JPH0746433Y2 - パレットクランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はパレットクランプ装置に関し、特にテーブル上
に上方から移送したパレットをクランプ・アンクランプ
状態にすることができるパレットクランプ装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、マシニングセンタ等工作機械においては、ワーク
を取付けたパレットを自動パレット交換装置Automatic
Pallet Changer（以下、APCと記載）で交換して加工を
行うことが多い。すなわち、加工済のワークを取付けた
パレット（以下、旧パレットと記載）を機械側よりAPC
側へ、未加工のワークを取付けたパレット（以下、新パ
レットと記載）をパレットプールラインや準備ステーシ
ョンよりAPC側へ搬送し、旋回動作又は水平移動動作等
で新旧パレットの位置を変更し、新パレットを機械側
へ、旧パレットをパレットプールラインや準備ステーシ
ョンに搬送する方法である。

このようなAPCにより機械のテーブル上に搬送された新
パレットをクランプするには、テーブル上に上下動自在
で、かつ、上昇時にAPCの搬送ガイド高さと一致するパ
レットガイドを設け、このパレットガイドにパレット下
面に形成したＴ溝を係合させた後、パレットガイドを下
降させてテーブルにクランプするパレットクランプ装置
が一般的であった。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、従来のAPCでは新旧パレットを交換する動作
ににおいて、（ａ）新旧パレットをAPC内に搬送する動
作と、（ｂ）新旧パレットを入替える動作と、（ｃ）新
旧パレットをAPCより搬送する動作とが必要であり、APC
時間を短縮することに限界があった。そのため、機械の
テーブル上のパレットに直接交換動作を行い、APCと機
械テーブル間の新旧パレットの移送時間をなくすAPCが
提案されている。

しかしながら、最近では、従来のAPC時間の短縮を目的
として提案されたパレットクランプ装置よりも、更に動
作時間が短縮でき、かつ、信頼性の高いものが要求され
ている。

そこで、パレットを旋回動作でテーブルのクランプ部材
と係合させる方式のAPCにおけるクランプ装置として
は、従来と同様、軸中心断面Ｔ字形状のクランプ部材に
より、パレット下部のＴ溝部をクランプする方法が考案
されている。

しかし、パレット旋回時に、Ｔ溝部内をクランプ部材が
通過可能とするため、クランプ部材が平面視で円形にな
るなど、クランプ部材の形状に制約をうける。そのた
め、パレットとクランプ部材が係合可能な面積も制約を
うけ、パレットをクランプする力をあまり大きくでき
ず、クランプ剛性に問題を生じる。

パレットを旋回後下降させる動作で、テーブルのクラン
プ部材の係合位置に移載する方式のAPCにおけるクラン
プ装置としては、実開昭58-143146号公報、実開昭60-19
4437号公報、実開昭62-42907号公報などの方法が開示さ
れている。しかし、実開昭58-143146号公報の方式で
は、パレット下部とクランプ部材とに形成した係合突起
部（凸凹部）の位相を、回転位置決めして合わせた後
に、クランプ部材を上下動してパレットのクランプ・ア
ンクランプ動作を行う。そのため、凸凹部の位相合せの
ための時間が必要となるという問題点を生じる。また、
実開昭60-194437号公報には、パレット下部中央に複数
個の鋼球を円周状に配設し、テーパ部を形成したプルス
タッド状クランプ部材に係合させて、パレットをクラン
プするクランプ装置が示されているが、球面とテーパ面
での点接触となるため、パレットをクランプする力をあ
まり大きくできず、クランプ剛性が弱いという問題点が
ある。このプルスタッド状クランプ部材などをパレット
下部に複数個設けて複数箇所でクランプし、クランプ剛
性を増大させる方式もあるが、構造が複雑となりクラン
プ装置が高価となるという問題が生じる。更に、実開昭
62-42907号公報には、クランプ部材として、スリ割りを
設けた筒状のものを用い、アンクランプ時に縮径してい
るクランプ部材の筒状の内部に、ピストンの先端部材を
嵌挿してクランプ部材を拡径させてクランプする考案が
開示されているが、クランプ部材の形状自体が複雑な加
工形状をしており、また、スリ割り形状で縮径・拡径す
ることから、パレット等の重量物のクランプに使用する
には、信頼性に乏しいという問題があった。

本考案は、上記問題点を解決するため考案されたもので
あり、クランプ・アンクランプ時間が短縮できるととも
に、動作の信頼性も向上し、クランプ剛性も高くするこ
とが可能な高速APCに好適なパレットクランプ装置を提
供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記問題点を解決するために次のような手段
を採った。すなわち、 工作機械のテーブル上に載置したパレットをテーブルに
対して、クランプ・アンクランプ状態にするパレットク
ランプ装置において、 前記テーブルの軸心に沿ってテーブルに埋設固定された
支持体と、 この支持体にパレットを外方より挿入可能に前記パレッ
トの下面に設けた被クランプ部材と、 前記支持体を嵌挿して設けられ、前記テーブル内を流体
圧で進退自在に動作するピストン体と、 このピストン体の一端に設けられ、先端部に複数個の係
合溝を有する係合部と、 この係合部に一端が係合し、前記支持体に設けられ、前
記テーブル軸心と直交する方向に前記ピストン体の動作
と連動して、進退自在に案内され、かつ、他端が前記被
クランプ部材と係合する複数個のクランプ部材とからな
り、 前記パレットをテーブルにクランプする際には、前記ピ
ストン体の動作でクランプ部材を被クランプ部材に押圧
係合し、 前記パレットをテーブルにアンクランプする際には、被
クランプ部材がテーブル外方に取出し可能に、クランプ
部材を支持体側へ退避させるように構成した。

又、本考案は、前記係合部はピストン体の一部に着脱自
在に設けられる部材とした。

更に、本考案は、前記クランプ部材をアンクランプする
際に、支持体側へばねの付勢力をもって退避させるよう
にした。

〔作用〕

テーブル上にパレットを装着させるには、テーブル側に
埋設されたシリンダ体内のピストン体を流体圧によって
下降させ、同時に連結部材，係合部材，係合案内部材を
下降させる。係合部材等の下降により、係合部材と係合
案内部材とによって形成された係合溝に係合しているク
ランプ部材が、シリンダ体軸心側に向って移動し、被ク
ランプ部材の開口部寸法により、小さくなる。この状態
にしておいて、パレットをテーブルの上方から下降させ
る。そして、流体圧によってピストン体等を上昇させ
る。係合部材の上昇で、係合部材と係合しているクラン
プ部材が、シリンダ体の軸心から離れる方向に移動し、
被クランプ部材の係合部に係合して、パレットをクラン
プする。

アンクランプ状態は、逆の動作となる。

又、他の考案でテーブル上にパレットをクランプさせる
には、ピストン体を上昇させ、クランプ部材を付勢部材
の付勢力によって駆動体軸心側に縮小させると、クラン
プ部材外周が被クランプ部材の開口部寸法より小さくな
る。

その後パレットをテーブルの上方から降ろし、ピストン
体を下降させると、クランプ部材が固定部材に係合し、
外側へ拡張して被クランプ部材の係合部と係合してクラ
ンプする。

アンクランプ状態では、逆の働きとなる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１図ないし第４図において第１実施例を述べ
る。

第１図及び第２図は同一面を断面したものであるが、第
１図はパレットＰをクランプする状態の図であり、第２
図はパレットＰをアンクランプ状態とした図である。

本実施例のパレットクランプ装置Ａは、被クランプ部材
１と、支持体２と、ピストン体3,係合部材5,案内部材６
及びクランプ部材７等により構成される。

まず、前記パレットＰの下面には空間部である凹部10が
形成されており、一方、被クランプ部材１が取付ボルト
11によってパレットＰに取付けられ、前記凹部10内に設
けられている。この被クランプ部材１の軸線歩行内周部
には、大径穴12aと小径穴12bとから成る段付き貫通穴12
が形成されており、この大径穴12aと小径穴12bとは傾斜
面で結ばれ、円錐面が形成されている。この円錐面が、
後述するクランプ部材７と係合・離脱して、パレットＰ
をクランプ・アンクランプ状態にする係合部13である。

次に、前記テーブルＴ側には支持体２やピストン体３等
が設けられている。まず、テーブルＴのクランプ軸軸心
部に支持体２が埋設されている。即ち、支持体２は、テ
ーブルＴ下部中心に埋設された下部支持体20と、この下
部支持体20に取付ボルト21で固定された上部支持体22と
で構成され、シリンダ室2a,2bを形成している。そし
て、このシリンダ室2a,2bに連通する油路23,24が下部支
持体内に形成されている。

前記支持体２内には、ピストン体（以下、ピストンとい
う）３が嵌入されている。このピストン３は、前記支持
体２内に形成されたリンダ室2a,2bに連結されている通
路23,24を介して供給される圧油によって上下動可能と
なっている。ピストン３上部には、一方視略エの字形の
連結部材４が取付ボルト40によって取付けられている。

前記連結部材４には、係合部材５が連結される。即ち、
係合部材５の下方には、一方視Ｔ字形の係合溝5aが形成
されており、この係合溝5aが前記連結部材４のエ字形状
の上方部に係合するようになっている。この係合部材５
の形状は、円錐台を、下方に平面を残し、均等に三方向
に立設したリブ状に形成された斜面壁50を有したものと
なっている。この係合部材５上部には、図略のボルトに
よって係合案内部材６が固定される。係合案内部材６は
平面視で扇形に形成されそれぞれ側面が、前記係合部材
５の三方向の斜面壁50の、それぞれの両側面に接するよ
うに取付けられている。そして、３個の係合案内部材６
を係合部材５に装着した時、係合案内部材６の外径が前
記シリンダ２の内径に収まるように形成されている。

係合案内部材６の側面は、前記係合部材５の斜面壁50の
側面と接している。一方、斜面壁50の傾斜面に対して
は、係合案内部材６の内方に傾斜面の表面から所定寸法
だけ離して、傾斜面の両側からそれぞれ「形及び 形の
突設部を形成し、隣り合う係合案内部材６と前記斜面壁
50間でＴ字状の係合溝60が形成されている。

つまり係合部材５は、係合部材５上部の斜面壁50の部分
を、３個の係合案内部材６で挟み込んでいるものであ
り、係合部材５と係合案内部材６との間で３個のＴ字状
の係合溝60を有する係合部を構成するものである。

係合部材５の斜面壁50と係合案内部材６とによって構成
された係合溝60内には、第４図に示されるようなクラン
プ部材７が係合して設けられる。即ち、クランプ部材７
の一端側の係合部7bが前記係合溝60内に挿入されるとと
もにクランプ部材７の当接面7cが前記係合部材５の傾斜
面と当接可能に形成されている。又、クランプ部材７の
他端部は、前述した被クランプ部材１の円錐状の係合部
13と係合可能なように、傾斜部7aが形成されている。そ
して、このクランプ部材７は丸棒状のものであり、係合
部材５の上下動によって、Ｔ字状の係合溝60に案内され
シリンダ軸線と直交する方向に出没可能となっている。

前記クランプ部材７の移動のために、上部シリンダ22の
上方の壁面には３個のブッシュ51が埋設され、このブッ
シュ51内にクランプ部材５が挿入され出没移動のガイド
となる。

なお、ピストン３内に穿設された通路30は、各係合面等
を清掃するためにエアを送り込むための通路である。即
ち、図略のエア供給源から供給されたエアを、通路30を
介して上方に送り、係合部材５の斜面壁50やクランプ部
材７等に付着しようとする塵埃等を吹飛ばし、クリーン
な状態を保つようにしてある。又、26は係合部材5,係合
案内部材6,クランプ部材７等を外部塵埃等より保護する
ための蓋板である。

次に、以上のように構成された第１実施例の作用を説明
する。

パレットＰをクランプする動作から説明する。

まず、パレットＰをテーブルＴ上に載置する前に、パレ
ットクランプ装置Ａを第２図に示されるアンクランプ状
態にしておく。即ち、ピストン３がストローク最下限ま
で下降しており、クランプ部材７が支持体２に埋設され
たブッシュ51内にまで後退している状態である。

この状態で、パレットＰを図略のAPC装置により直接テ
ーブルＴ上に移送し、テーブルＴの上方から載置され
る。パレットＰの下面がテーブルＴ上の図略のストッパ
に当接し、パレットＰの位置決め穴部に図略の位置決め
ピンが挿入される。そこで、油路23に圧油を供給してピ
ストン３を上昇させる。なお、ピストン３の上昇は、連
結部材４を介しての係合部である係合部材5,係合案内部
材６の上昇でもある。

係合部材5,係合案内部材６が上昇することにより、係合
部材５と係合案内部材６とで構成された係合溝60に係合
したクランプ部材７が、係合部材５の斜面壁50の傾斜角
に沿って、テーブル軸線に直交する方向に拡開し、つま
りブッシュ51から突出して、被クランプ部材１の係合部
13に係合してパレットＰをテーブルＴのストッパ部に押
圧してクランプすることになる。

パレットＰを交換する場合には、前述した動作と逆の動
作を行えば良い。

このように本実施例によれば、クランプ部材７をアンク
ランプ位置に退避させておいて、パレットＰをテーブル
Ｔの上方から移載し、同時にクランプ部材７を突出させ
るだけでパレットＰをクランプすることができる。従っ
て、パレットＰのクランプ・アンクランプ動作が極めて
単時間で行うことができ、しかも信頼性が向上するとと
もに、被クランプ部材１の円錐面にクランプ部材７が所
定の直径寸法位置で面接触をしクランプをするためクラ
ンプ剛性も高くすることができ、高速APCに最適なパレ
ットクランプ装置となった。

次に、第５図に基づいて第２実施例を説明する。

第２実施例のパレットクランプ装置Ｂは、被クランプ部
材100とピストン体110,固定体115、クランプ部材120及
び付勢部材121等で構成されている。

まず、前記第１実施例と同様前記パレットＰの下面には
空間部である凹部101が形成されており、一方、被クラ
ンプ部材100が取付ボルト（図示せず）によってパレッ
トＰに取付けられ、前記凹部101内に設けられている。
この被クランプ部材100の軸線方向には、大径穴103aと
小径穴103bとから成る段付き貫通穴103が明けられてお
り、この大径穴103aと小径穴103bとは傾斜面で結ばれ円
錐形状をしている。この傾斜面が、後述するクランプ部
材と係合・離脱して、パレットＰをクランプ・アンクラ
ンプする係合部104である。

前記テーブルＴ側には、支持体130,ピストン体110,固定
体115及びクランプ部材120等が設けられる。即ち、テー
ブルＴ中心部に支持体130である上部支持体129と下部支
持体111が設けられている。そして、この支持体130の間
にピストン体110が挿入されてシリンダ室130a,130bを形
成している。又、下部支持体111と上部支持体129に設け
られた油路112と、油路113を介して前記シリンダ室130
a,130bに圧油を供給することで、ピストン体110は上下
動自在である。

前記ピストン体110内径は段付貫通孔に形成されてい
て、大径部に前記下部支持体111が内接し、小径部に係
合体115が内接して設けられている。この係合体115は、
係合体115のフランジ部115aがボルト116によって前記下
部支持体111に固着され、小径の上方端が円錐台状に形
成されている。

前記ピストン体110上部には、テーブル軸線に対して直
交する方向に、３個のクランプ部材120がピストン体110
の壁を貫通して設けられる。

このクランプ部材120の一端（駆動体中心側）は、前記
係合体115先端の円錐面に当接可能な形状に形成されて
おり、他端は、前記パレット被クランプ部材100の係合
部104と係合可能な形状に形成されている。

さらに、この３個のクランプ部材120外周には、リング
状に、付勢部材であるばね121が巻装されていて、クラ
ンプ部材120は常時縮少する方向に付勢されている。

従って、このクランプ部材120は、ピストン体110の上下
動と、クランプ部材120と固定体先端の円錐面との係合
によってテーブル軸線と直交する方向に出没自在であ
る。

又、122はピストン体110に連結され係合体115内部に挿
入された軸である。このスライド軸は前記ピストン体11
0が上昇した時、クランプ部材120が係合体115先端の円
錐台の傾斜面に沿ってばね121の付勢力で縮少するが、
その時のストッパとなるものである。

次に以上のような構成の第２実施例の作用を説明する。

パレットＰをクランプする動作から説明する。

まず、パレットＰをテーブルＴ上に載置する前に、パレ
ットクランプ装置Ｂはクランプ部材120が第５図中二点
鎖線で示される位置にある状態にしておかなければなら
ない。即ち、ピストン体110が最大限上昇しており、ク
ランプ部材120が最大限縮少され、クランプ部材120が設
けられているピストン体110部分の外径より小さくなっ
ている。

この状態で、パレットＰを図略のAPC装置により直接テ
ーブルＴ上に移送し、テーブルＴの上方から載置され
る。油路112に圧油を供給してピストン体110が下降され
ると、ピストン体110の下降によって、クランプ部材120
が係合体115先端の円錐面に沿って外方へ拡開し、クラ
ンプ部材120と被クランプ部材100とが係合してパレット
Ｐをクランプすることになる。

このように本実施例によれば、クランプ部材を引込めて
おいてパレットをテーブルの上方から載せ、クランプ部
材を突出させるだけでパレットをクランプできる。しか
もクランプ部材はばねと傾斜面とで出没自在なので構造
が簡素である。従って、パレットのクランプ・アンクラ
ンプ動作が極めて単時間で行うことができ、しかも簡素
な構造のため信頼性が向上するとともに、被クランプ部
材の円錐面とクランプ部材とが所定の直径位置で面接触
をするためクランプ剛性も高くすることができるため高
速APCに最適なパレットクランプ装置とすることができ
た。

なお、本考案は上記実施例のものに限定されるものでな
く、ピストン体が水平方向に移動してパレットを水平方
向にクランプするパレットクランプ装置であってもよ
い。

〔考案の効果〕

本考案は、以上説明したとおりに構成されているので次
のような効果を期待できる。即ち、第１項及び第２項記
載の考案によれば、複数のクランプ部材を、クランプ部
材外径がパレット被クランプ部材の開口部より小さくな
るように縮小させておけば、パレットをテーブルの上方
から載せることができる。そして、パレットをテーブル
の上方から載せると同時に、クランプ部材を突出させる
だけでパレットをクランプすることが可能である。すな
わち、パレットを上方より置換し、直ちにクランプが可
能で、パレットを取外す時にもアンクランプ後すぐ上方
へパレットを搬送することができる。従って、パレット
のクランプ・アンクランプ動作が極めて単時間で行うこ
とができ、しかも簡素な構成のため動作の信頼性も向上
し、かつ、クランプ剛性も高くすることができるため、
高速APCに最適なパレットクランプ装置を提供すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、本考案のパレットクランプ装置
の実施例をそれぞれ示し、第１図及び第２図は第１実施
例の断面図、第３図はパレットを取外した状態の同平面
図、第４図はクランプ部材の平面図、第５図は第２実施
例の断面図を示す。 図において、 A,B……パレットクランプ装置、Ｔ……テーブル、Ｐ…
…パレット、1,100……被クランプ部材、２……支持
体、３……ピストン体（ピストン）、４……連結部材、
５……係合部材、６……係合案内部材、７……クランプ
部材、50……斜面壁、60……係合溝、110……ピストン
体、115……係合体、120……クランプ部材、121……ば
ね（付勢部材）。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械のテーブル上に載置したパレット
   をテーブルに対して、クランプ・アンクランプ状態にす
   るパレットクランプ装置において、 前記テーブルの軸心に沿ってテーブルに埋設固定された
   支持体と、 この支持体にパレットを外方より挿入可能に前記パレッ
   トの下面に設けた被クランプ部材と、 前記支持体を嵌挿して設けられ、前記テーブル内を流体
   圧で進退自在に動作するピストン体と、 このピストン体の一端に設けられ、先端部に複数個の係
   合溝を有する係合部と、 この係合部に一端が係合し、前記支持体に設けられ、前
   記テーブル軸心と直交する方向に前記ピストン体の動作
   と連動して、進退自在に案内され、かつ、他端が前記被
   クランプ部材と係合する複数個のクランプ部材とからな
   り、 前記パレットをテーブルにクランプする際には、前記ピ
   ストン体の動作でクランプ部材を被クランプ部材に押圧
   係合し、 前記パレットをテーブルにアンクランプする際には、被
   クランプ部材がテーブル外方に取出し可能に、クランプ
   部材を支持体側へ退避させるように構成したことを特徴
   とするパレットクランプ装置。
2. 【請求項２】前記係合部はピストン体の一部に着脱自在
   に設けられる部材である請求項第１項記載のパレットク
   ランプ装置。
3. 【請求項３】前記クランプ部材をアンクランプする際
   に、支持体側へばねの付勢力をもって退避させるように
   した請求項第１項記載のパレットクランプ装置。