特開 2022-164488 保持装置及び加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164488

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】保持装置及び加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20221020BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20221020BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20221020BHJP

   B23Q 1/52 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 304Z

B23Q11/08 Z

B23Q17/00 B

B23Q1/52

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070008

(22)【出願日】2021-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松丸 盛一

(72)【発明者】

【氏名】大澤 寛貴

(72)【発明者】

【氏名】小山 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章恭

(72)【発明者】

【氏名】鞘野 美咲

【テーマコード（参考）】

3C011

3C016

3C029

3C048

【Ｆターム（参考）】

3C011DD00

3C016CA08

3C016CE05

3C029EE13

3C048BC02

3C048DD13

(57)【要約】

【課題】ワークを保持する保持装置の強度を確保しつつ軽量化を図る。
【解決手段】保持装置は、ワークを両側から挟むように配置された一対のアーム部と、一対のアーム部の一端部同士を連結すると共に、一対のアーム部と一体に形成された連結部とを備える。一対のアーム部の他端側は連結されていない。一対のアーム部及び連結部で構成される保持本体部４００は、樹脂製の本体部である樹脂部４１０と、樹脂部４１０の両面側に固定された金属製の補強板である板金４２０、４３０とから構成される。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを保持する保持装置であって、
ワークを両側から挟むように配置された一対のアーム部と、
前記一対のアーム部の一端部同士を連結すると共に、前記一対のアーム部と一体に形成された連結部と、を備え、
前記一対のアーム部の他端側が連結されておらず、
前記一対のアーム部及び前記連結部は、樹脂製の本体部と、前記本体部の少なくとも片面側に固定された金属製の補強板とから構成されることを特徴とする保持装置。

【請求項2】

前記本体部の片面側に固定された補強板を第１補強板とし、
前記本体部の他面側に前記第１補強板とともに前記本体部を挟むように配置され、前記本体部の他面側に固定される第２補強板を有することを特徴とする、請求項１に記載の保持装置。

【請求項3】

前記第１補強板を前記本体部に固定するための第１固定部材と、
前記第２補強板を前記本体部に固定するための第２固定部材と、を更に備え、
前記本体部の片面には、前記第１固定部材が侵入する第１の穴が形成され、前記本体部の他面には、前記第１の穴と前記片面と平行な方向に関してずれた位置に前記第２固定部材が侵入する第２の穴が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の保持装置。

【請求項4】

前記本体部は、他面側にワークを支持すべく内側に突出する支持部を有することを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の保持装置。

【請求項5】

前記補強板の前記本体部と反対側に配置され、前記支持部との間でワークを挟み込むことで、前記ワークを前記一対のアーム部及び前記連結部に囲まれた空間に保持する保持部材を更に備えたことを特徴とする、請求項４に記載の保持装置。

【請求項6】

前記本体部に設けられた穴に挿入されたナットを有し、
前記保持部材は、前記補強板の前記本体部と反対側に配置された状態で、ボルトを挿通され、且つ、前記ボルトが前記ナットに螺合されることで、前記補強板を介して前記本体部に固定されることを特徴とする、請求項５に記載の保持装置。

【請求項7】

前記保持部材は、前記ボルトのねじ部が通過可能で前記ボルトの頭部が通過不能な第１の貫通孔と、前記ボルトの頭部が通可能な第２の貫通孔とが形成され、
前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔は、前記保持部材を前記ボルトにより前記本体部に固定する際には前記ボルトが前記第１の貫通孔に位置する第１の位置に位置し、前記保持部材を前記本体部に対して着脱する際には、前記保持部材を前記第１の位置から回動させることで前記ボルトが前記第２の貫通孔に位置する第２の位置に位置するように、互いに連続して形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の保持装置。

【請求項8】

工具を把持する主軸と、
工具により加工するワークを保持する保持装置と、
前記保持装置を回動させる回動装置と、を備え、
前記保持装置は、
ワークを両側から挟むように配置された一対のアーム部と、
前記一対のアーム部の一端部同士を連結すると共に、前記一対のアーム部と一体に形成された連結部と、を備え、
前記一対のアーム部の他端側が連結されておらず、
前記一対のアーム部及び前記連結部は、樹脂製の本体部と、前記本体部の少なくとも片面側に固定された金属製の補強板とから構成されていることを特徴とする加工装置。

【請求項9】

前記回動装置は、
前記保持装置を回動させる回動軸と、
前記回動軸の端部の回転を検知するセンサと、
前記回動軸の端部と前記センサとを覆うカバーと、を備え、
前記カバーは、前記回動軸の端部と前記センサが内部に配置されたカバー本体と、前記カバー本体の開口部を塞ぐ蓋部と、前記蓋部と前記カバー本体との間をシールするシール部材と、を有することを特徴とする、請求項８に記載の加工装置。

【請求項10】

前記シール部材は、前記蓋部の前記カバー本体側の面に設けられていることを特徴とする、請求項９に記載の加工装置。

【請求項11】

前記カバー本体は、前記回動軸の回転軸線方向に開口した第１開口部と、前記回転軸線方向に直交する方向に開口した第２開口部と、を有し、
前記蓋部は、前記第１開口部を覆う第１覆い部と、前記第１覆い部の端部から折り曲げられて前記第２開口部を覆う第２覆い部と、を有し、
前記シール部材は、前記第１覆い部と前記第２覆い部に設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の加工装置。

【請求項12】

前記センサのケーブルは、前記第２開口部側で前記蓋部と反対方向に折り曲げられることで、前記カバーの外部に露出するように配線されており、
前記センサのケーブルの前記第２開口部側で折り曲げられた部分は、前記第２覆い部に覆われていることを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。

【請求項13】

前記カバーの外面に固定され、前記主軸に把持された工具の先端を検出可能な先端検出手段を備え、
前記先端検出手段のケーブルは、前記第２開口部側に延びて、前記センサのケーブルと略平行に折り曲げられるように配線されており、
前記第２覆い部は、前記先端検出手段のケーブルの前記第２開口部側で折り曲げられた部分も覆うことを特徴とする請求項１２に記載の加工装置。

【請求項14】

前記シール部材は、複数のセルが独立して形成された多孔質材料により形成されていることを特徴とする請求項９ないし１３の何れか１項に記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを保持する保持装置、及び、このような保持装置を備えた加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置として、加工具が取り付けられた主軸を回転させて加工対象物（ワーク）に切削加工などを行う装置が従来から知られている。ワークは保持装置に保持された状態で加工されるが、このような保持装置として、一対のアームと、一対のアームを連結する連結部とで形成される略Ｃ型形状を有する装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１２６８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、保持装置として、特許文献１に記載のような略Ｃ型形状を有する装置を使用した場合、保持装置の強度を確保しにくい。一方、保持装置の強度を確保すべく、例えば全体を金属製とした場合、保持装置の重量が嵩んでしまう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の保持装置は、ワークを保持する保持装置であって、ワークを両側から挟むように配置された一対のアーム部と、前記一対のアーム部の一端部同士を連結すると共に、前記一対のアーム部と一体に形成された連結部と、を備え、前記一対のアーム部の他端側が連結されておらず、前記一対のアーム部及び前記連結部は、樹脂製の本体部と、前記本体部の少なくとも片面側に固定された金属製の補強板とから構成されることを特徴とする。

【0006】

本発明の加工装置は、工具を把持する主軸と、工具により加工するワークを保持する保持装置と、前記保持装置を回動させる回動装置と、を備え、前記保持装置は、ワークを両側から挟むように配置された一対のアーム部と、前記一対のアーム部の一端部同士を連結すると共に、前記一対のアーム部と一体に形成された連結部と、を備え、前記一対のアーム部の他端側が連結されておらず、前記一対のアーム部及び前記連結部は、樹脂製の本体部と、前記本体部の少なくとも片面側に固定された金属製の補強板とから構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、保持装置の強度を確保しつつ軽量化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る加工装置の外観斜視図。

【図2】実施形態に係る加工装置の開閉ドアを開いた状態の断面図。

【図3】実施形態に係る加工装置の開閉ドアを閉じた状態の断面図。

【図4】実施形態に係る加工装置の斜視図。

【図5】実施形態において、ワークを水平方向に対して９０°傾けた状態を示す斜視図。

【図6】実施形態に係る保持装置を上側から見た分解斜視図。

【図7】実施形態に係る保持装置を下側から見た分解斜視図。

【図8】実施形態に係る保持装置の樹脂部と板金とを分解した斜視図。

【図9】（ａ）実施形態に係る保持カバーの平面図、（ｂ）（ａ）のＡ部拡大図。

【図10】実施形態に係る保持装置の断面図。

【図11】実施形態の別例に係る保持装置のインサートナット周辺の断面図。

【図12】実施形態に係る保持装置周辺の斜視図。

【図13】（ａ）実施形態に係るセンサカバーの分解斜視図、（ｂ）（ａ）と反対側から見た分解斜視図。

【図14】（ａ）実施形態に係るセンサカバーの本体部の斜視図、（ｂ）と異なる角度で見た斜視図。

【図15】実施形態に係るセンサカバーの蓋部の斜視図。

【図16】実施形態に係るセンサカバーの本体部を第２開口部側から見た斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施形態について、図１ないし図１６を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置１００の全体構成について、図１ないし図４を用いて説明する。

【0010】

［加工装置］
図１は、本実施形態に係る加工装置１００の外観斜視図である。加工装置１００は、図１に示すように、外装カバー１０１内に加工装置本体を収容している。即ち、外装カバー１０１は、後述する主軸や工具マガジンなどが内部に配置され、工具による加工空間を形成する。外装カバー１０１は、加工空間にアクセス可能な開閉ドア１０２を有しており、開閉ドア１０２を開けることで、ワークの交換や手動による工具の交換が可能となっている。また、ワークの加工中には、開閉ドア１０２を閉めるようにしている。開閉ドア１０２の開閉は、不図示のセンサにより検知される。

【0011】

開閉ドア１０２には、透光性の窓１０３が設けられている。開閉ドア１０２は、窓１０３が設けられていない部分に、開閉ロッド１０４が接続される。透光性の窓１０３の下部にトレイ１０５が設けられている。図２及び図３に示すように、開閉ドア１０２は、外装カバー１０１の本体部１０６の下部の回動軸１０６ｂに回動自在に設けられている。図２、３は、外装カバー１０１を外して装置のフレーム部分のみの状態で示している。開閉ドア１０２を開いた状態では、図２に示すように、鉛直方向に対して傾斜した状態となる。この際、開閉ドア１０２の内側には、加工中に発生した切粉が付着している。一方、図３に示すように、開閉ドア１０２を閉めると、開閉ドア１０２の内側に付着した切粉などが下側に落下する。この際、本体部１０６の開口部の下方にある湾曲部１０６ａに切粉が入り込み、更に、湾曲部１０６ａに沿って外部に落下する可能性がある。この場合、装置の周辺を切粉で汚してしまうことになり好ましくない。このため、本実施形態では、トレイ１０５を開閉ドア１０２の下端部側に設けて、開閉ドア１０２に付着した切粉などが開閉ドア１０２の開閉動作により本体部１０６の湾曲部１０６ａなどに入り込むことを防止している。

【0012】

本実施形態では、トレイ１０５は、表面が下側に向かうほど開閉ドア１０２から離れる方向に傾斜又は湾曲しており、トレイ１０５の下端部では開閉ドア１０２の内側の面に対する傾斜角度が更に大きくなるように形成されている。これにより、開閉ドア１０２の内側に付着した切粉がトレイ１０５に落下した場合に、切粉がトレイ１０５に受け止められると共に、開閉ドア１０２を閉めたときに切粉が湾曲部１０６ａに入り込むことなく、本体部１０６の奥側に落下するように開口部の枠の厚みよりもトレイの長さの方が長くなるようにしている。

【0013】

図４に示すように、加工装置１００は、移動機構支持部材としてのフレーム１と、それぞれフレーム１に支持された第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０と、加工対象物としてのワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０を回転可能な回転手段としての第１回転機構（回動装置）５０及び第２回転機構６０と、工具マガジン７０と、電装ユニット８０とを備える。第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により、後述する主軸１１と保持装置４１とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段としての移動装置２００を構成する。

【0014】

フレーム１は、内部に空洞を有する架台２上に載置されており、図４に示すように、第１フレーム部３と、第１フレーム部３の端部から直角に折り曲げられた第２フレーム部４とから構成される。本実施形態では、第１フレーム部３は、鉛直方向に沿って配置されており、第２フレーム部４は、水平方向に沿って配置されている。

【0015】

第１移動機構１０は、第２移動機構２０を介してフレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、第１方向）に主軸１１を移動可能である。主軸１１には、工具１２が工具ホルダを介して着脱自在に取り付けられている。主軸１１は、モータ１３により回転駆動される。第１移動機構１０は、モータ１４と、Ｚ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ１４の駆動により主軸１１を案内軸に沿ってＺ軸方向に往復移動（昇降）させる。主軸１１は、Ｚ軸支持部材（不図示）を介して案内軸に移動可能に支持されている。案内軸やＺ軸支持部材は、カバー１７により覆われている。

【0016】

第２移動機構２０は、フレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向、第２方向）に第１移動機構１０と共に主軸１１を移動可能である。第２移動機構２０は、モータ２１と、Ｘ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ２１の駆動により第１移動機構１０を案内軸に沿ってＸ軸方向に往復移動させる。

【0017】

第３移動機構３０は、フレーム１の第２フレーム部４の第２の面４ａに支持されており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向、第３方向）に支持機構４０を移動可能である。第３移動機構３０は、モータ（不図示）と、Ｙ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータの駆動により支持機構４０を案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動させる。

【0018】

また、第３移動機構３０は、第２回転機構６０を支持する支持板部３１を備えており、支持板部３１が案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動する。図４に示すように、架台２のＹ軸方向の支持機構４０側は開口している。そして、第３移動機構３０は、詳しくは後述するように、第２回転機構６０及び第１回転機構５０と共に支持機構４０をＹ軸方向に移動可能である。

【0019】

支持機構４０は、例えば、歯科用補綴物など工具１２により切削加工される加工対象物としてのワークＷを支持する。このような支持機構４０は、ワークＷを保持する保持装置４１と、両端部が第１回転機構５０の回転部５１にそれぞれ連結され、保持装置４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを有する。

【0020】

回動装置としての第１回転機構５０は、支持機構４０をＺ軸方向に直交する回転軸としてのａ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ａ軸は、Ｘ軸方向と平行としている。このような第１回転機構５０は、回転部５１、５２（図５参照）を回転自在に支持する支持フレーム５３と、回転部５１を回転駆動するモータとを有する。支持フレーム５３は、支持機構４０の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ及び片側（駆動側）の回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、他側（従動側）の回転部５２を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃとから構成される。

【0021】

第１支持部５３ａに支持された回転部５１と、第２支持部５３ｂに支持された回転部５２は、ａ軸方向に互いに対向するように、且つ、ａ軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構４０のａ軸方向両端部が、それぞれ両側の回転部に支持されている。これにより、第１回転機構５０は、支持機構４０を、ａ軸（Ｘ軸）を中心として回転可能に支持する。

【0022】

第１回転機構５０は、少なくとも１８０°回転可能であり、支持機構４０に支持されたワークＷの表裏を反転可能である。本実施形態では、第１回転機構５０は、支持機構４０をａ軸を中心として３６０°回転させることができる。なお、ａ軸の延長線が支持機構４０に支持されたワークＷの厚さ方向の中心を通るため、回転中心軸であるａ軸から表面までの距離とａ軸から裏面までの距離は同じである。したがって、ワークＷの表裏が反転しても、ワークＷの厚さ方向の中心と工具１２との位置関係は変わらない。

【0023】

第２回転機構６０は、支持機構４０をＺ軸方向及びａ軸に直交する別の回転軸としてのｂ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ｂ軸は、Ｙ軸方向と平行としている。このような第２回転機構５０は、第１回転機構５０の支持フレーム５３が取り付けられる回転部と、回転部を回転駆動するモータとを有する。回転部は、支持フレーム５３の連結部５３ｃが取り付けられ、モータに回転駆動されることにより支持フレーム５３を、ｂ軸を中心として回転可能である。したがって、第２回転機構６０は、第１回転機構５０と共に支持機構４０を、ｂ軸（Ｙ軸）を中心として回転可能に支持する。

【0024】

工具保持部としての工具マガジン７０は、複数の工具を格納可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、支持部材に支持され、この支持部材は第３移動機構３０の支持板部３１に支持されている。このため、工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０などと共にＹ軸方向に移動可能である。但し、支持機構４０がａ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転せず、支持機構４０がｂ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転しない。即ち、工具マガジン７０は、支持機構４０がａ軸及びｂ軸を中心に回転しても所定の姿勢を維持するように、支持板部３１に支持されている。工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０など共にＹ軸方向に移動可能である。

【0025】

工具マガジン７０には、それぞれ工具ホルダ１２ａと一体に形成された複数種類の工具が保持された状態でＹ軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸１１に取り付ける工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ１２ａは、主軸１１に保持される部分で、工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、工具１２をチャック付の工具ホルダ１２ａに取り付けた上で、主軸１１の工具保持用のチャック部が工具ホルダ１２ａを介して保持する２重チャックの構成となっている。但し、主軸１１に直接、工具を取り付けても良い。工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置１００により自動で行っても良い。本実施形態では、自動で工具の交換を行うべく、主軸１１による工具の把持と解放を自動で行えるようにしている。

【0026】

工具の交換を自動で行う場合には、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の工具が入っていない空きスペースを主軸１１の下方に移動させる。言い換えれば、主軸１１を工具マガジン７０に対してＸＹ平面上で相対移動させる。そして、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ（Ｚ軸方向に移動させ）、主軸１１に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸１１に取り付けられている工具１２を外して工具マガジン７０の空きスペースに配置する。次いで、第１移動機構１０により主軸１１を上昇させると共に、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の交換したい工具１２が配置されている位置を主軸１１の下方に移動させる。そして、再度、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸１１に交換したい工具１２を装着する。なお、工具１２は、例えば、ドリルやエンドミルである。

【0027】

なお、本実施形態では、工具格納や取り出しの前後で、主軸１１に把持された工具１２の先端を検出可能な先端検出手段としてのタッチセンサ９６に工具１２の先端を接触させることで、主軸１１に工具１２が把持されているか否かを確認する動作を行う。このとき、ワークのＺ方向の中心（ａ軸）と工具先端を合わせる。タッチセンサ９６は、図４に示すように、工具マガジン７０に隣接した位置に設けられている。特に、本実施形態では、従動側の回転部５２を支持する第２支持部５３ｂに配置されている。

【0028】

電装ユニット８０は、フレーム１の内側に取り付けられている。即ち、電装ユニット８０は、第１フレーム部３の第１の面３ａの反対側で、第２フレーム部４の第２の面４ａの反対側に配置されている。このような電装ユニット８０は、加工装置１００を制御するもので、主軸や各軸のモータの駆動を制御する制御基板や、それぞれ対応するモータのロータリーエンコーダの信号からモータに出力するパルスを演算し、それぞれ対応するモータの回転を適切に制御する複数の制御部を有する。

【0029】

また、本実施形態の加工装置１００は、コンピュータ制御により自動加工を行うＮＣ加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末を用いてＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークＷの加工を行う。このために、加工装置１００には、加工装置１００に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が接続される。なお、加工装置１００自体に、数値制御が可能なＣＰＵやメモリを搭載したコンピュータが設けられていても良い。後述する制御手段は加工装置、加工装置に接続されたコンピュータのどちらに設けられてもよい。

【0030】

例えば、加工装置１００により歯科用補綴物の作成を行う場合、３次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成する。そして、この加工データに基づいて、加工装置１００を制御してワークＷを工具１２により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。

【0031】

ここで、例えば、ワークＷが歯科用補綴物の場合、前歯の歯と歯の間の形状によっては、ディスク状のワークＷの表面又は裏面から加工する場合にアンダーカットになり、表面又は裏面のみの加工だけでは当該箇所に削り残りが発生する。この場合、後工程において、作業者が手作業により削り残りを除去するか、加工装置１００において削り残りを除去している。

【0032】

加工装置１００において当該箇所の除去を行う場合は、図５に示すように、ディスク状のワークＷを全周で固定するのではなく、一部を開放させた略Ｃ型形状でクランプし、ａ軸（Ｘ軸方向）を中心に９０°回転させた位置に移動し、ディスクを立てた状態で真上から加工することで、削り残りを無くす。即ち、第１回転機構５０によりワークＷをＸＹ平面と平行な位置（本実施形態では水平位置）から９０°回転させる。この角度は９０°の状態からわずかに±数度回転させて、加工を行う場合もある。

【0033】

［保持装置］
図５に示すように、本実施形態の保持装置４１は、略Ｃ型形状を有する。即ち、ワークＷを保持する保持装置４１は、一対のアーム部４１ａと、連結部４１ｂとを備える。一対のアーム部４１ａは、ワークＷを両側から挟むように配置されている。連結部４１ｂは、一対のアーム部４１ａの一端部同士を連結すると共に、一対のアーム部４１ａと一体に形成されている。一方、一対のアーム部４１ａの他端側は、連結されておらず、これにより、保持装置４１は、略Ｃ型形状に形成されている。

【0034】

このような保持装置４１は、図６及び図７に示すように、樹脂製の本体部としての樹脂部４１０、第１補強板としての板金４２０、第２補強板としての板金４３０、保持部材としての保持カバー４４０を有する。これらを複数のボルト４２０ａ、４３０ａ、４４０ａにより結合することで保持装置４１を構成している。

【0035】

具体的には、図８に示すように、一対のアーム部４１ａ及び連結部４１ｂで構成される保持本体部４００は、一対の板金４２０、４３０により樹脂部４１０を挟みこみ、これらを一体化することで形成される。即ち、樹脂部４１０の片面側に板金４２０を固定し、樹脂部４１０の他面側に板金４３０を固定している。本実施形態では、板金４２０は、樹脂部４１０の上面と同一の形状としているが、板金４３０のように異なる面積としてもよい。樹脂部４１０の一対のアーム部４１ａ及び連結部４１ｂに少なくとも部分的に片面側に重なる金属製の補強板があれば強度を補強できる。

【0036】

樹脂部４１０は、ワークＷの周囲を囲むように保持する保持部４１１と、保持部４１１の他面側に突出するように設けられ、一部が保持部４１１の内周面４１１ａよりも内側に突出するように形成された支持部４１２とを有する。保持部４１１は、片面に板金４２０が、他面に板金４３０が固定される。このため、保持部４１１には、板金４２０、４３０を固定するためのボルト４２０ａ、４３０ａが螺合するねじ穴４１３、４１４（図６、７参照）が形成されている。

【0037】

第１固定部材としてのボルト４２０ａが侵入する第１の穴としてのねじ穴４１３は、保持部４１１の片面の複数個所（本実施形態では４個所）に形成されている（図６参照）。また、第２固定部材としてのボルト４３０ａが侵入する第２の穴としてのねじ穴４１４は、保持部４１１の他面の複数個所（本実施形態では４個所）に形成されている（図７参照）。ねじ穴４１３とねじ穴４１４とは、保持部４１１の片面と平行な方向に関して互いにずれた位置に形成されている。このようにねじ穴４１３、４１４を互いにずらして形成することで、保持部４１１の両面に板金４２０、４３０を固定する構成で、保持部４１１の薄く形成できる。

【0038】

このようなねじ穴４１３、４１４は、保持部４１１にそれぞれ予め樹脂部にめねじ加工をして形成されている。これは、後述する保持カバー４４０と異なり、樹脂部４１０に固定した板金４２０、４３０を樹脂部４１０に対して着脱する機会は殆どなく、ボルト４２０ａ、４３０ａを何度も着脱するための強度を確保しなくても良いためである。但し、インサートナットを保持部４１１に固定することでねじ穴４１３、４１４を形成するようにしても良い。このとき、ボルト４２０ａ、４３０ａをねじ穴に螺合させたあとに接着剤を塗布して固定してもよい。

【0039】

また、保持部４１１には、後述するナット４５０を挿入するための穴４１５が複数個所（本実施形態では４個所）に形成されている。穴４１５は、ねじ穴４１３、４１４とずれた位置に形成されている。

【0040】

支持部４１２は、保持部４１１の内周面４１１ａ内に配置されたワークＷの他面側を支持する支持面４１２ａを有する。このような支持部４１２は、支持面４１２ａにより後述するワークＷの外周面に設けられた支持凸部５００の他面を支持する（後述する図１０参照）。また、支持部４１２の支持面４１２ａよりも保持部４１１と反対側は、ワークＷの加工面全体が露出するような内径を有する内周面４１２ｂが形成されている。内周面４１２ｂは、ワークＷの支持凸部５００よりも他面側の外周面が当接しないように形成されている。これにより、樹脂部４１０の他面側からもワークＷの加工を可能にしている。

【0041】

このような樹脂部４１０は、ポリカーボネート、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）などの樹脂により形成され、保持部４１１の厚さが、例えば５．９ｍｍである。

【0042】

板金４２０は、樹脂部４１０の片面側に固定される補強板であり、保持部４１１の内周面４１１ａの内径よりも大きい内径の内周面４２１を有する。内周面４２１の内側にはワークＷが配置される。そして、内周面４１１ａはワークＷの外径よりも内径が大きく、また、ワークＷの外周面は板金４２０の内周面４２１には当接しないようにしている。

【0043】

また、板金４２０には、後述する保持カバー４４０を樹脂部４１０に固定するためのナット４５０が、例えば、カシメにより固定されている。更に、板金４２０には、板金４２０を樹脂部４１０の片面に固定するためのボルト４２０ａを挿通する貫通孔４２２が形成されている。本実施形態では、ナット４５０が４個所に固定され、貫通孔４２２が４個所に形成されている。

【0044】

板金４３０は、樹脂部４１０の他面側に固定される補強板であり、支持部４１２の外周面よりも大きい形状の内周面４３１を有する。内周面４３１には樹脂部４１０の支持部４１２が配置される。また、板金４３０には、板金４３０を樹脂部４１０の他面に固定するためのボルト４３０ａを挿通する貫通孔４３２が形成されている。本実施形態では、貫通孔４２２が４個所に形成されている。

【0045】

このような板金４２０、４３０は、それぞれ亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼などの金属製の板により形成されており、厚さが樹脂部４１０の保持部４１１よりも小さい、例えば２ｍｍである。

【0046】

保持カバー（押さえ部材）４４０は、板金４２０の樹脂部４１０と反対側に配置され、支持部４１２との間でワークＷを挟み込むことで、ワークＷを保持本体部４００に囲まれた空間に保持するものである。このような保持カバー４４０は、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０に示すように、略Ｃ型形状を有し、ワークＷの支持凸部５００の外径よりも小さく、ワークＷの支持凸部５００以外の部分の外径よりも大きい内径の内周面４４１を有する。保持カバー４４０は、板金４２０と同種の金属製の板により形成され、厚さも板金４２０と同様である。但し、樹脂部４１０と同様の樹脂により形成しても良い。

【0047】

ワークＷを保持装置４１により保持する際には、樹脂部４１０の両面に板金４２０、４３０を固定した保持本体部４００の内側に、ワークＷを配置する。この際、樹脂部４１０の保持部４１１の内側にワークＷを配置すると共に、ワークＷの支持凸部５００を支持部４１２の支持面４１２ａに載置する。この状態で、支持面４１２ａと反対側からワークＷを挟み込むように保持カバー４４０を固定する。これにより、図１０に示すように、ワークＷの支持凸部５００の外周面が樹脂部４１０の内周面４１１ａに緩く嵌合すると共に、支持凸部５００の両面が保持カバー４４０と支持部４１２により挟持され、ワークＷが保持装置４１に保持される。

【0048】

上述したように、板金４２０にはナット４５０が固定されているため、板金４２０を樹脂部４１０の片面に取り付ける際には、ナット４５０が樹脂部４１０の穴４１５に圧入固定される。この状態で、ボルト４２０ａを板金４２０の貫通孔４２２に挿通すると共に樹脂部４１０のねじ穴４１３に螺合することで、板金４２０を樹脂部４１０の片面に固定する。同様に、ボルト４３０ａを板金４３０の貫通孔４３２に挿通すると共に樹脂部４１０のねじ穴４１４に螺合することで、板金４３０を樹脂部４１０の他面に固定する。これにより、ナット４５０を有する保持本体部４００が得られる。

【0049】

更に、保持本体部４００にワークＷを配置した状態で、上述のように、保持カバー４４０を板金４２０側から保持本体部４００に固定する。この際、ボルト４４０ａを次述する保持カバー４４０の貫通孔部４４２に挿通すると共に、保持本体部４００のナット４５０に螺合する。

【0050】

保持カバー４４０は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、径が異なる２つの貫通孔が互いに連続した形状を有する貫通孔部４４２が形成されている。図９（ｂ）に示すように、貫通孔部４４２は、ボルト４４０ａのねじ部４４０ａ１（図６）が通過可能でボルト４４０ａの頭部４４０ａ２（図６）が通過不能な第１の貫通孔４４２ａと、ボルト４４０ａの頭部４４０ａ２が通可能な第２の貫通孔４４２ｂとを有する。即ち、第１の貫通孔４４３ａは、第２の貫通孔４４２ｂよりも小さい貫通孔である。

【0051】

貫通孔部４４２は、次のように、保持カバー４４０を回動させることでボルト４４０ａをナット４５０から取り外すことなく、保持カバー４４０を保持本体部４００に対して着脱可能な形状を有する。即ち、第１の貫通孔４４２ａと第２の貫通孔４４２ｂとが、例えば、保持カバー４４０をワークＷの中心を回転中心として保持本体部４００に対して相対回転させることで、保持カバー４４０を保持本体部４００に対して着脱可能なように、互いに連続して形成されている。

【0052】

具体的には、保持カバー４４０をボルト４４０ａにより保持本体部４００に固定する際にはボルト４４０ａが第１の貫通孔４４２ａに位置する第１の位置に位置する。一方、保持カバー４４０を保持本体部４００に対して着脱する際には、保持カバー４４０を第１の位置から回動させることでボルト４４０ａが第２の貫通孔４４２ｂに位置する第２の位置に位置する。上述のように第１の貫通孔４４２ａは、ボルト４４０ａの頭部４４０ａ２が通過不能な開口形状を有するため、ボルト４４０ａが第１の位置に位置する場合には、ボルト４４０ａにより保持カバー４４０を保持本体部４００に固定可能である。一方、第２の貫通孔４４２ｂは、頭部４４０ａ２が通過可能な開口形状を有するため、ボルト４４０ａが第２の位置に位置する場合には、ボルト４４０ａが残ったまま保持カバー４４０を保持本体部４００に対して着脱可能である。

【0053】

このため、保持カバー４４０を保持本体部４００から取り外す際には、ボルト４４０ａを緩めて保持カバー４４０が保持本体部４００に対して回動可能とする。そして、ボルト４４０ａが第１の貫通孔４４２ａから第２の貫通孔４４２ｂに位置するように保持カバー４４０を回動させて、保持カバー４４０を保持本体部４００から取り外す。これにより、保持本体部４００からワークＷを取り外すことが可能となる。

【0054】

次いで、ワークＷを保持装置４１に保持する際には、保持カバー４４０が付いていない状態の保持本体部４００にワークＷを配置する。この際、ボルト４４０ａが保持本体部４００のナット４５０に緩く螺合されている。そして、第２の貫通孔４４２ｂをボルト４４０ａの位置と整合させた状態で保持カバー４４０を保持本体部４００に取り付ける。更に、保持カバー４４０を保持本体部４００に対して回動させて、ボルト４４０ａが第１の貫通孔４４２ａに位置するようにし、ボルト４４０ａを締め付けることで保持カバー４４０を保持本体部４００に固定する。これにより、ワークＷを保持装置４１に固定可能となる。

【0055】

このように本実施形態では、ボルト４４０ａを保持本体部４００から取り外すことなく、保持カバー４４０の着脱が可能であるため、ワークＷの交換作業を行い易くできる。即ち、ボルト４４０ａが複数あるため、これらをワークＷの交換の度に全部、保持本体部４００から取り外したり、取り付けたりする作業は手間である。本実施形態では、このような手間を軽減できる。

【0056】

また、このようにワークＷの交換の度に保持カバー４４０を保持本体部４００に対して着脱するため、ボルト４４０ａの取り付け及び取り外しの作業がその度に発生する。このため、ボルト４４０ａを螺合するねじ穴の強度を十分に確保することが求められる。それは、加工切粉がねじ穴に入り込む事で、誤って切粉と一緒にねじ込むとおねじやめねじが損傷する場合があり、強度が求められるためである。ここで、保持本体部４００が金属製であれば、これに直接ねじ穴を形成してもねじ穴の強度を確保し易い。但し、本実施形態では、保持本体部４００を樹脂部４１０と板金４２０、４３０により構成しているため、樹脂部４１０に直接ねじ穴を形成した場合には、このねじ穴の強度を十分に確保しにくい。このため、本実施形態では、金属製のナット４５０を樹脂部４１０に挿入することで、保持装置４１の軽量化を図りつつ、保持カバー４４０の着脱の際にボルト４４０ａを螺合するねじ穴の強度を確保している。

【0057】

また、ナット４５０は、板金４２０に固定されているため、板金４２０を樹脂部４１０に取り付ける際に、ナット４５０を樹脂部４１０の穴４１５に圧入することができ、作業性を向上させることができる。また、ナット４５０が板金４２０に固定されているため、ボルト４４０ａの取り付け或いは取り外しの際に、ナット４５０がボルト４４０ａと共回りすることを防止できる。

【0058】

なお、ナット４５０は、板金４２０と別体としても良い。この場合、図１１に示すように、ナット４５０を予め樹脂部４１０の穴４１５をあけておき、インサートナットとする。樹脂部４１０に接触したインサートナットをねじ込みセルフタップで、板金４２０Ａを樹脂部４１０の片面に固定する。板金４２０Ａは、樹脂部４１０の穴４１５に圧入された状態のナット４５０の一部を押さえつけて、ナット４５０が穴４１５から抜け出ることを規制する規制部４２３を有する。

【0059】

規制部４２３は、板金４２０にナット４５０にボルト４４０ａを螺合するための貫通孔４２４の内径を、ナット４５０のねじ穴よりも大きく、且つ、ナット４５０の外径よりも小さくすることで形成される。このようにナット４５０を板金４２０Ａにより押さえつけておくことで、ナット４５０がボルト４４０ａと共回りして穴４１５から抜け出ることを防止できる。

【0060】

上述のように、本実施形態では、保持装置４１の保持本体部４００を樹脂部４１０と一対の板金４２０、４３０により構成しているため、保持装置４１の強度を確保しつつ軽量化を図れる。即ち、保持装置の強度を確保するためには、全体を金属製とすることが考えられるが、この場合、保持装置の重量が嵩んでしまう。保持装置が重いと、ワークＷを加工する際に、保持装置を移動させたり回転させたりするためのモータの負荷が大きくなると共に、保持装置を支持するための構成の強度も確保する必要がある。この結果、モータとして高出力のもの使用したり、保持装置を支持するための構成の強度を確保すべく支持構成を厚肉の構成としたりすると、加工装置のコストが高くなると共に、加工装置が大型化し、更には加工装置の重量が嵩んでしまう。

【0061】

一方、保持装置を樹脂のみで構成した場合、保持装置の強度を確保しにくいため、加工時に保持装置が撓んで加工精度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、上述のように、樹脂部４１０を一対の板金４２０、４３０により挟み込んで構成することで、保持装置４１の軽量化と強度の確保を両立させるようにしている。

【0062】

なお、樹脂部４１０に固定する板金は、１つでも良い。この際、板金は、樹脂部４１０の片面に固定することが好ましい。即ち、板金は、樹脂部４１０の少なくとも片面に固定することが好ましい。これは、樹脂部４１０の他面側は、ワークＷを支持するための支持部４１２が形成されており、樹脂部４１０は他面側に肉厚の構成となっており、片面側よりも他面側の方が強度が高いためである。

【0063】

［センサのシール構成］
次に、第１回転機構５０のセンサ周りの構成について、図１２ないし図１６を用いて説明する。回動装置としての第１回転機構５０は、上述したように、保持装置４１を含む支持機構４０をＸ軸方向と平行なａ軸を中心として回動可能である。このような第１回転機構５０は、図１２に示すように、モータ及び片側（駆動側）の回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、他側（従動側）の回転部５２を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃを有する。そして、第２支持部５３ｂにはタッチセンサ９６が配置されている。

【0064】

第２支持部５３ｂは、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、保持装置４１を回動させる回動軸５１０、この回動軸５１０の回動を検知するセンサ５２０（図１４（ａ）、（ｂ））、回動軸５１０の端部とセンサ５２０とを覆うカバー５３０とを有する。カバー５３０は、カバー本体５３１と、カバー本体５３１の開口部を塞ぐ蓋部５３２とから構成される。

【0065】

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、カバー本体５３１の内側には、回動軸５１０の端部及びセンサ５２０が配置されている。回動軸５１０の端部には、切り欠き部５１１を有する円板部５１２が設けられており、円板部５１２の回転方向の位相をセンサ５２０で検知可能となっている。本実施形態の場合、センサ５２０は、円板部５１２を挟むように配置された発光部と受光部とを備えたフォトインタラプタである。センサ５２０の位置に切り欠き部５１１が位置するときには受光部が発光部から発光された光を受光し、切り欠き部５１１以外の部分がセンサ５２０の位置に位置するときには、発光部からの光が遮られる。これにより、回動軸５１０の回転を検知可能となっている。例えば、回動軸５１０の回転方向のホームポジションを検知する。なお、センサ５２０は、フォトインタラプタに限らず、磁気センサなどの他のセンサであっても良い。

【0066】

センサ５２０のケーブル５２１は、図１４（ｂ）に示すように、カバー本体５３１の内側を通り、装置の背面側（図１２の連結部５３ｃ側、後述する第２開口部５３１ｂ側）に向かって延設され、更に、図１６に示すように、保持装置４１側（蓋部５３２と反対方向）に折り曲げられるように配線されている。また、カバー本体５３１の外面には、タッチセンサ９６が固定されており、図１６に示すように、タッチセンサ９６のケーブル９６ａも装置の背面側に延びて保持装置４１側に折り曲げられるように配線されている。即ち、タッチセンサ９６のケーブル９６ａは、第２開口部５３１ｂ側に延びて、センサ５２０のケーブル５２１と略平行に折り曲げられるように配線されている。

【0067】

このように、カバー本体５３１の内側には、回動軸５１０の端部、センサ５２０、ケーブル５２１が配置されている。カバー本体５３１は、回動軸５１０の回転軸線方向に開口した第１開口部５３１ａと、回転軸線方向に直交する方向（背面側）に開口した第２開口部５３１ｂを有する。したがって、第１開口部５３１ａからは回動軸５１０の端部、センサ５２０、ケーブル５２１が露出し、第２開口部５３１ｂからケーブル５２１の折り曲げられた部分及びタッチセンサ９６のケーブル９６ａの折り曲げられた部分が露出する。

【0068】

蓋部５３２は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１開口部５３１ａを覆う第１覆い部５３２ａと、第１覆い部５３２ａの端部から折り曲げられて第２開口部５３１ｂを覆う第２覆い部５３２ｂとを有する。したがって、カバー本体５３１の第１開口部５３１ａ及び第２開口部５３１ｂを蓋部５３２により塞いで、ボルト５３３により固定することで、回動軸５１０の端部、センサ５２０、ケーブル５２１及びケーブル９６ａが、外部に露出しないようにカバー５３０内に配置される。

【0069】

ここで、加工装置で発生する切粉などがカバー５３０内に侵入する虞がある。そして、切粉がカバー５３０内に切粉が侵入した場合、センサ５２０による回転検知に影響を及ぼす。例えば、加工が進むにつれてカバー５３０内への切粉が多くなり、センサ５２０周辺に切粉がたまってくると、切粉により発光部からの光が遮られて誤検知が発生する。なお、センサ５２０が磁気センサなどの場合、金属製の切粉が侵入することで誤検知が発生してしまう。

【0070】

特に、ワークＷとして歯科用補綴物を加工した場合、歯科用補綴物は、例えば、ジルコニアであり、加工装置で加工した場合、０．２～０．３μｍ程度の極小の切粉が発生する。ワークＷが、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）のような樹脂材の場合は、０．１～０．２μｍの切粉が発生する。このため、カバー５３０内により入り易い。カバー５３０内への切粉の侵入経路としては、カバー本体５３１と蓋部５３２との接合部が挙げられる。なお、ケーブル５２１、９６ａの折り曲げられた部分以降は、カバー５３０から露出し、装置の電装ユニット８０に接続される。ケーブル５２１、９６ａのカバー５３０から露出した部分は、支持機構４０のカバー或いはフレーム内に位置するため、切粉がこの部分からカバー５３０に侵入する可能性は低い。

【0071】

そこで、本実施形態では、カバー５３０内に切粉が侵入することを抑制すべく、カバー本体５３１と蓋部５３２と間にシール部材５４０を設けている。本実施形態の場合、図１５に示すように、シール部材５４０は、蓋部５３２のカバー本体５３１側の面（内側面）に設けられている。特に、本実施形態では、蓋部５３２の内側面全体にシール部材５４０が貼り付けられている。即ち、シール部材５４０は、蓋部５３２の第１覆い部５３２ａの内側面に加えて、第２覆い部５３２ｂの内側面にも設けられている。

【0072】

シール部材５４０は、複数のセルが独立して形成された多孔質材料により形成されており、本実施形態では、エプトシーラー（登録商標）ＥＥ－１０００を用いている。このような多孔質材料は独立気泡型と言われ、複数のセルが独立して形成されているため、微小な異物であってもセルからセルに移動できず、上述のような０．２～０．３μｍ程度の極小の切粉の侵入を効果的に防ぐことができる。

【0073】

図１３（ａ）に示すように、蓋部５３２をカバー本体５３１に固定した後にこれらを分解すると、蓋部５３２の貼り付けられたシール部材５４０のうち、カバー本体５３１と接触した部分が潰されている。シール部材５４０は、この潰された部分、即ち、蓋部５３２がカバー本体５３１と接触する部分にのみ貼り付けても良いが、本実施形態では、蓋部５３２の内側面全体に貼り付けている。

【0074】

また、上述のように、第１開口部５３１ａからは回動軸５１０の端部、センサ５２０、ケーブル５２１が露出し、第２開口部５３１ｂからケーブル５２１の折り曲げられた部分及びタッチセンサ９６のケーブル９６ａの折り曲げられた部分が露出する。そして、これら第１開口部５３１ａ及び第２開口部５３１ｂは、蓋部５３２の第１覆い部５３２ａ及び第２覆い部５３２ｂにより覆われている。この際、第２覆い部５３２ｂは、ケーブル９６ａの折り曲げられた部分も覆う。また、シール部材５４０は、第１覆い部５３２ａに加えて第２覆い部５３２ｂにも設けられている。このため、第１開口部５３１ａに加えて第２開口部５３１ｂもシール部材５４０によりシールされる。このため、カバー５３０内への切粉の侵入をより確実に抑制できる。

【0075】

このように本実施形態では、カバー本体５３１と蓋部５３２との間をシール部材５４０によりシールすることで、微小な切粉であってもカバー５３０内に侵入することを抑制できる。この結果、センサ５２０による誤検知も抑制できる。

【符号の説明】

【0076】

１１・・・主軸
４１・・・保持装置
４１ａ・・・アーム部
４１ｂ・・・連結部
５０・・・第１回転機構（回動装置）
９６・・・タッチセンサ（先端検出手段）
９６ａ・・・ケーブル
１００・・・加工装置
４００・・・保持本体部
４１０・・・樹脂部（本体部）
４１１・・・保持部
４１２・・・支持部
４１３・・・ねじ穴（第１の穴）
４１４・・・ねじ穴（第２の穴）
４１５・・・穴
４２０、４２０Ａ・・・板金（補強板、第１補強板）
４２０ａ・・・ボルト（第１固定部材）
４３０・・・板金（第２補強板）
４３０ａ・・・ボルト（第２固定部材）
４４０・・・保持カバー（保持部材）
４４０ａ・・・ボルト
４４０ａ１・・・ねじ部
４４０ａ２・・・頭部
４４２ａ・・・第１の貫通孔
４４２ｂ・・・第２の貫通孔
４５０・・・ナット
５１０・・・回動軸
５２０・・・センサ
５２１・・・ケーブル
５３０・・・カバー
５３１・・・カバー本体
５３１ａ・・・第１開口部
５３１ｂ・・・第２開口部
５３２・・・蓋部
５３２ａ・・・第１覆い部
５３２ｂ・・・第２覆い部
５４０・・・シール部材
Ｗ・・・ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】