(57)【要約】【課題】工作機械のテーブルに複雑な形状の複数のワークを能率良くかつ高い精度で固定可能なバイスを提供する【解決手段】内側両側面に長手方向のガイド溝３を備えた上向きコ字形断面の基台１と、前記長手方向のシリンダ孔６を備えて前記ガイド溝で案内されかつ上面が爪固定面５である移動台４と、前記基台の端部にロッド８の基端を固定して前記シリンダ孔６に挿通されたピストン７と、前記ロッドを通して前記ピストンの反ロッド側に加圧流体を供給する通孔１０とを備えている。基台１のコの字形断面内に収容される移動台４の上面を生爪固定面とすると共に、この移動台内に生爪開閉用のシリンダ孔６を内蔵した。移動台４のワーク把持方向のガイド長さが長く、かつ生爪のワーク把持部を移動台４の先端側にして固定でき、バイス全体をコンパクトにできると共に、クランプ時のワークの浮き上がりを防止することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側両側面に長手方向のガイド溝(3)を備えた上向きコ字形断面の基台(1)と、前記長手方向のシリンダ孔(6)を備えて前記ガイド溝で案内されかつ上面が爪固定面(5)である移動台(4)と、前記基台の端部にロッド(8)の基端を固定して前記シリンダ孔(6)に挿通されたピストン(7)と、前記ロッドを通して前記ピストンの反ロッド側に加圧流体を供給する通孔(10)とを備えた、バイス。
【請求項２】
前記移動台のガイド鍔の上向き面(15a)を前記ガイド溝の下向き面(3a)に押接する付圧部材(25)を備えている、請求項１記載のバイス。
【請求項３】
前記基台(1)の長手中央に固定台(2)を備え、前記移動台(4)がこの固定台を挟む両側に配置され、前記固定台が基台の前記内側両側面間隔(W)を微調整する調整ねじ(34)を備えている、請求項１又は２記載のバイス。
【請求項４】
爪固定面(5)に前記長手直角方向の互いに平行な複数本の位置決め溝(16)ないし位置決め孔(17)と各位置決め溝ないし孔及びこれに隣接する位置決め溝ないし孔に対応する複数個のタップ孔(18)を備えている、請求項１、２又は３記載のバイス。
【請求項５】
内側両側面に長手方向のガイド溝(3)を備えた上向きコ字形断面の基台(1)と、前記長手方向のシリンダ孔(6)を備えて前記ガイド溝で案内される移動台(4)と、前記基台の端部にロッド(8)の基端を固定して前記シリンダ孔(6)に挿通されたピストン(7)と、前記ロッドを通して前記ピストンの反ロッド側に加圧流体を供給する通孔(10)とを備え、当該通孔は、前記基台の端部の両側面の同一位置に開口する盲栓可能な連結口(12,12)を備えている、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にワークを固定するのに用いるバイスに関するもので、多数の複雑な形状のワークを加工する際の固定具として特に有効な流体圧駆動のバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤やマシニングセンタのテーブルに比較的小型の多数のワークを固定して同時加工ないし連続加工を行うときに用いるバイスとして、本願出願人の出願に係る特許文献１ないし特許文献５がある。これらのバイスは、１個のバイスに複数個のワークを固定することができ、かつ工作機械のテーブルに複数のバイスを互いに近接させて装着できる構造となっている。
【０００３】
バイスの口金は、通常固定側と可動側との互いに平行な把持面を備えているが、把持部が曲面となっているワークや非対称なワークを把持するときは、口金の把持面に生爪（焼入れしていない金属ブロック）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することが行われている。この生爪を取り付けるために、バイスの口金の把持面（ワークを挟む方向に対向している面）には、生爪固定用のボルトを螺入する雌ねじ孔が設けられている。
【０００４】
従来の部品加工においては、工作機械で個々の部品を加工した後、組立てるのが一般的な工程であるが、近時複数の部品を組立てた後にその組立品を工作機械に取り付けて切削加工を行うという加工方法が採用されるようになってきている。このような加工では、ワークとなる組立品は、一般に単品の部品より形状が複雑となり、ワークを確実に固定するためには、複数箇所でワークを把持しなければならないということも生じてくる。
【０００５】
ワーク形状が複雑であったり、ワークを複数箇所で把持しようとすると、生爪のワーク把持部の形状が複雑になり、また生爪にばねを介してワークを把持するスライド部分を設ける必要が生ずるなどして、生爪のワーク把持方向の寸法（爪を開閉する方向の寸法）が大きくなり、これに伴ってバイスにワークを装脱するときの口金の開閉ストロークが大きくなる。
【特許文献１】特開平７‐１７１７６９号公報
【特許文献２】特開平１１‐５８２４８号公報
【特許文献３】特開平１１‐１７０１３７号公報
【特許文献４】特開２０００‐２２５５３９号公報
【特許文献５】特開２００２‐１８７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワークを着脱するのに必要な口金の開閉ストロークが長くなると、手動の開閉操作ではワークの着脱に時間がかかり、生産性が低下する。これを避けるためには、油圧や空気圧などの流体圧駆動のバイスを用いるのがよいが、流体圧シリンダのロッドに移動口金を連結する通常の構造では、バイス長さが長くなり、同一寸法のテーブルに取付可能なバイスの個数が減少して、同時加工できるワークの数が減少する。
【０００７】
また、テーブルに装着した複数のバイスのそれぞれに流体圧供給用のパイプを連結しなければならず、テーブルへのバイスの着脱作業が面倒になり、移動するテーブルに多数のホースが連結されることになり、作業性が低下すると共に、加工中にホースを損傷するというトラブルも生じやすくなる。
【０００８】
ワークに高精度の加工を行うためには、ワークがテーブル上の正確な位置に固定されることが前提条件となる。バイスでワークを把持すると、その把持反力がバイスを変形させ、この変形がワークの固定位置の誤差となる。バイスの変形の大部分は、バイスを構成する部材相互の摺動部や締結部で発生する。
【０００９】
このバイスの変形で最も問題となりやすいのは、締結したときのワークの浮き上がりである。たとえばワークの上面を加工するとき、ワークはその上面を口金や生爪から突出させた状態で把持しなければならないので、ワークは生爪の上端部分で把持されることになり、把持反力は生爪の上端部分に作用する。一方、バイス長さを短くするために、生爪開閉用のシリンダを基台（ベース）内に収容する構造で設けると、シリンダからの把持力は口金の下方の位置に作用することとなる。この両者の作用点の相違により、ワークを把持したときに口金が上向きとなる方向の変形が生じ、クランプしたときにワークが浮き上がることになる。
【００１０】
従来構造のバイスでは、上記現象によるワークの浮き上がりは、生爪のワーク把持方向の長さが大きくなるほど大きくなる。クランプしたときの口金のワーク把持面が上向きになる角度をθ、ワーク把持方向の生爪の長さをＬとすると、ワークの浮き上がり量は、Ｌtanθとなるからである。
【００１１】
この発明は、従来技術の上記問題点、すなわち複雑な形状のワークを把持しようとすると、口金の開閉ストロークが長くなり、かつワーク把持方向の生爪寸法が長くなるという問題、開閉ストロークが長くなることによる工作機械の稼働率の低下を流体圧駆動で解決しようとすると、バイス長さが大きくなり、また多数のホースが接続されることになって生産性及び作業性が低下するという問題、更に生爪が長くなることと相俟って、クランプ時のワークの浮き上がりが大きくなり、加工精度が低下するという問題を解決するためになされたもので、ワーク把持方向の寸法が大きな生爪を装着することが可能なコンパクトな流体圧駆動のワークバイスを提供すること、ワーク把持方向の寸法の長い生爪を用いたときでも、クランプ時のワークの浮き上がりが小さく、従って高精度の加工を行うことが可能なバイスを提供すること、更に１本の流体圧配管でテーブル上に配置した複数のバイスを開閉可能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】
【００１２】
上記課題を解決した本願請求項１の発明に係るバイスは、内側両側面に長手方向のガイド溝３を備えた上向きコ字形断面の基台１と、前記長手方向のシリンダ孔６を備えて前記ガイド溝で案内されかつ上面が爪固定面５である移動台４と、前記基台の端部にロッド８の基端を固定して前記シリンダ孔６に挿通されたピストン７と、前記ロッドを通して前記ピストンの反ロッド側に加圧流体を供給する通孔１０とを備えている。
【００１３】
この発明では、基台１のコの字形断面内に収容される移動台４の上面を生爪固定面とすると共に、この移動台内に生爪開閉用のシリンダ孔６を内蔵したので、移動台４のワーク把持方向のガイド長さを長くすることができ、かつ生爪のワーク把持部を移動台４の先端側（固定口金側）にして移動台に固定することができ、バイス全体をコンパクトにできると共に、クランプ時のワークの浮き上がりを防止することができる。
【００１４】
すなわち、シリンダからのクランプ力とワークからの反力によって移動台４の先端が上動する方向のモーメントが作用しても、ガイド長さが長いために、それによる移動台４の傾斜（前述したＬtanθのθ）が小さいうえ、生爪の寸法の大小に関わらず、そのワーク把持部を移動台４の先端部にして装着することができるので、上記ＬtanθにおけるＬ寸法も小さくなるからである。
【００１５】
本願請求項２の発明に係るバイスは、上記請求項１記載のバイスにおいて、前記移動台のガイド鍔の上向き面１５ａを前記ガイド溝の下向き面３ａに押接する付圧部材２５を備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記請求項２のバイスによれば、移動台４が常時上方に押し付けられた状態で摺動するので、クランプ時に移動台４の先端を上動させるモーメントが加わっても移動台４の先端部、従って、当該位置に装着された生爪のワーク把持部は、それ以上上動することができず、従って、クランプ時のワークの浮き上がりをより高い精度で防止することができる。
【００１７】
本願請求項３の発明に係るバイスは、基台１の長手中央に固定的に設けられた固定台２の両側に前記請求項１又は２記載のバイスを対向配置したバイスであり、前記基台１の長手中央に固定台２を備え、前記移動台４がこの固定台を挟む両側に配置され、前記固定台が基台の前記内側両側面間隔Ｗを微調整する調整ねじ３４を備えているというものである。
【００１８】
この構造における調整ねじ３４は、基台１が長くなることにより生ずる当該基台の内側両側面間隔Ｗの変形を防止して、移動台４の正確なガイドを可能にするものである。
【００１９】
本願請求項４記載の発明に係るバイスは、上記各請求項記載のバイスにおいて、移動台４の上面に形成した爪固定面５に前記長手直角方向の互いに平行な複数本の位置決め溝１６ないし位置決め孔１７と各位置決め溝ないし孔及びこれに隣接する位置決め溝ないし孔に対応する複数個のタップ孔１８を備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
この構造によれば、爪固定面のキー溝１６と同形のキー溝を生爪側にも設けておくことにより、ワーク形状によって異なる各種寸法の生爪をそのワーク把持面を移動台４の先端側に一致させて、正確かつ容易に位置決めして装着することが可能になる。
【００２１】
本願請求項５の発明に係るバイスは、内側両側面に長手方向のガイド溝３を備えた上向きコ字形断面の基台１と、前記長手方向のシリンダ孔６を備えて前記ガイド溝で案内される移動台４と、前記基台の端部にロッド８の基端を固定して前記シリンダ孔６に挿通されたピストン７と、前記ロッドを通して前記ピストンの反ロッド側に加圧流体を供給する通孔１０とを備え、当該通孔は、前記基台の端部の両側面の同一位置に開口する盲栓可能な連結口１２、１２を備えている。
【００２２】
上記請求項５記載のバイスは、工作機械のテーブル上にマトリックス状に並べて配置したとき、隣接する連結口１２相互が対向位置関係になるので、バイスの配置間隔に対応する長さのパイプで隣接するバイスの連結口１２相互を連結することができ、テーブル上に配置したバイスの１個に加圧流体を供給すれば、当該加圧流体がすべてのバイスに供給されることとなるので、テーブル上のバイスへの加圧流体の配管（ホース）を１本のみとすることができる。なお、連結パイプ４３を接続しない連結口は、盲栓３８で閉鎖する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、この発明によりコンパクトで爪の開閉ストロークが大きく、かつワーク把持方向の長さが長い生爪を用いても、クランプ時にワークの浮き上がりが生じず、従ってワークを正確な位置に把持することができる流体圧駆動のワークバイスを提供することができる。また、バイスの開閉ストロークに対応して爪固定面５も長くすることができ、生爪の寸法に関わらず、クランプ時にワークの浮き上がりのない最適な位置に生爪を装着することが可能である。更に必要に応じて工作機械のテーブルに装着した複数のワークバイスに１本のホースで爪駆動用の流体圧を供給することが可能である。
【００２４】
従って、複雑な形状のワークを確実に把持することが可能なバイスを工作機械のテーブルに多数搭載することが可能で、かつそのバイスの搭載やバイスへのワークの装脱を短時間で行うことができ、当該多数のワークを正確にクランプすることができるので、複雑な形状のワークを能率よくかつ正確に加工をすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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はバイスを長手中心で断面した側面図、図２はバイスの上面図、図３は図１のＡ‐Ａ断面図、図４は移動台の側面図、図５は図１のＢ‐Ｂ断面図、図６は流体路を明示する図１のＣ‐Ｃ断面である。図中、１は基台、２は基台１の長手中央に固定して設けた固定台、３は断面上向きコの字形の基台１の内側両側面に長手の溝状に形成したガイド溝、４はガイド溝３に案内されて基台１の長手方向に摺動する移動台、５は移動台上面の爪固定面、６は移動台４に形成されたシリンダ孔、７はシリンダ孔６に嵌合しているピストン、８は基端を基台１の端部に固定されたピストンロッド、９は移動台４を開方向に付勢するリターンばね、１０はロッド８を軸方向に貫通している通孔、１１は基台１の基端部に設けられて通孔１０と連通している連結孔、１２及び１３は、基台１の端部の端部材１４の両側面と端面とに開口している連結口である。
【００２６】
基台１は、断面が上向きコの字形で平面視が細長い矩形の部材で、その両端は、コの字形の凹所を閉鎖するように端部材１４が固着されている。
【００２７】
移動台４は、両側壁に設けたガイド鍔１５を基台のガイド溝３に摺動自在に嵌合させた状態で基台１のコの字断面内で摺動移動するように装着されている。移動台４の上面は、生爪を固定する爪固定面５とされ、この爪固定面５には、バイス長手方向に一定のピッチで長手直角方向の複数本のキー溝１６が設けられている。キー溝１６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の閉鎖端となっており、その一方の端にキー溝１６の深さよりも深いノックピン孔１７が設けられている。各キー溝１６の端部両側には、キー溝１６の配設ピッチの２分の１の距離を隔てた位置に生爪固定用のタップ孔１８が設けられている。図１ないし２に想像線で示した生爪１９は、キー溝１６に挿入したキーで位置決めされて、更に要すればノックピン孔１７に嵌装したノックピンで位置決めされてタップ孔１８に螺合されるボルトでワーク把持部２０を移動台４の先端側（固定台２側）に略一致させた状態で爪固定面５に装着される。
【００２８】
移動台４の断面略中央には、基端が開放されかつ先端が閉鎖されたシリンダ孔６が設けられており、このシリンダ孔に嵌合したピストン７と一体のピストンロッド８の基端が基台の端部材１４に固定されている。シリンダ孔６の基端側には、基端に内向き鍔２１を備えた円筒状のばねガイド２２が固定されており、ピストン７の背面と内向き鍔２１との間に移動台４を開方向に復帰させるための圧縮コイルばね９が装架されている。ピストンロッド８の軸心には、基台の端部材１４に設けた連結孔１１に連通する通孔１０が貫通している。この通孔１０を通して油圧や空気圧などの流体圧が供給されると、移動台４が閉方向に駆動される。
【００２９】
移動台のガイド鍔１５の下面には、帯板状の台板２４が添設され、連続波形形状のばね板２５が添設され、更にスライド板２６が添設されて、ガイド鍔１５の上面１５ａとスライド板２６の下面が基台のガイド溝３の下面３ａと上面３ｂとに摺接している。ばね板２５は、スライド板２６を下方に付勢しており、従ってガイド鍔の上面１５ａは、ガイド溝の下面３ａに押し付けられている。
【００３０】
ガイド鍔１５には、長手方向に貫通する貫通孔２７と、当該貫通孔から下方に開口する複数個の枝孔２８が穿設されている。貫通孔２７と枝孔２８の交差するところには、焼入れした金属球２９、３１が挿入され、金属球２９、３１は互いに当接している。また貫通孔２７には枝孔２８の配設ピッチに対応する長さの押動杆３０が挿通されている。当該押動杆は貫通孔２７の金属球に当接している。貫通孔２７の両端には、雌ねじが設けられて、この雌ねじに押しボルト３２が螺合されている。押しボルト３２を前進させると、押動杆３０が金属球３１を介して金属球２９を下方へ押し、これによって受板２４が下動し、ばね板２５の付勢力を増大させる。ばね板２５から各金属球２９、３１に伝達される反力は、押動杆３０を介して他の金属球にも伝達されるので、複数個設けた金属球２９のばね板２５を押す力は略一定となる。すなわち、押しボルト３２を進出又は後退させることにより、ばね板２５のばね力、従ってガイド鍔の上面１５ａとガイド溝の下面３ａとの接触圧を調整することができる。
【００３１】
移動台４の左右方向のガイドは、ガイド鍔１５より上方の移動台の側面４ａが基台１の内側側面と摺接することによって規定されている。基台１の長手中央には、固定台２が基台１のコの字形の凹所内に嵌め込まれて両側面をボルト３３で締結した状態で固定されている。固定台２固定部の基台１の一方の側面上部と中央部には、固定台２の側面を押す調整ねじ３４が設けられている。この調整ねじ３４と固定ボルト３３の締結力のバランスにより、基台中央部でのコの字形凹所の内側側面間隔Ｗが調整可能となっており、ワーククランプ時における移動台４の左右方向の案内精度を高くすることが可能である。
【００３２】
なお、図に示す実施形態は、固定台２の両側に移動台４を設けた例であり、固定台２の中心に対称な構造となっている。固定側の生爪は、この固定台２の上面に固定して取り付けられる。また、図５に示されているボルト３５は、基台１の中央部で当該基台を工作機械のテーブル４４に固定するための固定ボルトである。
【００３３】
基台の端部材１４には、図６に示すように、正面視で十字形をした連結孔１１が設けられており、その十字の横棒となる横孔２３の両端が連結口１２となって、端部材１４の両側面に開口している。また十字の縦棒の上端には、端部材１４の端面に開口する連結口１３が連通している。連結口１２は、管用テーパねじ３６と、その奥側の円筒部３７とを備えており、使用しない連結口１２、１３は、盲栓３８によって閉鎖されている。連結孔１１は、十字の横棒の中央部でロッドに設けた通孔１０の基端に連通している。更に連結孔１１は、縦棒の中間から左右に延びる枝孔３９を備えており、この枝孔３９は、端部材１４の背面に開口している。そして、基台両端の端部材１４の枝孔３９相互が、その開口相互を連結するように架設されたパイプ４０で連結されている。すなわち、基台両端の端部材の連結孔１１相互がパイプ４０で連結されて、一方の連結孔に流体圧を供給すると、それが反対側端部の端部材に設けた連結孔にも供給されるようになっている。なお、図の例では、枝孔３９及びパイプ４０を両側に設けているが、片側のみでよい。また枝孔３９が端部材１４の両側面にまで達しているのは、孔加工の都合によるものである。
【００３４】
図６には、テーブル上に隣接配置したバイスの連結口１２相互を連結する連結パイプの一例が示されている。図の連結パイプ４３は、一方の端部にニップル４１が装着され、他方の端部にＯリング４２が装着されている。隣接配置するバイスの一方の連結口にニップル４１のテーパねじ４１ａを螺合した状態で連結パイプ４３の先端を他側のバイスの連結口の円筒部３７に挿入することにより、当該連結口と連結パイプ先端とがＯリング４２で液封されて隣接するバイスの連結孔１１相互が連通される。この構造で工作機械のテーブル４４上に並列に又はマトリックス状に配置した複数のバイスに１本の流体圧供給ホースから油圧や空気圧などを供給することができる。
【００３５】
なお、図には詳細を示してないが、端部材１４を貫通するねじ孔４５を設けて、このねじ孔に挿通したボルトの先端を移動台４の基端面に当接させて移動台４の開方向のストローク端、従ってワークを把持するときの爪の開閉ストロークを設定することができる。この構造は、短いストロークでワークの固定と開放とを行うことが可能な生爪を用いるときに、生爪１９が無用に大きなストロークで動作するのを防止するのに有効である。また、固定台２の上端と移動台４の先端上辺の間及び端部材１４の上辺と移動台４の後端上辺との間には、スライド伸縮式のダストカバー４６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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】バイスを長手中心で断面した側面図
【図２】バイスの上面図
【図３】図１のＡ‐Ａ断面図
【図４】移動台の側面図
【図５】図１のＢ‐Ｂ断面図
【図６】流体路を明示する図１のＣ‐Ｃ断面
【符号の説明】
【００３７】
１  基台
３  ガイド溝
3a  下面
４  移動台
５  爪固定面
６  シリンダ孔
７  ピストン
８  ピストンロッド
10  通し孔
11  連結孔
15a  上面
16  キー溝
17  ノックピン孔
18  タップ孔
25  ばね板
34  調整ねじ
Ｗ  側面間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005288599.tif 000006
【図５】
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【図６】
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