(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-18
(45)【発行日】2022-10-26
(54)【発明の名称】ワーク保持治具及び工作機械
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/02 20060101AFI20221019BHJP
【FI】
B23Q3/02 A
(21)【出願番号】P 2020161701
(22)【出願日】2020-09-28
【審査請求日】2022-05-17
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】520375044
【氏名又は名称】オーワテクノ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100069431
【氏名又は名称】和田 成則
(74)【代理人】
【識別番号】100102761
【氏名又は名称】須田 元也
(72)【発明者】
【氏名】土屋 朗
【審査官】山本 忠博
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-223704(JP,A)
【文献】実開平3-82129(JP,U)
【文献】特開平7-227723(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23Q 3/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、
前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、
前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの2つの足部を有する保持ブロック本体部と、
を具備することを特徴とするワーク保持治具。
【請求項2】
前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの1つの加工面が前記工作機械による加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする請求項1に記載のワーク保持治具。
【請求項3】
前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも1つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のワーク保持治具。
【請求項4】
前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも1つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のワーク保持治具。
【請求項5】
前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも2方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のワーク保持治具。
【請求項6】
前記保持ブロック及び前記保持ブロック本体部は、複数枚の合板を張り合わせて構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のワーク保持治具。
【請求項7】
断面形状が一定の長尺ワークを基台上でワーク保持治具により固定保持して加工する工作機械であって、
前記ワーク保持治具は、
前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、
前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの2つの足部を有する保持ブロック本体部と、
を具備することを特徴とする工作機械。
【請求項8】
前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの1つの加工面が加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする請求項7記載の工作機械。
【請求項9】
前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも1つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の工作機械。
【請求項10】
前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも1つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の工作機械。
【請求項11】
前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも2方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の工作機械。
【請求項12】
前記ワーク保持治具は、
前記基台上の少なくとも2箇所に固定された少なくとも2個のワーク保持治具を有し、
前記長尺ワークは前記少なくとも2個のワーク保持治具で前記基台上に固定保持されることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具及び長尺ワークに対して切削加工等を行う工作機械に関し、特に、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な場合の長尺ワークの切削加工等を容易にしたワーク保持治具及び工作機に関する。
【背景技術】
【0002】
断面形状が一定の長尺ワークに対する切削加工等を行う工作機械としては、特許文献1に開示されたものが知られている。
【0003】
この特許文献1に開示された工作機械は、長尺ワーク20に対して任意の設定間隔で任意設定深さの穴を多数開けることができるもので、長尺ワーク20は、固定テーブル5上のシリンダー6、6´及び押え部材7、7´によるクランプ手段でクランプされてドリル8により穴あけが行われる。
【0004】
しかし、特許文献1の工作機械においては、長尺ワーク20の断面形状が四角等の定形である場合、シリンダー6、6´及び押え部材7、7´によってクランプすることができるが、長尺ワーク20の断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な場合は、この長尺ワークをシリンダー及び押え部材等によってクランプすることは困難になって、この種の長尺ワークに対して正確な設定間隔で正確な設定深さの穴を多数開ける等の切削加工は、非常に困難であり、非常に手間が掛かる作業となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な長尺ワークに対しても正確、かつ容易に切削加工等を行うことができるようにしたワーク保持治具及び工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの2つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの1つの加工面が前記工作機械による加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも1つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも1つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも2方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする。
【0012】
請求項6の発明は、前記保持ブロック及び前記保持ブロック本体部は、複数枚の合板を張り合わせて構成されることを特徴とする。
【0013】
請求項7の発明は、断面形状が一定の長尺ワークを基台上でワーク保持治具により固定保持して加工する工作機械であって、前記ワーク保持治具は、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの2つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とする。
【0014】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、前記保持ブロックのワーク挿入孔は、前記長尺ワークの1つの加工面が加工方向に向かうように回転して穿設されていることを特徴とする。
【0015】
請求項9の発明は、請求項7又は8の発明において、前記保持ブロックに設けられ、前記長尺ワークの裏面位置に当接して前記長尺ワークを前記保持ブロックに固定する少なくとも1つのワーク固定螺子部を有することを特徴とする。
【0016】
請求項10の発明は、請求項7乃至9のいずれか1項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記嵌合孔に嵌合された保持ブロックを前記保持ブロック本体部に固定する少なくとも1つの保持ブロック固定螺子部を有することを特徴とする。
【0017】
請求項11の発明は、請求項7乃至10のいずれか1項の発明において、前記保持ブロック本体部は、前記保持ブロックを少なくとも2方向の回転位置で嵌合する交差した嵌合孔が形成されていることを特徴とする。
【0018】
請求項12の発明は、請求項7乃至11のいずれか1項の発明において、前記ワーク保持治具は、前記基台上の少なくとも2箇所に固定された少なくとも2個のワーク保持治具を有し、前記長尺ワークは前記少なくとも2個のワーク保持治具で前記基台上に固定保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、断面形状が一定の長尺ワークを工作機械の基台上で固定保持するワーク保持治具であって、前記長尺ワークの断面形状に対応するワーク挿入孔が穿設された保持ブロックと、前記保持ブロックが嵌合される嵌合孔が穿設され、下面に前記工作機械の基台のワーク保持治具固定孔に挿入される少なくとの2つの足部を有する保持ブロック本体部と、を具備することを特徴とするワーク保持治具を用いて構成したので、断面形状が不規則な傾斜等を含む不定形な長尺ワークに対しても、正確かつ容易に切削加工等を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】
図1は、本発明に係るワーク保持治具をの実施例1の概略を示す図である。
【
図2】
図2は、
図1に示したワーク保持治具の使用例を説明する図である。
【
図3】
図3は、本発明に係るワーク保持治具の実施例2及び実施例3を説明する図である。
【
図4】
図4は、本発明に係るワーク保持治具を用いた工作機械の一例である実施例4を示す図である。
【
図5】
図5は、
図4に示した工作機械で、
図1に示したワーク保持治具を用いた場合の加工例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための実施例について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例1】
【0022】
図1は、本発明に係るワーク保持治具の実施例1の概略を示す図である。本発明に係るワーク保持治具は、保持ブロック10と、この保持ブロック10が嵌合される嵌合孔21を有する保持ブロック本体部20とから構成され、
図1(A)は、保持ブロック10の正面図、
図1(B)は、
図1(A)に示した保持ブロック10の側面図、
図1(C)は、保持ブロック本体部20の正面図、
図1(D)は、
図1(C)に示した保持ブロック本体部20の側面図である。
【0023】
このワーク保持治具は、断面形状が一定の長尺ワークW(
図5参照)に対して、穿孔、切削等の加工する工作機械100の基台110上で長尺ワークWを固定保持するために用いられる。
【0024】
ここで、
図1(A)に示す保持ブロック10は、中央部に長尺ワークWの断面形状に対応するワーク挿入孔11が穿設されている。
【0025】
このワーク挿入孔11は、長尺ワークWの1つの加工面が工作機械100による加工方向に向かうように回転して穿設されており、工作機械100により加工される長尺ワークWは、このワーク挿入孔11に挿入される。
【0026】
この保持ブロック10には、ワーク挿入孔11に挿入された長尺ワークWを保持ブロック10に固定するためのワーク固定螺子部12が設けられている。
【0027】
このワーク固定螺子部12は、頭部が保持ブロック10の表面から突出しないように埋め込み型から構成され、また、このワーク固定螺子部12はその先端が長尺ワークWの裏面に当接して長尺ワークWの表面を傷つけない位置に設けられている。
【0028】
図1(C)に示す保持ブロック本体部20には、
図1(A)に示した保持ブロック10が嵌合される嵌合孔21が穿設され、下面に、後に詳述する工作機械100の基台110のワーク保持治具固定穴112に挿入される4つの足部22a~22dが設けられている。
【0029】
ここで、ワーク保持治具固定穴112は、
図4(A)に示すように、工作機械100の基台110の天板111上に一定ピッチで穿設されており、保持ブロック本体部20は、その使用形態に合わせて、上記一定ピッチのワーク保持治具固定穴112の中の任意のワーク保持治具固定穴112を選択することにより、長尺ワークWの加工目的に合わせて、本発明に係るワーク保持治具を工作機械100の基台110上の任意の位置に固定することができる。
【0030】
保持ブロック本体部20の嵌合孔21は、保持ブロック10が縦、横2方向で嵌合できるように、2方向の回転位置で交差した形状に構成されている。この2方向の嵌合に関しては後に
図2で詳細に説明する。
【0031】
また、保持ブロック本体部20は、嵌合孔21に嵌合された保持ブロック10を保持ブロック本体部20に固定するための保持ブロック固定螺子部24a、24b、25a、25bを有している。
【0032】
ここで、保持ブロック固定螺子部24a、24bは、
図2(A)で説明するように、保持ブロック10を保持ブロック本体部20の嵌合孔21に対して縦方向に挿入した場合に、この保持ブロック10を保持ブロック本体部20に固定するために用いられ、保持ブロック固定螺子部25a、25bは、
図2(B)で説明するように、保持ブロック10を保持ブロック本体部20の嵌合孔21に対して横方向に挿入した場合に、この保持ブロック10を保持ブロック本体部20に固定するために用いられる。
【0033】
また、保持ブロック本体部20には、この保持ブロック本体部20を工作機械100の基台110に固定するための保持ブロック本体部固定螺子部23を有している。
【0034】
図1(A)に示す保持ブロック10及び図(C)に示す保持ブロック本体部20は、
図1(B)及び図(D)に示すように、それぞれ5枚の合板を張り合わせて構成されている。ここで、保持ブロック10及び保持ブロック本体部20を合板の張り合わせから形成した理由は、長尺ワークWの断面の種類が多種に及ぶためワーク保持治具の製造コストを安価にするためと、工作機械100による加工に際して長尺ワークWを傷つけないためである。この実施形態によると、5枚の合板を用い、この5枚の合板のレーザー加工により保持ブロック10及び保持ブロック本体部20を形成すると、このワーク保持治具の製造コストは非常に安価になり、しかも、工作機械100による満足する精度の穿孔、切削等が得られることを確認している。
【0035】
図2は、
図1に示したワーク保持治具の使用例を説明する図であり、
図2(A)は、保持ブロック10を保持ブロック本体部20に対して縦方向に挿入して使用する場合を示しており、
図2(B)は、保持ブロック10を保持ブロック本体部20に対して横方向に挿入して使用する場合を示している。
【0036】
図2(A)においては、
図1(A)に示した保持ブロック10を、保持ブロック本体部20の嵌合孔21に縦方向に嵌合させた場合を示しており、この場合、保持ブロック10のワーク挿入孔11には長尺ワークWが挿入され、このワーク挿入孔11に挿入された長尺ワークWは、ワーク固定螺子部12の締め付けにより保持ブロック10に固定される。
【0037】
また、保持ブロック本体部20は、その足部22a~22dを工作機械100の基台のワーク保持治具固定穴112に挿入した後、保持ブロック本体部固定螺子部23の締め付けにより、工作機械100の基台110に取り付けられる。
【0038】
図2(B)においては、
図1(A)に示した保持ブロック10を、保持ブロック本体部20の嵌合孔21に横方向に嵌合させた場合を示しており、この場合、保持ブロック10のワーク挿入孔11には長尺ワークWが挿入され、このワーク挿入孔11に挿入された長尺ワークWは、ワーク固定螺子部12の締め付けにより保持ブロック10に固定される。
【0039】
その他の構成は
図2(A)と同様である。すなわち、保持ブロック本体部20は、その足部22a~22dを工作機械100の基台のワーク保持治具固定穴112に挿入した後、保持ブロック本体部固定螺子部23の締め付けにより、工作機械100の基台110に取り付けられる。
【実施例2】
【0040】
図3(A)は、本発明に係るワーク保持治具の実施例2を説明する図である。
【0041】
図3(A)に示す実施例2のワーク保持治具は、保持ブロック30と、この保持ブロック30が嵌合される保持ブロック本体部40とから構成される。
【0042】
保持ブロック30には、長尺ワークWが挿入される長尺ワークWの断面形状に対応する
図3(A)に示すようなワーク挿入孔31が穿設されており、ワーク挿入孔31に挿入された長尺ワークWを保持ブロック30に固定するワーク固定螺子部32が設けられている。
【0043】
保持ブロック本体部40には、嵌合された保持ブロック30を保持ブロック本体部40に固定するための保持ブロック固定螺子部41a、41bが設けられており、また、この保持ブロック本体部40を工作機械100の基台に固定するための足部42a、42bが設けられている。
【0044】
ここで、保持ブロック30に穿設されるワーク挿入孔31は、加工対象の長尺ワークWの1つの加工面が工作機械100による加工方向に向かうように回転して穿設されている。また、保持ブロック本体部40に設けられる足部42a、42bは2個にした構成を示したが、実施例1と同様に4個又はそれ以上で構成してもよい。
【実施例3】
【0045】
図3(B)は、本発明に係るワーク保持治具の実施例3を説明する図である。
【0046】
図3(B)に示す実施例3のワーク保持治具は、保持ブロック50と、この保持ブロック50が嵌合される保持ブロック本体部60とから構成される。
【0047】
保持ブロック50には、長尺ワークWが挿入される長尺ワークWの断面形状に対応する
図3(B)に示すようなワーク挿入孔51が穿設されており、ワーク挿入孔51に挿入された長尺ワークWを保持ブロック50に固定するワーク固定螺子部52が設けられている。
【0048】
保持ブロック本体部60には、嵌合された保持ブロック50を保持ブロック本体部60に固定するための保持ブロック固定螺子部61a、61bが設けられており、また、この保持ブロック本体部60を工作機械100の基台に固定するための足部62a、62bが設けられている。
【0049】
また、保持ブロック30に穿設されるワーク挿入孔41は、
図3(A)に示したワーク挿入孔31と同様に、加工対象の長尺ワークWの1つの加工面が工作機械100による加工方向に向かうように回転して穿設されている。また、保持ブロック本体部60に設けられる足部62a、62bは2個にした構成を示したが、実施例1と同様に4個又はそれ以上で構成してもよい。
【実施例4】
【0050】
図4は、本発明に係るワーク保持治具を用いた工作機械の一例である実施例4を示す図である。
【0051】
図4に示す実施例4の工作機械100は、本体部160と、この本体部160の上をこの本体部160の長手方向に沿って移動可能に構成された工具部170とを具備して構成される。
【0052】
本体部160には、2本のレール150a、150bが固定されており、この2本のレール150a、150bの上にはこの2本のレール150a、150bを架橋するベースプレート140が固定され、このベースプレート140の上にベースブロック130を介して本発明に係るワーク保持治具が取り付けられる基台110が載置されている。ベースブロック130の上に載置された基台110は、クランプ部120によりベースブロック130上に固定される。
【0053】
基台110には、本発明に係るワーク保持治具を取り付けるための天板111が設けられており、この天板111の上面にはワーク保持治具の足部22a~22d(実施例2にあっては足部42a、54b、実施例3にあっては足部62a、64b)が挿入される一定ピッチの多数のワーク保持治具固定穴112及びワーク保持治具を固定するための螺子挿入孔113が形成されている。
【0054】
工具部170は、その上部に吊り下げられた種々の工具、例えば、長尺ワークWに対して穿孔するドリル、長尺ワークWを切断する丸鋸等の切削工具が収容されており、ワーク保持治具により固定保持された長尺ワークWの加工に際しては、工具部170を本体部160に沿ってその加工箇所まで移動させ、所望の切削工具を駆動させることにより、長尺ワークWに対する加工を行う。
【0055】
図5は、
図1に示したワーク保持治具を用いた場合の加工例を説明する図である。
【0056】
図5に示す基台110の天板111のワーク保持治具固定穴112には、
図1に示したワーク保持治具の保持ブロック本体部20の足部22a~22dが挿入され、保持ブロック本体部固定螺子部23を螺子挿入孔113に挿入して締め付けることにより、保持ブロック本体部20が基台110の天板111上に固定される。
【0057】
保持ブロック本体部20の嵌合孔21には、加工対象の長尺ワークWがワーク挿入孔11に挿入された保持ブロック10が嵌合して取り付けられる。この状態で、加工対象の長尺ワークWは、基台110の天板111から離れた状態で基台110上に固定保持されることになる。
【0058】
基台110の天板111上に固定された本発明に係るワーク保持治具を用いて固定保持された加工対象の長尺ワークWの加工するに際しては、工具部170を本体部160に沿ってその加工対象の長尺ワークWの加工箇所まで移動させ、所望の切削工具を駆動させることにより、この長尺ワークWに対する加工を行う。
【0059】
以上が本発明の一実施例の説明であるが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。例えば、超音波接合装置だけでなく、溶断や切断などの超音波加工機にも同様に適用できる。
【0060】
例えば、保持ブロック10に穿設されるワーク挿入孔11、保持ブロック30に穿設されるワーク挿入孔31、保持ブロック50に穿設されるワーク挿入孔5は、加工対象の長尺ワークWの断面形状に応じて任意に変更することができ、また、保持ブロック本体部に穿設される嵌合孔の形状も保持ブロックの形状に応じて任意に設定できる。
【0061】
また、実施例1のワーク保持治具においては5枚の合板を接合して保持ブロック10及び保持ブロック本体部20を作成したが、5枚以上若しくは以下の合板を接合して作成するようにしてもよく、合板を用いずに合成樹脂等を用いても同様に構成することができる。
【0062】
また、本発明に係る工作機械100の基台110の天板111上には、一定ピッチで穿設された多数のワーク保持治具固定穴112が設けられており、本発明に係るワーク保持治具は、長尺ワークWの加工形態に応じて、上記多数のワーク保持治具固定穴112の中の任意のワーク保持治具固定穴112を選択し、この選択したワーク保持治具固定穴112に、ワーク保持治具の足部22a~22d、実施例2にあっては足部42a、54b、実施例3にあっては足部62a、64bを挿入して固定することができるので、最小の手間で自由度の高い長尺ワークWの加工を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【0063】
10…保持ブロック
11…ワーク挿入孔
12…ワーク固定螺子部
20…保持ブロック本体部
21…保持ブロック
22a~22d…足部
23…保持ブロック本体部固定螺子部
24a、24b…保持ブロック固定螺子部
25a、25b…保持ブロック固定螺子部
30…保持ブロック
31…ワーク挿入孔
32…ワーク固定螺子部
40…保持ブロック本体部
41a、41b…保持ブロック固定螺子部
42a、42b…足部
50…保持ブロック
51…ワーク挿入孔
52…ワーク固定螺子部
60…保持ブロック本体部
61a、61b…保持ブロック固定螺子部
62a、62b…足部
100…工作機械
110…基台
111…天板
112…ワーク保持治具固定穴
113…螺子挿入孔
120…クランプ部
130…ベースブロック
140…ベースプレート
150a、150b…レール
160…本体部
170…工具部