JP3884198B2 - 工具の圧入方法及び圧入装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に使用する工具のシャフトに挟持部材を取り付けるための圧入方法及び圧入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は挟持部材103を備えた工具101を示し、工具101にはシャフト102が軸方向に一体的に延びている。挟持部材103はリング状で外周に一本の溝が形成されており、シャフト102を圧入することにより、シャフト102の軸方向の所定位置に取り付けられる。
【0003】
挟持部材103が取り付けられた工具101は、図4に示すように、その複数本がパレット104に整列状に格納される。パレット104は工作機械105の近傍に配置されており、工作機械105の機内に搬送される。そして、図5に示すように、ロボットハンド106の突起部が挟持部材103の外周の溝に入った状態でチャックし、不図示の主軸のコレットチャックに取り付けられる。このような各工具101は一般的に用いられる工具保持用のホルダを備えていないため、ATCの省スペース化が可能となっている。
【0004】
図6は、工具101のシャフト102に挟持部材103を取り付ける従来方法を示す。この装置では、挟持部材103をバイス107でクランプし、このクランプ状態で挟持部材103の孔108に工具101のテーパ部109を略嵌め込む。そして、ハンマー110によってシャフト102の基部を叩くことによりシャフト102を挟持部材103に圧入して、挟持部材103をシャフト103の所定位置に取り付ける。
【0005】
図7及び図8は、特開平10−249591号公報に記載された別の従来方法を示す。台座122上にダイ121が取り付けられる一方、このダイ121と対向するパンチ119が成形部120に取り付けられている。台座122には支柱111が立設しており、この支柱111に取付板114が取り付けられている。取付板114には、プレスシャフト123が上下動自在に取り付けられており、このプレスシャフト123に成形部120の全体が取り付けられている。従って、プレスシャフト123の上下動により成形部120の全体が上下動することができる。なお、プレスシャフト123の上端部には、プレスシャフト123の下動を制限するストッパ113が設けられている。
【0006】
プレスシャフト123の上下動は、レバー112を回動操作することにより行われる。また、成形部120には、圧縮コイルばね116が設けられている。この圧縮コイルばね116は、レバー112の回動操作によってプレスシャフト123が下動してストッパ113が取付板114に当接した状態において、さらに加工圧を上げようとしても圧縮して力を吸収する。これにより、圧力を常に一定に保つことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来方法では、例えば刃となっている工具101の径がシャフト102の外径と同等もしくは大きい場合には、挟持部材103を取り付けるときにシャフト102側から挟持部材103を嵌め込まなくてはならない。このような場合、案内をするテーパ部が無いため、容易に圧入をすることができず、熟練作業を要し、作業性が悪いものとなる。
【0008】
また、シャフト102に対する挟持部材103の位置精度が悪く、挟持部材103と工具(刃)101の先端までの距離が短いときは、工作物を加工する際に挟持部材103と工作物とが干渉する問題がある。
【0009】
これに加えて、特開平10−249591号公報に開示されている従来の技術では、圧力を一定にして加工を行うため、シャフト102の外径と挟持部材103の孔の内径とに寸法ばらつきがある場合、加圧をしても孔の中にシャフトが入らないという不具合がさらに発生する問題を有している。
【0010】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、工具のシャフトに挟持部材を位置精度良く、且つ効率良く取り付けることができる圧入方法及び圧入装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、圧入装置に工具を載置して、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、第1の位置決め手段によって、載置された上記工具を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記軸方向の位置決めを行なう第1の位置決め工程と、第2の位置決め手段によって、上記工具を挟持して上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行なう第2の位置決め工程と、上記第1の位置決め工程及び上記第2の位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、を備えていることを特徴とする。
【0012】
この発明では、第1の位置決め手段によって圧入装置に載置された工具をシャフトの軸方向に移動させて軸方向の位置決めを行なうと共に、第2の位置決め手段によって上記工具を挟持してシャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行い、上記二つの位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する。従って、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1記載の発明であって、上記挟持部材は、上記第2位置決め手段に対して当接するまで圧入されることを特徴とする。
【0014】
この発明では、上記挟持部材は、上記第2位置決め手段に対して当接するまで圧入されるので、シャフトの軸方向の所定位置に正確に位置決めし取り付けることができる。
【0015】
請求項3の発明は、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入装置において、上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行う第1の位置決め手段と、上記工具を挟持するクランプ部材を有していて、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う第2の位置決め手段と、上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる押圧移動手段と、上記第2位置決め手段に設けられていて、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する圧入位置決め手段と、を具備することを特徴とする。
【0016】
この発明では、第1の位置決め手段が、上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行い、上記工具を挟持するクランプ部材を有する第2の位置決め手段が、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う。押圧移動手段は、上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる。上記第2位置決め手段に設けた圧入位置決め手段は、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する。従って、挟持部材をシャフトに精度良く圧入することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明の一実施の形態の正面図及び側面図である。この実施の形態では、ハンドプレスによる工具の圧入装置へ適用した形態を示す。工具の圧入装置1は、ベース2の上面に平板状の架台3が固定されると共に、平板状の裏板4が立設しており、架台3と裏板4とによってL字形状の支持構造が形成されている。
【0018】
架台3の上面には、Z軸ステージ5が立設状に取り付けられており、このZ軸ステージ5の側面にステージ取付板7が取り付けられている。ステージ取付板7はZ軸ステージ5に取り付けられているハンドル6を回転操作させることにより、上下方向(Z方向)に移動する。そして、ステージ取付板7の上下動により、後述する第1位置決め手段である刃物台10の高さ調整が行われる。
【0019】
刃物台10は平板状となっており、リニアシャフト9の上面に固定され、この固定状態で工具としての円板状のすり割りカッター13が載置される。リニアシャフト9はステージ取付板7から水平方向(X方向)に突出している上下2段のリニアシャフトホルダ8を挿通することにより、上下方向(Z方向)を向くように固定されている。
【0020】
工具としてのすり割りカッター13はシャフト14と一体となっているが、この実施の形態においては、その外径がシャフト14の外径よりも大径な円板状となっている。又、シャフト14は円柱状となっている。
【0021】
刃物台10の上方には、シャフト14を挟持してすり割りカッター13の水平方向の位置決めを行う第2位置決め手段としての一対の割型クランプ部材11,12が配置されている。割型クランプ部材11,12は水平方向(Y方向と逆方向)に突出するように裏板12の前面に取り付けられている。この場合、一方の割型クランプ部材11は裏板12の前面に固定されているが、他方の割型クランプ部材12は図示を省略したシリンダによって水平方向(X方向)に移動するようになっている。
【0022】
すり割りカッター13と一体となっているシャフト14の上端には、挟持部材18が載置される。挟持部材18はシャフト14の外径よりも、少し小さな内径の孔を有したリング状となっており、挟持部材14の孔にシャフト14が圧入される。この挟持部材18の上方には、押圧手段としての押圧部材16が設けられている。押圧部材16からは円筒となっている筒状部材19が垂下しており、この筒状部材19が挟持部材18の上端面に当接している。
【0023】
なお、刃物台10に載置されたすり割カッター13のシャフト14の上端部をテーパ状等の面取り加工を行い、この面取り部と挟持部材18の孔とを当接させることにより、挟持部材18をシャフト14の上端部の所定位置に載置し易くすることができる。また、筒状部材19の内径はシャフト14の外径よりも大きくなっており、これにより、筒状部材19の下端面で挟持部材18の上端面を押圧して、挟持部材18をシャフト14に圧入するときに筒状部材19とシャフト14とが干渉しないようになっている。
【0024】
筒状部材19の下端面で押圧された挟持部材18は、一対の割型クランプ部材11,12の上面A(図1参照)に当接することにより、シャフト14の軸方向の所定位置に位置決めされて取り付けられる。押圧部材16はプレスシャフト15を介してレバー17に連結されており、レバー17を回動させることにより上下方向(Z方向)に移動可能となっている。
【0025】
次に、この構造の工具の圧入装置1を用いて、挟持部材18をすり割りカッター13のシャフト14に圧入する方法を説明する。
【0026】
まず、Z軸ステージ5のハンドル6を回動させることにより、刃物台10を上下動させて所定位置に固定させる。この刃物台10上に対し、シャフト14が上方向に向くようにすり割カッター13を載置する。このとき、シャフト14を裏板4に固定されている割型クランプ部材11に当接させる。
【0027】
その後、割型クランプ部材12を前進(X方向に移動)させ、割型クランプ部材12と割型クランプ部材11とによってシャフト14を挟持(クランプ)する。そして、シャフト14の上端部に挟持部材18を載置させることにより、シャフト14の軸と挟持部材18の孔の中心とを略一致させる。
【0028】
次に、挟持部材18の上端面に筒状部材19の下端面を載置する。この状態で、レバー17を回動させることにより、押圧部材16を下降させ、その下端面で筒状部材19の上端面を押圧する。これにより、挟持部材18の孔にシャフト14が圧入され、さらに割型クランプ部材11,12の上面Aに当接して停止する。これにより、挟持部材18がシャフト14の外周の所定位置に取り付けられる
。
【0029】
かかる取り付け後は、押圧部材16を上昇させると共に、割型クランプ部材12を後退(X方向の逆方向)させる。その後、筒状部材19と、シャフト14に挟持部材18が取り付けられたすり割カッター13とを取り出す。
【0030】
このような実施の形態では、圧力を制御することなく、筒状部材19によって挟持部材18を押圧するため、シャフト14の外径と挟持部材18の孔の内径に寸法ばらつきを生じても、問題なく圧入することができる。又、刃物台10にすり割りカッター13が位置決めされること及び圧入時には割型クランプ部材11,12のA面で挟持部材の位置が決定されることにより、工具のシャフト14に対して挟持部材18の位置を精度良く位置決めすることができる。
【0031】
なお、この実施の形態では、工具としてすり割りカッター13を説明したが、工具(刃)の径がシャフト14の外径と同等もしくは大きい場合には、シャフト側から挟持部材18を取り付けなければならないことから、例えば刃とシャフトの径が同じエンドミル等にも以上の圧入を用いることが可能である。
【0032】
以上の説明から、本発明は次の技術的思想を包含している。
【0033】
(1) 孔を有した把持部材を工具のシャフトに取り付ける方法において、
上記工具を所望位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした工具の外周をクランプする工程と、把持部材を筒状部材によって押圧して工具のシャフトの外周に把持部材を取り付ける工程とを有することを特徴とする工具の圧入方法。
【0034】
この発明では、工具の外周をクランプした状態で、筒状部材によって把持部材を押圧してシャフトの外周に把持部材を取り付けるため、シャフト側から把持部材を圧入することができる。
【0035】
(2)孔を有するリング状の挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、
上記工具を第1位置決め手段によってシャフトの軸方向に位置決めする工程と、
上記工具を、第2位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めする工程と、
上記挟持部材の上端面を筒状部材の下端面で押圧することにより、挟持部材を上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、
を有することを特徴とする工具の圧入方法。
【0036】
この発明では、第1位置決め手段によってシャフトの軸方向に位置決めすると共に、第2位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めし、この状態で筒状部材を押圧することにより、筒状部材を介して挟持部材の所望位置までシャフトに圧入するため、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【0037】
(3)上記筒状部材の内径は、上記工具のシャフトの外径よりも大きいことを特徴とする上記(1)または(2)記載の工具の圧入方法。
【0038】
この発明では、筒状部材とシャフトとが干渉しないため、圧入を円滑に行うことができる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、第1の位置決め手段によって工具を軸方向に位置決めし、第2の位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めして、工具のシャフトに対する挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、挟持部材を工具のシャフトに載置し、筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する。従って、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【0040】
請求項2の発明によれば、上記挟持部材は、上記第2の位置決め手段に対して当接するまで圧入されるので、シャフトの軸方向の所定位置に正確に位置決めし取り付けることができる。
【0041】
請求項3の発明によれば、第1の位置決め手段及び第2の位置決め手段がシャフトの軸方向及びその直交方向に工具を位置決めし、押圧移動手段が、挟持部材を筒状部材によってシャフトの軸方向に押圧して圧入するように、筒状部材を軸方向に移動させ、圧入位置決め手段が、押圧移動手段によりシャフトの軸方向に圧入移動される挟持部材と当接して圧入位置を決定するため、挟持部材をシャフトに精度良く圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の正面図である。
【図2】一実施の形態の側面図である。
【図3】工具の一例を説明する斜視図である。
【図4】工具の使用用途を説明する斜視図である。
【図5】工具を把持する状態の斜視図である。
【図6】従来における圧入を示す斜視図である。
【図7】従来の別の圧入を行う装置の側面図である。
【図8】図7に用いる要部の正面図である。
【符号の説明】
1 圧入装置
10 刃物台
11 12 割型クランプ部材
13 すり割りカッター
14 シャフト
16 押圧部材
18 挟持部材
Claims (3)
- 圧入装置に工具を載置して、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、
第1の位置決め手段によって、載置された上記工具を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記軸方向の位置決めを行なう第1の位置決め工程と、
第2の位置決め手段によって、上記工具を挟持して上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行なう第2の位置決め工程と、
上記第1の位置決め工程及び上記第2の位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、
を備えていることを特徴とする工具の圧入方法。 - 上記挟持部材は、上記第2位置決め手段に対して当接するまで圧入されることを特徴とする請求項1記載の工具の圧入方法。
- 孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入装置において、
上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行う第1の位置決め手段と、
上記工具を挟持するクランプ部材を有していて、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う第2の位置決め手段と、
上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる押圧移動手段と、
上記第2の位置決め手段に設けられていて、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する圧入位置決め手段と、
を具備することを特徴とする工具の圧入装置。
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