(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に引き付けて固定するクランプ機構と、その固定対象物をベース体に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構とを備えた位置決め固定装置であって、
前記ベース体に突出状に設けられた筒状軸部と、この筒状軸部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材とを備え、
前記位置決め機構は、
前記固定対象物の水平方向の位置決めのために筒状軸部の外周部に形成され、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、
前記環状テーパ面に係合可能に環状係合部材の内周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、
前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側へ延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、
前記複数のリブは、前記環状係合部材のうちテーパリング部の径方向外側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する外周側環状壁部に連なり、
前記クランプ機構によるクランプ時に、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を拡径側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする位置決め固定装置。
【請求項２】
機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に引き付けて固定するクランプ機構と、その固定対象物をベース体に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構とを備えた位置決め固定装置であって、
前記ベース体に突出状に設けられた筒状軸部と、この筒状軸部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材とを備え、
前記位置決め機構は、
前記固定対象物の水平方向の位置決めのために環状係合部材の内周部に形成され、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、
前記環状テーパ面に係合可能に筒状軸部の外周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、
前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側へ延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、
前記複数のリブは、前記筒状軸部のうちテーパリング部の径方向内側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する内周側環状壁部に連なり、
前記クランプ機構によるクランプ時に、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を縮径側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする位置決め固定装置。
【請求項３】
前記穴部に弾性変形可能な樹脂材を充填したことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め固定装置。
【請求項４】
前記位置決め機構は、前記固定対象物の鉛直方向の位置決めのためにベース体に設けられた受け面と、前記環状テーパ面に係合部が係合した状態でこの受け面に当接するように環状係合部材に設けられた当接面とを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の位置決め固定装置。
【請求項５】
前記クランプ機構は、
前記筒状軸部の軸孔に移動自在に挿入された出力部材と、
前記筒状軸部の複数の保持穴に夫々径方向へ移動可能に保持された複数の鋼球と、
前記筒状軸部に環状係合部材が外嵌された状態で複数の鋼球が夫々面接触又は線接触可能に環状係合部材に形成された複数の係合凹部と、
前記出力部材を固定対象物から離間する方向へ駆動し、複数の鋼球を複数の係合凹部に夫々係合させて固定対象物をベース体に固定する為のクランプ駆動手段と、
前記出力部材を固定対象物に接近する方向へ駆動し、複数の鋼球を複数の係合凹部から夫々係合解除させて固定対象物をベース体から固定解除する為のクランプ解除手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の位置決め固定装置。
【請求項６】
前記係合凹部は部分球面状又は部分円筒面状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の位置決め固定装置。
【請求項７】
前記クランプ解除手段は、複数の鋼球を径方向内側へ退避可能に出力部材に形成された複数の逃し凹部を有し、前記クランプ駆動手段は、複数の鋼球を径方向外側へ押動可能に前記複数の逃し凹部に連なるように出力部材に形成された複数の傾斜凹部を有することを特徴とする請求項６に記載の位置決め固定装置。
【請求項８】
機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め装置において、
前記ベース体に突出状に設けられた軸状部と、
前記軸状部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材と、
前記固定対象物の水平方向の位置決めのために軸状部の外周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、
前記環状テーパ面に係合可能に環状係合部材の内周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、
前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側に延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、
前記複数のリブは、前記環状係合部材のうちテーパリング部の径方向外側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する外周側環状壁部に連なり、
前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を拡径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９】
機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め装置において、
前記ベース体に突出状に設けられた軸状部と、
前記軸状部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材と、
前記固定対象物の水平方向の位置決めのために環状係合部材の内周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、
前記環状テーパ面に係合可能に軸状部の外周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、
前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側に延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、
前記複数のリブは、前記軸状部のうちテーパリング部の径方向内側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する内周側環状壁部に連なり、
前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を縮径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、固定対象物をベース体に位置決めして固定する位置決め固定装置、及び、固定対象物をベース体に位置決めする位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、マシニングセンタ等の工作機械では、ワークパレットが工作機械のテーブルに位置決め固定され、そのワークパレットに固定されたワークに機械加工が施される。精密機械部品等では、約１μｍ程度の加工精度が要求されることもあり、ワークパレットをテーブルに位置決め固定する際の誤差がワークの加工精度に影響を及ぼす。つまり、テーブルに対するワークパレットの位置決め精度が非常に重要になる。ここで、従来より、テーブルに固定されたベース体、又はテーブル自体となるベース体に対してワークパレットを位置決めして固定する種々の装置が実用に供されている。
【０００３】
特開2001−38564号公報（以下、特許文献１という）のデータム機能付きクランプ装置では、ベース体に筒状軸部が突出状に設けられ、この筒状軸部にテーパコレットが摺動自在に外嵌され、このテーパコレットがバネ部材で上方へ付勢されている。ワークパレットには筒状軸部に外嵌可能に環状のブッシュが設けられている。ブッシュが筒状軸部に外嵌された状態で、クランプ機構によりワークパレットがベース体に引き付けられて固定され、このとき、筒状軸部とブッシュの環状テーパ面との間にテーパコレットが密着状に嵌合して、ワークパレットがベース体に対して水平方向に位置決めされ、また、ベース体の受け面にブッシュの当接面が上側から当接して、ワークパレットがベース体に対して鉛直方向に位置決めされる。
【０００４】
特開平8−155770号公報（以下、特許文献２という）のパレット等の着座装置では、ベース体にテーパコーンが突出状に設けられ、ワークパレットにはテーパコーンに外嵌可能にテーパソケットが設けられ、テーパコーンの内周側に弾性変形促進用の環状凹溝が形成されている。テーパソケットがテーパコーンに外嵌された状態で、クランプ機構によりワークパレットがベース体に引き付けられて固定され、このとき、テーパソケットがテーパコーンに係合し、テーパコーンが径縮小側へ微小に弾性変形することによりテーパソケットの環状テーパ面に密着して、ワークパレットがベース体に対して水平方向に位置決めされ、また、テーパコーンの受け面にテーパソケットの当接面が上側から当接して、ワークパレットがベース体に対して鉛直方向に位置決めされる。
【０００５】
特開2003−39264号公報（以下、特許文献３という）のワークパレット位置決め固定装置では、ベース体に筒状軸部が突出状に設けられ、ワークパレットには筒状軸部に外嵌可能に環状のブッシュが設けられている。ブッシュには、その内周側部分に径方向に弾性変形可能なほぼ環状の係合部が形成され、係合部の外周側にこの係合部の弾性変形を許す環状逃し溝が形成され、更に、係合部には複数のスリットが形成されている。ブッシュが筒状軸部に外嵌された状態で、クランプ機構によりワークパレットがベース体に引き付けられて固定され、このとき、ブッシュの係合部が筒状軸部に係合し、その係合部が径方向外側の環状逃し溝の方へ弾性変形して筒状軸部の環状テーパ面に密着して、ワークパレットがベース体に対して水平方向に位置決めされ、また、ベース体の受け面にブッシュの当接面が上側から当接して、ワークパレットはベース体に対して鉛直方向に位置決めされる。
【０００６】
ここで、特許文献１、３のクランプ機構においては、筒状軸部の軸孔に出力部材が挿入され、筒状軸部の先端部分に複数の鋼球が径方向へ移動可能に保持されている。出力部材が退入駆動されることにより、出力部材の先端傾斜部により複数の鋼球が径方向外側へ押動され、それら鋼球がブッシュに形成された係合凹部に係合して、ワークパレットをベース体に引き付けて固定するクランプカを発生させる。鋼球の数は数個（例えば、６個）であり、クランプ時、各鋼球が係合する係合凹部には非常に大きな力が作用する。
【０００７】
しかし、特許文献１〜３の発明では次のような課題がある。特許文献１のデータム機能付きクランプ装置では、テーパコレットが筒状軸部とは別部品に構成されて筒状軸部に摺動自在に外嵌され、バネ部材で上方へ付勢され、止め輪にて係止されている。このようなテーパコレットを備えた構造では、部品数が多くなって製作コストが高価になるうえ、このクランプ装置を繰り返し使用することにより、筒状軸部とテーパコレットの摺動部分が摩耗し、更には、その摩耗粉が堆積して、位置決め精度が著しく低下する虞がある。また、筒状部材とテーパコレットとの間には僅かながら隙間があるため、その隙間に、機械加工による切削油や切粉が入り込むことにより、位置決め精度が低下する虞がある。
【０００８】
特許文献２のパレット等の着座装置では、テーパコーンを径縮小方向へ弾性変形させる構造であるが、テーパコーンは環状に連続した比較的大きな厚さの環状壁部からなる。従って、テーパコーンが径縮小方向へ弾性変形し難く、言い換えれば、径縮小寸法が僅かであるため、テーパソケットがテーパコーンに係合し、更にテーパコーンの受け面にテーパソケットの当接面を当接させるためには、テーパコーン、テーパソケットともに高い製作精度が要求され装置全体が高価になる。クランプ機構のクランプカを著しく強化すれば、テーパコーンを径縮小方向へ大きく弾性変形させることは可能となるが、テーパコーンの環状テーパ面に大きな力が作用するため、偏摩耗し易くなり、長期間の位置決め精度の維持ができなくなる。更に、テーパコーンを径縮小方向へ大きく弾性変形させると、その弾性部分の応力が高くなり過ぎて、弾性変形部分が復帰せずに永久的に変形してしまう虞がある。
【０００９】
そこで、特許文献３のワークパレット位置決め固定装置では、ブッシュの環状の係合部の外周側部分に、係合部の弾性変形を許す環状逃し溝を形成し、更に、係合部に複数のスリットを形成したので、係合部が径方向外側へ弾性変形し易くなる。しかし、筒状軸部の軸心とブッシュの軸心とが一敦しない状態で（例えば、僅かにずれた状態でも）、ワークパレットをベース体に引き付けて固定する際、係合部が筒状軸部に係合した後、その係合により筒状軸部の軸心とブッシュの軸心とを一敦させることができないまま、係合部が局部的に弾性変形して筒状軸部の環状テーパ面に密着し、その状態で、ワークパレットがベース体に固定される虞がある。つまり、ワークパレットの荷重が重い場合、ベース体に対してワークパレットを水平方向に高精度に確実に位置決めできないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献１、３のクランプ機構では、クランプ時、複数の鋼球が係合するブッシュの係合凹部が環状テーパ面である場合、各鋼球は環状テーパ面と点接触状に係合して接触面積が小さくなるため、環状テーパ面に局所的に大きな力が作用することになる。従って、特に、クランプカが大きな場合に、環状テーパ面に鋼球の接触跡が付き、ワークパレットを繰り返し使用するにつれて環状テーパ面にクランプカが不均一に作用するようになり、安定したクランプ状態を維持することが困難になる虞がある。そこで、鋼球のサイズを大きくしたり、鋼球の数を増やしたりすることは可能であるが、クランプ装置が大型化する等、製作コスト的に不利である。
【００１１】
尚、金型を可動盤や固定盤等のベース体に位置決めして固定する場合、その位置決め精度をできるだけ高めたいという要請はあるが、特許文献１〜３のような装置を適用した場合には、上記と同様の課題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、位置決め固定装置において、特に、ベース体の筒状軸部又は固定対象物の環状係合部材に径方向へ弾性変形可能な環状の係合部を設け、その係合部をテーパリング部と複数のリブとを有する構造にして、固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め精度を高めること、部品点数を減らして製作コストを低減すること、長期にわたり繰り返し使用した場合でも高い位置決め精度、安定したクランプ状態を維持すること、等である。
【特許文献１】特開2001−38564号公報
【特許文献２】特開平08−155770号公報
【特許文献３】特開2003−39264号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明の位置決め固定装置は、機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に引き付けて固定するクランプ機構と、その固定対象物をベース体に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構とを備えた位置決め固定装置であって、前記ベース体に突出状に設けられた筒状軸部と、この筒状軸部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材とを備え、前記位置決め機構は、前記固定対象物の水平方向の位置決めのために筒状軸部の外周部に形成され、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、前記環状テーパ面に係合可能に環状係合部材の内周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側へ延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、前記複数のリブは、前記環状係合部材のうちテーパリング部の径方向外側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する外周側環状壁部に連なり、前記クランプ機構によるクランプ時に、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を拡径側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
この位置決め固定装置では、ベース体に突出状に設けられた筒状軸部に、固定対象物に設けられた環状係合部材が外嵌された状態で、クランプ機構により、固定対象物がベース体に引き付けられて固定され、このとき、位置決め機構により、固定対象物がベース体に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めされる。位置決め機構において、筒状軸部の外周部には、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面が形成され、環状係合部材の内周側部分には、環状テーパ面に係合可能な係合部が形成され、クランプ機構により固定対象物がベース体に引き付けられて固定されるとき、環状の係合部が径方向外側へ弾性変形して拡径し環状テーパ面に密着状に係合して、固定対象物がベース体に対して水平方向に位置決めされ、ここで、ベース体と環状係合部材に設けられた位置決め用の水平面同士が当接して、固定対象物がベース体に対して鉛直方向に位置決めされる。
【００１５】
前記係合部は、環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側へ連なる複数のリブとを有するので、クランプ機構により固定対象物がベース体に引き付けられて固定されるとき、テーパリング部の外周側において複数のリブの間に形成される空間により係合部の弾性変形が促進され、複数のリブが圧縮変形してテーパリング部全体が拡張することにより、係合部が筒状軸部に係合して径方向外側へ確実に弾性変形して、テーパリング部が筒状軸部の環状テーパ面に確実に密着する。特に、複数のリブにより係合部に適度な剛性が付与されるため、筒状軸部の軸心と環状係合部材の軸心とが一致しない状態で、クランプ機構により固定対象物がベース体に引き付けられて固定されるとき、係合部が筒状軸部に係合した後、先ずは、係合部が弾性変形しない状態で、前記係合により筒状軸部の軸心と環状係合部材の軸心とを一致させてから、係合部が弾性変形して環状テーパ面に密着状に係合する。
【００１６】
その結果、重い固定対象物でもベース体に対して位置決めする位置決め精度を大幅に高めることができる。また、係合部を環状係合部材に一体的に形成したので、部品点数を減らすことができ、更に十分な弾性変形量があるため、製作許容公差が大きくなり、製作コストを低減することができ、また、位置決め精度の低下に影響を与える摩耗も生じにくくなり、機械加工による切削油剤や切粉等の影響で機能低下することがなく、長期にわたり繰り返し使用した場合でも高い位置決め精度を維持することができる。
また、前記係合部は、前記テーパリング部の外周側又は内周側において複数のリブの間に形成された複数の穴部を有する。固定対象物をベース体に引き付けて固定するときに、係合部を径方向へ確実に且つ適度に弾性変形させて環状テーパ面に密着状に係合させることができ、固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め精度を高めることができる。また、例えば、厚肉の環状部分に複数の穴部を形成することにより、テーパリング部と複数のリブを簡単に一体的に形成することができ、製作コストを抑えることが可能になる。
【００１７】
また、本発明の位置決め固定装置は、機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に引き付けて固定するクランプ機構と、その固定対象物をベース体に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構とを備えた位置決め固定装置であって、前記ベース体に突出状に設けられた筒状軸部と、この筒状軸部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材とを備え、前記位置決め機構は、前記固定対象物の水平方向の位置決めのために環状係合部材の内周部に形成され、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、前記環状テーパ面に係合可能に筒状軸部の外周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側へ延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、前記複数のリブは、前記筒状軸部のうちテーパリング部の径方向内側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する内周側環状壁部に連なり、前記クランプ機構によるクランプ時に、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を縮径側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする（請求項２）。
【００１８】
この位置決め固定装置では、位置決め機構において、環状係合部材の内周部には、筒状軸部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面が形成され、筒状軸部の外周側部分には、環状テーパ面に係合可能な係合部が形成され、固定対象物がベース体に引き付けられて固定されるとき、環状の係合部が径方向内側へ弾性変形して縮径し環状テーパ面に密着状に係合する。前記係合部は、環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側へ連なる複数のリブとを有し、テーパリング部の内周側において複数のリブの間に形成される空間により、係合部（テーパリング部）の弾性変形が促進され、複数のリブが圧縮変形してテーパリング部全体が収縮することにより、係合部が縮径方向へ確実に弾性変形する。その他、請求項１の発明と同様の作用・効果を奏する。
【００１９】
上記発明においては、次の構成を採用することができる。
【００２０】
前記穴部に弾性変形可能な樹脂材を充填する（請求項３）。穴部内に機械加工による切削油剤や切粉等が入り込むことを確実に防止して、係合部を径方向へ確実に且つ適度に弾性変形させ、長期にわたり繰り返し使用した場合でも高い位置決め精度を維持することができる。
【００２１】
前記位置決め機構は、前記固定対象物の鉛直方向の位置決めのためにベース体に設けられた受け面と、前記環状テーパ面に係合部が係合した状態でこの受け面に当接するように環状係合部材に設けられた当接面とを有する（請求項４）。固定対象物をベース体に対して鉛直方向にも確実に位置決めすることができる。
【００２２】
前記クランプ機構は、前記筒状軸部の軸孔に移動自在に挿入された出力部材と、前記筒状軸部の複数の保持穴に夫々径方向へ移動可能に保持された複数の鋼球と、前記筒状軸部に環状係合部材が外嵌された状態で複数の鋼球が夫々面接触又は線接触可能に環状係合部材に形成された複数の係合凹部と、前記出力部材を固定対象物から離間する方向へ駆動し、複数の鋼球を複数の係合凹部に夫々係合させて固定対象物をベース体に固定する為のクランプ駆動手段と、前記出力部材を固定対象物に接近する方向へ駆動し、複数の鋼球を複数の係合凹部から夫々係合解除させて固定対象物をベース体から固定解除する為のクランプ解除手段とを有する（請求項５）。
【００２３】
ベース体に設けられた筒状軸部に固定対象物に設けられた環状係合部材が外嵌された状態で、クランプ駆動手段により出力部材を固定対象物から離間する方向へ駆動することにより、この出力部材により筒状軸部に保持された複数の鋼球を径方向外側へ押動して、環状係合部材の複数の係合凹部に夫々面接触又は線接触可能に係合させて、固定対象物をベース体に引き付けて固定でき、この状態から、クランプ解除手段により出力部材を固定対象物に接近する方向へ駆動することにより、複数の鋼球を径方向内側へ退避させて、環状係合部材の複数の係合凹部から夫々係合解除させて、固定対象物をベース体から固定解除できる。クランプ時、各鋼球が係合する係合凹部には非常に大きな力が作用するが、各鋼球は係合凹部に面接触又は線接触可能に係合し、係合凹部と点接触するものと比べると係合凹部との接触面積が大きくなるため、長期にわたり繰り返し使用した場合でも、この係合凹部に鋼球の接触跡が付くことがなく、安定したクランプ状態を維持することが可能になる。
【００２４】
前記係合凹部は部分球面状又は部分円筒面状に形成される（請求項６）。複数の鋼球を夫々面接触又は線接触可能に複数の係合凹部に確実に係合させることができる。
【００２５】
前記クランプ解除手段は、複数の鋼球を径方向内側へ退避可能に出力部材に形成された複数の逃し凹部を有し、前記クランプ駆動手段は、複数の鋼球を径方向外側へ押動可能に前記複数の逃し凹部に連なるように出力部材に形成された複数の傾斜凹部を有する（請求項７）。クランプ解除手段により、固定対象物がベース体に固定された状態から、出力部材を固定対象物に接近する方向へ駆動することにより、複数の鋼球を径方向内側へ移動させて出力部材の複数の逃し凹部に確実に退避させることができ、また、クランプ駆動手段により、出力部材を固定対象物から離間する方向へ駆動することにより、複数の鋼球を出力部材の複数の傾斜凹部により径方向外側へ確実に押動して、環状係合部材の複数の係合凹部に係合させることができる。
【００２６】
また、本発明の位置決め装置は、機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め装置において、前記ベース体に突出状に設けられた軸状部と、前記軸状部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材と、前記固定対象物の水平方向の位置決めのために軸状部の外周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、前記環状テーパ面に係合可能に環状係合部材の内周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側に延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、前記複数のリブは、前記環状係合部材のうちテーパリング部の径方向外側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する外周側環状壁部に連なり、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を拡径側へ弾性変形可能に構成したことを特徴とする（請求項８）。
また、本発明の位置決め装置は、機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット又は金型である固定対象物をベース体に対して位置決めする位置決め装置において、前記ベース体に突出状に設けられた軸状部と、前記軸状部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材と、前記固定対象物の水平方向の位置決めのために環状係合部材の内周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、前記環状テーパ面に係合可能に軸状部の外周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側に延び且つ周方向に間隔を空けて配置された複数のリブと、これら複数のリブの間に形成された複数の穴部とを有し、前記複数のリブは、前記軸状部のうちテーパリング部の径方向内側に前記複数のリブ及び複数の穴部を隔てて位置する内周側環状壁部に連なり、前記複数のリブを圧縮弾性変形させてテーパリング部を縮径側へ弾性変形可能に構成した（請求項９）。
【００２７】
この請求項８の位置決め装置によりベース体に対して位置決めする固定対象物については、この位置決め装置と一体又は別体に設けられたクランプ装置によりベース体に固定される。この位置決め装置については、請求項１の位置決め機構と基本的に同様の作用・効果を奏する。尚、請求項９の位置決め装置においては、請求項２の位置決め機構のように、前記固定対象物の水平方向の位置決めのために環状部材の内周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、前記環状テーパ面に係合可能に軸状部の外周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、前記環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向内側に連なる複数のリブとを有するものに構成してもよい。尚、これら位置決め装置においては、請求項３又は４と同様に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ワークパレットとベース体と位置決め固定装置の全体構成図である。
【図２】位置決め固定装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図３】図２の位置決め固定装置の部分拡大図である。
【図４】位置決め固定装置（クランプ途中状態）の縦断面図である。
【図５】図４の位置決め固定装置の部分拡大図である。
【図６】位置決め固定装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【図７】図６の位置決め固定装置の部分拡大図である。
【図８】ピストン部材の斜視図である。
【図９】環状係合部材の斜視図である。
【図１０】環状係合部材の平面図である。
【図１１】環状係合部材の底面図である。
【図１２】環状係合部材の縦断面図である。
【図１３】クランプ機構の要部の縦断面図である。
【図１４】図１３のa−a線断面図である。
【図１５】位置決め固定装置の縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット1（固定対象物）は、工作機械のテーブル上に固定されたベース体2に、4組の位置決め固定装置3により位置決め固定され、この状態で、工作機械によりワークパレット1に固定されたワークに機械加工が施される。ワークパレット1はほぼ正方形の厚板状のものであり、ベース体2もほぼ正方形の厚板状のものである。尚、ベース体2は工作機械のテーブル自体で構成される場合もある。4組の位置決め固定装置3は、ワークパレット1とベース体2においてほぼ正方形の4隅付近に配置されている。
【００３０】
位置決め固定装置3について説明する。尚、4組の位置決め固定装置3は、同様の構造であるため、1組の位置決め固定装置3について説明する。
図２、図４、図６に示すように、位置決め固定装置3は、ベース体2に固定的に設けられた基準体10と、この基準体10の筒状軸部10bに外散可能にワークパレット1に固定的に設けられた環状係合部材11と、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定解除可能に固定するクランプ機構12と、ワークパレット1をベース体2に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構13と、除塵用の加圧エアを噴射させるエアブロー機構14等を備えている。
【００３１】
ベース体2に設けられた基準体10は、上下方向中段部分の大径部10aと、大径部10aから上方へ延びた筒状軸部10bと、大径部10aの下端から突出した環状部10cを有する。基準体10は、環状部10cがベース体2に上側から形成された収容穴2aに内嵌され、大径部10aがベース体2の上面に当接した状態で、その大径部10aを貫通する複数のボルトでベース体2に固定され、筒状軸部10bがベース体2に突出状に設けられた状態となる。基準体10の大径部10aと筒状軸部10bには、ピストン部材20のロッド部20bが貫通する軸孔10dが形成されている。
【００３２】
大径部10aの上面には環状の受け面42が形成され、筒状軸部10bの下部の外周面には、上側に向かって小径となる環状テーパ面40が形成されている。大径部10aの下側において環状部10cの内側に環状のバネ収容部10eが形成されている。環状部10cには、環状部10cと収容穴2aの壁面との間をシールするシール部材15と、環状部10cとピストン部材20のピストン部20aとの間をシールするシール部材16が装着され、収容穴2aにおいて環状部10cとピストン部材20のピストン部20aの下側部分に油室35が形成されている。
【００３３】
ワークパレット1に設けられた環状係合部材11は、ワークパレット1に下側から形成された収容穴1aに内嵌状に収容され、高さ調整用のシムプレート17を介在させて高さ調整した状態で、複数のボルトでワークパレット1に固定されている。この環状係合部材11の下端部に形成された環状凸部の下面に当接面43が形成され、環状係合部材11の内周側部分に環状の係合部41が形成されている。尚、ワークパレット1には、収容穴1aの上端中央部に連なる凹穴1bが形成されている。
【００３４】
クランプ機構12について説明する。
図２、図４、図６、図８〜図１２に示すように、クランプ機構12は、基準体10の大径部10aと筒状軸部10bの軸孔10dにロッド部20bが移動自在に挿入された出力部材としてのピストン部材20と、筒状軸部10bの上端部分に形成され複数（例えば、6個）の保持穴21に夫々径方向へ移動可能に保持された複数（例えば、6個）の鋼球22と、筒状軸部10bに環状係合部材11が外嵌された状態で複数の鋼球22が夫々線接触可能に環状係合部材11の内周側部分の上端に形成された複数（例えば、12個でその内の6個が複数の鋼球22と係合する）係合凹部23と、ピストン部材20をワークパレット1から離間する方向（下方）へ駆動し、複数の鋼球22を複数の係合凹部23に夫々係合させてワークパレット1をベース体2に固定する為のクランプ駆動機構24と、ピストン部材20をワークパレット1に接近する方向（上方）へ駆動し、複数の鋼球22を複数の係合凹部23から夫々係合解除させてワークパレット1をベース体2から固定解除する為のクランプ解除機構25とを有する。
【００３５】
ピストン部材20は、ピストン部20aと、ピストン部20aから上方へ延びるロッド部20bとを有し、ピストン部20aが基準体10の環状部10cに摺動自在に内嵌され、ロッド部20bが基準体10の大径部10aと筒状軸部10bの軸孔10dに移動自在に挿入されている。ロッド部20bと基準体10の間はシール部材18でシールされている。ピストン部20aには環状のバネ収容穴20cが上側から形成され、このバネ収容穴20cと基準体10のバネ収容部10eとに、複数の皿バネ30が圧縮状態で収容され、この皿バネ30によりピストン部材20が基準体10に対して下方へ付勢されている。
【００３６】
複数の保持穴21は、筒状軸部10bに周方向に等間隔（例えば、60度間隔）おきに形成されている。各保持穴21は断面円形に形成され、その直径は径方向外側ほど僅かながら小さくなり、径方向外端部分では鋼球22の直径よりも小さくなって、鋼球22が保持穴21から抜け落ちないようにしてあり、この保持穴21により、鋼球22は筒状軸部10bに対してほぼ径方向へのみ移動するように規制される。複数の係合凹部23は、環状係合部材11に周方向に等間隔（例えば、30度間隔）おきに形成されている。各係合凹部23は部分円筒面状に形成され、その部分円筒面の軸心が環状係合部材11の軸心に向かって斜め下側へ傾斜する形状になっている。
【００３７】
クランプ駆動機構24は、複数の鋼球22を収容し筒状軸部10bに対して複数の鋼球22をほぼ径方向へのみ移動させるように規制する前記複数の保持穴21、ピストン部材20を下方へ付勢する前記複数の皿バネ30、複数の鋼球22を径方向外側へ押動可能にピストン部材20のロッド部20bの先端部分に形成された複数（例えば、6個）の傾斜凹部31を有する。また、クランプ解除機構25は、前記油室35とピストン部材20を有する油圧シリンダ36、ベース体2に形成された油路35aを介して油室35に油圧を供給する油圧装置（図示略）、複数の鋼球22を径方向内側へ退避可能にピストン部材20のロッド部20bの先端部分に形成された複数（例えば、6個）の逃し凹部37を有する。複数の傾斜凹部31は複数の逃し凹部37の上端側に連なるように形成され、これら傾斜凹部31と逃し凹部37は、周方向に等間隔（例えば、60度間隔）おきに形成されている。
【００３８】
油圧装置により油室35に油圧が供給された状態で、ピストン部材20が上昇限界位置になり、この状態で、ロッド部20bの複数の逃し凹部37が筒状軸部10bの複数の保持穴21と対向して、複数の鋼球22が複数の逃し凹部37に退避可能となる。油圧装置により油室35から油圧が抜かれると、クランプ駆動機構24において、複数の皿バネ30が、ピストン部材20を下方へ駆動して、ロッド部20bの複数の傾斜凹部31により複数の鋼球22を径方向外側へ押動させて、複数の係合凹部23に夫々係合させ、ベース体2に対してワークパレット1を強力に引き付けて固定するクランプカを発生させる。この状態から、クランプ解除機構25において、油圧装置により油室35に油圧が供給されると、その油圧がピストン部材20を上方へ駆動して、複数の鋼球22を複数の逃し凹部37に退避させ、複数の係合凹部23から夫々係合解除させてワークパレット1をベース体2から固定解除する。
【００３９】
位置決め機構13について説明する。
図２〜図１２に示すように、位置決め機構13は、ワークパレット1の水平方向の位置決めのために筒状軸部10bの下部の外周部に形成され、筒状軸部10bの軸心方向先端側（上側）に向かって小径となる環状テーパ面40と、環状テーパ面40に係合可能に環状係合部材11の内周側部分に設けられた環状の係合部41であって、環状テーパ面40との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部41と、ワークパレット1の鉛直方向の位置決めのためにベース体2に設けられた受け面42と、環状テーパ面40に係合部41が係合した状態でこの受け面42に当接するように環状係合部材11に設けられた当接面43とを有する。
【００４０】
ここで、環状係合部材11の中央部には、筒状軸部10bを導入する為の中心孔11aが形成され、その中心穴11aの上端部分に、筒状軸部10bがほぼ摺動状に貫通する小径孔部11bが形成され、その小径孔部11bに複数の係合凹部23の径方向内端部が形成されている。小径孔部11bから下方に、下側ほど大径となるテーパガイド孔部11cが連続的に形成され、テーパガイド孔部11cから下方に、下側ほど大径となるテーパ孔部11dが連続的に形成され、このテーパ孔部11dの内面が、係合部41のテーパリング部50の内面をなしている。
【００４１】
図２、図４、図６、図８〜図１２に示すように、係合部41は、筒状軸部10bの環状テーパ面40と面接触可能なテーパリング部50と、このテーパリング部50から径方向外側へ連なる複数（例えば、12個）のリブ51と、テーパリング部50の外周側において複数のリブ51の間に形成された複数（例えば、12個）の穴部52とを有する。このテーパリング部50と複数のリブ51は環状係合部材11に一体形成され、複数のリブ51と複数の穴部52は周方向に交互に且つ等間隔おきに形成されている。複数のリブ51は、環状係合部材11のうちテーパリング部50の径方向外側に複数のリブ51及び複数の穴部52を隔てて位置する外周側環状壁部44に連なっている。複数の穴部52は環状係合部材11に下側から形成され、これら穴部52には弾性変形可能な樹脂材53が充填されている。尚、図９は樹脂材53を省略した図となっている。
【００４２】
図２、図４、図６に示すように、エアブロー機構14は、ワークパレット1を搬入してベース体2に固定する際に、筒状軸部10bの外面側と環状係合部材11の内面側の切削切粉等をエアブローして飛散させるものである。このエアブロー機構14は、外部の加圧エア供給装置に接続されるベース体2内のエア通路61、基準体10内のエア通路63、ピストン部材20のロッド部20b内のエア通路64、65、環状溝66と、ブロー孔67，68を有する。ここで、エア通路64の下流端部はバネ69aで下方付勢されたボール69bにより塞がれており、エア通路64への切削油等の侵入を防止し、エアブロー用の加圧エアが供給されると、ボール69bが上昇してエア通路64の下流端が開くようになっている。尚、エア通路60，62，69は、環状係合部材11の当接面43がベース体2の受け面42に当接して着座したことを、加圧エアを供給することにより確認する為の着座確認用のエアセンサ通路である。
【００４３】
次に、位置決め固定装置3の作用について説明する。
図２に示すように、ワークパレット1をベース体2にセットする場合、油室35に油圧を供給してクランプ機構12をクランプ解除状態に切り換えた状態で行う。この状態で、油室35に供給された油圧により、ピストン部材20が複数の皿バネ30の付勢力に抗して押し上げられて上昇限界位置になる。このとき、ロッド部20bの上端部が、筒状軸部10bよりも上側へ少し突出し、ロッド部20bの複数の逃し凹部37が筒状軸部10bの複数の保持穴21に内側から対向する位置となる。即ち、複数の収容穴21に収容された複数の鋼球22が、径方向内側へ移動して複数の逃し凹部37に退避可能となるため、ベース体2上に搬入したワークパレット1の環状係合部材11を対応する基準体10に位置合わせした後、ワークパレット1を下降させることにより、環状係合部材11を筒状軸部10bに外嵌させてセットすることができる。
【００４４】
図２に示すように、ワークパレット1がベース体2にセットされた状態では、筒状軸部10bよりも上側へ突出しているロッド部20bの上端部がワークパレット1の凹穴1bの上壁に当接し、このロッド部20bによりワークパレット1が受け止められて支持され、このとき、環状係合部材11の係合部41が、筒状軸部10bの環状テーパ面40に密着せず径方向にも弾性変形しておらず、また、図３に示すように、基準体10の受け面42と環状係合部材11の当接面43との間に隙間がある状態となる。ここで、ワークパレット1をベース体2にセットしながら或いはセット後に、エアブロー機構14により、複数のブロー孔67，68からエアを噴出させて切削切粉等を飛散させる。
【００４５】
次に、ワークパレット1をベース体2に位置決め固定するために、クランプ駆動機構24を作動させる。この場合、油室35の油圧を抜くと、複数の皿バネ30によりピストン部材20が下降駆動される。ピストン部材20が下降駆動されると、ワークパレット1も下降し、続いて、ロッド部20bの上端部が筒状軸部10bの軸孔10d内に退入し、ロッド部20bの複数の傾斜凹部31により複数の鋼球22が径方向外側へ押動されて、環状係合部材11の複数の係合凹部23に係合していき、先ず、図４に示すように、環状係合部材11の係合部41が筒状軸部10bの環状テーパ面40に係合し、このとき、図５に示すように、基準体10の受け面42と環状係合部材11の当接面43との間には僅かであるが隙間がある状態となる。
【００４６】
更に、ピストン部材20が下降駆動されると、ロッド部20bの複数の傾斜凹部31により複数の鋼球22が径方向外側へ押動され、複数の係合凹部23に係合する複数の鋼球22により、クランプカが環状係合部材11、即ちワークパレット1に伝達されて、ワークパレット1がベース体2に引き付けられる。そして、図６、図７に示すように、環状係合部材11の係合部41が径方向外側へ弾性変形しつつ、筒状軸部10bの環状テーパ面40に強力に係合されて密着状態となり、ワークパレット1がベース体2に対して水平方向に位置決めされ、また、環状係合部材11の当接面43が基準体10の受け面42に当接し密着状態となり、ワークパレット1がベース体2に対して鉛直方向に位置決めされる。
【００４７】
ここで、図２に示すように、ワークパレット1がベース体2にセットされた状態で、筒状軸部10bの軸心と環状係合部材11の軸心とが一致しない場合が多くある。この場合、ワークパレット1がベース体2に引き付けられて固定されるとき、係合部41が筒状軸部10bの環状テーパ面40に係合した後、先ずは、係合部41が弾性変形しない状態で、前記係合により筒状軸部10bの軸心と環状係合部材11の軸心とを一致させてから、係合部41が弾性変形して環状テーパ面40に密着状に係合する。尚、ワークパレット1をベース体2から固定解除する場合には、油室35に油圧を供給する。すると、ピストン部材20が上昇して、そのロッド部20bによりワークパレット1が突き上げられ、係合部41と筒状軸部10bとの係合が確実に解除される。
【００４８】
以上説明した位置決め固定装置3は次の効果を奏する。
位置決め機構13は、ワークパレット1の水平方向の位置決めのために筒状軸部10bの外周部に形成され、筒状軸部10bの軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面40と、環状テーパ面40に係合可能に環状係合部材11の内周側部分に設けられた環状の係合部41であって、環状テーパ面40との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部41とを備えたので、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するとき、環状の係合部41を径方向外側へ弾性変形させて環状テーパ面40に密着状に係合させ、ワークパレット1をベース体2に対して水平方向に確実に位置決めすることができる。
【００４９】
また、位置決め機構13は、ワークパレット1の鉛直方向の位置決めのためにベース体2に設けられた受け面42と、環状テーパ面40に係合部41が係合した状態でこの受け面42に当接するように環状係合部材11に設けられた当接面43とを有するので、ワークパレット1をベース体2に対して鉛直方向にも確実に位置決めすることができる。
【００５０】
特に、係合部41は、環状テーパ面40と面接触可能なテーパリング部50と、このテーパリング部50から径方向外側へ連なる複数のリブ51と、テーパリング部50の外周側又において複数のリブ51の間に形成された複数の穴部52を有するので、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するとき、係合部41の弾性変形を促進でき、複数のリブ51を圧縮変形させてテーパリング部50全体を拡張させることにより、係合部41を径方向へ確実に且つ適度に弾性変形させて、テーパリング部50を筒状軸部10bの環状テーパ面40に確実に密着させることができる。
【００５１】
ここで、クランプ条件を同じにして、本発明と特許文献2の発明とを比較した場合、例えば、特許文献2のテーパコーンの弾性変形量が約30μmであるのに対して、本発明の係合部41の弾性変形量は約80μmとなる。つまり、弾性変形量が多くなるため、本発明の各部品の製作許容公差を大きくとることができる。弾性変形量が少ない場合、各部品の製作許容公差を大きくした場合には、ベース体とワークパレットの、鉛直方向の位置決めの為の水平面同士は密着せずに、水平方向の位置決めの為のテーパ面同士しか密着しなかったり、これらテーパ面同士間に隙間ができてしまうことが考えられる。そのため、各部品は、コスト及び時間をかけて高精度に加工する必要が生じてしまう。本発明では、こうした課題を解消することができる。
【００５２】
そして、係合部41に複数のリブ51を設けたことにより、係合部41に適度な剛性を付与することができるため、筒状軸部10bの軸心と環状係合部材11の軸心とが一致しない状態で、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するとき、係合部41を筒状軸部10bに係合させた後、先ずは、係合部41を弾性変形させないようにして、前記係合により筒状軸部10bの軸心と環状係合部材11の軸心とを一致させてから、係合部41を弾性変形させて環状テーパ面40に密着状に係合させることができる。ここで、本発明と特許文献3の発明とを比較した場合、長期に亙って位置決め精度を維持するという前提のもと、ベース体に積載可能なワークパレットの荷重について、例えば、本発明は特許文献3の発明の3倍とすることができる。
【００５３】
その結果、ワークパレット1の荷重が大きな場合でも、ワークパレット1をベース体2に対して位置決めする位置決め精度を大幅に高めることができる。また、係合部41を環状係合部材11に一体的に形成したので、部品点数を減らして製作コストを低減することができ、また、位置決め精度の低下に影響を与える摩耗も生じにくくなり、機械加工による切削油剤や切粉等の影響で機能低下することがなく、長期にわたり繰り返し使用した場合でも高い位置決め精度を維持することができる。厚肉の環状部分に複数の穴部52を形成することにより、テーパリング部50と複数のリブ51を簡単に一体的に形成でき、製作コストを抑えることが可能になる。
【００５４】
クランプ機構12においては、ベース体2に設けられた筒状軸部10bにワークパレット1に設けられた環状係合部材11が外嵌された状態で、クランプ駆動機構24によりピストン部材20を下方へ駆動することにより、このピストン部材20により筒状軸部10bに保持された複数の鋼球22をロッド部20bの複数の傾斜凹部31により径方向外側へ確実に押勤して、環状係合部材11の複数の係合凹部23に線接触可能に係合させて、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定でき、この状態から、クランプ解除機構25によりピストン部材20を上方へ駆動することにより、複数の鋼球22を径方向内側へ移動させロッド部20bの複数の逃し凹部37に確実に退避させて、環状係合部材11の複数の係合凹部23から夫々係合解除させて、ワークパレット1をベース体2から固定解除することができる。
【００５５】
クランプ時、各鋼球22が係合する係合凹部23には非常に大きな力が作用するが、各係合凹部23を部分円筒面状に形成したので、各鋼球22は係合凹部23に線接触可能に係合し、係合凹部23と点接触するものと比べると係合凹部23との接触面積が大きくなるため、長期にわたり繰り返し使用した場合でも、この係合凹部23に鋼球22の接触跡が付くことがなく、安定したクランプ状態を維持することが可能になる。
【００５６】
次に、別の実施の形態について説明する。
この位置決め固定装置3Aは、前記位置決め固定装置3を部分的に変更したものであり、基本的に、位置決め固定装置3と同じものには同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図１５に示すように、位置決め固定装置3Aは、ベース体2に固定的に設けられた基準体10Aと、この基準体10Aの筒状軸部10bに外嵌可能にワークパレット1に固定的に設けられた環状係合部材11Aと、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定解除可能に固定するクランプ機構12と、ワークパレット1をベース体2に対して水平方向と鉛直方向に夫々位置決めする位置決め機構13Aと、除塵用の加圧エアを噴射させるエアブロー機構14等を備えている。
【００５８】
位置決め固定装置3Aは、ワークパレット1の水平方向の位置決めのために環状係合部材11Aの内周部に形成され、筒状軸部10bの軸心方向先端側（上側）に向かって小径となる環状テーパ面70と、環状テーパ面70に係合可能に筒状軸部10bの外周側部分に設けられた環状の係合部71であって、環状テーパ面70との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部71と、ワークパレット1の鉛直方向の位置決めのためにベース体2に設けられた受け面42と、環状テーパ面70に係合部71が係合した状態でこの受け面42に当接するように環状係合部材11Aに設けられた当接面43とを有する。
【００５９】
係合部71は、環状係合部材11Aの環状テーパ面70と面接触可能なテーパリング部75と、このテーパリング部75から径方向内側へ連なる複数のリブ76と、テーパリング部75の内周側において複数のリブ76の間に形成された複数の穴部77とを有する。複数のリブ76は、筒状軸部10bのうちテーパリング部75の径方向内側に複数のリブ76及び複数の穴部77を隔てて位置する内周側環状壁部79に連なっている。このテーパリング部75と複数のリブ76は筒状軸部10bに一体形成され、複数の穴部77には弾性変形可能な樹脂材78が充填されている。
【００６０】
この位置決め固定装置3Aによれば、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するとき、環状の係合部71を径方向内側へ弾性変形させて環状テーパ面70に密着状に係合させ、ワークパレット1をベース体2に対して水平方向に位置決めすることができる。そして、係合部71はテーパリング部75と複数のリブ76と複数の穴部77とを有するので、ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するとき、係合部71の弾性変形を促進できるため、係合部71を環状係合部材11Aに係合させ径方向内側へ確実に弾性変形させて、テーパリング部75を環状テーパ面70に確実に密着させることができる。その他、実施例1の位置決め固定装置3と同様の作用・効果を奏する。
【００６１】
前記位置決め固定装置3、3Aについては、次のように変更してもよい。
１］筒状軸部10bに環状係合部材11，11Aが外嵌された状態で、複数の鋼球22が夫々複数の係合凹部23に面接触可能に構成する。この場合、各係合凹部23を部分球面状に形成する。
２］皿バネ30以外のバネ、或いは、皿バネ30等のバネではなく油圧等の流体圧により、ピストン部材20を下方へ駆動してクランプカを発生させる。また、油圧ではなく皿バネ等のバネにより、ピストン部材20を上方へ駆動してクランプ解除する。
【００６２】
３］ワークパレット1に環状係合部材11，11Aを一体形成する。
４］樹脂材53，78を省略する。
５］ワークパレット1をベース体2に引き付けて固定するクランプ機構12に、ワークパレット1に設けられたプルスタッドをベース体2側の駆動手段により引き込んでワークパレット1をベース体2に固定する構造等、公知の種々のクランプ機構を採用する。
【００６３】
６］ワークパレット1をベース体2に位置決め固定する位置決め固定装置3，3Aは4組である必要はなく、1組以上で使用可能である。
７］ワークパレット1を位置決め固定する全ての位置決め固定装置に本発明を適用する必要はなく、例えば、4組設ける場合、対角に位置する2つの位置決め固定装置3，3Aについて本発明を適用し、他の位置決め固定装置においては、ワークパレット1を鉛直方向にのみ位置決めするように構成する。
【００６４】
８］また、本発明の位置決め固定装置3，3Aを1組設け、ベース体2に対してワークパレット1を鉛直方向にのみ位置決め可能な第2の装置を2組設け、ベース体2に対してワークパレット1を鉛直方向と位置決め固定装置3，3Aを中心とする水平面内における回転方向に位置決め可能な第2の装置を1組設けて、ワーク位置決め固定システムを構成してもよい。
【００６５】
この場合、これら4組の対角位置に位置決め固定装置3，3Aと第2の装置を配置し、残り対角位置に2組の第1の装置を配置する。第2の装置は、基本的に位置決め固定装置3，3A又は次の９］で説明する位置決め装置と同様の構造であるが、その筒状軸部のうち、位置決め固定装置3，3Aとの対角線方向の両側部分をカットして構成したものである。即ち、第2の装置において、筒状軸部に環状係合部材が外嵌された状態で、筒状軸部と環状係合部材が前記対角線方向へ相対的に移動可能となる。こうして、位置決め固定装置3，3Aの雄側（基準体（筒状軸部））とメス側（環状係合部材）の、ベース体2、ワークパレット1への取り付け誤差を前記対角線方向に逃して許容すると共に、ベース体2に対してワークパレット1を水平方向及び鉛直方向に確実に位置決めして固定することが可能になる。
【００６６】
９］クランプ機構12を省略して、位置決め装置として適用する。この場合、位置決め装置は、ベース体2に突出状に設けられた軸状部、軸状部に外嵌可能に固定対象物に設けられた環状係合部材、ワークパレット1の水平方向の位置決めのために軸状部の外周部に形成され、軸状部の軸心方向先端側に向かって小径となる環状テーパ面と、環状テーパ面に係合可能に環状係合部材の内周側部分に設けられた環状の係合部であって、環状テーパ面との係合により径方向へ弾性変形可能な係合部とを備え、前記係合部は、環状テーパ面と面接触可能なテーパリング部と、このテーパリング部から径方向外側に連なる複数のリブとを有する構成にすることができる。
【００６７】
１０］位置決め固定装置3，3Aについては、金型を可動盤や固定盤等のベース体に位置決めして固定する場合、その他、種々の固定対象物を対応するベース体に位置決めして固定する場合に適用可能である。前記位置決め装置についても同様である。
【図１】
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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２】
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【図１５】
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