JP2020099961A - 治具 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率の向上を図る治具の提供。【解決手段】基準金１と、異なる外径を有する第一及び第二のコレット２と、第一のコレット２を受けるコレット受け部３とを備える治具１０である。治具１０は、さらに、コレット受け部３に固定されたアクチュエータ４を備える。第一のコレット２は、コレット受け部３と相対的に移動可能に取り付けられている。コレット受け部３は、第一のコレット２を介して、円筒状のワークＷ１を把持するテーパ面３ｃを有する。第一のコレット２は、溝２ｃを備え、アクチュエータ４が、第一のコレット２の溝２ｃに係合し、第一のコレット２を駆動させ、テーパ面３ｃ上を移動させる。第一のコレット２は、アクチュエータ４と第一のコレット２の溝２ｃとの係合が解除された場合、アクチュエータ４がコレット受け部３に固定されたまま、第二のコレットに交換される。【選択図】図１

Description

本発明は、治具に関し、特に、切削加工方法に利用することができる治具に関する。

円筒状又は円環状のワークの内周面を切削加工して、内歯歯車を当該内周面に形成する加工方法がある。このような加工方法では、当該ワークを所定の位置に固定するため、治具を利用することが多い。

特許文献１に開示される治具は、溝を備え、この溝は、当該治具の内側から外側へ延びる。内歯歯車を当該内周面に形成する工程において、切粉が発生しても、当該溝に導かれて、排出される。

特開平０４−１７６５１２号公報

本願発明者等は、以下の課題を発見した。
径の大きさが異なる複数種類のワークを連続して加工することがある。このような場合、ワークの径の大きさに応じて、複数種類の治具を用いる。そのため、ワークの径の大きさに応じた治具に取り替える段取り替えを行う必要がある。また、段取り替えする場合に、コレットに加えてアクチュエータも、取り外す必要性が有る。そのため、生産効率の向上の余地があった。

本発明は、生産効率の向上を図るものとする。

本発明に係る治具は、
基準金と、
異なる外径を有する第一及び第二のコレットと、
当該第一のコレットを受けるコレット受け部と、を備える治具であって、
さらに、前記コレット受け部に固定されたアクチュエータを備え、
前記第一のコレットは、前記コレット受け部と相対的に移動可能に取り付けられ、
前記コレット受け部は、前記第一のコレットを介して、円筒状のワークを把持するテーパ面を有し、
前記第一のコレットは、溝を備え、
前記アクチュエータが、前記第一のコレットの前記溝に解除可能に係合し、前記第一のコレットを駆動させ、前記テーパ面上を移動させ、
前記第一のコレットは、前記アクチュエータと前記第一のコレットの前記溝との係合が解除された場合、前記アクチュエータが前記コレット受け部に固定されたまま、前記第二のコレットに交換されて、
前記第二のコレットに交換した場合、前記コレット受け部の前記テーパ面は、前記第二のコレットを介して、前記ワークと異なる内径を有する別のワークを把持する。

このような構成によれば、段取り替えをする場合、アクチュエータと溝との係合を解除して、コレットのみを交換することができる。アクチュエータを治具から取り外すことや、専用工具を使用することを必要としないため、生産効率の向上を図ることができる。

本発明は、生産効率の向上を図ることができる。

実施の形態１に係る治具を示す断面図である。 実施の形態１に係る治具の断面を示す斜視図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１及び図２を参照して実施の形態１に係る治具について説明する。図１は、実施の形態１に係る治具を示す断面図である。図２は、実施の形態１に係る治具の断面を示す斜視図である。なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。

図１及び図２に示すように、治具１０は、基準金１と、コレット２と、コレット受け部３と、アクチュエータ４と、アクチュエータ保持部５と、円板状体６と、ベース７とを備える。治具１０は、予め、ワークＷ１を加工するために所定の位置に固定されている。所定の位置は、例えば、６軸加工機の内側等である。

基準金１は、円筒状体であり、図１及び図２に示す基準金１の一例の外周面は、一端１ａから他端１ｂに傾斜する。

コレット２（第一のコレットと称する。）は、円筒状体であり、当該円筒状体は、軸Ｘ１と殆ど平行な方向に延びるスリット（図示略）を１本又は複数本備える。コレット２は、基準金１の内側に挿入されている。コレット２は、本体２ａと、ワーク受け部２ｂとを備える。本体２ａは、ワーク受け部２ｂと接続している。本体２ａの径は、ワーク受け部２ｂの径より小さい。溝２ｃは、本体２ａにおけるコレット受け部３のフランジ３ｂ側に設けられている。

コレット受け部３は、軸Ｘ１を有する円筒状部３ａと、フランジ３ｂとを備える。フランジ３ｂは、軸Ｘ１に沿う方向において、円筒状部３ａの中央又はその近傍に設けられている。フランジ３ｂは、円筒状部３ａの径方向外側に突き出た形状を備える。円筒状部３ａは、コレット２の内側に挿入されている。コレット２は、移動可能にコレット受け部３に取り付けられている。コレット２は、軸Ｘ１に沿う方向に、コレット受け部３と相対的に往復運動することができる。円筒状部３ａの先端部の外周面には、テーパ面３ｃが設けられている。テーパ面３ｃは、円筒状部３ａの先端部におけるフランジ３ｂ側から円筒状部３ａの先端に向かって、径が小さくなるように傾斜する。一方、円筒状部３ａの先端部の内周面は、円筒状部３ａの先端部におけるフランジ３ｂ側から円筒状部３ａの先端に向かって、径が小さくなるように傾斜する。

アクチュエータ４は、コレット受け部３のフランジ３ｂ近傍に位置するようコレット受け部３に固定されている。アクチュエータ４は、例えば、油圧シリンダ、空圧シリンダ、液圧シリンダ、電動シリンダ等である。アクチュエータ４は、往復運動可能なロッド４ａを備える。ロッド４ａの軸は、ワークＷ１の軸Ｘ１と平行である。ロッド４ａの先端には、係合部４ｂが設けられている。ロッド４ａは、フランジ３ｂに貫通しており、係合部４ｂは、ロッド４ａの軸と交差するように延びた形状を備え、コレット２の溝２ｃと係合する。係合部４ｂは、コレット２の溝２ｃと係合を解除可能な構成を備える。このような構成は、工具を必要とすることなく、作業者の手を用いてコレット２の溝２ｃと係合を解除できるものであるとよい。係合部４ｂは、例えば、作業者の手動によって、コレット受け部３の円筒状部３ａに対して接近したり、離隔したりできる構成を備える。図１及び図２に示す治具１０の一例は、アクチュエータ４を１つ設けたが、適宜、複数設けてもよい。

アクチュエータ４は、係合部４ｂがフランジ３ｂ側から基準金１側へ移動するよう、ロッド４ａを駆動する。すると、コレット２が係合部４ｂを介してロッド４ａの駆動力を受け、フランジ３ｂ側へ移動する。ここで、テーパ面３ｃは、円筒状部３ａのフランジ３ｂ側から円筒状部３ａの先端に向かって、円筒状部３ａの外径が小さくなるように傾斜する。そのため、ワーク受け部２ｂの外周面は、テーパ面３ｃ上において軸Ｘ１側に移動し、ワーク受け部２ｂの径が小さくなる。

一方、アクチュエータ４は、係合部４ｂが基準金１側からフランジ３ｂ側へ移動するよう、ロッド４ａを駆動する。すると、コレット２が係合部４ｂを介してロッド４ａの駆動力を受け、ワークＷ１側へ移動する。ワーク受け部２ｂの外周面が、テーパ面３ｃ上において軸Ｘ１から離隔し、ワーク受け部２ｂの径が大きくなる。

アクチュエータ保持部５は、環状体である。アクチュエータ保持部５とコレット受け部３とは、アクチュエータ４を挟む。アクチュエータ４は、アクチュエータ保持部５とコレット受け部３とに保持される。

円板状体６は、中央に貫通孔を有する。また、円板状体６は、径方向に延びる切粉排出孔６ａを有する。円板状体６は、アクチュエータ保持部５及びコレット受け部３の円筒状部３ａと接触する。

ベース７は、中央に貫通孔を有する円板状体である。また、ベース７は、円板状体６と接触する。コレット受け部３の円筒状部３ａと、円板状体６の貫通孔と、ベース７の貫通孔とは、連通する。

ここで、治具１０の使用方法の一例について説明する。当該一例は、ワークＷ１を加工するために治具１０の使用方法である。

ワークＷ１は、内径Ｒ１を有する円筒状体であり、加工予定部Ｗ１ａは、ワークＷ１の外周面に配置され、加工予定部Ｗ１ｂは、ワークＷ１の内周面に配置される。

まず、ワークＷ１を基準金１の一端１ａに接触させ、押し合わせて、ワークＷ１を、軸Ｘ１の方向における所定の位置に固定する（軸方向位置固定ステップＳＴ１）。

さらに、適宜、コレット２のワーク受け部２ｂの径を変更して、ワークＷ１をワーク受け部２ｂに接触させ、押し合わせて、ワークＷ１を、ワークＷ１の径方向における所定の位置によって固定する（径方向位置固定ステップＳＴ２）。この固定を行った後、テーパ面３ｃは、コレット２を介して、ワークＷ１を把持する。

軸方向位置固定ステップＳＴ１及び径方向位置固定ステップＳＴ２を完了した後、ワークＷ１を治具１０に固定することができる。これによって、ワークＷ１の加工を安定して行うことができる。また、ワークＷ１を加工した後、コレット２を移動させる等して、ワークＷ１への固定を治具１０から解除することができる。

ホブカッタＣ１を用いて加工予定部Ｗ１ａを切削加工し、外歯歯車を形成する。さらに、スカイビングカッタＣ２を用いて加工予定部Ｗ１ｂを切削加工し、内歯歯車を形成する。ホブカッタＣ１を用いた加工予定部Ｗ１ａの切削加工と、スカイビングカッタＣ２を用いた加工予定部Ｗ１ｂの切削加工とは、並行して行う。一つの設備を用いて一つの工程を実施し、内歯歯車及び外歯歯車を形成することができて、好ましい。適宜、クーラント供給口Ｃ３からクーラントを供給するとよい。

ところで、加工予定部Ｗ１ｂを加工したとき、切粉ＳＨ１が発生する。切粉ＳＨ１は、円筒状部３ａの内側、及び切粉排出孔６ａを通過して、治具１０の外部へ排出される。切粉ＳＨ１は、円筒状部３ａの内側、円板状体６の貫通孔、及びベース７の貫通孔を通過して、治具１０の外部へ排出される。適宜、クーラント供給口Ｃ３からのクーラントの供給量を変更して、切粉ＳＨ１の排出を促進させてもよい。円筒状部３ａの先端部の内周面は、円筒状部３ａの先端部におけるフランジ３ｂ側から円筒状部３ａの先端に向かって、径が小さくなるように傾斜するため、切粉ＳＨ１の排出を促進させる。治具１０をＸ１軸の周りに回転させて遠心力によって、切粉ＳＨ１の排出を促進させてもよい。切粉ＳＨ１を十分に排出させることによって、加工精度の低下やワークＷ１の傷の発生を抑制することができる。

上記した工程を連続的に行うことによって、内歯歯車及び外歯歯車を備える複合歯車を量産することができる。複合歯車は、例えば、トランスミッションの一構成要素として利用される。

さらに、ワークＷ１の内径よりも大きい又は小さい内径を有するワークを、連続して加工する場合がある。このような場合、係合部４ｂと溝２ｃとの係合を解除し、コレット２を別のコレットに交換してもよい。別のコレット（第二のコレットと称する。）は、ワークＷ１の内径よりも大きい又は小さい内径を有するワークに応じた外径の大きさを有する。当該別のコレットは、外径を除いて、コレット２と同じ構成を備える。

具体的には、まず、作業者の手動によってアクチュエータ４とコレット２の溝２ｃとの係合を解除する。続いて、アクチュエータ４がコレット受け部３に固定されたまま、コレット２をコレット受け部３から取り外す。さらに、当該別のコレットをコレット受け部３と相対的に移動可能に取り付ける。以上より、コレット２を当該別のコレットに交換することができる。なお、コレット受け部３のテーパ面３ｃは、当該別のコレットを介して、ワークＷ１の内径よりも大きい又は小さい内径を有するワークを把持する。

以上より、アクチュエータ４を取り外す必要が無く、作業者の手を用いて上記交換を行うことができる。すなわち、迅速な多品種少量生産を行うことができ、生産効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 治具
１ 基準金
２ コレット
２ａ 本体 ２ｂ ワーク受け部
２ｃ 溝
３ コレット受け部
３ａ 円筒状部 ３ｂ フランジ
３ｃ テーパ面
４ アクチュエータ
４ａ ロッド ４ｂ 係合部
５ アクチュエータ保持部
６ 円板状体 ６ａ 切粉排出孔
Ｃ１ ホブカッタ Ｃ２ スカイビングカッタ
Ｒ１、Ｒ２ 内径
ＳＨ１ 切粉
Ｗ１ ワーク
Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ 加工予定部
Ｘ１ 軸

Claims (1)

1. 基準金と、
   異なる外径を有する第一及び第二のコレットと、
   当該第一のコレットを受けるコレット受け部と、を備える治具であって、
   さらに、前記コレット受け部に固定されたアクチュエータを備え、
   前記第一のコレットは、前記コレット受け部と相対的に移動可能に取り付けられ、
   前記コレット受け部は、前記第一のコレットを介して、円筒状のワークを把持するテーパ面を有し、
   前記第一のコレットは、溝を備え、
   前記アクチュエータが、前記第一のコレットの前記溝に解除可能に係合し、前記第一のコレットを駆動させ、前記テーパ面上を移動させ、
   前記第一のコレットは、前記アクチュエータと前記第一のコレットの前記溝との係合が解除された場合、前記アクチュエータが前記コレット受け部に固定されたまま、前記第二のコレットに交換されて、
   前記第二のコレットに交換した場合、前記コレット受け部の前記テーパ面は、前記第二のコレットを介して、前記ワークと異なる内径を有する別のワークを把持する、
   治具。

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