JPH04343634A - 結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの結合部材、例え
ば加工工具と加工装置等を正確な合心性及び角度位置で
繰り返し固定することができる結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加工工具を加工装置、例えば旋
盤などに結合する場合には、加工工具を加工装置の軸心
に対して正確に位置決めした状態で固定することが要求
される。また、フライス盤を用いる場合或いは、放電加
工機に回転工具電極を取付け固定するような場合には、
合心性の他に、軸方向の位置の正確性が要求される。こ
のような機能を保証する従来の結合装置としては、例え
ば特開昭６０−８０５３５号公報に開示されている装置
が知られている。この従来装置は、図７及び図８に示す
ように、第１結合部材２に先端が切断されたほぼ円錐状
のタング４を設け、他方、第２の結合部材６にはこの結
合面より僅かに浮かせてネジ等により固定されたたわみ
板８を設け、このたわみ板８の上記タング４に対応する
部分に中心孔１０を形成している。

【０００３】そして、上記第１結合部材２のタング１４
を上記たわみ板８の中心孔１０に徐々に挿通させて行く
ことにより両部材の位置合わせを行ない、これらを最終
的に図示しないクランプ手段によって締付けるようにな
っている。また、他の従来の固定装置としては、図９に
示すような装置が知られており、この装置の第１結合部
材１２には、ほぼ十字状に配置された断面台形の嵌合溝
１４が形成されており、他方、第２結合部材１６には上
記嵌合溝１４に嵌合するほぼ十字状に配置された断面台
形の嵌合凸部１８が形成されている。そして、上記嵌合
溝１４と嵌合凸部１８を嵌合させることにより心出しと
角度位置決めを行なって両部材を結合するようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開昭
６０−８０５３５号公報に示す装置にあっては、たわみ
板８が一枚しか設けてないことから、この剛性が低く且
つ図に示すような斜め方向の力Ｆ１が第１結合部材２に
何らかの原因で付与された場合には、たわみ板８に不均
一なたわみが生じ、図８に示すようにタング４が中心孔
１０に正確にかみ合わず、軸心Ａ、Ｂが僅かにずれる恐
れがあった。また、図９に示す従来装置にあっては、前
述のような不均一なたわみの恐れは生じないが、軸方向
、すなわち深さ方向の誤差を吸収することができない構
造であるために、各嵌合凸部１８とこれに対向する嵌合
溝１４の形状を正確に一致させ、且つそれら相互間にお
ける凸部の高さ或いは溝部の深さも正確に一致させなけ
ればならず、加工精度を非常に高くして精密に形成する
必要があり、その高精度を出すのに困難な場合すらあっ
た。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、クランプの軸方向及び軸方向に直交する平面
、すなわち横方向に対しては全方向に関して剛性の強く
、着脱再現精度の高い構造を有する結合装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
問題点を解決するために、第１結合部材と第２結合部材
とを同軸的に配置し、前記２つの部材の心だしを行ない
つつ結合する結合装置において、前記第１及び前記第２
結合部材のいずれか一方に設けられ、実質的に円錐状の
外側面を有する係合凸部と、前記係合凸部と嵌合すべく
、前記第１及び第２結合部材のうちの他方に設けられ、
実質的に円錐状内側面を有する係合部材と、前記係合凸
部と前記係合部材のいずれか一方を支持する複数のたわ
み板とを備えるようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、第１結
合部材に設けた、例えば係合凸部と、第２結合部材に設
けた係合部材がかみ合って嵌合するときに、クランプ軸
に沿った軸心の心出しが行なわれると同時に、このクラ
ンプ軸に直交する方向の移動が規制される。そして、係
合部材には、これをクランプ軸方向にのみ弾性的に移動
可能とする複数のたわみ板が設けられているので、嵌合
時にはこの係合部材が横方向へ移動することなく確実に
軸心を一致させることができ、しかも各係合部材と係合
凸部の深さ方向及び高さ方向の加工誤差のバラツキは上
記たわみ板が軸方向に変形することにより吸収される。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る結合装置の一実施例を
添付図面に沿って詳述する。図１は本発明に係る結合装
置の結合状態を示す断面図、図２は図１に示す結合装置
を示す分解斜視図である。図示するように、この結合装
置２０は、上側に位置する第１結合部材２２と下側に位
置する第２結合部材２４とを有しており、それぞれ第１
結合部材２２は、例えば加工装置側や放電加工機の場合
にはヘッド側に接続され、第２結合部材２４は、例えば
工作物側や放電加工機の場合には工具電極側に接続され
ている。尚、この装置の上下横方向のその配列方向は問
わない。上記下側の第２結合部材２４は、断面円形にな
された円柱または円筒体状に成形されており、その上端
の周縁部には断面台形状に突出された環状の突き当て部
２６が形成され、その上端面は高精度な平面度となるよ
うに加工された位置決め面２８として構成されている。 この突き当て部２６はクランプの軸心Ａと同心状に形成
されている。

【０００９】そして、この第２結合部材２４の中央部に
は、実質的に円錐状の外側面３０ａを有する係合凸部３
０が上方へ突出させて設けられている。この係合凸部３
０も上記クランプの軸心Ａと同心状に形成されている。 そして、この係合凸部３０の先端からは、上方に向けて
プルスタッド３２が延出させて設けられており、その先
端部には半径方向へ拡大された係止部３４が形成され、
これに後述するように引張り装置によりクランプがなさ
れる。一方、上方に位置する第１結合部材２２には、円
筒体状に成形されており、その下端の周縁部には上記第
２結合部材２４の突き当て部２６に対応させて縦方向に
断面矩形状に下方向へ突出された環状の突き当て部３６
が形成され、その下端面は高精度な平面度となるように
加工された位置決め面３８として構成されている。この
位置決め面３８は、クランプの軸心Ｂと同心状に形成さ
れており、上記第２結合部材２４側に位置決め面２８と
精密に当接するようになっている。

【００１０】そして、この第１結合部材２２の中心部に
は、上記軸心Ｂと同心状に配置された係合部材４０が設
けられている。具体的には、この係合部材４０は、上方
が縮径された円錐台の様に形成されて、その中心部には
前記第２結合部材２４の係合凸部３０を挿入するために
挿入孔４２が形成されると共に、この内側面４０ａは実
質的に円錐状に形成されており、上記係合凸部３０の外
側面３０ａと精密に接触し得るように構成されている。 そして、この係合部材４０は、その上下端部を、上記軸
心Ａに直交する方向に、平行に配置された２枚の円盤状
のたわみ板４４、４６の中心部により支持されており、
このたわみ板４４、４６の周縁部には、多数のボルト孔
４４ａ、４４ｂが形成され、上記第１結合部材２２の内
部に形成した段部に上記ボルト孔４４ａ、４４ｂを介し
てボルト４８でもって締め付け固定されている。これら
たわみ板４４、４６は、例えば鋼鈑等により形成されて
所定の弾性力を有しており、軸方向へは僅かに弾性変形
し得るようになされていると共に、軸に直交する方向、
すなわち横方向への変形に対しては強い剛性を発揮し得
るように構成されている。これらのたわみ板４４、４６
は、軸心に対して直角方向のどの方向においてもたわみ
が均一になる様な構成であれば良い。また、円盤状の２
枚のたわみ板の径は異なっていても良く、更に各たわみ
板の形状は、完全な円盤でなくても良く、例えば図６に
示すように平面十字形状のたわみ板４４、４６を構成し
ても良い。

【００１１】また、たわみ板４６には、たわみ板４４を
上記第１結合部材２２へ固定するボルトを締め付ける時
に、レンチ等を入れる複数の穴５０が形成されている。 そして、この第１結合部材２２の上部には、上記第２結
合部材２４をクランプするための引張り装置５２が設け
られている。この引張り装置５２は、中心部にエアーに
より動作するピストン５４を有しており、このピストン
５４にはシール部材５６を介して軸心Ｂに沿って下方向
へ延出された中空筒体状の連結部材５８が設けられてい
る。この中空の連結部材５８の下部には、その周方向に
沿って複数のクランプボール６０が遊嵌されると共に、
この連結部材５８の内部には、このクランプボール６０
の脱落を防止するためにバネ６２により先端方向へ付勢
されたボール脱落防止プランジャ６４が設けられている
。そして、上記連結部材５８内へ上記第２連結部材２４
の係合凸部３０の先端に設けた係止部３４を挿入させた
状態で上記ピストン５４を上方へ動かすことにより、上
記クランプボール６０でもって上記係止部３４をクラン
プし得るように構成されている。

【００１２】そして、このクランプボール６０の外周部
には、アンクランプ時にはボール６０を外方へ逃がすた
めに先端部が拡径されたガイドリング６６が形成されて
いる。そして、シリンダ内には、上記ピストン５４を常
時クランプ方向へ付勢する強力な弾発部材、例えばクラ
ンプスプリング６８が設けられている。更に、この引張
り装置５２のハウジング７０には、上記ピストン５４を
駆動するエアーを供給するクランプ用エアー供給口７２
及びアンクランプ用エアー供給口７４が設けられている
。また、上記第１結合部材２２と第２結合部材２４の側
部には、これらの回転を規制するための回転規制凹部７
９とこれに嵌合する回転規制凸部８１がそれぞれ２組設
けられており、図７に示すようにこれらの凹部７９と凸
部８１は嵌合するように構成されている。尚、図示例に
あっては、これらを２組設けてるが、これに限らず、１
組だけ設けるようにしてもよい。

【００１３】次に、以上のように構成された上記実施例
の動作について説明する。まず、図３に示すように第１
結合部材２２と第２結合部材２４とを相互に近付けて行
き、第１結合部材２２の係合部材４０の円錐状の内側面
４０ａと第２結合部材２４の係合凸部３０の円錐状の外
側面３０ａとを接触させる。この状態では、第１結合部
材２２と第２結合部材２４とは結合前の状態であり、上
下のたわみ板４４、４６も何ら変形することなく水平状
態を維持している。そして、更に両結合部材２２、２４
を近付けると、係合凸部３０と係合部材４０とは相互に
嵌合し合い、この時、第１結合部材２２の軸心Ｂと第２
結合部材２４の軸心Ａとが僅かにずれている場合には、
係合凸部３０の外側面３０ａと係合部材４０の内側面４
０ａとが不均一に一側でのみ当接することになるが、係
合部材４０を支持する２枚のたわみ板４４、４６は、横
方向に対する剛性が高いことから軸方向上方にのみ変形
し乃至たわみ、横方向へは変形しない。従って、両結合
部材２２、２４の更なる接近にともなって軸心Ａと軸心
Ｂとはそのずれが修正されて、最終的には両軸心が一致
した状態で、両位置決め面２８、３８が当接することに
なる。

【００１４】そして、係合凸部３０の外側面３０ａと係
合部材４０の内側面４０ａとは共に円錐面になされてい
ることから、両軸心が軸心に直交するどの方向にずれて
いようが、確実に両軸心は一致されて、その回転センタ
ーを一致させることが可能となる。また、上述のように
係合部材４８は、２枚の円盤状のたわみ板４４、４６の
作用により軸方向へ弾性移動可能なので、上記位置決め
面２８、３８と係合凸部３０、係合部材４０との間に位
置誤差が生じても、その位置誤差は上記たわみ板４４、
４６の作用により吸収され、両結合部材２２、２４の軸
方向の位置を精度良く決定することができる。

【００１５】一方、上記第１結合部材２２と第２結合部
材２４とを接近させる際に、これらの側部に設けられた
、回転規制凹部７９と回転規制凸部８１とを嵌合させる
ことにより、これら両部材２２、２４の軸心の周方向に
対する位置決めがなされるのは勿論である。このように
して、軸心である回転センターと軸方向の位置が一致し
て両位置決め面２８、３８が当接したならば、引張り装
置５２のクランプ用エアー供給口７２からエアーを供給
してピストン５４を上方へ上げ、クランプボール６０に
より係合凸部３０側の先端の係止部３４を引き上げて両
結合部材２２、２４を結合する。

【００１６】尚、両結合部材２２、２４を離す場合には
、アンクランプ用エアー供給口７４からエアーを供給す
ることによりピストン５４を下方へ押し下げ、これによ
りクランプボール６０を遊嵌状態にし、両部材の結合を
解く。上記実施例における円錐状の係合凸部３０の円錐
面の開き角度は、望ましくは５°〜６０°の範囲に設定
する。また、係合凸部３０の外側面３０ａと係合部材４
０の内側面４０ａとは共に円錐状に成形されて全周囲に
わたって接触し得るように構成したが、これに限定され
ず、円周の一部、少なくとも均等の角度で配置された３
か所が接触するような構成としてもい。また、係合凸部
と係合部材とを逆に設け、係合凸部を軸方向へ僅かに移
動可能とするように構成してもよい。

【００１７】また更に、前記実施例においては、係合凸
部３０の外側面３０ａを円錐面に形成したが、これに限
定されず、例えば図６に示すように係合凸部３０の外側
面３０ａを球面形状に形成してもよい。これによれば、
接触面が少なくなり、ゴミ等の付着による結合時の悪影
響を低減することが可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮することができる。結合
装置のクランプの軸方向に対する弾性を確保しつつ直交
方向への剛性を強くすることが可能となり、横方向への
移動や傾斜を防止することができる。従って、結合部材
の軸心を精度良く一致させることができ、合心性を高め
ることができ、着脱を繰り返し行なっても再現精度を高
く維持することができる。また、同時に位置決め面と係
合凸部、係合部材の位置誤差を吸収することができるの
で、軸方向の剛性を高めると共に、軸方向位置を正確に
決めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る結合装置の結合状態を示す断面図
である。

【図２】図１に示す結合装置を示す分解斜視図である。

【図３】図１に示す結合装置が結合する直前を示す断面
図である。

【図４】たわみ板の他の形状を示す平面図である。

【図５】回転規制凹部と凸部の嵌合状態を示す平面図で
ある。

【図６】本発明の変形実施例を示す断面図である。

【図７】従来の結合装置を示す断面図である。

【図８】図７に示す結合装置の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図９】従来の他の結合装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

２０　　　　結合装置 ２２　　　　第１結合部材 ２４　　　　第２結合部材 ２６、２８　　　　位置決め面 ３０　　　　係合凸部 ３０ａ　　外側面 ４０　　　　係合部材 ４０ａ　　内側面 ４４、４６　　　　たわみ板 ５２　　　　引張り装置 ５４　　　　ピストン ６０　　　　クランプボール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１結合部材と第２結合部材とを同軸
   的に配置し、前記２つの部材の心だしを行ないつつ結合
   する結合装置において、前記第１及び前記第２結合部材
   のいずれか一方に設けられ、実質的に円錐状の外側面を
   有する係合凸部と、前記係合凸部と嵌合すべく、前記第
   １及び第２結合部材のうちの他方に設けられ、実質的に
   円錐状内側面を有する係合部材と、前記係合凸部と前記
   係合部材のいずれか一方を支持する複数のたわみ板とを
   備えたことを特徴とする結合装置。