(57)【要約】【課題】工作機械のテーブルや定盤のワーク載置面にワークを固定するのに用いる固定具に関し、平坦なワーク載置面に、ワークの側面ないし周縁の面を把持して固定する構造の、複雑な平面形状を備えたワークの固定にも容易に対応可能な汎用性を備えた小型のワーク固定具を提供する。【解決手段】ベースに上方へ離脱不能かつワーク把持方向に移動可能に装着されたスライド部材２と、前面（ワーク把持方向を向く面）とその背面とに下向きの傾斜滑り面３４ａ、３４ｂを備えた駆動楔３と、この駆動楔の昇降装置４、３７と、前面の前記傾斜滑り面３４ｂに摺接する上向きの傾斜滑り面６１を背面に備えた口金６と、この口金を反ワーク把持方向に付勢する復帰ばね７と、背面の前記下向きの傾斜滑り面３４ａに摺接する前記ベースと一体の上向きの傾斜滑り面１６とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、このベースに上方への離脱を阻止された状態でワーク把持方向に移動可能に装着されたスライド部材と、ワーク把持方向を向く面とその反対方向を向く面とに下向きの傾斜滑り面を鋸歯状に備えた駆動楔と、この駆動楔に上下方向に挿通されて下端が前記スライド部材に連結されている昇降装置と、ワーク把持方向を向く前記下向きの傾斜滑り面に摺接する上向きの傾斜滑り面を背面に鋸歯状に備えている口金と、この口金を反ワーク把持方向に付勢している復帰ばねと、反ワーク把持方向を向く前記下向きの傾斜滑り面に摺接する前記ベースと一体の鋸歯状に配置された上向きの傾斜滑り面とを備えている、ワーク固定具。
【請求項２】
前記復帰ばねが、前記口金の両側面に配置されて当該口金及び前記駆動楔の両側面に摺接しているΩ形、Ｃ形ないしＵ形のばね部を備えた薄板切出し構造のばねである、請求項１記載のワーク固定具。
【請求項３】
前記口金のワーク把持方向を向く面に円弧ガイドを備え、この円弧ガイドに案内されて自由揺動可能な揺動爪を備えている、請求項１記載のワーク固定具。
【請求項４】
板状のワーク置き台を備え、このワーク置き台の上面に請求項１又は３記載のワーク固定具の複数個が、それらのベースをワーク置き台に固定してかつそれらの口金を対向させて装着されている、ワーク固定台。
【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定盤のワーク載置面にワークを固定するのに用いる固定具及び当該固定具を複数個備えた固定台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テーブル上面や定盤上面などの平坦なワーク載置面にワークを固定してワーク上面の加工を行うときは、ワーク固定具が工具と干渉しないように、ワークの側面ないし周縁の面でワークを把持するワーク固定具が用いられる。
【０００３】
ワークの側面や周縁の面をワーク載置面と平行な方向に把持しただけでは、ワークをワーク載置面に押付ける力が働かない。そのため、ワークがワーク載置面から浮上がった状態で固定されるということが起こり、ワークの高さ方向の加工精度に誤差が生ずる。
【０００４】
下記特許文献には、固定口金と移動口金とでワークの側面を把持してワークを固定するバイスにおいて、ワークを把持したときに、その把持力により口金が下方に引かれてワークをバイス上面に押付けることにより、ワークの浮き上がりを防止したバイスが、この発明の出願人によって提案されている。単純な矩形形状のワークのように、２つの口金で把持することが可能な平行な側面を備えたワークであれば、この従来構造のバイスを用いることにより、ワークの浮き上がりによるワークの高さ（板状のワークでは厚さ）方向の加工誤差を防止することができる。
【０００５】
しかしワークには、平面形状が円形、扇形、楕円形、不定形などの対向する平行な二辺を持たないものも多く、このようなワークは、例えば互いに交叉する２方向でワークを把持するクロス型のバイスなどを用いなければ、ワークをしっかりと固定することができない。また、細長い平面形状や周縁が曲がりくねっている平面形状のワークは、把持力によってワークを変形させるのを防止するために、ワーク周縁に配置した多数の固定具でワークを固定しなければならないことも起こる。
【０００６】
このような場合、従来はワーク形状に合わせた専用のバイスやワーク固定台を準備してワークの固定を行っていた。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００３／０８２５１６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
各種製品の高機能化に伴い、複雑な形状の部品が増える一方で、製品の多様化に伴い、多品種少量生産の部品が多くなっている。そのため、形状の異なるワーク毎に専用のバイスやワーク固定台を準備することが困難になっている。数個しか加工しないワークのために、そのワーク専用のバイスや固定台を準備すると、そのバイスや固定台の価格を数個のワークの加工コストに上乗せしなければならず、加工コストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、工作機械のテーブル上面や計測などのために部品を固定する定盤などの平坦なワーク載置面に、ワークの側面ないし周縁の面を把持して固定する構造の、複雑な平面形状を備えたワークの固定にも容易に対応可能な汎用性を備えている、簡単で小型に作ることができるワーク固定具及び当該ワーク固定具を備えたワーク固定台を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この出願の請求項１の発明に係るワーク固定具は、ベース１と、このベースに上方への離脱を阻止された状態でワーク把持方向に移動可能に装着されたスライド部材２と、ワーク把持方向を向く面とその反対方向を向く面とに下向きの傾斜滑り面３４ａ、３４ｂを鋸歯状に備えた駆動楔３と、この駆動楔に上下方向に挿通されて下端が前記スライド部材に連結されている昇降装置４、３７と、ワーク把持方向を向く前記下向きの傾斜滑り面３４ｂに摺接する上向きの傾斜滑り面６１を背面に鋸歯状に備えている口金６と、この口金を反ワーク把持方向に付勢している復帰ばね７と、反ワーク把持方向を向く前記下向きの傾斜滑り面３４ａに摺接する前記ベースと一体の鋸歯状に配置された上向きの傾斜滑り面１６とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記構造のワーク固定具１０は、昇降装置４、３７で駆動楔３を下降させることにより、駆動楔の下向きの傾斜滑り面３４ａ、３４ｂが、楔作用によりベース１と一体の上向きの傾斜滑り面１６及び口金６側の傾斜滑り面６１を外向きに押し、口金６をワーク把持方向に押し動かすと共に、駆動楔３自身もワーク把持方向に口金６の１／２のストロークで動いて、ワークを把持する。そしてこのとき、駆動楔３から作用する下向きの力が口金６を押し下げるように働き、口金６に把持されたワークを下向きに押すので、ワークがテーブルやワーク固定台の上面に押付けられて、ワーク把持時のワークの浮上がりが防止される。
【００１１】
傾斜滑り面１６、３４ａ、３４ｂ、６１は、階段状に多段に設けることにより、ワーク固定具１０がコンパクトになると共に、口金６の進退動作を安定化させる上でも有効である。また、口金６をその底面から僅かに突出する弾性体６４を介してベース１の上面に摺接させる構造とすれば、ワーク把持時及び把持開放時における口金６の微小な昇降動作が円滑に行われ、ワークの浮上がりをより確実に防止できる。
【００１２】
この出願の請求項２の発明は、上記構成を備えた請求項１記載のワーク固定具において、前記復帰ばね７が、口金６の両側面に配置されて当該口金及び前記駆動楔の両側面に摺接しているΩ形、Ｃ形ないしＵ形のばね部７２を備えた薄板切出し構造のばねであることを特徴とするものてある。
【００１３】
復帰ばね７を上記構造のものとすることにより、復帰ばね７の装着が簡単かつ確実にできると共に、駆動楔と口金の傾斜滑り面３４ｂ、６１相互の摺接部及び駆動楔とベース側の傾斜滑り面３４ａ、１６相互の摺接部の両側面をこの復帰ばね７によって閉鎖する構造が可能になる。更に、この復帰ばね７により、口金６の幅方向の位置規制も可能になる。
【００１４】
また、この出願の請求項３の発明に係るワーク固定具は、上記構成を備えた請求項１又は２に記載のワーク固定具において、前記口金６のワーク把持方向を向く面に円弧ガイド６７を備え、この円弧ガイドに案内されて自由揺動可能な揺動爪６６を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
上記構造によれば、ワークを把持したときに揺動爪６６がワークの周縁に倣うように傾動するので、周面の形状が複雑なワークの把持をより確実に行うことか可能になる。
【００１６】
この発明のワーク固定具１０の複数個を、平板状のワーク置き台３０の上面にワーク形状に合わせて配置することにより、種々の形状のワークに対する専用のワーク固定台を簡単に製作することができる。この出願の請求項４の発明に係るワーク固定台は、板状のワーク置き台３０を備え、このワーク置き台の上面に請求項１、２又は３記載のワーク固定具１０の複数個が、それらのベース１をワーク置き台３０に固定してかつそれらの口金６を対向させて装着されているワーク固定台である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したこの発明のワーク固定具は、駆動楔３を締結ボルト４や組み込みピストン３７などの昇降装置で下降させるという操作で、ワークの周縁を把持してワークを固定すると共に、把持と同時にワークをテーブル面やワーク固定台のワーク載置面に押付けて固定できる。従ってワークの浮き上がりを防止して、ワーク上面の高精度の加工が可能である。
【００１８】
この発明のワーク固定具１０を用いることにより、異形のワークの周縁部を把持して正確な位置に固定する作業を簡単に行うことができる。また、異形のワークのための専用の固定台を簡単に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１ないし図３は、この発明の第１実施例を示した図で、図１はベースとスライド部材の斜視図、図２は中央部縦断面図、図３は外観を示す斜視図である。図１ないし図３において、１はベース、２はスライド部材（スライドナット）、３は駆動楔、４は締結ボルト、５は開放ばね、６は口金、７は復帰ばねである。
【００２１】
ベース１は、係止壁１１と底板１２とを一体に備えた側面視でＬ形の部材で、その底面にはスライドナットのフランジ部２１を案内するガイド溝１４が形成され、このガイド溝の略中央部にスライドナット２を底板１２の上面に臨出させるガイド孔１５が開口している。係止壁１１の前面（ワーク把持時にワーク側を向く面、以下同じ）には、側面形状が鋸歯状となる３段の上向きの傾斜滑り面１６が形成されている。
【００２２】
ベース１には、工作機械のテーブルやワーク固定台の台板に固定具を固定するための座ぐり孔付きのねじ孔１７が設けられている。ベース１の上方からボルトを通して固定するときは、外径がねじ孔１７の内径より細いボルトを用いて、当該ボルトの頭を座ぐり孔に収めた状態でテーブルや受板のねじ孔に螺合することにより固定する。また、テーブルや台板側からボルトを通して固定するときは、ねじ孔１７のねじに螺合する径のボルトを用いて、下方から当該ボルトをねじ孔１７に螺合することにより固定する。
【００２３】
スライドナット２は、ベースのワーク把持方向のガイド溝１４に摺動自在に嵌合するフランジ部２１と、その上面中央に突出する突起２２とを一体に備えている。スライドナット２は、その中央に上下方向に貫通するねじ孔２３を備えている。
【００２４】
駆動楔３は、ベース１と等しい幅寸法を有する平面矩形の部材で、その中央には締結ボルト４の挿通孔が上下方向に貫通している。この挿通孔の上端には、締結ボルト４の六角頭を収容する座ぐり孔３１が形成され、下方部３２には、開放ばね５の上端部を収めるばね受け孔３３が形成されている。
【００２５】
駆動楔３の背面（ワーク把持時にワークと反対の方向を向く面、以下同じ）と前面には、ベースに設けた上向きの傾斜滑り面１６の傾斜角と等しい角度の３段の下向き傾斜滑り面３４ａ、３４ｂが形成されている。
【００２６】
締結ボルト４と開放ばね５とは、駆動楔３を上下動させる昇降装置を形成している部材である。締結ボルト４は六角孔付きボルトで、その頭部を駆動楔の座ぐり孔３１に収容された状態で駆動楔３を貫通してスライドナット２のねじ孔２３に螺合されている。開放ばね５は、圧縮コイルばねで、締結ボルト４に挿通された状態でスライドナットの突起２２の上面と駆動楔のばね受け孔３３との間に装架されて駆動楔３を上方に付勢している。
【００２７】
口金６は、ベース１と等しい幅寸法を備えた平面及び前面が矩形の部材で、その背面には駆動楔前面の下向きの傾斜滑り面３４ｂと摺接する３段の上向きの傾斜滑り面６１が形成されている。口金６の前面は、ワーク把持面となっており、必要に応じて生爪その他の把持爪を取り付けるためのねじ孔６２が設けられている。
【００２８】
復帰ばね７は、ばね鋼板をレーザ加工によって両側の取付板部７１と、この両側の取付板部を繋ぐΩ形の細線状のばね部７２とを一体に切出し形成したものである。この復帰ばね７は、両側の取付板部７１を図示しないねじでベースの係止壁１１の側面及び口金６の側面に固定した状態で、それらの両側面に取り付けられている。
【００２９】
復帰ばね７は、ばね部７２の弾力によって口金６を係止壁１１に向けて付勢しており、この付勢力によって係止壁の上向き傾斜滑り面１６と駆動楔の下向き傾斜滑り面３４ａ、及び、駆動楔前面の下向き傾斜滑り面３４ｂと口金背面の上向き傾斜滑り面６１とが面接触している。また、口金６の幅方向位置がこの復帰ばね７によって規制されると共に、係止壁の前面と駆動楔の背面及び駆動楔の前面と口金の背面との接合面の側面が復帰ばねの取付板部７１又はこの取付板部の内側に設けたカバープレートによって閉鎖された状態となっている。
【００３０】
口金６の下面には、幅方向の溝６３が設けられ、この溝に丸棒状のゴム質の弾性体６４が嵌挿されている。弾性体６４は、口金６の下面から下方に突出しており、ベースの底板１２の上面に摺接している。従って、口金６は、その底面がベースの底板１２の上面から僅かに浮き上がった状態となっている。
【００３１】
上記構造のワーク固定具において、締結ねじ４を締め付け方向に回動すると、駆動楔３が下方に押し下げられ、ベースの係止壁と駆動楔の間及び駆動楔と口金の間の傾斜滑り面相互の摺動による楔作用により、口金６が前方（ワーク把持方向）に移動する。
【００３２】
従って、把持しようとするワークの対向する両側面ないし周縁面に口金６の前面又はこれに取り付けた把持爪を近接させて、上記構造のワーク固定具１０の複数個を配置し、それらの締結ボルト４を締め付け方向に回動すれば、口金６が進出してワークが把持される。そして、ワークから把持反力が作用すると、口金６を下方へ押し下げようとする方向の合力が生じ、口金６が下方へ微小移動して、ワーク２０をテーブルやワーク固定台のワーク載置面に密着させる。
【００３３】
すなわち、この発明のワーク固定具は、ワークの対向側面や周縁面でワークを把持したときに、ワークを下方へ押し下げるような力を発生し、これによりワーク載置面からのワークの浮き上りを防止する。
【００３４】
締結ボルト４を緩めると、駆動楔３は開放ばね５の付勢力により上動し、口金６は復帰ばね７のばね力によって復帰する。ワーク把持時に口金６が下方へ移動していたときには、弾性体６４の弾力や復帰ばね７のばね力によって口金６が上方へ復帰する。口金６の上下方向の移動は一般的には０．１ｍｍ以下の極めて僅かな量である。
【００３５】
図４は、平板状の台板３０上に想像線で示す不定形のワーク２０の周縁形状に合わせて、この発明のワーク固定具１０を配置したワーク固定台を示した図である。この図に示すように、平板状の台板３０に把持しようとするワーク２０の周縁形状に合わせた位置にワーク固定具１０を取り付けるためのねじ孔を設けて、必要な個数のワーク固定具１０を取り付けてやれば、異形のワークを把持するワーク固定台を簡単に準備することができる。
【実施例２】
【００３６】
図５ないし図８は、この発明の第２実施例を示した図である。この第２実施例のものは、ベース１側の上向きの傾斜滑り面１６がベースと別体の鋸歯部材に設けられている点、駆動楔３を流体圧（油圧又は空気圧）で駆動する構造である点、スライドナット２が短円柱状のものである点、及び、口金６に揺動爪６６が取付けられている点が、第１実施例と異なっている。以下、この相違点について説明する。
【００３７】
ベース１は、底板１２の中央に両側辺が平行でワーク把持方向に細長い小判型のガイド孔１５を備え、その下方にこの小判型の長手方向の寸法と等しい直径の円形凹所１９を備えている。ベース１の係止壁１１の前面は平坦な平面で、この前面に背面を添設した状態で装着される鋸歯部材４２の前面に、第１実施例でベースの係止壁前面に設けたと同様な多段の上向き傾斜滑り面１６が形成されている。鋸歯部材４２の幅寸法は、ベース１の幅寸法に等しい。
【００３８】
スライドナット２は、軸心にねじ孔２３を設けた円筒材の上部を両側から削り落としてガイド突起２２を形成した形状である。ベースのガイド孔１５は、両側に平行辺を備え、この平行辺の間隔Ｗは、ガイド突起の幅ｗと等しい。ガイド突起２２は、幅方向位置をガイド孔１５で規定された状態でガイド孔１５に嵌挿されている。ガイド孔１５の長手方向の寸法は、スライドナット２の直径より長く、スライドナット２は、その寸法差分だけワーク把持方向に移動可能である。スライドナットのフランジ部２１は、ベース底面の円形凹所１９に前記寸法差の直径方向の遊隙を持った状態で収容される。
【００３９】
第１実施例と同様に前面と背面とに多段の下向き傾斜滑り面３４ａ、３４ｂを備えた駆動楔３の上部には、ワーク把持方向と直交する方向に細長い長円断面のシリンダ孔３６が形成され、このシリンダ孔に長円形のピストン３７が嵌合している。ピストン３７から下方に延びるピストンロッド３８の先端には雄ねじ３９が設けられ、スライドナットのねじ孔２３に螺合されている。シリンダ孔３６の上端には蓋５２が装着され、Ｃクランプ５３で駆動楔３に係止されている。ピストン３７と蓋５２との間には、駆動楔３を上方に押動する開放ばね５が装架されている。シリンダ孔３６の底部には、流体圧室を形成する皿状の凹部５４が設けられている。
【００４０】
図８に示すように、駆動楔３の両側面には、ニップル孔５５が設けられて、このニップル孔の奥端が流体室となる皿状の凹部５４に連通している。ニップル孔５５には、空気圧を供給する可撓性パイプが連結される。ニップル孔５５が２つ設けられているので、テーブルやワーク固定台の台板に取付けた複数のワーク固定具のニップル孔相互を可撓性パイプで順次連結することにより、１本の流体圧パイプでこの複数のワーク固定具に同時に流体圧を供給することができる。５６及び５７は、流体室５４を密封するシールリングを嵌装したリング溝である。
【００４１】
ニップル孔５５に流体圧を供給すると、この流体圧はピストン３７を上昇させようとするが、ピストン３７は上昇できないので、駆動楔３が下降して傾斜滑り面の楔作用により口金６をワーク把持方向に押し出す。また、ニップル孔５５の流体圧を開放すると、開放ばね５が駆動楔３を上昇させ、第１実施例と同様な構造で口金６をベースの係止壁１１に向けて付勢している復帰ばね７が口金６をワークから離隔する方向に移動させる。
【００４２】
口金６の前面には、幅方向の円弧溝６７が形成され、背面にこの円弧溝に滑り移動自在に嵌合する円弧突条６８を設けた揺動爪６６が取付けられている。円弧突条６８の中央部上面には、その円弧中心と同心の円弧状のＶ溝６９が形成され、このＶ溝に、円弧溝６７の上壁を貫通する貫通孔８１に設けたボールプランジャ８２のボール８３が嵌合している。このボール８３とＶ溝６９との係合により、ワークを把持していないときの揺動爪６６の脱落が防止されている。
【００４３】
図４に示したような異形のワーク２０を把持するワーク固定台を製作するとき、ワーク固定具１０としてこの第２実施例のワーク固定具を用いれば、各固定具の口金の前面とこれに対向する部分のワーク周縁との間に角度誤差があったとき、揺動爪６６が口金の前面で円弧溝６７に沿って揺動することにより、この角度誤差を吸収して、ワークをより確実に把持することが可能になる。また、流体駆動式のワーク固定具は、多数のワーク固定具を同時に動作させることができるので、多数のワーク固定具を設けたときのワークの把持及び開放を、流体圧パイプに設けた開閉弁の一回の操作で速やかに行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施例のワーク固定具のベースとスライド部材とを分離して示す斜視図
【図２】第１実施例のワーク固定具の中央部の断面側面図
【図３】図２のワーク固定具の斜視図
【図４】この発明のワーク固定台の一例を模式的に示す平面図
【図５】第２実施例のワーク固定具のベースとスライド部材とを分離して示す斜視図
【図６】第２実施例のワーク固定具の中央部の断面側面図
【図７】図６のワーク固定具の平面図
【図８】図６のワーク固定具の図６と直交する方向の断面図
【符号の説明】
【００４５】
１  ベース
２  スライド部材
３  駆動楔
４  昇降装置（ボルト）
５  開放ばね
６  口金
７  復帰ばね
10  ワーク固定具
16  上向きの傾斜滑り面
20  ワーク
30  ワーク置き台
34a,34b  下向きの傾斜滑り面
37  昇降装置（ピストン）
61  上向きの傾斜滑り面
66  揺動爪
67  円弧ガイド
72  復帰ばねのばね部
【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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