| 【発明の名称】 |
油圧クランプ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】尾関 浩二
【住所又は居所】愛知県犬山市大字橋爪字中島２番地 村田機械株式会社犬山工場内
|
| 【要約】 |
【課題】パンチプレス等の加工機に装備されて回転体の回転規制のためのクランプを行い、かつクランプ時に回転体の受けた軸方向力によって回転体が微小な軸方向移動を生じることを許容する油圧クランプ装置に適用される。油圧で膨縮する回転止め用の膨縮部材の摩耗が生じ難い油圧クランプ装置を提供する。
【解決手段】固定フレーム２と、この固定フレーム２にベアリング３，４を介して回転自在に設けられた回転体５との間に、膨縮部材６を設ける。膨縮部材６は、油圧の給排により膨縮自在で、膨張した状態で回転体５を摩擦により回転規制し、収縮した状態で回転体の回転を許容するものとする。回転体５は、膨縮部材６が膨張した状態で軸方向に負荷Ｆを受けるものである。膨縮部材６は、回転体５の回転軸方向における一端または両端が、上記固定フレーム２に固定される固定部分６ａとされ、他の部分が固定フレーム２に対して軸方向に移動自在な可動部分６ｂとされる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームと、この固定フレームにベアリングを介して回転自在に設けられた回転体との間に、油圧の給排により上記回転体の回転軸に直交する方向に膨縮自在で、膨張した状態で上記回転体の側面に接触して摩擦により回転体の回転を規制し、収縮した状態で回転体の回転を許容する膨縮部材を設け、上記回転体は、上記膨縮部材が膨張した状態で上記回転軸の方向に負荷を受けるものであり、上記膨縮部材は、上記回転体の回転軸方向における一端または両端が上記固定フレームに固定される固定部分とされ、他の部分が上記固定フレームに対して軸方向に移動自在な可動部分とされた油圧クランプ装置。
【請求項２】
上記膨縮部材の上記可動部分は、油圧の給排により膨縮する膨縮部と、この膨縮部の上記固定部分側に設けられ上記膨縮部よりも上記回転軸方向に伸縮する伸縮部とよりなる請求項１記載の油圧クランプ装置。
【請求項３】
上記伸縮部は、蛇腹状に形成されたものである請求項２記載の油圧クランプ装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチプレスやその他の加工機等に装備されて回転体の回転規制のためのクランプを行い、かつクランプ時に回転体の受けた軸方向力によって回転体が微小な軸方向移動を生じることを許容する油圧クランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パンチプレスやその他の加工機，産業機械等において、回転体の回転止め状態で、回転体に大きな軸方向力を負荷することがある。このような回転体の回転止めに、油圧クランプ装置が用いられることがある。
例えば、本出願人は、カートリッジ式のパンチプレスとして、複数の工具を支持した円盤状のカートリッジを円筒状の回転体に着脱自在に取付け、この回転体の回転割出でカートリッジ上の工具を任意位置に割り出すものを提案した（特願２００３−０２９６４９号公報）。上記回転体は、転がり軸受により回転自在に支持されており、回転割出後に不測に回転しないように、油圧クランプ装置によりクランプする。この油圧クランプ装置は、油圧により膨縮する膨縮部材を、回転体の外周を囲むように設けたものであり、膨張状態で回転体の外周を押し付けて摩擦接触により回転阻止を行う。
油圧による膨縮でクランプおよびクランプ解除する装置としては、ＥＴＰブッシュ（商品名）等と呼ばれるものが市販されており、また特許文献として、パンチプレスにおけるダイホルダの固定取付構造における例がある（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８６１９２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案例におけるカートリッジ式パンチプレスの油圧クランプ装置では、回転体は軸方向荷重（スラスト荷重）の負荷が可能な転がり軸受によって回転自在に支持されており、パンチ動作時に回転体に作用する軸方向荷重は上記転がり軸受によって支持される。しかし、転がり軸受は支持剛性に限度があり、パンチ動作時の大荷重によって、回転体が微小量ではあるが軸方向に移動する。例えば、２０ｔの軸方向荷重により、数十ミクロン程度の軸方向移動を生じることがある。この回転体の軸方向移動は、油圧クランプ装置における位置固定の膨縮部材に対して摩擦接触面の滑りを生じることになる。すなわち、回転体の外周を油圧で強固に締め付ける膨縮部材に対して、回転体が擦れながら軸方向移動することになる。そのため、膨縮部材の摩耗が生じ、繰り返しパンチ荷重を受けることで摩耗が進行すると、膨縮部材による回転体の回転規制が不十分になることがある。
【０００５】
この発明の目的は、油圧で膨縮する回転止め用の膨縮部材の摩耗が生じ難い油圧クランプ装置を提供することである。
この発明の他の目的は、膨縮部材に設けた可動部分が、回転体の軸方向力の負荷時に確実に移動できるようにし、摩耗防止をより確実とすることである。
この発明のさらに他の目的は、膨縮部材に伸縮部を簡単な構成で設けられるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の油圧クランプ装置は、固定フレームと、この固定フレームにベアリングを介して回転自在に設けられた回転体との間に、油圧の給排により上記回転体の回転軸に直交する方向に膨縮自在で、膨張した状態で上記回転体の側面に接触して摩擦により回転体の回転を規制し、収縮した状態で回転体の回転を許容する膨縮部材を設けたものとする。上記回転体は、上記膨縮部材が膨張した状態で上記回転軸の方向に負荷を受けるものである。上記膨縮部材は、上記回転体の回転軸方向における一端または両端が上記固定フレームに固定される固定部分とされ、他の部分が上記固定フレームに対して軸方向に移動自在な可動部分とされる。上記膨縮部材は、例えばリング状とされる。
この構成によると、膨縮部材が膨張して回転体の回転を規制した状態で、回転体に軸方向力が負荷され、回転体が転がり軸受の支持に対して許容される範囲で軸方向に微小移動するときに、膨縮部材の可動部分が回転体と共に軸方向に移動する。そのため、回転体と膨縮部材との間で滑りが発生せず、膨縮部材の摩耗が防止されて、膨縮部材の耐久性が向上する。また、膨縮部材は、一端または両端が固定フレームに固定される固定部分とされているため、回転体の回転規制は支障無く行える。
【０００７】
上記膨縮部材の上記可動部分は、油圧の給排により膨縮する膨縮部と、この膨縮部の上記固定部分側に設けられ上記膨縮部よりも上記回転軸方向に伸縮する伸縮部とよりなるものとしても良い。
このように伸縮部を設けることで、確実に可動部を回転体の軸方向移動と共に移動させることができ、回転体と膨縮部材間の滑りの発生防止が確実となる。
【０００８】
上記伸縮部は、例えば蛇腹状に形成されたものとする。ここで言う蛇腹状は、断面が折り返し状態に屈曲した形状を言う。
膨縮部材に設けられる伸縮部を蛇腹状とすると、膨縮部材に伸縮部を簡単な構成で設けることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を、図１と共に説明する。この油圧クランプ装置１は、固定フレーム２と、この固定フレーム２にベアリング３，４を介して回転自在に設けられた回転体５との間に、膨縮部材６を設けたものである。回転体５は回転割出機構（図示せず）によって、任意の角度に回転させられる。膨縮部材６は、油圧の給排により上記回転体５の回転軸Ｏに直交する方向に膨縮自在であって、膨張した状態で回転体５の側面に接触して摩擦により回転体５の回転を規制し、収縮した状態で回転体５の回転を許容する部材である。上記回転体５は、膨縮部材６が膨張した状態で上記回転軸Ｏの方向に負荷Ｆを受けるものである。上記膨縮部材６は、回転体５の回転軸Ｏに沿う方向における一端が、固定フレーム２に固定される固定部分６ａとされ、他の部分が固定フレーム２に対して軸方向に移動自在な可動部分６ｂとされる。
【００１０】
膨縮部材６の可動部分６ｂは、油圧の給排により膨縮する膨縮部６ｂａと、この膨縮部６ｂａの上記固定部分６ａ側に設けられ上記膨縮部６ｂａよりも回転軸Ｏの方向に伸縮する伸縮部６ｂｂとよりなる。伸縮部６ｂｂは蛇腹状に形成されている。
【００１１】
固定フレーム２は、円筒面状の回転体支持孔２ａを有し、回転体５が外周面が円筒面状とされて固定フレーム２の上記回転体支持孔２ａ内に挿入されている。回転体５は円筒状の部材であり、上部および下部で、上記ベアリング３，４を介して固定フレーム２に支持されている。上下のベアリンク３，４は、例えば転がり軸受が使用され、少なくとも一方のベアリング３，４は、スラスト荷重の負荷が可能なものが使用される。スラスト荷重の負荷が可能な転がり軸受としては、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受、鍔付きのローラ軸受、クロスローラ軸受、円すいころ軸受等があり、これらの形式の軸受が上記ベアリング３，４に使用できる。例えば、ベアリング３，４のうち、回転体５が軸方向負荷Ｆを受ける方のベアリング３（この実施形態では上側のベアリング）をクロスローラ軸受とし、他方のベアリンク４を深溝玉軸受としても良い。
【００１２】
膨縮部材６は、上下のベアリング３，４の間で固定フレーム２と回転体５との間に設けられる。膨縮部材６はリング状とされていて、全体が一体の部材からなり、例えばモリブデン鋼等の鉄系の金属からなる。膨縮部材６の固定部分６ａは、この実施形態のように膨縮部材６の一端のみに設ける場合、回転体５の軸方向荷重を受ける方の端部に設けられる。この実施形態では上側に固定部分６ａが設けられている。固定部分６ａは、ボルト等の固定具１１によって固定フレーム２に固定されている。
【００１３】
膨縮部材６の上記膨縮部６ｂａは、外周側に凹部が開口した溝状の断面形状とされ、その凹部内と固定フレーム２の回転体支持孔２ａの内周面との間で、リング状の油室７が形成されている。詳しくは、膨縮部６ｂａは、内周壁ａとその軸方向両側の端部壁ｂ，ｃとからなる溝状の断面形状に形成されている。膨縮部６ｂａの両側の端部壁ｂ，ｃは固定フレーム２の回転体支持孔２ａの内周面に接しており、この接触面がシール部材１０で密封されている。シール部材１０は、回転体支持孔２ａの内周面に設けられた環状溝に嵌め込まれている。膨縮部６ｂａの内周壁ａは、自然状態では回転体５の外周面に対して隙間を生じており、油室７内への油圧の供給により、内周壁ａが内径側へ膨らみ、回転体５の外周面を押し付ける。すなわち、膨縮部６ｂａは、油圧の供給で断面形状が内周側へ膨らむことで、その内径が縮径し、回転体５を押し付ける。油室７は、固定フレーム２に設けられた油路８およびこの油路８に接続された配管９を介して、油圧ポンプ等の油圧源（図示せず）に接続されている。
膨縮部材６の可動部分６ｂにおける伸縮部６ｂｂは、膨縮部６ｂａおよび固定部分６ａに対して薄肉となり、上記のように蛇腹状となっている。この蛇腹状は、詳しくは断面形状が波形の折り返し形状となっている。
【００１４】
この実施形態の油圧クランプ装置１は、カートリッジ式のパンチプレスにおいて、ダイ側のカートリッジとなる工具支持体２６の支持に適用したものである。上記回転体５の上端に、ダイ側の工具支持体２６が着脱自在に取付けられる。工具支持体２６は、複数のダイ工具２４を支持した部材である。この工具支持体２６の上方に、複数のパンチ工具２３を支持したパンチ側の工具支持体２５が配置される。パンチ側の工具支持体２５における任意のパンチ工具２３がパンチ駆動手段（図示せず）で下降側へパンチ駆動されることにより、パンチ工具２３とダイ工具２４との間で板材ワーク（図示せず）のパンチ加工が行われる。このパンチ駆動により回転体５が軸方向の負荷Ｆを受ける。回転体５は、工具支持体２６の任意のダイ工具２４を希望の旋回位置に割り出すために回転させられる。ダイ工具２４の旋回位置を変えることで、長方形や三角形等の非円形断面形状のダイ工具２４の方向が固定フレーム２に対して変わり、一つのダイ工具２４で種々の方向のパンチ孔の加工が行える。
【００１５】
上記構成の動作を説明する。回転体５を回転させるときは、油圧クランプ装置１は、膨縮部材６の油室７に油圧を供給しないアンクランプ状態する。この状態で、膨縮部材６は回転体５に対して微小隙間を生じており、回転体５は油圧クランプ装置１にかかわらずに任意に回転させることができる。回転体５を任意の回転角度に割り出した後に、油圧クランプ装置１の油室７に油圧を供給する。これにより、膨縮部材６の膨縮部６ｂａが内径側へ膨らんで回転体５の外周を締めつけ、クランプ状態とする。これにより、回転体５の回転が規制される。膨縮部材６は固定部６ａで固定フレーム２に固定されているため、回転体５の回転規制が堅固に行える。
【００１６】
このクランプ状態で、回転体５にパンチ工具２３のパンチ動作等によって軸方向の負荷Ｆが作用したときは、その軸方向負荷Ｆはベアリング３，４によって支持される。しかし、ベアリング３，４の支持剛性の限界から、大きな軸方向負荷Ｆによって、可動体５がベアリング３，４の許容範囲内で微小量だけ軸方向に移動する。例えば、数μｍ程度移動する。このとき膨縮部材６は、回転体５を締めつけた膨縮部６ｂａは、伸縮部６ｂｂを介して固定部６ａに繋がった状態にあって、膨縮部６ｂａは固定フレーム２に対して軸方向移動が可能となっている。そのため、膨縮部６ｂａが回転体５と一緒に軸方向に移動し、膨縮部６ｂａと回転体５との間で滑りを生じることがない。したがって、膨縮部材６の回転体５の接触面が摩耗を生じることが回避され、膨縮部材６の耐久性が向上する。
【００１７】
なお、膨縮部材６は、固定フレーム２に対して軸方向に移動自在な可動部分６ｂがあれば、上記の滑りの発生防止の効果が得られるが、上記のように伸縮部６ｂｂを設けることで、確実に可動部分６ｂを回転体５と共に軸方向に移動させることができ、滑りの発生防止が確実となる。また、伸縮部６ｂｂが蛇腹状に形成されたものであるため、膨縮部材６に伸縮部６ｂｂを簡単な構成で設けることができる。
【００１８】
つぎに、図２ないし図３と共に、この油圧クランプ装置１を適用したカートリッジ式のパンチプレスの一例を説明する。このパンチプレスは、上下一対の工具支持体２５，２６と、板材ワークＷの縁部を把持して移動させる板材送り機構３１とを備える。板材送り機構３１は、Ｙ軸方向に移動するキャリッジ３２に、Ｘ軸方向に移動するクロススライド３３を搭載し、クロススライド３３にＸ軸方向に沿って複数のワークホルダ３８を取付けたものである。キャリッジ３２およびクロススライド３３は、それぞれＹ軸駆動源３５およびＸ軸駆動源３４により進退駆動される。
【００１９】
工具支持体２５は複数のパンチ工具２３を昇降自在に支持したものであり、この工具支持体２５と対として、複数のダイ工具２４を支持した工具支持体２６が設けられる。これら工具支持体２５，２６は、同心に配置される上下の回転体５，５の下端および上端にそれぞれ着脱自在に取付けられる。回転体５は、プレスフレーム６０に設けられた上下の円筒状の固定フレーム２，２に、ベアリング３，４を介して回転自在に支持され、かつ油圧クランプ装置１により固定フレーム２，２に対して回転規制状態とその規制の解除状態とに切換自在とされる。油圧クランプ装置１は、図１に示した実施形態のものである。
図４に示すように、ダイ側となる下側の油圧クランプ装置１は、図１に示した姿勢と同じ上下方向の姿勢に設置されるが、パンチ側となる上側の油圧クランプ装置１は、図１とは上下逆さの姿勢に設けられる。すなわち、膨縮部材６の固定部分６ａが下側に来るように設けられる。
【００２０】
上下の回転体５は、それぞれ上下の回転割出機構２７，２８（図２）により、工具支持体２５，２６と共に回転させられる。プレスフレーム２３には、回転体５の中心Ｏと同心位置にラム３０が昇降自在に設置され、パンチ駆動機構３６によって昇降駆動される。ラム３０は、ラム本体３０ａ（図４，図３（Ａ））とその下端に回転可能に設けられた回転ラム部分３０ｂとを有し、この回転ラム部分３０ｂの偏心位置にストライカ２９が設けられている。工具支持体２５の任意のパンチ工具２３は、回転ラム部分３０ｂを回転させてストライカ２９をそのパンチ工具２３の上に位置させた状態で、ラム３０の昇降動作により、ストライカ２９を介してパンチ駆動される。また、工具支持体２５，２６を回転させることにより、この工具支持体２５，２６に支持されたパンチ工具２３およびダイ工具２４を工具支持体２５，２６の旋回方向の任意位置に配置でき、これにより長方形や三角形等の非円形断面形状のパンチ工具２３，ダイ工具２４を任意の方向に向けて種々の方向のパンチ孔を同じパンチ工具２３，ダイ工具２４で加工することができる。
上下の工具支持体２５，２６は、いわばカートリッジであり、それぞれ複数種類が準備されて工具支持体交換装置４８，４９により、上下の回転体５，５に対して交換自在とされる。工具支持体交換装置４８，４９は、軸受部５３，５４に旋回自在に支持された上下の旋回部材５１，５２を有し、これら旋回部材５１，５２に設けられた複数の切欠状部５５，５６に、上下の交換用の工具支持体２５，２６がそれぞれ保持される。
【００２１】
このパンチプレスにおける上下の油圧クランプ装置１の作用は、図１と共に説明した第１の実施形態と同様である。このパンチプレスは、このように油圧クランプ装置１を用いることで、工具支持体２５，２６を保持して回転する回転体５，５を回転規制状態とその規制解除状態とに自由に切り換えることができ、回転規制により工具支持体２５，２６の回転角度を堅固に固定することができる。また、油圧クランプ装置１は、上記のように膨縮部材６の摩耗が少なく、耐久性に優れたものとなる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、膨縮部材６をリング状のものとしたが、膨縮部材６は例えば円周方向の複数箇所に配置されたものであっても良い。
また、上記実施形態において、固定フレーム２は、この油圧クランプ装置１を設置した応用機械の本体であるプレスフレーム６０に固定されたものとしたが、この発明における固定フレームは、回転体に対して非回転となる部材のことであり、例えば応用機械の本体フレームに対して昇降するものであっても良い。
また、上記各実施形態は、パンチプレスに適用した場合につき説明したが、この発明の油圧クランプ装置は、その他の加工機や産業機械等において、回転体を回転規制した状態で、回転体に大きな軸方向力が負荷する用途に用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明の油圧クランプ装置は、固定フレームと、この固定フレームにベアリングを介して回転自在に設けられた回転体との間に、油圧の給排により上記回転体の回転軸に直交する方向に膨縮自在で、膨張した状態で上記回転体の側面に接触して摩擦により回転体の回転を規制し、収縮した状態で回転体の回転を許容する膨縮部材を設け、上記回転体は、上記膨縮部材が膨張した状態で上記回転軸の方向に負荷を受けるものであり、上記膨縮部材は、上記回転体の回転軸方向における一端または両端が上記固定フレームに固定される固定部分とされ、他の部分が上記固定フレームに対して軸方向に移動自在な可動部分とされたものであるため、油圧で膨縮する回転止め用の膨縮部材の摩耗が生じ難く、膨縮部材の耐久性が向上する。
上記膨縮部材の上記可動部分が、油圧の給排により膨縮する膨縮部と、この膨縮部の上記固定部分側に設けられ上記膨縮部よりも上記回転軸方向に伸縮する伸縮部とよりなる場合は、膨縮部材に設けた可動部分が、回転体の軸方向力の負荷時に確実に移動でき、摩耗防止がより確実になる。
上記伸縮部が蛇腹状に形成されたものである場合は、膨縮部材に伸縮部を簡単な構成で設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる油圧クランプ装置の断面図である。
【図２】同油圧クランプ装置を備えたパンチプレスの側面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同パンチプレスの工具支持体の周辺を示す切欠斜視図および上下の工具支持体の斜視図である。
【図４】同パンチプレスにおける油圧クランプ装置の設置部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１…油圧クランプ装置
２…固定フレーム
２ａ…回転体支持孔
３，４…ベアリング
５…回転体
６…膨縮部材
６ａ…固定部分
６ｂ…可動部分
６ｂａ…膨縮部
６ｂｂ…伸縮部
７…油室
１１…固定具
２３…パンチ工具
２４…ダイ工具
２５，２６…工具支持体
ａ…内周壁
ｂ，ｃ…端部壁
Ｆ…負荷
Ｏ…回転軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２９７
【氏名又は名称】村田機械株式会社
【住所又は居所】京都府京都市南区吉祥院南落合町３番地
|
| 【出願日】 |
平成１５年６月２６日（２００３．６．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６７９３
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
|
| 【公開番号】 |
特開２００５−１４０４６（Ｐ２００５−１４０４６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１月２０日（２００５．１．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−１８２２５９（Ｐ２００３−１８２２５９） |
|