JP4654108B2 - 被加工物加工保持装置及び被加工物加工装置及びその加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を保持して、その加工面に対して精度の良いフライス、研磨、ドリル、放電、レーザー等の加工を行うことができる被加工物加工保持装置及び被加工物加工装置及びその加工方法に関するものである。

従来、被加工物の複数の加工面に対して、加工方向が予め設定されている加工機による加工を行うためには、まず、被加工物を保持した後、その被加工物の加工面に対して所定の加工方向から加工を行う。この後、被加工物を保持を解き、９０度回転させた後、再度、被加工物の別の加工面に対して同じ加工方向から加工を行うことにより、逐次、複数の加工面に対する所望の加工を行うようにしたものが特許文献１等で知られている。
特開平５−１２３９４０号公報

ところで、特許文献１等では、被加工物に加工を行う加工面毎に保持する必要があったため、段取りに時間がかかると共に、加工面を設定する際の熟練度によって加工面間の加工精度にばらつきが生じるという問題があった。

そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたもので、被加工物を一度、保持するだけで、隣接直交する２面以上を一定の加工方向から加工可能となるように設定でき、人為的設定誤差をなくし、精度の良い加工を行うことができる被加工物加工保持装置及び被加工物加工装置及びその加工方法の提供を課題とするものである。

請求項１の被加工物加工保持装置は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台と、前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面との相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように、前記回転基台の前記回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ ^-1 （１／３ ^1/2 ）度の上平面を形成した被加工物を保持する保持台とを具備するものである。
ここで、回転基台は回動自在に軸支され、１２０度間隔毎に固定することができる機構を有するものである。そして、被加工物を保持する保持台は、回転基台の回転軸の軸線と被加工物の加工された面とに対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されるものであり、前記保持台と前記回転基台の何れを基準位置としてもよい。この回転基台は回転軸を電動機等にて回転させる機構や手動にて回転させる機構が採用でき、設定された後に１２０度間隔毎に回転角度を正確に固定できればよい。保持台は、被加工物を保持することができればよく、被加工物の材質に関連して機械的または電磁的に保持することができる手段や方法を適宜選択することができる。前述したように、被加工物を保持する保持台と回転基台の回転軸の軸線に対する角度は、相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されており、何れを水平面としてもよい。しかし、通常、保持台を平面とするのが被加工物の設定が容易になる。なお、本発明を実施する場合、回転基台と保持台は必ずしも平面とする必要がない。特定の被加工物をチャックで挟むように構成してもよい。特定の被加工物をチャックで把持した結果、回転基台の回転軸の軸線と被加工物の加工された面とに対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度になればよい。何れにせよ、前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物を保持できればよい。前記回転基台を１２０度回転させ、前記被加工物の隣接直交する面の加工を行うのは、本発明を実施する場合には、その中間位置で停止することを禁止するものではなく、少なくとも、前記回転基台が１２０度回転され、その位置で停止できればよい。
上記被加工物としては、金属材料からなる直方体形状のもの、板状のもの、金属塊等の加工が可能であり、木材等の植物材料、プラスチック、グラスファイバ、セラミックス等の材料の加工が容易であり、特別材料を限定するものではない。

更に、前記保持台は、前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の上平面を形成したものである。
ここで、前記回転基台の回転軸の軸線と保持台の上平面（回転基台の回転軸の軸線の下に位置するときの上平面）が形成する角度は、それら平面間の角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となっておればよく、これら平面方向は、水平面やその垂直面等に何ら限定されるものではない。しかし、前記保持台が平面を形成していると、通常使用される直方体の被加工物の設置がそのままおくことができるので、保持台の上平面は平坦面が望ましい。また、他の加工機械の設置が保持台の上平面を基準にすればよいから、設置が容易になる。

請求項２の被加工物加工保持装置は、前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の前記保持台の上平面は、前記回転基台の回転平面に対して摺動自在としたものである。
ここで、回転基台の回転軸の軸線に対する角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の前記保持台の上平面を、回転基台の回転平面に対して摺動自在としたものとは、その上平面が、被加工物のサイズによって回転基台の回転平面の直径方向に移動自在にできるものであればよい。

請求項３の被加工物加工保持装置の前記保持台の上平面は、水平面とし、それに対して前記回転基台の回転軸の軸線の角度を、前記保持台の水平面に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支したものである。
ここで、保持台は、被加工物が保持される面が水平面とされ、回転基台は水平に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されていることから、保持台に保持された被加工物に対する加工方向を水平方向または垂直方向とすることができる。即ち、前記保持台の上平面は、水平面とすればよく、回転基台が１２０度間隔で固定自在であることから、前記保持台の上平面もそれに伴って回転するが、少なくとも、回転基台が１２０度間隔の特定位置に保持台の被加工物が保持される面が水平面となれば、保持台の被加工物が保持される水平面と平行する面に仕上げることができる。

請求項４の被加工物加工保持装置の前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたものである。
ここで、最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたとは、最下位置を中心に±１２０度、最下位置を中心に±６０度、または一方側に３０度と反対側に９０度とすることもできる。

請求項５の被加工物加工装置は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台と、前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面との相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物を保持する保持台と、前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機を具備するものである。
ここで、回転基台は回動自在に軸支されており、所定の角度に設定された後１２０度間隔毎に固定することができる機構を有するものである。
被加工物を保持する保持台は、回転基台の回転軸の軸線と被加工物の加工された面とに対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されるものであり、前記保持台と前記回転基台の何れを基準位置としてもよい。この回転基台は回転軸を電動機等にて回転させる機構や手動にて回転させる機構が採用でき、設定された後に１２０度間隔毎に回転角度を正確に固定できればよい。保持台は、被加工物を保持することができればよく、被加工物の材質に関連して機械的または電磁的に保持することができる手段や方法を適宜選択することができる。前述したように、被加工物を保持する保持台と回転基台の回転軸の軸線に対する角度は、相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されており、何れを水平面としてもよい。しかし、通常、保持台を平面とすると被加工物の設定が容易である。
更に、加工機は回転基台の回転軸の軸線に対する角度として、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面内に水平基準及びそれに垂直な垂直基準が設定され、保持台に保持された被加工物に対する水平基準及びそれに垂直な垂直基準に一致されるものであればよい。前記回転基台を１２０度回転させ、前記被加工物の隣接直交する面の加工は、本発明を実施する場合には、その中間位置で停止することを禁止するものではなく、少なくとも、前記回転基台が１２０度回転され、その位置で停止できればよい。
更にまた、被加工物を保持する保持台と回転基台の回転面との角度は、｛９０＋ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）｝となるから、被加工物を保持する保持台の上面を水平面とすることにより、加工機関係も水平動作または垂直動作とすることができる。
なお、この被加工物加工装置における加工機としては、被加工物の加工面に対して一定な加工方向から、例えば、研削加工を行うフライス盤や回転砥石による研削加工機、穴あけ加工を行うドリル加工機やレーザビーム加工機、放電加工機等が該当する。

請求項６の被加工物加工装置の前記保持台は、前記被加工物を保持する面を水平面とし、それに対して前記回転基台の回転軸の軸線の角度を、前記水平面に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支したものである。
ここで、保持台は、被加工物が保持される面が水平面とされ、回転基台は水平に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されていることから、保持台に保持された被加工物に対する加工方向を水平方向または垂直方向とすることができる。即ち、前記保持台の上平面は、水平面とすればよく、回転基台が１２０度間隔で固定自在であることから、前記保持台の上平面もそれに伴って回転するが、少なくとも、回転基台が１２０度間隔の特定位置またはそれと無関係に保持台の被加工物が保持される面が水平面となればよい。
加工機は、保持台に保持された被加工物に対する加工方向を水平方向または垂直方向からの加工を選択することができる。また、回転基台が１２０度間隔で固定自在であることから、隣接直交する面の加工方向を常に、一定な水平面または垂直面からとすることができる。

請求項７の被加工物加工装置の前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたものである。
ここで、最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたとは、最下位置を中心に±１２０度、最下位置を中心に±６０度、または一方側に３０度と反対側に９０度とすることもできる。

請求項８の被加工物加工方法は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台の回転軸の軸線に対して、被加工物の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台の被加工物を取り付ける工程と、前記回転基台の回転軸の軸線に対する角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機によって、前記被加工物を加工し、次いで、前記回転基台を１２０度回転させることによって、前記被加工物の隣接直交する面の加工を行う工程とを具備するものである。
ここで、回転基台は回動自在に軸支され、１２０度間隔毎に固定することができる機構であればよい。また、被加工物を保持する保持台は、回転基台の回転軸の軸線と被加工物の加工された面とに対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されておれば、前記保持台と前記回転基台の何れを基準位置としてもよい。この回転基台は回転軸を電動機等にて回転させる機構や手動にて回転させる機構が採用でき、設定された後に１２０度間隔毎に回転角度を正確に固定できればよい。保持台は、被加工物を保持することができればよく、被加工物の材質に関連して機械的または電磁的に保持することができる手段や方法を適宜選択することができる。前述したように、被加工物を保持する保持台と回転基台の回転軸の軸線に対する角度は、相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されており、何れを水平面としてもよい。しかし、通常、保持台を平面とするのが被加工物の設定が容易である。なお、本発明を実施する場合、回転基台と保持台は必ずしも平面とする必要がない。特定の被加工物をチャックで挟むように構成してもよい。特定の被加工物をチャックで把持した結果、回転基台の回転軸の軸線と被加工物の加工された面とに対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度になればよい。何れにせよ、前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物を保持できればよい。
前記回転基台を１２０度回転させることによって、前記被加工物の隣接直交する面の加工を行う工程は、本発明を実施する場合には、その中間位置で停止することを禁止するものではなく、少なくとも、前記回転基台が１２０度回転され、その位置で停止できればよい。

請求項９の被加工物加工方法の前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたものである。
ここで、最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支されたとは、最下位置を中心に±１２０度、最下位置を中心に±６０度、または一方側に３０度と反対側に９０度とすることもできる。

請求項１の被加工物加工保持装置によれば、１２０度間隔で固定自在な回転基台の回転軸の軸線に対する保持台との相対角度が、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台に被加工物が保持される。このため、被加工物加工保持装置では、保持台に保持された被加工物の加工側を一度設定すると、その後は被加工物の保持状態を維持させたまま、回転基台の回転軸を１２０度間隔で回転され、被加工物の隣接する直交する面、即ち、隣接直交する面を、一定方向を含む特定された方向から加工することが可能となり、これら加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができる。また、この間に通常の各面での設定し直しにかかる時間が不要となることで作業効率も大きく向上させることができるという効果が得られる。回転基台の回転軸を１２０度間隔で回転させることによって、保持台に保持された被加工物は、隣接直交する面が常に、所定の平行面位置となる。なお、立方体であれば、常に同一平面位置となり、直方体であれば、加工面の変位のみとなる。しかし、回転基台の回転軸を１２０度間隔で離れているから、同時加工することもできる。
したがって、被加工物を１回取り付けるだけで、隣接直交する２面以上を一定の加工方向から加工可能となるように設定でき、人為的設定誤差をなくし、作業効率よく、精度の良い加工を行うことができる。

更に、保持台に回転基台の回転軸の軸線に対する角度が、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となる平面が形成されているから、通常の直方体からなる被加工物は、当該平面に載置し、それを固定するだけで、保持台に保持された被加工物の隣接直交する面を、特定された加工方向に設定することができる。

請求項２の被加工物加工保持装置では、請求項１の効果に加えて、回転基台の回転軸の軸線に対する角度を、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度とする保持台の平面が、回転基台の回転平面に対して摺動自在とされる。このため、回転基台の回転軸の軸線に対する相対角度ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）とする保持台の平面の位置設定が、被加工物のサイズによって平行移動させて設定することができる。したがって、被加工物のサイズの大小に対しても、簡単に設定を行うことができる。仮に、特殊な金属板は勿論、金属塊、グラスファイバ、木材、プラスチック、セラミックスであっても、簡単に設定を行うことができる。

請求項３の被加工物加工保持装置では、請求項２の効果に加えて、保持台の被加工物を保持する面が水平面とされているから、従来からある被加工物の加工保持装置と同様、被加工物を水平面に取り付けることができ、専用機としての使用を前提とすることなく使用できる。また、水平面加工か、垂直面加工かによってその設置が容易になる。即ち、前記保持台の上平面は、水平面とすればよく、回転基台が１２０度間隔で固定自在であることから、前記保持台の上平面もそれに伴って回転するが、少なくとも、回転基台が１２０度間隔の特定位置に保持台の被加工物が保持される面が水平面となればよい。被加工物の上面を保持台の被加工物が保持される水平面と平行する面に仕上げることができる。

請求項４の被加工物加工保持装置では、請求項３の効果に加えて、前記１２０度間隔で固定自在な回転基台を前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支したものであるから、被加工物が前記保持台から離れる方向の重力が直接加わるのを防止し、重力が被加工物を保持台に押し付けるように働く範囲内で設定できるから、前記保持台に対する被加工物の取り付けが容易になる。

請求項５の被加工物加工装置によれば、１２０度間隔で固定自在な回転基台の回転軸の軸線に対する角度が、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台によって被加工物の加工される面が保持され、保持された被加工物の加工される面に加工機の水平基準及びそれに垂直な垂直基準が設定される。このため、回転基台の回転軸が１２０度間隔で回転されると、回転基台の回転軸の軸線に対する角度と被加工物の加工された面の相対角度が、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度に設定されていれば、加工機により被加工物を一定の加工方向から加工することが可能となり、これら加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率も大きく向上させることができる。
したがって、被加工物を１回取り付けるだけで、隣接直交する２面以上を一定の加工方向から加工可能となるように設定でき、人為的設定誤差をなくし、作業効率よく、精度の良い加工を行うことができる。

請求項６の被加工物加工装置では、請求項５の効果に加えて、前記保持台の前記被加工物を保持する面を水平面とし、前記保持台の前記被加工物を保持する面に対して、前記回転基台をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されものであるから、従来からある被加工物加工装置と同様、被加工物を水平面に取り付けることができ、専用機としての使用を前提とすることなく使用できる。また、水平面加工か、垂直面加工かによってその設置が容易になる。

請求項７の被加工物加工装置では、請求項６の効果に加えて、前記１２０度間隔で固定自在な回転基台を前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支したものであるから、被加工物が前記保持台から離れる方向の重力が直接加わるのを防止し、重力が被加工物を保持台に押し付けるように働く範囲内で設定できるから、前記保持台に対する被加工物の取り付けが容易になる。

請求項８の被加工物加工方法では、１２０度間隔で固定自在な回転基台の回転軸の軸線に対して、被加工物の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台の被加工物を取り付け、加工機を前記被加工物の加工される面に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定し、前記被加工物を加工し、次いで、前記回転基台を１２０度回転させることによって、前記被加工物の隣接直交する面の加工を行う。
したがって、本発明にかかる被加工物加工方法では、保持台に保持された被加工物の加工方向を特定すると、その後では、保持台による被加工物の保持状態を維持させたまま、回転基台の回転軸を１２０度間隔で回転させ固定させるだけで、被加工物の隣接直交する面を、特定された加工方向から加工することが可能となり、これら加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができる。また、この間に被加工物の保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率も大きく向上させることができる。
よって、被加工物を１回取り付けるだけで、隣接直交する２面以上を一定の加工方向から加工可能となり、人為的設定誤差をなくし、作業効率よく、精度の良い加工を行うことができる。

請求項９の被加工物加工方法では、請求項８の効果に加えて、前記１２０度間隔で固定自在な回転基台を前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支したものであるから、被加工物が前記保持台から離れる方向の重力が直接加わるのを防止し、重力が被加工物を保持台に押し付けるように働く範囲内で設定できるから、前記保持台に対する被加工物の取り付けが容易になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
なお、図中、同一構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。
［実施の形態１］

図１は本発明の実施の形態１の事例１にかかる被加工物加工保持装置に被加工物として立方体を保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の右側面図、図１（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第１の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。また、図２は図１における回転基台の回転軸が時計回りに１２０度回転され、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の右側面図、図２（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第２の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。そして、図３は、図２における回転基台の回転軸が、更に、時計回りに１２０度回転され、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の右側面図、図３（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第３の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。更に、図４は本実施の形態にかかる被加工物加工保持装置における加工面設定の原理を示す説明図であり、図４（ａ）は立方体の各頂点を定義する斜視図、図４（ｂ）は立方体の正面図、図４（ｃ）は立方体を１辺で垂直に立てた場合の正面図、図４（ｄ）は図４（ｃ）の側面図、図４（ｅ）は立方体を１頂点で垂直に立てた場合の側面図である。

まず、図４を参照して、本実施の形態にかかる被加工物加工保持装置における加工面設定の原理を説明する。なお、ここでは、原理を分かり易く説明するため、被加工物として正確な立方体形状の被加工物１０を想定することとする。
図４（ａ）に示す図形は、立方体形状の被加工物１０を斜視図であり、この立方体形状の被加工物１０の各頂点を１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈとする。図４（ｂ）に示すように、水平面１上に載置された立方体形状の被加工物１０の１面（頂点１０ａ，１０ｂ，１０ｆ，１０ｅからなる正方形）は面１０Ａのようになる。また、頂点１０ａ，１０ｂの辺１０Ａａ（紙面に垂直方向）を下に、立方体形状の被加工物１０を直立させると、図４（ｃ）に示すようになる。
一方の頂点１０ａを下に、他方の頂点１０ｇを上に、それらを水平面１に対して垂直とすると、図４（ｅ）に示すようになる。即ち、図４（ａ）に示す図形は、立方体形状の被加工物１０における頂点１０ａとそれから最も遠く離れた頂点１０ｇとを通る直線を、軸１０（ａ−ｇ）と表すと、この軸１０（ａ−ｇ）が水平面１に対して垂直となるように設定したときの図４（ｅ）に示す図形は、軸１０（ａ−ｇ）の上方向から見た形状に一致する。

図４（ａ）において、軸１０（ａ−ｇ）を回転軸として、立方体形状の被加工物１０を、例えば、時計回り方向に１２０度回転した図形は、回転する以前の図形に一致する。更に、軸１０（ａ−ｇ）を回転軸として、立方体形状の被加工物１０を同じく時計回り方向に１２０度回転した図形は、回転する以前の図形に一致する。即ち、軸１０（ａ−ｇ）を回転軸として、立方体形状の被加工物１０を時計回り方向または反時計回り方向に１２０度回転した図形は、常に、回転する以前の図形と同じになる。したがって、図４（ａ）に表されている立方体形状の被加工物１０の３面のうち任意の１面（斜線にて示す）を、所定の加工機の加工方向に一致させるだけで、軸１０（ａ−ｇ）を回転軸として１２０度回転する毎の３面を、特定された加工方向に一致させることができる。

ここで、図４（ｅ）に示す、水平面１に垂直な軸１０（ａ−ｇ）と立方体形状の被加工物１０の１面１０Ａ（頂点１０ａ，１０ｄ，１０ｈ，１０ｅからなる正方形）とのなす角度θを算出する。立方体形状の被加工物１０の１辺の長さを「１」とすると、立方体形状の被加工物１０の１面（正方形）１０Ａの対角線の長さは「２^1/2 」となる。このため、立方体形状の被加工物１０における頂点１０ａとそれから最も遠く離れた頂点１０ｇとの距離は｛１² ＋（２^1/2 ）² ｝^1/2 ＝３^1/2となる。したがって、軸１０（ａ−ｇ）に対して、被加工物１０の加工された面の相対角度θは、ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となる。

次に、本実施の形態にかかる被加工物加工保持装置１００について、図１乃至図３の模式図を参照して説明する。
なお、ここでは説明の分かり易さから、被加工物１０として立方体形状を用いる場合について説明する。
図１、図２及び図３において、被加工物加工保持装置１００は、主として、回転軸１２０を回転中心として回動自在で所定の回転角度に設定自在な回転基台１１０と、この回転基台１１０に固定された保持台１５０とからなる。この被加工物加工保持装置１００では、保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転軸１２０に対する相対角度をθ＝ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度、即ち、約３５．２６度となるように傾けると共に、回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａを保持台１５０の保持面１６０が通るように固定されている。そして、立方体形状の被加工物１０は、３加工面（第１の加工面１１、第２の加工面１２、第３の加工面１３）の頂点とその頂点から最も遠く離れた頂点とが回転基台１１０の回転軸１２０上にあり、かつ、３加工面の頂点から最も遠く離れた頂点が回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａに一致するように保持台１５０の保持面１６０に保持されている。なお、回転基台１１０の回転軸１２０は、例えば、図示しない電動モータの回転軸に接続されている。

まず、図１（ａ）において、被加工物として立方体形状の被加工物１０の上側でハッチングで示された正方形の面が、第１の加工面１１として設定される。この第１の加工面１１は、図１（ｂ）では矢印にて示す加工方向に垂直な面として表される。そこで、図１（ｃ）に示すように、例えば、第１の加工面１１を加工する際、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１に対する加工方向を鉛直方向とするには、保持台１５０の保持面１６０が水平面（図４の水平面１に同じ）に平行となるように、回転基台１１０の回転面に対する角度を（９０−θ）＝｛９０−ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）｝度、即ち、約５４．７４度傾ければよいことが分かる。

次に、図１（ａ）に示す状態から、回転基台１１０の回転軸１２０が時計回りに１２０度回転されると、図２（ａ）に示す状態となる。この図２（ａ）に示すように、図１（ａ）における立方体形状の被加工物１０の上側の加工面１１と同一位置に、第２の加工面１２が位置する。この第２の加工面１２は、図２（ｂ）では矢印にて示す加工方向に垂直な面として表される。そこで、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１と同様に、立方体形状の被加工物１０の第２の加工面１２に対する加工方向を鉛直方向とするには、保持台１５０の保持面１６０が水平面（図４の水平面１に同じ）に平行となるように、回転基台１１０の水平面に対する角度を（９０−θ）＝｛９０−ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）｝度、即ち、約５４．７４度傾ければよい。

そして、図２（ａ）に示す状態から、回転基台１１０の回転軸１２０が時計回りに更に１２０度回転されると、図３（ａ）に示す状態となる。この図３（ａ）に示すように、図１（ａ）における立方体形状の被加工物１０の上側の加工面１１と同一位置に、立方体形状の被加工物１０の上側の第３の加工面１３が位置する。この第３の加工面１３は、図３（ｂ）では矢印にて示す加工方向に垂直な面として表される。そこで、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１及び第２の加工面１２と同様に、立方体形状の被加工物１０の第３の加工面１３に対する加工方向を鉛直方向とするには、保持台１５０の保持面１６０が水平面（図４の水平面１に同じ）に平行となるように、回転基台１１０の回転面に対する角度を（９０−θ）＝｛９０−ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）｝度、即ち、約５４．７４度傾ければよい。

上述したように、本実施の形態にかかる被加工物加工保持装置１００を用いて、例えば、第１の加工面１１に対する加工方向が鉛直方向となるように、回転基台１１０の水平面に対する角度を（９０−θ）度とすると、この後では、保持台１５０の保持面１６０に立方体形状の被加工物１０を保持したままで、回転基台１１０の回転軸１２０を時計回りに１２０度回転する毎に、第１の加工面１１に続く、第２の加工面１２、第３の加工面１３の加工方向を一定の鉛直方向に設定することができる。

次に、実施の形態１の事例２の被加工物加工保持装置において、保持台１５０の保持面１６０に保持される立方体の保持位置を変化させた場合について、図５乃至図７を参照して説明する。
ここで、図５乃至図７は、上述の実施の形態１の事例１の図１乃至図３に各々対応するものであるが、被加工物加工保持装置１００の保持台１５０の保持面１６０に保持される立方体形状の被加工物１０の保持位置のみが異なっている。そこで、本実施の形態では、被加工物加工保持装置１００において、保持台１５０の保持面１６０に保持される立方体形状の被加工物１０の保持位置が異なることで、立方体形状の被加工物１０の３加工面の加工方向がどのように変化するのかについて説明する。

図５は実施の形態１の事例２の被加工物加工保持装置に対して立方体形状の被加工物を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の右側面図、図５（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第１の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。また、図６は、図５における回転基台の回転軸が時計回りに１２０度回転され、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の右側面図、図６（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第２の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。そして、図７は、図６における回転基台の回転軸が、更に、時計回りに１２０度回転され、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の右側面図、図７（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第３の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。

図５乃至図７に示すように、図１乃至図３の事例１と同様、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１を一度、所定の加工方向に一致させると、その後、保持台１５０による立方体形状の被加工物１０の保持状態を維持させたまま、回転基台１１０の回転軸１２０を１２０度ずつ回転させるだけで、立方体形状の被加工物１０のうちの互いに隣接直交する３加工面（第１の加工面１１、第２の加工面１２、第３の加工面１３）を、逐次、一定の加工方向から加工することが可能となる。なお、この場合には、立方体形状の被加工物１０を回転基台１１０面から上方に離す距離に応じて、加工の際の加工面毎に水平基準及びそれに垂直な垂直基準に対する送り量を変更する必要が生じる。
このため、立方体形状の被加工物１０を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させた場合においても、上述の実施の形態と同様、立方体形状の被加工物１０における上記３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができる。また、加工開始から加工完了に至るまで、被加工物を保持し直す必要がないから、それに要する時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

このように、上記実施の形態の被加工物加工保持装置１００は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように立方体形状の被加工物１０を保持する保持台１５０とを具備するものである。また、回転基台１１０と保持台１５０とは、回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の平面を形成したものである。そして、保持台１５０は、立方体形状の被加工物１０を保持する面を水平面とし、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるようにしたものである。

即ち、保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転軸１２０に対する相対角度をθ＝ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように傾けて固定され、その保持面１６０に立方体形状の被加工物１０を保持していることで、保持台１５０の保持面１６０に被加工物１０を保持したままで、回転基台１１０の回転軸１２０を時計回りに１２０度回転する毎に、第１の加工面１１、第２の加工面１２、第３の加工面１３の加工方向を一定の角度方向に設定することができる。これにより、立方体形状の被加工物１０における上記３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

次に、上記被加工物加工保持装置１００において、立方体を保持する保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点から回転円周方向に摺動させて固定させた場合について、図８乃至図１０を参照して説明する。
ここで、図８乃至図１０は、上述の実施の形態１の事例１の図１乃至図３に各々対応するものであるが、被加工物加工保持装置１００の保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０の面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させて固定させた点が異なっている。そこで、本実施の形態では、被加工物加工保持装置１００において、保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０の面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させて固定させることで、立方体形状の被加工物１０の３加工面の加工方向がどのように変化するのかについて説明する。

図８は実施の形態１の事例３の被加工物加工保持装置において、立方体形状の被加工物を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に摺動させて固定し、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の右側面図、図８（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第１の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。また、図９は、図８における回転基台の回転軸が時計回りに１２０度回転され、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の右側面図、図９（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第２の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。そして、図１０は、図９における回転基台の回転軸が、更に、時計回りに１２０度回転され、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の右側面図、図１０（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第３の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。

図８乃至図１０に示すように、図１乃至図３と同様、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１を一度、所定の加工方向に一致させると、その後では、保持台１５０による立方体形状の被加工物１０の保持状態を維持させたまま、回転基台１１０の回転軸１２０を１２０度ずつ回転させるだけで、立方体形状の被加工物１０のうちの互いに隣接し直交する３加工面（第１の加工面１１、第２の加工面１２、第３の加工面１３）を、逐次、一定の加工方向から加工することが可能となる。なお、この場合には、保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に離す距離に応じて、加工の際の加工面毎に水平基準及びそれに垂直な垂直基準に対する送り量を変更する必要を生じる。
このため、立方体形状の被加工物１０を保持する保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させ固定させた場合においても、上述の実施の形態１の事例１と同様、立方体形状の被加工物１０における上記３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

次に、上記被加工物加工保持装置１００において、立方体を保持する保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点から円周方向に摺動させ固定させると共に、立方体を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させた場合について、図１１乃至図１３を参照して説明する。ここで、図１１乃至図１３は、上述の実施の形態１の図１乃至図３に各々対応するものであるが、被加工物加工保持装置１００における保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させ固定させると共に、立方体形状の被加工物１０を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させた点が異なっている。そこで、被加工物加工保持装置１００において、保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させ固定させると共に、立方体形状の被加工物１０を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させることで、立方体形状の被加工物１０の３加工面の加工方向がどのように変化するのかについて説明する。

図１１は実施の形態１の事例４の被加工物加工保持装置において、立方体形状の被加工物を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に摺動させ固定させると共に、立方体形状の被加工物を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の右側面図、図１１（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第１の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。また、図１２は、図１１における回転基台の回転軸が時計回りに１２０度回転され、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１２（ａ）は上面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の右側面図、図１２（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第２の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。そして、図１３は、図１２における回転基台の回転軸が、更に、時計回りに１２０度回転され、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の右側面図、図１３（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより立方体の第３の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。

図１１乃至図１３に示すように、実施の形態１の事例１の図１乃至図３と同様、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１を一度、所定の加工方向に一致させると、その後では、保持台１５０による立方体形状の被加工物１０の保持状態を維持させたまま、回転基台１１０の回転軸１２０を１２０度ずつ回転させるだけで、立方体形状の被加工物１０のうちの互いに隣接し直交する３加工面（第１の加工面１１、第２の加工面１２、第３の加工面１３）を、逐次、一定の加工方向から加工することが可能となる。なお、この場合には、保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０の交点１１０ａから円周方向に離す距離及び立方体形状の被加工物１０を回転基台１１０面から上方に離す距離に応じて、加工の際の加工面毎に水平基準及びそれに垂直な垂直基準に対する送り量を変更する必要が生じるのみである。

このように、上記被加工物加工保持装置１００は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように立方体形状の被加工物１０を保持する保持台１５０とを具備するものである。また、保持台１５０は、回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の平面を形成したものである。そして、回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の平面としての保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転平面に対して摺動自在としたものである。更に、保持台１５０は、立方体形状の被加工物１０を保持する面を水平面とし、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されたものである。

即ち、立方体形状の被加工物１０を保持する保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転軸１２０に対する相対角度をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように傾けると共に、回転基台１１０面に対して保持台１５０の保持面１６０が摺動自在とされている。この保持面１６０に立方体形状の被加工物１０が回転基台１１０面上または回転基台１１０面から上方に離して保持されていることで、保持台１５０の保持面１６０に立方体形状の被加工物１０を保持したままで、回転基台１１０の回転軸１２０を時計回りに１２０度回転する毎に、第１の加工面１１に続く、第２の加工面１２、第３の加工面１３の加工方向を一定の鉛直方向に設定することができる。これにより、立方体形状の被加工物１０における上記３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

次に、上記被加工物加工保持装置１００において、保持台１５０の保持面１６０に保持される被加工物１０を立方体に替えて直方体とした実施の形態５について、図１４乃至図１６を参照して説明する。
図１４は実施の形態１の事例５の被加工物加工保持装置に対して直方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１４（ａ）は上面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の右側面図、図１４（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより直方体の第１の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。なお、このとき、直方体２０の３加工面（第１の加工面２１、第２の加工面２２、第３の加工面２３）に対する頂点が、回転基台１１０の回転軸１２０を通り保持台１５０の保持面１６０に垂直な平面上にあり、直方体２０の３加工面のうち第２の加工面２２及び第３の加工面２３が保持台１５０の端面に平行な面となるように保持台１５０の保持面１６０からはみ出して保持されている。また、図１５は、図１４における回転基台の回転軸が時計回りに１２０度回転され、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の右側面図、図１５（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより直方体の第２の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。そして、図１６は、図１５における回転基台の回転軸が、更に、時計回りに１２０度回転され、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図であり、図１６（ａ）は上面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の右側面図、図１６（ｃ）は保持台が固定された回転基台を所定角度傾けることにより直方体の第３の加工面が鉛直上向き方向とされた状態を示す斜視図である。

図１４乃至図１６に示すように、図１乃至図３と同様、直方体２０の第１の加工面２１を一度、所定の加工方向に一致させると、その後では、保持台１５０による直方体２０の保持状態を維持させたまま、回転基台１１０の回転軸１２０を１２０度ずつ回転させるだけで、直方体２０のうちの互いに隣接し直交する３加工面（第１の加工面２１、第２の加工面２２、第３の加工面２３）を、逐次、一定の加工方向から加工することが可能となる。なお、この場合には、直方体２０を回転基台１１０面から上方に離す距離に応じて、加工の際の加工面毎に水平基準及びそれに垂直な垂直基準に対する送り量を変更する必要を生じる。
このため、直方体２０を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させた場合においても、上述の図１乃至図３と同様、これら３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

このように、上記被加工物加工保持装置１００は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物としての直方体２０を保持する保持台１５０とを具備するものである。また、回転基台１１０と保持台１５０とは、回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の平面を形成したものである。そして、保持台１５０は、直方体２０を保持する面を水平面とし、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されたものである。

即ち、直方体２０を保持する保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転軸１２０に対する角度をθ＝ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように傾けると共に、回転基台１１０面に対して保持台１５０の保持面１６０が摺動自在とされている。この保持面１６０に直方体２０が回転基台１１０面上または回転基台１１０面から上方に離して保持されていることで、保持台１５０の保持面１６０に直方体２０を保持したままで、回転基台１１０の回転軸１２０を時計回りに１２０度回転する毎に、第１の加工面２１に続く、第２の加工面２２、第３の加工面２３の加工方向を一定の鉛直方向に設定することができる。これにより、被加工物としての直方体２０における上記３加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

ところで、被加工物加工保持装置１００において、被加工物として直方体２０を保持する保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させ固定させた場合、更に、直方体２０を保持する保持台１５０の保持面１６０を回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａから円周方向に摺動させ固定させると共に、直方体２０を回転基台１１０面から上方に離して保持台１５０の保持面１６０に保持させた場合についても、上述の立方体形状の被加工物１０の場合と同様に説明できるため、その詳細な説明を省略する。

ところで、上記実施の形態１の被加工物加工保持装置１００は、被加工物１０が正確な立方体に限ることなく、直方体形状、或いは直角が形成されていない金属塊のような形が特定されていないグラスファイバ、木材当の植物材料、プラスチック、セラミックス等においても、被加工物１０の隣接直交する面の加工を行うことができる。したがって、譬え、作業者が熟練したものでなくても、被加工物１０を保持台１５０に取り付けるだけで被加工物１０の１面または隣接直交する２面以上の加工を行うことができる。

［実施の形態２］
次に、上記被加工物加工保持装置が使用された被加工物加工装置を構成する加工機として、具体的な研削加工機による被加工物に対する研削加工について、図１７乃至図１９の概略構成図を参照して説明する。ここでは、説明のし易さから、図１７乃至図１９においても、図１乃至図３と同様、回転基台１１０面上の回転軸１２０との交点１１０ａを保持台１５０の保持面１６０が通るように固定され、回転基台１１０の回転軸１２０上に、被加工物として立方体形状の被加工物１０の３加工面の頂点及びこの頂点から最も遠く離れた頂点とが位置し、この頂点から最も遠く離れた頂点が回転基台１１０面上の交点１１０ａに位置するように保持面１６０に保持されているとする。

図１７（ａ）は、図１（ｃ）に示す鉛直上向き方向とされた立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１に対して、研削加工機２００の回転砥石２２０による研削加工を示す斜視図、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）をＱ方向から見た矢視図である。また、図１８（ａ）は、図２（ｃ）に示す鉛直上向き方向とされた立方体形状の被加工物１０の第２の加工面１２に対して、研削加工機２００の回転砥石２２０による研削加工を示す斜視図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）をＲ方向から見た矢視図である。そして、図１９（ａ）は、図３（ｃ）に示す鉛直上向き方向とされた立方体形状の被加工物１０の第３の加工面１３に対して、研削加工機２００の回転砥石２２０による研削加工を示す斜視図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）をＳ方向から見た矢視図である。なお、図１７乃至図１９に示すように、回転基台１１０の回転軸１２０は、固定基台１３０に軸支され、かつ、固定基台１３０内に配設された図示しない電動モータの回転軸に接続されている。

まず、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、被加工物加工装置としての研削加工機２００は、回転軸２１０に軸支された回転砥石２２０が回転され、被加工物１０として立方体形状の被加工物１０の鉛直上向き方向とされた第１の加工面１１に対して、回転砥石２２０の回転軸２１０が矢印で示すＸ，Ｙ，Ｚ方向の前後に研削送りされることで、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１に対する所望の研削加工が行われる。なお、研削加工機２００における回転砥石２２０を回転するための電動モータ、研削送りするための機構やその制御装置等は省略されている。

次に、立方体形状の被加工物１０の第１の加工面１１に対する回転砥石２２０による研削加工が終了すると、図１７に示す被加工物加工保持装置１００における回転基台１１０の回転軸１２０が時計回りに１２０度回転され、図１８に示すように、立方体形状の被加工物１０の第２の加工面１２が鉛直上向き方向とされる。この後、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）において、研削加工機２００はその回転軸２１０に軸支された回転砥石２２０が回転され、第２の加工面１２に対して、回転砥石２２０の回転軸２１０が矢印で示すＸ，Ｙ，Ｚ方向の前後に研削送りされることで、立方体形状の被加工物１０の第２の加工面１２に対する所望の研削加工が行われる。

そして、立方体形状の被加工物１０の第２の加工面１２に対する回転砥石２２０による研削加工が終了すると、図１８に示す被加工物加工保持装置１００における回転基台１１０の回転軸１２０が、更に、時計回りに１２０度回転され、図１９に示すように、立方体形状の被加工物１０の第３の加工面１３が鉛直上向き方向とされる。この後、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）において、研削加工機２００はその回転軸２１０に軸支された回転砥石２２０が回転され、第３の加工面１３に対して、回転砥石２２０の回転軸２１０が矢印で示すＸ，Ｙ，Ｚ方向の前後に研削送りされることで、立方体形状の被加工物１０の第３の加工面１３に対する所望の研削加工が行われる。

このように、上記実施の形態２の被加工物加工装置は、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように立方体形状の被加工物１０を保持する保持台１５０と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面内に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機としての研削加工機２００とを具備するものである。また、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０に、回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように設定した保持台１５０に立方体形状の被加工物１０を保持し、回転基台１１０を１２０度回転させることによって、隣接直交する面の加工を行うものである。そして、保持台１５０は、立方体形状の被加工物１０を保持する面を水平面とし、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されたものである。

加工機としての研削加工機２００は、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面と平行する位置に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定するものであるから、加工機としての研削加工機２００は、被加工物１０の隣接直交する１面乃至３面の加工を回転基台１１０を１２０度回転させる毎に行うことができる。
また、保持台１５０の被加工物１０を保持する保持面１６０を水平面とし、保持台１５０の被加工物１０を保持する保持面１６０に対して、回転基台１１０をｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支されものであるから、従来からある被加工物加工装置と同様、被加工物１０を水平面に取り付けることができ、専用機としての使用を前提とすることなく使用できる。また、水平面加工か、垂直面加工かによってその設置が容易になる。また、加工機としての研削加工機２００は、そのまま、保持台１５０の被加工物１０を保持する保持面１６０を水平面として組付けを行えばよいから、被加工物加工装置としての組み付け精度を向上させることができる。

上記被加工物加工装置は、被加工物加工方法として捉えることができる。即ち、回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台１５０の保持面１６０を設定し、そこに立方体形状の被加工物１０を取り付ける工程と、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面内に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機２００によって、立方体形状の被加工物１０を加工し、次いで、回転基台１１０を１２０度回転させることによって、前回の加工方向に対して直角方向の加工を行う工程とからなる被加工物加工方法の実施の形態とすることができる。

即ち、保持台１５０の保持面１６０は、回転基台１１０の回転軸１２０に対する角度をθ＝ｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように傾けると共に、回転基台１１０面上の交点１１０ａを保持台１５０の保持面１６０を通るように固定され、その保持面１６０に立方体形状の被加工物１０が保持されていることで、保持台１５０の保持面１６０に立方体形状の被加工物１０を保持したままで、回転基台１１０の回転軸１２０を時計回りに１２０度回転する毎に、第１の加工面１１に続く、第２の加工面１２、第３の加工面１３の加工方向を一定の鉛直方向に設定することができる。そして、軸支された回転基台１１０の回転軸１２０の軸線に対する角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面内に水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機２００によって、立方体形状の被加工物１０における各加工面が所望のように加工される。これにより、研削加工機２００は、その加工方向を一度、立方体形状の被加工物１０の加工面に一致させると、その後では、保持台１５０による立方体形状の被加工物１０の保持状態を維持させたまま、回転基台１１０の回転軸１２０を１２０度ずつ回転させるだけで、立方体形状の被加工物１０の隣接直交する面を、逐次、一定の加工方向から加工することが可能となり、これら加工面に対する加工精度を熟練度にかかわらず向上させることができると共に、この間に保持し直しにかかる時間が不要となることで作業効率を大きく向上させることができる。

上記被加工物加工保持装置が適用された被加工物加工装置では、具体的な加工機として研削加工機による研削加工について述べたが、この他、被加工物加工保持装置を適用して有効なものとしては、被加工物の加工面に対して同一の加工方向から加工を行う、例えば、フライス盤による研削加工、放電加工機、ドリル加工機やレーザビーム加工機等の各種加工機が該当し、同様の作用効果が期待できる。

［実施の形態３］
次に、上記被加工物加工保持装置における被加工物１０の保持台１５０に対する取り付け方法について説明する。
特に、本実施の形態の被加工物加工保持装置及び被加工物加工装置では、保持台１５０に取り付ける被加工物１０の３面の加工を容易にすることから、比較的不安定な取り付け状態となる。被加工物１０が小型の場合には、マグネット（マグネットハンド）、バキューム（バキュームハンド）を使用した保持台１５０が好ましいが、被加工物１０が大型の場合、保持台１５０に被加工物１０をボルト締め、マグネット（マグネットハンド）で固着するのが望ましい。図２０及び図３２１はその例である。

図２０は本発明の実施の形態の被加工物加工保持装置に対する被加工物１０の保持台１５０に取り付ける事例を示すもので、図１７（ｂ）に相当する加工面を水平に見た正面図、図２１は本発明の実施の形態の被加工物加工保持装置に対する被加工物１０の保持台１５０に取り付ける事例を示すもので、図５（ｂ）に相当する右側面図である。
図２０及び図２１において、被加工物１０は保持台１５０の保持面１６０に載置される前に、金型等のフック取り付け穴またはベース取り付け穴を穿設し、その穿設したフック取り付け穴またはベース取り付け穴等の螺子穴１０ｍを設けておく。そして、螺子穴１０ｍを設けた被加工物１０を保持台１５０の保持面１６０に載置し、その複数の螺子穴１０ｍにボルト１５１を螺入し、保持台１５０に被加工物１０を堅固に取り付けるのが望ましい。

図２１においては、保持台１５０と回転基台１１０との間に補強材１１１を配設し、保持台１５０に積載される被加工物１０に耐える機械的強度を大きくしたものである。勿論、回転基台１１０と保持台１５０を一体に形成してもよい。この場合にも、回転基台１１０の回転軸の軸線に対する被加工物１０の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物１０を保持する保持台１５０の面を形成すればよい。このとき、回転基台１１０の回転面と保持台１５０の面の相対角度はｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となる。
ここで、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、回転基台１１０が３６０度回転することを前提に説明してきた。しかし、回転基台１１０が３６０度回転することは、保持台１５０に積載される被加工物１０が反重力方向に取り付けられた状態を通過することを意味する。したがって、それだけ保持台１５０に積載される被加工物１０の取り付けを堅固にする必要がある。

［実施の形態４］
次に、上記被加工物加工保持装置における回転基台１１０の回動について説明する。
前述したように、回転基台１１０が３６０度回転すると、保持台１５０に積載される被加工物１０が反重力方向に取り付けられた状態を通過することになり、それだけ保持台１５０に積載される被加工物１０の取り付けを堅固にする必要がある。そこで、被加工物１０の隣接直交する３面の加工を行う場合には、図２２に示すように設定を行うのが望ましい。

図２２は本発明の実施の形態の被加工物加工保持装置に対する回転基台１１０の回動を示す事例で、図１（ａ）に相当する回転基台１１０の回転軸から見た正面図である。
図２２において、１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０は、保持台１５０の保持面１６０の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に左右に１２０度回動、即ち、±１２０度回動自在に軸支されたものである。このようにすることにより、回転基台１１０が真上を通過する必要がなくなり、保持台１５０に積載される被加工物１０が反重力方向に取り付けられた状態をかいひできるから、保持台１５０に積載される被加工物１０を堅固に取り付ける必要がなくなる。
また、被加工物１０の隣接直交する２面の加工を行う場合には、図２２に示す一方の１２０度のみの使用とすることができる。または、図２２に示す一方の±１２０度を±６０度とし、その両側で停止させ、加工を施してもよい。

即ち、被加工物加工保持装置、被加工物加工装置では、前記１２０度間隔で固定自在な回転基台１１０を保持台１５０の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度の範囲内に回動自在に軸支したものであればよい。このように構成すると、被加工物１０が保持台１５０から離れる方向の重力が直接加わるのを防止し、重力が被加工物１０を保持台１５０に押し付けるように働く範囲内で設定できるから、保持台１５０に対する被加工物１０の取り付けが容易になる。

上記実施の形態では、被加工物１０及び保持台１５０が気中であるとか、油中であるとかを説明していないが、本発明を実施する場合には、気中、油中、水中を問うものではない。
また、上記実施の形態では回転基台１１０の回転軸の軸線に対する被加工物１０の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように被加工物１０を保持する保持台１５０は、正確にｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度が出るものではないので、その仕上げ精度及びサイズによって、１／１０〜１／１０００の精度とすることができる。勿論、１／１０００以下の誤差の混入精度とすることができる。
そして、回転基台１１０の回転軸は、単に電動機等の出力軸または減速機構を介在した出力軸に直結されたものを前提とするものではなく、周囲から回転されるもののように駆動エネルギを何れから受けてもよい。何れにせよ、回転基台１１０の回転軸の軸線とは、回転基台１１０の回転中心を意味するものであればよい。また、この場合においても、必ずしも回転基台１１０の回転を意味するものではなく、三角柱状の穴に回転基台１１０を取り付けた三角柱を嵌め込み、１２０度の角度の変化を行ったものでも、結果的に、回転基台１１０の仮想回転軸の軸線を用いたものであり、本発明を実施する場合の回転基台１１０の回転中心を意味するものの概念に入る。

例えば、回転基台１１０の回転軸の振れが誤差の要因となるので、回転基台１１０の保持台１５０の反対側を１乃至３重の円柱状とし、ローラーまたはボールベアリングを介して、回転基台１１０の振れを少なくするのが望ましい。
また、回転基台１１０は、研削加工機、放電加工機、ドリル加工機、レーザビーム加工機等の各種加工機に取り付けられるが、それら機械系の本体の何れの位置に取り付けることも自在であり、また、それらを複合機としたり、複数軸として、同時に２面以上の加工を行うこともできる。

図１は本発明の実施の形態１の事例１にかかる被加工物加工保持装置に立方体を保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図２は本発明の実施の形態１の事例１にかかる被加工物加工保持装置に立方体を保持させ、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図３は本発明の実施の形態１の事例１にかかる被加工物加工保持装置に立方体を保持させ、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図４は本発明の実施の形態１の事例１にかかる被加工物加工保持装置による加工面設定の原理を示す説明図で、（ａ）は立方体の各頂点を定義する斜視図、（ｂ）は立方体の正面図、（ｃ）は立方体を１辺で垂直に立てた場合の正面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図、（ｅ）は立方体を１頂点で垂直に立てた場合の側面図である。 図５は本発明の実施の形態１の事例２にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図６は本発明の実施の形態１の事例２にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図７は本発明の実施の形態１の事例２にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図８は本発明の実施の形態１の事例３にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図９は本発明の実施の形態１の事例３にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させ、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１０は本発明の実施の形態１の事例３にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させ、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１１は本発明の実施の形態１の事例４にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させると共に、被加工物を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１２は本発明の実施の形態１の事例４にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させると共に、被加工物を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１３は本発明の実施の形態１の事例４にかかる被加工物加工保持装置として、立方体を保持する保持台の保持面を回転基台面上の回転軸との交点から円周方向に離して固定させると共に、被加工物を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１４は本発明の実施の形態１の事例５にかかる被加工物加工保持装置として、直方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第１の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１５は本発明の実施の形態１の事例５にかかる被加工物加工保持装置として、直方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第２の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１６は本発明の実施の形態１の事例５にかかる被加工物加工保持装置として、直方体を回転基台面から上方に離して保持台の保持面に保持させ、第３の加工面を所定の加工方向に一致させた状態を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１７は本発明の実施の形態２にかかる被加工物加工装置による被加工物として立方体の第１の加工面に対する研削加工を示す概略構成図である。 図１８は本発明の実施の形態２にかかる被加工物加工装置による被加工物として立方体の第２の加工面に対する研削加工を示す概略構成図である。 図１９は本発明の実施の形態２にかかる被加工物加工装置による被加工物として立方体の第３の加工面に対する研削加工を示す概略構成図である。 図２０は本発明の実施の形態３の被加工物加工保持装置に対する被加工物の保持台に取り付ける事例１を示す、図１７（ｂ）に相当する加工面を水平に見た正面図である。 図２１は本発明の実施の形態３の被加工物加工保持装置に対する被加工物の保持台に取り付ける事例２を示すもので、図５（ｂ）に相当する右側面図である。 図２２は本発明の実施の形態４の被加工物加工保持装置に対する回転基台の回動を示す事例で、図１（ａ）に相当する回転基台の回転軸から見た正面図である。

１０ 立方体（被加工物）
１１ 第１の加工面
１２ 第２の加工面
１３ 第３の加工面
２０ 直方体（被加工物）
２１ 第１の加工面
２２ 第２の加工面
２３ 第３の加工面
１００ 被加工物加工保持装置
１１０ 回転基台
１５０ 保持台
１６０ 保持面
２００ 研削加工機（加工機）

Claims (9)

1. 回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台と、
   前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面との相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように、前記回転基台の前記回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ ^-1 （１／３ ^1/2 ）度の上平面を形成した被加工物を保持する保持台と
   を具備することを特徴とする被加工物加工保持装置。
2. 前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の前記保持台の上平面は、被加工物のサイズによって回転基台の回転平面の直径方向に移動自在にできることを特徴とする請求項１に記載の被加工物加工保持装置。
3. 前記保持台の上平面は、水平面とし、それに対して前記回転基台の回転軸の軸線の角度を、前記保持台の水平面に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支したことを特徴とする請求項２に記載の被加工物加工保持装置。
4. 前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度または±６０度回動自在に軸支されたことを特徴とする請求項３に記載の被加工物加工保持装置。
5. 回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台と、
   前記回転基台の回転軸の軸線に対する被加工物の加工された面との相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように、前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ ^-1 （１／３ ^1/2 ）度の上平面を形成した被加工物を保持する保持台と、
   前記回転基台の回転軸の軸線に対して相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面に平行して水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機と
   を具備することを特徴とする被加工物加工装置。
6. 前記保持台は、前記被加工物を保持する面を水平面とし、それに対して前記回転基台の回転軸の軸線の角度を、前記水平面に対してｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように軸支したことを特徴とする請求項５に記載の被加工物加工装置。
7. 前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度または±６０度回動自在に軸支されたことを特徴とする請求項６に記載の被加工物加工装置。
8. 回動自在に軸支され、１２０度間隔で固定自在な回転基台の回転軸の軸線に対して、被加工物の加工された面の相対角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度となるように保持台の被加工物を保持台に取り付ける工程と、
   前記回転基台の回転軸の軸線に対する角度がｓｉｎ^-1（１／３^1/2 ）度の面に平行して水平基準及びそれに垂直な垂直基準を設定した加工機によって、前記被加工物を加工し、次いで、前記回転基台を１２０度回転させることによって、前記被加工物の隣接直交する面の加工を行う工程と
   を具備することを特徴とする被加工物加工方法。
9. 前記１２０度間隔で固定自在な回転基台は、前記保持台の上平面の水平位置を最下位置とし、その最下位置を中心に±１２０度または±６０度回動自在に軸支されたことを特徴とする請求項８に記載の被加工物加工方法。

Images