JP2005305638A - チャックとそれに着脱自在に取り付け可能のパレットを有する締め付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て状態で低い全高をもち、かつパレットをチャック部材から除くことを可能にするためにZ−方向に比較的小さい自由スペースのみをもつ締め付け装置を提供する。
【解決手段】チャック部材１とこれに着脱自在に取り付けられたパレット２を含み、チャック部材は中心のZ−軸回りに互いに９０°片寄って配置された４つの心出し溝１０をもち、パレットは４つの上記溝に対応して置かれた心出しピン２０を含み、４つの心出し溝の各々において、溝フランクの一方がパレットの関連する心出しピンを心出しするために役立つ一方、他方の溝フランクは締め付け部材（掛け金）１１によって構成される。
【選択図】図１

Description

本発明はチャック部材と、このチャック部材に着脱自在に取り付けられるよう適用されるパレット部材を含む締め付け装置に関するものである。上記チャック部材は少なくとも３つの心出し溝をもち、上記パレット部材は、心出し溝に対応するよう配置されかつ形作られた対応する数の心出しピンをもつ。上記チャック部材は更に、パレットをチャック部材に締め付けるための締め付け手段を含む。

上述の種類の締め付け装置は、工作機械の加工領域内に加工片を位置的に良好に限定された手法で固定するのに主に使用される。それによって、加工片は先ず、パレットに固定され、そしてそのパレットはチャック部材に着脱自在に取り付けられるようになっている。殆どの場合、チャック部材自体は工作機械に固定して取り付けられている。

この種の既知の締め付け装置はでは、通常、チャック部材は４つの心出しピンを備え、各ピンは２つの対向した円錐形状の側面をもっている。パレットは４つの溝を備え、これらの溝は場所と形状が上述の心出しピンに対応している。パレットは中心に置かれた締め付けバーを含み、このバーによって、パレットはチャック部材に締め付け固定されることができる。パレットをチャック部材に締め付け固定したとき、中心ピンは心出し溝に入り、そしてX-方向とY-方向においてかつその角度位置に関して、パレットをチャック部材に関して整列させる。

文献EP0 255 042号は本文中で一般的に述べた種類の、工作機械上に加工片を固定するのに適用される締め付け装置を開示している。締め付け装置は本質的に、チャック部材と、電極ホルダーと、後者の電極ホルダーに固定される締め付けバーを含む。電極ホルダーの頂面は中心のZ軸の周りに互いに９０°片寄らされた４つの溝を備える。各溝のフランクはZ-方向に弾力性を有するリップを形成するための切り込みをもつ。

４つのうね部が電極ホルダーに面しているチャック部材の表面から突出している。これらのうね部の形状と場所は電極ホルダーに設けた上述の４つの溝の形状と場所に実質上対応している。チャック部材のコーナー部はZ−方向基準として役立つ４つの柱を備えている。電極ホルダーをチャック部材に締め付けたとき、チャック部材のうね部は、電極ホルダーの弾性リップに掛合し、そしてこれらの弾性リップを、上述のZ−基準柱が電極ホルダー上に設けた支持面上に載るまで、Z−方向に変形させる；かくして、チャック部材に関する電極ホルダーのZ−位置が決定される。弾性リップに掛合するうね部によって、電極ホルダーは、X−方向とY−方向において並びにZ−軸周りのその角度位置に関して、チャック部材に関して位置決めされる。

電極ホルダーをチャック部材から除くために、電極ホルダーは、少なくとも電極ホルダーの上方にそびえている中心締め付けバーの全長に対応する経路に沿って、軸方向に、すなわちZ−軸方向に動かされなければならない。換言すれば、このことは、Z−方向に延びかつチャック部材に締め付けられた電極ホルダーの上方に置かれる自由スペースが設けられなければならないことを意味し、この自由スペースは、電極ホルダーをチャック部材から離昇させて除くことができるようにするために、締め付けバーの全長に少なくとも対応している。

本発明の目的は、組み立て状態で低い全高をもち、かつパレットをチャック部材から除くことができるうよにするためにZ−方向に比較的小さい自由スペースのみを必要とする上述の種類の締め付け装置を提供することにある。

これらの及び他の目的を達成するために、本発明は、チャック部材と、チャック部材に着脱自在に固定されるよう適用されるパレット部材とを含む締め付け装置を提供する。チャック部材は少なくとも３つの心出し溝をもち、心出し溝の各々は、第１の横の溝フランクと、第２の横の溝フランクをもつ。

パレット部材は３つの心出し溝に対応するよう配置されかつ形作られた少なくとも３つの心出しピンをもつ。各心出しピンは横凹所をもち、チャック部材はパレットをチャック部材に締め付けるための締め付け手段を含む。

チャック部材の上述の第１の心出し溝フランクの各々はパレットの関連する心出しピンの位置を決定するために適用されそして上述の第２の心出し溝フランクの各々は、パレットをチャック部材に締め付けたときに、関連する心出しピンの凹所に掛合するよう適用されて、心出しピンの各々が関連する心出し溝内へZ−方向へ引き入れられ、同時に関連する心出し溝の上述の第１の心出し溝フランクに対して押し付けられるようになされる。

従って、本発明の基本構想は、パレットをチャック部材に固定するために別途の締め付けボルト又はバーを設ける必要がないという事実に見られる。むしろ、パレット上に設けられた心出しピンは、パレットをチャック部材に関して心出しするため及び同時にパレットをチャック部材に固定するための両方に役立つものである。そのために、チャック部材の各心出し溝内において、溝フランクの１つがそれに掛合している心出しピンを心出し又は位置決めするために適用される一方、反対側の溝フランクは、関連する心出しピン上の設けられた凹所及び/又は浮き出し部(embossment)に掛合するよう適用される締め付け部材によって構成される。それによって、締め付け部材は心出しピンをZ−方向に引いて心出し溝内へ引き入れるのみならす、同時にそれを心出し目的で対向する溝フランクに対して押し付けるようになす。

図１は斜視図で、パレット２とチャック１を示すと共に、後述する幾つかの細部を含んでいる。チャックは実質上円筒形であり、実質的に円形の基部プレート３を含み、この基部プレートに複数のねじ５によって固定されているのは、環状素子４であり、この環状素子４は 実際のチャック部材１を取り囲んでいる。チャック部材１は中心の、連続した開口６を備え、この開口はスリーブ部材７を受け入れるために適用される。

環状素子４内とスリーブ７内の両方へ頂部から挿入されているのは、各場合において、夫々環状の密封部材８と９である。チャック部材１は更に、４つの心出し溝１０a、１０b、１０c、及び１０を備えており、これらの溝は互いに90°だけ片寄らされており、かつ中心のZ−軸２６の回りに同軸に配置されている。他方、パレット２は４つの心出しピン２０a、２０b、２０c、及び２０dを備え、これらのピンはチャック部材１の心出し溝１０a、１０b、１０c、及び１０dに対応して配置され、かつ２つの素子１，２を組み立てたときこれらと協働するよう適用される。

チャック部材１に設けた心出し溝１０a、１０b、１０c、及び１０dの場合、各場合に、溝の側面又はフランクの１つはそれと協働するパレット２の心出しピンを心出しするのに役立つよう適用される一方、フランクの他方の溝側面又はフランクは旋回可能に支持された掛け金１１a、１１b、１１c、及び１１dの如き締め付け素子によって構成される。全部で４つの掛け金１１a、１１b、１１c、及び１１dはパレット２をチャック部材１に締め付けるために役立つが、これについては詳細に後述する。特定の掛け金１１a、１１b、１１c、及び１１dは、その目的で、チャック部材内に設けた溝内に横から入れられる。締め付け装置の組み立て状態では、関連する掛け金１１a、１１b、１１c、及び１１dは、軸方向に関する限りでは、リーブ７によってその内側にそして環状素子４によってその外側に固定される。

図２はチャック部材１の上面図を示す。４つの心出し溝１０a、１０b、１０c、及び１０dと４つの掛け金１１a、１１b、１１c、及び１１dの他に、この図は４つの溝側面又はフランク１４a、１４b、１４c、及び１４dを示す。図の垂直方向に示される如く、互いに対向している２つの心出し澪１０c、と10aについて考えれば、各場合に、右側の溝フランク１４a、１４cは、チャック１に関してX−方向にパレット２の位置を決定するための基準を構成することに注目すべきである。更に、図の水平方向に見て互いに対向している他の２つの心出し溝１０dと１０bについて考えれば、各場合に、下部の溝フランク１４a、１４cは、チャック１に関してY−方向にパレット２の位置を決定する基準を構成することに注目すべきである。隣接する心出し溝１０a/１０b；１０b/１０c；１０c/１０d；１０d/１０a間に置かれた残り表面１５a、１５b、１５c、１５dは、チャック１に関してZ−方向にパレット２の位置を決定するための休止面を形成する。これらの休止面１５a、１５b、１５c、１５dは実質上１つの環のセグメントの形をもつ。

図３は、パレット２とチャック部材１を横断面図で示し、この図は、パレット２の心出し溝１０aおよび関連する心出しピン２０aを通る平面に沿って取ったものである。この場合、丸い底プレートは縮尺で示されている。関連する掛け金１１aの底部は円筒形部分１２aを含み、この円筒形部分はチャック部材１の対応する溝内に受け入れられる。同時に、この円筒形部分１２は、掛け金１１aが回動させられる軸受を構成する。掛け金１１aを作動させるために、締め付けピストン１６が設けられ、このピストンは掛け金１１aに向かう方向に基部プレート３上に載っているばね１９によって偏倚させられる。締め付けピストン１６は環状肩部１７と、円筒形突起１８を含み、この突起は円錐形正面部分をもち、この部分によって掛け金１１aは径方向に動くことができ、かつその軸受の回りに夫々旋回する。好適には、突起１８は掛け金１１aに面している側で幾分平らにされていて、突起１８と掛け金１１aの間の接触面を増すようにされて、それによって掛け金１１aの頂部１３aに及ぼされる比負荷圧力(specific load pressure)を減らすようにされている。

締め付けピストン１６を、図３に示す如きその初期の休止位置へばね１９の力に抗して動かすために、加圧空気が肩部１７より上に置かれたチャンバへ送られる。その加圧空気を上記チャンバ内へ送ることは、環状溝２１とチャンネル２２を通して行われる。締め付け装置は図３，４に示される如きその組み立て状態にあるとき、溝２１は環状円形素子４（図１と比較されたい）と協働して、図示されていない密封素子によって密封される環状チャンネル構成する。

特定の心出しピン２０aはその対向する側の両方に凹所２３a、２４aを備える。関連した心出しピン２０aを心出しするために準備した図３に示す如き右側の溝フランク１４aは、パレット２をチャック１に締め付けるとき、図３に示す如く心出しピン２０aの１方の右側凹所２３a上に載るよう適用される浮き出し部として設計される。掛け金１１aに関する限りでは、それはまた、図３に見られる如く、心出しピン２０aの他方の左側凹所２４a上に休止するよう適用される浮き出し部を備える。

図４は、組み立て状態にあるがまだ締め付け状態にはないパレット２とチャック部材１の横断面を示す。パレット２の特定の心出しピン２０aがチャック部材１の対応する心出し溝に突入できることを保証するために、ピストン１６は、図４に示す如く、その休止又は初期位置内へ下方へ空気圧によって動かされなければならない。それによって、掛け金１１aは、図４に示す如く、掛け金が左側に旋回している初期位置にある。締め付けピストン１６がその下方の休止位置にある時に、掛け金１１aがその上記初期の左側位置にあることを更に保証するために、もし必要ならば、ばね（図示せず）を設けることができる。他方、掛け金１１aは、この掛け金がその右側位置にあっても、心出し溝１０a内へ突入する心出しピン２０aによってその所望の左側の休止位置へ動かされるように設計される。

パレット２がチャック部材１のZ−方向基準面上に載りそして心出しピンが関連する心出し溝内に受け入れられると、締め付けピストン１６に作用する空気圧力が減少し、その結果、締め付けピストンは関連するばね１９の影響によって図５に示す作用位置へ動かされる。締め付けピストン１６のこの上向き移動中、僅かに円錐形をなす突起１８が掛け金１１aを溝側面又はフランク１４aに向かう方向に押して動かす。溝側面又はフランク１４aと掛け金１１aの浮き出し部１３aの両者の設計に因って、心出しピン２０aが関連する溝内へ引き込まれ、その結果、一方では、Z‐方向における心出しが行われる。他方、実質上同時に、パレット２のX−方向とY−方向における心出しは勿論、Z−軸回りのその角度位置に関する心出しも実現される。締め付けピストン１６を上向きに動かすことによって、掛け金１１aは、その実際の設計に依存して、１０分の数ミリメートルから数ミリメートルの間の経路に沿って右側に向かって、パレット２がチャック部材１によって締め付けられるその作用位置へ旋回させられる。それによって、パレットもまた、Z−基準面１５a、１５b、１５c及び１５d｛図２を参照）上に載り、その結果、Z−方向の正確な位置決めの他に、X−方向とY−方向におけるのみならず、Z−軸回りのその角度位置に関しても、正確な位置決めが確保される。位置決めピン２０aは、一旦締め付け作用が完了すると心出し溝の底に載らないように寸法決めされることは注目されるべきである。

心出し溝１０aと心出しピン２０aとの協働に関してなされたすべての上記説明は、３つの他の心出しピン２０b、２０c及び２０d、及びすべての対応する素子を含む３つの他の心出し溝１０b、１０c及び１０dについても、同様に当てはまる。

４つの掛け金を操作するための４つの異なった締め付けピストンの代わりに、４つの掛け金を操作するために４つの円筒形突起をもつ１つの共通の環状ピストンを設けることができる。他方、特定の心出しピンは、前述の凹所の代わりに又はその凹所に追加して、設けることができ、その際、対応して設計された締め付け手段と協働する１つの浮き出し部が設けられる。

本発明のかつ可能な実施例として前述した締め付け装置の利点は下記のように纏めることができる：
殆どの従来装置が備えていた如き普通は全く長い中心の締め付けバーの必要性は除去できるので、非常にコンパクトな設計となり、特に高さが非常に低くなる；
パレットを除くために、締め付けチャックの上方の自由スペースは１０mmの範囲内で十分である；
設計が非常に単純であり、弾力性のある心出し素子を備える必要がない；
絶対的に、反復性に関する限りでは心出し精度が非常に高い；
長いピン部材の形状をなす中心締め付け部材が無いことによって、チャック部材は連続した開口部を備えることができる；
前述の２つの環状密封部材を設けることに因り、心出しに関連したかつ上記２つの密封部材間に置かれた素子の有効な保護が達成される；
掛け金を操作するために備えた締め付けピストンが、環境に関して空気圧により密封される；
心出し及び/又は休止面を空気圧的に浄化するために空気を吹き出させる必要がない；及び
Z−方向に作用する高い締め付け力は要求されない；従ってパレットは非常に浅く設計することができる。

チャックとパレットの斜視図である。 チャックの上面図である。 パレットとチャックの横断面図で、２つの素子が互いに分離している状態で示す図である。 組み立て状態にあるが、まだ互いに締め付けられていない状態にあるパレットとチャックの横断面図である。 互いに組み立てられかつ締め付けられたパレットとチャックを示す横断面図である。

符号の説明

1 チャック
2 パレット
３ 基部プレート
４ 環状素子
５ ねじ
６ 開口
７ スリーブ部材
８、９ 密封部材
１０a、b、c、d 心出し溝
１１a、b、c、d 掛け金
１４a、b、c、d 溝側面又はフランク
１５a、b、c、d 休止面又はZ− 基準面
１６ 締め付けピストン
１７ 環状肩部
１８ 突起
２０a、b、c、d 心出しピン
２１ 環状溝
２２ チャンネル

Claims (11)

1. チャック部材と、上記チャック部材に着脱自在に固定されるよう適用されるパレット部材とを含み、上記チャック部材は少なくとも３つの心出し溝をもち、上記心出し溝の各々は第１の横溝フランクと、第２の横溝フランクをもち、上記パレット部材は、上記少なくとも3つの心出し溝に対応して配置されかつ形作られた少なくとも３つの心出しピンをもち、上記チャック部材は更に、上記パレットを上記チャック部材に締め付けるための締め付け手段を含んでなる締め付け装置において、上記心出しピンの各々は横凹所及び/又は浮き出し部をもち、かつ上記チャック部材の上記第１の心出し溝フランクの各々は上記パレットの関連する心出しピンの位置を決定するために適用され、そして上記第２の心出し溝フランクの各々は、上記パレットを上記チャック部材に締め付けるとき、上記関連する心出しピンの上記凹所及び/又は浮き出し部に掛合するよう適用される締め付け部材を備え、上記心出しピンの各々がZ−方向に関連する心出し溝内へ引き入れられ、同時に関連する心出し溝の上記第１の心出し溝フランクに対して押し付けられるようになされることを特徴とする締め付け装置。
2. 上記心出しピンの各々は両側に凹所及び/又は浮き出し部を備え、関連する心出しピンの位置を決定するために適用される上記第１の心出し溝フランクは、例えば上記心出しピンを上記締め付け部材の影響下でZ−方向に心出し溝内に引き入れるために、その溝フランクに掛合する心出しピンの形状に対応する形状をもつことを特徴とする請求項１に記載の締め付け装置。
3. 上記チャック部材は、Z−軸の回りに互いに90°だけ片寄って配置された４つの心出し溝を備え、それによって上記パレットが４つの対応して置かれた心出しピンを備え、それによって各場合に、２つの正反対位置で対向した心出し溝がｘ−方向におけるパレットの位置を決定するために適用され、一方、２つの残りの正反対位置で対向した心出し溝がY−方向におけるパレットの位置を決定するために適用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の締め付け装置。
4. 上記締め付け部材の各々が、Z−方向に可動の締め付けピストンによって対向する溝フランクに向かって旋回させられるよう適用される旋回する掛け金部材として設計されることを特徴とする請求項１に記載の締め付け装置。
5. 締め付け部材の回転中心が関連する心出し溝より下に置かれていることを特徴とする請求項４に記載の締め付け装置。
6. 上記締め付けピストンは締め付け部材を初期又は休止位置から作用又は締め付け位置へ旋回させるために適用される円筒形突起を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の締め付け装置。
7. 上記円筒形突起は円錐形正面部分をもつことを特徴とする請求項６に記載の締め付け装置。
8. 上記締め付けピストンはばね部材によって上記締め付け部材に向かう方向に偏倚させられていることを特徴とする請求項４又は６に記載の締め付け装置。
9. 上記チャック部材は中心の連続開口を備えることを特徴とする請求項１に記載の締め付け装置。
10. 上記チャック部材はZ−軸基準として役立ちかつ各々隣接した心出し溝間に置かれている複数の休止面を備えることを特徴とする請求項１に記載の締め付け装置。
11. Z−軸基準として役立つ上記休止面は実質上環のセグメントの形に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の締め付け装置。

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