JP5981064B1 - 精密バイス用ブロック - Google Patents
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Abstract
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例えば、図1は公知の精密バイスの斜視図で、図2はその中央の垂直断面図である。
図において、基体11の両端側に併設させられた内面を有する保持ブロック12及び保持ブロック13は、基体11及び保持ブロック12及び保持ブロック13によってバイス本体10を構成している。保持ブロック12及び保持ブロック13の内側の面は並行面となっている。また、基体11の上面は、可動壁16の底面が摺動する摺動面14となっている。その底面15側は摺動面14と並行する水平面となっている。
ところが、保持ブロック12側にはバイスブロック3を、保持ブロック13側にはバイスブロック4を配設し、被加工物5を安定した保持状態に維持できるようにしている。例えば、図2に示すように、被加工物5の面がテーパーになっているとか、被加工物5が薄く保持できる範囲が限られている場合には、希望する垂直面がでない可能性がある。
図2で具体的に説明すると、被加工物5の可動壁16側の面が角度θで垂直でないとき、バイスブロック4は、ボールネジ18の締付けによって被加工物5の可動壁16側の面に密着しようとし、被加工物5とバイスブロック3及びバイスブロック4との間の垂直面、水平面が異なってくる。
一般に、上記構造によって、小物部品とか、薄板状の加工部品等を精密バイスで所定の位置に保持する方法として木槌等で叩いたりして回転モーメントθによる被加工物5の浮き上がりがなくなるようにしていた。しかし、本発明では木槌等で打つ必要はなく、可動壁16とバイスブロック4との間に設けた可動側保持ブロックのテーパーにより下方向にベクトル力が発生するから、被加工物5の浮き上がりがなくなり、よって、加工精度の維持が確保される。
このとき、被加工物5が小物部品であったり、また薄板であったりした場合には、ボールネジ18の中心軸に対し、被加工物5の底部に反力が発生することになり、図2に示す回転モーメントθが働くことになる。
即ち、この回転モーメントθを如何に少なくして加工精度を維持するかが問題となるが、被加工物5が小物部品であるときには、その回転モーメントθによって被加工物5の底部が精密バイスの底面15に対し平行にならず、加工精度が得られない。また、薄板等を保持する場合には、薄板の上面には引張り力が働くとともに、その底面には圧縮力が働く。このため、薄板としては上に凸の曲がりが発生することになり、この状態で加工して平面が得られても精密バイスから取外すと、その加工面は凹面となる。
可動壁16とバイスブロック3のテーパーにより下方にベクトル分力が発生することから、被加工物5の浮き上がりがなくなり、加工精度の維持が確保される。
しかし、特許文献1の技術は、テーパーが機能するように木槌等で叩くことにより修正できる被加工物5の取付状態であればよいが、被加工物5自体の面が歪んでいる場合には、バイスブロック3も、バイスブロック4もその角度に従ってしまう可能性がある。また、特定の部品の形状を整える場合には、バイスブロック3及びバイスブロック4で正確に被加工物5を挟持しないで水平、垂直がでない状態となる可能性も有る。特に、何らかの要因で、特定の箇所で接触抵抗が高くなると、そこが起点で被加工物5が保持されるようになり、結果、加工精度の維持ができなくなる。
ここで、上記磁性体からなる金属で形成されたブロック本体は、ブロック本体が鉄またはステンレス(SUS304等を除く)等のような、強磁性体であればよい。
また、上記第1挿入孔は、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体の垂直背面から吸引させる側の厚みδ=0.4〜mmを残して穿設した孔であればよい。そして、上記第2挿入孔は、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体の水平面からの厚みδが、好ましくは、0.4〜1.0mmを残して穿設した穴であればよい。
但し、ブロック本体の垂直背面または水平面からの厚みδが0.4mm以下であると、仕上げ加工する場合に、削りしろが確保できなくなるし、また、削って調整する場合には、肉厚が薄くなりすぎ、誤差が生ずる。そして、厚みが1.0mm以上とは、そのブロック本体側の磁気抵抗が低くなり、当該磁気抵抗が磁路となりブロック本体の垂直背面の磁界がブロック本体から外に出難くなる。
発明者らの実験によれば、厚みδ=0.4〜1.0mmは好ましくは、δ=0.4〜0.8が公的であり、厚みδ=0.5〜0.6mmが理想的である。
ここで、前記第1挿入孔に挿入した厚み0.5mm以下の第1筐体または第2筐体とは、肉厚が少ないので第1強磁性体または前記第2強磁性体を包み込むのに不足となったり、筒体に破れが生じたりするから、厚み0.5mm以上の筐体が望ましい。また、前記第1挿入孔または第2挿入孔に挿入した厚み2.5mm以上の筐体では、外部の磁界が弱くなり、磁気シールドが強くなっているから2.5mm以下の厚みが望ましい。
加えて、第1挿入孔、第1筐体、第1強磁性体、第1離脱防止体及び第2挿入孔と、第2筐体、第2強磁性体、第2離脱防止体は、第1強磁性体または第2強磁性体が発生する磁界は、特定方向のみ磁路を形成するものである。
厚み0.5〜2.5mmの筒体からなる反磁性体または非磁性体の第1筐体は、先に、磁界が垂直背面側に形成されるように前記第1筐体内に第1強磁性体を配設し、それを前記第1挿入孔内に配設してもよいし、前記第1挿入孔内に厚み0.5〜2.5mmの反磁性体または非磁性体の第1筐体を配設し、その後、前記第1筐体の筒体内に第1強磁性体を配設してもよい。
このように、前記磁性体金属で形成されたブロック本体の両側に配設することにより、精密バイス用ブロックの配設を安定化するものである。そのためには、両端側が好ましいが、この両端側とは端部付近を意味し、先端部を限定する意味ではない。
ここで、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体は、両側に水平方向の磁界、第2方向の磁界が生じるものであり、直角で交わる面に吸着させることができる。
ここで、ブロック本体の両側に配設された第1強磁性体の垂直背面側の磁極を互いに逆としたものであるから、保持ブロックまたは可動壁側に磁路を形成することができる。
ここで、ブロック本体の両側に配設された第2強磁性体の水平面側の磁極を互いに逆としたものであるから、ブロック本体の外に磁路を形成することができる。
また、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体の水平面からの厚みδ=0.4〜1.0mmを残して穿設した第2挿入孔に、第2強磁性体を取付けた厚み0.5乃至2.5mmの反磁性体または非磁性体の第2筐体を挿入し、前記第2筐体及び前記第2強磁性体の離脱を防止する反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体によって前記ブロック本体と一体化したものである。
同時に、第2強磁性体が配設されたブロック本体の水平面に吸引する面側は、厚みδ=0.4〜1.0mmを残して穿設した第2挿入孔に、0.5〜2.5mmの反磁性体または非磁性体の第2筐体内に第2強磁性体を配設し、第2強磁性体の離脱を防止する反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体で前記第2挿入孔に封止したものである。したがって、第2挿入孔に第2強磁性体を第2筐体内に入れて配設し、第2筐体及び第2離脱防止体を圧縮することにより前記第2挿入孔を封止すれば、強磁性体からの磁界はブロック本体中を磁路とするだけでなく、垂直背面にある固定ブロック側にも第2方向の磁路が形成され基体との吸引がなされる。
なお、本実施の形態を通して、「第1・・」はブロック本体34の垂直背面31に直角に磁束が出る側を、また、「第2・・」はブロック本体34の水平の底面38に対し直角に磁束が出る側をいう。
まず、本発明の実施の形態について、図3の本発明の実施の形態の精密バイス用ブロックを用いた精密バイスの斜視図、同じく、図4の精密バイス用ブロックを用いた精密バイスの中央横断面図について説明する。
図3及び図4において、基体11の両端側に並設させられた内面を有する保持ブロック12及び保持ブロック13は、基体11及び保持ブロック12及び保持ブロック13によってバイス本体10を構成している。保持ブロック12及び保持ブロック13の内側の面は互いに並行する面となっている。また、基体11の上面は、可動壁16が摺動する摺動面14となっている。その底面15側は水平面となっている。よって、摺動面14は底面15と共に水平面となっている。
したがって、可動壁16は、遊び(ガタツキ)は殆どなく、移動溝19とボールネジ18によって垂直状態で移動自在となっている。よって、ボールネジ18の端部に配設された調整摘17を回転させることによって、可動壁16が移動し、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40が被加工物50を挟持するから、その状態で精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40を締付ければ、精密バイスの単位で移動自在な複数種類の機械加工ができる。
なお、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40(以下、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の区別のないときには、『精密バイス用ブロック30,40』と記す)は、下側に位置する厚肉部32と上に位置する薄肉部39でブロック本体34が形成されている。厚肉部32及び薄肉部39の裏面は、保持ブロック13と垂直方向に吸引し、面接触するブロック本体34の垂直背面31となっている。また、底面38は垂直背面31に対して直角な面、即ち、水平面となっている。
なお、本実施の形態では第1筐体35として筒体を使用したが、本発明を実施する場合には、筒体でなくて、特定の面のみを露出させ、それ以外を閉じる筐体であればよい。特に、本実施の形態では、筒体に第1強磁性体36が嵌合する規格があったので、それを採用した。
本発明を実施する場合の第1強磁性体36としては、円柱状のネオジム磁石を使用した。しかし、第1強磁性体36としては、円柱状に限定されるものではなく、四角柱状、サイコロ状等を使用することもできるし、ネオジム磁石以外のKS鋼、MK鋼、フェライト磁石としてもよいし、他の磁石を用いてもよい。
第1挿入孔33に第1筐体35及び第1強磁性体36を挿入した後、反磁性体または非磁性体からなる第1離脱防止体37を挿入してブロック本体34と一体化する。
第1挿入孔33に第1離脱防止体37を挿入してブロック本体34と一体化するには、第1挿入孔33に第1筐体35及び第1強磁性体36を挿入し、次いで、第1離脱防止体37を挿入して押圧力を加え、第1筐体35及び第1離脱防止体37を変形させて、ブロック本体34と一体化し、表面を工作機械で切削加工する。
図7に示す第1強磁性体36は、垂直背面31に対して直角に磁界を発生するもので、両磁極を平行位置に配置している。即ち、ブロック本体34の垂直背面31に対して水平方向に磁極を設けたものである。しかし、図8に示すように、ブロック本体34の底面38に対して垂直に磁界を発生させるように垂直に磁極を配設してもよい。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
この第2挿入孔73の深さは、ブロック本体34の傾動を防止する主旨で、図8に示す厚肉部32の中心部分に、第2強磁性体76の中心が位置するのが望ましい。
第2挿入孔73に第2筐体75及び第2強磁性体76を挿入した後、反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体77を挿入してブロック本体74と一体化する。
エンドミルで形成した第2挿入孔73に第2離脱防止体77を挿入してブロック本体34と一体化するには、第2挿入孔73に第2筐体75及び第2強磁性体76を挿入し、次いで、第2離脱防止体77を挿入して押圧力を加え、第2筐体75及び第2離脱防止体77を変形させて、ブロック本体34と一体化し、表面を工作機械で切削加工する。
この第2挿入孔83の深さは、ブロック本体34の底面38からの厚みδ=0.4〜1.0mmを残してエンドミルで穿設する。この厚みδ=0.4〜1.0mmを残して穿設するのは、金属で形成されたブロック本体34は磁性体からなり、その磁性体の機械的強度から、この厚みδに設定すれば、表面を切削加工することができるし、外力を加えて磨き加工する場合にも窪みや、突起ができない。厚み0.4mmがその最低の厚さδであり、また、厚みδの1.0mmはその最大の厚さであり、厚み1.0mm以上の厚みに増加させると、磁気抵抗が低下し、ブロック本体34内に磁路ができてしまう。
ここで、本発明を実施する場合の第2強磁性体86としては、円柱状のネオジム磁石を使用した。しかし、第2強磁性体86としては、円柱状に限定されるものではなく、四角柱状、サイコロ状等を使用することもできるし、ネオジム磁石以外の他の磁石としてもよい。
そして、図12は図7及び図8を用いて押圧力を加えて、切削した事例の精密バイス用ブロックを示すものである。
第2挿入孔83に第2筐体85及び第2強磁性体86を挿入した後、反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体87を挿入してブロック本体34と一体化する。
第2挿入孔83に第1離脱防止体37を挿入してブロック本体34と一体化するには、第2挿入孔83に第2筐体85及び第2強磁性体86を挿入し、次いで、第1離脱防止体37を挿入して押圧力を加え、第2筐体85及び第2離脱防止体87を変形させて、ブロック本体34と一体化し、表面を工作機械で切削加工する。
被加工物50が、本実施の形態の精密バイス用ブロック30,40の上端に載置できるように、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の位置をボールネジ18の回転により定める。そして、可動壁16はボールネジ18の先端に取付けられ、ボールネジ18の回転により往復移動する。したがって、可動壁16は遊び(ガタツキ)が殆どなく、移動溝19とボールネジ18によって垂直状態で移動自在となっている。よって、ボールネジ18の端部に配設された調整摘17を回転させることによって、可動壁16が移動し、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40が被加工物50の載置を自在に間隔を狭くでき、その状態で精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40を所定の位置に配設すれば、精密バイスの単位で移動自在な複数種類の機械加工ができる。
また、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40を一旦、取り外しても、底面38に吸着させた後、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の間隔を拡張すればよいから、この場合でも、保持ブロック13と可動壁16で設定した感覚を精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40で写し取ることができる。
また、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の上端によって水平出しをして常に精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の上端で被加工物50を水平保持できる。勿論、保持ブロック13及び可動壁16の上端を水平としてもよいが、精密バイス用ブロック30と精密バイス用ブロック40の上端を水平とすることもできる。
また、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体34の水平面からの厚みδ=0.4〜1.0mmを残して穿設した第2挿入孔73,83に、第2強磁性体76,86を取付けた厚み0.5乃至2.5mmの反磁性体または非磁性体の第2筐体75,85を挿入し、第2筐体75,85及び第2強磁性体76,86の離脱を防止する反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体77,87によってブロック本体34と一体化したものである。
この精密バイス用ブロックは、磁性体からなる金属で形成されたブロック本体34の両側には、第1挿入孔33、第1筐体35、第1強磁性体36、第1離脱防止体37及び第2挿入孔73,83、第2筐体75,85、第2強磁性体76,86、第2離脱防止体77,87を配設したものであるから、ブロック本体34の両側の垂直背面31側とブロック本体34の両側の底面38側に吸引できるので、垂直方向の移動及び水平方向の移動に対して固定できる。
請求項3の発明の精密バイス用ブロックの磁性体からなる金属で形成されたブロック本体34の両側には、第1挿入孔33、第1筐体35、第1強磁性体36、第1離脱防止体37によって水平方向の磁界が生じ、同様に、第2挿入孔73,83、第2筐体75,85、第2強磁性体76,86、第2離脱防止体77,87によって垂直方向の磁界が生じるものであるから、ブロック本体34を倒れ難くするには、片側でもよいが、精密バイスとして垂直面及び水平面が出ているから、それを利用した方が安定度が高い。
したがって、ブロック本体34の両側に配設された第1強磁性体36は、互いに垂直背面31側の磁極を異にするように配設したものであるから、互いに垂直背面31側の磁極を異にすることにより、互いに垂直背面31側が磁束の通過となり、吸引力の強い精密バイス用ブロック30,40が得られる。
したがって、ブロック本体34の両側に配設された第2強磁性体76,86は、互いに底面38側の磁極を異にするように配設したものであるから、互いに水平面側が磁束の通過となり、吸引力の強い精密バイス用ブロック30,40が得られる。
なお、本発明の実施の形態では、第1強磁性体36によって垂直背面31方向に磁界を出して吸引し、また、第2強磁性体76,86によってブロック本体34の垂直背面31と直角の水平方向に磁界を出して吸引するものであるから、ブロック本体34の垂直方向及び水平方向に移動できなくなり、安定した取付け状態が維持できる。
また、本発明を実施する場合に、第1強磁性体36によって垂直背面31方向に磁界を出して吸引するもの、第2強磁性体76,86によってブロック本体34の底面38に磁界を出して吸引するものにより、直角に交差する磁極が形成できればよいから、第1強磁性体36と第2強磁性体76,86が、任意の直角に交差する磁極を形成すればよい。
12 保持ブロック
13 保持ブロック
16 可動壁
18 ボールネジ
30 精密バイス用ブロック
31 垂直背面
33 第1挿入孔
34 ブロック本体
35 第1筐体
36 第1強磁性体
37 第1離脱防止体
38 底面
40 精密バイス用ブロック
50 被加工物
73,83 第2挿入孔
75,85 第2筐体
76,86 第2強磁性体
77,87 第2離脱防止体
Claims (5)
- 磁性体金属で形成されたブロック本体と、
前記ブロック本体の垂直背面からの厚み0.4乃至1.0mmの範囲を残して形成してなる第1挿入孔と、
前記第1挿入孔内に配設した反磁性体または非磁性体の第1筐体と、
磁界が前記垂直背面側に形成されるように前記第1筐体内に配設した第1強磁性体と、
前記第1筐体及び前記第1強磁性体の離脱を防止すべく前記ブロック本体と一体に固着した反磁性体または非磁性体からなる第1離脱防止体と、
前記ブロック本体の前記垂直背面と直角の底面からの厚み0.4乃至1.0mmの範囲を残して形成した第2挿入孔と、
前記第2挿入孔内に配設した反磁性体または非磁性体の第2筐体と、
磁界が前記底面側に形成されるように前記第2筐体内に配設した第2強磁性体と、
前記第2筐体及び前記第2強磁性体の離脱を防止すべく前記ブロック本体と一体に固着した反磁性体または非磁性体からなる第2離脱防止体と
を具備したことを特徴とする精密バイス用ブロック。 - 前記磁性体金属で形成されたブロック本体の両側には、第1挿入孔、第1筐体、第1強磁性体、第1離脱防止体及び第2挿入孔、第2筐体、第2強磁性体、第2離脱防止体を配設したことを特徴とする請求項1に記載の精密バイス用ブロック。
- 前記磁性体金属で形成されたブロック本体の両側には、第1挿入孔、第1筐体、第1強磁性体、第1離脱防止体によって水平方向の磁界が生じ、同様に、第2挿入孔、第2筐体、第2強磁性体、第2離脱防止体によって垂直方向の磁界が生じることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の精密バイス用ブロック。
- 前記ブロック本体の両側に配設された第1強磁性体は、互いに垂直背面側の磁極を異にするように配設したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の精密バイス用ブロック。
- 前記ブロック本体の両側に配設された第2強磁性体は、互いに底面側の磁極を異にするように配設したことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の精密バイス用ブロック。
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