JP3797934B2 - コレットチャックへの刃物装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレットチャックへの刃物装着装置に係り、特に、NCフライス盤の主軸にエンドミル等の刃物を取り付けるコレットチャックのコレットへ刃物を装着させる装置であって、正逆回転の駆動モータによって自動的に刃物の装着および脱着を行うことができるコレットチャックへの刃物装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
NCフライスの主軸にエンドミル等の刃物を取り付ける工具はコレットチャックと言われ、該コレットチャックのコレットの内側は、断面が丸形、4角形、6角形のものがあり、その先端部は通常3〜4のすり割り溝になっている。コレットの爪を閉じて刃物を挟むには、コレット外径のテーパを利用してコレットの外径の溝割部を締め付ける方式のものがある。
【0003】
従来、コレットチャックのコレットを閉じて刃物を装着させる作業は、まず、コレットチャックを支持、固定手段に固定し、固定したコレットチャックのコレットに刃物を挿入し、コレットチャックの締付金具外周面に設けられた複数の溝部の一つに、片支持スパナの突起部を嵌合し、これを人手によって回して締め付けることによって行われていた。また、刃物を取り替える際は、前記と逆の操作を行い、前記刃物を取外し、その後、前記と同様にして別の刃物を取り付けることによって行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手による締付金具の締め付け作業は、かなりの力および技能を要し、特に一日に何十個という多くの刃物を取り替える必要がある場合の、作業者の負担は大きく無視できないものであった。
【0005】
本発明の課題は、上記従来におけるNCフライスの取り扱い者の労力を軽減し、安全、かつ容易に刃物を交換することができる、コレットチャックへの刃物装着装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。
(1)NCフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、相互に平行かつ水平に配置された2本のガイドロッドおよび該ガイドロッドを支持するフレームと、前記ガイドロッドに摺動自在に設けられたコレットチャックの支持手段と、該コレットチャック支持手段に支持されるコレットチャックの固定手段と、前記コレットを締め付ける締付金具外周面に設けられた溝部に嵌合する爪部材を有する締付金具の回転手段と、該締付金具の回転手段に連結された減速モータと、前記ガイドロッドに対して摺動可能に設けられた、前記爪部材の前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、前記2本のガイドロッドは、前記減速モータの回転中心軸に関して対称に、かつ段違いに設けられており、前記爪部材は、前記減速モータに連結された筒状部材の回転中心軸に関して対称に設けられた少なくとも二つの爪部材からなり、該爪部材の、前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する手段は、前記2本のガイドロッドに摺動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレームに取り付けられた、内周面で前記爪部材を前記溝部に押圧する環状のベアリングを有するものであることを特徴とするコレットチャックへの刃物装着装置。
【0007】
(2)前記2本のガイドロッドの内、上側のガイドロッドには、工具長測定用目盛が設けられ、該目盛によってコレットチャックの基準面から該コレットチャックに締結された刃物の先端部までの水平長さである工具長を測定する手段を有することを特徴とする上記(1)に記載のコレットチャックへの刃物装着装置。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明であるコレットチャックへの刃物装着装置(以下、本発明装置という)の一実施例を示す斜視図、図2は、図1の正面図、図3は、図2の III−III 線矢視方向断面の要部を示す図、図4は、図2のコレットチャックホルダに設けられた固定カムの説明図、図5は、図4の右方向からの視図、図6は、図5のIV−IV線矢視方向断面図、図7は、締付金具の回転手段と減速モータとの連結部の要部を示す説明図である。
【0009】
図1および図2において、この装置は、NCフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、コレット2に刃物1を挿入したコレットチャック3の支持手段としてのコレットチャックホルダ4および固定手段としての固定カム28と、前記コレット2を締め付ける、コレットチャック3の一部としての締付金具5の外周面に設けられた溝部6に嵌合する爪部材7、7を有する締付金具の回転手段と、該締付金具回転手段に連結された減速モータ10とを有する装置であって、より詳しくは、相互に平行かつ水平に配置された2本のガイドロッド13、14と、該ガイドロッドを支持するフレームとしてのフレーム板11および12と、前記2本のガイドロッド13(上ガイドロッド)および14(下ガイドロッド)に摺動自在に設けられたコレットチャックホルダ4と、該コレットチャックホルダ4に支持されるコレットチャック3の固定手段としての固定カム28と、前記コレットチャック3の締付金具5の外周面に設けられた溝部6に嵌合する爪部材7を有する前記締付金具5の回転手段と、該締付金具回転手段に連結された減速モータ10とから主として構成されている。
【0010】
図1および図2において、フレーム板11および12は略三角形を呈しており、その対向する頂点間に上ガイドロッド13および下ガイドロッド14が、減速モータ10の回転中心軸、換言すればコレットチャック3の締付金具5の回転中心軸36に関して対称に、かつ段違いに設けられている。
【0011】
締付金具5の回転手段は、減速モータ10に、例えばカップリング18を介して連結された、筒状部材としてのスリーブ16およびスクロール40と、該スクロール40にその回転中心軸に関して対称に設けられた二つのピット8および9と、該ピット8および9の先端部にそれぞれ設けられた爪部材7、7と、該爪部材7、7相互間の間隔が、前記締付金具5の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ39、39と、前記爪部材7、7の前記締付金具5の溝部6への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、該保持手段は、前記2本のガイドロッド13、14に摺動可能に設けられたスライドフレーム41と、該スライドフレーム41に取り付けられた、内周面で前記爪部材7、7を前記溝部6内に押圧する環状のベアリング17を有する。
【0012】
前記両ピット8および9の外側面には、スクロール40への取付け端から先端部の爪部材7の近傍にかけて、傾斜角度が、順次、例えば2度、7度および10度の3段階に変化するテーパ面が設けられている。例えばスクロール40への取付け端から35mmまでの間の傾斜角度は2度、35mmから68mmまでの傾斜角度は7度、68mm以降の傾斜角度は10度にそれぞれ調整される。
【0013】
なお、図1および図2中、19は、台座、20は、台座19の一端に設けられたフレーム板、21は、リミットスイッチ、22〜25は、スライドアーム15またはスライドフレーム41をガイドロッド13、14に摺動可能に支持するストロークベアリング、42は、スリーブ16の外周面に等間隔に、例えば3個設けられた把持レバーである。
【0014】図3において、本実施例装置のコレットチャックホルダ4は、スライドアーム15を介して上ガイドロッド13および下ガイドロッド14に摺動可能に取り付けられており、また一対のピン26および27によって前記スライドアーム15に2点支持されており、減速モータ10の回転中心軸、すなわち締付金具5を締め付ける際の該締付金具5の回転中心軸36に対し、略上下にそれぞれ、例えば30度の幅で首振り可能に設けられている。また、コレットチャックホルダ4の端面には、コレットチャック3を挿入した際、該コレットチャック3の端部突出端30が貫通する貫通孔が設けられている。なお、ピン26と27を結ぶ直線は、水平面に対して、例えば15度傾いている。
【0015】
また図4および図5において、コレットチャックホルダ4へのコレットチャック3の固定手段としての固定カム28は、カムレバー29を一方向に回転させた際にコレットチャック3の端部突出端30をコレットチャックホルダ4の端面の貫通孔46から引き出すようにして固定するテーパ面31と、逆方向に回転させた際に前記コレットチャック3の端部突出端30をコレットチャックホルダ4内に押し込んで前記固定を解除する前記テーパ面31とは逆方向に傾斜するテーパ面32を有している。33は、固定カム28をコレットチャックホルダ4に取り付けるストリッパーボルトである。
【0016】
また図6において、本実施例装置の固定カム28は、ストリッパーボルト33によってコレットチャックホルダ4の端面に取り付けられており、固定カム28とコレットチャックホルダ4の端面との接触部における前記ストリッパーボルト33の外周には前記固定カム28をコレットチャックホルダ4の端面と離間させる方向に付勢するコイルスプリング34が配置されている。従って固定カム28とコレットチャックホルダ4の端面との間には常に、例えば0.5mm程度の隙間が形成されている。35は、ワッシャーである。
【0017】
図7は、本実施例装置の、締付金具回転手段と減速モータとの連結部の要部を示す説明図であって、締付金具回転手段の一部としてのスリーブ16と減速モータに連結されたカップリング18との接合面を示す説明図である図7において、スリーブ16のカップリング18との連結面には、その外周に沿って、例えば上下または左右に対向する位置にそれぞれ90度幅程度の二つの円弧状のあそび溝37が設けられており、該あそび溝37にカップリング18のストッパーピン38がそれぞれ嵌挿されている。
【0018】
このような構成の本実施例装置において、コレットチャック3に刃物1を締結させる際は、まず、スライドアーム15をフレーム板12方向(図2中右方向)にスライドさせ、この状態でコレットチャックホルダ4を、減速モータ10の回転中心軸、すなわちコレットチャック3の締付金具5を締め付ける際の回転中心軸36に対して上方に、例えば30度程度傾斜させ、コレット2に刃物1が挿入されたコレットチャック3を挿入し、コレットチャックホルダ4の端面の貫通孔46から突出した前記コレットチャック3の後部突出端30を、固定カム28を図5中反時計方向に回転させることによって引っ張り出すようにして固定する。
【0019】
コレットチャック3のコレットチャクホルダ4への固定が終了したのち、スライドアーム15をコレットチャック3ごと減速モータ10側(図2中左方向)に摺動させ、前記コレットチャック3の締付金具5を左右対角の両ピット8、9間に挿入する。このとき、両ピット8、9の爪部材7、7間の間隔は、該ピット8および9のスクロール40への取付け部に設けられたコイルバネ39、39によって前記締付金具5の外径よりもわずかに狭くなるように、すなわち閉じる方向に付勢されているので、コレットチャック3の締付金具5を両爪部材7、7間に挿入してスリーブ16の把持レバー42をわずかに回転させるように動かすことにより、前記コレットチャック3の締付金具5に設けられた溝部6に爪部材7、7が嵌合する。爪部材7、7が締付金具5の外周面の溝部6に嵌合した状態で、スライドフレーム41をピット8および9の先端方向(図2中右方向)に摺動させ、該スライドフレーム41の環状ベアリング17の内周面で前記両ピット8、9の外側面を押圧するようにして前記嵌合状態を保持する。このとき、ピット8および9の外側面(天面)が、例えば3段階のテーパ面となっているので、前記環状ベアリング17の内周面による前記ピット8および9の外側テーパ面の押さえ抵抗が確実に安定する。従って爪部材7、7間の間隔は開くことなく、締付金具5は確実に挟持される。
【0020】
この状態で、減速モータ10の図示省略した操作パネルを操作して前記減速モータ10を正回転させることにより、該減速モータ10の回転動力がカップリング18のストッパーピン38、38を介して(図7参照)スリーブ16、スクロール40、および該スクロール40に設けられた両ピット8および9ならびに爪部材7、7に伝達されるので、コレットチャック3の締付金具5が正回転し、これによってコレットチャック3のコレット2に刃物1が締結される。このとき、締め付けが進むにつれてコットチャック3を支持するコレットチャックホルダ4がスライドアーム15ごと図2中左方向にスライドし、上ガイドロッド13の所定位置に設けられたリミットスイッチ21にストロークベアリング22が当接し、この時点で減速モータ10の回転が停止し、コレットチャック3への刃物1の締結が完了する。
【0021】
刃物1の取り付けが完了したのち、環状ベアリング17をスライドフレーム41ごと図2中左側へスライドさせて両ピット8および9の保持を解除し、この状態でコレットチャックホルダ4の固定カム28を逆方向(図5中時計方向)に回転させると、該固定カム28のテーパ面32によってコレットチャック3の端部突出端30がコレットチャックホルダ4内へ押し込まれてコレットチャック3がコレットチャックホルダ4から外れる。コレットチャックホルダ4から外れたコレットチャック3を図2中右方向にかるく引っ張ることによって刃物1が締結されたコレットチャック3が前記ピット8、9から離脱して取り出される。刃物1が締結されたコレットチャック3は、例えばNCスライスの主軸にセットされ、工作物の研削に使用される。
【0022】
次に、コレットチャック3に締結された刃物1を取り外す際は、上記と同様にして刃物1が締結された状態のコレットチャック3をコレットチャックホルダ4に固定し、同様にしてコレットチャック3の締付金具5に設けられた溝部6に一対のピット8および9の先端部の爪部材7、7を嵌合させ、スライドフレーム41の環状ベアリング17で保持したのち、減速モータ10を逆回転させてコレットチャック3の締付金具5を緩めることによって行われる。
【0023】
本実施例によれば、コレットチャック3への刃物1の締結作業を減速モータ10を回転させて自動的に行うことにより、熟練工でなくても、強い力を要することなく、安全かつ容易に、例えば従来の約1/3の時間で行うことができる。本実施例によれば、フレーム板11、12を略三角形とし、該フレーム板の対応する頂点間に上ガイドロッド13および下ガイドロッド14を、締付金具5の回転中心軸36に関して対称に、かつ段違いに設けたことにより、装置上部の作業スペースが確保されるので、作業効率が向上するとともに、装置自体の静置安定性、機械的強度が向上する。
【0024】
本実施例によれば、コレットチャック3の締付金具5の回転手段を、該締付金具5の回転中心軸36に関して対称に設けられたピット8、9を有し、該ピット8、9の先端部にそれぞれ爪部材7、7を設けたものとしたことにより、締付金具5に加わる回転力が全円周にわたって均等なものとなるので、片締めを防止することができる。また、前記爪部材7、7相互の間隔を締付金具の外径よりもわずかに狭く閉じた状態に付勢するコイルバネ39、39を設けたことにより、コレットチャック3の締付金具5を爪部材7、7相互間に挿入して軽く動かすだけで、前記爪部材7、7と締付金具5の外周面に設けられた溝部6とを容易に嵌合させることができる。
【0025】
本実施例によれば、締付金具5の回転手段に設けられた爪部材7、7の、前記締付金具5の外周面に設けられた溝部6への嵌合状態を保持する手段を、上ガイドロッド13および下ガイドロッド14に摺動可能に設けられたスライドフレーム41と、該スライドフレーム41に取り付けられた環状ベアリング17を有するものとしたことにより、前記環状のベアリング17をスライドフレーム41ごとスライドさせることにより、前記環状ベアリング17の内側面で左右対象の二つのピット8、9の外側テーパ面を内側に向かって押圧して嵌合状態を確実に保持することができる。
【0026】
本実施例によれば、両ピット8および9の外表面に3段階のテーパ面を設けたことにより、径の異なるコレットチャックに対しても充分に対応することができる。本実施例によれば、コレットチャックホルダ4を減速モータ10の回転中心軸、すなわちコレットチャック3の締付金具5を締め付ける際の回転軸36に対して首振り可能に設けたことにより、コレットチャックホルダ4へのコレットチャック3の挿入または取外しが容易となる。
【0027】
本実施例によれば、コレットチャックホルダ4へのコレットチャック3の固定手段として、一方向に回転させた際にコレットチャック3の端部突出端30をホルダ4の貫通孔46から引っ張り出して固定するテーパ面31と、逆方向に回転させた際に前記コレットチャック3の端部突出端30をコレックチャックホルダ4内に押し込んで前記固定を解除する前記テーパ面31とは逆方向に傾斜するテーパ面32とを有するものとしたことにより、コレットチャック3をコレットチャックホルダ4へ確実に固定できるうえ、固定作業および固定解除作業が容易となる。
【0028】
本実施例によれば、コレットチャックホルダ4の端面に取り付けられた固定カム28と前記コレットチャックホルダ4の端面とを離間させる方向に付勢するコイルスプリング34を設けたことにより、固定カム28を軽く図5中反時計方向に回転させるだけで前記コイルスプリング34の弾性力で前記コレットチャックを確実に固定することができる。
【0029】
本実施例によれば、上ガイドロッド13にスライドアーム15の摺動位置を制限するリミットスイッチ21を設けたことにより、該リミットスイッチ21が作動して減速モータ10の回転を自動的に停止することができるので、締付金具5の締め付けすぎを防止して締め付けすぎに伴う危険を回避することができる。なお、刃物1を取り外す際の減速モータ10の回転停止手段としては、例えば、減速モータ10の負荷が一定値以下になった場合に回転を停止させるように機能するものを使用することができる。
【0030】 本実施例によれば、締付金具回転手段と減速モータとの連結部の要部、すなわち、スリーブ16とカップリング18との連結部を、前記スリーブの端面に設けられた二つの円弧状のあそび溝37、37と、該あそび溝に嵌挿される、前記カップリング18に設けられた2本のストッパーピン38、38で構成したことにより、締付金具5の溝部6への爪部材7、7の嵌挿が容易となるうえ、前記スリーブ16とカップリング18との連結部にあそびができるので、刃物1のコレットチャック3への締結が終了した時点でのコレットチャック3の取外しが容易となる。
【0031】
本実施例において、ピット8および9の先端部の内側端に所定の大きさのR(アール)を付けるか、または所定角度のテーパを設けることが好ましい。これによって両ピット8および9間へのコレットチャック3の締付金具5の挿入が容易となる。前記テーパ面の傾斜角度は、例えば30〜40度であるが、締付金具5の先端部に設けられたテーパ面の傾斜角度と同じにしてもよい。
【0032】 本実施例において、コレットチャックホルダ4の内側テーパ面に、樹脂または硬質ゴムによるライニング処理を施すことが好ましい。これによって、コレットチャックホルダ4で支持されたコレットチャック3の中心軸がわずかにずれたような場合であっても、そのずれが前記ライニング面で吸収されるので、回転時にコレットチャック全体に無理を生じることがなくなり、ライニング処理を施さない焼入れ金属面の場合に比べてコレットチャック3の外周テーパ面の損傷を防止することができる。ライニング層の厚さは、数mm、例えば5mmである。本実施例において、スライドアーム15およびスライドフレーム41に、これらをスライドさせる際に把持する把持レバーを設けることが好ましい。
【0033】本発明装置において、締付金具の回転中心軸とは、コレットチャックホルダにコレットチャックを固定し、前記コレットチャックの締付金具を回転手段を用いて回転させてコレットに刃物を装着または脱着させる際の前記締付金具の回転中心軸をいい、減速モータの回転中心軸に相当するものである。
【0034】
本発明において、爪部材または爪部材先端部の相互の間隔が締付金具の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材における前記わずかに狭い間隔とは、前記締付金具を爪部材相互間に挿入した際に、該締付金具によって押し開かれて締付金具の外径と同様の間隔を保持して前記締付金具を挟持する際の、前記押し開かれるわずかな間隔をいう。本発明において、爪部材の先端部を先細にすることが好ましい。これによって溝部への嵌合が容易となる。また、溝部の形状は、前記先細形状の爪部材に適合するようにその入口部分を幅広にすることが好ましい。
【0035】
本発明において、上ガイドロッドまたは下ガイドロッドに工具長測定用のスケール(目盛り)を付設することが好ましい。図8は、工具長測定手段の一例を示す説明図である。図8において、上ガイドロッド13に工具長測定用の目盛り43が設けられており、コレットチャック3への刃物1の締結が終了したのち、前記コレットチャック3をコレットチャックホルダ4ごと図8中右方向へスライドさせ、スリーブ16のスクロール40に所定厚さの工具長測定用ブロック45を当て、この状態で、該工具長測定用ブロック45の図8中右側面Aに、前記コレットチャック3のコレット2に締結された刃物1の先端部を軽く当接させ、スライドアーム15のストロークベアリング22に取り付けられたスクレッパー44が支持する目盛り43を読むことにより、工具長を測定することができる。
【0036】
図8において、工具長測定用ブロック45の右側面Aからガイドロッド13に設けられた工具長測定用目盛り43のゼロ位置までの水平長さM1 が、コレットチャック3の基準面Bからスクレッパー44の先端部までの水平長さM2 と同じになるように構成されている。従って、上ガイドロッド13におけるスクレッパー44が示す目盛り43を読み取ることにより、コレットチャック3の基準面Bから該コレットチャック3に締結された刃物1の先端部までの水平長さである、いわゆる工具長を測定することができる。
【0037】
本発明において、ガイドロッドに設けた工具長測定用目盛りに代えてデジタル方式で工具長を測定することができるデジタル計測器を設けることにより、工具長を、例えば10-4mmまで正確に測定することができる。デジタル測定器を使用することにより、コレットチャックをNCフライスに装着する際の工具長の測定を省略することができる。
【0038】
次に、本発明の他の実施例を説明する。図9〜図11は、本発明装置の他の実施例の要部である締付金具回転手段を示す説明図であり、図9は、その斜視図、図10は、図9の回転中心軸に直角な方向からみた正面図、図11は、締付金具回転手段に締付金具を挿入した状態を示す部分断面図である。
【0039】
図において、この締付金具回転手段は、図示省略した減速モータ10に連結された、締付金具5の外径よりも大きい内径を有する第1の筒状部材としてのスクロール51と、該スクロール51の回転中心軸に関して対称の壁面52に設けられた二つの貫通孔と、該貫通孔をそれぞれ貫通する爪部材54、54と、該爪部材54、54の先端部相互の間隔が締付金具5の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ55、55と、前記スクロール51の外周面に摺接するように同心円状に設けられた第2の筒状部材としてのクランプロータ56を有し、該クランプロータ56の内壁に、前記スクロール51の壁面52を貫通する爪部材54、54の頭部と摺接して短径部分で前記爪部材54、54をスクロール51の回転中心軸に向かって押圧し、これによって前記爪部材54、54の先端部を前記締付金具5の外周面の溝部6に嵌合させるとともに、長径部分で前記押圧を解除する断面楕円形の内壁面57を設けたものである。53は、スナップリングである。
【0040】
このような構成において、上記実施例と同様にしてコレットチャック3の締付金具5をスクロール51に挿入すると、先端部の間隔が前記締付金具5の外径よりもわずかに狭くなるようにコイルバネ55で付勢された爪部材54、54が前記締付金具5の先端テーパ部で押し広げられて該締付金具5の外周面に前記爪部材54、54の先端部が当接する。従ってこの状態でハンドル58を操作してクランプロータ56をスクロール51ごと時計方向または反時計方向にわずかに回転させることにより、前記爪部材54、54の先端部が締付金具5の外周面に設けられた溝部6、6に嵌入する。この状態で、クランプロータ56を図10中反時計方向に回転させることにより、前記爪部材54、54と当接するクランプロータ56の断面楕円形内壁面57が長辺側から短辺側へと移動することにより、前記爪部材54、54がスクロール51の回転中心軸に向かって押圧され、これによって前記爪部材54、54の先端部がパワーリンク5の溝部6、6に確実に嵌合、固定し、締付金具5と図示省略した減速モータとの連結が完了する。
【0041】
この状態で、上記実施例と同様、減速モータ10を正回転させることにより、該減速モータ10の回転動力がスクロール51の爪部材54、54に伝達され、締付金具5が正回転し、これによってコレットチャック3のコレット2に刃物1が締結される。このとき、締め付け過ぎを防止するためのリミットスイッチ21は上記実施例と同様に機能する。
【0042】
次に、コレットチャック3に締結された刃物1を取り外す際は上記装着時と逆の操作を行えばよい。すなわち、刃物1が締結された状態のコレットチャック3のコレットチャックホルダ4への固定、およびコレットチャック3の締付金具5の溝部6にスクロール51の爪部材54を嵌入し、この状態でクランプロータ56を図10中時計方向に回転させて前記爪部材54の先端部を締付金具5の溝部6に嵌合させたのち、減速モータ10を逆回転させてコレットチャック3の締付金具5を緩めることによって行われる。
【0043】
締付金具5が緩められたのち、クランプロータ56をハンドル58によって図10中反時計方向にわずかに回すことにより、爪部材54をスクロール51の回転軸に向かって押し付ける力がなくなり、この状態でコレットチャック3の締付金具5を軽く上下にずらすことにより、該パワーリグ5の溝部6に嵌合していた爪部材54は容易に外れる。
【0044】本実施例によれば、締付金具回転手段を、回転中心軸に対して対象の位置に設けられた二つの爪部材54、54を有するスクロール51と、該スクロール51と同心円状に設けられ、断面楕円形の内壁面を有するクランプロータ56とで主として構成したことにより、前記クランプロータ56を回動させることにより、爪部材54、54の頭部を前記断面楕円形の内壁面57で押圧して爪部材54、54の先端部を締付金具5の溝部6、6に嵌合させることができるので、この状態で減速モータを操作することにより、上記実施例と同様、熟練工でなくても、強い力を要することなく、安全かつ容易に、コレットチャック3への刃物1の取付けおよび取外しを行うことができる。
【0045】
本実施例において、スクロール51は、減速モータ10に直接またはカップリングを介して連結されている。スクロール51に設けられた断面楕円形内壁面の楕円の長辺は、例えば135mm、短辺は、例えば120mm、長辺/短辺比は、例えば1.125である。
【0046】本実施例において、スクロール51とクランプロータ56との摺接面にベアリングを介在させることが好ましい。これによってスクロール51とクランプロータ56との摺接がスムーズなものとなる。ベアリングを介在させる代わりにスクロールの該当部分をカーボンメタルまたはオイルレスメタルで構成してもよい。
【0047】
本実施例において、クランプロータ56のハンドル58を前記クランプロータ56の全周に連なるように設けることもできる。また、爪部材54の頭部に摩耗防止用の綱球を取り付けることもできる。なお、本実施例において、クランプロータ56の締付金具挿入端側の全外周に、内側に向かって傾斜するテーパを設けることが好ましい。これによって損傷を防止して強度の向上を図ることができる。
【0048】
本実施例において、スクロール51の円周面のうち爪部材54が貫通する貫通孔を有する部分のみを残し、他の部分を例えば10〜30mm幅で切除することが好ましい。図12は、爪部材54の貫通孔部分を残して他の部分を切除したスクロール51を示す斜視図である。図において、爪部材54、54が貫通する貫通孔部分以外の部分が所定幅、例えば20〜30mm幅で切除されているので、作業者は、締付金具5の溝部6、6と爪部材54、54の先端部との嵌合状態を容易に確認することができる。
【0049】
次に、本発明の別の実施例を説明する。図13〜16は、本発明装置の別の実施例の要部である締付金具の回転手段を示す説明図であり、図13は、斜視図、図14は、ロータカバーを外した状態の斜視図、図15は、ロータカバーの内面を示す斜視図、図16は、その機能を説明するための要部断面図である。
【0050】
図において、この締付金具の回転手段は、第1の筒状部材としてのスクロール61と、該スクロール61と同心円状に設けられた第2の筒状部材としてのクランプロータ66と、該クランプロータ66の締付金具挿入端側に取り付けられたロータカバー68とに大別される。
【0051】
すなわち、この締付金具の回転手段は、図示省略した減速モータ10に連結された、締付金具5の外径よりも大きい内径を有するスクロール61と、該スクロール61の回転中心軸に関して対称の壁面62に設けられた二つの貫通孔と、該貫通孔をそれぞれ貫通する爪部材64、64と、該爪部材64、64の先端部相互の間隔が、前記締付金具5の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ65と、前記スクロール61の外周面に摺接するように同心円状に設けられたクランプロータ66を有し(図14参照)、該クランプロータ66の前記締付金具5の挿入側端に、前記スクロール61に設けられた爪部材64の頭部側面と摺接する凹凸面67を備えたリング部材としてのロータカバー68を取り付けるとともに(図13、図15、図16参照)、前記クランプロータ66の内壁面に、前記ロータカバー68の凸面で押圧された前記爪部材64、64の頭部と摺接して該爪部材64、64を前記スクロール61の回転中心軸36に向かって押圧し、これによって前記爪部材64、64の先端部を前記締付金具5の外周面の溝部6、6に嵌合させるとともに、前記爪部材64、64の頭部側面が前記ロータカバー68の凹面と摺接する際に前記押圧を解除するテーパー面69を設けたものである(図16参照)。
【0052】
このような構成において、爪部材64による締付金具5の固定、すなわち締付金具5と図示省略した減速モータとの連結は、以下のように行われる。まず、締付金具5をスクロール61に挿入すると、該締付金具5の外径よりも先端部相互の間隔がわずかに狭くなるようにコイルバネ65で付勢された爪部材64、64の先端部相互の間隔が前記締付金具5の先端テーパ部で押し広げられ、前記爪部材64、64の先端部が締付金具5の外周面に当接する。この状態でハンドル70を操作してクランプロータ66をスクロール61ごとわずかに回転させることにより、前記爪部材64、64の先端部が前記締付金具5の外周面に設けられた溝部6、6に嵌入する。
【0053】
次に、この状態で、クランプロータ66をハンドル70により時計方向または反時計方向に回転させることにより、該クランプロータ66に固定されたロータカバー68の凹凸面67の凸部がスクロール61に取り付けられた爪部材64の頭部側面を前記スクロール61の回転軸に沿って図16中左方向に押圧する。このとき、ロータカバー68はクランプロータ66に固定されているので、前記押圧力に対抗する作用力によりクランプロータ66がスクロール61に対して相対的に図16中右方向に摺動し、これによってクランプロータ66の内壁テーパ面69が前記爪部材64、64の頭部をスクロール61の中心軸36に向かって押圧するので、前記爪部材64、64の先端部が締付金具5の溝部6、6に嵌合、固定し、締付金具5と図示省略した減速モータとの連結が完了する。
【0054】この状態で、減速モータ10を正回転させることにより、上記実施例と同様、減速モータ10の回転動力がスクロール61、爪部材64、64を経て締付金具5に伝達され、該締付金具5が回転してコレットチャック3のコレット2に刃物1が締結される。このときも、締め付け過ぎを防止するためのリミットスイッチ21は上記各実施例と同様に機能する。
【0055】
次に、コレットチャック3に締結された刃物1を取り外す際は、上記と同様にして刃物1が締結された状態のコレットチャック3をコレットチャックホルダ4に固定し、同様にしてコレットチャック3の締付金具5に設けられた溝部6、6にスクロール61の爪部材64、64を嵌入させ、クランプロータ66を回転させて前記爪部材64、64の先端部を締付金具5の溝部6、6に嵌合させたのち、減速モータ10を逆回転させることにより、前記爪部材64をスクロール61の回転軸方向に押圧するクランクロータ66のテーパ面69による押圧力が解消し、爪部材64、64がフリー状態となる。従って、この状態でコレットチャック3の締付金具5を、例えば上下にわずかにずらすことにより、前記爪部材64、64の先端部の溝部6、6への嵌合状態が解かれる。
【0056】
本実施例によれば、締付金具の回転手段を、二つの爪部材64、64を有するスクロール61と、該スクロール61に同心円状に設けられたクランプロータ66とで主として構成し、前記クランプロータ66の締付金具5の挿入側端に、前記スクロール61に設けられた爪部材64、64の頭部側面と摺接する凹凸面67を備えたロータカバー68を取り付けるとともに、前記クランプロータ66の内壁面に、前記ロータカバー68の凸面で押圧された前記爪部材64、64の頭部と摺接して該爪部材64、64を前記スクロール61の回転中心軸36に向かって押圧するとともに、前記爪部材64、64の頭部側面が前記ロータカバー68の凹面と摺接する際に前記押圧を解除するテーパー面69を設けたことにより、コレットチャック3の締付金具5をスクロール61に挿入してクランプロータ66のハンドルを軽く操作するだけで、前記コレットチャック3の締付金具5を減速モータに連結することができるので、この状態で減速モータ10を操作することにより、締付金具5の締め付けおよびその解除を、特別の技術を有することなく、簡単かつ効率よく行うことができる。本実施例において、クランプロータ66の内壁テーパ面の傾斜角度およびロータカバー68の凹凸面の傾斜角度は、例えば25度程度である。
【0057】
【発明の効果】
本願の請求項1に記載の発明によれば、コレットチャックへの刃物の締結作業を自動的に行うとともに、締付金具締め付け手段に設けられた爪部材の前記締付金具外周面に設けられた溝部への嵌挿を容易に行い、また締付金具の回転手段に設けられた爪部材の、前記締付金具の外周面に設けられた溝部への嵌合状態を安定かつ確実に保持することができるとともに、コレットの締め付け力が全周にわたって均等になるので、熟練工でなくても、強い力を要することなく、従来の約1/3の所要時間で、安全かつ容易に、しかも確実にコレットチャックへの刃物の装着作業を行うことができる。
【0058】
本願の請求項2に記載の発明によれば、コレットチャックへの刃物の装着を、工具長の測定と共に、短時間で、かつ容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示す斜視図。
【図2】図1の正面図。
【図3】図2のIII−III線矢視方向断面の要部を示す図。
【図4】図2のコレットチャックホルダに設けられた固定カムの説明図。
【図5】図4の右方向視図。
【図6】図5のIV−IV線矢視方向断面図。
【図7】スリーブとカップリングの連結状態を示す説明図。
【図8】工具長測定手段を示す説明図。
【図9】本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。
【図10】図9の回転中心軸に直角の方向から見た正面図。
【図11】締付金具を挿入した状態の締付金具回転手段示す部分断面図。
【図12】本発明の変形例を示す説明図。
【図13】本発明の別の実施例の要部を示す斜視図。
【図14】ロータカバーを取り除いた状態の締付金具回転手段を示す斜視図。
【図15】ロータカバーの内側面を示す斜視図。
【図16】本発明の別の実施例の要部を示す断面図。
【符号の説明】
1…刃物、2…コレット、3…コレットチャック、4…コレットチャックホルダ、5…締付金具、6…溝部、7…爪部材(ネイル)、8、9…ピット、10…減速モータ、11、12…フレーム板、13…上ガイドロッド、14…下ガイドロッド、15…スライドアーム、16…スリーブ、17…環状ベアリング、18…カップリング、19…台座、20…フレーム板、21…リミットスイッチ、22〜25…ストロークベアリング、26、27…ピン、28…固定カム、29…カムレバー、30…コレットチャックの端部突出端、31…テーパ面、32…テーパ面、33…ストリッパーボルト、34…コイルスプリング、35…ワッシャ、36…締付金具の回転中心軸、37…あそび溝、38…ストッパーピン、39…コイルバネ、40…スクロール、41…スライドフレーム、42…把持レバー、43…工具長測定目盛り、44…スクレッパー、45…工具長測定用ブロック、46…コレットチャックホルダの端部の貫通孔、51…スクロール、52…スクロールの壁面、53…スナップリング、54…爪部材、55…コイルバネ、56…クランプロータ、57…断面楕円形の内壁面、58…ハンドル、61…スクロール、62…スクロールの壁面、63…スナップリング、64…爪部材、65…コイルバネ、66…クランプロータ、67…凹凸面、68…ロータカバー、69…テーパ面、70…ハンドル。
Claims (2)
- NCフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、
相互に平行かつ水平に配置された2本のガイドロッドおよび該ガイドロッドを支持するフレームと、
前記ガイドロッドに摺動自在に設けられたコレットチャックの支持手段と、
該コレットチャック支持手段に支持されるコレットチャックの固定手段と、
前記コレットを締め付ける締付金具外周面に設けられた溝部に嵌合する爪部材を有する締付金具の回転手段と、
該締付金具の回転手段に連結された減速モータと、
前記ガイドロッドに対して摺動可能に設けられた、前記爪部材の前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、
前記2本のガイドロッドは、前記減速モータの回転中心軸に関して対称に、かつ段違いに設けられており、
前記爪部材は、前記減速モータに連結された筒状部材の回転中心軸に関して対称に設けられた少なくとも二つの爪部材からなり、
該爪部材の、前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する手段は、前記2本のガイドロッドに摺動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレームに取り付けられた、内周面で前記爪部材を前記溝部に押圧する環状のベアリングを有するものである
ことを特徴とするコレットチャックへの刃物装着装置。 - 前記2本のガイドロッドの内、上側のガイドロッドには、工具長測定用目盛が設けられ、該目盛によってコレットチャックの基準面から該コレットチャックに締結された刃物の先端部までの水平長さである工具長を測定する手段を有することを特徴とする請求項1に記載のコレットチャックへの刃物装着装置。
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