(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルないし基台に固定されるセンタ部材(1)と、このセンタ部材に設けた貫通孔(6)を挟んで背中合せに配置された一対の口金(3a,3b)と、この口金の一方(3a)の背面に固定されて前記貫通孔に挿入される先端に内周鍔(12a)を備えた筒状内挿体(10a)と、前記口金の他方(3b)の背面に固定されて前記筒状内挿体に挿入される先端に外周鍔(12b)を備えた棒状内挿体(10b)と、前記貫通孔と筒状内挿体ないしその外周に嵌挿されたスリーブとの間の筒状空所(18)に嵌挿されてそれぞれが前記一対の口金の背面に当接する一対の筒状ピストン(7)と、前記センタ部材に設けられて前記筒状空所(18)の軸方向中央部に流体圧を供給する通孔(21)とを備えている、両クランプ治具。
【請求項２】
前記筒状空所(18)がその周方向に等しい間隙幅を備え、これに嵌挿された周方向に肉厚の等しい前記筒状ピストン(7)の先端に１個のＵ字パッキン(8)が配置され、このＵ字パッキンの両側のリップが当該筒状ピストンと前記筒状空所の内外周壁との間を封止している、請求項１記載の両クランプ治具。
【請求項３】
前記内周鍔(12a)と外周鍔(12b)との間に、前記一対の口金(3a,3b)の復帰ばね(14)と、これらの口金の進出端を相対的に規定する筒状ストッパ(17)とが介装されている、請求項１又は２記載の両クランプ治具。
【請求項４】
基台(30)と、この基台に所定間隔で固定された複数の固定口金(24)と、隣接する固定口金相互の間に前記センタ部材(1)を前記基台(30)に固定して装着された請求項１、２又は３記載の両クランプ治具(32)とを備え、当該両クランプ治具の前記一対の口金(3a,3b)をそれぞれ隣接する固定口金(24)に対向させた、複数ワークの把持バイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械のテーブル上に多数のワークを固定して同時加工する際のワーク固定具として特に好適なクランプ治具に関するもので、両側に可動口金を備えた両クランプ治具及び当該両クランプ治具を用いて複数のワークを把持するバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタなどで同一形状の比較的小さいワークを多数加工するときは、テーブル上に複数のワークを固定して同時加工するのが効率的である。複数のワークを固定する手段として、テーブル上に固定したワークバイスの固定口金と可動口金の間に複数個のスペーサブロックを配置し、このスペーサブロックと両口金の間及びスペーサブロック相互の間に挿入したワークを可動口金の進出によって一括して固定するという手段が広く利用されている。
【０００３】
しかしこのような固定手段は、クランプ方向に寸法のばらつきのあるワークの正確な位置に加工を行いたいというときに用いることができない。それは、ワークバイスの固定口金から離れた位置に固定されたワークは、それより固定口金側にあるワークの寸法誤差の集積により、クランプ位置に大きな誤差が生じてしまうからである。特にワークが細長く、その幅寸法に長手方向の誤差（うねり）があるような場合には、固定口金から離れた位置にクランプされたワークは、当該ワークの加工基準面の真直度も保証することができない。
【０００４】
そこでこのようなワークを加工する場合には、幅広い固定口金と複数の可動口金とを備えたバイスをテーブルに固定し、可動口金をその背後に設けた複数のねじ装置で固定口金側に進出させてワークを１本ずつ固定するということが行われている。特にワークが液晶パネルの枠部材や航空機部品のような軽量化を必要とするアルミ製品の場合には、クランプ力でワークが容易に変形して加工基準面が曲がってしまう。正確な位置に加工を行うためには、幅広い固定口金の把持面の複数箇所にワークを押接して固定することが必要であり、従って、上記のような方法でワークの固定が行われていたのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなバイスを用いてテーブルにワークを１個ずつ固定して加工を行うのは、極めて非能率的である。テーブルに複数のバイスを固定することにより、複数個のワークの同時加工が可能であるが、テーブル上でバイスが占めるスペースが大きくなり、しかも可動口金の進退操作のためのスペースも必要とするので、ワークの取付個数をあまり多くできない。特にワークが細長い場合には、テーブルの大きな工作機械を使用する必要があるにもかかわらず、当該テーブル面を有効に利用することができず、高価な機械で能率の悪い加工を余儀なくされるという問題があった。
【０００６】
そこでこの発明は、工作機械のテーブルに多数のワークを同時に固定可能にするためのコンパクトで、従ってテーブル面をワークのために有効に利用することができ、固定した個々のワークの加工基準も正確に設定することが可能で、従って加工精度の厳しい細長いアルミ製ワークの加工にも好適で、ワークの着脱も速やかに行うことができるワークバイスを得ること、及び当該バイスに用いるクランプ治具を得ることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明の両クランプ治具は、テーブルないし基台に固定されるセンタ部材１と、このセンタ部材に設けた貫通孔６を挟んで背中合せに配置された一対の口金３ａ、３ｂと、この口金の一方３ａの背面に固定されて前記貫通孔に挿入される先端に内周鍔１２ａを備えた筒状内挿体１０ａと、前記口金の他方３ｂの背面に固定されて前記筒状内挿体に挿入される先端に外周鍔１２ｂを備えた棒状内挿体１０ｂと、前記貫通孔と筒状内挿体ないしその外周に嵌挿されたスリーブとの間の筒状空所１８に嵌挿されてそれぞれが前記一対の口金の背面に当接する一対の筒状ピストン７と、前記センタ部材に設けられて前記筒状空所１８の軸方向中央部に流体圧を供給する通孔２１とを備えている。
【０００８】
貫通孔６、筒状内挿体１０ａ、棒状内挿体１０ｂ及び一対の筒状ピストン７からなる駆動部２は、複数箇所に設けることができ、これらの複数の駆動部でそれぞれが一体の一対の口金３を進退させることができる。この構造は、幅広い口金を設けたい場合に有利である。
【０００９】
請求項２及び請求項３は、上記手段を備えた両クランプ治具の実用上好ましい形態を備えたもので、請求項２に係る両クランプ治具は、筒状空所１８がその周方向に等しい間隙幅を備え、これに嵌挿された周方向に肉厚の等しい筒状ピストン７の先端に１個のＵ字パッキン８が配置され、このＵ字パッキンの両側のリップが当該筒状ピストン７と筒状空所１８の内外周壁との間を封止しているものである。
【００１０】
また請求項３に係る両クランプ治具は、内周鍔１２ａと外周鍔１２ｂとの間に、一対の口金３ａ、３ｂの復帰ばね１４と、これらの口金の進出端を相対的に規定する筒状ストッパ１７とが介装されているものである。
【００１１】
貫通孔６は、加工上は円筒孔とするのが最も良いが、角丸四角断面孔や角丸逆三角断面孔とするのが好ましい場合もある。このような形状は、口金３の上下辺部分や周辺部分、あるいは口金３の上辺部分に、相対的に大きなクランプ力を発生させ、口金３の中心と把持されるワークの中心とがずれた状態となったときに、ワークをより安定にクランプすることができる。一般的には、クランプされたワークに対する加工反力がワークの上面に作用するので、上辺部分のクランプ力を相対的に大きくできる角丸四角や角丸逆三角の断面形状が有利な場合が多く生ずる。
【００１２】
貫通孔６をこのような形状としたときの筒状内挿体１０ａないしこれに嵌挿されるスリーブ１３の外周は、貫通孔６に相似の断面とすることもできるし、円断面とすることもできる。１個のＵ字パッキン８で筒状ピストン７の外周側と内周側とを封止するときは、前者の構造を採用する必要がある。後者の構造は、製造及び液封構造が複雑になるが、クランプ力を大きくできる点で有利である。筒状内挿体の内周面や棒状内挿体の外周面は、円断面とするのが好ましい。
【００１３】
上記構造の両クランプ治具における駆動部２は、幅広い一対の口金３に複数個連結することができ、そのような構造は、細長いワークをクランプする治具として好適である。
【００１４】
この発明の複数ワークの把持バイスは、基台３０と、この基台に所定間隔で固定された複数の固定口金２４と、隣接する固定口金相互の間に前記センタ部材１を前記基台３０に固定して装着された請求項１、２又は３記載の両クランプ治具３２とを備え、当該両クランプ治具の前記一対の口金３ａ、３ｂをそれぞれ隣接する固定口金２４に対向させたものである。
【００１５】
【作用】
センタ部材１に設けられた通孔２１に油圧を供給し、または通孔２１に充填された流体を加圧することにより、筒状空所１８に流体圧が供給され、一対の口金３ａ、３ｂを突出させて、これに対向している固定口金２４との間でワークをクランプする。流体圧を開放すれば、両口金３ａ、３ｂのクランプ力は開放され、復帰ばね１４を設けておけば、両口金３はそのばね力で復帰する。挿入体１０ａ、１０ｂに設けた内周鍔１２ａ及び外周鍔１２ｂは、両口金及び筒状ピストンの脱落を防止するストッパとして機能し、この間に適宜長さの筒状ストッパ１７を遊嵌することにより、両口金３ａ、３ｂの相対的なストロークを適宜設定できる。
【００１６】
この発明の両クランプ治具は、口金を進出させるシリンダ１８及びピストン７を筒状とし、その内部に復帰ばね１４やストッパ１７などを設けたことにより、一対の口金３ａ、３ｂ間の寸法を小さくでき、従ってコンパクトで口金の進退ストロークが大きいクランプ治具が得られ、これを用いることによりテーブル上に多数のワークを固定可能なワークバイスが実現できる。また、ピストン７も単に口金３ａ、３ｂの背面に当接させるだけの簡単な構造とすることができる。
【００１７】
しかもシリンダ１８が筒状であるため、口金３の外周部にクランプ力が作用し、ワークの把持中心が口金の中心から外れたときでも、口金が傾動することなく、安定なクランプを実現できる。また、クランプ力を発生するピストンと口金のストロークを規制するストッパとが同軸状に配置されるので、ワークが存在しない状態で誤って流体圧をかけても口金が曲がるなどの弊害が生じない。
【００１８】
また、複数の駆動部２の筒状空所１８を通孔２１やパイプで連通し、この複数駆動部を一体の口金３ａ、３ｂに連結したものは、固定口金２４との間で細長いワークを把持するのに使用する構造として有用である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１ないし図３は、この発明の両クランプ治具の第１実施例を示したものである。この第１実施例の装置は、１個のセンタ部材１に内蔵された３個の駆動部２を有しており、それらの駆動部で進退する口金３ａ、３ｂはそれぞれ一体である。
【００２０】
センタ部材１は断面略正方形の細長い部材で、その下方には横長矩形断面のベース部材４がボルトで締結して固定されている。センタ部材１には、これを図示しない工作機械のテーブル等に固定するための固定ボルト孔５がベース部材４を貫通して設けられている。センタ部材１の両側面部分に一対の口金３ａ、３ｂがセンタ部材１を挟んで背中合せにして、かつベース部材４のセンタ部材１から張り出した上面に載った形で設けられている。センタ部材１には、その両端と中央部とに口金３ａ、３ｂをセンタ部材１から離隔及び接近させる方向に進退させる駆動部２が設けられている。
【００２１】
各駆動部２は、センタ部材１に設けられた円筒形の貫通孔６と、この貫通孔内に収められた一対の円筒状ピストン７ａ、７ｂ、それらの対向する先端に配置されたＵ字パッキン８、口金の一方３ａにボルト９ａで固定された有底円筒状の筒状内挿体１０ａ、この筒状内挿体の内周先端部にスナップリング１１で抜け止めされた内周鍔１２ａ、筒状内挿体１０ａの外周に遊嵌されたシリンダスリーブ１３、口金の他方３ｂの背面にボルト９ｂで固定された丸棒状の棒状内挿体１０ｂ、この棒状内挿体の先端外周に一体に形成された外周鍔１２ｂ、内周鍔１２ａと外周鍔１２ｂとの間に装架された復帰用の圧縮コイルばね１４、及びセンタ部材１に設けたストレート孔１５と、円筒状ピストンの一方７ｂの円周一箇所に設けた軸方向の長孔１６とを貫通してシリンダスリーブ１３に先端を螺着されたストローク規制ねじ１７とによって形成されている。
【００２２】
センタ部材１に設けた貫通孔６は円筒形で、筒状内挿体１０ａ及び棒状内挿体１０ｂは、この貫通孔６と軸心を一致させてそれぞれの口金３ａ、３ｂに固定されている。筒状内挿体１０ａの外周に遊嵌したシリンダスリーブ１３と貫通孔６との間には、円筒形の空所１８が形成され、この空所に両側から筒状ピストン７ａ、７ｂが挿入されている構造である。ストローク規制ねじ１７は、長孔１６によって一方の円筒状ピストン７ａのストローク範囲を規制することにより、当該ピストンによって押動される一方の口金３ａ及び当該口金との相対ストロークを復帰ばね１４の密着長さで規定される他方の口金３ｂのストロークも制限している。同時にこのストローク規制ねじ１７は、シリンダスリーブ１３の軸方向位置を固定して、筒状ピストン７ａ、７ｂが進出したときの、当該ピストンと嵌まり合う内径側シリンダ壁の長さが左右不揃いにならないようにしている。筒状内挿体１０ａの外周面を高精度の円筒面に加工してやれば、このようなシリンダスリーブ１３を設けない構造とすることもできる。
【００２３】
ベース部材４には、長手方向に作動油を供給する通孔２１が貫通しており、この通孔の枝孔２２はそれぞれの駆動部のシリンダ室となる筒状空所１８に連通している。通孔２１には作動油パイプが連結されて圧力油が供給される。通孔２１の一端に螺進退するプラグを設けて、このプラグを手動で進退させることにより、通孔２１内に充填した高粘度油を加圧及び減圧することにより、口金３ａ、３ｂを進退させることもできる。
【００２４】
通孔２１に油圧力が作動していない状態では、両側の口金３ａ、３ｂは、復帰ばね１４の力によって互いに引寄せられる方向に付勢されて縮退している。通孔２１に油圧力が供給されると、シリンダ室１８に油圧力が作用し、円筒状ピストン７ａ、７ｂを両側に押し出して、口金３ａ、３ｂを両側に向けて進出させる。従って口金３ａ、３ｂを固定口金２４（図４参照）に対向させて、これらの口金と固定口金との間に挿入されたワークを把持することができる。一対の口金３ａ、３ｂは、それぞれ独立して進退するから、左右のワークに寸法の差異があったときも、それらのワークはいずれも固定口金２４側で加工基準面を位置決めされた状態でクランプされることになる。
【００２５】
Ｕ字パッキン８は、種々の直径の、しかも断面寸法の異なるものが市販されているから、その大きさに合せて種々の寸法のシリンダ室１８を設計することができる。
【００２６】
図４及び５は、この発明のバイスの一実施例を示す図である。この実施例のものは、平行に配置した２枚の基台３０にその長手直角方向に等間隔に５本の固定口金２４をボルト３１で固定し、それらの固定口金の中間の位置に上述した構造の両クランプ治具３２をボルト３３で固定した構造である。このバイスは、４個の両クランプ治具を備えることにより、８個のワークを同時に固定することができる。そして図より明らかなように、固定口金２４と両クランプ治具の口金３ａ、３ｂとで挟持されるワークは、固定口金２４側で固定位置が規定されるから、この固定口金の把持面を基準として、ワークに加工を行ってやれば、精度の高い加工が可能である。
【００２７】
なお、図の実施例では、両クランプ治具３２の３個の駆動部２で駆動される口金３ａ、３ｂは、それぞれ一体であるが、それぞれ分割した個別の口金を設けることにより、長手方向に幅寸法の違うワークを固定する構造に簡単に変更することができる。
【００２８】
図６は、両クランプ治具の第２実施例を示したものである。この第２実施例の装置は、口金３ａ、３ｂを駆動する複数の駆動部２を複数のセンタ部材１に一つずつ設けてそれらの通孔２１を配管で連結する構造であること、従ってベース部材４を備えておらず、バイスの基台３０などにセンタ部材１を直接固定して使用すること、空気圧駆動とするためにピストン７を大面積としたこと、それに伴ってピストン摺動部のシールを２本のＵ字パッキン８ａ、８ｂで行っていること、シリンダスリーブ１３を備えておらず、ピストン７が筒状内挿体１０ａの外周面に直接摺接していること、内周鍔１２ａがねじ構造で筒状内挿体１０ａに固定されていること、棒状内挿体１０ｂと一体の筒状ストッパ１７を備えていること、などが第１実施例の両クランプ治具と相違する。
【００２９】
各センタ部材１は、これに設けた固定ボルト孔５に挿通したボルトで直接工作機械のテーブルやバイスの基台３０等に個別に固定する。シリンダ室１８は、筒状内挿体１０ａの外周と貫通孔６との間に形成されている。なお、ワークを挿入しない状態で通孔２１に空気圧を供給したときは、内周鍔１２ａ及び外周鍔１２ｂが筒状ストッパ１７に当接することで、口金３ａ、３ｂの抜出しが防止される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したこの発明により、工作機械のテーブルに多数のワーク、特に曲がりやすい細長いワークを固定して、同時加工を行うためのコンパクトなクランプ装置を提供することができ、多数のワークの着脱も速やかに行うことができるので、加工能率を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】両クランプ治具の実施例を口金縮退状態で示す断面平面図
【図２】図１の実施例の口金縮退状態の横断面図
【図３】図１の実施例の口金進出状態の断面平面図
【図４】バイスの実施例を示す平面図
【図５】図４の実施例の側面図
【図６】両クランプ治具の第２実施例を口金縮退状態で示す一部断面平面図
【符号の説明】
１  センタ部材
3a,3b  口金
６  貫通孔
７  円筒状ピストン
８  Ｕ字パッキン
10a  筒状内挿体
10b  棒状内挿体
12a  内周鍔
12b  外周鍔
14  圧縮コイルばね
17  ストッパ
18  空所
21  通孔
24  固定口金
30  基台
32  クランプ治具
【図１】
0003950329.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003950329.tif 000005
【図５】
0003950329.tif 000006
【図６】
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