JP3183532B2 - ドローボルト式着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばツールホルダを
製作する際のホルダ素材等の被着脱物（以下ワークと記
す）を主軸のテーパ状の保持穴内にクランプし、又は該
保持穴からアンクランプするドローボルト式着脱装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のドローボルト式着脱装置として、
例えば実公平3-14244 号公報に記載されたものがあり、
これは以下のように構成されている。ドローボルトを回
転可能かつ軸方向移動不能に配置し、該ドローボルトを
正回転させてワークにねじ込むことにより、ドローボル
ト自体の回転トルクでワークを引き込んで上記保持穴に
密着させてクランプし、また逆回転させることによりド
ローボルト自体の回転トルクでワークを押し出して上記
密着を解除してアンクランプするように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来のド
ローボルト式着脱装置は、ドローボルトのねじ込みトル
クだけでワークをクランプ，及びアンクランプする方式
を採用しているから、大きな回転トルクが必要となり、
ドローボルトのねじ部の摩耗が大きくなって該ドローボ
ルトの寿命が短くなる問題がある。またドローボルトの
軸芯とワークの軸芯とが完全に一致していない場合は、
クランプ時においてはワークが振り回され、テーパ穴と
の間で損傷及び焼き付きが発生する問題があり、またア
ンクランプ時においては上記焼き付きのため上記密着の
解除ができないことも生じる。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、ドローボルトに必要な回転トルクを小さくす
ることによりねじ部の摩耗を軽減でき、またワークの振
れ回り，焼き付き等の問題も解消できるドローボルト式
着脱装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転可能かつ
軸方向移動可能に配置され先端にねじ部を有するドロー
ボルトと、該ドローボルトを正逆回転させることにより
上記ねじ部をテーパ状の保持穴内に挿入された被着脱物
に螺挿し又は該螺挿を解除する回転駆動機構と、上記ね
じ部が被着脱物に螺挿されたとき上記ドローボルトを引
き込むことにより被着脱物を上記保持穴に密着させてク
ランプし、かつ上記ねじ部の螺挿が解除されたとき上記
被着脱物の密着を解除してアンクランプする進退駆動機
構とを備えたことを特徴とするドローボルト式着脱装置
である。

【０００６】

【作用】本発明に係るドローボルト式着脱装置によれ
ば、上記保持穴内に挿入された被着脱物を該保持穴にク
ランプする場合は、回転駆動機構がドローボルトをねじ
込み方向に回転させる。するとドローボルトのねじ部が
被着脱物に螺挿される。そしてこのねじ込み深さが所定
値に達すると、進退駆動機構がドローボルトをクランプ
方向に引き込み、これにより被着脱物は保持穴に密着し
てクランプされる。一方、上記被着脱物を保持穴からア
ンクランプする場合は、回転駆動機構がドローボルトを
上記と反対方向に回転させる。するとドローボルトのね
じ部が被着脱物から抜き取られ、この後、進退駆動機構
が被着脱物を押し出し、これにより被着脱物は保持穴と
の密着が解除されてアンクランプされる。

【０００７】このように本発明では、ドローボルトの回
転トルクで被着脱物との連結，及びその切り離しだけを
行い、被着脱物の保持穴との密着，及び該密着の解除は
別個の進退駆動機構で行うようにしたので、ドローボル
トに必要な回転トルクは小さくて済み、従ってドローボ
ルトのねじ部の摩耗が少なくなり、それだけドローボル
トの寿命が延長される。またドローボルトの被着脱物へ
のねじ込みは、被着脱物を保持穴内に挿入した後に行う
ので、被着脱物の振れ回りが生じることはなく、従って
被着脱物の損傷及び焼き付きの問題が生じることもな
い。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１〜図３は本発明の一実施例によるドローボルト
式着脱装置を説明するための図である。

【０００９】図において、１は図示しない主駆動機構に
よって回転駆動される主軸であり、該主軸１の先端に
は、３つの把持爪２ａによってワークＷの外周面ａをク
ランプする三爪式のチャック２が装着されており、該チ
ャック２の軸芯部には上記ワークＷのテーパ部ｂに対応
したテーパ状の保持穴３ａを有するテーパ治具３が挿入
固定されている。また上記主軸１の後端にはドローボル
ト装置４が装着されている。このドローボルト装置４
は、先端側部分が上記主軸１の軸芯部に挿入されたドロ
ーボルトユニット５と、上記主軸１の後端フランジ１ａ
にボルト締め固定された進退駆動機構６と、さらにその
後方に配設された回転駆動機構７とから構成されてい
る。

【００１０】上記ドローボルトユニット５の主要部品で
あるドローボルト８は、その先端にねじ部８ａが形成さ
れ棒状のもであり、該ドローボルト８の後端には外周面
に噛合歯を有するクラッチドグ９が固着されている。こ
のドローボルト８の軸芯にはエアブロー用エア孔８ｂが
貫通形成されており、このエア孔８ｂの先端部分は上記
ねじ部８ａの外周面に開口するよう分岐されている。ま
た上記ドローボルト８の後部外周に装着されたカラー１
０と、これを囲むように軸方向移動可能に装着されたス
ライド筒１１との間には皿ばね１２が介設され、また該
スライド筒１１とドローボルト８の段部８ｃとの間に
は、該ドローボルト８のみの回転を許容するためのスラ
スト軸受１３を介してコイルばね１４が介設されてい
る。またこのドローボルトユニット５には、上記スライ
ド筒１１，カラー１０等を囲むように支持パイプ１５が
装着されており、該支持パイプ１５が上記進退駆動機構
６の後述する駆動シリンダ１６の後端面にボルト締め固
定されている。

【００１１】上記進退駆動機構６は、上記主軸１の後端
フランジ１ａにブラケット１７を介して上述の駆動シリ
ンダ１６を接続した構造のものであり、該シリンダ１６
の軸芯を上記ドローボルト８が貫通している。またこの
駆動シリンダ１６のピストン１８には連結パイプ１９が
接続されており、該連結パイプ１９は上記ドローボルト
８のねじ部８ａ付近まで延びている。

【００１２】上記連結パイプ１９の先端部には、蹴り出
しパイプ２０がブラケット２３とで挟持するようにして
接続されている。この蹴り出しパイプ２０の先端面は、
上記テーパ治具３の後端部に後向きに付勢して配設され
た蹴り出しリング２１に対向しており、またこの蹴り出
しパイプ２０は上記ドローボルト８を回転可能かつ軸方
向摺動可能に支持している。さらにこの蹴り出しパイプ
２０及び上記テーパ治具３の後端部付近を囲むように駆
動パイプ２２が配設されており、該パイプ２２は上記ブ
ラケット２３を介して上記連結パイプ１９の先端に接続
されている。この駆動パイプ２２には爪駆動機構２４の
レバー２４ａが連結されている。このレバー２４ａの基
部には偏心カム２４ｂが形成されており、この偏心カム
２４ｂの回動によって把持爪２ａが固着されたスライダ
２４ｃが軸直角方向に移動するようになっており、これ
により上記把持爪２ａを開閉させる。

【００１３】また上記連結パイプ１９の上記ピストン１
８内に位置する後端部には押圧パイプ２５が接続されて
おり、該押圧パイプ２５は上記ドローボルトユニット５
のスライド筒１１の前端面に当接している。なお、２６
は上記ドローボルト８を回転可能かつ軸方向摺動可能に
軸支する軸受である。また４０ａ，４０ｂは上記連結パ
イプ１９に固定された被検出部材４１の位置に応じて検
出信号を出力する検出スイッチである。検出スイッチ４
０ａはワークアンクランプ動作時においてドローボルト
８に皿ばねによるクランプ力が働かない状態を検出し、
検出スイッチ４０ｂはワーククランプ動作時においてド
ローボルト８にクランプ力が働かない状態を検出する。

【００１４】上記回転駆動機構７は、主として軸方向に
移動可能に配置されたスライドブラケット２７と、該ブ
ラケット２７上に固定されたモータ２８と、該スライド
ブラケット２７上に配置された回転伝達ユニット２９
と、固定部材４２に固着され、上記スライドブラケット
２７を軸方向に進退させるスライドシリンダ３０とから
構成されている。上記回転伝達ユニット２９は、伝達パ
イプ３１を付勢ばね３３及びスラスト軸受３４を介して
上記スライドブラケット２７に軸方向移動可能に連結
し、該伝達パイプ３１の先端に、内面に噛合歯が形成さ
れたクラッチドグ３２を固定するとともに、該伝達パイ
プ３１の中程に固定された駆動ギヤ３５を上記モータ２
８の出力軸に固定された出力ギヤ３６に噛合させた構成
となっている。上記クラッチドグ３２は上記ドローボル
ト８のクラッチドグ９に噛合可能となっている。ここで
３８ａ〜３８ｃは上記ドローボルト８に固着された被検
出部材３９の位置に応じて検出信号を出力する検出スイ
ッチである。検出スイッチ３８ａはドローボルト８ｃが
支持パイプ１５の後端蓋に当たった原位置にあること
を、検出スイッチ３８ｂはドローボルト８ｃのねじ部が
ワークから抜けたねじ抜き完了位置にあることを、検出
スイッチ３８ｃはドローボルト８ｃが正規の位置までね
じ込まれたねじ込み完了位置にあることをそれぞれ検出
する。また上記伝達パイプ３１にはブローパイプ３７が
挿入固定されている。該ブローパイプ３７の後端は圧縮
空気源（図示せず）に接続されており、またその先端
は、前進時に上記ドローボルト８のエア孔８ｂに連通可
能となっている。

【００１５】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例装置は、半製品状のワークＷを主軸１にク
ランプし、該主軸１を回転させながらタレット側の刃物
で該ワークＷを加工し、これにより完成品を得るもので
ある。上記ワークＷのクランプ作業開始時には、ドロー
ボルト８はそのねじ部８ａの先端が上記蹴り出しリング
２１より若干後方に位置する検出スイッチ４０ｂの検出
位置に位置しており、またこのとき回転駆動機構７の伝
達パイプ３１はドローボルト８に連結されている。上記
ワークＷをクランプするには、まず、ワークＷをロボッ
トハンドで持ってテーパ治具３の保持穴３ａ内に挿入
し、場合によってはこのワークＷをタレット側のプッシ
ャで押圧する。そして上記回転駆動機構７のスライドシ
リンダ３０が伸長してばね３３によりドローボルト８の
ねじ部８ａがワークＷに押し付けられ、この状態でモー
タ２８が起動してドローボルト８を回転させ、これによ
りドローボルト８のねじ部８ａがワークＷにねじ込まれ
る。そしてドローボルト８のねじ込み深さがねじ込み完
了位置（スイッチ３８ｃ検出位置）に達すると、回転駆
動装置７はスライドシリンダ３０の収縮によって後退
し、クラッチドグ３２，９の噛合が解除される。その
後、駆動シリンダ１６のピストン１８が後退し、連結パ
イプ１９を介して押圧パイプ２５がスライド筒１１を押
圧し、皿ばね１２を圧縮しながらドローボルト８を後退
させ、これによりワークＷは保持穴３ａの内面に密着加
圧する。また上記ピストン１８の後退に伴って連結パイ
プ１９が駆動パイプ２２を後退させ、これにより爪駆動
機構２４のレバー２４ａが反時計回りに回動してスライ
ダ２４ｃを軸芯側に移動させる。これに伴って把持爪２
ａが閉側に移動し、その結果ワークＷは、そのテーパ部
ｂが上記保持穴３ａ内に密着加圧した状態でその外周面
ａがチャッキングされ、クランプが完了する。この後、
主軸１が主駆動機構によって回転駆動され、ワークＷの
切削加工が行われる。

【００１６】上記切削加工が終了し、主軸１の回転が停
止すると、回転駆動機構７が前進して伝達パイプ３１と
ドローボルト８とが連結され、また駆動シリンダ１６の
ピストン１８がアンクランプ側に移動し、連結パイプ１
９が駆動パイプ２２を前進させ、検出スイッチ４０ａの
検出位置に停止する。チャック２はクランプ状態のまま
でドローボルト８のクランプ力は０になり、該ドローボ
ルト８がカラー１０に対して回転可能な状態となる。こ
の後、回転駆動機構７の伝達パイプ３１が逆回転してド
ローボルト８がワークＷから抜き取られるねじ抜き完了
位置に移動し、上記駆動シリンダ１６のピストン１８が
さらに前進し、スライダ２４ｃが外側に移動してチャッ
ク２の把持爪２ａを開かせ、ワークＷの外周面ａの把持
が解除される。さらに連結パイプ１９の蹴り出しパイプ
２０が蹴り出しリング２１を介してワークＷの保持穴３
ａとの密着を解除し、これによりワークＷのアンクラン
プが終了する。なお、上記アンクランプされたワークＷ
はロボットハンドで所定位置に移動される。またワーク
Ｗが移動すると、上記駆動シリンダ１６は上記検出スイ
ッチ４０ｂがオンするまで収縮し、これにより蹴り出し
パイプ２０が蹴り出しリング２１に当たらないワークク
ランプ待機状態の位置まで若干後退する。

【００１７】このように本実施例では、ドローボルト８
の回転動作によって、該ドローボルト８とワークＷとの
螺挿による連結及びその解除のみを行うようにしたの
で、該ドローボルト８に必要な回転トルクが小さくて済
む。従ってドローボルト８の特にねじ部８ａ部分の摩耗
が少なくて済み、その結果ドローボルト８の寿命を延長
できる。

【００１８】また上記ドローボルト８のワークＷとの連
結については、該ワークＷを保持穴３ａ内に挿入した
後、該ドローボルト８をばね３３により軽く押し付けて
回転させるようにしたので、ワークＷが振れ回るという
ことはなく、従ってワークＷと保持穴３ａの内面との焼
き付き、損傷の問題を防止でき、かつアンクランプが困
難になるということもない。またワークＷの不完全ねじ
部の損傷とスムーズなねじ込みを確保する為、ねじ込み
時はばね３３と伝達パイプ３１の軸方向の滑りによりソ
フトに押し付けられ、また逆に抜取時はばね１４により
ねじ部８ａの噛合がなくなるとスムーズに引き離すの
で、上記効果をより確実に得ることができる。

【００１９】また上記実施例では、１組の駆動シリンダ
１６の収縮によってドローボルト８による引き込み動作
及びチャック２によるクランプ動作を行うことができ、
また伸長によってワークＷの蹴り出し動作及びチャック
２によるアンクランプ動作を行うことができる。従って
これらの複数の動作を行うのに駆動シリンダ１６が１組
で済み、装置の小型化を図ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るドローボルト
式着脱装置によれば、ドローボルトの回転トルクで被着
脱物との連結，及びその切り離しのみを行い、被着脱物
の保持穴との密着，及び該密着の解除は別個の進退駆動
機構で行うようにしたので、ドローボルトに必要な回転
トルクが小さくて済み、ドローボルトのねじ部の摩耗を
少なくして寿命を延長できる効果がある。またドローボ
ルトのねじ込みは、被着脱物を保持穴内に挿入した後に
行うので、被着脱物の振れ回りによる被着脱物の損傷、
焼き付きを回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるドローボルト式着脱装
置を示す側面図である。

【図２】上記実施例装置の前側部分の断面側面図であ
る。

【図３】上記実施例装置の後側部分の断面側面図であ
る。

【符号の説明】

３ａ 保持穴 ４ ドローボルト式着脱装置 ５ ドローボルトユニット ６ 進退駆動機構 ７ 回転駆動機構 ８ ドローボルト ８ａ ねじ部 Ｗ ワーク（被着脱物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−89276（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−104908（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/117

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能かつ軸方向移動可能に配置され
   先端にねじ部を有するドローボルトと、該ドローボルト
   を正逆回転させることにより上記ねじ部をテーパ状の保
   持穴内に挿入された被着脱物に螺挿し又は該螺挿を解除
   する回転駆動機構と、上記ねじ部が被着脱物に螺挿され
   たとき上記ドローボルトを引き込むことにより被着脱物
   を上記保持穴に密着させてクランプし、かつ上記ねじ部
   の螺挿が解除されたとき上記被着脱物の密着を解除して
   アンクランプする進退駆動機構とを備えたことを特徴と
   するドローボルト式着脱装置。