(57)【要約】      （修正有）【課題】加工面を基準に被加工物を把持固定し、把持部を固定した状態で被加工物の把持を解除し、把持部の固定を解除しても、把持部の可動部位と固定部位の凹凸球面間に隙間が生じない被加工物把持装置を提供する。【解決手段】一対の少なくとも一方の把持部が、他方の把持部の方向へ直線移動して被加工物を把持する被加工物把持装置であって、上記把持部は、被加工物に接する面の反対面に凸球面５ｃを有する可動部位４と、該可動部位の凸球面を略同径の凹球面８ｃで保持する固定部位７と、上記可動部位および固定部位を支持する支持軸１０とを備え、この支持軸の進退により、上記可動部位に係合するクランプブロック１１の進退により該可動部位と上記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の被加工物と接する面で被加工物を把持固定する。【選択図】図４
2008068351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の少なくとも一方の把持部が、他方の把持部の方向へ直線移動して被加工物を把持する被加工物把持装置であって、
前記把持部は、被加工物に接する面の反対面に凸球面を有する可動部位と、該可動部位の凸球面を略同径の凹球面で保持する固定部位と、前記可動部位および固定部位を支持する支持軸とを備え、
前記固定部位は、前記凹球面の反対面より前記支持軸が貫通しており、
前記可動部位は、前記凸球面を有しかつ該凸球面の反対側の面に形成された凹球面の窪みを有する基部材と、前記窪みに係合するクランプブロックと、該クランプブロックが可動可能に内蔵された基部材の窪みを覆って固定される把持部材とを有し、前記窪みの係合面は、前記凸球面と同芯の球面でかつ該凸球面より小径に形成されており、
前記支持軸は、その先端に前記クランプブロックが固定され、このクランプブロックが前記可動部位の凹球面の窪みに係合し、前記支持軸が前記可動部位および固定部位を貫通することで両部位を支持し、
前記支持軸を進退させることで前記可動部位と前記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする被加工物把持装置。
【請求項２】
前記固定部位は、前記凹球面を有する固定部材と、該固定部材の前記凹球面の反対面に配置され、該固定部材の側面より垂直に挿入された多角形ボルトと螺合して該多角形ボルトの軸方向に進退すると共に該軸方向への勾配面を有するスライド部材と、該スライド部材の勾配面に係合する勾配面を有して該スライド部材の進退に連動して該スライド部材の進退方向に対し垂直方向に移動するブロック部材とを有し、前記固定部材と前記スライド部材と前記ブロック部材とは前記支持軸が貫通することで連結されており、
前記多角形ボルトを回し、該多角形ボルトに螺合する前記スライド部材およびブロック部材を連動させることにより前記支持軸を進退させ、前記可動部位に係合する前記クランプブロックの進退により該可動部位と前記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする請求項１記載の被加工物把持装置。
【請求項３】
前記固定部位は、前記凹球面を有する固定部材と、前記可動部位および固定部位を貫通する前記支持軸の後端部から該支持軸の軸方向に螺合により連結される多角形ボルトとを有し、
前記多角形ボルトを回すことにより前記支持軸を進退させ、前記可動部位に係合する前記クランプブロックの進退により該可動部位と前記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする請求項１記載の被加工物把持装置。
【請求項４】
被加工物の加工面を基準に把持するために、前記固定部位の上面または側面に被加工物の基準部位と接する部位を有することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の被加工物把持装置。
【請求項５】
前記基部材の窪みに形成される前記クランプブロックとの隙間により前記クランプブロックの回転角度を規制することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の被加工物把持装置。
【請求項６】
被加工物の把持解除時に、前記可動部位および固定部位の球面の間に隙間を生じることなく、該可動部位が規制された範囲内で自在に可動であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の被加工物把持装置。
【請求項７】
前記可動部位はその下面に複数個のバネを有し、被加工物の把持解除時に、該可動部位がバネ力により元の位置へ復帰することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の被加工物把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被加工物の把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤などの工作機械で金属や樹脂などを切削加工する場合、バイス（万力）などの把持装置を工作機械のテーブルに設置し、この把持装置で被加工物を把持して加工を行なう。
【０００３】
従来の被加工物把持装置には、被加工物を一対の対向面の間に把持固定し、この対向面の一方または双方に、接触平面を有する回転ボールが回転自在に設けられているバイス（特許文献１）や、被加工物を挟持する２つの挟持部を備え、この２つの挟持部の内の少なくとも一方が、固定部位とこの固定部位に対して少なくとも１軸周りに向きを変えることのできる可動部位からなる組合せブロックとして構成され、この可動部位と固定部位の互いの対向面を球面とする被加工物保持装置（特許文献２）などが開示されている。
【０００４】
上記の被加工物把持装置では、被加工物を把持する把持部がその凹凸球面で向きを変えることが自在であり、多様な形状の被加工物を把持することが可能であるが、被加工物を把持する際、加工面を基準にして被加工物を把持することに着眼されていない。加工面が加工を行なう工具に対し垂直でない場合、加工後の加工物の板厚に差が発生し、見た目が悪いだけでなく、製品として採用することができない。この問題を解決するため、ひとつの材料を加工するたびに、加工する工具に対する加工面の角度を調整しなければならないという問題があった。
また、上記の把持装置では、加工中に把持した被加工物が不意に移動することがある。例えば、切削加工時に加工する工具などにより加工面に負荷がかかった場合など、被加工物の加工面が傾斜を生じたまま加工が続けられてしまうことがあり、加工面の精度保障が困難となる。
【０００５】
また上記の把持装置では、被加工物の把持解除時に、被加工物を把持する部材の凹凸球面の間に隙間を生じる。この凹凸球面の隙間に加工切粉が入り込み、次に被加工物を把持するときに凹凸球面間が密着しなくなる、あるいは凹凸球面の部分が自在に移動しにくくなるなど、被加工物の把持精度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、上記の把持装置では、把持を解除すると同時に把持部の凹凸球面で固定されていた固定部位と可動部位の固定も解除されてしまう。同一形状の被加工物を複数連続して加工する場合、同一位置での繰り返し把持が不可能であり、加工の度に被加工物の加工面の角度を調節して把持させる必要がある。
【特許文献１】特許平８−３０９６７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、加工面を基準に被加工物を把持固定し、把持部の固定部位と可動部位の固定した状態で被加工物の把持を解除し、把持部の固定を解除しても、把持部の可動部位の凸球面と固定部位の凹球面との間に隙間が生じない被加工物把持装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の被加工物把持装置は、一対の少なくとも一方の把持部が、他方の把持部の方向へ直線移動して被加工物を把持する被加工物把持装置であって、上記把持部は、被加工物に接する面の反対面に凸球面を有する可動部位と、該可動部位の凸球面を略同径の凹球面で保持する固定部位と、上記可動部位および固定部位を支持する支持軸とを備え、上記固定部位は、上記凹球面の反対面より上記支持軸が貫通しており、上記可動部位は、上記凸球面を有しかつ該凸球面の反対側の面に形成された凹球面の窪みを有する基部材と、上記窪みに係合するクランプブロックと、該クランプブロックが可動可能に内蔵された基部材の窪みを覆って固定される把持部材とを有し、上記窪みの係合面は、上記凸球面と同芯の球面でかつ該凸球面より小径に形成されており、上記支持軸は、その先端に前記クランプブロックが固定され、このクランプブロックが上記可動部位の凹球面の窪みに係合し、上記支持軸が上記可動部位および固定部位を貫通することで両部位を支持し、上記支持軸を進退させることで上記可動部位と上記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする。
【０００９】
上記固定部位は、上記凹球面を有する固定部材と、該固定部材の上記凹球面の反対面に配置され、該固定部材の側面より垂直に挿入された多角形ボルトと螺合して該多角形ボルトの軸方向に進退すると共に該軸方向への勾配面を有するスライド部材と、該スライド部材の勾配面に係合する勾配面を有して該スライド部材の進退に連動して該スライド部材の進退方向に対し垂直方向に移動するブロック部材とを有し、上記固定部材と上記スライド部材と上記ブロック部材とは上記支持軸が貫通することで連結されており、上記多角形ボルトを回し、該多角形ボルトに螺合する上記スライド部材およびブロック部材を連動させることにより上記支持軸を進退させ、上記可動部位に係合する上記クランプブロックの進退により該可動部位と上記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする。
【００１０】
上記固定部位は、上記凹球面を有する固定部材と、上記可動部位および固定部位を貫通する上記支持軸の後端部から該支持軸の軸方向に螺合により連結される多角形ボルトとを有し、上記多角形ボルトを回すことにより上記支持軸を進退させ、上記可動部位に係合する上記クランプブロックの進退により該可動部位と上記固定部位の対向する球面を密着固定し、該可動部位の把持部材の被加工物と接する面において被加工物を把持固定することを特徴とする。
【００１１】
被加工物の加工面を基準に把持するために、上記固定部位の上面または側面に被加工物の基準部位と接する部位を有することを特徴とする。
上記基部材の窪みに形成される上記クランプブロックとの隙間により上記クランプブロックの回転角度を規制することを特徴とする。
【００１２】
被加工物の把持解除時に、上記可動部位および固定部位の球面の間に隙間を生じることなく、該可動部位が規制された範囲内で自在に可動であることを特徴とする。
上記可動部位はその下面に複数個のバネを有し、被加工物の把持解除時に、該可動部位がバネ力により元の位置へ復帰することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の被加工物把持装置は、被加工物を把持する把持部が、被加工物と接する面の反対面に凸球面を有する可動部位と、該可動部位の凸球面を略同径の凹球面で保持する固定部位を、可動部位に係合するクランプブロックを先端に固定した支持軸が上記可動部位および固定部位を貫通して支持している。このため、上記可動部位が固定部位に対し支持軸に支持されながらそれぞれの球面部で被加工物と接する面の角度を自在に変えることが可能であり、被加工物の形状を問わず、把持が可能である。
また、上記固定部位のスライド部材およびブロック部材を連動させて上記支持軸を進退させる、または上記支持軸後端部より軸方向に直接螺合された多角形ボルトを回して上記支持軸を進退させることにより、この支持軸の先端に固定されまた上記可動部位に係合するクランプブロックを進退させて、この可動部位と固定部位の対向する球面を密着固定する。この密着固定により、可動部位の把持部材の被加工物と接する面が被加工物の形状に沿った角度を保った状態で堅固に固定され、被加工物を堅固に把持固定することができる。
また、把持部の可動部位と固定部位を密着固定した状態で被加工物の把持を解除することができる。つまり、把持部の被加工物と接する面の角度を保った状態で、把持部が加工した被加工物から離れることができ、再び同じ角度で被加工物を把持することができる。このため、連続して同一形状の被加工物を把持することが可能である。
また、多角形ボルトを固定部材の凹球面の反対面に配置した把持装置では、把持装置をより小型化することができ、精密部材の把持にも使用することが可能である。
【００１４】
固定部位の上面または側面に被加工物の基準部位と接する部位を有するため、被加工物の加工面を基準に被加工物を把持固定することができ、片寄った把持を防ぐことができる。また、工作機械による切削加工時に、工具により被加工物に負荷がかかった場合でも、加工面に傾斜を生じさせることなく加工を行なうことが可能である。
【００１５】
把持部の固定を解除する場合、把持部の可動部位の凸球面と固定部位の凹球面の間で支持軸に支持されながら被加工物と接する面の角度を変えて動くことが可能となるが、その凹凸球面間に隙間は生じない。このため、この球面間に加工切粉が入り込むことがなく、把持装置の把持精度を低下させず使用することが可能である。
また、上記基部材の窪みに形成される上記クランプブロックとの隙間により上記クランプブロックの回転角度が規制される。
上記のことから、クランプブロックの凸球面と固定部位の凹球面の間で切削加工時に発生する切粉などの異物を挟みこむことなく、支持軸の軸周りに角度を変えることができ、また上下左右どの方向においても自在に角度を変えることができる。さらに、回転角度を規制する部位を有することにより、固定部位に対する可動部位の回転角度を必要最小限の大きさに収めることが可能である。
また、可動部材の下面に設置されたバネにより、把持部の固定を解除しても可動部材はもとの位置に復帰することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
被加工物把持装置の一例を図に基づいて説明する。図５は被加工物把持装置の概略を説明する図であり、図６は被加工物把持装置により把持される被加工物を説明する斜視図である。また、図７は被加工物把持装置の実施形態を説明する斜視図である。
【００１７】
本発明の被加工物把持装置（以下、把持装置という）１は、一対の把持部を有し、少なくとも一方の把持部が、他方の把持部の方向へ直線移動し、一対の把持部の間で被加工物を把持する把持装置である。具体的には図５で示すように、可動把持部２ａが直線駆動ネジ部３の駆動ネジ３ａにネジ固定部３ｂを介して固定され、摺動部２２上を固定把持部２ｂの方向へ駆動ネジ３ａのネジ回動により直線移動される。この把持装置１は、フライス盤など工作機械のテーブル上に設置され使用されるものである。
【００１８】
図６に示すように把持装置で把持される被加工物２１は、実際に加工される被加工物の加工面（図６（ｂ）の２１ａおよび２１ｂ）の裏面に、加工面に対して垂直に、把持される部位であるリブ部２１ｃをあらかじめ溶接などにより設けておく。このリブ部の両面を把持装置の一対の把持部で把持する。実際に被加工物２１を把持装置１により把持した状態を図７に示す。図７に示すように、工作機械のテーブル上に固定した把持装置１で、被加工物のリブ部２１ｃを把持部２ａおよび２ｂで把持し、被加工物の加工面２１ａまたは２１ｂの表面を加工する。
【００１９】
図５および図７に示すように、被加工物２１を把持する時、把持装置１の一対の把持部２ａおよび２ｂの間に被加工物２１を置き、駆動ネジ３ａを回して可動把持部２ａを、固定された固定把持部２ｂの方向へ摺動部２２の溝などに沿って直線移動させ、一対の把持部の間で被加工物のリブ部２１ｃを挟み仮止めする。その後、把持部２の被加工物と接する面の角度を調節して固定し、被加工物を把持固定する。
【００２０】
本発明の把持装置１の把持部２の実施形態の一例について図に基づき説明する。図１は本発明の一実施例に係る被加工物把持装置の把持部の斜視図である。図２は被加工物を把持する側から見た把持部の組み立て斜視図であり、図３はその反対側から見た把持部の組み立て斜視図である。
【００２１】
図１に示すように把持部２は、被加工物と接する面の反対面に凸球面を有する可動部位４と、この可動部位４の凸球面５ｃを略同径の凹球面８ｃで保持する固定部位７とを、支持軸１０（図示省略）がこの両部材を貫通して支持している。可動部位４および固定部位７の球面間に隙間を有さずに、支持軸１０が可動部位４および固定部位７を貫通して支持した状態で、上記の球面に沿って可動部位４が被加工物と接する面の角度を変えて動くことのできる構造である。
【００２２】
また、図１に示すように、可動部位４と固定部位７はその上面では略同一面を形成するが、その凹凸球面で固定部位７と対面する可動部位４の縦の長さは、対面する固定部位７のそれよりも短い。可動部位４の下辺と把持装置１の把持部２が直線移動する摺動部２２との間に隙間が設けられていることにより、可動部位４は固定部位７に対し把持する面の角度を変えて動くことができる。
また、把持部２は、把持装置１の一対の把持部２の内、どちらか一方または両方の把持部に使用することができる。把持部を可動把持部２ａとして使用する場合、把持部材６の反対面で、図５に示す直線駆動ネジ部３と接続する。
【００２３】
把持部２の構造について図に基づき詳細に説明する。図２に示すように把持部２は、可動部位４と固定部位７を、支持軸１０が貫通して支持する。
【００２４】
固定部位７は、上記可動部位４の基部材５の凸球面５ｃと略同径の凹球面８ｃを有する固定部材８と、この固定部材８の凹球面８ｃの反対面に、可動部位４と固定部位７を貫通して支持する支持軸１０を進退させる部材が組み合わされて配置される。具体的には図２および図３に示すように、凹球面８ｃの反対面の側面を含む一角が切り欠かれた固定部材８に、多角形ボルト１４が座金１５を介して側面より垂直に螺合により挿入される補助部材１６が係合する。この補助部材１６は、係合したその固定部材８側にコの字型の切り欠き部分１６ｃを有する。このコの字型の切り欠き部分１６ｃにそれぞれの勾配面で係合するスライド部材１７とブロック部材１８が組み合わされて挿入される。
【００２５】
図２および図３に示すように、スライド部材１７は、片面の一部に勾配のある切り欠き面を有する板状の部材である。また、切り欠き面のある部分および切り欠き面のない部分にそれぞれこの部材の長さ方向に長さをもつ切り欠き孔１７ｂおよび１７ｃが穿設されている。一方、ブロック部材１８は、このスライド部材１７の勾配のある切り欠き面に係合する勾配面を有する板状の部材である。
この両部材は勾配面どうしを対面させて面接触により係合した状態で、スライド部材１７側を補助部材１６の切り欠き部分１６ｃに挿入する。このとき、スライド部材１８が、固定部材８側になるように挿入する。固定部材８の凹球面８ｃ側の孔８ｂからネジ９ｃによりスライド部材１７の切り欠き孔１７ｂを貫通して補助部材１６の孔１６ｂに挿入され、さらに図５に示す直線駆動ネジ部３のネジ固定部３ｂへ固定される。また補助部材１６側の孔１６ｄおよび１６ｅからそれぞれネジ９ｄおよび９ｅにより固定部材８の孔８ｄおよび８ｅに固定される。
【００２６】
また図２および図３に示すように、スライド部材１７の補助部材１６に挿入される側の面には、上記切り欠き孔１７ｂの孔内に貫通する孔１７ａが穿設されている。補助部材１６の側面からスライド部材１７が挿入される切り欠き部分１６ｃに穿設された雌ネジの切られた孔１６ａに、多角形ボルト１４を座金１５を介して螺合させる。さらに多角形ボルト１４の先端部は、スライド部材１７の孔１７ａに螺合する。この多角形ボルト１４を回すことにより、多角形ボルト１４のネジ回転分、スライド部材１７を補助部材１６の切り欠き部分に沿って多角形ボルト１４側へ引き寄せることができ、また多角形ボルト１４を逆に回すことで、スライド部材１７を多角形ボルト１４の直進方向へネジ回転分移動することができる。
【００２７】
また、可動部位４と固定部位７を貫通して支持する支持軸１０の先端部を、ブロック部材１８を貫通する孔１８ａと、勾配面で面接触するスライド部材１７の勾配面を貫通する孔１７ｃを貫通させ、さらに固定部材８を貫通する孔８ａに挿入する。支持軸１０の後端部はブロック部材１８にネジ１２ｂで固定する。さらに支持軸１０の後端部は反発材１３を有する。この反発材１３には弾力性のある部材である、クッション材やバネなどが使用できる。この支持軸１０の後端部に反発材１３を介してさらに図５に示す直線駆動ネジ部３のネジ固定部３ｂに接する。支持軸１０は反発材１３により常に被加工物と接する面の方向へ付勢されている。
【００２８】
可動部位４は、その凸球面５ｃの反対側の面に形成された凹球面の窪み５ｄを有する基部材５と、この窪み５ｄに係合するクランプブロック１１と、このクランプブロック１１が係合した側を覆って基部材５に固定され、また被加工物と直接接して把持する部材である把持部材６とからなる。
【００２９】
図２に示すように、基部材５はその半面に上下左右が切り欠かれた凸球面５ｃを有している。この凸球面５ｃは、略同径の固定部位７の固定部材８の凹球面８ｃと対面する。また基部材５は、その凸球面５ｃの反対の面、すなわち把持部材６側に、この凸球面５ｃと同芯でありかつこの凸球面５ｃより小径の球面の窪み５ｄを有し、またその窪み５ｄの中心を孔５ａが貫通する。この孔５ａを支持軸１０が貫通し、窪み５ｄにクランプブロック１１が係合する。
【００３０】
クランプロック１１は、円周の円弧の一部を切り欠いた扇状の厚みを持った部材である。このクランプブロック１１が係合する、可動部位４の基部材５の凸球面５ｃの反対面に形成された窪み５ｄも、窪みの円周の円弧の一部に切り欠かれた部分を持つ扇状の形状である。両部材はこの両部材の切り欠き部分で係合する。上記基部材５の窪み５ｄに嵌合して係合したクランプブロック１１は、支持軸１０の先端部にネジ１２ａで固定される。
【００３１】
クランプブロック１１とこのクランプブロック１１が係合する基部材５の窪み５ｄの係合面は、それぞれ略同径の凸球面および凹球面である。この凹凸球面は、上記可動部位４の凸球面５ｃおよび固定部位７の凹球面８ｃと同芯であり、また可動部位と固定部位のそれぞれの球面よりも径が小さい。また、クランプブロック１１の直径は基部材５の窪み５ｄの直径よりも小さく、基部材５の支持軸１０が貫通する孔５ａの直径は、支持軸１０の直径よりも大きい。
クランプブロック１１を係合させた後、図２に示すように把持部材６を、基部材５の凸球面５ｃの反対側の面に、それぞれ孔６ａおよび５ｂをネジ９ａで固定する。この把持部材６は、実際に被加工物と接する部材である。把持部材６は基部材５の窪み５ｄを覆って固定される。
【００３２】
上記の構造により、可動部位４は固定部位７に対しそれぞれの球面の間に隙間を有さずに、支持軸１０を軸とした軸周りに角度を変えることができるだけでなく、上下左右およびどの方向においても自在に角度を変えることができる。
また、可動部位４の基部材５の窪み５ｄ内部では、隙間を有しながら、クランプブロック１１が可動可能に内蔵されるが、この隙間がクランプブロックの回転角度を規制する。この隙間の容積が大きい程、クランプブロック１１は基部材５の窪み５ｄ内部における可動範囲が広くなり、係合する可動部位４の固定部位７に対する角度を大きくすることができる。反対に、この隙間の容積が小さいほど、クランプブロック１１は基部材５の窪み５ｄ内部における可動範囲が狭くなり、係合する可動部位４の固定部位７に対する角度は小さくなる。これらのことから、支持軸１０が、可動部位４の固定部位７に対する角度を変える移動を規制しやすくなる。さらに、被加工物を把持するためには十分な角度範囲で可動部位４を固定部位７に対し移動させることができるが、把持部を固定した後は、可動部位４が固定部位７に対し想定外の角度が変化する移動が起こることを防ぐことができ、安全かつ堅固に把持することが可能である。
【００３３】
実際に本発明の把持装置１で被加工物を把持する場合、可動部位４の被加工物を把持する面の固定部位に対して、固定部位７に可動部位４を水平にした位置（この位置を「原点」と呼ぶ）から上下左右あらゆる方向に対し、それぞれの方向へ最大 3 度可動可能である。
【００３４】
また、図２に示すように可動部位４の下部にバネ２０を設置する。バネ２０の下部が、把持装置１の把持部２が直線移動する摺動部２２と接触するように可動部位４の下部に一対または複数設置する。可動部位４と固定部位７の球面において密着固定を解除している時は、このバネ２０のバネ力により、可動部位４は原点に復帰できる。
【００３５】
把持装置１において、一対の把持部２の間で被加工物２１を挟み仮止めした状態で、さらに被加工物２１の把持面の形状に沿って、把持部２の固定部位７に対し可動部位４が被加工物と接する面の角度を変え、可動部位４と固定部位７が固定されることにより、被加工物２１を堅固に把持固定する。
【００３６】
上記把持部２の可動部位４が固定部位７に固定される機構について説明する。これは、可動部位４の凸球面が固定部位７の凹球面に密着することにより固定されるものである。図４は可動部位４と固定部位７が固定および固定解除される機構を説明する断面図であり、把持部２の上面から見た図である。なお、図４では説明を簡略化するために、被加工物を把持する側をＡ側、その反対側をＢ側とし、支持軸１０の軸方向でＡ側からＢ側への向きは「Ｂ側への方向」、またＢ側からＡ側への向きは「Ａ側への方向」とする。
【００３７】
図４の（ａ）に示すように、可動部位４が固定部位７に固定されていない時は、それぞれの基部材５の凸球面５ｃおよび固定部材８の凹球面８ｃの間で、隙間は生じていないが密着はされておらず、可動部位４は支持軸１０で支持されながら、固定部位７に対し把持する面の角度を変えることが可能である。また、クランプブロック１１と可動部位４の基部材５の係合面１１ｃおよび５ｄも上記の球面間と同様に密着されていない状態である。
【００３８】
この状態から図４の（ｂ）に示すように、固定部位７の一角の補助部材１６の側面にある多角形ボルト１４をスパナなどで時計回りに回す。このことにより、多角形ボルト１４に螺合するスライド部材１７が補助部材１６の切り欠き部分に沿って、多角形ボルト１４のネジ回転分だけ多角形ボルト１４側の方向へ移動する。また、スライド部材１７の勾配面で面接触するブロック部材１８がスライド部材１７の移動により勾配面でＢ側への方向へ移動する。このブロック部材１８の移動により、支持軸１０もネジで固定されているブロック部材１８とともにＢ側の方向へ移動し、それに伴って支持軸１０の先端部にネジ止めされているクランプブロック１１もＢ側の方向へ移動する。これに伴い、係合する基部材５をＢ側の方向へ引き寄せ、基部材５の凸球面５ｃと固定部材８の凹球面８ｃを密着させて固定する。
【００３９】
また反対に上記の固定を解除する場合は、図４の（ｃ）に示すように、多角形ボルト１４を上記と逆の反時計回りに回すことでスライド部材１７が多角形ボルト１４の直進方向へネジ回転分移動する。ここで、ブロック部材１８に固定される支持軸１０の後端部が当接する反発材１３のＡ側の方向への付勢力により、支持軸１０およびクランプブロック１１もＡ側の方向へ移動し、基部材５の凸球面５ｃと固定部材８の凹球面８ｃの密着が解除される。
【００４０】
また、本発明の把持装置の別の実施形態を図に基づいて説明する。図８は把持部の別の実施形態を説明する上面断面図であって、図８の（ａ）が上述の本発明の把持部２の断面図であり、（ｂ）は本発明の別の実施形態を示す把持部２’の断面図である。また、図９はその把持部２’の実施形態を説明する被加工物把持装置１の側面断面図である。
【００４１】
図８の（ｂ）に示すように把持部２’は、被加工物に接する面の反対面に凸球面を有する可動部位４と、この可動部位４の凸球面を略同径の凹球面で保持する固定部位７とを、支持軸１０がこの両部材を貫通して支持している。可動部位４および固定部位７の球面間に隙間を有さずに、支持軸１０が可動部位４および固定部位７を貫通して支持した状態で、上記の球面に沿って可動部位４が被加工物と接する面の角度を変えて動くことのできる構造である。
把持部２’では、可動部位４および固定部位７を貫通する支持軸１０を進退させる多角形ボルト１４が、この支持軸１０の後端部に直接螺合により連結される。具体的には、支持軸１０の後端部には雌ネジが切られており、この雌ネジ部に、上記固定部材７の凹球面の反対面より多角形ボルト１４が螺合により挿入される。支持軸１０の先端部にはクランプブロック１１がネジ止めされ、可動部位４の基部材５の凸球面の反対側の面の窪み５ｄに係合し、この基部材５のクランプブロック１１が係合した側を覆うように被加工物と接する面を有する把持部材６が固定される。
また図８の（ｂ）に示すように、多角形ボルト１４と螺合した支持軸１０の後端部には、固定部材８の凹球面の反対側の面の固定部材８の壁面８’との間に、反発材１３を有する。支持軸１０はこの反発材１３により常に被加工物と接する面の方向へ付勢されている。
【００４２】
把持部２’の可動部位４の凸球面が固定部位７の凹球面に密着することにより固定される機構について説明する。
固定部位７の凸球面の反対面にある多角形ボルト１４をスパナなどで時計回りに回すと、多角形ボルト１４に螺合する支持軸１０が軸方向に沿ってネジ回転分だけ上記凸球面の反対面側の方向へ移動する。このことにより、支持軸１０の先端部にネジ止めされているクランプブロック１１も上記凸球面の反対面へ移動することで、係合する基部材５を同じ方向へ引き寄せ、基部材５の凸球面と固定部材８の凹球面８ｃを密着させて固定する。
また反対に上記の固定を解除する場合は、多角形ボルト１４を上記と逆の反時計回りに回すと、支持軸１０の後端部が当接する反発材１３の被加工物と接する面の方向への付勢力により、支持軸１０およびクランプブロック１１も被加工物と接する面の方向へ移動し、基部材５の凸球面５ｃと固定部材８の凹球面８ｃの密着固定が解除される。
【００４３】
上記のように、多角形ボルト１４を固定部材８の凹球面の反対側の面に配置する場合は、図９に示すように直線駆動ネジ部３の駆動ネジ３ａを可動把持部２’ａの固定部材８の凹球面の反対面下部にベアリング２３などを介して設置し、駆動ネジ３ａを回動させて可動把持部２’ａを摺動部２２上で移動させる。
また、多角形ボルト１４が支持軸１０の後端部に直接螺合する把持部２’では、支持軸１０の被加工物と接する面に対する角度を任意に変えることができる。
【００４４】
図１、図２および図７に示すように、把持部２の固定部位７の上面および側面に当金１９を設置する。被加工物２１を本把持装置１で把持する時、この当金１９が被加工物の加工面２１ａまたは２１ｂの裏面に当接して、被加工物を加工面基準で把持する。当金１９の大きさとしては、把持部２の固定部位７に対して可動部位４が把持する面の角度を変えた場合に、固定部位７の上面から突出した可動部位４の高さ以上のものであればよい。
この当金１９に被加工物の裏面を当接させて加工面基準で把持するので、被加工物の片寄った把持を防ぐことができ、被加工物の加工面を工作機械の工具に対し垂直に保つことができる。また、工作機械による切削加工時に、工具により被加工物に負荷がかかった場合でも、加工面に傾斜を生じさせることなく加工を行なうことが可能である。
被加工物を把持する際、基部材５の凸球面５ｃと固定部材８の凹球面８ｃを密着させ、可動部位４と固定部位７を固定した状態で、把持部２を直線駆動ネジ３により移動させて被加工物から離れれば、続いて同じ形状の被加工物を把持することができる。
また本発明の把持装置１では、被加工物のリブ部２１ｃを堅固に固定する。切削加工においてこの固定した状態で把持装置１本体の角度を変えることにより、被加工物の上記リブ部２１ｃが設けられた面以外の５面の加工を連続して行なうことができる。また、本発明の把持装置１で把持固定することで、被加工物の円形加工も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の被加工物把持装置は、加工面を基準に被加工物を堅固に把持固定し、把持部を固定した状態で被加工物の把持を解除できるため、同じ形状の被加工物を連続加工することが可能であり、把持部の固定を解除しても、把持部の可動部位と固定部位の凹凸球面間に隙間が生じず加工切粉が球面間に入り込むことがないため、あらゆる材質の被加工物を切削加工する工作機械の被加工物把持装置として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る被加工物把持装置の把持部の斜視図である。
【図２】把持部の組み立て斜視図である。
【図３】把持部の組み立て斜視図である。
【図４】可動部位と固定部位が固定および固定解除される機構を説明する断面図である。
【図５】被加工物把持装置の概略を示す図である。
【図６】被加工物把持装置により把持される被加工物を説明する斜視図である。
【図７】被加工物把持装置の実施形態を説明する斜視図である。
【図８】把持部の別の実施形態を説明する上面断面図である。
【図９】把持部の別の実施形態を説明する被加工物把持装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  把持装置
２  把持部
３  直線駆動ネジ部
４  可動部位
５  基部材
６  把持部材
７  固定部位
８  固定部材
９  ネジ
１０  支持軸
１１  クランプブロック
１２  ネジ
１３  反発材
１４  多角形ボルト
１５  座金
１６  補助部材
１７  スライド部材
１８  ブロック部材
１９  当金
２０  バネ
２１  被加工物
２２  摺動部
２３  ベアリング
【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】
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【図８】
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【図９】
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