JP2004074328A

JP2004074328A - インデックステーブルのクランプ装置

Info

Publication number: JP2004074328A
Application number: JP2002235855A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nitta; 新田　哲也
Original assignee: Tsudakoma Corp; Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: JP4222798B2

Abstract

【課題】インデックステーブルのクランプ時の内部応力による挟持される円板の破損を防止することである。
【解決手段】フレーム２と回転テーブル３とを含み、フレーム２で回転テーブル３を回転可能に支持するインデックステーブルにおいて、フレーム２に挿通され回転テーブル３の軸線方向に往復動可能な押圧部材１５と、押圧部材の駆動手段１９と、前記軸線方向に沿って配設されて互いに対向する複数の円板１６とを含み、複数の円板１６は回転テーブル３とフレーム２のいずれか一方に共に固定され、押圧部材１５は、円板１６の固定箇所から半径方向に離間する箇所で、複数の円板１６を挟んで前記回転テーブル３とフレーム２の他方と対向し、クランプ時には押圧部材１５は複数の円板１６を介して他方を押圧することを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械において、工作物を回転割り出しさせるインデックステーブルのクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインデックステーブルのクランプ装置としては、実用新案登録第２５７０６６５号公報に示すように、一枚の円板が回転テーブルのスピンドルに固定され、フレームに支持される押圧部材が、クランプ時には円板をフレームに押し付けるものがある。そして、クランプによって回転テーブルはフレームに対して回転不能となり、回転テーブル上の工作物（ワーク）は静止状態に維持される。
【０００３】
ところが、押圧部材が円板をフレームに押し付ける際に、円板がスピンドルの軸線方向に歪んで変形し、円板には内部応力が生じるため、円板が破損することがある。円板は、厚いほど内部応力が大きくなって破損しやすくなる傾向があるので、破損を防ぐには薄くすることが考えられる。しかし、薄くすると剛性が低下するので、切削力などの外力で円板が捻れて、回転テーブルがずれ、ワークの加工精度が悪くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情を考慮して開発されたもので、その目的は、クランプ時の内部応力による円板の破損を防止することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、フレームと回転テーブルとを含み、フレームで回転テーブルを回転可能に支持するインデックステーブルにおいて、フレームに挿通され回転テーブルの軸線方向に往復動可能な押圧部材と、押圧部材の駆動手段と、前記軸線方向に沿って配設されて互いに対向する複数の円板とを含み、複数の円板は回転テーブルとフレームのいずれか一方に共に固定され、押圧部材は、円板の固定箇所から半径方向に離間する箇所で、複数の円板を挟んで前記回転テーブルとフレームの他方と対向し、クランプ時には押圧部材は複数の円板を介して他方を押圧することを特徴とする。
【０００６】
押圧部材は、円板円周方向に沿うリング状であることが望ましいが、円周方向に複数配設したものでも良い。押圧部材の駆動手段は、押圧部材を往復動させるものであればよく、一例としては、押圧部材がピストンである場合の、シリンダ及び流体圧回路や、ソレノイドやモータ等の電動アクチュエータを用いての押圧部材を往復動するものや、押圧部材を手動で往復動させる増力機構が挙げられる。
【０００７】
「複数の円板は回転テーブルとフレームのいずれか一方に共に固定され」とは、複数の円板の固定部材が共通することを意味する。回転テーブルに固定する場合は、例えば円板の内側部分が固定箇所となり、それよりも外側部分に被押圧部を設ける。フレームに固定する場合は、例えば円板の外側部分が固定箇所となり、それよりも内側部分に被押圧部を設ける。
【０００８】
「前記軸線方向に沿って配設されて互いに対向する複数の円板」とは、軸線方向つまり厚み方向に重なり合う複数の円板や、厚み方向に間隔をあけて対向する複数の円板（ただし、固定箇所には円板の間にスペーサを介する）のことを意味する。押圧部材で押圧されたときに、厚み方向に間隔をあけてあれば、円板の固定箇所と押圧される箇所との間に隙間が形成されて円板同士干渉を防止できるので変形させやすくなり、円板の内部応力が小さくなると共に、円板の屈曲抵抗が小さくなるので、押圧部材は強く他方を押圧することができる。
【０００９】
複数の円板が厚み方向に間隔をあけて対向する場合に、押圧部材が他方と対向する箇所での円板間においては、部材が配設されておらずその間隔が空間となっている型式と、間隔を狭めるディスタンス部材が配設される型式がある。ディスタンス部材が配設されている型式では、クランプ時の押圧部材側の円板の変形量が小さくなり、内部応力がより小さくなると共に、円板の固定箇所と押圧される箇所との間の円板間に、クランプ時も空間が維持され、円板同士の干渉が防止できる。ディスタンス部材が配設される型式は、ディスタンス部材を取り付ける部材が、一方の円板である場合と、回転テーブルとフレームの他方（円板を固定してないもの）である場合に分かれる。
【００１０】
一方の円板である場合、ディスタンス部材の個数及び形状は限定されないが、形状の一例としてはリング状、円周方向に沿って配設される複数のブロック状、半球状等が挙げられる。回転テーブルとフレームの他方である場合、ディスタンス部材は、請求項２の発明のように第一板状部材であってもよい。即ち、請求項２の発明は、押圧部材が前記回転テーブルとフレームの他方と対向する箇所での円板間には、ディスタンス部材を配設し、該ディスタンス部材は前記の他方に支持される第一板状部材であって、クランプ時には押圧部材は複数の円板とディスタンス部材を介して他方を押圧することを特徴とする。ディスタンス部材は板状部材なので、クランプ時には押圧部材により円板を介して押圧されて軸線方向に変形し、隣接する円板を押圧することができる。更に、ディスタンス部材が他方の一部となることから、円板同士の間も他方にクランプされることになり、クランプ力が大きくなる。なお、第一板状部材は、剛性を高めるために、円板円周方向に沿うリング形状が望ましい。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１及び請求項２の発明の下位概念であって、前記の他方はフレームであり、フレームに第二板状部材が固定され、第二板状部材は前記半径方向に離間する箇所で、押圧部材と円板との間に配設され、クランプ時には押圧部材は第二板状部材を介して前記円板を押圧することを特徴とする。
【００１２】
このようにすれば、第二板状部材と円板間にも摩擦が生じて、他方によりクランプされると共に、クランプ開始時において、押圧部材が第二板状部材を介して、回転する円板と接することになる。従って、押圧部材と回転する円板とが接することによる押圧部材の摩耗を防止できる。なお、第二板状部材は、剛性を高めるため円板円周方向に沿うリング形状が望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
インデックステーブル１は図１に示すように、フレーム２に回転テーブル３をベアリング４を介して回転可能に支持し、フレーム２内にクランプ装置５を有するものである。
【００１４】
フレーム２は、回転テーブル３を挿通する孔が軸線方向に貫通する中空のフレーム本体６と、フレーム本体６の開口端の一方を塞ぐリヤカバー７とから構成され、リヤカバー７がフレーム本体６にボルト止めされる。
【００１５】
回転テーブル３は、テーブル９とスピンドル８とウォームホイール１０とを含む。回転テーブル３は、フレーム本体６内にベアリング４を介してスピンドル８が支持され、工作物を保持するテーブル９がスピンドル８の一端（リヤカバーとは反対側）に接続されてフレーム本体６の開口端の他端を塞ぎ、テーブル９がフレーム本体６から離して回転可能とされ、スピンドル８の中央部にウォームホイール１０がボルト止めされる。また、ウォームホイール１０にウォーム１１を噛み合わせ、スピンドル８の軸線に対して直角方向を中心にしてウォーム１１が、フレーム本体６に回転可能に支持されている。
【００１６】
ベアリング４は、フレーム本体６とスピンドル８との間に介し、内側部分がスピンドル８とウォームホイール１０の間に挟まれ、外側部分が抑え具１２とフレーム本体６に挟まれ、抑え具１２がフレーム本体６にボルト止めされる。これにより回転テーブル３は軸線方向に移動不能にフレーム本体６に支持される。
【００１７】
スピンドル８の両端部には、オイルシール１３，１４がフレーム２との間に介している。オイルシール１３，１４は、フレーム本体６又はリヤカバー７に嵌合しており、スピンドル８に接してベアリング４、ウォーム１１、ウォームホイール１０等の内部構造や、クランプ装置５内に切削油等が浸入することを阻止するものである。
【００１８】
本発明のクランプ装置５の第一実施例は図１に示すように、フレーム２内に押圧部材１５を回転テーブル３の軸線方向に往復動可能に挿通し、三枚の円板１６を重ね合わせてその内側部分を回転テーブル３のウォームホイール１０に固定し、外側部分を押圧部材１５に対向させて被押圧部分とし、被押圧部分を中心にして軸線方向の重なった円板１６の両側に円板１６と対向してフレーム２と押圧部材１５に一対のクランプ面１７，１８が形成され、クランプ時には押圧部材１５の後述の駆動手段１９によって押圧部材１５が移動し、一対のクランプ面１７，１８間に三枚の円板１６の被押圧部分を重ね合わせた状態で挟持する。
【００１９】
押圧部材１５は、リング状のピストンで、クランプ面１７を円板１６側に突出してある。そして、押圧部材の駆動手段１９は、押圧部材１５が移動するシリンダ２０をフレーム本体６とリヤカバー７とで形成し、押圧部材１５の内周面溝と外周面溝に嵌合したＯリング（符号省略）で気密を図っている。シリンダ２０内部と外部を繋ぐエアの通路２１をフレーム本体６にあけ、円板１６よりも外側に復帰スプリング２２を、フレーム本体６と押圧部材１５との間に収容してある。クランプ解除時には復帰スプリング２２でクランプ面１７を円板１６から離して保持し、クランプ時にはエアによって押圧部材１５を復帰スプリング２２に逆らって移動させ円板１６をクランプする。
【００２０】
重ね合わせた三枚の円板１６は、その中央部にあけた抜穴２３をスピンドル８に挿通し、内側部分をウォームホイール１０の段差面２４にボルト止めし、外側部分を被押圧部とする。
【００２１】
本発明のクランプ装置５の第一実施例の変形例は図２に示すように、二枚の円板１６の内側同士の間に環状のスペーサ２５を介した状態で回転テーブル３のウォームホイール１０にボルト止めして、二枚の円板１６を厚み方向に間隔をあけて対向させ、ディスタンス部材２６を一方の円板１６の外周に嵌合させて二枚の円板１６の外側部分（被押圧部分）同士の間に介在させ、円板間の半径方向の中間領域（スペーサ２５とディスタンス部材２６の間）に環状の空間２７を形成したことを特徴とする。
【００２２】
ディスタンス部材２６は、断面Ｌ字状のリングで、円板１６間に挟まれる部分と、一方の円板１６の外周に嵌合する部分とからなる。
【００２３】
このようにすれば、円板１６が押圧部材１５の押圧によって歪んで変形するときに、円板１６を二枚重ね合わせたものと比べて、空間２７がある分だけ円板１６同士が干渉せずに歪みやすくなるので、内部応力が小さくなると共に、クランプ時に押圧部材１５が円板１６を押圧する力が軽くてすむ。言い換えれば、強く円板を押圧する。また、二枚の円板１６は、ディスタンス部材２６を介して重なっているのでクランプ時における押圧部材１５側の円板１６の変形量は、第一実施例のように複数の円板が直接重なっている場合と同一となり、歪みによって生じる押圧部材１５側の円板１６の内部応力も、複数の円板を直接重ね合わせたときと、同等に維持される。
【００２４】
本発明のクランプ装置５の第二実施例は図３に示すように、二枚の円板１６を環状のスペーサ２５を介した状態で回転テーブル３にボルト止めし、円板間の半径方向の中間領域に環状の空間２７を形成した点は前述の変形例と同じである。異なる点は、フレーム本体６には円板１６よりも外側の箇所に、第一板状部材としてのディスタンス部材２６と第二板状部材２８をスペーサ２９を介してボルト止めし、ディスタンス部材２６及び第二板状部材２８をフレーム本体６からそれぞれ中心に向かって張り出させ、二枚の円板１６の外側部分（被押圧部分）同士の間にディスタンス部材２６の内周近傍部分を、円板１６から離して介在させ、押圧部材１５と円板１６の外側部分（被押圧部分）との間に、第二板状部材２８の内周近傍部分を円板１６から離して介在する点である。第二板状部材２８の内周近傍部分を押圧部材１５のクランプ面１７に対向させてあるので、そのクランプ面１７の摩耗が避けられる。
【００２５】
また、シリンダ２０がリヤカバー７のみにより形成される点や、復帰スプリング２２がない点も異なっており、第二板状部材２８の弾性力によってクランプ解除時に押圧部材１５を復動させる。
【００２６】
ディスタンス部材２６は、フレーム本体６に固定されてフレーム本体６と一体化されており、円板１６間で挟持されることにより円板１６をクランプして回転テーブル３をクランプするので、回転テーブル３はより強くクランプされる。第二板状部材２８もフレーム本体６に固定されてフレーム本体６と一体化されており、円板１６と押圧部材１５間で挟持されることにより、回転テーブル３は更に強くクランプされる。ディスタンス部材２６及び第二板状部材２８は、剛性を高めるため何れもリング形状をなすのが望ましく、しかも、いずれも円板１６と離れていることが、クランプ解除時に回転する円板１６に擦れることがないので望ましい。また、ディスタンス部材２６が、円板１６同士の間に介在することによって、クランプ時の押圧部材１５側の円板１６の歪み量を小さくする。
【００２７】
本発明のクランプ装置５の第三実施例は図４に示すように、おおまかに言えば、第二実施例の押圧部材１５、押圧部材の駆動手段１９及び第二板状部材２８を、ディスタンス部材２６を中心にして軸線方向に対称的に設けたものである。より詳細に言えば、図中、右側に設ける押圧部材の駆動手段１９は、フレーム本体６にシリンダブロック３０をボルト止めし、シリンダブロック３０に押圧部材１５を往復動可能に収容してシリンダ２０を形成し、エアの通路２１を分岐しエアをそれぞれのシリンダ２０内に導き、また、対称的に設けた第二板状部材２８を、同じく対称的に設けた押圧部材１５のクランプ面１７，１８にそれぞれ対向させ、第二板状部材２８とディスタンス部材２６をスペーサ２９を介してシリンダブロック３０にボルト止めしてある。複数の円板１６が回転テーブル３とフレーム２の一方である回転テーブル３に固定され、クランプ時には、図中、左側の押圧部材１５が、隣接する第二板状部材２８とディスタンス部材２６と２つの円板１６とを介して右側の第二板状部材２８を押圧する。右側の第二板状部材２８は、フレーム２に固定されており、従って、左側の押圧部材１５に対しては、右側の第二板状部材２８は、回転テーブル３とフレーム２の他方であるフレーム２を構成するものであり、同様に、右側の押圧部材１５に対しては、左側の第二板状部材２８は、フレーム２を構成するものである。クランプ時、一方の押圧部材１５はディスタンス部材２６、円板１６、及び第二板状部材２８を介して他方の押圧部材１５を押圧し、他方の押圧部材１５も同様に一方の押圧部材１５を押圧し、押圧部材１５同士は互いに押圧する。従って、ディスタンス部材２６は、２つの押圧部材１５の押圧力の差に応じて、押圧力の弱い方に変位することにより、両側からの押圧力が均衡される。従って、２つの押圧部材１５の押圧力を、ほぼ同一とすることによりディスタンス部材２６の変位量は、極めて小さくなり、両円板１６の変位量を小さくすることができる。（第二実施例では、クランプ時、ディスタンス部材２６と円板１６間の隙間の分だけ、押圧部材１５側の円板１６の変位量が、フレーム側の円板１６よりも大きくなる。）よって、２つの押圧部材１５によって回転テーブル３はクランプされると共に、各円板１６の変位量が小さくなり、変形に伴う内部応力をより小さくすることができる。
【００２８】
本発明のクランプ装置５の第四実施例は図５に示すように、第一実施例と相違する点は、円板１６に外径、内径ともに一回り大きなものを用い、円板１６の外側部分をフレーム２（フレーム本体６）に固定し、円板１６の内側部分を被押圧部分とし、一対のクランプ面１７，１８を、押圧部材１５と回転テーブル３（ウォームホイール１０）に形成した点である。これにより複数の円板１６がフレーム２に固定され、押圧部材１５は複数の円板１６を介して回転テーブル３を押圧する。また、複数の円板１６は、回転中心から離れた箇所（即ち大径部）で固定されるので、円板１６の固定部分がクランプ力により破損する事故を避けることができると共に、円板１６を堅固にフレーム２に固定することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、複数の円板が１つの挟持部材間に挟まってクランプされるので、一枚の円板をクランプする従来品と比べて、各円板の厚みを薄くしても、複数の円板全体での剛性が外力に対する捻れ防止に充分なレベルに確保されていれば、加工時の回転テーブルのずれが防げる。従って、円板を薄くすることによってクランプ時の変形の際の内部応力が小さくなり、クランプ時の内部応力による円板の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インデックステーブルのクランプ装置の第一実施例を示す断面図である。
【図２】クランプ装置の第一実施例の変形例を示す断面図である。
【図３】クランプ装置の第二実施例を示す断面図である。
【図４】クランプ装置の第三実施例を示す断面図である。
【図５】クランプ装置の第四実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
２　フレーム
３　回転テーブル
５　クランプ装置
１５　押圧部材
１６　円板
１９　押圧部材の駆動手段
２６　ディスタンス部材
２８　第二板状部材

Claims

フレーム（２）と回転テーブル（３）とを含み、フレーム（２）で回転テーブル（３）を回転可能に支持するインデックステーブルにおいて、
フレーム（２）に挿通され回転テーブル（３）の軸線方向に往復動可能な押圧部材（１５）と、押圧部材の駆動手段（１９）と、前記軸線方向に沿って配設されて互いに対向する複数の円板（１６）とを含み、
複数の円板（１６）は回転テーブル（３）とフレーム（２）のいずれか一方に共に固定され、
押圧部材（１５）は、円板（１６）の固定箇所から半径方向に離間する箇所で、複数の円板（１６）を挟んで前記回転テーブル（３）とフレーム（２）の他方と対向し、
クランプ時には押圧部材（１５）は複数の円板（１６）を介して他方を押圧することを特徴とするインデックステーブルのクランプ装置。
押圧部材（１５）が前記回転テーブル（３）とフレーム（２）の他方と対向する箇所での円板（１６）間には、ディスタンス部材（２６）を配設し、該ディスタンス部材（２６）は前記回転テーブル（３）とフレーム（２）の他方に支持される第一板状部材であって、クランプ時には押圧部材（１５）は複数の円板（１６）とディスタンス部材（２６）を介して他方を押圧することを特徴とする請求項１記載のインデックステーブルのクランプ装置。
前記の他方はフレーム（２）であり、フレーム（２）に第二板状部材（２８）が固定され、第二板状部材（２８）は前記半径方向に離間する箇所で、押圧部材（１５）と円板（１６）との間に配設され、クランプ時には押圧部材（１５）は第二板状部材（２８）を介して前記円板（１６）を押圧することを特徴とする請求項１又は２記載のインデックステーブルのクランプ装置。