(57)【要約】【課題】磁力発生部によりベース体側の支持面に発生させた磁力でパレットをベース体に固定可能な位置決め固定装置を提供する。【解決手段】工作機械のテーブル上に又はテーブル自体として配設されたベース体２にワーク固定用パレット３を固定解除可能に固定するクランプ機構４と、パレット３をベース体２に対して位置決めする位置決め機構５とを備えたパレットの位置決め固定装置１は、パレット３を受け止める為にベース体２側に設けられた支持面１１と、パレット３に設けられ支持面１１に面接触可能な当接面２２を有する磁性体製の被クランプ部２１とを有し、クランプ機構４の磁力発生部３０で発生させた磁力により、被クランプ部２１を支持面１１側に引きつけてパレット３をベース体２に固定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のテーブル上に又はテーブル自体として配設されたベース体にワーク固定用パレットを固定解除可能に固定するクランプ機構と、パレットをベース体に対して位置決めする位置決め機構とを備えたパレットの位置決め固定装置において、
前記パレットを受け止める為にベース体側に設けられた支持面と、
前記パレットに設けられ支持面に面接触可能な当接面を有する磁性体製の被クランプ部とを有し、
前記クランプ機構は、被クランプ部を支持面側に引きつける磁力を発生する磁力発生部を有することを特徴とするパレットの位置決め固定装置。
【請求項２】
前記パレットは非磁性体製のパレット本体を有し、このパレット本体のうちの支持面に対向する部分に被クランプ部が配設されたことを特徴とする請求項１に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項３】
前記磁力発生部は、少なくとも１つのアルニコ磁石と、このアルニコ磁石に巻装されたコイルと、アルニコ磁石に対応づけて設けられた永久磁石とを有し、コイルに通電してアルニコ磁石の磁極を反転させることで、永久磁石とアルニコ磁石による磁力を相殺させて、パレットの固定を解除するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項４】
前記クランプ機構は、前記磁力発生部で発生した磁力に抗してパレットを固定解除側へ移動可能な流体圧シリンダを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項５】
前記位置決め機構は、ベース体の複数の部位に突出状に設けられた複数のテーパ軸部と、パレットに設けられ複数のテーパ軸部に夫々係合可能な複数のテーパコレットを有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項６】
前記位置決め機構は、複数のテーパ軸部及びテーパコレットにより、ベース体に対するパレットの前記支持面に平行な面内での位置を決めることを特徴とする請求項５に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項７】
前記位置決め機構は、ベース体とパレットのうちの一方の複数部位に突出状に設けられ且つ先端程幅が小さくなる断面台形に形成された複数のテーパキーと、
ベース体とパレットのうちの他方に設けられ且つ複数のテーパキーに夫々面接触状に係合可能な複数のテーパ係合部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項８】
前記テーパ係合部を形成する係合部形成部材であって、前記各テーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に夫々係合する際にベース体とパレットのうちの前記他方に対してテーパキーの突出方向に弾性変形可能な１対の係合部形成部材を有することを特徴とする請求項７に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項９】
前記各係合部形成部材は、テーパキーのテーパ側面部に対向する第１壁部と、この第１壁部の端部から第１壁部とほぼ直交する方向に延びる第２壁部とを有することを特徴とする請求項８に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項１０】
前記位置決め機構は、前記ベース体とパレットのうちの前記他方に形成されテーパキーを収容する為の収容穴と、この収容穴と第１壁部との間に設けられ係合部形成部材のテーパキーの突出方向への弾性変形を促進する為の隙間と、第１壁部の前記隙間に面する部分に設けられ収容穴の内面に当接して回転するローラ部材であって、テーパ係合部をテーパ側面部に押し付けるローラ部材を有することを特徴とする請求項９に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項１１】
前記テーパ係合部がテーパキーに係合する際に、前記第２壁部が弾性変形することを特徴とする請求項１０に記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項１２】
前記係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と一体的に構成したことを特徴とする請求項８〜１１の何れかに記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項１３】
前記係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と別体に構成し、前記他方にボルトにより固定したことを特徴とする請求項８〜１１の何れかに記載のパレットの位置決め固定装置。
【請求項１４】
前記各テーパキーの１対のテーパ側面部の各々に、テーパキーの突出方向へ弾性変形可能な複数のフィン部を形成したことを特徴とする請求項７に記載のパレットの位置決め固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パレットの位置決め固定装置に関し、特に、ベース体側の支持面に発生させた磁力によりベース体にパレットを固定するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】マシニングセンタ等の工作機械においては、テーブル上に配設されたベース体又はテーブル自体としてのベース体に、ワークをセットしたパレットを位置決め機構によりベース体に対して位置決めした状態で、クランプ機構によりパレットをベース体に固定して、ワークに機械加工を施す。
【０００３】
ここで、パレットをベース体に固定するクランプ機構としては、種々の構成のものが提案されているが、例えば、本願出願人が提案しているパレットの位置決め固定装置のクランプ機構は、パレットの複数部位に夫々係合した複数のロッドを、油圧シリンダ等の駆動手段によりベース体側へ駆動して、パレットをベース体に固定するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。このとき、パレットは、ベース体側のロッドの周囲に形成された支持面に受け止められて、ベース体に対して鉛直方向に位置決めされる。
【０００４】
また、パレット等の被固定体を基準となるベース体に対して位置決めする位置決め機構にも種々の構成のものが既に提案されている。例えば、特許文献２に記載の位置決め機構においては、旋盤の主軸の先端部に取り付けられたベース体としての第１連結部材に角柱状のピンが突出状に形成され、一方、ワークをセットした第２連結部材には前記ピンが係合可能な溝部が形成され、ピンが溝部に係合して第２連結部材が第１連結部材に対して位置決めされた状態で、クランプ手段により第２連結部材がクランプされて第２連結部材は第１連結部材に連結される。
【０００５】
ここで、溝部の内側部分には、ピンの軸心方向に弾性変形可能で断面Ｌ字形の係合部が形成されており、この係合部がピンの軸心方向に弾性変形しつつピンの側面部に形成された傾斜面に密着状に係合することで、第２連結部材が第１連結部材に対して精度良く位置決めされる。第２連結部材にピンの軸心に直交する方向に大きな荷重が作用した場合に、その方向に係合部が弾性変形してしまって第２連結部材が第１連結部材に対して位置ずれしないように、係合部と溝部の内側部分との間には微少な隙間しか形成されていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２５４２６６号公報（第４−７頁、図１−４）
【特許文献２】
特開２０００−１７６７７４号公報（第３−５頁、図１−５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記特許文献１に記載のクランプ機構においては、油圧シリンダによりパレットをベース体側に引きつけて固定するため、クランプ機構に油圧を供給するためにベース体と油圧供給源とを油圧ホース等で接続したり、供給される油圧のリークを防止する必要があるし、油圧シリンダにより駆動されるロッドをパレットに係合させる機構も必要になるため、位置決め固定装置の構成が複雑になる。
【０００８】
さらに、パレットは、クランプ機構のロッドの周りに局所的に設けられた支持面のみによりパレットがベース体に受け止められるため、パレットをベース体に対して鉛直方向に確実に位置決めする為には、強力なクランプ力をパレットに作用させる必要があり、油圧を供給する装置が大型化する虞もある。
【０００９】
また、前記特許文献２公報に記載の位置決め機構においては、第１連結部材のピンと第２連結部材の溝部内の係合部が係合する際に、係合部がピンの軸心方向に弾性変形することになるが、特に、第２連結部材に作用するクランプ力が大きい場合には、係合部と溝部の内側部分との間に大きな摩擦が生じ、短期間のうちに係合部に摩耗やへたりが生じて位置決め精度が低下する虞がある。
本発明の目的は、支持面に発生させた磁力によりパレットをベース体に固定して位置決め固定装置の構成を簡略化すること、位置決め精度の低下を極力防止すること、等である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１のパレットの位置決め固定装置は、工作機械のテーブル上に又はテーブル自体として配設されたベース体にワーク固定用パレットを固定解除可能に固定するクランプ機構と、パレットをベース体に対して位置決めする位置決め機構とを備えたパレットの位置決め固定装置において、前記パレットを受け止める為にベース体側に設けられた支持面と、前記パレットに設けられ支持面に面接触可能な当接面を有する磁性体製の被クランプ部とを有し、前記クランプ機構は、被クランプ部を支持面側に引きつける磁力を発生する磁力発生部を有するものである。
【００１１】
パレットをベース体に固定する際には、位置決め機構によりパレットをベース体に対して位置決めしつつ、クランプ機構によりパレットをベース体に固定解除可能に固定する。このとき、クランプ機構は、磁力発生部により支持面に磁力を発生させ、この磁力によりパレットを支持面側に引きつけて、被クランプ部の当接面を支持面に面接触させてパレットをクランプする。
【００１２】
従って、支持面に発生する磁力だけでパレットを固定するため、ベース体に広い面積の支持面を形成し、被クランプ部の当接面を支持面に広い範囲で面接触させてパレットを固定できるので、パレットをベース体に対して支持面と直交する方向に精度良く位置決めした状態でパレットをベース体に固定できる。また、油圧シリンダ等のパレットを固定側へ駆動する駆動手段が不要になるため、パレットと駆動手段を連結する機構や、位置決め固定装置に油圧等を供給する装置も不要となり、位置決め固定装置の構成を簡略化できる。
【００１３】
請求項２のパレットの位置決め固定装置は、請求項１の発明において、前記パレットは非磁性体製のパレット本体を有し、このパレット本体のうちの支持面に対向する部分に被クランプ部が配設されたものである。従って、ワークがセットされるパレット本体の表面部はほとんど磁化されないため、パレット本体の表面部にワークへの機械加工により生じた切削切粉等が付着するのを防止できるし、パレットから外部へ漏れる磁束が非常に小さくなるので、外部の周辺機器等に磁束による悪影響が生じるのを防止できる。
【００１４】
請求項３のパレットの位置決め固定装置は、請求項１又は２の発明において、前記磁力発生部は、少なくとも１つのアルニコ磁石と、このアルニコ磁石に巻装されたコイルと、アルニコ磁石に対応づけて設けられた永久磁石とを有し、コイルに通電してアルニコ磁石の磁極を反転させることで、永久磁石とアルニコ磁石による磁力を相殺させて、パレットの固定を解除するように構成したものである。
【００１５】
まず、パレットをベース体に固定するときには、コイルに対して所定の方向に短時間通電して、アルニコ磁石の磁束が永久磁石の磁束と同じ向きとなるように、アルニコ磁石の磁極を変化させて、アルニコ磁石及び永久磁石の磁束により支持面に生じた磁力で被クランプ部を支持面に強力に引きつけて固定する。一方、パレットの固定を解除するときには、前述のパレットを固定する場合とは逆の方向にコイルに短時間通電して、アルニコ磁石の磁極を反転させることでアルニコ磁石の磁束を永久磁石の磁束と逆向きに発生させ、永久磁石とアルニコ磁石の磁力を相殺させて、支持面の磁力を消滅させる。
【００１６】
このように、コイルに短時間通電するだけでパレットの固定を解除できるので、パレットの固定を解除する機構を簡略化できる。さらに、パレットを固定する際、あるいはその固定状態を解除する際にのみコイルに通電すればよいので、運転コスト面で有利である。
【００１７】
請求項４のパレットの位置決め固定装置は、請求項１又は２の発明において、前記クランプ機構は、前記磁力発生部で発生した磁力に抗してパレットを固定解除側へ移動可能な流体圧シリンダを有するものである。従って、磁力発生部により支持面に発生した磁力に抗して、流体圧シリンダによりパレットを固定解除側へ移動させてパレットの固定を解除できる。
【００１８】
請求項５のパレットの位置決め固定装置は、請求項１〜３の発明において、前記位置決め機構は、ベース体の複数の部位に突出状に設けられた複数のテーパ軸部と、パレットに設けられ複数のテーパ軸部に夫々係合可能な複数のテーパコレットを有するものである。従って、複数のテーパ軸部に複数のテーパコレットを係合させて、パレットをベース体に対して精度良く位置決めできる。
【００１９】
請求項６のパレットの位置決め固定装置は、請求項５の発明において、前記位置決め機構は、複数のテーパ軸部及びテーパコレットによりベース体に対するパレットの前記支持面に平行な面内の位置を決めるものである。従って、複数のテーパ軸部及びテーパコレットにより、ベース体に対するパレットの前記支持面に平行な面内の位置を精度良く位置決めできる。
【００２０】
請求項７のパレットの位置決め固定装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記位置決め機構は、ベース体とパレットのうちの一方の複数部位に突出状に設けられ且つ先端程幅が小さくなる断面台形に形成された複数のテーパキーと、ベース体とパレットのうちの他方に設けられ且つ複数のテーパキーに夫々面接触状に係合可能な複数のテーパ係合部を有するものである。パレットをベース体に固定する際には、複数のテーパキーに複数のテーパ係合部が夫々面接触状に係合して、パレットがベース体に対して精度良く位置決めされる。
【００２１】
請求項８のパレットの位置決め固定装置は、請求項７の発明において、前記テーパ係合部を形成する係合部形成部材であって、各テーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に夫々係合する際にベース体とパレットのうちの前記他方に対してテーパキーの突出方向に弾性変形可能な１対の係合部形成部材を有するものである。従って、パレットをベース体に固定する際には、係合部形成部材が弾性変形してテーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に確実に面接触状に係合するため、パレットがベース体に対して精度良く位置決めされる。
【００２２】
請求項９のパレットの位置決め固定装置は、請求項８の発明において、前記各係合部形成部材は、テーパキーのテーパ側面部に対向する第１壁部と、この第１壁部の端部から第１壁部とほぼ直交する方向に延びる第２壁部とを有するものである。従って、パレットをベース体に位置決めする際には、第１壁部に形成されたテーパ係合部がテーパキーのテーパ側面部に係合することになる。
【００２３】
請求項１０のパレットの位置決め固定装置は、請求項９の発明において、前記位置決め機構は、前記ベース体とパレットのうちの前記他方に形成されテーパキーを収容する為の収容穴と、この収容穴と第１壁部との間に設けられ係合部形成部材のテーパキーの突出方向への弾性変形を促進する為の隙間と、第１壁部の前記隙間に面する部分に設けられ収容穴の内面に当接して回転するローラ部材であって、テーパ係合部をテーパ側面部に押し付けるローラ部材を有するものである。
【００２４】
従って、テーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に夫々係合する際には、収容穴と第１壁部との間に設けられた隙間により、第１壁部が収容穴に対して前記突出方向に移動しやすくなって係合部形成部材の弾性変形が促進される。また、この隙間にローラ部材を介在させることにより第１壁部を収容穴に対してスムーズに相対移動させることができ、係合部形成部材の摩耗やへたりを極力抑えることができる。さらに、ローラ部材によりテーパ係合部をテーパ側面部に押し付けるので、パレットに対して支持面と平行な方向に大きな荷重が作用した場合でも、テーパ側面部にテーパ係合部を面接触状に係合させた状態を維持することができる。
【００２５】
請求項１１のパレットの位置決め固定装置は、請求項１０の発明において、前記テーパ係合部がテーパキーに係合する際に、前記第２壁部が弾性変形するものである。第２壁部が弾性変形することにより、係合部形成部材がテーパキーの突出方向により弾性変形しやすくなる。
【００２６】
請求項１２のパレットの位置決め固定装置は、請求項８〜１１の発明において、前記係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と一体的に構成したものである。この場合には、位置決め機構の部品数を減らすことができる。
請求項１３のパレットの位置決め固定装置は、請求項８〜１１の発明において、前記係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と別体に構成し、前記他方にボルトにより固定したものである。この場合には、固定するパレットの種類等の個々の条件に応じて適切な係合部形成部材を選択してベース体又はパレットに取り付けることができる。
【００２７】
請求項１４のパレットの位置決め固定装置は、請求項７の発明において、前記各テーパキーの１対のテーパ側面部の各々に、テーパキーの突出方向へ弾性変形可能な複数のフィン部を形成したものである。従って、パレットをベース体に対して位置決めする際に、複数のフィン部がテーパキーの突出方向に弾性変形してテーパ係合部がテーパキーのテーパ側面部に確実に面接触状に係合するため、パレットをベース体に対して精度良く位置決めできる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、マシニングセンタのテーブル上に配設されたベース体にワーク固定用パレットを固定するパレットの位置決め固定装置に本発明を適用した一例である。
図１、図２に示すように、位置決め固定装置１は、ベース体２にワーク固定用パレット３を固定解除可能に固定するクランプ機構４と、パレット３をベース体２に対して位置決めする位置決め機構５とを備えている。
【００２９】
図１〜図５に示すように、ベース体２は平面視略正方形板状のものであり、ベース体２の中央部には、後述のクランプ機構４の磁力発生部３０を収容する収容穴１０が形成されている。ベース体２の中央部付近部の上面部と磁力発生部３０のうちのブロック部材３１及びプレート部材３６の上面部には、パレット３を受け止める為の支持面１１が形成されている。ベース体２の四隅付近部には、位置決め機構５の４つのテーパ軸部４０が設けられている。
【００３０】
ベース体２の内部には、４つのテーパ軸部４０にクリーニング用の加圧エアを供給するエア通路１２，１３が形成されており、これらエア通路１２，１３はエア供給口１４を介して図示外のエア供給源と接続される。ベース体２上部の外周部からやや内側の部分には、ワークの機械加工中に切削切粉等がベース体２とパレット３の間に侵入するのを防ぐ為のパッキン１５が装着されている。
【００３１】
パレット３は、非磁性体製（例えば、アルミニウム製）の平面視略正方形板状のパレット本体２０と、このパレット本体２０の下部（支持面１１に対向する部分）には、磁性体製の平面視略矩形板状の被クランプ部２１が配設されており、この被クランプ部２１の下面部には、支持面１１に面接触可能な当接面２２が形成されている。
【００３２】
次に、クランプ機構４について説明する。
図１〜図５に示すように、クランプ機構４は、被クランプ部２１を支持面１１側に引きつける磁力を発生させる磁力発生部３０を有し、磁力発生部３０はベース体２の収容穴１０に収容されている。磁力発生部３０は、収容穴１０内に配設された２つのブロック部材３１と、２つのブロック部材３１の下側に夫々配設された２つのアルニコ磁石３２と、２つのアルニコ磁石３２に夫々巻装された２つのコイル３３と、２つのアルニコ磁石３２に対応づけて２つのブロック部材３１の周囲に配設された複数の永久磁石３４（例えば、ネオジウム磁石）とを備えている。
【００３３】
ブロック部材３１は、磁性体により平面視正方形のブロック状に形成されており、ブロック部材３１は中央部を上下に貫通するボルト３５によりベース体２に固定されている。２つのブロック部材３１の上面部の周囲には、同じく磁性体製のプレート部材３６が配設され、２つのブロック部材３１とプレート部材３６の上面はベース体２の中央部付近部の上面と同一平面に構成されている。即ち、これらベース体２の中央部付近部と２つのブロック部材３１とプレート部材３６の上面部に支持面１１が形成されている。
【００３４】
アルニコ磁石３２は、コイル３３に短時間通電することによりその磁極を変化させることができるものである。パレット３をベース体２に固定する際に、コイル３３に所定の方向へ数秒間通電すると、図４に示すように、ブロック部材３１において、アルニコ磁石３２による磁束の向きが永久磁石３４による磁束の向きと同じになるように、アルニコ磁石３２の磁極が変化する。従って、支持面１１に磁力が発生してパレット３の被クランプ部２１が支持面１１に引きつけられる。
【００３５】
一方、パレット３の固定を解除する際には、前記のパレット３を固定する場合と逆の方向に、数秒間コイル３３に通電すると、図５に示すように、アルニコ磁石３２の磁極が反転して支持面１１から磁束が出なくなり、磁力発生部３０の内部にのみ磁束が通ることになる。つまり、支持面１１における永久磁石３４とアルニコ磁石３２による磁力が相殺されて、支持面１１には磁力が発生しなくなるため、パレット３の固定が解除される。
【００３６】
次に、位置決め機構５について説明する。
図１〜図３、図６に示すように、位置決め機構５は、ベース体２の四隅付近部に上方突出状に設けられた４つのテーパ軸部４０と、パレット３の下部に環状のブッシュ４３を介して設けられ４つのテーパ軸部４０に夫々係合可能な４つのテーパコレット４１とを有する。４組のテーパ軸部４０及びテーパコレット４１は夫々同じ構成を有するので、１組のテーパ軸部４０及びテーパコレット４１について以下詳述する。
【００３７】
図３、図６に示すように、テーパ軸部４０の下半部はベース体２の上面部に形成された凹穴２ａに嵌合され、テーパ軸部４０は２本のボルト４２によりベース体２に固定されている。テーパ軸部４０の上半部の外周部には、先端側程小径のテーパ面４０ａが形成されている。図７に示すように、テーパ面４０ａは、ベース体２の対角線４４から最も離れた部分に２カ所形成されており、テーパ軸部４０のテーパ面４０ａが形成されていない部分は、テーパ面４０ａが形成されている部分よりも小径になっている。テーパ軸部４０の内部にはベース体２内のエア通路４５に連通するエア通路４６も形成され、エア通路４６に供給された加圧エアは、エアブロー口４７からテーパ軸部４０の外部へ噴出される。
【００３８】
環状のブッシュ４３は、パレット本体２０の下部に形成された収容穴３ａに内嵌された状態で、２本のボルト４８でパレット３に固定されている。ブッシュ４３の上面と収容穴３ａの上端との間には位置調整用のシムプレート４９が介装されている。環状のテーパコレット４１は、径拡大側に弾性変形可能に構成されており、このテーパコレット４１の内側部分には、テーパ軸部４０のテーパ面４０ａと係合可能なテーパ係合面４１ａが形成されている。このテーパコレット４１はブッシュに摺動自在に内嵌され、テーパコレット４１の上側にはテーパコレット４１を下方へ付勢する皿バネ５０が装着されており、テーパコレット４１の下側にはテーパコレット４１の抜け止め用の止め輪５１も設けられている。
【００３９】
位置決め機構５によりパレット３をベース体２に位置決めする際には、皿バネ５０の付勢力によりテーパコレット４１がテーパ軸部４０に押し付けられて、テーパ軸部４０のテーパ面４０ａにテーパコレット４１のテーパ係合面４１ａが係合した状態で、テーパ軸部４０にテーパコレット４１が外嵌する。ここで、テーパ面４０ａは、ベース体２の対角線から最も離れた部分に形成されており、４つのテーパコレット４１が夫々径拡大側に弾性変形しつつそれらのテーパ係合面４１ａが４つのテーパ軸部４０のテーパ面４０ａに夫々密着状に係合して、パレット３の軸心回りの回転（図７の矢印方向の回転）が規制され、ベース体２に対するパレット３の水平面内での位置が決められる。
【００４０】
次に、位置決め固定装置１の作用について説明する。
まず、図１に示すように、図示外のパレット搬送装置によりパレット３をベース体２上へ搬送して、ベース体２側のテーパ軸部４０にパレット３側のテーパコレット４１が係合する位置までパレット３を下降させる。この状態で、磁力発生部３０のコイル３３に数秒間通電すると、図４に示すように、ブロック部材３１において、アルニコ磁石３２による磁束の向きが永久磁石３４による磁束の向きと同じになるように、アルニコ磁石３２の磁極が変化して、支持面１１に磁力が発生する。この磁力により、パレット３の被クランプ部２１が支持面１１に引きつけられて当接面２２が支持面１１に面接触し、パレット３がベース体２に固定される。
【００４１】
このとき、４組のテーパ軸部４０及びテーパコレット４１において、図６に示すように、テーパコレット４１がテーパ軸部４０に外嵌してテーパコレット４１が径拡大側に弾性変形しつつ、テーパ軸部４０のテーパ面４０ａにテーパコレット４１のテーパ係合面４１ａが密着状に係合して、これら４カ所の部位においてパレット３の軸心回りの回転が規制され、４つのテーパ軸部４０と４つのテーパコレット４１によりパレット３の水平面内での位置が精度良く決められる。
【００４２】
このようにパレット３がベース体２に対して位置決め固定された状態で、ワークに機械加工が施される。ワークへの機械加工が完了した後に、前述のパレット３を固定する場合と逆の方向に、磁力発生部３０のコイル３３に数秒間通電すると、図５に示すように、アルニコ磁石３２の磁極が反転して支持面１１における永久磁石３４とアルニコ磁石３２による磁力が相殺されて、支持面１１には磁力が発生しなくなり、パレット３の固定が解除される。
【００４３】
以上説明した位置決め固定装置１によれば、次のような効果が得られる。
クランプ機構４は、磁力発生部３０により支持面１１に発生させた磁力だけでパレット３をベース体２に固定するため、ベース体２側の部材（ベース体２、ブロック部材３１及びプレート部材３６）に広い面積を有する支持面１１を形成し、被クランプ部２１の当接面２２を支持面１１に広い範囲で面接触させてパレット３を固定できるので、パレット３をベース体２に対して鉛直方向に精度良く位置決めした状態でパレット３をベース体２に確実に固定できる。
【００４４】
また、油圧シリンダ等のパレット３をベース体側へ駆動する駆動手段が不要であるため、パレット３と駆動手段とを連結する機構や、位置決め固定装置１に油圧等、駆動手段の作動流体を供給する装置も不要となり、位置決め固定装置１の構成を簡略化できる。
【００４５】
磁力発生部３０で発生した磁力により支持面１１に引きつけられる磁性体製の被クランプ部２１は、非磁性体製のパレット本体２０の下部に配設されているため、ワークがセットされるパレット３の上面部はほとんど磁化されず、パレット３にワークへの機械加工により生じた切削切粉等が付着するのを防止できる。さらに、パレット３から外部へ漏れる磁束が非常に小さくなり、外部の周辺機器等に磁束による悪影響が生じるのを防止できる。
【００４６】
磁力発生部３０は、パレット３をベース体２に固定するときには、所定の方向にコイル３３に短時間通電することでアルニコ磁石３２の磁束を永久磁石３４の磁束と同じ向きに発生させて、支持面１１に生じた磁力で被クランプ部２１を支持面１１に強力に引きつけて固定し、一方、パレット３の固定を解除するときには、逆の方向にコイル３３に短時間通電して、アルニコ磁石３２の磁極を反転させることでアルニコ磁石３２の磁束を永久磁石３４の磁束と逆向きに発生させ、永久磁石３４とアルニコ磁石３２の磁力を相殺させて、支持面１１の磁力を消滅させる。従って、コイル３３に短時間通電するだけでパレット３の固定を解除できるので、パレット３の固定を解除する機構を簡略化できる。さらに、パレット３を固定する際、あるいはその固定状態を解除する際にのみコイル３３に短時間通電すればよいので、運転コスト面で有利である。
【００４７】
位置決め機構５は、ベース体２の四隅付近部に突出状に設けられた４つのテーパ軸部４０と、パレット３に設けられ４つのテーパ軸部４０に夫々係合可能な４つのテーパコレット４１を有し、テーパコレット４１を径拡大側に弾性変形させてテーパコレット４１のテーパ係合面４１ａをテーパ軸部４０のテーパ面４０ａに密着状に係合させることができるので、パレット３の水平面内での位置をベース体２に対して精度良く位置決めできる。
【００４８】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］磁力発生部３０のブロック部材３１、アルニコ磁石３２及び永久磁石３４の数は、パレット３の大きさやパレットを固定するのに必要な磁力の強さ等、種々の条件に応じて適宜変更できる。
【００４９】
２］図８に示すように、位置決め固定装置１Ａのクランプ機構４Ａは、パレット３の被クランプ部２１を支持面１１に引きつける磁力を発生させる磁力発生部３０Ａと、この磁力発生部３０Ａで発生した磁力に抗してパレット３を上方（固定解除側）へ移動可能な油圧シリンダ６０を有する。
磁力発生部３０Ａは、図示しない複数のボルトでベース体２Ａに固定された磁性体製の２つのブロック部材３１と、これらブロック部材３１の周囲に配設された複数の永久磁石３４からなる。油圧シリンダ６０は、ブロック部材３１の下側においてベース体２Ａに形成されたシリンダ穴６１と、このシリンダ穴６１に摺動可能に装着されたピストン部６２ａを有するピストンロッド６２と、ピストン部６２ａを上方へ駆動する為の油室６３などを備えている。
【００５０】
永久磁石３４により支持面１１に発生した磁力によりパレット３が支持面１１に引きつけられてベース体２Ａに固定されている状態では、ピストンロッド６２は下限位置にあり、このとき、ピストンロッド６２の先端は支持面１１とほぼ同一面内にある。この状態から、油室６３に図示外の油圧供給源から油圧を供給すると、ピストン部６２ａが永久磁石３４の磁力に抗して上方へ駆動され、ピストンロッド６２の先端によりパレット３が上方（固定解除側）へ押し上げられるため、パレット３の固定が解除される。
【００５１】
３］位置決め機構５のテーパコレット４１に、周方向の複数のスリット等を設けて、テーパコレット４１の径拡大側への弾性変形を促進するように構成してもよい。また、位置決め機構５のテーパ軸部４０及びテーパコレット４１の数は４つに限るものではないが、パレット３の水平面内での位置を確実に決めるためには３つ以上であることが望ましい。
【００５２】
４］前記実施形態の位置決め固定装置１は、ベース体２を水平姿勢に配設して水平な支持面１１にパレット３を固定するように構成されているが、ベース体２を鉛直姿勢に配設して鉛直な支持面１１にパレット３を固定するように構成してもよい。
５］前記実施形態はマシニングセンタのテーブル上にベース体２が配設された場合の一例であるが、ベース体２であるテーブル自体に直接パレット３が固定されるように構成してもよい。
【００５３】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図９、図１０に示すように、位置決め固定装置７１は、ベース体７２にワーク固定用パレット７３を固定解除可能に固定するクランプ機構７４と、パレット７３をベース体７２に対して位置決めする位置決め機構７５とを備えている。クランプ機構７４は、前記実施形態のクランプ機構４と同様の構成を有するのでその説明を省略し、位置決め機構７５について以下説明する。
【００５４】
位置決め機構７５は、平面視略正方形板状のベース体７２の四隅付近部に上方突出状に設けられ且つ先端程幅が小さくなる断面台形に形成された４つのテーパキー８０と、パレット７３に設けられ且つ４つのテーパキー８０に夫々面接触状に係合可能な４対のテーパ係合部８３を有する。
【００５５】
図９に示すように、４つのテーパキー８０は、長手方向がベース体７２の対角線の方向と一致するように夫々配設されている。パレット７３の四隅付近部の下部には夫々４つのブロック体８１が複数のボルトで固定されており、各ブロック体８１に一体形成された１対の係合部形成部材８２に１対のテーパ係合部８３が形成されている。４組のテーパキー８０及びテーパ係合部８３は、夫々同じ構成を有するので、そのうちの１組について、以下、図１０を参照して説明する。尚、図１０における左右方向を左右方向として説明する。
【００５６】
図１０に示すように、テーパキー８０の下端部には水平な取付ベース部８０ａが一体形成されており、この取付ベース部８０ａにおいてテーパキー８０は図示外の複数のボルトでベース体７２に固定されている。テーパキー８０はベース体７２の対角線方向に延びるように形成されており、テーパキー８０の上端面は水平面に形成されている。一方、テーパキー８０の両側部には、テーパキー８０が先端程幅が小さくなるような１対のテーパ側面部８０ｂが形成されている。テーパキー８０の内部には、ベース体７２内部のエア通路８４と連通するエア通路８５が形成されており、エア通路８５に供給された加圧エアは、エアブロー口８６，８７からテーパキー８０の外部へ噴出される。
【００５７】
ブロック体８１の内部には、テーパキー８０を収容する水平断面矩形状の収容穴８１ａと、この収容穴８１ａの上端に連なり収容穴８１ａよりも図１０における左右方向の幅が広い奥穴８１ｂとが形成されている。奥穴８１ｂの左右の内壁部には断面略逆Ｌ字状の１対の係合部形成部材８２が夫々一体形成されている。
【００５８】
係合部形成部材８２は、テーパキー８０のテーパ側面部８０ｂに対向するほぼ鉛直姿勢の第１壁部８２ａと、この第１壁部８２ａの上端から奥穴８１ｂの内面まで水平に延びる第２壁部８２ｂとを一体形成したものであり、係合部形成部材８２は、パレット７３に対して上下方向に弾性変形可能に構成されている。第１壁部８２ａの内側部分には、テーパキー８０のテーパ側面部８０ｂに係合可能なテーパ係合部８３が形成されている。収容穴８１ａと第１壁部８２ａとの間と奥穴８１ｂと第２壁部８２ｂとの間には互いに連通する隙間８８，８９が夫々形成されており、これら隙間８８，８９により係合部形成部材８２の第２壁部８２ｂが容易に弾性変形できるようになり、係合部形成部材８２の上下方向の弾性変形が促進される。
【００５９】
第１壁部８２ａの外側部分（隙間８８に面する部分）には、収容穴８１ａの内面に当接して回転するローラ部材９０が設けられている。パレット７３をベース体７２に位置決めする際に、収容穴８１ａにテーパキー８０が挿入されると、テーパキー８０の１対のテーパ側面部８０ｂに第１壁部８２ａのテーパ係合部８３が係合するが、このとき、ローラ部材９０が収容穴８１ａの内面に当接しているため、ローラ部材９０により第１壁部８２ａが内側へ押されて、テーパ係合部８３がテーパ側面部８０ｂに押し付けられる。
【００６０】
次に、位置決め機構７５の作用及び効果について説明する。
クランプ機構７４により、パレット７３をベース体７２に固定する為の磁力が支持面７６に発生すると、パレット７３が支持面７６に引きつけられてベース体７２側のテーパキー８０がパレット７３側の収容穴８１ａ内に入り込む。このとき、第１壁部８２ａに設けられた１対のテーパ係合部８３がテーパキー８０の１対のテーパ側面部８０ｂに両側から係合する。この係合状態のままさらにテーパキー８０が収容穴８１ａ内に進入していくと、図１０の鎖線で示すように、隙間８８，８９により１対の係合部形成部材８２が上方へ容易に弾性変形する。即ち、係合部形成部材８２の第２壁部８２ｂの内側部分が上方へ反るように弾性変形して、第１壁部８２ａが収容穴８１ａに対して相対的に上方に移動する。
【００６１】
ここで、第１壁部８２ａの外側部分に設けられたローラ部材９０が収容穴８１ａの内面に当接して回転するため、第１壁部８２ａが収容穴８１ａに対してスムーズに上方に移動できるし、ローラ部材９０により第１壁部８２ａが内側へ押されて１対のテーパ係合部８３が１対のテーパ側面部８０ｂに押し付けられ、テーパ係合部８３がテーパキー８０に面接触状に確実に係合するので、パレット７３がベース体７２に対して水平面内で精度良く位置決めされる。
【００６２】
尚、この別実施形態には、以下のような種々の変更を加えることもできる。ここで、前記別実施形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
図１１に示すように、１対の係合部形成部材８２Ｂをパレット７３Ｂのブロック体８１Ｂとは別体に構成し、ブロック体８１Ｂに複数のボルト１００により固定してもよい。この場合には、固定するパレット７３Ｂの種類等、個々の条件に応じて最適なの係合部形成部材８２Ｂを選択してパレット７３Ｂに取り付けることができる。
【００６３】
また、前記別実施形態の１対の係合部形成部材８２を、図１２に示すように、１つの係合部形成部材８２Ｃで構成して、パレット７３Ｃ側のブッシュ８１Ｃにボルト等で固定してもよい。この係合部形成部材８２Ｃの内側部分と上端部に、係合部形成部材８２Ｃの弾性変形をより促進させる弾性変形促進部１０１，１０２が夫々設けてもよい。
【００６４】
さらに、図１３に示すように、ベース体７２Ｄの各テーパキー８０Ｄの１対のテーパ側面部１０３の各々に、上下方向へ弾性変形可能な複数のフィン部１０３ａを形成してもよい。パレット７３Ｄをベース体７２Ｄに対して位置決めする際には、複数のフィン部１０３ａが上下方向に弾性変形しつつテーパ係合部８３Ｄがテーパキー８０Ｄのテーパ側面部１０３に確実に係合するため、パレット７３Ｄをベース体７２Ｄに対してより精度良く位置決めできる。
【００６５】
さらに、テーパキーの代わりに、ピン部材等、パレットの水平面内の位置を決めることのできる種々の部材を用いることもできる。また、ブッシュ８１を介さずに、パレット７３に直接係合部形成部材を一体形成してもよい。
さらには、テーパキー８０をパレット７３側に設けるとともに、テーパ係合部８３をベース体７２側に設けるように構成してもよい。
【００６６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、クランプ機構は、磁力発生部により支持面に磁力を発生させ、この磁力によりパレットを支持面側に引きつけて、被クランプ部の当接面を支持面に面接触させてパレットをクランプする。
従って、支持面に発生する磁力だけでパレットを固定するため、ベース体に広い面積の支持面を形成し、被クランプ部の当接面を支持面に広い範囲で面接触させてパレットを固定できるので、パレットをベース体に対して支持面と直交する方向に精度良く位置決めした状態でパレットをベース体に固定できる。また、油圧シリンダ等のパレットを固定側へ駆動する駆動手段が不要になるため、パレットと駆動手段を連結する機構や、位置決め固定装置に油圧等を供給する装置も不要となり、位置決め固定装置の構成を簡略化できる。
【００６７】
請求項２の発明によれば、パレットは非磁性体製のパレット本体を有し、このパレット本体のうちの支持面に対向する部分に被クランプ部が配設されたので、ワークがセットされるパレット本体の表面部はほとんど磁化されないため、パレット本体の表面部にワークへの機械加工により生じた切削切粉等が付着するのを防止できるし、パレットから外部へ漏れる磁束が非常に小さくなるので、外部の周辺機器等に磁束による悪影響が生じるのを防止できる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、磁力発生部は、少なくとも１つのアルニコ磁石と、このアルニコ磁石に巻装されたコイルと、アルニコ磁石に対応づけて設けられた永久磁石とを有し、コイルに通電してアルニコ磁石の磁極を反転させることで、永久磁石とアルニコ磁石による磁力を相殺させて、パレットの固定を解除するように構成したので、コイルに短時間通電するだけでパレットの固定を解除でき、パレットの固定を解除する機構を簡略化できる。さらに、パレットを固定する際、あるいはその固定状態を解除する際にのみコイルに通電すればよいので、運転コスト面で有利である。
【００６９】
請求項４の発明によれば、クランプ機構は、磁力発生部で発生した磁力に抗してパレットを固定解除側へ移動可能な流体圧シリンダを有するので、磁力発生部により支持面に発生した磁力に抗して、流体圧シリンダによりパレットを固定解除側へ移動させてパレットの固定を解除できる。
【００７０】
請求項５の発明によれば、位置決め機構は、ベース体の複数の部位に突出状に設けられた複数のテーパ軸部と、パレットに設けられ複数のテーパ軸部に夫々係合可能な複数のテーパコレットを有するので、複数のテーパ軸部に複数のテーパコレットを係合させて、パレットをベース体に対して精度良く位置決めできる。
【００７１】
請求項６の発明によれば、位置決め機構は、複数のテーパ軸部及びテーパコレットによりベース体に対するパレットの前記支持面に平行な面内の位置を決めるので、複数のテーパ軸部及びテーパコレットにより、ベース体に対するパレットの前記支持面に平行な面内の位置を精度良く位置決めできる。
【００７２】
請求項７の発明によれば、位置決め機構は、ベース体とパレットのうちの一方の複数部位に突出状に設けられ且つ先端程幅が小さくなる断面台形に形成された複数のテーパキーと、ベース体とパレットのうちの他方に設けられ且つ複数のテーパキーに夫々面接触状に係合可能な複数のテーパ係合部を有するので、パレットをベース体に固定する際には、複数のテーパキーに複数のテーパ係合部が夫々面接触状に係合して、パレットがベース体に対して精度良く位置決めされる。
【００７３】
請求項８の発明によれば、位置決め機構は、テーパ係合部を形成する係合部形成部材であって、各テーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に夫々係合する際にベース体とパレットのうちの前記他方に対してテーパキーの突出方向に弾性変形可能な１対の係合部形成部材を有するので、パレットをベース体に固定する際には、係合部形成部材が弾性変形してテーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に確実に面接触状に係合するため、パレットがベース体に対して精度良く位置決めされる。
【００７４】
請求項９の発明によれば、各係合部形成部材は、テーパキーのテーパ側面部に対向する第１壁部と、この第１壁部の端部から第１壁部とほぼ直交する方向に延びる第２壁部とを有するので、パレットをベース体に位置決めする際には、第１壁部に形成されたテーパ係合部がテーパキーのテーパ側面部に係合して、パレットがベース体に対して精度良く位置決めされる。
【００７５】
請求項１０の発明によれば、位置決め機構は、ベース体とパレットのうちの前記他方に形成されテーパキーを収容する為の収容穴と、この収容穴と第１壁部との間に設けられ係合部形成部材のテーパキーの突出方向への弾性変形を促進する為の隙間と、第１壁部の前記隙間に面する部分に設けられ収容穴の内面に当接して回転するローラ部材であって、テーパ係合部をテーパ側面部に押し付けるローラ部材を有するので、次のような効果が得られる。
【００７６】
即ち、テーパ係合部がテーパキーの１対のテーパ側面部に夫々係合する際には、収容穴と第１壁部との間に設けられた隙間により、第１壁部が収容穴に対して前記突出方向に移動しやすくなって係合部形成部材の弾性変形が促進される。また、この隙間にローラ部材を介在させることにより第１壁部を収容穴に対してスムーズに相対移動させることができ、係合部形成部材の摩耗やへたりを極力抑えることができる。さらに、ローラ部材によりテーパ係合部をテーパ側面部に押し付けるので、パレットに対して支持面と平行な方向に大きな荷重が作用した場合でも、テーパ側面部にテーパ係合部を面接触状に係合させた状態を維持することができる。
【００７７】
請求項１１の発明によれば、テーパ係合部がテーパキーに係合する際に、前記第２壁部が弾性変形するので、第２壁部が弾性変形することにより、係合部形成部材がテーパキーの突出方向により弾性変形しやすくなる。
【００７８】
請求項１２の発明によれば、係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と一体的に構成したので、位置決め機構の部品数を減らすことができる。
請求項１３の発明によれば、係合部形成部材を、ベース体とパレットのうちの前記他方と別体に構成し、前記他方にボルトにより固定したので、固定するパレットの種類等の個々の条件に応じて適切な係合部形成部材を選択してベース体又はパレットに取り付けることができる。
【００７９】
請求項１４の発明によれば、各テーパキーの１対のテーパ側面部の各々に、テーパキーの突出方向へ弾性変形可能な複数のフィン部を形成したので、パレットをベース体に対して位置決めする際に、複数のフィン部がテーパキーの突出方向に弾性変形してテーパ係合部がテーパキーのテーパ側面部に確実に面接触状に係合するため、パレットをベース体に対して精度良く位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る位置決め固定装置の斜視図である。
【図２】位置決め固定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（パレット固定状態）である。
【図５】パレット固定解除状態における図４相当図である。
【図６】図３の要部拡大図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ  線断面図である。
【図８】変更形態の図３相当図である。
【図９】別実施形態に係るベース体の平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ  線断面図である。
【図１１】別実施形態の変更形態の図１０相当図である。
【図１２】別実施形態の別の変更形態の図１０相当図である。
【図１３】別実施形態のさらに別の変更形態の図１０相当図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  位置決め固定装置
２，２Ａ  ベース体
３        パレット
４，４Ａ  クランプ機構
５    位置決め機構
１１    支持面
２０    パレット本体
２１    被クランプ部
２２    当接面
３０，３０Ａ  磁力発生部
３２    アルニコ磁石
３３    コイル
３４    永久磁石
４０    テーパ軸部
４１    テーパコレット
６０    油圧シリンダ
７１    位置決め固定装置
７２，７２Ｄ  ベース体
７３，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ  パレット
７４    クランプ機構
７５    位置決め機構
７６    支持面
８０，８０Ｄ  テーパキー
８０ｂ  テーパ側面部
８１ａ  収容穴
８２，８２Ｂ，８２Ｃ  係合部形成部材
８２ａ  第１壁部
８２ｂ  第２壁部
８３，８３Ｄ  テーパ係合部
８８    隙間
９０      ローラ部材
１０３  テーパ側面部
１０３ａ  フィン部
【図１】
2004148463.tif 000003
【図２】
2004148463.tif 000004
【図３】
2004148463.tif 000005
【図４】
2004148463.tif 000006
【図５】
2004148463.tif 000007
【図６】
2004148463.tif 000008
【図７】
2004148463.tif 000009
【図８】
2004148463.tif 000010
【図９】
2004148463.tif 000011
【図１０】
2004148463.tif 000012
【図１１】
2004148463.tif 000013
【図１２】
2004148463.tif 000014
【図１３】
2004148463.tif 000015