JP2003148583A

JP2003148583A - ワーク姿勢調整装置

Info

Publication number: JP2003148583A
Application number: JP2001349164A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kado; 義隆門
Original assignee: Fuji Seiki KK
Current assignee: Fuji Seiki KK
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ワーク姿勢調整装置において、小型、軽量で安
価であること。【解決手段】可動板１４をＹ方向に平行な方向に駆動
し、第１の交差軸歯車２６を第３の交差軸歯車３２に噛
み合わせる。流体圧シリンダ２５がロッド２５ａを所要
回数だけ往復ストロークさせ、ラック２４を往復動させ
る。ラック２４の例えば往動のみを一方向クラッチ２２
を介してピニオン２３に伝達する。ピニオン２３に一体
回転する回転軸２０から、第１及び第３の交差軸歯車２
６，３２を介してねじ軸３１を回転させる。ねじ軸３１
回りの回動を規制された楔状部材３３をＸ方向に平行な
方向に移動させる。楔状部材３３の傾斜面からなる上面
３３ｂで受けられたローラ３５を昇降させる。ローラ３
５によって受けられた取付体の所定部の高さを調整す
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、工作機械の加工テ
ーブル上において、ワークの、例えば加工面の傾き誤差
や加工面の面内における回転誤差を補正するためのワー
ク姿勢調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】工作機
械において、ワークに対する加工精度を向上するために
は、工作機械の加工テーブル等にワークを精度良く位置
決めする必要がある。そこで、ワークの姿勢を調整する
ための装置が種々提供されている。例えば特開平９−１
７４４２７号公報に示される調整装置がある。この調整
装置は、工作機械の主軸に固定されている。調整装置
は、主軸を貫く軸線を中心として放射状に延びる３つの
直進カムとしての楔部材を配置しており、上記中心を挟
んだ各楔部材の反対位置に、それぞれ対応する板ばねを
配置している。

【０００３】そして、各楔部材を上記軸線と交差する方
向の前後に進退させることにより、傾斜板と基準板との
間隙量を調整し、傾斜板の傾斜度を３次元に調整するも
のである。上記の直進カムは、これを進退駆動するため
のねじ軸を、電動モータによって減速ギヤ機構を介して
回転させることにより移動させている。しかしながら、
電動モータは比較的大型であるうえ、コストが高い。こ
のため、調整装置が大型となり重量も重くなるという問
題があった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、小型、軽量で安
価なワーク姿勢調整装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、ベースと、ワークを取り付
ける取付体と、ベースと取付体との間に介在して取付体
を支持する支持機構とを備え、支持機構はワークの姿勢
を調整するべく取付体を駆動する複数の駆動機構を含
み、少なくとも一つの駆動機構は、ロッドを所定のスト
ロークで直線往復動させることのできる流体圧シリンダ
と、この流体圧シリンダのロッドの往動及び復動の何れ
か一方の運動のみを伝達する一方向クラッチと、この一
方向クラッチを介して駆動されベースの所定部と取付体
の所定部との間の距離を段階的に調整する楔状部材から
なる直進カムとを含むことを特徴とするものである。

【０００６】本発明では、流体圧シリンダのロッドを１
回、往復ストロークさせると、例えば往動ストロークの
みが一方向クラッチを介して直進カムに伝達され、取付
体の高さが１段階分だけ調整されることになる。これを
繰り返すことで、取付体を所要の姿勢に調整することが
できる。小型、軽量で安価な流体圧シリンダを用いるこ
とで、小型、軽量で安価なワーク姿勢調整装置を提供す
ることができる。請求項２記載の発明は、請求項１にお
いて、上記少なくとも一つの駆動機構は、上記流体圧シ
リンダのロッドにより往復動されるラックと、このラッ
クに噛み合うピニオンと、このピニオンから上記一方向
クラッチを介して順方向の回転のみを伝達され、この順
方向の回転を順方向及び反対方向の回転に択一的に変換
する回転方向変換機構と、回転変換機構を介して伝達さ
れる回転運動を直進カムの直線運動に変換する運動方向
変換機構とをさらに含むことを特徴とするものである。

【０００７】本発明では、ラックアンドピニオンで流体
圧シリンダの往復動を回転運動に変換し、この回転を一
方向クラッチを介して一方向のみ抽出した後、抽出され
た回転をそのまま利用するか逆方向に変換するかを選択
し、最後に回転を直線運動に変換して直進カムを移動さ
せる。これにより、取付体の所定部をベースに対して一
段階ずつ昇降させることが可能となる。請求項３記載の
発明は、請求項２において、上記運動方向変換機構は直
進カムのねじ孔に螺合するねじ軸を含み、上記回転方向
変換機構は、上記一方向クラッチにより順方向のみに回
転され互いに同軸上に配置されて相対向する第１及び第
２の交差軸歯車と、これら第１及び第２の交差軸歯車に
択一的に噛み合わされ且つねじ軸と一体回転する第３の
交差軸歯車と、この第３の交差軸歯車を第１及び第２の
交差軸歯車に択一的に噛み合わせるために第３の交差軸
歯車を第１及び第２の交差軸歯車に対して相対移動させ
る手段とを含むことを特徴とするものである。

【０００８】本発明では、第３の交差軸歯車が第１及び
第２の交差軸歯車の何れと噛み合うかによって、第３の
交差軸歯車の回転方向、すなわちねじ軸の回転方向を異
ならせることができるので、直進カムを進退させること
が可能となる。請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、上記少なくとも一つの駆動機構は、第１及び第２の
ピニオンと、第１及び第２のピニオンに択一的に噛み合
わされるラックと、ロッドによりラックを往復動させる
流体圧シリンダと、ラックを第１及び第２のピニオンに
択一的に噛み合わせるためにラックを第１及び第２のピ
ニオンに対して相対移動させる手段と、第１及び第２の
ピニオンにそれぞれ対応する第１及び第２の一方向クラ
ッチを介して連結される軸と、この軸の回転を直進カム
の直進運動に変換する機構とを備え、第１及び第２の一
方向クラッチは互いに逆方向の回転のみを許容するよう
にしてあることを特徴とするものである。

【０００９】本発明では、ラックを第１及び第２のピニ
オンの何れか一方に噛み合わさせた後、流体圧シリンダ
によりラックを往復動させ、これにより軸を対応する回
転方向へ回転させ、この回転を直進カムの直進運動に変
換して、取付体を上昇又は下降させる。請求項５記載の
発明は、請求項１ないし４の何れか一つにおいて、上記
直進カムの位置を検出する手段をさらに備えることを特
徴とするものである。直進カムの変位を検出すること
で、精度の良い調整が可能となる。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
の何れか一つにおいて、上記取付体の周縁部の全域をベ
ース側へ付勢する圧力流体が導かれる流体室をさらに備
えることを特徴とするものである。本発明では調整後の
取付体の姿勢の保持が確実である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態のワーク姿勢調整装置の模式的平面図である。図１
を参照して、本ワーク姿勢調整ユニット１は、工作機械
の例えば加工テーブル等に固定される矩形板状のベース
２と、上面にワークを取り付ける円形をなす取付体３
と、ベース２と取付体３との間に介在して取付体３を支
持する支持機構４とを備えている。

【００１２】支持機構４は、取付体３の中央部を昇降自
在であって水平方向（Ｘ，Ｙ方向）への移動が規制され
た支点Ｃの回りに球面支持する球面軸受からなる中央部
支持機構５と、ワークの姿勢を調整するために、取付体
３の上面の傾きを調整する一対の第１の駆動機構６，７
と、支点Ｃを通過する鉛直な軸線の回りに取付体３の回
転位置を調整する第２の駆動機構８とを備えている。一
対の第１の駆動機構６，７は中央部支持機構５から離間
した位置に互いに離間して設けられており、それぞれ支
点Ａ，Ｂにて取付体３を支持する。一方、高さ固定の支
点Ｄにても取付体３を支持するようにしており、支点
Ａ，Ｂ及びＤにより取付体３を上下方向に、いわゆる３
点支持するようにしている。これらの支点Ａ，Ｂ及びＤ
は、支点Ｃを貫く鉛直線を中心とする円周の等配（１２
０°間隔）の位置に配置されている。

【００１３】取付体３は例えば引っ張りコイルばねから
なる付勢部材６０によって、図１において、上記支点Ｃ
を貫く鉛直な軸線の回りに時計回り方向に付勢されてい
る。第２の駆動機構８は直進カムとしての楔状部材６１
を備えており、楔状部材６１を図１において右方へ移動
させることにより、付勢部材６０に抗して取付体３を支
点Ｃを貫く鉛直な軸線を中心として反時計回り方向に回
転変位させる。９０は第２の駆動機構により回転位置が
微調整された取付体３の当該回転位置を固定するための
ロック機構である。ロック機構９０は一対の挟持ローラ
９１，９１間に押し込まれる楔状部材９２と、この楔状
部材９２を楔状部材８２の長手方向に進退駆動する流体
圧シリンダ９３とを備える。楔状部材９２の長手方向は
支点Ｃと交差しない方向に延びている。

【００１４】図１において、３００はロック機構９０の
流体圧シリンダ９３や、第１の駆動機構６，７の後述す
る流体圧シリンダ２５や、第２の駆動機構８の流体圧シ
リンダ７２，７３や、後述する流体室４６，４７に流体
を供給するために、例えばベース２の側面に取り付けら
れる配管継手である。図２を参照して、中央部支持機構
５は、ベース２の上面２ａの中央部に形成されたボス９
の支持孔１０に上下にスライド自在に保持される外輪１
１と、この外輪１１に球面支持される内輪１２とを備え
る球面軸受からなる。内輪１２は外輪１１の球面部１１
ａにより受けられる球面部１２ａを有している。また、
内輪１２の上端面は取付体３の下面に固定されている。
したがって、取付体３が昇降すると、中央部支持機構５
が一体的に昇降するようになっている。すなわち、球面
軸受からなる中央部支持機構５は、上述した支点Ａ，Ｂ
及びＤの３点にて取付体３の高さ位置が規定されると、
これに適合した高さになるようになっている。

【００１５】図２において、１３は取付体３の中央部上
面に形成される凹部３ａに取付保持されるアタッチメン
トであり、アタッチメント１３にワークが固定されるこ
とになる。図１を参照して、各第１の駆動機構６，７
は、ベース２に沿ってＹ方向に平行な方向に移動自在な
可動板１４上に支持される部分６ａ，７ａと、ベース２
に支持される部分６ｂ，７ｂとを備える。

【００１６】図５に示すように、可動板１４は紙面に垂
直な方向（図１のＹ方向）に平行に延びる軌道部材１５
により支持されている。また、図１に示すように、可動
板１４の中央部には連結部材１６が固定されており、連
結部材１６は流体圧シリンダ１７のロッド１７ａに連結
されている。流体圧シリンダ１７がロッド１７ａを進退
させることで、可動板１４が図３及び図４に示すように
Ｙ方向に平行な方向の前後に移動されるようになってい
る。

【００１７】図３及び図４を参照して、可動板１４には
一対の側板１８，１９が固定されており、各側板１８，
１９には、回転軸２０の対応する端部を回転自在に支持
する転がり軸受２１が保持されている。また、回転軸２
０の側板１８寄りの部分には、例えば公知のデフラグ方
式の一方向クラッチ２２を介してピニオン２３が支持さ
れている。一方向クラッチ２２はピニオン２３の所定の
方向の回転のみを回転軸２０に伝達する。このピニオン
２３にはＸ方向に沿って延びるラック軸２４が噛み合わ
されている。このラック軸２４には流体圧シリンダ２５
のロッド２５ａの伸縮が連結されており、ロッド２５ａ
によってラック軸２４が進退駆動されるようになってい
る。

【００１８】また、ピニオン２３と側板１９との間に
は、互いの間に所定間隔をあけて相対向する例えば傘歯
車からなる第１及び第２の交差軸歯車２６，２７が、回
転軸２０に一体回転可能に取り付けられている。したが
って、第１の駆動機構６のうち可動板１４に支持されて
可動板１４と共に一体移動する部分６ａとしては、一対
の側板１８，１９、回転軸２０、ピニオン２３、ラック
軸２４、流体圧シリンダ２５並びに第１及び第２の交差
軸歯車２６，２７が含まれる。

【００１９】一方、第１の駆動機構６のうちベース２に
支持される部分６ｂとしては、一対の側板２８，２９
と、一対の側板２８，２９により転がり軸受３０を介し
て回転自在に支持される回転軸としてのねじ軸３１と、
このねじ軸３１の一端に一体回転可能に固定される例え
ば傘歯車からなる第３の交差軸歯車３２とが含まれる。
可動板１４がＹ方向に沿って駆動されると、図３に示す
ように第１の交差軸歯車２６が第３の交差軸歯車３２に
噛み合う。可動板１４が反Ｙ方向に駆動されると、図４
に示すように第１の交差軸歯車２７が第３の交差軸歯車
３２に噛み合う。第１，第２及び第３の交差軸歯車２
６，２７，３２と、第１及び第２の交差軸歯車２６，２
７を第３の交差軸歯車３２に対して相対移動させるため
の流体圧シリンダ１７とによって、回転方向変換機構Ｃ
Ｒが構成されている。

【００２０】図３及び図５を参照して、ねじ軸３１の軸
方向中間部には、ねじ軸３１回りの回動を阻止された直
進カムとしての楔状部材３３が螺合している。図５に示
すように、この楔状部材３３の下面３３ａはねじ軸３１
の軸線に平行な平坦面からなり、この下面３３ａが、ベ
ース２上に固定される台座３４の平坦な上面３４ａに面
接触することで、楔状部材３３のねじ軸３１回りの回動
が規制されている。ねじ軸３１とこのねじ軸３１を貫通
させる楔状部材３３のねじ孔３３ｃとによって運動方向
変換機構ＣＭが構成されている。運動方向変換機構ＣＭ
は、公知のボールねじ機構として構成されていても良
い。

【００２１】図５を参照して、楔状部材３３の上面３３
ｂはＸ方向に平行な方向にいくにしたがって低くなる傾
斜面に構成されている。この傾斜面からなる上面３３ｂ
は、図３を参照して、Ｙ軸に平行に延びる軸線３４を有
するローラ３５を受けている。図５を参照して、楔状部
材３３とローラ３５はねじ軸３１に沿ってＸ方向と平行
な方向に進退されるようになっている。取付体３の後述
する主体部４１の環状板５３はローラ３５を介して楔状
部材３３によって受けられる。環状板５３に接するロー
ラ３５の接点（接線）が支点Ａを構成している。

【００２２】第１の駆動機構６を駆動する際には、ま
ず、流体圧シリンダ１７を駆動して可動板１４を移動さ
せ、第１及び第２の交差軸歯車２６，２７を択一式に第
３の交差軸歯車３２に噛み合わせて図３及び図４の何れ
か一方の状態とする。次いで、流体圧シリンダ２５のロ
ッド２５ａを１回、往復ストロークさせると、例えば往
動ストロークのみが一方向クラッチ２２を介してピニオ
ン２３に伝達され、ピニオン２３及び回転軸２０が所定
の回転方向へ所定角度（単位ピッチ角）だけ回転され
る。

【００２３】この回転が第１及び第２の交差軸歯車２
６，２７の何れか一方を介して、第３の交差軸歯車３２
へ順回転又は逆回転として伝達され、これに伴って、ね
じ軸３１が順回転又は逆回転する。ねじ軸３１の回転方
向に応じて、直進カムとしての楔状部材３３がＸ方向又
は反Ｘ方向に沿って進退され、取付体３３の高さが１段
階分（単位ピッチ）だけ調整されることになる。これを
繰り返すことで、支点Ａの高さを所望に調整することが
できる。

【００２４】図１を参照して、他方の第１の駆動機構７
についても、上述した第１の駆動機構６と全く同様の構
成であり、支点Ｂの高さを所望に調整することができ
る。そして、可動の支点Ａ及びＢの高さ位置が決まるこ
とで、これらの支点Ａ及びＢと固定の支点Ｄとの３点に
て、取付体３の姿勢を一義的に決定することが可能にな
る。なお、図３及び図４に示すように、各側板２８，２
９の近傍位置にはそれぞれ例えば近接センサからなる位
置センサ５７，５８が配置されている。調整前の無負荷
の（取付体３やワークの荷重が負荷されない）状態で、
ねじ軸３１を駆動し、楔状部材３３の端部３３ｄ（３３
ｅ）がこれに対応する位置センサ５７（又は）５８に近
接する位置まで移動させ、これを調整前の楔状部材３３
のホームポジションとする。そして、このホームポジシ
ョンを基準にして、必要な距離だけ楔状部材３３を移動
させて調整を実施することになる。

【００２５】図５を参照して、ベース２の四角環状をな
す周側壁２ａ上には、共に円孔付きの矩形板からなる上
板３６及び中間板３７がこれらを貫通するボルト２００
により固定されている。上板３６は小径部３８ａ及び大
径部３８ｂを有する段付き状の円孔３８を有し、中間板
３７は上板３６の大径部３８ｂよりも小径の円孔３９を
有している。図２及び図５を参照して、取付体３は環状
の上板部４０と、この上板部４０の下面に固定される主
体部４１とを有している。主体部４１は、底部４２を有
する筒状部４３と、筒状部４３の開口端に延設される外
向きの環状フランジ４４と、環状フランジ４４の外周を
取り囲み上板部４０に固定される環状板５３とを備え
る。環状フランジ４４及び環状板５３がそれぞれ上板部
４０の下面に沿わされて対応するねじにより上板部４０
に対してねじ締結される。また、底部４２上には上述の
アタッチメント１３がねじ固定されるようになってい
る。

【００２６】図２を参照して、底部４２の下面には中央
部支持機構５の内輪１２の上端面が固定されている。こ
れにより、取付体３、アタッチメント１３及びこのアタ
ッチメント１３に取り付けられたワーク（図示せず）
が、支点Ｃの回りに球面支持されることになる。ただ
し、支点Ｃを含む中央部支持機構５の高さ位置は、上述
した支点Ａ，Ｂ及びＤの３点にて取付体３の高さ位置が
規定されると、これに適合した高さ位置になるようにな
っている。

【００２７】ベース２上に固定された支持台５４によっ
てＸ方向に平行な軸線５５の回りに回転自在なローラ５
６が支持されており、このローラ５６が取付体３の環状
板５３の下面に接触してこれを受けている。ローラ５６
が環状板５３に接する点（線）が高さ固定の支点Ｄを構
成する。また、図２及び図５を参照して、取付体３の上
板部４０の外周は、上板部４０小径部３９ｂに近接する
ように突出する環状突起４５を形成している。環状突起
４５を上下に挟む一対の流体室４６，４７が形成されて
いる。下側の流体室４７は、中間板３７の円孔３９の内
周と環状板５３の外周との間に介在するシール部材４８
と、上板３６の円孔３８の大径部３８ｂとこれに対向す
る環状突起４５の外周との間に介在するシール部材４９
とにより封止されて環状をなす。

【００２８】上側の流体室４６は、ベース２の上板３６
の円孔３８の小径部３８ａとこれに対向する取付板３の
上板部４０の外周との間に介在するシール部材５０と、
上記のシール部材４９とにより封止されて、環状をな
す。図２を参照して、ベース２の中間板３７に設けられ
る流路５１を介して下側の流体室４７に流体が供給さ
れ、上板３６に設けられる流路５２を介して上側の流体
室４６から流体が排出されると、取付体３が持ち上げら
れて、その環状板５３が各支点Ａ，Ｂ，Ｄのローラ３
５，３５，５６から離れる。そして、支点Ａ，Ｂの高さ
位置が調整された後、上側の流体室４６に流体が供給さ
れると共に下側の流体室４７から流体が排出されて、取
付体３が押し下げられ、環状板５３が各支点Ａ，Ｂ，Ｄ
のローラ３５，３５，５６に押し付けられ、姿勢調整後
の取付体３の姿勢が保持される。

【００２９】次いで、図６及び図７を参照して、支点Ｃ
（図１参照）を通過する鉛直な軸線の回りに取付体３の
回転位置を調整するための第２の駆動機構８について説
明する。第２の駆動機構８はポール５９を楔状部材６１
により押すことで、ポール５９と共に取付体３を回転変
位させるものである。ポール５９はその軸線が鉛直方向
に延びる円柱形をなし、図２に示される取付体３の環状
板５３の下面に固定される。ポール５９に換えてローラ
を用いても良い。

【００３０】ベース２上に相対向する一対の側板６２，
６３が固定されており、これらの側板６２，６３間に上
記の楔状部材６１が配置されている。この楔状部材６１
のねじ孔６４には、これに螺合してＸ軸方向と平行に延
びる回転軸としてのねじ軸６５が挿通されており、この
ねじ軸６５の一端部６５ａ及び中間部６５ｂがそれぞれ
転がり軸受６６を介して一対の側板６２，６３により回
転自在に支持されている。

【００３１】ねじ軸６５は側板６２を貫通して延設さ
れ、この延設部６５ｃには第１及び第２のピニオン６
７，６８がそれぞれ対応する第１及び第２の一方向クラ
ッチ６９，７０を介して取り付けられている。第１及び
第２の一方向クラッチ６９は互いに逆方向の回転のみを
ねじ軸６５に伝える働きをする。第１及び第２のピニオ
ン６７，６８には、Ｙ方向に平行に延びるラック軸７１
が択一的に噛み合わされるようになっている。ラック軸
７１は流体圧シリンダ７２のロッド７２ａによってＹ方
向に平行な方向に進退駆動される。流体圧シリンダ７２
は、流体圧シリンダ７３のロッド７３ａによってＸ方向
に平行な方向に進退駆動される可動台７４上に固定され
ており、可動台７４を移動させることで、図６及び図７
に示すようにラック７１が第１及び第２のピニオン６
７，６８に択一的に噛み合わされる。

【００３２】楔状部材６１のポール５９に対する接触面
６１ａは鉛直な面からなり、Ｘ方向に平行な方向にいく
したがってねじ軸６５に近づくように傾斜している。ま
た、接触面６１ａの背面６１ｂは、ベース２に固定され
る固定台７５の、Ｘ方向に平行に延びる案内面７５ａに
面接触にて沿わされている。案内面７５ａによって楔状
部材６１のねじ軸６５回りの回動を規制していると共
に、楔状部材６１のねじ軸６５の軸線方向への移動を案
内している。また、固定台７５の背面７５ｂには、上記
の流体圧シリンダ７３が固定されている。

【００３３】なお、図６及び図７に示すように、各側板
６２，６３の近傍位置にはそれぞれ例えば近接センサか
らなる位置センサ７６，７７が配置されている。調整前
の状態で、ねじ軸６５を駆動し、楔状部材６１の各端部
がこれに対応する位置センサ７６（又は７７）に近接す
る位置まで移動させ、これを調整前の楔状部材６１のホ
ームポジションとする。そして、このホームポジション
を基準にして、必要な距離だけ楔状部材６１を移動させ
て調整を実施することになる。

【００３４】ねじ軸６５と楔状部材６１のねじ孔６４と
によって、運動方向変換機構ＣＭが構成されている。第
２の駆動機構８を駆動する際には、まず、流体圧シリン
ダ７３を駆動して可動台７４を移動させ、ラック軸７１
を第１及び第２のピニオン６７，６８に択一的に噛み合
わせて図６及び図７の何れか一方の状態とする。次い
で、流体圧シリンダ７２のロッド７２ａを１回、往復ス
トロークさせると、例えば往動ストロークのみが一方向
クラッチ６９（又は７０）を介してピニオン６７（又は
６８）に伝達され、ピニオン６７（又は６８）及びねじ
軸６５が所要の回転方向へ所定角度（単位ピッチ角）だ
け回転される。これにより楔状部材６１が所要の方向に
所定ストローク（単位ピッチ）だけ移動される。これを
１ないし複数回、繰り返すことで、傾斜面からなる接触
面６１ａがポール５９を介して、取付板３を図１におい
て反時計回りに所望の回転角度で回転変位させたり、付
勢部材６０による取付体３の時計回り方向の変位を許容
したりする。

【００３５】次いで、図８（ａ）及び（ｂ）を参照し
て、ロック機構９０について説明する。ロック機構９０
の流体圧シリンダ９３は図示していないがベース２に固
定されている。流体圧シリンダ９３のロッド９４は連結
部９５を介して楔状部材９２を同軸上に連結しており、
ロッド９４と楔状部材９２が一体移動する。楔状部材９
２は先細り状をなし、その先端部に円柱部９６を一体に
形成している。この円柱部９６はベース２にねじ９７に
より固定される案内部材９８の案内孔９９にスライド自
在に挿通されている。

【００３６】一方、一対のローラ９１の一方のローラ９
１は、図示していないが取付板３の下面に支軸１００を
介して回動自在に支持されていると共に、他方のローラ
９１は、ベース２に支軸１００を介して回動自在に支持
されており、両ローラ９１間に楔状部材９２が挿通して
いる。流体圧シリンダ９３が図８（ａ）に示すようにロ
ッド９４を短縮した状態では、楔状部材９２の円錐状テ
ーパ面９２ａと各ローラ９１との間に隙間があり、ロッ
クが解除されて、取付体３の回転変位が許容される。

【００３７】一方、流体圧シリンダ９３が図８（ｂ）に
示すようにロッド９４を伸長した状態では、楔状部材９
２の円錐状テーパ面９２ａが一対のローラ９１間に挟持
され、取付体３の回転位置のロックが達成される。次い
で、本ワーク姿勢調整ユニット１を用いて調整する手順
について説明する。まず、流体室４７に流体を供給する
ことで取付体３の周縁部を持ち上げて、一対の第１の駆
動機構６のローラ３５や固定支点Ｃのローラ５６から取
付体３の環状板５３が離れるようにし、取付体３の自重
による負荷が各駆動機構６，７，８に及ぼされないよう
にして、後に続く、各駆動機構６，７，８による調整が
スムーズに行えるようにしている。

【００３８】次いで、第２の駆動機構８を働かせて取付
体３の支点Ｃ回りの（支点Ｃ及びベース２の中央部を貫
く軸線の回りの）回転位置を微調整する。次いで、第１
の駆動機構６，７によって支点Ａ，Ｂの高さ位置を微調
整する。次いで、流体室４６に流体を供給することで、
取付体３の周縁部を支点Ｃと共に下方へ付勢し、取付体
３が支点Ａ，Ｂ，Ｄにて３点支持されるようにし、取付
体３の水平面に対する傾きを調整してこれをロックする
と共に、ロック機構９０を働かせて、微調整後の取付体
３の回転位置をロックし、微調整が完了する。

【００３９】なお、第２の駆動機構８による回転位置の
調整と、第１の駆動機構６，７による高さ位置の調整を
同時に行うようにしても良い。上記の微調整は、取付体
３に取り付けられたワーク（図示せず）の所定の面（例
えば加工面）の傾き誤差等を測定し、誤差に見合った分
の補正量を加味して、微調整される。例えば、相交差す
る第１及び第２の面を有するワークを対象として、第１
の駆動機構６，７によって第１の面の傾きを調整でき、
第２の駆動機構８によって第２の面の傾きを調整するこ
とができる。

【００４０】本実施の形態によれば、各駆動機構６，
７，８の流体圧シリンダ２５，７２のロッド２５ａ，７
２ａの往復動の何れか一方の動作を択一的に取り出し
て、これを対応する楔状部材３３，６１の直線運動に変
換し、取付体３の所定部の高さや回転位置を調整し、取
付体３及びワークを所要の姿勢に調整することができ
る。小型、軽量で安価な流体圧シリンダ２５，７２を用
いることで、小型、軽量で安価なワーク姿勢調整装置１
を提供することができ、したがって、電動モータを用い
るワーク姿勢調整装置と比較して、重量を例えば１／３
程度にまで軽量化することができる。

【００４１】また、高さ調整後の取付体３の周縁部を流
体室４６内の流体の圧力で下方へ付勢することで、調整
後の取付体３の上下姿勢を保持するようにしているの
で、例えば取付体３の中央部のみに付勢力を及ぼして姿
勢保持する場合と比較して、格段に安定して保持するこ
とができる。また、本実施の形態では、調整前に楔状部
材３３，６１を近接センサからなる位置センサ５７，５
８，７６，７７に近接させるポームポジションに変位さ
せてから、調整を実施するようにした。すなわち、流体
圧シリンダ２５，７２のロッド２５ａ，７２ａの１スト
ロークに対応する楔状部材３３，６１の移動量を予め把
握してあるので、必要な調整量に見合うストローク回数
だけ、ロッド２５ａ，７２ａをストロークさせること
で、精度の良い調整が行える。

【００４２】ただし、位置センサとして、公知のポテン
ショメータやロータリーエンコーダ等の変位センサを用
いて、楔状部材３３，６１の位置を検出し、この検出位
置が所要の位置に到達した時点でロッド２５ａ，７２ａ
のストロークを停止させるようにフィードバック制御す
るようにしても良い。なお、本発明は上記の実施の形態
に限定されるものではなく、例えば、ローラ３５，５６
及びポール５９として円柱形だけでなく、たる形のもの
を用いる等、本発明の範囲で種々の変更を施すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のワーク姿勢調整装置の
模式的平面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】第１の駆動機構の一部破断平面図であり、第１
及び第３の交差軸歯車が互いに噛み合った状態を示して
いる。

【図４】第１の駆動機構の一部破断平面図であり、第２
及び第３の交差軸歯車が互いに噛み合った状態を示して
いる。

【図５】ワーク姿勢調整装置の第１の駆動機構を主に含
む要部の縦断面図である。

【図６】第２の駆動機構の一部破断平面図であり、ラッ
ク軸が第１のピニオンに噛み合った状態を示している。

【図７】第２の駆動機構の一部破断平面図であり、ラッ
ク軸が第２のピニオンに噛み合った状態を示している。

【図８】（ａ）及び（ｂ）はロック解除状態及びロック
状態のロック機構をそれぞれ示す概略平面図である。

【符号の説明】

１ワーク姿勢調整装置２ベース３取付体４支持機構５中央部支持機構６，７第１の駆動機構８第２の駆動機構１４可動板２０回転軸２２一方向クラッチ２３ピニオン２４ラック軸２５，７２流体圧シリンダ２５ａ，７２ａロッド２６第１の交差軸歯車２７第２の交差軸歯車３１ねじ軸３２第３の交差軸歯車３３楔状部材（直進カム）３３ｃねじ孔ＣＲ回転方向変換機構ＣＭ運動方向変換機構４６，４７流体室５７，５８位置センサ５９ポール６１楔状部材６４ねじ孔６５ねじ軸６７第１のピニオン６８第２のピニオン６９第１の一方向クラッチ７０第２の一方向クラッチ７１ラック軸７３流体圧シリンダ７３ａロッド７４可動台７６，７７位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C048 BB12 BB20 BC02 DD06 DD12 EE00 3H081 AA23 BB01 CC23 DD18 HH04 3J028 EA25 EB03 EB13 EB18 EB33 EB35 FC40 FC43 FC63 GA25 3J062 AA22 AB03 AB05 AB21 AB31 AC08 BA12 CA17 CC12 CD02 CD22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、ワークを取り付ける取付体と、
ベースと取付体との間に介在して取付体を支持する支持
機構とを備え、支持機構はワークの姿勢を調整するべく取付体を駆動す
る複数の駆動機構を含み、少なくとも一つの駆動機構は、ロッドを所定のストロー
クで直線往復動させることのできる流体圧シリンダと、
この流体圧シリンダのロッドの往動及び復動の何れか一
方の運動のみを伝達する一方向クラッチと、この一方向
クラッチを介して駆動されベースの所定部と取付体の所
定部との間の距離を段階的に調整する楔状部材からなる
直進カムとを含むことを特徴とするワーク姿勢調整装
置。
【請求項２】請求項１において、上記少なくとも一つの
駆動機構は、上記流体圧シリンダのロッドにより往復動
されるラックと、このラックに噛み合うピニオンと、こ
のピニオンから上記一方向クラッチを介して順方向の回
転のみを伝達され、この順方向の回転を順方向及び反対
方向の回転に択一的に変換する回転方向変換機構と、回
転変換機構を介して伝達される回転運動を直進カムの直
線運動に変換する運動方向変換機構とをさらに含むこと
を特徴とするワーク姿勢調整装置。
【請求項３】請求項２において、上記運動方向変換機構
は直進カムのねじ孔に螺合するねじ軸を含み、上記回転方向変換機構は、上記一方向クラッチにより順
方向のみに回転され互いに同軸上に配置されて相対向す
る第１及び第２の交差軸歯車と、これら第１及び第２の
交差軸歯車に択一的に噛み合わされ且つねじ軸と一体回
転する第３の交差軸歯車と、この第３の交差軸歯車を第
１及び第２の交差軸歯車に択一的に噛み合わせるために
第３の交差軸歯車を第１及び第２の交差軸歯車に対して
相対移動させる手段とを含むことを特徴とするワーク姿
勢調整装置。
【請求項４】請求項１において、上記少なくとも一つの
駆動機構は、第１及び第２のピニオンと、第１及び第２
のピニオンに択一的に噛み合わされるラックと、ロッド
によりラックを往復動させる流体圧シリンダと、ラック
を第１及び第２のピニオンに択一的に噛み合わせるため
にラックを第１及び第２のピニオンに対して相対移動さ
せる手段と、第１及び第２のピニオンにそれぞれ対応す
る第１及び第２の一方向クラッチを介して連結される軸
と、この軸の回転を直進カムの直進運動に変換する機構
とを備え、第１及び第２の一方向クラッチは互いに逆方
向の回転のみを許容するようにしてあることを特徴とす
るワーク姿勢調整装置。
【請求項５】請求項１ないし４の何れか一つにおいて、
上記直進カムの位置を検出する手段をさらに備えること
を特徴とするワーク姿勢調整装置。
【請求項６】請求項１ないし５の何れか一つにおいて、
上記取付体の周縁部の全域をベース側へ付勢する圧力流
体が導かれる流体室をさらに備えることを特徴とするワ
ーク姿勢調整装置。