JP5781381B2 - 固定治具 - Google Patents

Description

本発明は、固定治具に関し、さらに詳細には、加工機において被加工物を固定する固定治具に関する。

従来より、金、プラチナ、真鍮、アルミニウム、ステンレス鋼などの比較的塑性変形しやすい被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、所望の画像を形成する打刻機が知られている。

こうした打刻機においては、被加工物を固定治具などにより固定し、針状に形成された打刻棒の先端部を被加工物の表面に打ち付け、当該表面上に点状の打刻痕を複数形成するものである。

ここで、上記したような打刻機について、図１を参照しながら、より詳細に説明することとする。

図１には、打刻機の一部を破断した概略構成説明図が示されている。

この図１に示す打刻機１００は、固定系のベース部材１０２と、ベース部材１０２の後方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された後方部材（図示せず。）と後端部において接続されるとともに、ベース部材１０２の左方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された側方部材１０４Ｌと、後方部材（図示せず。）と後端部において接続されるとともに、ベース部材１０２の右方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された側方部材１０４Ｒと、後方部材（図示せず。）および側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒの上端部において、ベース部材１０２と対向して配設される上方部材１２２とを有して構成されている。さらに、側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒの近傍においてＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向に延設されたガイドレール１０６ａ、１０６ｂに摺動自在に配設された昇降部材１０８と、昇降部材１０８の下方側においてＹ軸方向に延設されたガイドレール１１０ａ、１１０ｂに摺動自在に配設されたスライド部材１１２と、スライド部材１１２の前方側においてＸ軸方向に延設されたガイドレール１１４ａ、１１４ｂに摺動自在に配設されたキャリッジ１１６と、キャリッジ１１６に配設された打刻ヘッド１１８と、ベース部材１０２の上面１０２ａにおいて被加工物２００を固定的に保持する固定治具１２０とを有して構成されている。

なお、昇降部材１０８、スライド部材１１２およびキャリッジ１１６の移動や打刻ヘッド１１８による被加工物への打刻といった動作を含む全体の動作については、マイクロコンピューター（図示せず。）によって制御されている。

上方部材１２２は、下面においてマイクロコンピューター（図示せず。）によりその駆動が制御されるステッピングモーター１２４が配設されており、このステッピングモーター１２４に、ネジ溝が形成されたネジ軸がＺ軸方向に沿って延長する形状のＺ軸方向送りネジ１２６が接続されている。

このＺ軸方向送りネジ１２６は、ステッピングモーター１２４の駆動によりそのネジ軸がＺ軸方向周りに回転される。

昇降部材１０８は、略中央部においてＺ軸方向送りネジ１２６が貫通しており、Ｚ軸方向送りネジ１２６が貫通する貫通部において送りナット１０８ａが設けられ、当該送りナット１０８ａにＺ軸方向送りネジ１２６がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１２４の駆動によってＺ軸方向送りネジ１２６が回転し、昇降部材１０８がＺ軸方向において上方側および下方側に移動することが可能となる。

また、昇降部材１０８は、後端部１０８ｂにおいてマイクロコンピューター（図示せず。）によりその駆動が制御されるステッピングモーター１２８が配設されており、このステッピングモーター１２８に、ネジ溝を形成されたネジ軸がＹ軸方向に沿って延長するＹ軸方向送りネジ１３０が接続されている。

このＹ軸方向送りネジ１３０は、ステッピングモーター１２８の駆動によりそのネジ軸がＹ軸方向周りに回転される。

スライド部材１１２は、上方側後方においてＹ軸方向送りネジ１３０が貫通しており、Ｙ軸方向送りネジ１３０が貫通する貫通部において送りナット１１２ａが設けられ、当該送りナット１１２ａにＹ軸方向送りネジ１３０がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１２８の駆動によってＹ軸方向送りネジ１３０が回転し、スライド部材１１２がＹ軸方向において前方側および後方側に移動することが可能となる。

さらに、スライド部材１１２は、右方側前方においてマイクロコンピューター（図示せず。）によりその駆動が制御されるステッピングモーター１３２が配設されており、このステッピングモーター１３２にネジ溝が形成されたネジ軸がＸ軸方向に沿って延長する形状のＸ軸方向送りネジ１３４が接続されている。

このＸ軸方向送りネジ１３４は、ステッピングモーター１３２の駆動によりそのネジ軸がＸ軸方向周りに回転される。

キャリッジ１１６は、側面においてＸ軸方向送りネジ１３４が貫通しており、Ｘ軸方向送りネジ１３４が貫通する貫通部において送りナット（図示せず。）が設けられ、当該送りナットにＸ軸方向送りネジ１３４がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１３２の駆動によってＸ軸方向送りネジ１３４が回転し、キャリッジ１１６がＸ軸方向において右方側および左方側に移動することが可能となる。

従って、キャリッジ１１６は、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により駆動するステッピングモーター１２４、１２８、１３２によって３次元方向で移動することが可能となる。

また、打刻ヘッド１１８は、加工工具１３６およびホルダー１３８により構成されており、ホルダー１３８に被加工物の表面に所定の深さの打刻痕を形成するための加工工具１３６を着脱可能な構成となっており、加工工具１３６をＺ軸方向で振動させるものである。

具体的には、打刻ヘッド１１８は、ホルダー１３８内にソレノイド（図示せず。）およびスプリング（図示せず。）を備えている。

ソレノイド（図示せず。）は、電気エネルギーを直線運動に変換する筒状の電磁機能部品であり、当該筒内に配置される加工工具１３６を通電によって下方側に押し出すものである。そして、このソレノイド（図示せず。）は、マイクロコンピューター（図示せず。）によりその駆動が制御されている。

また、スプリング（図示せず。）は、ソレノイド（図示せず。）の下方に配置され当該ソレノイドの下端部から押し出される加工工具１３６を上方に向かって押し返す。

即ち、打刻ヘッド１１８は、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御によるソレノイド（図示せず。）への通電によって、加工工具１３６を下方に向かって突出させるとともに、当該ソレノイドへの通電の解除およびスプリング（図示せず。）の付勢力によって加工工具１３６を上方に向かって退避させるものである。

なお、加工工具１３６は、被加工物より硬い材料、例えば、超合金や人工ダイヤモンドによって構成されている。

また、打刻ヘッド１１８の上方側前面において、固定治具１２０に固定された被加工物の表面に対して投光して、加工工具１３６による複数の打刻痕により形成される画像の中心位置を表示する光学センサ１５０が設けられている。

また、固定治具１２０は、ベース部材１０２の前方側において着脱可能に配設されており、基台部１４０の上面１４０ａにＸ軸方向に延設され、互いに平行に設けられた板状部材１４２ａ、１４２ｂが設けられている（図２を参照する。）。

そして、この板状部材１４２ａ、１４２ｂは、基台部１４０上にＹ軸方向に延設さられた溝１４４上において、それぞれＸ軸方向に平行な状態でＹ軸方向に移動可能な構成となっている。

また、板状部材１４２ａには、この溝１４４上の任意の位置において板状部材１４２ａを固定することができる固定機構１４６が設けられており、同様に、板状部材１４２ｂにも、この溝１４４上の任意の位置において板状部材１４２ｂを固定することができる固定機構（図示せず。）が設けられている。

こうした固定治具１２０において、被加工物２００を固定する場合には、まず、板状部材１４２ａを基台部１４０に形成された溝１４４の最も前方側に位置させるとともに、板状部材１４２ｂを当該溝１４４の最も後方側に位置させる。

次に、板状部材１４２ａ、１４２ｂの間に被加工物２００を載置し、その後、板状部材１４２ａを後方側に移動させるとともに、板状部材１４２ｂを前方側に移動させて被加工物２００を板状部材１４２ａ、１４２ｂにより挟持した状態とする。

その後、被加工物２００を挟持した状態の板状部材１４２ａ、１４２ｂをそれぞれ固定機構により固定することで、固定治具１２０により被加工物２００を固定するようにする。

こうした構成により、打刻機１００によって被加工物２００の表面に所定の画像を形成するには、被印刷物２００を固定治具１２０により固定する。その後、マイクロコンピューターの制御により、打刻ヘッド１１８を、打刻ヘッド１１８により被加工物２００の表面に打刻する際の打刻位置に移動させる。そして、被加工物２００の表面において画像を形成しようとする領域の中心位置に光学センサから照射された光が位置するように、固定治具１２０に固定されている被加工物２００の固定位置を微調整する。

被加工物２００を固定治具１２０により固定した後に、作業者により画像作成の指示がなされると、マイクロコンピューターの制御により、予め入力された画像情報に基づいて、打刻ヘッド１１８によって被加工物２００の表面に対して複数の打刻を行い所望の画像を作成することとなる。

このように、打刻機１００における固定治具１２０では、Ｘ軸方向に延設された板部材１４２ａ、１４２ｂとにより、単に、挟持するような構成のため、例えば、被加工物２００が直方体形状であれば、被加工物２００と板部材１４２ａ、１４２ｂとが、それぞれ互いに接する面が平行となり固定治具１２０により当該被加工物２００を確実に固定することができる。つまり、この場合には、板部材１４２ａ、１４２ｂと被加工物２００とが当接する面が大きいため固定治具１２０により当該被加工物２００を確実に固定することができる。

しかしながら、例えば、被加工物２００が円錐形状であれば、被加工物２００と板部材１４２ａ、１４２ｂとが、それぞれ互いに接する面が平行にならないため、固定治具１２０により当該被加工物２００を確実に固定することができなかった。つまり、この場合には、板部材１４２ａ、１４２ｂと被加工物２００とが当接する面が小さいため固定治具１２０により当該被加工物２００を確実に固定することが困難となっていた。

これにより、打刻機１００において画像形成が可能な被加工物２００の形状が限定されてしまい、打刻機１００においては、限られた形状の被加工物２００にしか画像形成することができないものであった。

このため、より多種類の形状の被加工物を確実に固定することが可能な固定治具の提案が望まれていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多様な種類の形状の多様な被加工物を確実に固定することが可能な固定治具を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、３次元方向で加工ヘッドを移動して、被加工物に対して所定の加工を行う加工機に備えられ、上記被加工物を固定する固定治具において、加工機に固定される基台部材と、上記基台部材において、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向に移動する移動部材と、上記移動部材において、Ｙ軸方向に移動する板状部材と、上記板状部材のＹ軸方向の移動量を調整する第１の調整部材と、上記板状部材において、Ｘ軸方向に移動するスライド部材と、上記スライド部材のＸ軸方向の移動量を調整する第２の調整部材と、上記スライド部材において、Ｚ軸方向に移動自在に配設されるとともに、Ｚ軸方向に移動して、先端部分が上記基台部材に当接することで、上記移動部材、上記板状部材および上記スライド部材を固定する固定部材と、上記スライド部材において着脱自在に配設され、上記被加工物が載置される台部材と、上記スライド部材において、Ｘ軸周りに回動可能であり、巻きバネによりＸ軸周りの所定の方向に常に付勢される回動部材と、上記回動部材において、Ｙ軸周りに回動可能であるとともにＹ軸方向に延設され、上記巻きバネによる上記回動部材への付勢力によって、上記台部材に載置された上記被加工物を上記台部材に向かって押圧する押圧部材とを有し、上記押圧部材には開口部が形成され、上記被加工物は、上記押圧部材により押圧された際に該開口部内に加工面が位置するように上記台部材に載置されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記台部材における上記被加工物が載置される面には溝が形成されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記台部材は、同形状の複数の金属板より構成された多層構造であるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記複数の金属板においては、上記被加工物が載置される面に溝が形成されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記台部材上にシリコーンゴムが配設されるとともに、上記押圧部材における上記被加工物と当接する領域において樹脂部材が配設されるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、多様な種類の形状の多様な被加工物を確実に固定することができるという優れた効果を奏する。

図１は、打刻機の一部を破断した状態を示す概略構成斜視説明図である。 図２は、従来の技術による固定治具を示す概略構成斜視説明図である。 図３は、本発明における固定治具の概略構成斜視図である。 図４は、本発明における固定治具の概略構成正面図である。 図５は、本発明における固定治具の概略構成背面図である。 図６は、本発明における固定治具の概略構成平面図である。 図７は、本発明における固定治具の概略構成右側面図である。 図８は、本発明における固定治具の概略構成左側面図である。 図９は、本発明における固定治具の概略構成斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による固定治具の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

ここで、図３には、本発明による固定治具の概略構成斜視図が示されている。また、図４には、図３に示す固定治具の概略構成正面図が示されている。また、図５には、図３に示す固定治具の概略構成背面図が示されている。また、図６には、図３に示す固定治具の概略構成平面図が示されている。また、図７には、図３に示す固定治具の概略構成右側面図が示されている。また、図８には、図３に示す固定治具の概略構成左側面図が示されている。

この図３に示す固定治具１０は、固定系の基台部材１２と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な移動機構１４と、移動機構１４上に配設されてＸ軸方向に摺動可能に配設されたスライド部材１６と、スライド部材１６上に配設され、上面１８ａにシリコーンゴムなどにより成型されるシート材２２を介して被加工物２００が載置される台部材１８と、スライド部材１６上に配設され、台部材１８に載置された被加工物２００を上方側から押圧する押圧部材２０とを有して構成されている。

より詳細には、移動機構１４は、基台部材１２の前方側と後方側とにおいてＸ軸方向に延設されたガイドレール２４ａ、２４ｂに摺動自在にスライダー２６ａ、２６ｂが設けられており、Ｙ軸方向に延設されるとともに、スライダー２６ａとスライダー２６ｂとを接続するガイドレール２８ａ、２８ｂにスライダー３２ａ、３２ｂを介して摺動自在に板状部材３０が配設されている。

これにより、移動機構１４においては、板状部材３０をＸＹ平面上において移動することが可能となる。

この板状部材３０は、板状部材３０の左方側において突部３０ａが形成されており、この突部３０ａの端部３０ａａにおいて下方側に屈曲した屈曲面３０ａｂを形成している。

板状部材３０はスライダー３２ａ、３２ｂの上方側に設けられており、スライダー３２ａ、３２ｂがそれぞれ摺動自在に配設されるガイドレール２８ａ、２８ｂの間にはＹ軸方向調整ネジ４０が回動可能に設けられいる。このＹ軸方向調整ネジ４０は、作業者により頭部４０ａを回転すことにより、板状部材３０をＹ軸方向に所定の範囲で動かすことができるようになされている。

また、移動機構１４においては、ガイドレール２４ａ、２４ｂおよびガイドレール２８ａ、２８ｂ上を移動する板状部材３０をＸＹ平面上における所定の位置に固定する固定部材３４が、板状部材３０に設けられている。

この固定部材３４は、ネジ溝を形成されたネジ軸３４ｃがＺ軸方向に沿って延長されており、このネジ軸３４ｃが板状部材３０を貫通して配設されている。そして、板状部材３０においては、固定部材３４が貫通する貫通部においてナット３６が設けられており、このナット３６に固定部材３４のネジ軸３４ｃがネジ結合している。

また、固定部材３４のネジ軸３４ｃの上端部には摘み部材３４ａが設けられており、下端部には、弾性部材３４ｂが設けられている。

これにより、作業者が摘み部材３４ａを回動することにより、固定部材３４が上方側または下方側に移動することとなり、固定部材３４が下方側に移動した場合には、弾性部材３４ｂが基台部材１２を押圧することで、固定部材３４により板状部材３０が固定される。一方、固定部材３４が上方側に移動した場合には、弾性部材３４の基台部材１２への押圧状態が解除されることとなり、固定部材３４による板状部材３０の固定状態が解除されることになる。

また、スライド部材１６は、略矩形形状の板状の部材であって、左方側において突部１６ｂが形成されており、この突部１６ｂの端部１６ｂａにおいて下方側に屈曲した屈曲面１６ｂｂを形成している。

スライド部材１６には、長孔１６−１、１６−２が設けられており、スライド部材１６は、長孔１６−１、１６−２から挿入されたネジ３６、３８により、板状部材３０上に配設されている。

また、スライド部材１６は、屈曲面１６ｂｂにＸ軸方向調整ネジ４２が回動可能に設けられており、このＸ軸方向調整ネジ４２には、ネジ溝が形成されたネジ軸４２ｂがＸ軸方向に延長されている。そして、Ｘ軸方向調整ネジ４２は、作業者により頭部４２ａを回転することによりネジ軸がＸ軸方向周り回転する。

板状部材３０の突部３０ａに形成された屈曲面３０ａｂには、Ｘ軸方向調整ネジ４２が貫通しており、屈曲面３０ａｂでは、Ｘ軸方向調整ネジ４２が貫通する貫通部においてＸ軸方向調整ネジ４２がネジ結合している。

これにより、作業者によって頭部４２ａを回転することでＸ軸方向調整ネジ４２が回転し、Ｘ軸方向調整ネジ４２が設けられたスライド部材１６が板状部材３０上をＸ軸方向において所定の範囲で左方側および右方側に移動することが可能となる。

なお、上記した所定の範囲は、長孔１６−１、１６−２の長軸の長さＬ２（図６を参照する。）により決定されるものであり、この長孔１６−１、１６−２の長軸の長さＬ２は、Ｘ軸方向調整ネジ４２のネジ軸４２ｂの長さＬ１（図５を参照する。）より短く設計されている。

また、スライド部材１６の上面には、一対の凹部（図示せず。）が形成されており、当該凹部に後述する台部材１８の下面（つまり、金属板１８−３の下面である。）に形成された一対の凸部（図示せず。）が嵌合してスライド部材１６上に台部材１８が載置されることとなる。

台部材１８は、３枚の金属板１８−１、１８−２、１８−３よりなる３層構造となっており、下方側から順に金属板１８−３、金属板１８−２、金属板１８−１で重なっている。

金属板１８−１は、金属板１８−１の長手方向、つまり、Ｘ軸方向において左方側から所定の間隔で３本の溝１８−１ａ、１８−１ｂ、１８−１ｃが形成されている。また、金属板１８−１の幅方向、つまり、Ｙ軸方向においては、等間隔に３本の溝１８−１ｄ、１８−１ｅ、１８−１ｆが形成されている。

Ｙ軸方向に延長して形成された溝１８−１ａ、１８−１ｂ、１８−１ｃは、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されており、Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−１ｄ、１８−１ｅ、１８−１ｆのうち、溝１８−１ｄ、１８−１ｆについては、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されている。Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−１ｅについては、金属板１８−１の幅方向の略中心位置に形成されており、溝１８−１ｄ、１８−１ｆより大きい幅、大きい深さで形成されている。

さらに、金属板１８−１には、上面において、所定の間隔で一対の凹部１８−１ｇ、１８−１ｈが形成されており、上面と対向する下面において当該凹部１８−１ｇ、１８−１ｈと対向する位置に一対の凸部（図示せず。）が形成されている。また、凹部１８−１ｇ、１８−１ｈの間には、孔部１８−１ｉが形成されている。

また、金属板１８−２は、１８−１と同じ形状に形成されており、金属板１８−２の長手方向、つまり、Ｘ軸方向において左方側から所定の間隔で３本の溝１８−２ａ、１８−２ｂ、１８−２ｃが形成されている。また、金属板１８−２の幅方向、つまり、Ｙ軸方向においては、等間隔に３本の溝１８−２ｄ、１８−２ｅ、１８−２ｆが形成されている。

Ｙ軸方向に延長して形成された溝１８−２ａ、１８−２ｂ、１８−２ｃは、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されており、Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−２ｄ、１８−２ｅ、１８−２ｆのうち、溝１８−２ｄ、１８−２ｆについては、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されている。Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−２ｅについては、金属板１８−２の幅方向の略中心位置に形成されており、溝１８−２ｄ、１８−２ｆより大きい幅、大きい深さで形成されている。

さらに、金属板１８−２には、上面において、所定の間隔で一対の凹部１８−２ｇ、１８−２ｈが形成されており、上面にと対向する下面において当該凹部１８−２ｇ、１８−２ｈと対向する位置に一対の凸部（図示せず。）が形成されている。また、凹部１８−２ｇ、１８−２ｈの間には、孔部１８−２ｉが形成されている。

また、金属板１８−３は、１８−１、１８−２と同じ形状に形成されており、金属板１８−３の長手方向、つまり、Ｘ軸方向において左方側から所定の間隔で３本の溝１８−３ａ、１８−３ｂ、１８−３ｃが形成されている。また、金属板１８−３の幅方向、つまり、Ｙ軸方向においては、等間隔に３本の溝１８−３ｄ、１８−３ｅ、１８−３ｆが形成されている。

Ｙ軸方向に延長して形成された溝１８−３ａ、１８−３ｂ、１８−３ｃは、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されており、Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−３ｄ、１８−３ｅ、１８−３ｆのうち、溝１８−３ｄ、１８−３ｆについては、それぞれ同じ幅、同じ深さで形成されている。Ｘ軸方向に延長して形成された溝１８−３ｅについては、金属板１８−３の幅方向の略中心位置に形成されており、溝１８−３ｄ、１８−３ｆより大きい幅、大きい深さで形成されている。

さらに、金属板１８−３には、上面において、所定の間隔で一対の凹部１８−３ｇ、１８−３ｈが形成されており、上面にと対向する下面において当該凹部１８−３ｇ、１８−３ｈと対向する位置に一対の凸部（図示せず。）が形成されている。また、凹部１８−３ｇ、１８−３ｈの間には、孔部１８−３ｉが形成されている。

そして、同じ形状に成形される金属板１８−１、１８−２、１８−３は、金属板１８−２の下面に形成された一対の凸部（図示せず。）を金属板１８−３の凹部１８−３ｇ、１８−３ｈに嵌合させて金属板１８−３の上面に金属板１８−２を載置する。さらに、金属板１８−１の下面に形成された一対の凸部（図示せず。）を金属板１８−２の凹部１８−２ｇ、１８−２ｈに嵌合させて金属板１８−２の上面に金属板１８−１を載置する。

こうして、金属板１８−１、１８−２、１８−３を重ねて３層構造として台部材１８を構成し、この台部材１８をスライド部材１６上に載置するものであるが、このとき、金属板１８−３の下面に形成された一対の凸部（図示せず。）がスライド部材１６に形成された一対の凹部（図示せず。）に嵌合してスライド部１６上に台部材１８が載置されることとなる。このとき、各金属板の孔部１８−１ｉ、１８−２ｉ、１８−３ｉは連通した状態となる。

なお、金属板１８−１の上面に形成された凹部１８−１ｇ、１８−１ｈと、下面に形成された凸部（図示せず。）とは、金属板１８−１の略中心部から左方側に形成されており、金属板１８−２、１８−３も同様の形状となっている。

このため、台部材１８をスライド部材１６上に載置すると、スライド部材１６に対して台部材１８が右方側に突出した状態となって載置されることとなる。

また、台部材１８の上面１８ａ（つまり、金属板１８−１の上面である。）には、シリコーンゴムなどの樹脂材料により形成されたシート材２２が載置されている。

押圧部材２０は、ヒンジ５０に回動可能に配設された押圧板５２が当該ヒンジ５０を介してスライド部材１６上に配設されている。

押圧板５２は、端面が略Ｌ字形状の金属板であり、ヒンジ５０に接続される接続部５２−１と、接続部５２−１と直交して形成され、ヒンジ５０における巻きバネ５４（後述する。）による付勢力により被加工物２００を押圧する押圧部５２−２とにより構成されている。

また、押圧部５２−２には、開口部５２−２ａが形成されており、押圧部５２−２の下面において、台部材１８の上面（つまり、金属板１８−１の上面のことである。）に形成された溝１８−１ｅの上方側に位置する部分には樹脂部材５２−２ｂ、５２−２ｃが配設されている。

なお、この開口部５２−２ａにおいては、作業者が上方側から見た際に、台部材１８の前方側端部および後方側端部が確認可能な程度に開口している。

また、押圧部５２−２の前方側には、摘み部５２−２ｄが設けられており、作業者が巻きバネ５４（後述する。）により付勢力に抗して摘み部５２−２ｄを摘んで押圧板５２を上方側に持ち上げて、押圧部材２０と台部材１８のとの間に空間を作るようにする。

ヒンジ５０は、一方の板部材５０−１がスライド部材１６上において固定的に配設され、他方の板部材５０−２において板状部材５６を介して押圧板５２が配設されている。

即ち、ヒンジ５０の一方の板部材５０−１がネジ６０、６２によりスライド部材１６上に固定的に配設される。

また、ヒンジ５０の他方の板部材５０−２には、他方の板部材５０−２をスライド部材１６に対して垂直な状態としたときの前面において板状部材５６を当接した状態で、板状部材５６を他方の板部材５０−２における当該前面と対向する後面側からネジ６４、６６により固定的に配設されている。

さらに、板状部材５６において、ヒンジ５０の他方の板部材５０−２と接した面と対向する面に押圧板５２における接続部５２−１を当接した状態で、接続部５２−１における板状部材５６と当接した面と対向する面側からネジ６８により、ネジ６８を中心として回動可能に配設されている。

このとき、ネジ６４、６６のネジ軸６４ａ、６６ａは、それぞれ板状部材５６を貫通して、押圧板５２における接続部５２−１に設けられた長孔５２−１ａ、５２−１ｂも貫通している。また、ネジ６８のネジ軸６８ａは、板状部材５６を貫通してヒンジ５０の他方の板部材５０−２に到達することなく、板状部材５６にのみ達している（図６を参照する。）。

こうして、押圧板５２は、ネジ６８のネジ軸６８ｃを中心として回動可能に配設される。つまり、押圧板５２は、換言するとＹ軸周りに回動可能に配設されていることとなる。

そして、その回動範囲は、長孔５２−１ａ、５２−１ｂの長軸の長さＬ３に依存しており、この回動範囲で矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に回動可能となっている（図９を参照する。）。

また、ヒンジ５０は、回転軸５０−３において巻きバネ５４が配設されており、ヒンジ５０の一方の板部材５０−１がスライド部材１６の固定的に配設された状態で、この巻きバネ５４により他方の板部材５０−２は、矢印Ｃ方向に付勢されており、これにより、押圧板５２の押圧部５２−２が下方側に付勢されることとなる。

つまり、ヒンジ５０は、Ｘ軸方周りに回動可能であって、ヒンジの他方の板部材５０−２に設けられた押圧板５２が巻きバネ５４により矢印Ｃ方向に常に付勢されるものである。

以上の構成による固定治具１０を打刻機１００に設置し、当該打刻機１００により被加工物２００に所定の画像を打刻する際の、固定治具１０に被加工物２００を固定する作業について説明する。

まず、固定治具１０において、作業者が摘み部５２−２ｄを摘んで、巻きバネ５４による付勢力に抗して押圧板５２を上方側に持ち上げて、押圧部材２０と台部材１８との間に空間を作り、その空間に加工面を上方側に向け、当該加工面が押圧部材２０の押圧部５２−２に形成された開口部５２−２ａ内に位置するようにして被加工物２００を載置する。

このとき、被加工物２００の中心軸が溝１８−１ｅ上に位置するように載置することにより、押圧部材２０における押圧板５２に設けられた樹脂部材５２−２ｂ、５２−２ｃを介して被加工物２００が台部材１８に押しつけられる。また、台部材１８上には、シート材２２が設けられているため、被加工物２００は、樹脂部材５２−２ｂ、５２−２ｃとシート材２２とを介して押圧部材２０と台部材１８とにより挟持された状態となる。これにより、被加工物２００が押圧部材２０および台部材１８により傷つくことを防止することができる。

また、このとき、被加工物２００が、例えば、円錐形状などの場合には、被加工物２００の形状に応じて、押圧部材２０の押圧板５２が矢印Ａ方向あるいは矢印Ｂ方向に回転することとなり、これにより、樹脂部材５２−２ｂ、５２−２ｃによって被加工物２００を台部材１８に押しつけることができる。これにより、従来の技術による固定治具１２０に比べて、円錐形状などの被加工物２００をより確実に固定することができることとなる。

さらに、被加工物２００が上下方向に大きい場合には、当該被加工物２００の上下方向の大きさに応じて台部材１８を構成する金属板１８−１、１８−２、１８−３の枚数を減らすようにする。

つまり、被加工物２００の上下方向の大きさに応じて、台部材１８を金属板１８−２、１８−３の２層または金属板１８−３の１層とし、台部材１８の厚さを調整する。

そして、調整した台部材１８の上面にシート材２２を載置して、シート材２２を介して台部材１８に被加工物２００を載置するものであるが、このとき、金属板１８−１、１８−２、１８−３はそれぞれ同様の構成であるため、金属板１８−２、１８−３の上面には、金属板１８−１と同様の溝が形成されているため、被加工物２００の載置位置を容易に決定することができる。

さらに、被加工物２００が円筒形状の場合には、シート材２２を取り外し金属板１８−１（または、金属板１８−２、１８−３）に形成された溝１８−１ｅ（または、溝１８−２ｅ、１８−３ｅ）に当該被加工物２００を載置することにより、安定して当該被加工物２００を押圧部材２０と台部材１８とにより挟持することができ、確実に固定治具１０により固定することができることとなる。

このようにして、押圧部材２０と台部材１８とにより挟持された状態の被加工物２００は、光学センサ１５０からの光が投影された位置に被加工物２００の加工面における画像が形成される打刻領域の中心位置の近傍に位置するように、移動機構１４によりＸＹ平面上を移動し、所定の位置において固定部材３４により固定する。

その後、光学センサ１５０からの光が投影された位置に基づいて、Ｘ軸方向調整ネジ４２およびＹ軸方向調整ネジ４０によりＸ軸方向およびＹ軸方向における微調整を行って、被加工物２００の加工面における画像が形成される打刻領域の中心位置に光学センサ１５０からの光が投影されるようにする。

このようにして固定治具１０により固定された被加工物２００においては、例えば、被加工物２００がＸ軸方向に長尺であって、２カ所に打刻画像を形成する場合には、１カ所目を開口部５２−２ａに位置するようにし、２カ所目を台部材１８上のスライド部材１６から突出している領域に位置させることにより、固定治具１０による位置調整を行わずに、打刻機１００の打刻ヘッド１１８の移動だけで画像形成を行うことができるようになる。

こうして、固定治具１０に被加工物２００を確実に固定した後に、所定の処理により打刻機１００を作動して被加工物２００に所望の画像を形成するものである。

これにより、打刻機１００においては、固定治具１０を使用して被加工物２００を固定することにより、固定治具１２０を使用して被加工物２００を固定する場合と比較して、より多くの種類の形状の被加工物に対して、打刻画像を形成することができるようになる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（３）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、台部材１８を金属板１８−１、１８−２、１８−３の３層で構成するようにし、被加工物２００の上下方向の大きさに応じて、台部材１８を１層〜３層の間で調整するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、台部材１８を１層または２層で構成するようにしてもよいし、４層以上で構成するようにしてもよい。

より多層で台部材１８を形成することにより、被加工物２００の上下方向の大きさにより細かく対応することができるようになる。

（２）上記した実施の形態においては、固定治具１０を打刻機１００に配設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、３次元方向に移動する加工ヘッドを備えた切削機に配設するようにしてもよい。
（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、被加工物に対して打刻や切削などの処理を行う装置において利用することができる。

１０、１２０ 固定治具、１４ 移動機構、１８ 台部材、２０ 押圧部材、２２ シート材、５０ ヒンジ、５２ 押圧板、５４ 巻きバネ、１００ 打刻機

Claims (5)

1. ３次元方向で加工ヘッドを移動して、被加工物に対して所定の加工を行う加工機に備えられ、前記被加工物を固定する固定治具において、
   加工機に固定される基台部材と、
   前記基台部材において、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向に移動する移動部材と、
   前記移動部材において、Ｙ軸方向に移動する板状部材と、
   前記板状部材のＹ軸方向の移動量を調整する第１の調整部材と、
   前記板状部材において、Ｘ軸方向に移動するスライド部材と、
   前記スライド部材のＸ軸方向の移動量を調整する第２の調整部材と、
   前記スライド部材において、Ｚ軸方向に移動自在に配設されるとともに、Ｚ軸方向に移動して、先端部分が前記基台部材に当接することで、前記移動部材、前記板状部材および前記スライド部材を固定する固定部材と、
   前記スライド部材において着脱自在に配設され、前記被加工物が載置される台部材と、
   前記スライド部材において、Ｘ軸周りに回動可能であり、巻きバネによりＸ軸周りの所定の方向に常に付勢される回動部材と、
   前記回動部材において、Ｙ軸周りに回動可能であるとともにＹ軸方向に延設され、前記巻きバネによる前記回動部材への付勢力によって、前記台部材に載置された前記被加工物を前記台部材に向かって押圧する押圧部材と
   を有し、
   前記押圧部材には開口部が形成され、前記被加工物は、前記押圧部材により押圧された際に該開口部内に加工面が位置するように前記台部材に載置される
   ことを特徴とする固定治具。
2. 請求項１に記載の固定治具において、
   前記台部材における前記被加工物が載置される面には溝が形成される
   ことを特徴とする固定治具。
3. 請求項１に記載の固定治具において、
   前記台部材は、同形状の複数の金属板より構成された多層構造である
   ことを特徴とする固定治具。
4. 請求項３に記載の固定治具において、
   前記複数の金属板においては、前記被加工物が載置される面に溝が形成される
   ことを特徴とする固定治具。
5. 請求項１、２、３または４に記載の固定治具において、
   前記台部材上にシリコーンゴムが配設されるとともに、前記押圧部材における前記被加工物と当接する領域において樹脂部材が配設される
   ことを特徴とする固定治具。