JP4401099B2

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Publication number: JP4401099B2
Application number: JP2003107154A
Authority: JP
Inventors: 正一酒井; 武男林
Original assignee: 株式会社ナベヤ
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004316666A

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締結装置が、知られている。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】
また、近年では、締結ピンの外周面と締結ブッシュの内周面に、互いに対応するテーパ面形状を呈するテーパ嵌合部が、それぞれ設けられて、締結ブッシュと締結ピンのそれぞれの係合部に対するスチールボールと締結ブッシュの係合状態下で、かかるテーパ嵌合部が相互にテーパ嵌合せしめられるように構成された締結装置も、一部で用いられてきている。
【０００７】
このような構造が付加された締結装置にあっては、締結ピンと締結ブッシュとの間に形成される、締結ピンの締結ブッシュへの挿入に必要な隙間が、かかる挿入状態下において、テーパ嵌合部でのテーパ嵌合によって有利に吸収されて、それら締結ピンと締結ブッシュとの嵌合により締結されるベースエレメントと治具プレートの位置精度や、各種の治具を介して治具プレートに保持されるワークの保持精度等が、極めて有利に高められ得ることとなるのである。
【０００８】
しかしながら、この締結ピンを締結ブッシュに挿入し、嵌合せしめて固定する方式の締結装置においては、ねじ部材の螺入による前進移動によって、スチールボールが突出せしめられるようになっている一方、ねじ部材の螺出（弛め戻し）による後退移動にて、スチールボールの突出を解消し、締結ピンが締結ブッシュから離脱せしめられるようになっているのであるが、そのようなねじ部材の螺出操作において、かかるねじ部材のストロークが全く規制されてはいないところから、ねじ部材の螺出がどの程度の状態にあるか、どうか、判らず、弛め過ぎる問題があり、極端な場合においては、ねじ部材が抜け出してしまう恐れも内在している。特に、電動のドライバを用いて、ねじ部材の螺出操作を行なう場合においては、螺出量の制御が難しく、弛め過ぎて、ねじ部材が抜けてしまう場合が多々発生し、それによって、締結ピンの内部に収容したスチールボールを押圧する部材等が、バラバラとなってしまう恐れがあった。
【０００９】
また、ねじ部材が抜け出してしなわなくても、ねじ部材を過度に螺出せしめた場合にあっては、締結ピンと締結ブッシュとの離脱は可能となるものの、それらの次の挿入嵌合操作に際して、ねじ部材が戻し過ぎにより過度に螺出していることによって、それらの嵌合操作をスムーズに行ない難くなる問題も内在しているのである。特に、それら締結ピンと締結ブッシュ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、そのような複数の締結装置のうちの一つにおいて、挿入・嵌合不良が惹起された場合に、治具プレートの正しい固定（締結）が困難となる問題も惹起されることとなる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１７０６０７号公報
【００１１】
【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、締結されるべき二つの部材を、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ばかりでなく、それら二つの部材の締結の解除に際して、ねじ部の螺出量を制御し、弛め過ぎによる部材の分散を阻止すると共に、次の締結に際しても、その操作を正確に且つ迅速に行なうことが出来るようにした締結装置の改良された構造を提供することにある。
【００１２】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、（ａ）かかる課題の解決のために、締結されるべき二つの部材のうちの一方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）前記二つの部材のうちの他方の部材に対して位置固定に取り付けられる一方、先端面において開口し且つ軸方向内方に延びる内部凹所が設けられたピン本体部を有し、該ピン本体部が、前記一方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、それら二つの部材の締結を実現する締結ピンと、（ｃ）該締結ピンの前記ピン本体部内に、その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に設けた前記内部凹所内に挿入せしめられ、該内部凹所の底部に対して軸方向に延びるように設けられたねじ穴に螺合するねじ部を有し、該ねじ部の前記ねじ穴への螺入に伴って、軸方向に移動せしめられると共に、かかる移動によって、前記第一の移動手段を、軸方向に直角な方向に押圧して移動せしめ、該締結ピン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）前記第二の移動手段のねじ部の、前記ピン本体部のねじ穴からの螺出によって、前記内部凹所において軸方向外方に移動せしめられる該第二の移動手段の移動量が、前記第一の移動手段の前記ピン本体部外周面からの突出を解消し得るに充分な移動量となる状態において、かかる第二の移動手段の軸方向外方への移動を阻止する外方移動規制手段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】
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対して位置固定に取り付けられる締結ピンを、それら二つの部材のうちの他方の部材に位置固定に取り付けられる締結ブッシュに挿入せしめた状態下において、第二の移動手段のねじ部を、かかる締結ピンのピン本体部における内部凹所の底部に設けたねじ穴に螺入して、締結ピンのピン本体部外周面から第一の移動手段を部分的に突出せしめ、そしてその第一の移動手段の突出部位を、締結ブッシュの内周面に設けられた離脱阻止係合部に係合せしめることによって、締結ピン（ピン本体部）の締結ブッシュへの挿入方向とは反対の方向への動き、つまり締結ピンと締結ブッシュとの軸方向における相対離隔移動が阻止され得るようになっているのであり、これによって、締結ピンの締結ブッシュへの挿入状態下で、単に、第二の移動手段のねじ部をねじ穴に螺入するだけの、簡単な作業を行なうだけで、それら締結ピンと締結ブッシュとにそれぞれ取り付けられる二つの部材が、相対的に離隔移動不能な状態において、容易に且つ迅速に相互に締結せしめられ得ることとなる。
【００１４】
しかも、かかる本発明に従う締結装置においては、第二の移動手段のねじ部がピン本体部のねじ穴から螺出せしめられることにより、ピン本体部の内部凹所において軸方向外方に移動せしめられる第二の移動手段の移動量が、第一の移動手段のピン本体部外周面からの突出を解消し得るに充分な移動量となる状態において、かかる第二の移動手段の軸方向外方への移動を阻止するようにした外方移動規制手段が、それら第二の移動手段とピン本体部との間等に設けられて、第二の移動手段のねじ部の螺出量、ひいては第二の移動手段の軸方向外方への移動量が制御されていることによって、かかるねじ部の過度の螺出（弛め過ぎ）による第二の移動手段の抜け出し、更にはそれを構成する部材の分散が効果的に回避され得ることとなるのであり、また、電動ドライバ等による螺出操作においても、第二の移動手段の軸方向外方への移動量が一定となることにより、そのような締結ピンと締結ブッシュからなる締結装置の複数を、例えばベースエレメントと治具プレートとの間に配置した場合にあっても、それら複数の締結装置における締結ピンに設けた第二の移動手段の高さを一定と為し得るのであり、これにより、それら締結ブッシュと締結ピンとの挿入嵌合操作を容易に且つ円滑に行うことが出来、以て二つの部材の正確な締結が有利に実現されるのである。
【００１５】
そして、このような本発明に従う締結装置においては、前記第二の移動手段は、前記ねじ部を脚部に設けてなるボルト部材と、該ボルト部材の脚部が挿通され、該脚部の先端側となる下部の外周面が先細のテーパ面とされて、前記第一の移動手段を軸方向に直角な方向に押圧する押圧面を構成する押圧リングとを含んで、構成されている。このような押圧リングのテーパ面からなる押圧面にて押圧することにより、第一の移動手段が、効果的に、ピン本体部の軸方向に直角な方向に移動せしめられ得るのである。
【００１６】
また、本発明においては、前記外方移動規制手段は、前記ボルト部材の頭部又は該頭部と前記押圧リングとの間に位置するように、該ボルト部材に一体的に設けられ、該ボルト部材と共に軸方向に移動せしめられるボルト側係止部材と、前記締結ピンのピン本体部における前記内部凹所の内面に設けられ、前記ボルト側係止部材に係合して、前記ボルト部材の軸方向外方への移動を阻止するピン側係止部材とを含んで、構成されている。これによって、ボルト部材の螺出量が規制され、以てその抜け出しが阻止され得ると共に、ボルト部材や押圧リングがバラバラになるようなこともなくなる。
【００１７】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、上述せる如き締結装置は、（ｇ）前記締結ブッシュの内周面と前記締結ピンのピン本体部の外周面に対して、互いに対応するテーパ面形状をもってそれぞれ設けられ、該締結ブッシュに対する該ピン本体部の挿入、嵌合状態下で、相互にテーパ嵌合せしめられるテーパ嵌合手段と、（ｈ）前記ピン本体部のねじ穴に対する前記第二の移動手段のねじ部の螺出に伴う、該第二の移動手段の前記軸方向外方への移動により、該第二の移動手段に係合せしめられて該第二の移動手段の移動方向に押圧される、前記締結ブッシュに設けられた被押圧部を有し、かかる第二の移動手段の移動に伴う該被押圧部に対する押圧により、該締結ブッシュを該ピン本体部から離間させる方向に変位せしめ、前記テーパ嵌合手段におけるテーパ嵌合の縁切りを行なう縁切り機構とを、更に含んで構成されている。
【００１８】
このような締結装置においては、締結ブッシュの内周面と締結ピンのピン本体部の外周面とに対して、テーパ嵌合部がそれぞれ設けられて、第一の移動手段と締結ブッシュとの係合状態下において、それらのテーパ嵌合部が、相互にテーパ嵌合せしめられるようになっているところから、締結ブッシュと締結ピンとの間に形成される、締結ピンの締結ブッシュへの挿入に必要な隙間が、かかる挿入状態下において、テーパ嵌合部でのテーパ嵌合によって有利に吸収されて、締結ピンと締結ブッシュの軸方向に直角な方向への相対移動も効果的に阻止され得るのであり、それによって、それら締結ピンと締結ブッシュに取り付けられる二つの部材が、締結ピンと締結ブッシュの軸方向だけでなく、それに直角な方向への相対移動も不能とされた状態で、相互に締結せしめられ得るのである。
【００１９】
また、そのような締結装置にあっては、特に、締結ブッシュに形成された被押圧部を有する縁切り機構が設けられ、第二の移動手段のねじ穴からの螺出（弛緩）に伴って、第二の移動手段が、ねじ穴への螺入時における移動方向とは反対の方向に移動せしめられることにより、離脱阻止係合部に対する第一の移動手段の係合が解消せしめられた状態下で、被押圧部が、かかる第二の移動手段にて、その移動方向に押圧され、以て締結ブッシュが、第二の移動手段の移動方向、つまり、締結ピンから離間する方向に変位せしめられて、テーパ嵌合部におけるテーパ嵌合の縁切りが行なわれるようになっているところから、単に、第二の移動手段のねじ穴からの螺出（弛緩）操作を、離脱阻止係合部に対する第一の移動手段の係合が解消された状態から更に継続して行なうだけで、テーパ嵌合部でのテーパ嵌合によって強固に嵌合せしめられた締結ピンと締結ブッシュとの嵌合状態が、確実に解除され得ることとなる。
【００２０】
それ故、かかる締結装置においては、離脱阻止係合部に対する第一の移動手段の係合を解消するための作業とは別に、締結ピンと締結ブッシュとの強固な嵌合状態を解除するための特別な作業を、何等行なうことなく、二つの部材、例えばベースエレメントと治具プレートの締結を、容易に解除することが出来るのである。従って、かくの如き構成の締結装置にあっては、締結されるべき二つの部材を、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。
【００２１】
また、本発明に従う締結装置の好ましい態様の他の一つによれば、前記締結ブッシュの前記ピン本体部挿入側とは反対側の端部には、前記第二の移動手段の前記ねじ穴に対する螺入及び螺出（弛緩）操作を行なうための操作孔を有する底部が設けられて、かかる底部により、前記縁切り機構の被押圧部が構成され、該操作孔を通じての螺出操作による該第二の移動手段の該ねじ穴に対する螺出に伴って、該第二の移動手段が前記軸方向外方に移動せしめられることにより、該底部の内面が該第二の移動手段にて押圧され得るように、構成されている。
【００２２】
このような構成を採用すれば、比較的に簡略な構造をもって、縁切り機構が構成され得るのであり、また、かかる縁切り機構の付加に伴う締結ピンと締結ブッシュの嵌合操作とその解除操作における操作性の低下が効果的に防止され得ることとなる。
【００２３】
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、前記底部が、前記締結ブッシュとは別体の部材にて構成されており、そして該締結ブッシュに固定されることによって、前記被押圧部が、該締結ブッシュに形成されるようになっている。
【００２４】
このような構成を有する締結装置にあっては、例えば、底部が締結ブッシュに対して一体的に設けられる場合とは異なって、締結ブッシュが、単純な筒形状をもって構成され得るのであり、それによって、底部の形成による締結ブッシュ、ひいては締結装置全体の構造の複雑化が有利に回避され得るのである。
【００２５】
【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。
【００２６】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有し、マシニングセンタ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の一例が、概略的に示されている。かかる図１からも明らかなように、締結装置は、締結ピン１０と締結ブッシュ１２とを有して構成されており、締結ピン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、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、また、締結ブッシュ１２が、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。なお、それら締結ピン１０と締結ブッシュ１２からなる締結装置は、一般に、複数個において用いられ、治具プレート１４とベースエレメント１６との間において、それらの四隅に配置される等して、用いられることとなる。
【００２７】
より具体的には、この締結装置を構成する締結ピン１０は、全体として、略円柱形状を呈するピン本体部１１を有している。そして、この締結ピン１０のピン本体部１１の軸方向中間部の外周面上には、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２２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２４とが、上下に隣接位置する状態で、それぞれ一体的に設けられている。また、かかるフランジ部２４においては、その上面と下面とが何れも水平な円環面とされると共に、それら上下面のうち、上面が、ピン側円環状係合面２６とされている一方、下面が、位置決めのための基準面２８として、構成されている。
【００２８】
さらに、そのような締結ピン１０のピン本体部１１には、先端面において開口し且つ軸方向内方に延びる、内部凹所としての大径の円形凹所３０が、上方に向かって開口する形態において設けられている。そして、かかる円形凹所３０は、ここでは、開口部側に位置する大径部と底部側に位置する小径部とから構成されて、段付き構造を呈している。また、この円形凹所３０の開口部側に位置する大径部の下部の周壁部には、締結ピン１０（ピン本体部１１）の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３０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３２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。更にまた、ピン本体部１１の中心部には、内周面に雌ねじが形成されたねじ穴３４が、円形凹所３０の小径部の底面と、該円形凹所３０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３０における小径部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、形成されている。
【００２９】
そして、かかる締結ピン１０のピン本体部１１における円形凹所３０の周壁部に設けられた円形貫通孔３２のそれぞれの内部には、それよりも所定寸法小さな外径を有する、第一の移動手段としてのスチールボール（鋼球）３６が、かかる円形貫通孔３２内を、その延出方向たる、締結ピン１０（ピン本体部１１）の軸方向に直角な方向、つまり締結ピン１０の径方向に移動可能に、それぞれ一つずつ配置されている。
【００３０】
一方、ピン本体部１１の円形凹所３０内には、その大径部側に配置された比較的に厚肉のクランプリング３８と、その小径部側に配置された圧縮コイルばね４０とが、上下に位置する状態において、収容配置されている。この円形凹所３０内に収容配置されたクランプリング３８は、その外径が円形凹所３０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３０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４２とされている。そして、クランプリング３８は、かかるテーパ状押圧面４２において、前記各円形貫通孔３２内にそれぞれ配置されたスチールボール３６に対して接触するようにして、位置せしめられているのである。なお、ここでは、クランプリング３８が、押圧リングとして機能せしめられるようになっている。
【００３１】
また、そのようなクランプリング３８の下方に配置された圧縮コイルばね４０は、その下端部において、円形凹所３０の小径部の底面に接触せしめられて、支持されるようになっている一方、上端部においては、クランプリング３８の下面に接触せしめられており、以て、クランプリング３８が下方に移動せしめられた際に、クランプリング３８に対して、上方に移動させるような付勢力が作用せしめられるようになっている。なお、ここでは、円形凹所３０の底部側周壁部に、図から明らかな如く、その大径部と小径部とを繋ぐ段部が設けられており、この段部に、クランプリング３８のテーパ状押圧面４２が接触させられることによって、クランプリング３８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（図５参照）。
【００３２】
さらに、ピン本体部１１の中心部において、その上下方向に延びるように形成されたねじ穴３４には、円形凹所３０を貫通するように、全体としてＴ字形状を呈する六角穴付ボルトからなるクランプボルト４４が、螺合せしめられている。即ち、かかるクランプボルト４４が、その脚部において、円形凹所３０内に収容配置されたクランプリング３８の内孔と圧縮コイルばね４０に挿通せしめられた形態において、ねじ穴３４に螺合されて、このねじ穴３４への螺入により、下方に移動せしめられるようになっている一方、ねじ穴３４からの螺出（弛緩）により、上方に移動せしめられるようになっているのである。
【００３３】
しかも、かかるクランプボルト４４には、その頭部の下部に、円形凹所３０の内径よりも所定寸法小さくされた外径を有するワッシャー４６が、一体的に設けられている。具体的には、図２に示される如く、クランプボルト４４は、頭部４４ａと脚部４４ｂとからなり、その頭部４４ａには、クランプボルト４４の軸周りの回動のための六角穴４４ｃが設けられてなる構造を有していると共に、ワッシャー４６に対して、その脚部４４ｂが挿通せしめられた状態において、頭部４４ａの下部に対して、ろう付けや溶接等によって固着一体化せしめられて、一体的な構造とされている。
【００３４】
そして、ピン本体部１１の円形凹所３０の開口部に近接した内周面には、周溝が形成されて、その周溝内に、図３に示される如きＣ形止め輪４８が、嵌め込まれており、この止め輪４８に対して、ワッシャー４６が係止されることにより、クランプボルト４４の螺出移動が阻止され得るようになっているのである。要するに、図１において、クランプボルト４４の螺出（弛緩）操作により、クランプボルト４４が上昇し、それに一体のワッシャー４６が、円形凹所３０の内周面の周溝に嵌め込まれた止め輪４８に係合することによって係止され、以て、かかるクランプボルト４４の上昇が、阻止されることとなるのである。従って、ここでは、ワッシャー４６がボルト側係止部材となり、止め輪４８がピン側係止部材を構成しているのである。
【００３５】
かくして、クランプボルト４４の下方への移動に伴って、クランプリング３８が、クランプボルト４４の頭部の下部に一体的に設けたワッシャー４６にて押圧され、圧縮コイルばね４０の付勢力に抗して、円形凹所３０内を下方に移動せしめられる一方、クランプボルト４４の上方への移動によって、クランプリング３８は、圧縮コイルばね４０の付勢力にて、上方に移動させられるようになっている。
【００３６】
そして、各円形貫通孔３２内で、クランプリング３８のテーパ状押圧面４２に接触して配置されたスチールボール３６が、クランプボルト４４の下方への移動に伴うクランプリング３８の下方への移動によって、それぞれ、クランプリング３８のテーパ状押圧面４２にて、締結ピン１０の径方向外方に押圧されて、各円形貫通孔３２内を、該円形貫通孔３２におけるピン本体部１１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３８のテーパ状押圧面４２が円形凹所３０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３８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３８の下方への移動に伴って各円形貫通孔３２内を移動せしめられる各スチールボール３６が、下方への移動が規制されたクランプリング３８のテーパ状押圧面４２との接触により、円形凹所３０内側への移動が阻止された状態で、締結ピン１０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のである。このことから明らかなように、本実施形態では、クランプボルト４４とクランプリング３８とにて、第二の移動手段が構成されているのである。
【００３７】
なお、かくの如き構造を有する締結ピン１０は、図１に示されているように、そのフランジ部２４よりも下側部分において、ベースエレメント１６に設けられた取付凹所１７内に、下方から突出配置された取付ボルト１８にて、ボルト固定されることにより、フランジ部２４の形成部位よりも上側部分をベースエレメント１６の上面から上方に突出せしめつつ、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。
【００３８】
一方、締結ピン１０と共に締結装置を構成する締結ブッシュ１２は、締結ピン１０のピン本体部１１の外径よりも所定寸法大きな内径を有する、全体として、略円筒形状を呈する筒体にて構成されている。そして、この締結ブッシュ１２の下端部には、その内周面に、径方向内方に向かって、所定の低い高さで突出し、且つ周方向に連続して延びる内側突部５０が、一体的に形成されている一方、その外周面には、径方向外方に向かって所定の高さで突出し、且つ周方向に連続して延びる、上面が水平な基準面４９とされた外フランジ部５１が、一体形成されている。
【００３９】
また、そのような締結ブッシュ１２の内周面に設けられた内側突部５０は、その内径が締結ピン１０の前記フランジ部２４よりも上側のピン本体部１１部分が挿入可能な大きさとなるように、構成されている。そして、その上面が、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、離脱阻止係合部としてのテーパ状係合面５２とされている一方、その下面が、該下面に連続する締結ブッシュ１２の下側端面と共に、締結ピン１０のフランジ部２４に設けられたピン側円環状係合面２６に対応した水平な円環面からなるブッシュ側円環状係合面５３として、構成されており、更に、かかる内側突部５０の内周面が、締結ピン１０のフランジ部２４よりも上側の外周面に設けられたピン側テーパ嵌合部２２のテーパ面形状に対応した、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５４とされている。
【００４０】
かくして、締結ブッシュ１２にあっては、後述する如く、締結ブッシュ１２の内孔内に、締結ピン１０におけるピン本体部１１の前記上側部分が挿入せしめられた状態下で、ブッシュ側円環状係合面５３が、締結ピン１０のピン側円環状係合面２６に対して当接・係合せしめられることにより、締結ピン１０の、上方、つまり締結ブッシュ１２に対する挿入方向への更なる移動が、阻止され得るようになっており、また、そのような状態下で、テーパ状係合面５２が、締結ピン１０の円形貫通孔３２から外方に部分的に突出位置せしめられた各スチールボール３６の突出部位に係合せしめられることによって、締結ピン１０の下方、つまり締結ブッシュ１２からの離脱方向への移動も、阻止され得るようになっているのである。更に、そのようにして、締結ピン１０が締結ブッシュ１２に挿入され、且つそれら締結ピン１０と締結ブッシュ１２の上下方向への相対離隔移動が阻止された状態下において、締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２と締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４とが、相互にテーパ嵌合せしめられるようになっているのである（図４、図５参照）。
【００４１】
そして、ここでは、特に、締結ブッシュ１２の上端部に、その上側開口部を閉塞する蓋体５６が、取り付けられている。即ち、この蓋体５６は、締結ブッシュ１２の上側開口部を覆い得る大きさを備えた円板部５８と、かかる円板部５８の下面の外周部に一体形成された、前記締結ピン１０の上側部分よりも十分に低い高さの円筒部６０とを有して構成され、この円筒部６０の外周面に設けられた雄ねじ部において、締結ブッシュ１２の上側開口周面に設けられた雌ねじ部に螺合されることにより、締結ブッシュ１２に対して取外し可能に固定されているのである。
【００４２】
かくして、締結ブッシュ１２にあっては、その上端部に、上側開口部を閉塞する底部６２が、蓋体５６の円板部５８にて構成され、それにより、クランプボルト４４が、ねじ穴３４からの螺出に伴って、上方に移動せしめられた際に、クランプボルト４４の頭部の上側端面が底部６２の下面に接触して、かかる底部６２がクランプボルト４４にて上方に押圧され、以て、底部６２とそれが取り付けられる締結ブッシュ１２の全体が、締結ピン１０から離間するように、上方に変位せしめられるようになっているのである。このことから明らかなように、本実施形態では、底部６２を与える蓋体５６の円板部５８にて、被押圧部が構成されている。
【００４３】
なお、ここでは、かかる底部６２を与える円板部５８の中心部に、クランプボルト４４の頭部の外径よりも小さく、且つクランプボルト４４の六角穴４４ｃに挿入せしめられて、クランプボルト４４を回転操作する六角レンチ等の工具が挿通可能な大きさの内径を有する操作孔６４が設けられており、以て、この操作孔６４を通じて、クランプボルト４４のねじ穴３４に対する螺入及び螺出操作が行なわれ得るようになっている。
【００４４】
そして、かくの如き構造を有する締結ブッシュ１２が、その上端部に設けられた底部６２の操作孔６４を、治具プレート１４に形成された貫通孔６６に対応位置させつつ、外フランジ部５１よりも上側部分において、治具プレート１４に設けられた取付凹所６８内に収容されると共に、外フランジ部５１の基準面４９において、治具プレート１４の下面に接触せしめられて、上下方向と左右方向が位置決めされた状態で、外フランジ部５１に挿通位置せしめられた取付ボルト２０，２０にて、ボルト固定されることにより、外フランジ部５１の形成部位、換言すれば、内周面に内側突部５０が形成された下端部を、治具プレート１４の下面から下方に突出せしめつつ、治具プレート１４に対して位置固定に取り付けられているのである。
【００４５】
而して、このような締結ブッシュ１２と前述の如き構造とされた締結ピン１０とを有する本実施形態の締結装置を用いて、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とを行なう際には、例えば、以下のようにして、その操作が行われることとなる。
【００４６】
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とが、それらにそれぞれ固定された締結ピン１０と締結ブッシュ１２とが互いに離間し、且つ同軸的に位置するように、対向配置させられる。このとき、例えば、クランプボルト４４を、締結ピン１０のねじ穴３４から十分に螺出（弛緩）させて、クランプボルト４４の頭部とクランプリング３８とを離間させておくことにより、各スチールボール３６が、締結ピン１０の外周面から、何等突出せしめられていないようにしておく必要がある。
【００４７】
次いで、図４に示される如く、締結ブッシュ１２の内孔内に、締結ピン１０のフランジ部２４よりも上側のピン本体部１１部分を挿入して、締結ピン１０を締結ブッシュ１２に対して内嵌せしめる。このときの締結ピン１０の締結ブッシュ１２への挿入位置は、締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２と締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４とが互いに接触するものの、締結ピン１０のピン側円環状係合面２６と締結ブッシュ１２のブッシュ側円環状係合面５３との間に、微小な隙間が形成される程度の位置となる。
【００４８】
その後、図５に示されるように、締結ピン１０の締結ブッシュ１２への挿入状態下で、治具プレート１４の貫通孔６６と、締結ブッシュ１２における底部６２の操作孔６４を通じて、例えば六角レンチ等（図示せず）をクランプボルト４４の六角穴４４ｃに挿入し、クランプボルト４４のねじ穴３４への螺入操作を行なって、クランプボルト４４を、円形凹所３０内で下方に移動させることにより、クランプボルト４４の下方に配されたクランプリング３８を、クランプボルト４４の頭部に一体的に固定されたワッシャー４６にて押圧して、締結ピン１０の円形凹所３０における段部に当接するまで、圧縮コイルばね４０の付勢力に抗して、下方に移動せしめる。そして、そのようなクランプリング３８の下方への移動に伴って、各円形貫通孔３２内に配置されたスチールボール３６を、それぞれ、クランプリング３８のテーパ状押圧面４２にて押圧して、各円形貫通孔３２内を、締結ピン１０の径方向外方に移動させ、それら各スチールボール３６を、締結ピン１０の外周面から側方に部分的に突出せしめることにより、締結ブッシュ１２のテーパ状係合面５２に対して、各スチールボール３６の突出部位が係合させられるのである。
【００４９】
その際、各スチールボール３６の移動により、締結ピン１０の外周面からの各スチールボール３６の突出量が増大せしめられるのに従って、締結ブッシュ１２のテーパ状係合面５２が、各スチールボール３６の突出部位にて、下方に押圧されて、締結ブッシュ１２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５４がピン側テーパ嵌合部２２に噛み込んで、それら両テーパ嵌合部５４，２２が、より強固にテーパ嵌合せしめられると共に、ブッシュ側円環状係合面５３が、ピン側円環状係合面２６に当接させられることとなる。そして、そのような状態下で、各スチールボール３６が、前述せるように、締結ピン１０の外周面からの突出側とは反対側の部位において、下方への移動が阻止されたクランプリング３８のテーパ状押圧面４２に接触せしめられるため、各スチールボール３６の締結ピン１０からの突出状態が保持されて、締結ピン１０と締結ブッシュ１２の径方向と上下方向への相対離隔移動が、確実に且つ安定的に阻止されることとなる。
【００５０】
これによって、締結ピン１０と締結ブッシュ１２が固定されたベースエレメント１６と治具プレート１４とが、上下方向とそれに直角な方向への相対離隔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。
【００５１】
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、治具プレート１４の貫通孔６６と、締結ブッシュ１２における底部６２の操作孔６４を通じて、図示しない六角レンチ等をクランプボルト４４の六角穴４４ｃに挿入し、クランプボルト４４のねじ穴３４からの螺出（弛緩）操作を行なって、クランプボルト４４を上方に移動させることにより、クランプリング３８を、圧縮コイルばね４０の付勢力によって上方に移動させる。これによって、クランプリング３８のテーパ状押圧面４２からの各スチールボール３６に対する締結ピン１０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３６を、各円形貫通孔３２内において、円形凹所３０側に引込移動させ、以て、締結ブッシュ１２のテーパ状係合面５２に対する各スチールボール３６の突出部位の係合が解消せしめられる。
【００５２】
そして、引き続き、クランプボルト４４のねじ穴３４からの螺出（弛緩）操作により、クランプボルト４４の頭部の上端面を、締結ブッシュ１２の底部６２の内面に当接させた状態（図４）から、クランプボルト４４に対する螺出（弛緩）操作を更に継続して行なって、クランプボルト４４を上方に移動させることにより、かかるクランプボルト４４の頭部の上端面にて、締結ブッシュ１２の底部６２を上方に押圧して、締結ブッシュ１２の全体を、上方、つまり締結ピン１０から離隔される方向に変位させ、以て、締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４と締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２との間の強固なテーパ嵌合の縁切りが行なわれることとなる。このことから明らかなように、ここでは、クランプボルト４４と締結ブッシュ１２の底部６２とから、縁切り機構が構成されている。
【００５３】
さらに、引き続き、クランプボルト４４のねじ穴３４からの螺出操作により、クランプボルト４４を締結ピン１０（ピン本体部１１）の軸方向外方に移動せしめると、かかるクランプボルト４４の頭部４４ａの下部に設けたワッシャー４６が、図６に示される如く、ピン本体部１１の円形凹所３０の内周面の周溝に嵌入固定せしめた止め輪４８に係合して、係止されることとなり、これによって、クランプボルト４４のそれ以上の上昇が、阻止されることとなる。
【００５４】
そして、その後、締結ピン１０を締結ブッシュ１２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のである。
【００５５】
このように、本実施形態の締結装置にあっては、ベースエレメント１６に取り付けられた締結ピン１０を、治具プレート１４に取り付けられた締結ブッシュ１２の内孔内に挿入せしめた状態下において、単に、締結ピン１０のねじ穴３４に、クランプボルト４４を螺入するだけの簡単な操作を行なうだけで、締結ピン１０の外周面から突出せしめられたスチールボール３６が、締結ブッシュ１２のテーパ状係合面５２に係合せしめられると共に、締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２と締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４とがテーパ嵌合せしめられ、それによって、対応する締結ピン１０と締結ブッシュ１２にそれぞれ取り付けられるベースエレメント１６と治具プレート１４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。
【００５６】
そして、かかる締結装置においては、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１０のねじ穴３４から、クランプボルト４４を螺出（弛緩）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１２のテーパ状係合面５２に対するスチールボール３６の係合を解消せしめると共に、締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２と締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４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と締結ブッシュとの嵌合状態を、簡単に且つ確実に解除することが出来るのである。
【００５７】
従って、このような本実施形態に係る締結装置を用いれば、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のであり、しかも、スチールボール３６のテーパ状係合面５２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１０と締結ブッシュ１２との強固な嵌合状態を容易に解除することが出来、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。
【００５８】
また、かかる実施形態の締結装置にあっては、締結ブッシュ１２の上端部に、中心部に操作孔６４を有する底部６２が設けられ、この底部６２の操作孔６４を通じての螺出操作により、クランプボルト４４が上方に移動せしめられることによって、底部６２の内面が上方に押圧されて、締結ブッシュ１２の全体が締結ピン１０から離間する方向に変位せしめられ、以て、それら締結ブッシュ１２のブッシュ側テーパ嵌合部５４と締結ピン１０のピン側テーパ嵌合部２２との間のテーパ嵌合の縁切りが行なわれるようになっているところから、単に、締結ブッシュ１２の上端部に底部６２を設けただけの簡略な構造によって、ブッシュ側テーパ嵌合部５４とピン側テーパ嵌合部２２との間のテーパ嵌合の縁切りが、確実に行なわれ得るばかりでなく、そのような底部６２の形成により、クランプボルト４４に対する螺出操作に悪影響が及ぼされるようなことも、有利に回避され得ているのである。
【００５９】
しかも、この例示された締結装置にあっては、クランプボルト４４をねじ穴３４から螺出させて、ピン本体部１１の円形凹所３０内から軸方向外方に移動せしめるに際しても、その軸方向外方への移動量がワッシャー４６と止め輪４８との間の係止構造によって規制され、クランプボルト４４がねじ穴３４から抜け出して外れてしまったり、また、それによってクランプリング３８や圧縮コイルばね４０の抜け出し、ひいてはスチールボール３６の脱落等の問題の発生が効果的に回避され得ることとなるのであり、しかも、そのようなクランプボルト４４の上方への移動量が一定とされていることにより、そのような締結装置の複数をベースエレメント１６と治具プレート１４との間に配置した場合においても、それら複数の締結装置のうちの何れかが、大きく突出して、締結ブッシュ１２に対する締結ピン１０の挿入嵌合操作を困難としたり、或いは不正確として、精密な締結状態の実現を困難とする等の問題も、悉く解消され得ることとなる。
【００６０】
さらに、かかる締結装置においては、上述の如く、ブッシュ側テーパ嵌合部５４とピン側テーパ嵌合部２２との間のテーパ嵌合の容易な縁切りを可能ならしめる底部６２が、締結ピン１０の上側開口部に対して、単に、かかる底部６２を与える円板部５８を備えた蓋体５６を螺合して、固定することによって、形成されているため、締結ブッシュ１２が、底部６２を有しているにも拘わらず、単純な略円筒形状を有して構成され得るのであり、それによって、底部６２の形成による締結ブッシュ１２、ひいては締結装置全体の構造の複雑化が有利に回避され得るのである。
【００６１】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明が、そのような記載によって、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。
【００６２】
例えば、前記実施形態では、第二の移動手段が、ねじ穴３４に螺合されるクランプボルト４４と、テーパ状押圧面４２を有するクランプリング３８との、独立した二つの部材にて構成されていたが、それらクランプボルト４４とクランプリング３８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。即ち、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、第二の移動手段を構成しても、良いのである。そうすれば、クランプリング３８やそれを上方に付勢する圧縮コイルばね４０を省略することが出来、更に外方移動規制手段の一部を構成するワッシャー４６も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。
【００６３】
また、第一の移動手段も、前記実施形態に示される如きスチールボール３６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１０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３６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、勿論可能である。
【００６４】
加えて、外方移動規制手段としても、例示の如きボルトにワッシャーを一体的に固着せしめた構造のものの他、ボルト頭部にフランジが一体的に形成されてなるフランジ付きボルトであっても、また全周に亘ってフランジが設けられていないボルトであっても、何等差し支えない。クランプボルト４４の如き、第二の移動手段におけるねじ部の螺出操作において、その螺出量を規制し得る各種の係止構造を採用することが可能である。
【００６５】
さらに、締結ピン１０と締結ブッシュ１２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。
【００６６】
なお、前記実施形態では、締結ブッシュ１２とは別部材からなる蓋体５６が、締結ブッシュ１２の上側開口部に固定されることにより、かかる蓋体５６の円板部５８にて、縁切り機構の被押圧部を構成する底部６２が、締結ブッシュ１２に形成されるようになっていたが、そのような底部６２を、締結ブッシュ１２に対して一体的に設けても、何等差し支えない。
【００６７】
また、そのような底部６２に代えて、締結ブッシュ１２の上端部に、クランプボルト４４の上方への移動に伴って、そのクランプボルト４４の頭部の上側端面に接触して押圧される内向きフランジ部や内側突部等を設け、それらのものにて、被押圧部を構成することも、可能である。
【００６８】
そして、前記実施形態では、本発明を、マシニングセンタ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の組合せ以外の、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。
【００６９】
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。
【００７０】
【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、しかも優れた位置精度をもって締結し得るのみならず、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り、また、二つの部材の締結の解除に際して、締結ブッシュと締結ピンとの離隔のために、第二の移動手段のねじ部を、ピン本体部のねじ穴から螺出せしめるときに、そのようなねじ部の過度の螺出が効果的に阻止され、以て構成部材が分散したり、再度の締結に際しての締結ブッシュと締結ピンとの間の挿入嵌合操作を、正確に且つ容易に行うことが出来るようになるのである。
【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る。
【図２】図１に示される締結装置に用いられているクランプボルトを示す半割縦断面説明図である。
【図３】図１に示される締結装置に用いられている止め輪を示す説明図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図である。
【図４】図１に示された締結装置の使用状態を示す説明図であって、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。
【図５】図１に示された締結装置の別の使用状態を示す説明図であって、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。
【図６】図１に示された締結装置の更に別の使用状態を示す説明図であって、クランプボルトに一体的に設けられたワッシャーがピン本体部の円形凹所の内面に設けた止め輪に係止されて、その上方への移動が阻止された状態を示すものである。
【符号の説明】
１０締結ピン１１ピン本体部
１２締結ブッシュ１４治具プレート
１６ベースエレメント１７取付凹所
１８取付ボルト２０取付ボルト
２２ピン側テーパ嵌合部２４フランジ部
２６ピン側円環状係合面２８基準面
３０円形凹所３２円形貫通孔
３４ねじ穴３６スチールボール
３８クランプリング４０圧縮コイルばね
４２テーパ状押圧面４４クランプボルト
４４ａ頭部４４ｂ脚部
４４ｃ六角穴４６ワッシャー
４８止め輪４９基準面
５０内側突部５１外フランジ部
５２テーパ状係合面５３ブッシュ側円環状係合面
５４ブッシュ側テーパ嵌合部５６蓋体
５８円板部６０円筒部
６２底部６４操作孔
６６貫通孔６８取付凹所[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a fastening device, and in particular, a fastening device that can be suitably used to fasten a base element attached to a machine tool table such as a machining center and a jig plate to which a predetermined jig is fixed. It is about improvement.
[0002]
[Background]
Conventionally, as a fastening device for fastening two members, there are various structures, and among them, it is appropriately selected and used according to the shape and application of the member to be fastened. Has been. For example, various fastening devices are also used in machine tools such as machining centers.
[0003]
That is, in general, in a machine tool such as a machining center, various jigs such as a clamp and a vise are used to hold a workpiece to be machined. In many cases, the jig plate is fixed to a jig plate, and various jigs are attached to the base element by fastening the jig plate to the base element. It is supposed to be. A predetermined fastening device is used for fastening the jig plate and the base element to each other.
[0004]
Incidentally, as one of such fastening devices, Japanese Patent Laid-Open No. 8-170607 (Patent Document 1) discloses a fastening pin that is fixed to a base element or a jig plate and fixed to a position. A fastening device is known that has a fastening bush that is attached to a fixed position with respect to any one of them and that can be inserted and fitted in a fastening pin in the axial direction. In this fastening device, a predetermined screw member screwed into a screw hole provided in the fastening pin is screwed into the screw hole so that the fastening pin is inserted into the fastening bush in the axial direction. By being moved, the steel ball arranged inside the fastening pin is pressed and moved in the direction perpendicular to the axial direction by the pressing surface that is moved together with the screw member, and the fastening pin A portion provided on the inner peripheral surface of the fastening bush with respect to the projecting portion of the steel ball in a state in which the fastening pin is inserted into the fastening bush when being inserted into the fastening bush. The engaging portions are engaged with each other, and the engaging portions provided on the outer peripheral surface of the fastening bush are engaged with the fastening pins so that the fastening pins are inserted into the fastening bush. And it is configured such that the relative movement can be prevented in the axial direction.
[0005]
If the fastening device having such a structure is used, with the fastening pin and the fastening bush attached to the base element and the jig plate, respectively, the fastening pin is simply inserted into the fastening bush, and the screw member is attached. By simply screwing into the screw holes, the base element and the jig plate can be fastened very easily and quickly.
[0006]
Further, in recent years, a taper fitting portion having a tapered surface shape corresponding to each other is provided on the outer peripheral surface of the fastening pin and the inner peripheral surface of the fastening bush, respectively, with respect to the respective engaging portions of the fastening bush and the fastening pin. Fastening devices configured such that the tapered fitting portions are taper-fitted to each other under the engaged state of the steel ball and the fastening bush have also been used in part.
[0007]
In a fastening device to which such a structure is added, a gap formed between the fastening pin and the fastening bush, which is necessary for inserting the fastening pin into the fastening bush, is a taper fit under such an inserted state. Is advantageously absorbed by the taper fitting at the part, and is held by the jig plate via various jigs, the positional accuracy of the base element and the jig plate fastened by the fitting between the fastening pin and the fastening bush. Therefore, the holding accuracy of the workpiece can be increased extremely advantageously.
[0008]
However, in the fastening device in which the fastening pin is inserted into the fastening bush and fitted and fixed, the steel ball is projected by the forward movement by screwing of the screw member. In the backward movement by screwing (relaxing back), the protrusion of the steel ball is eliminated, and the fastening pin is made to be detached from the fastening bush. In such screwing operation of the screw member, Since the stroke of the screw member is not restricted at all, it is not known how much the screw member is unscrewed, and there is a problem that it is too loosened. The danger of getting out is also inherent. In particular, when screwing the screw member using an electric screwdriver, it is difficult to control the amount of screwing, and there are many cases where the screw member is loosened too much and the screw member is pulled out. There is a risk that a member or the like that presses the steel ball accommodated inside the pin may be separated.
[0009]
Even if the screw member does not come out, if the screw member is excessively screwed out, the fastening pin and the fastening bush can be detached, but at the time of the next insertion fitting operation. There is also a problem in that the screw member is excessively screwed out by being returned too much, and thus it is difficult to smoothly perform the fitting operation. In particular, the fastening device composed of the fastening pin and the fastening bush is generally arranged between the base element and the jig plate so as to be positioned at the four corners of the jig plate. In one of them, when a poor insertion / fitting is caused, a problem that it is difficult to correctly fix (fasten) the jig plate is also caused.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-170607
[0011]
[Solution]
Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that the two members to be fastened can be easily and quickly positioned in an excellent position. In addition to being able to fasten with accuracy, when releasing the fastening of these two members, the screwing amount of the threaded portion is controlled to prevent the members from being dispersed due to excessive loosening, and the operation is also performed during the next fastening. It is an object of the present invention to provide an improved structure of a fastening device which can be performed accurately and quickly.
[0012]
[Solution]
In the present invention, (a) in order to solve such a problem, a fastening bush that is fixedly attached to one of two members to be fastened, and (b) the two One of the members is fixedly attached to the other member, and has a pin body portion provided with an internal recess that opens at the front end surface and extends inward in the axial direction. A fastening pin that is inserted into and fitted into the fastening bush attached to the one member to realize fastening of the two members; and (c) an axial direction of the fastening pin within the pin body portion of the fastening pin. First moving means disposed so as to be movable in a direction perpendicular to the pin body and projecting from the outer peripheral surface of the pin main body, and (d) the internal recess provided in the pin main body of the fastening pin. Insert it in the office A screw portion that is screwed into a screw hole provided so as to extend in the axial direction with respect to the bottom portion of the internal recess, and in the axial direction as the screw portion is screwed into the screw hole. (E) the second moving means that is moved, and is moved by pressing the first moving means in a direction perpendicular to the axial direction and projecting from the outer peripheral surface of the fastening pin. The fastening bush is provided on the inner peripheral surface of the portion where the pin main body portion of the fastening pin is inserted and fitted, and the pin main body portion is inserted into the fastening bush from the outer peripheral surface of the pin main body portion. A disengagement preventing engaging portion for engaging the protruding first moving means to prevent the fastening bush from moving in a direction to disengage the pin main body from the fastening bush; and (f) the first. The screw of the pin body portion of the screw portion of the second moving means The amount of movement of the second moving means that is moved axially outward in the internal recess by screwing out from the pin can eliminate the protrusion of the first moving means from the outer peripheral surface of the pin body portion. A fastening device comprising an outward movement restricting means for preventing the second moving means from moving outward in the axial direction in a state where the amount of movement is sufficiently large. It is a summary.
[0013]
In short, in the fastening device according to the present invention, the fastening pin attached to the position fixing with respect to one member of the two members to be fastened is located on the other member of the two members. Under the state of being inserted into the fastening bush that is fixedly attached, the screw portion of the second moving means is screwed into the screw hole provided in the bottom of the internal recess in the pin body portion of the fastening pin, and the fastening pin The first moving means is partially protruded from the outer peripheral surface of the pin main body portion, and the protruding portion of the first moving means is engaged with the disengagement preventing engagement portion provided on the inner peripheral surface of the fastening bush. As a result, the movement of the fastening pin (pin main body portion) in the direction opposite to the direction in which the fastening pin is inserted into the fastening bush, that is, the relative separation movement in the axial direction between the fastening pin and the fastening bush can be prevented. Thus, under the state in which the fastening pins are inserted into the fastening bushes, simply by screwing the screw portions of the second moving means into the screw holes, The two members respectively attached to the fastening bush can be fastened to each other easily and quickly in a state in which the two members cannot be moved apart from each other.
[0014]
Moreover, in the fastening device according to the present invention, the screw portion of the second moving means is screwed out from the screw hole of the pin main body portion, so that the second moving means is moved axially outward in the internal recess of the pin main body portion. In a state where the movement amount of the second movement means is a movement amount sufficient to eliminate the protrusion of the first movement means from the outer peripheral surface of the pin main body portion, the second movement means moves outward in the axial direction. The outward movement restricting means for preventing the movement of the second moving means is provided between the second moving means and the pin main body portion, etc. By controlling the amount of movement of the moving means outward in the axial direction, the second moving means is pulled out due to excessive screwing (too loosening) of the threaded portion, and further the members constituting the moving means Dispersion can be effectively avoided. Also, in the screwing operation by an electric screwdriver or the like, the amount of movement of the second moving means outward in the axial direction becomes constant, so that a plurality of fastening devices composed of such fastening pins and fastening bushes can be used, for example. Even when it is arranged between the base element and the jig plate, the height of the second moving means provided on the fastening pins in the plurality of fastening devices can be made constant. The insertion / fitting operation between the fastening bush and the fastening pin can be performed easily and smoothly, so that accurate fastening of the two members is advantageously realized.
[0015]
And Such a fastening device according to the present invention In The second moving means includes a bolt member in which the screw portion is provided in the leg portion, a leg portion of the bolt member being inserted, and a lower outer peripheral surface on the tip side of the leg portion having a tapered surface. And a pressing ring that constitutes a pressing surface that presses the first moving means in a direction perpendicular to the axial direction. The first moving means can be effectively moved in a direction perpendicular to the axial direction of the pin main body by pressing with the pressing surface formed of the tapered surface of the pressing ring.
[0016]
In addition, the present invention In The outward movement restricting means is provided integrally with the bolt member so as to be positioned between the head of the bolt member or between the head and the pressing ring, and moves in the axial direction together with the bolt member. A bolt-side locking member to be clamped and an inner surface of the internal recess in the pin main body portion of the fastening pin, engage with the bolt-side locking member, and move the bolt member outward in the axial direction. And a pin-side locking member that prevents this. As a result, the screwing amount of the bolt member is restricted, so that the bolt member can be prevented from coming out, and the bolt member and the pressing ring are not separated.
[0017]
Further, according to a preferred aspect of the present invention, the fastening device as described above has (g) tapered surface shapes corresponding to each other with respect to the inner peripheral surface of the fastening bush and the outer peripheral surface of the pin body portion of the fastening pin. A taper fitting means which is respectively provided and is taper-fitted to each other under the inserted and fitted state of the pin main body portion with respect to the fastening bush; and (h) the second movement with respect to the screw hole of the pin main body portion. The second moving means is engaged with the second moving means by the outward movement of the second moving means accompanying the screwing of the threaded portion of the means, and is pressed in the moving direction of the second moving means. The pressed bushing is provided on the fastening bush, and the fastening bush is displaced in a direction away from the pin main body by the pressing against the pressed part accompanying the movement of the second moving means. The taper fit And edge cutting mechanism for edge cutting of tapered fitting in means is constituted further comprise.
[0018]
In such a fastening device, a taper fitting portion is provided for each of the inner peripheral surface of the fastening bush and the outer peripheral surface of the pin main body portion of the fastening pin, and the engagement between the first moving means and the fastening bush. Necessary for inserting the fastening pin into the fastening bush formed between the fastening bushing and the fastening pin, since the taper fitting parts are designed to be taper-fitted to each other under the combined state. In such an insertion state, the gap is advantageously absorbed by the taper fitting at the taper fitting portion, and the relative movement of the fastening pin and the fastening bush in the direction perpendicular to the axial direction can be effectively prevented. As a result, the two members attached to the fastening pin and the fastening bush are not allowed to move not only in the axial direction of the fastening pin and the fastening bush but also in a direction perpendicular thereto. In state and as it can be brought into engagement with each other.
[0019]
Further, in such a fastening device, in particular, an edge cutting mechanism having a pressed portion formed on the fastening bush is provided, and along with screwing (relaxation) from the screw hole of the second moving means, When the second moving means is moved in the direction opposite to the moving direction when screwed into the screw hole, the engagement of the first moving means with respect to the disengagement preventing engagement portion is released. Thus, the pressed part is pressed in the moving direction by the second moving means, and the fastening bush is displaced in the moving direction of the second moving means, that is, in the direction away from the fastening pin. Thus, since the taper fitting edge is cut at the taper fitting portion, the screwing (relaxation) operation from the screw hole of the second moving means is simply performed with respect to the separation preventing engagement portion. The state of disengagement of one moving means Only further performed continuously from, so that the fastening pins crimped together firmly fitted by the tapered fit of the tapered fitting portion fitted state of the fastening bushing can be reliably canceled.
[0020]
Therefore, in such a fastening device, in addition to the work for releasing the engagement of the first moving means with respect to the disengagement prevention engaging portion, a special for releasing the strong fitting state between the fastening pin and the fastening bush. It is possible to easily release the fastening of the two members, for example, the base element and the jig plate, without performing any troublesome work. Therefore, in the fastening device having such a configuration, not only can the two members to be fastened be fastened easily and quickly with excellent positional accuracy, but also the fastening of the two members can be performed. Release can also be done quickly with as little effort as possible.
[0021]
According to another preferred embodiment of the fastening device according to the present invention, the end of the fastening bush opposite to the pin body part insertion side is against the screw hole of the second moving means. A bottom portion having an operation hole for performing screwing and unscrewing (relaxation) operation is provided, and the pressed portion of the edge cutting mechanism is constituted by the bottom portion, and the second portion is formed by a screwing operation through the operation hole. As the moving means is screwed into the screw hole, the second moving means is moved outward in the axial direction so that the inner surface of the bottom can be pressed by the second moving means. It is configured.
[0022]
By adopting such a configuration, the edge cutting mechanism can be configured with a relatively simple structure, and the operability in the fitting operation and the releasing operation of the fastening pin and the fastening bush accompanying the addition of the edge cutting mechanism. Can be effectively prevented.
[0023]
According to another advantageous aspect of the fastening device according to the present invention, the bottom portion is constituted by a member separate from the fastening bush, and is fixed to the fastening bush. The pressed portion is formed on the fastening bush.
[0024]
In the fastening device having such a configuration, for example, unlike the case where the bottom portion is provided integrally with the fastening bush, the fastening bush can be configured with a simple cylindrical shape, thereby Further, the complicated structure of the fastening bush by the formation of the bottom part, and thus the whole fastening device, can be advantageously avoided.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, a specific configuration of a fastening device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
First, FIG. 1 schematically shows an example of a fastening device having a structure according to the present invention and used to fasten a base element and a jig plate attached to a table of a machine tool such as a machining center. It is shown. As is apparent from FIG. 1, the fastening device includes a fastening pin 10 and a fastening bush 12, and a jig plate 14 and a base element 16 in which the fastening pins 10 are arranged to face each other vertically. Among them, the base element 16 positioned below is fixed to the base element 16, and the fastening bush 12 is fixed to the jig plate 14 positioned above. In general, a plurality of fastening devices including the fastening pins 10 and the fastening bushes 12 are used, such as being arranged at the four corners between the jig plate 14 and the base element 16. It will be.
[0027]
More specifically, the fastening pin 10 that constitutes the fastening device has a pin body portion 11 that has a substantially cylindrical shape as a whole. And on the outer peripheral surface of the axial direction intermediate part of the pin main-body part 11 of this fastening pin 10, the pin side taper fitting part 22 which exhibits the taper surface shape which becomes large diameter toward the downward direction, and a right angle to an axial direction A flange portion 24 that extends outward in a certain direction and extends continuously in the circumferential direction is integrally provided in a vertically adjacent state. In the flange portion 24, the upper surface and the lower surface are both horizontal annular surfaces, and the upper surface of the upper and lower surfaces is a pin-side annular engagement surface 26, The lower surface is configured as a reference surface 28 for positioning.
[0028]
Further, in the pin main body portion 11 of such a fastening pin 10, a large-diameter circular recess 30 serving as an internal recess that opens in the front end surface and extends inward in the axial direction opens upward. Is provided. And this circular recess 30 is here comprised from the large diameter part located in the opening part side, and the small diameter part located in the bottom part side, and has exhibited the stepped structure. In addition, the lower peripheral wall portion of the large-diameter portion located on the opening side of the circular recess 30 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the fastening pin 10 (pin main body portion 11) and is circular. A plurality of (three in this case) circular through-holes 32 that penetrate the peripheral wall portion of the recess 30 in the thickness direction and open laterally on the outer peripheral surface thereof are formed at equal intervals in the circumferential direction. Has been. Furthermore, a screw hole 34 in which a female thread is formed on the inner peripheral surface is formed at the center of the pin main body 11, and the bottom surface of the small diameter portion of the circular recess 30 and the side opposite to the side where the circular recess 30 is formed. The lower bottom surface is formed so as to open in the vertical direction, that is, to extend in a straight line in the axial direction downward from the bottom surface of the small diameter portion in the circular recess 30.
[0029]
And inside each circular through-hole 32 provided in the peripheral wall part of the circular recess 30 in the pin main-body part 11 of this fastening pin 10, the 1st moving means which has an outer diameter smaller by a predetermined dimension than it As a steel ball (steel ball) 36, the inside of the circular through hole 32 extends in the direction perpendicular to the axial direction of the fastening pin 10 (pin body 11), that is, in the radial direction of the fastening pin 10. Each one is arranged to be movable.
[0030]
On the other hand, in the circular recess 30 of the pin body portion 11, a relatively thick clamp ring 38 disposed on the large diameter portion side and a compression coil spring 40 disposed on the small diameter portion side, In the state of being positioned up and down, it is accommodated. The clamp ring 38 accommodated in the circular recess 30 has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the circular recess 30 by a predetermined dimension, so that it can be moved in the vertical direction within the circular recess 30. In addition, the lower corner portion is chamfered, and the chamfered portion is a tapered pressing surface 42 formed of a tapered surface that gradually decreases in diameter downward. The clamp ring 38 is positioned on the tapered pressing surface 42 so as to be in contact with the steel balls 36 respectively disposed in the circular through holes 32. Here, the clamp ring 38 is made to function as a pressing ring.
[0031]
Further, the compression coil spring 40 disposed below the clamp ring 38 is supported by being brought into contact with the bottom surface of the small-diameter portion of the circular recess 30 at the lower end thereof. The upper end portion is in contact with the lower surface of the clamp ring 38. Therefore, when the clamp ring 38 is moved downward, an urging force is applied to the clamp ring 38 so as to move upward. It is supposed to be damned. Here, as is apparent from the drawing, a step portion connecting the large diameter portion and the small diameter portion is provided on the bottom side peripheral wall portion of the circular recess 30, and the taper of the clamp ring 38 is provided at this step portion. The downward movement of the clamp ring 38 is regulated at a predetermined position by bringing the shaped pressing surface 42 into contact (see FIG. 5).
[0032]
Further, the screw hole 34 formed so as to extend in the vertical direction at the center portion of the pin main body portion 11 is composed of a hexagon socket head cap bolt having a T shape as a whole so as to penetrate the circular recess 30. A clamp bolt 44 is screwed together. That is, the clamp bolt 44 is screwed into the screw hole 34 in a form in which the clamp bolt 44 is inserted through the inner hole of the clamp ring 38 accommodated in the circular recess 30 and the compression coil spring 40 in the leg portion. The screw hole 34 can be moved downward, while the screw hole 34 can be moved upward (relaxed).
[0033]
Moreover, the clamp bolt 44 is integrally provided with a washer 46 having an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the circular recess 30 by a predetermined dimension at the lower part of the head. Specifically, as shown in FIG. 2, the clamp bolt 44 includes a head portion 44a and a leg portion 44b, and the head portion 44a has a hexagonal hole 44c for turning around the axis of the clamp bolt 44. In the state where the leg portion 44b is inserted into the washer 46, the lower portion of the head portion 44a is fixed and integrated by brazing, welding, or the like. And an integrated structure.
[0034]
A circumferential groove is formed on the inner peripheral surface of the pin main body 11 adjacent to the opening of the circular recess 30, and a C-shaped retaining ring 48 as shown in FIG. 3 is fitted into the circumferential groove. The washer 46 is locked to the retaining ring 48, so that the screw bolt 44 can be prevented from screwing out. In short, in FIG. 1, the clamp bolt 44 is lifted by the screwing (relaxation) operation of the clamp bolt 44, and the washer 46 integrated with the clamp bolt 44 is fitted in the circumferential groove on the inner peripheral surface of the circular recess 30. , And the clamp bolt 44 is prevented from rising. Therefore, here, the washer 46 becomes a bolt side locking member, and the retaining ring 48 constitutes a pin side locking member.
[0035]
Thus, as the clamp bolt 44 moves downward, the clamp ring 38 is pressed by the washer 46 provided integrally with the lower portion of the head of the clamp bolt 44 and resists the biasing force of the compression coil spring 40. The clamp ring 38 is moved upward by the biasing force of the compression coil spring 40 by the upward movement of the clamp bolt 44 while being moved downward in the circular recess 30. .
[0036]
In each circular through hole 32, the steel ball 36 disposed in contact with the tapered pressing surface 42 of the clamp ring 38 is moved downward by the downward movement of the clamp ring 38 as the clamp bolt 44 moves downward. Each of the circular through holes 32 is pressed radially outward of the fastening pin 10 by the tapered pressing surface 42 of the clamp ring 38, and the outer peripheral surface side of the pin main body 11 in the circular through hole 32. It can be moved toward the opening. Further, as described above, the downward movement of the clamp ring 38 is restricted at the position where the tapered pressing surface 42 of the clamp ring 38 is brought into contact with the step portion of the peripheral wall portion of the circular recess 30. Therefore, each steel ball 36 moved in each circular through-hole 32 with the downward movement of the clamp ring 38 comes into contact with the tapered pressing surface 42 of the clamp ring 38 whose downward movement is restricted. As a result, in a state in which the movement to the inside of the circular recess 30 is prevented, the protruding portion 10 can be partially projected from the outer peripheral surface. As is apparent from this, in the present embodiment, the clamp bolt 44 and the clamp ring 38 constitute the second moving means.
[0037]
As shown in FIG. 1, the fastening pin 10 having such a structure is inserted into the mounting recess 17 provided in the base element 16 from below at the lower portion of the flange portion 24 from below. By fixing the bolts with the protruding mounting bolts 18, the upper part of the flange part 24 is fixed to the base element 16 while the upper part protrudes upward from the upper surface of the base element 16. It has been.
[0038]
On the other hand, the fastening bush 12 that constitutes the fastening device together with the fastening pin 10 is configured by a cylindrical body having an inner diameter larger than the outer diameter of the pin main body 11 of the fastening pin 10 by a predetermined dimension as a whole. ing. The lower end portion of the fastening bush 12 is integrally provided with an inner protrusion 50 that protrudes radially inward at a predetermined low height and continuously extends in the circumferential direction. On the other hand, an outer flange portion 51 that protrudes radially outward at a predetermined height and continuously extends in the circumferential direction is formed as a reference surface 49 having a horizontal upper surface. Are integrally formed.
[0039]
Further, the inner protrusion 50 provided on the inner peripheral surface of the fastening bush 12 has such an inner diameter that it can be inserted into the pin main body 11 portion above the flange portion 24 of the fastening pin 10. It is configured. The upper surface is a tapered engagement surface 52 as a disengagement prevention engagement portion having a tapered surface shape that gradually becomes smaller in diameter toward the lower side, while the lower surface is a fastening bush that is continuous with the lower surface. 12 is configured as a bush side annular engagement surface 53 formed of a horizontal annular surface corresponding to the pin side annular engagement surface 26 provided on the flange portion 24 of the fastening pin 10 together with the lower end surface of the fastening pin 10. Furthermore, as the inner peripheral surface of the inner protrusion 50 moves downward, corresponding to the tapered surface shape of the pin side taper fitting portion 22 provided on the outer peripheral surface above the flange portion 24 of the fastening pin 10. The bush side taper fitting portion 54 has a tapered surface shape with a gradually increasing diameter.
[0040]
Thus, in the fastening bush 12, as will be described later, the bush-side annular engagement is performed in a state where the upper portion of the pin main body 11 of the fastening pin 10 is inserted into the inner hole of the fastening bush 12. Since the surface 53 is brought into contact with and engaged with the pin-side annular engagement surface 26 of the fastening pin 10, further movement of the fastening pin 10 in the upward direction, that is, in the insertion direction with respect to the fastening bush 12, Each of the steel balls 36 is configured such that the tapered engagement surface 52 is partially protruded outward from the circular through hole 32 of the fastening pin 10 under such a condition. By being engaged with the projecting portion, the movement below the fastening pin 10, that is, in the direction of detachment from the fastening bush 12 can be prevented. Further, in such a manner, the pin-side taper of the fastening pin 10 is inserted under the state where the fastening pin 10 is inserted into the fastening bush 12 and the vertical separation of the fastening pin 10 and the fastening bush 12 is prevented. The fitting portion 22 and the bushing-side taper fitting portion 54 of the fastening bush 12 can be taper-fitted to each other (see FIGS. 4 and 5).
[0041]
Here, in particular, a lid 56 that closes the upper opening is attached to the upper end of the fastening bush 12. That is, the lid 56 is formed integrally with the disk portion 58 having a size capable of covering the upper opening of the fastening bush 12 and the outer periphery of the lower surface of the disk portion 58. A cylindrical portion 60 having a sufficiently lower height than the upper portion, and a male screw portion provided on the outer peripheral surface of the fastening bush 12 in the male screw portion provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 60. By being screwed together, it is fixed to the fastening bush 12 so as to be removable.
[0042]
Thus, in the fastening bush 12, the bottom 62 that closes the upper opening is formed at the upper end of the fastening bush 12 by the disc part 58 of the lid 56, so that the clamp bolt 44 is connected to the screw hole 34. The upper end surface of the head of the clamp bolt 44 comes into contact with the lower surface of the bottom portion 62 and the bottom portion 62 is pressed upward by the clamp bolt 44. Thus, the bottom 62 and the entire fastening bush 12 to which the bottom 62 is attached are displaced upward so as to be separated from the fastening pin 10. As is clear from this, in the present embodiment, the pressed portion is configured by the disc portion 58 of the lid 56 that provides the bottom portion 62.
[0043]
In this case, the clamp bolt 44 is inserted into the hexagonal hole 44c of the clamp bolt 44, which is smaller than the outer diameter of the head of the clamp bolt 44, at the center of the disc portion 58 that provides the bottom 62. An operation hole 64 having an inner diameter large enough to allow a tool such as a hexagon wrench to be rotated to be inserted is provided. Through this operation hole 64, screwing and unscrewing operations of the clamp bolt 44 into the screw hole 34 are performed. Can be done.
[0044]
Then, the fastening bush 12 having such a structure has the operation hole 64 of the bottom portion 62 provided at the upper end portion thereof positioned at a position corresponding to the through hole 66 formed in the jig plate 14, from the outer flange portion 51. Also, the upper portion is accommodated in a mounting recess 68 provided in the jig plate 14, and is brought into contact with the lower surface of the jig plate 14 at the reference surface 49 of the outer flange portion 51. With the direction being positioned, the bolts are fixed with the mounting bolts 20 and 20 that are inserted into the outer flange portion 51, so that the outer flange portion 51 is formed on the inner peripheral surface. The lower end of the protrusion 50 is attached to the jig plate 14 in a fixed position while protruding downward from the lower surface of the jig plate 14.
[0045]
Thus, using the fastening device of this embodiment having such a fastening bush 12 and the fastening pin 10 having the above-described structure, the jig plate 14 and the base element 16 are fastened and released. When performing, for example, the operation is performed as follows.
[0046]
That is, first, as shown in FIG. 1, the base element 16 and the jig plate 14 are arranged such that the fastening pin 10 and the fastening bush 12 fixed to them are spaced apart from each other and coaxially positioned. , Arranged opposite to each other. At this time, for example, the clamp bolt 44 is sufficiently screwed (relaxed) from the screw hole 34 of the fastening pin 10, and the head of the clamp bolt 44 and the clamp ring 38 are separated from each other. It is necessary to keep 36 from protruding from the outer peripheral surface of the fastening pin 10.
[0047]
Next, as shown in FIG. 4, the pin body portion 11 portion above the flange portion 24 of the fastening pin 10 is inserted into the inner hole of the fastening bush 12, and the fastening pin 10 is inserted into the fastening bush 12. Fit. The insertion position of the fastening pin 10 to the fastening bush 12 at this time is such that the pin side taper fitting portion 22 of the fastening pin 10 and the bush side taper fitting portion 54 of the fastening bush 12 are in contact with each other. The position is such that a minute gap is formed between the pin-side annular engagement surface 26 and the bush-side annular engagement surface 53 of the fastening bush 12.
[0048]
Thereafter, as shown in FIG. 5, for example, a hexagon wrench or the like is passed through the through hole 66 of the jig plate 14 and the operation hole 64 of the bottom portion 62 of the fastening bush 12 while the fastening pin 10 is inserted into the fastening bush 12. (Not shown) is inserted into the hexagonal hole 44 c of the clamp bolt 44, the screw bolt 34 is screwed into the screw hole 34, and the clamp bolt 44 is moved downward in the circular recess 30. The clamp ring 38 disposed below the clamp bolt 44 is pressed by a washer 46 integrally fixed to the head of the clamp bolt 44, and comes into contact with the step portion of the circular recess 30 of the fastening pin 10. Until it is moved downward against the urging force of the compression coil spring 40. As the clamp ring 38 moves downward, the steel balls 36 arranged in the circular through holes 32 are pressed by the tapered pressing surfaces 42 of the clamp ring 38, respectively. By moving the inside of the circular through hole 32 radially outward of the fastening pin 10 and projecting each steel ball 36 partially from the outer peripheral surface of the fastening pin 10 to the side, the tapered shape of the fastening bush 12 is obtained. The protruding portion of each steel ball 36 is engaged with the engaging surface 52.
[0049]
At this time, as each steel ball 36 moves, the protruding amount of each steel ball 36 from the outer peripheral surface of the fastening pin 10 is increased. The whole of the fastening bush 12 is gradually moved downward by being pressed downward at the protruding portion, whereby the bush-side taper fitting portion 54 is engaged with the pin-side taper fitting portion 22 and both these tapers are tapered. The fitting portions 54 and 22 are more firmly tapered and the bush side annular engagement surface 53 is brought into contact with the pin side annular engagement surface 26. In such a state, as described above, each steel ball 36 has a clamp ring 38 that is prevented from moving downward at a portion opposite to the protruding side from the outer peripheral surface of the fastening pin 10. Since the taper-shaped pressing surface 42 is brought into contact with each other, the protruding state of each steel ball 36 from the fastening pin 10 is maintained, and the relative separation movement of the fastening pin 10 and the fastening bush 12 in the radial direction and the vertical direction is ensured. And it will be stably prevented.
[0050]
Thus, the base element 16 and the jig plate 14 to which the fastening pin 10 and the fastening bush 12 are fixed are fastened to each other in a state in which the relative separation in the vertical direction and the direction perpendicular thereto is impossible. And such a fastening state can be ensured stably.
[0051]
Further, in order to release the fastening state between the jig plate 14 and the base element 16, a hexagon wrench (not shown) or the like is provided through the through hole 66 of the jig plate 14 and the operation hole 64 of the bottom 62 of the fastening bush 12. Is inserted into the hexagonal hole 44c of the clamp bolt 44, and a screwing (relaxation) operation from the screw hole 34 of the clamp bolt 44 is performed to move the clamp bolt 44 upward. It is moved upward by 40 biasing force. As a result, the pressing force radially outward of the fastening pin 10 against each steel ball 36 from the tapered pressing surface 42 of the clamp ring 38 is released, and each steel ball 36 is placed in each circular through hole 32. Then, it is retracted and moved to the circular recess 30 side, so that the engagement of the protruding portions of the steel balls 36 with the tapered engagement surface 52 of the fastening bush 12 is released.
[0052]
Subsequently, the upper end surface of the head of the clamp bolt 44 is brought into contact with the inner surface of the bottom 62 of the fastening bush 12 by a screwing (relaxation) operation from the screw hole 34 of the clamp bolt 44 (FIG. 4). Then, the screwing (relaxation) operation on the clamp bolt 44 is further continued and the clamp bolt 44 is moved upward, so that the bottom 62 of the fastening bush 12 is formed at the upper end surface of the head of the clamp bolt 44. Is pressed upward to displace the entire fastening bush 12 upward, that is, in a direction away from the fastening pin 10, so that the bush side taper fitting portion 54 of the fastening bush 12 and the pin side of the fastening pin 10 are moved. A sharp taper fitting edge cutting with the taper fitting portion 22 is performed. As is clear from this, here, the edge cutting mechanism is constituted by the clamp bolt 44 and the bottom 62 of the fastening bush 12.
[0053]
Further, when the clamp bolt 44 is subsequently moved outward in the axial direction of the fastening pin 10 (pin body portion 11) by the screwing operation from the screw hole 34 of the clamp bolt 44, the head 44a of the clamp bolt 44 is moved. As shown in FIG. 6, the washer 46 provided in the lower part is engaged and locked with a retaining ring 48 that is fitted and fixed in the circumferential groove of the inner peripheral surface of the circular recess 30 of the pin main body 11. Thus, further raising of the clamp bolt 44 is prevented.
[0054]
Then, the fastening between the jig plate 14 and the base element 16 is released by moving the fastening pins 10 in the vertical direction so that the fastening pins 10 are pulled out from the inner holes of the fastening bush 12.
[0055]
Thus, in the fastening device of the present embodiment, under the state where the fastening pin 10 attached to the base element 16 is inserted into the inner hole of the fastening bush 12 attached to the jig plate 14, The steel ball 36 protruded from the outer peripheral surface of the fastening pin 10 is simply tapered into the threaded hole 34 of the fastening pin 10 by simply performing a simple operation of screwing the clamp bolt 44. While being engaged with the engagement surface 52, the pin side taper fitting portion 22 of the fastening pin 10 and the bush side taper fitting portion 54 of the fastening bush 12 are taper fitted, and thereby the corresponding fastening pin 10. The base element 16 and the jig plate 14 attached to the fastening bush 12 are moved relative to each other in the vertical direction and the direction perpendicular thereto. In a state where it is impossible, it is possible that allowed to conclude with each other.
[0056]
In such a fastening device, in particular, the clamp bolt 44 is simply screwed out (relaxed) from the screw hole 34 of the fastening pin 10 in a state where the base element 16 and the jig plate 14 are fastened to each other. By simply performing a simple and easy operation, the engagement of the steel ball 36 with the tapered engagement surface 52 of the fastening bush 12 is canceled, and the pin-side tapered fitting portion 22 of the fastening pin 10 and the fastening bush It is possible to cut the edge of the taper fitting between the 12 bush-side taper fitting portions 54, thereby simplifying the fitting state between the fastening pin and the fastening bush firmly fitted by the taper fitting. In addition, it can be surely released.
[0057]
Therefore, by using such a fastening device according to the present embodiment, the base element 16 and the jig plate 14 can be fastened easily and quickly with excellent positional accuracy. Apart from the work for releasing the engagement with the tapered engagement surface 52, it is possible to easily release the strong fitting state between the fastening pin 10 and the fastening bush 12 without performing any special work. Therefore, the fastening release between the base element 16 and the jig plate 14 can be quickly performed with as little effort as possible.
[0058]
Further, in the fastening device of this embodiment, the bottom 62 having the operation hole 64 at the center is provided at the upper end of the fastening bush 12, and the clamping is performed by the screwing operation through the operation hole 64 of the bottom 62. When the bolt 44 is moved upward, the inner surface of the bottom portion 62 is pressed upward, and the entire fastening bush 12 is displaced in a direction away from the fastening pin 10. Since the edge of the taper fitting between the taper fitting portion 54 and the pin side taper fitting portion 22 of the fastening pin 10 is performed, the bottom portion 62 is simply provided at the upper end portion of the fastening bush 12. With just a simple structure, the edge of the taper fitting between the bush side taper fitting portion 54 and the pin side taper fitting portion 22 can be surely performed. Ku, the formation of such a bottom 62, that such adverse effects are exerted on the screw out operation for the clamp bolt 44 is to have could be advantageously avoided.
[0059]
In addition, in the illustrated fastening device, the clamp bolt 44 is screwed out from the screw hole 34 to move axially outward from the circular recess 30 of the pin main body 11. The amount of outward movement is regulated by the locking structure between the washer 46 and the retaining ring 48, and the clamp bolt 44 is pulled out of the screw hole 34 and removed, and thereby the clamp ring 38 and the compression coil spring. Occurrence of problems such as pulling out of the steel plate 40 and the falling off of the steel ball 36 can be effectively avoided, and the amount of upward movement of the clamp bolt 44 is constant. Even when a plurality of such fastening devices are arranged between the base element 16 and the jig plate 14, Any one of them protrudes greatly, making it difficult to insert and fit the fastening pin 10 into the fastening bush 12, or making it difficult to realize a precise fastening state because it is inaccurate. It becomes.
[0060]
Furthermore, in such a fastening device, as described above, the bottom portion 62 that enables easy edge cutting of the taper fitting between the bush side taper fitting portion 54 and the pin side taper fitting portion 22 is provided on the fastening pin 10. The fastening bush 12 has the bottom 62 because it is formed by simply screwing and fixing the lid 56 provided with the disk portion 58 for providing the bottom 62 to the upper opening. In spite of this, it can be configured with a simple substantially cylindrical shape, whereby the complexity of the structure of the fastening bush 12 and thus of the fastening device as a whole by the formation of the bottom 62 can be advantageously avoided. It is.
[0061]
As described above, the specific configuration of the present invention has been described in detail, but it is merely an example, and the present invention is not limited by such description. Should be understood.
[0062]
For example, in the above-described embodiment, the second moving means is constituted by two independent members, that is, a clamp bolt 44 screwed into the screw hole 34 and a clamp ring 38 having a tapered pressing surface 42. However, it is also possible to constitute the second moving means by a single member having the functions of both the clamp bolt 44 and the clamp ring 38. That is, for example, by chamfering the lower corner portion of the head of the T-bolt, the second moving means is configured by a bolt member in which a tapered pressing surface is formed on the chamfered portion. It's good too. Then, the clamp ring 38 and the compression coil spring 40 that urges the clamp ring 38 upward can be omitted, and the washer 46 constituting a part of the outward movement restricting means can also be omitted. A reduction in the number of points can be advantageously achieved.
[0063]
Further, the first moving means is not limited to the steel ball 36 as shown in the above embodiment, and the first moving means is moved in a direction perpendicular to the axial movement of the second moving means. And a structure that can be partially protruded from the outer peripheral surface of the fastening pin 10. Therefore, for example, instead of the steel ball 36, a cylindrical roller or the like can be used as the first moving means. Of course, it is also possible to adopt.
[0064]
In addition, as an outward movement restricting means, in addition to a structure in which a washer is integrally fixed to a bolt as illustrated, a bolt with a flange in which a flange is integrally formed on a bolt head, Moreover, even if it is a volt | bolt in which the flange is not provided over the perimeter, nothing will interfere. Various locking structures such as the clamp bolt 44 that can regulate the screwing amount in the screwing operation of the screw part in the second moving means can be employed.
[0065]
Furthermore, it goes without saying that the attachment structure of the fastening pin 10 and the fastening bush 12 to the base element 16 and the jig plate 14 is not limited to that shown in the embodiment.
[0066]
In the above-described embodiment, the lid 56 made of a member different from the fastening bush 12 is fixed to the upper opening of the fastening bush 12 so that the disc portion 58 of the lid 56 has the edge cutting mechanism. Although the bottom 62 constituting the pressed portion is formed on the fastening bush 12, there is no problem even if such a bottom 62 is provided integrally with the fastening bush 12.
[0067]
Further, instead of such a bottom 62, the upper end of the fastening bush 12 is inwardly pressed against the upper end surface of the head of the clamp bolt 44 as the clamp bolt 44 moves upward. It is also possible to provide a flange part, an inner protrusion part, etc., and to constitute a pressed part with those things.
[0068]
And in the said embodiment, the specific example of what applied this invention with respect to the fastening apparatus used in order to mutually fasten the base element and jig plate which are attached to the table of machine tools, such as a machining center, was shown. However, the present invention can be advantageously applied to a fastening device used for fastening two various members to be fastened to each other other than a combination of a base element and a jig plate. Of course there is.
[0069]
In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements and the like are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
[0070]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, when the fastening device according to the present invention is used, two members to be fastened can be fastened easily and quickly with excellent positional accuracy. The release of the fastening of the member can be performed quickly with as little effort as possible, and the second movement is performed due to the separation between the fastening bush and the fastening pin when releasing the fastening of the two members. When the screw portion of the means is screwed out from the screw hole of the pin main body portion, excessive screwing of such a screw portion is effectively prevented, so that the constituent members are dispersed or re-fastened. The insertion fitting operation between the fastening bush and the fastening pin can be performed accurately and easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a fastening device according to the present invention.
FIG. 2 is a half longitudinal sectional explanatory view showing a clamp bolt used in the fastening device shown in FIG. 1;
3 is an explanatory view showing a retaining ring used in the fastening device shown in FIG. 1, wherein (a) is a plan view thereof, and (b) is an AA cross-sectional explanatory view of (a). FIG. .
FIG. 4 is an explanatory view showing a use state of the fastening device shown in FIG. 1 and showing a state in which a fastening pin is inserted into an inner hole of a fastening bush.
FIG. 5 is an explanatory view showing another use state of the fastening device shown in FIG. 1, and is an explanatory view showing a complete fastening state of a fastening pin and a fastening bush.
6 is an explanatory view showing still another usage state of the fastening device shown in FIG. 1, wherein a washer provided integrally with the clamp bolt is provided on the inner surface of the circular recess of the pin main body portion. It shows a state where it is locked to a ring and its upward movement is prevented.
[Explanation of symbols]
10 Fastening pin 11 Pin body
12 Fastening bush 14 Jig plate
16 Base element 17 Mounting recess
18 Mounting bolt 20 Mounting bolt
22 Pin side taper fitting part 24 Flange part
26 Pin-side annular engagement surface 28 Reference surface
30 circular recess 32 circular through hole
34 Screw hole 36 Steel ball
38 Clamp ring 40 Compression coil spring
42 Tapered pressing surface 44 Clamp bolt
44a head 44b leg
44c Hexagon socket 46 Washer
48 Retaining ring 49 Reference surface
50 Inner protrusion 51 Outer flange
52 Tapered engagement surface 53 Bush side annular engagement surface
54 Bushing side taper fitting part 56 Lid
58 disc part 60 cylindrical part
62 Bottom 64 Operation hole
66 Through hole 68 Mounting recess

Claims

A fastening bush that is fixedly attached to one of the two members to be fastened;
One of the two members is fixedly attached to the other member, and has a pin main body provided with an internal recess that opens at the front end surface and extends inward in the axial direction. Is a fastening pin that realizes fastening of the two members by being inserted into and fitted into the fastening bush attached to the one member,
A first moving means disposed in the pin body portion of the fastening pin so as to be movable in a direction perpendicular to the axial direction of the fastening pin and projecting from the outer peripheral surface of the pin body portion;
A screw portion that is inserted into the internal space provided in the pin main body portion of the fastening pin and is screwed into a screw hole provided so as to extend in the axial direction with respect to the bottom portion of the internal space; As the screw part is screwed into the screw hole, the screw part is moved in the axial direction, and by the movement, the first moving means is moved by pressing in the direction perpendicular to the axial direction. A second moving means protruding from the outer peripheral surface of
An outer peripheral surface of the pin main body portion is provided on an inner peripheral surface of a portion of the fastening bush where the pin main body portion of the fastening pin is inserted and fitted, and the pin main body portion is inserted into the fastening bush. A disengagement preventing engagement portion that engages with the first moving means protruded from the engagement bushing and prevents movement of the fastening bushing in a direction of detaching the pin body portion from the fastening bushing;
The amount of movement of the second moving means, which is moved axially outward in the internal space by screwing out the screw portion of the second moving means from the screw hole of the pin main body portion, is An outward movement restricting means for preventing the second moving means from moving outward in the axial direction in a state where the moving amount is sufficient to eliminate the protrusion of the one moving means from the outer peripheral surface of the pin main body. When,
Only contains, and said second moving means comprises a bolt member formed by providing the threaded portion to the legs, the legs of the bolt member is inserted, the outer peripheral surface of the lower to the distal end side of the leg portion A taper surface that includes a pressing ring that forms a pressing surface that presses the first moving unit in a direction perpendicular to the axial direction; and the outward movement restricting unit includes the bolt A bolt-side locking member provided integrally with the bolt member so as to be positioned between the head of the member or between the head and the pressing ring and moved in the axial direction together with the bolt member; and the fastening A pin-side locking member that is provided on an inner surface of the internal recess in the pin main body portion of the pin and engages with the bolt-side locking member to prevent the bolt member from moving outward in the axial direction. in the fastening device, characterized in that it is configured.

The inner peripheral surface of the fastening bush and the outer peripheral surface of the pin main body portion of the fastening pin are respectively provided with corresponding tapered surface shapes, and the pin main body portion is inserted into the fastening bush and in a fitted state, A taper fitting means for taper fitting with each other;
The second moving means is engaged with the second moving means by the outward movement of the second moving means with the screwing of the threaded portion of the second moving means with respect to the screw hole of the pin main body. A pressed portion provided on the fastening bush that is pressed in the moving direction of the second moving means, and the fastening is performed by pressing the pressed portion with the movement of the second moving means. An edge cutting mechanism for displacing the bush in a direction of separating from the pin main body and performing taper fitting edge cutting in the taper fitting means;
The fastening device according to claim 1, further comprising a fastening device.

At the end of the fastening bush opposite to the pin body portion insertion side, a bottom portion having an operation hole for performing screwing and unscrewing operation with respect to the screw hole of the second moving means is provided, The bottom portion constitutes a pressed portion of the edge cutting mechanism, and the second moving means is screwed into the screw hole of the second moving means by screwing operation through the operation hole. The fastening device according to claim 2 , wherein the inner surface of the bottom portion can be pressed by the second moving means by being moved outward in the direction.

The bottom portion is formed of a member separate from the fastening bush, and the pressed portion is formed on the fastening bush by being fixed to the fastening bush. 4. The fastening device according to 3 .