JP4467252B2 - 工作物の固定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工作機械などのテーブルに装着して工作物を固定する固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作物の固定は,工作物の水平方向から２つの口金で挟持する方法（例えば特許文献１参照）や工作物の上方からクランパーによって基準面に押圧保持する方法（例えば特許文献２参照）が多く使用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９１７８９号公報
【特許文献２】
特開平３−２３９４４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近は、例えばマシニングセンターなどでは従来の単なる上方からの加工だけでなく、工作物の横方向、斜め方向からの加工が可能となり、工作物の固定装置もこれらの新しい機械に対応できるものが要求されるようになっている。
また、工作物自体もアルミダイカスト等複雑な形状の自動車部品、電気機器部品が数多く使用されるようになった。
本発明は、各種工作物に対応するための複数の固定方法が可能な固定装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上に鑑み、本発明は、第一に、ボディと、該ボディの中心軸に対して傾斜する案内溝に沿って移動する一対のスライダと、該スライダに着脱可能に設けられ工作物を固定する口金と、前記スライダに係合するフランジ要素とボディに案内されボディの中心軸の前方・後方へ移動するシャフト要素とからなるプランジャと、該プランジャに作用する操作力を発生する駆動源を備え、前記フランジ要素が、ボルトによってスライダと係合するプレートと、該プレートとスライダとによって形成される凹部へ挿入されるフランジから構成され、該フランジがピンによってシャフト要素と係合されて該ピンを支点に傾斜可能になされており、前記凹部とフランジとの間にはスキマが設けられ、スライダにはスキマによるガタツキを防止する付勢部材が設けられ、前記スライダと係合するプランジャのフランジ要素がボディの中心軸に対して傾斜する構成になされると共に駆動源の働きによって口金が工作物の水平方向または上下方向の挟持を行うことを特徴とする工作物の固定装置である。
第二に、前記プレートの上面が、フランジとの接合面のと外方を曲面に形成され、前記プレートの上面とフランジの下面との係合部が部分的に曲面形状に係合されることを特徴とする工作物の固定装置である。
第三に、前記プランジャが、フランジ要素とシャフト要素を一体化するロック手段を備え、工作物の水平方向を挟持する際に工作物の芯出し作用を有することを特徴とする工作物の固定装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明の実施例を説明する。図２は固定装置の平面図、図３は固定装置の正面図、図４は固定装置の右側面図である。
長方形状のボディ１の下方には、工作機械などのテーブルに取付けるボディ１よりも大きい長方形状の基台２を備え、ボディ１の上面には斜め上方に向けて突出する１対のスライダ３と、スライダ３に着脱自在に固着される口金４が備えられている。また、ボディ１の上面中央部位には、センタカバー５が凹部をなして取付けられている
図１は図２のＡ−Ａ断面図であり、１対のスライダ３のうち右側に図示する口金およびスライダは断面を施さない状態を示す。
ボディ１の中心軸Zに対して上方を先開きとして傾斜する一対のスライダ３は、スライダ３の下部でフランジ要素６に係合し、フランジ要素６はボディ１の中心軸Zを上方・下方へ移動するシャフト要素７とピン８によって係合され、プランジャ９を形成している。
プランジャ９の下方は、基部２内に設けられたシリンダ１１とピストン１２よりなる駆動源１３に連結されており、基台２に設けられた供給ブロック１４からの圧力流体をシリンダ１１に導くことによってボディ１の中心軸Zの方向へ移動される。このプランジャ９の移動に伴いスライダ３はボディ１に設けられた案内溝１０に案内されてボディ１の斜め方向へ向けて移動する。
【０００７】
図５は、スライダ３とフランジ要素６との係合部を分解した斜視図である。スライダ３の下面１７にプレート１６の上面１８をボルト１７で固着し、スライダ３の下部両側に設けられた切欠き部１９がプレート１６によって２つの凹部を形成している。
この凹部にフランジ15の二又になされた板部２０が挿入され、スライダ３を移動する作用力がフランジ１５から伝えられる。この際スライダ３の凹部における上下方向の幅は、板部２０の厚さより大きく形成され、フランジ１５がシャフト７とフランジ１５を係合するピン８によって支持されているため、フランジ１５はピン８を支点として左右に傾斜することができる。
図６を用いて詳しく説明する。図６は、フランジ１５が右側に傾斜している状態を示しており、スライダ３も左側のスライダよりも右側のスライダが下方に移動している。即ち、図１におけるボディ1の上面から口金４の上面までの高さＨR、ＨLがＨL＞ＨRの関係になっている。
凹部と板部２０との間にはスキマｔが設けられており、フランジ１５は任意の角度に傾斜することができる。このスキマｔによるガタツキを防止するためにスライダ３には付勢部材２１によってフランジ１５を押圧するボール２２が左右に設けられている。また、板部２０とプレート１６の接合面は、フランジ１５の傾斜によって接点をスムースに移動させるためにプレート１６の接合面は、プレート１６の内方と外方が曲率半径Ｒを有する曲面になされ、中央部だけが平面になされている。
【０００８】
次に工作物を固定する時の動きについて説明する。図７は工作物の水平方向の挟持を行う場合の固定装置の要部を示す模式図である。
ボディ１の中心軸Zに対して距離Ｌだけずれた位置に工作物２３の中心が来る様にボディ１の上面にロケーター２４を配置し、工作物２３の外形を水平方向に挟持する例である。このロケーター２４は、工作物２３を所定の位置に置くための治具であり、工作物２３はこの位置を移動することなくこの位置で固定される必要がある
フランジ１５を水平状態にして、プランジャ9を最上方に位置させた時の口金４Ａ、４Ｂの位置を想像線で示す。工作物２３がボディの中心軸Zに対して距離Ｌだけ離れた位置に配置されているため、工作物２３の外形を挟持するための口金４Ａ、４Ｂの移動量は、各々異なり、口金４Ａの移動量はＳａ、口金４Ｂの移動量はＳｂが必要となる。実施例においてこの移動量はＳａ＞Ｓｂの関係にある。
【０００９】
工作物２３を挟持するためにプランジャ９を中心軸Zの方向である下方へ移動させると、プランジャ９のフランジ１５は付勢部材２１とボール２２の働きによって水平に保たれており、各々の口金４Ａ、４Ｂは同じ移動量となり、口金４Ｂが工作物２３の外形に当接する。この時、口金４Ａは未だ工作物２３には当接しておらず、それ以後は口金４Ｂは移動することなく口金４Ａだけが工作物２３へ向けて移動する必要がある。
プランジャ９がさらに下方へ移動しようとするが、ロケーター２４によって位置決めされた工作物２３は移動せず口金４Ｂも移動できない。その為スライダ３Ｂも下方へ向けて移動できず、フランジ１５が付帯部材２１の力に抗して右側に傾斜することになる。これによってスライダ３Ａだけが下方へ移動でき、口金４Ａが工作物２３に当接するとその状態で停止することになり、工作物２３は、口金４Ａ、４Ｂから等しい力を受け所定の位置に固定される。
【００１０】
ここで重要な点は、工作物を挟持するまでの口金の移動量の差をプランジャ９におけるフランジ１５の傾斜角度の違いによって補うことである。口金４Ｂが口金４Ａよりも大きな移動量が必要となる場合には、フランジ１５は本例の逆の方向である左側に傾斜することにより対応することになる。
当然に口金４Ａ、４Ｂはスライダ３Ａ、３Ｂに固着されており、スライダの動きに左右される為に、ボディの上下方向にも移動することになる。これによって、工作物２３を挟持したとき工作物２３は左右方向に加え、上下方向においてもロケーター２４に押し付けられ、確実に固定されることになる。また、上下方向におけるロケーター２４と工作物２３とのスキマが生まれることがなく、上下方向の寸法の確保が確実なものと成る。
【００１１】
工作物の外形を挟持する例を説明したが、次に工作物２５の上面をボディ１の上面との間で挟持する場合を説明する。図８は、工作物２５を挟持する為の口金４Ｃ、４Ｄを取付けた状態を示す要部の模式図である。
前例と同様にブランジャ９を最上方に位置させたときの口金４Ｃ、４Ｄの位置を想像線で示す。ボディ１の上面に取付けたロケータ２６に工作物２５を取付ける。口金４Ｃ、４Ｄの工作物の挟持面までの移動量は口金４ＣがＳＣ、口金４ＤがＳＤであり、この関係はＳＣ＞ＳＤになされている。工作物２５を挟持するためにプランジャ９を中心軸Zの方向である下方へ移動させると、プランジャ９のフランジ１５は付勢部材２１とボール２２の働きによって水平に保たれており、各々の口金４Ｃ、４Ｄは同じ移動量となり、口金４Ｄが工作物２５の上面に当接する。
この時、口金４Ｃは未だ工作物２５には当接しておらず、それ以後は口金４Ｄは移動することなく口金４Ｃだけが工作物２５へ向けて移動する必要がある。
【００１２】
プランジャ９がさらに下方へ移動しようとするが、ロケーター２６によって位置決めされた工作物２５は移動せず口金４Ｄも移動できない。その為スライダ３Ｄも下方へ向けて移動できず、フランジ１５が付帯部材２１の力に抗して右側に傾斜することになる。これによってスライダ３Ｃだけが下方へ移動でき、口金４Ｃが工作物２５に当接するとその状態で停止することになり、工作物２５は、口金４Ｃ、４Ｄから力を受け所定の位置に固定される。
この場合にも、工作物を挟持するまでの口金の移動量の差をプランジャ９のフランジ１５の傾斜角度によって補うことによって、完全に工作物をボディ１の表面との間に挟持することになるのである。
【００１３】
これまでの例は、左右一対の口金の各々の移動量が異なる場合について説明したが、工作物の外形を挟持した場合に左右の口金の移動量を等しくして工作物の一定位置をボディの左右方向における定位置と揃える、所謂、芯出し作用を備える場合について説明する。
図９は固定装置の断面図であり、１対のスライダ３のうち右側に図示する口金４Ｅおよびスライダ３Ｅは断面を施さない状態を示す。
本実施例においては、工作物の中心をボディの中心軸Zと揃える場合について説明する。まず、構造を説明すると、左右の口金４Ｅ、４Ｆはボディ１の中心軸Zから挟持面までの距離Ｋを等しくなして取付けられている。また、口金４Ｅ、４Ｆはフランジ９の移動量に対して常に同量移動させる必要があり、プランジャ９はフランジ要素６とシャフト要素７を一体化するロック手段２７を備えている。このロック手段２７は、シャフト要素７に設けられており、フランジ１５を支持するピン８を支点としてフランジ１５を押圧し左右への傾斜を阻止し、フランジ１５を常に一定の角度に保つものである。本実施例においては、フランジ１５を水平に保つようにロック手段２７を設定してある。これによって、プランジャ９が中心軸Zの方向への移動に伴い、スライダ３Ｅ、３Ｆは常に等しい距離、ボディ１の案内溝に沿って傾斜方向へ移動し、それに伴い、口金４Ｅ、４Ｆはボディ１の中心軸Zへ向けて左右等しい距離移動することになる。
【００１４】
図１０にロック手段２７を備える部分の構造を拡大して示す。ロック手段２７は、フランジ１５を押圧するプッシャ２８を３箇所に設け、そのプッシャ２８にネジ作用により押圧力を加えるナット２９、該ナット２９が不必要にプッシャ２８を押さえないためのスプリング３０、さらに、ナット２９の抜け止め用のトメワ３１を備えている。
ロック手段２７の作用を説明する。図１０は、ロック手段が作用している状態であり、ナット２９に設けられたハンドル受３２に図示しないハンドルを挿入してナット２９を回すと、ナット２９がスプリング３０に抗して下方へ移動し、３箇所のプッシャ２８を押圧する。シャフト要素７はボディ１の案内溝１０に案内されており、ボディ１の左右への動きが規制されていることからシャフト要素7が反力を受けるプッシャ２８の押圧力によってフランジ１５はピン８を支点として水平状態に固定されることになる。従って、常に水平に保たれるフランジ１５がスライダ３Ｅ、３Ｆに固定するプレート１６の中央部分の平面部分と面接触により係合し、常に等しい移動量で移動させることができる。
【００１５】
図１１は、前述の状態にある固定装置を用いて工作物３３を挟持する場合の要部を示す模式図である。挟持の手順を説明する。工作物３３をボディ１の上面に設ける基準面３４に置く。この際、前実施例では工作物を位置決めする為のロケータを要したが、芯出し作用を行う場合には、位置決めは不要であり、基準面３４に置くだけでよい。したがって、工作物３３と口金４Ｅ、４Ｆの挟持面との距離ＭＥ、ＭＦもその都度バラバラであり、図１１においては、ＭＦ＞ＭＥの関係にある。即ち、工作物の中心軸がボディ1の中心軸Ｚから距離Ｖだけ右側に寄った位置に置かれていることになる。この状態でプランジャ９をボディ１の中心軸Zの下方へ移動させると、まず口金４Ｅが工作物３３に当接する。すると工作物３３は口金４Ｅの挟持力によって左側へ移動する。当然口金４Ｆも口金４Ｅと同じ移動量によって工作物３３に近づいており、最終的には、工作物３３の中心がボディ１の中心軸Ｚに移動したときに左右の口金４Ｅ、４Ｆによって工作物３３が固定されることになる。
この固定装置は、口金の動きがボディの左右方向と上下方向の２つの方向であるために、工作物の芯出し作用と共に、工作物をボディの基準面に押付ける作用も兼ね備えており、基準面からの寸法が正確に確保できる。また、工作物を２方向へ確実に固定できることから、工作物への大きな負荷による加工も可能である。
【００１６】
尚、本実施例ではプランジャーを水平に保つ場合について説明したが、フランジを傾斜して固定した場合でもボディの中心軸から各々の口金までの距離を等しくすれば、芯出し作用を行うことができる。
また、あえて一定量ボディの中心軸から離れた位置Ｎに工作物の中心を固定したい場合に、左右同じ口金を使用し、フランジを傾斜させて固定することによって、中心軸から離れた位置Ｎへの芯出しを行うことも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１によると、工作物の水平方向への侠持または上下方向への挟持をひとつの固定装置で行うことができ、多種多様な工作物を固定することができる。
請求項２によると、プランジャの作用力を効率よくスムーズにスライダに伝達することができ、大きな挟持力を得ることができる。
請求項３によると、水平方向への侠持または上下方向への挟持に加え工作物の芯出し作用も兼ね備えることからあらゆる工作物の固定に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＡ―Ａ断面図である。
【図２】本発明の固定装置の平面図である。
【図３】本発明の固定装置の正面図である。
【図４】本発明の固定装置の右側面図である。
【図５】スライダとフランジ要素との係合部の分解斜視図である。
【図６】スライダとプランジャとの係合部の断面図である。
【図７】水平方向の挟持を行う場合の要部を示す模式図である。
【図８】上下方向の挟持を行う場合の要部を示す模式図である。
【図９】芯出し作用を備える挟持を行う場合の断面図である。
【図１０】ロック手段を備える部分の拡大断面図である。
【図１１】芯出し作用を備える挟持を行う場合の要部を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ボディ
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ スライダ
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ 口金
６ プランジャ要素
７ シャフト要素
８ ピン
９ プランジャ
１３ 駆動源
１５ フランジ

Claims (3)

1. ボディと、該ボディの中心軸に対して傾斜する案内溝に沿って移動する一対のスライダと、該スライダに着脱可能に設けられ工作物を固定する口金と、前記スライダに係合するフランジ要素とボディに案内されボディの中心軸の前方・後方へ移動するシャフト要素とからなるプランジャと、該プランジャに作用する操作力を発生する駆動源を備え、前記フランジ要素が、ボルトによってスライダと係合するプレートと、該プレートとスライダとによって形成される凹部へ挿入されるフランジから構成され、該フランジがピンによってシャフト要素と係合されて該ピンを支点に傾斜可能になされており、前記凹部とフランジとの間にはスキマが設けられ、スライダにはスキマによるガタツキを防止する付勢部材が設けられ、前記スライダと係合するプランジャのフランジ要素がボディの中心軸に対して傾斜する構成になされると共に駆動源の働きによって口金が工作物の水平方向または上下方向の挟持を行うことを特徴とする工作物の固定装置。
2. 前記プレートの上面が、フランジとの接合面の内方と外方を曲面に形成され、前記プレートの上面とフランジの下面との係合部が部分的に曲面形状に係合されることを特徴とする請求項１記載の工作物の固定装置。
3. 前記プランジャが、フランジ要素とシャフト要素を一体化するためのロック手段を備え、工作物の水平方向を挟持する際に工作物の芯出し作用を有することを特徴とする請求項１記載の工作物の固定装置。

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