JP4246525B2 - 締結装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、締結装置に係り、特に、マシニングセンター等の工作機械テーブルに取り付けられるベースエレメントと所定の治具が固定される治具プレートとを相互に締結するのに好適に用いられ得る締結装置の改良に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来より、二つの部材を締結するための締結装置としては、種々の構造のものがあり、それらの中から、締結されるべき部材の形状や用途等に応じて、適宜に選択されて使用されている。そして、例えば、マシニングセンター等の工作機械においても、様々な締結装置が用いられている。
【０００３】
すなわち、一般に、マシニングセンター等の工作機械にあっては、加工されるべきワークを保持するために、クランプやバイス等の各種の治具が用いられているが、それらの治具は、その段取り変えを容易に且つ迅速に行なわしめるために、多くの場合、治具プレートに固定されており、この治具プレートがベースエレメントに対して締結せしめられることによって、各種の治具が、ベースエレメントに取り付けられるようになっている。そして、それら治具プレートとベースエレメントとを相互に締結せしめるものとして、所定の締結装置が用いられているのである。
【０００４】
ところで、このような締結装置として用いられるものの一つとして、特開平８−１７０６０７号公報（特許文献１）には、ベースエレメントと治具プレートの何れか一方に対して位置固定に取り付けられる締結ピンと、それらのうちの何れか他方に対して位置固定に取り付けられる締結ピンが軸方向に挿入、嵌合可能な締結ブッシュとを有してなる構造の締結装置が、提案されている。この締結装置にあっては、締結ピンに設けられたねじ穴に螺合された所定のねじ部材が、かかるねじ穴に螺入されて、締結ピンの締結ブッシュへの挿入方向となる軸方向に移動せしめられることにより、締結ピンの内部に配置されたスチールボールが、ねじ部材と共に一体移動せしめられる押圧面にて、軸方向に対して直角な方向に押圧され、移動せしめられて、締結ピンの外周面から部分的に突出せしめられるようになっており、そして、締結ピンの締結ブッシュへの挿入状態下で、かかるスチールボールの突出部位に対して、締結ブッシュの内周面に設けられた係合部が係合せしめられると共に、締結ブッシュの外周面に設けられた係合部が、締結ピンに係合せしめられることにより、締結ピンの締結ブッシュへの挿入状態下でのそれらの軸方向における相対移動が阻止され得るように構成されている。
【０００５】
このような構造を有する締結装置を用いれば、締結ピンと締結ブッシュとを、それぞれ、ベースエレメントと治具プレートとにそれぞれ取り付けた状態で、単に、締結ピンを締結ブッシュに挿入して、ねじ部材をねじ穴に螺入するだけで、ベースエレメントと治具プレートとの締結を、極めて容易に且つ迅速に行なうことが出来るのである。
【０００６】
しかしながら、かかる構造の締結装置にあっては、締結ピンと締結ブッシュとを嵌合せしめた状態下において、スチールボールを外方に突出させて、それら締結ピンと締結ブッシュとの固定を行なうべく、ねじ部材を螺入せしめる必要があるところ、従来にあっては、そのようなねじ部材の螺入操作は、締結されるベースエレメントと治具プレートの上方から、かかる治具プレートを貫通する穴を通じて行なわれることとなるところから、治具プレート上に既にワークや治具等が配置されている場合にあっては、ねじ部材の螺入操作を行なうことが出来ず、そのために、締結ピンと締結ブッシュとの固定が出来なくなる等の問題を内在している。
【０００７】
また、そのような締結ピンと締結ブッシュとからなる締結装置は、一般に、治具プレートの四隅に位置するように、ベースエレメントと治具プレートとの間に配置せしめられることとなるが、上記したように、治具プレート上からのねじ部材の螺入操作が阻害されないように、治具プレートの四隅部位を避けるようにして、ワークや治具等を配置する場合にあっては、治具プレートの使用できる有効面積が限られることとなり、そのために、治具プレートを有効利用することが困難となるのである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１７０６０７号公報
【０００９】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、締結ピンと締結ブッシュとの固定操作を、締結されるべき二つの部材のうちの一方の部材側から行なうものではなく、それら二つの部材間に位置する締結ピンに対して側方からの操作を行ない得るようにして、それら締結ピンと締結ブッシュとの固定が実現され得るようにした締結装置を提供することにある。
【００１０】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、（ａ）第一の部材に対して位置固定に取り付けられる締結ブッシュと、（ｂ）第二の部材に対して位置固定に取り付けられると共に、該第二の部材から突出するピン本体部を有し、該ピン本体部の先端部位において、前記第一の部材に取り付けられた前記締結ブッシュに挿入されて嵌合せしめられることにより、それら第一及び第二の部材の締結を、それら部材間に所定の間隙を形成せしめて、実現する締結ピンと、（ｃ）該締結ピンの前記ピン本体部の先端部位の内部に、軸方向に対して直角な方向に向かって移動可能に且つ該ピン本体部の外周面から突出可能に配置された第一の移動手段と、（ｄ）前記締結ピンのピン本体部内において軸方向に移動可能に設けられ、該軸方向への移動によって、前記第一の移動手段を該軸方向に直角な方向に移動せしめ、該ピン本体部の外周面から突出せしめる第二の移動手段と、（ｅ）前記締結ブッシュの、前記締結ピンのピン本体部が挿入、嵌合せしめられる部位の内周面に設けられ、該ピン本体部の該締結ブッシュへの挿入状態下で、該ピン本体部の外周面から突出せしめられた前記第一の移動手段に係合して、該締結ブッシュから該ピン本体部を離脱させる方向への該締結ブッシュの移動を阻止せしめる離脱阻止係合部と、（ｆ）前記第一及び第二の部材間の間隙において前記締結ピンのピン本体部の外周面部位に露呈するように配設され、前記締結ブッシュに対する該締結ピンのピン本体部の挿入・離脱又は固定のために操作される操作手段と、（ｇ）該操作手段による操作に対応して前記第二の移動手段を軸方向に移動せしめ、前記第一の移動手段の前記締結ピンのピン本体部の外周面からの突出又はその解消を図ることにより、前記締結ブッシュと前記締結ピンとの間の締結又は解除を行なう操作・作動機構とを含んで構成される締結装置にして、前記操作手段が、前記締結ピンのピン本体部内で該ピン本体部の軸直角方向に設けられた操作孔内に収容されて、該ピン本体部の軸直角方向の回動軸回りに回動可能とされた回動部材を有する一方、前記操作・作動機構が、該回動部材の軸方向の一端部に対して偏心して一体的に連結された、該ピン本体部の軸直角方向に延びる偏心シャフトと、該ピン本体部の中心部を軸方向に延び、前記操作孔と交差するように設けられた摺動孔内に収容されると共に、前記第二の移動手段に対して固定的に設けられ、該第二の移動手段と共に該ピン本体部の軸方向に移動可能とされる一方、前記偏心シャフトに係合して、該偏心シャフトの前記回動部材の回動に基づく変位によって、該ピン本体部の軸方向に移動せしめられる摺動体とを有し、更にそれら偏心シャフトと摺動体の係合が、該摺動体に設けられた軸直角方向に延びる長孔に対して該偏心シャフトを貫通させることによって実現されており、前記回動部材の回動にて該偏心シャフトを該長孔内において移動させて該摺動体をその軸方向に移動せしめ、そして該摺動体に固定的に設けられた前記第二の移動手段が、その軸方向に移動させられるように構成されていることを特徴とする締結装置を、その要旨とするものである。
【００１１】
要するに、この本発明に従う締結装置にあっては、締結されるべき二つの部材のうちの一方の部材に位置固定に取り付けられる締結ブッシュに対して、他方の部材に位置固定に取り付けられる締結ピンの突出したピン本体部の先端部位を挿入、嵌合せしめた状態において、それら二つの部材の間に所定の間隙が形成されるようにする一方、それら部材間において露呈されるピン本体部の外周面には、操作手段が設けられて、そのような操作手段を、それら二つの部材の間隙を利用して、側方より操作せしめることにより、かかる締結ピンのピン本体部に設けた操作・作動機構を介して、第二の移動手段を軸方向に移動せしめ、以て第一の移動手段を軸直角方向に移動させて、ピン本体部の外周面から突出せしめられ得るようになっているのである。
【００１２】
従って、かかる本発明に従う締結装置にあっては、締結ブッシュと締結ピンとの嵌合・固定操作を、第一の部材と第二の部材との間隙を通じて、側方からの操作にて行なうことが出来、従来の如き締結されるべき二つの部材の一方の側を貫通する穴を通じて、ねじ部材を螺入せしめる操作が必要ではないところから、かかる一方の部材上にワーク、治具等が配置されていても、それが邪魔となって，それら締結ブッシュと締結ピンとの嵌合・固定操作が不能となることは、全く惹起されることがないのであり、これによって、それらワークや治具等が配置される部材の使用面積を効果的に高め得ることとなったのである。
【００１３】
しかも、このような本発明に従う締結装置においては、前記操作手段が、前記締結ピンのピン本体部の軸直角方向の回動軸周りに回動可能とされた回動部材を有し、また前記操作・作動機構が、該回動部材に対して偏心して一体的に設けられた、前記ピン本体部の軸直角方向に延びる偏心シャフトと、前記第二の移動手段に対して固定的に設けられ、該第二の移動手段と共に前記軸方向に移動可能とされる一方、前記偏心シャフトに係合して、該偏心シャフトの前記回動部材の回動に基づく変位によって、該軸方向に移動せしめられる摺動体とを含んで構成され、これによって、比較的に簡略な構造をもって、操作手段と操作・作動機構とが有利に実現され得るのであり、また、そのような操作部材の操作も、単に、回動をさせるだけでよいところから、その操作の容易性も有利に確保され得ることとなるのである。
【００１４】
さらに、このような本発明に従う締結装置においては、前記ピン本体部に対して、前記操作孔と相対向する支持孔が、互いの軸心を一致させた状態において、前記摺動孔に至るように同軸的に設けられて、該支持孔内に支持体が回動可能に配置されると共に、かかる支持体に対して、前記摺動体の長孔を貫通した前記偏心シャフトの先端部が取り付けられて、支持されるようになっている。
【００１５】
また、本発明に従う締結装置の別の有利な態様の一つによれば、前記回動部材の回動量を規制する回動量規制手段が、更に設けられることとなる。このような回動量規制手段の配設によって、回動部材の回動量が規制されることにより、前記した操作・作動機構を介しての第二の移動手段の軸方向における移動位置が規定され、以て、第一の移動手段の軸方向における移動量を効果的に規定せしめ得るのである。
【００１６】
そして、そのような回動量規制手段としては、有利には、前記回動部材に一体的に設けられ、外周部の周方向に回動規制量に対応した長さにおいて切欠きが形成されている円板と、前記締結ピンのピン本体部の外周面に固設され、該円板の切欠きに係合して、該円板の回動が該切欠きの長さの範囲内となるように規制するストッパーピンとから構成される構造が採用されることとなる。
【００１７】
さらに、本発明に従う締結装置にあっては、一般に、前記第一の移動手段は、少なくとも一つのスチールボールにて構成される構造を採用するものであり、また、前記第二の移動手段は、前記締結ピンのピン本体部の内部において軸方向に延びる脚部を有し、頭部が該ピン本体部の先端側に位置するように配されたボルト部材と、該ボルト部材の脚部が貫通する、該ピン本体部の基端側の外周面が、先細のテーパ面とされて、前記スチールボールの押圧面とされた押圧リングとを含んで構成されてなる構造が、有利に採用されるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係る締結装置の具体的な構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１９】
先ず、図１及び図２には、マシニングセンター等の工作機械のテーブルに取り付けられるベースエレメントと治具プレートとを相互に締結するために用いられる、本発明に従う構造を有する締結装置の一例が、概略的に示されている。そこにおいて、締結装置２は、締結ブッシュ１０と締結ピン１２とを有して構成されており、締結ブッシュ１０が、上下に対向配置された治具プレート１４とベースエレメント１６のうち、上方に位置する治具プレート１４に対して位置固定に取り付けられるようになっている一方、締結ピン１２は、下方に位置するベースエレメント１６に対して位置固定に取り付けられるようになっている。
【００２０】
より具体的には、締結ブッシュ１０は、一端側に外向きのフランジ部１８が一体的に形成されてなる略円筒形状を呈するブッシュ本体２０と、このブッシュ本体２０の他方の端部側に螺着せしめられる蓋部材２２とから構成されている。そして、ブッシュ本体２０には、締結ピン１２の先端側部位の外形よりも所定寸法大きな内径を有する内孔が形成されており、またその内周面には、フランジ部１８の側に位置するように、径方向内方に向かって低い高さで突出し、且つ周方向に連続して延びる内側凸部２４が、一体的に形成されている。
【００２１】
また、そのような締結ブッシュ１０の内周面に設けられた内側凸部２４は、蓋部材２２側の側面である上面が、下方に向かうに従って次第に小径となるテーパ面形状を有する、離脱阻止係合部となるテーパ状係合面２６とされている一方、そのような内側凸部２４より下方の内周面は、図において下方に向かうに従って次第に大径となる、テーパ面形状を呈するブッシュ側テーパ嵌合部２８として形成されている。
【００２２】
そして、かかるブッシュ本体２０に対して、蓋部材２２が螺着せしめられてなる締結ブッシュ１０は、治具プレート１４に形成された凹所３０内に、その筒状部が嵌入された状態下において、ブッシュ本体２０のフランジ部１８が、図２に示される如く、ボルト３２によって固定せしめられるようになっている。要するに、ボルト３２の螺入によって、ブッシュ本体２０のフランジ部１８が、治具プレート１４に固定せしめられることによって、締結ブッシュ１０は、治具プレート１４に位置固定に取り付けられるようになっているのである。
【００２３】
一方、上述の如き締結ブッシュ１０と共に、締結装置２を構成する締結ピン１２は、締結ブッシュ１０の内径よりも所定寸法小さな外径を有する先端部を備えた段付き円筒形状の嵌合筒部３４と、そのような嵌合筒部３４の下部に嵌め合わされた直筒形状の作動筒部３６とからなる、全体として略円筒形状を呈するピン本体部３８を有している。
【００２４】
そして、そのようなピン本体部３８を構成する嵌合筒部３４は、その軸方向中間部の外周面上において、下方に向かって次第に大径となるテーパ面形状を呈するピン側テーパ嵌合部４０と、軸方向に直角な方向において外方に向かって所定長さ延出し、且つ周方向に連続して延びるフランジ部４２とが、軸方向において上下に連接せしめられた状態において、それぞれ一体的に設けられている。
【００２５】
また、かかる嵌合筒部３４にあっては、フランジ部４２よりも上側の部分に、上方に向かって開口する大径の円形凹所４４が設けられており、この円形凹所４４の開口部側の周壁部には、軸方向に対して直角な方向に延出し、且つかかる円形凹所４４の周壁部を厚さ方向に貫通して、その外周面上において側方に開口する円形貫通孔４６が、周方向に等間隔をおいて複数（ここでは、三つ）形成されている。更に、嵌合筒部３４の中心部には、貫通孔４８が、円形凹所４４の底面とそれの形成側とは反対側の下側底面とにおいて上下方向に開口するように、つまり円形凹所４４の底面から下方に向かって、軸方向に一直線に延びるように、所定大きさの孔径において形成されている。
【００２６】
そして、円形凹所４４の周壁部に設けられた複数の円形貫通孔４６のそれぞれの内部には、それよりも所定寸法小さな直径を有する、第一の移動部材としてのスチールボール５０が、かかる円形貫通孔４６内を、その延出方向たる、嵌合筒部３４（ピン本体部３８）の軸方向に直角な方向、つまり嵌合筒部３４の径方向に移動可能に、それぞれ一個ずつ配置されている。
【００２７】
さらに、嵌合筒部３４の円形凹所４４内には、比較的に厚肉のクランプリング５２と圧縮コイルばね５４とが、上下に位置する状態で収容、配置されている。この円形凹所４４内に収容配置されたクランプリング５２は、その外径が円形凹所４４の内径よりも所定寸法小さくされていることによって、円形凹所４４内を上下方向に移動可能とされていると共に、下側角部が面取りされて、かかる面取り部分が、下方に向かって次第に小径化するテーパ面からなるテーパ状押圧面５６とされている。そして、かかるテーパ状押圧面５６において、前記各円形貫通孔４６内にそれぞれ配置されたスチールボール５０に対して接触し得るようにして、位置せしめられている。
【００２８】
また、そのようなクランプリング５２の下方に配置された圧縮コイルばね５４は、その下端部において、円形凹所４４の底面に接触せしめられる一方、上端部において、クランプリング５２の下面に接触せしめられており、以てクランプリング５２が下方に移動せしめられた際に、クランプリング５２に対して、上方に移動させるような付勢力が発揮され得るようになっている。なお、ここでは、円形凹所４４の底部側周壁部に、そのような円形凹所４４の底部側部分（下側部分）を開口部側部分（上部側部分）よりも小径化する段部が設けられており、この段部に、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６が接触せしめられることによって、クランプリング５２の下方への移動が、所定位置において規制されるようになっている。
【００２９】
さらに、図１及び図２に示されるように、嵌合筒部３４において、クランプリング５２、圧縮コイルばね５４の内孔を通り、更に、嵌合筒部３４の中心部に上下方向に延びるように形成された貫通孔４８を貫通するようにして、六角穴付きボルトからなるクランプボルト５８が挿通、配置せしめられ、嵌合筒部３４の下面から下方に、所定長さに亘って突出されて、その突出部にねじ部５９が設けられている。
【００３０】
そして、クランプボルト５８の下方への移動に伴って、クランプリング５２が、クランプボルト５８の筒部の下側端面にて押圧され、圧縮コイルばね５４の付勢力に抗して、円形凹所４４内を下方に移動せしめられる一方、クランプボルト５８の上方への移動によって、クランプリング５２が、圧縮コイルばね５４の付勢力にて上方に移動せしめられることとなる。
【００３１】
また、各円形貫通孔４６内で、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６に接触して配置されたスチールボール５０が、クランプボルト５８の下方への移動に伴うクランプリング５２の下方への移動によって、それぞれ、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６にて嵌合筒部３４の径方向外方に押圧されて、各円形貫通孔４６内を、該円形貫通孔４６における嵌合筒部３４の外周面側開口部に向かって移動せしめられるようになっている。また、上述せる如く、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６が円形凹所４４の周壁部の段部に接触せしめられた位置において、クランプリング５２の下方への移動が規制されるようになっているため、クランプリング５２の下方への移動を伴って、各円形貫通孔４６内を移動せしめられる各スチールボール５０が、下方への移動が規制されたクランプリング５２のテーパ状押圧面５６との接触により、円形凹所４４内側への移動が阻止された状態で、嵌合筒部３４の外周面から部分的に突出位置せしめられるようになっている。従って、ここでは、クランプボルト５８とクランプリング５２とから、第二の移動手段が構成されているのである。
【００３２】
一方、かかる嵌合筒部３４と共にピン本体部３８を構成する作動筒部３６は、嵌合筒部３４のフランジ部４２と同一の外径を有する、全体として略円筒形状を呈するものであって、図３（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、中心部を軸方向に貫通する摺動孔６０が形成されている一方、そのような摺動孔６０に交差するように、外周面から軸直角方向にそれぞれ延びて、摺動孔６０に至る操作孔６２と支持孔６４が、相対抗して、互いの軸心を一致させた状態において、同軸的に設けられている。なお、支持孔６４は、操作孔６２よりも大きな孔径において、作動筒部３６の筒壁部を貫通する形態において、摺動孔６０に達するように設けられている。
【００３３】
また、そのような作動筒部３６の摺動孔６０内に、軸方向に摺動可能に配置される摺動体６６は、図４（ａ）〜（ｃ）に示される如く、全体として円柱形状を呈し、その軸方向において中心部に所定深さのねじ穴６８が設けられている一方、かかるねじ穴６８の底部に連通するように、軸直角方向に延びる長孔７０が、摺動体６６の軸心から偏心した位置において、かかる摺動体６６を貫通して、設けられている。
【００３４】
さらに、作動筒部３６の支持孔６４内に収容されて、支持孔６４内において支持孔６４の軸心周りに回動せしめられる支持体７２は、図５（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、軸方向に延びる取付孔７４が偏心して設けられた、厚肉円筒形状を呈する構造とされている。
【００３５】
そして、操作手段である、丸棒状の回動部材７６の軸方向の一端部に、所定長さの偏心シャフト７８が一体的に設けられてなる構造の操作ピン８０が、図１や図２に示される如く、作動筒部３６の操作孔６２内に挿入され、回動部材７６部分において回動可能となるように組み付けられる一方、偏心シャフト７８部分は、摺動孔６０内に摺動可能に位置せしめられる摺動体６６の長孔７０を貫通し、更に、その先端部において、支持孔６０内に回動可能に配置される支持体７２の取付孔７４に対して、固定せしめられるようになっている。より具体的には、かかる操作ピン８０は、図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、丸棒状の回動部材７６に対して、その軸心を偏心した状態において、偏心シャフト７８が、その対向する端部側において一体的に連結されてなる構造を有しているのであり、また、回動部材７６の偏心シャフト７８が設けられた側とは反対側の端部側には、作動筒部３６の外面に接するフランジ部８２が設けられている一方、かかるフランジ部８２より軸方向外方に延び出す六角ナット部８４が一体的に設けられて、この六角ナット部の回動操作にて、回動部材７６、ひいては操作ピン８０が、回動部材７６の軸心周りに回動せしめられるようになっている。
【００３６】
なお、かかる操作ピン８０の回動部材７６に一体的に設けられたフランジ部８２の外周部には、その周方向に、約１／３の長さに亘って、切欠き８６が設けられており、この切欠き８６に係合するストッパーピン８８が、作動筒部３６の外面に位置固定に設けられている。要するに、ストッパーピン８８は、図９に明らかにされている如く、操作ピン８０の回動に伴って、切欠き８６の周方向における一方の端部から他方の端部に当接し、それ以上の回動を阻止し得るようになっているのであり、これによって、操作ピン８０乃至は回動部材７６の回動量を規制するようになっているのである。そして、そのような切欠き８６の一方の端部側にストッパーピン８８が当接することにより、操作ピン８０の偏心シャフトは、図１や図２に示されるように、作動筒部３６内において、最も上方側、換言すれば、最も嵌合筒部３４側に位置せしめられる一方、ストッパーピン８８が、切欠き８６の他方の端部側に当接したときには、図８に示されるように、偏心シャフト７８が、嵌合筒部３４よりも最も離れた位置、換言すれば最下点となる位置に位置するように、構成されている。
【００３７】
従って、かかる構造のピン本体部３８においては、その作動筒部３６内に、図１や図２に示される如く、摺動体３６、支持体７２及び操作ピン８０が組み込まれる一方、摺動体６６のねじ穴６８に、クランプボルト５８の下端部のねじ部５９が螺入されて、固定せしめられた状態下において、作動筒部３６の側方に露呈する操作ピン８０の六角ナット部８４を、適当な工具を用いて回動せしめることにより、偏心シャフト７８を回動部材７６の軸心周りに回動せしめ、以て、摺動体６６を上下動させることが出来ることとなるのであり、そして、そのクランプボルト５８の上下動によって、嵌合筒部３４の円形凹所４４内に収容したクランプリング５２によるスチールボール５０の押圧作動や、その押圧解除を行ない得るようになっているのである。
【００３８】
なお、上記した嵌合筒部３４と作動筒部３６とから構成されるピン本体部３８が、ベースエレメント１６に対して、その取付凹所に嵌合せしめた取付ブロック９２を介して、位置決めされた状態において、図２に示される如く、取付ボルト９４にてボルト固定されることにより、ベースエレメント１６の上面から上方に突出せしめられた状態において、ベースエレメント１６に対して、位置固定に取り付けられている。
【００３９】
ところで、このような構造を有する締結ブッシュ１０と締結ピン１２からなる締結装置２を用いて、治具プレート１４とベースエレメント１６との締結と、その解除を行なう場合にあっては、以下の如くして、操作されることとなるのである。
【００４０】
すなわち、先ず、図１や図２に示されるように、ベースエレメント１６と治具プレート１４とを、それらにそれぞれ固定された締結ピン１２と締結ブッシュ１０とが互いに離間し、且つ同軸的に位置するように、対向配置せしめられる。このとき、クランプボルト５８は、嵌合筒部３４に対して、最も上方に位置し、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６による、スチールボール５０に対する押圧作用が加わらないように、操作ピン８０を回動させて、偏心シャフト７８を上方に移動せしめ、以て、摺動体６６を作動筒部３６の摺動孔６０内において、上方に移動せしめて、図１や図２に示される如き位置に配置せしめる。
【００４１】
次いで、図７に示される如く、締結ブッシュ１０の内孔内に、締結ピン１２のピン本体部３８における、嵌合筒部３４のフランジ部４２よりも、上側部分を挿入して、締結ピン１２を締結ブッシュ１０に対して内嵌せしめる。このときの締結ピン１２の締結ブッシュ１０への挿入位置は、嵌合筒部３４のピン側テーパ嵌合部４０と、締結ブッシュ１０のブッシュ側テーパ嵌合部２８とが互いに接触するものの、締結ブッシュ１０のフランジ部１８と嵌合筒部３４のフランジ部４２との間には、微小な隙間が形成される程度の位置とされる。
【００４２】
その後、締結ブッシュ１０の締結ピン１２への挿入状態下において、治具プレート１４とベースプレート１６との隙間を通じて、締結ピン１２のピン本体部３８における作動筒部３６の外面に突出する操作ピン８０の六角ナット部８４を、適当な工具を用いて、図９に示される如く、回動せしめて、切欠き８６の周方向の一方の端部から他方の端部にストッパーピン８８が当接するまで回動するようにすることにより、操作ピン８０の偏心シャフト７８を、図８において下方に移動せしめ、それによって、摺動体６６を作動筒部３６の摺動孔６０内を下方に移動させ、以て、クランプボルト５８が、図８において下方に移動せしめられるようにされる。
【００４３】
そして、このようにして、クランプボルト５８を嵌合筒部３４の円形凹所４４内で下方に移動させることにより、クランプボルト５８の下方に配されたクランプリング５２を、クランプボルト５８の頭部にて押圧して、圧縮コイルばね５４の付勢力に抗して、下方に移動せしめるのである。そして、そのようなクランプリング５２の下方への移動に伴って、各円形貫通孔４６内に配置されたスチールボール５０を、それぞれ、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６にて押圧して、各円形貫通孔４６内を、嵌合筒部３４の径方向外方に移動させ、それら各スチールボール５０を、嵌合筒部３４の外周面から側方に突出せしめることにより、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に対して、各スチールボール５０の突出部位を係合させるのである。
【００４４】
その際、各スチールボール５０の移動により、嵌合筒部３４の外周面からの各スチールボール５０の突出量が増大せしめられるのに従って、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６が、各スチールボール５０の突出部位にて、下方に押圧されて、締結ブッシュ１０全体が下方に徐々に移動せしめられ、それによって、ブッシュ側テーパ嵌合部２８がピン側テーパ嵌合部４０に噛み込んで、それら両テーパ嵌合部２８、４０が、より強固にテーパ嵌合せしめられると共に、締結ブッシュ１０のフランジ部１８と嵌合筒部３４のフランジ部４２とが互いに当接せしめられることとなる。そして、そのような状態下で、各スチールボール５０が、前述せるように、嵌合筒部３４の外周面からの突出側とは反対側の部位において、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６に接触せしめられるため、各スチールボール５０の嵌合筒部３４からの突出状態が保持されて、締結ブッシュ１０と締結ピンの径方向と上下方向への相対移動が、確実に且つ安定的に阻止されることとなるのである。
【００４５】
これによって、締結ブッシュ１０と締結ピン１２が、それぞれ、固定された治具プレート１４とベースエレメント１６とが、上下方向とそれに直角な方向への相対移動が不能とされた状態で、相互に締結せしめられ、そして、そのような締結状態が、安定的に確保され得ることとなるのである。
【００４６】
また、そのような治具プレート１４とベースエレメント１６との締結状態を解除するには、図９に示される操作ピン８０における六角ナット部８４の回動方向を逆方向とすることにより、偏心シャフト７８を、嵌合筒部３４側（上方）に移動せしめることにより、摺動体６６を上方に移動させ、以て、クランプボルト５８を上方に移動させることにより、クランプリング５２を圧縮コイルばね５４の付勢力にて、上方に移動させる。これによって、クランプリング５２のテーパ状押圧面５６からの各スチールボール５０に対する、嵌合筒部３４の径方向外方への押圧力を解除して、それら各スチールボール５０を、各円形貫通孔４６内において、円形凹所４４側に引込移動させ、以て、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に対する各スチールボール５０の突出部位の係合を解消せしめる。
【００４７】
そして、引き続き、操作ピン８０を逆方向に回動せしめて、摺動体６６を上方に移動せしめ、クランプボルト５８の筒部の上端面を締結ブッシュ１０の蓋部材２２の内面に当接させた状態から、クランプボルト５８の上方への移動を、更に継続して行なうことにより、かかるクランプボルト５８の頭部の上端面にて、締結ブッシュ１０の底部（具体的には蓋部材２２の内面）を上方に押圧せしめて、締結ブッシュ１０の全体を、上方、つまり締結ピン１２から離間する方向に変位させ、以て、締結ブッシュ１０のブッシュ側テーパ嵌合部２８と締結ピン１２のピン側テーパ嵌合部４０との間の強固なテーパ嵌合の縁切りが行なわれるようにされる。
【００４８】
そして、その後、締結ピン１２を締結ブッシュ１０の内孔内から引き抜くように、それらを上下方向に相対移動せしめることによって、治具プレート１４とベースエレメント１６との締結が解除されることとなる。
【００４９】
このように、例示の締結装置２にあっては、ベースエレメント１６に取り付けられた締結ピン１２を、治具プレート１４に取り付けられた締結ブッシュ１０の内孔内に挿入せしめた状態下において、単に、それら治具プレート１４とベースエレメント１６との間に露呈される操作ピン８０を、側方から回動せしめるだけの簡単な操作を行なうだけで、締結ピン１２のピン本体部３８を構成する嵌合筒部３４の外周面から突出せしめられるスチールボール５０が、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に係合せしめられると共に、締結ピン１２のピン側テーパ嵌合部４０と締結ブッシュ１０のブッシュ側テーパ嵌合部２８とがテーパ嵌合せしめられ、それによって、対向する治具プレート１４とベースエレメント１６とを、上下方向とそれに直角な方向への相対移動が不能とされた状態で、相互に締結せしめることが出来るのである。
【００５０】
特に、締結装置２は、治具プレート１４とベースエレメント１６との間において、その四隅の対向する部位に、それぞれ、配設せしめられることとなるが、例えば、図１０に示される如く、治具プレート１４上に、かかる締結装置２の配設部位上に位置するようにワーク９６が配設されていても、そのような締結装置２の作動は、治具プレート１４とベースエレメント１６との間の隙間を通じて、側方から行なうことが出来るところから、ワークの配置位置の如何に拘わらず、締結装置２による締結作動を、極めて容易に行なうことが出来るのであり、以て、治具プレート１４の使用可能な有効面積を有利に増大せしめることが出来るのである。
【００５１】
また、例示の締結装置２においては、特に、ベースエレメント１６と治具プレート１４とが相互に締結せしめられた状態下で、単に、締結ピン１２のピン本体部３８を構成する、作動筒部３６に設けた操作ピン８０を回動せしめるだけの単純且つ容易な操作を行なうだけで、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に対するスチールボール５０の係合を解消せしめると共に、締結ピン１２におけるピン側テーパ嵌合部４０と締結ブッシュ１０のブッシュ側テーパ嵌合部２８との間のテーパ嵌合の縁切りを行なうことが出来、それによって、テーパ嵌合により強固に嵌合せしめられた締結ピン１２と締結ブッシュ１０との嵌合状態を、簡単に且つ確実に解除することも出来るのである。
【００５２】
従って、かかる例示の締結装置２を用いれば、ベースエレメント１６と治具プレート１４とを、容易に且つ迅速に、しかも優れた位置精度をもって締結し得ることとなるのであり、しかも、スチールボール５０のテーパ状係合面２６に対する係合を解消させるための作業とは別に、特別な作業を何等行なうことなく、締結ピン１２と締結ブッシュ１０との強硬な嵌合状態を容易に解除することが出来ることとなり、以て、ベースエレメント１６と治具プレート１４との締結の解除も、可及的に少ない労力で、迅速に行なうことが出来るのである。
【００５３】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これは、あくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではないことが、理解されるべきである。
【００５４】
例えば、例示の具体例では、第二の移動手段が、クランプボルト２８と、テーパ状押圧面５６を有するクランプリング５２の独立した二つの部材にて構成されているが、それらクランプボルト５８とクランプリング５２の両方の機能を備えた一つの部材にて、第二の移動手段を構成することも、可能である。例えば、Ｔ字ボルトの頭部の下側角部を面取りする等して、かかる面取り部分に、テーパ状押圧面を形成してなるボルト部材にて、第二の移動部材を構成してもよく、それによって、クランプリングやそれを上方に付勢する圧縮コイルばねを省略することが出来、以て部品点数の削減が、有利に図られ得ることとなる。
【００５５】
また、第一の移動手段も、例示の如きスチールボール５０に、何等限定されるものではなく、第二の移動手段の軸方向への移動に伴って、それに直角方向に移動せしめられて、締結ピン１２の外周面から部分的に突出位置せしめられ得る構造を有しておれば良く、従って、例えば、スチールボール５０に代えて、第一の移動手段として、円柱状のコロ等を採用することも、可能である。
【００５６】
さらに、締結ピン１２と締結ブッシュ１０のベースエレメント１６や治具プレート１４への取付構造も、例示の構造に限定されるものでないことは、言うまでもないところである。
【００５７】
さらに、また離脱阻止係合部や操作手段、操作・作動機構にあっても、本発明に規定される機能乃至は作用をなす、公知の各種の構造のものが、適宜に採用され得るものであることも、言うまでもないところである。
【００５８】
加えて、前記実施形態では、本発明を、マシニングセンター等の工作機械のテーブルに取り付けられるベースエレメントと治具プレートとを相互に締結するために用いられる締結装置に対して適用したものの具体例を示したが、本発明が、ベースエレメントと治具プレート以外の互いに締結されるべき二つの様々な部材を相互に締結するために用いられる締結装置に対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。
【００５９】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に従う締結装置を用いれば、締結されるべき二つの部材を、容易に且つ迅速に、しかも側方からの操作にて簡単に締結し得るばかりでなく、それら二つの部材の締結の解除も、可及的に少ない労力で、迅速に行なうことが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う締結装置の一例を示す縦断面説明図であって、締結ブッシュと締結ピンとが離間せしめられた状態を示している。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面説明図である。
【図３】図１に示される締結装置に用いられる作動筒部の説明図であって、（ａ）はその縦断面説明図、（ｂ）は、（ａ）の右側面説明図である
【図４】図１に示される締結装置に用いられる摺動体の説明図であって、（ａ）はその縦断面説明図、（ｂ）はその左側面説明図、（ｃ）は（ｂ）の状態における平面説明図である。
【図５】図１に示される締結装置に用いられる支持体の説明図であって、締結ピンを締結ブッシュの内孔内に挿入せしめた状態を示している締結装置の別の使用状態を示す説明図であって、（ａ）はその縦断面説明図、（ｂ）はその左側面説明図である。
【図６】図１に示される締結装置に用いられる操作ピンを示す説明図であって、（ａ）はその正面説明図、（ｂ）はその左側面説明図、（ｃ）はその右側面説明図である。
【図７】図１に示される状態から締結ブッシュに対して、締結ピンの先端部位を挿入せしめた状態を示す断面説明図である。
【図８】図１に示される状態から図７に示される状態を経て、締結ブッシュと締結ピントが締結せしめられた状態を示す断面説明図である。
【図９】図１に示される締結装置における操作ピンの回動状態を説明するための説明図である。
【図１０】治具プレート上にワークを配置せしめた状態において、締結ブッシュに対して、締結ピンを陥入、締結せしめて、治具プレートとベースエレメントとを位置固定に相互に締結せしめた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２ 締結装置 １０ 締結ブッシュ
１２ 締結ピン １４ 治具プレート
１６ ベースエレメント １８ フランジ部
２０ ブッシュ本体 ２２ 蓋部材
２４ 内側凸部 ２６ テーパ状係合面
２８ ブッシュ側テーパ嵌合部 ３０ 凹所
３２ ボルト ３４ 嵌合筒部
３６ 作動筒部 ３８ ピン本体部
４０ ピン側テーパ嵌合部 ４２ フランジ部
４４ 円形凹所 ４６ 円形貫通孔
４８ 貫通孔 ５０ スチールボール
５２ クランプリング ５４ 圧縮コイルばね
５６ テーパ状押圧面 ５８ クランプボルト
６０ 摺動孔 ６２ 操作孔
６４ 支持孔 ６６ 摺動体
６８ ねじ穴 ７０ 長孔
７２ 支持体 ７４ 取付孔
７６ 回動部材 ７８ 偏心シャフト
８０ 操作ピン ８２ フランジ部
８４ 六角ナット部 ８６ 切欠き
８８ ストッパーピン ９２ 取付ブロック
９４ 取付ボルト ９６ ワーク

Claims (5)

1. 第一の部材に対して位置固定に取り付けられる締結ブッシュと；第二の部材に対して位置固定に取り付けられると共に、該第二の部材から突出するピン本体部を有し、該ピン本体部の先端部位において、前記第一の部材に取り付けられた前記締結ブッシュに挿入されて嵌合せしめられることにより、それら第一及び第二の部材の締結を、それら部材間に所定の間隙を形成せしめて、実現する締結ピンと；該締結ピンの前記ピン本体部の先端部位の内部に、軸方向に対して直角な方向に向かって移動可能に且つ該ピン本体部の外周面から突出可能に配置された第一の移動手段と；前記締結ピンのピン本体部内において軸方向に移動可能に設けられ、該軸方向への移動によって、前記第一の移動手段を該軸方向に直角な方向に移動せしめ、該ピン本体部の外周面から突出せしめる第二の移動手段と；前記締結ブッシュの、前記締結ピンのピン本体部が挿入、嵌合せしめられる部位の内周面に設けられ、該ピン本体部の該締結ブッシュへの挿入状態下で、該ピン本体部の外周面から突出せしめられた前記第一の移動手段に係合して、該締結ブッシュから該ピン本体部を離脱させる方向への該締結ブッシュの移動を阻止せしめる離脱阻止係合部と；前記第一及び第二の部材間の間隙において前記締結ピンのピン本体部の外周面部位に露呈するように配設され、前記締結ブッシュに対する該締結ピンのピン本体部の挿入・離脱又は固定のために操作される操作手段と；該操作手段による操作に対応して前記第二の移動手段を軸方向に移動せしめ、前記第一の移動手段の前記締結ピンのピン本体部の外周面からの突出又はその解消を図ることにより、前記締結ブッシュと前記締結ピンとの間の締結又は解除を行なう操作・作動機構と、を含んで構成される締結装置にして、
   前記操作手段が、前記締結ピンのピン本体部内で該ピン本体部の軸直角方向に設けられた操作孔内に収容されて、該ピン本体部の軸直角方向の回動軸回りに回動可能とされた回動部材を有する一方、前記操作・作動機構が、該回動部材の軸方向の一端部に対して偏心して一体的に連結された、該ピン本体部の軸直角方向に延びる偏心シャフトと、該ピン本体部の中心部を軸方向に延び、前記操作孔と交差するように設けられた摺動孔内に収容されると共に、前記第二の移動手段に対して固定的に設けられ、該第二の移動手段と共に該ピン本体部の軸方向に移動可能とされる一方、前記偏心シャフトに係合して、該偏心シャフトの前記回動部材の回動に基づく変位によって、該ピン本体部の軸方向に移動せしめられる摺動体とを有し、更にそれら偏心シャフトと摺動体の係合が、該摺動体に設けられた軸直角方向に延びる長孔に対して該偏心シャフトを貫通させることによって実現されており、前記回動部材の回動にて該偏心シャフトを該長孔内において移動させて該摺動体をその軸方向に移動せしめ、そして該摺動体に固定的に設けられた前記第二の移動手段が、その軸方向に移動させられるように構成され、
   且つ前記ピン本体部に対して、前記操作孔と相対向する支持孔が、互いの軸心を一致させた状態において、前記摺動孔に至るように同軸的に設けられて、該支持孔内に支持体が回動可能に配置されると共に、かかる支持体に対して、前記摺動体の長孔を貫通した前記偏心シャフトの先端部が取り付けられて、支持されるようになっていることを特徴とする締結装置。
2. 前記回動部材の回動量を規制する回動量規制手段が、更に設けられている請求項１に記載の締結装置。
3. 前記回動量規制手段が、前記回動部材に一体的に設けられ、外周部の周方向に回動規制量に対応した長さにおいて切欠きが形成されている円板と、前記締結ピンのピン本体部の外周面に固設され、該円板の切欠きに係合して、該円板の回動が該切欠きの長さの範囲内となるように規制するストッパーピンとから構成されている請求項２に記載の締結装置。
4. 前記第一の移動手段が、少なくとも一つのスチールボールにて構成されている請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の締結装置。
5. 前記第二の移動手段が、前記締結ピンのピン本体部の内部において軸方向に延びる脚部を有し、該脚部において前記摺動体に螺入されて連結せしめられる一方、頭部が該ピン本体部の先端側に位置するように配されたボルト部材と、該ボルト部材の脚部が貫通する、該ピン本体部の基端側の外周面が先細のテーパ面とされて、前記スチールボールの押圧面とされた押圧リングとを含んで構成されている請求項４に記載の締結装置。

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