特開 2024-66568 ワーク保持具

(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】P2024066568

(43)【公開日】2024-05-16

(54)【発明の名称】ワーク保持具

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20240509BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 301K

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022175984

(22)【出願日】2022-11-02

(71)【出願人】

【識別番号】591286982

【氏名又は名称】株式会社ＭＳＴコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100127340

【弁理士】

【氏名又は名称】飛永 充啓

(72)【発明者】

【氏名】溝口 春機

【テーマコード（参考）】

3C016

【Ｆターム（参考）】

3C016CA08

3C016CB06

3C016CC01

3C016CE01

(57)【要約】

【課題】固定クランプと可動クランプとでワークの蟻部を挟む蟻溝状部が形成されるワーク保持具の汎用性を向上させる。
【解決手段】固定クランプ１０は、蟻溝状部を成す底面１３ｃに対してＸ軸方向一方側の位置から蟻溝状部を成す各斜面１１ｂ，２１ｂよりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部１１と、底面１３ｃに対してＸ軸方向他方側の位置から肩部１１と同一高さに突き出た他方側の肩部１２と、これら肩部１１と１２とを繋ぎかつ底面１３ｃを含む溝底部１３とを有する。溝底部１３は、Ｙ軸方向に長さをもちかつＸ軸方向に幅をもってＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂを溝底部１３のＸ軸方向両側に有する。各肩部１１，１２は、前述の同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａを有する。一方側の斜面１１ｂの縁におけるＺ軸方向の高さは、他方側の斜面２１ｂの縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプと、当該固定クランプに対してＸ軸方向に移動可能に組み合わされた可動クランプとを備え、
ワークの蟻部をＸ軸方向に挟む蟻溝状部が前記固定クランプと前記可動クランプとで形成されるようになっており、
前記蟻溝状部を成す底面及び一方側の斜面が前記固定クランプに設けられ、当該蟻溝状部を成す他方側の斜面が前記可動クランプに設けられており、
前記各斜面が、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有し、
前記各斜面と前記ワークの蟻部との各当接部に作用する力によって当該ワークと前記固定クランプとが締結されるワーク保持具において、
前記固定クランプが、前記底面に対してＸ軸方向一方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部と、前記底面に対してＸ軸方向他方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部と、これら一方側の肩部と他方側の肩部とを繋ぎかつ前記底面を含む溝底部とを有し、
前記溝底部が、Ｙ軸方向に長さをもちかつＸ軸方向に幅をもってＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面を当該溝底部のうちのＸ軸方向一方側及び他方側に有し、
前記各肩部が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面を有することを特徴とするワーク保持具。

【請求項2】

前記一方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さが、前記他方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられている請求項１に記載のワーク保持具。

【請求項3】

互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプと、当該固定クランプに対してＸ軸方向に移動可能に組み合わされた可動クランプとを備え、
ワークの蟻部をＸ軸方向に挟む蟻溝状部が前記固定クランプと前記可動クランプとで形成されるようになっており、
前記蟻溝状部を成す底面及び一方側の斜面が前記固定クランプに設けられ、当該蟻溝状部を成す他方側の斜面が前記可動クランプに設けられており、
前記各斜面が、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有し、
前記各斜面と前記ワークの蟻部との各当接部に作用する力によって当該ワークと前記固定クランプとが締結されるワーク保持具において、
前記固定クランプが、前記底面に対してＸ軸方向一方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部と、前記底面に対してＸ軸方向他方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部とを有し、
前記各肩部が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面を有し、
前記一方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さが、前記他方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられていることを特徴とするワーク保持具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ワークを保持するワーク保持具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、５軸マシニングセンタ等のターンテーブルに対してワークを固定するため、ワーク保持具とワークとを締結し、ワークと締結されたワーク保持具をターンテーブルに接続することが行われている。

【0003】

そのワーク保持具として、固定クランプと、これに組み合わされる可動クランプとを備え、これら両クランプによってワークの蟻部を挟む蟻溝状部が形成されるように構成されたものがある。その蟻溝状部を成す底面及び一方側の斜面は、固定クランプに設けられ、その蟻溝状部を成す他方側の斜面が可動クランプに設けられている。各斜面は、底面に対して傾斜した平面状を有する。各斜面とワークの蟻部との各当接部に作用する力によってワークと固定クランプとが締結される。

【0004】

この種のワーク保持具を使用する場合、一般に、ワークの蟻部の形状として、固定クランプの斜面に当接させる斜面と、可動クランプの斜面に当接させる斜面と、固定クランプの底面に当接させる下端面とを有する形状を採用し、固定クランプに対するワークの当接部を蟻部のみとして、蟻部に強いクランプ力を発生させる蟻継ぎ手構造を採用している（特許文献１、２）。この蟻継ぎ手構造では、ワークの蟻部のサイズを大きくして蟻部の下端面と固定クランプとを広範囲に当接させることが可能なため、強く締結し易い（締結部の高い剛性を得易い）利点があると共に、その蟻部の成形に要するワークのプレカット量を軽減して蟻部の加工コストを軽減し易い利点もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１－１１５８６９号公報

【特許文献2】米国特許第９３８１６２１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、固定クランプに対するワークの当接部を蟻部のみとする蟻継ぎ手構造では、前述の利点が得られる反面、固定クランプと可動クランプで挟むクランプ力をワークに及ぼす領域が広くなる。ワーク保持具に保持させたワークを工作機で所定に加工後、ワーク保持具から外すと、そのクランプ力が解放されるため、外したワークに歪を生じさせることがある。特に、アルミニウム合金等の軟質素材のワークである場合にそのような傾向が認められる。ワークの蟻部にクランプ力を及ぼす領域が広くなると、外したワークに歪が広い範囲で生じ易くなってしまう。

【0007】

ワーク保持具を様々なワークの保持に使い回しする場合、ワーク保持具に保持させるワークは、大きい物、小さい物、厚い物、薄い物など様々となり、ワークの素材の硬さ（剛性）も、アルミニウム合金、真鍮、銅合金、鋼など様々となる。固定クランプに対するワークの当接部を蟻部のみとする蟻継ぎ手構造では、大きいワーク、厚いワーク、剛性の高いワークである場合、前述の強い締結性及び蟻部の加工コスト軽減の利点を生かせる一方、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークである場合、ワークの蟻部にクランプ力を発生させる領域が広過ぎる場合が起こり得る。

【0008】

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、固定クランプと可動クランプとでワークの蟻部を挟む蟻溝状部が形成されるワーク保持具の汎用性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を達成するため、この発明は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプと、当該固定クランプに対してＸ軸方向に移動可能に組み合わされた可動クランプとを備え、ワークの蟻部をＸ軸方向に挟む蟻溝状部が前記固定クランプと前記可動クランプとで形成されるようになっており、前記蟻溝状部を成す底面及び一方側の斜面が前記固定クランプに設けられ、当該蟻溝状部を成す他方側の斜面が前記可動クランプに設けられており、前記各斜面が、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有し、前記各斜面と前記ワークの蟻部との当接部に作用する力によって当該ワークと前記固定クランプとが締結されるワーク保持具において、前記固定クランプが、前記底面に対してＸ軸方向一方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部と、前記底面に対してＸ軸方向他方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部と、これら一方側の肩部と他方側の肩部とを繋ぎかつ前記底面を含む溝底部とを有し、前記溝底部が、Ｙ軸方向に長さをもちかつＸ軸方向に幅をもってＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面を当該溝底部のうちのＸ軸方向一方側及び他方側に有し、前記各肩部が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面を有することを特徴とするワーク保持具、という構成１を採用した。

【0010】

上記構成１によると、ワークにプレカットする蟻部の形状次第で、固定クランプに対するワークの当接部を蟻部のみとする第一の蟻継ぎ手構造と、固定クランプに対するワークの当接部をワークの蟻部の斜面及び両側の肩部とする第二の蟻継ぎ手構造とを選択的に実現することが可能になる。その第一の蟻継ぎ手構造は、蟻部のサイズを大きくしてワークにクランプ力を及ぼす領域をＸ軸方向に広くすることが可能なため、前述のように強い締結性及び蟻部の加工コスト軽減の利点を生かせる大きいワーク、厚いワーク、剛性の高いワークである場合に適用することができる。一方、その第二の蟻継ぎ手構造は、ワークの両側の肩部と両側の肩上ワーク支持面との当接部が締結部の剛性確保に貢献するため、蟻部のサイズを小さくしてワークにクランプ力を及ぼす領域を狭くし、ひいては、外したワークに歪が生じる範囲を狭くすることが可能なため、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークである場合に適用することができる。このように、ワークのサイズ、素材等に応じて第一又は第二の蟻継ぎ手構造を選択可能とすることにより、ワーク保持具の汎用性を向上させることができる。

【0011】

上記構成１においては、前記一方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さが、前記他方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられている、という構成２を採用することができる。

【0012】

上記構成２によると、前述の第二の蟻継ぎ手構造を採用する場合に、固定クランプの斜面に対して可動クランプの斜面をＸ軸方向に一方側へ接近させてワークの蟻部を挟み、さらに可動クランプの斜面の縁が蟻部を一方側へ押す際、ワークの傾き挙動を防いでワークの両側の肩部を固定クランプの両側の肩上ワーク支持面に当接させ、ワークとワーク保持具との締結部の剛性を確保することができる。したがって、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークに対するワーク保持具の汎用性をより向上させることができる。

【0013】

また、この発明は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプと、当該固定クランプに対してＸ軸方向に移動可能に組み合わされた可動クランプとを備え、ワークの蟻部をＸ軸方向に挟む蟻溝状部が前記固定クランプと前記可動クランプとで形成されるようになっており、前記蟻溝状部を成す底面及び一方側の斜面が前記固定クランプに設けられ、当該蟻溝状部を成す他方側の斜面が前記可動クランプに設けられており、前記各斜面が、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有し、前記各斜面と前記ワークの蟻部との当接部に作用する力によって当該ワークと前記固定クランプとが締結されるワーク保持具において、前記固定クランプが、前記底面に対してＸ軸方向一方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部と、前記底面に対してＸ軸方向他方側の位置から前記各斜面よりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部とを有し、前記各肩部が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面を有し、前記一方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さを固定側斜面高さと定義し、前記他方側の斜面の縁におけるＺ軸方向の高さを可動側斜面高さと定義したとき、当該固定側斜面高さが当該可動側斜面高さよりも低く設けられていることを特徴とするワーク保持具、という構成３を採用した。

【0014】

上記構成３によれば、前述のように蟻部のサイズを小さくして、外したワークに歪が生じる範囲を狭くすると共に、ワークの両側の肩部を両側の肩上ワーク支持面に当接させて、ワークとワーク保持具との締結部の剛性を確保することが可能なため、特に、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークに対するワーク保持具の汎用性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明は、上記構成１又は３の少なくとも一方の採用により、固定クランプと可動クランプとでワークの蟻部を挟む蟻溝状部が形成されるワーク保持具の汎用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の第一実施形態に係るワーク保持具の斜視図

【図2】図１に示すワーク保持具のＸ軸方向に沿った断面図

【図3】図１に示すワーク保持具の右側面図

【図4】（ａ）は図１に示すワーク保持具の使用例を示す断面図、（ｂ）は同ワーク保持具の別の使用例を示す断面図

【図5】（ａ）はこの発明の第二実施形態に係るワーク保持具を示す斜視図、（ｂ）は同ワーク保持具を反対側から示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明の一例としての第一実施形態に係るワーク保持具を添付図面の図１～４に基づいて説明する。

【0018】

図１～図３に示すワーク保持具（以下、このワーク保持具という。）は、固定クランプ１０と、固定クランプ１０と組み合わされる複数の可動クランプ２０と、固定クランプ１０と結合されるインターフェースブロック３０と、を備える。

【0019】

互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプ１０は、三次元座標系に対して不動の固定部位である。以下、Ｘ軸に沿った方向のことをＸ軸方向といい、Ｙ軸に沿った方向のことをＹ軸方向といい、Ｚ軸に沿った方向のことをＺ軸方向という。

【0020】

各可動クランプ２０は、固定クランプ１０に対してＸ軸方向に移動可能かつＹ軸方向及びＺ軸方向に実質的に移動不可な可動部位である。

【0021】

インターフェースブロック３０は、工作機（図示省略）のターンテーブルのヘッドにクランプされる部位である。固定クランプ１０は、Ｚ軸方向にねじ込む複数のボルト４０でインターフェースブロック３０と一体化されている。

【0022】

なお、固定クランプ１０には、このワーク保持具に対してワーク（図示省略）をＹ軸方向に位置決めするために使用されるねじ部材５０がＺ軸方向にねじ込まれている。

【0023】

固定クランプ１０は、固定クランプ１０のうちのＸ軸方向の一方側でＺ軸方向に突き出た肩部１１と、固定クランプ１０のうちのＸ軸方向の他方側でＺ軸方向に突き出た複数の肩部１２と、これら肩部１１及び１２を繋ぐ溝底部１３とを一体に有する。

【0024】

各肩部１１，１２は、互いにＺ軸方向に同一高さを有する。各肩部１１，１２は、互いに同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａを有する。肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａは、このワーク保持具のＺ軸方向の全長の一端に位置する。

【0025】

一方側の肩部１１のうち、Ｘ軸方向に他方側の側面には、ＸＹ平面に対して傾斜した斜面１１ｂが形成されている。斜面１１ｂは、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有する。斜面１１ｂは、固定クランプ１０をＹ軸方向に横断している。一方側の肩部１１の肩上ワーク支持面１１ａと斜面１１ｂとは直接に交わっておらず、一方側の肩部１１は、両面１１ａ，１１ｂ間の角部を概ねＹＺ平面に沿うように落とした形状を有する。このため、斜面１１ｂの縁ｅ１におけるＺ軸方向の高さは、肩上ワーク支持面１１ａよりも低く設けられている。

【0026】

各他方側の肩部１２は、斜面１１ｂとＸ軸方向に対向する位置にあって、Ｙ軸方向の複数箇所に分散して設けられている。具体的には、固定クランプ１０のＹ軸方向の全長の両端部及び中央部にそれぞれ他方側の肩部１２が設けられている。各他方側の肩部１２のうち、Ｘ軸方向に一方側の側面は、他方側の肩上ワーク支持面１２ａに連続する面取り部を除いて概ねＹＺ平面に沿った平面状を有する。

【0027】

溝底部１３は、Ｘ軸方向の中間部でＺ軸方向に凹んだ中凹状を有する。溝底部１３のうち、一方側の肩部１１に連続するＸ軸方向に一方側の部位には、ＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面１３ａが形成されている。また、溝底部１３のうち、他方側の肩部１２に連続するＸ軸方向に他方側の部位にも、ＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面１３ｂが形成されている。各底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂは、Ｙ軸方向に長さをもちかつＸ軸方向に幅をもっている。これら両面１３ａ，１３ｂは、前述の中間部に比して高い平面度を有する仕上げ面になっている。

【0028】

可動クランプ２０は、爪部材２１と、爪部材２１を固定クランプ１０に対してＸ軸方向に移動させるための雄ねじ部材２２と、爪部材２１のざぐり穴部内周に嵌着された止め輪２３とを有する。爪部材２１のざぐり穴部は、雄ねじ部材２２のねじ軸部をＸ軸方向に一方側から他方側に向かって通し、固定クランプ１０の雌ねじ部にねじ込み、雄ねじ部材２２の頭部で爪部材２１を固定クランプ１０に対してＸ軸方向に一方側へ押し動かせるようにするための部位である。止め輪２３は、雄ねじ部材２２が爪部材２１のざぐり穴部からＸ軸方向に他方側へ抜け出ないように雄ねじ部材２２の頭部を規制するためのものである。

【0029】

各爪部材２１は、Ｙ軸方向に隣り合う他方側の肩部１２同士の間においてＸ軸方向に移動可能に配置されている。各爪部材２１は、各肩部１１，１２よりもＺ軸方向に低く設けられている。各爪部材２１のＺ軸方向の上端面２１ａは、ＸＹ平面に沿った平面状を有する。各爪部材２１のうち、Ｘ軸方向に一方側の側面には、ＸＹ平面に対して傾斜した斜面２１ｂが形成されている。斜面２１ｂの傾斜方向は、固定クランプ１０の斜面１１ｂの傾斜方向とは反対であるが、両斜面１１ｂ，２１ｂのＸＹ平面に対する傾斜角の大きさは互いに同一であってもよいし、同一でなくてもよい。

【0030】

図２に示すように、固定クランプ１０の斜面１１ｂの縁ｅ１におけるＺ軸方向の高さは、各爪部材２１の斜面２１ｂの縁ｅ２におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられている。両縁ｅ１，ｅ２間のＺ軸方向の高低差Δｈは、斜面１１ｂ，２１ｂがＸ軸方向に対向する全領域で実質的に一定である。

【0031】

固定クランプ１０と可動クランプ２０とでワークを挟むための蟻溝状部は、固定クランプ１０の斜面１１ｂと、可動クランプ２０の斜面２１ｂと、固定クランプ１０の溝底部１３に含まれた底面１３ｃとによって形成される。底面１３ｃは、一方側の底上ワーク支持面１３ａの一部（Ｙ軸方向の位置領域でいうと、可動クランプ２０の斜面２１ｂの存在する位置領域）を含むが、他方側の底上ワーク支持面１３ｂを含んでいない。これは、爪部材２１をＸ軸方向に移動可能に配置するための切欠き１３ｄが溝底部１３に形成されているためである。

【0032】

爪部材２１のＹ軸方向の両側には、図３に示すように、ＸＹ平面に沿った爪肩部２１ｃが形成されている。爪部材２１の斜面２１ｂにＺ軸方向成分の力が作用したとき、両側の爪肩部２１ｃは、固定クランプ１０におけるＸＹ平面に沿った嵌め合い部とＺ軸方向に当接するため、その当接によって爪部材２１のＸＹ平面に対する傾きを確実に阻止することができ、ひいては、斜面２１ｂとワークの蟻部の当接部においてＺ軸方向成分の力を強く作用させることができる。

【0033】

このワーク保持具は、ワークにプレカットする蟻部の形状次第で、図４（ａ）に示すように、固定クランプ１０に対するワーク１００の当接部を蟻部１０１のみとする第一の蟻継ぎ手構造と、図４（ｂ）に示すように、固定クランプ１０に対するワーク１１０の当接部をワーク１１０の蟻部１１１の斜面及び両側の肩部１１２とする第二の蟻継ぎ手構造とを選択的に実現することができる。

【0034】

図４（ａ）に示す第一の蟻継ぎ手構造の場合、ワーク１００の肩部１０２からＺ軸方向に突出した蟻部１０１は、そのＸ軸方向の両側において固定クランプ１０の斜面１１ｂに適合する斜面と、可動クランプ２０の各斜面２１ｂに適合する斜面と、底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂに当接させる下端面とを有する。

【0035】

ワーク１００の蟻部１０１を固定クランプ１０の斜面１１ｂと各底面１３ｃ間に入れ込むようにして溝底部１３上にワーク１００を載置し、可動クランプ２０の雄ねじ部材２２を固定クランプ１０にねじ込んで爪部材２１をＸ軸方向に一方側へ押し動かすと、爪部材２１の斜面２１ｂの縁ｅ２が蟻部１０１の他方側の斜面に当接し、固定クランプ１０の斜面１１ｂが蟻部１０１の一方側の斜面に当接してＸ軸方向に挟む状態となり、さらに雄ねじ部材２２をねじ込むと、各斜面１１ｂ，２１ｂと蟻部１０１の両側の斜面との当接部に作用する力によってワーク１００と固定クランプ１０とが締結される。このとき、蟻部１０１と両側の各斜面１１ｂ，２１ｂとの当接部に作用するクランプ力により、蟻部１０１の下端面と固定クランプ１０の両側の底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂとがＺ軸方向に締結されるが、ワーク１００の両側の肩部１０２は、固定クランプ１０の各肩部１１，１２の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａ及び可動クランプ２０の爪部材２１の上端面２１ａに当接されない。したがって、ワーク１００をＸＹ平面に沿った面で支持する（Ｚ軸方向に真っすぐ受ける）部位は、固定クランプ１０の底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂのみである。

【0036】

一方、図４（ｂ）に示す第二の蟻継ぎ手構造の場合、ワーク１１０の肩部１１２からＺ軸方向に突出した蟻部１１１は、そのＸ軸方向の両側において固定クランプ１０の斜面１１ｂに適合する斜面と、可動クランプ２０の各斜面２１ｂに適合する斜面とを有するが、肩部１１２に対する蟻部１１１のＺ軸方向の突出高さを肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａと底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂ間のＺ軸方向の高低差よりも小さく設け、蟻部１１１のＸ軸方向の全長を図４（ａ）の蟻部１０１よりも短くしたものである。なお、両斜面１１ｂ，２１のＸＹ平面に対する傾斜角は、ワーク１１０の蟻部１１１の両側の斜面のＸＹ平面に対する傾斜角と同一に設定されている。

【0037】

ワーク１１０の蟻部１１１を固定クランプ１０の斜面１１ｂと各底面１３ｃ間に入れ込むようにしてワーク１１０の両側の肩部１１２を固定クランプ１０の両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａ上に載置すると、蟻部１１１の下端面は、固定クランプ１０とＺ軸方向に当接されず、溝底部１３との間にＺ軸方向の隙間がある。この載置状態から可動クランプ２０の雄ねじ部材２２を固定クランプ１０にねじ込んで爪部材２１をＸ軸方向に一方側へ押し動かすと、爪部材２１の斜面２１ｂの縁ｅ２が蟻部１１１の他方側の斜面に当接し、固定クランプ１０の斜面１１ｂが蟻部１１１の一方側の斜面に当接して蟻部１１１をＸ軸方向に挟む状態となり、さらに雄ねじ部材２２をねじ込むと、各斜面１１ｂ，２１ｂと蟻部１１１の両側の斜面との当接部に作用する力によってワーク１１０と固定クランプ１０とが締結される。このとき、蟻部１１１と両側の各斜面１１ｂ，２１ｂとの当接部に作用するクランプ力により、ワーク１１０の両側の肩部１１２と固定クランプ１０の両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａとがＺ軸方向に締結されるが、蟻部１１１の下端面は、固定クランプ１０とＺ軸方向に当接されず、溝底部１３との間にＺ軸方向の隙間が残る。したがって、ワーク１１０をＸＹ平面に沿った面で支持する部位は、固定クランプ１０の肩上ワーク支持面１１ａ，２１ａのみである。

【0038】

また、固定クランプ１０の斜面１１ｂに対して可動クランプ２０の斜面２１ｂをＸ軸方向に一方側へ接近させてワーク１１０の蟻部１１１を挟んだ状態から、さらに可動クランプ２０の斜面２１ｂが蟻部１１１を一方側へ押す際、可動クランプ２０の斜面２１ｂの縁ｅ２が蟻部１１１の他方側の斜面に食い込んだ力点と、固定クランプ１０の斜面１１ｂの縁ｅ１が蟻部１１１の一方側の斜面に食い込んだ支点とが生じ、力点からＸ軸方向に押されるワーク１１０が支点を中心に傾く挙動となる。この際、その支点の方が力点よりも高低差Δｈ（図２参照）低いため、先ず、ワーク１１０の一方側の肩部１１２を固定クランプ１０の一方側の肩上ワーク支持面１１ａに押し付ける方向の傾き挙動となるため、ワーク１１０の一方側の肩部１１２が一方側の肩上ワーク支持面１１ａから浮かず、ワーク１１０と両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａとの締結部の剛性が確保される。

【0039】

なお、可動クランプ２０の斜面２１ｂの縁ｅ２を固定クランプ１０の斜面１１ｂの縁ｅ１よりも低く設けた場合、力点が支点よりも低くなるので、先ず、ワークの一方側の肩部が固定クランプ１０の一方側の肩上ワーク支持面１１ａから浮く方向にワークが傾く挙動となり、一旦、この挙動が起こると、その後、雄ねじ部材２２をいくらねじ込んでも、ワークの一方側の肩部を一方側の肩上ワーク支持面１１ａに締結することはできず、ワークとワーク保持具の締結部の剛性が弱くなってしまう。また、可動クランプ２０の斜面２１ｂの縁ｅ２と固定クランプ１０の斜面１１ｂの縁ｅ１とを同等の高さに設けた場合、ワークをワーク保持具にセットする際の僅かなワーク姿勢の狂いで力点と支点の高低関係が変化するため、ワークの傾き挙動が前述の両方向のどちらに起こるか不安定となり、好ましくない。

【0040】

このワーク保持具は、上述のようなものであって、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元座標系を定義したとき、固定クランプ１０と、固定クランプ１０に対してＸ軸方向に移動可能に組み合わされた可動クランプ２０とを備え、ワーク１００，１１０の蟻部１０１，１１１をＸ軸方向に挟む蟻溝状部が固定クランプ１０と各可動クランプ２０とで形成されるようになっており、その蟻溝状部を成す各底面１３ｃ及び一方側の斜面１１ｂが固定クランプ１０に設けられ、当該蟻溝状部を成す他方側の斜面２１ｂが各可動クランプ２０に設けられており、各斜面１１ｂ，２１ｂが、Ｙ軸方向に沿いかつＸＹ平面に対して傾斜した平面状を有し、各斜面１１ｂ，２１ｂとワーク１００，１１０の蟻部１０１，１１１との各当接部に作用する力によって当該ワーク１００，１１０と固定クランプ１０とが締結されるものである。

【0041】

このワーク保持具は、特に、固定クランプ１０が、底面１３ｃに対してＸ軸方向一方側の位置から各斜面１１ｂ，２１ｂよりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部１１と、底面１３ｃに対してＸ軸方向他方側の位置から各斜面１１ｂ，２１ｂよりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部１２と、これら一方側の肩部１１と他方側の肩部１２とを繋ぎかつ各底面１３ｃを含む溝底部１３とを有し、溝底部１３が、Ｙ軸方向に長さをもちかつＸ軸方向に幅をもってＸＹ平面に沿った底上ワーク支持面１３ａ，１３ｂを当該溝底部１３のうちのＸ軸方向一方側及び他方側に有し、各肩部１１，１２が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａを有することにより、図４に示すように、ワーク１００，１１０にプレカットする蟻部１０１，１１１の形状次第で、同図（ａ）に示すように、固定クランプ１０に対するワーク１００の当接部を蟻部１０１のみとする第一の蟻継ぎ手構造と、同図（ｂ）に示すように、固定クランプ１０に対するワーク１１０の当接部をワーク１１０の蟻部１１１の斜面及び両側の肩部１１２とする第二の蟻継ぎ手構造とを選択的に実現することが可能になる。

【0042】

その第一の蟻継ぎ手構造は、蟻部１０１のサイズをＸ軸方向に大きくしてワーク１００にクランプ力を及ぼす領域をＸ軸方向に比較的広くすることが可能なため、強い締結性及び蟻部１０１の加工コスト軽減の利点を生かせる大きいワーク、厚いワーク、剛性の高いワークである場合に適用することができる。一方、その第二の蟻継ぎ手構造は、ワーク１１０の両側の肩部１１２と固定クランプ１０の両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａとの当接部が締結部の剛性確保に貢献するため、蟻部１１１のサイズを比較的Ｘ軸方向に小さくしてワーク１１０にクランプ力を及ぼす領域を狭くし、ひいては、外したワーク１１０に歪が生じる範囲を狭くすることが可能なため、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークである場合に適用することができる。したがって、このワーク保持具は、固定クランプと可動クランプとでワークの蟻部を挟む蟻溝状部が形成されるも第一の蟻継ぎ手構造しか使用できない構造のワーク保持具に比して、第二の蟻継ぎ手構造を選択的に使用できる分、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークへの適用性に優れるので、ワーク保持具の汎用性を向上させることができる。

【0043】

また、このワーク保持具は、特に、一方側の斜面１１ｂの縁ｅ１におけるＺ軸方向の高さが他方側の斜面２１ｂの縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられていることにより、第二の蟻継ぎ手構造を採用する場合に、固定クランプ１０の斜面１１ｂに対して可動クランプ２０の斜面２１ｂをＸ軸方向に一方側へ接近させてワーク１１０の蟻部１１１を挟み、さらに可動クランプ２０の斜面２１ｂの縁ｅ２が蟻部１１１を一方側へ押す際、ワーク１１０の傾き挙動を防いでワーク１１０の両側の肩部１１２を固定クランプ１０の両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａに当接させ、ワーク１１０とワーク保持具との締結部の剛性を確保することができ、ひいては、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークに対するワーク保持具の汎用性をより向上させることができる。

【0044】

また、このワーク保持具は、特に、固定クランプ１０が、底面１３ｃに対してＸ軸方向一方側の位置から各斜面１１ｂ，２１ｂよりもＺ軸方向に高く突き出た一方側の肩部１１と、底面１３ｃに対してＸ軸方向他方側の位置から各斜面１１ｂ，２１ｂよりもＺ軸方向に高く突き出た他方側の肩部１２とを有し、各肩部１１，１２が、互いにＺ軸方向に同一高さをもってＸＹ平面に沿った肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａを有し、一方側の斜面１１ｂの縁ｅ１におけるＺ軸方向の高さが他方側の斜面２１ｂの縁におけるＺ軸方向の高さよりも低く設けられていることにより、前述のように蟻部１１１のサイズを小さくして、外したワーク１１０に歪が生じる範囲を狭くすると共に、ワーク１１０の両側の肩部１１２を両側の肩上ワーク支持面１１ａ，１２ａに当接させて、ワーク１１０とワーク保持具との締結部の剛性を確保することが可能なため、特に、小さいワーク、薄いワーク、剛性の弱いワークに対するワーク保持具の汎用性を向上させることができる。

【0045】

なお、図４（ｂ）に示す第二の蟻継ぎ手構造のように、ワーク１１０の蟻部１１１をＸ軸方向に小さくすると、ワーク１１０を保持させた状態で可動クランプ２０と固定クランプ１０のＸ軸方向の総長さが図４（ａ）に示す第一の蟻継ぎ手構造の場合に比して小さくなり、ワーク１１０の肩部１１２が可動クランプ２０からＸ軸方向に他方側へ比較的突き出ることになる。このことは、小さいワーク、薄いワークである場合、ワーク保持具に保持させたワークを工作機で加工するとき、工具とワーク保持具が干渉しにくい点で有利である。

【0046】

なお、第一実施形態では、固定クランプを単一部材で構成した例を示したが、固定クランプを複数の部材の結合体として構成してもよく、また、可動クランプを複数設けた例を示したが、可動クランプを一つだけにしてもよい。そのような一例としての第二実施形態を図５に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

【0047】

同図に示すワーク保持具は、一方側の斜面６１ａを有する固定側爪部材６１と、両側の肩部６２ａ，６２ｂと底面６２ｃとを一体に有するベース部材６２とで構成された固定クランプ６０を備える。また、同図に示すワーク保持具は、可動クランプ７０は、一つだけ備える。固定側爪部材６１は、ベース部材６２に着脱可能に設けられている。このため、同図に示すワーク保持具は、固定側爪部材６１の交換により、一方側の斜面の傾斜角度を変更することが可能なため、様々なワークの適切な挟持をより柔軟に実現することができる。

【0048】

今回開示された各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0049】

１０，６０ 固定クランプ
１１，１２，６２ａ，６２ｂ 肩部
１１ａ，１２ａ 肩上ワーク支持面
１１ｂ，６１ａ 斜面
１３ 溝底部
１３ａ，１３ｂ 底上ワーク支持面
１３ｃ，６２ｃ 底面
２０，７０ 可動クランプ
２１ｂ 斜面
１００，１１０ ワーク
１０１，１１１ 蟻部
ｅ１，ｅ２ 縁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】