JPH0746436Y2 - 調芯機構付きクランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、一方の端面から穴加工を施した軸物ワーク
を、例えばセンタ加工等のために、前記既設の穴を基準
に調芯してクランプする装置に関するものである。

従来の技術 例えば、ガンドリル等によって円柱状のワークの一方の
端面から深穴を穿設する場合には、ワークの軸線に対し
て穴が傾いて穿設され易いという問題があった。そのた
め従来においては、ワークの軸線に対して穴が傾斜して
穿設されている場合には、この傾斜して形成された穴を
基準として円柱状のワークの外径を引き直す場合があ
る。そして、この引き直しを行なう際にはワークを両セ
ンタ穴基準で支持して旋盤加工するために、先ず、一方
の端面に既に穿設されている穴を基準として、他方の端
面にセンタ穴加工を施す必要がある。

したがって、従来においてはこのセンタ穴は、ワークを
１個ずつ手作業で芯出しして、センタドリル等を用いて
加工するか、または、既設の穴を基準として自動芯出機
構付きのクランプ装置にクランプさせるとともに、切削
抵抗の小さい放電加工法等によって加工を行なってい
た。

考案が解決しようとする課題 しかし、前述した従来のセンタ穴加工においては、既設
の穴を基準に手作業で芯出しして穴加工するのでは非能
率的であるという問題があった。また既設の穴を基準に
して調芯し、クランプして穴加工する場合には、芯がず
れているワークの外径をチャック装置等で掴んでクラン
プするため、基準となる穴の口径が小さいとクランプ時
に基準としている穴に力がかかって変形して基準がずれ
てしまい、基準の穴とセンタ穴との芯ずれが生じ易いと
いう問題があった。

この考案は、上述の事情に鑑みなされたもので、調芯し
た結果、傾斜あるいは芯ずれを生じたワークに無理な外
力を加えることなく確実にクランプできる調芯機構付き
クランプ装置に関するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの考案は、軸物
ワークの一方の端面に穿設した穴を基準に調芯してワー
クを固定する調芯機構付きクランプ装置において、前記
調芯機構は、軸物ワークの前記一方の端面に穿設された
穴に挿入する基準ピンと、ワークを把持するチャック部
材と、チャック部材の外周部に揺動可能に連結されかつ
チャック部材の半径方向外方に突出した軸部を有するボ
ールジョイント部材と、その軸部を揺動可能かつ軸線方
向へ移動可能に保持するホルダ部と、前記軸部をホルダ
部に対して任意の状態に固定するロック手段とを備えて
いることを特徴としている。

作用 上記のように構成することにより、軸物ワークの一方の
端面に穿設した穴に基準ピンを挿入して、この穴を基準
にワークの調芯を行なった後、チャック部材によってこ
の調芯されたワークの把持を行なう。このとき、基準と
した穴がワークの軸心に対して傾斜している場合には、
ワークは装置の軸線に対して傾いた状態に挿着される。

次に、チャック部材によってワークの把持を行なうと、
ワークが傾いて保持されている場合には、チャック部材
がワークの傾きに倣って傾斜しようとする。したがって
チャック部材が、複数のボールジョイント部材によって
上下左右方向へ移動可能にホルダ部に連結されているた
め、ボールジョイント部材の作用によってワークの傾き
に合せるようにチャック部全体が移動あるいは傾動し、
基準ピンを挿入した穴を基準として芯出しした状態でワ
ークを確実にクランプする。そして、ワークをクランプ
した後、ロック手段によって、ボールジョイント部材の
軸部をホルダ部に固定して、ワークを調芯した状態で把
持しているチャック部材をロックする。

実施例 以下、この考案の実施例を第１図ないし第７図に基づい
て説明する。

第１図ないし第５図は、チャック部材の移動を機械的に
ロックする機構を備えた自動調芯型のクランプ装置にこ
の考案を適用した第１実施例を示すもので、クランプ装
置１は、内径基準を拾うためのベース部２と、このベー
ス部２の上面のほぼ中央に垂直に立設された基準ピン３
と、円柱状のワークＷを把持する３枚の爪4aを有するチ
ャック部材４と、このチャック部材４を内側に遊嵌する
よう同一円周上に等間隔に配列された３つのホルダ部５
と、これら３つのホルダ部５に対してチャック部材４を
移動自在に連結する３つのボールジョイント６と、各ホ
ルダ部５に回動可能かつ水平に保持されたローラピン７
と、これら３つのローラピン７の回動を同時に規制する
ことのできる機械式のロック機構８とを備えている。

また、クランプ装置１の前記チャック部材４は通常の３
爪スクロールチャックで、その外周の３等分する位置に
は、ボールジョイント６の球頭部6aが、ガイド部材4bに
より抜け止めされるとともに所定の角度範囲内において
上下左右方向に首振り自在に保持され、この球頭部6aに
連設された軸部6bを放射方向に延在させている。そし
て、各ボールジョイント６のそれぞれ放射方向に延在さ
せた軸部6bの先端側は、各ホルダ部５に回動可能に保持
されたローラピン７に、このローラピン７の軸線に対し
て直角に形成された挿通孔に摺動可能に挿通され、ま
た、軸部6bに形成された下向きの突部6cは、ローラピン
７の下方に突出して、軸部6bの軸方向の摺動量を規定す
るとともに、挿通孔からの軸部6bの抜け出しを防止して
いる。またローラピン７は、ホルダ部５の上部に、ガイ
ド部材5aによって抜け止めされるとともに、軸部6cの所
定角度範囲内の振れに追従して回動するようになってい
る。

一方、前記ロック機構８は、それぞれの上端をローラピ
ン７に挿通したボールジョイント６の突部6cの直下に配
置してベース部２にほぼ垂直に挿通されて、上下方向に
摺動可能に設けられた３本の回動規制ピン９（１本は図
示せず）と、各回動規制ピン９の下端部がその周縁部に
摺接するカムディスク10とからなり、このカムディスク
10は下面中央に設けた突起11を中心として水平方向に回
転するように設けられている。また、カムディスク10の
上面の周縁部寄りには、全周を３等分した位置にカム斜
面10aが形成されている。

そして、カムディスク10を、ロックハンドル12を持って
回転させると、３箇所に形成された各カム斜面10aが各
回動規制ピン９をそれぞれ上方へ同時に押し上げて、各
ボールジョイント６の突部6cを上方へ押圧して軸部6bの
軸方向の摺動を規制するとともに、軸部6bを介してロー
ラピン７を上方へ押圧して、それぞれのローラピン７の
外周面をガイド部材5aの内周面に圧接させ、各ローラピ
ン７の回動が規制されてロックされるようになってい
る。またカムディスク10を逆方向に回転させれば、カム
斜面10aに押し上げられていた３本の回動規制ピン９が
同時に降下してローラピン７の回動規制が解けてロック
が解除されるようになっている。またベース２には、複
数の押圧ピン13が、スプリング14によって下方へ弾性付
勢されるとともに、下方に突出させてその下端がカムデ
ィスク10の上面に当接し、非ロック時に不安定となるカ
ムディスク10の姿勢を安定させるようになっている。

次に、この実施例のクランプ装置１によって、一方の端
面の中心に穴Ｈが穿設された円柱状のワークＷを調芯し
てクランプした後、このワークＷの他方の端面にセンタ
穴加工を行なう場合について説明する。

先ず、ワークＷの一方の端面に形成されている穴Ｈに、
クランプ装置１の基準ピン３を挿入してこの穴Ｈを基準
にワークＷの調芯を行なった後、チャック部材４によっ
てこの調芯されたワークＷの把持を行なう。このとき、
基準とした穴ＨがワークＷの軸芯に正しく形成されてい
る場合には、ワークＷは装置の中心線に対して同一軸線
上に保持される。次に、チャック部材４によってワーク
Ｗの把持を行なうと、ワークＷが装置の中心に位置して
いるため、チャック部材４は傾動することなく、そのま
まの位置でワークＷを把持することができる（第１図の
状態）。そして、チャック部材４によってワークＷを確
実に把持した後、ロック機構８のロックハンドル12をロ
ック方向に駆動すると、カムディスク10が回転して３本
の回動規制ピン９がそれぞれ押し上げられ、各回動規制
ピン９の上端が、ボールジョイント６の突部6cを上方へ
押圧して軸部6bの軸方向の摺動を規制するとともに、軸
部6bを介してローラピン７を上方へ押圧して、このロー
ラピン７の回動を規制し、ワークＷを調芯した状態で把
持したチャック部材４をロックする。次に、センタドリ
ルＴによって、ワークＷの他方の端面（第１図において
上面）に、深穴Ｈを基準としたセンタ穴を穿設する。

一方、センタ穴加工の基準とするワークＷに形成された
深穴Ｈが、ワークＷの軸心に対して傾斜して形成されて
いる場合には、この基準とする深穴Ｈに、クランプ装置
１の基準ピン３を挿入し、この穴Ｈを基準にワークＷの
調芯を行なった後、チャック部材４によってこの調芯さ
れたワークＷの把持を行なう。なおこの場合、調芯した
状態でのワークＷは装置の中心線に対して傾いた状態に
保持されている。

次に、チャック部材４によってワークＷの把持を行なう
と、ワークＷが傾いた状態で基準ピン３に挿着されてい
るため、チャック部材４がワークＷの傾きに倣って傾斜
しようとする。したがってチャック部材４が、３本のボ
ールジョイント６によってホルダ部５と連結されている
ため、ワークＷの傾きに合せるように、各ボールジョイ
ント６が回動し、また軸部6bがローラピン７の挿通孔内
を摺動し、チャック部材４全体が移動あるいは傾動して
芯出しされた状態のワークＷを確実にクランプする。そ
して、ワークＷをクランプした後、ロック機構８のカム
ディスク10をロック方向に回転させると、前述の場合と
同様に、カム斜面10aによって３本の回動規制ピン９が
それぞれ押し上げられ（第５図参照）、その上端によっ
てボールジョイント６の軸方向の摺動を規制するととも
にローラピン７の回動を規制し（第６図参照）、ワーク
Ｗを調芯した状態で把持するチャック部材４を傾斜した
ままの状態でロックする（第３図参照）。

そして、穴Ｈを基準として調芯した状態でクランプされ
たワークＷに対して、センタドリルＴによってセンタ穴
加工を行なう。

以上のように、この実施例のクランプ装置１は、ワーク
Ｗに穿設された深穴Ｈが、ワークＷの軸線に対して傾い
て形成されている場合にも、この深穴Ｈを基準としてワ
ークＷを調芯した状態にクランプできるとともに、クラ
ンプしたチャック部材４を機械式のロック機構８でワン
タッチでロックすることができ、既設の穴Ｈを基準とし
たセンタ穴加工を正確かつ確実に行なうことができる。

また第６図および第７図はこの考案の第２実施例を示す
もので、前記第１実施例における機械式のロック機構の
代りにマグネット式のロック機構を用いたもので、クラ
ンプ装置21のチャック部材24は、３本のボールジョイン
ト26（１本のみ図示）により外側の同一円周上に等間隔
に配列された３箇所のホルダ部25（２箇所は省略）にそ
れぞれ連結されている。そして、各ボールジョイント26
の球頭部26aは、チャック部材24の外周を３等分する位
置にそれぞれ回動自在に取付けられ、各球頭部26aに連
設された軸部26bは、各ホルダ部25にほぼ水平に、かつ
回動可能に設けられた鋼製のローラピン27の挿通孔に摺
動可能に挿通されている。そして、各ホルダ部25の前記
ローラピン27を回動可能に抱持する部分には、電磁石28
が設けられており、この電磁石28のコイル28aには整流
器29を介して交流電源に接続され、スイッチ30をON・OF
Fすることにより励磁、消磁を行なえるようになってい
る。

このように構成されるクランプ装置21は、前記第１実施
例のクランプ装置の場合と同様に、例えば、一方の端面
の中心に深穴加工を施した円柱状のワークを、この深穴
を基準に芯出してクランプする場合には、基準ピン（図
示せず）を深穴に挿通して芯出しした状態で、このワー
クをチャック部材24により把持する。このとき、チャッ
ク部材24が３本のボールジョイント26によってホルダ部
25に連結されているため、深穴がワークの軸心に対して
傾いて形成されていても、ワークの傾き倣ってチャック
部材24が傾動または移動して、既設の深穴を基準にして
ワークを自動的に調芯してクランプする。

そして、チャック部材24がワークを把持したら、電源の
スイッチ30をONすると、ロック機構の電磁石28が励磁さ
れ、この電磁石28に鋼製のローラピン27が吸着されて回
動が規制されるとともに、３つのローラピン27が全て吸
着固定されることにより、３つのボールジョイント26
は、それぞれの軸部26bをローラピン27に挿通して中心
角120度（平行でない状態）に設けられているため、各
ボールジョイント26の軸方向への摺動が規制されて固定
され、ワークを芯出しした状態でクランプしているチャ
ック部材24をロックすることができる。

したがって、円柱状のワークを既設の穴基準で芯出して
クランプできるので、クランプした状態でのセンタ穴加
工を、高精度でかつ容易に行なうことができる。

考案の効果 以上、説明したようにこの考案の調芯機構付きクランプ
装置は、調芯機構として、ワークの既設の穴に挿入する
基準ピンと、チャック部材と、ホルダ部と、このホルダ
部とチャック部材とを移動自在に連結する複数のボール
ジョイント部材と、チャック部材を調芯した状態に固定
するロック手段とを備えているので、調芯した結果、傾
斜した状態のワークを確実にクランプできるとともに、
クランプしたチャック部材を瞬時にロックすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの考案の第１実施例を示し、第
１図はクランプ装置の断面正面図（第２図のＩ−Ｉ線断
面図）、第２図はクランプ装置の平面図、第３図は傾斜
したワークを把持した状態を示す要部断面正面図、第４
図は第３図の一部を切欠いて示したIV矢視図、第５図は
第３図のＶ矢視図、第６図および第７図は第２実施例を
示し、第６図はクランプ装置の一部省略平面図、第７図
は第６図のVII-VII線断面図である。 １……クランプ装置、３……基準ピン、４……チャック
部材、５……ホルダ部、６……ボールジョイント、７…
…ローラピン、８……ロック機構、９……回動規制ピ
ン、10……カムディスク、21……クランプ装置、24……
チャック部材、25……ホルダ部、26……ボールジョイン
ト、27……ローラピン、28……電磁石、Ｈ……深穴、Ｗ
……ワーク、Ｔ……センタドリル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸物ワークの一方の端面に穿設した穴を基
   準に調芯してワークを固定する調芯機構付きクランプ装
   置において、前記調芯機構は、軸物ワークの前記一方の
   端面に穿設された穴に挿入する基準ピンと、ワークを把
   持するチャック部材と、チャック部材の外周部に揺動可
   能に連結されかつチャック部材の半径方向外方に突出し
   た軸部を有するボールジョイント部材と、その軸部を揺
   動可能かつ軸線方向へ移動可能に保持するホルダ部と、
   前記軸部をホルダ部に対して任意の状態に固定するロッ
   ク手段とを備えていることを特徴とする調芯機構付きク
   ランプ装置。