JP5836381B2 - ワークピースを移送するための保持装置 - Google Patents

Description

本出願は、参照によって本書に援用される全体の公開が、２０１０年９月１３日出願の米国仮特許出願第６１／３８２，００６号の利益を要求する。

本発明は工作機械のためのワークピース保持装置を対象とする。特に、そのワークピース保持装置は、工作機械移送装置上で種々のサイズのワークピースを保持するのに特に適する。

ワークピースが機械加工される金属加工操作において、首尾よく機械加工が行われるように、工作機械において適正な位置にワークピースを保持するために、いくつかのタイプの設備が必要である。この種の設備は、「ワークピース保持」設備として知られている。

機械加工処理では、搬送されるワークピースが移送装置を介して、ワーク保持設備へと、及び／又は、ワークピース保持設備から、搬送されることが機械加工処理において知られている。既知の一つの形態において、ワークピースは、カッタースピンドルと他の工程（例えば、面取り）が行われる可能性がある補助スピンドルとの間で移送される。複数のスピンドルの間でワークピースを移送する１つの方法は、回転移送アームを介している。回転アームは一般に、移送中にワークピースを把持する一対のワーク保持装置（例えば、チャック）を備える。各チャックは、通常、複数（例えば、２つ又は３つ）のジョーを備える把持装置を含む。把持部の形は、通常、把持されるべきワークピースのその部分の形を補完するものとなっている。ベベルギアの製造において、例えば、職人によって認識されるように、把持される部分がベベルピニオン又はベベルリングギアであるかどうかによって異なるジョーの形または外形が要求される。

移送機構を有する装置では、ワークピースのタイプの変更は、通常、移送装置におけるチャックのジョーのタイプまたは形状についての変更を求める。一般に、これは、結合されたチャック本体から各ジョーを取り外すために、複数のボルトを解放し、チャック本体へと交換ジョーを固定するときに交換することを含む。そのような作業は、時間がかかり、１つ以上の工具を要求すると共に、ボルト及び／又はチャック本体へのねじ山の損傷の可能性を生じさせる。

発明の目的は、工具を必要とすることなく、迅速かつ容易にジョーが交換される把持装置の提供を目的とする。

本発明は、チャック本体、第１ジョー部材、および第２ジョー部材を備え、前記第２ジョー部材は、特定形状のワークピースを把持するために形成される。前記第１および第２ジョー部材は、異なる形状を有するワークピースの把持を可能にするように、第２ジョー部材を、異なる把持形状を有する他の第２ジョー部材と容易かつ迅速に手動交換することを可能にする。

２個のスピンドルとギア製造装置の回転移送アームを示す部分正面図である。 第１ジョー部材を有するチャック本体を示す図である。 図２のチャック本体と第１ジョー部材の横断面図である。 本発明の第１ジョー部材の斜視図である。 閉鎖スプリングを有する第１ジョー部材の横断面図である。 閉鎖ピンを有する第１ジョー部材の横断面図である。 図２のチャック本体と第１ジョー部材とを有する回転移送アームを示す図である。 ピニオンを把持するために図３の装置に配置された第２ジョー部材を示す図である。 図８のワークピース保持装置を有する回転移送アームを示す図である。 リングギアを把持するために図３の装置に配置された第２ジョー部材を示す図である。 図１０のワークピース装置を有する回転移送アームを示す図である。

本発明のいくつかの特徴および少なくとも一つの構成が詳細に説明される前に、本発明が、その出願において、以下の説明または図面における開示で述べられた部分の構成および配置の詳細に制限されない、ということが理解されるべきである。本発明は、他の構成であることができ、かつ種々の方法において実施ないし実行される。ここで使用された表現および用語は、説明の目的のためのものであって、限定するものとしてみなされるべきではないことも理解される。

図１は、移送アーム４を備える既知のタイプのギア切削装置２を示している。切削工程が完了すると、移送アーム４はリセット位置から外方へと（すなわち、カッタースピンドル６と補助スピンドル８とから離れて）作動され、スピンドル６上の切削ギア１０と、補助スピンドル８上のギアブランク１２とを、ジョー１４（移送アーム４の各端部において２つまたはそれ以上）を介して、同時に把持するために回転し、それらの各スピンドルからワークピースの両方を取り出し、かつそれから、切削のためのワークスピンドル６と切削ギア１０とを面取りのための補助スピンドル８へと運ぶために、ブランクギア１２を回転させる（通常は約１８０°）。一旦、ワークピースが装填されると、移送アーム４は、休止位置へと戻る。ジョー１４の交換は、前述のようにボルトを解放することによって行われる。

発明者は、図２ないし図６に示されるチャック装置を有する従来技術の顕著な欠陥を検討した。チャック２０は、既知の手段（水力、空気圧などの）によって作動する少なくとも２つの相対向する直線移動スライド２４を有することが望ましい。チャック本体２２は、それ自体が、例えば、Schunk GmbH & Co. KGのように商業的に利用可能である。

本発明に従って、第１ジョー部材２６は、例えば一対のねじ２８によって、各直線スライド２４に対し、取り外し可能な方法を介して固定されている。各第１ジョー部材２６は、止め具３０のような外側固定把握部材と、開いた開放位置と閉じた把持位置との間で移動可能な把握部材３２のような対向する内側把握部材と、を含む。壁部３４と外側固定留め具３０の第１角度面３６は、各第１ジョー部材２６における第１溝４０を形成するために、第１ジョー部材２６の平坦面と協働する。把握部材３２はその第１端部の近傍でピン４２（図５）の周囲において旋回可能であり、かつ例えば一つ以上のスプリング４４のように、外側固定留め具３０に向けて弾性的に付勢される。把握部材３２の第２端部は、それが平坦面３８から離間して終結している第２角度面４６（図３）を含み、それによって平坦面３８と第２角度面４６との間の領域において第２溝４８を形成している。図３の姿勢において、第１角度面３６は、全体的に平坦面３８に面しており、第２角度面４６は、全体的に平坦面３８から離間した状態で面している。固定留め具３０の位置と、第１ジョー部材２６上の把握部材３２は、図２に示される配置から反転されることが可能である。

図７は、チャック本体２２と各チャック本体に配置された一対の第１ジョー部材２６とを有する図１に示すタイプの移送アーム４を示している。必要に応じてチャック本体上に２つ以上の第１ジョー部材を設けることも考慮される、ということが理解される。たとえば、３つのジョーチャックは、あるタイプのワークピースを把持および移送するために利用されてもよい。そのような例では、チャック本体２２は、好ましくは互いに等距離となるように円周方向に配置された３つの直線スライド２４を備えてもよい。

図８は、本発明の更なる要素、すなわち工具なし方式において、各第１ジョー部材へと挿入可能および各第１ジョー部材から取り外し可能な第２ジョー部材５０を示している。第２ジョー部材５０は、好ましくは第１溝４０の形状と略相補的となる形に形成された第１肩部５２と、第２溝４８の形状と略相補的な形に形成された第２肩部５４とを有する第１端部５１を備える。第１肩部５２は、第１溝４０へと挿入され、続いて第２角度面４６が、把握部材３２のスプリング作用により第２溝４８における位置へと音をたてて閉まるまで、第２角度面４６に沿って第２肩部５４を滑動する。第２ジョー部材５０は、第１ジョー部材２６の平坦面３８に位置付けられた鍵穴３９（図２）へと挿入可能な底面上の鍵をさらに含むことが好ましい。

第２ジョー部材５０も、把持されたとき、第２端部５３に接触するワークピースの形状に一致するように形成された端面を有する第２端部５３を含む。図８において、ワークピースはピニオン部材５６である。スライド２４の内側への移動（軸Ａへの）は、第１ジョー部材２６と第２ジョー部材５０を運び、その結果、スライド２４の外側への移動（軸Ａから離れる）により、ピニオン部材５６が解放されることとなる間に、ピニオン部材５６を把持することとなる。

仮に保持力の追加が、第１ジョー部材２６上の適正位置に第２ジョー部材５０を維持するために求められるならば、手締めノブ６０を有するねじ込みピン５８（図６）が、スプリング部材４４に加えてまたは代えて含まれてもよい、ということに留意すべきである。

図９は、図８の本発明のワーク保持装置を有する移送アーム４を示している。複数のチャック本体２２、各チャック本体に配置された一対の第１ジョー部材２６、および各第１ジョー部材２６に配置された一対の第２ジョー部材５０は、機械スピンドル間の移送中にピニオン部材５６を把持する装置を備える。

本発明は、異なる外側幾何学形状を有する他のワークピースを把持するために、第２ジョー部材の、迅速、容易で工具を不要とする変更を提供する。例えば、図１０において、チャック本体２２および第１ジョー部材２６は、前述の図のそれらのものと変わらない。しかしながら、第２ジョー部材６２は、同一の第１端部５１を有しする一方、第１タブ５２と第２タブ５４とが上記のようにリングギア部材６４の把持面に対して形が相補的となるように異なる外形の第２端部５５を有する。

例として、第２ジョー部材６２（図１０）によって交換するために、第２ジョー部材５０を取り除くことは、互いに離間してスライド２４を移動させることによってワーク保持装置２０を開き、手で取り外すねじ込みピン５８，６０は、もし存在するならば、手動で各閉鎖体３２（好ましくは、図４におけるタブ３３のような把持面を介して）を矢印５７の方向に開き、そして、第１ジョー部材２６上のその位置から第２ジョー部材５０を上昇させることによって達成させる。それから、第２ジョー部材６２（異なる形を有する他の第２ジョー部材）は、第１ジョー部材２６へと挿入され、かつ前述のように適正位置にスナップされる。

図１１は、図１０のワーク保持装置を有する移送アーム４を示している。チャック本体２２、チャック本体に配置された一対の第１ジョー部材２６及び各第１ジョー部材２６に配置された一対の第２ジョー部材６２は、機械スピンドルの間での転送中に、リングギア部材６４を把持する装置を備える。図９および図１１において、把持しているピニオンから把持しているリングギアへと移送機構４のワーク保持装置を変更することは、第２ジョー部材５０を取り外すことと第２ジョー部材と共にそれを交換することの一方である。

もちろん、他の第２端部形状を有する第２ジョー部材は、移送のために把持されている特定のワークピースの形状によって考慮されることが理解できる。

本発明は回転式転送アームに存在しているように示されているが、本発明はそれに限定されない。本発明のワーク保持装置は、他のワークピースの移送装置だけでなく、切削以外の機械操作、例えば、研磨、ホーニング仕上げ、または他の困難な最終加工にも利用される。さらに、本発明は、ワークピース保持について説明されているが、本発明は、特に、すり減っているツールが新しいか鋭くされたツールと交換される時などと同様のツールの交換に関して、工具の保持にも適用できる可能性がある。

本発明は、好ましい実施形態を参照と共に記載されているが、本発明はその明細書に減退されないことは理解されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく本発明の主題が関係する当業者にとって明らかな変更を含むことを意図している。

Claims (10)

1. 全体的に互いに進退移動可能な少なくとも２つの第１ジョー部材を備え、各第１ジョー部材は、固定された把持部材と対向する把持部材とを有し、前記対向する把持部材は開位置と閉位置との間で移動可能であり、
   前記固定された把持部材と前記対向する把持部材は、物体を把持するように構成された第２端部を有する第２ジョー部材の第１端部を把持および解放するために動作可能であり、
   前記対向する把持部材は、手締めナットを有するねじ込みピンにより、閉じた把持位置に保持され、
   それによって前記第１ジョー部材による把持および解放は、工具無し方式で実行されることを特徴とするチャック装置。
2. 前記少なくとも２つの第１ジョー部材は、チャック本体に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
3. 前記チャック本体は、前記少なくとも２つの第１ジョー部材が配置された可動手段を含み、それによって前記少なくとも２つの第１ジョー部材は、全体的に互いに進退移動可能であることを特徴とする請求項２に記載のチャック装置。
4. 前記第１ジョー部材の各々に配置された第２ジョー部材をさらに含み、前記第２ジョー部材は、前記固定された把持部材と前記対向する把持部材とを介して前記第１ジョー部材上に解放可能な方式で保持され、前記第２ジョー部材は、工具無し方式で前記第１ジョー部材から把持および解放されることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
5. 前記第２ジョー部材は、第１端部および第２端部を備え、前記第１端部は前記第２ジョー部材によって把持されるように構成され、前記第２端部は、チャック装置によって把持されるべき所定の物体の少なくとも一部と相補的な形状であることを特徴とする請求項４に記載のチャック装置。
6. 前記各第１のジョー部材は、前記閉位置において、前記固定された把持部材と前記対向する把持部材と共に、一対の対向する溝を形成する平坦面を含み、前記第２ジョー部材の前記第１端部は、前記一対の対向する溝の各々と相補的に形成された第１および第２肩部を備え、前記肩部は前記溝へと挿入され、それによって前記第２ジョー部材を前記第１ジョー部材へと固定することを特徴とする請求項５に記載のチャック装置。
7. 前記対向する把持部材と前記第２ジョー部材の各肩部は、スナップ嵌合方式で係合することを特徴とする請求項６に記載のチャック装置。
8. 前記第２ジョー部材の前記第２端部は、ベベルピニオンまたはベベルリングギアと相補的な形状であることを特徴とする請求項５に記載のチャック装置。
9. 前記対向する把持部材は、第１端部と第２端部とを有し、前記第１端部は旋回可能であり、それによって前記対向する把持部材は前記開位置と前記閉位置との間で移動可能であり、前記第２端部は把持する端部であることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
10. 前記対向する把持部材は、少なくとも１つのスプリングによって閉じた把持位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。

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