JP2007319935A - 加圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば、コレット・チャックを、工具又はコレット・チャックホルダーの対応する孔内に挿入させる場合などの、高加圧力によってのみ相互との関係で可動であり互いに同軸的に配置された２つの部品を相対的に軸方向に移動させるための加圧装置。
【解決手段】 この装置は、加圧されるべき複数の部品を軸方向に囲み、軸方向面に沿って揺動し開口し得る外側ハウジングを有する。半インサートがこの外側ハウジング内に挿入し得るようになっている。この半インサートはそれぞれ係合エッジを備えた２つの固定プレートを有し、これら係合エッジは加圧されるべき複数の部品の１つと係合するようになっている。この半インサートは更に、加圧されるべき第２の部品と係合する係合エッジを有する軸方向に移動自在な加圧プレートを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高加圧力によってのみ相互の関係で可動でありかつ互いに同軸的に配置された２つの部品を相対的に軸方向に移動させるための加圧装置であって、加圧されるべきこれら部品を軸方向に囲むハウジングを有し；該ハウジングが、閉じた状態において、加圧されるべきこれら２つの部品の内の１つに係合するための少なくとも１つの同軸的環状係合エッジと；加圧されるべき第２の部品と係合するための同軸的環状係合エッジを有するハウジングの内部にて軸方向に移動自在な加圧プレートと;前記ハウジングと前記加圧プレートとの間に均一の角度間隔で環状に配置された複数の加圧シリンダーとを有するものに関する。

このタイプの加圧プロセスは、例えば、管端部又は軸接続部の加圧などに用いられる。密着した嵌合による摩擦を克服するため、かつ、多くの場合、材料の付加的変形を生じさせるため、高い加圧力が必要となる。典型的な例は、工作機械において、コレット・チャック又はスリーブを、対応する工具又はコレット・チャック・ホルダーに対し、圧入し又は圧出しすることである。

工具差込み口の特定の実施形態、特に、超高速回転の機械にとって好ましいように、コレット・チャックおよび保持コーン（holding cone）にテーパーが殆どないか又は全くないものである場合、工具シャンクを挿入したコレット・チャック又はスリーブを、コレット・チャック保持装置の差込み口に直接挿入して締め付けナットで固定することや、締め付けナットの解放後に反対方向に引出すことができないので、再度、高い圧力で圧力をかけたり、引出したりしなければならない。このような高い圧力での圧入、引出しプロセスについては種々の解決法があるが、種々の欠点を伴うものであった。

上記の要求を満たす加圧装置が、特許文献１に記載されている。この公知の装置は、しかしながら、僅か１つのサイズの工具についてのみ好適なものとなっている。つまり、異なるサイズの工具に対応するためには、数個の装置が必要となる。この公知の装置の更なる問題は、必要とする加圧力を直接に発生できないことである。
ＣＨ−Ａ−０８６２／０３

本発明は、異なるサイズの工具又は工作物に対し適応することができ、かつ各事例に適した圧力でそれぞれ圧入または引出し操作を行うことができる加圧装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、上記目的を、明細書の冒頭で述べたようなタイプの加圧装置により達成することができる。つまり、この加圧装置は、外側ハウジングと、この外側ハウジング内に挿入することができるインサートとを設けた特徴とするものであり、このハウジングは、少なくとも部分的に互いに分離可能な外殻からなり、この外殻は夫々、加圧されるべき上記部品の１つと係合する係合エッジを有する２つの固定プレートと、加圧されるべき第２の部品と係合する係合エッジを有し軸方向に移動自在な加圧プレートとを有する。

本願発明の好ましい実施例として、フラット・コーン・コレット・チャックのための圧入および引出し装置について、添付図面を参照して、以下に説明する。

図１は、本発明の加圧装置の主要部品を示すものであり、ここでは、ヒンジ、クロージュア（closure）、油圧管路などは説明の便宜上、省略されている。外側ハウジング１は、２つの半外殻２からなり、これらは接続軸を中心として相互との関連で回動し得るようになっている。これら半外殻２は、それぞれ上方部分３とこの上方部分３に固着されたベース部分４とからなる。各半外殻２は、窪み５を有し、この窪み５内に、下方固定プレート６と、上方固定プレート７と、これら２つの固定プレート間に移動自在に設けられた加圧プレート８とが挿入される。このハウジングの２つの半外殻２を閉じたとき、これら半外殻２内に挿入された上記２つのインサートが一緒になって、内部に挿入された工具又は工作物を完全に包囲する交換自在な噛み合い部を形成するようになっている。以下の説明において、これら半外殻２内のインサートを半インサートという。

図２に示すインサートなしの外側ハウジングの半外殻２は、窪み５が半円筒状であることを示している。図３には外側ハウジングの半外殻２が示されている。図３は、４つの加圧シリンダー９が窪み５上で半外殻２の本体中に配置されていることを示している。

以下の図４−１０は、１つの半インサート並びに外側ハウジングの頂部に配置された加圧シリンダー９のピストン１０を示している。各半インサートは、上述のように、２つの固定プレート６、７と、加圧プレート８とからなり、この加圧プレート８は、加圧ピストン１０により２つの固定プレート６、７間にて移動自在になっている。加圧シリンダーが液圧による圧力作用を受けていないときは、この加圧プレート８は、下方固定プレート６と加圧プレート８との間に設けられた戻しバネ１１により上方固定プレート７に対して押圧されている。この最初の位置もしくは静止位置において、加圧ピストンは、最上位置に置かれて、上方固定プレート７の上面または窪み５の天井面と面一となっている。この状態において、半インサートは、窪み５から除去できるようになっている。

この２つの固定プレートは、ガイドピン（棒）２０により互いに接続され、このガイドピン（棒）２０を介して可動加圧プレート８が案内されるようになっている。それにより、これら半インサートはそれぞれ１つのユニットを形成し、ハウジングの窪み５に対し、全体として挿入、かつ取り出しを行うことができる。

図４に示すように、上方固定プレート７は係合エッジ１２を有し、これはコレット・チャックを保持装置（リテイナー）から押出すため、コレット・チャック保持装置の対応する溝又は肩部と係合するようになっている。下方固定プレート６も係合エッジ１３を有し、これは圧入プロセスの際にコレットチャックホルダー内に嵌挿されるようになっている。これら固定プレートの２つの係合エッジはそれぞれ断面が略四角形となっており、したがって、その側面(フランク)は、装置の軸に対し垂直な面をなしている。可動加圧プレート８は、コレットチャックの対応する溝内に係合する係合エッジ１４を有する。コレットチャックの対応する係合面のため、この係合エッジ１４は、固定プレートのものとは対照的に、テーパー状フランクとなっている。

図５に示すように、加圧プレート８は一体的に形成されたピン１５を有し、このピン１５は上方固定プレート７内に形成された対応する孔１６を通って上記加圧ピストンまで延出している。上記加圧プレート上に加えられる圧力によっては、このピンはその右側に示す孔のように、上方固定プレート７の個々の孔から省略することも可能である。

加圧プレート８は一体的に形成されたピン１５に代って、図６、７に示すようなねじ込みピン１７又は図８−１０に示すような肩部付きピン１７を上方固定プレート７の孔内に挿入させたものであってもよい。図６および８では、それぞれ、双方の孔にピン（断面で示す）が挿入されており、加圧プレートに対し、より大きい圧力伝達を可能にする構成となっている。これとは対照的に、図７および９では、２つの孔の１つにのみピンが挿入されており、そのため、より小さい圧力伝達の構成となっている。

図１０に示すものは、要求に応じて圧力伝達がどのように異なった様式でなし得るかを示す更なる変形例である。この加圧ピストンは内側ピストン１８と、この内側ピストン１８を入れ子式に同軸的に囲む外側ピストン１９とからなっている。加圧プレートに達するピンが、内側ピストンの直径に相当するか、あるいは外側ピストンの直径に相当するかによって、シリンダーに蓄積された圧力の全体が、若しくはその一部のみが加圧プレートに伝達されることになる。このピストンは、２つ以外に、複数の同軸ピストンに分割することができ、それにより圧力伝達を更に副分割させることができる。

上述の図１０に示す同軸ピストンの場合、図１１の平面図に示すように、半外殻１個当り、僅か２つの加圧シリンダーを配置させることが可能となっている。図１１に示すように、この２つの加圧シリンダーは半円形上に均一に分布されていない。つまり、６０度の角度で分布されておらず、２つの半外殻間の分割面に近づけて偏っている。これは加圧プロセスの間において転倒作用（tipping action）を軽減させる。

図１２および１３は、同じく、非均一的に配置された加圧シリンダーの構成を示している。図８に示す実施例の１つの半インサートに偏って配置された４つのピンは図１２に示すものとなり、これらは上記分割面に近づけて偏っている。図１３は１つの半インサート当り、６個のピンが設けられ、転倒作用を軽減させるため、同じく、これらは上記分割面に近づけて偏っている。

既に一部、説明したように、これら記載の構成は、加圧力を変化させるための異なる可能性をもたらすものである。１又はそれ以上のピンを省略し、対応するピストンが空間内にプレスされるようにしてもよい。その他のものとして、図１８に示すように、対応する孔を上方固定プレート７から省いてもよい。このように、対応するピストンが、加圧プレートに対してではなく、固定プレートに対しプレスされる。その他のものとして、図１９に示すように、孔を加圧プレート内に設けてもよい。従って、ピストンによるプレスは加圧プレートに対してではなく、下方固定プレートに対してなされる。

他の可能性は、油圧供給管路中の制御弁を閉塞し、個々の加圧シリンダーを非活性化することである。これは作動ペグ２１を各半インサート内に挿入して行われる。図１７は、加圧シリンダーの制御についての種々の可能性を模式的に示している。油圧は手動ポンプ２６によって発生され、装置の２つの半外殻に導かれる。

図示の上方半外殻は２つの弁１７が設けられた変形例であり、これらの弁はインサートが挿入されたとき、作動ペグ２１により開閉されるようになっている。双方の弁が閉じられたとき、２つの中央加圧シリンダーのみが圧力で作動し、加圧プレート８に対し最も低い圧力段階が発生することになる。左側の弁が開口し、右側の弁が閉じているときは、上方加圧シリンダーが圧力により追加して作用し、加圧プレート８に対し、増加した圧力が加えられる。最後に、双方の弁が開口すると、５個の加圧シリンダーの全てが活性化されることになる。

図示の下方半外殻は僅か１つの弁２７が設けられた変形例である。この弁が閉じているときは、２つの中央加圧シリンダーのみが圧力で作動し、比較的低い圧力が加圧プレートに対して働くことになる。もし、この弁がインサートの挿入により開口したとき、全ての加圧シリンダーが活性化され、加圧プレートに対し最大の圧力が提供される。

オイルホースの破損の危険性を回避するため、装置の２つの半外殻間の油圧管路は、これら半外殻を接続するヒンジ２３内に一体化されている。図１４は２つの半外殻の１つに油圧接続部を示している。この油圧接続部は同時に、回転リンクとして作用し、装置が圧入プロセスと押し出しプロセスの間で１８０度、回動することを可能にしている。この目的のため、この油圧接続部にはベアリング２８が設けられている。

図１５に示すように、このヒンジ２３は互いに係合する２つのブロック２５からなり、ピン２４を介して接続されている。図１６はこれらブロックの一部を断面で示している。これらブロックには孔２８が設けられていて、これらはピン２４から導出され、その外側端部はネジにより閉じられている。これらの孔２８は、半ハウジングの内部の加圧シリンダーへの油圧供給管路に接続されている。これら２つのブロック２５内の２つの孔は、接続ピン２４内の外側に密封された窪み２９により互いに接続されている。

開放状態の加圧装置の斜視図。 インサートが挿入されていない状態の加圧装置の外側ハウジングの対応する状態を示す斜視図。 インサートが挿入されていない状態の加圧装置の外側ハウジングの対応する状態を示す斜視図であって、加圧シリンダーの配置を示す図。 インサートの好ましい実施例を示す一部切欠斜視図。 図４のインサートを別の角度から示すと共に、異なった断面を示す一部切欠斜視図。 高いプレス出力を有する図４に示す実施例の一部切欠斜視図。 低いプレス出力を有する図４に示す実施例の一部切欠斜視図。 インサートの他の好ましい実施例を示す一部切欠斜視図。 低いプレス出力を有する図４に示す実施例の一部切欠斜視図。 インサートの他の好ましい実施例を示す一部切欠斜視図。 図１０の構成の平面図。 図４の構成の平面図。 インサートの他の実施例の平面図。 液圧供給部（一部切欠）を備えた加圧装置の平面図。 外側ハウジングのヒンジを示す斜視図。 図１５のヒンジを一部切欠して示す斜視図。 加圧シリンダーへの供給管路を示す模式図。 適合した加圧力を得るための更なる可能な例を説明するインサートの一部切欠斜視図。 適合した加圧力を得るための更なる可能な例を説明するインサートの一部切欠斜視図。

符号の説明

１ 外側ハウジング
２ 半外殻
３ 上方部分
４ ベース部分
５ 窪み
６ 下方固定プレート
７ 上方固定プレート
８ 加圧プレート
９ 加圧シリンダー
１０ 加圧ピストン
１１ 戻しバネ
１２ 係合エッジ
１３ 係合エッジ
１４ 係合エッジ１４
１５ ピン
１６ 孔
１７ 肩部付きピン
１８ 内側ピストン
１９ 外側ピストン
２０ ガイドピン（棒）
２１ 作動ペグ
２３ ヒンジ
２４ ピン
２５ ブロック
２６ 手動ポンプ
２７ 弁
２８ 孔
２９ 窪み

Claims (6)

1. 高加圧力によってのみ相互との関係で可動であり互いに同軸的に配置された２つの部品を相対的に軸方向に移動させるための加圧装置であって、加圧されるべきこれら部品を同軸的に囲むハウジングを有し；該ハウジングが、閉じた状態において、加圧されるべきこれら２つの部品の内の１つに係合するための少なくとも１つの同軸的環状係合エッジと；加圧されるべき第２の部品と係合するための同軸的環状係合エッジを有するハウジングの内部にて軸方向に移動自在な加圧プレートと;環状に配置された複数の加圧シリンダーとを有するものにおいて；
   軸方向面に沿って揺動して開口し得る外側ハウジングと、該外側ハウジング内に挿入することができ、夫々２つの固定プレートを有する複数の半インサートと、加圧されるべき上記部品の１つと係合する係合エッジと、加圧されるべき第２の部品と係合する係合エッジを有し軸方向に移動自在な加圧プレートとを有することを特徴とする加圧装置。
2. 請求項１に記載の加圧装置であって、異なるサイズの半インサートが、異なるサイズの部品を加圧するために備えられていることを特徴とする加圧装置。
3. 請求項１に記載の加圧装置であって、前記加圧シリンダーの動作が、異なる加圧力を発生するために選択的に制御されることを特徴とする加圧装置。
4. 請求項３に記載の加圧装置であって、前記半インサートが挿入されたとき作動される弁が、前記加圧シリンダーを選択的に制御するために設けられていることを特徴とする加圧装置。
5. 請求項３に記載の加圧装置であって、前記加圧プレートに対する圧力伝達要素が、個々のインサートから省略されていることを特徴とする加圧装置。
6. 請求項１に記載の加圧装置であって、前記加圧シリンダーの分布が、非均一的であり、かつ半外殻間の分割面に向けてオフセットしていることを特徴とする加圧装置。

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