(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを水平方向から加工するために、前記ワークを水平姿勢でワーク着脱位置に配置した後、該ワークを鉛直姿勢でワーク固定位置に固定するワーククランプ装置であって、
前記ワークが水平姿勢で配置される取り付け基準面を有する反転治具と、
前記ワーク固定位置に設けられ、前記ワークが鉛直姿勢で当接支持される鉛直基準面を有するベース部材と、
前記反転治具に設けられるローラと、
前記ローラが挿入されるガイド溝を有し、前記ローラおよび前記ガイド溝の案内作用下に該反転治具を前記ワーク着脱位置と前記ワーク固定位置とに配置可能なガイド部材と、
前記ワーク固定位置で前記反転治具上の前記ワークを前記鉛直基準面に押圧支持するクランプ手段と、
を備えることを特徴とするワーククランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーククランプ装置において、前記ガイド部材は互いに対向して一対配置されており、
各ガイド部材に設けられる前記ガイド溝は、略Ｌ字状に設定されるとともに、前記ガイド溝には、それぞれ２つの前記ローラが挿入されることを特徴とするワーククランプ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のワーククランプ装置において、前記ベース部材を水平軸線回りに旋回させる旋回手段を備えることを特徴とするワーククランプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーククランプ装置において、前記ワークは被加工用内周面を有する筒状部材であり、
前記内周面を加工する際に発生する切り屑を排出するための集塵手段を備えることを特徴とするワーククランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを水平方向から加工する際に、水平姿勢で配置された前記ワークを鉛直姿勢で固定するためのワーククランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ＮＣ工作機械等の各種の工作機械を用い、ワークに対して種々の機械加工が行われている。その際、複雑な面取り形状部位を加工する場合や、装置構成を有効に小型化しようとする要請により、ワークを水平方向から加工する装置が用いられている。
【０００３】
ところで、この種の装置によりワークを加工する場合、作業性を考慮してこのワークを水平姿勢で着脱することが望まれる。一方、加工時には、ワークを鉛直姿勢に姿勢変換して固定する必要がある。このため、固定したワークを姿勢変換することが可能なクランプ装置が種々採用されており、例えば、図７に示すクランプ装置１が知られている。
【０００４】
このクランプ装置１は、ワーク２を載置して旋回可能な旋回治具３と、このワーク２を固定する鉛直治具面４を有するベース部材５とを備えており、図７に示すように、水平姿勢で配置されたこの旋回治具３上に前記ワーク２が水平姿勢で配置された後、該旋回治具３が旋回中心６を中心に矢印方向に略９０゜だけ旋回される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のクランプ装置１は、ワーク２が略９０゜旋回された状態では、図８に示すように、このワーク２と鉛直治具面４との間に間隙Ｓが形成されている。このため、旋回治具３を鉛直姿勢のままベース部材５側に移動させ、ワーク２を鉛直治具面４に当接支持させている。このように、クランプ装置１では、ワーク２が旋回治具３上に配置されると、この旋回治具３が略９０゜旋回された後に該旋回治具３をベース部材５側に移動させる作業が必要となり、クランプ作業全体が煩雑なものとなっている。
【０００６】
しかも、旋回治具３を間隙Ｓに対応してベース部材５側に移動可能なように構成しなければならない。これにより、クランプ装置１全体の構成が相当に複雑化するとともに、設備費が高騰するという問題が指摘されている。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な作業および構成で、ワークを水平姿勢から鉛直姿勢に変換してワーク固定位置に効率的に保持することが可能なワーククランプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るワーククランプ装置では、反転治具の取り付け基準面に対してワークが水平姿勢で配置されると、この反転治具は、ガイド部材に設けられたガイド溝と前記反転治具に設けられたローラとの案内作用下に、ワーク着脱位置からワーク固定位置に移動する。このため、ワークの着脱作業が円滑に遂行されるとともに、反転治具を水平姿勢から鉛直姿勢に変換させるだけで、この反転治具に配置されているワークがワーク固定位置に設けられた鉛直基準面に、直接、当接支持される。
【０００９】
これにより、反転治具の反転作業と、反転後の前記反転治具をベース部材側に移動させる作業とを個別に行う従来の構造に比べ、作業および構成が一挙に簡素化されるとともに、設備費を有効に削減することが可能になる。
【００１０】
また、一対のガイド部材が配置され、各ガイド部材に設けられた略Ｌ字状のガイド溝に、それぞれ２つのローラが挿入されている。従って、反転治具をワーク固定位置とワーク着脱位置とに容易かつ円滑に配置することができ、作業性が有効に向上する。
【００１１】
さらにまた、ベース部材が旋回手段を介して水平軸線回りに旋回されることにより、このベース部材の鉛直基準面に当接支持されているワークが回転し、このワークに対する各種の加工作業が効率的に遂行される。ここで、ワークの内周面を加工する際に発生する切り屑は、集塵手段を介して有効に排出されるため、前記切り屑の飛散を防止することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るワーククランプ装置１０を組み込む面取り加工機１２の概略斜視説明図であり、図２は、前記面取り加工機１２の一部切り欠き正面説明図である。
【００１３】
面取り加工機１２を構成する架台１４上には、Ｘ軸移動機構１６を介してワーククランプ装置１０が矢印Ｘ方向に進退自在に装着されるとともに、Ｙ軸移動機構１８を介してカッター装置２０が矢印Ｘ方向と交差する矢印Ｙ方向に進退自在に装着される。Ｘ軸移動機構１６は、架台１４上に矢印Ｘ方向に延在して配置される一対のＸ軸レール２２と、前記Ｘ軸レール２２間に配置される第１モータ２４とを備えており、この第１モータ２４から矢印Ｘ軸方向に延在するボールねじ２６が、Ｘ軸テーブル２８の下部に設けられたナット部３０に螺合する。
【００１４】
Ｘ軸テーブル２８上には、ロータリテーブル３２が載置され、このロータリテーブル３２は、旋回用モータ３４を介して水平軸回りに旋回可能な旋回軸３６を備える。旋回軸３６には、ワーククランプ装置１０を構成するベース部材３８が固定される。ベース部材３８は、その中央部に貫通孔４０を有して略リング上に形成されており、ワークＷを鉛直姿勢で固定するワーク固定位置Ｐ１に対応して設けられる。このベース部材３８には、ワークＷが鉛直姿勢で当接支持される鉛直基準面であるプレート４２が設けられ、このプレート４２には、貫通孔４０に連通する貫通孔４４が形成されている。
【００１５】
ベース部材３８のプレート４２が設けられた面側には、左右一対のガイド部材４６ａ、４６ｂが固着される。図２〜図４に示すように、ガイド部材４６ａ、４６ｂは、略Ｌ字状に構成されており、互いに対向する側面部には、略Ｌ字状のガイド溝４８ａ、４８ｂが形成される。ガイド溝４８ａ、４８ｂは、水平方向（矢印Ｘ方向）と、鉛直方向（矢印Ｚ方向）とに延在しており、前記ガイド溝４８ａ、４８ｂの案内作用下に反転治具５０がワーク着脱位置Ｐ２とワーク固定位置Ｐ１とに配置自在である。
【００１６】
反転治具５０は治具プレート５２を備え、この治具プレート５２には、ワークＷが水平姿勢で配置される取り付け基準面５４が設けられる。取り付け基準面５４には、ワークＷを固定するための固定治具（図示せず）が設けられるとともに、前記治具プレート５２の両側部には、アーム部材５８ａ、５８ｂが一体的または個別に設けられる。アーム部材５８ａ、５８ｂには、ガイド部材４６ａ、４６ｂのガイド溝４８ａ、４８ｂに挿入される各一対のローラ６０ａ、６０ｂが回転自在に支持されている。
【００１７】
ベース部材３８および治具プレート５２には、ワーク固定位置Ｐ１で反転治具５０上のワークＷをプレート４２に押圧支持するためのクランプ手段６２が設けられる。このクランプ手段６２は、ベース部材３８に支軸６４を支点にして揺動自在なクランプアーム６６を備え、このクランプアーム６６の揺動先端部には、ボールプランジャ６８とノブ７０とが設けられる。
【００１８】
図１および図２に示すように、治具プレート５２には、ボールプランジャ６８が係合自在な固定用ノブ７２が設けられている。図１および図２に示すように、治具プレート５２には、ワークＷの加工用孔部７４に対応して貫通孔７６が形成されている。旋回軸３６の後端側には、この旋回軸３６の内部を通ってワークＷの加工時に発生する切り屑等を排出するための集塵手段７８が設けられる。集塵手段７８は、旋回軸３６の端部を覆って配置された固定筒体８０と、この筒体８０に一端が外装されるとともに、他端が図示しない集塵機に接続されるベローズ管体８２とを備えている。
【００１９】
Ｙ軸移動機構１８は、Ｘ軸移動機構１６と同様に、架台１４上に矢印Ｙ方向に指向して固定される一対のＹ軸レール８４と、前記一対のＹ軸レール８４間に配置される第２モータ８６とを備えている。Ｙ軸レール８４上には、第２モータ８６に連結されたボールねじ８７を介して矢印Ｙ方向に進退自在なＹ軸テーブル８８が設けられる。
【００２０】
Ｙ軸テーブル８８には、カッター装置２０が装着されており、このカッター装置２０は、カッター本体９０の先端に面取り工具９２が装着されている。ワークＷは、例えば、二輪車用単気筒シリンダブロックであり、孔部７４の内周面に面取り工具９２を介して面取り処理が施される。
【００２１】
このように構成されるワーククランプ装置１０の動作について、面取り加工機１２との関連で以下に説明する。
【００２２】
まず、図４に示すように、反転治具５０が水平姿勢（ワーク着脱位置Ｐ２）に配置される。そこで、ワークＷが取り付け基準面５４に対して水平姿勢で配置されると、このワークＷが図示しない固定治具を介して固定される。次いで、作業者が固定用ノブ７２を把持し、反転治具５０を水平姿勢から鉛直姿勢に姿勢変換させる（図５参照）。
【００２３】
その際、反転治具５０の両側部には、アーム部材５８ａ、５８ｂを介してそれぞれ一対のローラ６０ａ、６０ｂが支持されるとともに、このローラ６０ａ、６０ｂがガイド部材４６ａ、４６ｂに形成された略Ｌ字状のガイド溝４８ａ、４８ｂに挿入されている。従って、反転治具５０が水平姿勢から鉛直姿勢に姿勢変換される際、それぞれ対をなすローラ６０ａ、６０ｂとガイド溝４８ａ、４８ｂとの案内作用下に、ワークＷがワーク着脱位置Ｐ２からワーク固定位置Ｐ１に移動し、前記ワークＷが鉛直基準面であるプレート４２に、直接、当接される。すなわち、ワークＷは、図５中、２点鎖線で示すように、円弧状の軌跡に沿って水平姿勢から鉛直姿勢に姿勢変換されてプレート４２に当接支持されることになる。
【００２４】
これにより、本実施形態では、作業者が治具プレート５２を水平姿勢から鉛直姿勢に操作するだけでよく、ワークＷを回転させて水平姿勢から鉛直姿勢に変換させた後、このワークＷをプレート４２側に直線移動させる従来の構造に比べ、作業が容易になるとともに、ワーククランプ装置１０全体の構成が一挙に簡素化かつ小型化されるという効果が得られる。
【００２５】
ワークＷがプレート４２に当接支持された後、作業者は、クランプ手段６２を構成するクランプアーム６６を治具プレート５２側に揺動させ、その揺動先端部に設けられているボールプランジャ６８を前記治具プレート５２の固定用ノブ７２に係合させる（図６参照）。このため、ワークＷは、クランプ手段６２を介してベース部材３８に強固に保持されるとともに、プレート４２を介して鉛直姿勢に正確に位置決め固定されることになる。
【００２６】
ワークＷがワーク固定位置Ｐ１に支持された状態で、Ｘ軸移動機構１６およびＹ軸移動機構１８を構成する第１および第２モータ２４、８６が駆動制御され、カッター装置２０を構成する面取り工具９２によりワークＷの孔部７４の内周面に所定の面取り加工が施される。ここで、ベース部材３８は、旋回軸３６に固定されており、旋回用モータ３４の駆動作用下に前記ベース部材３８と一体的にワークＷが旋回し、このワークＷの所定の部位が面取り工具９２に対応して位置決めされる。従って、面取り工具９２によりワークＷの所望の面取り加工が円滑かつ効率的に遂行されるという利点がある。
【００２７】
その際、集塵手段７８を構成する図示しない集塵機が駆動され、ベローズ管体８２を介して旋回軸３６の内部が吸引され、この旋回軸３６の先端部側で発生する切り屑等が前記ベローズ管体８２に吸引されて外部へと排出される。これにより、作業所内に切り屑や粉塵が飛散することがなく、作業環境を有効に維持することが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係るワーククランプ装置では、反転治具上にワークが水平姿勢で配置された後、この反転治具が鉛直姿勢に変換される際、ガイド部材に設けられたガイド溝と前記反転治具に設けられたローラとの案内作用下に、該反転治具がワーク固定位置に移動して前記ワークを前記ワーク固定位置に設けられた鉛直基準面に、直接、押圧支持する。このため、ワークの反転作業が容易かつ円滑に遂行されるとともに、ワーククランプ装置全体の構成が一挙に簡素化かつ小型化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るワーククランプ装置を組み込む面取り加工機の概略斜視説明図である。
【図２】前記面取り加工機の一部切り欠き正面説明図である。
【図３】前記ワーククランプ装置の要部分解斜視説明図である。
【図４】前記ワーククランプ装置にワークが配置された状態の動作説明図である。
【図５】前記ワークを水平姿勢から鉛直姿勢に変換させる際の動作説明図である。
【図６】前記ワークが鉛直姿勢で固定される際の動作説明図である。
【図７】従来技術に係るクランプ装置の概略構成説明図である。
【図８】前記従来のクランプ装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１０…ワーククランプ装置          １２…面取り加工機
１６…Ｘ軸移動機構                １８…Ｙ軸移動機構
２０…カッター装置                ２８…Ｘ軸テーブル
３６…旋回軸                      ３８…ベース部材
４２…プレート                    ４６ａ、４６ｂ…ガイド部材
４８ａ、４８ｂ…ガイド溝          ５０…反転治具
５２…治具プレート                ５４…取り付け基準面
６０ａ、６０ｂ…ローラ            ６２…クランプ手段
６６…クランプアーム              ７４…孔部
７８…集塵手段                    ９２…面取り工具
【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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【図８】
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