JP2018069291A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】板材料をクランプするための工数を低減すること。【解決手段】第３クランプ３０及び第４クランプ４０と基体３との間に介設され、第３クランプ３０及び第４クランプ４０の第１クランプ１０及び第２クランプ２０に対する相対変位をガイドするリニアガイド３ｃを備え、第３クランプ３０及び第４クランプ４０が一体に形成されるので、第３クランプ３０及び第４クランプ４０をリニアガイド３ｃに沿ってスライドさせることにより、板材料Ｐの２辺のクランプ位置に第３クランプ３０及び第４クランプ４０を同時に配置させることができる。即ち、板材料Ｐの加工ごとにクランプ位置を調整する場合、板材料Ｐの２辺に対して一つの動作でクランプ位置を調整することができる。よって、板材料Ｐをクランプするための工数を低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工機に関し、特に、板材料をクランプするための工数を低減できるレーザ加工機に関する。

被加工物である矩形の板材料をレーザ加工機で加工する際に、その板材料の４辺をクランプする技術が知られている。例えば、特許文献１には、メタルマスク１を取り囲む位置にテンションユニット１３が配設されるマスク枠貼り装置１０が開示される。このマスク枠貼り装置１０によれば、テンションユニット１３が備える固定爪１７ａにメタルマスク１を載せた状態で、可動爪１７ｂをエアシリンダで駆動させることにより、メタルマスク１の４辺を複数のクランプ１７によってクランプすることが可能とされる。

特開２００６−１５２４１１号公報（例えば、図３，４）

しかしながら、上述した従来の技術では、メタルマスク１の加工ごとにクランプ位置を調整する場合、メタルマスク１をクランプする各クランプ１７（例えば、メタルマスク１の２辺のクランプ位置を調整するためには、その２辺をクランプする各クランプ１７）に対して、クランプ位置の調整を行わなければならない。よって、レーザ加工機へ板材料をクランプするための工数が増大するという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、板材料をクランプするための工数を低減できるレーザ加工機を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載のレーザ加工機は、基体と、その基体に第１方向に沿って配設される第１クランプと、平面視において前記第１方向とは垂直な第２方向に沿って前記基体に配設される第２クランプと、前記第１クランプに所定間隔を隔てて対向する姿勢で前記基体に配設される第３クランプと、前記第２クランプに所定間隔を隔てて対向する姿勢で前記基体に配設される第４クランプとを備え、それら第１クランプ、第２クランプ、第３クランプ及び第４クランプによって矩形の板材料がクランプされるものであり、前記第３クランプ及び前記第４クランプと前記基体との間に介設され、前記第３クランプ及び前記第４クランプの前記第１クランプ及び前記第２クランプに対する相対変位をガイドするガイド部材を備え、前記第３クランプ及び前記第４クランプは、一体に形成され、前記ガイド部材は、前記第１方向に対して傾斜する方向に沿って延設される。

請求項２記載のレーザ加工機は、請求項１記載のレーザ加工機において、前記板材料の前記基体側の面を支持する支持部材と、その支持部材を挟んで前記基体とは反対側に配設される加工ヘッドとを備え、前記第１クランプ、前記第２クランプ及び前記第４クランプは、作業者の操作によって前記支持部材との間で前記板材料をクランプする手動クランプ部材を備え、前記第３クランプは、前記板材料のクランプ位置への配置に伴って前記支持部材との間で前記板材料をクランプする自動クランプ部材を備える。

請求項３記載のレーザ加工機は、請求項２記載のレーザ加工機において、前記第３クランプは、前記板材料の端部に当接する当接部を有する突き当て部材を備え、前記自動クランプ部材は、前記支持部材との間で前記板材料をクランプするクランプ面と、そのクランプ面に連設されて前記第１クランプ側へ突出して形成されると共に前記第１クランプ側に近付くにつれて前記基体から離間する方向へ傾斜して形成される傾斜面とを備え、弾性体によって前記支持部材側への付勢力が付与され、前記突き当て部材は、前記クランプ面を挟んで前記第１クランプとは反対側に配設される。

請求項４記載のレーザ加工機は、請求項３記載のレーザ加工機において、前記突き当て部材の当接部は、前記基体側の端部が前記支持部材の前記クランプ面側の端部よりも前記基体側に位置する。

請求項５記載のレーザ加工機は、請求項４記載のレーザ加工機において、前記支持部材は、前記基体側から立設して形成されると共に前記第２方向に沿って複数が配設され、前記複数の支持部材は、前記第１方向に沿ってそれぞれ延設されると共に前記基体に対してそれぞれ着脱可能に形成され、前記第４クランプは、前記板材料の端部に当接する突き当て部材が非形成とされる。

請求項６記載のレーザ加工機は、請求項５記載のレーザ加工機において、前記複数の支持部材は、その延設方向に沿って所定のピッチで形成されると共に前記クランプ面側へ向けて凸形状に形成される複数の凸部をそれぞれ備え、前記複数の支持部材それぞれの凸部の頂が前記第２方向に沿った位置に形成される。

請求項１記載のレーザ加工機によれば、第３クランプ及び第４クランプと基体との間に介設され、第３クランプ及び第４クランプの第１クランプ及び第２クランプに対する相対変位をガイドするガイド部材を備え、第３クランプ及び第４クランプが一体に形成され、ガイド部材は、第１方向に対して傾斜する方向に沿って延設されるので、第３クランプ及び第４クランプをガイド部材に沿ってスライドさせることにより、板材料の２辺のクランプ位置に第３クランプ及び第４クランプを同時に配置させることができる。即ち、板材料の加工ごとにクランプ位置を調整する場合、第３クランプ及び第４クランプをスライドさせる一つの動作によって板材料の２辺のクランプ位置を調整することができる。よって、板材料をクランプするための工数を低減できるという効果がある。

更に、ガイド部材は、第１方向に対して傾斜する方向に沿って延設されるので、相似形状の板材料であれば、寸法が異なる板材料であっても、第３クランプ及び第４クランプをスライドさせる一つの動作によってクランプ位置を調整することができるという効果がある。

請求項２記載のレーザ加工機によれば、請求項１記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、板材料の基体側の面を支持する支持部材と、その支持部材を挟んで基体とは反対側に配設される加工ヘッドとを備え、第１クランプ、第２クランプ及び第４クランプは、作業者の操作によって支持部材との間で板材料をクランプする手動クランプ部材を備え、第３クランプは、板材料のクランプ位置への配置に伴って支持部材との間で板材料をクランプする自動クランプ部材を備えるので、第３クランプによる板材料のクランプを、自動クランプ部材によって自動で（作業者の操作を不要として）行うことができる。よって、第１クランプを作業者側に配設することにより、加工ヘッドを挟んで作業者とは反対側の板材料の辺をクランプする際に、作業者が加工ヘッドに接触することを抑制できるという効果がある。

この場合、第３クランプのみに自動クランプ部材を用いることにより、板材料の４辺の全てを自動クランプ部材によってクランプする（例えば、自動クランプ部材としてアクチュエータを用いる）場合に比べ、レーザ加工機の製品コストを低減できるという効果がある。

更に、第１クランプ、第２クランプ及び第４クランプに手動クランプ部材を用いることにより、板材料の３辺を強固にクランプすることができるので、第３クランプは比較的弱いクランプ力に設定することができる。よって、例えば、自動クランプ部材としてアクチュエータ（例えば、エアシリンダや油圧シリンダ）を用いる場合であっても、装置が大型化する（例えば、エアシリンダを用いる場合であれば、シリンダが大型化する）ことを抑制できるという効果がある。

請求項３記載のレーザ加工機によれば、請求項２記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、自動クランプ部材は、支持部材との間で板材料をクランプするクランプ面と、そのクランプ面に連設されて第１クランプ側へ突出して形成されると共に第１クランプ側に近付くにつれて基体から離間する方向へ傾斜して形成される傾斜面とを備え、弾性体によって支持部材側への付勢力が付与されるので、第３クランプを板材料側にスライドさせた場合、傾斜面が板材料の端部に対して摺動し、弾性体の付勢力に抗して自動クランプ部材が持ち上げられる。

よって、弾性体の付勢力によって、板材料を自動で（作業者の操作を不要として）クランプすることができる。また、自動クランプ部材が持ち上げられた後、継続して第３クランプをスライドさせることにより、クランプ面を挟んで第１クランプとは反対側に配設される突き当て部材に板材料が当接するので、第３クランプの位置決めを行うことができる。

即ち、第３クランプによる板材料のクランプと、第３クランプ及び第４クランプのクランプ位置の位置決めとを、第３クランプを板材料側へスライドさせる一つの動作で行うことができるという効果がある。更に、アクチュエータ（例えば、エアシリンダや油圧シリンダ）を用いることなく、自動クランプ部材によって自動で板材料をクランプすることができるので、レーザ加工機の製品コストを低減できるという効果がある。

請求項４記載のレーザ加工機によれば、請求項３記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、突き当て部材の当接部は、基体側の端部が支持部材のクランプ面側の端部よりも基体側に位置するので、板材料の端部と突き当て部材の当接部との接触面積を確保し、板材料に対する第３クランプの位置決めを確実に行うことができるという効果がある。

請求項５記載のレーザ加工機によれば、請求項４記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、支持部材は、基体側から立設して形成されると共に第２方向に沿って複数が配設され、それら複数の支持部材は、第１方向に沿ってそれぞれ延設されると共に基体に対してそれぞれ着脱可能に形成され、第４クランプは、板材料の端部に当接する突き当て部材が非形成とされるので、複数の支持部材どうしの対向間隔に応じた寸法で板材料をあらかじめ形成することにより、自動クランプ部材と支持部材とによって板材料をクランプすることができる。この場合、第３クランプが突き当て部材を備える場合であっても、支持部材を基体に対して着脱することにより、寸法の異なる板材料を第３クランプによってクランプすることができる。

また、第４クランプは、板材料の端部に当接する突き当て部材が非形成とされ、第４クランプが支持部材に当接することを抑制できるので、寸法の異なる板材料をクランプする場合に、支持部材の延設方向における寸法（延設長さ）を変更する必要がない。よって、支持部材を着脱することにより、第３クランプ及び第４クランプによって寸法の異なる板材料を容易にクランプすることができるという効果がある。

請求項６記載のレーザ加工機によれば、請求項５記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、複数の支持部材は、その延設方向に沿って所定のピッチで形成されると共にクランプ面側へ向けて凸形状に形成される複数の凸部をそれぞれ備え、複数の支持部材のそれぞれの凸部の頂が第２方向に沿った位置に形成されるので、支持部材が凸部を備える場合であっても、複数の支持部材それぞれにおける凸部の頂（第２方向に沿った位置に形成される凸部の頂）と第４クランプのクランプ部材とによって板材料を安定してクランプすることができるという効果がある。

本発明の一実施形態におけるレーザ加工機の上面図である。 （ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線における部分拡大断面図であり、（ｂ）は、図１のＩＩｂ−ＩＩｂ線における部分拡大断面図である。 （ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における部分拡大断面図であり、（ｂ）は、図１のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における部分拡大断面図である。 （ａ）は、板材料が載置された状態を示すレーザ加工機の上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の状態から板材料がクランプされた状態を示すレーザ加工機の上面図である。 （ａ）は、図４（ａ）のＶａ−Ｖａ線における部分拡大断面図であり、（ｂ）は、図４（ｂ）のＶｂ−Ｖｂ線における部分拡大断面図である。 （ａ）は、図４（ａ）のＶＩａ−ＶＩａ線における部分拡大断面図であり、（ｂ）は、図４（ｂ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における部分拡大断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるレーザ加工機１の上面図である。なお、図１では、理解を容易にするために、レーザ加工機１の一部が省略されると共に、模式的に図示される。

図１に示すように、レーザ加工機１は、レーザ光を照射するための加工ヘッド２と、基体３と、その基体３の上面（図１の紙面手前側の面）に配設される保持部材４と、その保持部材４に保持される支持部材５と、基体３に第１方向（図１の左右方向）に沿って配設される第１クランプ１０と、第２方向（図１の上下方向）に沿って基体３に配設される第２クランプ２０と、第１クランプ１０に所定間隔を隔てて対向する姿勢で配設されると共に第１方向に沿って延設される第３クランプ３０と、第２クランプ２０に所定間隔を隔てて対向する姿勢で配設されると共に第２方向に沿って延設される第４クランプ４０とを備える。なお、「第２方向」とは、平面視において第１方向とは垂直な方向と定義し、以下の説明においても同様とする。

このレーザ加工機１は、矩形金属材料の板材料Ｐ（本実施形態では、略５５０ｍｍ角の正方形で、厚さ略１ｍｍのアルミ板）へ向けて加工ヘッド２からレーザ光を照射し、所定の開口部や溝を板材料Ｐに形成するための装置である。加工ヘッド２は、第１クランプ１０、第２クランプ２０、第３クランプ３０及び第４クランプ４０によって取り囲まれる矩形の領域の上方（即ち、支持部材５を挟んで基体３とは反対側）に配設される。

基体３は、各部材が配設されるベースとなる部材である。この基体３は、下方に向けて略直方体形状に凹設される凹部３ａを備え、その凹部３ａにおける第２クランプ２０側および第４クランプ４０側の壁面には、支持部材５の長手方向両端部を保持するための凹溝３ｂが、第２方向に沿って複数形成される。

また、基体３には、第３クランプ３０及び第４クランプ４０の第１クランプ１０及び第２クランプ２０に対する相対変位をガイドするための一対のリニアガイド３ｃが配設される。それら一対のリニアガイド３ｃは、基体３側に固定されるガイド３ｃ１と、第３クランプ３０及び第４クランプ４０に固定されるレール３ｃ２とをそれぞれ備え、平面視において第１方向に対して傾斜した方向（本実施形態では、４５°）に沿ってそれぞれ配設される。

保持部材４は、第２クランプ２０と第４クランプ４０との対向間で支持部材５の長手方向における略中央部分を保持するための部材であり、第２方向に沿って延設される。この保持部材４には、支持部材５の延設方向に沿って形成されると共に基体３側へ向けて凹設される凹溝４ａが形成され、この凹溝４ａは、保持部材４の延設方向に沿って複数配設される。

支持部材５は、板材料Ｐを下方から支持するための部材であり、第１方向に沿って延設され、その長手方向両端が凹溝３ｂに支持されると共に、第２方向に沿って複数が所定のピッチ（本実施形態では、５０ｍｍ間隔）で配設される。この支持部材５は、保持部材４を挟んで第２クランプ２０側および第４クランプ４０側に一対に配設される第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを備え、それら第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂは、それぞれの両端が凹溝３ｂ及び凹溝４ａに支持（嵌合）される。

第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂは、金属材料（本実施形態では、ステンレス）から平板状にそれぞれ形成されると共に、その延設方向（第１方向）に沿って所定のピッチで形成される複数の山形５ａ１，５ｂ１（図２，３参照）をそれぞれ備える。

これら複数の山形５ａ１，５ｂ１は、上方（後述するクランプ面１１ｂ１，３３ｂ１，４２ｂ１側。図１の紙面手前側）へ向けて凸形状の山形に形成される。また、複数の第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂのそれぞれの山形５ａ１，５ｂ１は、その頂が第２方向に沿った位置に形成される。

第１クランプ１０及び第２クランプ２０は、基体３に固定され、第１クランプ１０が作業者側に配設される。第３クランプ３０及び第４クランプ４０は、基体３との間にリニアガイド３ｃが介設され、そのリニアガイド３ｃの延設方向に沿って、第１クランプ１０及び第２クランプ２０に対して相対変位可能に形成される。

次に、図２を参照して、第１クランプ１０及び第２クランプ２０の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線における部分拡大断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＩＩｂ−ＩＩｂ線における部分拡大断面図である。なお、図２では、レーザ加工機１の一部を省略して図示している。

また、第１クランプ１０及び第２クランプ２０は、延設される方向が異なること以外は同一の構成のクランプとして形成される。よって、第２クランプ２０には第１クランプ１０と同一の符号を付してその説明は省略する。

図２に示すように、第１クランプ１０（第２クランプ２０）は、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂとの間で板材料Ｐをクランプするための手動クランプ部材１１と、その手動クランプ部材１１に対して第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂ側へのクランプ力を付与するための複数のボルト１２と、アンクランプ時に手動クランプ部材１１を上方へ持ち上げるためのスプリングプランジャ１３（摺動部材）とを備える（スプリングプランジャ１３は、図１参照）。

手動クランプ部材１１は、基体３の上面に配設される被締結部１１ａと、その被締結部１１ａの端部（凹部３ａ側の端部）から垂下されると共に第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂと上下方向（図２の上下方向）で対向して配設されるクランプ部１１ｂとを備える。

被締結部１１ａには、その上下方向に沿って貫通して形成される複数の貫通孔が形成され、その貫通孔にボルト１２が挿入される。ボルト１２は、第１クランプ１０（第２クランプ２０）の延設方向に沿って複数（本実施形態では、６個）配設されると共にその下端側におねじが刻設される。このおねじを基体３に凹設されるめねじに螺合させることにより、手動クランプ部材１１にクランプ力が付与される。

スプリングプランジャ１３は、第１クランプ１０（第２クランプ２０）の延設方向に沿って複数（本実施形態では、４個）配設されると共に、その下端が基体３に固着され、このスプリングプランジャ１３により、手動クランプ部材１１が上方へ（アンクランプ時に、後述するクランプ面１１ｂ１と山形５ａ１，５ｂ１とが離間する方向に）付勢される。

クランプ部１１ｂには、板材料Ｐが載置される平面に平行な平面として形成されると共に山形５ａ１，５ｂ１の頂に上下方向で対向するクランプ面１１ｂ１と、そのクランプ面１１ｂ１に連設される傾斜面１１ｂ２とが形成される。

この傾斜面１１ｂ２は、第３クランプ３０側（第２クランプ２０の傾斜面１１ｂ２は、第４クランプ４０側）へ向けて突出して形成され、その突出先端側ほど基体３から離間する方向（上方）へ傾斜した姿勢で形成される。

次に、図３を参照して、第３クランプ３０及び第４クランプ４０の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における部分拡大断面図であり、図３（ｂ）は、図１のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における部分拡大断面図である。なお、図３では、レーザ加工機１の一部を省略して図示している。

図３（ａ）に示すように、第３クランプ３０は、リニアガイド３ｃのレール３ｃ２が固着される本体部３１と、その本体部３１の第１クランプ１０側（図３（ａ）の右側）の端部に配設される突き当て部材３２と、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂとの間で板材料Ｐをクランプするための自動クランプ部材３３と、その自動クランプ部材３３に挿通されるボルト３４と、そのボルト３４の頭部と自動クランプ部材３３との間に介設されるスプリング３５とを備える。

突き当て部材３２は、後述するクランプ面３３ｂ１を挟んで第１クランプ１０とは反対側に配設され、第３クランプ３０及び第４クランプ４０のクランプ位置の位置決めを行うための部材である。突き当て部材３２には、第１クランプ１０側に当接部３２ａが形成され、この当接部３２ａが板材料Ｐの端部に当接される。

当接部３２ａは、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上端に沿った平面に対して垂直かつ第１方向に沿った平坦面として形成され、その基体３側の端部（図３の下側の端部）が、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上端（山形５ａ１，５ｂ１の頂）よりも基体３側（下方）に位置して形成される。

自動クランプ部材３３は、本体部３１の上面に配設される被押圧部３３ａと、その被押圧部３３ａの第１クランプ１０側（図３（ａ）の右側）の端部から垂下されると共に第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂと上下方向（図３（ａ）の上下方向）で対向して配設されるクランプ部３３ｂとを備える。

被押圧部３３ａには、その上下方向に沿って貫通して形成される複数の貫通孔が形成され、その貫通孔にボルト３４が挿入される。ボルト３４は、第３クランプ３０の延設方向に沿って複数（本実施形態では、４個）配設されると共にその下端側におねじが刻設される。このおねじと本体部３１に凹設されるめねじとが螺合されることにより、ボルト３４が被押圧部３３ａの貫通孔を介して本体部３１に立設する態様で配設される。

このボルト３４の頭部と被押圧部３３ａの上面との間にスプリング３５が介設され、被押圧部３３ａにはスプリング３５の弾性回復力による押圧力が付与される。これにより、自動クランプ部材３３は、スプリング３５によって第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂ側に付勢される。

クランプ部３３ｂには、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上端に沿った平面に平行に形成されると共に、それら第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂ（山形５ａ１，５ｂ１の頂）と上下方向で対向するクランプ面３３ｂ１と、そのクランプ面３３ｂ１に連設され、第１クランプ１０側へ向けて突出して形成されると共にその突出先端側ほど基体３から離間する方向へ傾斜した姿勢で形成される傾斜面３３ｂ２とが形成される。

図３（ｂ）に示すように、第４クランプ４０は、リニアガイド３ｃのレール３ｃ２が固着される本体部４１と、その本体部４１の上面に配設される手動クランプ部材４２と、その手動クランプ部材４２に挿通されるボルト４３と、アンクランプ時に手動クランプ部材４２を上方へ持ち上げるためのスプリングプランジャ４４と、本体部４１の上面に配設されるハンドル４５とを備える（スプリングプランジャ４４は、図１参照）。

この第４クランプ４０の本体部４１と第３クランプ３０の本体部３１とが連結部材６を介して連結されることで、第３クランプ３０及び第４クランプ４０が一体に形成される。これにより、第３クランプ３０及び第４クランプ４０は、第１クランプ１０及び第２クランプ２０に対して同時に近接または離間する方向へ相対変位可能に形成される。

手動クランプ部材４２は、本体部４１の上面に配設される被締結部４２ａと、その被締結部４２ａの第２クランプ２０側（図３の左側）の端部から垂下されると共に第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂと上下方向（図３（ｂ）の上下方向）で対向して配設されるクランプ部４２ｂとを備える。

被締結部４２ａには、その上下方向に沿って貫通して形成される複数の貫通孔が形成され、その貫通孔にボルト４３が挿入される。ボルト４３は、第４クランプ４０の延設方向に沿って複数（本実施形態では、４個）配設されると共にその下端側におねじが刻設される。このおねじを本体部４１に凹設されるめねじに螺合させることにより、手動クランプ部材４２にクランプ力が付与される。

スプリングプランジャ４４は、第４クランプ４０の延設方向に沿って複数（本実施形態では、４個）配設され、このスプリングプランジャ４４により、手動クランプ部材４２が上方へ（アンクランプ時に、後述するクランプ面４２ｂ１と山形５ｂ１とが離間するように）付勢される。

クランプ部４２ｂには、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上端に沿った平面に平行に形成されると共に、第２支持部材５ｂの山形５ｂ１の頂と上下方向で対向するクランプ面４２ｂ１と、そのクランプ面４２ｂ１に連設され、第２クランプ２０側へ向けて突出して形成されると共にその突出先端側ほど基体３から離間する方向へ傾斜した姿勢で形成される傾斜面４２ｂ２とが形成される。

次に、図４から図６を参照して、板材料Ｐをクランプする方法について説明する。図４（ａ）は、板材料Ｐが載置された状態を示すレーザ加工機１の上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から板材料Ｐがクランプされた状態を示すレーザ加工機１の上面図である。図５（ａ）は、図４（ａ）のＶａ−Ｖａ線における部分拡大断面図であり、図５（ｂ）は、図４（ｂ）のＶｂ−Ｖｂ線における部分拡大断面図である。図６（ａ）は、図４（ａ）のＶＩａ−ＶＩａ線における部分拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図４（ｂ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における部分拡大断面図である。なお、図４〜図６では、レーザ加工機１の一部を省略して図示している。

図４に示すように、レーザ加工機１に板材料Ｐをクランプする場合、板材料Ｐを第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上面（各山形５ａ１，５ｂ１の頂）に載置し、板材料Ｐを第１クランプ１０及び第２クランプ２０側へスライドさせる。

この場合、第１クランプ１０及び第２クランプ２０の手動クランプ部材１１は、スプリングプランジャ１３によって上方へ付勢されているので（図２参照）、板材料Ｐを第１クランプ１０及び第２クランプ２０側へスライドさせることにより、板材料Ｐが基体３（凹部３ａの壁面）に当接してそのクランプ位置が位置決めされる。即ち、板材料Ｐの２辺に対する第１クランプ１０及び第２クランプ２０（手動クランプ部材１１）の位置決めを、第１クランプ１０及び第２クランプ２０側へ板材料Ｐをスライドさせる一つの動作によって行うことができる。

板材料Ｐの第１クランプ１０及び第２クランプ２０に対する位置決めを行った後、ボルト１２を基体３のめねじに螺合させることにより、そのボルト１２の締結力によって板材料Ｐの２辺がクランプされる。

この２辺がクランプされた板材料Ｐに対し、第３クランプ３０及び第４クランプ４０をハンドル４５によって第１クランプ１０及び第２クランプ２０側に引き寄せることにより、第３クランプ３０及び第４クランプ４０がリニアガイド３ｃによってスライド変位される。よって、板材料Ｐの２辺（第１クランプ１０及び第２クランプ２０にクランプされていない２辺）のクランプ位置に第３クランプ３０及び第４クランプ４０を同時に配置させることができる。

即ち、板材料Ｐの加工ごとにその板材料Ｐに対するクランプ位置を調整する場合、第３クランプ３０及び第４クランプ４０をスライドさせる一つの動作によってクランプ位置の調整を行うことができる。よって、板材料Ｐをクランプするための工数を低減できる。

この場合、リニアガイド３ｃが第１方向に対して傾斜する方向に沿って延設されるので、寸法の異なる板材料Ｐであっても、相似形状であれば、第３クランプ３０及び第４クランプ４０をスライドさせる一つの動作によってクランプ位置を調整することができる。

特に本実施形態では、リニアガイド３ｃが第１方向に対して４５°の角度で傾斜した姿勢で配設されるので、寸法の異なる板材料Ｐであっても、正方形の板材料Ｐであれば、第３クランプ３０及び第４クランプ４０によってクランプすることができる。

図５に示すように、第３クランプ３０及び第４クランプ４０をスライドさせた場合、第３クランプ３０の自動クランプ部材３３が傾斜面３３ｂ２を備えるので、傾斜面３３ｂ２が板材料Ｐの端部に対して摺動することで自動クランプ部材３３が上方へ持ち上がる。

この場合、自動クランプ部材３３は、スプリング３５によって下方に付勢されているので、板材料Ｐが傾斜面３３ｂ２を摺動すると、かかる付勢力に抗して自動クランプ部材３３が持ち上がる。よって、自動クランプ部材３３を持ち上げた板材料Ｐには、スプリング３５の弾性回復力が作用し、自動で（例えば、作業者によるボルトの締結を不要として）クランプ力が付与される。

よって、例えば、アクチュエータ（例えば、エアシリンダや油圧シリンダ）を用いることなく、自動クランプ部材３３によって自動で板材料Ｐをクランプすることができるので、レーザ加工機１の製品コストを低減できる。

ここで、第１クランプ１０が作業者側に配設される場合、第３クランプ３０をクランプする際に、作業者が加工ヘッド２に接触する場合があり、例えば、第３クランプを手動のクランプから構成すると、作業者が危険に晒されることや、作業効率が低下するという問題点があった。特に、板材料Ｐの寸法が５００ｍｍ角を超える場合には、作業者が第３クランプ３０側へ身を乗り出す必要があるため、その問題が顕著になる。

これに対して、本実施形態のレーザ加工機１によれば、加工ヘッド２を挟んで第１クランプ１０（作業者側）とは反対側の第３クランプ３０を自動クランプ部材３３によって自動で（作業者の操作を不要として）クランプすることができる。よって、作業者が第３クランプ３０を操作する必要がないため、作業者が危険に晒されることや、作業効率が低下することを抑制できる。

また、自動クランプ部材３３が板材料Ｐによって持ち上げられた後、継続して第３クランプ３０及び第４クランプ４０をスライドさせることにより、当接部３２ａに板材料Ｐが当接するので、第３クランプ３０及び第４クランプ４０のクランプ位置の位置決めを行うことができる。即ち、第３クランプ３０による板材料Ｐのクランプと、第３クランプ３０及び第４クランプ４０のクランプ位置の位置決めとを、第３クランプ３０及び第４クランプ４０を板材料Ｐ側へスライドさせる一つの動作で行うことができる。

更に、当接部３２ａの基体３側の端部が山形５ａ１，５ｂ１の頂よりも基体３側に位置して形成されるので、板材料Ｐの端部と当接部３２ａとの接触面積を確保し、それらを確実に当接させることができる。よって、板材料Ｐの端部に対する第３クランプ３０の位置決めを確実に行うことができる。

ここで、当接部３２ａの基体３側の端部が山形５ａ１，５ｂ１の頂よりも基体３側に位置して形成される場合、第３クランプ３０は、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを乗り越えてスライドすることができない。

これに対して、本実施形態のレーザ加工機１によれば、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂが基体３に対して着脱可能に設置されると共に、第１方向に沿って延設されるので、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを着脱することにより、寸法の異なる板材料Ｐを第３クランプ３０によってクランプすることができる。

即ち、複数の第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの第２方向における対向間隔（本実施形態では、５０ｍｍ）に合わせて板材料Ｐの寸法をあらかじめ設定しておけば、その板材料Ｐの寸法に合わせて第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを着脱することで、平板状の第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの上端面（山形５ａ１，５ｂ１の頂）と第３クランプ３０とによって種々の寸法の板材料Ｐをクランプすることができる。

よって、自動クランプ部材３３のクランプ力を第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂによって下方から支持することができるので、板材料Ｐに対するクランプ力を高めることができる（第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの対向間で板材料Ｐに対して自動クランプ部材３３のクランプ力が付与されると、板材料Ｐが撓むことにより、クランプ力が弱まる）。

図６に示すように、第４クランプ４０の手動クランプ部材４２は、スプリングプランジャ４４によって上方へ付勢されているので、板材料Ｐの端部が第３クランプ３０の突き当て部材３２に当接すると同時に第４クランプ４０のクランプ位置の位置決めが行われる。この状態でボルト４３を操作し、第４クランプ４０で板材料Ｐをクランプすることにより、板材料Ｐの全ての辺がクランプされる。

この場合、複数の第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂのそれぞれの山形５ａ１，５ｂ１は、その頂が第２方向に沿った位置に形成されるので、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂが山形５ａ１，５ｂ１を備える場合であっても、第２方向に沿った位置に形成される複数の山形５ａ１，５ｂ１の頂と、第４クランプ４０の手動クランプ部材４２とによって板材料Ｐをクランプすることができる。

即ち、山形５ａ１，５ｂ１のピッチ（第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの延設方向におけるピッチ）に合わせてあらかじめ板材料Ｐの寸法を設定することにより、手動クランプ部材４２のクランプ力を山形５ａ１，５ｂ１の頂によって下方から支持することができる。よって、板材料Ｐに対するクランプ力を高めることができる（山形５ａ１，５ｂ１の谷間で板材料Ｐに対して手動クランプ部材４２のクランプ力が付与されると、板材料Ｐが撓むことにより、クランプ力が弱まる）。

ここで、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂが第１方向に沿って延設される場合、例えば、第４クランプ４０に突き当て部材が形成されると、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの着脱のみでは寸法の異なる板材料Ｐをクランプすることが困難となる（寸法の異なる板材料Ｐをクランプするには、その都度、第２支持部材５ｂの長手方向における寸法（延設長さ）を変更しなければならない）。

これに対して、本実施形態のレーザ加工機１によれば、第４クランプ４０には板材料Ｐの端部に当接する突き当て部材が非形成とされるので、第４クランプ４０が第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂに当接することを抑制できる。即ち、寸法の異なる板材料Ｐをクランプする場合に、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの延設方向における寸法（延設長さ）を変更する必要がない。

よって、第1支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを着脱することにより、第３クランプ３０及び第４クランプ４０によって寸法の異なる板材料Ｐを容易にクランプすることができる。この場合、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの一端が保持部材４によって保持されるので、その保持部材４側の端部を上方に持ち上げることで、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを容易に着脱することができる（第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂが一体に形成されると、その着脱時に第２クランプ２０又は第４クランプ４０に当接しやすくなる）。

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能である。

上記実施形態では、第１クランプ１０、第２クランプ２０及び第４クランプ４０が手動のクランプ（手動クランプ部材１１，４２をそれぞれ備えるもの）として形成され、第３クランプ３０が自動のクランプ（自動クランプ部材３３を備えるもの）として形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、全てのクランプを手動または自動のクランプとして構成しても良い。また、手動のクランプ及び自動のクランプを組み合わせても良い。

上記実施形態では、手動クランプ部材１１，４２がボルト１２，４３の締結力によって板材料Ｐにクランプ力を付与する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、手動クランプ部材は、周知の手動クランプとして構成することが可能であり、例えば、カムクランプやトグルクランプが例示される。

上記実施形態では、スプリング３５によって自動クランプ部材３３に付勢力が付与される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第３クランプを自動のクランプとするために、アクチュエータ（例えば、エアシリンダや油圧シリンダ）を用いても良い。

この場合にも、上記実施形態と同様に、第１クランプ１０、第２クランプ２０及び第４クランプ４０を手動のクランプから構成することが好ましい。これにより、板材料の４辺の全てをアクチュエータによってクランプする場合に比べ、レーザ加工機１の製品コストを低減できるという効果がある。

更に、第１クランプ１０、第２クランプ２０及び第４クランプ４０に手動のクランプを用いることにより、板材料Ｐの３辺を強固にクランプすることができるので、第３クランプは比較的弱いクランプ力に設定することができる。よって、例えば、第３クランプにアクチュエータ（例えば、エアシリンダや油圧シリンダ）を用いる場合であっても、装置が大型化する（例えば、エアシリンダを用いる場合であれば、シリンダが大型化する）ことを抑制できる。

上記実施形態では、第３クランプ３０及び第４クランプ４０がリニアガイド３ｃによってスライド変位される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、スライドレールやボールスプラインでスライド変位する構成でも良い。

上記実施形態では、リニアガイド３ｃが第１方向に対して４５°の角度で傾斜して配設される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、少なくとも第１方向に対して傾斜した姿勢で配設されれば良い。この場合、上記実施形態と同様、板材料Ｐの対角方向（即ち、上面視において、第１クランプ１０、第２クランプ２０、第３クランプ３０及び第４クランプ４０によって取り囲まれる矩形の領域における対角方向）に沿ってリニアガイド３ｃを延設することが好ましい。これにより、板材料Ｐが長方形であっても、相似形状であれば、寸法の異なる板材料Ｐをクランプすることができる。

上記実施形態では、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂに山形５ａ１，５ｂ１がそれぞれ形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを矩形の平板状や、針が立設される剣山状にそれぞれ形成しても良い。

上記実施形態では、ハンドル４５によって第１クランプ１０及び第２クランプ２０側に引き寄せる（スライド変位を手動で行う）場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第１クランプ１０及び第２クランプ２０をアクチュエータ（エアシリンダ、油圧シリンダ又はサーボモータ）によってスライドする構成でも良い。

上記実施形態では、支持部材５が第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを備える（即ち、延設方向に沿って一対が配設される）場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、延設方向（第１方向）に沿って３以上の複数の支持部材を配設しても良い。この場合には、各支持部材の延設長さを全て略同一の寸法に設定することが好ましい。これにより、第４クランプ４０に突き当て部材（突き当て部材３２に相当する構成）を設けた場合であっても、各支持部材を着脱することによって種々の寸法の板材料Ｐを各支持部材と第４クランプ４０とによってクランプすることができる。

上記実施形態では、当接部３２ａの基体３側の端部（図３の下側の端部）が、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂにおけるクランプ面３３ｂ１側の端部（山形５ａ１，５ｂ１の頂）よりも基体３側（下方）に位置して形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、当接部３２ａの基体３側の端部に、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの延設方向における山形５ａ１，５ｂ１のピッチと同一のピッチで形成される山形を形成しても良い。

この場合には、当接部３２ａの山形の頂と、山形５ａ１，５ｂ１の谷底とが、それぞれリニアガイド３ｃの延設方向に平行な直線上に位置するように（即ち、当接部３２ａの山形の頂のスライド方向に沿って山形５ａ１，５ｂ１の谷底が位置するように）、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの配設位置（第２方向におけるピッチ）を設定することが好ましい。これにより、第３クランプ３０が突き当て部材３２を備える場合であっても、第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂを取り外すことなくスライド変位させることができる（第１支持部材５ａ及び第２支持部材５ｂの山形と、当接部３２ａの山形とが噛み合う態様で第３クランプ３０をスライドさせることができる）。

上記実施形態では、板材料Ｐが略５５０ｍｍ角の寸法で形成される場合を説明したが、この板材料Ｐの寸法はあくまで例示である。即ち、板材料Ｐの寸法は適宜設定すれば良いが、板材料Ｐが第３クランプ３０及び第４クランプ４０によってクランプされる長さ（第３クランプ３０及び第４クランプ４０の延設長さ）を、板材料Ｐの寸法（辺の長さ）の８割以上の長さに設定すること（例えば、５００ｍｍ角の板材料Ｐであれば、４００ｍｍ以上の長さを第３クランプ３０及び第４クランプ４０でクランプすること）が好ましい。これにより、板材料Ｐを安定してクランプすることができる。

１ レーザ加工機
２ 加工ヘッド
３ 基体
３ｃ リニアガイド（ガイド部材）
５ 支持部材
５ａ１，５ｂ１ 山形（凸部）
１０ 第１クランプ
１１ 手動クランプ部材
２０ 第２クランプ
３０ 第３クランプ
３２ 突き当て部材
３２ａ 当接部
３３ 自動クランプ部材
３３ｂ１ クランプ面
３３ｂ２ 傾斜面
３５ スプリング（弾性体）
４０ 第４クランプ
４２ 手動クランプ部材
Ｐ 板材料

Claims (6)

1. 基体と、その基体に第１方向に沿って配設される第１クランプと、平面視において前記第１方向とは垂直な第２方向に沿って前記基体に配設される第２クランプと、前記第１クランプに所定間隔を隔てて対向する姿勢で前記基体に配設される第３クランプと、前記第２クランプに所定間隔を隔てて対向する姿勢で前記基体に配設される第４クランプとを備え、それら第１クランプ、第２クランプ、第３クランプ及び第４クランプによって矩形の板材料がクランプされるレーザ加工機において、
   前記第３クランプ及び前記第４クランプと前記基体との間に介設され、前記第３クランプ及び前記第４クランプの前記第１クランプ及び前記第２クランプに対する相対変位をガイドするガイド部材を備え、
   前記第３クランプ及び前記第４クランプは、一体に形成され、
   前記ガイド部材は、前記第１方向に対して傾斜する方向に沿って延設されることを特徴とするレーザ加工機。
2. 前記板材料の前記基体側の面を支持する支持部材と、その支持部材を挟んで前記基体とは反対側に配設される加工ヘッドとを備え、
   前記第１クランプ、前記第２クランプ及び前記第４クランプは、作業者の操作によって前記支持部材との間で前記板材料をクランプする手動クランプ部材を備え、
   前記第３クランプは、前記板材料のクランプ位置への配置に伴って前記支持部材との間で前記板材料をクランプする自動クランプ部材を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
3. 前記第３クランプは、前記板材料の端部に当接する当接部を有する突き当て部材を備え、
   前記自動クランプ部材は、前記支持部材との間で前記板材料をクランプするクランプ面と、そのクランプ面に連設されて前記第１クランプ側へ突出して形成されると共に前記第１クランプ側に近付くにつれて前記基体から離間する方向へ傾斜して形成される傾斜面とを備え、弾性体によって前記支持部材側への付勢力が付与され、
   前記突き当て部材は、前記クランプ面を挟んで前記第１クランプとは反対側に配設されることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工機。
4. 前記突き当て部材の当接部は、前記基体側の端部が前記支持部材の前記クランプ面側の端部よりも前記基体側に位置することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工機。
5. 前記支持部材は、前記基体側から立設して形成されると共に前記第２方向に沿って複数が配設され、
   前記複数の支持部材は、前記第１方向に沿ってそれぞれ延設されると共に前記基体に対してそれぞれ着脱可能に形成され、
   前記第４クランプは、前記板材料の端部に当接する突き当て部材が非形成とされることを特徴とする請求項４記載のレーザ加工機。
6. 前記複数の支持部材は、その延設方向に沿って所定のピッチで形成されると共に前記クランプ面側へ向けて凸形状に形成される複数の凸部をそれぞれ備え、
   前記複数の支持部材それぞれの凸部の頂が前記２方向に沿った位置に形成されることを特徴とする請求項５記載のレーザ加工機。

Images