(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、
相互に平行かつ水平に配置された２本のガイドロッドおよび該ガイドロッドを支持するフレームと、
前記ガイドロッドに摺動自在に設けられたコレットチャックの支持手段と、
該コレットチャック支持手段に支持されるコレットチャックの固定手段と、
前記コレットを締め付ける締付金具外周面に設けられた溝部に嵌合する爪部材を有する締付金具の回転手段と、
該締付金具の回転手段に連結された減速モータと、
前記ガイドロッドに対して摺動可能に設けられた、前記爪部材の前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、
前記２本のガイドロッドは、前記減速モータの回転中心軸に関して対称に、かつ段違いに設けられており、
前記爪部材は、前記減速モータに連結された筒状部材の回転中心軸に関して対称に設けられた少なくとも二つの爪部材からなり、
該爪部材の、前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する手段は、前記２本のガイドロッドに摺動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレームに取り付けられた、内周面で前記爪部材を前記溝部に押圧する環状のベアリングを有するものである
ことを特徴とするコレットチャックへの刃物装着装置。
【請求項２】
前記２本のガイドロッドの内、上側のガイドロッドには、工具長測定用目盛が設けられ、該目盛によってコレットチャックの基準面から該コレットチャックに締結された刃物の先端部までの水平長さである工具長を測定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のコレットチャックへの刃物装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレットチャックへの刃物装着装置に係り、特に、ＮＣフライス盤の主軸にエンドミル等の刃物を取り付けるコレットチャックのコレットへ刃物を装着させる装置であって、正逆回転の駆動モータによって自動的に刃物の装着および脱着を行うことができるコレットチャックへの刃物装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣフライスの主軸にエンドミル等の刃物を取り付ける工具はコレットチャックと言われ、該コレットチャックのコレットの内側は、断面が丸形、４角形、６角形のものがあり、その先端部は通常３〜４のすり割り溝になっている。コレットの爪を閉じて刃物を挟むには、コレット外径のテーパを利用してコレットの外径の溝割部を締め付ける方式のものがある。
【０００３】
従来、コレットチャックのコレットを閉じて刃物を装着させる作業は、まず、コレットチャックを支持、固定手段に固定し、固定したコレットチャックのコレットに刃物を挿入し、コレットチャックの締付金具外周面に設けられた複数の溝部の一つに、片支持スパナの突起部を嵌合し、これを人手によって回して締め付けることによって行われていた。また、刃物を取り替える際は、前記と逆の操作を行い、前記刃物を取外し、その後、前記と同様にして別の刃物を取り付けることによって行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手による締付金具の締め付け作業は、かなりの力および技能を要し、特に一日に何十個という多くの刃物を取り替える必要がある場合の、作業者の負担は大きく無視できないものであった。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来におけるＮＣフライスの取り扱い者の労力を軽減し、安全、かつ容易に刃物を交換することができる、コレットチャックへの刃物装着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。
（１）ＮＣフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、相互に平行かつ水平に配置された２本のガイドロッドおよび該ガイドロッドを支持するフレームと、前記ガイドロッドに摺動自在に設けられたコレットチャックの支持手段と、該コレットチャック支持手段に支持されるコレットチャックの固定手段と、前記コレットを締め付ける締付金具外周面に設けられた溝部に嵌合する爪部材を有する締付金具の回転手段と、該締付金具の回転手段に連結された減速モータと、前記ガイドロッドに対して摺動可能に設けられた、前記爪部材の前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、前記２本のガイドロッドは、前記減速モータの回転中心軸に関して対称に、かつ段違いに設けられており、前記爪部材は、前記減速モータに連結された筒状部材の回転中心軸に関して対称に設けられた少なくとも二つの爪部材からなり、該爪部材の、前記締付金具の溝部への嵌合状態を保持する手段は、前記２本のガイドロッドに摺動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレームに取り付けられた、内周面で前記爪部材を前記溝部に押圧する環状のベアリングを有するものであることを特徴とするコレットチャックへの刃物装着装置。
【０００７】
（２）前記２本のガイドロッドの内、上側のガイドロッドには、工具長測定用目盛が設けられ、該目盛によってコレットチャックの基準面から該コレットチャックに締結された刃物の先端部までの水平長さである工具長を測定する手段を有することを特徴とする上記（１）に記載のコレットチャックへの刃物装着装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明であるコレットチャックへの刃物装着装置（以下、本発明装置という）の一実施例を示す斜視図、図２は、図１の正面図、図３は、図２の III−III 線矢視方向断面の要部を示す図、図４は、図２のコレットチャックホルダに設けられた固定カムの説明図、図５は、図４の右方向からの視図、図６は、図５のIV−IV線矢視方向断面図、図７は、締付金具の回転手段と減速モータとの連結部の要部を示す説明図である。
【０００９】
図１および図２において、この装置は、ＮＣフライスの主軸に刃物を取り付けるコレットチャックのコレットに前記刃物を締結させるコレットチャックへの刃物装着装置であって、コレット２に刃物１を挿入したコレットチャック３の支持手段としてのコレットチャックホルダ４および固定手段としての固定カム２８と、前記コレット２を締め付ける、コレットチャック３の一部としての締付金具５の外周面に設けられた溝部６に嵌合する爪部材７、７を有する締付金具の回転手段と、該締付金具回転手段に連結された減速モータ１０とを有する装置であって、より詳しくは、相互に平行かつ水平に配置された２本のガイドロッド１３、１４と、該ガイドロッドを支持するフレームとしてのフレーム板１１および１２と、前記２本のガイドロッド１３（上ガイドロッド）および１４（下ガイドロッド）に摺動自在に設けられたコレットチャックホルダ４と、該コレットチャックホルダ４に支持されるコレットチャック３の固定手段としての固定カム２８と、前記コレットチャック３の締付金具５の外周面に設けられた溝部６に嵌合する爪部材７を有する前記締付金具５の回転手段と、該締付金具回転手段に連結された減速モータ１０とから主として構成されている。
【００１０】
図１および図２において、フレーム板１１および１２は略三角形を呈しており、その対向する頂点間に上ガイドロッド１３および下ガイドロッド１４が、減速モータ１０の回転中心軸、換言すればコレットチャック３の締付金具５の回転中心軸３６に関して対称に、かつ段違いに設けられている。
【００１１】
締付金具５の回転手段は、減速モータ１０に、例えばカップリング１８を介して連結された、筒状部材としてのスリーブ１６およびスクロール４０と、該スクロール４０にその回転中心軸に関して対称に設けられた二つのピット８および９と、該ピット８および９の先端部にそれぞれ設けられた爪部材７、７と、該爪部材７、７相互間の間隔が、前記締付金具５の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ３９、３９と、前記爪部材７、７の前記締付金具５の溝部６への嵌合状態を保持する保持手段とを有し、該保持手段は、前記２本のガイドロッド１３、１４に摺動可能に設けられたスライドフレーム４１と、該スライドフレーム４１に取り付けられた、内周面で前記爪部材７、７を前記溝部６内に押圧する環状のベアリング１７を有する。
【００１２】
前記両ピット８および９の外側面には、スクロール４０への取付け端から先端部の爪部材７の近傍にかけて、傾斜角度が、順次、例えば２度、７度および１０度の３段階に変化するテーパ面が設けられている。例えばスクロール４０への取付け端から３５ｍｍまでの間の傾斜角度は２度、３５ｍｍから６８ｍｍまでの傾斜角度は７度、６８ｍｍ以降の傾斜角度は１０度にそれぞれ調整される。
【００１３】
なお、図１および図２中、１９は、台座、２０は、台座１９の一端に設けられたフレーム板、２１は、リミットスイッチ、２２〜２５は、スライドアーム１５またはスライドフレーム４１をガイドロッド１３、１４に摺動可能に支持するストロークベアリング、４２は、スリーブ１６の外周面に等間隔に、例えば３個設けられた把持レバーである。
【００１４】図３において、本実施例装置のコレットチャックホルダ４は、スライドアーム１５を介して上ガイドロッド１３および下ガイドロッド１４に摺動可能に取り付けられており、また一対のピン２６および２７によって前記スライドアーム１５に２点支持されており、減速モータ１０の回転中心軸、すなわち締付金具５を締め付ける際の該締付金具５の回転中心軸３６に対し、略上下にそれぞれ、例えば３０度の幅で首振り可能に設けられている。また、コレットチャックホルダ４の端面には、コレットチャック３を挿入した際、該コレットチャック３の端部突出端３０が貫通する貫通孔が設けられている。なお、ピン２６と２７を結ぶ直線は、水平面に対して、例えば１５度傾いている。
【００１５】
また図４および図５において、コレットチャックホルダ４へのコレットチャック３の固定手段としての固定カム２８は、カムレバー２９を一方向に回転させた際にコレットチャック３の端部突出端３０をコレットチャックホルダ４の端面の貫通孔４６から引き出すようにして固定するテーパ面３１と、逆方向に回転させた際に前記コレットチャック３の端部突出端３０をコレットチャックホルダ４内に押し込んで前記固定を解除する前記テーパ面３１とは逆方向に傾斜するテーパ面３２を有している。３３は、固定カム２８をコレットチャックホルダ４に取り付けるストリッパーボルトである。
【００１６】
また図６において、本実施例装置の固定カム２８は、ストリッパーボルト３３によってコレットチャックホルダ４の端面に取り付けられており、固定カム２８とコレットチャックホルダ４の端面との接触部における前記ストリッパーボルト３３の外周には前記固定カム２８をコレットチャックホルダ４の端面と離間させる方向に付勢するコイルスプリング３４が配置されている。従って固定カム２８とコレットチャックホルダ４の端面との間には常に、例えば０．５ｍｍ程度の隙間が形成されている。３５は、ワッシャーである。
【００１７】
図７は、本実施例装置の、締付金具回転手段と減速モータとの連結部の要部を示す説明図であって、締付金具回転手段の一部としてのスリーブ１６と減速モータに連結されたカップリング１８との接合面を示す説明図である図７において、スリーブ１６のカップリング１８との連結面には、その外周に沿って、例えば上下または左右に対向する位置にそれぞれ９０度幅程度の二つの円弧状のあそび溝３７が設けられており、該あそび溝３７にカップリング１８のストッパーピン３８がそれぞれ嵌挿されている。
【００１８】
このような構成の本実施例装置において、コレットチャック３に刃物１を締結させる際は、まず、スライドアーム１５をフレーム板１２方向（図２中右方向）にスライドさせ、この状態でコレットチャックホルダ４を、減速モータ１０の回転中心軸、すなわちコレットチャック３の締付金具５を締め付ける際の回転中心軸３６に対して上方に、例えば３０度程度傾斜させ、コレット２に刃物１が挿入されたコレットチャック３を挿入し、コレットチャックホルダ４の端面の貫通孔４６から突出した前記コレットチャック３の後部突出端３０を、固定カム２８を図５中反時計方向に回転させることによって引っ張り出すようにして固定する。
【００１９】
コレットチャック３のコレットチャクホルダ４への固定が終了したのち、スライドアーム１５をコレットチャック３ごと減速モータ１０側（図２中左方向）に摺動させ、前記コレットチャック３の締付金具５を左右対角の両ピット８、９間に挿入する。このとき、両ピット８、９の爪部材７、７間の間隔は、該ピット８および９のスクロール４０への取付け部に設けられたコイルバネ３９、３９によって前記締付金具５の外径よりもわずかに狭くなるように、すなわち閉じる方向に付勢されているので、コレットチャック３の締付金具５を両爪部材７、７間に挿入してスリーブ１６の把持レバー４２をわずかに回転させるように動かすことにより、前記コレットチャック３の締付金具５に設けられた溝部６に爪部材７、７が嵌合する。爪部材７、７が締付金具５の外周面の溝部６に嵌合した状態で、スライドフレーム４１をピット８および９の先端方向（図２中右方向）に摺動させ、該スライドフレーム４１の環状ベアリング１７の内周面で前記両ピット８、９の外側面を押圧するようにして前記嵌合状態を保持する。このとき、ピット８および９の外側面（天面）が、例えば３段階のテーパ面となっているので、前記環状ベアリング１７の内周面による前記ピット８および９の外側テーパ面の押さえ抵抗が確実に安定する。従って爪部材７、７間の間隔は開くことなく、締付金具５は確実に挟持される。
【００２０】
この状態で、減速モータ１０の図示省略した操作パネルを操作して前記減速モータ１０を正回転させることにより、該減速モータ１０の回転動力がカップリング１８のストッパーピン３８、３８を介して（図７参照）スリーブ１６、スクロール４０、および該スクロール４０に設けられた両ピット８および９ならびに爪部材７、７に伝達されるので、コレットチャック３の締付金具５が正回転し、これによってコレットチャック３のコレット２に刃物１が締結される。このとき、締め付けが進むにつれてコットチャック３を支持するコレットチャックホルダ４がスライドアーム１５ごと図２中左方向にスライドし、上ガイドロッド１３の所定位置に設けられたリミットスイッチ２１にストロークベアリング２２が当接し、この時点で減速モータ１０の回転が停止し、コレットチャック３への刃物１の締結が完了する。
【００２１】
刃物１の取り付けが完了したのち、環状ベアリング１７をスライドフレーム４１ごと図２中左側へスライドさせて両ピット８および９の保持を解除し、この状態でコレットチャックホルダ４の固定カム２８を逆方向（図５中時計方向）に回転させると、該固定カム２８のテーパ面３２によってコレットチャック３の端部突出端３０がコレットチャックホルダ４内へ押し込まれてコレットチャック３がコレットチャックホルダ４から外れる。コレットチャックホルダ４から外れたコレットチャック３を図２中右方向にかるく引っ張ることによって刃物１が締結されたコレットチャック３が前記ピット８、９から離脱して取り出される。刃物１が締結されたコレットチャック３は、例えばＮＣスライスの主軸にセットされ、工作物の研削に使用される。
【００２２】
次に、コレットチャック３に締結された刃物１を取り外す際は、上記と同様にして刃物１が締結された状態のコレットチャック３をコレットチャックホルダ４に固定し、同様にしてコレットチャック３の締付金具５に設けられた溝部６に一対のピット８および９の先端部の爪部材７、７を嵌合させ、スライドフレーム４１の環状ベアリング１７で保持したのち、減速モータ１０を逆回転させてコレットチャック３の締付金具５を緩めることによって行われる。
【００２３】
本実施例によれば、コレットチャック３への刃物１の締結作業を減速モータ１０を回転させて自動的に行うことにより、熟練工でなくても、強い力を要することなく、安全かつ容易に、例えば従来の約１／３の時間で行うことができる。本実施例によれば、フレーム板１１、１２を略三角形とし、該フレーム板の対応する頂点間に上ガイドロッド１３および下ガイドロッド１４を、締付金具５の回転中心軸３６に関して対称に、かつ段違いに設けたことにより、装置上部の作業スペースが確保されるので、作業効率が向上するとともに、装置自体の静置安定性、機械的強度が向上する。
【００２４】
本実施例によれば、コレットチャック３の締付金具５の回転手段を、該締付金具５の回転中心軸３６に関して対称に設けられたピット８、９を有し、該ピット８、９の先端部にそれぞれ爪部材７、７を設けたものとしたことにより、締付金具５に加わる回転力が全円周にわたって均等なものとなるので、片締めを防止することができる。また、前記爪部材７、７相互の間隔を締付金具の外径よりもわずかに狭く閉じた状態に付勢するコイルバネ３９、３９を設けたことにより、コレットチャック３の締付金具５を爪部材７、７相互間に挿入して軽く動かすだけで、前記爪部材７、７と締付金具５の外周面に設けられた溝部６とを容易に嵌合させることができる。
【００２５】
本実施例によれば、締付金具５の回転手段に設けられた爪部材７、７の、前記締付金具５の外周面に設けられた溝部６への嵌合状態を保持する手段を、上ガイドロッド１３および下ガイドロッド１４に摺動可能に設けられたスライドフレーム４１と、該スライドフレーム４１に取り付けられた環状ベアリング１７を有するものとしたことにより、前記環状のベアリング１７をスライドフレーム４１ごとスライドさせることにより、前記環状ベアリング１７の内側面で左右対象の二つのピット８、９の外側テーパ面を内側に向かって押圧して嵌合状態を確実に保持することができる。
【００２６】
本実施例によれば、両ピット８および９の外表面に３段階のテーパ面を設けたことにより、径の異なるコレットチャックに対しても充分に対応することができる。本実施例によれば、コレットチャックホルダ４を減速モータ１０の回転中心軸、すなわちコレットチャック３の締付金具５を締め付ける際の回転軸３６に対して首振り可能に設けたことにより、コレットチャックホルダ４へのコレットチャック３の挿入または取外しが容易となる。
【００２７】
本実施例によれば、コレットチャックホルダ４へのコレットチャック３の固定手段として、一方向に回転させた際にコレットチャック３の端部突出端３０をホルダ４の貫通孔４６から引っ張り出して固定するテーパ面３１と、逆方向に回転させた際に前記コレットチャック３の端部突出端３０をコレックチャックホルダ４内に押し込んで前記固定を解除する前記テーパ面３１とは逆方向に傾斜するテーパ面３２とを有するものとしたことにより、コレットチャック３をコレットチャックホルダ４へ確実に固定できるうえ、固定作業および固定解除作業が容易となる。
【００２８】
本実施例によれば、コレットチャックホルダ４の端面に取り付けられた固定カム２８と前記コレットチャックホルダ４の端面とを離間させる方向に付勢するコイルスプリング３４を設けたことにより、固定カム２８を軽く図５中反時計方向に回転させるだけで前記コイルスプリング３４の弾性力で前記コレットチャックを確実に固定することができる。
【００２９】
本実施例によれば、上ガイドロッド１３にスライドアーム１５の摺動位置を制限するリミットスイッチ２１を設けたことにより、該リミットスイッチ２１が作動して減速モータ１０の回転を自動的に停止することができるので、締付金具５の締め付けすぎを防止して締め付けすぎに伴う危険を回避することができる。なお、刃物１を取り外す際の減速モータ１０の回転停止手段としては、例えば、減速モータ１０の負荷が一定値以下になった場合に回転を停止させるように機能するものを使用することができる。
【００３０】  本実施例によれば、締付金具回転手段と減速モータとの連結部の要部、すなわち、スリーブ１６とカップリング１８との連結部を、前記スリーブの端面に設けられた二つの円弧状のあそび溝３７、３７と、該あそび溝に嵌挿される、前記カップリング１８に設けられた２本のストッパーピン３８、３８で構成したことにより、締付金具５の溝部６への爪部材７、７の嵌挿が容易となるうえ、前記スリーブ１６とカップリング１８との連結部にあそびができるので、刃物１のコレットチャック３への締結が終了した時点でのコレットチャック３の取外しが容易となる。
【００３１】
本実施例において、ピット８および９の先端部の内側端に所定の大きさのＲ（アール）を付けるか、または所定角度のテーパを設けることが好ましい。これによって両ピット８および９間へのコレットチャック３の締付金具５の挿入が容易となる。前記テーパ面の傾斜角度は、例えば３０〜４０度であるが、締付金具５の先端部に設けられたテーパ面の傾斜角度と同じにしてもよい。
【００３２】  本実施例において、コレットチャックホルダ４の内側テーパ面に、樹脂または硬質ゴムによるライニング処理を施すことが好ましい。これによって、コレットチャックホルダ４で支持されたコレットチャック３の中心軸がわずかにずれたような場合であっても、そのずれが前記ライニング面で吸収されるので、回転時にコレットチャック全体に無理を生じることがなくなり、ライニング処理を施さない焼入れ金属面の場合に比べてコレットチャック３の外周テーパ面の損傷を防止することができる。ライニング層の厚さは、数ｍｍ、例えば５ｍｍである。本実施例において、スライドアーム１５およびスライドフレーム４１に、これらをスライドさせる際に把持する把持レバーを設けることが好ましい。
【００３３】本発明装置において、締付金具の回転中心軸とは、コレットチャックホルダにコレットチャックを固定し、前記コレットチャックの締付金具を回転手段を用いて回転させてコレットに刃物を装着または脱着させる際の前記締付金具の回転中心軸をいい、減速モータの回転中心軸に相当するものである。
【００３４】
本発明において、爪部材または爪部材先端部の相互の間隔が締付金具の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材における前記わずかに狭い間隔とは、前記締付金具を爪部材相互間に挿入した際に、該締付金具によって押し開かれて締付金具の外径と同様の間隔を保持して前記締付金具を挟持する際の、前記押し開かれるわずかな間隔をいう。本発明において、爪部材の先端部を先細にすることが好ましい。これによって溝部への嵌合が容易となる。また、溝部の形状は、前記先細形状の爪部材に適合するようにその入口部分を幅広にすることが好ましい。
【００３５】
本発明において、上ガイドロッドまたは下ガイドロッドに工具長測定用のスケール（目盛り）を付設することが好ましい。図８は、工具長測定手段の一例を示す説明図である。図８において、上ガイドロッド１３に工具長測定用の目盛り４３が設けられており、コレットチャック３への刃物１の締結が終了したのち、前記コレットチャック３をコレットチャックホルダ４ごと図８中右方向へスライドさせ、スリーブ１６のスクロール４０に所定厚さの工具長測定用ブロック４５を当て、この状態で、該工具長測定用ブロック４５の図８中右側面Ａに、前記コレットチャック３のコレット２に締結された刃物１の先端部を軽く当接させ、スライドアーム１５のストロークベアリング２２に取り付けられたスクレッパー４４が支持する目盛り４３を読むことにより、工具長を測定することができる。
【００３６】
図８において、工具長測定用ブロック４５の右側面Ａからガイドロッド１３に設けられた工具長測定用目盛り４３のゼロ位置までの水平長さＭ1 が、コレットチャック３の基準面Ｂからスクレッパー４４の先端部までの水平長さＭ2 と同じになるように構成されている。従って、上ガイドロッド１３におけるスクレッパー４４が示す目盛り４３を読み取ることにより、コレットチャック３の基準面Ｂから該コレットチャック３に締結された刃物１の先端部までの水平長さである、いわゆる工具長を測定することができる。
【００３７】
本発明において、ガイドロッドに設けた工具長測定用目盛りに代えてデジタル方式で工具長を測定することができるデジタル計測器を設けることにより、工具長を、例えば１０-4ｍｍまで正確に測定することができる。デジタル測定器を使用することにより、コレットチャックをＮＣフライスに装着する際の工具長の測定を省略することができる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施例を説明する。図９〜図１１は、本発明装置の他の実施例の要部である締付金具回転手段を示す説明図であり、図９は、その斜視図、図１０は、図９の回転中心軸に直角な方向からみた正面図、図１１は、締付金具回転手段に締付金具を挿入した状態を示す部分断面図である。
【００３９】
図において、この締付金具回転手段は、図示省略した減速モータ１０に連結された、締付金具５の外径よりも大きい内径を有する第１の筒状部材としてのスクロール５１と、該スクロール５１の回転中心軸に関して対称の壁面５２に設けられた二つの貫通孔と、該貫通孔をそれぞれ貫通する爪部材５４、５４と、該爪部材５４、５４の先端部相互の間隔が締付金具５の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ５５、５５と、前記スクロール５１の外周面に摺接するように同心円状に設けられた第２の筒状部材としてのクランプロータ５６を有し、該クランプロータ５６の内壁に、前記スクロール５１の壁面５２を貫通する爪部材５４、５４の頭部と摺接して短径部分で前記爪部材５４、５４をスクロール５１の回転中心軸に向かって押圧し、これによって前記爪部材５４、５４の先端部を前記締付金具５の外周面の溝部６に嵌合させるとともに、長径部分で前記押圧を解除する断面楕円形の内壁面５７を設けたものである。５３は、スナップリングである。
【００４０】
このような構成において、上記実施例と同様にしてコレットチャック３の締付金具５をスクロール５１に挿入すると、先端部の間隔が前記締付金具５の外径よりもわずかに狭くなるようにコイルバネ５５で付勢された爪部材５４、５４が前記締付金具５の先端テーパ部で押し広げられて該締付金具５の外周面に前記爪部材５４、５４の先端部が当接する。従ってこの状態でハンドル５８を操作してクランプロータ５６をスクロール５１ごと時計方向または反時計方向にわずかに回転させることにより、前記爪部材５４、５４の先端部が締付金具５の外周面に設けられた溝部６、６に嵌入する。この状態で、クランプロータ５６を図１０中反時計方向に回転させることにより、前記爪部材５４、５４と当接するクランプロータ５６の断面楕円形内壁面５７が長辺側から短辺側へと移動することにより、前記爪部材５４、５４がスクロール５１の回転中心軸に向かって押圧され、これによって前記爪部材５４、５４の先端部がパワーリンク５の溝部６、６に確実に嵌合、固定し、締付金具５と図示省略した減速モータとの連結が完了する。
【００４１】
この状態で、上記実施例と同様、減速モータ１０を正回転させることにより、該減速モータ１０の回転動力がスクロール５１の爪部材５４、５４に伝達され、締付金具５が正回転し、これによってコレットチャック３のコレット２に刃物１が締結される。このとき、締め付け過ぎを防止するためのリミットスイッチ２１は上記実施例と同様に機能する。
【００４２】
次に、コレットチャック３に締結された刃物１を取り外す際は上記装着時と逆の操作を行えばよい。すなわち、刃物１が締結された状態のコレットチャック３のコレットチャックホルダ４への固定、およびコレットチャック３の締付金具５の溝部６にスクロール５１の爪部材５４を嵌入し、この状態でクランプロータ５６を図１０中時計方向に回転させて前記爪部材５４の先端部を締付金具５の溝部６に嵌合させたのち、減速モータ１０を逆回転させてコレットチャック３の締付金具５を緩めることによって行われる。
【００４３】
締付金具５が緩められたのち、クランプロータ５６をハンドル５８によって図１０中反時計方向にわずかに回すことにより、爪部材５４をスクロール５１の回転軸に向かって押し付ける力がなくなり、この状態でコレットチャック３の締付金具５を軽く上下にずらすことにより、該パワーリグ５の溝部６に嵌合していた爪部材５４は容易に外れる。
【００４４】本実施例によれば、締付金具回転手段を、回転中心軸に対して対象の位置に設けられた二つの爪部材５４、５４を有するスクロール５１と、該スクロール５１と同心円状に設けられ、断面楕円形の内壁面を有するクランプロータ５６とで主として構成したことにより、前記クランプロータ５６を回動させることにより、爪部材５４、５４の頭部を前記断面楕円形の内壁面５７で押圧して爪部材５４、５４の先端部を締付金具５の溝部６、６に嵌合させることができるので、この状態で減速モータを操作することにより、上記実施例と同様、熟練工でなくても、強い力を要することなく、安全かつ容易に、コレットチャック３への刃物１の取付けおよび取外しを行うことができる。
【００４５】
本実施例において、スクロール５１は、減速モータ１０に直接またはカップリングを介して連結されている。スクロール５１に設けられた断面楕円形内壁面の楕円の長辺は、例えば１３５ｍｍ、短辺は、例えば１２０ｍｍ、長辺／短辺比は、例えば１．１２５である。
【００４６】本実施例において、スクロール５１とクランプロータ５６との摺接面にベアリングを介在させることが好ましい。これによってスクロール５１とクランプロータ５６との摺接がスムーズなものとなる。ベアリングを介在させる代わりにスクロールの該当部分をカーボンメタルまたはオイルレスメタルで構成してもよい。
【００４７】
本実施例において、クランプロータ５６のハンドル５８を前記クランプロータ５６の全周に連なるように設けることもできる。また、爪部材５４の頭部に摩耗防止用の綱球を取り付けることもできる。なお、本実施例において、クランプロータ５６の締付金具挿入端側の全外周に、内側に向かって傾斜するテーパを設けることが好ましい。これによって損傷を防止して強度の向上を図ることができる。
【００４８】
本実施例において、スクロール５１の円周面のうち爪部材５４が貫通する貫通孔を有する部分のみを残し、他の部分を例えば１０〜３０ｍｍ幅で切除することが好ましい。図１２は、爪部材５４の貫通孔部分を残して他の部分を切除したスクロール５１を示す斜視図である。図において、爪部材５４、５４が貫通する貫通孔部分以外の部分が所定幅、例えば２０〜３０ｍｍ幅で切除されているので、作業者は、締付金具５の溝部６、６と爪部材５４、５４の先端部との嵌合状態を容易に確認することができる。
【００４９】
次に、本発明の別の実施例を説明する。図１３〜１６は、本発明装置の別の実施例の要部である締付金具の回転手段を示す説明図であり、図１３は、斜視図、図１４は、ロータカバーを外した状態の斜視図、図１５は、ロータカバーの内面を示す斜視図、図１６は、その機能を説明するための要部断面図である。
【００５０】
図において、この締付金具の回転手段は、第１の筒状部材としてのスクロール６１と、該スクロール６１と同心円状に設けられた第２の筒状部材としてのクランプロータ６６と、該クランプロータ６６の締付金具挿入端側に取り付けられたロータカバー６８とに大別される。
【００５１】
すなわち、この締付金具の回転手段は、図示省略した減速モータ１０に連結された、締付金具５の外径よりも大きい内径を有するスクロール６１と、該スクロール６１の回転中心軸に関して対称の壁面６２に設けられた二つの貫通孔と、該貫通孔をそれぞれ貫通する爪部材６４、６４と、該爪部材６４、６４の先端部相互の間隔が、前記締付金具５の外径よりもわずかに狭くなるように付勢するばね部材としてのコイルバネ６５と、前記スクロール６１の外周面に摺接するように同心円状に設けられたクランプロータ６６を有し（図１４参照）、該クランプロータ６６の前記締付金具５の挿入側端に、前記スクロール６１に設けられた爪部材６４の頭部側面と摺接する凹凸面６７を備えたリング部材としてのロータカバー６８を取り付けるとともに（図１３、図１５、図１６参照）、前記クランプロータ６６の内壁面に、前記ロータカバー６８の凸面で押圧された前記爪部材６４、６４の頭部と摺接して該爪部材６４、６４を前記スクロール６１の回転中心軸３６に向かって押圧し、これによって前記爪部材６４、６４の先端部を前記締付金具５の外周面の溝部６、６に嵌合させるとともに、前記爪部材６４、６４の頭部側面が前記ロータカバー６８の凹面と摺接する際に前記押圧を解除するテーパー面６９を設けたものである（図１６参照）。
【００５２】
このような構成において、爪部材６４による締付金具５の固定、すなわち締付金具５と図示省略した減速モータとの連結は、以下のように行われる。まず、締付金具５をスクロール６１に挿入すると、該締付金具５の外径よりも先端部相互の間隔がわずかに狭くなるようにコイルバネ６５で付勢された爪部材６４、６４の先端部相互の間隔が前記締付金具５の先端テーパ部で押し広げられ、前記爪部材６４、６４の先端部が締付金具５の外周面に当接する。この状態でハンドル７０を操作してクランプロータ６６をスクロール６１ごとわずかに回転させることにより、前記爪部材６４、６４の先端部が前記締付金具５の外周面に設けられた溝部６、６に嵌入する。
【００５３】
次に、この状態で、クランプロータ６６をハンドル７０により時計方向または反時計方向に回転させることにより、該クランプロータ６６に固定されたロータカバー６８の凹凸面６７の凸部がスクロール６１に取り付けられた爪部材６４の頭部側面を前記スクロール６１の回転軸に沿って図１６中左方向に押圧する。このとき、ロータカバー６８はクランプロータ６６に固定されているので、前記押圧力に対抗する作用力によりクランプロータ６６がスクロール６１に対して相対的に図１６中右方向に摺動し、これによってクランプロータ６６の内壁テーパ面６９が前記爪部材６４、６４の頭部をスクロール６１の中心軸３６に向かって押圧するので、前記爪部材６４、６４の先端部が締付金具５の溝部６、６に嵌合、固定し、締付金具５と図示省略した減速モータとの連結が完了する。
【００５４】この状態で、減速モータ１０を正回転させることにより、上記実施例と同様、減速モータ１０の回転動力がスクロール６１、爪部材６４、６４を経て締付金具５に伝達され、該締付金具５が回転してコレットチャック３のコレット２に刃物１が締結される。このときも、締め付け過ぎを防止するためのリミットスイッチ２１は上記各実施例と同様に機能する。
【００５５】
次に、コレットチャック３に締結された刃物１を取り外す際は、上記と同様にして刃物１が締結された状態のコレットチャック３をコレットチャックホルダ４に固定し、同様にしてコレットチャック３の締付金具５に設けられた溝部６、６にスクロール６１の爪部材６４、６４を嵌入させ、クランプロータ６６を回転させて前記爪部材６４、６４の先端部を締付金具５の溝部６、６に嵌合させたのち、減速モータ１０を逆回転させることにより、前記爪部材６４をスクロール６１の回転軸方向に押圧するクランクロータ６６のテーパ面６９による押圧力が解消し、爪部材６４、６４がフリー状態となる。従って、この状態でコレットチャック３の締付金具５を、例えば上下にわずかにずらすことにより、前記爪部材６４、６４の先端部の溝部６、６への嵌合状態が解かれる。
【００５６】
本実施例によれば、締付金具の回転手段を、二つの爪部材６４、６４を有するスクロール６１と、該スクロール６１に同心円状に設けられたクランプロータ６６とで主として構成し、前記クランプロータ６６の締付金具５の挿入側端に、前記スクロール６１に設けられた爪部材６４、６４の頭部側面と摺接する凹凸面６７を備えたロータカバー６８を取り付けるとともに、前記クランプロータ６６の内壁面に、前記ロータカバー６８の凸面で押圧された前記爪部材６４、６４の頭部と摺接して該爪部材６４、６４を前記スクロール６１の回転中心軸３６に向かって押圧するとともに、前記爪部材６４、６４の頭部側面が前記ロータカバー６８の凹面と摺接する際に前記押圧を解除するテーパー面６９を設けたことにより、コレットチャック３の締付金具５をスクロール６１に挿入してクランプロータ６６のハンドルを軽く操作するだけで、前記コレットチャック３の締付金具５を減速モータに連結することができるので、この状態で減速モータ１０を操作することにより、締付金具５の締め付けおよびその解除を、特別の技術を有することなく、簡単かつ効率よく行うことができる。本実施例において、クランプロータ６６の内壁テーパ面の傾斜角度およびロータカバー６８の凹凸面の傾斜角度は、例えば２５度程度である。
【００５７】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載の発明によれば、コレットチャックへの刃物の締結作業を自動的に行うとともに、締付金具締め付け手段に設けられた爪部材の前記締付金具外周面に設けられた溝部への嵌挿を容易に行い、また締付金具の回転手段に設けられた爪部材の、前記締付金具の外周面に設けられた溝部への嵌合状態を安定かつ確実に保持することができるとともに、コレットの締め付け力が全周にわたって均等になるので、熟練工でなくても、強い力を要することなく、従来の約１／３の所要時間で、安全かつ容易に、しかも確実にコレットチャックへの刃物の装着作業を行うことができる。
【００５８】
本願の請求項２に記載の発明によれば、コレットチャックへの刃物の装着を、工具長の測定と共に、短時間で、かつ容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施例を示す斜視図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図２のIII−III線矢視方向断面の要部を示す図。
【図４】図２のコレットチャックホルダに設けられた固定カムの説明図。
【図５】図４の右方向視図。
【図６】図５のIV−IV線矢視方向断面図。
【図７】スリーブとカップリングの連結状態を示す説明図。
【図８】工具長測定手段を示す説明図。
【図９】本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。
【図１０】図９の回転中心軸に直角の方向から見た正面図。
【図１１】締付金具を挿入した状態の締付金具回転手段示す部分断面図。
【図１２】本発明の変形例を示す説明図。
【図１３】本発明の別の実施例の要部を示す斜視図。
【図１４】ロータカバーを取り除いた状態の締付金具回転手段を示す斜視図。
【図１５】ロータカバーの内側面を示す斜視図。
【図１６】本発明の別の実施例の要部を示す断面図。
【符号の説明】
１…刃物、２…コレット、３…コレットチャック、４…コレットチャックホルダ、５…締付金具、６…溝部、７…爪部材（ネイル）、８、９…ピット、１０…減速モータ、１１、１２…フレーム板、１３…上ガイドロッド、１４…下ガイドロッド、１５…スライドアーム、１６…スリーブ、１７…環状ベアリング、１８…カップリング、１９…台座、２０…フレーム板、２１…リミットスイッチ、２２〜２５…ストロークベアリング、２６、２７…ピン、２８…固定カム、２９…カムレバー、３０…コレットチャックの端部突出端、３１…テーパ面、３２…テーパ面、３３…ストリッパーボルト、３４…コイルスプリング、３５…ワッシャ、３６…締付金具の回転中心軸、３７…あそび溝、３８…ストッパーピン、３９…コイルバネ、４０…スクロール、４１…スライドフレーム、４２…把持レバー、４３…工具長測定目盛り、４４…スクレッパー、４５…工具長測定用ブロック、４６…コレットチャックホルダの端部の貫通孔、５１…スクロール、５２…スクロールの壁面、５３…スナップリング、５４…爪部材、５５…コイルバネ、５６…クランプロータ、５７…断面楕円形の内壁面、５８…ハンドル、６１…スクロール、６２…スクロールの壁面、６３…スナップリング、６４…爪部材、６５…コイルバネ、６６…クランプロータ、６７…凹凸面、６８…ロータカバー、６９…テーパ面、７０…ハンドル。
【図１】
0003797934.tif 000002
【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】
0003797934.tif 000008
【図８】
0003797934.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003797934.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003797934.tif 000014
【図１４】
0003797934.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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