JP2006035380A - 工作機械用固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の工作機械用固定治具は、では、長手工作対象の種類によらず、当該長手工作対象を堅固に固定することができる工作機械用固定治具を提供する。
【解決手段】
横断面が同一形状の長手工作対象２００を横置きして加工する工作機械１００に設けられる工作機械用固定治具１であって、長手工作対象２００側の面が開口し、開口ＦＦと反対側の面にエアー注入口Ｈが設けられた直方体形状の筐体１２と、筐体１２内に積み重ねられて収容され、エアー注入口ＨからエアーＡが注入されたときに開口ＦＦに向けて付勢される四角形板からなる多数枚のスライド板１１と、筐体１２の上部に設けられ、多数枚のスライド板１１を、移動しないように押さえ付けるスライド板押さえ機構１３とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、横断面が同一形状の長手工作対象を横置きして加工する工作機械に適用される工作機械用固定治具に関し、その種類によらず長手工作対象を堅固に固定することができる工作機械用固定治具に関する。

アルミニウム製窓枠材等の横断面が同一形状の長手工作対象に、たとえば複数のネジ孔等を形成する場合には、当該長手工作対象をボール盤のテーブル上に横置きし、その長さ方向にドリルを移動させて、順次、上記孔開けを行っている。

この孔開けに際しては、長手工作対象を前記テーブル上に設けられた万力等により固定することがある。しかし、長手工作対象の形状（横断面形状）によっては、万力等では、固定が不可能または不十分である場合がある。また、万力等を使用することで、長手工作対象に傷を付けてしまうことがある。

この不都合を解消するため、長手工作対象を押さえることができる形状（横置きされた長手工作対象の凹凸に一致する形状）の押さえ部材を合成樹脂により作成し、当該部材を万力等に取り付けて長手工作対象を固定することも行われる。

しかし、上記した押さえ部材は、長手工作対象の種類ごとに作成する必要があるため、その作成に手間と時間がかかる。また、長手工作対象の種類が変わるごとに当該種類に応じた押さえ部材を万力等に取り付け直さなければならず、これにも手間と時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するために提案されたものであって、長手工作対象の種類によらず、当該長手工作対象を堅固に固定することができる工作機械用固定治具を提供することを目的とする。

請求項１記載の工作機械用固定治具は、横断面が同一形状の長手工作対象を横置きして加工する工作機械に設けられる工作機械用固定治具であって、前記長手工作対象側の面が開口し、前記開口と反対側の面にエアー注入口が設けられた直方体形状の筐体と、前記筐体に積み重ねられて収容され、前記エアー注入口からエアーが注入されたときに前記開口に向けて付勢される、四角形板からなる多数枚のスライド板と、前記筐体の上部に設けられ、前記多数枚のスライド板を移動しないように押さえ付けるスライド板押さえ機構と、を備えたものである。

請求項２記載の工作機械用固定治具は、横断面が同一形状の長手工作対象を横置きして加工する工作機械に設けられる工作機械用固定治具であって、前記長手工作対象側の面が開口した直方体形状の筐体と、前記筐体に積み重ねられて収容された本体領域とバネ領域とを有する概略四角形板からなり、前記バネ領域が前記本体領域を前記長手工作対象側の開口から突出する方向に付勢される多数枚のスライド板と、前記筐体の上部に設けられ、前記多数枚のスライド板を移動しないように押さえ付けるスライド板押さえ機構とを備えたものである。

請求項３記載の工作機械用固定治具は、請求項１に記載の工作機械用固定治具において、
前記多数枚のスライド板には、それぞれ長手孔が少なくとも１つ形成され、当該長手孔には、前記筐体の上下面間に取り付けられたピンが挿通されてなる工作機械用固定治具であって、前記各スライド板は、前記長手孔が前記開口側の端が前記ピンと当接する位置で、前記筐体の背面との間に空隙を形成し、前記長手孔が前記開口側と反対側の端が前記ピンと当接する位置で前記筐体からの脱落が防止されるものである。

請求項４記載の工作機械用固定治具は、請求項２に記載の工作機械用固定治具において、前記多数枚のスライド板には、それぞれ長手孔が少なくとも１つ形成され、当該長手孔には、前記筐体の上下面間に取り付けられたピンが挿通されてなる工作機械用固定治具であって、前記各スライド板は、前記長手孔が前記開口側と反対側の端が前記ピンと当接する位置で前記筐体からの脱落が防止されるものである。

請求項５記載の工作機械用固定治具は、請求項１から４の何れかに記載の工作機械用固定治具において、前記スライド板押さえ機構は、前記多数枚のスライド板の最上部に設けられた押さえ板を含む手動押さえ機構または自動押さえ機構である。

請求項６記載の工作機械用固定治具は、請求項１から５の何れかに記載の工作機械用固定治具において、前記長手工作対象の長さ方向に沿った複数個所に配置される工作機械用固定治具であって、前記長手工作対象が、アルミニウムの押し出し成形部材である。

本発明の工作機械用固定治具は、長手工作対象の種類によらず、当該長手工作対象を堅固に固定することができる。

本発明の工作機械用固定治具は、長手工作対象の種類ごとに押さえ部材を作成する必要はない。また、長手工作対象の種類が変わるごとに当該種類に応じた押さえ部材を工作機械用固定治具に取り付け直す必要も生じない。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の工作機械用固定治具が適用された工作機械を示す図である。図１において、工作機械１００のテーブル１０１には、横断面が同一形状の長手工作対象２００が横置きされている。図１では長手工作対象２００として、アルミニウムの押し出し成形体である、いわゆるアルミサッシを例示してあるが、横断面（長手部材の、長手方向を垂直に横断する断面）が同一形状であれば他の材料からなるもの、あるいは他の製法により製造されたものについても適用できる。

工作機械用固定治具１は、テーブル１０１上の長手工作対象２００の長さ方向に沿った複数個所に配置されている。工作機械用固定治具１の背面には、後述するエアー注入口Ｈにエアーを注入するためのエアー管３００が接続されている。なお、図１では、テーブル１０１に複数の工作機械用固定治具１を設置しているが、長手工作対象２００を固定できれば、工作機械用固定治具１は１つであってもよい。

図１では工作機械１００の加工機１０３は複数のドリルＤのうち１つを選択できるボール盤で示してあり、長手工作対象２００は工作機械用固定治具１により、押さえ受け１０２側に押さえ付けられて固定される。

なお、図１では、押さえ受け１０２は平面の受け部を有し、かつ長手工作対象２００の一側面は平面となっている。長手工作対象２００は、平面となっている側面が押さえ受け１０２に当接するようにセットされる。

加工機１０３は、工作機械１００の移動溝１０４に沿って、長手工作対象２００に平行に移動し、当該長手工作対象２００の適宜個所に穿孔することができる。なお、図１では加工機１０３がボール盤の場合を例示しているが、旋盤、カッター等であってもよい。

工作機械用固定治具１は、図２の斜視図に示すように、積み重ねられた多数のスライド板（各スライド板を同一符号１１で示す）と、筐体１２と、スライド板押さえ機構としての手動押さえ機構１３と、一対のピン１４を備えている。

各スライド板１１は四角形板（本実施形態では合成樹脂製板）からなり、各スライド板１１は、独立して後述する開口ＦＦから突出する向き（図２では＋Ｘで示す）、および突出した場合には筐体１２に収納される向き（図２では−Ｘで示す；これらを「作用方向Ｘ」と言う）に移動できる。また、各スライド板１１には、作用方向Ｘ向きに長手孔ｈが形成されている。

筐体１２は、前述したように多数枚のスライド板１１が積み重ねられて収容されるもので、長手工作対象２００の面が開口ＦＦとなっている。この開口ＦＦと反対側の面（筐体１２）にエアー注入口Ｈ（図２には表れていない。図４参照）が設けられている。なお、スライド板１１は、長手孔ｈが開口ＦＦ側の端がピン１４と当接する位置で、筐体１２の背面との間に空隙Ｓを形成し、長手孔ｈが開口ＦＦ側と反対側の端がピン１４と当接する位置で筐体１２からの脱落が防止される。空隙Ｓを形成することで、全てのスライド板１１はエアー注入口Ｈからのエアーにより開口ＦＦから突出する向きに付勢される。

手動押さえ機構１３は、筐体１２内の上部に設けられるもので、押さえ板１３１と、押さえネジ１３２とからなる。押さえ板１３１には、後述するピン１４が挿通されるピン孔１３３（図２では図示していない。図３参照）が形成されている。このピン１４により、前述したスライド板１１の作用方向Ｘの動きが制限される。

押さえネジ１３２が締め付け方向に回されると、押さえ板１３１は積み重ねられた多数のスライド板１１を押さえ付けることができる。なお、押さえ板１３１は、場合により省略することができる。この場合、押さえネジ１３２の先端でスライド板１１を直接押さえ付けるようにしても良い。
ピン１４は、筐体１２の上下面間にわたされており、押さえ板１３１のピン孔１３３および、スライド板１１に形成された長手孔ｈに挿通されている。

図３に、筐体１２を図示省略した工作機械用固定治具１の分解図を、図４に工作機械用固定治具１の平面図を併せて示す。図３では、多数のスライド板１１の一部が図３では示されていない筐体１２の開口ＦＦ（図２参照）から突出し、残りのスライド板１１が筐体１２に収容されている場合を示している。図４では、押さえ受け１０２を併せて示してある。

図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は工作機械用固定治具１の、図１の工作機械１００における動作説明図である。
まず、図５（Ａ）に示すように、スライド板１１を開口ＦＦから突出させない状態で、工作機械用固定治具１と押さえ受け１０２との間に長手工作対象２００をセットする。

次に、図５（Ｂ）に示すように、押さえネジ１３２を緩めた状態で、エアー管３００を介して供給されるエアーＡをエアー注入口Ｈから筐体１２内に注入する。これにより、各スライド板１１は、開口ＦＦから長手工作対象２００側に突出して、その端面が長手工作対象２００に当接する。

この後、エアーＡの注入を停止し、図５（Ｃ）に示すように押さえネジ１３２を締め付けた後、ドリルＤにより長手工作対象２００に穿孔する。
長手工作対象２００は、前述したように横断面が同一形状であり、工作機械１００のテーブル１０１に横置きされているので、上記図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示した工程により、スライド板１１は、長手工作対象２００を、その形状に沿った力で安定して押さえ付けることができる。

なお、工作機械１００は、順次同一種類の長手工作対象２００の加工（この場合には穿孔）を行うが、この場合加工済みの長手工作対象２００と加工前の長手工作対象２００とを簡単に交換できるようにすることが必要である。このために、工作機械１００に、工作機械１００には、セットされている長手工作対象２００を、押さえネジ１３２を操作することなく取り外すことができる機構を設けておくこともできる。たとえば、図示はしないが、工作機械用固定治具１や押さえ受け１０２が、長手工作対象２００から離れるように、かつ離れたときは元の位置に戻るように構成することができる。

図１に示した工作機械１００は、図１や図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示した長手工作対象２００と異なる形状の長手工作対象に対しても適用することができる。図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に、異なる形状の例を長手工作対象２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃとして示す。

また、図７に示すように、上述した工作機械用固定治具１を２つ（図７では符号１Ａ，１Ｂで示す）水平方向に向かい合わせて配置し、この２つの工作機械用固定治具１Ａ，１Ｂを用いて、長手工作対象（図７では符号２００Ｄで示す）を固定することもできる。図７では、ドリルＤにより長手工作対象２００Ｄに穿孔するとともに、ロータリーソーＲＳ（説明の便宜上、回転軸輪郭と刃の輪郭のみを示す）により長手工作対象２００Ｄを切断している。

以上の例では、工作機械用固定治具１のスライド板１１が水平となるように配置しているが、たとえば、長手工作対象の穿孔位置によっては、工作対象に当接するスライド板１１の枚数が少ないため（あるいは工作対象の表面とスライド板１１との当接角度が大きくなりすぎるため）、工作対象を堅固に固定できない場合がある。

このような場合には、図８に示すように、上述した工作機械用固定治具１を２つ（図８では符号１Ｃ，１Ｄで示す）垂直方向に向かい合わせて配置することで、工作対象を堅固に固定することができる。図８において、長手工作対象（図７の長手工作対象２００Ｄと同じものであり、図８では符号２００Ｅで示す）を固定することもできる。
図８の下側の工作機械用固定治具１の筐体１２には、エアー注入口Ｈからエアーが注入されていないときであっても、ピン１４とスリットｈとによりその底面（背面）と、各スライド板１１の下端（後端）との間に空隙Ｓが確保されているので、全てのスライド板１１はエアー注入口Ｈからのエアーにより、上方に付勢される。
図８の上側の工作機械用固定治具１では、エアー注入口Ｈからのエアー吸引により全てのスライド板１１を上方に持ち上げておき、長手工作対象２００Ｅをセットした後にエアー注入を停止して、押さえネジ１３２により各スライド板１１を固定することができる。また、図８では、下側の工作機械用固定治具１の筐体１２にエアー注入口Ｈを設けたが、上側の固定治具を、全てのスライド板１１が下方に突出した状態で長手工作対象２００Ｅの上からセットした後、押さえネジ１３２により各スライド板１１を固定するようにしてもよい。
図８では、ドリルＤにより長手工作対象２００Ｅに穿孔する様子を示しているが、図７に示したと同様、ロータリーソーにより長手工作対象２００Ｅを切断することもできる。

上述した工作機械用固定治具１においては、スライド板押さえ機構として手動押さえ機構１３を使用しているが、図９の工作機械用固定治具１Ｅに示すように自動押さえ機構を使用することもできる。図９の工作機械用固定治具１Ｅの自動押さえ機構１５は、２ポジションの電磁アクチュエータであり、一方のポジションにおいて駆動子１５１が積み重ねられて収容された多数枚のスライド板１１を押さえ付け、他方のポジションにおいて駆動子１５１の押さえ付けが解除される。図９の工作機械用固定治具１Ｅの自動押さえ機構１５以外の構成および動作は、上述した工作機械用固定治具１におけるものと同じである。

上述した例では、工作機械用固定治具１，１Ａ〜１Ｅにおけるはスライド板１１は、エアー注入口ＨからのエアーＡにより駆動される（すなわち、筐体１２の開口ＦＦから突出する）が、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、エアーを使用せずにスライド板を駆動するように構成することもできる。

図１０（Ａ），（Ｂ）の平面図）および図１１（Ａ），（Ｂ）の側断面図に示す工作機械用固定治具１Ｆでは、工作機械用固定治具１，１Ａ〜１Ｅとは異なる形状のスライド板１６を備える一方、工作機械用固定治具１，１Ａ〜１Ｅにおけるようなエアー注入口は備えられていない。

スライド板１６は、筐体１２に積み重ねられて収容された本体領域１６１とバネ領域１６２とを有する合成樹脂製の概略四角形板からなり、バネ領域１６２が本体領域１６１を、開口ＦＦから突出する方向に付勢することができる。

スライド板１６は、自然の状態（押さえネジ１３２を緩めた状態）では図１０（Ａ），図１１（Ａ）に示すように本体領域１６１の一部が開口ＦＦから突出し、スライド板１６に、筐体１２に押し戻される力が働くと図１０（Ｂ），図１１（Ｂ）に示されるようにスライド板１６が筐体１２に収容される。

図１の工作機械１００において、工作機械用固定治具１に代えて固定治具１Ｆを用いる場合には、スライド板１６が開口ＦＦから突出している状態で、工作機械用固定治具１Ｆと押さえ受け１０２（図１参照）との間に長手工作対象２００（図１参照）をセットする。このとき、開口ＦＦから突出しているスライド板１６は、筐体１２内に押し入れられる。この後、押さえネジ１３２を締め付ける。これにより、長手工作対象２００は堅固に固定されるのでドリルＤ（図１参照）により長手工作対象２００に穿孔することができる。なお、この実施例においても、前述の実施例と同様に、押さえ板１３１は、場合により省略することができる。この場合、押さえネジ１３２の先端でスライド板１６を直接押さえ付けるようにしても良い。

本発明の工作機械用固定治具が適用された工作機械を示す図である。 図１の工作機械に使用される工作機械用固定治具の斜視図にである。 図１に示した工作機械用固定治具の筐体の図示を省略した分解図である。 図１に示した工作機械用固定治具の平面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は工作機械用固定治具の、図１の工作機械における動作説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は図２に示した工作機械用固定治具に図１から図３に示した長手工作対象とは異なる長手工作対象を適用した例を示す図である。 図１から図３に示した工作機械用固定治具を水平方向に向かい合わせて配置して長手工作対象を固定する例を示す図である。 図１から図３に示した工作機械用固定治具を水平方向に向かい合わせて配置して長手工作対象を固定する例を示す図である。 図１の手動押さえ機構に代えて自動押さえ機構を使用した工作機械用固定治具を示す説明図である。 エアーを使用せずにスライド板を駆動する例を示す図（平明面）であり、（Ａ）は本体領域の一部が開口ＦＦから突出した状態を示す図、（Ｂ）はスライド板が筐体に収容された状態を示す図である。 エアーを使用せずにスライド板を駆動する例を示す図（側断面）であり、（Ａ）は本体領域の一部が開口ＦＦから突出した状態を示す図、（Ｂ）はスライド板が筐体に収容された状態を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 工作機械用固定治具
１１，１６ スライド板
１２ 筐体
１３ 手動押さえ機構
１４ ピン
１５ 自動押さえ機構
１００ 工作機械
１０１ テーブル
１０２ 押さえ受け
１０３ 加工機
１０４ 移動溝
１３１ 押さえ板
１３２ 押さえネジ
１３３ ピン孔
１５１ 駆動子
１６１ 本体領域
１６２ バネ領域
２００，２００Ａ〜２００Ｅ 長手工作対象
３００ エアー管
Ａ エアー
Ｄ ドリル
ＦＦ 開口
ｈ 長手孔
Ｈ エアー注入口
ＲＳ ロータリーソー
Ｓ 空隙

Claims (6)

1. 横断面が同一形状の長手工作対象を横置きして加工する工作機械に設けられる工作機械用固定治具であって、
   前記長手工作対象側の面が開口し、前記開口と反対側の面にエアー注入口が設けられた直方体形状の筐体と、
   前記筐体に積み重ねられて収容され、前記エアー注入口からエアーが注入されたときに前記開口に向けて付勢される、四角形板からなる多数枚のスライド板と、
   前記筐体の上部に設けられ、前記多数枚のスライド板を移動しないように押さえ付けるスライド板押さえ機構と、
   を備えたことを特徴とする工作機械用固定治具。
2. 横断面が同一形状の長手工作対象を横置きして加工する工作機械に設けられる工作機械用固定治具であって、
   前記長手工作対象側の面が開口した直方体形状の筐体と、
   前記筐体に積み重ねられて収容された本体領域とバネ領域とを有する概略四角形板からなり、前記バネ領域が前記本体領域を前記長手工作対象側の開口から突出する方向に付勢される多数枚のスライド板と、
   前記筐体の上部に設けられ、前記多数枚のスライド板を移動しないように押さえ付けるスライド板押さえ機構と、
   を備えたことを特徴とする工作機械用固定治具。
3. 前記多数枚のスライド板には、それぞれ長手孔が少なくとも１つ形成され、当該長手孔には、前記筐体の上下面間に取り付けられたピンが挿通されてなる工作機械用固定治具であって、
   前記各スライド板は、前記長手孔が前記開口側の端が前記ピンと当接する位置で、前記筐体の背面との間に空隙を形成し、前記長手孔が前記開口側と反対側の端が前記ピンと当接する位置で前記筐体からの脱落が防止されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用固定治具。
4. 前記多数枚のスライド板には、それぞれ長手孔が少なくとも１つ形成され、当該長手孔には、前記筐体の上下面間に取り付けられたピンが挿通されてなる工作機械用固定治具であって、
   前記各スライド板は、前記長手孔が前記開口側と反対側の端が前記ピンと当接する位置で前記筐体からの脱落が防止されることを特徴とする請求項２に記載の工作機械用固定治具。
5. 前記スライド板押さえ機構は、前記多数枚のスライド板の最上部に設けられた押さえ板を含む手動押さえ機構または自動押さえ機構であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の工作機械用固定治具。
6. 前記長手工作対象の長さ方向に沿った複数個所に配置される工作機械用固定治具であって、
   前記長手工作対象が、アルミニウムの押し出し成形部材であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の工作機械用固定治具。

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