JPH0524209U - チヤツク緩締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 緩締作業を自動化して作業者の負担を軽減す
ると共に、ツールを同じ締付力で安定して工具ホルダに
装着してチャック部の寿命を向上させ、また緩締作業の
スピードアップを図ることが出来るチャック緩締装置を
提供することを目的とする。 【構成】 回動自在な主軸２に装着された工具ホルダ１
のチャック部３の側方に、ツールが工具ホルダ１に着脱
される際にチャック部３を緩締するためのチャック部固
定手段１１を設け、このチャック部固定手段１１は、前
記主軸２の軸方向に沿って移動自在に構成されたことを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばマシニングセンタ等に用いられる工具ホルダにツールを着 脱するのに使用されるチャック緩締装置に係わり、更に詳しくは、工具ホルダの チャック部を自動的に緩締するチャック緩締装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、マシニングセンタ等においては、ストレートシャンクを有するツールを 把持する工具ホルダが、一般的に広く使用されている。ツールを工具ホルダに装 着するには、ツールのシャンクを工具ホルダのチャック部に挿入し、チャック部 のコレットを介して設けられたナットを作業者が手作業で引掛スパナ等で締め付 け、ツールを工具ホルダに装着していた。

【０００３】 またツールを工具ホルダから取り外す際にも、上記と逆の作業を作業者がわざ わざ手作業で行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、今日用いられているマシニングセンタ等にあっては、使用され るツールの種類も多く、工具ホルダに装着されるツールの数量及びその装着回数 も極めて多くなり、チャック部の緩締作業が、それに従事する作業者にとって大 きな負担となるという問題があった。

【０００５】 また作業者の個人差により締付力にバラツキが生じ、その結果、締め付け不足 によるツールの抜けが生じたり、或いは、ツールの抜けを防止するため必要以上 の締め過ぎによるチャック部の破損等を招き、ツールを工具ホルダに安定的に装 着出来ないという問題があった。 そして更に、作業者が引掛スパナ等により手動でチャック部の緩締を行うため 、緩締作業に時間がかかるという問題があった。

【０００６】 この考案は、かかる従来の課題に着目して案出されたもので、緩締作業を自動 化して作業者の負担を軽減すると共に、ツールを同じ締付力で安定して工具ホル ダに装着してチャック部の寿命を向上させ、また緩締作業のスピードアップを図 ることが出来るチャック緩締装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【考案を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するため、回動自在な主軸に装着された工具ホルダ のチャック部の側方に、ツールが工具ホルダに着脱される際にチャック部を緩締 するためのチャック部固定手段を設け、このチャック部固定手段は、前記主軸の 軸方向に沿って移動自在に構成されたことを要旨とするものである。

【０００８】

【考案の作用】

この考案は上記のように構成され、回動自在な主軸に装着された工具ホルダの チャック部の側方に、ツールが挿入されたチャック部を緩締するためのチャック 部固定手段を、前記主軸の軸方向に沿って移動自在に設けたので、ツールを工具 ホルダに着脱する際、ツールのシャンクが工具ホルダのチャック部に挿入された 状態で、チャック部固定手段が工具ホルダのチャック部のナットを固定して主軸 が回転され、その主軸の回転と共に、主軸の軸方向に沿ってのみ移動自在なチャ ック部固定手段に固定されたチャック部のナットが、主軸の軸方向である緩締方 向に移動し、工具ホルダのチャック部が所定の緩締力で自動的に緩締される。

【０００９】

【考案の実施例】

以下、添付図面に基づき、この考案の実施例を説明する。 図１は、この考案に係るチャック緩締装置のチャック部固定手段の説明断面図で あり、図２は図１におけるＡーＡ矢視断面図、図３は主軸及びその駆動部の説明 断面図である。

【００１０】 １はこの考案のチャック緩締装置の主軸２に装着された工具ホルダを示し、３ はツールを着脱する工具ホルダ１のチャック部、５はチャック部３のナット７に 形成されている係合溝である。 前記工具ホルダ１のチャック部３の側方には、このチャック部３のナット７を 固定するためのチャック部固定手段１１が設けられている。

【００１１】 このチャック部固定手段１１は、前記ナット７の係合溝５に係合する係合爪１ ３ａ及び１４ａを先端に内向きに有する１対の爪部材１３及び１４を有し、その 頭部１３ｂ及び１４ｂが、この爪部材１３及び１４を保持する保持部材１５に削 設された溝１５ａに挿入され、リベット等の連結部材１７ａ及び１７ｂを介して 爪部材１３及び１４が旋回自在となるように保持されている。

【００１２】 また前記爪部材１３及び１４の腕部１３ｃ及び１４ｃには、爪部材１３及び１ ４の旋回を操作する操作桿１９ａ及び１９ｂが、それぞれ軸線方向に沿ってチャ ック部３よりも突出して設けられ、この操作桿１９ａ及び１９ｂと、保持部材１ ５に突設された突出部材２１との間に、前記爪部材１３及び１４を内方向に付勢 する弾性部材２３ａ及び２３ｂが設けられている。

【００１３】 前記保持部材１５は、前記主軸２の軸方向に沿ってケーシング２７から突設さ れ、レール支持部材２８により支持されたガイドレール２９に沿って摺動自在な 摺動部材３１に、連結部材２５を介して固定され、チャック部固定手段１１を軸 線方向に沿って摺動可能にしている。 前記摺動部材３１は、ガイドレール２９の先端方向にある摺動部材３１の側面 ３１ａに、ワイヤー３３の一端が固定具３５を介して固設されている。

【００１４】 このワイヤー３３は、ガイドレール２９の先端と係止するレール支持部材２８ の先端部２８ａに突設されたプーリー３７を介して、ワイヤー３３の他端を、レ ール支持部材２８の横支持部２８ｂに下向きに突設された定荷重バネ３９に連結 し、チャック部固定手段１１がガイドレール２９の先端方向に常時付勢されてい る。

【００１５】 前記主軸２は、図３に示すように、工具ホルダ１を装着する嵌合孔２ａを先端 側に備えた先端部が、ケーシング２７から突出した状態で、ケーシング２７内に ベアリング４１ａ及び４１ｂを介して軸支されている。 また主軸２の後端側には、歯車４３が固設され、この歯車４３は、ベアリング ４５ａ及び４５ｂを介して軸支された、回転駆動を伝達するための回転駆動軸４ ７の先端側に固設された歯車４９と噛合している。

【００１６】 前記回転駆動軸４７は、その後端側に歯車５１が設けられ、ケーシング２７上 に載設されたこのチャック緩締装置の駆動源である、油圧や空気圧等により作動 する流体圧モータ５３から突出する駆動軸５５に固設された歯車５７と噛合し、 流体圧モータ５３の回転駆動を回転駆動軸４７に伝達している。 そして前記主軸２の歯車４３の後端側側面に、センサ検出片５９が設けられ、 ケーシング２７内にそのセンサ検出片５９と対向する位置に、チャック緩締時の 緩め回転数を制御するためのセンサ６１が設けられている。

【００１７】 なお６３ａ及び６３ｂは、摺動部材３１の側面から摺動内周面にかけて穿設さ れた貫通孔３１ａ及び３１ｂの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を先端部に有し、摺 動部材３１をガイドレール２９に固定する際に使用されるストッパ部材である。 また６５ａ及び６５ｂは、主軸２の先端に相互に１８０度離れて螺設され、主 軸２に装着された工具ホルダ１の係合溝と係合するブロックである。

【００１８】 次に、上記のような構成からなるこの考案の作用について説明する。 まず、ツールを工具ホルダ１に装着するには、工具ホルダ１の係合溝と主軸２の ブロック６５ａ及び６５ｂが係合するようにして、工具ホルダ１のシャンク１ａ を主軸２の嵌合孔２ａに嵌合させ、工具ホルダ１を主軸２に装着する。 続いてチャック部３のナット７の係合溝５と、チャック部固定手段１１の係合 爪１３ａ及び１４ａとの位置を、主軸２を手で回転しながら合わせて（この時主 軸２は、流体圧モータ５３内の圧力流体が排出され、フリーの回転が可能）、係 合爪１３ａ及び１４ａを係合溝５に係合させる。

【００１９】 この時、爪部材１３及び１４は弾性部材２３ａ及び２３ｂにより内方向に付勢 されており、係合爪１３ａ及び１４ａが係合溝５に強固に係合する。 そしてツール（図示せず）のシャンクを工具ホルダ１のチャック部３に挿入し てツール高さを設定し、主軸２を手で回してツールを仮締めの状態とする。 次に、主軸２のフリーを解除し（流体圧回路のフリー用排出口を閉じる）、流 体圧モータ５３を作動させると、歯車５７、５１、４９、４３を介して主軸２が 図２の左方向に回転し、チャック部固定手段１１に固定されたナット７が摺動自 在なチャック部固定手段１１と共に図１の右方向に移動して、チャック部３がナ ット７に締め付けられ、予め任意に設定されたトルクまでチャック部３が締め付 けられると、流体圧モータ５３が停止されて、工具ホルダ１にツールが強固に装 着される。

【００２０】 そして主軸２を再びフリーにして、チャック部固定手段１１の係合爪１３ａ及 び１４ａをチャック部３のナット７の係合溝５から外して、一連の締め付け作業 が終了する。 なお、ツール高さ設定及び仮締めは、別のツールプリセッタ上で行い、単に締 め付けだけを行ってもよい。また締め付けトルクの検出は、供給される作動圧流 体の回路の圧力を検出して行い、設定トルクに対応した回路圧に達すると、流体 圧モータ５３が停止される。

【００２１】 次に、工具ホルダ１からツールを取り外すには、ツールを備えた工具ホルダ１ を上記と同様にして主軸２に装着する。 続いてチャック部３のナット７の係合溝５と、チャック部固定手段１１の係合 爪１３ａ及び１４ａとの位置を、主軸２を手で回転しながら合わせて（この時主 軸２は、流体圧モータ５３内の圧力流体が排出され、フリーの回転が可能）、係 合爪１３ａ及び１４ａを係合溝５に係合させる。

【００２２】 次に、主軸２のフリーを解除し（流体圧回路のフリー用排出口を閉じる）、流 体圧モータ５３を作動させると、歯車５７、５１、４９、４３を介して主軸２が 図２の右方向に回転し、チャック部固定手段１１に固定されたナット７が摺動自 在なチャック部固定手段１１と共に図１の左方向に移動して、チャック部３が緩 められる。

【００２３】 予め任意に設定された回転数だけ主軸２が回転されると、（センサ検出片５９ の回転をセンサ６１により検知して）流体圧モータ５３が停止されて主軸２が停 止し、工具ホルダ１のチャック部３のツールが緩められる。 そしてツールを完全に緩めて抜き取るには、主軸２を再びフリーにして、手作 業で任意の量だけ主軸２を回転してチャック部３を更に緩めて、ツールを抜き取 る。

【００２４】 この時、チャック部固定手段１１は、定荷重バネ３９にワイヤー３３を介して 引かれ、ガイドレール２９の先端部に待機している。 センサ検出片５９及びセンサ６１を設けてあるのは、緩め過ぎを防止するため であり、完全にチャック部３を緩めてしまうと、ツールがその自重で落下してし まい、それを防ぐためである。

【００２５】 なお上記実施例では、チャック緩締装置の駆動源として、流体圧モータ５３を 使用したが、流体圧モータ５３の代わりに減速機付電動式トルクモータ、或いは トルク可変設定可能な駆動装置等を使用してもよい。その場合、チャック部３の 締め過ぎを防止するために、回転駆動軸４７の後端側にある歯車５１の装着部に 、トルクリミッターを設ける。

【００２６】 またチャック部固定手段１１を常時付勢して、ガイドレール２９の先端側待機 位置に待機させるために使用される定荷重バネ３９の代わりに、プーリーを介し てバランスウエイトを設けてもよい。 またチャック部固定手段１１の、弾性部材２３ａ及び２３ｂにより内側に付勢 された一対の爪部材１３及び１４の代わりに、図４の爪部説明概略図に示すよう に、把持部７１とその把持部７１の先端に設けられた半円弧状の先端ガイド部７ ２とを一体に形成した爪部本体７０を、保持部材１５に固定し、半円弧状の先端 ガイド部７２の両側先端部に、流体圧シリンダ７３のピストンロッド７４に固定 され、前後動して前記ナット７の係合溝５と係脱可能な爪部７５を一対設けるよ うにしてもよく、更にディスクブレーキ等の構成を用いて、チャック部３のナッ ト７を固定するようにしてもよい。

【００２７】 係合爪１３ａ及び１４ａの形状は、係合爪１３ａ及び１４ａがチャック部３の ナット７の係合溝５に係合して、チャック部３の緩締時に係合溝５に強固に引っ 掛かり得ればよく、角爪形であろうと、丸爪形であろうと、特に限定するもので はない。 以上のように、チャック部固定手段が工具ホルダのチャック部のナットを固定 して主軸が回転され、その主軸の回転と共に、主軸の軸方向に沿ってのみ移動自 在なチャック部固定手段に固定されたチャック部のナットが、主軸の軸方向であ る緩締方向に移動し、工具ホルダのチャック部が所定の緩締力で自動的に緩締さ れるのである。 なお、この考案は前述の実施例に限定されるものではなく、前述の実施例以外 の態様でもこの考案を実施しうるものである。

【００２８】

【考案の効果】

この考案は、上記のように回動する主軸に装着された工具ホルダの側方に、チ ャック部を緩締するためのチャック部固定手段を、前記主軸の軸方向に沿って移 動自在に設けたので、ツールが挿入された工具ホルダのチャック部を人手を介さ ずに自動緩締することが出来、緩締作業に従事する作業者の負担を大幅に軽減す ることが出来るという効果がある。

【００２９】 またツールを同じ締付力で安定して工具ホルダに装着することが出来ると共に 、緩締作業のスピードアップを図り、緩締作業の効率向上と工具ホルダの寿命向 上を図ることが出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るチャック緩締装置のチャック部
固定手段の説明断面図である。

【図２】図１におけるＡーＡ矢視断面図である。

【図３】主軸及びその駆動部の説明断面図である。

【図４】チャック部固定手段の爪部の別の例を説明する
説明概略図である。

【符号の説明】

１ 工具ホルダ ２ 主軸 ３ チャック部 １１ チャック部
固定手段 １３，１４ 爪部材 １３ａ，１４ａ
係合爪 ２９ ガイドレール ３１ 摺動部材 ４７ 回転駆動軸 ５３ 流体圧モー
タ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動自在な主軸に装着された工具ホルダ
   のチャック部の側方に、ツールが工具ホルダに着脱され
   る際にチャック部を緩締するためのチャック部固定手段
   を設け、このチャック部固定手段は、前記主軸の軸方向
   に沿って移動自在に構成されたことを特徴とするチャッ
   ク緩締装置。