洗浄装置
【課題】ツール交換、および精密な洗浄が可能な洗浄装置とする。
【解決手段】ツール移動装置（３）と、ツールＴを保持するツールクランプ部４と、種々のツールを収容する格納部（５）と、ツール交換装置（６）と、を備え、ツールホルダ４には、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部３４ａを有する溝部３４が形成され、ツールクランプ部４は、凹部４１ｅを有する筒状に形成されツールホルダ３を凹部４１ｅに内装して着脱自在に保持するボディ４１と、凹部４１ｅから出没するようにボディ４１に配設されツールホルダ３の溝部３４に嵌入して係止するボール４２と、ボール４２に接合して出没させるピストン４３と、ピストン４３を往復移動させる圧力流体供給流路Ｌと、を備え、ピストン４３によりボール４２をテーパ部３４ａに押し込みツールホルダ３を引き込んでツールＴの回転方向を規制する。
【解決手段】ツール移動装置（３）と、ツールＴを保持するツールクランプ部４と、種々のツールを収容する格納部（５）と、ツール交換装置（６）と、を備え、ツールホルダ４には、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部３４ａを有する溝部３４が形成され、ツールクランプ部４は、凹部４１ｅを有する筒状に形成されツールホルダ３を凹部４１ｅに内装して着脱自在に保持するボディ４１と、凹部４１ｅから出没するようにボディ４１に配設されツールホルダ３の溝部３４に嵌入して係止するボール４２と、ボール４２に接合して出没させるピストン４３と、ピストン４３を往復移動させる圧力流体供給流路Ｌと、を備え、ピストン４３によりボール４２をテーパ部３４ａに押し込みツールホルダ３を引き込んでツールＴの回転方向を規制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に係り、特に、ツール交換装置を備えツールの回転方向を精密に規制するツールクランプ部を有する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブボディのような油圧機器等には、切削加工により種々の精密な穿孔が形成されるが、穿孔の周囲に発生するバリや切粉を除去しないと重大な動作不良につながる恐れがある。
そこで、従来、このような切削加工時に発生する切粉やバリを除去するために、ワークのバリが発生する箇所に高圧の洗浄水を噴射して洗浄する高圧洗浄機が使用されている。
【０００３】
高圧洗浄機において、洗浄後に切粉を確実に排出するためのエアブローや強固なバリを除去するためのブラシを使用する場合もあるので、種々の用途に適応するため、多関節ロボットによりツールが交換可能な洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９４６６号公報（段落００２１、図２〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多関節ロボットを使用して洗浄およびツール交換を行うと、装置が大型化し制御も複雑になるため、コスト負担が増大する可能性がある。
また、特許文献１に記載のツールのクランプ装置では、アダプタの回転方向の位置決めは、ガイド溝にクランプレバーを挿入してクランプする構成を採用している。このため、必然的に回転方向にクリアランスがあるので、洗浄水の噴射角度に微小な誤差が生ずる場合がある。この噴射角度の誤差が精密な洗浄に悪影響を及ぼすので、バリが発生する穿孔の周りを精度よく狙い撃ちして効率よく確実に除去したいような場合には、噴射角度のずれが障害となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、省スペース化を図りながらツールを交換して多目的に適用でき、しかも精密な洗浄が可能な洗浄装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、ツールから洗浄水やエアを噴射してワークを洗浄する洗浄装置であって、前記ツールを自在に移動するツール移動装置と、このツール移動装置に配設されツールホルダを介して着脱自在に前記ツールを保持するツールクランプ部と、種々のツールをそれぞれ前記ツールホルダに装着して収容する格納部と、この格納部に収容されたツールを選択して前記ツールクランプ部に着脱するツール交換装置と、を備え、前記ツールホルダには、前記ツールの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部を有する溝部が形成され、前記ツールクランプ部は、凹部を有する筒状に形成され前記ツールホルダを当該凹部に内装して着脱自在に保持するボディと、出没自在に前記ボディに配設され当該凹部に装着された前記ツールホルダの前記溝部に嵌入して係止する球状部を有する係合体と、前記ボディの外周部に摺動自在に配設され前記係合体に接合して当該係合体を出没させるピストンと、このピストンを往復移動させる圧力流体供給流路と、を備え、前記ツール交換装置は、前記ツール移動装置により前記ツールクランプ部に装着されたツールを前記格納部に移動して収容し、前記格納部に収容されたツールを前記ツールクランプ部に装着するとともに、前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制すること、を特徴とする。
【０００８】
このように、本発明は、種々のツールを収容する格納部を設け、前記ツール移動装置によりツールを移動して前記格納部に収容し、前記ツールクランプ部に装着することで、小さなスペースでツールの交換が可能であるから、洗浄室を効率的に使用でき洗浄室の省スペース化を図りながら、多目的に適用可能な洗浄装置を実現することができる。
【０００９】
また、前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制することで、前記ボディと前記ツールホルダとの係合部における回転方向のクリアランスを排除し、ツールの回転方向のずれをなくして強固にクランプすることができる。
【００１０】
このため、本発明に係る洗浄装置は、精密な洗浄が可能となり、バリが発生する箇所を精度よく狙い撃ちして確実に除去し、短時間で効率的な洗浄をすることが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の洗浄装置であって、前記ツール移動装置は、ワークを洗浄する洗浄室の上部に配設されたガイドレールから吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構を備えていること、を特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、３軸移動機構を洗浄室の上部から吊り下げたことで、洗浄室内のスペースをより効率的に使用することができ、装置のコンパクト化を実現して多目的に適用することが可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の洗浄装置であって、前記ワークを載置するテーブルを備え、前記テーブルは、前記ワークを垂直軸周りに旋回させる割り出し機構と、水平軸周りに反転させる反転機構と、を有することを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、ワークを旋回および反転することで、ワークの多面洗浄が可能となるから種々のワークに柔軟に対応することができ、多目的に適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る洗浄装置は、省スペース化を図りながらツールを交換して多目的に適用でき、しかも精密な洗浄が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄装置の洗浄室周りの構成を説明するための模式的斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るツールクランプ部とツールホルダとの関係を示す断面図であり、ピストンが前進してツールをアンクランプした状態を示す。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るツールクランプ部とツールホルダとの関係を示す断面図であり、ピストンが後退してツールを引き込んでクランプした状態を示し、（ｂ）は（ａ）のボールと溝部の関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る係合体が溝部に押し込まれるクランプ時の状態を示す図であり、（ａ）はそれぞれ（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はそれぞれ要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクランプ時の動作を説明するための要部断面図である。
【図６】本発明の溝部の変形例を示す図であり、（ａ）はツールホルダの斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る洗浄装置１の主要構成について、主として図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
なお、参照する図１において、説明の便宜上、高圧の洗浄水を供給する洗浄ポンプ等の洗浄ユニットやエアを供給する空圧ユニット、制御装置、その他配管等の付属装置は図示を省略し説明も省略する。
【００１８】
洗浄装置１は、図１に示すように、ワークＷを載置するテーブル１２と、ツールＴを自在に移動するツール移動装置２と、ツール移動装置２に配設されツールＴを着脱自在に保持するツールクランプ部４と、種々のツールＴを収容する格納部５と、図示しない制御装置からなるツール交換装置６と、を備えている。
【００１９】
洗浄室１１は、図１に示すように、ワークＷに噴射された洗浄水Ｓが飛散しないように設けられた箱状のカバーであり、洗浄室１１内でツールクランプ部４に装着されたツールＴがＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の３軸方向に自在に移動しながらワークＷに付着した切粉やバリを除去するバリ取り洗浄が行われる。そして、ツールＴから高圧の洗浄水Ｓがバリの発生している箇所に狙い撃ちして噴射されバリを除去する。
【００２０】
なお、本実施形態では、図１においてＸ，Ｙ，Ｚとして示すように、説明の便宜上、図示しない作業者から見て前後方向をＸ軸方向、上下方向をＹ軸方向、左右方向をＺ軸方向として表記する。
【００２１】
テーブル１２は、図１に示すように、洗浄室１１内に配設され、ワークＷを保持するクランプ装置（不図示）とワークＷを垂直軸Ｃ１周りに旋回させる割り出し機構１２ａと、水平軸Ｃ２周りに反転させる反転機構１２ｂと、を備えている。
かかる構成により、ワークＷを旋回および反転することで、ワークＷの多面洗浄が可能となるから種々のワークＷに柔軟に対応することができ、多目的に適用することが可能となる。
【００２２】
格納部５は、洗浄ノズルやエアブロー等の種々のツールＴをホルダベース５１に形成されたＵ溝５１ａに挿入して収容できるように構成され、一例として洗浄室１１内に配設されている。
【００２３】
ツール移動装置２は、洗浄室１１の上部に配設されたいわゆるガントリー式の３軸移動機構で構成されている。
ガントリー式の３軸移動機構は、洗浄室１１の上部のＺ軸方向に沿って配設されたＺ軸ガイドレール２１，２１と、Ｚ軸ガイドレール２１，２１に沿ってＺ軸方向に移動するＺ軸ホルダ２２，２２と、Ｚ軸ホルダ２２，２２に支持されＸ軸方向に沿って配設されたＸ軸ガイドレール２３と、Ｘ軸ガイドレール２３に沿ってＸ軸方向に移動するＸ軸ホルダ２４と、Ｘ軸ホルダ２４に支持されＹ軸方向に配設されたＹ軸ガイドレール２５と、Ｙ軸ガイドレール２５に沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸ホルダ２６と、モータおよびボールねじ等からなる図示しない駆動装置と、を備えている。
【００２４】
かかる構成により、図示しない制御装置を介して、ツール移動装置２の先端部に配設されたＹ軸ホルダ２６をＸ軸（前後方向）、Ｙ軸（上下方向）、およびＺ軸（左右方向）の３軸方向に自在に移動することができる。
そして、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４が配設され、ツールクランプ部４にツールＴが着脱自在に装着される。
【００２５】
なお、本実施形態においては、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４を１箇所配設したが、これに限定されるものではなく、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４を隣接して２箇所以上に配設して、ツールＴを２本以上備えることもできる。例えば、直線噴射用と回転噴射用の２種類のツールＴを配設したり、洗浄用ノズルとエアブロー用ノズルの２種類のツールＴを配設したりすることで、ツール交換作業を簡略化することができる。
【００２６】
ツールホルダ３は、図２に示すように、円柱形状をなした胴部３１と、ツールクランプ部４に嵌入して着脱自在に固定されるクランプ部３２と、からなり、胴部３１の先端部３１ａにツールＴが固定されてツールホルダ３にツールＴを装着する。ツールホルダ３には、クランプ部３２から胴部３１まで貫通する洗浄水流路３３が形成されている。洗浄水流路３３は押接部３５を介してボディ４１に形成された洗浄水流路４６と導通されて、高圧の洗浄水やエアがツールＴまで供給される。
【００２７】
胴部３１には、対面して平行にカットされた形状の溝３１ｂが形成され、この溝３１ｂを格納部５に配設されたホルダベース５１のＵ溝５１ａに挿入して、ツールＴが同じ向きになるように収容される（図１参照）。
クランプ部３２は、ツールＴの引き込み方向（図２の矢印参照）に向かうにつれて縮径されたテーパ形状をなすテーパ当接部３２ａと、底面が三角形の三角柱の空間からなる凹形状の溝部３４（図４（ａ）参照）と、を備えている。この溝部３４には、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるように対向して形成された側壁面からなるテーパ部３４ａが形成されている。
【００２８】
ツールクランプ部４は、図２に示すように、回転自在に支持されたクイル４ａと、クイル４ａに固定されたフランジ４ｂと、フランジ４ｂに固定されツールホルダ３を着脱自在に保持するボディ４１と、溝部３４に嵌入して係止する係合体であるボール４２と、このボール４２を出没させるピストン４３と、このピストン４３を往復移動させる圧力流体供給流路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
【００２９】
なお、図２と図３において、便宜上ピストンの往復移動との関係で適宜、ツールＴの引き込み方向である本図上の上側を後退側（後部）、本図上の下側を前進側（前部ないし先端部）と表記する。
【００３０】
ボディ４１は、図２に示すように、拡径部４１ａと縮径部４１ｂからなる筒状に形成されている。ボディ４１には、拡径部４１ａの外周面４１ｃに合わせてリング状のシリンダ部材４４が固定されている。そして、シリンダ部材４４には、ピストン４３の縮径部４３ｂに当接するようにしてリング状のカバー４５が固定されている。
【００３１】
かかる構成により、ボディ４１とシリンダ部材４４とカバー４５とピストン４３の縮径部４３ｂで閉塞された空間内にシリンダ室Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）が形成され、ボディ４１の縮径部４１ｂの外周面４１ｄとシリンダ部材４４およびカバー４５との間でピストン４３が摺動自在にガイドされている。
【００３２】
また、ボディ４１は、内周部に洗浄水や高圧のエアが流通する洗浄水流路４６と、縮径部４１ｂの先端部に形成されツールホルダ３が着脱自在に内挿される凹部４１ｅと、を備えている。
【００３３】
そして、ボディ４１の縮径部４１ｂには、ボール４２が凹部４１ｅに向かって出没するように装着され、凹部４１ｅに装着されたツールホルダ３の溝部３４に嵌入して係止される。
凹部４１ｅの開放端には、先端部側が拡径されたテーパ当接部４１ｆが形成されている。このボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆは、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと適合する形状をなしている（図３（ａ）参照）。
【００３４】
なお、「球状部を有する係合体」は、本実施形態では、出没方向の摩擦抵抗が小さいので球形のボール４２としたが、これに限定されるものではなく、円柱形状のピンの端部が半球状になった球状部を有するピン形状をなしたものでもよい。
【００３５】
ピストン４３は、シリンダ室Ｐ内に配設される拡径部４３ａと、ボール４２と接合して出没させるテーパ面４３ｃを有する縮径部４３ｂと、からなる筒状をなしボディ４１の縮径部４１ｂに摺動自在に外嵌されている。
そして、テーパ面４３ｃは、ピストン４３の縮径部４３ｂの内周面４３ｂ１に形成され、後部（引き込み方向）に向かうにつれて拡径された形状をなしている。
【００３６】
具体的には、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃは、図２に示すように、アンクランプ状態では、ピストン４３が前進するとボール４２に係合して、ボール４２がピストン４３の縮径部４３ｂに没入するように、テーパ角度や位置が設定されている。このため、アンクランプ状態では、ボール４２は、ツールホルダ３に形成された溝部３４に進入しない状態となる。
【００３７】
そして、クランプ状態では、図３に示すように、ピストン４３が後退すると、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃとボール４２の係合が解除され、ボール４２を縮径部４３ｂから押し出すように、テーパ角度や位置が設定されている。このため、クランプ状態では、ボール４２は、ツールホルダ３に形成された溝部３４に進入してボール４２と溝部３４とが係合する状態となる。
【００３８】
シリンダ室Ｐには、後端側にアンクランプ用の第１シリンダ室Ｐ１が形成され、前端側にはクランプ用の第２シリンダ室Ｐ２（図３（ａ））が形成される。
第１シリンダ室Ｐ１に、圧力流体である高圧のエアが導入されるとピストン４３を前進させ、ツールホルダ３をアンクランプすることができる。また、第２シリンダ室Ｐ２（図３）に高圧のエアが導入されるとピストン４３を後退させ、ツールホルダ３をクランプすることができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、取り扱いが容易であるから「圧力流体」としてエアを使用したが、これに限定されるものではなく、油圧を利用してピストン４３を移動させることもできる。
【００４０】
圧力流体供給流路Ｌは図２に示すアンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）と、図３（ａ）に示すクランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
アンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）は、図２に示すように、第１のエア導入流路Ｌ１から、流路Ｌ２を通って流路Ｌ３から第１シリンダ室Ｐ１に高圧のエアを供給する流路である。クランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）は、図３（ａ）に示すように、第２のエア導入流路Ｌ１１から、流路Ｌ１２から流路Ｌ１３を通って流路Ｌ１４から第２シリンダ室Ｐ２に高圧のエアを供給する流路である。
【００４１】
なお、本実施形態においては、図２に示すアンクランプ状態を確認するためのアンクランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）と、図３（ａ）に示すクランプ状態を確認するためのクランプ確認用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
アンクランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）は、図２に示すように、アンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）から分岐して設けられ、第１のエア導入流路Ｌ１から、流路Ｌ１２を通って流路Ｌ１５まで導通し、流路Ｌ１５から流出するエアを図示しない圧力センサで検出してピストン４３がクランプ位置に存在することを確認する。
【００４２】
同様に、クランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）は、図３（ａ）に示すように、クランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）から分岐して設けられ、第２のエア導入流路Ｌ１１から、流路Ｌ２を通って流路Ｌ４から流路Ｌ５まで導通し、流路Ｌ５から流出するエアを図示しない圧力センサで検出してピストン４３がクランプ位置に存在することを確認する。
【００４３】
このように構成されたツールクランプ部４の動作について、主として図４を参照しながら説明する。ピストン４３を前進させてアンクランプする場合には、図２に示すように、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃにボール４２が位置し、ボール４２はボディ４１に没入した状態になるため、ツールホルダ３に形成された溝部３４に入り込まない状態となる。
【００４４】
このアンクランプ状態から、図３に示すように、ピストン４３を後退させるとピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃが後退するので、テーパ面４３ｃにボール４２が位置する状態でテーパ面４３ｃの径が縮小するように作用する。テーパ面４３ｃの径が縮小することで、ボール４２を凹部４１ｅの内周面からツールホルダ３の溝部３４の方向に押し出すため、図４の＜クランプ開始＞に示すように、ボール４２の一部が溝部３４に入り込んだ状態になり（図３（ｂ）参照）、ボール４２が溝部３４の側壁に形成されたテーパ部３４ａに当接しクランプが開始される。
【００４５】
この状態からさらにピストン４３（図３（ａ））を後退させると、図４の＜クランプ途中＞に示すように、クランプ途中では、ボール４２が溝部３４に進入するので、溝部３４に押し込まれた部分のボール４２の径が増大するように作用し、その径の増大分がツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ１だけ後退させる。
【００４６】
そして、図４の＜クランプ終了＞に示すように、ピストン４３（図３（ａ））をさらに後退させると、ボール４２が溝部３４にさらに深く進入して、溝部３４に押し込まれた部分のボール４２の径がさらに増大し、ツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ２だけ後退させた状態でクランプ終了となる。
【００４７】
ここで、ツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ２だけ引き込んだクランプ終了の状態（図４参照）では、ボール４２と溝部３４のテーパ面４３ｃとが当接するとともに、ボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆが、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと接合して、ツールホルダ３１の回転方向、および軸方向の移動が規制されて位置決めがされる（図３参照）。
【００４８】
このようにして、ピストン４３によりボール４２を溝部３４に形成されたテーパ部３４ａに押し込みながらツールホルダ３を引き込み方向に引き込んでツールＴの回転方向を規制することで、ボディ４１とツールホルダ３との係合部における回転方向のクリアランスを排除して、ツールＴの回転方向のずれをなくして強固にクランプすることができる。
【００４９】
このため、本発明の実施形態に係る洗浄装置１は、精密な洗浄が可能となり、バリが発生する箇所を精度よく狙い撃ちして確実に除去し、短時間で効率的な洗浄をすることが可能となる。
【００５０】
ツール交換装置６は、図示しない制御装置を介して、ツール移動装置２によりツールクランプ部４に装着されたツールＴを格納部５に移動して収容し、格納部５に収容された所定のツールＴをツールクランプ部４に装着するように制御されている。
【００５１】
ツール交換装置６は、格納部５に収容されたツールＴをツールクランプ部４に装着する場合には、図５（ａ）に示すように、ツール移動装置２（図１）により、ツールクランプ部４を格納部５に収容された所定のツールＴを選択して、ツールホルダ３をボディの凹部に嵌入して装着できるように位置合わせしながら接近させる。
【００５２】
そして、図５（ｂ）に示すように、アンクランプ状態では、ボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆが、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと若干のクリアランスをもって接合されている。そして、この若干のクリアランスをもって接合された状態からクランプ動作が開始される。
クランプ動作では、図５（ｂ）に示すアンクランプ状態から、図５（ｃ）に示すように、ピストン４３を後退させて、前記したようにツールホルダ３を引き込み方向に引き込んでクランプする（図４参照）。
【００５３】
一方、ツールクランプ部４に装着されたツールＴを格納部５に収容する場合は、図１に示す状態から、ツール交換装置６（図１）により、ツールクランプ部４に装着されたツールＴをホルダベース５１に挿入して収容しアンクランプする。そして、目的の他のツールＴを選択し、ツールホルダ３に装着しクランプして、ツール交換を終了する。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、図３に示すように、溝部３４を三角柱の凹形状からなる空間で形成したが、これに限定されるものではなく、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部３４ａを備えたものであれば、図６に示す本発明の変形例に係る溝部３４′のように、底面３４ｂ′の三角形のコーナが丸くなったものでもよいし（図６（ｃ））、底面３４ｂ′が平坦な面ではなく、ボール４２（図３）を支持しながら押し込みために、引き込み方向に向かうにしたがって溝部３４の深さが深くなるようにすることもできる（図６（ｂ））。
【００５５】
また、本実施形態に係る溝部３４においては、テーパ部３４ａを平坦な面として構成したが（図３（ｂ））、これに限定されるものではなく、図６（ａ）に示す本発明の変形例に係る溝部３４′におけるテーパ部３４ａ′のように、平坦な面ではなくボール４２（図３）の形状に適合するように球面とすることもできる。かかる構成によれば、本発明の変形例に係る溝部３４′は、テーパ部３４ａ′とボール４２（図３）との接触面積をより広くすることができるため、ボール４２でテーパ部３４ａ′をより安定して保持することができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、ボール４２を出没させる手段としてピストン４３に形成された平坦面からなるテーパ面４３ｃとして構成したが、これに限定されるものではなく円弧状の曲面で構成することも可能である。
また、本実施形態においては、ピストン４３は、ボール４２の出没方向に対して直交する方向に往復移動させる構成としたが、これに限定されるものではなく、ボール４２の出没方向に往復移動させ直接ボールを出没させる構成とすることもできる。
【００５７】
本実施形態においては、洗浄室１１の両側に配設された２本のＺ軸ガイドレール２１，２１から吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構として構成したが、Ｚ軸ガイドレール２１は２本に限定されるものではなく１本でもよく、ガントリー式に限定されるものではなく床置き式であってもよく、２軸以下であっても回転機構を備えた４軸以上の移動機構を備えたものでもよい。
【００５８】
本実施形態においては、テーブル１２は、ツール移動装置２との関係を考慮して割り出し機構１２ａと反転機構１２ｂとを備えて構成したが、これに限定されるものではなく、旋回装置や反転装置を備えていないテーブルであってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 洗浄装置
２ ツール移動装置
３ ツールホルダ
４ ツールクランプ部
５ 格納部
６ ツール交換装置
１１ 洗浄室
１２ テーブル
１２ａ 割り出し機構
１２ｂ 反転機構
２１ Ｚ軸ガイドレール（ガイドレール）
２３ Ｘ軸ガイドレール
２５ Ｙ軸ガイドレール
３１ 胴部
３２ クランプ部
３２ａ テーパ当接部
３４，３４′ 溝部
３４ａ，３４ａ′ テーパ部
４１ ボディ
４１ｅ 凹部
４１ｆ テーパ当接部
４２ ボール
４３ ピストン
４３ｃ テーパ面
Ｃ１ 垂直軸
Ｃ２ 水平軸
Ｓ 洗浄水
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３） アンクランプ用流路（圧力流体供給流路）
Ｌ（Ｌ１１〜Ｌ１４） クランプ用流路（圧力流体供給流路）
Ｔ ツール
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に係り、特に、ツール交換装置を備えツールの回転方向を精密に規制するツールクランプ部を有する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブボディのような油圧機器等には、切削加工により種々の精密な穿孔が形成されるが、穿孔の周囲に発生するバリや切粉を除去しないと重大な動作不良につながる恐れがある。
そこで、従来、このような切削加工時に発生する切粉やバリを除去するために、ワークのバリが発生する箇所に高圧の洗浄水を噴射して洗浄する高圧洗浄機が使用されている。
【０００３】
高圧洗浄機において、洗浄後に切粉を確実に排出するためのエアブローや強固なバリを除去するためのブラシを使用する場合もあるので、種々の用途に適応するため、多関節ロボットによりツールが交換可能な洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９４６６号公報（段落００２１、図２〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多関節ロボットを使用して洗浄およびツール交換を行うと、装置が大型化し制御も複雑になるため、コスト負担が増大する可能性がある。
また、特許文献１に記載のツールのクランプ装置では、アダプタの回転方向の位置決めは、ガイド溝にクランプレバーを挿入してクランプする構成を採用している。このため、必然的に回転方向にクリアランスがあるので、洗浄水の噴射角度に微小な誤差が生ずる場合がある。この噴射角度の誤差が精密な洗浄に悪影響を及ぼすので、バリが発生する穿孔の周りを精度よく狙い撃ちして効率よく確実に除去したいような場合には、噴射角度のずれが障害となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、省スペース化を図りながらツールを交換して多目的に適用でき、しかも精密な洗浄が可能な洗浄装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、ツールから洗浄水やエアを噴射してワークを洗浄する洗浄装置であって、前記ツールを自在に移動するツール移動装置と、このツール移動装置に配設されツールホルダを介して着脱自在に前記ツールを保持するツールクランプ部と、種々のツールをそれぞれ前記ツールホルダに装着して収容する格納部と、この格納部に収容されたツールを選択して前記ツールクランプ部に着脱するツール交換装置と、を備え、前記ツールホルダには、前記ツールの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部を有する溝部が形成され、前記ツールクランプ部は、凹部を有する筒状に形成され前記ツールホルダを当該凹部に内装して着脱自在に保持するボディと、出没自在に前記ボディに配設され当該凹部に装着された前記ツールホルダの前記溝部に嵌入して係止する球状部を有する係合体と、前記ボディの外周部に摺動自在に配設され前記係合体に接合して当該係合体を出没させるピストンと、このピストンを往復移動させる圧力流体供給流路と、を備え、前記ツール交換装置は、前記ツール移動装置により前記ツールクランプ部に装着されたツールを前記格納部に移動して収容し、前記格納部に収容されたツールを前記ツールクランプ部に装着するとともに、前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制すること、を特徴とする。
【０００８】
このように、本発明は、種々のツールを収容する格納部を設け、前記ツール移動装置によりツールを移動して前記格納部に収容し、前記ツールクランプ部に装着することで、小さなスペースでツールの交換が可能であるから、洗浄室を効率的に使用でき洗浄室の省スペース化を図りながら、多目的に適用可能な洗浄装置を実現することができる。
【０００９】
また、前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制することで、前記ボディと前記ツールホルダとの係合部における回転方向のクリアランスを排除し、ツールの回転方向のずれをなくして強固にクランプすることができる。
【００１０】
このため、本発明に係る洗浄装置は、精密な洗浄が可能となり、バリが発生する箇所を精度よく狙い撃ちして確実に除去し、短時間で効率的な洗浄をすることが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の洗浄装置であって、前記ツール移動装置は、ワークを洗浄する洗浄室の上部に配設されたガイドレールから吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構を備えていること、を特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、３軸移動機構を洗浄室の上部から吊り下げたことで、洗浄室内のスペースをより効率的に使用することができ、装置のコンパクト化を実現して多目的に適用することが可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の洗浄装置であって、前記ワークを載置するテーブルを備え、前記テーブルは、前記ワークを垂直軸周りに旋回させる割り出し機構と、水平軸周りに反転させる反転機構と、を有することを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、ワークを旋回および反転することで、ワークの多面洗浄が可能となるから種々のワークに柔軟に対応することができ、多目的に適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る洗浄装置は、省スペース化を図りながらツールを交換して多目的に適用でき、しかも精密な洗浄が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄装置の洗浄室周りの構成を説明するための模式的斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るツールクランプ部とツールホルダとの関係を示す断面図であり、ピストンが前進してツールをアンクランプした状態を示す。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るツールクランプ部とツールホルダとの関係を示す断面図であり、ピストンが後退してツールを引き込んでクランプした状態を示し、（ｂ）は（ａ）のボールと溝部の関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る係合体が溝部に押し込まれるクランプ時の状態を示す図であり、（ａ）はそれぞれ（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はそれぞれ要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクランプ時の動作を説明するための要部断面図である。
【図６】本発明の溝部の変形例を示す図であり、（ａ）はツールホルダの斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る洗浄装置１の主要構成について、主として図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
なお、参照する図１において、説明の便宜上、高圧の洗浄水を供給する洗浄ポンプ等の洗浄ユニットやエアを供給する空圧ユニット、制御装置、その他配管等の付属装置は図示を省略し説明も省略する。
【００１８】
洗浄装置１は、図１に示すように、ワークＷを載置するテーブル１２と、ツールＴを自在に移動するツール移動装置２と、ツール移動装置２に配設されツールＴを着脱自在に保持するツールクランプ部４と、種々のツールＴを収容する格納部５と、図示しない制御装置からなるツール交換装置６と、を備えている。
【００１９】
洗浄室１１は、図１に示すように、ワークＷに噴射された洗浄水Ｓが飛散しないように設けられた箱状のカバーであり、洗浄室１１内でツールクランプ部４に装着されたツールＴがＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の３軸方向に自在に移動しながらワークＷに付着した切粉やバリを除去するバリ取り洗浄が行われる。そして、ツールＴから高圧の洗浄水Ｓがバリの発生している箇所に狙い撃ちして噴射されバリを除去する。
【００２０】
なお、本実施形態では、図１においてＸ，Ｙ，Ｚとして示すように、説明の便宜上、図示しない作業者から見て前後方向をＸ軸方向、上下方向をＹ軸方向、左右方向をＺ軸方向として表記する。
【００２１】
テーブル１２は、図１に示すように、洗浄室１１内に配設され、ワークＷを保持するクランプ装置（不図示）とワークＷを垂直軸Ｃ１周りに旋回させる割り出し機構１２ａと、水平軸Ｃ２周りに反転させる反転機構１２ｂと、を備えている。
かかる構成により、ワークＷを旋回および反転することで、ワークＷの多面洗浄が可能となるから種々のワークＷに柔軟に対応することができ、多目的に適用することが可能となる。
【００２２】
格納部５は、洗浄ノズルやエアブロー等の種々のツールＴをホルダベース５１に形成されたＵ溝５１ａに挿入して収容できるように構成され、一例として洗浄室１１内に配設されている。
【００２３】
ツール移動装置２は、洗浄室１１の上部に配設されたいわゆるガントリー式の３軸移動機構で構成されている。
ガントリー式の３軸移動機構は、洗浄室１１の上部のＺ軸方向に沿って配設されたＺ軸ガイドレール２１，２１と、Ｚ軸ガイドレール２１，２１に沿ってＺ軸方向に移動するＺ軸ホルダ２２，２２と、Ｚ軸ホルダ２２，２２に支持されＸ軸方向に沿って配設されたＸ軸ガイドレール２３と、Ｘ軸ガイドレール２３に沿ってＸ軸方向に移動するＸ軸ホルダ２４と、Ｘ軸ホルダ２４に支持されＹ軸方向に配設されたＹ軸ガイドレール２５と、Ｙ軸ガイドレール２５に沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸ホルダ２６と、モータおよびボールねじ等からなる図示しない駆動装置と、を備えている。
【００２４】
かかる構成により、図示しない制御装置を介して、ツール移動装置２の先端部に配設されたＹ軸ホルダ２６をＸ軸（前後方向）、Ｙ軸（上下方向）、およびＺ軸（左右方向）の３軸方向に自在に移動することができる。
そして、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４が配設され、ツールクランプ部４にツールＴが着脱自在に装着される。
【００２５】
なお、本実施形態においては、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４を１箇所配設したが、これに限定されるものではなく、Ｙ軸ホルダ２６にツールクランプ部４を隣接して２箇所以上に配設して、ツールＴを２本以上備えることもできる。例えば、直線噴射用と回転噴射用の２種類のツールＴを配設したり、洗浄用ノズルとエアブロー用ノズルの２種類のツールＴを配設したりすることで、ツール交換作業を簡略化することができる。
【００２６】
ツールホルダ３は、図２に示すように、円柱形状をなした胴部３１と、ツールクランプ部４に嵌入して着脱自在に固定されるクランプ部３２と、からなり、胴部３１の先端部３１ａにツールＴが固定されてツールホルダ３にツールＴを装着する。ツールホルダ３には、クランプ部３２から胴部３１まで貫通する洗浄水流路３３が形成されている。洗浄水流路３３は押接部３５を介してボディ４１に形成された洗浄水流路４６と導通されて、高圧の洗浄水やエアがツールＴまで供給される。
【００２７】
胴部３１には、対面して平行にカットされた形状の溝３１ｂが形成され、この溝３１ｂを格納部５に配設されたホルダベース５１のＵ溝５１ａに挿入して、ツールＴが同じ向きになるように収容される（図１参照）。
クランプ部３２は、ツールＴの引き込み方向（図２の矢印参照）に向かうにつれて縮径されたテーパ形状をなすテーパ当接部３２ａと、底面が三角形の三角柱の空間からなる凹形状の溝部３４（図４（ａ）参照）と、を備えている。この溝部３４には、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるように対向して形成された側壁面からなるテーパ部３４ａが形成されている。
【００２８】
ツールクランプ部４は、図２に示すように、回転自在に支持されたクイル４ａと、クイル４ａに固定されたフランジ４ｂと、フランジ４ｂに固定されツールホルダ３を着脱自在に保持するボディ４１と、溝部３４に嵌入して係止する係合体であるボール４２と、このボール４２を出没させるピストン４３と、このピストン４３を往復移動させる圧力流体供給流路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
【００２９】
なお、図２と図３において、便宜上ピストンの往復移動との関係で適宜、ツールＴの引き込み方向である本図上の上側を後退側（後部）、本図上の下側を前進側（前部ないし先端部）と表記する。
【００３０】
ボディ４１は、図２に示すように、拡径部４１ａと縮径部４１ｂからなる筒状に形成されている。ボディ４１には、拡径部４１ａの外周面４１ｃに合わせてリング状のシリンダ部材４４が固定されている。そして、シリンダ部材４４には、ピストン４３の縮径部４３ｂに当接するようにしてリング状のカバー４５が固定されている。
【００３１】
かかる構成により、ボディ４１とシリンダ部材４４とカバー４５とピストン４３の縮径部４３ｂで閉塞された空間内にシリンダ室Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）が形成され、ボディ４１の縮径部４１ｂの外周面４１ｄとシリンダ部材４４およびカバー４５との間でピストン４３が摺動自在にガイドされている。
【００３２】
また、ボディ４１は、内周部に洗浄水や高圧のエアが流通する洗浄水流路４６と、縮径部４１ｂの先端部に形成されツールホルダ３が着脱自在に内挿される凹部４１ｅと、を備えている。
【００３３】
そして、ボディ４１の縮径部４１ｂには、ボール４２が凹部４１ｅに向かって出没するように装着され、凹部４１ｅに装着されたツールホルダ３の溝部３４に嵌入して係止される。
凹部４１ｅの開放端には、先端部側が拡径されたテーパ当接部４１ｆが形成されている。このボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆは、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと適合する形状をなしている（図３（ａ）参照）。
【００３４】
なお、「球状部を有する係合体」は、本実施形態では、出没方向の摩擦抵抗が小さいので球形のボール４２としたが、これに限定されるものではなく、円柱形状のピンの端部が半球状になった球状部を有するピン形状をなしたものでもよい。
【００３５】
ピストン４３は、シリンダ室Ｐ内に配設される拡径部４３ａと、ボール４２と接合して出没させるテーパ面４３ｃを有する縮径部４３ｂと、からなる筒状をなしボディ４１の縮径部４１ｂに摺動自在に外嵌されている。
そして、テーパ面４３ｃは、ピストン４３の縮径部４３ｂの内周面４３ｂ１に形成され、後部（引き込み方向）に向かうにつれて拡径された形状をなしている。
【００３６】
具体的には、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃは、図２に示すように、アンクランプ状態では、ピストン４３が前進するとボール４２に係合して、ボール４２がピストン４３の縮径部４３ｂに没入するように、テーパ角度や位置が設定されている。このため、アンクランプ状態では、ボール４２は、ツールホルダ３に形成された溝部３４に進入しない状態となる。
【００３７】
そして、クランプ状態では、図３に示すように、ピストン４３が後退すると、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃとボール４２の係合が解除され、ボール４２を縮径部４３ｂから押し出すように、テーパ角度や位置が設定されている。このため、クランプ状態では、ボール４２は、ツールホルダ３に形成された溝部３４に進入してボール４２と溝部３４とが係合する状態となる。
【００３８】
シリンダ室Ｐには、後端側にアンクランプ用の第１シリンダ室Ｐ１が形成され、前端側にはクランプ用の第２シリンダ室Ｐ２（図３（ａ））が形成される。
第１シリンダ室Ｐ１に、圧力流体である高圧のエアが導入されるとピストン４３を前進させ、ツールホルダ３をアンクランプすることができる。また、第２シリンダ室Ｐ２（図３）に高圧のエアが導入されるとピストン４３を後退させ、ツールホルダ３をクランプすることができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、取り扱いが容易であるから「圧力流体」としてエアを使用したが、これに限定されるものではなく、油圧を利用してピストン４３を移動させることもできる。
【００４０】
圧力流体供給流路Ｌは図２に示すアンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）と、図３（ａ）に示すクランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
アンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）は、図２に示すように、第１のエア導入流路Ｌ１から、流路Ｌ２を通って流路Ｌ３から第１シリンダ室Ｐ１に高圧のエアを供給する流路である。クランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）は、図３（ａ）に示すように、第２のエア導入流路Ｌ１１から、流路Ｌ１２から流路Ｌ１３を通って流路Ｌ１４から第２シリンダ室Ｐ２に高圧のエアを供給する流路である。
【００４１】
なお、本実施形態においては、図２に示すアンクランプ状態を確認するためのアンクランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）と、図３（ａ）に示すクランプ状態を確認するためのクランプ確認用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）と、を備えている。
アンクランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）は、図２に示すように、アンクランプ用流路（Ｌ１〜Ｌ３）から分岐して設けられ、第１のエア導入流路Ｌ１から、流路Ｌ１２を通って流路Ｌ１５まで導通し、流路Ｌ１５から流出するエアを図示しない圧力センサで検出してピストン４３がクランプ位置に存在することを確認する。
【００４２】
同様に、クランプ確認用流路（Ｌ１〜Ｌ５）は、図３（ａ）に示すように、クランプ用流路（Ｌ１１〜Ｌ１４）から分岐して設けられ、第２のエア導入流路Ｌ１１から、流路Ｌ２を通って流路Ｌ４から流路Ｌ５まで導通し、流路Ｌ５から流出するエアを図示しない圧力センサで検出してピストン４３がクランプ位置に存在することを確認する。
【００４３】
このように構成されたツールクランプ部４の動作について、主として図４を参照しながら説明する。ピストン４３を前進させてアンクランプする場合には、図２に示すように、ピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃにボール４２が位置し、ボール４２はボディ４１に没入した状態になるため、ツールホルダ３に形成された溝部３４に入り込まない状態となる。
【００４４】
このアンクランプ状態から、図３に示すように、ピストン４３を後退させるとピストン４３に形成されたテーパ面４３ｃが後退するので、テーパ面４３ｃにボール４２が位置する状態でテーパ面４３ｃの径が縮小するように作用する。テーパ面４３ｃの径が縮小することで、ボール４２を凹部４１ｅの内周面からツールホルダ３の溝部３４の方向に押し出すため、図４の＜クランプ開始＞に示すように、ボール４２の一部が溝部３４に入り込んだ状態になり（図３（ｂ）参照）、ボール４２が溝部３４の側壁に形成されたテーパ部３４ａに当接しクランプが開始される。
【００４５】
この状態からさらにピストン４３（図３（ａ））を後退させると、図４の＜クランプ途中＞に示すように、クランプ途中では、ボール４２が溝部３４に進入するので、溝部３４に押し込まれた部分のボール４２の径が増大するように作用し、その径の増大分がツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ１だけ後退させる。
【００４６】
そして、図４の＜クランプ終了＞に示すように、ピストン４３（図３（ａ））をさらに後退させると、ボール４２が溝部３４にさらに深く進入して、溝部３４に押し込まれた部分のボール４２の径がさらに増大し、ツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ２だけ後退させた状態でクランプ終了となる。
【００４７】
ここで、ツールホルダ３を引き込み方向に移動量δ２だけ引き込んだクランプ終了の状態（図４参照）では、ボール４２と溝部３４のテーパ面４３ｃとが当接するとともに、ボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆが、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと接合して、ツールホルダ３１の回転方向、および軸方向の移動が規制されて位置決めがされる（図３参照）。
【００４８】
このようにして、ピストン４３によりボール４２を溝部３４に形成されたテーパ部３４ａに押し込みながらツールホルダ３を引き込み方向に引き込んでツールＴの回転方向を規制することで、ボディ４１とツールホルダ３との係合部における回転方向のクリアランスを排除して、ツールＴの回転方向のずれをなくして強固にクランプすることができる。
【００４９】
このため、本発明の実施形態に係る洗浄装置１は、精密な洗浄が可能となり、バリが発生する箇所を精度よく狙い撃ちして確実に除去し、短時間で効率的な洗浄をすることが可能となる。
【００５０】
ツール交換装置６は、図示しない制御装置を介して、ツール移動装置２によりツールクランプ部４に装着されたツールＴを格納部５に移動して収容し、格納部５に収容された所定のツールＴをツールクランプ部４に装着するように制御されている。
【００５１】
ツール交換装置６は、格納部５に収容されたツールＴをツールクランプ部４に装着する場合には、図５（ａ）に示すように、ツール移動装置２（図１）により、ツールクランプ部４を格納部５に収容された所定のツールＴを選択して、ツールホルダ３をボディの凹部に嵌入して装着できるように位置合わせしながら接近させる。
【００５２】
そして、図５（ｂ）に示すように、アンクランプ状態では、ボディ４１に形成されたテーパ当接部４１ｆが、ツールホルダ３に形成されたテーパ当接部３２ａと若干のクリアランスをもって接合されている。そして、この若干のクリアランスをもって接合された状態からクランプ動作が開始される。
クランプ動作では、図５（ｂ）に示すアンクランプ状態から、図５（ｃ）に示すように、ピストン４３を後退させて、前記したようにツールホルダ３を引き込み方向に引き込んでクランプする（図４参照）。
【００５３】
一方、ツールクランプ部４に装着されたツールＴを格納部５に収容する場合は、図１に示す状態から、ツール交換装置６（図１）により、ツールクランプ部４に装着されたツールＴをホルダベース５１に挿入して収容しアンクランプする。そして、目的の他のツールＴを選択し、ツールホルダ３に装着しクランプして、ツール交換を終了する。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、図３に示すように、溝部３４を三角柱の凹形状からなる空間で形成したが、これに限定されるものではなく、ツールＴの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部３４ａを備えたものであれば、図６に示す本発明の変形例に係る溝部３４′のように、底面３４ｂ′の三角形のコーナが丸くなったものでもよいし（図６（ｃ））、底面３４ｂ′が平坦な面ではなく、ボール４２（図３）を支持しながら押し込みために、引き込み方向に向かうにしたがって溝部３４の深さが深くなるようにすることもできる（図６（ｂ））。
【００５５】
また、本実施形態に係る溝部３４においては、テーパ部３４ａを平坦な面として構成したが（図３（ｂ））、これに限定されるものではなく、図６（ａ）に示す本発明の変形例に係る溝部３４′におけるテーパ部３４ａ′のように、平坦な面ではなくボール４２（図３）の形状に適合するように球面とすることもできる。かかる構成によれば、本発明の変形例に係る溝部３４′は、テーパ部３４ａ′とボール４２（図３）との接触面積をより広くすることができるため、ボール４２でテーパ部３４ａ′をより安定して保持することができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、ボール４２を出没させる手段としてピストン４３に形成された平坦面からなるテーパ面４３ｃとして構成したが、これに限定されるものではなく円弧状の曲面で構成することも可能である。
また、本実施形態においては、ピストン４３は、ボール４２の出没方向に対して直交する方向に往復移動させる構成としたが、これに限定されるものではなく、ボール４２の出没方向に往復移動させ直接ボールを出没させる構成とすることもできる。
【００５７】
本実施形態においては、洗浄室１１の両側に配設された２本のＺ軸ガイドレール２１，２１から吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構として構成したが、Ｚ軸ガイドレール２１は２本に限定されるものではなく１本でもよく、ガントリー式に限定されるものではなく床置き式であってもよく、２軸以下であっても回転機構を備えた４軸以上の移動機構を備えたものでもよい。
【００５８】
本実施形態においては、テーブル１２は、ツール移動装置２との関係を考慮して割り出し機構１２ａと反転機構１２ｂとを備えて構成したが、これに限定されるものではなく、旋回装置や反転装置を備えていないテーブルであってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 洗浄装置
２ ツール移動装置
３ ツールホルダ
４ ツールクランプ部
５ 格納部
６ ツール交換装置
１１ 洗浄室
１２ テーブル
１２ａ 割り出し機構
１２ｂ 反転機構
２１ Ｚ軸ガイドレール（ガイドレール）
２３ Ｘ軸ガイドレール
２５ Ｙ軸ガイドレール
３１ 胴部
３２ クランプ部
３２ａ テーパ当接部
３４，３４′ 溝部
３４ａ，３４ａ′ テーパ部
４１ ボディ
４１ｅ 凹部
４１ｆ テーパ当接部
４２ ボール
４３ ピストン
４３ｃ テーパ面
Ｃ１ 垂直軸
Ｃ２ 水平軸
Ｓ 洗浄水
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３） アンクランプ用流路（圧力流体供給流路）
Ｌ（Ｌ１１〜Ｌ１４） クランプ用流路（圧力流体供給流路）
Ｔ ツール
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールから洗浄水やエアを噴射してワークを洗浄する洗浄装置であって、
前記ツールを自在に移動するツール移動装置と、
このツール移動装置に配設されツールホルダを介して着脱自在に前記ツールを保持するツールクランプ部と、
種々のツールをそれぞれ前記ツールホルダに装着して収容する格納部と、
この格納部に収容されたツールを選択して前記ツールクランプ部に着脱するツール交換装置と、を備え、
前記ツールホルダには、前記ツールの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部を有する溝部が形成され、
前記ツールクランプ部は、
凹部を有する筒状に形成され前記ツールホルダを当該凹部に内装して着脱自在に保持するボディと、
出没自在に前記ボディに配設され当該凹部に装着された前記ツールホルダの前記溝部に嵌入して係止する球状部を有する係合体と、
前記ボディの外周部に摺動自在に配設され前記係合体に接合して当該係合体を出没させるピストンと、
このピストンを往復移動させる圧力流体供給流路と、を備え、
前記ツール交換装置は、
前記ツール移動装置により前記ツールクランプ部に装着されたツールを前記格納部に移動して収容し、前記格納部に収容されたツールを前記ツールクランプ部に装着するとともに、
前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制すること、
を特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記ツール移動装置は、ワークを洗浄する洗浄室の上部に配設されたガイドレールから吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構を備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記ワークを載置するテーブルを備え、
前記テーブルは、前記ワークを垂直軸周りに旋回させる割り出し機構と、水平軸周りに反転させる反転機構と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項１】
ツールから洗浄水やエアを噴射してワークを洗浄する洗浄装置であって、
前記ツールを自在に移動するツール移動装置と、
このツール移動装置に配設されツールホルダを介して着脱自在に前記ツールを保持するツールクランプ部と、
種々のツールをそれぞれ前記ツールホルダに装着して収容する格納部と、
この格納部に収容されたツールを選択して前記ツールクランプ部に着脱するツール交換装置と、を備え、
前記ツールホルダには、前記ツールの引き込み方向に幅が狭くなるテーパ部を有する溝部が形成され、
前記ツールクランプ部は、
凹部を有する筒状に形成され前記ツールホルダを当該凹部に内装して着脱自在に保持するボディと、
出没自在に前記ボディに配設され当該凹部に装着された前記ツールホルダの前記溝部に嵌入して係止する球状部を有する係合体と、
前記ボディの外周部に摺動自在に配設され前記係合体に接合して当該係合体を出没させるピストンと、
このピストンを往復移動させる圧力流体供給流路と、を備え、
前記ツール交換装置は、
前記ツール移動装置により前記ツールクランプ部に装着されたツールを前記格納部に移動して収容し、前記格納部に収容されたツールを前記ツールクランプ部に装着するとともに、
前記ピストンにより前記球状部を前記テーパ部に押し込み前記ツールホルダを前記引き込み方向に引き込んで前記ツールの回転方向を規制すること、
を特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記ツール移動装置は、ワークを洗浄する洗浄室の上部に配設されたガイドレールから吊り下げられたガントリー式の３軸移動機構を備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記ワークを載置するテーブルを備え、
前記テーブルは、前記ワークを垂直軸周りに旋回させる割り出し機構と、水平軸周りに反転させる反転機構と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１２０９７６（Ｐ２０１１−１２０９７６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９０８８（Ｐ２００９−２７９０８８）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５９６１０１６７９）株式会社管製作所 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５９６１０１６７９）株式会社管製作所 (4)
【Ｆターム（参考）】
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