(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め用の第１基準ピンおよび第２基準ピンが設けられており、これらの基準ピンを工作物に形成された２つの円筒状位置決め用基準穴に挿入した状態で、工作物取付面に工作物が取り付けられる工作物取付用治具において、各位置決め用基準ピンが、位置決め部分と位置決め部分の先端に連なって設けられかつ位置決め部分よりも細いガイド部分とを有しており、位置決め部分が、基準穴の内周面に当たって位置を規制する位置規制部を備えているとともに、ガイド部分が、基準ピンを工作物の位置決め用基準穴に挿入する際のガイドを備え、第２基準ピンの位置決め部分の横断面形状がひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であるとともに、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分が位置規制部となされ、第２基準ピンの２つの位置規制部が、第１基準ピンの軸線を中心とする円の周方向を向いており、第２基準ピンの２つの位置規制部の先端間の間隔が、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっており、第１基準ピンの位置決め部分が基準穴内に入った時点では第２基準ピンはガイド部分だけが基準穴内に入るように、第１基準ピンのガイド部分の長さが第２基準ピンのガイド部分の長さよりも短くなっている工作物取付治具。
【請求項２】
位置決め用の第２基準ピンのガイド部分の横断面形状がひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であるとともに、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分がガイドとなされ、当該ガイドが、ガイド部分の外周面における軸線の周りに関して位置規制部と対応する部分に、両位置規制部間の間隔よりも小さい間隔をおいて設けられ、第２基準ピンの２つのガイドの先端間の間隔が、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっている請求項１の工作物取付治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の主軸先端に固定され、かつ主軸に工作物を取り付けるのに用いられる工作物取付治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作物取付治具としては、工作物取付面に全長にわたって外径の等しい円柱状位置決め用基準ピンが設けられたものが用いられている。そして、これらの基準ピンを工作物に形成された円筒状位置決め用基準穴に挿入した状態で、工作物取付面に工作物が取り付けられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、工作物の高精度の位置決めを行うためには、工作物取付治具の基準ピンの外周面と工作物の基準穴の内周面との間隔をできる限り小さくすることが有効である。しかしながら、基準ピンの外径と基準穴の内径との差を０．００５ｍｍ程度にすると、工作物の工作物取付治具への着脱時に基準ピン先端の基準穴内周面への食い付きが発生したり、あるいは熟練した作業者が時間をかけて工作物の工作物取付治具への着脱を行う必要が生じたりし、生産性が低下するという問題がある。しかも、基準ピンおよび基準穴は通常２つ設けられることが一般的であるために、前記問題は一層顕著になる。そこで、現状では、基準ピンの外径と基準穴の内径との差は０．０１０ｍｍ程度とされているが、この場合工作物取付治具への工作物の取付精度が不十分であり、その結果工作物への加工精度を向上させることができない。また、２本の円筒状位置決め用基準ピンを用いた場合、工作物の２つの基準穴の中心間距離、治具における２本の基準ピンの中心間距離のいずれに誤差があっても基準ピンを工作物の基準穴に挿入することができない。
【０００４】
この発明の目的は、上記問題を解決し、工作物の着脱作業を容易に行いうるとともに、工作物の取付精度を高めることができる工作物取付治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
請求項１の発明による工作物取付治具は、位置決め用の第１基準ピンおよび第２基準ピンが設けられており、これらの基準ピンを工作物に形成された２つの円筒状位置決め用基準穴に挿入した状態で、工作物取付面に工作物が取り付けられる工作物取付用治具において、各位置決め用基準ピンが、位置決め部分と位置決め部分の先端に連なって設けられかつ位置決め部分よりも細いガイド部分とを有しており、位置決め部分が、基準穴の内周面に当たって位置を規制する位置規制部を備えているとともに、ガイド部分が、基準ピンを工作物の位置決め用基準穴に挿入する際のガイドを備え、第２基準ピンの位置決め部分の横断面形状がひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であるとともに、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分が位置規制部となされ、第２基準ピンの２つの位置規制部が、第１基準ピンの軸線を中心とする円の周方向を向いており、第２基準ピンの２つの位置規制部の先端間の間隔が、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっているものである。
【０００６】
請求項１の発明の工作物取付治具によれば、各位置決め用基準ピンが、位置決め部分と位置決め部分の先端に連なって設けられかつ位置決め部分よりも細いガイド部分とを有しており、位置決め部分が、基準穴の内周面に当たって位置を規制する位置規制部を備えているとともに、ガイド部分が、基準ピンを工作物の位置決め用基準穴に挿入する際のガイドを備えているので、基準ピンの基準穴への挿入時に、まずガイド部分が基準穴内に入り、このガイド部分のガイドに案内されて位置決め部分が基準穴内にはいる。したがって、従来の場合に比べて、工作物取付治具への工作物の取付作業を容易に行うことができる。また、基準ピンが基準穴内に挿入された後は、位置決め部分の位置規制部が基準穴の内周面に当たることによって位置決めされることになるので、工作物取付治具への工作物の取付精度を高めることができる。その結果、工作物への加工を高精度で行うことが可能になる。
【０００７】
また、第２基準ピンの位置決め部分の２つの位置規制部が、第１基準ピンの軸線を中心とする円の周方向を向いているので、第２基準ピンは、第１基準ピンの周りにおける工作物の回転を厳しく規制し、その他の方向の工作物の移動は規制しないことになる。したがって、工作物の２つの位置決め用基準穴の中心間距離に若干の加工誤差があったとしても、工作物の位置決め用基準穴の寸法が正確であれば、工作物を円周方向に正確に位置決めすることができる。
【０００８】
また、第１基準ピンの位置決め部分が基準穴内に入った時点では第２基準ピンはガイド部分だけが基準穴内に入るように、第１基準ピンのガイド部分の長さが第２基準ピンのガイド部分の長さよりも短くなっているので、工作物取付治具への工作物の取付時に、第１基準ピンの位置決め部分が基準穴内に入った時点では、第２基準ピンはガイド部分が基準穴内に入っているだけであり、第１基準ピンを中心として工作物を若干回転させることが可能になる。したがって、２つの基準ピンおよび基準穴を有する場合であっても、工作物取付治具への工作物の取付作業を比較的容易に行うことができる。
【０００９】
請求項３の発明による工作物取付治具は、請求項１または２の発明において、位置決め用の第２基準ピンのガイド部分の横断面形状がひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であるとともに、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分がガイドとなされ、当該ガイドが、ガイド部分の外周面における軸線の周りに関して位置規制部と対応する部分に、両位置規制部間の間隔よりも小さい間隔をおいて設けられ、第２基準ピンの２つのガイドの先端間の間隔が、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっているものである。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１の上下、左右をそれぞれ上下、左右といい、図２の右側を前、左側を後というものとする。
【００１１】
図１および図２は工作物取付治具に工作物を取り付けた状態を示し、図３および図４は横断面異形の位置決め用基準ピンを示し、図５は位置決め用基準ピンと位置決め用基準穴の寸法関係を示し、図６は工作物取付治具に工作物を取り付ける際の状態を原理的に示す。
【００１２】
図１および図２において、工作物取付治具(1)は、工作機械の主軸(S)先端に固定され、かつ主軸(S)に工作物(W)を取り付けるのに用いられるものである。工作物(W)には、前後方向に伸びる２つの円筒状位置決め用基準穴(W1)(W2)が、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて貫通状に形成されている。２つの基準穴(W1)(W2)の内径は同一である。
【００１３】
工作物取付治具(1)の前面に、環状の工作物取付面(2)が形成されている。工作物取付治具(1)における工作物取付面(2)に囲まれた部分に、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて、前後方向に伸びる２つの位置決め用基準ピン(3)(4)が設けられている。各基準ピン(3)(4)は、その後端部で工作物取付治具(1)に固定されている。両基準ピン(3)(4)は、それぞれその長さの大部分を占める位置決め部分(30)(40)と、位置決め部分(30)(40)の前端に連なって設けられかつ位置決め部分(30)(40)よりも細いガイド部分(31)(41)とからなる。
【００１４】
上側の第１基準ピン(3)の位置決め部分(30)は横断面円形であり、その外周面全体が、基準穴(W1)の内周面に当たって位置を規制しうる位置規制部(32)となされている。第１基準ピン(3)のガイド部分(31)は位置決め部分(30)よりも小径の横断面円形であり、その外周面全体が、第１基準ピン(3)を工作物(W)の位置決め用基準穴(W1)に挿入する際のガイド(33)となされている。位置決め部分(30)の位置規制部(32)の外径(D1)は、基準穴(W1)の内径(d1)よりも０．００２〜０．００３ｍｍ程度小さく、ガイド部分(31)のガイド(33)の外径(D2)は位置決め部分(30)の位置規制部(32)の外径(D1)よりも０．０２〜０．０３ｍｍ程度小さくなっていることが好ましい（図５参照）。なお、ガイド部分(31)の前端には全周にわたって面取り(34)が施されている。
【００１５】
図３および図４に示すように、下側の第２基準ピン(4)の位置決め部分(40)の横断面形状はひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であり、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分が、基準穴(W2)の内周面に当たって位置を規制しうる位置規制部(42)となされている。２つの位置規制部(42)は、第１基準ピン(3)の軸線を中心とする円の周方向を向くようになっている。また、２つの位置規制部(42)の先端間の間隔は、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっている。第２基準ピン(4)のガイド部分(41)の横断面形状はひし形の２つの鋭角部分を丸くしたような形状であり、軸線の周りに１８０度の間隔をおいて設けられた２つの丸み部分が、第２基準ピン(4)を工作物(W)の位置決め用基準穴(W2)に挿入する際のガイド(43)となされている。２つのガイド(43)の先端間の間隔は、前記ひし形の２つの鈍角部間の間隔よりも大きくなっている。第２基準ピン(4)の位置規制部(42)とガイド(43)とは、軸線の周り、すなわち周方向に関して同一位置にある。ガイド部分(41)の両ガイド(43)の先端間の間隔(D4)は、位置決め部分(40)の位置規制部(42)の先端間の間隔(D3)よりも小さくなっている。また、位置決め部分(40)の位置規制部(42)の先端間の間隔(D3)は基準穴(W2)の内径(d2)よりも０．００３〜０．００５ｍｍ程度小さく、ガイド部分(41)の両ガイド(43)の先端間の間隔(D4)は位置決め部分(40)の位置規制部(42)の先端間の間隔(D3)よりも０．０２〜０．０３ｍｍ程度小さくなっていることが好ましい（図５参照）。さらに、第２基準ピン(4)のガイド部分(41)の前端からの長さ(L1)は、第１基準ピン(3)のガイド部分(31)の前端からの長さ(L2)よりも長くなっている。なお、ガイド部分(41)の前端には周方向に間隔をおいて面取り(44)が施されている。
【００１６】
次に、工作物取付治具(1)への工作物(W)の取付方法について、図６を参照して説明する。
【００１７】
まず、工作物取付治具(1)の２つの基準ピン(3)(4)のガイド部分(31)(41)をそれぞれその前端側から工作物(W)の基準穴(W1)(W2)内に入れる。このとき、第１基準ピン(3)のガイド部分(31)のガイド(33)の外径(D2)が位置決め部分(30)の位置規制部(32)の外径(D1)よりも０．０２〜０．０３ｍｍ程度小さく、かつ第２基準ピン(4)におけるガイド部分(41)の両ガイド(43)の先端間の間隔(D4)が位置決め部分(40)の位置規制部(42)の先端間の間隔(D3)よりも０．０２〜０．０３ｍｍ程度小さくなっているので、２つの基準ピン(3)(4)のガイド部分(31)(41)の基準穴(W1)(W2)への挿入を容易に行うことができる。
【００１８】
２つの基準ピン(3)(4)をそれぞれその前端から基準穴(W1)(W2)内へ入れると、まず第１基準ピン(3)の位置決め部分(30)がガイド部分(31)のガイド(33)に案内されて基準穴(W1)内に入る。このとき、第２基準ピン(4)のガイド部分(41)の前端からの長さ(L1)が、第１基準ピン(3)のガイド部分(31)の前端からの長さよりも長いので、第２基準ピン(4)の位置決め部分(40)は基準穴(W2)内に入っていない。したがって、この状態では、工作物(W)は、第１基準ピン(3)を中心として、第２基準ピン(4)のガイド部分(41)における両ガイド(43)の先端と基準穴(W2)の内周面との隙間の分だけ回転しうる。ついで、工作物(W)をさらに後方に押し込むと、第２基準ピン(4)の位置決め部分(40)がガイド部分(41)のガイド(43)に案内されて基準穴(W2)内に入る。工作物(W)の後面が工作物取付治具(1)の工作物取付面(2)に面接触すると、爪(5)により工作物(W)を固定する（図１および図２参照）。
【００１９】
こうして、工作物(W)は、２つの基準ピン(3)(4)により位置決めされた状態で、工作物取付治具(1)に取り付けられる。第１基準ピン(3)の位置決め部分(30)の位置規制部(32)は全体が基準穴(W1)の内周面に当たりうるので、第１基準ピン(3)の位置決め部分(30)によって、工作物(W)はその軸線に直交する全ての方向の移動が規制される。また、第２基準ピン(4)の位置決め部分(40)では２つの位置規制部(42)だけが基準穴(W2)の内周面に当たりうるので、工作物(W)の第１基準ピン(3)の周りの回転だけが厳しく規制される。
【００２０】
図７はこの発明による工作物取付治具の他の実施形態を示す。
【００２１】
この実施形態の場合、工作物(WA)の中心部に位置決め用の第１の基準穴(Wx)が形成されてるとともに、第１基準穴(Wx)から径方向にずれた位置に位置決め用の第２の基準穴(Wy)が形成されている。第１基準穴(Wx)は、上述した第１の実施形態の基準穴(W1)よりも大径の円筒穴である。第２基準穴(Wy)は、上述した第１の実施形態の基準穴(W2)と同径の円筒穴である。
【００２２】
工作物取付治具(10)における工作物取付面(2)に囲まれた部分の中心部に前後方向に伸びる第１基準ピン(11)が設けられ、第１基準ピン(11)から径方向にずれた位置に前後方向に伸びる第２基準ピン(12)が設けられている。中心部に設けられた第１基準ピン(11)は、位置決め部分およびガイド部分の外径が大きいことを除いては、前記第１基準ピン(3)と同じ構成である。この場合も、位置決め部分の位置規制部の外径は基準穴(Wx)の内径よりも０．００２〜０．００３ｍｍ程度小さく、ガイド部分のガイド部の外径は位置決め部分の位置規制部の外径よりも０．０２〜０．０３ｍｍ程度小さくなっていることが好ましい。中心部に設けられた第１基準ピン(11)から径方向にずれた位置に設けられた第２基準ピン(12)は、前記第２基準ピン(4)と同じ構成である。第２基準ピン(12)の位置決め部分における位置規制部は、中心部の第１基準ピン(11)の軸線を中心とする円の周方向を向くようになっている。
【００２３】
このような工作物取付治具(1)への工作物(W)の取付は、上述した第１の実施形態の場合と同様にして行われる。
【００２４】
上述した２つの実施形態において、工作物の基準穴(W1)(W2)と位置決め用基準ピン(30)(40)の位置規制部(32)(42)との隙間や、ガイド部分(31)のガイド(33)の外径(D2)およびガイド部分(40)の両ガイド(43)の先端間の間隔(D4)は、要求される位置決め精度、用途などに応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による第１の実施形態の工作物取付治具に工作物を取り付けた状態を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】  図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】  第２基準ピンを示す斜視図である。
【図４】  第２基準ピンを前方から見た図である。
【図５】  第１および第２基準ピンと基準穴の寸法を示す説明図である。
【図６】  工作物取付治具に工作物を取り付ける際の状態を原理的に示す説明図である。
【図７】  この発明による第２の実施形態の工作物取付治具に工作物を取り付けた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
(1)(10)：工作物取付治具
(2)：工作物取付面
(3)：第１基準ピン
(4)：第２基準ピン
(11)(12)：基準ピン
(30)：位置決め部分
(31)：ガイド部分
(32)：位置規制部
(33)：ガイド
(40)：位置決め部分
(41)：ガイド部分
(42)：位置規制部
(43)：ガイド
(W)(WA)：工作物
(W1)(W2)：位置決め用基準穴
(Wx)(Wy)：位置決め用基準穴
【図１】
0004081594.tif 000002
【図２】
0004081594.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004081594.tif 000005
【図５】
0004081594.tif 000006
【図６】
0004081594.tif 000007
【図７】
0004081594.tif 000008