JP2010221376A - センタリングバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ワークをセンタリングして把持した状態のまま自由回転可能なセンタリングバイスを提供し、突切り加工の加工前後のワークを軸心の回りの特定位相の位置に位置決めが可能なセンタリングバイスを提供する。
【解決手段】センタリングバイス１は、先端本体部２０及び本体部材２と、先端本体部２０及び本体部材２の一端側において相互に対向し本体部材２の軸心２ａと直交する方向へ接近・離隔可能に装備された１対のジョー部材５と、これらジョー部材５を本体部材２の軸心２ａに対して対称に接近・離隔可能な移動駆動機構６とを有し、本体部材２に外嵌されたケース部材３と、このケース部材３に対して本体部材２及び１対のジョー部材５を軸心２ａを中心として自由回転可能に支持するベアリング４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はセンタリングバイスに関し、特に、ワークを自由回転可能に把持可能で且つ、ワークを軸心の回りの特定位相の位置に位置決め可能なセンタリングバイスに関する。

従来、旋盤加工を主体とした複合加工機において、バー材からなるワークを加工する場合は、先ず、ワークを主軸の後方から挿入し、主軸内部を挿通して前方へ所定の長さ突出させた状態で主軸のチャック機構でワークを固定する。次に、主軸を回転駆動してワークの先端部分を旋削加工したり、主軸の回転駆動を停止して回転工具などによりミーリング及びドリリングなどの加工を行う。次に、主軸位置決め（主軸オリエンテーション）を行うことで主軸と共にワークの位置決めを行った後に、ワークの先端部を非回転のセンタリングバイスの１対のジョー部材でセンタリングした状態でバイスに支持する。次に、ワークをミーリング加工により溝切りをすることで、センタリングバイスにワークを支持した状態で、バイス側のワークの先端側部分を主軸側のワークの基端側部分から切断する。

ワークを切断した後に、ワークの切断面に溝や面などを形成するために、センタリングバイスをワークの切断面が鉛直上方に向くように姿勢を９０度切り換え、ワークの切断面をミーリング加工する。その後、センタリングバイスの固定を解除してワークを取り出す。従来では、このような工程でバー材からなるワークを加工していた。
ここで、ワークの先端部を把持するためのバイスとして、種々のものが開発されて広く実用化されている。

上記種々のバイスとして、例えば、特許文献１には、角形ワークに対してＸＹ軸方向への均等な挟持固定が可能なセンリングバイスが記載されている。特許文献２には、円形カムの回転により互いに反対方向に同じ距離だけ移動可能な１対のジョー部材を備えたバイスが記載されている。特許文献３には、５面加工機に対応したマシンバイスが記載されている。これらバイスは、テーブルなどに固定されて主にワークをミーリング加工に供するものである。

特開平８- １９３６４７号公報 特開２００８- １８３６７９号公報 特開２００８- ２６４９８３号公報

ところで、上記従来の工程では、主軸位置決めを行った後に、ワークの先端部を非回転のセンタリングバイスで固定するので、ワークの先端側部分を主軸側のワークの基端側部分から切断するには、ミーリング加工により溝切りして切断することになる。例えば、ワークの回転が伴う旋削加工の突切り加工でワークを切断すると、再びワークの軸心回りの特定位相に位置決めするのに、主軸位置決めでは位置決めができず、バイス及びワークを回転駆動させるモータ付き回転機構を組み込んで位置決め可能に構成する必要がある。従って、コスト高なものになってしまう。

さらに、ミーリング加工では、回転工具による切断箇所が大きくなり、材料歩留まりが悪化してしまい、製造コストが増加してしまう。また、ワークを切断するのにミーリング加工を行うのでは、突切り加工と比較して作業能率が低下してしまう。
特許文献１〜３のバイスでは、ミーリング加工だけを行うのに好適のものであり、ワークの回転が伴う旋削加工には適していない。つまり、旋削加工の突切り加工後にミーリング加工を行う場合には、突切り加工の加工前後におけるワークを軸心の回りの特定位相の位置に位置決めすることが必要になるが、従来のバイスには、そのような位置決め機能も回転機能も有していない。

このように、従来のバイスではワークの突切り加工後に、ワークを軸心回りの特定位相に位置決めを行い、ワークをミーリング加工に供するのには適していないものであった。
本発明の目的は、ワークをセンタリング保持した状態のまま自由回転可能なセンタリングバイスを提供すること、旋削加工の加工前後におけるワークを軸心の回りの特定位相の位置に位置決めが可能なセンタリングバイスを提供すること、などである。

本発明の請求項１に記載のセンタリングバイスは、本体部材と、この本体部材の一端側において相互に対向し本体部材の軸心と直交する方向へ接近・離隔可能に本体部材に装備された１対のジョー部材と、これらジョー部材を本体部材の軸心に対して対称に接近・離隔可能な移動駆動機構とを有するセンタリングバイスにおいて、前記本体部材に外嵌されたケース部材と、このケース部材に対して本体部材及び１対のジョー部材を前記軸心を中心として自由回転可能に支持するベアリングとを備えたことを特徴としている。

請求項２のセンタリングバイスは、請求項１に記載の発明において、前記本体部材の外周部の１箇所に形成された係合ノッチと、前記係合ノッチに係合する係合位置と、係合しない離脱位置とに亙って径方向へ位置切換え可能で且つ前記ケース部材に付設された係合部材と、前記係合部材を係合位置と離脱位置とに択一的に切換可能な切換え駆動機構とを備えたことを特徴としている。

請求項３のセンタリングバイスは、請求項１又は２に記載の発明において、前記移動駆動機構は、前記本体部材のうちの前記軸心を挟んで離隔した両側部位に挿通された１対の駆動ロッドと、これら駆動ロッドの先端部を対応するジョー部材に夫々連結する１対のカム連結機構と、１対の駆動ロッドの基端部に固着された連結板と、前記本体部材に対して前記連結板及び１対の駆動ロッドを基端方向へ弾性付勢する弾性付勢手段と、この弾性付勢手段の付勢力に抗して前記連結板及び１対の駆動ロッドを先端方向へ駆動可能な第１流体圧シリンダとを有することを特徴としている。

請求項４のセンタリングバイスは、請求項３に記載の発明において、前記カム連結機構は、先端側ほど前記軸心側へ移行するようにジョー部材に傾斜状に形成された細長い傾斜係合穴と、この傾斜係合穴に相対移動可能に係合し且つ前記駆動ロッドに一体的に連結された係合ピンとを有することを特徴としている。

請求項５のセンタリングバイスは、請求項３又は４に記載の発明において、前記連結板が後退限界位置に達したことを検出する第１検出スイッチと、前記連結板が前進限界位置に達したことを検出する第２検出スイッチと、前記係合部材が係合ノッチに係合したことを検出する第３検出スイッチとを設けたことを特徴としている。

請求項６のセンタリングバイスは、請求項２〜５の何れか１項の発明において、前記切換え駆動機構は、前記係合部材を係合ノッチに係合させる第２流体圧シリンダと、前記係合部材を係合ノッチから離脱させるスプリング部材とで構成されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、このセンタリングバイスは、本体部材と、１対のジョー部材と、これらジョー部材を本体部材の軸心に対して対称に接近・離隔可能な移動駆動機構とを有し、前記本体部材に外嵌されたケース部材と、このケース部材に対して本体部材及び１対のジョー部材を前記軸心を中心として自由回転可能に支持するベアリングとを備えたので、ワークを１対のジョー部材でセンタリングした状態で把持し、ベアリングを介してバイスに自由回転可能に支持することができる。

このため、このセンタリングバイスで支持した状態で、ワークを突切り加工に供することができるので、ワークをセンタリングバイスに支持した状態でワークの先端側部分を主軸側のワークの基端側部分から容易に分断することができる。従って、ミーリング加工でワークを切断する必要はなく、回転工具により切削される切削箇所を小さくできるので、材料歩留まりが向上し、突切り加工が利用できるので作業能率が向上する。

請求項２の発明によれば、前記本体部材の外周部の１箇所に形成された係合ノッチと、前記係合ノッチに係合する係合位置と、係合しない離脱位置とに亙って径方向へ位置切換え可能で且つ前記ケース部材に付設された係合部材と、前記係合部材を係合位置と離脱位置とに択一的に切換可能な切換え駆動機構とを備えたので、主軸位置決めにより位置決めされたワークの先端部を、係合ノッチに係合部材が係合した状態のバイスで支持し、この係合を解除した後に突切り加工でワークを切断し、主軸側のワークの切断面をバイス側のワークの切断面に当接しながら主軸を回転駆動することでバイス側のワークを回転させ、係合部材を係合ノッチに係合することで、分断されたバイス側のワークを主軸位置決めによる位置決めと同じ軸心回りの特定位相に位置決めをすることができる。

このように、突切り加工でワークを切断しても、突切り加工における加工前後のワークを、軸心の回りの特定位相の位置に位置決めすることができる。従って、ワークを主軸位置決めによる位置決めと同じ位置に容易に位置決めすることができるので、位置決めの為のモータ付き回転機構を必要とせずに、製造コストを抑制することができる。

請求項３の発明によれば、前記移動駆動機構は、前記本体部材のうちの前記軸心を挟んで離隔した両側部位に挿通された１対の駆動ロッドと、１対のカム連結機構と、１対の駆動ロッドの基端部に固着された連結板と、前記連結板及び１対の駆動ロッドを基端方向へ弾性付勢する弾性付勢手段と、この弾性付勢手段の付勢力に抗して前記連結板及び１対の駆動ロッドを先端方向へ駆動可能な第１流体圧シリンダとを有するので、弾性付勢手段の付勢力により１対のジョー部材を介してワークを本体部材に支持することができ、第１流体圧シリンダの付勢力によりワークを固定解除することができる。

請求項４の発明によれば、前記カム連結機構は、先端側ほど前記軸心側へ移行するようにジョー部材に傾斜状に形成された細長い傾斜係合穴と、この傾斜係合穴に相対移動可能に係合し且つ前記駆動ロッドに一体的に連結された係合ピンとを有するので、駆動ロッドを軸心と平行方向に前進させることで、軸心と直交する方向にジョー部材を相互に離隔させることができ、駆動ロッドを軸心と平行方向に後退させることで、軸心と直交する方向にジョー部材を相互に接近させ、ワークを支持することができる。

請求項５の発明によれば、第１検出スイッチは、前記連結板が後退限界位置に達したことを検出し、第２検出スイッチは、前記連結板が前進限界位置に達したことを検出し、第３検出スイッチは、前記係合部材が係合ノッチに係合したことを検出することができる。
請求項６の発明によれば、前記切換え駆動機構は、前記係合部材を係合ノッチに係合させる第２流体圧シリンダと、前記係合部材を係合ノッチから離脱させるスプリング部材とで構成されたので、第２流体シリンダの付勢力により係合部材を係合ノッチに係合させることができ、スプリング部材の付勢力により係合部材を係合ノッチから固定解除することができる。

本発明の実施例１のセンタリングバイスの断面図（図３のＩ−Ｉ線断面図）である。 センタリングバイスの断面図（図３のＩＩ−ＩＩ線断面図）である。 センタリングバイスの正面図である。 センタリングバイスの断面図である。 センタリングバイスの背面図である。 ジョー部材と駆動ロッドとの連結箇所の正面視からの断面図である。 ジョー部材と駆動ロッドとの連結箇所の側面視からの断面図である。 実施例２に係るセンタリングバイスの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

先ず、本発明のセンタリングバイス１の全体構成について説明する。
図１〜図７に示すように、センタリングバイス１（以下、バイスという）は、本体部材２と、本体部材２に外嵌されたケース部材３と、本体部材２をケース部材３に自由回転可能に支持するベアリング４と、ワーク把持用の１対のジョー部材５と、１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向へ移動可能な移動駆動機構６と、本体部材２に対する位置決め機構８と、第１〜第３検出スイッチ１１〜１３などから構成されている。尚、図１の上下を上下とし、図１の左右を前後として説明する。

バイス１は、１対のジョー部材５のセンタリング作用により、ワークＷを軸心２ａに対してセンタリングした状態で把持するものである。このバイス１は、突切り加工時にはワークＷと本体部材２を自由回転可能に支持する。バイス１は、突切り加工後にミーリング加工する場合に、またはミーリング加工後に突切り加工する場合に、突切り加工の前後における軸心２ａの回りの特定位相の位置にワークＷを位置決めして回転拘束することが可能なものである。バイス１は、脚部１５を介して複合加工機のテーブルＴに本体部材２の軸心２ａが水平方向に向くように固定されている。尚、図示は省略するが、このバイス１はテーブルＴを介してバイス１の先端側が上方に向く鉛直姿勢に切換え可能である。

次に、本体部材２について説明する。
図１〜図７に示すように、本体部材２は、断面外形が円形の鋼製部材である。本体部材２の先端部には１対の先端本体部材２０が固定されている。本体部材２と先端本体部材２０は、軸心２ａと、１対の矩形溝２ｂと、１対のロッド挿通孔２ｃと、ガススプリング装着孔２ｄと、ワークＷの端部が挿入されるワーク挿入孔２ｅとを備えている。本体部材２の軸心２ａは、複合加工機の主軸の軸心と同一軸線上になるように配置されている。

１対の先端本体部材２０は１対の円弧状部材からなり、３本のボルト２０ａにより本体部材２の先端部に軸心２ａを挟んで対向するように夫々固定されている。１対の先端本体部材２０の端部同士の間に、ジョー部材５が装着される断面Ｔ字状の１対のＴ溝２５が形成されている。これらＴ溝２５は１対の矩形溝２ｂに対向する位置に形成されている。

１対の矩形溝２ｂは、本体部材２の先端側部分（図１における前端側）において軸心２ａを挟んで相互に対向するように形成されている。これら１対の矩形溝２ｂ内において、ジョー部材５と駆動ロッド６１が夫々連結される。１対のロッド装着孔２ｃは、本体部材２の内部に軸心２ａと平行に且つ軸心２ａを挟んで離隔する両側部位に形成され、矩形溝２ｂに夫々連通されている。

ガススプリング装着孔２ｄは、本体部材２に、その基端側（図１における後端側）に開口するように形成されている。ガススプリング装着孔２ｄには、ガススプリング６４が装着されている。ワーク挿入孔２ｅが、１対の先端本体部材２０の間と本体部材２の先端部に亙って形成され、ワークＷの基端部が挿入される。本体部材２の長さ方向の中央部の外周部には、ナット２１を外嵌固定する為のネジ部が形成されている。

次に、ケース部材３について説明する。
図１，図２に示すように、ケース部材３は、先端本体部材２０と本体部材２の外周側を覆う円筒状の鋼製部材であり、先端本体部材２０と本体部材２に相対回転可能に外嵌されている。ケース部材３は、第１ケース部材３１と、第２ケース部材３２と、基端ケース部材３３などを備えている。

第１ケース部材３１は、先端本体部材２０と本体部材２の先端部とに外嵌され、６本のボルト３１ａにより第２ケース部材３２の先端部に固定されている。第１ケース部材３１の内周面と先端本体部材２０の外周面との間には、先端本体部材２０と本体部材２の回転可能とする為の僅かな隙間が設けられている。

第２ケース部材３２は、２列のベアリング４を介して本体部材２に外嵌されている。２列のベアリング４の前端は本体部材２の鍔部２ｆで受け止められ、また、２列のベアリング４の後端はナット２１で受け止められている。この２列のベアリング４により、ケース部材３に対して、１対のジョー部材５と先端本体部材２０と本体部材２とこれらに取り付けられた部材が軸心２ａを中心として回転可能に支持されている（図４，図５参照）。この第２ケース部材３２の下端部に脚部１５が一体的に形成されている。この脚部１５は、複数のボルト１５ａによりテーブルＴに固定される。第２ケース部材３２の後端近傍部の上端部には、位置決め機構８が設けられている。

基端ケース部材３３は、フランジ部３３ａと、環状板部３３ｂと、この環状板部３３ｂから後方に突出するシリンダ孔形成部３３ｃとから一体的に形成されている。前記のフランジ部３３ａが複数のボルト３３ｅにより第２ケース部材３２の基端部に固定されている。環状板部３３ｂの前端側内周部には、バネ受け兼ストッパ部材７７が複数のボルトにより固定されている。シリンダ孔形成部３３ｃには、油圧シリンダ６５のシリンダ孔７２が形成されている。

次に、１対のジョー部材５について説明する。
図１，図３，図６，図７に示すように、１対のジョー部材５は、センタリングバイス１の先端側において相互に対向し本体部材２の軸心２ａと直交する方向へ接近・離隔可能に先端本体部材２０と本体部材２に装備されている。ジョー部材５は、断面Ｔ形のジョー部材本体５１と、このジョー部材本体５１の後端から矩形穴２ｂ内に突出する係合穴形成部５２とを有する。１対のジョー部材本体５１は、１対の先端本体部材２０に形成された１対のＴ溝２５に軸心２ａと直交する方向へ移動可能に夫々装着されている。

係合穴形成部５２は、矩形溝２ｂに配置されている。係合穴形成部５２には、後述する係合ピン６８が挿通される細長い傾斜係合穴６７が形成されている。係合穴形成部５２は、係合ピン６８と傾斜係合穴６７を有するカム連結機構６２を介して駆動ロッド６１の先端部に連結されている。

１対のジョー部材５は、１対の駆動ロッド６１が先端側へ駆動されると、カム連結機構６２を介して軸心２ａから離隔する方向へ駆動され、ワークＷの把持が解除される。１対のジョー部材５は、１対の駆動ロッド６１が基端側へ駆動されると、カム連結機構６２を介して軸心２ａに接近する方向へ駆動され、ワークＷを挟持固定する。

次に、移動駆動機構６について説明する。
図１〜図４に示すように、移動駆動機構６は、１対のジョー部材５を本体部材２の軸心２ａに対して対称に接近・離隔させる為のものである。移動駆動機構６は、１対の駆動ロッド６１と、それら１対の駆動ロッド６１の先端部に夫々設けられた１対のカム連結機構６２と、それら駆動ロッド６１の基端部に連結された連結板６３と、この連結板６３を基端側に付勢するガススプリング６４と、連結板６３を先端側に押圧する油圧シリンダ６５などで構成されている。１対の駆動ロッド６１は、本体部材２のうちの軸心２ａを挟んで離隔した両側部位に、軸心２ａと平行に形成された１対のロッド挿通孔２ｃに夫々挿通されている。

１対のカム連結機構６２について説明する。
図１，図６，図７に示すように、駆動ロッド６１の先端部にはフォーク状の連結部６１ａが形成されている。この連結部６１ａは、本体部材２の矩形溝２ｂに配置されている。連結部６１ａには、ジョー部材５の係合穴形成部５２が挿入されている。この連結部６１ａには、係合ピン６８が挿通される円形のピン穴６１ｂが形成されている。駆動ロッド６１の基端部は、ボルト部材６１ｃにより連結板６３に夫々固定されている。

カム連結機構６２は、駆動ロッド６１の先端部を対応するジョー部材５に夫々連結するためのものである。カム連結機構６２は、傾斜係合穴６７と、この傾斜係合穴６７に係合する係合ピン６８とを夫々備えている。１対のカム連結機構６２により、ガススプリング６４及び油圧シリンダ６５の軸心２ａと平行な方向の付勢力を、１対のジョー部材５に作用する軸心２ａと直交する方向の付勢力に変換する。

ジョー部材５の係合穴形成部５２には、傾斜係合穴６７が先端側ほど軸心２ａ側へ移行する傾斜状に形成されている。係合ピン６８は、１対の平坦面６８ａが形成された大径部と、この大径部の両端から外側へ延びる１対の小径部とを有する。前記大径部が傾斜係合穴６７に相対移動可能に係合され、前記１対の小径部が連結部６１ａのピン穴６１ｂに装着されている。係合ピン６８により、ジョー部材５と駆動ロッド６１が連結されている。１対の平坦面６８ａが傾斜係合穴６７の傾斜状の内面に面接触するため、１対のカム連結機構６２の耐久性を確保することができる。

係合ピン６８の端部は、矩形溝２ｂの壁面に接近しているため、ピン穴６１ｂから脱落するおそれはない。尚、係合ピン６８の小径部の外周面とピン穴６１ｂの内周面との間には微小な隙間があるが、この隙間は必須のものではない。例えば、係合ピン６８の小径部に薄肉のスリーブを外嵌することで、上記の隙間をなくしてもよい。

次に、連結板６３について説明する。
図１，図２に示すように、連結板６３は、本体部材２の外形と略同じ外形を有する鋼製の円板部材からなる。連結板６３は、１対の駆動ロッド６１の基端部にボルト６１ｃにより夫々固着されている。連結板６３の前端面の中心部分には、ガススプリング６４のシリンダ部材６９が固定されている。連結板６３の後端側端面の中心部には、油圧シリンダ６５のシリンダ孔７２からピストン部材７３が前進した時にピストン部材７３の先端面が当接する。

連結板６３が、ガススプリング６４の付勢力により図１において右方に押圧されて後退限界位置に達したとき、連結板６３の基端面はストッパ部材７７で受け止められる。連結板６３が、油圧シリンダ６５のピストン部材７３により図１において左方へ押圧されて前進限界位置に達したとき、連結板６３の先端面は本体部材２の基端面に当接する。

次に、ガススプリング６４について説明する。
図１，図２に示すように、ガススプリング６４（弾性付勢手段に相当する）は、シリンダ部材６９と、ピストン部材７０と、ガス作動室７１と、このガス作動室７１に充填された圧縮窒素ガス（例えば、ガス圧が７〜１０ＭＰａ）などから構成されている。ガススプリング６４は、本体部材２のガススプリング装着孔２ｄに装着されている。ガススプリング６４は、ガス作動室７１内の圧縮窒素ガスにより本体部材２に対して連結板６３と１対の駆動ロッド６１を基端方向（図１の右方）へ弾性付勢する。

シリンダ部材６９は装着孔２ｄに摺動自在に挿入されている。シリンダ部材６９のシリンダ孔６９ａには、鋼製のＣ形リングを介してスリーブ体６９ｂが内嵌固定されている。シリンダ部材６９の基端壁部は複数のボルト６３ａにより連結板６３に固定されている。ピストン部材７０は、ピストン部７０ａとロッド部７０ｂとを有する。ピストン部７０ａは、シリンダ孔６９ａにガス密に摺動自在に装着され、ロッド部７０ｂは、スリーブ体６９ｂに摺動自在に挿通され、ロッド部７０ｂの先端部がボルト７０ｃにより本体部材２に固定されている。

ピストン部７０ａの外周部には環状シール部材７０ｄが装着され、ガス作動室７１をガス密に封止している。このガス作動室７１へ圧縮窒素ガスを充填する際には、シリンダ部材６９を連結板６３から取り外した状態で、シリンダ部材６９の基端壁部に装着されたガス充填バルブ（図示略）を介して圧縮窒素ガスが充填される。

次に、ジョー部材５による把持を解除する為の油圧シリンダ６５について説明する。
図１，図２に示すように、油圧シリンダ６５（第１流体圧シリンダに相当する）は、シリンダ孔７２と、ピストン部材７３と、油圧作動室７４などを備えている。この油圧シリンダ６５は、ケース部材３のシリンダ孔形成部３３ｃに装着されている。油圧シリンダ６５により、ガススプリング６４の付勢力に抗して連結板６３と１対の駆動ロッド６１を先端方向へ駆動可能である。この油圧シリンダ６５には、ピストン部材７３を基端側へ付勢するバネ部材７６が設けられている。

ピストン部材７３は、ピストン部７３ａとロッド部７３ｂとを有する。ピストン部材７３は、シリンダ孔７２に油密摺動自在に装着されている。ロッド部７３ｂは、ストッパ部材７７の貫通穴に摺動自在に挿通されている。油圧作動室７４に供給された油圧によりピストン部材７３が前進駆動されると、ロッド部７３ｂの先端面が連結板６３に当接し、連結板６３を前方へ押動させる。この油圧作動室７４には、油圧供給源（図示略）から油圧給排口７４ａを介して油圧が給排される。ピストン部材７３のピストン部７３ａの外周部には、環状シール部材７３ｃが装着され、油圧作動室７４を油密に封止している。

バネ部材７６は、ピストン部材７３を退入方向へ弾性付勢している。油圧作動室７４に油圧が供給された状態では、バネ部材７６の付勢力に抗してピストン部材７３がシリンダ孔７２から先端側に向けて前進する。

次に、位置決め機構８について説明する。
図２，図４に示すように、位置決め機構８は、係合ノッチ８１と、係合ノッチ８１に係合可能な係合部材８２と、係合部材８２を切換え可能な切換え駆動機構８３とから構成されている。この位置決め機構８は、係合部材８２が切換え駆動機構８３により係合位置に切り換えられ、本体部材２に形成された係合ノッチ８１に係合することで、本体部材２を軸心２ａ回りに位置決めすることができ、本体部材２の回転を拘束することができる。

係合ノッチ８１は、本体部材２の長手方向の基端側外周部の１箇所に、断面Ｖ字状に形成されている。係合ノッチ８１の径方向の長さは、係合部材８２の直径の約１／２程度に形成されている。

係合部材８２は、遊転自在のローラ部材から構成されている。係合部材８２は、係合ノッチ８１に係合する係合位置と、係合しない離脱位置とに亙って径方向へ位置切換え可能で且つケース部材３に付設されている。係合部材は８２は、切換え駆動機構８３のピストン部材８８の先端部にピン部材８４を介して回転可能に装着されている。

ここで、切換え駆動機構８３について説明する。
図２，図４に示すように、この切換え駆動機構８３は、油圧シリンダ８５と、この油圧シリンダ８５に設けられたスプリング部材８６とで構成されている。切換え駆動機構８３は、係合部材８２を係合位置と離脱位置とに択一的に切換可能なものである。切換え駆動機構８３は、油圧シリンダ８５の油圧により係合部材８２を係合位置へ切換え、スプリング部材８６の付勢力により係合部材８２を離脱位置に切り換える。

次に、油圧シリンダ８５について説明する。
油圧シリンダ８５（第２流体圧シリンダに相当する）は、軸心２ａと直交方向に向けられたシリンダ部材８７と、ピストン部材８８と、油圧作動室８９などを備えている。
シリンダ部材８７は、複数のボルト８７ａにより、第２ケース部材３２の基端側上部に固定されている。シリンダ部材８７の下部には、ピン部材８４の移動を許す切欠き部８７ｂが形成されている。

油圧作動室８９には、外部の油圧供給源（図示略）から油圧給排口８９ａを介して油圧が給排される。ピストン部材８８のロッド部の先端部には、係合部材８２が装着される連結部８８ｃが形成されている。スプリング部材８６は、ピストン部材８８を退入方向（軸心２ａから離隔する方向）に弾性付勢する圧縮コイルスプリングからなる。スプリング部材８６は、係合部材８２を係合ノッチ８１から離脱させる方向にピストン部材８８を弾性付勢する。油圧作動室８９に油圧が供給された状態では、スプリング部材８６の付勢力に抗してピストン部材８８がシリンダ部材８７から軸心２ａに接近する方向へ移動し、係合部材８２を係合ノッチ８１に係合させる。

次に、第１〜第３検出スイッチ１１〜１３について説明する。
図１に示すように、第１検出スイッチ１１は、連結板６３が後退限界位置に達したことを検出する近接スイッチである。第１検出スイッチ１１は、基端ケース部材３３の環状板部３３ｂに、軸心２ａと平行方向に向けて装着されている。第１検出スイッチ１１は、連結板６３が後退限界位置に達したときに、連結板６３の基端面を検出し、電気信号ケーブルを介して電気信号を制御ユニット（図示略）に送信する。

図２に示すように、第２検出スイッチ１２は、連結板６３が前進限界位置に達したことを検出する近接スイッチである。第２検出スイッチ１２は、基端ケース部材３３の切欠き部３３ｄに、軸心２ａと直交する方向に向けて装着されている。第２検出スイッチ１２は、連結板６３が前進限界位置に達したときに連結板６３の外周面が離脱したことを検出し、電気信号ケーブルを介して電気信号を制御ユニットに送信する。

図２に示すように、第３検出スイッチ１３は、係合部材８２が係合ノッチ８１に係合したことを検出する近接スイッチである。第３検出スイッチ１３は、シリンダ部材８７の先端部に軸心２ａと平行方向に向けて装着されている。第３検出スイッチ１３は、ピストン部材８８の下端部を検出することで、係合部材８２が係合ノッチ８１に係合したことを検出し、電気信号ケーブルを介して電気信号を制御ユニットに送信する。

次に、このセンタリングバイス１の作用及び効果について説明する。
先ず、旋盤加工を主体とする複合加工機にワークＷを搬送してくる前に、バイス１の切換え駆動機構８３の油圧シリンダ８５に油圧を供給し、ピストン部材８８を進出方向へ移動させて係合部材８２を係合ノッチ８１に係合させ、本体部材２を回転拘束した状態にする。このとき、第３検出スイッチ１３が、ピストン部材８８が軸心２ａの方向へ進出移動したことを検出して、制御ユニットに電気信号を送信して油圧の供給を停止する。

次に、移動駆動機構６の油圧シリンダ６５に油圧を供給し、ガススプリング６４の付勢力に抗してピストン部材７３を先端側に進出移動させ、連結板６３を介して１対の駆動ロッド６１を前進駆動させる。１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向に離隔させ、バイス１を把持解除状態にする。このとき、第２検出スイッチ１２が、連結板６３の前進限界位置を検出し、制御ユニットに電気信号を送信して油圧の供給を停止する。

次に、素材状態のバー材からなるワークＷ又は部分的に切削加工したバー材からなるワークＷを複合加工機に搬入して、ワークＷを主軸のチャックとは反対側の後方から挿入して、主軸内部を挿通して前方へ所定の長さ突出させた状態で、ワークＷを主軸のチャックに固定する。次に、主軸を回転駆動してワークＷの先端部分を切削加工したり、主軸の回転駆動を停止して、ワークＷの先端部分に溝や穴を形成するために、ミーリング及びドリリングなどの加工を行う。次に、主軸位置決め（主軸オリエンテーション）を行い、主軸の位置決めと共にワークＷの所定部位を例えば鉛直上方に位置決めするなど、ワークＷを軸心２ａの回りの特定位相の位置に位置決めした状態にする。

その後、ワークＷの先端部をバイス１で把持する。このとき、油圧シリンダ６５から油圧を排出すると、ガススプリング６４の付勢力により連結板６３を介して１対の駆動ロッド６１が後退駆動される。１対のジョー部材５が軸心２ａと直交する方向に接近し、１対のジョー部材５のセンタリング作用でワークＷがセンタリングされた状態で把持される。このとき、第２検出スイッチ１２により連結板６３の後退限界位置を検出し、制御ユニットに電気信号が送信され、ワークＷの把持完了を制御ユニットに伝える。

次に、切換え駆動機構８３の油圧シリンダ８５から油圧を排出して、係合部材８２を係合ノッチ８１から離脱させ、本体部材２に対する回転拘束を解除する。こうして、本体部材２の回転拘束を解除後に、制御ユニットにより主軸を回転駆動して、ワークＷを旋削加工の突切り加工に供する。突切り加工によりワークＷを分断することで、バイス１にワークＷを把持した状態のままワークＷの先端側部分を主軸側のワークＷの基端側部分から切り離すことができる。

次に、主軸をバイス１側に移動させ、主軸側のワークＷの切断面を、バイス１側のワークＷの切断面に当接する。次に、主軸を回転駆動させると、切断面間の摩擦抵抗により主軸側のワークＷと共にバイス１側のワークＷも回転する。この状態で、切換え駆動機構８３の油圧シリンダ６５に油圧を供給し、ピストン部材８８を進出移動させて、係合部材８２を本部部材２の外周面に当接させ、係合部材８２を回転させながら係合ノッチ８１に係合させ、本体部材２の回転を停止させる。その後、主軸の回転駆動を停止し、主軸を元の位置に戻す。こうして、突切り加工の加工前後においてワークＷを軸心２ａの回りの特定位相の位置に位置決めし、先端本体部材２０と本体部材２を回転拘束することができる。

次に、分断されたワークＷの切断面に溝や面などを形成する為にミーリング加工を行う場合、分断されたワークＷをバイス１と共に鉛直上方に向くように姿勢を９０度切り換える。その状態でワークＷをミーリング加工に供する。ミーリング加工の終了した後に、油圧シリンダ６５に油圧を供給し、１対の駆動ロッド６１を前進駆動させ、１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向に離隔させて把持を解除する。その後、加工済みのワークＷを複合加工機から取り外す。

このように、このバイス１は、先端本体部材２０と、本体部材２と、軸心２ａと直交する方向へ接近・離隔可能に先端本体部材２０と本体部材２に装備された１対のジョー部材５と、これらジョー部材５を接近・離隔可能な移動駆動機構６とを有し、本体部材２に外嵌されたケース部材３と、このケース部材３に対して本体部材２及び１対のジョー部材５を軸心２ａを中心として自由回転可能に支持するベアリング４とを備えたので、ワークＷを１対のジョー部材５でセンタリングした状態で把持して、ベアリング４を介してバイス１に自由回転可能に支持することができる。

このため、このバイス１で支持した状態で、ワークＷを突切り加工に供することができるので、ワークＷの先端側部分をバイス１に支持した状態で主軸側のワークＷの基端側部分から容易に切断することができる。従って、ミーリング加工でワークＷを切断する必要はなく、回転工具により切削される切断箇所を小さくできるので、材料歩留まりが向上し、旋盤の突切り加工が利用できるので作業能率が向上する。

本体部材２の外周部の１箇所に形成された係合ノッチ８１と、係合ノッチ８１に係合する係合位置と、係合しない離脱位置とに亙って径方向へ位置切換え可能で且つケース部材３に付設された係合部材８２と、係合部材８２を係合位置と離脱位置とに択一的に切換可能な切換え駆動機構８３とを備えたので、主軸位置決めにより位置決めされたワークＷの先端部を、係合ノッチ８１に係合部材８２が係合した状態のバイス１で支持し、この係合を解除して突切り加工でワークＷを切断し、主軸側のワークＷの切断面をバイス側のワークＷの切断面に当接しながら主軸を回転駆動することでバイス１側のワークＷを回転させ、係合部材８２を係合ノッチ８１に係合することで、切断されたバイス１側のワークＷを主軸位置決めによる位置決めと同じ軸心回りの特定位相の位置決めをすることができる。

このように、突切り加工でワークＷを切断しても、突切り加工における加工前後のワークＷを、軸心の回りの特定位相の位置に位置決めすることができる。従って、ワークＷを主軸位置決めによる位置決めと同じ位置に容易に位置決めすることができるので、位置決めの為のモータ付き回転機構を必要とせずに、製造コストを抑制することができる。

移動駆動機構６は、本体部材２のうちの軸心２ａを挟んで離隔した両側部位に挿通された１対の駆動ロッド６１と、これら駆動ロッド６１の先端部を対応するジョー部材５に夫々連結する１対のカム連結機構６２と、１対の駆動ロッド６１の基端部に固着された連結板６３と、本体部材２に対して連結板６３及び１対の駆動ロッド６１を基端方向へ弾性付勢するガススプリング６４と、このガススプリング６４の付勢力に抗して連結板６３及び１対の駆動ロッド６１を先端方向へ駆動可能な油圧シリンダ６５とを有するので、ガススプリング６４の付勢力により１対の駆動ロッド６１介して、１対のジョー部材５によりワークＷを把持することができ、油圧シリンダ６５の付勢力によりワークＷの把持を解除することができる。

カム連結機構６２は、先端側ほど軸心２ａ側へ移行するようにジョー部材５に傾斜状に形成された細長い傾斜係合穴６７と、この傾斜係合穴６７に相対移動可能に係合し且つ駆動ロッド６１に一体的に連結された係合ピン６８とを有するので、駆動ロッド６１を軸心２ａと平行方向に前進させることで、１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向に相互に離隔させることができ、駆動ロッド６１を軸心２ａと平行方向に後退させることで、１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向に相互に接近させ、ワークＷを把持することができる。

第１検出スイッチ１１により、連結板６３が後退限界位置に達したことを検出し、第２検出スイッチ１２により、連結板６３が前進限界位置に達したことを検出し、第３検出スイッチ１３により、係合部材８２が係合ノッチ８１に係合したことを検出することができる。

切換え駆動機構８３は、係合部材８２を係合ノッチ８１に係合させる油圧シリンダ４６と、係合部材８２を係合ノッチ８１から離脱させるスプリング部材５０とで構成されたので、油圧シリンダ４６の油圧により係合部材８２を係合ノッチ８１に係合させることができ、スプリング部材５０の付勢力により係合部材８２を係合ノッチ８１から固定解除することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した実施例２に係るバイス１Ａについて、図８に基づいて説明する。但し、実施例１と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。このバイス１Ａの移動駆動機構６Ａにおいては、前記ガススプリング６４に代えて圧縮コイルスプリング９１が設けられている。

図８に示すように、先端側開放状のカップ状部材９０が、本体部材２の装着孔２ｇに摺動自在に挿入されている。このカップ状部材９０の基端側壁部は、連結板６３の先端面の中心に複数のボルト６３ａにより固定されている。カップ状部材９０には、先端側に開放されたスプリング収容穴９０ａが形成され、このスプリング収容穴９０ａに圧縮コイルスプリング９１が装着されている。スプリング９１の先端は装着孔２ｇの底面に当接し、スプリング９１の基端端はスプリング収容穴９０ａの奥端壁に当接している。スプリング９１は、カップ状部材９０を基端側へ強力に弾性付勢している。

このバイス１によれば、ワークＷを把持する場合は、圧縮コイルスプリング９１の付勢力により、連結板６３を介して１対の駆動ロッド６１が後退駆動され、１対のカム連結機構６２を介して１対のジョー部材５を軸心２ａと直交する方向に接近させてワークＷを把持することができる。ガススプリング６４の代わりに圧縮コイルスプリング９１を使用するので、部品点数が減少して製造コストを低減することができる。尚、圧縮コイルスプリング９１の代わりに皿バネ積層体を設けても良い。
その他の構成、作用及び効果は、前記実施例１と同様であるので説明は省略する。

次に、前記実施例１，２を部分的に変更した変更例について説明する。
［１］前記実施例１，２のジョー部材５は本体部材２に１対設けられているが、特に１対である必要はなく、３つ以上のジョー部材５を設け、これら複数のジョー部材５によりワークＷを把持するようにしても良い。この場合、複数のジョー部材５に対応するように複数の駆動ロッド６１が本体部材２に設けられる。
［２］本発明のセンタリングバイス１，１Ａをチャック機構として使用しても良い。
［３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明のセンタリングバイスは、旋盤加工を主体とする複合加工機だけではなく、種々の複合加工機に適用することができる。

Ｗ ワーク
１，１Ａ センタリングバイス
２ 本体部材
２ａ 軸心
３ ケース部材
４ ベアリング
５ ジョー部材
６，６Ａ 移動駆動機構
８ 位置決め機構
１１ 第１検出スイッチ
１２ 第２検出スイッチ
１３ 第３検出スイッチ
６１ 駆動ロッド
６２ カム連結機構
６３ 連結板
６４ ガススプリング
６５ 油圧シリンダ（第１流体圧シリンダ）
６７ 傾斜係合穴
６８ 係合ピン
７６ バネ部材
８１ 係合ノッチ
８２ 係合部材
８３ 切換え駆動機構
８５ 油圧シリンダ（第２流体圧シリンダ）
８６ スプリング部材
９１ 圧縮コイルスプリング

Claims (6)

1. 本体部材と、この本体部材の一端側において相互に対向し本体部材の軸心と直交する方向へ接近・離隔可能に本体部材に装備された１対のジョー部材と、これらジョー部材を本体部材の軸心に対して対称に接近・離隔可能な移動駆動機構とを有するセンタリングバイスにおいて、
   前記本体部材に外嵌されたケース部材と、
   このケース部材に対して本体部材及び１対のジョー部材を前記軸心を中心として自由回転可能に支持するベアリングとを備えたことを特徴とするセンタリングバイス。
2. 前記本体部材の外周部の１箇所に形成された係合ノッチと、
   前記係合ノッチに係合する係合位置と、係合しない離脱位置とに亙って径方向へ位置切換え可能で且つ前記ケース部材に付設された係合部材と、
   前記係合部材を係合位置と離脱位置とに択一的に切換可能な切換え駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のセンタリングバイス。
3. 前記移動駆動機構は、前記本体部材のうちの前記軸心を挟んで離隔した両側部位に挿通された１対の駆動ロッドと、これら駆動ロッドの先端部を対応するジョー部材に夫々連結する１対のカム連結機構と、１対の駆動ロッドの基端部に固着された連結板と、前記本体部材に対して前記連結板及び１対の駆動ロッドを基端方向へ弾性付勢する弾性付勢手段と、この弾性付勢手段の付勢力に抗して前記連結板及び１対の駆動ロッドを先端方向へ駆動可能な第１流体圧シリンダとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンタリングバイス。
4. 前記カム連結機構は、先端側ほど前記軸心側へ移行するようにジョー部材に傾斜状に形成された細長い傾斜係合穴と、この傾斜係合穴に相対移動可能に係合し且つ前記駆動ロッドに一体的に連結された係合ピンとを有することを特徴とする請求項３に記載のセンタリングバイス。
5. 前記連結板が後退限界位置に達したことを検出する第１検出スイッチと、
   前記連結板が前進限界位置に達したことを検出する第２検出スイッチと、
   前記係合部材が係合ノッチに係合したことを検出する第３検出スイッチとを設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のセンタリングバイス。
6. 前記切換え駆動機構は、前記係合部材を係合ノッチに係合させる第２流体圧シリンダと、前記係合部材を係合ノッチから離脱させるスプリング部材とで構成されたことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のセンタリングバイス。