JP3125071B2

JP3125071B2 - クランプ保持装置付きバネクランプ

Info

Publication number: JP3125071B2
Application number: JP03116792A
Authority: JP
Inventors: 富司夫熊谷; 慶多朗米澤
Original assignee: Kosmek KK; DMG Mori Co Ltd; Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: Kosmek KK; DMG Mori Co Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH04226817A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマシニングセン
タにおいて、ツールホルダをバネ力によって主軸に固定
する形式のクランプに関し、さらに詳しくいえば、ツー
ルホルダ等の被固定物にバネ力よりも大きいアンクラン
プ力が作用した場合であってもその被固定物をクランプ
状態に保持する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバネクランプとしては、実開昭
６２−１５００３５号公報に記載されたものがある。

【０００３】これは、図１３に示すように、基本的な構
造が次のようになっている。(ａ)図に示すように、筒状
ハウジングＡにクランプ用の作動部材Ｂが上下方向へ移
動自在に支持され、その作動部材Ｂはクランプバネ103
によって上側のクランプ位置Ｘにクランプ駆動される。
これに対して、(ｃ)図に示すように、その作動部材Ｂ
は、アンクランプ用駆動手段Ｄの押下げ力によって、ク
ランプバネ103に抗して下側のアンクランプ位置Ｚに下
降される。上記のハウジングＡと作動部材Ｂとにわたっ
て、クランプ保持装置108と切換え装置109とを設ける。
そのクランプ保持装置108は切換え装置109によってロッ
ク状態Ｒとアンロック状態Ｕとに切換えられる。(ａ)図
に示すロック状態Ｒでは、作動部材Ｂがクランプ位置Ｘ
に保持されるのに対して、(ｂ)図又は(ｃ)図に示すアン
ロック状態Ｕでは、その保持が解除される。

【０００４】上記の基本構造において、従来では、クラ
ンプ保持装置108と切換え装置109の構造が次のようにな
っていた。同上の図１３に示すように、クランプ保持装
置108は、ハウジングＡの筒壁上部に形成した複数の案
内孔111に鋼製ボール112を筒壁の径方向へ移動自在に挿
入してなる。作動部材Ｂの上部には、ボール112の受入
れ溝113と受止め部114と押し出用段上り部115とを下か
ら順に形成してある。また、切換え装置109は、復帰バ
ネ116によってハウジングＡから上向きに弾圧した切換
え筒117を備え、その切換え筒117の内周面に、ボール11
2の押出し用テーパ面118と退入溝119とを下から順に形
成してなる。

【０００５】この従来構造のバネクランプは次のように
作動する。(ａ)図のクランプ状態では、切換え筒117の
押出し用テーパ面118によってボール112が内側へ押圧さ
れて、そのボール112が受け止め部114を受け止めて、ク
ランプ保持装置108がロック状態Ｒに切換わっている。
これにより、作動部材Ｂは、クランプバネ103の弾圧力よ
りも大きい引き下げ力が作用してもクランプ位置Ｘに保
持される。

【０００６】アンクランプ時には、アンクランプ用駆動
手段Ｄによって切換え筒117を下降駆動する。すると、
まず(ｂ)図に示すように、切換え筒117がロック解除用
ストロークＴだけ下降するのに伴って、ボール112が退
入溝119に対面する。これにより、(ｃ)図に示すよう
に、そのボール112は、押出し用段上り部115によって外
側へ押圧され、クランプ保持装置108がアンロック状態
Ｕに切換え可能とされる。この状態で駆動手段Ｄがクラ
ンプバネ103に抗して作動部材Ｂをアンクランプ用スト
ロークＳだけ下降させて、作動部材Ｂをアンクランプ位
置Ｚへ切換えるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は次の
問題がある。上記ボール112は、受け止め部114を点接触
で支持するため、許容受け止め力が小さい値にならざる
を得ない。このため、クランプ保持装置108のクランプ
保持能力が小さい。

【０００８】また、ボール112は、点接触による高い面
圧で塑性変形を起こしやすいので、案内孔111内での円
滑な進退移動が早期に阻害される。このため、クランプ
保持装置108は寿命が短い。

【０００９】さらに、ロック解除用ストロークＴは、ボ
ール112のほぼ直径に相当する大きな寸法が要求される
ので、アンクランプ用駆動手段Ｄのストロークが長くな
る。その結果、アンクランプ時の操作時間が長い。

【００１０】本発明は、クランプ保持装置のクランプ保
持能力を高めること、クランプ保持装置の寿命を長くす
ること、及びアンクランプ時の操作時間を短くすること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、クランプ保持装置と切換装置とを次のよ
うに構成したことを特徴としている。例えば、図１と図
３から図７、又は図２若しくは図８にそれぞれ示すよう
に、クランプ保持装置８を、上下方向へ延びるシリンダ
１０と、そのシリンダ１０に液密摺動自在に挿入したピ
ストン１１と、そのピストン１１の下側に形成した液封
室１２とで構成する。そのピストン１１をクランプ用の
作動部材Ｂに連結する。切換え装置９を、上記の液封室
１２に連通される液給排室１３と、これら両室１２・１
３間に設けた液封弁１５と、その液封弁１５を開閉する
操作手段１９とで構成する。そして、その操作手段１９
が液封弁１５を閉じて液封室１２に液体Ｌを密封するこ
とによってクランプ保持装置８をロック状態Ｒへ切換
え、同上の操作手段１９が液封弁１５を開いて液封室１
２を液給排室１３に連通することによってクランプ保持
装置８をアンロック状態Ｕへ切換えるのである。

【００１２】

【作用】本発明は、主として図１及び図６と図７に示す
ように、次のように作用する。図１のクランプ状態で
は、アンクランプ用駆動手段Ｄの出力部３５が上昇復帰
して、作動部材Ｂがクランプバネ３(図４参照)によって
クランプ位置Ｘに上昇弾圧され、液封室１２が液封弁１
５によって密封されて、クランプ保持装置８がロック状
態Ｒに切換えられている。このクランプ状態で、作動部
材Ｂにクランプバネ３の弾圧力よりも大きい引き下げ力
が働くと、作動部材Ｂ及びピストン１１が引き下げられ
ようとする。すると、液封室１２内の液体Ｌの圧力が上
昇してピストン１１の引き下げを強力に阻止し、作動部
材Ｂをクランプ位置Ｘに保持する。

【００１３】アンクランプ時には、上記の図１のクラン
プ状態から図６の切換え過渡状態を経て図７のアンクラ
ンプ状態に切換わる。即ち、上記の図１のクランプ状態
において、アンクランプ用駆動手段Ｄの出力部３５を下
降駆動すると、まず、液封弁１５が開弁されて液封室１
２を液給排室１３に連通させ、図６に示すように、クラ
ンプ保持装置８をアンロック状態Ｕに切換える。引き続
いて、図７に示すように、アンクランプ用駆動手段Ｄの
下降駆動力によってクランプバネに抗して作動部材Ｂを
アンクランプ用ストロークＳだけ下降させ、作動部材Ｂ
をアンクランプ位置Ｚに切換えるのである。なお、図７
のアンクランプ状態から図１のクランプ状態への切換え
は、上記とは逆の手順でなされる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され作用す
ることから次の効果を奏する。クランプ保持装置は、液
封室内の液体圧力によってピストンを介して作動部材の
引き下げ力を受け止めるので、均等かつ大きな圧力支持
面積を確保でき、クランプ保持能力が大きい。

【００１５】また、クランプ保持装置は、上記の引き下
げ力を液体で受け持つことから、塑性変形を起こさず、
寿命が長い。

【００１６】さらに、クランプ保持装置は、ロック状態
からアンロック状態に切換えるにあたり、切換え装置に
よって液封弁を開かせるだけなので、ロック解除用スト
ロークが短くてすむか、又はストローク無しですむ。そ
の結果、アンクランプ用駆動手段のストロークが短くな
り、アンクランプ時の作動時間を短縮できる。

【００１７】

【実施例】まず、図２の系統図によって、バネクランプ
の概要を説明する。バネクランプ１のハウジングＡは固
定台２に固定されており、そのハウジングＡにロッド状
の作動部材Ｂが上下方向へ摺動自在に内嵌される。作動
部材Ｂは、ハウジングＡに対してクランプバネ３の弾圧
力によって上側のクランプ位置Ｘにクランプ駆動される
ことにより、ハウジングＡの下部に被固定物４を押圧固
定する。これに対して、作動部材Ｂは、別の固定台５に
固定した油圧シリンダ６(アンクランプ用駆動手段Ｄ)の
油圧ピストン７の押下げ力によってクランプバネ３に抗
して下側のアンクランプ位置に駆動されることにより、
被固定物４の固定状態を解除する。

【００１８】クランプ保持装置８は、ハウジングＡの上
部に固定したシリンダ１０内にピストン１１を上下方向
へ液密摺動自在に挿入してなる。そのピストン１１の下
側に高圧発生用の液封室１２を形成するとともに、その
ピストン１１を作動部材Ｂに固定してある。また、切換
え装置９は、ピストン１１の上側に形成した低圧の液給
排室１３と、この液給排室１３を上記の液封室１２に連
通する連通路１４と、その連通路１４に介装した液封弁
１５(ここでは電磁開閉式に構成してある)とからなる。

【００１９】上記バネクランプ１は、次のように作動す
る。被固定物４のクランプ時には、油圧シリンダ６の油
圧作動室６ａ内の圧油を圧油給排弁１７から排出させ
て、油圧ピストン７を復帰バネ１８によって上昇させ
る。すると、作動部材Ｂがクランプバネ３によってクラ
ンプ位置Ｘに弾圧されて被固定物４を押圧固定する。

【００２０】このクランプ状態では、操作手段１９(こ
こでは電気制御式に構成してある)によって液封弁１５
を閉弁して、液封室１２内に液体Ｌを密封してある。こ
のクランプ保持装置８のロック状態Ｒでは、クランプバ
ネ３の弾圧力よりも大きい引き下げ力が被固定物４に作
用しても、液封室１２内の液体Ｌの圧力が上昇して、ピ
ストン１１及び作動部材Ｂの下降を阻止する。これによ
り、作動部材Ｂがクランプ位置Ｘに保持され、被固定物
４をクランプ状態に保持する。なお、温度上昇などによ
って液封室１２が異常圧になった場合には、リリーフ弁
２０が安全作動するようになっている。

【００２１】一方、被固定物４のアンクランプ時には、
まず、操作手段１９によって液封弁１５を開弁させて、
液封室１２を液給排室１３に連通させ、クランプ保持装
置８をアンロック状態に切換える。この状態において、
圧油給排弁１７から油圧シリンダ６の油圧作動室６ａに
圧油を供給して油圧ピストン７を下降させ、前記ピスト
ン１１及び作動部材Ｂをクランプバネ３に抗して下降駆
動させるのである。

【００２２】なお、液給排室１３は、シリンダ１０の外
部空間に配置することも可能である。そのシリンダ１０
は、ハウジングＡに固定することに代えて、固定台２に
固定してもよい。さらに、作動部材Ｂは、ハウジングＡ
に内嵌することに代えて、ハウジングＡの外周側に配置
してもよい。また、液封室１２と液給排室１３内に入れ
る液体Ｌは、オイルが好ましいが、グリセリン等の他の
流動性液体であってもよい。

【００２３】(第１実施例)図１と図３から図７は、第１
実施例を示し、上記バネクランプ１をマシニングセンタ
のツールロック装置に適用したものを例示してある。な
お、この第１実施例では、上記の図２と同じ構成の部材
には同一の符号を付けてある。

【００２４】図３から図５において、立形マシニングセ
ンタ２１の主軸頭２２に固定したケーシング２３内に、
ハウジングＡである主軸２４が、複数のベアリング２５
で回転自在に支承されるとともにモータ２６によって高
速度で回転駆動される。その主軸２４には、作動部材Ｂ
であるドローバー２８が上下摺動自在に内嵌され、その
ドローバー２８の下部にコレット２９を連結してある。

【００２５】主軸２４にツールホルダ３０をクランプす
る時には、主軸２４に対してドローバー２８を複数の皿
バネ３１(クランプバネ３)によって上側へ弾圧するとと
もにコレット２９を縮径上昇させ、プルボルト３２を介
してツールホルダ３０を主軸２４のホルダ受け面２４ａ
に押圧固定する。なお、符号３３はツールである。これ
に対して、ツールホルダ３０のアンクランプ時には、ア
ンクランプ用駆動手段Ｄである空油圧ブースタ３４の出
力部３５の押し下げ力によってドローバー２８を皿バネ
３１に抗して下降駆動するとともにコレット２９を拡径
下降させて、ツールホルダ３０の抜き取りを許容させる
のである。

【００２６】クランプ保持装置８のシリンダ１０は主軸
２４の上部にネジ止め固定され、切換え装置９はシリン
ダ１０の内部空間に設けられている。なお、空油圧ブー
スタ３４において、符号３６は圧縮空気供給ノズルであ
る。また、ドローバー２８内にはエアーブロー用流路３
９が貫通形成されており、その流路３９の上端部がブー
スタ３４の出力部３５内のエアー供給孔４０に連通可能
になっている。

【００２７】図１と図６及び図７において、上記のクラ
ンプ保持装置８と切換え装置９とを具体的に説明する。
クランプ保持装置８は、筒状ピストン１１と筒状ピスト
ンロッド４３とを、それぞれ上下のシール部材４５・４
６と４７・４８とによって、シリンダ１０内に液密摺動
自在に挿入してなる。ピストン１１とピストンロッド４
３は、筒状の押圧具４９・ワッシャ５０・ナット５１を
順に介してドローバー２８に固定される。ピストン１１
の下側に液封室１２が形成され、ピストン１１の上側に
液給排室１３が形成される。

【００２８】両室１２・１３には、シリンダ１０の上壁
１０ａに設けた給油孔５３から液体(ここではオイル)Ｌ
が供給されている。給油孔５３及びそのプラグ５４は、
ピストン１１の軸心対称に複数箇所設けて、回転バラン
スがとれるようにしてある。上記ピストン１１及びピス
トンロッド４３のシール部材のうちで、液封室１２に近
い側の第１シール部材４６・４７は、中・高速回転用の
シール部材として機能し、液封室１２から遠い側の第２
シール部材４５・４８は、低速回転用または回転停止中
用のシール部材として機能するように構成してある。

【００２９】切換え装置９は、ピストン１１内に形成さ
れて上下の両室１２・１３を連通する連通路１４と、こ
の連通路１４に介装した逆止弁５６(液封弁１５)を備え
てなる。即ち、ピストン１１の軸心回りに形成した環状
の連通路１４に環状の逆止弁室５７と逆止弁座５８とが
下から順に形成される。逆止弁座５８は、押圧具４９の
途中高さ部に下向きに配置されている。逆止弁室５７に
上下方向へ液密摺動に挿入した逆止弁体５９が逆止バネ
６０によって逆止弁座５８に閉弁弾圧される。

【００３０】また、押圧具４９の上部に、筒状のアンク
ランプ用入力部材６３が、シリンダ１０の上壁１０ａを
貫通して上下方向へ液密摺動自在に外嵌される。その入
力部材６３は、復帰バネ６７によってワッシャ５０へ弾
圧されて、前記のブースタ出力部３５に対面させてあ
る。さらに、その入力部材６３の下部に、操作手段１９
を構成する逆止弁体用開弁具６６が固定される。その開
弁具６６は、ブースタ出力部３５の押し下げ力によって
復帰バネ６７に抗して下降駆動されて、逆止弁体５９を
逆止弁座５８から離間させる。そして、上記の押圧具４
９の途中高さ部に設けたアンクランプ用入力部６９と上
記の入力部材６３との間の接当隙間であるアンクランプ
開始用ストロークＭは、開弁具６６と逆止弁体５９との
間の接当隙間である開弁開始用ストロークＮよりも大き
い値に設定してある。

【００３１】また、液給排室１３のオイル貯溜用横断面
積は、ストレートに形成したシリンダ１０内に押圧具４
９や入力部材６３を装着してあるため、液封室１２の横
断面積よりも小さくなっているが、シリンダ上壁１０ａ
に液逃し室７１を形成することにより、横断面積の不足
分を補っている。この液逃がし室７１も、ピストン11の
軸心対称に複数箇所設けてある。さらに、前記の開弁具
６６からシリンダ内周面１０ｂへ向けて、気液混合防止
用の円盤状仕切り壁７３が突設される。

【００３２】上記のバネクランプは、次のように作動す
る。図１のクランプ状態では、ブースタ出力部３５が上
昇復帰して、ドローバー２８が図外の皿バネ３１(図４参
照)によってクランプ位置Ｘに上昇弾圧され、アンクラ
ンプ用入力部材６３及び開弁具６６が復帰バネ６７によ
って上昇位置に弾圧されている。これにより、逆止弁体
５９が逆止バネ６０によって逆止弁座５８に閉弁接当
し、液封室１２にオイルＬが密封されて、クランプ保持
装置８がロック状態Ｒになっている。

【００３３】上記クランプ状態で主軸２４が高速度で回
転駆動され、ワークに機械加工がなされる。ここで、ツ
ール３３(ここでは図示せず)の送り速度・回転数・切り
込み量等の加工条件とワークの材質とが合わなかった場
合や、ポケット加工時等の切粉のからまりによってツー
ルの切削性能が悪化した場合には、ツール３３に皿バネ
３１の弾圧力よりも大きい引き下げ力が働いて、ドロー
バー２８及びピストン１１を引き下げようとする。する
と、液封室１２の内圧が上昇してピストン１１の引き下
げを阻止し、ドローバー２８をクランプ位置Ｘに保持す
る。これにより、ツールホルダ３０が主軸２４のホルダ受
け面２４ａから脱落することを強力に防止するのであ
る。

【００３４】そして、主軸２４の回転中には、図１中の
二点鎖線図Ｋで示すように、液給排室１３内のオイルが
遠心力によってシリンダ１０の周壁に押圧される。しか
し、逆止弁体５９の上側空間が気相部(エアー部)と連通
するのを前記の仕切り壁７３が阻止することにより、液
給排室１３内のエアーが液封室１２内のオイルＬに混入
することを防止する。これにより、液封室１２内のオイ
ルＬの非圧縮性が損なわれることを防止でき、クランプ
保持の機能を良好に保てる。

【００３５】ツールの交換時には、上記の図１のクラン
プ状態で主軸２４の回転を止めた後、図６の切換え過渡
状態を経て、図７のアンクランプ状態に切り換える。即
ち、図１のクランプ状態において、図外のブースタ３４
を駆動してブースタ出力部３５を下降駆動することによ
り、その出力部３５が入力部材６３を下降駆動し始め
る。

【００３６】すると、その入力部材６３は、まず、接当
隙間Ｎだけ下降して逆止弁体５９に接当し、次いで、逆
止弁体５９を押し下げて逆止弁座５８から離間させ、液
封室１２の密封を解除してクランプ保持装置８をアンロ
ック状態Ｕに切換えながらさらに距離(Ｍ−Ｎ)だけ下降
して入力部６９に接当し、図６の切換え過渡状態に切換
わる。

【００３７】引き続いて、ブースタ出力部３５によって
入力部材６３が下降駆動されることにより、図７のアン
クランプ状態に示すように、液封室１２内のオイルＬが
連通路１４を通って液給排室１３へ逃がされてピストン
１１の下降が許容され、ドローバー２８がアンクランプ
用ストロークＳだけ下降してアンクランプ位置Ｚに切換
わる。なお、図７のアンクランプ状態から図１のクラン
プ状態への切換えは、上記とは逆の手順でなされる。

【００３８】上記の構成によれば、液給排室１３をピス
トン１１の上側空間に形成し、連通路１４をピストン１
１内に形成したので、切換え装置９をコンパクトに造れ
る。また、アンクランプ用入力部材６３の下部に逆止弁
体用開弁具６６を固定したので、両者６３・６６を個別
に設けるものに比べて、液封構造が簡素化するうえ、両
者６３・６６をシーケンシャルに昇降作動させる構造も
簡素化する。さらに、連通路１４および逆止弁５６を環
状に形成したので、クランプ保持装置８は、オイル給排
用の流路断面積が大きくなって切換え速度が速くなるう
え、回転バランスも良好になる。

【００３９】さらに、上記のように、バネクランプ１を
マシニングセンタ２１のツールロック装置に適用して、
ハウジングＡを主軸２４で構成するとともに作動部材Ｂ
をドローバー２８で構成した場合には、次の長所が得ら
れる。即ち、クランプ保持能力を高めるにあたり、ドロ
ーバー２８をクランプ保持装置８のピストン１１に連結
するだけですみ、マシニングセンタ２１の主軸２４・ク
ランプバネ３・アンクランプ用駆動手段Ｄを改造しなく
てすむ。このため、既設のマシニングセンタ２１にクラ
ンプ保持装置８を新設したり、従来構造のクランプ保持
装置を本発明のクランプ保持装置８に変更したりするこ
とが容易である。なお、本発明は、マシニングセンタだ
けでなく、他の工作機械にも適用できることはもちろん
である。

【００４０】(第２実施例)図８は、第２実施例であっ
て、比較的に大型のマシニングセンタに使用されるクラ
ンプ保持装置８を示している。主軸２４の上フランジ７
４にシリンダ１０の下部を複数のボルト７５によって固
定してある。また、ピストン１１とピストンロッド４３
とにわたって筒状ボルト９６が挿通される。そのボルト
９６の下部をドローバー２８の上部にネジ止めすること
により、ピストン１１及びピストンロッド４３を筒状の
押圧具４９とドローバー２８との間に狭持固定してあ
る。

【００４１】上記の筒状ボルト９６の上部に、切削液供
給用の回転継手９７のロータ９７ａを固定してある。マ
シニングセンタの加工運転時には、上記の回転継手９７
に圧送されてきた切削液は、実線矢印に示すように、ボ
ルト９６の上部内に設けた分配金具８１内とセンターパ
イプ８２の外側の環状液路８３とを順に流れて、前記ツ
ール３３(図３参照)に供給される。これにより、深穴加
工や重切削加工する場合にツール３３を強力に冷却でき
る。

【００４２】また、アンクランプ駆動時には、ブースタ
出力部３５がアンクランプ用入力部材６３に接当した
後、その出力部３５のエアー供給口３５ａへ圧送されて
きた圧縮空気が、破線矢印で示すように、入力部材６３
の受入れ孔６３ａから上記の分配金具８１とパイプ８２
内のエアーブロー用流路３９を順に下向きに流れて、前
記ホルダー受け面２４ａ(図４参照)を清掃する。なお、
逆止弁５６の逆止弁体５９とピストン１１との嵌合隙間
は、Ｘリング９８によって封止してある。また、上記の
逆止弁体５９用の逆止バネ６０は、押圧具４９に外嵌す
る１本のバネで構成してある。

【００４３】(第３実施例)図９と図１０は、第３実施例
を示している。図９に示すように、連通路１４内の逆止
弁５６の上側空間に環状のリリーフ弁７６が直列状に設
けられる。即ち、逆止弁室５７の上側にリリーフ弁室７
７を直列状に配置し、そのリリーフ弁室７７内に挿入し
たリリーフ弁体７９の下部に逆止弁座５８を形成すると
共に、リリーフ弁座７８を逆止弁体５９に設けてある。
上記リリーフ弁体７９を、復帰バネ６７を兼ねるリリー
フバネ８０によってリリーフ弁座７８に閉弁弾圧してあ
る。

【００４４】そして、主軸２４からの受熱などによって
シリンダ１０が加熱されて液封室12の内圧が過度に上昇
した場合には、その異常圧によって、図１０に示すよう
に、リリーフ弁体７９がリリーフバネ８０に抗して逆止
弁体５９から離間し、液封室１２内の異常圧を液給排室
１３へ逃がすようになっている。

【００４５】(第４実施例)図１１は、第４実施例を示し
ている。ピストン１１内にはその軸心対称に複数の連通
路８４が貫通形成される。各連通路８４には、逆止弁室
８５と逆止弁座８６が下から順に形成される。逆止弁室
８５内の逆止弁体８７は、逆止バネ８８によって逆止弁
座８６に閉弁弾圧されるとともに、逆止弁体８７の突出
上部をアンクランプ用入力部材６３に対面させてある。
リリーフ弁９０は、ピストン１１内の別の連通路９１に
ピストン軸心を対称にして複数個設けてある。

【００４６】(第５実施例)図１２は、第５実施例を示し
ている。逆止弁室９２内で環状の連通路１４の内周面に
逆止弁体９４が上下摺動自在に支持される。また、逆止
弁座９３はピストン１１に一体に形成してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のバネクランプのクランプ状態を示
す縦断面図であって、図４の要部拡大図である。

【図２】上記バネクランプの概念を示す系統図である。

【図３】上記バネクランプを設けたマシニングセンタの
正面図である。

【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。

【図５】図４に相当する模式図である。

【図６】上記バネクランプの切換え過渡状態を示す縦断
面図である。

【図７】上記バネクランプのアンクランプ状態を示す縦
断面図である。

【図８】第２実施例を示し、図１に相当する図である。

【図９】第３実施例を示し、図１に相当する図である。

【図１０】第３実施例のリリーフ状態を示す部分図であ
る。

【図１１】第４実施例を示し、図１に相当する図であ
る。

【図１２】第５実施例を示し、図１に相当する図であ
る。

【図１３】従来例を示し、(ａ)図と(ｂ)図と(ｃ)図は、
それぞれ、図１と図６と図７に相当する図である。

【符号の説明】

１…バネクランプ、３(３１)…クランプバネ、８…クラ
ンプ保持装置、９…切換え装置、１０…シリンダ、１０
ａ…上壁、１０ｂ…内周面、１１…ピストン、１２…液
封室、１３…液給排室、１４…連通路、１５…液封弁、
１９…操作手段、２４…工作機械の主軸、２８…ドロー
バー、５６…逆止弁、５７…逆止弁室、５８…逆止弁
座、５９…逆止弁体、６０…逆止バネ、６３…アンクラ
ンプ用入力部材、６６…逆止弁体用開弁具、６７…復帰
バネ、７１…液逃がし室、７３…仕切り壁、７６…リリ
ーフ弁、７７…リリーフ弁室、７８…リリーフ弁座、７９
…リリーフ弁体、８０…リリーフバネ、Ａ…ハウジン
グ、Ｂ…作動部材、Ｄ…アンクランプ用駆動手段、Ｍ・
Ｎ…接当隙間、Ｘ…クランプ位置、Ｚ…アンクランプ位
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/117

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バネクランプ(１)を縦向き姿勢にした状
態で見て、ハウジング(Ａ)にクランプ用の作動部材(Ｂ)
を上下方向へ移動自在に支持し、その作動部材(Ｂ)を上
側のクランプ位置(Ｘ)へ駆動するクランプバネ(３)を設
けるとともに、同上の作動部材(Ｂ)を上記クランプバネ
(３)に抗して下側のアンクランプ位置(Ｚ)へ駆動するア
ンクランプ用駆動手段(Ｄ)を設け、上記の作動部材(Ｂ)
を上記クランプ位置(Ｘ)に保持するクランプ保持装置
(８)を、上下方向へ延びるシリンダ(１０)と、そのシリ
ンダ(１０)に液密摺動自在に挿入したピストン(１１)
と、そのピストン(１１)の下側に形成した液封室(１２)
とで構成して、上記ピストン(１１)を前記の作動部材
(Ｂ)に連結し、上記クランプ保持装置(８)を切換え操作
する切換え装置(９)を、上記の液封室(１２)に連通され
た液給排室(１３)と、これら両室(１２)(１３)の間に設
けた液封弁(１５)と、その液封弁(１５)を開閉操作する
操作手段(１９)とで構成した、ことを特徴とする、クラ
ンプ保持装置付きバネクランプ。
【請求項２】請求項１のバネクランプにおいて、前記
の液給排室(１３)を、前記シリンダ(１０)内で前記ピス
トン(１１)の上側に形成したもの。
【請求項３】請求項２のバネクランプにおいて、上記
の液給排室(１３)の横断面積を前記の液封室(１２)の横
断面積よりも小さく形成するとともに、上記シリンダ
(１０)の上壁(１０ａ)に液逃がし室(７１)を形成したも
の。
【請求項４】請求項２のバネクランプにおいて、前記
の液封弁(１５)を逆止弁(５６)で構成し、前記の液封室
(１２)と前記の液給排室(１３)とを連通する連通路(１
４)を前記ピストン(１１)内に設け、その連通路(１４)
に逆止弁室(５７)と逆止弁座(５８)とを下側から順に形
成し、その逆止弁室(５７)に挿入した逆止弁体(５９)を
逆止弁座(５８)に弾圧する逆止バネ(６０)を設け、前記
の操作手段(１９)を、上記の逆止弁体(５９)に上側から
対面する逆止弁体用開弁具(６６)と、その開弁具(６６)
を上側へ弾圧する開弁具用復帰バネ(６７)とで構成し、
上記の開弁具(６６)に対して前記アンクランプ用駆動手
段(Ｄ)を上側から対面させたもの。
【請求項５】請求項４のバネクランプにおいて、前記
の連通路(１４)及び逆止弁室(５７)を前記ピストン(１
１)の軸心回りに環状に配置して構成したもの。
【請求項６】請求項４のバネクランプにおいて、前記
アンクランプ用駆動手段(Ｄ)によって駆動される環状の
アンクランプ用入力部材(６３)を、前記の作動部材(Ｂ)
の上端部と前記シリンダ(１０)の上壁(１０ａ)との間
に、液密摺動自在に設け、その入力部材(６３)の下端部
に前記の逆止弁体用開弁具(６６)を固定し、上記の作動
部材(Ｂ)のアンクランプ用入力部(６９)と上記の入力部
材(６３)との間の接当隙間(Ｍ)を、上記の開弁具(６６)
と前記の逆止弁体(５９)との間の接当隙間(Ｎ)よりも大
きい値に設定したもの。
【請求項７】請求項４から６のいずれかのバネクラン
プにおいて、前記の液封室(１２)と前記の液給排室(１
３)との間の連通路(１４)にリリーフ弁(７６)を設け、
そのリリーフ弁(７６)は、リリーフ弁座(７８)とリリー
フ弁室(７７)を下側から順に形成してなり、そのリリー
フ弁室(７７)に挿入したリリーフ弁体(７９)をリリーフ
弁座(７８)に弾圧するリリーフバネ(８０)を設けたも
の。
【請求項８】請求項７のバネクランプにおいて、上記
の連通路(１４)及びリリーフ弁室(７７)を前記ピストン
(１１)の軸心回りに環状に配置して構成したもの。
【請求項９】請求項８のバネクランプにおいて、前記
の逆止弁室(５７)の上側に上記リリーフ弁室(７７)を直
列状に配置し、上記のリリーフ弁体(７９)の下端部に前
記の逆止弁座(５８)を設けたもの。
【請求項10】請求項４から９のいずれかのバネクラン
プにおいて、前記ハウジング(Ａ)を軸心回りに高速回転
可能に構成したもの。
【請求項11】請求項10のバネクランプにおいて、前記
の逆止弁体用開弁具(６６)から前記のシリンダ(１０)の
内周面(１０ｂ)へ向けて、気液混合防止用の仕切り壁
(７３)を突設したもの。
【請求項12】請求項10又は11のバネクランプにおい
て、上記ハウジング(Ａ)を工作機械の主軸(２４)で構成
し、前記の作動部材(Ｂ)を、上記の主軸(２４)に内嵌し
たドローバー(２８)で構成したもの。