JPS6254607A - 工作物保持具 - 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】 この発明は工作物保持具、特に工作機械用の回転式工作
物保持具に関する。この発明は種々のサイズまたはＭＡ
郭の加工物を保持１゛るために、加工物把持具を自動的
にまたは急速に変更するのに用いられて好適である。

工作機械工業においては、数値制御機械、マシニングセ
ンタ、ならびに工作機械へ及び工作機械からの工作物の
装脱用のロボットの使用により【自動的に加工する方法
が推進されてきた。

一般に工作物はジョーチャックのような回転式工作物保
持具に保持され、該チャック内には工作物把持ジョー（
いわゆる「上ジョー」）が把持する部分の表面の輪郭に
合うように事前に成形されることがしばしば行われる。

工作物は工作物把持用ジョーに目−ＥＩ：ＪＫ給送され
るが、工作物は把持される部分がその前に加工した物と
異なるサイズや形状である場合、新規の上ジョーが必要
となる。通常これらは工作機械上においてしばしば所望
の形状及びサイズに加工される。上ジョーを加工しまた
は交換することは時間を消費し、かついかなる作業も自
動式にすることができない。例えば、工作物把持具また
はチャックの主ジョースライドに担持された上ジョーを
交換するのでさえ、数個の締具を外し。

上ジョーを適切な位置としたのち、このジョーな所定位
ｆＫ固定することが必要である。しばしば、とのジョー
の工作物把持面を次に工作物に合わせるために加工する
。

上述の説明から、与えられたサイズまたは形態の加工物
を把持する保持具を、駆動部材との離脱係着を必要とす
る工作機械のチャックの交換を行うことなく取換えられ
ることが要望されていることがわかる。この作業におい
ては、ねじ式締具の取外し及び上ジョーの調節作業など
の時間のかかる作業の自動化が妨げられることかない。

チャックまたは上ジョーの変更は複雑で、その変更には
多くの段階及びい（つかの調節作業を要し、現在の技術
では作業者が必要であって、ロボットの作業能力を越え
る検出及びフィードバック作業が必要である。

この発明は１分能可能な２部材、すなわち動力部材及び
工作物把持部材を具えた工作物保持具を使用することに
よ・りて前記の問題を解決することができ、各部材は全
体の機能の一部分を遂行するに過ぎない。このために、
動力部材が、通常の方法で工作機械の回転式スピンドル
のような工作物保持具支持部材に固定するように構成さ
れ１把持される異なるサイズまたは寸法の種々の部品の
加工中に、このスピンドルに取付けたままに保つように
構成される。動力部材は本体と１本体に枢支されたレバ
ーのような伝動部材とを有し、この伝動部材は把持ジョ
ーのような１つ以上の工作物把持具と係合する伝動面を
有し、この伝動面は工作物保持具が取付けられる工作機
械スピンドルの回転軸線に対して半径方向に力を作用す
るようにつくられている。

よって、動力部材は引抜きチューブなどのような作動器
からの力を伝達し、増大し、移行し、かつ分割する機能
を有する。工作物把持部材は、本体及び本体によって支
持案内されて、この保持具が取付けられるスピンドルの
回転軸線に対して横方向に運動する工作物把持具を有す
る。

工作物把持部材は工作物を保持して、これをスピンドル
の回転軸線に対して、軸方向及び半径方向に位置決めす
る機能を果す。工作物把持部材は、これと動力部材とを
串形に向き合わせてスピンドル軸線と同軸的に配置した
うえ、軸方向に整合させて動力部材に工作物把持部材が
固定されるとき、動力部材の力伝達部材と係合可能な面
をもっている。

助力部材と工作物把持部材は、ビン・大成、バヨネット
式フィッティングのような急速着脱フィッティングと、
好ましくは適合位置付は面をもつテーパ付き案内具によ
って連結される。

この連結様式は２部材を着脱するのに、簡単な短い軸方
向相対運動または軸方向及び回転方向における相対運動
が好適な運動を必要とするのみである。

上記の保持具を用いれば、２つ以上の工作物把持部材を
離れた場所において予め適当なものにすることができ、
すなわち各工作物把持部材の工作物把持面は異なるサイ
ズまたは把持された輪具の工作物と協働するような輪部
とすることができ、それから異なる工作物が加工される
とき、ロボットまたは自動操作機構が急速くかつ自動的
に１つの工作物把持部材を動力部材上で別の工作物把持
部材と自動的に交換できる位置に配置される。この保持
具は、工具、ジョー、またはチャックを交換するのく便
利なように、ジョーに穿孔する工作機械の作業時間な無
（する。

上記及び他の態様及び利点は、図面を参照して述べる以
下の詳細な説明から十分に理解されるであろう。

この発明の一実施例である図示の工作物保持具１０は、
動力部材１２及び工作物把持部材１４を有する。これら
の部材は第１．第２図では合体して固定された状態で示
され、第３図では分離されている。動力部材１２は後板
１５及びねじ１７によって締結された円筒形第１本体１
６をもっている。本体１６は普通の方法でスピンドルＳ
の先端にスピンドルの＠転軸線と同゛軸的にねじ１８に
よって固定される。作動カラー１９が本体１６内に支持
されて、回転軸１１ｉＡに沿って往復運動でき、使用時
にはスピンドルＳを通って延びて、後板１５の中心開口
２０を通って本体１６内に延びる引張管（図示せず）に
連結されて使用される。カラー１９はねじ２８によって
本体１６の前面２６に固定された面板２２の案内部分２
４上を滑動する。

本体１６０３つの空胴３工内に、軸線人のまわりに１２
０°ずつ等間隔に配置された３つのベルクランクレバー
３０が、軸線Ａに対して横方向に延びる軸３２に枢支さ
れる。各レバー３０のうち短いアーム３０ｍは、前面２
６を越えて延びて力伝達面３４をもつ℃いる。各レバー
３０のうち長いアーム部分３０ｂは、カラー１９の周辺
舅３６に係合して、カラー１９が往復運動するとき、軸
３２の軸線のまわりにレバー３０を回転させるのに用い
られる。レバー３０の平衡重錘部分３０ｃはアーム３ｏ
ａから反対方向に延びる。カラー１９及びレバー３０は
、米国特許＠３，９８４，１１４号に示されたものと実
質的に同じものである。

面板２２は、中心の截頭円錐ボス３８をもち、さらに面
板２２から隔たっていてレバーの間の空所内に配置され
、ボス３８から半径方向に延びる３つのバヨネットフィ
ンガ４０をもっている（第４図）。３つのさらに別のバ
ヨネット式フィンガ４２がフィンガ４００半径方向外方
罠配設され、フィンガ４０．４２は工作物把持部材１４
と協働する。

工作物把持部材１４は案内ボス３８を受入れるため、後
面５３にチーツク部分５２ｍをもつ中心−口５２を有す
る円形第２本体５０を有する。

この本体５０は主ジョー５８が半径方向に滑入する３つ
の半径方向通路５６をもっている（第５図）。工作物把
持ジョー、いわゆる上ジョー６０は、ジョーナツト６２
及びねじ６３などを用いて、既知の方法で主ジョー５８
に固定され、図示の実施例では硬質のセレーション付き
挿入部分をもっている。これとは別に、軟質の上ジョー
も使用でき、所望の形状に加工され、上ジョーの選択は
把持される工作物の性質によって定められる。

主ジョー５８は、本体５０の後面５３を越えて延びる後
方部分６５をもっている。後方部分６５には凹部６６が
形成されて、レバーアーム３０１の力伝達部分を受入れ
、該伝達部分は面６６＆に作用して主ジョーを中心軸線
Ａに対して半径方向へ移動し、工作物を把持して工作物
を軸線Ａに対して心合わせし、面６６ｂと当接してジョ
ーを該軸線から離反して工作物を解放する。

周方向におけるレバーアーム３０ｍの幅、及び後面５３
を越えて延びる主ジョーの後方部分６５の幅は、このレ
バー３０がその中で支持さＪｔている空胴の幅及びレバ
ー幅の残りの幅に比べて狭いので、突出する後方部分６
５は、工作物保持具が第３図示の分離位置から、面板２
２と接触するまで軸方向に移動するとき、第６図に示す
ように、短いレバーアーム３０ａと並んで空胴３１内に
受入れられる。工作物把持部材と動力部材との間のわず
かな相対回転は、短いレバーアーム３０ｍと主ジョーを
半径方向に整合するように移動し、ここにおいてレバー
は主ジョーの面６６ｍ、６６ｂと協働して、レバーを回
転するとジョーを半径方向に移動する。

第３、第４図に示すように、３つのバヨネット型フィン
ガ４０，４２は細かいピッチのらせんセグメントとなっ
ていて、案内ボス及び面板の前面から突出するように＃
成される。本体５０の後面５３に形成された凹部７４．
７６は、開口部分をもっていてフィンガを軸方向に受入
れ、細かいピッチのらせん状保持面７４＆、７６ｍをも
ち、２部材が相対回転すると、フィンガと協働して２つ
の部材を緊締関係に固定する。回転方向は、使用時に工
作物保持具の回転が２つの部材を緊締する方向に選択さ
れる。

使用時に動力部材１２は、工作機械のスピンドルＳに取
付けらｎる。２つ以上の工作物把持部材１４が、異なる
把持輪郭をもつ工作物に対して適した上ジョーをもって
いる。最初に１つの工作物把持部材１４が、軸方向へ面
板２２と接触するように移動して動力部材１２に取付け
られ、この運動中に案内面は工作物把持部材を心合わせ
し、バヨネット型フィンガ４０．４２は凹部７４．７６
内に受入れられる。工作物把持部材は、次に動力部材に
対して、またはその逆にわずかに回転して２つの部材を
緊締結合する。次に工作物がジョー間に配置され、カラ
ー１９を軸方向に移動してレバー３０を旋回し。

ジョーをいっしょに動かして、工作物を堅固に把持する
とともに心合わせし、そののちスピンドル及び工作型保
持具１０が回転して工作物を加工する。把持したままで
異なる寸法または異なる輪郭の工作物を加工するために
、工作機械の作業を変更したいときは、工作物把持部材
を動力部材に対して反対方向に回転して軸方向に離間さ
せ、新規の工作物と適合した別の上ジョーをもつ第２工
作物把持部材を前記と同様な方法で動力部材に取付ける
。その時点で工作機械は再び工作物を把持する準備が完
了するが、異なる輪郭やサイズのものに対して、加工時
間の損失はほとんどない。工作物把持部材は、必要とす
る操作は比較的単純で直接的であり、操作の達成には複
雑なフィードバック制御を必要としないので、ロボット
や他の自動操作機械装置によるなどして、自動的に配置
することができる。

一層頑丈な構造をもつこの発明の別の実施例を第７図〜
第１１図に示し、この装置において第１図〜第６図に示
した装置に用いたものと同一の部品にはそれらと同一の
符号を付し、また類似の部品には四−符号にダッシュを
付して識別した。この実施例において、本体に取付けら
れた可撓性のゴムシール８０はレバー空Ｕ３１’の前面
を閉じて、工作物把持部材を交換するときに切屑などが
侵入するのを防いでいる。レバーアーム３０ｍを半径方
向に動かしながら、本体５０’の後向きに延びるフラン
ジ８２を本体１６’の周辺と重ね合わせて、工作物を把
持し、加工中に受けるゆがめ力に対する工作物把持部材
の剛性の増大を図り、次に連結ピン８４を動力部材め穴
８６内に受入れるように工作物把持部材に装入し、止め
具８８で保持して、両部材１４’、１６’を軸方向の相
対運動のみで連結させ、スピンドル軸線のまわりのいず
れの方向への相対半径方向運動を確実に防止し、それに
よりスピンドルの急停止や逆転時にも２部材が弛緩する
ことがない。３つのピン８４がこの実施例において配設
され、それぞれのピンは互いに等角度間隔をもって局方
向に設げられた３つの穴８６の１″：）Ｋ’ｌｌ密に受
入れられ、それらの穴８６は隣接するジョー空胴間でチ
ャック本体部分に形成される。各ピン８番は、すべりば
めによって本体５０′内に受入れられて、頭部８４畠及
び肩部ねじ９０をもって固定され、このねじによってピ
ンを固定するとともに予め定めた向きにピンを位置づけ
る。後面５３′から延びる各ピン８４の端部には、円周
溝９２（第８図）と、本体１６’内の止め具８８の末端
と協働する先導用チー／ぐ付きカム作用面９４をもって
いる。止め具は穴８６に出入可能で、ばね９６によって
穴内へ偏倚されている。止め具のチー、ｅ端部８８ａは
、ピンがこの穴内へ移動するとき、ピンの面９４によっ
て穴からカム作用によって押出され、次いでばねによっ
て穴及び溝９ｚ内へ戻し動かされる。溝の傾斜面９２ｍ
は、ピンが面５３を動力部材と平らに保持することを保
証し、その十分な傾斜度は止め具がこれら２部材を分離
しようとするおそれのある予測される軸方向の力によっ
て外方へカム作用によって押出されるのを防ぐ。弛めプ
ランジャＺｏｏ（第８、第１１図）が各ピンに担持され
、中心内孔１０２内で軸方向に滑動する。各プランジャ
はその関連するピンの末端く設けられた軸方向溝孔内を
移動する傾斜カム作用面１０４をもっている。

プランジャはばね１０６によって１周辺溝９２から離脱
した引込み位置に保持される。本体５０′の前面からピ
ンの中心内孔１０２内へ外部のおす形作動手段によって
押動されると、傾斜カム作用面１０４は止め具８８を周
辺溝から押出して、工作物把握部材を動力部材から取外
させる。工作物把握部材１４’の取外しは、各ピン８４
の内孔１０８内の円周溝１１０を利用して助長される。

はぞまたはロッド状の関連おす形作動部材（図示せず）
が、ばね偏倚型球止め具を備えて準備され、作動部材が
プランジャ１００を十分に移動して止め具８８を溝９２
からカム作用により移動するとき、溝１１０内へスナッ
プばめされる。はぞまたはロッドを引抜くときの反対方
向への運動は、上記の操作の代りに工作物保持具を球止
め具の把持作用によって動力部材から引離してこの２部
材を分離する。おす型作動部材はロボットによって制御
することができる。組立及び分解はともに、単に軸方向
への運動を必要とするのみで、その制御ならびに実画は
簡単である。ピン８４と穴８６（ｌ！：の間の緊密はめ
合いは、いずれかの方向への２部材の相対回転を防止す
る。作動レバーアーム３０ｍと主ジョー５８の相互係合
面は、上記のように単なる軸方向運動のみが必要である
ので、第１図〜第６図に示すものに比べて大きい強度を
あられす空胴３１’が利用できる。

この発明の好適実施例について詳則に述べたが、特許請
求の範囲から逸脱せずに種々の変更を実施できることが
理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の正面図、第２図は第
１図の線２−２に沿ってとられた断面図、第３図は、同
上の動力部材と工作物把持部材とが分離された状態を示
す断面図、第４図は、第３図の線４−４に沿ってとられ
た正面図、第５図は、第２図の線５−５に沿ってとられ
た部分平面図、第６図は同上の動力部材と工作物把持部
材とが相対的に変位した状態を示す平面図、第７図は、
この発明の第２実施例の第２図と同様の断面図、第８図
は、第７図の一部の拡大図、第９図は第８図の線９−９
に沿っ℃とられた断面図、第１θ図は、第８図の線１〇
−ｉｏに沿ってとられた側面図、第１１図は第８図に示
された実施例の一部の斜視図である。 １０・・・工作物保持具　　１２．１２’・・・動力部
材１４．１４’・・・工作物把持部材　１６．１６’・
・・第１本体１９・・・カラー　　　　　２０・・・中
心開口２２．２２’・・・面板　　　　２４・・・案内
部分２６・・・前面　　　　　　　　　３０・・・ベル
クランクレノ←３Ｇｍ・・・短アーム　　　　３０ｂ・
・・長アーム部分３０ａ・・・平衡重錘部分　　３１．
３１’・・・空胴３２・・・軸　　　　　　　３４・・
・力伝達面３８．３８’・・・案内ボス　　４０・・・
フィンガ４２・・・フィンガ　　　　５０．５０’・・
・第２本体５２・・・中心開口　　　　５２＆・・・チ
ー”　ｆａ　分５３．５３’・・・後面　　　　５８．
５８’、−・主ジョー６０・・・上ジョー　　　　７４
．７６・・・凹部７４ｍ、７６ｍ・・・保持面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動力部材と工作物把持部材とを有し、前記両部材の
   いずれも分解せずに動力部材から工作物把持部材を分離
   して取外しが可能であり、動力部材が第１本体と、第１
   本体に対して可動で作動時に力を作用する動力作動部材
   とを有し、工作物把持部材が第２本体と、第２本体に対
   して移動可能に担持された工作物把持具とを有し、動力
   作動部材及び工作物把持具が両者間に力を伝達するため
   に離脱可能に係合され、第１、第２本体の相対運動によ
   つて係合が解除されて分離され、２本体の相対運動に応
   答して堅固に合体された第１、第２本体を分離可能に保
   持する部材を具備していることを特徴とする工作物保持
   具。 ２、中心回転軸線をもち、工作物把持具が該軸線に対し
   て横方向に移動可能であり、動力部材が回転軸線に対し
   て横方向の軸線のまわりに運動するように、第１本体に
   よつて回転可能に支持された少くとも１つのレバーと、
   このレバーを回転させる往復動部材とを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作物保持具。 ３、レバーが前記回転軸線と同方向へ第１本体を越えて
   延びるアームを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の工作物保持具。 ４、工作物把持部材が、第２本体に対して予め定めた経
   路内に工作物把持具を案内する部分と、この案内部分に
   沿つて第２本体内で移動可能なスライドとを有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作物保持具
   。 ５、２本体を合体保持部材が、２本体間の相対軸方向運
   動及び３６０°未満の相対回転運動によつて相互に作用
   する面を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第４項までのいずれか一項記載の工作物保持具。 ６、２本体を合体保持する部材が、２本体間の相対軸方
   向運動のみによつて相互に係合され、ひとたび相互に係
   合されると２つの本体間の相対軸方向運動及び相対回転
   運動を確実に抑止するようになつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一項
   記載の工作物保持具。 ７、第２本体と類似するが、第２本体の工作物把持具と
   異つた輪郭の工作物把持具を具備する第３本体を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれか一項記載の工作物保持具。 ８、第１、第２本体のうちの１つが、両本体間の相対運
   動中に第１、第２本体のうちの他のものを案内し、かつ
   位置決めをするテーパ付き案内部材をもつていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
   れか一項記載の工作物保持具。 ９、２本体を合体保持する部材が、２本体のうちの一方
   にばね偏倚式止め具を、また他方から延びて止め具によ
   つて保持可能な部材とを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項記載の工
   作物保持具。