JP2001277074A - 工作用割出しテーブルのクランプ構造 - Google Patents

工作用割出しテーブルのクランプ構造

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Abstract

(57)【要約】 【目的】加工物の割出し作業に使用される工作用割出し
テーブルのクランプ構造に関するもので、クランプを確
実なものにすべく大きなクランプ力が得られる割出しテ
ーブルのクランプ構造を提供することを目的とする。 【構成】ボディと、該ボディに軸承され回転するテーブ
ル回転体からなり、該テーブル回転体の一部をなす薄肉
状のクランププレートがボディの軸方向へ移動するピス
トンによって弾性変形しボディに押圧され前記テーブル
回転体の回転を阻止する工作用割出しテーブルにおい
て、前記クランププレートが半径方向の中央部分に変形
部を備えると共にピストンによって押圧される外方部分
に係止部を備えている割出しテーブルのクランプ構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工物の割出し作業に
使用される工作用割出しテーブルのクランプ構造に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】割出しテーブルのクランプ構造として
は、その構造が簡単でありクランプ力が大きいことか
ら、ディスクプレートを用いた方式がその一つとして使
用されてきている。本出願人も特開平4―105832
号公報に示すようにその改良を行なっており、大きなク
ランプ力を得るためにクランププレートの両面でクラン
プする構造となしたものであった。
【0003】ここで割出しテーブルにおけるクランプの
機能を見直してみると、次のことに気付いたのである。
まず第一に、割出しテーブルのクランプは、完全に停止
しているディスクプレートの回転を阻止すること、第二
に、任意の回転位置でクランプできることの二つであっ
て、一般に思い浮かべる車などのディスクブレーキの機
能とは全く異なるものである。即ち、割出しテーブルの
クランプは、制動機(動いているものを止める装置)で
はなく、止まっているものを外力に抗してその状態に保
持する装置、制静機とでも言える装置なのである。しか
し、割出しテーブルに用いられるディスクプレートの形
状は、車などのディスクブレーキに用いられるディスク
プレートとほぼ同一の形状である薄肉円盤になされてい
たのであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したご
とく割出しテーブルに必要なクランプの機能を見直し、
特にクランププレートの機能に最適な構造となして、ク
ランプを確実なものにすべく大きなクランプ力が得られ
る割出しテーブルのクランプ構造を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボディと、該
ボディに軸承され回転するテーブル回転体からなり、該
テーブル回転体の一部をなす薄肉状のクランププレート
がボディの軸方向へ移動するピストンによって弾性変形
しボディに押圧され前記テーブル回転体の回転を阻止す
る工作用割出しテーブルにおいて、前記クランププレー
トが半径方向の中央部分に変形部を備えると共にピスト
ンによって押圧される外方部分に係止部を備えているこ
とにあります。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の割出しテーブル
の回転軸に沿う断面図である。図に示すようにボディ1
に軸承され回転するテーブル回転体は、テーブル3、ス
ピンドル4、ウオームホイール5の主要部品から構成さ
れ、ウオーム6によって回転力を与えられている。テー
ブル回転体2の一部をなすクランププレート7は、薄肉
円盤状に形成されてスピンドル4の下方に複数のボルト
で固着されている。この外方部分の上方にボディ1の端
面部8が位置し、下方にはスピンドル4の軸方向へ移動
するピストン9が配設されている。このピストン9の軸
方向上方への移動によるピストン軸力によって、クラン
ププレート7の外方部分は、ボディ1の端面部8に押圧
され、その回動が阻止される構造になされている。これ
によって、任意の回転位置に停止されたテーブル3は、
その回動を完全に止められ、テーブル3上にセットされ
た加工物の加工が行なわれる。一方、テーブル回転体2
の回転が自在なアンクランプ時には、ピストンをその弾
性効果によって復帰させるスプリング手段が作用してお
り、低コスト、省スペースに貢献している。このスプリ
ング手段は、板バネ、コイルバネ、皿バネ、ゴム板など
が使用される。図1に示すスプリング手段は板バネ14
を使用した例である。
【0007】図2は図1のA部を示す部分断面図であ
る。クランププレート7は、テーブル3が回動する状態
(アンクランプ時)には、ボディ1の端面部8との間に
0.05mm程度の隙間Sが設けられており、スピンドル4か
ら水平方向である外方へ伸延している。また、ピストン
10との間は、0.3mm程度の隙間kが設けられ、クラン
ププレート7は、スピンドル4と共に抵抗を受けること
なく回動することができる。一方、テーブル3の回動を
阻止する状態(クランプ時)には、クランププレート7
はその外方部分をピストン9の押圧面10によって押さ
えられ、クランププレート7の半径方向の中央部分は、
上方へ向けて弾性変形し、外方部分がボディ1の端面部
8に接触し、外方部分に設けられた係止部11によって
回動を阻止される。この際、円盤状のクランププレート
7は、内周部分をスピンドル4に固着されているために
図3のAに示す如く傘状に変形することになる。この時
クランププレート7を0.05mm弾性変形させる力Pと変形
量δの関係は 変形量;δ=0.05=(α×P×a)/(E×t) α;aとbの比にかかわる定数 P;変形に必要な力 E;ヤング率 t;板厚 となり、力Pは P=(δ×E×t)/(α×a) となる。(変形を示す模式図として図3のBを参照)こ
こでヤング率(クランププレートの材質が同一)および
板厚が同一であれば弾性変形させる力と変形量の関係
は、a寸法とb寸法によって自ずと決まってくる。しか
し、E、t、a、bが決められたクランププレートにお
いて、クランププレート7の弾性変形に要する力Pを減
少させるためには、クランププレート7の変形量が大き
い半径方向の中央部分に変形部12を備えることが有効
となる。即ち、この変形部12は、断面二次モーメント
Iを小さくするものであり、変形部12を備えることに
より前述の式は P=η×(δ×E×t)/(α×a) η・・・変形部の半径方向断面二次モーメントの低下に
よる係数(0<η<1)と考えると、断面二次モーメン
トを小さくすることにより係数ηを小さくし弾性変形に
要する力Pを減少させることができる。また、外方部分
には係止部が設けてあり、摩擦面を傷つけないために油
潤滑の状態でのテストの結果では係止部を設けない従来
のクランププレートの摩擦係数が0.1程度であったもの
に比べ、約1.5〜2倍の0.15〜0.2に上昇した。
【0008】図4は、テストに供した円盤状のクランプ
プレート7の正面図であり、その半径方向の中央部分
は、変形部12に形成され複数の穴が設けられている。
内周部分は、クランププレート7をスピンドル4に取り
付けるためのボルト穴13が設けられており、外方部分
をピストン9によって押さえられるため中央部分に変形
部位を設けることは変形量の観点から非常に有効であ
る。即ち、中央部分の断面二次モーメントを減少させて
変形量を大きくし、ピストン9の作用力を効率よく活用
するのである。一方、外方部分は円周の複数箇所を切除
して切欠きを設ける係止部11となして、端面部8とピ
ストン9とによる挟み込み時の僅かな食い込み作用を与
えようとするものである。
【0009】クランププレートの変形に要する力を小さ
くする工夫のひとつとして前述したように断面二次モー
メントを小さくする方法に加え、さらに、クランププレ
ートの変形する形態を変える方法によっても可能であ
る。クランププレートを押し付ける際クランププレート
の変形の態様として図5は、前述のような外方部分の全
周を押し付けて傘状に変形させるのではなくクランププ
レート7をかまぼこ状に変形させるべく、ピストン9の
押圧面10を相対向する2個所の部分に設けることによ
って、クランププレート7の変形に要する力を軽減し、
ピストン9の作用力を端面部8へさらに有効に作用させ
ることができる。同様な変形を得るクランププレートの
他の例として図6、図7を示す。図6のクランププレー
トは、図4のクランププレートの変形の態様であり、係
止部11の切欠きを円周方向に一定幅のV寸法で半径方
向に長くし、それを多数設けたものである。これによっ
て変形部12は自ずと幅狭になり、変形を容易にするこ
とができる。
【0010】図7のクランププレートは、図5に示した
かまぼこ状の変形に対応した形状のものであり、S点も
しくはT点のそれぞれ相対向する2個所の部位に変形に
要する力Wを作用させることになる。また、傘状・かま
ぼこ状の変形に比べ、単なる片持梁の変形と成すことに
よりさらに変形に要する力を小さくすることができる。
図8のAに示すクランププレート7の相対応する二個所
を0.05mm変形させるに要する力Fは F=(δ×E×b×a)/(4×L) F;変形に必要な力 δ;変形量 E;ヤング率 b;幅 a;板厚 L;長さ となり(変形を示す模式図として図8のBを参照)、こ
れを傘状の変形に要する力と比較するとはるかに少ない
力で同じ変形を可能にする。尚、押圧面10は、2個所
に限らず、作用力との関係で数箇所設けてもよい。
【0011】
【他の実施例】クランププレートの中央部分における変
形部の他の例としては、図9に示す如く中央部を薄くし
て変形部12の断面二次モーメントを小さくしてもよ
い。係止部の他の実施例としては、外方にスパイク状の
突起を設けたり、放射方向の溝を設けることによって効
果が増長される。
【0012】
【発明の効果】請求項1によると、クランププレートの
必要な機能に応じて各部分を明確に分けることによっ
て、小さな押圧力で極めて大きなクランプ力を得ること
ができる。請求項2によると、薄肉円盤状に形成されボ
ディの軸方向へ向けて傘状の変形をする構成になされて
いることから、剛性に富んだ強靭なクランププレートを
得ることができる。請求項3によると、クランププレー
トが、中心部を一体に形成すると共に変形部を半径方向
へ向けて放射状に形成されボディの軸方向へ向けて片持
ち梁状の変形をする構成になされていることから、より
小さな押圧力で大きなクランプ力を得ることができる。
請求項4によると、変形部に複数の穴が形成されている
ことから、非常に簡単な構造にもかかわらず、クランプ
効率の大きい、しかもコスト性に優れたクランププレー
トを得ることができる。請求項5によると、係止部が、
食い込み作用を与える切欠きに形成されていることか
ら、ボディの端面部とピストンとの両面における抵抗
が、単なる摩擦ではなく食い込みによる引っ掛かりによ
って、せん断力に近い極めて大きな値として作用し、テ
ーブルに働く大きな外力に対処できる。請求項6による
と、ピストンの押圧部が一部削除されていることから、
クランププレートが変形し易い状態に押さえることがで
き、クランププレートの変形に要する力を小さくでき
る。これによって、ピストンの作用力を効率よくクラン
プに活用できる。請求項7によると、ピストンが、アン
クランプ時弾性効果によって復帰させられるスプリング
手段を備えていることから、単動ピストンでよく、コス
トの削減、省スペース化が可能になる。
【0013】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の割出しテーブルの回転軸芯に沿う断面
図。
【図2】図1に示すA部の部分拡大図。
【図3】クランププレートの変形状態を示すテーブルの
回転軸芯に沿う断面図と、模式図
【図4】クランププレートの正面図。
【図5】かまぼこ状の変形の形態を示す模式図。
【図6】他の実施例を示すクランププレートの正面図。
【図7】他の実施例を示すクランププレートの正面図。
【図8】他の実施例を示すクランププレートの正面図
と、変形状態を示す模式図。
【図9】他の実施例を示すクランププレートのテーブル
の回転軸芯に沿う断面図。
【符号の説明】
1 ボディ 2 テーブル回転体 7 クランププレート(ディスクプレート) 8 端面部 9 ピストン 10 押圧面 11 係止部 12 変形部 13 穴 14 バネ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 義仁 広島県府中市元町77番地の1 株式会社北 川鉄工所内 Fターム(参考) 3C028 GG00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボディと、該ボディに軸承され回転する
    テーブル回転体からなり、該テーブル回転体の一部をな
    す薄肉状のクランププレートがボディの軸方向へ移動す
    るピストンによって弾性変形しボディに押圧され前記テ
    ーブル回転体の回転を阻止する工作用割出しテーブルに
    おいて、前記クランププレートが半径方向の中央部分に
    変形部を備えると共にピストンによって押圧される外方
    部分に係止部を備えていることを特徴とする工作用割出
    しテーブルのクランプ構造。
  2. 【請求項2】前記クランププレートが、中空の薄肉円盤
    状に形成されボディの軸方向へ向けて傘状の変形をする
    構成になされている請求項1記載の工作用割出しテーブ
    ルのクランプ構造。
  3. 【請求項3】前記クランププレートが、中心部を一体に
    形成すると共に変形部を半径方向へ向けて放射状に形成
    されボディの軸方向へ向けて片持ち梁状の変形をする構
    成になされている請求項1記載の工作用割出しテーブル
    のクランプ構造。
  4. 【請求項4】前記変形部が、複数の穴に形成されている
    請求項1記載の工作用割出しテーブルのクランプ構造。
  5. 【請求項5】前記係止部が、食い込み作用を与える切欠
    きに形成されている請求項1記載の工作用割出しテーブ
    ルのクランプ構造。
  6. 【請求項6】前記ピストンが、クランププレートを押圧
    する円盤状の押圧部を一部削除して形成されている請求
    項1記載の工作用割出しテーブルのクランプ構造。
  7. 【請求項7】前記ピストンが、アンクランプ時弾性効果
    によって復帰させられるスプリング手段を備えている請
    求項1記載の工作用割出しテーブルのクランプ構造。
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