(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の前部に回転軸を軸支し、この回転軸の上部にクランプアームを傾動自在に支持させるとともに、本体の後部にはクランプアームの後部下面を押し上げてクランプアームを傾動させるクランプ機構を設けたクランプ装置であって、前記クランプアームはスライド孔を備え、アンクランプ時には前後方向にスライド可能かつ上下方向に浮動可能に回転軸に支持されたものであり、前記回転軸は本体内部に供給される油圧により前進するスプールに押されて回転軸を回転させるカム部を備えるとともに、クランプアームのピンと係合して回転することによってクランプアームを前後にスライドさせるカム板を備えたものであり、また前記クランプ機構は、クランプアームの後部下面に当接するピンを上端部に備えた油圧式のプランジャを、本体内部に供給される油圧により下降してアンクランプ状態となり、油圧開放時にはばね力より上昇してクランプ状態となるように設けたものであることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
供給口に接続される油圧ホースがワンタッチジョイントにより脱着自在とされる請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
スライド機構が回転軸に回り止め遊嵌されたカム板と該カム板に形成されたカム溝に係合されるクランプアームのピンとよりなる請求項１または２に記載のクランプ装置。
【請求項４】
クランプ機構が本体のシリンダ筒に装着されるプランジャと、該プランジャを下降させる油圧作動室と、プランジャを上昇させる複数枚の皿ばねを組み合わせたクランプ皿ばねとよりなる請求項１または２または３に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は旋盤やターニング盤等の被加工物が回転される工作機械や油圧ホースを配管したままでは加工に支障をきたす工作機械に特に有効なクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械に被加工物を固定するためのクランプ装置として実公昭５６−１０４９８号公報に示されるものがあり、図６、図７に示されるように、被加工物を固定するクランプアーム２０に回転軸２１を支点としてクランプ動作とアンクランプ動作、および回転軸２１を中心としてクランプ位置と待避位置へのスイング動作を行わせるものとしており、クランプアーム２０のクランプ動作は本体２２のシリンダ筒体２３内に装着されたプランジャ２４をコイルスプリングよりなるクランプばね２５の付勢力により行い、クランプアーム２０のアンクランプ動作はクランプばね２５の付勢力に抗して油圧をシリンダ筒体２３の油圧作動室２６に供給することにより行われ、また、クランプアーム２０のスイング動作は、回転軸２１のカム２７に当接するスプール２８を油圧作動させることにより行っている。このため、クランプアーム２０が旋回する回転半径内の被加工物に凸等があると干渉してクランプすることができず、クランプする被加工物のクランプ位置に制約が生じるという問題があった。しかも、クランプばね２５はコイルスプリングを用いているため所定のクランプ力を得ようとすると外径が大きくなり装置が大型化するという問題があるうえに、コイルスプリングは工作機械の振動等でサージングを起こしやすく、被加工物のクランプが不安定になるという問題もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は被加工物の形状によるクランプ位置の制約がないうえに、小型でクランプ力が安定しているクランプ装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため本発明は、本体の前部に回転軸を軸支し、この回転軸の上部にクランプアームを傾動自在に支持させるとともに、本体の後部にはクランプアームの後部下面を押し上げてクランプアームを傾動させるクランプ機構を設けたクランプ装置であって、前記クランプアームはスライド孔を備え、アンクランプ時には前後方向にスライド可能かつ上下方向に浮動可能に回転軸に支持されたものであり、前記回転軸は本体内部に供給される油圧により前進するスプールに押されて回転軸を回転させるカム部を備えるとともに、クランプアームのピンと係合して回転することによってクランプアームを前後にスライドさせるカム板を備えたものであり、また前記クランプ機構は、クランプアームの後部下面に当接するピンを上端部に備えた油圧式のプランジャを、本体内部に供給される油圧により下降してアンクランプ状態となり、油圧開放時にはばね力より上昇してクランプ状態となるように設けたクランプ装置を請求項１の発明とし、請求項１の発明において、供給口に接続される油圧ホースがワンタッチジョイントにより脱着自在とされるクランプ装置を請求項２の発明とし、請求項１または２の発明において、スライド機構が回転軸に回り止め遊嵌されたカム板と該カム板に形成されたカム溝に係合されるクランプアームのピンとよりなるクランプ装置を請求項３の発明とし、請求項１または２または３の発明において、クランプ機構が本体のシリンダ筒に装着されるプランジャと、該プランジャを下降させる油圧作動室と、プランジャを上昇させる複数枚の皿ばねを組み合わせたクランプ皿ばねとよりなるクランプ装置を請求項４の発明とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。１は本体であり、該本体１には後記するクランプアーム４を保持する回転軸２が軸支されるとともに、後記するクランプアーム４をクランプ動作・アンクランプ動作させるクランプ機構３が設けられている。４はクランプ動作とアンクランプ動作をするクランプアームであり、該クランプアーム４は前半部に形成されたスライド孔４ａに前記回転軸２の軸部が係合され、その軸部上端にはロックナット２ａが螺着されてクランプアーム４を遊動自在に支持している。また、前記クランプ機構３は本体１のシリンダ筒１ａを塞ぐ蓋体１ｂと、シリンダ筒１ａ内に装着されるプランジャ５と、プランジャ５の先端に螺着されたばね押え５ａと蓋体１ｂ間に介在されるプランジャを上昇させるクランプ皿ばね６と、蓋体１ｂとプランジャ５のピストン間に形成されるプランジャを下降させる油圧作動室７とよりなり、該プランジャ５は油圧作動室７に油圧が供給されることによりアンクランプの下降動作を行い、油圧の停止時、クランプ皿ばね６によりプランジャ５にクランプの上昇動作を行わせるものである。また、前記クランプ皿ばね６は複数枚の皿ばね６ａを組み合わせてプランジャ５のストローク量に合わせることができるようになっている。さらに、プランジャ５の先端に螺着されたピン８はクランプアーム４の長溝４ｃにスライド自在に嵌合され、回転軸２の回転時、クランプアーム４が回転されないようになっている。
【０００６】
９は前記回転軸２を回転させる回転機構であり、該回転機構９は回転軸２の基部に形成された図５に示されるようなカム部２ｃと、該カム部２ｃに先端を当接させたスプール９ａと、該スプール９ａのピストンが嵌挿されるシリンダ筒９ｂとシリンダ筒９ｂ内に装着されるスプール復帰用の復帰ばね９ｃとよりなる。１０は本体１の側面に取り付けられる油圧ライン用のマニホールドであり、該マニホールド１０にはクランプ機構３と回転機構９に油圧を供給するため、油圧源と接続される供給口１１が形成されており、該供給口１１はスプールポート１０ａを介して前記回転機構９のシリンダ筒９ｂと連通されるとともに、絞り弁１２を設けた絞りポート１０ｂと、チェック弁１３を設けたチェックポート１０ｃとを介して前記クランプ機構３の油圧作動室７に連通されるプランジャポート１０ｄに連通されるものであり、油圧動作室７への油圧の供給はチェック弁１３を設けたチェックポート１０ｃを介して行われ、油圧作動室７からの圧油の排出は絞り弁１２を設けた絞りポート１０ｂを介して行われる。また、供給口１１と図示しない油圧ホースにはワンタッチで脱着ができるワンタッチジョイント１１ａが取り付けられている。また、前記絞り弁１２はナット１２ａを緩めて弁体の位置を調整することにより絞り量を調整し、絞り弁１２の排油速度を調整できるものとしている。
【０００７】
１４はクランプアーム４を進退動させるスライド機構であり、該スライド機構１４は図４に示されるように、回転軸２の角軸部２ｂに回り止め遊嵌されるカム板１４ａと、該カム板１４ａのカム溝１４ｂに係合するクランプアーム４のピン１５と、カム板１４ａをクランプアーム４に圧接させるとともに、クランプアーム４を浮動自在とする浮動ばね１６とよりなるものである。該浮動ばね１６は回転軸２に巻装されている。１７、１７は本体１に植設されるばねポスト１ｃ、１ｃに一端を係止するとともに他端を、クランプアーム４の両側面のばねポスト４ｂ、４ｂに係止させた引張りばねであり、クランプアーム４を浮動自在とするものである。１８はクランプアーム４の先端部下面に螺着される被加工物の押えボルトであり、該押えボルト１８は先端を凸弧面とするとともに被加工物の高さに応じて長さ調整できるものとしている。１８ａは押えボルト１８を固定するロックナット、１９はクランプ皿ばね６のカバーである。
【０００８】
このように構成されたものは、マニホールド１０の供給口１１にワンタッチジョイント１１ａを介して油圧源に接続される図示しない油圧ホースをワンタッチ接続する。そして、油圧ホースから油圧を供給すれば、マニホールド１０の供給口１１、チェックポート１０ｃ、チェック弁１３、プランジャーポート１０ｄを通じてプランジャ５のピストンとシリンダ筒１ａ間に形成された油圧作動室７に圧油は流入し、プランジャ５はクランプ皿ばね６の付勢力に抗して下降する。このようにしてプランジャ５によるクランプアーム４の突き上げが解かれると、浮動ばね１６によりクランプアーム４はロックナット２ａに当接された浮動状態を維持することとなる。
【０００９】
また、供給口１１への油圧の供給により、供給口１１からスプールポート１０ａを通じて回転機構９のシリンダ筒９ｂ内にも油圧は供給され、スプール９ａのピストンは復帰ばね９ｃの付勢力に抗してシリンダ筒９ｂ内を前進し、図５に示されるように、回転軸２のカム部２ｃを押圧して回転軸２を矢印ａの方向に回転させることとなる。このときスプール９ａがカム部２ｃに食い込まないように、フラット面９ｄが受け面２ｄで、スプール９ａの押圧を受け止める。回転軸２の回転によりスライド機構１４のカム板１４ａは反時計回り方向に回動し、カム板１４ａのカム溝１４ｂに係合されているクランプアーム４のピン１５は図４に鎖線で示す位置に移動し、クランプアーム４はスライド孔４ａを回転軸２にガイドされるとともに長溝４ｃをプランジャ５のピン８にガイドされて後退することとなる。
【００１０】
このようにしてクランプアーム４を後退させた後、加工台上に被加工物を載置し、油圧ホースへの油圧を停止すれば、プランジャ５はクランプ皿ばね６の付勢力により上昇することとなる。このとき油圧作動室７内の油はプランジャーポート１０ｄから絞り弁１２により排油量を絞られて絞りポート１０ｂに流れて排出されることとなるので、プランジャ５の上昇はゆっくりと進むこととなる。これに対して、回転機構９のスプール９ａのピストンを加圧していたシリンダ筒９ｂ内の油は油圧の停止により、復帰ばね９ｃによりスプール９ａは押し戻され、シリンダ筒９ｂ内の油はスプールポート１０ａを通じて供給口１１より油はすばやく排出される。このためスプール９ａはプランジャ５より早く後退することとなる。スプール９ａが後退すると同時に引張りばね１７、１７の引張り力でクランプアーム４が被加工物上に前進し、ピン１５も同じく前進することにより、カム板１４ａが時計回り方向に回転させられて回り止め遊嵌された回転軸２にはスプール９ａの規制がなくなっているので回転する。
【００１１】
このようにしてクランプアーム４の押えボルト１８が被加工物上に達した時、油圧作動室７内の油圧は絞り弁１２によりゆっくりと排出を続け、プランジャ５はクランプ皿ばね６の付勢力によりゆっくりと上昇を続け、やがて、油圧が油圧作動室７からなくなるとクランプアーム４の基端はクランプ皿ばね６の付勢力により上昇したプランジャ５のピン８により押し上げられることとなる。この押し上げによりクランプアーム４の押えボルト１８は被加工物を押圧し、被加工物をクランプすることとなる。そして、クランプ完了後、供給口１１からワンタッチジョイント１１ａを介して接続されている図示しない油圧ホースを外して、被加工物の切削加工を行えば、たとえ、加工台が回転する切削加工も支障なく行われることとなる。また、被加工物の取り外しは、前記したクランプアームの後退動作と同じようにワンタッチジョイント１１ａに図示しない油圧ホースを接続して、油圧を供給することにより行われるものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は前記により明らかなように、クランプアームはアンクランプ時、浮動自在なうえ前後スライドするものとしたから、被加工物に凹凸がある場合でも、クランプする位置の制限を受けることが少なく。また、ワンタッチジョイントを用いることによりマニホールドの供給口から油圧ホースをワンタッチで瞬時に着脱できるので、旋盤やターニング盤等の被加工物が回転する場合のクランプにも適用できる。しかも、切削加工時毎に油圧ホースの脱着を行っても作業能率が低下するは少なく。また、クランプ皿ばねをクランプ動作に利用することにより油圧のトラブル等によりクランプ不良が発生することがないことは勿論のこと、クランクに皿ばねを用いることにより小型で強力なクランプ力を発生させることができるので、狭い空間にも設置でき装置を小型化することができ、しかも、クランプアームのクランプ量（プランジャのストローク調整）はクランプ皿ばねの組み合わせ枚数を調整することにより容易に行うことができる。さらに、コイルスプリングを利用した場合のように、切削加工時に振動等により、サージングを発生させることなく高精度の切削加工ができる。また、マニホールドに絞り量調整自在な絞り弁を設けることにより、外部油圧配管や油温等によって生じる油圧の変動を容易に修正することができる等種々の利点を有するものである。
従って、本発明は従来の問題点を解消したクランプ装置として業界の発展に寄与するところ極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠側面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態のスライド機構の要部を示す平面図である。
【図５】本発明の好ましい実施の形態の回転機構の要部を示す平面図である。
【図６】従来のクランプ装置の縦断面図である。
【図７】従来のクランプ装置のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１  本体
1a  シリンダ筒
２  回転軸
３  クランプ機構
４  クランプアーム
4a  スライド孔
５  プランジャ
６  クランプ皿ばね
6a  皿ばね
７  油圧作動室
９  回転機構
10  マニホールド
11  供給口
12  絞り弁
14  スライド機構
14a   カム板
14b   カム溝
15    ピン
16  浮動ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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