(57)【要約】  固定ブロック(１)に設けた筒状の基準プラグ(２１)を可動ブロック(２)の位置決め孔(３)に挿入可能にする。上記の基準プラグ(２１)の上半部には、２つの基準面(３１)と２つの押具(３３)とを周方向へ間隔をあけて設ける。出力ロッド(５３)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動させると、上記の押具(３３)が前記の位置決め孔(３)の受け部(３５)を押して上記の可動ブロック(２)を水平方向へ移動させる。これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する。
2007074737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ブロック(１)に可動ブロック(２)を位置決めする装置であって、
上記の固定ブロック(１)に設けた筒状の基準プラグ(２１)を上記の可動ブロック(２)の位置決め孔(３)に挿入可能に構成し、
上記の基準プラグ(２１)の外周に少なくとも一つの基準面(３１)を設け、
上記の基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入し、
上記の基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入し、
上記の出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成し、
上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する、
ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
請求項１の位置決め装置において、
前記の可動ブロック(２)の前記の位置決め孔(３)を円形に形成し、その位置決め孔(３)の前記の被基準面(３６)と前記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)とを円弧状の面によって構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】
請求項２の位置決め装置において、
前記の被基準面(３６)と前記の基準面(３１)とをほぼ同じ半径の円弧面によって構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項４】
請求項１の位置決め装置において、
前記の可動ブロック(２)の前記の位置決め孔(３)を四角形等の多角形に形成し、前記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)を平面によって構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)の外周に突起部(３０)を設け、上記の突起部(３０)に前記の基準面(３１)を形成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の固定ブロック(１)と前記の基準プラグ(２１)とを別体に構成し、上記の固定ブロック(１)に上記の基準プラグ(２１)を位置決め固定する手段(２２)を設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の固定ブロック(１)と前記の基準プラグ(２１)とを別体に構成し、上記の固定ブロック(１)から環状の心柱(９５)を先端方向へ突出させ、その心柱(９５)内に前記の出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入すると共に、上記の心柱(９５)に上記の基準プラグ(２１)を軸心方向へ移動可能に外嵌した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項８】
請求項６の位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)を進出手段(４５)によって先端方向へ押圧した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項９】
請求項７の位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)を進出手段(４５)によって先端方向へ押圧した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の固定ブロック(１)と前記の基準プラグ(２１)とを一体に構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１１】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)に前記の基準面(３１)を周方向へ間隔をあけて２つ設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１２】
請求項１１の位置決め装置において、
前記の基準面(３１)を周方向へほぼ９０度の間隔をあけて２つ設け、上記の各基準面(３１)に半径方向に向かい合うように前記の押具(３３)を設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１３】
請求項１１の位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)に前記の押具(３３)を少なくとも１つ設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１４】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)に前記の基準面(３１)を１つだけ設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１５】
請求項１４の位置決め装置において、
前記の基準面(３１)と向かい合うように前記の押具(３３)を１つ設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１６】
請求項１４の位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)に前記の押具(３３)を周方向へ間隔をあけて少なくとも２つ設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１７】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の押具(３３)を、円柱状または楕円柱状もしくは角柱状に形成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１８】
請求項１７の位置決め装置において、
前記の押具(３３)の半径方向の外端部に、先端方向へ向かうにつれて軸心に近づくガイド面(３３ｂ)を設けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１９】
請求項１７の位置決め装置において、
前記の出力部材(４８)の先端部に、軸心方向の一端へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜嵌合部(９６)を設け、上記の傾斜嵌合部(９６)に前記の押具(３３)を相対移動可能に嵌合させた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２０】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の押具(３３)をボールによって構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２１】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の出力部材(４８)の先端部に、基端方向へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜面(５５)を設け、
前記の出力部材(４８)を基端方向へ駆動したときに上記の傾斜面(５５)が前記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動させる、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２２】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の出力部材(４８)の先端部に、先端方向へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜面(５５)を設け、
前記の出力部材(４８)を先端方向へ駆動したときに上記の傾斜面(５５)が前記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動させる、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２３】
請求項２０の位置決め装置において、
前記の可動ブロック(２)の前記の位置決め孔(３)に周方向へ延びる凹溝(９７)を形成し、その凹溝(９７)に設けたクランプ用の入力部(９８)に前記のボールからなる押具(３３)が係合する、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２４】
請求項１１の位置決め装置において、
前記の２つの基準面(３１)(３１)に対応する位置で前記の出力部材(４８)の外周に伝動部(５７)(５７)を設け、これら伝動部(５７)(５７)の間に逃し溝(５８)を形成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２５】
請求項１４の位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)の筒孔(２１ａ)と前記の出力部材(４８)の外周面との間に、その出力部材(４８)の半径方向への移動を許容するスライド部材(８７)を装着した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２６】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置において、
前記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に圧力流体の吐出口(８５)を開口させ、前記の位置決め孔(３)の前記の被基準面(３６)が上記の基準面(３１)に押圧されたときに上記の被基準面(３１)が上記の吐出口(８５)を閉じるように構成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２７】
請求項１から４のいずれかの位置決め装置を少なくとも一つ備える、ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項２８】
請求項１１の位置決め装置を少なくとも２つ設けた、ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項２９】
請求項１１の位置決め装置を第１位置決め装置(１１)として一つ設け、請求項１４の位置決め装置を第２位置決め装置(１２)として一つ設け、
上記の第１位置決め装置(１１)の前記の基準プラグ(２１)に対して前記の可動ブロック(２)が旋回するのを阻止するように上記の第２位置決め装置(１２)を配置した、ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項３０】
請求項１４の位置決め装置(１２)を少なくとも３つ設け、
２つの位置決め装置(１２)(１２)の前記の基準面(３１)(３１)の共通接線(Ｋ)に沿って前記の可動ブロック(２)が移動するのを阻止するように、残りの位置決め装置(１２)を配置した、ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項３１】
固定ブロック(１)に可動ブロック(２)を位置決めするシステムであって、
上記の固定ブロック(１)に筒状の基準プラグ(２１)を水平方向へ間隔をあけて２つ設け、
上記の可動ブロック(２)に、上記の２つの基準プラグ(２１)が挿入される２つの位置決め孔(３)を設け、
上記の一方の基準プラグ(２１)の外周に２つの基準面(３１)を周方向へ間隔をあけて設けると共に、上記の他方の基準プラグ(２１)の外周に１つの基準面(３１)を設け、上記の一方の基準プラグ(２１)に対して上記の可動ブロック(２)が水平面内で旋回するのを阻止するように上記の３つの基準面(３１)を配置し、
上記の各基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入し、上記の各基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入し、上記の各出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成し、上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の各位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する、
ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項３２】
固定ブロック(１)に可動ブロック(２)を位置決めするシステムであって、
上記の固定ブロック(１)に筒状の基準プラグ(２１)を水平方向へ間隔をあけて３つ設け、
上記の可動ブロック(２)に、上記の３つの基準プラグ(２１)が挿入される３つの位置決め孔(３)を設け、
上記の３つの基準プラグ(２１)の外周にそれぞれ１つの基準面(３１)を設け、上記の３つの基準面(３１)のうちの２つの基準面(３１)の共通接線(Ｋ)に沿って前記の可動ブロック(２)が移動するのを阻止するように、残りの基準面(３１)を配置し、
上記の各基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入し、上記の各基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入し、上記の各出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成し、上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の各位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する、
ことを特徴とする位置決めシステム。
【請求項３３】
請求項２７の位置決めシステムに使用するクランプ装置であって、
固定ブロック(１)から先端方向へ突出させた筒状プラグ(２１)を可動ブロック(２)の位置決め孔(３)に挿入可能に構成し、
上記の固定ブロック(１)に上記プラグ(２１)を軸心方向へ移動可能かつ半径方向へ移動可能に支持し、上記プラグ(２１)を進出手段(４５)によって先端方向へ押圧し、
上記プラグ(２１)の外周に少なくとも一つの基準面(３１)を設け、
上記プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入し、
上記プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入し、
上記の出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成し、
上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことにより、その反力によって上記プラグ(２１)を半径方向へ移動させて、そのプラグ(２１)の前記の基準面(３１)を上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)に押圧する、
ことを特徴とする位置決めシステム用のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械のテーブル等の固定ブロックにワークパレットやワーク等の可動ブロックを位置決めするための装置に関し、さらには、その装置を利用した位置決めシステムに関し、並びに、そのシステムに使用するクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の位置決め装置には、従来では、下記の特許文献１(日本国・特開２００３−３１１５７２)の図４Ａ及び図４Ｂに記載されたものがある。その従来技術は、本件発明の譲受け人が提案したものであって、次のように構成されている。
固定ブロックから基準プラグを上向きに一体に突出させる。その基準プラグの外周に、可動ブロックの位置決め孔に挿入される環状コレットを配置する。位置決め時には、上記の基準プラグに挿入した出力部材の上部によって上記コレットを下降させる。すると、そのコレットが上記の基準プラグにテーパ係合して拡径し、そのコレットの外周面が、上記の位置決め孔を押圧して可動ブロックを移動させると共に上記の位置決め孔に密着する。これにより、その位置決め孔の軸心を基準プラグの軸心に合致させる。
【特許文献１】特開２００３−３１１５７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来装置は、基準プラグの軸心に位置決め孔の軸心を合致させることにより、固定ブロックに可動ブロックを正確に位置決めできる点で優れるが、次の点で改善の余地が残されていた。
上記コレットは、弾性変形によって直径方向へ拡大および縮小する構造であるため、その拡径量および縮径量が小さい。このため、可動ブロックの位置決め孔を上記コレットに嵌合するときの嵌合隙間が小さくなり、その嵌合操作に手間がかかる。
また、上記の従来装置では、前述したように、上記コレットの外周面が位置決め用の基準面として機能している。しかし、上記コレットは基準プラグに対して相対的に移動する部材であるので、そのコレットの外周面によって位置決め精度を向上させることは困難であった。
本発明の目的は、固定ブロックに可動ブロックを容易に位置決めできるようにすると共に、その位置決め精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図５Ｂ、又は、図７、図８から図１２Ｅ、図１３、図１４、若しくは、図２０Ａから図２１の各図に示すように、固定ブロックに可動ブロックを位置決めする装置を次のように構成した。【０００５】
上記の固定ブロック(１)に設けた筒状の基準プラグ(２１)を上記の可動ブロック(２)の位置決め孔(３)に挿入可能に構成する。上記の基準プラグ(２１)の外周に少なくとも一つの基準面(３１)を設ける。上記の基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入する。上記の基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入する。上記の出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成する。上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する。【０００６】
本発明は、例えば図３Ａから図４Ｂに示すように、次のように作用する。
図３Ａと図３Ｂのリリース状態では、出力部材４８が上昇され、押具３３が半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ切り換えられている。
固定ブロック１に可動ブロック２を位置決めするときには、まず、図３Ａに示すように、上記リリース状態で可動ブロック２を下降させて位置決め孔３を基準プラグ２１に外嵌させる。次いで、出力部材４８を下降させる。すると、その出力部材４８の出力部(傾斜面)５５が、押具３３を半径方向の外方へ移動させて上記の位置決め孔３に接当させる。
引き続いて、図４Ａと図４Ｂに示すように、上記の半径方向の外方へ押圧された押具３３が前記の位置決め孔３の受け部３５を押すことによって前記の可動ブロック２を水平方向へ移動させ、上記の位置決め孔３の被基準面３６を上記の基準プラグ２１の前記の基準面３１に密着させる。そして、上記の位置決め孔３に密着した押具３３及び基準面３１が、前記の可動ブロック２を前記の固定ブロック１に強力に位置決めする。【０００７】
本発明は、上記のように作用することから、次の効果を奏する。
本発明の押具は、前記の従来例のコレットと比べると、半径方向の外方への移動量を大きくできる。このため、可動ブロックの位置決め孔と基準プラグとの間の嵌合隙間を大きくすることが可能となり、その位置決め孔と基準プラグとの嵌合操作が容易になる。
しかも、前記の基準面は、基準プラグに形成したので、前記のコレットとは異なり、上記の基準プラグに対して相対的に移動しない。このため、上記の基準面を位置決めの基準として利用することにより、位置決め精度を向上させることが可能になった。
従って、本発明は、固定ブロックに可動ブロックを容易に位置決めできるようにすると共に、その位置決め精度を向上できる。
さらには、上記の押具は、柱状または球状に形成することにより、押圧時の面圧が大きくなるので、可動ブロックの位置決め孔を弾性変形または塑性変形させて上記位置決め孔に強力に密着することが可能になる。従って、本発明の装置は、所定のクランプ力を確保することも可能である。【０００８】
本発明は、具体的には、次のように構成することが考えられる。
前記の位置決め孔は、円形に形成する場合と四角形等の多角形に形成する場合とがある。
上記の位置決め孔を円形に形成した場合には、前記の被基準面と前記の基準面とを円弧状の面によって構成することが好ましく、さらに好ましいのは、前記の被基準面と前記の基準面とをほぼ同じ半径の円弧面によって構成することである。
上記の位置決め孔を多角形に形成した場合には、前記の基準面を平面によって構成することが好ましい。
上記の各発明においては、前記の基準プラグの外周に突起部を設け、上記の突起部に前記の基準面を形成することが好ましい。【０００９】
上記の各発明においては、前記の固定ブロックと前記の基準プラグとを別体に構成し、上記の固定ブロックに上記の基準プラグを位置決め固定する手段を設けてもよい。
また、前記の固定ブロックと前記の基準プラグとを別体に構成し、上記の固定ブロックから環状の心柱を先端方向へ突出させ、その心柱内に前記の出力部材を軸心方向へ移動可能に挿入すると共に、上記の心柱に上記の基準プラグを軸心方向へ移動可能に外嵌することが考えられる。
なお、上記の別体式の基準プラグを進出手段によって先端方向へ押圧することが好ましい。
上記とは逆に、前記の固定ブロックと前記の基準プラグとを一体に構成してもよい。【００１０】
前記の基準面は、前記の基準プラグに周方向へ間隔をあけて少なくとも２つ設ける場合と１つだけ設ける場合とが考えられる。なお、前記の押具は、少なくとも１つ配置すればよい。その押具は、円柱状・楕円柱状・角柱状または球状に形成することが考えられる。
上記の各発明においては、前記の基準プラグの前記の基準面に圧力流体の吐出口を開口させ、前記の位置決め孔の前記の被基準面が上記の基準面に押圧されたときに上記の被基準面が上記の吐出口を閉じるように構成することが好ましい。【００１１】
上記の位置決め装置を利用した位置決めシステムとしては、上記各発明のいずれかに記載した位置決め装置を少なくとも一つ備える場合と、特定の発明の位置決め装置だけを複数備える場合と、異なる発明の位置決め装置同士を組み合わせる場合とが考えられる。【００１２】
上記の位置決めシステムとしては、例えば、図８から図１１Ｂと図１２Ａに示すように、次のように構成することが考えられる。
上記の固定ブロック(１)に筒状の基準プラグ(２１)を水平方向へ間隔をあけて２つ設ける。上記の可動ブロック(２)に、上記の２つの基準プラグ(２１)が挿入される２つの位置決め孔(３)を設ける。上記の一方の基準プラグ(２１)の外周に２つの基準面(３１)を周方向へ間隔をあけて設けると共に、上記の他方の基準プラグ(２１)の外周に１つの基準面(３１)を設ける。上記の一方の基準プラグ(２１)に対して上記の可動ブロック(２)が水平面内で旋回するのを阻止するように上記の３つの基準面(３１)を配置する。上記の各基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入する。上記の各基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入する。上記の各出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成する。上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の各位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する。【００１３】
また、上記の位置決めシステムとしては、例えば、図１３と図１２Ａに示すように、次のように構成することが考えられる。
上記の固定ブロック(１)に筒状の基準プラグ(２１)を水平方向へ間隔をあけて３つ設ける。上記の可動ブロック(２)に、上記の３つの基準プラグ(２１)が挿入される３つの位置決め孔(３)を設ける。上記の３つの基準プラグ(２１)の外周にそれぞれ１つの基準面(３１)を設ける。上記の３つの基準面(３１)のうちの２つの基準面(３１)の共通接線(Ｋ)に沿って前記の可動ブロック(２)が移動するのを阻止するように、残りの基準面(３１)を配置する。上記の各基準プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入する。上記の各基準プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入する。上記の各出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成する。上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の各位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことによって上記の可動ブロック(２)を移動させ、これにより、上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)を上記の基準プラグ(２１)の前記の基準面(３１)に押圧する。【００１４】
さらには、上記の位置決めシステムに使用するクランプ装置としては、例えば、図１と図６Ａ及び図６Ｂに示すように、次のように構成することが考えられる。
固定ブロック(１)から先端方向へ突出させた筒状プラグ(２１)を可動ブロック(２)の位置決め孔(３)に挿入可能に構成する。上記の固定ブロック(１)に上記プラグ(２１)を軸心方向へ移動可能かつ半径方向へ移動可能に支持する。上記プラグ(２１)を進出手段(４５)によって先端方向へ押圧する。上記プラグ(２１)の外周に少なくとも一つの基準面(３１)を設ける。上記プラグ(２１)内に出力部材(４８)を軸心方向へ移動可能に挿入する。上記プラグ(２１)の周壁(２９)に少なくとも一つの押具(３３)を半径方向へ移動可能に挿入する。上記の出力部材(４８)が上記の押具(３３)を半径方向の外方へ移動可能に構成する。上記の外方へ移動された押具(３３)が前記の位置決め孔(３)の受け部(３５)を押すことにより、その反力によって上記プラグ(２１)を半径方向へ移動させて、そのプラグ(２１)の前記の基準面(３１)を上記の位置決め孔(３)の被基準面(３６)に押圧する。【００１５】
なお、上記クランプ装置の発明の各構成部材は、前記の位置決め装置と同様の構成を採用することが好ましい。例えば、前記の押具としては、柱状または球状のものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、位置決めシステムの第１実施形態を示す模式図であって、そのシステムの横断面図である。
【図２】図２Ａは、上記システムの第１位置決め装置を示し、図２Ｂの２Ａ−２Ａ線の矢視図に相当する断面図である。  図２Ｂは、上記の位置決め装置の平面図である。
【図３】図３Ａは、上記の第１位置決め装置のリリース状態を示し、上記の図２Ａの要部拡大図であって、図３Ｂの３Ａ−３Ａ線断面図に相当する図である。  図３Ｂは、上記の図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線断面図である。
【図４】図４Ａは、上記の第１位置決め装置のロック状態を示し、上記の図３Ａに類似する図である。  図４Ｂは、前記の図３Ｂに類似する図である。
【図５】図５Ａは、前記の位置決めシステムの第２位置決め装置を示し、前記図３Ａに類似する図である。  図５Ｂは、上記の図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線の断面図である。  図５Ｃと図５Ｄは、それぞれ第２位置決め装置の変形例を示し、上記の図５Ｂに類似する図である。
【図６】図６Ａは、前記の位置決めシステムのクランプ装置を示し、前記の図３Ａに類似する図である。  図６Ｂは、上記の図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線の断面図である。
【図７】図７は、位置決めシステムの第２実施形態を示し、前記の図１に類似する図である。
【図８】図８は、位置決めシステムの第３実施形態を示し、前記の図１に類似する図である。
【図９】図９Ａは、上記の第３実施形態に係る位置決めシステムの第１位置決め装置のリリース状態を示し、前記の図２Ａに類似する図である。  図９Ｂは、図９Ａの平面図である。
【図１０】図１０Ａは、第１位置決め装置のリリース状態を示し、図９Ａの要部拡大図である。  図１０Ｂは、第１位置決め装置のロック状態を示し、上記の図１０Ａに類似する図である。
【図１１】図１１Ａは、上記の図１０Ａの横断面図を示し、前記の図３Ｂに類似する図である。  図１１Ｂは、上記の図１０Ｂの横断面図を示し、前記の図４Ｂに類似する図である。  図１１Ｃと図１１Ｄは、それぞれ第１位置決め装置の変形例を示し、上記の図１１Ｂに類似する図である。
【図１２】図１２Ａは、第２位置決め装置のロック状態を示し、上記の図１１Ｂに類似する図である。  図１２Ｂは、第２位置決め装置の変形例のリリース状態を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。  図１２Ｃは、上記の変形例のロック状態を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。  図１２Ｄと図１２Ｅは、それぞれ第２位置決め装置の別の変形例を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。
【図１３】図１３は、位置決めシステムの第４実施形態を示し、前記の図１に類似する図である。
【図１４】図１４は、位置決め装置の別の実施形態を示し、前記の図９Ａに類似する図である。
【図１５】図１５Ａと図１５Ｂは、他の実施形態の位置決め装置のリリース状態を示している。  図１５Ａは、前記の図３Ａに類似する図である。  図１５Ｂは、前記の図３Ｂに類似する図である。
【図１６】図１６Ａと図１６Ｂは、上記の他の実施形態の位置決め装置のロック状態を示している。  図１６Ａは、前記の図４Ａに類似する図である。  図１６Ｂは、前記の図４Ｂに類似する図である。
【図１７】図１７Ａと図１７Ｂは、位置決め装置の別の実施形態を示している。  図１７Ａは、前記の図４Ａに類似する図である。  図１７Ｂは、前記の図４Ｂに類似する図である。
【図１８】図１８Ａと図１８Ｂは、位置決め装置の他の実施形態を示している。  図１８Ａは、前記の図１７Ａに類似する図である。  図１８Ｂは、前記の図１７Ｂに類似する図である。
【図１９】図１９Ａと図１９Ｂは、位置決め装置の他の実施形態を示している。  図１９Ａは、前記の図１０Ａに類似する図である。  図１９Ｂは、前記の図１０Ｂに類似する図である。
【図２０】図２０Ａは、位置決め装置の別の実施形態を示し、前記の図１２Ａに類似する図である。  図２０Ｂは、位置決め装置のさらに別の実施形態を示し、前記の図１１Ｂに類似する図である。
【図２１】図２１は、位置決め装置の他の実施形態を示し、前記の図２０Ｂに類似する図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：固定ブロック，２：可動ブロック(ワークパレット)，３：位置決め孔(円形のストレート孔、四角形の孔)，１１：第１位置決め装置，１２：第２位置決め装置，２１：基準プラグ，２１ａ：筒孔，２２：位置決め固定手段，２９：周壁，３０：突起部，３１：基準面，３３：押具(ボール)，３３ｂ：ガイド面，３５：受け部(受け面)，３６：被基準面，４５：進出手段(弾性部材)，４８：出力部材，５５：傾斜面(出力部)，５７：伝動部，５８：逃し溝，８５：圧力流体の吐出口，８７：スライド部材，９５：心柱，９６：傾斜嵌合部，９７：凹溝，９８：クランプ用の入力部(受け部３５)，Ｋ：共通接線．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１から図６Ｂは、本発明の位置決めシステムの第１実施形態を示し、本発明をワークパレットの位置決めシステムに適用したものを例示してある。
まず、図１から図３Ｂによって上記システムの全体構成を説明する。【００１９】
この実施形態では、図１と図２Ａに示すように、工作機械のテーブルＴに固定ブロック１を載置し、その固定ブロック１の支持面１ａに、可動ブロックとしてのワークパレット２の被支持面２ａを受け止めるように構成してある。その被支持面２ａには、円形のストレート孔からなる位置決め孔３が複数開口される。ここでは、４つの位置決め孔３を図示している。【００２０】
上記の固定ブロック１は、上記テーブルＴに固定したベースプレート４を備える。そのベースプレート４には、上記の位置決め孔３に対応させて、位置決め機能とロック機能とを備えた第１位置決め装置１１および第２位置決め装置１２と、ロック機能だけを備えた二つのクランプ装置１３・１３とが設けられる。第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２とが対角線上に配置されると共に、二つのクランプ装置１３・１３も対角線上に配置されている。【００２１】
上記の各装置１１・１２・１３は、図１に示すように、後述する基準プラグ２１の基準面３１及び２つの押具３３を位置決め孔３に密着させた状態で下方へ駆動し、これにより、固定ブロック１にワークパレット２を固定するようになっている。【００２２】
第１位置決め装置１１は、上記の密着とほぼ同時に固定ブロック１に対して上記の基準プラグ２１(図３Ａ参照)を水平方向かつ垂直方向へ位置決めする。また、第２位置決め装置１２は、基準プラグ２１(後述の図５Ａ及び図５Ｂを参照)を基準軸心Ａ・Ｂ同士を結ぶ直線Ｌにほぼ直交する水平方向へ位置決めすると共に垂直方向へも位置決めして、前記のワークパレット２が上記の軸心Ａの回りに旋回するのを阻止する。なお、クランプ装置１３は、固定ブロック１に対して基準プラグ２１を水平方向へ移動可能に構成してあり(後述の図６Ａ及び図６Ｂを参照)、このため、垂直位置決め機能だけを備え、水平位置決め機能を備えてない。【００２３】
上記の第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２とは、後述する相違点を除いて同一の構造であって、基本的には下記の構造が共通している。【００２４】
図１から図２Ｂに示すように、前記ベースプレート４の装着穴４ａにハウジング１５の下部が嵌入され、そのハウジング１５のフランジ１６が４本の締付けボルト１７によって上記の装着穴４ａの周壁に固定される。
上記ハウジング１５の上半部には、上下方向へ延びる中心孔２０が、基準軸心Ａ(図１と図２Ａを参照)と同心状に形成される。その中心孔２０は、前記位置決め孔３に対面可能に配置されている。上記の中心孔２０に筒状の基準プラグ２１が上下方向(軸心方向)へ移動可能に挿入されている。即ち、上記ハウジング１５と上記の基準プラグ２１とが別体に構成されている。そして、そのハウジング１５に上記の基準プラグ２１を位置決め固定する手段２２が設けられる。【００２５】
より詳しくいえば、上記の位置決め固定手段２２は、図３Ａの拡大図に示すように、次のように構成されている。
上記の中心孔２０の内周にテーパ内面２３が形成される。そのテーパ内面２３は下方(基端方向)へ向かうにつれて縮径されている。
上記の基準プラグ２１は、上記の中心孔２０に挿入される基部２４と、前記位置決め孔３に挿入可能な突出部２５とを備える。その突出部２５は、上記の中心孔２０の上端よりも上方(先端方向)へ突出されている。上記の基準プラグ２１の筒孔２１ａの上部が頂壁２１ｂによって覆われている。その頂壁２１ｂの外周面は、上向きにすぼまるテーパ面によって構成されている。
上記の基部２４の外周面には、上記テーパ内面２３にテーパ係合可能なテーパ外面２７が設けられる。また、前記の突出部２５の下部からフランジ部２８が半径方向の外方へ突出される。【００２６】
上記の基準プラグ２１の突出部２５の周壁２９の外周に、周方向へ約９０度の間隔をあけて２つの突起部３０が設けられる。各突起部３０に、位置決め用の基準面３１が形成される。
また、上記の周壁２９には、半径方向へ延びる円形の貫通孔３２が形成される。各貫通孔３２は、上記の各基準面３１に半径方向に向かい合うように配置されている。そして、各貫通孔３２に円柱状の押具３３が半径方向へ移動可能に挿入される。
上記の押具３３の外端部の押面３４は、上記の位置決め孔３の受け面(受け部)３５とほぼ同じ半径の円弧面によって構成されている。また、前記の基準面３１も、前記の位置決め孔３の被基準面３６とをほぼ同じ半径の円弧面によって構成されている。【００２７】
前記の中心孔２０の周壁の上部と前記フランジ部２８との間に弾性部材(進出手段)４５が配置される。その弾性部材４５は、ゴム又は合成樹脂などのシール部材によって構成されており、基準プラグ２１を上方(先端方向)へ押圧している。上記の基準プラグ２１が所定量以上に上昇することは、その基準プラグ２１の下部に装着したストッパー４７によって阻止されている。【００２８】
前記ハウジング１５内に出力部材４８が上下移動自在に挿入される。その出力部材４８は、ハウジング１５の下部のシリンダ孔４９に保密状に挿入したピストン５０と、そのピストン５０から上向きに突出されると共にロッド孔５１に保密状に挿入されたピストンロッド５２と、そのピストンロッド５２に半径方向へ移動可能に連結した出力ロッド５３とを備える。前記の基準プラグ２１の筒孔２１ａに上記の出力ロッド５３が挿入される。その出力ロッド５３の上端部(先端部)には、前記の押具３３と嵌合する傾斜溝５４が形成される。その傾斜溝５４の底壁に、下方へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜面(出力部)５５が設けられる。【００２９】
上記の押具３３の半径方向の内端部には、下方へ向かうにつれて軸心に近づく入力面３３ａが設けられる。その入力面３３ａが上記の傾斜面５５に接当可能になっている。また、上記の押具３３の半径方向の外端部には、上方へ向かうにつれて軸心に近づくガイド面３３ｂが設けられる。
また、前記の２つの基準面３１に対応する位置で前記の出力ロッド５３の外周には、後述する伝動部５７・５７が設けられる。これら伝動部５７・５７の間に逃し溝５８が形成されている。【００３０】
図２Ａに示すように、上記ハウジング１５内には、駆動手段Ｄを構成するロック手段６１およびリリース手段６２が設けられる。そのロック手段６１は、上記ピストン５０と、そのピストン５０の上側に形成したロック室６３とによって構成される。そのロック室６３がロック用の圧油給排口６４へ連通される。また、上記リリース手段６２は、上記ピストン５０と、そのピストン５０の下側に形成したリリース室６６とによって構成される。そのリリース室６６にリリース用の圧油給排口６７が連通される。
なお、ロック用給排路６９の縦路には絞りピン７０が嵌合され、その嵌合隙間によって絞り路を構成している。【００３１】
上記ハウジング１５の上面には周方向へ間隔をあけて複数のボス７２が上方へ突出され、そのボス７２の上面が固定ブロック１の支持面１ａを構成している。
また、第１位置決め装置１１には着座確認手段が設けられる。即ち、前記の支持面１ａに検出孔７４を開口し、その検出孔７４に検出用の圧縮空気を供給する。そして、前記ワークパレット２の被支持面２ａが上記の支持面１ａに接当して着座隙間Ｅが消失すると、上記の検出孔７４内の圧力が上昇する。その圧力上昇を圧力スイッチ等で検出することによって、ワークパレット２がハウジング１５に着座したことを確認できる。【００３２】
さらに、図２Ａと図３Ａに示すように、クリーニング手段が設けられる。即ち、エアー供給口７６の圧縮空気が、ハウジング１５内の斜め路７７と、基準プラグ２１の筒孔２１ａと出力ロッド５３の外周面との間の嵌合隙間７８と、前記の貫通孔３２と押具３３との間の嵌合隙間７９とを順に通って、外部空間へ吐出される。これにより、上記の嵌合隙間７９に侵入した異物が外部へ吹き飛ばされる。なお、上記の嵌合隙間７８により、基準プラグ２１に対して出力ロッド５３が半径方向へ移動可能になっている。【００３３】
前記の第２位置決め装置１２の第２位置決め機構１２ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記の第１位置決め装置１１の第１位置決め機構１１ａ(図３Ａを参照)と比べると、基準プラグ２１の上半部分の構造は同一であるが、その下半部分の構造が異なる。
なお、図５Ａは、図５Ｂの５Ａ−５Ａ線の断面図であって、前記の図３Ａに類似する図である。図５Ｂは、上記の図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線の断面図である。【００３４】
前記の基準プラグ２１の基部２４の外周に、半径方向に向かい合う一対の突出部８０・８０が設けられ、各突出部８０に前記テーパ外面２７が形成される。そして、上記の中心孔２０の内周と上記の基準プラグ２１の外周との間に、上記の突出部８０・８０によって区画された移動許容スペース８１・８１が半径方向に向かい合うように形成されている。これにより、基準プラグ２１は、上記突出部８０・８０の対面方向に嵌合隙間を無くすように機能し、一方、その対面方向に対して直交する半径方向へ基準プラグ２１が相対的に移動することが許容される。なお、図５Ａと図５Ｂ中の参照数字８２は回り止めピンである。【００３５】
図５Ｃは、上記の第２位置決め機構１２ａの第１変形例を示している。この場合、前記の中心孔２０の内周に、半径方向に向かい合う一対の突出部８０・８０が設けられ、各突出部８０に前記テーパ内面２３が形成される。また、前記の一対の移動許容スペース８１・８１も図５Ｂと同様に形成されている。【００３６】
図５Ｄの第２変形例は、上記の図５Ｃの第１変形例を次のように変更したものである。即ち、前記テーパ内面２３と前記テーパ外面２７とが、円周面に代えて平面で構成されている。【００３７】
前記クランプ装置１３は、図６Ａと図６Ｂに示すように、上記の第１位置決め装置１１と比べると、筒状プラグ２１の上半部分の構造は同一であるが、その下半部分の構造が異なる。なお、図６Ａは、前記の図３Ａに類似する図である。図６Ｂは、上記の図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線の断面図である。
即ち、前記の中心孔２０の内周面と筒状プラグ２１の外周面との両周面が上下方向へストレートに形成される。そして、これら両周面の間に、その筒状プラグ２１がハウジング１５に対して半径方向へ移動するのを許容する環状隙間Ｇが設けられる。これにより、前記位置決め孔３の軸心と中心孔２０の軸心との心ズレを吸収できる。
なお、環状ゴム製の進出手段４５は断面視でＵ字状に形成されている。【００３８】
上記の各装置１１・１２・１３は、ほぼ同様に、次のように作動する。
上記の図２Ａと図３Ａのリリース状態では、ロック室６３の圧油を排出すると共にリリース室６６へ圧油を供給している。これにより、ピストン５０が出力ロッド５３を上昇させ、その押具３３が半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ切り換えられている。基準プラグ２１は、進出手段としての弾性部材４５によって進出ストロークだけ上昇している。【００３９】
固定ブロック１にワークパレット２を位置決めするときには、まず、図１と図２Ａ(及び図３Ａ)に示すように、上記リリース状態でワークパレット２を下降させて位置決め孔３を上記の基準プラグ２１に外嵌させ、そのワークパレット２を基準プラグ２１のフランジ部２８によって受け止める。この状態では、支持面１ａと被支持面２ａとの間には前記の着座隙間Ｅが形成されている。また、図３Ａに示すように、テーパ内面２３とテーパ外面２７との間にはロック隙間Ｆが形成されている。
なお、上記のようにロック隙間Ｆを設けたので、ワークパレット２の位置決め孔３を上記の基準プラグ２１に嵌合させるときに、その位置決め孔３の軸心と基準プラグ２１の軸心との心ズレを許容できる。【００４０】
次いで、前記リリース室６６の圧油を排出すると共に前記ロック室６３へ圧油を供給し、ピストン５０によって出力ロッド５３を下降させる。すると、その出力ロッド５３の傾斜面５５が押具３３の入力面３３ａを押圧し、前記の弾性部材４５の付勢力によってほぼ上昇位置に保持された基準プラグ２１に対して上記の押具３３が半径方向の外方へ移動して上記の位置決め孔３に接当する。【００４１】
引き続いて、上記の出力ロッド５３の傾斜面５５によって押具３３が下方かつ半径方向の外方へ押圧されることにより、図４Ａと図４Ｂに示すように、次のように作動する。
下方へ押圧された上記の押具３３が前記の弾性部材４５に抗して基準プラグ２１を下降させ、これにより、前記ワークパレット２の被支持面２ａが前記の固定ブロック１の前記の支持面１ａに接当する。また、半径方向の外方へ押圧された同上の押具３３・３３が前記の位置決め孔３の受け部３５・３５を押すことによって前記ワークパレット２を水平方向へ移動させ、上記の位置決め孔３の被基準面３６・３６を上記の基準プラグ２１の前記の基準面３１・３１に押圧する。この場合、上記の受け部３５から押具３３に作用する反力は、前記の伝動部５７と基準面３１とを順に経由して前記の被基準面３６に受け止められる。このため、上記の被基準面３６を上記の基準面３１に強力に押圧できる。【００４２】
これとほぼ同時に、下降された上記の基準プラグ２１のテーパ外面２７が中心孔２０のテーパ内面２３にテーパ係合する。これにより、上記の基準プラグ２１は、上記テーパ係合を介して、半径方向(水平方向)および軸心方向(上下方向)で固定ブロック１に拘束される。そして、前記の出力ロッド５３が、位置決め孔３に強力に密着した押具３３及び基準面３１を介して、前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の固定ブロック１の支持面１ａに押圧する。【００４３】
なお、前記の図３Ａのリリース状態において、上記の支持面１ａと上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当するように構成してもよい。この場合、半径方向の外方へ移動して上記の位置決め孔３に接当した押具３３は、その位置決め孔３の内周面に対して下方へ摺動しながら前記の弾性部材４５に抗して基準プラグ２１を下降させる。【００４４】
上記の第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２の作動と同時に、ロック機能だけを備えた前記二つのクランプ装置１３・１３が位置決め孔３に強力に密着した押具３３及び基準面３１を介して、上記ワークパレット２を前記の固定ブロック１に強力に固定するのである。この場合、半径方向の外方へ移動された押具３３が前記の位置決め孔３の受け部３５を押したときに、その反力によって上記プラグ２１が半径方向へ調心移動し、これとほぼ同時に、そのプラグ２１の前記の基準面３１が上記の位置決め孔３の被基準面３６を押圧する。
上記ロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、前述したように前記ロック室６３の圧油を排出すると共に前記リリース室６６へ圧油を供給して、ピストン５０によって出力ロッド５３を上昇させればよい。この場合、前記の押具３３は、半径方向の外方の係合位置Ｘへ切り換えられたままである。しかし、固定ブロック１に新たなワークパレット２を装着するときに、位置決め孔３の周壁の下部が、上記の押具３３の前記ガイド面３３ｂを介して上記の係合位置Ｘの押具３３を半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ押し動かすのである。【００４５】
前記の進出手段４５は、前記の基準プラグ２１を上方(先端方向)へ押圧するものであればよい。従って、その進出手段４５は、その基準プラグ２１の前記フランジ部２８と前記ハウジング１５との間に装着することに代えて、基準プラグ２１の下部と前記ハウジング１５との間に装着してもよい。また、上記の進出手段４５は、例示したゴム等の弾性部材や皿バネ等のバネに代えて、又は、これに加えて、圧縮空気や圧油等の圧力流体とピストンとの組み合わせを利用してもよい。【００４６】
上記の第１実施形態(および後述の各実施形態)は次の長所を奏する。
上記の基準プラグ２１の基準面３１は、前述した従来例のテーパ係合式コレットと比べると、そのテーパ係合によって摩耗する部分が無い。このため、位置決め装置は、位置決め精度を長期間にわたって良好に保持でき、また、メンテナンスにも手間がかからない。
前記の押具３３は、上記コレットと比べて半径方向の移動量を大きくできるので、位置決め孔３の孔径が変化した場合でも容易に追従できる。
しかも、構成部品が少なくて簡素な構成なので、コンパクトな位置決め装置を提供できる。【００４７】
図７、図８から図１２Ｅ、図１３は、それぞれ、本発明に係る位置決めシステムの第２実施形態と第３実施形態と第４実施形態とを示している。これらの別の実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と類似する部材には原則として同一の符号を付けてあり、上述した第１実施形態とは異なる構成について説明する。【００４８】
第２実施形態を示す図７は、前記の図１に類似する図である。
この場合、前記の第２位置決め装置１２を３つのコーナに設けると共に、前記クランプ装置１３を１つのコーナに設けてある。
そして、図７中の左上部および左下部に配置した２つの位置決め装置１２・１２の位置決め方向を同じ方向に設定する。これらの位置決め方向に対して、同上の図７中の右下部に配置した位置決め装置１２の位置決め方向を、直交させてある。【００４９】
図８から図１２Ｅは、第３実施形態を示している。
この第３実施形態では、図８の模式図に示すように、位置決め機能とロック機能とを備えた第１位置決め装置１１および第２位置決め装置１２と、ロック機能だけを備えた二つのクランプ装置１３・１３とが設けられる。第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２とが対角線上に配置されると共に、二つのクランプ装置１３・１３も対角線上に配置されている。【００５０】
第１位置決め装置１１(図１１Ａ及び図１１Ｂを参照)は、固定ブロック１に固定した基準プラグ２１に対してワークパレット２の位置決め孔３を水平方向のほぼ全周で位置決めする。また、第２位置決め装置１２(図１２Ａを参照)は、上記ワークパレット２の位置決め孔３を基準軸心Ａ・Ｂ同士を結ぶ直線Ｌにほぼ直交する方向へ位置決めして、そのワークパレット２が上記の軸心Ａの回りに旋回するのを阻止する。なお、クランプ装置１３は、固定ブロック１に対してプラグ２１を水平方向へ移動可能に構成してある。
上記の第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２とは、後述する相違点を除いて同一の構造であって、基本的には下記の構造が共通している。【００５１】
前記の基準プラグ２１は前記ハウジング１５と一体に形成されている。前記の出力ロッド５３の上部(先端部)に設けた傾斜溝５４には、上方(先端方向)へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜面(出力部)５５が設けられる。また、前記の貫通孔３２には、ボール(押具)３３が挿入される。
また、前記の第１実施形態とは逆に、前記ピストン５０の下側にロック室６３が形成され、同上ピストン５０の上側にリリース室６６が形成されている。そして、図１０Ｂに示すように、上記の出力部材４８を上方へ駆動したときに、上記の傾斜面５５が前記ボール３３を半径方向の外方へ移動させる。
また、主として図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、前記の基準プラグ２１の前記の基準面３１に圧力流体の吐出口８５が開口される。【００５２】
第１位置決め装置１１の第１位置決め機構１１ａは、図８と図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、前記の基準プラグ２１に前記の基準面３１を周方向へほぼ９０度の間隔をあけて２つ設け、上記の各基準面３１に半径方向に向かい合うように前記のボール３３を設けてある。
第２位置決め装置１２の第２位置決め機構１２ａは、図８と図１２Ａに示すように、前記の基準プラグ２１に前記の基準面３１を１つだけ設け、また、その基準プラグ２１に前記ボール３３を周方向へほぼ９０度の間隔をあけて２つ設けてある。さらに、基準プラグ２１の筒孔２１ａと前記の出力部材４８の出力ロッド５３の外周面との間に、その出力ロッド５３の半径方向への移動を許容するスライド部材８７を装着してある。【００５３】
前記クランプ装置１３は、ここでは具体的な構造を図示してないが、例えば、前記の第１実施形態の図６Ａおよび図６Ｂの構造において、前記の円柱状の押具３３に代えてボールを設けると共に、傾斜面５５を上下逆に配置してある。そして、そのクランプ装置１３は、図８に示すように、上記ボール３３を周方向へほぼ９０度の間隔をあけて４つ設けてある。しかしながら、上記ボール３３の設置数は２つ又は３つ若しくは５つ以上であってもよい。【００５４】
上記の各位置決め装置１１・１２は、ほぼ同様に、次のように作動する。
上記の図９Ａと図１０Ａのリリース状態では、ロック室６３の圧油を排出すると共にリリース室６６へ圧油を供給している。これにより、ピストン５０が出力ロッド５３を下降させ、上記ボール３３が半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ切り換え可能になっている。なお、ここでは上記ボール３３が係合解除位置Ｙへ既に切り換わった状態を示している。
また、前記の基準プラグ２１の基準面３１と前記の位置決め孔３の被基準面３６との間には隙間が形成されており、前記の吐出口８５が開かれている。このため、ロック状態検出路８６の圧力が設定圧力よりも低くて、リリース状態であると判定されている。【００５５】
固定ブロック１にワークパレット２を位置決めするときには、まず、図８と図９Ａ(及び図１０Ａ)に示すように、上記リリース状態でワークパレット２を下降させて位置決め孔３を上記の基準プラグ２１に外嵌させ、そのワークパレット２の被支持面２ａをハウジング１５の支持面１ａによって受け止める。【００５６】
次いで、前記リリース室６６の圧油を排出すると共に前記ロック室６３へ圧油を供給し、ピストン５０によって出力ロッド５３を上昇させる。すると、その出力ロッド５３の傾斜面５５がボール３３を押圧し、上記ボール３３が半径方向の外方へ移動して上記の位置決め孔３に接当する。【００５７】
引き続いて、上記ボール３３は、上記の傾斜面５５によって上方かつ半径方向の外方へ押圧されることにより、図１０Ｂに示すように、反時計回りの方向へ回転しながら前記の位置決め孔３の受け部３５を押す。これにより、上記ボール３３は、前記ワークパレット２を下向きに押しながら水平方向へ移動させ、上記の位置決め孔３の被基準面３６を上記の基準プラグ２１の前記の基準面３１に押圧する。そして、上記の被基準面３６が上記の基準面３１に押圧されたときには、上記の被基準面３６が前記の吐出口８５を閉じるようになっている。このため、前記のロック状態検出路８６の圧力が設定圧力よりも高くなり、ロック状態であると判定される。【００５８】
上記の場合、上記の受け部３５からボール３３に作用する反力は、図１１Ｂの前記の伝動部５７(又は図１２Ａのスライド部材８７)と基準面３１とを順に経由して前記の被基準面３６に受け止められる。このため、上記の被基準面３６を上記の基準面３１に強力に押圧できる。
これとほぼ同時に、前記の出力ロッド５３の傾斜面５５が、位置決め孔３を下降させる方向へボール３３を回転させ、これにより、前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の固定ブロック１の支持面１ａに押圧する。【００５９】
上記の第１位置決め装置１１と第２位置決め装置１２の作動と同時に、ロック機能だけを備えた前記二つのクランプ装置１３・１３が位置決め孔３に密着したボール３３を介して、上記ワークパレット２を前記の固定ブロック１に強力に固定するのである。この場合、半径方向の外方へ移動されたボール３３が前記の位置決め孔３を押したときに、その反力によって前記プラグ２１が半径方向へ調心移動される。【００６０】
上記ロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、前述したように前記ロック室６３の圧油を排出すると共に前記リリース室６６へ圧油を供給して、ピストン５０によって出力ロッド５３を下降させればよい。この場合、前記ボール３３は、半径方向の外方の係合位置Ｘへ切り換えられたままである。しかし、次回にワークパレット２を装着するときに、位置決め孔３の周壁の下部が、上記の係合位置Ｘのボール３３を半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ押し動かすのである。【００６１】
図１１Ｃと図１１Ｄは、それぞれ第１位置決め装置１１の第１位置決め機構１１ａの変形例を示し、上記の図１１Ｂに類似する図である。
図１１Ｃの変形例は、周方向へ約９０度の間隔をあけて配置した基準面３１・３１の中間位置に対面するように、前記ボール３３を一つだけ設けたものである。
また、図１１Ｄの変形例は、前記ボール３３を周方向へ約９０度の間隔をあけて３つ設けたものである。【００６２】
図１２Ｂは、第２位置決め装置１２の第２位置決め機構１２ａの変形例のリリース状態を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。図１２Ｃは、上記の変形例のロック状態を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。この変形例では、基準プラグ２１の基準面３１に半径方向に対面するように、前記ボール３３を一つだけ設けてある。また、その基準面３１に前記の吐出口８５を開口させてある。【００６３】
図１２Ｄと図１２Ｅは、それぞれ第２位置決め装置１２の第２位置決め機構１２ａの別の変形例を示し、上記の図１２Ａに類似する図である。
図１２Ｄでは、上記の図１２Ａの前記スライド部材８７に代えて、伝動用の突起８９を設けてある。また、２つのボール３３を周方向へ約１２０度の間隔をあけて配置してある。
図１２Ｅでは、前記ボール３３を周方向へ約９０度の間隔をあけて３つ設けてある。【００６４】
なお、前記の基準面３１に開口させた吐出口８５は、上記の第３実施形態に設けることに限定されるものではなく、前記の第１実施形態や第２実施形態または後述する別の実施形態に設けてもよいことは勿論である。【００６５】
第４実施形態を示す図１３は、前記の図８に類似する図である。
この場合、前記の第２位置決め装置１２を３つのコーナに設けると共に、前記クランプ装置１３を１つのコーナに設けてある。
そして、上記２つの位置決め装置１２・１２の前記の基準面３１・３１の共通接線Ｋに沿って前記ワークパレット２が移動するのを阻止するように、残りの位置決め装置１２を配置してある。
より具体的にいえば、図１３中の左下部および右下部に配置した位置決め装置１２・１２の位置決め方向を同じ方向に設定してある。そして、これらの位置決め方向に対して、同上の図１３中の左上部に配置した位置決め装置１２の位置決め方向を、直交させてある。【００６６】
図１４は、前記の位置決め装置１１又は１２の別の実施形態を示し、前記の図９Ａに類似する図である。この場合、前記の駆動手段Ｄを人力式に構成してある。
より詳しくいえば、前記の出力部材４８の下部の脚ネジ４８ａが、前記ハウジング１５のネジ孔９１に螺合される。ここでは上記ネジ孔９１を左ネジによって構成してある。
ロック駆動時には、出力部材４８の上部の入力穴９２に六角レンチ９３を挿入して上記の出力部材４８を平面視で時計回りの方向へ回転させる。すると、その出力部材４８が上昇して、その出力ロッド５３の傾斜面５５が前記ボール３３を半径方向の外方へ移動させるのである。参照数字５６は、上記ボール３３の退避溝を示している。
なお、上記ハウジング１５とベースプレート４とは、例示したように別体に構成することに代えて、一体に形成することも可能である。【００６７】
図１５Ａから図２１は、位置決め装置１１又は１２の他の実施形態を示している。
図１５Ａから図１６Ｂの実施形態は、第１位置決め装置１１を示し、次のように構成されている。図１５Ａは、リリース状態を示し、前記の図３Ａに類似する図である。図１５Ｂは、前記の図３Ｂに類似する図である。図１６Ａは、ロック状態を示し、前記の図４Ａに類似する図である。図１６Ｂは、前記の図４Ｂに類似する図である。【００６８】
この場合、前記ハウジング１５と前記の基準プラグ２１とを別体に構成し、上記ハウジング１５から環状の心柱９５を上方(先端方向)へ突出させてある。その心柱９５内に、前記の出力部材４８の前記の出力ロッド５３が軸心方向へ移動可能に挿入される。また、上記の心柱９５の外周に上記の基準プラグ２１が軸心方向へ移動可能に外嵌される。さらに、上記の基準プラグ２１のフランジ部２８と上記ハウジング１５との間に、前記の弾性部材(進出手段)４５を装着してある。また、押具としてのボール３３は、基準プラグ２１の貫通孔３２と心柱９５の貫通孔９５ａとに挿入されている。【００６９】
上記の装置は次のように作動する。
上記の図１５Ａと図１５Ｂのリリース状態では、出力部材４８の出力ロッド５３が上昇し、ボール(押具)３３が半径方向の内方の係合解除位置Ｙへ切り換えられている。基準プラグ２１は、弾性部材４５によって進出ストロークだけ上昇している。
固定ブロック１のハウジング１５にワークパレット２を位置決めするときには、まず、上記リリース状態でワークパレット２を下降させて位置決め孔３を上記の基準プラグ２１に外嵌させ，そのワークパレット２を基準プラグ２１のフランジ部２８によって受け止める。この状態では、支持面１ａと被支持面２ａとの間には前記の着座隙間Ｅが形成されている。【００７０】
次いで、上記の出力ロッド５３を下降させる。すると、前記の出力ロッド５３の傾斜面５５がボール３３を押圧し、前記の弾性部材４５の付勢力によってほぼ上昇位置に保持された基準プラグ２１に対して上記ボール３３が半径方向の外方へ移動して上記の位置決め孔３に接当する。【００７１】
引き続いて、図１６Ａと図１６Ｂに示すように、上記の出力ロッド５３の傾斜面５５によってボール３３が下方かつ半径方向の外方へ押圧されることにより、次のように作動する。
下方へ押圧された上記のボール３３が前記の弾性部材４５に抗して基準プラグ２１を下降させ、これにより、前記ワークパレット２の被支持面２ａが前記の固定ブロック１の前記の支持面１ａに接当する。また、半径方向の外方へ押圧された同上のボール３３・３３が前記の位置決め孔３の受け部３５・３５を押すことによって前記ワークパレット２を水平方向へ移動させ、上記の位置決め孔３の被基準面３６・３６を上記の基準プラグ２１の前記の基準面３１・３１に押圧する。そして、前記の出力ロッド５３が、位置決め孔３に強力に密着したボール３３及び基準面３１を介して、前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の固定ブロック１の支持面１ａに押圧する。【００７２】
図１７Ａと図１７Ｂは、第１位置決め装置１１の別の実施形態を示している。図１７Ａは、前記の図４Ａに類似する図である。図１７Ｂは、前記の図４Ｂに類似する図である。
この場合、図４Ａ及び図４Ｂの貫通孔３２と押具３３とが、断面視で円形に代えて、断面視で四角形に形成されている。【００７３】
図１８Ａと図１８Ｂは、第２位置決め装置１２の他の実施形態を示している。図１８Ａは、前記の図１７Ａに類似する図である。図１８Ｂは、前記の図１７Ｂに類似する図である。
この場合、基準プラグ２１に基準面３１と押具３３とが１つずつ設けられる。そして、前記の出力ロッド５３の上端部(先端部)に、下方へ向かうにつれて軸心に近づく傾斜嵌合部９６を設け、上記の傾斜嵌合部９６に前記の押具３３を相対移動可能に嵌合させてある。
なお、上記の傾斜嵌合部９６と押具３３との嵌合構造は、例示の平面視でＴ字状に代えてＶ字状等であってもよい。また、傾斜嵌合部９６は、上方へ向かうにつれて軸心に近づく形状であってもよい。【００７４】
図１９Ａと図１９Ｂは、位置決め装置１１又は１２の他の実施形態を示している。図１９Ａは、前記の図１０Ａに類似する図である。図１９Ｂは、前記の図１０Ｂに類似する図である。
この場合、前記の位置決め孔３に、周方向へ延びる凹溝９７を形成し、その凹溝９７の下部に設けたクランプ用の入力部９８(受け部３５)に前記のボール(押具)３３が係合するようになっている。なお、上記の位置決め孔３の被基準面３６は、上記の凹溝９７の上下両側に形成されている。【００７５】
上記の装置は次のように作動する。
図１９Ａのリリース状態で出力ロッド５３を下降させると、図１９Ｂに示すように、前記の出力ロッド５３の傾斜面５５がボール３３を介して上記クランプ用の入力部９８を押圧し、前記ワークパレット２を水平方向へ移動させ、上記の位置決め孔３の被基準面３６・３６を上記の基準プラグ２１の前記の基準面３１に押圧する。これとほぼ同時に、前記の出力ロッド５３が、ボール３３とクランプ用の入力部９８を介して、前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の固定ブロック１の支持面１ａに押圧する。これにより、大きなクランプ力が得られる。【００７６】
図２０Ａは、位置決め装置の別の実施形態を示し、前記の図１２Ａに類似する図である。
前記ワークパレット２の前記の位置決め孔３が四角形に形成され、その四角形の一辺によって被基準面３６が構成されている。これに対応して、前記の基準プラグ２１の前記の基準面３１も平面によって構成される。
前記の押具としてのボール３３は、上記の基準面３１に半径方向に対面するように１つだけ配置されている。また、出力部材４８の出力ロッド５３には、一対の伝動部５７・５７と逃し溝５８が形成されている。【００７７】
図２０Ｂは、位置決め装置のさらに別の実施形態を示し、前記の図２０Ａを次のように変更したものである。
この場合、四角形からなる前記の位置決め孔３の隣り合う２辺に被基準面３６・３６が形成されている。これに対応して、前記の基準プラグ２１に、平面からなる前記の基準面３１・３１が隣り合うように形成されている。
前記の押具としてのボール３３は、上記の各基準面３１に半径方向に対面するように配置されている。また、出力部材４８の出力ロッド５３には、一対の伝動部５７・５７及び逃し溝５８が、上記の各基準面３１に対して４５度の角度だけ位相をズラした状態で斜め向きに形成されている。【００７８】
図２１は、位置決め装置の他の実施形態を示し、前記の図２０Ｂを次のように変更したものである。
前記の基準プラグ２１が四角形に形成される。その四角形の隣り合う２辺のうちの１辺に一対の突起部３０・３０が設けられ、他の１辺に１つの突起部３０が設けられる。そして、上記の各突起部３０に前記の基準面３１が形成される。また、四角形からなる基準プラグ２１の別の隣り合う２辺に、それぞれ、一対のボール３３・３３が配置されている。
上記構成によれば、一つの位置決め装置によって位置決めシステムを構成することが可能である。【００７９】
上記の図２０Ａ，図２０Ｂ，図２１の各実施形態は次のように変更可能である。
前記ワークパレット２の前記の位置決め孔３は、多角形であればよく、例示した四角形に代えて、例えば、三角形や五角形や六角形などであってもよい。【００８０】
上記の各実施形態や変形例は次のように変更可能である。
位置決めシステムにおいては、ロック機能だけを備えた前記クランプ装置１３は、例示した一つ又は二つに代えて、三つ以上設置してもよい。そのクランプ装置１３は、例示の構造に限定されるものではなく、別の種類のクランプであってもよい。【００８１】
各装置１１・１２・１３の駆動形式は、例示した油圧複動式に代えて、バネロックかつ油圧リリース式、又は、油圧ロックかつバネリリース式であってもよい。
ロック又はリリースに使用する圧力流体は、例示の圧油に代えて、圧縮空気等のガスであってもよい。また、クリーニング用の圧力流体は、例示の圧縮空気に代えて、窒素等のガスや液体であってもよい。
位置決め装置におけるロック駆動時の引き下げ力を十分に大きい値に設定した場合には、上記クランプ装置１３を省略可能である。
前記の支持面１ａは、前記ハウジング１５のボス７２の上面に設けることに代えて、前記ベースプレート４に設けてもよい。【００８２】
前記の固定ブロックと可動ブロックとの組み合わせは、例示したベースプレート４とワークパレット２の組み合わせに代えて、工作機械のテーブルとワークパレットの組み合わせ、ワークパレットと治具ベースの組み合わせ、治具ベースとワークピースの組み合わせ、溶接治具等の作業用治具とワークピース等の作業物の組み合わせであってもよい。また、本発明は、レーザー加工機や放電加工機などの各種の加工機械のワークピース・ツール等の位置決めにも適用可能である。
なお、本発明の位置決め装置は、複数セットで使用することに代えて、１セットだけで使用できることは勿論である。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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