JP4486354B2

JP4486354B2 - ワーク投入装置

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Publication number: JP4486354B2
Application number: JP2003411885A
Authority: JP
Inventors: 和權小池; 裕山本; 幸治末廣
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: JP2004268248A; CN1519079A; CN1275736C

Description

本発明は、ワーク投入装置に係り、特に、細長いワークを、応力をかけずに把持させるのに用いて好適なワーク投入装置及びそれを構成する投入冶具に関する。
また、本発明は、把持装置に係り、特に、長手方向に微少な厚み斑のあるワークを固定するのに用いて好適な把持冶具及びそれを備えた把持装置に関する。

一般に、ワークを切削加工する際には、ワークに切削負荷がかかるため、ワークを一対の把持冶具で固定する必要がある。特に、鏡面切削加工を行う場合には、高い切削精度が要求されるため、ワークを強固に固定する必要がある。このような鏡面切削加工をされるワークの一例として、二枚の樹脂基板間に複数の棒状レンズを配列した、細長い短冊形状の光伝送体アレイが挙げられる。

自動切削加工機において、光伝送体アレイは、切削される面を投入冶具の平坦面で押されて、一対の把持冶具間に移動される。一対の把持冶具間まで移動した光伝送体アレイは、投入冶具の平坦面と平行なバックアップ冶具によって背後から支持される。その結果、光伝送体アレイは、投入冶具とバックアップ冶具の２つの平坦面に挟まれて整列される。
そのようにして整列された光伝送体アレイは、従来、一定の幅で直線状に延びた平坦な把持面を備えた一体型の把持冶具（固定クランプ）で把持されていた（例えば、特許文献１）。

しかしながら、切削加工前のワークの形状はいびつであることが多く、また、ワークの切削される面は、一般に平坦ではない。例えば、光伝送体アレイが、切削面に垂直な面内、即ち把持面内で元々湾曲している場合がある。また、例えば、光伝送体アレイの切削される面に、棒状レンズ間からはみ出した接着剤等によって突起が形成されている場合がある。これらの場合に、従来の投入プレッシャー冶具とバックアップ冶具の平坦面によって、光伝送体アレイを挟んで整列させると、光伝送体アレイが把持面に平行な面内で撓んでしまう。その場合、光伝送体アレイは、応力がかかったまま把持され、切削されてしまう。このため、切削後に光伝送体アレイを把持冶具から外すと、応力が解放されて、光伝送体アレイが反対側に反ってしまう。その結果、直線に切削された切削面が湾曲して、光伝送対アレイの光学特性が劣化する。

さらに、光伝送体アレイには、その長手方向に沿って微少な厚み斑がある。特に、生産効率を向上させるために光伝送体アレイを数段重ねて加工する場合に、ここの光伝送アレイの厚み斑が加算され、全体としての厚み斑が更に大きくなる。このため、平坦な把持面を有する一体型の把持冶具では、光伝送体アレイを、長手方向方の全長に亘って均一な力で把持することが困難である。そして、厚みの薄い部分で把持力が不足すると、その部分が切削応力によりずれて、鏡面切削加工等の高精度の切削加工を行うことが困難となる。

そこで、一体型の把持冶具の代わりに、ワークの長手方向に沿って複数の部分に分割した把持冶具が利用されている。このような把持冶具を用いれば、把持力をワークの部分ごとに厚み斑に合わせて調整することができる（例えば、特許文献２）。

しかしながら、把持冶具を分割した場合、把持冶具ごとに、把持力を供給する把持力供給手段を設ける必要がある。例えば、分割した把持冶具ごとに、リニアレールを立ててエアシリンダを設ける必要がある。その結果、把持冶具を取り付けた把持装置全体の構造が複雑となり、重量が大きくなり、装置の製造コストが高くなる。その上、把持冶具ごとの平行性を調整して維持する必要がある。

特開平９−１５２５１８（図１）特開平１１−１５６６２８（図１）

そこで、本発明は、ワークに応力をかけずにワークを把持させることができるワーク投入装置及びそれを構成する投入冶具を提供することを目的としている。
また、本発明は、厚み斑のあるワークを均一な力で把持することができる、簡単な構造の把持冶具及びそれを備えた把持装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明のワーク投入装置は、ワークを対向した把持部により把持する一対の把持冶具と、ワークを上記把持冶具の把持位置まで移動面上を押して移動させる投入冶具と、把持位置でワークを投入冶具の反対側で支持するバックアップ冶具と、を有し、投入冶具は、ワークを押す方向に突出した三本爪からなるホーク形状部を、このホーク形状部の中央の爪の先端は、両側の爪の先端よりも所定距離だけ突出していることを特徴としている。

このように、本発明によれば、実質的に、投入治具の中央の爪で、ワークの中央部分を押して、ワークを投入する。そして、ワークは、投入冶具の中央の爪とバックアップ冶具とに挟まれて整列される。このため、ワークの形状がいびつであっても、ワークに応力がかかったままワークが把持されることを回避することができる。
さらに、中央の爪に加えて、両側に爪を設けたことにより、ワークが切削線に対して大きく傾いたまま把持されることを防ぐことができる。

また、本発明において、好ましくは、投入冶具のホーク形状部における所定距離は、ワークの切削代の幅の半分以下である。
このようにすれば、切削線に対して、ワークが傾いて把持された場合においても、ワークの傾きによるずれ量を切削代に含めることができる。

また、本発明において、好ましくは、バックアップ冶具は、投入冶具と向かい合った三本爪からなるホーク形状部を有し、このホーク形状部の三本爪の中央の爪の先端は、その両側の爪の先端よりも所定距離だけ突出している。
これにより、ワークを実質的に投入冶具の中央の爪とバックアップ冶具の中央の爪とで挟んで整列させることができる。その結果、ワークに応力をかけずにワークを把持させることができる。

また、本発明において、好ましくは、バックアップ冶具のホーク形状部における所定距離は、ワークの切削代の幅の半分以下である。
このようにすれば、切削線に対して、ワークが傾いて把持された場合においても、ワークの傾きによるずれ量を切削代に含めることができる。

また、本発明において、好ましくは、ワークを積み重ねた状態で収容し、かつ、収容したワークを移動面上に供給するワークマガジンを備える。
このように、ワークマガジンを備えれば、自動的にワークを容易に供給することができる。

また、本発明において、好ましくは、ワークマガジンの直下の位置であって、かつ、投入冶具のホーク形状部の三本爪の間の位置に、移動面から迫り上がってワークマガジンに収容されているワークを支持し、かつ、ワークを支持したまま移動面まで下りてくる支持冶具を備える。
このように、支持冶具を備えれば、ワークマガジンから移動面上に、ワークを荷崩れさせずに降ろすことができる。

また、本発明において、好ましくは、一対の把持冶具の少なくとも一方において、把持部は、把持面とこの把持面に平行な複数のスリットを破線状に形成した複数のスリット列を有し、これらの複数のスリット列は、一方のスリット列のスリットが他方のスリット列のスリットと少なくともその一部が重なるように形成され、把持面がワークを把持するとき、スリット列のスリットが潰れることにより、把持部が弾性変形できるように構成されている。

このように、本発明によれば、把持面と平行に複数のスリット列を設けることにより、把持冶具の把持部に可撓性を与えている。その結果、ワークを把持する際に、ワークの厚みが厚い部分に対応する把持部が、スリットが潰れることにより弾性変形する。このため、把持面が局所的に凹んでワークの厚み斑を吸収することができる。

さらに、本発明では、一方のスリット列のスリットを、他方のスリット列のスリットと少なくともその一部が重なるように形成することにより、把持冶具の把持面に、実質的に均一な可撓性を与えている。これにより、本発明によれば、厚み斑のあるワークであっても、ワーク全体を均一な力で把持することができる。

また、本発明において、好ましくは、把持面は、一定の幅で直線状に延びた形状を有する。
これにより、細長いワークであっても、そのワークの長手方向の全長にわたって、均一な力で保持することができる。

また、本発明において、好ましくは、把持面とスリット列との間隔は、把持面の幅の０．５〜２倍の範囲内である。
把持面とスリット列との間隔が狭いほど、把持部の可撓性が高くなる。また、把持面の幅（長手方向に垂直な方向の厚み）が狭い程、把持部の可撓性が高くなる。このため、把持面とスリット列との好適な間隔は、把持面の幅に応じて決まる。そこで、この間隔を把持面の幅の０．５〜２倍の範囲内とすれば、把持部に、弾性限界内の変形で、ワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、スリット列どうしの間隔は、把持面の幅の０．５〜２倍の範囲内である。
これにより、把持部に、弾性限界内の変形で、ワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、スリットの長さは、把持面の幅の３〜５倍の範囲内である。
スリットの長さが長いほど、把持部の可撓性が高くなる。しかし、スリットが極端に長いと、ワークの幅方向に動かないように把持する把持力が不十分となるおそれがある。そして、スリットの長さを、把持面の幅の３〜５倍の範囲内とすれば、把持部に、弾性限界内の変形で、ワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、スリットの幅は、０．１〜０．５ｍｍの範囲内である。
把持冶具の把持面が、厚み斑を吸収して凹む際、最大、スリットが完全に潰れるまで変形する。このため、スリット幅が大きすぎると、把持冶具が弾性限界を超えて変形してしまうおそれがある。なお、把持力をエアーシリンダーやコイルバネ等を使用して発生させる場合は、その力を弾性変形以内に抑制することによりスリットの幅を広くしても構わない。一方、スリット幅が小さすぎると、積み重ねて把持したワークの長手方向の厚み斑を吸収するだけ十分に変形することが困難となる。
そこで、スリット幅を０．２〜０．５ｍｍの範囲内とすれば、把持冶具に、弾性限界内の変形で、ワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、把持部は金属製である。
把持部を金属製とすれば、スリット列を設けることにより、容易に可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、把持部は高速度鋼（ＳＫＨ）である。
高速度鋼は、一般に刃具や工具に用いらるように、硬く粘性の高い金属材料である。したがって、把持部を高速度鋼製とすれば、スリット列を設けることにより、容易に可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、把持部はばね鋼（ＳＵＰ）である。
ばね鋼は、例えば貨車の板ばね等に用いられるように、高い弾性限及び疲労限を有する金属材料である。したがって、把持部をばね鋼製とすれば、スリット列を設けることにより、容易に可撓性を与えることができる。

また、本発明において、好ましくは、一対の把持冶具の間に把持力を供給する把持力供給手段を備える。

また、本発明の投入冶具によれば、ワークを、該ワークを把持する一対の把持冶具の把持位置まで、移動面上を押して移動させる投入冶具であって、ワークを押す方向に突出した三本爪からなるホーク形状部を有し、このホーク形状部の中央の爪の先端は、両側の爪の先端よりも所定距離だけ突出していることを特徴としている。

このような投入冶具を投入装置に使用すれば、実質的に、投入冶具の中央の爪でワークの中央部分を押してワークを投入することができる。その結果、ワークは、投入冶具の中央の爪とのバックアップ冶具との間に挟まれて整列する。このため、ワークがいびつであっても、ワークに応力がかかったままワークが把持されることを回避することができる。

また、本発明の把持装置は、ワークを対向した把持部により把持する一対の把持冶具と、一対の把持冶具の間に把持力を供給する把持力供給手段とを備えた把持装置であって、一対の把持冶具の少なくとも一方の把持部は、把持面とこの把持面に平行な複数のスリットを破線状に形成した複数のスリット列を有し、これらの複数のスリット列は、一方のスリット列のスリットが他方のスリット列のスリットと少なくともその一部が重なるように形成され、把持面がワークを把持するとき、スリット列のスリットが潰れることにより、把持部が弾性変形できるように構成されていることを特徴としている。

このように、本発明の把持装置によれば、把持部にスリット列を形成して可撓性を与えた把持冶具を用いる。把持冶具では、把持面と平行に複数のスリット列を設けることにより、把持冶具の把持部に可撓性を与えている。その結果、ワークを把持する際に、ワークの厚みが厚い部分に対応する把持部が、スリットが潰れることにより弾性変形する。このため、把持面が局所的に凹んでワークの厚み斑を吸収することができる。これにより、把持対象物の厚み斑を吸収して、ワークを均一な力で把持することができる。

また、本発明の把持冶具は、ワークを把持部により把持する把持冶具であって、把持部は、把持面とこの把持面に平行な複数のスリットを破線状に形成した複数のスリット列を有し、これらの複数のスリット列は、一方のスリット列のスリットが他方のスリット列のスリットと少なくともその一部が重なるように形成され、把持面がワークを把持するとき、スリット列のスリットが潰れることにより、把持部が弾性変形できるように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、簡単な構造で、厚み斑のあるワークを均一な力で把持することができる。
本発明によれば、ワークに応力をかけずにワークを把持させることができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態のワーク投入装置の構成について、光伝送体アレイをワークとした投入装置の例について説明する。図１は、本発明に係わるワーク投入装置の実施形態を示す概略斜視図である。なお、図１では、各構成部分の支持部材の図示を省略している。
また、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態のワーク投入装置を構成する投入冶具の形状及び動作を示す上面図である。また、図２（Ａ）は、図１に示したワーク１、下側の把持冶具３、投入冶具５及びバックアップ冶具６の上面図に相当する。

本実施形態のワーク投入装置は、ワークとしてのプラスチック光伝送体アレイを一対の把持冶具間に強固に固定して鏡面切削加工する自動加工装置において、一対の把持冶具間に、ワークを数枚ずつ重ねて投入する。

そのために、本実施形態のワーク投入装置は、図１に示すように、短冊形状のワーク１を把持するための一対の把持冶具２及び３と、ワーク１を積み重ねた状態で収容し、かつ、収容したワーク１を移動面４上に供給するワークマガジン７と、ワークマガジン７から供給されたワーク１を、数枚重ねたまま、一対の把持冶具２及び３の間の把持位置まで移動面４上を押して移動させる投入冶具５と、一対の把持冶具２及び３の間まで移動したワーク１を、投入冶具５の反対側で支持するバックアップ冶具６とを備えている。

さらに、このワーク投入装置は、図１には示さないが、ワークマガジン７の直下の位置に、支持冶具８を備えている。支持冶具８は、移動面４から迫り上がって、ワークマガジン７に収容されているワーク１を支持し、かつ、ワーク１を支持したまま移動面４まで下りてくる。

また、投入冶具５の厚さは、一対の把持冶具２及び３間に一度に投入される枚数分より薄い必要があるが、余り薄すぎると投入動作が不安定になる。よって、投入冶具５の厚さは、投入枚数のトータル厚さよりもワーク1枚分の半分程度の厚みを引いた程度の厚さとするのが望ましい。例えば、投入するべきワークが１０枚でトータル厚さが１０ｍｍの場合、投入冶具５の厚さは９．５ｍｍ〜９．９ｍｍ程度とするのが望ましい。
また、バックアップ冶具６の厚さは、投入冶具５の厚さと同程度以上あるのがよく、開放した一対の把持ジグの中を通過できる厚さであれば投入ワーク全体の厚みより厚くても構わない。また、ワークマガジン７の先端の、移動面４からの隙間は、投入するワークの全体の厚みよりもワーク１枚分の半分程度広い隙間であるのがよい。

そして、図１に示すように、本実施形態の投入冶具５は、ワーク１を押す方向に突出した三本爪からなるホーク形状部を有している。そして、図２（Ａ）に示すように、ホーク形状部の中央の爪５１の先端は、両側の爪５２及び５３の先端よりも所定距離ｄだけ突出している。この所定距離ｄは、ワーク１の切削代の幅の半分以下であるのが好ましい。例えば、切削代の幅が０．６ｍｍの場合、所定距離ｄは、０．２〜０．３ｍｍであるのが好ましい。

さらに、図１及び図２に示すように、バックアップ冶具６も、投入冶具５と向かい合った三本爪からなるホーク形状部を有している。このホーク形状部の中央の爪６１は、投入冶具５の中央の爪５１の正面に位置している。
そして、図２（Ａ）に示すように、バックアップ冶具６の爪６１の先端も、その両側の爪６２及び６３の先端よりも所定距離ｄだけ突出している。バックアップ冶具６における所定距離ｄも、ワーク１の切削代の幅の半分以下であるのが好ましい。例えば、切削代の幅が０．６ｍｍの場合、所定距離ｄは、０．２〜０．３ｍｍであるのが好ましい。

そして、投入冶具５は、実質的に、ホーク形状部の中央の爪５１で、図２（Ａ）に示すようにワーク１の中央部分を押して、一対の把持冶具２及び３間にワーク１を投入する。そして、図２（Ｂ）に示すように、ワーク１の長手方向の中央部分を投入冶具５の中央の爪５１とバックアップ冶具６の中央の爪６１とに挟まれて、ワーク１は把持位置で整列される。

したがって、ワーク１は、実質的に、その長手方向の中央部の一箇所で挟まれて整列される。これにより、ワークが湾曲していても、応力をかけることなく、そのままワークを把持することができる。このため、切削後のワークを把持冶具２及び３間から外したときに、ワークの直線状の切削面が反ることを防ぐことができる。

さらに、中央の爪に加えて両側に爪を設けたことにより、ワークが切削線に対して大きく傾いたまま把持されることを防ぐことができる。また、上述したように、所定距離ｄを切削代の幅の半分以下としているので、ワークが把持面内で傾いて把持された場合においても、傾きによるずれ量を切削代に含めることができるので、未切削部分、即ち未鏡面部の発現を防止することができる。

次に、図３を参照して、本実施形態によるワーク投入装置の動作例を説明する。以下に説明するワーク投入装置の一連の動作は、シーケンスプログラムを実行するシーケンスコントローラー（図示せず）によって自動的に制御される。

図３（Ａ）に、初期状態の断面図を示す。図３（Ａ）は、図２の（Ａ）のＡ−Ａに沿った断面に相当する。初期状態において、投入冶具５は、ワークマガジン７の直下よりも手前（図３において紙面右側）に位置している。また、ワークマガジン７の下には、ワークマガジン７から供給されたワーク１が、移動面４上に積み重なっている。

次に、図３の（Ｂ）に示すように、投入冶具５を、エアシリンダ（図示せず）により把持冶具２及び３側へ駆動する。その結果、投入治具５が、ワーク１を数枚重ねたまま押して、一対の把持冶具２及び３間の把持位置まで移動面４上を移動させる。
なお、投入冶具５が、ワークマガジン７の下を通過して移動している間、投入冶具５のホーク形状部の上面が、ワークマガジン７内に収容されているワーク１を支えている。
その後、ワーク１が把持冶具２及び３間の把持一まで移動したとき、バックアップ冶具６が、一対の把持冶具２及び３間の把持位置まで移動したワークを、投入冶具５の反対側で支持する。
そして、図２の（Ｂ）に示したように、一対の把持冶具２及び３の間で、ワーク１の長手方向の中央部分を投入冶具５の中央の爪５１とバックアップ冶具６の中央の爪６１とに挟んで、ワーク１を整列させる。

また、このとき、バックアップ冶具６も、エアシリンダ（図示せず）により、把持冶具を通り越して、ワークマガジン７に収容されているワーク１の場所まで移動して、図２の（Ｂ）に示したように、投入冶具５の反対側から、投入冶具５と協働してワーク１を挟み、かつ、その状態で、ワーク１を一対の把持冶具２及び３間の把持位置まで搬送するようにしてもよい。これにより、ワーク１の投入の際に、積み重なった個々のワーク１が飛び出すことを抑制することができる。

続いて、図３の（Ｃ）に示すように、整列されたワーク１を、一対の把持冶具２及び３で把持する。本実施形態では、上側の把持冶具２が下りてきて、ワーク１を把持する。
そして、本実施形態では、ワーク１が把持された後、投入冶具５が初期状態の位置に戻る前に、支持冶具８が、ワークマガジン７の直下の位置であって、かつ、投入冶具５の三本爪の間の位置で、移動面４から迫り上がって、ワークマガジン７に収容されているワーク１を支持する。

続いて、図３の（Ｄ）に示すように、投入冶具５及びバックアップ冶具６を、それぞれのエアシリンダにより駆動して、初期状態の位置へ戻す。そして、ワーク１を把持した一対の把持冶具２及び３を、高精度リニアレールに沿って切削機の前へ、図３の紙面に垂直な方向へ移動させる。このため、図３の（Ｄ）では、把持冶具２及び３を図示していない。

投入冶具５が、初期状態の位置まで戻っても、投入冶具５の上面で支えられていたワーク１は、支持冶具８によって支持されている。そして、支持冶具８は、ワーク１を支持したまま移動面４まで下りてくる。これにより、積み重なったワーク１が、移動面４上で崩れることを防ぐことができる。

そして、図３の（Ａ）に示した初期状態に戻り、上述した一連の動作を自動的に繰り返すことができる。これにより、プラスチック光伝送体アレイの長手方向の端面を鏡面切削加工する装置において、無人で連続的な加工を行うことが可能となる。

ここで、図４に、整列されたワーク１を一対の把持冶具２及び３で把持した把持装置１０が、高精度リニアレール７０上を切削機の前へ移動する様子を示す。切削機は、ダイヤモンド切削刃３１が取り付けられた回転ヘッド３０を備え、回転ヘッド３０はモータ３２によって回転する。把持装置１０が切削機の前を通過すると、光伝送体アレイ１の長手方向の端面がダイヤモンド切削刃３１によって鏡面研磨される。
なお、図４では、光伝送体アレイ１の一方の端面側にのみダイヤモンド切削刃３１が取り付けられた回転ヘッド３０を備えた切削装置が設置されているが、通常は、光伝送体アレイ１の他方の端面も同時に切削を行うため、切削装置は光伝送体アレイ１を挟んで反対側にも設置される。

次に、図５を参照して、本実施形態の把持装置の構成について説明する。
図５は、本実施形態の把持装置の側面図である。図５に示すように、本実施形態の把持装置１０は、加工台５０上に、把持部を対向させてワークを把持する一対の把持冶具２及び３と、一対の把持冶具２及び３の間に把持力を供給する把持力供給手段４０とを備えている。ここでは、上側の把持冶具２の両端部は、支柱２０で加工台５０に固定されている。そして、把持力供給手段４０は、下側の把持冶具３を持ち上げることによって、上側の把持冶具２と下側の把持冶具３との間に把持力を供給する。

そして、本実施形態では、上側の把持冶具２を、把持部１５にスリット列１３及び１４を設けた一体型の把持冶具２としている。このため、簡単な一体型の構造の把持冶具２を用いて、ワーク全体をほぼ一様な力で把持することができる。その結果、把持冶具をワークの長手方向に沿って分割し、分割した把持冶具ごとに把持力供給手段を個別に設ける必要がない。したがって、把持冶具を分割した場合に比べて、把持装置を小型化、軽量化することができ、把持装置の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、分割した把持冶具を設けた把持装置に比べて、把持装置１０を軽量化したので、把持装置１０を高精度リニアレール７０上でより高速度で移動させることができる。その結果、鏡面切削加工のサイクルタイムの短縮を図ることができる。

ここで、図６及び図７を参照して、本実施形態の把持冶具について説明する。図６（Ａ）は、本実施形態の把持冶具の側面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した把持冶具を、把持面側から見た下面図である。なお、図６（Ｂ）では、断面部分ではないが、把持面にハッチングを付して示している。また、図７（Ａ）は、図６に示した把持冶具の端面図である。そして、図７（Ｂ）は、図６（Ｂ）に示した把持冶具の側面部分の拡大図である。

本実施形態では、ワークとして光伝送体アレイ（図示せず）を把持部で把持する把持冶具の例について説明する。光伝送体アレイは、細長い短冊状の形状を有し、その長手方向に沿った端面を鏡面切削加工される。このため、本実施形態の把持冶具２は、金属製であり、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、細長い一体型の形状を有している。

ワークを把持する把持部１５の把持面１１は、図６（Ｂ）に示すように、一定の幅で直線状に延びた形状をしている。把持面１１の長手方向の長さＬは、ワークの長手方向の長さよりも長いことが好ましい。また、把持面１１の幅（長手方向に直交する方向の厚さ）Ｄは、光伝送体の幅（鏡面切削加工される端面に垂直な方向の長さ）よりも短いことが好ましい。ここでは、把持面の長手方向の長さＬは数百ｍｍであり、把持面１１の幅Ｄは数ｍｍ程度である。

また、図７の（Ａ）に示すように、把持冶具２の把持面１１に沿った把持部１５は、切削時に切削刃に当たらないように、把持面の幅Ｄと同じ厚さで、支持部１６よりも薄く作られている。

そして、図６（Ａ）に示すように、本実施形態では、把持部１５の側面に、把持面１１に平行な複数のスリット１２を破線状にそれぞれ形成した第一及び第二スリット列１３及び１４が設けられている。これらのスリット列１３及び１４の各スリット１２は、把持部１５を貫通している。また、第一及び第二スリット列１３及び１４は、ワークの長手方向よりも長いことが好ましく、本実施形態では、把持面１１の長手方向の実質的に全長にわたって設けられている。また、スリットの形状としては、スリットの両端にスリット幅よりも直径の大きい丸穴格好を施したものでもよい。

このように、把持面１１と平行に二列のスリット列１３及び１４を設けることにより、把持冶具２の把持部１５に可撓性を与えることができる。その結果、ワークを把持する際に、ワークの厚みが厚い部分に対応する把持部１５が、スリット１２が潰れることにより弾性変形する。このため、把持面１１が局所的に凹んでワークの厚み斑を吸収することができる。

さらに、第一スリット列１３の各スリット１２と第二スリット列１４の各スリット１２は、スリット１２の両端１２ａが他のスリット列のスリット１２と重なるように、スリット列ごとにずらして千鳥状に形成されている。

このように、スリット１２を千鳥状に形成することにより、把持冶具２の把持面１１に、長手方向に沿って実質的に均一な可撓性を与えることができる。これにより、厚み斑のあるワークであっても、ワークの長手方向の全長にわたってほぼ一様な力で把持することができる。

また、把持部１５は、金属製であるのが好ましく、硬く粘性の高い高速度鋼（ＳＫＨ）、又は、弾性限及び疲労限の高いばね鋼（ＳＵＰ）で作るのがより好ましい。これらの金属を使用すれば、スリット列を設けることにより、容易に可撓性を与えることができる。

次に、図７（Ｂ）を参照して、把持冶具２全体をＳＫＨ又はＳＵＰで作った場合に、弾性限界内の変形でワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えるのに好適な、各スリット１２等の配置及び寸法形状の例について説明する。図７（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した第一及び第二スリット列１３及び１４の部分拡大図である。

把持面１１と第一スリット列１３との間隔Ｈ₁、即ち層状部分１７の厚さは、把持面１１の幅Ｄの０．５〜２倍の範囲内であるのがよい。例えば、Ｄ＝３．５ｍｍの場合、Ｈ₁＝５ｍｍである。
なお、層状部分１７の厚さＨ₁が薄いほど、層状部分１７の可撓性が高くなる。また、把持面１１の幅（把持部１５厚み）Ｄが狭い程、層状部分１７の可撓性が高くなる。このため、把持面１１と第一スリット列１３との間の好適な間隔Ｈ₁は、把持面１１の幅Ｄ及び把持部材の材質に応じて決まる。

また、第一スリット列１３と第二スリット列１４との間隔Ｈ₂、即ち層状部分１８の厚さも、把持面１１の幅Ｄの０．５〜２倍の範囲内であるのがよい。例えば、Ｄ＝３．５ｍｍの場合、Ｈ₂＝４ｍｍである。
なお、層状部分１８の厚さＨ₂が薄いほど、層状部分１８の可撓性が高くなる。また、把持面１１の幅（把持部１５厚み）Ｄが狭い程、層状部分１８の可撓性が高くなる。このため、第一スリット列１３と第二スリット列１４との間の好適な間隔Ｈ₂も、把持面１１の幅Ｄ及び把持部材の材質に応じて決まる。

さらに、本実施形態では、スリットの長さＳは、把持面１１の幅の３〜５倍の範囲内であるのがよい。
なお、スリット長Ｓが長いほど、スリット１２に沿った層状部分１７及び１８の可撓性が高くなる。しかし、スリット１２が極端に長いと、スリットに沿った把持面１１での把持力が不十分となるおそれがある。

そして、本実施形態では、いずれのスリット列１３及び１４においても、スリット１２の長さＳが均一であり、かつ、スリット間の間隔Ｔが均一である。例えば、Ｓ＝２０ｍｍ、Ｔ＝１０ｍｍである。
なお、各スリット１２の両端１２ａを他の列のスリット１２と重ねるため、スリット間の間隔Ｔはスリット長Ｓよりも短い。

また、各スリット１２の幅Ｕは、０．１〜０．５ｍｍの範囲内であるのがよい。例えば、Ｕ＝０．２ｍｍである。
なお、把持冶具の把持面が、厚み斑を吸収して凹む際、最大、スリットが完全に潰れるまで変形する。このため、スリット幅が大きすぎると、把持冶具が弾性限界を超えて変形してしまうおそれがある。なお、把持する力をエアーシリンダーやコイルバネ等を使用して発生させる場合は、その力を弾性変形以内に抑制することによりスリットの幅を広くしても構わない。一方、スリット幅が小さすぎると、厚み斑を十分に変形することが困難となる。

上述したような寸法のスリット１２を上述したように配置することによって、把持部材１の把持部１５に、弾性限界内の変形でワークの厚み斑を吸収するのに十分な可撓性を与えることができる。

ところで、ワークの厚み斑を吸収するために、把持面１１にゴム層を設けることも考えられる。しかし、ゴム層は、把持面１１に沿った方向にも変形する。このため、ゴム層を設けると、切削時にワークが切削応力によりずれてしまう。したがって、ゴム層を設けることは、ワークを強固に把持する上で適当ではない。

これに対して、本実施形態のスリット１２を設けた把持冶具２では、把持部１５の層状部分１７及び１８は、板ばねのように、把持面１１に実質的に垂直な方向にのみ変形し、把持面１１に沿った方向には実質的に変形しない。したがって、本実施形態の把持冶具２によれば、ワークの長手方向に沿って均一な力で把持しつつ、ワークを強固に固定することができる。

上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、数枚積み重ねたワークを一度に投入する例について説明したが、本発明では、一段だけのワークを投入してもよい。
また、例えば、上述した実施形態においては、ワークが把持された後で、支持冶具が迫り上がった例について説明したが、支持冶具が迫り上がるタイミングはこれに限定されない。例えば、ワークが投入される前であっても、ワークマガジンに収容されたワークが投入冶具の上面で支えられている間に、支持冶具が迫り上がってもよい。

また、例えば、上述した実施形態では、把持部にスリット列を二列設けた例について説明したが、本発明ではスリット列の数は二列に限定されない。例えば、スリット列を三列又は四列以上設けてもよい。
また、例えば、上述した実施形態では、細長い形状の把持面を備えた把持冶具の例について説明したが、把持面の形状はこれに限定されない。
また、例えば、上述した実施形態では、金属製の把持冶具の例について説明したが、本発明では、把持冶具は金属製のものに限定されない。

また、例えば、上述した実施形態では、把持装置を構成する一対の把持冶具のうち、上側の把持冶具だけにスリット列を設けたが、本発明では、例えば、下側だけ又は上下両方の把持冶具にスリット列を設けてもよい。
また、例えば、上述した実施形態の把持装置においては、下側の把持冶具の下側に把持力供給手段を設けた例について説明したが、本発明の把持力供給手段の配置及び機構はこれに限定されない。例えば、把持力供給手段として、エアシリンダを上側の把持冶具の上に設けてもよい。

本発明に係わるワーク投入装置の実施形態を示す概略斜視図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態による投入冶具の形状及び動作を示す上面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形態によるワーク投入装置の動作例を示す概略断面図である。実施形態に係る把持装置を用いた切削加工を説明する斜視図である。実施形態に係る把持装置の側面図である。（Ａ）は、実施形態に係る把持冶具の側面図であり、（Ｂ）は、把持冶具を把持面側から見た図である。（Ａ）は、実施形態に係る把持冶具の端面図であり、（Ｂ）は、側面の拡大図である。

符号の説明

１ワーク
２、３把持冶具
４移動面
５投入冶具
５１、５２、５３爪
６バックアップ冶具
６１、６２、６３爪
７ワークマガジン
８支持冶具
１０把持装置
１１把持面
１２スリット
１２ａ端
１３第一スリット列
１４第二スリット列
１５把持部
１６支持部
１７層状部分
１８層状部分
２０支柱
３０回転ヘッド
３１切削刃
３２モータ
４０ワーク
４０把持力供給手段
５０加工台
７０高精度リニアレール

Claims

ワークを対向した把持部により把持する一対の把持冶具と、上記ワークを上記把持冶具の把持位置まで移動面上を押して移動させる投入冶具と、上記把持位置で上記ワークを上記投入冶具の反対側で支持するバックアップ冶具とを有し、
上記投入冶具は、上記ワークを押す方向に突出した三本爪からなるホーク形状部を有し、このホーク形状部の中央の爪の先端は、両側の爪の先端よりも所定距離だけ突出し、
上記バックアップ冶具は、上記投入冶具と向かい合った三本爪からなるホーク形状部を有し、このホーク形状部の三本爪の中央の爪の先端は、その両側の爪の先端よりも所定距離だけ突出し、
上記ワークを上記投入冶具の中央の爪と上記バックアップ冶具の中央の爪とで挟んで上記把持位置に整列させるように構成されている、
ことを特徴とするワーク投入装置。
上記ワークを積み重ねた状態で収容し、かつ、収容したワークを上記移動面上に供給するワークマガジンを備え、
上記ワークマガジンの直下の位置であって、かつ、上記投入冶具の上記ホーク形状部の三本爪の間の位置に、上記移動面から迫り上がって上記ワークマガジンに収容されているワークを支持し、かつ、上記ワークを支持したまま上記移動面まで下りてくる支持冶具を備える請求項１記載のワーク投入装置。
前記ワークは、二枚の樹脂基板間に複数の棒状レンズを配列した細長い短冊形状の光伝送体アレイである、請求項１又は２記載のワーク投入装置。