JP5885731B2 - ワーク保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク保持装置に関し、さらに詳細には、加工工具に対して所定の角度でワークを保持することが可能なワーク保持装置に関する。

従来より、マイクロコンピューターなどによる数値制御により、所定のデータに基づいてワークを切削加工する切削装置においては、加工工具が取り付けられたキャリッジと、ワークを保持するワーク保持装置とがそれぞれ動作することにより加工工具に対してワークを所定の角度で接触させて、当該ワークを加工工具により切削して当該ワークを所望の形状に切削するようにしている。

以下、図１乃至図２を参照しながら、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置について説明する。

図１には、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図２には、従来の技術によるワーク保持装置の要部を示す概略構成説明図が示されている。

この切削装置１００は、固定系のベース部材１０２と、ベース部材１０２の左右両端でベース部材１０２に直交して配設された側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒと、左右２つの側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒを連結する後方部材１０６と、両端がそれぞれ側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒに支持されＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向に延長されて配設されたガイドレール１０８と、両端がそれぞれ側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒに支持されＸ軸方向に延長されてガイドレール１０８と並行するようにして配設されたシャフト１１０と、ガイドレール１０８ならびにシャフト１１０のそれぞれに摺動自在に装着されてＸ軸方向に移動自在に支持されたキャリッジ１１２と、キャリッジ１１２においてＺ軸方向に移動自在に配設された主軸１１４と、ワークを保持するとともに、ベース部材１０２上においてＹ軸方向に移動自在に配設されるワーク保持装置１２０とを有して構成されている。

ワーク保持装置１２０は、ベース部材１０２上に設けられた一対のガイドレール１１６上に摺動自在に設けられたテーブル１２２と、円板形状のワーク２００を保持するとともに、テーブル１２２上に配設された回動部材１２４とにより構成されている。

この回動部材１２４は、略矩形形状の枠体１２６の枠内において、略円形形状の枠体１２８を備えており、この枠体１２８において円板形状のワーク２００を保持する。

枠体１２６はモーター１３４によりＸ軸周りに回転し、また、枠体１２８はモーター１３０によりＹ軸周りに回転する。

また、こうした回動部材１２４においては、枠体１２６の右側部材１２６ａおよび左側部材１２６ｂの略中心部からそれぞれ中心軸が一致するようにＸ軸と平行に棒状部材１２６−１、１２６−２が延設されている。

棒状部材１２６−１はモーター１３４と接続され、棒状部材１２６−２はテーブル１２２に固定的に配設された固定部材１３６に回動自在に接続されている。

これにより、枠体１２６は、モーター１３４の駆動により、棒状部材１２６−１、１２６−２の中心軸Ｏ１を中心としてＸ軸周りを回動する構成となっている。

また、枠体１２８の後端部および前端部の略中心部からそれぞれ中心軸が一致するようにＹ軸と平行に棒状部材１２８−１、１２８−２が延設されている。

棒状部材１２８−１は枠体１２６の後方部材１２６ｃを貫通してモーター１３０と接続され、棒状部材１２８−２は枠体１２６の前方部材１２６ｄを貫通して前方部材１２６ｄにおいて回転自在に接続されている。

これにより、枠体１２８は、モーター１３０の駆動により、棒状部材１２８−１、１２８−２の中心軸Ｏ２を中心としてＹ軸周りを回転する構成となっている。

このため、ワーク保持装置１２０を備えた切削装置１００では、ワーク２００に対する加工工具１３２の接触角度を所定の範囲で調整しながら切削することができ、複雑な形状の切削が可能となる。

なお、切削装置１００は、キャリッジ１１２をＸ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、ワーク保持装置１２０をＹ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、主軸１１４をＺ軸方向に移動するモーター（図示せず。）、モーター１３０およびモーター１３４の駆動を含む全体の動作をマイクロコンピューター（図示せず。）で制御されている。

また、こうしたワーク保持装置１２０については、例えば、特許文献１にその詳細な技術が開示されている。

以上の構成において、切削装置１００においてワーク２００に対して切削処理を行う場合には、作業者が、主軸１１４に加工工具１３２を取り付けるとともに、ワーク保持装置１２０の枠体１２８にワーク２００を保持させ、マイクロコンピューター（図示せず。）に切削データを入力する。

その後、切削装置１００において、作業者によって図示しない操作子による操作により切削処理の開始が指示されると、切削装置１００においては、入力された切削データに基づいて、テーブル１２２をＹ軸方向で移動するとともに、キャリッジ１１２をＸ軸方向で移動し、さらに、主軸１１４をＺ軸方向で移動する（図２を参照する。）。

これにより、回動部材１２４の枠体１２８に保持されたワーク２００と主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２との相対的な位置関係が３次元で変化するようになる。

また、切削装置１００においては、入力された切削データに基づいて、モーター１３４により枠体１２６をＸ軸周りに回動するとともに、モーター１３０により枠体１２８をＹ軸周りに回転する（図２を参照する。）。

これにより、切削装置１００では、枠体１２８に保持されたワーク２００に対して、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２を所定の角度で当接することができ、複雑な形状の切削ができることとなる。

ここで、ワーク保持装置１２０においては、枠体１２８が、土台部材１５０とキャップ部材１５２とにより構成されている（図３（ａ）（ｂ）を参照する。）。

この土台部材１５０は、円筒部材１５４の下端部の内周面と外周面とにおいて、鍔部１５４ｄと１５４ｃとが形成されている。このため、円筒部材１５４の下方側の開口部１５４ａは、上方側の開口部１５４ｂより径が小さくなっている。なお、開口部１５４ｂの径は、円板形状のワーク２００の径と略一致しているため、開口部１５４ａは、ワーク２００の径より小さくなっている。

そして、鍔部１５４ｃの後端部および前端部の略中心位置からそれぞれ棒状部材１２８−１、１２８−２が延設されている。

さらに、円筒部材１５４の外周面には、ネジ溝が形成されている。

また、キャップ部材１５２は、円筒形状の上端部の内周面において鍔部１５６ｃが形成されている。このため、円筒部材１５４の上方側の開口部１５６ｂは、下方側の開口部１５６ａより径が小さくなっている。なお、開口部１５６ａの径は、土台部材１５０の円筒部材１５４の外径と略一致し、開口部１５６ｂの径は、円筒部材１５４の開口部１５４ａと略一致するように寸法を設定されている。

円筒部材１５６の内周面の下方側には、円筒部材１５４の外周面に形成されたネジ山とネジ結合することが可能なネジ溝が形成されている。

これにより、キャップ部材１５２は土台部材１５０に着脱可能な構成となっている。

こうした枠体１２８にワーク２００を保持させる動作について、以下に説明する。

土台部材１５０にキャップ部材１５２が取り付けられている際には、まず、キャップ部材１５２を所定の方向に回転して、土台部材１５０からキャップ部材１５２を取り外し、キャップ部材１５２を一旦、切削装置１００の外部に置く。その後、土台部材１５０の円筒部材１５４内にワーク２００を載置し、キャップ部材１５２を土台部材１５０上に載置し、キャップ部材１５２を上記所定の方向と逆方向に回転して、キャップ部材１５２を土台部材１５０に取り付けることとなる。

このとき、枠体１２８においては、土台部材１５０における鍔部１５４ｄと、キャップ部材１５２における鍔部１５６ｃとによりワーク２００が上下方向（Ｚ軸方向）で挟まれた状態となる。

即ち、土台部材１５０の円筒部材１５４の内径と略一致する径のワーク２００は、円筒部材１５４内において、鍔部１５４ｄと鍔部１５６ｃとにより挟持されることにより、枠体１２８にワーク２００を保持させることとなる。

また、枠体１２８から加工済のワーク２００を回収する際には、キャップ部材１５２を所定の方向に回転して、土台部材１５０からキャップ部材１５２を取り外し、キャップ部材１５２を一旦、切削装置１００の外部に置く。その後、土台部材１５０の円筒部材１５４内に載置された加工済のワーク２００を回収し、キャップ部材１５２を上記所定の方向と逆方向に回転して、キャップ部材１５２を土台部材１５０に取り付けることとなる。

しかしながら、こうしたワーク保持装置１２０においては、枠体１２８から加工済のワーク２００を回収する際には、キャップ部材１５２を土台部材１５０から取り外し、ワーク保持装置１２０が配設された切削装置１００の外部にキャップ装置１５２を置いた後に、土台部材１５０からワーク２００を回収するようにしていた。

また、枠体１２８にワーク２００を保持させる際には、キャップ部材１５２を土台部材１５０から取り外し、切削装置１００の外部にキャップ部材１５２を置いた後に、土台部材１５０の円筒部材１５４内にワーク２００を載置するようにしていた。

このように、ワーク保持装置１２０においては、枠体１２８からワーク２００を回収する際や、枠体１２８にワーク２００を保持させる際には、切削装置１００の外部にキャップ部材１５２が置かれた状態となるため、キャップ部材１５２を作業中に紛失してしまう恐れがあった。

また、枠体１２８は、略矩形形状の枠体１２６の枠内に配設されているため、土台部材１５０からキャップ部材１５２を取り外す際や取り付ける際に、キャップ部材１５２を作業者が回転する必要がある。

このとき、作業者の指が枠体１２６に接してしまい、キャップ部材１５２を土台部材１５０から取り外す作業やキャップ部材１５２を土台部材１５０に取り付ける作業が行い難いものであった。

こうしたことから、作業者によるワーク２００を保持させる処理（以下、「ワークの保持処理」と称する。）や作業者によるワーク２００を回収する処理（以下、「ワークの回収処理」と称する。）を、ワーク保持装置の構成部材が邪魔になることなく、作業者が容易に行うことができるようにしたワーク保持装置の提案が望まれていた。

さらに、構成部材を取り外すことなくワーク２００の保持処理および回収処理を行うことができるワーク保持装置の提案が望まれていた。

欧州特許第２２４７４０５号明細書

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容易にワークの保持処理や回収処理を行うことができるワーク保持装置を提供しようとするものである。

また、本発明の目的とするところは、構成部材を取り外すことなくワークの保持処理や回収処理を行うことができるワーク保持装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、固定系のベース部材と、上記ベース部材の両端で上記ベース部材に直交して配設された一対の側方部材と、上記一対の側方部材を連結する後方部材と、両端がそれぞれ上記一対の側方部材に支持されたガイドレールと、上記ガイドレールに摺動自在に配設されたキャリッジと、上記キャリッジに配設された主軸と、上記主軸に取り付けられた加工工具と、上記ベース部材上に配設されたワーク保持装置とを有する切削装置におけるワーク保持装置において、円板形状のワークを保持するとともに、上記主軸に取り付けられた上記加工工具と上記ワークとの位置関係が相対的に３次元で変化するよう上記切削装置に配設されるワーク保持装置であって、第１の中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、上記第１の中心軸と直交する第２の中心軸上が開口した略円弧形状の板状体である第１の枠体と、上記ワークを保持するとともに、上記第１の枠体の一方の端部近傍と他方の端部の近傍とにおいて、上記第２の中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、上記第２の中心軸上が開口した略円弧形状の板状体である第２の枠体と を有するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第２の枠体は、複数のネジにより互いの間隔を調整可能に接続された第１の部材と第２の部材とにより構成され、上記第２の枠体に上記ワークを保持させる際には、上記複数のネジにより上記第１の部材と上記第２の部材との間隔を調整して、上記第１の部材と上記第２の部材とに上記ワークを挟持させるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第１の部材は、上記ワークを保持する領域において鍔部が形成され、上記ワークを保持する際には、上記鍔部と上記第２の部材とにより上記ワークを保持するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第２の枠体は、上記ワークの側面の外周部分の略半分を保持するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第１の枠体の回動可能角度は、３０°±１０°であり、上記第２の枠体の回動可能角度は、３６０°以上であるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記第１の枠体は、上記第２の枠体の上記ワークを保持する領域が前方側に向くことが可能なように配設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ワークは、デンタル用セラミックまたはワックスであり、上記切削装置は、上記加工工具により上記デンタル用セラミックまたは上記ワックスを切削する人工歯作製装置であるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、構成部材が邪魔になることなく、作業者が容易にワークの保持処理や回収処理を行うことができるという優れた効果を奏するものである。

また、本発明は、上記したように構成されているので、構成部材を取り外すことなくワークの保持処理や回収処理を行うことができるという優れた効果を奏するものである。

図１は、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図である。 図２は、従来の技術によるワーク保持装置を備えた切削装置の要部を示す概略構成説明図である。 図３（ａ）（ｂ）は、従来の技術によるワーク保持装置における枠体の概略構成説明図であり、図３（ａ）は、ワークを保持する際の概略構成斜視説明図であり、また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。 図４は、本発明によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図である。 図５は、本発明によるワーク保持装置の要部を示す概略構成説明図である。 図６は、図５のＩＩ矢視図である。 図７（ａ）は、本発明によるワーク保持装置に円板形状のワークを挿入する状態を示す説明図であり、また、図７（ｂ）は、円板形状のワークを挿入した状態を示す正面図である。 図８（ａ）は、本発明によるワーク保持装置に円板形状の側面に凸部が形成されたワークを挿入する状態を示す説明図であり、また、図８（ｂ）は、円板形状の側面に凸部が形成されたワークを挿入した状態を示す説明図である。 図９は、本発明によるワーク保持装置の要部の変形例を示す概略構成説明図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるワーク保持装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

なお、以下の説明においては、図１乃至図３を参照しながら説明した従来の技術によるワーク保持装置と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することとする。

図４には、本発明によるワーク保持装置を備えた切削装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図５には、本発明によるワーク保持装置の概略構成斜視説明図が示されており、また、図６には、図５のＩＩ矢視図が示されている。

この図４に示す切削装置３００は、ワーク保持装置１２０に換えて、ワーク保持装置１０を備えている点においてのみ、従来の技術による切削装置１００と異なっている。

このワーク保持装置１０は、ベース部材１０２上に設けられた一対のガイドレール１１６上に摺動自在に設けられたテーブル１２２と、テーブル１２２上に配設され、円板形状のワーク２００を保持するとともに、保持したワーク２００を回動することが可能な回動部材１２とにより構成されている。

この回動部材１２は、テーブル１２２の上面１２２ａに立設した立設部材１４が回動自在に配設された略Ｃ字形状の枠体１６の枠内において、ワーク２００を保持する略Ｃ字形状の枠体１８が回動可能に配設されている。

なお、この枠体１６および枠体１８における略Ｃ字形状は、連続した曲線で形成されていなくてもよく、例えば、非連続な直線（直線同士が接続する部分に屈曲点がある）で形成されていてもよい。

そして、枠体１６および枠体１８では、内側縁（なお、内側とは、後述する保持領域Ｓが形成される側である。）および外側縁の形状は同じでも異なっていてもよい。

つまり、内側縁と外側縁とが共に、連続した曲線で形成されてもよいし、一方が連続した曲線で他方が非連続な曲線でもよい。

また、枠体１６および枠体１８を、略Ｃ字形状として略円弧形状とする場合には、半円（１８０°）の円弧でもよいし、半円以上（１８０°以上）あるいは半円以下（１８０°以下）の円弧でもよい。

枠体１６は、立設部材１４においてＹ軸方向に延設された棒状部材２０の前方側端部に固定的に接続されており、この棒状部材２０の後方側端部は立設部材１４内に配設されたモーター２２に接続されている。

そして、モーター２２が駆動することにより、棒状部材２０は棒状部材２０の中心軸Ｏ１周り（つまり、Ｙ軸周りである。）に回動し、この棒状部材２０の回転に伴い、棒状部材２０の前方側端部に接続された枠体１６も中心軸Ｏ１周りで回転することとなる。

なお、本実施の形態においては、枠体１６は水平位置からの回動可能角度が３０°を上限としている。このため、枠体１６は、棒状部材２４の中心軸Ｏ１を中心として水平位置より±３０°の範囲で回動することとなる。

このとき、０°は、枠体１６が水平位置（つまり、ＸＹ平面に平行な状態となる位置であり、図６に示す状態である。）にあることを示すものとし、「±３０°」の「＋」で示される角度は、枠体１６が矢印Ａ方向に回動したときの角度であり、「−」で示される角度は、枠体１６が矢印Ｂ方向に回動したときの角度である。

また、枠体１８は、枠体１６の一方の端部１６ａの近傍から延設された棒状部材２４の右方側端部に一方の端部１８ａの近傍が接続され、枠体１６の他方の端部１６ｂの近傍から延設された棒状部材２６の左方側端部に他方の端部１８ｂの近傍が接続されている。なお、棒状部材２４の中心軸と棒状部材２６の中心軸とは、棒状部材２０の中心軸Ｏ１と直交する中心軸Ｏ２上に位置するようになされている。

枠体１６の一方の端部１６ａにおいては、モーター２８が配設されており、棒状部材２４の左方側端部がこのモーター２８に接続されている。

したがって、モーター２８が駆動することにより棒状部材２４は棒状部材２４の中心軸が位置する中心軸Ｏ２周りに回動し、この棒状部材２４の回動に伴い、枠体１８を介して棒状部材２６も中心軸Ｏ２周りに回動することとなる。

このため、枠体１８は、棒状部材２４、２６の中心軸が位置する中心軸Ｏ２周りに回動することとなる。

なお、本実施の形態においては、枠体１８は水平位置からの回動可能角度が３６０°を上限としている。このため、枠体１８は、中心軸Ｏ２を中心として水平位置より±３６０°の範囲で回動することとなる。

このとき、０°は、枠体１８が水平位置（図６に示す状態である。）にあることを示すものとし、「±３６０°」の「＋」で示される角度は、矢印Ｃ方向に回動したときの角度であり、「−」で示される角度は、矢印Ｄ方向に回転したときの角度である。

また、枠体１８は、互いに４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより接続された上方部材１８−１と下方部材１８−２とにより構成されており、下方部材１８−２は４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを所定の工具により回転することで上方側および下方側に移動するようになされている。

なお、この４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、枠体１８が水平位置にあるとともに保持領域Ｓ（後述する。）が前方側に向いているときには、それぞれのネジ頭が上方側に位置する。

また、この４本のネジを所定の方向に回転しても、上方部材１８−１と下方部材１８−２との間隔は、一定の間隔以上とならないようになされている。さらに、４本のネジを所定の方向に回転しても、下方部材１８−２は、上方部材１８−１から取り外されることはない。

上方部材１８−１と下方部材１８−２とには、ワーク２００を保持するための保持領域Ｓが形成されている。なお、本実施の形態においては、こうした保持領域Ｓは、ワーク２００の側面２００ａの外周部分の略半分を保持することができるように設定されている。

上方部材１８−１は、保持領域Ｓにおいて、ワーク２００の曲率半径と一致する曲率半径の略円弧形状となっているとともに、上端部において鍔部１８−１ａが形成されている。したがって、この鍔部１８−１ａは、ワーク２００の曲率半径より小さい曲率半径となっている。

また、下方部材１８−２は、保持領域Ｓにおいて、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａの曲率半径と一致する曲率半径の略円弧形状となっている。

したがって、枠体１８において、保持領域Ｓは、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａと下方部材１８−２とにより２つの凸部Ｈ１、Ｈ２が形成され、上方部材１８−１により凹部Ｄ１が形成された断面略コ字形状となる。なお、凹部Ｄ１から凸部Ｈ１の先端部までの長さと、凹部Ｄ１からＨ２の先端部までの長さとは、長さＬ１で一致している。

この枠体１８にワーク２００を保持させる際には、枠体１６と枠体１８とを、それぞれ水平位置にするとともに、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向く状態として、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを回転して下方部材１８−２を下方側に移動させる。その後、保持領域Ｓにワーク２００を挿入して、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを回転して下方部材１８−２を上方側に移動させて、保持領域Ｓにおける凸部Ｈ１、Ｈ２によりワーク２００の上面および下面を挟持させることとなる（図７（ａ）を参照する。）。

具体的には、まず、枠体１６と１８とを水平位置とし、かつ、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向いた状態とした後に、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを所定の方向に回転して、下方部材１８−２を下方側に移動させる。これにより、保持領域Ｓにおいて、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａによる凸部Ｈ１と、下方部材１８−２による凸部Ｈ２との間隔が上下方向（Ｚ軸方向）で広がる。

次に、ワーク２００の側面２００ａが上方部材１８−１の凹部Ｄ１に当接するよう、ワーク２００を枠体１８に挿入する。

そして、ワーク２００を枠体１８に挿入した状態で、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを上記所定の方向と逆方向に回転して下方部材１８−２を上方側に移動させる。これにより、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａによる凸部Ｈ１と、下方部材１８−２による凸部Ｈ２との間隔が上下方向で縮まり、当該凸部Ｈ１、Ｈ２によりワーク２００の上面および下面を挟持することとなる（図７（ｂ）を参照する。）。

このため、ワーク保持装置１０においては、例えば、テーブル１２２を最も前方側に位置する状態とすることで、枠体１８の上方側に切削装置３００における部材が何も位置しない状態とすることができるので、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを容易に回転することができるようになる。

また、ワーク２００を前方側から挿入し、凸部Ｈ１、Ｈ２によりワーク２００を挟持する構成のため、ワーク２００を枠体１８に容易に保持させることができるようになる。

さらに、４本のネジを回転させるだけでワーク２００を枠体１８から取り外すことができるため、ワーク２００を容易に回収することができるようになる。

なお、ワークとして、例えば、デンタル用セラミックのような、側面２００’ａの凸部２００’ａａが形成されているワーク２００’を用い、このワーク２００’を枠体１８に保持させる際には、枠体１６と枠体１８とを、それぞれ水平位置にするとともに、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向く状態として４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを回転して下方部材１８−２を下方側に移動させる。その後、保持領域Ｓにワーク２００’を挿入して、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを回転して下方部材１８−２を上方側に移動させて、保持領域Ｓにおける凸部Ｈ１、Ｈ２によりワーク２００’の側面２００’ａに形成された凸部２００’ａａを挟持させることとなる（図８（ａ）を参照する。）。

具体的には、まず、枠体１６と１８とを水平位置とし、かつ、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向いた状態とした後に、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを所定の方向に回転して、下方部材１８−２を下方側に移動させる、これにより、保持領域Ｓにおいて、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａによる凸部Ｈ１と、下方部材１８−２による凸部Ｈ２との間隔が上下方向で広がる。

次に、ワーク２００’の側面２００’ａの凸部２００’ａａが上方部材１８−１における凹部Ｄ１に当接するようにワーク２００’を枠体１８に挿入する。

そして、ワーク２００’の枠体１８に挿入した状態で、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを上記所定の方向と逆方向に回転して下方部材１８−２を上方側に移動させる。これにより、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａによる凸部Ｈ１と下方部材１８−２による凸部Ｈ２との間隔が上下方向で縮まり、当該凸部Ｈ１、Ｈ２によりワーク２００’における側面２００’ａの凸部２００’ａａを挟持することとなる（図８（ｂ）を参照する。）。

なお、この際には、凹部Ｄ１から凸部Ｈ１の先端部までの長さおよび凹部Ｄ１から凸部Ｈ２の先端部までの長さである長さＬ１が、ワーク２００’の凸部２００’ａａの長さＬ２と略一致するよう設計されている。

このため、ワーク保持装置１０においては、側面２００’ａに凸部２００’ａａが形成されているワーク２００’を枠体１８に保持させる際にも、ワーク２００を枠体１８に保持させる場合と同様に、ワーク２００’を容易に保持させることができるとともに、ワーク２００を枠体１８から容易に取り外すことができる。

以上の構成において、ワーク保持装置１０を備えた切削装置３００において切削処理を行う場合には、まず、作業者が主軸１１４に加工工具１３２を取り付けるとともに、ワーク保持装置１０の枠体１８に円板形状のワーク２００を保持させ、マイクロコンピューター（図示せず。）に切削データを入力する。

ここで、ワーク２００を枠体１８に保持させる際には、枠体１６および枠体１８がともに水平位置となるとともに、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向いた状態で固定される。

そして、作業者は、保持領域Ｓが前方側に向いた状態の枠体１８に対して、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａにより形成された凸部Ｈ１と、下方部材１８−２により形成された凸部Ｈ２とによりワーク２００を挟持することで、枠体１８にワーク２００を保持させる。

その後、切削装置３００において、作業者の操作子（図示せず。）により操作によって切削処理の開始が指示されると、切削装置３００においては、入力された切削データに基づいて、ワーク保持装置１０をＹ軸方向に移動するとともに、キャリッジ１１２をＸ軸方向で移動し、さらに主軸１１４をＺ軸方向で移動する。

これにより、ワーク保持装置１０における枠体１８に保持されたワーク２００と主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２との相対的な位置関係が３次元で変化するようになる。

また、切削装置３００において、入力された切削データに基づいて、モーター２２により枠体１６をＹ軸周りで回動するとともに、モーター２８により枠体１８をＸ軸周りで回転する。

これにより、枠体１８は、中心軸Ｏ２を中心として水平位置から±３６０°の範囲で回動するとともに、枠体１６を介して、中心軸Ｏ１を中心として±３０°の範囲で回動することができる。

このため、ワーク保持装置１０を備えた切削装置３００においては、枠体１８に保持されたワーク２００に対して、主軸１１４に取り付けられた加工工具１３２を任意の場所において、任意の角度で当接することができるようになる。

以上において説明したように、本発明によるワーク保持装置１０は、略Ｃ字形状の枠体１６を、テーブル１２２の立設部材１４に、Ｙ軸と平行な中心軸Ｏ１を中心として回動可能に配設するとともに、略Ｃ字形状の枠体１８を枠体１６において、中心軸Ｏ１と直交する中心軸Ｏ２を中心として回動可能に配設するようにした。

また、枠体１８は、上方部材１８−１と下方部材１８−２とから構成するようにし、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより下方部材１８−２を上方側または下方側に移動するようにした。

さらに、枠体１８では、保持領域Ｓにおいて、上方部材１８−１の鍔部１８−１ａと下方部材１８−２とにより凸部Ｈ１、Ｈ２を形成するようにした。

そして、枠体１８にワーク２００を保持する際には、枠体１６と枠体１８とを、それぞれ水平位置にするとともに、枠体１８の保持領域Ｓが前方側に向く状態として、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより下方部材１８−２を下方側に移動し、凸部Ｈ１と凸部Ｈ２との間隔を広げた後に、凸部Ｈ１、Ｈ２の間にワーク２００を挿入し、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより下方部材１８−２を上方側に移動して、凸部Ｈ１と凸部Ｈ２とにより、ワーク２００を挟持するようにした。

これにより、本発明によるワーク保持装置１０においては、前方側からワークを挿入および回収を行うとともに、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより上方部材１８−１と下方部材１８−２との間隔を調整して、枠体１８へのワーク２００の保持および枠体１８からのワークの回収を行うようにしたため、土台部材１５０へキャップ部材１５２を取り付けることによるワークの保持および土台部材１５０からキャップ部材１５２を取り外すことによりワーク２００の回収を行うようにした従来の技術によりワーク保持装置１２０と比較して、容易に枠体１８へのワーク２００の保持処理および回収処理を実行することができるようになる。

また、本発明によるワーク保持装置１０においては、４本のネジにより３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより下方部材１８−２を上方側および下方側に移動させる構成としたため、従来の技術によるワーク保持装置１２０のように、保持処理や回収処理の際に構成部材を取り外して、切削装置の外部に置く必要がなくなる。

このため、本発明によるワーク保持装置１０によれば、構成部材の紛失の恐れがなくなる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（１０）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、ワーク保持装置１０がＹ軸方向に移動可能な構成としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、切削装置３００において、加工工具１３２がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能な構成であれば、ベース部材１０２上に固定的に配設するようにしてもよい。さらに、ワーク保持装置１０の枠体１８に保持されたワーク２００と、切削装置３００における加工工具１３２との位置関係が相対的に３次元で変化するような構成とすれば、ワーク保持装置１０は、どの方向に移動するようにしてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、枠体１６を略Ｃ字形状としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、枠体１８を水平位置にするとともに枠体１８の保持領域Ｓが前方側を向く状態とするときに、当該保持領域Ｓの前方側から挿入されるワーク２００の邪魔にならないような形状であれば、枠体１６はどのような形状であってもよい。

（３）上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、ワーク保持装置１０を搭載する切削装置３００としては、例えば、ワーク２００’のようなデンタル用セラミックを用い、こうしたデンタル用セラミックやワックスなどの樹脂材料などを所望の形状に切削する人工歯作製装置としてもよい。

（４）上記した実施の形態においては、枠体１６の回動可能角度を３０°としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、枠体１６を、０°より大きく３０°より小さい回動可能角度としてもよいし、３０°より大きく、３６０°以下の回動可能角度としてもよい。さらに、枠体１６の回動可能角度を２０°〜４０°の回動可能角度としてもよい。

（５）上記した実施の形態においては、枠体１８の回動可能角度を３６０°としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、枠体１８を、０°より大きく３６０°より小さい回動可能角度としてもよい。さらに、枠体１８の回動可能角度を３６０°以上の回動可能角度としてもよい。

（６）上記した実施の形態においては、テーブル１２２上の立設部材１４において、Ｙ軸方向に延設された棒状部材２０の前方側端部に枠体１６が接続され、枠体１６がＹ軸と平行な中心軸Ｏ１を中心として回動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、枠体１６を、Ｘ軸に平行な中心軸を中心として回動するようにしてもよい。

例えば、図９に示すように、立設部材１４においてＸ軸方向に延設された棒状部材２０の左方側端部枠体１６が配設され、枠体１６がＸ軸と平行な棒状部材２０の中心軸を中心として回動するようにする。

したがって、この場合には、ワーク２００を枠体１８に保持させる際には、枠体１６と枠体１８とを水平状態とするとともに、枠体１８の保持領域は左方側に向いた状態とする。

（７）上記した実施の形態においては、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより上方部材１８−１と下方部材１８−２とを接続するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上方部材１８−１と下方部材１８−２とを接続するために用いるネジの数は、２本以上としてもよい。

（８）上記した実施の形態においては、４本のネジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより上方部材１８−１と下方部材１８−２との間隔を調整することにより、上方部材１８−１における鍔部１８−１ａと下方部材１８−２とによりワーク２００を挟持することによって枠体１８がワーク２００を保持するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、上方部材１８−１と下方部材１８−２とによりワーク２００を挟持することによって枠体１８にワーク２００を保持するようにした構成であれば、上方部材１８−１や下方部材１８−２の形状はどのような形状であってもよいし、上方部材１８−１と下方部材１８−２とを接続する機構はどのような機構であってもよい。

（９）上記した実施の形態においては、下方部材１８−２は、上方部材１８−１から取り外すことができない構成としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、下方部材１８−２を上方部材１８−１から取り外すことができる構成としてもよい。

（１０）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（９）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、切削装置などにおいてワークを保持する際に用いて好適である。

１０、１２０ ワーク保持装置、１４、１３４ 立設部材、１６、１８、１２６、１２８ 枠体、１８−１ 上方部材、１８−２ 下方部材、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ ネジ、１００、３００ 切削装置、２００、２００’ ワーク

Claims (7)

1. 固定系のベース部材と、前記ベース部材の両端で前記ベース部材に直交して配設された一対の側方部材と、前記一対の側方部材を連結する後方部材と、両端がそれぞれ前記一対の側方部材に支持されたガイドレールと、前記ガイドレールに摺動自在に配設されたキャリッジと、前記キャリッジに配設された主軸と、前記主軸に取り付けられた加工工具と、前記ベース部材上に配設されたワーク保持装置とを有する切削装置におけるワーク保持装置において、
   円板形状のワークを保持するとともに、前記主軸に取り付けられた前記加工工具と前記ワークとの位置関係が相対的に３次元で変化するよう前記切削装置に配設されるワーク保持装置であって、
   第１の中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、前記第１の中心軸と直交する第２の中心軸上が開口した略円弧形状の板状体である第１の枠体と、
   前記ワークを保持するとともに、前記第１の枠体の一方の端部近傍と他方の端部の近傍とにおいて、前記第２の中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、前記第２の中心軸上が開口した略円弧形状の板状体である第２の枠体と
   を有することを特徴とするワーク保持装置。
2. 請求項１に記載のワーク保持装置において、
   前記第２の枠体は、複数のネジにより互いの間隔を調整可能に接続された第１の部材と第２の部材とにより構成され、
   前記第２の枠体に前記ワークを保持させる際には、前記複数のネジにより前記第１の部材と前記第２の部材との間隔を調整して、前記第１の部材と前記第２の部材とに前記ワークを挟持させる
   ことを特徴するワーク保持装置。
3. 請求項２に記載のワーク保持装置において、
   前記第１の部材は、前記ワークを保持する領域において鍔部が形成され、前記ワークを保持する際には、前記鍔部と前記第２の部材とにより前記ワークを保持する
   ことを特徴とするワーク保持装置。
4. 請求項１、２または３のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記第２の枠体は、前記ワークの側面の外周部分の略半分を保持する
   ことを特徴とするワーク保持装置。
5. 請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記第１の枠体の回動可能角度は、３０°±１０°であり、
   前記第２の枠体の回動可能角度は、３６０°以上である
   ことを特徴とするワーク保持装置。
6. 請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記第１の枠体は、前記第２の枠体の前記ワークを保持する領域が前方側に向くことが可能なように配設される
   ことを特徴とするワーク保持装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、
   前記ワークは、デンタル用セラミックまたはワックスであり、
   前記切削装置は、前記加工工具により前記デンタル用セラミックまたは前記ワックスを切削する人工歯作製装置である
   ことを特徴とするワーク保持装置。

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