JPS6133657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えばマシニングセンタにて加工さ
れる被加工物をクランプする治具に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、マシニングセンタなどの自動工作機械
においては、被加工物を治具にクランプしたの
ち、テーブル上に設置し、クランプしたのち、テ
ーブル上に設置し、クランプされた被加工物に所
定の加工を施すようになつている。従来、被加工
物を治具にクランプするには、被加工物の構造・
形状・寸法が種々変化する関係上、手作業による
クランプが行われていた。たとえば、治具に凹設
されたＴ溝を利用して、ボルトなどの治具で被加
工物をクランプしていた。しかし、このような手
作業によるクランプは、時間と労力を要し、すこ
ぶる能率が悪く機械の稼動率の低下を招くのみな
らず、クランプ作業の自動化が困難となつてい
た。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、被加工物のクランプ作業の自動化を可能にす
るとともに、汎用性に優れた治具を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕 治具本体内部に油圧により駆動される複数のス
イングシリンダを埋設し、これらスイングシリン
ダのうちの任意のものに被加工物の形状・寸法に
応じクランプ装置を着脱自在に連結するようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。

本実施例の治具は、直方体状の被加工物１がク
ランプされる台状の治具本体２と、この治具本体
２に基盤目状に複数個設けられたスイングシリン
ダ３…………と、これらスイングシリンダ３……
……に着脱自在に取着されるクランプ装置４……
……とから構造されている（第１図及び第２図参
照）。上記治具本体２は、側面から突出した圧油
栓５と、治具本体２に埋設されこの圧油栓５から
スイングシリンダ３…………に圧油を供給する油
圧管路６とからなつている。上記圧油栓５には、
圧油を供給する油圧ホース５ａが接続されてい
る。この油圧ホース５ａは、図示せぬ油圧供給源
に接続されている。さらに、上記各スイングシリ
ンダ３…………は、第３図に示すように、治具本
体２に穿設された装着孔７の底部に螺着されてい
る。上記装着孔７は、スイングシリンダ３が螺着
されている小径部分とその他の部分である大径部
分とからなつている。そして、装着孔７の小径部
分と大径部分との境界である段差７ａにはスイン
グシリンダ３の鍔部８が係合している。このスイ
ングシリンダ３は、前記油圧管路６に連結されて
いるとともに、内部には圧油を導入する図示せぬ
油圧が形成されている。そして、この油室に導入
した圧油により図示せぬピストンを矢印９ａ方向
に動かすようになつている。また、油圧が解放さ
れるとスイングシリンダ３底部と前記ピストンと
の間に介挿されている図示せぬ例えば圧縮ばねな
どの弾性体の弾撥力により矢印９ｂ方向に押圧し
てピストンを原位置に復帰させるようになつてい
る。さらに、このスイングシリンダ３内部には、
図示せぬスイング機構が設けられていて、ピスト
ンの昇降動とともに、ピストン自体が90度の範囲
内で正逆回転するようになつている。そして、ス
イングシリンダ３のピストンには、ピストンロツ
ド１０が同軸に連結されている（第３図及び第４
図参照）。このシリンダロツド１０には、止めね
じ１１…………により継手１２がこの継手１２の
下端部分を占める円柱部１２ａと同軸に連結され
ている。この継手１２は、円柱が上端部から軸対
称となる両側が軸方向に中途まで欠切され杆状に
形成されている（第５図参照）。つまり、継手１
２は、下部を占める円柱部１２ａと、上部を占め
る杆状部１２ｂとからなつている。この継手１２
の円柱部１２ａの半径r₁は、装着孔７の大径部分
の半径r₂よりも小さく、両者間に△ｒの間隙が形
成されるようになつている。また、継手１２の杆
状部分１２ｂの両曲面円柱部１２ａ側端部には、
軸心を通る断面が矩形をなす陥凹部１３，１３が
設けられている。この陥凹部１３，１３のスイン
グシリンダ３側には支持体１４，１４が固設さ
れ、これらの部分は杆状部１２ｂと同一形状とな
つている。したがつて、実際には、陥凹部１３，
１３は、支持体１４，１４を除いた残りの部分が
凹部１３ａ，１３ａとなつている。この支持体１
４，１４の軸対称位置には、それぞれ支持孔１
５，１５が穿設され、これらの支持孔１５，１５
中には係合ばね１６，１６が保持されている。そ
して、支持孔１５，１５の開口部分には、係合球
１７，１７が支持孔１５，１５の開口から飛び出
さないように嵌合されている。これら係合球１
７，１７は、係合ばね１６，１６により付勢され
支持孔１５，１５の開口から一部突出していると
ともに、外力により、支持孔１５，１５内部に没
入できるようになつている。一方、継手１２と装
着孔７の外周面との間には、円筒状のスライド・
カバー１８が摺動自在に介挿されている。このス
ライド・カバー１８の上端部には、継手１２の杆
状部１２ｂに対して密接して挿通するように、内
側に半円形状の一対の突片１８ａ，１８ａが軸対
称位置に設けられている（第５図斜線部分）。こ
のスライド・カバー１８と段差７ａとの間には、
ばね１９が介在され、外力が付加されていない状
態で、スライド・カバー１８を矢印９ｂ方向に付
勢するようになつている。また、前記突片１８
ａ，１８ａの前端面中央部には半球状の凹部２
０，２０が凹設されるとともに、上記杆状部１２
ｂの突片１８ａ，１８ａに密接する両側面上端部
には、係合球２１，２１が図示せぬばねにより出
入自在に嵌合されている。しかして、ばね１９に
より付勢されたスライド・カバー１８は、係合球
２１，２１の凹部２０，２０への嵌入により係
止、位置決めされ、スライド・カバー１８の上面
と治具本体２の上面とが面一になるように設置さ
れ、外部から孔７を遮蔽することによりごみなど
の異物の侵入を防止するようになつている。しか
して、前記クランプ装置４…………は、それぞれ
支持柱２２…………と、これら支持柱２２………
…の上端部に横設された締着板２３…………から
なつている。上記支持柱２２は、円柱状に形成さ
れ、その半径は、装着孔７に対して密接して摺動
できるように設定されている。そして、支持柱２
２の下端部には、円柱状の中空部２４が同軸に形
成されている。この中空部２４の半径は、継手１
２の杆状部１２ｂが密接して摺動できるように設
定されている。さらに、中空部２４開口近傍に
は、一対の係止片２５，２５が突設されている。
これら係止片２５，２５間の距離は、杆状部１２
ｂが挿通できるように設定されている。また、係
止片２５，２５の厚さは、前記凹部１３ａ，１３
ａの軸方向の幅に等しくなるように設定されてい
る。しかして、係止片２５，２５の下面には、前
記係合球１７，１７が嵌入する凹部２６，２６が
凹設されている。

つぎに、上記構成の治具の作動について述べ
る。

まず、本実施例の治具を図示せぬ段取りテーブ
ルの所定位置に設置する。この段取りテーブルに
近接して、被加工物の大きさに応じた各種寸法の
クランプ装置が載置されている治具台が近接して
設けられている。そして、この治具台と段取りテ
ーブルとの間には、組立ロボツトが設置されてい
る。しかして、図示せぬ搬送機構により被加工物
１を治具本体２の所定位置に載置する。ついで、
上記組立ロボツトにより治具台上の被加工物１に
応じた大きさのクランプ装置４を把持し、所定位
置のスイングシリンダ３に係合させる。すなわ
ち、支持柱２２を装着孔７に挿入すると、この支
持柱２２の下端面に当接しているスライド・カバ
ー１８もばね１９の付勢力に抗して押し下げられ
る（第３図及び第４図参照）。しかして、スライ
ド・カバー１８が継手１２の円柱部１２ａに当接
すると、支持柱２２を回動させる。このとき、係
止片２５，２５は凹部１３ａ，１３ａに嵌合して
係合球１７，１７を係合ばね１６，１６の付勢力
に抗して支持孔１５，１５に没入させつつ摺動す
る。しかし、支持柱２２が90度回動すると、係合
球１７，１７は係合ばね１６，１６の付勢力によ
り係合片２５，２５の凹部２６，２６に嵌入す
る。かくて、支持柱２２と継手１２とは一体的に
連結する。このようにして、必要な個数のクラン
プ装置４…………を治具本体２に取付ける。つぎ
に、油圧ホース５ａ、圧油栓５及び油圧管路６を
介して油圧供給源よりスイングシリンダ３………
…に圧油を供給する。このとき、クランプ装置４
…………の締着板２３…………の長手方向は、被
加工物１の稜線方向と平行になるように設定して
おく。すると、ピストンロツド１０は、矢印９ａ
方向に下降するとともに、90度回転動する。これ
にともない締着板２３…………は被加工物１直上
に位置する。そして、90度回動した後も、ピスト
ンロツド１０は下降を続け、締着板２３…………
は被加工物１を治具本体２に強固にクランプす
る。かくて、被加工物１がクランプされた治具
は、搬送機構によりマシニングセンタのテーブル
上に固定され、被加工物１は所定の加工を受け
る。つぎに、被加工物１の加工終了後、加工を受
けた被加工物１がクランプされた治具を段取りテ
ーブルに戻し、スイングシリンダ３…………から
油圧供給源に油圧管路６、圧油栓５及び油圧ホー
ス５ａを介して圧油を排出する。すると、ピスト
ンロツド１０はスイングシリンダ３に内設されて
いる弾性体により矢印９ｂ方向に上昇しながら下
降時とは逆方向に90度回動する。これにともな
い、締着板２３…………も逆方向に90度回動しな
がら上昇し、クランプ前の状態に復帰する。しか
して、組立ロボツトにより、支持柱２２を前とは
逆方向に90度回動させたのち、軸方向に引抜く。
これにともない、スライド・カバー１８もばね１
９の付勢力により、凹部２０，２０に係合球２
１，２１が嵌入するまで上昇する。かくて、被加
工物１は締着から解放され、搬送機構により他の
場所に搬出される。

このように、本実施例の治具は、治具本体２内
部に基盤目状に複数のスイングシリンダ３………
…を埋設し、これらスイングシリンダ３…………
のうちの任意のものにクランプ装置４…………を
着脱自在に連結し被加工物をクランプするように
したので、被加工物の寸法形状等が種々変つて
も、最寄のいずれかのスイングシリンダと最適の
クランプ装置を用いることによりクランプするこ
とが可能であるので、汎用性に優れた装置とな
る。さらに、複数のスイングシリンダで同時に多
数の被加工物を確実かつ迅速にクランプすること
もできるので、クランプ作業を高能率化、軽作業
化し、工作機械の稼動率を大幅に改善することが
できる。

なお、上記実施例に限ることなく、油圧管路６
に油圧保持のための方向制御弁を設け、油圧ホー
ス５ａを圧油栓５に対して着脱自在としてもよ
い。こうすることにより治具を無人搬送車等によ
り相当離間した場所にある自動工作機械まで搬送
することが可能となり、その実用性は飛躍的に向
上する。また、油圧管路６にアキユムレータを設
け、油圧の保持を確実ならしめるようにしてもよ
い。さらに、スイングシリンダ３…………のシリ
ンダ部として、往復いずれの方向へも流体圧によ
り運動することのできる複動シリンダ（Double
Acting Cylinder）を採用してもよい。さらに、
圧油栓５は１個でなく、各スイングシリンダ３…
………ごと、又は、一列のスイングシリンダ３…
………ごとに設けてもよい。さらにまた、支持柱
２２挿入時の回動前の下降端の位置決めを、継手
１２の上端面と支持柱２２の中空部２４の底面と
の接触により行つてもよい。さらに、スイングシ
リンダ３…………の配列は、基盤目状でなく、た
とえば同心円状に配設してもよい。また、支持柱
２２と継手１２の係合は、上記実施例のほか、継
手に凹形の挿入係合孔を設け、支持柱２２に凸形
挿入部を設け、上記実施例のような嵌合で行なつ
てもよい。また、係合部にコレツトチヤツクを用
い、支持柱２２の挿入部を円柱状にし、継手にコ
レツトチヤツクを設け、コレツトチヤツクに支持
柱２２を挿入する方式でもよい。

〔発明の効果〕

本発明の治具は、治具本体内部に油圧により駆
動される複数のスイングシリンダを埋設し、これ
らスイングシリンダに任意の大きさのクランプ装
置を着脱自在に連結するようにしたので、寸法、
形状が異なる各種の被加工物のクランプが可能と
なり、汎用性がすこぶる向上する。また、油圧に
より同時に複数のクランプ装置を作動させること
ができるので、クランプ作業の自動化、高能率化
及び軽作業化が可能となるとともに、工作機械の
稼動率を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の治具の正面図、第
２図はスイングシリンダの配置を示す第１図に示
す治具の平面図、第３図はスイングシリンダ及び
クランプ装置の一部を示す要部拡大断面図、第４
図は第３図の部分側面図、第５図は治具本体の装
着孔部分を示す平面図、第６図はクランプ装置の
支持柱の下面図である。 １：被加工物、２：治具本体、３：スイングシ
リンダ、４：クランプ装置、６：油圧管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物が載置される治具本体と、この治具
   本体に凹設された凹部に複数個埋設され且つ先端
   部に第１の係合部が形成されこの第１の係合部を
   油圧により上記凹部中にて昇降動及び正逆回動さ
   せるスイングシリンダと、上記治具本体中に設け
   られこれらスイングシリンダに圧油を供給する油
   圧管路と、一端部に上記第１の係合部に係脱自在
   に係合する第２の係合部が形成され且つ他端部に
   上記治具本体に載置されている上記被加工物をク
   ランプする締着板が形成されこの締着板を上記第
   １の係合部に追従して昇降動及び正逆回動させる
   クランプ装置と、上記凹部中に上記第２の係合部
   に追従して昇降自在に配設され上記第２の係合部
   により押圧されていないとき上記第１の係合部と
   ともに上記凹部開口部を密閉するスライド・カバ
   ーとを具備することを特徴とする治具。