JP3207865U - 機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造 - Google Patents

Abstract

【課題】機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造を提供する。【解決手段】加工機器で繰返し位置決め挟持を行う際の原点固定補助構造であり、原点挿設装置の内部において、気圧に合わせて弾性部品１３がピストンプレート１５を推し動かしてスライド移動させ、内部の位置決めリング１５４がボール部品１６２を押止することで治具テーブル３０の締付ボルト３１が位置決めされる。台座１０と挿設装置がつながる一側には、ピストンプレート１５と共に制御位置決めされるピストン棒２３が設けられてスライド移動する。挟設操作の時、ピストンプレート１５の下方移動に応じて、位置決めリング１５４に推し動かされたボール部品１６２が階段状軸管１６の穿孔１６１内に入って突出することで締付ボルト３１を挟持固定する。また一側の固定装置内において、ピストン棒２３はピストンプレート１５の動きに応じて下方移動するとともに、その上縁傾斜面とボール部品１６２及び頂部板とによって三点の強固な固定状態が形成される。【選択図】図１

Description

本考案は、挟持固定補助構造に関し、特に、自動加工機械の加工で挟持操作を行う時、簡単に原点位置決めして挟持操作を行うとともに、固定装置によって挟持位置決めを補助することで、工作物の挟持操作が行われ、これにより便利で実用的且つ安全な挟持位置決めが出来る、機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造に関する。

一般に、自動加工機械に使用される簡易式原点挟持の仕組みは、発明特許第Ｉ３１８１４９号明細書「放電加工取付具の連結装置」に開示されているように、主に頂部台と組合された底部台と、頂部台と底部台内に位置するピストン台及び底部台内に設けられたリング台とが組合されてなることで、加工取付具のプルスタッドを安定的に挟持する。頂部台内には環状凹室が設けられ、底部台は中空管道及び複数個の凹型設置穴を有しており、これにより弾性部品が収容され、更に中空管道には階段環状溝が設けられる。ピストン台上方には幅広頭部が形成され、頂部台の環状凹室内に位置して底部台の弾性部品を押圧する。また幅広頭部下方の中空作用部には、取付具のプルスタッドが入れられるとともに、作用部の径方向の位置には複数個の制限溝が設けられて、中にはボール体が設けられる。リング台は底部台の階段環状溝内に嵌めて固定されるとともに、内部にはピストン台の作用部が貫設され、且つボール体が移動するための凹型弧状溝を有する。外側に工作物挟設台が取付けられるプルスタッドが底部台内に挿入されて位置決めされた後、第二空圧管からの増圧注入によって、ピストン台が上向きに押し動かされてスライドし、これによりボール体がリング台内に設けられた凹型弧状溝において内向きに押されて、プルスタッド全体を係止固定する。以上によって簡便な差込螺合取付けが可能であるものの、加工精度の保持に直接影響するため、重切削加工の挟持固定位置決めにおいては、実際の加工需要に合わない。その主な原因は以下の通りである。即ち、実際の挟設取付された時、ガス圧と弾性力はいずれも非固定的な位置決めであるため、加工操作において精密基準上の困難と不具合を招く可能性が高く、コンピューター化自動多方向加工の需要に合わないことが明らかである。よって、構造の更なる改良が求められる。

発明特許第Ｉ３１８１４９号明細書

本考案者は、実際の多様な自動加工の需要、及び現行の挟持台座を用いた簡易挟設における不安定性から派生する、加工製造における非実用性という欠点に鑑み、自動機械の生産開発及び製造使用に長年携わってきた経験に基づいて、挟設取付の安定性と使用の安全性という需要に応じるため、本考案の機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造を開発した。

本考案は、挟持固定用の台座を挟設位置決めの需要に基づいて、複数個の挟持位置に等分するとともに、各挟持箇所には、台座底面に複数の台座穴が設けられて、ピストンプレートが組合され、これにより、上・下通気道の増・減圧を通して、上・下スライド移動の操作制御が行われるとともに、軸管外周に設けられたボール部品を駆動制御することで、治具テーブル底部から突出した締付ボルトを挟持固定して、挿設螺合を組合せた位置決めが行われ、且つピストンプレートの移動時、間隔を空けて設けられた固定装置が同時に駆動制御されることで、締付ボルトの差込挟持操作において、複数係止による挟設螺合を通した脱落防止効果が得られ、以上により、不安定な挟設が原因で生じる加工の安全性や精度等の実用上の欠点を効果的に克服することが可能な、機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本考案において、挟持台座内部には、弾性部品が複数設けられて、ガス圧制御でスライド移動するピストンプレートに当接する。これに加えて、弾性部品の取付間隔に基づいて、ピストンプレートに連動制御される複数組の固定装置が等分に設けられることで、挿し合せによる複数の固定補助が得られる。これにより加工時、治具テーブルの簡易差込固定による位置決め補助が得られて、加工時の位置ズレ防止が可能な、安全且つ安定した挟設が実現する。

本考案の実施例における台座挟設構造の組合せを示した分解図である。 本考案の原点挟設補助装置の取付を示した斜視断面図である。 本考案の締付ボルトの挟設取付を示した概略図（挿合前）である。 本考案の締付ボルトの差込固定取付を示した平面図である。 本考案の台座挟設補助装置の配置を示した概略図である。

本考案の機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造は、主に自動機械加工で治具テーブルを簡易位置決めするための、挟持位置決め補助を行うものである。図１〜５を参照する。挟設補助装置において、機械挟持台座１０には、治具テーブル３０を挟設取付する需要に基づいて、複数個の階段状台座穴１１が設けられ、これにより自己回転防止のストッパーの役割を果たす。一般的な小型加工台における実施例では、通常、図示したように、二つが相対して挿合されて設けられることで、加工時にテーブルが自己回転するのを防止する。各台座穴１１は挿合の軸心になるとともに、台座穴１１の階段状底面にはそれぞれ複数個の凹状溝１２が環状に等分配列して設けられることで、弾性部品１３が収容される。尚、設けられる配列と数量は、実際の需要に基づく。また、環状配列した弾性部品１３の間には、やや大径の凹状錐底溝１４が適切な間隔で等分に設けられることで、位置決め用の固定装置２０が組合され、これにより挟持固定の操作を行う時に安定的な補助が得られて、加工操作時に工作物が取付けられる治具テーブル３０が、安全且つ安定して挟持位置決めされて、安全な挟持固定が可能になる。

また、台座１０内部の構造は、まず階段状台座穴１１の底面に環状配列した各凹状溝１２の位置に、それぞれ弾性部品１３が収容され、一般には所定の長さのバネが収容される。また、弾性部品１３が環状配列した所定の等分間隔には、やや大径の凹状錐底溝１４が複数個設けられるとともに、その溝体内部には弾性部品１３と平行するように固定装置２０が収容され、階段状台座穴１１の周径サイズに基づいて均等に適切な数量が環状配列して設けられる。通常は二つの平行する弾性部品１３が並んで設けられた後、その間に固定装置２０が設けられることで、適切な平衡性と安定性を備えた挟持補助位置決めが可能になる。固定装置２０は、固定円筒フレーム２１が主体となって、まず円筒フレーム２１の最上端には端板２２が設けられて、円筒フレーム２１内側上縁を封止する。端板２２は、側方視した際に逆凸字状をなすように挿合されるとともに、突出した凸字型の縁端は階段状をなし、その階段状縁端は円筒フレーム２１の上端をぴったり封じるように固定する。端板２２中央は貫穿孔状をなす。中段部から延伸した凸縁によって上・下段部に分割された十字状をなすピストン棒２３は、棒体上段部がリング部品２４の中央穿孔２４１内部に貫設される。ピストン棒２３上端は錐状に尖った傾斜端をなし、棒体中央には細い通気用の穿孔２３１が貫設されて、端板２２の貫通スペースまで延伸する。リング部品２４の内側上縁には、中央穿孔２４１から外向きに拡張した錐状口２４２が設けられ、その錐状形はピストン棒２３上端の傾斜端と互いに対称な形状をなすとともに、錐状口２４２に周設された複数個のボール部品２４３によって、錐状口２４２内から外側へ抜け落ちることが防止される。更に、台座１０の階段状台座穴１１外側には、凸字状のピストンプレート１５が台座穴１１の底端まで塞ぐように設けられるとともに、そのプレート面の円径はちょうど台座穴１１の口径と同等であり、上下ガイドによってスライド移動可能なプレート形状をなす。加えて、弾性部品１３と十字状ピストン棒２３の組合せ位置に応じて、それぞれピストンプレート１５面上には相対して挿合される凹溝１５１或は階段状溝１５２が設けられることで、弾性部品１３とピストン棒２３が挿合位置決めされる。また、ピストン棒２３が階段状溝１５２底部に挿設された後、ピストンプレート１５外側には、中央に貫通穴を備えた固定ボルト２３２によって、ピストン棒２３が螺合される。これにより、ピストン棒２３中央は貫通した管孔状をなして、ピストンプレート１５のスライド移動に従って、同期して同等の上下移動を行うことが可能になる。階段状軸管１６は、台座１０底面を封止する底板１７の底部から貫設されて螺合固定されるとともに、軸管１６は異なる外径に基づいて、段毎にそれぞれピストンプレート１５及び台座１０中央台座穴１１の各階層における内縁と互いに挿合され、且つ底板１７が螺設固定されることで、底板１７及びピストンプレート１５等の部品が台座１０内に位置決め螺設される。また、ピストンプレート１５中央の凸部における中央軸孔１５３の内部上端縁には、傾斜周面を備えた位置決めリング１５４が固設され、これにより軸孔１５３内部上端の角に、突出した傾斜接触面が形成される。また更に、軸管１６における凸状延伸した最上段の周面には、複数個の略錐形状の穿孔１６１が等分に環状配列して設けられることで、相応する数量のボール部品１６２が予め設けられる。このうち、軸管１６に環状配列した錐形穿孔１６１の口径はボール部品１６２の直径よりもやや小さいため、ボール部品１６２が安全に錐状斜面の穿孔１６１内でスライド移動可能になり、軸管１６の中央貫通管形内部に落ちてしまうことはない。このほか、台座１０の内部には、それぞれ空気増圧の給排気に用いられる上・下通気道１８・１８１が、ピストンプレート１５が組合された後の上・下側に当る位置に設けられる。異なる通気道１８・１８１による空気増・減圧を通して、ピストンプレート１５の上・下スライド移動を駆動制御することが出来る。また同時に連動して、固定装置２０におけるピストン棒２３及びリング部品２４等と、ピストンプレート１５が同期して相対的に移動する。これにより、加工用工作物が設置された治具テーブル３０が挿合取付される時（図３・４に示した挟設の様子を参照）、締付ボルト３１が真っ直ぐ軸管１６の貫通口縁に挿合された後、空気の上通気道１８から注入される増圧補助によって、ちょうど通気スペース全体がピストンプレート１５と固定装置２０のリング部品２４底面との間に位置するようになり、注入された空気圧力が増すと同時に、弾性部品１３が弾性的に伸長し、且つこれと同期してピストンプレート１５が下方圧力によって移動する。更に同時に、軸管１６内のボール部品１６２が位置決めリング１５４の傾斜面に押し動かされて錐状穿孔１６１に入り、軸管１６の中空内部まで押し込まれて、挿入された締付ボルト３１の頭部を効果的に押さえることで、挿合位置から抜け落ちないように固定する。特筆すべき点を述べれば、弾性部品１３と間隔を空けて内蔵された固定装置２０は、十字状ピストン棒２３がピストンプレート１５の下方移動に同期することで、共に下方へスライド移動する。また、ピストンプレート１５上方に位置する固定装置２０の円筒フレーム２１内部リング部品２４は、増圧によって逆方向に上へ押されて移動して、端板２２の下縁に近い位置まで押し動かされて当接する。ピストン棒２３の下方移動によって、上端の傾斜端及びリング部品２４の錐状口２４２斜面の間にはＶ形状のスペースが形成される。これにより、錐状口２４２内に予め設けられたボール部品２４３が、ピストン棒２３傾斜端と組合されたＶ形スペースに自然に押し込まれることで、ピストン棒２３を下方圧迫して係止位置決めを補助する。圧迫されたピストンプレート１５に連動してピストン棒２３が下方移動し、リング部品２４が逆向きに上へ押されることで、非常に安定した係止状態が形成される。これにより、挟設の安定性がより向上する。特に、固定装置２０内の係止構造、及び挟設装置の互いに逆方向の動作、加えていずれも硬質部品の傾斜面と端板２２との間において、三点の接触点による力の支持構造が自然に形成されることにより、治具テーブル３０の挿合取付が確実に安定するという効果が得られ、加工操作の安定性と加工精密度の維持が保証される。加工後には、上通気道１８の圧力減・逃がしの操作とともに、逆向きに下通気道１８１から増圧されることで、ピストンプレート１５は逆向きにスライドして上昇し、これによりピストン棒２３が反力を受けて上向きに押し動かされる。また、固定装置２０内のリング部品２４は、推力の消失、及び増圧された空気がピストン棒２３中央の通気穿孔２３１から端板２２上縁まで注入されて、逆向きの下方圧力が生じることにより、リング部品２４は自然に下方移動する。これと同期して、ボール部品２４３は錐状口２４２内縁に入り込み、ピストン棒２３の上方移動に影響することはない（図３を参照）。よって加工後、治具テーブル３０を工作物と共に簡単に取外して、次に使用する加工治具を取付ることが可能であり、且つ起動制御と挟持設置の操作を簡便化することが出来る。以上により、安定的且つ安全な挟持位置決めという実用性が得られる。

本考案の主な特長は以下の通りである。即ち、等間隔で設けられた固定装置２０が、ピストンプレート１５の上・下側それぞれの増圧変換に従って同期することで、加工治具テーブル３０の原点式簡易固定挿設の操作が行われる。この時、元々弾性部品１３及び気圧のみで行われていた挟持位置決め操作は、一側に等分して設けられた固定装置２０内の硬性部材リング部品２４が空気の増・減圧に従って上・下スライド移動し、これに同期して押し動かされたボール部品２４３が頂部の端板２２及びピストン棒２３上端の傾斜面に当接することを通して、三方向からの圧迫による安定した位置決め補助が得られるようになる。ピストンプレート１５とリング部品２４が反作用の圧力を受け、これに合わせて硬質部品の相互支持構造が加わることにより、挟持固定の安定性が確実に保証される。以上により、加工操作時、重切削或は一般的な切削加工のいずれの場合にも、安定的且つ確実な挟持固定の位置決め効果が得られる。

１０ 台座
１１ 台座穴
１２ 凹状溝
１３ 弾性部品
１４ 錐底溝
１５ ピストンプレート
１５１ 凹溝
１５２ 階段状溝
１５３ 軸孔
１５４ 位置決めリング
１６ 軸管
１６１ 穿孔
１６２ ボール部品
１７ 底板
１８ 上通気道
１８１ 下通気道
２０ 固定装置
２１ 円筒フレーム
２２ 端板
２３ ピストン棒
２３１ 穿孔
２３２ 固定ボルト
２４ リング部品
２４１ 穿孔
２４２ 錐状口
２４３ ボール部品
３０ テーブル
３１ 締付ボルト

Claims (4)

1. 機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造であって、
   前記構造には、挟設位置決め用の台座が設けられ、
   前記台座の内部にはピストンプレートが組合されるとともに、底部に貫設された底板によって前記台座底面は封止され、
   前記底板には、階段状軸管が台座体内部まで至るように貫設され、
   前記軸管は、異なる階段状の円径に基づいて、それぞれ前記ピストンプレート及び台座内中央の階段状台座穴の内縁と互いに挿合され、
   前記ピストンプレートの中央軸孔における上端内縁には、傾斜面を備えた位置決めリングが設けられ、
   前記ピストンプレート周面には、弾性部品が等分に設けられ、
   前記台座内における前記ピストンプレートの上・下両側には、通気道が設けられ、
   前記階段状軸管の上段周面には、複数の錐状穿孔が設けられることで、相対して押止するためのボール部品が予め設けられ、これにより、挿合時の固定位置決め部品をなし、
   更に、前記台座内の階段状台座穴に前記ピストンプレートが組合された上方内側面には、環状配列した弾性部品に基づいて陥没した錐底溝が等間隔で設けられることで、固定装置が組合され、
   このうち、
   前記固定装置は、円筒フレームを固定本体として組合されてなるとともに、直接前記錐底溝に挿合位置決めされ、且つ上端には端板が円筒フレーム上縁を封止するように設けられ、
   前記端板の板面中央は、貫通形状をなし、
   更に、ピストン棒は、中段部から延伸した凸縁によって上・下段部に分けられた十字状をなすとともに、上段部は前記円筒フレーム内底部に組合されたリング部品の中央内部に挿設され、
   且つ前記ピストン棒の上端は、錐状に尖った傾斜端をなすとともに、スライド移動して前記端板を貫通し、
   更に、前記ピストン棒の下段部は、前記ピストンプレートに挿設されるとともに、前記ピストンプレート他側の固定ボルトによってピストンプレートに螺合位置決めされ、
   前記ピストン棒の中央には、穿孔が貫設されるとともに、通気道の増・減圧による前記ピストンプレートの動きに従って、同期して上・下スライド移動を行い、
   前記リング部品の内側上縁は、外向きに拡張する錐状口をなし、
   前記錐状口の周囲には、複数個のボール部品が設けられ、
   更に、前記ピストンプレートの下方移動に従って、連動制御された前記ピストン棒が下方移動した時、
   前記リング部品は増圧を受けて上向きに逆移動し、これにより下方移動した前記ピストン棒上端の傾斜面と前記錐状口が相対してＶ形口状をなすように組合され、
   且つ、これと同期して移動した前記ボール部品は、それぞれ前記ピストン棒上端の傾斜面と端板との間に挟まれて当接することで、前記錐状口縁部と合わせて三支点による上方支持固定を行い、
   以上により、治具テーブルの挟設取付時における安全・安定的な位置決め補助が得られることを特徴とする、機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造。
2. 更に、前記端板は、逆凸字状を呈して挿合されるとともに、凸状縁端は階段状面をなすように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造。
3. 更に、前記リング部品の内側上縁には、外向きに拡張する形状の錐状口が設けられ、
   前記錐状は、前記ピストン棒の傾斜端と互いに対称になる傾斜面を呈することを特徴とする、請求項１に記載の機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造。
4. 更に、前記ピストンプレートに挿設された前記ピストン棒を螺合する固定ボルトは、中央に貫通穴が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の機械挟設原点位置決めの挟持固定補助構造。