(57)【要約】  脱着装置（１）は、主要取付対象物（９）が取り付けられる主要取付板（２）と、付属取付対象物（１０）が取り付けられる付属取付板（３）と、主要取付板（２）と付属取付板（３）とを分離可能に連結する吸着手段（４）と、主要取付板（２）と付属取付板（３）との間に配置され主要取付板（２）および付属取付板（３）と別体に形成された連結部材（５）とを備える。連結部材（５）は、付属取付板（３）に固定される。主要取付板（２）には、連結部材（５）に向かって突出する突起（６）が形成される。連結部材（５）には、突起（６）が嵌まる穴（７）が形成される。突起（６）には、回転面状の第１接触面（６１）が形成される。穴（７）の内面には、回転面状の第２接触面（７１）が形成される。突起（６）の中心軸（Ｃ１）と穴（７）の中心軸（Ｃ２）とが一致した状態で、第１接触面（６１）と第２接触面（７１）とが互いに接触する。
2020179162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触することを特徴とする脱着装置。
【請求項２】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定される第１連結部材と、前記第２取付板に固定される第２連結部材と、を有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触することを特徴とする脱着装置。
【請求項３】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２取付板に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の脱着装置。
【請求項４】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記第１連結部材は、前記第１連結面に固定され、
前記第１連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２連結部材は、前記第２連結面に固定され、
前記第２連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項２に記載の脱着装置。
【請求項５】
前記突起は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記突起のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記突起の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記突起が配置されており、
前記穴は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記穴のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記穴の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記穴が配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の脱着装置。
【請求項６】
前記吸着手段を前記第１取付板に固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、磁石と、板部とを有しており、
前記磁石は、前記第２取付板を向く吸着面を有しており、
前記板部は、前記吸着面と直交する平坦面を有しており、
前記板部には、前記平坦面に開口して、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されており、
前記第１通し孔および前記第１ボルト穴の中心軸は、前記第１連結面と平行であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の脱着装置。
【請求項７】
前記第１接触面は、前記突起の根元から先端に向かうほど縮径しており、
前記第２接触面は、前記穴の底から開口に向かうほど拡径していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の脱着装置。
【請求項８】
前記連結部材を前記第１取付板に固定する第２ボルトをさらに備え、
前記連結部材には、前記第２ボルトを固定するための第２ボルト孔が形成されており、
前記第１取付板には、前記第２ボルトを通すための第２通し孔が形成されており、
前記第２通し孔は、前記第２ボルトの軸径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の脱着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の脱着装置と、
前記第１取付板または前記第２取付板に取り付けられ、被加工物の加工または溶接を行う加工ヘッドと、を備えることを特徴とする加工機。
【請求項１０】
前記第１取付板および前記第２取付板には、レーザ光を通すための第１光路孔が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の加工機。
【請求項１１】
前記加工ヘッドは、アームと、前記アームを回転させる回転機構と、前記アームの先端に接続されてレーザ光を集光する集光部と、を有しており、
前記アームは、鉛直軸に傾斜する２つの傾斜部を有しており、
前記アームの内部には、前記レーザ光を通すための第２光路孔が形成されており、
前記脱着装置は、前記第１光路孔と前記第２光路孔とが一致した状態で、２つの前記傾斜部の間に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の加工機。
【請求項１２】
アームと、
前記アームを回転させる回転機構と、
前記アームの先端に接続されてレーザ光を集光する集光部と、を有しており、
前記アームは、鉛直軸に傾斜する２つの傾斜部を有しており、
２つの前記傾斜部の間には、請求項１から８のいずれか１項に記載の脱着装置が配置可能であり、
前記アームの内部には、前記レーザ光を通すための光路孔が形成されていることを特徴とする加工ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着手段を備える脱着装置、この脱着装置を備える加工機および加工ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工ヘッドと、２次元または３次元で加工ヘッドを移動させる移動手段とを備え、移動手段によって加工ヘッドを予め設定した軌跡で被加工品であるワークに対して相対的に移動させてワークの加工を行う加工機が知られている。このような加工機では、加工ヘッドから物質を送り出し、その物質をワークに衝突させて加工を行う。このような加工機として、レーザ加工ヘッドを搭載するレーザ加工機、プラズマ加工ヘッドを搭載するプラズマ加工機、ウォータジェット加工ヘッドを搭載するウォータジェット加工機、ガス加工ヘッドを搭載するガス切断加工機、砥粒吹付ヘッドを搭載するミリング加工機などがある。このような加工機では、ワークが反ると、加工ヘッドがワークの反った部分に衝突し、衝突時の衝撃力によって加工ヘッドが破損する場合がある。また、作業者の誤操作または加工機の故障によっても、加工ヘッドがワークなどの障害物に衝突して破損する場合がある。【０００３】
そこで、衝突時に加工ヘッドに加わる衝撃力を軽減する装置として、脱着機能を有する脱着装置が開発されている。例えば、特許文献１には、移動手段に固定されたプレートと、プレートに連結されたホルダとを備える脱着装置が開示されている。ホルダには、加工ヘッドが固定されている。ホルダに連結されるプレートの連結面と、プレートに連結されるホルダの連結面のいずれか一方には、他方の連結面を吸着する磁石が設けられている。プレートの連結面およびホルダの連結面のいずれか一方の連結面には、他方に向けて突出する複数の球体が形成され、他方の連結面には、球体が嵌まる複数の凹面が形成されている。【０００４】
このような脱着装置では、加工ヘッドが障害物に衝突して磁石の吸着力を超える衝撃力が加工ヘッドに加わると、加工ヘッドはプレートから引き離されるか、または、衝撃力の作用方向に沿って移動する。そのため、加工ヘッドには過大な衝撃力が加わらず、加工ヘッドの破損が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１０４２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の脱着装置では、製造誤差による球体と凹面との位置ずれが生じるため、球体と凹面が片当たりし、プレートとホルダとの位置ずれが生じていた。【０００７】
また、従来の脱着装置では、球体と凹面が片当たりするため、球体と凹面の接触位置が一意的に決まらず、プレートとホルダが一旦分離された後に再連結されると、分離前と再連結後とでプレートとホルダとの位置関係がずれていた。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、第１取付板と第２取付板との連結時の位置決め精度が高い脱着装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる脱着装置は、第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、第２取付対象物が取り付けられ、第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、第１取付板と第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、第１取付板と第２取付板との間に配置され、第１取付板および第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備える。連結部材は、第１取付板に固定される。連結部材および第２取付板のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成される。連結部材および第２取付板のうちいずれか他方には、突起が嵌まる穴が形成される。突起には、回転面状の第１接触面が形成される。穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成される。突起の中心軸と穴の中心軸とが一致した状態で、第１接触面と第２接触面とが互いに接触する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１取付板と第２取付板との連結時の位置決め精度を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる脱着装置を説明するための図
【図２】実施の形態１にかかる主要取付板を示す図
【図３】実施の形態１にかかる付属取付板および連結部材を示す図
【図４】実施の形態１にかかる脱着装置の組立方法を説明するための図であって、付属取付板に連結部材を仮止めする工程を示す図
【図５】実施の形態１にかかる脱着装置の組立方法を説明するための図であって、付属取付板に外力を与えて突起と穴の位置を調整する工程を示す図
【図６】実施の形態１にかかる脱着装置の組立方法を説明するための図であって、付属取付板に連結部材を本固定する工程を示す図
【図７】従来の脱着装置を示す図であって、プレートとホルダが分離した状態を示す図
【図８】従来の脱着装置を示す図であって、プレートとホルダを連結した状態を示す図
【図９】図８に示す状態の球体と凹面の接触状態を説明するための図
【図１０】実施の形態１にかかる脱着装置を示す図であって、主要取付板と付属取付板が連結した状態を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる突起の第１接触面と穴の第２接触面との接触状態を説明するための図
【図１２】実施の形態１の変形例１にかかる付属取付板および連結部材を示す図
【図１３】実施の形態１の変形例２にかかる付属取付板および連結部材を示す図
【図１４】実施の形態１の変形例３にかかる付属取付板および連結部材を示す図
【図１５】実施の形態１の変形例４にかかる脱着装置を示す正面図
【図１６】図１５に示す脱着装置のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図
【図１７】実施の形態１の変形例５にかかる主要取付板を示す図
【図１８】実施の形態１の変形例６にかかる付属取付板および連結部材を示す図
【図１９】実施の形態１の変形例７にかかる突起を示す側面図
【図２０】図１９に示す突起の平面図
【図２１】実施の形態１の変形例８にかかる突起を示す斜視図
【図２２】図２１に示す突起の平面図
【図２３】実施の形態１の変形例８にかかる穴を示す側面図
【図２４】図２３に示す穴の平面図
【図２５】本発明の実施の形態２にかかる脱着装置を説明するための図
【図２６】本発明の実施の形態３にかかるレーザ加工機の構成例を説明するための図
【図２７】本発明の実施の形態４にかかる脱着装置を示す正面図
【図２８】図２７に示す脱着装置のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線断面図
【図２９】図２７に示す脱着装置のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線断面図
【図３０】実施の形態４にかかる脱着装置を示す正面図
【図３１】図３０に示す脱着装置のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線断面図
【図３２】本発明の実施の形態５にかかるレーザ加工機の構成例を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる脱着装置、加工機および加工ヘッドを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる脱着装置１を説明するための図である。図２は、実施の形態１にかかる主要取付板２を示す図である。図３は、実施の形態１にかかる付属取付板３および連結部材５を示す図である。脱着装置１は、主要取付板２と、付属取付板３と、吸着手段４と、連結部材５と、を備える。以下の説明において、図１の左右方向をＸ軸方向、図１の上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向と定義する。また、図１以外の図面に示したＸＹＺ軸座標は、図１に示すＸＹＺ軸座標系に対応する。なお、本願明細書中の「直交」とは、完全に直交である状態の他、厳密には直交でなく僅かに斜交した状態も含まれる。
【００１４】
主要取付板２は、主要取付対象物９が取り付けられる板状部材である。主要取付対象物９は、例えば、２次元または３次元で付属取付対象物１０を移動させる移動手段である。主要取付板２の材料は、吸着手段４で吸着可能であれば特に制限されないが、例えば、鉄、ステンレス、珪素鋼、アルミニウム、ＣＦＲＰ（Carbon  Fiber  Reinforced  Plastic：  炭素繊維強化プラスチック）などである。主要取付板２は、付属取付板３を向く主要連結面２１と、主要連結面２１と反対側を向く主要取付面２２と、を有する。本実施の形態では、連結部材５が固定されない主要取付板２が第２取付板であり、主要取付対象物９が第２取付対象物である。本実施の形態では、主要連結面２１が第２連結面であり、主要取付面２２が第２取付面である。
【００１５】
主要連結面２１は、Ｘ軸方向に直交する平面である。主要連結面２１には、付属取付板３に向かって突出する複数の突起６が形成されている。複数の突起６は、相互に間隔を空けて配置されている。突起６の形状は、本実施の形態では付属取付板３に向かうほど縮径する円錐台形状である。突起６は、第１接触面６１と、第１頂面６２と、を有する。第１接触面６１は、付属取付板３に向かうほど縮径する円錐面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１を有する回転面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ１は、主要取付板２の主要連結面２１の法線方向Ｎ１と平行である。つまり、中心軸Ｃ１と主要取付板２の主要連結面２１は、直交している。第１頂面６２は、第１接触面６１の先端に連続している。第１頂面６２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。
【００１６】
主要取付面２２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。主要取付面２２には、主要取付対象物９が固定されている。
【００１７】
付属取付板３は、付属取付対象物１０が取り付けられる板状部材である。付属取付対象物１０は、例えば、レーザ加工機のレーザ加工ヘッド、プラズマ加工機のプラズマ加工ヘッド、ウォータジェット加工機のウォータジェット加工ヘッド、ガス切断加工機のガス加工ヘッド、ミリング加工機の砥粒吹付ヘッドである。付属取付板３は、主要取付板２とＸ軸方向に間隔を空けて配置されている。付属取付板３の材料は、吸着手段４で吸着可能であれば特に制限されないが、例えば、鉄、ステンレス、珪素鋼、アルミニウム、ＣＦＲＰなどである。付属取付板３は、主要取付板２を向く付属連結面３１と、付属連結面３１と反対側を向く付属取付面３２と、を有する。本実施の形態では、連結部材５が固定される付属取付板３が第１取付板であり、付属取付対象物１０が第１取付対象物である。本実施の形態では、付属連結面３１が第１連結面であり、付属取付面３２が第１取付面である。
【００１８】
付属連結面３１は、Ｘ軸方向に直交する平面である。付属連結面３１には、連結部材５が固定されている。
【００１９】
付属取付面３２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。付属取付面３２には、付属取付対象物１０が固定されている。付属取付板３には、ボルト８を通すための通し孔３３が形成されている。通し孔３３は、付属取付面３２から付属連結面３１に貫通している。通し孔３３の内径は、ボルト８の軸径よりも大きく形成されている。
【００２０】
吸着手段４は、主要取付板２と付属取付板３とを分離可能に連結する手段である。吸着手段４は、主要取付板２と付属取付板３とを分離可能に連結する吸着力を有していれば特に制限されないが、例えば、磁石である。吸着手段４は、主要連結面２１と付属連結面３１に密着して配置されている。吸着手段４は、本実施の形態では付属取付板３の付属連結面３１に固定されるが、主要取付板２の主要連結面２１に固定されてもよい。吸着手段４の吸着力を超える衝撃力が付属取付板３に加わった場合には、主要取付板２と吸着手段４とが分離される。これにより、付属取付板３に取り付けられる加工ヘッドなどの付属取付対象物１０の破損を抑制することができる。
【００２１】
連結部材５は、主要取付板２と付属取付板３とを連結する部材である。連結部材５の材料は、特に制限されないが、例えば、ステンレス、アルミニウム、樹脂などである。連結部材５は、主要取付板２を向く対向面５１と、付属取付板３を向く当接面５２と、を有する。
【００２２】
対向面５１には、突起６が嵌まる穴７が形成されている。穴７の内面には、第２接触面７１と、底面７２とが形成されている。底面７２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。第２接触面７１は、穴７の底である底面７２から開口７３に向かうほど拡径するラッパ状の面に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２を有する回転面状に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ２は、付属連結面３１に当接する平面である当接面５２に直交している。また、当接面５２は、付属連結面３１と平行である。これにより、中心軸Ｃ２は、付属取付板３の付属連結面３１の法線方向Ｎ２と平行である。つまり、中心軸Ｃ２と付属取付板３の付属連結面３１は、直交している。なお、本実施の形態では当接面５２の全面が平面であるが、当接面５２の一部が平面でもよい。
【００２３】
連結部材５には、ボルト８を固定するためのボルト孔５３が形成されている。ボルト孔５３は、当接面５２から底面７２に貫通している。本実施の形態では付属取付板３の通し孔３３に通したボルト８をボルト孔５３にねじ込むことで、連結部材５は付属取付板３に固定される。通し孔３３の内径はボルト８の軸径よりも大きく形成されているため、ボルト８を緩めると、付属取付板３の付属連結面３１の面内方向に連結部材５を自由に移動させることができる。
【００２４】
突起６と穴７は、互いに嵌め合わされて中心軸Ｃ１，Ｃ２が一致した状態で、第１接触面６１と第２接触面７１とが二次元的または三次元的に接触するように形成されている。言い換えると、中心軸Ｃ１，Ｃ２が一致した状態で、第１接触面６１と第２接触面７１とが二次元的または三次元的に接触するように第１接触面６１と第２接触面７１の直径、曲率などが設定されている。中心軸Ｃ１は、主要取付板２の主要連結面２１と直交しており、中心軸Ｃ２は、付属取付板３の付属連結面３１と直交している。これにより、主要取付板２の主要連結面２１と付属取付板３の付属連結面３１を厳密に平行な状態にすることができる。このように取付板対に面倒れがなく正確に平行な状態が実現される脱着装置１を例えばレーザ加工機に用いると、脱着装置１を通過したレーザ光の実際の軌跡と設計光路が一致するため、ビーム品質が低下せず、従来に比べて高品質で加工できるレーザ加工機を実現できる。
【００２５】
次に、実施の形態１にかかる脱着装置１の組立方法について説明する。図４は、実施の形態１にかかる脱着装置１の組立方法を説明するための図であって、付属取付板３に連結部材５を仮止めする工程を示す図である。図５は、実施の形態１にかかる脱着装置１の組立方法を説明するための図であって、付属取付板３に外力を与えて突起６と穴７の位置を調整する工程を示す図である。図６は、実施の形態１にかかる脱着装置１の組立方法を説明するための図であって、付属取付板３に連結部材５を本固定する工程を示す図である。
【００２６】
まず、図４に示すように、付属取付板３の通し孔３３および連結部材５のボルト孔５３にボルト８を挿入して、付属取付板３に連結部材５を仮止めする。仮止め状態では、連結部材５が付属取付板３の面内方向に移動可能な程度に、連結部材５のボルト孔５３にボルト８が緩んだ状態で挿入されている。続いて、突起６を上に向かせて主要取付板２を配置するとともに穴７を下に向かせて付属取付板３を配置し、主要取付板２の上に付属取付板３を載せる。このとき、主要取付板２の突起６と連結部材５の穴７が概ね重なる位置に付属取付板３を配置する。
【００２７】
次に、図５に示すように、付属取付板３に上から負荷を加えたり、付属取付板３を揺動したりして付属取付板３に外力を与えることで、付属取付板３の面内方向に連結部材５を移動させ、穴７の位置を突起６の位置に合わせる。これにより、突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２とが一致し、突起６の第１接触面６１と穴７の第２接触面７１とが接触する。
【００２８】
次に、図６に示すように、突起６の第１接触面６１と穴７の第２接触面７１とが接触した状態で、ボルト８を本締めすることにより、付属取付板３に連結部材５が本固定される。この状態では、連結部材５の移動が規制される。続いて、吸着手段４を付属取付板３の付属連結面３１に固定して、吸着手段４の吸着力で主要取付板２と付属取付板３を固定する。以上の工程を経て脱着装置１の組立が完了する。なお、穴７を上に向かせて付属取付板３を配置し、突起６を下に向かせた主要取付板２を付属取付板３の上に載せてもよい。
【００２９】
次に、実施の形態１にかかる脱着装置１の作用効果について説明する。
【００３０】
図７は、従来の脱着装置２００を示す図であって、プレート２１０とホルダ２２０が分離した状態を示す図である。図８は、従来の脱着装置２００を示す図であって、プレート２１０とホルダ２２０を連結した状態を示す図である。従来の脱着装置２００は、プレート２１０と、ホルダ２２０と、を備える。プレート２１０とホルダ２２０は、Ｘ軸方向に相互に間隔を空けて配置されている。プレート２１０には、ホルダ２２０に向かって突出する位置決めピン２３０が設けられている。プレート２１０には、ばね２６０でホルダ２２０に向かって付勢される球体２４０が設けられている。ホルダ２２０のうちプレート２１０を向く面には、位置決めピン２３０または球体２４０が嵌まる円錐状の凹面２５０が複数形成されている。
【００３１】
従来の脱着装置２００では、製造誤差により球体２４０と凹面２５０との位置関係および位置決めピン２３０と凹面２５０との位置関係が厳密に一致しない場合がある。このため、図８に示すように、位置決めピン２３０の中心軸Ｃ３と一の凹面２５０の中心軸Ｃ５を一致させると、球体２４０の中心軸Ｃ４と他の凹面２５０の中心軸Ｃ５がずれてしまい、プレート２１０とホルダ２２０との位置ずれが生じる。従来の脱着装置２００は、プレート２１０とホルダ２２０との位置ずれを解消する手段を備えていない。このような脱着装置２００を例えばレーザ加工機に使用すると、厳密に設計された光路からレーザ光の軌跡がずれてしまうため、レーザ加工機のビーム品質が低下する。
【００３２】
図９は、図８に示す状態の球体２４０と凹面２５０の接触状態を説明するための図である。球体２４０の中心軸Ｃ４と凹面２５０の中心軸Ｃ５がずれた状態では、球体２４０と凹面２５０が片当たりした状態、すなわち点接触の状態になる。そのため、球体２４０と凹面２５０の接触位置が一意的に決まらず、図８に示すプレート２１０とホルダ２２０が一旦分離された後に再連結されると、分離前と再連結後とでプレート２１０とホルダ２２０との位置関係がずれていた。このような脱着装置２００を例えばレーザ加工機に使用すると、分離前と再連結後のプレート２１０とホルダ２２０とのずれに合わせて伝送ミラーの据付角度の再調整が必要になる。再調整の間は、レーザ加工機を停止せざるを得ないため、生産性の低下を招く。
【００３３】
図１０は、実施の形態１にかかる脱着装置１を示す図であって、主要取付板２と付属取付板３が連結した状態を示す図である。図１１は、実施の形態１にかかる突起６の第１接触面６１と穴７の第２接触面７１との接触状態を説明するための図である。なお、図１０では、説明の便宜上、通し孔３３、ボルト孔５３、ボルト８などを省略して描いている。図１０に示すように、本実施の形態では、脱着装置１が主要取付板２および付属取付板３とは別体の連結部材５を備え、仮止め状態の連結部材５が付属取付板３の面内方向に移動可能である。連結部材５を移動させることで、突起６に対する穴７の相対位置を調整できるため、突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２とを容易に一致させることができる。つまり、主要取付板２、付属取付板３および連結部材５を製造した後に、突起６と穴７の相対位置を事後的に調整するので、製造誤差による影響を受けない。図１１に示すように、突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２が一致した状態では、突起６の第１接触面６１と穴７の第２接触面７１とが円周状に接触した状態、すなわち線接触の状態になる。そのため、図１０に示す主要取付板２と付属取付板３の位置関係が正確に決まる。つまり、本実施の形態では、主要取付板２と付属取付板３との連結時の位置決め精度が高い脱着装置１を得ることができる。このような脱着装置１を例えばレーザ加工機に使用すると、設計通りの光路にレーザ光を通すことができ、ビーム品質の高いレーザ加工機を実現することができる。また、主要取付板２と付属取付板３の位置関係が正確に決まるため、主要取付板２と付属取付板３を面接触させなくても、主要取付板２の主要連結面２１と付属取付板３の付属連結面３１が設計通りに平行な状態になる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、突起６と穴７の接触位置が一意的に決まるため、主要取付板２と付属取付板３が一旦分離された後に再連結されても、分離前と再連結後とで主要取付板２と付属取付板３との位置関係のずれが生じない。このような脱着装置１を例えばレーザ加工機に使用すると、主要取付板２と付属取付板３の連結の度に伝送ミラーの据付角度の再調整を行う必要がなくなり、生産性の高いレーザ加工機を実現することができる。
【００３５】
本実施の形態では、主要取付板２と付属取付板３を面接触させずに、主要取付板２と付属取付板３との間に隙間を設けた。このため、図示しないワークなどとの衝突で衝撃力が脱着装置１に加わった場合に、隙間を利用して付属取付板３が主要取付板２に対して相対的に回転することができる。これにより、衝撃力を回転力に変えて減衰できるため、脱着装置１の構成部品の損傷を抑制することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、主要取付板２に突起６を形成し、穴７が形成された連結部材５を付属取付板３に固定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、主要取付板２に穴を形成し、連結部材５に突起を形成してもよい。また、主要取付板２に突起および穴の両方を形成し、突起が形成された連結部材５と穴が形成された連結部材５をそれぞれ付属取付板３に固定してもよい。また、突起、穴、または、突起と穴の両方が形成された連結部材５を主要取付板２に固定してもよい。この場合には、連結部材５が固定される主要取付板２が第１取付板であり、主要取付対象物９が第１取付対象物である。主要連結面２１が第１連結面であり、主要取付面２２が第１取付面である。また、連結部材５が固定されない付属取付板３が第２取付板であり、付属取付対象物１０が第２取付対象物である。付属連結面３１が第２連結面であり、付属取付面３２が第２取付面である。また、穴、突起、または、穴と突起の両方を付属取付板３自体に形成すればよい。
【００３７】
図１２は、実施の形態１の変形例１にかかる付属取付板３および連結部材５を示す図である。変形例１では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例１では、押え具１１で連結部材５を付属取付板３に固定している。押え具１１は、連結部材５を付属取付板３に向けて押さえつけるＬ字状の部材である。押え具１１は、基部１１ａと、当接部１１ｂと、を有する。
【００３８】
基部１１ａは、付属連結面３１から図示しない主要取付板に向かって延びる部位である。基部１１ａには、ボルト８を固定するためのボルト穴１１ｃが形成されている。ボルト穴１１ｃは、基部１１ａのうち付属連結面３１に接する面に開口している。ボルト穴１１ｃの内径は、ボルト８の軸径と同等に形成されている。
【００３９】
当接部１１ｂは、基部１１ａの先端から連結部材５に向かって延びて対向面５１の平面部に当接する部位である。本実施の形態では付属取付板３の通し孔３３に通したボルト８を押え具１１のボルト穴１１ｃにねじ込むことで、連結部材５は付属取付板３に固定されている。つまり、連結部材５は、押え具１１を介して付属取付板３に固定されている。また、押え具１１が付属取付板３に固定されることで、押え具１１の当接部１１ｂは連結部材５の対向面５１の平面部に当接し、連結部材５は押え具１１の当接部１１ｂと付属取付板３との間に挟み込まれている。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、押え具１１で連結部材５を図示しない主要取付板に固定し、図示しない突起を付属取付板３に形成してもよい。
【００４０】
図１３は、実施の形態１の変形例２にかかる付属取付板３および連結部材５を示す図である。変形例２では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例２では、モールド樹脂１２で連結部材５を付属取付板３に固定している。連結部材５は、対向面５１と当接面５２とを繋ぐ側面５４を有している。側面５４は、付属連結面３１と直交する平面である。付属取付板３の付属連結面３１と連結部材５の側面５４は、モールド樹脂１２で固定されている。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、モールド樹脂１２で連結部材５を図示しない主要取付板に固定し、図示しない突起を付属取付板３に形成してもよい。
【００４１】
図１４は、実施の形態１の変形例３にかかる付属取付板３および連結部材５を示す図である。変形例３では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例３では、接着剤１３、または融着金属で連結部材５を付属取付板３に固定している。付属取付板３の付属連結面３１と連結部材５の当接面５２は、接着剤１３を介して固定されている。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、接着剤１３で連結部材５を図示しない主要取付板に固定し、図示しない突起を付属取付板３に形成してもよい。
【００４２】
図１５は、実施の形態１の変形例４にかかる脱着装置１を示す正面図である。図１６は、図１５に示す脱着装置１のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。変形例４では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、脱着装置１は、主要取付板２と、付属取付板３と、３つの吸着手段４と、３本の第１ボルト８ａと、３つの連結部材５と、３本の第２ボルト８ｂと、を備える。
【００４３】
主要取付板２は、正面視で三角形状に形成されている。付属取付板３は、正面視で三角形状に形成されている。付属取付板３の各辺には、正面視矩形状の切欠部３４が形成されている。主要取付板２は、正面視で付属取付板３よりも一回り大きく形成されている。
【００４４】
図１６に示すように、主要取付板２の主要連結面２１には、半球面状の突起６が複数形成されている。突起６の数は、特に制限されないが、本実施の形態では３つである。なお、図１６では、１つの突起６が吸着手段４に隠れて見えない位置にある。
【００４５】
吸着手段４は、本変形例では板状の磁石である。吸着手段４には、第１ボルト８ａを通すための長穴状の第１通し孔４１が形成されている。第１通し孔４１は、Ｘ軸方向に延びている。吸着手段４の一部は、付属取付板３の切欠部３４に挿入されている。
【００４６】
第１ボルト８ａは、吸着手段４を付属取付板３に固定するための部材である。付属取付板３には、第１ボルト８ａを固定するための第１ボルト穴３５が形成されている。吸着手段４の第１通し孔４１に通した第１ボルト８ａを付属取付板３の第１ボルト穴３５にねじ込むことで、第１ボルト８ａの頭部と付属取付板３との間に吸着手段４が挟み込まれて、吸着手段４が付属取付板３に固定されている。
【００４７】
連結部材５の対向面５１には、突起６と対向する位置に穴７が形成されている。穴７の第２接触面７１は、本変形例では主要取付板２に向かうほど拡径する円錐面状に形成されているが、球面状などでもよい。なお、図１６では、１つの連結部材５は、吸着手段４に隠れて見えない位置にある。
【００４８】
第２ボルト８ｂは、連結部材５を付属取付板３に固定するための部材である。付属取付板３には、第２ボルト８ｂを通すための第２通し孔３６が形成されている。第２通し孔３６は、付属取付面３２から付属連結面３１に貫通している。第２通し孔３６の内径は、第２ボルト８ｂの軸径よりも大きく形成されている。
【００４９】
連結部材５には、第２ボルト８ｂを固定するための第２ボルト孔５５が形成されている。第２ボルト孔５５は、当接面５２から穴７にかけて形成されている。第２ボルト孔５５は、穴７に連通している。第２通し孔３６に通した第２ボルト８ｂを第２ボルト孔５５にねじ込むことで、連結部材５が付属取付板３に固定される。第２通し孔３６の内径は第２ボルト８ｂの軸径よりも大きく形成されるため、第２ボルト８ｂを緩めると、付属取付板３の付属連結面３１の面内方向に連結部材５を自由に移動させることができる。連結部材５の当接面５２は、付属取付板３の付属連結面３１に接触している。
【００５０】
主要取付板２の中央部には、開孔２３が形成されている。付属取付板３の中央部にも、開孔３７が形成されている。例えば、脱着装置１をレーザ加工機に使用する際に、レーザ光を通すための光路孔として開孔２３，３７を利用することができる。
【００５１】
本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、主要取付板２および付属取付板３の正面視形状は三角形状以外でもよい。また、吸着手段４、第１ボルト８ａ、連結部材５および第２ボルト８ｂの数は、本変形例では３個としたが、１個または３個以外の複数でもよい。また、連結部材５に突起６を形成し、主要取付板２自体に穴７を形成してもよい。また、突起６または穴７が形成された連結部材５の数を１個または２個にして、付属取付板３自体に突起６または穴７を形成してもよい。つまり、突起６または穴７が形成された連結部材５は、少なくとも１つあればよい。
【００５２】
図１７は、実施の形態１の変形例５にかかる主要取付板２を示す図である。変形例５では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例５では、主要取付板２に穴７を形成している。図示は省略するが、連結部材には、穴７の内面に接触する突起が形成される。主要取付板２の主要連結面２１には、突起が嵌まる穴７が形成されている。穴７の内面には、第２接触面７１と、底面７２とが形成されている。底面７２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。底面７２は、突起に接触しない部位である。第２接触面７１は、穴７の底である底面７２から開口７３に向かうほど拡径する円錐状の面に形成されている。第２接触面７１は、突起に接触する部位である。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２を有する回転面状に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ２は、主要取付板２の主要連結面２１の法線方向Ｎ１と平行である。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
図１８は、実施の形態１の変形例６にかかる付属取付板３および連結部材５を示す図である。変形例６では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例６では、連結部材５に突起６を形成している。図示は省略するが、主要取付板には、突起６が嵌まる穴が形成される。連結部材５の対向面５１には、図示しない主要取付板に向かって突出する突起６が形成されている。突起６は、突起基端部６３と、突起先端部６４と、を有する。突起基端部６３は、一定の外径に形成された円柱状の部位である。突起先端部６４は、図示しない主要取付板に向かうほど縮径する半球体状の部位である。突起先端部６４には、図示しない穴の内面に接触する第１接触面６１が形成されている。第１接触面６１は、図示しない主要取付板に向かうほど縮径する半球面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１を有する回転面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ１は、付属連結面３１に当接する平面である当接面５２に直交している。また、当接面５２は、付属連結面３１と平行である。これにより、中心軸Ｃ１は、付属取付板３の付属連結面３１の法線方向Ｎ２と平行である。つまり、中心軸Ｃ１と付属取付板３の付属連結面３１は、直交している。突起基端部６３と突起先端部６４との境には、段差面６５が形成されている。段差面６５は、Ｘ軸方向に直交する平面である。連結部材５の当接面５２が付属取付板３の付属連結面３１に当接した状態では、第１接触面６１の中心軸Ｃ１と付属取付板３の付属連結面３１の法線方向Ｎ２が平行である。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
図１９は、実施の形態１の変形例７にかかる突起６を示す側面図である。図２０は、図１９に示す突起６の平面図である。変形例７では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。変形例７にかかる突起６は、突起基端部６６と、突起先端部６７と、を有する。突起先端部６７は、図示しない穴の内面に接触する部位である。突起先端部６７は、円周面６８と、第１接触面６１と、を有する。円周面６８は、突起基端部６６に連続し、一定の直径に形成されている。第１接触面６１は、円周面６８の先端に連続し、突起基端部６６から離れるほど縮径する非球面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１を有する回転面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されている。突起基端部６６は、穴の内面に接触しない部位である。すなわち、突起基端部６６は図示しない主要取付板と付属取付板の位置決めに寄与しない部位であるため、突起基端部６６の形状は特に制限されない。突起基端部６６の平面視形状は、例えば、図２０に示す突起先端部６７の外径よりも大きいいびつな四角形状でもよい。このように突起６の全体が中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されていなくてもよい。
【００５５】
図２１は、実施の形態１の変形例８にかかる突起６を示す斜視図である。図２２は、図２１に示す突起６の平面図である。図２３は、実施の形態１の変形例８にかかる穴７を示す側面図である。図２４は、図２３に示す穴７の平面図である。変形例８では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、変形例８にかかる突起６の全体形状は、概ね半球体状である。突起６は、第１接触面６１と、切欠部６９と、を有する。第１接触面６１は、図２３に示す穴７の内面に接触する部位である。第１接触面６１は、突起６の根元から先端に向かうほど縮径する半球面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１を有する回転面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されている。切欠部６９の数は、特に制限されないが、図２２に示す本変形例では突起６の周方向に沿って等角度離間して３つ設けられている。切欠部６９は、突起６のうち穴７の内面に接触しない部位に形成されている。このように突起６のうち穴７に接触しない部位は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されていなくてもよい。
【００５６】
図２３および図２４に示すように、変形例８にかかる穴７の内面には、突起６に接触する第２接触面７１が形成されている。第２接触面７１は、穴７の底７４から開口７３に向かうほど拡径する半球面状に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２を有する回転面状に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２に軸対称な形状に形成されている。
【００５７】
図２１に示す第１接触面６１は、突起６の根元から先端に向かうほど縮径している。図２３に示す第２接触面７１は、穴７の底７４から開口７３に向かうほど拡径している。このような突起６および穴７を用いると、第１接触面６１の中心軸Ｃ１と第２接触面７１の中心軸Ｃ２とが一致した状態で、第１接触面６１と第２接触面７１とが円周状に線接触する。なお、穴７の周囲には、第１接触面６１に接触しない切欠部が形成されてもよい。本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
実施の形態２．
図２５は、本発明の実施の形態２にかかる脱着装置１Ａを説明するための図である。実施の形態２に係る脱着装置１Ａは、主要取付板２および付属取付板３の両方に連結部材５を取り付けた点が前記した実施の形態１と相違する。なお、図２５では、説明の便宜上、連結部材５を取り付けるためのボルト、ボルトが挿入される通し孔とボルト孔などを省略して描いている。以下、複数の連結部材５を区別する場合には、主要取付板２に取り付けられた一方の連結部材５を第１連結部材５Ａと称し、付属取付板３に取り付けられた他方の連結部材５を第２連結部材５Ｂと称する。実施の形態２では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第１連結部材５Ａは、主要取付板２を向く第１当接面５６と、付属取付板３を向く第１対向面５７と、を有する。第１当接面５６は、主要連結面２１に当接する平面である。第１当接面５６は、主要連結面２１と平行である。第１対向面５７には、付属取付板３に向かって突出する複数の突起６が形成されている。複数の突起６は、相互に間隔を空けて配置されている。突起６の形状は、特に制限されないが、本実施の形態では付属取付板３に向かうほど縮径する円錐台形状である。突起６は、第１接触面６１と、第１頂面６２と、を有する。第１接触面６１は、付属取付板３に向かうほど縮径する円錐面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１を有する回転面状に形成されている。第１接触面６１は、中心軸Ｃ１に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ１は、主要連結面２１に当接する平面である第１当接面５６に直交している。また、第１当接面５６は、主要連結面２１と平行である。これにより、中心軸Ｃ１は、主要取付板２の主要連結面２１の法線方向Ｎ１と平行である。つまり、中心軸Ｃ１と主要取付板２の主要連結面２１は、直交している。第１頂面６２は、第１接触面６１の先端に連続している。第１頂面６２は、Ｘ軸方向に直交する平面である。
【００６０】
第２連結部材５Ｂは、付属取付板３を向く第２当接面５８と、主要取付板２を向く第２対向面５９と、を有する。第２連結部材５Ｂの構成は、実施の形態１にかかる連結部材５と同様である。第２対向面５９には、突起６が嵌まる穴７が形成されている。穴７の内面に形成された第２接触面７１は、中心軸Ｃ２を有する回転面状に形成されている。第２接触面７１は、中心軸Ｃ２に軸対称な形状に形成されている。中心軸Ｃ２は、付属連結面３１に当接する平面である第２当接面５８に直交している。また、第２当接面５８は、付属連結面３１と平行である。これにより、中心軸Ｃ２は、付属取付板３の付属連結面３１の法線方向Ｎ２と平行である。つまり、中心軸Ｃ２と付属取付板３の付属連結面３１は、直交している。
【００６１】
図示は省略するが、主要取付板２および付属取付板３には、ボルトを通すための通し孔がそれぞれ形成されている。各通し孔の内径は、ボルトの軸径よりも大きく形成されている。第１連結部材５Ａおよび第２連結部材５Ｂには、ボルトを固定するためのボルト孔がそれぞれ形成されている。主要取付板２の通し孔に通したボルトを第１連結部材５Ａのボルト孔にねじ込むことで、第１連結部材５Ａは主要取付板２に固定される。付属取付板３の通し孔に通したボルトを第２連結部材５Ｂのボルト孔にねじ込むことで、第２連結部材５Ｂは付属取付板３に固定される。本実施の形態では、第１連結部材５Ａが固定される主要取付板２が第１取付板であり、主要取付板２に取り付けられる図示しない主要取付対象物９が第１取付対象物である。本実施の形態では、主要連結面２１が第１連結面であり、主要取付面２２が第１取付面である。また、第２連結部材５Ｂが固定される付属取付板３が第２取付板であり、付属取付板３に取り付けられる図示しない付属取付対象物１０が第２取付対象物である。本実施の形態では、付属連結面３１が第２連結面であり、付属取付面３２が第２取付面である。
【００６２】
主要取付板２および付属取付板３に連結部材５を固定する方法は、上述した実施の形態１、変形例１から３の固定方法のうちいずれか一つを用いればよい。脱着装置１Ａの組立方法は、例えば、先に突起６を有する第１連結部材５Ａを主要取付板２に固定しておくとよい。このようにすると、上述した実施の形態１にかかる組立方法の手順通りに脱着装置１Ａを組み立てることができる。一方、先に穴７を有する第２連結部材５Ｂを付属取付板３に固定しておき、後から突起６を有する第１連結部材５Ａを主要取付板２に固定する手順でもよい。
【００６３】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。すなわち、突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２が一致した状態では、主要取付板２の主要連結面２１と付属取付板３の付属連結面３１を厳密に平行な状態にすることができるため、このような脱着装置１Ａを例えばレーザ加工機に用いれば、脱着装置１Ａを通過したレーザ光の実際の軌跡と設計光路が一致し、従来に比べて高品質で加工できるレーザ加工機を実現できる。また、突起６の第１接触面６１と穴７の第２接触面７１とが円周状に線接触するため、主要取付板２と付属取付板３の位置関係が正確に決まる。つまり、本実施の形態では、主要取付板２と付属取付板３との連結時の位置決め精度が高い脱着装置１Ａを得ることができる。このような脱着装置１Ａを例えばレーザ加工機に使用すると、設計通りの光路にレーザ光を通すことができ、ビーム品質の高いレーザ加工機を実現することができる。また、突起６と穴７の接触位置が一意的に決まるため、主要取付板２と付属取付板３が一旦分離された後に再連結されても、分離前と再連結後とで主要取付板２と付属取付板３との位置関係のずれが生じない。このような脱着装置１Ａを例えばレーザ加工機に使用すると、主要取付板２と付属取付板３の連結の度に伝送ミラーの据付角度の再調整を行う必要がなくなり、生産性の高いレーザ加工機を実現することができる。
【００６４】
なお、全ての第１連結部材５Ａの突起６と第２連結部材５Ｂの穴７を接触させる必要はなく、第１連結部材５Ａの突起６と付属取付板３自体に形成された穴７が接触する箇所、または、第２連結部材５Ｂの穴７と主要取付板２自体に形成された突起６が接触する箇所が部分的にあってもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、第１連結部材５Ａに突起６を形成し、第２連結部材５Ｂに穴７を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１連結部材５Ａに穴７を形成し、第２連結部材５Ｂに突起６を形成してもよい。また、突起６が形成された第１連結部材５Ａおよび第２連結部材５Ｂと、穴７が形成された第１連結部材５Ａおよび第２連結部材５Ｂとを併用してもよい。
【００６６】
実施の形態３．
図２６は、本発明の実施の形態３にかかるレーザ加工機１００の構成例を説明するための図である。実施の形態３では、実施の形態１における脱着装置１をレーザ加工機１００に適用した例を示す。実施の形態３では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６７】
実施の形態３にかかるレーザ加工機１００は、被加工物であるワークＷの加工、溶接などを行う機械である。レーザ加工機１００は、レーザ光を出射するレーザ光発振器１０２と、レーザ光発振器１０２から出射されたレーザ光が通過する光路パイプ１０３と、レーザ光をワークＷに出射する加工ヘッド１０４と、光路パイプ１０３と加工ヘッド１０４とを連結する脱着装置１とを備える。光路パイプ１０３は、脱着装置１の主要取付面２２に取り付けられている。加工ヘッド１０４は、脱着装置１の付属取付面３２に取り付けられている。連結部材５は、付属取付板３に固定されている。本実施の形態では、連結部材５が固定されない主要取付板２が第２取付板であり、主要取付板２に取り付けられる光路パイプ１０３が第２取付対象物である。本実施の形態では、主要連結面２１が第２連結面であり、主要取付面２２が第２取付面である。また、連結部材５が固定される付属取付板３が第１取付板であり、付属取付板３に取り付けられる加工ヘッド１０４が第１取付対象物である。本実施の形態では、付属連結面３１が第１連結面であり、付属取付面３２が第１取付面である。
【００６８】
レーザ加工機１００は、主要取付板２と付属取付板３とに跨って取り付けられ、且つ脱着装置１を覆うベローズ１０５と、ワークＷが載置される可動テーブル１０６と、レーザ光発振器１０２および可動テーブル１０６を制御する制御装置１０７と、を備える。可動テーブル１０６は、制御装置１０７による制御によってＸ軸方向およびＹ軸方向に加工ヘッド１０４に対するワークＷの相対位置を変更することができる。なお、図２６では、便宜上、ベローズ１０５の断面を示している。
【００６９】
制御装置１０７は、レーザ光発振器１０２を制御し、レーザ光発振器１０２からレーザ光を出射させる。レーザ光発振器１０２から出射されたレーザ光は、光路パイプ１０３内を伝搬した後、脱着装置１に形成された開孔２３，３７を通過して加工ヘッド１０４へ入射される。
【００７０】
加工ヘッド１０４は、伝送ミラー１１１およびレンズ１１０を備える。加工ヘッド１０４に入射されたレーザ光は、伝送ミラー１１１およびレンズ１１０によってワークＷの表面に集光される。ワークＷは、表面に集光されたレーザ光で、高温になり、溶融する。このとき、ワークＷを載置した可動テーブル１０６が制御装置１０７の制御によってＸ軸とＹ軸の方向に移動され、ワークＷが所望の形状に切断または溶接される。
【００７１】
加工ヘッド１０４は、レーザ加工機１００の動作確認中またはレーザ加工機１００によるワークＷの加工中に、ワークＷ、可動テーブル１０６などに衝突する可能性がある。レーザ加工機１００は、図示しない衝突検知センサを有しており、かかる衝突検知センサによって加工ヘッド１０４の衝突が検知されると、可動テーブル１０６の移動またはレーザ光発振器１０２の稼働を緊急停止する機能を有している。
【００７２】
ここで、加工ヘッド１０４がワークＷまたは可動テーブル１０６などに衝突したタイミングから、可動テーブル１０６によるワークＷの移動を緊急停止するまでの時間である応答時間が長いとする。このような場合、レーザ加工機１００に脱着装置１が設けられていないと、加工ヘッド１０４に可動テーブル１０６などへの衝突による衝撃力がそのまま伝わる。そのため、加工ヘッド１０４、可動テーブル１０６などが故障する可能性がある。
【００７３】
一方、実施の形態では、レーザ加工機１００に脱着装置１が設けられているため、衝突時に故障に至る力が作用する前に加工ヘッド１０４と光路パイプ１０３との連結が解除される。そのため、脱着装置１では、加工ヘッド１０４、可動テーブル１０６などの故障を抑制することができる。以下、レーザ加工機１００において、加工ヘッド１０４がワークＷ、可動テーブル１０６などに衝突した場合の動作について具体的に説明する。
【００７４】
加工ヘッド１０４がワークＷ、可動テーブル１０６などに衝突すると、衝突による衝撃力が脱着装置１に伝わる。このとき、レーザ加工機１００は、衝突検知センサによって加工ヘッド１０４の衝突が検知されると、緊急停止機能を作動する。可動テーブル１０６が緊急停止した場合であっても、加工ヘッド１０４は慣性力などによって衝突による衝撃力が大きくなる。
【００７５】
衝突による衝撃力が脱着装置１の吸着力を超えると、脱着装置１の連結状態が解除され、主要取付板２と付属取付板３とが分離する。このとき、主要取付板２と付属取付板３とに跨って取り付けられたベローズ１０５が伸びるため、かかるベローズ１０５によって光路が大気中に曝されることが防止される。
【００７６】
また、ベローズ１０５は、主要取付板２と付属取付板３とに跨って取り付けられているため、加工ヘッド１０４が落下しないように、付属取付板３を介して加工ヘッド１０４を保持する。これにより、落下による加工ヘッド１０４の故障が防止される。
【００７７】
脱着装置１の連結状態が解除された後、衝突の原因が調査され、衝突を防止するための対策が行われる。そして、レーザ加工機１００による加工が再開できる状態になった場合、脱着装置１が再連結され、レーザ加工機１００によるワークＷの加工が再開される。
【００７８】
脱着装置１は、上述したように、位置決め精度が良いため、再連結時において、レーザ光の光軸ずれの発生を抑制することができ、脱着装置１が再連結した後のレーザ加工機１００による加工を精度よく行うことができる。そのため、脱着装置１の再連結時の位置合わせ調整を行うことなく、レーザ加工機１００による加工を再開することができる。
【００７９】
以上のように、実施の形態３にかかるレーザ加工機１００は、脱着装置１と、付属取付板３に固定され、レーザ光によってワークＷの加工または溶接を行う加工ヘッド１０４とを備える。これにより、レーザ加工機１００は、加工ヘッド１０４に物体が衝突した衝突力により光路を分離することができ、加工ヘッド１０４の損傷を回避することができる。さらに、脱着装置１は、高精度な位置再現性を有するため、レーザ光の光軸ずれの発生を抑制でき、脱着装置１の再連結時の位置合わせ調整を行うことなく、レーザ加工機１００による加工を再開することができる。
【００８０】
また、レーザ光は、主要取付板２および付属取付板３に形成された光路穴である開孔２３，３７を通過する。これにより、脱着装置１をレーザ加工機１００に容易に適用することができる。
【００８１】
なお、実施の形態２にかかる脱着装置１Ａをレーザ加工機１００に適用した場合にも、実施の形態１にかかる脱着装置１をレーザ加工機１００に適用した場合と同様の効果が得られる。また、脱着装置１，１Ａをレーザ加工機１００以外の加工機に適用してもよい。すなわち、本実施の形態では、脱着装置１，１Ａを搭載する加工機としてレーザ加工機１００を例示したが、脱着装置１，１Ａは、加工ヘッドから物質を送り出し、その物質をワークに衝突させて加工を行う加工機に搭載できる。脱着装置１，１Ａを搭載可能な加工機は、例えば、プラズマ加工機、ウォータジェット加工機、ガス切断加工機、ミリング加工機である。
【００８２】
レーザ加工機１００は、ワークＷを載置した可動テーブル１０６によってワークＷと加工ヘッド１０４との相対位置が移動するが、可動テーブル１０６に代えて移動手段が設けられる構成でもよい。例えば、レーザ加工機１００は、可動テーブル１０６に代えて、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸方向に加工ヘッド１０４を移動する移動手段が設けられ、３次元形状のワークＷを加工することができる構成でもよい。この場合、移動手段は、例えば、レーザ光発振器１０２および光路パイプ１０３を移動させることで、光路パイプ１０３に脱着装置１を介して連結された加工ヘッド１０４が移動するように構成されてもよい。
【００８３】
実施の形態４．
図２７は、本発明の実施の形態４にかかる脱着装置１Ｂを示す正面図である。実施の形態４では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。図２７に示すように、脱着装置１Ｂは、主要取付板２と、付属取付板３と、４つの吸着手段４と、４本の第１ボルト８ａと、４つの連結部材５と、４本の第２ボルト８ｂと、を備える。
【００８４】
主要取付板２は、正面視で円形状に形成されている。付属取付板３は、正面視で概ね十字形状に形成されている。付属取付板３には、４つの切欠部３４が等間隔に形成されている。
【００８５】
図２８は、図２７に示す脱着装置１ＢのＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線断面図である。なお、図２８では、説明の便宜上、連結部材５および第２ボルト８ｂに断面ハッチングを付している。図２８に示すように、主要取付板２の主要連結面２１には、半球面状の突起６が複数形成されている。突起６の数は、特に制限されないが、本実施の形態では４つである。図２８では、２つの突起６のみを図示している。主要取付板２の中央部には、開孔２３が形成されている。付属取付板３の中央部にも、開孔３７が形成されている。例えば、脱着装置１Ｂをレーザ加工機に使用する際に、レーザ光を通すための光路孔として開孔２３，３７を利用することができる。
【００８６】
吸着手段４は、磁石４ａと板部４ｂとを有する。磁石４ａは、主要取付板２を向く吸着面４ｃを有している。磁石４ａの吸着面４ｃは、主要取付板２の主要連結面２１に吸着している。板部４ｂは、磁石４ａとは別体で形成された金属製部材である。板部４ｂは、磁石４ａのうち吸着面４ｃと反対を向く面に固定されている。板部４ｂの材料は、例えば、ステンレスである。板部４ｂは、磁石４ａの吸着面４ｃと直交する平坦面４ｄを有している。板部４ｂには、第１ボルト８ａを通すための第１通し孔４１が形成されている。第１通し孔４１は、平坦面４ｄに開口している。図２９は、図２７に示す脱着装置１ＢのＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線断面図である。第１通し孔４１は、Ｚ軸方向よりもＸ軸方向に長い長穴状に形成されている。板部４ｂの一部は、付属取付板３の切欠部３４に挿入されている。
【００８７】
図２８に示すように、第１ボルト８ａは、吸着手段４を付属取付板３に固定するための部材である。付属取付板３には、第１ボルト８ａを固定するための第１ボルト穴３５が形成されている。板部４ｂの第１通し孔４１に通した第１ボルト８ａを付属取付板３の第１ボルト穴３５にねじ込むことで、第１ボルト８ａの頭部と付属取付板３との間に板部４ｂが挟み込まれて、板部４ｂが付属取付板３に固定されている。第１通し孔４１および第１ボルト穴３５の中心軸は、付属取付板３の付属連結面３１と平行である。
【００８８】
連結部材５の対向面５１には、突起６と対向する位置に穴７が形成されている。穴７の第２接触面７１は、本実施の形態では主要取付板２に向かうほど拡径する円錐面状に形成されているが、球面状などでもよい。
【００８９】
図２９に示すように、第２ボルト８ｂは、連結部材５を付属取付板３に固定するための部材である。付属取付板３には、第２ボルト８ｂを通すための第２通し孔３６が形成されている。第２通し孔３６は、付属取付面３２から付属連結面３１に貫通している。第２通し孔３６の内径は、第２ボルト８ｂの軸径よりも大きく形成されている。
【００９０】
連結部材５には、第２ボルト８ｂを固定するための第２ボルト孔５５が形成されている。第２ボルト孔５５は、当接面５２から穴７にかけて形成されている。第２ボルト孔５５は、穴７に連通している。第２通し孔３６に通した第２ボルト８ｂを第２ボルト孔５５にねじ込むことで、連結部材５が付属取付板３に固定される。連結部材５の当接面５２は、付属取付板３の付属連結面３１に接触している。本実施の形態では、連結部材５が固定されない主要取付板２が第２取付板であり、主要取付板２に取り付けられる図示しない主要取付対象物９が第２取付対象物である。本実施の形態では、主要連結面２１が第２連結面であり、主要取付面２２が第２取付面である。また、連結部材５が固定される付属取付板３が第１取付板であり、付属取付板３に取り付けられる図示しない付属取付対象物１０が第１取付対象物である。本実施の形態では、付属連結面３１が第１連結面であり、付属取付面３２が第１取付面である。
【００９１】
突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２とは、一致している。図２７に示すように、複数の突起６は、中心角が等しくなるように配置されている。言い換えると、突起６は、同一中心を基点にして等角度離れて配置されている。突起６の数は、特に制限されないが、本実施の形態では４つである。４つの突起６のそれぞれの中心軸Ｃ１を主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に投影したときの隣接する突起６の中心軸Ｃ１の位置間を結んだ仮想線は、多角形Ｌ１となる。本実施の形態では、４つの突起６が等角度離れて配置されているため、多角形Ｌ１が正四角形となる。つまり、４つの突起６は、正四角形の各頂点に一致する位置に配置されている。
【００９２】
複数の穴７は、中心角が等しくなるように配置されている。言い換えると、穴７は、同一中心を基点にして等角度離れて配置されている。穴７の数は、本実施の形態では４つであるが、突起６と同数であれば特に制限されない。４つの穴７のそれぞれの中心軸Ｃ２を主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に投影したときの隣接する穴７の中心軸Ｃ２の位置間を結んだ仮想線は、多角形Ｌ２となる。本実施の形態では、４つの穴７が等角度離れて配置されているため、多角形Ｌ２が正四角形となる。つまり、４つの穴７は、正四角形の各頂点に一致する位置に配置されている。突起６の中心軸Ｃ１と穴７の中心軸Ｃ２とが一致しているため、多角形Ｌ１と多角形Ｌ２とは、同じ大きさの正四角形となる。
【００９３】
主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に吸着手段４を投影したときの位置が、４つの突起６のそれぞれの中心軸Ｃ１を上記仮想平面に投影したときの隣接する突起６の中心軸Ｃ１の位置間を結んだ多角形Ｌ１の内側になるように、吸着手段４および突起６が配置されている。多角形Ｌ１は、複数の突起６のそれぞれの中心軸Ｃ１を主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に投影したときの隣接する突起６の中心軸Ｃ１の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ内角の和が最大となる多角形であればよい。また、主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に吸着手段４を投影したときの位置が、４つの穴７のそれぞれの中心軸Ｃ２を上記仮想平面に投影したときの隣接する穴７の中心軸Ｃ２の位置間を結んだ多角形Ｌ２の内側になるように、吸着手段４および穴７が配置されている。多角形Ｌ２は、複数の穴７のそれぞれの中心軸Ｃ２を主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に投影したときの隣接する穴７の中心軸Ｃ２の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ内角の和が最大となる多角形であればよい。なお、突起６および穴７の数は、３つまたは４つ以上あればよい。つまり、多角形Ｌ１，Ｌ２は、三角形、四角形、五角形などの多角形であればよい。また、多角形Ｌ１，Ｌ２は、正多角形に限定されない。
【００９４】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、吸着手段４の第１通し孔４１および付属取付板３の第１ボルト穴３５の中心軸は、付属取付板３の付属連結面３１と平行である。詳しくは、図２８に示される吸着手段４の第１通し孔４１および付属取付板３の第１ボルト穴３５の中心軸は、Ｚ軸方向と平行であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交している。図２９に示される吸着手段４の第１通し孔４１および付属取付板３の第１ボルト穴３５の中心軸は、Ｙ軸方向と平行であり、Ｘ軸方向およびＺ軸方向と直交している。これにより、第１ボルト８ａを緩めれば、吸着手段４をＸ軸方向とＹ軸方向またはＺ軸方向とに自由に動かすことができる。そのため、磁石４ａの吸着面４ｃが主要取付板２に密着するように吸着手段４の位置を調整してから、第１ボルト８ａで吸着手段４を付属取付板３に固定することができる。このように磁石４ａの吸着面４ｃを主要取付板２に密着させると、磁石４ａの吸着力を最大限活用できるため、使用する磁石４ａの数を減らして、脱着装置１Ｂの小型化を実現できる。
【００９５】
図３０は、実施の形態４にかかる脱着装置１Ｂを示す正面図である。図３０では、説明の便宜上、図示しない加工ヘッドがワークに衝突した際に脱着装置１Ｂの回転の支点となる突起６にハッチングを付している。図３１は、図３０に示す脱着装置１ＢのＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線断面図である。図３１では、説明の便宜上、連結部材５および第２ボルト８ｂに断面ハッチングを付している。図示しない加工ヘッドがワークに衝突した場合に、衝突による衝撃力が磁石４ａの吸着力を超えると、主要取付板２と付属取付板３とが分離する。図３１の例では、付属取付板３が図３１の紙面上側の突起６を支点に主要取付板２と相対的に回転して、図３１の紙面下側の連結部材５が突起６から離れている。このとき、主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に吸着手段４を投影したときの位置が多角形Ｌ１，Ｌ２の外側になるように、吸着手段４、突起６および穴７が配置されていると、図３１の紙面上側の吸着手段４が主要取付板２の主要連結面２１に押し付けられる。その結果、吸着手段４が破損しやすくなるため、吸着手段４の交換頻度が高くなる。これに対して、本実施の形態では、主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に吸着手段４を投影したときの位置が、４つの突起６のそれぞれの中心軸Ｃ１を上記仮想平面に投影したときの隣接する突起６の中心軸Ｃ１の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ内角の和が最大となる多角形Ｌ１の内側になるように、吸着手段４および突起６が配置されている。また、本実施の形態では、主要取付板２の主要連結面２１または付属取付板３の付属連結面３１と平行な仮想平面に吸着手段４を投影したときの位置が、４つの穴７のそれぞれの中心軸Ｃ２を上記仮想平面に投影したときの隣接する穴７の中心軸Ｃ２の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ内角の和が最大となる多角形Ｌ２の内側になるように、吸着手段４および穴７が配置されている。そのため、図３１の紙面上側の吸着手段４が主要取付板２から必ず離れる。これにより、吸着手段４が破損しがたくなるため、吸着手段４の交換頻度が低くなる。
【００９６】
実施の形態５．
図３２は、本発明の実施の形態５にかかるレーザ加工機１００Ａの構成例を説明するための図である。実施の形態５では、実施の形態４にかかる脱着装置１Ｂをレーザ加工機１００Ａに適用した例を示す。実施の形態５では、前記した実施の形態４と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。なお、図３２では、脱着装置１Ｂを簡略化して図示している。図３２の鎖線矢印は、レーザ光の進行方向を示している。
【００９７】
実施の形態５にかかるレーザ加工機１００Ａは、アーム１１２と、回転機構１１３と、集光部１１４と、脱着装置１Ｂとを備える。
【００９８】
アーム１１２は、水平部１１５と、第１傾斜部１１６と、第２傾斜部１１７と、第３傾斜部１１８と、鉛直部１１９とを有する。レーザ光は、水平部１１５、第１傾斜部１１６、第２傾斜部１１７、第３傾斜部１１８、鉛直部１１９の順に通過する。アーム１１２は、加工ヘッド１０４の一部となる。水平部１１５は、水平方向に延びる部分である。水平部１１５の一端は、回転機構１１３に連結されている。第１傾斜部１１６は、水平部１１５の他端から下り傾斜する部分である。第２傾斜部１１７は、第１傾斜部１１６の下端から上り傾斜する部分である。第３傾斜部１１８は、第２傾斜部１１７の延長線上に位置しており、上り傾斜する部分である。第２傾斜部１１７と第３傾斜部１１８とは、脱着装置１Ｂを介して互いに連結されている。鉛直部１１９は、第３傾斜部１１８の上端から下方に延びる部分である。第１傾斜部１１６、第２傾斜部１１７および第３傾斜部１１８の鉛直軸に対する傾斜角は、例えば、４５度である。アーム１１２の材料は、本実施の形態では鉄であるが、必要な物性を備えていれば、鉄以外の金属、セラミックス、樹脂などでもよい。アーム１１２の内部には、レーザ光を通すための第２光路孔１２１が形成されている。第２光路孔１２１には、直線状に延びる複数の直線部１２２と、隣り合う直線部１２２と直線部１２２とを繋ぐ曲線部１２３とが形成されている。曲線部１２３には、レーザ光を反射する図示しない光学部品が設置されている。
【００９９】
回転機構１１３は、アーム１１２を第１軸１２５周りに回転させる機構である。回転機構１１３は、加工ヘッド１０４の一部となる。第１軸１２５は、鉛直方向に延びる回転軸である。図示は省略するが、第１傾斜部１１６の内部にも、回転機構が配置されている。第１傾斜部１１６の内部に配置される回転機構は、第２傾斜部１１７、第３傾斜部１１８および鉛直部１１９を、第２軸１２６周りに回転させる機構である。第２軸１２６は、第１傾斜部１１６の延びる方向と平行な回転軸である。回転機構１１３の内部には、レーザ光を通すための第３光路孔１２４が形成されている。回転機構１１３の第３光路孔１２４とアーム１１２の第２光路孔１２１とは、互いに連通している。
【０１００】
集光部１１４は、レーザ光を集光する光学系とノズルとを有している。集光部１１４は、加工ヘッド１０４の一部となる。集光部１１４は、アーム１１２の先端に接続されている。詳しくは、集光部１１４は、鉛直部１１９の下端に接続されている。
【０１０１】
脱着装置１Ｂは、第２傾斜部１１７と第３傾斜部１１８とを分離可能に連結している。第２傾斜部１１７は、脱着装置１Ｂの主要取付面２２に取り付けられている。第３傾斜部１１８は、脱着装置１Ｂの付属取付面３２に取り付けられている。図示は省略するが、連結部材５は、付属取付板３に固定されている。脱着装置１Ｂの第１光路孔１２０と、第２傾斜部１１７および第３傾斜部１１８における第２光路孔１２１とは、互いに連通している。脱着装置１Ｂは、第１光路孔１２０の中心軸と第２傾斜部１１７および第３傾斜部１１８における第２光路孔１２１の中心軸とが一致した状態で、第２傾斜部１１７と第３傾斜部１１８との間に位置するように配置されている。なお、ここでいう「一致」とは、完全に一致である状態の他、厳密には一致でなく僅かにずれた状態も含まれる。本実施の形態では、連結部材５が固定されない主要取付板２が第２取付板であり、主要取付板２に取り付けられる第２傾斜部１１７が第２取付対象物である。本実施の形態では、主要連結面２１が第２連結面であり、主要取付面２２が第２取付面である。また、連結部材５が固定される付属取付板３が第１取付板であり、付属取付板３に取り付けられる第３傾斜部１１８が第１取付対象物である。本実施の形態では、付属連結面３１が第１連結面であり、付属取付面３２が第１取付面である。
【０１０２】
レーザ光は、回転機構１１３の第３光路孔１２４を通過して、アーム１１２の第２光路孔１２１に入る。アーム１１２の第２光路孔１２１に入ったレーザ光は、脱着装置１Ｂの第１光路孔１２０を通過するとともに、光学部品によって反射されることにより伝送されて集光部１１４に達する。集光部１１４で集光されたレーザ光は、アシストガスとともにノズルからワークに向けて出射される。
【０１０３】
本実施の形態では、脱着装置１Ｂが第２傾斜部１１７と第３傾斜部１１８との間に位置するように配置されていることにより、加工ヘッド１０４がワークに正面衝突した場合またはワークに横当たりした場合でも、主要取付板２と付属取付板３とが分離されやすくなる。そのため、衝突時に加工ヘッド１０４に加わる衝撃力を軽減することができる。
【０１０４】
本実施の形態では、脱着装置１Ｂを取り付ける第３傾斜部１１８が鉛直部１１９を介して集光部１１４と接続されることにより、より小さな衝撃力で主要取付板２と付属取付板３とを分離できるため、衝突時に加工ヘッド１０４に加わる衝撃力をより一層軽減することができる。
【０１０５】
本実施の形態では、脱着装置１Ｂの第１光路孔１２０の中心軸と第２傾斜部１１７および第３傾斜部１１８における第２光路孔１２１の中心軸とが一致している。これにより、加工ヘッド１０４がワークに衝突した際に、第２傾斜部１１７における第２光路孔１２１と第３傾斜部１１８における第２光路孔１２１とがずれて、レーザ光の照射を迅速に停止させることができる。
【０１０６】
なお、脱着装置１Ｂは、二次元形状のワーク用の加工ヘッド１０４を有するレーザ加工機１００Ａに搭載されてもよいし、三次元形状のワーク用の加工ヘッド１０４有するレーザ加工機１００Ａに搭載されてもよい。三次元形状のワーク用の加工ヘッド１０４を使用する場合には、二次元形状のワーク用の加工ヘッド１０４よりも、加工ヘッド１０４に高精度な位置決めが求められる。そこで、主要取付板２と付属取付板３との連結時の位置決め精度が高い脱着装置１Ｂを、三次元形状のワーク用の加工ヘッド１０４を有するレーザ加工機１００Ａに搭載すると、加工ヘッド１０４を精度良く位置決めできる。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、脱着装置１Ｂを搭載する加工機としてレーザ加工機１００Ａを例示したが、脱着装置１Ｂは、加工ヘッドから物質を送り出し、その物質をワークに衝突させて加工を行う加工機に搭載できる。脱着装置１Ｂを搭載可能な加工機は、例えば、プラズマ加工機、ウォータジェット加工機、ガス切断加工機、ミリング加工機である。
【０１０８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１，１Ａ，１Ｂ  脱着装置、２  主要取付板、３  付属取付板、４  吸着手段、４ａ  磁石、４ｂ  板部、４ｃ  吸着面、４ｄ  平坦面、５  連結部材、５Ａ  第１連結部材、５Ｂ  第２連結部材、６  突起、７  穴、８  ボルト、８ａ  第１ボルト、８ｂ  第２ボルト、９  主要取付対象物、１０  付属取付対象物、１１  押え具、１１ａ  基部、１１ｂ  当接部、１１ｃ  ボルト穴、１２  モールド樹脂、１３  接着剤、２１  主要連結面、２２  主要取付面、２３，３７  開孔、３１  付属連結面、３２  付属取付面、３３  通し孔、３４，６９  切欠部、３５  第１ボルト穴、３６  第２通し孔、４１  第１通し孔、５１  対向面、５２  当接面、５３  ボルト孔、５４  側面、５５  第２ボルト孔、５６  第１当接面、５７  第１対向面、５８  第２当接面、５９  第２対向面、６１  第１接触面、６２  第１頂面、６３，６６  突起基端部、６４，６７  突起先端部、６５  段差面、６８  円周面、７１  第２接触面、７２  底面、７３  開口、７４  底、１００，１００Ａ  レーザ加工機、１０２  レーザ光発振器、１０３  光路パイプ、１０４  加工ヘッド、１０５  ベローズ、１０６  可動テーブル、１０７  制御装置、１１０  レンズ、１１１  伝送ミラー、１１２  アーム、１１３  回転機構、１１４  集光部、１１５  水平部、１１６  第１傾斜部、１１７  第２傾斜部、１１８  第３傾斜部、１１９  鉛直部、１２０  第１光路孔、１２１  第２光路孔、１２２  直線部、１２３  曲線部、１２４  第３光路孔、１２５  第１軸、１２６  第２軸、Ｃ１，Ｃ２  中心軸、Ｌ１，Ｌ２  多角形、Ｎ１，Ｎ２  法線方向、Ｗ  ワーク。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月26日(2021.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定される第１連結部材と、前記第２取付板に固定される第２連結部材と、を有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触し、
前記第２連結部材を前記第２取付板に固定する第２ボルトをさらに備え、
前記第２連結部材には、前記第２ボルトを固定するための第２ボルト孔が形成されており、
前記第２取付板には、前記第２ボルトを通すための第２通し孔が形成されており、
前記第２通し孔は、前記第２ボルトの軸径よりも大きく形成されていることを特徴とする脱着装置。
【請求項２】
前記第１連結部材を前記第１取付板に固定する第３ボルトをさらに備え、
前記第１連結部材には、前記第３ボルトを固定するための第３ボルト孔が形成されており、
前記第１取付板には、前記第３ボルトを通すための第３通し孔が形成されており、
前記第３通し孔は、前記第３ボルトの軸径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の脱着装置。
【請求項３】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記第１連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の脱着装置。
【請求項４】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方に前記吸着手段を固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、板状の磁石であり、
前記磁石には、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の脱着装置。
【請求項５】
前記第１通し孔および前記第１ボルト穴の中心軸は、前記第１連結面および前記第２連結面と平行であることを特徴とする請求項４に記載の脱着装置。
【請求項６】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記突起は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記突起のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記突起の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記突起が配置されており、
前記穴は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記穴のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記穴の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記穴が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の脱着装置。
【請求項７】
前記突起は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記突起のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記突起の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記突起が配置されており、
前記穴は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記穴のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記穴の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記穴が配置されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の脱着装置。
【請求項８】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触し、
前記連結部材を前記第１取付板に固定する第２ボルトをさらに備え、
前記連結部材には、前記第２ボルトを固定するための第２ボルト孔が形成されており、
前記第１取付板には、前記第２ボルトを通すための第２通し孔が形成されており、
前記第２通し孔は、前記第２ボルトの軸径よりも大きく形成されていることを特徴とする脱着装置。
【請求項９】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触し、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方に前記吸着手段を固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、板状の磁石であり、
前記磁石には、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されていることを特徴とする脱着装置。
【請求項１０】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第１通し孔および前記第１ボルト穴の中心軸は、前記第１連結面および前記第２連結面と平行であることを特徴とする請求項９に記載の脱着装置。
【請求項１１】
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方に前記吸着手段を固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、板状の磁石であり、
前記磁石には、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の脱着装置。
【請求項１２】
前記連結部材を前記第１取付板に固定する第２ボルトをさらに備え、
前記連結部材には、前記第２ボルトを固定するための第２ボルト孔が形成されており、
前記第１取付板には、前記第２ボルトを通すための第２通し孔が形成されており、
前記第２通し孔は、前記第２ボルトの軸径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項９に記載の脱着装置。
【請求項１３】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２取付板に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であり、
前記突起は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記突起のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記突起の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記突起が配置されており、
前記穴は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記穴のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記穴の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記穴が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の脱着装置。
【請求項１４】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２取付板に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項８に記載の脱着装置。
【請求項１５】
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２取付板に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項９に記載の脱着装置。
【請求項１６】
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方に前記吸着手段を固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、磁石と、板部とを有しており、
前記磁石は、前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか他方を向く吸着面を有しており、
前記板部は、前記吸着面と直交する平坦面を有しており、
前記板部には、前記平坦面に開口して、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の脱着装置。
【請求項１７】
前記第１接触面は、前記突起の根元から先端に向かうほど縮径しており、
前記第２接触面は、前記穴の底から開口に向かうほど拡径していることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の脱着装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の脱着装置と、
前記第１取付板または前記第２取付板に取り付けられ、被加工物の加工または溶接を行う加工ヘッドと、を備えることを特徴とする加工機。
【請求項１９】
前記第１取付板および前記第２取付板には、レーザ光を通すための第１光路孔が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の加工機。
【請求項２０】
前記加工ヘッドは、アームと、前記アームを回転させる回転機構と、前記アームの先端に接続されてレーザ光を集光する集光部と、を有しており、
前記アームは、鉛直軸に傾斜する２つの傾斜部を有しており、
前記アームの内部には、前記レーザ光を通すための第２光路孔が形成されており、
前記脱着装置は、前記第１光路孔と前記第２光路孔とが一致した状態で、２つの前記傾斜部の間に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の加工機。
【請求項２１】
アームと、
前記アームを回転させる回転機構と、
前記アームの先端に接続されてレーザ光を集光する集光部と、を有しており、
前記アームは、鉛直軸に傾斜する２つの傾斜部を有しており、
２つの前記傾斜部の間には、請求項１から１７のいずれか１項に記載の脱着装置が配置可能であり、
前記アームの内部には、前記レーザ光を通すための光路孔が形成されていることを特徴とする加工ヘッド。
【請求項２２】
第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、
第２取付対象物が取り付けられ、前記第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、
前記第１取付板と前記第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、
前記第１取付板と前記第２取付板との間に配置され、前記第１取付板および前記第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第１取付板に固定され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成され、
前記連結部材および前記第２取付板のうちいずれか他方には、前記突起が嵌まる穴が形成され、
前記突起には、回転面状の第１接触面が形成され、
前記穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成され、
前記突起の中心軸と前記穴の中心軸とが一致した状態で、前記第１接触面と前記第２接触面とが互いに接触し、
前記第１取付板は、前記第２取付板を向く平面状の第１連結面を有し、
前記連結部材に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第１連結面の法線方向と平行であり、
前記第２取付板は、前記第１取付板を向く平面状の第２連結面を有し、
前記第２取付板に形成された前記突起または前記穴の中心軸は、前記第２連結面の法線方向と平行であり、
前記突起は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記突起のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記突起の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記突起が配置されており、
前記穴は、互いに間隔を空けて３つ以上配置されており、
前記第１取付板の前記第１連結面または前記第２取付板の前記第２連結面と平行な仮想平面に前記吸着手段を投影したときの位置が、３つ以上の前記穴のそれぞれの中心軸を前記仮想平面に投影したときの隣接する前記穴の中心軸の位置間を結んで、各内角が１８０度未満かつ前記内角の和が最大となる多角形の内側になるように、前記吸着手段および前記穴が配置されていることを特徴とする脱着装置。
【請求項２３】
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方に前記吸着手段を固定する第１ボルトをさらに備え、
前記吸着手段は、磁石と、板部とを有しており、
前記磁石は、前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか他方を向く吸着面を有しており、
前記板部は、前記吸着面と直交する平坦面を有しており、
前記板部には、前記平坦面に開口して、前記第１ボルトを通す第１通し孔が形成されており、
前記第１取付板および前記第２取付板のうちいずれか一方には、前記第１通し孔と連通して、前記第１ボルトを固定するための第１ボルト穴が形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の脱着装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる脱着装置は、第１取付対象物が取り付けられる第１取付板と、第２取付対象物が取り付けられ、第１取付板と間隔を空けて配置される第２取付板と、第１取付板と第２取付板とを分離可能に連結する吸着手段と、第１取付板と第２取付板との間に配置され、第１取付板および第２取付板と別体に形成された連結部材と、を備える。連結部材は、第１取付板に固定される第１連結部材と、第２取付板に固定される第２連結部材と、を有している。第１連結部材および第２連結部材のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突起が形成される。第１連結部材および第２連結部材のうちいずれか他方には、突起が嵌まる穴が形成される。突起には、回転面状の第１接触面が形成される。穴の内面には、回転面状の第２接触面が形成される。突起の中心軸と穴の中心軸とが一致した状態で、第１接触面と第２接触面とが互いに接触する。脱着装置は、第２連結部材を第２取付板に固定する第２ボルトをさらに備えている。第２連結部材には、第２ボルトを固定するための第２ボルト孔が形成されている。第２取付板には、第２ボルトを通すための第２通し孔が形成されている。第２通し孔は、第２ボルトの軸径よりも大きく形成されている。
【国際調査報告】
2020179162.tif 000035
2020179162.tif 000036
2020179162.tif 000037
2020179162.tif 000038
2020179162.tif 000039
2020179162.tif 000040