JP2010023223A - クランプ固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャックおよびチャックに解除可能に固定されたクランプパレットを有するクランプ固定装置を改良して、汚れの影響を受けにくく、繰り返して正確に配置できるようにする。
【解決手段】クランプパレット（６）をチャックするためのチャック（１）を備えるクランプ固定装置において、チャック（１）に配置されたセンタリング部材（３）が、クランプパレット（６）に配置されたセンタリング部材（９）と協働してクランプパレット（６）をＸおよびＹ方向に配向する。一方のセンタリング部材が、センタリング開口（９）として構成された別のセンタリング部材に係合するセンタリングピン（３）によって形成される。クランプ固定装置は少なくとも３つのセンタリング開口（９）および対応数のセンタリングピン（３）を備える。センタリングピン（３）の円錐状にテーパした２つの側面（３ａ、３ｂ）は、センタリング開口（９）の互いに平行な２つの側壁（９ａ、９ｂ）と線状に接触する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載のように構成されたクランプ固定装置に関する。

このようなクランプ固定装置は、工具、被加工部品または被加工部品パレットを位置が定められた状態でチャックするために使用され、チャックは、通常は工作機械の作業テーブルまたはプレス機に固定的に配置され、被加工部品パレットは、チャックに正確に位置決めされた状態で繰り返し解除可能に配置される。

欧州特許第０１１１０９２号明細書につき、被加工部品を置き換え可能なように機械加工装置に回転可能に結合するための連結装置が公知である。この装置は、駆動プレートを挟む２つの同軸的なセンタリング部材を備えている。一方の連結部材には、同心的に配置された円形の駆動ピンおよび偏心的に配置された細長い駆動ピンが設けられている。同心的に配置された駆動ピンは、円錐台の形状のシェル表面を備え、偏心的に配置された駆動ピンは、連結部材の回転軸線に対して互いに半径方向に平行に延びるように配向された側面を有している。駆動プレートは、同心的な円形開口および偏心的に配置された実質的に楕円形の開口を有しており、それぞれの開口は、その形状および場所が対応する駆動ピンのものに対応している。一方の連結部材には３つのピンが配置されており、横断面図で見ると、これらのピンの表面は、連結装置がクランプされた場合に他の連結部材の表面から突出している。駆動プレートはばね鋼より作られており、駆動プレートに機械加工された開口は、２つの駆動ピンに対応するように配向されており、これにより、連結装置がクランプされた場合には、駆動プレートは開口の領域に軸線方向に弾性的に変形される。
欧州特許第０１１１０９２号明細書

本発明は、チャックおよびチャックに解除可能に固定されたクランプパレットを有するクランプ固定装置を改良して、クランプ固定装置が実質的に汚れの影響を受けにくくなり、クランプパレットによりチャックに繰り返して正確に配置することを可能にし、かつセンタリング部材を簡素かつ安価に作ることができるようにすることを課題としている。

このために、本発明によるクランプ固定装置は、請求項１に記載のように構成されている。

本発明の主要対象の好ましい実施形態およびさらなる実施態様が従属請求項２〜１５に記載されている。

クランプパレットが、繰り返し可能な高い精度で位置決めされてチャックされていることを確保するためには、少なくとも３対のセンタリング部材が設けられており、これらのセンタリング部材は、クランプパレットがＸおよびＹ方向にチャックに対して相対的に、かつＺ軸を中心とした角度位置に対して相対的に位置決めされるように協働し、センタリングピンの側面とそれぞれのセンタリング開口の側壁との線接触をもたらし、これにより、固定装置は実質的に汚れの影響を受けにくくなる。

チャックされたクランプパレットにおいて高い安定性を得るためには、好ましくは４つのスペーサピンが設けられ、比較的遠く外側に配置されている。

さらに、請求項１６には、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載されているように構成されたクランプ固定装置に使用するためのクランプパレットが記載されている。クランプパレットの好ましいさらなる実施態様が請求項１７および請求項１８に記載されている。

請求項１９には、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載されているようなクランプ固定装置に使用するために適したセンタリングプレートにおいて、このセンタリングプレートが、クランプパレットの本体に取り付けるために特に好ましいことが記載されている。センタリングプレートの好ましいさらなる実施態様が、従属請求項２０〜２２に記載されている。

図面を参照して、本発明によるクランプ固定装置の好ましい実施例を以下に説明する。

図１を参照すると、センタリング部材がどのように働くかを詳述するためにクランプ固定装置が横断面図で示されている。クランプ固定装置は、チャック１およびクランプパレット６を備えている。チャック１は、クランプパレット６に配置されたクランプピンをチャックするための機構を有している。このために必要とされるクランプ手段は示していない。クランプパレット６は、一般に繰り返し正確に位置決めされるようにチャック１に被加工部品または工具を取り付ける役割を果たす。チャック１およびクランプパレット６はいずれも中実の本体２，７を備えている。チャック１は、センタリングピン３の形態の第１センタリング部材を有しており、クランプパレット６は、センタリング開口９の形態のさらなるセンタリング部材を備えている。本実施例では、１つのセンタリングピン３および１つのセンタリング開口９のみが見られるが、チャック１は、通常は４つのセンタリングピン３を備えており、クランプパレット６は、対応する数のセンタリング開口９を有していることを理解されたい。

本実施例では、センタリング開口９はセンタリングプレート８に機械加工される。このセンタリングプレート８の機能を以下に説明する。センタリングプレート８を本体７の方向にそらすことができるように、センタリングプレート８はスタッド１２によってクランプパレット６の本体７の前面６ａから間隔をおいて配置される。それぞれのスタッド１２の前面１３が、クランプパレット６のためのＺ方向ストッパを形成している。チャック１の本体２には、スタッド１２の前端１３と当接される平面部４が設けられている。それぞれのセンタリングピン３には、円錐状にテーパした２つの側面３ａ，３ｂが設けられており、これらの側面３ａ，３ｂは、それぞれのセンタリング開口９を画定する、センタリングプレート８の側壁９ａ，９ｂと側方で接触する。センタリングピン３は、センタリングプレート８の材料よりも硬い材料から作られている。このことは、センタリングピン３の側面３ａ，３ｂの摩耗が最小化され、これにより、多数回のクランプ動作の後にさえもなお位置決め精度が損なわれないという利点を有する。センタリングプレート８の側壁９ａ，９ｂのどのような摩耗も幾分幅広になっているセンタリングピン３との面−線接触をもたらすだけであり、このことは位置決め精度には顕著な影響を及ぼさない。

図２を参照すると、チャック１がクランプパレット６と一緒に示されている。クランプパレット６をチャック１内にチャックする場合には、それぞれのセンタリングピン３が対応するセンタリング開口９内に進入し、センタリングピン３の側面３ａ，３ｂは、センタリング開口９を画定するセンタリングプレート８の側壁９ａ，９ｂと接触することとなり、その結果、センタリングピン３およびクランプパレット６は、それぞれチャック１に対して相対的に配向される。４つのセンタリングピン３および対応する数のセンタリング開口９により、チャック１内にチャックされた場合に、クランプパレット６はＸ方向、Ｙ方向、およびＺ軸を中心とした角度方向に配向される。

センタリングピン３の円錐状にテーパした２つの側面３ａ，３ｂが、センタリング開口９を画定するセンタリングプレート８の側壁９ａ，９ｂと側方で接触することとなる図示の状態では、それぞれのセンタリングピン３とそれぞれの側壁９ａ，９ｂとの間で線接触が得られる。このためには、センタリングピン３は、スタッド１２が前端１３によってチャック１の平面部４と突き合わさる前にセンタリングプレート８がそれぞれのセンタリングピン３によってクランプパレット６の本体の方向にわずかにそらされるように、寸法決めされている。図２ａを参照すると、センタリングピン３の側面３ａが、開口を側方で画定するセンタリングプレート８の側壁９ａとどのように接触するのかが拡大横断面図で示されている。横断面図から判るように、点状接触が、センタリングピン３の側面３ａとセンタリング開口９の側壁９ａとの間で得られる。

図２ｂを参照すると、センタリング開口９に係合するセンタリングピン３が斜視図で示されており、本体２と、センタリング開口９を側方で規定する壁との間の線接触が平行な線Ｌ１，Ｌ２によって示されている。このような線接触は、面接触とは異なり、高い面負荷が得られるので、センタリングピン３をセンタリング開口９内に挿入する際にあらゆる汚れが擦り取られるか、または除去され、センタリング部材３，９が部分的に汚れの影響を受けにくくなるという利点を有する。いずれにせよ、このようにして、センタリングピン３をセンタリング開口９内にセンタリングする場合にはいつでも、チャック１に対してクランピングパレット６の繰り返し可能な精度が得られる。センタリングプレート８は、好ましくは、ステンレス薄板で作られており、センタリング開口９は、好ましくは、精密な打ち抜きにより機械加工されている。センタリングプレート８の厚さは、約０．８〜１．５ｍｍの範囲内である。このようなセンタリングプレート８は、製造コストが比較的安価であり、センタリングピン３の側面３ａ，３ｂは、極めて精密に機械加工、特に研磨される。

図３を参照すると、チャック１と、チャック１にクランプ固定されるクランプパレット６とからなるクランプ固定装置の好ましい実施形態が示されている。チャックは、Ｚ方向に延びる４つのセンタリングピン３を備える円柱状の本体２を備えている。４つのセンタリングピン３および４つのセンタリング開口９の両方は、９０°だけ互いからそれぞれ間隔をおいて円Ｋ１，Ｋ２上に配置されており、どのようにそれぞれのセンタリング開口９が全ての側でセンタリングプレート８によって取り囲まれているのかが判る。クランプパレット６に配置されたクランプピンをチャックするために、チャック１は通常はチャック機構を備えている。このようなチャック機構もクランプピンもこの図面には示されていない。スタッド１２の端面を支持するための平面部４が本体２の表面に機械加工されている。

クランプパレット６は、スペーサ１５によって本体７に固定されたセンタリングプレート８を備えている。スペーサ１５は、本体７に固定された別個の素子として構成されていてもよい。代替的には、スペーサ１５は、本体７と一体的に加工されていてもよい。さらに代替的には、本体７にはそれぞれのセンタリング開口９の領域内にのみ凹状に機械加工された実質的に平坦な面が設けられている。

センタリングプレート８の実際の固定はスタッド１２により行われ、スタッド１２の端面は、クランプパレット６のストッパとして機能する。スタッド１２には、好ましくは後部ねじ山が設けられており、この後部ねじ山により、スタッド１２をそれぞれのスペーサ１５および本体７の雌ねじ山内にそれぞれ固定的に配置することができる。スタッド１２は、比較的遠く外側に配置されており、これにより、チャック１にクランプされたクランプパレット６の高い安定性が得られる。好ましくは、スタッド１２は、クランプパレット６の半径方向に最も外側の点に配置された仮想円Ｋ３の外側１／４内に配置されている。

センタリングピン３の縦方向中心線もセンタリング開口９の縦方向中心線も、それぞれチャック１およびクランプパレット６のＺ軸線Ｚ１に対して半径方向に平行に配向されている。いずれにせよ、センタリング部材３，９のこのような配置により、ＸおよびＹ方向にチャック１に対して相対的に、かつＺ軸を中心とした角度位置に対して相対的に、繰り返し正確に位置決めすることも可能になる。さらに、チャック１の平面部４に接触する上述のようなスタッド１２を設けることによってもＺ方向の極めて正確な位置決めが達成される。

図４を参照すると、センタリングプレート８が一体的に加工されている。スタッドによりセンタリングプレート８を固定するために、センタリングプレート８の締結穿孔部１６が隣接する２つのセンタリング開口９の中央に設けられている。

センタリング時のクランプ固定装置の概略図である。 図１の示したような、しかしセンタリングした後のクランプ固定装置概略図である。 図２の一部の拡大詳細図である。 ２つのセンタリング部材の斜視図である。 チャックおよびクランプパレットからなるクランプ固定装置の概略図である。 センタリングプレートの好ましい実施例を示す図である。

符号の説明

１ チャック
２ 本体
３、９ センタリング部材
３ａ、３ｂ 側壁
４ 平面部
６ クランプパレット
７ 本体
８ センタリングプレート
９ａ，９ｂ 側壁
１２ スタッド
１３ 前端

Claims (22)

1. クランプパレット（６）をチャックするためのチャック（１）を備えるクランプ固定装置であって、前記チャック（１）に配置されたセンタリング部材（３）が、前記クランプパレット（６）に配置されたさらなるセンタリング部材（９）と協働し、これにより、クランプパレット（６）が、チャック（１）内にチャックされている場合に、ＸおよびＹ方向に配向され、一方のセンタリング部材が、センタリング開口（９）として構成された他のセンタリング部材に係合するように構成されたセンタリングピン（３）によって形成されているクランプ固定装置において、
   前記クランプ固定装置が、少なくとも３つのセンタリング開口（９）および対応する数のセンタリングピン（３）を備え、それぞれのセンタリングピン（３）が、円錐状にテーパした２つの側面（３ａ、３ｂ）を有しており、それぞれのセンタリング開口（９）が、互いに対して平行に配向された２つの側壁（９ａ、９ｂ）によって画定されており、該側壁（９ａ、９ｂ）が、それぞれのセンタリングピン（３）の円錐状にテーパした前記側面（３ａ、３ｂ）が側壁と線状に接触するように構成されていることを特徴とする、クランプ固定装置。
2. 請求項１に記載のクランプ固定装置において、
   前記クランプ固定装置が、４つの前記センタリング開口（９）および対応する数の前記センタリングピン（３）を備えている、クランプ固定装置。
3. 請求項１または２に記載のクランプ固定装置において、
   前記センタリング開口（９）が、一体のセンタリングプレート（８）に機械加工されており、該センタリングプレート（８）が、少なくとも前記センタリング開口（９）の領域内でＺ方向に柔軟にたわむ、固定装置。
4. 請求項３に記載のクランプ固定装置において、
   前記センタリングプレート（８）が、スタッド（１２）によって前記クランプパレット（６）の本体（７）に固定されている、クランプ固定装置。
5. 請求項４に記載のクランプ固定装置において、
   前記スタッド（１２）が、ねじ山を備え、クランプパレット（６）の本体（７）にねじ込まれており、それぞれのスタッド（１２）の前端（１３）が、チャック（１）に突き合わされるＺ方向ストッパを形成している、クランプ固定装置。
6. 請求項３に記載のクランプ固定装置において、
   それぞれのセンタリング開口（９）が、Ｚ方向に柔軟にたわむ側壁（９ａ、９ｂ）によって側方で画定されている、クランプ固定装置。
7. 請求項３から６までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
   前記センタリングプレート（８）が、ステンレス薄板から作られている、クランプ固定装置。
8. 請求項３から７までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
   前記センタリングプレート（８）が、前記センタリングピン（３）よりも軟質の材料から作られている、クランプ固定装置。
9. 請求項３から８までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
   前記センタリング開口（９）が、精密な打ち抜き加工によって前記センタリングプレート（８）から打ち抜かれている、クランプ固定装置。
10. 請求項３から９までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
    前記センタリングプレート（８）が、最大で２ｍｍ、特に０．８〜１．５ｍｍまでの厚さである、クランプ固定装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
    前記センタリングピン（３）の前記側面（３ａ、３ｂ）が、機械加工、特に高い精度で研磨されている、クランプ固定装置。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
    前記センタリング部材（３、９）が、円Ｋ１，Ｋ２上に一様に分配されて配置されている、クランプ固定装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、
    前記クランプパレット（６）に、該クランプパレットの前端から間隔をおいて前記センタリングプレート（８）が設けられており、該センタリングプレート（８）に４つの前記センタリング開口（９）が設けられており、それぞれのセンタリング開口（９）が、全ての側で前記センタリングプレート（８）によって取り囲まれている、クランプ固定装置。
14. 請求項５に記載のクランプ固定装置において、
    前記チャック（１）に本体（２）が設けられており、該本体（２）が、前記スタッド（１２）と当接される平面部（４）を有する、クランプ固定装置。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置において、前記センタリングプレート（８）が、ねじ切りされた４つの前記スタッド（１２）によって前記クランプパレット（６）の前記本体（７）に固定されており、それぞれの前記スタッド（１２）の前端（１３）が、前記チャック（１）に対して突き合わされるＺ方向ストッパを形成している、クランプ固定装置。
16. クランプ固定装置に使用するためのクランプパレット（６）において、
    請求項１から１５までのいずれか１項に記載のように構成されている、クランプパレット。
17. 請求項１６に記載のクランプパレット（６）において、
    該クランプパレット（６）が、本体（７）を備え、該本体（７）に、少なくとも３つのセンタリング開口（９）を備えた一部材からなるセンタリングプレート（８）が、前記センタリング開口（９）の領域内にＺ方向に柔軟にたわむように固定されている、クランプパレット。
18. 請求項１７に記載のクランプパレット（６）において、
    前記クランプパレット（６）が、被加工部品パレットとして構成されている、クランプパレット。
19. 請求項１から１５までのいずれか１項に記載のクランプ固定装置で使用するためのクランプパレット（６）の本体（７）に取り付けるためのセンタリングプレート（８）において、
    前記センタリングプレート（８）が、一体に構成されており、少なくとも３つのセンタリング開口（９）を備え、クランプパレット（６）の本体（７）に固定するための少なくとも３つの穿孔部を有している、センタリングプレート。
20. 請求項１９に記載のセンタリングプレート（８）において、
    該センタリングプレート（８）に、円Ｋ２に配置された４つのセンタリング開口（９）が設けられており、それぞれのセンタリング開口（９）が、９０°だけ互いから離間されており、それぞれのセンタリング開口（９）が、互いに平行に配向された２つの側壁（９ａ，９ｂ）によって側方で規定されている、センタリングプレート。
21. 請求項１９または２０に記載のセンタリングプレート（８）において、
    前記センタリングプレート（８）のそれぞれ隣接する２つのセンタリング開口（９）の間に締結穿孔部（１６）が機械加工されている、センタリングプレート。
22. 請求項１９から２１までのいずれか１項に記載のセンタリングプレート（８）において、
    前記センタリング開口（９）が、精密な打ち抜き加工により形成されている、センタリングプレート。

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