(57)【要約】【課題】ワークを固定したままで作業者の所望の向きにワークを移動させ、その位置でワークを保持させることのできるワーク支持装置を提供すること。【解決手段】ワーク支持装置を十分に重量のある金属製の球体２と、球体２の外周位置の一部を切り欠いた切り欠き溝５に球体２の接線方向に張り出すように搭載されたバイス３と、上面に凹部が形成された台座４とから構成する。球体２の下部寄りが凹部内に没入することで球体２は台座４に静置される。このように構成すればバイス３の張り出し部分を把持して球体２を持ち上げて回動させてから台座４に置き直すだけでバイス３に挟持されたワークＷを作業者にとって作業しやすい位置に容易に移動させその位置で保持することができるため、作業者は作業位置を自ら移動して変更したり、ワークを挟む位置や向きを変えたりする必要がなくなる。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体と、
同球体の外周位置に装着され、同球体の接線方向に張り出す張り出し部を備えるとともに、ワークを固定するための固定機構を備えたワーク固定部と、
上面に凹部が形成された台座とから構成され、
前記球体の下部側が前記台座の前記凹部内に没入した状態で同球体はその下部側外表面が同凹部の内周面側に密着して静置させられるとともに、同球体は同静置状態で前記ワーク固定部の変位によって同球体に及ぶ重量バランスのずれの影響を受けない程度に十分な重量を有することを特徴とするワーク支持装置。
【請求項２】
前記ワーク固定部は１８０度ずれた２方向に張り出す張り出し部を備え、各張り出し部を含む両側部が中心軸線を挟んで対称に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク支持装置。
【請求項３】
前記ワーク固定部は前記球体外表面に形成された収容部内に配置され、同ワーク固定部は同収容部を区画する壁部によって挟持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク支持装置。
【請求項４】
前記台座の前記凹部の内周面には前記球体の外周面と同じ曲率に形成され、同外周面と面接触する接触面が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク支持装置。
【請求項５】
前記球体の外周面は微細な凹凸面とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワークを加工しやすいように固定した状態で支持するワーク支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からワークを加工する際にワークを動かないように固定して支持する例えばバイスに代表されるようなワーク支持装置がある。バイスは例えば、例えば特許文献１の図１に示すように、ハンドル１８を操作して可動挟持体５を進退させ、固定挟持体２と可動挟持体５の間にワークを挟みこんで固定するという構成が一般的である。
【特許文献１】特開２００４−３０６２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来このようなバイスでワークを固定して作業者が加工作業をする場合、具体的には例えばヤスリやグラインダー等の研削手段でワークの角部を面取りするような研削を施すとした場合を考えると、ワークの形状に応じて角部の位置は様々であるため、作業者は作業位置を自ら移動して変更したり、ワークを挟む位置や向きを変えたりする必要があった。しかし、自分の作業位置の変更はワークの周りを動き回ることとなるため周囲に十分なスペースが取れるような作業環境でなくてはならず、狭い場所での作業では自由に動き回ることは困難であった。また、ワークを挟む位置や向きを変えることは一旦研削作業が中断することとなるため結果として作業が遅延することとなる。更に、ワークが挟みにくいような無理な姿勢でワークを固定しなければならないケースもあり、そのためワークをしっかり固定できずに作業中にワークが動いてしまう等の不具合が生じるおそれもあった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ワークを固定したままで作業者の所望の向きにワークを移動させ、その位置でワークを保持させることのできるワーク支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、球体と、同球体の外周位置に装着され、同球体の接線方向に張り出す張り出し部を備えるとともに、ワークを固定するための固定機構を備えたワーク固定部と、上面に凹部が形成された台座とから構成され、前記球体の下部側が前記台座の前記凹部内に没入した状態で同球体はその下部側外表面が同凹部の内周面側に密着して静置させられるとともに、同球体は同静置状態で前記ワーク固定部の変位によって同球体に及ぶ重量バランスのずれの影響を受けない程度に十分な重量を有するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記ワーク固定部は１８０度ずれた２方向に張り出す張り出し部を備え、各張り出し部を含む両側部が中心軸線を挟んで対称に構成されていることをその要旨とする。
また、請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記ワーク固定部は前記球体外表面に形成された収容部内に配置され、同ワーク固定部は同収容部を区画する壁部によって挟持されていることをその要旨とする。
また、請求項４の発明では請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記台座の前記凹部の内周面には前記球体の外周面と同じ曲率に形成され、同外周面と面接触する接触面が形成されていることをその要旨とする。
また、請求項５の発明では請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記球体の外周面は微細な凹凸面とされていることをその要旨とする。
【０００５】
上記請求項１のような構成では、球体は同球体の下部側が台座の凹部内に没入して凹部内周面側に密着して静置させられる。ここに、球体はワーク固定部の変位によって球体に及ぶ重量バランスのずれの影響を受けない程度に十分な重量を有している。つまり、球体はワーク固定部に比べて十分重く構成されているため、例えば台座の凹部内に載置された状態でワーク固定部が球体の横方向に配置されていたとしても、ワーク固定部の重さによって球体の重量バランスが崩れ、球体が動いたり台座から球体が転げ落ちてしまうようなことはない。もちろん、十分な重量があるので球体に側方から外力を加えても（押しても）簡単に動いたり凹部を乗り越えて転げ落ちてしまうようなこともない。
このような構成であるため、ワークをワーク固定部の固定機構に固定し、球体を持ち上げてワーク固定部を所望の方向に向けることで、作業者は作業しやすい位置にワークを移動させることができる。その際に、球体は重量があるので球体を作業者が直接持ち上げるのは容易ではない。そのため、作業者はワーク固定部の張り出し部を持って（もちろん球体とワーク固定部とを一緒に把持しても構わない）球体を回動させるようにする。
【０００６】
ここに、ワーク固定部は１８０度ずれた２方向に張り出す張り出し部を備え、各張り出し部を含む両側部が中心軸線を挟んで対称に構成されていることが好ましい。球体は自在に回動するため、いずれが左か右か分からなくなるため、操作性の向上のため対称に構成することがよい。更にワーク固定部は球体外表面に形成された収容部内に配置され、この収容部を区画する壁部によってワーク固定部を挟持するようにすることが好ましい。球体を回動させる際に主としてワーク固定部の張り出し部を把持して回動動作を行うのであるが、このような構成を採用することによって負荷のかかるワーク固定部が球体表面でしっかりと支持されることとなる。尚、ここに対称とは両側部の同一性を損なわない程度であれば対称と判断でき、完全な物理的同一だけの場合を対称というわけではない。例えばワーク固定部を構成する一部の微細な違いをもって同一性がない（対称ではない）というものではない。
また、球体の外周面は微細な凹凸面とされていることが好ましい。これによって摩擦力が高まるからである。また、台座の凹部の内周面には球体の外周面と同じ曲率に形成され、外周面と面接触する接触面を形成することが好ましい。このように構成すると台座側の接触面は球体の外周面に隙間無く密着することとなり、摩擦力の向上に寄与する。接触面は台座の凹部の内周面のすべてに形成しても、一部に形成してもよい。一部に形成する場合には特に凹部の外周寄り内周面に帯状に接触面を形成することが好ましい。
また、凹部の深さは球体２の直径の１／３以下が好ましく、１／４〜１／５程度がより好ましい。凹部は比較的浅くすることがワーク固定部をより大きく傾けて所望の角度に配置することができるからである。また、凹部の深さが１／２に近いと球体の取り回しが悪く、高く持ち上げないと回動させにくくなるからでもある。しかし、凹部があまり浅すぎればわずかなバランスの崩れで転がり出てしまうので、１／８以下は好ましくない。
【発明の効果】
【０００７】
上記各請求項の発明では、ワークをワーク固定部の固定機構に固定し、単に球体を持ち上げてワーク固定部を所望の方向に向けて台座に置き直すだけで、作業者にとって作業しやすい位置にワークを移動させその移動させた位置で保持させることができるため、作業者は作業位置を自ら移動して変更したり、ワークを挟む位置や向きを変えたりする必要がなくなる。また、作業者はワーク固定部の張り出し部を持って球体を持ち上げることができるので、球体の回動作業も楽に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク支持装置を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、本実施の形態のワーク支持装置１は球体２、ワーク固定部としてのバイス３及び台座４から構成されている。
球体２は鋳物製の中実の鉄球であり、その外表面には微細な凹凸が形成されている。図４に示すように、球体２の外表面の一部には接線方向にチャンネル状に切り欠いた収容部としての切り欠き溝５が形成されている。球体２は切り欠き溝５位置を除きすべての方向の曲率が同じ（つまりどの位置で切っても切り口は真円となる）とされている。切り欠き溝５の上面には４つの第１のボルト孔６が形成されている。
切り欠き溝５位置にはバイス３が搭載されている。バイス３は切り欠き溝５と同幅の本体７を備えている。本体７は底板８と同底板８の左右端に垂直に立設された軸受け部９から構成されている。本体７の全長は球体の直径よりも若干長く構成されている。バイス３は切り欠き溝５位置に搭載状態において底板８の側面８ａが切り欠き溝５の内側面５ａと面接触する。
軸受け部９には内周面に雌ネジが切られた軸受け孔１０が形成されている。底板８の中央には下方に開放された案内溝１１が左右方向に直線状に延設されている。図２に示すように案内溝１１の下方位置には段差部１２が形成されている。底板８には４つの第２のボルト孔１３が形成されている。底板８（本体７）は前記切り欠き溝５の第１のボルト孔６と第２のボルト孔１３とを照合させた状態でボルト１５によって球体２側に締め付け固定されている。
【０００９】
案内溝１１内には２つのスライドコマ１７ａ、１７ｂが左右方向にスライド可能に配設されている。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライドコマ１７ａ、１７ｂはワークを挟持する部分に相当する直方体形状の本体プレス部１８と同本体プレス部１８の下方において左右方向に延出されるレール部１９とから構成されている。レール部１９は案内溝１１内に収容されている。これによってスライドコマ１７ａ、１７ｂは案内溝１１に沿って直線状に進退が可能となる。図１、図２並びに図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、レール部１９の裏面にはレール部１９の案内溝１１からの上方への脱落を防止するための係合プレート２０が固着されている。図２に示すように係合プレート２０は前記段差部１２に係合されている。尚、図８（ａ）及び（ｂ）はスライドコマ１７ａについて図示したが、スライドコマ１７ｂも挟持面に形成された切り欠きの方向及び数が相違するだけでその他は同じ構成である。
各スライドコマ１７ａ、１７ｂの本体プレス部１８の裏面には長尺のネジ体２１の先端が連結されている。ネジ体２１の外周には雄ネジが切られている。各ネジ体２１の雄ネジはそれぞれ軸受け孔１０の雌ネジと螺合され、その基端側は本体７の外方向に延出されている。ネジ体２１の基端にはハンドル２２が取り外し可能に取着されている。
このように構成されたバイス３は図３に示すように中心線Ｐを挟んで左右対称に構成されている（スライドコマ１７ａ，１７ｂについては挟持面に形成された切り欠きの方向及び数のみが異なる）。
【００１０】
ここで、本体プレス部１８とネジ体２１の先端との連結構造について説明する。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ネジ体２１の先端には同ネジ体２１よりも大径の円形に構成された回転プレート２３が固着されている。回転プレート２３は本体プレス部１８に形成された円筒形状の嵌合孔２４に嵌合され、抑えボルト２５によって嵌合孔２４に対し脱落不能にかつ嵌合孔２４内において自転可能に保持されている。従って、ネジ体２１が回動して軸受け部９に対して進退する際にネジ体２１先端の本体プレス部１８はネジ体２１に連れ回りすることなくネジ体２１の進退に追随する。
このような構成のバイス３では、ハンドル２２を回動させるとネジ体２１は軸受け部９とのネジ関係によって進退する。すると、ネジ体２１の進退に追随してスライドコマ１７ａ、１７ｂも左右方向に移動する。いずれか一方、あるいは両方のハンドル２２を回動させネジ体２１を進出させることで両スライドコマ１７ａ、１７ｂの対抗面でワークを挟持することが可能となる。
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、合成ゴム製の台座４は扁平な円筒形状をなし、上部中央に球体２と同じ曲率の内周面を有する凹部２６が形成されている。本実施の形態では凹部２６の深さは球体２の直径の約１／４とされている。
【００１１】
次に、このような構成のワーク支持装置１の作用について説明する。
まず、図６の破線で示すようなバイス３が上部に配置された状態を基本位置とする。そして、例えば、ワークＷの面取りをする場合において、作業者はハンドル２２を操作してワークＷをバイス３のスライドコマ１７ａ、１７ｂ間に挟持させる。作業者がこの状態で手前側の角部について面取り作業をしても球体２は十分重量があることと、凹部２６内における球体外表面と凹部２６内表面との摩擦力によって動くことなく静止した状態で保持される。ここに、本実施の形態では手前側の角部の面取り作業をした後に、例えば奥側（裏側）の角部について面取り作業をする場合においては、ハンドル２２を操作してワークＷを一旦取り出してその向きを変えたり、自ら面取りする位置に移動する必要はない。すなわち、図６の矢印に示すように持ち上げた球体２を手前側に９０度ほど回動させて奥側（裏側）の角部が手前側に移動するように置き直せばよい。これによって次に加工したい箇所を作業者の正面に配置させることができる。この際に作業者は持ちにくい球体２を直接把持するのではなく、作業者から見て左右に張り出したバイス３のハンドル２２やネジ体２１や軸受け部９、あるいは底板８の両端寄り部分等の張り出し部を手がかりにして球体２を持ち上げて回動させることが可能である。
また、図６の実線で示すようにバイス３が球体２の横面に移動したとしても球体２自身が十分重量があることと台座４の凹部２６との間の摩擦力によって台座４から球体２が転げ落ちてしまうようなことはない。
作業者は面取りしたい部分が自分の正面に来るように球体２を適宜回動させて作業を行っていく。
【００１２】
このように構成することにより本実施の形態１のワーク支持装置１は次のような効果を奏する。
（１）作業者はバイス３に固定したワークＷを作業しやすい所望の位置に自由に移動させることができるため、作業効率が上がるとともに、自身が動き回る必要もないため、狭いスペースの作業場において特に有利となる。
（２）本実施の形態のワーク支持装置１では左右両側にハンドル２２があり２つのスライドコマ１７ａ、１７ｂを両方とも進退させることができる。つまり、左右どちらからでも締め付けができるバイス３となっているため、ワークＷを中央に配置したり、あるいは任意の位置に移動させたり、更にワークＷの微妙な位置取りが可能となっている。また、バイス３は左右対称であるため台座４で回動させて水平方向に１８０度位置が変わったとしても、バイス３の見た目が同じであるため違和感を感じたり作業性が劣ることがない。例えば、ハンドルが片方しかない場合では１８０度回動させればハンドルの向きが逆になってしまうため作業性が劣ることとなるが、本実施の形態のワーク支持装置１ではそのような不都合はない。
（３）球体２には凹凸があるので台座４の凹部２６との間の摩擦力が大きくなり、球体２の凹部２６内における転動しにくさが向上する。
（４）バイス３の本体７は切り欠き溝５内において内側面５ａによって挟持されている。そのため、特に図６のようにスライドコマ１７ａ、１７ｂの移動方向に対して交差する方向に回動させる際には本体７は内側面５ａによって前後からしっかりと支持されることとなって、特にボルト１５にかかる負荷が軽減されることとなる。
（５）凹部２６が深すぎると高く球体２を持ち上げなくてはならず、逆に浅すぎてはわずかなバランスの崩れで球体２が転がり出てしまう可能性もあるが、本実施の形態はちょうどよい深さの凹部２６とされており、いずれの問題も生じにくい。
【００１３】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施の形態では台座４の凹部２６は球体２の下部に密着するような構成であったが、球体２が十分な重量があれば凹部２６の深さを調整することで十分台座４上で静止させることはできる。そのため、凹部２６の形状は上記に限定されることはなく種々に変更可能である。例えば、図９に示すような台座４の凹部２８を形成し、球体２との接触に関しては別途Ｏリング２９を凹部２８内に配設するようにしてもよい。
・ワーク固定部としては上記バイス３に限定されるものではない。バイス３は一例であって他の固定装置を排除するものではない。また、バイス３の形状も上記実施の形態のものに限定されるものではない（バイス３の形状が限定されないということを明らかにするため図１０でバイス３を破線で示す）。
・上記実施の形態ではバイス３は切り欠き溝５に収容されていたが、切り欠き溝５ではなく球面にそのまま装着するようにしてもよい。また、収容部としてこのような形状の切り欠き溝５に限定されるものではない。
・球体２の素材は十分な重量が確保できれば金属以外の素材、例えば硬質プラスチックやセラミック、石等を使用することも可能である。
・球体２の表面は上記のように凹凸がなく滑らかな面であったももちろん構わない。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態のワーク支持装置（台座を除く）の一部破断正面図。
【図２】同じ実施の形態のワーク支持装置（台座を除く）のＡ−Ａ線における側断面図。
【図３】同じ実施の形態のワーク支持装置（台座を除く）の平面図。
【図４】同じ実施の形態のワーク支持装置の斜視図。
【図５】同じ実施の形態のワーク支持装置の台座であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は中央線における断面図。
【図６】同じ実施の形態のワーク支持装置の使用方法を説明する斜視図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本体プレス部とネジ体の先端との連結構造を説明する説明図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はスライドコマの斜視図。
【図９】他の実施の形態の台座の断面図。
【図１０】球体に装着されるバイスの形状が限定されないことを説明する斜視図。
【符号の説明】
【００１５】
１…ワーク支持装置、２…球体、３…ワーク固定部としてのバイス、４…台座、８…張り出し部としての底板の両端寄り部分、９…張り出し部及び固定機構の一部としての軸受け部、１７ａ、１７ｂ…固定機構の一部としてのスライドコマ、２１…張り出し部及び固定機構の一部としてのネジ体、２２…張り出し部及び固定機構の一部としてのハンドル、２６…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006192534.tif 000009
【図８】
2006192534.tif 000010
【図９】
2006192534.tif 000011
【図１０】
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