JP2000190153A - 真空クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型で薄型の工作物を磁性体、非磁性体の如
何に拘わらずに工作物をクランプ可能であるとともに、
工作物表面の精度に拘わらず確実にクランプ力を得るこ
とができる真空クランプ装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明の真空クランプ装置は、工作物を
載置するクランプ台と容積可変室を備える容積可変手段
とから成る真空クランプ装置であって、前記クランプ台
に設けられた複数個の吸着孔と、前記容積可変室と、両
者を連絡する導通路とから空気を排除して非圧縮性流体
を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】対象工作物の下面に真空によ
り負圧を発生させることにより、薄型でかつ大型の工作
物を均一かつ変形させることなく保持することが可能な
真空クランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作物を工作機械で加工するには、工作
機械のテーブル上に工作物を確実に固定する必要があ
る。通常の工作物はテーブルに取り付けられたメカニカ
ルなクランプ治具を用いて工作物の上面および側面を押
さえることにより、工作物をテーブルに固定する手段が
採用される。

【０００３】しかし対象となる工作物が大型でかつ薄型
であると、工作物の側面を押さえてテーブルに固定する
方法では、工作物を変形させずに固定することはことは
困難であり、加工精度を確保することができない。ま
た、工作物の上面は加工用の工具の邪魔にならないよう
に開放しておく必要があり、工作物を押さえることに使
用できない場合が多い。

【０００４】上記の問題点を解消するために、電磁力で
吸引することによって薄型でかつ大型の工作物工作物を
テーブルに固定する装置が通常用いられるが、電磁力に
よって工作物を吸引してテーブルに固定する装置では、
固定する対象となる工作物は磁性体である必要があり、
非磁性体の場合には適用できず、適用できる対象物が限
られるという問題がある。また、電磁力を用いる結果、
工作物が磁化するので、磁化していては使用に差し支え
る適用分野においては、後工程で消磁しなければなら
ず、手間がかかるという問題がある。

【０００５】そこで非磁性体でも適用可能な工作物のク
ランプ装置として、テーブル上に台座を設けて、この台
座に工作物吸引用の複数個の孔を設けて、この複数の孔
部を真空ポンプまたは真空発生装置に接続して構成され
る真空クランプ装置が提案されている。

【０００６】上記の真空クランプ装置の台座の上に、台
座に設けられた複数の孔を覆うように工作物を載置する
と、台座の複数の孔は機密状態になる。この状態で真空
ポンプまたは真空発生器を駆動させると、台座の複数個
の孔部から空気が排除されて真空状態となる結果、複数
個の孔部では負圧が発生し、工作物を台座に押し付ける
力が発生するものである。

【０００７】ところで、上記の真空クランプ装置では、
台座の上に工作物を載置した際に、台座の孔が機密に塞
がれることが必要であり、機密性が維持できないと真空
ポンプ等で孔内の空気を吸引しても、真空にすることは
できず工作物を固定する力が発生しない。即ち真空クラ
ンプ装置の工作物を載置する面および載置する工作物と
の間にすき間があると機密性が維持できないため、両者
が密着する程度に両者の表面の精度が維持されている必
要があり、過度の精度が対象工作物および台座に要求さ
れるという問題がある。

【０００８】また、真空ポンプおよび真空発生器を用い
る方法では、真空度を高くすることは困難であり、発生
することのできるクランプ力を大きくすることができ
ず、工作物の加工条件が制限されるという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、工作物が磁
性体、非磁性体の如何に拘わらずに工作物をクランプで
きるとともに、工作物表面の精度に拘わらず確実にクラ
ンプ力を得ることができる真空クランプ装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】また、工作物の加工するために充分に大き
なクランプ力を得ることができる真空クランプ装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の真空クランプ装
置は、工作物を載置するクランプ台と容積可変室を備え
る容積可変手段とから成る真空クランプ装置であって、
前記クランプ台に設けられた複数個の吸着孔と前記容積
可変室と両者を連絡する導通路とから空気を排除し非圧
縮性流体を充填したことを特徴としている。

【００１２】本発明の真空クランプ装置に用いる非圧縮
性流体として油を用いてもよく、また工作物を加工する
際に用いる冷却剤または切削油を用いてもよい。

【００１３】さらに本発明の真空クランプ装置は、前記
クランプ台は、上側クランプ台と下側クランプ台とから
成り、上側クランプ台は複数個の吸着孔を備え、下側ク
ランプ台は前記吸着孔と前記容積可変室とを連絡する導
通路を備えるよう構成してもよい。

【００１４】

【作用】クランプ台に設けられた複数個の吸着孔と前記
容積可変室と両者を連絡する導通路とからなる空間には
油などの非圧縮性流体が充填されており、容積可変手段
によって前記空間の容積を拡げると、拡がった容積分の
真空スペースが形成される。この際に形成される真空
は、真空ポンプや真空発生装置によって形成される従来
の真空状態と異なり、ほぼ完全な真空状態であり、その
結果大きな負圧の発生によって大きなクランプ力を得る
ことが可能となる。

【００１５】また、吸着孔から溢れるように非圧縮性流
体を充填している上から工作物を載置した際に、工作物
とクランプ台の間に非圧縮性流体が入り込んで吸着孔と
外気とが遮断されて機密性を維持することができるの
で、工作物の表面粗さが粗い場合でも機密性を維持する
ことが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】図をもって本発明の実施例を説明
する。いうまでもなく、本発明は以下に説明する実施例
に限るものではない。

【００１７】工作物を載置するクランプ台１は上側クラ
ンプ台１ａと下側クランプ台１ｂとからなり、下側クラ
ンプ台１ｂに設けられた固定部をボルト等の固定手段に
より工作機械のテーブルに固定される。

【００１８】上側クランプ台１ａは、固定すべき薄型の
対象工作物を載置するのに十分な広さのクランプ面１１
を有する部材であり、ボルト等の固定手段により下側ク
ランプ台１ｂに適宜取り外し可能に組み付けられてい
る。上側クランプ台１ａのクランプ面１１には複数個の
吸着孔１２がそれぞれ適当な間隔を保って穿たれてお
り、吸着孔１２のクランプ面側の開口部には面取り１５
が施されている。

【００１９】下側クランプ台１ｂには、上側クランプ台
１ａの吸着孔１２と容積可変手段であるシリンダー５と
を連絡する通路１４が設けられており、通路１４の一方
の口には配管接続用の継ぎ手３が設けられている。ま
た、下側クランプ台１ｂの上端面には、上側クランプ台
１ａの吸着孔１２と連絡するための中継スペース１３が
設けられ、すべての吸着孔１２と通路１４とは中継スペ
ース１３を介して導通している。

【００２０】シリンダー５は容積可変手段である。本実
施例では容積可変手段としてシリンダー５を使用する
が、必ずしもこれにかぎるものではなく、容積を可変で
きるものであればよい。シリンダー５のロッド５１に
は、ロッド５１を駆動する図示しない駆動機構が連結さ
れる。駆動機構には、例えば、油圧シリンダー駆動機構
やモーター駆動機構を採用することができる。

【００２１】連結管路４の一方側は継手３を介して下ク
ランプ台１ｂの通路１４に接続されており、他方側はシ
リンダー５の容積可変室５２に接続されている。従って
クランプ台１に設けられている複数の吸着孔１２とシリ
ンダー５の容積可変室５２とは、中継スペース１３、通
路１４および連結管路４でもって接続されている。これ
らの吸着孔１２と容積可変室５２とを連絡する管路を一
括して導通路と呼ぶことにすると、本発明の真空クラン
プ装置においては、すべての吸着孔１２と導通路と容積
可変室５２とから空気を排除して、油等の非圧縮性流体
を充填する。

【００２２】次に対象工作物をクランプする手順につい
て説明する。非圧縮性流体を吸着孔１２の面取り１５部
分から少し溢れる程度に非圧縮性流体を満たした状態
で、固定すべき工作物Ｗを上側クランプ台１のクランプ
面１１に載置した後にクランプ面１１に工作物Ｗをしっ
かりと押し付けて、余分な非圧縮性流体を上側クランプ
台１と工作物Ｗの間から排除する。この時に上側クラン
プ台１ａのクランプ面１１および工作物Ｗとの間に微小
なすき間があっても、そのすき間に非圧縮性流体が侵入
して機密性が維持され、この結果吸着孔１２とこれに繋
がる空間は外気から完全に遮断される。次いで、シリン
ダー５の駆動機構を駆動させてシリンダー室５５の体積
が広がる方向にロッド５１を移動させると、空間内に含
まれる非圧縮性流体の容積以上の空間となる結果、真空
のスペースが発生する。したがって、吸着孔１２のある
工作物の位置においては負圧が発生し、クランプ台１の
クランプ面に工作物が吸着される。シリンダー５のロッ
ド５１を元に戻せば、真空は容易に解除されて、工作物
のクランプ力が解放することができる。

【００２３】図３は吸着孔１２の部分の拡大して示す図
であり、吸着孔１２のクランプ面側入り口には面取り１
５が設けられる。これによって、工作物と接する孔の面
積を大きくすることななり、その結果負圧がかかる面積
が拡大するのでクランプ力を大きくする効果がある。

【００２４】図４は、クランプ面側に段差が付いた工作
物をクランプ対象とする例を説明するための図であり、
上側クランプ台１ａのクランプ面１１の形状を工作物Ｗ
の形状とほぼ同一に形成すすることによって、工作物Ｗ
をクランプする例を示しており、形状がこのような異形
な対象工作物であっても容易に固定することが可能であ
る。

【００２５】本実施例ではクランプ台１が上側クランプ
台１ａと下側クランプ台１ｂとから構成されているため
に、対象工作物の形状に応じて上側クランプ台１ａの形
状を変更することによって対象工作物の大きさおよび形
状に適応したクランプが可能となる。即ち、クランプす
る対象工作物Ｗの寸法および形状が変わっても上側クラ
ンプ台１ａの形状を変更することにより容易に対応する
ことが可能である。

【００２６】また、本実施例では、クランプ台１が上下
に分割できるものとして説明したが、クランプ台１に設
けられた吸着孔と容積可変手段が機密に導通されている
構造であれば、クランプ台１が一体に形成されていても
よい。また、吸着孔と容積可変室との導通路は実施例に
限るものではなく、吸着孔と容積可変手段が機密に連絡
されていればよい。

【００２７】

【発明の効果】従来の真空クランプ装置では、真空ポン
プや真空発生等の真空発生源を用いて工作物の下面に負
圧を発生させているために、高い真空度を得ることが困
難であり、大きなクランプ力が出ないという問題があっ
たが、本発明では完全な真空状態を達成できるために工
作物の加工に充分なクランプ力を容易に得ることができ
るとともに、真空ポンプや真空発生等の真空発生源が不
要なため装置が簡略化されるという効果を有する。

【００２８】また、従来の真空クランプ装置は、対象工
作物とクランプ台の表面との密着度を高く維持する必要
があり、工作物の表面が粗いものの場合には、充分なク
ランプ力を得ることができないという問題があるが、本
発明の真空クランプ装置では、工作物とクランプ台の間
に非圧縮性流体が入り込んで吸着孔と外気とが遮断され
て機密性を維持することができるので、工作物の表面粗
さが粗い場合でも機密性を維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる真空クランプ装置の外観図であ
る。

【図２】本発明にかかる真空クランプ装置の断面図であ
る。

【図３】クランプ台の吸着孔の詳細を示す断面図であ
る。

【図４】別な実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ クランプ台 １ａ 上側クランプ台 １ｂ 上側クランプ台 ２ 固定ボルト ３ 継手 ４ 連結管路 ５ シリンダー １１ クランプ面 １２ 吸着孔 １３ 中継スペース １４ 通路 １５ 面取り ５１ ロッド ５５ 容積可変室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作物を載置するクランプ台と容積可変
   室を備える容積可変手段とから成る真空クランプ装置で
   あって、前記クランプ台に設けられた複数個の吸着孔
   と、前記容積可変室と、前記吸着孔と前記容積可変室と
   の間を連絡する導通路と、から空気を排除して非圧縮性
   流体を充填したことを特徴とする真空クランプ装置。
2. 【請求項２】 前記非圧縮性流体は油であることを特徴
   とする請求項１に記載の真空クランプ装置。
3. 【請求項３】 前記非圧縮性流体は工作物を加工する際
   に用いる冷却剤または切削油であることを特徴とする請
   求項１に記載の真空クランプ装置。
4. 【請求項４】 前記クランプ台は、上側クランプ台と下
   側クランプ台とから成り、上側クランプ台は複数個の吸
   着孔を備え、下側クランプ台は前記吸着孔と前記容積可
   変室とを連絡する導通路を備えることを特徴とする請求
   項１ないし請求項３に記載の真空クランプ装置。