(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に軸支した回転軸と、この回転軸を回転駆動させる駆動源と、上記回転軸に設けられて断面円弧状の被加工物における軸方向の両端部を支持する支持手段と、上記支持手段に設けられて被加工物を着脱自在に把持するクランプ機構とを備え、
上記クランプ機構は、上記被加工物を内方側から支持する支持ブロックと、上記被加工物を外方側から把持する把持位置と上記被加工物の外方側からずれた解放位置とに移動可能なクランプ部材とを備え、
上記支持手段は、上記回転軸に摺動自在に嵌装されて該回転軸の軸方向所要位置に移動可能な環状部材と、環状部材を回転軸に固定する固定手段と、複数枚の中から被加工物の大きさに応じて選択され、かつ上記環状部材に支持されて被加工物を内方側から支持する支持部材と、上記支持部材を環状部材に連結する連結手段とを備えることを特徴とする被加工物の支持装置。
【請求項２】
上記支持部材は扇状の板状部材からなり、かつ、その一方の端面に円弧状突起を設けてあり、他方、上記環状部材の外周部には、上記支持部材の円弧状突起と係合する円弧状の支持部を設けてあり、支持部材の円弧状突起を環状部材の支持部に係合させた状態において上記連結手段によって支持部材を環状部材に連結するように構成し、
さらに、上記連結手段は、支持部材の円弧状突起に外方から係合する円弧状の挟持部材と、挟持部材のねじ部に螺合される複数のボルトとからなることを特徴とする請求項１に記載の被加工物の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は断面円弧状の被加工物を支持する支持装置に関し、より詳細には、例えばレーザ加工において断面円弧状の被加工物を支持する場合に好適な支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平板状の段ボールの所要箇所に切欠きや溝（細長い孔）などを形成するために、所定箇所にカッターを装着した抜き型が用いられている。従来、この抜き型の本体部は、断面円弧状のベニヤ板や断面半円のもの抱き合わせて断面円形にしたベニヤ板が用いられている。
そして、上記抜き型の本体部となる断面円弧状のベニヤ板を切断加工するレーザ加工機は知られており、このレーザ加工機は、断面円弧状のベニヤ板を内側から支持する支持装置と、この支持装置の上方側に配置されて被加工物にレーザ光線を照射する加工ヘッドを備えている。また、上記従来の支持装置は、回転自在に軸支した回転軸と、この回転軸の長手方向の複数箇所に嵌着した円板とを備えている。
従来では、上記各円板の外周部の複数箇所に雌ねじを形成してあり、被加工物を支持する際には、事前に被加工物の所定位置に上記各円板の雌ねじの位置に合わせてボルト孔を形成しておく。そして、被加工物を上記各円板の外周部に外方側から被せて支持させた後、上記各ボルト孔にボルトを挿通してから各円板の雌ねじ部に螺合させる。このように従来では、支持装置によって断面円弧状の被加工物を支持するとともに複数のボルトによって被加工物を保持していたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、従来では、被加工物を支持装置に支持する以前に被加工物の所定位置にボルト孔を穿孔する必要があり、かつそれらのボルト孔の位置にボルトを取り付ける必要があった。
したがって、上記従来の支持装置では、被加工物の取り付け取り外し作業がきわめて煩雑であり、しかも、事前に被加工物の所定位置にボルト孔を穿孔する作業もきわめて煩雑であった。
そこで、本発明の目的は、きわめて簡単に被加工物を着脱することができる支持装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、回転自在に軸支した回転軸と、この回転軸を回転駆動させる駆動源と、上記回転軸に設けられて断面円弧状の被加工物における軸方向の両端部を支持する支持手段と、上記支持手段に設けられて被加工物を着脱自在に把持するクランプ機構とを備え、
上記クランプ機構は、上記被加工物を内方側から支持する支持ブロックと、上記被加工物を外方側から把持する把持位置と上記被加工物の外方側からずれた解放位置とに移動可能なクランプ部材とを備え、
上記支持手段は、上記回転軸に摺動自在に嵌装されて該回転軸の軸方向所要位置に移動可能な環状部材と、環状部材を回転軸に固定する固定手段と、複数枚の中から被加工物の大きさに応じて選択され、かつ上記環状部材に支持されて被加工物を内方側から支持する支持部材と、上記支持部材を環状部材に連結する連結手段とを備える被加工物の支持装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、支持装置に被加工物を支持するために事前に被加工物にボルト孔を穿孔する必要がない。しかも、支持装置の支持手段に断面円弧状の被加工物を被せて支持させてから、該被加工物の長手方向の両端部を各クランプ機構によって把持すればよい。また、被加工物を支持装置から取り外す際には、上記クランプ機構による被加工物の把持状態を解放すればよい。
したがって、従来と比較して支持装置に対する被加工物の取り付け取り外しをきわめて容易に行うことができる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１においてレーザ加工機１は、鉛直下方にむけて加工ヘッド２を支持した本体部３と、加工ヘッド２の下方側にＸ方向と平行に設けられて被加工物４を支持する支持装置５とを備えている。上記本体部３内にレーザ発振器およびその作動を制御する制御装置を設けている。上記本体部３は固定して設けてあり、その内部のレーザ発振器から発振されたレーザ光線は加工ヘッド２内の集光ヘッドによって集光されてから下方側の被加工物４に照射されるようになっている。
本実施例における被加工物４は、断面円弧状で軸方向に長いベニヤ板であり、段ボール用の抜き型の本体部となるものである。この断面円弧状の被加工物４は、支持装置５によって内側から支持されるとともに脱落しないように保持されている。
後に詳述するが、支持装置５は、細長い箱形をした可動基台１１と、この可動基台１１上にＸ方向と平行となるように水平に軸支した回転軸６とを備えており、この回転軸６はサーボモータ７によって正逆に回転されるようになっている。また、可動基台１１そのものは、図示しない駆動機構によってＸ方向に沿って往復移動できるようになっている。この可動基台１１用の駆動機構およびサーボモータ７の作動は上記制御装置によって制御されるようになっている。上記回転軸６が正逆に回転されると、被加工物４も正逆に回転されることになり、これによって、被加工物４と加工ヘッド２は、上記Ｘ軸と直交するＹ方向に相対移動されるようになっている。また、可動基台１１そのものは、上記駆動機構によってＸ方向に移動することができる。したがって、予め記憶したプログラムに基づいて制御装置が上記駆動機構、サーボモータ７およびレーザ発振器を作動させることによって、支持装置５に支持した被加工物４の所定位置に、所定の寸法と形状の直線状の溝あるいは長穴等を形成することができるようになっている。
上述したように、本実施例における被加工物４は、段ボール用の抜き型の本体部となるベニヤ板であり、レーザ加工終了後に支持装置５から取り外した被加工物４に直線状の溝あるいは長穴等が形成されている。その後、この被加工物４における溝あるいは長穴等にカッターが装着されて、抜き型が完成する様になっている。
以上の構成は従来公知のレーザ加工機１のものと変わるところはない。
【０００７】
しかして、本実施例は上記支持装置５を以下のように改良することにより、この支持装置５に対する被加工物４の着脱作業を容易にしたものである。
すなわち、図１から図４に示すように、本実施例の支持装置５は、細長い箱形をした可動基台１１と、この可動基台１１に回転自在に軸支した上記回転軸６と、この回転軸６の両端側に設けられて被加工物４を支持する支持部材２１、２１と、これら支持部材２１に設けられて被加工物４の両端部を把持する複数のクランプ機構１２とを備えている。
上記可動基台１１の底面の長手方向には、一対のガイド溝１１ａ、１１ａを平行に形成してあり（図４）、これらのガイド溝１１ａ、１１ａを、固定基台１３側にＸ方向と平行に形成した一対のガイド部１３ａ、１３ａに摺動自在に係合させている。可動基台１１は、図示しない駆動機構によってＸ方向に移動することができ、これにより、被加工物４を支持した支持装置５全体がＸ方向に移動することができる。上述したように可動基台１１の駆動機構の作動も制御装置によって制御されるようになっている。
図２ないし図３に示すように、可動基台１１における長手方向の両端の上面に一対の支持部１１ｂ、１１ｂを突設してあり、これら両支持部１１ｂに設けた軸受１４、１４によって上記回転軸６の両端部を回転自在に軸支している。回転軸６の左方側の端部は、カップリングと減速機を介して上記サーボモータ７に連動させている。
【０００８】
次に、上記回転軸６における両端側の外周部に、それぞれ環状部材１５、１６を嵌装してあり、回転軸６における中央側の外周部にも環状部材１７を嵌装している。これら各環状部材１５、１６、１７における軸心よりも上方側となる外周部に半円形の支持部材２１を着脱自在に取り付けてあり、これら支持部材２１の外周部によって、断面円弧状の被加工物４を内方側から支持するようにしている。また、各環状部材１５、１６に取り付けられた支持部材２１の外周部の複数箇所に上記クランプ機構１２を設けてあり、これらのクランプ機構１２によって、被加工物４における長手方向の両端部を各環状部材１５、１６の外周部に把持して固定するようにしている。
後に詳述するが、これら各環状部材１５、１６、１７は、回転軸６の軸方向に位置を変更できるとともに、各環状部材１５、１６、１７に取り付ける支持部材２１の大きさは被加工物４の大きさに応じて変更するものである。
左方の環状部材１５と中央側の環状部材１７との間となる回転軸６の外周部は、筒状の第１カバー２２によって覆ってあり、右方の環状部材１６と中央側の環状部材１７との間となる回転軸６の外周部は、第１カバー２２と同じ構成の第２カバー２３によって覆っている。
【０００９】
このように、回転軸６の外周部の全域が第１カバー２２および第２カバー２３によって覆われており、被加工物４にレーザ光線を照射して切断加工を行う際に、被加工物４を貫通したレーザ光線が回転軸６に照射されて損傷するのを防止している。また、両カバー２２，２３は、２つの外カバー２２Ｂ（２３Ｂ）と、それらの内部に両端部を挿入した内カバー２２Ａ（２３Ａ）とから構成しているので、上記各環状部材１５，１６，１７を回転軸６の長手方向に移動させても回転軸６の外周部が露出しないようになっている。
次に各環状部材１５，１６，１７およびそれらに設けた支持部材２１等について説明する。
左方側の環状部材１５およびそれに設けた支持部材２１の構成は、右方側の環状部材１６およびそれに設けた支持部材２１の構成と同じなので、右方側についてのみ説明する。
すなわち、図２から図９に示すように、回転軸６の外周部には、軸方向全域にわたってキー溝６ａを形成するとともに、このキー溝６ａから１８０度ずれた位置にも軸方向全域にわたって直線状のガイド溝６ｂを形成している。キー溝６ａ内には直線上のキー２４を固定してあり、このキー２４を回転軸６の外周面よりも半径方向外方に突出させている。
他方、環状部材１６の内周部には、上記キー２４の突出量と形状に合わせた係合溝１６ａを形成してあり、この係合溝１６ａをキー２４に係合させた状態で環状部材１６を回転軸６の外周部に摺動自在に嵌装している。
また、環状部材１６の内周部における係合溝１６ａから１８０度ずれた箇所に軸方向溝１６ｂを形成してあり、この軸方向溝１６ｂの外方側となる外周部は、接線方向に切欠いた平坦面１６ｃとしている。そして、この平坦面１６ｃの中央から上記内方側の軸方向溝１６ｂまで貫通する雌ねじを螺刻している。
軸方向溝１６ｂには、中央部にナットを有するキー部材２５を係合させてあり、かつ、キー部材２５を上記回転軸６側のガイド溝６ｂに係合させている。キー部材２５にはナットから連続するようにねじ孔を形成している。
【００１０】
そして、締め付けハンドル２６の雄ねじ部を上記環状部材１６の平坦面１６ｃのねじ孔、キー部材２５のねじ孔およびナットに螺合貫通させている。
この締め付けハンドル２６を時計方向に回転させると、雄ねじ部の先端が回転軸６側のガイド溝６ｂに圧接し、それによって、環状部材１６が回転軸６の軸方向に移動しないように固定することができる。他方、この固定状態からハンドル２６を反時計方向に回転させると、雄ねじ部の先端が回転軸６側のガイド溝６ｂから離隔して固定状態が解除されるので、環状部材１６およびそれに取り付けた支持部材２１を回転軸６の軸方向所要位置に移動させることができる。
このように本実施例では、上記キー溝６ｂ、キー部材２５および締め付けハンドル２６によって、回転軸６の軸方向所要位置に環状部材１６を固定する固定手段を構成している。
また、上記環状部材１６には、上記平坦面１６ｃの両脇の位置に円弧状をした一対の張り出し部１６ｄ、１６ｄを突設している（図７、図８）。これら左右の張り出し部１６ｄ、１６ｄの上面および下面は、上記平坦面１６ｃと平行な平坦面としてあり、かつ、各張り出し部１６ｄ、１６ｄには、上面から下面に貫通する貫通孔１６ｅ、１６ｅを形成している。
両張り出し部１６ｄ、１６ｄは、円弧状のフランジ部１６ｆによって接続してあり、このフランジ部１６ｆの隣接位置となる両張り出し部１６ｄ、１６ｄに挟まれた位置の円弧状の外周部は、支持部材２１と係合して支持する支持部１６ｇとしている。
さらに図１０ないし図１１に示すように、本実施例では、支持部材２１を環状部材１６に連結する連結手段２０を備えており、この連結手段２０は、円弧状の挟持部材２７と、２本のボルト２８を備えている。挟持部材２７の円周方向両端の位置は、同一平面となる平坦面としてあり、それらの箇所に雌ねじを螺刻している。そして、後述する支持部材２１の内周部に形成した円弧状突起２１ａ（図１２）を環状部材１６の支持部１６ｇに載置した状態において、円弧状突起２１ａに上方から挟持部材２７を重合させるとともに、挟持部材２７の両端の平坦面を両張り出し部１６ｄ，１６ｄの上面の近接上方に位置させる。そして、この状態から両張り出し部１６ｄ，１６ｄの貫通孔に下方側からボルト２８を貫通させてから挟持部材２７の雌ねじに螺合させる。これにより、上記挟持部材２７と環状部材１６の支持部１６ｇとによって、円弧状突起２１ａが挟持されることで、環状部材１５の外周部に支持部材２１を連結するようになっている。なお、支持部材２１の交換の際には、ボルト２８を緩めるだけで、支持部材２１は軸方向のフランジ部１６ｆの反対側へ抜き出すことができる。
【００１１】
次に図５、図６、図１２ないし図１４に示すように、支持部材２１は半円形の扇形に形成してあり、内周部の縁部に沿って一方の端面に円弧状突起２１ａを突設している。
そして、この支持部材２１における外周部に、等ピッチで５つのクランプ機構１２を取り付けている。
クランプ機構１２は、支持部材２１の一方の端面に固定した半円形の支持ブロック３１と、この支持ブロック３１の位置に合わせて支持部材２１の他方の端面に固定したブラケット３２と、このブラケット３２に設けたクランプ部材３３とを備えている。
半円形の支持ブロック３１の外方端は支持部材２１の外周部と半径方向において同一位置となるようにしている。これら支持ブロック３１および支持部材２１の外周部とによって、断面円弧状の被加工物４を内方側から支持するようにしている。
クランプ部材３３は、肉厚の基部３３ａと、この基部３３ａの要部から横に伸びる平坦な爪部３３ｂを備えている。上記基部３３ａには上下方向の段付孔を穿設してあり、この段付孔にボルト３４を上方側から挿通するとともにこのボルト３４の頭部を係合させ、さらにこのボルト３４の先端部をブラケット３２側のねじ孔に螺合させている。基部３３ａの下面と、それに対向するブラケット３２側の平坦面とにわたって圧縮ばね３５を弾装してあるので、クランプ部材３３は支持部材２１の半径方向外方にむけて常時付勢されている。
図１３に示すように、上記ブラケット３２におけるクランプ部材３３の隣接箇所は断面Ｌ字形としてなるように形成してあり、他方、クランプ部材３３の基部３３ａの側面は円弧状としている。そのため、クランプ部材３３は、ボルト３４を回転中心として、図１３に実線で示したように爪部３３ｂが支持部材２１の外周部と交差し、かつ支持ブロック３１と対向する把持位置と、想像線に示したように爪部３３ｂが支持部材２１の外周部と交差せず、かつ支持ブロック３１と対向しない解放位置とに回転できるようになっている。
【００１２】
そして、ボルト３４を緩めてクランプ部材３３を解放位置に位置させた状態において、円弧状の被加工物４を上記支持ブロック３１および支持部材２１の外周部に被せることにより、それらによって被加工物４を内方側から支持し、その後に、クランプ部材３３を把持位置まで移動させてからボルト３４を締め付けるようにしている。これにより、クランプ部材３３の爪部３３ｂと支持ブロック３１および支持部材２１によって被加工物４の端部が内外から挟持されて、脱落しないように把持される。
また、中央側の環状部材１７の構成、それに連結した支持部材２１の構成も上述した右方側のものと同じ構成である。ただし、この中央側の環状部材１７に連結した支持部材２１の外周部には支持ブロック３１だけを設けてあり、上記ブラケット３２、クランプ部材３３等からなるクランプ機構１２は設けていない。この中央側の環状部材１７および支持部材２１は、被加工物４の長手方向中央部を内方側を支持するだけであり、軸方向（長手方向寸法）が長い被加工物４の中央位置を単に支持するだけにしている。被加工物４の軸方向（長手方向寸法）が短い場合あるいは、被加工物４の厚さが厚くて剛性が高い場合には、中央側の環状部材１７から支持部材２１を取り外しても良い。つまり、この場合には、左右の環状部材１５，１６の支持部材２１によって被加工物の軸方向（長手方向）の両端部を支持することになる。
【００１３】
本実施例の支持装置５は以上のように構成してあり、被加工物４の交換の際には、クランプ機構１２におけるボルト３４を緩めて、クランプ部材３３の位置を変えるという簡単な作業を行うだけでよい。しかも、各環状部材１５，１６，１７のハンドル２６を緩めて回転軸６の軸方向における固定状態を解除することができ、その状態で回転軸６の軸方向の所要位置に各環状部材１５，１６，１７およびそれに設けた支持部材２１を移動させることができる。そのため、被加工物４の軸方向寸法（長手方向寸法）に変動があった際に、きわめて容易に対応することができる。ただ、本実施例では、基本的に環状部材１５は移動させずに、環状部材１６，１７を回転軸６の軸方向所定位置に移動させるようにしている。上記中央側の環状部材１７とそれに設けた支持部材２１によって被加工物４の軸方向中央側を内方から支持するので、軸方向が長い被加工物４であっても軸方向中央側の箇所が自重によって撓むようなことがない。
また、断面円弧状である被加工物４の外周部（円弧）の長さが変動した場合には、各環状部材１５，１６，１７に取り付けた支持部材２１を新たな被加工物４に適合する大きさの支持部材２１と交換すればよい。
その際、本実施例では、各クランプ機構１２によって容易に被加工物４の端部を把持し、あるいは把持状態を解放することができる。したがって、従来に比較して、支持装置５に対する被加工物４の取り付けおよび取り外しがきわめて容易なものとなる。
また、従来のように、被加工物４を支持装置５に支持するために、事前に被加工物４の所要位置にボルト孔を穿設する必要がないので、そのような従来に比較してより一層、支持装置５への被加工物４の着脱作業が簡単なものとなる。
【００１４】
なお、上記実施例では、支持部材２１は半円形の扇形のものを用いていたが、扇形の中心の角度が鋭角あるいは鈍角の支持部材２１を用いても良い。
また、上記実施例は本発明をレーザ加工機における支持装置に適用した場合について説明したが、レーザ加工機以外の切断加工機（例えば、ウオータジェット加工機）の支持装置にも本発明を適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、支持装置に対する被加工物の着脱作業がきわめて簡単になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図
【図２】図１の要部の平面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う要部の断面図
【図５】図３の要部の拡大図
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部の断面図
【図７】図５に示した環状部材１６の正面図
【図８】図７の平面図
【図９】図５の要部の拡大図
【図１０】図５に示した連結手段２０の正面図
【図１１】図１０の要部の底面図
【図１２】支持部材２１の正面図
【図１３】図１２の要部の平面図
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図
【符号の説明】
１  レーザ加工機                        ５  支持装置
６  回転体                              ７  サーボモータ
１２  クランプ機構                      １５  環状部材
１６  環状部材                          ２１  支持部材
３１  支持ブロック                      ３３  クランプ部材
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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