締結装置
【課題】締結ピンと締結ブッシュとの固定操作を、締結ピンに対して側方からの操作を行ない得るようにすると共に、それら締結ピンと締結ブッシュとの固定が容易に且つ確実に実現され得るようにした締結装置を提供すること。
【解決手段】締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合、締結に際して、操作孔４８内に収容された駆動スピンドル８２の回動に伴って、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を移動させることで、それらと締結離脱受動クサビ５２との間に形成されたクサビ機構により締結離脱受動クサビ５２を移動させ、締結離脱受動クサビ５２に設けられたテーパ状押圧面６０にてスチールボール５０を押圧することにより、かかるスチールボール５０をピン本体部３４の外周面から突出させて、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に係合せしめることにより、締結を行うようにした。
【解決手段】締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合、締結に際して、操作孔４８内に収容された駆動スピンドル８２の回動に伴って、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を移動させることで、それらと締結離脱受動クサビ５２との間に形成されたクサビ機構により締結離脱受動クサビ５２を移動させ、締結離脱受動クサビ５２に設けられたテーパ状押圧面６０にてスチールボール５０を押圧することにより、かかるスチールボール５０をピン本体部３４の外周面から突出させて、締結ブッシュ１０のテーパ状係合面２６に係合せしめることにより、締結を行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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】
そこで、本発明者らは、そのような問題を解決すべく、特開２００４−２８６０８６号公報（特許文献２）において、締結される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操作手段を設けた構造の締結装置を、明らかにした。即ち、かかる締結装置にあっては、締結される二つの部材にそれぞれ固定された締結ブッシュと締結ピンを、挿入、嵌合せしめた後に、それら二つの部材の間隙を利用して、操作手段を側方より操作することにより、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て、締結ブッシュに設けられた離脱阻止係合部と係合させて、二つの部材の締結が行なわれるようになっている。
【０００９】
そして、この締結装置によれば、締結されるべき二つの部材を、装置側方からの操作にて容易に且つ迅速に締結し得ると共に、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こととなるのであるが、そのような締結装置にあっては、締結ブッシュと締結ピンとの間の締結又は解除を行なう機構、即ち、第一の移動手段及び第二の移動手段を移動させる操作・作動機構が、偏心シャフトを用いた所謂カム作動にて構成されているために、かかる操作・作動機構の僅かな動きで、それら第一及び第二の移動手段が移動してしまい、その結果、締結が緩み易くなってしまうという新たな問題を惹起することとなるものであった。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１７０６０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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すると共に、それら締結ピンと締結ブッシュとの固定が容易に且つ確実に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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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部材と、（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、前記第一の移動部材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部材と、（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部材に係合して、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露呈される前記締結ピンのピン本体部に前記第二の移動部材に直交するように設けられた軸直角方向の操作孔内に収容され、頭部において該操作孔内面に設けられたネジに螺合されて、該操作孔の軸方向に移動せしめられる、外部から操作可能な駆動スピンドルと、（ｇ）前記操作孔内において、前記第二の移動部材を挟むように締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを配置して、それら締結駆動クサビ、第二の移動部材及び離脱駆動クサビに対して、前記駆動スピンドルの脚部を遊嵌状態において挿通せしめると共に、該締結駆動クサビと該第二の移動部材との間及び該離脱駆動クサビと該第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により、前記駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて該第二の移動部材をその軸方向に移動させ、前記第一の移動部材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ようにした作動機構と、を含んで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。
【００１３】
なお、そのような本発明に従う締結装置の望ましい態様の一つによれば、前記締結クサビ機構及び前記離脱クサビ機構は、それぞれ、前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた締結用傾斜面部及び前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた離脱用傾斜面部を含んで構成され、且つそれら締結用傾斜面部と離脱用傾斜面部とは、前記第二の移動部材の軸方向において、前記駆動スピンドルの脚部を挟んだ両側に配設されることとなる。
【００１４】
また、かかる本発明に従う締結装置の他の望ましい態様の一つによれば、前記締結用傾斜面部における前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積は、前記離脱用傾斜面部における前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積よりも大となるように構成されている。
【００１５】
さらに、本発明に従う締結装置の好ましい態様の一つにあっては、前記締結駆動クサビ、前記第二の移動部材及び前記離脱駆動クサビを挿通した前記駆動スピンドルの脚部の先端部に、前記操作孔の内径よりも小さな外径を有する抜止めナットが螺着、固定され、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを該第二の移動部材に対して相互に押し付けて、連結せしめられることとなり、別の好ましい態様の一つにあっては、前記締結駆動クサビ又は前記離脱駆動クサビの外周面に摺動ブッシュを設け、該摺動ブッシュを介して前記操作孔の内周面に接するように構成されることとなる。
【００１６】
更にまた、本発明の別の望ましい態様にあっては、前記締結ブッシュと前記締結ピンの対向面の何れか一方に、位置決めピンを立設、配置せしめる一方、それらの対向面の何れか他方に、該位置決めピンが嵌入される位置決め穴が形成されることとなる。
【００１７】
加えて、本発明に従う締結装置の更に別の望ましい態様の一つによれば、前記第一の移動部材は、少なくとも一つのスチールボールにて構成されることとなる。
【発明の効果】
【００１８】
要するに、このような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操作孔が形成され、かかる操作孔内に収容された駆動スピンドルを、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が可能となっているのである。そして、そのような駆動スピンドルの操作により、かかる駆動スピンドルを収容された操作孔の軸方向に移動させ、締結駆動クサビと第二の移動部材との間及び離脱駆動クサビと第二の移動部材との間にそれぞれ設られた締結及び離脱クサビ機構によって、駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて第二の移動部材をピン本体部の軸方向に移動せしめて、以て第一の移動部材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。
【００１９】
従って、かかる本発明に従う締結装置によれば、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に形成される間隙を通じて、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等の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や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・固定操作が困難となることは、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。
【００２０】
さらに、そのような本発明に従う締結装置の構成によれば、締結ブッシュに設けられた離脱阻止係合部と係合する締結ピンの外周面から突出せしめられる第一の移動部材を、かかる締結ピンのピン本体部から突出・収容させるための第二の移動部材の移動が、かかる第二の移動部材を挟むように配置された締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビと第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により行なわれると共に、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビが、その頭部が操作孔の内周面に設けられたネジと螺合されて、操作孔内をその軸方向に移動せしめられるようになっている駆動スピンドルによって、確実に移動、固定せしめられるようになっているため、従来の構成において惹起された、第一及び第二の移動部材の固定が緩み易いといった問題が、効果的に解消され得ることとなり、以て、締結ブッシュと締結ピンとの嵌合・固定操作を、より確実に行なうことが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２２】
先ず、図１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。
【００２３】
より具体的には、締結ブッシュ１０は、図２にも示される如く、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、ブッシュ本体２０の軸方向長さの略中間部位よりフランジ部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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１に示される如く、かかるフランジ部１８に形成されたネジ穴に挿通されたボルト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。
【００２６】
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、図１に示されるように、全体として略円筒形状を呈するピン本体部３４と、第一の移動部材としてのスチールボール５０と、その外周面に所定の切り欠き部が形成された所定長さの略円柱形状を呈する、第二の移動部材としての締結離脱受動クサビ５２と、かかる締結離脱受動クサビ５２を挟むようにそれぞれ配置された締結駆動クサビ７０と離脱駆動クサビ７６とが駆動スピンドル８２とナット９０にて締結離脱受動クサビ５２と一体化されたものとから、構成されている。
【００２７】
即ち、ピン本体部３４は、図３にも示される如く、その中心部に所定大きさの貫通孔４４が形成された略円筒形状を呈しており、その軸方向略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厚肉のフランジ部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。また、かかるテーパ嵌合部４０よりも上側の周壁部には、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。
【００２８】
そして、かかるピン本体部３４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、その孔径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、ピン本体部３４の軸方向に直角な方向、つまりピン本体部３４の径方向に対して移動可能に、それぞれ一個ずつ配置されている。
【００２９】
また、フランジ部４２には、その厚さ方向の中央部位を中心が通過すると共に、かかる中心とピン本体部の軸心が直交するようにされた、所定大きさの操作孔４８が、フランジ部４２を径方向に貫通するように形成されている（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。そして、そのような操作孔４８の内周面のうち、一方の端部側の内周面には、所定ピッチのネジ山（雌ネジ）４９が形成されており、図７に示される駆動スピンドル８２の頭部８４に形成されたネジ山（雄ネジ）８５と螺合されるようになっている。このように、駆動スピンドル８２の頭部８４に設けられたネジ８５と操作孔４８の内周面に設けられたネジ４９が螺合されていることにより、駆動スピンドル８２の回動量に応じて、駆動スピンドル８２が、操作孔４８内を、その軸方向に移動可能となっている。
【００３０】
そして、ピン本体部３４の軸方向に設けられた貫通孔４４内には、貫通孔４４の内径よりも所定寸法小さい外径とされた、略円柱形状を呈する締結離脱受動クサビ５２が、貫通孔４４内を移動可能に挿入・配置されている。このような締結離脱受動クサビ５２の外周面には、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示される如く、その周方向に連続するように、所定深さの溝５４が形成されると共に、所定深さに形成された切り欠き部５６，５８が、径方向に対向するように形成されている。また、かかる溝５４は、締結離脱受動クサビ５２がピン本体部３４の貫通孔４４に挿入・配置された際に、円形貫通孔４６に対応する部分に形成されており、その溝の両壁面のうち、締結離脱受動クサビ５２をピン本体部３４の貫通孔４４に挿入・配置して締結ピン１２として構成した際に上側（締結ブッシュ側）となる側の壁面は、その断面が所定角度で傾斜したテーパ面からなるテーパ状押圧面６０とされ、かかるテーパ状押圧面６０において、円形貫通孔４６内に挿入・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されている。
【００３１】
なお、かかるテーパ状押圧面６０は、ここでは、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示す如く、小さなテーパ角度から大きなテーパ角度に途中で変化する、２種類のテーパ状押圧面６０ａ，６０ｂから形成されているが、これは、単純な一つのテーパ角度をもつテーパ状押圧面６０や、より複数の角度に分割されたテーパ状押圧面６０とすることも可能である。このように、角度の小さなテーパ状押圧面６０ａと角度の大きなテーパ状押圧面６０ｂを形成することにより、かかるテーパ状押圧面６０（６０ａ，６０ｂ）にてスチールボール５０を押圧する際に、締結開始時には大きなテーパ角度を持つテーパ状押圧面６０ｂにて押圧することで、多い移動量をもって素早くスチールボール５０をピン本体部３４より突出させると共に、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に押し付けられて実際の締結が行なわれる際は、小さなテーパ角度を持つテーパ状押圧面６０ａにて押圧することで、少ない移動量をもってスチールボール５０の移動が行なわれ、より確実な締結を行なうことが可能となるのである。なお、このように複数のテーパ角度を有するテーパ状押圧面６０とされたときは、隣接する２つのテーパ面は、それらのうちの径方向外側に位置するテーパ状押圧面よりも径方向内側に位置するテーパ状押圧面の方が、テーパ角度が大きくなるように構成されることとなる。
【００３２】
また、そのようなテーパ状押圧面６０よりも締結離脱受動クサビ５２の軸方向下部に設けられた切り欠き部５６，５８は、図４（ｄ）にも示される如く、それぞれ一方の壁面が傾斜面６２，６４とされると共に、それぞれの切り欠き部の底面を貫通するように、長孔６８が形成されている。なお、かかる切り欠き部５６の傾斜面６２と切り欠き部５８の傾斜面６４は、それぞれが締結離脱受動クサビ５２の軸方向において対向する側の壁面が、傾斜面となるようにされている。
【００３３】
ところで、かかる締結離脱受動クサビ５２と共に、クサビ機構を構成する締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６は、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示される如く、その中心部に貫通孔７２，７８がそれぞれ設けられた、ピン本体部３４の操作孔４８よりも小径の略円筒形状を呈しており、その軸方向一方の端部の一部に、それぞれ所定角度の傾斜面７４，８０が形成されている。
【００３４】
具体的には、締結駆動クサビ７０は、操作孔４８のネジ山４９の設けられた部位内に配置されるものであって、その中心部の貫通穴７２内に駆動スピンドル８２の脚部８６が挿通せしめられて、配設されるようになっており（図１参照）、そしてその状態で、傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２に当接し得るようになっている。このため、傾斜面７４と傾斜面６２とは、同様な傾斜角度に設定されているのである。なお、締結駆動クサビ７０の外径は、操作孔４８のネジ山４９に接触しないように、かかるネジ山４９の内径よりも少し小さな径となるように設定されている。また、離脱駆動クサビ７６は、操作孔４８の前記ネジ山４９が設けられた側とは反対側の部位の内部に配置されるものであって、その中心部の貫通穴７８内に駆動スピンドル８２の脚部８６が挿通されて、配設されるようになっている（図１参照）。そして、その状態で、傾斜面８０が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４に当接し得るように、それら二つの傾斜面８０，６４は、略同一の傾斜角度に設定されている。なお、この離脱駆動クサビ７６の外径は、操作孔４８内に離脱駆動クサビ７６を挿入することが出来、且つ操作孔４８内の内径に可及的に近い大きさの径となるように設定されることとなる。
【００３５】
そして、締結離脱受動クサビ５２を、その切り欠き部５６，５８の位置が操作孔４８付近となるように、貫通穴４４内に配置せしめると共に、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が、かかる締結離脱受動クサビ５２を挟むように、操作孔４８内に配置された状態下において、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４と締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２とが互いに接することで、締結クサビ機構が構成され、一方、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０と締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４とが互いに接することによって、離脱クサビ機構が構成されているのである。なお、この際、それぞれの部材に形成されている長孔６８及び貫通孔７２，７８とを、駆動スピンドル８２の脚部８６が遊嵌状態において挿通せしめられると共に、かかる脚部８６の先端部にナット９０が取り付けられて、それら締結離脱受動クサビ５２と締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６とを相互に押し付けて、それらを連結している。
【００３６】
なお、ここでは、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４は、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０よりも、大きな面積をもつ傾斜面とされ、かかる締結駆動クサビ７０の傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２と当接した際の面積が、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４と当接する面積よりも大きな面積となるように構成されて、それぞれのクサビ機構が構成されている。このように、締結クサビ機構を構成する側の当接面積を大きくすることによって、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４によって締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２を押圧する際に、より大きな力をもって押圧することが可能となり、その結果、締結離脱受動クサビ５２に設けられたテーパ状押圧面６０によるスチールボール５０の押圧力、即ち、締結の際の力を大きくすることが出来るのである。
【００３７】
従って、かかる構造とされた締結ピン１２においては、ピン本体部３４の側方に露呈する操作孔４８に収容された駆動スピンドル８２の頭部に設けられた六角穴８８に、適当な工具を挿入して駆動スピンドル８２を回動せしめることにより、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を操作孔４８の軸方向に移動せしめ、かかる移動に伴って、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６とクサビ機構を構成している締結離脱受動クサビ５２を、貫通穴４４内においてその軸方向（締結ピン１２の軸方向）に移動させることが出来ることとなる。そして、そのような締結離脱受動クサビ５２の軸方向の移動によって、テーパ状押圧面６０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した作動機構が、構成されているのである。
【００３８】
なお、このような締結ピン１２は、ベースエレメント１６に形成された取付凹所内に、ピン本体部３４のフランジ部４２よりも下部の筒状部を嵌入して、位置決めされた状態において、ピン本体部３４のフランジ部４２に形成されたネジ穴に取付ボルト（ここでは図示せず）を挿入して、ボルト固定することにより、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、締結離脱受動クサビ５２は、貫通穴４４内を移動可能な範囲において、最も上方に位置するようにされ、テーパ状押圧面６０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な状態とされることとなる。
【００４１】
次いで、図８（ａ）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、ピン本体部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とピン本体部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、ピン本体部３４のフランジ部４２の外周面に形成された操作孔４８に挿入されている駆動スピンドル８２の六角穴８８に、適当な工具を挿入して、駆動スピンドル８２を回動せしめて、駆動スピンドル８２及び締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を操作孔４８の軸方向（図８において左右方向）に移動せしめる。この移動に伴って、締結離脱受動クサビ５２と締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６との間に設けられている締結及び離脱クサビ機構によって、締結離脱受動クサビ５２がピン本体部３４の軸方向（図８において上下方向）に移動せしめられるようにされる。即ち、締結動作を行なう際には、駆動スピンドル８２の移動（図８において左向きの移動）に伴って、締結駆動クサビ７０に形成された傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２に形成された傾斜面６２に押し付けられて、それらの締結用斜面部からなるクサビ機構が、締結離脱受動クサビ５２を下方に移動させるのである。
【００４３】
そして、このようにして、締結離脱受動クサビ５２をピン本体部３４の貫通穴４４内で下方に移動させることにより、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、締結離脱受動クサビ５２の外周面に形成されたテーパ状押圧面６０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、ピン本体部３４の外周面から側方に突出せしめることにより、図８（ｂ）に示される如く、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、ピン本体部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とピン本体部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、ピン本体部３４の外周面からの突出側とは反対側の部位において、締結離脱受動クサビ５２のテーパ状押圧面６０に接触せしめられるため、各スチールボール５０のピン本体部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１２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、前述の締結操作とは逆、即ち、駆動スピンドル８２の回動方向を逆方向とすることにより、駆動スピンドル８２の移動方向を反対向き（図８において右向きの移動）にし、離脱駆動クサビ７６に形成された傾斜面８０を締結離脱受動クサビ５２に形成された傾斜面６４に押し付けて、それらの離脱用斜面部からなるクサビ機構にて、締結離脱受動クサビ５２を上方に移動させる。これによって、締結離脱受動クサビ５２のテーパ状押圧面６０からの各スチールボール５０に対する、ピン本体部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、ピン本体部３４の径方向内側に引込移動させ、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、駆動スピンドル８２を逆方向に回動させて、締結離脱受動クサビ５２を上方に移動せしめ、そ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、さらにその状態から、締結離脱受動クサビ５２の上方への移動を、更に継続して行なうことにより、かかる締結離脱受動クサビ５２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のである。
【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との間の間隙に露呈される操作孔４８内に挿入された駆動スピンドル８２を、側方から適当な工具等を用いて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】
また、かかる締結装置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可能であるところから、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可能となるのである。
【００５１】
さらに、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３４の操作孔４８内に配置した駆動スピンドル８２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】
加えて、このような締結装置２にあっては、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が、頭部８４が操作孔４８の内周面に設けられたネジと螺合された駆動スピンドル８２の回動によって、その軸方向に移動せしめられるようになっていることにより、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が操作孔４８内を確実に移動、固定せしめられることとなり、以て、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６と締結離脱受動クサビ５２によって構成されるクサビ機構により、スチールボール５０を締結ピン１２のピン本体部３４から突出・収容させるための締結離脱受動クサビ５２の移動をも、より確実に、且つ固定されるようになっているところから、従来の締結装置の構成において惹起された、締結を行なうスチールボール５０を押圧する部材が移動して、締結が緩み易いという問題が、効果的に解消され得ることとなり、以て、締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合・固定操作を、より確実に行なうことが出来るのである。
【００５３】
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。
【００５４】
なお、本発明に従う締結装置２の望ましい態様の一つとして、締結ブッシュ１０と締結ピン１２の対向するフランジ面１８，４２に、その一方の面に位置決めピンを立設すると共に、他方の面の対応する位置に、かかる位置決めピンが嵌入される位置決め穴を形成した締結装置を、例示することが出来る。即ち、ベースエレメント１６と治具プレート１４との固定に際して、一つの締結装置２のみを用いた場合にあっては、円筒状の締結ブッシュ１０と円柱状の締結ピン１２とから構成される締結装置２を中心に回動してしまう恐れがあるのであるが、このような位置決めピン及び位置決め穴を締結ブッシュ１０と締結ピン１２にそれぞれ形成して、かかる位置決めピンを位置決め穴に嵌入することにより、そのような回動を効果的に抑制することが可能となり、締結装置２の使用個数に係わらず、ベースエレメント１６と治具プレート１４とを、有利に固定することが出来るのである。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、例示の具体例では、第二の移動部材として、その外周面にテーパ状押圧面６０や切り欠き部５６，５８が一体的に設けられた締結離脱受動クサビ５２の一つの部材にて構成されていたが、締結及び離脱クサビ機構を構成する切り欠き部５６，５８を形成した部材と、テーパ状押圧面６０が設けられたクランプリング等の２つの部材を別々に形成して、それをボルト等で一体的に組み合わせて、それを第二の移動手段として構成することも可能である。
【００５７】
さらに、前記した実施形態においては、離脱駆動クサビ７６は、操作孔４８の内周面に対して、その外周面が直接に接した状態において、かかる操作孔４８内を摺動せしめられていたが、図６（ｄ）に示される如く、離脱駆動クサビ７６の外周面に摺動ブッシュ７７を設けて、かかる摺動ブッシュ７７を介して、操作孔４８の内周面に接するようにすることも、可能である。このように、摺動ブッシュを追加することによって、操作孔４８内における離脱駆動クサビ７６の移動に必要な力を低減することが出来、以て、締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合・固定操作を、より少ない労力で、迅速に行なうことが可能となる。
【００５８】
また、第一の移動部材も、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、第二の移動部材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するものであればよく、従って、例えば、スチールボール５０に代えて、第一の移動部材として、円柱状のコロ等を採用することも、可能である。また、その個数にあっても、例示の３個に限定されるものではなく、構成される締結装置２の大きさや求められる締結力等に応じて、適宜に増減されることとなる。
【００５９】
さらに、締結ピン１２や締結ブッシュ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、前記実施形態に示されるものに、決して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。
【００６０】
加えて、前記した実施形態では、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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【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る。
【図２】図１に示される締結装置に用いられている締結ブッシュを示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）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ている締結ピンを構成するピン本体部を示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、正面説明図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面説明図である。
【図４】図１に示される締結装置に用いられている締結離脱受動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、正面説明図であり、（ｃ）は、背面説明図であり、（ｄ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面説明図である。
【図５】図１に示される締結装置に用いられている締結駆動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤ−Ｄ断面説明図であり、（ｃ）は、底面説明図である。
【図６】図１に示される締結装置に用いられている離脱駆動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ−Ｅ断面説明図であり、（ｃ）は、平面説明図である。更に、（ｄ）は、外周面に摺動ブッシュが設けられた状態を示す（ｂ）に対応する断面説明図である。
【図７】図１に示される締結装置に用いられている駆動スピンドル示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ−Ｆ断面説明図である。
【図８】図１に示された締結装置の使用状態を示す断面説明図であって、（ａ）は、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、（ｂ）は、締結ピンと締結ブッシュとの完全な締結状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
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 ピン本体部
４０ ピン側テーパ嵌合部
４４ 貫通孔
４６ 円形貫通孔
４８ 操作孔
５０ スチールボール
５２ 締結離脱受動クサビ
５６，５８ 切り欠き部
６０ テーパ状押圧面
６２，６４ 傾斜面
７０ 締結駆動クサビ
７６ 離脱駆動クサビ
７４，８０ 傾斜面
８２ 駆動スピンドル
９０ ナット
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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】
そこで、本発明者らは、そのような問題を解決すべく、特開２００４−２８６０８６号公報（特許文献２）において、締結される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操作手段を設けた構造の締結装置を、明らかにした。即ち、かかる締結装置にあっては、締結される二つの部材にそれぞれ固定された締結ブッシュと締結ピンを、挿入、嵌合せしめた後に、それら二つの部材の間隙を利用して、操作手段を側方より操作することにより、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て、締結ブッシュに設けられた離脱阻止係合部と係合させて、二つの部材の締結が行なわれるようになっている。
【０００９】
そして、この締結装置によれば、締結されるべき二つの部材を、装置側方からの操作にて容易に且つ迅速に締結し得ると共に、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こととなるのであるが、そのような締結装置にあっては、締結ブッシュと締結ピンとの間の締結又は解除を行なう機構、即ち、第一の移動手段及び第二の移動手段を移動させる操作・作動機構が、偏心シャフトを用いた所謂カム作動にて構成されているために、かかる操作・作動機構の僅かな動きで、それら第一及び第二の移動手段が移動してしまい、その結果、締結が緩み易くなってしまうという新たな問題を惹起することとなるものであった。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１７０６０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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すると共に、それら締結ピンと締結ブッシュとの固定が容易に且つ確実に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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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部材と、（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、前記第一の移動部材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部材と、（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部材に係合して、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露呈される前記締結ピンのピン本体部に前記第二の移動部材に直交するように設けられた軸直角方向の操作孔内に収容され、頭部において該操作孔内面に設けられたネジに螺合されて、該操作孔の軸方向に移動せしめられる、外部から操作可能な駆動スピンドルと、（ｇ）前記操作孔内において、前記第二の移動部材を挟むように締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを配置して、それら締結駆動クサビ、第二の移動部材及び離脱駆動クサビに対して、前記駆動スピンドルの脚部を遊嵌状態において挿通せしめると共に、該締結駆動クサビと該第二の移動部材との間及び該離脱駆動クサビと該第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により、前記駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて該第二の移動部材をその軸方向に移動させ、前記第一の移動部材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ようにした作動機構と、を含んで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。
【００１３】
なお、そのような本発明に従う締結装置の望ましい態様の一つによれば、前記締結クサビ機構及び前記離脱クサビ機構は、それぞれ、前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた締結用傾斜面部及び前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた離脱用傾斜面部を含んで構成され、且つそれら締結用傾斜面部と離脱用傾斜面部とは、前記第二の移動部材の軸方向において、前記駆動スピンドルの脚部を挟んだ両側に配設されることとなる。
【００１４】
また、かかる本発明に従う締結装置の他の望ましい態様の一つによれば、前記締結用傾斜面部における前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積は、前記離脱用傾斜面部における前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積よりも大となるように構成されている。
【００１５】
さらに、本発明に従う締結装置の好ましい態様の一つにあっては、前記締結駆動クサビ、前記第二の移動部材及び前記離脱駆動クサビを挿通した前記駆動スピンドルの脚部の先端部に、前記操作孔の内径よりも小さな外径を有する抜止めナットが螺着、固定され、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを該第二の移動部材に対して相互に押し付けて、連結せしめられることとなり、別の好ましい態様の一つにあっては、前記締結駆動クサビ又は前記離脱駆動クサビの外周面に摺動ブッシュを設け、該摺動ブッシュを介して前記操作孔の内周面に接するように構成されることとなる。
【００１６】
更にまた、本発明の別の望ましい態様にあっては、前記締結ブッシュと前記締結ピンの対向面の何れか一方に、位置決めピンを立設、配置せしめる一方、それらの対向面の何れか他方に、該位置決めピンが嵌入される位置決め穴が形成されることとなる。
【００１７】
加えて、本発明に従う締結装置の更に別の望ましい態様の一つによれば、前記第一の移動部材は、少なくとも一つのスチールボールにて構成されることとなる。
【発明の効果】
【００１８】
要するに、このような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操作孔が形成され、かかる操作孔内に収容された駆動スピンドルを、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が可能となっているのである。そして、そのような駆動スピンドルの操作により、かかる駆動スピンドルを収容された操作孔の軸方向に移動させ、締結駆動クサビと第二の移動部材との間及び離脱駆動クサビと第二の移動部材との間にそれぞれ設られた締結及び離脱クサビ機構によって、駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて第二の移動部材をピン本体部の軸方向に移動せしめて、以て第一の移動部材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。
【００１９】
従って、かかる本発明に従う締結装置によれば、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に形成される間隙を通じて、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等の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や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・固定操作が困難となることは、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。
【００２０】
さらに、そのような本発明に従う締結装置の構成によれば、締結ブッシュに設けられた離脱阻止係合部と係合する締結ピンの外周面から突出せしめられる第一の移動部材を、かかる締結ピンのピン本体部から突出・収容させるための第二の移動部材の移動が、かかる第二の移動部材を挟むように配置された締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビと第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により行なわれると共に、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビが、その頭部が操作孔の内周面に設けられたネジと螺合されて、操作孔内をその軸方向に移動せしめられるようになっている駆動スピンドルによって、確実に移動、固定せしめられるようになっているため、従来の構成において惹起された、第一及び第二の移動部材の固定が緩み易いといった問題が、効果的に解消され得ることとなり、以て、締結ブッシュと締結ピンとの嵌合・固定操作を、より確実に行なうことが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２２】
先ず、図１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。
【００２３】
より具体的には、締結ブッシュ１０は、図２にも示される如く、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、ブッシュ本体２０の軸方向長さの略中間部位よりフランジ部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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１に示される如く、かかるフランジ部１８に形成されたネジ穴に挿通されたボルト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。
【００２６】
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、図１に示されるように、全体として略円筒形状を呈するピン本体部３４と、第一の移動部材としてのスチールボール５０と、その外周面に所定の切り欠き部が形成された所定長さの略円柱形状を呈する、第二の移動部材としての締結離脱受動クサビ５２と、かかる締結離脱受動クサビ５２を挟むようにそれぞれ配置された締結駆動クサビ７０と離脱駆動クサビ７６とが駆動スピンドル８２とナット９０にて締結離脱受動クサビ５２と一体化されたものとから、構成されている。
【００２７】
即ち、ピン本体部３４は、図３にも示される如く、その中心部に所定大きさの貫通孔４４が形成された略円筒形状を呈しており、その軸方向略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厚肉のフランジ部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。また、かかるテーパ嵌合部４０よりも上側の周壁部には、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。
【００２８】
そして、かかるピン本体部３４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、その孔径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、ピン本体部３４の軸方向に直角な方向、つまりピン本体部３４の径方向に対して移動可能に、それぞれ一個ずつ配置されている。
【００２９】
また、フランジ部４２には、その厚さ方向の中央部位を中心が通過すると共に、かかる中心とピン本体部の軸心が直交するようにされた、所定大きさの操作孔４８が、フランジ部４２を径方向に貫通するように形成されている（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。そして、そのような操作孔４８の内周面のうち、一方の端部側の内周面には、所定ピッチのネジ山（雌ネジ）４９が形成されており、図７に示される駆動スピンドル８２の頭部８４に形成されたネジ山（雄ネジ）８５と螺合されるようになっている。このように、駆動スピンドル８２の頭部８４に設けられたネジ８５と操作孔４８の内周面に設けられたネジ４９が螺合されていることにより、駆動スピンドル８２の回動量に応じて、駆動スピンドル８２が、操作孔４８内を、その軸方向に移動可能となっている。
【００３０】
そして、ピン本体部３４の軸方向に設けられた貫通孔４４内には、貫通孔４４の内径よりも所定寸法小さい外径とされた、略円柱形状を呈する締結離脱受動クサビ５２が、貫通孔４４内を移動可能に挿入・配置されている。このような締結離脱受動クサビ５２の外周面には、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示される如く、その周方向に連続するように、所定深さの溝５４が形成されると共に、所定深さに形成された切り欠き部５６，５８が、径方向に対向するように形成されている。また、かかる溝５４は、締結離脱受動クサビ５２がピン本体部３４の貫通孔４４に挿入・配置された際に、円形貫通孔４６に対応する部分に形成されており、その溝の両壁面のうち、締結離脱受動クサビ５２をピン本体部３４の貫通孔４４に挿入・配置して締結ピン１２として構成した際に上側（締結ブッシュ側）となる側の壁面は、その断面が所定角度で傾斜したテーパ面からなるテーパ状押圧面６０とされ、かかるテーパ状押圧面６０において、円形貫通孔４６内に挿入・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されている。
【００３１】
なお、かかるテーパ状押圧面６０は、ここでは、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示す如く、小さなテーパ角度から大きなテーパ角度に途中で変化する、２種類のテーパ状押圧面６０ａ，６０ｂから形成されているが、これは、単純な一つのテーパ角度をもつテーパ状押圧面６０や、より複数の角度に分割されたテーパ状押圧面６０とすることも可能である。このように、角度の小さなテーパ状押圧面６０ａと角度の大きなテーパ状押圧面６０ｂを形成することにより、かかるテーパ状押圧面６０（６０ａ，６０ｂ）にてスチールボール５０を押圧する際に、締結開始時には大きなテーパ角度を持つテーパ状押圧面６０ｂにて押圧することで、多い移動量をもって素早くスチールボール５０をピン本体部３４より突出させると共に、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に押し付けられて実際の締結が行なわれる際は、小さなテーパ角度を持つテーパ状押圧面６０ａにて押圧することで、少ない移動量をもってスチールボール５０の移動が行なわれ、より確実な締結を行なうことが可能となるのである。なお、このように複数のテーパ角度を有するテーパ状押圧面６０とされたときは、隣接する２つのテーパ面は、それらのうちの径方向外側に位置するテーパ状押圧面よりも径方向内側に位置するテーパ状押圧面の方が、テーパ角度が大きくなるように構成されることとなる。
【００３２】
また、そのようなテーパ状押圧面６０よりも締結離脱受動クサビ５２の軸方向下部に設けられた切り欠き部５６，５８は、図４（ｄ）にも示される如く、それぞれ一方の壁面が傾斜面６２，６４とされると共に、それぞれの切り欠き部の底面を貫通するように、長孔６８が形成されている。なお、かかる切り欠き部５６の傾斜面６２と切り欠き部５８の傾斜面６４は、それぞれが締結離脱受動クサビ５２の軸方向において対向する側の壁面が、傾斜面となるようにされている。
【００３３】
ところで、かかる締結離脱受動クサビ５２と共に、クサビ機構を構成する締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６は、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示される如く、その中心部に貫通孔７２，７８がそれぞれ設けられた、ピン本体部３４の操作孔４８よりも小径の略円筒形状を呈しており、その軸方向一方の端部の一部に、それぞれ所定角度の傾斜面７４，８０が形成されている。
【００３４】
具体的には、締結駆動クサビ７０は、操作孔４８のネジ山４９の設けられた部位内に配置されるものであって、その中心部の貫通穴７２内に駆動スピンドル８２の脚部８６が挿通せしめられて、配設されるようになっており（図１参照）、そしてその状態で、傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２に当接し得るようになっている。このため、傾斜面７４と傾斜面６２とは、同様な傾斜角度に設定されているのである。なお、締結駆動クサビ７０の外径は、操作孔４８のネジ山４９に接触しないように、かかるネジ山４９の内径よりも少し小さな径となるように設定されている。また、離脱駆動クサビ７６は、操作孔４８の前記ネジ山４９が設けられた側とは反対側の部位の内部に配置されるものであって、その中心部の貫通穴７８内に駆動スピンドル８２の脚部８６が挿通されて、配設されるようになっている（図１参照）。そして、その状態で、傾斜面８０が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４に当接し得るように、それら二つの傾斜面８０，６４は、略同一の傾斜角度に設定されている。なお、この離脱駆動クサビ７６の外径は、操作孔４８内に離脱駆動クサビ７６を挿入することが出来、且つ操作孔４８内の内径に可及的に近い大きさの径となるように設定されることとなる。
【００３５】
そして、締結離脱受動クサビ５２を、その切り欠き部５６，５８の位置が操作孔４８付近となるように、貫通穴４４内に配置せしめると共に、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が、かかる締結離脱受動クサビ５２を挟むように、操作孔４８内に配置された状態下において、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４と締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２とが互いに接することで、締結クサビ機構が構成され、一方、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０と締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４とが互いに接することによって、離脱クサビ機構が構成されているのである。なお、この際、それぞれの部材に形成されている長孔６８及び貫通孔７２，７８とを、駆動スピンドル８２の脚部８６が遊嵌状態において挿通せしめられると共に、かかる脚部８６の先端部にナット９０が取り付けられて、それら締結離脱受動クサビ５２と締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６とを相互に押し付けて、それらを連結している。
【００３６】
なお、ここでは、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４は、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０よりも、大きな面積をもつ傾斜面とされ、かかる締結駆動クサビ７０の傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２と当接した際の面積が、離脱駆動クサビ７６の傾斜面８０が締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６４と当接する面積よりも大きな面積となるように構成されて、それぞれのクサビ機構が構成されている。このように、締結クサビ機構を構成する側の当接面積を大きくすることによって、締結駆動クサビ７０の傾斜面７４によって締結離脱受動クサビ５２の傾斜面６２を押圧する際に、より大きな力をもって押圧することが可能となり、その結果、締結離脱受動クサビ５２に設けられたテーパ状押圧面６０によるスチールボール５０の押圧力、即ち、締結の際の力を大きくすることが出来るのである。
【００３７】
従って、かかる構造とされた締結ピン１２においては、ピン本体部３４の側方に露呈する操作孔４８に収容された駆動スピンドル８２の頭部に設けられた六角穴８８に、適当な工具を挿入して駆動スピンドル８２を回動せしめることにより、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を操作孔４８の軸方向に移動せしめ、かかる移動に伴って、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６とクサビ機構を構成している締結離脱受動クサビ５２を、貫通穴４４内においてその軸方向（締結ピン１２の軸方向）に移動させることが出来ることとなる。そして、そのような締結離脱受動クサビ５２の軸方向の移動によって、テーパ状押圧面６０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した作動機構が、構成されているのである。
【００３８】
なお、このような締結ピン１２は、ベースエレメント１６に形成された取付凹所内に、ピン本体部３４のフランジ部４２よりも下部の筒状部を嵌入して、位置決めされた状態において、ピン本体部３４のフランジ部４２に形成されたネジ穴に取付ボルト（ここでは図示せず）を挿入して、ボルト固定することにより、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、締結離脱受動クサビ５２は、貫通穴４４内を移動可能な範囲において、最も上方に位置するようにされ、テーパ状押圧面６０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な状態とされることとなる。
【００４１】
次いで、図８（ａ）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、ピン本体部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とピン本体部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、ピン本体部３４のフランジ部４２の外周面に形成された操作孔４８に挿入されている駆動スピンドル８２の六角穴８８に、適当な工具を挿入して、駆動スピンドル８２を回動せしめて、駆動スピンドル８２及び締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６を操作孔４８の軸方向（図８において左右方向）に移動せしめる。この移動に伴って、締結離脱受動クサビ５２と締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６との間に設けられている締結及び離脱クサビ機構によって、締結離脱受動クサビ５２がピン本体部３４の軸方向（図８において上下方向）に移動せしめられるようにされる。即ち、締結動作を行なう際には、駆動スピンドル８２の移動（図８において左向きの移動）に伴って、締結駆動クサビ７０に形成された傾斜面７４が締結離脱受動クサビ５２に形成された傾斜面６２に押し付けられて、それらの締結用斜面部からなるクサビ機構が、締結離脱受動クサビ５２を下方に移動させるのである。
【００４３】
そして、このようにして、締結離脱受動クサビ５２をピン本体部３４の貫通穴４４内で下方に移動させることにより、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、締結離脱受動クサビ５２の外周面に形成されたテーパ状押圧面６０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、ピン本体部３４の外周面から側方に突出せしめることにより、図８（ｂ）に示される如く、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、ピン本体部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とピン本体部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、ピン本体部３４の外周面からの突出側とは反対側の部位において、締結離脱受動クサビ５２のテーパ状押圧面６０に接触せしめられるため、各スチールボール５０のピン本体部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１２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、前述の締結操作とは逆、即ち、駆動スピンドル８２の回動方向を逆方向とすることにより、駆動スピンドル８２の移動方向を反対向き（図８において右向きの移動）にし、離脱駆動クサビ７６に形成された傾斜面８０を締結離脱受動クサビ５２に形成された傾斜面６４に押し付けて、それらの離脱用斜面部からなるクサビ機構にて、締結離脱受動クサビ５２を上方に移動させる。これによって、締結離脱受動クサビ５２のテーパ状押圧面６０からの各スチールボール５０に対する、ピン本体部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、ピン本体部３４の径方向内側に引込移動させ、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、駆動スピンドル８２を逆方向に回動させて、締結離脱受動クサビ５２を上方に移動せしめ、そ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、さらにその状態から、締結離脱受動クサビ５２の上方への移動を、更に継続して行なうことにより、かかる締結離脱受動クサビ５２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のである。
【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との間の間隙に露呈される操作孔４８内に挿入された駆動スピンドル８２を、側方から適当な工具等を用いて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】
また、かかる締結装置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可能であるところから、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可能となるのである。
【００５１】
さらに、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３４の操作孔４８内に配置した駆動スピンドル８２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】
加えて、このような締結装置２にあっては、締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が、頭部８４が操作孔４８の内周面に設けられたネジと螺合された駆動スピンドル８２の回動によって、その軸方向に移動せしめられるようになっていることにより、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６が操作孔４８内を確実に移動、固定せしめられることとなり、以て、それら締結駆動クサビ７０及び離脱駆動クサビ７６と締結離脱受動クサビ５２によって構成されるクサビ機構により、スチールボール５０を締結ピン１２のピン本体部３４から突出・収容させるための締結離脱受動クサビ５２の移動をも、より確実に、且つ固定されるようになっているところから、従来の締結装置の構成において惹起された、締結を行なうスチールボール５０を押圧する部材が移動して、締結が緩み易いという問題が、効果的に解消され得ることとなり、以て、締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合・固定操作を、より確実に行なうことが出来るのである。
【００５３】
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。
【００５４】
なお、本発明に従う締結装置２の望ましい態様の一つとして、締結ブッシュ１０と締結ピン１２の対向するフランジ面１８，４２に、その一方の面に位置決めピンを立設すると共に、他方の面の対応する位置に、かかる位置決めピンが嵌入される位置決め穴を形成した締結装置を、例示することが出来る。即ち、ベースエレメント１６と治具プレート１４との固定に際して、一つの締結装置２のみを用いた場合にあっては、円筒状の締結ブッシュ１０と円柱状の締結ピン１２とから構成される締結装置２を中心に回動してしまう恐れがあるのであるが、このような位置決めピン及び位置決め穴を締結ブッシュ１０と締結ピン１２にそれぞれ形成して、かかる位置決めピンを位置決め穴に嵌入することにより、そのような回動を効果的に抑制することが可能となり、締結装置２の使用個数に係わらず、ベースエレメント１６と治具プレート１４とを、有利に固定することが出来るのである。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、例示の具体例では、第二の移動部材として、その外周面にテーパ状押圧面６０や切り欠き部５６，５８が一体的に設けられた締結離脱受動クサビ５２の一つの部材にて構成されていたが、締結及び離脱クサビ機構を構成する切り欠き部５６，５８を形成した部材と、テーパ状押圧面６０が設けられたクランプリング等の２つの部材を別々に形成して、それをボルト等で一体的に組み合わせて、それを第二の移動手段として構成することも可能である。
【００５７】
さらに、前記した実施形態においては、離脱駆動クサビ７６は、操作孔４８の内周面に対して、その外周面が直接に接した状態において、かかる操作孔４８内を摺動せしめられていたが、図６（ｄ）に示される如く、離脱駆動クサビ７６の外周面に摺動ブッシュ７７を設けて、かかる摺動ブッシュ７７を介して、操作孔４８の内周面に接するようにすることも、可能である。このように、摺動ブッシュを追加することによって、操作孔４８内における離脱駆動クサビ７６の移動に必要な力を低減することが出来、以て、締結ブッシュ１０と締結ピン１２との嵌合・固定操作を、より少ない労力で、迅速に行なうことが可能となる。
【００５８】
また、第一の移動部材も、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、第二の移動部材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するものであればよく、従って、例えば、スチールボール５０に代えて、第一の移動部材として、円柱状のコロ等を採用することも、可能である。また、その個数にあっても、例示の３個に限定されるものではなく、構成される締結装置２の大きさや求められる締結力等に応じて、適宜に増減されることとなる。
【００５９】
さらに、締結ピン１２や締結ブッシュ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、前記実施形態に示されるものに、決して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。
【００６０】
加えて、前記した実施形態では、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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【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る。
【図２】図１に示される締結装置に用いられている締結ブッシュを示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）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ている締結ピンを構成するピン本体部を示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、正面説明図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面説明図である。
【図４】図１に示される締結装置に用いられている締結離脱受動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その平面説明図であり、（ｂ）は、正面説明図であり、（ｃ）は、背面説明図であり、（ｄ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面説明図である。
【図５】図１に示される締結装置に用いられている締結駆動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤ−Ｄ断面説明図であり、（ｃ）は、底面説明図である。
【図６】図１に示される締結装置に用いられている離脱駆動クサビを示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ−Ｅ断面説明図であり、（ｃ）は、平面説明図である。更に、（ｄ）は、外周面に摺動ブッシュが設けられた状態を示す（ｂ）に対応する断面説明図である。
【図７】図１に示される締結装置に用いられている駆動スピンドル示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ−Ｆ断面説明図である。
【図８】図１に示された締結装置の使用状態を示す断面説明図であって、（ａ）は、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、（ｂ）は、締結ピンと締結ブッシュとの完全な締結状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
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 ピン本体部
４０ ピン側テーパ嵌合部
４４ 貫通孔
４６ 円形貫通孔
４８ 操作孔
５０ スチールボール
５２ 締結離脱受動クサビ
５６，５８ 切り欠き部
６０ テーパ状押圧面
６２，６４ 傾斜面
７０ 締結駆動クサビ
７６ 離脱駆動クサビ
７４，８０ 傾斜面
８２ 駆動スピンドル
９０ ナット
【特許請求の範囲】
【請求項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部材と、
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、前記第一の移動部材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部材と、
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部材に係合して、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露呈される前記締結ピンのピン本体部に前記第二の移動部材に直交するように設けられた軸直角方向の操作孔内に収容され、頭部において該操作孔内面に設けられたネジに螺合されて、該操作孔の軸方向に移動せしめられる、外部から操作可能な駆動スピンドルと、
前記操作孔内において、前記第二の移動部材を挟むように締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを配置して、それら締結駆動クサビ、第二の移動部材及び離脱駆動クサビに対して、前記駆動スピンドルの脚部を遊嵌状態において挿通せしめると共に、該締結駆動クサビと該第二の移動部材との間及び該離脱駆動クサビと該第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により、前記駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて該第二の移動部材をその軸方向に移動させ、前記第一の移動部材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ようにした作動機構と、
を含んで構成されていることを特徴とする締結装置。
【請求項２】
前記締結クサビ機構及び前記離脱クサビ機構が、それぞれ、前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた締結用傾斜面部及び前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた離脱用傾斜面部を含んで構成され、且つそれら締結用傾斜面部と離脱用傾斜面部とが、前記第二の移動部材の軸方向において、前記駆動スピンドルの脚部を挟んだ両側に配設されている請求項１に記載の締結装置。
【請求項３】
前記締結用傾斜面部における前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積が、前記離脱用傾斜面部における前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積よりも大となるように構成されている請求項２に記載の締結装置。
【請求項４】
前記締結駆動クサビ、前記第二の移動部材及び前記離脱駆動クサビを挿通した前記駆動スピンドルの脚部の先端部に、前記操作孔の内径よりも小さな外径を有する抜止めナットが螺着、固定され、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを該第二の移動部材に対して相互に押し付けて、連結せしめている請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項５】
前記締結駆動クサビ又は前記離脱駆動クサビの外周面に摺動ブッシュを設け、該摺動ブッシュを介して前記操作孔の内周面に接するように構成されている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項６】
前記締結ブッシュと前記締結ピンの対向面の何れか一方に、位置決めピンを立設、配置せしめる一方、それらの対向面の何れか他方に、該位置決めピンが嵌入される位置決め穴が形成されている請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項７】
前記第一の移動部材が、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６の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項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部材と、
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、前記第一の移動部材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部材と、
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部材に係合して、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露呈される前記締結ピンのピン本体部に前記第二の移動部材に直交するように設けられた軸直角方向の操作孔内に収容され、頭部において該操作孔内面に設けられたネジに螺合されて、該操作孔の軸方向に移動せしめられる、外部から操作可能な駆動スピンドルと、
前記操作孔内において、前記第二の移動部材を挟むように締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを配置して、それら締結駆動クサビ、第二の移動部材及び離脱駆動クサビに対して、前記駆動スピンドルの脚部を遊嵌状態において挿通せしめると共に、該締結駆動クサビと該第二の移動部材との間及び該離脱駆動クサビと該第二の移動部材との間にそれぞれ設けた締結及び離脱クサビ機構により、前記駆動スピンドルの軸方向の移動に基づいて該第二の移動部材をその軸方向に移動させ、前記第一の移動部材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ようにした作動機構と、
を含んで構成されていることを特徴とする締結装置。
【請求項２】
前記締結クサビ機構及び前記離脱クサビ機構が、それぞれ、前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた締結用傾斜面部及び前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間に設けた離脱用傾斜面部を含んで構成され、且つそれら締結用傾斜面部と離脱用傾斜面部とが、前記第二の移動部材の軸方向において、前記駆動スピンドルの脚部を挟んだ両側に配設されている請求項１に記載の締結装置。
【請求項３】
前記締結用傾斜面部における前記締結駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積が、前記離脱用傾斜面部における前記離脱駆動クサビと前記第二の移動部材との間の当接面積よりも大となるように構成されている請求項２に記載の締結装置。
【請求項４】
前記締結駆動クサビ、前記第二の移動部材及び前記離脱駆動クサビを挿通した前記駆動スピンドルの脚部の先端部に、前記操作孔の内径よりも小さな外径を有する抜止めナットが螺着、固定され、それら締結駆動クサビ及び離脱駆動クサビを該第二の移動部材に対して相互に押し付けて、連結せしめている請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項５】
前記締結駆動クサビ又は前記離脱駆動クサビの外周面に摺動ブッシュを設け、該摺動ブッシュを介して前記操作孔の内周面に接するように構成されている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項６】
前記締結ブッシュと前記締結ピンの対向面の何れか一方に、位置決めピンを立設、配置せしめる一方、それらの対向面の何れか他方に、該位置決めピンが嵌入される位置決め穴が形成されている請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の締結装置。
【請求項７】
前記第一の移動部材が、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６の何れか一つに記載の締結装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１０５１１１（Ｐ２０１０−１０５１１１Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８３８８（Ｐ２００８−２７８３８８）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（５９２０６３４０１）株式会社ナベヤ (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（５９２０６３４０１）株式会社ナベヤ (28)
【Ｆターム（参考）】
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