JP2022054575A - ワーク保持治具及び工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な長尺ワークに対しても正確、かつ容易に切削加工等を行うことができるようにしたワーク保持治具及び工作機械を提供する。【解決手段】断面形状が一定の長尺ワークＷを工作機械１００の基台１１０上で固定保持するワーク保持治具であって、長尺ワークＷの断面形状に対応するワーク挿入孔１１が穿設された保持ブロック１０と、保持ブロック１０が嵌合される嵌合孔２１が穿設され、下面に工作機械１００の基台１１０のワーク保持治具固定孔１１２に挿入される少なくとの２つの足部２２を有する保持ブロック本体部２０と、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具及び長尺ワークに対して切削加工等を行う工作機械に関し、特に、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な場合の長尺ワークの切削加工等を容易にしたワーク保持治具及び工作機に関する。

断面形状が一定の長尺ワークに対する切削加工等を行う工作機械としては、特許文献１に開示されたものが知られている。

この特許文献１に開示された工作機械は、長尺ワーク２０に対して任意の設定間隔で任意設定深さの穴を多数開けることができるもので、長尺ワーク２０は、固定テーブル５上のシリンダー６、６´及び押え部材７、７´によるクランプ手段でクランプされてドリル８により穴あけが行われる。

しかし、特許文献１の工作機械においては、長尺ワーク２０の断面形状が四角等の定形である場合、シリンダー６、６´及び押え部材７、７´によってクランプすることができるが、長尺ワーク２０の断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な場合は、この長尺ワークをシリンダー及び押え部材等によってクランプすることは困難になって、この種の長尺ワークに対して正確な設定間隔で正確な設定深さの穴を多数開ける等の切削加工は、非常に困難であり、非常に手間が掛かる作業となるという問題があった。

特開２００６－２６３８９８号公報

そこで、本発明は、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な長尺ワークに対しても正確、かつ容易に切削加工等を行うことができるようにしたワーク保持治具及び工作機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの２つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの１つの加工面が前記工作機械による加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも１つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも１つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも２方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、前記保持ブロック及び前記保持ブロック本体部は、複数枚の合板を張り合わせて構成されることを特徴とする。

請求項７の発明は、断面形状が一定の長尺ワークを基台上でワーク保持治具により固定保持して加工する工作機械であって、前記ワーク保持治具は、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの２つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの１つの加工面が加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項７又は８の発明において、前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも１つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項７乃至９のいずれか１項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも１つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項７乃至１０のいずれか１項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも２方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項７乃至１１のいずれか１項の発明において、前記ワーク保持治具は、前記基台上の少なくとも２箇所に固定された少なくとも２個のワーク保持治具を有し、前記長尺ワークは前記少なくとも２個のワーク保持治具で前記基台上に固定保持されることを特徴とする。

本発明によれば、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの２つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とするワーク保持治具を用いて構成したので、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な長尺ワークに対しても、正確かつ容易に切削加工等を行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るワーク保持治具をの実施例１の概略を示す図である。 図２は、図１に示したワーク保持治具の使用例を説明する図である。 図３は、本発明に係るワーク保持治具の実施例２及び実施例３を説明する図である。 図４は、本発明に係るワーク保持治具を用いた工作機械の一例である実施例４を示す図である。 図５は、図４に示した工作機械で、図１に示したワーク保持治具を用いた場合の加工例を説明する図である。

以下、本発明を実施するための実施例について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係るワーク保持治具の実施例１の概略を示す図である。本発明に係るワーク保持治具は、保持ブロック１０と、この保持ブロック１０が嵌合される嵌合孔２１を有する保持ブロック本体部２０とから構成され、図１（Ａ）は、保持ブロック１０の正面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した保持ブロック１０の側面図、図１（Ｃ）は、保持ブロック本体部２０の正面図、図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）に示した保持ブロック本体部２０の側面図である。

このワーク保持治具は、断面形状が一定の長尺ワークＷ（図５参照）に対して、穿孔、切削等の加工する工作機械１００の基台１１０上で長尺ワークＷを固定保持するために用いられる。

ここで、図１（Ａ）に示す保持ブロック１０は、中央部に長尺ワークＷの断面形状に対応するワーク挿入孔１１が穿設されている。

このワーク挿入孔１１は、長尺ワークＷの１つの加工面が工作機械１００による加工方向に向かうように回転して穿設されており、工作機械１００により加工される長尺ワークＷは、このワーク挿入孔１１に挿入される。

この保持ブロック１０には、ワーク挿入孔１１に挿入された長尺ワークＷを保持ブロック１０に固定するためのワーク固定螺子部１２が設けられている。

このワーク固定螺子部１２は、頭部が保持ブロック１０の表面から突出しないように埋め込み型から構成され、また、このワーク固定螺子部１２はその先端が長尺ワークＷの裏面に当接して長尺ワークＷの表面を傷つけない位置に設けられている。

図１（Ｃ）に示す保持ブロック本体部２０には、図１（Ａ）に示した保持ブロック１０が嵌合される嵌合孔２１が穿設され、下面に、後に詳述する工作機械１００の基台１１０のワーク保持治具固定穴１１２に挿入される４つの足部２２ａ～２２ｄが設けられている。

ここで、ワーク保持治具固定穴１１２は、図４（Ａ）に示すように、工作機械１００の基台１１０の天板１１１上に一定ピッチで穿設されており、保持ブロック本体部２０は、その使用形態に合わせて、上記一定ピッチのワーク保持治具固定穴１１２の中の任意のワーク保持治具固定穴１１２を選択することにより、長尺ワークＷの加工目的に合わせて、本発明に係るワーク保持治具を工作機械１００の基台１１０上の任意の位置に固定することができる。

保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１は、保持ブロック１０が縦、横２方向で嵌合できるように、２方向の回転位置で交差した形状に構成されている。この２方向の嵌合に関しては後に図２で詳細に説明する。

また、保持ブロック本体部２０は、嵌合孔２１に嵌合された保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０に固定するための保持ブロック固定螺子部２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂを有している。

ここで、保持ブロック固定螺子部２４ａ、２４ｂは、図２（Ａ）で説明するように、保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１に対して縦方向に挿入した場合に、この保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０に固定するために用いられ、保持ブロック固定螺子部２５ａ、２５ｂは、図２（Ｂ）で説明するように、保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１に対して横方向に挿入した場合に、この保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０に固定するために用いられる。

また、保持ブロック本体部２０には、この保持ブロック本体部２０を工作機械１００の基台１１０に固定するための保持ブロック本体部固定螺子部２３を有している。

図１（Ａ）に示す保持ブロック１０及び図（Ｃ）に示す保持ブロック本体部２０は、図１（Ｂ）及び図（Ｄ）に示すように、それぞれ５枚の合板を張り合わせて構成されている。ここで、保持ブロック１０及び保持ブロック本体部２０を合板の張り合わせから形成した理由は、長尺ワークＷの断面の種類が多種に及ぶためワーク保持治具の製造コストを安価にするためと、工作機械１００による加工に際して長尺ワークＷを傷つけないためである。この実施形態によると、５枚の合板を用い、この５枚の合板のレーザー加工により保持ブロック１０及び保持ブロック本体部２０を形成すると、このワーク保持治具の製造コストは非常に安価になり、しかも、工作機械１００による満足する精度の穿孔、切削等が得られることを確認している。

図２は、図１に示したワーク保持治具の使用例を説明する図であり、図２（Ａ）は、保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０に対して縦方向に挿入して使用する場合を示しており、図２（Ｂ）は、保持ブロック１０を保持ブロック本体部２０に対して横方向に挿入して使用する場合を示している。

図２（Ａ）においては、図１（Ａ）に示した保持ブロック１０を、保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１に縦方向に嵌合させた場合を示しており、この場合、保持ブロック１０のワーク挿入孔１１には長尺ワークＷが挿入され、このワーク挿入孔１１に挿入された長尺ワークＷは、ワーク固定螺子部１２の締め付けにより保持ブロック１０に固定される。

また、保持ブロック本体部２０は、その足部２２ａ～２２ｄを工作機械１００の基台のワーク保持治具固定穴１１２に挿入した後、保持ブロック本体部固定螺子部２３の締め付けにより、工作機械１００の基台１１０に取り付けられる。

図２（Ｂ）においては、図１（Ａ）に示した保持ブロック１０を、保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１に横方向に嵌合させた場合を示しており、この場合、保持ブロック１０のワーク挿入孔１１には長尺ワークＷが挿入され、このワーク挿入孔１１に挿入された長尺ワークＷは、ワーク固定螺子部１２の締め付けにより保持ブロック１０に固定される。

その他の構成は図２（Ａ）と同様である。すなわち、保持ブロック本体部２０は、その足部２２ａ～２２ｄを工作機械１００の基台のワーク保持治具固定穴１１２に挿入した後、保持ブロック本体部固定螺子部２３の締め付けにより、工作機械１００の基台１１０に取り付けられる。

図３（Ａ）は、本発明に係るワーク保持治具の実施例２を説明する図である。

図３（Ａ）に示す実施例２のワーク保持治具は、保持ブロック３０と、この保持ブロック３０が嵌合される保持ブロック本体部４０とから構成される。

保持ブロック３０には、長尺ワークＷが挿入される長尺ワークＷの断面形状に対応する図３（Ａ）に示すようなワーク挿入孔３１が穿設されており、ワーク挿入孔３１に挿入された長尺ワークＷを保持ブロック３０に固定するワーク固定螺子部３２が設けられている。

保持ブロック本体部４０には、嵌合された保持ブロック３０を保持ブロック本体部４０に固定するための保持ブロック固定螺子部４１ａ、４１ｂが設けられており、また、この保持ブロック本体部４０を工作機械１００の基台に固定するための足部４２ａ、４２ｂが設けられている。

ここで、保持ブロック３０に穿設されるワーク挿入孔３１は、加工対象の長尺ワークＷの１つの加工面が工作機械１００による加工方向に向かうように回転して穿設されている。また、保持ブロック本体部４０に設けられる足部４２ａ、４２ｂは２個にした構成を示したが、実施例１と同様に４個又はそれ以上で構成してもよい。

図３（Ｂ）は、本発明に係るワーク保持治具の実施例３を説明する図である。

図３（Ｂ）に示す実施例３のワーク保持治具は、保持ブロック５０と、この保持ブロック５０が嵌合される保持ブロック本体部６０とから構成される。

保持ブロック５０には、長尺ワークＷが挿入される長尺ワークＷの断面形状に対応する図３（Ｂ）に示すようなワーク挿入孔５１が穿設されており、ワーク挿入孔５１に挿入された長尺ワークＷを保持ブロック５０に固定するワーク固定螺子部５２が設けられている。

保持ブロック本体部６０には、嵌合された保持ブロック５０を保持ブロック本体部６０に固定するための保持ブロック固定螺子部６１ａ、６１ｂが設けられており、また、この保持ブロック本体部６０を工作機械１００の基台に固定するための足部６２ａ、６２ｂが設けられている。

また、保持ブロック３０に穿設されるワーク挿入孔４１は、図３（Ａ）に示したワーク挿入孔３１と同様に、加工対象の長尺ワークＷの１つの加工面が工作機械１００による加工方向に向かうように回転して穿設されている。また、保持ブロック本体部６０に設けられる足部６２ａ、６２ｂは２個にした構成を示したが、実施例１と同様に４個又はそれ以上で構成してもよい。

図４は、本発明に係るワーク保持治具を用いた工作機械の一例である実施例４を示す図である。

図４に示す実施例４の工作機械１００は、本体部１６０と、この本体部１６０の上をこの本体部１６０の長手方向に沿って移動可能に構成された工具部１７０とを具備して構成される。

本体部１６０には、２本のレール１５０ａ、１５０ｂが固定されており、この２本のレール１５０ａ、１５０ｂの上にはこの２本のレール１５０ａ、１５０ｂを架橋するベースプレート１４０が固定され、このベースプレート１４０の上にベースブロック１３０を介して本発明に係るワーク保持治具が取り付けられる基台１１０が載置されている。ベースブロック１３０の上に載置された基台１１０は、クランプ部１２０によりベースブロック１３０上に固定される。

基台１１０には、本発明に係るワーク保持治具を取り付けるための天板１１１が設けられており、この天板１１１の上面にはワーク保持治具の足部２２ａ～２２ｄ（実施例２にあっては足部４２ａ、５４ｂ、実施例３にあっては足部６２ａ、６４ｂ）が挿入される一定ピッチの多数のワーク保持治具固定穴１１２及びワーク保持治具を固定するための螺子挿入孔１１３が形成されている。

工具部１７０は、その上部に吊り下げられた種々の工具、例えば、長尺ワークＷに対して穿孔するドリル、長尺ワークＷを切断する丸鋸等の切削工具が収容されており、ワーク保持治具により固定保持された長尺ワークＷの加工に際しては、工具部１７０を本体部１６０に沿ってその加工箇所まで移動させ、所望の切削工具を駆動させることにより、長尺ワークＷに対する加工を行う。

図５は、図１に示したワーク保持治具を用いた場合の加工例を説明する図である。

図５に示す基台１１０の天板１１１のワーク保持治具固定穴１１２には、図１に示したワーク保持治具の保持ブロック本体部２０の足部２２ａ～２２ｄが挿入され、保持ブロック本体部固定螺子部２３を螺子挿入孔１１３に挿入して締め付けることにより、保持ブロック本体部２０が基台１１０の天板１１１上に固定される。

保持ブロック本体部２０の嵌合孔２１には、加工対象の長尺ワークＷがワーク挿入孔１１に挿入された保持ブロック１０が嵌合して取り付けられる。この状態で、加工対象の長尺ワークＷは、基台１１０の天板１１１から離れた状態で基台１１０上に固定保持されることになる。

基台１１０の天板１１１上に固定された本発明に係るワーク保持治具を用いて固定保持された加工対象の長尺ワークＷの加工するに際しては、工具部１７０を本体部１６０に沿ってその加工対象の長尺ワークＷの加工箇所まで移動させ、所望の切削工具を駆動させることにより、この長尺ワークＷに対する加工を行う。

以上が本発明の一実施例の説明であるが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。例えば、超音波接合装置だけでなく、溶断や切断などの超音波加工機にも同様に適用できる。

例えば、保持ブロック１０に穿設されるワーク挿入孔１１、保持ブロック３０に穿設されるワーク挿入孔３１、保持ブロック５０に穿設されるワーク挿入孔５は、加工対象の長尺ワークＷの断面形状に応じて任意に変更することができ、また、保持ブロック本体部に穿設される嵌合孔の形状も保持ブロックの形状に応じて任意に設定できる。

また、実施例１のワーク保持治具においては５枚の合板を接合して保持ブロック１０及び保持ブロック本体部２０を作成したが、５枚以上若しくは以下の合板を接合して作成するようにしてもよく、合板を用いずに合成樹脂等を用いても同様に構成することができる。

また、本発明に係る工作機械１００の基台１１０の天板１１１上には、一定ピッチで穿設された多数のワーク保持治具固定穴１１２が設けられており、本発明に係るワーク保持治具は、長尺ワークＷの加工形態に応じて、上記多数のワーク保持治具固定穴１１２の中の任意のワーク保持治具固定穴１１２を選択し、この選択したワーク保持治具固定穴１１２に、ワーク保持治具の足部２２ａ～２２ｄ、実施例２にあっては足部４２ａ、５４ｂ、実施例３にあっては足部６２ａ、６４ｂを挿入して固定することができるので、最小の手間で自由度の高い長尺ワークＷの加工を行うことが可能になる。

１０…保持ブロック
１１…ワーク挿入孔
１２…ワーク固定螺子部
２０…保持ブロック本体部
２１…保持ブロック
２２ａ～２２ｄ…足部
２３…保持ブロック本体部固定螺子部
２４ａ、２４ｂ…保持ブロック固定螺子部
２５ａ、２５ｂ…保持ブロック固定螺子部
３０…保持ブロック
３１…ワーク挿入孔
３２…ワーク固定螺子部
４０…保持ブロック本体部
４１ａ、４１ｂ…保持ブロック固定螺子部
４２ａ、４２ｂ…足部
５０…保持ブロック
５１…ワーク挿入孔
５２…ワーク固定螺子部
６０…保持ブロック本体部
６１ａ、６１ｂ…保持ブロック固定螺子部
６２ａ、６２ｂ…足部
１００…工作機械
１１０…基台
１１１…天板
１１２…ワーク保持治具固定穴
１１３…螺子挿入孔
１２０…クランプ部
１３０…ベースブロック
１４０…ベースプレート
１５０ａ、１５０ｂ…レール
１６０…本体部
１７０…工具部

Claims (12)

1. 断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、
   前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、
   前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの２つの足部を有する保持ブロック本体部と、
   を具備することを特徴とするワーク保持治具。
2. 前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの１つの加工面が前記工作機械による加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持治具。
3. 前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも１つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク保持治具。
4. 前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも１つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク保持治具。
5. 前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも２方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワーク保持治具。
6. 前記保持ブロック及び前記保持ブロック本体部は、複数枚の合板を張り合わせて構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のワーク保持治具。
7. 断面形状が一定の長尺ワークを基台上でワーク保持治具により固定保持して加工する工作機械であって、
   前記ワーク保持治具は、
   前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、
   前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの２つの足部を有する保持ブロック本体部と、
   を具備することを特徴とする工作機械。
8. 前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの１つの加工面が加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする請求項７記載の工作機械。
9. 前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも１つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の工作機械。
10. 前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも１つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の工作機械。
11. 前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも２方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の工作機械。
12. 前記ワーク保持治具は、
    前記基台上の少なくとも２箇所に固定された少なくとも２個のワーク保持治具を有し、
    前記長尺ワークは前記少なくとも２個のワーク保持治具で前記基台上に固定保持されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の工作機械。
    

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