JP5756492B2

JP5756492B2 - ワーク固定機構

Info

Publication number: JP5756492B2
Application number: JP2013094878A
Authority: JP
Inventors: 松田　忠幸; 忠幸松田; 昭信中村; 聡河野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP2014213433A

Description

本発明は、クランクシャフト等のワークをコレットチャックを用いて固定する機構に関する。

クランクシャフト等のワークに加工を施したり、ワークに別部品を取付ける際にワークの軸を固定する機構として、従来からロックピンを用いた機構とコレットチャックを用いた機構が用いられている。

ロックピンを用いた機構は特許文献１に開示されるようにクランクシャフト等のワークを受け穴内に挿入し、受け穴の軸方向と直交する方向に出没するロックピンでワークを固定する構造である。

しかしながらこの構造ではワークの芯出し（求心）が困難である。そこで、特許文献２、３に開示されるコレットチャックを用いた機構が用いられる。

特許文献２には、ワークの軸或いは筒状部を固定する機構として、チャック本体の内側面にテーパ案内面を形成し、このテーパ案内面に当接するテーパ面を形成したコレットチャックをチャック本体の内側に配置し、このコレットチャックの内側にワークの軸部を挿入し、この状態でクランパにてワークのフランジ部をチャック本体に押し付けることで、チャック本体が内方に移動し、この移動によってコレットチャックが縮径し、このコレットチャックが縮径することで、ワークの軸部を固定する構造が開示されている。

特許文献３には、上記特許文献１にあっては、ワークの軸部の径が異なる度にチャック本体の内側に配置するコレットチャックを交換しなければならない不利を解消するため、コレットチャックの内側に容易に交換可能なストレートコレットを設けるようにしている。
この特許文献３にあっては、ワークの軸部の挿入深さについては、軸部の端部をスプリングに支持されたシャフトの先端に突き当てるようにしている。

特開平０８−１５５７０８号公報実開昭６２−６５５３２号公報特開平０７−３１４２２１号公報

上述した特許文献１及び２にあっては、ワークの求心についてはコレットチャックの軸とワークの軸は自動的に一致するため軸がずれる問題は生じない。しかしながら、ワークの軸方向の固定位置については、特許文献１にあってはワークのフランジがチャック本体に当接する位置で決まるが、チャック本体自体がスプリングを介して支持されているため、ワークの軸方向の位置を正確に決定することができない。また特許文献２にあってもワークの軸方向の位置はスプリングに支持されたシャフトによって決定しているため、正確に設定することができない。

上記の課題を解決するため、本発明に係る固定機構は、ベースプレートに対してワークを押し付けることによりワークを固定する固定治具に組み込まれるワーク固定機構であって、前記ベースプレートに形成した凹部の底部に第１のばねを介して第１のカラーが収納され、この第１のカラーの上に第２のばねを介して第２のカラーが収納され、前記第１及び第２のカラーの内側にワークに半径方向内側の力を与えるコレットが配置され、更に第２のばねの弾発力は第１のばねの弾発力よりも弱く、第１のばねの弾発力は固定治具に対するワークのクランプ力よりも弱く設定され、前記第１のカラーの内側面は上方に向かって広がるテーパ面とされ、前記第２のカラーの内側面は下方に向かって広がるテーパ面とされた構成である。

ここで、前記第１のカラーの内側面は上方に向かって広がるテーパ面とし、前記第２のカラーの内側面は下方に向かって広がるテーパ面とする。
第２のカラーの内側面を下方に向かって広がるテーパ面とすることで、クランプ時に第２のカラーが下がることでコレットは縮径しワークの軸部を保持する。また第１のカラーの内側面を上方に向かって広がるテーパ面とすることで、ワークを保持したコレットチャックの下降につれて第１のカラーが第１のばねを圧縮して軸方向位置が定まる。

本発明に係るワーク固定機構によれば、ワークを固定機構に固定する際に、ワークの求心とワークの軸方向位置の決定、即ち軸方向基準面の突き当てを行うことができる。

したがって、本発明に係るワーク固定機構を組み込んだ固定装置は、ワークの水平方向の位置決め（求心）と垂直方向の位置決め（軸方向基準面の突き当て）を一回の操作で正確に且つ自動的に行うことができる。

本発明に係るワーク固定機構の固定前の状態を示す縦断面図同ワーク固定機構の平面図同ワーク固定機構のワークの求心を行った時点の縦断面図同ワーク固定機構のワークの軸方向基準面の突き当てを行った時点の縦断面図

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
ワークの固定治具はベースプレート１上にワークＷのフランジ部を押し付けるクランプ爪２を備えている。

前記ベースプレート１には貫通穴３が形成され、この貫通穴３内にワーク固定機構が設けられている。

即ち、貫通穴３には段部３ａが形成され、この段部３ａに係止するようにカップ状ケース４が貫通穴３内に取付けられている。このケース４の底部にはワークＷの軸部を通すための開口４ａが形成されている。

ケース４の底部の内側への折返し部４ｂ上には第１のばね５を介して第１のカラー６が収納されている。第１のばね５は例えば皿ばねから構成され、第１のカラー６の内側面６ａは上方に向かって広がる雌テーパ面とされている。

前記第１のばね５の弾発力は前記クランプ爪２によるワークＷのベースプレート１上への押し付け力よりも弱く設定されている。即ち、クランプ爪２によってベースプレート１上へワークＷを押し付ける際に第１のカラー６は若干下降し第１のばね５は圧縮せしめられる。

前記ケース４内の第１のカラー６の上方には第２のばね７を介して第２のカラー８が収納されている。第２のばね７は第２のカラー８上にワークＷが載置された際に自重で下がらない程度の弱い弾発力を有するものを選定する。したがって第２のばね７としては皿ばねではなくウェーブワッシャー（波形座金）が適当である。

第２のカラー８の内側面８ａは下方に向かって広がる雌テーパ面とされ、第２のカラー８の外側部には軸方向のガイド溝８ｂが形成され、この溝８ｂにベースプレート１に取付けたガイドピン９を係合することで、第２のカラー８が軸方向に移動可能とされている。また第２のカラー８の上面にはワークＷを唆位置するための凸部８ｃが形成されている。

また、第１及び第２のカラー６、８の内側には、コレット１０が配置されている。このコレット１０は前記第１のカラー６の内側面６ａに対向する面を上方に向かって広がる雄テーパ面１０ａとし、前記第２のカラー８の内側面８ａに対向する面を下方に向かって広がる雄テーパ面１０ｂとしている。

また、コレット１０には縮径を容易にするためのスリット１１が形成され、スリット１１の下端は円形の縮径力調整穴１２が形成されている。コレット整穴１２底部からコレット下端までの寸法でコレット１０によるクランプ力が調整される。

以上において、コレット１０の内孔にワークＷの軸を挿通し、クランプ爪２でワークＷを押し下げる。すると、図３に示すように、最も弾発力が弱い第２のばね７が圧縮され第２のカラー８が軸に沿って押し下げられる。

第２のカラー８が軸に沿って押し下げられると、第２のカラー８の内側の雌テーパ面に当接しているコレット１０に内方への力が作用し、コレット１０が縮径する。この縮径に伴って、ワークＷの軸部が保持され且つ求心が同時に行われる。

次に、クランプ爪２でワークＷを押し下げると、コレット１０はワークＷをきつく保持しているためこれ以上縮径できず、したがってコレット１０は下降し位置決めされる。

ワークＷは、ベースプレート１上にワークＷのフランジ部の下面を受ける受座１ａを設け、この受座１ａにワークＷのフランジ部の下面を当接させて位置決めを行う。

また、受け座１ａが無い場合第１のばね５が圧縮した位置でクランプ爪２をロックする。

第１のばね５が圧縮しなくなった位置でワークＷの軸方向の位置決めが行われたことになる。

このように本発明によれば、ワークＷを固定治具に固定する一連の動作の間に、ワークＷの求心と軸方向の位置決めが自動的に行われることになる。

本発明に係るワーク固定機構は、クランクシャフトの固定以外にも軸部を有するワークの固定に広く利用することができる。

１…ベースプレート、１ａ…受座、２…クランプ爪、３…貫通穴、３ａ…段部、４…ケース、４ａ…ケースの開口、4ｂ…折返し部、５…第１のばね、６…第１のカラー、６ａ…第１のカラーの内側面、７…第２のばね、８…第２のカラー、８ａ…第２のカラーの内側面、８ｂ…ガイド溝、８ｃ…凸部、９…ガイドピン、１０…コレット、１０ａ、１０ｂ…雄テーパ面、１１…スリット、１２…エア抜き用の穴、
Ｗ…ワーク。

Claims

ベースプレートに対してワークを押し付けることによりワークを固定する固定治具に組み込まれるワーク固定機構であって、前記ベースプレートに形成した凹部の底部に第１のばねを介して第１のカラーが収納され、この第１のカラーの上に第２のばねを介して第２のカラーが収納され、前記第１及び第２のカラーの内側にワークに半径方向内側の力を与えるコレットが配置され、更に第２のばねの弾発力は第１のばねの弾発力よりも弱く、第１のばねの弾発力は固定治具に対するワークのクランプ力よりも弱く設定され、前記第１のカラーの内側面は上方に向かって広がるテーパ面とされ、前記第２のカラーの内側面は下方に向かって広がるテーパ面とされていることを特徴とするワーク固定機構。