(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークの円筒穴に密着させる係合部材の拡径量を大きくすることができる位置決め装置を提供すること、ワークに下方向きの力を作用させることなく位置決めできる位置決め装置を提供する。【解決手段】ワークＷの円筒穴Haを挿入軸部材57の鉛直な軸心と直交する第１方向へ位置決め可能で且つ前記軸心および第１方向と直交する第２方向への移動を許す位置決め装置5は、上端側部分が本体部材の上端から上方へ突出する挿入軸部材57と、挿入軸部材57を昇降駆動可能な油圧シリンダ61と、挿入軸部材57の第１方向の両側に配設される１対の係合部材58と、挿入軸部材57を油圧シリンダ61で１対の係合部材58に対して下方移動させることで１対の係合部材58を径拡大側へ移動させるテーパ係合機構59と、１対の係合部材58下降不能に支持すると共に第１方向に移動不能に且つ前記第２方向に移動可能に保持する可動保持機構60とを備えている。【選択図】図１０
2014205219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準側のベース部材に装備される挿入軸部材を係合部材を介してワークの円筒穴に密着状に係合させることにより、ワークを挿入軸部材の鉛直な軸心と直交する第１方向へ位置決め可能で且つ前記軸心および第１方向と直交する第２方向への移動を許す位置決め装置において、
前記ベース部材に固定される本体部材と、
前記本体部材に装着され且つ上端側部分が本体部材の上端から上方へ突出する挿入軸部材と、
前記挿入軸部材を昇降駆動可能な流体圧シリンダと、
前記挿入軸部材の前記第１方向の両側に配設される１対の係合部材と、
前記挿入軸部材を前記流体圧シリンダで前記１対の係合部材に対して下方移動させることで前記１対の係合部材を径拡大側へ移動させるテーパ係合機構と、
前記１対の係合部材を下降不能に支持すると共に前記第１方向に移動不能に且つ前記第２方向に移動可能に保持する可動保持機構とを備え、
前記挿入軸部材の上端側部分と１対の係合部材の上部を、前記可動保持機構を介して前記ワークの円筒穴に挿入後、前記流体圧シリンダで前記挿入軸部材を下方へ駆動することにより、前記テーパ係合機構を介して前記１対の係合部材の外径を拡大させて前記円筒穴に密着させるように構成すると共に、前記円筒穴の内径の公差の範囲内において前記１対の係合部材が前記円筒穴の内周面に密着するまで前記１対の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能に構成したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記テーパ係合機構は、前記挿入軸部材の前記第１方向の両側部に前記第２方向と平行に形成された１対のテーパ摺動面と、これらテーパ摺動面に面接触するように前記１対の係合部材に形成された１対のテーパ係合面とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記係合部材は、その一側部に形成された前記テーパ係合面と、このテーパ係合面と反対側の他側面に形成され且つ前記円筒穴に係合可能な部分円筒状の平滑な位置決め係合面と、下端部に形成されたフランジ部とを有することを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記可動保持機構は、前記挿入軸部材が貫通するように前記本体部材に形成され且つ前記第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴と、前記１対のフランジ部の下端面を下降不能に支持する基準収容穴の底面と、前記基準収容穴の鉛直な１対の側壁面に前記第２方向と平行に形成された１対の基準摺動面と、前記１対の基準摺動面に摺動可能に面接触するように前記１対のフランジ部に形成された１対の可動摺動面とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記可動保持機構は、前記挿入軸部材が貫通するように前記本体部材に形成され且つ前記第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴と、前記基準収容穴の１対の側壁面に第２方向と平行に且つ上方ほど離間距離が大きくなる傾斜状に形成された１対の基準摺動面と、前記基準収容穴に前記第２方向へ移動可能に装着され且つ前記挿入軸部材が貫通する可動基準部材と、この可動基準部材の下端面を下降不能に支持する前記基準収容穴の底面とを備え、
前記可動基準部材は、前記挿入軸部材が前記第２方向へ相対移動可能に貫通する長穴を有し且つ下端面が前記底面で支持される底壁と、前記１対の基準摺動面に摺動可能に面接触するように形成された１対の可動摺動面と、前記挿入軸部材の前記１対のテーパ摺動面に前記１対のテーパ係合面を係合させた状態で前記１対のフランジ部が係合され且つ前記１対のフランジ部の下端面を下降不能に支持する円形凹部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記本体部材に前記基準収容穴の下端に上端が連なり且つ前記基準収容穴よりも小径の内部円筒穴が形成され、前記挿入軸部材の下部に前記内部円筒穴に昇降可能に装着された環状フランジが形成されたことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記内部円筒穴の底壁部に形成され加圧エア供給路に接続された弁孔と、前記挿入軸部材が下限位置に達した際に前記弁孔を閉塞するように前記環状フランジに形成された弁面部とを備え、前記加圧エア供給路の加圧エアのエア圧を介して前記挿入軸部材が下限位置に達した位置決め不良状態を検知する位置決め不良検知手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記挿入軸部材と１対の係合部材に遊嵌状に外嵌されて前記本体部材の頂部の装着穴に固定された固定リングであって、前記１対のフランジ部に上方から当接した固定リングを設けたことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記挿入軸部材と１対の係合部材に外嵌されて前記装着穴に装着され且つ前記固定リングで保持された弾性材料製のスクレーパを設け、前記挿入軸部材を上限位置に位置させた非位置決め状態のとき前記スクレーパにより前記１対の係合部材を縮径させながらセンタリングするように構成したことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記本体部材に、加圧エア供給通路と、この加圧エア供給通路に連なり且つ前記スクレーパの下面側に加圧エアを導入可能なエア導入通路とを設け、
前記加圧エア供給通路からエア導入通路に供給する加圧エアを挿入軸部材及び係合部材とスクレーパの間の隙間から噴出させることで異物の侵入を防止するように構成したことを特徴とする請求項９に記載の位置決め装置。
【請求項１１】
基準側のベース部材に装備される挿入軸部材を係合部材を介してワークの円筒穴に密着状に係合させることにより、ワークを挿入軸部材の鉛直な軸心と直交する全方向へ位置決め可能な位置決め装置において、
前記ベース部材に固定される本体部材と、
前記本体部材に装着され且つ上端側部分が本体部材の上端から上方へ突出する挿入軸部材と、
前記挿入軸部材を昇降駆動可能な流体圧シリンダと、
前記挿入軸部材の外周側に配設される複数の係合部材と、
前記挿入軸部材を前記流体圧シリンダで前記複数の係合部材に対して下方移動させることで前記複数の係合部材を径拡大側へ移動させるテーパ係合機構と、
前記複数の係合部材を下降不能に支持すると共に前記全方向に移動不能に保持する不動保持機構とを備え、
前記挿入軸部材の上端側部分と複数の係合部材の上部を、前記ワークの円筒穴に挿入後、前記流体圧シリンダで前記挿入軸部材を下方へ駆動することにより、前記テーパ係合機構を介して前記複数の係合部材の外径を拡大させて前記円筒穴に密着させるように構成すると共に、前記円筒穴の内径の公差の範囲内において前記複数の係合部材が前記円筒穴の内周面に密着するまで前記複数の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能に構成したことを特徴とする位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準側のベース部材に装備された挿入軸部材と１対の係合部材をワークの円筒穴に嵌めてワークを位置決めする際に、１対の係合部材を下降させることなく挿入軸部材の軸心と直交する第１方向へ移動不能に且つ第１方向に直交する第２方向へ移動可能に位置決めする位置決め装置、第１，第２方向の全方向へ移動不能に位置決めする位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ等においてワークピースの固定と搬送と位置決めとに供するワークパレットをマシニングセンタのテーブル等に位置決めして固定する種々の形態の位置決め固定装置が提案されて実用に供されている。この種の位置決め装置として、ワークを水平面内のＸ方向とＹ方向に位置決めする全方向位置決め装置と、ワークを水平な第１方向へのみ位置決め可能でその他の方向への移動を許容する一方向位置決め装置とが使用される。
【０００３】
ワークの１対の円筒穴と円筒穴の間の距離には、穴開け加工時のピッチ間誤差が発生するため、ワークを水平面内において精密に位置決めする場合、一方の円筒穴は全方向位置決め装置により位置決めし、ピッチ間誤差を吸収するため他方の円筒穴は一方向位置決め装置により位置決めする。
【０００４】
特許文献１に記載の位置決め装置は、本体部材と、この本体部材の頂部に上方へ突出状に形成されたプラグ部と、プラグ部の外周部の軸心を挟んだ両側部に形成された上方程小径化するテーパ状の位置決め部（テーパ部）と、プラグ部材のテーパ部に外嵌されたテーパスリーブと、プラグ部とテーパスリーブに挿通された駆動ロッドであって上端部にテーパスリーブの上端部が一体的に連結された駆動ロッドと、駆動ロッドを昇降駆動可能な油圧シリンダとを備えている。
【０００５】
ワークの穴にプラグ部とテーパスリーブとを挿入してから、油圧シリンダで駆動ロッドを下方へ駆動し、テーパスリーブを拡径させて穴の内周面に密着させることで、ワークを２つの位置決め装置の１対の軸心を結ぶ水平方向と直交する第１方向へ移動不能に且つ前記１対の軸心を結ぶ第２方向へ水平移動可能に位置決めするように構成してある。
【０００６】
特許文献２に記載の位置決め装置（その図３、図４参照）は、前記位置決め装置と類似の構成であるが、本体部材とは別体のプラグ部材を設け、そのプラグ部の外周部に上方程小径化するテーパ部を形成し、プラグ部材の下端部の摺動フランジ部を本体部材に形成した長穴に移動可能に装着し、駆動ロッドを油圧シリンダの出力部材（ピストン部材）に対して水平方向へ僅かに移動可能に構成し、プラグ部材と駆動ロッドとテーパスリーブを、第１方向へ移動不能に且つこの第１方向と直交する第２方向へ水平移動可能に構成してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−７３３４号公報
【特許文献２】特許第４７９９４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，２の位置決め装置においては、テーパスリーブの弾性変形を介して円筒穴の内周面に密着させる構成であるが、このテーパスリーブの弾性変形量を弾性範囲内に収めなければならないが、その場合テーパスリーブの外径を拡径できる拡径量が著しく制約される。例えば、円筒穴が１０ｍｍの場合、縮径状態のテーパスリーブの外径は９．９ｍｍ程度に設定しなければならない。そのため、プラグ部とテーパスリーブを円筒穴に円滑に迅速に挿入することができない。特に、円筒穴の公差が大きい場合には、円筒穴に挿入できないケースや、円筒穴の内周面に密着させることができないケースなどが発生する。
【０００９】
しかも、テーパスリーブを下降させることで拡径させて穴の内周面に密着させる時、テーパスリーブも僅かに下方へ移動し、ワークに下方向きの力が作用するため、ワークが移動又は変形して加工対象物の機械加工の精度が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、円筒穴に密着させる係合部材の拡径量を大きくすることができる位置決め装置を提供すること、ワークに下方向きの力を作用させることなく位置決めすることができる位置決め装置を提供することなどである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の位置決め装置は、基準側のベース部材に装備される挿入軸部材を係合部材を介してワークの円筒穴に密着状に係合させることにより、ワークを挿入軸部材の鉛直な軸心と直交する第１方向へ位置決め可能で且つ前記軸心および第１方向と直交する第２方向への移動を許す位置決め装置において、前記ベース部材に固定される本体部材と、前記本体部材に装着され且つ上端側部分が本体部材の上端から上方へ突出する挿入軸部材と、前記挿入軸部材を昇降駆動可能な流体圧シリンダと、前記挿入軸部材の前記第１方向の両側に配設される１対の係合部材と、前記挿入軸部材を前記流体圧シリンダで前記１対の係合部材に対して下方移動させることで前記１対の係合部材を径拡大側へ移動させるテーパ係合機構と、前記１対の係合部材を下降不能に支持すると共に前記第１方向に移動不能に且つ前記第２方向に移動可能に保持する可動保持機構とを備え、前記挿入軸部材の上端側部分と１対の係合部材の上部を、前記可動保持機構を介して前記ワークの円筒穴に挿入後、前記流体圧シリンダで前記挿入軸部材を下方へ駆動することにより、前記テーパ係合機構を介して前記１対の係合部材の外径を拡大させて前記円筒穴に密着させるように構成すると共に、前記円筒穴の内径の公差の範囲内において前記１対の係合部材が前記円筒穴の内周面に密着するまで前記１対の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能に構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の位置決め装置は、請求項１の発明において、前記テーパ係合機構は、前記挿入軸部材の前記第１方向の両側部に前記第２方向と平行に形成された１対のテーパ摺動面と、これらテーパ摺動面に面接触するように前記１対の係合部材に形成された１対のテーパ係合面とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の位置決め装置は、請求項２の発明において、前記係合部材は、その一側部に形成された前記テーパ係合面と、このテーパ係合面と反対側の他側面に形成され且つ前記円筒穴に係合可能な部分円筒状の平滑な位置決め係合面と、下端部に形成されたフランジ部とを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４の位置決め装置は、請求項３の発明において、前記可動保持機構は、前記挿入軸部材が貫通するように前記本体部材に形成され且つ前記第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴と、前記１対のフランジ部の下端面を下降不能に支持する基準収容穴の底面と、前記基準収容穴の鉛直な１対の側壁面に前記第２方向と平行に形成された１対の基準摺動面と、前記１対の基準摺動面に摺動可能に面接触するように前記１対のフランジ部に形成された１対の可動摺動面とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項５の位置決め装置は、請求項３の発明において、前記可動保持機構は、前記挿入軸部材が貫通するように前記本体部材に形成され且つ前記第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴と、前記基準収容穴の１対の側壁面に第２方向と平行に且つ上方ほど離間距離が大きくなる傾斜状に形成された１対の基準摺動面と、前記基準収容穴に前記第２方向へ移動可能に装着され且つ前記挿入軸部材が貫通する可動基準部材と、この可動基準部材の下端面を下降不能に支持する前記基準収容穴の底面とを備え、前記可動基準部材は、前記挿入軸部材が前記第２方向へ相対移動可能に貫通する開口穴を有し且つ下端面が前記底面で支持される底壁と、前記１対の基準摺動面に摺動可能に面接触するように形成された１対の可動摺動面と、前記挿入軸部材の前記１対のテーパ摺動面に前記１対のテーパ係合面を係合させた状態で前記１対のフランジ部が係合され且つ前記１対のフランジ部の下端面を下降不能に支持する円形凹部とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項６の位置決め装置は、請求項３の発明において、前記本体部材に前記基準収容穴の下端に上端が連なり且つ前記基準収容穴よりも小径の内部円筒穴が形成され、前記挿入軸部材の下部に前記内部円筒穴に昇降可能に装着された環状フランジが形成されたことを特徴としている。
【００１７】
請求項７の位置決め装置は、請求項６の発明において、前記内部円筒穴の底壁部に形成され加圧エア供給路に接続された弁孔と、前記挿入軸部材が下限位置に達した際に前記弁孔を閉塞するように前記環状フランジに形成された弁面部とを備え、前記加圧エア供給路の加圧エアのエア圧を介して前記挿入軸部材が下限位置に達した位置決め不良状態を検知する位置決め不良検知手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
請求項８の位置決め装置は、請求項３の発明において、前記挿入軸部材と１対の係合部材に遊嵌状に外嵌されて前記本体部材の頂部の装着穴に固定された固定リングであって、前記１対のフランジ部に上方から当接した固定リングを設けたことを特徴としている。
【００１９】
請求項９の位置決め装置は、請求項３の発明において、前記挿入軸部材と１対の係合部材に外嵌されて前記装着穴に装着され且つ前記固定リングで保持された弾性材料製のスクレーパを設け、前記挿入軸部材を上限位置に位置させた非位置決め状態のとき前記スクレーパにより前記１対の係合部材を縮径させながらセンタリングするように構成したことを特徴としている。
【００２０】
請求項１０の位置決め装置は、請求項９の発明において、前記本体部材に、加圧エア供給通路と、この加圧エア供給通路に連なり且つ前記スクレーパの下面側に加圧エアを導入可能なエア導入通路とを設け、前記加圧エア供給通路からエア導入通路に供給する加圧エアを挿入軸部材及び係合部材とスクレーパの間の隙間から噴出させることで異物の侵入を防止するように構成したことを特徴としている。
【００２１】
請求項１１の位置決め装置は、基準側のベース部材に装備される挿入軸部材を係合部材を介してワークの円筒穴に密着状に係合させることにより、ワークを挿入軸部材の鉛直な軸心と直交する全方向へ位置決め可能な位置決め装置において、前記ベース部材に固定される本体部材と、前記本体部材に装着され且つ上端側部分が本体部材の上端から上方へ突出する挿入軸部材と、前記挿入軸部材を昇降駆動可能な流体圧シリンダと、前記挿入軸部材の外周側に配設される複数の係合部材と、前記挿入軸部材を前記流体圧シリンダで前記複数の係合部材に対して下方移動させることで前記複数の係合部材を径拡大側へ移動させるテーパ係合機構と、前記複数の係合部材を下降不能に支持すると共に前記全方向に移動不能に保持する不動保持機構とを備え、前記挿入軸部材の上端側部分と複数の係合部材の上部を、前記ワークの円筒穴に挿入後、前記流体圧シリンダで前記挿入軸部材を下方へ駆動することにより、前記テーパ係合機構を介して前記複数の係合部材の外径を拡大させて前記円筒穴に密着させるように構成すると共に、前記円筒穴の内径の公差の範囲内において前記複数の係合部材が前記円筒穴の内周面に密着するまで前記複数の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能に構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、ワークの円筒穴を第２方向への移動を許しながら第１方向へ位置決めできる。可動保持機構によって１対の係合部材を下降不能に支持した状態でワークの円筒穴を位置決めするため、位置決めの際にワークに下向きの力が作用することがないから、ワークが移動又は変形することがない。
しかも、テーパ係合機構を介して１対の係合部材を拡径させる構成であるため、１対の係合部材の拡径量を大きくすることできる上、円筒穴の内径の公差の範囲内で１対の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能であるため、縮径状態の１対の係合部材の外径と、円筒穴の内径との差を大きく設定することができるから、挿入軸部材と１対の係合部材をワークの円筒穴に容易に迅速に挿入できる。しかも、円筒穴の内径の公差も大きくすることができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、テーパ係合機構は、１対のテーパ摺動面と１対のテーパ係合面とを備えた簡単な構成のものになる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、係合部材は、テーパ係合面と、部分円筒状の平滑な位置決め係合面と、フランジ部とを有する簡単な構成のものになる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、可動保持機構は、本体部材に形成された第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴とその底面と１対の基準摺動面と、１対の係合部材のフランジ部に形成された１対の可動摺動面を有するため、１対の可動摺動面を１対の基準摺動面に対して摺動させることで、１対の係合部材を第２方向へ可動に保持することができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、可動保持機構は、本体部材に形成された第２方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴とその底面と１対の基準摺動面と、基準収容穴に可動に収容された可動基準部材とを有し、可動基準部材は前記底面で支持される底壁と、１対の基準摺動面に摺動可能に面接触する１対の可動摺動面と、１対の係合部材のフランジ部が収容され且つ下降不能に支持される円形凹部とを有するため、１対の係合部材を可動基準部材と共に第２方向へ可動に保持することができる。
また、１対の基準摺動面は、上方ほど離間距離が大きくなる傾斜状に形成されているため、１対の基準摺動面と１対の可動摺動面とを常に密着状態に維持することができるため、位置決め精度を安定させることができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、挿入軸部材の下部の環状フランジを基準収容穴の下端に連なる内部円筒穴に昇降可能に装着するため、挿入軸部材の下部を上下方向に案内することができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、挿入軸部材が下限位置に達した位置決め不良状態を検知する位置決め不良検知手段を設けたため、位置決め不良状態を検知できる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、本体部材の装着穴に固定した固定リングを１対の係合部材のフランジ部材に上方から当接させたため、固定リングによりフランジ部の上方移動を規制することができる。
【００３０】
請求項９の発明によれば、前記挿入軸部材と１対の係合部材に外嵌した弾性材料製のスクレーパを固定リングで保持したため、前記スクレーパにより異物の侵入を防止できる。しかも、非位置決め状態のとき前記スクレーパにより１対の係合部材を縮径させながらセンタリングすることができる。
【００３１】
請求項１０の発明によれば、挿入軸部材の外周面とスクレーパの間の隙間から加圧エアを噴出させることで、異物の侵入を確実に防止できる。
【００３２】
請求項１１の発明によれば、ワークの円筒穴を挿入軸部材の鉛直な軸心と直交する全方向へ位置決めできる。可動保持機構によって複数の係合部材を下降不能に支持した状態でワークの円筒穴を位置決めするため、位置決めの際にワークに下向きの力が作用することがないから、ワークが移動又は変形することがない。
また、テーパ係合機構を介して複数の係合部材を拡径させる構成であるため、複数の係合部材の拡径量を大きくすることできる上、円筒穴の内径の公差の範囲内で複数の係合部材が外径拡大側へ弾性変形可能であるため、縮径状態の複数の係合部材の外径と、円筒穴の内径との差を大きく設定することができるから、挿入軸部材と複数の係合部材をワークの円筒穴に容易に迅速に挿入できる。しかも、円筒穴の公差も大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係る位置決めシステムの平面図である。
【図２】第１位置決め装置の平面図である。
【図３】図２のIII −III 線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】位置決め状態における図４相当図である。
【図７】挿入軸部材が下限位置にあるときの図４相当図である。
【図８】第２位置決め装置の平面図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９のXI−XI線断面図である。
【図１２】位置決め状態における図１０相当図である。
【図１３】挿入軸部材が下限位置にあるときの図１０相当図である。
【図１４】実施例２に係る第２位置決め装置の平面図である。
【図１５】図１４のXV−XV線断面図である。
【図１６】図１５のXVI −XVI 線断面図である。
【図１７】図１４のXVII−XVII線断面図である。
【図１８】位置決め状態における図１７相当図である。
【図１９】挿入軸部材が下限位置にあるときの図１７相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、位置決めシステム１は、マシニングセンタ（数値制御式工作機械）のテーブルであるベース部材２に対して可動部材であるワークパレット（これがワークＷに相当する）を水平方向に正確に位置決めするための装置である。
【００３６】
図１は、ベース部材２と、そこに装備した複数の位置決め装置３，４，５の平面図である。図１に示すように、ベース部材２には、その上方近傍にセットされるワークＷ（図３、図４参照）を水平面内におけるＸ，Ｙ方向（全方向）に位置決めする第１位置決め装置３と、ワークＷをＺ方向（鉛直方向）に位置決めする３組の高さ方向位置決め装置４と、ワークＷを第１位置決め装置３を中心とする水平回動方向（θ方向）へ位置決めする第２位置決め装置５とが装備されている。
第１位置決め装置３はベース部材１の一端（左端）近傍部に配設され、第２位置決め装置５はベース部材１の他端（右端）近傍部に配設されている。本実施例では、第１，第２位置決め装置３，５の軸心を結ぶ線はＸ方向と平行である。尚、第１，第２位置決め装置３，５の配置形態は上記に限定されるものではない。
【００３７】
第１位置決め装置３と第２位置決め装置５とにより、ワークＷを水平方向の全方向に位置決めすることができる。尚、前記の高さ方向位置決め装置４についての説明は省略し、第１，第２位置決め装置３，５について以下に説明する。
【００３８】
最初に、第１位置決め装置３について図２〜図７に基づいて説明する。
尚、図３、図４は、油圧シリンダ１１のピストン部材２０と挿入軸部材７を上限位置にした非位置決め状態を示し、図７は、油圧シリンダ１１のピストン部材２０と挿入軸部材７がフルストロークして下限位置に達した状態を示す。図６は正常に位置決めした状態を示し、この状態において油圧シリンダ１１のピストン部材２０と挿入軸部材７が上限位置と下限位置の間の途中位置にある。
【００３９】
図２〜図５に示すように、この第１位置決め装置３は、基準側のベース部材２に固定される本体部材６と、挿入軸部材７と、３つの係合部材８と、テーパ係合機構９と、不動保持機構１０と、油圧シリンダ１１と、固定リング１２と、スクレーパ１３と、位置決め不良検知手段１４と、エアブロー機構１５などを備えている。
【００４０】
この第１位置決め装置３は、挿入軸部材７の上端側部分と３つの係合部材８の上部（上半部）をワークＷの底部の円筒穴Ｈに下方から挿入後、３つの係合部材８を拡径させて円筒穴Ｈに密着させることにより、ワークＷの円筒穴Ｈを挿入軸部材７の軸心Ａと直交する全方向へ位置決めする装置である。
【００４１】
本体部材６は、固定用フランジ部６ａと筒状部６ｂとを有し、フランジ部６ａの下面は水平基準面に形成されている。筒状部６ｂをベース部材２に形成された円筒穴２ａに軸心を鉛直姿勢にして装着し、フランジ部６ａの下面をベース部材２の上面に当接させた状態で、３つのボルト穴６ｃに夫々挿通させた固定ボルト６ｄにより、本体部材６がベース部材２に高精度に位置決めして固定される。
【００４２】
挿入軸部材７は、その軸心Ａを鉛直姿勢にして配置されている。挿入軸部材７は、油圧シリンダ１１のピストン部材２０のロッド部２０ｂに螺合連結される連結軸７ａと、その上端から上方へ連なる環状フランジ７ｂと、その上端から上方へ連なる円柱部７ｃと、その上端から上方へ連なるテーパ軸部７ｄと、その上端から上方へ連なるテーパ案内部７ｅとを有する。なお、連結軸７ａと環状フランジ７ｂと円柱部７ｃは挿入軸部材７の下部に形成されている。
【００４３】
挿入軸部材７は、その上端側部分（テーパ軸部７ｄの上半部とテーパ案内部７ｅ）が本体部材６の上端から上方へ突出した状態にして本体部材６に装着されている。
挿入軸部材７の外周部には、円周３等分位置に形成された平滑な３つのテーパ摺動面７ｆと、隣接するテーパ摺動面７ｆ間に位置する部分円筒面７ｇとが形成されている。テーパ摺動面７ｆは上方にいく程挿入軸部材７の軸心Ａから離隔するように鉛直に対して傾斜している。
【００４４】
３つの係合部材８は、夫々、挿入軸部材７の外周側に３つのテーパ摺動面７ｆに対向状に配設されている。係合部材８の上半部は本体部材６の上端から上方へ突出している。
係合部材８は、テーパ摺動面７ｆに面接触するように形成されたテーパ係合面８ｂと、下端部のフランジ部８ｃと、ワークＷの円筒穴Ｈに密着可能な部分円筒状の平滑な位置決め係合面８ａと、その下端に連なる部分円筒面８ｄを備えている。フランジ部８ｃはその外周側に形成された部分円筒基準面８ｅを有する。フランジ部８ｃの下端面は基準収容穴１７の水平な底面１７ａに当接して下降不能に支持されている。なお、３つの部分円筒面７ｇの外径は、非位置決め状態における３つの位置決め係合面８ａの外径よりも僅かに小さく設定されている。
【００４５】
テーパ係合機構９は、挿入軸部材７を油圧シリンダ１１で３つの係合部材８に対して相対的に下方移動させることで３つの係合部材８を径拡大側へ移動させるものである。このテーパ係合機構９は、３つのテーパ摺動面７ｆと、３つのテーパ係合面８ｂとを有する。
【００４６】
本体部材６には、上から順に、頂部の平面視円形の装着穴１６と、これよりも小径の基準収容穴１７（平面視円形である）と、これよりも小径の内部円筒穴１８が連通するように形成されている。装着穴１６の下端は基準収容穴１７の上端に連なり、内部円筒穴１８の上端は基準収容穴１７の下端に連なっている。
【００４７】
不動保持機構１０は、３つの係合部材８を下降不能に支持すると共に水平方向の全方向に移動不能に保持するものである。この不動保持機構１０は、挿入軸部材７が貫通するように本体部材６に形成された基準収容穴１７と、３つのフランジ部８ｃの下端面を下降不能に支持する基準収容穴１７の底面１７ａと、基準収容穴１７の円筒状の内周面と、フランジ部８ｃの外周の部分円筒基準面８ｅとを備えている。
【００４８】
挿入軸部材７の円柱部７ｃが基準収容穴１７を貫通し、係合部材８のフランジ部８ｃが基準収容穴１７に係合状態にして収容され、図３、図４の状態（挿入軸部材７が上限位置に位置した非位置決め状態）では、フランジ部８ｃの外周の部分円筒基準面８ｅが基準収容穴１７の内周面に微小隙間をもって近接している。図６の状態（挿入軸部材７が僅かに下降した位置決め状態）では、フランジ部８ｃの外周の部分円筒基準面８ｅが基準収容穴１７の内周面に密着して３つの係合部材８が基準位置になる。
【００４９】
装着穴１６には断面Ｌ形の固定リング１２が圧入にて固定され、この固定リング１２がフランジ部８ｃの上面に当接してフランジ部８ｃが上方へ移動しないように規制している。挿入軸部材７と３つの係合部材８には、弾性材料製のスクレーパ１３がほぼ密着状に外嵌され、このスクレーパ１３は固定リング１２内に装着されて固定リング１２で保持されている。挿入軸部材７を上限位置にした非位置決め状態のときスクレーパ１３により３つの係合部材８を縮径させながらセンタリングするように構成してある。
【００５０】
油圧シリンダ１１は、挿入軸部材７を昇降駆動するためのものである。油圧シリンダ１１は、本体部材６の筒状部６ｂに形成された縦向きのシリンダ穴１９と、このシリンダ穴１９に昇降可能に装着されたピストン部２０ａを含むピストン部材２０とを有し、シリンダ穴１９のうちのピストン部２０ａの上側には挿入軸部材７を下降駆動する為の第１油室２１ａが形成され且つピストン部２０ａの下側には挿入軸部材７を上昇駆動する為の第２油室２１ｂが形成されている。
【００５１】
図４に示すように、第１油室２１ａは、本体部材６内の油圧通路２２ａとベース部材２内の油圧通路２２ｂと外部油圧通路２２ｃを介して油圧供給源２３に接続されている。第２油室２１ｂはベース部材２内の油圧通路２２ｄと外部油圧通路（図示略）を介して油圧供給源２３に接続されている。尚、第１，第２油室２１ａ，２１ｂの油圧をシールする為のシール部材２５〜２７及びその他のシール部材２８〜３０が設けられている。なお、油圧供給源２３は制御ユニット２４に電気的に接続されている。尚、本実施例において「油圧」は加圧された油を意味する。
【００５２】
この第１位置決め装置３においては、挿入軸部材７を上限位置にした状態で、挿入軸部材７の上端側部分と３つの係合部材８の上半部を、ワークＷの円筒穴Ｈに挿入後、油圧シリンダ１１で挿入軸部材７を下方へ駆動することにより、テーパ係合機構９を介して３つの係合部材８を径拡大側へ移動させて位置決め係合面８ａを円筒穴Ｈに密着させると共に、円筒穴Ｈの内径の公差の範囲内において３つの係合部材８の位置決め係合面８ａが円筒穴Ｈの内周面に密着するまで３つの係合部材８が外径拡大側へ弾性変形可能に構成してある。
【００５３】
図４に示すように、位置決め不良検知手段１４は、内部円筒穴１８の底壁部に形成され且つ加圧エア供給路３１に接続された弁孔３２と、挿入軸部材７が下限位置に達した際に弁孔３２を閉塞するように環状フランジ７ｂの下面に形成された弁面３３とを備えている。加圧エア供給路３１は、ベース部材２内のエア通路３４ａと、外部エア通路３４ｂを介して加圧エア供給源３５に接続されている。外部エア通路３４ｂには圧力スイッチ３６（又は圧力センサ）が接続され、加圧エア供給源３５と圧力スイッチ３６は制御ユニット２４に電気的に接続されている。
【００５４】
挿入軸部材７が、上限位置にある非位置決め状態と、挿入軸部材７が上限位置と下限位置の間の途中位置にある正常な位置決め状態のときには、弁面３３が弁孔３２を閉塞しないため、圧力スイッチ３６はエア圧「低」を検出する。しかし、挿入軸部材７が下限位置に達した位置決め不良の場合には、弁面３３が弁孔３２を閉塞するため、圧力スイッチ３６はエア圧「高」を検出する。
【００５５】
エアブロー機構１５は、挿入軸部材７及び３つの係合部材８とスクレーパ１３の間の隙間１３ａから加圧エアを噴出させることで異物の侵入を防止するものである。このエアブロー機構１５は、本体部材６に形成された加圧エア供給通路３７と、ベース部材２内のエア通路３８と、加圧エア供給源３５に接続された外部エア通路３９と、加圧エア供給通路３７に連なり且つスクレーパ１３の下面側に加圧エアを導入可能なエア導入通路４０とを有する。
【００５６】
エアブロー機構１５は、加圧エア供給通路３７からエア導入通路４０に供給する加圧エアを挿入軸部材７及び３つの係合部材８の外周面とスクレーパ１３の間の隙間１３ａから噴出させるように構成してある。尚、エア導入通路４０は、本体部材６と挿入軸部材７の間の隙間、本体部材６と係合部材８の間の隙間、挿入軸部材７と係合部材８の間の隙間、挿入軸部材７と固定リング１２の間の隙間などからなる。
【００５７】
次に、第１位置決め装置３の作用、効果について説明する。
ピストン部材２０及び挿入軸部材７を上限位置にした非位置決め状態においては、テーパ係合機構９により、３つの係合部材８が縮径可能な状態になり、スクレーパ１３は３つの係合部材８を縮径させながらセンタリングする。この状態で、ワークＷとその円筒穴Ｈを上方から下降させ、挿入軸部材７のテーパ案内部７ｅで案内しながら、挿入軸部材７の上端側部分と３つの係合部材８の上部を円筒穴Ｈに挿入する。
【００５８】
次に、油圧シリンダ１１のピストン部材２０を下方へ駆動し、挿入軸部材７を下方へ駆動すると、３つの係合部材８は底面１７ａで支持されているため下降せずに、テーパ係合機構９の３つのテーパ摺動面７ｆにより３つのテーパ係合面８ｂが拡径側へ押動され、３つのフランジ部８ｃの部分円筒基準面８ｅが基準収容穴１７の内周面に密着した状態になり、３つの係合部材８が、それらの位置決め係合面８ａが円筒穴Ｈの内周面に密着するまで、円筒穴Ｈの内径の公差の範囲内で外径拡大側へ弾性変形して、円筒穴Ｈを高精度に位置決めする。
【００５９】
このとき、図６に示すように、テーパ係合機構９により、挿入軸部材７が上限位置と下限位置の間の途中位置にロック状態となり、弁面３３は弁孔３２を閉塞しないため、圧力スイッチ３６はエア圧「低」を検出する。それ故、正常に位置決めされたことを検知することができる。一方、円筒穴Ｈの製作誤差が内径の公差の範囲以上に大きいため円筒穴Ｈの内径が過大である場合には、図７に示すように、挿入軸部材７が下限位置まで下降して、弁面３３が弁孔３２を閉塞するため、圧力スイッチ３６はエア圧「高」を検出する。それ故、位置決め不良を検知することができる。
【００６０】
なお、所期のワークＷと異なる種類のワークをセットしたため、円筒穴Ｈの内径が過大である場合にも、上記と同様に、挿入軸部材７が下限位置まで下降し、圧力スイッチ３６はエア圧「高」を検出するため、位置決め不良を検知することができる。
【００６１】
不動保持機構１０によって３つの係合部材８を下降不能に支持した状態でワークＷの円筒穴Ｈを位置決めするため、位置決めの際にワークＷに下向きの力が作用することがないから、ワークＷが移動又は変形することがない。それ故、ワークＷ又はワークＷに固定した加工対象物を機械加工する際の精度低下を防止することができる。
【００６２】
テーパ係合機構９を介して３つの係合部材８を拡径させる構成であるため、３つの係合部材８の拡径量を大きくすることができるうえ、円筒穴Ｈの内径の公差の範囲内で３つの係合部材８が外径拡大側へ弾性変形するため、縮径状態の３つの係合部材８の外径と、円筒穴Ｈの内径との差を大きく（例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度）設定できるから、挿入軸部材７と３つの係合部材８をワークＷの円筒穴Ｈに容易に迅速に挿入できるうえ、円筒穴Ｈの内径の公差も大きくすることができる。
【００６３】
エアブロー機構１５により、挿入軸部材７及び３つの係合部材８の外周面とスクレーパ１３の間の隙間１３ａから加圧エアを噴出させてエアブローするため、内部へ切粉等の異物が侵入することがない。
【００６４】
次に、第２位置決め装置５について、図１、図８〜図１３に基づいて説明する。
尚、図９、図１０は、油圧シリンダ６１のピストン部材８０と挿入軸部材５７を上限位置にした非位置決め状態を示し、図１３は、油圧シリンダ６１のピストン部材８０と挿入軸部材５７がフルストロークして下限位置に達した状態を示す。図１２は正常に位置決めした状態を示し、この状態において油圧シリンダ６１のピストン部材８０と挿入軸部材５７が上限位置と下限位置の間の途中位置にある。
【００６５】
図８〜図１３に示すように、この第２位置決め装置５は、基準側のベース部材２に固定される本体部材５６と、挿入軸部材５７と、１対の係合部材５８と、テーパ係合機構５９と、可動保持機構６０と、油圧シリンダ６１と、固定リング６２と、スクレーパ６３と、位置決め不良検知手段６４と、エアブロー機構６５などを備えている。
【００６６】
この第２位置決め装置５は、挿入軸部材５７の上端側部分と１対の係合部材５８の上部（上半部）をワークＷの底部の円筒穴Ｈａに下方から挿入後、１対の係合部材５８を拡径させて円筒穴Ｈａに密着させることにより、ワークＷの円筒穴Ｈａを、挿入軸部材５７の軸心と直交するＸ方向への移動を許しながら、Ｘ方向と直交するＹ方向へ位置決めする装置である。なお、Ｙ方向が「第１方向」に相当し、Ｘ方向が「第２方向」に相当する。
【００６７】
本体部材５６は、固定用フランジ部５６ａと筒状部５６ｂとを有し、フランジ部５６ａの下面は水平基準面に形成されている。筒状部５６ｂをベース部材２に形成された円筒穴５２ａに軸心を鉛直姿勢にして装着し、フランジ部５６ａの下面をベース部材２の上面に当接させた状態で、３つのボルト穴５６ｃに夫々挿通させた固定ボルト５６ｄにより、本体部材５６がベース部材２に高精度に位置決めして固定される。尚、本体部材５６の上面には、位置決め方向（本実施例ではＹ方向）を示す１対のマーク５６ｍ（これは浅い凹部からなる）が形成されている。
【００６８】
挿入軸部材５７は、その軸心Ｂを鉛直姿勢にして配置されている。挿入軸部材５７は、油圧シリンダ６１のピストン部材８０のロッド部８０ｂに螺合連結される連結軸５７ａと、その上端から上方へ連なる環状フランジ５７ｂと、その上端から上方へ連なる円柱部５７ｃと、その上端から上方へ連なるテーパ軸部５７ｄと、その上端から上方へ連なるテーパ案内部５７ｅとを有する。なお、連結軸５７ａと環状フランジ５７ｂと円柱部５７ｃは挿入軸部材５７の下部に形成されている。
【００６９】
挿入軸部材５７は、その上端側部分（テーパ軸部５７ｄの上半部とテーパ案内部５７ｅ）が本体部材５６の上端から上方へ突出した状態にして本体部材５６に装着されている。挿入軸部材５７のテーパ軸部５７ｄのＹ方向の両側部には、Ｘ方向と平行で且つ平滑な１対のテーパ摺動面５７ｆが形成され、挿入軸部材５７のテーパ軸部５７ｄのＸ方向の両側部には、１対のテーパ摺動面５７ｆ間に位置する部分円筒面５７ｇが形成されている。テーパ摺動面５７ｆは上方にいく程挿入軸部材５７の軸心Ｂから離隔するように鉛直に対して傾斜している。
【００７０】
１対の係合部材５８は、夫々、挿入軸部材５７のＹ方向の両側部に１対のテーパ摺動面５７ｆに対向状に配設されている。係合部材５８の上部は本体部材５６の上端から上方へ突出している。係合部材５８は、テーパ摺動面５７ｆに面接触するように形成されたテーパ係合面５８ｂと、下端部のフランジ部５８ｃと、ワークＷの円筒穴Ｈａに密着可能な部分円筒状の平滑な位置決め係合面５８ａと、その下端に連なる部分円筒面５８ｄを備えている。なお、２つの部分円筒面５７ｇの外径は、非位置決め状態のときの２つの位置決め係合面５８ａの外径よりも僅かに小さく設定されている。
【００７１】
図１１に示すように、本体部材５６にはＸ方向を長さ方向とする平面視長円形の基準収容穴６７が形成され、基準収容穴６７の鉛直な１対の側壁面にはＸ方向と平行な１対の基準摺動面６７ｂが形成されている。１対の係合部材５８の１対のフランジ部５８ｃは、平面視Ｄ形に近い形状に形成されて基準収容穴６７にＸ方向に可動に収容され、１対のフランジ部５８ｃのＹ方向の両側面には、１対の基準摺動面６７ｂに摺動可能に面接触する１対の可動摺動面５８ｅが形成されている。１対のフランジ部５８ｃの下端面は基準収容穴６７の水平な底面６７ａに当接して下降不能に支持されている。
【００７２】
テーパ係合機構５９は、挿入軸部材５７を油圧シリンダ６１で１対の係合部材５８に対して相対的に下方移動させることで１対の係合部材５８を径拡大側へ移動させるものである。このテーパ係合機構５９は、前記の１対のテーパ摺動面５７ｆと、１対のテーパ係合面５８ｂとを有する。
【００７３】
本体部材５６には、上から順に、頂部の平面視円形の装着穴６６と、これよりも小径の前記基準収容穴６７と、これよりも小径の内部円筒穴６８が連通するように形成されている。装着穴６６の下端は基準収容穴６７の上端に連なり、内部円筒穴６８の上端は基準収容穴６７の下端に連なっている。
【００７４】
可動保持機構６０は、１対の係合部材５８を下降不能に支持すると共にＹ方向に移動不能に且つＸ方向に移動可能に保持するものである。この可動保持機構６０は、挿入軸部材５７が貫通するように本体部材５６に形成された基準収容穴６７と、１対のフランジ部５８ｃの下端面を下降不能に支持する基準収容穴６７の底面６７ａと、基準収容穴６７の１対の基準摺動面６７ｂと、１対のフランジ部５８ｃに夫々形成された１対の可動摺動面５８ｅであって１対の基準摺動面６７ｂに夫々摺動隙間を介して面接触する１対の可動摺動面５８ｅとを備えている。
【００７５】
挿入軸部材５７の円柱部５７ｃが基準収容穴６７を貫通し、１対の係合部材５８の１対のフランジ部５８ｃが基準収容穴６７にＸ方向へ可動に且つＹ方向へ移動不能に収容され、図９、図１０の状態（挿入軸部材５７が上限位置に位置した非位置決め状態）では、１対のフランジ部５８ｃのＸ方向の両側には基準収容穴６７の壁部との間に隙間ｍが形成されている。
【００７６】
装着穴６６には断面Ｌ形の固定リング６２が圧入にて固定され、この固定リング６２がフランジ部５８ｃの上面に当接してフランジ部５８ｃが上方へ移動しないように規制している。挿入軸部材５７と１対の係合部材５８には、弾性材料製のスクレーパ６３が外嵌され、このスクレーパ６３は固定リング６２内に装着されて固定リング６２で保持されている。挿入軸部材５７を上限位置にした非位置決め状態のとき、スクレーパ６３は１対の係合部材５８を縮径側に付勢しながらセンタリングするように構成してある。
【００７７】
油圧シリンダ６１は、挿入軸部材５７を昇降駆動するためのものである。油圧シリンダ６１は、本体部材５６の筒状部５６ｂに形成された縦向きのシリンダ穴６９と、このシリンダ穴６９に昇降可能に装着されたピストン部８０ａを含むピストン部材８０とを有し、シリンダ穴６９のうちのピストン部８０ａの上側には挿入軸部材５７を下降駆動する為の第１油室７１ａが形成され且つピストン部８０ａの下側には挿入軸部材５７を上昇駆動する為の第２油室７１ｂが形成されている。
【００７８】
図１０に示すように、第１油室７１ａは、本体部材５６内の油圧通路７２ａとベース部材２内の油圧通路７２ｂと外部油圧通路７２ｃを介して油圧供給源２３に接続されている。第２油室７１ｂはベース部材２内の油圧通路７２ｄと外部油圧通路（図示略）を介して油圧供給源２３に接続されている。尚、第１，第２油室７１ａ，７１ｂの油圧をシールする為のシール部材７５〜７７及びその他のシール部材７８，７９が設けられている。なお、油圧供給源２３は制御ユニット２４に電気的に接続されている。
【００７９】
この第２位置決め装置５においては、挿入軸部材５７を上限位置にした状態で、挿入軸部材５７の上端側部分と１対の係合部材５８の上部を、ワークＷの円筒穴Ｈａに挿入後、油圧シリンダ６１で挿入軸部材５７を下方へ駆動することにより、テーパ係合機構５９を介して１対の係合部材５８の外径を拡大させて位置決め係合面５８ａを円筒穴Ｈａに密着させるように構成すると共に、円筒穴Ｈａの内径の公差の範囲内において１対の位置決め係合面５８ａが円筒穴Ｈａに密着するまで１対の係合部材５８が外径拡大側へ弾性変形可能に構成してある。
【００８０】
図１０に示すように、位置決め不良検知手段６４は、内部円筒穴６８の底壁部に形成され加圧エア供給路８１に接続された弁孔８２と、挿入軸部材５７が下限位置に達した際に弁孔８２を閉塞するように環状フランジ５７ｂの下面に形成された弁面部８３とを備えている。加圧エア供給路８１は、ベース部材２内のエア通路８４ａと外部エア通路８４ｂを介して加圧エア供給源３５に接続されている。外部エア通路８４ｂには圧力スイッチ８６（又は圧力センサ）が接続され、加圧エア供給源３５と圧力スイッチ８６は制御ユニット２４に電気的に接続されている。
【００８１】
挿入軸部材５７が上限位置にある非位置決め状態のとき、及び、挿入軸部材５７が上限位置と下限位置の間の途中位置にある正常な位置決め状態のときには、弁面８３が弁孔８２を閉塞しないため、圧力スイッチ８６はエア圧「低」を検出する。しかし、挿入軸部材５７が下限位置に達した位置決め不良の場合には、弁面８３が弁孔８２を閉塞するため、圧力スイッチ８６はエア圧「高」を検出する。
【００８２】
エアブロー機構６５は、挿入軸部材５７及び１対の係合部材５８とスクレーパ６３の間の隙間６３ａから加圧エアを噴出させることで異物の侵入を防止するものである。図９に示すように、エアブロー機構６５は、本体部材５６に形成された加圧エア供給通路８７と、ベース部材２内のエア通路８８と、加圧エア供給源３５に接続された外部エア通路８９と、加圧エア供給通路８７に連なり且つ固定リング６２の下面側に加圧エアを導入可能なエア導入通路９０とを有する。
【００８３】
エアブロー機構６５は、加圧エア供給通路８７からエア導入通路９０に供給する加圧エアを、挿入軸部材５７及び１対の係合部材５８の外周面とスクレーパ６３の間の隙間から噴出させるように構成してある。尚、エア導入通路９０は、本体部材５６と挿入軸部材５７の間の隙間、本体部材５６と係合部材５８の間の隙間、挿入軸部材５７と係合部材５８の間の隙間、フランジ部５８ｃとフランジ部５８ｃの間の隙間、挿入軸部材５７と固定リング６２の間の隙間などからなる。
【００８４】
次に、第２位置決め装置５の作用、効果について説明する。
油圧シリンダ６１のピストン部材８０と挿入軸部材５７を上限位置にした非位置決め状態においては、テーパ係合機構５９により、１対の係合部材５８が縮径可能な状態になり、スクレーパ６３は１対の係合部材５８を縮径させながらセンタリングする。この状態で、ワークＷとその円筒穴Ｈａを上方から下降させ、挿入軸部材５７のテーパ案内部５７ｅで案内しながら、挿入軸部材５７と１対の係合部材５８を円筒穴Ｈａに挿入する。このとき、第１，第２位置決め装置３，５に夫々対応する円筒穴Ｈ，Ｈａ間の距離にピッチ間誤差がある場合には、可動保持機構６０により、１対の係合部材５８が挿入軸部材５７に対して相対的にＸ方向へ摺動移動してピッチ間誤差を吸収する。
【００８５】
次に、油圧シリンダ６１のピストン部材８０を下方へ駆動すると、１対の係合部材５８は下降することなく、テーパ係合機構５９の１対のテーパ摺動面５７ｆにより１対のテーパ係合面５８ｂが拡径側へ押動され、１対のフランジ部５８ｃの１対の可動摺動面５８ｅが基準収容穴６７の１対の基準摺動面６７ｂに密着した状態になり、１対の係合部材５８が、それらの位置決め係合面５８ａが円筒穴Ｈａの内周面に密着するまで、円筒穴Ｈａの内径の公差の範囲内で外径拡大側へ弾性変形して、円筒穴Ｈａを高精度に位置決めする。
【００８６】
このとき、テーパ係合機構５９により、挿入軸部材５７が上限位置と下限位置の間の途中位置にロック状態となり、弁面８３が弁孔８２を閉塞しないため、圧力スイッチ８６はエア圧「低」を検出する。それ故、正常な位置決め状態になったことを検知できる。
一方、円筒穴Ｈａの内径の製作誤差が公差の範囲以上に大きいため円筒穴Ｈａの内径が過大である場合には、挿入軸部材５７が下限位置まで下降して、弁面８３が弁孔８２を閉塞するため、圧力スイッチ８６はエア圧「高」を検出する。それ故、位置決め不良を検知することができる。
【００８７】
なお、所期のワークＷと異なる種類のワークをセットしたため、円筒穴Ｈａの内径が過大である場合にも、上記と同様に、挿入軸部材５７が下限位置まで下降するため、圧力スイッチ８６はエア圧「高」を検出するため、位置決め不良を検知することができる。
【００８８】
可動保持機構６０によって１対の係合部材５８を下降不能に支持した状態でワークＷの円筒穴Ｈａを位置決めするため、位置決めの際にワークＷに下向きの力が作用することがないから、ワークＷが移動又は変形することがない。それ故、ワーク又はワークに固定した加工対象物を機械加工する際の精度低下を防止することができる。
【００８９】
テーパ係合機構５９を介して１対の係合部材５８を拡径させる構成であるため、１対の係合部材５８の拡径量を大きくすることができる上、円筒穴Ｈａの内径の公差の範囲内で１対の係合部材５８が外径拡大側へ弾性変形するため、縮径状態の１対の係合部材５８の外径と、円筒穴Ｈａの内径との差を大きく（例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度）設定することができるから、挿入軸部材５７と１対の係合部材５８をワークＷの円筒穴Ｈａに容易に迅速に挿入できるうえ、円筒穴Ｈａの内径の公差も大きく設定できる。
【００９０】
エアブロー機構６５により、挿入軸部材５７及び１対の係合部材５８の外周面とスクレーパ６３の間の隙間６３ａから加圧エアを噴出させてエアブローするため、内部へ切粉等の異物が侵入することがない。
【実施例２】
【００９１】
次に、実施例２に係る第２位置決め装置５Ａについて、図１４〜図１９に基づいて説明する。但し、前記第２位置決め装置５と同様の構成要素に同一の符号を付して図示し、それらについての説明は省略し、第２位置決め装置５と異なる構成についてのみ説明する。
なお、図１５、図１７は油圧シリンダ６１のピストン部材８０と挿入軸部材５７を上限位置にした非位置決め状態を示し、図１９はピストン部材８０と挿入軸部材５７がフルストロークして下限位置に達した状態を示す。図１８は正常に位置決めした状態を示し、この状態においてピストン部材８０と挿入軸部材５７が上限位置と下限位置の間の途中位置にある。
【００９２】
この第２位置決め装置５Ａは、基準収容穴１００を含む可動保持機構６０Ａと、１対の係合部材５８Ａの１対のフランジ部５８ｆの構成において、前記第２位置決め装置５と異なっている。１対の係合部材５８Ａのフランジ部５８ｆは平面視にてＤ字形状に形成され、フランジ部５８ｆのＹ方向外側の外面には部分円筒面５８ｈが形成されている。
【００９３】
基準収容穴１００は、挿入軸部材５７の円柱部５７ｃが貫通するように本体部材５６Ａの固定用フランジ部５６ａＡに形成されたＸ方向を長さ方向とする平面視長円形の収容穴である。この基準収容穴１００の上端は装着穴６６の下端に連なっている。基準収容穴１００は底面１００ａを備え、基準収容穴１００のＹ方向両側の１対の側壁面は、Ｘ方向と平行な１対の基準摺動面１００ｂを備え、１対の基準摺動面１００ｂは上方ほど離間距離が大きくなる傾斜状に形成されている。
【００９４】
可動保持機構６０Ａは、基準収容穴１００と、１対の基準摺動面１００ｂと、可動基準部材１０１と、基準収容穴１００の底面１００ａとを備えている。可動基準部材１０１は、基準収容穴１００にＸ方向へ移動可能に装着されている。
可動基準部材１０１は、底壁１０１ａと、１対の可動摺動面１０１ｂと、円形凹部１０１ｃとを備えている。底壁１０１ａは、挿入軸部材５７の円柱部５７ｃがＸ方向へ相対移動可能に貫通する円形の開口穴１０１ｄを有する。１対の可動摺動面１０１ｂは、夫々、１対の基準摺動面１００ｂに摺動隙間を介してＸ方向へ摺動可能に面接触するように形成されている。
【００９５】
図１５、図１７に示すように、ピストン部材８０ａと挿入軸部材５７が上限位置にある非位置決め状態のときには、可動基準部材１０１の底壁１０１ａの下端面と基準収容穴１００の底面１００ａとの間には僅かな隙間（例えば、０．２〜０．４ｍｍ）がある。図１８に示す位置決め状態のときには、可動基準部材１０１の下端面が底面１００ａに密着して、可動基準部材１０１が下降不能に支持され、１対の可動摺動面１０１ｂが１対の基準摺動面１００ｂに夫々密着する。
【００９６】
円形凹部１０１ｃは上方に開放している。挿入軸部材５７の１対のテーパ摺動面５７ｆに１対のテーパ係合面５８ｂを係合させた状態で、１対のフランジ部５８ｆが円形凹部１０１ｃに係合され、１対のフランジ部５８ｆの下端面が円形凹部１０１ｃの底面で下降不能に支持されている。位置決め状態のときには、１対の係合部材５８Ａが拡径するため１対のフランジ部５８ｆの部分円筒面５８ｈが円形凹部１０１ｃの内周面に密着状態になる。
【００９７】
この第２位置決め装置５Ａの作用、効果について説明する。
この第２位置決め装置５Ａは、実施例１の第２位置決め装置５と基本的にほぼ同様の作用、効果を奏するが、若干異なる作用、効果について補足説明する。
挿入軸部材５７の上端側部分と１対の係合部材５８Ａの上部をワークＷの円筒穴Ｈａに挿入する際に、第１，第２位置決め装置３，５Ａに対応する円筒穴Ｈ，Ｈａ間の距離にピッチ間誤差がある場合には、可動保持機構６０Ａにより、挿入軸部材５７に対して１対の係合部材５８と可動基準部材１０１がＸ方向へ相対的に移動することによって、ピッチ間誤差を吸収する。
【００９８】
１対の基準摺動面１００ｂおよび１対の可動摺動面１０１ｂが上方にいく程離間距離が大きくなる傾斜面に形成されており、位置決め状態のとき、可動基準部材１０１の下端面が基準収容穴１００の底面１００ａに密着し、１対の可動摺動面１０１ｂが１対の基準摺動面１００ｂに密着状態になるため、摺動隙間に起因するガタつきが解消され、ワークＷの円筒穴ＨａをＹ方向に高精度に位置決めすることができる。位置決めの際、１対の係合部材５８Ａが円筒穴Ｈａの内径の公差の範囲内で弾性変形する作用については前記第２位置決め装置５と同様である。
【００９９】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
（１）第１位置決め装置３において、挿入軸部材７に２つ又は４つ以上の数のテーパ摺動面７ｆを形成し、それらテーパ摺動面７ｆに対応する数の係合部材８を設けてもよい。
【０１００】
（２）第１，第２位置決め装置３，５，５Ａにおいて、本体部材６，５６，５６Ａの壁部に形成した加圧エア供給通路に連通する弁孔であって内部円筒穴１８，６８の内周面に開口した弁孔を設け、挿入軸部材７，５７が上限位置のときに環状フランジ部７ｂ，５７ｂの外周面の弁面で弁孔を閉塞することで、挿入軸部材７，５７が上限位置にあることを検知可能な位置決め解除検知手段を設けてもよい。
【０１０１】
（３）第１，第２位置決め装置３，５，５Ａにおいて、油圧シリンダ１１，６１を採用したが、油圧シリンダやエアシリンダなどの流体圧シリンダを採用することができる。
（４）前記実施例では、位置決め対象物がワークパレットである場合を例にして説明したが、位置決め対象物はワークパレットに限るものではなく、加工対象物、成形加工に用いる金型、工具類を位置決めする場合もある。
【０１０２】
（５）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で本発明を実施するができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、機械加工に供する加工対象物を固定するワークパレット、加工対象物、成形加工に用いる金型、工具類などの種々のワークを平面内で高精度に位置決めする位置決め装置を提供する。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｗ        ワーク
Ｈ，Ｈａ  円筒穴
１        位置決めシステム
２        ベース部材
３        第１位置決め装置
５，５Ａ  第２位置決め装置
６，５６，５６Ａ  本体部材
７，５７          挿入軸部材
７ｂ，５７ｂ      環状フランジ
７ｆ，５７ｆ      テーパ摺動面
８，５８，５８Ａ  係合部材
８ｂ，５８ｂ      テーパ係合面
８ｃ，５８ｃ，５８ｆ  フランジ部
９，５９          テーパ係合機構
１０              不動保持機構
１１，６１        油圧シリンダ
１２，６２        固定リング
１３，６３        スクレーパ
１６，６６        装着穴
１７              基準収容穴
１８，６８        内部円筒穴
３５              加圧エア供給源
３６              圧力スイッチ
３７              加圧エア供給通路
５８ｅ          可動摺動面
６０，６０Ａ    可動保持機構
６４      位置決め不良検知手段
６５      エアブロー機構
６７      基準収容穴
６７ａ    底面
６７ｂ    基準摺動面
８１      加圧エア供給通路
８２      弁孔
８３      弁面
９０      エア導入路
１００      基準収容穴
１００ａ    底面
１００ｂ    基準摺動面
１０１      可動基準部材
１０１ａ    底壁
１０１ｂ    可動摺動面
１０１ｃ    円形凹部
１０１ｄ    開口穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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