JPH0632263Y2 - 油圧クランプのクランプ用圧力切換え可能な油圧給排装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、ワーク等の被固形物を固形又は固定解除する
ために、油圧クランプに対して圧油を供給・排出する油
圧給排装置のうちでも、油圧クランプのクランプ用圧力
を高圧クランプ用圧と低圧クランプ用圧とに切換えるこ
とができるようにするクランプ用圧力切換え可能な油圧
給排装置に関し、クランプ用圧力の切換え操作時にワー
ク等の被固定物がずれ動くのを防止するとともに、切換
え操作時間を短縮する技術である。

《前提となる基本構造》 例えばガソリンエンジンのクランクケース蓋等の変形し
やすいワークをマシニングセンタ等の工作機械で加工す
る場合には、そのテーブルにワークを油圧クランプでク
ランプして、まず荒切削加工を施した後、引き続き仕上
げ切削加工を施すことがある。

この場合、荒仕上げ加工時には、油圧クランプを高圧で
クランプ作動させて、クランプ力を大きくすることによ
り、切削深さを深くして、切削加工速度を速める。

そして、仕上げ切削加工時には、油圧クランプを低圧で
クランプ作動させて、クランプ力を小さくすることによ
り、ワークの歪みを小さくして、ワークの仕上げ寸法精
度を高める。

このように、油圧クランプのクランプ用圧力を切換えら
れるようにする油圧給排装置には、基本的な構造が次の
ようになっているものがある。

例えば第１図から第４図、又は第９図と第１０図に示す
ように、 油圧クランプ３のクランプ作動油室９と給圧路１７との
間に、高圧クランプ用操作弁１２を設ける。その高圧ク
ランプ用操作弁１２を、上記の給圧路１７から上記クラ
ンプ作動油室９への圧油の流出を許容して同上クランプ
作動油室９を高圧クランプ用圧Ｐ_１に設定する開弁状態
と、同上の圧油の流出を阻止する閉弁状態とに切換え可
能に構成する。また、前記のクランプ作動油室９と排圧
路１８との間にアンクランプ用操作弁１３を設ける。そ
のアンクランプ用操作弁１３を、前記クランプ作動油室
９から上記の排圧路１８への圧油の流出を阻止する閉弁
状態と、同上の圧油の流出を許容する開弁状態とに切換
え可能に構成する。

《従来の技術》 上記の基本構造において、クランプ圧力を高圧クランプ
用圧Ｐ_１から低圧クランプ用圧Ｐ_２に切換えるための構
造として、従来では、第９図と第１０図に示すものがあ
る。

即ち、前記の給圧路１７と前記のクランプ作動油室９と
の間に低圧クランプ用操作弁１４を設ける。その低圧ク
ランプ用操作弁１４を、上記の給圧路１７から上記クラ
ンプ作動油室９への圧油の流出を許容して同上クランプ
作動油室９の圧力を所定の低圧クランプ用圧Ｐ_２に設定
する開弁状態と、同上の圧油の流出を阻止する閉弁状態
とに切換え可能に構成する。

そして、高圧クランプ用操作弁１２で高圧クランプ用圧
Ｐ_１をクランプ作動油室９に供給した高圧クランプＡ状
態から、まず高圧クランプ用操作弁１２を閉じるととも
にアンクランプ用操作弁１３を開いてクランプ作動油室
９から圧油を排出して、一旦アンクランプ状態Ｃにし、
次いで、アンクランプ用操作弁１３を閉じるとともに低
圧クランプ用操作弁１３を閉じるとともに低圧クランプ
用操作弁１４を開いて、低圧クランプ用圧Ｐ_２をクラン
プ作動油室９に供給して低圧クランプ状態Ｂに切換える
ものである。

《考案が解決しようとする課題》 上記従来構造では次の問題がある。

(イ)切換え操作時にワークがずれ動く。

上記切換え操作の途中でアンクランプ状態Ｃになったと
きに、ワークＷがずれ動いて、加工寸法誤差が発生する
おそれがある。

(ロ)切換え操作時間が長い。

切換え操作時には、高圧クランプ用操作弁１２を閉じる
操作、アンクランプ用操作弁１３を開く操作、この操作
弁１３を閉じる操作、及び低圧クランプ用操作弁１４を
開く操作の四つの操作を順次行わなければならないの
で、その操作に時間が長くかかる。このため、マシニン
グセンタ等の工作機械の稼働率が低下する。

(ハ)切換え操作の自動化のコストが高い。

上記切換え操作を自動化する場合には、上記四つの操作
を順序制御する必要があるので、自動化のコストが高く
つく。

本考案は、クランプ用圧力の切換え操作時にワーク等の
被固定物がずれ動くのを防止すること、切換え操作時間
を短縮すること、及び切換え操作の自動化のコストを安
くすることを目的とする。

《課題を解決するための手段》 本考案は、上記目的を達成するために、例えば、第１図
から第４図、第５図と第６図、第７図、又は第８図に示
すように、前記の基本構造において、高圧クランプ用圧
Ｐ_１から低圧クランプ用圧Ｐ_２に切換えるための構造を
次のように構成したことを特徴としている。

前記のクランプ作動油室９と前記の排圧路１８との間
に、低圧クランプ用操作弁１４を上記アンクランプ用操
作弁１３と並列に設けて、 その低圧クランプ用操作弁１４を、上記のクランプ作動
油室９から上記の排圧路１８への圧油の流出を阻止する
閉弁状態と、上記クランプ作動油室９の圧力が前記の高
圧クランプ用圧Ｐ_１から所定の低圧クランプ用圧Ｐ_２に
低下するまで同上の圧油の流出を許容するリリーフ状態
とに切換え可能に構成した。

なお、上記の低圧クランプ用操作弁１４は、第１図から
第４図に示すように、直列に接続した開閉弁３７とリリ
ーフ弁３８とによって構成する場合や、第５図と第６図
に示すように、リリーフ二段切換え式リリーフ弁６８に
よって構成する場合などが考えられる。また、第７図に
示すように、上記の低圧クランプ用操作弁１４と前記の
アンクランプ用操作弁１３とを、リリーフ三段切換え式
リリーフ弁８８として一体に構成することも考えられ
る。

《作用》 本考案は、例えば第１図から第４図に示すように、次の
ように作用する。

即ち、高圧クランプ時には、アンプランプ用操作弁１３
と低圧クランプ用操作弁１４とを閉じた状態で高圧クラ
ンプ用操作弁１２を開ける。すると、クランプ作動油室
９が高圧クランプ用圧Ｐ_１に設定される。

上述の高圧クランプ状態Ａから低圧クランプ状態Ｂへ切
換える時には、まず、上記の高圧クランプ用操作弁１２
を閉じて、その後、低圧クランプ用操作弁１４を開け
る。すると、前記クランプ作動油室９内の圧油の一部が
上記の低圧クランプ用操作弁１４から逃がされて、その
クランプ作動油室９の圧力が低圧クランプ用圧Ｐ_２に低
下する。

なお、上記の低圧クランプ状態Ｂからアンクランプ状態
へ切換える時には、前記のアンクランプ用操作弁１３を
開ければよい。

上述の切換え操作時において、高圧クランプ用操作弁１
２の閉弁操作と低圧クランプ用操作弁１４の開弁操作と
の間にアンクランプ用操作弁１３の開閉操作が介在され
ず、クランプ作動油室９の油圧力が高圧クランプ状態Ｐ
_１から低圧クランプ状態Ｐ_２へ連続して切換わり、その
切換え途中にアンクランプ状態が発生しないので、ワー
クＷがずれ動くことが防止される。

また、上記切換え操作は、高圧クランプ用操作弁１２の
閉弁操作と、低圧クランプ用操作弁１４の開弁操作との
二つの操作ですみ、従来構造の四つの操作から、アンク
ランプ用操作弁１３の開弁操作及び閉弁操作の二つの操
作を省略できるので、操作時間が短くてすむ。

さらに、切換え操作を自動化する場合に、操作箇所が低
圧クランプ用操作弁１４だけですむので、その自動化の
ためのコストが安い。

《考案の効果》 本考案は、上記のように構成され作用することから次の
効果を奏する。

(イ)ワークのずれ動きを防止できる。

切換え操作時に、クランプ作動油室の油圧力が高圧クラ
ンプ状態から低圧クランプ状態へ連続して切換わり、ア
ンクランプ状態が発生しないので、ワークがずれ動くこ
とが防止される。これにより、ワークのずれによる加工
寸法誤差を無くすことができる。

(ロ)切換え操作時間を短縮できる。

切換え操作時において、アンクランプ用操作弁の開弁操
作及び閉弁操作の二つの操作を省略できるので、切換え
操作時間が短い。

これにより、マシニングセンタ等の工作機械の稼働率が
向上する。

(ハ)切換え操作の自動化のコストが安い。

切換え操作を自動化する場合に、操作箇所が低圧クラン
プ用操作弁だけですむので、その自動化のためのコスト
が安い。

なお、前記の低圧クランプ用操作弁を、直列に接続した
開閉弁とリリーフ弁とによって構成した場合には、さら
に次の効果を奏する。

即ち、開閉弁とリリーフ弁とを個別に造ることができ、
開閉弁をシート弁式に構成することにより低圧クランプ
用操作弁全体をノンリーク化することが容易にできるの
で、クランプ状態での油圧供給を停止して消費エネルギ
ーを少なくすることができる。

《実施例》 以下、本考案の実施例を図面で説明する。

（第１実施例） 第１図から第４図は第１実施例を示している。

第１図の全体系統図において、切削機械用ワークパレッ
ト１の固定台２上に載置したワークＷが複数の油圧クラ
ンプ３で油圧給排装置４及び油圧ポンプ（油圧源）Ｐを
介して押圧固定可能とされる。ワークパレット１は、ワ
ークＷを押圧固定した状態で油圧ポンプＰから切り離さ
れて切削機械（図示せず）のテーブル上に搬入されると
ともに、ワークＷの切削加工後には、上記テーブルから
搬出されて油圧ポンプＰに再び接続されて、ワークＷの
押圧固定状態を解除するようになっている。

上記油圧クランプ３は、複動形油圧シリンダ６のピスト
ン７でクランプ具８を駆動するようになっており、ピス
トン７の上下にクランプ作動油室９とアンクランプ作動
油室１０がそれぞれ形成される。また、油圧給排装置４
は、油圧クランプ３のクランプ作動油室９に高圧クラン
プ用操作弁１２とアンクランプ用操作弁１３と低圧クラ
ンプ用操作弁１４とを接続してなり、第２図で示すよう
に作動させる。即ち、高圧クランプ用操作弁１２から高
圧クランプ用圧Ｐ_１（約60kg／cm²）をクランプ作動油
室９に供給して高圧クランプ状態Ａに保持し、その高ク
ランプ力状態でワークＷに荒加工を施す。次いで、高圧
クランプ状態Ａから、高圧クランプ用操作弁１２を閉じ
るとともに低圧クランプ用操作弁１４を開くことによ
り、クランプ作動油室９の圧力を高圧クランプ用圧Ｐ_１
（約60kg／cm²）から低圧クランプ用Ｐ_２（約35kg／c
m²）に減圧して低圧クランプ状態Ｂに切換え、その低ク
ランプ力状態でワークＷの歪みを少なくして、ワークＷ
に仕上げ加工を施すようになっている。

以下、上記油圧給排装置４について説明する。

油圧クランプ３のクランプ作動油室９が、クランプ用給
排油路１５と、クランプ用方向切換弁装置１６の給圧弁
１６ａと、給圧路１７とを順に介して油圧ポンプＰに接
続されるとともに、同クランプ用方向切換弁装置１６の
排圧弁１６ｂ及び排圧路１８を介して油タンク１９に接
続される。給圧路１７には、高クランプ圧設定用減圧弁
２０及び給圧用急速継手２１が設けられるとともに、油
圧ポンプＰの吐出口が給圧設定用リリーフ弁２２を介し
て油タンク１９に連通される。また、排圧路１８には排
圧用急速継手２３が設けられる。符号２４は、ワークパ
レット１内の他の油圧クランプに連通する給圧用分岐路
で、符号２５は排圧用分岐路である。また、油圧クラン
プ３のアンクランプ作動油室１０が、アンクランプ用給
排油路７とアンクランプ用方向切換弁装置２８の給圧弁
２８ａとを順に介して減圧弁２０の二次側に接続される
とともに、同アンクランプ用方向切換弁装置２８の排圧
弁２８ｂを介して排圧路１８に連通される。

そして、クランプ用方向切換弁装置１６を排圧弁１６ｂ
側に切換えるとともにアンクランプ用方向切換弁装置２
８を給圧弁２８ａ側に切換えることにより、クランプ作
動油室９内の圧油が排圧路１８へ排出され、油圧クラン
プ３がアンクランプ作動される。これに対して、クラン
プ用方向切換弁装置１６を給圧弁１６ａ側に切換えると
ともにアンクランプ用方向切換弁装置２８を排圧弁２８
ｂに切り換えることにより、油圧ポンプＰから給圧路１
７に供給される油圧を減圧弁２０で設定の高圧クランプ
用圧Ｐ_１でクランプ作動油室９に供給する。なお、クラ
ンプ用給排油路１５からは温度補償用アキュームレータ
３０および油圧力計３１が分岐されているが、油圧クラ
ンプ３や油圧給排装置４の受熱量が少ない場合には、上
記アキュームレータ３０を省略してもよい。

上記のクランプ用方向切換弁装置１６の給圧弁１６ａ・
減圧弁２０及び給圧用急速継手２１で前記の高圧クラン
プ用操作弁１２が構成され、同上クランプ用方向切換弁
装置１６の排圧弁１６ｂ及び排圧用急速継手２３とで前
記のアンクランプ用操作弁１３が構成される。

また、低圧クランプ用操作弁１４は、その開弁操作状態
で、クランプ作動油室９の油圧を高圧クランプ用圧Ｐ_１
から低圧クランプ用圧Ｐ_２に設定するようになってお
り、低圧クランプ用操作弁１４の入口１４ａが圧抜き路
３３及びクランプ用給排油路１５を介してクランプ作動
油室９に連通されるとともに、その出口１４ｂが排圧路
１８に連通される。符号３４はリザーバタンクである。

上記の低圧クランプ用操作弁１４は、空圧シリンダ３６
で開閉作動される開閉円３７と、リリーフ弁３８とを直
列接続したものからなり、第３図の縦断面図で示すよう
になっている。開閉弁３７は、弁箱４０の上部内に開閉
弁室４１及び開閉弁座４２を形成してなり、開閉弁室４
１に挿入した開閉弁体４３が閉弁ばね４４で開閉弁座４
２に閉止接当される。開閉弁体４３の開弁操作は、開閉
弁体４３の弁面に対向させた開弁操作具４５を押圧具４
６を介して空圧シリンダ３６で開閉弁体４３側へ駆動す
ることでなされる。また、リリーフ弁３８は、弁箱４０
の下部にリリーフ弁室４８及びリリーフ弁座４９を形成
してなり、リリーフ弁室４８に挿入したリリーフ弁体５
０がリリーフ圧設定用押圧ばね５１でリリーフ弁座４９
に閉止接当される。この押圧ばね５１の張力調節は、ば
ね受座５２を調節ボルト５３で進退調節することでなさ
れる。

また、前記リザーバタンク３４は第４図の縦断面図で示
すように、リザーブ用シリンダ５５内に挿入したピスト
ン５６の左右にリザーブ室５７とばね室５８とを形成し
てなる。これは、ワークパレット１を両急速継手２１・
２３の箇所で油圧ポンプＰから切り離した状態で、油圧
給排装置４を高圧クランプ状態Ａから低圧クランプ状態
Ｂに切換えた時に、低圧クランプ用操作弁１４から排出
される圧油をリザーブばね５９に抗してリザーブ室５７
内に一時的に蓄えるものである。そして、その蓄えられ
た圧油は、ワークパレット１を油圧ポンプＰに再び接続
したときに、排圧用急速継手２３から排圧路１８を通っ
て油タンク１９に戻される。

第５図から第８図は他の実施例を示し、上記の第１実施
例とは異なる構成について説明する。なお、第１実施例
のものと同じ機能の部材には同一の符号を付けてある。

（第２実施例） 第５図と第６図は第２実施例を示している。この場合、
第５図で示すように、油圧クランプ３が単動形に構成さ
れ、油圧給排装置４でクランプ作動油室９から圧油を排
出することにより、クランプ具８が復帰ばね６１でアン
クランプ作動される。また、油圧給排装置４は油圧ポン
プＰに常時接続しておく形式になっている。

また、高圧クランプ用操作弁１２は、給圧用開閉弁６３
と高クランプ圧設定用減圧弁２０とからなり、アンクラ
ンプ用操作弁１３は排圧用開閉弁６４からなる。さら
に、低圧クランプ用操作弁１４は、リリーフ二段切換え
式リリーフ弁６８からなる。このリリーフ二段切換え式
リリーフ弁６８は、リリーフ弁体６９をリリーフロック
手段７０でリリーフ状態Ｘとリリーフ阻止状態Ｙとに切
換え可能に構成され、第６図の縦断面図で示すようにな
っている。即ち、弁箱７２にリリーフ弁室７３及びリリ
ーフ弁座７４が形成され、リリーフ弁室７３に挿入した
リリーフ弁体６９がリリーフ・ロック兼用押圧ばね７６
でリリーフ弁座７４に閉止接当される。このリリーフ・
ロック兼用押圧ばね７６は、実線図で示すように、リリ
ーフロック手段７０の切換レバー７８でカム７９を介し
てばね受座８０をリリーフ弁座７４側へ進出させた状態
では、その大きな張力でリリーフ弁体６９をリリーフ阻
止状態Ｙに保持する一方、二点鎖線図で示すように、切
換レバー７８でカム７９を介してばね受座８０を後退さ
せた状態では、リリーフ設定圧に張力調節され、リリー
フ弁体６９をリリーフ状態Ｘに切換えるのである。

この第２実施例の構成によれば、低圧クランプ用操作弁
１４は、開閉弁を省略できるので、弁箱７２が小さくて
すみ、小形に造れる。

（第３実施例） 第７図は第３実施例を示し、上記第２実施例のものを次
のように変更したものである。

この場合、高圧クランプ用操作弁１２が給圧用開閉弁６
３と給圧設定用リリーフ弁２２とからなる。また、低圧
クランプ用操作弁１４とアンクランプ用操作弁１３とが
リリーフ三段切換え式リリーフ弁８８として一体に構成
される。このリリーフ三段切換え式リリーフ弁８８は、
前記第６図で示すものとほぼ同様に構成されており、リ
リーフ弁体８９をリリーフ三段切換え手段９０の切換レ
バー９１でリリーフ作動状態Ｘとリリーフ阻止状態Ｙと
リリーフ開放状態Ｚとに択一的に切換え可能に構成した
ものである。

この第３実施例の構成によれば、低圧クランプ用操作弁
１４から開閉弁を省略できることに加えて、アンクラン
プ用操作弁１３の弁箱をも省略できるので、弁装置の全
体をさらに小形化して、油圧給排装置をコンパクトに造
ることができる。

（第４実施例） 第８図は第４実施例を示している。この場合、油圧クラ
ンプ３と油圧ポンプＰとの間に三位置方向切換弁装置９
４を介在させ、この方向切換弁装置９４は、給圧位置Ｑ
とリリーフ位置Ｒと排圧位置Ｓとの三位置に切換え可能
に構成したものである。高圧クランプ用操作弁１２は、
方向切換弁装置９４の給圧位置Ｑの弁体と給圧設定用リ
リーフ弁２２とからなり、アンクランプ用操作弁１３は
方向切換弁装置９４の排圧位置Ｓの弁体からなり、低圧
クランプ用操作弁１４は、方向切換弁装置９４のリリー
フ位置Ｒの弁体とリリーフ弁３８とからなる。

なお、本考案の油圧給排装置４は、上記各実施例に限定
されるものではなく、油圧クランプ３の各形式や各操作
弁１２・１３・１４の構成を適宜組み合わせるものであ
ってもよい。

また、油圧クランプ３の被固定物は、ワークＷに代え
て、かしめ式の配管継手であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本考案の実施例を示し、第１図から
第４図は第１実施例で、第１図は全体系統図、第２図は
作動説明図、第３図は低圧クランプ用操作弁の縦断面
図、第４図はリザーバタンクの縦断面図、第５図と第６
図は第２実施例で、第５図は第１図相当図、第６図は第
３図相当図、第７図は第３実施例を示す第１図相当図、
第８図は第４実施例を示す第１図相当図である。 第９図と第１０図は従来例を示し、第９図は第１図相当
図、第１０図は第２図相当図である。 ３……油圧クランプ、９……クランプ作動油室、１２…
…高圧クランプ用操作弁、１３……アンクランプ用操作
弁、１４……低圧クランプ用操作弁、１７……給圧路、
２１……給圧用急速継手、２３……排圧用急速継手、３
４……リザーバタンク、３７……開閉弁、３８……リリ
ーフ弁、５５……シリンダ、５６……ピストン、５７…
…リザーブ室、５９……リザーブばね、Ｐ_１……高圧ク
ランプ用圧、Ｐ_２……低圧クランプ用圧。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧クランプ(3)のクランプ作動油室(9)と
   給圧路(17)との間に高圧クランプ用操作弁(12)を設け
   て、 その高圧クランプ用操作弁(12)を、上記の給圧路(17)か
   ら上記クランプ作動油室(9)への圧油の流出を許容して
   同上クランプ作動油室(9)を高圧クランプ用圧(P₁)に設
   定する開弁状態と、同上の圧油の流出を阻止する閉弁状
   態とに切換え可能に構成し、 前記クランプ作動油室(9)と排圧路(18)との間にアンク
   ランプ用操作弁(13)を設けて、 そのアンクランプ用操作弁(13)を、前記クランプ作動油
   室(9)から上記の排圧路(18)への圧油の流出を阻止する
   閉弁状態と、同上の圧油の流出を許容する開弁状態とに
   切換え可能に構成した、油圧クランプの油圧給排装置に
   おいて、 前記のクランプ作動油室(9)と前記の排圧路(18)との間
   に、低圧クランプ用操作弁(14)を上記アンクランプ用操
   作弁(13)と並列に設けて、 その低圧クランプ用操作弁(14)を、上記のクランプ作動
   油室(9)から上記の排圧路(18)への圧油の流出を阻止す
   る閉弁状態と、上記クランプ作動油室(9)の圧力が前記
   の高圧クランプ用圧(P₁)から所定の低圧クランプ用圧(P
   ₂)に低下するまで同上の圧油の流出を許容するリリーフ
   状態とに切換え可能に構成した、ことを特徴とする油圧
   クランプのクランプ用圧力切換え可能な油圧給排装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した油圧クランプのクラン
   プ用圧力切換え可能な油圧給排装置において、 前記の低圧クランプ用操作弁(14)を、直列に接続した開
   閉弁(37)とリリーフ弁(38)とによって構成した、油圧ク
   ランプのクランプ用圧力切換え可能な油圧給排装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載した油圧クランプの
   クランプ用圧力切換え可能な油圧給排装置において、 前記の給圧路(17)の上流部分に給圧用急速継手(21)を設
   けるとともに前記の排圧路(18)の下流部分に排圧用急速
   継手(23)を設け、 その排圧用急速継手(23)と前記の低圧クランプ用操作弁
   (14)との間に、前記クランプ作動油室(9)から上記の低
   圧クランプ用操作弁(14)を通って流出した圧油を受け入
   れるリザーバタンク(34)を設け、 上記のリザーバタンク(34)を、シリンダ(55)と、そのシ
   リンダ(55)に油密状に挿入したピストン(56)と、上記シ
   リンダ(55)の一端壁と上記ピストン(56)との間に形成さ
   れて前記の圧油を収容するリザーブ室(57)と、上記ピス
   トン(56)を上記の一端壁へ向けて弾圧するリザーブばね
   (59)とによって構成した、油圧クランプのクランプ用圧
   力切換え可能な油圧給排装置。