JP6178123B2 - バイス - Google Patents

Description

この発明は、バイスに関するもので、特にアルミサッシのように多種多様な断面形状の細長いワーク（被加工物）をその長手方向に間欠的に送りながら加工を行う場合に、当該ワークを固定するのに好適なバイスに関するものである。

一般的なバイスは、固定顎とこれに向かって進退する可動顎とを備えており、それぞれの顎（ジョー）に取り付けた口金の間にワークを挟んで固定する構造を備えている。バイスの開閉（可動顎の進退）には、ねじ機構や流体圧装置が用いられている。

バイスで固定するワークには種々の形状のものがある。複雑な形状のものは、複数のバイスで複数箇所を挟んで固定するとか、ワークの形状に合わせた口金を個別に準備してワークの形状が変わったときに対応する口金を付け替えて挟持するという方法が採られている。

アルミサッシは、長手方向に断面形状が一定の細長いワークであるが、用途に応じて種々の断面形状のものが用いられている。また、新しい用途が開発されると、その用途に応じた断面形状のものが製作されるため、形状の異なる多種類のものが存在している。

アルミサッシは、組立や組付のために孔や切欠を加工する必要があり、その加工の際にはアルミサッシの加工される部分を固定する必要がある。通常、孔や切欠は、間隔をあけて設けられるので、その加工に際しては、加工される箇所を固定して当該箇所の加工を行い、次にその固定を解除して次の加工箇所までワークを長手方向に移動し、新たな箇所を固定して当該箇所の加工を行うという工程を繰り返して加工を行っている。

この加工の際にアルミサッシを固定する手段としてバイスが用いられている。アルミサッシは、その断面形状が種々であって、しかも材質としては比較的柔らかく薄肉であるので、バイスで挟持する際には大きな面圧が局部的に作用するのを避ける必要がある。そこで通常は、ワークの断面形状に合わせた口金（生口金）を準備して、ワークの種類や加工する面が変わったときに、口金を対応する口金に付け替えて加工を行っていた。特に、断面積の大きい大型のワークは、加工負荷が大きくなりかつ高い加工精度を要求されるために、加工時にも正確で強力な固定が必要であり、加工に際しては専用の口金を用いることが必須になる。

大量に加工されるワークであれば、そのワーク専用の口金を準備することはたいした負担にはならない。しかし、ビルの入口のドアなどに用いられるアルミサッシのように大型で使用量が比較的少ないワークにおいては、専用の口金を準備してそれを付け替えて加工を行うという従来方法は、経済的及び時間的な負担が大きい。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、寸法や形状の異なる種々のワーク、特にアルミサッシのように断面形状が異なる細長いワークをその断面形状の相違にかかわらず、正確な位置でかつ許容される面圧の範囲内で確実に固定することができるバイスを得ることを課題としている。

この発明のバイスは、対向する縁丸帯板状（長円形断面）のピストンロッド２ａ、２ｂの複数をその帯板の厚さ方向に所定間隔で配置し、個別駆動される当該複数のピストンロッド２ａ、２ｂの対向する先端でワークを把持して固定するバイスである。

この発明のバイスは、対向配置された一対のシリンダ箱１ａ、１ｂを備えている。一対のシリンダ箱１（１ａ、１ｂ）には、複数の縁丸帯板状のピストンロッド２（２ａ、２ｂ）が個別進退可能に設けられている。複数のピストンロッド２は、その板厚方向に所定間隔で配置されている。一対のシリンダ箱１のそれぞれは、複数のピストン２１（２１ａ、２１ｂ）を個別に摺動自在に嵌挿するシリンダ孔１１（１１ａ、１１ｂ）を備え、それぞれのシリンダ孔に嵌挿されたピストン２１のピストンロッド２は、各シリンダ箱の対向壁１４（１４ａ、１４ｂ）を貫通して対向している。一対のシリンダ箱１ａ、１ｂの間に置かれたワークｗは、流体圧により当該ワークに当接するまで進出した複数のピストンロッド２ａ、２ｂの対向する先端で挟持されて固定される。

バイスは、ワークの加工基準となる面ｐを常に定位置にして当該ワークを固定できる構造とするのが好ましい。そのためには、一対のシリンダ箱の一方１ａに、そのピストンロッド２ａの進出位置を固定するロック機構３を設ける。このロック機構としては、縁丸帯板状のピストンロッド２ａの両側縁２２ｉ、２２ｏを流体圧で押圧してその摩擦力により当該ピストンロッド２ａの進出位置を固定する構造が実用上便利である。

シリンダ箱１の複数のシリンダ孔１１に個別に進退可能に嵌挿された複数のピストンロッド２は、シリンダ箱１のヘッドエンド側とロッドエンド側に形成した流体室２４、２５に流体圧を供給することにより一斉に進退するように同時付勢される。ロック機構３は、一斉に進退するピストンロッド２ａの内の一部の進出位置を固定することにより、ワークｗの加工基準面ｐが当該一部のピストンロッドの先端の位置で規定されるようにするものである。

この発明のバイスは、複数のピストンロッド２の先端がワーク把持面の凹凸に応じた位置で当該ワークを把持するので、把持面の凹凸の形状が異なる多種多様なワークを把持することができる。また、ワークを把持した状態で基準側のピストンロッド２ａの進出位置をロック機構３で固定すれば、設定された基準面の位置を維持してワークを繰り返し固定することができる。

更に、この発明のバイスは、ワークに当接するピストンロッド２の先端面が広いので、低い面圧でワークを固定することができ、ワークに損傷を与えるおそれが小さいという特徴がある。

これらのことから、アルミサッシのように断面形状が異なる細長いワークをその断面形状の相違にかかわらず、正確な位置でかつ許容される面圧の範囲内で確実に固定することができるバイスを提供できるという効果がある。

シリンダ箱の後蓋を外して示す全体斜視図 図１のバイスの断面平面図 図１のバイスの断面側面図 主要部材のみを示す斜視図 ワークを把持した状態で示す側面図 第２実施例の基準側ピストンロッドとロック機構を示す断面平面図 ピストンロッドの他の形状及び配置を示す正面図 ピストンロッドの更に他の形状及び配置を示す正面図

以下、図面に示す実施例を参照して、この発明を具体的に説明する。この発明のバイスは、対向する一対のシリンダ箱１ａ、１ｂを備えている。各シリンダ箱は、複数のシリンダ孔１１ａ、１１ｂを備えている。各シリンダ孔１１ａ、１１ｂは、両端を半円弧で繋いだ平行な２平面ないし同心円弧面（図８参照）で形成される長孔断面である。対向するシリンダ箱の一方１ａは、ロック機構３を備えた固定側ないし基準側で、他方１ｂは、ロック機構を有していない可動側である。まず、構造が簡単な可動側について説明する。

可動側シリンダ箱１ｂのシリンダ孔１１ｂは、断面形状が軸方向に一定で、ロッド側の蓋板１５ｂにピストンロッド２ｂが貫通する長孔１２ｂが設けられている。シリンダ孔１１ｂに嵌挿されるピストン２１ｂは、両縁を半円弧で繋いだ短い帯板状で、その一方の端面に略同形断面のピストンロッド２ｂが一体に形成されている。ピストンロッド２ｂは、ロッド孔１２ｂを摺動自在に貫通しており、ピストン２１ｂの外周とロッド孔１２ｂの内周には、シールリング２３ｂ、１３ｂが設けられている。

シリンダ孔１１ｂは、平板状ピストンの板厚方向に所定間隔で同一形状のものが複数個設けられ、そのそれぞれに同形のピストン２１ｂが個別に摺動自在に嵌挿されている。複数のシリンダ孔１１ｂの背面（ヘッドエンド側）は、図示しないボルトでシリンダ箱１ｂ本体に固定した後蓋１５ｂで閉鎖されている。複数のシリンダ孔のヘッドエンド側流体室２４ｂは、シリンダ箱１ｂ本体の背面に設けた凹所１７ｂで全体として１個の流体室を形成するように連通されている。一方、ロッドエンド側流体室２５ｂは、縁丸平板状断面のシリンダ孔１１ｂと断面同形で断面積の小さいピストンロッド２ｂとの間に各シリンダ孔毎に個別に形成され、これらの流体室に流体圧を供給するための流体通路２６ｂによって全体が連通されている。

従って、シリンダ箱１ｂに装着された複数のピストン２１ｂは、ヘッドエンド側流体室２４ｂに流体圧を供給することで一斉に進出し、ロッドエンド側流体室２５ｂに流体圧を供給することで一斉に後退する。

基準側シリンダ箱１ａの複数のシリンダ孔１１ａは、可動側のそれと同様な工程で加工されるが、隣接するシリンダ孔との間の隔壁１６ａの中央部がロッドエンド側からコ字形に切り欠かれており、これらのシリンダ孔に嵌挿されるピストン２１ａのピストンロッド２ａも、その先端側から中央部がコ字形に切り欠かれて二股状となっている。二股となったピストンロッド２ａのそれぞれは、縁丸平板状断面に形成されている。

基準側シリンダ箱１ａの前蓋１４ａには、１個のシリンダ孔に対して２個の長円断面のロッド孔１２ａ、１２ａが設けられ、それらの間の中央部に、前記隔壁１６ａに設けた切欠にちょうど嵌合する角柱状のロックブロック３１が設けられている。

ピストン２１ａの外周と２個に分割して設けたロッド孔１２ａの内周にシールリング２３ａ、１３ａが装着されていること、複数のシリンダ孔１１ａのヘッドエンド側が連通されて実質的に１個の流体室２４ａが形成されていること、及び、複数のシリンダ孔のロッドエンド側も流体通路２６ａで連通されて実質的に１個の流体室２５ａが形成されていることも、可動側シリンダ箱１ｂと同様である。

ロックブロック３１には、ピストンロッド２ａの平板の面と平行でかつ当該ロッドの進退方向と直交する方向に、円筒孔３２がロックブロック３１を貫通するように設けられ、その貫通孔に両側からロックラム３３、３３が摺動自在に嵌挿されている。ロックブロック３１には、一対のロックラム３３、３３の間の円筒孔３２部分に流体圧を供給するロック流路３５が形成されている。ロック流路３５に流体圧を供給すると、ロックラム３３、３３が互いに離隔する方向に付勢されて、ロックラム３３、３３の先端が二股にされたピストンロッド２ａ、２ａの内側縁２２ｉ、２２ｉを押圧することで、摩擦力でそれぞれのピストンロッド２ａの位置が固定される。

図の実施例における個々の円筒孔３２は、その軸中心が隣接するシリンダ孔の間の隔壁１６ａの厚さ中心に位置するように設けられており、円筒孔３２は、上下に隣接する２つのシリンダ孔に向いて開口している。すなわち、図の実施例では、１個のロックラム３３で上下に隣接する２個のピストンロッドを固定する構造である。これは、円筒孔３２に供給される流体圧の受圧面積（ラム３３の径）を大きくして、摩擦による大きな位置決め力をピストンロッド２ａに作用させることができるようにするためである。

ロック流体の流路３５は、円筒孔３２の前蓋１４ａ側に隣接して、これら円筒孔の軸方向と交差する方向に設けられており、当該流路から分岐する枝孔３６で各円筒孔３２に連結している。流路３５と枝孔３６の分岐部には、それぞれねじ３７で弁３８を弁座に押圧することによって枝孔３６の入口流路を塞ぐ遮蔽弁３９が設けられている。従って、ロック流路３５に流体圧を供給したとき、遮蔽弁３９が開いている枝孔に繋がる円筒孔３２に嵌挿されたロックラム３３のみがそれによって押圧される２個のピストンロッド２ａを固定することとなる。

円筒孔３２は、シリンダ箱１ａのロッドエンド側流体室２５ａに開口しているので、当該流体室に流体圧を供給したとき、すなわち、ピストンロッド２ａを縮退させるときに、ロックラム３３にも押し戻す力が作用する。従って、ロック用の流体圧が作用していないときは、ロッドエンド側流体室２５ａに流体圧を作用させたときにロックラム３３が後退する。ロック用の流体圧が作用していないときのロックラム３３の後退をより確実にしたいときは、戻り用のばね３４を設けてやればよい。

なお、ロックラム３３でピストンロッド２ａの進出位置を固定するには、円筒孔３２に供給するロック用の流体圧をシリンダ室のロッドエンド側流体室２５ａに供給する流体圧より十分大きくしなければならず、ピストンロッド２ａを後退させるときのロックラム３３による固定力は、進出させるときのそれより小さくなる。しかし、ピストンロッド２ａの後退時の推力は、ピストン２１ａの全面積に流体圧が作用する進出時の推力より遙かに小さいので、ピストン後退時にその流体圧がロックラム３３によるピストンロッド２ａの固定を弱める方向に作用することが大きな問題になることはない。

次に上記のように構成されたこの発明のバイスの動作について説明する。アルミサッシを加工しようとする工作機械（ボール盤やマシニングセンタ）のテーブルに基準側シリンダ箱１ａと可動側シリンダ箱１ｂとをそれらのピストンロッド２ａ、２ｂの帯板の面をテーブル面と平行にして対向させて固定する。

そして、加工しようとするアルミサッシの加工面を工具に向けて両シリンダ箱の間に置き、両方のシリンダ箱のヘッドエンド側流体室に流体圧を供給する。すると、両シリンダ箱の複数のピストンロッド２ａ、２ｂは、その先端がアルミサッシｗの側面に当接するまで進出する。アルミサッシの断面形状がどのようであっても、それぞれのピストンロッドは、その先端がアルミサッシに当接した位置で停止し、このとき当該アルミサッシは、その両側面を対向する複数のピストンロッドの先端で挟持して固定された状態となる。

この状態で加工寸法の基準となる側面に当接している基準側ピストンロッドを固定するロックラム３３の円筒孔３２に繋がる遮蔽弁３９を開き、その他の遮蔽弁を閉鎖する。例えば図５において、アルミサッシｗの面ｐを基準面とするのであれば、当該面ｐに当接しているピストンロッド２ａ２〜２ａ４を固定するラム３３の円筒孔に連通している枝孔の遮蔽弁３９を開き、その他の遮蔽弁は閉じる。

一対のロックラムは、隣接する２つのピストンロッドを同時に固定するので、図の例では、固定する必要のないピストンロッド２ａ１の位置も固定されることとなるが、アルミサッシのような押し出しないし引き抜き成形材は、その長手方向の寸法精度が正確なので、加工基準面ｐに隣接する位置がピストンロッド２ａ１により固定されても基準面ｐの位置決め精度に問題を生ずることはない。

このようにして加工基準面ｐの固定位置を設定したあと、当該面を基準とする加工位置を工作機械のＮＣ装置に設定して加工を行う。一箇所の加工が終了したら、シリンダ箱のロッドエンド側に流体圧を供給する。これによりロックラムで固定したピストンロッド以外は総て後退するので、アルミサッシｗを次の加工箇所まで長手方向に移動し、シリンダ箱１ａ、１ｂのヘッドエンド側に流体圧を供給してアルミサッシｗを新たな加工箇所で挟持する。

以上の動作を繰り返すことで１本のアルミサッシないしは同一形状の複数本のアルミサッシについての加工を行う。この間、ロック流路３５には常時流体圧を供給し続けて加工を行う。

形状の異なる他のアルミサッシを加工するときは、ロック圧を解除した状態でシリンダ箱１ａ、１ｂのロッドエンド側に流体圧を供給することによって総てのピストンロッドを後退させ、新たなアルミサッシを対向するシリンダ箱１ａ、１ｂの間に置いて同様な操作を行うことによって、新たなアルミサッシについての加工を行う。

以上に説明した第１実施例では、基準側ピストンのピストンロッド２ａを先端側が二股になった凹形として、その凹の部分にロック機構３を設けたが、基準側ピストンロッド２ａを可動側ピストンロッド２ｂと同形の平面矩形形状とし、基準側シリンダ箱１ａの両側にロック機構３、３を設けた構造とすることもできる（図６参照）。

両側のロック機構３、３には、基準側シリンダ箱のロッドエンド側流体室２５ａに開口する有底の円筒孔３２が設けられ、そのそれぞれの１個にロックラム３３が嵌挿される。両側のロック機構３、３には、それぞれロック流路３５、３５が設けられ、同一の圧力源から流体圧を供給する。各円筒孔の流路を遮断する遮蔽弁３９は、左右のロック機構にそれぞれ設けられている。

この第２実施例の構造は、両側のロックラム３３、３３でピストンロッド２ａの両側縁２２ｏ、２２ｏを外側から挟んで固定する構造で、基準側と可動側のシリンダ孔及びピストンロッドを同形とすることができるので、構造を単純化できるが、基準側のシリンダ箱が大型になることと、所望のピストンロッドを固定するための遮蔽弁の操作を両側のロック機構について行わねばならないという欠点がある。

以上の実施例は、アルミサッシを固定するためのバイトとして好適な、同幅の帯板状のピストンロッドをその帯板の板厚方向に重ねた状態で配置したものであるが、例えばバイスで挟持する面の凹凸が多種多様である箱状のワークや、バイスで挟持する端面の凹凸が多種多様である円筒状のワークを挟持するバイスとして、シリンダ孔、ピストン及びピストンロッドを図７や８に示すように配置したバイスを得ることも可能である。

この場合、小径側のピストンロッドの進出位置を固定することは困難であるが、大径側を基準とするのであれば、大径側のピストンロッドをそのロッド孔の部分で面直角方向に押圧するようなロックラムを設けることで、大径側の一部のピストンロッドの進出位置を固定することが可能である。

以上のようにこの発明のバイスは、把持しようとするワークの把持面の凹凸に倣った把持面が自動的に形成される口金を備えたバイスとして機能するので、把持面の凹凸の形状が異なる多種多様なワークを挟持することができ、かつワークの加工基準面に対応するピストンロッドの進出位置を固定することで、一旦設定された加工基準を保持してワークを繰り返し加工することができ、多種多様な形状のワークを正確な位置で強固に固定できるという特徴がある。

そして、この発明のバイスは、ワークに当接するピストンロッドの先端面が広いので、アルミ材のような耐面圧強度の比較的低いワークの固定にも適しているという特徴がある。

１（１ａ、１ｂ） シリンダ箱
２（２ａ、２ｂ） ピストンロッド
３ ロック機構
１１（１１ａ、１１ｂ） シリンダ孔
１４（１４ａ、１４ｂ） 対向壁
２１（２１ａ、２１ｂ） ピストン
２２ｉ、２２ｏ ピストンロッドの両側縁
２４、２５ 流体室
ｐ 加工基準面
ｗ アルミサッシ

Claims (5)

1. 対向配置された一対のシリンダ箱の対向壁を貫通して進退する複数のピストンロッドの先端でワークを挟持するバイスにおいて、
   前記シリンダ箱は、板厚方向に所定間隔でそれぞれが対向するように配置された複数の縁丸帯板状のピストンのそれぞれを嵌挿するシリンダ孔を備え、それぞれのシリンダ孔に嵌挿された前記ピストンはそれぞれのピストンと略同形断面の前記ピストンロッドを備え、
   前記一対のシリンダ箱の一方は、前記それぞれのピストンロッドを当該ロッドの進退方向の同一箇所でその帯幅方向に互いに反対方向に押圧して当該ピストンロッドの移動を固定する一対のロック機構を備えている、バイス。
2. 前記ロック機構が、前記一方のシリンダ箱のロッドエンド側流体室に開口する孔に嵌挿されて前記ピストンロッドを前記帯板の帯幅方向に押圧する一対のロックラムを備えている、請求項１記載のバイス。
3. 前記一方のシリンダ箱に嵌挿されるピストンのピストンロッドが、先端側を二股にした凹形の縁丸帯板状に形成され、前記ロック機構が当該ピストンロッドの二股にした部分の間に配置されている、請求項１又は２記載のバイス。
4. 前記複数のシリンダ孔のヘッドエンド側とロッドエンド側流体室がそれぞれが実質的に１個の流体室を形成するように連通されて、前記複数のピストンロッドがそれらの進出方向及び後退方向に同時付勢される、請求項１、２又は３記載のバイス。
5. 前記ロックラムを嵌挿した円筒孔に流体圧を供給する流体圧回路に、少なくとも一部の円筒孔への流体圧を遮断する遮蔽弁が設けられている、請求項２記載のバイス。

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