JP7313032B2 - ワークバイス - Google Patents

Description

この発明は、工作機械のテーブルや当該テーブルに固定した取付治具にワークを固定するのに使用するバイスに関するものである。

ワークを工作機械のテーブル等に固定する汎用的な構造のワークバイスは、テーブルに固定される基台の一端に固定顎を設け、基台に設けたガイドに沿って移動する移動顎を固定顎に対向させ、ねじ杆を回して移動顎を螺進させて固定顎との間でワークを把持する構造が一般的である。このような構造の一般的なワークバイスでは、固定するワークの寸法が大きく変化したときにねじ杆を何回も回転させて移動顎を移動させなければならない。

このような面倒を解消するため、本願出願人は、特許文献１～４において、基台の長手方向（移動顎の移動方向）に設けたガイド溝に沿って摺動自在に移動台と移動顎とを設け、移動台を基台上で位置決めするノックピンのストレート形状のノック孔を前記長手方向に所定間隔で複数個設け、当該移動台に移動顎を螺進させるねじ杆を設けたワークバイスを提案している。

図６及び図７は、特許文献４で提案した上記構造のワークバイスを示した図である。ワークバイスの基台１０１は、断面が略矩形で、その両側面に各２本のガイド溝１１１ａ、１１１ｂが設けられている。ガイド溝１１１ａには、その下辺付近に中心を有するノック孔１１２がガイド溝に沿って一定間隔で設けられている。

基台１０１の一端には固定顎１１４が固定されている。固定顎１１４に対向する移動顎１０２は、基台１０１に設けた２本のガイド溝１１１ａ、１１１ｂに摺動自在に装着され、移動顎１０２の反固定顎側に隣接して、ピン孔を備えた移動台１０３がガイド溝１１１ａ、１１１ｂに摺動自在に装着されている。

移動台１０３は、ねじ杆１４１を回転自在かつ軸方向移動不能に軸支する軸受部１３１と、基台１０１の上面、両側面及びガイド溝１１１の上面に摺接する脚部（台側脚部）１３２とを備えている。移動台１０３の脚部１３２及びこれと同形の移動顎１０２の脚部（顎側脚部）１２２は、それらの内側に基台の２本のガイド溝１１１ａ、１１１ｂに摺動自在に嵌合するシュー１２３ａ、１２３ｂを一体に備えている。

軸受部１３１は台側脚部１３２より幅狭で、台側脚部１３２の両肩面が滑り面１３６となっている。移動顎１０２は、顎側脚部１２２と、ねじ杆１４１と螺合するナット部１２１と、ナット部１２１から移動台１０３側に伸びる門形部１２７とを備え、門形部１２７の下面１２６が移動台の滑り面１３６と摺接し、門形部１２７の両内側側面が移動台の軸受部１３１の両側面と摺接している。

ナット部１２１及び門形部１２７は、顎側脚部１２２と同幅で、固定顎１１４及び移動顎１０２の基台長手方向から見た形状は矩形である。台側脚部１３２には、ピン孔が設けられており、このピン孔と基台に設けたノック孔１１２の１つとにノックピン１３５を挿通して、移動台１０３を基台１０１の適宜な位置に位置決めする。

上記構造のワークバイスは、移動台の軸受部１３１を移動顎の門形部１２７の内側に入り込む形状とし、移動台の軸受部１３１の両側面と門形部１２７の内側側面との当接面１３７及び移動台の肩部と移動顎の門形部下面との当接面１３６をワークの把持反力を受ける滑り面としており、剛性を損なうことなく、移動顎と移動台を含む移動顎側の構造を短くすることができる。

特許第３２０７６８７号公報 特許第３１００３１６号公報 特許第４３８８１５６号公報 特開２０１７‐１４８８８０号公報

上記構造のワークバイスは、複数個を取付治具に取り付けて当該取付治具をマシニングセンタのテーブルに固定して、複数のワークを同時加工する際に使用されることが多いのであるが、工業製品の小型化と高性能化に伴い、上記のワークバイスを使用する現場において、比較的小型で複雑な形状のワークをより能率良く加工したいという要求が高まってきている。

この発明は、上記構造のワークバイスの改良に係るもので、ワークを安定に保持可能でかつより小型のワークを把持可能にすること、工具を早送りする際やテーブルを回転する際の工具の退避距離を短くすることにより、小型で複雑な形状のワークの加工をより能率良く行うことができるワークバイスを提供することを課題としている。

この発明のワークバイスは、移動顎２を移動台３に対して進退させるねじ機構４として、移動顎２に移動台３側を向くねじ杆４５を植立し、このねじ杆と螺合する長ナット４１の円筒形の外周を移動台３に回転自在かつ軸方向移動不能に軸支する構造としている。この構造により、移動顎と移動台を含む移動顎側の構造を更に短くすることができ、ワークバイス全体の長さを短くできる。

この発明のワークバイスは、移動顎２を移動台３に対して螺進退させるねじ機構において、雌ねじ部材より小径のねじ杆４５を移動顎２側に設けることにより、移動顎２の頭部２１の幅を顎側脚部２２の幅より狭くすること、すなわち図７の移動顎１０２の上角部Ｃを後退させることにより、基台１の幅を広くすることを可能にしながら移動顎２の上角が工具と干渉するのを可及的に防止するとともに、より幅狭のワークに対する側面加工を可能にしている。

更に、この発明のワークバイスは、移動台３及び移動顎２を案内する基台１のガイド溝１１を２本としてぞれぞれのガイド溝の幅寸法及び深さ寸法を従来の寸法より小さくすることにより、基台１の厚さを薄くすることを可能にし、これによりワークバイス全体の高さを低くできるようにしている。

この発明のワークバイスは、上述した構造の１つ又は複数を採用することにより、ワークを把持するのに必要な把持力及び把持反力に対する剛性を低下させることなく、従来のワークバイスより小型にすることができる。

また、ワークバイスの高さを低くでき、更に移動顎２の上角を後退させた形状にできるので、工作機械のテーブルの回動時や工具の早送り時におけるワークバイスと工具との干渉（衝突）を可及的に低減することができる。

従って、マシニングセンタのような工作機械のテーブル等に複数のワークバイスを取り付けて複数の小型のワークを加工するとき、テーブル等に取り付けるワークの数を増やすことができ、またテーブルの回動や工具の早送り時における工具の退避距離を短くすることによるロス時間の短縮ができるので、加工能率を向上させることができる。

実施例のワークバイスの全体斜視図 図１のワークバイスを移動台側から見た正面図 図１のワークバイスの中央断面側面図 図１のワークバイスの移動顎の図３におけるＡ部断面図 図１のワークバイスでワークを把持した状態の一例を示す側面図 従来構造のワークバイスの側面図 図６のワークバイスの移動顎を移動台側から見た正面図

以下、図面に示す実施例を参照して、この発明の実施形態を説明する。ワークバイスの基台１は、断面が略矩形で、その両側面には基台上面と平行な上ガイド溝１１ａと下ガイド溝１１ｂとの２本のガイド溝１１が設けられている。上ガイド溝１１ａには、その下辺付近に中心を有する複数のノック孔１２が上ガイド溝１１ａに沿って一定間隔で設けられている。

基台上面の一端には、キー１３で位置決めされた固定顎１４がボルトで固定されている。固定顎１４には、固定口金１５がボルトで固定されている。固定口金１５に対向する移動口金２５は、ガイド溝１１に摺動自在に装着した移動顎２にボルトで固定されている。移動顎２の反固定顎側に隣接して、移動台３がガイド溝１１に摺動自在に装着されている。

移動台３は、一端に六角頭４２を有し、内径側に雌ねじを設けた円筒形の長ナット４１をその外周の軸支部４３において回転自在に軸支する軸受部３１と、基台１の上面、両側面及びガイド溝１１ａ、１１ｂの上面に摺接する台側脚部３２とを備えている。ガイド溝１１ａ、１１ｂの上面に摺接するシュー３３ａ、３３ｂは、台側脚部３２と一体に形成されている。

長ナット４１は、軸支部４３の両側に位置するフランジ４６とカラー４７とにより、軸方向移動不能である。軸受部３１は台側脚部３２より幅狭で、軸受部３１の両側にある台側脚部３２の上面が滑り面３６となっている。台側脚部３２の内側には、基台両側のノック孔１２に嵌合するピン孔３４が設けられ、このピン孔にノックピン３５が内側すなわち基台のノック孔１２に向けて出没自在に装着されている。

移動顎２は、基台１の上面、両側面及び上ガイド溝１１ａの上面に摺接する顎側脚部２２と頭部２１とを一体に備えている。上ガイド溝１１ａの上面に摺接するシュー２３ａは、顎側脚部２２と一体に形成されている。顎側脚部２２の下端は、移動顎２を基台１に取り付けたときに基台の下ガイド溝１１ｂの上面と一致するように加工されており、当該下端に基台の下ガイド溝１１ｂの上面と摺接するシュー２３ｂがボルトで固定されている。

頭部２１は、長ナット４１に螺合する固定のねじ杆４５をボルト４８で保持するねじ保持部２６と、ねじ杆４５を囲むようにねじ保持部２６から移動台３側に伸びる門形部２７とで形成されている。頭部２１は、顎側脚部２２より幅狭で、顎側脚部２２より移動台３側に伸びる延在部２８を備えている。延在部２８における門形の両脚の下端には、顎側脚部２２の幅まで外側に広がる鍔２９を備え、この鍔２９の下面が移動台の滑り面３６と摺接している。

延在部２８の長さは、ガイド溝のノック孔１２の配設間隔より若干長く、移動台と移動顎が離れたときでも軸受部３１から外れることがなく、移動台３と移動顎２の間への切粉の侵入を防止している。

本実施例のワークバイスでワークを把持するときは、固定口金１５にワークの一側面を当てた状態で基台１に載せ、移動口金２５を近づけて最寄りのノック孔１２にノックピン３５を係入して移動台３を係止する。次に長ナット４１を回して移動顎２を前進させて移動口金２５と固定口金１５とでワークを把持する。

ワークを把持したときに移動口金に作用する反力は、移動顎２を移動台３側に倒すように作用するが、この倒れは滑り面３６で受けられるため、移動顎２のスライド方向の寸法を狭くしても倒れを有効に防止でき、コンパクトで剛性の高いバイスが得られる。

この発明のワークバイスは、基台１の両側面に各２本のガイド溝１１ａ、１１ｂを設けて基台１の厚さを従来構造の基台１０１より薄くし、移動顎２の頭部２１を顎側脚部２２より狭くしている。そして、ワークの把持反力が直接作用する顎側脚部２２では、上ガイド溝１１ａの上面と摺接するシュー２３ａを顎側脚部２２と一体に形成し、下ガイド溝１１ｂの上面と摺接するシュー２３ｂは、寸法を正確に加工できる顎側脚部の下端にボルト止めして設けたので、２本のガイド溝にワークの把持反力を分散でき、移動顎２の支持剛性を低下させないで、ワークバイスの高さを低くできると共に、工具と衝突する可能性の高い頭部２１の上角部（図７のＣ部分）がなくなるので、ワーク加工時のテーブルの回動や工具の早送り時に、工具の退避距離を小さくできる。

また、移動顎２の頭部２１を顎側脚部２２より狭くしたことにより、薄くて幅狭いワークの側面加工が容易になる。すなわち、図５に示すように、固定口金１５と移動口金２５に沿わせて設けた台脚Ｐ、Ｐの上に薄いワークＷを乗せて加工する場合に、ワークＷの側面を加工する際に、工具が移動口金２５や移動顎２に干渉して加工できなくなる事態を回避できる。

更に、回動動作により移動顎２を移動台３に対して螺進退させるねじ機構４として、ねじ杆１４１を回動させる従来構造では、軸支部１４３とねじ部１４４とねじ軸方向に並べて設けなければならなかったのに対し、本願発明の構造では、軸支部４３とねじ部４４が長ナット４１の外周と内周に分けて設けられるので、移動台と移動顎を含むねじ機構４の長さを短くでき、この点においても、ワークバイスの小型化を実現できるとともに、ワーク加工時におけるテーブルの回動や工具の早送りの際の工具の退避距離を短くできる。

１ 基台
２ 移動顎
３ 移動台
４ ねじ機構
１１ ガイド溝
２１ 頭部
２２ 顎側脚部
４１ 長ナット
４５ ねじ杆
１０２ 移動顎
Ｃ 上角部

Claims (3)

1. 両側面に上面と平行なガイド溝を備えた基台と、当該基台に跨がる台側脚部及び顎側脚部を備えて前記基台の上面、両側面及び前記ガイド溝とに案内されて同方向に進退自在な移動台及び移動顎と、当該移動台と移動顎とを連結する前記方向のねじ機構とを備えたワークバイスにおいて、
   前記移動顎は、前記顎側脚部の外幅より狭い幅の頭部を備え、当該頭部の脚部より前記移動台側に延在する延在部を備え、当該延在部における門形の両脚の下端から外側に広がる鍔の下面が前記台側脚部の上面に摺接している、ワークバイス。
2. 前記ねじ機構が、前記ガイド溝と平行にして外周面を前記移動台に回動自在に軸支された長ナットと、前記移動顎に回動不能に固定されて前記長ナットに螺合するねじ杆とで形成されている、請求項１記載のワークバイス。
3. 前記基台は、互いに平行に設けた片側各２本の前記ガイド溝を備え、
   前記台側脚部は、前記２本のガイド溝にそれぞれ摺動自在に嵌合する２個のシューを一体に備え、
   前記顎側脚部は、前記２本のガイド溝のうちの基台上面に近い側のガイド溝に摺動自在に嵌合する当該脚部と一体のシューと、当該脚部の下面にボルト止めされて前記２本のガイド溝のうちの基台上面から遠い側のガイド溝に摺動自在に嵌合するシューとを備えている、請求項１又は２記載のワークバイス。

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