JP4889077B2 - クランプ治具 - Google Patents

Description

本発明は、歯切り等の加工が行われるワークをクランプする治具に関し、特に複数のリング状のワークを積み重ねた状態でクランプする治具に関する。

平行に形成される二つの端面を有するリング状のワークを積み重ねた状態で歯形を成形する加工を行う装置のクランプ治具としては、図３に示す如きものがあった。図３に示されるのは、ホブカッタ１６１により歯切り加工を行う歯切り盤における、リング状のワークＷ１０１をクランプするためのクランプ治具１０１である。このクランプ治具１０１は、ワークＷ１０１の内径部１７３に挿入される芯金１５２と、下側からワークＷ１０１を支持する支持部１５４を有するベース１５１と、ワークＷ１０１の上側を押圧するクランプ部１１１を有するクランパー１０２とを備える。このクランプ治具１０１により、ワークＷ１０１は上方面１７１をクランプ部１１１で押圧され、下方面１７２を支持部１５４で支持された状態でクランプされ、ホブカッタ１６１により歯切り加工が行われる。

実開平３−４７７２２号

上記の如きクランプ治具１０１でクランプされたワークＷ１０１には、製造上の誤差として許容範囲内の数値で、両端面の平行度に誤差が生じている場合がある。そのようなワークＷ１０１が複数重なると誤差が累積し、平行度の誤差が大きくなる。すると、クランパー１０２のクランプ部１１１はワークＷ１０１の状態に倣ってワークＷ１０１を押圧しようとするため、クランパー１０２は軸心が傾斜する。同時に、クランパー１０２から芯金１５２に大きい曲げ荷重がかかり、芯金１５２が湾曲してしまうことが考えられる。芯金１５２が湾曲するとワークＷ１０１のセンタリングが正しく行われない状態で歯切り加工が行われ、そのため、ホブカッタ１６１が均一な状態でワークＷ１０１に当接することができず、歯溝の振れが大きくなるという不具合が生じることが考えられる。

従って、本発明は上述の如き課題を解決し、ワークを複数積み重ねた状態で歯車加工を行ったときに、ワークの平行度の誤差が大きくても、歯溝の振れを低減できるクランプ治具を提供することを目的とする。

本発明のクランプ治具は、歯面に加工が行われるリング状のワークの内径部に挿入される軸状の芯金と、芯金に挿入されたワークの一方面を押圧するクランプ部を有するクランパーと、ワークの他方面を支持する支持部とを備え、複数のワークを積み重ねてクランプし、クランパーがワークに均一の荷重を付与して固定する油圧機構を備えることを特徴とする。

本発明の特徴によるクランプ治具によれば、歯形加工が行われるリング状のワークの内径部に挿入される軸状の芯金と、芯金に挿入されたワークの一方面を押圧するクランプ部を有するクランパーと、ワークの他方面を支持する支持部とを備え、複数のワークを積み重ねてクランプするワークのクランプ治具において、クランパーは、内径側に芯金と係合する第二クランパーと、第二クランパーと同心で第二クランパーとの間に軸方向においてシリンダー室を設けて配置されクランプ部を有する第一クランパーとを備え、第二クランパーと第一クランパーの間のシリンダー室には油圧作動油が充填されてなる油圧機構が形成され、ワークの平行度の誤差が累積した場合には、シリンダー室が変形することで第一クランパーが芯金の軸心に対して傾斜し、パスカルの原理により、ワークに均一の荷重を付与して固定するので、歯面加工時に積み重ねたワークの平行度の誤差が累積して大きな誤差を生じても、油圧機構が誤差を吸収するため、芯金にクランパーからの曲げ荷重がかからないので、芯金を曲げることなくセンタリングした状態で加工でき、歯溝の振れを低減することができる。

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１及び図２は本発明によるクランプ治具の実施例を表すもので、図１はクランプ治具を表す断面平面図、図２は本発明の実施例におけるクランプ治具を使用した状態を概念的に示す模式図である。

本発明の実施例によるクランプ治具１について、図１に基づいて説明する。図１に示されるのは軸方向両面に平行な状態で対向する端面を有するリング状のワークＷ１にホブカッタ６１で歯切り加工を行うホブ盤において使用されるクランプ治具１である。このクランプ治具１は、ベース５１と、ベース５１と同軸状に対向して上側に配置されるクランパー２とを備える。クランパー２は上方に配置されるサポート部８１と結合ボルト８２により結合している。

上記クランプ治具１について詳細に説明する。まずベース５１について詳細に説明する。ベース５１は、リング状のワークＷ１の内径部７３と略同径の外径を有する芯金部５７と、芯金部５７から連続し、芯金部５７より小径の外径を有する小径軸５３とよりなる芯金５２と、芯金５２の小径軸５３と反対側に連続し芯金部５７より大径の支持部５４とを有する。この支持部５４は芯金５２の軸心に対して直交する支持部端面５５を有し、支持部端面５５から連続して、切り粉を排出するための切り欠き５６が形成されている。

次にクランパー２について詳細に説明する。クランパー２は、内径側に小径軸５３を係合する第二クランパー２３と、第二クランパー２３と同心で第二クランパー２３の外周側に配置される第一クランパー３とより成る。まず第二クランパー２３について説明する。第二クランパー２３は、一方に一方開口２４、他方に他方開口２５を有し、内側には他方開口２５から連続し第二軸５３と同径の孔部である係合部２６と、係合部２６から連続し一方開口２４まで貫通する係合部２６より小径の孔部である小径孔部２７とを有する。また外周面は、一方開口２４側から第一円筒部２８と、第一円筒部２８から連続し第一円筒部２８より大径の外径を有する第二円筒部２９と、第二円筒部２９から連続し第二円筒部２９より小径の第三円筒部３０とよりなる。第二円筒部２９は周状の凹部である第二溝部３１と、内外周を連通するエア抜き溝３２が形成されている。

第一クランパー３は、上側に小開口４、下側に小開口４より大径の大開口５を有し、内側には小開口４から連続する孔部である中孔部６と、中孔部６から連続し第二クランパー２３の第三円筒部３０と略同径の内径を有する小孔部７と、小孔部７から連続し小孔部７より大径で大開口５まで貫通する大孔部８とを有する。また外周面は、小開口４側から小円筒部９と、小円筒部９から連続し小円筒部９より大径の外径を有する大円筒部１０とよりなり、大円筒部１０の大開口５側にはワークＷ１を押圧するクランプ部１１が形成されている。また、小孔部７を形成する小孔部内周面１５には、周状の凹部である第一溝部１２が形成され、また小孔部７とは別に中孔部６と大孔部８とを繋ぐ極小孔部１３が形成され、極小孔部１３には小ボルト１４が螺合している。

第一クランパー３と第二クランパー２３の結合構造を説明する。第二クランパー２３の第二円筒部２９が第一クランパー３の中孔部６に、第二クランパー２３の第三円筒部３０が第一クランパー３の小孔部７にそれぞれ係合し、結合してクランパー２を構成している。また第二クランパー２３の第二溝部３１及び第一クランパー３の小孔部７にはオイルシールとして、弾性部材製のＯリング４１がそれぞれ装着されている。ここで第二クランパー２３の第二円筒部２９と第一クランパー３の大円筒部１０との間には空間が形成され、シリンダー室４２となっている。このシリンダー室４２には、極小孔部１３から油圧作動油が充填され、油圧機構となっている。また第二クランパー２３の第三円筒部３０は第一クランパー３の小孔部７から大孔部８へ突出しており、第三円筒部３０の外周には小孔部内周面１５の大開口５側端面に当接するようにＣリング４３が嵌合している。

次に上記クランプ治具１を使用してワークＷ１をクランプする状態を説明する。まずワークＷ１がクランプされる前の状態では、クランパー２はベース５１の上方に、ベース５１から離間した状態に配置されている。そこでベース５１の芯金部５７にワークＷ１の内径部７３を貫通させ、支持部５４の上側に形成される支持部端面５５に下方面７２を当接させたリング状のワークＷ１を五つ積み重ねた状態に載置する。

続いてクランパー２がベース５１方向に移動する。するとクランパー２の第二クランパー２３の係合部２６内にベース５１の小径軸５３が挿入され、やがて第一クランパー３のクランプ部１１がワークＷ１の上方面７１に当接する。このクランパー２のクランプ部１１とベース５１の支持部５４とで、上下方向からワークＷ１をクランプする。このとき、それぞれのワークＷ１は両端面の平行度が許容範囲内の誤差を有し、この誤差が累積してワークＷ１の平行度の誤差が大きくなっている。すると、図２に示す如く、クランパー２のクランプ部１１はワークＷ１の状態に倣ってワークＷ１を押圧するため、クランパー２の第一クランパー３は芯金５２の軸心に対して軸心が傾斜した状態となる。このように第一クランパー３は芯金５２の軸心に対して軸心が傾斜した状態になるが、クランパー２は油圧機構を有しているので、第一クランパー３はシリンダー室４２内で芯金５２に影響を与えずに傾斜し、パスカルの原理によりクランプ部１１はワークＷ１に対して均一の荷重を加えた状態で押圧する。

上記の如き状態でクランプ治具１にクランプされたワークＷ１は図示せぬ回転機構により回転し、ホブカッタ６１で歯切り加工される。

よって、上記の如きクランプ治具１によれば、歯面に加工が行われるリング状のワークＷ１の内径部７３に挿入される軸状の芯金５２と、芯金５２に挿入されたワークＷ１の一方面７１を押圧するクランプ部１１を有するクランパー２と、ワークＷ１の他方面７２を支持する支持部５４とを備え、複数のワークを積み重ねてクランプするワークのクランプ治具において、クランパー２は、内径側に芯金５２と係合する第二クランパー２３と、第二クランパー２３と同心で第二クランパー２３との間に軸方向においてシリンダー室４２を設けて配置されクランプ部１１を有する第一クランパー３とを備え、第二クランパー２３と第一クランパー３の間のシリンダー室４２には油圧作動油が充填されてなる油圧機構が形成され、ワークＷ１の平行度の誤差が累積した場合には、シリンダー室４２が変形することで第一クランパー３が芯金５２の軸心に対して傾斜し、パスカルの原理により、ワークＷ１に均一の荷重を付与して固定するので、ワークＷ１の平行度が許容範囲内の誤差を有し、この誤差が累積してワークＷ１の平行度の誤差が大きくなっていると、クランパー２のクランプ部１１はワークＷ１の状態に倣ってワークＷ１を押圧するが、クランパー２は油圧機構を有しているので、第一クランパー３はシリンダー室３２内で芯金５２に影響を与えずに傾斜し、パスカルの原理によりクランプ部１１はワークＷ１に対して均一の荷重を加えた状態で押圧する。そのためクランプ部１１から芯金５２に曲げ荷重が付与されないので、歯切り加工時にワークＷ１の平行度が誤差を生じていても、芯金５２が湾曲することはない。よって、ワークＷ１は芯金５２により正常にセンタリングされた状態で歯切り加工が施される。

なお、上記実施例においてはワークが五つ積み重ねられているが、ワークの個数は限定されることはない。

また、上記実施例においてはワークをセンタリングするための芯金がワークの下方に位置する支持部と一体に形成されているが、この形状に限定されるわけではなく、上方に配置されるサポートと一体に形成される等、種々の設計変更が可能である。

本発明の実施例によるクランプ治具を表す断面正面図である。 本発明の実施例によるクランプ治具を使用した状態を概念的に示す模式である。 従来のクランプ治具を表す断面正面図である。

符号の説明

２ クランパー
１１ クランプ部
２１ 第二油圧シリンダー
５２ 芯金
５４ 支持部
７１ 一方面
７２ 他方面
７３ 内径部
Ｗ１ ワーク

Claims (1)

1. 歯形加工が行われるリング状のワーク（Ｗ１）の内径部（７３）に挿入される軸状の芯金（５２）と、該芯金（５２）に挿入されたワーク（Ｗ１）の一方面（７１）を押圧するクランプ部（１１）を有するクランパー（２）と、前記ワーク（Ｗ１）の他方面（７２）を支持する支持部（５４）とを備え、複数のワークを積み重ねてクランプするワークのクランプ治具において、前記クランパー（２）は、内径側に前記芯金（５２）と係合する第二クランパー（２３）と、該第二クランパー（２３）と同心で該第二クランパー（２３）との間に軸方向においてシリンダー室（４２）を設けて配置され前記クランプ部（１１）を有する第一クランパー（３）とを備え、前記第二クランパー（２３）と前記第一クランパー（３）の間の前記シリンダー室（４２）には油圧作動油が充填されてなる油圧機構が形成され、前記ワーク（Ｗ１）の平行度の誤差が累積した場合には、前記シリンダー室（４２）が変形することで前記第一クランパー（３）が前記芯金（５２）の軸心に対して傾斜し、パスカルの原理により、前記ワーク（Ｗ１）に均一の荷重を付与して固定することを特徴とするワークのクランプ治具。

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