JP5850527B2

JP5850527B2 - 切削加工に用いられる取付具、切削加工装置、および切削加工方法

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Publication number: JP5850527B2
Application number: JP2011235373A
Authority: JP
Inventors: 清和斎藤
Original assignee: Iriso Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Iriso Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: JP2013091138A

Description

本発明は切削加工に用いられる取付具、切削加工装置、および切削加工方法に関し、特に、微小なワークの切削加工に適した切削加工に用いられる取付具、切削加工装置、および切削加工方法に関する。

近年、工作機械の加工精度が向上したことにより、より微細な加工をワークに行うことができるようになってきた。ここで、ワークとは、加工対象物である。

従来、ワークの往動時と復動時にそれぞれ対応すべく互いに切削加工方向の向きを逆にした２本のバイトを、主軸の回転により交互に加工位置へ割出し可能に取り付け、往動時には、一方のバイトを加工位置へ割出してワークを往動させて往動時の切削加工を行い、復動時には、他方のバイトを加工位置へ割出してワークを復動させて復動時にも切削加工を行い、微細な多数の溝等を加工することができるようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２６３２３号公報

しかしながら、工作機械側での切削の動きは微細化してきたが、微小なワークの固定保持具（取付具）は微小化に対応できるものがなかった。ワークそのものが微少である場合、ツールによる切削時における切削抵抗圧力が原因となりワークが歪んでしまう。すなわち、ワークそのものが微小である場合、切削加工によりワークを成形しようとすると、ツールをワークに押しつける力などによってワークが歪んでしまう。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より微小なワークを精度良く切削加工できるようにするものである。

本発明の第１の側面の切削加工に用いられる取付具は、ワークが削り出される母材を保持する保持手段と、保持手段によって保持されている母材からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークを支持する、略直線上に保持手段に対向するように設けられている支持手段と、支持手段の支持面とワークの第１の面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向の所望の角度にワークの姿勢を維持するように、保持手段および支持手段の角度位置を決定する決定手段とを備える。

本発明の第１の側面の切削加工に用いられる取付具には、第２の面の形状の一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている押圧面をワークの第２の面の一部に押圧する押圧手段をさらに設けることができる。

支持手段は、ワークが変形しない力で支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークを支持させることができる。

本発明の第１の側面においては、保持手段によって、ワークが削り出される母材が保持され、略直線上に保持手段に対向するように設けられている支持手段によって、保持されている母材からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークが支持され、決定手段によって、支持手段の支持面とワークの第１の面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向の所望の角度にワークの姿勢を維持するように、保持手段および支持手段の角度位置が決定される。

本発明の第２の側面の切削加工装置は、ワークが削り出される母材を保持する保持手段と、保持手段によって保持されている母材からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークを支持する支持手段と、略直線上に支持手段と保持手段とを対向させ、支持手段の支持面とワークの第１の面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持手段および支持手段のそれぞれを変位させる駆動手段とを備える。

本発明の第２の側面においては、保持手段によって、ワークが削り出される母材が保持され、支持手段によって、保持されている母材からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークを支持され、駆動手段により、略直線上に支持手段と保持手段とを対向させ、支持手段の支持面とワークの第１の面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持手段および支持手段のそれぞれが変位させられる。

本発明の第３の側面の切削加工方法は、切削することでワークの第１の面を成形し、ワークを支持する支持部材を切削することで、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状の支持面を支持部材に成形し、支持面をワークの第１の面に当接させることで、支持部材によってワークを支持し、略直線上に対向するようにワークに対して配置した支持部材によってワークが支持されている状態で、直線を中心とした回転方向に変位させることでワークおよび支持部材の角度位置を決めて、ワークの第２の面であって、第１の面に対向する第２の面を切削する。

本発明の第３の側面においては、切削することでワークの第１の面が成形され、ワークを支持する支持部材を切削することで、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状の支持面が支持部材に成形され、支持面をワークの第１の面に当接させることで、支持部材によってワークを支持し、略直線上に対向するようにワークに対して配置した支持部材によってワークが支持されている状態で、直線を中心とした回転方向に変位させることでワークおよび支持部材の角度位置が決められて、ワークの第２の面であって、第１の面に対向する第２の面が切削される。

以上のように、本発明によれば、より微小なワークを精度良く切削加工できる。

取付具１の全体の構成を示す斜視図である。保持部材２１、母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびピン４３の構成を拡大して示す斜視図である。母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の構成をさらに拡大して示す斜視図である。母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の形状をさらに拡大して示す斜視図である。支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の断面の例を示す断面図である。支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の断面の他の例を示す断面図である。切削加工装置１０１の構成を示す斜視図である。切削加工装置２０１の構成を示す斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の第１の側面の切削加工に用いられる取付具（例えば、図１の取付具１）は、ワーク（例えば、図４のワーク５１）が削り出される母材（例えば、図１の母材３１）を保持する保持手段（例えば、図１の保持部材２１）と、保持手段によって保持されている母材からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの第１の面に当接させることで、ワークを支持する、略直線上に保持手段に対向するように設けられている支持手段（例えば、図１の支持部材４１）と、支持手段の支持面とワークの第１の面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向の所望の角度にワークの姿勢を維持するように、保持手段および支持手段の角度位置を決定する決定手段（例えば、図１の角度位置決定部材２２および角度位置決定部材４４）とを備える。

本発明の第１の側面の切削加工に用いられる取付具には、第２の面の形状の一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている押圧面を第２の面の一部に当接させることで、ワークを支持面に押圧する押圧手段（例えば、図１の押圧部材４２）をさらに設けることができる。

以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態の取付具１を説明する。取付具１は、マシニングセンタなどの切削加工装置に、ワークを削り出すための母材を取り付ける。

図１は、取付具１の全体の構成を示す斜視図である。取付具１は、ベース１１、ブロック１２、ブロック１３、保持部材２１、角度位置決定部材２２、押さえ２３、支持部材４１、押圧部材４２、ピン４３、角度位置決定部材４４、および押さえ４５からなる。保持部材２１は、ワーク５１（後述する）が削り出される母材３１を保持する。この場合、ワーク５１の大きさは、例えば、１ｍｍ以下とされる。

図１において、加工が行われる３次元空間（直交座標空間）を表すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸からなる座標軸で示される方向のうち、図１中の左右方向はＸ軸方向を示し、図１中の右上と左下とを結ぶ方向はＹ軸方向を示し、図１中の上下方向はＺ軸方向を示す。なお、右方向がＸ軸の正の方向であり、右上方向がＹ軸の正の方向であり、上方向がＺ軸の正の方向である。なお、以下、Ｚ軸の正の側を上側、Ｚ軸の負の側を下側、Ｙ軸の正の側を奥側、Ｙ軸の負の方向を手前側、Ｘ軸の正の側を右側、Ｘ軸の負の側を左側とも称する。また、図２以降の図においても、同様に、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示す。

図２は、保持部材２１、母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびピン４３の構成を拡大して示す斜視図である。図３は、母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の構成をさらに拡大して示す斜視図である。

ベース１１、ブロック１２、ブロック１３、保持部材２１、角度位置決定部材２２、押さえ２３、支持部材４１、押圧部材４２、ピン４３、角度位置決定部材４４、および押さえ４５は、それぞれ、金属で形成される。ベース１１は、取付具１の基盤であり、ブロック１２、ブロック１３、保持部材２１、角度位置決定部材２２、押さえ２３、支持部材４１、押圧部材４２、ピン４３、角度位置決定部材４４、および押さえ４５を直接または間接に保持する。

ベース１１には、ブロック１２およびブロック１３がそれぞれ固定される。ブロック１２は、保持部材２１、角度位置決定部材２２、および押さえ２３を保持する。ブロック１３は、支持部材４１、押圧部材４２、ピン４３、角度位置決定部材４４、および押さえ４５を保持する。例えば、ブロック１２およびブロック１３は、それぞれの上側の面と下側の面の四隅をＺ軸方向に貫通し、ベース１１の上側の面に設けられているねじ穴に螺合するボルトにより、ベース１１に固定される。

ブロック１２には、Ｘ軸方向に円筒状の穴が設けられ、その穴に保持部材２１が挿入される。保持部材２１の一端側は、ブロック１２の穴の径と略同一の径の円筒形に形成されている。保持部材２１の他端側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端で、母材３１を保持する。ブロック１２の穴の径と保持部材２１の円筒部分の径とは、略同一とされているので、隙間や遊びが生じることなく、ブロック１２の穴によって保持部材２１が回動自在に支えられる。また、保持部材２１の母材３１を保持する側が円筒形の部分より細く成形されているので、保持部材２１は、ブロック１２の穴に挿抜自在に装着できる。

保持部材２１は、ワーク５１が削り出される母材３１を保持する。例えば、母材３１が保持部材２１にネジ止めされ、これにより、保持部材２１は、母材３１を保持する。なお、母材３１の保持部材２１への固定方法は、挟み込み、接着、溶接その他の固定方法のいずれでもよい。

母材３１は、例えば、金属、樹脂、若しくはセラミックスまたはこれらを含む複合素材など、切削加工できる素材からなる。図３に示されるように、母材３１の保持部材２１に保持される側とは反対側が、ワーク５１として削り出される。言い換えると、母材３１の支持部材４１側が、ワーク５１として削り出される。

角度位置決定部材２２は、正８角柱状に形成され、円筒形に形成されている保持部材２１の中心軸とその正８角柱の中心軸とが一致するように、保持部材２１に固定されている。角度位置決定部材２２において、正８角柱の中心軸からそれぞれの側面の中央までの距離は、ブロック１２の穴の中心から上面までの距離と同じとされている。

押さえ２３は、ネジなどによりブロック１２に固定される。押さえ２３の下面は、平面とされているので、押さえ２３をブロック１２に固定すると、ブロック１２の上面と角度位置決定部材２２の正８角柱のいずれかの面とが同一面上に位置するように、ブロック１２に対して角度位置決定部材２２が固定されることになる。これにより、保持部材２１は、円筒形に形成されている部分の中心軸に対して所定の角度で位置決めされることになる。角度位置決定部材２２は、正８角柱状に形成されているので、母材３１を保持する保持部材２１は、４５度毎に位置決めされる。言い換えれば、母材３１を保持する保持部材２１は、Ｘ軸を中心とする回転方向について、４５度毎に位置決めされる。

また、ブロック１３には、Ｘ軸方向に円筒状の穴が設けられ、その穴に支持部材４１が挿入される。ここで、ブロック１２およびブロック１３がベース１１に固定されている状態で、Ｚ軸およびＹ軸方向におけるブロック１３の穴の中心位置は、Ｚ軸およびＹ軸方向におけるブロック１２の穴の中心位置と同じとされる。また、ブロック１２の円筒状の穴は、Ｘ軸方向に設けられ、ブロック１３の円筒状の穴も、Ｘ軸方向に設けられているので、ブロック１２の穴の中心軸およびブロック１３の穴の中心軸は、Ｘ軸と一致する。

支持部材４１の一端側は、ブロック１３の穴の径と略同一の径の円筒形に形成されている。支持部材４１の他端側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端にはワーク５１を支持するための支持面が成形される。ブロック１３の穴の径と支持部材４１の円筒部分の径とは、略同一とされているので、隙間や遊びが生じることなく、ブロック１３の穴によって支持部材４１が回動自在に支えられる。また、支持部材４１の支持面が成形される側が円筒形の部分より細く成形されているので、支持部材４１は、ブロック１３の穴に挿抜自在に装着できる。

図２または図３に示されるように、支持部材４１の他端側、すなわち、母材３１側には、支持面が成形される。支持部材４１は、母材３１に成形されているワーク５１を支持面で支持する。支持面の詳細は後述する。

図２に示されるように、押圧部材４２は、ピン４３によって支持部材４１に装着され、母材３１に成形されているワーク５１を支持部材４１に押圧する。押圧部材４２には、押圧面が成形され、ワーク５１は、押圧部材４２の押圧面によって支持部材４１に押圧される。押圧面の詳細は後述する。

ピン４３は、螺合または凹凸の係合などにより、支持部材４１に装着される。例えば、ピン４３と支持部材４１との間にバネなどの弾性体を挟むことにより、所定の力で押圧部材４２を附勢することができる。すなわち、この場合、押圧部材４２は、所定の力でワーク５１を支持部材４１に押圧する。

角度位置決定部材４４は、正８角柱状に形成され、円筒形に形成されている支持部材４１の中心軸とその正８角柱の中心軸とが一致するように、支持部材４１に固定されている。角度位置決定部材４４において、正８角柱の中心軸からそれぞれの側面の中央までの距離は、ブロック１３の穴の中心からブロック１３の上面までの距離と同じとされている。さらに、支持部材４１の中心軸および角度位置決定部材４４の中心軸は、保持部材２１の中心軸および角度位置決定部材２２の中心軸と一致している。すなわち、支持部材４１の中心軸および角度位置決定部材４４の中心軸、並びに保持部材２１の中心軸および角度位置決定部材２２の中心軸は、直線上に設けられている。

なお、支持部材４１の中心軸および角度位置決定部材４４の中心軸、並びに保持部材２１の中心軸および角度位置決定部材２２の中心軸は、概ね直線上に設けるようにすることができる。

このように、支持部材４１の中心軸および保持部材２１の中心軸が、概ね直線上に設けられ、保持部材２１の支持部材４１側が、ワーク５１が削り出される母材３１を保持し、支持部材４１の母材３１側には、ワーク５１を支持する支持面が成形される。すなわち、略直線上に支持部材４１と保持部材２１とが対向するように設けられている。

押さえ４５は、ネジなどによりブロック１３に固定される。押さえ４５の下面は、平面とされているので、押さえ４５をブロック１３に固定すると、ブロック１３の上面と角度位置決定部材４４の正８角柱のいずれかの面とが同一面上に位置するように、ブロック１３に対して角度位置決定部材４４が固定されることになる。これにより、支持部材４１は、円筒形に形成されている部分の中心軸に対して所定の角度で位置決めされることになる。角度位置決定部材４４は、正８角柱状に形成されているので、支持部材４１は、４５度毎に位置決めできる。言い換えれば、ワーク５１を支持する支持面が成形されている支持部材４１は、Ｘ軸を中心とする回転方向について、４５度毎に位置決めされる。

この場合、Ｘ軸を中心とする回転方向についての、支持部材４１の角度は、保持部材２１の角度と同一とされる。

なお、角度位置決定部材２２または角度位置決定部材４４は、正８角柱状に限らず、正６角柱状、正１２角形状など、正多角柱状とすることができる。

また、ブロック１２の側面のうち角度位置決定部材２２側の側面に位置決め穴を設けて、角度位置決定部材２２には位置決め穴を角度毎に設け、この２つの位置決め穴にピンを挿入することにより、角度位置決定部材２２を位置決めし、保持部材２１の中心軸に対する角度を決定するようにしてもよい。ブロック１３および角度位置決定部材４４についても同様である。さらに、ブロック１２の穴、保持部材２１、ブロック１３の穴、支持部材４１を正多角柱状として、中心軸に対する角度を決定するようにしてもよい。

略直線上に支持部材４１と保持部材２１とが対向するように設けられているので、母材３１から微小なワーク５１を削り出す場合、保持部材２１または支持部材４１が、ミルなどのツールの動きを妨げることがなく、また、保持部材２１および支持部材４１を所定の軸を中心に角度位置を変更させることができるので、より自由な３次元的な形状からなるワーク５１であって、より微小なワーク５１をより精度良く切削することができる。また、略直線上に支持部材４１と保持部材２１とが対向するように設けられているので、支持部材４１が母材３１に成形されているワーク５１を支持面で支持した状態で、保持部材２１および支持部材４１を所定の軸を中心に角度位置を変更させることが簡単にできる。仮に、対向しないか、または略直線上にないとすると、角度位置を変更させると、支持した状態を維持することができないか、またはワークや支持部材の姿勢の調整に大変な手間がかかる。さらに、１つの切削加工装置において１回の取り付けで角度位置を変更できるので、複数回の取り付け、取り外しにより生じる位置決め誤差が生じることがなく、切削加工装置から生じる加工誤差の範囲内で切削加工ができるようになり、より微小なワーク５１をより精度良く切削することができる。

次に、ワーク５１、支持部材４１の支持面、および押圧部材４２に成形される押圧面の詳細を説明する。

図４は、母材３１、支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の形状をさらに拡大して示す斜視図である。図５は、図４の一点鎖線で示される断面Ａにおける、支持部材４１、押圧部材４２、およびワーク５１の断面の例を示す断面図である。

まず、ワーク５１の所定の面（以下、被支持面と称する。）が母材３１を切削することにより成形される。被支持面は、支持部材４１がワーク５１を支持する場合、支持部材４１の支持面と当接する面である。そして、切削されて成形されたワーク５１の被支持面の形状の一部を反転させた形状と同一の形状の支持面が支持部材４１に成形される。ここで、反転させた形状とは、元の形状と合わせた場合、隙間が生じない形状をいう。従って、被支持面の形状を反転させた形状の支持面と被支持面とを合わせると、ほとんど隙間が生じない。

押圧部材４２の母材３１側（ワーク５１側）には、押圧部材４２を切削することで、ワーク５１の面のうち、被支持面に対向する面（以下、被押圧面と称する。）の形状の一部を反転させた形状と同一の形状の押圧面が成形される。

例えば、図４または図５に示されるワーク５１の面のうち、ワーク５１の下向きの面である被支持面が母材３１から切削されることにより成形される。この場合、保持部材２１はＸ軸まわりで１８０度回転させられ、図４または図５に示される状態から、母材３１が逆転した状態で、上向きとなった被支持面が切削される。

そして、例えば、支持部材４１を切削することで、ワーク５１の被支持面の形状の一部を反転させた形状と同一の形状の支持面が支持部材４１に成形される。

また、取付具１から取り外した状態で押圧部材４２の母材３１側（ワーク５１側）には、押圧部材４２を切削することで、ワーク５１の被押圧面の形状の一部を反転させた形状と同一の形状の押圧面が成形される。

より詳細には、例えば、図４または図５に示されるように、同じ幅の枠が残るようにより小さい正方形を中抜きした板状の正方形に、所定の角度で同様の正方形を合わせて開いた屏風状としたワーク５１を支持する場合、ワーク５１の下向きの被支持面のうち、先端側（左側）の下向きに開いた枠の部分の内側（下側）の形状を反転させた形状（三角柱を横置きにした形状）に支持部材４１の支持面が成形される。また、例えば、この場合、ワーク５１の上向きの被押圧面のうち、先端側（左側）の下向きに開いた枠の部分の外側（上側）の形状を反転させた形状に押圧部材４２の押圧面が成形される。

そして、支持部材４１の支持面をワーク５１の下向きの被支持面に当接させることで、支持部材４１はワーク５１を支持する。例えば、図４または図５に示されるように、三角柱を横置きにした形状とされた支持面をワーク５１の先端側（左側）の下向きに開いた枠の部分の内側（下側）に当接させることで、支持部材４１はワーク５１を支持する。この場合、支持部材４１は、ワーク５１が変形しない力で支持面をワーク５１の被支持面に当接させることで、ワーク５１を支持する。

支持部材４１の支持面の形状が、ワーク５１の被支持面の形状を反転させたものと同一なので、ワーク５１を歪ませることなく、支持部材４１はワーク５１を支持することができる。

なお、支持部材４１は、支持面をワーク５１の被支持面に当接させることで、ワーク５１の変形によりワーク５１の位置に所望のオフセット（例えば、上方向のオフセット）が生じるようにワーク５１を支持するようにしてもよい。この場合、支持部材４１はワーク５１をより強固に支持することができ、支持部材４１とワーク５１との間にずれや隙間が生じにくくなる。

ワーク５１が支持部材４１によって支持されている状態で、ワーク５１の被押圧面が切削される。例えば、図４または図５に示されるように、ワーク５１が支持部材４１によって支持されている状態で、ワーク５１の上向きの面、すなわち、下向きの面に対向する面である被押圧面が切削される。

ワーク５１が支持部材４１によって支持されているので、ワーク５１が微小であっても、例えば、ミルなどのツールで被押圧面が削がれる力や押される力などにより、ワーク５１が歪むことがなく、また、ワーク５１が振動することがなくなり、より精度良く切削加工できる。

この場合、まず、押圧部材４２が用いられることなく、被押圧面の部分のうち、仮に押圧部材４２を用いたときに押圧面によって隠れてしまう部分が切削される。そして、その後、押圧部材４２が用いられる。すなわち、押圧部材４２が、ピン４３によって支持部材４１に装着され、押圧部材４２は、押圧面をワーク５１の被押圧面の一部（既に、切削により成形されている。）に当接させることで、ワーク５１を支持面に押圧する。

例えば、図４または図５に示されるように、Ｖ字型の溝状とされた押圧面をワーク５１の先端側（左側）の下向きに開いた枠の部分の外側（上側）に当接させることで、押圧部材４２は、ワーク５１を支持面に押圧する。

そして、ワーク５１が支持部材４１によって支持され、また、押圧部材４２によって押圧されている状態で、被押圧面の残りの部分が切削される。

押圧部材４２の押圧面の形状が、ワーク５１の被押圧面の形状を反転させたものと同一なので、ワーク５１を歪ませることなく、押圧部材４２はワーク５１を押圧することができる。

ワーク５１が支持部材４１によって支持されると共に、押圧部材４２がワーク５１を支持部材４１の支持面に押圧するので、ワーク５１を歪ませることなく、より強くワーク５１を保持することができる。従って、ワーク５１が微小であっても、例えば、ミルなどのツールで被押圧面が削がれる力や押される力などにより、ワーク５１が歪むことがなく、また、ワーク５１が振動してしまうことがなくなり、より精度良く切削加工できる。

さらに、ワーク５１が支持部材４１によって支持され、また、押圧部材４２によって押圧されている状態で、例えば、図４の点線Ｂに沿って、ワーク５１が母材３１から切り離される。

このとき、ワーク５１は、支持部材４１と押圧部材４２とに挟持されるので、ワーク５１が微小であっても、ワーク５１を紛失してしまうことが防止できる。

なお、支持面は、ワーク５１の被支持面の形状の全部を反転させた形状と同一の形状としてもよい。

さらに、図６に示されるように、支持部材４１の支持面に複数の突起を設けて、ワーク５１の被支持面の一部を複数の点で支持するように成形してもよい。このようにすることで、支持するときにワーク５１に生じる応力をより小さくすることができる。すなわち、支持部材４１は、被支持面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワーク５１の被支持面に当接させることで、ワーク５１を支持するようにしてもよい。なお、押圧部材４２の押圧面に複数の突起を設けて、ワーク５１の被押圧面の一部を複数の点で支持するように成形してもよい。すなわち、押圧部材４２は、被押圧面の形状の一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている押圧面を被押圧面の一部に当接させることで、ワーク５１を支持面に押圧するようにしてもよい。

このように、保持部材２１は、ワーク５１が削り出される母材３１を保持する。支持部材４１は、保持部材２１によって保持されている母材３１からワーク５１を切削するときであって、ワーク５１として形成されている被支持面に対向する被押圧面を切削するとき、被支持面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワーク５１の被支持面に当接させることで、ワーク５１を支持する。略直線上に保持部材２１と支持部材４１とが対向するように設けられている。

略直線上に支持部材４１と保持部材２１とが対向するように設けられているので、母材３１から微小なワーク５１を削り出す場合、保持部材２１または支持部材４１が、ミルなどのツールの動きを妨げることがなく、また、保持部材２１および支持部材４１を所定の軸を中心に角度位置を変更させることができるので、より自由な３次元的な形状からなるワーク５１であって、より微小なワーク５１をより精度良く切削加工することができる。また、略直線上に支持部材４１と保持部材２１とが対向するように設けられているので、支持部材４１がワーク５１を支持面で支持した状態で、保持部材２１および支持部材４１を所定の軸を中心に角度位置を変更させることが簡単にできる。

支持部材４１の支持面の形状が、ワーク５１の被支持面の形状を反転させたものと略同一なので、ワーク５１を歪ませることなく、支持部材４１はワーク５１を支持することができる。

押圧部材４２は、被押圧面の形状の一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている押圧面を被押圧面の一部に当接させることで、ワーク５１を支持面に押圧する。

角度位置決定部材２２および角度位置決定部材４４は、支持部材４１の支持面とワーク５１の被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向の所望の角度にワーク５１の姿勢を維持するように、保持部材２１および支持部材４１の角度位置を決定する。

従って、母材３１およびワーク５１の姿勢を所望の角度にすることができるので、より自由な３次元的な形状からなるワーク５１であって、より微小なワーク５１をより精度良く切削加工することができる。また、１つの切削加工装置において１回の取り付けで角度位置を変更できるので、複数回の取り付け、取り外しにより生じる位置決め誤差が生じることがなく、切削加工装置から生じる加工誤差の範囲内で切削加工ができるようになり、より微小なワーク５１をより精度良く切削することができる。

次に、図７を参照して、本発明の実施の形態の切削加工装置１０１を説明する。切削加工装置１０１は、所定の母材からワークを切削するマシニングセンタなどの切削加工装置である。

図７は、切削加工装置１０１の構成を示す斜視図である。切削加工装置１０１は、ベース１１１、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、ピン１４３、駆動軸１５１、および従動軸１５２を備える。保持部材１２１は、ワークが削り出される母材１３１を保持する。

ベース１１１、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、およびピン１４３は、それぞれ、金属で形成される。ベース１１１は、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、およびピン１４３を直接または間接に保持する基盤である。

ベース１１１には、ブロック１１２およびブロック１１３がそれぞれ固定される。ブロック１１２は、保持部材１２１を保持する。ブロック１１３は、支持部材１４１、押圧部材１４２、およびピン１４３を保持する。例えば、ブロック１１２およびブロック１１３は、それぞれの上側の面と下側の面の四隅をＺ軸方向に貫通し、ベース１１１の上側の面に設けられているねじ穴に螺合するボルトにより、ベース１１１に固定される。

ブロック１１２には、Ｘ軸方向に円筒状の穴が設けられ、その穴に保持部材１２１が挿入される。保持部材１２１の一端側は、ブロック１１２の穴の径と略同一の径の円筒形に形成されている。保持部材１２１の他端側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端で、母材１３１を保持する。ブロック１１２の穴の径と保持部材１２１の円筒部分の径とは、略同一とされているので、隙間や遊びが生じることなく、ブロック１１２の穴によって保持部材１２１が回動自在に支えられる。また、保持部材１２１の母材１３１を保持する側が円筒形の部分より細く成形されているので、保持部材１２１は、ブロック１１２の穴に挿抜自在に装着できる。

保持部材１２１は、ワークが削り出される母材１３１を保持する。例えば、母材１３１が保持部材１２１にネジ止めされ、これにより、保持部材１２１は、母材１３１を保持する。なお、母材１３１の保持部材１２１への固定方法は、挟み込み、接着、溶接その他の固定方法のいずれでもよい。

母材１３１は、例えば、金属、樹脂、若しくはセラミックスまたはこれらを含む複合素材など、切削加工できる素材からなる。母材１３１の保持部材１２１に保持される側とは反対側が、ワークとして削り出される。言い換えると、母材１３１の支持部材１４１側が、ワークとして削り出される。この場合、ワークの大きさは、例えば、１ｍｍ以下とされる。

また、ブロック１１３には、Ｘ軸方向に円筒状の穴が設けられ、その穴に支持部材１４１が挿入される。ここで、ブロック１１２およびブロック１１３がベース１１１に固定されている状態で、Ｚ軸およびＹ軸方向におけるブロック１１３の穴の中心位置は、Ｚ軸およびＹ軸方向におけるブロック１１２の穴の中心位置と同じとされる。また、ブロック１１２の円筒状の穴は、Ｘ軸方向に設けられ、ブロック１１３の円筒状の穴も、Ｘ軸方向に設けられているので、ブロック１１２の穴の中心軸およびブロック１１３の穴の中心軸は、Ｘ軸と一致する。

支持部材１４１の一端側は、ブロック１１３の穴の径と略同一の径の円筒形に形成されている。支持部材１４１の他端側は、すなわち、支持部材１４１の母材１３１側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端にはワークを支持するための支持面が成形される。支持部材１４１の支持面は、支持部材４１の支持面と同様に成形されるので、その詳細な説明は省略する。

ブロック１１３の穴の径と支持部材１４１の円筒部分の径とは、略同一とされているので、隙間や遊びが生じることなく、ブロック１１３の穴によって支持部材１４１が回動自在に支えられる。また、支持部材１４１の支持面が成形される側が円筒形の部分より細く成形されているので、支持部材１４１は、ブロック１１３の穴に挿抜自在に装着できる。

押圧部材１４２は、ピン１４３によって支持部材１４１に装着され、母材１３１に成形されているワークを支持部材１４１に押圧する。押圧部材１４２には、押圧面が成形され、ワークは、押圧部材１４２の押圧面によって支持部材１４１に押圧される。押圧部材１４２の押圧面は、押圧部材４２の押圧面と同様に成形されるので、その詳細な説明は省略する。

ピン１４３は、螺合または凹凸の係合などにより、支持部材１４１に装着される。例えば、ピン１４３と支持部材１４１との間にバネなどの弾性体を挟むことにより、所定の力で押圧部材１４２を附勢することができる。すなわち、この場合、押圧部材１４２は、所定の力でワークを支持部材１４１に押圧する。

支持部材１４１の中心軸は、保持部材１２１の中心軸と一致している。すなわち、支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸は、直線上に設けられている。なお、支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸は、概ね直線上に設けるようにすることができる。

このように、支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸が、概ね直線上に設けられ、保持部材１２１の支持部材１４１側が、ワークが削り出される母材１３１を保持し、支持部材１４１の母材１３１側には、ワークを支持する支持面が成形される。すなわち、略直線上に支持部材１４１と保持部材１２１とが対向するように設けられている。

駆動軸１５１は、ブロック１１２および保持部材１２１に結合され、ベース１１１、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、およびピン１４３の全体をＸ軸を中心に回動（回転）させるように駆動する。従動軸１５２は、ブロック１１３および支持部材１４１に結合され、駆動軸１５１の駆動に従動して回動（回転）するように、ベース１１１、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、およびピン１４３の全体をＸ軸を中心に回動（回転）自在に保持する。駆動軸１５１の回転軸（回動軸）および従動軸１５２の回転軸（回動軸）は、支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸と一致している。

すなわち、駆動軸１５１の回転軸および従動軸１５２の回転軸、並びに支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸は、直線上に設けられている。なお、駆動軸１５１の回転軸および従動軸１５２の回転軸、並びに支持部材１４１の中心軸および保持部材１２１の中心軸は、概ね直線上に設けるようにすることができる。

言い換えれば、駆動軸１５１および従動軸１５２は、略直線上に支持部材１４１と保持部材１２１とを対向させ、支持部材１４１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向（例えば、図７の矢印Ｃに示される回転方向）のワークの角度位置を決めるように、保持部材１２１または支持部材１４１を変位させる。

このように、保持部材１２１は、ワークが削り出される母材１３１を保持する。支持部材１４１は、保持部材１２１によって保持されている母材１３１からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている被支持面に対向する面を切削するとき、被支持面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの被支持面に当接させることで、ワークを支持する。駆動軸１５１および従動軸１５２は、略直線上に支持部材１４１と保持部材１２１とを対向させ、支持部材１４１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持部材１２１または支持部材１４１を変位させる。

略直線上に支持部材１４１と保持部材１２１とが対向するように設けられているので、母材１３１から微小なワークを削り出す場合、保持部材１２１または支持部材１４１が、ミルなどのツールの動きを妨げることがなく、また、保持部材１２１および支持部材１４１を所定の軸を中心に回転（回動）させることができるので、より自由な３次元的な形状からなる、より微小なワークをより精度良く切削加工することができる。

支持部材１４１の支持面の形状が、ワークの被支持面の形状を反転させたものと同一なので、ワークを歪ませることなく、支持部材１４１はワークを支持することができる。

ワークが支持部材１４１によって支持されているので、ワークが微小であっても、例えば、ミルなどのツールで被押圧面が削がれる力や押される力などにより、ワークが歪むことがなく、また、ワークが振動することがなくなり、より精度良く切削加工できる。

駆動軸１５１および従動軸１５２は、略直線上に支持部材１４１と保持部材１２１とを対向させ、支持部材１４１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持部材１２１または支持部材１４１を変位させるので、母材１３１およびワークの姿勢を所望の角度にすることができ、従って、より自由な３次元的な形状からなる、より微小なワークをより精度良く切削加工することができる。

なお、ベース１１１を図示せぬ台座に固定し、駆動軸１５１を、保持部材１２１に結合し、駆動軸１５１が、ブロック１１２の穴で回動自在に支えられている保持部材１２１をＸ軸を中心に回動（回転）させるように駆動し、従動軸１５２に代えて駆動軸を設け、その駆動軸を支持部材１４１に結合し、ブロック１１３の穴で回動自在に支えられている保持部材１２１をＸ軸を中心に回動（回転）させるように駆動するようにしてもよい。

次に、図８を参照して、本発明の実施の形態の切削加工装置２０１を説明する。切削加工装置２０１は、所定の母材からワークを切削するマシニングセンタなどの切削加工装置である。

図８は、切削加工装置２０１の構成を示す斜視図である。切削加工装置２０１は、保持部材２１１、支持部材２３１、押圧部材２３２、ホルダ２３３、駆動軸２４１、および駆動軸２４２を備える。保持部材２１１は、ワークが削り出される母材２２１を保持する。

保持部材２１１、支持部材２３１、および押圧部材２３２は、それぞれ、金属で形成される。

保持部材２１１の一端側は、円筒形に形成され、保持部材２１１の他端側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端で、母材２２１を保持する。保持部材２１１は、ワークが削り出される母材２２１を保持する。例えば、母材２２１が保持部材２１１にネジ止めされ、これにより、保持部材２１１は、母材２２１を保持する。なお、母材２２１の保持部材２１１への固定方法は、挟み込み、接着、溶接その他の固定方法のいずれでもよい。

母材２２１は、例えば、金属、樹脂、若しくはセラミックスまたはこれらを含む複合素材など、切削加工できる素材からなる。母材２２１の保持部材２１１に保持される側とは反対側が、ワークとして削り出される。言い換えると、母材２２１の支持部材２３１側が、ワークとして削り出される。この場合、ワークの大きさは、例えば、１ｍｍ以下とされる。

支持部材２３１の一端側は、円筒形に形成され、支持部材２３１の他端側、すなわち、支持部材２３１の母材２２１側は、円筒形の部分より細く成形され、その先端にはワークを支持するための支持面が成形される。支持部材２３１の支持面は、支持部材４１の支持面と同様に成形されるので、その詳細な説明は省略する。

押圧部材２３２は、ホルダ２３３によって支持部材２３１側に押圧されるように駆動され、これにより、母材２２１に成形されているワークを支持部材２３１に押圧する。押圧部材２３２には、押圧面が成形され、ワークは、押圧部材２３２の押圧面によって支持部材２３１に押圧される。押圧部材２３２の押圧面は、押圧部材４２の押圧面と同様に成形されるので、その詳細な説明は省略する。

ホルダ２３３は、ソレノイドなどにより、押圧部材２３２を支持部材２３１側に押圧するように駆動する。

駆動軸２４１は、保持部材２１１に結合され、保持部材２１１をＸ軸を中心に回動（回転）させ、また、Ｘ軸方向に移動させるように駆動する。駆動軸２４１の回転軸（回動軸）は、保持部材２１１の中心軸と一致している。駆動軸２４２は、支持部材２３１に結合され、支持部材２３１、押圧部材２３２、およびホルダ２３３をＸ軸を中心に回動（回転）させ、また、Ｘ軸方向に移動させるように駆動する。駆動軸２４２の回転軸（回動軸）は、支持部材２３１の中心軸と一致している。

保持部材２１１によって保持されている母材２２１からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている被支持面に対向する面を切削するとき、駆動軸２４１および駆動軸２４２は、支持部材２３１の支持面をワークの被支持面に当接させることで、支持部材２３１がワークを支持する位置に、保持部材２１１および支持部材２３１、押圧部材２３２、およびホルダ２３３を移動させる。

なお、駆動軸２４１の回転軸と保持部材２１１の中心軸とは、概ね直線上に設けるようにすることができ、また、駆動軸２４２の回転軸と支持部材２３１の中心軸とは、概ね直線上に設けるようにすることができる。

言い換えれば、駆動軸２４１および駆動軸２４２は、略直線上に支持部材２３１と保持部材２１１とを対向させ、支持部材２３１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向（例えば、図８の矢印Ｃに示される回転方向）のワークの角度位置を決めるように、保持部材２１１または支持部材２３１を変位させる。

このように、保持部材２１１は、ワークが削り出される母材２２１を保持する。支持部材２３１は、保持部材２１１によって保持されている母材２２１からワークを切削するときであって、ワークとして形成されている被支持面に対向する面を切削するとき、被支持面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面をワークの被支持面に当接させることで、ワークを支持する。駆動軸２４１および駆動軸２４２は、略直線上に支持部材２３１と保持部材２１１とを対向させ、支持部材２３１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持部材２１１または支持部材２３１を変位させる。

略直線上に支持部材２３１と保持部材２１１とが対向するように設けられているので、母材２２１から微小なワークを削り出す場合、保持部材２１１または支持部材２３１が、ミルなどのツールの動きを妨げることがなく、また、保持部材２１１および支持部材２３１を所定の軸を中心に回転（回動）させることができるので、より自由な３次元的な形状からなる、より微小なワークをより精度良く切削加工することができる。

支持部材２３１の支持面の形状が、ワークの被支持面の形状を反転させたものと同一なので、ワークを歪ませることなく、支持部材２３１はワークを支持することができる。

ワークが支持部材２３１によって支持されているので、ワークが微小であっても、例えば、ミルなどのツールで被押圧面が削がれる力や押される力などにより、ワークが歪むことがなく、また、ワークが振動することがなくなり、より精度良く切削加工できる。

駆動軸２４１および駆動軸２４２は、略直線上に支持部材２３１と保持部材２１１とを対向させ、支持部材２３１の支持面とワークの被支持面とを当接させた状態で、直線を中心とした回転方向のワークの角度位置を決めるように、保持部材２１１または支持部材２３１を変位させるので、母材２２１およびワークの姿勢を所望の角度にすることができ、従って、より自由な３次元的な形状からなる、より微小なワークをより精度良く切削加工することができる。

ベース１１、ブロック１２、ブロック１３、保持部材２１、角度位置決定部材２２、押さえ２３、支持部材４１、押圧部材４２、ピン４３、角度位置決定部材４４、押さえ４５、ベース１１１、ブロック１１２、ブロック１１３、保持部材１２１、支持部材１４１、押圧部材１４２、ピン１４３、保持部材２１１、支持部材２３１、および押圧部材２３２は、それぞれ、金属で形成されると説明したが、金属に限らず、樹脂、若しくはセラミックスまたはこれらを含む複合素材などから形成するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１取付具，１１ベース，１２ブロック，１３ブロック，２１保持部材，２２角度位置決定部材，２３押さえ，３１母材，４１支持部材，４２押圧部材，４３ピン，４４角度位置決定部材，４５押さえ，５１ワーク，１０１切削加工装置，１１１ベース，１１２ブロック，１１３ブロック，１２１保持部材，１３１母材，１４１支持部材，１４２押圧部材，１４３ピン，１５１駆動軸，１５２従動軸，２０１切削加工装置，２１１保持部材，２２１母材，２３１支持部材，２３２押圧部材，２３３ホルダ，２４１駆動軸，２４２駆動軸

Claims

ワークが削り出される母材を保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持されている前記母材から前記ワークを切削するときであって、前記ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、前記第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面を前記ワークの前記第１の面に当接させることで、前記ワークを支持する、略直線上に前記保持手段に対向するように設けられている支持手段と、
前記支持手段の前記支持面と前記ワークの前記第１の面とを当接させた状態で、前記直線を中心とした回転方向の所望の角度に前記ワークの姿勢を維持するように、前記保持手段および前記支持手段の角度位置を決定する決定手段と
を備える切削加工に用いられる取付具。
請求項１に記載の取付具において、
前記第２の面の形状の一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている押圧面を前記第２の面の一部に当接させることで、前記ワークを前記支持面に押圧する押圧手段をさらに備える切削加工に用いられる取付具。
請求項１に記載の取付具において、
前記支持手段は、前記ワークが変形しない力で前記支持面を前記ワークの前記第１の面に当接させることで、前記ワークを支持する
切削加工に用いられる取付具。
ワークが削り出される母材を保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持されている前記母材から前記ワークを切削するときであって、前記ワークとして形成されている第１の面に対向する第２の面を切削するとき、前記第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状に成形されている支持面を前記ワークの前記第１の面に当接させることで、前記ワークを支持する支持手段と、
略直線上に前記支持手段と前記保持手段とを対向させ、前記支持手段の前記支持面と前記ワークの前記第１の面とを当接させた状態で、前記直線を中心とした回転方向の前記ワークの角度位置を決めるように、前記保持手段および前記支持手段のそれぞれを変位させる駆動手段と
を備える切削加工装置。
切削することでワークの第１の面を成形し、
前記ワークを支持する支持部材を切削することで、前記第１の面の形状の全部または一部を反転させた形状と略同一の形状の支持面を前記支持部材に成形し、
前記支持面を前記ワークの前記第１の面に当接させることで、前記支持部材によって前記ワークを支持し、
略直線上に対向するように前記ワークに対して配置した前記支持部材によって前記ワークが支持されている状態で、前記直線を中心とした回転方向に変位させることで前記ワークおよび前記支持部材の角度位置を決めて、前記ワークの第２の面であって、前記第１の面に対向する第２の面を切削する
切削加工方法。