JPH0751217Y2 - 工作機械の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］ この考案は、工作機械のパレットクランプ装置に関す
る。更に詳しくは、工作物を搭載しクランプされるパレ
ットを更に工作機械のテーブルにクランプするための工
作機械のパレットクランプ装置に関する。

［従来技術］ 工作物を搭載したパレットは、加工開始時に工作機械の
テーブルまたはサドルに設けたパレットクランプ装置に
クランプされる。このパレットのクランプ後、工作物は
加工がされる。このパレットのクランプ手段には、種々
の構造、方法が知られている。この中で最も使われてい
る構造は、JIS−Ｂ−6337に規定されているパレットの
パレット下面に設けたＴ溝にクランプ装置に設けたＴ字
状のクランプ部材を挿入してクランプする方法が知られ
ている。

このタイプは、Ｔ溝がパレットに形成されているために
パレットの剛性が低下し、パレットのクランプ時にパレ
ットが変形する。このパレットの変形が、工作物の加工
精度に影響を与える。また、パレットクランプ時に切欠
き部から切粉が侵入しやすくトラブルになりやすい。一
方、例えば実公昭62−21406号公報には、前記したＴ字
状でなくパレットに半径方向に多数の噛み合い歯を設け
た環状歯を形成し、この環状歯に噛み合う同様の環状歯
をパレットクランプ装置側に設けてクランプするものが
開示されている。

この環状歯を有するタイプは、パレットの剛性が高い。
しかしながら、パレットのクランプまたはアンクランプ
動作を行う場合には、上下に設けられた２か所のシリン
ダを上下動させクランプ部材も上昇させた後に、インデ
ックス装置でパレット全体を回動させる動作が必要であ
り、この一連のシーケンス動作でパレットとクランプ部
材の係合突起同士の係合、離脱が実行される。そのた
め、クランプ、アンクランプ時間を短縮することに限界
があり、生産効率の向上を図ることができない。

そしてパレットをクランプ装置にクランプするための位
置決め用の噛み合い歯と、クランプ装置の割出用の噛み
合い歯とが兼用されているとともに、パレット下部の面
継手とフレーム上部の面継手との密着確認を行っていな
いこと、防水・防塵対策が施されていないことなどか
ら、正確な位置決め精度、割出し精度を得ることが望め
ない。

［考案が解決するための課題］ この考案は、以上のような背景で考案されたものであ
り、次の目的を達成する。

この考案の目的は、重切削に耐える高剛性で、しかも切
削剤、切粉などの悪環境下でも、それらの侵入を確実に
防止でき、高い信頼性を確保できるパレットのクランプ
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

パレット（40）と、 このパレット（40）の下部中央部に空間部を形成して環
状に設けられ、下面に複数の位置決め部を内周部に複数
の係合部を形成する被クランプ部材（44）と、 前記パレット（40）を固定するための基部となるパレッ
トクランプ本体（25）と、 このパレットクランプ本体（25）の上部に環状に前記被
クランプ部材（44）の位置決め部と対向して設けられ、
前記被クランプ部材（44）の位置決め部の位置を定める
位置決め部材（39）と、 前記パレットクランプ本体（25）内に設けられ、上下動
する駆動体（22,24）と、 前記パレットクランプ本体（25）に固定され、外周部に
カム溝（17）を形成した円筒体（16）と、 この円筒体（16）に外嵌され、前記被クランプ部材（4
4）の複数の係合部と係合するために複数の係合部を上
下外周部を上方外周部に形成するクランプ体（19,20）
と、 このクランプ体（19,20）に固定されると共に前記円筒
体のカム溝（17）と係合し、前記駆動体（22,24）の上
下動作に連動して前記クランプ体（19,20）が上下動作
するに伴いこのクランプ体（19,20）を回動動作させる
係合ピン（18）とからなり、 前記駆動体（22,24）の上昇時には前記被クランプ部材
（44）の係合部に対して前記クランプ体（19,20）の係
合部が上昇すると共に通過可能な回動位置になり前記パ
レット（40）を前記パレットクランプ本体（25）より離
脱可能に、下降時には被クランプ部材（44）の係合部に
対して前記クランプ体（19,20）の係合部が下降すると
共に、係合可能な回動位置となり前記パレット（40）を
前記パレットクランプ本体（25）に押圧、クランプする
パレットクランプ装置である。

前記被クランプ部材（44）と、前記位置決め部材（39）
との間で両位置決め部の密着の確認を行うための密着確
認手段（34）を備えると更に効果的である。

前記被クランプ部材の空間部に空気を供給して内圧を高
めることにより、被クランプ部材と位置決め部材との凹
凸状位置決め部より切削剤や切粉の侵入を防止する防塵
手段を備えると更に良い。

前記軸（19）の中心を貫通した貫通孔（30）内に移動自
在に一端が前記クランプ軸（19）に係合されたクランプ
検知棒（31）と、このクランプ検知棒（31）の他端の移
動を検知する検知センサー（76）とからなると更に良
い。

［実施例］ 以下、この考案の１実施例を図面にしたがって説明す
る。第１図（ａ）は、工作機械のパレットクランプ装置
の縦断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の一部拡大図
である。第２図は第１図のII−II線の切断断面図であ
る。第３図はパレットを搭載していない状態の第１図の
平面図である。第４図はパレットの平面図であり、第５
図はパレットの裏面図である。サドル１は、パレットク
ランプ装置の本体である。サドル１の下面には、複数の
直線ベアリング２が固定されている。直線ベアリング２
は、ガイドレール４上の案内面3,3を移動自在に案内さ
れ移動できる。

ガイドレール４は、工作機械本体を構成するベッド５上
にボルトで固定された長いレール状のガイド部材であ
る。一方、サドル１の下面には、ナット６が固定されて
いる（第２図参照）。ナット６には、ボールスクリュ７
がねじ込まれている。ボールスクリュ７の一端は、サー
ボモータ（図示せず）の出力軸に連結されている。サー
ボモータを駆動することにより、ボールスクリュ７を回
して、ナット６を移動させる。このため、ナット６が固
定されているサドル１が案内面３上を移動させられる。

サドル１の中央部には、固定軸10がシリンダーカバー61
およびカバー62を介して固定されている。固定軸10の外
周には、下部回転円筒体11が回転自在に挿入されてい
る。下部回転円筒体11の外周には、ベアリングを介して
ピストン12が回転自在に支持されている。ピストン12
は、サドル１内に形成されたシリンダ室13内に挿入され
ている。ピストン12とシリンダ室13、シリンダカバー６
とは、シリンダ駆動装置を構成する。シリンダ室13に
は、サドル１から圧油が供給される。ピストン12の上部
には、軸受14を介して歯車15が設けられている。

歯車15は、下部回転円筒体11に一体にボルト９で固定さ
れている。下部回転円筒体11の上部には、上部円筒体16
が一体にボルトで固定されている。上部円筒体16の外周
の一部にはカム溝17が形成されている。第１図（ｂ）
は、カム溝17の展開拡大図である。カム溝17は、上部円
筒体16の軸線方向にリード角を有している。カム溝17に
は、円筒の係合ピン18が挿入されている。上部円筒体16
の外周には、クランプ軸19が回転自在に設けられてい
る。

クランプ軸19には、前記した係合ピン18の軸が止めねじ
８で固定されている。クランプ軸19の上端には、クラン
プ円板20が一体に固定されている。クランプ円板20の外
周には、半径方向に凹凸形状を有するクランプ爪21が一
体に形成されている（第３図参照）。一方、クランプ軸
19の外周には、ピストン22が相互に回転自在に設けられ
ている。ピストン22とクランプ軸19との間には、軸受23
が介在され、軸線方向の力を支持する。

ピストン22は、シリンダ室24内に挿入されている。ピス
トン22とシリンダ室24、下部回転円筒体11とは、シリン
ダ駆動装置を構成する。シリンダ室24は、パレットクラ
ンプ本体25内に形成された空間である。パレットクラン
プ本体25は、後述するパレット40の割出しとクランプを
行うためのものであり、ピストン22、下部回転円筒体1
1、歯車15と共に固定軸10の回りを割出し回転させられ
る。ピストン22には、連結ピン26の下端が固定されてお
り、連結ピン26の上端はパレットクランプ本体25の連結
穴26a内に移動自在に挿入されている。

固定軸10、上部円筒体16、クランプ軸19の各中心には、
各中心線を貫通する貫通孔30が形成されている。この貫
通孔30には、クランプ検知棒31が挿入されている。クラ
ンプ検知棒31の上端は、クランプ軸19の内径端の下部に
接して挿入されている。クランプ検知棒31の下端は、レ
バー32の上面に接している。レバー32は、軸33を中心に
揺動する。第一図（ｃ）は、クランプ検知棒31の上下動
を検知するための機構である。軸33は、コイルスプリン
グ70により、回転トルク７が与えられレバー32を上方に
突き上げている。

プレート２は、サドル１に固定されたプレートである。
軸33は、プレート２を貫通しかつ回転自在に設けられて
いる。軸33には、更にドッグ固定部材74に固定され、こ
のドッグ固定部材74の両側にはドッグ73,75が貫通し、
かつ固定されている。ドッグ73,75の外周には、カムが
形成されている。このカムには、リミットスイッチ76の
カムフォロワーが接触している。したがって、軸33の揺
動によりすなわちクランプ検知棒31の上下の位置をリミ
ットスイッチ76が検知する。

サドル１の上部には、割出用噛み合い歯28aが形成され
た環状部材28がボルトで固定されている。割出用噛み合
い歯28aは、カービックカップリングなどで公知の歯形
である。同様の歯形を有する環状部材27がパレットクラ
ンプ本体25にボルトで固定されている。環状歯車27に
も、噛み合い歯27aが形成されており、割出し完了時に
はサドル１側の噛み合い歯28aと噛み合う。また、パレ
ックランプ本体25の上部外周には環状の位置決め部材39
が固定されている。この位置決め部39には、上部円筒体
16の軸線方向に等角度ピッチに断面が台形状の位置決め
凸部39aが６か所に設けられている（第３図）。この位
置決め凸部39aには、後述するパレット40の凹部47と噛
み合う。

その中の４か所の凸部39aには、テーパピン38が突出す
るように埋め込み固定されている（第７図）。テーパピ
ン38中央にはエアブロー口35aが形成してある。また、
２か所の凸部39aには、挿入ピン37が埋め込み固定され
ている。挿入ピン37は、パレット40下部の被クランプ部
材44の位置決め穴に挿入させてパレット40を位置決めす
るためのものである。そして、挿入ピン37中央部にもエ
アブロー口35aが形成してある。

位置決め部材39の凸部39aの傾斜面には、パレット40に
固定された被クランプ部材44下部に形成された位置決め
部47の凹部47aとの密着を確認するために圧縮空気を噴
出させるための密着確認口34が２か所設けてある。密着
確認口34から空気の噴出が止まらないときは、密着確認
用空圧回路の圧力が上昇しないため、その圧力の状態を
図示しない圧力スイッチなど検出器で圧力上昇の有無を
検出する。

すなわち、圧力が上昇した場合には位置決め部47の凹部
47aと位置決め部材39の凸部39aの傾斜面が完全に密着し
たと判断した圧力が上昇しない場合には、パレット40の
位置決め部47とパレットクランプ本体40の位置決め部材
39との密着が不完全なものと判断して、両者の密着状態
を確認する。パレットクランプ本体25の位置決め部材3
9、位置決め部材上に固定されている挿入ピン37、テー
パピン38には、パレット40がパレットクランプ本体25に
クランプされた状態での切粉、切削剤の侵入を防ぐため
のエアブロー35bが設けられいる。

すなわち、パレットクランプ本体25とクランプ円板20と
で囲まれるクランプ空間50にエアブロー口35bより圧縮
空気を常時噴出させることにより、このクランプ空間50
の内圧を高め、工作物加工時の切粉や切削剤の侵入を防
止する。また、挿入ピン37、テーパピン38に設けられた
エアブロー口35aはパレット40が交換のため上下方向に
移動する際に位置決め部材39、パレット40の位置決め部
47の傾斜面にエアブローを吹きつけて清掃を行う。そし
て、前記密着確認口34および前記エアブロー口35a,35b
への圧縮空気の供給は外方より固定軸10、回転継手55、
パレットクランプ本体25内を経由して行われる。

第４図は、前記したパレットクランプ装置にクランプさ
れるパレット40の平面図であり、第５図はその裏面を示
す裏面図である。第６図は第５図のVI−VI線切断断面
図、第７図は第５図のVII−VII切断断面図である。パレ
ット40の工作物取付面41は、平面であり、この平面に複
数のボルト穴42が平面垂直方向に形成されている。この
ボルト穴42は、工作物を工作物取付面41に固定するため
の治具固定用のボルトをねじ込むためのものである。

工作物取付面41の裏面43の中心部には、クランプ爪21と
係合するための環状の被クランプ部材44がボルト45でク
ランプされている。被クランプ部材44の内周面には、半
径方向に凹凸形状を有する複数の被クランプ爪46が等角
度ピッチで形成されている。被クランプ部材44のパレッ
ト40の取付け面の反対側端部には、断面が台形状の凹部
47が等角度ピッチで６か所に形成されている。凹部47に
は、それぞれピン挿入孔48が形成されている。パレット
40の凹部47とパレッシクランプ本体25の凸部39aとは、
パレット40のクランプ時に噛み合ってパレット40をパレ
ットクランプ本体25に位置決めクランプするためのもの
である。更に、このクランプ時に、パレット40の側部に
は、断面形状がＶ字状の溝である２か所に係合溝49が設
けてある。この係合溝49は、パレット交換アーム（図示
せず）を係合するためのものであり、パレット交換アー
ムが作動するとき係合し、パレット40を保持する。

作動 以下、前記実施例の作動を説明する。パレット交換装置
（図示せず）にパレット40の交換指令が発せられると、
パレット40の２か所の係合溝49にパレット交換アーム
（図示せず）の一端が挿入される。

ピストン22の下部のシリンダ室24に油圧が導入され、ピ
ストン22を上昇させる。このピストン22の上昇により、
クランプ軸19が上昇させられる。このクランプ軸19の上
昇のとき、クランプ軸19に固定されたの係合ピン18が上
部円筒体16内のカム溝17内に挿入されているので、カム
溝17に沿って回転させられる。

結局、クランプ軸19は、ピストン22の上昇にともなっ
て、上昇と同時に回転を行う。クランプ軸19のこの上昇
と回転により、クランプ円板20のクランプ爪21とパレッ
ト40下部の被クランプ部材44の被クランプ爪46との噛み
合いが外れ、かつクランプ爪21と被クランプ爪46とのク
ランプ軸19の軸回りの角度方向の位相がズレる。パレッ
ト交換アームを上昇させて、180度回転させて新しいパ
レット40を前記パレット40と同じ位置であるタレット25
上に載せる。

再び、シリンダ室24の上部に油圧を導入しピストン22を
下降させる。この下降により、クランプ軸19を上昇させ
たのと逆の動作をさせ、すなわち下降と同時にクランプ
軸19に回転を行わさせる。この動作によりクランプ爪21
と被クランプ爪46とが係合し、パレット40をパレットク
ランプ本体25に押し付けてクランプする。このクランプ
時には、パレットクランプ本体25側の凸部39aとパレッ
ト40側の凹部47aとが位相を合わされ、各傾斜面が噛み
合って位置決めがされる。また、このクランプ動作時に
は、エアブロー35aより圧縮空気が噴出された状態で行
われるため、パレットクランプ本体側の凸部39aとパレ
ット40側の凹部47aの各傾斜面などに付着している切削
剤などを吹き飛ばしクランプ動作を確実なものにしてい
る。

クランプ軸19の下降は、クランプ検知棒31を下降させ
る。クランプ検知棒31の下降は、レバー32を軸33を中心
に揺動させる。レバー32の揺動をセンサーが感知してク
ランプを確認する。この噛み合いの状態は、密着確認口
34の圧縮空気の噴出口34により確認される。密着確認用
空気回路の圧力が上昇しない時には、パレットクランプ
本体25の位置決め部材39とパレット40の被クランプ部材
44位置決め部47との間の密着面の異物の混入または角度
位置のズレにともなう噛み合いミスと判断される。密着
確認と同時に、パレット40の下面には、クランプ空間50
が形成されており、このクランプ空間50にはエアブロー
口35から圧縮空気が噴出している。そのためクランプ空
間50の内圧が内圧が上昇し、切粉や切削剤の侵入を防止
する。

［その他の実施例］ 前記した実施例は、軸（11）の軸線方向の駆動は油圧シ
リンダ駆動装置（12），（13）を用い、クランプ軸（1
9）の軸線方向の駆動には油圧シリンダ駆動装置（2
2），（24）を用いた。しかし、この駆動はカム機構、
電磁駆動などでも良い。更に前記したパレット40とパレ
ットクランプ本体25との位置決めは、凸部39aと凹部47
との噛み合い、挿入ピン37の挿入によって位置決めし
た。しかし、この位置決めは公知の他の位置決め手段で
も良い。

［考案の効果］ 以上、詳記したように、この考案では、パレットのクラ
ンプが高精度にかつ高い剛性で行うことがクランプでき
た。また、パレットの密着確認およびエアブローによる
切削剤、切粉の侵入防止のために確実に信頼性の高いパ
レットクランプ装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は工作機械のパレットクランプ装置の断面
図、第１図（ｂ）は上部円筒体の展開図、第１図（ｃ）
はクランプを検知するための検知手段を示す分解立体
図、第２図は第１図のII−II線の切断断面図、第３図は
パレットを取り外した状態の第１図の平面図、第４図は
パレットの平面図、第５図はパレットの裏面図、第６図
は第５図のVI−VI線切断断面図、第７図は第５図のVII
−VII切断断面図である。 １……サドル、２……直線ベアリング、３……案内面、
４……ガイドレール、５……ベッド、６……ナット、10
……固定軸、11……下部回転円筒体、12……ピストン、
13,24……シリンダ室、14……軸受、15……歯車、16…
…上部円筒体、17……カム溝、18……係合ピン、19……
クランプ軸、20……クランプ円板、21……クランプ爪、
22……ピストン、23……軸受、25……パレットクランプ
本体、26……連結ピン、27,28……環状部材、27a,28a…
…噛み合い歯、30……貫通孔、31……クランプ検知棒、
32……レバー、33……軸、39a……突部、39b,47……凹
部、48……ピン挿入孔、49……ピン挿入孔、73,75……
ドッグ、76……リミットスイッチ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パレット（40）と、 このパレット（40）の下部中央部に空間部を形成して環
   状に設けられ、下面に複数の位置決め部を内周部に複数
   の係合部を形成する被クランプ部材（44）と、 前記パレット（40）を固定するための基部となるパレッ
   トクランプ本体（25）と、 このパレットクランプ本体（25）の上部に環状に前記被
   クランプ部材（44）の位置決め部と対向して設けられ、
   前記被クランプ部材（44）の位置決め部の位置を定める
   位置決め部材（39）と、 前記パレットクランプ本体（25）内に設けられ、上下動
   する駆動体（22,24）と、 前記パレットクランプ本体（25）に固定され、外周部に
   カム溝（17）を形成した円筒体（16）と、 この円筒体（16）に外嵌され、前記被クランプ部材（4
   4）の複数の係合部と係合するために複数の係合部を上
   下外周部を上方外周部に形成するクランプ体（19,20）
   と、 このクランプ体（19,20）に固定されると共に前記円筒
   体のカム溝（17）と係合し、前記駆動体（22,24）の上
   下動作に連動して前記クランプ体（19,20）が上下動作
   するに伴いこのクランプ体（19,20）を回動動作させる
   係合ピン（18）とからなり、 前記駆動体（22,24）の上昇時には前記被クランプ部材
   （44）の係合部に対して前記クランプ体（19,20）の係
   合部が上昇すると共に通過可能な回動位置になり前記パ
   レット（40）を前記パレットクランプ本体（25）より離
   脱可能に、下降時には被クランプ部材（44）の係合部に
   対して前記クランプ体（19,20）の係合部が下降すると
   共に、係合可能な回動位置となり前記パレット（40）を
   前記パレットクランプ本体（25）に押圧、クランプする
   ことを特徴とするパレットクランプ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記被クランプ部材
   （44）と、前記位置決め部材（39）との間で両位置決め
   部の密着の確認を行うための密着確認手段（34）を備え
   たことを特徴とするパレットクランプ装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記被クラン
   プ部材の空間部に空気を供給して内圧を高めることによ
   り、被クランプ部材と位置決め部材との凹凸状位置決め
   部より切削剤や切粉の侵入を防止する防塵手段を備えた
   ことを特徴とするパレットクランプ装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記軸（19）の中心を
   貫通した貫通孔（30）内に移動自在に一端が前記クラン
   プ軸（19）に係合されたクランプ検知棒（31）と、この
   クランプ検知棒（31）の他端の移動を検知する検知セン
   サー（76）とからなる工作機械のパレットクランプ装
   置。