JPS6254608A - 工作機械のクランプジヨ−急速交換装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械においてクランｆ−／、−を急速に交
換するための急速交換装置Ｋ関する。なお、本発明は特
に加工作動を繰返し行う場合に役に立つものである。

〔従来の技術〕

現在のところ、クランプジ、−は緩慢な動作を伴う固定
手段例えばねじやボルトなどを用いてジ、−ホルダに装
着されている。したがって、加工後の工作物を取り出す
べくクランプジ、−を取り外したり、またその加工物を
次の加工すべき工作物と取り替えたりする作業は緩慢で
かつ非経済的なものとなる。さらに、この場合のクラン
プ精度はしばしば不十分なものとなる。

〔発明が解決しようとする問題点および問題点を解決す
るための手段〕 本発明の目的は上述した従来の不利点を克服することで
ある。

本発明によれば、工作機械においてクランゾジ、−を急
速に交換する念めの急速交換装置であって、ジョーホル
ダにジョーを自己錠止させるための錠止手段を具備し、
この錠止手段は、本質的には、固定要素と、前記ジ、−
を錠止位置に保持するための少なくとも１つの組立体と
によって構成され、前記固定要素には、基部と、前記ジ
ョー用の支承部とが設けられ、前記基部の１つの面には
前記ジ、−が錠止位置において衝合するようになってお
り、前記支承部の支承面が前記基部の１つの面について
の垂直面に対して直角な水平面と角度韓）をなすように
傾斜して、前記ジョーの該当支承面と錠止位置で協働す
るようになっており、前記組立体の可動部材の両端部の
一方には少なくとも１つの面が設けられ、この面が前記
基部の１つの面についての垂直面に対して直角な水平面
と角度（Ａをなすように傾斜して、前、記）、−の該当
支承面と錠止位置で協働するようになっており、前゛記
角度（Ｍ）およびいは同一方向に広がっており、前記角
度韓）は前記角度（Ｍ）よりも大きく、前記組立体が前
記ジ、−を固定／錠止解除状態とするための固定／錠止
解除手段を備えていることを特徴とする急速交換装置が
提供される。

本発明において、前記角度（Ｍ）につ−ては、前記角度
（Ｍ）の１．４倍ないし２倍の範囲内の値とし、またそ
の角度差（α−β）については、７″ないし３０°の範
囲内の値とすることができる［α＝（１１４〜２）β：
（α−β）＝７６〜１０°］。

−！念、前記角度（Ｍ）については、１５’ないし３０
”の範囲内の値とし、前記角度（Ｍ）につ−ては、７″
ないし２０’の範囲内の値とすることができる。

本発明において、前記ジ、−を固定／錠止解除状態とし
得るようになった前記組立体の固定／錠止解除手段につ
いては、プッシャーから構成することができる。この場
合、前記グツシャーの一端部は少なくとも１つの傾斜面
を備えてヘッド形式あるいは端部片形式とし得るようさ
れ、また前記プッシャーの他端部は調節自在の弾性手段
を収容し得るようＫされる。前記ジョーを固定／錠止解
除状態とする作動時には、前記プッシャーは前記ジョー
ホルダの固定要素の基部に直接的あるいは間接的に形成
された？ア内に前記弾性手段に抗して押し戻され得るよ
うになっていて、その押戻しについては、前記一端部の
面が前記基部の面と同じレベルあるいはそのレベル以下
となるまで行われることＫなる。

本発明において、前記ジ、−ヲ固定／錠止解除状態とす
る作動を行うべく前記プッシャーのジ。

−側の端部に接近し得るようにするがアを該ソヨーに形
成することができる。

本発明において、前記ジ、−用の駆動手段を用意しても
よい。

そのような駆動手段については、前記ジ、−の各側に配
置され念溝部の形式か、あるいは前記ジョーと前記ジョ
ーホルダとの間に設は念中央キー機構の形式とすること
ができる。

１几、かかる駆動手段は低駆動トルク時に前記ソ、−の
駆動を単独で保証するようになったプッシャーの形式と
することもできる。

本発明において、前記ジョーに踵部を設けて、そのジョ
ーを前記ジョーホルダに固定しかつ錠止する際にかかる
踵部を該ジョーホルダの固定要素の基部の該幽門所内に
収容させるようにすることができる。

本発明のその他の利点および特徴については、添付図面
を参照する以下の記載によって明らかにされる。

以下全白 〔実施例〕 添付図面に示すように、ジョーホルダＰは固定要素１と
、クランプジョーＭを固定／錠止位置に保持するための
保持組立体２と、クランプジ、−Ｍｔ−マンドレル（図
示されない）上の所定位置に保持すべく例えば固定要素
１の下側面に設けられた歯付き領域３と全包含する。な
お、ジョーホルダＰはねじ４１１４□によってマンドレ
ルに装着されるようＫなりてｂる。

固定要素１は基部１．とクランプジ、−Ｍ用の支承部１
２とを備える。この支承部１２にはクランプジ、−Ｍの
側に支承面１２。が形成され、この支承面１２゜は基部
１．の面ｌ、。についての垂直面に対して直角な水平面
と角度αをなすように傾斜させられる。

保持組立体２はポア２３．を持つ円筒形ライナ２４から
構成され、この円筒形ライナ２４は基部１１とプレート
３とを貫通するように装着される。ライナ２４の両端部
の一方（第１図において左側）はキャップ要素２４０あ
るいは底要素等によって閉鎖される。キャップ要素すな
わち蓋要素２４１（底部での）とライナ２４とを単一体
の形式に構成することが有利である。蓋要素すなわち底
要素２４１の中央には開口が形成され、その開口には弾
性手段例えば螺旋ばね２２を調節するためのねじ２３が
通される。ねじ２　の頭部と底要素２４０の外面との間
には隙間Ａが与えられ、この隙間Ａは錠止作動の補償を
確保するためのものとして機能する。

別の形式の調節自在の弾性手段を本発明の技術的範囲か
ら逸脱することなく利用することができる。螺旋ばね２
２は一万では底要素２４０の内面に衝合し、また他方で
はプッシャー２の外方部分２１゜を形成するが７２１．
ｏの内面に衝合する。プッシャー２１は、ライナ２４の
ボア２３１内で軸線Ｘ−Ｘに沿ってしかも距＠Ｄに亙っ
て、弾性手段２２の作用による矢印ｆ　方向にも、また
弾性手段２２の作用に抗するｆ２方向にも移動させられ
る。ライナ２４を用いる代わりに、基部１１に簡単な？
アを形成してそこに適当な蓋要素あるいは底要素を設け
た場合も本発明の技・術的範囲内に含まれる。プッシャ
ー２．の外側端部２１０Ｋは少なくとも１つの面が設け
られ、この面は基部１１の面１．。についての垂直面に
対して直角な水平面と角度（Ｍ）をなすように傾斜させ
られる。図示の実施例では、外側端部２．。

は円錐形状とされる。このような外側端部には、本発明
の技術的範囲から逸脱することなく、ピラミッド形状を
与えてもよいし、ま念単−傾斜面を持つ略プリズム形状
を与えてもよい。プッシャ−２、の外側端部２１０の面
２．。、には工具の作用をそのプッシャーに及１″ｔし
得るようにする之めの凹所あるいは開口部が設けられる
。

２つの角度αおよびβは同じ方向に向かって広がってい
て、角度αは角度βよりも常に大きくされる。本発明者
の研究によれば、α＝１．４〜２×βとし、かつ角度α
およびβの差ヲ７６〜２０６とした場合が特に有利であ
ることが判明し念。角度αについては１５°ないし３０
°の範囲内で、また角度βについては７°ないし１０°
の範囲内で変えることができる。図示の実施例では、角
度αは約２０°、角度βは約１２°とされる。

ジョーＭの両端部の一万には傾斜面Ｍ、。が設けられ、
その傾斜角度は固定要素１の支承部１２の面１２０の傾
斜角度αと等しくされる。ジョーＭの他端部には踵部Ｍ
４０が設けられ、この踵部Ｍ４０は固定要素１の支承部
１．に形成した凹所１１１内に収容される。ジョーＭが
固定／錠止位置に置かれｔ際に基部１の面１．。に衝合
するようになっ念該ジョーＭの面にはプッシャー２１の
位置に対応した箇所に開口部が設けられ、この開口部の
少なくとも１つの面Ｍ２０はプッシャー２１の端部２．
。の傾斜面２．。。の傾斜角度βに等しい角度で傾ｆｐ
＋プせられる。また、かかる開口部にはゲアＭ３０が延
長部として設けられ、このがアＭ５０を用いることによ
り、プッシャ−２１の端部２１０の面２．。、に作用さ
せるようになった工具をそごに接近させることができる
。面Ｍ１ｏおよびＭ２Ｏについての傾斜角度は同じ方向
に向かって広がられる。図示の実施例では、ジ、−Ｍに
形成された上述の開１口部は円錐形状とされる。しかし
ながら、そのような形状については、面Ｍ２０の傾斜角
度がプッシャー２１の面２．。。

の傾斜角度と同じであるならば、本発明の技術的範囲か
ら逸脱することなくその他の形状とすることもできる。

また、図示の実施例では、工具ホルダＰの支承面’２０
とジョーＭの対応面Ｍ１０とは円形形状とされるが、こ
れら双方の面１２。お工びＭ、。についても、本発明の
技術的範囲を逸脱することなく平坦形状あるいはその他
の所望の形状とすることができる。

本発明による急速交換装置は以下のように作動する。

自動的な固定／錠止位置（図示されたような）において
、ジョーＭは工具ホルダＰの面１．。に衝合させられる
。このときジョーＭの傾斜面Ｍ１ｏおよびＭ２Ｏは、一
方では固定要素ｌの傾斜面１２０と、また他方では弾性
手段２２の作用によってプッシャー２１の端部２１０の
傾斜面２１０ｏと密接に接触した状態にある。この場合
、角度αおよび１間の角度差のために、ジョーホルダＰ
の支承面１２０に対するジ、−Ｍの面Ｍ１ｏの完全な適
用状態が保証されると共に、ジ、−Ｍの面Ｍ２０とプッ
シャー２．の端部２．。Ω支承面２１００との協働作用
による作動位置での完壁な固定／錠止状態も保証される
。実験結果によれば、前照て固定／錠止解除のための作
動を行うことなくジ＊Ｍｆ！：取り外すことが実際上不
可能であることが判明した。図示の実施例の場合には、
端部２．。のテーノ母形状のために、面Ｍ２０と面２１
０ｏとの間の接触は極端に狭められた領域に制限され、
そのような接触領域は単なる線接触の状態であり得る。

この場合、かかる接触領域の反対側には隙間Ｊ１が形成
され、その隙間の大きさは最大となっている。ジョーＭ
はその両側の各側に配置された溝部Ｍ５０によって駆動
されることになる。なお、それら溝部Ｍ２０ｆ′ｉジョ
ーホルダＰとそれ自体周知の態様で協働するようになっ
ている。駆動トルクが小さい場合には、プッシャー２、
ヲ１つだけ設ければ十分である。ソヨーＭの内側端部に
は踵部Ｍ４０が設けられ、この踵部Ｍ４０は作動中ジョ
ーホルダＰの基部１．に設けた凹所１１１に収容される
。この場会、踵部Ｍ４０の面のうちの１つだけが凹所１
１１の単一面と接触状態に置かれ、一方踵部Ｍ４ｏのそ
の他の面と凹所１１１との間には隙間Ｊ２およびＪ３が
与えられる。このような構成により、ジョーＭの揺動運
動を抑えて、その摩耗速度を遅らせることができる。

固定／錠止解除を行うときには、工具（図示されない）
が？アＭ３０内に手動であるいは囲動的に導入される。

このような工具はプッシャー２．の面２．。、に衝合さ
せられ、これによりプッシャー２１は弾性手段２２０作
用に抗して後方に押し戻される。このような後方への押
戻しについては、面２、。、がジョーホルダＰの基部１
．の面’１０と同じレベルとなるまで、あるいはそのレ
ベル以下となるまで行われる。このときジョーＭは自由
な状態となって、そのジョーＭを手動で取り外したり、
あるいはジ、−Ｍの側刃に設けた１つもしくはそれ以上
の溝部と係合するようになっｆｔ　ニッパ等の工具を用
いて該ジョーＭｉ機械的の取り外したりすることができ
る。

ジョーＭｔ−装着する場合には、ジョーＭをジョーホル
ダＰに導入して、傾斜面Ｍ１０をジョーホルダＰの対応
傾斜面１２０と係合させ、次いでジョーＭに押圧力を加
えてプッシャ−２１をジョーＭの対応開口部と係合させ
れば十分である。この場合、プッシャー２．は初めに弾
性手段２２に抗して軸線方向Ｘ−Ｘに沿って矢印ｆ２の
方向に移動させられるが、次いで錠止全行うべく弾性手
段２２の作用によって矢印ｆ、に移動させられる。もち
ろん、機械加工中に工作物を保持する友めには幾つかの
ジョーが用いられるが（一般的には、少なくとも３つ）
、これらジョーの固定／錠止解除動作あるいは固定／錠
止動作については、順次行うこともできるし。

同時に行うこともできる。

本発明によれば、ジョーの取外し操作および装着操作を
きわめて迅速に行うことが可能であるから、作動を繰り
返して行う場合には非常に高度な繰返し性が得られ、一
方摩耗速度および摩耗量もきわめて低いく抑えられるこ
とになる。固定／錠止等除用の工具を手動で操作した場
合には、ジョーの取外しに要する時間は６秒程度であり
、−！念ジョーの再製Ｎ（および被加工物の装着も）に
要する時間は１００秒程である。非常に多くの作動を行
りｔ後の作動精度が被加工物の同心性および偏心性につ
いて１／１００ミＩＪ（加工後の工作物の寸法の関数と
して）以下となることは決してなう）った。

上述したような急速交換装置には本発明の技術的範囲か
ら逸脱することなく種々の変更および改善を加え得るこ
とは言うまでもない。例えば、必要に応じて各ジョーに
数個のプッシャーを用いてもよい。

本発明による急速交換装置を僅かに改変して平削り盤、
形削り盤等の工作機械に用いることができる。また、本
発明による自己錠止装置を工作機械分野以外の技術分野
にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による急速交換装置の一実施例としてジ
ョーホルダとジョーとからなる組立体を固定／錠止位置
において示す断面図、第２図は第１図の組立体の平面図
である。 Ｍ・・・ジョー、Ｍ、。・・・支承面、Ｍ２０・・・支
承面、Ｍｓｏ・・・ゲア、Ｍ４ｏ・・・踵部、Ｍ５０・
・・溝部、Ｐ゛・・・ジ。 −ホルダ、１・・・固定要素、１．・・・基部、１．。 ・・・面、１２・・・支承部、１２。・・・支承面、２
・・・保持組立体、２１・・・可動部材（プッシャー）
、２２・・・弾性手段、２．。 ・・・端部、２１０ｏ・・・面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工作機械においてクランプジョーを急速に交換する
   ための急速交換装置であって、ジョーホルダ（Ｐ）にジ
   ョー（Ｍ）を自己錠止させるための錠止手段を具備し、
   この錠止手段は、本質的には、固定要素（１）と、前記
   ジョー（Ｍ）を錠止位置に保持するための少なくとも１
   つの組立体（２）とによって構成され、前記固定要素（
   １）には、基部（１＿１）と、前記ジョー（Ｍ）用の支
   承部（１＿２）とが設けられ、前記基部（１＿１）の１
   つの面（１＿１＿０）には前記ジョー（Ｍ）が錠止位置
   において衝合するようになっており、前記支承部（１＿
   ２）の支承面（１＿２＿０）が前記基部（１＿１）の１
   つの面（１＿１＿０）についての垂直面に対して直角な
   水平面と角度（α）をなすように傾斜して、前記ジョー
   （Ｍ）の該当支承面（Ｍ＿１＿０）と錠止位置で協働す
   るようになっており、前記組立体（２）の可動部材（２
   ＿１）の両端部（２＿１＿０）の一方には少なくとも１
   つの面（２＿１＿０＿０）が設けられ、この面（２＿１
   ＿０＿０）が前記基部（１＿１）の１つの面（１＿１＿
   ０）についての垂直面に対して直角な水平面と角度（β
   ）をなすように傾斜して、前記ジョー（Ｍ）の該当支承
   面（Ｍ＿２＿０）と錠止位置で協働するようになってお
   り、前記角度（α）および（β）は同一方向に広がって
   おり、前記角度（α）は前記角度（β）よりも大きく、
   前記組立体（２）が前記ジョー（Ｍ）を固定／錠止解除
   状態とするための固定／錠止解除手段（２＿１、２＿２
   ）を備えていることを特徴とする急速交換装置。 ２、特許請求の範囲第２項に記載の急速交換装置におい
   て、前記角度（α）が前記角度（β）の１．４倍ないし
   ２倍の範囲内の値とされ、角度差（α−β）が７°ない
   し３０°の範囲内の値とされる［α＝（１．４〜２）β
   ；（α−β）＝７°〜１０°］ことを特徴とする急速交
   換装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の急速交
   換装置において、前記角度（α）が１５°ないし３０°
   の範囲内の値とされ、前記角度（β）が７°ないし２０
   °の範囲内の値とされることを特徴とする急速交換装置
   。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
   項に記載の急速交換装置において、前記ジョー（Ｍ）を
   固定／錠止解除状態とし得るようになった前記組立体（
   ２）の固定／錠止解除手段（２＿１、２＿２）がプッシ
   ャー（２＿１）から構成され、このプッシャー（２＿１
   ）の一端部（２＿１＿０）が少なくとも１つの傾斜面を
   備えてヘッド形式あるいは端部片形式とし得るようにな
   っており、前記プッシャー（２＿１）の他端部（２＿１
   ＿１）が調節自在の弾性手段（２＿２）を収容し得るよ
   うになっており、前記ジョー（Ｍ）を固定／錠止解除状
   態とする作動時には、前記プッシャー（２＿１）が前記
   ジョーホルダ（Ｐ）の固定要素（１）の基部（１＿１）
   に直接的あるいは間接的に形成されたボア（２＿３＿１
   ）内に前記弾性手段（２＿２）に抗して押し戻され得る
   ようになっていて、その押戻しについては前記一端部（
   ２＿１＿０）の面（２＿１＿０＿１）が前記基部（１＿
   １）の面（１＿１＿０）と同じレベルあるいはそのレベ
   ル以下となるまで行われることを特徴とする急速交換装
   置。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
   項に記載の急速交換装置において、前記ジョー（Ｍ）を
   固定／錠止解除状態とする作動を行うべく前記プッシャ
   ー（２＿１）のジョー側の端部（２＿１＿０）に接近し
   得るようにするボア（Ｍ＿３＿０）が該ジョー（Ｍ）に
   形成されていることを特徴とする急速交換装置。 ６、特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
   項に記載の急速交換装置において、前記ジョー（Ｍ）用
   の駆動手段が設けられていることを特徴とする急速交換
   装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載の急速交換装置におい
   て、前記駆動手段が前記ジョー（Ｍ）の各側に配置され
   た溝部（Ｍ＿５＿０）の形式か、あるいは前記ジョー（
   Ｍ）と前記ジョーホルダ（Ｐ）との間に設けた中央キー
   機構の形式とされ得るようになっていることを特徴とす
   る急速交換装置。 ８、特許請求の範囲第６項に記載の急速交換装置におい
   て、前記駆動手段がプッシャー（２＿１）の形式とされ
   得るようになっており、このプッシャー（２＿１）が低
   駆動トルク時に単独で前記ジョー（Ｍ）の駆動を保証す
   るようになっていることを特徴とする急速交換装置。 ９、特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１
   項に記載の急速交換装置において、前記ジョー（Ｍ）が
   踵部（Ｍ＿４＿０）を備え、この踵部（Ｍ＿４＿０）が
   前記ジョー（Ｍ）を前記ジョーホルダ（Ｐ）に固定しか
   つ錠止する際に該ジョーホルダ（Ｐ）の固定要素（１）
   の基部（１＿１）の該当凹所（１＿１＿１）内に収容さ
   れるようになっていることを特徴とする急速交換装置。