(57)【要約】【課題】  変形や損傷などの品質劣化を生じることなく、かつ広いワークエリアを確保しつつ、ミシンヘッドをベース上で正確に位置決めすることを可能とする。【解決手段】  被加工物であるミシンヘッドを位置決めして加工するための治具１であって、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１が治具ベース６０上で互いに対向して設けられており、Ｚ軸可動基準ピン１１はＺ軸スライダー１０によりＺ軸方向に搬送される。また、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２が治具ベース６０上でＸ軸方向に平行に設けられており、Ｘ軸スライダー３０によりＸ軸方向に搬送される。治具ベース６０上に載置されたミシンヘッドは、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１でＺ軸方向に軸支され、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２でＺ軸方向に軸支され、加工ヘッド９０により加工される。【選択図】  図１
2007000985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をベース上に位置決めして加工するための治具であって、
前記ベース上で互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンと、
前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンの少なくとも一方を、該第１基準ピン及び該第２基準ピンが形成された一の方向に搬送して、前記ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１基準穴及び第２基準穴に、該第１基準ピン及び該第２基準ピンを各々嵌入させる基準ピン搬送手段と、
前記一の方向と直交する他の方向に向けて、前記ベース上で平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンと、
前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンを前記他の方向に搬送して、前記ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１固定穴及び第２固定穴に、該第１可動ピン及び該第２可動ピンを各々嵌入させる可動ピン搬送手段とを備え、
前記被加工物は、前記第１基準穴及び前記第２基準穴に各々嵌入された前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンによって前記一の方向に軸支され、かつ前記第１固定穴及び前記第２固定穴に各々嵌入された前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンによって前記他の方向に軸支されて、前記ベース上で位置決めされることを特徴とする治具。
【請求項２】
前記第１可動ピンにおける前記第１固定穴に嵌入される先端部は、該第１固定穴の開口面と略同一の形状及び大きさをなす一方、前記第２可動ピンにおける前記第２固定穴に嵌入される先端部は、該第２固定穴の開口面とは異なる形状であって、かつ該第２固定穴の開口面よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の治具。
【請求項３】
前記第２可動ピンにおける前記第２固定穴に嵌入される先端部は、長手方向の径のみが該第２固定穴の開口面と同径をなす略ひし形の断面形状を有することを特徴とする請求項２に記載の治具。
【請求項４】
前記被加工物は、ミシン装置の頭部をなすミシンヘッドであって、
前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、前記ミシンヘッドの面板側部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の治具。
【請求項５】
前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、布を押さえる布押さえ部材を嵌挿するために前記ミシンヘッドに連通して形成された押さえ棒穴であることを特徴とする請求項４に記載の治具。
【請求項６】
前記第１固定穴及び前記第２固定穴は、前記ミシンヘッドに主軸を配置するための主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の治具。
【請求項７】
被加工物をベース上に位置決めして加工することで、任意の加工が施された被加工物を製造する被加工物の製造方法であって、
前記ベース上で互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンの少なくとも一方を、該第１基準ピン及び該第２基準ピンが形成された一の方向に搬送して、該ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１基準穴及び第２基準穴に、該第１基準ピン及び該第２基準ピンを各々嵌入させる基準ピン搬送工程と、
前記ベース上で平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンを前記一の方向と直交する他の方向に搬送して、該ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１固定穴及び第２固定穴に、該第１可動ピン及び該第２可動ピンを各々嵌入させる可動ピン搬送工程と、
前記第１基準穴及び前記第２基準穴に各々嵌入された前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンによって前記一の方向に軸支され、かつ前記第１固定穴及び前記第２固定穴に各々嵌入された前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンによって前記他の方向に軸支された前記被加工物を、前記ベース上で位置決めされた状態で加工する加工工程と
を備えたことを特徴とする被加工物の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の被加工物の製造方法であって、
前記被加工物は、ミシン装置の頭部をなすミシンヘッドであり、
前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、布を押さえる布押さえ部材を嵌挿するために前記ミシンヘッドの面板側部に連通して形成された押さえ棒穴であり、
前記第１固定穴及び前記第２固定穴は、前記ミシンヘッドに主軸を配置するための主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されていることを特徴とするミシンヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種被加工物をベース上に位置決めして加工する治具、被加工物の製造方法及びミシンヘッドの製造方法に関し、詳細には、任意の加工が施されたミシンヘッドを製造するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシン装置の製造工程では、被加工物であるミシン装置の頭部を構成するミシンヘッドを治具で固定して、ＮＣ加工機などを用いて加工している。そして、治具には、被加工物に対して正確な加工を施すために、被加工物をベース上で正確に位置決めすることが求められている。例えば、ロケートピン（位置決めピン）を被加工物に形成された基準穴に嵌入させた後に、クランパーによって被加工物を押圧させて、被加工物を正確に位置決めするようにした自動機用治具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
同様にして、ＮＣ加工機などでミシンヘッドを加工する場合には、ミシンヘッドの面板側に形成された基準穴へ垂直方向に位置決めピンを嵌入してクランプで押圧するとともに、ミシンヘッドのプーリ側を把持してクランプで水平方向に押圧することで、ミシンヘッドをベース上で固定することが知られている。
【特許文献１】実開昭５５−１２０４４０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、上記の従来技術では、被加工物であるミシンヘッドに対して、垂直方向及び水平方向にクランプによる強い押圧が加えられるため、その押圧力が集中する部位や耐久性の脆弱な部位で歪みが発生してしまい、ミシンヘッドの変形や損傷などの品質劣化を生じる問題があった。また、例えば被加工物に対して切削加工やレーザ加工を行う場合に、被切削エリアやレーザ光を照射可能なワークエリアがクランプの存在によって狭くなってしまうなど、被加工物のワークエリアを広く確保するのが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、変形や損傷などの品質劣化を生じることなく、かつ広いワークエリアを確保しつつ、被加工物をベース上で正確に位置決めすることができる治具の提供を目的とする。また、変形や損傷などの品質劣化がなく、かつ正確な加工が施された被加工物を製造することができる被加工物の製造方法の提供を目的とする。
【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、請求項１に係る発明の治具は、被加工物をベース上に位置決めして加工するための治具であって、前記ベース上で互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンと、前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンの少なくとも一方を、該第１基準ピン及び該第２基準ピンが形成された一の方向に搬送して、前記ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１基準穴及び第２基準穴に、該第１基準ピン及び該第２基準ピンを各々嵌入させる基準ピン搬送手段と、前記一の方向と直交する他の方向に向けて、前記ベース上で平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンと、前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンを前記他の方向に搬送して、前記ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１固定穴及び第２固定穴に、該第１可動ピン及び該第２可動ピンを各々嵌入させる可動ピン搬送手段とを備え、前記被加工物は、前記第１基準穴及び前記第２基準穴に各々嵌入された前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンによって前記一の方向に軸支され、かつ前記第１固定穴及び前記第２固定穴に各々嵌入された前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンによって前記他の方向に軸支されて、前記ベース上で位置決めされることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の治具は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第１可動ピンにおける前記第１固定穴に嵌入される先端部は、該第１固定穴の開口面と略同一の形状及び大きさをなす一方、前記第２可動ピンにおける前記第２固定穴に嵌入される先端部は、該第２固定穴の開口面とは異なる形状であって、かつ該第２固定穴の開口面よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明の治具は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記第２可動ピンにおける前記第２固定穴に嵌入される先端部は、長手方向の径のみが該第２固定穴の開口面と同径をなす略ひし形の断面形状を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明の治具は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記被加工物は、ミシン装置の頭部をなすミシンヘッドであって、前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、前記ミシンヘッドの面板側部に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明の治具は、請求項４に記載の発明の構成に加え、前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、布を押さえる布押さえ部材を嵌挿するために前記ミシンヘッドに連通して形成された押さえ棒穴であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明の治具は、請求項５に記載の発明の構成に加え、前記第１固定穴及び前記第２固定穴は、前記ミシンヘッドに主軸を配置するための主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明の被加工物の製造方法は、被加工物をベース上に位置決めして加工することで、任意の加工が施された被加工物を製造する被加工物の製造方法であって、前記ベース上で互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンの少なくとも一方を、該第１基準ピン及び該第２基準ピンが形成された一の方向に搬送して、該ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１基準穴及び第２基準穴に、該第１基準ピン及び該第２基準ピンを各々嵌入させる基準ピン搬送工程と、前記ベース上で平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンを前記一の方向と直交する他の方向に搬送して、該ベース上に載置された前記被加工物に形成されている第１固定穴及び第２固定穴に、該第１可動ピン及び該第２可動ピンを各々嵌入させる可動ピン搬送工程と、前記第１基準穴及び前記第２基準穴に各々嵌入された前記第１基準ピン及び前記第２基準ピンによって前記一の方向に軸支され、かつ前記第１固定穴及び前記第２固定穴に各々嵌入された前記第１可動ピン及び前記第２可動ピンによって前記他の方向に軸支された前記被加工物を、前記ベース上で位置決めされた状態で加工する加工工程とを備えている。
【００１３】
また、請求項８に係る発明のミシンヘッドの製造方法は、請求項７に記載の被加工物の製造方法であって、前記被加工物は、ミシン装置の頭部をなすミシンヘッドであり、前記第１基準穴及び前記第２基準穴は、布を押さえる布押さえ部材を嵌挿するために前記ミシンヘッドの面板側部に連通して形成された押さえ棒穴であり、前記第１固定穴及び前記第２固定穴は、前記ミシンヘッドに主軸を配置するための主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の治具では、一の方向に互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンを被加工物の第１基準穴及び第２基準穴に各々嵌入させ、他の方向に平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンを被加工物の第１固定穴及び第２固定穴に各々嵌入させることで、被加工物が一の方向及び他の方向に軸支されてベース上で位置決めされるようにした。よって、被加工物に変形や損傷などの品質劣化を生じることなく、かつ広いワークエリアを確保しつつ、被加工物をベース上で正確に位置決めすることができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明の治具では、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１可動ピンの先端部は、第１固定穴の開口面と略同一の形状及び大きさをなす一方、第２可動ピンの先端部は、第２固定穴の開口面とは異なる形状であって、かつ第２固定穴の開口面よりも小さいようにした。よって、平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンを、被加工物の第１固定穴及び第２固定穴に確実に嵌入させることができ、かつ被加工物を他の方向に確実に軸支することができる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明の治具では、請求項２に記載の発明の効果に加え、第２可動ピンの先端部は、長手方向の径のみが第２固定穴の開口面と同径をなす略ひし形の断面形状を有するようにした。よって、第２可動ピンが第２固定穴に嵌入しやすく、かつ被加工物の歪みやたわみを防止することができる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明の治具では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、被加工物はミシンヘッドであって、第１基準穴及び第２基準穴はミシンヘッドの面板側部に形成されている。よって、被加工物がミシンヘッドであっても本発明を適用でき、また耐久性の高い面板側部においてミシンヘッドを軸支することで、ミシンヘッドをより適切に位置決めすることができる。
【００１８】
また、請求項５に係る発明の治具では、請求項４に記載の発明の効果に加え、第１基準穴及び第２基準穴はミシンヘッドに連通して形成された押さえ棒穴である。よって、ミシンヘッドが有する押さえ棒穴を利用することで、様々な種類のミシンヘッドの加工に本発明を適用することができる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明の治具では、請求項５に記載の発明の効果に加え、第１固定穴及び第２固定穴は主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されている。よって、ミシンヘッドの主軸孔が形成された側面でミシンヘッドを軸支するとともに、その側面でより広いワークエリアを確保することができる。
【００２０】
また、請求項７に係る発明の被加工物の製造方法では、一の方向に互いに対向して設けられた第１基準ピン及び第２基準ピンを被加工物の第１基準穴及び第２基準穴に各々嵌入させ、他の方向に平行に設けられた第１可動ピン及び第２可動ピンを被加工物の第１固定穴及び第２固定穴に各々嵌入させて、被加工物が一の方向及び他の方向に軸支されてベース上で位置決めされた状態で加工するようにした。よって、変形や損傷などの品質劣化がなく、かつ正確な加工が施された被加工物を製造することができる。
【００２１】
また、請求項８に係る発明のミシンヘッドの製造方法では、被加工物はミシンヘッドであって、第１基準穴及び第２基準穴はミシンヘッドの面板側部に連通して形成された押さえ棒穴であり、第１固定穴及び第２固定穴は主軸孔が形成された一側面における周縁部に形成されている。よって、変形や損傷などの品質劣化がなく、かつ正確な加工が施されたミシンヘッドを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した治具１の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、治具１によって後述するミシン装置の頭部をなすミシンヘッド１００（図５〜図９参照）を固定し、ＮＣ工作機を用いて当該ミシンヘッド１００を加工する。図１は、加工ヘッドとの位置関係を示すとともに治具１を正面から見た正面図である。図２は、治具１の左側面図である。図３は、治具１の右側面図である。図４は、治具１の平面図である。
【００２３】
まず、本実施形態に係る治具１の全体構成について説明する。図１乃至図４に示すように、本実施形態の治具１は、被加工物であるミシンヘッド１００が載置される治具ベース６０上で、ミシンヘッド１００をＺ軸方向，Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の３方向から位置決め固定して、そのミシンヘッド１００を任意に加工するための機構を備えている。なお、本実施の形態では、図１乃至図３の縦方向が、治具１における上下方向（垂直方向）に相当するＺ軸方向である。また、図１及び図４の横方向が、治具１における左右方向（水平方向）に相当するＸ軸方向である。また、図２及び図３の横方向と図４の縦方向とが、治具１における前後方向に相当するＹ軸方向である。
【００２４】
まず、治具ベース６０は、平面視（図４）、略長方形状の板状部材であり、その下面が箱状の筐体支持部９９に固定されている。筐体支持部９９は、治具１の筐体全体を支持するとともに、治具１の動作を制御する回路基板や電源部など（図示外）が内蔵されている。なお、この回路基板や電源部は外部のコントローラ（図示外）に接続されており、ユーザはコントローラを操作することで、ミシンヘッド１００を任意の位置で位置決めしたり、任意の加工を施したりすることができる。
【００２５】
次に、治具ベース６０の上面には、頭部に平面が形成された略四角錐状をなす基準ピンベース２０が設けられている。そして、基準ピンベース２０の上端面には、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を、その下側から位置決めするためのＺ軸固定基準ピン２１が設けられている。Ｚ軸固定基準ピン２１は、上方向に突出した突起部である。
【００２６】
そして、左側面視（図２）、基準ピンベース２０の左側には、Ｚ軸可動基準ピン１１をＺ軸方向に搬送するためのＺ軸スライダー１０が設けられている。Ｚ軸スライダー１０は、Ｚ軸可動基準ピン１１，クランプ１２，ロッド連結部１３，スライダー基板１４，第１Ｚ軸ガイドレール１５，第２Ｚ軸ガイドレール１６により構成されている。スライダー基板１４は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と平行をなし、かつＺ軸方向を長手方向とする長方形状の板状部材である。
【００２７】
左側面視（図２）、このスライダー基板１４の上端縁部から右方向に、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を上側から押圧して固定するためのクランプ１２が突出して形成されている。クランプ１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行をなし、かつスライダー基板１４との接合面を底辺とする、平面視（図４）、略二等辺三角形状の板状部材である。そして、クランプ１２の下面に、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を、その上側から位置決めするためのＺ軸可動基準ピン１１が設けられている。Ｚ軸可動基準ピン１１は、下方向に突出した突起部である。
【００２８】
そして、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１は、各々がＺ軸方向と平行な同一軸線上で対向配置された構成をなす。すなわち、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１は、平面視、ＸＹ平面における同一の位置であって、正面視、Ｚ軸方向における異なる高さで、各々の軸線方向が同一となるように対向配置されている。
【００２９】
一方、左側面視（図２）、スライダー基板１４の上端縁部から左方向に、後述するロッド７１が連結固定されるロッド連結部１３が突出して形成されている。ロッド連結部１３は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行をなし、かつ平面視（図４）、略正方形状の板状部材である。また、スライダー基板１４の図２における左側面、換言するとスライダー基板１４の背面（図４）には、第１Ｚ軸ガイドレール１５と、第２Ｚ軸ガイドレール１６との２本のレール状部材が、Ｚ軸方向と平行に形成されている。
【００３０】
そして、左側面視（図２）、スライダー基板１４の左側面では、第１Ｚ軸ガイドレール１５及び第２Ｚ軸ガイドレール１６が、第１ガイド連結部７５及び第２ガイド連結部７６にＺ軸方向へ摺動可能となるように各々係合されている（図２及び図４参照）。第１ガイド連結部７５及び第２ガイド連結部７６は、図４における下方向に開口したコの字型の断面形状を有する、Ｚ軸方向を長手方向とする角柱状部材である。すなわち、第１Ｚ軸ガイドレール１５及び第２Ｚ軸ガイドレール１６は、第１ガイド連結部７５及び第２ガイド連結部７６に形成された凹部に各々係合されて、その凹部に沿って摺動可能となっている。
【００３１】
また、左側面視（図２）、スライダー基板１４の左側には、エアーの圧力によってロッド７１をＺ軸方向に進退させるエアシリンダ７０が設けられている。ロッド７１は、エアシリンダ７０から上方に形成された連結部材であり、その先端部はロッド連結部１３に固定されている。このような構成により、エアシリンダ７０がロッド７１をＺ軸方向に進退させると、それに応じてＺ軸スライダー１０がＺ軸方向に搬送される。
【００３２】
なお、治具ベース６０の上面における、基準ピンベース２０及びスライダー基板１４の間には、治具ベース６０上に載置されるミシンヘッド１００を適切な固定位置に誘導するための面板側仮当てブロック４０が設けられている。面板側仮当てブロック４０は金属板を曲げ成型したものであり、治具ベース６０から上方に向けて立設されている。そして、正面視（図１）、右斜め方向から載置されるミシンヘッド１００の面板側部１１０（図５等参照）を仮当てしやすいように、面板側仮当てブロック４０は載置されるミシンヘッド１００の重みに対して可撓性を有しており、さらに面板側仮当てブロック４０の上端部付近は、左側面視（図２）、若干左側に曲げられている。
【００３３】
次に、正面視（図１）、治具１の治具ベース６０の上面における、基準ピンベース２０の右方向には、略直方体状をなす仮置きベース５０が設けられている。そして、仮置きベース５０の上面には、第１プーリ側仮当てブロック５１及び第２プーリ側仮当てブロック５２が固定された仮当てブロック固定部５３が固定されている。仮当てブロック固定部５３は、平面視、Ｙ軸方向に長手の略直方体状をなすが、図１における右方向に向けて徐々に厚みが大きくなるように上面に傾斜が付けられており、この傾斜面にミシンヘッド１００のプーリ側部１２０（図５等参照）が載置される。
【００３４】
第１プーリ側仮当てブロック５１及び第２プーリ側仮当てブロック５２も、面板側仮当てブロック４０と同様に金属板を曲げ成型したものである。第１プーリ側仮当てブロック５１は仮当てブロック固定部５３の左側面に固定されて（図１参照）、第２プーリ側仮当てブロック５２は仮当てブロック固定部５３の背面に固定されて（図３参照）、それぞれ治具ベース６０から上方に向けて立設されている。そして、正面視（図１）、右斜め上方から載置されるミシンヘッド１００のプーリ側部１２０（図５等参照）を仮当てしやすいように、第１プーリ側仮当てブロック５１及び第２プーリ側仮当てブロック５２は載置されるミシンヘッド１００の重みに対して可撓性を有している。さらに、第１プーリ側仮当てブロック５１の上端部付近は、正面視（図１）、若干左側に曲げられており、第２プーリ側仮当てブロック５２の上端部付近は、右側面視（図３）、若干右側に曲げられている。
【００３５】
そして、右側面視（図３）、仮置きベース５０の右側には、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２をＸ軸方向に搬送するためのＸ軸スライダー３０が設けられている。Ｘ軸スライダー３０は、第１Ｘ軸可動ピン３１，第２Ｘ軸可動ピン３２，クランプ３３，ロッド連結部３４，スライダー基板３５，第１Ｘ軸ガイドレール３６，第２Ｘ軸ガイドレール３７により構成されている。スライダー基板３５は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と平行をなし、かつＸ軸方向を長手方向とする長方形状の板状部材である。
【００３６】
右側面視（図３）、このスライダー基板３５から左方向に、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を側方から押圧して固定するためのクランプ３３が突出して形成されている。クランプ３３は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と平行をなすとともに、Ｚ軸方向を長手方向とする略長方形の板状部材である。そして、正面視（図１）、クランプ３３の左側面に左方向に突出した第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２が設けられている。
【００３７】
第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２は、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を、正面視（図１）、右側から位置決めするための突起部である。第１Ｘ軸可動ピン３１はクランプ３３の上端縁部に形成されている一方、第２Ｘ軸可動ピン３２はクランプ３３の下端縁部に形成されている。そして、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２は垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って配置されており、また第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２は各々の軸線方向が水平方向（Ｘ軸方向）と平行である。すなわち、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２は、平面視、ＸＹ平面における同一の位置であって、正面視、Ｚ軸方向における異なる高さで、各々の軸線方向が平行となるように配置されている。
【００３８】
一方、右側面視（図３）、スライダー基板３５から右方向に、後述するロッド８１が連結固定されるロッド連結部３４が突出して形成されている。ロッド連結部３４は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と平行をなすとともに、略正方形状の板状部材である。また、スライダー基板３５の図３における右側面、換言するとスライダー基板３５の背面（図４）には、上端側に第１Ｘ軸ガイドレール３６と、下端側に第２Ｘ軸ガイドレール３７との２本のレール状部材が、Ｘ軸方向と平行に形成されている。
【００３９】
そして、右側面視（図３）、スライダー基板３５の右側面では、第１Ｘ軸ガイドレール３６及び第２Ｘ軸ガイドレール３７が、第１ガイド連結部８６及び第２ガイド連結部８７にＸ軸方向へ摺動可能となるように各々係合されている（図３及び図４参照）。第１ガイド連結部８６及び第２ガイド連結部８７は、図３における左方向に開口したコの字型の断面形状を有する、Ｘ軸方向を長手方向とする角柱状部材である。すなわち、第１Ｘ軸ガイドレール３６及び第２Ｘ軸ガイドレール３７は、第１ガイド連結部８６及び第２ガイド連結部８７に形成された凹部に各々係合されて、その凹部に沿って摺動可能となっている。
【００４０】
また、右側面視（図３）、スライダー基板３５の右側には、エアーの圧力によってロッド８１をＸ軸方向に進退させるエアシリンダ８０が設けられている。ロッド８１の先端部はロッド連結部に固定されているので、エアシリンダ８０がロッド８１をＸ軸方向に進退させる進退させると、それに応じてＸ軸スライダー３０がＸ軸方向に搬送される。
【００４１】
そして、正面視（図１）、治具ベース６０の右方向には、治具ベース６０上に載置されたミシンヘッド１００を加工するための加工ヘッド９０が配置されている。本実施の形態では、加工ヘッド９０は切削ドリルによってワークに対して切削加工を施す加工ヘッドである。加工ヘッド９０は、図示外のキャリッジによって治具ベース６０上の任意の位置に移動可能であり、ミシンヘッド１００を任意の形状に加工することができる。加工ヘッド９０によるミシンヘッド１００の加工位置や加工態様は、図示外のコントローラからユーザが任意に指定することができる。
【００４２】
次に、治具１において加工されるミシンヘッド１００について説明する。図５は、ミシンヘッド１００の正面図である。図６は、ミシンヘッド１００の左側面図である。図７は、ミシンヘッド１００の右側面図である。図８は、ミシンヘッド１００の平面図である。図９は、ミシンヘッド１００の底面図である。
【００４３】
図５乃至図９に示すように、ミシンヘッド１００は、左側面側の筐体部分にあたる面板側部１１０と、右側面側の筐体部分にあたるプーリ側部１２０とで構成されている。本実施の形態のミシンヘッド１００は、大型の工業用ミシン用のミシンヘッドであり、耐久性の優れた鋳物である。一般的に、ミシン装置は縫製時に布を押さえるために、下端に布押さえが取り付けられて上下方向に往復駆動可能な布押さえ棒が具備される。そのため、ミシンヘッド１００には布押さえ棒を嵌挿するために、面板側部１１０を上下方向（垂直方向）に連通した貫通孔である上押さえ棒穴１１１及び下押さえ棒穴１１２が形成されている。上押さえ棒穴１１１はミシンヘッド１００の上面に形成されている一方（図８参照）、下押さえ棒穴１１２はミシンヘッド１００の下面に形成されており（図９参照）、両者は同一軸線上に形成されている。そして、後述するように、ミシンヘッド１００を治具ベース６０上に載置する際は、上押さえ棒穴１１１にＺ軸可動基準ピン１１が嵌入され、下押さえ棒穴１１２にＺ軸固定基準ピン２１が嵌入される。
【００４４】
また、ミシン装置では、プーリ側部１２０に内蔵された図示外のモータによって、面板側部１１０に内蔵される針駆動装置に針駆動用の動力を供給するが、その動力を供給するための主軸（図示外）がプーリ側部１２０から面板側部１１０に連通して内蔵される。そのため、ミシンヘッド１００には、その内部に主軸を配置するための貫通孔として、面板側部１１０に第１主軸孔１３０ａが形成され、プーリ側部１２０に第２主軸孔１３０ｂが形成されている。第１主軸孔１３０ａはミシンヘッド１００の左側面に形成されている一方（図６参照）、第２主軸孔１３０ｂはミシンヘッド１００の右側面に形成されており（図７参照）、両者は同一軸線上に形成されている。
【００４５】
また、ミシンヘッド１００の右側面には、治具１で位置決め固定するための孔である上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２が形成されている。上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２は、ミシンヘッド１００の右側面において、右側面視（図７）、右端縁部に形成されている。なお、上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２の間隔は、それぞれ第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２の間隔と等しい。そして、後述するように、ミシンヘッド１００を治具ベース６０上に載置する際は、上捨て基準穴１２１に第１Ｘ軸可動ピン３１が嵌入され、下捨て基準穴１２２に第２Ｘ軸可動ピン３２が嵌入される。
【００４６】
次に、治具１でミシンヘッド１００を位置決めするための各種ピンについて説明する。図１０は、Ｚ軸可動基準ピン１１の構成を説明するための拡大図である。図１１は、第２Ｘ軸可動ピン３２の構成を説明するための拡大図である。
【００４７】
図１０に示すように、Ｚ軸可動基準ピン１１は上押さえ棒穴１１１と緊密に嵌合するように、その最大径は上押さえ棒穴１１１の径に略等しい。また、Ｚ軸可動基準ピン１１は、その軸線方向と直交する断面が円形をなす円柱状であり、その先端部は狭窄して丸みを帯びた形状を有しているため、上押さえ棒穴１１１に嵌入させやすくなっている。なお、Ｚ軸固定基準ピン２１は、Ｚ軸可動基準ピン１１と同じ構成であり、下押さえ棒穴１１２と緊密に嵌合するように、かつ嵌入させやすいような形状を有する。
【００４８】
また、第１Ｘ軸可動ピン３１も、Ｚ軸可動基準ピン１１と同様に、上捨て基準穴１２１と緊密に嵌合するように、その最大径は上捨て基準穴１２１の径に略等しい。また、第１Ｘ軸可動ピン３１の先端部は、狭窄して丸みを帯びた形状を有しているため、上捨て基準穴１２１に嵌入させやすくなっている。
【００４９】
一方、図１１に示すように、第２Ｘ軸可動ピン３２は、その軸線方向と直交する断面が略六角形をなす六角柱状であり、その先端部は狭窄して丸みを帯びている。そして、その略六角形の断面形状は、そのＺ軸方向の径が下捨て基準穴１２２の径よりも小さく、そのＹ軸方向の径のみが下捨て基準穴１２２の径と略等しい、略ひし形の断面形状をなす。そのため、第２Ｘ軸可動ピン３２は、下捨て基準穴１２２とＹ軸方向に対して緊密に嵌合する一方、かつＺ軸方向には隙間が生じるように嵌合するため、Ｚ軸方向の位置が多少ずれたとしても下捨て基準穴１２２に嵌入させやすくなっている。
【００５０】
なお、図示しないが、Ｚ軸可動基準ピン１１の先端部には、エアーを噴出するための微小孔が形成されている。そして、このエアー噴出孔によって、上押さえ棒穴１１１内のホコリやゴミが除去されるとともに、治具１ではエアー噴出圧の変化によってＺ軸可動基準ピン１１が上押さえ棒穴１１１に嵌入されているか否かが特定される。なお、Ｚ軸固定基準ピン２１，第１Ｘ軸可動ピン３１，第２Ｘ軸可動ピン３２にも、同様にエアー噴出孔が形成されている。
【００５１】
以下、治具１においてミシンヘッド１００を製造する工程を説明する。図１２は、「Ｚ軸ピン搬送工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。図１３は、「Ｘ軸ピン搬送工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。図１４は、「加工工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。
【００５２】
図１２に示すように、治具１においてミシンヘッド１００を製造する場合には、あらかじめＺ軸スライダー１０は上方向に待避させて、またＸ軸スライダー３０は右方向に待避させて、治具ベース６０上のワーク領域を広めに確保しておく。そして、ユーザはミシンヘッド１００を治具ベース６０に右斜め上方（図１２の斜め右上方向）から載置する。このとき、ミシンヘッド１００の面板側部１１０を面板側仮当てブロック４０に沿って下方向に移動させて、下押さえ棒穴１１２をＺ軸固定基準ピン２１に嵌入する。なお、先述のような形状を有するＺ軸可動固定ピン２１は、その断面中心が下押さえ棒穴１１２の断面中心に対して正面視若干ずれていても適切に嵌入する。一方、ミシンヘッド１００のプーリ側部１２０を第１プーリ側仮当てブロック５１及び第２プーリ側仮当てブロック５２に沿って下方向に移動させて、プーリ側部１２０を仮当てブロック固定部５３に載置する。
【００５３】
その後、Ｚ軸スライダー１０を下方向に移動させる「Ｚ軸ピン搬送工程」が実行される（図１２参照）。すると、図１３に示すように、Ｚ軸可動基準ピン１１が上押さえ棒穴１１１に嵌入されて、クランプ１２の押圧力でミシンヘッド１００は上下方向から把持される。これにより、ミシンヘッド１００は、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１により、Ｚ軸方向に軸支される。なお、先述のような形状を有するＺ軸可動基準ピン１１は、その断面中心が上押さえ棒穴１１１の断面中心に対して正面視若干ずれていても適切に嵌入する。
【００５４】
さらに、Ｘ軸スライダー３０を左方向に移動させる「Ｘ軸ピン搬送工程」が実行される（図１３参照）。すると、図１４に示すように、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２がそれぞれ上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２に嵌入されて、クランプ３３の押圧力でミシンヘッド１００は横方向から把持される。これにより、ミシンヘッド１００は、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２により、Ｘ軸方向に軸支される。なお、先述のような形状を有する第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２は、それぞれの断面中心が上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２の断面中心に対して正面視若干ずれていても、また第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２の間隔幅が、上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２の間隔幅とは若干ずれていても、適切に嵌入する。
【００５５】
ここで、本実施の形態では、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２という２つの離間した基準ピンでミシンヘッド１００を軸支しているため、ミシンヘッド１００にＹ軸方向への歪みやたわみが発生しにくい。すなわち、上記の工程によって、治具１に載置されたミシンヘッド１００は、Ｚ軸方向，Ｘ軸方向，Ｘ軸方向の３次元で正確に位置決め固定される。
【００５６】
なお、従来の治具では、クランプによって被加工物を位置決め固定する場合、Ｚ軸方向に２００〜２５０ｋｇ，Ｘ軸方向に約２００ｋｇの圧力を加えていた。一方、本実施の形態の治具１では、クランプ１２によってＺ軸方向に１００〜１５０ｋｇの圧力を加え、クランプ３３によってＺ軸方向に３０〜４０ｋｇの圧力を加えている。つまり、本実施形態の治具１によれば、従来よりも小さなクランプ圧でミシンヘッド１００を位置決め固定することが可能である。そのため、ミシンヘッド１００に変形や損傷などの品質劣化を生じることがない。
【００５７】
そして、治具ベース６０上でミシンヘッド１００が位置決め固定された後、図示外のコントローラからユーザが指定した内容に応じて、加工ヘッド９０がミシンヘッド１００を加工する「加工工程」が実行される（図１４参照）。ここで、ミシンヘッド１００はＺ軸可動基準ピン１１などの４本のピンで固定されているので、従来のようにクランプで把持して固定するよりも、加工ヘッド９０が加工可能なワークエリアが広い。さらに、図１４に示すように、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２が、ミシンヘッド１００の背面における周縁部で軸支しているため、ミシンヘッド１００の右側面にも第２主軸孔１３０ｂを中心とした広いワークエリアが確保される。
【００５８】
以上、本実施形態に係る治具１によれば、Ｚ軸方向に互いに対向して設けられたＺ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１をミシンヘッド１００の上押さえ棒穴１１１及び下押さえ棒穴１１２に各々嵌入させる一方、Ｘ軸方向に平行に設けられた第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２をミシンヘッド１００の上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２に各々嵌入させることで、ミシンヘッド１００がＺ軸方向及びＸ軸方向に軸支されて治具ベース６０上で位置決めされるようにした。よって、ミシンヘッド１００に変形や損傷などの品質劣化を生じることなく、かつ広いワークエリアを確保しつつ、ミシンヘッド１００を治具ベース６０上で正確に位置決めすることができる。
【００５９】
また、第１Ｘ軸可動ピン３１の先端部は上捨て基準穴１２１の開口面と略同一の形状及び大きさをなす一方、第２Ｘ軸可動ピン３２の先端部は下捨て基準穴１２２の開口面とは異なる形状であって、かつ下捨て基準穴１２２の開口面よりも小さいようにした。よって、第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２をそれぞれ上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２に確実に嵌入させることができ、かつミシンヘッド１００をＸ軸方向に確実に軸支することができる。さらに、第２Ｘ軸可動ピン３２の先端部は、Ｙ軸方向の径のみが下捨て基準穴１２２の開口面と同径をなす略ひし形の断面形状を有するようにした。よって、第２Ｘ軸可動ピン３２が下捨て基準穴１２２に嵌入しやすく、かつミシンヘッド１００の歪みやたわみを防止することができる。
【００６０】
また、被加工物はミシンヘッド１００であって、上押さえ棒穴１１１及び下押さえ棒穴１１２はミシンヘッド１００の面板側部１１０に形成されている。よって、ミシンヘッド１００が有する押さえ棒穴を利用することで、各種ミシンヘッドの加工に本発明を適用することができ、また耐久性の高い面板側部１１０においてミシンヘッド１００を軸支することで、ミシンヘッド１００をより適切に位置決めすることができる。
【００６１】
また、上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２は、第２主軸孔１３０ｂが形成されたミシンヘッド１００の右側面の周縁部に形成されている。よって、第２主軸孔１３０ｂが形成されたミシンヘッド１００の右側面側でミシンヘッド１００を軸支することにより、ミシンヘッド１００の左右側面でより広いワークエリアを確保することができる。
【００６２】
ところで、上記実施の形態において、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１が本発明の「第１基準ピン」及び「第２基準ピン」に相当し、上押さえ棒穴１１１及び下押さえ棒穴１１２が本発明の「第１基準穴」及び「第２基準穴」に相当する。第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２が本発明の「第１可動ピン」及び「第２可動ピン」に相当し、上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２が本発明の「第１固定穴」及び「第２固定穴」に相当する。そして、Ｚ軸スライダー１０が本発明の「基準ピン搬送手段」に相当し、Ｘ軸スライダー３０が本発明の「可動ピン搬送手段」に相当する。なお、「Ｚ軸ピン搬送工程」が本発明の「基準ピン搬送工程」に相当し、「Ｘ軸ピン搬送工程」が本発明の「可動ピン搬送工程」に相当する。
【００６３】
なお、本発明は、以上詳述した実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能なことはいうまでもない。図１５は、他のミシンヘッド１００´を載置した治具１の正面図である。
【００６４】
例えば、被加工物はミシンヘッドに限定されないことはいうまでもない。すなわち、被加工物としては、Ｚ軸方向に軸支するためのピン穴（上押さえ棒穴１１１及び下押さえ棒穴１１２）と、Ｘ軸方向に軸支するためのピン穴（上捨て基準穴１２１及び下捨て基準穴１２２）とを具備していれば、治具１で各種の被加工物を位置決め固定して、任意に加工を施すことができる。
【００６５】
さらに、被加工物をミシンヘッドとする場合であっても、各種の形状や大きさのミシンヘッドを適用することができる。図１５に示すように、ミシンヘッド１００´は、ミシンヘッド１００と比較して、面板側部１１０及びプーリ側部１２０の連結部のＹＺ平面における断面積が大きく、またプーリ側部１２０のＸＹ平面における断面積が大きい。そのため、第１プーリ側仮当てブロック５１を取り外すことで、ミシンヘッド１００´を仮置きベース５０上に載置している。このように、各種仮当てブロックの構成を最適なものに変更することで、各種ミシンヘッドを治具１で位置決め固定することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、Ｚ軸可動基準ピン１１及びＺ軸固定基準ピン２１の２つのピンを用いて、ミシンヘッド１００をＺ軸方向に軸支し、また第１Ｘ軸可動ピン３１及び第２Ｘ軸可動ピン３２の２つのピンを用いて、ミシンヘッド１００をＸ軸方向に軸支している。このミシンヘッド１００を位置決めするためのピンの大きさ、形状、数量などは、被加工物や加工目的などに応じて最適なものに任意に変更可能である。例えば、クランプ３３に３つ以上のＸ軸可動ピンを設けてもよいし、ミシンヘッド１００をＹ軸方向から固定するピンを設けてもよい。
【００６７】
なお、加工ヘッド９０により実行される加工方法は、切削加工に限定されないことは言うまでもなく、被加工物の加工目的に応じて、放電加工やプラズマ加工などの精密加工の他、切削加工や研磨加工などを任意に実行させればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の治具、被加工物の製造方法及びミシンヘッドの製造方法は、被加工物を位置決めして加工するための治具等として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】加工ヘッドとの位置関係を示すとともに治具１を正面から見た正面図である。
【図２】治具１の左側面図である。
【図３】治具１の右側面図である。
【図４】治具１の平面図である。
【図５】ミシンヘッド１００の正面図である。
【図６】ミシンヘッド１００の左側面図である。
【図７】ミシンヘッド１００の右側面図である。
【図８】ミシンヘッド１００の平面図である。
【図９】ミシンヘッド１００の底面図である。
【図１０】Ｚ軸可動基準ピン１１の構成を説明するための拡大図である。
【図１１】第２Ｘ軸可動ピン３２の構成を説明するための拡大図である。
【図１２】「Ｚ軸ピン搬送工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。
【図１３】「Ｘ軸ピン搬送工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。
【図１４】「加工工程」における、ミシンヘッド１００を載置した治具１の正面図である。
【図１５】他のミシンヘッド１００´を載置した治具１の正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
1    治具
１０    Ｚ軸スライダー
１１    Ｚ軸可動基準ピン
１２    クランプ
１３    ロッド連結部
１４    スライダー基板
１５    第１Ｚ軸ガイドレール
１６    第２Ｚ軸ガイドレール
２０    基準ピンベース
２１    Ｚ軸可動固定ピン
３０    Ｘ軸スライダー
３１    第１Ｘ軸可動ピン
３２    第２Ｘ軸可動ピン
３３    クランプ
３４    ロッド連結部
３５    スライダー基板
３６    第１Ｘ軸ガイドレール
３７    第２Ｘ軸ガイドレール
４０    面板側仮当てブロック
５０    仮置きベース
５１    第１プーリ側仮当てブロック
５２    第２プーリ側仮当てブロック
５３    仮当てブロック固定部
６０    治具ベース
７０    エアシリンダ
７１    ロッド
７５    第１ガイド連結部
７６    第２ガイド連結部
８０    エアシリンダ
８１    ロッド
８４    ロッド連結部
８６    第１ガイド連結部
８７    第２ガイド連結部
９０    加工ヘッド
９９    筐体支持部
１００，１００´  ミシンヘッド
１１０    面板側部
１１１    上押さえ棒穴
１１２    下押さえ棒穴
１２０    プーリ側部
１２１    上捨て基準穴
１２２    下捨て基準穴
１３０ａ  第１主軸孔
１３０ｂ  第２主軸孔
【図１】
2007000985.tif 000003
【図２】
2007000985.tif 000004
【図３】
2007000985.tif 000005
【図４】
2007000985.tif 000006
【図５】
2007000985.tif 000007
【図６】
2007000985.tif 000008
【図７】
2007000985.tif 000009
【図８】
2007000985.tif 000010
【図９】
2007000985.tif 000011
【図１０】
2007000985.tif 000012
【図１１】
2007000985.tif 000013
【図１２】
2007000985.tif 000014
【図１３】
2007000985.tif 000015
【図１４】
2007000985.tif 000016
【図１５】
2007000985.tif 000017