JP2005001051A - バイスの口金、口金対及びバイス - Google Patents

Abstract

【課題】バイス（万力）のジョー（顎）に固定される口金に関し、複数のワークを並列に並べた状態で均一な力で把持することが可能な技術手段を提供することにより、工作機械への複数の小型ワークの装脱を含む加工作業の作業能率を改善する。
【解決手段】バイスのジョーに固定される親口金６と、側辺を互いに摺接させた状態で親口金６に対向並置された複数の子口金７と、各子口金７の下部を親口金６に所定間隙を隔てて係止する係止具１１と、各子口金７を個別に親口金から離れる方向に付勢する弾性部材１４、１６とを備えたバイスの把持口金３を提供する。把持口金３は、押圧口金５と対にして用いられる。押圧口金５は、バイスのジョーに固定される本体８に設けたプランジャ孔にそれぞれ挿通されたプランジャと、前記プランジャ孔の底部相互を連通する横孔と、この横孔に一列に充填された転動部材とを備えている。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バイス（万力）のジョー（顎）に固定される口金に関するもので、並置された３個以上のワークを同時に等しい力で把持可能にした把持口金、当該把持口金を含む口金対及び当該口金対を装着したバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイスは、固定ジョーに装着した固定口金と可動ジョーに装着した可動口金との一対の口金を備えており、可動ジョーを固定ジョーに向けて進出させることにより、この一対の口金の間にワークを把持する。通常、１個のバイスには１個のワークが把持されるが、固定口金と可動口金との間に可動ジョーの押動力によって移動する１個又は複数個の中間口金を設けて、各ワークの間にこの中間口金を介在させた状態で、直列に並べた複数のワークを一括して把持することも行われている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
バイスは、ワークの大きさに合わせた種々の口幅のものがある。広い口幅のバイスで並列に並べた複数のワークを把持しようとすると、ワークの寸法誤差のために、すべてのワークを均一に把持することができず、マイナス側の寸法誤差があるワークは、把持できなかったり、弱い力でしか把持されていないために、加工中にワークが動いたり脱落したりする事故が発生する。そこで口幅の広いバイスで複数のワークを把持するときは、ワークを１個ずつ把持する複数のクランパを備えたパレット（治具）を用意して、複数のワークを搭載したパレットをバイスで固定するという手段が採用される。
【０００４】
一方、ワークを複数個のプランジャで把持することにより、把持面に勾配や凹凸のあるワークを安定に把持可能にした口金が、特許文献３で提案されている。この口金は、この明細書で言う押圧口金に相当するもので、本体に設けたプランジャ孔に軸方向遊動可能に挿通されたプランジャと、プランジャ孔の底部を連通する横孔と、この横孔に長手方向移動自在に挿入された複数個の伝達部材とを備えており、プランジャ孔の底部の伝達部材はローラまたはボールとし、このローラまたはボールを介してプランジャの軸方向移動と伝達部材の横方向移動との間の方向変換をする斜面ないし円弧面などの方向変換部材を備えている、というものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３００５６２号公報
【特許文献２】
特開２００１−３７７６８１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３２５７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ワークが小さいときは、工作機械に複数のワークを取付けて一括して加工するのが能率的である。複数ワークの取付け取外し作業を考慮すると、一操作で複数のワークを把持可能なバイスを用いるのが有効である。また、ワークが変わったときの段取り替えを考えれば、バイスを取外さないでワークの変更に対応可能にするのが好ましい。
【０００７】
１個のバイスで複数のワークを直列に把持する方法では、固定ジョーと可動ジョーとの間に中間ジョーを配置する必要があり、ワーク着脱時の可動ジョーの移動ストロークも大きくなる。またこの方法では、工作機械のテーブルにワークを縦横に（マトリックス状に）配置して一括加工を行おうとすると、テーブル上に複数のバイスを並列配置して、それを１つずつ開閉する作業が必要である。一方、パレットに複数のワークを装着して、当該パレットをバイスで把持する方法は、パレットを別途準備する必要があり、バイスにパレットを固定する作業の他に、ワークをパレットに固定する作業が必要である。
【０００８】
そこで、この発明は、複数のワークを並列に並べた状態で均一な力で把持することが可能な技術手段を提供することにより、工作機械への複数の小型ワークの装脱を含む加工作業の作業能率を改善することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１の発明は、バイスのジョーに固定される親口金６と、側辺を互いに摺接させた状態で親口金６に対向並置された複数の子口金７と、各子口金７の下部を親口金６に所定間隙を隔てて係止する係止具１１と、各子口金７を個別に親口金から離れる方向に付勢する弾性部材１４、１６とを備えたバイスの把持口金３を提供することにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
親口金６と子口金７とを、把持するワーク形状に対応する凹所を加工可能な材質の矩形板状部材とすることで、親口金６と子口金７との間に前記所定間隙より僅かに薄い均一な厚さの鉄板を挿入してバイスで締め付けた状態で、親口金６と各子口金７の間の上部に加工しようとするワーク形状に合わせた凹所を形成して（即ち、生口金としての加工を行って）、当該凹所にワークを挿入した状態で、１個の子口金毎に１個のワークを把持する。ワークが互いに平行な把持面を備え、かつ当該把持面に口金の上端に引っかかるような段部を備えているときは、口金の加工を行わないでワークを把持することもできる。
【００１１】
上記把持口金３は、特許文献３に開示された口金と同様な構造の押圧口金５と対にして用いられる。押圧口金５は、請求項２に記載のように、バイスのジョーに固定される本体８に設けたワーク挟持方向の３個以上のプランジャ孔１７にそれぞれ挿通されたプランジャ９ａ、９ｂと、前記プランジャ孔の底部相互を連通する横孔２２と、この横孔に一列に充填されて両端のプランジャ９ａの底面に当接している列転動部材２４と、中間のプランジャ９ｂの底部に位置して当接底部及び列転動部材２４の隣接する２個に当接する交点転動部材２６と、両端のプランジャ９ａの軸方向移動を列転動部材の横方向移動に変換する斜面２７ないし円弧面２３とを備えている。
【００１２】
対となる把持口金３と押圧口金５とをバイスの固定ジョーと可動ジョーとに、押圧口金５の各プランジャ９が把持口金３の各子口金７の上部を押圧する位置関係で固定して、ワークを把持する。一般的には、請求項３に記載のように、把持口金３を固定ジョーに取付けて、ワークの加工基準面を親口金側にして把持する。
【００１３】
押圧口金５に設けられた複数のプランジャ９は、そのいずれか１個が押し込まれると他方が突出するように作動する。従って、複数の子口金７のそれぞれに把持されるワークに寸法誤差があったとき、最も寸法の大きなワークを把持している子口金に対向するプランジャが最初に押し込まれて他のものが前進し、２番目に寸法の大きなワークを把持している子口金に対向するプランジャが次に押し込まれて、更に残りのプランジャが前進するという動作により、複数の子口金がそれぞれに対向するプランジャ９により、ほぼ均一な力で押圧されて、それぞれのワークを把持する。上記構造の押圧口金５は、個々のプランジャ９の突出量に大きな差があると押圧力が不均一になるが、ワークの寸法誤差程度の突出量の差であれば、把持力や加工精度に問題となるような押圧力の差は生じない。
【００１４】
バイスに１個又は複数個の中間ジョーを設けて、バイスのジョーとこれら中間ジョーとの間にこの発明の口金対を装着すれば、１個のバイスで縦横に複数個配置したワークを一括して把持することができる。即ち、１個のバイスの開閉操作でマトリックス状に配置した複数のワークを一括して均一な力で把持したり、同時にその把持を解いたりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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はバイスの側面図、図２は第１実施例の把持口金の正面図、図３は図２のＡ部における把持口金の縦断面図、図４は把持口金の第２実施例を示す正面図、図５は図４のＢ−Ｂ線における縦断面図、図６は把持口金の第３実施例を示す正面図、図７は図６のＣ部における縦断面図、図８は図６の口金の平面図、図９は押圧口金の正面図、図１０は図９のＤ部における押圧口金の横断面図、図１１は押圧口金の変形例を示す部分横断面図である。
【００１６】
図１において、バイス１の固定ジョー２には、図示されないボルトで把持口金３が装着されている。可動ジョー４には、図示されないボルトで押圧口金５が装着されている。把持口金３は、固定ジョー２に固定される親口金６と、この親口金との間でワークを把持する複数の子口金７とを備えている。押圧口金５は、可動ジョー４に固定された本体８と、この本体から突出して子口金７の上部を押圧するプランジャ９とを備えている。子口金７とプランジャ９とは、図１の紙面直角方向に複数個並べて配置されている。子口金７とプランジャ９の数は同数で、各プランジャ９は、対向する子口金７の幅方向（図１の紙面直角方向）中央に対向している。
【００１７】
図２、３に示す第１実施例の把持口金３は、バイスの固定ジョー２に固定するためのボルト孔１０を備えた１枚の横長矩形の親口金６と、側面相互を隣接する子口金と摺動可能に密着させて下方部を係止具（ボルト）１１で親口金６に係止された５個の矩形板状の子口金７と、ボルト１１の上方の位置で親口金６に嵌着されて子口金のガイド孔１２に挿入されたガイドピン１３と、ボルト１１及びガイドピン１３に挿通されて親口金６と子口金７とで挟まれている弾性部材（ウレタンワッシャ）１４とを備えている。ウレタンワッシャ１４は、親口金６と子口金７とを離隔する方向に付勢しており、両者の間の間隙Ｓは、ボルト１１のねじ込み深さによって規定されている。
【００１８】
図４、５に示す第２実施例のものでは、ガイドピンは設けられておらず、各子口金７の上方両側に親口金６と子口金７とにコイル挿入孔１５が設けられ、このコイル挿入孔に子口金７を親口金６から離隔する方向に付勢するコイルばね１６が挿入されている。ボルト１１に挿通したウレタンワッシャ１４は、この第２実施例のものにも設けられている。
【００１９】
図６〜８に示す第３実施例のものは、第２実施例におけるコイル挿入孔１５及びコイルばね１６が、隣接する子口金７の境界の部分に、各コイルばね１６がその両側の子口金７の側縁を付勢するように設けられている。各子口金７のコイル挿入孔１５は、半円断面となるが、隣接する子口金７の側面相互を密着させた状態で孔加工を行ってやればよい。隣接する子口金７相互間に出入りがあるときは、コイルばね１６の端面が傾斜して両側の子口金７を付勢することとなる。この構造により、大きな凹所３４を設けるときに、当該凹所がコイルばね１６と干渉する危険を回避できる。
【００２０】
またこの第３実施例のものでは、親口金６の両側面にボルト３２で側板３１が固定されており、この側板３１が両端の子口金７ａの側面ガイドになると共に、この側板３１を介して把持口金３をバイスのジョー２に側面のボルト３３で取付ける構造としている。この取付構造によれば、子口金７を親口金６から取外すことなく、把持口金３をバイスに着脱でき、この発明の把持口金３を使用する加工と使用しない加工との段取り替えが容易になる。なお、側板３１のコイル挿入孔１５ａは、エンドミルで断面コ字状に穿設した凹所である。
【００２１】
上記のように構成された把持口金３は、親口金６と子口金７との間に、両面を正確な平行平面に仕上げた上記間隙Ｓより僅かに薄い１枚の鉄板を挿入し、親口金６と子口金７とをバイスで挟んで両者６、７の間に前記鉄板を挟持した状態で、親口金６と各子口金７との間の上端に、把持しようとするワークの形状に応じた凹所（例えば円筒材を把持するのであれば図８に示すような丸孔３４）を加工する。上記鉄板は、必要があればガイドピン１３やコイルばね１６を避ける切欠を下辺に設けた櫛歯状のものとする。この鉄板を挟持した状態では、親口金６と子口金７の互いに対向する面相互は平行になり、この状態で上記凹所が加工されることになる。
【００２２】
図９、１０に示す押圧口金５は、本体８と５個のプランジャ９とを備えており、プランジャ９の前面が子口金７を押圧する押圧面２５となっている。５個のプランジャ９は、本体８の上方に略等しい間隔で設けられたワーク把持方向のプランジャ孔１７に軸方向、すなわちワーク把持方向に遊動可能に挿通されている。プランジャ９の周面一箇所には、軸方向の長孔２１が設けられており、この長孔に本体８に螺着した短い回り止めピン１８が挿入されて、プランジャ９の回動とストロークを規制している。
【００２３】
５個のプランジャ孔１７の奥端は、これらと直交する方向の断面矩形の横孔２２で連結されている。横孔２２は、本体８の上面をミーリングカッタで溝加工をすることによって形成された孔で、その両端はプランジャ孔１７側に向いて９０度屈曲しており、この屈曲部の外側に円弧面２３が形成されている。横孔２２の上面は、本体８に固定した蓋板で閉鎖されている。
【００２４】
横孔２２内には短円筒状のローラ（列転動部材）２４が、その軸線を上下方向（図１０の紙面直角方向）にして横孔２２の長手方向（図１０の左右方向）に転動可能に充填されており、これらのローラの両端のもの２４ａは、それぞれ両側のプランジャ９ａの底面に当接している。一方、中間の３個のプランジャ９ｂの底面は、交点ローラ（交点転動部材）２６を介して横孔２２内のローラ２４に当接している。交点ローラ２６は、プランジャ孔１７の内径より短寸かつ小径で、プランジャ孔１７の軸方向及び図１０の左右方向に遊動可能である。
【００２５】
横孔２２内に充填されたローラ２４及び交点ローラ２６相互は、回り止めピン１８がそれぞれのプランジャ９ａ、９ｂの長孔２１の中間の位置にあるときに、その総てが接触するようにしてあり、このとき、交点ローラ２６を挟んで隣接するローラ２４相互の間には、間隙Ｔが形成されるようになっている。この状態でプランジャ９ａ、９ｂの前面の押圧面２５は、本体２の前面からプランジャ９のストロークの略半分の長さだけ突出している。
【００２６】
図１０の押圧口金では、横孔両端の円弧面２３の作用で両端のプランジャ９ａの軸方向移動とローラ２４の横移動とが変換される。図１１に示した押圧口金では、両端のプランジャ９ａの底面が略４５度傾斜してローラ２４側を向いた斜面２７になっており、この斜面の作用により、プランジャ９ａの押込み力がローラ２４の横移動力として伝達され、またローラ２４の横移動力がプランジャ９ａの押出し力に変換される。
【００２７】
上記のように構成された押圧口金５は、子口金７を押圧していない状態では、各プランジャ９ａ、９ｂが軸方向に自由移動可能であり、いずれかのプランジャを押込むと、他のプランジャが突出する関係となる。例えば、両端のプランジャ９ａの１個を押込むと、ローラ２４及び交点ローラ２６がその押込み量だけ移動して、他端のプランジャ９ａが突出する。また中間のプランジャ９ｂが押込まれると、交点ローラ２６はこれに当接している２つのローラ２４相互を押し広げてその間に入り込み、従って隣接するローラ２４が押し広げられた分だけ、両端のプランジャ９ａは突出する。
【００２８】
すなわち、５個のプランジャ９ａ、９ｂはそれぞれ自由に軸方向移動できるが、いずれか１個が押込まれると、他の４個が突出し、その４個の内の１個が次に押込まれると、残りの３個が突出するという動きをする。
【００２９】
従って、押圧口金５をバイスの可動ジョー４に装着し、固定ジョー２に装着した把持口金３の親口金６と各子口金７の間に寸法誤差があり得るワークを挿入し、可動ジョー４を固定ジョー２に向けて進出させて、そのプランジャ９で子口金７を押圧すると、最初にワークに当接した子口金に対向するプランジャから順次押込まれて、最終的に５個の子口金７がそれぞれのワークに当接したあと、５個のプランジャ９が等しい力で子口金７を押圧し、その反力が横孔２２内のローラ２４に伝達されて、ローラ２４の自由な動きをロックし、複数ワークが等しい把持力で安定に把持されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バイスの側面図
【図２】第１実施例のワーク把持口金の正面図
【図３】図２のＡ部におけるワーク把持口金の縦断面図
【図４】ワーク把持口金の第２実施例を示す正面図
【図５】図４のＢ−Ｂ線における縦断面図
【図６】把持口金の第３実施例を示す正面図
【図７】図６のＣ部における縦断面図
【図８】図６の口金の平面図
【図９】押圧口金の正面図
【図１０】図９のＤ部における押圧口金の横断面図
【図１１】押圧口金の変形例を示す部分横断面図
【符号の説明】
５ 押圧口金
６ 親口金
７ 子口金
８ 本体
９（ａ，ｂ） プランジャ
１１ ボルト
１４ ウレタンワッシャ
１６ コイルばね
１７ プランジャ孔
２３ 円弧面
２４ ローラ
２６ 交点ローラ
２７ 斜面

Claims (3)

1. バイスのジョーに固定される親口金（６）と、側辺を互いに摺接させた状態で親口金（６）に対向並置された複数の子口金（７）と、各子口金（７）の下部を親口金（６）に所定間隙を隔てて係止する係止具（１１）と、各子口金（７）を個別に親口金から離れる方向に付勢する弾性部材（１４，１６）とを備えている、バイスの把持口金。
2. 請求項１の把持口金（３）と押圧口金（５）の対よりなり、当該押圧口金（５）は、バイスのジョーに固定される本体（８）に設けたワーク挟持方向の３個以上のプランジャ孔（１７）にそれぞれ挿通されたプランジャ（９ａ，９ｂ）と、前記プランジャ孔の底部相互を連通する横孔（２２）と、この横孔に一列に充填されて両端のプランジャ（９ａ）の底面に当接している列転動部材（２４）と、中間のプランジャ（９ｂ）の底部に位置して当接底部及び列転動部材（２４）の隣接する２個に当接する交点転動部材（２６）と、両端のプランジャ（９ａ）の軸方向移動を列転動部材の横方向移動に変換する斜面（２７）ないし円弧面（２３）とを備えている、バイスの口金対。
3. 固定ジョーに請求項１記載の把持口金（３）が固定されている、請求項２記載の口金対を備えたバイス。

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