JPH03503990A - 構成部品を適宣のキャリア部材に取外し可能に固定する連結器 - 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】 構成部品を適宜のキャリア部材 に取外し可能に固定する連結器 本発明は、請求の範囲第１項の前文に従って、部品、特に工具の構成部品をこれ 用のキャリア部材、例えば工具キャリア又は工具基部受は体（基礎ホルダ）に取 外し可能でねじり方向と軸方向とにしっかりと固定する連結に関する。

特に、最近の製造工場には自動工具交換システムが設置される場合が増えている ので、モジュール形の工具システムの要求が強まっている。

この種のシステムでは、例えば−組の種々の工具を連結することのできる工具受 は体の精密製造チャック軸又はシャンクが使用される。従って連結システムは、 カの作用方向や同軸運動及び位置決め精度が強く要求される。

上述の基準を満たした万能連結システムを擢供しようとする種々の試みが既にな されている。例えば、連結器に自動６出し鋸歯状切込みを使用してコレントチャ ソクと協働して部品を確実に連結する技術が示唆されている。しかしながら、こ の種の連結は、工具と基礎ホルダとの間の境界部、即ち中間部に限られていた。

別の解決法は、中心ネジ接続によって連結を行うものである。

しかし、この連結法は、この連結を迅速に解くためには部品の正面から行う必要 があるので、自動工具交換システムには使用することができない。

ＤＥ３８０７１４０Ａ１には、機械工具と工具システム・モジュールとの間の分 離部に使用される非常に効率的な連結器が記載されている。この連結器の場合に は、クランプ、即ちチャンク部材が接続部、即ち分離部を横切って延在するクラ ンク爪として構成され、これらの爪は、機械のスピンドルの受は体内に支持され ながら、その半径方向外方突出爪部が連結されるべき部品の心出し延長部の凹部 内に移動可能であり、この移動によって軸方向の押圧力を作り出す。従って、周 囲に作用する力は均一に分布し、クランプ、即ちチャンク部材は小さな空間を必 要とするだけである。しかしながら、この種の連結器は、分離部に面した一端に チャック爪用の作動円錐体を持ち、機械のスピンドルに心出しして受容される連 結棒を必要とする。従って、この連結器は所定の条件の下でのみ、モジュール形 工具システムの構成部品用の連結器として適しているにすぎない。

工具キャリアと固定工具、例えばカッターとの間の分離部に中央チャック棒とく さび歯車（ｗｅｄｇｅ　ｇｅａｒ）とを１１する連結システムを使用する試みが 既になされている。しかしながら、この連結システムでは、分離部に垂直に延在 したチャック捧を外部から軸方向に作動するのに、別の伝動装置を設けなければ ならない。

この伝動装置の為に比較的大きな摩擦損失が生ずることの外に、チャック棒の単 一作動では複数の工具構成部品のモジエール形連続接続ができないという別の欠 点もある。

請求の範囲第１項の前文に記載した連結器は、Ｄ　Ｅ　３７１５６５９　Ａ　１ によって公知であり、この連結器では、チャック手段はキャリア部材に軸方向に 正確に自由移動可能に支持された連結棒を具備し、この連結棒は連結される部品 の同軸凹部内に延在しかつそこで円錐部を形成している。この連結棒は、連結さ れる部品に支持された調節手段によって、上記円錐部を介して張力の作用を受け る。

この連結器は、連結される部品に関し自由度があり、同軸運動精度が高く、動力 伝達性が良く、かつ取扱いが容易であると言った特徴を有する。しかしながら、 これは、成る条件の下でのみ、ＤＥ３８０７１４０Ａ１に記載の連結器と共に使 用できるにすぎない。

従って、本発明の目的は、上述した種々の利点を保つことによって、ＤＥ３８０ ７１４０Ａｌの連結システムに直接に接続することができるように、連結される 部品の領域に分離部を構成した、請求の範囲第１項の前文に記載した連結器を提 供することである。

この目的は請求の範囲第１項の特徴部に記載した特長事項によって達成される。

本発明による連結器は、連結される部品間における力の作用方向を最適にしたも のである。クランプ、即ちチャック爪はほんの少しの空間を必要とするだけであ るので、支持リング表面対の領域における面接触を非常に大きくしておくことが できる。また、キャリア部材の受は体における延長部に係合するのは多分低温の 部品であるので、温度に起因する部品交換の困難性は基本的に無い、外部から操 作可能な１１節手段は、構成が極めて簡単であり、自動工具交換システムの使用 を容易にする。従って、工具に作用する切削力が接続部を解き放すように作用す ることはないという特別な利点がある。複数のチャック爪の間に残存する空間を 利用して、回転禁止、即ち駆動手段を収容できる利点もある。連結される部品に は、止めネジ操作用の半径方向開口と、内側に刻まれた内部凹部、好ましくはバ ック・オフ（ｂａｃｋ−ｏｆｆ）の形の凹部とを形成するだけでよい、この内部 凹部は、ＤＥ３８０７］、４０Ａ１による中央連結棒を使用した連結システムの チャック爪が直接に保合できるように構成され、これによって、任意の構成部品 システム、特に工具システム用の一様な連結概念が生ずる。

請求の範囲の従属項の要旨から更に種々の利点が得られる。

従属請求項３によると、接触部を簡単に調節することができる。

従属請求項１０によると、たとえ、クランプ、即ちチャック爪と構成部品との間 に公差に起因した接触表面の偏心が存在しても、アンカ一部と支持溝との間の接 触表面対の選択によって、おそらく半径方向応力なしに軸方向張力を伝達できる であろう。

請求の範囲第１３項の特長事項によると、案内体は二つの機能を有するので、全 体の構成を特に小型化できる。

以下に、本発明を概略図によって詳細に例示する。

第１図は連結器を概略的に示した軸方向断面図である。

第２図は連結器の詳細図であって、クランプ、即ちチャック爪の動きを示してい る。

第３図は第１図による連結器の斜視図である。

第４図は連結器の概略正面図である。

第５図は受は体に固定された連結構成部品の分解図である。

第１図において、参照数字２はキャリア部材を示し、参照数字４はこのキャリア 部材に結合される部品を示している。この部品は、例えば固定又は回転工具、又 はモジュール形の工具システム用の軸延長部等である。キャリア部材２は、例え ば工具基部受は体、即ち基礎ホルダ（ｂａｓｉｃ　ｈｏｌｄｅｒ）や工具タレッ ト又は工具システムや工具操作システムの他のキャリア部材である。キャリア部 材２はまた、他の操作手段やマニピュレータの構成部品であってもよい。

両部品２と４は、心出し円錐面６と支持リング表面対８として示された分離かん 合によって連結される。この為に、部品４は心出し延長部１０を有し、この心出 し延長部１０はキャリア部材２の対応受は体１２内に係合している。また、部品 ４の側部には以下に更に詳述する内部凹部１４が形成されている。

両部品の分離部を横断して、三本のチャック爪１６，１８．２０が延在し、これ らのチャック１６．１８．２０は角度的に１２０”ずれて夫々軸方向平面内に配 置され、この面内で旋回可能である。

各チャック爪は大別すると三つの部分、即ちアンカ一部２２と中央部２４と爪部 ２６とを有する。このアンカ一部２２は、その丸みのある、又は王冠状の接触表 面２８が受は体１２の肩部３０の側面３２で支持される。この肩部３０の付近の 空間３４は、夫々のチャック爪が半径方向に充分に旋回及び／又は移動できるよ うな大きさに定められている。

爪部２６は、中央部２４に比べて厚く、くさび面３６が中央部２４から半径方向 外方に突出している。このくさび面において、爪部２６は内側に刻まれた内部凹 部３８内に旋回できるように構成され、この旋回は、上記くさび面が遷移面４０ に密着かん合しそれとの接触力が増大するまで、可能である。これらの接触表面 間に作用する垂直力は、かなりの大きさの軸方向成分を有し、これによってチャ ック爪は緊張状態となり、両部品２と４は互いに押しつけられる。アンカ一部の 領域では、チャック爪の曲げ応力ができるだけ小さくなるように側面３２とは線 接触することが好ましい。

チャック爪は、チャック部２６が半径方向内方に押圧されるように、常時付勢さ れている。この付勢力を付与する為に、円板１＜不・アッセンブリ４２として示 された軸方向作用バネ手段が設けられ、この円板バネ−テラセンブリ４２は一端 が半径方向内方突出端部４４で支持され、他端が受は体に固定された部材で支持 されている。この受は体に固定された上記部材は図示の実施例では第５図の案内 部材４８のスラスト板４６によって構成され、この案内部材４８は中央ネジ５０ によってキャリア部材２に固定されている。案内部材し８は案内体５２を三個有 し、これらの案内体５２は受は体１２の軸方向かん合溝内に入り込み、半径方向 肩部５４によって軸方向の所定位置に保持される。数字５６は各チャック爪用の 案内摺動面を示している。

第２図から明らかなように、爪部材２６の半径方向内部表面は、チャック爪がバ ネアッセンブリの作用によって内方に充分旋回して、くさび面３６を遷移表面の 縫点５７の半径方向内方の位置に変位させるように設計されている。チャック爪 がこの位置にあるときには、連結器は分離される。

両部品を互いに連結させようとした場合には、次の手順で行われる。即ち、チャ ック爪の一つ、実施例ではチャック爪１６はほぼ半径方向に延在した貫通ネジ孔 ５８を存し、このネジ孔５８には止めネジ６０が螺合される０両部品を適切な回 転位置に連結すると、止めネジ作動用の工具が挿通可能な半径方向開口６２がネ ジ孔５８に位置的に整合する。

止めネジ６０は半径方向内端がテーバ面６４であり、このテーバ面６４は第４図 に詳細に示したように無頭ネジ７０と７２の切頭形円錐面６６と６８に相互作用 する。尚、第４図はチャック爪が外方に移動かつ旋回された状態を示している。

止めネジ６０を回転し締め付けると、すべてのチャック爪は円板バネアッセンブ リ４２の力に抗して外方に一様に旋回され、くさび面３６が遷移表面に対して押 圧される。この連結器を解く為には、止めネジ６０を抜き方向に回転することに よって、爪部２６はバネ手段４２の復元力の作用により互いに接近する。チャッ ク爪は、連結部材が引っ掛かったりしないように、案内表面５６に沿って案内に 設けられた調節可能ネジであるので、切頭形の円錐面６６と６８は精畜調整可能 に構成される。

真内体５２は別の機能も果たしている。これらの案内体５２は、分離部に面した 端部が心出し延長部１０の正面端凹部７４（第１図）にがん合保合することによ って、回転位置決め手段の外に駆動係合手段としても作用する。従って、この連 結器は、キャリア部材に対して所定の回転位置決め状態を保たねばならない部品 にも適する。

ネジ６０．７０及び７２間の接触表面は硬化処理して長寿命化することが好まし い、７６は心出し延長部１０の領域に形成された環状溝の形をした凹部を示し、 これにも円筒形又は円錐形の心出し延長部１０の半径方向内側に位置する円錐形 遷移面７日が形成されている。この遷移面７日の傾斜は、成るチャック爪の一部 を成す、詳細には図示されていない爪部のくさび面に合うように定められ、この チャック爪は上述したチャック爪と同様に受は体側の領域に形成されるが、しか しながら内部凹部３８の領域内の止めネジ６０用のネジ孔５８と半径方向内部領 域に接触部とを作るように爪部を越えて軸方向に長く延びている。

上述の変形例は、爪部と遷移面７８との間に作用する接触力を増加すると共に第 １図に示したてこ比Ａ：Ｂにほぼ応じて２個の部品の押付は力をも増大すること は明白である。このように心出し延長部１０の半径方向内側に遷移面７８を形成 することによって更に、以下に述べる利点も生ずる。即ち、複数のチャック爪に 同時に外方向に力が作用すると、心出し部が半径方向に拡張し、これにより、公 差に起因する円錐面のずれが補償される。このように、部品４を無理な力無しに キャリア部材２に当接すると最初に心出し延長部の大径部にのみ支持が行われる ように、心出し円フク爪による半径方向外方力成分により、チャック手段が締付 けられると心出し延長部１０の全円錐面がキャリア部材２の内部凹部に対して正 合する。同様の効果は、心出し円錐体の代わりに、心出し円筒体を使用してこの 心出し円筒体にチャック爪を介して内方から半径方向に力を及ぼして拡張させな がらキャリア部材２の円筒状内部凹部に押し付けた場合にも、得られる。

しかしながら、上述の力伝達比が１である第１図乃至第５図に示した実施例には 以下の利点がある。即ち、調節手段が爪部内にうまくまとめられ、これによって チャック爪が簡単な設計となりかつ軸方向構造が小さくなる。

本発明の基本的な考え方から逸脱することなく、上述の図示実施例の種々の変形 が可能であることは言うまでもない。例えば止めネジ６０を半径方向内方に正確 に延在させることは絶対に必要というわけではない、連結器の中心軸Ｘに対して 軸方向平面内で止め７ジの軸を適当に傾斜させることによって、止めネジと接触 部との間の力転換に更に影響を及ぼすことができる。

また、円板バネアッセンブリ４２の代わりに、その他の軸方向に作用するバネ手 段、例えばコイルバネを使用してもよいことは言うまでもない。

肩部３２をキャリア部材２の一体構成部品とすることは必ずしも必要ではなく、 この領域に摩耗リング（Ｑｅａｒ　ｒｉｎｇ）を使用することもでき、このよう な摩耗リングは、アンカ一部２２の材料に合ったものを用いると共に消耗部品（ ｗｅａｒｉｎｇ　ｐａｒｔｓ）として交換可能に構成される。

最後に、止めネジと相互作用するチャック爪の接触部分は、別の構成部品によっ て構成することもできる。例えば、チャック爪の爪部自身の一体部品とすること もできる。

部品４とキャリア部材２との間の心出しかん合部の領域ですら、摩耗リングを使 用するとよい場合がある。このような摩耗リングは、好ましくはキャリア部材２ に設置し、半径方向がん台表面と円筒状又は円錐状かん台表面とを形成する。尚 、これについてはＤＥ３８０７１４０Ａ１にも詳細に記載されている。

従って、本発明は部品、特に工具構成部品を、工具基部受は体又は基礎ホルダの ような対応するキャリア部材に、着脱可能にかつねじり方向及び軸方向にしっか りと固定する連結器を提供する。

この為に、このキャリア部材には、部品の円錐形又は円筒形状の心出し延長部用 の受は体が設けられる。チャック手段は、上記両部材を支持リング表面対で互い に当接させるように、上記部品外部から止めネジによって作動される。取扱いを 容易とし、両部品間の力の方向を適切にし、かつ中央配置の連結棒を具備する既 存の連結システムと共に使用できるように、チャック手段は互いに円周方向に離 間配置された三本のクランプ状のチャック爪を具備し、これらのチャック爪は夫 々連結器の軸方向平面内に配置又は配列されている。これらのチャック爪は、そ のアンカ一部が受は体の肩に支持され、半径方向外方突出クランプ部がアンダー カットの内部凹部内に移動可能である。この移動の為に、止めネジがチャック爪 の一つにねじ込まれ、これによって、その半径方向内方スラスト頭部が残りの二 つのチャック爪の接触部に一様に接触する。

国際調査報告 ”ＰＣＴ／ＥＰ　９０１００２２Ｆｌ 国際調査報告 ＰＣＴ／Ｅρ９０１００２２８ ＳＡ　　　　　　　３４６２４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．部品、特に工具構成部品をこれ用のキャリア部材に連結解除可能、即ち取外 可能にかつねじり方向及び軸方向にしっかりと固定する連結器であって、上記キ ャリア部材に設けられ連結される上記部品の心出し延長部を収容する受け体と調 節手段によって上記部品の外部から作動されるチャック手段とを具備し、このチ ャック手段によって上記連結すべき部品を支持体リング表面対を介して互いに圧 接させることができ、上記調節手段は上記心出し延長部の軸方向平面内に位置す る一本の止めネジによって構成されている連結器において、上記チャック手段は 互いに円周方向に離間された三個のクランプ状チャック爪（１６，１８，２０） を含み、これらのチャック爪は、上記心出し延長部（１０）の軸方向平面内に実 質的に配置され、そのアンカー部（２２）が上記受け体に形成された肩部（３０ ，３２）に支持され、半径方向外方突出爪部（２６）が上記部品（４）の内側に 刻まれた内部凹部（３８；７６）内に移動可能であり、この移動は、上記止めネ ジ（６０）を上記チャック爪の一つ（１６）にねじ込んでその半径方向内部スラ スト頭（６４）を残りの二個の上記チャック爪（１８，２０）の接触部（６６， ６８）に対して一様に押し付けることによって行われることを特長とする連結器 。 ２．上記止めネジ（６０）は上記爪部（２６）のネジ付の貫通孔（５８）に挿通 されることを特徴とする請求項１記載の連結器。 ３．上記チャック爪（１８，２０）の接触部は、上記チャック爪（１８，２０） にねじ込まれた植込みネジ（７０，７２）の頭部（６６，６８）によって構成さ れていることを特徴とする請求項１又は２記載の連結器。 ４．上記頭部は、上記止めネジ（６０）の錐面（６４）に接触可能に形成された 切頭の円錐表面（６６，６８）によって構成されていることを特徴とする請求項 ３記載の連結器。 ５．上記爪部（２６）を半径方向内方に付勢するバネ手段（４２）が上記受け体 （１２）に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記 載の連結器。 ６．上記バネ手段は円板バネ・アッセンブリ（４２）によって構成され、この円 板バネ・アッセンブリ（４２）は一方がスラスト円板（４６）を介して上記キャ リア部材（２）に支持され、他方が上記アンカー部（２２）の半径方向内方突出 端部（４４）に支持されていることを特徴とする請求項５記載の連結器。 ７．上記アンカー部（２２）は上記受け体（１２）の環状の支持溝（３０，３２ ）内に係合していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の連 結器。 ８．上記内側に刻まれた内部凹部（３８；７６）は、部品（４）に形成され、円 錐形遷移面（４０；７８）を持つ環状切除空間であることを特徴とする請求項１ 乃至７のいずれか一項に記載の連結器。 ９．上記部品が連結した状態における上記爪部（２６）は上記遷移面（４０；７ ８）に対して平面接触で接することを特徴とする請求項８記載の連結器。 １０．上記アンカー部（２２）は、上記部品が連結した状態において、上記支持 溝（３０，３２）の側面（３２）に線接触で接することを特徴とする請求項７乃 至９のいずれか一項に記載の連結器。 １１．上記複数のチャック爪（１６，１８，２０）の間には複数の案内体（５２ ）が配置され、上記複数のチャック爪はこれらの案内体（５２）によって横方向 に案内されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の連結器 。 １２．上記複数の案内体（５２）は、上記受け体（１２）の軸方向溝内にかん合 され、かつ半径方向肩部（５４）によって上記受け体に軸方向に支持されること を特徴とする請求項１１記載の連結器。 １３．上記複数の案内体（５２）の少なくとも一個は、連結されるべき上記部品 （４）のための回転補促又は駆動手段として働くことを特徴とする請求項１１又 は１２記載の連結器。 １４．上記心出し延長部（１０）の上記面には、上記案内体（５２）との上記か ん合係合の為に少なくとも一個の凹部（７０）が設けられていることを特徴とす る請求項１３記載の連結器。 １５．上記複数の案内体（５２）は一個の共通キャリア板（４６）に接続され、 この共通キャリア板（４６）は、上記受け体（１２）の底部の中心に配置された ネジ（５０）によって固定されると共に上記バネ手段（４２）用の上記スラスト 円板を構成することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の連 結器。 １６．上記キャリア部材は工具基礎ホルダの構成部品であることを特徴とする請 求項１乃至１５のいずれか一項に記載の連結器。 １７．上記キャリア部材は工具軸拡大部であり、この工具軸拡大部は、上記工具 に面した一端が上記受け体を構成し、他端が隣接連結器の心出し延長部を構成す ることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の連結器。 １８．上記キャリア部材は工具ホルダ、例えばタレットの構成部品であることを 特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の連結器。 １９．上記キャリア部材は回転機スピンドルの構成部品であることを特徴とする 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の連結器。 ２０．上記連結される部品は回転又は固定工具によって構成されることを特徴と する請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の連結器。