(57)【要約】【課題】工作機械において、工具交換時に使用する圧縮空気供給源を機外に求めず、必要な圧力レベルの圧縮空気を機内で必要な量だけ発生させることができる空気圧縮装置の提供。【解決手段】機械の移動体を位置決め駆動するモータを原動機とし、移動体を位置決めする送り軸を原動軸とし、送り軸に従属節に対し変位を付与できるカムを取着し、従属節の変位をピストンの変位に変換することにより空気を断続的に送り出すことができるピストン・シリンダ部材を設け、逆止弁に抗し送り出された空気を一定の圧縮空気として貯蔵するタンクとを設けて空気圧縮装置を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、機械の移動体を位置決め駆動するモータと、ベッドやコラム等の枠体に軸承され前記モータで駆動される送り軸と、該送り軸に取着され回転により従属節のピストンに変位を付与するカムと、該カムの作用を受けてシリンダ空室に外気の吸入のみ可とする第１逆止弁と、このシンリダ空室から排出する空気の逆流を不可とする第２逆止弁とを備えたピストン・シリンダ部材と、前記シリンダ空室から排出される空気を圧縮空気として貯蔵するタンクとを含んでなり、機内の送り軸の回転を駆動源としカムを駆動しシリンダ空室内の空気を断続的にタンクに送り圧縮空気を生成することを特徴とする送り軸の回転による空気圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等で主軸工具等の交換時に主軸周辺と工具等を清掃する場合に使用する空気圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械等で主軸工具を交換する場合に、主軸の工具装着穴と工具とに圧縮空気を吐出して清掃を行っている。このため、従来から機外に設けたエアコンプレッサー等から工作機械の所要の部位に至る管路を配設し圧縮空気を導いて使用している。
【０００３】
機内の回転部材の余剰エネルギーを利用して圧縮空気を発生する方法が開示されている。この方法によれば、プレス１サイクル中の減圧開始から可動盤下降完了までのほぼ１／３サイクルに相当する時間、無駄にされていた高圧ポンプからの油圧を利用しエアシリンダを駆動してアキュムレータへの圧縮空気補充を行うようにしたものであり、この場合は次のラムシリンダの上昇用の油圧駆動源を補助動力に活用するものである。この方法は高圧ポンプの油圧で１／３サイクルだけシリンダを駆動しているが機械の稼働中に連続的に圧縮空気を生成するのではなく高圧ポンプの有効活用に着眼点をおいている。（例えば特許文献１参照）
【０００４】
〔特許文献１〕
特開昭５０−１４１７７２号公報〔第２頁下段左欄第４行目から第３頁上段左欄第９行目、第１図〕
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べた主軸周辺と工具を清掃するための圧縮空気は、例えば加工機械とは別に圧縮空気発生装置を備え、その場所から各機械ごとにその位置まで配管を屋内装備として設ける必要があり、発生装置と配管設備の費用および更新費用が嵩むという問題を生じていた。
また、設備する機械ごとに外部から圧縮空気の供給が必要となると、圧縮空気発生機の台数も増加し消費電力も多くなって省エネルギー時代に対応していないという問題を含んでいた。
【０００６】
また、機内に圧縮空気発生機構を有する場合であっても、駆動源の有効活用であり無駄な動作中の動力を利用して圧縮空気を発生させ、これを補助動力として活用するものであり、圧縮空気を連続的に発生させることができない技術が開示されているのみで、量的に圧縮空気を必要とする場合には応用できないという問題を有するものである。
【０００７】
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とすることろは、機内において圧縮空気を必要とする場所の近くに存在する送り軸，駆動軸若しくは伝導軸にカムを取着し、このカムによりピストンを変位させることにより、シリンダ空室から断続的に逆止弁に抗してタンク内に空気を送り込んで所定の圧縮空気として貯え、電磁弁により圧縮空気を随時利用できるようにした空気圧縮装置を提供するものである。
【０００８】
【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は、圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、機械の移動体を位置決め駆動するモータと、ベッドやコラム等の枠体に軸承され前記モータで駆動される送り軸と、該送り軸に取着され回転により従属節のピストンに変位を付与するカムと、該カムの作用を受けてシリンダ空室に外気の吸入のみ可とする第１逆止弁と、このシンリダ空室から排出する空気の逆流を不可とする第２逆止弁とを備えたピストン・シリンダ部材と、前記シリンダ空室から排出される空気を圧縮空気として貯蔵するタンクとを含んでなり、機内の送り軸の回転を駆動源としカムを駆動しシリンダ空室内の空気を断続的にタンクに送り圧縮空気を生成するものである。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、主軸頭やテーブル等の移動体を案内するベッドやコラムに設けられる送り軸の軸端にカムを取着し、カムの外周面の変位量によりピストン・シリンダ部材を作動させて圧縮空気を生成するようにしたものである。送り軸は移動体の位置決めのため正逆回転するが回転中は絶えずシリンダ空室内の空気をタンクへ送り込むことができる。カム１個に対しピストン・シリンダ部材を複数設けて送り軸の１回転に対し複数回にわたり空気を送り込むことも可能であり、必要な量の圧縮空気を発生させることができる。
【００１０】
なお、ピストン・シリンダ部材を駆動するための負荷が通常の負荷に加えられるため、カムは可能な限り駆動用モータ軸の近くに設けるのが望ましい。
しかし、軸の捩じれが機械生産に影響しない場合はこのような制限を受けることはない。伝導軸が存在し、ピストン・シリンダ部材とエアタンクを設けることは可能な部位に装置することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の態様を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明の主要部の構成説明図である。ベッド，コラム，横桁等の機械を構成する主要な枠体に軸承される送り軸１の両軸端にカム２Ａ，２Ｂを取着し送り軸１を図示しない制御モータを原動機として回転させることにより正逆の回転方向の如何に関わらず、カム２Ａ，２Ｂの従属節であるピストンに変位を付与し、これにより第１逆止弁を介しピストン・シリンダ部材３Ａ，３Ｂのそれぞれのシリンダ空室に吸入した外気を第２逆止弁に抗しタンク６に断続的に送り込んでいる。
【００１２】
タンク６には圧力が所定値の圧縮空気が貯えられる。この圧縮空気は必要に応じバルブ７を開口して送り出して使用することができる。送り軸１に取着するカム２は一方の軸端にのみ設けることも可能である。送り軸１に捩じれを発生させないためにはモータに近い位置にカム２を設けることが望ましい。
なお、一つのカム２に対してピストン・シリンダ部材を複数設置して必要な圧縮空気を生成させることが可能である。
【００１３】
ピストン・シリンダ部材３Ａ，３Ｂには、シリンダ内にばねが設けられている単動式シリンダを用いることができる。単動式シリンダのピストンはばねでカム面に押圧されている。ピストンがカムで変位しばねを圧縮してシリンダ空室の空気をタンク６に所定圧に達するまで送り込んでいる。貯えられた圧縮空気は二方向の電磁弁７の操作により必要に応じ取り出すことができる。なお、送り軸１はテーブル・主軸頭等の移動体８を位置決めする。
【００１４】
〔実施例〕
図２は本発明を実施した送り軸の回転による空気圧縮装置、図３は図２の左側面図である。図２において、ベッド等の機械の枠体９に原動部のモータ１０が設けられ、同じくベッド上で軸受１１に支承される送り軸１を回転駆動し移動体８を位置決めしている。
本実施例では、モータ１０が取着されていない送り軸１の軸端に支え１２で支承されるカム軸１３に嵌装されカム２が設けられている。なお、送り軸１とカム軸１３と間の伝導は歯車１４Ａ，１４Ｂで行われている。
【００１５】
図３において、移動体８と一対の平行なガイドレール１５Ａ，１５Ｂで案内される。例えば、ベッドの左側面９Ａにはピストン・シリンダ部材３Ａ，３Ｂがカム軸１３を中心に対称的に設けられている。図に例示するピストン・シリンダ部材３Ａ，３Ｂは単動式シリンダであり、カム２の外周面にばね１６で付勢されて当接している。なお、ピストン・シリンダ部材は単動式シリンダに限定されるものではなく、カム２Ａ，２Ｂに確動カム方式を採用してピストンを往復動させることも可能である。
【００１６】
それぞれのシリンダの空室への通気口には、空室の空気を外気へ流出させない第１逆止弁４Ａ，４Ｂが設けられ外気の吸入のみを可としている。また、タンク６から圧力空気を逆流させないように第２逆止弁５Ａ，５Ｂがタンク６へ通じる管路の途中に設けられ、タンク内に圧縮空気を貯蔵できるようにしている。
タンク６には断続的であるが送り軸１が駆動されている限りシリンダ空室から新たな空気が送り込まれので、タンク６内の圧力を所定値に保持するように圧力調整弁１７が設けられている。工具交換時、圧縮空気を取り出すために操作される二方向電磁弁１８が設けられている。
【００１７】
ここでタンク６に圧縮空気が蓄積されるプロセスについて考察する。
タンク６にシリンダ空室から空気が送り込まれていない時は、ピストンは空気内のばね１６に抗して空室内の空気をタンク６に送り出している。送り込んだ空気は逆止弁５Ａ，５Ｂによりタンク６から逆流することはない。
従って、徐々にタンク６内の空気圧力が上昇する。この状態でシリンダ空室の空気をタンク内に続いて送り込む場合は、逆止弁５Ａ，５Ｂに抗して仕事をしなければならないので、それに対応してシリンダ空室内の空気も圧縮されることになる。
【００１８】
従ってピストン・シリンダ部材３Ａ，３Ｂのピストンを無理なく変位させるために設計上の配慮が必要である。例えば、ピストンの一回の変位量を小さくしたり、送り軸１の一回転だとの変位回数を複数回となるようカム山を設計するのが良い。
また、送り軸１に取着するカム２の位置もモータ１０に近い位置が良く、取着する個所も分散させ、複数個のカム２を用いる方法も選択肢として考えられる。
なお、カム２に確動カムを採用し変位を取り出すようにすれば、ばね１６を圧縮させるための負荷は軽減できるので有利である。
なお、圧縮・蓄積した空気の用途は、これに限定されるものではなく、例えば、ワーク上に堆積した切粉を吹き飛ばすエアに使用するなど他の用途に利用しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の装置は上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１の発明は機内において必要に応じた量の圧縮空気を生成させることができる。従って、機外にエアコンプレッサー等の設備を設けることを要しないので設備費用の低減が可能という効果を有する。
また、工場設備としての配管が不要であり、また高圧配管による空気漏れ等の発生によるロスがなくなり必要な圧力の圧縮空気を必要な量だけ機内タンクに溜めて使用すれば良いので、消費電力も少なくなり運転コストが少なくなるという効果を有する。
また、高圧の圧縮空気源用のエアコンプレッサーは寿命が短く設備の更新費用が高価であるが、このようなコスト要因を避けることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主要部の構成説明図である。
【図２】送り軸の回転による空気圧縮装置図である。
【図３】図２の左側面図である。
【符号の説明】
１  送り軸            ２Ａ，２Ｂ  カム
３Ａ，３Ｂ  ピストン・シリンダ部材
４  第１逆止弁        ５  第２逆止弁
６  タンク            ７  電磁弁
８  移動体            ９  機械の枠体
１０  モータ          １１  軸受
１２  支え            １３  カム軸
１４Ａ，１４Ｂ  歯車
１５Ａ，１５Ｂ  ガイドレール
１６  ばね            １７  圧力調整弁
１８  二方向電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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