JP2515746B2

JP2515746B2 - 工作機械のクランプジヨ−急速交換装置

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Publication number: JP2515746B2
Application number: JP61165690A
Authority: JP
Inventors: バルビュージャック
Original assignee: SANDOBITSUKU TOBURAA SA
Current assignee: SANDOBITSUKU TOBURAA SA
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1986-07-16
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: ATE47681T1; US4763906A; DE3666675D1; JPS6254608A; FR2584960B1; EP0210083B1; EP0210083A1; FR2584960A1; DE210083T1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は工作機械においてクランプジョーを急速に交
換するための急速交換装置に関する。なお、本発明は特
に加工作動を繰返し行う場合に役に立つものである。

〔従来の技術〕

現在のところ、クランプジョーは緩慢な動作を伴う固
定手段例えばねじやボルトなどを用いてジョーホルダに
装着されている。したがって、加工後の工作物を取り出
すべくクランプジョーを取り外したり、またその加工物
を次の加工すべき工作物と取り替えたりする作業は緩慢
でかつ非経済的なものとなる。さらに、この場合のクラ
ンプ精度はしばしば不十分なものとなる。

〔発明が解決しようとする問題点および問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は上述した従来の不利点を克服すること
である。

本発明によれば、工作機械においてクランプジョーを
急速に交換するための急速交換装置であって、ジョーホ
ルダにジョーを自己錠止させるための錠止手段を具備
し、この錠止手段は、本質的には、固定要素と、前記ジ
ョーを錠止位置に保持するための少なくとも１つの組立
体とによって構成され、前記固定要素には、基部と、前
記ジョー用の支承部とが設けられ、前記基部の１つの面
には前記ジョーが錠止位置において衝合するようになっ
ており、前記支承部の支承面が前記基部の１つの面につ
いての垂直面に対して直角な水平面と角度（α）をなす
ように傾斜して、前記ジョーの該当支承面と錠止位置で
協働するようになっており、前記組立体の可動部材の両
端部の一方には少なくとも１つの面が設けられ、この面
が前記基部の１つの面についての垂直面に対して直角な
水平面と角度（β）をなすように傾斜して、前記ジョー
の該当支承面と錠止位置で協働するようになっており、
前記角度（α）および（β）は同一方向に広がってお
り、前記角度（α）は前記角度（β）よりも大きく、前
記組立体が前記ジョーを固定／錠止解除状態とするため
の固定／錠止解除手段を備えていることを特徴とする急
速交換装置が提供される。

本発明において、前記角度（α）については、前記角
度（β）の1.4倍ないし２倍の範囲内の値とし、またそ
の角度差（α‐β）については、７°ないし10°の範囲
内の値とすることができる［α＝（1.4〜２）β；（α
‐β）＝７°〜10°］。

また、前記角度（α）については、15°ないし30°の
範囲内の値とし、前記角度（β）については、７°ない
し20°の範囲内の値とすることができる。

本発明において、前記ジョーを固定／錠止解除状態と
し得るようになった前記組立体の固定／錠止解除手段に
ついては、プッシャーから構成することができる。この
場合、前記プッシャーの一端部は少なくとも１つの傾斜
面を備えてヘッド形式あるいは端部片形式とし得るよう
にされ、また前記プッシャーの他端部は調節自在の弾性
手段を収容し得るようにされる。前記ジョーを固定／錠
止解除状態とする作動時には、前記プッシャーは前記ジ
ョーホルダの固定要素の基部に直接的あるいは間接的に
形成されたボア内に前記弾性手段に抗して押し戻され得
るようになっていて、その押戻しについては、前記一端
部の面が前記基部の面と同じレベルあるいはそのレベル
以下となるまで行われることになる。

本発明において、前記ジョーを固定／錠止解除状態と
する作動を行うべく前記プッシャーのジョー側の端部に
接近し得るようにするボアを該ジョーに形成することが
できる。

本発明において、前記ジョー用の駆動手段を用意して
もよい。

そのような駆動手段については、前記ジョーの各側に
配置された溝部の形式か、あるいは前記ジョーと前記ジ
ョーホルダとの間に設けた中央キー機構の形式とするこ
とができる。

また、かかる駆動手段は低駆動トルク時に前記ジョー
の駆動を単独で保証するようになったプッシャーの形式
とすることもできる。

本発明において、前記ジョーに踵部を設けて、そのジ
ョーを前記ジョーホルダに固定しかつ錠止する際にかか
る踵部を該ジョーホルダの固定要素の基部の該当凹所内
に収容させるようにすることができる。

本発明のその他の利点および特徴については、添付図
面を参照する以下の記載によって明らかにされる。

〔実施例〕

添付図面に示すように、ジョーホルダＰは固定要素１
と、クランプジョーＭを固定／錠止位置に保持するため
の保持組立体２と、クランプジョーＭをマンドレル（図
示されない）上の所定位置に保持すべく例えば固定要素
１の下側面に設けられた歯付き領域３とを包含する。な
お、ジョーホルダＰはねじ4₁、4₂によってマンドレルに
装着されるようになっている。

固定要素１は基部1₁とクランプジョーＭ用の支承部1₂
とを備える。この支承部1₂にはクランプジョーＭの側に
支承面1₂₀が形成され、この支承面1₂₀は基部1₁の面1₁₀
についての垂直面に対して直角な水平面と角度αをなす
ように傾斜させられる。

保持組立体２はボア2₃₁を持つ円筒形ライナ2₄から構
成され、この円筒形ライナ2₄は基部1₁とプレート３とを
貫通するように装着される。ライナ2₄の両端部の一方
（第１図において左側）はキャップ要素2₄₁あるいは底
要素等によって閉鎖される。キャップ要素すなわち蓋要
素2₄₁（底部での）とライナ2₄とを単一体の形式に構成
することが有利である。蓋要素すなわち底要素2₄₁の中
央には開口が形成され、その開口には弾性手段例えば螺
旋ばね2₂を調節するためのねじ2₃が通される。ねじ2₃の
頭部と底要素2₄₁の外面との間には隙間Ａが与えられ、
この隙間Ａは錠止作動の補償を確保するためのものとし
て機能する。

別の形式の調節自在の弾性手段を本発明の技術的範囲
から逸脱することなく利用することができる。螺旋ばね
2₂は一方では底要素2₄₁の内面に衝合し、また他方では
プッシャー2₁の外方部分2₁₁を形成するボア2₁₁₀の内面
に衝合する。プッシャー2₁は、ライナ2₄のボア2₃₁内で
軸線X-Xに沿ってしかも距離Ｄに亙って、弾性手段2₂の
作用による矢印f₁方向にも、また弾性手段2₂の作用に抗
するf₂方向にも移動させられる。ライナ2₄を用いる代わ
りに、基部1₁に簡単なボアを形成してそこに適当な蓋要
素あるいは底要素を設けた場合も本発明の技術的範囲内
に含まれる。プッシャー2₁の外側端部2₁₀には少なくと
も１つの面が設けられ、この面は基部1₁の面1₁₀につい
ての垂直面に対して直角な水平面と角度（β）をなすよ
うに傾斜させられる。図示の実施例では、外側端部2₁₀
は円錐形状とされる。このような外側端部には、本発明
の技術的範囲から逸脱することなく、ピラミッド形状を
与えてもよいし、また単一傾斜面を持つ略プリズム形状
を与えてもよい。プッシャー2₁の外側端部2₁₀の面2₁₀₁
には工具の作用をそのプッシャーに及ぼし得るようにす
るための凹所あるいは開口部が設けられる。

２つの角度αおよびβは同じ方向に向かって広がって
いて、角度αは角度βよりも常に大きくされる。本発明
者の研究によれば、α＝1.4〜２×βとし、かつ角度α
およびβの差を７°〜20°とした場合が特に有利である
ことが判明した。角度αについては15°ないし30°の範
囲内で、また角度βについては７°ないし10°の範囲内
で変えることができる。図示の実施例では、角度αは約
20°、角度βは約12°とされる。

ジョーＭの両端部の一方には傾斜面M₁₀が設けられ、
その傾斜角度は固定要素１の支承部1₂の面1₂₀の傾斜角
度αと等しくされる。ジョーＭの他端部には踵部M₄₀が
設けられ、この踵部M₄₀は固定要素１の支承部1₁に形成
した凹所1₁₁内に収容される。ジョーＭが固定／錠止位
置に置かれた際に基部１の面1₁₀に衝合するようになっ
た該ジョーＭの面にはプッシャー2₁の位置に対応した箇
所に開口部が設けられ、この開口部の少なくとも１つの
面M₂₀はプッシャー2₁の端部2₁₀の傾斜面2₁₀₀の傾斜角度
βに等しい角度で傾斜させられる。また、かかる開口部
にはボアM₃₀が延長部として設けられ、このボアM₃₀を用
いることにより、プッシャー2₁の端部2₁₀の面2₁₀₁に作
用させるようになった工具をそこに接近させることがで
きる。面M₁₀およびM₂₀についての傾斜角度は同じ方向に
向かって広げられる。図示の実施例では、ジョーＭに形
成された上述の開口部は円錐形状とされる。しかしなが
ら、そのような形状については、面M₂₀の傾斜角度がプ
ッシャー2₁の面2₁₀₀の傾斜角度と同じであるならば、本
発明の技術的範囲から逸脱することなくその他の形状と
することもできる。また、図示の実施例では、工具ホル
ダＰの支承面1₂₀とジョーＭの対応面M₁₀とは円形形状と
されるが、これら双方の面1₂₀およびM₁₀についても、本
発明の技術的範囲を逸脱することなく平坦形状あるいは
その他の所望の形状とすることができる。

本発明による急速交換装置は以下のように作動する。

自動的な固定／錠止位置（図示されたような）におい
て、ジョーＭは工具ホルダＰの面1₁₀に衝合させられ
る。このときジョーＭの傾斜面M₁₀およびM₂₀は、一方で
は固定要素１の傾斜面1₂₀と、また他方では弾性手段2₂
の作用によってプッシャー2₁の端部2₁₀の傾斜面2₁₀₀と
密接に接触した状態にある。この場合、角度αおよびβ
間の角度差のために、ジョーホルダＰの支承面1₂₀に対
するジョーＭの面M₁₀の完全な適用状態が保証されると
共に、ジョーＭの面M₂₀とプッシャー2₁の端部2₁₀の支承
面2₁₀₀との協働作用による作動位置での完璧な固定／錠
止状態も保証される。経験則によれば、前以て固定／錠
止解除のための作動を行うことなくジョーＭを取り外す
ことが実際上不可能であることが判明した。図示の実施
例の場合には、端部2₁₀のテーパ形状のために、面M₂₀と
面2₁₀₀との間の接触は極端に挟められた領域に制限さ
れ、そのような接触領域は単なる線接触の状態であり得
る。この場合、かかる接触領域の反対側には隙間J₁が形
成され、その隙間の大きさは最大となっている。ジョー
Ｍはその両側の各側に配置された溝部M₅₀によって駆動
されることになる。なお、それら溝部M₅₀はジョーホル
ダＰとそれ自体周知の態様で協働するようになってい
る。駆動トルクが小さい場合には、プッシャー2₁を１つ
だけ設ければ十分である。ジョーＭの内側端部には踵部
M₄₀が設けられ、この踵部M₄₀は作動中ジョーホルダＰの
基部1₁に設けた凹所1₁₁に収容される。この場合、踵部M
₄₀の面のうちの１つだけが凹所1₁₁の単一面と接触状態
に置かれ、一方踵部M₄₀のその他の面と凹所1₁₁との間に
は隙間J₂およびJ₃が与えられる。このような構成によ
り、ジョーＭの揺動運動を抑えて、その摩耗速度を遅ら
せることができる。

固定／錠止解除を行うときには、工具（図示されな
い）がボアM₃₀内に手動であるいは自動的に導入され
る。このような工具はプッシャー2₁の面2₁₀₁に衝合させ
られ、これによりプッシャー2₁は弾性手段2₂の作用に抗
して後方に押し戻される。このような後方への押戻しに
ついては、面2₁₀₁がジョーホルダＰの基部1₁の面1₁₀と
同じレベルとなるまで、あるいはそのレベル以下となる
まで行われる。このときジョーＭは自由な状態となっ
て、そのジョーＭを手動で取り外したり、あるいはジョ
ーＭの側方に設けた１つもしくはそれ以上の溝部と係合
するようになったニッパ等の工具を用いて該ジョーＭを
機械的の取り外したりすることができる。

ジョーＭを装着する場合には、ジョーＭをジョーホル
ダＰに導入して、傾斜面M₁₀をジョーホルダＰの対応傾
斜面1₂₀と係合させ、次いでジョーＭに押圧力を加えて
プッシャー2₁をジョーＭの対応開口部と係合させれば十
分である。この場合、プッシャー2₁は初めに弾性手段2₂
に抗して軸線方向X-Xに沿って矢印f₂の方向に移動させ
られるが、次いで錠止を行うべく弾性手段2₂の作用によ
って矢印f₁に移動させられる。もちろん、機械加工中に
工作物を保持するためには幾つかのジョーが用いられる
が（一般的には、少なくとも３つ）、これらジョーの固
定／錠止解除動作あるいは固定／錠止動作については、
順次行うこともできるし、同時に行うこともできる。

本発明によれば、ジョーの取外し操作および装着操作
をきわめて迅速に行うことが可能であるから、作動を繰
り返して行う場合には非常に高度な繰返し性が得られ、
一方摩耗速度および摩耗量もきわめて低いく抑えられる
ことになる。固定／錠止解除用の工具を手動で操作した
場合には、ジョーの取外しに要する時間は６秒程度であ
り、またジョーの再装着（および被加工物の装着も）に
要する時間は10秒程度である。非常に多くの作動を行っ
た後の作動精度が被加工物の同心性および偏心性につい
て1/100ミリ（加工後の工作物の寸法の関数として）以
下となることは決してなかった。

上述したような急速交換装置には本発明の技術的範囲
から逸脱することなく種々の変更および改善を加え得る
ことは言うまでもない。例えば、必要に応じて各ジョー
に数個のプッシャーを用いてもよい。

本発明による急速交換装置を僅かに改変して平削り
盤、形削り盤等の工作機械に用いることができる。ま
た、本発明による自己錠止装置を工作機械分野以外の技
術分野にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による急速交換装置の一実施例としてジ
ョーホルダとジョーとからなる組立体を固定／錠止位置
において示す断面図、第２図は第１図の組立体の平面図
である。Ｍ……ジョー、M₁₀……支承面、M₂₀……支承面、M₃₀…
…ボア、M₄₀……踵部、M₅₀……溝部、Ｐ……ジョーホル
ダ、１……固定要素、1₁……基部、1₁₀……面、1₂……
支承部、1₂₀……支承面、２……保持組立体、2₁……可
動部材（プッシャー）、2₂……弾性手段、2₁₀……端
部、2₁₀₀……面。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械においてクランプジョーを急速に
交換するための急速交換装置であって、ジョーホルダ
（Ｐ）にジョー（Ｍ）を自己錠止させるための錠止手段
を具備し、この錠止手段は、本質的には、固定要素
（１）と、前記ジョー（Ｍ）を錠止位置に保持するため
の少なくとも１つの組立体（２）とによって構成され、
前記固定要素（１）には、基部（1₁）と、前記ジョー
（Ｍ）用の支承部（1₂）とが設けられ、前記基部（1₁）
の１つの面（1₁₀）には前記ジョー（Ｍ）が錠止位置に
おいて衝合するようになっており、前記支承部（1₂）の
支承面（1₂₀）が前記基部（1₁）の１つの面（1₁₀）につ
いての垂直面に対して直角な水平面と角度（α）をなす
ように傾斜して、前記ジョー（Ｍ）の該当支承面
（M₁₀）と錠止位置で協働するようになっており、前記
組立体（２）の可動部材（2₁）の両端部（2₁₀）の一方
には少なくとも１つの面（2₁₀₀）が設けられ、この面
（2₁₀₀）が前記基部（1₁）の１つの面（1₁₀）について
の垂直面に対して直角な水平面と角度（β）をなすよう
に傾斜して、前記ジョー（Ｍ）の該当支承面（M₂₀）と
錠止位置で協働するようになっており、前記角度（α）
および（β）は同一方向に広がっており、前記角度
（α）は前記角度（β）よりも大きく、前記組立体
（２）が前記ジョー（Ｍ）を固定／錠止解除状態とする
ための固定／錠止解除手段（2₁,2₂）を備えていること
を特徴とする急速交換装置。
【請求項２】特許請求の範囲第２項に記載の急速交換装
置において、前記角度（α）が前記角度（β）の1.4倍
ないし２倍の範囲内の値とされ、角度差（α‐β）が７
°ないし10°の範囲内の値とされることを特徴とする急
速交換装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の急速交換装置において、前記角度（α）が15°ないし
30°の範囲内の値とされ、前記角度（β）が７°ないし
20°の範囲内の値とされることを特徴とする急速交換装
置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項から第３項までのい
ずれか１項に記載の急速交換装置において、前記ジョー
（Ｍ）を固定／錠止解除状態とし得るようになった前記
組立体（２）の固定／錠止解除手段（2₁,2₂）がプッシ
ャー（2₁）から構成され、このプッシャー（2₁）の一端
部（2₁₀）が少なくとも１つの傾斜面を備えてヘッド形
式あるいは端部片形式とし得るようになっており、前記
プッシャー（2₁）の他端部（2₁₁）が調節自在の弾性手
段（2₂）を収容し得るようになっており、前記ジョー
（Ｍ）を固定／錠止解除状態とする作動時には、前記プ
ッシャー（2₁）が前記ジョーホルダ（Ｐ）の固定要素
（１）の基部（1₁）に直接的あるいは間接的に形成され
たボア（2₃₁）内に前記弾性手段（2₂）に抗して押し戻
され得るようになっていて、その押戻しについては前記
一端部（2₁₀）の面（2₁₀₁）が前記基部（1₁）の面
（1₁₀）と同じレベルあるいはそのレベル以下となるま
で行われることを特徴とする急速交換装置。
【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載の急速交換装
置において、前記ジョー（Ｍ）を固定／錠止解除状態と
する作動を行うべく前記プッシャー（2₁）のジョー側の
端部（2₁₀）に接近し得るようにするボア（M₃₀）が該ジ
ョー（Ｍ）に形成されていることを特徴とする急速交換
装置。
【請求項６】特許請求の範囲第１項から第５項までのい
ずれか１項に記載の急速交換装置において、前記ジョー
（Ｍ）用の駆動手段が設けられていることを特徴とする
急速交換装置。
【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載の急速交換装
置において、前記駆動手段が前記ジョー（Ｍ）の各側に
配置された溝部（M₅₀）の形式か、あるいは前記ジョー
（Ｍ）と前記ジョーホルダ（Ｐ）との間に設けた中央キ
ー機構の形式とされ得るようになっていることを特徴と
する急速交換装置。
【請求項８】特許請求の範囲第６項に記載の急速交換装
置において、前記駆動手段がプッシャー（2₁）の形式と
され得るようになっており、このプッシャー（2₁）が低
駆動トルク時に単独で前記ジョー（Ｍ）の駆動を保証す
るようになっていることを特徴とする急速交換装置。
【請求項９】特許請求の範囲第１項から第８項までのい
ずれか１項に記載の急速交換装置において、前記ジョー
（Ｍ）が踵部（M₄₀）を備え、この踵部（M₄₀）が前記ジ
ョー（Ｍ）を前記ジョーホルダ（Ｐ）に固定しかつ錠止
する際に該ジョーホルダ（Ｐ）の固定要素（１）の基部
（1₁）の該当凹所（1₁₁）内に収容されるようになって
いることを特徴とする急速交換装置。