JP4267430B2 - 加工物把持装置 - Google Patents

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Description

本発明は、旋盤系の複合加工機に使用する加工物把持装置に関する。
旋盤系の複合加工機の加工物把持装置としては、通常三ッ爪チャックを使用している。ところがこの方法では、チャック爪近傍が加工できない。そこで従来より、マシニングセンタ用の油圧治具の一つとして広く知られるプルボルトを用いた加工物把持装置に着目したが、これを旋盤系の複合加工機の加工物把持装置として使用するには、主軸の高速旋回による、シールの偏りから発生する油漏れにより、把持力が保持できなくなり、加工物を放出する問題があった。
この種のプルボルトを使用した加工物の把持装置は、下記の特許文献に開示されている。
特開２００２−１１６３５号公報 特開平９−２８５９２５号公報
本発明は、ばねを使用することで、油圧回路に不具合が生じたときにも、確実に加工物を把持する装置を提供するものである。
本発明の加工物の把持装置は、加工物に螺合される複数本のプルボルトを把持するチャックユニットと、チャックユニットを支持する把持装置のハウジングを備え、チャックユニットは、プルボルトをクランプ・アンクランプするコレットチャックと、コレットチャックを閉じる方向にばね力を作用させるばねユニットと、ばね力に抗してコレットチャックを開く方向に作用させる油圧ピストンを備えるものである。
そして、把持装置のハウジングは、軸方向に移動する押圧部材と、押圧部材により押圧されるピストンと、ピストンにより押圧される作動油をチャックユニットへ送る油圧室及び作動油の通路を備える。
本発明は、以上の構成を備えることにより、プルボルトのアンクランプにのみ油圧を使用し、クランプはばねユニットのばね力を使用するので、常時機械的な力で加工物を把持する。
したがって、油圧の低下等によるクランプ力の低減等の不具合をなくして、確実な把持を達成することができる。
図１から図６は、本発明の加工物の把持装置の概要を示す説明図である。
加工物１は、例えば鋳物でつくられた異形の形状を有する。この加工物１の例えば４個所に加工物把持用のプルボルト２を螺合する。
旋盤系の複合加工機３は、主軸４に把持装置１０を取付ける。把持装置１０は、例えば４基のチャックユニット２０を有し、加工物１に螺合されたプルボルト２をクランプする。
プルボルト２は、クランプ部２ａとねじ部２ｂを有し、ねじ部２ｂは、加工物に形成したねじ穴に螺合される。プルボルト２のクランプ部２ａは、外径方向に突出する形状を有し、把持装置のチャックユニット２０の開口部２２を通って挿入され、クランプされる。開口部２２内には、後述するコレットチャックが装備される。
図７は、本発明の把持装置の構造を示す説明図である。
全体を符号１０で示す把持装置は、ハウジング１００内に突出する押圧部材１２０を有し、押圧部材１２０は、矢印Ａ１，Ａ２に示す方向に摺動する。
押圧部材１２０に対向して取付けられるブラケット１５０の内側には、油圧室１４０が形成され、作動油が充填される。油圧室１４０内には、ピストン１３０が矢印Ｐ１，Ｐ２方向に摺動自在に挿入される。
油圧室１４０は、通路１４２を介してチャックユニット２０と連通し、チャックユニット２０に作動油を供給する。
把持装置のハウジング１００の先端部は、カバー１０４で覆われる空気室１０２が設けられる。空気室１０２は、エアブローポート１０６を介してチャックユニット２０へエアを供給する。供給されたエアは、開口部２２から排気され、加工物把持用のプルボルト２の清掃を行う。
図８は、チャックユニット２０の構造を示す説明図である。
チャックユニット２０は、ハウジング２００内に油圧室２１４を有し、油圧室２１４内に摺動自在に挿入されるピストン２１０を備える。油圧室２１４は、ポート２１２を介して、把持装置の油圧通路１４２に連通する。ピストン２１０を貫通して設けられるチャックロッド２２０は、先端にチャック用のボール２３０を有し、プルボルトを把持する（すなわち、ボール２３０とチャックロッド２２０は、コレットチャックを構成する）。
ハウジング２００の後部に設けられる支持部材２５０は、チャックロッド２２０の内側に配設されるクランプボール開放用の棒部材２６０を支持する。支持部材はばね２５２で棒部材２６０を押圧する。棒部材２６０は、スプリング２６２を介してボール２３０の開放部材２６４を押圧する。
ハウジング２００内に配設されるばねユニット２４０は、強力な押圧力でピストン２１０を油圧室２１４側に押し戻す作用を有する。
図９は、チャックユニット２０の作動を示す説明図である。
ピストン２１０に連結されるクランプロッド２２０は、矢印Ｃ１，Ｃ２方向に摺動する。クランプロッド２２０の移動に対応して、コレットチャックの機能を有するクランプボール２３０は、部材２３２，２３４の作用によって開閉し、プルボルト２をクランプ、アンクランプする。
アンクランプ時に、プルボルト２は矢印Ｂ１，Ｂ２方向に移動自在となる。
ばねユニット２４０は、大きなばね力でピストン２１０を油圧室２１４側へ押し戻す機能を有する。
次に、本発明の把持装置１０の作用を説明する。
図１０は、アンクランプ時の作用を示すもので、図示しない主軸側の駆動機構により、ハウジング１００内の押圧部材１２０が矢印Ａ１方向に駆動された状態を示す。押圧部材１２０が前進すると、押圧部材１２０の前部１２２はピストン１３０に当接し、ピストン１３０を矢印Ｐ１方向に押し出す。
ピストン１３０が前進すると、油圧室１４０内の作動油は押し出され、通路１４２内を矢印Ｈ１方向に流れて、チャックユニット２０側へ供給される。
図１１，図１２は、チャックユニット２０の作用を示す把持装置１０の通路１４２から供給される作動油に、チャックユニット２０のハウジング２００のポート２１２を介して油圧室２１４へ供給される。この作動油の圧力を受けて、ピストン２１０とクランプロッド２２０は、ばねユニット２４０のばね力Ｆ１に抗して矢印Ｃ１方向に前進する。
コレットチャックを構成するクランプロッド２２０が前進すると、クランプボール２３０はフリーとなり、プルボルト２を引き抜くことにより、クランプロッド２２０の穴２２２から外方向へ押し出される。この作用により、プルボルト２のクランプ部２ａは、クランプボール２３０の拘束から解放される。
この状態にあっては、図１２に示すように、プルボルト２を矢印Ｂ１，Ｂ２に示す方向に自由に係脱させることができる。
次に、プルボルト２をクランプする作用を示す。
加工物に螺合された４本のプルボルト２を、矢印Ｂ２方向に移動させて、把持装置１０のチャックユニット２０に挿入する。
この状態で図１３に示すように、図示しない駆動機構を操作して、押圧部材１２０を矢印Ａ２方向へ後退させる。
図１４に示すように、ばねユニット２４０のばね力Ｆ１により、ピストン２１０は、圧力室２１４側へ押し戻され、ピストン２１０に連結されたクランプロッド２２０は矢印Ｃ２方向に引き戻される。
圧力室２１４内の作動油は、ポート２１２から排出され、把持装置１０の通路１４２を矢印Ｈ２方向に流れる。この作動油は、把持装置１０のハウジング１００内の圧力室１４０に戻り、ピストン１３０を矢印Ｐ２方向に押す。
ピストン１３０は、押圧部材１２０の前面１２２に当接して、押圧部材１２０と一体に主軸側へ後退する。
クランプロッド２２０が矢印Ｃ２方向へ引き戻されると、クランプボール２３０はカム部材２３２の内側のテーパ面２３２ａの作用によってクランプロッド２２０の穴２２２内に押し込まれ、プルボルト２のクランプ部２ａを把持する。
以上の作用によって、プルボルト２のクランプが達成される。
本発明の把持装置は以上のように、コレットチャックを構成するチャックユニットにより加工物に螺合したプルボルトを把持する際に、クランプ力としてばねユニットのばね力を利用している。したがって、機械的な力で安定したクランプを達成することができる。
コレットチャックのアンクランプには油圧を使用し、円滑なアンクランプを達成する。
本発明の概要を示す説明図 本発明の概要を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の斜視図。 本発明の加工物把持装置の要部の斜視図。 本発明の加工物把持装置の要部の説明図。 本発明の加工物把持装置の要部の説明図。 本発明の加工物把持装置の構造を示す説明図。 本発明の加工物把持装置のチャックユニットの説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。 本発明の加工物把持装置の作用を示す説明図。
符号の説明
１ 加工物
２ プルボルト
３ 複合加工機
４ 主軸
１０ 加工物把持装置
２０ チャックユニット
１００ ハウジング
１２０ 押圧部材
１３０ ピストン
１４０ 圧力室
２００ ハウジング
２１０ ピストン
２２０ チャックロッド
２３０ ボール
２４０ ばねユニット
２６０ 棒部材

Claims (1)

  1. 複合加工機の主軸に装備される加工物の把持装置であって、
    加工物に螺合される複数本のプルボルトを把持するチャックユニットと、チャックユニットを支持する把持装置のハウジングを備え、
    チャックユニットは、プルボルトをクランプ・アンクランプするコレットチャックと、コレットチャックを閉じる方向にばね力を作用させるばねユニットと、ばね力に抗してコレットチャックを開く方向に作用させる油圧ピストンを備え、把持装置のハウジングが取り付けられる複合加工機の主軸は、軸方向に移動する押圧部材を備え、把持装置のハウジングの中心部には上記押圧部材により押圧されるピストンと、ピストンにより押圧される作動油が充填される油圧室が設けられ、ハウジングは油圧室の作動油を各チャックユニットへ送るために放射方向に配設される作動油の通路を備える加工物把持装置。
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