JPH0596407A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外径が大きく異なるとともに外周が円周面で
あるワーク32をクランプ爪31により外側から良好にクラ
ンプする。 【構成】 ワーク32をクランプする場合にはクランプ爪
31を同期して後方に移動させるが、この移動の際、各ク
ランプ爪31は前方に向かって末広がりの円錐面上を直線
状に延びる貫通孔28に沿って移動するので、半径方向内
側へも移動し、これによりワーク32がクランプ部33によ
り外側からクランプされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、外周が円周面である
ワークを複数のクランプ爪によって外側からクランプす
るクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクランプ装置としては、例えば特
開昭64ー 20907号公報あるいは特公平 2ー 48365号公報
に記載されているようなものが知られている。前者は前
端部内周にテーパ面が形成されたコレットチャック本体
と、コレットチャック本体内に収納され、前部に軸方向
に延びる複数のスリットを有するとともに、前端部外周
に前記テーパ面に面接触するテーパ面が形成されたコレ
ットブッシュと、このコレットブッシュを軸方向に往復
動させるドローバと、を備えたもので、ドローバ、コレ
ットブッシュを後方に移動させることにより、コレット
ブッシュの前部をテーパ面の楔作用で半径方向内側に変
形させ、ワークの外周を外側から把持するようにしたも
のである。一方、後者は、摺動部材の前壁に中間部が揺
動可能に支持された複数のジョーアクチュエータと、各
ジョーアクチュエータの前端に固定されワークの外周を
外側から把持するチャック爪と、摺動部材内に前後方向
に移動可能に収納され各ジョーアクチュエータの後端部
がエキセントリックスライディングボールを介して回動
可能に連結されたアクチュエータと、を備えたもので、
アクチュエータを後方に移動させることにより、各ジョ
ーアクチュエータを中間部を中心としてチャック爪が互
いに接近するよう揺動させ、ワークの外周を外側から把
持するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
あっては、コレットブッシュの前部の弾性変形を利用し
てワークを把持するようにしているため、該コレットブ
ッシュを繰り返し限度までしか変形させることができ
ず、この結果、外径の大きく異なったワークを把持する
ことができないという問題点がある。一方、後者にあっ
ては、ワークを把持するとき、ジョーアクチュエータが
中間部を中心として揺動するため、外径が大きく異なっ
たワークを把持しようとすると、チャック爪のワークに
係合する面が傾斜し、良好な把持ができないという問題
点がある。また、アクチュエータとジョーアクチュエー
タとの連結はエキセントリックスライディングボールを
介して行われているので、ジョーアクチュエータの揺動
角度を大きく取ることができず、この結果、外径の大き
く異なったワークを把持することができないという問題
点もある。

【０００４】この発明は、外径の大きく異なったワーク
を良好にクランプすることができるクランプ装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、前方
に向かって末広がりの円錐面上を直線状に延びるととも
に円周方向に離れた複数の貫通孔が内部に形成された支
持ブロックと、各貫通孔内に摺動可能に挿入され前端部
にワークの外周を外側からクランプするクランプ部を有
するとともに、後端部に係止部を有するクランプ爪と、
支持ブロックの後方に前記円錐面と同軸関係を保って設
けられ、前部にクランプ爪の係止部が半径方向に移動可
能に係止された係止部を有するロッドと、該ロッドを軸
方向に往復動させる往復動手段と、を備えることにより
達成することができる。

【０００６】

【作用】外周が円周面であるワークをクランプする場合
には、まず、往復動手段を作動してロッドを軸線に沿っ
て後方に移動させる。このとき、各クランプ爪の係止部
はロッドの係止部に係止されているので、複数のクラン
プ爪はロッドに引っ張られ同期して貫通孔内を該貫通孔
に沿って後方に摺動する。ここで、貫通孔は前方に向か
って末広がりの円錐面上を直線状に延びているため、各
クランプ爪は前記後方への移動に伴って半径方向内側に
移動し、そのクランプ部がワークの外周を外側からクラ
ンプする。このとき、各クランプ爪の係止部も半径方向
内側に移動するが、この係止部はロッドの係止部に係止
された状態のまま半径方向に移動することができるの
で、前述のようなクランプ爪の半径方向内側への移動は
これら係止部に吸収され、クランプ爪が弾性変形するよ
うなことはない。このようにワークをクランプすると
き、クランプ爪は弾性変形したりすることはなく貫通孔
内を移動するだけであるため、クランプ部の半径方向の
移動距離を大きくすることができ、外径の大きく異なっ
たワークをクランプすることができる。また、クランプ
爪は前述のように貫通孔に沿って平行移動するため、ク
ランプの際、クランプ部が傾斜するようなことはなく、
ワークのクランプが良好となる。

【０００７】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、貫通孔を簡単、容易に形成することができる。さら
に、請求項３に記載のように構成すれば、クランプ爪に
よってワークをクランプした状態で該ワークを間欠的に
あるいは連続して回転させることができ、多種類の加工
に対処することができる。また、ワークを確実かつ良好
にクランプするためには、円錐面の中心軸から各クラン
プ爪のクランプ部までの距離を全て実質上同一とする必
要がある。ここで、請求項４に記載のように各クランプ
爪に凹部を形成しておけば、全クランプ爪を半径方向内
側に移動させて円板状の治具の外周を該凹部によってク
ランプした後、各クランプ爪のクランプ部を研磨加工す
ることで、前記距離を全て実質上同一とすることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１、２において、11は中空の固定ケーシン
グであり、この固定ケーシング11内には円筒状の円筒体
12が遊嵌され、この円筒体12と固定ケーシング11との間
にはディスタンスピース13によって前後方向に離された
一対の軸受14が介装されている。このように円筒体12は
固定ケーシング11内に挿入され回転可能に支持されてい
る。

【０００９】図１、３、４、５において、17は円筒体12
の前端部に連結された支持ブロックであり、この支持ブ
ロックは複数のボルト18により円筒体12の前端に取り付
けられたチャック本体19を有する。このチャック本体19
内には前方に向かって末広がりの円錐孔20が形成され、
この円錐孔20の内周面21は円錐面である。前記チャック
本体19の円錐孔20内には前方に向かって末広がりの円錐
台状をしたガイド体24が挿入され、複数のボルト25によ
り円筒体12に取り付けられている。前述したチャック本
体19、ガイド体24は全体として、前記支持ブロック17を
構成する。そして、このガイド体24の外周面26は円錐孔
20の内周面21と同一角度で傾斜し、互いに面接触してい
る。前記ガイド体24の外周面26には前後方向に直線状に
延びる複数、ここでは断面が矩形をした８個の溝27が形
成され、これらの溝27は円周方向に等角度離れている。
そして、これらの溝27の内壁とチャック本体19の内周面
21とに囲まれた空間は、支持ブロック17内に形成され、
前記円錐面、即ち内周面21上を直線状に延びる複数の貫
通孔28を構成し、これらの貫通孔28は支持ブロック17の
前、後端部にそれぞれ開口している。31は略角柱状をし
た複数のクランプ爪であり、これらのクランプ爪31はそ
れぞれ前記貫通孔28内に摺動可能に挿入されている。各
クランプ爪31の貫通孔28から前方に突出した前端部に
は、外周が円周面であるワーク32を外側からクランプす
るクランプ部33が形成され、これらのクランプ部33の半
径方向内側面は平坦なクランプ面34となる。また、これ
らクランプ部33の直後のクランプ爪31の半径方向内側面
には凹部35が形成されている。一方、貫通孔28から後方
に突出したクランプ爪31の後端部には、半径方向内側に
向かって延びる係止部としてのフック部36が形成されて
いる。また、前記ガイド体24の前端部にはリング状の凹
み37が形成され、この凹み37の底面38は前記円錐面、即
ち内周面21の中心軸に対して直角に交差している。そし
て、この底面38は、前記ワーク32をクランプ爪31によっ
てクランプする直前にワーク32を押し当てることで、ワ
ーク32の中心軸が前記円錐面の中心軸と平行になるよう
姿勢修正する。

【００１０】40は円筒体12内に収納入されるとともに前
端部がガイド体24内に挿入された前後方向に延びる円柱
状の回転軸であり、この回転軸40と前記円錐面、即ち内
周面21とは同軸である。回転軸40の前端外周には円周方
向に離れた複数の段差部41が形成され、また、この回転
軸40の前端には頭部42の外径が回転軸40と同径の押えボ
ルト43がねじ込まれている。前述した回転軸40および押
えボルト43は全体として、支持ブロック17の後方に設け
られ、前記固定ケーシング11によって周囲を囲まれたロ
ッド44を構成する。そして、このロッド44の前端部に
は、前記段差部41の底、側面と押えボルト43の頭部42の
後面とに囲まれた係止部としての係止穴45が形成され、
これらの係止穴45の断面形状はフック部36の断面形状と
実質上同一である。これら係止穴45にはクランプ爪31の
フック部36がそれぞれ挿入され、これにより、各クラン
プ爪31のフック部36はロッド44の係止穴45に軸方向の動
力が伝達できるよう係止されるとともに、この係止状態
のまま各クランプ爪31のフック部36はロッド44の係止穴
45内において半径方向に移動することができる。なお、
46は押えボルト43を回転軸40にねじ込む際に用いる六角
穴、47は押えボルト43、回転軸40のねじ込み部にねじ込
まれた緩み止めの止めねじである。

【００１１】図１、２において、51は固定ケース11の後
端面に複数のボルト52によって固定されたブラケットで
あり、このブラケット51には複数のボルト53によって往
復動手段としてのエアシリンダ54が回転軸40の直後にお
いて固定されている。このエアシリンダ54のピストンロ
ッド55の先端は前記回転軸40の後端にねじ込まれナット
56により抜け止めされながら連結されている。そして、
このエアシリンダ54が作動してピストンロッド55が突出
したり引っ込んだりすると、ロッド44は軸方向に往復動
し、これにより、全クランプ爪31が貫通孔28内を同期し
ながら移動する。57は円筒体12の後端部外周にボルト58
およびキー59によって固定された外歯車であり、この外
歯車57には、図示していないモータからの回転力が減速
機、外歯車を介して伝達される。前述した外歯車57、モ
ータ、減速機、外歯車は全体として、円筒体12を間欠的
にあるいは連続して回転させる回転手段60を構成する。

【００１２】次に、この発明の一実施例の作用について
説明する。ワーク32を外側からクランプする場合には、
ワーク32を凹み37に挿入して底面38に押し当てた後、エ
アシリンダ54を作動してピストンロッド55を引っ込め、
ロッド44を軸線に沿って後方に移動させる。このとき、
各クランプ爪31のフック部36はロッド44の係止穴45にそ
れぞれ挿入されて係止されているので、複数のクランプ
爪31はロッド44に引っ張られ同期して貫通孔28内を該貫
通孔28に沿って後方に摺動（平行移動）する。ここで、
各貫通孔28は前方に向かって末広がりの円錐面上を直線
状に延びているため、各クランプ爪31は前記後方への移
動に伴って半径方向内側に移動する。この結果、クラン
プ爪31のクランプ部33は前記円錐面の中心軸に向かって
同期して移動し、クランプ面34によりワーク32の外周を
外側からクランプする。このとき、各クランプ爪31のフ
ック部36も半径方向内側に移動するが、このようなクラ
ンプ爪31の半径方向内側への移動はこれらフック部36が
係止穴45内に奥深く侵入することで吸収され、クランプ
爪31が弾性変形するようなことはない。このようにワー
ク32をクランプするとき、クランプ爪31は弾性変形した
りすることはなく貫通孔28内を移動するだけであるた
め、クランプ部33の半径方向の移動距離を大きくするこ
とができ、外径の大きく異なったワーク32をクランプす
ることができる。また、クランプ爪31は前述のように貫
通孔28に沿って平行移動するため、クランプの際、クラ
ンプ部33のクランプ面34が傾斜するようなことはなく、
ワーク32のクランプが良好となる。

【００１３】この状態で図示していない研削機によりワ
ーク32の内面に形成された軸方向に延びる断面弧状の溝
62を研削加工する。そして、ある溝62の研削加工が終了
すると、回転手段60を作動してロッド44、支持ブロック
17、円筒体12、ワーク32を一体的に所定角度、ここでは
90度だけ回転させ、隣接する溝62の研削加工を行う。こ
のようにして全ての溝62の研削加工が終了すると、エア
シリンダ54を作動してピストンロッド55を突出させ、ロ
ッド44、クランプ爪31を前方に移動させる。これによ
り、各クランプ爪31は貫通孔28内を前方に向かって平行
移動してクランプ部33が半径方向外側に移動し、ワーク
32がクランプ爪31のクランプから解放される。なお、回
転手段60によりワーク32を回転させながら、該ワーク32
の端面や内周面の機械加工を行うようにしてもよい。

【００１４】また、ワーク32を確実かつ良好にクランプ
するためには、円錐面の中心軸から各クランプ爪31のク
ランプ面34までの距離を全て実質上同一としなければな
らないが、この距離が各クランプ爪31で異なっている場
合がある。このような場合には、図６に示すような円板
状の治具63を凹み37内に挿入して底面38に押し当てた
後、ロッド44を後方に移動させてクランプ爪31を半径方
向内側に移動させ、治具63の外周を凹部35によってクラ
ンプする。この状態で各クランプ爪31のクランプ面34を
研磨加工し、前記距離を全て実質上同一とする。

【００１５】なお、前述の実施例においては、ロッド44
の係止部を凹んだ係止穴45とし、クランプ爪31の係止部
を係止穴45に挿入される突出したフック部36としたが、
この発明においては、クランプ爪31の係止部を凹んだ
穴、溝等とし、ロッド44の係止部をこれら穴、溝に挿入
される突出部としてもよい。また、前述の実施例におい
ては、ガイド体24に形成した溝27により貫通孔28を構成
するようにしたが、この発明においては、チャック本体
19に溝を形成し、これらの溝により貫通孔を構成するよ
うにしてもよく、さらに、ガイド体24、チャック本体19
の双方に溝を形成し、これらの溝により貫通孔を構成す
るようにしてもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、外径の大きく異なったワークを良好にクランプする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す支持ブロック近傍の
側面断面図である。

【図２】一部が破断された全体側面図である。

【図３】図１のＩ矢視図である。

【図４】ガイド体の正面図である。

【図５】図４のIIーII矢視断面図である。

【図６】把持爪によって治具をクランプした状態を示す
側面断面図である。

【符号の説明】

11…固定ケーシング 12…円筒体 17…支持ブロック 19…チャック本体 20…円錐孔 21…内周面 24…ガイド体 26…外周面 27…溝 28…貫通孔 31…クランプ爪 32…ワーク 33…クランプ部 35…凹部 36…係止部 44…ロッド 45…係止部 54…往復動手段 60…回転手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前方に向かって末広がりの円錐面上を直線
   状に延びるとともに円周方向に離れた複数の貫通孔が内
   部に形成された支持ブロックと、各貫通孔内に摺動可能
   に挿入され前端部にワークの外周を外側からクランプす
   るクランプ部を有するとともに、後端部に係止部を有す
   るクランプ爪と、支持ブロックの後方に前記円錐面と同
   軸関係を保って設けられ、前部にクランプ爪の係止部が
   半径方向に移動可能に係止された係止部を有するロッド
   と、該ロッドを軸方向に往復動させる往復動手段と、を
   備えたことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】前記支持ブロックを、内部に前記円錐面を
   内周面とする円錐孔を有するチャック本体と、チャック
   本体内に挿入され円錐孔に面接触する外周面を有するガ
   イド体と、から構成するとともに、前記貫通孔を、チャ
   ック本体の内周面またはガイド体の外周面の少なくとも
   いずれか一方に溝を形成することで構成するようにした
   請求項１記載のクランプ装置。
3. 【請求項３】前記ロッドの周囲を囲む固定ケーシングを
   設けるとともに、この固定ケーシング内に該固定ケーシ
   ングに回転可能に支持され前端部が支持ブロックに連結
   された円筒体を設け、さらに、円筒体を回転させる回転
   手段を設けた請求項１記載のクランプ装置。
4. 【請求項４】前記各クランプ爪は、クランプ部の直後の
   半径方向内側面に凹部を有する請求項１記載のクランプ
   装置。