JPH05185312A - 穿孔機のクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランプ部材の自動昇降が可能になるととも
に、ドリルユニットの送り距離が長くなるのを防止で
き、しかも穿孔位置がたとえ突起等の近傍であっても支
障なく穿孔を行うことができ、効率の良い穿孔作業を可
能とする。 【構成】 加工テーブル１上において、ドリルユニット
６を昇降可能に設ける。昇降用シリンダ１４を、ドリル
ユニット６に垂直軸線方向に沿って延びるように固定す
る。昇降用シリンダ１４には、オイルが供給されるヘッ
ド側室１４ａ及びロッド側室１４ｂを設ける。昇降用シ
リンダ１４のピストンロッド１５の下端には回転ロッド
１６を回転可能に取付けるとともに、その回転ロッド１
６の下端にはピストンロッド１５の伸張に伴い加工テー
ブル１上のワークを押さえるクランプ金具１８を取付け
る。回転ロッド１６を回転させることにより、クランプ
金具１８を水平面内において回動させる回動装置２０を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、穿孔機においてワー
クを押さえるためのクランプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、板状ワークに穿孔を行う場合、
ワークが穿孔圧力の変動により歪んだり、浮き上がった
りするおそれがあるばかりでなく、ドリルが折れたりす
るおそれがある。

【０００３】このため、従来、穿孔時にクランプ部材に
よりワークを押さえるクランプ装置が例えば実公昭５４
−１７５７９号公報において提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
記載されたクランプ装置は、油圧シリンダにより押え圧
力を確保するように構成されていて、ピストンロッドの
下端にクランプ部材が取付けられているものの、オイル
は油圧シリンダのヘッド側室のみにしか供給されない。
従って、クランプ部材はドリルユニットに対してほとん
ど定位置にあって、そのクランプ部材を自在に昇降動作
させることは不可能であり、クランプ部材の昇降動作を
自動制御することができない。

【０００５】また、この公報の装置においては、クラン
プ部材がドリルユニットに対してほとんど定位置にある
ために、ドリルが短くなった場合、その分だけドリルユ
ニットを下降させてドリル先端と加工テーブル上面との
間の距離を一定に保持することができない。すなわち、
クランプ部材がドリルユニットに対して定位置にあるた
めに、ドリルユニットの位置はクランプ部材と加工テー
ブルとの位置関係で決定される。このため、ドリルが短
くなった場合には、ドリル先端と加工テーブル上面との
間隔が開いて、ドリルユニットの送り距離が長くなり、
作業効率が低下する。

【０００６】しかも、前記公報の装置を含めて従来のク
ランプ装置においては、クランプ部材と油圧シリンダの
ピストンロッドとが固定関係にある。このため、従来装
置においては、ワーク上の穿孔位置近傍の突起等とクラ
ンプ部材とが干渉するような場合、穿孔が不可能であっ
たり、ワークの設置位置替えを余儀なくされたりする不
便があった。

【０００７】この発明の目的は、クランプ部材の自動昇
降が可能になるとともに、ドリルユニットの送り距離が
長くなるのを防止でき、しかも穿孔位置がたとえ突起等
の近傍であっても支障なく穿孔を行うことができ、効率
の良い穿孔作業が可能となる穿孔機のクランプ装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、加工テーブル上において昇降可能
なドリルユニットと、そのドリルユニットに垂直軸線方
向に沿って延びるように固定され、オイルが供給される
ヘッド側室及びロッド側室を有するシリンダと、そのシ
リンダのピストンロッドの下端に取り付けられ、ピスト
ンロッドの伸張に伴い加工テーブル上のワークを押さえ
るクランプ部材と、そのクランプ部材を水平面内におい
て回動させるための回動手段とよりなるものである。

【０００９】

【作用】従って、この発明においては、シリンダのロッ
ド側室あるいはヘッド側室にオイルが供給されるととも
に、ヘッド側室あるいはロッド側室のオイルが排出され
て、クランプ部材が自在に昇降される。そして、ピスト
ンロッドの伸張量を調節することによりクランプ部材の
上下位置を変更できる。又、前記クランプ部材は回動手
段により、その向きが変わるように水平面内で回動され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、加工テ
ーブル１は床面上に前後方向（Ｘ方向）へ移動可能に配
設され、その上面には鋼板等の金属材料よりなるワーク
Ｗが載置固定される。門型状のフレーム２は、加工テー
ブル１の上方位置に対応するように、床面上に配設され
ている。上下一対のレール３は前記フレーム２の前面に
敷設され、左右方向（Ｙ方向）へ平行に延びている。工
具支持台４はレール３にＹ方向へ移動可能に支持され、
その前面には上下方向（Ｚ方向）へ平行に延びる一対の
レール５が敷設されている。ドリルユニット６は取付板
７を介してレール５にＺ方向へ移動可能に支持され、そ
の下部にはドリル８が着脱可能に装着されている。そし
て、図示しない駆動機構により加工テーブル１がＸ方向
へ移動されて、加工テーブル１上のワークＷがドリル８
と対応したＸ方向の所定穿孔位置に位置決めされる。

【００１１】リードスクリュー９は前記フレーム２の前
面に回転可能に支持され、レール３と平行にＹ方向へ延
びている。Ｙ方向移動用モータ１０はフレーム２の一側
に配置され、このモータ１０の回転に伴ってリードスク
リュー９が回転されることにより、工具支持台４がレー
ル３に沿ってＹ方向へ移動されて、ドリル８が加工テー
ブル１上のワークＷと対応したＹ方向の所定穿孔位置に
位置決めされる。

【００１２】Ｚ方向移動用モータ１１は工具支持台４の
上部に配置され、このモータ１１の回転に伴い図示しな
いリードスクリュー等を介して、取付板７がレール５に
沿ってＺ方向へ移動され、ドリル８がワークＷに対して
近接及び離間移動される。ドリル回転用モータ１２は、
ドリルユニット６の上部に配置され、このモータ１２に
よりドリル８が回転されて、ワークＷの所定位置に穿孔
が行われる。

【００１３】図１に示すように、支持板１３は前記取付
板７の上端部に固定され、その上面には昇降用シリンダ
１４がＺ方向に沿って延びるように固定されている。
尚、図３に示すように、この昇降用シリンダ１４にはヘ
ッド側室１４ａ及びロッド側室１４ｂが設けられてい
る。昇降用シリンダ１４のピストンロッド１５は、前記
工具支持台４と取付板７との間を通って下方へ延びてお
り、その下端には回転ロッド１６がその軸心を中心に回
転可能に取付けられている。回転ロッド１６は取付板７
に一体形成された支持体１７に上下移動可能に挿通支持
され、その下端にはクランプ部材としてのクランプ金具
１８が取付けられている。このクランプ金具１８は直方
体形状をなし、その先端はドリル８の近傍にまで延びて
いる。エンコーダ１９は昇降用シリンダ１４の下端に配
置され、ピストンロッド１５の伸張量を計測する。そし
て、昇降用シリンダ１４のピストンロッド１５の伸張に
伴い、クランプ金具１８が下動されて、加工テーブル１
上のワークＷが押さえられる。

【００１４】図１及び図３に示すように、回動手段とし
ての回動装置２０は前記取付板７の下端に固定され、前
記回転ロッド１６がこの回動装置２０のケーシング２１
内に上下移動可能に且つ回転可能に挿通されている。

【００１５】次に、この回動装置２０について詳細に説
明すると、図３に示すように、ケーシング２１内にはラ
ック２２及びピニオン２３がそれぞれ往復移動可能、或
いは回転可能に配設されている。回転用シリンダ２４は
ケーシング２１の一端に固定され、そのピストンロッド
２５の先端には前記ラック２２が取付けられている。前
記ピニオン２３は回転ロッド１６の周囲に配置されてい
る。又、前記回転ロッド１６の周面にはその軸線方向に
沿って１本の凹溝２６が形成されるとともに、ピニオン
２３の内周面にはその凹溝２６に係合する係合凸部２７
が形成されている。即ち、回転ロッド１６はピニオン２
３と一体回転されるとともに、ピニオン２３に対して上
下移動可能となっている。そして、回転用シリンダ２４
のピストンロッド２５の伸縮に伴い、ラック２２を介し
てピニオン２３及び回転ロッド１６が一体回転され、そ
の回転ロッド１６の回転に伴い、前記クランプ金具１８
が水平面内において回動される。

【００１６】次に、この穿孔機の油圧回路について説明
する。図４に示すように、オイルタンク２８からオイル
ポンプ２９により吸入されたオイルが送られる供給管路
３０及びオイルがオイルタンク２８に戻る戻り管路３１
と、前記昇降用シリンダ１４のヘッド側管路３２及びロ
ッド側管路３３との間には切り替え弁３４が配置されて
いる。前記供給管路３０及び戻り管路３１にはそれぞれ
分配管路３５，３６が接続されている。それらの分配管
路３５，３６と、前記回転用シリンダ２４のヘッド側管
路３７及びロッド側管路３８との間には切り替え弁３９
が接続されている。前記戻り管路３１と、昇降用シリン
ダ１４のヘッド側及びロッド側管路３２，３３との間に
は、それぞれヘッド側及びロッド側管路３２，３３方向
へのオイル通過を許容するチェック弁４０，４１が接続
されている。そして、昇降用シリンダ１４のピストンロ
ッド１５の移動に伴い、ヘッド側或いはロッド側室１４
ａ，１４ｂ内が負圧になったとき、それぞれチェック弁
４０，４１を介して戻り管路３１から各室１４ａ，１４
ｂ内へオイルが導入される。又、戻り管路３１とヘッド
側管路３２との間にはリリーフ弁４２が接続されてい
る。

【００１７】そして、切り替え弁３４の所定位置への切
り替え作動により、昇降用シリンダ１４のヘッド側室１
４ａ内にオイルが供給され、ピストンロッド１５が下降
されるとともに、同シリンダ１４のロッド側室１４ｂ内
のオイルが排出される。又、切り替え弁３４の別の位置
への切り替え作動により、ロッド側室１４ｂ内にオイル
が供給され、ピストンロッド１５が上昇されるととも
に、同シリンダ１４のヘッド側室１４ａ内のオイルが排
出される。又、切り替え弁３９の切り替え作動により、
回転用シリンダ２４のヘッド側室及びロッド側室に対す
るオイルの供給、排出が行われて、ピストンロッド２５
が伸縮される。

【００１８】次に、前記のように構成された穿孔機の作
用を説明する。さて、この穿孔機の作動停止状態では、
図１に示すように、昇降用シリンダ１４のピストンロッ
ド１５が収縮されてクランプ金具１８が最上昇位置Ｐ１
に移動されているとともに、そのクランプ金具１８はそ
の先端がドリルユニット６と干渉しないように、同ユニ
ット６と対向しない方向に回動されている。

【００１９】そして、加工テーブル１上にワークＷを載
置固定した状態で運転を開始すると、図示しない駆動機
構により加工テーブル１がＸ方向に移動されるととも
に、Ｙ方向移動用モータ１０によりリードスクリュー９
が回転され、フレーム２がＹ方向へ移動されて、図５
（ａ）に示すように、ドリル８がワークＷと対向したＸ
−Ｙ方向の所定位置に位置決めされる。

【００２０】その後、Ｚ方向移動用モータ１１により、
図示しないリードスクリュー等を介して取付板７が下方
へ高速移動されて、図５（ｂ）に示すように、ドリル８
の先端がワークＷに対して５ｍｍ離れた待機位置Ｒにま
で下降される。尚、昇降用シリンダ１４はドリルユニッ
ト６とともに取付板７に対して固定されているので、ク
ランプ金具１８も前記下降動作に伴って同様に下降され
る。

【００２１】そして、切り替え弁３４が所定位置に切り
替え作動され、昇降用シリンダ１４のヘッド側室１４ａ
内にオイルが供給されて、ピストンロッド１５が下降さ
れるとともに、切り替え弁３９が切り替え作動されて、
回転用シリンダ２４が作動されると、図５（ｃ）に示す
ように、クランプ金具１８がドリル８と対向する方向に
回動された状態で、同クランプ金具１８によりワークＷ
が所定圧力で押さえられる。

【００２２】この状態で、ドリル回転用モータ１２によ
りドリル８が回転されるとともに、Ｚ方向移動用モータ
１１によりドリル８がワークＷに接近して、図５（ｄ）
に示すように、ワークＷの所定位置に穿孔が行われる。
従って、この穿孔動作時には、ドリル８による穿孔位置
の近傍においてクランプ金具１８によりワークＷが押さ
えられているので、ワークＷが穿孔圧力の変動により歪
んだり、浮き上がったりすることがなくて、ドリル８が
破損するおそれがなく、確実な穿孔を行うことができ
る。

【００２３】尚、この穿孔動作時におけるドリル８の下
降とともに、クランプ金具１８の昇降用シリンダ１４も
下降されるが、この場合には昇降用シリンダ１４のピス
トンロッド１５が収縮されてヘッド側室１４ａ内の圧力
が所定値以上となってしまう。しかし、この実施例にお
いては、ヘッド側室１４ａ内の過剰圧力がリリーフ弁４
２により排出されるので、ヘッド側室１４ａ内の圧力は
常に所定圧力に保持され、穿孔時においてもクランプ金
具１８による押え力が変化することがない。又、このと
きロッド側室１４ｂ内は負圧となるが、このロッド側室
１４ｂ内へはチェック弁４１を介して戻り管路３１から
オイルが導入されるので、ピストンロッド１５はスムー
ズに移動される。

【００２４】穿孔動作が終了すると、Ｚ方向移動用モー
タ１１によりドリル８がワークＷから離間されて、図６
（ａ）に示すように、前記待機位置Ｒにまで上昇され
る。尚、このドリル８の上昇とともにクランプ金具１８
の昇降用シリンダ１４も上昇されて、ピストンロッド１
５が伸張されるが、この場合にはヘッド側室１４ａ内の
圧力が所定値になるまでオイルが供給されるので、クラ
ンプ金具１８による押え力は変化することがない。

【００２５】次に、切り替え弁３４が前記とは別の位置
に切り替え作動され、昇降用シリンダ１４のロッド側室
１４ｂ内にオイルが供給されて、ピストンロッド１５が
上昇され、図６（ｂ）に示すように、クランプ金具１８
がドリル８の先端より若干上方（数ｍｍ）の待機位置Ｐ
２にまで移動される。そして、ドリル８及びクランプ金
具１８がそれぞれ待機位置Ｒ，Ｐ２に停止保持された状
態で、加工テーブル１がＸ方向に移動されるとともに、
Ｙ方向移動用モータ１０によりフレーム２がＹ方向へ移
動されて、図６（ｃ）に示すように、ドリル８が前記の
穿孔位置とは別の穿孔位置に位置決めされる。そして、
図６（ｄ）〜（ｇ）に示すように、前記と同様にして、
その別の穿孔位置に穿孔が行われる。

【００２６】そして、この２回目の穿孔動作において
は、クランプ金具１８がドリル８の先端より若干上方の
待機位置Ｐ２にまでしか上昇されておらず、そのクラン
プ金具１８のクランプ動作に要する移動ストロークが、
前記最初の穿孔時よりも短くて済む。従って、２回目以
降の穿孔動作においては、ドリル８が穿孔位置へ移動さ
れてから穿孔動作を開始するまでの時間を短くすること
ができ、その穿孔動作を効率良く行うことができる。

【００２７】又、図７（ａ）に示すように、ワークＷ上
にリブＷａが形成されていて、ドリル８が次の穿孔位置
に移動されるとき、このリブＷａを乗り越える必要があ
る場合は、Ｚ方向移動用モータ１１により取付け板７が
高速で上昇される。即ち、この取付板７に対して固定さ
れたドリルユニット６及び昇降用シリンダ１４が高速で
一体的に上昇される。従って、ドリル８及びクランプ金
具１８をモータ１１により高速で上昇させることがで
き、高速移動が困難な油圧シリンダ、つまり昇降用シリ
ンダ１４を作動させる必要はない。

【００２８】そして、リブＷａを乗り越えると、ドリル
８及びクランプ金具１８はＺ方向移動用モータ１１によ
り再び高速で下降されて、それぞれ待機位置Ｒ，Ｐ２に
停止保持され、図７（ｂ）〜（ｅ）示すように、前記と
同様にして、次の穿孔位置に穿孔が行われる。

【００２９】そして、全ての加工が終了すると、ドリル
８及びクランプ金具１８はそれぞれ待機位置Ｒ，Ｐ２に
戻り、その状態でＺ方向移動用モータ１１により高速で
上昇されて、図８（ａ）に示すように、ドリル８が前記
図５（ａ）と同一の初期位置に戻る。そして、昇降用シ
リンダ１４のピストンロッド１５が収縮されるととも
に、回転用シリンダ２４が作動されて、図８（ｂ）に示
すように、クランプ金具１８がドリルユニット６と対向
しない方向に回動された状態で、前記最上昇位置Ｐ１に
保持される。

【００３０】尚、前述した全ての動作はＮＣ制御により
自動制御され、ワークＷの板厚、リブＷａの高さ、ドリ
ル８の長さ、穿孔位置等の各種データは予め装置に設定
されている。

【００３１】以上のように、この実施例においては、昇
降用シリンダ１４にヘッド側室１４ａ及びロッド側室１
４ｂが設けられていて、それら各室１４ａ，１４ｂにオ
イルを供給することにより、クランプ金具１８を自在に
昇降動作させることができる。つまり、クランプ金具１
８の位置をドリルユニット６に対して自在に変更するこ
とができるので、ドリル長が短くなったり長くなったり
した場合には、その分だけクランプ金具１８をドリルユ
ニット６に対して上昇、下降させることにより、ドリル
８の待機位置Ｒとクランプ金具１８の待機位置Ｐ２との
位置関係を常に一定にすることができる。従って、ドリ
ル８の先端と加工テーブル１上のワークＷとの間の距離
をドリル８の長さの変化に係わらず常に一定にすること
ができ、ドリル８が短くなった場合でも、前記従来とは
異なり、ドリル８の先端とワークＷとの間隔が開いて、
ドリルユニット６の送り距離が長くなり、作業効率が低
下するというおそれがない。

【００３２】又、ワークＷ上の穿孔位置近傍の突起等と
クランプ金具１８とが干渉するような場合には、クラン
プ金具１８を回動させて、その突起等を避けた位置にお
いてクランプを行うことができるので、前記従来とは異
なり、突起等によりクランプが不可能になったり、いち
いちワークＷの設置位置替えを行ったりする必要がな
く、穿孔作業を確実にしかも効率良く行うことができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ク
ランプ部材の自動昇降が可能になるとともに、ドリルユ
ニットの送り距離が長くなるのを防止でき、しかも穿孔
位置がたとえ突起等の近傍であっても支障なく穿孔を行
うことができ、効率の良い穿孔作業を可能とすることが
できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した穿孔機のクランプ装置の一
実施例を示す部分拡大側断面図である。

【図２】穿孔機を示す正面図である。

【図３】回動装置を示す部分拡大平断面図である。

【図４】穿孔機の油圧回路を示す図である。

【図５】穿孔機の穿孔動作を順に示す図である。

【図６】穿孔機の穿孔動作を順に示す図である。

【図７】穿孔機の穿孔動作を順に示す図である。

【図８】穿孔機の穿孔動作を順に示す図である。

【符号の説明】

１ 加工テーブル、６ ドリルユニット、１４ 昇降用
シリンダ、１４ａ ヘッド側室、１４ｂ ロッド側室、
１５ ピストンロッド、１８ クランプ部材としてのク
ランプ金具、２０ 回動手段としての回動装置、Ｗ ワ
ーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工テーブル（１）上において昇降可能
   なドリルユニット（６）と、 そのドリルユニット（６）に垂直軸線方向に沿って延び
   るように固定され、オイルが供給されるヘッド側室（１
   ４ａ）及びロッド側室（１４ｂ）を有するシリンダ（１
   ４）と、 そのシリンダ（１４）のピストンロッド（１５）の下端
   に取り付けられ、ピストンロッド（１５）の伸張に伴い
   加工テーブル（１）上のワーク（Ｗ）を押さえるクラン
   プ部材（１８）と、 そのクランプ部材（１８）を水平面内において回動させ
   るための回動手段（２０）とよりなる穿孔機のクランプ
   装置。