JP3745250B2 - 円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
本願発明は、旋回中心を中心として旋回する円テーブル上に、前記旋回中心と直交する軸芯を有するクランプ装置が固定され、該クランプ装置の治具ホルダー装着孔内に加工物把持用治具ホルダー１を同一軸芯に挿入し、解除可能なロック機構により着脱可能に加工物把持用治具ホルダーをクランプする円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円テーブル用クランプ装置にクランプされる加工物把持用治具ホルダーは、ホルダー本体内に、チャック機構の内周把持面に連通する凹部が形成されているが、その凹部は底付形状であり、貫通していない。また、加工物の軸芯方向の取付位置は、加工物を治具ホルダーに取り付ける度に、毎回加工物の軸芯方向の出入量をセンサーで測定し、調節している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように底付の凹部を有するホルダー本体を備えた加工物把持用治具ホルダーでは、加工物を一旦治具ホルダーに挿入して把持した場合、治具ホルダーの外部に位置する側から加工することはできるが、反対側からの加工は不可能である。すなわち、１つの加工物に対して、軸芯方向の一方端からの加工と他方端からの加工を同一工程で行なうことはできず、加工物を反対向きの姿勢に付け変えなければならず、異なる治具も必要となり、作業能率の低下及びコスト増加の原因となっている。
【０００４】
また、加工物の軸芯方向の取付位置を自動的に設定する機構が備えられていないため、上記のように加工物を取り付ける度にセンサーで測定しなければならず、加工精度の低下及び加工時間が長くなる原因となっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願請求項１記載の発明は、旋回中心Ｃを中心として旋回する円テーブル３上に、前記旋回中心Ｃと直交する軸芯Ｏ１を有するクランプ装置２が固定され、該クランプ装置２の治具ホルダー装着孔９内に加工物把持用治具ホルダー１を同一軸芯Ｏ１に挿入し、解除可能なロック機構により着脱可能に加工物把持用治具ホルダー１をクランプする円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、加工物把持用治具ホルダー１のホルダー本体３１には、クランプ装置２のロック部材が解除可能に係合する係合部を設けると共に、ホルダー本体３１をクランプ装置２に対して軸芯方向に位置決めする端面４０ａと、センタリングを行うテーパー面４３aを設け、ホルダー本体３１の軸芯方向の一端側に加工物を把持するチャック機構を備え、ホルダー本体３１内には、軸芯Ｏ１方向に貫通すると共に上記チャック機構の内周把持面３２bより大径で、チャック側と反対側から加工用の工具が挿入可能な貫通孔３８を形成し、クランプ装置２には、上記貫通孔３８にチャック側と反対側から出入可能で、加工物の軸芯Ｏ１方向端縁に当接して加工物の軸芯方向の位置決めを行なう自動調節式のストッパー４８を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、上記チャック機構はコレット式であり、把持操作が自動式となっている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、コレット式チャック機構は、コレットが軸芯方向に移動しない静止型である。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、コレットの内周面には、内径が異なる複数の把持面が形成されている。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、コレットの内周面には、加工物を把持する把持面と共に加工物をガイドするガイド面が形成されている。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、貫通孔の内周面に、加工物の外周面に嵌合してコレット側の空間部と反対側の空間部とを仕切る切粉侵入防止装置を嵌着してある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明が適用された加工物把持用治具ホルダー１及びクランプ装置２の水平断面図であり、クランプ前の状態を示している。説明の都合上、クランプ装置２の軸芯Ｏ１方向の矢印Ｆ方向側、すなわち治具ホルダー出入口側を前方と仮定して、以下説明する。
【００１２】
この図１において、クランプ装置２は、円テーブル３上に固定されるベース５と、該ベース５に固着された本体ブロック６を備えており、円テーブル３の旋回中心Ｃを中心として、円テーブル３と共に回転可能となっている。
【００１３】
本体ブロック６内には、環状シリンダ部８が形成されると共に治具ホルダー装着孔９が形成され、本体ブロック６の前端面６ａは、治具ホルダー１の軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なうために、軸芯Ｏ１方向と直角な面に仕上げられている。環状シリンダ部８には環状ピストン１０が軸芯Ｏ１方向移動可能に嵌合し、これにより環状シリンダ部８内を前側のロック用油室１１と後側のアンロック用油室１２に分けてある。治具ホルダー装着孔９の内周面には、上記環状ピストン１０に結合されたボール式のロック用スリーブ１５が軸芯Ｏ１方向移動可能に嵌合すると共に、前側（出入口側）から順に、治具ホルダー１をセンタリングするためのテーパー面１８と、アンロック用の環状凹部１９と、ロック用のランド部２０が形成されている。
【００１４】
ロック用スリーブ１５には、周方向に間隔をおいて形成された複数のボール支持孔に、ロック用のボール２１が径方向移動可能に嵌め込まれており、ロック用スリーブ１５を後方に引くことにより、図１の状態のようにランド部２０によってボール２１が径方向の内方に押し込まれ、ロック状態となり、反対にロック用スリーブ１５を前方に戻すことにより、ボール２１はアンロック用環状凹部１９に逃げ込み可能となり、ロック解除状態となる。
【００１５】
前記環状シリンダ部８のロック用油室１１とアンロック用油室１２は、それぞれ本体ブロック６内の油路２３，２４を介してロック用油圧入口２５とアンロック用油圧入口２６に連通し、各油圧入口２５，２６はそれぞれ図示しない配管及び制御弁等を介して油圧ポンプ等に切り換え自在に連通している。また、ブロック本体６の前端面６ａ及びアンロック用環状凹部１９にはそれぞれ冷却液通路２９，３０が開口し、図示しない冷却液供給源から冷却液が供給されるようになっている。
【００１６】
治具ホルダー１は、筒形のホルダー本体３１の前端部に、コレット３２及びナット３３等からなるチャック機構（加工物把持機構）を備えている。コレット３２は、周知のように周方向に間隔を置いて複数の割り溝が形成されることにより、縮径可能となっており、外周テーパー面３２ａがホルダー本体３１の前端部内周に形成されたテーパー面３１ａにテーパー嵌合している。ナット３３は、コレット３２の前端部環状溝に軸芯Ｏ１方向のみ一体移動可能に係合すると共に、ホルダー本体３１の前端部外周に形成されたおねじ部３４に螺合しており、ナット３３を回転することによりコレット３２を軸芯Ｏ１方向に移動し、テーパー嵌合部の楔作用により縮径し、又は拡径するようになっている。
【００１７】
ホルダー本体３１の内周には、上記テーパー面３１ａの後端からホルダー本体３１の後端に至る貫通孔３８が形成されており、該貫通孔３８の径は少なくともコレット３２の内周把持面３２ｂの内径よりも大きい設定されている。
【００１８】
ホルダー本体３１の外周面には、前記おねじ部３４の後側に外向きフランジ４０が一体に形成され、後部に前記ロック用ボール２１が係合する環状突起（係合部）４１が断面山形に形成されている。上記外向きフランジ４０の後端面４０ａは軸芯Ｏ１方向と直角な面に仕上げられ、前記本体ブロック６の前端面６ａにぴったりと当接できるようになっている。
【００１９】
外向きフランジ４０の後側には外周テーパー面４３ａを有する筒形のテーパー部材４３が嵌合しており、前記本体ブロック６のテーパ面１８にテーパー嵌合するようになっている。上記テーパー部材４３は後端が係止リング４５により係止され、前端が複数の皿ばね４６により弾性的に係止されており、該皿ばね４６に抗して一定量前方に移動可能となっている。
【００２０】
本体ブロック６の後方の軸芯Ｏ１上には、加工物の軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なうための可動ストッパー４８が配置されており、該可動ストッパー４８は、図示しない駆動アクチュエータにより自動的に軸芯Ｏ１方向に移動し、所定の位置で停止できるようになっている。
【００２１】
【作用】
［治具ホルダーの装着］
アンロック用油室１２に作動油を供給することにより、ピストン１０及びロック用スリーブ１５を前方に移動し、ボール２１をアンロック用環状凹部１９に逃がすことによりアンロック状態としておく。この状態で治具ホルダー１を前方から治具ホルダー装着孔９内に挿入し、環状突起４１がボール２１を後方へ乗り越えるまで押し込む。
【００２２】
ロック用油室１１に作動油を供給することにより、ピストン１０及びスリーブ１５を後方に移動する。これにより、ボール２１がアンロック用環状凹部１９からロック用ランド部２０に乗り移って治具ホルダー１の環状突起４１に係合し、治具ホルダー１を後方に引き込む。
【００２３】
治具ホルダー１が後方に引き込まれると、本体ブロック６のテーパー面１８と治具ホルダー１のテーパー部材４３とのテーパー嵌合により、治具ホルダー１のセンタリングが行なわれ、さらに引き込まれることにより、図２においてテーパー部材４３の前面とフランジ４０の間で皿ばね４６が圧縮され、フランジ４０の後端面４０ａが本体ブロック６の前端面６ａに当接し、治具ホルダー１の軸芯Ｏ１方向の位置決めがなされる。
【００２４】
［加工物の装着］
図２において、可動ストッパー４８を治具ホルダー１内の所定の軸芯Ｏ１方向位置まで前方に移動し、固定し、加工物Ｗを前方からコレット３２内に挿入し、加工物Ｗの後端を可動ストッパー４８に当接させる。これにより加工物Ｗの軸芯Ｏ１方向の位置決めがなされる。ナット３３を回転することにより、コレット３２を縮径し、内周把持面３２ｂで加工物Ｗの外周面をチャッキング（把持）する。チャッキング後は、可動ストッパー４８を本体ブロック６から後方に引き出す。
【００２５】
上記のように加工物Ｗを所定位置にチャッキングした状態で、まず前方から孔明けあるいは切削等の各種加工を施す。また、円テーブル３を回転させることにより、本体ブロック６の後方からも貫通孔３８を通して工具を挿入し、加工する。
【００２６】
【発明の実施の形態２】
図３は、図１と同様の治具ホルダー１に加え、ナット３３の外周に駆動力伝達用のギヤ３３ａを形成し、ラック４９を介して図示しない駆動装置に連動連結することにより、自動でナット３３を締め付けることができるようにした構造である。その他の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してあり、また、図１に示すような可動ストッパー４８を備えたクランプ装置２にクランプされる。
【００２７】
【発明の実施の形態３】
図４はコレットとして静止型のコレット５２を備え、かつ、コレット５２の内周面には内径の異なる２つの把持面５２ａ，５２ｂを形成すると共に後端部に前記小径の把持面５２ｂと同径のガイド面５２ｃを形成した構造である。各把持面５２ａ，５２ｂは、段付形状の加工物Ｗの径の異なる外周面５３ａ、５３ｂをそれぞれ把持できる径に形成されている。
【００２８】
静止型コレット５２はホルダー本体３１の段部３１ｃに後方移動不能に係止されており、コレット５２の外周テーパー面５２ｄには軸芯Ｏ１方向のみ移動可能なチャッキングスリーブ５５がテーパー嵌合している。該チャッキングスリーブ５５には、回転可能で、軸芯Ｏ１方向にチャッキングスリーブ５５と一体移動するように、ボール継手５６を介してナット３３が連結されている。ナット３３はホルダー本体３１に形成されたおねじ部３４に螺合している。
【００２９】
その他のホルダー本体３１の構造は基本的には図１と同様であり、同じ機能の部品には同じ符号を付してある。
【００３０】
図４において、段付の加工物Ｗを前方からコレット５２内に挿入し、加工物Ｗの後端を可動ストッパー４８に当接させて軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なうと共に、ガイド面５２ｃに嵌合することによりセンタリングを行なう。しかる後、駆動装置でラック４９を介してナット３３を回転することにより、チャッキングスリーブ５５を後方に移動し、コレット５２を縮径し、各把持面５２ａ、５２ｂで加工物Ｗの各外周面５３ａ、５３ｂを同時に締め付ける。
【００３１】
【発明の実施の形態４】
図５は、治具ホルダー１の貫通孔３８に、加工物Ｗの後端部外周面に嵌合してコレット側の空間部（前側空間部）と反対側の空間部（後側空間部）とを仕切る切粉侵入防止装置６０を配置した例である。切粉侵入防止装置６０としては、たとば環状の樹脂製シールを貫通孔３８の内周面に嵌着している。また、コレット３２はホルダー本体３１に対して回転不能かつ軸芯Ｏ１方向移動可能に嵌合しており、適宜の押し込み機構により後方に押し込むことにより縮径し、加工物Ｗを把持するようになっている。その他の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。
【００３２】
図５の構造によると、本体ブロック６内に後方から工具を挿入して加工する場合に、切粉等がコレット３２内に侵入することはない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると、
（１）旋回中心Ｃを中心として旋回する円テーブル３上に、前記旋回中心Ｃと直交する軸芯Ｏ１を有するクランプ装置２が固定され、該クランプ装置２の治具ホルダー装着孔９内に加工物把持用治具ホルダー１を同一軸芯Ｏ１に挿入し、解除可能なロック機構により着脱可能に加工物把持用治具ホルダー１をクランプする円テーブル用クランプ装置における加工物把持用治具ホルダー取付構造において、クランプ装置２に対する軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なう端面４０ａと、センタリングを行なうテーパー部材４３を有し、軸芯Ｏ１方向の一端部側に、加工物を把持するチャック機構を備え、上記チャック機構の内周把持面３２ｂと連通して軸芯Ｏ１方向の他端まで貫通すると共に上記把持面３２ｂより大径の貫通孔３８を形成しているので、加工物を一つの治具ホルダー１に一度把持することにより、軸芯Ｏ１方向のいずれからの加工も行なうことができ、加工物の付け替え作業の手間が省けると共に、作業能率が向上する。
【００３４】
（２）上記貫通孔３８にチャック側と反対側から出入可能で、加工物の軸芯Ｏ１方向端縁に当接して加工物の軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なう自動式のストッパー４８を備えているので、加工物を治具ホルダー１に挿入した時に、簡単かつ正確に軸芯Ｏ１方向の位置決めを行なうことができ、加工精度が向上すると共に作業能率も向上する。
【００３５】
（３）上記チャックがコレット式であり、把持操作が自動式となっていると、作業能率がさらに向上する。
【００３６】
（４）上記コレット式チャックとして、コレットが軸芯方向に移動しない静止型を採用すると、加工物の軸芯方向の位置決めが一層容易に、かつ正確に行なえる。
【００３７】
（５）上記静止型のコレット５２の内周面に、内径が異なる複数の把持面５２ａ，５２ｂを形成していると、外径が異なる複数の外周面５３ａ、５３ｂを有する加工物を加工する際に、複数の把持個所で強固に把持することができ、加工精度が向上する。
【００３８】
（６）上記静止型のコレット５２の内周面に、加工物を把持する把持面５２ａ，５２ｂと共に加工物をガイドするガイド面５２ｃを形成していると、加工物のセンタリングを正確に行なうことができ、加工精度が向上する。
【００３９】
（７）上記貫通孔３８の内周面に、加工物の外周面に嵌合してコレット側の空間部と反対側の空間部とを仕切る切粉侵入防止装置６０を嵌着してあると、加工物をコレット側とは反対側から加工する際に、切粉がコレット内に侵入することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本願請求項１記載の発明を適用した加工物把持用治具ホルダー及びクランプ装置の水平断面図である。
【図２】 図１の加工物把持用治具ホルダーをクランプした状態を示す水平断面図である。
【図３】 請求項２記載の発明を適用した加工物把持用治具ホルダーの水平断面図である。
【図４】 請求項２〜５記載の発明を適用した加工物把持用治具ホルダーの水平断面図である。
【図５】 請求項６記載の発明を適用した加工物把持用治具ホルダー及びクランプ装置の水平断面図である。
【符号の説明】
１ 加工物把持用治具ホルダー
２ クランプ装置
３ 円テーブル
９ 治具ホルダー装着孔
３１ ホルダー本体
３２ コレット（チャッキング機構）
３３ ナット
３３ａ ギヤ
３８ 貫通孔
４０ 外向きフランジ
４０ａ 端面（位置決め用の端面）
４３ テーパー部材
４８ 可動ストッパー（ストッパー機構）
５２ コレット
５２a,５２b 把持面
５２ｃ ガイド面

Claims (6)

1. 旋回中心（ C) を中心として旋回する円テーブル (3) 上に、前記旋回中心 (C) と直交する軸芯（ O1) を有するクランプ装置 (2) が固定され、該クランプ装置 (2) の治具ホルダー装着孔 (9) 内に加工物把持用治具ホルダー (1) を同一軸芯 (O1) に挿入し、解除可能なロック機構により着脱可能に加工物把持用治具ホルダー (1) をクランプする円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造において、
   加工物把持用治具ホルダー (1) のホルダー本体(31)には、クランプ装置(2)のロック部材が解除可能に係合する係合部を設けると共に、ホルダー本体(31)をクランプ装置(2)に対して軸芯方向に位置決めする端面(40a)と、センタリングを行うテーパー面(43a)を設け、
   ホルダー本体(31)の軸芯方向の一端側に加工物を把持するチャック機構を備え、
   ホルダー本体(31)内には、軸芯(O1)方向に貫通すると共に上記チャック機構の内周把持面(32b)より大径で、チャック側と反対側から加工用の工具が挿入可能な貫通孔(38)を形成し、
   クランプ装置 (2) には、上記貫通孔(38)にチャック側と反対側から出入可能で、加工物の軸芯(O1)方向端縁に当接して加工物の軸芯(O1)方向の位置決めを行なう自動調節式のストッパー(48)を備えたことを特徴とする円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。
2. 上記チャック機構はコレット式であり、把持操作が自動式となっていることを特徴とする請求項１記載の円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。
3. 上記コレット式チャック機構は、コレットが軸芯方向に移動しない静止型であることを特徴とする請求項２記載の円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。
4. 上記コレットの内周面には、内径が異なる複数の把持面が形成されていることを特徴とする請求項３記載の円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。
5. 上記のコレットの内周面には、加工物を把持する把持面と共に加工物をガイドするガイド面が形成されていることを特徴とする請求項３記載の円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。
6. 上記貫通孔の内周面に、加工物の外周面に嵌合してコレット側の空間部と反対側の空間部とを仕切る切粉侵入防止装置を嵌着してあることを特徴とする請求項１記載の円テーブル用クランプ装置の加工物把持用治具ホルダー取付構造。

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