JP4611482B2

JP4611482B2 - バイス用のインデックスワークホルダ

Info

Publication number: JP4611482B2
Application number: JP2000044542A
Authority: JP
Inventors: 嘉和安田
Original assignee: 株式会社テック・ヤスダ
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP2001232530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械などにより加工されるワークを保持するバイスに取付けて加工されるワークの割出し回転を可能にするインデックス機能を備えたワークホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一つのワークに一定の角度関係となる２箇所の加工を行うときは、ワークを工作機械に装着した状態で当該角度だけワークを回動する必要がある。このときのワークの回動を正確に行わせるために、インデックステーブルやインデックスチャックが用いられる。この種のテーブルやチャックは、１個のワークを把持して角度割出しを行うため、多数のワークの加工を行うときは、１個１個のワークの着脱に時間がかかり、工作機械の稼働率を低下させる。特にワークが小さく、かつ加工が例えば孔開けのような単純な加工であるときは、加工時間に比べてワークの着脱に要する時間の割合が大きくなって、機械の稼働率が大きく低下する。
【０００３】
寸法の小さなワークの加工を行うときは、バイスを用いて工作機械のテーブルに多数のワークを装着して、当該多数のワークを一時にあるいは連続的に加工することにより、機械の稼働率を上げることが行われている。例えば工作機械のテーブルに複数のバイスを固定し、更に各バイスの固定爪と可動爪との間に中間爪を設けて、１個のバイスに複数のワークを固定できるようにし、ワークの装脱時に複数のバイスに装着されたワークの着脱を一斉に行い、装着した複数のワークに対する加工を一連の動作で行うことにより、加工能率を向上させるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
同一の工作機械上で、１個のワークに互いにある角度関係にある２箇所以上の加工を行うとき、大型のワークであれば、インデックステーブルを用いてワークの加工位置を割出すことができる。しかし、ワークが小型で前述したように、工作機械のテーブルに複数のバイスを固定して、各バイス毎に複数のワークを把持した状態で加工を行うようなとき、ワークの加工位置を割出すインデックス装置がないため、１箇所の加工が終わった後、工作機械を停止させて、手作業で各ワークの割出しを行ってやらねばならなかったので、ワークの割出しに非常に時間がかかり、かつ正確な角度割出しができないという問題があった。
【０００５】
ワークの角度を割出すのに用いることができる治具やワークバイスには、種々の構造が提案されているが、多数のワークを一時に加工しようとするときは、そのような治具やバイスを多数必要とするため、安価であることが要求される。更にそのような治具やバイスが大型であると、工作機械のテーブルに装着するワークの個数が減るため、工作機械の稼働率が低下する。
【０００６】
この発明は、バイスに把持されたワークに対して簡単な操作で正確な角度割出しを行うことが可能な、構造が簡単でかつテーブル上のスペースをとらないワークホルダを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明のバイス用のインデックスワークホルダは、バイスの把持方向に自由移動可能に装着されるスライド台７と、スライド台の側部に立設された支持ブラケット１０と、バイスの把持方向と直交する軸回りに回動可能に支持ブラケット１０に軸支されたインデックス軸１３と、インデックス軸の内側端のクランパ１８と、インデックス軸の外側端のつまみ３２と、歯車２０、３４とその歯溝に嵌合する爪２６とでインデックス軸１３の角度を保持する係合対３５と、爪２６が歯溝に嵌合した状態で当該爪を固定する固定部材３１と、爪２６を歯車２０、３４に向けて付勢する付勢部材２９とを備えており、付勢部材２９は歯車２０、３４が相対回動したとき爪２６が押し戻される力で爪２６を付勢している。
【０００８】
上記係合対３５は、インデックス軸と同軸にして設けた歯車２０、３４とこの歯車の歯溝に嵌合する爪２６とからなり、歯車２０、３４と爪３６とは、支持ブラケット１０とインデックス軸１３との一方側と他方側とに設けられる。
【０００９】
歯車２０、３４は、所望の単位割出し角度、例えば１５度とか３０度毎に歯溝を設けたものとすることもできるが、割出し単位角度より歯溝の多い歯車を利用して、その歯溝の必要なものだけを選択的に作動させる構造とすれば、精度が高くて安価な既製の歯車を利用することができ、割出し操作もより簡単かつ速やかにできるようになる。
【００１０】
請求項２の発明は、上記のより好ましい構造を実現したもので、歯車２０、３４に隣接して対応する歯溝を閉鎖している複数個の遮蔽部材２４を備えたもので、各遮蔽部材２４は対応する歯溝を開放する位置と閉鎖する位置とに個別に設定可能であることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３の発明は、上記手段を備えたインデックスワークホルダにおいて、インデックス軸１３の内側端のクランパ１８を、インデックス軸１３の軸心に螺合された先端にテーパ面１４を有する開閉ねじ１５で開閉する構造としたものである。テーパ面１４は、先端外周又は内周に設けられた円錐面であり、軸方向移動によりクランパ１８を半径方向に拡縮して開閉する。この構造は、クランパの構造を簡単にし、装置全体をコンパクトにできる。
【００１２】
また請求項４の発明は、上記手段を備えたインデックスワークホルダにおいて、支持ブラケット１０がバイスの把持方向と直交し、かつインデックス軸の軸方向と直交する方向に移動かつ固定自在にしてスライド台７に装着されていることを特徴とするものである。この構造は、ワークの径に合わせてインデックス軸の高さを調整することにより、把持したワークの底面をスライド台の上面に当接させた状態でワークを把持することができ、ワークの保持状態が安定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、円筒形ワークのホルダの一実施例を示す図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。図６は、この発明のワークホルダを用いて工作機械のテーブルに装着した複数個のワークバイスのそれぞれに、複数個のワークを装着して加工を行う状態を示す平面図である。各バイス１は細長い平面形状で、固定爪２と可動爪３との間に、その把持方向と同方向に自由移動可能な中間爪４を取付けて、複数のワーク５を同時に把持することができる構造としてある。テーブル上にはバイス１の複数個が互いに狭い間隔で隣接して取付けられており、１個のバイスに固定するワーク数×バイス数のワークを一時に固定して加工することが可能である。一定の大きさのテーブルに多数のバイスを取付けるためには、バイス相互の間隔を狭くする必要があり、そのため、インデックスワークホルダ６は小型であることが要求される。更にこのように、ワーク及びワークバイスが密に配置された状態でワークの割出し作業が容易に行われるような操作性を備えていなければならない。
【００１４】
図１は、１個のインデックスホルダを示す側面図である。各インデックスワークホルダは、スライド台７によってバイスの基台８にバイスの把持方向と平行な方向に自由移動可能に取付けられている。スライド台７の側面には、ボルト９で支持ブラケット１０が固定されている。支持ブラケット１０のボルト９の挿通孔１１は、図２に示すように、バイスの把持方向と直交する上下方向（テーブル面が水平な場合）の長孔１２となっており、支持ブラケット１０に軸支されているインデックス軸１３のバイスの基台８からの高さを調整できるようになっている。
【００１５】
インデックス軸１３は、バイスの把持方向及び長孔１２の延在方向と直交する方向の軸回りに回動可能に支持ブラケット１０に装着されている。支持ブラケット１０は、本体１０ａとキャップ１０ｂとで構成され、インデックス軸１３の軸方向の移動を阻止している。インデックス軸１３は、外側端に鍔２１のある短い中空軸で、その軸心に先端に円錐面１４を備えたクランプねじ１５が螺合されている。インデックス軸の内側端には、軸方向に十字形にすり割り１６が切込まれており、このすり割を設けた部分の内側は、クランプねじ１５の先端と対向する円錐内周面となっている。従ってクランプねじ１５を螺進させると、インデックス軸１３の内側端は、径方向に押し広げられる。インデックス軸１３の内側端面には、インデックス軸の径方向の動きを阻止しないように分割したストッパプレート１７が固定されており、このストッパプレート１７と後述の平歯車２０の内側端との間に、四つ割れないし三つ割れにした端面外向きコの字形のクランプリング１８が嵌着されており、その外周溝にＯリング１９が嵌挿されている。円筒形のワーク５はインデックス軸１３の内側端が押し広げられたとき、クランプリング１８及びＯリングで端部内径を拡開方向に押圧されてクランプされる。
【００１６】
インデックス軸１３の鍔２１の内側には、歯先円直径が鍔の直径よりわずかに小さい平歯車２０が固定されている。鍔２１には、その外周に近く、平歯車２０の歯溝に対向する円周を１２等分する位置に、内側から座ぐり孔２２が穿設されており、この座ぐり孔に歯溝開閉ピン２４が挿入されている。歯溝開閉ピン２４は、平歯車２０側の端部に円周の一箇所を切欠いた歯溝開閉鍔２４ａが設けられており、その切欠２５を外周側に向けたときに、当該ピンに対応する歯溝３０が開き、切欠を内側に向けるように歯溝開閉ピン２４を回動したとき、当該ピンに対応する歯溝３０が閉じられる。座ぐり孔２２の座ぐり部２３は、歯車２０側から見たとき、図４に示すように、鍔２１の外周に向けてＵ字形に開いている。歯溝開閉ピン２４の長さ方向中間に弾性リング（Ｏリング）３６が嵌挿されていて、歯溝開閉ピン２４の強制回転時以外の自由回転を阻止している。
【００１７】
平歯車２０の外周に対向して先端に爪２６を備えたロッカーアーム２７がインデックス軸と平行な支点ピン２８で枢支されており、爪２６はバネ２９で歯車２０側に付勢されている。爪２６は座ぐり孔の座ぐり部２３部分にも対向する爪幅を有しており、従って爪２６が平歯車２０の歯溝３０に対向しても、歯溝開閉鍔２４ａに遮られて歯溝３０に嵌挿することができない。しかし、歯溝開閉鍔２４ａの切欠２５を外向きにした歯溝開閉ピンに対応する歯溝としたときは、爪２６の侵入を阻止するものがないため、バネ２９の付勢力により当該歯溝に嵌入する。しかし、爪２６が歯溝３０に嵌入しても、インデックス軸１３がロッカーアーム２７に外向きの回転モーメントを生じさせる方向に回動させられると、ロッカーアーム２７は再び外向きに揺動して爪２６と歯溝３０との係合が解かれ、インデックス軸１３は更に回動することができる。一方、インデックス軸１３がロッカーアーム２７に内側向きの回転モーメントを生じさせる方向に回動させられたときは、爪２６が歯溝内に留まるため、インデックス軸はその方向の回動を阻止される。
【００１８】
爪２６の背後には、偏心カムを利用したロックピン３１が設けられており、爪２６が歯溝に嵌入した状態でロックピン３１を回動することにより、ロッカーアーム２７の動きが固定され、インデックス軸１３はどちらの方向へも回動することができない状態で角度位置を固定される。
【００１９】
インデックス軸の鍔２１には、周面に滑り止めの刻みを設けた円板状のつまみ３２が小ねじ３７で固定されている。このつまみ３２の外周は、支持ブラケット１０の上端から若干突出する大きさであり、歯溝開閉ピン２４に対応する部分には、ドライバ等の回転工具の挿入孔が貫通している。
【００２０】
上記構造のインデックスワークホルダは、図５に示したように、各バイス１の固定爪２と中間爪４との間、中間爪４相互の間及び中間爪と可動爪３との間に１個ずつ装着される。各インデックスワークホルダ６は、割出し位置決めしようとする角度位置の歯溝開閉ピン２４をその切欠２５が外周を向く方向に設定しておく。各ワーク５は、その端部をインデックス軸の内側端のクランプで保持した状態で装着され、インデックス軸１３の回転により、最初の加工位置に割出して、インデックス軸の回動をロックピン３１でロックした状態でバイスの可動爪３を固定爪２に向けて進出させることによってクランプされる。
【００２１】
ワーク５は、図６左側のバイスから順次取付けられる。左側のバイスにワークを取付けるときは、その右側のバイスにワークが取付けられていないため、ドライバなどによるクランプねじ１５の螺進退を行うことができる。すべてのバイスにワークを取付けたら、すべてのワークに対して最初の割出し位置における加工を行い、工作機械を止める。次に各バイスを少し緩め、ロックピンのレバー３３を立ててロッカーアームを開放し、つまみ３２の外周を手指で操作して、インデックス軸１３を回動させる。次の割出し位置で爪が歯溝に係合したら、つまみを逆方向に力を加えた後、ロックピンのレバー３３を倒して、インデックス軸を固定する。ロックピン３１を開放した状態であれば、インデックス軸１３は一方向にいくらでも回転するから、２番目ないし３番目等の割出し位置にワークを割出すこともできる。以上のようにしてワークの割出し位置を変更したら、バイスでワークを把持し、新たな割出し位置の加工を行う。ワークの加工が終了したら、図６の右側のバイスから順にワークを取り外す。
【００２２】
図示実施例の歯車２０は２４歯のもので、一つおきに歯溝開閉ピン２４を設けることによって１２等分の割出しを行うことができる構造であるが、歯車２０は必ずしも全周に歯を設けたものでなければならないわけではなく、所望の分割位置に歯溝が設けられていればよい。歯車はその加工法が確立しているため、割出し精度を高くできる。歯車は平歯車のみでなく、傘歯車やクラウン歯車を用いることもできる。傘歯車３４を用いた実施例は図５に示し、平歯車２０の実施例（図３）と同じ作用をする。また、ワークが中空孔のない中実ワークであれば、クランプねじ１５を進退させたときに、縮径する構造のクランパをインデックス軸１３の内側端に設けてやればよい。このクランパは、ワークに割出し回転動作を伝達するためだけのものであって、加工時におけるワークの保持はバイス１の把持で行われるので、それほど大きなクランプ力を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の側面図
【図２】図１の一部を省いた正面図
【図３】図1の断面平面図
【図４】図1の歯車側から見た要部説明図
【図５】傘歯車を開いた実施例の断面平面図
【図６】複数個のワークを装着して加工を行う状態を示す平面図
【符号の説明】
７スライド台
10 支持ブラケット
13 インデックス軸
14 円錐面
15 クランプねじ
18 クランプリング
20 平歯車
24 歯溝開閉ピン
26 爪
29 バネ
31 ロックピン
32 つまみ
34 傘歯車
35 係合対

Claims

バイスの把持方向に自由移動可能に装着されるスライド台(7)と、スライド台の側部に立設された支持ブラケット(10)と、バイスの把持方向と直交する軸回りに回動可能に支持ブラケット(10)に軸支されたインデックス軸(13)と、インデックス軸の内側端のクランパ(18)と、インデックス軸の外側端のつまみ(32)と、支持ブラケット(10)とインデックス軸(13)との一方に固定してインデックス軸と同軸に設けた歯車(20,34)と他方に設けた前記歯車の歯溝に嵌合する爪(26)とからなる係合対(35)と、爪(26)が歯溝に嵌合した状態で当該爪を固定する固定部材(31)と、爪(26)を歯車(20,34)に向けて付勢する付勢部材(29)とを備え、付勢部材(29)は歯車(20,34)が相対回動したとき爪(26)が押し戻される力で爪(26)を付勢していることを特徴とする、バイス用のインデックスワークホルダ。
前記歯車(20,34)に隣接して対応する歯溝を閉鎖している複数個の遮蔽部材(24)を備え、各遮蔽部材(24)は対応する歯溝を開放する位置と閉鎖する位置とに個別に設定可能であることを特徴とする、請求項１記載のインデックスワークホルダ。
クランパ(18)がインデックス軸(13)の軸心に螺合された先端にテーパ面(14)を有する開閉ねじ(15)で開閉される請求項１または２記載のインデックスワークホルダ。
支持ブラケット(10)がバイスの把持方向と直交し、かつインデックス軸の軸方向と直交する方向に移動かつ固定自在にしてスライド台(7)に装着されている請求項１、２または３記載のインデックスワークホルダ。