JP2014240102A

JP2014240102A - 工作機械のワーク固定装置

Info

Publication number: JP2014240102A
Application number: JP2013122913A
Authority: JP
Inventors: 貞雄佐口; Sadao Saguchi
Original assignee: KOUSA CO Ltd
Current assignee: KOUSA CO Ltd
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-25

Abstract

【課題】ワークの被固定面が傾斜面や曲面等の複雑な形状であっても、平坦な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材を用いてワークをしっかりと固定し、ワークの外れや回転を防止できるようにする。【解決手段】工作機械のテーブル２上に設置され、平担な固定面を有する固定側クランプ部材３および可動側クランプ部材４でワークを締付け固定し、ワークに機械加工を施すようにした工作機械のワーク固定装置であって、固定側クランプ部材３をテーブル２に固定するボルト５等の固定手段を備え、固定側クランプ部材３の底面とテーブル２の上面には、円弧状突起１０と、円弧状突起１０が摺動自在な円弧状溝１６とが固定手段の取付け位置を中心とした同心円上に設けられ、固定側クランプ部材３とテーブル２とは、円弧状突起１０と円弧状溝１６とを係合させた状態で、固定手段の取付け位置を中心に回転可能にしている。【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械のテーブル上に設置される固定側クランプ部材および可動側クランプ部材でワークを締付け固定し、ワークに研磨、切削等の機械加工を施すようにした工作機械のワーク固定装置に関する。

従来、この種の工作機械のワーク固定装置は、平坦な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材でワークを締付け固定するものが一般的である。しかしながら、機械加工が施されるワークの被固定面は平坦なものだけではなく、傾斜面や曲面のように複雑な形状を有するものがある。

その場合には、平坦な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材ではワークの締付け固定が不十分となる。そして、ワークが機械加工時に外れたり、回転してしまい、水平面の研磨等の機械加工が良好に行われなくなる問題があった。

そこで、固定側クランプ部材および可動側クランプ部材のうち少なくとも一方のクランプ部材を、固定部材と固定部材に対して回転可能な可動部材とから構成し、可動部材をワークの形状に合わせて回転させてワークを固定するようにしたもの（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）や、固定側クランプ部材および可動側クランク部材の固定面をワークの形状に合わせてＶ字状やＴ字状にしたもの（例えば、特許文献３参照。）が提案されている。

特開２００６−１６７９０３号公報（第３−５頁、図４）特開２００７−１０５８２５号公報（第４−５頁、図４）特開２０１０−１７９４２１号公報（第４−６頁、図１）

上述した工作機械のワーク固定装置において、クランプ部材を固定部材と可動部材の２部材に分割するものでは、クランプ部材の構造が複雑となり、コスト高となるとともに、クランプ部材自体の強度が低下する心配があった。また、クランプ部材の固定面の形状をワークの形状に合わせるものでは、クランプ部材の構造が複雑となり、コスト高となるばかりでなく、ワークの形状に合わせた複数のクランプ部材を用意し、使い分ける必要があり、大変不経済であった。

また、複雑な形状のワークを固定する際、固定型クランプ部材の固定面と可動型クランプ部材の固定面とが平行にならず、固定面同士が傾いた状態にてワークを締付け固定する場合がある。この状態にてワークに研磨、切削等の機械加工を施すと、締付け時の力が固定面同士の広く開いた方向へと逃げ、ワークもその方向へ移動し、機械加工中に両クランプ部材間からワークが抜け落ちてしまうという問題があった。

本発明は、ワークの被固定面が傾斜面や曲面等の複雑な形状であっても、平坦な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材を用いてワークをしっかりと固定し、ワークの外れや回転を防止できるようにすることを目的とする。

本発明の工作機械のワーク固定装置は、工作機械のテーブル上に設置され、それぞれ平担な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材でワークを締付け固定し、前記ワークに機械加工を施すようにした工作機械のワーク固定装置であって、前記固定側クランプ部材を前記テーブルに固定する固定手段と、前記固定側クランプ部材と前記テーブルとの当接面には、円弧状突起と、前記円弧状突起が摺動自在な円弧状溝とが係合して設けられ、前記円弧状突起及び前記円弧状溝は、前記固定手段の取付け位置を中心とした同心円上に設けられることを特徴とする。

本発明の工作機械のワーク固定装置では、一対のクランプ部材のうち、固定側クランプ部材の底面に設けられた円弧状突起または円弧状溝と、テーブルに設けられた円弧状溝または円弧状突起とを利用して、固定用クランプ部材をテーブル上で回転させる。この構造により、固定側クランプ部材の固定面がワークの被固定面に密着するように設定した状態で、固定側クランプ部材をテーブルに固定することができる。

このため、ワークの被固定面が傾斜面や曲面等の複雑な形状であっても、それぞれ平坦な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材によってワークをしっかりと締付け固定することができ、ワークが加工時に外れたり、回転しないようにできる。

また、工作機械のワーク固定装置では、固定側クランプ部材の固定面の端部に可動側クランプ部材側に突出した突起片が設けられている。この構造により、ワークの被固定面がさらに複雑な形状であっても、ワークの形状に合わせて回転させた固定側クランプ部材の固定面と突起片とをワークの被固定面に接触させ、ワークの抜け止めを図りながら、ワークをしっかりと締付け固定することができる。

また、固定側クランプ部材の回転は、固定側クランプ部材とテーブルとの固定手段の取付け位置を中心として行われるため、固定手段を脱着するだけで、固定側クランプ部材の回転位置の設定作業を簡単に行うことができる。

従来のように、クランプ部材を固定部材と可動部材の２部材に分割したり、クランプ部材の固定面を複雑な形状に加工するものに比べて、クランプ部材自体の強度が低下する問題がない。そして、クランプ部材が安価に構成できるとともに、既存のクランプ部材を改良して使用することもでき、経済的である。

さらにまた、可動側クランプ部材は、テーブル上に摺動自在に取付けられた可動部と、この可動部にボルトにて取付けられるクランプ部とを有し、可動部にはクランプ部の取付け位置をワークの形状に合わせて変更するための複数のボルト取付け穴を備えている。

この構造により、ワークがより複雑な形状であっても、ワークの形状に合わせて回転させた固定側クランプ部材の固定面と、ワークの形状に合わせて取付け位置を設定した可動側クランプ部材の固定面と、突起片とをワークの被固定面に接触させ、ワークの抜け止めを図りながら、ワークをより強固に締付け固定することができる。

本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の概略構造を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の概略構造を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の概略構造を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の使用状態を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の使用状態を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の使用状態を説明する図である。本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置の使用状態を説明する図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る工作機械のワーク固定装置に関し、図１ないし図７に基づき詳細に説明する。

図１は、工作機械のワーク固定装置１の概略構造を示す平面図である。図２は、図１に示すワーク固定装置の正面図である。図３は、図１に示すワーク固定装置１の分解斜視図である。図４は、図1に示すワーク固定装置の第１の使用状態を示す説明図である。図５は、図１に示すワーク固定装置の第２の使用状態を示す説明図である。図６は、図１に示すワーク固定装置の第３の使用状態を示す説明図である。図７は、図１に示すワーク固定装置の第４の使用状態を示す説明図である。

図１および図２に示す如く、工作機械のワーク固定装置１は、研磨や切削等の加工を行う工作機械（図示せず）の作業台に電磁石等を用いて固定されるテーブル２を備えている。そして、テーブル２上には、ワーク（被加工物）を締付け固定するための固定側クランプ部材３及び可動側クランプ部材４が取付けられている。

固定側クランプ部材３は基部３Ａと、基部３Ａと一体のクランプ部３Ｂとからなり、全体として直方体形状を呈している。クランプ部３Ｂには平坦な固定面３Ｃが設けられている。また、固定側クランプ部材３は固定面３Ｃ寄りの中央部がボルト（固定手段）５によってテーブル２に固定されている。

可動側クランプ部材４はテーブル２上に摺動可能に設置された可動部４Ａと、可動部４Ａにボルト６、７によって取付けられたクランプ部４Ｂとからなり、クランプ部４Ｂには平坦な固定面４Ｃが設けられている。可動側クランプ部材４は送り締め機構（図示せず）によってテーブル２上をＸ軸方向に進退移動するものである。そして、ワークの幅に応じて、固定側クランプ部材３と可動側クランプ部材４との距離を調整し、ワークを締付固定する。

図３に示す如く、固定側クランプ部材３には、ボルト５を挿通する挿通孔８が設けられ、底面の挿通孔８の周囲には環状突起９が設けられている。そして、挿通孔８を円弧の中心とした円弧状突起１０が設けられている。円弧の中心角αは９０度に設定されている。

また、固定側クランプ部材３の固定面３Ｃの端部には、その回転方向の端部に可動側クランプ部材４側に突出した突起片１１がボルト１２、１３にて取付けられている。尚、クランプ部３Ｂの両側面にはボルト１２、１３の取付け穴（ネジ穴）が設けられており、突起片１１が固定面３Ｃの左右両端部のいずれにも取付けられる場合でも、どちらか一方に取付けられる場合でも良い。

テーブル２の上面には、ボルト５が螺子込まれるネジ穴１４が設けられ、ネジ穴１４の周囲には環状突起９が挿入される環状溝１５が設けられている。そして、ネジ穴１４を円弧の中心とし、かつ、円弧状突起１０が摺動可能な大きさの円弧状溝１６が設けられている。円弧状溝１６の円弧の中心角βは１８０度に設定されている。

円弧状突起１０と円弧状溝１６とはボルト５の取付け位置、すなわち、挿通孔８およびネジ穴１４を中心とした同心円上に配置され、円弧状突起１０が円弧状溝１６に摺動自在に係合されている。

このため、ボルト５を外した状態で、固定側クランプ部材３をテーブル２に対して回転させると、環状突起９が環状溝１５内で摺動するとともに、円弧状突起１０が円弧状溝１６内で摺動する。

可動側クランプ部材４の可動部４Ａには、ボルト６、７をネジ込むための複数のネジ穴（ボルト取付け穴）１７、１８が設けられ、クランプ部４Ｂの取付け位置をワークの形状に合わせて変更できるようにしている。

次に、上述したワーク固定装置１の使用例について、図４ないし図７を参照して説明する。図４は被固定面が平坦なワークＷ１を固定する使用例である。この場合、固定側クランプ部材３および可動側クランプ部材４は通常位置に取付けられ、ワークＷ１は両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃと密着した状態で締付け固定されることになる。

尚、この使用例では、突起片１１はワークＷ１と接触させても、非接触としても良い。ワークＷ１の形状が直方体であり、両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃが、略平行な位置に配置されることで、加工中にワークＷ１が外れたりする恐れがないからである。

図５は被固定面の一側が傾斜面であるワークＷ２を固定する使用例である。この場合、ボルト５を外した状態で、図３に示す挿通孔８及びネジ穴１４を中心として固定側クランプ部材３を回転させると、図３に示す環状突起９が環状溝１５内で摺動するとともに、円弧状突起１０が円弧状溝１６内で摺動する。

このとき、固定側クランプ部材３は通常位置から時計方向、または反時計方向に最大で４５度回転可能であり、固定面３ＣがワークＷ２の傾斜面に密着するように設定される。また、突起片１１は、固定面３Ｃ、４Ｃ間の距離が長い方のワークＷ２側面と接触するように、固定面３Ｃの左側端部（紙面上側）に配置する。

そして、ボルト５によって固定側クランプ部材３をテーブル２に固定し、可動側クランプ部材４をワークＷ２の幅に応じてＸ軸方向に移動すると、ワークＷ２は両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃと突起片１１によりしっかり挟持され、抜け止めされた状態で締付け固定されることになる。

この使用例では、固定側クランプ部材３の固定面３ＣとワークＷ２の傾斜した被固定面とが面接触するように固定側クランプ部材３を回転させる。このとき、ワークＷ２の形状により、両クランプ部材３、４からの締付け力が紙面上方向へと逃げ易くなるが、突起部材１が、固定面３Ｃ、４Ｃ間の距離が長くなる側のワークＷ２の端部を支持しているので、ワークＷ２の被固定面が傾斜面を有していても、ワークＷ２が加工時に外れたり、回転する心配がない。

図６は被固定面の一側が三角形状の部分を有するワークＷ３を固定する使用例である。この場合も固定側クランプ部材３をテーブル２に対して回転させてワークＷ３の一部に固定面３Ｃを密着させるとともに、ワークＷ３の抜けやすい方向に突起片１１を設け、突起片１１でもワークＷ３を支持している。

この使用例では、ワークＷ３は両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃと、突起片１１とによってしっかり挟持され、ワークＷ３の被固定面が３角形状等の複雑な形状であっても、ワークＷ３は強固に締付け固定され、加工時に外れたり、回転する心配がない。

図７は被固定面が曲面である弓型のワークＷ４を固定する使用例である。この場合、固定側クランプ部材３をテーブル２に対して適度に回転させて固定面３ＣをワークＷ４の一側の被固定面に極力密着させる。更に、ワークＷ４の抜けやすい方向に突起片１１を設け、突起片１１でもワークＷ４を支持している。また、可動側クランプ部材４のクランプ部４Ｂの取付け位置を変更し、可動側クランプ部材４の固定面４ＣがワークＷ４の他側の被固定面に極力密着するようにする。

この使用例では、弓型形状のワークＷ４は両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃと、突起片１１とによってしっかり挟持され、ワークＷ４の被固定面が曲面形状であっても、ワークＷ４は強固に締付け固定され、加工時に外れたり、回転する心配がない。

このように、本発明の実施形態に係る工作機械の水平調整装置１では、固定側クランプ部材３の底面に設けられた円弧状突起１０と、テーブル２に設けられた円弧状溝１６とを利用して、固定側クランプ部材３をテーブル２上で回転させ、固定側クランプ部材３の固定面３Ｃがワークの被固定面にできるだけ密着するように設定することができる。

このため、ワークの被固定面が傾斜面や曲面等の複雑な形状であっても、平坦な固定面を有する固定側クランプ部材３および可動側クランプ部材４を用いてワークをしっかりと締付け固定することができ、加工時におけるワークの外れや回転を防止し、ワーク表面の研磨等の加工を良好に行うことができる。

また、固定側クランプ部材３の固定面３Ｃの少なくともどちらかの回転方向の端部に可動側クランプ部材３側に突出した突起片１１が設けられている。そして、ワークが複雑な形状のため、両クランプ部材３、４の固定面３Ｃ、４Ｃが、略水平に配置されない場合でも、ワークが抜け易い方向のクランプ部材３の端部にて突起片１１でもワークを支持する。その結果、ワークを固定面３Ｃ、４Ｃ及び突起片１１にてしっかり挟持し、締付けることで、加工中のワークの抜けや回転が防止される。

また、固定側クランプ部材３の回転は、固定側クランプ部材３とテーブル２との固定手段であるボルト５の取付け位置を中心として行われるため、ボルト５を脱着するだけで、固定側クランプ部材３の回転位置の設定作業を簡単に行うことができる。

しかも、従来のように、クランプ部材を固定部材と可動部材の２部材に分割したり、クランプ部材の固定面を複雑な形状に加工するものに比べて、クランプ部材自体の強度が低下する問題がなく、安価に構成できるとともに、既存のクランプ部材を改良して使用することもでき、経済的である。

さらにまた、可動側クランプ部材４は、テーブル２上に摺動自在に取付けられた可動部４Ａと、この可動部４Ａにボルト６にて取付けられるクランプ部４Ｂとを有し、可動部４Ａにはクランプ部４Ｂの取付け位置をワークの形状に合わせて変更するための複数のネジ穴１７、１８を備えている。この構造により、ワークがより複雑な形状であっても、ワーク形状に合わせて回転させた固定側クランプ部材３の固定面３Ｃとワーク形状に合わせて取付け位置を設定した可動側クランプ部材４の固定面４Ｃと、突起片１１によりワークを挟持し、ワークの抜け止めを図りながら、ワークをより強固に締付け固定することができる。

以上、本発明の実施形態に係る工作機械のワーク固定装置１について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、固定側クランプ部材の底部に環状溝と円弧状溝を設け、テーブルの上面に環状突起と円弧状突起を設けるようにしても良い。

１・・・ワーク固定装置
２・・・テーブル
３・・・固定側クランプ部材
３Ｃ・・・固定面
４・・・可動側クランプ部材
４Ｃ・・・固定面
５・・・ボルト（固定手段）
６、７・・・ボルト
１０・・・円弧状突起
１１・・・突起片
１６・・・円弧状溝
１７、１８・・・ネジ穴（ボルト取付け穴）
Ｗ１〜Ｗ４・・・ワーク

Claims

工作機械のテーブル上に設置され、それぞれ平担な固定面を有する固定側クランプ部材および可動側クランプ部材でワークを締付け固定し、前記ワークに機械加工を施すようにした工作機械のワーク固定装置であって、
前記固定側クランプ部材を前記テーブルに固定する固定手段と、
前記固定側クランプ部材と前記テーブルとの当接面には、円弧状突起と、前記円弧状突起が摺動自在な円弧状溝とが係合して設けられ、
前記円弧状突起及び前記円弧状溝は、前記固定手段の取付け位置を中心とした同心円上に設けられることを特徴とする工作機械のワーク固定装置。
前記固定側クランプ部材には、前記固定型クランプ部材の回転方向の固定面の端部に前記可動側クランプ部材側に突出した突起片が設けられ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固定装置。
前記当接面の前記固定側クランプ部材の底面には前記円弧状突起または前記円弧状溝が設けられ、前記当接面の前記テーブルの上面には前記円弧状溝または前記円弧状突起が設けられ、前記当接面の係合が成される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固定装置。
前記可動側クランプ部材は、前記テーブル上に摺動自在に取付けられた可動部と、前記可動部にボルトにて取付けられるクランプ部とを有し、前記可動部には前記クランプ部の取付け位置を前記ワークの形状に合わせて変更するための複数のボルト取付け穴を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の工作機械のワーク固定装置。