JPH02139106A - 自動求心式クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は工作機械で加工する被加工物の加工時におけ
るビビリ振動の抑制のために第２のクランプ部を自動的
に求心してクランプする自動求心式クランプ装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

フライス盤、マシニングセンタ、旋盤等の工作機械で被
加工物（以下ワークと記載する）を加工する場合におい
て、ワークにビビリ振動が発生して加工精度が低下する
ことがある。それゆえ、ワークもしくはこのワークを支
持するシャンク等のワーク支持体を本来のクランプ手段
のほかに第２のクランプ手段を設けてクランプし、上記
ビビリ振動を抑制している。

第３図ａ、ｂは従来のクランプ装置の構成を示す断面図
および平面図であり１図において、（１０１）はワーク
、　　（１０２）はワーク（１０１）を支持するワーク
支持体、　（＋０３）はワーク支持体（１０２）を油圧
でクランプする第１のクランプ手段、　（１０４）は第
１のクランプ手段（１０３）を支持するヘース、　（１
０５）、（１０６）は第１のクランプ手段（１０３）に
加圧用油を供給する油圧ポート、　　（１０７）はワー
ク（１０１）のビビリ市め用のガイドリング、　（１０
８）はガイドリング（１０７）を第１のクランプ手段（
１０３）に固定するボルト、　（１０９）はワーク支持
体（１０２）をクランプするボルトである。ボルト（１
０８）、　（１０９）は各３本づつワーク（１０１）お
よびワーク支持体（１０２）に共通な軸線を中心とした
円周角を３分割した位置に配設され、上記３本のボルト
（＋０９）によりクランプされたワーク支持体（１０２
）のクランプ点がワーク（１０１）の加工時におけるビ
ビリ振動抑制のための第２のクランプ部となり、上記ガ
イドリング（１０７）と３本のボルト（１０９）で第２
のクランプ手段が構成される。

第３図に示した従来のクランプ装置の第２のクランプ手
段のクランプ方式は３点ねじ締め方式であり、ワーク　
（ｌｏｔ）と結合されたワーク支持体（１０２）の一端
部を第１のクランプ手段（１０３）に挿入して、油圧ボ
ート（１０５）、　（ｔｏ６）から加えられた油圧、に
よりクランプした後、このクランプされたワーク支持体
（１０２）の突出し部を、その振れをダイヤルゲージ等
で測定しながら、３本のボルト（１０９）で心出しして
固定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のクランプ装置は以上のように構成されているので
、ワーク支持体（１０２）が第１のクランプ手段で精度
良くクランプされても、びびり防止のための第２のクラ
ンプ手段が３本のボルト（１０９）を用いた３点ねじ締
めによる。しかも手締めによるクランプ方式であるため
に、Ｌ：、記ワーク支持体（１０２）はその軸線からの
力の作用点の距離の不均一や、ねじ締めによる加圧力の
アンバランス等が起因してたわみ、ワーク中心からの振
り分は加工における精度が悪くなるという問題点があっ
た。

こめ発明は、−上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、ワーク支持体が第１のクランプ手段にク
ランプされた状態に倣って上記ワーク支持体の第２のク
ランプ部を自動的に求心動作を行ってクランプする第２
のクランプ手段を備えた自動求心式クランプ装置を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明に係る自動求心式クランプ装置は。

ワーク支持体の第１のクランプ部をクランプする第１の
クランプ手段にワーククランプ軸線が一致するように配
設され、上記ワーククランプ軸線を中心とした求心方向
に移動可能なクランプ爪体およびこのクランプ爪体を流
体圧の作動により上記ワーク支持体側へ移動させる流体
圧機構を複数組有し、−上記第１のクランプ手段にクラ
ンプされたワーク支持体の第２のクランプ部を上記複数
組のクランプ爪体で求心と加圧力のバランスをとりなが
らクランプするように、上記複数組の流体圧機構へ供給
される加圧流体の流体路がお互いに連結されて形成され
た第２のクランプ手段を備えたものである。

また、第２の発明に係る自動求心式クランプ装置は上記
第１の発明に係る自動求心式クランプ装置において、第
２のクランプ手段はワーククランプ軸線を中心に円周角
を等分割した求心方向に複数のクランプ爪体が移動可能
に配設されたものである。

〔作用〕

第１の発明における第２のクランプ手段はワークを保持
するワーク支持体の第１のクランプ部が第１のクランプ
手段にクランプされた後、流体圧により複数組の流体圧
機構を駆動してこの複数組の流体圧機構に対応するクラ
ンプ爪体を上記ワーク支持体の軸線方向に移動させ、上
記ワーク支持体の第２のクランプ部を一上記複数組のク
ランプ爪体で求心と加圧力のバランスを取りながらクラ
ンプする。

また第２の発明における第２のクランプ手段は複数組の
クランプ爪体をワーククランプ軸線を中心とした円周角
を等分割した求心方向に移動させ上記ワーク支持体の第
２のクランプ部を上記複数組のクランプ爪体で求心と加
圧力のバランスを取りながらクランプする。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例を第１図および第２図により説明す
る。第１図はワーク支持体（１０２）における第２のク
ランプ部を自動的に求心してクランプする自動求心式ク
ランプ装置の断面機構図、第２図は第１図に示した装置
の平面図である。

図において、（１）は機械テーブル、（２）は機械テー
ブル（１）七に固定された本体ベース、（３）は本体ベ
ース（２）にに固定されたブロックである。（４）は本
体ベース（２）に形成された筒部（２人）に内挿され、
第１のクランプ手段の主要部を構成する薄肉円筒管であ
り、この薄肉円筒管（４）にワーク（１０１）を支持す
るワーク支持体（１０２）の第１のクランプ部（１０２
＾）が挿入される。なお、薄肉円筒管（４）の両端の外
周部には後述の作動油（ア）の漏れ止め用に０リング（
５）が装着されている。（６）は薄肉円筒管（４）と上
記第１の筒部（２人）間に形成され、上記ワーク支持体
（１０２）の第１のクランプ部（１０２Ａ）をクランプ
するための加圧流体としての作動油（７）が充満された
加圧流体室である。（８）は油圧発生装置（図示せず）
から第１の油圧ボート（９）を介して加圧流体室（６）
へ流体圧としての油圧を伝達する本体ベース（２）内に
形成された第１の油圧管路であり、この第１の油圧管路
（８）には途中その円筒状の断面積が異なる段付部（８
Ａ）を有する。（１ｏ）は上記段付部（８＾）において
２両方の内径に適合する２種類の外径を有す円柱が同心
状に結合され、かつそれぞれの外周に０リング（１１）
、　（１２）が装着されたプランジャであり、このプラ
ンジャ（１０）により第１の油圧管路（８）を充満する
作動油（７）は、上記加圧流体室（６）側と第１の油圧
ボート（９）側とに分離されている。

上記のごとく、第１のクランプ部（１０２＾）をクラン
プする第１のクランプ手段は薄肉円筒管（４）を主要構
成部材として本体ベース（２）に構築されており、この
本体ベース（２）の第１の円筒部（２人）の軸線Ｚを基
準に挿入されている薄肉円筒管（４）の両端の側壁が求
心基準となる。

（１３）はブロック（３）に形成されたシリンダ（３＾
）内を往復動するピストンであり、０リング（１４）が
装着されている。（１６）は支持ピン（１７）に支承さ
れ突起（１６＾）を有するレバー、（１５）はレバー復
帰ばねであり、後述の加圧流体としての作動油（２１）
の流体圧としての油圧をピストン（１３）に作用させる
ことによりレバー（１６）は支持ビン（１７）を中心に
回動する。　（Ｉｇ）、　（＋ｇｘ）はワーク支持体（
１０２）ノ第２のクランプ部をクランプするクランプ爪
体としての１対の２方爪であり、この１対の２方爪（１
ｇ）（１８Ｘ）はワーク支持体（１０２）のクランプ軸
線２に対称に対向して配設され、それぞれに対応するレ
バーの突起（１６Ａ）（１６＾Ｘ）と係合し、−上記レ
バーの回動により２レバーの突起（１６Ａ）（１６ＡＸ
）によりワーク支持体（１０２）側へ移動させられる。

すなわち、上記作動油（２１）の油圧で作動するピスト
ン、レバー復帰ばねレバー（１６）により流体圧機構の
主要部を構成し。

この流体圧機構はＬ記１対の２方爪（１８）、　（１８
Ｘ）に対応してブロック（３）に２組配設されている。

（１９）は後述の第３の油圧ボート（２７）と同心状に
形成された第２の油圧ボート、　（２０）は本体ベース
（２）内に形成され、加圧流体としての作動油（２１）
が充満されており、油圧発生装置（図示せず）から第２
の油圧ボート（＋９）を介して１対のピストン（１３）
へ流体圧としての油圧を伝達する流体路としての第２の
油圧管路である。すなわち上記１対のピストン（１３）
へ油圧を供給する油圧管路は連結されたおり、同一の油
圧が加えられる。

なお、上記１対の２方爪（１８）、　（１８Ｘ）、　コ
ノｌ対の２方爪（１ｇ）、　（１８Ｘ）に対応した２組
の流体圧機構および第２の油圧管路等により、上記ワー
ク支持体（１０２）の第２のクランプ部（１０２Ｂ）を
クランプする第２のクランプ手段を構成する。

（２２）はワーク（１０１）の回転方向の位置決めを行
うための、ワーク支持体（１０２）に設けられた位置決
めピン、　（２３）はブロック（３）内にて上記ワーク
支持体（１０２）の軸線と直行する方向に摺動可能に配
設され、上記位置決めピン（２２）のビン位置を決める
位置決めガイド、　（２４）は位置決めガイド（２３）
を位置決めビン（２２）側に押圧する位置決めガイドば
ねである。

また、　（２５）はワーク（１０１）をその加工完了後
に取り出すための、薄肉円筒管（４）に挿入されている
ワ−ク支持体（１０２）の突出し棒、　（２５）は突出
し復帰ばね、　（２７）は第３の油圧ポートであり、上
記突出し棒（２５）には第３の油圧ポート（２７）から
カップリング（２８）を介して供給される作動油（２９
）の油圧により作動し、上記突出し復帰ばね（２６）の
ばね圧に抗して上記突出し棒（２５）を押圧するピスト
ン（２５Ａ）が同定されている。

クランプ手段である薄肉円筒管（４）の内部に挿入し２
位置決めビン（２２）を位置決めガイド（２３）に合わ
せて押し付けることにより実行される。すなわち位置決
めビン（２２）が位置決めガイド（２３）の上部テーパ
部で案内され１回転方向の基準位置に位置決めガイドば
ね（２４）により押圧されることによりワーク（１０１
）は位置決めされる。この後、油圧発生装置（図示せず
）により加圧された作動油を油圧ポート（９）を介して
第１の油圧回路（８）に供給すると、プランジャ（１Ｇ
）が上方向に押圧され、プランジャ（１０）の第１の油
圧管路（８）の上部閉管路内に封入された作動油（７）
を圧縮する。プランジャ（ｌＯ）はその下部断面積Ｓ。

が上部断面積Ｓ１より大（ＳＯ＞Ｓ＋）のため、上部閉
管路内および加圧流体室（６）を充満する作動油（７）
の油圧は作動油（７Ａ）の油圧がＳＯ／Ｓ＋倍に増圧さ
れる。この増圧された油圧により、薄肉円筒管（４）は
その側面が外周より押圧されて収縮し、ワーク支持体（
１０２）の第１のクランプ部（１０２Ａ）をクランプす
る。圧縮力の媒体が強靭な薄肉円筒管であるため、加圧
力のアンバランスもなく均一にワークをクランプできる
。

次に１作動油（２１）が油圧発生装置（図示せず）によ
り加圧され、第２の油圧ポート（１９）、第２の油圧管
路（２０）を経由してブロック（３）内にあるピストン
（１３）ヲ押圧すると、このピストン（１３）がレバー
復帰ばね（１５）のばね圧に抗して一ヒ昇し、レバー（
１６）を押し上げる。この結果、レバー（Ｉ６）は支持
ビン（１７）を軸として回動し、このレバー（１６）の
突起（１６Ａ）により２方爪（１８）をワーク支持体（
１０２）側へ、すなわち求心方向であるクランプ軸線Ｚ
の方向へ移動させる。　もう一方の２方爪（１８Ｘ）も
同様に作動し、この１対の２方爪（ｒｇ）、　（ｔ８Ｘ
）でワーク支持体（１０２）の第２のクランプ部（１０
２Ｂ）をクランプし、ワーク（１０１）のびびり防止を
行う。

第２の油圧管路は１対のピストン（１３）の両方に連結
され、この１対のピストン（１３）には同一の油圧が作
用するために、上記１対の２方爪（１ｇ）（１８Ｘ）の
一方がワーク支持体（１０２）に当たっても、急激な力
は加わらず、１対のピストン（１３）の油圧が均一に上
昇した時点で２方向からの１対の２方爪（１８）（１８
Ｘ）によるクランプ力が発生する。　このため。

ワーク支持体（１０２）は１対の２方爪（１ｇ）、　（
ＩＩＩＩＸ）　ニよりたわみを生ずることなく均一にそ
の第２のクランプ部（１０２Ｂ）を自動的にクランプさ
れる。

この状態でワーク（＋０１）が加工された後、第２の油
圧ポー１−　（１９）からの油圧供給を停止するとレバ
ー復帰ばね（１５）により、ピストン（１３）と共にレ
バー（１６）が押し下げられ、このレバー（Ｉ６）の突
起（１６Ａ）と係合した１対の２方爪（１８）、　（１
８Ｘ）が外側方向に摺動してビビリ止めのための第２の
クランプ部のクランプが解除される。また第１の油圧ボ
ー　ト（９）からの油圧の供給を停止すると、ワーク支
持体（＋０２）をクランプしている薄肉円筒管（４）は
外周圧力が解除され、上記薄肉円筒管（４）の収縮によ
る歪みが弾性限界内で行われていたためにその形状が元
に戻りワーク支持体（１０２）の第１のクランプ部（ｌ
ＱＺＡ）のクランプが解放される。さらに作動油（２９
）を第３の油圧ポート（２７）から供給し、突出し棒（
２５）を押し上げるとワーク支持体（１０２）の底部が
突上げられ、ワーク（１０１）はワーククランプ装置か
ら容易に取り外される。

なお、上記実施例では１対の２方爪を対向させて配設し
たが、３個以上の２方爪を、ワーククランプ軸線Ｚを中
心に円周角を等分割した求心方向に移動可能に配設して
も同様な効果を奏する。

３個以上のクランプ爪体を」二記のように配設する場合
にはクランプ爪体は２方爪に限定されるものではな（、
いかなる爪体を用いても同様な効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、第１の発明によればワーク支持体の第２
のクランプ部を求心と加圧力のバランスを取りながら自
動的にクランプするように構成したので均一にクランプ
でき、さらにクランプ精度も高いものが得られる効果が
ある。

また第２の発明によれば、複数組のクランプ爪体をワー
ククランプ軸線を中心とした円周角を等′分割した求心
方向に移動させ、ワーク支持体の第２のクランプ部を求
心と加圧力のバランスを取りながら自動的にクランプす
るように構成したのでさらに求心性の良いものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自動求心式クランプ
装置の断面機構図、第２図は第１図に示した装置の平面
図、第３図ａ、ｂはそれぞれ従来のクランプ装置の平面
図と一部断面を含む正面図である。 図において、（２）は本体ベース、（３）はブロック。 （４）は薄肉円筒管、（６）は加圧流体室、　（７）、
（２１）は作動油、（８）は第１の油圧管路、（９）は
第１の油圧ポート、（１０）はプランジャ、（１３）は
ピストン、　　（Ｉｓ）はレバー復帰ばね、（１６）は
レバー、　（１ｇ）は２方爪。 （１９）は第２の油圧ポート、　（２０）は第２の油圧
管路。 （１０１）はワーク、　（１０２）はワーク支持体を示
す。 なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワーク支持体の第１のクランプ部をクランプする
   第１のクランプ手段にワーククランプ軸線が一致するよ
   うに配設され、上記ワーククランプ軸線を中心にした求
   心方向に移動可能なクランプ爪体およびこのクランプ爪
   体を流体圧の作動により上記ワーク支持体側へ移動させ
   る流体圧機構を複数組有し、上記第１のクランプ手段に
   クランプされたワーク支持体の第２のクランプ部を上記
   複数組のクランプ爪体で求心と加圧力のバランスをとり
   ながらクランプするように、上記複数組の流体圧機構へ
   供給される加圧流体の流体路がお互いに連結されて形成
   された第２のクランプ手段を備えた自動求心式クランプ
   装置。
2. （２）第２のクランプ手段はワーククランプ軸線を中心
   に円周角を等分割した求心方向に複数のクランプ爪体が
   移動可能に配設されたことを特徴とする第１項記載の自
   動求心式クランプ装置。