JP4127898B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は旋盤やターニング盤等の被加工物が回転される工作機械や油圧ホースを配管したままでは加工に支障をきたす工作機械に特に有効なクランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、工作機械に被加工物を固定するためのクランプ装置として実公昭56−10498号公報に示されるものがあり、図6、図7に示されるように、被加工物を固定するクランプアーム20に回転軸21を支点としてクランプ動作とアンクランプ動作、および回転軸21を中心としてクランプ位置と待避位置へのスイング動作を行わせるものとしており、クランプアーム20のクランプ動作は本体22のシリンダ筒体23内に装着されたプランジャ24をコイルスプリングよりなるクランプばね25の付勢力により行い、クランプアーム20のアンクランプ動作はクランプばね25の付勢力に抗して油圧をシリンダ筒体23の油圧作動室26に供給することにより行われ、また、クランプアーム20のスイング動作は、回転軸21のカム27に当接するスプール28を油圧作動させることにより行っている。このため、クランプアーム20が旋回する回転半径内の被加工物に凸等があると干渉してクランプすることができず、クランプする被加工物のクランプ位置に制約が生じるという問題があった。しかも、クランプばね25はコイルスプリングを用いているため所定のクランプ力を得ようとすると外径が大きくなり装置が大型化するという問題があるうえに、コイルスプリングは工作機械の振動等でサージングを起こしやすく、被加工物のクランプが不安定になるという問題もあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は被加工物の形状によるクランプ位置の制約がないうえに、小型でクランプ力が安定しているクランプ装置を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため本発明は、本体の前部に回転軸を軸支し、この回転軸の上部にクランプアームを傾動自在に支持させるとともに、本体の後部にはクランプアームの後部下面を押し上げてクランプアームを傾動させるクランプ機構を設けたクランプ装置であって、前記クランプアームはスライド孔を備え、アンクランプ時には前後方向にスライド可能かつ上下方向に浮動可能に回転軸に支持されたものであり、前記回転軸は本体内部に供給される油圧により前進するスプールに押されて回転軸を回転させるカム部を備えるとともに、クランプアームのピンと係合して回転することによってクランプアームを前後にスライドさせるカム板を備えたものであり、また前記クランプ機構は、クランプアームの後部下面に当接するピンを上端部に備えた油圧式のプランジャを、本体内部に供給される油圧により下降してアンクランプ状態となり、油圧開放時にはばね力より上昇してクランプ状態となるように設けたクランプ装置を請求項1の発明とし、請求項1の発明において、供給口に接続される油圧ホースがワンタッチジョイントにより脱着自在とされるクランプ装置を請求項2の発明とし、請求項1または2の発明において、スライド機構が回転軸に回り止め遊嵌されたカム板と該カム板に形成されたカム溝に係合されるクランプアームのピンとよりなるクランプ装置を請求項3の発明とし、請求項1または2または3の発明において、クランプ機構が本体のシリンダ筒に装着されるプランジャと、該プランジャを下降させる油圧作動室と、プランジャを上昇させる複数枚の皿ばねを組み合わせたクランプ皿ばねとよりなるクランプ装置を請求項4の発明とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図1〜図5に基づいて詳細に説明する。1は本体であり、該本体1には後記するクランプアーム4を保持する回転軸2が軸支されるとともに、後記するクランプアーム4をクランプ動作・アンクランプ動作させるクランプ機構3が設けられている。4はクランプ動作とアンクランプ動作をするクランプアームであり、該クランプアーム4は前半部に形成されたスライド孔4aに前記回転軸2の軸部が係合され、その軸部上端にはロックナット2aが螺着されてクランプアーム4を遊動自在に支持している。また、前記クランプ機構3は本体1のシリンダ筒1aを塞ぐ蓋体1bと、シリンダ筒1a内に装着されるプランジャ5と、プランジャ5の先端に螺着されたばね押え5aと蓋体1b間に介在されるプランジャを上昇させるクランプ皿ばね6と、蓋体1bとプランジャ5のピストン間に形成されるプランジャを下降させる油圧作動室7とよりなり、該プランジャ5は油圧作動室7に油圧が供給されることによりアンクランプの下降動作を行い、油圧の停止時、クランプ皿ばね6によりプランジャ5にクランプの上昇動作を行わせるものである。また、前記クランプ皿ばね6は複数枚の皿ばね6aを組み合わせてプランジャ5のストローク量に合わせることができるようになっている。さらに、プランジャ5の先端に螺着されたピン8はクランプアーム4の長溝4cにスライド自在に嵌合され、回転軸2の回転時、クランプアーム4が回転されないようになっている。
【0006】
9は前記回転軸2を回転させる回転機構であり、該回転機構9は回転軸2の基部に形成された図5に示されるようなカム部2cと、該カム部2cに先端を当接させたスプール9aと、該スプール9aのピストンが嵌挿されるシリンダ筒9bとシリンダ筒9b内に装着されるスプール復帰用の復帰ばね9cとよりなる。10は本体1の側面に取り付けられる油圧ライン用のマニホールドであり、該マニホールド10にはクランプ機構3と回転機構9に油圧を供給するため、油圧源と接続される供給口11が形成されており、該供給口11はスプールポート10aを介して前記回転機構9のシリンダ筒9bと連通されるとともに、絞り弁12を設けた絞りポート10bと、チェック弁13を設けたチェックポート10cとを介して前記クランプ機構3の油圧作動室7に連通されるプランジャポート10dに連通されるものであり、油圧動作室7への油圧の供給はチェック弁13を設けたチェックポート10cを介して行われ、油圧作動室7からの圧油の排出は絞り弁12を設けた絞りポート10bを介して行われる。また、供給口11と図示しない油圧ホースにはワンタッチで脱着ができるワンタッチジョイント11aが取り付けられている。また、前記絞り弁12はナット12aを緩めて弁体の位置を調整することにより絞り量を調整し、絞り弁12の排油速度を調整できるものとしている。
【0007】
14はクランプアーム4を進退動させるスライド機構であり、該スライド機構14は図4に示されるように、回転軸2の角軸部2bに回り止め遊嵌されるカム板14aと、該カム板14aのカム溝14bに係合するクランプアーム4のピン15と、カム板14aをクランプアーム4に圧接させるとともに、クランプアーム4を浮動自在とする浮動ばね16とよりなるものである。該浮動ばね16は回転軸2に巻装されている。17、17は本体1に植設されるばねポスト1c、1cに一端を係止するとともに他端を、クランプアーム4の両側面のばねポスト4b、4bに係止させた引張りばねであり、クランプアーム4を浮動自在とするものである。18はクランプアーム4の先端部下面に螺着される被加工物の押えボルトであり、該押えボルト18は先端を凸弧面とするとともに被加工物の高さに応じて長さ調整できるものとしている。18aは押えボルト18を固定するロックナット、19はクランプ皿ばね6のカバーである。
【0008】
このように構成されたものは、マニホールド10の供給口11にワンタッチジョイント11aを介して油圧源に接続される図示しない油圧ホースをワンタッチ接続する。そして、油圧ホースから油圧を供給すれば、マニホールド10の供給口11、チェックポート10c、チェック弁13、プランジャーポート10dを通じてプランジャ5のピストンとシリンダ筒1a間に形成された油圧作動室7に圧油は流入し、プランジャ5はクランプ皿ばね6の付勢力に抗して下降する。このようにしてプランジャ5によるクランプアーム4の突き上げが解かれると、浮動ばね16によりクランプアーム4はロックナット2aに当接された浮動状態を維持することとなる。
【0009】
また、供給口11への油圧の供給により、供給口11からスプールポート10aを通じて回転機構9のシリンダ筒9b内にも油圧は供給され、スプール9aのピストンは復帰ばね9cの付勢力に抗してシリンダ筒9b内を前進し、図5に示されるように、回転軸2のカム部2cを押圧して回転軸2を矢印aの方向に回転させることとなる。このときスプール9aがカム部2cに食い込まないように、フラット面9dが受け面2dで、スプール9aの押圧を受け止める。回転軸2の回転によりスライド機構14のカム板14aは反時計回り方向に回動し、カム板14aのカム溝14bに係合されているクランプアーム4のピン15は図4に鎖線で示す位置に移動し、クランプアーム4はスライド孔4aを回転軸2にガイドされるとともに長溝4cをプランジャ5のピン8にガイドされて後退することとなる。
【0010】
このようにしてクランプアーム4を後退させた後、加工台上に被加工物を載置し、油圧ホースへの油圧を停止すれば、プランジャ5はクランプ皿ばね6の付勢力により上昇することとなる。このとき油圧作動室7内の油はプランジャーポート10dから絞り弁12により排油量を絞られて絞りポート10bに流れて排出されることとなるので、プランジャ5の上昇はゆっくりと進むこととなる。これに対して、回転機構9のスプール9aのピストンを加圧していたシリンダ筒9b内の油は油圧の停止により、復帰ばね9cによりスプール9aは押し戻され、シリンダ筒9b内の油はスプールポート10aを通じて供給口11より油はすばやく排出される。このためスプール9aはプランジャ5より早く後退することとなる。スプール9aが後退すると同時に引張りばね17、17の引張り力でクランプアーム4が被加工物上に前進し、ピン15も同じく前進することにより、カム板14aが時計回り方向に回転させられて回り止め遊嵌された回転軸2にはスプール9aの規制がなくなっているので回転する。
【0011】
このようにしてクランプアーム4の押えボルト18が被加工物上に達した時、油圧作動室7内の油圧は絞り弁12によりゆっくりと排出を続け、プランジャ5はクランプ皿ばね6の付勢力によりゆっくりと上昇を続け、やがて、油圧が油圧作動室7からなくなるとクランプアーム4の基端はクランプ皿ばね6の付勢力により上昇したプランジャ5のピン8により押し上げられることとなる。この押し上げによりクランプアーム4の押えボルト18は被加工物を押圧し、被加工物をクランプすることとなる。そして、クランプ完了後、供給口11からワンタッチジョイント11aを介して接続されている図示しない油圧ホースを外して、被加工物の切削加工を行えば、たとえ、加工台が回転する切削加工も支障なく行われることとなる。また、被加工物の取り外しは、前記したクランプアームの後退動作と同じようにワンタッチジョイント11aに図示しない油圧ホースを接続して、油圧を供給することにより行われるものである。
【0012】
【発明の効果】
本発明は前記により明らかなように、クランプアームはアンクランプ時、浮動自在なうえ前後スライドするものとしたから、被加工物に凹凸がある場合でも、クランプする位置の制限を受けることが少なく。また、ワンタッチジョイントを用いることによりマニホールドの供給口から油圧ホースをワンタッチで瞬時に着脱できるので、旋盤やターニング盤等の被加工物が回転する場合のクランプにも適用できる。しかも、切削加工時毎に油圧ホースの脱着を行っても作業能率が低下するは少なく。また、クランプ皿ばねをクランプ動作に利用することにより油圧のトラブル等によりクランプ不良が発生することがないことは勿論のこと、クランクに皿ばねを用いることにより小型で強力なクランプ力を発生させることができるので、狭い空間にも設置でき装置を小型化することができ、しかも、クランプアームのクランプ量(プランジャのストローク調整)はクランプ皿ばねの組み合わせ枚数を調整することにより容易に行うことができる。さらに、コイルスプリングを利用した場合のように、切削加工時に振動等により、サージングを発生させることなく高精度の切削加工ができる。また、マニホールドに絞り量調整自在な絞り弁を設けることにより、外部油圧配管や油温等によって生じる油圧の変動を容易に修正することができる等種々の利点を有するものである。
従って、本発明は従来の問題点を解消したクランプ装置として業界の発展に寄与するところ極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠側面図である。
【図3】本発明の好ましい実施の形態を示す平面図である。
【図4】本発明の好ましい実施の形態のスライド機構の要部を示す平面図である。
【図5】本発明の好ましい実施の形態の回転機構の要部を示す平面図である。
【図6】従来のクランプ装置の縦断面図である。
【図7】従来のクランプ装置のA−A断面図である。
【符号の説明】
1 本体
1a シリンダ筒
2 回転軸
3 クランプ機構
4 クランプアーム
4a スライド孔
5 プランジャ
6 クランプ皿ばね
6a 皿ばね
7 油圧作動室
9 回転機構
10 マニホールド
11 供給口
12 絞り弁
14 スライド機構
14a カム板
14b カム溝
15 ピン
16 浮動ばね
Claims (4)
- 本体の前部に回転軸を軸支し、この回転軸の上部にクランプアームを傾動自在に支持させるとともに、本体の後部にはクランプアームの後部下面を押し上げてクランプアームを傾動させるクランプ機構を設けたクランプ装置であって、前記クランプアームはスライド孔を備え、アンクランプ時には前後方向にスライド可能かつ上下方向に浮動可能に回転軸に支持されたものであり、前記回転軸は本体内部に供給される油圧により前進するスプールに押されて回転軸を回転させるカム部を備えるとともに、クランプアームのピンと係合して回転することによってクランプアームを前後にスライドさせるカム板を備えたものであり、また前記クランプ機構は、クランプアームの後部下面に当接するピンを上端部に備えた油圧式のプランジャを、本体内部に供給される油圧により下降してアンクランプ状態となり、油圧開放時にはばね力より上昇してクランプ状態となるように設けたものであることを特徴とするクランプ装置。
- 供給口に接続される油圧ホースがワンタッチジョイントにより脱着自在とされる請求項1に記載のクランプ装置。
- スライド機構が回転軸に回り止め遊嵌されたカム板と該カム板に形成されたカム溝に係合されるクランプアームのピンとよりなる請求項1または2に記載のクランプ装置。
- クランプ機構が本体のシリンダ筒に装着されるプランジャと、該プランジャを下降させる油圧作動室と、プランジャを上昇させる複数枚の皿ばねを組み合わせたクランプ皿ばねとよりなる請求項1または2または3に記載のクランプ装置。
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