JPH1148067A - 工作機械のワーククランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーブルの旋回動作における精度を容易に得
て、その精度調整などの保守管理を容易にするととも
に、テーブルの旋回速度を向上する。 【解決手段】 ワークＷを旋回自在なテーブル２上に押
さえるために昇降自在とされたクランプ部８に固定され
た固定部２１と、固定部２１に旋回自在に設置されてワ
ークＷと当接するとともにワークＷをクランプした状態
でテーブル２の旋回に伴って旋回する旋回部２２とを構
成する。そして、クランプ力が伝わる固定部２１の接触
面のに設けられた溝部２５と、旋回部２２の旋回時に溝
部２５に所定圧のエアを供給するエア供給ノズル２６と
からなる接触抵抗低減手段を備える。さらに、旋回部２
２に内輪３０ａが固定された軸受３０と、固定部２１に
配置されて軸受３０の外輪３０ｂを当接支持するように
常に旋回部２２側の旋回軸芯Ｃ方向に付勢力を有した支
持部とからなる調芯手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
ワークを固定するワーククランプ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金型を構成する矩形状の板材であるワー
クＷの四側面の切削加工は、工作機械としての両頭の横
形フライス盤により加工している。この両頭の横形フラ
イス盤は、図６（ａ）〜図６（ｃ）および図７に示すよ
うに、主として、カッター１ａを有した二つの主軸１
と、ワークＷを載せるテーブル２と、テーブル２上のワ
ークＷを押さえるワーククランプ装置３とを備えてい
る。

【０００３】各主軸１は、水平な軸芯Ａ上において、そ
れぞれのカッター１ａを移動自在に対向配置するととも
に回動自在とされている。

【０００４】テーブル２は、各カッター１ａの間へ移動
自在とされた移動台４に対し、垂直な旋回軸芯Ｂを以て
旋回自在に設けられている。また、テーブル２は、旋回
時以外（特に切削時）では、不図示のロケートピンによ
ってロックされて不用意な旋回が防止されている。

【０００５】ワーククランプ装置３は、移動台４に固定
された二本の支柱６と、各支柱６の上端の間に架設され
たビーム７とを有して、テーブル２を跨ぐように門型に
構成されている。そして、ビーム７とテーブル２との間
にはクランプ部８が配されている。このクランプ部８
は、ガイド９によってビーム７に支持された状態で、シ
リンダ１０を以てテーブル２上を所定ストロークで昇降
自在とされている。また、クランプ部８の下側には、ワ
ークＷと当接する一対の爪部材１１が設けられている。
この爪部材１１は、クランプ部８の下側に設けられたレ
ール１２を介して接離移動自在に構成されている。

【０００６】ワークＷの切削時は、ワークＷをテーブル
２上に一枚から十数枚重ねて載置する。そして、クラン
プ部８を下降させて爪部材１１を以てワークＷを上から
押さえ、爪部材１１とテーブル２との間でワークＷをク
ランプして拘束する。その後、各カッター１ａでワーク
Ｗを両側から挟むようにして平行する二側面を一度に切
削する。

【０００７】そして、最初の二側面の切削後、クランプ
部８を一旦上昇させてワークＷの拘束を外し、テーブル
２を９０度旋回してから再びクランプ部８を下降させて
ワークＷを再拘束し、次の二側面を切削する。

【０００８】なお、切削時のワーククランプ装置３によ
るクランプ力は、数ton 程度を必要としている。

【０００９】このように、従来の工作機械のワーククラ
ンプ装置３は、最初にワークＷの平行している二側面を
切削するためにワークＷを拘束し、その後ワークＷの次
の二側面を切削する前動作としてテーブル２を９０度旋
回するために一旦ワークＷの拘束を外す構成とされてい
る。また、テーブル２の９０度の旋回は、ワークＷの直
角精度を決める上で重要な動作であり高精度が要求され
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の工作機械のワーククランプ装置３では、テーブ
ル２の旋回時にワークＷが拘束されていないので、ワー
クＷが旋回方向に対して非常に不安定になっている。こ
のため、積み上げたワークＷが旋回動作のショックでズ
レる恐れがあるので、テーブル２の旋回動作にはショッ
クを与えないように極めて細かい制御が必要となり、こ
の旋回制御の調整に手間がかかるという問題があった。
具体的な例としては、早く旋回させた時にワークＷの位
置がズレ易いために、旋回時の加減速制御の調整が難し
かった。

【００１１】さらに、旋回後、次の二側面加工のための
クランプを行うが、クランプ部８の爪部材１１がワーク
Ｗと再接触する時に、クランプ部８の下降における走行
に振れがあるとワークＷをずらしてしまうため、クラン
プ部８の組み付け精度の確保が重要であり、クランプ部
８の走行精度の調整やその速度調整、そしてこの精度維
持などの保守管理に工数を要して手間がかかるという問
題がある。

【００１２】これらの問題に対し、ワークＷを押さえた
状態での旋回動作として、クランプをしたままのテーブ
ル２の旋回が考えられるが、クランプ力数ton 程度かけ
たまま旋回させるのは、その荷重の大きさから困難であ
る。

【００１３】ゆえに、これらの結果としてテーブル２の
旋回速度を上げられず、切削工程の短縮が行き詰まりに
なっている。

【００１４】そこで本発明は、上記課題を解消するため
に、テーブルの旋回動作における精度を容易に得て、そ
の精度調整などの保守管理を容易にするとともに、テー
ブルの旋回速度を向上することができる工作機械のワー
ククランプ装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による工作機構のワーククランプ装置は、旋回自
在とされたテーブル上に載置されたワークを上側より押
さえるように昇降自在なクランプ部を有した工作機械の
ワーククランプ装置において、前記クランプ部に固定さ
れる固定部と、該固定部に旋回自在に設置されて前記ワ
ークと当接するとともに、前記ワークをクランプした状
態で前記テーブルの旋回に伴って旋回する旋回部とを有
し、前記固定部と旋回部との間に生じる旋回時の接触抵
抗を低減する接触抵抗低減手段を備えたことを特徴とし
ている。

【００１６】前記接触抵抗低減手段は、クランプ力が伝
わる固定部と旋回部との間の各接触面の何れかに設けら
れた溝部と、前記旋回部の旋回時に前記溝部に所定圧の
エアを供給するエア供給部とからなる構成とされてい
る。

【００１７】また、前記固定部と旋回部との間には、前
記旋回部を微動可能に支持し、前記テーブルの旋回に伴
う旋回部の旋回時において前記テーブル側の旋回軸芯と
前記旋回部側の旋回軸芯とのズレを調整する調芯手段を
備えたことを特徴としている。

【００１８】前記調芯手段は、前記旋回部に内輪が固定
された軸受と、前記固定部に配置されて前記軸受の外輪
を当接支持するように常に旋回部側の旋回軸芯方向に付
勢力を有した支持部とからなる構成とされている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明における工
作機械のワーククランプ装置の実施の形態を示す平面
図、図２は図１における横断面図、図３は図１における
縦断面図、図４は要部を示す分解斜視図、図５は要部を
示す横断面図である。なお、以下に説明する実施の形態
において、上述した従来の技術と同一または同等部分に
は同一符号を付して示し、説明を省略する。

【００２０】この実施の形態における工作機械のワーク
クランプ装置１３は、ガイド９によってビーム７に支持
された状態で、シリンダ１０を以てテーブル２上を所定
ストロークで昇降自在とされたクランプ部８の下側に、
クランプ旋回機構２０が配設されている。

【００２１】クランプ旋回機構２０は、固定部２１と旋
回部２２とで構成されている。固定部２１は、クランプ
部８の下側に固定された円盤状の天盤２３と、この天盤
２３の下側周縁より下側に延出する筒状の周壁２４とを
有して下側に開口する器体をなしている。

【００２２】天盤２３の下側面には、接触抵抗低減手段
をなす溝部２５が設けられている。この溝部２５は、図
４に示すように、天盤２３の中心位置に設けられた中心
溝２５ａと、該中心溝２５ａの外周を囲む周溝２５ｂと
を有している。また、天盤２３には、接触抵抗低減手段
として溝部２５（周溝２５ｂ）内にエアを供給するよう
にエア供給部を構成するエア供給ノズル２６が配設され
ている。また、エア供給ノズル２６は、図３に示すよう
に二箇所に配置されているが少なくとも一箇所にあれば
よい。

【００２３】周壁２４の下端近傍には、調芯手段をなす
支持部２７が設けられている。この支持部２７は、球状
の支持体２８の一部が周壁２４の内壁面より常に突出す
るように、圧縮コイルバネ２９によって付勢された、い
わゆるボールプランジャとして構成されている。そし
て、支持部２７は、周壁２４の所定周りにおいて所定間
隔で複数配置されており、この実施の形態では、等間隔
で八個あり、それぞれ支持体２８への付勢力を周壁２４
の中心に向くようにして配置されている。

【００２４】旋回部２２は、固定部２１の器体内に収納
されるように円柱状に形成されている。そして、旋回部
２２の外周面には、調芯手段をなす軸受３０が配設され
ている。この軸受３０は、例えばボールベアリングなど
として構成され、上下二分割とされた旋回部２２を組み
付けることよって固体部の外周に内輪３０ａが挟持固定
される。

【００２５】そして、旋回部２２は、軸受３０の外輪３
０ｂが固定部２１に配置された支持部２７の支持体２８
に当接支持された状態で固定部２１の器体内に設置され
る。この際、旋回部２２の上端面（旋回部２２側の接触
面）は、固定部２１における天盤２３の下側面（固定部
２１側の接触面）に接触して、溝部２５の開口を塞いで
溝空間をなし、さらに旋回部２２の下端面は、固定部２
１の下側開口から突出される。

【００２６】ゆえに、旋回部２２は、クランプ部８に固
定された固定部２１に対し、支持部２７によって当接支
持された軸受３０を以て旋回自在に設置される。

【００２７】以下、上述した工作機械のワーククランプ
装置１３の動作を説明する。ワークＷの切削時におい
て、クランプ部８を下降させ、旋回部２２の下端面を以
てテーブル２上に一枚から十数枚重ねて載置されている
ワークＷを上から押さえ、旋回部２２の下端面とテーブ
ル２との間でワークＷをクランプして拘束する。

【００２８】ワークＷをクランプするクランプ力は数to
n 程度（切削時）であり、ビーム７に設けられたシリン
ダ１０より、クランプ旋回機構２０における固定部２１
の天盤２３の下側面に接触する旋回部２２の上端面を介
し、該旋回部２２の下端面からワークＷへと伝わる。そ
の後、各カッター１ａでワークＷを両側から挟むように
して平行する二側面を一度に切削する。

【００２９】そして、最初の二側面の切削後、テーブル
２を９０度旋回させる。この際、クランプ部８は下降し
ていて、ワークＷを拘束したままの状態となっており、
テーブル２の旋回に伴ってクランプ旋回機構２０におけ
る旋回部２２も旋回する。また、旋回時には、切削時の
クランプ力数ton からその半分以下に下げ、さらに接触
抵抗低減手段としての溝部２５がなす溝空間内にエア供
給ノズル２６を以てエアを供給する。この際のエア圧
は、この実施の形態ではおよそ５kgf/cm² 前後としてい
る。

【００３０】これにより、テーブル２の旋回時におい
て、固定部２１における天盤２３の下側面と、旋回部２
２の上端面との間に設けられた溝空間に所定圧力のエア
が供給されて、その間に極めて薄いエアの層が生じ、固
定部２１と旋回部２２との各接触面間に生じる接触抵抗
が低減されるので、ワークＷをクランプしたままの状態
でテーブル２が円滑に旋回される。

【００３１】そして、上記の如く接触抵抗が低減された
ことにより、固定部２１と旋回部２２との摺接に伴うス
ティックスリップなどの振動の発生が押さえられて、積
み重ねられたワークの位置ズレが防止される。

【００３２】さらに、固定部２１における天盤２３の下
側面と、旋回部２２の上端面との間へのエアの供給によ
り、テーブル２側の旋回軸芯Ｂと旋回部２２側の旋回軸
芯Ｃとの軸ズレが吸収されるとともに、軸ズレから生じ
るワークの位置ズレも防止される。

【００３３】また、テーブル２の旋回の際には、軸受３
０を以て旋回部２２が共に旋回することになるが、この
軸受３０は、外輪３０ｂがボールプランジャをなす支持
部２７によって当接支持されているので、旋回時にテー
ブル２側の旋回軸芯Ｂに対して旋回部２２側の旋回軸芯
Ｃが横方向へブレるなどの偏心があった場合には、支持
部２７における支持体２８が微動して偏心分を受け流
し、旋回軸芯Ｃの偏心調整を自動的に適宜に行う。そし
て、テーブル２の旋回後、続けて次の二側面を切削すれ
ばよい。

【００３４】したがって、このように構成された工作機
構のワーククランプ装置１３では、クランプ旋回機構２
０において、固定部２１と該固体部に対して旋回自在に
設けられた旋回部２２との間のクランプ力を伝える接触
面に、溝部２５およびエア供給ノズル２６からなる接触
抵抗低減手段を設けたことにより、テーブル２の旋回時
に伴う旋回部２２の旋回で接触面間に生じる接触抵抗を
低減するので、ワークＷをクランプしたままの状態で積
み重ねられたワークＷの位置ズレを防止し、且つテーブ
ル２の旋回を円滑に行うことができる。

【００３５】また、固定部２１に対して旋回部２２を旋
回させる構成として、固定部２１に対して旋回部２２を
旋回させる軸受３０、および該軸受３０を当接支持する
支持部２７からなる調芯手段を設けたことにより、テー
ブル２の旋回時において、テーブル２側の旋回軸芯Ｂに
対して旋回部２２側の旋回軸芯Ｃが偏心した場合に、支
持部２７が偏心分を受け流すので、旋回軸芯Ｃの偏心調
整を自動的に適宜に行うことができる。

【００３６】なお、上述した実施の形態において、接触
抵抗低減手段としてのエア供給ノズル２６は、溝部２５
の周溝２５ｂにエアを供給するように構成されている
が、その他、周溝２５ｂおよび中心溝２５ａにエアを供
給するように配してもよく、さらに中心溝２５ａのみに
エアを供給するように配してもよい。

【００３７】また、接触抵抗低減手段における溝部２５
は、固定部２１における天盤２３の下側面（固定部２１
側の接触面）に設けられているが、旋回部２２の上端面
（旋回部２２側の接触面）に設けられていてもよい。

【００３８】また、接触抵抗低減手段は、溝部２５およ
びエア供給ノズル２６の構成の他、固定部２１と該固体
部に対して旋回自在に設けられた旋回部２２との間のク
ランプ力を伝える接触面にコロなどを設け、これらの接
触面積を低減させるようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明による工作機
械のワーククランプ装置は、昇降自在なクランプ部に固
定された固定部に対し、ワークと当接してワークをクラ
ンプした状態でテーブルの旋回に伴って旋回する旋回部
を設置し、これら固定部と旋回部との間に生じる旋回時
の接触抵抗を低減するように接触抵抗低減手段を備えた
ことにより、テーブルの上に載置されたワークをクラン
プしたままで旋回する際の固定部と旋回部と接触面間に
生じる接触抵抗が低減されるので、ワークの位置ズレを
防止し、且つテーブルの旋回を円滑に行うことができ
る。

【００４０】また、特に複数のワークが積み重ねられて
いる場合には、各ワークの位置ズレを防止することがで
きる。

【００４１】そして、接触抵抗低減手段が、クランプ力
が伝わる固定部と旋回部との間の各接触面の何れかに設
けられた溝部と、旋回部の旋回時に溝部に所定圧のエア
を供給するエア供給部とからなる構成の場合、固定部と
旋回部との各接触面間に極めて薄いエアによる層が生じ
るので、固定部と旋回部との摺接に伴うスティックスリ
ップなどの振動の発生が押さえられ、積み重ねられたワ
ークの位置ズレを防止することができる。

【００４２】さらに、固定部と旋回部との間へのエアの
供給により、テーブル側の旋回軸芯と旋回部側の旋回軸
芯との軸ズレを吸収し、軸ズレから生じるワークの位置
ズレも防止することができる。

【００４３】また、固定部と旋回部との間には、テーブ
ルの旋回に伴う旋回部の旋回時において、旋回部を微動
可能に支持し、テーブル側の旋回軸芯と旋回部側の旋回
軸芯とのズレを調整する調芯手段を備えたことにより、
テーブルの旋回時、テーブル側の旋回軸芯に対して旋回
部側の旋回軸芯が偏心した場合に、旋回部が微動して偏
心分を受け流すので、旋回軸芯の偏心調整を自動的に適
宜に行うことができる。

【００４４】このように、ワークをクランプしたまま
で、各旋回軸芯のズレを生じさせることなく、且つ旋回
時の接触抵抗を低減してテーブルを旋回することができ
るので、テーブルの加減速などの旋回動作に細かい制御
を要せず、旋回速度を向上させて切削工程の短縮化をは
かることができる。

【００４５】そして、一度のクランプで、ワークの全側
面を加工するので、ワークの直角精度を安定して向上さ
せることができる。また、ワークの直角精度が安定する
ことにより品質管理上の工数を低減することができる。

【００４６】さらに、各精度を容易に得ることができる
ので、クランプ部の組み立てなどに高い精度を求めるこ
とがなく、その精度維持などの保守管理にかかる工数を
低減し、保守管理を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における工作機械のワーククランプ装置
の実施の形態を示す平面図。

【図２】図１における横断面図。

【図３】図１における縦断面図。

【図４】要部を示す分解斜視図。

【図５】要部を示す横断面図。

【図６】（ａ）〜（ｂ）工作機械の概要図。

【図７】従来のワーククランプ装置を示す側面図。

【符号の説明】

２…テーブル、８…クランプ部、１３…ワーククランプ
装置、２１…固定部、２２…旋回部、２５…溝部（接触
抵抗低減手段）、２６…エア供給ノズル（接触抵抗低減
手段）、２７…支持部（調芯手段）、３０…軸受（調芯
手段）、３０ａ…内輪、３０ｂ…外輪。Ｂ…テーブル側
の旋回軸芯、Ｃ…旋回部側の旋回軸芯、Ｗ…ワーク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回自在とされたテーブル上に載置され
   たワークを上側より押さえるように昇降自在なクランプ
   部を有した工作機械のワーククランプ装置において、 前記クランプ部に固定される固定部と、該固定部に旋回
   自在に設置されて前記ワークと当接するとともに、前記
   ワークをクランプした状態で前記テーブルの旋回に伴っ
   て旋回する旋回部とを有し、前記固定部と旋回部との間
   に生じる旋回時の接触抵抗を低減する接触抵抗低減手段
   を備えたことを特徴とする工作機械のワーククランプ装
   置。
2. 【請求項２】 前記接触抵抗低減手段は、クランプ力が
   伝わる固定部と旋回部との間の各接触面の何れかに設け
   られた溝部と、前記旋回部の旋回時に前記溝部に所定圧
   のエアを供給するエア供給部とからなることを特徴とす
   る請求項１に記載の工作機械のワーククランプ装置。
3. 【請求項３】 前記固定部と旋回部との間には、前記旋
   回部を微動可能に支持し、前記テーブルの旋回に伴う旋
   回部の旋回時において前記テーブル側の旋回軸芯と前記
   旋回部側の旋回軸芯とのズレを調整する調芯手段を備え
   たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工
   作機械のワーククランプ装置。
4. 【請求項４】 前記調芯手段は、前記旋回部に内輪が固
   定された軸受と、前記固定部に配置されて前記軸受の外
   輪を当接支持するように常に旋回部側の旋回軸芯方向に
   付勢力を有した支持部とからなることを特徴とする請求
   項３に記載の工作機械のワーククランプ装置。