(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回機構を介して支持されたテーブルと、このテーブル上にワークを固定可能なクランプ機構とを備えたワーク保持装置であって、前記クランプ機構は、皿バネによりワークのクランプ方向へ常時付勢されたクランパを有する皿バネ式クランプ機構とすると共に、前記テーブルの旋回動作を利用して前記テーブルとともに旋回する前記クランパを前記皿バネの付勢力に抗してワークのアンクランプ方向へ押動させるべく前記テーブルが所定の位置に旋回したときに前記クランパに係合する位置に配置されたドッグやカムからなる操作部材を設けたことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク保持装置であって、前記操作部材は、前記テーブルが所定の角度にチルト旋回したときに、前記クランパに係合し、前記テーブルのチルト旋回動作を利用して前記クランパを前記皿バネの付勢力に抗してワークのアンクランプ方向へ押動することを特徴とするワーク保持装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のワーク保持装置であって、前記操作部材は、前記テーブル上のワークの検出信号に応じて進退可能に構成されていることを特徴とするワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタ等に装備されるワーク保持装置に関し、さらに詳しくは、ワークのクランプ機構を簡素化したワーク保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等の加工機に装備されるワーク保持装置として、チルト旋回機構やインデックス旋回機構などの旋回機構を介して支持されたテーブルと、このテーブル上にワークを固定可能なクランプ機構とを備えたワーク保持装置が一般に知られている。この種のワーク保持装置において、前記クランプ機構は、通常、油圧シリンダ装置の伸縮制御によりクランプおよびアンクランプ動作するように構成されている。この場合、前記テーブル内、および、テーブルをチルト旋回可能に支持するチルト旋回機構内には、油圧シリンダ装置への油圧供給路が形成されており、テーブル内の油圧供給路と、チルト旋回機構内の油圧供給路とは、回転継手を介して相互に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のワーク保持装置においては、クランプ機構に油圧シリンダ装置を使用しているため、テーブルおよびその旋回支持部内に油圧供給路を設けると共に、外部に油圧ユニットを設ける必要があり、装置構成が大掛かりとなっている。また、油圧ユニットを連続運転する必要があるため、エネルギロスが大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、装置構成を簡略化でき、エネルギロスを解消できるワーク保持装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明に係るワーク保持装置は、チルト旋回機構、インデックス旋回機構などの旋回機構を介して支持されたテーブルと、このテーブル上にワークを固定可能なクランプ機構とを備えたワーク保持装置であって、前記クランプ機構は、皿バネによりワークのクランプ方向へ常時付勢されたクランパを有する皿バネ式クランプ機構とすると共に、前記テーブルの旋回動作を利用して前記テーブルとともに旋回する前記クランパを前記皿バネの付勢力に抗してワークのアンクランプ方向へ押動させるべく前記テーブルが所定の位置に旋回したときに前記クランパに係合する位置に配置されたドッグやカムからなる操作部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明に係るワーク保持装置では、操作部材によりクランパが押動操作されると、皿バネ式クランプ機構がアンクランプ状態となる。一方、操作部材によるクランパの押動操作が解除されると、皿バネ式クランプ機構がクランプ状態となる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明に係るワーク保持装置は、請求項１に記載のワーク保持装置であって、前記操作部材は、前記テーブルが所定の角度にチルト旋回したときに、前記クランパに係合し、前記テーブルのチルト旋回動作を利用して前記クランパを前記皿バネの付勢力に抗してワークのアンクランプ方向へ押動することを特徴とする。この請求項２に記載の発明に係るワーク保持装置では、テーブルの所定の角度旋回位置で皿バネ式クランプ機構がアンクランプ状態となり、それ以外の角度旋回位置で皿バネ式クランプ機構がクランプ状態となる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明に係るワーク保持装置は、請求項１または請求項２に記載のワーク保持装置であって、前記操作部材は、前記テーブル上のワークの検出信号に応じて進退可能に構成されていることを特徴とする。この請求項３に記載の発明に係るワーク保持装置では、テーブル上のワークの有無に応じて皿バネ式クランプ機構のクランプ状態とアンクランプ状態とを切換え制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るワーク保持装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係るワーク保持装置の正面図、図２は一実施形態に係るワーク保持装置の平面図、図３は一実施形態に係るワーク保持装置の側面図、図４は一実施形態に係るワーク保持装置のクランプ機構の構造を示す縦断面図である。
【００１０】
図１〜図３に示すように、一実施形態のワーク保持装置は、例えば左右の支持脚１，１の上部に設置された旋回機構としてのチルト旋回機構２，３に両端部が支持されたチルトテーブル４と、このチルトテーブル４上に設置されるインデックステーブル５とをテーブルとして備えている。また、インデックステーブル５の上にワークＷを固定可能なクランプ機構６と、このクランプ機構６をアンクランプ操作する操作部材としてのドッグ７とを備えている。
【００１１】
前記支持脚１，１は、コの字状断面を呈する厚板構造物から成り、チルト旋回機構２，３の回転中心を例えば６００〜７００ｍｍ程度の高さに支持している。
【００１２】
チルト旋回機構２，３の一方の旋回機構２は、チルトテーブル４の一端部を所定の角度づつチルト旋回させる内部構造（図示省略）を備えている。また、他方の旋回機構３は、チルトテーブル４の他端部に突設された軸部４Ａをチルト旋回の軸廻りに回転自在に支持している。
【００１３】
チルトテーブル４のテーブル面は、通常、チルト旋回機構２，３によるチルトテーブル４の旋回軸より若干下方に位置している。なお、前記テーブル面は、チルトテーブル４の旋回軸と同一高さ、あるいはそれより上方に位置していてもよい。
【００１４】
インデックステーブル５は、チルトテーブル４の左右方向中央部に配置されている。このインデックステーブル５は、図４に示すように、前記チルトテーブル４のテーブル面にボルト等を介して着脱自在に固定されるインデックス固定部５Ａと、このインデックス固定部５Ａ上に所定角度づつインデックス旋回可能に支持されたインデックス旋回部５Ｂとで構成されている。
【００１５】
クランプ機構６は、インデックステーブル５の背面側に配置されており、インデックス固定部５Ａにボルト等を介して着脱自在に固定されるクランプベース６Ａと、このクランプベース６Ａから上方へ突出して先端部がワークＷの上方に臨むクランパ６Ｂとを備えている。そして、このクランプ機構６は、クランプベース６Ａに対してクランパ６Ｂが複数の皿バネ６ＣによりワークＷのクランプ方向へ常時付勢された皿バネ式クランプ機構で構成されている。
【００１６】
図４に示すように、前記クランプ機構６のクランプベース６Ａは、ワークＷ側が開放されたコの字状の断面を呈している。また、クランパ６Ｂは、前記クランプベース６Ａを上下に摺動自在に貫通するスライド軸６Ｄと、このスライド軸６Ｄの上端に連続してクランプベース６Ａの上面に当接可能なアーム６Ｅとを有する。
【００１７】
前記スライド軸６Ｄの中間部には、前記複数の皿バネ６Ｃが嵌合されている。これらの皿バネ６Ｃは、スライド軸６Ｄに装着されたバネ受け６Ｆと前記クランプベース６Ａの上片部分との間に配置されており、スライド軸６Ｄを下方に付勢している。そして、このスライド軸６Ｄの下端には、前記ドッグ７に押動されるカムフロア６Ｇが装着されている。
【００１８】
また、前記アーム６Ｅは、先端部がワークＷの中央部の上方に臨むようにＬ字状に屈曲している。そして、このアーム６Ｅの先端には、ワークＷをクランプ可能なクランプ部材６Ｈが装着されている。
【００１９】
一方、前記ドッグ７は、前記支持脚１，１間に横架された適宜の支持部材８に固定されている。このドッグ７は、チルトテーブル４がワークＷを着脱する旋回位置、すなわち、図４に示す位置からチルト旋回中心Ｃの廻りに所定角度だけ時計方向へチルト旋回した位置に達すると、前記クランプ機構６のスライド軸６Ｄに装着されたカムフロア６Ｇに係合してスライド軸６Ｄを上方に押動するように配置されている。
【００２０】
以上のように構成された一実施形態に係るワーク保持装置は、例えば図４に示すように、エンジンブロックをワークＷとしてインデックステーブル５上に保持する。なお、インデックステーブル５を使用しない場合には、クランプ機構６のクランプベース６Ａをチルトテーブル４の背面にボルト等を介して固定し、このクランプ機構６によりワークＷをチルトテーブル４上に保持してもよい。
【００２１】
ワークＷをインデックステーブル５上に保持するには、チルトテーブル４を図４に示す位置からチルト旋回中心Ｃの廻りに所定角度だけ時計方向へチルト旋回させる。この操作により、ドッグ７がクランプ機構６のスライド軸６Ｄの下端に装着されたカムフロア６Ｇに係合してスライド軸６Ｄを上方に押動する。そして、クランパ６Ｂのアーム６Ｅを複数の皿バネ６Ｃの付勢力に抗して上方へ移動させる。これに伴い、アーム６Ｅの先端に装着されたクランプ部材６Ｈが上方へ移動してクランプ機構６はアンクランプ状態となり、インデックステーブル５のインデックス旋回部５Ｂ上にワークＷを載置可能とする。
【００２２】
そこで、インデックス旋回部５Ｂ上にワークＷを適宜のノックピン等で位置決めして載置し、チルトテーブル４を反時計方向へチルト旋回させて戻す。この操作により、クランプ機構６のカムフロア６Ｇがドッグ７から離れ、クランパ６Ｂが複数の皿バネ６Ｃの付勢力により下方へ移動する。そして、アーム６Ｅの先端のクランプ部材６ＨがワークＷの中央部の上面を押圧してワークＷをインデックス旋回部５Ｂ上に固定する。こうしてクランプ機構６はワークＷのクランプ状態となる。
【００２３】
すなわち、一実施形態のワーク保持装置によれば、インデックステーブル５のインデックス旋回部５Ｂ上にワークＷを固定可能なクランプ機構６が皿バネ式クランプ機構で構成されているため、従来必要とされていたチルトテーブル内やチルト旋回機構内の油圧供給路、および、外部の油圧ユニットが不要となり、装置構成を簡略化することができ、エネルギロスも解消することができる。
【００２４】
なお、一実施形態のワーク保持装置において、前記ドッグ７は、これに代えて適宜の形状のカムとしてもよい。また、前記のドッグ７またはカムは、チルトテーブル４またはインデックステーブル５上のワークＷの有無を検出する適宜のセンサの検出信号に応じ、その検出信号により作動する適宜のシリンダ装置によって進退可能に構成してもよい。この場合、チルトテーブル４またはインデックステーブル５上のワークＷの有無に応じてクランプ機構６のクランプ状態とアンクランプ状態とを切換え制御することが可能となる。
【００２５】
図５は、チルトテーブルを備えず、インデックステーブルのみをテーブルとして備える参考の他の実施形態のワーク保持装置に装備されたクランプ機構９を示している。このクランプ機構９は、垂直軸廻りに所定角度ずつインデックス旋回可能なインデックステーブル１０の背面側に配設されている。
【００２６】
前記クランプ機構９は、インデックステーブル１０の背面側から上方へ突設され、先端部がワークＷの上方へ向かって屈曲したクランプベース９Ａと、このクランプベース９Ａの先端部を上下に貫通するクランパ９Ｂとを備えている。このクランパ９Ｂは、インデックステーブル１０の旋回中心上に配置されてクランプベース９Ａの先端部を上下に摺動自在に貫通するスライド軸９Ｃと、その下端に連続してワークＷの上面に臨むクランプ部材９Ｄとを有する。そして、このクランプ部材９Ｄは、クランプベース９Ａの先端部との間に配置されて前記スライド軸９Ｃに嵌合された複数の皿バネ９Ｅにより、常時ワークＷのクランプ方向へ付勢されている。
【００２７】
また、他の実施形態のワーク保持装置においては、前記クランパ９ＢをワークＷのアンクランプ方向へ押動操作可能な操作部材として、リセットアーム１１が設けられている。このリセットアーム１１は、先端部に形成されたフォーク部１１Ａが上下に揺動できるように中間部が不動部材側の枢支部材１２に横軸廻りに枢支されており、そのフォーク部１１Ａは、前記スライド軸９Ｃの上端部に形成されたリング状係合溝９Ｆに係合されている。そして、前記フォーク部１１Ａを複数の皿バネ９Ｅの付勢力に抗して上方へ揺動操作可能とするため、リセットアーム１１の基端部には、不動部材側に固定されたシリンダ装置１３のピストンロッド１３Ａがリンク部材１４を介して係合している。このリンク部材１４は、下方が開口した係合溝１４Ａに前記リセットアーム１１の基端部を嵌め込んで係合している。
【００２８】
このようなクランプ機構９、リセットアーム１１等を備えた他の実施形態のワーク保持装置においては、シリンダ装置１３のピストンロッド１３Ａを収縮操作すると、リセットアーム１１の先端のフォーク部１１Ａが上方へ揺動してクランパ９Ｂのスライド軸９Ｃを上方に引き上げる。その結果、クランパ９Ｂが皿バネ９Ｅの付勢力に抗して上方へ移動し、クランプ部材９ＤがワークＷの上面から離れてワークＷをアンクランプする。反対に、シリンダ装置１３のピストンロッド１３Ａを伸長操作すると、クランパ９Ｂが皿バネ９Ｅの付勢力により下方へ移動し、クランプ部材９ＤがワークＷの上面を押圧してワークＷをクランプする。
【００２９】
図５に示した他の実施形態のワーク保持装置によれば、インデックステーブル１０上にワークＷを固定可能なクランプ機構９が皿バネ式クランプ機構で構成されているため、従来必要とされていたインデックステーブル内やインデックス旋回機構内の油圧供給路、および、外部の油圧ユニットが不要となり、装置構成を簡略化することができ、エネルギロスも解消することができる。
【００３０】
なお、図示しないが、インデックステーブルを備えず、チルトテーブルのみをテーブルとして備えるワーク保持装置に対しても、チルトテーブル上にワークを固定可能なクランプ機構を前記の皿バネ式クランプ機構とし、この皿バネ式クランプ機構のクランパをワークのアンクランプ方向へ押動可能な適宜の操作部材を設けることにより、本発明を適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るワーク保持装置では、ドッグまたはカムによりクランパが押動操作されると、皿バネ式クランプ機構がアンクランプ状態となる。一方、ドッグまたはカムによるクランパの押動操作が解除されると、皿バネ式クランプ機構がクランプ状態となる。すなわち、本発明のワーク保持装置によれば、テーブル上にワークを固定可能なクランプ機構が皿バネ式クランプ機構で構成されているため、テーブルおよびその支持部内の油圧供給路や、外部の油圧ユニットを不要として装置構成を簡略化することができ、エネルギロスも解消することができる。
【００３２】
また、本発明に係るワーク保持装置のように、前記ドッグまたはカムがテーブルの旋回位置に応じて、ワークを着脱する所定の旋回位置では前記クランパを押動可能に配置されている場合、テーブルの所定の旋回位置では皿バネ式クランプ機構がアンクランプ状態となり、それ以外の旋回位置では皿バネ式クランプ機構がクランプ状態となるため、クランプ機構の操作を自動化することができる。
【００３３】
さらに、請求項３に記載の発明に係るワーク保持装置のように、前記ドッグまたはカムがテーブル上のワークの検出信号に応じて進退可能に構成されている場合、テーブル上のワークの有無に応じて皿バネ式クランプ機構のクランプ状態とアンクランプ状態とを切換え制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク保持装置の正面図である。
【図２】一実施形態に係るワーク保持装置の平面図である。
【図３】一実施形態に係るワーク保持装置の側面図である。
【図４】一実施形態に係るワーク保持装置のクランプ機構の構造を示す縦断面図である。
【図５】他の実施形態に係るワーク保持装置のクランプ機構の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ：支持脚
２  ：チルト旋回機構
３  ：チルト旋回機構
４  ：チルトテーブル
５  ：インデックステーブル
５Ａ：インデックス固定部
５Ｂ：インデックス旋回部
６  ：クランプ機構
６Ａ：クランプベース
６Ｂ：クランパ
６Ｃ：皿バネ
６Ｄ：スライド軸
６Ｅ：アーム
６Ｆ：バネ受け
６Ｇ：カムフロア
６Ｈ：クランプ部材
７  ：ドッグ
８  ：支持部材
９  ：クランプ機構
９Ａ：クランプベース
９Ｂ：クランパ
９Ｃ：スライド軸
９Ｄ：クランプ部材
９Ｅ：皿バネ９
９Ｆ：リング状係合溝
１０  ：インデックステーブル
１１  ：リセットアーム
１１Ａ：フォーク部
１２  ：枢支部材
１３  ：シリンダ装置
１３Ａ：ピストンロッド
１４  ：リンク部材
１４Ａ：係合溝
【図１】
0004077587.tif 000002
【図２】
0004077587.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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