JP5159653B2 - 被加工物の締付け固定具 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブル内に記述された被加工物の締付け固定具に関する。

一般的な締付け固定具は、特に、機械加工のために精確に位置決めされた被加工物を定位置に締め付ける働きをし、締付け固定具は通常、各被加工物を取付けまたは締め付けるための被加工物用パレットを特色として有する。

被加工物パレットは、工作機械の作業台上に直接またはチャックによって固定されることが可能であり、後者の場合、被加工物用パレットは、チャックに対して定位置にロックする手段と、チャックにおいて精確に位置付けられた位置を画定する手段とを特色として有する。特に、後者の手段は、Ｘ方向とＹ方向の両方ならびにＺ方向での厳密な位置決めを保証することが必要である。

連続生産では、機械加工される被加工物、即ち半製品は通常、例えば６軸ロボットの取付けによって工作機械の中に直接挿入される。小規模の連続生産では、機械加工される被加工物は手作業でパレット上に締め付けられ、または工作機械内で自動的に取り換えられるが、中規模の連続生産では、被加工物を定位置で締め付けることは複雑であるか、あるいは締付け固定具またはパレットが比較的高コストである。

したがって、本発明の目的は、請求項１のプリアンブルによって構成される締付け固定具であって、特に中規模の連続生産に適していると同時に簡単な構成を有し、生産においてコスト効率が高くて、したがって機械加工される被加工物がこれによって迅速、簡単、かつ確実に安全に、被加工物用パレット内で定位置に締め付けられることが可能となる締付け固定具を作り出すことである。

この目的は、請求項１の特徴節内で記述された特徴を有する締付け固定具によって達成される。

被加工物を保持するための、材料の弾性により偏位可能な少なくとも２つの締付け顎部を備えた被加工物用パレットをここで特色として有する締付け固定具によって、簡単な構成の締付け固定具についての基本要件が満たされ、これによって機械加工される被加工物がここで迅速、簡単、かつ確実に安全に定位置に締め付けられることが可能となる。本発明の主題の好ましい実施形態が従属請求項２ないし１５から分かる。

したがって、さらなる好ましい一実施形態として、締付け顎部には、取付け式顎部同士の隙間Ｌが変化可能となるように、スロットに対して横断方向に移動および停止する取付け式顎部が設けられているということが提供される。そのように構成されている締付け固定具は一般的応用がなされる。

次に本発明が、図面に示された例示的な実施形態として詳述される。

被加工物用パレットの斜視図である。 図１で説明された被加工物用パレットの側面図である。 被加工物用パレットの横断面図である。 図１で説明された被加工物用パレットならびに単に示されただけの作動器を備えた締付け固定具を示す図である。 被加工物用パレットの下から見た斜視図である。 図２で示した被加工物用パレットを示す図であるが、定位置に締め付けられた被加工物をともない、チャックを示している図である。

次に図１および図２を参照すると、本発明による締付け固定具の基本的構成が示されてあり、つまり被加工物用パレット２に関して次に詳述される。被加工物用パレット２に加えて、締付け固定具は、最初の２つの図面には示されていない作動器を備える。これは後ほど図４を参照して詳述される。図１は、被加工物用パレット２の斜視図を示しており、図２は、被加工物用パレット２を横から見た図を示している。被加工物を定位置に締め付ける働きをする被加工物用パレット２は、２つの締付け顎部４、５を形成する中央スロット６を有する実質的に円柱形状に構成された本体３を備える。スロット６の底は円形陥凹所７の中である。２つの締付け顎部４、５の材料の弾性による偏位に必要な偏位可能な力または達成可能な締付け力を調整するために、スロット６と平行に配向された陥凹所７の両側に、本体３の中に半径の切込み８、９が機械加工されることが可能である。応力がここで言及された陥凹所７を割ってしまうのを回避するために、８、９は円形に設計されることが好ましい。本体３は一体に構成され、好ましくは硬化されたステンレススチールで製作されている。

本体３でスロット６の両側に機械加工されているのは、円錐状に先細にされた陥凹所１１、１２であり、それぞれが、２つの締付け顎部４、５を外に開く開き具、即ち差し込み栓を挿入するためのものである。これら２つの開き具は、後ほど詳述される通り作動器という構成要素を形成している。

各締付け顎部４、５には、二重矢印によって示されているように、各締付け顎部４、５に対して、２つの取付け式顎部１３と１４の隙間が変化可能となるように、スロット６に対して横断方向に移動され定位置内にロックされることが可能な取付け式顎部１３、１４がかぶせられている。各取付け式顎部１３、１４を移動させるために、各締付け顎部４、５（図示せず）に対して３つの位置決めネジが設けられている。取付け式顎部１３、１４は、直線型滑り案内部によって各締付け顎部４、５に固定されている。取付け式顎部１３、１４は移動されるだけでなく、要件の変更に適合するように取り換えられることも可能であることが好ましい。

必要に応じて、２つの締付け顎部４、５はさらに引き棒によって互いに連結されてよい。このような引き棒に、２つの締付け顎部４、５を外に開く際に材料の弾性により延長されるものがあり、これは、開き具が取り外された後の２つの締付け顎部４、５の材料の弾性による戻り力を増大する働きをし、これも、当然ながら相応に締付け力を増大する。言うまでもなく、引き棒の材料ならびにその寸法は、必要に応じて選択され、変えられることが可能である。本体３が相応に寸法決めされている場合、当然ながら引き棒を省略することが可能である。

本実施例では、被加工物のマウントは、支持足部１７および心立てディスク１８が底に付けられた被加工物用パレット２として構成されている。心立てディスク１８は、被加工物用パレット２をチャック上に精確に位置付けるための４つの心立て開口部を特色として有する。さらに、支持足部１７は、心立てディスク１８を本体３に固定する働きをする。さらに、支持足部１７は、被加工物パレット２をチャックに締め付ける際のＺマウント（Ｚ ｍｏｕｎｔ）としての役割を果たす。支持足部１７は本体３内に直接通される。

次に図３を参照すると、被加工物用パレット２の横断面図が示されてある。本体３がどのようにして一体に設計されているかがこの図から特に明らかである。さらに、心立てディスク１８がどのようにして支持足部１７によって本体３の下側に固定されているかが明らかである。

さらに、取付け式顎部１３、１４それぞれを締付け顎部４、５それぞれの上で調節する働きをする位置決めネジ２０、２１が明らかである。取付け式顎部１３、１４のそれぞれに合計で３つの位置決めネジ２０、２１が設けられており、それらによって取付け式顎部１３、１４がスロットに対して横断方向に移動されることが可能である。位置決めネジ２０、２１は、締付け顎部４、５を繰り返し外に開いた後でも、取付け式顎部１３、１４それぞれが定位置内に移動された後にロックされ、定位置内にとどまっているように、自動ロック式であるように設計されていることが好ましい。言うまでもなく、当然のことながら、位置決めネジ２０、２１および／または取付け式顎部１３、１４が各場所で定位置にロックされることが可能となる個別のロック手段が設けられてもよい。

さらに、取付け式顎部１３、１４にスパイクの形態の鋭利な突起部２２、２３が設けられていることが明らかである。これらの突起部２２、２３は、各被加工物の表面の中に食い込むことによって、被加工物を定位置内に確実にロックすることを促進する。突起部２２、２３は極めて硬質の材料で製作されていることが好ましい。最後に、本体３の下側で、ネジによって固定されたチャック差し込み口２５が明らかである。チャック差し込み口２５によって、被加工物用パレット２がチャック（図示せず）上で定位置にロックされることが可能になる。

取付け式顎部１３、１４を、定位置内に締め付けられるべき被加工物の厚みに設定するために、好ましくは基準要素２６が被加工物用パレット２内に挿入され、取付け式顎部１３、１４が、位置決めネジ２０、２１によって、基準要素２６の側面とぴったりと接触するまで移動される。基準要素２６は、２つの取付け式顎部１３、１４の隙間Ｌが定位置内に締め付けられるべき被加工物の厚みよりも小さく（０．数ミリメートル分）調整されるように寸法決めされている。被加工物を被加工物用パレット２内で締め付けるために、定位置内に締め付けられるべき被加工物が取付け式顎部１３、１４間に挿入されることが可能であるように、２つの締付け顎部４、５は最初に、１０分の数ミリメートルである前述の量だけ外に開かれなければならない。言うまでもなく、厚みの異なる基準要素が、同様に厚みの異なる被加工物に対して利用可能である。

被加工物用パレット２の無負荷の始動位置では、取付け式顎部１３、１４の互いに面した締付け面１３ａ、１４ａ（図２）がＺ方向に、好ましくは完全には平行でなく配向されている。２つの締付け面１３ａ、１４ａの隙間は、平行ではなく、Ｚ方向で内向きに僅かに大きくなっている。被加工物を定位置内にロックする２つの締付け顎部４、５は、実際の作用中に僅かに外に開かれていることから、締付け面１３ａ、１４ａのこの傾斜は、実際の作用中にそれらが平行に配向されるように選択されている。

次いで図４を参照すると、模式的に表された被加工物用パレット２ならびに作動器２７を備えた完成した締付け固定具１が示されてある。作動器２７は特に、２つの締付け顎部４、５を外に開く働きをする開き差し込み栓（ｓｐｌａｙｉｎｇ ｐｌｕｇ）２８、２９の形態の２つの開き具を含む。２つの開き差し込み栓２８、２９は機械固定具（図示せず）に固定され、これによって開き差し込み栓２８、２９は、軸方向に円錐状の陥凹所１１の中に挿入されて、スロットの中へと横に平行移動されることが可能であり、これによって２つの締め付け顎部４、５の材料の弾性による偏位をもたらす。締付け顎部４、５の材料の弾性による偏位または旋回は、締付け顎部４、５の領域内の本体３の形状の弾性的な、即ち復元可能な変化であると理解される。開き差し込み栓２８、２９の円錐度は、陥凹所１１それぞれの中で自動ロック効果が起こらないように選択されている。２つの締付け顎部４、５が作動器２７によって０．数ミリメートルだけ材料の弾性により外に開かれるのが通常である。２つの締付け顎部４、５が前述の量だけ外に開かれた状態になると、被加工物が２つの取付け式顎部１３、１４間に挿入されることが可能である。作動器の解放または取り外し後、２つの締付け顎部４、５は内向きにそれらの始動位置に戻り、これによって前述の被加工物を鋼鉄で製作された本体３の材料の弾性による復元力によって定位置内にロックする。

次に図５を参照すると、被加工物用パレット２の下から見た斜視図が示されてある。特に、この図では、心立てディスク１８がどのようにして支持足部１７によって本体３の下側に固定されているかが明らかである。心立てディスク１８は４つの心立て用開口部１８ａを特色として有して、被加工物用パレット２をチャックにおいてＸ方向とＹ方向で精確に位置決めすることを可能にする。被加工物用パレット２をチャックに締め付けるとき、支持足部１７の平坦面はＺマウントとして作用する。被加工物用パレット２はチャック差し込み口２５によってチャックに締め付けられる。

次に図６を参照すると、図２に示された被加工物用パレット２がその中で締め付けられた被加工物３０と共に示されてあり、チャック３１が単に示されてある。被加工物用パレット２の２つの締付け顎部４、５が、チャックされるべき被加工物３０の厚みよりも０．数ミリメートルだけ外に開けられた後、２つの締付け顎部４、５またはそれぞれの取付け式顎部１３、１４間に被加工物３０が挿入されることが可能である。被加工物３０が正確に位置決めされるや否や、２つの開き差し込み栓２８、２９（図４）は取り除かれることが可能であって、締付け顎部４、５がそれらの始動位置まで跳ね返って、被加工物３０を定位置にロックするようにさせる。被加工物３０は、定位置に締め付けられているとき、通常数キロニュートンから数十キロニュートンの締付け力で位置付けられている。

被加工物用パレット２への被加工物の締め付けは、通常、機械装備で行われ、この目的のために、このステーションには締付け顎部４、５を外に開く上述の作動器２７が設けられている。締付け固定具１を受動型の被加工物用パレット２と能動型の作動器２７とに分割することによって、締付け固定具１は特に簡単に構成されることが可能である。

本発明によって構成された締付け固定具１は、コスト効率良く製造することができ、被加工物が簡単かつ速やかに定位置内にロックされ、精確に位置付けられることを可能にする。締付け固定具１を受動型の被加工物用パレット２と能動型の作動器とに分割することによって、締付け固定具、即ち各被加工物用パレット２のコストに上限が置かれる。このことに加えて、調整可能な取付け式顎部は、厚みの異なる被加工物が被加工物用パレット２上で画定され、定位置内に保持されることを保証する。

ここに示された例示的な実施形態の代わりに、当然ながら締付け固定具の他の変形形態も本発明の範囲内で実現可能である。例えば、被加工物用パレット２は、被加工物が締付け顎部または取付け式顎部の外側で定位置内にロックされることが可能であるように、２つの締付け顎部が最初に材料の弾性により互いに押圧されることが必要であるように構成されることも可能である。この目的のために、被加工物は、例えば締付け顎部を挿入するための陥凹所を特色として有することも可能である。被加工物用パレットには、円錐状の陥凹所の代わりに、作動器が係合する突起部も設けられることが可能である。

必要に応じて、スロット６および／または陥凹所７にはエラストマが充填されることも可能である。これは、一つには汚れる傾向を軽減し、また１つには、被加工物用パレット２の振動応答がエラストマの減衰効果によって改善されることになる。

被加工物を定位置内に締め付けるために、本体の材料の弾性、即ち締付け顎部の材料の弾性による復元力を利用することによって、締付け顎部を移動させ、締め付けるための個別の作動要素を用いる必要がなくなる。

本発明による締付け固定具は、特に中規模の連続生産に適切であるが、当然ながら、その融通性によって、小規模および大規模の連続生産でも使用されることが可能である。

１ 締付け固定具
２ 被加工物用パレット
３ 本体
４、５ 締付け顎部
６ スロット
７ 円形陥凹所
８、９ 半径の切込み
１１、１２ 円錐状陥凹所
１３、１４ 取付け式顎部
１７ 支持足部
１８ 心立てディスク
１８ａ 心立て開口部
２０、２１ 位置決めネジ
２２、２３ スパイク
２５ チャック差し込み口
２６ 基準要素
２７ 作動器
２８、２９ 開き差し込み栓
３０ 被加工物
３１ チャック

Claims (11)

1. 機械加工するための被加工物を保持する被加工物用パレット（２）を特色として有する締付け固定具（１）であって、
   被加工物用パレット（２）が、チャック（３１）上で定位置にロックするための手段（２５）、ならびにチャック（３１）において精確に位置を規定するための手段（１８、１８ａ）を備えており、
   被加工物用パレット（２）が、少なくとも２つの締付け顎部（４、５）を備えており、締付け顎部（４、５）は、被加工物（３０）を保持すべく該締付け顎部の材料の弾性により偏位可能であり、被加工物が、締付け顎部（４、５）の弾性による復元力の作用下で保持され、
   締付け顎部（４、５）には、取付け式顎部（１３、１４）が設けられており、該取付け式顎部は、これらの取付け式顎部（１３、１４）間の隙間（Ｌ）が変化可能であるようにスロット（６）に対して横断方向に移動および停止するものであり、
   締付け固定具が、締付け顎部（４、５）を材料の弾性により外に開く作動器（２７）および窄める作動器（２７）の少なくとも一方を含み、締付け顎部（４、５）は、被加工物（３０）が作動器（２７）の解放後に締付け顎部（４、５）の材料の弾性による復元力によって定位置内にロックされることが可能である程度に、被加工物（３０）を受け取るように作動器（２７）によって材料の弾性により偏位可能であり、
   被加工物用パレット（２）の本体（３）には、締付け顎部（４、５）を材料の弾性により偏位させるように作動器（２７）によって係合するための陥凹所（１１）および突起部の少なくとも一方が設けられており、
   スロット（６）の両側に本体（３）内の円錐状の陥凹部（１１）が機械加工されていること、作動器（２７）が、締付け顎部（４、５）を外に開くように陥凹所（１１）のそれぞれにそれぞれ挿入するための２つの開き差し込み栓（２８、２９）を備えることを特徴とする、前記締付け固定具。
2. 被加工物用パレット（２）が、締付け顎部（４、５）によって画定されるスロット（６）が設けられた本体（３）を備え、締付け顎部（４、５）が、スロット（６）に対して横断方向に材料の弾性により偏位可能であり、各被加工物（３０）が締付け顎部（４、５）の材料の弾性による復元力によって定位置内にロックされることが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の締付け固定具（１）。
3. 本体（３）が一体に構成され、金属で製作されていることを特徴とする、請求項２に記載の締付け固定具（１）。
4. 取付け式顎部（１３、１４）の隙間を設定する基準要素（２６）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
5. 取付け式顎部（１３、１４）が取り換え可能に構成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
6. 締付け顎部（４、５）または取付け式顎部（１３、１４）が被加工物（３０）を定位置内に少なくとも確実か非確実にロックするように構成され、締付け力が、締付け顎部（４、５）の材料の弾性による偏位によって発生するもの、すなわち、それらの材料の弾性による復元力であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
7. スロット（６）の底が円形陥凹所（７）の中であることを特徴とする、請求項２に記載の締付け固定具（１）。
8. 取付け式顎部（１３、１４）には、定位置内に締め付けられる被加工物（３０）との確実な連結を達成するための突起部（２２、２３）および陥凹所の少なくとも一方が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
9. 被加工物用パレット（２）には下側に、被加工物用パレット（２）をチャック（３１）において定位置内にロックするチャック差し込み口（２５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
10. 被加工物用パレット（２）には下側に、チャック（３１）において精確に位置を規定するための少なくとも３つの心立て開口部が設けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の締付け固定具（１）。
11. 本体（３）の下側には、心立て開口部（１８ａ）の中に挿入された心立てディスク（１８）が設けられ、心立てディスク（１８）が、Ｚ方向の取付け台を形成する支持足部（１７）によって本体（３）に固定されていることを特徴とする、請求項１０に記載の締付け固定具（１）。

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