(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ベッドの上面に移動台を移動可能に配設し、該移動台を固定ベッドに対して位置決め固定するようにした工作機械のクランプ装置において、上記移動台を、上記固定ベッドとの間に配設され、上記移動方向に延びる案内により支持し、上記固定ベッドの上面の上記案内の間に移動方向に延びる凹部を形成し、上記移動台の下面に、上記凹部内の左, 右内壁にそれぞれ対向するよう逆向きにかつ上記移動方向において交互に配設された一対のピストンを有し、該各ピストンで上記両内壁を突っ張るように構成されたシリンダ機構を設け、上記一方の内壁に対向するピストンに移動ラックを固定し、上記一方の内壁に固定ラックを上記移動ラックと噛合可能に対向するよう固定したことを特徴とする工作機械のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定ベッドに直線移動可能に配設された移動台を位置決め固定するようにした工作機械のクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、旋盤では、固定ベッド上に主軸台を固定するとともに、心押台を移動可能に配設し、該心押台の心押軸と上記主軸台のチャックとでワークを保持し、この状態でワークを回転させて所定の加工を行うように構成されている。この場合、ワークの振れを防止するために心押台をクランプ装置で固定ベッドに確実に位置決め固定する必要がある。
【０００３】
このようなクランプ装置として、従来、図７に示すように、固定ベッド５１上に心押台５０を両者の摺動面５１ａ，５０ａ同士を摺接させて配置し、心押台５０の挟持板５３に形成された油圧室５３ａにピストン部材５３ｂを配設し、該油圧室５３ａに供給された油圧（クランプ力）Ｆでもってピストン部材５３ｂを上昇させ、該ピストン部材５３ｂと心押台５０とで固定ベッド５１の天壁部５１ｂを挟み込むようにした構造のものがある。
【０００４】
また実用新案登録第２５７０８７２号公報には、移動テーブルの下面に形成された突出部を、固定ベースに配設された一対のピエゾ素子で挟持するようにしたクランプ装置が開示されている。
【０００５】
ところで、上記心押台５０を固定ベッド５１上にて摺動させる構造の代わりに、図６に示すように、心押台５０を直動ベアリング５５により移動可能に支持することが考えられる。この直動ベアリング５５は、固定ベッド５１に固定されたレール５６と、心押台５０に固定されたブロック５７とをコロ（不図示）を介在させて転動自在に係合させた概略構造のものであり、これにより摩擦抵抗を小さくできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記直動ベアリングを採用する場合、上記従来のクランプ装置にそのまま採用すると、クランプ力Ｆと同等の反力ｆが直動ベアリング５５に直接作用することから、レール５６，ブロック５７にコロによる圧痕が生じるおそれがある。また上記直動ベアリングを採用する場合、摩擦係数が小さくなる分だけクランプ力が劣るという問題もある。
【０００７】
また上記従来公報のベースに配設されたピエゾ素子でテーブルを挟持する構造では、テーブルの移動距離が長くなる場合には、該移動距離に応じた個数のピエゾ素子を配置しなければならず、部品点数が増えるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、直動ベアリングを採用する場合の圧痕の発生，及びクランプ力の低下を防止でき、さらには部品点数の増加を回避できる工作機械のクランプ装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、固定ベッドの上面に移動台を移動可能に配設し、該移動台を固定ベッドに対して位置決め固定するようにした工作機械のクランプ装置において、上記移動台を、上記固定ベッドとの間に配設され、上記移動方向に延びる案内により支持し、上記固定ベッドの上面の上記案内の間に移動方向に延びる凹部を形成し、上記移動台の下面に、上記凹部内の左, 右内壁にそれぞれ対向するよう逆向きにかつ上記移動方向において交互に配設された一対のピストンを有し、該各ピストンで上記両内壁を突っ張るように構成されたシリンダ機構を設け、上記一方の内壁に対向するピストンに移動ラックを固定し、上記一方の内壁に固定ラックを上記移動ラックと噛合可能に対向するよう固定したことを特徴としている。
【００１２】
ここで、上記案内には、レールにコロ又はボールを介在させてブロックを摺動自在に係合してなる直動ベアリング、あるいは固定ベッドに移動台を両者の摺動面同士を摺接させてなるすべり案内が含まれる。
【００１３】
【発明の作用効果】
請求項１の発明に係るクランプ装置によれば、移動台の下面に一対のピストンを配設し、各ピストンで固定ベッドの凹部内の左, 右内壁に突っ張り力を作用させることにより移動台を位置決め固定したので、クランプ力は固定ベッドに作用するだけであり、案内面にクランプ力が作用することはない。従って、例えば直動ベアリングを採用する場合に圧痕が生じたり，クランプ力が低下したりするのを防止できる。
【００１４】
また上記シリンダ機構を移動台に設けたので、該移動台の移動距離の長さにかかわらず少数のシリンダ機構で済み、例えば従来公報の固定ベッド側にピエゾ素子を配置する場合のように移動距離の長さが長くなるほどピエゾ素子の必要個数が増加するという問題はなく、この従来例に比べて配置個数を少なくでき、もってコストを低減できる。
【００１５】
また、上記一方の内壁に対向するピストンに移動ラックを固定し、固定ベッドに該移動ラックが噛合する固定ラックを固定したので、簡単な構造で移動台のクランプ力を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１ないし図５は、本発明の一実施形態によるスラントベッド型旋盤（工作機械）のクランプ装置を説明するための図であり、図１は右側方から見た心押台部分の側面図、図２はクランプ装置の断面側面図、図３はクランプ装置の断面平面図、図４は直動ベアリングの断面図、図５はスラントベッド型旋盤の概略斜視図である。
【００１８】
図において、１はスラントベッド型旋盤であり、該旋盤１はスラント型のベッド２の右側に心押台３を左右移動自在に配置し、左側に主軸台４を固定し、該主軸台４と心押台３との間の奥側に工具台５を左右，前後に移動可能に配置した概略構造のものである。上記主軸台４にはワークを把持するチャック６が装着され、上記心押台３には上記チャック６との間でワークを保持する心押軸７が装着されている。この心押台３は、ベース３ａ上に心押本体３ｂを搭載し、該心押本体３ｂに上記心押軸７を進退可能に装着した構造のものである。
【００１９】
上記工具台５には複数本の工具Ｋを保持するタレットヘッド８が回転自在に装着されており、該タレットヘッド８及び工具台５の内部に該タレットヘッド８を所要の工具を選択的に使用可能なように割り出すタレット割り出し装置が設けられている。
【００２０】
上記心押台３は直動ベアリング１０により主軸方向に移動可能に案内支持されている。この直動ベアリング１０は、上記固定ベッド２の上面２ａに配設され、移動方向に平行に延びる２本のレール１１，１１と、上記心押台３の下面に配設され上記各レール１１に摺動自在に嵌装された４つのブロック１２とから構成されている。
【００２１】
上記各レール１１は横断面矩形状をなす棒体であり、中央部に挿通されたボルト１５により固定ベッド２に締め付け固定されている。また上記各ブロック１２は横断面略逆凹字形状をなしており、上記レール１１に対して多数のコロ１３を介在させて転接している。この各ブロック１２はボルト１６，１６により上記心押台３のベース３ａの下面の四隅に締め付け固定されている。なお、上記コロ１３の代りにボールを介在させてもよい。
【００２２】
上記心押台３と固定ベッド２との間にクランプ装置２０が配設されている。このクランプ装置２０は、上記固定ベッド２の両レール１１，１１の間に凹設された凹部２１内に配置された２組のシリンダ機構２４と、該シリンダ機構２４によって係脱駆動されるラック機構５０とを備えている。上記凹部２１は上記旋盤１の右側方から見て、左, 右内壁２１ａ，２１ｂと底壁２１ｃとからなり、固定ベッド２の左右全長に渡って形成されている。
【００２３】
上記シリンダ機構２４は、シリンダ部材２７に形成されたシリンダ孔２７ｂ，２７ｂ内に第１，第２ピストン２２，２３を交互に逆向きに進退自在に配設し、該第１，第２ピストン２２，２３のロッド部２８ａをシリンダ孔２７ｂから外方に突出させた構造のものである。上記シリンダ部材２７は、直方体状のシリンダ本体２７ａにシリンダ孔２７ｂを貫通させて形成し、シリンダ本体２７ａの両端面にそれぞれ蓋板２９，３０を複数本のボルト３１により締結し、一方側の蓋板２９の開口２９ａから上記ロッド部２８ａを突出したものである。このシリンダ部材２７は上記心押台３のベース３ａの下面に複数本のボルト２５により締結固定されている。また上記シリンダ孔２７ｂの内周面及び両端面，上記蓋板２９の開口２９ａの内周面にはそれぞれオイルシール３２が配設されている。
【００２４】
上記各シリンダ孔２７ｂ内は第１，第２ピストン２２，２３でそれぞれ第１，第２油圧室３４，３５に画成されており、該第１油圧室３４内に供給された油圧で第１，第２ピストン２２，２３が前進し、第２油圧室３５に供給された油圧で後退するようになっている。上記第１，第２ピストン２２，２３は上記固定ベッド２の上面２ａと平行でかつ心押台３の移動方向と直交方向に進退移動するように配置されている。
【００２５】
そして上記各第１ピストン２２は凹部２１内の右内壁２１ｂに対向しており、各第２ピストン２３は反対側の左内壁２１ａに対向している。このようにして第１，第２ピストン２２，２３は左, 右内壁２１ａ，２１ｂに突っ張り合うように圧接し、その結果上記シリンダ部材２７ひいては心押台３を所定位置に位置決め固定するようになっている。
【００２６】
上記各第１ピストン２２のロッド部２８ａには移動ラック３６が架け渡して配置され、ボルト３７により締結固定されている。また上記凹部２１の右内壁２１ｂには心押台３の移動量に対応した長さを有する固定ラック３８が配設されている。この固定ラック３８は上記右内壁２１ｂにボルト締め固定されたブラケット３８ａにボルト３９により締結固定されており、該固定ラック３８には上記移動ラック３６が噛合可能に対向している。
【００２７】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の旋盤１では、心押台３を位置決め固定し、主軸台４のチャック６と心押台３の心押軸７とでワークを保持し、この状態でワークを回転させつつ工具Ｋで所定の加工が行なわれる。上記心押台３の位置決め固定においては、まず上記心押台３の固定位置が決まると、上記第１，第２ピストン２２，２３が前進し、第１ピストン２２に固定された移動ラック３６が固定ラック３８に噛合するとともに、第２ピストン２３が凹部２１の左内壁２１ａを押圧する。このようにしてシリンダ部材２７、ひいては心押台３を位置決め固定する。
【００２８】
このように本実施形態によれば、心押台３の下面にシリンダ部材２７を固定し、該シリンダ部材２７内に配設された第１，第２ピストン２２，２３により固定ベッド２の凹部２１の左，右内壁２１ａ，２１ｂを突っ張って上記心押台３を位置決め固定したので、クランプ力は固定ベッド２の左, 右内壁２１ａ，２１ｂに作用するだけであり、直動ベアリング１０にクランプ力が作用することはない。これによりレール１１やブロック１２に圧痕が生じたり，クランプ力が低下したりするのを防止できる。その結果、直動ベアリング１０の採用が可能となり、摩擦抵抗を小さくできる。
【００２９】
また上記第１，第２ピストン２２，２３を保持するシリンダ部材２７を心押台３に固定したので、該心押台３の移動距離にかかわらず少ない個数のピストンを配置するだけで済み、従来公報のベース側にピエゾ素子を配置する場合に比べて配置個数を低減でき、部品コストを低減できる。
【００３０】
本実施形態では、上記第１ピストン２２に移動ラック３６を固定し、凹部２１の右内壁２１ｂに固定ラック３８を固定したので、簡単な構造で心押台３のクランプ力を高めることができ、加工中の振れをより確実に防止できる。また第１，第２ピストン２２，２３を交互逆向きに並列配置したので、固定ベッド２への突っ張り力をバランスよく作用させることができ、また凹部２１内で配置スペースを容易に確保することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、旋盤の心押台をクランプする場合を説明したが、本発明のクランプ装置はこれに限られるものではなく、例えばふれ止め、移動テーブル，パレット等をクランプする場合にも適用可能である。
【００３６】
また上記各実施形態では、心押台を直動ベアリングにより案内支持したが、本発明は、固定ベットと心押台との摺動面同士を摺接させてなるすべり案内にも適用できる。この場合にもすべり案内面にクランプ力が作用することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の一実施形態によるスラントベッド型旋盤のクランプ装置を説明するための右側面図である。
【図２】上記クランプ装置のアンクランプ状態を示す断面側面図である。
【図３】上記クランプ装置のクランプ状態を示す断面平面図である。
【図４】上記実施形態の直動ベアリングの断面図である。
【図５】上記旋盤の概略斜視図である。
【図６】本発明の成立過程における課題を示す図である。
【図７】従来の一般的なクランプ装置を示す図である。
【符号の説明】
１スラントベッド型旋盤（工作機械）
２固定ベッド
２ａ上面
３心押台（移動台）
１０直動ベアリング（案内）
１１レール
１２ブロック
１３コロ
２０，４０クランプ装置
２１凹部
２１ａ，２１ｂ左, 右内壁
２２第１ピストン
２３第２ピストン
２４シリンダ機構
３６移動ラック
３８固定ラック
４１プレート
４４ピストン
【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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