(57)【要約】【課題】被加工板材を把持して所望の外形形状の板状片の外周切削加工をＮＣ加工で行うのに好適な小型で構造が簡単な被加工板の把持装置を提供する。【解決手段】下クランプ駒２の上面上に被加工板（ワークブランク）Ｗが供給されると、締弛モーター１０が回転することにより締付体が相対的に下方に移動し、上クランプ駒１の中央部に突設されたイジェクターピン１１をコレットチャックが挟み付け、押上げシリンダー８に対する圧縮空気の供給が絶たれることにより押上げ体７が急下降するから、締着用コイルバネ６の付勢力によりイジェクターピン１１が下方に引き込まれ、被加工板Ｗが上クランプ駒１と下クランプ駒２との間に挟持されるようにした。【選択図】      図１
2004298995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向から供給される帯状の金属鋼板から成る被加工板を数値制御加工装置で水平面内で所望位置に移動させ、切削加工して所望の形状の板状片の外形を形成するために、前記被加工板の中央部を上下から把持する被加工板の把持装置において、上下方向に移動可能に配置され、下面に平らな平面部と、その中央に下垂直方向に突設された針状体とを具えた上押え部材と、該上押え部材の下方に配置固定され、上面に平らな平面部と、その中央に下垂直方向に穿設された貫通孔とを具えた下受け部材と、該下受け部材の下方に配置され、前記下受け部材の貫通孔内に挿通されて下方に突出した前記上押え部材の針状体を締付け挟持する挟持手段と、前記上押え部材と前記下受け部材との間に挟まれた被加工板の中央に穿設された挿通穴と前記下受け部材の貫通孔を通って下方に突出した前記針状体を挟持した前記挟持手段を介して下方に引っ張る引張り手段とを有したことを特徴とする被加工板の把持装置。
【請求項２】
挟持手段は内径が伸縮自在なコレットチャックと、該コレットチャックに外接し、回転して上下することにより前記コレットチャックの内径を伸縮させる略円筒形の締付体とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の被加工板の把持装置。
【請求項３】
引張り手段はコレットチャックを支持する軸体に下方向に引っ張る付勢力を付与する締着用コイルバネであることを特徴とする請求項２記載の被加工板の把持装置。
【請求項４】
軸体の下方に配置した押上げシリンダーに圧縮空気を供給して伸張させ、軸体の下端を押し上げることにより前記軸体に付与された付勢力を無効にしたことを特徴とする請求項３記載の被加工板の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯状の金属鋼板から成る被加工板を数値制御加工装置で切削加工して、時計文字盤等の所望の形状の板状片の外形を形成するために、被加工板を上下から把持する被加工板の把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円形、楕円形あるいは角形その他の異形を含む、デザインヴァリエーションに富んだ形状の時計用文字板等の板状片の外形加工は当該板状片の形状に対応する専用の金型により断続供給されるフープ材（薄型巻回鋼板）を打ち抜き加工するのが一般的であった。ところで、時計用文字板の外形加工に当たっては、多様な時計のデザインや大きさに対応して多数の金型が必要になる。近年は量産品は中国製品や東南アジア製品が主流となっているため、国産時計は極端な多品種少量生産品となっており、それに呼応して単一製品当たりの金型費用が増大し、製品単価の大きな上昇要因となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、金型を用いた打ち抜き加工に代わる時計用文字板の外形加工が種々検討された。このように、打ち抜き加工以外の方法で所望の外形の板状片を切り出し加工するには、何らかの切削加工に頼らざるを得ない。この場合、切削加工により切り抜かれる内側の部分が所望の板状片となるため、その外側のバリ取り加工等を行うために切削加工部の内側の板状片を把持する手段が必要になる。
【０００４】
かかる加工方法として例えば、案内板上面に穿設された案内溝をなぞるように加工機の案内腕が動いて、前記案内溝と相似形状の加工形状となるように加工刃が板状片の外周に沿って案内される倣い加工法では、案内腕の剛性の不足により十分な加工精度が得られないばかりでなく、異なる製品の外形毎の案内板が必要になるため、加工コストの上からも不利になるという問題点がある。
【０００５】
また、被加工板との間にアーク放電を発生させて、そのアーク熱により被加工板を溶断する放電加工法では、被加工板を上下から挟んで所望の加工位置へ案内する把持案内装置が必要になる。この把持案内装置は切削加工部の上部を押さえる把持部材が被加工板材の外部に立設されて切削加工部の上部まで延びる側面視で逆Ｌ字形状の支持体の先端下部に設けられているため、板状片の全外周を切削加工するには加工途中で被加工板材の水平位置を１８０度回転させなければならない。従って、板状片の全外周切削を行う場合は量産性が著しく低下するという問題点がある。
【０００６】
さらに、被加工板を精度良く切削加工する方法としてレーザー加工法があるが、加工コストが嵩むばかりでなく、切り口に発生するバリを除去するための研磨加工がさらに必要になるため、コスト上さらに不利になる。
ところで、最近は比較的手軽な入力操作で形状データを入力することにより、正確に所望形状の金属加工を行うことができる数値制御（ＮＣ）加工法が普及してきた。このＮＣ加工で板状片を切削加工すれば、多種の外形形状を有した少数多品種の板状片の外周切削加工を効率良く行うことができる。しかし、この加工方法においても製品の外周を切削加工する場合は、被加工板を上下から挟持して加工位置まで移動させる把持手段が必要になる。しかしながら、かかる機能を有した小型で構造が簡単な把持手段は現在は未だ開発されていない。
【０００７】
本発明は従来技術におけるかかる現状に鑑みて為されたものであり、被加工板材を把持して所望の外形形状の板状片の外周切削加工をＮＣ加工で行うのに好適な小型で構造が簡単な被加工板の把持装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、上下方向に移動可能に配置され、下面に平らな平面部と、その中央に下垂直方向に突設された針状体とを具えた上押え部材と、該上押え部材の下方に配置固定され、上面に平らな平面部と、その中央に下垂直方向に穿設された貫通孔とを具えた下受け部材と、該下受け部材の下方に配置され、下受け部材の貫通孔内に挿通されて下方に突出した上押え部材の針状体を締付け挟持する挟持手段と、上押え部材と下受け部材との間に挟まれた被加工板の中央に穿設された挿通穴と下受け部材の貫通孔を通って下方に突出した針状体を挟持した挟持手段を介して下方に引っ張る引張り手段とを有したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を時計の文字板の切削加工を行う文字板成形装置に適用した一実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係る板状材把持装置の要部を断面で示す正面図、図２はその要部を拡大して示す側断面図である。
【００１０】
これらの図に示すように、図示しない水平基準板上に水平移動自在に支持された基体（ベースブラケット）９に押上げシリンダー８と締弛モーター１０が取り付けられ、基体９の上には略有底円筒状のハウジング１７が設けられていて、このハウジング１７の内部には回転筒１５が回転自在に収納されている。また、ハウジング１７の底部に穿設された貫通孔１７ｂには略丸棒状の軸体５が遊嵌する締着用コイルバネ６により下方に付勢されて上下動自在に嵌挿されており、この軸体５の頂部に穿設された凹穴５ａにはコレットチャック３が嵌入して取り付けられている。軸体５の下端には押上げシリンダー８により上下動可能な押上げ体７が対向配置されている。
【００１１】
軸体５の頂部外周には螺旋状のネジ溝が穿設されており、このネジ溝と歯合するネジ溝が内周に穿設され、回転筒１５に係合して一体回転することにより上下動可能な略円筒形の締付体４がコレットチャック３の頂部外周に外接して外側に設けられている。回転筒１５の中央部外周に突設された鍔部に縦方向にネジ溝が穿設されていて、このネジ溝は締弛モーター１０の駆動軸に取り付けられた平歯車１４と歯合している。
【００１２】
ハウジング１７の頂部には上面が平面の皿状を成す下クランプ駒２が固定されている。下クランプ駒２の中央部には貫通孔２ａが穿設されており、この貫通孔２ａには、下クランプ駒２と協同して被加工板Ｗを把持するための下面が平面で形成された逆皿状の上クランプ駒１の中央部に突設されたイジェクターピン１１が挿通可能になっている。図示しない供給装置により下クランプ駒２の上面上に被加工板（ワークブランク）Ｗが供給されるようになっており、この被加工板Ｗを所定位置で位置決めするための案内ピン１９が水平移動体１８に出没可能に設けられている。
【００１３】
基体９の上方には上クランプ駒１を待機位置と締付け位置との間で垂直方向に移動させるための上駒上下動装置２０と、被加工板Ｗを切削加工して、所望の外形の板状片を形成するための外形取り用スピンドル１３と、形成し終わった板状片の外周からはみ出したバリを削り取るための面取り用スピンドル１２が配設されている。上駒上下動装置２０の先端には図１の紙面に垂直な方向に両側から回動して上クランプ駒１の上端を把持、解放するためのチャック爪２１が設けられ、この上部にこのチャック爪２１と係合してこれらを開閉動作させるチャックシリンダー２２が設けられている。
【００１４】
次に、本実施例の動作を説明する。帯状の金属板から成る被加工板Ｗには中央部のイジェクターピン１１の挿通箇所と、この挿通位置を中心とする四隅の案内ピン１９の突出位置に対応する４箇所とに計５個の挿通穴がそれぞれ予め穿設されていて、図２の左方から下クランプ駒２の上の所定位置、即ち、四隅の挿通穴と案内ピン１９の突出位置がそれぞれ一致するように供給された後、４つの案内ピン１９が上方へ突出してそれぞれの挿通穴内に嵌入することにより、被加工板Ｗの正確な位置決めを行う。初期状態では既に押上げシリンダー８に圧縮空気が供給されており、押上げ体７はその上限位置まで押し上げられ、これに当接する軸体５を締着用コイルバネ６の付勢力に抗して上位置まで押し上げている。
【００１５】
操作者が図示しない操作盤の開始釦を押操作すると、チャック爪２１が上クランプ駒１を既に把持した状態の上駒上下動装置２０が下降し、上クランプ駒１のイジェクターピン１１が被加工板Ｗの中央に穿設された挿通穴を通ってコレットチャック３の貫通孔内に挿通させる。上クランプ駒１が被加工板Ｗの上面に密着すると、チャックシリンダー２２が伸張してチャック爪２１が開き、上クランプ駒１を解放すると共に上駒上下動装置２０が反転して上昇し、所定の待機位置まで到達すると、そこで停止・待機する。
【００１６】
次に、締弛モーター１０が回転すると、その駆動軸に取り付けられた平歯車１４と、これに歯合している回転筒１５も従動回転し、これに係合する締付体４も回転することにより、螺旋ネジで歯合する軸体５に対して相対的に下方に移動する。これにより、締付体４がこれに内接するコレットチャック３に軸方向に収縮する応力を付与する。こうして、イジェクターピン１１はコレットチャック３により強く締付け挟持される。なお、締弛モーター１０はこれに付設された図示しない負荷検知器が所定値以上の負荷を検知したとき、これが発する検知信号に基づいて回転を停止する。
【００１７】
コレットチャック３によるイジェクターピン１１の締付けが完了すると、押上げシリンダー８に対する圧縮空気の供給が絶たれ、押上げ体７が急下降するから、軸体５は締着用コイルバネ６の付勢力により急下降し、コレットチャック３は挟持したイジェクターピン１１を強く下方に引っ張る。こうして被加工板Ｗが上クランプ駒１と下クランプ駒２との間に強く挟持されると、案内ピン１９は水平移動体１８内に没入する。被加工板Ｗの上クランプ駒１と下クランプ駒２による挟持が解かれると、既に回転している外形取り用スピンドル１３が下降し、これによる被加工板Ｗの切削加工を開始する。
【００１８】
基体９が予め入力された時計用文字板加工用のプログラムに従って、水平基準板上を前後左右に動くことにより、被加工板Ｗから所望の形状の文字板が切り出される。文字板の外形取りが終了すると、外形取り用スピンドル１３が所定の待機位置まで上昇し、面取り用スピンドル１２が待機位置から下降して、外形取り用スピンドル１３と同様に、予め入力されたバリ取り用のプログラムに従って、基体９が水平基準板上を前後左右に動くことにより、切り出された文字板の外側のバリが取り除かれる。こうして文字板の外形加工が終了すると、面取り用スピンドル１２が所定の待機位置まで上昇する。
【００１９】
次いで、上駒上下動装置２０が下降し、チャックシリンダー２２が収縮してチャック爪２１が閉じ、上クランプ駒１の頂部を把持する。次に、押上げシリンダー８に圧縮空気が供給されると、押上げ体７が軸体５の下端を締着用コイルバネ６の付勢力に抗して押し上げるから、コレットチャック３が上昇し、締弛モーター１０が逆回転して平歯車１４と締付体４も逆回転することによりコレットチャック３が弛み、イジェクターピン１１がコレットチャック３に対して遊嵌状態になる。これにより上クランプ駒１が上下動自在となるから、上駒上下動装置２０が待機位置まで上昇し、これに連れて上クランプ駒１もイジェクターピン１１と共に上昇する。次に、４つの案内ピン１９が上方へ突出して、所望の形状の文字板が切り出された後の被加工板Ｗの位置決めを行う。こうして１周期分の文字板の外形加工の作業が終了し、その取り出しが可能になる。
【００２０】
このように、本実施例では上クランプ駒１の中央部に突設されたイジェクターピン１１をコレットチャック３で挟み付け、締着用コイルバネ６の付勢力により下方に引き込んで、下クランプ駒２との間に被加工板Ｗを挟持するようにしたので、構造が簡単で比較的小型でかつ軽量にすることができる。
なお、本実施例ではイジェクターピン１１をコレットチャック３で挟持するようにしたが、他の挟持手段で挟持するようにしても良い。また、イジェクターピン１１を締着用バネ６の付勢力により軸体５を介して下方に引き下げるようにしたが、他の引下げ手段により直接コレットチャック３を下方に引き下げるようにしても良い。本実施例では本発明を時計の文字盤の切削加工に適用した場合の例を説明したが、これに限らず中央に挿通穴が穿設された任意の平盤状の板状片の外形切削加工における被加工板の外形切削加工箇所の内側の把持に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、上押え部材と下受け部材とで被加工板を挟み、上押え部材の中央に下垂直方向に突設された針状体を下受け部材の貫通孔内に挿通させて下方に突出させ、それを挟持手段で締付け挟持し、この挟持手段を介して針状体を引張り手段で下方に引っ張ることにより、上押え部材と下受け部材との間に被加工板を把持するようにしたので、小型で構造が簡単な装置で外形切削加工箇所の内側を確実に把持することができる。
請求項２記載の発明によれば、内径が伸縮自在なコレットチャックと、回転して上下することによりコレットチャックの内径を伸縮させる締付体とで挟持手段を構成したので、安価な市販品を用いて針状体を確実に締付け挟持させることができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、コレットチャックを支持する軸体に下方向に引っ張る付勢力を付与する締着用コイルバネで引張り手段を構成したので、極めて簡単かつ軽量な軸体に下方向に引っ張る付勢力を付与することができる。
請求項４記載の発明によれば、押上げシリンダーに圧縮空気を供給して伸張させ、軸体の下端を押し上げることにより軸体に付与された付勢力を無効にしたので、比較的簡単かつ軽量な手段で締着用コイルバネの下方向に引っ張る付勢力を無効にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る板状材把持装置の要部を断面で示す正面図
【図２】その要部を拡大して示す側断面図
【符号の説明】
１  上クランプ駒
２  下クランプ駒
３  コレットチャック
４  締付体
５  軸体
６  締着用コイルバネ
７  押上げ体
８  押上げシリンダー
９    基体
１０  締弛モーター
１１  イジェクターピン
１２  面取り用スピンドル
１３  外形取り用スピンドル
１４  平歯車
１５  回転筒
１８  水平移動体
２０  上駒上下動装置
Ｗ  被加工板
【図１】
2004298995.tif 000003
【図２】
2004298995.tif 000004