(57)【要約】　　　（修正有）【課題】テーブル上にパレットをクランプするときに、ピストンシリンダ部材を用いてクランプする際発生するクランプ遅れ時間の生じないパレットクランプ・アンクランプ機構の提供。【解決手段】パレット１１から下方に突出させパレットと一体のプルスタッド１０と、テーブル６の方向に引き込むコレット９を先端部に設けた引込軸７と、この引込軸を引き込み方向に付勢するクランプ用ばね８と、コレットを開口させるため一端で引込軸をクランプ用ばねに抗し押し上げるテーブル６に軸承された天秤レバー５と、移動体がパレット交換位置に位置決めされたとき天秤レバーの他端と当接して降下させる接触子とを含んでパレットクランプ・アンクランプ機構を構成するものである。【選択図】　　図１
2004050368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のフレーム上を移動位置決め可能な工作機械のテーブルに交換自在に載置したパレットのクランプ・アンクランプ機構であって、前記パレットの下方に突出して固設されたプルスタッドと、該プルスタッドを先端部で把持し前記パレットをクランプする方向に移動可能なコレットと、該コレットと係合し前記テーブルに穿孔した穴に移動可能に装着された引込軸と、該引込軸を常時引き込み方向に付勢するクランプ用ばねと、前記フレーム上に設けられた接触部と、前記テーブルに設けられテーブルの移動により接触部と接触したとき前記引込軸を前記クランプ用ばねに抗して押し下げるアンクランプ手段とを含んでなり、テーブルがパレット交換位置に位置決めされたときアンクランプ手段の接触部との接触により前記引込軸を押し上げてコレットを開きパレットをアンクランプすることを特徴とするパレットクランプ・アンクランプ機構。
【請求項２】
位置決め可能な工作機械のテーブルに交換自在に載置したパレットのクランプ・アンクランプ機構であって、前記テーブル上に形成されたテーパ面と、該テーパ面に嵌着し前記パレットを位置決めするパレット下面に取着されたリングプレートと、前記パレットの下方に突出して前記リングプレートと同心に固設されたプルスタッドと、該プルスタッドを先端部で把持し前記パレットをクランプする方向に移動可能なコレットと、該コレットと軸先端部に刻設した溝で係合し前記テーブルに前記プルスタッドと同心に穿孔した穴に移動可能に装着された鍔付の引込軸と、該引込軸に嵌挿され常時引き込み方向に付勢するクランプ用ばねと、前記引込軸を押し上げ可能に一体で係合し他端がパレット交換位置で押圧力を受けることができるように形成された前記テーブルに枢支される天秤レバーと、本機フレームに設けられ前記テーブルの移動により前記天秤レバーの前記他端上面と接触して前記天秤レバーを回動させる接触子とを含んでなり、テーブルがパレット交換位置に位置決めされたとき天秤レバーが接触子と接触し回動により引込軸を押し上げてコレットを開きパレットをアンクランプすることを特徴とするパレットクランプ・アンクランプ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は工作機械のテーブル上に交換可能に載置されたパレットをテーブルに固定するパレットクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の本機テーブルにパレットを着脱可能に固定するパレット固定装置に関する従来技術として特開平９−２０１７４２号公報がある。
図３において、パレット１１９の中央より下方に突出してプルスタッド１２０が固設されている。またパレット１１９の下面にはプルスタッド１２０を中心にして内周にテーパ面１２１ａを形成したリングプレート１２１が固設されている。
【０００３】
テーブル本体１０１と一体の鍔付軸１０４の外周を案内面としピストン１１７が冠装されている。回転体１０６の軸心部に孔設された穴をシリンダ１０５としてピストンロッド１１７ａが嵌装されている。
ピストンロッド１１７の降下はシリンダの上室へ油路１２２を経て圧油を、上昇はシリンダの下室へ油路１２３を経て圧油を供給して行われる。更に、ピストンロッド１１７の上端部のリング状の溝１１７ｂを案内としてコレット１１８が嵌装されている。
【０００４】
ピストンロッド１１７を上昇させたときは、コレット１１８の上端の爪はショートスピンドル１１６の最大径の方向に開口しプルスタッド１２０との係合が解かれる。ピストンロッド１１７を降下させたときは、コレット１１８の爪はショートスピンドル１１６の内径にそって閉じ、プルスタッド１２０の下端の頭部を把持して下方に引き込まれる。プルスタッド１２０はパレット１１９に固設されている。パレット１１９の下面にはプルスタッド１２０を中心に、リング状の突出部を有するリングプレート１２１は内径面がショートテーパ穴１２１ａに形成されてパレット１１９に固設されている。
【０００５】
ショートテーパ穴１２１ａは、回転体１０６に上蓋１１１を介して固定される割り出しテーブル１１２の上部に突出して外径がテーパ面に形成されるショートテーパ１１２ａに隙間なく嵌着可能で、且つ着座面１１２ｂと１２１ｂとの当接及びパレット１１９の盲穴１１９ａに位置決めピン１１３が嵌着することによるパレット１１９の位置決めとクランプが確実に行われる。このように従来のパレット固定装置の多くは、テーブルに油圧シリンダを内蔵し、油圧発生装置から圧油を供給しピストンを上下させ、コレットでプルスタッドを把持または解放してパレットをクランプ・アンクランプする構造となっている。そのため、油圧発生装置と圧油の供給を制御する切り換え弁・減圧弁・チェック弁、配管等の油圧回路部品が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べたパレット固定装置は、パレットのクランプ・アンクランプ機構を駆動するための作動部材をピストン・シリンダで構成し、動力源として多くは油圧を使用している。このため、圧油発生装置並びに供給油圧回路部品が必要であり、設備費が上昇するという問題を抱えていた。
パレットのクランプ・アンクランプ用動力源に油圧を用いる場合、圧油の供給を制御する電磁弁の切り換え時、待ち時間を生ずるため、ロスタイムが発生するという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、パレットをテーブルにクランプするために、パレットと一体に構成されたプルスタッドをコレットで把持し、クランプ用ばねで引き込み方向に付勢された引込軸を引き込むことによりコレットの爪先を閉じてパレットをクランプする。パレットを着座面に置いてクランプしているテーブルをアンクランプするときは、所定のパレット交換位置に移動させることによって、テーブルに設けたアンクランプ手段がフレーム上の接触部に接触することにより引込軸を押し上げ、コレットを開きパレットをアンクランプするようにしたものであって、より詳細にはアンクランプ手段として設けた天秤レバーの一端が本機フレームに設けた接触子と接して押し下げられ、他端がクランプ用ばねの押圧力に抗して引込軸を押し上げるように天秤レバーを枢支し、引込軸が上昇してコレットを開きパレットをアンクランプするようにしたパレットクランプ・アンクランプ機構を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のパレットクランプ・アンクランプ機構は、工作機械のフレーム上を移動位置決め可能な工作機械のテーブルに交換自在に載置したパレットのクランプ・アンクランプ機構であって、前記パレットの下方に突出して固設されたプルスタッドと、該プルスタッドを先端部で把持し前記パレットをクランプする方向に移動可能なコレットと、該コレットと係合し前記テーブルに穿孔した穴に移動可能に装着された引込軸と、該引込軸を常時引き込み方向に付勢するクランプ用ばねと、前記フレーム上に設けられた接触部と、前記テーブルに設けられテーブルの移動により接触部と接触したとき前記引込軸を前記クランプ用ばねに抗して押し下げるアンクランプ手段とを含んでなり、テーブルがパレット交換位置に位置決めされたときアンクランプ手段の接触部との接触により前記引込軸を押し上げてコレットを開きパレットをアンクランプするものである。
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、テーブルがパレット交換位置に位置決めされた時、テーブルに設けられたアンクランプ手段に、本機フレームに設けられている接触部が接触してコレットの引込軸をクランプ用ばねに抗して押し上げる。このときコレットを開きパレットをアンクランプするようにしたものである。なお、引込軸自体をアンクランプ手段の一部とし、引込軸を本機フレームの接触部に直接接触させて引込軸を押し上げることによりコレットを開きアンクランプすることも可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載のパレットクランプ・アンクランプ機構は、位置決め可能な工作機械のテーブルに交換自在に載置したパレットのクランプ・アンクランプ機構であって、前記テーブル上に形成されたテーパ面と、該テーパ面に嵌着し前記パレットを位置決めするパレット下面に取着されたリングプレートと、前記パレットの下方に突出して前記リングプレートと同心に固設されたプルスタッドと、該プルスタッドを先端部で把持し前記パレットをクランプする方向に移動可能なコレットと、該コレットと軸先端部に刻設した溝で係合し前記テーブルに前記プルスタッドと同心に穿孔した穴に移動可能に装着された鍔付の引込軸と、該引込軸に嵌挿され常時引き込み方向に付勢するクランプ用ばねと、前記引込軸を押し上げ可能に一体で係合し他端がパレット交換位置で押圧力を受けることができるように形成された前記テーブルに枢支される天秤レバーと、本機フレームに設けられ前記テーブルの移動により前記天秤レバーの前記他端上面と接触して前記天秤レバーを回動させる接触子とを含んでなり、テーブルがパレット交換位置に位置決めされたとき天秤レバーが接触子と接触し回動により引込軸を押し上げてコレットを開きパレットをアンクランプするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、パレットと一体のプルスタッドをテーブル内に設けたコレットで引き込んで、引込軸に加えられる付勢力でクランプしており、クランプされたテーブルをアンクランプする場合には、テーブルを所定のパレット交換位置に位置決めしたときに、引込軸の下端部に天秤レバーの一端が作用して引込軸を押し上げ、他端がパレット交換位置の近くの本体フレームに設けた接触子と接触して押し下げるように枢支点をテーブル上に設けられるようにしたものである。枢支点を中心として回動する天秤レバーの他端が接触子と接触して降下したとき引込軸が上昇するときはクランプ用ばねを更に圧縮している。引込軸の上昇によりコレットが開きプルスタッドはフリーになってパレットの交換が可能となる。本発明では、クランプ・アンクランプ機構を遅れのない機構要素で構成しているので、パレットのクランプ・アンクランプのために圧油の供給装置や電磁弁で油圧回路を制御する必要がなく、クランプ・アンクランプ動作に遅れも生じない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明のパレットクランプ・アンクランプ機構を工作機械において実施した形態を図面にもとづいて説明する。
図１において、本機のベッド１上に図示しない位置決め用の制御モータで駆動される送りねじ２が軸承されている。送りねじ２と螺合する送りナット３は、図示しない摺動面で支承案内されるテーブル６に取着されている。
テーブル６にパレット１１が載架されている。テーブル６にはパレット１１をクランプするクランプ・アンクランプ関連部材が設けられ、テーブル６とパレット１１には関連する位置決め部材が取着されている。
【００１３】
後者の位置決め部材は、リングプレート１２，リングテーブル１３，位置決めピン１４からなっている。パレット１１の下面に取着され中央に下方に突出して設けられた突出軸部（この部分を独立したプルスタッド１０に構成できる。以降プルスタッドという）を設けたリングプレート１２と、リングプレート１２と対応してテーブル側に設けられたリングテーブル１３の中心との同心性を保つように、リングプレート１２のリング部分の内周とリングテーブル１３のリング部分の外周がテーパ状の着座面Ｔとして形成されている。また、リングプレート１２とリングテーブル１３はＴに加えＦ１も着座面とすることもできる。更にパレット１１はプルスタッド１０の軸心回りの位置を定めるため、パレット１１に孔設した盲穴１１ａにテーブル６上に固定した位置決めピン１４を嵌着させている。
【００１４】
前者のクランプ・アンクランプ関連部材の構成について説明する。テーブル６には穴６ａが設けられ、その基底部には穴６ａと同心でより小径の穴６ｂが設けられている。穴６ａの上部にはリングテーブル１３が取り付けられており、リングテーブル１３には穴６ａ，６ｂと同心の中心穴１３ａが形成されている。引込軸７は、中央部分に大径の顎７ｃを有し、上部７ａがリングテーブル１３の中心穴１３ａに遊挿され下部７ｂが穴６ａ内に設けられた軸受け１５を介して移動自在に支承されている。クランプ用ばね８は積層されて引込軸７の上部７ａに嵌挿され引込軸７と共にテーブル６の穴６ａに挿入されている。
【００１５】
コレット片をリング状にし、リングばね１６を、コレット片の外周に刻設した溝に嵌装し構成したコレット９が引込軸７の小径部７ａに嵌装されている。クランプ用ばね８を押圧して鍔７ｃの下面を穴６ａの基底部に当接させるように、リングテーブル１３をテーブル６に上から挿入し穴１３ａにコレット９の爪先９ａを導き入れながらテーブルにボルト１９で固定されている。この状態ではコレット９の爪先９ａは閉じたままでありプルスタッド１０を把持することはできはない。
【００１６】
引込軸７を外力で上下動させるため、テーブル６には軸承部１７で枢支されアンクランプ手段である天秤レバー５が引込軸７の近傍に設けられている。天秤レバー５の一端はスリット５ａが刻設され、引込軸７の下端部のピン１８とピン・スリットで係合している。天秤レバー５の他端に押し下げ方向の荷重を加え回動させることにより引込軸７の押し上げを容易にすることができる。
【００１７】
テーブル６が所定のパレット交換位置に位置決めされたとき、天秤レバー５の他端に前記押し下げ方向に力を加えることができるように、パレット交換位置の近傍で本機フレーム上に天秤レバー５の他端に作用する接触部であるカムフオロア（接触子）４が固設されている。テーブル６がパレット交換位置に位置決めされると同時に天秤レバー５が引込軸７を押し上げコレット９を上昇させ、リングばね１６で開口勝手に付勢されている爪先９ａを内壁１３ｂに沿って開口させる。従ってパレット交換位置では、常にコレット９は開口するのでプルスタッド１０の挿入が可能でありパレット１１の交換が可能となる。
【００１８】
なお、テーブル６をパレット交換位置に移動位置決めした時に、引込軸７の下方軸端部に接触させて引込軸７を直接押し上げるようにカム部材を本機フレームに設けて、アンクランプすることも可能である。この場合は、引込軸７の軸端にカムフオロア４を設け、本機フレーム側に設けられたカム面に接触させて引込軸７を押し上げる。
【００１９】
次に、パレットクランプ・アンクランプ機構の動作について説明する。
パレット上に被加工物が固定され送りねじ２でテーブル６が加工で移動中であるか、若しくはパレット交換位置以外で停止しているときは、天秤レバー５は接触子４と離れているので、引込軸７と下端部に固設され天秤レバー５と係合するピン１８は下がった状態である。
【００２０】
従って引込軸７はクランプばね８の付勢力を受けて下方に押し下げられ、鍔７ｃの下面はテーブル６の穴６ａの基底部Ｆ２で当接している。このとき、コレット９の爪先９ａはプルスタッド１０の頭部１０ａを把持し穴１３ａに収めて引き込み状態にあり、パレット１１のリングプレート１２とテーブル６のリングテーブル１３によるテーパ状の着座面Ｔ及び盲穴１１ａと位置決めピン１４との嵌着によりパレット１１の確実な位置決めが行われているとともに引込軸７の引き込みによる着座面Ｆ１への着座により確実なクランプが行える。
【００２１】
テーブル６が所定のパレット交換位置に送りねじ２により送り込まれるときに交換位置に到達する少し前から天秤レバー５が接触子４に当接して下方に押し下げを開始し、交換位置に達したとき引込軸７の上昇を完了しコレット９の爪先が充分開口するようにする。このようにしてパレット１１はアンクランプされ、パレット７の交換に待機している状態となる。パレット７の交換が終わり、テーブル６がパレット交換位置から離れると、天秤レバー５に対する接触子４による押し下げの拘束がなくなりクランプ用ばね８の変形が復元されることにより引込軸７が押し下げられパレット１１はテーブル６にクランプされる。
【００２２】
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、天秤レバーの始点、作用点の位置関係や接触部の形状など適宜変更可能であり、また，引込軸の下端をそのまま接触部に接触させて押し上げるように構成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のパレットクランプ・アンクランプ機構は上述のとおり構成したので次に記載する効果を奏する。
【００２４】
請求項１記載の発明によれば移動位置決めされるテーブル上でパレットをクランプする作動要素にピストン・シリンダ部材と圧油供給装置を使用せず、クランプにはクランプ用ばねを付勢して用い、アンクランプにはテーブルがパレット交換位置に位置決めされた時に引込軸を押し上げてコレットを開くように接触部と当接するアンクランプ手段を設けたことにより、
（１）パレットをテーブルに位置決めしてクランプ・アンクランプするために、テーブルに内蔵する部品数が少なくてすみ動作の安定性が向上する。
（２）圧油の発生装置、供給の制御部品がないので低コスト化が図れる。
（３）油圧部品を使用していないのでクランプ・アンクランプ時の動作遅れが生じない。
（４）テーブルの位置を検出することによりクランプ・アンクランプの判断が可能となり、専用の検出手段が不要となる他、検出のための時間も不要となり、パレット交換動作時間の短縮にもつながる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、接触子、天秤レバーにより、アンクランプの開始終了位置や、アンクランプ時に送りねじに係る負荷などに自由度のある設計とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパレットクランプ状態の断面図である。
【図２】本発明のパレットアンクランプ状態の断面図である。
【図３】ピストン・シリンダ部材に圧油を供給してクランプする従来のパレットクランプ装置の断面図である。
【符号の説明】
１　ベッド　　　　　　２　送りねじ
３　送りナット　　　　４　カムフオロア（接触子）
５　天秤レバー　　　　６　テーブル
７　引込軸　　　　　　８　クランプ用ばね
９　コレット　　　　　１０　プルスタッド
１１　パレット　　　　１２　リングプレート
１３　リングテーブル　１４　位置決めピン
１５　軸受　　　　　　１６　リングばね
１７　軸承部　　　　　１８　ピン
１９　ボルト
【図１】
2004050368.tif 000003
【図２】
2004050368.tif 000004
【図３】
2004050368.tif 000005