JP2000263358A - 工作機械のクランプ装置 - Google Patents

工作機械のクランプ装置

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JP2000263358A JP11065947A JP6594799A JP2000263358A JP 2000263358 A JP2000263358 A JP 2000263358A JP 11065947 A JP11065947 A JP 11065947A JP 6594799 A JP6594799 A JP 6594799A JP 2000263358 A JP2000263358 A JP 2000263358A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアガイドレールを採用する場合の圧痕の
発生，及びクランプ力の低下を防止でき、さらには部品
点数の増加を回避できる工作機械のクランプ装置を提供
する。 【解決手段】 固定ベッド２の上面２ａに心押台（移動
台）３を移動可能に配設し、該心押台３を固定ベッド２
に対して位置決め固定するようにした工作機械のクラン
プ装置において、上記心押台３を、上記固定ベッド２と
の間に配設され上記移動方向に延びるレール１１にコロ
１３を介在してブロック１２を摺動自在に係合してなる
直動ベアリング（案内）１０により支持し、上記固定ベ
ッドの上面に上記移動方向に延びる凹部２１を形成し、
上記心押台４の下面に、凹部２１内の左，右内壁２１
ａ，２１ｂを一対のピストン２２，２３で突っ張るよう
に構成されたシリンダ機構２４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定ベッドに直線
移動可能に配設された移動台を位置決め固定するように
した工作機械のクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、旋盤では、固定ベッド上に主軸
台を固定するとともに、心押台を移動可能に配設し、該
心押台の心押軸と上記主軸台のチャックとでワークを保
持し、この状態でワークを回転させて所定の加工を行う
ように構成されている。この場合、ワークの振れを防止
するために心押台をクランプ装置で固定ベッドに確実に
位置決め固定する必要がある。
【０００３】このようなクランプ装置として、従来、図
８に示すように、固定ベッド５１上に心押台５０を両者
の摺動面５１ａ，５０ａ同士を摺接させて配置し、心押
台５０の挟持板５３に形成された油圧室５３ａにピスト
ン部材５３ｂを配設し、該油圧室５３ａに供給された油
圧（クランプ力）Ｆでもってピストン部材５３ｂを上昇
させ、該ピストン部材５３ｂと心押台５０とで固定ベッ
ド５１の天壁部５１ｂを挟み込むようにした構造のもの
がある。
【０００４】また実用新案登録第２５７０８７２号公報
には、移動テーブルの下面に形成された突出部を、固定
ベースに配設された一対のピエゾ素子で挟持するように
したクランプ装置が開示されている。
【０００５】ところで、上記心押台５０を固定ベッド５
１上にて摺動させる構造の代わりに、図７に示すよう
に、心押台５０を直動ベアリング５５により移動可能に
支持することが考えられる。この直動ベアリング５５
は、固定ベッド５１に固定されたレール５６と、心押台
５０に固定されたブロック５７とをコロ（不図示）を介
在させて転動自在に係合させた概略構造のものであり、
これにより摩擦抵抗を小さくできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記直動ベ
アリングを採用する場合、上記従来のクランプ装置にそ
のまま採用すると、クランプ力Ｆと同等の反力ｆが直動
ベアリング５５に直接作用することから、レール５６，
ブロック５７にコロによる圧痕が生じるおそれがある。
また上記直動ベアリングを採用する場合、摩擦係数が小
さくなる分だけクランプ力が劣るという問題もある。
【０００７】また上記従来公報のベースに配設されたピ
エゾ素子でテーブルを挟持する構造では、テーブルの移
動距離が長くなる場合には、該移動距離に応じた個数の
ピエゾ素子を配置しなければならず、部品点数が増える
という問題がある。
【０００８】本発明は、上記状況に鑑みてなされたもの
で、直動ベアリングを採用する場合の圧痕の発生，及び
クランプ力の低下を防止でき、さらには部品点数の増加
を回避できる工作機械のクランプ装置を提供することを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、固定
ベッドの上面に移動台を移動可能に配設し、該移動台を
固定ベッドに対して位置決め固定するようにした工作機
械のクランプ装置において、上記移動台を、上記固定ベ
ッドとの間に配設され、上記移動方向に延びる案内によ
り支持し、上記固定ベッドの上面に移動方向に延びる凹
部を形成し、上記移動台の下面に、上記凹部内の左, 右
内壁にそれぞれ対向するよう逆向きに配設された一対の
ピストンを有し、該各ピストンで上記両内壁を突っ張る
ように構成されたシリンダ機構を設けたことを特徴とし
ている。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、上
記一方の内壁に対向するピストンに移動ラックが固定さ
れており、上記一方の内壁に固定ラックが上記移動ラッ
クと噛合可能に対向するよう固定されていることを特徴
としている。
【００１１】請求項３の発明は、固定ベッドの上面に移
動台を移動可能に配設し、該移動台を固定ベッドに対し
て位置決め固定するようにした工作機械のクランプ装置
において、上記移動台を、上記固定ベッドとの間に配設
され、上記移動方向に延びる案内により支持し、上記固
定ベッドに移動方向に延びる帯板状のプレートを立設
し、上記移動台の下面に、上記プレートを挟んで対向す
るよう配設された一対のピストンを有し、該各ピストン
で上記プレートを挟持するように構成されたシリンダ機
構を設けたことを特徴としている。
【００１２】ここで、上記案内には、レールにコロ又は
ボールを介在させてブロックを摺動自在に係合してなる
直動ベアリング、あるいは固定ベッドに移動台を両者の
摺動面同士を摺接させてなるすべり案内が含まれる。
【００１３】
【発明の作用効果】請求項１の発明に係るクランプ装置
によれば、移動台の下面に一対のピストンを配設し、各
ピストンで固定ベッドの凹部内の左, 右内壁に突っ張り
力を作用させることにより移動台を位置決め固定したの
で、クランプ力は固定ベッドに作用するだけであり、案
内面にクランプ力が作用することはない。従って、例え
ば直動ベアリングを採用する場合に圧痕が生じたり，ク
ランプ力が低下したりするのを防止できる。
【００１４】また上記シリンダ機構を移動台に設けたの
で、該移動台の移動距離の長さにかかわらず少数のシリ
ンダ機構で済み、例えば従来公報の固定ベッド側にピエ
ゾ素子を配置する場合のように移動距離の長さが長くな
るほどピエゾ素子の必要個数が増加するという問題はな
く、この従来例に比べて配置個数を少なくでき、もって
コストを低減できる。
【００１５】請求項２の発明では、上記一方の内壁に対
向するピストンに移動ラックを固定し、固定ベッドに該
移動ラックが噛合する固定ラックを固定したので、簡単
な構造で移動台のクランプ力を高めることができる。
【００１６】請求項３の発明では、固定ベッドに立設さ
れたプレートを、移動台の下面に配設された一対のピス
トンで挟持したので、案内面にクランプ力が作用するこ
とはなく、圧痕やクランプ力低下の問題を防止できると
ともに、移動距離の長さにかかわらず少数のシリンダ機
構で済む。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図５は、請求項
１，２の発明の一実施形態によるスラントベッド型旋盤
（工作機械）のクランプ装置を説明するための図であ
り、図１は右側方から見た心押台部分の側面図、図２は
クランプ装置の断面側面図、図３はクランプ装置の断面
平面図、図４は直動ベアリングの断面図、図５はスラン
トベッド型旋盤の概略斜視図である。
【００１８】図において、１はスラントベッド型旋盤で
あり、該旋盤１はスラント型のベッド２の右側に心押台
３を左右移動自在に配置し、左側に主軸台４を固定し、
該主軸台４と心押台３との間の奥側に工具台５を左右，
前後に移動可能に配置した概略構造のものである。上記
主軸台４にはワークを把持するチャック６が装着され、
上記心押台３には上記チャック６との間でワークを保持
する心押軸７が装着されている。この心押台３は、ベー
ス３ａ上に心押本体３ｂを搭載し、該心押本体３ｂに上
記心押軸７を進退可能に装着した構造のものである。
【００１９】上記工具台５には複数本の工具Ｋを保持す
るタレットヘッド８が回転自在に装着されており、該タ
レットヘッド８及び工具台５の内部に該タレットヘッド
８を所要の工具を選択的に使用可能なように割り出すタ
レット割り出し装置が設けられている。
【００２０】上記心押台３は直動ベアリング１０により
主軸方向に移動可能に案内支持されている。この直動ベ
アリング１０は、上記固定ベッド２の上面２ａに配設さ
れ、移動方向に平行に延びる２本のレール１１，１１
と、上記心押台３の下面に配設され上記各レール１１に
摺動自在に嵌装された４つのブロック１２とから構成さ
れている。
【００２１】上記各レール１１は横断面矩形状をなす棒
体であり、中央部に挿通されたボルト１５により固定ベ
ッド２に締め付け固定されている。また上記各ブロック
１２は横断面略逆凹字形状をなしており、上記レール１
１に対して多数のコロ１３を介在させて転接している。
この各ブロック１２はボルト１６，１６により上記心押
台３のベース３ａの下面の四隅に締め付け固定されてい
る。なお、上記コロ１３の代りにボールを介在させても
よい。
【００２２】上記心押台３と固定ベッド２との間にクラ
ンプ装置２０が配設されている。このクランプ装置２０
は、上記固定ベッド２の両レール１１，１１の間に凹設
された凹部２１内に配置された２組のシリンダ機構２４
と、該シリンダ機構２４によって係脱駆動されるラック
機構５０とを備えている。上記凹部２１は上記旋盤１の
右側方から見て、左, 右内壁２１ａ，２１ｂと底壁２１
ｃとからなり、固定ベッド２の左右全長に渡って形成さ
れている。
【００２３】上記シリンダ機構２４は、シリンダ部材２
７に形成されたシリンダ孔２７ｂ，２７ｂ内に第１，第
２ピストン２２，２３を交互に逆向きに進退自在に配設
し、該第１，第２ピストン２２，２３のロッド部２８ａ
をシリンダ孔２７ｂから外方に突出させた構造のもので
ある。上記シリンダ部材２７は、直方体状のシリンダ本
体２７ａにシリンダ孔２７ｂを貫通させて形成し、シリ
ンダ本体２７ａの両端面にそれぞれ蓋板２９，３０を複
数本のボルト３１により締結し、一方側の蓋板２９の開
口２９ａから上記ロッド部２８ａを突出したものであ
る。このシリンダ部材２７は上記心押台３のベース３ａ
の下面に複数本のボルト２５により締結固定されてい
る。また上記シリンダ孔２７ｂの内周面及び両端面，上
記蓋板２９の開口２９ａの内周面にはそれぞれオイルシ
ール３２が配設されている。
【００２４】上記各シリンダ孔２７ｂ内は第１，第２ピ
ストン２２，２３でそれぞれ第１，第２油圧室３４，３
５に画成されており、該第１油圧室３４内に供給された
油圧で第１，第２ピストン２２，２３が前進し、第２油
圧室３５に供給された油圧で後退するようになってい
る。上記第１，第２ピストン２２，２３は上記固定ベッ
ド２の上面２ａと平行でかつ心押台３の移動方向と直交
方向に進退移動するように配置されている。
【００２５】そして上記各第１ピストン２２は凹部２１
内の右内壁２１ｂに対向しており、各第２ピストン２３
は反対側の左内壁２１ａに対向している。このようにし
て第１，第２ピストン２２，２３は左, 右内壁２１ａ，
２１ｂに突っ張り合うように圧接し、その結果上記シリ
ンダ部材２７ひいては心押台３を所定位置に位置決め固
定するようになっている。
【００２６】上記各第１ピストン２２のロッド部２８ａ
には移動ラック３６が架け渡して配置され、ボルト３７
により締結固定されている。また上記凹部２１の右内壁
２１ｂには心押台３の移動量に対応した長さを有する固
定ラック３８が配設されている。この固定ラック３８は
上記右内壁２１ｂにボルト締め固定されたブラケット３
８ａにボルト３９により締結固定されており、該固定ラ
ック３８には上記移動ラック３６が噛合可能に対向して
いる。
【００２７】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。本実施形態の旋盤１では、心押台３を位置決め固定
し、主軸台４のチャック６と心押台３の心押軸７とでワ
ークを保持し、この状態でワークを回転させつつ工具Ｋ
で所定の加工が行なわれる。上記心押台３の位置決め固
定においては、まず上記心押台３の固定位置が決まる
と、上記第１，第２ピストン２２，２３が前進し、第１
ピストン２２に固定された移動ラック３６が固定ラック
３８に噛合するとともに、第２ピストン２３が凹部２１
の左内壁２１ａを押圧する。このようにしてシリンダ部
材２７、ひいては心押台３を位置決め固定する。
【００２８】このように本実施形態によれば、心押台３
の下面にシリンダ部材２７を固定し、該シリンダ部材２
７内に配設された第１，第２ピストン２２，２３により
固定ベッド２の凹部２１の左，右内壁２１ａ，２１ｂを
突っ張って上記心押台３を位置決め固定したので、クラ
ンプ力は固定ベッド２の左, 右内壁２１ａ，２１ｂに作
用するだけであり、直動ベアリング１０にクランプ力が
作用することはない。これによりレール１１やブロック
１２に圧痕が生じたり，クランプ力が低下したりするの
を防止できる。その結果、直動ベアリング１０の採用が
可能となり、摩擦抵抗を小さくできる。
【００２９】また上記第１，第２ピストン２２，２３を
保持するシリンダ部材２７を心押台３に固定したので、
該心押台３の移動距離にかかわらず少ない個数のピスト
ンを配置するだけで済み、従来公報のベース側にピエゾ
素子を配置する場合に比べて配置個数を低減でき、部品
コストを低減できる。
【００３０】本実施形態では、上記第１ピストン２２に
移動ラック３６を固定し、凹部２１の右内壁２１ｂに固
定ラック３８を固定したので、簡単な構造で心押台３の
クランプ力を高めることができ、加工中の振れをより確
実に防止できる。また第１，第２ピストン２２，２３を
交互逆向きに並列配置したので、固定ベッド２への突っ
張り力をバランスよく作用させることができ、また凹部
２１内で配置スペースを容易に確保することができる。
【００３１】図６は、請求項３の発明の一実施形態によ
るクランプ装置を説明するための図である。図中、図１
と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３２】本実施形態のクランプ装置４０は、固定ベ
ッド２の凹部２１内に心押台３の移動量に対応した長さ
を有する帯板状のプレート４１を配設するとともに、ボ
ルト４１ａにより固定し、心押台３の下面にハウジング
４３を固定し、該ハウジング４３内に上記プレート４１
を挟んで対向するように一対のパッド４２，４２を配設
し、ハウジング４３内に各パッド４２を油圧でもって押
圧するピストン４４，４４を配設して構成されている。
上記パッド４２は押圧が解除されると復帰ばね（不図
示）で復帰するようになっている。
【００３３】本実施形態によれば、固定ベッド２に固定
したプレート４１を、心押台３の下面に配置した一対の
ピストン４４，４４で挟持するようにしたので、クラン
プ力はプレート４１に作用するだけであり、直動ベアリ
ング１０に作用することはなく、この場合にも、上記実
施形態と略同様の効果が得られる。
【００３４】また上記クランプ装置４０には、例えば市
販の車両用ディスクブレーキ部品を使用することが可能
であり、コスト上昇を抑制できる。
【００３５】なお、上記実施形態では、旋盤の心押台を
クランプする場合を説明したが、本発明のクランプ装置
はこれに限られるものではなく、例えばふれ止め、移動
テーブル，パレット等をクランプする場合にも適用可能
である。
【００３６】また上記各実施形態では、心押台を直動ベ
アリングにより案内支持したが、本発明は、固定ベット
と心押台との摺動面同士を摺接させてなるすべり案内に
も適用できる。この場合にもすべり案内面にクランプ力
が作用することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２の発明の一実施形態によるスラン
トベッド型旋盤のクランプ装置を説明するための右側面
図である。
【図２】上記クランプ装置のアンクランプ状態を示す断
面側面図である。
【図３】上記クランプ装置のクランプ状態を示す断面平
面図である。
【図４】上記実施形態の直動ベアリングの断面図であ
る。
【図５】上記旋盤の概略斜視図である。
【図６】請求項３の発明の一実施形態によるクランプ装
置を示す右側面図である。
【図７】本発明の成立過程における課題を示す図であ
る。
【図８】従来の一般的なクランプ装置を示す図である。
【符号の説明】
１ スラントベッド型旋盤（工作機械） ２ 固定ベッド ２ａ 上面 ３ 心押台（移動台） １０ 直動ベアリング（案内） １１ レール １２ ブロック １３ コロ ２０，４０ クランプ装置 ２１ 凹部 ２１ａ，２１ｂ 左, 右内壁 ２２ 第１ピストン ２３ 第２ピストン ２４ クランプ機構 ３６ 移動ラック ３８ 固定ラック ４１ プレート ４４ ピストン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定ベッドの上面に移動台を移動可能に
    配設し、該移動台を固定ベッドに対して位置決め固定す
    るようにした工作機械のクランプ装置において、上記移
    動台を、上記固定ベッドとの間に配設され、上記移動方
    向に延びる案内により支持し、上記固定ベッドの上面に
    移動方向に延びる凹部を形成し、上記移動台の下面に、
    上記凹部内の左, 右内壁にそれぞれ対向するよう逆向き
    に配設された一対のピストンを有し、該各ピストンで上
    記両内壁を突っ張るように構成されたシリンダ機構を設
    けたことを特徴とする工作機械のクランプ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記一方の内壁に対
    向するピストンに移動ラックが固定されており、上記一
    方の内壁に固定ラックが上記移動ラックと噛合可能に対
    向するよう固定されていることを特徴とする工作機械の
    クランプ装置。
  3. 【請求項３】 固定ベッドの上面に移動台を移動可能に
    配設し、該移動台を固定ベッドに対して位置決め固定す
    るようにした工作機械のクランプ装置において、上記移
    動台を、上記固定ベッドとの間に配設され、上記移動方
    向に延びる案内により支持し、上記固定ベッドに移動方
    向に延びる帯板状のプレートを立設し、上記移動台の下
    面に、上記プレートを挟んで対向するよう配設された一
    対のピストンを有し、該各ピストンで上記プレートを挟
    持するように構成されたシリンダ機構を設けたことを特
    徴とする工作機械のクランプ装置。
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