(57)【要約】【課題】金型基材を頑固にかつ精度良く把持する。【解決手段】分割部材１９〜２２は、主軸２４に対して直行する十字方向に移動する。分割部材１９〜２２の内面には把持用雌ねじ部４１〜４４が、また、外周には締め込み用雄ねじ部３６〜３９が形成されている。分割部材１９〜２２の把持用雌ねじ部４１〜４４に金型基材１０の把持用雄ねじ部１４を螺合させる。次に、締め込み用雄ねじ部３６〜３９に締め込みナット２３の内周に設けた締め込み用雌ねじ部４６を螺合させて締め込みナット２３を分割部材１９〜２２の外周に取り付ける。締め込みナット２３を締め込むと、内面に設けた斜面部４７が分割部材１９〜２２を主軸２４に向けてさらに押す。金型基材１０の螺子の緩み止め、及び、金型基材１０の軸線と主軸２４との同軸度の確保とが行える。【選択図】図１
2007237323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸部に取り付けられる固定部と、光学素子を成型する金型の一部を構成し、かつ前記光学素子の形状を転写する成形面が前記工作機械で加工される金型基材をその軸線が前記主軸部の主軸に一致するように前記固定部の逆側で把持する把持部と、を備える金型用把持装置において、
前記把持部は、
前記固定部から突出した中空形状の先端内周に設けられ前記金型基材に設けた把持用雄ねじ部が螺合する把持用雌ねじ部を有し、前記把持用雌ねじ部を設けた範囲を含む先端部を、前記把持用雌ねじ部が分断されるように前記主軸を中心とする周方向の任意の位置で分割して形成されており、分割した互いが前記主軸に向けて寄る接近位置と前記主軸から離れる離反位置との間で前記固定部に対してそれぞれ略径方向に拡縮動作する複数の分割部材と、
前記成形面を外部に露呈する開口部を有し、前記複数の分割部材の外周に着脱自在に取り付けられて前記開口部の内面で前記複数の分割部材を径縮動作させる押さえ込み部材と、で構成されていることを特徴とする金型用把持装置。
【請求項２】
前記複数の分割部材の外周には締め込み用雄ねじ部がそれぞれ形成されており、
前記押さえ込み部材の内面には、前記締め込み用雄ねじ部に螺合する締め込み用雌ねじ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の金型用把持装置。
【請求項３】
前記複数の分割部材は、前記先端部の端面から前記主軸方向に沿って形成した割り溝により前記固定部に対して弾性変形自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の金型用把持装置。
【請求項４】
前記押さえ込み部材には、前記内面のうちの前記分割部材への取り付け方向の後端側に、前記内面から漸増する斜面部が形成されており、前記斜面部は、前記押さえ込み部材を前記複数の分割部材の外周に取り付けたときに、前記各分割部材を接近位置に向けて押し込むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の金型用把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を成形する金型の一部を構成する金型基材を、旋盤などの工作機械に把持させるための治具である金型用把持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子を成形するための成形用金型基材は、レンズを成形する面（成形面）を旋盤などの工作機械に把持して切削加工により作っている。金型保持装置は、工作機械の主軸に取り付けられる主軸取り付け部と、その主軸取り付け部の逆側に金型基材を取り付ける金型用取り付け部とを備え、工作機械の主軸が回転することでその主軸と金型基材の軸線との同軸度を確保するように精密に作られている。金型基材は、例えば円盤状の大径部と、それよりも細い円柱状の細径部とを軸線に沿って一体に形成した二段筒形状となっており、大径部が金型保持装置に取り付けられ、細径部の先端に成形面が切削加工される（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の工作機械の被工作物保持用治具では、円盤状の突設部の一方側の平面にコア支持平面が形成され、突設部の外周に雄ねじ部が形成されている。コア支持平面には、金型基材の大径部の平面が密着され、雄ねじ部には、断面コ字状のキャップ（鍔状部保持体）の雌ねじ部が螺合する。キャップには、内周に設けた雌ねじ部以外に、キャップの底面に金型基材の細径部を外部に露呈するための開口部が形成されている。取り付けは、金型基材の大径部の平面をコア支持平面に密着させておいてからキャップを突設部に締め込むことで、キャップの底面で大径部をコア支持平面に密着させるとともに、円形の開口部の縁で細径部の軸線を工作機械の主軸に一致させる。
【特許文献１】特開平１１−２７７３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の工作機械の被工作物保持用治具では、キャップの雌ねじ部を保持用治具の雄ねじ部に螺合させることで、開口部の中心を突設部の軸線上に合わせる構造である。このため、螺子部にガタ付きがあると、金型基材を主軸上に精度よく位置決めすることができない。さらに、キャップの開口部の縁で金型基材の軸線を主軸に合わせる構造のため、キャップ、特に開口部を精密に加工する必要もある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、金型基材の軸線と保持装置の軸線との同軸度の精度を向上させた金型用把持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の金型用保持装置では、工作機械の主軸部に取り付けられる固定部と、光学素子を成型する金型の一部を構成し、かつ前記光学素子の形状を転写する成形面が前記工作機械で加工される金型基材をその軸線が前記主軸部の主軸に一致するように前記固定部の逆側で把持する把持部と、を備えるものであり、前記把持部を複数の分割部材と押さえ込み部材とで構成したものである。
【０００７】
複数の分割部材は、固定部から突出した中空形状の先端内周に設けられ金型基材に設けた把持用雄ねじ部が螺合する把持用雌ねじ部を有し、把持用雌ねじ部を設けた範囲を含む先端部を、前記把持用雌ねじ部が分断されるように前記主軸を中心とする周方向の任意の位置で分割して形成されており、分割した互いが前記主軸に向けて寄る接近位置と前記主軸から離れる離反位置との間で前記固定部に対してそれぞれ略径方向に拡縮動作する。
【０００８】
押さえ込み部材は、成形面を外部に露呈する開口部を有し、複数の分割部材の外周に着脱自在に取り付けられて開口部の内面で複数の分割部材を径縮動作させる。押さえ込み部材の取り付けとしては、螺子を用いた取り付けにしてもよい。この場合には、複数の分割部材の外周に締め込み用雄ねじ部を設けるとともに、押さえ付け部材の内周に締め込み用雄ねじ部に螺合する締め込み用雌ねじ部を設ければよい。
【０００９】
複数の分割部材としては、固定部とは別に設けた構成でもよいし、複数の割り溝で切り欠いて弾性変形自在に設けた構成にしてもよい。別に設ける場合には、各分割部材のうちの何れかを移動させることで他の分割部材も一緒に移動する連動機構を設けておくのが望ましい。
【００１０】
押さえ込み部材を各分割部材の外周に取り付けると、金型基材が各分割部材の内周で螺合して把持される。これにより、工作機械の主軸部を回転させると、主軸部と一緒に把持部及び金型基材が回転し、回転する金型基材に対して切削加工を行って成形面を作る。このとき、各分割部材に設けた把持用雌ねじ部と金型基材に設けた把持用雄ねじ部との螺合が緩むおそれがある。そこで、押さえ込み部材の内周に斜面部を設け、押さえ込み部材を各分割部材の外周に取り付ける最後で、各分割部材を接近位置に向けてさらに押し込むようにすると、把持用雌ねじ部と雄ねじ部との螺合にガタがなくなるので頑固な緩み止めになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金型用把持装置によれば、複数の分割部材を主軸に接近する接近位置と離反位置との間で径方向に拡縮動作自在に設けているから、押さえ付け部材を複数の分割部材の外周に取り付けて押さえ込み部材で各分割部材を強く押さえ込んでも金型基材の軸線を主軸に一致させた状態で把持することができる。また、押さえ込み部材の内面後端に斜面部を設けた発明では、分割部材への取り付けの最後で各分割部材を接近位置に向けてさらに押し付けるので、金型基材の把持が強固に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の把持装置は、一端が工作機械に取り付けられ、また、例えばプラスチック材料で光学レンズを射出成形するための金型の一部を構成する金型基材を他端で把持する。金型基材には、旋盤などの工作機械で、光学レンズ形状を転写する成形面が切削加工により作られる。
【００１３】
金型基材１０は、図１及び図２に示すように、細径の円柱部１１とこれよりも大径の支持部１２とを一体形成した二段筒形状となっている。円柱部１１は、先端に成形面１３を有している。支持部１２は、円柱部１１よりも径の大きい円板状となっており、外周には、把持装置１６に取り付けるための把持用雄ねじ部１４が形成されている。
【００１４】
把持装置１６は、固定部１７と把持部とで構成されている。把持部は、台座部１８、４つの分割部材１９〜２２、及び、締め込みナット（押さえ込み部材）２３とで構成されている。４つの分割部材１９〜２２は、各々が扇状をしており、主軸２４に対して直行する十字方向から金型基材１０を把持する。締め込みナット２３は、４つの分割部材１９〜２２の外周に取り付けられ、金型基材１０を把持する方向に向けて各分割部材１９〜２２を一度に押さえ付ける。固定部１７は、工作機械の回転駆動部である主軸部に、例えばボルト締めなどの固定手段で固定され、主軸２４を中心として主軸部と一緒に回転する。台座部１８は、固定部１７に対して一体に設けられている。台座部１８は、円盤状をしており、主軸２４に対して直行する十字方向にそれぞれ４つの係合溝２６〜２９、例えばアリ溝が形成されている。４つの係合溝２６〜２９には、各分割部材１９〜２２に設けた係合突起３１〜３４がそれぞれ係合する。これにより、４つの分割部材１９〜２２は、互いが主軸２４に向けて寄る接近位置と、主軸２４から離れる離反位置との間で径方向に沿ってそれぞれ移動自在に支持されている。
【００１５】
各分割部材１９〜２２には、外周に締め込み用雄ねじ部３６〜３９がそれぞれ形成されている。締め込み用雄ねじ部３６〜３９は分断されており、各分割部材１９〜２２を接近位置に向けて移動したときに締め込みナット２３を螺合させるための雄ねじに生成される。また、各分割部材１９〜２２の内周には、金型基材１０の把持用雄ねじ部１４が螺合する把持用雌ねじ部４１〜４４がそれぞれ形成されている。各把持用雌ねじ部４１〜４４も、各分割部材１９〜２２を接近位置に向けて移動したときに把持用雄ねじ部１４が螺合するための雌ねじに生成される。
【００１６】
締め込みナット２３の内周面には、締め込み用雌ねじ部４６と斜面部４７とがそれぞれ形成されている。締め込み用雌ねじ部４６は、締め込み用雄ねじ部３６〜３９に螺合する。斜面部４７は、内周面のうちの各分割部材１９〜２２への取り付け方向（金型基材の取り付け方向）の上流側に形成されており、前記取り付け方向とは逆の方向に向かって漸漸に突出する斜面となっている。この斜面部４７は、締め込みナット２３を締め込み用雄ねじ部３６〜３９に奥まで締め込んだときに、各分割部材１９〜２２の外周先端角部に設けたテーパ面５０〜５３に当接して、各分割部材１９〜２２を接近位置に向けてさらに押さえ付ける。
【００１７】
各分割部材１９〜２２は、図３に示すように、連動機構５５により連動して移動する。連動機構５５は、連動板５６、カム開口５７〜６０、及び、カム突起６１〜６４とで構成されている。連動板５６は、台座部１８に回転自在に設けており、前面に４つのカム開口５７〜６０が形成されている。各カム突起６１〜６４は、各分割部材１９〜２２に軸着されており、先端が各カム開口５７〜６０に各々係合している。各カム開口５７〜６０は、同じ形状となっており、連動板５６が一方又は他方に向けて回転することで各カム突起６１〜６４を径方向に変位して各分割部材１９〜２２を接近位置又は離反位置に向けて移動させる。この連動機構５５を設けることにより、一つの分割部材１９〜２２を移動させるだけで他の分割部材１９〜２２を同じ方向にかつ同じ量だけ一緒に移動させることができる。なお、図１及び図２では、図面の煩雑化を防ぐために連動板５６やカム突起６１〜６４などの連動機構を省略している。
【００１８】
把持装置１６は、固定部１７が工作機械の主軸部に固定されている。この固定により、工作機械の主軸２４と把持装置１６の回転軸とが一致する。把持装置１６は、図４に示すように、まだ締め込みナット２３が取り付けられてなく、よって、各分割部材１９〜２２が主軸２４に対して前記十字方向に移動自在となっている。金型基材１０を取り付けるときには、各分割部材１９〜２２のうちの何れか一つの分割部材１９〜２２を接近位置に向けて移動させる。これに連動して連動機構５５が作動して他の分割部材１９〜２２も接近位置に向けて一緒に移動する。これにより、内周に把持用雌ねじ部４１〜４４が、外周に締め込み用雄ねじ部３６〜３９がそれぞれ生成される。
【００１９】
その後、金型基材１０の把持用雄ねじ部１４を、生成された把持用雌ねじ部４１〜４４に螺合させる。このとき、把持用雌ねじ部４１〜４４の径がきつくて把持用雄ねじ部１４が螺合し難くても、締め込むにつれて４つの分割部材１９〜２２が離反位置に向けて逃げるから、スムーズに締め込むことができる。締め込みは、金型基材１０の先端が把持用雌ねじ部４１〜４４の底面５９に当接するまで行う。
【００２０】
金型基材１０を把持した後には、締め込みナット２３を取り付ける。この取り付けは、図５に示すように、各分割部材１９〜２２の外周に生成された締め込み用雄ねじ部３６〜３９に、締め込み用雌ねじ部４６を螺合させて行う。これにより、締め込み用雄ねじ部３６〜３９が締め込み用雌ねじ部４６に螺合する範囲に各分割部材１９〜２２が移動されるため、金型基材１０が分割部材１９〜２２にしっかりと把持される。このときの分割部材１９〜２２の位置が、各締め込み用雄ねじ部３６〜３９の螺子ミゾの条が締め込み用雌ねじ部４６の螺子山の条に略一致する位置である。
【００２１】
さらに、締め込みナット２３を締め込んでいくと、斜面部４７が分割部材１９〜２２のテーパ面５０〜５３に当接し、図６に示すように、締め込みナット２３のさらなる締め込みにより斜面部４７がテーパ面５０〜５３を押圧する。これにより、各分割部材１９〜２２がさらに接近位置に向けて移動し、図７に示すように、把持用雌ねじ部４１〜４４の螺子山側面６５，６６がそれぞれ把持用雄ねじ部１４の螺子ミゾ側面６７，６８に当接して把持用雌ねじ部４１〜４４と把持用雄ねじ部１４とのガタ付きをなくす。又は、図８に示すように、例えば把持用雌ねじ部４１の螺子山側面６６が把持用雌ねじ部１４の螺子ミゾ側面６８を前記取り付け方向とは逆の方向に向けて、かつ、他の把持用雌ねじ部４２の螺子山側面６５が螺子ミゾ側面６７を前記取り付け方向に向けて付勢するなどして把持用雌ねじ部４１〜４４と把持用雄ねじ部１４とのガタ付きをなくす。これにより、分割部材１９〜２２と金型基材１０との螺子の緩み止めがなされるともに、各分割部材１９〜２２が一緒に主軸２４に向けて接近するため、金型基材１０の軸線が主軸２４上に精度良く一致することになる。
【００２２】
その後は、工作機械を作動して主軸部を回転させることで金型用把持装置１６とともに金型基材１０が同じ方向に回転する。そして、バイトを金型基材１０の円柱部１１の端面に押し付けて成形面１３を切削していく。
【００２３】
前述した実施形態では、二段筒状の金型基材１０を把持する把持装置１６として説明しているが、本実施形態ではこの形状に限らず、一段筒（円柱状）又は三段以上の筒形状をした金型基材を把持する装置でもよい。
【００２４】
また、前述した各実施形態では、台座部１８とは別部材で作った分割部材１９〜２２で金型基材１０を把持するようにしているが、本発明ではこれに限らず、台座部１８と一体で作った分割部材で把持するようにしてもよい。
【００２５】
図９に示すように、４つの分割部材７６〜７９は、台座部７０に一体に設けられている。分割部材７６〜７９は、筒状に形成され、その先端の主軸２４上に下穴を作ってその下穴に把持用雌ねじ部７１を形成するとともに、外周に締め込み用雄ねじ部８０を形成し、把持用雌ねじ部７１と締め込み用雄ねじ部８０とを形成した先端を含む範囲が前記接近位置と離反位置との間で弾性変形するように十字の割り溝７２〜７５で切り欠いて形成されている。この場合、分割部材７６〜７９の外周に締め込みナット２３を締め込むことで、各分割部材７６〜７９が主軸２４に向けて弾性変形するため、４分割された把持用雌ねじ部７１のそれぞれが把持用雄ねじ部１４に押し付けられて螺子の緩み止めをなし、かつ、金型基材１０の軸線を主軸２４に精度良く一致させることができる。この場合には、前述した連動機構５５を省略することができる。
【００２６】
なお、上記各実施形態では、分割部材１９〜２２，７６〜７９を４個としているが、３個でもよい。また、上記各実施形態では、主軸２４を中心とする周方向の等分割位置で分割部材１９〜２２，７６〜７９を分割しているが、本発明では等分割位置で分割することに限らず、主軸２４を中心とする周方向の任意の位置で分割してもよい。
【００２７】
さらに、上記各実施形態では、押し込み部材としては、分割部材１９〜２２，７６〜７９の外周に螺合される締め込みナット２３として説明しているが、本発明では螺子による取り付けに限らず、分割部材１９〜２２，７６〜７９の外周に嵌め込むことで取り付けられる部材としてもよい。また、押し込み部材の外形としては、円形に限らず、四角形や六角形の外形でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の金型用把持装置とこれに把持される金型基材とを示す分解斜視図である。
【図２】図１で説明した金型用把持装置と金型基材とを示す断面図である。
【図３】４つの分割部材を連動して移動させる機構の要部を示す分解斜視図である。
【図４】金型基材を分割部材に取り付けた状態を示す断面図である。
【図５】締め込みナットを締め込んでいる過程を示す断面図である。
【図６】締め込みナットを締め込んだ状態を示す断面図である。
【図７】把持用雌ねじ部と把持用雄ねじ部との緩み止めがなされる一例を示す説明図である。
【図８】把持用雌ねじ部と把持用雄ねじ部との緩み止めがなされる他の例を示す説明図である。
【図９】分割部材を弾性変形させて把持用雌ねじ部を把持用雄ねじ部に押し付けるようにした他の実施形態を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  金型基材
１３  成形面
１８，７０  台座部
１９〜２２，７６〜７９  分割部材
２３  締め込みナット
【図１】
2007237323.tif 000003
【図２】
2007237323.tif 000004
【図３】
2007237323.tif 000005
【図４】
2007237323.tif 000006
【図５】
2007237323.tif 000007
【図６】
2007237323.tif 000008
【図７】
2007237323.tif 000009
【図８】
2007237323.tif 000010
【図９】
2007237323.tif 000011