JPS6133658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えばマシニングセンタにて加工さ
れる被加工物をクランプするクランプ治具に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、マシニングセンタなどの自動工作機械
においては、被加工物を治具にクランプしたの
ち、テーブル上に載置し、クランプされた被加工
物に所定の加工を施すようになつている。従来、
被加工物を治具にクランプするには、被加工物の
構造・形状・寸法が種々変化する関係上、手作業
によるクランプが行われていた。たとえば、治具
に凹設されたＴ溝を利用して、ボルトなどの治具
で被加工物をクランプしていた。しかし、このよ
うな手作業によるクランプは、時間と労力を要
し、すこぶる能率が悪く機械の稼動率の低下を招
くのみならず、クランプ作業の自動化が困難とな
つていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、被加工物のクランプ作業の自動化を可能にす
るとともに、汎用性に優れたクランプ治具を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

ベース部に固定軸を着脱自在に固定し、この固
定軸に軸方向に進退自在かつ軸のまわりに回転自
在に同軸支持された回転軸をベース部に螺合させ
ることにより回転軸に取付けられたクランプ腕に
より被加工物をクランプするようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。第１図は、本実施例のクランプ治具１を示
している。このクランプ治具１は、矩形状の平板
からなるベース部２と、このベース部２上面に着
脱自在に取付けられたクランプ部３とから構成さ
れている。上記ベース部２には、第２図及び第３
図に示すような係合孔４が例えば基盤目状に複数
個穿設されている。この係合孔４は、後述する固
定軸５が嵌挿される大径孔６と、この大径孔６と
同軸かつベース部２下面に貫通するねじ孔７とか
らなつている。そして、大径孔６のベース部２上
面開口端部には４個の凹部８…………が等配して
設けられている。一方、クランプ部３は、第４図
に示すように、円筒状の固定軸５と、この固定軸
５と同軸かつ軸方向に摺動自在に挿着された回転
軸９と、この回転軸９上端部に装着されたクラン
プ腕体１０とからなつている。上記固定軸５の外
周面下端部側中途部には前記凹部に嵌入する４個
の凸部１１…………が等配して凸設されている。
また、回転軸９の上端部には、六角形状のボルト
頭部１２が連結されているとともに、下端部はお
ねじが螺刻されて前記ねじ孔７に螺合するおねじ
部１３となつている。このおねじ部１３に近接し
た回転軸９外周面には円環状の係止体１４が環装
されている。さらに、固定軸９の上端部外周面側
は小径となつていて段差部１５が形成され、この
段差部１５に圧縮コイルばね１６が巻装されてい
る。この圧縮コイルばね１６は、クランプ腕体１
０と、このクランプ腕体１０にボルト頭部１２に
より係止された回転軸９とを一体的に矢印１７ａ
方向に付勢し、両者を支持するようになつてい
る。さらに、固定軸５の上端部には位置決め体１
８が固設されている（第５図参照）。この位置決
め体１８は、固定軸５外周面に添装された中心角
が120度の円弧状の支持部１９と、この支持部１
９の両端部にて垂直方向に立設された第１及び第
２の起立部２０ａ，２０ｂとからなつている。そ
うして、クランプ腕体１０の背面側下端部には、
突片２１が突設されている。この突片２１は、上
記第１及び第２の起立部２０ａ，２０ｂにより係
止されることにより、クランプ腕体１０の回動量
を規制するようになつている。しかして、ボルト
頭部１２の下面側には、半円球状の４個の陥凹部
２２…………が等配して設けられている。これら
各陥凹部２２…………に対応したクランプ腕体１
０の上面位置には、収納凹部２３…………に収納
された圧縮コイルばね２３ａ…………により上方
に付勢された球体２２ａ…………がクランプ腕体
１０上面から突没自在に保持されている。かく
て、位置決め体１８、突片２１、陥凹部２２……
……及び球体２２ａ…………は、スイング機構２
４を構成している。さらに、クランプ腕体１０は
回転軸９の軸線に直角方向に横設された腕状のも
のであつて、先端部下面側には、当接ボルト２５
が螺着されている。この当接ボルト２５の頭部２
６は、被加工物２７に直接当接して、被加工物２
７を固定するようになつている。また、この頭部
２６とクランプ腕体１０下面との間には、当接ボ
ルト２５に螺合したナツト２８が介挿され、この
ナツト２８の回動により被加工物２７の高さに応
じて適宜、当接ボルト２５の突出量を調整できる
ようになつている。さらに、第６図は第４図のＡ
−A′線矢視断面図であつて、固定軸５の軸対称
位置両側部は一部欠切されていて、欠切面２９
ａ，２９ｂを後述する第１の組立ロボツト３０の
締緩機構３１の一部をなすグリツプ３２により挾
持できるようになつている。

つぎに、上記構成のクランプ治具１の作動につ
いて述べる。まず、ベース部２を図示せぬ搬送装
置により段取テーブル３３上の所定位置に図示せ
ぬ位置決めピンを利用して載置する。この段取テ
ーブル３３に隣接して図示せぬ治具テーブルが設
置されている。この治具テーブルには、被加工物
２７の寸法・形状に応じた各種寸法のクランプ部
３…………が所定位置に並べられている。上記治
具テーブルと段取テーブル３３との間には第２の
組立ロボツト（図示せず）が設置され、所要のク
ランプ部３…………を治具テーブルと段取テーブ
ル３３との間で移載するするようになつている。
しかして、前記搬送装置により被加工物２７をベ
ース部２の所定位置に載置したのち、第１図に示
すように、第２の組立ロボツトにより所要のクラ
ンプ部３…………をベース部２の所定位置に取付
ける。すなわち、固定軸５の下端部を係合孔４に
嵌挿するとともに、適宜回動させて凸部１１……
……を凹部８…………に係合させ、固定軸５をベ
ース部２に固定する。このとき、クランプ腕体１
０の突片２１が、第５図におけるＡ位置にあるよ
うに、つまり、当接ボルト２６が被加工物２７直
上に位置しないように設定しておく。ついで、段
取テーブル３３に近接して設けられている第１の
組立ロボツト３０により被加工物２７のクランプ
作業を行う。すなわち、第１の組立ロボツト３０
は、本体３５と、この本体３５に取付けられ所定
の範囲内で変位自在なアーム部３６と、このアー
ム部３６先端に設けられ回転軸９のベース部２へ
の着脱作業を行う締緩機構３１とからなつてい
る。この締緩機構３１は、前記グリツプ３２と、
このグリツプ３２上端部前面に取付けられボルト
頭部１２と係合して回転軸９を正逆回転させる回
転駆動部３６とからなつている。しかして、アー
ム部３６を動かして回転駆動部３６をボルト頭部
１２に係合させるとともに、グリツプ３２により
固定軸５の挾持面２９ａ，２９ｂを挾持したの
ち、締緩機構３１を矢印１７ｂ方向に下降させな
がら回転駆動部３６を起動して回転軸９を正転さ
せる。すると、ボルト頭部１２は、クランプ腕体
１０の上面を摺動しつつ回転する。そして、圧縮
コイルばね２３ａ…………により付勢されている
球体２２ａ…………が陥凹部２２に嵌入すると、
回転軸９とクランプ腕体１０とは一体的に連結
し、クランプ腕体１０は、第５図に示すように、
矢印３７ａ方向に、Ａ位置からＢ位置まで、つま
り突片２１が起立部２０ｂに係止するまで回転軸
９に追従して回動する。しかして、突片２１が起
立部２０ｂに係止すると、つまり当接ボルト２５
が被加工物２７直上にくると、クランプ腕体１０
の回動は停止する。しかし、回転軸９は圧縮コイ
ルばね２３ａ…………の付勢力に抗して回転を継
続する。それから、おねじ部１３がねじ孔７に螺
合すると、回転軸９とクランプ腕体１０とは、お
ねじ部１３の螺動にともなつて、矢印１７ｂ方向
に圧縮コイルばね１６の付勢力に抗して一体的に
下降する。かくて、クランプ腕体１０の下降にと
もない当接ボルト２５が被加工物２７に当接し、
この被加工物２７を強固にクランプした時点で、
回転駆動部３６の作動を停止させて回転軸９の回
転を停止させるとともに、締緩機構３１の下降を
停止させる。ついで、段取テーブル３３を回転さ
せ、被加工物２７をクランプしていない他のクラ
ンプ部３…………について、第２の組立ロボツト
３０により同様のクランプ作業を行う。しかし
て、被加工物２７をクランプしたクランプ治具１
は、図示せぬ搬送手段によりマシニングセンタに
装着し、被加工物２７について所定の機械加工を
施す。そして、加工終了後、再び加工を受けた被
加工物２７をクランプしているクランプ治具１を
段取テーブル３３に戻し、第１の組立ロボツト３
０によりアンクランプ作業を行う。すなわち、前
と同様にして回転駆動部３６をボルト頭部１２に
係合させたのち、締緩機構３１を矢印１７ａ方向
に徐々に上昇させながら回転軸９を逆転させる。
すると、おねじ部１３のねじ孔７中における螺動
にともない、回転軸９とクランプ腕体１０とは、
矢印１７ａ方に一体的に上昇する。そして、おね
じ部１３がねじ孔７から離脱するとともに、被加
工物２７はアンクランプされる。そして、回転軸
９は、圧縮コイルばね１６の付勢力により係止体
１４が固定軸５に係止するまで上昇する。一方、
回転軸９の回転にともない、再び球体２２ａ……
……が陥凹部２２…………に嵌入し、クランプ腕
体１０は、回転軸９に従動して、第５図に示すよ
うに、矢印３７b′方向にＢ位置からＡ位置まで、
つまり突片２１が起立部２０ａに係止するまで回
動する。しかして、突片２１が起立部２０ａに係
止すると回転軸９の回転を停止しアンクランプ作
業を終る。かくして、同様のアンクランプ作業を
他のクランプ部３…………についても行う。

このように、本実施例のクランプ治具１は、ベ
ース部２に被加工物の形状・寸法に対応したスイ
ング機構２４を有するクランプ部３の固定軸５を
所望位置にある係合孔４に嵌挿し、回転軸９をベ
ース部２に螺着するものである。したがつて、被
加工物のクランプ、アンクランプを確実、迅速か
つ容易に行うことができるとともに、クランプ治
具として各種形状・寸法の被加工物に即応できる
優れた柔軟性を有している。しかも、流体圧によ
るクランプ方式に比べ、流体の漏れなどによるク
ランプ圧の低下がないとともに、ホースなどの付
属物を必要としないので、搬送性、作業性及び安
全性に優れ、一定のクランプ力を保持した状態で
いかなる所にも移送できる利点をもつている。

なお、第７図は他の実施例のクランプ治具を示
している（この図において、上記実施例と同一部
分には同一符号をふつてある。）。このクランプ治
具は、中心軸を固定軸４０とし、外周軸を被加工
物２７クランプ用の回転軸４１としている。そし
て、回転軸４１は、固定軸４０下端部に巻装され
た圧縮コイルばね４２により軸方向に摺動自在に
支持されている。そして、固定軸４０の下端部は
六角形に形成されベース部２下面側の固定孔４３
に嵌挿されるようになつている。ベース部２上面
側には固定孔４３と同軸のめねじ孔４４が設けら
れていて、回転軸４１の下端部外周面に螺刻され
たおねじが螺合し、ボルト頭部４５の回転による
おねじの螺動にともなう回転軸４１の下降により
当接ボルト２５が被加工物２７をクランプするよ
うになつている。また、クランプ腕体１０は、回
転軸４１に環装された係止体４６とボルト頭部４
５との間に回動自在に取着され、上記実施例と同
一のスイング機構により回動するようになつてい
る。この実施例も上記実施例と同一の作用効果を
もつている。

さらに、第８図に示すように、ねじ孔７の代り
にベース部２の下面側に円筒状のナツト４７を回
転自在かつ係止孔４と同軸に埋設し、このナツト
４７を回転自在かつ係止孔４と同軸に埋設し、こ
のナツト４７の嵌合部４８にナツトランナを嵌入
して、回転させることにより、このナツト４７へ
の回転軸９の螺合操作、つまり回転軸９のベース
部２への着脱を行うようにしてもよい。また、ス
イング機構２４については上記実施例に限ること
はない。たとえば、位置決め体１８にスイング溝
を設けるとともに、突片２１を案内ピンとしてス
イング溝に係合させ、回転軸９の上下動にともな
つてクランプ腕体１０をスイングさせるようにし
てもよい。あるいは逆に、クランプ腕体１０の背
面にスイング溝を設け、このスイング溝に固定軸
５に取着された案内ピンを係合してスイングさせ
るようにしてもよい。また、回転軸９と固定軸５
との間に同軸の中間中空軸を設け、上端にはクラ
ンプ腕体１０を固定し、中空軸の中間部にスイン
グ溝を設け、固定軸５に溝と係合するようにガイ
ドピンを設けて、回転軸９の上昇、下降に伴なつ
てスイングさせてもよい。

〔発明の効果〕

本発明のクランプ治具は、被加工物のクランプ
及びアンクランプを迅速、確実かつ簡便に行うこ
とのできる利点を有している。しかも、各種寸法
のクランプ部を任意位置において着脱できるの
で、被加工物の寸法・形状の変化に即応してクラ
ンプできる優れた柔軟性を有している。さらに、
流体圧を利用したクランプ方式に比べ、流体の漏
れなどによるクランプ圧の低下がないとともにホ
ースなどの流体使用にともなう各種付属物が不要
となるので、搬送性、作業性及び安全性に優れ
る。したがつて、本発明は、自動工作機械群を統
御するFMS（Flexible Manufacturing System）
に高度に好適するものとなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のクランプ治具の全
体構成を示す正面図、第２図及び第３図はそれぞ
れ係合孔の構造を示す平面図及び断面図、第４図
はクランプ部を示す要部断面図、第５図はクラン
プ腕体の平面図、第６図は固定軸の横断面図、第
７図及び第８図は本発明の他の実施例を示す要部
断面図である。 ２：ベース部、４：係合孔、５：固定軸、６：
ねじ孔（めねじ部分）、９：回転軸、１０：クラ
ンプ腕体、１３：おねじ部、２４：スイング機
構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物が載置される載置面を有しかつ軸方
   向の一部にめねじが形成された係合孔が上記載置
   面の複数位置に穿設された板体状のベース部と、
   上記係合孔のめねじ部分以外の部分に上記係合孔
   の軸線のまわりの回転を規制されて着脱自在に嵌
   合される固定軸と、上記固定軸にこの固定軸の軸
   線方向に進退自在かつ上記固定軸の軸線のまわり
   に回転自在に同軸支持されかつ一端部におねじ部
   分が形成され外部からの回転駆動により上記おね
   じ部分が上記ベース部のめねじ部分に螺合される
   回転軸と、上記固定軸のまわりに巻装され上記回
   転軸を上記ベース部から離間する方向に弾性的に
   付勢する圧縮コイルばねと、上記回転軸にこの回
   転軸の軸線のまわりに一定の回動範囲内において
   回動自在に環装され上記回転軸の上記ベース部に
   対する進退に追従して上記被加工物のクランプ及
   びこのクランプの解除を行うクランプ腕体と、上
   記回転軸と上記クランプ腕体との摺接部分に設け
   られ上記クランプ腕体を上記回動範囲の端部にて
   回動を規制されるまで上記回転軸に係合させて上
   記回転軸に追従して回動させるスイング機構とを
   具備することを特徴とするクランプ治具。