JPH091436A - 工作機械の移動体のクランプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械の移動体と固定体との間に設けられ
たダブテール案内面の一方の側をダブテール部に、他方
の側をダブテール溝に形成し、移動体を所定の位置まで
移動させた後、移動体を固定体に対してクランプさせる
工作機械の移動体のクランプ機構であって、簡素な構造
で切削時の負荷による移動体の浮き上がりや振動を防ぐ
ためのクランプが確実に、かつ自動的にできる機構を提
供する。 【構成】 ダブテール案内面のどちらか一方のダブテー
ル部４とダブテール溝１ａとの間にあって、かつ、断面
が平行四辺形の略平行ギブ状に形成されて移動体２側に
設けられ、略平行ギブ状に形成された内部に圧力流体シ
リンダ部６５を形成し、圧力流体の供給による押圧力に
よりダブテール溝１ａの傾斜面にダブテール部４をクラ
ンプ状態にするクランプ手段６を有し、押圧してクラン
プ状態にする際に、移動体２の移動方向と直交する２方
向に同時に押圧力を作用させて自動クランプ動作が行え
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械の固定体に
設けられたダブテール案内面に案内されて移動する移動
体を駆動手段により所定位置まで摺動させ、この所定位
置にて前記移動体を自動クランプする工作機械の移動体
のクランプ機構に係り、特に切削時の負荷による移動体
の浮き上がりや振動の発生を防止できる工作機械の移動
体のクランプ機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の基台（固定体）と移動体との
間には直線運動を案内する案内面が設けられている。こ
の案内面は移動体に正確な直線運動を与えるために設け
られるものであるが、この案内面には切削抵抗、工作物
重量等による案内面のたわみ、案内面のすきま分の浮き
上がり、案内面の加工精度等の問題があり、案内面の所
期の目的を達成するために種々の形状のものがある。ま
た、旋盤の芯押台のように、段取り作業中は移動させる
が、切削加工中はベッドに固定させる移動体がある。例
えば、実開平１−６４３０２号には、心押台の摺動直線
方向と直交する側面方向及び上下方向より押圧するシリ
ンダを各々設け、クランプする技術が記載されている。
また、実開昭６３−１４７２３１号には、ダブテール摺
動面（案内面）に、同方向の傾斜面を設けた突起を形成
し、この傾斜面を締付部材で押付けてクランプする技術
が記載されている。なお、締付部材を押圧する手段はダ
ブテール側面方向より手動によるねじ込みにより行うも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実開平１−
６４３０２号の技術は、各方向に各々シリンダを備えな
ければならず、また、押圧する順序を制御しなければな
らない等装置全体が非常に複雑な構成になるという問題
点があった。また、実開昭６３−１４７２３１号の技術
は、締付部材を押圧する手段が手動によるねじ込みであ
るため、ＮＣ工作機械のような自動化、無人化を図る機
械のクランプ機構としては使用できないという問題点
と、傾斜面が「あり」（あり溝）とは別に必要なため構
成が簡素でないという問題点が生じた。更に、実開昭６
３−１４７２３１号や実開平１−６４３０２号の技術
は、締付部材を押圧する手段、押圧するシリンダが点接
触に近く、この押圧部近傍だけが変形して押圧してしま
う可能性があり、このような場合にはクランプ力が低下
してしまうという問題点もあった。この発明は以上のよ
うな前記問題点に鑑みて創案されたものであり、簡素な
構造で切削時の負荷による移動体の浮き上がりや振動を
防ぐためのクランプが確実に、かつ自動的にできる工作
機械の移動体のクランプ機構を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明は工作機械の移動体と固定体とのあいだ
に設けられたダブテール案内面の一方の側をダブテール
案内部に、他方の側をダブテール溝に形成し、前記移動
体を所定の位置まで移動させた後、前記移動体を前記固
定体に対して自動クランプさせる工作機械の移動体のク
ランプ機構であって、前記ダブテール案内面のどちらか
一方の前記ダブテール案内部と前記ダブテール溝とのあ
いだにあって、かつ、断面が平行四辺形の略平行ギブ状
に形成されて前記移動体側に設けられ、前記略平行ギブ
状に形成された内部に圧力流体シリンダ部を形成し、圧
力流体の供給による前記シリンダ部の押圧力により前記
ダブテール溝の傾斜面に前記ダブテール案内部をクラン
プ状態にするクランプ手段を有し、前記クランプ手段に
より前記ダブテール溝の傾斜面に前記ダブテール案内部
を押圧する際に、前記移動体の移動方向と直交する２方
向に同時に押圧力を作用させて自動クランプ動作が行え
ることを特徴とする工作機械の移動体のクランプ機構と
したものである。

【０００５】また、第２の発明は、前記圧力流体シリン
ダに圧力流体が供給されなくなったとき、前記クランプ
手段をアンクランプ状態にする付勢部材が設けられてい
ることを特徴とする第１の発明に記載の工作機械の移動
体のクランプ機構としたものである。

【０００６】更に、第３の発明は、前記クランプ手段
が、前記移動体の移動方向に延在する第１の平行部材
と、前記第１の平行部材に対して前記ダブテール案内面
の前記クランプ手段側傾斜面と直交する方向に移動自在
に設けられる第２の平行部材と、前記第１の平行部材ま
たは前記第２の平行部材を微小量クランプ方向に移動さ
せるシリンダ室とからなることを特徴とする第１の発明
または第２の発明に記載の工作機械の移動体のクランプ
機構としたものである。

【０００７】また、更に、第４の発明は、前記クランプ
手段に前記圧力流体シリンダが少なくとも２箇所に形成
されていることを特徴とする第１の発明または第３の発
明に記載の工作機械の移動体のクランプ機構としたもの
である。

【０００８】また、更に、第５の発明は、前記付勢部材
が、前記第１の平行部材と前記第２の平行部材との間に
設けられ、前記第２の平行部材を常時アンクランプ方向
に付勢していることを特徴とする第３の発明に記載の工
作機械の移動体のクランプ機構としたものである。

【０００９】

【作用】前記の構成により、平行部材と平行ギブをシー
ル部材を挟み込んで隣接させるとともに、付勢手段によ
り平行部材と平行ギブを密着させておき、移動体が所定
の位置まで移動して後、シリンダ室に圧力流体を供給し
た時平行部材と平行ギブとの間が微小量離れ、前記移動
体を両傾斜面側へ押し付けてクランプすることができ
る。この際、傾斜面を押圧しているため分力が生じ、移
動方向と直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に押圧する荷重を
発生してクランプすることができる。このように、圧力
流体の供給のオン・オフによりクランプが自動となり、
また、面接触でクランプを行うため、強力にクランプす
ることができるから、切削時の負荷（切削力）により移
動体が浮き上がることや、振動することを防止できるた
め、重切削を行うことができ、生産能力の高い工作機械
とすることができる。

【００１０】

【実施例】この発明の工作機械の移動体のクランプ機構
の一実施例について、図面に基づき説明する。図１はこ
の発明の工作機械の移動体のクランプ機構を有する工作
機械（旋盤）の側面図であり、図２はこの発明の工作機
械の移動体のクランプ機構を有する工作機械の正面図で
ある。図において、１は固定体であるベッド、２は移動
体である主軸台である。ベッド１上にはダブテール溝１
ａが形成され、主軸台２下部にはダブテール案内部（以
下、ダブテール部という）４が形成され、ダブテール案
内面を形成している。このダブテール部４はダブテール
溝１ａに案内されて、主軸台２を主軸軸線方向（Ｚ軸方
向）に摺動する。１ｂは主軸台２を案内するためにダブ
テール溝１ａの一側に設けられた傾斜面である。

【００１１】３はダブテール溝１ａに沿って主軸台２を
移動させる駆動手段（シリンダ）である。この駆動手段
３のシリンダ本体一端が主軸台２側に固定され、他端側
のピストンロッドがベッド１側に固定されてピストンロ
ッドの進退移動により主軸台２がダブテール溝１ａに沿
ってＺ軸方向に移動する。なお、この駆動手段３は駆動
モータとボールねじによる進退移動機構であっても、駆
動モータとラックピニオン等との組み合せによる進退移
動機構であってもよい。５はすきま調整用のテーパギブ
であり、通常１／５０〜１／１００の勾配がつけられて
いるが、これに限定されるものではない。ダブテール部
４のテーパギブ側にも同様の勾配がつけられている。こ
のテーパギブ５は主軸台２の直線運動の精度を調整した
り、ダブテール部４とダブテール溝１ａとのすきま量を
所定量にするためにダブテール部４と、ダブテール溝１
ａの一側の傾斜面１ｂとの間に挿入される。６は圧力流
体の流体圧（例えば油圧）を用いて主軸台２をクランプ
状態にするクランプ手段である。なお、クランプ手段６
の作動を解除すればアンクランプ状態となる。また、積
極的にアンクランプ状態にするために後述する付勢部材
が設けられている。このクランプ手段６はダブテール溝
１ａの傾斜面１ｂの反対側の傾斜面１ｃ側にテーパギブ
５の摺動面５ａを、傾斜面１ｃ側にクランプ手段６の摺
動面６ａを押し付けてクランプするものである。ところ
で、安定したクランプを行うためには、少なくとも２箇
所の位置でクランプできるようにクランプ手段６が分割
されているほうが望ましい。この実施例では図２にて後
述するように、クランプ手段６を構成する平行部材６１
を６１ａ，６１ｂに２分割している。

【００１２】図３はクランプ手段の一部を切断した正面
図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。この図３お
よび図４によりクランプ手段６の構造をさらに詳しく説
明する。このクランプ手段６は断面形状が平行四辺形を
なし、ダブテール部４のＺ軸方向に沿ってダブテール部
４とダブテール溝１ａとの間に設けられている。図３の
βはクランプ手段６の摺動面６ａとベッド１のダブテー
ル溝１ａの傾斜面１ｃとの間の隙間である。この隙間β
は通常 0.01 〜0.05mm程度の微小量であるが、後述する
シール部材６８のつぶし代より小さい値であればよい。

【００１３】図３に示すように、クランプ手段６はダブ
テール溝１ａの傾斜面１ｃに平行な面で分割される複数
枚の部材から構成される。この実施例では第１の平行部
材である平行部材６１と、第２の平行部材である平行ギ
ブ６２から構成される。なお、平行部材６１は図２およ
び図４に示すように６１ａと６１ｂに２分割されている
が、６１ａと６１ｂの構造は対称の関係にある。従っ
て、平行部材６１の構造は平行部材６１ａについて詳し
く説明し、平行部材６１ｂの説明は省略する。また、分
割された平行部材６１は平行ギブ６２と一体となって摺
動する。この為に平行部材６１と平行ギブ６２の向かい
合った面の同一位置にキー溝６９を穿設し、組立の際に
キー７０が挿入される。６３は平行部材６１に穿設され
たボルト取付穴であり、このボルト取付穴６３は図４に
て示すように複数個穿設されている。またボルト取付穴
６３はざぐり穴部６３ａとボルト穴部６３ｂとからな
る。６６は一端が頭部６６ｂを有し、他端がネジ部６６
ｃからなりその中間部は軸部６６ａからなるボルト部材
である。６７は付勢部材（例えば、皿ばね）である。ボ
ルト部材６６の軸部６６ａに皿ばね６７を挿入した後、
このボルト部材６６は平行部材６１のボルト取付穴６３
に挿入され、平行ギブ６２のねじ穴６３ｃにねじ込まれ
固定される。なお、ボルト穴部６３ｂの長手寸法はボル
ト部材６６の軸部６６ａの長手寸法ｎよりα寸法短く作
成されている。このα寸法のスペースに皿ばね６７が挿
入される。すなわち、ボルト部材６６の頭部６６ｂの座
面側とざぐり穴部６３ａ端の間に皿ばね６７は位置す
る。

【００１４】平行ギブ６２には平行部材６１の略中央位
置にシリンダ室６５が設けられている。このシリンダ室
６５の外周に沿ってシール部材（例えば、Ｏリング）６
８が配設されている。なお、シリンダ室６５の深さｈと
シール部材６８の断面直径ｄとはｈ＜ｄの関係であり、
シール部材６８は所定のつぶし代分つぶされる。シール
部材６８は、平行部材６１と平行ギブ６２が皿ばね６７
を介してボルト部材６６により固定される際に、つぶし
代分押圧されて、断面形状が楕円形状となっている。６
４は平行部材６１に穿設された油路であり、この油路６
４にはＰＴネジが螺刻されている。このＰＴネジに図示
しない圧力流体供給源（例えば、油圧供給源）より圧力
流体（例えば、圧油）を供給する配管７１（図４参照）
が取り付けられる。また、この油路６４は平行ギブ６２
のシリンダ室６５に連通している。なお、テーパギブ
５、クランプ手段６は主軸台２にギブ押しボルト７２で
各々両端から固定されている。また、テーパギブ５の摺
動面５ａ、平行ギブ６２の摺動面６ａには油溝（図示せ
ず）が穿設されており、この油溝に供給された油により
主軸台２はアンクランプ時にスムースに摺動する。

【００１５】次にこの発明の動作を説明する。組立の際
に、第１の平行部材である平行部材６１と第２の平行部
材である平行ギブ６２とを、間に皿ばね６７とシール部
材６８を介してボルト部材６６で固定し、クランプ手段
６を形成する。この時、ベッド１（ダブテール溝１ａの
傾斜面１ｃ）と主軸台２（クランプ手段６の摺動面６
ａ）との間には隙間βを有するように調整されている。
主軸台２を所定の位置に固定する場合、油路６４より圧
力流体が供給される。すると、シリンダ室６５に圧力流
体が供給されると、圧油のシリンダ圧の力が皿ばね６７
の付勢力に抗して、平行ギブ６２をβ量移動させ、平行
ギブ６２が傾斜面１ｃを押圧する。この時、平行部材６
１と平行ギブ６２の間に、β量の移動分の隙間が生じる
が、β量は 0.01 〜0.05mm程度の微小量であり、シール
部材６８のつぶし代より大幅に小量であり、シール部材
６８のシール性は損なわれることはない。クランプ手段
６が傾斜面１ｃを押圧するとともに、テーパギブ５が傾
斜面１ｂを押圧することにより主軸台２はクランプされ
る（図１参照）。この際、傾斜面１ｂを押圧しているた
めに押圧された力に分力が生じ、この分力により単にＸ
軸方向ばかりでなく、Ｙ軸方向にも押し付けるようにク
ランプする。主軸台２を移動する場合、すなわち、クラ
ンプを解除する場合は、圧力流体の供給を停止する。す
ると、皿ばね６７の付勢力Ｆｂで主軸台２とベッド１と
の間にβ量隙間が保持される。

【００１６】この実施例では固定体側にダブテール溝を
設けているが、移動体側にダブテール溝を設けたダブテ
ール案内面であってもよい。また、圧力流体は圧縮空気
等であってもよい。また、この実施例ではシリンダ室６
５が２箇所に形成されているが、１箇所であってもよ
い。２箇所に形成すれば、より安定したクランプ状態を
得ることができる。皿ばね６７はなくてもよい。しか
し、皿ばねがあれば、圧力流体の供給を停止した時、即
アンクランプ状態を得ることができる効果がある。更
に、この実施例では移動体を主軸台にて説明したが、移
動体はテールストック等であってもよい。すなわち、移
動体は段取り時等に移動可能となり切削加工時等にはク
ランプ可能となるものであればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
平行部材と平行ギブをシール部材を挟み込んで隣接させ
るとともに、付勢手段により平行部材と平行ギブを密着
させておき、移動体が所定の位置まで移動して後、シリ
ンダ室に圧力流体を供給した時平行部材と平行ギブとの
間が微小量離れ、前記移動体を両傾斜面側へ押し付けて
クランプすることができる。この際、傾斜面を押圧して
いるため分力が生じ、移動方向と直交するＸ軸方向、Ｙ
軸方向に押圧する荷重を発生してクランプすることがで
きる。このように、圧力流体の供給のオン・オフにより
クランプが自動となり、また、面接触でクランプを行う
ため、強力にクランプすることができるから、切削時の
負荷（切削力）により移動体が浮き上がることや、振動
することを防止できるため、重切削を行うことができ、
生産能力の高い工作機械とすることができる。また、ギ
ブと同形状にしたため、たいへんコンパクトにすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の工作機械の移動体のクランプ機構を
有する工作機械（旋盤）の側面図である。

【図２】この発明の工作機械の移動体のクランプ機構を
有する工作機械の正面図である。

【図３】クランプ手段の一部を切断した正面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【符号の説明】

１…ベッド（固定体） １ａ…ダブテール溝 １ｂ，１ｃ…傾斜面 ２…主軸台（移動体） ３ａ…駆動手段 ４…ダブテール部 ５…テーパギブ ６…クランプ手段 ６１…第１の平行部材（平行部材） ６２…第２の平行部材（平行ギブ） ６３ａ…ざぐり穴部 ６３ｂ…ボルト穴部 ６４…油路 ６５…シリンダ室 ６６…ボルト部材 ６７…付勢部材 ６８…シール部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の移動体と固定体とのあいだに
   設けられたダブテール案内面の一方の側をダブテール案
   内部に、他方の側をダブテール溝に形成し、前記移動体
   を所定の位置まで移動させた後、前記移動体を前記固定
   体に対して自動クランプさせる工作機械の移動体のクラ
   ンプ機構であって、 前記ダブテール案内面のどちらか一方の前記ダブテール
   案内部と前記ダブテール溝とのあいだにあって、かつ、
   断面が平行四辺形の略平行ギブ状に形成されて前記移動
   体側に設けられ、前記略平行ギブ状に形成された内部に
   圧力流体シリンダ部を形成し、圧力流体の供給による前
   記シリンダ部の押圧力により前記ダブテール溝の傾斜面
   に前記ダブテール案内部をクランプ状態にするクランプ
   手段を有し、 前記クランプ手段により前記ダブテール溝の傾斜面に前
   記ダブテール案内部を押圧する際に、前記移動体の移動
   方向と直交する２方向に同時に押圧力を作用させて自動
   クランプ動作が行えることを特徴とする工作機械の移動
   体のクランプ機構。
2. 【請求項２】 前記圧力流体シリンダに圧力流体が供給
   されなくなったとき、前記クランプ手段をアンクランプ
   状態にする付勢部材が設けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の工作機械の移動体のクランプ機構。
3. 【請求項３】 前記クランプ手段が、前記移動体の移動
   方向に延在する第１の平行部材と、 前記第１の平行部材に対して前記ダブテール案内面の前
   記クランプ手段側傾斜面と直交する方向に移動自在に設
   けられる第２の平行部材と、 前記第１の平行部材または前記第２の平行部材を微小量
   クランプ方向に移動させるシリンダ室とからなることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械の
   移動体のクランプ機構。
4. 【請求項４】 前記クランプ手段に前記圧力流体シリン
   ダが少なくとも２箇所に形成されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項３に記載の工作機械の移動体の
   クランプ機構。
5. 【請求項５】 前記付勢部材が、前記第１の平行部材と
   前記第２の平行部材との間に設けられ、前記第２の平行
   部材を常時アンクランプ方向に付勢していることを特徴
   とする請求項３に記載の工作機械の移動体のクランプ機
   構。