(57)【要約】【課題】大きさの異なる多種類のワークを加工する工作機械に適用して好適な可動油圧クランプユニットを提供すること目的とする。【解決手段】  ダウン＆キャリー方式に用いられるワーク治具であるベース１０に第１リング２０が回転自在に嵌合されると共に第１リング２０に第２リング３０が偏芯して回転自在に嵌合される一方、第２リング３０にシャフト４０が偏芯して回転自在に嵌合され、更に、シャフト４０に固定されるブロック５０中に油圧シリンダ６０が装着され、油圧シリンダ６０に連動して揺動することにより、ワークＷをクランプ又はアンクランプするレバー６４が設けられるので、第１リング２０、第２リング３０を二重に旋回させることにより、ワークＷの大きさ等に応じて、油圧シリンダ６０及びレバー６４の位置を柔軟に調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに第１リングが回転自在に嵌合されると共に前記第１リングに第２リングが偏芯して回転自在に嵌合される一方、前記第２リングにシャフトが偏芯して回転自在に嵌合され、更に、前記シャフトに固定されるブロック中に油圧シリンダが装着され、該油圧シリンダに連動して揺動することにより、ワークをクランプ又はアンクランプするレバーが設けられることを特徴とする可動油圧クランプユニット。
【請求項２】
請求項１記載の可動油圧クランプユニットは、前記ワークの凹部を上方から前記レバーによりクランプして搬送装置へ降ろし、前記ワークの凹部を前記レバーによりアンクランプした後は前記搬送装置により前記ワークが水平方向に移動させられることを特徴とする可動油圧クランプユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載の可動油圧クランプユニットにおいて、前記ベースは、鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブル上に搭載されるワーク治具であることを特徴とする可動油圧クランプユニット。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の可動油圧クランプユニットにおいて、前記ベース上に複数配置されることを特徴とする可動油圧クランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動油圧クランプユニットに関する。例えば、大きさの異なる多種類のワークを加工する工作機械に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
多種変量生産に対応できる生産システムであるＦＴＬ(Flexible Transfer Line)においては、ワークの搬送はリフト＆キャリー方式が採用されるのが一般的である。リフト＆キャリー方式とは、マシニングセルや専用機の治具（ワーク治具）上に着座しているワークを下方から搬送装置で持ち上げ、その状態でワークを水平方向に搬送するという方式である。搬送装置で水平方向に搬送されるワークは、その他のマシニングセルや専用機のワーク治具に降ろして着座させられる。ワーク治具にワークを着座した後は、搬送装置を着座位置から更に下方に下げて待機位置まで水平方向へ移動させる。
【０００３】
斯かるリフト＆キャリー方式に代えて、本発明者らは、ワークを上方からクランプして搬送装置へ降ろし、ワークをアンクランプした後に、搬送装置によりワークを水平方向に移動させるという方式、いわゆる、ダウン＆キャリーを実現できるワーク治具構造及びワーク搬送方法を提案している（特願２００７−２３６６１号）。
【０００４】
そのワーク治具構造及びワーク搬送方法について、図７〜図１１を参照して説明する。図７は狭間口量産加工用マシニングセルの斜視図、図８は図７中の要部の拡大図、図９は狭間口量産加工用マシニングセルの前面図、図１０は狭間口量産加工用マシニングセルの右側面図、図１１はワーク治具１５０上の爪部（以下、クランプユニットと言う）１６０でワークＷをクランプ／アンクランプする様子を示す説明図である。
【０００５】
図７に示す狭間口量産加工用マシニングセル１００は、搬送装置２００と組み合わせられる５面加工ＦＴＬモジュールであり、複数本の工具を設置した工具マガジン１１０、工具マガジン１１０からＡＴＣ装置（図示省略）を介して加工工具が装着される主軸１２０とを備える。
更に、狭間口量産加工用マシニングセル１００のベッド１７０上には、図８に示すワーク治具構造が設けられている。
【０００６】
即ち、ワーク治具構造は、図８に示すように、ターン＆ターンテーブル方式を採用するものであり、鉛直軸Ｂ1周りに旋回可能なターンテーブル１３０及びこのターンテーブル１３０上において水平軸Ｂ2周りに回動可能なターンテーブル１４０とを備え、ターンテーブル１４０にはワーク治具１５０を片持ち支持で搭載したものである。
【０００７】
ターンテーブル１３０，１４０には図示しない駆動源が内蔵されており、ワーク治具１５０上にクランプされたワークＷを鉛直軸Ｂ1周りに旋回させ、また、水平軸Ｂ2周りに回動させるつつ、後述するように、５面加工が可能である。
このようにターン＆ターンテーブル方式は、標準のターンテーブルと同様に鉛直軸Ｂ1周りに旋回可能なターンテーブル１３０に、鉛直軸Ｂ1と直行する方向である水平軸Ｂ2周りに回動可能なターンテーブル１４０を加えたことが特徴である。
【０００８】
ここで、ワーク治具１５０は、図１１に示す通り、搬送装置２００により水平に搬送されるワークＷを上方からクランプ／アンクランプするクランプユニット１６０を複数設けたものであり、いわゆる、ダウン＆キャリーを実現するものである。
クランプユニット１６０は、ワーク治具１５０中に埋設された油圧シリンダ１６１と、油圧シリンダ１６１に油圧により出入するピストンロッド１６２と、油圧シリンダ１６１に一端がピン止めされたリンク１６３と、リンク１６３に中間部が回動自在に装着され、ピストンロッド１６２に一端がピン止めされレバー１６４とからなる。
【０００９】
従って、図１１に示すように、油圧シリンダ１６１に油圧を給排しピストンロッド１６２を出入させることにより、レバー１６４の先端部をワークＷの凹部Ｗａに押し付けて嵌合すると、クランプユニット１６０でワークＷがクランプされた状態となり、一方、レバー１６４の先端部をワークＷの凹部Ｗａから離脱すると、クランプユニット１６０からワークＷがアンクランプされた状態となる。
【００１０】
ワークＷがクランプユニット１６０で上方からクランプされた状態となると、搬送装置２００を下方に下げた後、待機位置まで水平方向（図１１中の紙面垂直方向）に移動させる。
一方、搬送装置２００を下方からワークＷに接触させた状態として、クランプユニット１６０からワークＷがアンクランプしたら、ワークＷと共に搬送装置２００を下方に降ろして、次のマシニングセル又は専用機まで水平方向（図１１中の紙面垂直方向）に移動させる。
【特許文献１】特許第３００５６９９号
【特許文献２】特許第３１８５１３０号
【特許文献３】特開平７−２７６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したワーク治具構造により実現されるダウン＆キャリー方式では、ワーク治具１５０と搬送装置２００との干渉が問題とはならないので、リフト＆キャリー方式に使用されるワーク治具では搬送装置との干渉を避けるために必要としていた空間を不要にでき、ワーク治具１５０をコンパクトな構造とすることができると言う利点がある。
しかし、ＦＴＬにおいては、大きさの異なる多種類のワークＷを加工するため、ワークＷの大きさに適するワーク治具構造が必要となる問題があった。
【００１２】
即ち、図１１に示すように、クランプユニット１６０でワークＷをクランプするためには、レバー１６４の先端部をワークＷの凹部Ｗａに押し付けて嵌合することから、ワークＷの大きさが異なる場合や、ワークＷの大きさが同一でもワークＷの凹部Ｗａの位置が変更される場合には、クランプユニット１６０の配置を変更する必要があり、これらの場合には、それぞれ専用のワーク治具１５０を用意しなければならず、コストの増大を招いていた。
なお、ワークをクランプ／アンクランプする従来技術としては、特許文献１，２，３に開示されるものがある。
【００１３】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、上記ワーク治具構造において、ワークの大きさ等の変更に対しても柔軟に対応することのできる可動油圧クランプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る可動油圧クランプユニットは、ベースに第１リングが回転自在に嵌合されると共に前記第１リングに第２リングが偏芯して回転自在に嵌合される一方、前記第２リングにシャフトが偏芯して回転自在に嵌合され、更に、前記シャフトに油圧シリンダを装着したブロックが固定され、該ブロックには、前記油圧シリンダに連動して揺動することにより、ワークをクランプ又はアンクランプするレバーが設けられることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る可動油圧クランプユニットは、請求項１において、前記ワークの凹部を上方から前記レバーによりクランプして搬送装置へ降ろし、前記ワークの凹部を前記レバーによりアンクランプした後は前記搬送装置により前記ワークが水平方向に移動させられることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る可動油圧クランプユニットは、請求項１又は２記載の可動油圧クランプユニットにおいて、前記ベースは、鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブル上に搭載されるワーク治具であることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る可動油圧クランプユニットは、請求項１，２又は３記載の可動油圧クランプユニットが前記ワーク治具上に複数配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る可動油圧クランプユニットは、ベースに第１リングが回転自在に嵌合されると共に前記第１リングに第２リングが偏芯して回転自在に嵌合される一方、前記第２リングにシャフトが偏芯して回転自在に嵌合され、更に、前記シャフトに油圧シリンダを装着したブロックが固定され、該ブロックには、前記油圧シリンダに連動して揺動することにより、ワークをクランプ又はアンクランプするレバーが設けられるので、ベース上で第１リングを回転させると、第１リングの軸心を中心にして、第１リングに対する第２リングの偏芯量を半径として第２リングが旋回し、また、第１リング上で第２リングを回転させると、第２リングの軸心を中心にして、第２リングに対するシャフトの偏芯量を半径としてシャフトが旋回し、これにより、シャフト上に固定されるブロック及び油圧シリンダが２つの偏芯量を半径として二重に旋回することとなり、ワークの大きさ等に応じて、油圧シリンダ及びレバーの位置を柔軟に対応することができる。
【００１９】
本発明の請求項２に係る可動油圧クランプユニットは、請求項１において、前記ワークの凹部を上方から前記レバーによりクランプして搬送装置へ降ろし、前記ワークの凹部を前記レバーによりアンクランプした後は前記搬送装置により前記ワークが水平方向に移動させられるので、いわゆる、ダウン＆キャリー方式に用いられるワーク治具構造においても、請求項１の発明と同様に、シャフト上に固定されるブロック及び油圧シリンダが２つの偏芯量を半径として二重に旋回することとなり、ワークの凹部の位置等に応じて、油圧シリンダ及びレバーの位置を柔軟に対応することができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る可動油圧クランプユニットは、請求項１又は２記載において、前記ベースは、鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブル上に搭載されるワーク治具であるので、いわゆる、ターン＆ターンテーブル方式のワーク治具構造においても、請求項１の発明と同様に、シャフト上に固定されるブロック及び油圧シリンダが２つの偏芯量を半径として二重に旋回することとなり、ワークの大きさ及びワークの凹部の位置に応じて、油圧シリンダ及びレバーの位置を柔軟に対応することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係るワーク搬送方法は、請求項１、２又は３記載の可動油圧クランプユニットが前記ワーク治具上に複数配置されるので、ワークの大きさ等に対応して、各油圧シリンダ及びレバーの間隔を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に実施例として示す形態が本発明を実施するための最良の形態である。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットを図１〜図６に示す。図１はその斜視図、図２はその部分的に破断して示す斜視図、図３はその断面図、図４はその組立図、図５及び図６はその動作説明図である。
【００２４】
本実施例の可動油圧クランプユニットは、図１〜図３に示すように、ベース１０上で第１リング２０、第２リング３０を二重偏芯させた構造である。
即ち、ベース１０には第１リング２０が回転自在に嵌合されると共にこの第１リング２０には第２リング３０が偏芯して回転自在に嵌合し、更に、第２リング３０にはシャフト４０が偏芯して回転自在に貫通している。
【００２５】
従って、ベース１０上で第１リング２０を回転させると、第１リング２０の軸心を中心にして、第１リングに対する第２リングの偏芯量を半径として第２リング３０が旋回し、また、第１リング２０上で第２リング３０を回転させると、第２リング３０の軸心を中心にして、第２リングに対するシャフトの偏芯量を半径としてシャフト４０が旋回することになる。
ここで、ベース１０としては、後述する通り、背景技術の欄において説明したターン＆ターンテーブル方式を実現できるワーク治具構造おけるワーク治具１５０の使用が想定されている。
【００２６】
また、第１リング２０は、図４に示すように、第１リングアッパー２０ａと第１リングローア２０ｂとを複数のボルトで結合して組み立てられるものであり、同様に、第２リング３０は、第２リングアッパー３０ａと第２リングローア３０ｂとを複数のボルトで結合して組み立てられるものである。
更に、シャフト４０の上端部には、油圧シリンダ６０を装着したブロック５０が一体的に固定されている。
【００２７】
即ち、ブロック５０は、油圧シリンダ６０を内蔵するブロックインナー５０ａを、シャフト４０に固定されるブロックアウター５０ｂ内に組み付けたものであり、ブロックインナー５０ａの中心上部に油圧シリンダ６０が配置されると共に油圧シリンダ６０には摺動自在に油圧ピストン６１が嵌合している。
そして、油圧シリンダ６０の側方にはピン６２を介してリンク６３の下端が回動自在に結合されており、このリンク６３の上端にはレバー６４の中央部が回動自在に結合され、更に、レバー６４の一端が油圧ピストン６１の先端にピン結合している。
【００２８】
従って、油圧シリンダ６０に圧油を給排することにより、油圧シリンダ６０に対して油圧ピストン６１を上方に摺動させ、油圧ピストン６１によりレバー６４の一端側が押し上げられると、リンク６３の上端側を中心としてレバー６４が揺動し、レバー６４の他端側が押し下げられることになる。
逆に、油圧シリンダ６０に圧油を給排することにより、油圧シリンダ６０に対して油圧ピストン６１を下方に摺動させ、油圧ピストン６１によりレバー６４の一端側が押し下げられると、リンク６３の上端側を中心としてレバー６４が揺動し、レバー６４の他端側が押し上げられることになる。
つまり、レバー６４の他端側が、リンク６３の上端側を中心として揺動する可動クランプ部となるのである。
【００２９】
一方、ブロックアウター５０ｂにおいては、レバー６４の他端側である可動クランプの直下に、台座５１が固定クランプとして設けられている。
従って、レバー６４を揺動させることにより、固定クランプである台座５１とレバー６４の他端側である可動クランプの間でワークＷ（特に、その凹部Ｗａ）が挟まれることによりクランプされ、また、台座５１とレバー６４の他端側との間でワークＷが離脱することによりアンクランプされることなる。
【００３０】
なお、油圧シリンダ６０に対して圧油を供給する油路及び圧油を排出する油路（２系統）が、ベース１０、第１リング２０、第２リング３０の間において設けられているが、図中では一部省略した。これらの油路は、ベース１０に対して第１リング２０、第２リング３０をどのように回転させても、油圧シリンダ６０に対して圧油を給排可能な構造となっている。
【００３１】
更に、台座５１の中心にはエア噴出穴５１ａが設けられ、このエア噴出穴５１ａにエアを供給するエア供給路Ａがベース１０、第１リング２０、第２リング３０の間において設けられている。
従って、エア供給路Ａを通じて供給したエアを台座５１のエア噴出穴５１ａから噴出すことにより、台座５１への異物の付着を検出することができ、また、台座５１とレバー６４との間でワークＷがクランプ／アンクランプされたことも検出することが可能である。
【００３２】
ここで、ブロック５０上に搭載されたレバー６４の方向については、第２リング３０に対してシリンダ４０を中心にしてブロック５０を回転させることにより自在に調整することができ、また、第１リング２０をベース１０上において旋回させ、第２リング３０を第１リング２０上で旋回させても、レバー６４の方向を自在に調整することができ、また、常に一定の方向とすることができる。
【００３３】
上述した通り、ベース１０上で第１リング２０を回転させると、第１リング２０の軸心を中心にして、第１リング２０に対する第２リング３０の偏芯量を半径として第２リング３０が旋回し、また、第１リング２０上で第２リング３０を回転させると、第２リング３０の軸心を中心にして、第２リング３０に対するシャフト４０の偏芯量を半径としてシャフト４０が旋回することになり、これにより、シャフト４０上に固定されるブロック５０及び油圧シリンダ６０が２つの偏芯量を半径として二重に旋回することとなる。
【００３４】
そのため、図５及び図６に示すように、第１リング２０上で第２リング３０を回転させ、第２リング３０の軸心を中心にしてその偏芯量を半径としてシャフト４０及びブロック５０を旋回させる際に、第２リング３０に対してシリンダ４０を中心にして回転させることにより、ブロック５０上に搭載されたレバー６４の方向を一定に維持しつつ、ブロック５０及びレバー６４の位置を図５中の右方奥側から図６中の左方手前側へ調整することが可能となっている。
【００３５】
ここで、上述した可動油圧クランプユニットは、ワークＷを両側からクランプすることを前提としており、ベース１０上に複数配置することが想定されている。
そして、ワークＷの大きさに合わせて、可動油圧クランプユニットの位置を調整する際には、第１リング２０、第２リング３０を旋回させて、シャフト４０上に固定されるブロック５０及び油圧シリンダ６０が２つの偏芯量を半径として二重に旋回することにより行う。
【００３６】
ここで、第１リング２０又は第２リング３０の何れかを旋回させたとしても、ワークＷの大きさに合わせて、可動油圧クランプユニットの位置を調整することは可能ではあるが、その調整量に制約があることから、本発明においては、第１リング２０及び第２リング３０の双方を旋回させて、つまり、２つの偏芯量を半径として二重に旋回することにより行うこととしたものである。
【００３７】
即ち、ワークの大きさ等に応じて柔軟に対応するため、第２リング３０の軸心を中心にしてその偏芯量を半径としてシャフト４０及びブロック５０を旋回させつつ、第１リング２０の軸心を中心にしてその偏芯量を半径として第２リング３０を旋回させるのである。つまり、油圧シリンダ６０及びレバー６４は２つの偏芯量を半径として二重に旋回することにより、ワークの大きさ等に応じて柔軟に対応することができるのである。
【００３８】
なお、図５及び図６では、第２リング３０を第１リング２０上で旋回させ、第１リング２０はベース１０上では旋回していないものとしていたが、これによっても、一定の範囲でワークの大きさ等に応じて対応することは可能である。
【００３９】
一方、本実施例の可動油圧クランプユニットは、図８に示すワーク治具構造に適用されることが想定されている。
即ち、図８に示すように、ターン＆ターンテーブル方式が採用されるワーク治具構造においては、鉛直軸Ｂ1周りに旋回可能なターンテーブル１３０及びこのターンテーブル１３０上において水平軸Ｂ2周りに回動可能なターンテーブル１４０とを備え、ターンテーブル１４０にはワーク治具１５０であるベース１０が片持ち支持で搭載されている。
従って、ベース１０上の可動油圧クランプユニットによりクランプされたワークＷを鉛直軸Ｂ1周りに旋回させ、また、水平軸Ｂ2周りに回動させるターン＆ターンテーブル方式を実現でき、ワークＷに対して５面加工が可能となる。
【００４０】
また、ワークＷとしては、図１１に示す通り、ダウン＆キャリーに適するように両側に凹部Ｗａが設けられている場合がある。
即ち、可動油圧クランプユニットは、ワークＷの凹部Ｗａを上方からレバー６４によりクランプして搬送装置２００へ降ろし、ワークＷの凹部Ｗａをレバー６４によりアンクランプした後は搬送装置２００によりワークＷが水平方向に移動させられる場合がある。
そのような場合には、本実施例の可動油圧クランプユニットにおいては、油圧シリンダ６０及びレバー６４が２つの偏芯量を半径として二重に旋回することにより、凹部Ｗａの位置に応じて柔軟に調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、可動油圧クランプユニットに関するものであり、特に、多種変量生産に対応できる生産システムであるＦＴＬに適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットを部分的に破断して示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットの組立図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットの動作説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る可動油圧クランプユニットの動作説明図である。
【図７】狭間口量産加工用マシニングセルの斜視図である。
【図８】図７中の一点鎖線で囲む要部の拡大図である。
【図９】狭間口量産加工用マシニングセルの前面図である。
【図１０】狭間口量産加工用マシニングセルの右側面図である。
【図１１】ワーク治具上のクランプユニットでワークをクランプ／アンクランプする様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ベース（ワーク治具）
２０  第１リング
３０  第２リング
４０  シャフト
５０  ブロック
６０  油圧シリンダ
６４  レバー
【図１】
2009072857.tif 000003
【図２】
2009072857.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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