(57)【要約】【課題】多数のワークを一括して把持するワークバイスにおいて、ワークの寸法に応じてスペーサを交換しなければならない問題や、ワークの着脱の際にワーク受台が脱落したり浮き上がったりする問題を解決して、ワークをバイスに着脱する際の作業負担を低減する。【解決手段】ワークを把持する固定把持面５ａと可動把持面５ｂの間に設置されるスペーサ６を、ワーク把持方向の寸法を変更可能なスペーサとする。スペーサ６のワーク把持方向両端に配置されるワーク受台４（４ａ、４ｂ）がスペーサ６を取り外しても添設されている部材から脱落したり基台１１から浮き上がったりしない構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台(11)に取り付けられて当該基台の上面と平行に進退する可動把持面(5b)を備えたワーク固定具(3)と、
前記基台の定位置に取り付けられて前記可動把持面に対向する固定把持面(5a)を備えた対向部材(2)と、
前記ワーク固定具と対向部材との間の基台上に設置されるスペーサ(6)とを備えた複数ワークを把持するワークバイスにおいて、
前記スペーサ(6)は、前記可動把持面の進退ストロークより短いピッチの櫛歯(65)で嵌合する枠部材(64)と凸部材(69)とを備え、前記櫛歯の嵌合位置を変更することにより、前記可動把持面と固定把持面とで把持されるワークの寸法に応じてワーク把持方向の寸法を調整可能な、ワークバイス。
【請求項２】
前記スペーサの両端にワーク受台(4)が配置され、前記ワークが当該ワーク受台の薄肉にした上辺で両端部を支持される、請求項１記載のワークバイス。
【請求項３】
等ピッチで形成された櫛歯(65)で嵌合する枠部材(64)と凸部材(69)とを備え、当該枠部材と凸部材は、前記櫛歯の延在方向と直交する互いに平行な端面(6a,6b)を備えている、ワークバイス用のスペーサ。
【請求項４】
前記枠部材が、互いに平行な複数の凹部(70)を備え、前記凸部材は、これらの凹部に挿入される複数の凸部(66)を備えている、請求項３記載のスペーサ。
【請求項５】
一辺を薄肉に加工した板材と、この板材の厚肉部を貫通する貫通孔(42,49)と、当該貫通孔に長手直角方向に遊動可能に挿通される取付ボルト(43)と、前記貫通孔に挿通された当該取付ボルトを前記一辺側に付勢する付勢部材(47,50)とを備え、当該付勢部材は、前記取付ボルトを当該ボルトの反ねじ部側にも付勢している、ワークバイス用のワーク受台。
【請求項６】
前記付勢部材が、前記取付ボルト(43)の側面に弾圧されるボールを備えたボールプランジャ(47)であり、当該ボールプランジャのボール(48)は、前記取付ボルトの反ねじ部側が大径となった傾斜面(45)に押接されている、請求項５記載のワーク受台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マシニングセンタその他の回転工具を備えた工作機械のテーブルにワークを固定するのに用いるバイス及び当該バイスに使用するスペーサ及びワーク受台に関するもので、多数のワークを一括して工作機械に供給するのに好適な上記装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、複数のワークを一括して把持することができるワークバイスや、そのようなワークバイスに使用するワーク固定具を種々提案している。例えば特許文献１、２は、細長い基台や平板状の基台に手動ないし流体圧によって進退するワーク把持面を備えたワーク固定具を複数個配置することにより、同一形状の多数のワークや不定形のワークを固定する技術を提案している。
【０００３】
細長い基台上に複数のワークを把持できるようにしたワークバイスの複数個をパレットやコラム（周面に垂直なバイス取付部を備えた短い柱状の部材）に取り付けて、機外でこれらのパレットやコラムに多数のワークを固定して工作機械に搬入することにより、工作機械への多数のワークの搬入搬出を速やかに行うことができ、機械の稼働率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７‐３０７６４９号公報
【特許文献２】特許第５８６９４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願出願人が提案した上記構造のワークバイスにワークを固定する際には、ワークの寸法に応じたスペーサやワーク受台を使用する場合が多くある。スペーサは、六面体の金属ブロックであり、ワーク受台も板状の簡単な形状のものであるが、１個のワークにつき１個のスペーサと２個の受台を必要とするため、多数のワークを一括して加工しようとすると、スペーサや受台も多数必要になる。また、スペーサは、ワークの寸法に応じた寸法のものが必要であるため、ワークの寸法が変わるごとに、その寸法に応じたスペーサを多数準備しなければならない。
【０００６】
更に、例えば六面体形状のワークを加工する場合、バイスで把持されている面とバイスの基台側に向く面とは加工することができないので、加工可能な３面を加工した後、ワークを付け替えて残りの３面を加工しなければならない。通常は、付け替えたときのワークの把持方向の寸法が変化するので、そのような単純な形状のワークであっても１個のワークについて寸法の異なる２個のスペーサが必要となる。
【０００７】
多数のワークを一旦パレットやコラムに取り付けてしまえば、それらのワークの加工は自動で連続的に行うことができる。一方、多数のワークをバイスに取り付ける作業は自動化するのが困難であり、人手で行うにしても時間がかかる。そのため、一括して連続加工するワークの数を多くすればするほど、ワークをバイスに取り付けたり付け替えたり取り外したりするのに必要な作業時間の割合が多くなり、そのような作業が生産性の向上や省力化の障害になってくる。
【０００８】
そこでこの発明は、ワークを一括して把持できるようにしたワークバイスにおいて、ワークの寸法が変わるごとに異なる寸法のスペーサを多数準備しなければならないという問題や、バイスへのワークの着脱の際にワーク受台が脱落したりバイスの基台から浮き上がったりして、バイス上でのワークの位置決めが不完全になったり、ワークを正確に位置決めして固定するのに時間がかかったりする問題を解決して、多数のワークや寸法の異なるワークをバイスに着脱する際の作業負担を低減できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のワークバイスは、基台１１に取り付けられて基台１１の上面と平行に進退する可動把持面５ｂを備えたワーク固定具３と、基台１１の定位置に取り付けられて可動把持面５ｂに対向する固定把持面５ａを備えた対向部材２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、ワーク固定具３と対向部材２との間の基台１１上に設置されるスペーサ６とを備えているワークバイスにおいて、スペーサ６を、ワーク把持方向の寸法を変更可能なスペーサとすること、更に、スペーサ６のワーク把持方向両端に配置されるワーク受台４（４ａ、４ｂ）がスペーサ６を取り外しても添設されている部材から脱落したり基台１１から浮き上がったりしない構造とすることにより、上記課題を解決している。
【００１０】
この発明のワークバイスにおけるスペーサ６は、ワーク固定具３の可動把持面５ｂの進退ストロークより短い等ピッチｐでワーク把持方向に形成された櫛歯６５で嵌合する枠部材６４と凸部材６９とを備えている。枠部材６４と凸部材６９は、ワーク固定具の基部３１とこれに対向する対向部材２、すなわちバイスの口金２ａ、２ｂや中間部材２ｃとにそれぞれ当接する端面６ａ、６ｂを備えている。
【００１１】
把持されるワークｗの把持方向の両端をワーク受台４（４ａ、４ｂ）で支えるときは、ワーク固定具の基部３１及び対向部材２にワーク受台４（４ａ、４ｂ）が添設される。
【００１２】
また、この発明のワーク受台４は、上辺を薄肉に加工した板材と、この板材の厚肉部を貫通する貫通孔４２、４９と、貫通孔４２、４９にワーク把持方向と直交する方向に遊動可能に挿通される取付ボルト４３と、貫通孔４２、４９に挿通された取付ボルト４３を前記上辺方向に付勢する付勢部材４７、５０とを備えており、付勢部材４７、５０は、取付ボルト４３をその反ねじ部側にも付勢しているというものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のワークバイスは、ワークの把持長さに応じて寸法を変更できるスペーサ６を備えているので、ワークの把持寸法が変わったときに、その把持寸法に対応するスペーサを新たに準備する必要がない。
【００１４】
また、スペーサ６の把持方向の寸法を変更するためにスペーサ６を取り外しても、ワーク受台４が脱落したり浮き上がったりすることがない。
【００１５】
従って、ワークを一括して把持できるようにしたワークバイスにおいて、異なる寸法のスペーサを多数準備しなければならないという問題や、バイスへのワークの着脱の際にワーク受台が脱落したり浮き上がったりする問題が解消され、多数のワークや寸法の異なるワークを工作機械に搬入・搬出する段取り時における作業負担を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】バイスの側面図
【図２】スペーサの斜視図
【図３】スペーサの断面平面図
【図４】櫛歯の他の形状を示した拡大図
【図５】固定側のワーク受台の斜視図
【図６】可動側のワーク受台の斜視図
【図７】受台の取付構造を示す断面側面図
【図８】受台の他の取付構造を示す要部の断面側面図
【図９】ワークの一例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施例を示す図面を参照して、この発明のワークバイス、スペーサ及びワーク受台を具体的に説明する。図１は、４個のワークを把持しているバイスの側面図で、１１は基台、１２は基台１１の一端に固定された固定顎、２ａは固定顎１２に取り付けられた固定口金、１３はワーク把持方向（図１の左右方向。）に移動自在かつピン１４で所望の位置に固定された移動台、１５は、移動台１３に螺合されたワーク把持方向のねじ（図１にはその頭部１６のみが表れている）により、ワーク把持方向に進退する可動顎、２ｂは可動顎１５に取り付けられた可動口金である。
【００１８】
２ｃは固定口金２ａと可動口金２ｂとの中間位置に配置された中間部材、３は固定口金２ａと中間部材２ｃとの間及び可動口金２ｂと中間部材２ｃとの間に配置されたワーク固定具、４ａは固定把持面５ａ（口金２ａ、２ｂの端面及び中間部材２ｃの両端面）に添設されたワーク受台、４ｂはワーク固定具３の基部３１の両端面に添設されたワーク受台、６はワーク受台４ａ、４ｂの間に配置されたスペーサ、ｗはワーク受台４ａ、４ｂの上辺に載った状態でワーク固定具３の可動把持面５ｂと、対向部材２の端面（固定把持面）５ａとで挟持されているワークである。
【００１９】
移動台１３、可動顎１５、中間部材２ｃ及びワーク固定具の基部３１は、ワーク把持方向に摺動自在に装着されており、移動台１３は、基台１１のワーク把持方向に所定間隔で設けたピン孔１７にピン１４を差し込むことによって、その摺動位置を固定できるようになっている。
【００２０】
ワーク固定具３は、短いストロークでワーク把持方向に進退する可動把持面５ｂを備えている。詳細構造の例が特許文献２に開示されているので、詳細は省略するが、内蔵されたばねによって両端の可動把持面５ｂが進出方向に付勢され、基部に設けた空気流路３２に空気圧を供給することによって両可動把持面５ｂが縮退し、基部３１に設けた液体流路３３に油圧を供給することによって両可動把持面５ｂが強力に進出して、定位置にある固定把持面５ａとの間でワークｗを把持するというものである。
【００２１】
スペーサ６は、可動把持面５ｂが縮退したときにワークｗの把持が解かれ、可動把持面５ｂが進出したときにワークｗが把持されるように固定把持面５ａと可動把持面５ｂとの間隔を規定するためにワーク受台４ａ、４ｂの間（ワーク受台を設けないときは、固定把持面５ａとワーク固定具の基部３１の端面との間）に配置されている。従って、スペーサ６のワーク把持方向の寸法ｄは、ワークｗの把持方向の長さａ又はｂ（図９参照）に応じた寸法とする必要がある。
【００２２】
図２ないし図３は、この発明のバイスのスペーサ６の実施例を示した図である。スペーサ６は、立方体状の鋼鉄製の素材をレーザー加工機などにより櫛歯状の切断線ｃに沿って奇数個のピース（図の例では５個のピース）に切断し、切断した櫛歯相互を噛み合わせた状態で奇数番目のピース６１を連結板６２にボルト６３止めして一体化することにより凹部７０を形成した枠部材６４と、偶数番目のピース（凸部）６６を連結板６７にボルト６８止めして一体化した凸部材６９との２個の部材で形成されている。櫛歯６５のピッチｐは、総て等しくかつワーク固定具の可動把持面５ｂの進退ストロークより短い。
【００２３】
上記のような枠部材６４と凸部材６９からなるスペーサ６は、枠部材６４と凸部材６９を深く嵌合してスペーサを短くしたときの寸法と、浅く嵌合（例えば２歯で嵌合）して長くしたときの寸法との間で、ワークの把持寸法に応じた寸法に自在に変更することができる。
【００２４】
寸法の変更幅を大きくしようとすると、枠部材６４及び凸部材６９のワーク把持方向の寸法も大きくなるので、最も深く嵌合したときのスペーサの長さｄ（前記ピースに切断したときの素材の長さと略等しい）の異なる複数種類のものを用意しておけば、あらゆる寸法のワークに対応できる。
【００２５】
櫛歯６５をコの字形が連続する櫛歯としたときは、嵌合した枠部材と凸部材との間に切断により生じた隙間の２倍のワーク把持方向のガタが生ずる。このガタは実用上問題にはならないが、このガタを嫌うときは、図４に示すように、櫛歯６５を片台形が連続する形状とし、その櫛歯の上辺の部分を余分に削り落とすことにより、枠部材と凸部材の櫛歯相互を密着させた状態で嵌合させることができる。
【００２６】
図５ないし図８は、受台４（４ａ、４ｂ）とその取付構造を示した図である。受台４を添設するワーク固定具の基部３１の両端面及び固定把持面５ａは、ねじ孔４１を備えている。受台４は、このねじ孔に対向する位置に貫通孔４２を備えている。受台を取り付けるボルト４３は、先端にねじ４４を備え、受台の貫通孔４２部分に位置する頭部側は、ねじを備えておらず、反ねじ側が大径となる斜面（円錐面）４５とされている。
【００２７】
受台の貫通孔４２は、ねじの頭部４６より大径であるか、幅寸法が頭部４６がちょうど収まる寸法で、上下方向が幅寸法より長い長円形の孔である。そして、受台４（４ａ、４ｂ）の下辺側から明けたねじ孔にボールプランジャ４７が取り付けられている。ボールプランジャ４７は、ボール４８が貫通孔４２の周面から突出して挿通されたボルト４３の円錐面４５に押接されるように取り付けられている。
【００２８】
このような構造で取り付けられた受台４は、ボールプランジャ４７のばね力によって下方へ、すなわち基台側へと付勢され、かつ先端のボール４８と円錐面４５との当接による分力により、対向部材２の固定把持面５ａ及びワーク固定具の基部３１の端面に押し付けられた状態で保持される。
【００２９】
そして、受台４をその取付面から引き離す方向に引張ると、円錐面４５によってボール４８が押し下げられて、受台４が取り外される。また、ボルト４３を貫通孔４２に挿入して受台４をその取付面に押し付けると、ボルトの頭部４６によってボールプランジャのボール４８が押し下げられて頭部を乗り越えることにより、受台４を取り付けることができる。
【００３０】
取り付けられた受台４は、取付面に密着するとともに、下方への付勢力によって基台１１の上面に当接し、従って、ワークを受ける上辺の位置が狂うことがない。
【００３１】
なお、受台４の上辺が薄肉に加工されているのは、例えばワークに貫通孔を設ける場合など、ワークを貫通したドリルの先端と受台４とが干渉するのを可及的に避けるためである。ワーク固定具の基部３１に添設される受台４ｂの上辺が両側から削られて薄肉となっているのは、可動把持面５ｂの進退動作が受台４ｂの上辺部分との当接によって阻害されるのを防止するためである。
【００３２】
図８は、受台４の他の取付構造を示した図で、ボルトの頭部４６と受台に設けた円錐状の貫通孔４９との間にウレタン製の円錐駒５０を挿入した構造である。弾性体からなる円錐駒５０の形状とボルト４３や貫通孔４９の円錐面によって、ボルト４３及び円錐駒５０を介して取り付けた受台４を下方（基台側）及び取付面側に付勢する構造である。
【００３３】
上記構造のバイスを用いてワークを加工するときの操作は次のように行われる。基台１１を工作機械（例えば横型マシニングセンタ）のテーブルに搬入するパレットの上面やコラムの側面に取り付け、ねじ頭１６を回動して固定口金２ａと可動口金２ｂとの間に配置した中間部材２ｃ、ワーク固定具の基部３１及びそれらの間に配置したワーク受台４ａ、４ｂ及びスペーサ６を一括して把持して固定する。
【００３４】
次にワーク固定具の基部３１に設けた空気流路３２に工場空気を供給して、可動把持面５ｂを縮退させ、縮退した可動把持面５ｂとそれらに対向する固定把持面５ａとの間にワークｗを挿入し、受台４の上辺にワークを押し付けた状態で工場空気の供給を止める。この状態でワークｗは、ワーク固定具３に内蔵したばねで可動把持面５ｂと固定把持面５ａとで軽く把持されて脱落しない状態となるので、パレットやコラムを工作機械のテーブルに固定する。そして、液体流路３３に油圧を供給してワークｗを強固に把持した状態でワークの加工を行う。ワークの加工が終了したら、供給されている油圧を解放し、パレットやコラムを機外に搬出して空気流路３２に空気を供給することにより、ワークを取り外す。
【００３５】
例えばワークが図９に示すような立方体のワークで、対向端面Ａ‐Ａを把持してＣ面と対向側面Ｂ‐Ｂを加工し、当該ワークを取り外した後で反対側のＣ面及び端面Ａ‐Ａを加工するときは、加工済のＣ面を基台側にして対向側面Ｂ‐Ｂを把持して加工を行う。この際、ワークの把持方向の寸法がａからｂに変わるので、スペーサ６の長さも変更しなければならない。そこで可動顎１５を後退してスペーサ６を取り外し、スペーサ６の枠部材６４と凸部材６９の櫛歯６５の嵌合位置を変えることにより、ワーク把持方向の寸法ｄを変更する。
【００３６】
このスペーサの寸法変更の際に、例えばバイスをコラムの垂直面に取り付けられている場合であっても、ワーク受台４は、上記構造により基台１１に押し付けられかつそれが添設されている口金２ａ、２ｂ、中間部材２ｃ及びワーク固定具の基部３１に押し付けられているので、脱落したり基台から浮き上がったりしないので、スペーサの把持寸法の変更作業が容易で、把持寸法の変更の際にワーク受台がずれることに起因する加工誤差の発生も防止できる。
【００３７】
この発明のワークバイスのスペーサ６は、ワーク固定具３の可動把持面５ｂのストロークより短いピッチで固定把持面５ａと可動把持面５ｂ間の間隔を調整可能である。また、受台４は、固定顎１２を緩めても移動したり脱落したりしない。ワークによっては、受台４を取り外して把持する場合もあるので、そのうな場合でも受台４の着脱が容易である。
【００３８】
なお、上記は４個のワークを同時に把持できるバイスについて説明したが、この発明のスペーサ６やワーク受台４は、１個のワークを把持するバイスにも採用することができる。また、長い基台１１を有するバイスに中間部材２ｃとワーク固定具３を交互に配置することによって、１個のバイスにより多くのワークを把持することができる。更にそのようなワークバイスの複数個をパレットやコラムに取り付けて工作機械に搬入することにより、多数のワークを一括して連続加工することが可能である。
【００３９】
また、ワーク固定具３の可動把持面５ｂを進退させる油圧や空気圧は、各ワーク固定具の流路３２、３３を配管で連結すること、又は基台１１に設けたワーク把持方向の流路を通して各ワーク固定具３に供給することにより、一括して供給することが可能である。
【００４０】
以上説明したように、この発明のワークバイスは、ワークの把持長さに応じて寸法を間欠的に変更できるスペーサ６と、スペーサ６を取り外しても脱落することがなく、かつバイスの基台１１に常時当接しているワーク受台４を備えているので、ワークの把持寸法が変わったときに、ワークごとにその把持寸法に対応するスペーサを新たに準備する必要がなく、またワーク寸法に合わせてスペーサを交換する際にワーク受台が脱落したり、基台上から浮き上がったりすることがないので、多数のワークを工作機械のテーブルに搬入するパレットやコラムに取り付けるときの作業性を大幅に低減することができるとともに、多種類のワークを加工するときのそれぞれのワークに応じた多数のスペーサを準備しなければならないという問題を解決することができる。
【符号の説明】
【００４１】
２ａ  固定口金
２ｂ  可動口金
２ｃ  中間部材
３  ワーク固定具
４（４ａ、４ｂ）  ワーク受台
６  スペーサ
６ａ、６ｂ  端面
５ａ  固定把持面
５ｂ  可動把持面
１１  基台
３１  基部
４２、４９  貫通孔
４３  取付ボルト
４５  傾斜面
４７  ボールプランジャ
４８  ボールプランジャのボール
５０  円錐駒
６４  枠部材
６５  櫛歯
６９  凸部材
７０  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】
2018001346.tif 000008
【図７】
2018001346.tif 000009
【図８】
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【図９】
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