专利名称：工件保持虎钳的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件保持虎钳，其用于在例如使用电火花线切割机来加工工件时，一边保持工件一边调整其姿势，更详细地说，本发明涉及为了更准确地微调整所保持的工件的姿势而进行了改良的工件保持虎钳。
背景技术：
以往，在使用电火花线切割机来加工工件时，使用固定于工作台上的工件保持虎钳来保持工件同时调整其姿势(例如，参照日本国特许公开公报昭和58年第40228号、及日本国实用新案公告公报平成7年第13929号)。
若参照图11～图15来简要说明这样的工件保持虎钳的结构及功能，则工件保持虎钳1包括由螺栓固定在未图示的工作台上的固定板2、与该固定板2相距极小的间隙而相互平行地延伸，并且相对于固定板2被倾动自如地支承的基板3。
基板3包括配置于基板3一端侧的工件把持用的固定钳夹4、与该固定钳夹4对置且滑动自如地嵌合在基板3的滑动部3a上的可动钳夹5、可定位并固定在滑动部3a上的阴螺纹部件6、与该阴螺纹部件6螺合的螺纹杆7。
由此，在与保持的工件的尺寸一致地定位并固定阴螺纹部件6之后，将工件配置在固定钳夹4与可动钳夹5之间，可通过拧紧螺纹杆7来牢固地保持工件。
另外，在从基板3的上表面贯通的大径的插通孔3b以及贯穿设置于固定板2的小径的插通孔2a内插通有螺栓，通过使该螺栓螺合在工作台上，可将固定板2固定在工作台上。
另一方面，如图11及图12所示，用于支承基板3使其相对于固定板2倾动自如的倾动支承机构10，配置在固定钳夹4的附近。
该倾动支承机构10如图13及图14所示，包括从固定板2的下表面压入的螺母部件11；从上方插入贯通孔3c内并与螺母部件11螺合的螺栓部件12，所述贯通孔3c贯穿设置在基板3上；多个夹装于沉孔3d底面与螺栓部件12的头部12a之间的弹簧垫圈13，所述沉孔3d与插入孔3c同轴地凹设于基板3的上表面。
此外，螺母部件11的凸球面状的上表面11a、和与插入孔3c同轴地凹设于基板3的下表面的凹球面状的滑动面3e两者滑动自如地抵接。
由此，基板3由于弹簧垫圈13的向下弹性力而不会上浮，可相对于固定板2倾动。
另一方面，用于对基板3相对于固定板2绕X轴进行倾动的角度进行调整的绕X轴倾角调整机构20如图11及图12所示，相对于固定钳夹4而配置在比倾动支承机构10更沿Y轴方向远离的位置上。
该绕X轴倾角调整机构20如图13所示，具有从上方插入基板3上所贯穿设置的插入孔3f内并与贯穿设置于固定板2上的阴螺纹2b螺合的螺栓部件21、相对于该螺栓部件21，在X轴方向上对称地配置于固定板2与基板3之间的一对螺旋弹簧22、23。
此外，螺栓部件21的头部21a的下表面抵接在沉孔3g的底面上，所述沉孔3g与插入孔3f同轴地凹设于基板3的上表面。
由此，若松动螺栓部件21，则由于螺旋弹簧22、23的向上弹性力而使基板3相对于固定板2向上方移动，基板3在X轴圆周上沿顺时针方向倾动。
与之相对，若拧紧螺栓部件21，则克服螺旋弹簧22、23的向上弹性力而使基板3被向下方推动，基板3在X轴圆周上沿逆时针方向倾动。
即、通过调整绕X轴倾角调整机构20的螺栓部件21的拧紧量，可以微调整基板3相对于固定板2的绕X轴的倾动角度。
同样地，用于对基板3相对于固定板2绕Y轴进行倾动的角度进行调整的绕Y轴倾角调整机构30如图11及图12所示，配置在比倾动支承机构10更沿X轴方向远离的位置上。
该绕Y轴倾角调整机构30如图14所示，具有从上方插入基板3上所贯穿设置的插入孔3h内并与贯穿设置于固定板2上的阴螺纹2b螺合的螺栓部件31、相对于该螺栓部件31，在X轴方向上对称地配置于固定板2与基板3之间的一对螺旋弹簧32、33。
此外，螺栓部件31的头部31a的下表面抵接在沉孔3i的底面上，所述沉孔3i与插入孔3h同轴地凹设于基板3的上表面。
由此，若松动螺栓部件31，则由于螺旋弹簧32、33的向上弹性力而使基板3相对于固定板2向上方移动，基板3在Y轴圆周上沿逆时针方向倾动。
与之相对，若拧紧螺栓部件31，则克服螺旋弹簧32、33的向上弹性力而使基板3被向下方推动，基板3在Y轴圆周上沿顺时针方向倾动。
即、通过调整绕Y轴倾角调整机构30的螺栓部件31的拧紧量，可以微调整基板3相对于固定板2的绕Y轴的倾动角度。
进而，用于对基板3相对于固定板2绕Z轴进行倾动的角度进行调整的绕Z轴倾角调整机构40如图11及图12所示，配置从阴螺纹部件6向Y轴方向远离的位置上。
该绕Z轴倾角调整机构40如图15所示，具有插入到凹设于基板3的下表面的圆形孔3j内并围绕Z轴转动自如的中空圆柱状的保持器41；嵌合在该保持器41内并围绕Y轴转动自如的圆柱状的阴螺纹部件42；与该阴螺纹部件42螺合且沿Y轴方向延伸，其球状头部43a与凹设于固定板2的前表面的凹球面2c抵接的螺栓部件43；与该螺栓部件43同轴地收纳在固定板2的沉孔2d内的多个弹簧垫圈44。
由此，若拧紧螺栓部件43，则克服弹簧垫圈44的弹性力而使基板3向Y轴方向的前方移动，基板3在围绕Z轴的顺时针方向上倾动。
与之相对，若松动螺栓部件43，则通过弹簧垫圈44将基板3向Y轴方向的后方推动，基板3在围绕Z轴的逆时针方向上倾动。
即、通过调整绕Z轴倾角调整机构40的螺栓部件43的拧紧量，可以微调整基板3相对于固定板2的绕Z轴的倾动角度。
然而，上述的以往的工件保持虎钳1中的绕X轴倾角调整机构20是螺栓部件21的头部21a的下表面与基板3的沉孔3g的底面直接接触的结构。
由此，如图13(b)所示，若使基板3相对于固定板2倾动，则如图16放大所示，仅有螺栓部件21的头部21a的下表面的角部21b抵接在沉孔3g的底面上。
因此，若为了调整基板3相对于固定板2的围绕X轴的倾动角度而拧紧螺栓部件21，则由于作用在螺栓部件21的头部21a与沉孔3g的底面之间的摩擦力而产生基板3相对于固定板2的围绕Z轴的倾动，所以需要使用绕Z轴倾角调整机构40来再次调整围绕Z轴的倾动角度。
同样地，上述的以往的工件保持虎钳1中的绕Y轴倾角调整机构30是螺栓部件31的头部31a的下表面与基板3的沉孔3i的底面直接接触的结构。
由此，如图14(b)所示，若使基板3相对于固定板2倾动，则仅有螺栓部件31的头部31a的下表面的角部31b抵接在沉孔3i的底面上。
因此，若为了调整基板3相对于固定板2的围绕Y轴的倾动角度而拧紧螺栓部件31，则由于作用在螺栓部件31的头部31a与沉孔3i的底面之间的摩擦力而产生基板3相对于固定板2的围绕Z轴的倾动，所以需要使用绕Z轴倾角调整机构40来再次调整围绕Z轴的倾动角度。
发明内容
于是，本发明为解决上述现有技术中的问题而提出，其目的在于提供一种工件保持虎钳，其不会产生基板相对于固定板的围绕Z轴的倾动，可准确地微调整基板相对于固定板的围绕X轴、Y轴的倾动。
为了实现上述目的，本发明的第1方案的工件保持虎钳，是用于保持并固定线切割的工件的虎钳，备有固定在工作台上的固定板、配置成相对于前述固定板留有间隙地平行延伸的基板、对前述基板进行支承，使其相对于前述固定板围绕3个方向轴倾动自如的支承机构、对前述基板相对于前述固定板的倾角进行调整的倾角调整机构。
前述倾角调整机构包括施力机构，在从前述固定板远离的方向上对前述基板施力；螺纹部件，具有螺纹部，螺合在前述固定板上、卡合部，在拧入前述螺纹部时克服前述施力机构的弹性力来推动前述基板的卡合面，使得前述基板向前述固定板一侧移动、对置面，在前述卡合部中与前述卡合面对置地延伸；球面形成机构，在前述对置面及前述卡合面中的某一个面上，形成其中心位于前述螺纹部的轴线上的球面；多个滚动体，夹装于前述对置面及前述卡合面中的另一个面、和前述球面之间；滚动体保持机构，保持前述多个滚动体，使得前述多个滚动体位于围绕前述螺纹部的轴线延伸的圆上。
即、第1方案的工件保持虎钳在螺纹部件的对置面与基板的卡合面之间夹装了多个滚动体，所以在为了调整基板相对于固定板的倾角而旋转螺纹部件时，可以大幅地减少螺纹部件与基板之间所产生的摩擦。
此外，通过对形成于螺纹部件的对置面与基板的卡合面中的某一个面上的球面、和另一个面进行组合，可以使多个滚动体向由螺纹部件的对置面与基板的卡合面之间的相对角度所确定的预定位置移动，所以全部多个滚动体与球面及对置面或卡合面一直处于接触状态，不会像以往的工件保持虎钳的螺纹部件那样，仅有其对置面的一点与基板的卡合面抵接，螺纹部件推动基板并使其向固定板一侧移动的力被分散并传递到多个部位上。
由此，即使为了围绕与固定板的上表面平行地延伸的轴线(X轴、Y轴)调整基板相对于固定板的倾角而拧紧螺纹部件，也可防止由于螺纹部件与基板之间产生的摩擦力而使得基板围绕Z轴转动，所述Z轴是指相对于固定板的上表面垂直地延伸的轴线，由此可极准确地微调整基板相对于固定板的倾角。
此外，本发明的第2方案的工件保持虎钳特征在于，在第1方案的工件保持虎钳中，前述球面形成在前述螺纹部件的对置面上，前述滚动体保持机构是滚动槽形成部件，具有在位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时与前述轴线同轴地在圆周方向上延伸的滚动槽，并且在前述卡合面上，相对于前述螺纹部的轴线可在半径方向上移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，且前述滚动体在前述球面上及前述滚动槽上滚动。
即、在第2方案的工件保持虎钳中，若基板相对于固定板倾斜，则被与形成于螺纹部件的对置面上的球面匹配的滚动体所导引，呈环状地延伸的滚动槽形成部件在基板的卡合面上移动，所以全部滚动体一直与球面及滚动槽接触。
此外，本发明的第3方案的工件保持虎钳特征在于，在第1方案的工件保持虎钳中，前述球面形成在前述螺纹部件的对置面上，前述滚动体保持机构是滚动体保持部件，在位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时，在与前述轴线同轴且垂直地沿圆周方向延伸的一个圆上，在圆周方向上等间隔地保持前述多个滚动体，并且相对于前述螺纹部的轴线可在半径方向上移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，且前述滚动体在前述球面上及前述卡合面上滚动。
即、在第3方案的工件保持虎钳中，将第1方案的工件保持虎钳中的滚动槽形成部件替换成了滚动体保持部件。
由此，若基板相对于固定板倾斜，则被与形成于螺纹部件的对置面上的球面匹配的滚动体所导引，呈环状地延伸的滚动槽形成部件相对于螺纹部件的轴线而沿半径方向移动，所以全部滚动体一直与球面及卡合面接触。
此外，本发明的第4方案的工件保持虎钳特征在于，在第1方案的工件保持虎钳中，前述球面形成在球面形成部件上，该球面形成部件在前述卡合面上滑动且可相对于前述螺纹部的轴线沿半径方向移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，前述滚动体保持机构是滚动槽，相对于前述螺纹部的轴线同轴且垂直地在圆周方向上延伸，且凹设在前述对置面上，且，前述滚动体在前述球面及前述滚动槽上滚动。
即、在第4方案的工件保持虎钳中，若基板相对于固定板倾斜，与凹设于螺纹部件的对置面的滚动槽中所保持的滚动体相匹配的、呈环状地延伸的球面形成部件在基板的卡合面上移动，所以全部滚动体一直与球面及滚动槽接触。
此外，本发明的第5方案的工件保持虎钳特征在于，在第1方案的工件保持虎钳中，前述球面形成在球面形成部件上，该球面形成部件在前述卡合面上滑动且可相对于前述螺纹部的轴线沿半径方向移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，前述滚动体保持机构是滚动体保持部件，在位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时，在与前述轴线同轴且垂直地沿圆周方向延伸的一个圆上，在圆周方向上等间隔地保持前述多个滚动体，并且外嵌在前述螺纹部上而不能在半径方向上移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，且前述滚动体在前述球面上及前述对置面上滚动。
即、在第5方案的工件保持虎钳中，将第4方案的工件保持虎钳中的凹设于螺纹部件的对置面上的滚动槽替换成了滚动体保持部件。
由此，若基板相对于固定板倾斜，则与外嵌于螺纹部件的螺纹部且不能沿半径方向移动的呈环状地延伸的滚动体保持部件中所保持的滚动体相匹配的、呈环状地延伸的球面形成部件在基板的卡合面上移动，所以全部滚动体一直与球面及滚动槽接触。
在本发明的第6方案的工件保持虎钳中，将前述球面作成朝向螺纹部件的螺纹部凸出的凸球面。
在本发明的第7方案的工件保持虎钳中，将前述球面作成朝向螺纹部件的螺纹部凹入的凹球面。
另外，优选地，多个滚动体作成具有相等外径的球体。
进而，也可以兼用滚动体保持部件使在滚动槽上滚动的滚动体沿圆周方向等间隔地排列。
图1是表示第1实施方式的工件保持虎钳的主要部分剖视立体图。
图2是沿着图1中的A-断开线的侧剖视图。
图3是沿着图1中的B-断开线的主剖视图。
图4是放大地表示图1中所示的倾角调整机构的纵剖视图。
图5是放大地表示第2实施方式的倾角调整机构的纵剖视图。
图6是放大地表示第3实施方式的倾角调整机构的纵剖视图。
图7是放大地表示第4实施方式的倾角调整机构的纵剖视图。
图8是放大地表示第5实施方式的倾角调整机构的纵剖视图。
图9是放大地表示第6实施方式的倾角调整机构的纵剖视图。
图10是表示第7实施方式的工件保持虎钳的侧剖视图。
图11是表示以往的工件保持虎钳的立体图。
图12是表示图11所示的工件保持虎钳的俯视图。
图13是沿着图12中的C-断开线的侧剖视图。
图14是沿着图12中的D-断开线的主剖视图。
图15是沿着图12中的E-断开线的侧剖视图。
图16是表示以往的倾角调整机构的纵剖视图。
具体实施例方式
以下，参照图1～图10，对本发明的工件保持虎钳的各实施方式详细地进行说明。
另外，在以下的说明中，对于同一部分使用同一标记来省略重复的说明，并且X轴方向是指与固定板的上表面平行、可动钳夹滑动的方向，Y轴方向是指与固定板的上表面平行且与X轴垂直的方向，Z轴方向是指与固定板的上表面垂直的方向。
第1实施方式首先，参照图1～图4，对第1实施方式的工件保持虎钳详细地进行说明。
图1所示的第1实施方式的工件保持虎钳100与图11所示的以往的工件保持虎钳1同样地，包括由螺栓固定在未图示的工作台上的固定板2、与该固定板2相距极小的间隙而相互平行地延伸，并且相对于固定板2被倾动自如地支承的基板3。
基板3包括配置于基板3一端侧的工件把持用的固定钳夹4、与该固定钳夹4对置且滑动自如地嵌合在基板3的滑动部3a上的可动钳夹5、可定位并固定在滑动部3a上的阴螺纹部件6、与该阴螺纹部件6螺合的螺纹杆7。
由此，在与保持的工件的尺寸一致地定位并固定阴螺纹部件6之后，将工件配置在固定钳夹4与可动钳夹5之间，可通过拧紧螺纹杆7来牢固地保持工件。
如图1所示，用于相对于固定板2倾动自如地支承基板3的倾动支承机构10，配置在固定钳夹4的附近。
该倾动支承机构10如图2及图3所示，包括从固定板2的下表面压入的螺母部件11；从上方插入贯通孔3c内并与螺母部件11螺合的螺栓部件12，所述贯通孔3c贯穿设置在基板3上；多个夹装于沉孔3d底面与螺栓部件12的头部12a之间的弹簧垫圈13，所述沉孔3d与插入孔3c同轴地凹设于基板3的上表面。
此外，螺母部件11的凸球面状的上表面11a、和与插入孔3c同轴地凹设于基板3的下表面的凹球面状的滑动面3e两者滑动自如地球面嵌合。
由此，基板3由于弹簧垫圈13的向下弹性力而不会上浮，可相对于固定板2倾动。
另一方面，用于对基板3相对于固定板2绕X轴进行倾动的角度进行调整的绕X轴倾角调整机构50X如图1所示，相对于固定钳夹4而配置在比倾动支承机构10更沿Y轴方向远离的位置上。
同样地，用于对基板3相对于固定板2绕Y轴进行倾动的角度进行调整的绕Y轴倾角调整机构50Y如图11所示，配置在比倾动支承机构10更沿X轴方向远离的位置上。
另外，这些绕X轴倾角调整机构50X及绕Y轴倾角调整机构50Y的构造相同，所以在以下的说明中不在附图标记中添加X及Y来进行说明。
图2～图4所示的倾角调整机构50与技术方案2相对应，具有在从固定板2远离的方向上对基板3施力的一对螺旋弹簧(施力机构)54、55。
倾角调整机构50具有螺纹部件51，该螺纹部件51包括螺纹部51a，螺合在固定板2上；卡合部51b，在拧入该螺纹部51a时克服一对螺旋弹簧54、55的弹性力地推动基板3的卡合面3k来使基板3向固定板2一侧移动；对置面51c，在该卡合部51b中与卡合面3k对置。
此外，在螺纹部件51的对置面51c上凹设有球面51d，其中心C位于螺纹部51a的轴线C1上，半径为R，在螺纹部51a一侧凹入。
倾角调整机构50具有滚动槽形成部件52，其与螺纹部51a的轴线C1在同轴地位于卡合面3k上时，具有与轴线C1同轴且垂直地在圆周方向上延伸的滚动槽52a，并且可在卡合面3k上，相对于螺纹部51a的轴线在半径方向上移动，围绕轴线C1呈环状地延伸。
此外，倾角调整机构50具有合计12个的钢制球体(滚动体)53，其夹装在凹球面51d与滚动槽52a之间。另外，这些球体53相互非常接近，在沿圆周方向延伸的滚动槽52a上，在圆周方向上几乎等间隔地排列。
进而，在螺纹部件51的螺纹部51a上外嵌有簧环56，使得在从固定板2上取下螺纹部件51时，呈环状地延伸的滚动槽形成部件52及球体53不会从螺纹部件51脱落。
若使上述螺纹部件51旋转，将其螺纹部51a拧入到固定板2的阴螺纹2b中，则钢制球体53在凹球面51d及滚动槽52a上滚动，同时其卡合部51b将基板3向固定板2一侧推动，所以可以使基板3例如围绕X轴逆时针地倾动。
与之相对，若使螺纹部件51旋转来松动其螺纹部51a，则基板3由于一对螺旋弹簧54、55的弹性力而从固定板2离开，所以可以使基板3例如围绕X轴顺时针地倾动。
此时，如图4(b)所示，若基板3相对于固定板2倾斜，则利用与凹设于螺纹部件51的对置面51c的凹球面51d相匹配的球体53，由呈环状地延伸的滚动槽形成部件52被球体53导引，从而在基板3的卡合面3k上移动。
若要更加详细地说明，则呈环状地延伸的滚动槽形成部件52的轴线与直线S1同轴，所述直线S1相对于卡合面3k垂直地延伸，且穿过凹球面51d的中心C。
由此，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体53也会一直与凹球面51d及滚动槽52a保持接触。
即、在本第1实施方式的工件保持虎钳100中，在为了调整基板3相对于固定板2的倾角而使螺纹部件51旋转时，因为全部球体53一直在凹球面51d及滚动槽52a上滚动，所以可以大幅地减少在螺纹部件51与基板3之间产生的摩擦。
此外，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体53也会一直与凹球面51d及滚动槽52a保持接触，所以不会像以往的工件保持虎钳1中的螺纹部件21那样，仅有其对置面21a的一点21b与基板3的卡合面3k抵接，螺纹部件51推动基板3并使其向固定板2一侧移动的力被分散并传递到多个部位。
因此，即使为了调整基板3相对于固定板2的围绕X轴或Y轴的倾角而拧紧螺纹部件51，也可防止由于在螺纹部件51与基板3之间产生的摩擦力而使基板3围绕Z轴转动，可以极准确地微调整基板3相对于固定板2的倾角。
第2实施方式接着，参照图5，对与技术方案3对应的第2实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构进行详细的说明。
本第2实施方式的倾角调整机构60是将上述第1实施方式的倾角调整机构50中的滚动槽形成部件52置换成了滚动体保持部件63。
若具体地加以说明，则该倾角调整机构60具有螺纹部61a，螺合在固定板2上；卡合部61b，在拧入该螺纹部61a时克服未图示的一对螺旋弹簧的弹性力地推动基板3的卡合面3k来使基板3向固定板2一侧移动；对置面61c，在该卡合部61b中与卡合面3k对置。
此外，在螺纹部件61的对置面61c上凹设有球面61d，其中心C位于螺纹部61a的轴线C1上，半径为R，在螺纹部61a一侧凹入。
此外，合计12个的钢制球体62夹装在螺纹部件61的凹球面61d与基板3的卡合面3k之间。这些球体62保持在合成树脂制成且呈环状延伸的滚动体保持部件63的各腔内，在圆周方向上等间隔地排列。
另外，该滚动体保持部件63的内径比螺纹部件61的螺纹部(轴部)61a的外径要大，可相对于螺纹部61a的轴线C1在半径方向上移动。
由此，如图5(a)所示，在基板3相对于固定板2平行地延伸时，保持在呈环状延伸的滚动体保持部件63上的球体62，在相对于螺纹部61a的轴线C1垂直地延伸的平面上，处于相对于轴线C1同轴的一个圆上。
与之相对，如图5(b)所示，若基板3相对于固定板2倾斜，则呈环状地延伸的滚动体保持部件63被与螺纹部件61的凹球面61d相匹配的球体62所导引，在基板3的卡合面3k上，可相对于螺纹部61a的轴线C1在半径方向上移动。
若要更加详细地说明，则呈环状地延伸的滚动体保持部件63的轴线与直线S1同轴，所述直线S1相对于卡合面3k垂直地延伸，且穿过凹球面61d的中心C。
由此，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体62也会一直与凹球面61d及卡合面3k保持接触。
即、在本第2实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构60中，在为了调整基板3相对于固定板2的倾角而使螺纹部件61旋转时，因为全部球体62在凹球面51d及卡合面3k上滚动，所以可以大幅地减少在螺纹部件61与基板3之间产生的摩擦。
此外，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体53也会持续与凹球面61d及卡合面3k保持接触，所以不会像以往的工件保持虎钳1中的螺纹部件21那样，仅有其对置面21a的一点21b与基板3的卡合面3k抵接，螺纹部件61推动基板3并使其向固定板2一侧移动的力被分散并传递到多个部位。
因此，即使为了调整基板3相对于固定板2的围绕X轴或Y轴的倾角而拧紧螺纹部件61，也可防止由于在螺纹部件61与基板3之间产生的摩擦力而使基板3围绕Z轴转动，可以极准确地微调整基板3相对于固定板2的倾角。
进而，在本第2实施方式的倾角调整机构60中，因为省去了前述滚动槽形成部件52，所以可以缩小从基板3的卡合面3k到螺纹部件61的卡合部61b的上表面的尺寸。
此外，因为全部球体62通过滚动体保持部件63而被保持，所以即使从固定板2上取下螺纹部件61，球体62也不会脱落而散乱。
第3实施方式接着，参照图6，对与技术方案4对应的第3实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构进行详细的说明。
图6所示的倾角调整机构70中的螺纹部件71具有螺纹部71a，螺合在固定板2上；卡合部71b，在拧入该螺纹部71a时克服未图示的一对螺旋弹簧的弹性力地推动基板3的卡合面3k来使基板3向固定板2一侧移动；对置面71c，在该卡合部71b中与卡合面3k对置。
在螺纹部件71的对置面71c上凹设有滚动槽71d，其相对于螺纹部71a的轴线C1同轴且垂直地沿圆周方向延伸。
此外，该倾角调整机构70具有球面形成部件72，其配置在基板3的卡合面3k上，围绕螺纹部件71的螺纹部71a而呈环状地延伸。
在该球面形成部件72形成有凸球面72a，其在位于与螺纹部71a的轴线C1同轴的位置时，中心C位于螺纹部71a的轴线C1上，半径为R，与螺纹部件71的对置面71c相对置。
此外，在螺纹部件71的滚动槽71d与球面形成部件72的凸球面72a之间夹装有合计12个的钢制的球体73。
进而，在螺纹部件71的螺纹部71a上外嵌有簧环74，使得在从固定板2上取下螺纹部件71时，呈环状地延伸的球面形成部件72及球体73不会从螺纹部件71脱落。
由此，如图6(a)所示，在基板3相对于固定板2平行地延伸时，呈环状地延伸的球面形成部件72与螺纹部71a的轴线C1同轴，全部球体73与滚动槽71d及凸球面72a相接触。
与之相对，如图6(b)所示，若基板3相对于固定板2倾斜，则由于凸球面72a与保持于滚动槽71d中的球体73相匹配，呈环状地延伸的球面形成部件72在基板3的卡合面3k上相对于螺纹部71a的轴线C1而沿半径方向移动，所以全部球体73与滚动槽71d及凸球面72a持续接触。
即、在本第3实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构70中，在为了调整基板3相对于固定板2的倾角而使螺纹部件71旋转时，因为全部球体73在凸球面72a及滚动槽71d上滚动，所以可以大幅地减少在螺纹部件71与基板3之间产生的摩擦。
此外，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体73也会与凸球面72a及滚动槽71d持续接触，所以不会像以往的工件保持虎钳1中的螺纹部件21那样，仅有其对置面21a的一点21b与基板3的卡合面3k抵接，螺纹部件71推动基板3并使其向固定板2一侧移动的力被分散并传递到多个部位。
因此，即使为了调整基板3相对于固定板2的围绕X轴或Y轴的倾角而拧紧螺纹部件71，也可防止由于在螺纹部件71与基板3之间产生的摩擦力而使基板3围绕Z轴转动，可以极准确地微调整基板3相对于固定板2的倾角。
第4实施方式接着，参照图7，对与技术方案5对应的第4实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构进行详细的说明。
本第4实施方式的倾角调整机构80是将上述第3实施方式的倾角调整机构70中的滚动槽71d置换成了滚动体保持部件84。
若具体地加以说明，则图7所示的倾角调整机构80的螺纹部件81具有螺纹部81a，螺合在固定板2上；卡合部81b，在拧入该螺纹部81a时克服未图示的一对螺旋弹簧的弹性力地推动基板3的卡合面3k来使基板3向固定板2一侧移动；对置面81c，在该卡合部81b中与卡合面3k对置且相对于螺纹部81a的轴线垂直地延伸。
此外，该倾角调整机构80具有球面形成部件82，其配置在基板3的卡合面3k上，围绕螺纹部件81的螺纹部81a而呈环状地延伸。
在该球面形成部件82上形成有凸球面82a，其在位于与螺纹部81a的轴线C1同轴的位置时，中心C位于螺纹部81a的轴线C1上，半径为R，与螺纹部件81的对置面81c相对置。
此外，在螺纹部件81的对置面81c与球面形成部件82的凸球面82a之间夹装有合计12个的钢制的球体83。
这些球体83保持在合成树脂制成且呈环状延伸的滚动体保持部件84的各腔内，在圆周方向上等间隔地排列。
另外，该环状地延伸的滚动体保持部件84外嵌在螺纹部件81的螺纹部81a或轴部分上，不能相对于螺纹部81a的轴线C1在半径方向上移动。
由此，如图7(a)所示，在基板3相对于固定板2平行地延伸时，呈环状地延伸的球面形成部件82与轴线C1同轴，全部球体83与螺纹部件81的对置面81c及凸球面82a相接触。
与之相对，如图7(b)所示，若基板3相对于固定板2倾斜，则由于凸球面82a与保持于滚动体保持部件84中的球体83相匹配，呈环状地延伸的球面形成部件82在基板3的卡合面3k上相对于螺纹部81a的轴线C1而沿半径方向移动，所以全部球体83与对置面81c及凸球面82a持续接触。
即、在本第4实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构80中，在为了调整基板3相对于固定板2的倾角而使螺纹部件81旋转时，因为全部球体83在凸球面82a及对置面81c上滚动，所以可以大幅地减少在螺纹部件81与基板3之间产生的摩擦。
此外，即使基板3相对于固定板2倾斜，全部球体83也会持续地与对置面81c及凸球面82a保持接触，所以不会像以往的工件保持虎钳1中的螺纹部件21那样，仅有对置面21a的一点21b与基板3的卡合面3k抵接，螺纹部件81推动基板3并使其向固定板2一侧移动的力被分散并传递到多个部位。
因此，即使为了调整基板3相对于固定板2的围绕X轴或Y轴的倾角而拧紧螺纹部件81，也可防止由于在螺纹部件81与基板3之间产生的摩擦力而使基板3围绕Z轴转动，可以极准确地微调整基板3相对于固定板2的倾角。
第5实施方式接着，参照图8，对第5实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构90进行说明。
该倾角调整机构90将前述第1实施方式的倾角调整机构50中的螺纹部件51置换成螺纹部件91。
若具体地加以说明，则螺纹部件91具有螺纹部91a，螺合在固定板2上；卡合部91b，在拧入该螺纹部91a时克服未图示的一对螺旋弹簧的弹性力地推动基板3的卡合面3k来使基板3向固定板2一侧移动；对置面91c，在该卡合部91b中与卡合面3k对置且相对于螺纹部91a的轴线垂直地延伸。
在螺纹部件91的对置面91c上凸设有凸球面91d，其中心C位于螺纹部91a的轴线C1上，半径为R，在螺纹部91a一侧凸出。
由此，该倾角调整机构90也与前述第1实施方式的倾角调整机构50完全同样地工作。
第6实施方式接着，参照图9，对第6实施方式的工件保持虎钳的倾角调整机构110进行说明。
该倾角调整机构110是将前述第3实施方式的倾角调整机构70中的球面形成部件72置换成球面形成部件111。
若具体地说明，则该球面形成部件111具有球面形成部件72，该球面形成部件72配置在基板3的卡合面3k上，且围绕螺纹部71a的轴线C1呈环状地延伸。
在该球面形成部件111上形成有凹球面111a，其在位于与螺纹部71a的轴线C1同轴的位置时，中心C位于螺纹部71a的轴线C1上，半径为R，与螺纹部件71的对置面71c相对置。
由此，该倾角调整机构110也与前述第3实施方式的倾角调整机构70完全同样地工作。
第7实施方式接着，参照图10，对第7实施方式的工件保持虎钳进行说明。
对图10所示的第7实施方式的工件保持虎钳120、125进行了设计，使得在围绕Y轴调整所保持的工件W的倾角时，在工件W上产生的Y轴方向移动量为最小。
若具体地加以说明，则在如图10(a)所示的工件保持虎钳120中，在基板3位于与固定板平行的基准位置时，中心Q1与中心Q2都存在于与Y轴平行地延伸的基准线H上，其中，所述中心Q1是绕X轴倾角调整机构50X中的螺纹部件51的半径R1的凹球面51d的中心，所述中心Q2是倾动支承机构10中的螺母部件11的半径R2的凸球面11a的中心。
因此，在调整基板3围绕Y轴的倾角时，因为基板3围绕与Y轴平行地延伸的基准线H倾动，基板3上所保持的工件W在Y轴方向上的移动为零，所以可以极为准确地进行工件W的倾角调整。
进而，在图10(b)所示的工件保持虎钳125中，倾动支承机构15也进行了变更。
若具体地加以说明，则该倾动支承机构15具有从固定板2的下表面压入的螺母部件121；从上方插入贯通孔3c内并与螺母部件121螺合的螺栓部件12，所述贯通孔3c贯穿设置在基板3上；多个夹装于沉孔3d底面与螺栓部件12的头部12a之间的弹簧垫圈13，所述沉孔3d与插入孔3c同轴地凹设于基板3的上表面。
由此，螺母部件121的凸球面状的上表面121a、和与插入孔3c同轴地凹设于基板3的下表面的凹球面状的滑动面3e两者滑动自如地抵接，基板3由于弹簧垫圈13的向下弹性力而不会上浮，可相对于固定板2倾动。
此外，螺母部件121的半径R3的凸球面121a的中心Q3存在于与Y轴平行地延伸的基准线H上。
进而，绕X轴倾角调整机构60X中的螺纹部件61的半径R4的凹球面61d的中心Q4也存在于上述的基准线H上，且半径R4的值与上述螺母部件121的凸球面121a的半径R3相等。
由此，螺纹部件61的凹球面61d的顶点61e与螺母部件121的凸球面121a的顶点121b，两者到基准线H的距离相等。
因此，在调整基板3围绕Y轴的倾角时，因为基板3围绕与Y轴平行地延伸的基准线H倾动，基板3上所保持的工件W在Y轴方向上的移动为零，所以可以极为准确地进行工件W的倾角调整。
以上，虽然对本发明的工件保持虎钳的各实施方式进行了详细的说明，但是本发明不限于上述的实施方式，当然可以进行种种变更。
例如，在上述各实施方式中，使用球体来作为滚动体，但是当然也可以使用滚针或锥形辊来作为滚动体。
权利要求
1.一种工件保持虎钳，是用于保持并固定工件的虎钳，备有固定在工作台上的固定板、配置成相对于前述固定板留有间隙地平行延伸的基板、对前述基板进行支承，使其相对于前述固定板围绕3个轴倾动自如的支承机构、对前述基板相对于前述固定板的倾角进行调整的倾角调整机构，前述倾角调整机构包括施力机构，在从前述固定板远离的方向上对前述基板施力；螺纹部件，具有螺纹部，螺合在前述固定板上、卡合部，在拧入前述螺纹部时克服前述施力机构的弹性力来推动前述基板的卡合面，使得前述基板向前述固定板一侧移动、对置面，在前述卡合部中与前述卡合面对置地延伸；球面形成机构，在前述对置面及前述卡合面中的某一个面上，形成其中心位于前述螺纹部的轴线上的球面；多个滚动体，夹装于前述对置面及前述卡合面中的另一个面、和前述球面之间；滚动体保持机构，保持前述多个滚动体，使得前述多个滚动体位于围绕前述螺纹部的轴线延伸的圆上。
2.如权利要求1所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面形成在前述螺纹部件的对置面上，前述滚动体保持机构是滚动槽形成部件，具有位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时、与前述轴线同轴地在圆周方向上延伸的滚动槽，并且在前述卡合面上，相对于前述螺纹部的轴线可在半径方向上移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，且前述滚动体在前述球面上及前述滚动槽上滚动。
3.如权利要求1所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面形成在前述螺纹部件的对置面上，前述滚动体保持机构是滚动体保持部件，在位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时，在与前述轴线同轴且垂直地沿圆周方向延伸的一个圆上，在圆周方向上等间隔地保持前述多个滚动体，并且相对于前述螺纹部的轴线可在半径方向上移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，且，前述滚动体在前述球面上及前述卡合面上滚动。
4.如权利要求1所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面形成在球面形成部件上，该球面形成部件可在前述卡合面上滑动且可相对于前述螺纹部的轴线沿半径方向移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，前述滚动体保持机构是滚动槽，相对于前述螺纹部的轴线同轴且垂直地在圆周方向上延伸，且凹设在前述对置面上，且，前述滚动体在前述球面及前述滚动槽上滚动。
5.如权利要求1所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面形成在球面形成部件上，该球面形成部件在前述卡合面上滑动且可相对于前述螺纹部的轴线沿半径方向移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，前述滚动体保持机构是滚动体保持部件，在位于与前述螺纹部的轴线同轴的位置上时，在与前述轴线同轴地沿圆周方向延伸的一个圆上，在圆周方向上等间隔地保持前述多个滚动体，并且外嵌在前述螺纹部上而不能沿半径方向移动，围绕前述轴线呈环状地延伸，前述对置面相对于前述螺纹部的轴线垂直地延伸，且前述滚动体在前述球面上及前述对置面上滚动。
6.如权利要求1～5的任一项所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面是朝向前述螺纹部凸出的凸球面。
7.如权利要求1～5的任一项所述的工件保持虎钳，其特征在于，前述球面是朝向前述螺纹部凹入的凹球面。
全文摘要
本发明涉及一种可准确地微调整为了进行线切割而保持的工件的倾角的工件保持虎钳。本发明的工件保持虎钳将多个滚动体(53)夹装在倾角调整机构(50)的螺纹部件(51)的凹球面(51d)与基板(3)的卡合面(3k)之间，所以在为了调整基板(3)相对于固定板(2)的倾角而使螺纹部件(51)旋转时，可以大幅减少在螺纹部件(51)与基板(3)之间产生的摩擦。此外，通过对凹球面(51d)与可沿半径方向移动的环状的滚动槽形成部件(52)进行组合，使得全部多个滚动体(53)一直与凹球面及滚动槽(52a)接触，所以螺纹部件(51)推动基板(3)并使其向固定板(2)一侧移动的力被分散并传递给多个部位。
文档编号B23H7/02GK1647896SQ20051000616
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月31日 优先权日2004年1月30日
发明者筱田武智, 佐佐木甫, 山崎正典 申请人:日本自动机械股份有限公司