JP2023037217A - ワークバイス - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械のテーブルにワークを固定するのに使用するバイスに関し、特許文献４(特開２０２０-１０４２４１号)で提案された移動口金を進退させる進退機構を改良して、ワークバイスを更に小型化することである。【解決手段】移動口金を装着する移動顎２の進退機構４は、ねじ杆４５の基端に取付け座４４を一体に設けると共に移動口金２５の背面に座ぐり凹所２６を設け、取付け座４４を座ぐり凹所２６に嵌入して移動口金２５の反ねじ杆側から挿通された内側ボルト２１で移動口金２５にねじ杆４５を固定し、当該移動口金２５を移動顎２に外側ボルト２２で固定する。【選択図】図１

Description

この発明は、工作機械のテーブルや当該テーブルに搭載するパレットやイケールなどにワークを固定するのに使用するバイスに関するものである。

ワークを工作機械のテーブル等に固定する汎用的な構造のワークバイスは、固定するワークの寸法が大きく変化したときに移動顎ないし移動口金を進退させるねじ杆を何回も回転させて移動顎を移動させなければならない。この問題を解消するため、本願出願人は、特許文献１～３において、基台の長手方向に沿って摺動自在に移動台と移動顎とを設け、移動台を基台上で位置決めするノック孔を複数個設けて、ワークの寸法に応じた一のノック孔にノックピンで移動台を固定し、当該移動台と移動顎を連結しているねじ杆を回してワークを固定する構造のワークバイスを提案している。

上記構造のワークバイスは、複数個を４面イケールなどに取り付けて当該イケールをマシニングセンタのテーブルに固定して、複数のワークを同時加工する際に使用されることが多いのであるが、工業製品の小型化と高性能化に伴い、比較的小型で複雑な形状のワークをより能率良く加工したいという要望があった。

上記要望に鑑み、本願出願人は、特許文献４において、移動顎２を移動台３に対して進退させる進退機構として、移動顎２に移動台３側を向くねじ杆４５を植立し、このねじ杆と螺合する長ナット４１の円筒形の外周を移動台３に回転自在かつ軸方向移動不能に軸支する構造の進退機構１０４を提案している。この構造により、移動顎と移動台を含む移動顎側の長さを短くすることができ、ワークバイス全体の長さを短くできる。

図５は、特許文献４で提案した構造を示した図である。基端に移動台３から突出する六角頭４２を備えた長ナット４１は、移動台３の軸支部３１の両側に位置するフランジ１４６とカラー１４７とにより、軸方向移動不能である。ねじ杆４５は、基端を移動顎２のねじ保持部１２６に設けた嵌合孔に嵌合した状態でその軸心に設けた雌ねじ孔に螺合するセンターボルト１４８で移動台３のねじ保持部１２６に固定されている。移動口金２５は、移動顎２のねじ保持部１２６に図示しないボルトで固定されている。

特開平７-１７１７６９号公報 国際公開第０３／０８２５１６号パンフレット 特開２００７-１３６５６７号公報 特開２０２０-１０４２４１号公報

近年の工業製品の小型化と高性能化の要望に伴い、小型部品の加工に対する需要が増大している。そのため、比較的多く設置されている小型の工作機械で多数の小型部品を無人で連続加工したいという要求が生じている。

この発明は、本願出願人が特許文献４で提案した進退機構を改良することにより、上記構造のワークバイスを更に小型化することを課題としている。

特許文献４で提案したワークバイスの進退機構１０４は、移動顎２に移動台３側を向くねじ杆４５をその軸心に設けたねじ孔に移動顎２のねじ保持部１２６に挿通した１本のセンターボルト１４８で移動顎２に固定している。

これに対してこの発明のワークバイスにおける移動顎２の進退機構４は、ねじ杆４５の基端に取付け座４４を一体に設けると共に移動口金２５の背面にこの取付け座４４と同型の座ぐり凹所２６を設け、取付け座４４を座ぐり凹所２６に嵌入して移動口金２５の反ねじ杆側から挿通された内側ボルト２１で移動口金２５にねじ杆４５を固定し、当該移動口金２５を移動顎２に外側ボルト２２で固定している。

上記構造により、移動顎２のねじ保持部１２６が不要となり、進退機構の軸方向長さを短くできる。また、軸心のセンターボルト１４８がなくなるので、ねじ杆４５及び長ナット４１が細くなり、移動台３及び移動顎２の高さを低くできる。

更に、移動口金２５は、通常、ワークバイスの幅方向に細長い矩形となるので、移動口金２５を移動顎２に固定する外側ボルト２２を取付け座４４を移動口金２５に固定する内側ボルト２１の幅方向外側に設けるという固定構造により、移動口金２５が厚くなるのを避けることができる。

口金は、加工プログラムのバグやワークバイスの取り付け位置の設定ミスなどにより、誤って切削されることがあるが、そのような場合の移動口金の交換作業を妨げることもない。

また、特許文献４で提案したワークバイスの進退機構１０４では、長ナット４１の軸方向移動を規定する構造が明確でないが、この発明の進退機構４では、長ナット４１の外周に設けた鍔４６を移動台３の移動顎側端面３６に設けた環状溝３７の奥端面３８と、長ナット４１の基端の軸心から伸びる雄ねじ５３を備えた小径部５２に螺合したナット部材５４とで長ナット基端の軸直角面５１を押接することにより、長ナット４１の軸方向位置を規定している。

この構造では、移動台３の軸支部３１の長さと鍔４６の基端側の面（環状溝の奥端面３８に当接している面）から軸直角面５１までの寸法とを正確に加工することにより長ナット４１の軸方向位置を正確に規定することができる。また、長ナットをシリンダに変え、ねじ杆４５をラムないしピストンに変えることで、移動口金２５を正確に進退させる油圧駆動のワークバイスを得ることも可能になる。

この発明により、多数の小型ワークを把持するワークバイスの軸方向長さをより短くすることができ、小型の工作機械で多数の小型ワークの連続加工が可能になり、小型ワークの生産性及び加工コストの低減を図ることができるという効果がある。

この発明のワークバイスの進退機構を示す中央断面側面図 ねじ杆を固定した移動口金の背面図 ねじ杆を固定した移動口金の他の例を示す背面図 複数のワークを把持した状態で示す全体側面図 特許文献４で提案したワークバイスの中央断面側面図

以下、図面に示す実施例を参照して、この発明の実施形態を説明する。ワークバイスの基台１は、断面が略矩形で、その両側面には基台上面と平行な上ガイド溝１１ａと下ガイド溝１１ｂとの２本のガイド溝１１が設けられている。上ガイド溝１１ａには、その下辺付近に中心を有する複数のノック孔１２が上ガイド溝１１ａに沿って一定間隔で設けられている。

基台上面の一端には、キー１３で位置決めされた固定顎１４がボルトで固定されている。固定顎１４には、固定口金１５がボルトで固定されている。固定口金１５に対向する移動口金２５は、ガイド溝１１に摺動自在に装着した移動顎２にボルト（図２、３の外側ボルト２２）で固定されている。移動顎２の反固定顎側に隣接して、移動台３がガイド溝１１に摺動自在に装着されている。

移動台３は、１個のピン孔を備えており、このピン孔３４に挿通したノックピン３５を基台のノック孔１２の１個に嵌合することにより、基台１に固定される。移動台３を固定して当該移動台と移動顎２とを連結している進退機構４を手動又は油圧で操作することにより、固定顎１４に装着した固定口金１５と移動顎２に装着した移動口金２５との間でワークを把持する。

複数のワークＷを把持するときは、図４に示すように、固定口金１５と移動口金２５との間にワークＷの個数の半数のワーク固定具６１を設け、当該ワーク固定具の数－１個の中間口金６３を設ける。ワーク固定具６１は、短いストロークでワーク把持方向に進退する把持面６２を備えている。詳細構造の例が特許文献２に開示されているので、詳細は省略するが、側面に設けたばねと内蔵されたばねとによって両側の把持面６２が縮退方向に付勢され、頂部から挿通したねじを締めることにより両側の把持面６２が進出してワーク固定具６１と中間口金６３、固定口金１５及び移動口金２５との間でワークＷを把持する。

図１～３に示したこの発明の進退機構４と図５に示した特許文献４記載の進退機構１０４との相違点を中心に、この発明のワークバイスにおける進退機構を説明する。この発明の進退機構４の長ナット４１が移動台３に回動可能かつ軸方向移動不能に装着されていることは、特許文献４記載の進退機構と同じである。

一方、長ナット４１の軸方向移動を阻止する構造は異なる。また、特許文献４記載の進退機構では、ねじ杆４５が１本のセンターボルト１４８で移動顎２に固定され、そのボルトを覆うように移動口金２５が装着されているのに対し、本願発明の進退機構４では、取付け座４４を一体に備えたねじ杆４５が、移動顎２にボルト（図２、３の外側ボルト）２２で固定された移動口金２５に複数本のボルト（図２、３の内側ボルト）２１で固定されている。

図２の例では、ねじ杆４５は、基端に矩形の取付け座４４を一体に備えている。移動口金２５は、背面に取付け座４４と同形の座ぐり凹所２６を備えている。ねじ杆４５は、座ぐり凹所２６に取付け座４４を嵌入して、移動口金２５の正面（把持面）側から挿入した複数の内側ボルト２１で回動不能に固定されている。移動口金２５は、ねじ杆４５を固定している内側ボルト２１の外側に配置した複数の外側ボルト２２で移動顎２に固定されている。

図２の例では、矩形の取付け座４４と座ぐり凹所２６との嵌合によりねじ杆４５の回動を不能にしているが、図３の例では、ねじ杆４５基端の円形の取付け座４４と移動口金２５背面の円形の座ぐり凹所２６とを嵌合し、両者の間に設けたノックピン４８でねじ杆４５の回動を不能にした例である。

上記構造により、ねじ杆４５を図５のものより細くでき、従って長ナット４１の径も細くなり、移動台３及び移動顎２の基台１からの高さを低くでき、移動台３及び移動顎２の頭部（反基台側の部分）の幅寸法も小さくできる。更に、移動口金２５の背面側に移動顎２のねじ保持部１２６（図５参照）が存在しないので進退機構の長さも短くできる。

ねじ杆４５に螺合する長ナット４１は、外周に鍔４６を備え、当該鍔に隣接する円筒面で移動台３の軸支部３１に回動自在に軸支されている。長ナット４１は、基端の軸直角面５１の軸心に外周に雄ねじ５３を設けた小径部５２を備え、当該小径部の先端部が六角頭４２のスパナ掛けとなっている。

長ナット４１は、移動台３の移動顎側端面３６に設けた環状溝３７に収納した鍔４６と、小径部５２に螺合して軸直角面５１に押し当てたナット部材５４とで、移動台３の軸支部３１を挟むことにより、軸方向移動不能である。

上記構造により、進退機構の軸方向長さを図５の構造より短くすることができ、前述したねじ杆４５の固定構造と相まって、図４に示した複数の小型ワークＷを把持した状態で小型のマシニングセンタで当該小型ワークの一括加工をすることが可能になる。

２ 移動顎
３ 移動台
４ 進退機構
２１ 内側ボルト
２２ 外側ボルト
２５ 移動口金
２６ 座ぐり凹所
３１ 軸支部
３６ 移動顎側端面
３７ 環状溝
３８ 奥端面
４１ 長ナット
４４ 取付け座
４５ ねじ杆
４６ 鍔
５１ 軸直角面
５２ 小径部
５３ 雄ねじ
５４ ナット部材

Claims (3)

1. 基台の長手方向一端に固定される固定顎と、当該固定顎に対向して前記長手方向に移動自在な移動顎と、当該移動顎の反固定顎側に近接して配置した前記長手方向に移動可能な移動台と、当該移動台に対して前記移動顎を前記長手方向に進退させる進退機構と、前記移動顎の固定顎側に装着された移動口金とを備え、
   前記進退機構が移動顎に回動かつ軸方向移動不能に設けたねじ杆と、前記移動台に回動可能かつ軸方向移動不能に軸支された長ナットとを備えているワークバイスにおいて、
   前記ねじ杆は、一体に設けた基端の取付け座を前記移動口金の背面に設けたざくり凹所に嵌入して当該移動口金の反ねじ杆側から挿通されたボルトで移動口金に固定され、当該移動口金が前記移動顎に着脱可能に固定されている、ワークバイス。
2. 前記ねじ杆の軸方向から見た前記取付け座及び座ぐり凹所が前記基台の幅方向に細長い矩形である、請求項１記載のワークバイス。
3. 前記移動台の軸支部で回動自在に軸支された前記長ナットが外周に鍔を備え、当該鍔が前記移動台の前記移動顎側端面に設けた環状溝に挿入され、当該長ナットの基端の軸直角面の軸心から伸びる雄ねじを備えた小径部に螺合したナット部材とを備え、当該長ナットが、前記鍔と前記軸直角面に押接されたナット部材とで挟まれて軸方向移動不能である、請求項１又は２記載のワークバイス。

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