(57)【要約】【課題】工作機械に使用するチャックなどの把持装置にワークが適正に装着されたことを検出する着座検出装置において、外径の大きさ・形状の異なる複数のワークを使用する際に、取付位置を変更することなく１ヶ所に固定してワークの着座を確認すること。【解決手段】本体が基台の外方に接し基台の摺動を案内する案内面と、基台の内方に接し基台と本体の間をシールするシール面を備え、前記基台が流体を通す開口部を有し、ワークが着座しない際に前記開口部と流出口を連通させる流路を有する通気部材と、該通気部材と基台の間に設けられ常に通気部材を本体へ向けて付勢し当接させる第二付勢手段を備え、ワークが着座すると前記基台が下降し開口部と通気部材の流路との連通が遮断されて流体の流れが阻止されワークの着座を確認する。【選択図】  図１
2005059123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口を有し把持装置に固着される本体と、該本体に案内されて上下方向へ摺動すると共にワークを着座させる着座面を有する基台と、該基台を上下方向へ摺動させるための第一付勢手段と、前記流体の圧力を検出することによってワークの着座を確認する圧力検出器を備えるワークの着座検出装置において、前記本体が基台の外方に接し基台の摺動を案内する案内面と、基台の内方に接し基台と本体の間をシールするシール面を備え、前記基台が流体を通す開口部を有し、ワークが着座しない際に前記開口部と流出口を連通させる流路を有する通気部材と、該通気部材と基台の間に設けられ常に通気部材を本体へ向けて付勢し当接させる第二付勢手段を備え、ワークが着座すると前記基台が下降し開口部と通気部材の流路との連通が遮断されて流体の流れが阻止されワークの着座を確認することを特徴とするワークの着座検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤やマシニングセンタ等の工作機械に使用するチャックなどの把持装置にワークが適正に装着されたことを検出するワークの着座検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より旋盤やマシニングセンタ等の工作機械におけるワークを着座面へ押し付けて把持するチャック、例えばフィンガーチャックなどの把持装置においては、ワークが着座面に着座したか否かを検出する着座検出装置を設けたものがある。
例えば、実開平７−２４５３６号公報で示されるように、ワークが着座する際に弁棒が押し込まれ、圧縮空気を送る流路を連通させることで圧力スイッチが作動し、着座確認を行い、ワークが着座しない際には弁棒がばねの力で突出し、流路が閉じて圧力スイッチの出力信号が切れ、ワークの着座面からの離脱が確認される。
【０００３】
また、本出願人は従来より図４に示すような着座検出装置を用いている。
図４において、圧縮空気などの流体を送る流入口１０８と送られた流体を排出する流出口１０９とを有する本体１０１へ摺動自在に基台１０３が設けられている。基台１０３と本体１０１が摺動する摺動面１２２には前記流体をシールするＯリング１１５が備えられている。
基台１０３はワークＷを着座させる着座面１０４を備えており、バネＡ１０７で付勢されたストッパ部材１２１へ係合される弁体１０５が組み込まれている。
基台１０３は弁体１０５とストッパ部材１２１と共にバネＢ１０６により着座面側へ付勢され、浮き上がり状態になされている。
弁体１０５とストッパ部材１２１は、摺動自在に係合されており、弁体１０５と基台の間に設けたバネＡ１０７により、弁体１０５がボディ側へ付勢されている。
弁体１０５の一端は本体１０１に設けられた流出口１０９とボディ１０２に設けられた排出流路１１３へ挿入可能に形成され、シール部材１２０が設けられている。
流出口１０９の先には、図示しない流体管が配設され、圧力検出器と連接されている。
【０００４】
ワークＷが着座すると、着座面１０４が図中下方へ押し付けられ、基台１０３がバネＢの力に抗して押し下げられ、弁体１０５の先端が流出口１０９へ挿入され、シール部材１２０により圧接されて、流出口１０９が閉じられる。流出口１０９を閉じることで流体の流れが阻止されると圧力検出器により流体の圧力低下を検出して、ワークＷの着座を確認する。
加工が終ってワークＷを取りはずすと、バネＢ１０６の力で基台１０３と共に弁体１０５が上方へ浮き上がり、流出口１０９が開き、流入口１０８から送られる流体が流出口１０９から流出され、圧力検出器に流体が送られて圧力を検出し、ワークＷの着座面からの離脱が確認される
【０００５】
また、ワークＷの着座確認において、ワークＷの着座による着座面１０４の押し下げ量は、ワークＷの製作寸法誤差や傾きにより、多少の増減が発生する。そのため、着座検出の範囲を４〜６ｍｍ程度設け、確実に着座の検出を行うようになされている。
前記構成においては、ストッパ部材１２１へ摺動自在に係合された弁体１０５がバネＡ１０６により付勢されて基台１０３へ組みこまれているので、ワークＷの着座により基台１０３が押し下げられると、まずストッパ部材１２１と共に弁体１０５がバネＢ１０７に抗して下がり、流出口１０９をふさぎ、さらに基台１０３が押し下げられると、次に弁体１０５は流出口１０９をふさいだままストッパ部材１２１と弁体１０５が摺動してバネＡ１０６に抗して基台１０３が下がる構成になされている。
【特許文献１】実開平７−２４５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
工作機械に使用するチャックなどの把持装置を用いてワークＷを把持して行う加工作業には、把持する外径の大きさ・形状の異なる複数種類のワークＷを交換して加工することが行われる。
その際、前述のような従来の着座検出装置では、ワークＷの外径の大きさ・形状に合せてワークＷの交換のたびに着座検出装置の取付位置を移動させる必要が有る。
もしくは、従来の着座検出装置を用いて、外形の大きさ・形状の異なるワークＷをひとつの着座検出装置で着座確認を行うためには、ワークＷを着座させる着座面１０４の大きさを大きくする必要があるが、着座面１０４を大きくするとワークＷの着座による着座面１０４への押下げ力が常に同じ位置に加わることがないので着座面１０４を支持する基台１０３と本体１０１の摺動面１２２に対し、着座面１０４への偏荷重として作用し、着座面１０４が傾斜してしまう。
そのため、前記基台１０３と本体１０１との摺動面１２２へ基台１０３が傾いて当接しながら摺動し、大きな摩擦抵抗となり、磨耗や動作不良の原因になる。さらに基台１０３と本体１０１の間に設けられたＯリング１１５にも偏荷重として作用しシール性能も低下させ、流体のモレが発生し、ワークの着座検出が困難となる。
【０００７】
また、着座面１０４への偏荷重を軽減するため、基台１０３の外径を大きくして本体１０１と基台１０３の摺動面１２２をより外方に配置し、着座面１０４を支持する基台１０３を安定させて傾斜をなくす構成とすると、摺動面１２２に備えられた流体をシールするＯリング１１５の外径も基台１０３の外径と同様に大きくなり、Ｏリング１１５の外径に比例して寸法公差によるスキマもより大きくなるので、流体のモレが発生しやすくなる問題が発生する。
さらに、前述の構成では、弁体１０５を付勢するバネＡ１０７は、弁体１０５と共にストッパ部材１２１も図４中下方へ押下げる力を作用させるため、基台１０３を付勢するバネＢ１０６のバネには、前記バネＡ１０７による押下げ力が加わり、バネＢ１０６のバネ力にはより大きな力が必要となってしまう。
【０００８】
したがって、本発明は、前述の問題点を鑑み、工作機械に使用するチャックなどの把持装置にワークが適正に装着されたことを検出する着座検出装置において、外径の大きさ・形状の異なる複数のワークを使用する際に、取付位置を変更することなく１ヶ所に固定して外径の大きさ・形状の異なる複数のワークの着座を確認することのできる着座検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
流体の流入口と流出口を有し把持装置に固着される本体と、該本体に案内されて上下方向へ摺動すると共にワークを着座させる着座面を有する基台と、該基台を上下方向へ摺動させる第一付勢手段と、前記流体の圧力を検出することによってワークの着座を確認する圧力検出器を備えるワークの着座検出装置において、前記本体が基台の外方に接し基台の摺動を案内する案内面と、基台の内方に接し基台と本体の間をシールするシール面を備え、前記基台が流体を通す開口部を有し、ワークが着座しない際に前記開口部と流出口を連通させる流路を有する通気部材と、該通気部材と基台の間に設けられ常に通気部材を本体へ向けて付勢し当接させる第二付勢手段を備え、ワークが着座すると前記基台が下降し開口部と通気部材の流路との連通が遮断されて流体の流れが阻止されワークの着座を確認すること。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本体１と基台３が外方と内方との２面で摺動する構成とし、基台３と本体１との摺動を案内する案内面１８と基台３とをシールするシール面１９を分けて形成することで、基台の安定した摺動が可能となり、面積の大きい着座面を有した着座検出装置が実現でき、外径の大きさ・形状の異なるワークを把持する際に、着座検出装置のボディへの取付位置の変更を行う必要がない。
また、前記の本体１と基３の２面での摺動部分のうち、内方にシール面を設けているのでシール材の直径を小さくでき、直径の大きなシール材による流体のモレの発生が解消された基台の大型化が可能となり、安定した動作による着座確認を行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の構成による第一付勢手段と第二付勢手段はどちらも基台へ付勢する構成になされているので、従来の構成のように一方のバネの力が他方のバネへ作用することなく、小さなバネ力の付勢手段を用いることができるのでバネ力の軽減が可能となる。
また、ワークの着座の確認は、基台が摺動することにより開口部が移動し、流路との連接からはずれることで流体の阻止が行われるので、従来の構成より簡単な構成で着座検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の最良の形態となる実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例におけるワークの着座検出装置の全体断面図を示し、図２は本発明の実施例のワークが着座しない際の部分断面拡大図を示し、図３は本発明の実施例のワークが着座した際の部分断面拡大図を示している。
図１において、本発明の着座検出装置が固着される把持装置であるチャックのボディ２には、図示しない供給源から送られる圧縮空気などの流体を供給する供給流路１２と供給された流体を排出する放出口１７へ導く排出流路１３が設けられており、供給流路１２から供給源の間には、図示しない圧力検出器が備えられている。
ボディ２に固着される本体１は、前記供給流路１２に連通する流入口８と排出流路１３に連通する流出口９を備え、中央部分と外周部分に円筒形状の凸部を設け、中央部分の円筒部の外周面と、外周部分の円筒部の内周面の２面で基台３と接する。
基台３はワークを着座させる着座面４を有し、その下方を円筒形状に形成され、円筒形状の外周面と内周面を本体１に案内され、図中上下方向へ摺動自在に設けられている。
前記基台３の円筒形状の外周面には本体１と基台３の間の摩擦係数を低くするためのすべり部材１４が備えられ、本体１と基台３の摺動を容易となす案内面１８を形成している。
また、前記基台３の円筒形状の内周面には、本体１と基台３の間からの流体のモレを防ぐためにシール部材１５としてＯリングが備えられ、シール面１９を形成している。
【００１３】
基台３と本体１との間には、基台３を上下方向へ摺動させる第１付勢手段６としてコイルバネが設けられ、基台３は常時突出勝手に付勢され、本体１に設けられた段付部によって係止されている。基台３には、本体１の流出口９と連接する通気孔２０と流入口８から送られる流体を通気孔２０へ送る開口部１０が設けられている。
通気孔２０には、通気部材５と第二付勢手段７としてコイルバネが埋設されており、通気部材５は第二付勢手段７のバネ力により、着座面４側の基台３から本体１側へ付勢され、本体１と常に当接されて設けられている。
通気部材５には、前記のように第一付勢手段６により付勢され本体１の段付部に係止された位置にある基台３の開口部１０の高さ位置から本体の流出口９へ連通させる流路１１が設けられ、ワークＷが着座しない際には、流入口８から送られる流体が基台３の開口部１０と通気部材５の流路１１を介して、本体１の流出口９へ流出し、ボディ２の排出流路１３を通して放出口１７で外部放出するようになされている。
【００１４】
次に、本実施例の動作について説明する。
ワークＷが着座面４に設置されない状態では、図２に示すように基台３は、第一付勢手段６のバネにより図中上方へ付勢されて本体１の段付部により係止される位置で固定している。
前記位置に固定されている基台３の開口部１０は、通気部材５に設けられた流路１１と連通する高さにあるため、連通可能となされ、流入口８から供給される流体は、開口部１０と流路１１を介して流出口９へ送られボディ２の排出流路１３を介して放出口１７へ達し、外部へ大気放出される。
これにより、供給流路内の圧力は上昇することがないので、圧力検出器からの着座確認信号は出力されない。
【００１５】
チャックなどの把持装置の固定治具上にワークＷが設置されると図３に示すように、ワークＷの底面に着座面４が当接し、押し当てられ、着座面４へ押下げ力Ｇが作用し基台３が第一付勢手段６であるバネの力に抗して押し込まれる。
この際、基台３が本体１に対して摺動する摺動部分は、基台３の外周面である案内面１８と内周面であるシール面１９の２面で摺動することで安定して摺動できる。
基台３が図中下方へ押し込まれることで、基台３に設けられた開口部１０は共に下方へ移動し、通気部材５に設けられた流路１１との連通が遮断されて、開口部１０は通気部材５自体にふさがれて流体の流れが止められる。
流体の流れが止められると、供給流路内の圧力が増加し供給流路１２に設けられた圧力検出器は圧力の増加を検知し、着座確認信号が出力される。
加工が終了し、着座面４上からワークＷが取り除かれると、着座面４を押下げる力Ｇがなくなり、基台３は第一付勢手段６のバネ力により図中上方へ付勢されて図中上方へ摺動し、基台３に設けられた開口部１０が通気部材５の流路１１と連接し、開口部１０から流体が流路１１を介して流出口９へ流れ、外部へ大気放出される。これにより、供給流路内の圧力上昇が解消され、圧力検出器からの着座確認信号が切れる。
以上の動作により、ワークの着座確認が行われる。
【００１６】
前記実施例では、基台３へ付勢力を作用させる第一付勢手段６と第二付勢手段７としてコイルバネを用いているがこれに限定するものではなく、板バネや竹の子バネなどの他の種類のバネを用いても同様の効果を奏することが可能である。
また、圧力検出器の設置位置は流体の供給、排出のどちらの配管途中に設置しても流体の圧力の変化を検出することができるので、圧力検出器の設置位置は前記実施例に記載の設置位置に限定するものではない。
前記実施例では着座を確認する流体は圧縮空気を用いているが、これに限定するものではなく、油などの液体や空気以外のガスなどの他の流体を用いても、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００１７】
本発明の構成によれば、ワークが着座する際に本体１に対して摺動する基台３の摺動部分が基台３の外周面と内周面の２面で摺動を行い、且つ基台３と本体１との摺動を案内する案内面１８と基台３とをシールするシール面１９を分けて形成することにより、基台３と本体１の摺動部分が機能を違えた２面で形成され確実に保持及びシールされて摺動される。そのため着座面４の偏荷重が基台３へ作用することがない。
したがって、基台３が傾斜しながら摺動しないので基台３の摺動を安定してスムーズに行うことができ、着座面４の面積を大きくすることが可能となり、複数ヶ所での着座の確認をひとつの着座検出装置で行うことができる。
さらに、本体１と基台３との２面の摺動部分のうち、内方の摺動部分へ流体のシールを行うためのシール材１５を設けシール面１９とすることにより、シール材１５として用いるＯリングの外形を小さくすることができる。
したがって、面積の大きな着座面４を有する基台３においてシール面１９からの流体のモレが解消され、より確実な着座確認を行うことができる。
【００１８】
また、従来の構成においては、ワークＷが着座しても、基台１０３が下方へ摺動する際、基台１０３に設けられたバネＢ１０７にはバネＡ１０６によるバネ力が加わるため、バネＢ１０７に大きな付勢力が必要であったが、本発明の構成によれば、第一付勢手段６と第二付勢手段７は同様に基台３に対して付勢されているので一方の付勢手段の付勢力が他方の付勢手段へ作用することがない。
本発明は、本体１と基台３との間に構成される空間部分が供給される流体を貯える気室１６となし、本体１と基台３が摺動自在となされておりシリンダ構造を形成している。そのため、第一付勢手段６の付勢力が低下し、基台３を着座面側へ浮きあげる力が弱くなっても、基台３と本体１が気室１６を形成するシリンダ構造となしているので、第一付勢手段６が付勢する方向と同じ方向に基台３を浮きあげる流体圧力が作用し、基台３は第一付勢手段６に付勢されるのと同様に動作することができる。これにより、長時間の使用によって第一付勢手段６の付勢力が低下しても着座確認の誤作動を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例におけるワークの着座検出装置の全体断面図。
【図２】本発明の実施例におけるワークが着座しない際の部分断面拡大図。
【図３】本発明の実施例におけるワークが着座した際の部分断面拡大図
【図４】従来例におけるワークの着座検出装置の全体断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１    本体
２    把持装置のボディ
３    基台
４    着座面
５    通気部材
６    第一付勢手段
７    第二付勢手段
１０  開口部
１１  流路
１８  案内面
１９  シール面
【図１】
2005059123.tif 000003
【図２】
2005059123.tif 000004
【図３】
2005059123.tif 000005
【図４】
2005059123.tif 000006