(57)【要約】【課題】クランプ装置を駆動させる流体圧の低下によりワークが落下することを確実に防止することができるワーク支持装置を提供する。【解決手段】ワークＷを回転駆動させる主軸１１に設けられ、ワークＷを主軸１１に支持するワーク支持装置２０であって、ワークＷを固定または開放するように流体圧によって駆動されるクランプ装置３０と、クランプ装置３０の動作を規制して、クランプ装置３０がワークＷを固定する固定側からワークＷを開放する開放側に変動することを阻止する開放阻止装置７０とを備える。また、開放阻止装置７０は、クランプ装置３０の動作を規制する規制状態となるように付勢されており、少なくとも、クランプ装置３０を開放側に駆動する開放側流体圧経路Ｂの流体圧によって、開放阻止装置７０自体の付勢力に抗して、クランプ装置３０の動作を許容する許容状態となるように駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを回転駆動させる主軸に設けられ、前記ワークを前記主軸に支持するワーク支持装置であって、
前記ワークを固定または開放するように流体圧によって駆動されるクランプ装置と、
該クランプ装置の動作を規制して、クランプ装置がワークを固定する固定側からワークを開放する開放側に変動することを阻止する開放阻止装置と
を備えることを特徴とするワーク支持装置。
【請求項２】
前記開放阻止装置は、クランプ装置の動作を規制する規制状態となるように付勢されており、少なくとも、前記クランプ装置を開放側に駆動する開放側流体圧経路の流体圧によって、開放阻止装置自体の付勢力に抗して、クランプ装置の動作を許容する許容状態となるように駆動されるものである
ことを特徴とする請求項１に記載のワーク支持装置。
【請求項３】
前記開放阻止装置は、前記クランプ装置を固定側に駆動する固定側流体圧経路の流体圧によっても、開放阻止装置自体の付勢力に抗して、クランプ装置の動作を許容する許容状態となるように駆動されるものである
ことを特徴とする請求項２に記載のワーク支持装置。
【請求項４】
前記クランプ装置は、主軸に固定されたクランプベースと、主軸に傾動自在に支持され、前記クランプベースとで前記ワークをその径方向に把持するクランプアームと、前記クランプアームを傾動駆動させるアーム駆動装置とを有するものであり、
前記開放阻止装置は、主軸に進退自在に支持され、前進した状態で、ワークを把持する状態の前記クランプアームに当接して該クランプアームの動作を規制するストッパピンと、該ストッパピンを進退駆動させるピン駆動装置とを有するものである
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載のワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク支持装置に関するものであり、詳しくは、工作機械において、ワークを回転駆動させる主軸にワークを支持するワーク支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒研削盤や旋盤等の工作機械においては、ワーク支持装置によって主軸にワークを支持し、主軸によりワークを回転させて研削加工や切削加工等の適宜加工が行われる。ここで、ワーク支持装置は、主軸に設けられたクランプ装置を備えるものであり、このクランプ装置によりワークを、その外面や内面を径方向に把持（チャッキング）することにより固定して、主軸にワークを支持するものである。そして、クランプ装置としては、油圧や空気圧等の流体圧によって駆動されるものが一般的に用いられている。
【０００３】
ところで、ワークをクランプ装置によって固定した状態にある時、流体の圧力源の停止や流体圧経路の圧力漏れ等によってクランプ装置を作動させる流体圧が低下すると、クランプ装置によるワークの固定状態を維持できず、ワーク支持装置からワークが不用意に落下してしまう虞がある。このようにワーク支持装置からワークが不用意に落下すると、ワークに砥石車やバイト等の刃具が衝突したり、工作機械の駆動機器が衝突したりして、工作機械全体に多大な損傷が生じることがある。
【０００４】
そこで、従来のワーク支持装置では、クランプ装置を作動させる流体の圧力経路にアキュムレータを設け、クランプ装置に供給される流体圧が不測の事態によって低下したとしても、クランプ装置に既に供給された流体圧をアキュムレータによって補償できるようにして、クランプ装置の開放によってワーク支持装置からワークが不用意に落下することを防止していた。
【０００５】
上記の背景技術は、一般的な事項であり、本願出願人は、出願時において、この背景技術を特定する記載がなされた文献を特に知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようにアキュムレータを設けたとしても、圧力漏れをなくすことはできず、所定の流体圧を恒久的に維持することがでいない。このため、従来のワーク支持装置では、クランプ装置によってワークを固定した状態を確実に維持することができず、ワークが不用意に落下してしまうことを完全に防止することができなかった。
【０００７】
特に、クランプ装置が、主軸に固定されたクランプベースと、傾動駆動されるクランプアームとで構成されたものでは、ワークの着脱に際して、クランプ装置の開放によりワークが不用意に落下しないようにするべく、クランプベースにワークが載置された状態となるように、クランプベースがワークの下側に位置する状態で主軸の回転を停止させている。しかしながら、不測の事態により緊急停止させた場合等において、クランプベースがワークの下側に位置しないばかりでなく、クランプアームがワークの下側に位置する状態となると、ワークの荷重がクランプアームに加わるため、クランプアームをワークの固定側に傾動駆動させる流体圧が低下し易く、クランプアームが開放側に変動して、ワーク支持装置からワークが落下してしまうといった問題を生じ易い。
【０００８】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、クランプ装置を駆動させる流体圧の低下によりワークが落下することを確実に防止することができるワーク支持装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「ワークを回転駆動させる主軸に設けられ、前記ワークを前記主軸に支持するワーク支持装置であって、
前記ワークを固定または開放するように流体圧によって駆動されるクランプ装置と、
該クランプ装置の動作を規制して、クランプ装置がワークを固定する固定側からワークを開放する開放側に変動することを阻止する開放阻止装置と
を備えることを特徴とするワーク支持装置」
である。
【００１０】
上記構成のワーク支持装置では、クランプ装置を駆動させる流体圧が低下したとしても、クランプ装置の動作を規制する開放阻止装置によって、クランプ装置がワークを固定する固定側からワークを開放する開放側に変動することが阻止される。このため、ワークがクランプ装置から開放されて落下することがなく、ワーク支持装置に支持された状態で維持される。また、開放阻止装置は、クランプ装置の動作を規制するものであり、換言すれば、クランプ装置の動きを機構的に拘束するものである。よって、開放阻止装置によるクランプ装置の開放側への変動の阻止は、適確且つ確実に実現される。従って、このワーク支持装置によれば、クランプ装置を駆動させる流体圧の低下によりワークが落下することを確実に防止することができる。
【００１１】
上述した手段において、
「前記開放阻止装置は、クランプ装置の動作を規制する規制状態となるように付勢されており、少なくとも、前記クランプ装置を開放側に駆動する開放側流体圧経路の流体圧によって、開放阻止装置自体の付勢力に抗して、クランプ装置の動作を許容する許容状態となるように駆動されるものである
ことを特徴とするワーク支持装置」
としてもよい。
【００１２】
クランプ装置において、ワークを固定する固定側からワークを開放する開放側への変動が開放阻止装置によって阻止されていると、ワーク支持装置にワークを着脱するに際して、開放阻止装置によるクランプ装置の動作の規制を解除する操作を別途に行わなければ、ワークをクランプ装置から開放させることができず、ワークの円滑な着脱作業に支障を来たす。
【００１３】
これに対して、上記構成のワーク支持装置では、少なくとも、クランプ装置を開放側に駆動させると、クランプ装置を開放側に駆動する開放側流体圧経路の流体圧によって開放阻止装置も駆動され、開放阻止装置がクランプ装置の動作を許容する許容状態となる。このため、ワーク支持装置にワークを着脱するに際しては、開放阻止装置の操作を別途に行う必要がない。従って、上記構成のワーク支持装置によれば、ワーク支持装置にワークを着脱するに際して、良好な作業性を確保することができる。
【００１４】
また、開放阻止装置は、クランプ装置の動作を規制する規制状態となるように付勢されているため、開放阻止装置を、クランプ装置の動作を規制する規制状態とするために、流体圧や電気等の動力を必要としない。よって、不測の事態として、流体の圧力源や電源等の動力源が切断されたとしても、クランプ装置がワークを開放しないように、適確且つ確実に作動させることができる。
【００１５】
上述した手段において、
「前記開放阻止装置は、前記クランプ装置を固定側に駆動する固定側流体圧経路の流体圧によっても、開放阻止装置自体の付勢力に抗して、クランプ装置の動作を許容する許容状態となるように駆動されるものである
ことを特徴とするワーク支持装置」
としてもよい。
【００１６】
上記構成のワーク支持装置では、クランプ装置が、開放側流体圧経路の流体圧によって開放側に駆動されている状態と、固定側流体圧経路の流体圧によって固定側に駆動されている状態との双方の状態において、開放阻止装置がクランプ装置の動作を許容する許容状態となる。ここで、工作機械の稼動時において、クランプ装置は、常時、ワークを開放する開放側に駆動されるか、ワークを固定する固定側に駆動されるものであることから、開放阻止装置の状態は、常時、許容状態となる。そして、開放阻止装置が規制状態となるように作動するのは、開放側流体圧経路及び固定側流体圧経路の双方の流体圧が低下した時であり、これは、流体の圧力源の出力が低下したり、圧力経路に漏れが生じたりした非常時である。
【００１７】
ところで、クランプ装置が固定側に駆動された状態となっている場合、固定側流体圧経路の流体圧が低下しなければ、クランプ装置の上記状態が維持されることから、クランプ装置が開放側に不用意に変動せず、ワーク支持装置に支持されたワークは落下しない。よって、この場合には、開放阻止装置が許容状態となっていても、何らの不都合も生じない。これに対して、クランプ装置が開放側に不用意に変動して、ワーク支持装置に支持されたワークが落下するといった不具合が生じるのは、固定側流体圧経路の流体圧が低下して、クランプ装置を固定側に駆動された状態で維持させることができなくなった非常時である。この非常時に、上記構成のワーク支持装置では、開放阻止装置が規制状態となり、クランプ装置の開放側への変動を規制して、ワーク支持装置からのワークの落下を防止する。すなわち、上記構成のワーク支持装置では、開放阻止装置が、平常時には規制状態となるように作動せず、非常時時に規制状態となるように作動する所謂「安全装置」として機能するものとなる。従って、上記構成のワーク支持装置では、平常時において、開放阻止装置が、ワーク支持装置や工作機械全体に対して何らの影響を及ぼすことはなく、ワーク支持装置や工作機械全体の使用勝手を低下させることがない。
【００１８】
上述した手段において、
「前記クランプ装置は、主軸に固定されたクランプベースと、主軸に傾動自在に支持され、前記クランプベースとで前記ワークをその径方向に把持するクランプアームと、前記クランプアームを傾動駆動させるアーム駆動装置とを有するものであり、
前記開放阻止装置は、主軸に進退自在に支持され、前進した状態で、ワークを把持する状態の前記クランプアームに当接して該クランプアームの動作を規制するストッパピンと、該ストッパピンを進退駆動させるピン駆動装置とを有するものである
ことを特徴とするワーク支持装置」
としてもよい。
【００１９】
上記構成のワーク支持装置は、クランプ装置及び開放阻止装置の構造を具体的に限定したものである。このワーク支持装置によれば、クランプ装置を駆動させる流体圧が低下したとしても、ワークの落下を確実に防止することができる機構を、簡単な構造によって、確実に実現することができる。また、クランプベースとクランプアームとを有してなるクランプ装置では、前述した通り、主軸の停止位置によって、クランプ装置が開放側へと変動し易く、ワークの不用意な落下が生じ易い。よって、このようなクランプ装置を有するワーク支持装置に開放阻止装置を設けて、ワークの不用意な落下を確実に防止することができるようにすることは、好適である。
【発明の効果】
【００２０】
上述の通り、本発明に係るワーク支持装置によれば、クランプ装置を駆動させる流体圧の低下によりワークが落下することを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明に係るワーク支持装置の実施形態を、図面に従って詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に、円筒研削盤に設けられた本発明に係るワーク支持装置２０の一例を示す。このワーク支持装置１０は、円筒研削盤の主軸台１０の主軸１１に装着されたチャック１２の前面に設けられたものである。また、本例の円筒研削盤は、クランクシャフトをワークＷとして、クランクピンＷ２の外周面を研削加工するものであり、ワークＷの端部であるクランクジャーナルＷ１が、主軸１１の回転中心から偏心した部位に、ワーク支持装置２０によって支持されている。さらに、本例では、ワークＷを支持するワークテーブル（図示省略）の上面に二つの主軸台１０が対向配置されており、ワークＷは、その両端が各主軸台１０によって支持されると共に、両端部分に回転力が付与されて回転駆動される。
【００２３】
なお、図示は省略するが、円筒研削盤が、二つの主軸台１０を備えるものではなく、ワークテーブルの一側に主軸台１０と、他側に、主軸台１０の回転駆動に追従してワークＷを回転させるべく、ワークＷを回転自在に支持する心押し台等の回転支持台とを備えるものであり、この回転支持台側においても、ワークＷを支持するワーク支持装置を有するものである場合には、主軸台１０側または回転支持台側の少なくとも一方のワーク支持装置として、本発明に係るワーク支持装置２０を採用すればよい。ここで、回転支持台側において、ワーク支持装置２０が設けられる部材が主軸台１０の主軸１１と同義となる。すなわち、本発明では、回転支持台側の部材を含めて、ワーク支持装置２０が設けれられる部材を「主軸１１」と定義する。
【００２４】
ワーク支持装置２０は、ワークＷを固定または開放するように駆動されるクランプ装置３０を備えている。そして、このクランプ装置３０は、主軸１１のチャック１２に固定されたクランプベース６０と、主軸１１に傾動自在に支持され、クランプベース６０とでワークＷをその径方向に把持するクランプアーム４０と、このクランプアーム４０を傾動駆動させるアーム駆動装置５０を有するものとして構成されている。
【００２５】
クランプベース６０は、ワークＷの外周面の略半周に当接する基準ブロック６１と、この基準ブロック６１の高さ方向及び幅方向の位置を微調節するスペーサ６２とを有しており、ワークＷは、基準ブロック６１及びスペーサ６２によって、主軸１１に対して正確に位置決めされる。
【００２６】
クランプアーム４０は、略中央部分が支軸４１によって主軸１１に回転自在に支承されており、クランプベース６０とでワークＷを固定する状態と、ワークＷを開放する状態との間で傾動する。また、クランプアーム４０の一端側には、当金４４が取着されており、この当金４４をワークに当接させて押圧することで、ワークＷを固定する。さらに、クランプアーム４０の他端側には、長孔４３が設けられている。
【００２７】
アーム駆動装置５０は、油圧や空気圧等の流体圧によって作動する流体圧シリンダを用いて構成されており、シリンダ本体５１と、このシリンダ本体５１から突出する進退シャフト５３を有し、シリンダ本体５１に往復自在に内蔵されると共にシリンダ本体５１の内部を第１シリンダ室５１ａと第２シリンダ室５１ｂとに区画するピストン５２とを備えている。また、進退シャフト５３の先端部分は、クランプアーム４０の長孔４３に、連結ピン５４を介して連結されている。
【００２８】
アーム駆動装置５０の第１シリンダ室５１ａに固定側流体圧経路Ａから流体圧が供給されると、第１シリンダ室５１ａの容積が増大するようにピストン５２が移動して、進退シャフト５３が前進する。この進退シャフト５３の前進によりクランプアーム４０が押されて、クランプアーム４０は、ワークＷを固定する側、すなわち「固定側」に傾動して、ワークＷを固定する。一方、第２シリンダ室５１ｂに開放側流体圧経路Ｂから流体圧が供給されると、図１の２点鎖線で示すように、第２シリンダ室５１ｂの容積が増大するようにピストン５２が移動して、進退シャフト５３が後退する。この進退シャフト５３の後退によりクランプアーム４０が引かれて、クランプアーム４０は、ワークＷを開放する側、すなわち「開放側」に傾動して、ワークＷを開放する。
【００２９】
また、ワーク支持装置２０は、クランプ装置３０がワークＷを固定する固定側からワークＷを開放する開放側に変動することを阻止する開放阻止装置７０を備えている。具体的に、開放阻止装置７０は、主軸１１のチャック１２に進退自在に支持されたストッパピン７５を有しており、図２の２点鎖線で示すように、ストッパピン７５が前進すると、このストッパピン７５がクランプアーム４０に当接して、クランプアーム４０の開放側への動作を規制する。換言すれば、クランプアーム４０がワークＷを固定する動作位置にて、クランプアーム４０を拘束する。これにより、クランプ装置３０が不用意にワークＷを開放することが阻止され、ワーク支持装置２０からワークＷが脱落することが防止される。
【００３０】
なお、クランプアーム４０の開放側への大きな傾動を阻止すれば、ワークＷが脱落することを防止できるため、ストッパピン７５を前進させた状態において、ストッパピン７５をクランプアーム４０に必ずしも密接させる必要がない。よって、本例では、ストッパピン７５とクランプアーム４０との間に、適宜の間隔が確保されるようにしてある。これにより、クランプアーム４０の当金４４の損耗やワークＷの寸法誤差等によりクランプアームの位置に差異が生じていても、ストッパピン７５を、クランプアーム４０に干渉させることなく、良好に進退させることができる。また、ストッパピン７５の先端部分にテーパー面を設けたり、ストッパピン７５の先端部分を、ゴムやバネ等により構成された弾性構造として、クランプアーム４０の位置に差異が生じていても、ストッパピン７５がクランクアーム４０に確実に当接するようにしてもよい。さらに、ストッパピン７５は、クランプアーム４０の端面に当接してクランプアーム４０の動作を規制するものに限らず、クランプアーム４０以外の変動する部材に当接して、その動作を規制するものや、クランプアーム４０やその他の部材のピン孔に係合して、その動作を規制するものであってもよい。
【００３１】
次に、開放阻止装置７０の詳細について、図３に基いて説明する。開放阻止装置７０は、クランプ装置３０を駆動するアーム駆動装置５０に接続された流体圧経路Ａ，Ｂの流体圧によって作動する流体圧シリンダを用いて構成されている。また、開放阻止装置７０は、シリンダ本体７３と、このシリンダ本体７３から突出するストッパピン７５を有し、シリンダ本体７３に往復自在に内蔵された第１ピストン７１と、ストッパピン７５が前進する方向に第１ピストン７１を付勢する圧縮コイルバネ等によって構成された付勢部材７４と、シリンダ本体７３に往復自在に内蔵され、シリンダ本体７３の内部を、第１ピストン７１側の第１シリンダ室７３ａ及び第１ピストン７１とは反対側の第２シリンダ室７３ｂに区画する第２ピストン７２とを備えるものである。
【００３２】
ここで、シリンダ本体７３の第１シリンダ室７３ａには、上述したアーム駆動装置５０の第１シリンダ室５１ａに接続された固定側流体圧経路Ａが接続されている。アーム駆動装置５０に固定側流体圧経路Ａから流体圧が供給されてクランプ装置３０が固定側に駆動されると、これに伴い、開放阻止装置７０では、第１シリンダ室７３ａの容積が増大するように第１ピストン７１が移動して、ストッパピン７５を後退させる。よって、この状態では、開放阻止措置７０がクランプ装置３０の動作を許容する許容状態となる。なお、図示は省略するが、この状態では、第１シリンダ室７３ａの容積が増大するため、第１ピストン７１が後退すると共に第２ピストン７２が前進する。
【００３３】
また、シリンダ本体７３の第２シリンダ室７３ｂには、アーム駆動装置５０の第２シリンダ室５１ｂに接続された開放側流体圧経路Ｂが接続されている。アーム駆動装置５０に開放側流体圧経路Ｂから流体圧が供給されてクランプ装置３０が開放側に駆動されると、これに伴い、開放阻止装置７０では、第２シリンダ室７３ｂの容積が増大するように第２ピストン７２が移動しする。この時、第２ピストン７２が第１ピストン７１に当接し、第１ピストン７１を押圧して移動させ、ストッパピン７５を後退させる。よって、この状態でも、開放阻止措置７０が、クランプ装置３０の動作を許容する許容状態となる。
【００３４】
ところで、シリンダ本体７３の第１シリンダ室７３ａ及び第２シリンダ室７３ｂの双方に付加される流体圧が低下した状態は、何らかの事態によって、固定側流体圧経路Ａ及び開放側流体圧経路Ｂの双方の流体圧が低下した状態であり、非常時である。このような状態となると、開放阻止装置７０では、上述した流体圧による駆動が停止され、付勢部材７４の付勢力により第１ピストン７１が前進して、ストッパピン７５が前進する。これにより、開放阻止装置７０は、クランプ装置３０の動作を規制する規制状態となる。なお、シリンダ本体７３には、シリンダ本体７３内部における第１ピストン７１の後端側の空間を外気と連通させるエア抜き孔７６が設けられており、第１ピストン７１の後端側の空間は、大気開放されているため、第１ピストン７１の往復移動は、円滑に行われる。
【００３５】
このように、本例のワーク支持装置２０では、平常時に、開放阻止装置７０が許容状態となっており、ワークＷの着脱等に際して何らの支障を来たさないのであるが、非常時には、開放阻止装置７０が規制状態となって、クランプ装置３０が開放側に変動することを確実に阻止して、ワークＷの不用意な落下を適確に防止する。なお、開放阻止装置７０のシリンダ本体７３の第１シリンダ室７３ａ及び第２シリンダ室７３ｂに接続される流体圧経路Ａ，Ｂを、上述とは逆に設定しても、同様の作動を得ることができる。また、開放阻止装置７０に、クランプ装置３０の流体圧経路Ａ，Ｂとは別途の流体圧経路を接続して、クランプ装置３０の駆動とは別途に、開放阻止装置７０を駆動するようにしてもよい。
【００３６】
以上、本発明に係るワーク支持装置の一例を説明したが、本発明に係るワーク支持装置はこれに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００３７】
例えば、クランプ装置としては、傾動駆動するクランプアームを採用したものに限らず、昇降駆動や進退駆動等、適宜態様で駆動するクランプ部材を採用したものであってもよい。また、開放阻止装置としては、流体圧により駆動される流体圧シリンダを用いたものに限らず、電力により駆動されるソレノイド等を用いたものであってもよい。この場合においても、動力源の供給によって許容状態となり、動力源の切断によって規制状態となるように、開放阻止装置自体が規制状態に付勢されたものとするのが好適である。また、開放阻止装置において、クランプ装置の動作を規制する部材としては、進退するストッパピンの他、傾動やスライド等、適宜態様で作動するストッパ部材を採用することもできる。さらに、本発明に係るワーク支持装置は、円筒研削盤に限らず、旋盤等、加工に際してワークを支持して回転駆動させる工作機械の広範に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るワーク支持装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示したワーク支持装置の側面図である。
【図３】開放阻止装置の一例を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｗ  ワーク（クランクシャフト）
Ｗ１  クランクジャーナル
Ｗ２  クランクピン
１０  主軸台
１１  主軸
１２  チャック
２０  ワーク支持装置
３０  クランプ装置
４０  クランプアーム
４１  支軸
４３  長孔
４４  当金
５０  アーム駆動装置
５１  シリンダ本体
５１ａ  第１シリンダ室
５２ｂ  第２シリンダ室
５２  ピストン
５３  進退シャフト
５４  連結ピン
６０  クランプベース
６１  基準ブロック
６２  スペーサ
７０  開放阻止装置
７１  第１ピストン
７２  第２ピストン
７３  シリンダ本体
７３ａ  第１シリンダ室
７３ｂ  第２シリンダ室
７４  付勢部材
７５  ストッパピン
７６  エア抜き孔
【図１】
2005279829.tif 000003
【図２】
2005279829.tif 000004
【図３】
2005279829.tif 000005