JPH11235632A - ワークの位置決め固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに形成された種々の穴の大きさや形状
等に対応して、ワークを位置決め固定することができる
ワークの位置決め固定装置を提供する。 【解決手段】 爪１が取付けられたブロック１５、ブロ
ック１５を径方向に移動可能に支持する軸方向移動部材
１６、軸方向移動部材１６を所定の弾性力で支持するば
ね２１、爪駆動軸２５を軸方向に移動させる駆動装置２
０、ブロック１５および爪駆動軸２５の傾斜面１５ａ，
２５ａを備えている。爪１の当接部１ａがワークＷの穴
ｈに当接することによりワークＷが位置決めされるよう
に爪１を径方向に移動させ、且つ、ワークＷの穴ｈに対
する当接部１ａの当接により径方向の移動が規制された
後に係合部１ｂが受け面２との間でワークＷを挟持する
ことによりワークＷが固定されるように爪１を軸方向に
移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの位置決め
固定装置に関し、さらに詳しくは、穴が形成されたワー
クを位置決め固定するためのワークの位置決め固定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、実開昭６４−２０
５１４号公報に開示されているように、中空状に形成さ
れたピン本体内に、内周面がテーパ状に形成されてピン
本体の径方向に移動可能な複数の位置決めブロックを設
けるとともに、ピン本体内を軸心方向に移動することに
より、複数の位置決めブロックを径方向に拡開移動せし
める断面ウエッジ状のカムピンを設けたことを特徴とす
るロケートピンが知られている。

【０００３】このものは、２枚のパネル状のワークを位
置決めするためのものであって、これらのパネル状のワ
ークのロケート穴をロケートピンに嵌合してラフな位置
決めをし、カムピンにより複数の位置決めブロックを径
方向に拡開移動せしめることで各位置決めブロックがロ
ケート穴の内周面に密着し、最終的な位置決めをするも
のである。

【０００４】また、別の従来の技術としては、実開昭６
１−９２５３２号公報に開示されているように、穴のあ
いた被固定物（ワーク）の穴の中に、その穴径より小さ
く縮ませておいたコレットを挿入し、そのコレットを軸
方向に引張ることにより拡げ、コレットを被固定物の穴
の縁に引掛けて被固定物を軸方向に引張り固定すること
を特徴とする引張コレットが知られている。

【０００５】このものは、テーパコマは引張ロッドを介
して、エアシリンダにつながっている。割れコレットは
上部が分割されており、半径方向に撓むようになってお
り、非作動時にはＯリングによって先端部直径が縮小さ
れている。また、コレットはばねによって非作動時は上
に持ち上げられている。スピンドルの先端は被固定物が
はまるようにインローを形成してある。そして、スピン
ドル内にコレットが挿通されており、エアシリンダによ
りテーパコマが下降されると、コレットは、半径方向に
拡げられ、スピンドルの内周に当たって開かなくなる
と、バネに打勝って下降し、スピンドルに対してワーク
を軸方向に押付けて固定する。

【０００６】このようにして位置決めされ固定されたワ
ークは、例えば、溶接や切削加工あるいは研削加工等、
種々の加工が施される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
６４−２０５１４号公報に開示されたロケートピンにあ
っては、カムピンにより複数の位置決めブロックを単に
径方向のみに拡開移動せしめ、ロケート穴の内周面に密
着させて２枚のパネル状のワークを単に位置決めのみを
行うものであり、複数の位置決めブロックとゲージプレ
ートとの間にワークをクランプして固定することはでき
なかった。

【０００８】また、実開昭６１−９２５３２号公報に開
示された引張コレットにあっては、スピンドル内にコレ
ットが挿通されていることにより、割れコレットの半径
方向の撓む量が規制されるため、さらには、スピンドル
の先端に被固定物をはめるためのインローが形成されて
いるため、ワークに形成された種々の穴の大きさや形状
等に対応することができないという問題があった。ま
た、このものは、ワークを搬入してあけられた穴をテー
パコマ及びコレットに挿入するのに困難がともない、ま
た、溶接等の加工が完了したワークを搬出する際に、ワ
ークにあけられた穴がコレットのクランプ面に接触する
等の問題もあった。さらに、このものにあっては、割れ
コレット自体の弾性変形により半径方向に撓わむように
されており、ワークの固定を解除する際に割れコレット
を縮径させるためのＯリングを設けなければならないと
いう問題があった。

【０００９】そして、位置決め固定されたワークに例え
ば溶接や切削加工あるいは研削加工等の各種加工を施す
際にスパッタや切粉等の粉塵が生じるが、上記従来の技
術にあっては、いずれのものも、ワークから生じた粉塵
が堆積あるいは付着することによりワークを位置決め等
する際の作動等に弊害が発生するという問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造で、ワークに形成された種々の穴の大き
さや形状等に対応して、ワークを位置決め固定すること
ができるワークの位置決め固定装置を提供することを目
的とする。また、本発明は、各種加工を施す際に生じる
粉塵による弊害を防止することができるワークの位置決
め固定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、穴が形成されたワークを位置決
め固定するための装置であって、ワークの穴に対して径
方向および軸方向に移動可能に設けられワークの穴に当
接する当接部とワークの穴の周囲に係合する係合部とを
有する複数の爪と、該爪の当接部がワークの穴に当接す
ることによりワークが位置決めされるように爪を径方向
に移動させ、且つ、ワークの穴に対する当接部の当接に
より径方向の移動が規制された後に係合部が受け面との
間でワークを挟持することによりワークが固定されるよ
うに爪を軸方向に移動させる爪移動機構と、を備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２の発明は、上記目的を達成
するために、請求項１の発明において、さらに、位置決
め固定されたワークを加工する際に生じる粉塵を除去す
る粉塵除去手段を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明では、爪移動機構によって
各爪は、最初に径方向に移動されて当接部がワークの穴
に当接しワークを位置決めする。そして、ワークの穴に
対して当接部が当接することにより径方向の移動が規制
されると、これに引き続いて、爪移動機構は、各爪を軸
方向に移動させて係合部がワークを受け面との間で挟持
しワークを固定する。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、複数の爪により位置決め固定されたワークに各種
加工を施す場合に生じる粉塵は、粉塵除去手段によって
除去される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るワーク位置決め固定
装置の実施の一形態を、図１ないし図５に基づいて詳細
に説明する。なお、図において同一符号は同一部分また
は相当部分とする。

【００１６】本発明のワーク位置決め固定装置は、概
略、穴ｈが形成されたワークＷを位置決め固定するため
の装置であって、ワークＷの穴ｈに対して径方向（図１
ないし図３における水平方向）および軸方向（図１ない
し図３における垂直方向）に移動可能に設けられワーク
Ｗの穴ｈの周面に当接する当接部１ａとワークＷの穴ｈ
の周囲の面に係合する係合部１ｂとを有する複数の爪１
と、該爪１の当接部１ａがワークＷの穴ｈに当接するこ
とによりワークＷが位置決めされるように爪１を径方向
に移動させ、且つ、ワークＷの穴ｈに対する当接部１ａ
の当接により径方向の移動が規制された後に係合部１ｂ
が受け面２との間でワークＷを挟持することによりワー
クＷが固定されるように爪１を軸方向に移動させる爪移
動機構（後述する）と、を備えている。さらに、本発明
のワーク位置決め固定装置は、位置決め固定されたワー
クＷを加工する際に生じる粉塵を除去する粉塵除去手段
３を備えている。なお、この実施の形態においては、ワ
ークＷが薄板状のものである場合により説明するが、本
発明のワークの位置決め固定装置はこれに限定されるこ
となく、位置決め固定するための穴ｈが形成されている
ものであれば、他の形状のワークにも適用することがで
きる。また、この実施の形態においては、爪１が２つで
ある場合（図４）、および３つである場合（図５）によ
って説明するが、本発明はこれらの爪の数に限定される
ことはない。

【００１７】ワーク位置決め固定装置は、図１に示すよ
うに、胴部９がブラケット１０ａを有する支持柱１０に
ボルト１０ｂによって取付けられている。支持柱１０
は、ワークＷを加工すべく所定の場所に位置するよう
に、床面に、あるいは、所定の場所に移動可能なロボッ
ト等に、ブラケット１０ａが取付けられる（図示は省略
する）。支持柱１０の上端には、ワークＷの受け面２を
有する部材１１を支持する支持部材１２が設けられてい
る。部材１１の中央上部には、ワークＷの穴ｈが挿通さ
れるガイド部材１３がボルト１４によって着脱可能に取
付けられている。ガイド部材１３は、上端に向かって暫
時縮径となるようにテーパ状に形成されている。ガイド
部材１３の断面形状は、位置決め固定されるワークＷの
穴ｈの大きさおよび形状に応じて、円形や楕円形などと
することができる。また、部材１１には、各爪１を収容
する溝１１ａおよび爪１を挿通する穴１１ｂが形成され
ている。穴１１ｂは、図３に示すように、爪１の径方向
の移動が可能なように、溝１１ａと連続して形成されて
いる。

【００１８】各爪１は、図２および図３に示すように、
端部が鈎状に屈曲したように形成されてなるもので、こ
の屈曲した鈎状の部分の下面がワークの穴の周囲に係合
する係合部１ｂとなり、また、係合部１ｂの下方の側面
がワークＷの穴ｈに当接する当接部１ａとなる。屈曲し
た鈎状の部分の側面１ｃは、部材１１の溝１１ａに収容
された際に、ガイド部材１３の側面と同一面を形成する
ように設定されている。各爪１の基端部は、ブロック１
５に挿通されたボルト１５ｄによって、このブロック１
５に取付けられている。

【００１９】ブロック１５は、図２および図３に示すよ
うに、ワーク位置決め固定装置の中心側に傾斜面１５ａ
が形成されている。傾斜面１５ａは、この実施の形態の
場合、下方に向かってワーク位置決め固定装置の中心に
暫時近づくように形成されている。また、図１に示すよ
うに、ブロック１５の両側部には、ガイド溝１５ｂが形
成されている。このように構成されたブロック１５は、
軸方向移動部材１６の上部の溝状に形成された支持部１
６ａに摺動可能に支持され、この支持部１６ａにボルト
１７（図４および図５）によって取付けられた押さえガ
イド部材１８がガイド溝１５ｂに嵌合されている。押さ
えガイド部材１８は、ブロック１５の両側部のガイド溝
１５ｂに個別に嵌合されるようにそれぞれ独立した状態
で構成することもできるが、この実施の形態では、その
ブロック１５の両側部（図１の左右）および各ブロック
１５（図２および図３の左右）の押さえガイド部材１８
が連結部１８ａによって連結された一体状に形成された
ものが用いられている。

【００２０】軸方向移動部材１６の下方は、胴部９内に
軸方向に移動可能にガイドされ、後述する駆動装置２０
の上面との間に設けられた所定の弾性を有するばね２１
によって支持されている。ばね２１と駆動装置２０の上
面との間には、スペーサ２２が介挿されている。スペー
サ２２は、ばね２１の弾性を調節するためのもので、所
定の弾性を得ることができるように所定の厚みを有する
ものが複数用意され、容易に交換することができるよう
に、それぞれ馬蹄形あるいはＵ字状に形成され、駆動装
置２０の駆動軸２０ａの周囲に挿入配置される。

【００２１】駆動装置２０は、この実施の形態の場合、
エアシリンダが用いられている。なお、本発明はこれに
限定されることなく、図示は省略するが、例えば、駆動
軸にラックを設け、モータの回転軸にピニオンを設け、
このピニオンをラックに噛合し、モータを回転駆動する
ことにより駆動軸を軸方向に進退移動させるように構成
し、あるいは、ボールねじなどを用いることもできる。
エアシリンダ２０のピストンロッド（駆動軸）２０ａの
先端にはボルト２３が螺合されている。ボルト２３の頭
部には、軸方向移動部材１６内に嵌挿された爪駆動軸２
５の一端が係合されている。爪駆動軸２５のほぼ中心に
は、ボルトの締付および弛めを操作するための工具を挿
通する軸方向の孔２５ｂが形成されている。

【００２２】爪駆動軸２５の他端には、傾斜面２５ａが
ブロック１５の傾斜面１５ａと平行に形成されている。
そして、傾斜面２５ａには、ブロック１５の傾斜面１５
ａに対して摺動するように摺動ブロック２６が取付けら
れている。摺動ブロック２６の少なくとも水平方向の一
端は、傾斜面２５ａから突出するように形成されてお
り、図３に示すように、ブロック１５の傾斜面１５ａの
側部に設けられた傾斜ガイド溝１５ｃに摺動可能に嵌合
されている。

【００２３】軸方向移動部材１６の外周面には溝１６ｃ
が軸方向に形成されており、この溝１６ｃには支持柱１
０に螺合されたボルト２７の先端が係合されている。こ
れにより、軸方向移動部材１６が軸回りに回転すること
が防止されている。また、ワークＷの受け面２を有する
部材１１とこれを支持する支持部材１２との間に挟持さ
れるように、カバー２８が設けられている。さらに、図
示は省略するが、固定するワークＷの穴ｈの深さ（ワー
クＷの高さ）に応じて駆動手段２０の退縮駆動を制御す
べく爪駆動軸２５の下降位置を検出するセンサが設けら
れ、また、ブロック１５が支持部材１２の下面に接触し
ないようにばね２１の付勢を規制するためのストッパが
設けられている。

【００２４】以上説明したように、爪１が取付けられた
ブロック１５、ブロック１５を径方向に移動可能に支持
する軸方向移動部材１６、軸方向移動部材１６を所定の
弾性力で支持するばね２１、爪駆動軸２５を軸方向に移
動させる駆動装置２０、ブロック１５および爪駆動軸２
５の傾斜面１５ａ，２５ａなどによって、本発明の爪１
の当接部１ａがワークＷの穴ｈに当接することによりワ
ークＷが位置決めされるように爪１を径方向に移動さ
せ、且つ、ワークＷの穴ｈに対する当接部１ａの当接に
より径方向の移動が規制された後に係合部１ｂが受け面
２との間でワークＷを挟持することによりワークＷが固
定されるように爪１を軸方向に移動させる爪移動機構が
構成されている。

【００２５】支持柱１０の上方には通路３０が形成さ
れ、この通路３０にはパイプ３１が連設されている。パ
イプ３１は、支持部材１２に形成された溝内に配置さ
れ、爪１が挿通されている部材１１の孔１１ｂの下方近
傍に先端が位置されている。この実施の形態の場合、通
路３０にはエアコンプレッサなど（図示を省略した）と
管路により接続され、圧縮空気が供給されるようになっ
ている。これにより、粉塵除去手段３が構成されてい
る。本発明の位置決め固定装置では、爪１により位置決
め固定されたワークに溶接などの加工を施す際に生じる
スパッタなどの粉塵は、カバー２８により殆ど装置の内
部に侵入することがないが、部材１１に形成された溝１
１ａと爪１との間を通って孔１１ｂから装置の内部に僅
かに侵入することも考えられる。そこで、この実施の形
態では、通路３０を介してパイプ３１の先端から圧縮空
気を噴射することにより、僅かではあるが部材１１の孔
１１ｂから侵入した粉塵を装置の外へ吹き飛ばすように
構成されている。しかしながら、本発明の粉塵除去手段
３は、この実施の形態に限定されることなく、例えば、
圧縮空気に代えて不活性ガスあるいはクーラントミスト
を含む他の流体などとすることもでき、さらには、これ
らの流体の噴出に代えてパイプの先端から吸引作用を及
ぼすように構成することもできる。

【００２６】次に、以上のように構成された本発明のワ
ークの位置決め固定装置の作動について説明する。ワー
クを位置決め固定するに際しては、最初に、駆動装置２
０は駆動軸２０ａが伸長した状態とされており、したが
って、爪駆動軸２５の傾斜面２５ａの摺動ブロック２６
がブロック１５の傾斜ガイド溝１５ｃに嵌合されている
ことにより、図２に示すように、ブロック１５に取付け
られた爪１は互いに近接し、部材１１の溝１１ａに収容
されて鈎状の部分の側面１ｃがガイド部材１３の側面と
同一面を形成している。この状態でワークＷの孔ｈをガ
イド部材１３に通し、部材１１の受け面にワークＷを載
置する。

【００２７】次いで、駆動装置２０を駆動軸２０ａが退
縮するように駆動する。すると、爪駆動軸２５が下降
し、傾斜面２５ａに取付けられた摺動ブロック２６がブ
ロック１５の傾斜面１５ａに対して押圧しながら摺動す
る。このとき、軸方向移動部材１６は、スペーサ２２を
介して所定の弾性力で付勢するばね２１によって支持さ
れているため、ブロック１５に取付けられた爪１は、軸
方向に移動することなく、図３に鎖線で示すように、当
接部１ａがワークＷの穴ｈの大きさに応じて、穴ｈに当
接して径方向の移動が規制されるまで、互いに離間する
ように径方向に移動することとなる。

【００２８】駆動軸２０ａが退縮するように駆動装置２
０をさらに駆動すると、爪１の当接部１ａがワークＷの
穴ｈに当接して規制されることにより、軸方向移動部材
１６がばね２１の付勢力に抗して下降移動し、これに伴
ってブロック１５に取付けられた爪１が軸方向に移動し
てワークＷの穴ｈの周囲に係合部１ｂが係合し、部材１
１の受け面との間でワークＷを挟持して固定することと
なる。

【００２９】爪１により位置決め固定されたワークＷ
は、溶接や切削加工あるいは研削加工等、種々の加工が
施される。これらの加工の際に生じるスパッタや切粉な
どの粉塵は、大半がカバー２８により装置内に侵入する
ことがなく、仮に部材１１に形成された溝１１ａと爪１
との間を通って孔１１ｂから装置の内部に侵入したとし
ても、粉塵除去手段３のパイプ３１の先端から噴射され
る圧縮空気などにより、カバー２８の下方開口から装置
の外へと排出されるように吹き飛ばされて除去される。

【００３０】加工が完了するなどしてワークＷを解放す
る際には、駆動装置２０を駆動軸２０ａが伸長するよう
に駆動し、爪駆動軸２５を上昇移動させる。すると、最
初にばね２１の付勢力により軸方向移動部材１６が上昇
復帰し、これに伴って、係合部１ｂにより部材１１の受
け面との間でワークＷを挟持していた爪１が軸方向に移
動して解放される。そして、図示しないストッパによっ
て軸方向移動部材１６が上昇端で規制された状態で、さ
らに爪駆動軸２５が上昇移動されると、傾斜面２５ａに
取付けられた摺動ブロック２６の少なくとも一端がブロ
ック１５の傾斜面１５ａの側部に設けられた傾斜ガイド
溝１５ｃに嵌合されていることにより、ブロック１５に
取付けられている爪１が互いに近接するように径方向に
移動し、部材１１の溝１１ａに収容されて鈎状の部分の
側面１ｃがガイド部材１３の側面と同一面を形成する。
したがって、ワークＷは、その穴ｈが爪１の係合部１ｂ
に引っ掛かることなく取り出すことができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ワークの穴に
対して径方向および軸方向に移動可能に設けられワーク
の穴に当接する当接部とワークの穴の周囲に係合する係
合部とを有する複数の爪と、該爪の当接部がワークの穴
に当接することによりワークが位置決めされるように爪
を径方向に移動させ、且つ、ワークの穴に対する当接部
の当接により径方向の移動が規制された後に係合部が受
け面との間でワークを挟持することによりワークが固定
されるように爪を軸方向に移動させる爪移動機構と、を
備えたことにより、簡単な構造で、ワークに形成された
種々の穴の大きさや形状等に対応して、ワークを位置決
め固定することができるワークの位置決め固定装置を提
供することができる。

【００３２】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
に加えて、位置決め固定されたワークを加工する際に生
じる粉塵を除去する粉塵除去手段を備えたことにより、
各種加工を施す際に生じる粉塵による弊害を防止するこ
とができるワークの位置決め固定装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワーク位置決め固定装置の一実施の形
態を示す一部縦断側面図である。

【図２】爪がワークを位置決め固定する前の原位置にあ
る時の図１の縦断正面図である。

【図３】爪がワークを位置決め固定した時の図１の縦断
正面図である。

【図４】爪が２つの場合を示すもので、鎖線の上半分が
図２の状態のときを示し、また、鎖線の下半分が図３の
状態のときを示す平面図である。

【図５】爪が３つの場合を示す平面図である。

【符合の説明】

１ 爪 １ａ 当接部 １ｂ 係合部 ２ 受け面 ３ 粉塵除去手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穴が形成されたワークを位置決め固定す
   るための装置であって、 ワークの穴に対して径方向および軸方向に移動可能に設
   けられワークの穴に当接する当接部とワークの穴の周囲
   に係合する係合部とを有する複数の爪と、 該爪の当接部がワークの穴に当接することによりワーク
   が位置決めされるように爪を径方向に移動させ、且つ、
   ワークの穴に対する当接部の当接により径方向の移動が
   規制された後に係合部が受け面との間でワークを挟持す
   ることによりワークが固定されるように爪を軸方向に移
   動させる爪移動機構と、を備えたことを特徴とするワー
   クの位置決め固定装置。
2. 【請求項２】 さらに、位置決め固定されたワークを加
   工する際に生じる粉塵を除去する粉塵除去手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のワークの位置決め固
   定装置。