JP2017205832A - ワーククランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クーラント液によって作動するワーククランプ装置を提供する。【解決手段】複数の工具を着脱可能に取り付けた刃物台１４の旋回割出しにより、使用する工具の選択が行われるタレット装置１３の刃物台１４に対し着脱可能なものであって、刃物台１４に対して着脱可能な本体ブロック２１と、本体ブロック２１に対してワークを把持できるように組み付けられたクランプ部材２２と、クランプ部材２２を作動させるために本体ブロック２１内に形成されたシリンダ部２４とを有し、シリンダ部２４は、タレット装置１３に形成された流路３１を通って供給及び排出されるクーラント液によって作動するワーククランプ装置２０。【選択図】図３

Description

本発明は、タレット装置に対して着脱可能であって、特にクーラント液によって作動するワーククランプ装置に関する。

工作機械の中にはタレット装置を備えたタレット旋盤があるが、そうしたタレット旋盤は、刃物台に対して複数の工具が取り付けられ、その刃物台を回転させることにより加工に使用する工具の旋回割出しが行われる。また、タレット旋盤には、工具の他にもワーククランプ装置を着脱可能にした構成のものがある。そのワーククランプ装置は、例えば、揺動可能な一対のクランプレバーが駆動手段の出力を受けて開閉するように構成されており、その駆動手段は、油圧シリンダなどのクランプ用アクチュエータがタレット装置に取り付けられる。そして、こうしたタレット旋盤で主軸チャックとワークの受け渡しが行われる場合には、タレット装置によってワーククランプ装置の旋回割出しが行われ、クランプ用アクチュエータの出力によってクランクレバーが開閉することでワークのクランプ及びアンクランプが行われる。

特開平１１−１５６６１２号公報

しかし、従来のワーククランプ装置は、駆動手段としてクランプ用アクチュエータが必要であったため、構造が複雑になるほか、そのクランプ用アクチュエータの後付けが困難でもあった。例えば、タレット装置には、クーラント液を工具側へ送るための継手部材が予め備えられているため、駆動手段はそれを避けるようにして取り付けなければならない。従って、駆動手段の出力をワーククランプ装置へ直接作用させることができず、オフセット位置の出力を出力伝達部材を介して作用させることとなる。また、クランプ用アクチュエータとして油圧シリンダを使用するような場合には、作動油の供給及び排出を行うための油圧ホースや、シリンダスイッチに接続された信号ケーブルを機内で取り廻しする必要が生じる。更に、タレット装置に固定されたクランプ用アクチュエータが突起物になるため、近い位置に配置されている芯出し装置などと干渉してしまい、タレット装置の移動範囲を制限するものとなる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、クーラント液によって作動するワーククランプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るワーククランプ装置は、複数の工具を着脱可能に取り付けた刃物台の旋回割出しにより、使用する工具の選択が行われるタレット装置の前記刃物台に対し着脱可能なものであって、前記刃物台に対して着脱可能な本体ブロックと、前記本体ブロックに対してワークを把持できるように組み付けられたクランプ部材と、前記クランプ部材を作動させるために前記本体ブロック内に形成されたシリンダ部とを有し、前記シリンダ部は、前記タレット装置に形成された流路を通って供給及び排出されるクーラント液によって作動するものである。

本発明のワーククランプ装置によれば、タレット装置に形成された流路を通ってクーラント液が供給及び排出されることによってシリンダ部が作動し、更にそのシリンダ部の出力を受けてクランプ部がワークをクランプおよびアンクランプするように作動することとなる。従って、クーラント液を利用して作動させるようにしたことで、ワーククランプ装置の使用に当たってクランプ用アクチュエータを機内に組み付ける必要がない。

タレット旋盤の一部の構成を簡易的に示した図である。 ワーククランプ装置の一実施形態を示した平面側断面図である。 ワーククランプ装置の一実施形態を示した側面側断面図である。 継手部材を示した流路の分離状態断面図（Ａ）と流路の接続状態断面図（Ｂ）である。

次に、本発明に係るワーククランプ装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態のワーククランプ装置が使用されるタレット旋盤について一部の構成を簡易的に示した図である。タレット旋盤１は、各種装置がベース２の上に組み付けられて全体が装置カバー３によって覆われ、機内にはワークを切削加工などする加工室が構成されている。

このタレット旋盤１は、主軸台上に中心軸を水平にして回転する主軸１１が設けられ、主軸モータの出力によって主軸１１に対して回転が与えられるように構成されている。その主軸１１の先端部分にはワークＷを保持する主軸チャック１２が一体に組み付けられ、チャック１２によって保持されたワークＷに対して回転が与えられるようになっている。一方、ワークＷに対して加工を行うための複数の工具が用意され、それらがタレット装置１３に対して取り付けられている。

タレット装置１３は、バイトなどの工具Ｔを装着した刃物台１４が主軸と平行な水平軸を中心にして回転可能に組み付けられている。すなわち、このタレット装置１３は、刃物台１４の回転軸を中心にして放射状に複数の工具Ｔが着脱可能に取り付けられ、旋回割出しによって加工に使用する工具Ｔが選択できるようになっている。そして、工具Ｔを備えたタレット装置１３は、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうち２軸方向あるいは３軸方向の移動を可能とする駆動装置に搭載され、ワークの加工に際して所定の軸方向に移動することによって工具Ｔの位置決めが行われるようになっている。

従って、ワーク加工時のタレット旋盤１は、主軸モータの駆動により主軸１１が回転し、主軸チャック１２によって保持されたワークＷに回転が与えられる。その一方で、タレット装置１３は、旋回割出しによって刃物台１４に装着された複数の工具から該当する工具Ｔが選択され、更に駆動装置によって所定の位置へと移動することとなる。これにより回転するワークＷに対して工具Ｔが当てられ、予め設定された切削加工などが行われる。こうした加工の際、ワークＷに対して工具Ｔが当てられる加工点には、刃物台１４から噴出するクーラント液が吹きかけられ、加工に対する潤滑や切屑の洗い流しなどが行われる。

タレット旋盤１は、ワークＷの加工に際して生じる切屑やクーラント液を溜めることができる貯留槽１５がベース２の内部に設けられ、ワークＷの加工位置の下方には貯留槽１５内部へと切屑やクーラント液を導くための受取部１６が形成されている。よって、ワークＷの加工部分から落下した切屑やクーラント液は、上方に広がるように開口した受取部１６に受け取られて貯留槽１５内部へと導かれることとなる。そして、貯留槽１５へ入った切屑は、コンベアなどによりクーラント液から取り出されるようにして機外へと搬送される。

一方、切屑が除かれたクーラント液は、貯留槽１５からタンク１７へと流れるが、その際、フィルタを通ることで微細な切屑や鉄粉などが更に排除され、使用可能なものとして再生される。そして、タンク１７とタレット装置１３との間にはパイプ１９が接続されており、再生されたクーラント液はポンプ１８によってタレット装置１３へと供給される。クーラント液は、こうして供給と回収及び再生とが繰り返されることとなる。

次に、図２及び図３は、そうしたクーラント液によって作動するワーククランプ装置を示した図であり、図２は平面側の断面図で、図３は側面側の断面図である。このワーククランプ装置２０は、図１に示す工具Ｔと同じく刃物台１４に対して着脱可能に取り付けられるものであり、特に本実施形態では、クランプ用アクチュエータを使用することなく、クーラント液によってワークのクランプ及びアンクランプが制御できるように構成されている。

前述したように、タレット装置１３にはポンプ１８によってタンク１７からクーラント液が供給されるが、そのクーラント液は工具が取り付けられている刃物台１４まで送られるように流路が形成されている。タレット装置１３は、クーラント液の送り先である刃物台１４が回転するため、図３に示すように、タレット装置本体１３１の流路３１と刃物台１４の流路３３とは、継手部材４０によって接続および分離が可能な構成になっている。ここで、図４は、その継手部材４０を示した断面図であり、流路の分離状態（Ａ）と流路の接続状態（Ｂ）とが示されている。

継手部材４０は、タレット装置本体１３１の下面に継手ブロック４７が固定され、その継手ブロック４７に形成された嵌合部４８内に構成されている。継手部材４０は、円筒形状のベース筒４１が嵌合部４８内にネジ部の螺合によって嵌め込まれ、そのベース筒４１内には摺動可能な可動筒４２が嵌め込まれている。可動筒４２には、軸方向の外側（刃物台１４側）先端部分にゴム材によって形成された連結部材４３が一体に取り付けられている。さらに可動筒４２には、嵌合部４８の内部側に外側筒４４が固定され、一体になって摺動するよう構成されている。

そして、外側筒４４の端部とベース筒４１の内径側突起との間にはスプリング４５が入れられ、一体になった可動筒４２、連結部材４３及び外側筒４４が、嵌合部４８の内側へと付勢されている。従って、通常時の継手部材４０は、図４（Ａ）に示すように、可動筒４２などがスプリング４５によって図面右側の嵌合部４８の内部側へ付勢され、連結部材４３が刃物台１４の側面から離れている。

一方、クーラント液がタレット装置１３へと供給された場合には、そのクーラント液が継手ブロック４７の流路３２から嵌合部４８内へと流れ込む。その嵌合部４８内では、クーラント液は、可動筒４２の中を通って流れるとともに、可動筒４２及び外側筒４４の軸方向端面に液圧として作用する。そのため、スプリング４５が押し縮められて可動筒４２などが図面左側へと移動することとなる。このとき継手部材４０は、図４（Ｂ）に示すように、連結部材４３が刃物台１４の側面に押し当てられて密着することで流路３２，３３が接続される。よって、継手部材４０を介して、タレット装置１３側の流路３１，３２と刃物台１４側の流路３３とが連通し、クーラント液がワーククランプ装置２０へと送り込まれることとなる。

そのワーククランプ装置２０は、刃物台１４に対してクランプブロック２１が着脱可能に取り付けられ、そのクランプブロック２１に一対のクランプレバー２２が、ピン２３を支点にして揺動可能に取り付けられている。一対のクランプレバー２２は、図３に示すように側面形状がＬ字形になっており、下向きの先端部分にワークＷ１をクランプするように把持部が形成されている。また、クランプレバー２２は、図２に示すように、平面形状がコの字形になっており、一部重なった端部の貫通孔にピン２８が通され、そのピンを介してピストン２４のピストンロッド２４１が連結されている。よって、ピストンロッド２４１の軸方向に移動より、一対のクランプレバー２２が開閉作動するようになる。

ワーククランプ装置２０は、クランプブロック２１内にピストン２４を備えたシリンダ部が形成されている。そのシリンダ部は、クランプブロック２１に水平方向のシリンダ空間２５が形成され、その中にピストン２４が挿入され、ピストンロッド２４１がクランプブロック２１を突き抜けている。そして、ピストンロッド２４１が存在するシリンダ空間２５のロッド室２５１側にはスプリング２７が入れられ、ピストン２４が反対の加圧室２５２側へと常時付勢されている。一方、加圧室２５２側は、蓋部材２６によって閉じられることで密閉空間が形成され、そこにクーラント液を供給するように流路３４が連通している。

通常時のワーククランプ装置２０は、スプリング２７によって付勢されたピストン２４が図２に示す位置に配置されている。そのため、ピストンロッド２４１を介して連結された一対のクランプレバー２２は、図２において実線で示すようにクランプ状態になっている。一方、加圧室２５内にクーラント液が流し込まれてピストン２４に液圧が加わった場合には、スプリング２７の付勢力に抗してピストン２４が移動し、ピストンロッド２４１を介して連結された一対のクランプレバー２２は、図２において一点鎖線で示すようにアンクランプ状態になる。

そこで、タレット旋盤１において、主軸チャック１２とワーククランプ装置２０との間でワークＷ１の受け渡しが行われるような場合は、先ずワーククランプ装置によってワークＷ１を掴み取るため、一対のクランプレバー２２が開いたアンクランプ状態に切り替えられる。それには、タンク１７から送り出されたクーラント液がタレット装置１３へ供給され、図３に示す流路３１，３２を流れて、図４（Ｂ）に示すように、連結部材４３が刃物台１４の側面に押し当てられて密着する。これにより、刃物台１４の流路３３へとクーラント液が流れるようになるため、更にワーククランプ装置２０の流路３４へとクーラント液が流れ込む。

そして、流路３４から加圧室２５２へと流れ込んだクーラント液によりピストン２４が加圧され、ピストンロッド２４１に押されるようにして一対のクランプレバー２２が開いたアンクランプ状態となる。その状態でクランプレバー２２先端の把持部がワークＷ１に対して位置が合わせられ、次に一対のクランプレバー２２を閉じたクランプ状態に切り替えられる。それには、例えば上流側に配管された弁の開放により、供給の止められたクーラント液が放出される。それにより流路３１〜３４内に充填されていたクーラント液の液圧が低下し、図４（Ａ）に示すように、可動筒４２がスプリング４５に付勢されて連結部材４３が刃物台１４の側面から離れる。

連結部材４３が離間することにより刃物台１４の流路３３が開放され、流路３３内に充填していたクーラント液が外へと流れ出す。そして、ワーククランプ装置２０の加圧室２５２側からロッド室２５１側へ作用する液圧が低下するため、スプリング２７の付勢力によってピストン２４が図２に示す位置に押し戻され、ピストンロッド２４１を介して連結された一対のクランプレバー２２が、図３の実線で示すようにクランプ状態になり、ワークがスプリング２７の付勢力によって把持される。ワーククランプ装置２０では、このようにクーラント液の供給及び排出を制御することにより、クランプレバー２２によるクランプ及びアンクランプ操作が行われる。

よって、本実施形態のワーククランプ装置２０によれば、クーラント液の液圧を利用してワークのクランプ及びアンクランプを行うよう構成したため、従来のように油圧シリンダなどのクランプ用アクチュエータや出力伝達部材などを別途取り付ける必要がなくなるほか、油圧ホースや信号ケーブルなどの配線の取り廻しも必要なくなる。また、クランプ用アクチュエータなどによってタレット装置１３の可動域が狭められることもなくなる。そして、ワーククランプ装置２０は、加工に対する潤滑や切屑の洗い流しなどに従来から使用されているクーラント液を駆動源としたため、タレット旋盤の刃物台に対して取り付けるだけでよく、タレット装置などの構造を変更することなくそのまま使用することができる。

以上、本発明のワーククランプ装置の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態のワーククランプ装置は、クランプ部材として一対のクランプレバー２２を開閉させる構成のものを示したが、クーラント液によって作動するシリンダ部を有するものであれば、他の構造のクランプ機構を備えたものであってもよい。

１…タレット旋盤 ２…ベース ３…装置カバー １１…主軸 １２…主軸チャック １３…タレット装置 １４…刃物台 １７…タンク １８…ポンプ ２０…ワーククランプ装置 ２１…クランプブロック ２２…クランプレバー ２４…ピストン ２５…シリンダ空間 ２７…スプリング ４０…継手部材 ２４１…ピストンロッド

Claims (2)

1. 複数の工具を着脱可能に取り付けた刃物台の旋回割出しにより、使用する工具の選択が行われるタレット装置の前記刃物台に対し着脱可能なワーククランプ装置であって、
   前記刃物台に対して着脱可能な本体ブロックと、
   前記本体ブロックに対してワークを把持できるように組み付けられたクランプ部材と、
   前記クランプ部材を作動させるために前記本体ブロック内に形成されたシリンダ部とを有し、
   前記シリンダ部は、前記タレット装置に形成された流路を通って供給及び排出されるクーラント液によって作動するものであることを特徴とするワーククランプ装置。
2. 前記クランプ部材は、一対のクランプレバーが各々の支点を中心に揺動するものであり、前記シリンダ部は、前記クランプ部材に連結されたピストンに対して把持動作方向にバネ部材の付勢力が作用し、その付勢力に抗して非把持動作方向にクーラント液の液圧が作用するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のワーククランプ装置。
   
   
   
   

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