JP2008114340A - 工作機械用ワーク取り付け治具 - Google Patents

Abstract

【課題】数種類の治具を予め用意することなく、１個の治具でワークの長さ、あるいは、ワークにおける切削位置の変更に対応することができる工作機械用ワーク取り付け治具を提供する。
【解決手段】旋盤（１１）の貫通孔（１１ａ）に挿入可能な円筒状の治具本体（５１）と、ワーク当接部（５２）と、弾性リング（５３）と、テーパー部材（５４）と、からなる。治具本体の一端側には第一のネジ溝（５５）が、他端側には第二のネジ溝（５６）が形成され、ワーク当接部材の一端にはワーク（Ｗ）と接触する接触表面（５７）が、他端には第二のネジ溝に螺合可能な雄ネジ部（５８）が形成され、弾性リングは弾性金属部材からなり、貫通孔（１１ａ）の内径よりも小さい外径を有しており、内径は一端側（５３ａ）から他端側（５３ｂ）に向かって一次直線的に減少しており、一カ所に切れ目（５９）が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、旋盤その他の工作機械により加工されるワークを当該工作機械に位置決めするための工作機械用ワーク取り付け治具に関する。

例えば、代表的な工作機械である旋盤でワークを加工する場合、軸方向におけるワークの位置決めを行うために、旋盤の主軸に治具を用いることがある。

図５は、そのような従来の治具の一例として、実開平６−３１９０３号公報（特許文献１）に示されている治具の断面図である。

旋盤１０は、旋盤本体１１と、旋盤本体１１の一端側に取り付けられたチャック１２と、チャック１２に取り付けられた爪１３と、爪１３に対向して配置されている芯押し棒１４と、を備えている。

ワークＷは、その一端において、爪１３に挟まれ、他端において、芯押し棒１４に押さえつけられた状態で支持される。ワークＷはこの状態で回転され、バイト（図示せず）により、表面が切削加工される。

旋盤本体１１の内部には、軸方向に延びる貫通孔１１ａが形成されており、治具１５はこの貫通孔１１ａに嵌め込まれている。

治具１５はその一端側（図５では左側）において貫通孔１１ａに嵌め込まれており、他端（図５の右側）においてワークＷを支持している。

このように、治具１５を用いてワークＷを支持することにより、旋盤１０に対するワークＷの位置決めを行うことができる。
実開平６−３１９０３号公報

しかしながら、従来は、ワークＷの長さ、あるいは、ワークＷにおける切削位置が変わると、治具１５もそれに応じて変えなければならなかった。このため、複数種類の治具１５を予め用意しなければならないという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数種類の治具を予め用意することなく、１個の治具でワークＷの長さ、あるいは、ワークＷにおける切削位置の変更に対応することができる工作機械用ワーク取り付け治具を提供することを目的とする。

以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。

上記の目的を達成するため、本発明は、ワーク（Ｗ）を工作機械に位置決めするための工作機械用ワーク取り付け治具（５０）であって、前記工作機械（１１）の長さ方向に形成されている貫通孔（１１ａ）に挿入可能な治具本体（５１）と、ワーク当接部（５２）と、弾性リング（５３）と、テーパー部材（５４）と、からなり、前記治具本体（５１）の前記長さ方向における一端側には第一のネジ溝（５５）が、他端側には第二のネジ溝（５６）が中心軸線に沿ってそれぞれ形成されており、前記ワーク当接部材（５２）の一端には前記ワーク（Ｗ）と接触する接触表面（５７）が形成されており、他端には前記第二のネジ溝（５６）に螺合可能な雄ネジ部（５８）が形成されており、前記弾性リング（５３）は弾性金属部材からなり、前記貫通孔（１１ａ）の内径よりも小さい外径を有しており、内径は一端側（５３ａ）から他端側（５３ｂ）に向かって一次直線的に減少しており、前記長さ方向の全長にわたって、かつ、全肉厚にわたって一つの切れ目（５９）が形成されており、前記テーパー部材（５４）は前記弾性リング（５３）の前記一端側（５３ａ）から前記弾性リング（５３）の内部に挿入可能であり、前記第一のネジ溝（５５）に螺合可能なネジ部材（６０）を挿入し得る貫通孔（５４ａ）が中心軸線に沿って形成されている工作機械用ワーク取り付け治具（５０）を提供する。

ネジ部材（６０）を第一のネジ溝（５５）に対して螺合させると、テーパー部材（５４）が弾性リング（５３）の内部を治具本体（５１）に向かって進行する。弾性リング（５３）には切れ目（５９）が形成されているため、テーパー部材（５４）の進行に伴い、弾性リング（５３）は半径方向の外側に広がる。この結果、弾性リング（５３）が旋盤（１１）の貫通孔（１１ａ）の内壁に当接し、その位置において固定される。すなわち、工作機械用ワーク取り付け治具（５０）がその位置に固定される。このため、ワーク当接部材（５２）の一端に形成されている接触表面（５７）に接触するワーク（Ｗ）は常に適正な位置に位置決めされることになる。

本発明に係る工作機械用ワーク取り付け治具（５０）においては、前記テーパー部材（５４）に代えてネジ付きテーパー部材（１５４）を使用することが可能である。ネジ付きテーパー部材（１５４）は、前記弾性リング（５３）の前記一端側（５３ａ）から前記弾性リング（５３）の内部に挿入可能であり、縦断面が台形形状であるテーパー部材本体（１５５）と、前記テーパー部材本体（１５５）の前記弾性リング（５３）の前記一端側（５３ａ）に対向する面（１５５ａ）から突出して形成され、前記第一のネジ溝（５５）に螺合可能な雄ネジ（１５６）と、前記テーパー部材本体（１５５）の前記面（１５５ａ）とは反対側の面（１５５ｂ）に形成されているボルトヘッド（１５７）と、から構成されている。

本発明に係る工作機械用ワーク取り付け治具（５０）においては、前記治具本体（５１）及び前記ワーク当接部材（５７）に代えて、ワーク当接治具本体（１６０）を使用することができる。ワーク当接治具本体（１６０）は、前記工作機械（１１）の長さ方向に形成されている貫通孔（１１ａ）に挿入可能な治具本体（１６１）と、前記ワーク（Ｗ）と接触する接触表面（１６２）を一端に有するワーク当接部材（１６３）と、からなり、前記治具本体（１６１）の前記長さ方向における一端側には第一のネジ溝（１６４）が形成されており、前記ワーク当接部材（１６３）は、その他端側において、前記治具本体（１６１）から突出して形成されている。

前記治具本体（５１、１６１）は、例えば、円筒形状をなしている。

本発明に係る工作機械用ワーク取り付け治具は工作機械とは別体のものとして作成することが可能であるとともに、工作機械に予め設置しておくことも可能である。

本発明に係る工作機械用ワーク取り付け治具によれば、ワークＷの種類（ひいては、ワークＷの長さまたはワークＷの切削位置）が変わっても、ワークＷの種類に応じて、工作機械用ワーク取り付け治具の固定位置を変えることが可能である。このため、従来のように、複数種類の治具を予め用意する必要はなく、１個の治具でワークＷの長さ、あるいは、ワークＷにおける切削位置の変更に対応することが可能である。

（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０の分解平面図である。

以下、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を旋盤に使用するものとして、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を説明する。

本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０は、旋盤本体１１の長さ方向に形成されている貫通孔１１ａに挿入可能な円筒状の治具本体５１と、ワーク当接部材５２と、弾性リング５３と、テーパー部材５４と、から構成されている。

治具本体５１はステンレスその他の金属材料からなる。治具本体５１の長さ方向（旋盤本体１１の貫通孔１１ａが延びる方向）における一端側には第一のネジ溝５５が、他端側には第二のネジ溝５６が治具本体５１の中心軸線に沿ってそれぞれ形成されている。

ワーク当接部材５２は、全体としては、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内径よりも小さい外径を有する円筒形状をなしている。

ワーク当接部材５２の一端にはワークＷと接触する接触表面５７が形成されており、他端には治具本体５１の第二のネジ溝５６に螺合可能な雄ネジ部５８がワーク当接部材５２の中心軸に沿って形成されている。

弾性リング５３はリング形状をなしており、バネ鋼その他の弾性金属部材からなる。

弾性リング５３は、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内径よりも小さい外径を有しており、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部に挿入可能である。

また、弾性リング５３の内径は一端側５３ａから他端側５３ｂに向かって一次直線的に減少している。すなわち、弾性リング５３の内孔は一端側５３ａから他端側５３ｂに向かって狭くなるテーパー形状をなしている。

さらに、弾性リング５３には一つの切れ目５９が形成されている。この切れ目５９は弾性リング５３の長さ方向（旋盤本体１１の貫通孔１１ａが延びる方向）の全長にわたって、かつ、全肉厚にわたって形成されている。すなわち、弾性リング５３は側面方向から見ると「Ｃ」字型の形状をなしている。

テーパー部材５４は台形状の縦断面を有しており、弾性リング５３の一端側５３ａから弾性リング５３の内部に挿入可能であるようになっている。

また、テーパー部材５４の中心軸線に沿って貫通孔５４ａが形成されている。

テーパー部材５４の貫通孔５４ａの内部にはボルト６０を挿入することが可能であり、貫通孔５４ａに挿入されたボルト６０は弾性リング５３を介して治具本体５１の第一のネジ溝５５に螺合される。

図２は、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部に取り付けた状態を示す断面図である。

本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部に取り付ける際には、先ず、治具本体５１の側面（第一のネジ溝５５が形成されている側面）に弾性リング５３を重ね、さらに、弾性リング５３の内部にテーパー部材５４を挿入した状態において、ボルト６０をテーパー部材５４の貫通孔５４ａに通し、弾性リング５３を介して、治具本体５１の第一のネジ溝５５に仮止めする。

さらに、治具本体５１の第二のネジ溝５６にワーク当接部材５２の雄ネジ部５８を螺合させ、ワーク当接部材５２を治具本体５１に固定する。

このように、治具本体５１に弾性リング５３及びテーパー部材５４並びにワーク当接部材５２が取り付けられた状態において、工作機械用ワーク取り付け治具５０を旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部に挿入する。

次いで、ワークＷの長さあるいはワークＷの切削位置に合わせて、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部における工作機械用ワーク取り付け治具５０の位置決めを行う。

治具５０の位置決めが完了した後、長柄のレンチその他適当な道具を用いて、ボルト６０を増し締めする。

ボルト６０を増し締めすると、テーパー部材５４が弾性リング５３の内孔の中を治具本体５１に向かって進行する。弾性リング５３には切れ目５９が形成されているため、テーパー部材５４が弾性リング５３の内孔の中を治具本体５１に向かって進行すると、弾性リング５３は半径方向の外側に広がり、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内壁に当接し、旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内壁に押圧力を作用させることとなる。このため、弾性リング５３はその位置において固定されることになり、ひいては、工作機械用ワーク取り付け治具５０そのものがその位置に固定されることになる。

このため、ワーク当接部材５２の一端に形成されている接触表面５７に接触するワークＷは常に適正な位置に位置決めされることになる。

例えば、ワークＷの種類が変わるような場合に、工作機械用ワーク取り付け治具５０の位置を修正する必要がある場合には、長柄のレンチその他適当な道具を用いて、ボルト６０をゆるめる。

弾性リング５３は弾性金属材料でつくられているため、弾性リング５３は、常に、広がる前の状態に復帰しようとする力をテーパー部材５４に作用させている。このため、ボルト６０をゆるめると、弾性リング５３の復帰しようとする力によって、テーパー部材５４は治具本体５１から離れる方向に押し戻される。

この結果、弾性リング５３は広がる前の状態に復帰する。すなわち、弾性リング５３の外径が旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内径よりも小さい状態になり、弾性リング５３が旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内壁に押圧力を作用させることはなくなる。

このため、工作機械用ワーク取り付け治具５０は旋盤本体１１の貫通孔１１ａの内部を移動可能の状態になる。この状態において、工作機械用ワーク取り付け治具５０を任意の位置に移動させ、その位置において、ボルト６０を再度増し締めすることにより、工作機械用ワーク取り付け治具５０を固定する。

以上のように、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０によれば、ワークＷの種類が変わっても、ワークＷの種類に応じて、工作機械用ワーク取り付け治具５０の固定位置を変えることが可能である。このため、従来のように、複数種類の治具を予め用意する必要はなく、１個の治具でワークＷの長さ、あるいは、ワークＷにおける切削位置の変更に対応することが可能である。

なお、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０は上記の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、上述の第一の実施形態においては、工作機械用ワーク取り付け治具５０は旋盤に使用するものとしたが、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を使用することができる工作機械は旋盤に限定されるものではなく、例えば、ＮＣ旋盤、ＮＣ円テーブル、手動インデックスなどの工作機械にも使用することが可能である。

また、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０においては、治具本体５１は円筒形状に設定されているが、治具本体５１の形状は円筒形には限定されない。例えば、４つの角を丸めた四角形その他の多角形の形状にすることも可能である。

さらに、上述の第一の実施形態においては、本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０を旋盤その他の工作機械（ＮＣ旋盤、ＮＣ円テーブル、手動インデックスなど）とは別体のものとして説明したが、工作機械用ワーク取り付け治具５０を予め旋盤その他の工作機械に組み込んでおくことも可能である。すなわち、工作機械の一部として工作機械用ワーク取り付け治具５０が工作機械に組み込まれた状態で取り扱うことも可能である。

（第二の実施形態）
本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具においては、第一の実施形態におけるテーパー部材５４に代えて、図３に示すネジ付きテーパー部材１５４を用いる。

図３に示すネジ付きテーパー部材１５４は、弾性リング５３の一端側５３ａから弾性リング５３の内部に挿入可能であり、縦断面が台形形状であるテーパー部材本体１５５と、テーパー部材本体１５５の弾性リング５３の一端側５３ａに対向する面１５５ａから突出して形成され、治具本体５０の第一のネジ溝５５に螺合可能な雄ネジ１５６と、テーパー部材本体１５４の面１５５ａとは反対側の面１５５ｂに形成されているボルトヘッド１５７と、から構成されている。

すなわち、図１と図３との比較から明らかであるように、ネジ付きテーパー部材１５４はテーパー部材５４とボルト６０とを一体化した部品に相当している。

ネジ付きテーパー部材１５４を用いることにより、第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０と比較して、部品点数を減らすことができ、さらに、ボルト６０をテーパー部材５４の貫通孔５４ａに通す作業を省くことができる。

（第三の実施形態）
本実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具においては、第一の実施形態における治具本体５１及びワーク当接部材５７に代えて、図４に示すワーク当接治具本体１６０を用いる。

ワーク当接治具本体１６０は、旋盤本体１１の長さ方向に形成されている貫通孔１１ａに挿入可能な円筒形状の治具本体１６１と、ワークＷと接触する接触表面１６２を一端に有するワーク当接部材１６３と、からなる。

旋盤本体１１の長さ方向における治具本体１６１の一端側には第一のネジ溝１６４が形成されている。

ワーク当接部材１６３は、その他端側において、治具本体１６１から突出して形成されている。

すなわち、図１と図４との比較から明らかであるように、ワーク当接治具本体１６０は、第一の実施形態におけるワーク当接部材５７の雄ネジ部５８を第一の実施形態における治具本体５１の第二のネジ溝５６に螺合させることにより相互に結合させた第一の実施形態における治具本体５１及びワーク当接部材５７に相当している。

ワーク当接治具本体１６０を用いることにより、第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具５０と比較して、部品点数を減らすことができ、さらに、ワーク当接部材５７の雄ネジ部５８を治具本体５１の第二のネジ溝５６に螺合させる作業を省くことができる。

第一の実施形態の場合と同様に、治具本体１６１の形状は円筒形には限定されない。例えば、４つの角を丸めた四角形その他の多角形の形状にすることも可能である。

本発明の第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具の分解平面図である。 本発明の第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具を旋盤本体の貫通孔の内部に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具において使用するネジ付きテーパー部材の平面図である。 本発明の第三の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具において使用するワーク当接治具本体の平面図である。 従来の治具の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 旋盤
１１ 旋盤本体
１２ チャック
１３ 爪
１４ 芯押し棒
５０ 本発明の第一の実施形態に係る工作機械用ワーク取り付け治具
５１ 治具本体
５２ ワーク当接部材
５３ 弾性リング
５４ テーパー部材
５５ 第一のネジ溝
５６ 第二のネジ溝
５７ 接触表面
５８ 雄ネジ部
５９ 切れ目
６０ ボルト
Ｗ ワーク
１５４ ネジ付きテーパー部材
１５５ テーパー部材本体
１５６ 雄ネジ
１５７ ボルトヘッド
１６０ ワーク当接治具本体
１６１ 治具本体
１６２ 接触表面
１６３ ワーク当接部材

Claims (5)

1. ワークを工作機械に位置決めするための工作機械用ワーク取り付け治具であって、
   前記工作機械の長さ方向に形成されている貫通孔に挿入可能な治具本体と、
   ワーク当接部材と、
   弾性リングと、
   テーパー部材と、
   からなり、
   前記治具本体の前記長さ方向における一端側には第一のネジ溝が、他端側には第二のネジ溝が中心軸線に沿ってそれぞれ形成されており、
   前記ワーク当接部材の一端には前記ワークと接触する接触表面が形成されており、他端には前記第二のネジ溝に螺合可能な雄ネジ部が形成されており、
   前記弾性リングは弾性金属部材からなり、前記貫通孔の内径よりも小さい外径を有しており、内径は一端側から他端側に向かって一次直線的に減少しており、前記長さ方向の全長にわたって、かつ、全肉厚にわたって一つの切れ目が形成されており、
   前記テーパー部材は前記弾性リングの前記一端側から前記弾性リングの内部に挿入可能であり、台形形状の縦断面を有しており、前記第一のネジ溝に螺合可能なネジ部材を挿入し得る貫通孔が中心軸線に沿って形成されている工作機械用ワーク取り付け治具。
2. 前記テーパー部材に代えてネジ付きテーパー部材を備えており、
   前記ネジ付きテーパー部材は、
   前記弾性リングの前記一端側から前記弾性リングの内部に挿入可能であり、縦断面が台形形状であるテーパー部材本体と、
   前記テーパー部材本体の前記弾性リングの前記一端側に対向する面から突出して形成され、前記第一のネジ溝に螺合可能な雄ネジと、
   前記テーパー部材本体の前記面とは反対側の面に形成されているボルトヘッドと、からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用ワーク取り付け治具。
3. 前記治具本体及び前記ワーク当接部材に代えて、ワーク当接治具本体を備えており、
   前記ワーク当接治具本体は、
   前記工作機械の長さ方向に形成されている貫通孔に挿入可能な治具本体と、
   前記ワークと接触する接触表面を一端に有するワーク当接部材と、からなり、
   前記治具本体の前記長さ方向における一端側には第一のネジ溝が形成されており、
   前記ワーク当接部材は、その他端側において、前記治具本体から突出して形成されていることを特徴とする請求項１また２に記載の工作機械用ワーク取り付け治具。
4. 前記治具本体は円筒形状をなしていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の工作機械用ワーク取り付け治具。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の工作機械用ワーク取り付け治具が予め設置されている工作機械。

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