JP2014208389A - ワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削屑により回転部材における回転に不具合が生じにくいワーク保持装置を提供しようとするものである。
【解決手段】ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に移動する主軸に取り付けられた加工工具とワークとの位置関係が相対的に３次元で変化する切削装置に配設されるワーク保持装置において、第１の駆動手段が設けられるとともに、上記第１の駆動手段によりＸ軸周りに回転する第１の回転軸が設けられた基台部材と、上記第１の回転軸の先端部が一方の端部近傍において配設され、上記第１の回転軸の回転によりＸ軸周りに回動する略Ｌ字形状の回動部材と、第２の駆動手段が設けられるとともに、上記第２の駆動手段によりＹ軸周りに回転する第２の回転軸が設けられ、上記回動部材の他方の端部に固定的に配設された駆動部材と、上記ワークを保持し、上記第２の回転軸の先端部に固定的に配設されたワーク保持部材とを有するようにしたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ワーク保持装置に関し、さらに詳細には、加工工具に対して所定の角度でワークを保持することが可能なワーク保持装置に関する。

従来より、マイクロコンピューターなどによる数値制御により、所定のデータに基づいてワークを切削加工する切削装置においては、加工工具が取り付けられたキャリッジと、ワークを保持するワーク保持装置とがそれぞれ動作することにより加工工具に対してワークを所定の角度で接触させて、当該ワークを加工工具により切削して当該ワークを所望の形状に切削するようにしている。

以下、図１乃至図２を参照しながら、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置について説明する。

図１には、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図２には、従来の技術によるワーク保持装置の要部を示す概略構成説明図が示されている。

この切削装置１００は、固定系のベース部材１０２と、ベース部材１０２の左右両端でベース部材１０２に直交して配設された側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒと、左右２つの側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒを連結する後方部材１０６と、両端がそれぞれ側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒに支持されＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向に延長されて配設されたガイドレール１０８と、両端がそれぞれ側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒに支持されＸ軸方向に延長されてガイドレール１０８と並行するようにして配設されたシャフト１１０と、ガイドレール１０８ならびにシャフト１１０のそれぞれに摺動自在に装着されてＸ軸方向に移動自在に支持されたキャリッジ１１２と、キャリッジ１１２においてＺ軸方向に移動自在に配設された主軸１１４と、ワークを保持するとともに、ベース部材１０２上においてＹ軸方向に移動自在に配設されるワーク保持装置１２０とを有して構成されている。

ワーク保持装置１２０は、ベース部材１０２上に設けられた一対のガイドレール１１６上に摺動自在に設けられたテーブル１２２と、円板形状のワーク２００を保持するとともに、テーブル１２２上に配設された回動部材１２４とにより構成されている。

この回動部材１２４は、略矩形形状の枠体１２６の枠内において、略円形形状の枠体１２８を備えており、この枠体１２８において円板形状のワーク２００を保持する。

枠体１２６はモーター１３４によりＸ軸周りに回転し、また、枠体１２８はモーター１３０によりＹ軸周りに回転する。

また、こうした回動部材１２４においては、枠体１２６の右側部材１２６ａおよび左側部材１２６ｂの略中心部からそれぞれ中心軸が一致するようにＸ軸と平行に棒状部材１２６−１、１２６−２が延設されている。

棒状部材１２６−１はモーター１３４と接続され、棒状部材１２６−２はテーブル１２２に固定的に配設された固定部材１３６に回動自在に接続されている。

これにより、枠体１２６は、モーター１３４の駆動により、棒状部材１２６−１、１２６−２の中心軸Ｏ１を中心としてＸ軸周りを回動する構成となっている。

なお、モーター１３４には、モーター１３４の駆動により回転する回転軸（図示せず。）が取り付けられており、この回転軸にはギア（図示せず。）が設けられている。

そして、このギアに、棒状部材１２６−１に設けられたギア（図示せず。）を係合させることにより、モーター１３４の回転を棒状部材１２６−１に伝達している。

このとき、回転軸に設けられたギア（図示せず。）と棒状部材１２６−１に設けられたギア（図示せず。）とは、バックラッシュの調整がなされている。

また、枠体１２８の後端部および前端部の略中心部からそれぞれ中心軸が一致するようにＹ軸と平行に棒状部材１２８−１、１２８−２が延設されている。

棒状部材１２８−１は枠体１２６の後方部材１２６ｃを貫通してモーター１３０と接続され、棒状部材１２８−２は枠体１２６の前方部材１２６ｄを貫通して前方部材１２６ｄにおいて回転自在に接続されている。

これにより、枠体１２８は、モーター１３０の駆動により、棒状部材１２８−１、１２８−２の中心軸Ｏ２を中心としてＹ軸周りを回転する構成となっている。

なお、モーター１３０には、モーター１３０の駆動により回転する回転軸（図示せず。）が取り付けられており、この回転軸にはギア（図示せず。）が設けられている。

そして、このギアに、棒状部材１２８−１に設けられたギア（図示せず。）を係合させることにより、モーター１３０の回転を棒状部材１２８−１に伝達している。

このとき、回転軸に設けられたギア（図示せず。）と棒状部材１２６−１に設けられたギア（図示せず。）とは、バックラッシュの調整がなされている。

このため、ワーク保持装置１２０を備えた切削装置１００では、ワーク２００に対する加工工具１３２の接触角度を所定の範囲で調整しながら切削することができ、複雑な形状の切削が可能となる。

なお、切削装置１００は、キャリッジ１１２をＸ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、ワーク保持装置１２０をＹ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、主軸１１４をＺ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、モーター１３０およびモーター１３４の駆動を含む全体の動作をマイクロコンピューター（図示せず。）に制御されている。

以上の構成において、切削装置１００においてワーク２００に対して切削処理を行う場合には、作業者が、主軸１１４に加工工具１３２を取り付けるとともに、ワーク保持装置１２０の枠体１２８にワーク２００を保持させ、マイクロコンピューター（図示せず。）に切削データを入力する。

その後、切削装置１００において、作業者によって図示しない操作子による操作により切削処理の開始が指示されると、切削装置１００においては、入力された切削データに基づいて、テーブル１２２をＹ軸方向で移動するとともに、キャリッジ１１２をＸ軸方向で移動し、さらに、主軸１１４をＺ軸方向で移動する（図２を参照する。）。

これにより、回動部材１２４の枠体１２８に保持されたワーク２００と主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２との相対的な位置関係が３次元で変化するようになる。

また、切削装置１００においては、入力された切削データに基づいて、モーター１３４により枠体１２６をＸ軸周りに回動するとともに、モーター１３０により枠体１２８をＹ軸周りに回転する（図２を参照する。）。

これにより、切削装置１００では、枠体１２８に保持されたワーク２００に対して、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２を所定の角度で当接することができ、複雑な形状の切削ができることとなる。

しかしながら、こうしたワーク保持装置１２０においては、ワーク２００を保持する枠体１２８が直接接続された枠体１２６において、枠体１２８が回転自在に配設されているため、ワーク２００の切削時に生じた切削屑が枠体１２６と棒状部材１２８−１、１２８−２との間に入り込み、枠体１２８が円滑に回転しなくなってしまうことが問題点として指摘されていた。

また、回動部材１２４においては、モーター１３４に設けられた回転軸（図示せず。）のギア（図示せず。）と、棒状部材１２６−１に設けられたギア（図示せず。）とが係合するとともに、モーター１３０に設けられた回転軸（図示せず。）のギア（図示せず。）と棒状部材１２８−１に設けられたギア（図示せず。）とが係合するようにした。

このため、係合するギア間でバックラッシュの調整を行わなければならなかった。

こうした各ギア間のバックラッシュの調整は、容易な作業ではないため、ワーク保持装置１２０を作製するに際して、時間と手間を要することが問題点として指摘されていた。

欧州特許第２２４７４０５号明細書

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削屑により回転部材における回転に不具合が生じにくいワーク保持装置を提供しようとするものである。

また、本発明の目的とするところは、簡単な構成で、容易に作製することができるワーク保持装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に移動する主軸に取り付けられた加工工具とワークとの位置関係が相対的に３次元で変化する切削装置に配設されるワーク保持装置において、第１の駆動手段が設けられるとともに、上記第１の駆動手段によりＸ軸周りに回転する第１の回転軸が設けられた基台部材と、上記第１の回転軸の先端部が一方の端部近傍において配設され、上記第１の回転軸の回転によりＸ軸周りに回動する略Ｌ字形状の回動部材と、第２の駆動手段が設けられるとともに、上記第２の駆動手段によりＹ軸周りに回転する第２の回転軸が設けられ、上記回動部材の他方の端部に固定的に配設された駆動部材と、上記ワークを保持し、上記第２の回転軸の先端部に固定的に配設されたワーク保持部材とを有するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記回動部材は、他方の端部近傍において屈曲部が形成され、上記屈曲部から上記一方の端部に向かうに従って、Ｚ軸方向の長さが長くなるとともに、上記一方の端部は略円弧形状であるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記基台部材は、上記切削装置に固定的に配設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第２の回転軸の先端部には略コ字形状の部材が設けられ、該部材に上記ワーク保持部材が固定的に配設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記基台部材は、上記切削装置においてＹ軸方向に移動自在に配設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第１の駆動手段は、第１のベルトを介して上記第１の回転軸を回転し、上記第２の駆動手段は、第２のベルトを介して上記第２の回転軸を回転するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ワーク保持部材の中心は、上記第１の回転軸の中心軸上に位置するとともに、上記第２の回転軸の中心軸上に位置するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ワークは、デンタル用セラミックであり、上記加工工具により上記ワーク保持部材に保持された上記デンタル用セラミックが切削処理されるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、切削屑により回転に不具合が生じにくいという優れた効果を奏するものである。

また、本発明は、以上説明したように構成されているので、簡単な構成で容易に作成することができるという優れた効果を奏するものである。

図１は、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図である。 図２は、従来の技術によるワーク保持装置の要部を示す概略構成説明図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図である。 図４は、図３のＩＸ矢視図である。 図５（ａ）は、図３に示すワーク保持装置の平面説明図であり、また、図５（ｂ）は、図４（ａ）のＶ矢視図である。 図６（ａ）は、図５（ａ）のＶＩ矢視図であり、また、図６（ｂ）は、図５（ａ）のＶＩＩ矢視図である。 図７は、図５（ａ）のＶＩＩＩ矢視図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図である。 図９（ａ）は、図８に示すワーク保持装置の平面説明図であり、また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩ矢視図である。 図１０（ａ）は、図９（ａ）のＩＩ矢視図であり、また、図１０（ｂ）は、図９（ａ）のＩＩＩ矢視図である。 図１１は、図９（ａ）のＩＶ矢視図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるワーク保持装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

なお、以下の説明においては、図１乃至図２を参照しながら説明した従来の技術によるワーク保持装置と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することとする。

まず、図３乃至図７を参照しながら、本発明によるワーク保持装置の第１の実施の形態について説明する。

ここで、図３には、本発明の第１の実施の形態によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図４には、図３のＩＸ矢視図が示されており、また、図５（ａ）には、本発明の第１の実施の形態によるワーク保持装置の平面説明図が示されており、また、図５（ｂ）には、図５（ａ）のＶ矢視図が示されており、また、図６（ａ）には、図５（ａ）のＶＩ矢視図が示されており、また、図６（ｂ）には、図５（ａ）のＶＩＩ矢視図が示されており、また、図７には、図５（ａ）のＶＩＩＩ矢視図が示されている。

この図３および図４に示す切削装置３００は、キャリッジ１１２をＹ軸方向に移動させる移動機構を備えるとともに、ワーク保持装置１２０に換えて、ベース部材１０２上に固定的に配設されたワーク保持装置５０を備えている点において、従来の技術による切削装置と異なっている。

より詳細には、この切削装置３００においては、側方部材１０４Ｌの右側面１０４ＬａにおいてＹ軸方向に延設された一対のガイドレール３０２と、ガイドレール３０２に摺動自在に配設された移動部材３０４と、側方部材１０４Ｒの左側面１０４ＲａにおいてＹ軸方向に延設された一対のガイドレール３０６と、ガイドレール３０６に摺動自在に配設された移動部材３０８と、両端がそれぞれ移動部材３０４、３０８に支持されＸ軸方向に延長して配設されたガイドレール３１０と、両端がそれぞれ移動部材３０４、３０８に支持されＸ軸方向に延長されたガイドレール３１０と並行するようにして配設されたシャフト３１２とにより、キャリッジ１１２をＹ軸方向に移動させる移動機構を構成している。

なお、移動部材３０４、３０８はそれぞれ、ガイドレール３０２、３０６によりＹ軸方向に移動することとなるが、このとき、ガイドレール３１０およびシャフト３１２はＸ軸に平行な状態でＹ軸方向に移動可能なように構成されている。

具体的には、例えば、ガイドレール３０６が、側方部材１０４Ｒの左側面Ｒａにおいて、側方部材１０４Ｌの右側面１０４Ｌａに配設されるガイドレール３０２とＺ軸方向で一致する位置に配設されるようにする。そして、移動部材３０４と移動部材３０８とがＺ軸方向で一致する位置に配設されるようにする。

また、移動部材３０４、３０８にはそれぞれ駆動モーター（図示せず。）が取り付けられている。

移動部材３０４、３０８に取り付けられた各駆動モーター（図示せず。）はそれぞれ、駆動によって、移動部材３０４が移動する移動量と移動部材３０８が移動する移動量とがそれぞれ一致するように設定される。

また、移動部材３０４、３０８に取り付けられた各駆動モーター（図示せず。）は、マイクロコンピューター（図示せず。）によりそれぞれ同期して駆動するようになされている。

また、ワーク保持装置５０は、ベース部材１０２上において固定的に配設された基台部材５４と、一方の端部５６ａ近傍において基台部材５４に回動自在に配設され、後方側の屈曲部５６ｂにおいて直角に屈曲した略Ｌ字形状の回動部材５６と、回動部材５６の他方の端部５６ｃに固定的に配設され、後述するワーク保持部材６２を回転させる駆動部材５８と、駆動部材５８に回転自在に配設され、ワーク２００を着脱可能に保持するワーク保持部材６２とを有して構成されている。

基台部材５４は、前方側においてモーター８８が配設され、このモーター８８に取り付けられた回転軸６４の右方側端部６４ａにはプーリー６６が固定的に設けられている。なお、この回転軸６４は、Ｘ軸方向に沿って延長しており、右方側端部６４ａが基台部材５４の右側面５４ａを貫通している。

また、基台部材５４は、後方側において、回転軸６４と平行に延長する回転軸６８が設けられており、回転軸６８の右方側端部６８ａにおいてプーリー７０が固定的に設けられるとともに、左方側端部６８ｂにおいて回動部材５６が固定的に設けられている。なお、この回転軸６８は、基台部材５４の右側面５４ａと左側面５４ｂとを貫通して設けられている。

プーリー６６とプーリー７０との間には無端状のベルト７２が張設されており、モーター８８が駆動して回転軸６４とともにプーリー６６が回転すると、ベルト７２を介してプーリー７０が回転することとなる。これにより、回転軸６８が回転して、回転軸２８の左方側端部６８ｂに設けられた回動部材５６を回動することとなる。

具体的には、モーター８８の駆動により、回転軸６４とともにプーリー６６が矢印Ｍ方向に回転すると、プーリー７０が矢印Ｎ方向に回転し、プーリー７０の矢印Ｎ方向の回転により回転軸６８とともに回動部材５６が矢印Ｐ方向に回動することとなる。

また、モーター８８の駆動により、回転軸６４とともにプーリー６６が矢印Ｑ方向に回転すると、プーリー７０が矢印Ｒ方向に回転し、プーリー７０の矢印Ｒ方向の回転による回転軸６８とともに回動部材５６が矢印Ｓ方向に回転することとなる。

さらに、基台部材５４は下面５４ａにおいてベース部材１０２に固定されている。

ここで、本実施の形態においては、回動部材５６の矢印Ｐ方向および矢印Ｓ方向における水平位置からの回転角度は、２５°を上限とする。そして、回動部材５６の矢印Ｐ方向および矢印Ｓ方向における水平位置からの回転角度が２５°を上限とするように、モーター８８の駆動がマイクロコンピューター（図示せず。）により制御されている。

なお、回動部材５６の水平位置とは、回動部材５６の他方の端部５６ｃに接続された駆動部材５８の回転軸７８の中心軸Ｏ６がＹ軸と平行な状態となるときの位置である。

また、マイクロコンピューター（図示せず。）によりモーター８８の駆動が制御され、回転可能な角度範囲内の任意の角度で回動部材５６が停止するようになされている。

回動部材５６は、所定の厚さの板部材を屈曲部５６ｂにおいて屈曲した略Ｌ字形状であり、略Ｌ字形状の一方の端部５６ａ近傍において回転軸６８の左方側端部６８ｂに固定されている。なお、屈曲部５６ｂは、略Ｌ字形状の他方の端部５６ｃの近傍に形成されている。

従って、この回動部材５６は、回転軸６８の回転に伴って回動することとなる。つまり、回動部材５６は、回転軸６８の中心軸Ｏ５を中心としてＸ軸周りで回動することとなる。

また、回動部材５６は、略Ｌ字形状の他方の端部５６ｃにおいて駆動部材５８が固定されている。

さらに、回動部材５６は、屈曲部５６ｂから一方の端部５６ａに向かうにしたがって、Ｚ軸方向の長さが長くなる形状となっており、一方の端部５６ａは略円弧形状となっている。

即ち、回動部材５６は、屈曲部５６ｂから一方の端部５６ａまでのＹ軸方向に沿って形成される部分は、略扇型形状となっており、屈曲部５６ｂから一方の端部５６に向かうに従って面積が大きくなっている。

駆動部材５８は、回転軸７８を回転自在に把持する把持部５８−１とモーター５８−２とにより構成されている。

把持部５８−１は、右側面５８−１ａにおいて回動部材５６の他方の端部５６ｃが固定されており、左側面５８−１ｂにおいてモーター５８−２が固定されている。

また、把持部５８−１に回転自在に把持される回転軸７８は、背面５８−１ｃと前面５８−１ｄとを貫通してＹ軸方向に延長している。

そして、回転軸７８の後方側端部７８ａには、プーリー８０が固定的に設けられており、回転軸７８の前方側端部７８ｂには、ワーク保持部材６２が固定的に設けられている。

また、モーター５８−２には、モーター５８−２の駆動により回転する回転軸８２が取り付けられている。なお、回転軸８２は、回転軸７８と平行に設けられている。

そして、この回転軸８２の後方側端部８２ａには、プーリー８４が固定的に設けられている。

プーリー８０とプーリー８４との間には無端状のベルト８６が張設されており、モーター５８−２が駆動して回転軸８４とともにプーリー８４が回転すると、ベルト８６を介してプーリー８０が回転することとなる。これにより、回転軸７８が回転して、回転軸７８の前方側端部７８ｂに設けられたワーク保持部材６２を回転することとなる。

具体的には、モーター５８−２の駆動により、回転軸８２とともにプーリー８４が矢印Ｔ方向に回転すると、プーリー８０の矢印Ｕ方向に回転し、プーリー８０の矢印Ｕ方向の回転により回転軸７８とともにワーク保持部材６２が矢印Ｖ方向に回転することとなる。

また、モーター５８−２の駆動により、回転軸８２とともにプーリー８４が矢印Ｗ方向に回転すると、プーリー８０が矢印Ｘ方向に回転し、プーリー８０の矢印Ｘ方向の回転により回転軸７８とともにワーク保持部材６２が矢印Ｙ方向に回転することとなる。

なお、本実施の形態においては、モーター５８−２の駆動がマイクロコンピューター（図示せず。）により制御され、ワーク保持部材６２が矢印Ｖ方向および矢印Ｙ方向において３６０°回転することが可能となっている。

また、マイクロコンピューター（図示せず。）によりモーター５８−２の駆動が制御され、回転可能な角度範囲内の任意の角度でワーク保持部材６２が停止するようになされている。

また、ワーク保持部材６２は、略円形形状の枠体であり、円形形状のワーク２００を保持することが可能な構成となっている。

なお、ワーク保持部材６２における円板形状のワーク２００を保持する具体的な構成としては、従来より公知の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略することとする。

このワーク保持部材６２は、後方側において回転軸７８の前方側端部７８ａに固定されている。なお、このとき、ワーク保持装置６２の中心部Ｏが、回転軸６８の中心軸Ｏ３上に位置するとともに、回転軸７８の中心軸Ｏ６上に位置するように回転軸７８の長さが設定されている。

従って、このワーク保持部材６２は、回転軸７８の回転に伴って回転することとなる。つまり、ワーク保持部材６２は、回転軸７８の中心軸Ｏ６を中心としてＹ軸周りで回転することとなる。

ここで、本実施の形態においては、回動部材５６は矢印Ｐ方向および矢印Ｓ方向おける水平位置からの回転角度が２５°を上限としている。このため、回動部材５６に駆動部材５８を介して接続されたワーク保持部材６２は、回転軸６８の中心軸Ｏ５を中心として、水平位置より±２５°の範囲で回動することとなる。

なお、０°はワーク保持装置６２が水平位置であることを示すものとし、「±２５°」の「＋」で示される角度は、ワーク保持装置６２が矢印Ｚ１方向に回動したときの角度であり、「−」で示される角度は、ワーク保持装置６２が矢印Ｚ２方向に回動したときの角度とする（図５（ｂ）を参照する。）。

また、本実施の形態においては、ワーク保持部材６２が矢印Ｖ方向および矢印Ｙ方向において３６０°回転するとしている。このため、ワーク保持部材６２は、回転軸Ｏ６を中心として±３６０°の範囲で回転することとなる。

なお、０°はワーク保持装置６２が水平位置であることを示すものとし、「±３６０°」の「＋」で示される角度は、矢印Ｖ方向に回転したときの角度であり、「−」で示される角度は、矢印Ｙ方向に回転したときに角度とする。

また、ワーク保持装置６２の水平位置とは、ワーク保持装置６２がＸＹ平面と平行な状態となるときの位置である。

以上の構成において、ワーク保持装置５０を備えた切削装置３００において切削処理を行う場合には、作業者が主軸１１４に加工工具１３２を取り付けるとともに、ワーク保持装置５０のワーク保持部材６２に円板形状のワーク２００を保持させ、マイクロコンピューター（図示せず。）に切削データを入力する。

その後、切削装置３００において、作業者の操作子（図示せず。）による操作によって切削処理の開始が支持されると、切削装置３００においては、入力された切削データに基づいて、移動部材３０４、３０８をＹ軸方向で移動するとともに、キャリッジ１１２をＸ軸方向で移動し、さらに主軸１１４をＺ軸方向で移動する。

これにより、ワーク保持装置６２に保持されたワーク２００と主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２との相対的な位置関係が３次元で変化するようになる。

また、切削装置３００において、入力された切削データに基づいて、モーター８８により回動部材５６をＸ軸周りで回転するとともに、モーター５８−２によりワーク保持部材６２をＹ軸周りで回転する。

これにより、ワーク保持部材６２は、回転軸６８の中心軸Ｏ５を中心として、水平位置から±２５°の範囲で回動するとともに、回転軸７８の中心軸Ｏ６を中心として、±３６０°の範囲で回転することができる。

このため、ワーク保持装置５０を備えた切削装置３００においては、ワーク保持部材６２に保持されたワーク２０に対して、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２を任意の場所において任意の角度で当接することができる。

次に、図８乃至図１１を参照しながら、本発明によるワーク保持装置の第２の実施の形態について説明する。

ここで、図８には、本発明の第２の実施の形態によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図９（ａ）には、本発明の第２の実施の形態によるワーク保持装置の平面説明図が示されており、また、図９（ｂ）には、図９（ａ）のＩ矢視図が示されており、また、図１０（ａ）には、図９（ａ）のＩＩ矢視図が示されており、また、図１０（ｂ）には、図９（ａ）のＩＩＩ矢視図が示されており、また、図１１には、図９（ａ）のＩＶ矢視図が示されている。

この図８に示す切削装置９０は、ワーク保持装置１２０に換えて、ベース部材１０２上に設けられたガイドレール１２上に摺動自在に設けられたワーク保持装置１０を備えている点おいて、従来の技術による切削装置１００と異なっている。

また、この図８に示す切削装置９０は、キャリッジ１１２をＹ軸方向に移動させる移動機構を備えず、ワーク保持装置１０がＹ軸方向に移動する構成とする点において、上記した第１の実施の形態によるワーク保持装置５０を備えた切削装置３００と異なっている。

より詳細には、ワーク保持装置１０は、ベース部材１０２上においてＹ軸方向に延設されたガイドレール１２上に摺動自在に配設された基台部材１４と、一方の端部１６ａ近傍において基台部材１４に回動自在に配設され、後方側の屈曲部１６ｂにおいて直角に屈曲した略Ｌ字形状の回動部材１６と、回動部材１６の他方の端部１６ｃに固定的に配設され、後述する回転部材２０を回転させる駆動部材１８と、駆動部材１８に回転自在に配設された略コ字形状の回転部材２０と、回転部材２０において固定的に配設され、ワーク２００を着脱可能に保持するワーク保持部材２２とを有して構成されている。

基台部材１４は、前方側においてモーター４８が配設され、このモーター４８に取り付けられた回転軸２４の右方側端部２４ａにはプーリー２６が固定的に設けられている。なお、この回転軸２４は、Ｘ軸方向に沿って延長しており、右方側端部２４ａが基台部材１４の右側面１４ａを貫通している。

また、基台部材１４は、後方側において、回転軸２４と平行に延長する回転軸２８が設けられており、回転軸２８の右方側端部２８ａにおいてプーリー３０が固定的に設けられるとともに、左方側端部に２８ｂおいて回動部材１６が固定的に設けられている。なお、この回転軸２８は、基台部材１４の右側面１４ａと左側面１４ｂとを貫通して設けられている。

プーリー２６とプーリー３０との間には無端状のベルト３２が張設されており、モーター４８が駆動して回転軸２４とともにプーリー２６が回転すると、ベルト３２を介してプーリー３０が回転することとなる。これにより、回転軸２８が回転して、回転軸２８の左方側端部２８ｂに設けられた回動部材１６を回動することとなる。

具体的には、モーター４８の駆動により、回転軸２４とともにプーリー２６が矢印Ａ方向に回転すると、プーリー３０が矢印Ｂ方向に回転し、プーリー３０の矢印Ｂ方向の回転により回転軸２８とともに回動部材１６が矢印Ｃ方向に回動することとなる。

また、モーター４８の駆動により、回転軸２４とともにプーリー２６が矢印Ｄ方向に回転すると、プーリー３０が矢印Ｅ方向に回転し、プーリー３０の矢印Ｅ方向の回転により回転軸２８とともに回動部材１６が矢印Ｆ方向に回動することとなる。

さらに、基台部材１４の下面１４ｃにおいては、ガイドレール１２と係合する係合部３４が設けられている。

ここで、本実施の形態においては、回動部材１６の矢印Ｃ方向および矢印Ｆ方向における水平位置からの回転角度は、３０°を上限とする。そして、回動部材１６の矢印Ｃ方向および矢印Ｆ方向における水平位置からの回転角度が３０°を上限とするように、モーター４８の駆動がマイクロコンピューター（図示せず。）により制御される。

なお、回動部材１６の水平位置とは、回動部材１６の他方の端部１６ｃに接続された駆動部材１８の回転軸３８の中心軸Ｏ４がＹ軸方向と平行な状態となるときの位置である。

また、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御によりモーター４８の駆動が制御され、回転可能な角度範囲内の任意の角度で回動部材１６が停止するようになされている。

さらに、基台部材１４には、駆動部（図示せず。）が配設されており、マイクロコンピューター（図示せず。）によって当該駆動部を制御することにより、基台部材１４をガイドレール１２上で移動させる。

回動部材１６は、所定の厚さの板部材を屈曲部１６ｂにおいて屈曲した略Ｌ字形状であり、略Ｌ字形状の一方の端部１６ａ近傍において回転軸２８の左方側端部２８ｂに固定されている。なお、屈曲部１６ｂは、略Ｌ字形状の他方の端部１６ｃの近傍に形成されている。

従って、この回動部材１６は、回転軸２８の回転に伴って回動することとなる。つまり、回動部材１６は、回転軸２８の中心軸Ｏ３を中心としてＸ軸周りで回動することとなる。

また、回動部材１６は、略Ｌ字形状の他方の端部１６ｃにおいて駆動部材１８が固定されている。

駆動部材１８は、回転軸３８を回転自在に把持する把持部１８−１とモーター１８−２とにより構成されている。

把持部１８−１は、右側面１８−１ａにおいて回動部材１６の他方の端部１６ａに固定されており、左側面１８−１ｂにおいてモーター１８−２が固定されている。

また、把持部１８−１に回転自在に把持される回転軸３８は、背面１８−１ｃと前面１８−１ｄとを貫通して、Ｙ軸方向に延長している。

そして、回転軸３８の後方側端部３８ａには、プーリー４０が固定的に設けられており、回転軸３８の前方側端部３８ｂには、回転部材２０が固定的に設けられている。

また、モーター１８−２には、モーター１８−２の駆動により回転する回転軸４２が取り付けられている。なお、回転軸４２は、回転軸３８と平行に設けられている。

そして、この回転軸４２の後方側端部４２ａには、プーリー４４が固定的に設けられている。

プーリー４０とプーリー４４との間には無端状のベルト４６が張設されており、モーター１８−２が駆動して回転軸４２とともにプーリー４４が回転すると、ベルト４６を介してプーリー４０が回転することとなる。これにより、回転軸３８が回転して、回転軸３８の前方側端部３８ｂに設けられた回転部材２０を回転することとなる。

具体的には、モーター１８−２の駆動により、回転軸４２とともにプーリー４４が矢印Ｇ方向に回転すると、プーリー４０が矢印Ｈ方向に回転し、プーリー４０の矢印Ｈ方向の回転により回転軸３８とともに回転部材２０が矢印Ｉ方向に回転することとなる。

また、モーター１８−２の駆動により、回転軸４２とともにプーリー４４が矢印Ｊ方向に回転すると、プーリー４０が矢印Ｋ方向に回転し、プーリー４０の矢印Ｋ方向の回転により回転軸３８とともに回転部材２０が矢印Ｌ方向に回転することとなる。

なお、本実施の形態においては、モーター１８−２の駆動がマイクロコンピューター（図示せず。）により制御され、回転部材２０が矢印Ｉ方向および矢印Ｌ方向において、３６０°回転することが可能となっている。

また、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御によりモーター１８−２の駆動が制御され、回転可能な角度範囲内の任意の角度で回転部材２０が停止するようになされている。

また、回転部材２０は、Ｙ軸方向に延長した右方部材２０−１の後端部と右方部材２０−１と平行に延長した左方部材２０−２の後端部とにおいて、右方部材２０−１と左方部材２０−２とが後方部材２０−３により連結された形状となっており、略コ字形状を形成している。

そして、回転部材２０は、後方部材２０−３の中心位置において回転軸３８の前方側端部３８ｂに固定されている。

従って、この回転部材２０は、回転軸３８の回転に伴って回転することとなる。つまり、回転部材２０は、回転軸３８の中心軸Ｏ４を中心としてＹ軸周りで回転することとなる。

この回転部材２０においては、右方部材２０−１と左方部材２０−２とにワーク保持部材２２が固定されている。このとき、ワーク保持部材２２の中心部Ｏは、回転軸２８の中心軸Ｏ３上に位置するとともに、回転軸３８の中心軸Ｏ４上に位置することとなる。

ここで、本実施の形態においては、回動部材１６は矢印Ｃ方向および矢印Ｆ方向おける水平位置からの回転角度が３０°を上限としている。このため、回動部材１６に駆動部材１８を介して接続された回転部材２０は、回転軸２８の中心軸Ｏ５を中心として、水平位置より±３０°の範囲で回動することとなる。

なお、０°は回転部材２０が水平位置であることを示すものとし、「±３０°」の「＋」で示される角度は、回転部材２０が矢印Ｚ３方向に回動したときの角度であり、「−」で示される角度は、回転部材２０が矢印Ｚ４方向に回動したときの角度とする（図９（ｂ）を参照する。）。

また、本実施の形態においては、回転部材２０が矢印Ｉ方向および矢印Ｌ方向において３６０°回転するとしている。このため、回転部材２０は、回転軸Ｏ４を中心として±３６０°の範囲で回転することとなる。

なお、０°は回転部材２０が水平位置であることを示すものとし、「±３６０°」の「＋」で示される角度は、矢印Ｉ方向に回転したときの角度であり、「−」で示される角度は、矢印Ｌ方向に回転したときに角度とする。

また、回転部材２０の水平位置とは、回転部材２０がＸＹ平面と平行な状態となるときの位置である。

ワーク保持部材２２は、略円形形状の枠体であり、円板形状のワーク２００を保持することが可能な構成となっている。

なお、ワーク保持部材２２における円板形状のワーク２００を保持する具体的な構成としては、従来より公知の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略することとする。

また、ワーク保持部材２２は、回転部材２０と同一平面上に固定的に配設されているため、回転部材２０と同じ回転角度で回転または回動することとなる。

以上の構成において、ワーク保持装置１０を備えた切削装置９０において切削処理を行う場合には、作業者が主軸１１４に加工工具１３２を取り付けるとともに、ワーク保持装置１０のワーク保持部材２２に円板形状のワーク２００を保持させ、マイクロコンピューター（図示せず。）に切削データを入力する。

その後、切削装置９０において、作業者の操作子（図示せず。）による操作によって切削処理の開始が指示されると、切削装置９０においては、入力された切削データに基づいて、基台部材１４をＹ軸方向で移動するとともに、キャリッジ１１２をＸ軸方向で移動し、さらに、主軸１１４をＺ軸方向で移動する。

これにより、ワーク保持部材２２に保持されたワーク２００と主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２との相対的な位置関係が３次元で変化するようになる。

また、切削装置９０において、入力された切削データに基づいて、モーター４８により回動部材１６をＸ軸周りで回転するとともに、モーター１８−２により回転部材２０をＹ軸周りで回転する。

これにより、ワーク保持装置１０を備えた切削装置９０においては、ワーク保持部材２２に保持されたワーク２００に対して、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２を任意の場所において任意の角度で当接することができる。

以上において説明したように、本発明によるワーク保持装置５０は、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動することが可能な切削装置３００のベース部材１０２上に固定的に配設するようにした。

そして、モーター８８の駆動により回転する回転軸６８に接続された回動部材５６に、駆動部材５８を接続し、駆動部材５８においてモーター５８−２により回転する回転軸７８に、ワーク保持部材６２を接続するようにした。なお、このとき、回転軸６８の中心軸Ｏ５と回転軸７８の中心軸Ｏ６とにワーク保持部材６２の中心が位置するようにした。

これにより、本発明によるワーク保持装置５０においては、移動する機構を設けていないため、移動機構が設けられた従来の技術によるワーク保持装置１００のように、切削屑による移動に関する不具合を生じることはない。

また、本発明によるワーク保持装置５０においては、ワーク保持部材６２を囲む枠体や、Ｙ軸方向に移動するためのテーブルなどの構成が設けられていないため、従来の技術によるワーク保持装置１００よりも軽量化することが可能となる。

さらに、本発明によるワーク保持装置５０は、回動部材５６において、回転軸６８と接続される一方の端部５６ａ近傍の面積が広く形成されている。

このため、本発明によるワーク保持装置５０においては、回転軸６８に切削屑が入り込み難くなる。

また、本発明によるワーク保持装置５０は、回転軸６８がモーター８８の回転をベルト７２により伝達するようにし、回転軸７８がモーター５８−２の回転をベルト８６により伝達するようにした。

これにより、本発明によるワーク保持装置５０においては、モーターの回転を伝達するための構成において、面倒なバックラッシュの調整を行う必要がなくなり、部品の作成が容易になり、ワーク保持装置５０の作製が容易になる。

従って、本発明によるワーク保持装置５０によれば、従来の技術によるワーク保持装置１００と比較して、簡単な構成で、容易に作製することができるようになる。

また、本発明によるワーク保持装置１０は、ワーク保持部材２２と直接接続された回転部材２０においては、ワーク保持部材２２を固定的に配設するようにした。そして、回転部材２０の後方部材２０−３において回転軸３８に固定するようにした。

これにより、本発明によるワーク保持装置１０においては、従来の技術によるワーク保持装置１００（ワーク２００を保持する枠体１２８と直接接続された枠体１２６において、枠体１２８が回転自在に配設された構成）と比較して、回転部分に切削屑が入り込み難くなる。

従って、本発明によるワーク保持装置１０によれば、従来の技術によるワーク保持装置１００と比較して、回転部材における回転に不具合が生じにくくなる。

また、本発明によるワーク保持装置１０は、回転軸２８はモーター４８の回転をベルト３２により伝達するようにし、回転軸３８はモーター１８−２の回転をベルト４６により伝達するようにした。

これにより、本発明によるワーク保持装置１０においては、モーターの回転を伝達するための構成において、面倒なバックラッシュの調整を行う必要がなくなり、部品の作製が容易になり、ワーク保持装置１０の作製が容易になる。

従って、本発明によるワーク保持装置１０によれば、従来の技術によるワーク保持装置１００と比較して、簡単な構成で、容易に作製することができるようになる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、第２の実施の形態によるワーク保持装置１０において、基台部材１４の下面１４ｃに係合部３４を設け、この係合部３４がガイドレール１２と係合し、基台部材１４に設けられた駆動部（図示せず。）により基台部材１４がガイドレール１２上を移動することで、ワーク保持装置１０をＹ軸方向で移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、ワーク保持装置１０において、基台部材１４をテーブル１２２上に固定的に配設し、テーブル１２２によってワーク保持装置１０をＹ軸方向に移動するようにしてもよい。なお、このときには、基台部材１４に係合部３４および駆動部（図示せず。）を設ける必要はなくなる。

（２）上記した実施の形態においては、第２の実施の形態によるワーク保持装置１０において、基台部材１４がガイドレール１２上を移動することにより、ワーク保持装置１０がＹ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、切削装置９０において加工工具１３２がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能な構成であれば、基台部材１４をベース部材１０２上に固定して配設するようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、第１の実施の形態によるワーク保持部材６２および第２の実施の形態によるワーク保持部材２２を略円形形状の枠体としたが、これに限られるものではないことは勿論である、略矩形形状の枠体としてもよい。

（４）上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、ワーク保持装置１０を搭載する切削装置９０およびワーク保持装置５０を搭載する切削装置３００としては、例えば、ワーク２００としてデンタル用セラミックを用い、デンタル用セラミックを所望の形状に切削する義歯加工装置としてもよい。

（５）上記した実施の形態においては、第１の実施の形態によるワーク保持装置５０において、プーリー６６とプーリー７０との間に無端状のベルト７２が配設されており、プーリー６６、７０およびベルト７２が切削装置３００の切削処理を行う空間内にむき出しに形成されているが、こうした構成の周りを覆うカバーを設けて、プーリー６６、７０やベルト７２の周りの空間と、切削装置３００の切削処理を行う空間とをカバーにより隔てるようにしてもよい。

また、第１の実施の形態によるワーク保持装置５０において、プーリー８０とプーリー８４との間に無端状のベルト８６が配設されており、プーリー８０、８４およびベルト８６が切削装置３００の切削処理を行う空間内にむき出しに形成されているが、こうした構成の周りを覆うカバーを設けて、プーリー８０、８４やベルト８６の周りの空間と、切削装置３００の切削処理を行う空間とをカバーにより隔てるようにしてもよい。

さらに、第２の実施の形態によるワーク保持装置１０において、プーリー２６とプーリー３０との間に無端状のベルト３２が配設されており、プーリー２６、３０およびベルト３２が切削装置９０の切削処理を行う空間内にむき出しに形成されているが、こうした構成の周りを覆うカバーを設けて、プーリー２６、３０やベルト３２の周りの空間と、切削装置９０の切削処理を行う空間とをカバーにより隔てるようにしてもよい。

さらにまた、第２の実施の形態によるワーク保持装置１０において、プーリー４０とプーリー４４との間に無端状のベルト４６が配設されており、プーリー４０、４４およびベルト４６が切削装置９０の切削処理を行う空間内にむき出しに形成されているが、こうした構成の周りを覆うカバーを設けて、プーリー４０、４４やベルト４６の周りの空間と、切削装置９０の切削処理を行う空間とをカバーにより隔てるようにしてもよい。

これにより、切削屑がプーリーとベルトとの間に入り込むことがなくなり、回転軸２８、３８の回転に不具合を生じさせることがなくなる。

（６）上記した実施の形態においては、第１の実施の形態によるワーク保持装置５０において、回動部材５６の回転角度を２５°としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、０°より大きく、２５°より小さい回転角度としてもよいし、２５°より大きく、３６０°以下の回転角度としてもよい。

また、第２の実施の形態によるワーク保持装置１０において、回動部材１６の回転角度が３０°となるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、０°より大きく、３０°より小さい回転角度としてもよいし、３０°より大きく、３６０°以下の回転角度としてもよい。

（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、切削装置などにおいてワークを保持する際に用いて好適である。

１０、５０、１２０ ワーク保持装置、１４、５４ 基台部材、１６、５６ 回動部材、１８、５８ 駆動部材、２０ 回転部材、２２、６２ ワーク保持部材、２４、２８、３８、４２、６４、６８、７８、８２ 回転軸、２６、３０、４０、４４、６６、７０、８０、８４ プーリー、３２、４６、７２、８６ ベルト、９０、１００、３００ 切削装置、２００ ワーク

Claims (8)

1. ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に移動する主軸に取り付けられた加工工具とワークとの位置関係が相対的に３次元で変化する切削装置に配設されるワーク保持装置において、
   第１の駆動手段が設けられるとともに、前記第１の駆動手段によりＸ軸周りに回転する第１の回転軸が設けられた基台部材と、
   前記第１の回転軸の先端部が一方の端部近傍において配設され、前記第１の回転軸の回転によりＸ軸周りに回動する略Ｌ字形状の回動部材と、
   第２の駆動手段が設けられるとともに、前記第２の駆動手段によりＹ軸周りに回転する第２の回転軸が設けられ、前記回動部材の他方の端部に固定的に配設された駆動部材と、
   前記ワークを保持し、前記第２の回転軸の先端部に固定的に配設されたワーク保持部材と
   を有することを特徴とするワーク保持装置。
2. 請求項１に記載のワーク保持装置において、
   前記回動部材は、他方の端部近傍において屈曲部が形成され、前記屈曲部から前記一方の端部に向かうに従って、Ｚ軸方向の長さが長くなるとともに、前記一方の端部は略円弧形状である
   ことを特徴とするワーク保持装置。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記基台部材は、前記切削装置に固定的に配設される
   ことを特徴とするワーク保持装置。
4. 請求項１に記載のワーク保持装置において、
   前記第２の回転軸の先端部には略コ字形状の部材が設けられ、該部材に前記ワーク保持部材が固定的に配設される
   ことを特徴とするワーク保持装置。
5. 請求項１または４のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記基台部材は、前記切削装置においてＹ軸方向に移動自在に配設される
   ことを特徴とするワーク保持装置。
6. 請求項１、２、３、４、または５のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記第１の駆動手段は、第１のベルトを介して前記第１の回転軸を回転し、
   前記第２の駆動手段は、第２のベルトを介して前記第２の回転軸を回転する
   ことを特徴とするワーク保持装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記ワーク保持部材の中心は、前記第１の回転軸の中心軸上に位置するとともに、前記第２の回転軸の中心軸上に位置する
   ことを特徴とするワーク保持装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記ワークは、デンタル用セラミックであり、
   前記加工工具により前記ワーク保持部材に保持された前記デンタル用セラミックが切削処理される
   ことを特徴とするワーク保持装置。

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