JP2006167903A - 工作機械用バイス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で、被保持面が傾斜したワークを安定に保持することができる工作機械用バイス装置を提供する。
【解決手段】垂直方向（Ｚ軸方向）に連通した凹部空間１２を有し、かつこの凹部空間を水平方向（Ｘ軸方向）に開放する開口１３が設けられた固定ブロック１１をベースプレート２上に固定する。固定ブロック１１の凹部空間１２には、ワーク４と接触する当て金１７が固定された回転ブロック１９が、その当て金１７を開口１３から突出させた状態でＺ軸回りを回転自在に収容されている。回転ブロック１９の当て金１７に、被保持面が傾斜したワーク４が当接されると、ワーク４の先端面の傾斜に倣って回転ブロック１９が固定ブロック１１内で回転し、ワーク４の先端面が全体的に当て金１７の先端面と接触した状態で各部が定位され、ワーク４が保持状態となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械の上に被加工物であるワークを固定する工作機械用バイス装置に関する。

工作機械用バイス装置は、口金部と可動部との間でワークを保持するための治具であり、ロッドネジの一端に連結された可動部をロッドネジの回転操作により口金部に対して進退自在に構成される。

通常、口金部および可動部のワークとの各接触面はそれぞれ、可動部の移動の方向に対して垂直な面となっている。しかしながら、この場合、口金部および可動部によるそれぞれの被保持面どうしが平行でない変形ワークなどを安定に保持することはできなかった。

上記のような変形ワークを安定に保持するために、口金部にワークの被保持面の角度や凹凸に合わせて作製されたアタッチメントを取り付けたり、口金部などのワークとの対向面に、ワークの被保持面の凹凸に応じて進退可能な複数の可動片を設け、各々の可動片に均一な押圧力がかかるように各可動片を流体で受けるようにした構造がある（例えば特許文献１参照） 。
特開平０１−２５７５３９号公報

しかしながら、アタッチメントを用いる方法は、ワークの種類などに応じて新たなアタッチメントを作製したり交換したりする手間がかかる。また、進退自在な複数の可動片による方法は、可動部が多く構造が複雑であり、流体もれなどに備えた保守などが面倒であるという問題が考えられる。

本発明は、このような事情を鑑み、簡単な構造で、被保持面が傾斜したワークを安定に保持することのできる工作機械用バイス装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の工作機械用バイス装置は、第１の軸方向に連通する凹部空間を有し、かつこの凹部空間を第２の軸方向に開放する開口が設けられた固定ブロックと、ワークを保持するための部位を有し、開口からその部位を突出させた状態で固定ブロックの凹部空間に第１の軸の回りを回転自在に収容された回転ブロックとを具備することを特徴する。

この発明の工作機械用バイス装置では、ワークの被保持面の傾斜に倣って回転ブロックが固定ブロック内で回転するので、被保持面が傾斜した変形ワークを安定に保持することができる。

また、この発明において、凹部空間を第１の軸方向に見た断面は、円から、その円の中心よりも開口寄りに設定された点を通る第３の軸に沿った直線を境に小面積側を切り欠いた形状となっていることを特徴とする。

この構成により、固定ブロックの開口の幅が凹部空間の最大幅より狭くなり、回転ブロックが固定ブロック１１の開口から抜け落ちることなく拘束される。

さらに、この発明において、固定ブロックは、回転ブロックからの押圧に対して弾性歪を発生し、凹部空間の開口の両側部位が開口の幅を狭める方向に変位するように、その硬度などの材質、形状、寸法などの諸条件が選定されていることを特徴とする。

これにより、固定ブロックでの回転ブロックの拘束力をより一層強固とすることができる。

以上説明したように本発明の工作機械用バイス装置によれば、簡単な構造で、被保持面が傾斜したワークを安定に保持することができる。

以下、本発明の実施形態を図を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる工作機械用バイス装置の斜視図である。

同図に示すように、この工作機械用バイス装置１は、ベースプレート２と、ベースプレート２上を所定の軸方向（Ｘ軸）へ移動自在な可動部３と、ベースプレート２上に固定され被加工物（ワーク）４を可動部３との間で保持する口金部５と、一端が可動部３に連結されたロッドネジ６と、ロッドネジ６を回転操作するためのハンドル７と、ベースプレート２上に固定されロッドネジ６を軸支するネジ孔８を有する支持ブロック９とを備える。

ベースプレート２の上面には溝１０が設けられ、この溝１０に可動部３の下面から突出して設けられた図示せぬ突起部が摺動自在にはめ込まれていることで、可動部３は溝１０に沿ってベースプレート２上を水平方向（Ｘ軸）に移動し得るようになっている。

可動部３には上記ロッドネジ６の一方の端部が連結されている。ロッドネジ６の他方の端部に取り付けられたハンドル７を回転させると、支持ブロック９のネジ孔８に沿ってロッドネジ６がハンドル７の回転方向に対応するＸ軸方向に沿った前後いずれかの方向に移動し、これに伴って可動部３が移動される。口金部５と支持ブロック９はベースプレート２上に溶接などによって固定されている。

図２は口金部５の分解斜視図である。同図に示すように、口金部５は、ベースプレート２上に固定された固定ブロック１１を有する。この固定ブロック１１には垂直方向（Ｚ軸方向に）に連通した凹部空間１２と、この凹部空間１２をＸ軸方向に開放する開口１３が設けられている。この開口１３は、固定ブロック１１の全高さにわたって形成されている。

図３は口金部５をＸ軸とＹ軸がなす水平面で切断した断面を示している。同図に示すように、固定ブロック１１の凹部空間１２の水平切断面は、円から、その円の中心１４よりも開口１３寄りに設定された点１５を通るＹ軸に沿った直線１６を境に小面積側を切り欠いた形状となっている。したがって、固定ブロック１１の開口１３の幅Ｗａは凹部空間１２の最大幅Ｗｍａｘより狭くなっている。

また、図２において、固定ブロック１１の凹部空間１２には、ワーク４と接触する部位である板状の当て金１７がネジ１８などにより固定された回転ブロック１９が、当該凹部空間１２を埋めるようにして嵌め込まれている。この回転ブロック１９が固定ブロック１１の凹部空間１２内を回転し得るように、回転ブロック１９の外径は固定ブロック１１の凹部空間１２の内径に対して回転のために最低限必要なギャップを加味して設定されている。当て金１７は、固定ブロック１１の凹部空間１２の開口１３の位置に露出した、回転ブロック１９の側面に、上記開口１３より突出するように配置されている。当て金１７のワーク４と接触する面は平坦に形成されている。ここで、固定ブロック１１の可動部３と対向する側の開口１３の幅Ｗａは凹部空間１２の最大幅Ｗｍａｘより狭いので、回転ブロック１９が固定ブロック１１のその開口１３から抜け落ちることなく拘束される。

さらに、回転ブロック１９は、その回転のための軸（Ｘ軸）の方向の両端に大径部（フランジ部）２０，２１を有しており、これらの大径部２０，２１は固定ブロック１１の上下両端部に設けられた段差部２２，２３に適合される。これにより回転ブロック１９と固定ブロック１１とは、その上下端面が平坦に揃えられている。回転ブロック１９は、固定ブロック１１の凹部空間１２へのはめ込みを容易に行い得るよう、上下２つの部品１９Ａ，１９Ｂで構成され、両部品１９Ａ，１９Ｂはビス２４などによって連結されている。この構成により、回転ブロック１９は固定ブロック１１に対しＺ軸方向への脱落も防止される。

次に、この工作機械用バイス装置１にてワーク４を保持する場合の動作を説明する。保持対象のワーク４として、口金部５および可動部３によるそれぞれの被保持面どうしが平行でない変形ワークを想定する。このようなワーク４を口金部５と可動部３との間にセットし、ハンドル７を回転操作して可動部３を口金部５へ向けて移動させることでワーク４が口金部５と可動部３との間で保持される。

図４はこの時の詳細を示す図である。図４の（Ａ）はワーク４を保持する前の状態、（Ｂ）はワーク４を保持する寸前の状態、（Ｃ）は保持完了状態である。

このように可動部３に伴って移動してきたワーク４の先端面（傾斜面）４Ａが、口金部５の回転ブロック１９に固定された当て金１７の先端面に当接すると、ワーク４の先端面４Ａの傾斜に倣って回転ブロック１９が固定ブロック１１内で矢印Ｒ方向へ回転し、ワーク４の先端面４Ａが全体的に当て金１７の先端面と接触した状態で各部が定位され、ワーク４の保持が完了する。

このとき、図５に示すように、回転ブロック１９は、ワーク４を介して可動部３からの大きな押圧力Ｐを受けるので、固定ブロック１１内で回転ブロック１９がその押圧方向に変位し、その先にある固定ブロック１１の内壁面を可動部３の加圧力と同等の力Ｐで押圧する。ここで、固定ブロック１１は、回転ブロック１９からの押圧に対して、図中点線に示すような弾性歪を発生して凹部空間１２の開口１３の両側の部位２４が開口１３の幅ＷａをＷｂまで狭める方向に変位するように、その硬度などの材質、形状、寸法などの諸条件が選定されている。固定ブロック１１の凹部空間１２の開口１３の両側の部位２４は、回転ブロック１９を固定ブロック１１の凹部空間１２から水平方向に離脱しないよう拘束する部位であるから、開口１３の幅が狭まる方向に変位することで、拘束力がより一層強固となる。

かかる構造を採用したことで、回転ブロック１９の外周面と固定ブロック１１の凹部空間１２の内周面との間の回転のために必要なギャップを確保しつつ、回転ブロック１９の拘束力を高めることができる。加えて、固定ブロック１１の凹部空間１２の開口１３の両側部位２４において、回転ブロック１９の拘束に寄与する部分の長さＬを短く設定することが可能となり、当て金１７の取り付け面の幅をより長く確保でき、回転ブロック１９の回転角度の範囲を広げる上でも有効である。

ところで、固定ブロック１１の弾性歪に関し、固定ブロック１１はベースプレート２上に溶接などで固着されているので、ベースプレート２寄りの下部と上部では弾性歪の量が異なるので、このことを考慮して、固定ブロック１１の材質、形状、寸法などの諸条件を選定すべきである。

以上説明した実施形態では、口金部５に固定ブロック１１と回転ブロック１９との組み合わせ構造を採用したが、同様の構造を可動部３に設けてもよい。あるいは、可動部３の側にのみ設けるようにしてもかまわない。

本発明の一実施形態にかかる工作機械用バイス装置の斜視図である。 図１の口金部の分解斜視図である。 図２の口金部の水平切断面を示す図である。 図１の工作機械用バイス装置でのワーク保持動作を示す図である。 固定ブロックの弾性歪による変形の状態を示す図である。

符号の説明

１ 工作機械用バイス装置
２ ベースプレート
３ 可動部
４ ワーク
５ 口金部
６ ロッドネジ
７ ハンドル
８ ネジ孔
９ 支持ブロック
１１ 固定ブロック
１２ 凹部空間
１３ 開口
１７ 当て金
１９ 回転ブロック

Claims (4)

1. 第１の軸方向に連通する凹部空間を有し、かつこの凹部空間を第２の軸方向に開放する開口が設けられた固定ブロックと、
   ワークを保持するための部位を有し、前記開口から前記部位を突出させた状態で前記固定ブロックの凹部空間に前記第１の軸の回りを回転自在に収容された回転ブロックと
   を具備することを特徴する工作機械用バイス装置。
2. 前記凹部空間を第１の軸方向に見た断面が、円から、その円の中心よりも前記開口寄りに設定された点を通る第３の軸に沿った直線を境に小面積側を切り欠いた形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用バイス装置。
3. 前記固定ブロックは、回転ブロックからの押圧に対して弾性歪を発生し、凹部空間の開口の両側部位が開口の幅を狭める方向に変位するように、その硬度などの材質、形状、寸法などの諸条件が選定されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用バイス装置。
4. 口金部と、この口金部との間で前記ワークを保持する可動部とを有し、
   前記固定ブロックおよび前記回転ブロックが前記口金部または前記可動部の少なくとも一方に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用バイス装置。

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