JP2006088269A

JP2006088269A - ワーククランプ装置

Info

Publication number: JP2006088269A
Application number: JP2004276753A
Authority: JP
Inventors: Seiji Suzuki; 政治鈴木
Original assignee: Makino J Co Ltd
Current assignee: Makino J Co Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】ワークの固定によるワーク保持位置の狂いやワークの歪みを生じさせることのないワーククランプ装置を提供する。
【解決手段】クランプアーム１３の第１端部１５には略半球面状の受容孔すなわち凹部２７が形成され、さらにクランプヘッド１９には略半球面状の受容孔すなわち凹部２９が形成される。一方連結部材２３は、クランプアーム１３の凹部２７と相補的な球面形状を備えて凹部２７に枢支される凸部すなわちアーム側端部３１と、クランプヘッド１９の凹部２９と相補的な球面形状を備えて凹部２９に枢支される凸部すなわちヘッド側端部３３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械のテーブル、パレット、イケール、治具プレート等のワーク取付部に加工すべき被加工物を押圧して固定するワーククランプ装置に関する。

工作機械において加工すべき被加工物すなわちワークを所定位置に固定するワーククランプ装置には種々のものがあるが、例えば図４に示すような、アーム駆動機構５３、該駆動機構に一端が取付けられたクランプアーム５５、及びクランプアーム５５の他端に取付けられたクランプ棒５７を有するスイング式ワーククランプ装置５１が知られている。

また特許文献１には、クランプアームの傾斜の影響を排除することを目的としたワーククランプ装置が開示されている。この装置は、クランプアーム下部に球面状の凹面及び凸面をそれぞれ備えた２つの部材を設けることにより、アームの傾斜を吸収してクランプパッドの軸線にずれが生じないようにしたものである。

実用新案登録第２５６４２３０号公報

図５に誇張して示すように、従来のワーククランプ装置を用いてワークＷを押圧して固定する場合、クランプ力によってクランプアーム５５に僅かではあるが撓みが生じる。このため、アーム５５の先端にあるクランプ棒５７は図面右側に僅かに変位しようとする。従ってワークＷは、クランプ棒５７によってその変位方向に引き摺られることになり、ワークＷの保持位置の狂いや、さらに図示しないが２つのクランプ棒を例えばワークＷの互いに反対側で用いる場合はワークＷに引張り応力又は圧縮応力による歪みが生じ、加工精度の低下につながる虞がある。

また、特許文献１に記載のワーククランプ装置は、アームの傾斜によるクランプパッドの軸線の傾斜を防止することができるので、アームとパッドとの接触部位の位置が変わらずにアームの傾斜だけが変化する場合には有効であると考えられる。しかし、図４及び図５に示すようなワーククランプ装置の場合は、アームの撓みによってアームとパッド又は連結棒との接続部位がアーム駆動機構側に変位してパッド自体を変位させようとする力が働くので、アームとパッドとの間だけを摺動可能にしただけでは、上述のワークに対する連結棒の「引き摺り作用」を完全には排除できない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの押圧固定によるワーク保持位置の狂いやワークの歪みを生じさせることのないワーククランプ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、工作機械のワーク取付部に加工すべき被加工物を押圧して固定するワーククランプ装置において、前記被加工物に当接し押圧するためのクランプヘッドと、前記クランプヘッドを前記被加工物に対して押圧及び押圧解除可能に設けたクランプアームと、前記クランプアームと前記クランプヘッドとの間に設けられ、前記クランプアーム及び前記クランプヘッドの双方に対して任意の方向に旋回可能に連結される連結部材と、を具備するワーククランプ装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーククランプ装置において、前記連結部材を前記クランプアーム及び前記クランプヘッドの適所に保持するための線状部材をさらに有し、前記線状部材は前記連結部材に設けられた貫通孔を通って延び、前記線状部材の両端は前記クランプアーム及び前記クランプヘッドに固定されるワーククランプ装置を提供する。

連結部材がクランプアーム及びクランプヘッドの双方に対して任意の方向に旋回可能に連結されているので、クランプアームによりクランプヘッドを押圧したとき、クランプアームが変形しても、連結部材が前後左右、回転方向の変位を吸収し、クランプヘッドが変位することなくワークに対して所定のクランプ力を付与することができる。そして、連結部材の貫通孔を通って線状部材が設けられ、その線状部材の両端はクランプアーム及びクランプヘッドに固定されているので、ワークを垂直面や傾斜面に固定するためワーククランプ装置を傾けて使用する場合、この線状部材によって連結部材及びクランプヘッドの重力による傾斜あるいは脱落を防止できる。

本発明に係るワーククランプ装置によれば、クランプによってワークに歪みを生じさせずにワークを所定位置に、所定のクランプ力で固定することができる。また、クランプ力不足で加工中にワークの位置が変位することもない。従って、ワークの加工精度が向上する。特に剛性の低いワークでも所定のクランプ力で確実に固定することができ、精度良く加工ができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るスイングクランプ式のワーククランプ装置１１の概略図である。ワーククランプ装置１１は、第１端部１５及び第２端部１７を備えたクランプアーム１３と、クランプ座すなわちクランプヘッド１９と、被加工物すなわちワークＷを載置する治具プレート２１と、クランプアーム１３の第１端部１５とクランプヘッド１９とを連結する連結部材２３とを有する。クランプアーム１３の第２端部１７は、アーム駆動機構２５に接続される。アーム駆動機構２５は、図３（ａ）〜（ｃ）における上下方向にクランプアーム１３を上下動させることができるとともに、その上下動方向に沿う直線を中心としてクランプアーム１３を旋回させることもできる。従って、ワークＷを加工するときは、先ず図３（ａ）の状態（すなわちクランプアーム１３がワークＷからいくらか離れた位置に旋回している状態）でワークＷを治具プレート２１上の所定位置に配置し、次にアーム駆動機構２５が、クランプヘッド１９がワークＷ上の所定位置に達するまでクランプアーム１３を旋回させ（図３（ｂ））、最後にアーム駆動機構２５がクランプアーム１３の第２端部１７を下方に引き下げて、それによりクランプヘッド１９がワークＷに当接して所定のクランプ力を生じさせてワークＷを固定する（図３（ｃ））。

図１は、図３における連結部材２３付近の拡大断面図である。図示するように、連結部材２３の両端部は、それぞれクランプアーム１３及びクランプヘッド１９に枢結される。より詳細には、クランプアーム１３の第１端部１５には略半球面状の受容孔すなわち凹部２７が形成され、さらにクランプヘッド１９には略半球面状の受容孔すなわち凹部２９が形成される。一方連結部材２３は、クランプアーム１３の凹部２７と相補的な球面形状を備えて凹部２７に枢支される凸部すなわちアーム側端部３１と、クランプヘッド１９の凹部２９と相補的な球面形状を備えて凹部２９に枢支される凸部すなわちヘッド側端部３３とを有する。従って、連結部材２３は、クランプアーム１３及びクランプヘッド１９の双方に対して任意の方向に旋回可能である。このような構造によれば、図２に示すように、クランプアーム１３がクランプ力によって撓みを生じた場合に、クランプアーム１３の第１端部１５が図面右側すなわちアーム駆動機構側に変位することによって連結部材２３のアーム側端部３１も図面右側に変位させられても、生じる変化は連結部材２３がいくらか傾斜することだけであり、ワークＷに当接するクランプヘッド１９の位置及び傾きは変化しない。従ってクランプヘッド１９は、ワークＷに対してワークＷが治具プレート２１上を摺動するような力を加えることはなく、ワークＷの安定した固定状態を維持することができる。

また図１に示すように、好ましくは、連結部材２３は線状部材３５によってクランプアーム１３及びクランプヘッド１９に接続される。連結部材２３は、アーム側端部３１の先端からヘッド側端部３３の先端まで略直線状に連結部材２３を貫通する貫通孔３７を有し、線状部材３５は貫通孔３７を通り、線状部材３５の両端はクランプアーム１３及びクランプヘッド１９の凹部２７及び２９にそれぞれ接続される。線状部材３５により、連結部材２３はクランプアーム１３及びクランプヘッド１９に対して適所に維持される。また線状部材３５を用いたこのような構成は、垂直な治具プレートに対してワークを把持する場合（すなわち図３を９０°回転させた状態）において特に有効であり、すなわち連結部材２３が下方に垂れることを防止し、連結部材２３を常に最適な状態に維持することができる。

線状部材３５の両端の各凹部２７及び２９への接続は、クランプアーム１３及びクランプヘッド１９に対する連結部材２３の旋回を妨げない限りにおいてどのような方法であってもよい。例えば図示するように、線状部材３５の直径よりいくらか大きい直径の穴３９及び４１を凹部２７及び２９にそれぞれ設けて、穴３９及び４１に適合する形状のブッシュ４３及び４５に線状部材３５の両端を予め固定しておき、ブッシュ４３及び４５をそれぞれ穴３９及び４１内に挿入し固定してもよい。

上述のように、連結部材２３の端部３１及び３３はそれぞれクランプアーム１３及びクランプヘッド１９の凹部２７及び２９に対してアームの撓みに応じて摺動可能でなければならないので、連結部材２３の貫通孔３７は、上記摺動による連結部材２３の傾斜によって線状部材３５にせん断力が作用しないように、全体的に大きい直径を有するように形成されるか、あるいは図１に示すように両端においてラッパ状に拡径していることが好ましい。貫通孔３７の両端をどの程度拡径させればよいかは、実際のクランプアーム１３の撓みによる連結部材２３の傾斜の程度に基づいて定める。

線状部材３５は、クランプアーム１３の撓みによって連結部材２３が傾斜したときに弾性変形域内で変形する限りにおいて、いかなる材質及び構成であってもよく、例えば、ピアノ線のような弾性のある鋼線が好ましい。

本実施形態は、スイングクランプ式の装置として説明されているが、トークランプ装置等の他の方式のクランプ装置であってもよい。また本実施形態は、クランプアーム側及びクランプヘッド側に凹部を形成し、連結部材側にそれらに対応する凸部を形成する構造を有するが、その逆、すなわちクランプアーム側及びクランプヘッド側に凸部を形成し、連結部材側にそれらに対応する凹部を形成する構造であってもよいし、連結部材のいずれか一方が凸部を有し他方が凹部を有する構造であっても勿論よい。

本発明のワーククランプ装置の連結部材付近の拡大断面図である。図１において、クランプアームに撓みが生じたときの状態を示す断面図である。（ａ）本発明に係るワーククランプ装置の概略図であって、クランプアームがワークから離れた位置に旋回している状態を示す図であり、（ｂ）クランプアームがワーク側に旋回した状態を示す図であり、（ｃ）クランプアームが下方に引き下げられて、クランプヘッドがワークに当接した状態を示す図である。従来のワーククランプ装置の概略図である。図４において、クランプアームに撓みが生じたときの概略図である。

符号の説明

１１ワーククランプ装置
１３クランプアーム
１９クランプヘッド
２３連結部材
３５線状部材
Ｗワーク

Claims

工作機械のワーク取付部に加工すべき被加工物を押圧して固定するワーククランプ装置において、
前記被加工物に当接し押圧するためのクランプヘッドと、
前記クランプヘッドを前記被加工物に対して押圧及び押圧解除可能に設けたクランプアームと、
前記クランプアームと前記クランプヘッドとの間に設けられ、前記クランプアーム及び前記クランプヘッドの双方に対して任意の方向に旋回可能に連結される連結部材と、
を具備することを特徴としたワーククランプ装置。
前記連結部材を前記クランプアーム及び前記クランプヘッドの適所に保持するための線状部材をさらに有し、前記線状部材は前記連結部材に設けられた貫通孔を通って延び、前記線状部材の両端は前記クランプアーム及び前記クランプヘッドに固定される請求項１に記載のワーククランプ装置。