紙を
   回収する回収装置とからなる清掃手段と、 該アームに保持され、該アームと該基台との相対運動に
   より駆動され、該回収装置を駆動して清掃紙を送る紙送
   り手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械のチャック面清掃装
   置。
2. 【請求項２】アームは、チャック面に保持された工作物
   が離脱した時、該工作物の飛翔から安全を守るための、
   該工作物と近接した位置にガイド部を保持する工作物離
   脱阻止部をもつ特許請求の範囲第１項記載の工作機械の
   チャック面清掃装置。
3. 【請求項３】駆動軸は、駆動モータと、該駆動軸の角度
   を検出する角度検出センサと、該センサの信号により該
   駆動軸の回転、停止を行なう制御部とをもつ特許請求の
   範囲第１項記載の工作機械のチャック面清掃装置。
4. 【請求項４】駆動軸は、直流モータで駆動される特許請
   求の範囲第３項記載の工作機械のチャック面清掃装置。