JP2002254266A - パレットの位置決め固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パレットの３組以上の位置決め固定部をベー
ス体側の３組以上の位置決め固定部に夫々鉛直方向と水
平方向に高精度に位置決め可能なパレットの位置決め固
定装置を提供する。 【解決手段】 パレットの位置決め固定装置１は、ベー
ス体３に設けた４組の位置決め固定部４と、パレット２
に設けた４組の被位置決め固定部５を有する。各位置決
め固定部４は、基準体１０に形成された受け面２４と、
テーパー軸部２６と、クランプ手段とを有し、各被位置
決め固定部５は、パレット２の収容穴２ａに装着された
ブッシュ１３と、その下面の当接面６３と、皿バネ６６
で下方に弾性付勢されたテーパーコレット１４と、ブッ
シュ１３の外周面とパレット２の収容穴２ａの壁面間の
隙間に充填硬化された充填剤１６を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、ワーク固定用パ
レットを工作機械のテーブル上のベース体に位置決め固
定する装置において、特にベース体の３組以上の位置決
め固定部に、パレット側の３組以上の被位置決め固定部
を鉛直方向と水平方向に高精度に位置決め可能にしたも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】 ＮＣ工作機械のうちのマシニングセン
タ等では、そのテーブル上にベース体を装備したり、又
はテーブル自体としてのベース体を装備したりし、パレ
ットマガジンに複数のパレットを装備し、複数のワーク
をセットしたパレットをベース体上へ移送し、パレット
をベース体に位置決めして固定した状態でワークの機械
加工を行う。

【０００３】最近、精密機械部品の機械加工では、最高
１μｍ程度の加工精度が要求されるようになって来てい
るため、ベース体に対してパレットを位置決め固定する
精度が非常に重要になって来た。即ち、パレットをベー
ス体に位置決めする際の誤差に応じてワークの加工精度
が低下するからである。

【０００４】従来、特開平７−３１４２７０号公報に記
載のパレットの位置決め固定装置においては、工作機械
のテーブルに４つの位置決め固定部を設け、矩形状のパ
レットの下面部にそれら位置決め固定部に対応する４つ
の被位置決め固定部を設けてある。４組の位置決め固定
部のうちパレットの中心の両側の２組の位置決め固定部
と被位置決め固定部は、鉛直方向と水平方向に高精度に
位置決め可能に構成されている。残りの２組の位置決め
固定部と被位置決め固定部は、鉛直方向とパレット中心
を通る鉛直軸回りの方向に高精度に位置決め可能に構成
されている。

【０００５】前記前者の各位置決め固定部に、テーパー
軸部と、パレットを受け止める受け面と、クランプ駆動
部とを設け、この位置決め固定部に対応する被位置決め
固定部に、テーパー軸部に外嵌するブッシュを設け、ク
ランプ駆動部でテーパーブッシュをテーパー軸部側へ引
き付けて受け面に当接させることで、鉛直方向と水平方
向に高精度に位置決めするようになっている。

【０００６】ここで、工作機械の共通のテーブルに複数
のパレットを適用することになるが、複数のパレットの
被位置決め固定部の製作誤差にバラツキがあるため、全
てのパレットの４つの被位置決め固定部がテーブルの４
つの位置決め固定部に精度よく適合する保証はない。そ
こで、この公報の装置では、各パレット毎に、パレット
におけるテーパーブッシュの取り付け高さ位置をスペー
サやシムを介在させて調整し、テーブルの４つの位置決
め固定部に位置決めした状態で、テーパーブッシュをパ
レットにボルトで固定するなど、マスターとしてのテー
ブルに適合させてパレットの４つの被位置決め固定部を
組み立てていた。

【０００７】他方、前記公報以外のその他のパレットの
位置決め固定装置として、１組の位置決め固定部と被位
置決め固定部により、鉛直方向と水平方向に位置決め可
能に構成し、これらとパレット中心に対して反対側にあ
る１組の位置決め固定部と被位置決め固定部により、鉛
直方向とパレット中心を通る鉛直軸回りの方向に位置決
め可能に構成し、パレット中心の両側にある残りの２組
の位置決め固定部と被位置決め固定部により、鉛直方向
に位置決め可能に構成した装置も提案されている。この
位置決め固定装置では、テーブル側のベース体に筒軸部
と、この筒軸部に外嵌させたテーパーコレットと、テー
パーコレットを上方へ付勢するバネ部材と、受け面を設
け、パレットに設けたテーパーブッシュをテーパーコレ
ットに密着状に外嵌させ、テーパーブッシュの下面を受
け面に当接させることで、鉛直方向と水平方向に位置決
めする。

【０００８】このように、従来の装置では、テーパー軸
部にテーパーブッシュを外嵌させたり、テーパーコレッ
トにテーパーブッシュを外嵌させることで水平方向に位
置決めし、ブッシュを受け面に当接させることで鉛直方
向に位置決めする。そして、パレットにおけるブッシュ
の取り付け高さ位置はスペーサやシムを介して調整して
いた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平７−３１
４２７０号公報に記載された位置決め固定装置において
は、テーパーブッシュを介して鉛直方向と水平方向の位
置決めを行うが、テーパーブッシュをテーブル側のテー
パー軸部と受け面に同時に密着させ、水平方向位置と鉛
直方向位置を同時に位置決めする関係上、テーパーブッ
シュとテーパー軸部と受け面の加工と組立ての誤差を１
μｍ程度に抑える必要があり、スペーサにより調整する
テーパーブッシュの高さ位置の誤差も約１〜２μｍ程度
に抑える必要があり、それら諸部品の製作費と、組み付
け費が非常に高価になる。

【００１０】しかも、前記の公報の装置では、４組の位
置決め固定部のうちの２組の位置決め固定部でのみ、鉛
直方向と水平方向に位置決めする構成であり、４組の全
ての位置決め固定部において鉛直方向と水平方向の両方
に位置決めする構成ではない。そのため、複数のパレッ
トの各パレットに重量バランス悪くワークを取付けて機
械加工するような場合に、位置決め固定部の荷重状態が
不均一となるため、各部の弾性変形や密着状態が不均一
となって誤差が発生しやすくなる。このことは、ベース
体側の筒軸部にテーパーコレットを外嵌させた構造の位
置決め固定装置の場合も同様である。

【００１１】さらに、４つのテーパーブッシュをパレッ
トの凹穴に夫々内嵌装着して複数のボルトで固定する構
造が採用されているが、テーパーブッシュの外周面や上
面と凹穴の壁面との間には微小の隙間が残存しており、
パレットを繰り返し使用している間に、切削工具からワ
ークとパレットに荷重も作用するため、前記凹穴内にお
けるテーパーブッシュの水平方向や鉛直方向の位置も微
小に変動し、パレット位置の誤差要因となる。

【００１２】また、テーパーコレットをベース体側に装
備した場合、テーパーコレットの内外両面の密着度や摩
耗やヘタリなどの影響が、ベース体上にセットする全て
のパレットに現れるため、多くのワークの加工誤差に影
響を及ぼす虞があり、好ましくない。本発明の目的は、
４組の位置決め固定部と被位置決め固定部の全部におい
て鉛直方向と水平方向に位置決め可能な構成にするこ
と、パレットにおけるテーパーブッシュの位置を不変に
すること、テーパーコレットの摩耗やヘタリの影響を受
けにくくすること、などである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 請求項１のパレットの
位置決め固定装置は、工作機械のテーブル上に又はテー
ブル自体として配設されたベース体に、ワーク固定用パ
レットを位置決めして解除可能に固定する位置決め固定
装置において、前記ベース体に相互に離隔した３組以上
の位置決め固定部を設け、パレットに３組以上の位置決
め固定部に夫々外嵌して位置決め固定される３組以上の
被位置決め固定部を設け、前記各位置決め固定部は、パ
レットの鉛直方向位置を決める受け面と、パレットの水
平方向位置を決めるテーパー軸部とを有し、前記各被位
置決め固定部は、前記受け面に当接する当接面を有する
ブッシュと、このブッシュに軸心方向へ移動可能に内嵌
され且つテーパー軸部に外嵌するテーパーコレットと、
このテーパーコレットをベース体側へ付勢する付勢手段
とを有することを特徴とするものである。

【００１４】従って、パレットの組み立て段階におい
て、パレットをベース体に位置決めしていくと、各被位
置決め固定部のテーパーコレットは付勢手段によりベー
ス体側へ付勢されているため、テーパーコレットがその
径を変化させながら位置決め固定部のテーパー軸部に密
着し、パレットは３組以上のテーパーコレットとテーパ
ー軸部により水平方向に高精度に位置決めされ、各ブッ
シュが位置決め固定部の受け面に当接することで、鉛直
方向に高精度に位置決めされる。

【００１５】請求項２のパレットの位置決め固定装置は
請求項１の発明において、前記被位置決め固定部はパレ
ットに形成され且つブッシュが微小隙間を空けて内嵌さ
れた収容穴と、ブッシュの外周面と収容穴の壁面間に充
填して硬化された合成樹脂製充填剤とを有することを特
徴とするものである。

【００１６】従って、パレットの組み立て段階におい
て、３組以上の位置決め固定部のブッシュの外周面とパ
レットの収容穴の壁面間に合成樹脂製充填剤を充填し、
パレットをベース体に位置決めしていくと、パレットは
水平方向と鉛直方向に高精度に位置決めされる。その状
態で充填剤を硬化させることによって、パレットが３組
以上の位置決め固定部と被位置決め固定部で水平方向と
鉛直方向に高精度に位置決めされた状態を維持したま
ま、３つ以上のブッシュがパレットに固定される。

【００１７】請求項３のパレットの位置決め固定装置は
請求項１又は２の発明において、前記各位置決め固定部
はパレットを受け面側へ引き付けるクランプ手段を有
し、前記各被位置決め固定部は前記クランプ手段のクラ
ンプ出力部材に係合する係合部を有することを特徴とす
るものである。従って、３つ以上のクランプ手段でパレ
ットを受け面側へ引き付けることができ、パレットをベ
ース体に固定できる。

【００１８】請求項４のパレットの位置決め固定装置は
請求項１〜３の何れかの発明において、前記付勢手段
は、バネ部材からなることを特徴とするものである。従
って、テーパーコレットはバネ部材によってベース体の
受け面側に弾性付勢されるため、パレットの使用段階に
おいて、パレットの位置決め時にその径を変化させなが
らテーパー軸部に密着し、パレットは水平方向に高精度
に位置決めされる。

【００１９】請求項５のパレットの位置決め固定装置は
請求項２〜４の何れかの発明において、前記各被位置決
め固定部はブッシュをパレットに固定する複数のボルト
を有し、これらボルトを締結しない状態で且つブッシュ
の外周面と収容穴の壁面間に充填剤を充填した状態で、
３組以上の各被位置決め固定部を対応する位置決め固定
部に夫々外嵌させて位置決め固定してから、それら複数
のボルトを締結した状態で、前記のように充填した充填
剤を硬化させることを特徴とするものである。従って、
パレットの位置決め前に各ブッシュの外周面とパレット
の収容穴の壁面に充填剤を充填し、３組以上の位置決め
固定部と被位置決め固定部でパレットを高精度に位置決
め後、前記ボルトを締結してから３つ以上のブッシュの
外周面と収容穴の壁面間の充填剤を硬化させ、パレット
をベース体に高精度に位置決めした状態で３つ以上のブ
ッシュがパレットに固定される。

【００２０】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施形態につい
て図面により説明する。図１に示すように、パレットの
位置決め固定装置１は、工作機械（本実施形態では、マ
シニングセンター）のテーブル上に配設されるベース体
３に、ワーク固定用パレット２を位置決めして固定解除
可能に固定する装置である。前記パレット２は平面視に
てほぼ正方形の厚板状のものであり、ベース体３も同形
状の厚板状のものである。この位置決め固定装置１は、
ベース体３に設けられた４組の位置決め固定部４と、こ
れら４組の位置決め固定部４に対応するようにパレット
２に設けられた４組の被位置決め固定部４などで構成さ
れている。

【００２１】図１，図２に示すように４組の位置決め固
定部４は、ベース体３の４隅付近に、正方形の頂点に位
置するように配置され、４組の被位置決め固定部５は、
パレット２の４隅付近に、正方形の頂点に位置するよう
に配置されている。パレット２にセットした１又は複数
のワークを機械加工する際には、そのパレット２をパレ
ット搬送装置（図示略）でベース体３上へ搬送し、パレ
ット２の４つの被位置決め固定部５を対応する４つの位
置決め固定部４によって夫々水平方向と鉛直方向に高精
度に位置決め固定してから、ワークの機械加工を実行す
る。

【００２２】複数のパレットの各パレット２は、マスタ
ーとしての共通のベース体３に対して高精度に位置決め
されて組み立てられるものとする。ワークを取付けた各
パレット２をベース体３に繰り返し搬送する際には、４
つの位置決め固定部４と４つの被位置決め固定部５との
対応関係が、パレット２の組み立て段階における４つの
位置決め固定部４と４つの被位置決め固定部５との対応
関係と同じとなる同一の向きにして搬送して位置決め固
定するものとする。

【００２３】図３に示すように、位置決め固定部４は、
基準体１０と、クランプ力とクランプ解除力を発生させ
る油圧シリンダ１１と、パレット２をベース体３へ引き
付けて固定するクランプ係合機構１２と（油圧シリンダ
１１とクランプ係合機構１２がクランプ手段に相当す
る）、除塵用の加圧エアを供給する空気通路１３などで
構成されている。被位置決め固定部５は、ブッシュ１４
と、テーパーコレット１５と、ブッシュ１４を収容する
収容穴２ａと、ブッシュ１４と収容穴２ａの間の隙間に
充填して硬化された合成樹脂製充填剤１６（図８参照）
と、ブッシュ１４をパレット２に固定する複数のボルト
２ｃなどで構成されている。

【００２４】次に、位置決め固定部４の構造について説
明する。４組の位置決め固定部４は同じ構造のものであ
るので、１組の位置決め固定部４について説明する。図
３、図４に示すように、位置決め固定部４の基準体１０
は、下部の大径部２０と、大径部２０から上方へ延びた
筒状部２１と、大径部２０の下端に突出した嵌合部２２
を備えている。基準体１０には、油圧シリンダ１１のピ
ストンロッド３５が貫通しているロッド挿通孔２３が形
成されている。

【００２５】基準体１０は、その嵌合部２２をベース体
３の穴３ａに嵌合させた状態で、大径部２０を貫通する
複数のボルトでベース体３に固定されている。大径部２
０の上面にはブッシュ１４を受け止めて高さ位置を設定
する為の受け面２４が形成されている。筒状部２１の下
部には、被位置決め固定部５のテーパーコレット１５を
密着状に外嵌させるための上方ほど小径化するテーパー
面を有するテーパー軸部２６が設けられている。

【００２６】ロッド挿通孔２３から筒状部２１の外周面
に貫通する６つの貫通孔２７が設けられ、これら貫通孔
２７の各々には鋼球５０を保持したボールブッシュ５１
が嵌合固定されている。筒状部２１の上端部内周面には
切削切粉や埃が侵入するのを防ぐダストシール２８が設
けられている。嵌合部２２の外周部には封止用のシール
部材２９も設けられている。

【００２７】複動式の油圧シリンダ１１は、クランプ係
合機構１２と協働して位置決め固定部４に被位置決め固
定部５を引きつけて固定解除可能に固定するクランプ手
段を構成するものである。この油圧シリンダ１１は、基
準体１０の内部に設けられている。油圧シリンダ１１
は、基準体１０とベース体３とに形成されたシリンダ穴
３６と、ピストン部材３０と、クランプ力を発生させる
クランプ用油室３１と、クランプ解除用油室３２と、油
圧リーク時にもクランプ状態を維持可能とするためのス
プリング３３などを有する。

【００２８】ピストン部材３０はピストン３４とピスト
ンロッド３５（クランプ出力部材）とを一体形成したも
のであり、ピストン３４はシリンダ穴３６に上下に可動
に装着されている。尚、ピストン３４にはシール部材３
７が設けられている。ピストンロッド３５はロッド挿通
孔２３を上下に摺動可能であり、クランプ用油室３２を
封止する為のシール部材３８も設けられている。ピスト
ンロッド３５の上端付近部には環状係合部３９が設けら
れ、環状係合部３９の下部には環状の凹部４０が設けら
れている。

【００２９】クランプ用油室３１はピストン３４の上側
に設けられ、クランプ解除用油室３２はピストン３４の
下側に設けられている。シリンダ穴３６の下端部には、
ピストン３４の下限位置を規定するリング部材４２が装
着され、このリング部材４２は止め輪４１で抜け止めさ
れている。クランプ用油室３１には油路３ｂ，４３を介
して油圧を供給可能であり、クランプ解除用油室３２に
は油路３ｃ，４４を介して油圧を供給可能である。シリ
ンダ穴３６の上端に連なる環状のスプリング収容穴４５
には、コイル状のスプリング３３が配設され、このスプ
リング３３によりピストン３４が下方へ強く弾性付勢さ
れている。

【００３０】クランプ係合機構１２は、例えば６つの鋼
球５０を有し、各鋼球５０は貫通孔２７に内嵌されたボ
ールブッシュ５１の穴に径方向へ可動に保持されてい
る。クランプ時には、鋼球５０がピストンロッド３５の
環状係合部３９で外側へ押動され、クランプ解除時には
鋼球５０が内側へ移動してピストンロッド３５の凹部４
０に部分的に収容される。エア通路１３はベース体３に
設けられたエア通路３ｄに接続され、このエア通路１３
はロッド挿通孔２３に接続され、筒状部２１には斜め上
方に貫通する複数のブロー孔５２が形成されている。被
位置決め固定部５を位置決め固定部４に固定する際に、
エア通路１３に供給された加圧エアはロッド挿通孔２３
に流れ、複数のブロー孔５２から噴出して、被位置決め
固定部５側をエアブローして除塵する。

【００３１】次に、被位置決め固定部５の構造について
説明する。４組の被位置決め固定部５は同じ構造のもの
であるので、１組の被位置決め固定部５について説明す
る。図３、図４に示すように、パレット２の下部には、
円筒状の収容穴２ａが下端開放状に形成され、この収容
穴２ａの上端中央部に続く凹穴２ｂも形成されている。
この収容穴２ａの上端には、ブッシュ１４の高さ位置調
整の為の環状のシムプレート６０が装着されている。

【００３２】ブッシュ１４は、環状のもので円筒状の外
周面を有し、内周側にはテーパーコレット１５の上部を
装着する為の環状溝６０ａが形成されている。この環状
溝６０ａは矩形断面の角溝であり、この環状溝６０ａの
外周面はブッシュ１４の下端まで連続的に延びている。
ブッシュ１４の外径は、収容穴２ａの直径よりも例えば
数１０μｍ程度小さく形成されており、ブッシュ１４は
収容穴２ａに内嵌状に装着され、このブッシュ１４の上
側には、パレット２におけるブッシュ１４の高さ位置を
微調整する為のシムプレート６０も装着される。但し、
このシムプレート６０は必須のものではなく、ブッシュ
１４の高さをより高く形成すれば省略可能である。ブッ
シュ１４の上端部の内周部にはクランプ時に鋼球５０が
係合する係合部６２が設けられ、この係合部６２は凹穴
２ｂとシムプレート６０の内周面よりも内側へ突出して
いる。ブッシュ１４の下面には大径部２０の受け面２４
に当接する水平な環状の当接面６３が設けられている。

【００３３】図５、図６に示すように、テーパーコレッ
ト１５の外周面は円筒面に形成され、テーパーコレット
１５の内周面は前記テーパー軸部２６に密着可能な下方
程大径のテーパー面６４に形成されている。テーパーコ
レット１５が径拡大側へ弾性変形し得るように、テーパ
ーコレット１５の４個所には切欠き溝６５ａ，６５ｂが
形成されている。切欠き６５ａは上端から下端付近まで
切欠いたものであり、切欠き６５ｂは下端から上端付近
まで切欠いたものであり、切欠き溝６５ａ，６５ｂは接
近していて、切欠き溝６５ａ，６５ｂの間に径拡大側へ
弾性変形可能な弾性変形部６５ｃが形成されている。

【００３４】このテーパーコレット１５がブッシュ１４
の環状溝６０ａとその下側空間に上下摺動自在に内嵌装
着され、環状溝６０ａにはテーパーコレット１５を下方
へ弾性付勢する皿バネ６６が装着され、テーパーコレッ
ト１５の下端は止め輪６７により係止されてブッシュ１
４から脱離しないようになっている。位置決め固定部４
に被位置決め固定部５を位置固定する際には、テーパー
コレット１５の内周のテーパー面６４がテーパー軸部２
６に密着し、テーパーコレット１５の外周面はブッシュ
１４の壁面に密着した状態となる。

【００３５】ここで、マスターとしてのベース体３の４
組の位置決め固定部４でパレット２の４組の被位置決め
固定部５を夫々鉛直方向と水平方向に精度よく位置決め
固定した状態にして、４つのブッシュ１４をパレット２
に固定する為に、次のようにしてブッシュ１４をパレッ
ト２に組み付ける。

【００３６】パレット２の４組の被位置決め固定部５に
おいて、例えば、収容穴２ａの内周面に合成樹脂製の接
着機能のある充填剤１６（例えば、エポキシ系の接着剤
など）であって硬化状態での強度に優れる充填剤１６を
十分な膜厚に塗布した状態で、シムプレート６０とブッ
シュ１４とを収容穴２ａに装着し、４本のボルト２ｃを
緩く仮止めした状態において、パレット２をベース体３
にセットし、４組の被位置決め固定部５を対応する４組
の移動駆動決め固定部材４に夫々嵌合させてパレット２
を位置決めし、４組のクランプ手段により固定してから
全てのボルト２ｃを締結し、この状態で充填剤１６を硬
化させる。

【００３７】このようにして、図８に示すように、ブッ
シュ１４の外周面と収容穴２ａの壁面間の隙間に合成樹
脂製の充填剤１６を充填して硬化させた状態となる。そ
の後、パレット２をベース体３から取り外すとパレット
２の組み立てが完了する。尚、以上のようにして、共通
のベース体３に適用される複数のパレット２が組み立て
られる。

【００３８】次に前記の位置決め固定装置１の作用につ
いて説明する。パレット２に１又は複数のワークを取付
け、そのパレット２をベース体３上へ搬送して、４組の
被位置決め固定部５を対応する４組の位置決め固定部４
に合致させてパレット２を下降させてパレット２をベー
ス体３に位置決め固定する。このとき、各位置決め固定
部４において、クランプ解除用油室３２に油圧を供給し
ない状態で、クランプ用油室３１に油圧を導入し、油圧
によりピストン３４を下方へ駆動すると、ピストンロッ
ド３５も下方移動する。このとき、最初は複数の鋼球５
０は部分的に凹部４０に入っているが、ピストンロッド
３５の下方移動に応じて環状係合部３９が下方移動する
ため、複数の鋼球５０が外側へ押し出されて、ブッシュ
１４の係合部６２に係合してクランプ力を係合部６２に
作用させるためパレット２はベース体３に強力に固定さ
れる。

【００３９】このクランプ駆動開始前の状態では、テー
パーコレット１５は皿バネ６６により下方へ付勢されて
いて、パレット２に対して相対的に下限位置にある。そ
して、クランプ駆動によりブッシュ１４が下降すると
き、テーパーコレット１５は、そのテーパー面６４をテ
ーパー軸部２６に密着させたまま直径を拡大しながら下
方へ移動すると共に皿バネ６６の圧縮によりブッシュ１
４に対しては相対的に上方移動する。そして、ブッシュ
１４の当接面６３がベース体３側の受け面２４に当接し
て、ブッシュ１４つまりパレット２の鉛直方向位置が高
精度に位置決めされ、テーパー軸部２６とテーパーコレ
ット１５とブッシュ１４により、ブッシュ１４つまりパ
レット２の水平方向位置が高精度に位置決めされる。

【００４０】前記パレット２をベース体３上に搬送する
とき、パレット２の組み立ての際と同じ向きにして、つ
まり、組み立て時における４組の位置決め固定部４と４
組の被位置決め固定部５との対応位置関係を維持した状
態で、パレット２をベース体３上に搬送するので、４組
の被位置決め固定部５が４組の位置決め固定部４に高い
精度で適合し、４組の位置決め固定部４と４組の被位置
決め固定部５とで、パレット２がベース体３に高精度に
位置決めされ固定される。

【００４１】しかも、各被位置決め固定部５において、
ブッシュ１４の外周面と収容穴２ａの壁面間の隙間に
は、硬化した硬い充填剤１６が詰まっているため、ブッ
シュ１４がパレット２に対して水平方向に相対的に微動
することもなく、機械加工に伴う切削力や振動がワーク
やパレット２に作用したとしても、パレット２の位置は
変動することがない。

【００４２】次にパレット２の固定を解除する場合は、
図７に示すように、クランプ用油室３１の油圧を抜き、
クランプ解除用油室３２に油圧を供給する。すると、油
圧力によりピストン３４とピストンロッド３５がスプリ
ング３３の弾性力に抗して上方へ移動し、環状係合部３
９が上方へ移動するため、複数の鋼球５０が凹部４０対
向した状態となり、ピストンロッド３５の上端が凹穴２
ｂの上端に当接した状態となる。その後ピストンロッド
３５が更に上方移動すると、その上端でパレット２が押
し上げられるため、係合部６２により複数の鋼球５０が
内側へ押されて係合部６２と係合しなくなる。そのた
め、テーパーコレット１５がテーパー軸部２６から離
れ、ブッシュ１４の当接面６３は受け面２４から離れ、
パレット２をベース体３から上方へ外すことができる。

【００４３】以上説明した位置決め固定装置１によれ
ば、次の効果が得られる。各位置決め固定部４はパレッ
ト２の鉛直方向位置を決める受け面２４と水平方向位置
を決めるテーパー軸部２６を有し、各被位置決め固定部
５はブッシュ１４及びテーパーコレット１５を有するの
で、テーパーコレット１５はその径を変化させつつテー
パー軸部２６とブッシュ１４に密着状態を維持しながら
高さ方向位置の変化に追従して、ブッシュ１４の当接面
６３を受け面２４に当接させる。

【００４４】こうして、各組の位置決め固定部４と被位
置決め固定部５においては、テーパーコレット１５とテ
ーパー軸部２６により、水平方向位置が高精度に決めら
れ、当接面６３と受け面２４とで高さ方向位置が高精度
に決められる。その結果、４組の位置決め固定部４およ
び被位置決め固定部５によって、パレット２はベース体
３に対して水平方向に高精度に位置決めされると共に鉛
直方向に高精度に位置決めされる。

【００４５】各被位置決め固定部５は、ブッシュ１４の
外周側の隙間に充填硬化させた合成樹脂製充填剤１６を
有し、パレット２をベース体３に対して水平方向及び鉛
直方向に高精度に位置決めしてクランプ手段で固定し、
ボルト２ｃを締結してから、前記の充填剤１６を硬化さ
せるので、４つのブッシュ１４の、パレット２における
鉛直方向位置と水平方向位置を高精度に設定することが
できる。

【００４６】それ故、このパレット２の使用段階におい
て、パレット２にワークを取付け、パレット２の組み立
て段階における４組の位置決め固定部４と被位置決め固
定部５の対応関係を変えずにパレット２をベース体３に
固定する限り、４組の位置決め固定部４および被位置決
め固定部５によって、パレット２をベース体３に対し
て、水平方向と鉛直方向に高精度に位置決め固定するこ
とができる。

【００４７】このように、４組の位置決め固定部４と被
位置決め固定部５において、夫々、鉛直方向位置と水平
方向に位置決め固定する構造であるので、パレット２に
は非常に高い剛性が得られ、重量バランス悪くワークを
取り付けたパレット２を固定する場合でも荷重状態の不
均一による各部の弾性変形や密着状態の不均一が発生し
にくく、パレット２の位置決め固定の誤差を最小限に抑
えることができる。

【００４８】前記ブッシュ１４の外周側の隙間に充填し
て硬化させた合成樹脂製充填剤１６を設けたため、パレ
ット２におけるブッシュ１４の水平方向の位置は半永久
的に変化なく維持されるので、パレット２を長期に亙っ
て使用しても収容穴２ａにおけるブッシュ１４の位置が
変動することはなく、製作時に高精度に位置決めされた
ブッシュ１４のパレット２に対する固定状態を維持でき
る。

【００４９】テーパーコレット１５はパレット２側に設
けられており、あるパレット２のテーパーコレット１５
の摩耗やヘタリが生じたとしても、ベース体３はその影
響を受けないため、他のパレット２の位置決め精度に影
響がでることもない。しかも、合成樹脂製充填剤１６を
設ける関係上、収容穴２ａやブッシュ１４の加工や組み
立ての精度が低くてもよいので、パレット２の製作費を
低減することができる。尚、前記充填剤１６は省略して
もよい。この場合は、パレット２をベース体３に対して
水平方向及び鉛直方向に高精度に位置決めした後、複数
のボルト２ｃを締結して、高精度に位置決めされたブッ
シュ１４のパレット２に対する固定状態を維持する。

【００５０】次に前記実施形態を部分的に変更する変更
形態について説明する。 １）図９に示すような位置決め固定部４Ａと被位置決め
固定部５Ａを４組設けたパレットの位置決め固定装置１
Ａについて説明する。前記実施形態と同様のものについ
ては同じ符号を使用し、説明を省略する。

【００５１】このパレットの位置決め固定装置１Ａは、
ベース体３に設けられた４組の位置決め固定部４Ａとパ
レット２Ａに設けられた４組の被位置決め固定部５Ａな
どで構成されている。４組の位置決め固定部４Ａと被位
置決め固定部５Ａは同じ構造のものであるので、夫々１
組について説明する。

【００５２】図９に示すように、位置決め固定部４Ａ
は、基準体１０Ａと、クランプ力とクランプ解除力を発
生させる油圧シリンダ１１Ａと、パレット２Ａをベース
体３へ引き付けて固定するクランプ係合機構１２Ａなど
で構成されている。被位置決め固定部５Ａは、ブッシュ
１４Ａと、テーパーコレット１５と、ブッシュ１４Ａを
収容する収容穴７０と、ブッシュ１４Ａをパレット２Ａ
に固定する複数のボルト７１などで構成されている。

【００５３】各位置決め固定部４Ａの基準体１０Ａは上
部基準体７２と下部基準体７３を備え、上部基準体７２
は下部の大径部７２ａと大径部７２ａから上方に延びた
筒状部７２ｂなどで構成され、下部基準体７３は、大径
部７３ａと、大径部７３ａから上方に延びた筒状部７３
ｂと、大径部７３ａの下端に突出した嵌合部７３ｃなど
で構成されている。下部基準体７３の筒状部７３ｂは上
部基準体７２の大径部７２ａ及び筒状部７２ｂの内部に
内嵌されている。基準体１０Ａは下部基準体７３の嵌合
部７３ｃにおいてベース体３に嵌合された状態で、上部
基準体７２と下部基準体７３とを貫通するボルト（図示
略）でベース体３に固定されている。

【００５４】上部基準体７２の大径部７２ａの上面には
ブッシュ１４Ａを受け止めて高さ位置を設定する為の受
け面２４Ａが形成されている。筒状部７２ｂの下部に
は、被位置決め固定部５Ａのテーパーコレット１５を密
着状に外嵌させるための上方ほど小径化するテーパー面
を有するテーパー軸部２６Ａが形成されている。

【００５５】筒状部７２ｂの上端部には内側に鍔部７４
が形成され、筒状部７２ｂの内部には鋼球５０の移動を
ガイドし、クランプ係合機構１２Ａの一部を成す環状の
ガイド部材７５が装着されている。このガイド部材７５
は鍔部７４により上方への移動を係止され、ガイド部材
７５の下端は、下部基準体７３の筒状部７３ｂの上端面
に当接している。

【００５６】下部基準体７３の内部には、油圧シリンダ
１１Ａのシリンダ穴８０とピストンロッド８４ｂが貫通
するロッド挿通孔８１が形成され、ロッド挿通孔８１の
上端部内周面には切削切粉や埃が侵入するのを防ぐダス
トシール８２が設けられている。嵌合部７３ｃの外周部
には封止用のシール部材８３が設けられている。

【００５７】複動式の油圧シリンダ１１Ａは基準体１０
Ａの内部に設けられ、油圧シリンダ１１Ａは基準体１０
Ａとベース体３とに形成されたシリンダ穴８０と、クラ
ンプ出力部材であるピストン部材８４と、クランプ力を
発生させるクランプ用油室８５と、クランプ解除力を発
生させるクランプ解除用油室８６などで構成されてい
る。

【００５８】ピストン部材８４は環状のピストン８４ａ
と筒状のピストンロッド８４ｂとを一体形成したもので
ある。ピストン８４ａはシリンダ穴８０に上下に摺動自
在に装着され、ピストン８４ａにはシール部材８７が設
けられている。ピストンロッド８４ｂはロッド挿通孔８
１の内部に上下に摺動自在に挿通され、クランプ用油室
８５を封止する為のシール部材８８も設けられている。
ピストンロッド８４ｂの上端部付近には、内周面から外
周面へ貫通する例えば６つの貫通孔９０が形成され、こ
れら貫通孔９０の各々には鋼球５０を保持した環状のボ
ールブッシュ９１が嵌合固定されている。

【００５９】ピストン部材８４の内部には、切削切粉や
埃などの侵入を防ぐための筒状のスリーブ部材９２が上
下摺動自在に装着され、スリーブ部材９２の内部にはこ
のスリーブ部材９２を上方へ弾性付勢するスプリング９
３が配設され、スリーブ部材９２の下端はスプリング９
３を受けるスプリング受け部材９４に当接し、スプリン
グ受け部材９４はピストン８４ａの内部に螺合されてい
る。このスリーブ部材９２は、パレット２Ａがベース体
３から離れている状態では、スプリング９３によりピス
トンロッド８４ｂの上端まで駆動され、ピストン部材８
４の内部を封止して切削切粉や埃の侵入を防ぐ。パレッ
ト２Ａのアンクランプ状態及びクランプ状態において
は、後述のブッシュ１４Ａに形成された係合軸部１０１
の下端面がスリーブ部材９２の上端面に当接し、パレッ
ト２Ａの自重によりスリーブ部材９２はスプリング９３
に抗して下方へ押し下げられる。

【００６０】クランプ係合機構１２Ａは、前記のガイド
部材７５と、ブッシュ１４Ａに形成された後述の係合軸
部１０１と、ピストンロッド８４ｂに形成された６つの
貫通孔９０と、６つの鋼球５０と、６つのボールブッシ
ュ９１などにより構成されている。ガイド部材７５の上
半部の内周面にはクランプ時の鋼球５０の軸心９４側へ
の移動をガイドする環状のテーパー面７５ａが形成さ
れ、テーパー面７５ａの下端には鋼球５０を軸心９４側
へ駆動する環状係合部７５ｂが形成されている。各鋼球
５０は貫通孔９０に内嵌されたボールブッシュ９１に径
方向に可動に保持されている。クランプ時にピストンロ
ッド８４ｂが下降すると、それに伴って鋼球５０はガイ
ド部材７５のテーパー面７５ａに沿って軸心９４側へ移
動し、その後、環状係合部７５ｂに係合して軸心９４側
へ押動され、鋼球５０は係合軸部１０１の係合部１０１
ｂに係合してクランプ力をブッシュ１４Ａを介してパレ
ット２Ａに伝達する。

【００６１】次に被位置決め固定部５Ａの構造について
説明する。パレット２Ａの下部に円筒状の収容穴７０が
下端開放状に形成され、この収容穴７０の上端面には、
ブッシュ１４Ａの高さ位置調整の為の環状のシムプレー
ト６０が装着されている。収容穴７０にはブッシュ１４
Ａが内嵌されてボルト７１で固定されている。

【００６２】ブッシュ１４Ａの下部にはテーパーコレッ
ト１５が装着される円筒状の収容穴１００が下端開放状
に形成され、この収容穴１００の上端から連なる凹穴１
００ａも形成され、さらに凹穴１００ａの中央部から下
方へ突出しクランプ係合機構１２Ａの一部を成す係合軸
部１０１が形成されている。この係合軸部１０１の上下
方向途中部には首状に小径化した小径部１０１ａが形成
され、小径部１０１ａの先端側にはクランプ時に鋼球５
０が係合するテーパー状の係合部１０１ｂが形成されて
いる。また、ブッシュ１４Ａの下面には上部基準体７２
に形成された受け面２４Ａに当接する水平な環状の当接
面６３Ａが設けられている。ブッシュ１４Ａに内嵌され
且つ前記テーパー軸部２６Ａに外嵌するテーパーコレッ
ト１５は前記実施形態と同様のものであり、皿バネ６６
により下方へ弾性付勢されている。

【００６３】次にこのパレットの位置決め固定装置１Ａ
の作用について説明する。パレット２Ａをベース体３に
固定する場合には、図９のように、クランプ解除用油室
８６に油圧を供給しない状態でクランプ用油室８５に油
圧を供給し、油圧によりピストン８４ａを下方へ駆動さ
せると、ピストンロッド８４ｂも下方へ移動する。その
ため、ピストンロッド８４ｂに可動に装着された鋼球５
０はガイド部材７５のテーパー面７５ａに沿って軸心９
４側へ移動し、その後、環状係合部７５ｂと係合して軸
心９４側へ押動され、鋼球５０は係合軸部１０１に形成
されたテーパー状の係合部１０１ｂに係合する。このた
め、クランプ力が鋼球５０とブッシュ１４Ａを介してパ
レット２Ａに伝達され、パレット２Ａはベース体３側へ
引き付けられて固定される。

【００６４】このときに、各位置決め固定部４Ａの受け
面２４Ａに各被位置決め固定部５Ａの当接面６３Ａが当
接し、パレット２Ａはベース体３に対して鉛直方向に高
精度に位置決めされる。また、前記実施形態と同様に各
位置決め固定部４Ａのテーパー軸部２６Ａに各被位置決
め固定部５Ａのテーパーコレット１５が密着し、パレッ
ト２Ａはベース体３に対して水平方向に高精度に位置決
めされる。

【００６５】次にパレット２Ａの固定を解除する場合に
は、図１０に示すように、クランプ用油室８５の油圧を
抜き、クランプ解除用油室８６に油圧を供給して、ピス
トン８４ａを上方へ駆動させると、ピストンロッド８４
ｂも上方へ移動する。それに伴い、鋼球５０とガイド部
材７５の環状係合部７５ｂとの係合が解除され、鋼球５
０はガイド部材７５のテーパー面７５ａに沿って軸心９
４から外側へ移動するため、鋼球５０と係合軸部１０１
の係合部１０１ｂとの係合が解除されてパレット２Ａを
ベース体３から上方へ外すことができる。

【００６６】このパレットの位置決め固定装置１Ａによ
れば、前記実施形態と同様に、位置決め固定部４Ａの受
け面２４Ａに被位置決め固定部５Ａの当接面６３Ａを当
接させてパレット２Ａを鉛直方向に高精度に位置決めで
き、位置決め固定部４Ａのテーパー軸部２６Ａに被位置
決め固定部５Ａのテーパーコレット１５を密着させてパ
レット２Ａを水平方向に位置決めできる。さらに、ブッ
シュ１４Ａの凹穴１００ａに収容される上部基準体７２
の筒状部７２ｂは比較的短いため、パレット２Ａの交換
時には、パレット２Ａを少し上昇させるだけでベース体
３から外すことができる。尚、このパレットの位置決め
固定装置１Ａにおいても、前記実施形態と同様に、ブッ
シュ１４Ａとパレット２Ａの収容穴７０との間に合成樹
脂製の充填剤を充填させてパレット２Ａを位置決めした
後に充填剤を硬化させて、パレット２Ａがベース体３に
対して高精度に位置決めされた状態を半永久的に維持す
ることももちろん可能である。

【００６７】２）前記の位置決め固定部４と被位置決め
固定部５は、クランプ手段を組み込んだものを例として
説明したが、４組の位置決め固定部４及び被位置決め固
定部５に共通の１又は複数のクランプ手段を位置決め固
定部４及び被位置決め固定部５に組み込まない状態に設
け、そのクランプ手段でパレット２をベース体３に解除
可能に固定するように構成してもよい。

【００６８】３）前記の位置決め固定部４と被位置決め
固定部５の数は４組に限るものではなく、３組以上設け
ればよい。２組では平面を規定できないため、最小限３
組必要である。 ４）前記実施形態及び変更形態では、テーブルに固定さ
れるベース体を例を適用した場合を例として説明した
が、テーブル自体としてのベース体を適用することも可
能である。この場合、テーブルに３組以上の位置決め固
定部が装備され、それがベース体として機能する。 ５）前記テーパーコレット１５は一例を示すもので、図
示の構造のものに限定される訳ではない。例えば、周方
向の３個所に切欠き溝６５ａ，６５ｂを形成したもので
もよく、前記のテーパーコレットの機能を達成する構造
のものであればよい。

【００６９】６）テーパーコレット１５をベース体３側
付勢する付勢手段には、前記皿バネ６６の他、その他の
バネ部材やゴム製の弾性部材、合成樹脂製の弾性部材、
さらにはガススプリングや油圧シリンダなどを採用して
もよい。 ７）前記実施形態では、ブッシュ２の１４の上面側の隙
間（ブッシュ１４とシムプレート６０間の隙間、シムプ
レート６０と収容穴の壁面間の隙間にも、前記充填剤１
６と同じ充填硬化した充填剤を設けてもよい。その場
合、荷重支持剛性を高めることができる。但し、基本的
には、パレット２とブッシュ１４間に作用する荷重は複
数のボルト２ｃで支持する構成とすることが望ましい。 ８）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱するこ
となく、前記実施形態及び変更形態の位置決め固定装置
の種々の構造に変更を付加した形態で実施可能である。

【００７０】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、３組以上の
位置決め固定部の各々はパレットの鉛直方向位置を決め
る受け面と水平方向位置を決めるテーパー軸部を有し、
３組以上の被位置決め固定部の各々はブッシュ及びテー
パーコレットとテーパーコレットをベース体側へ付勢す
る付勢手段を有するので、パレットの３個所以上の個所
においてパレットをベース体に鉛直方向と水平方向に位
置決めすることができる。従って、パレットの支持剛性
が非常に高くなるから、重量バランス悪くワークを取り
付けたパレットを固定する場合でも荷重状態の不均一に
よる各部の弾性変形や密着状態の不均一が発生せず、そ
れによる誤差を最小限に抑えることもできる。

【００７１】また、テーパーコレットはパレット側に設
けられており、あるパレットにおいて繰り返し使用によ
りテーパーコレットの摩耗やヘタリが生じた場合でも、
ベース体側はその影響を受けないため、その他のパレッ
トを使用した場合にはその位置に誤差が生じることはな
い。

【００７２】請求項２の発明によれば、各被位置決め固
定部のブッシュの外周面とパレットの収容穴の壁面間に
充填して硬化させた合成樹脂製充填剤を有するので、パ
レットの組み立て段階において、パレットをベース体に
水平方向及び鉛直方向に高精度に位置決めした状態で充
填剤を硬化させることにより、パレットを３組以上の各
位置決め固定部で水平方向及び鉛直方向に高精度に位置
決めした状態で各ブッシュをパレットに固定することが
できる。

【００７３】それ故、パレットの使用段階において、パ
レットをベース体に位置決め固定する毎に３組以上の位
置決め固定部と被位置決め固定部とでパレットを水平方
向と鉛直方向に高精度に位置決め固定することができ
る。このように、パレットをベース体に位置決め固定し
た状態では、パレットの支持剛性が非常に高くなるか
ら、重量バランス悪くワークを取り付けたパレットを固
定する場合でも荷重状態の不均一による各部の弾性変形
や密着状態の不均一が発生せず、それによる誤差を最小
限に抑えることもできる。その他請求項１と同様の効果
を有する。

【００７４】請求項３の発明によれば、各位置決め固定
部はパレットの被位置決め固定部と係合してパレットを
受け面側へ引き付けるクランプ手段を有するので、パレ
ットをベース体に引き付けて固定することができる。そ
の他請求項１又は２と同様の効果を有する。

【００７５】請求項４の発明によれば、テーパーコレッ
トをベース体側へ付勢する付勢手段はバネ部材からなる
ので、バネ部材によってテーパーコレットはその径を変
化させながらテーパー軸部とブッシュに密着してパレッ
トに対する相対的な上下位置を変化させるから、パレッ
トの水平方向位置を精度良く決めることができる。その
他請求項１〜３の何れかと同様の効果を有する。

【００７６】請求項５の発明によれば、３組以上の被位
置決め固定部の各々はブッシュをパレットに固定する複
数のボルトを有し、ボルト締結前にブッシュの外周面と
収容穴の壁面間に充填剤を充填し、３組以上の位置決め
固定部と被位置決め固定部で、ベース体に対してパレッ
トを位置決めし、ブッシュをパレットに固定するボルト
を締結した後に充填剤を硬化するため、パレットが水平
方向と鉛直方向に高精度に位置決めされた状態で３つ以
上のブッシュがパレットに固定される。

【００７７】そのため、パレットの使用段階において、
パレットをベース体に位置決めして固定した状態では、
パレットの支持剛性が非常に高くなり、重量バランス悪
くワークを取り付けたパレットを固定する場合にも荷重
状態の不均一が発生せず、荷重状態の不均一による誤差
を最小限に抑えることができる。その他請求項２〜４の
何れかと同様の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のワーク固定用パレットとベ
ース体の斜視図である。

【図２】パレットの平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線で見た拡大断面図である。

【図４】位置決め固定部と被位置決め固定部（固定状
態）の縦断面図である。

【図５】テーパーコレットの斜視図である。

【図６】テーパーコレットの縦断断面図である。

【図７】位置決め固定部と被位置決め固定部（固定解除
状態）の縦断面図である。

【図８】ブッシュとシムプレートとパレットと充填剤の
要部拡大断面図である。

【図９】変更形態の図４相当図である。

【図１０】変更形態の図５相当図である。

【符号の説明】

１，１Ａ パレットの位置決め固定装置 ２，２Ａ パレット ２ａ，７０ 収容穴 ３，３Ａ ベース体 ４，４Ａ 位置決め固定部 ５，５Ａ 被位置決め固定部 １１，１１Ａ 油圧シリンダ １２，１２Ａ クランプ係合機構 １４，１４Ａ ブッシュ １５ テーパーコレット １６ 合成樹脂製充填剤 ２４，２４Ａ 受け面 ２６，２６Ａ テーパー軸部 ３４，８４ａ ピストン ３５，８４ｂ ピストンロッド ６６ 皿バネ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のテーブル上に又はテーブル自
   体として配設されたベース体に、ワーク固定用パレット
   を位置決めして解除可能に固定する位置決め固定装置に
   おいて、 前記ベース体に相互に離隔した３組以上の位置決め固定
   部を設け、パレットに３組以上の位置決め固定部に夫々
   外嵌して位置決め固定される３組以上の被位置決め固定
   部を設け、 前記各位置決め固定部は、パレットの鉛直方向位置を決
   める受け面と、パレットの水平方向位置を決めるテーパ
   ー軸部とを有し、 前記各被位置決め固定部は、前記受け面に当接する当接
   面を有するブッシュと、このブッシュに軸心方向へ移動
   可能に内嵌され且つテーパー軸部に外嵌するテーパーコ
   レットと、このテーパーコレットをベース体側へ付勢す
   る付勢手段とを有することを特徴とするパレットの位置
   決め固定装置。
2. 【請求項２】 前記被位置決め固定部はパレットに形成
   され且つブッシュが微小隙間を空けて内嵌された収容穴
   と、ブッシュの外周面と収容穴の壁面間に充填して硬化
   された合成樹脂製充填剤とを有することを特徴とする請
   求項１に記載のパレットの位置決め固定装置。
3. 【請求項３】 前記各位置決め固定部はパレットを受け
   面側へ引き付けるクランプ手段を有し、前記各被位置決
   め固定部は前記クランプ手段のクランプ出力部材に係合
   する係合部を有することを特徴とする請求項１又は２に
   記載のパレットの位置決め固定装置。
4. 【請求項４】 前記付勢手段はバネ部材からなることを
   特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパレットの位
   置決め固定装置。
5. 【請求項５】 前記各被位置決め固定部はブッシュをパ
   レットに固定する複数のボルトを有し、これらボルトを
   締結しない状態で且つブッシュの外周面と収容穴の壁面
   間に充填剤を充填した状態で、３組以上の各被位置決め
   固定部を対応する位置決め固定部に夫々外嵌させて位置
   決め固定してから、それら複数のボルトを締結した状態
   で、前記のように充填した充填剤を硬化させることを特
   徴とする請求項２〜４の何れかに記載のパレットの位置
   決め固定装置。