JP2023005004A - 姿勢調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い耐久性を発揮可能な姿勢調整装置を提供する。【解決手段】姿勢調整装置１において、姿勢調整機構５は、原点機構５０、第１調整機構１０、第２調整機構２０及び拘束機構４０を有する。拘束機構４０は、支持部材７に貫設され、Ｚ軸方向に延びる単一の挿通孔４７と、一端が固定部材６に固定され、他端が挿通孔４７を挿通する単一の軸部４１Ａと、軸部４１Ａの他端に設けられ、支持部材７が軸部４１Ａから抜けることを規制する規制部４１Ｂ、４３と、規制部４１Ｂ、４３と支持部材７との間に設けられ、支持部材７を固定部材６に向けて付勢する付勢部材４９と、を有する。拘束機構４０のうちの少なくとも軸部４１Ａは、Ｚ軸方向から見て、原点Ｐｏと第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ三角形Ｔ１の内側に位置している。【選択図】図３

Description

本発明は姿勢調整装置に関する。

特許文献１、２に従来の姿勢調整装置の一例であるワーク固定装置やワイヤカットバイスが開示されている。

特許文献１のワーク固定装置は、取付プレート、ベース及び姿勢調整機構を備えている。取付プレートは、ワイヤカット放電加工機に固定され、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に延びている。ベースは、ワークを支持する。ベースは、取付プレートに対してＸ軸及びＹ軸と直交するＺ軸方向に間隙を有している。姿勢調整機構は、取付プレートとベースとの間に設けられている。姿勢調整機構は、取付プレートに対してＸ軸及びＹ軸上におけるベースの姿勢を調整する。姿勢調整機構は、球面軸受と、一対の水平位置調整機構と、拘束機構とを有している。

球面軸受は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点を中心点としてベースを取付プレートに対して変位可能に支持している。一方の水平位置調整機構は、原点からＸ軸方向に離隔する位置に設けられている。この水平位置調整機構は、ベースを取付プレートに対してＹ軸周りで揺動させるとともにベースのＹ軸周りの揺動角度を調整可能である。他方の水平位置調整機構は、原点からＹ軸方向に離隔する位置に設けられている。この水平位置調整機構は、ベースを取付プレートに対してＸ軸周りで揺動させるとともにベースのＸ軸周りの揺動角度を調整可能である。

拘束機構は、取付プレートとベースとの間に設けられている。拘束機構は、２組の貫通孔、ボルト及び皿バネを有している。貫通孔はベースに貫設され、Ｚ軸方向に延びている。貫通孔は、下部分が上部分よりも小径である。ボルトは、軸部及び頭部を有している。軸部は、下端が取付プレートに固定され、上端が貫通孔の下部分を挿通している。頭部は、軸部の上端に設けられ、ベースが軸部から抜けることを規制する。皿バネは、頭部とベースとの間に設けられている。皿バネは、ベースを取付プレートに向けて付勢している。拘束機構は、取付プレートに対するベースの姿勢の変更を許容するとともに、取付プレートとベースとを互いに近づくように付勢しつつ取付プレートとベースとの離隔を防止する。

また、特許文献２のワイヤカットバイスは、取付板からＺ軸の正方向に突出する突軸と、Ｚ軸と直交し、かつ互いに対向する２方向で基板に螺合され、突軸に先端が当接する２本の旋回ボルトとからなる調整機構を有している。この調整機構は、基板を取付板に対してＺ軸周りで揺動させるとともに基板のＺ軸周りの揺動角度を調整可能である。

拘束機構は、３組の段付透孔、スプリングボルト及び皿バネによって、取付板に対する基板の姿勢の変更を許容するとともに、取付板と基板とを互いに近づくように付勢しつつ取付板と基板との離隔を防止する。

実公平７－２７０５７号公報 実公平７－１３９２９号公報

しかし、上記特許文献１、２の姿勢調整装置はそれぞれ、拘束機構の部品点数が多いため、製造コストの低廉化が難しいとともに、耐久性に懸念がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い耐久性を発揮可能な姿勢調整装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の姿勢調整装置は、加工装置に固定され、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる固定部材と、
ワーク又は工具を支持し、前記固定部材に対して前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と直交するＺ軸方向に間隙を有する支持部材と、
前記固定部材と前記支持部材との間に設けられ、前記固定部材に対して前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸上における前記支持部材の姿勢を調整する姿勢調整機構と、を備える姿勢調整装置であって、
前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸の原点を中心点として前記支持部材を前記固定部材に対して変位可能に支持する原点機構と、
前記原点から前記Ｘ軸方向に離隔する第１位置に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に対して前記Ｙ軸周りで揺動させるとともに前記支持部材の前記Ｙ軸周りの揺動角度を調整可能な第１調整機構と、
前記原点から前記Ｙ軸方向に離隔する第２位置に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に対して前記Ｘ軸周りで揺動させるとともに前記支持部材の前記Ｘ軸周りの揺動角度を調整可能な第２調整機構と、
前記固定部材と前記支持部材との間に設けられ、前記固定部材に対する前記支持部材の姿勢の変更を許容するとともに、前記固定部材と前記支持部材とを互いに近づくように付勢しつつ前記固定部材と前記支持部材との離隔を防止する拘束機構と、を有し、
前記拘束機構は、
前記支持部材に貫設され、前記Ｚ軸方向に延びる単一の挿通孔と、
一端が前記固定部材に固定され、他端が前記挿通孔を挿通する単一の軸部と、
前記他端に設けられ、前記支持部材が前記軸部から抜けることを規制する規制部と、
前記規制部と前記支持部材との間に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に向けて付勢する付勢部材と、を有し、
前記拘束機構のうちの少なくとも前記軸部は、前記Ｚ軸方向から見て、前記原点と前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ三角形の内側に位置していることを特徴とする。

本発明の姿勢調整装置は、拘束機構が単一の挿通孔、単一の軸部、規制部及び付勢部材を有するだけである。このため、この姿勢調整装置は、上記特許文献１、２の姿勢調整装置よりも拘束機構の部品点数が少ない。

したがって、本発明の姿勢調整装置は、製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い耐久性を発揮できる。

規制部は、軸部と一体に形成された頭部と、軸部を挿通する中心孔を有して挿通孔を塞ぐように拡径され、頭部によって抜け止めされつつ付勢部材を支持するフランジ部材と、からなることが望ましい。そして、挿通孔の内周面とフランジ部材の外周面との間には、封止部材が設けられていることが望ましい。この場合、封止部材により、フランジ部材の外周面と支持部材との間から異物が侵入し、その異物が付勢部材及び軸部に到達することを抑制できる。これにより、この姿勢調整装置は、付勢部材が支持部材を固定部材に向けて付勢する状態を好適に維持できるとともに、軸部等が異物によって損傷することを防止できるため、耐久性の向上を実現できる。

原点機構は、原点を中心とする球面を有する原点用球体と、固定部材に形成され、原点用球体を受承する固定側受承面と、支持部材に形成され、原点用球体を受承する支持側受承面と、を有していることが望ましい。この場合、固定部材に固定側受承面を形成し、支持部材に支持側受承面を形成し、両者間に原点用球体を設けるだけで原点を中心点として支持部材を固定部材に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。固定側受承面や支持側受承面としては、テーパ面、円弧面等を採用できる。原点用球体としては、鋼球に限られず、セラミック球やステンレス球であってもよい。原点用球体を採用すれば、棒材に球面が形成された部材を採用するよりも部品加工コストを削減できる。原点用球体として、鋼球を採用すれば、鋼球は玉軸受用に大量生産され、品質管理も徹底されている。このため、球形状の精度が高く、揺動時の軸心位置の安定性に優れる。また、焼入れされ、ＨＲＣ５８以上の硬度を有する鋼球を採用すれば、信頼性も高く、高い耐久性を発揮できる。さらに、安価かつ短納期で鋼球を入手できる。

第１調整機構は、第１位置を中心とする球面を有する第１球体と、固定部材に設けられ、第１球体を受承する第１固定側受承面と、支持部材に設けられ、第１球体を受承する第１支持側受承面と、第１固定側受承面をＸ軸及びＹ軸で規定される基準面と平行に移動させることが可能な第１移動手段と、を有していることが望ましい。この場合も、固定部材に第１固定側受承面を設け、支持部材に第１支持側受承面を設け、両者間に第１球体を設けるだけで第１位置を中心点として支持部材を固定部材に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。第１固定側受承面や第１支持側受承面としても、テーパ面、円弧面等を採用できる。第１球体も、原点用球体と同様の作用効果が得られる。

第１移動手段は、固定部材に凹設され、基準面を底面とする第１凹部と、第１凹部内に基準面と平行に移動可能に収納され、第１固定側受承面が凹設された第１シューと、を有していることが望ましい。そして、第１調整機構は、支持部材に形成され、Ｚ軸方向に延びる第１雌ねじと、第１雌ねじに螺合され、第１支持側受承面が凹設された第１雄ねじと、をさらに有していることが望ましい。この場合、簡素な第１雌ねじ及び第１雄ねじにより、Ｙ軸周りの揺動角度を容易に調整できる。

第２調整機構は、第２位置を中心とする球面を有する第２球体と、固定部材に設けられ、第２球体を受承する第２固定側受承面と、支持部材に設けられ、第２球体を受承する第２支持側受承面と、第２固定側受承面を基準面と平行に移動させることが可能な第２移動手段と、を有していることが望ましい。この場合も、固定部材に第２固定側受承面を設け、支持部材に第２支持側受承面を設け、両者間に第２球体を設けるだけで第２位置を中心点として支持部材を固定部材に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。第２固定側受承面や第２支持側受承面としても、テーパ面、円弧面等を採用できる。第２球体も、原点用球体と同様の作用効果が得られる。

第２移動手段は、固定部材に凹設され、基準面を底面とする第２凹部と、第２凹部内に基準面と平行に移動可能に収納され、第２固定側受承面が凹設された第２シューと、を有していることが望ましい。そして、第２調整機構は、支持部材に形成され、Ｚ軸方向に延びる第２雌ねじと、第２雌ねじに螺合され、第２支持側受承面が凹設された第２雄ねじと、をさらに有していることが望ましい。この場合も、簡素な第２雌ねじ及び第２雄ねじにより、Ｘ軸周りの揺動角度を容易に調整できる。

姿勢調整機構は、固定部材に対してＺ軸上における支持部材の姿勢も調整することが望ましい。そして、姿勢調整機構は、原点から離隔して設けられ、支持部材を固定部材に対してＺ軸周りで揺動させるとともに支持部材のＺ軸周りの揺動角度を調整可能な第３調整機構を有していることが望ましい。この場合、第３調整機構により、Ｚ軸周りの揺動角度を容易に調整できる。

第１シューは、基準面と平行に延びるレバー形状をなし、長手方向の一方に第１固定側受承面が凹設されていることが望ましい。そして、第３調整機構は、第１シューにおける長手方向の他方に形成され、Ｚ軸方向に延びる第１摺接孔と、第１摺接孔に挿入され、第１摺接孔の内周面に摺接する摺接軸と、固定部材に形成され、Ｚ軸方向に延びる第２摺接孔と、摺接軸と一体をなし、摺接軸の軸心に対して偏心して第２摺接孔に進入し、第２摺接孔の内周面と摺接する偏心部と、支持部材に形成され、Ｚ軸方向に延びて摺接軸における偏心部とは反対側の端部を露出させる操作孔と、を有していることが望ましい。この場合、摺接軸及び偏心部を回動させることにより、Ｚ軸周りの揺動角度を容易に調整できる。

本発明の姿勢調整装置によれば、製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い耐久性を発揮できる。

図１は、実施例の姿勢調整装置であって、固定部材がワイヤ放電加工機に固定され、支持部材がワークを支持する状態を示す側面図である。 図２は、固定部材、支持部材、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び原点の関係を示す模式斜視図である。 図３は、実施例の姿勢調整装置の上面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ断面を示す断面図である。 図５は、図３のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。 図６は、図３のＣ－Ｃ断面を示す断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
図１に示すように、実施例の姿勢調整装置１は、本発明の具体的態様の一例であり、ワイヤ放電加工機９と共に使用される。ワイヤ放電加工機９は、本発明の「加工装置」の一例である。

ワイヤ放電加工機９は、周知の構成であるので説明は簡略するが、上下方向に延びて上から下に供給されるワイヤ電極９Ｗと、ワイヤ電極９Ｗを挿通させるとともに加工液を上向きに吐出可能なノズル９Ｎと、ワイヤ電極９Ｗに対して水平方向に相対移動可能なテーブル９Ｔと、を有している。

姿勢調整装置１は、固定部材６と、固定部材６よりも上方に位置する支持部材７とを備えている。固定部材６及び支持部材７はそれぞれ、ステンレス鋼製の肉厚の平板である。

固定部材６は、ワイヤ放電加工機９のテーブル９Ｔ上に図示しない締結ボルトによって固定される。支持部材７は、固定部材６よりもワイヤ電極９Ｗに接近するように突出する突出部７Ｐを有している。突出部７Ｐには、バイス等の取付具７Ｈが装着される。支持部材７は、ワイヤ放電加工されるワークＷ１を取付具７Ｈを介して支持する。

図２に示すように、Ｘ軸及びＹ軸は互いに直交し、それぞれ水平方向に延びている。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸と直交し、鉛直上下方向に延びている。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点をＰｏとする。

固定部材６は矩形状であり、上面６ａがＸ軸方向及びＹ軸方向に延びている。支持部材７も矩形状であり、下面７ａが固定部材６の上面６ａに沿って延びている。支持部材７は、突出部７Ｐの分だけ固定部材６よりも大きい。

支持部材７は、固定部材６に対してＺ軸方向に間隙Ｇ１を有している。図２では間隙Ｇ１を誇張して図示しているが、図１に示すように、間隙Ｇ１は、固定部材６に対する支持部材７の姿勢の変化を許容するのに充分な大きさに設定されている。本実施例では一例として、間隙Ｇ１が１ｍｍ程度である。

＜姿勢調整機構＞
図３～図６に示すように、姿勢調整装置１は、固定部材６に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上における支持部材７の姿勢を調整するための姿勢調整機構５をさらに備えている。姿勢調整機構５は、固定部材６と支持部材７との間に設けられている。姿勢調整機構５は、図３に示すように、原点機構５０、第１調整機構１０、第２調整機構２０、第３調整機構３０及び拘束機構４０を有している。

＜原点機構＞
図４に示すように、原点機構５０は、原点用球体５１、固定側受承面５６及び支持側受承面５７を有している。

原点用球体５１は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点Ｐｏを中心とする球面を有している。本実施例では、原点用球体５１は、規格部品であって安価かつ短納期で入手できる鋼球を採用している。この鋼球は、玉軸受用に大量生産され、品質管理も徹底されているため、球形状の精度が高い。また、この鋼球は、焼入れされてＨＲＣ５８以上の硬度を有することにより、信頼性も高く、高い耐久性を発揮できる。

固定側受承面５６は、固定部材６に形成された凹部である。固定側受承面５６は、固定部材６の上面６ａから下向きに円錐状に凹んでいる。固定側受承面５６は、原点用球体５１を下から受承している。

支持側受承面５７は、支持部材７に形成された凹部である。支持側受承面５７は、支持部材７の下面７ａから上向きに円錐状に凹んでいる。支持側受承面５７は、原点用球体５１を上から受承している。

＜第１調整機構＞
図３に示すように、第１調整機構１０は、原点ＰｏからＸ軸方向に離隔する第１位置Ｐ１に設けられている。図５に示すように、第１調整機構１０は、第１凹部１２、第１シュー１３、第１球体１１、第１固定側受承面１６、第１雌ねじ１８、第１雄ねじ１９及び第１支持側受承面１７を有している。第１凹部１２及び第１シュー１３は、本発明の「第１移動手段」の一例である。

図５及び図６に示すように、第１凹部１２は、固定部材６の上面６ａから下向きに凹設されている。図５に示すように、第１凹部１２は、Ｘ軸及びＹ軸で規定される基準面ＳＰ１を底面としており、さらに、基準面ＳＰ１よりも一段高く、かつ基準面ＳＰ１と平行な上げ底面１２Ｄを底面とする部分を有している。

本実施例では、基準面ＳＰ１は、固定部材６の上面６ａよりも下方においてＸ軸及びＹ軸と平行に延びている。図３に示すように、第１凹部１２は、Ｙ軸方向に長く延びる略直方体形状の空間を区画している。

図５及び図６に示すように、第１シュー１３は、第１凹部１２内に収納されて、固定部材６の一部を構成している。第１シュー１３は、基準面ＳＰ１と平行に延びるレバー形状をなしている。

図３に示すように、第１シュー１３は、第１凹部１２の内壁面との間に隙間を有してＹ軸方向に長く延びている。図５に示すように、第１シュー１３の下面は、基準面ＳＰ１に当接しており、さらに、第１凹部１２の上げ底面１２Ｄに対向する部分が上げ底面１２Ｄから上方に離間する逃げ面１３ｂとされている。第１シュー１３は、第１凹部１２の基準面ＳＰ１上を摺動することにより、第１凹部１２内において基準面ＳＰ１と平行に移動可能である。

第１球体１１は、第１位置Ｐ１を中心点とする球面を有している。本実施例では、第１球体１１は、原点用球体５１と同じ鋼球を採用している。

第１固定側受承面１６は、第１シュー１３に凹設されることにより、固定部材６に設けられている。第１固定側受承面１６は、第１シュー１３の上面１３ａにおける長手方向の一方に位置する部分から下向きに円錐状に凹んでいる。第１シュー１３の上面１３ａは固定部材６の上面６ａと平行である。第１固定側受承面１６は、第１球体１１を下から受承している。

第１凹部１２及び第１シュー１３は、第１シュー１３が第１凹部１２の基準面ＳＰ１上を摺動することにより、第１固定側受承面１６を基準面ＳＰ１と平行に移動させることが可能である。

第１雌ねじ１８は、支持部材７における第１固定側受承面１６に対向する部分に形成されている。第１雌ねじ１８は、Ｚ軸方向に延びて支持部材７を貫通している。

第１雄ねじ１９は、第１雌ねじ１８に螺合されて、支持部材７の一部を構成している。第１雄ねじ１９の上面には、六角レンチが嵌合する六角穴１９Ｆが下向きに凹設されている。第１雄ねじ１９は、第１雌ねじ１８にねじ込まれることにより支持部材７に対して下向きに移動し、その逆向きにねじられることにより支持部材７に対して上向きに移動する。

第１支持側受承面１７は、第１雄ねじ１９に凹設されることにより、支持部材７に設けられている。第１支持側受承面１７は、第１雄ねじ１９の下面１９ａから上向きに円錐状に凹んでいる。第１雄ねじ１９の下面１９ａは支持部材７の下面７ａと平行である。第１支持側受承面１７は、第１球体１１を上から受承している。

＜第２調整機構＞
図３に示すように、第２調整機構２０は、原点ＰｏからＹ軸方向に離隔する第２位置Ｐ２に設けられている。図４及び図６に示すように、第２調整機構２０は、第２凹部２２、第２シュー２３、第２球体２１、第２固定側受承面２６、第２雌ねじ２８、第２雄ねじ２９及び第２支持側受承面２７を有している。第２凹部２２及び第２シュー２３は、本発明の「第２移動手段」の一例である。

第２凹部２２は、固定部材６の上面６ａから下向きに凹設されている。第２凹部２２も、第１凹部１２と同様に、基準面ＳＰ２を底面としている。図３に示すように、第２凹部２２は、円柱形状の空間を区画している

図４及び図６に示すように、第２シュー２３は、第２凹部２２内に収納されて、固定部材６の一部を構成している。第２シュー２３は、円柱形状をなしている。

第２シュー２３は、第２凹部２２の内壁面との間に隙間を有している。第２シュー２３は、第２凹部２２の基準面ＳＰ２上を摺動することにより、第２凹部２２内において基準面ＳＰ２と平行に移動可能である。

第２球体２１は、第２位置Ｐ２を中心点とする球面を有している。本実施例では、第２球体２１も、第１球体１１と同様に、原点用球体５１と同じ鋼球を採用している。

第２固定側受承面２６は、第２シュー２３に凹設されることにより、固定部材６に設けられている。第２固定側受承面２６は、第２シュー２３の上面２３ａから下向きに円錐状に凹んでいる。第２シュー２３の上面２３ａは固定部材６の上面６ａと平行である。第２固定側受承面２６は、第２球体２１を下から受承している。

第２凹部２２及び第２シュー２３は、第２シュー２３が第２凹部２２の基準面ＳＰ２上を摺動することにより、第２固定側受承面２６を基準面ＳＰ２と平行に移動させることが可能である。

第２雌ねじ２８は、支持部材７における第２固定側受承面２６に対向する部分に形成されている。第２雌ねじ２８は、Ｚ軸方向に延びて支持部材７を貫通している。

第２雄ねじ２９は、第２雌ねじ２８に螺合されて、支持部材７の一部を構成している。第２雄ねじ２９の上面には、六角レンチが嵌合する六角穴２９Ｆが下向きに凹設されている。第２雄ねじ２９は、第２雌ねじ２８にねじ込まれることにより支持部材７に対して下向きに移動し、その逆向きにねじられることにより支持部材７に対して上向きに移動する。

第２支持側受承面２７は、第２雄ねじ２９に凹設されることにより、支持部材７に設けられている。第２支持側受承面２７は、第２雄ねじ２９の下面２９ａから上向きに円錐状に凹んでいる。第２雄ねじ２９の下面２９ａは支持部材７の下面７ａと平行である。第２支持側受承面２７は、第２球体２１を上から受承している。

＜第３調整機構＞
図３に示すように、第３調整機構３０は、原点ＰｏからＸ軸方向及びＹ軸方向に離隔し、第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２と異なる第３位置Ｐ３に設けられている。第３位置Ｐ３はＺ軸方向に延びている。図５及び図６に示すように、第３調整機構３０は、第１摺接孔３３、摺接軸３１、第２摺接孔３６、偏心部３２及び操作孔３７を有している。

第１摺接孔３３は、第１シュー１３における長手方向の他方に、すなわち第１固定側受承面１６とは反対側に形成されている。第１摺接孔３３は、Ｚ軸方向に延びて第１シュー１３を貫通している。第１摺接孔３３の下端は、第１シュー１３の逃げ面１３ｂに開口している。第１摺接孔３３は、円筒状の内周面を有している。

摺接軸３１は、第３位置Ｐ３を中心線とする円柱であり、第１摺接孔３３に挿入されている。摺接軸３１は、円筒状の外周面を有しており、その下端にフランジ３１Ｇが形成されている。フランジ３１Ｇは、第１凹部１２の上げ底面１２Ｄと、第１シュー１３の逃げ面１３ｂとの間に位置している。これにより、摺接軸３１は、第１摺接孔３３から上向きに抜けることが規制されている。

摺接軸３１の上面には、六角レンチが嵌合する六角穴３１Ｆが下向きに凹設されている。摺接軸３１は、その外周面が第１摺接孔３３の内周面に摺接しながら、第３位置Ｐ３周りに回動可能である。

第２摺接孔３６は、固定部材６に形成されている。第２摺接孔３６は、Ｚ軸方向に延びて固定部材６を貫通している。第２摺接孔３６の上端は、第１凹部１２の上げ底面１２Ｄに開口している。第２摺接孔３６は、円筒状の内周面を有している。

偏心部３２は、摺接軸３１のフランジ３１Ｇの下面から下向きに突出する凸部であって、摺接軸３１と一体をなしている。図６に示すように、偏心部３２は、摺接軸３１の第３位置Ｐ３に対して偏心する円筒面を有して第２摺接孔３６に進入している。本実施例では、第３位置Ｐ３に対する偏心部３２の偏心は、０．６ｍｍ程度の微小な大きさに設定されている。

操作孔３７は、支持部材７に形成されている。操作孔３７は、Ｚ軸方向に延びて支持部材７を貫通している。操作孔３７の内周面は、摺接軸３１との間に大きな隙間を有している。操作孔３７は、摺接軸３１における偏心部３２とは反対側の端部、すなわち六角穴３１Ｆが凹設された上面を露出させている。

摺接軸３１が第３位置Ｐ３周りに回動することにより、偏心部３２は、その円筒面が第２摺接孔３６の内周面と摺接する。この際、第３位置Ｐ３と第１位置Ｐ１との距離は一定であるのに対して、第３位置Ｐ３に対して偏心する偏心部３２の中心と、第１位置Ｐ１との距離が微小に変化する。

＜拘束機構＞
図６に示すように、拘束機構４０は、固定部材６と支持部材７との間に設けられている。拘束機構４０は、単一の挿通孔４７、単一のボルト４１、フランジ部材４３、スリーブ部材４８及び付勢部材４９を有している。ボルト４１は軸部４１Ａ及び頭部４１Ｂを有している。ボルト４１の頭部４１Ｂとフランジ部材４３とは、本発明の「規制部」の一例である。

挿通孔４７は、支持部材７の略中央に貫設され、Ｚ軸方向に延びている。挿通孔４７は、上部分が下部分よりも大径である段付き円孔である。

ボルト４１において、Ｚ軸方向に延びる軸部４１Ａは雄ネジが固定部材６にねじ込まれて固定されている。軸部４１Ａは、上端が挿通孔４７を挿通し、支持部材７の上面よりも上方に位置している。

頭部４１Ｂは、軸部４１Ａの上端に一体に形成されている。頭部４１Ｂの上面には、六角レンチが嵌合する六角穴４１Ｆが下向きに凹設されている。

フランジ部材４３は、中心孔４３Ｈを有する円盤形状部分と、その円盤形状部分の外周縁に接続して下向きに延びる円筒形状部分とを有している。フランジ部材４３は、中心孔４３Ｈが軸部４１Ａを挿通する状態で軸部４１Ａの上端に設けられ、頭部４１Ｂによって抜け止めされている。

フランジ部材４３の円盤形状部分は、挿通孔４７を塞ぐように拡径されている。フランジ部材４３の円筒形状部分は、挿通孔４７の上部分に進入している。挿通孔４７の上部分の内周面と、フランジ部材４３の円筒形状部分の外周面との間には、封止部材４５Ａが設けられている。本実施例では、封止部材４５Ａはゴム製のＯリングである。

スリーブ部材４８は、Ｚ軸方向に延び、上部分が下部分よりも小径である段付き円筒である。スリーブ部材４８は、軸部４１Ａを挿通する状態で、固定部材６とフランジ部材４３の円盤形状部分との間に位置している。挿通孔４７の下部分の内周面と、スリーブ部材４８の下部分の外周面との間には、封止部材４５Ｂが設けられている。本実施例では、封止部材４５Ｂはゴム製のＯリングである。

付勢部材４９は、ボルト４１の頭部４１Ｂ及びフランジ部材４３と、支持部材７との間に設けられている。付勢部材４９は、複数の円環状の皿バネがＺ軸方向に積層されてなる。

支持部材７の挿通孔４７における上部分と下部分との段部は、付勢部材４９を下から支持している。フランジ部材４３の円盤形状部分は、付勢部材４９を上から支持している。付勢部材４９は、スリーブ部材４８の上部分が挿通する状態でフランジ部材４３の円筒形状部分に囲まれている。

ボルト４１の頭部４１Ｂとフランジ部材４３とは、支持部材７が軸部４１Ａから抜けることを規制している。付勢部材４９は、支持部材７を固定部材６に向けて下向きに付勢している。

図３に、原点Ｐｏと第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ三角形Ｔ１を二点鎖線で示す。拘束機構４０のうちの少なくとも軸部４１Ａは、Ｚ軸方向から見て、三角形Ｔ１の内側に位置している。これにより、拘束機構４０は、原点Ｐｏと第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とにおいて、固定部材６と支持部材７とを互いに近づくように確実に付勢できる。

＜作用効果＞
実施例の姿勢調整装置１では、図５に示すように、第１調整機構１０において、六角レンチによって第１雄ねじ１９を第１雌ねじ１８に深く螺合したり、浅く螺合することにより、第１雄ねじ１９を支持部材７に対して上下方向で移動させる。これにより、支持部材７の下面７ａが固定部材６の上面６ａに対してＹ軸周りで揺動し、支持部材７のＹ軸周りの揺動角度θｙが調整される。

特に、第１調整機構１０は、固定部材６に第１固定側受承面１６を設け、支持部材７に第１支持側受承面１７を設け、両者間に第１球体１１を設けるだけで第１位置Ｐ１を中心点として支持部材７を固定部材６に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。

また、第１調整機構１０は第１凹部１２及び第１シュー１３を有し、さらに第１雌ねじ１８及び第１雄ねじ１９を有している。このような簡素な構成により、Ｙ軸周りの揺動角度θｙを容易に調整できる。

さらに、第１球体１１として採用している鋼球は、玉軸受用に大量生産され、品質管理も徹底されている。このため、球形状の精度が高く、揺動時の軸心位置の安定性に優れる。また、焼入れされ、ＨＲＣ５８以上の硬度を有する鋼球により、信頼性も高く、高い耐久性を発揮できる。さらに、安価かつ短納期で鋼球を入手できる。

一方、図４に示すように、第２調整機構２０において、六角レンチによって第２雄ねじ２９を第２雌ねじ２８に深く螺合したり、浅く螺合することにより、第２雄ねじ２９を支持部材７に対して上下方向で移動させる。これにより、支持部材７の下面７ａが固定部材６の上面６ａに対してＸ軸周りで揺動し、支持部材７のＸ軸周りの揺動角度θｘが調整される。

特に、第２調整機構２０は、固定部材６に第２固定側受承面２６を設け、支持部材７に第２支持側受承面２７を設け、両者間に第２球体２１を設けるだけで第２位置Ｐ２を中心点として支持部材７を固定部材６に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。第２球体２１も、第１球体１１と同様の作用効果が得られる。

また、第２調整機構２０は、第２移動手段としての第２凹部２２及び第２シュー２３を有し、さらに第２雌ねじ２８及び第２雄ねじ２９を有している。このような簡素な構成により、Ｘ軸周りの揺動角度θｘを容易に調整できる。

さらに、図６に示すように、第３調整機構３０において、六角レンチによって摺接軸３１を第１摺接孔３３内で正転又は反転することにより、偏心部３２が第３位置Ｐ３に対して偏心して回動する。これにより、支持部材７の下面７ａが固定部材６の上面６ａに対してＺ軸周りで揺動し、支持部材７のＺ軸周りの揺動角度θｚが調整される。

特に、第３調整機構３０は、第１シュー１３に形成された第１摺接孔３３と、第１摺接孔３３に挿入された摺接軸３１と、固定部材６に形成された第２摺接孔３６と、摺接軸３１と一体をなし、摺接軸３１の第３位置Ｐ３に対して偏心して第２摺接孔３６の内周面と摺接する偏心部３２と、支持部材７に形成され、摺接軸３１における六角穴３１Ｆが凹設された上面を露出させる操作孔３７と、を有している。この構成により、摺接軸３１及び偏心部３２を回動させることで、Ｚ軸周りの揺動角度θｚを容易に調整できる。

これらの際、図４に示すように、原点機構５０は、原点Ｐ０を中心点として支持部材７を固定部材６に対して変位可能に支持する。

特に、原点機構５０は、固定部材６に固定側受承面５６を形成し、支持部材７に支持側受承面５７を形成し、両者間に原点用球体５１を設けるだけで原点Ｐｏを中心点として支持部材７を固定部材６に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。原点用球体５１を採用することにより棒材に球面が形成された部材を採用するよりも部品加工コストを削減できる。原点用球体５１も、第１、２球体１１、２１と同様の作用効果が得られる。

また、図６に示すように、拘束機構４０は、固定部材６に対する支持部材７の姿勢の変更を許容するとともに、固定部材６と支持部材７とを互いに近づくように付勢しつつ固定部材６と支持部材７との離隔を防止している。

さらに、この姿勢調整装置１では、拘束機構４０が固定部材６に対する支持部材７の姿勢の変更を許容するとともに、固定部材６と支持部材７とを互いに近づくように付勢しつつ固定部材６と支持部材７との離隔を防止する状態で、第１調整機構１０の第１雄ねじ１９、第２調整機構２０の第２雄ねじ２９及び第３調整機構３０の摺接軸３１が六角レンチによって操作されることにより、固定部材６に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上における支持部材７の姿勢を容易に調整できる。

つまり、姿勢調整機構５は、支持部材７の下面７ａを固定部材６の上面６ａに対してＸ軸周りで揺動角度θｘで揺動し、支持部材７の下面７ａを固定部材６の上面６ａに対してＹ軸周りで揺動角度θｙで揺動し、支持部材７の下面７ａを固定部材６の上面６ａに対してＺ軸周りで揺動角度θｚで揺動する。このため、支持部材７の姿勢が調整される。そして、支持部材７の姿勢に応じ、ワイヤ電極９ＷによってワークＷ１の高精度の加工が可能になる。

ここで、この姿勢調整装置１は、拘束機構４０が挿通孔４７と、軸部４１Ａ及び頭部４１Ｂを有するボルト４１と、フランジ部材４３と、スリーブ部材４８と、付勢部材４９と、を有するだけである。このため、この姿勢調整装置１は、上記特許文献１、２の姿勢調整装置１よりも拘束機構４０の部品点数が少ない。

したがって、実施例の姿勢調整装置１は、製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い耐久性を発揮できる。

また、この姿勢調整装置１において、図６に示すように、挿通孔４７の上部分の内周面と、フランジ部材４３の円筒形状部分の外周面との間には、封止部材４５Ａが設けられている。この封止部材４５Ａにより、この姿勢調整装置１は、フランジ部材４３の外周面と支持部材７との間から異物が侵入し、その異物が付勢部材４９及び軸部４１Ａに到達することを抑制できる。また、挿通孔４７の下部分の内周面と、スリーブ部材４８の下部分の外周面との間には、封止部材４５Ｂが設けられている。この封止部材４５Ｂにより、この姿勢調整装置１は、異物が固定部材６と支持部材７との間隙Ｇ１を経由して、付勢部材４９及び軸部４１Ａに到達することも抑制できる。これにより、この姿勢調整装置１は、付勢部材４９が支持部材７を固定部材６に向けて付勢する状態を好適に維持できるとともに、軸部４１Ａ等が異物によって損傷することを防止できるため、耐久性の向上を実現できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施例では、加工装置をワイヤ放電加工機としたが、加工装置はこれに限定されず、切削加工装置等であってもよい。また、支持部材７がワークＷ１を支持するが、本発明はこの構成には限定されず、支持部材は、例えば型彫放電加工を行うための電極等である工具を支持していてもよい。

実施例では、付勢部材４９は、複数の皿バネがＺ軸方向に積層されてなるが、本発明はこの構成には限定されない。例えば、付勢部材は、単一の圧縮コイルバネであってもよい。

本発明に係る姿勢調整機構において、原点機構、第１調整機構、第２調整機構及び第３調整機構としては、それぞれの作用を奏するものであれば、種々の構造のものを採用することが可能である。

例えば、前記原点機構は、前記原点を中心点とする球面の半分以上を含むように形成され、前記固定部材及び前記支持部材の一方に設けられて前記固定部材及び前記支持部材の他方に向かって突出する原点球状部と、前記固定部材及び前記支持部材の他方に設けられて前記原点球状部を受承する原点受承面とを有し得る。

前記第１調整機構は、前記原点から前記Ｘ軸方向に離隔した第１基準点を中心点とする球面の半分以上を含むように形成され、前記固定部材及び前記支持部材の一方から前記固定部材及び前記支持部材の他方に向かって突出する第１球状部と、前記固定部材及び前記支持部材の他方に設けられて前記第１球状部を受承する第１受承面とを有する第１基準部と、
前記第１基準部を前記基準面と平行に移動させることが可能な第１移動手段と、
前記第１受承面を前記Ｚ軸方向に移動させることで前記支持部材の前記Ｙ軸周りの揺動角度を調整可能な第１調整部とを備え得る。

前記第２調整機構は、前記原点から前記Ｙ軸方向に離隔した第２基準点を中心点とする球面の半分以上を含むように形成され、前記固定部材及び前記支持部材の一方から前記固定部材及び前記支持部材の他方に向かって突出する第２球状部と、前記固定部材及び前記支持部材の他方に設けられて前記第２球状部を受承する第２受承面とを有する第２基準部と、
前記第２基準部を前記基準面と平行に移動させることが可能な第２移動手段と、
前記第２受承面をＺ軸方向に移動させることで前記支持部材の前記Ｘ軸周りの揺動角度を調整可能な第２調整部とを備え得る。

第１調整機構１０について、固定部材６側に設けられた第１凹部１２、第１シュー１３及び第１固定側受承面１６を支持部材７側に移設する一方、支持部材７側に設けられた第１雌ねじ１８、第１雄ねじ１９及び第１支持側受承面１７を固定部材６側を移設し、その場合の第１固定側受承面１６及び第１支持側受承面１７が第１球体１１を受承するように変更した構成も本発明に含まれる。第２調整機構２０及び第３調整機構３０についても同様である。

本発明は例えば、ワイヤ放電加工や型彫放電加工を行う放電加工機や、各種の加工装置に利用可能である。

１…姿勢調整装置
９…加工装置（ワイヤ放電加工機）
６…固定部材
Ｗ１…ワーク
７…支持部材
Ｇ１…固定部材と支持部材との間隙
Ｐｏ…Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点
５…姿勢調整機構
５０…原点機構
Ｐ１…第１位置
１０…第１調整機構
Ｐ２…第２位置
２０…第２調整機構
３０…第３調整機構
４０…拘束機構
４７…挿通孔
４１Ａ…軸部
４１Ｂ、４３…規制部（４１Ｂ…頭部、４３…フランジ部材）
４９…付勢部材
Ｔ１…原点と第１位置と第２位置とを結ぶ三角形
４３Ｈ…中心孔
４５Ａ、４５Ｂ…封止部材
５１…原点用球体
５６…固定側受承面
５７…支持側受承面
１１…第１球体
１６…第１固定側受承面
１７…第１支持側受承面
ＳＰ１、ＳＰ２…基準面
１２、１３…第１移動手段（１２…第１凹部、１３…第１シュー）
１８…第１雌ねじ
１９…第１雄ねじ
２１…第２球体
２６…第２固定側受承面
２７…第２支持側受承面
２２、２３…第２移動手段（２２…第２凹部、２３…第２シュー）
２８…第２雌ねじ
２９…第２雄ねじ
Ｐ３…第３位置
３３…第１摺接孔
３１…摺接軸
３６…第２摺接孔
３２…偏心部
３７…操作孔

第２調整機構は、第２位置を中心とする球面を有する第２球体と、固定部材に設けられ、第２球体を受承する第２固定側受承面と、支持部材に設けられ、第２球体を受承する第２支持側受承面と、第２固定側受承面を前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸で規定される基準面と平行に移動させることが可能な第２移動手段と、を有していることが望ましい。この場合も、固定部材に第２固定側受承面を設け、支持部材に第２支持側受承面を設け、両者間に第２球体を設けるだけで第２位置を中心点として支持部材を固定部材に対して変位可能に支持できる。この際、構造がシンプルであるので、揺動が阻害され難く、調整の信頼性が高い。第２固定側受承面や第２支持側受承面としても、テーパ面、円弧面等を採用できる。第２球体も、原点用球体と同様の作用効果が得られる。

Claims (9)

1. 加工装置に固定され、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる固定部材と、
   ワーク又は工具を支持し、前記固定部材に対して前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と直交するＺ軸方向に間隙を有する支持部材と、
   前記固定部材と前記支持部材との間に設けられ、前記固定部材に対して前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸上における前記支持部材の姿勢を調整する姿勢調整機構と、を備える姿勢調整装置であって、
   前記姿勢調整機構は、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸の原点を中心点として前記支持部材を前記固定部材に対して変位可能に支持する原点機構と、
   前記原点から前記Ｘ軸方向に離隔する第１位置に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に対して前記Ｙ軸周りで揺動させるとともに前記支持部材の前記Ｙ軸周りの揺動角度を調整可能な第１調整機構と、
   前記原点から前記Ｙ軸方向に離隔する第２位置に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に対して前記Ｘ軸周りで揺動させるとともに前記支持部材の前記Ｘ軸周りの揺動角度を調整可能な第２調整機構と、
   前記固定部材と前記支持部材との間に設けられ、前記固定部材に対する前記支持部材の姿勢の変更を許容するとともに、前記固定部材と前記支持部材とを互いに近づくように付勢しつつ前記固定部材と前記支持部材との離隔を防止する拘束機構と、を有し、
   前記拘束機構は、
   前記支持部材に貫設され、前記Ｚ軸方向に延びる単一の挿通孔と、
   一端が前記固定部材に固定され、他端が前記挿通孔を挿通する単一の軸部と、
   前記他端に設けられ、前記支持部材が前記軸部から抜けることを規制する規制部と、
   前記規制部と前記支持部材との間に設けられ、前記支持部材を前記固定部材に向けて付勢する付勢部材と、を有し、
   前記拘束機構のうちの少なくとも前記軸部は、前記Ｚ軸方向から見て、前記原点と前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ三角形の内側に位置していることを特徴とする姿勢調整装置。
2. 前記規制部は、前記軸部と一体に形成された頭部と、
   前記軸部を挿通する中心孔を有して前記挿通孔を塞ぐように拡径され、前記頭部によって抜け止めされつつ前記付勢部材を支持するフランジ部材と、からなり、
   前記挿通孔の内周面と前記フランジ部材の外周面との間には、封止部材が設けられている請求項１記載の姿勢調整装置。
3. 前記原点機構は、前記原点を中心とする球面を有する原点用球体と、
   前記固定部材に形成され、前記原点用球体を受承する固定側受承面と、
   前記支持部材に形成され、前記原点用球体を受承する支持側受承面と、を有している請求項１又は２記載の姿勢調整装置。
4. 前記第１調整機構は、前記第１位置を中心とする球面を有する第１球体と、
   前記固定部材に設けられ、前記第１球体を受承する第１固定側受承面と、
   前記支持部材に設けられ、前記第１球体を受承する第１支持側受承面と、
   前記第１固定側受承面を前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸で規定される基準面と平行に移動させることが可能な第１移動手段と、を有している請求項１乃至３のいずれか１項記載の姿勢調整装置。
5. 前記第１移動手段は、前記固定部材に凹設され、前記基準面を底面とする第１凹部と、
   前記第１凹部内に前記基準面と平行に移動可能に収納され、前記第１固定側受承面が凹設された第１シューと、を有し、
   前記第１調整機構は、前記支持部材に形成され、前記Ｚ軸方向に延びる第１雌ねじと、
   前記第１雌ねじに螺合され、前記第１支持側受承面が凹設された第１雄ねじと、をさらに有している請求項４記載の姿勢調整装置。
6. 前記第２調整機構は、前記第２位置を中心とする球面を有する第２球体と、
   前記固定部材に設けられ、前記第２球体を受承する第２固定側受承面と、
   前記支持部材に設けられ、前記第２球体を受承する第２支持側受承面と、
   前記第２固定側受承面を前記基準面と平行に移動させることが可能な第２移動手段と、を有している請求項１乃至５のいずれか１項記載の姿勢調整装置。
7. 前記第２移動手段は、前記固定部材に凹設され、前記基準面を底面とする第２凹部と、
   前記第２凹部内に前記基準面と平行に移動可能に収納され、前記第２固定側受承面が凹設された第２シューと、を有し、
   前記第２調整機構は、前記支持部材に形成され、前記Ｚ軸方向に延びる第２雌ねじと、
   前記第２雌ねじに螺合され、前記第２支持側受承面が凹設された第２雄ねじと、をさらに有している請求項６記載の姿勢調整装置。
8. 前記姿勢調整機構は、前記固定部材に対して前記Ｚ軸上における前記支持部材の姿勢も調整し、
   前記姿勢調整機構は、前記原点から離隔して設けられ、前記支持部材を前記固定部材に対して前記Ｚ軸周りで揺動させるとともに前記支持部材の前記Ｚ軸周りの揺動角度を調整可能な第３調整機構を有している請求項５記載の姿勢調整装置。
9. 前記第１シューは、前記基準面と平行に延びるレバー形状をなし、長手方向の一方に前記第１固定側受承面が凹設され、
   前記第３調整機構は、前記第１シューにおける前記長手方向の他方に形成され、前記Ｚ軸方向に延びる第１摺接孔と、
   前記第１摺接孔に挿入され、前記第１摺接孔の内周面に摺接する摺接軸と、
   前記固定部材に形成され、前記Ｚ軸方向に延びる第２摺接孔と、
   前記摺接軸と一体をなし、前記摺接軸の軸心に対して偏心して前記第２摺接孔に進入し、前記第２摺接孔の内周面と摺接する偏心部と、
   前記支持部材に形成され、前記Ｚ軸方向に延びて前記摺接軸における前記偏心部とは反対側の端部を露出させる操作孔と、を有している請求項８記載の姿勢調整装置。

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