JPH0357374Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ワーク内の内径クランプを行うため
に旋盤等の主軸に装着されるワーククランプ装置
に関するものである。

〔従来技術〕

ワークを内径クランプするためのワーククラン
プ装置は、旋盤等の主軸に取り付けたテーパ軸を
引込装置で引き込み、このテーパ軸に外嵌した張
り駒の外周を拡張させることにより、この張り駒
に内周を嵌め込んだワークをクランプするように
なつている。このワーククランプ装置における張
り駒は、予め各種の外径のものが用意され、ワー
クの内径が異なるごとに取り替えて使用する。

ところが、実際の製造工程においては、同種の
製品であつて内径が僅かに異なるワークを連続的
に加工する場合があり、このような場合に従来は
全く別種のワークに切り換えるときと同様に、新
たなワークに対応する外径の張り駒に取り替えた
り、又は、引込装置の引き込みストロークとテー
パ軸のテーパ面を長くして同じ張り駒の外周の拡
張量を多くすることにより対処していた。

しかしながら、同種の製品であつて内径のみが
僅かに異なるような場合にも、張り駒を一々主軸
から取り外し外径の異なるものに取り替えていた
のでは、作業性が低下し量産効果が減殺されると
いう問題を生じる。また、この張り駒の取り替え
の不便をなくすために引込装置の引き込みストロ
ークを長くするには、旋盤等の本体に内蔵された
引込装置に大掛かりな改造が必要となるという問
題点が生じる。

〔考案の目的〕

本考案は、上記問題点を考慮してなされたもの
であつて、テーパ軸の角度を変えて外径の異なる
複数組の張り駒をそれぞれ選択的に拡張させるよ
うにすることにより、内径が僅かに異なるワーク
へのクランプの変更を容易に行うことができるワ
ーククランプ装置の提供を目的とするものであ
る。

〔考案の構成〕

本考案に係るワーククランプ装置は、上記の目
的を達成するために、全体として略円筒形の一部
を構成するように配置され、各内面の包絡面がテ
ーパ面を形成した、複数で１組となる張り駒をそ
れぞれ回転軸の半径方向に摺動自在となるように
ホルダに支持するとともに、この張り駒の内周に
テーパ軸を圧入して外径を拡張させることによ
り、この張り駒に内周を嵌め込んだワークをクラ
ンプするワーククランプ装置において、 外径が異なる複数組の張り駒をそれぞれ互い違
いに配置してホルダに支持し、テーパ軸の外周に
おけるいずれか１組の張り駒の各内周に当接する
押圧面以外の面にこのテーパ軸のテーパ面よりも
軸心からの距離が短くなる逃げ面を形成し、か
つ、このテーパ軸を張り駒に対して回動可能に取
り付けるとともに、このテーパ軸の押圧面が各組
の張り駒の内周に対応する所定角度でそれぞれ固
定することができる回動止め機構を設けたことを
特徴とするものである。

上記構成のワーククランプ装置の装着は、張り
駒を支持したホルダを旋盤等の主軸に固定し、こ
の旋盤等に内蔵された引込装置の引込棒にテーパ
軸を連結することにより行う。テーパ軸は、張り
駒に対して回動可能に取り付けられているので、
引込棒に対しても、回動可能となるように連結す
る。引込装置がテーパ軸を引き込むと、このテー
パ軸が張り駒の内周に圧入されることになる。す
ると、少なくともこのテーパ軸の押圧面が対応す
る組の張り駒が内周を押圧されてホルダに支持さ
れながら回転軸の半径方向にそれぞれ摺動し、こ
の押圧面に対応する張り駒のみがクランプしよう
とするワークの内径に対応する外径までその外周
を拡張する。この際、他の組の張り駒は、例え逃
げ面に押圧されて外周を拡張したとしても、押圧
面に対応する張り駒の外周よりは十分に外径が小
さくなるように設定されている。従つて、張り駒
にワークの内周を嵌め込んで引込装置によりテー
パ軸を引き込めば、従来と同様にこのワークを内
径クランプすることができる。そして、この状態
で主軸を回転させると、ワークも一体となつて回
転するので、機械加工等を行うことが可能とな
る。クランプを外すときは、引込装置によつてテ
ーパ軸を引き戻し張り駒の外径を縮小させれば、
容易にワークを張り駒から抜き取ることができ
る。この際、各張り駒を軸中心方向に収斂させる
付勢機構を設けておけば、この張り駒への次のワ
ークの嵌め込み作業の際に不用意な出つ張りが邪
魔になるというようなことがなくなる。

内径の異なるワークをクランプするには、まず
回動止め機構による固定を解除して、次にテーパ
軸の押圧面が他の組の張り駒の内周に対応する角
度までこのテーパ軸を回動させ、最後に回動止め
機構により再びテーパ軸を固定すればよい。する
と、、テーパ軸が引き込まれたときに押圧面によ
つて押圧される張り駒の組が変わり、引込装置に
よる引き込みストロークが同一であつても、拡張
したときの張り駒の外径が異なることになる。こ
のため、前記と同様に張り駒に新たなワークを嵌
め込んで引込装置でテーパ軸を引き込めば、この
ワークのクランプが可能となる。従つて、同種の
製品であつて内径が僅かに異なるワークを連続的
に加工する場合には、予め各組の張り駒の外径を
それぞれ各ワークの内径に対応させておけば、張
り駒を装着したままで異なる内径のワークに対応
させることができる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図乃至第４図に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

本実施例は、旋盤の主軸に装着したワーククラ
ンプ装置１に内径が僅かに異なる２種類のワーク
をクランプする場合を示す。図示しない旋盤の主
軸前端部には、円盤状の装着部材２がボルト３…
で同軸上に固定されている。また、旋盤に内蔵さ
れた引込装置の引込棒４が、この装着部材２の軸
心を貫通して前方側に連絡部５を突出させてい
る。図示しない引込装置は、油圧シリンダからな
り、ピストンロツドに連結した引込棒４を軸方向
に往復移動させることができる。このため、引込
棒４の連絡部５は、装着部材２の前方側において
引き込み又は引き戻しの動きを行う。また、この
引込棒４にはキー溝６が形成され、装着部材２に
螺着した止めねじ７の先端がこのキー溝６に嵌ま
り込むことにより、装着部材２に対して引込棒４
が軸方向に移動可能に、かつ、軸に回転方向には
同体的に回転するようになつている。

ワーククランプ装置１は、この装着部材２に円
盤状の本体１１をボルト１２…で同軸上に固定す
ることにより旋盤の主軸に装着される。この本体
１１には、張り駒１３…１３′…を支持するため
のボス状のホルダ部１４が前方側に突出形成さ
れ、前方ほど外径が大きくなるテーパ面を前端部
に形成したテーパ軸１５が軸方向に往復移動可能
となるように、かつ、軸の回転方向に回動可能と
なるように貫通している。また、本体１１の後部
には連結軸１６の前端部に形成されたフランジ部
１７が嵌まり込み、かつ、この本体１１の後端部
にボルト１８…で同軸上に固定したキヤツプ１９
によつてこの連結軸１６の軸部２０が軸受けされ
ることにより、この連結軸１６が軸方向に往復移
動可能となるように、かつ、軸の回転方向に回動
可能となるように取り付けられている。この連結
軸１６は、後方側に鍔部２１が突出形成され、こ
の鍔部２１を引込棒４の連絡部５に形成されたＵ
字溝に嵌入することにより、引込棒４と同体的に
往復移動し、かつ、引込棒４に対して回動可能と
なるように連結されている。また、この連結軸１
６の前端部には、テーパ軸１５の後端部に形成さ
れたねじ部２２が同軸上に螺着している。従つ
て、このテーパ軸１５は、引込棒４と同体的に往
復移動し、かつ、本体１１及び引込棒４とは独立
して回動可能となる。連結軸１６におけるフラン
ジ部１７の周囲には、軸方向のＶ字溝２３…が等
間隔に６箇所形成されている。また、本体１１の
下方には、半径方向に摺動可能となるように上ピ
ン２４及び下ピン２５が圧縮ばね２６を介して埋
設され、この圧縮ばね２６に付勢された上ピン２
４の上端部が連結軸１６におけるフランジ部１７
のいずれかのＶ字溝２３に嵌まり込むことができ
るようになつている。さらに、本体１１の下端部
近傍にそれ自体で回動可能に嵌合された押圧軸２
７の偏心軸部２８に下ピン２５の下端を当接さ
せ、この偏心軸部２８が上方に偏心している場合
に、上ピン２４の上端部がフランジ部１７のＶ字
溝２３に嵌まり込んだ位置で、上ピン２４の下端
部及び下ピン２５の上端部に圧縮ばね２６を取り
囲むようにそれぞれ形成された縁部同士が略当接
する状態となるようにしている。従つて、押圧軸
２７を回動させて偏心軸部２８を上方に偏心させ
ると、下ピン２５が上ピン２４の下方への移動を
妨げるので、この上ピン２４の上端部がフランジ
部１７のＶ字溝２３から外れなくなり、連結軸１
６の回動を規制する。また、この偏心軸部２８を
下方に偏心させると、下ピン２５が圧縮ばね２６
に付勢されて下方に移動し上ピン２４との間隔が
開くので、連結軸１６を強制的に回動させた際
に、圧縮ばね２６に付勢された上ピン２４の上端
部がフランジ部１７の各Ｖ字溝２３ごとにノツチ
動作を行う。この押圧軸27は、前端面に穿設され
た六角穴２９に六角レンチを挿入して回すことに
より回動する。また、本体１１の下端から螺合さ
れた止めねじ３０を締め付けると、この止めねじ
３０の先端が押圧軸２７の軸部に押し当たり、不
用意に偏心軸部２８が回転するのを防止できるよ
うになつている。なお、本体１１の上方には、本
体１１の上端から止めねじ３１が半径方向に螺合
され、この止めねじ３１を締め付けて先端部を連
結軸１６におけるフランジ部１７のいずれかのＶ
字溝２３に嵌め込んだ場合にも、連結軸１６が回
動しないようにすることができる。

本体１１のホルダ部１４には、軸方向の長孔３
２…が円周方向に等間隔に６箇所形成され、この
長孔３２…には、６片の張り駒１３…１３′…が
それぞれ半径方向に摺動可能なように嵌め込まれ
ている。また、このホルダ部１４の内周には、テ
ーパ軸１５の前端部が嵌入し、このテーパ軸１５
の往復移動の際に前端部のテーパ面が干渉しない
ような略テーパ孔が形成されている。６片の張り
駒１３…１３′…、はホルダ部１４の長孔３２…
に嵌まり込むことにより全体として略円筒形の一
部を構成し、この張り駒１３…１３′…の各内面
は、それぞれ内向きの凸状面を形成しつつ、全体
としてその包絡面がテーパ軸１５前端部における
テーパ面と同じ勾配のテーパ面を形成している。
ただし、この張り駒１３…１３′…は、内周をテ
ーパ面に接しさせた状態で、外径が大きいものと
僅かに小さいものとのそれぞれ３片ずつ２組で構
成され、外径の大きい張り駒１３…と僅かに小さ
い張り駒１３′…とが１片おきに互い違いに配置
されている。ホルダ部１４の外径は、外径が僅か
に小さい方の張り駒１３′…における所定の外径
よりも少し小さくなるように形成されている。こ
のホルダ部１４に嵌入したテーパ軸１５の前端部
は、テーパ面の外周を円周方向に略６等分して、
一箇所おきにもとのテーパ面よりも軸心からの距
離が短くなるような斜面状に削り込んで３箇所の
逃げ面３３…を形成し、残りのテーパ状の面を３
箇所の押圧面３４…としている。従つて、外径が
大きい方の張り駒１３…の内周にテーパ軸１５前
端部の押圧面３４…がそれぞれ当接している場
合、外径が僅かに小さい方の張り駒１３′…の内
周にはそれぞれ必ず逃げ面３３…が当接し、テー
パ軸１５を60°回動させるごとにこの関係が逆転
することになる。このテーパ軸１５の回動は、前
端面に穿設された六角穴３８に六角レンチを挿入
して回すことにより行う。張り駒１３…１３′…
の外径は、テーパ軸１５が引込棒４の連絡部５に
完全に引き込まれた状態で、内周に押圧面３４…
を当接させて半径方向の外側に押圧された場合
に、それぞれ外径が大きい方及び僅かに小さい方
の各所定の外径より少し大きくなるように設定さ
れている。また、この状態で、内周が逃げ面３３
…に当接すると、いずれの張り駒１３…１３′…
の外径もホルダ部１４の外径より小さくなるよう
に設定されている。なお、張り駒１３…１３′…
及びホルダ部１４の周囲には、円周方向に沿つた
前後２箇所の溝が形成され、それぞれスプリング
リング３７，３７を外嵌している。このため、張
り駒１３…１３′…は、それぞれ軸心方向に付勢
されるので、内周を常に逃げ面３３…又は押圧面
３４…に当接した状態となり、不用意に外径を広
げたりホルダ部１４から抜け落ちたりするような
ことがない。このホルダ部１４の基部には、リン
グ状のワーク受け部材３５がボルト３６…で本体
１１に固定されている。

上記の構成において、内径が大きいワーク８を
クランプする際の作用を説明する。この場合、テ
ーパ軸１５の押圧面３４…は外径の大きい張り駒
１３…の内周に当接しているものとする。まず、
ホルダ部１４に支持された張り駒１３…１３′…
にこのワーク８の内周を後方端がワーク受け部材
３５に当接するまで嵌め込む。次に、図示しない
引込装置により引込棒４を後方に移動させてテー
パ軸１５を引き込むと、このテーパ軸１５の前端
部が張り駒１３…１３′…の内周に圧入され、押
圧面３４…に内周を当接する張り駒１３…の外径
が拡張する。すると、第１図及び第３図に示すよ
うに、このワーク８が内周を３片の張り駒１３…
によつて外向きに把持されて内径クランプが行わ
れる。この状態で旋盤の主軸を回転させれば、ワ
ーク８の切削加工を行うことができる。

加工が終了しこのワーク８のクランプを外す場
合には、引込装置により引込棒４を前方に移動さ
せてテーパ軸１５を引き戻す。すると、このテー
パ軸１５の押圧面３４…が相対的に軸心方向に後
退するので、スプリングリング３７，３７の付勢
力により張り駒１３…の外径が縮小し、ワーク８
の内径クランプが解除される。この状態でワーク
８を持つて前方に引けば容易に抜き取ることがで
きる。

内径が僅かに小さいワーク８′のクランプに変
更する場合には、まず、止めねじ３１を緩めるこ
とによりこの止めねじ３１の下端部をフランジ部
１７のＶ字溝２３から引き抜くとともに、止めネ
ジ３０を緩めて押圧軸２７を180°回動させること
により偏心軸部２８を下方に偏心させる。する
と、圧縮ばね２６に付勢された上ピン２４がノツ
チ動作を行うようになり、テーパ軸１５が回動可
能となる。そこで、このテーパ軸１５を60°回動
させて上ピン２４の上端部をフランジ部１７の次
のＶ字溝２３に嵌め込むと、テーパ軸１５の押圧
面３４…が外径の僅かに小さい張り駒１３′…の
内周にそれぞれ当接するようになる。この状態で
再び押圧軸２７を180度回動させて偏心軸部２８
を上方に偏心させ止めねじ３０を締め付けるとと
もに、止めねじ３１を締め付けてこの止めねじ３
１の下端部をフランジ部１７のＶ字溝２３…に嵌
め込むと、テーパ軸１５が固定されて内径が僅か
に小さいワーク８′をクランプする準備が整う。
以下、外径の大きいワーク８をクランプする際と
同様に、ホルダ部１４に支持された張り駒１３…
１３′…にこのワーク８′の内周を後方端がワーク
受け部材３５に当接するまで嵌め込む。次に、図
示しない引込装置により引込棒４を後方に移動さ
せてテーパ軸１５を引き込むと、このテーパ軸１
５の前端部が張り駒１３…１３′…の内周に圧入
され、押圧面３４…に内周を当接する張り駒１
３′…の外径が拡張する。すると、第２図及び第
４図に示すように、このワーク８が内周を３片の
張り駒１３′…によつて外向きに把持されて内径
クランプが完了する。この状態で旋盤の主軸を回
転させれば、ワーク８の切削加工を行うことがで
きる。加工が終了しワーク８′のクランプを外す
場合も外径の大きいワーク８のクランプを外す際
と同様に行えばよい。

以上のように本実施例のワーククランプ装置１
は、押圧軸２７及び止めねじ３１によるテーパ軸
１５の固定を解除し、このテーパ軸１５を60°回
動させるだけの簡単な作業を行うだけで、引込装
置の引き込みストロークを大きくすることなく、
内径が僅かに異なる２種類のワーク８，８′のク
ランプを行うことができる。

〔考案の効果〕

本考案に係るワーククランプ装置は、以上のよ
うに、全体として略円筒形の一部を構成するよう
に配置され、各内面の包絡面がテーパ面を形成し
た、複数で１組となる張り駒を、それぞれ回転軸
の半径方向に摺動自在となるようにホルダに支持
するとともに、この張り駒の内周にテーパ軸を圧
入して外径を拡張させることにより、この張り駒
に内周を嵌め込んだワークをクランプするワーク
クランプ装置において、 外径が異なる複数組の張り駒をそれぞれ互い違
いに配置してホルダに支持し、テーパ軸の外周に
おけるいずれか１組の張り駒の各内周に当接する
押圧面以外の面にこのテーパ軸のテーパ面よりも
軸心からの距離が短くなる逃げ面を形成し、か
つ、このテーパ軸を張り駒に対して回動可能に取
り付けるとともに、このテーパ軸の押圧面が各組
の張り駒の内周に対応する所定角度でそれぞれ固
定することができる回動止め機構を設けた構成で
ある。

これにより、ワークの内径が僅かに異なる場合
に、テーパ軸の角度を変えるという簡単な作業を
行うだけで、新たなワークのクランプが可能とな
る。このため、ワークの内径が変わるたびに張り
駒を取り替えなければならないという手間が不要
となり、旋盤作業の生産性の向上を図ることがで
きる。また、引込装置の引き込みストロークを長
くする必要がなくなり、主軸に装着するワークク
ランプ装置を改造するだけでよいので、僅かな手
間と費用を要するだけで実施可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の一実施例を示すも
のであつて、第１図はワーククランプ装置の縦断
面正面図、第２図は内径が僅かに小さいワークを
クランプした場合のワーククランプ装置の部分縦
断面正面図、第３図は第１図おけるＡ−Ａ矢視拡
大断面図、第４図は第２図におけるＢ−Ｂ矢視拡
大断面図である。 １……ワーククランプ装置、４……引込棒、
８，８′……ワーク、１３，１３′……張り駒、１
４……ホルダ部（ホルダ）、１５……テーパ軸、
２７……押圧軸（回動止め機構）、３１……止め
ねじ（回動止め機構）、３３……逃げ面、３４…
…押圧面である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 全体として略円筒形の一部を構成するように配
   置され、各内面の包絡面がテーパ面を形成した、
   複数で１組となる張り駒を、それぞれ回転軸の半
   径方向に摺動自在となるようにホルダに支持する
   とともに、この張り駒の内周にテーパ軸を圧入し
   て外径を拡張させることにより、この張り駒に内
   周を嵌め込んだワークをクランプするワーククラ
   ンプ装置において、 外径が異なる複数組の張り駒をそれぞれ互い違
   いに配置してホルダに支持し、テーパ軸の外周に
   おけるいずれか１組の張り駒の各内周に当接する
   押圧面以外の面にこのテーパ軸のテーパ面よりも
   軸心からの距離が短くなる逃げ面を形成し、か
   つ、このテーパ軸を張り駒に対して回動可能に取
   り付けるとともに、このテーパ軸の押圧面が各組
   の張り駒の内周に対応する所定角度でそれぞれ固
   定することができる回動止め機構を設けたことを
   特徴とするワーククランプ装置。