JP5002646B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械で被加工物を加工する際に該被加工物を挟持する当接装置が設けられたクランプ装置に関する。

従来、工作機械で被加工物を加工する際に被加工物を挟持するクランプ装置は、一対の締め付け部材（当接装置）の間に被加工物を配置するとともに、正ねじ部分及び逆ねじ部分が各締め付け部材に対応してそれぞれ形成された回転部材とを設け、この回転部材を一方向に回転させることによって、正ねじ部分と逆ねじ部分とで各締め付け部材を被加工物の締め付け方向に移動させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１２７０４２号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、工作機械による加工中に工具から被加工物に与えられる振動が、被加工物が有する固有振動数と一致する場合や、被加工物の形状が薄肉で剛性が低く変形し易い場合に、ビビリ振動と呼ばれる微小な振動が被加工物に発生するようになっており、特許文献１に記載のクランプ装置にあっては、被加工物を締め付け部材（当接装置）により挟持して固定しているだけなので、被加工物が有する固有振動数や、被加工物の剛性が低いために生じるビビリ振動を充分に抑制できず、工作機械による被加工物の加工精度が低下するという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、工作機械で被加工物を加工する際に、ビビリ振動の発生を抑制して被加工物の加工精度を向上させることができるクランプ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のクランプ装置は、
工作機械で被加工物を加工する際に該被加工物を挟持する当接装置が設けられたクランプ装置であって、
前記当接装置は、
前記被加工物の表面に当接する複数の当接部と、
前記複数の当接部を前記被加工物に向かって押圧付勢する圧縮性流体を利用した押圧付勢手段と、
クランプ装置本体に固定され、前記複数の当接部が被加工物に当接したときに、前記押圧付勢手段の押圧付勢方向と同じ方向に移動して、前記被加工物に対する当接状態の位置で前記当接部の後退を防止するように停止する非圧縮性流体を利用した後退防止手段と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、工作機械を用いて被加工物の固定時に、押圧付勢手段によって当接部を被加工物の表面に押圧付勢して位置決めが完了した状態を、クランプ装置本体に固定された後退防止手段によって後退しないように一体化して固定するため、被加工物が後退防止手段及びクランプ装置本体と一体化された構造になり、被加工物自体の固有振動数がクランプ装置全体の固有振動数に変化するばかりか、被加工物の剛性が高くなり、被加工物のビビリ振動が抑制され、工作機械による被加工物の加工精度を向上させることができる。また、押圧付勢手段が圧縮性流体を利用したものであることで、圧縮性流体により当接部の被加工物に対する当接状態を維持しつつ、圧縮性流体により緩衝作用が働き、当接部から伝達されるビビリ振動が、押圧付勢手段の圧縮性流体によって吸収され易くなる。

本発明の請求項２に記載のクランプ装置は、請求項１に記載のクランプ装置であって、
前記押圧付勢手段と前記当接部との距離が、前記後退防止手段と前記当接部との距離よりも短くなっていることを特徴としている。
この特徴によれば、当接部から伝わってくる被加工物のビビリ振動が後退防止手段に伝わる前に押圧付勢手段により吸収でき、ビビリ振動が後退防止手段に伝わり難くなる。

本発明の請求項３に記載のクランプ装置は、請求項１または２に記載のクランプ装置であって、
前記当接部に対して、軸支されたリンク部材を介して前記押圧付勢手段及び前記後退防止手段が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ビビリ振動が軸を中心に揺動可能なリンク部材に伝わり、ビビリ振動をこのリンク部材の揺動に変化させることにより、ビビリ振動が後退防止手段に伝わり難くなる。

実施例１におけるクランプ装置が適用された治具装置を示す斜視図である。 図１におけるクランプ装置を示すＡ−Ａ縦断正面図である。 図２におけるクランプ装置を示すＢ−Ｂ縦断側面図である。 押圧シリンダ装置を示す縦断正面図である。 固定シリンダ装置を示す縦断正面図である。 ワークを固定する前のクランプ装置を示す概念正面図である。 ワークを固定した状態のクランプ装置を示す概念正面図である。 クランプ装置を示す概念平面図である。 実施例２におけるクランプ装置を示す概念平面図である。 実施例３におけるクランプ装置を示す概念平面図である。 実施例４におけるクランプ装置を示す概念平面図である。 実施例５におけるクランプ装置を示す概念正面図である。 ワークを固定した状態のクランプ装置を示す概念正面図である。

符号の説明

１ 治具装置
２，２ｂ ワーク（被加工物）
２ｃ，２ｄ ワーク（被加工物）
８，８ａ，８ｂ クランプ装置
８ｃ，８ｄ クランプ装置
９，９ｄ 当接装置
１１ 軸部
１２，１２ｄ リンク部材
１４ 当接部
１５ ケース体（クランプ装置本体）
１６，１６ａ 押圧シリンダ装置（押圧付勢手段）
１７ 固定シリンダ装置（後退防止手段）

本発明に係るクランプ装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、実施例１におけるクランプ装置が適用された治具装置を示す斜視図であり、図２は、図１におけるクランプ装置を示すＡ−Ａ縦断正面図であり、図３は、図２におけるクランプ装置を示すＢ−Ｂ縦断側面図であり、図４は、押圧シリンダ装置を示す縦断正面図であり、図５は、固定シリンダ装置を示す縦断正面図であり、図６は、ワークを固定する前のクランプ装置を示す概念正面図であり、図７は、ワークを固定した状態のクランプ装置を示す概念正面図であり、図８は、クランプ装置を示す概念平面図である。以下、図１の紙面右側を治具装置及びクランプ装置の正面側（前方側）とし、図３の紙面左側をクランプ装置の正面側（前方側）とし、図８の紙面下方側をクランプ装置の正面側（前方側）として説明する。

図１の符号１は、ＮＣ工作機械において用いられている治具装置であり、この治具装置１は、ＮＣ工作機械を用いて本実施例における被加工物としてのワーク２を加工する際に、ワーク２を保持するために使用される。尚、本実施例におけるＮＣ工作機械（図示略）では、工具３（図７参照）の位置や治具装置１によって保持されるワーク２の位置が座標値によって定義されており、その位置情報に基づいて制御装置（図示略）が、工具３の位置や治具装置１の位置を変化させるようになっている。つまり、工具３とワーク２との相対位置の制御が制御装置によって自動化された数値制御方式の工作機械として構成されている。

図１に示すように、治具装置１には、ＮＣ工作機械の内部に設置される作業台（図示略）等に固定される台部４が設けられており、この台部４の上面における前後端部には、台部４の上方位置に配置される治具テーブル５を垂直方向に回動自在に支持する回動ギア装置６が設けられている。後方側に配置された回動ギア装置６には、回動ギア装置６を介して治具テーブル５を任意の方向に回動させる駆動モータ７が設けられている。

治具テーブル５の上面には、前後方向に等間隔に配置された４組のクランプ装置８が設けられている。１組のクランプ装置８は、ワーク２を介して治具テーブル５の左右に配置された一対の当接装置９により構成されている。尚、本実施例で用いられるワーク２は、平面視で略矩形状をなし（図８参照）、その左右両側面に複数の当接装置９が当接されて挟持されるようになっている。

次に、クランプ装置８について詳述すると、図２及び図３に示すように、クランプ装置８は、治具テーブル５の左右に配置された前述の当接装置９を有している。この当接装置９には、治具テーブル５から立設された立設部材１０に設けられた軸部１１に垂直方向に揺動可能に軸支されるリンク部材１２が設けられている。

このリンク部材１２は、その上部にワーク２に向かって屈曲された屈曲部１３を有する略L字形状をなしており、屈曲部１３の先端部には、ワーク２の表面に当接される当接部１４が設けられている。尚、リンク部材１２は当接部１４がワーク２の表面に当接される方向、及びワーク２の表面から離れる方向に揺動自在になっている。

治具テーブル５における立設部材１０同士の間には、本実施例におけるクランプ装置本体としてのケース体１５が設けられており、このケース体１５は治具テーブル５に固定されている。ケース体１５の内部には、本実施例における押圧付勢手段としての押圧シリンダ装置１６、及び本実施例における後退防止手段としての固定シリンダ装置１７が配置されている。

図４に示すように、押圧シリンダ装置１６は、前述したケース体１５に固定されたシリンダ１８と、シリンダ１８の内部に左右方向に摺動移動自在に設けられたピストン１９と、このピストン１９に固定された押圧ロッド２０と、を有している。

また、押圧シリンダ装置１６は圧縮空気（圧縮性流体）によって可動されるピストン機構となっており、押圧シリンダ装置１６のシリンダ１８内部は、ピストン１９を介して隔てられた第１空気室２１及び第２空気室２２が設けられているとともに、気体である圧縮空気を第１空気室２１及び第２空気室２２のそれぞれに供給する空気供給管２３，２４がシリンダ１８に接続されている。尚、押圧シリンダ装置１６のシリンダ１８内部に供給される圧縮空気の供給量は、図示しない制御装置により制御されている。

各々の空気供給管２３，２４は、制御装置（図示略）の制御に基づいて、第１空気室２１及び第２空気室２２のそれぞれに圧縮空気を供給でき、シリンダ１８の第２空気室２２に空気供給管２４から圧縮空気を供給して第２空気室２２の気圧を上昇させることで、押圧ロッド２０がリンク部材１２に当接する方向に前進するとともに、シリンダ１８の第１空気室２１に空気供給管２３から圧縮空気を供給して第１空気室２１の気圧を上昇させることで、押圧ロッド２０がリンク部材１２から離れる方向に後退するようになっている。

尚、図８に示すように、各々の押圧シリンダ装置１６における第２空気室２２に圧縮空気を供給する空気供給管２４は、同一の圧縮空気源３４に接続されている。そのため各々の押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０同士が、同時にリンク部材１２に当接する方向に前進され、リンク部材１２を介してワーク２の左右に当接される当接部１４の押圧付勢力のバランスが釣り合うように容易に制御できるようになっている。

更に尚、各々の押圧シリンダ装置１６におけるピストン１９の第２空気室２２側の受圧面積は、同一面積となっており、圧縮空気源３４から供給された同一圧力の圧縮空気によって、押圧ロッド２０が同一の押圧付勢力で可動できるようになっている。

図５に示すように、固定シリンダ装置１７は、前述したケース体１５に固定されたシリンダ２５と、シリンダ２５の内部に左右方向に摺動移動自在に設けられたピストン２６と、このピストン２６に固定された固定ロッド２７と、この固定ロッド２７を上下方向から挟むように配置された内壁部材２８と、を有している。

また、固定シリンダ装置１７のシリンダ２５内部は、固定ロッド２７の上下に形成された第１油液室２９と、ピストン２６が配置された第２油液室３０と、が形成されている。更に、液体である油液（非圧縮性流体）を第１油液室２９及び第２油液室３０のそれぞれに供給する油液供給管３１，３２がシリンダ２５に接続されている。尚、固定シリンダ装置１７のシリンダ２５内部に供給される油液の供給量は、図示しない制御装置により制御されている。

各々の油液供給管３１，３２は、制御装置（図示略）の制御に基づいて、第１油液室２９及び第２油液室３０のそれぞれに油液を供給でき、シリンダ２５の第２油液室３０に油液供給管３２から油液を供給して第２油液室３０の油圧を上昇させることで、固定ロッド２７がリンク部材１２に当接する方向に前進するとともに、シリンダ２５の第２油液室３０から油液を排出して第２油液室３０の油圧を低下させることで、固定ロッド２７がリンク部材１２から離れる方向に後退するようになっている。

シリンダ２５の第１油液室２９には、前述した内壁部材２８が配置されているとともに、制御装置（図示略）の制御に基づいて、この第１油液室２９に油液供給管３１から油液を供給し、第１油液室２９内に供給された油液の油圧を上昇させると、内壁部材２８が固定ロッド２７を上下方向から挟み込み、固定ロッド２７が左右方向に移動しないように固定されるようになっている。

制御装置（図示略）の制御に基づいて、第１油液室２９内に供給された油液の油圧を低下させた状態、すなわち内壁部材２８で固定ロッド２７を固定しない状態で、第２油液室３０に供給されら油液の油圧を上昇させると、ピストン２６が固定ロッド２７をシリンダ２５から突出させる方向に移動される。また、第２油液室３０に供給されら油液の油圧を降下させると、ピストン２６が固定ロッド２７をシリンダ２５内に収納させる方向に移動される。

図２に示すように、押圧シリンダ装置１６及び固定シリンダ装置１７は、押圧ロッド２０及び固定ロッド２７が、リンク部材１２に向くようにケース体１５の内部に配置されており、押圧ロッド２０及び固定ロッド２７が、リンク部材１２における軸部１１より下方側に当接されるように配置されている。

尚、図３に示すように、当接部１４の当接位置αから押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０がリンク部材１２を押圧付勢する押圧位置βと、当接部１４の当接位置αから固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７がリンク部材１２を係止する係止位置γとが、当接部１４の当接位置αに対して垂直をなす平面F内に配置されている。そのため押圧シリンダ装置１６及び固定シリンダ装置１７によりリンク部材１２に加わる力によって、リンク部材１２が捩れたりリンク部材１２内部の応力等が不規則に変化したりして、リンク部材１２からワーク２に加わる応力が不規則に変化しないようになっている。

左右に配置された当接装置９を用いてワーク２を挟持する際には、先ず図４に示すように、制御装置（図示略）の制御に基づいて、押圧シリンダ装置１６の第２空気室２２の空気圧を所定の圧力まで上昇させ、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０をリンク部材１２の方向に移動させる。

図６に示すように、押圧ロッド２０の先端部がリンク部材１２に当接される。この状態で押圧ロッド２０によりリンク部材１２を所定の押圧付勢力で押圧付勢しつづけると、リンク部材１２は、当接部１４がワーク２に近づく方向に揺動される。そして、リンク部材１２の当接部１４がワーク２に当接されると、リンク部材１２の揺動が停止される。リンク部材１２の揺動が停止された後も、押圧シリンダ装置１６の第２空気室２２の空気圧は所定の圧力を維持し、押圧ロッド２０がリンク部材１２を所定の押圧付勢力で押圧付勢しつづけるようになっている。

リンク部材１２の揺動が停止された後、図５に示すように、制御装置（図示略）の制御に基づいて、固定シリンダ装置１７の第２油液室３０の油圧を所定の圧力まで上昇させ、固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７をリンク部材１２の方向に移動させる。

図７に示すように、固定ロッド２７の先端部がリンク部材１２に当接（係止）されると、固定ロッド２７の移動が停止される。この状態で制御装置（図示略）は、第１油液室２９内に供給された油液の油圧を上昇させて、固定ロッド２７を上下方向から内壁部材２８より挟持し、固定ロッド２７を左右方向に移動不能に固定する（図５参照）。

尚、制御装置（図示略）は、固定ロッド２７がリンク部材１２に当接したことを第２油液室３０の油圧を検知する検知センサ（図示略）からの信号に基づいて把握するようになっており、第１油液室２９の油圧を上昇させるタイミングの制御を任意に行えるようになっている。更に尚、固定ロッド２７の先端部に圧力センサ等を設けて固定ロッド２７がリンク部材１２に当接したことを制御装置が把握できるようにしてもよい。

また、制御装置（図示略）は、押圧ロッド２０がリンク部材１２に当接したこと、及びリンク部材１２の当接部１４がワーク２に当接してリンク部材１２の揺動が停止したことを検知せず、常に押圧シリンダ装置１６の第２空気室２２の空気圧が所定の圧力になるように制御し、押圧ロッド２０が所定の押圧付勢力を保つことができるようにしている。

尚、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０がリンク部材１２を押圧付勢する押圧付勢力は、固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７がリンク部材１２を係止する係止力よりも小さい力となっている。

固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７によりリンク部材１２が係止され、リンク部材１２の当接部１４がワーク２の表面から離れる方向にリンク部材１２が揺動することを防止している。また、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０は、リンク部材１２の当接部１４がワーク２の表面を押圧する揺動方向にリンク部材１２を押圧付勢しており、当接部１４の押圧付勢力により所定の応力が、ワーク２の内部に発生するようになっており、ワーク２が有する固有振動数が上昇するとともに、ワーク２の剛性が高くなる。リンク部材１２を介して押圧シリンダ装置１６によってワーク２を押圧しつつ、リンク部材１２でワーク２を挟持することで、ワーク２とリンク部材１２と固定シリンダ装置１７とが、擬似的に一体化した部材となる。

図８に示すように、当接装置９は平面視においてワーク２の左右に等間隔に配置されており、ワーク２の左方側及び右方側にそれぞれ４つの当接装置９が配置されている。また、左方側及び右方側のそれぞれの当接装置９の当接部１４の押圧方向が、ワーク２における当接部１４同士の間の略中央位置Ｍ_１に向くようになっており、左方側の１つの当接装置９の押圧方向は、右方側の１つの当接装置９の押圧方向に対向している。そのため左右一対の当接装置９の当接部１４同士がワーク２に加える押圧付勢力が、ワーク２を介して釣り合うようになり、押圧シリンダ装置１６による押圧付勢力のバランスを取り易くすることができる。

このようにリンク部材１２により左右方向から挟持されて固定されたワーク２は、リンク部材１２を介して押圧シリンダ装置１６からの押圧付勢力が伝達され、ワーク２の内部に所定の応力が発生した状態になっている。この状態で工作機械の工具３をワーク２に当接させてワーク２の加工作業を開始する。

図７に示すように、ワーク２とリンク部材１２と固定シリンダ装置１７とが、擬似的に一体化した部材となっており、この状態で、リンク部材１２に押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０が所定の押圧付勢力を加えているため、ワーク２に生じるビビリ振動が、押圧シリンダ装置１６によって吸収されるようになっている。

また、押圧シリンダ装置１６は、圧縮性が大きい（密度の変化が大きい）圧縮性流体（気体流体）である圧縮空気を用いたピストン機構となっているため、リンク部材１２の当接部１４から伝達されるビビリ振動が、押圧シリンダ装置１６（ピストン機構）内部の圧縮空気によって吸収され易くなっている。

更に、固定シリンダ装置１７は、圧縮性が小さい（密度の変化が小さい）非圧縮性流体（液体流体）である油液を用いて固定ロッド２７の移動や固定を行うようになっているため、固定ロッド２７がリンク部材１２を係止させる係止力を高めることができ、ワーク２とリンク部材１２と固定シリンダ装置１７とを、擬似的に一体化した強固な部材とすることができ、剛性を高めてビビリ振動を防止できる。

また、前述したように、ワーク２に当接される当接部１４が揺動可能に軸支されたリンク部材１２に設けられ、押圧シリンダ装置１６が、リンク部材１２を押圧付勢して該リンク部材１２を一方の揺動方向に揺動させるとともに、固定シリンダ装置１７は、押圧シリンダ装置１６により揺動されたリンク部材１２に係止して該リンク部材１２を他方の揺動方向に揺動しないようにしていることで、当接部１４から伝わるビビリ振動が軸部１１を中心に揺動可能なリンク部材１２に伝わり、ビビリ振動をこのリンク部材１２の揺動に変化させることにより、ビビリ振動が固定シリンダ装置１７に伝わり難くなる。

また、リンク部材１２が軸部１１を中心として揺動するように振動可能となり、そのリンク部材１２の振動に押圧シリンダ装置１６による押圧付勢が加わって、ワーク２のビビリ振動に対抗してビビリ振動を抑制するようになり、かつビビリ振動によりワーク２から当接部に対して、当接部１４を後退させようとする力が加わったときに、その力がリンク部材１２の軸部と固定シリンダ装置１７とに分散され、固定シリンダ装置１７が当接部１４を後退させようとする力に対抗し易くすることができる。

尚、図２及び図３に示すように、当接部１４の当接位置αから押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０が押圧付勢するリンク部材１２の押圧位置βまでの距離L_１が、当接部１４の当接位置αから固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７が係止されたリンク部材１２の係止位置γまでの距離L_２よりも短くなっていることにより、当接部１４からリンク部材１２を介して伝わってくるワーク２のビビリ振動が固定シリンダ装置１７に伝わる前に押圧シリンダ装置１６により吸収され、ビビリ振動が固定シリンダ装置１７の係止状態に伝わり難くなり、ワーク２とリンク部材１２と固定シリンダ装置１７とが擬似的に一体化された構造が維持されるようになる。

以上、本発明のクランプ装置８によれば、工作機械を用いてワーク２の固定時に、押圧シリンダ装置１６によって当接部１４をワーク２の表面に押圧付勢して位置決めが完了した状態を、クランプ装置９本体に固定された固定シリンダ装置１７によって後退しないように一体化して固定するため、ワーク２が固定シリンダ装置１７及びクランプ装置８本体と一体化された構造になり、ワーク２自体の固有振動数がクランプ装置８全体の固有振動数に変化するばかりか、ワーク２の剛性が高くなり、ワーク２のビビリ振動が抑制され、工作機械によるワーク２の加工精度を向上させることができる。

また、押圧シリンダ装置１６が圧縮性流体としての圧縮空気を利用していることで、当接部１４のワーク２に対する当接状態を維持しつつ、圧縮空気により緩衝作用が働き、当接部１４から伝達されるビビリ振動が、押圧シリンダ装置１６の圧縮性空気によって吸収され易くなる。

また、ワーク２にビビリ振動が発生したときに、微視的に見た場合にワーク２の左右幅が縮小するようにワーク２が撓んだり、当接部１４が当接されたワーク２の表面が当接部１４から離れる方向に撓んだりしても、押圧シリンダ装置１６がリンク部材１２を押圧しつづけることで、当接部１４がワーク２の表面に追従して移動し、当接部１４がワーク２の表面を押圧付勢しつづけるようになり、ワーク２の内部に応力を付与した状態を維持しつづけることができる。

尚、図６及び図７に示すように、ワーク２の内部に空洞２’が形成され、ワーク２が薄肉で剛性が低く変形し易い部材であっても、本実施例におけるクランプ装置８であれば、薄肉のワーク２を変形させない程度の力でワーク２を挟持しつつビビリ振動を抑制できるようになり、軽量化を図るために薄肉にしたワーク２や剛性の低い材質で形成されたワーク２を加工する場合であっても、工作機械による加工精度を向上させることができる。

次に、実施例２に係るクランプ装置８ａにつき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図９は、実施例２におけるクランプ装置８ａを示す概念平面図である。以下、図９の紙面下方側をクランプ装置８ａの正面側（前方側）として説明する。

図９に示すように、実施例２におけるクランプ装置８ａの当接装置９は、平面視において矩形状をなすワーク２の左右に互い違いなるように配置され、リンク部材１２の当接部１４がワーク２に当接されている。つまり右方側の当接装置９の押圧方向は、左方側の当接装置９同士の間を向くように配置されており、それぞれの当接装置９の押圧方向が、ワーク２における当接部１４同士の間の略中央位置Ｍ_２に向くようになっている。

実施例２では、左方側に４つの当接装置９が配置されるとともに、右方側に３つの当接装置９が配置されている。尚、左方側に４つの当接装置９における押圧シリンダ装置１６と、右方側に３つの当接装置９における押圧シリンダ装置１６ａとにおける第２空気室２２（図４参照）に圧縮空気を供給する空気供給管２４は、同一の圧縮空気源３４に接続されている。そのため各々の押圧シリンダ装置１６，１６ａの押圧ロッド２０（図４参照）同士が、同時にリンク部材１２に当接する方向に前進され、リンク部材１２を介してワーク２の左右に当接される当接部１４の押圧付勢力のバランスが釣り合うように容易に制御できるようになっている。

更に尚、右方側に配置される各々の押圧シリンダ装置１６ａにおけるピストン１９（図４参照）の第２空気室２２側の受圧面積は、左方側に配置される各々の押圧シリンダ装置１６におけるピストン１９の第２空気室２２側の受圧面積よりも若干大きくなるように形成されている。そのため右方側に配置される１つの当接装置９の押圧付勢力は、左方側に配置される１つの当接装置９の押圧付勢力よりも若干大きくなっており、左方側に４つの当接装置９を合わせた押圧付勢力と、右方側に３つの当接装置９を合わせた押圧付勢力とがワーク２を介して釣り合うようになっている。

次に、実施例３に係るクランプ装置８ｂにつき、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１０は、実施例３におけるクランプ装置８ｂを示す概念平面図である。以下、図１０の紙面下方側をクランプ装置８ｂの正面側（前方側）として説明する。

図１０に示すように、実施例３におけるクランプ装置８ｂの当接装置９は、平面視において正方形状をなすワーク２ｂの前後左右の四方に配置され、リンク部材１２の当接部１４がワーク２ｂに当接されている。つまりワーク２ｂの四方に４つの当接装置９がそれぞれ配置されており、それぞれの当接装置９の押圧方向が、ワーク２ｂにおける当接部１４同士の間の略中央位置Ｍ_３に向くようになっている。

実施例３では、前方側の当接装置９の押圧付勢力と、後方側の当接装置９の押圧付勢力とが互いに対向しているとともに、左方側の当接装置９の押圧付勢力と、右方側の当接装置９の押圧付勢力とが互いに対向しており、４つの当接装置９の押圧付勢力がワーク２ｂを介して釣り合うようになっている。

尚、図１０に示すように、ワーク２ｂの内部に空洞２ｂ’が形成され、ワーク２ｂが薄肉で剛性が低く変形し易い部材であっても、薄肉のワーク２ｂを変形させない程度の力でワーク２ｂを挟持しつつビビリ振動を抑制できる。

次に、実施例４に係るクランプ装置８ｃにつき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１１は、実施例４におけるクランプ装置８ｃを示す概念平面図である。以下、図１１の紙面下方側をクランプ装置８ｃの正面側（前方側）として説明する。

図１１に示すように、実施例４におけるクランプ装置８ｃの当接装置９は、平面視において円形状をなすワーク２ｃの周囲の３箇所に配置され、リンク部材１２の当接部１４がワーク２ｃに当接されている。つまりワーク２ｃの外周に３つの当接装置９がそれぞれ配置されており、それぞれの当接装置９の押圧方向が、ワーク２ｃにおける当接部１４同士の間の略中央位置Ｍ_４に向くようになっている。実施例４では、３つの当接装置９の押圧付勢力が均一になっており、その押圧付勢力がワーク２ｃを介して釣り合うようになっている。

尚、図１１に示すように、ワーク２ｃの内部に空洞２ｃ’が形成され、ワーク２ｃが薄肉で剛性が低く変形し易い部材であっても、薄肉のワーク２ｃを変形させない程度の力でワーク２ｃを挟持しつつビビリ振動を抑制できる。

次に、実施例５に係るクランプ装置８ｄにつき、図１２及び図１３を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１２は、実施例５におけるクランプ装置８ｄを示す概念正面図であり、図１３は、ワーク２ｄを固定した状態のクランプ装置８ｄを示す概念正面図である。

図１２に示すように、実施例５におけるクランプ装置８ｄは、ワーク２ｄの左右に配置された左右一対の当接装置９ｄにより構成されており、この当接装置９ｄには、左右方向のスライド移動される棒状をなすリンク部材１２ｄが設けられている。リンク部材１２ｄの先端部は、ワーク２ｄに向けられ、その先端部には、ワーク２ｄの表面に当接される当接部１４が設けられている。尚、リンク部材１２ｄは当接部１４がワーク２ｄの表面に当接される方向、及びワーク２ｄの表面から離れる方向にスライド移動自在になっている。

リンク部材１２ｄの基端部には、固定シリンダ装置１７が配置されており、固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７の先端部がリンク部材１２ｄに向けられている。リンク部材１２ｄの上部には、被押圧片３３が形成されており、この被押圧片３３の近傍には、押圧シリンダ装置１６が配置されており、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０の先端部が被押圧片３３に向けられている。尚、各々の当接装置９ｄにおける押圧ロッド２０及び固定ロッド２７の当接方向は同一方向を向いている。

左右に配置された当接装置９ｄを用いてワーク２ｄを挟持する際には、先ず図１２に示すように、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０をリンク部材１２ｄの方向に移動させて、押圧ロッド２０の先端部をリンク部材１２ｄの被押圧片３３に当接させる。この状態で押圧ロッド２０によりリンク部材１２ｄを所定の押圧付勢力で押圧付勢しつづけると、リンク部材１２ｄは、当接部１４がワーク２ｄに近づく方向にスライド移動される。そして、リンク部材１２ｄの当接部１４がワーク２ｄに当接されると、リンク部材１２ｄのスライド移動が停止される。リンク部材１２ｄの揺動が停止された後も、押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０がリンク部材１２ｄを所定の押圧付勢力で押圧付勢しつづけるようになっている。

図１３に示すように、リンク部材１２ｄのスライド移動が停止された後、固定シリンダ装置１７の固定ロッド２７をリンク部材１２ｄの方向に移動させ、固定ロッド２７の先端部をリンク部材１２ｄに当接（係止）させた状態で、固定ロッド２７を左右方向に移動不能に固定する。そして、実施例１と同様に、リンク部材１２ｄを介して押圧シリンダ装置１６によってワーク２ｄを押圧しつつ、リンク部材１２ｄでワーク２ｄを挟持することで、ワーク２ｄとリンク部材１２ｄと固定シリンダ装置１７とが、擬似的に一体化した部材となる。

尚、図１２に示すように、ワーク２ｄの内部に空洞２ｄ’が形成され、ワーク２ｄが薄肉で剛性が低く変形し易い部材であっても、薄肉のワーク２ｄを変形させない程度の力でワーク２ｄを挟持しつつビビリ振動を抑制できる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、制御装置（図示略）が、リンク部材１２の当接部１４がワーク２に当接してリンク部材１２の揺動が停止したことを検知せず、常に押圧シリンダ装置１６の押圧ロッド２０が所定の押圧付勢力を保つことができるように制御しているが、当接装置９及びワーク２に各種センサを取り付け、リンク部材１２の状態やワーク２の状態を検知し、該検知に基づいて制御装置が押圧シリンダ装置１６の押圧付勢力を適宜変化させるようにしてもよい。

また、前記実施例では、工作機械の一例として、座標値によって定義された工具３の配置位置やワーク２の配置位置などの位置情報に基づいて、制御装置（図示略）が工具３とワーク２との相対位置の制御を自動的に行う数値制御方式のＮＣ工作機械が適用されていたが、本発明はＮＣ工作機械に限定されるものではなく、工具３とワーク２との相対位置の制御を手動により行う手動式の工作機械にも適用可能である。

Claims (3)

1. 工作機械で被加工物を加工する際に該被加工物を挟持する当接装置が設けられたクランプ装置であって、
   前記当接装置は、
   前記被加工物の表面に当接する複数の当接部と、
   前記複数の当接部を前記被加工物に向かって押圧付勢する圧縮性流体を利用した押圧付勢手段と、
   クランプ装置本体に固定され、前記複数の当接部が被加工物に当接したときに、前記押圧付勢手段の押圧付勢方向と同じ方向に移動して、前記被加工物に対する当接状態の位置で前記当接部の後退を防止するように停止する非圧縮性流体を利用した後退防止手段と、
   を備えることを特徴とするクランプ装置。
2. 前記押圧付勢手段と前記当接部との距離が、前記後退防止手段と前記当接部との距離よりも短くなっていることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記当接部に対して、軸支されたリンク部材を介して前記押圧付勢手段及び前記後退防止手段が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクランプ装置。

Images