(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台(1)に設けたガイド(3)に沿って移動可能に設けられた移動台(4)と、当該移動台を前記ガイドに沿って移動させる送り装置とを備え、基台に固定される固定口金(37)と移動台(4)に固定される移動口金(16)との間でワークを把持するワークバイスであって、
前記移動台側に、下向き傾斜滑り面(31)を備えた第１鋸歯状部材(8)と、当該下向き傾斜滑り面に沿って上下方向に滑り移動可能に面接触する上向き傾斜滑り面(32)を備えた第２鋸歯状部材(9)との対を備え、
ワークを把持したときに前記下向き傾斜滑り面(31)と上向き傾斜滑り面(32)との間の楔作用により移動口金(16)を下方に押し下げてワークの浮き上りを防止するワークバイスにおいて、
前記送り装置が、前記基台に軸支された送りねじ(10)と、前記移動台に装着されて当該送りねじに螺合する送りナット(7)とを備え、送りナット(7)が、移動台(4)に径方向の遊隙(26)を持って装着されると共に、当該送りナットの固定口金側端部に、前記下向き傾斜滑り面と上向き傾斜滑り面とをそれぞれ備えたリング状の第１鋸歯状部材(8)と第２鋸歯状部材(9)との対が設けられていることを特徴とする、ワークバイス。
【請求項２】
前記移動台が、その上面に移動口金(16)の固定面(5)を備えている、請求項１記載のワークバイス。
【請求項３】
Ｕ字断面の基台(1)を備え、送り装置が当該基台のＵ字の内側に配置され、前記第１鋸歯状部材(8)と第２鋸歯状部材(9)との対が移動台(4)の固定口金側端部下方部
に配置されていることを特徴とする、請求項２記載のワークバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械のテーブルやワークパレットにワークを固定するのに使用するワークバイスに関するものである。この発明は、特に、固定口金と移動口金で把持されたワークの浮き上りを防止する手段に特徴があるワークバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークバイスは、固定口金と移動口金との間でワークを把持する。ワークバイスで把持されたワークを正確に加工するためには、ワークの把持位置が正確でなければならない。ワークの把持高さは、ワークの位置を決定する要素の一つである。ワークの上向きの面を加工するときには、ワークの把持高さが正確であることが特に重要である。ワークの把持高さは、ワークバイスに受台を取付け、この受台上にワークを載置した状態で把持することにより、所望高さに設定できる。
【０００３】
ところが、ワークバイスでワークを把持したときに、ワークが受台から浮き上がることが往々にして起こる。ワークが受台から浮上がると、ワークの把持高さに誤差が生じ、ワークの加工精度が低下する。
【０００４】
移動口金が装着されている移動台は、基台との間に移動のための遊隙が必要である。この遊隙の存在により、ワークバイスがワークを把持したときに移動台が僅かに傾斜し、ワーク高さに誤差を発生させる。ワークを把持したときの移動台の傾斜は、送り装置から付与される把持力の作用点とワークの把持反力の作用点とに、高さの差があることに起因して生ずる。
【０００５】
例えば、口金の上端部分で板状のワークを把持するときや、移動台の送り装置（ねじやシリンダ）を基台内に収納したバイスでは、上記作用点の高さの差が大きくなるため、ワークを把持したときに、移動口金を上向きに倒す方向のモーメントが発生する。そして、このモーメントにより、移動口金が上向きに微少角度傾斜して、ワークを受台から浮き上がらせ、ワークの加工高さに誤差を生じさせる。
【０００６】
ワークバイスの口金で把持される部分が曲面となっているワークや、非対称な形状のワークを把持するときは、移動台に生爪（硬度の低い材料でできた口金）を取り付け、生爪の把持面をワークの形状に合せた形状に加工して、ワークを把持している。ワークが、複数の部品で組立てられた組立品であるときは、ワーク形状が複雑になるため、生爪のワーク把持面の形状が複雑になる。更に、ばねの力で滑り移動してワークを把持する滑り移動部（スライド部）を生爪に内蔵させる必要が生ずることもある。このような場合には、生爪のワーク把持方向の寸法（口金を開閉する方向の寸法）が大きくなる。
【０００７】
基台上面に突出する固定顎と移動顎とを備え、移動顎の固定顎を向く面に移動口金を固定する一般的な構造のバイスでは、ワークを把持したときのワークの浮き上りは、移動口金のワーク把持方向の長さが大きくなるほど大きくなる。ワークを把持したときに移動口金が上向きになる角度をθ、ワーク把持方向の移動口金の長さをＬとすると、ワークの浮き上り量は、Ｌtanθとなるからである。
【０００８】
このような原因によるワークの浮き上りを防止する手段の一つとして、ワークを把持したときに、ワークを下方に押し下げる方向の分力を発生させる口金を用いることが提案されている。例えば下記特許文献１には、移動顎と移動口金（口金ブロック）との間に台ブロックを介在させ、この台ブロックと移動口金との当接面を上下方向に相対滑り移動が可能な鋸歯状の面とすることにより、ワークを把持したときにワークを下方に押し下げるようにしたワークバイスが提案されている。
【０００９】
この口金は、図６に示すように、移動顎側の台ブロック４２とワーク側の口金ブロック４３とを備えている。台ブロック４２の前面と口金ブロック４３の背面とは、ワークから水平方向の把持反力が加わったときに、口金ブロック４３を斜め下方に滑り移動させる方向の多段の傾斜滑り面（下向き傾斜滑り面４７と上向き傾斜滑り麺５１）と、この傾斜滑り面と交差する多段の当り面４８、５２とを備えた側面視で鋸歯形状の面となっている。台ブロック４２と口金ブロック４３とは、傾斜滑り面４７、５１相互が当接した状態で上下に動けるように、連結ボルト４５で緩く連結されている。口金ブロック４３がワーク６６を把持したとき、その把持力によって傾斜滑り面４７、５１相互が滑り移動して口金ブロック４３が下方に移動し、ワーク６６を受台６７に押しつける。当り面４８、５２の間には、弾性のある緩衝材５３が設けられており、ワークの把持が開放されたときに、口金ブロック４３を上向きに移動させる。
【特許文献１】
特開平９−２９５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
生爪でワークを把持する場合、上記特許文献１記載の構造では、多段の傾斜滑り面を設けた台ブロックと口金ブロックを介して生爪を取り付けねばならない。しかしこの構造は、台ブロック及び口金ブロックの厚さだけ、固定口金と移動口金の間隔が狭くなり、把持可能な最大ワーク寸法が短くなるという問題がある。
【００１１】
特に、複雑な形状のワークを把持しようとすると、生爪のワーク把持方向の寸法が長くなり、ワークの把持可能長さが更に短くなる。更に、生爪を下向きに動かす位置（傾斜滑り面を設けた位置）とワークの把持位置とが離れ、傾斜滑り面の位置を支点として生爪が上向きに傾斜したときのワークの浮上がり量が大きくなる問題も生じてくる。そのため、上記の従来手段では、ワークの浮き上り防止作用が十分機能しなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、ワークを把持したときに移動口金１６を下向きに微小移動させる部材８、９を、移動台４とこれを移動させる送り装置７、１０との連結部に設けることにより、更に好ましくは、送り装置７、１０を基台１の内部に配置すると共に上記微小移動させる部材８、９を移動台４の固定口金側端部に設けて、長い口金を取り付けたときでも、移動台４の傾動によるワーク把持端のワークの上動量を小さくして、上記の問題を解決したものである。
【００１３】
この発明に係るワークバイスは、長手方向のガイド３を備えた基台１と、この基台の前記ガイド３に沿って移動可能に装着された移動台４と、当該移動台をガイド３に沿って移動させる送り装置７、１０とを備え、基台１に固定される固定口金３７と移動台４に固定される移動口金１６との間でワークを把持する構造のワークバイスである。
【００１４】
この発明に係るワークバイスは、更に、前記移動台４側に、下向き傾斜滑り面３１を備えた第１鋸歯状部材８と、当該下向き傾斜滑り面３１に沿って上下方向に滑り移動可能に面接触する上向き傾斜滑り面３２を備えた第２鋸歯状部材９との対を備えており、ワークを把持したときに、前記下向き傾斜滑り面３１と上向き傾斜滑り面３２との間の楔作用により、移動口金１６を下方に押し下げてワークの浮き上りを防止する構造を備えたものである。
［００１５］
この発明のワークバイスは、上記構造を備えたワークバイスにおいて、前記第１鋸歯状部材８と第２鋸歯状部材９との対が、前記送り装置７、１０と移動台４との連結部分の固定口金側端部に設けられている。
［００１６］
［００１７］
この発明のワークバイスの前記送り装置は、基台１に軸支された送りねじ１０と、移動台４に装着されて当該送りねじに螺合する送りナット７とで構成されている。送りナット７は、移動台４に径方向の遊隙２６を持って装着され、この送りナットの固定口金側端部に、下向き傾斜滑り面３１を備えたリング状の第１鋸歯状部材８と、上向き傾斜滑り面３２を備えた第２鋸歯状部材９との対が設けられている。
［００１８］
移動口金１６を移動台４に固定するための固定面５は、当該移動台４の上面に設けるのが好ましい。この構造により、ワークバイスの全長に対して相対的に長いワークを把持可能なワークバイスが得られる。
［００１９］
移動口金の固定面５を移動台４の上面に設けた構造のワークバイスにおいては、基台１を断面Ｕ字形の基台とし、このＵ字の断面の内側の部分に送り装置７、１０を配置する構造が好ましい。この場合、前記第１鋸歯状部材８と第２鋸歯状部材９との対は、移動台４の固定口金側端部の下方に配置される。
［００２０］
送り装置７、１０を基台１の内側に配置すると、ワークを把持したときの把持力の作用点とワークからの把持反力の作用点との間の高さの差が大きくなるため、このような構造は好まれなかった。しかし、この発明のワークバイスは、後述するように、移動台４の傾斜によるワークの浮き上りを小さくできるので、上記の構造を採用して、長い把持ストロークを備えたワークバイスを得ることができる。
［００２１］
移動口金１６を固定口金３７に向けて進退させる送り装置としては、送りねじ１０とこれに螺合する送りナット７で構成する他、流体シリンダを用いることもできる。この場合には、鋸歯状部材８、９は、シリンダの移動端（例えばロッド端ないしシリンダのヘッドエンド）と移動台４との間に設けられることとなる。
［００２２］
この発明の特に好適な構造は、鋸歯状部材８、９を、移動口金１６のワーク把持端に近接させてその下方（基台側）に配置する構造である。
［発明の効果］
［００２３］
この発明により、基台長さを一定とした場合に把持可能なワークの最大寸法を小さくすることなく、ワーク把持時におけるワークの浮き上りを防止できる。また、移動台の送り装置を基台内に収容した構造を採用しても、ワーク把持時のワークの浮き上りを防止できるので、送り装置を基台内に収容することにより、ワークの最大把持長さの大きなバイスを得ることが可能になる。すなわちこの発明によれば、ワークの把持反力の作用点と送り装置からの把持力の作用点との間に高さの差があるバイスにおいても、ワークの浮き上りを確実に防止できる。更に、移動口金を下方に押し下げる力をワーク把持位置の直下部分で発生させることが容易に可能となるので、長い生爪を用いるような場合でも、ワークの浮き上りを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
［００２４］
［図１］この発明のワークバイスの要部断面側面図
［図２］図１のＡ−Ａ横断面図
［図３］鋸歯状リングの鋸歯面を示す正面図
［図４］鋸歯状受け部材の鋸歯面を示す正面図
［図５］図１の構造を基台両端に備えたバイスの上面図
［図６］台ブロックと口金ブロックの当り面を鋸歯状とした従来構造を示す側面図
［符号の説明］
［００２５］
１  基台
４  移動台
７  送りナット
８  鋸歯状リング
９  鋸歯受
10  送りねじ
16  生爪
26  遊隙
31  下向き傾斜滑り面
32  上向き傾斜滑り面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図１は要部の断面側面図、図２は図１のＡ‐Ａ部における横断面図、図３は鋸歯状リングの鋸歯面の正面図、図４は移動台の鋸歯状受面の正面図、図５は図１の構造を基台両端に備えたバイスの上面図である。
【００２７】
図中、１は基台、２は基台１の長手中央に固定して設けた中間軸受、３は断面Ｕ字形の基台１のＵ字の内側両側面に長手方向に設けたガイド溝、４はガイド溝３に案内されて基台１の長手方向に滑り移動する移動台、５は移動台上面の口金固定面、６は移動台４に形成されたナット孔、７はナット孔６に収容された送りナット、８は送りナット７の先端に軸方向移動自在かつ移動台４に相対回動不能にして装着した鋸歯状リング、９は移動台４に固定的に設けた鋸歯状受け部材、１０は送りナット７に螺合している送りねじ、１１は送りねじ１０を軸方向に付勢しているセンタリングばね、１２及び１３は送りナット７をナット孔６から若干浮き上がった状態で保持しているＯリング、１４は送りナット７の移動台４に対する相対回動と軸方向の相対移動の両方を緩く規制している止めねじ、１５は送りナット７の移動台４に対する軸方向の相対移動を緩く規制している補助止めねじ、想像線で示す１６は移動台４の上面に取り付けた生爪（移動口金、把持爪）である。
【００２８】
基台１は、断面がＵ字形で平面が細長い矩形の部材で、その両端には送りねじ１０を軸支する端部材１７が固定されている。端部材１７の軸受部には、ダストシール１８及び軸受メタル１９が嵌挿されており、その内側面にはばね受け２０が設けられている。
【００２９】
移動台４は、両側壁に設けたガイド鍔２１を基台のガイド溝３に滑り移動自在に嵌合させた状態で、基台１のＵ字断面内で滑り移動するように装着されている。移動台４の幅方向の位置は、ガイド鍔２１より上方の移動台の側面４ａが基台１の内側側面と滑り移動可能に接することによって規定されている。
【００３０】
移動台４の上面は、生爪を固定する口金固定面５とされ、この口金固定面５には、バイス長手方向に一定の間隔で長手直角方向の２本のキー溝２２が設けられている。キー溝２２は、キー溝内への切粉などの進入を防ぐために両端が半円状に閉じた形状となっている。キー溝２２の一方の端には、キー溝２２の深さよりも深いノックピンを差込むための孔２３が設けられている。各キー溝２２の端部両側には、キー溝２２の配設間隔の２分の１の距離を隔てた位置に、口金固定用のねじ孔２４が設けられている。
【００３１】
図１に想像線で示した生爪１６は、キー溝２２に挿入したキーで位置決めされて、更に要すればピン孔２３に差込んだノックピンで位置決めされて、ねじ孔２４に螺合されたボルト３８で、ワーク把持部２５を移動台４の先端（固定口金側）に略一致させた状態で、口金固定面５に固定されている。
【００３２】
基台１の長手方向中央には、中間軸受２が、基台１のＵ字形の凹所内に嵌め込まれた状態で、両側面をボルト３３で固定して装着されている。この中間軸受２は、送りねじ１０の中間部を回動自在かつ軸方向移動自在に軸支している。基台１の長手方向中央上面には、固定口金３７を固定するためのねじ孔４０が設けられており、想像線で示す固定口金３７が、ボルト３９で固定されている。図に示すワークバイスは、固定口金３７の両側に移動台４を設けた例であり、固定口金３７の中心に対して長手方向両側が対称な構造となっている。
【００３３】
図に示したワークバイスは、送りねじ１０を回転させたときに、固定口金３７の両側に配置した移動台４が同時に移動して、それらに取り付けた生爪１６が固定側の生爪との間で２個のワークを同時に把持する構造である。図１には、両側の移動台の送り装置のうちの一方のみが示されている。
【００３４】
送りねじ１０は、基台１を長手方向に貫通して、基台の両端に設けた端部材１７で回転自在かつ軸方向移動自在に軸支されている。送りねじ１０には、長手方向両側に互いに逆方向のねじが設けられており、中間軸受２の両側に設けた移動台４のナット孔６に収容された送りナット７がそれぞれのねじに螺合している。
【００３５】
送りナット７は、円筒形で、移動台のナット孔６に遊隙２６を有する状態で嵌め込まれ、その外周に設けたＯリング１２、１３がナット孔６の内面と滑り移動可能に接している。送りナット７の外周には、円周を８等分する位置に設けた位置決め孔２７と、円周溝２８とが形成されている。位置決め孔２７の１つには、移動台４に螺合した止めねじ１４の先端ピンが挿入されて、送りナット７の回転方向の位置を緩く規定している。円周溝２８には、移動台４に螺合した補助止めねじ１５の先端ピンが挿入されている。円周溝２８の幅及び位置決め孔２７の径は、補助止めねじ及び止めねじの先端ピンの径より若干大きい。従って、送りナット７は、移動台４に対して軸方向及び回転方向に若干移動及び回動が可能である。
【００３６】
補助止めねじ１５の先端ピンを円周溝２８に挿入した状態で、止めねじ１４を緩めてその先端ピンを位置決め孔２７から抜き、送りナット７を回動して新たな位置決め孔に止めねじ１４の先端ピンを嵌合することにより、送りナット７と送りねじ１０との螺合位置をねじピッチの８分の１の単位で調整できる。
【００３７】
送りナット７の基台長手方向の外側内周には、センタリングばね１１の外周を案内するばねガイド２９が形成されている。このばねガイド２９に外周を案内されて、端部材１７と送りねじ１０の段部１０ａとの間に装着されたセンタリングばね１１は、送りねじ１０を基台中央に向けて付勢している。
【００３８】
鋸歯状受け部材９は、移動台４と実質上一体のリング状の部材である。鋸歯状リング８は、キーの役目をしている止めねじ３０で移動台４に対して相対回動不能かつ軸方向移動可能にして、かつナット孔６の内周との間に遊隙２６を有する状態で、送りナット７と鋸歯状受け部材９との間に挿入されている。
【００３９】
鋸歯状リング８の前面（固定口金側を向く面）と鋸歯状受け部材９の背面とは、両者の間に締結力が作用したときに、鋸歯状受け部材９を斜め下方に滑り移動させる方向の多段の傾斜滑り面（押し下げる面３１及び押し下げられる面３２）と、この傾斜滑り面と交差する多段の当接面３４及び３５とを備えた側面視で鋸歯状の面となっている。
【００４０】
送りナット７が送りねじ１０でワーク把持方向に押され、送りナット７によって同じ方向に押された鋸歯状リング８が鋸歯状受け部材９を押し動かしている状態で、移動台に固定した生爪１６がワークを把持すると、その把持力が傾斜滑り面３１、３２の間に作用し、鋸歯状リングの傾斜滑り面３１が鋸歯状受け部材の傾斜滑り面３２を楔作用により下方に押し下げる。この作用により、移動台４の前端部、すなわち移動台に装着された生爪１６のワーク把持端が下方に引き込まれ、ワークの浮き上りが防止される。
【００４１】
ワークの把持力が解除されると、移動台４の下方への押下げ力が開放され、Ｏリング１２、１３の弾力により、送りナット７とこれに嵌合された鋸歯状リング８とが僅かに下方に動いて把持前の状態に戻る。
【００４２】
すなわち、この発明の構造では、移動台４の送り装置に設けた鋸歯状リング８と鋸歯状受け部材９との当り面に存在する斜めの押し下げる面３１と押し下げられる面３２との楔作用により、ワークを把持する力が作用したときに、移動台４が下方に引かれ、これによって移動台４に装着された爪１６が下方に引かれて、ワークの浮き上りを防止している。すなわち、把持爪１６を下方に付勢する部材８、９が移動台の下方に設けられているので、当該部材８、９を設けることによって、ワークの最大把持長さが短くなるということがない。
【００４３】
更に、鋸歯状リング８と鋸歯状受け部材９とからなる下方への押下げ部材を、移動台４に取り付けた把持爪１６のワーク把持端の直下部分に設けることにより、ワーク把持時における下方への付勢力がそのままワーク把持部に伝達され、従って、ワーク把持方向の長さの長い把持爪を用いたときでも、ワークの浮き上りを確実に防止できる。
【００４４】
センタリングばね１１は、基台１の両端部に設けられて、それぞれの側で送りねじ１０を基台中央に向けて付勢している。この一対のばねのセンタリング作用により、基台１の長手方向を縦方向にして取り付けても、重力で送りねじ１０や移動台４が落下するのを防止できる。一方、固定口金の両側で把持するワークに寸法差があるときは、送りねじ１０は、センタリングばね１１のばね力に抗して、その寸法差に相当する量だけ軸方向に移動して、２個のワークを同時に把持する。
【００４５】
なお、図１に想像線で示すように、中間軸受２の上端と移動台４の中間軸受側端部の上辺との間、及び、端部材１７の上辺と移動台４の反中間軸受側端部の上辺との間には、滑り伸縮型のダストカバー３６が装着されて、基台の凹所内に切屑等が落下するのを防止している。
【００４６】
以上のように、この発明のワークバイスは、把持可能な最大ワーク寸法を低下させることなく、ワーク把持時におけるワークの浮き上りを防止することができ、かつ、ワーク把持時に把持爪を下方へ引き込む力を口金のワークの把持部に近い位置で作用させることができるので、ワークの浮き上りをより確実に防止することができる。
【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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