JP3133504U - 工作機械における工具のアンクランプ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンクランプするに際してドローバーの軸方向の移動を的確に行えて、動作制御も容易で安価に提供する。
【解決手段】駆動装置1からの動力に基づきドローバー3を軸方向に押下して工具をアンクランプするようにしたものにおいて、前記駆動装置1は、駆動源としてシリンダーの直線移動を規制するストッパーを具備したシリンダー装置と、このシリンダー装置による直線移動変位を回転変位に変換する動力変換手段と、この動力変換手段からの回転動力を受けて回転駆動されるカム10とから構成し、前記カム10による回転変位に基づき前記ドローバー3を下方向に移動させ、該ドローバー3下端に装着した工具をアンクランプ可能とした構成。
【選択図】図1
【解決手段】駆動装置1からの動力に基づきドローバー3を軸方向に押下して工具をアンクランプするようにしたものにおいて、前記駆動装置1は、駆動源としてシリンダーの直線移動を規制するストッパーを具備したシリンダー装置と、このシリンダー装置による直線移動変位を回転変位に変換する動力変換手段と、この動力変換手段からの回転動力を受けて回転駆動されるカム10とから構成し、前記カム10による回転変位に基づき前記ドローバー3を下方向に移動させ、該ドローバー3下端に装着した工具をアンクランプ可能とした構成。
【選択図】図1
Description
本考案は、工作機械の主軸装置内に装着される着脱可能な工具のアンクランプ方法に関する。
従来、マシニングセンタなどの工作機械では多数の工具が採用されていることから、工具の交換などの着脱作業を効率的に行う必要がある。そのために、自動工具交換装置が装備され自動的に行われるようにしているが、このような作業時間も加工時間に含まれることから、一層効率よく行うことが求められている。
しかるに、工具のアンクランプ手段としては、通常主軸装置側に装着した工具を、該主軸装置内のドローバーを軸方向の一方に移動させることでアンクランプするようにしている。そのアンクランプするための駆動源として、従来エアシリンダー装置や油圧シリンダー装置を採用し、そのシリンダー装置の動力変位を直接ドローバーに伝達し軸方向に移動させるようにしている。
しかしながら、上記シリンダー装置利用の場合、総じて応答性に難があり動力変位量(ストローク)を的確に得るべく始動・停止などの高速度制御が難しく、そのために必要以上のストロークを設定したり、時間的ロスを招くことになるなど効率的でない。
しかしながら、上記シリンダー装置利用の場合、総じて応答性に難があり動力変位量(ストローク)を的確に得るべく始動・停止などの高速度制御が難しく、そのために必要以上のストロークを設定したり、時間的ロスを招くことになるなど効率的でない。
そこで、駆動源とする電動モータによりカムを回転駆動し、該カムの回転変位を利用してドローバーを押し下げるようにしたアンクランプ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−63806号公報
上記構成によれば、前記シリンダー装置に比し応答性に優れ、高速度に動作制御できるなどの利点を有する。
ところが、通常の電動モータでは安定性、位置、力など的確な制御性能に劣ることから、この種の駆動源には高精度の例えば減速機付きのサーボモータを採用し、電力指令に対する応答速度が速く、始動・停止などの制御をし易くしている。しかしながら、高精度が要求されるサーボモータは、高価でアンクランプ装置の駆動装置としても複雑化するなどの問題点を有している。
ところが、通常の電動モータでは安定性、位置、力など的確な制御性能に劣ることから、この種の駆動源には高精度の例えば減速機付きのサーボモータを採用し、電力指令に対する応答速度が速く、始動・停止などの制御をし易くしている。しかしながら、高精度が要求されるサーボモータは、高価でアンクランプ装置の駆動装置としても複雑化するなどの問題点を有している。
本考案は、上記問題点を解決するために、アンクランプの際のドローバーの軸方向の移動を的確に行えて、動作制御も容易で安価に提供できる工作機械における工具のアンクランプ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本考案の工作機械における工具のアンクランプ装置は、主軸装置内に軸方向に移動可能に設けられたドローバーは、弾性部材により上方向に付勢された状態に保持され、このドローバーを前記弾性部材の付勢力に抗して押下する駆動装置を備えたものにおいて、
前記駆動装置は、駆動源としてシリンダーの直線移動を規制するストッパーを具備したシリンダー装置と、このシリンダー装置による直線移動変位を回転変位に変換する動力変換手段と、この動力変換手段からの回転動力を受けて回転駆動されるカムとから構成し、
前記カムによる回転変位に基づき前記ドローバーを下方向に移動させ、該ドローバー下端に装着した工具をアンクランプ可能としたことを主たる特徴とするものである。
前記駆動装置は、駆動源としてシリンダーの直線移動を規制するストッパーを具備したシリンダー装置と、このシリンダー装置による直線移動変位を回転変位に変換する動力変換手段と、この動力変換手段からの回転動力を受けて回転駆動されるカムとから構成し、
前記カムによる回転変位に基づき前記ドローバーを下方向に移動させ、該ドローバー下端に装着した工具をアンクランプ可能としたことを主たる特徴とするものである。
上記手段によれば、駆動源としてのシリンダー装置による所定の移動変位を、的確で容易に制御できるとともに、動力変換手段を介してカムを的確に回転駆動できる。従って、カムによる機械的変位に基づきドローバーの移動を的確に制御できるとともに、簡易な構成にて安価な工作機械における工具のアンクランプ装置を提供できる。
(第1の実施の形態)
図1〜図6は、本考案の第1実施例を示す工作機械における工具のアンクランプ装置にあって、図1(a),図1(b),図1(c)は夫々異なる動作形態を動作順に沿って示す縦断正面図、図2はカム部材の正面図、図3はカムの回転駆動に伴う移動変位(ストロークに相当)等を説明するための作用説明図、図4は図1(a)中の要部の拡大図、図5は図4の左側面図、図6は図4の背面図である(図5の左側面図にも相当する)。
図1〜図6は、本考案の第1実施例を示す工作機械における工具のアンクランプ装置にあって、図1(a),図1(b),図1(c)は夫々異なる動作形態を動作順に沿って示す縦断正面図、図2はカム部材の正面図、図3はカムの回転駆動に伴う移動変位(ストロークに相当)等を説明するための作用説明図、図4は図1(a)中の要部の拡大図、図5は図4の左側面図、図6は図4の背面図である(図5の左側面図にも相当する)。
まず、本実施例に示す基本的形態のクランプおよびアンクランプ装置につき説明すると、その概要は例えば図1(a),(b),(c)に示すように、上段側に駆動装置1を備え、その下段側に駆動装置1側からの動力が伝達される主軸装置2を備えている。
そのうち、下段側の主軸装置2は一般的に多く採用されている実施態様にあることから、まず主軸装置2の構成について例えば図1(a)に基づき簡略的に説明する。図1(a)は、詳細後述する前記駆動装置1からの動力の伝達が断たれた状態、すなわち図示しない工具を装着した工具ホルダー6をクランプした状態を示している。この主軸装置2は、内部に上下方向たる軸方向にドローバー3が移動可能に設けられている。
そのうち、下段側の主軸装置2は一般的に多く採用されている実施態様にあることから、まず主軸装置2の構成について例えば図1(a)に基づき簡略的に説明する。図1(a)は、詳細後述する前記駆動装置1からの動力の伝達が断たれた状態、すなわち図示しない工具を装着した工具ホルダー6をクランプした状態を示している。この主軸装置2は、内部に上下方向たる軸方向にドローバー3が移動可能に設けられている。
このドローバー3が挿入された軸孔4は、大小様々な径寸法の孔部を上下方向に貫通して形成されており、そのほぼ上半部には皿ばね或はコイルスプリングなどの弾性部材5が装着され、この弾性部材5により前記ドローバー3を常時上方向に付勢した状態で支持している。従って、図1(a)に示すクランプ状態では、ドローバー3には弾性部材5の弾発力が蓄積された状態、所謂上方へ付勢された状態にあって、この所定位置に安定保持される構成としている。
これに対し、上記軸孔4の下半部においては、ドローバー3の下端部に周知のコレットチャック7が配備され、前記工具ホルダー6が着脱可能に把持されている。従って、コレットチャック7が図示するように軸孔4の径小部分にあるときは、工具ホルダー6を係合把持し(クランプ状態)、一方径大部分に移動したときはコレットチャック7による係合支持が解かれ、アンクランプ(可能)状態となる(図1(c)参照)。なお、図1(a)に示すクランプ状態においては、上方に突出したドローバー3の上端面と、駆動装置1側に設けられた後述する押し込みロッド8の下端面との間に、所定寸法の隙間S(例えば、3.5mm)を有する位置関係を保ち、従って動力の伝達を断った状態にあって、この状態からドローバー3を有する主軸装置2側を駆動可能な状態に維持している。
これに対し、前記駆動装置1の構成につき特には図4,5,6を参照して述べると、まず図4,5に示すように前記したドローバー3と同一中心線(図示せず)上に、前記押し込みロッド8、カムフロアー9、およびカム10を配備している。これら押し込みロッド8、カムフロアー9、およびカム10は、前記主軸装置2の上段に位置している中空箱状の主ケース11内に配置されている。
そのうち、前記押し込みロッド8は、前記したようにクランプ状態におけるドローバー3と所定寸法の隙間S(3.5mm)を有して対峙して設けられている。この押し込みロッド8は、円柱状にして本実施例では主ケース11の底部側に固定された円筒状の軸受部材13にて、上下方向にスライド可能に案内される。この押し込みロッド8の上端部側には、円形棒状のピン12が直交方向に貫通して固定され、その両端部は軸受部財13の外側方にまで突出していて、その突出端部と主ケース11の内底部との間に例えば圧縮コイルスプリング15が、前記軸受部材13の周りを巻回するように装着されている。従って、ピン12と一体的な押し込みロッド8は、圧縮コイルスプリング15により弾性支持される形態となる。
次いで、前記カムフロアー9の構成につき述べると、このカムフロアー9は円筒状にして前記カム10(詳細は後述する)の下面側と摺接状態に配置され、且つ回転自在に支持されている。具体的には、前記ピン12に対し、例えばニードルベアリングを介して回転自在に装着され、特に図4,5に示すように押し込みロッド8の上端中央部のスリット8a内に埋没した状態に設けられている。なお、前記軸受部材13のピン12が突出する筒壁には、該ピン12が上下動可能な幅の溝部13a,13aを有し、且つピン12と溝部13aとが回転方向に対し係合することで、該ピン12と一体的な押し込みロッド8の廻り止めを兼ねた構成としている。
しかして、前記カム10の具体構成につき述べると、まず図4,5に開示されるようにカム10の中心を水平方向に貫通して一体的に連結固定されたカム軸14が、前記主ケース11の前,後面壁に夫々配したボール軸受16a,16bを介して回転自在に軸支されている。このカム10は、一般的なカム形状と同様に厚みのある板状にして、その周側面にカム面10aを形成しており、該カム面10aは中心点O(図2参照)からの径寸法が異なる形状としている。
上記カム面10aとして有効な機能および形状は、図2,3からも理解できる。
すなわち、図3はカム10の回転角度に対する上下方向(軸方向)への移動変位を表したもので、所謂カム面10aの基づく回転変位(ストローク変化)を開示したものである。これは、図2のカム10の形状と合わせて作用説明の項で詳細説明するが、例えば図2においてカム10は矢印R方向に180度回転すると、軸方向(この場合、下方向)の変位がトータル11.5(mm)に達することを示している。このことは、本実施例では有効なカム面10aとしては実質的に回転角度180度に対応した範囲に相当するといえる。
すなわち、図3はカム10の回転角度に対する上下方向(軸方向)への移動変位を表したもので、所謂カム面10aの基づく回転変位(ストローク変化)を開示したものである。これは、図2のカム10の形状と合わせて作用説明の項で詳細説明するが、例えば図2においてカム10は矢印R方向に180度回転すると、軸方向(この場合、下方向)の変位がトータル11.5(mm)に達することを示している。このことは、本実施例では有効なカム面10aとしては実質的に回転角度180度に対応した範囲に相当するといえる。
また、図2,3中に表記した符号A,B,Cは、カム10の回転方向に沿う所定の回転角度において、作用説明する上で主要とする動作点を表したもので、例えば動作点Aから動作点Bまでカム10が回転した場合、その回転変位が図3に示す動作点Bにおいて下方向への移動変位が3.5mmであることを示している。従って、カム面10aとしては図3に示す動作点A,B,Cに対応した下降変位を有する形状をなしていることが理解でき、その変位は図4等に示すカムフロアー9を押圧し伝達される。
更に、カム10には図2中において各動作点A,B,Cと結ぶ中心線を挟んで10度の範囲にわたり、径変化がない所謂同一半径の停留区分a,b,cをカム面10aに形成している。この停留区分a,b,cは、カム10が回転駆動されても下降変位が0(ゼロ)mmで、通常のカム作用として一時的に機能しない停留する区分であることを示している。なお、上記動作点Aはカム10の始動点でもあり、例えば図1(a)や図4,5に示すクランプ状態においては、該動作点Aがカムフロアー9と接合しており、前記圧縮コイルスプリング15をほぼ自由動状態、若しくは若干圧縮した状態に保持している。この状態を所定位置として、押し込みロッド8の下端面とドローバー3の上端面との間に所定の隙間S(本実施例では、3.5mm)を確保している。
そして、前記カム軸14の図5に示す左端側(後面側)は、主ケース11外に延出されて径大な軸部(以下、径大軸部14aと称す)を形成している。この径大軸部14aには、後述する駆動源としてのシリンダー装置からの動力がラック・ピニオン機構を介して伝達され、カム10を回転駆動する構成としている。そのうち、まず駆動源としての構成につき説明すると、図6に示すようにシリンダー装置として複動型のエアシリンダー装置17を備えている。
上記エアシリンダー装置17は、その円筒状のシリンダーケース18内に往復動可能なシリンダー19を有し、その往復動する左右端部に夫々圧力室20a,20bが形成されている。そして、シリンダーケース18内には、シリンダー19の直線的往復動(ストローク)を規制するストッパーとして径小とする環状の段部21a,21bを夫々両端部に形成しており、この段部21a,21bに往復動するシリンダー19の一部である端部19aが衝止されることで、動きが停止され且つ所定のストロークを得るようにしている。
また、上記シリンダー19の他方の一端はシリンダーケース18から延出され、その延出端部の片面側に、例えば球状の凹部を直線状に設けてなるラック22を形成している。そして、この往復動するラック22に噛合する球状歯を有するピニオン23が設けられ、該ピニオン23は前記径大軸部14aの端部側に、ほぼ180度の範囲に亘り形成されている。従って、ラック22の直線運動はピニオン23にて回転運動に変換される動力変換手段として機能し、この回転動力を受けてカム軸14を回転駆動する構成としている。
つまり、駆動装置1としてはエアシリンダー装置17からの直線的動力を、動力変換手段たるラック・ピニオン機構を介して回転運動に変換し、カム10を回転駆動する構成にある。なお、シリンダー19の段部21a,21b間の一ストロークは、図2,3等に示すカム10の回転角度180度に相当するよう、ラック・ピニオン機構等の伝達比が予め設定されている。また、ラック・ピニオン機構は、主ケース11の側方に設けられた駆動ケース24内に収容され、前記シリンダーケース18とも連結した構成としている。
次に上記構成において、工具を交換する場合などのアンクランプする場合の作用につき、図2,3を中心にカム10の回転駆動に沿って説明する。因みに、図1(a)に示すクランプ状態は、カム10の始動点でもある動作点Aがカムフロアー9と接合している状態を示し、図1(b)は、同様に動作点Bおよびその近傍における途中過程を示し、図1(c)は、同じく動作点Cに至りアンクランプ(可能)状態を示しており、従って図1(a),(b),(c)はアンクランプ時の動作過程に沿って順次図示されている。
図1(a)は、カム10が停動状態にあって、押し込みロッド8とドローバー3との間には所定の隙間S(3.5mm)を有するクランプ状態にある。この停動状態から、まずカム10が矢印R方向に回転駆動されて、図2,3中に示す動作点Aから始動し、動作点Bに達するまでにつき説明する。
まず、図6に示すようにカム10の駆動源であるエアシリンダー装置17が駆動され、一方の圧力室20aが加圧されると、シリンダー19と共にラック22が図中矢印T方向に直線移動される。この直線運動は、ラック・ピニオン機構たるラック22およびピニオン23を経て回転運動に変換され、カム軸14に伝達されカム10を矢印R方向に回転駆動する。これに伴い、徐々に径大となるカム面10aは、カムフロアー9を押圧し圧縮コイルスプリング15を圧縮しつつ押し込みロッド8を押下する。
そして、カム10は図2,3に示すように動作点Aから65度回転すると、通過点でもある動作点Bに達する。この間の、カム10による回転変位たる下降への変位は、図3に示すように直線的に緩やかな勾配にて下降する状態に変位する。結果として、押し込みロッド8が下降してドローバー3に当接するに至り、つまり当初の隙間S(3.5mm)相当分の下降変位(ストローク)が認められる。この3.5mmに設定された下降変位は、カム10に形成するカム面10aにおいて容易に設定できる。
しかるに、この動作点Bにおいては回転角度10度の範囲にて停留区分bを形成しているので、この間はカムフロアー9とは摺接するのみで、これを押下する作用はない。従って、この停留区分bでは上記押し込みロッド8がドローバー3と始めて当接するのであるが、該ドローバー3を強く押下する移動変位はないため、その両者の当接度合は緩衝的に行われ、急激な衝撃が発生することはない。以降、押し込みロッド8とドローバー3は接合状態で推移することになるので、図3から明らかなように動作点B以降、カム面10aは急に大きな移動変位(大ストローク区分)を有する形状に移行しても、カム10などの駆動装置1側への急な衝突による衝撃や反動作用を受けることなく円滑に駆動できる。
また、カム10が動作点Bに達した回転位置は、当然ながら未だドローバー3の下方への移動がないため、主軸装置2側におけるコレットチャック7による工具ホルダー6は、依然として図1(a)に示す完全にクランプされた状態にある。斯くして、上記動作点Bにおいて動力伝達が一時的に停止する停留区分bを経過以降、更にカム10の回転が進むことによりドローバー3の下降移動が開始されることになり、この動作点Bはこれまで停動状態にあったドローバー3において、移動状態に切り換わる分岐点でもあり始動点でもある。
そして、図1(b)に示す状態は、上記動作点Bを通過しドローバー3の下降初期における状態を示しており、すなわち主軸装置2側にあっては弾性部材5の付勢力に抗してドローバー3が若干下降した状態にあって、コレットチャック7は若干移動するも、依然として工具ホルダー6を把持した状態に保持されている。但し、以降カム10による機械的変位たる下降変位は急激に大きくなり、図3によれば回転角度65度(動作点B)を過ぎてから同180度(動作点C)まで回転する間(115度の範囲)に、変位8.0mm(=11.5−3.5mm)の下降移動が実行され、特に主軸装置2側は図1(c)に示す形態に至る。
すなわち、図1(c)はカム10が動作点Cまで回転駆動され、カム10が動作点Aから始動し回転角度180度回転した所定位置に達した状態を示している。この所定位置は、駆動源であるエアシリンダー装置17によって定められるもので、図6に示すようにシリンダー19の一部たる端部19aが図示右方側の段部21bに衝止されることで、該シリンダー19の直線運動たる移動が阻止され、矢印T方向への所定の移動変位(ストローク)が決定される。このように、動きが規制されたシリンダー19に対し、これと連動するラック・ピニオン機構を経てカム10に所定の回転角度を設定することができる。なお、ラック・ピニオン機構の伝達比やカム10のカム面10aに基づき移動変位を調整することも容易に可能である。
そして、図1(c)に示す通りコレットチャック7は球体が径大な孔部側に移行することで工具ホルダー6との係合が解除され、アンクランプ(可能)状態に至り工具ホルダー6を取外すことが可能となる。
そして、図1(c)に示す通りコレットチャック7は球体が径大な孔部側に移行することで工具ホルダー6との係合が解除され、アンクランプ(可能)状態に至り工具ホルダー6を取外すことが可能となる。
なお、図2,3に示すようにカム10の各動作点A,B,Cには、これを中心に10度の範囲にて同一半径による停留区分a,b,cを設けており、そのうち停留区分bでは既述の如く押し込みロッド8とドローバー3との当接時における緩衝作用を得るのに好都合であり、また他の停留区分a,cではカム10とカムフロアー9との接合による停止状態を安定的に維持するに好都合であるが、これらは必ずしも設けなくても上記カム機能によるドローバー3の下降移動を確実に実行することができる。
一方、クランプ操作する場合につき述べると、これは実質的に上記アンクランプの動作手順と逆手順にて可能であり、図1(c)−図1(b)−図1(a)の図示順に沿って実行できる。まず、駆動装置1側においては、図6に示すエアシリンダー装置17の圧力室20b側が加圧され、シリンダー19が図示左方に復帰移動し段部21aに衝止されることで位置規制される。従って、前記したアンクランプ時とは逆方向の動力が発生し、ラック22の反矢印T方向への直線移動や、カム10が反矢印R方向に回転駆動される。従って、カム10は半径が徐々に小さくなるカム面10aがカムフロアー9と対峙することとなり、該カムフロアー9はカム10の押圧状態から開放される傾向が続く状態となる。
この結果、押し込みロッド8への押圧負荷も解消されるため、圧縮コイルスプリング15の弾発力たる付勢力によりピン12が上方に持ち上げられ、これと一体的な押し込みロッド8も上昇移動する。従って、カム10が動作点Cから同Aまで復帰回転することで、押し込みロッド8が上昇移動し、主軸装置2側においてはドローバー3に対する負荷である押下作用がなくなる。このため、弾性部材5による付勢力によりドローバー3を上昇移動させることができる。そして、所定位置まで移動した押し込みロッド8とドローバー3とは、その対峙面に所定の隙間S(3.5mm)を存した位置で停止し、その状態に保持されるとともに、コレットチャック7により工具ホルダー6が把持固定されクランプ動作が終了する。
上記実施例によれば、次のような効果を奏する。
駆動装置1の駆動源としてエアシリンダー装置17を採用し、カム10等を駆動し、主軸装置2側に装着された工具を取外すことができるアンクランプ装置の構成とした。特に、エアシリンダー装置17による気圧を制御した動力は、シリンダー19の直線移動を規制するストッパーたる段部21a,21bを設けたので、所定の移動変位(ストローク)を的確に容易に設定できる。従って、従来駆動源として高価なサーボモータの採用に比し、安価で運転制御も容易で簡易な構成の工作機械における工具のアンクランプ装置を提供できる。
駆動装置1の駆動源としてエアシリンダー装置17を採用し、カム10等を駆動し、主軸装置2側に装着された工具を取外すことができるアンクランプ装置の構成とした。特に、エアシリンダー装置17による気圧を制御した動力は、シリンダー19の直線移動を規制するストッパーたる段部21a,21bを設けたので、所定の移動変位(ストローク)を的確に容易に設定できる。従って、従来駆動源として高価なサーボモータの採用に比し、安価で運転制御も容易で簡易な構成の工作機械における工具のアンクランプ装置を提供できる。
また、動力変換手段を構成するラック・ピニオン機構は、直線移動変位を回転変位に変換するだけでなく、カム10を例えば回転角度180度の範囲にて往復回転させることが容易にでき、カム10の径寸法など全体形状も小形で済むとともに、カム10による機械的変位は的確に伝達でき、且つその変位(ストローク)を容易に調整できる点でも有利である。
更に、カム面10aにはドローバー3を下方向に始動する直前において(動作点B)、一時的にカム作用を奏しない停留区分bを設けたので、ドローバー3への動力伝達時の急激な当接による衝撃やその反動作用を緩和することができ、機械的強度による耐久性や衝撃音の低減等に有効である。従って、カム面10aには、上記停留区分bを経た後にドローバー3を急速に大きく移動させる大ストローク区分を設けても、特に衝撃作用も生せずドローバー3を円滑に下降移動させることができる。
なお、本実施例では駆動源としてエアシリンダー装置17を採用しているが、これに限らず例えば油圧シリンダー装置を採用することも可能で、上記実施例で述べたようにシリンダーの移動を規制するストッパーを設けることで、所望の移動変位(ストローク)を的確に得るべく始動・停止などの駆動制御が可能である。また、カム10は回転角度180度を回転変位として説明したが、これに限らずカム自体の大きさや所望の回転変位に応じて適宜変更して実施可能である。
上記実施例に対し、図7および図8は本考案の第2および第3実施例を示すもので、以下上記実施例と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分につき説明する。
(第2の実施の形態)
図7は、本考案の第2実施例を示す図1(a)相当図で、上記実施例では、カム10などを有する駆動装置1の直下に、ドローバー3を有する主軸装置2を配置した構成であったのに対し、このものは例えば駆動装置1と主軸装置2とが大きく離間して配置されたり、駆動装置1側からの動力伝達方向に対し主軸装置2側のドローバー3の軸方向とが異なる場合などに好適する工作機械における工具のアンクランプ装置を提供するものである。
図7は、本考案の第2実施例を示す図1(a)相当図で、上記実施例では、カム10などを有する駆動装置1の直下に、ドローバー3を有する主軸装置2を配置した構成であったのに対し、このものは例えば駆動装置1と主軸装置2とが大きく離間して配置されたり、駆動装置1側からの動力伝達方向に対し主軸装置2側のドローバー3の軸方向とが異なる場合などに好適する工作機械における工具のアンクランプ装置を提供するものである。
特に本実施例では、図示するように駆動装置1を横置きタイプとしても好適するもので、従ってカム10による動力伝達方向は横方向(水平方向)であるのに対し、主軸装置2は一般的な配置構成であるドローバー3が上下方向(軸方向)に移動可能とする構成で、動力を授受する方向が互いに異なる実施例構造である。このため、駆動装置1側の構成としては、カム10の側方にカムフロアー9が摺接するよう配置され、この駆動装置1からの動力の伝達をシリンダー伝達手段としての油圧シリンダー装置25を介して行うようにしたことに特徴を有する。
しかるに、上記油圧シリンダー装置25としては油圧変動に基づき動力を伝達する構成であればよく、例えば図示するように主ケース11側には第1の油圧シリンダー26を配設し、内部にカムフロアー9と一体的なシリンダー27をスライド可能に設けている。これにより、カムフロアー9から横方向に移動する動力を受けてシリンダー27が連動し、圧力室26a内の油圧を加減制御する。
一方、主軸装置2側には、その直上部に第2の油圧シリンダー28を設け、内部に押し込みロッドとして機能するシリンダーロッド29を備え、その上部に圧力室28aを形成している。そして、これら各シリンダー26,28間をシリンダーパイプ30で連結し、一つの油圧シリンダー装置25として機能する構成にある。従って、アンクランプ時にカム10が矢印R方向に回転駆動されると、その回転動力を受けてカムフロアー9が横方向に移動し、一体的なシリンダー27も共に矢印D方向に移動する。
すると、圧力室26aが加圧されシリンダーパイプ30を介して直ちに第2の油圧シリンダー28側に油圧が伝達され、その圧力室28aが加圧されることによりシリンダーロッド29を下方に押下する。これにより、シリンダーロッド29の直下に対峙するドローバー3を下方に移動させることができ、コレットチャック7から工具ホルダー6を取外すことができる。この結果、シリンダーロッド29は押し込みロッドとして機能する。
なお、上記シリンダーロッド29の側方には球体とコイルスプリングからなる弾接機構31が設けられ、シリンダーロッド29側方の縦方向(上下方向)の溝部に弾力的に圧接した状態に嵌合している。これにより、弾接機構31は、シリンダーロッド29の不要な廻り止めとして機能するとともに、クランプ時にスプリングの反動作用によりシリンダーロッド29を上昇させる付勢作用をなす機能を有している。
本実施例によれば、駆動装置1と大きく離間したり、或は動力伝達の授受する方向が異なる配置の主軸装置2との間に、動力を伝達するためにシリンダー伝達手段たる油圧シリンダー装置25を介在したもので、各種の設置条件に係らず上記第1実施例と同様に的確にアンクランプ動作が行なえるアンクランプ装置を提供できる。
また、工具をクランプする場合は、やはりアンクランプ時に対し逆の動作手順にて可能である。すなわち、カム10は反矢印R方向に回転駆動され、第1の油圧シリンダー26の圧力室26aへの加圧作用が解除される。ほぼ同時に、シリンダーパイプ30を経て他方の圧力室28aの加圧作用も解かれる。これに伴い、主軸装置2側のドローバー3の弾性部材5による付勢力が勝り、圧接状態であったシリンダーロッド29を持ち上げるとともに、ドローバー3を当初の所定位置まで上昇させる。
このドローバー3の上昇移動により、上記圧力室28a,26aに逆方向の加圧作用が生じる。従って、カム10が回転する中、ドローバー3の所定位置での停止後は、弾接機構31の反動作用(弾発力)にてシリンダーロッド29を上方向への復帰移動が進められ、該ロッド29とドローバー3との間に所定の隙間S(実施例では、3.5mm)を有する位置まで上昇し、図示するクランプ状態に達して停止する。
このように第2実施例によれば、図示したような側方に位置ずれした配置構成にあってもシリンダー伝達手段としての油圧シリンダー装置25を介在することで、何ら支障なく的確にアンクランプすることができる。特に、シリンダーパイプ30の配管構成を工夫することで、駆動装置1と主軸装置2との種々の異なる設置条件にも対応できる実用的効果が期待できる。
(第3の実施の形態)
図8は、本考案の第3実施例を示す図6相当図で、第1実施例とは動力変換手段が異なるもので、他は実質的に共通の構成にある。
図8は、本考案の第3実施例を示す図6相当図で、第1実施例とは動力変換手段が異なるもので、他は実質的に共通の構成にある。
すなわち、本実施例における動力変換手段はリンク機構を採用したもので、例えば第1のリンク31と、第2のリンク32を連結した構成からなる。具体的には、第1のリンク31の一端はシリンダー19に第1のピン33を介して回転自在に連結され、他端の自由端側は第2のピン34を介して第2のリンク32の自由端側と回転自在に連結され、更に第2のリンク32の他端側はカム軸14aに図示しないボルト締めや、かしめなどの適宜の固着手段により連結固定されている。
従って、図示実線で示す状態(クランプ状態)からエアシリンダー装置17が駆動すると、シリンダー19の直線的な移動に応じて第1のリンク31も右方に移動する。但し、この第1のリンク31は第1のピン33を回動支点として回動し、その自由端側に連結した第2のリンク32の自由端側を、図中二点鎖線で示す所定位置まで回転変位させる。この結果、第2のリンク32の他端側を連結固定したカム軸14aは所定角度、例えば回転角度90度の範囲にて回転変位し、延いてはカム10を介してアンクランプに必要な変位(ストローク)を伝達できるようにしている。
このように、リンク機構を介してもカム10を所定の回転角度にて往復動させることができ、工具のクランプおよびアンクランプ動作を的確にできるなど、上記第1実施例とほぼ同様の作用効果が得られる。また、本実施例では二つのリンク31,32を回転可能に連結したリンク機構としたので、回転変位に遊びがなく円滑な動力伝達ができる点で優れている。但し、当該リンク機構に限らず一つのリンク構成とすることも可能で、例えばシリンダー19側に固定ピンを設ける一方、カム軸14a側に連結固定したリンクの自由端部側に長孔を設け、該長孔を前記固定ピンに摺動可能に連結する構成としても、動力変換手段としてのリンク機構として機能する。
なお、本考案は上記し且つ図面に示した実施例に限定されることなく、例えばエアシリンダー装置において的確なストロークを得るべくシリンダーの移動を衝止するストッパーとしてシリンダーケース内に段部を設けた構成としているが、これはシリンダーの移動を規制するストッパー構成であればよく、またエアシリンダー装置に代えて油圧シリンダー装置を転用可能であるなど、実施に際して本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できるものである。
図面中、1は駆動装置、2は主軸装置、3はドローバー、8は押し込みロッド、9はカムフロアー、10はカム、17はエアシリンダー装置(シリンダー装置)、19はシリンダー、21a,21bは段部(ストッパー)、22はラック、23はピニオン、25は油圧シリンダー装置(シリンダー伝達手段)、29はシリンダーロッド(押し込みロッド)、30はシリンダーパイプ、および31,32は第1,第2のリンク(リンク機構)を示す。
Claims (3)
- 主軸装置内に軸方向に移動可能に設けられたドローバーは、弾性部材により上方向に付勢された状態に保持され、このドローバーを前記弾性部材の付勢力に抗して押下する駆動装置を備えたものにおいて、
前記駆動装置は、駆動源としてシリンダーの直線移動を規制するストッパーを具備したシリンダー装置と、このシリンダー装置による直線移動変位を回転変位に変換する動力変換手段と、この動力変換手段からの回転動力を受けて回転駆動されるカムとから構成し、
前記カムによる回転変位に基づき前記ドローバーを下方向に移動させ、該ドローバー下端に装着した工具をアンクランプ可能としたことを特徴とする工作機械における工具のアンクランプ装置。 - カムが有するカム面には、該カムの回転変位に応じてドローバーをアンクランプ方向に移動させる始動時に、前記ドローバーの移動を一時的に停留する区分を有することを特徴とする請求項1記載の工作機械における工具のアンクランプ装置。
- 動力変換手段は、ラック・ピニオン機構又はリンク機構により構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の工作機械における工具のアンクランプ装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010026614A1 (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-11 | パスカルエンジニアリング株式会社 | アンクランプ用油圧発生装置 |
JP2016020022A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | イノサーブ エフエー インク.Innoserv Fa Inc. | 工具機のサーボ駆動アンクランプシステム |
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