JPH07106517B2 - ワークのクランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はワークのクランプ装置に係り、特に、歯車等の
盤状のワークを加工するに当たり、ワークの中心部に予
め形成された穴の径が相互に異なる数種のワークに対し
ても芯出ししてクランプするようにしたワークのクラン
プ装置に関する。

（従来の技術） 工作機械を用いて例えば自動車のトランスミッションに
使用される歯車等を製造するために、ワークに歯切加工
やシェービング加工を施す場合、そのワークを工作機械
に対し確実にクランプする必要がある。つまり、例えば
歯車をシェービング加工するに当たってはこれの芯とク
ランプ装置ないし治具の芯とを同心に正確な位置決めを
行う（芯出し）と共に、加工に際してワークの位置が狂
わないようにワークを確実に固定することが要請される
のである。

従来の歯車を歯切加工やシェービング加工するために用
いられているワークのクランプ装置としては、例えば第
４図に示すようなものがある。このクランプ装置は歯切
加工用のクランプ装置であって、同図に示すように、ワ
ークＷの穴部をその軸方向に貫通し上下方向に進退する
上部センタサポート51と、この上部センタサポート51が
挿入される治具本体52と、前記上部センタサポート51に
摺動可能に嵌合され前記ワークＷの穴内に嵌入してワー
クＷの芯出しを行うコレット53と、前記上部センタサポ
ート51に取り付けられ前記コレット53の下端部のテーパ
部が摺動するテーパ部を有するテーパスリーブ54と、前
記コレット53及び前記治具本体52にそれぞれ設けられ前
記ワークＷの外周部を上下方向からそれぞれクランプす
る上部クランプリング55及び下部クランプリング56と、
前記コレット53をばね力により下方に付勢するばね57と
を主要な構成要素としている。

このクランプ装置は動作は以下の通りである。まず、ワ
ークＷを下部クランプリング56の上に供給する。次に、
ワークＷの穴部を貫通するように上部センタサポート51
を下降させ、治具本体52に挿入する。このとき上部セン
タサポート51と治具本体52とは同一中心軸に配列される
と共に、コレット53はばね57の弾発力によりテーパスリ
ーブ54との接触によりコレット53が開く。コレット53が
開いてワークＷの穴部の内周面と当接することにより、
ワークW50の芯が治具の芯に対して芯出しされることに
なる。それから、上部クランプリング55及び下部クラン
プリング56によりワーク50の外周面をクランプしてワー
ク50を固定する。なお、歯切加工の場合には切削力が大
きいため、上部センタサポート51の頭部60を係合片59を
介して引き部材58を下方に引くことにより大きなクラン
プ力を得るようにしている。引き部材58は台座61内に組
み込まれた図示しない油圧シリンダにより作動するよう
になっている。

歯切加工する際には台座61が組み付けられた工作機械の
主軸によって図示する装置つまり治具を回転させながら
カッターによりワークの加工が行われる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来技術にあっては、コレットが１
種類のワークの穴部の径に合わせて製作されているた
め、同一のクランプ装置を用いて穴部の径が相互に異な
る数種のワークを芯出しすることができない。そのた
め、穴部の径が異なる数種のワークを加工するに当たっ
ては、それぞれのワークの穴部の径に合ったコレットを
備えるそのワーク専用のクランプ装置を必要とした。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、穴部の径が相互に異なるワークに対して
も芯出ししてクランプすることが可能のワークのクラン
プ装置を提供することを目的をする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、同一中心軸上にそ
れぞれ配置され相互に相対接近離反移動する第１と第２
のクランプ治具を有し、穴部を有する盤状のワークをこ
れの両側から前記両治具により押し付けて前記ワークの
芯出し及び固定を行うワークのクランプ装置であって、
前記穴部の内周面端部に当接するテーパ部を有する円筒
形状のセンタを前記それぞれのクランプ治具に軸方向摺
動自在に設け、前記ワークの端面の外周部に押圧するク
ランプリングを前記センタの外側に位置させて前記それ
ぞれのクランプ治具に備え、前記それぞれのセンタに前
進方向のばね力を加える弾性部材を前記それぞれのクラ
ンプ治具に装着したことを特徴とする。

（作用） 第１と第２のクランプ治具が相互に相対接近すると、各
センタには弾性部材により前進方向のばね力が加えられ
ワークは両側から押圧される。このとき、センタのテー
パ部はワークの穴部内周面の両端部にそれぞれ当接し、
これによりワークの芯出しが行われる。そして、クラン
プリングがワークの端面の外周部をクランプすることに
よりワークが固定される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るワークのクランプ装置
の一部省略断面図であって、自動車のトランスミッショ
ンに使用される歯車を製造するための歯切加工用に用い
られるものである。なお、ワークＷは予め穴部が形成さ
れた状態でクランプ装置に装填される。

図示するクランプ装置は、工作機械のヘッドストック側
に取り付けられる第１クランプ治具1aと、テールストッ
ク側に取り付けられる第２クランプ治具1bとを有してお
り、ワークＷはこれらのクランプ治具1a、1bの間でクラ
ンプされる。第２クランプ治具1bをなす上部センタサポ
ート２は、第１クランプ治具1aに向けて接近離反移動す
るようになっているが、両クランプ治具1a、1bの少なく
とも一方を他方に向けて接近離反移動するように構成す
れば良い。また、この上部センタサポート２の先端には
クランプロッド2aが一体に設けられている。

第１クランプ治具1aの治具本体３は、支持ブロック19を
介して治具台18に固定されており、この治具台18の部分
で第１クランプ治具1aがヘッドストックに取り付けられ
ることになる。

第２クランプ治具1bの外側には、円筒形状の上部センタ
４が軸方向に摺動自在に嵌合されており、この上部セン
タ４には前進方向のばね力がばね８により付勢されてい
る。この上部センタ４の前進移動限は抜け止13により規
制されている。他方、治具本体３の先端部外側には、円
筒形状の下部センタ５が軸方向に摺動自在に嵌合されて
おり、この下部センタ５にも前進方向のばね力がばね９
により付勢されている。この下部センタ５の所定ストロ
ーク以上の前進移動を規制するために、第１クランプ治
具1aには抜け止20が設けられている。

前記下部センタ５の先端には、ワークＷの穴部の内周面
のうち下側端部に当接するテーパ部5aが設けられてお
り、前記上部センタ４の先端には、ワークＷの穴部の内
周面のうち上側端部に当接するテーパ部4aが設けられて
いる。後述すように、これら上部センタ４のテーパ部4a
と下部センタ５のテーパ部5aとがばね８、９の弾発力に
よりそれぞれワークＷの穴部内周面に当接することによ
りワークＷの芯出しが達成される。

また、上部センタ４の外側には、ワークＷの外周面をそ
の軸方向に上方から押圧する上部クランプリング６が止
めねじ17により抜け止13と一体となった金具16により取
り付けられている。金具16内に収容された弾性の環状部
材14、15により、上部クランプリング６には前進方向に
ばね力が付勢されている。他方、下部センタ５の外側に
は、ワークＷの外周部を下方からその軸方向に押圧する
下部クランプリング７が抜け止20にねじ結合されてい
る。

更に、下部センタ５の外周には、外部から図示しないロ
ーダにより自動供給されたワークＷを第１クランプ治具
1aで支持する位置決め部材10が軸方向に摺動自在となっ
ており、ばね12により上向きのばね力が加えられてい
る。この位置決め部材10の上昇限は下部クランプリング
７との係合によって規制される。位置決め部材10の上端
には放射方向に延びる複数のワーク受け11が設けられて
いる。このワーク受け11は下部クランプリング７に形成
された切り込み溝の位置に設けられており、下部クラン
プリング７と干渉しないようになっている。

なお、下部クランプリング７及び位置決め部材10にはワ
ークＷの切削屑の侵入を防止するためのシール部材21、
22がそれぞれ取り付けられている。

また、治具本体３の内側下部には引き部材23が軸方向に
摺動自在に装着されており、第１クランプ治具1a内に挿
入されたフランプロッド2aの先端部と係合する係合片24
が引き部材23に横方向に移動自在に取り付けられてい
る。この引き部材23は治具台18内に組み込まれた図示し
ない油圧シリンダによって進退移動するようになってい
る。これら油圧シリンダ、引き部材23及び係合片24を用
いてクランプロッド2aひいては第１クランプ治具1bを下
方に引き込むようにしたのは、歯切加工の場合には切削
力が大きいためワークＷを強くクランプすることが要請
されるからである。

このように構成されたクランプ装置の動作は以下の通り
である。

ワークＷが図示しないローダによりワーク受け11の上に
自動供給される際、第２クランプ治具1bは第２図に示す
ように第１クランプ治具1aの上方に離れている。

この状態において、まず、ワークＷを図示しないローダ
によりワーク受け11の上に自動供給する。次に、ワーク
Ｗの穴部を貫通するように上部センタサポート２を下降
させ、その先端部のクランプロッド2aを治具本体３に挿
入する。このクランプロッド2aの治具本体３への挿入に
より第１クランプ治具1aと第２クランプ治具1bとが同一
中心軸上に配列される。

この挿入移動の過程で、上部センタ４のテーパ部4aがま
ずワークＷの穴部内周面の上端に当接し、ばね８の弾撥
力によりワークＷを下向きに押圧する。これに対し、下
部センタ５はそのテーパ部5aにおいてワークＷの穴部内
周面の下端に当接し、ばね９の弾撥力によりワークＷを
上向きに押圧する。こうして、ワークＷの中心軸が両ク
ランプ治具1a、1bの中心軸に一致するように芯出しされ
る。このように、本発明にあっては、ワークＷの穴部内
周面の両端部にそれぞれテーパ部4a、5aが当接すること
によって芯出しを行うようにしたので、穴部の径が相互
に異なる数種のワークに対応可能である。

それから、上部クランプリング６と下部クランプリング
７によりワークＷの外周部を上下両方向からクランプ
し、ワークＷを固定する。さらに、クランプロッド2aの
挿入移動に伴って、クランプロッド2aの下端に設けられ
た頭部が係合片24よりも下方となる位置までクランプロ
ッド2aが挿入された後に、図示しない油圧シリンダによ
り引き部材23を下方に移動すると、係合片24が軸心に向
かって移動することになり、クランプロッド2aと引き部
材23とが一体となる。その結果、ワークＷは更に強くク
ランプされる。

こうしてワークＷの治具への取付けが完了すると、ワー
クＷに歯切加工が施される。この歯切加工が終了する
と、ワークＷはアンクランプされ上部センタサポート２
は上昇して、このクランプ装置は第２図に示す状態に復
帰する。

第３図は本発明の他の実施例に係るワークのクランプ装
置の一部省略断面図であって、歯車加工のうちシェービ
ング加工用に用いられるものである。このシェービング
加工の場合には歯切加工の場合に比べ切削力が小さいた
め歯切加工の場合ほど強い固定を必要としない。そのた
め、第１図に示すクランプ装置のように押圧シリンダを
使用しての強いクランプ力は不要である。従って、第３
図に示すクランプ装置にあっては、第１図に示すクラン
プ装置の構成要素たる油圧シリンダ、引き部材及び係合
片などの部材は使用しないが、その他の構成部材、及び
装置の動作は第１図に示すクランプ装置の場合と同様で
ある。なお、第３図に示すクランプ装置では、外部から
ローダにより自動供給されたワークを受け止め治具上に
支持するワーク受け及び位置決め部材がそれぞれ取り付
けられていないが、欲すればこのようなワーク受け及び
位置決め部材を設けることも可能である。

以下、第３図に示すシェービング加工用のワークのクラ
ンプ装置の構成及びその動作を簡単に説明する。

同一中心軸上にそれぞれ配置され相互に接近離反する第
１と第２のクランプ治具1a、1bは案内軸31及び32からな
る。この各案内軸31、32の外側には、先端部にテーパ部
33a、34aを有する円筒形状のセンタ33及び34がそれぞれ
軸方向に摺動自在に嵌合されており、この各センタ33、
34には前進方向のばね力がばね35及び36により付勢され
ている。このセンタ33、34の前進移動限は、この外側に
位置してクランプ治具1a、1bにそれぞれ備えられたクラ
ンプリング37、38により規制されている。

案内軸31、32が相互にそれぞれ前進すると、センタ33、
34のテーパ部33a、34aがワークＷの穴部内周面の両端部
にそれぞれ当接し、ばね35、36の弾撥力によりワークＷ
をこれの両側から押圧する。これにより、ワークＷの中
心軸が両クランプ治具1a、1bの中心軸に一致するように
芯出しされる。それから、クランプリング37、38により
ワークＷの外周部を両方向からクランプし、ワークＷを
固定する。こうしてワークＷの治具への取付けが完了す
る。

このように本実施例によれば、中心軸上にそれぞれ配置
された第１と第２のクランプ治具1a、1bのそれぞれに軸
方向摺動自在にテーパ部5a、4a及び33a、34aを有するセ
ンタ５、４及び33、34を設け、ワークＷの穴部内周面の
両端部にそれぞれテーパ部5a、4a及び33a、34aが当接す
ることによりワークＷの芯出しを行うようにしたので、
穴部の径が相互に異なるワークに対しても芯出ししてク
ランプすることが可能である。

なお、本実施例にあっては、予め中心部に穴部が形成さ
れた歯車をワークとして例示しているが、これに限ら
ず、穴部を有する盤状のものであれば適用可能でる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ワ
ークの穴部内周面の両端部にそれぞれテーパ部が当接す
ることによりワークの芯出しを行うようにしたので、穴
部の径が相互に異なるワークに対しても芯出ししてクラ
ンプすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るワークのクランプ装置
の一部省略断面図、第２図は第１図に示すワークのクラ
ンプ装置の動作の説明に供する図、第３図は本発明の他
の実施例に係るワークのクランプ装置の一部省略断面
図、第４図は従来のワークのクランプ装置の一部省略断
面図である。 1a……第１クランプ治具、1b……第２クランプ治具、２
……上部センタサポート、2a……クランプロッド、３…
…治具本体、４……上部センタ、５……下部センタ、4
a、5a……テーパ部、６……上部クランプリング、７…
…下部クランプリング、８、９……ばね、31、32……案
内軸、33、34……センタ、33a、34a……テーパ部、35、
36……ばね、37、38……クランプリング、Ｗ……ワー
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一中心軸上にそれぞれ配置され相互に相
   対接近離反移動する第１と第２のクランプ治具を有し、
   穴部を有する盤状のワークをこれの両側から前記両治具
   により押し付けて前記ワークの芯出し及び固定を行うワ
   ークのクランプ装置であって、前記穴部の内周面端部に
   当接するテーパ部を有する円筒形状のセンタを前記それ
   ぞれのクランプ治具に軸方向摺動自在に設け、前記ワー
   クの端面の外周部に押圧するクランプリングを前記セン
   タの外側に位置させて前記それぞれのクランプ治具に備
   え、前記それぞれのセンタに前進方向のばね力を加える
   弾性部材を前記それぞれのクランプ治具に装着したこと
   を特徴とするワークのクランプ装置。