JP2555302B2

JP2555302B2 - 機械加工に用いる精密バイス

Info

Publication number: JP2555302B2
Application number: JP58217650A
Authority: JP
Inventors: ロバ−ト・ポ−ク・クレイソン; ジエイムズ・ポ−ル・チツク
Original assignee: CHITSUKU MASHIIN TSUURU Inc
Current assignee: CHITSUKU MASHIIN TSUURU Inc
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPS59214529A; US4529183A; CA1234590A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は機械加工に用いるバイスに関する。

従来より機械加工技術においては、与えられた時間内
に同じ製品を多量に製造し、あらゆる所望の形態に早
く、精密かつ正確に加工でき（たとえば、穴あけや孔の
穿設、截断やスロツト形成、凹溝形成など）、廃品の製
造を極小に抑えることのできるN/C装置が知られてい
る。

加工されるべき部材はバイスの中に正確に位置決めさ
れ、ついでN/C装置がその後を引き継ぎ、その仕上げら
れるべき部材に対して所望の加工操作を達成するための
必要かつ適切な工具が準備される。当然N/C装置は使用
される工具と対向した部材の面の上にしか作業を遂行し
えない。作製されるべき部材が、ただ１つの面の上にの
み全ての操作が必要とされるものであるばあいは、常に
先行技術において知られているN/C装置および精密バイ
スによつて非常に満足な結果がえられる。N/C装置は予
め決められた順序で必要な操作が行なわれるように適正
にプログラムされており、該装置が１サイクルの操作を
終了したのち、１つの完成した部材が取出される。

しかしながら、ばあいによつてはまず加工部材の１つ
の面の上に準備された工具によつて、のちにその隣りま
たは裏の面を加工する必要のある部材がある。

加工部材が操作を受けているあいだ、該部材はしつか
りと保持される必要があるため、少なくともバイスまた
は加工部材を保持する他の手段と対向した部材の面を加
工に供することはできない。

したがつて、加工部材をその前面、裏面および上面か
ら加工しうる比較的高価で精巧なN/C装置であつてさ
え、部材を装置から取り外すことなく、かつ別途作業を
のちに行なうことなく、バイスに対向する面を加工に供
することはできない。通常用いるN/C装置は簡単でそれ
程精巧でなく、部材の前面のみ、または前面と上面のみ
しか加工することができないので、加工部材の１対の対
向する面を加工しようとするばあいは、所望の製品をう
るためにN/C装置を用いて規定の操作を２回繰り返さな
ければならない。

さらに、すでに第１操作の終了した部材を、その第１
操作が行なわれている限り貯蔵し、蓄積しなければなら
ないという問題がある。当然第１操作から第２操作への
転換、またはその逆において時間の経過を極小に抑える
ことが好ましいが、本発明以前の装置および方法におい
ては部分的に完成された部材を貯蔵しうる空間がわずか
で限られているため、前記のような転換は正逆ともに通
常かなり頻繁に行なう必要があつた。

１つ以上の面を加工する必要のある部材の加工を完成
しようとするばあいに、第１の配向に設置された加工部
材とそれと異なる第２の配向に設置された加工部材とか
らなる１対の部材をN/C装置の中に導き、N/C装置が１サ
イクルの操作を終了したときに、事実上一方の部材には
必要な加工のうちの第１の半分の加工が施され、他方の
部材には必要な加工のうちの第２の半分の加工が施され
て部材の加工を完成することのできるような方法および
装置が要望されてきた。そうすればN/C装置の生産性を
飛躍的に改良することができる。必要なのは１つではな
くて２つの加工部材を保持することのできる適正な精密
バイスである。本出願人の知る限りにおいて、N/C装置
と共に用いることのできる適正な２部品保持の精密バイ
スを金属加工技術に適用することは達成されていない。
種々の形態の精密バイスが商業的に入手しうるが、いず
れのバイスも本発明におけるバイスとして不適格であ
る。

１つの物品を保持するように適用された精密バイス
を、異なつた配向に設置された２つの加工部材を保持す
るように用いることによつて上記問題は解決されるよう
に考えられる。たとえば適正なジグまたはフイクスチユ
アを用いて、一方の部材を他方の部材とそれらの器具と
の間のスペーサーのようにして２つの部材を保持する
か、またはただ単に一方の部材を配向の異なる他方の部
材に押しつけて接触せしめ２つの部材を保持するのであ
る。

当該技術の熟練者によつて認識されるように、そのよ
うな試みは満足な結果を与えない。なぜならば加工を受
けている部材を基準点に関して適正な位置に保有するた
めの設備がないためである。加工部材の保持されている
方向から一方の部材、他方の部材または両方の部材を所
望の大きさに偏差せしめることにより、両方の部材に関
して加工されている面の位置に望まれない偏差が生じ
る。

現在商業的に入手しうる精密バイスにおいては、ジヨ
ー（jaw）を前進せしめるためのスクリユーが外部に設
けられたスクリユーシヤフトが、バイスの操作中、ジヨ
ーが締めつけられるとき引張力よりも圧縮力を受けると
いう欠点を有する。シヤフトが圧縮力を受けると撓みが
生じ、スクリユーシヤフトおよび基部の両方に歪みを惹
起することになり、不正確さの原因となる。スクリユー
シヤフトを真直ぐに引張り、押圧して撓ませないように
することが望まれる。

精密バイスの組立ておよび使用に通じている人々にと
つては、ジヨーを前進せしめるためのナツトと、ジヨー
プレートの取付けられたジヨービツト（jaw bit）との
間に挿入された半球体状部材を用いることにより自己調
整機能を果すことができるマグリらの満期になつた米国
特許第2,880,638号公報に示された発明の概念はよく知
られている。

精密バイスに関する技術において、種々異なる全長の
部材を収容しうるように、ジヨープレートを２箇所の取
付面のいずれかに選択的に取付けることを可能にするア
イデアが米国特許出願第3,397,880号公報に示されてい
る。

本発明は、異なる配向にバイスで保持された加工部材
に所望の加工を施す精密バイスであつて、基準位置に関
してしつかりと設置されたジヨー部材をそれぞれ有する
第１ジョー対および第２ジヨー対が設けられた精密バイ
スを提供するものである。

本発明においては、２つの加工部材を保持するために
特別に構成され、回転することによりジヨーを開閉せし
めるスクリユーシヤフトが締めつけの際に引張力を受け
るように構成されたバイスを使用することにより、押圧
力によるスクリユーシヤフトの撓みを回避して精密さに
おける改良を達成する。

本発明のバイスが適正なN/C装置とともに用いられる
ときは、前記種類の加工製品の生産性を増大せしめる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を述べるこ
とにより、本発明をさらに詳しく説明する。

なお、第１図は本発明の精密バイスの好ましい一実施
例を示す正面図、第２図は第１図のII−II線断面図およ
び第３図は第２図のIII−III線断面図である。

本発明の精密バイスは、一端が四角に切られハンドル
（６）が連結されるハンドル取付部（４）が設けられた
スクリューシャフト（２）を有する。該スクリューシャ
フト（２）は後述する基部（22）の中で回転しかつ軸方
向に移動しうるように軸支されている。前記ハンドル
（６）はスクリューシャフト（２）を回動せしめる手段
を構成している。この回動せしめる手段（ハンドル
（６））を連結する手段である取付部（４）は前記スク
リューシャフトの第２の端部（第３図において左側）に
設けられており、また前記取付部（４）のすぐ近くに
は、スナツプリング（10）が収納されるためのわずかに
径の小さくなつた部分（８）が設けられている。さらに
シヤフト（２）には該シヤフトと一体となつた径の増大
した部分（12）が設けられ第一スライド部材（14）に当
接しているが、その様式および目的はのちに詳述する。
さらにシヤフト（２）は第１の端部（16）近辺において
適正に螺刻された、すなわちねじ切りされた部分（18）
を有し、該部分によつてシヤフト（２）は第２スライド
部材（20）と螺合しうる。この第２スライド部材（20）
は前記ねじ切りされた第１の端部（16）を実質的に覆っ
ているので、加工操作のあいだに、切削くずなどの汚染
物質がねじ切り部分に付着してスクリューシャフト
（２）の回転が阻害されるということがない。

本発明の精密バイスはさらに基部（22）を有する。基
部（22）には１対の張出部（24）が設けられており（第
１図にはその一方しか見えていない）、該張出部（24）
には、たとえば適正なN/C工作機械の中などの本発明の
精密バイスが用いられる場所に該バイスが正確かつしつ
かりと設置されるための、垂直に貫通した孔（26）が穿
設されている。基部（22）は、水平方向に広がる底面部
の他に、実質的にバイスの全長にわたつて延長された直
立した縁部（28）および基部本体（30）および（32）を
有し、それぞれの上面部（34）および（36）が、スライ
ド部材（14）および（20）とそれぞれ係合している可動
ジヨー部材（40）および（38）がバイス長にわたつて摺
動する場所となっている。可動ジョー部材（40）および
（38）は、それぞれ特許請求の範囲第１項における第３
ジョー部材および第４ジョー部材を構成している。

第１スライド部材（14）は、シヤフト（２）が貫通し
うるような内径の貫通孔（44）が穿設されたカラー部
（42）を有する。さらに第一スライド部材（14）は、垂
直線と適正な角度をなし、たとえば硬化鋼などによつて
作製された半球体状部材（50）に当接する支持面（48）
が設けられた幾分大きめのアツパー部（46）を有する。
半球体状部材（50）は、ジヨー部材（40）の適正な角度
を有する対向部（56）に設けられた半球体状の凹部（5
4）に当接する外方向に凸状の球状面（52）を有する。

ジヨー部材（40）には螺刻された孔（58）が設けら
れ、その中を止めねじ（60）が貫通し、該止めねじ（6
0）の先端（62）は第一スライド部材（14）の背面部（6
4）に当接している。止めねじ（60）は使用に際して種
々調整することができる。ジヨー部材（40）はなんらか
の手段（図示されていない）によつてジヨープレート
（68）が適正に取付けられる前面部（66）を有してい
る。

本発明のバイスにおいては、より大きい加工部材を保
持して収容しうるように、ジヨープレート（68）が前面
部（66）に確保される代わりにジヨー部材（40）の背面
部（70）に位置決めされうるような設備を有することが
望ましい。

一般に第２スライド部材（20）は、スクリューシヤフ
ト（２）の第１の端部（16）を受けるように適用され内
部が螺刻された管状部材（72）を有する以外は第一スラ
イド部材（14）と構造において同様である。ジヨープレ
ート（74）もまた同様に何らかの手段（図示されていな
い）によつてジヨー部材（38）の前面部（76）または背
面部（70）のいずれかに確保されることが可能であるの
が好ましい。

以上述べた構造のバイス中央部に、基部（22）に固定
ジヨープレート（84）および（86）が取付けられた中央
固定ジヨー（80）がキー（82）を用いて設置されてい
る。固定ジョープレート（84）および（86）は、それぞ
れ特許請求の範囲第１項における第１ジョー部材および
第２ジョー部材を構成している。そして、固定ジョープ
レート（84）（第１ジョー部材）と可動ジョー部材（4
0）（第３ジョー部材）のジョープレート（68）によっ
て第１ジョー対が構成され、一方、固定ジョープレート
（86）（第２ジョー部材）と可動ジョー部材（38）（第
４ジョー部材）のジョープレート（74）によって第２ジ
ョー対が構成される。なお、特許請求の範囲第４項にお
ける第１ジョー部材および第２ジョー部材は、それぞれ
可動ジョー部材（38）および（40）に対応している。

以上説明した構成のバイスはつぎのようにして組立て
ることができる。まずスラスト軸受（88）をシヤフト
（２）の上をすべらせ、径の増大した部分（12）に当接
して取付け、ついでシヤフト（２）を貫通孔（44）の中
に通す。２つの部分からできているスラストカラー（9
0）をシヤフト（２）の上に設置する。ついでその組上
がつたものを第１図において右手側から基部（22）の中
にすべり込ませる。スナツプリング（10）をシヤフト
（２）の径の小さくなつた部分（８）の中に装着する。
スライド部材（20）を第１図において右手側からバイス
の中に挿入し、ついでシヤフト（２）を回転させてシヤ
フト（２）の端（16）をスライド部材（20）の管状部分
（72）の中に螺合せしめる。シヤフト（２）の回転はあ
る程度まで行ない、たとえば螺合しはじめてから約12回
転ほど行なう。

ついで球体状の凹部（54）および（54′）にグリース
を施し、そこにそれぞれ半球体状部材（50）および（5
0′）を埋め込む。

つぎに止めねじ（60）および（60′）を、それぞれ可
動ジヨー部材（40）および（38）の内部の空間の中に突
出せしめないように注意して装着する。

ついで可動ジヨー部材（40）および（38）を、それぞ
れその底面が基部（22）の上端部と接触するまでスライ
ド部材（14）および（20）の上にかぶせる。止めねじ
（60）および（60′）を締めつけ、それぞれジヨー部材
（40）および（38）において適正な程度のランニングク
リアランス（running clearance）がえられるように調
整する。最後に中央固定ジヨー（80）を設置して組立て
は完成する。

当分野の技術の熟練者は、以上記載した構造のバイス
を使用して、いかにしてN/C装置内で加工部材を機械加
工しうるか、とりわけいかにして最初の加工サイクルと
異なつた配向でつぎの加工サイクルを必要とする加工部
材を機械加工しうるか容易にその方法を理解するであろ
う。前記記載したようなタイプのバイスが、適正にプロ
グラムされたN/C加工装置に適正に確保されたときは、
準備された加工部材設置場所（92）および（94）に相互
に異なる配向に第１部材および第２部材を設置し、つい
でハンドル（６）を回転してジヨー部材（38）および
（40）を接近せしめ、確保されるべき加工部材を握持す
ることができる。この工程でシヤフト（２）は所望の程
度だけ軸方向に移動する。ついでN/C装置に１サイクル
の操作を実施せしめたのち、設置場所（94）に握持され
ている加工部材を適正な異なる配向で設置場所（92）に
移転し、新しい加工部材を適正な配向で設置場所（94）
に挿入する。ついでN/C装置に再び１サイクルの操作を
実施せしめることにより、設置場所（92）に握持されて
いる加工部材は異なつた配向の２つの加工操作を受ける
ことになり、加工が完成する。かかる手順は、最初の加
工操作が終了したとき設置場所（92）から取りはずされ
た加工部材を、再び製造工程の終了時に設置場所（94）
に設置することにより、部材の全ての部分が加工される
まで繰返すことができる。そのような、一度N/C装置内
で加工を受けた加工部材を再び保持するという方法にお
いては、N/C装置が各１サイクルの操作を実施するごと
に、最初のサイクルのばあいを除き完成品を１つずつ生
産し、最後のサイクルにおいては２つの完成品を生産す
ることになる。

本発明のバイスにおいては、中央固定ジヨーが中央固
定基準位置を提供するという重要な特徴を有する。かか
る本発明の特徴は、N/C装置を使用して正確な機械加工
を達成するにおいて強調されるべきものである。本発明
のバイスは広い観点においては、固定基準点から間隔を
おいて設けられた部材をそれぞれ有する２つのジヨー対
が設けられたバイスであり、機械加工操作の１つのサイ
クルを受けつつある２つの加工部材の中または上にそれ
ぞれ正確な加工を満足に施しうるという方法を、加工部
材の高速N/C加工技術において初めて提供するものであ
る。

本発明の方法およびバイスは、２つの加工部材をだだ
１つのジヨー対の間にスペーサー片を介して分離して保
持したり、そのようなスペーサー片を用いずに、たとえ
ばただ２つの加工部材を接触せしめて並置して保持する
などして、その２つの加工部材の加工を試みるという考
慮しうる方法とは発想を異とするものである。かかる方
法においては、たとえばもし加工部材の１つがそれがあ
るべき長さより0.005in長ければ、それだけで全ての作
業が不可能になつてしまう。ただ１つのジヨー対だけを
有するバイスでは閉じたときの位置が基準面と一致す
る。もしそのようなバイスが一旦N/C装置の中に正確に
位置決めされて設置されると、ただ１つの加工部材が保
持されたばあいには、精密バイスの開閉を支配する方向
をｘ方向とすると、該ｘ方向の所望の位置からの変化に
かかわりなく、ｘ方向に関して相互に正しい位置関係に
加工が施され、位置の正確さおよびその他のいくつかの
加工部材の仕上がりになんら影響を及ぼすものではな
い。しかしながら、同様にただ１つのジヨー対だけを有
するバイスを用いて２つの加工部材を保持するばあいに
おいては、その２つの加工部材が、たとえば異なる配向
を有し、かつそのうちの１つがｘ方向に関して0.005in
だけ大きいとすると、（ａ）その大きい方の部材につい
ては、全ての加工の仕上がりが相互に首尾一貫して施さ
れていても、部材がただ１つのジヨーを有するバイスで
ひとつずつ単独で加工されたときにとるであろう実際の
ｘ方向に関して、それらの加工は中央には施されておら
ず、該ｘ方向から全て0.0025inだけ外れており、（ｂ）
もう一方の部材については、そこに施された全ての加工
は相互に首尾一貫しているが、本来あるべき位置からｘ
方向に沿つて0.0025in余分に外れた位置に施されてしま
う。目的によつてはかかる事実は認容しうるものである
が、多くのばあいは認容できるものではない。したがつ
て、各部材がそれぞれ１つずつのジヨー対によつて独立
に握持され、少なくともジヨー対の１方が基準面に関す
る位置を提供することが好ましい。また、本発明におけ
る第２スライド部材はスクリューシャフトのねじ切りさ
れた第１の端部を実質的に覆っているので、加工操作の
あいだに、切削くずなどの汚染物質がねじ切り部分に付
着してスクリューシャフトの回転が阻害されるというこ
とがない。本発明の精密バイスはかかる効果を達成しう
るものである。

以上、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明したが、もとより本発明はかかる実施例のみに限定
されるものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱し
ない限りにおいてあらゆる変更および修正が加えられて
よいことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバイスの好ましい一実施例を示す正面
図、第２図は第１図のII−II線断面図および第３図は第
２図のIII−III線断面図である。（図面の主要符号）（２）：スクリユーシヤフト（６）：ハンドル（12）：径の増大した部分（14）、（20）：スライド部材（18）：螺刻された部分（22）：基部（30）、（32）：基部本体（34）、（36）：上面部（38）、（40）：ジヨー部材（42）：カラー部（44）：貫通孔（48）：支持面（50）：半球体状部材（54）：凹部（60）：止めねじ（66）、（76）：前面部（68）、（74）：ジヨープレート（70）、（78）：背面部（72）：螺刻された管状部分（80）：中央固定ジヨー（84）、（86）：固定ジヨープレート（88）：スラスト軸受（90）：スラストカラー（92）、（94）：加工部材設置場所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジエイムズ・ポ−ル・チツクアメリカ合衆国16001ペンシルベニア州バトラ−・ル−ラル・デリバリイ・ル− ト・ナンバ−３ (56)参考文献特開昭59−14436（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−93998（ＪＰ，Ｕ) 実公昭29−10588（ＪＰ，Ｙ１) 特公昭47−33960（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの加工部材をそれぞれ固定された基準
点に関して正確に位置決めして保持する精密バイスであ
って、基部と、該基部の中央に取り付けられて位置し、
第１ジョー対の一部分を構成する第１ジョー部材および
第２ジョー対の一部分を構成する第２ジョー部材を保持
する手段と、前記基部の中で回転しかつ軸方向に移動し
うるように軸支されており、第１のねじ切りされた端部
と第２のねじ切りされていない端部とを有するスクリュ
ーシャフトと、該第２の端部近傍に設けられており、前
記スクリューシャフトを回動せしめる手段と、前記スク
リューシャフトを回動せしめる手段の近傍に設けてお
り、前記スクリューシャフトが貫通するための貫通孔が
穿設された第１スライド部材と、前記スクリューシャフ
トの第１のねじ切りされた端部と螺合しかつ当該端部を
実質的に覆うためのねじ切りされた貫通孔が穿設された
第２スライド部材とからなり、前記第１スライド部材が、前記第１ジョー部材とともに
前記第１ジョー対の一部分を構成する第３ジョー部材に
係合せしめられ、前記スクリューシャフトは、当該スクリューシャフトの
動きに対応して前記第１スライド部材を動かすために前
記第１スライド部材を受け止める手段を有しており、か
つ前記第２スライド部材が、前記第２ジョー部材とともに
前記第２ジョー対の一部分を構成する第４ジョー部材に
係合せしめられてなる精密バイス。
【請求項２】前記第１スライド部材と前記第３ジョー部
材との間、および前記第２スライド部材と前記第４ジョ
ー部材との間に、それぞれ半球体状部材が前記第３およ
び第４ジョー部材の中の傾斜した面にしっくりと収容さ
れて位置し、自己調整機能を果たす特許請求の範囲第１
項記載のバイス。
【請求項３】前記第３ジョー部材および第４ジョー部材
がそれぞれそれらと連合したジョープレートを有し、該
ジョープレートが前記第３ジョー部材および第４ジョー
部材の相対向する取付面に選択的に取付けられて種々異
なる大きさの加工部材を握持しうる特許請求の範囲第２
項記載のバイス。
【請求項４】スクリューシャフトを有しており、２つの
加工部材を把持しうる精密バイスであって、前記スクリューシャフトはその第１の端部にねじ切りさ
れた部分を有し、その反対側の第２の端部に該スクリュ
ーシャフトを回動せしめる手段を連結する手段を有して
おり、該スクリューシャフトを回動せしめる手段は前記スクリ
ューシャフトの第２の端部に連結されており、前記スクリューシャフトを回転可能かつ軸方向に移動せ
しめうるような様式で軸支する手段を内蔵する基部を有
しており、前記スクリューシャフトのねじ切りされた部分に当該ね
じ切りされた部分を実質的に覆うように第１ジョー部材
が連結されており、前記スクリューシャフトが貫通するための貫通孔が穿設
された部材と係合する第２ジョー部材を有しており、前記第１ジョー部材および第２ジョー部材の間で前記基
部に設けられた固定２面ジョー部材を有しており、かつ前記スクリューシャフトが、バイスを閉じるように回転
されたときに前記第２ジョー部材を前記第１ジョー部材
の方に押し進める手段を、当該スクリューシャフト上に
有してなる精密バイス。
【請求項５】前記押し進める手段が前記スクリューシャ
フトと一体に設けられた径の増大した部分からなる特許
請求の範囲第４項記載のバイス。
【請求項６】前記押し進める手段が前記スクリューシャ
フトに設けられたスラストカラーからなる特許請求の範
囲第４項記載のバイス。
【請求項７】前記第１ジョー部材および前記第２ジョー
部材がそれぞれいずれのばあいも、前記スクリューシャ
フトと係合されるに際し、半球体状部材と、該半球体状
部材がしっくりと収容される前記各ジョー部材の中に傾
斜した手段と、前記スクリューシャフトに隣接し、前記
各ジョー部材の方向に角度をもって設けられた部分とか
らなる手段によって係合され、前記角度をもって設けら
れた部分が前記半球体状部材の平坦面を受け止め、バイ
スを締めつけると前記第１ジョー部材および前記第２ジ
ョー部材に同時にジョーを閉じる力が分与される特許請
求の範囲第４項記載のバイス。