JP3747277B2

JP3747277B2 - 工作機械の工作物固定用治具

Info

Publication number: JP3747277B2
Application number: JP2001106910A
Authority: JP
Inventors: 英孝柴田
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JP2002301630A; DE10215148A1; US6609706B2; US20020145243A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械における工作物固定部材の工作物固定面に形成された取付穴を利用して工作物固定部材に取り付けられ、かつ工作物の固定を行う治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械のテーブル（工作物固定部材）の工作物固定面への工作物の固定は、従来、たとえば図５に示すようにして行われている。図５において、テーブル(1)にはその上面(1a)（工作物固定面）から下面(1b)まで伸びる複数のねじ穴(2)が貫通状に形成されており、適当な位置のねじ穴(2)内に、両端部にそれぞれおねじ部(3a)(3b)を有する垂直ロッド状の治具本体(3)の下側おねじ部(3a)がねじはめられ、このおねじ部(3a)にねじはめられた止めナット(4)により、治具本体(3)がテーブル(1)に固定されている。また、工作物(W)を固定するクランプ(5)（工作物固定部）の基端部にねじ穴(5a)が形成されるとともに、その長さの中間部に貫通穴(5b)が形成されており、ねじ穴(5a)に下方からアジャストボルト(6)がねじはめられ、貫通穴(5b)に治具本体(3)の上側おねじ部(3b)が緩く通されている。アジャストボルト(6)の頭部(6a)下面は凸球面状となされており、この頭部(6a)がテーブル(1)上に配されかつ上面が凹球面状となされた球面座(7)上に乗せられている。そして、クランプ(5)の先端部が、テーブル(1)上に位置決めされた工作物(W)上に載せられ、治具本体(3)の上側おねじ部(3b)に、クランプナット(8)をねじはめることにより、工作物(W)がテーブル(1)の上面(1a)に固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すようにして工作物(W)をテーブル(1)の上面(1a)に固定する場合、治具本体(3)の下側おねじ部(3a)のねじ穴(2)に対するねじ込み深さの管理に手間が掛かり、しかも治具本体(3)の下側おねじ部(3b)をねじ穴(2)にねじはめるには工具を必要とするので、治具本体(3)のテーブル(1)への固定作業にも手間が掛かり、その結果工作物(W)の固定作業全体が面倒になるという問題がある。
【０００４】
この発明の目的は、上記問題を解決し、従来の場合に比較して工作物の固定作業を簡単に行うことができる工作機械の工作物固定用治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
請求項１の発明による工作機械の工作物固定用治具は、工作機械における工作物固定部材の工作物固定面に形成された取付穴を利用して工作物固定部材に取り付けられ、かつ工作物の固定を行う治具であって、工作物固定面への密着面および工作物固定部を有する治具本体と、治具本体の密着面に突出状に設けられ、かつ工作物固定部材の取付穴内に挿入されるとともに、工作物固定部材における取付穴の工作物固定面とは反対側の開口の周囲の被係合部分に係脱自在に係合する係合部を有する係合部材と、治具本体に対し密着面と直交する方向に移動自在に設けられたロッドと、係合部材とロッドとの間に設けられ、かつロッドの軸方向の移動により係合部材の係合部の被係合部分への係合および係合部の被係合部分からの係合解除を行う係合解除手段と、治具本体とロッドとの間に設けられ、かつロッドを係合側に移動するように付勢する付勢手段と、治具本体とロッドとの間に設けられ、かつロッドを付勢手段の付勢力に抗して係合解除側に移動させる流体圧シリンダとを備えているものである。
【０００６】
ここで、「取付穴」という語には、取付溝も含むものとする。
【０００７】
請求項１の発明の工作機械の工作物固定用治具によれば、次のようにして工作物が固定される。すなわち、流体圧シリンダの一方の流体室に流体を供給してロッドを付勢手段の付勢力に抗して係合解除側に移動させることにより、係合部材の係合部を非係合状態とし、この状態で係合部材を工作物固定部材の取付穴内にはめ入れる。ついで、流体圧シリンダの上記一方の流体室から圧力流体を排出し、付勢手段の付勢力によってロッドを係合側に移動させることにより、係合部材の係合部を係合状態として工作物固定部材の工作物固定部材の被係合部分に係合させる。こうして、治具本体が工作物固定部材に固定され、治具本体の工作物固定部により工作物が固定される。
【０００８】
そして、治具本体の密着面を工作物固定部材の工作物固定面に密着させることにより、工作物固定部材の取付穴の深さおよび係合部材の長さに基づいて、係合部材の取付穴へのはめ入れ深さが決まるので、そのの管理が不要になる。また、治具本体の工作物固定部材への固定の際に、従来の治具本体のおねじ部をねじ穴にねじはめる場合に比較して、治具本体の工作物固定部材への固定作業に手間が掛からない。したがって、工作物の固定作業全体が、従来の工作物固定用治具を用いた場合に比べて簡単になる。
【０００９】
請求項２の発明による工作機械の工作物固定用治具は、請求項１の発明において、係合部材が略円筒状であるとともにその先端部に工作物固定部材の被係合部分に係合する係合部が設けられ、かつ係合部側端部が縮径、拡径するようになされており、係合部材の係合側端部が拡径した際に係合部が工作物固定部材の被係合部分に係合し、同じく縮径した際に係合部の被係合部分への係合が解除され、係合部材の周囲に係合側端部を縮径させる弾性リングがはめ被せられるとともに、ロッドが係合部材に通されており、ロッドに、係合部材内に位置するときに係合部側端部を拡径させる大径部が設けられ、大径部が係合部材から出た際に、弾性リングの弾性力により係合部材の係合部側端部が縮径するようになされているものである。この場合、係合部材および係合解除手段の構成が比較的簡単になる。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１〜図４の上下を上下というものとする。また、以下の説明において、図５に示すものと同一物には同一符号を付す。
【００１１】
図１は工作物固定用治具をテーブルに取り付ける前の状態を示し、図２は係合部材を拡大して示し、図３は工作物固定用治具をテーブルに取り付けた状態を示し、図４は工作物をテーブルに固定した状態を示す。
【００１２】
図１に示すように、テーブル(1)には、ねじ穴(2)に代えて、上面(1a)から下面(1b)まで伸びる複数の取付穴(10)が形成されており、工作物固定用治具は取付穴(10)を利用してテーブル(1)に取り付けられるようになっている。工作物固定用治具は、下面(11a)がテーブル(1)の上面(1a)に密着しうるブロック状治具本体(11)と、治具本体(11)の下面(11a)に下方突出状に取り付けられた略円筒状の係合部材(12)と、治具本体(11)を上下方向に移動自在に貫通するとともに、係合部材(12)に上下方向に移動自在に通された垂直状ロッド(13)と、ロッド(13)を治具本体(11)に対して上向きに付勢する圧縮コイルばね(14)（付勢手段）と、治具本体(11)とロッド(13)との間に設けられ、かつロッド(13)を圧縮コイルばね(14)の付勢力に抗して治具本体(11)に対して下方に移動させる単動式空気圧シリンダ(15)とを備えている。
【００１３】
治具本体(11)の下面(11a)におけるロッド(13)が通る貫通穴(11b)の周囲の部分に、環状下方突出部(16)が一体に形成され、下方突出部(16)の下端に外向きフランジ(16a)が一体に形成されている。
【００１４】
係合部材(12)は、図２に示すように、外周面が取付穴(10)の内周面と同一曲率である複数の略部分円筒状構成片(17)を組み合わせることにより形成され、全体として略円筒状となされている。各構成片(17)の長さは、取付穴(10)の長さよりも若干長く、治具本体(11)の下面(11a)がテーブル(1)の上面(1a)に密着させられた際に、その下端部が取付穴(10)よりも下方に突出するようになっている。各構成片(17)の下端部に、係合部材(12)を取付穴(10)内に挿入し、かつ構成片(17)の外周面を取付穴(10)の内周面に密接させた際に、テーブル(1)下面における取付穴(10)の周囲の部分に係合する係合爪(18)（係合部）が一体に形成されている。各構成片(17)の内周面の上端部に、周方向に伸びかつ下方突出部(16)の外向きフランジ(16a)がはめ入れられる凹溝(17a)が形成されている。また、各構成片(17)の外周面の下部に、周方向に伸びる凹溝(17b)が形成されている。全ての構成片(17)の内周面の凹溝(17a)内に下方突出部(16)の外向きフランジ(16a)がはめ入れられ、同じく外周面の凹溝(17b)内に弾性リング(19)がはめ入れられることにより、全ての構成片(17)が治具本体(11)に取り付けられて係合部材(12)が構成されており、係合部材(12)の下端部が、縮径、拡径しうるようにななされている。なお、弾性リング(19)は、Ｏリングと同様な構成である。また、各構成片(17)の内面の下部の曲率は、下方に向かって徐々に小さくなっており、これにより係合部材(12)の内周面の下部に、下方に向かって徐々に大径となったテーパ面(12a)が形成されている。
【００１５】
ロッド(13)の下端部には、係合部材(12)の内周面の曲率と同一曲率の外周面を有する大径部(20)が形成されている。大径部(20)の上下両端面は、上方または下方に向かって徐々に小径となったテーパ面(20a)(20b)となされている。大径部(20)は、ロッド(13)が下端位置に至ったときに係合部材(12)の下端よりも下方に突出し、ロッド(13)が上端位置に至ったときにその上部が係合部材(12)内周面のテーパ面(12a)よりも上方に位置するようにするようになされている。大径部(20)が係合部材(12)の下端よりも下方に突出すると、弾性リング(19)の働きにより係合部材(12)の下端部が縮径され、この状態では係合爪(18)は取付穴(10)を通過しうるようになっている（図１参照）。ロッド(13)が上端位置に至ると大径部(20)により係合部材(12)は拡径され、その外周面が取付穴(10)の内周面に密着するとともに係合爪(18)がテーブル(1)の下面(1b)における取付穴(10)の周囲の部分に係合する（図３参照）。また、ロッド(13)の上部にはおねじ部(13a)が形成され、このおねじ部(13a)がクランプ(5)の貫通穴(5b)に緩く通され、その上端部にクランプナット(8)がねじはめられている。圧縮コイルばね(14)は、治具本体(11)とクランプ(5)との間においてロッド(13)の周囲にはめ被せられている。
【００１６】
空気圧シリンダ(15)は、次のようにして治具本体(11)とロッド(13)との間に設けられている。治具本体(11)におけるロッド(13)が通る貫通穴(11b)の下端部を除いた部分は、拡径されてシリンダ室(21)となされている。この貫通穴(11b)の上端開口は、貫通穴(11b)内にねじはめられた蓋(22)により閉鎖されている。なお、ロッド(13)は蓋(22)を気密状に貫通している。ロッド(13)におけるシリンダ室(21)内に存在する部分にピストン部(23)が設けられている。シリンダ室(21)の上下方向の長さ、すなわちピストン部(23)のストローク長さは、ピストン部(23)が下端に至ったときにロッド(13)の大径部(20)が係合部材(12)の下端よりも下方に位置し、同じくピストン部(23)が上端に至ったときにロッド(13)の下端が係合部材(12)の下端と同一高さ位置にくるとともに大径部(20)の上部が係合部材(12)内周面のテーパ面(12a)よりも上方に位置するように決められている。治具本体(11)には、一端がシリンダ室(21)内周面における蓋(22)よりもすぐ下方の部分に開口するとともに、他端が治具本体(11)の外側面に開口した圧力空気通路(24)が形成されている。圧力空気通路(24)の治具本体(11)外側面側の端部に、ワンタッチジョイントと称される着脱管継手(25)の一方の継手部材(25a)が取り付けられている。そして、圧力空気供給ホース(26)の端部に着脱管継手(25)の他方の継手部材(25b)が取り付けられており、これらの継手部材(25a)(25b)によって圧力空気供給ホース(26)が治具本体(11)に接続され、圧力空気供給ホース(26)から圧力空気通路(24)に圧力空気が供給される。なお、着脱管継手(25)としては、公知のものが用いられるので、その構造についての説明は省略する。
【００１７】
上記構成の工作物固定用治具を用いてのテーブル(1)への工作物(W)の固定は、次のようにして行われる。
【００１８】
予め、工作物(W)をテーブル(1)上に置き、水平方向の位置決めを行っておく。そして、まず圧力空気供給ホース(26)を治具本体(11)に接続し、空気圧シリンダ(15)のシリンダ室(21)におけるピストン部(23)よりも上方の空気室(21a)に圧力空気を供給して、ロッド(13)を治具本体(11)に対して下端位置まで下降させる。すると、ロッド(13)の大径部(20)が係合部材(12)の下端よりも下方に突出し、係合部材(12)の下端部が縮径される（図１参照）。この状態で係合部材(12)を適当な位置の取付穴(10)内に挿入し、治具本体(11)の下面(11a)をテーブル(1)の上面(1a)に密着させる。ついで、空気圧シリンダ(15)の空気室(21a)への圧力空気の供給を停止するとともに、圧力空気供給ホース(26)を治具本体(11)から取り外す。すると、圧縮コイルばね(14)の付勢力によりロッド(13)が治具本体(11)に対して上端位置まで上昇させられる。このとき、ロッド(13)の大径部(20)の上端テーパ面(20a)および係合部材(12)のテーパ面(12a)の働きにより、大径部(20)はスムーズに係合部材(12)内に入る。また、空気室(21a)内の圧力空気は圧力空気通路(24)を通って逃げる。ロッド(13)が上端位置に至ると、その大径部(20)の上部外周面が係合部材(12)内周面のテーパ面よりも上方の部分に密着し、係合部材(12)の下端部が拡径させられる。その結果、係合爪(18)がテーブル(1)の下面(1b)における取付穴(10)の周囲の部分に係合し、工作物固定用治具がテーブル(1)の上面(1a)に取り付けられる（図３参照）。最後に、クランプナット(8)をねじ込んでいき、アジャストボルト(6)の頭部(6a)下面を球面座(7)上面に乗せるとともに、クランプ(5)の先端で工作物(W)を押さえる（図４参照）。こうして、工作物(W)がテーブル(1)の上面(1a)に固定される。
【００１９】
上記実施形態においては、治具本体(11)とロッド(13)との間に空気圧シリンダ(15)が設けられているが、これに代えて、油圧シリンダが設けられていてもよい。また、テーブル(1)に、取付穴(10)に代えて、取付穴(10)の穴径と同等の幅を有する取付溝が形成されている場合であっても、上記と同様にして、工作物固定用治具がテーブル(1)に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による工作物固定用治具をテーブルに取り付ける前の状態を示す垂直断面図である。
【図２】この発明による工作物固定用治具の係合部材の部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】この発明による工作物固定用治具をテーブルに取り付けた状態を示す垂直断面図である。
【図４】この発明による工作物固定用治具により工作物をテーブル上に固定した状態を示す垂直断面図である。
【図５】従来の工作物固定用治具により工作物をテーブル上に固定した状態を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
(1)：テーブル（工作物固定部材）
(1a)：上面（工作物固定面）
(5)：クランプ（工作物固定部）
(10)：取付穴
(11)：治具本体
(11a)：下面（密着面）
(12)：係合部材
(13)：ロッド
(14)：圧縮コイルばね（付勢手段）
(15)：空気圧シリンダ
(18)：係合爪（係合部）
(19)：弾性リング
(20)：大径部
(W)：工作物

Claims

工作機械における工作物固定部材の工作物固定面に形成された取付穴を利用して工作物固定部材に取り付けられ、かつ工作物の固定を行う治具であって、工作物固定面への密着面および工作物固定部を有する治具本体と、治具本体の密着面に突出状に設けられ、かつ工作物固定部材の取付穴内に挿入されるとともに、工作物固定部材における取付穴の工作物固定面とは反対側の開口の周囲の被係合部分に係脱自在に係合する係合部を有する係合部材と、治具本体に対し密着面と直交する方向に移動自在に設けられたロッドと、係合部材とロッドとの間に設けられ、かつロッドの軸方向の移動により係合部材の係合部の被係合部分への係合および係合部の被係合部分からの係合解除を行う係合解除手段と、治具本体とロッドとの間に設けられ、かつロッドを係合側に移動するように付勢する付勢手段と、治具本体とロッドとの間に設けられ、かつロッドを付勢手段の付勢力に抗して係合解除側に移動させる流体圧シリンダとを備えている工作機械の工作物固定用治具。
係合部材が略円筒状であるとともにその先端部に工作物固定部材の被係合部分に係合する係合部が設けられ、かつ係合部側端部が縮径、拡径するようになされており、係合部材の係合側端部が拡径した際に係合部が工作物固定部材の被係合部分に係合し、同じく縮径した際に係合部の被係合部分への係合が解除され、係合部材の周囲に係合側端部を縮径させる弾性リングがはめ被せられるとともに、ロッドが係合部材に通されており、ロッドに、係合部材内に位置するときに係合部側端部を拡径させる大径部が設けられ、大径部が係合部材から出た際に、弾性リングの弾性力により係合部材の係合部側端部が縮径するようになされている請求項１の工作機械の工作物固定用治具。