(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の作業面にツーリングフィクスチャを脱着可能に位置合わせ及び取り付けるためのツーリングベースであって、
ａ）前記機械の前記作業面に取り付けられるベースハウジングであって、上面、底面及び複数の垂直な側面、内部、並びに前記上面のツーリング穴を有し、前記ツーリング穴は少なくとも１つの位置合わせスタッドと嵌合し、前記少なくとも１つの位置合わせスタッドのそれぞれは凹部を有し、前記位置合わせスタッドは前記ツーリングフィクスチャに取り付けられるベースハウジングと、
ｂ）前記ベースハウジングの内部に嵌合して前記複数の垂直な側面の１つに固定されるクランプフィクスチャであって、前記少なくとも１つの位置合わせスタッドの前記凹部に嵌合する大きさ及び形状を有する少なくとも１つのテーパー領域を有し、前記凹部に対して押されて保持されると前記位置合わせスタッドを所定の位置にロックし、前記クランプフィクスチャに接触する第１の端部を有する少なくとも１つのスプリングをさらに有し、前記スプリングの第２の端部は前記ツーリングベースの前記複数の垂直な側面のうちの１つを押圧し、前記スプリングは前記少なくとも一つのツーリングスタッド上の前記凹部に対して前記クランプフィクスチャの前記少なくとも１つのテーパー領域を押圧して保持する力を与え、それにより前記位置合わせスタッドを前記ツーリングベース内の所定の位置にロックし、押圧されると前記スプリングを圧縮して前記クランプフィクスチャの前記少なくとも１つのテーパー領域を前記位置合わせスタッドの前記凹部から解除して前記位置合わせスタッドを前記ツーリングベースから解放する接触面をさらに有するクランプフィクスチャと、
ｃ）アクチュエータによって軸に沿って滑り運動で移動するカムであって、前記カムが第１方向に移動すると、前記カムの表面が前記クランプフィクスチャの前記接触面を押圧し、前記スプリングを圧縮して前記位置合わせスタッドを前記ツーリング穴から解放し、前記カムが前記アクチュエータによって前記第１方向と反対の第２方向に移動すると、前記クランプフィクスチャ上の前記接触面に対する圧力を解放し、それにより前記クランプフィクスチャの前記少なくとも１つのテーパー領域が前記位置合わせスタッド上の前記凹部内に押圧され、それにより前記位置合わせスタッドを前記ツーリングベース内の所定の位置にロックするカムと、を備えるツーリングベース。
【請求項２】
請求項１に記載のツーリングベースであって、
前記クランプフィクスチャは、前記少なくとも１つのスプリングの前記第１の端部が嵌合するキャビティをさらに含み、それにより前記スプリングの前記第１の端部の前記クランプフィクスチャとの位置合わせを維持するツーリングベース。
【請求項３】
請求項１に記載のツーリングベースであって、
前記アクチュエータは、空気圧式アクチュエータであるツーリングベース。
【請求項４】
請求項１に記載のツーリングベースであって、
前記アクチュエータは、電気機械式アクチュエータであるツーリングベース。
【請求項５】
請求項１に記載のツーリングベースであって、
前記アクチュエータは、軸に取り付けられたオフセットカムであり、前記軸が第１方向に回動する場合には前記オフセットカムは前記カムを上昇させ、それにより前記位置合わせスタッドを前記ツーリングベースから解放し、前記軸が第２方向に回転する場合には前記オフセットカムは前記カムを下降させ、それにより前記位置合わせスタッドを前記ツーリングベース内の所定の位置にクランプするツーリングベース。
【請求項６】
請求項３に記載のツーリングベースであって、
前記空気圧式アクチュエータは、
ａ）上面、底面、周縁、及び前記上面を前記底面に接続する中心に位置する穴を有する円板を有するピストンと、
ｂ）前記ツーリングベースのシリンダ内に配置されている前記ピストンであって、前記シリンダがシリンダ壁を有し、前記ピストンの周縁が前記シリンダ壁とシールを形成している前記ピストンと、
ｃ）前記シリンダ内で前記ピストンの上方と下方とに保持されている流体であって、前記ピストンの底部上の前記流体の圧力が前記ピストンの上部上の圧力より大きい場合には、前記ピストンは底部から上部の方向に移動し、それにより前記カムと接触して前記第１方向に前記カムを移動させ、それにより前記位置合わせスタッドが前記ツーリングベースから解放されるように前記アクチュエータを動かし、前記ピストンの上部上の前記流体の圧力が前記ピストンの底部上の圧力より大きい場合には、前記ピストンは前記第２方向に移動し、それにより前記位置合わせスタッドが前記ツーリングベース内の所定の位置にクランプされるように前記アクチュエータを動かすように、前記ピストンの両側に内部圧力を有する流体と、を有するツーリングベース。
【請求項７】
請求項６に記載のツーリングベースであって、
前記流体は、空気であるツーリングベース。
【請求項８】
請求項６に記載のツーリングベースであって、
前記ピストンは、前記ピストンの周縁に設置される溝と前記溝内に嵌合するＯリングをさらに含み、前記Ｏリングは前記ピストンの周縁と前記シリンダの壁との間に前記シールを提供するツーリングベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照：適用外
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の声明：適用外
【０００３】
本発明は、機械加工のためにワークを作業面に保持する様々なツーリングフィクスチャを取り付けるために使用される空気圧作動式ツーリングベースに関する。本ベースは、位置合わせ精度を維持しながら、上記フィクスチャとワークがロボットにより取り外し及び再取り付けされることを可能にする。
【背景技術】
【０００４】
ツーリングフィクスチャは、５軸機械加工等の複雑な機械加工中にワークを保持するために使用される。フィクスチャシステムは、ワークを確実且つ正確に保持し、また工作機械にワークの全ての面へのアクセスを提供することを必要とする。部品を製造するために、原材料在庫を用意し、その在庫を容易かつ脱着可能にフィクスチャに搭載して機械に供給できることが好ましい。ツーリングフィクスチャは、フライス盤のベッド又は作業面に直接搭載される場合が多い。しかしながら、部品を様々な機械で加工することが必要な場合が多く、部品を１つの機械から取り外し、別の場所で作業又は加工し、また最初の機械の戻すことが必要となる。再取り付けに際して、機械に対して、ツーリングフィクスチャに対する部品の位置合わせが非常に厳しい公差で維持されることが重要である。この問題を解決するのはツーリングベースである。このシステムは、フライス盤又はその他の加工装置に取り付けられ、その加工装置に対して高精度で位置合わせされる。バイス又はその他のフィクスチャは、次にツーリングベースに取り付けられ、繰り返すが、高精度の位置合わせでツーリングベースに、ひいては加工機に取り付けられる。ツーリングベースは、さらに、高精度の位置合わせを維持しながら、ツーリングフィクスチャを取り外し、再取り付けする手段を提供する。ツーリングベースは、米国特許第８７０８３２３号及び米国特許出願第２００４０２５６７８０号に記載されるツーリングベース等が、周知である。しかしながら、周知のツーリングベースの内部構造、とりわけ、ツーリングフィクスチャをベースにクランプ及びリリースするために使用される機構は複雑で製造が困難である。場合によっては、精密部品は、機械加工、熱処理、さらに熱処理中の寸法変化を補償するための熱処理後の付加加工が必要となるように設計される。別の場合では、機構は、高精度の位置合わせを確保するために、複数の面を一緒に嵌合させる必要がある非常に多くの数の精密部品から構成される。
【０００５】
場合によっては、自動的に作動し得るツーリングベースが必要とされている。様々な手段によって供給される動力を用いて作動し得る内部のクランプ及びリリース機構が必要とされている。圧縮空気、従って空気圧で作動する、並びにその他の非圧縮流体及び油圧で作動する、電気機械機構及び／又は手動を含む、任意の非限定手段によって作動し得るツーリングベースが必要とされている。製造が容易で、部品点数が少なく、なおツーリングフィクスチャのツーリングベースに対する及びツーリングベースの機械に対する高精度の位置合わせを維持し、自動化を利用するツーリングフィクスチャの取り外しと再取り付けを可能にするツーリングベースの設計の改善が必要とされている。複数の種類及び数のツーリングフィクスチャを高精度で設置することに容易に適応し得るツーリングフィクスチャが必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
従来技術の欠陥に対処するツーリングベースに関する設計の改善を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
全ての図面を通して、構成は等しく番号付けされている。
【０００８】
【図１】ツーリングフィクスチャがツーリングベースに取り付けられる場合のツーリングフィクスチャを示す上面斜視図である。
【図２】図１のツーリングベースの内部要素を示す図である。
【図３】複数のツーリングフィクスチャに対応するツーリングベースを示す。
【図４Ａ】本発明のツーリングベースの部品に関する付加的な詳細を示す。
【図４Ｂ】前記ベースに対して軟質材料の使用に対応するために変更された図４Ａのツーリングベースを示す。
【図５】図４Ａ及び図４Ｂのツーリングベースの内部構成要素に関する第１実施形態の詳細を示す。
【図６】本ツーリングベースの内部構成要素に関する第２実施形態の詳細を示す。
【図７】本内部構成要素の第３実施形態を使用するツーリングベースを示す。
【図８】図７のツーリングベースの内部構成要素を示す。
【図９】自動作動用に設計されたツーリングベースの実施形態を示す。
【図１０】図９のツーリングベースの底面図を示す。
【図１１】自動的に作動し得るツーリングベースの内部構成要素の分解組立図を示す。
【図１２】自動的に作動し得るツーリングベースに関するクランプ及びリリース機構の図を示す。
【図１３】自動的に作動し得るツーリングベースに関するクランプ及びリリース機構の図を示す。
【図１４】自動的に作動し得るツーリングベースに関するクランプ及びリリース機構の図を示す。
【図１５】自動的に作動し得るツーリングベースに関するクランプ及びリリース機構の図を示す。
【図１６】空気圧作動式ツーリングベースに関する構成要素の分解組立図を示す。
【図１７】図１６のツーリングベースに関する内部の空気圧式アクチュエータの付加的な詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、ツーリングフィクスチャが示されている。ツーリングベース１０１は、高精度な位置合わせを必要とするフライス盤又はその他の加工機の作業面１０７に取り付けられているベースプラットフォーム１０２を備える。取り付けは、当該技術分野で周知である位置合わせピンとボルト穴１０８を使用して行われる。ベースは、位置合わせスタッド１０５が挿入される複数の位置合わせ穴１０３をさらに含む。位置合わせスタッド１０５をツーリング穴１０３にクランプするために内部のクランプを作動させるねじソケット１０４が回動され、それによりツーリングフィクスチャ１０６をベースに位置合わせする。ベース１０２は、当該技術分野で周知のツーリングピン（図示せず）とボルト（図示せず）を用いてフライス盤又はその他の加工機に位置合わせされる。ツーリングフィクスチャ１０６は、ねじソケット１０４を作動してツーリングベースから持ち上げることにより取り外すことが可能である。ツーリングベースは、加工機にクランプ及び位置合わせされたままである。フィクスチャはベースに再挿入することができ、ねじを作動させる際、位置合わせスタッド１０５を介してツーリングベースにクランプされ、ベースに対する位置合わせが更新される。ツーリングフィクスチャは、従って、繰り返しツーリングベースに脱着することができ、再取り付けのたびに、位置合わせが維持される。バイスとして示されているが、ツーリングフィクスチャは、位置合わせスタッド１０５を使用する任意の種類又は構成の保持装置であってもよい。
【００１０】
図２は、図１のツーリングベースの内部構成要素を示す。共通の番号は同じ部品を指す。ベース１０１は、ねじ軸２０２によって相互に連結される一対のクランプフィクスチャ２０１、２０３を含む。軸は、両端において右ねじと左ねじとが切られており、その結果、ねじソケットを回動すると、ねじソケット１０４の作動に伴い、クランプフィクスチャは離れる方向２０５又は近づく方向いずれかに同時に移動する。クランプフィクスチャ２０１、２０３は、位置合わせスタッド上の凹部２０６に係合するテーパー領域２０４を両端に含み、位置合わせスタッドに対して十分に締め付けられると、位置合わせスタッドを、ツーリング穴（図１の１０３）の内壁に対してクランプし、ツーリングフィクスチャをベースに位置合わせする。本実施形態において、単一のねじソケットを作動すると４つの全ての位置合わせスタッドを同時にクランプすることに留意されたい。クランプフィクスチャ２０１、２０３及び相互に連結するねじ軸２０２は、ベース内の領域の内部で緩みがあり、ツーリングベース内部の止め部材（後で詳細に示す）によって決められるある程度の遊びを有する。ツーリングベース、ツーリングフィクスチャ、及び機械の高精度の位置合わせは、位置合わせスタッドのツーリング穴１０３の内壁との接触により行われる。クランプ機構における限定された程度の遊びによって、ツーリングベースに対する、従って、ベースが取り付けられる機械に対するツーリングフィクスチャの位置合わせの精度と正確度を維持しながら、可動部品が少なくて済み、正確度と精度に関する要求事項が軽減される機構がもたらされる。
【００１１】
図３は、複数のツーリングフィクスチャ３０３を取り付ける位置を含むツーリングベース３０１を示す。ツーリングフィクスチャは全てが同一である必要はない。ツーリングフィクスチャは、それぞれねじソケット３０２が作動された場合、内部のクランプフィクスチャ（見えない）と係合する凹部３０６を含む位置合わせスタッド３０４が取り付けられるツーリング穴（見えない）を含む。ツーリングフィクスチャ３０３のそれぞれは、それにより、個別にツーリングベース３０２に対してクランプ及び取り外しをすることができる。ツーリングベースは、様々な構成を含むことができ（図１と図３を比較）、同様に様々な構成を有する複数のツーリングフィクスチャを保持することができる。
【００１２】
図４Ａは、さらに、共通の発明された機構を有するツーリングベースの別の構成を示す。ツーリングベース４０１は、ツーリングベースをフライス盤又はその他の加工装置の作業面にクランプするために使用されるツーリングピン（図示せず）とボルト穴４０２を備える。別の実施形態において、複数のベースを積み重ねることができることに留意されたい。図４のベースは、図３のベース３０１に取り付けられるいくつかのフィクスチャ３０３のうちの１つであり得る。ツーリングベース４０１は、さらに、内部のスロット４１２に嵌合するクランプフィクスチャ４０５、４０６を含み、フィクスチャは、スロット内で互いに向かって及び互いから離れるように移動することができる。フィクスチャは、それぞれ、ねじ軸４０３と嵌合するねじ穴４１１を含む。ねじ軸が回動されると、クランプフィクスチャは、互いに向かって移動するか又は互いから離れるように移動するかのいずれかに移動する。互いに向かって移動する場合、フィクスチャは、位置合わせスタッド（図示せず）をツーリング穴４０７内でクランプするように移動し、それにより、位置合わせスタッドに取り付けられているフィクスチャをツーリングベースに位置合わせする。本実施形態において、クランプフィクスチャは、それぞれ、さらに、ピン４１０が嵌合するスロット４０４を含む。ピンとスロットは止め部材としての役割を果たす。ねじ軸４０３に取り付けられているフィクスチャは、スロット４０４の長さである距離にわたって、軸に平行な方向にスロット４１２内で自由に動く。軸が第１方向に回転する場合、フィクスチャは、ねじ穴４１１の中のねじ軸４０３の回転により、互いに向かって引っ張られる。各フィクスチャ上のテーパー端部４０８、４０９は（１つのフィクスチャのみの端部に番号が付けられている）、凹部（例えば、図３の３０６参照）と係合し、位置合わせスタッドをツーリング穴４０７の壁に対してクランプし、それによりフィクスチャ（図示せず）をベースに位置合わせする。ねじ軸が第１方向の回転と反対の第２方向に回転すると、位置合わせフィクスチャは離れるように移動し、それにより位置合わせスタッドをツーリング穴から解放する。一実施形態において、ツーリングベースはスチールで作られる。図４Ｂに示される別の実施形態では、ツーリングベースは、比較的柔らかい材料で作られ、ツーリング穴は比較的硬いブッシング４１３で補強される。より柔らかい材料の非限定的な例には、アルミニウム、鉄、射出成型プラスチック、強化プラスチック、及び充填プラスチックが含まれる。ブッシング用に使用されるより硬い材料の非限定的な例には、スチール、チタニウム、セラミック、及びベースに対して使用される材料よりも高い評価の硬度を有する充填又は強化プラスチックが含まれる。
【００１３】
図４のツーリングベースの内部構成要素の詳細は図５に示される。ツーリングベースは、ねじ軸５０１によって相互に連結される１対のクランプフィクスチャ５０３を含む。左右のねじ５０２は、軸が第１方向に回転すると、クランプフィクスチャは互いに向かって移動し、軸が第２方向に回転すると、クランプフィクスチャは互いから離れるように移動するようにねじ穴５０４に嵌合する。本実施形態において、クランプフィクスチャのそれぞれは、位置合わせスタッド（図示せず）の凹部と係合し、それにより位置合わせスタッドをツーリングベースに位置合わせしてクランプするテーパー端部５０７を含む。本実施形態において、止め部材がクランプフィクスチャのそれぞれに内蔵されている。止め部材は、クランプフィクスチャの表面に平削り加工されたスロット５０５とスリット内に嵌合してクランプフィクスチャの動きをスロットの長さに制限するスタッド５０６とを備える。図は、さらに、ねじ軸５０１に含まれる隆起部５０８を示す。隆起部は他の実施形態の止め部材として使用され、図示の実施形態では必要とされない。
【００１４】
図６は、ツーリングベースの内部構成要素の第２実施形態を示す。構成要素は、ねじ穴６０２を通してねじ軸６０１に嵌合されるクランプフィクスチャ６０７を含む。軸上のねじ６０３、６０５は、軸が回転すると、クランプフィクスチャは互いに向かって及び互いから離れるように移動するように左ねじと右ねじを含む。本実施形態において、クランプフィクスチャの各端部６０９はテーパーが付けられ、位置合わせスタッド６１０の凹部に係合し、それにより、軸が回転してクランプフィクスチャを互いに向かって移動させる場合、位置合わせスタッドを所定の位置にクランプする。ツーリングベースは、さらに、止め部材を含む。止め部材は、軸に含まれる１対の隆起部６０４と、隆起部の間に嵌合し、それにより、位置合わせフィクスチャと軸の組み合わせアッセンブリの移動を隆起部６０４の間の領域の長さに制限する円筒形ポスト６０８とで構成される。本実施形態と先の実施形態において、ねじ軸６０１の回転による位置合わせフィクスチャの移動により、４つの位置合わせスタッド６１０が同時にクランプ及び解放されることに留意されたい。
【００１５】
ツーリングベースの第３実施形態を図７に示す。ツーリングベース７０１は、当該技術分野で周知であるようにフライス盤又はその他の加工機に位置合わせされてクランプされるベースから構成され、当該ベースは位置合わせスタッド７０３が嵌合されるツーリング穴７０２を含む。本実施形態は、回転すると、クランプフィクスチャ（図８で最もよく分かる）が位置合わせスタッドと係合し、スタッドをベースのツーリング穴７０２の所定の位置にクランプする少なくとも１つのねじ軸（例では２つが示されている）を含む。ツーリングベースは、さらに、ツーリングベース７０１にねじ込まれ、内部に延びてねじ付きロッド７０４上の１対の隆起部内に嵌合する少なくとも１つのポスト７０５から構成される止め部材を含む。
【００１６】
図８は、図７のツーリングベースの内部構成要素の詳細を示す。ツーリングベースは、ねじ領域８０３を含む少なくとも１つのねじ軸８０１、８０２（ここでは、２つ示されている）から構成される。クランプフィクスチャ８０４は、ねじ穴（ラベル付けされていない）を含み、軸の各端部にねじ込まれている。ねじ軸とクランプフィクスチャの左右ねじにより、軸上の位置合わせフィクスチャは、軸が第１方向に回転する場合、互いに向かって移動し、軸が反対の第２方向に回転する場合、互いから離れるように移動する結果となる。クランプフィクスチャは、ベースのツーリング穴に位置する位置合わせスタッド（前の図に示される）上の凹部と相互作用する少なくとも１つのテーパー領域８０５を含み、その結果、軸が回転してクランプフィクスチャが位置合わせスタッドに向かって移動して位置合わせスタッドに強く接触すると、位置合わせスタッドはツーリング穴内の所定の位置にロックされ、それにより、位置合わせスタッドに取り付けられているツーリングフィクスチャはツーリングベースに対して高精度に位置合わせされる。ツーリングベースは、さらに、ねじ付きロッドと取り付けられているクランプフィクスチャの動きを制限する止め部材を含む。図示の実施形態において、止め部材は、ねじ軸の軸に平行な方向のねじ軸の動きが隆起部の間の空間の幅に制限されるように、各ねじ軸８０１、８０２に位置する１対の隆起部８０７とツーリングベースの穴を通して嵌合し、ねじ軸上の隆起部の間に嵌合するポスト８０６とから構成される。止め部材は、ねじ軸の移動を、ねじ軸上の隆起部の間の空間の幅によって決まる所定の距離に制限する。図に示される好適な実施形態において、隆起部８０７は、ねじ軸上の円周方向の隆起部である。別の実施形態において（図示せず）、隆起部は、ポスト８０６と接触が行われる領域のみに設置される。別の実施形態において、前に示された実施形態と同様に、止め部材は、ねじ軸の軸と平行な方向のクランプフィクスチャの移動が、スロットの長さに制限されるように、クランプフィクスチャ８０４の表面に切削されたスロット８０８と、ツーリングベースを通して取り付けられてスロットに嵌合するピン８０９とから構成される。クランプフィクスチャの数はアプリケーションに依存して変わってもよい。図示の実施形態において、２つのねじ軸と４つのクランプフィクスチャがある。ねじ軸は個別に作動する。別の実施形態において（図示せず）、単一のねじ軸とねじ軸の第１の端部に嵌合する単一のクランプフィクスチャがある。別の実施形態において、単一のねじ軸と２つのクランプフィクスチャがあり、１つがねじ軸の各端部にねじ込まれる。前に示された実施形態において、各クランプフィクスチャが２つの位置合わせスタッドをクランプするように単一のねじ軸が２つのクランプフィクスチャを作動するために使用される。通例では、止め部材を含む少なくとも１つのねじ軸と、ねじ軸が回転する際に少なくとも１つの位置合わせスタッドを所定の位置にクランプする少なくとも１つのクランプフィクスチャがある。位置合わせスタッドと係合していないクランプフィクスチャが解放されると、ねじ軸は、止め部材のギャップ又はスロットにより規定される量だけベースに対して移動し得る。システムにおけるこの遊びによって、ツーリングフィクスチャのツーリングベースに対する位置合わせの精度及び正確度を維持しながら、製造が容易で簡易なクランプ機構が可能になる。従来技術のシステムでは、相当多くの可動部品を使用するか、又は堅く固定され、そのためクランプ機構の製造上のより高い精度、余分の工程、及び費用を必要とする軸とクランプ機構を使用するクランプシステムが使用された。
【００１７】
図９に示される別の実施形態において、ツーリングベース９０１は、手動又は自動のいずれかで作動され得るツーリングベースを可能にする、図９乃至図１７に記載される構成要素を含む。好適な実施形態において、ツーリングベースは、圧縮空気を用いて空気圧で作動することができ、後の図面において示されるクランプフィクスチャによってベースにクランプされる位置合わせスタッド１０５を用いて、ツーリングフィクスチャ１０６をベース９０１に脱着可能に保持する内部のクランク機構を作動させることができる。クランプフィクスチャは、位置合わせスタッド１０５上の凹部２０６に係合し、ツーリングフィクスチャをベース９０１に保持する。図に示されるように、ベース９０１は、ツーリングフィクスチャ１０６が取り付けられる上面９０２、底面９０３及びそれらのうち３つのみにラベルが付けられている複数の垂直な側面９０４、９０５、９０６を有する長方形の箱型形状を有する。上面は、ピン１０５が挿入される穴９０７と、ツーリングベース９０１を機械のベッド（図示せず）にボルト止めする又はさもなければ固定するための穴９１３とを含む。一実施形態において、上面９０２は、上面９０２全体に圧縮気体を吹き付けるために圧縮気体供給部に接続され、それにより上面９０２の破片を清掃するオリフィス９１２を含む。ツーリングベース９０１の対向する側に位置する側面９０４、９０５は、脱着可能なパネル部９０９を含み、ここではツーリングベース９０１に固定される長方形部材で示される。図示の例において、パネル９０９をベースに固定するためにねじ９１０が使用される。端部９０４は、さらに、ツーリングベース内部でクランプ機構（後の図面で示される）を作動させるために動力を供給するためのポート９１１を含む。好適な実施形態において、ポート９１１は、クランプ機構とオリフィス９１２の両方に圧縮空気を供給することを含めて、ツーリングベースの内部に圧縮空気の形で動力を供給するために使用される。その他の実施形態において、ポート９１１は、電気機械式アクチュエータを含むベースに電力を供給する。図示されるように、ベース９０１は、ベースの第１垂直面９０４上にポートを有するが、ベース９０１の対向する面９０５又は隣接する面９０６又は上面９０２又は底面９０３等、ベース９０１の任意の面にも設置することができる。図１０は、ベース９０１の別の図を示す。本図は、ベースにクランプされ、ベースが空気圧で作動される場合、ベースに対して気密シールを形成するパネル１００１を含むベースの底面９０３を示す。自動運転のためにベースに供給される圧縮空気は、通例では、当該技術分野で周知のコンピュータで作動されるバルブによって供給される。本バージョンは、また、クランプ及び解除機構を作動させるためにベースに対して動力を供給するためのポート１００３がベースパネル１００１に設置される実施形態も示す。図１０に示される付加機構は、パネル９０９をベース９０１の側面９０５に固定するねじ９１０を含む。ベースは、さらに、クランプ機構のためにスプリング力を調整するために使用される調整ねじ１００２を含む。面９０５上のパネル９０９は、原則的に、面９０５の反対側の垂直面９０４（図９に見られる）上に同一の対応物を有することに留意されたい。
【００１８】
図９及び図１０のベースの内部構成要素は図１１に示される。全ての図面において、同じ番号の構成要素は同じ物である。ベースの内部構成要素はベース９０１の下方に示されるが、原寸に比例していない。内部構成要素は、テーパー状のカム１１０４を垂直方向１１０５の上下に移動させるアクチュエータ１１０１を含む。上方に移動すると、テーパー状のカム１１０４は、１対のクランプフィクスチャ１１０２（２つのうち１つのみが番号付けされている）上の接触面１１０３と接触し、テーパー状のカムが上方及び下方に移動すると、カム上のテーパー面の接触により、フィクスチャがそれに応じて水平方向１１０７の外側方向及び内側方向に移動し、クランプフィクスチャ１１０２上のテーパー状のクリート１１０６がそれに応じて位置合わせスタッド１０５上の凹部２０６と分離及び係合し、ツーリングフィクスチャ１０６をベース９０１にアンロック及びロックさせる。テーパー状のカム１１０４は、クランプフィクスチャの接触面１１０３と接触する少なくとも１つのテーパー面を有する。図示の例は、カム上に２つのテーパー面１２０７を含む。クランプフィクスチャ１１０２は、初期位置ではカム１１０４に向かって内側に押されるようにスプリングが装着されており、それにより、位置合わせスタッド１０５に対してクリート１１０６をロックし、ツーリングフィクスチャ１０６をツーリングベース９０１に対して保持する。アクチュエータ１１０１が上方位置に移動すると、それによりカム１１０４が持ち上げられ、クランプフィクスチャがカムから離れる外側に押されることにより、クリート１１０６が位置合わせスタッド１０５を解除し、ツーリングフィクスチャ１０９６がベース９０１から解放される。
【００１９】
アクチュエータ１１０１は、空気圧シリンダ、ねじ、電気機械式アクチュエータ、及び軸上のカムから任意に選択され、軸が回転又は水平方向に滑ると軸上のカムがカム１１０４に係合して持ち上げる。
【００２０】
一実施形態において、上記図５乃至図９に記載されるように、軸は２条ねじである。軸は、自動的に作動させられてもよいし、又はベースを超えて延びて手動で作動させられてもよい。好適な実施形態では、アクチュエータは図１６及び図１７に記載されるとおりである。
【００２１】
クランプフィクスチャ１１０２の詳細とそれのカム１１０４との相互作用は図１２乃至図１５に示される。図１２を参照して、カム１１０４は、それを通して軸１２０２が延びる中央開口部１２０１を有するテーパー状の円筒である。カム１１０４は、アクチュエータ１１０１によって係合すると、軸１２０２上を滑ることによって上下に移動する。好適な実施形態において、軸は中空であり、さらに、ポート１２０３と、回動した場合に、軸１２０２の底部１２０５に導入されてポート１２０３から出る空気の流れを調整する調整ねじ１２０４とを含む。図１６及び図１７の空気圧式アクチュエータの場合、調整ねじが回動されると、ピストンアクチュエータの上方と下方の空気の差圧も調整される。アクチュエータが上方１２０８に移動すると、カム１１０４の面１２０７は、クランプフィクスチャ１１０２の面１１０３と接触し、クランプフィクスチャを外側方向１２０６に移動させる。好適な実施形態において、面１１０３は、ころ軸受け面であり、それにより、面１２０７と面１１０３の滑り摩擦と摩耗を有効に低減又は除去する。カム１１０４は、テーパー状の円筒であり、円筒の上部１２０９の直径は円筒の底部１２１０の直径より小さい。カム１１０４は、さらに、クランプフィクスチャ１１０２の面１１０３と接触する少なくとも１つのテーパー面１２０７を含む。図示の例において、カムには２つのクランプフィクスチャと接触する２つのテーパー面１２０７がある。他の実施形態において、ベース９０１は、単一のクランプフィクスチャ１１０２又は複数のクランプフィクスチャを含んでもよい。面１２０７は、図示の例において、平面であり、クランプフィクスチャ１１０２を面１２０７の面に対して垂直な方向１２０６に移動させる。他の実施形態において、面１２０７は、さらに、クランプフィクスチャ１１０２の動き１２０６がより複雑となり得る湾曲を含む場合がある。非限定の例において、面１２０７は、クランプフィクスチャの動きが１２０６に垂直な動きと面１２０７に平行な動き（画像の面から出る）の両方を含むように勾配を有する場合がある。好適な実施形態において、ツーリングベースは、単一のカム１１０４と１対のクランプフィクスチャ１１０２から成る。他の実施形態において、単一のクランプフィクスチャ１１０２と単一のカム１１０４がある。別の実施形態において（図示せず）、ツーリングベース９０１は、単一のツーリングベース９０１に全てが含まれる、複数のカム１１０４と個別に係合する複数のクランプフィクスチャ１１０２を含む。一実施形態において、複数のカムは単一のアクチュエータによって作動する。別の実施形態において、複数のツーリングフィクスチャ１０６がツーリングベースに保持されて個別に取り付け及び解放され得るように、複数のカムは、複数のアクチュエータによって個別に作動する。
【００２２】
クランプフィクスチャ１１０２は、パネル９０９に対してスプリングが装着されており、そのスプリングは、図１３乃至図１５においてより明確に見え、カムが下方（１２０８と反対方向）に移動すると、クランプフィクスチャを内側（１２０６と反対方向）に移動させる力を与える。クランプフィクスチャ１１０２が内側へ移動すると、クリート１１０６が位置合わせスタッド１０５と係合し、ツーリングフィクスチャ１０６をベース９０１にクランプする。
【００２３】
図１３を参照して、クランプフィクスチャ１１０２は、クリート１１０６を含む本体１３０１から構成される。本体１３０１は、少なくとも１つのスプリング１３０４（４つ示されている）の圧縮によってバッキングプレート９０９に対して張力がかかった状態で保持され、スプリングの張力はねじ穴１３０３に係合するねじ１００２を回動することによって調整される。クランプフィクスチャ１１０２とプレート９０９の間にはギャップ１３０５がある。クリート１１０４が上方（図１３のページから出る）に移動すると、面１２０７は面１１０３と接触し、クランプフィクスチャがスプリング１３０４を押圧して圧縮し、ギャップ１３０５が閉じる。スプリングは、クリート１１０６がツーリングピン１０５から離れて、ツーリングフィクスチャをベースから取り出すことができるようにギャップ１３０５の大きさが調整されるように調整ねじ１００２を用いて予荷重され得る。同じ調整によって、カムを上方へ移動させ、それによりツーリングフィクスチャを解放するために必要とされる荷重も変わる。荷重は、特定のアクチュエータ１１０１により与えられる荷重に合わせられる。すなわち、本システムは、位置合わせスタッド１０５にかかるクリート１１０６のクランプ荷重に関して、およびツーリングフィクスチャ１０６を解放するためにクランプフィクスチャとクリート１１０６を移動させるための解放荷重（スプリングを圧縮するための）に関して調整可能である。
【００２４】
クランプフィクスチャの付加的詳細は、図１４の図にみられる。プレート９０９は、一組のねじ９１０によってツーリングベース（図示せず）に対して保持される。調整ねじ１００２は、本実施形態においてスプリング１３０４の最外部と同心であることが分かるが、クランプフィクスチャの本体１３０１を通過してプレート１３０２に含まれる穴１３０３にねじ込まれる。接触面１１０３を保持する（本実施形態ではころ軸受けである）ブラケット１４０１もプレート１３０２に取り付けられる。図１５の図は、スプリング１３０４のそれぞれは、クランプフィクスチャ１３０１に設置されるキャビティ１５０１内に嵌合することによって所定の位置に保持される実施形態を示す。キャビティを示すために、スプリングのうちの１つが取り除かれている。
【００２５】
アクチュエータの好適な実施形態は図１６及び図１７に示される。すでに説明した部品は一貫して番号が付けられている。空気圧式アクチュエータは、キャビティ１７０１内に嵌合するピストン１６０１から構成される。ピストン１６０１は、軸１２０２に乗る。圧縮空気又はその他の流体によって与えられる差圧が、上面１６０３と底面１６０４との間にあり、そして底面上の圧力が上面上の圧力を特定の範囲だけ上回る場合、ピストンは軸上を上方に移動し、カム１１０４を上方に押す。差圧が、摩擦力とスプリング１３０４により与えられるスプリング力に打ち勝つために十分である場合、カムは面１１０３に接触する面１２０７を通してクランプフィクスチャと接触して、クランプフィクスチャを強制的に引き離してツーリングフィクスチャ１０６をベース９０１から解放する。好適な実施形態において、ピストン１６０１は、溝１６０５と、シール部を形成する、シリンダ１７０１の壁と接触する外縁の溝（図示せず）内のＯリングとを含む。図示の実施形態において、圧縮空気又はその他の流体はシリンダ１７０１の壁のポート１７０１によって供給される。穴１７０２は、ベースが組み立てられた場合、ピストンの底面１６０４の下方に位置する。他の実施形態において、圧縮空気又はその他の流体は、ツーリングベース９０１の底板１００１に設置されるポート継手１００３を通して供給される。ベース１００１は、さらに、ピストン１６０１とカム１１０４の中心と１直線に軸１２０２を保持するキャビティ１６０６を含む。図示の実施形態において、軸１２０２は中空で、軸の底部にあり組み立てられた場合にピストン１６０１の下方に位置するポート１６０２を通して圧縮空気を導く。軸１２０２の上部にあるポートは、圧縮空気の流れを軸に沿って上昇し、ポート９１２から出るように制御して、ツーリングベースの上面９０２全体にわたる空気の流れを維持するブリードねじ１２０４を含む。圧縮空気又はその他の流体の力は、流入圧力と、軸を通り、ポート１６０２を通って放出される空気の量によって調整される。ツーリングベースの解放を作動させるために必要な力は、平面１２０７の垂直に対する角度、ねじ１００２での調整、スプリング１３０４の張力、及びスプリング１３０４のばね定数によって決まる。
【００２６】
概要
現行の設計に対して、部品点数の簡略化、容易な部品の製作の形で改善され、ツーリングフィクスチャをクランプ及び解放するために、手動、及び、空気圧、その他のコンピュータ制御手段によって作動することができるツーリングベースを説明する。前記ツーリングベースは、スプリングが装着され、あらゆる種類のツーリングフィクスチャを前記ベースに位置合わせして保持する位置合わせスタッド上の凹部にクリートを押し付けるクランプフィクスチャを使用する。
【００２７】
当業者は、本発明の範囲と趣旨を逸脱することなく、好適な実施形態について様々な改造及び変更が構成され得ることを理解するであろう。
【００２８】
従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内で、本明細書に具体的に記載されたもの以外にも実施できることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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