JP2010179421A

JP2010179421A - バイス

Info

Publication number: JP2010179421A
Application number: JP2009026001A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamazaki; 正典山崎
Original assignee: Japan Automatic Machine Co Ltd
Current assignee: Japan Automatic Machine Co Ltd
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】厚さの薄い円筒形のワークも挟持できるとともに、径の異なるワークを中心位置が変わらないように固定できるワークを提供する。
【解決手段】バイス１は、ワークＷの表面に押し当てられるＶ溝１５を有するＶジョー１０と、Ｖジョー１０と対向してワークＷを挟んでＶ溝１５に押し付けるＴジョー２０とを有する。Ｔジョー２０の、Ｖ溝１５に対向する部分の形状は、Ｖ溝１５に入り込む凸状部２５となっている。両ジョー１０、２０は、送りネジ３０によって、互いに接近又は離間する方向に送られる。送りネジ３０は、Ｖジョー１０を送るＶ送りネジ部と、Ｔジョー２０を送るＴ送りネジ部３２、を有する。ここで、両送りネジの一方は右ネジであり他方は左ネジである。さらに、Ｖ溝１５の開き角度θ、Ｖ送りネジ部のネジリードをＬＶ、Ｔ送りネジ部３２のネジリードをＬＴとしたときに、ＬＶ＝ＬＴ／ｓｉｎ（θ／２）の関係にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、被固定物（ワーク）を挟んで固定するバイスに関し、特には、小径の円筒形のワークを固定しやすいとともに、径の異なるワークも中心位置が変わらないように固定できるバイスに関する。

ワークを挟んで固定するバイスにおいては、ワークを挟む挟持部が、固定部とスライド部とからなる場合、ワークの径が変わるとワークの中心位置が変化してしまう。このため、ワークの径が変わるたびに、中心位置を設定しなおす必要があり、作業効率が低下する。そこで、径の異なるワークを、その中心位置が変わらないように固定できるバイスが提案されている（例えば特許文献１参照）。

このバイスは、挟持部が同じ形状のＶ溝を有する一対のスライド部からなり、これらのスライド部が、両端に逆方向のネジが切られた送りネジで駆動される。この送りネジを回転させることにより、両スライド部は固定中心に対して互いに接近または離間するので、ワークの中心を常に固定中心に位置させることができる。ワークは上記一対のスライド部のＶ溝間に挟まれて固定される。この際、両スライド部が接近した際の干渉を防ぐために、両スライド部のＶ溝が形成された部分が挿通式となっている。すなわち、一方のスライド部には、Ｖ溝が形成された挿入部が取り付けられている。そして、もう一方のスライド部には、この挿入部が挿入される空間が設けられた被挿入部が取り付けられており、この被挿入部にＶ溝が形成されている。小径ワークの場合は挿入部が被挿入部に挿入されるので、Ｖ溝同士が干渉することなく固定可能である。

しかし、このバイスにおいては、両スライド部が最も接近したときの両Ｖ溝の内角交点を一致させておく必要がある。交点が一致しない場合、互いのＶ溝で形成されるエリアが平行四辺形になる。すると、円筒形のワークの場合、両Ｖ溝の両側面の計４点で挟持することができなくなり、ワークを安定に挟持できなくなる。このため、両スライド部を高精度に加工することが必要になる。

さらに、両スライド部のＶ溝が形成された部分が挿通式であるため、挟持部はある程度の厚さを有する。このため、この厚さ以下のワークを安定に挟持できないという問題がある。例えば、挿入部の厚さ程度のワークの場合、被挿入部の空間内に入り込んでしまうおそれがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、厚さの薄い円筒形のワークも挟持できるとともに、径の異なるワークを中心位置が変わらないように固定できるワークを提供することを目的とする。

本発明のバイスは、被固定物（ワーク）の表面に押し当てられるＶ溝を有するＶ溝側顎部材（Ｖジョー）と、該Ｖジョーと対向して前記ワークを挟んで前記Ｖ溝に押し付ける対向側顎部材（Ｔジョー）と、前記Ｖジョー及びＴジョーを互いに接近又は離間する方向に送るとともに前記ワークを締め付ける送り締め機構と、を具備し、該機構が、前記Ｖジョーを送るＶ送りネジ部、及び、前記Ｔジョーを送るＴ送りネジ部、を有する送りネジを有し、前記両送りネジの一方が右ネジであるとともに他方が左ネジであり、前記Ｖ溝の開き角度θ、前記Ｖ送りネジ部のネジリードをＬＶ、前記Ｔ送りネジ部のネジリードをＬＴとしたときに、ＬＶ＝ＬＴ／ｓｉｎ（θ／２）の関係にあることを特徴とする。

各ジョーを、両端に逆方向のネジが設けられた送りネジで送るとともに、Ｖ溝の開き角度と両ネジ部のネジリードを上記式の関係に設定することにより、様々な径の円筒形ワークを中心位置が変わらないように挟むことができる。したがって、ワークの径が異なっても、その中心位置を、常にバイスの固定中心に合わせることができる。

本発明においては、前記Ｔジョーの前記Ｖ溝に対向する部分の形状が、該Ｖ溝に入り込む凸状をしていることが好ましい。

本発明によれば、両ジョーが接近した際に、一方のジョーの凸状部がもう一方のジョーのＶ溝に入り込むので、両ジョーが干渉しない。このため、径の小さいワークも挟むことができる。なお、挟む面（Ｖ溝の側面と凸状部の先端面）をほぼフラット（凹凸がない）とすれば、厚さの薄いワークも安定に挟むことができる。凸状部の平面形状としては、例えば、Ｖ字溝に向かって凸の台形とすることができる。この場合、台形凸状部の先端面と、Ｖ溝の両側面との３点で円筒形のワークも安定に挟むことができる。さらに、各ジョーの寸法精度や位置関係を厳しく設定する必要がない。

本発明においては、前記Ｖ溝の開き角度θが１２０°近辺であることとすれば、円筒形のワークをより安定に挟持することができる。
Ｖ溝の開き角度を１２０°近辺とした場合、円筒形ワークは各ジョーと等しい中心角度（１２０°）の３点で接触する。このため、各接触点において各ジョーからワークにかかる力がほぼ均等となり、ワークを挟んだときの変形を少なくできる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、各ジョーを、両端に逆方向のネジが所定のリード比で設けられた送りネジで送っているので、径の異なる円筒形ワークを中心位置が変わらないように挟むことができる。すなわち、径の異なるワークを、その中心位置が、常にバイスの固定中心にくるように挟むことができる。さらに、ＴジョーのＶ字溝に対向する部分の形状が、Ｖ溝に入り込む凸状をしているので、両ジョーが接近した際にも両ジョーが干渉せず、径の小さいワークも挟むことができる。

本発明の実施の形態に係るバイスの全体の構造を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は一部断面斜視図である。バイスの構造を示す図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面断面図である。Ｖ溝の開き角度と両ネジ部の寸法との関係を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１や図２に示すように、バイス１は、被固定物（ワーク）を挟む一対の顎部材（ジョー）１０、２０と、これらの顎部材を互いに接近又は離間する方向（スライド方向）に送るとともにワークＷを締め付ける送りネジ（送り締め機構）３０と、を有する。これらはベッド（定盤）４０上に配置されている。

ベッド４０は顎部材のスライド方向に長い、薄い直方体の部材である。ベッド４０の上面には、スライド方向に延びるレール部４１が形成されている。このレール部４１に沿って、顎部材１０、２０がスライド方向に送られる。レール部４１の幅方向中央には、スライド方向に延びる凹部４２が形成されている。ただし、レール部４１のスライド方向における中央部４３には凹部が形成されておらず、上面が平らなワーク載置面となっている。また、中央部４３には、両凹部４２の奥端面間を貫通してスライド方向に延びる貫通孔４４が形成されている。この貫通孔４４の内面は滑らかに加工されている。レール部４１の両凹部４２及び貫通孔４４に、後述するように送りネジ３０が回転可能に支持される。

顎部材は、ワークＷの表面に押し当てられるＶ溝を有するＶ溝側顎部材（Ｖジョー）１０と、Ｖジョー１０と対向して配置され、ワークＷを挟んでＶ溝に押し付ける対向側顎部材（Ｔジョー）２０と、からなる。

Ｖジョー１０は、平たい直方体状の本体部１１と、同本体部１１の下面の後端部（Ｔジョーと反対側の端部）から下方に突出した突出部１２（図２（Ｂ）参照）を有する
本体部１１の先端面（Ｔジョーと対向する面）には、後方向に凹のＶ溝１５が形成されている。Ｖ溝１５の開き角度θについては後述する。Ｖ溝１５の両側面の交点は、バイス１の固定中心を通ってスライド方向に延びる中心線上に位置する。Ｖ溝１５の最奥部には、平面形状が角型の切り欠き部１６が形成されている。また、本体部１１の下面の両側部には、スライド方向に延びる、ベッド４０のレール部４１と係合する係合部１８が形成されている。これにより、Ｖジョー１０は、レール部４０に沿ってスライド方向にガイドされる。
突出部１２には、スライド方向に延びるネジ孔１３（図２（Ｂ）参照）が形成されている。このネジ孔１３は、後述するように、送りネジ３０のネジ部と噛み合う。この例では、ネジ孔１３のネジ溝の向きは右ネジである。

Ｔジョー２０も、平たい直方体状の本体部２１と、同本体部２１の下面の後端部（Ｖジョーと反対側の端部）から下方に突出した突出部２２（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）を有する。
本体部２１の前端面（Ｖジョーと対向する面）には、Ｖジョー１０のＶ溝１５の底に向かって突出する凸部２５が形成されている。凸部２５の平面形状は台形であり、両側面２５ｂが先細りとなって、先端面２５ａはスライド方向に直交する面となっている。両側面２５ｂ間の角度は、Ｖ溝１５の開き角度と等しいことが好ましい。この場合、Ｖ溝１５の側面と凸部２５の側面２５ｂとが接するまで、両ジョー１０、２０は接近可能である。また、本体部２１の下面の両側部には、スライド方向に延びる、ベッド４０のレール部４１と係合する係合部２８が形成されている。これにより、Ｔジョー２０は、レール部４１に沿ってスライド方向にガイドされる。
突出部２２には、スライド方向に延びるネジ孔２３（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）が形成されている。このネジ孔２３も、後述するように、送りネジ３０のネジ部と噛み合う。このネジ孔２３のネジ溝の向きは、Ｖジョー１０の突出部１２のネジ孔１３のネジ溝の向きと逆（この例では左向き）である。

このＶジョー１０とＴジョー２０によって円筒形のワークＷを挟む場合、ワークＷは、Ｖジョー１０のＶ溝１５の両側面と、Ｔジョー２０の凸部２５の先端面２５ａとの３個の点で支持されるので、円筒形のワークＷも安定に挟むことができる。また、ワークＷが当たるＶ溝１５の両側面と凸部２５の先端面２５ａは、平坦な面であるため、厚さの薄いワークも安定して挟むことができる。

送りネジ３０は、図２（Ｂ）に示すように、両端部のネジ部３１、３２と、両ネジ部間の摺動部３３とを有する。一方のネジ部（Ｖ送りネジ部）３１には、Ｖジョー１０の突出部１２に形成されたネジ孔１３（この例では右ネジ）と噛み合うネジ山が形成されており、もう一方のネジ部（Ｔ送りネジ部）３２は、Ｔジョー２０の突出部２２に形成されたネジ孔２３（この例では左ネジ）と噛み合うネジ山が形成されている。摺動部３３の表面は、ネジ山が形成されていない滑らかな面となっている。ネジ部３２の一端にはハンドル３５が取り付けられている。

この例では、ハンドル３５付きのネジ部３２と摺動部３３とが１個の部材として作製され、他方のネジ部３１がこの部材に接続されて、１個の送りネジ３０を構成している。ハンドル付きネジ部３２の、ネジ部３２と摺動部３３との境には、外方向に張り出すフランジ部３７が形成されている。このハンドル付きネジ部３２は、レール部４１の一方の凹部４２に収容されて、摺動部３３がレール部４１の中央部４３の貫通孔４４に挿通され、フランジ部３７が凹部４２の奥端面に当接する。フランジ部３７と中央部４３の端面との間にはスラストワッシャ３８が介されている。
他方のネジ部３１は、レール部４１のもう一方の凹部４２に収容されて、先側の端部がレール部４１の中央部４３に挿通された摺動部３３の端部にねじ込まれ、緩み止めつきナット３９で固定されている。

このように、送りネジ３０はフランジ部３７とナット３９により、レール部４１の中央部４３に、スライド方向に移動不能に支持されている。

ハンドル３５を持って送りネジ３０を回転させると、同ネジ３０の摺動部３３はレール部４１の中央部４３の貫通孔４４内で回転し、各ネジ部３１、３２に噛み合っている各ジョー１０、２０が、ネジ３０の回転によりレール部４１に沿って送られる。この際、ハンドル３５を一方向に回転させると、各ジョー１０、２０は固定中心に対して接近する方向に移動し、反対方向に回転させると固定中心から離間する方向に移動する。ここで、両ジョー１０、２０間に挟まれるワークＷの中心位置を、常にバイス１の固定中心に合わせるためには、送りネジ３０の回転により両ジョー１０、２０を同じ距離だけ移動させる必要がある。このためには、Ｖ溝１５の開き角度と送りネジの両ネジ部３１、３２のリードを考慮する必要がある。

Ｖ溝の開き角度と、両ネジ部のリードについて図３を参照して説明する。
図３は、Ｖ溝の開き角度と両ネジ部の寸法との関係を説明する図である。
Ｖ溝１５の開き角度θ、Ｖジョー１０を送るネジ部３１のネジリードをＬＶ、Ｔジョー２０を送るネジ部３２のネジリードをＬＴとする。なお、Ｖ溝１５は、送りネジ３０の中心線に対して対称である。
図３には、小径の円筒形ワークＷ１（半径ｒ）と大径の円筒形ワークＷ２（半径Ｒ）とが示されている。円筒形ワークの半径が大（半径Ｒ）から小（半径ｒ）に変わった場合の送りネジの回転数をｎとする。両ワークＷ１、Ｗ２の中心位置が変わらないためには、
ｎＬＶｃｏｓθ´＝Ｒ−ｒ
ｎＬＴ＝Ｒ−ｒ
ここで、θ´は、バイスの固定中心ＯからＶ溝１５の側面に引いた垂線と、バイスの固定中心を通ってスライド方向に延びる中心線との角度である：
であることが必要である。
したがって、
ｎＬＶｃｏｓθ´＝ｎＬＴ
となり、
ｃｏｓθ´＝ＬＴ／ＬＶ（１）
となる。

また、Ｖ溝１５の開き角度θは、
θ＝２×（９０−θ´）（２）
である。
式（２）より、
θ´＝９０−θ／２（３）
となる。
式（３）を式（１）に代入すると、
ＬＶ＝ＬＴ／ｃｏｓ（９０−θ／２）
＝ＬＴ／ｓｉｎ（θ／２）（４）
となる。

Ｖジョーを送るネジ部のネジリードＬＶ＝１．７５（Ｍ１２標準規格）、Ｔジョーを送るネジ部のネジリードＬＴ＝１．５０（Ｍ１２細目ネジ規格）とする。
式（１）より、
θ´＝ｃｏｓ^−１（１．５０／１．７５）
≒３１．００２７２
となる。
この値を式（２）に代入すると、
θ≒１１８
となり、Ｖ溝１５の開き角度θは約１１８°となる。

なお、円筒状のワークを挟む場合は、Ｖ溝の角度θを１２０°とすると、ワークが各ジョーと等しい中心角度の３点で接触し、各接触点において各ジョーからワークにかかる力がほぼ均等となる。このため、ワークを挟んだときの変形を少なくできる。
そこで、θ＝１２０とし、Ｖジョーを送るネジ部のネジリードＬＶ＝１．７５（Ｍ２標準規格）として式（４）に代入すると、Ｔジョーを送るネジ部のネジリードＬＴは、
ＬＴ≒１．５１となる。

１バイス
１０Ｖジョー１１本体部
１２突出部１３ネジ孔
１５Ｖ溝１６切り欠き部
１８係合部
２０Ｔジョー２１本体部
２２突出部２３ネジ孔
２５凸部２８係合部
３０送りネジ（送り締め機構）３１ネジ部（Ｖ送りネジ部）
３２ネジ部（Ｔ送りネジ部）３３摺動部
３５ハンドル３７フランジ部
３８スラストワッシャ３９緩み止めつきナット
４０ベッド４１レール部
４２凹部４３中央部
４４貫通孔

特開平７−１５６０３３

Claims

被固定物（ワーク）の表面に押し当てられるＶ溝を有するＶ溝側顎部材（Ｖジョー）と、
該Ｖジョーと対向して前記ワークを挟んで前記Ｖ溝に押し付ける対向側顎部材（Ｔジョー）と、
前記Ｖジョー及びＴジョーを互いに接近又は離間する方向に送るとともに前記ワークを締め付ける送り締め機構と、
を具備し、
該機構が、前記Ｖジョーを送るＶ送りネジ部、及び、前記Ｔジョーを送るＴ送りネジ部、を有する送りネジを有し、
前記両送りネジの一方が右ネジであるとともに他方が左ネジであり、
前記Ｖ溝の開き角度θ、前記Ｖ送りネジ部のネジリードをＬＶ、前記Ｔ送りネジ部のネジリードをＬＴとしたときに、
ＬＶ＝ＬＴ／ｓｉｎ（θ／２）
の関係にあることを特徴とするバイス。
前記Ｔジョーの前記Ｖ溝に対向する部分の形状が、該Ｖ溝に入り込む凸状をしていることを特徴とする請求項１に記載のバイス。
前記Ｖ溝の開き角度θが１２０°近辺であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイス。