(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入装置に工具を載置して、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、
第１の位置決め手段によって、載置された上記工具を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記軸方向の位置決めを行なう第１の位置決め工程と、
第２の位置決め手段によって、上記工具を挟持して上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行なう第２の位置決め工程と、
上記第１の位置決め工程及び上記第２の位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、
を備えていることを特徴とする工具の圧入方法。
【請求項２】
上記挟持部材は、上記第２位置決め手段に対して当接するまで圧入されることを特徴とする請求項１記載の工具の圧入方法。
【請求項３】
孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入装置において、
上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行う第１の位置決め手段と、
上記工具を挟持するクランプ部材を有していて、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う第２の位置決め手段と、
上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる押圧移動手段と、
上記第２の位置決め手段に設けられていて、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する圧入位置決め手段と、
を具備することを特徴とする工具の圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に使用する工具のシャフトに挟持部材を取り付けるための圧入方法及び圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は挟持部材１０３を備えた工具１０１を示し、工具１０１にはシャフト１０２が軸方向に一体的に延びている。挟持部材１０３はリング状で外周に一本の溝が形成されており、シャフト１０２を圧入することにより、シャフト１０２の軸方向の所定位置に取り付けられる。
【０００３】
挟持部材１０３が取り付けられた工具１０１は、図４に示すように、その複数本がパレット１０４に整列状に格納される。パレット１０４は工作機械１０５の近傍に配置されており、工作機械１０５の機内に搬送される。そして、図５に示すように、ロボットハンド１０６の突起部が挟持部材１０３の外周の溝に入った状態でチャックし、不図示の主軸のコレットチャックに取り付けられる。このような各工具１０１は一般的に用いられる工具保持用のホルダを備えていないため、ＡＴＣの省スペース化が可能となっている。
【０００４】
図６は、工具１０１のシャフト１０２に挟持部材１０３を取り付ける従来方法を示す。この装置では、挟持部材１０３をバイス１０７でクランプし、このクランプ状態で挟持部材１０３の孔１０８に工具１０１のテーパ部１０９を略嵌め込む。そして、ハンマー１１０によってシャフト１０２の基部を叩くことによりシャフト１０２を挟持部材１０３に圧入して、挟持部材１０３をシャフト１０３の所定位置に取り付ける。
【０００５】
図７及び図８は、特開平１０−２４９５９１号公報に記載された別の従来方法を示す。台座１２２上にダイ１２１が取り付けられる一方、このダイ１２１と対向するパンチ１１９が成形部１２０に取り付けられている。台座１２２には支柱１１１が立設しており、この支柱１１１に取付板１１４が取り付けられている。取付板１１４には、プレスシャフト１２３が上下動自在に取り付けられており、このプレスシャフト１２３に成形部１２０の全体が取り付けられている。従って、プレスシャフト１２３の上下動により成形部１２０の全体が上下動することができる。なお、プレスシャフト１２３の上端部には、プレスシャフト１２３の下動を制限するストッパ１１３が設けられている。
【０００６】
プレスシャフト１２３の上下動は、レバー１１２を回動操作することにより行われる。また、成形部１２０には、圧縮コイルばね１１６が設けられている。この圧縮コイルばね１１６は、レバー１１２の回動操作によってプレスシャフト１２３が下動してストッパ１１３が取付板１１４に当接した状態において、さらに加工圧を上げようとしても圧縮して力を吸収する。これにより、圧力を常に一定に保つことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来方法では、例えば刃となっている工具１０１の径がシャフト１０２の外径と同等もしくは大きい場合には、挟持部材１０３を取り付けるときにシャフト１０２側から挟持部材１０３を嵌め込まなくてはならない。このような場合、案内をするテーパ部が無いため、容易に圧入をすることができず、熟練作業を要し、作業性が悪いものとなる。
【０００８】
また、シャフト１０２に対する挟持部材１０３の位置精度が悪く、挟持部材１０３と工具（刃）１０１の先端までの距離が短いときは、工作物を加工する際に挟持部材１０３と工作物とが干渉する問題がある。
【０００９】
これに加えて、特開平１０−２４９５９１号公報に開示されている従来の技術では、圧力を一定にして加工を行うため、シャフト１０２の外径と挟持部材１０３の孔の内径とに寸法ばらつきがある場合、加圧をしても孔の中にシャフトが入らないという不具合がさらに発生する問題を有している。
【００１０】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、工具のシャフトに挟持部材を位置精度良く、且つ効率良く取り付けることができる圧入方法及び圧入装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧入装置に工具を載置して、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、第１の位置決め手段によって、載置された上記工具を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記軸方向の位置決めを行なう第１の位置決め工程と、第２の位置決め手段によって、上記工具を挟持して上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行なう第２の位置決め工程と、上記第１の位置決め工程及び上記第２の位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、第１の位置決め手段によって圧入装置に載置された工具をシャフトの軸方向に移動させて軸方向の位置決めを行なうと共に、第２の位置決め手段によって上記工具を挟持してシャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行い、上記二つの位置決め工程により上記工具のシャフトに対する上記挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、上記挟持部材を上記工具のシャフトに載置した上で、上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する。従って、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明であって、上記挟持部材は、上記第２位置決め手段に対して当接するまで圧入されることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、上記挟持部材は、上記第２位置決め手段に対して当接するまで圧入されるので、シャフトの軸方向の所定位置に正確に位置決めし取り付けることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、孔を有する挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入装置において、上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行う第１の位置決め手段と、上記工具を挟持するクランプ部材を有していて、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う第２の位置決め手段と、上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる押圧移動手段と、上記第２位置決め手段に設けられていて、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する圧入位置決め手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
この発明では、第１の位置決め手段が、上記工具が載置された刃物台を上記シャフトの軸方向に移動させて、上記工具の軸方向の位置決めを行い、上記工具を挟持するクランプ部材を有する第２の位置決め手段が、上記シャフトの軸方向に対して直交する方向の位置決めを行う。押圧移動手段は、上記工具のシャフトに載置した上記挟持部材を筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧して圧入するように、上記筒状部材を軸方向に移動させる。上記第２位置決め手段に設けた圧入位置決め手段は、上記押圧移動手段により上記シャフトの軸方向に圧入移動される上記挟持部材と当接して圧入位置を決定する。従って、挟持部材をシャフトに精度良く圧入することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態の正面図及び側面図である。この実施の形態では、ハンドプレスによる工具の圧入装置へ適用した形態を示す。工具の圧入装置１は、ベース２の上面に平板状の架台３が固定されると共に、平板状の裏板４が立設しており、架台３と裏板４とによってＬ字形状の支持構造が形成されている。
【００１８】
架台３の上面には、Ｚ軸ステージ５が立設状に取り付けられており、このＺ軸ステージ５の側面にステージ取付板７が取り付けられている。ステージ取付板７はＺ軸ステージ５に取り付けられているハンドル６を回転操作させることにより、上下方向（Ｚ方向）に移動する。そして、ステージ取付板７の上下動により、後述する第１位置決め手段である刃物台１０の高さ調整が行われる。
【００１９】
刃物台１０は平板状となっており、リニアシャフト９の上面に固定され、この固定状態で工具としての円板状のすり割りカッター１３が載置される。リニアシャフト９はステージ取付板７から水平方向（Ｘ方向）に突出している上下２段のリニアシャフトホルダ８を挿通することにより、上下方向（Ｚ方向）を向くように固定されている。
【００２０】
工具としてのすり割りカッター１３はシャフト１４と一体となっているが、この実施の形態においては、その外径がシャフト１４の外径よりも大径な円板状となっている。又、シャフト１４は円柱状となっている。
【００２１】
刃物台１０の上方には、シャフト１４を挟持してすり割りカッター１３の水平方向の位置決めを行う第２位置決め手段としての一対の割型クランプ部材１１，１２が配置されている。割型クランプ部材１１，１２は水平方向（Ｙ方向と逆方向）に突出するように裏板１２の前面に取り付けられている。この場合、一方の割型クランプ部材１１は裏板１２の前面に固定されているが、他方の割型クランプ部材１２は図示を省略したシリンダによって水平方向（Ｘ方向）に移動するようになっている。
【００２２】
すり割りカッター１３と一体となっているシャフト１４の上端には、挟持部材１８が載置される。挟持部材１８はシャフト１４の外径よりも、少し小さな内径の孔を有したリング状となっており、挟持部材１４の孔にシャフト１４が圧入される。この挟持部材１８の上方には、押圧手段としての押圧部材１６が設けられている。押圧部材１６からは円筒となっている筒状部材１９が垂下しており、この筒状部材１９が挟持部材１８の上端面に当接している。
【００２３】
なお、刃物台１０に載置されたすり割カッター１３のシャフト１４の上端部をテーパ状等の面取り加工を行い、この面取り部と挟持部材１８の孔とを当接させることにより、挟持部材１８をシャフト１４の上端部の所定位置に載置し易くすることができる。また、筒状部材１９の内径はシャフト１４の外径よりも大きくなっており、これにより、筒状部材１９の下端面で挟持部材１８の上端面を押圧して、挟持部材１８をシャフト１４に圧入するときに筒状部材１９とシャフト１４とが干渉しないようになっている。
【００２４】
筒状部材１９の下端面で押圧された挟持部材１８は、一対の割型クランプ部材１１，１２の上面Ａ（図１参照）に当接することにより、シャフト１４の軸方向の所定位置に位置決めされて取り付けられる。押圧部材１６はプレスシャフト１５を介してレバー１７に連結されており、レバー１７を回動させることにより上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。
【００２５】
次に、この構造の工具の圧入装置１を用いて、挟持部材１８をすり割りカッター１３のシャフト１４に圧入する方法を説明する。
【００２６】
まず、Ｚ軸ステージ５のハンドル６を回動させることにより、刃物台１０を上下動させて所定位置に固定させる。この刃物台１０上に対し、シャフト１４が上方向に向くようにすり割カッター１３を載置する。このとき、シャフト１４を裏板４に固定されている割型クランプ部材１１に当接させる。
【００２７】
その後、割型クランプ部材１２を前進（Ｘ方向に移動）させ、割型クランプ部材１２と割型クランプ部材１１とによってシャフト１４を挟持（クランプ）する。そして、シャフト１４の上端部に挟持部材１８を載置させることにより、シャフト１４の軸と挟持部材１８の孔の中心とを略一致させる。
【００２８】
次に、挟持部材１８の上端面に筒状部材１９の下端面を載置する。この状態で、レバー１７を回動させることにより、押圧部材１６を下降させ、その下端面で筒状部材１９の上端面を押圧する。これにより、挟持部材１８の孔にシャフト１４が圧入され、さらに割型クランプ部材１１，１２の上面Ａに当接して停止する。これにより、挟持部材１８がシャフト１４の外周の所定位置に取り付けられる
。
【００２９】
かかる取り付け後は、押圧部材１６を上昇させると共に、割型クランプ部材１２を後退（Ｘ方向の逆方向）させる。その後、筒状部材１９と、シャフト１４に挟持部材１８が取り付けられたすり割カッター１３とを取り出す。
【００３０】
このような実施の形態では、圧力を制御することなく、筒状部材１９によって挟持部材１８を押圧するため、シャフト１４の外径と挟持部材１８の孔の内径に寸法ばらつきを生じても、問題なく圧入することができる。又、刃物台１０にすり割りカッター１３が位置決めされること及び圧入時には割型クランプ部材１１，１２のＡ面で挟持部材の位置が決定されることにより、工具のシャフト１４に対して挟持部材１８の位置を精度良く位置決めすることができる。
【００３１】
なお、この実施の形態では、工具としてすり割りカッター１３を説明したが、工具（刃）の径がシャフト１４の外径と同等もしくは大きい場合には、シャフト側から挟持部材１８を取り付けなければならないことから、例えば刃とシャフトの径が同じエンドミル等にも以上の圧入を用いることが可能である。
【００３２】
以上の説明から、本発明は次の技術的思想を包含している。
【００３３】
（１）  孔を有した把持部材を工具のシャフトに取り付ける方法において、
上記工具を所望位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした工具の外周をクランプする工程と、把持部材を筒状部材によって押圧して工具のシャフトの外周に把持部材を取り付ける工程とを有することを特徴とする工具の圧入方法。
【００３４】
この発明では、工具の外周をクランプした状態で、筒状部材によって把持部材を押圧してシャフトの外周に把持部材を取り付けるため、シャフト側から把持部材を圧入することができる。
【００３５】
（２）孔を有するリング状の挟持部材を工具のシャフトに圧入して所望位置に取り付ける工具の圧入方法において、
上記工具を第１位置決め手段によってシャフトの軸方向に位置決めする工程と、
上記工具を、第２位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めする工程と、
上記挟持部材の上端面を筒状部材の下端面で押圧することにより、挟持部材を上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する工程と、
を有することを特徴とする工具の圧入方法。
【００３６】
この発明では、第１位置決め手段によってシャフトの軸方向に位置決めすると共に、第２位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めし、この状態で筒状部材を押圧することにより、筒状部材を介して挟持部材の所望位置までシャフトに圧入するため、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【００３７】
（３）上記筒状部材の内径は、上記工具のシャフトの外径よりも大きいことを特徴とする上記（１）または（２）記載の工具の圧入方法。
【００３８】
この発明では、筒状部材とシャフトとが干渉しないため、圧入を円滑に行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、第１の位置決め手段によって工具を軸方向に位置決めし、第２の位置決め手段によってシャフトの軸方向に対して直交する方向に位置決めして、工具のシャフトに対する挟持部材の圧入される軸方向の所望位置を決定した後に、挟持部材を工具のシャフトに載置し、筒状部材によって上記シャフトの軸方向に押圧することにより、上記工具のシャフトの所望位置まで圧入する。従って、シャフト側から挟持部材を圧入することができると共に、位置精度良く圧入することができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、上記挟持部材は、上記第２の位置決め手段に対して当接するまで圧入されるので、シャフトの軸方向の所定位置に正確に位置決めし取り付けることができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、第１の位置決め手段及び第２の位置決め手段がシャフトの軸方向及びその直交方向に工具を位置決めし、押圧移動手段が、挟持部材を筒状部材によってシャフトの軸方向に押圧して圧入するように、筒状部材を軸方向に移動させ、圧入位置決め手段が、押圧移動手段によりシャフトの軸方向に圧入移動される挟持部材と当接して圧入位置を決定するため、挟持部材をシャフトに精度良く圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の正面図である。
【図２】一実施の形態の側面図である。
【図３】工具の一例を説明する斜視図である。
【図４】工具の使用用途を説明する斜視図である。
【図５】工具を把持する状態の斜視図である。
【図６】従来における圧入を示す斜視図である。
【図７】従来の別の圧入を行う装置の側面図である。
【図８】図７に用いる要部の正面図である。
【符号の説明】
１  圧入装置
１０  刃物台
１１  １２  割型クランプ部材
１３  すり割りカッター
１４  シャフト
１６  押圧部材
１８  挟持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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