TWI440524B

TWI440524B - Workpiece pallet positioning fixture

Info

Publication number: TWI440524B
Application number: TW098102209A
Authority: TW
Inventors: Ichiro Kitaura; Takayuki Munechika
Original assignee: Pascal Eng Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2014-06-11
Also published as: JPWO2009096150A1; US8613434B2; US20100308524A1; JP5357058B2; EP2239089A1; WO2009096150A1; KR101475784B1; EP2239089A4; CN101925439B; TW200940248A; KR20100105858A; ATE554878T1; CN101925439A; EP2239089B1

Description

工件拖板定位固定裝置

本發明係有關於工件拖板定位固定裝置，並有關於藉由包含設置於工件拖板的環構件、和使該環構件卡合而定位且限制旋轉的基底構件之一組裝置，以可將工件拖板進行三維定位且可限制繞著垂直軸心的旋轉之方式構成。

習知，在綜合加工機(機械加工中心machining center)等的工作機械中，供機械加工的工件(workpiece)係以固定於工件拖板的狀態被置入工作機械。為了將該工件拖板以良好的精確度定位固定於工作機械的工作台(table)，可在工作台側裝備具有用以將工件拖板定位之功能的複數夾緊機構。

於專利文獻1之拖板的夾緊裝置中，在工件拖板20之下面的四個部位，固定有形成有錐形孔25或凹部32的母側推拔(錐形)襯套(taper bush)34。在工作台側則設有卡合於四個母側推拔襯套34並藉由鋼球鎖(ball lock)機構夾緊的四組夾緊機構30、31。夾著拖板20的中心之具對角關係的兩組母側推拔襯套34及夾緊機構30，可將工件拖板20定位於垂直方向與水平方向而夾緊。剩餘的兩組母側推拔襯套34及夾緊機構31則可將工件拖板20定位於垂直方向而夾緊。

在專利文獻2之附設設定基準(datum)功能的夾緊裝置中，係將用以定位固定工件拖板3的四組夾緊機構4a、5a、6a、6a設置於基底構件2。在工件拖板3的下部設有與四組夾緊機構4a、5a、6a、6a對應的四個卡合環構件4b、5b、6b、6b。以藉由具對角關係的兩組夾緊機構4a、5a和兩個卡合環構件4b、5b，可將工件拖板3定位於垂直方向與水平方向而夾緊之方式構成，且以藉由剩餘的兩組夾緊機構6a、6a和兩個卡合環構件6b、6b，可將工件拖板3夾緊之方式構成。

由於在此等專利文獻1、2所記載的裝置中，至少設置四組夾緊機構和兩組垂直方向及水平方向的定位機構，故構成將工件拖板定位固定之裝置之整體的零件數量很多，構造亦複雜化，設置空間亦會變大，製作成本亦會變高。

而且，由於係形成將工件拖板的四個部位支持而固定之構造，故難以將工件拖板的中央部牢固地支持，容易產生工件拖板的彈性變形。

於小型的工件拖板之情況，在確保組裝四組夾緊機構的空間方面亦會產生困難。

在專利文獻3所記載的工件保持系統中，設有：基底側的接受體(acceptor)1、和固定於工件拖板的接頭(adapter)74。在比接受體1的中段部靠外周的部分，環狀公多角形構件25係以螺栓固定。在公多角形構件25形成有朝上方小徑化的錐形外周面，且該錐形外周面從俯視看起來係形成為三角形的形狀。

在接頭74上，具有卡合於公多角形構件25的錐形外周面之錐形內周面之母多角形構件87係以螺栓固定，又，抵接於公多角形構件25之上端面的磨損環構件90係以螺栓固定。使工件拖板自接受體1的上方逐漸下降，使工件拖板側之母多角形構件87的錐形內周面卡合於公多角形構件25的錐形外周面，並使磨損環構件90抵接於公多角形構件25的上端面。依此構成，工件拖板被定位於垂直方向和水平方向，並且被限制不會繞著垂直軸心相對旋轉，且藉由包含設置於接受體1之氣缸和壓縮彈簧的鋼球鎖機構，而固定於接受體1。

在專利文獻4所記載的工具組裝品中，係以在工具12的基端部形成剖面為非圓形的錐狀突起15，且在螺栓11形成可供上述錐狀突起15嵌合的錐狀凹部25，使錐狀突起15嵌合於錐狀凹部25並以螺栓固定之方式構成。

【專利文獻1】日本特開平7-314270號公報

【專利文獻2】日本特開2001-38564號公報

【專利文獻3】美國專利第5370378號公報

【專利文獻4】日本專利第2536899號公報

在專利文獻3的工件保持系統中，由於公多角形構件25係為以環狀構件構成並藉由複數螺栓固定於接受體1之構造，故藉由該公多角形構件25與接受體1之間的間隙、公多角構件25與螺栓之間的微間隙等，使錐形外周面的形狀精確度容易降低。母多角形構件87亦為以環狀構件構成並藉由複數螺栓固定於接頭74之構造，故與上述同樣地，錐形內周面的形狀精確度容易降低。其結果，難以將工件拖板相對於接受體1的定位精確度提升至例如2.3μm。

為了使母多角形構件87的錐形內周面與公多角形構件25的錐形外周面卡合成密合狀，必須將磨損環90的厚度進行微調節，而該微調節需耗費許多勞力和時間。更且，將工件拖板搬入而固定時，於錐形外周面與錐形內周面之繞著垂直軸心的旋轉相位具有偏差之情況，恐有錐形外周面與錐形內周面損傷之虞。

由於在鋼球鎖機構中，係將氣缸的活塞桿形成為大徑，且在該活塞桿的外周面部形成球驅動用傾斜部及球退避用凹部，故活塞桿會會大徑化，氣缸會大型化，製作成本會變高。

本發明之目的在於提供一種可提高錐形卡合公部及母部的形狀精確度，並且可以高精確度進行兩面限制及旋轉限制之工件拖板定位固定裝置等。

根據本發明之工件拖板定位固定裝置，係具有設置於工件拖板的環構件和可供該環構件自上方卡合的基底構件，並將環構件相對於基底構件定位於垂直方向與水平方向，且限制環構件相對於基底構件繞著垂直軸心的旋轉之工件拖板定位固定裝置，其特徵為：所述基底構件具備：垂直軸心；Z基準面，用以承接環構件的下端基準面並可定位於垂直方向；以及錐形卡合公部，水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部和複數邊部之正多角形且愈朝上方愈小徑化，且該錐形卡合公部係一體地形成於基底構件，而所述環構件具備：垂直軸心；以及錐形卡合母部，以所述下端基準面與Z基準面成為抵接狀態的方式可卡合於所述錐形卡合公部，且水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部和複數邊部之正多角形，且該錐形卡合母部係一體地形成於環構件，並且，在所述基底構件設有用以固定環構件的夾緊機構，以藉著所述錐形卡合母部的外周側壁部和錐形卡合公部的內周側壁部之至少一者朝徑向的彈性變形，而使所述錐形卡合母部與錐形卡合公部卡合成密合狀之方式構成。

使工件拖板卡合於基底構件而定位時，藉由使設置於工件拖板之環構件的錐形卡合母部卡合於基底構件的錐形卡合公部，並以基底構件的Z基準面承接環構件的下端基準面，即可定位於水平方向和垂直方向。於該狀態下，藉由夾緊機構可將工件拖板固定於基底構件。由於錐形卡合公部的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部和複數邊部之正多角形，故具有複數圓弧狀角部和複數邊部的錐形卡合母部不會相對於錐形卡合公部繞著垂直軸心進行相對旋轉。

根據本發明，由於基底構件的錐形卡合公部係一體地形成於基底構件，故可減少錐形卡合公部之製作誤差產生因素以提高錐形卡合公部的形狀精確度。同樣地，由於環構件的錐形卡合母部係一體地形成於環構件，故可減少錐形卡合母部之製作誤差產生因素以提高錐形卡合母部的形狀精確度。

環構件的錐形卡合母部係於使下端基準面抵接於Z基準面的狀態下可卡合於錐形卡合公部，並藉著錐形卡合母部的外周側壁部和錐形卡合公部的內周側壁部之至少一者朝徑向的彈性變形，而成為錐形卡合母部與錐形卡合公部卡合成密合狀之構成，故經由該彈性變形可達成兩面限制。因此，不用將下端基準面或Z基準面的高度方向位置進行微調節，且不用在錐形卡合公部和錐形卡合母部之任一者使用可動構件，即可確實地達成兩面限制。

由於錐形卡合公部係水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部和複數邊部之正多角形且愈朝上方愈小徑化之構造，故藉著錐形卡合公部和錐形卡合母部的卡合，可確實地限制工件拖板相對於基底構件的旋轉。

本發明除了所述構成外，亦可採用如次之各種構成。

(1)所述夾緊機構具有：夾緊用油壓缸、以及設置於基底構件與環構件的鋼球鎖機構。根據該構成，可藉由基底構件的Z基準面與環構件的下端基準面、錐形卡合公部與錐形卡合母部進行兩面限制，且可藉由錐形卡合公部與錐形卡合母部進行旋轉限制，並且可將環構件牢固地固定於基底構件。

(2)所述鋼球鎖機構具有：筒部，形成於所述基底構件的上端部分，並插入於環構件的圓形開口；複數球保持孔，形成於該筒部；複數球，以可朝徑向移動的方式分別保持於該等複數球保持孔；複數球收容溝，以與複數球保持孔對應的方式形成於所述環構件之上端部的內周部；圓板構件，設置於油壓缸之活塞桿的上端部，並可上下滑動自如地配設於筒部；以及複數球驅動用傾斜部及複數球退避用凹部，以與複數球保持孔對應的方式形成於該圓板構件的外周部。根據該構成，由於該鋼球鎖機構具備有以與複數球保持孔對應的方式形成於環構件之上端部內周部的複數球收容溝，故球係以線接觸狀態而非以點接觸狀態抵接於球收容溝，故難以產生因球所致之壓痕，耐久性得以提升。由於在該油壓缸之活塞桿的上端部設有圓板構件，且將該圓板構件以可上下滑動自如的方式配設於筒狀部的內側，並設有以與複數球保持孔對應的方式形成於該圓板構件的外周部之複數球驅動用傾斜部及複數球退避用凹部，故可將活塞桿的大部分小徑化，並可達成油壓缸的小型化。

(3)所述錐形卡合公部係位於比連結所述複數球和Z基準面的徑向中央之圓錐面靠內周側之處。根據該構成，於使工件拖板卡合於基底構件之際，由於會作用使錐形卡合母部朝內周側推壓的力，故可促進錐形卡合母部的複數邊部與錐形卡合公部的複數邊部之至少一者的彈性變形，且可使錐形卡合母部與錐形卡合公部卡合成密合狀。

(4)設置於所述基底構件的筒部之所述複數球保持孔和複數球係位於與所述錐形卡合公部之複數邊部的中央部對應之處。根據該構成，於藉由複數鋼球鎖機構夾緊之際，可將錐形卡合母部的複數邊部推壓至錐形卡合公部的複數邊部，可使錐形卡合母部密合於錐形卡合公部。

(5)設有：環狀氣體室，形成於所述基底構件和圓板構件之間，並供給加壓氣體；複數氣體噴嘴，在所述筒部與所述氣體室形成為連通狀；複數水平氣體噴嘴，用以對所述下端基準面和Z基準面之間噴吹氣體；以及複數氣體通路，用以將加壓氣體自所述氣體室供給至所述複數水平氣體噴嘴。根據該構成，因於使環構件卡合於基底構件而夾緊之際，將加壓氣體供給至氣體室，自複數水平氣體噴嘴噴出加壓氣體以對下端基準面和Z基準面噴吹氣體，故在其等間不會卡住切削粉等的異物。同樣地，由於係使加壓氣體自複數氣體噴嘴噴出，以對錐形卡合公部和錐形卡合母部噴吹氣體，故在錐形卡合公部和錐形卡合母部之間不會卡住切削粉等的異物。因為係自水平氣體噴嘴，朝向Z基準面的整個區域廣角地噴吹氣體，故可提升氣體噴吹作用。

(6)所述環構件具有彈性變形促進部，該彈性變形促進部係用以促進與所述錐形卡合公部卡合成密合狀時之朝徑擴大方向的彈性變形。根據該構成，藉由該彈性變形促進部，可促進環構件之錐形卡合母部的彈性變形

(7)所述彈性變形促進部具備有：於圍繞所述錐形卡合母部的壁部，形成為下端敞開狀之俯視看起來呈圓弧狀的複數圓弧溝。根據該構成，由於該彈性變形促進部具備有於錐形卡合母部的壁部形成為下端敞開狀之俯視看起來呈圓弧狀的複數圓弧溝，故為簡單構造的彈性變形促進部。

(8)所述彈性變形促進部具備有：於圍繞所述錐形卡合母部的壁部，形成為上端敞開狀之俯視看起來呈圓弧狀的複數圓弧溝。根據該構成，由於該彈性變形促進部具備有於錐形卡合母部的壁部形成為上端敞開狀之俯視看起來呈圓弧狀的複數圓弧溝，故為簡單構造的彈性變形促進部。

(9)所述彈性變形促進部具備有：於圍繞所述錐形卡合母部的壁部，形成為下端敞開狀的環狀溝。根據該構成，由於該彈性變形促進部具備有形成於錐形卡合母部的壁部之下端敞開狀的環狀溝，故為簡單構造的彈性變形促進部。

(10)所述彈性變形促進部係在比所述環狀溝靠內周側的環狀壁，於圓周方向隔著適當間隔具備有朝徑向的複數狹縫(slit)。根據該構成，由於該彈性變形促進部係在比環狀溝靠內周側的環狀壁，於圓周方向隔著適當間隔具備有朝徑向的複數狹縫，故更加容易彈性變形。

(11)所述彈性變形促進部具備有：比所述環狀溝靠內周側的環狀壁；以及在環狀溝的上方附近部，於上下方向形成為扁平狀的環狀溝。根據該構成，由於該彈性變形促進部具備有：比環狀溝靠內周側的環狀壁；以及在環狀溝的上方附近部，於上下方向形成為扁平狀的環狀溝，故可進一步促進彈性變形。

(12)所述彈性變形促進部具備有：在圍繞所述錐形卡合母部的壁部，於圓周方向隔著適當間隔所形成之朝徑向的複數狹縫。根據該構成，由於該彈性變形促進部具備有：在錐形卡合母部的壁部，於圓周方向隔著適當間隔所形成之朝徑向的複數狹縫，故錐形卡合母部的壁部可容易在圓周方向彈性變形，可容易朝徑擴大方向彈性變形。

(13)在所述基底構件設有垂直方向的複數定位銷，且在所述環構件設有可供其等定位銷插入的複數銷孔。根據該構成，於使環構件卡合於基底構件之際，藉由所述定位銷和銷孔，於使繞著垂直軸心的相位角一致的狀態下，可使錐形卡合母部卡合於錐形卡合公部，所以可確實地防止錐形卡合公部和錐形卡合母部的損傷。

(14)在所述基底構件設有垂直方向的複數定位銷，在所述工件拖板設有可供具等定位銷插入的複數銷孔或缺口孔。根據該構成，於使工件拖板卡合於基底構件之際，藉由所述定位銷和銷孔或缺口孔，於使繞著垂直軸心的相位角一致的狀態下，可使錐形卡合母部卡合於錐形卡合公部，所以可確實地防止錐形卡合公部和錐形卡合母部的損傷。

(15)所述錐形(推拔)卡合公部之水平剖面的正多角形係具有八個圓弧狀角部和八個連部的正八角形。根據該構成，該錐形卡合公部之水平剖面的正多角形雖為具有八個圓弧狀角部和八個連部的正八角形，但因該八角形為接近圓形的形狀，故於錐形卡合公部的壁部不易產生浪費，且有利於小型化。

(16)所述錐形卡合公部之水平剖面的正多角形係具有六個圓弧狀角部和六個連部的正六角形。根據該構成，該錐形卡合公部之水平剖面的正多角形雖為具有六個圓弧狀角部和六個連部的正六角形，但因該六角形為接近圓形的形狀，故於錐形卡合公部的壁部不易產生浪費，且有利於小型化。

(17)所述油壓缸具備有用以將所述鋼球鎖機構進行夾緊驅動的皿形彈簧積層體。根據該構成，藉由皿形彈簧積層體的彈力可使球抵接於球收容溝而夾緊。

(18)所述油壓缸具有可供給油壓的油壓作動室，而該油壓係用以將所述鋼球鎖機構進行解除夾緊驅動。根據該構成，藉由油壓可使球移動至球保持孔而解除夾緊。

(19)所述鋼球鎖機構具有：筒部，形成於所述基底構件的上端部分，並插入於環構件的圓形開口；複數球保持孔，形成於該筒部；複數球，以可朝徑向移動的方式分別保持於此等複數球保持孔；複數球收容溝，以與複數球保持孔對應的方式形成於所述環構件之上端部的內周部；所述油壓缸的環狀活塞構件；以及複數球驅動用傾斜部及複數球退避用凹部，以與複數球保持孔對應的方式形成於該環狀活塞構件之環狀活塞桿的外周部。根據該構成，由於該鋼球鎖機構具備有：以與複數球保持孔對應的方式形成於環構件之上端部內周部的複數球收容溝，故球係以線接觸狀態而非點接觸狀態抵接於球收容溝，所以難以產生因球所致之壓痕，耐久性得以提升。由於該油壓缸具有環狀活塞構件，且在該環狀活塞構件之環狀活塞桿的外周部設有：以與複數球保持孔對應的方式所形成之複數球驅動部及複數球退避部，故可在環狀活塞構件的軸心附近部設置貫通孔。

(20)設有：中心筒部，被插入於所述環狀活塞構件的活塞部且在中心具有貫通孔；以及底蓋構件，與該中心筒部一體形成，用以塞住油壓作動室的底部並固定於基底構件。根據該構成，可利用該貫通孔使軟管(hose)或電性信號纜線等插通，並可有效地活用空間。

(21)所述錐形卡合公部之所述水平剖面的複數邊部係分別形成為稍微朝外側鼓起的圓弧狀。根據該構成，於錐形卡合公部與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，錐形卡合公部的邊部與錐形卡合母部的邊部的接觸面積會增加，可將環構件以高精確度定中心(centering)，並可提升向心性。

(22)所述錐形卡合公部之所述水平剖面的複數邊部係分別形成為直線狀。根據該構成，於錐形卡合公部與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由複數邊部之各直線狀的形狀，可使旋轉限制力提升。

(23)所述錐形卡合母部之所述水平剖面的複數邊部分別具有：形成於其中央部的避開凹部、和形成於該避開凹部的兩側之一對卡合密合部。根據該構成，於錐形卡合公部與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由一對卡合密合部使密合部位的數量成為兩倍，可提升朝水平方向的定位精確度和旋轉限制力。又，因藉由在邊部設有避開凹部而使一對卡合密合部的壓縮應力增大，故可促進朝徑擴大方向的彈性變形並可提升密合性。再者，由於不需要將避開凹部的表面進行研磨加工，故可降低研磨加工成本。

(24)所述錐形卡合公部之所述水平剖面的複數邊部分別具有：形成於其中央部的避開凹部、和形成於該避開凹部的兩側之一對卡合密合部。根據該構成，於錐形卡合公部與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由一對卡合密合部使密合部位的數量成為兩倍，可提升朝水平方向的定位精確度和旋轉限制力。又，因藉由在邊部設有避開凹部而使一對卡合密合部的壓縮應力增大，故可促進朝徑縮小方向的彈性變形並可提升密合性。再者，由於不需要將避開凹部的表面進行研磨加工，故可降低研磨加工成本。

以下，依據實施例，說明實施本發明之最佳型態。

[實施例1]

首先，就工件拖板1進行說明。

如圖1、圖2所示，工件拖板1係用以固定供綜合加工機(machining center)等工作機械之機械加工的工件(workpiece)。工件拖板1係藉由工件拖板定位固定裝置2(以下，稱為定位固定裝置2)，對於工作機械的工作台(或工作台相當構件)定位固定於垂直方向和水平方向上，並且用以限制工件拖板1相對於上述工作台繞著垂直軸心的旋轉。

工件拖板1係由：從俯視看起來由正方形的鋼製板構件所構成之拖板本體1a、和以複數螺栓4a固定於該拖板本體1a下部之環構件4所構成。環構件4的垂直軸心4b係貫通拖板本體1a的中心，環構件4的外徑係拖板本體1a的寬度之約2/3～4/5左右。於環構件4上形成有圓形開口4c(參照圖5)，該圓形開口4c具有環構件4之直徑之約0.5～0.6倍的直徑。在該圓形開口4c的上方附近，於拖板本體1a的下面部，形成有比圓形開口4c稍微大徑的圓形凹部1b。圓形凹部1b和圓形開口4c係朝下方形成有開口。

其次，參照圖1～圖5，說明定位固定裝置2的整體構成。

定位固定裝置2具有：固定於上述工作台的基底側單元3、和設置於工件拖板1的環構件4。基底側單元3具備有：下部基底構件5、以複數螺栓7固定於該下部基底構件5的基底構件6、和將環構件4以可解除固定之方式固定於該基底構件6的夾緊機構8。下部基底構件5係以複數螺栓固定於工作機械的工作台。此外，亦可將下部基底構件5與工作台一體形成。

其次，就基底構件6進行說明。

如圖1～圖4所示，基底構件6具備有：垂直軸心6a；Z基準面10，用以承接環構件4的下端基準面9並可定位於垂直方向；錐形卡合公部11，水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部11a、和稍為朝外側鼓起的複數邊部11b之正多角形且愈向上方愈小徑化；以及筒部6b，可插入於環構件4的圓形開口4c。該錐形卡合公部11係一體形成於基底構件6。垂直於錐形卡合公部11的傾斜角係以7°～12°左右為佳。錐形卡合公部11的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的八個圓弧狀角部11a、和稍為朝外側鼓起的八個邊部11b之正八角形。八個邊部11b係朝外側緩緩地彎曲成微小曲率的圓弧狀曲弧。錐形卡合公部11係位於比連結後述八個鋼球鎖(ball lock)機構15的球24與Z基準面10之徑向中央的圓錐面靠內周側之處。

基底構件6係以複數螺栓7固定於下部基底構件5。Z基準面10係在比基底構件6的上面中之錐形卡合公部11靠外側的部分，形成俯視看起來開角呈45°的圓弧狀。Z基準面10係以與錐形卡合公部11之邊部11b對應的方式在圓周方向等間隔地形成於四個部位。在比此等Z基準面10靠內側之處，形成有淺環狀凹溝10a。在夾著軸心6a而對向的一對Z基準面10，形成有用以噴出加壓氣體的就座確認噴嘴12。朝此等就座確認噴嘴12供給加壓氣體的氣體通路12a係形成於基底構件6和下部基底構件5。該氣體通路12a係與加壓氣體供給源及壓力開關連接，藉由壓力開關來檢測氣體通路12a之氣壓的變化，並由該氣壓的變化確認環構件4的下端基準面9已就座於四個Z基準面10。

繼之，就環構件4進行說明。

如圖1～圖3、圖5所示，環構件4具有：垂直軸心4b；環狀下端基準面9；以及錐形卡合母部13，以該環狀下端基準面9與基底構件6的Z基準面10成為抵接狀態之方式可自上方卡合於錐形卡合公部11，且水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部13a和複數邊部13b之正多角形。錐形卡合母部13係藉著錐形卡合母部13的外周壁部朝徑擴大方向的彈性變形，而與錐形卡合公部11卡合成密合狀。該錐形卡合母部13係一體形成於環構件4。該錐形卡合母部13的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的八個圓弧狀角部13a、和稍為朝外側鼓起的八個邊部13b之正八角形。錐形卡合母部13愈朝上方愈小徑化(參照圖5)。八個邊部13b係朝外側緩緩地彎曲成微小曲率的圓弧狀曲弧。環構件4係藉由複數螺栓4a固定於拖板本體1a。在環構件4的下面部，於環狀下端基準面9的內側形成有淺環狀凹部9a。此外，於錐形卡合公部11與錐形卡合母部13卡合成密合狀之際，亦可為圓弧狀角部11a隔著微小間隙卡合於圓弧狀角部13a之構造，亦可為卡合成密合狀之構造。

繼之，就夾緊機構8進行說明。

如圖1、圖2所示，夾緊機構8係用以將工件拖板1經由環構件4固定於基底構件6。該夾緊機構8具備有：夾緊用油壓缸14、和設置於基底構件6與環構件4的鋼球鎖(ball lock)機構15。夾緊用油壓缸14具備有：形成於下部基底構件5與基底構件6的缸內徑(cylinder bore)16；可朝上下方向移動自如地裝設於該缸內徑16的活塞構件17；解除夾緊用油壓作動室18；連接至外部油壓供給源的油壓供給路19；形成於活塞構件17與基底構件6的環狀彈簧收容室20；以及裝設於該彈簧收容室20之壓縮狀態的皿形彈簧積層體21。與彈簧收容室20連接的吐氣吸氣用氣體通路22係形成於基底構件6。

繼之，就鋼球鎖機構15進行說明。

如圖1、圖4、圖5所示，鋼球鎖機構15具備有：八個球保持孔23，形成於基底構件6的筒部6b；八個球24(鋼球)，以可朝徑向移動的方式裝設於此等球保持孔23；八個球收容溝25，以與八個球保持孔23對應的方式形成於環構件4之上端部的內周側部分；圓板構件26，設置於活塞構件17之活塞桿17a的上端部分，且以可朝上下方向滑動自如的方式內嵌於筒部6b；以及八組球驅動用傾斜部27及球退避用凹部28，以與八個球保持孔23對應的方式形成於該圓板構件26的外周部。此等八個球保持孔23和八個球24係位於與錐形卡合公部11之八個邊部11b的中央部對應之處。

球收容溝25係形成為可收容球24的下端部之傾斜的部分圓筒溝。圓板構件26係於使八組球驅動用傾斜部27及球退避用凹部28對應於八個球保持孔23的狀態下，藉由螺帽構件29固定於活塞桿17a的上端部分。螺帽構件29具有用以供工具(tool)卡合的複數孔29a。

於供給油壓至油壓作動室18以使活塞構件17保持在上升位置，並使八個球24部分地退避至八個球退避用凹部28的狀態下，使工作拖板1的環構件4自上方卡合於基底構件6。繼之，若將油壓作動室18的油壓切換成排出壓(drain)時，活塞構件17藉由皿形彈簧積層體21的彈力而下降驅動。於該下降驅動時，如圖1所示般，因為藉由八個球驅動用傾斜部27可使八個球24朝徑向外側驅動而卡合於八個球收容溝25而將該等球收容溝25向下推壓，故可藉由夾緊機構8使環構件4夾緊於基底側單元3。於進行解除夾緊時，若供給油壓至油壓作動室18時，活塞構件17會上升，使八個球24部分地退避至八個球退避用凹部28，而解除夾緊。

繼之，就氣體噴吹(air blow)機構進行說明。

如圖1、圖4所示，在基底構件6與圓板構件26之間，形成有環狀氣體室30，並形成有將加壓氣體供給至該氣體室30的氣體供給路31。該氣體供給路31係經由形成於下部基底構件5內的氣體通路31a連接至加壓供給源，可將加壓氣體供給至該氣體室30。

為了對下端基準面9與Z基準面10之間及下端基準面9與基底構件6之間的切削粉等異物噴吹氣體，形成有：自氣體室30供給加壓氣體的八條氣體通路32；和分別與該等氣體通路32連接的狹縫狀水平氣體噴嘴32a。水平氣體噴嘴32a係以可對Z基準面10的整面噴吹氣體的方式形成為厚度較小的部分圓形。

為了對錐形卡合公部11與錐形卡母部13之間噴吹氣體，在筒部6b的下端部，形成有與氣體室30連接的八個氣體噴嘴33。一邊自此等氣體噴嘴33噴出加壓氣體，一邊使環構件4逐漸卡合於基底構件6時，錐形卡合公部11與錐形卡母部13之間的狹窄間隙可強力地噴吹氣體，以將切削粉等的異物去除。

繼之，就工作拖板定位固定裝置2的作用、效果進行說明。

將固定有工件(workpiece)的工件拖板1定位固定於工作機械的工作台時，於供給油壓至夾緊機構8之油壓作動室18的狀態下，使環構件4卡合於基底構件6。此時，係在一邊供給加壓氣體至氣體室30下進行。

此時，使環構件4和基底構件6於繞著軸心旋轉的旋轉相位一致的狀態下卡合，成為錐形卡母部13輕輕地抵接於錐形卡合公部11，且環構件4的下端基準面9輕輕地抵接於八個Z基準面10之狀態。繼之，若將油壓作動室18的油壓切換成排出壓時，則如上所述般成為使環構件4夾緊於基底側單元3的夾緊狀態。此時，錐形卡母部13係經由其錐形卡母部13的外周側壁部的微小彈性變形而與錐形卡合公部11成為密合狀態，且下端基準面9係與Z基準面10成為密合狀態。

藉由使下端基準面9密合於Z基準面10，可以高精確度將工件拖板1定位於垂直方向(Z方向)。藉由使錐形卡母部13密合於錐形卡合公部11，可以高精確度使工件拖板1定位於水平方向。再者，可將工作拖板1相對於基底構件6之繞著垂直軸心的旋轉相位以高精確度定位，並可限制工件拖板1，使其不會相對於基底構件6繞著軸心旋轉。依此方式，不用將下端基準面9或Z基準面10的高度方向位置進行微調整，且不用在錐形卡合公部11與錐形卡母部13之任一者使用可動構件，即可確實地達成兩面限制。

由於工件拖板1具有固定於該工件拖板1的環構件4，且錐形卡合母部13係一體形成於該環構件4，故比在工件拖板1直接形成錐形卡合母部13更可降低製作成本。由於錐形卡合公部11與錐形卡母部13的水平剖面係具有八個圓弧狀角部11a、13a與八個邊部11b、13b的正八角形，故為非圓形的正多角形並接近圓形的形狀，所以錐形卡合公部11與錐形卡母部13之壁部的浪費或空間的浪費非常少，有利於裝置的小型化，且在製作成本方面亦有利。

由於錐形卡合公部11的八個邊部11b係分別形成為朝外側稍微鼓起的圓弧狀，且錐形卡合母部13的八個邊部13b係分別形成為朝外側稍微鼓起的圓弧狀，故於錐形卡合公部11與錐形卡合母部13卡合成密合狀之際，邊部11b與邊部13b的接觸面積會增加，可以高精確度將環構件4定中心(centering)，並可提升向心性。

由於錐形公部11係位於比連結複數球24和Z基準面10之徑向中央的圓錐面靠內周側之處，故於使環構件4卡合於基底構件6而夾緊之際，會作用使錐形卡合母部13的八個邊部13b朝內周側推壓的力。因此，可促進錐形卡合母部13之八個邊部13b的外周側壁部朝徑擴大方向的彈性變形，並可使八個邊部13b與八個邊部11b卡合成密合狀。

由於八個球保持孔23與八個球24係位於與錐形卡合公部11之八個邊部11b的中央部對應之處，故於藉由鋼球鎖機構8夾緊之際，可確實地將錐形卡合母部13的八個邊部13b推壓至錐形卡合公部11的八個邊部11b。因此，可使錐形卡合母部13密合於錐形卡合公部11。

於使環構件4卡合於基底構件6而藉由夾緊機構8夾緊之際，由於係將加壓氣體供給至氣體室30，並自八個水平氣體噴嘴32a噴出加壓氣體以對下端基準面9與Z基準面10噴吹氣體，故於其等之間不會卡住切削粉等異物。同樣地，由於係自八個氣體噴嘴33噴出加壓氣體，以對錐形卡合公部11與錐形卡合母部13噴吹氣體，故在錐形卡合公部11與錐形卡合母部13之間，不會卡住切削粉等的異物。因為係自水平氣體噴嘴32a朝Z基準面10的整個區域廣角地噴吹氣體，故可提升氣體噴吹作用。

於解除夾緊機構8所產生的夾緊之際，如上所述般，將油壓供給至油壓作動室18，可使八個球24退避至八個球退避用凹部28，並且使活塞桿17a的上端抵接於工件拖板1之圓形凹部1b的上端壁面而往上推。依此，可使錐形卡合母部13與錐形卡合公部11的卡合分離而解除夾緊。於夾緊狀態時，由於球24係藉由球收容溝25以圓弧接觸狀態被承接，故於環構件4不易產生因球24所形成的壓痕，耐久性得以提升。而且，因卡合於八個球收容溝25，故藉由此等構成，亦可限制工件拖板1，使其不會相對於基底構件6繞著軸心旋轉。

更且，由於在夾緊機構8之活塞桿17a的上端部，設有圓板構件26，且在該圓板構件26的外周部，形成有八個球驅動用傾斜部27及八個球退避用凹部28，故可將活塞桿17a的大部分小徑化，並可將油壓缸14小型化、輕量化。由於係有效利用圓板構件26以形成氣體室30，故可將氣體噴吹用之氣體供給路的構成簡單化。

以下，就部分變更上述工件拖板定位固定裝置2的各種實施例及部分變更此等實施例的各種實施例進行說明，但與先前之實施例相同的構成要素係附註相同的參照符號以省略說明，僅就相異的構成要素進行說明。

[實施例2]

如圖6所示，錐形卡合公部11Z係軸心方向的長度較小的錐形卡合公部11Z，形成為與環構件4的下端部對應之錐形卡合公部11Z。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例3]

如圖7、圖8所示，於基底構件6A，固定有相對於軸心6a對稱地設置之垂直的一對定位銷40。於環構件4A，形成有供定位銷40插入的一對銷孔41。於定位銷40的上端部，形成有圓錐狀的錐形部40a。藉由使此等定位銷40嵌合於銷孔41，可使工件拖板1A相對於基底構件6A繞著軸心的旋轉相位正確地定位。

因此，於使錐形卡合母部13卡合於錐形卡合公部11之際，可在使錐形卡合母部13的複數圓弧狀角部13a與錐形卡合公部11的複數圓弧狀角部11a一致的狀態下對準旋轉相位。而且，由於在未對準旋轉相位的狀態下，無法使錐形卡合母部13卡合於錐形卡合公部11，故可防止於旋轉相位不一致的狀態下卡合而產生之錐形卡合母部13或錐形卡合公部11的損傷。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例4]

如圖9、圖10所示，為達成與實施例3相同之目的，在基底構件6B固定有相對於軸心6a對稱地設置之垂直的一對定位銷42。環構件4B係形成為較一對定位銷42之間的距離更小徑。於工件拖板1B形成有供一對定位銷42卡合的一對缺口孔43。於定位銷42的上端部，形成有錐形部42a。由於缺口孔43係貫通至工件拖板1B的上端，故有利於使一對缺口孔43的位置與一對定位銷42的位置對準。此外，亦可形成銷孔來取代缺口孔43。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例5]

如圖11所示，為了以ATC[自動換刀裝置)的臂構件把持工件拖板1C，在環構件4C的外周部，形成有剖面梯形的把持溝44。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例6]

如圖12、圖13所示，環構件4D具有：於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，用以促進錐形卡合母部13的外周側壁部朝徑擴大方向之彈性變形之彈性變形促進部50。該彈性變形促進部50具有：於圍繞錐形卡合母部13的壁部，形成為下端敞開狀之俯視看起來呈圓弧狀的八個圓弧溝51。在圓弧溝51與鄰接的圓弧溝51之間，形成有圓弧溝51之圓周方向長度約一半之圓周方向長度的肋壁53，且在八個圓弧溝51的內側形成有具有某程度之剛性的環狀壁52。

於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，藉著八個肋壁53與環狀壁52朝徑擴大方向的彈性變形卡合成密合狀，可以良好的精確度定位於水平方向。此外，肋壁53係形成於與水平剖面之正八角形之圓弧狀角部對應的圓周方向位置。圓弧溝51的數量並未限定於八個，亦可為未滿八個，亦可為九個以上。

如上所述，因設有彈性變形促進部50，故於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，可促進圍繞錐形卡合母部13的壁部朝徑擴大方向的彈性變形。更且，因藉由適當地設定複數肋壁53的總長度相對於全周的比例，可適當地設定八個肋壁53和環狀壁52之剛性與彈性變形性，故設計的自由度優良。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例7]

如圖14、圖15所示，環構件4E具有：於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，用以促進錐形卡合母部13的外周側壁部的彈性變形之彈性變形促進部50A。該彈性變形促進部50A具有：於圍繞錐形卡合母部13的壁部，形成為上端敞開狀之俯視看起來為圓弧狀的八個圓弧溝54。在圓弧溝54與鄰接的圓弧溝54之間，形成有圓弧溝54之圓周方向長度約一半之圓周方向長度的肋壁55。在八個圓弧溝54的內側形成有具有某程度之剛性的環狀壁69。在八個圓弧溝54的下側形成有與環狀壁69為相同程度之厚度的下壁56。其他的構成、作用、效果係與實施例6相同。

繼之，依據圖16～圖23，說明彈性變形促進部50、50A的各種變更形態，但在圖16～圖23中，僅圖示環構件4，且以上方作為工件拖板1側，以下方作為基底構件6側來說明。

[實施例8]

於圖16所示之第1例的環構件4F中，具有：於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，用以促進錐形卡合母部13的外周側壁部之彈性變形之彈性變形促進部50B。該彈性變形促進部50B具有：形成於圍繞錐形卡合母部13的壁部之下端敞開狀的環狀溝57。該環狀溝57的剖面形狀係徑向之寬度較小的矩形。在錐形卡合母部13與環狀溝57之間，形成有可朝徑擴大方向彈性變形且具有某程度之剛性的環狀壁58。因藉由適當地設定環狀壁58之徑向的厚度，可適當地設定環狀壁58之剛性與彈性變形性，故設計的自由度優良。

如圖17所示，作為部分變更圖16所示之彈性變形促進部的彈性變形促進部50C而言，在第2例的環構件4G，除了形成有環狀溝57外，還形成有形成於環狀壁58的複數(例如兩個或四個)缺口部59。

如圖18所示，作為部分變更圖16所示之彈性變形促進部的彈性變形促進部50D而言，在第3例的環構件4H，除了形成有環狀溝57外，還形成有形成於環狀壁58的複數(例如八個)狹縫60。

如圖19所示，作為部分變更圖16所示之彈性變形促進部的彈性變形促進部50E而言，在第4例的環構件4I，除了形成有環狀溝57外，還形成有：比該環狀溝57靠內周側的環狀壁58；和在環狀溝57的上方附近部，於上下方向形成為扁平狀的環狀溝61。由於環狀溝57之上壁部的環狀連結壁58a係形成較薄，故環狀壁58與連結壁58a容易朝徑擴大方向彈性變形。

如圖20所示，作為部分變更圖16所示之彈性變形促進部的彈性變形促進部50F而言，在第5例的環構件4J，除了形成有環狀溝57外，還形成有形成於環狀溝57之內周側的環狀壁58之複數(例如八個)矩形開口孔62。

圖21所示之第6例的環構件4K具有：於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，用以促進錐形卡合母部13的外周側壁部的彈性變形之彈性變形促進部50G。該彈性變形促進部50G具備有：在圍繞錐形卡合母部13的壁部，於圓周方向隔著適當間隔所形成之朝徑向的複數(例如八個)狹縫63。

如圖22所示，作為部分變更圖16所示之彈性變形促進部的彈性變形促進部50H而言，在第7例的環構件40，形成有剖面三角形的環狀溝64。在該環狀溝64的內側形成有環狀壁65。此外，在環構件40的上面部，用以嵌合於工件拖板之大徑化的圓形凹部之嵌合筒部66係形成為突出狀。

圖23所示之第8例的環構件4P具有：於錐形卡合母部13與錐形卡合公部11卡合成密合狀之際，用以促進錐形卡合母部13的外周側壁部的彈性變形之彈性變形促進部50I。該彈性變形促進部50I具有：形成於圍繞錐形卡合母部13的壁部之環狀溝67。在環狀溝67的下面側與內周側形成有剖面L形的環狀壁68，且環狀溝67的上端部係朝內側形成有開口。

[實施例9]

圖24係基底構件6C的俯視圖，在該圖24所示之第1例的基底構件6C中，基底構件6C的錐形卡合公部11A係以愈朝上方愈小徑化的方式構成。錐形卡合公部11A的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的六個圓弧狀角部11aA、和稍為朝外側鼓起的六個邊部11bA之正六角形。該錐形卡合公部11A係一體地形成於基底構件6C。環構件的錐形卡合母部係藉著朝環構件之徑擴大方向的彈性變形，而形成與錐形卡合公部11A卡合成密合狀之形狀。

由於錐形卡合公部11A的水平剖面為具有朝外側凸出的六個圓弧狀角部11aA、和稍為朝外側鼓起的六個邊部11bA之正六角形，故為正多角形並接近圓形的形狀，所以錐形卡合公部11A與錐形卡母部之壁部的浪費或空間的浪費非常少，有利於裝置的小型化，在製作成本方面亦有利。於錐形卡合公部11A與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，錐形卡合公部11A之邊部11bA與錐形卡合母部之邊部的接觸面積會增加，可以高精確度將環構件4定中心，並可提升向心性。

圖25係基底構件6D的俯視圖，在該圖25所示之第2例的基底構件6D中，基底構件6D的錐形卡合公部11B係以愈朝上方愈小徑化的方式構成。錐形卡合公部11B的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的四個圓弧狀角部11aB、和稍為朝外側鼓起的四個邊部11bB之正四角形。該錐形卡合公部11B係一體地形成於基底構件6D。環構件的錐形卡合母部係藉著錐形卡合母部的外周側壁部朝徑擴大方向的彈性變形，而形成為可與錐形卡合公部11B卡合成密合狀之形狀。於錐形卡合公部11B與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，錐形卡合公部11B之邊部11bB與錐形卡合母部之邊部的接觸面積會增加，可以高精確度將環構件定中心，並可提升向心性。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例10]

圖26係基底構件6E的俯視圖，在該圖26所示之第1例的基底構件6E中，基底構件6E的錐形卡合公部11C係以愈朝上方愈小徑化的方式構成。錐形卡合公部11C的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的八個圓弧狀角部11aC和八個邊部11bC之正八角形，且八個邊部11bC係分別形成為直線狀。該錐形卡合公部11C係一體地形成於基底構件6E。環構件的錐形卡合母部係藉著錐形卡合母部的外周側壁部朝徑擴大方向的彈性變形，而形成為可與錐形卡合公部11C卡合成密合狀之形狀。由於八個邊部11bC係分別形成為直線狀，故於錐形卡合公部11C與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由八個邊部11bC的直線狀形狀，可提升旋轉限制力。

圖27係基底構件6F的俯視圖，在該圖27所示之第2例的基底構件6F中，基底構件6F的錐形卡合公部11D係以愈朝上方愈小徑化的方式構成。錐形卡合公部11D的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的六個圓弧狀角部11aD和六個邊部11bD之正六角形，且六個邊部11bD係分別形成為直線狀。該錐形卡合公部11D係一體地形成於基底構件6F。環構件的錐形卡合母部係藉著錐形卡合母部的外周側壁部朝徑擴大方向的彈性變形，而形成為可與錐形卡合公部11D卡合成密合狀之形狀。由於六個邊部11bD係分別形成為直線狀，故於錐形卡合公部11D與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由六個邊部11bD的直線狀形狀，可提升旋轉限制力。

圖28係基底構件6G的俯視圖，在該圖28所示之第3例的基底構件6G中，基底構件6G的錐形卡合公部11E係以愈朝上方愈小徑化的方式構成。錐形卡合公部11E的水平剖面係形成為具有朝外側凸出的四個圓弧狀角部11aE和四個邊部11bE之正四角形。四個邊部11bE係分別形成為直線狀，且該錐形卡合公部11E係一體地形成於基底構件6G。環構件的錐形卡合母部係藉著錐形卡合母部的外周側壁部朝徑擴大方向的彈性變形，而形成為可與錐形卡合公部11E卡合成密合狀之形狀。由於四個邊部11bE係分別形成為直線狀，故於錐形卡合公部11E與錐形卡合母部卡合成密合狀之際，藉由四個邊部11bE的直線狀形狀，可提升旋轉限制力。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例11]

如圖29所示，平板構件26A係以可上下滑動自如的方式配設於筒部6b的內側，並與自中心部延伸至下方的桿部26a一體形成。在平板構件26A的外周部，具備有以與八個球保持孔23對應的方式形成的八組球驅動用傾斜部27及球退避用凹部28。該桿部26a的下部係於使八組球驅動用傾斜部27及球退避用凹部28對應於八個球保持孔23的狀態下，螺合於活塞構件17的中心部。在該圓板構件26A與基底構件6之間，形成有環狀氣體室30。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例12]

此處，就實施例12之定位固定裝置102進行說明。

如圖30、圖31所示，設有用以將工件拖板101定位固定於垂直方向與水平方向的定位固定裝置102。該定位固定裝置102具有：基底側單元103、和設置於工件拖板101的環構件104。基底側單元103具有：下部基底構件105、基底構件106、和夾緊機構108。

基底構件106具備有：Z基準面110，用以承接環構件104的下端基準面109並可定位於垂直方向；錐形卡合公部111，水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部111a和複數邊部111b之正多角形，且愈朝上方愈小徑化；以及筒部106a，可插入於環構件104的開口部。環構件104具備有：環狀下端基準面109；及錐形卡合母部113，以該下端基準面109與基底構件106的Z基準面110成為抵接狀態的方式可自上方卡合於錐形卡合公部111，且水平剖面形成為具有朝外側凸出的複數圓弧狀角部和複數邊部之正多角形。藉著錐形卡合母部113之外周壁部朝徑擴大方向的彈性變形，錐形卡合母部113係與錐形卡合公部111卡合成密合狀。此外，該環構件104之半徑向的厚度係以固定於基底構件106時容易彈性變形的方式製作成較小厚度為佳。

夾緊機構108具備有：夾緊用油壓缸114和鋼球鎖機構115。油壓缸114具有：環狀活塞構件117、和形成油壓作動室118的一部分之底蓋構件131。環狀活塞構件117具有：環狀活塞部117a、和自該環狀活塞部117a朝上方延伸的環狀活塞桿117b，且環狀活塞桿117b的上部係可上下滑動自如地內嵌於筒部106a。

鋼球鎖機構115具備有：複數球保持孔123，形成於筒部106b；複數球124，以可朝徑向移動的方式裝設於此等球保持孔123；複數球收容溝125，以與複數球保持孔123對應的方式形成於環構件104之上端部的內周側部分；及複數球驅動用傾斜部127及複數球退避用凹部128，以與保持複數球124的複數球保持孔123對應的方式形成於環狀活塞桿117b的外周部。

底蓋構件131具備有：中心筒部131a，插入於環狀活塞構件117的環狀活塞部117a且於中心具有貫通孔135；以及底壁部131b，用以塞住油壓作動室118的底部。中心筒部131a與底壁部131b係一體形成，該底蓋構件131係固定於基底構件106。在底蓋構件131的筒部131a和環狀活塞構件117和環狀構件126之間形成有環狀彈簧收容室133，且在該彈簧收容室133收容有：用以使環狀活塞構件117朝夾緊方向(下方)彈性推壓的壓縮狀態之皿形彈簧積層體120。

在底蓋構件131之中心筒部131a的上側外周部，設有用以塞住彈簧收容室133的上端之環狀構件126。藉由將螺帽構件129自該環狀構件126的上方螺合於筒部131a，而固定環狀構件126。在底蓋構件131與環狀活塞部117a之間形成有油壓作動室118。在貫通於底蓋構件131之中心筒部131a之貫通孔135的上端部，可裝卸自如地裝設有插塞構件136。例如，於工件拖板1設有感測器或開關之情況，可將插塞構件136拆除，將從下方導入至貫通孔的軟管(hose)或電性纜線類引導至工件拖板。

在基底構件106的上側內周面與環狀活塞桿117b的外周面之間形成有環狀空間140。藉由該環狀空間140，於使錐形卡合母部113卡合於錐形卡合公部111之際，藉著該錐形卡合母部113的外周側壁部之微小的朝徑擴大方向的彈性變形，並且藉著錐形卡合公部111的內周側壁部之朝徑縮小方向的彈性變形，可使錐形卡合母部113卡合與錐形卡合公部111卡合成密合狀。此外，該環狀空間140的上端部亦可延伸而與球保持孔123連通。

以上，係就已說明的定位固定裝置120之作用、效果進行說明。

將固定有工件的工件拖板101定位固定於工作機械的工作台時，使環構件104與基底構件106於繞著軸心旋轉的旋轉相位一致的狀態下卡合，成為使錐形卡母部113輕輕地抵接於錐形卡合公部111，且使環構件104的下端基準面109輕輕地抵接於四個Z基準面110之狀態。其次，若將油壓作動室118的油壓切換成排出壓時，會成為將環構件104夾緊於基底側單元103的夾緊狀態，而環構件104係藉著其錐形卡合母部113的外周側壁部之微小的朝徑擴大方向的彈性變形、和基底構件106之錐形卡合公部111的內周側壁部之微小的朝徑縮小方向的彈性變形，而與基底構件106成為密合狀態，並使下端基準面109與Z基準面110成為密合狀態。

藉由使下端基準面109密合於Z基準面110，可將工件拖板101以高精確度定位於垂直方向(Z方向)。藉由使錐形卡母部113密合於錐形卡合公部111，可將工件拖板101以高精確度定位於水平方向。再者，可將工作拖板101相對於基底構件106之繞著垂直軸心的旋轉相位以高精確度定位，且可限制工件拖板101，使其不會相對於基底構件106繞著軸心旋轉。

由於係使油壓缸114之環狀活塞桿117b的上部可上下滑動自如地內嵌於筒部131a，且設有：以與複數球保持孔123對應的方式形成於該環狀活塞桿117b的外周部之複數球驅動用傾斜部127及複數球退避用凹部128，故可在環狀活塞桿117b的軸心附近部設置貫通孔135，所以可利用該貫通孔135而使軟管或電性信號纜線等插通，並可有效地活用空間。由於其他的作用及效果係與實施例1相同，故省略說明。

[實施例13]

繼之，參照圖32～圖37，說明實施例13之定位固定裝置2L。

在該定位固定裝置2L中，如圖32～圖33所示般，形成於基底構件6L的錐形卡合公部11L具有水平剖面為朝外側凸出的八個圓弧狀角部11aL和八個邊部11bL，且此等水平剖面的邊部11bL分別具有：形成於其中央部的避開凹部35、和形成於該避開凹部35之兩側的一對卡合密合部36。

如圖34～圖37所示，形成於環構件4L的錐形卡合母部13L具有水平剖面為朝外側凸出的八個圓弧狀角部13aL和八個邊部13bL，且此等水平剖面的邊部13bL分別具有：形成於其中央部的避開凹部38、和形成於該避開凹部38之兩側的一對卡合密合部39。此外，此處所謂的邊部係表示圖37之範圍A的部分，圓弧狀角部係表示圖37之範圍B的部分。

錐形卡合公部11L的避開凹部35係於基底構件6L的錐形面沿著上下方向形成為淺溝狀(參照圖33)。錐形卡合母部13L的避開凹部38係於環構件4L的錐形面沿著上下方向形成為淺溝狀(參照圖35)。各避開凹部35、38係分別形成於邊部11bL、13bL之約1/2的區域。一對卡合密合部36和與其對向的一對卡合密合部39係以成為平行狀態的方式分別形成(參照圖37)。

於該錐形卡合公部11L卡合於錐形卡合母部13L之際，一邊在圓弧狀角部11aL和圓弧狀角部13aL之間設置微小的間隙，一邊藉著錐形卡合母部13L的外周側壁部的彈性變形而卡合成密合狀。此時，藉由一對卡合密合部36和一對卡合密合部39卡合成密合狀，與上述實施例1相比較，密合部位的數量成為兩倍，可提升朝水平方向的定位精確度與旋轉限制力。

又，藉由在邊部11bL分別設有避開凹部35，且在邊部13bL分別設有避開凹部38，可使一對卡合密合部36、39的壓縮應力增大，故在錐形卡合母部13L的外周側壁部可促進朝徑擴大方向的微小彈性變形，且在錐形卡合公部11L的內周壁部可促進朝徑縮小方向的微小彈性變形，而可提升密合性。再者，與將錐形卡合公部11和錐形卡合母部13的錐形面整體精密地進行研磨加工之情形相比較，由於在本實施例中，不需要將避開凹部35、38的表面進行研磨加工，故可降低研磨加工成本。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

繼之，就本實施例之邊部11bL、13bL的部分變更型態進行說明。

如圖38所示，在第1例的邊部11bM、13bM中，一對卡合密合部36A、39A係以愈靠近避開凹部35、38愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為錐度斜狀。

如圖39所示，在第2例的邊部11bN、13bN中，一對卡合密合部36B、39B係以愈遠離避開凹部35、38愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為斜面狀。

如圖40所示，在第3例的邊部11bL中，避開凹部35和一對卡合密合部36僅形成於錐形卡合公部11L，且一對卡合密合部36係以與對向之錐形卡合母部13的直線狀邊部13b平行的方式形成。

如圖41所示，在第4例的邊部11bM中，避開凹部35和一對卡合密合部36A僅形成於錐形卡合公部11M，且一對卡合密合部36A係以愈靠近避開凹部35愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為斜面狀。

如圖42所示，在第5例的邊部11bN中，避開凹部35和一對卡合密合部36B僅形成於錐形卡合公部11N，且一對卡合密合部36B係以愈遠離避開凹部35愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為斜面狀。

如圖43所示，在第6例的邊部13bL中，避開凹部38和一對卡合密合部39僅形成於錐形卡合母部13L，且一對卡合密合部39係以與對向之錐形卡合公部11的邊部11b平行的方式形成。

如圖44所示，在第7例的邊部13bM中，避開凹部38和一對卡合密合部39A僅形成於錐形卡合母部13M，且一對卡合密合部39A係以愈靠近避開凹部38愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為斜面狀。

如圖45所示，在第8例的邊部13bN中，避開凹部38和一對卡合密合部39B僅形成於錐形卡合部母部13N，且一對卡合密合部39B係以愈遠離避開凹部38愈彼此接近(接近對方側)的方式形成為斜面狀。

[實施例14]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8A進行說明。如圖46所示，定位固定裝置152A的夾緊機構8A具備有：夾緊用油壓缸164A和鋼球鎖機構165A。在工件拖板1A的工件拖板(pallet)本體151a與環構件154A的卡止部154a之間，挾持有拉栓(pull stud)157的鍔部157a，並固定有拉拴157。於形成於桿部167a之前端筒部167b的複數球保持孔173，保持有複數球174，且在基底構件156A之錐形環狀部156a的內周側部分，形成有凹部(recess)178和愈朝下方愈小徑化的錐形面177

於夾緊時，若將油室168的油壓切換成排出壓時，藉由皿形彈簧積層體171的彈力使活塞構件167下降驅動，並藉由錐形面177使複數球174朝徑向內側驅動以卡合於拉拴157的頭部，而將拉拴157向下推壓(參照圖46的左半部)。於解除夾緊時，將油壓供給至油室168，使活塞構件167上升，使複數球174部分地退避至凹部178，而解除夾緊(參照圖46的右半部)。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例15]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8B進行說明。如圖47所示，在該定位固定裝置152B的夾緊機構8B中，省略上述基底構件156A的錐形環狀部156a，而在環構件154B的內周側部分形成有鋼球鎖機構165B的凹部178和錐形面177。於夾緊時，當夾緊用油壓缸164B的活塞構件167下降驅動時，複數球174會經由複數球保持孔173而將拉拴157和錐形面177向下推壓，而將工件拖板151B夾緊於基底構件156B(參照圖46的左半部)。於解除夾緊時，使活塞構件167上升，使複數球174部分地退避至凹部178，而解除夾緊(參照圖47的右半部)。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例16]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8C進行說明。如圖48所示，定位固定裝置152C的夾緊機構8C具備有：夾緊用油壓缸164C和鋼球鎖機構165C。在活塞構件187之筒狀桿部187a的前端內周側，形成有錐形面187b。以螺栓固定於基底構件156C的球保持構件166具有：形成有複數球保持孔173的筒部166a。

於夾緊時，藉由皿形彈簧積層體171使活塞構件187上升驅動，錐形面187b使複數球174朝徑向內側驅動，而與一體形成於固定之工件拖板151C的拉拴157C之頭部卡合，而將工件拖板151C經由環構件154C夾緊於基底構件156C。於解除夾緊時，將油壓供給至環狀油室185而使活塞構件187下降，可使複數球174退避至桿部187a之前端側的環狀空間175，而解除夾緊。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例17]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8D進行說明。如圖49所示，定位固定裝置152D的夾緊機構8D具備有採用複數卡合銷189的鎖機構188，以取代夾緊用油壓缸164D與上述複數球174。於夾緊時，藉由錐形面187b使複數卡合銷189朝徑向內側驅動，而卡合於拉拴157D的頭部，而將工件拖板151D經由環構件154D夾緊於基底構件156D。於解除夾緊時，活塞構件187下降，可使複數卡合銷189退避至環狀空間175，而解除夾緊。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例18]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8E進行說明。如圖50所示，定位固定裝置152E的夾緊機構8E具備有：夾緊用油壓缸164E和筒夾(collet)機構190。於夾緊時，活塞構件192之桿部192a的頭部192b將複數筒夾(collet)191的基部191a向下推壓，使筒夾191的前端部191b藉由基底構件156E之內周側壁部的上端部朝徑向內側驅動，而卡合於拉拴157E的頭部，而將工件拖板151E經由環構件154E夾緊於基底構件156E。於解除夾緊時，桿部192a將基部191a朝上方推壓，使筒夾191的避開溝191c卡合於內周側壁部的上端部，而解除夾緊。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例19]

針對取代上述實施例1的夾緊機構8而可適用的夾緊機構8F進行說明。如圖51所示，定位固定裝置152F的夾緊機構8F具備有隔板(diaphragm)機構195。隔板196係以厚度約1mm左右的金屬板構成，且配設於基底構件156F的內部空間156b，其外周部則固定於基底構件156F。於夾緊時，等間隔地設置於隔板196之上面中央部的複數卡合構件197係卡合於拉拴157F的頭部，而將工件拖板151F經由環構件154F夾緊於基底構件156F。於解除夾緊時，將加壓氣體供給至氣體室198，藉由使隔板196朝上方彈性變形而使複數卡合構件197的前端部朝外側移動，而解除夾緊。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

[實施例20]

針對將上述環構件一體地形成於工件拖板的工件拖板1D進行說明。如圖52、圖53所示，工件拖板1D係由上下方向的厚度較大之俯視看起來呈正方形的鋼製板構件所構成。在該工件拖板1D一體地形成有環構件4Z。在環構件4Z形成有圓形開口4c。在該圓形開口4c的上方附近，於工件拖板1D上形成有圓形凹部1b。在環構件4Z的上端部形成有八個球收容溝25，在環構件4Z的內周側部分，形成有水平剖面形成為正八角形的錐形卡合母部13。在環構件4Z的下端部分，以圍繞開口部4c的方式形成有環狀下端基準面9。其他的構成、作用、效果係與實施例1相同。

繼之，就部分變更上述實施例的變更例進行說明。

[1]於將工件拖板1夾緊於基底構件6之際，亦可以藉著錐形卡合公部11朝徑縮小方向的彈性變形，而與錐形卡合母部13卡合成密合狀之方式構成，亦可以錐形卡合公部11和錐形卡合母部13兩者彈性變形而卡合成密合狀之方式構成。

[2]鋼球鎖機構15的球保持孔23、球24、球收容溝25等的數量亦可因應錐形卡合公部11之正多角形的形狀而適當地變更其數量。

[3]此外，只要是該行業者，在不遠離本發明的旨趣下，亦可以對上述實施例進行附加各種變更的型態來實施，本發明亦包含此種變更型態。

[產業上利用之可能性]

本發明之工件拖板定位固定裝置可利用於：用以將使用於綜合加工機等工作機械之工件(workpiece)進行三維定位，並限制繞著垂直軸心的旋轉。

1、1A～1D、101、151A～151F．．．工件拖板

1a、151a．．．拖板本體

1b．．．圓形凹部

2、2L、102、152A～152F．．．定位固定裝置

3、103．．．基底側單元

4、4A～4L、4P、4Z、104、154A～154F．．．環構件

4a、7．．．螺栓

4b．．．垂直軸心

4c．．．圓形開口

5、105．．．下部基底構件

6、6A～6G、6L、106、156A～156F．．．基底構件

6a．．．軸心

6b、106a、131a、166a．．．筒部

8、8A～8F、108．．．夾緊機構

9、109．．．下端基準面

9a．．．淺環狀凹部

10、110．．．Z基準面

10a．．．淺環狀凹溝

11、11A～11E、11L～11N、11Z、111．．．錐形卡合公部

11a、11aA～11aE、11aL、111a．．．圓弧狀角部

11b、11bA～11bE、11bL～11bN、111b．．．邊部

12．．．噴嘴

12a、22．．．氣體通路

13、13L～13N、113．．．錐形卡合母部

13a、13aL．．．圓弧狀角部

13b、13bL～13bN．．．邊部

14、114、164A～164E．．．夾緊用油壓缸

15、115、165A～165C．．．鋼球鎖機構

16．．．缸內徑

17、117、167、187、192．．．活塞構件

17a．．．活塞桿

18、118．．．油壓作動室

19．．．油壓供給路

20、133．．．環狀彈簧收容室

21、120、171．．．皿形彈簧積層體

23、123、173．．．球保持孔

24、124、174．．．球

25、125．．．球收容溝

26、26A．．．圓板構件

26a、167a、187a、192a．．．桿部

27、127．．．球驅動用傾斜部

28、128．．．球退避用凹部

29．．．螺帽構件

29a．．．孔

30、198．．．氣體室

31．．．氣體供給路

31a、32．．．氣體通路

32a．．．水平氣體噴嘴

33．．．氣體噴嘴

35、38．．．避開凹部

36、36A、36B、39、39A、39B．．．卡合密合部

40、42．．．定位銷

40a、42a．．．錐形部

41．．．銷孔

43．．．缺口孔

44．．．把持溝

50、50A～50I．．．彈性變形促進部

51、54．．．圓弧溝

53、55．．．肋壁

52、58、65、68、69．．．環狀壁

56．．．下壁

57、61、64、67．．．環狀溝

58a．．．連結壁

59．．．缺口部

60、63．．．狹縫

62．．．開口孔

66．．．嵌合筒部

117a．．．環狀活塞部

117b．．．環狀活塞桿

126．．．環狀構件

129．．．螺帽構件

131．．．底蓋構件

131b．．．底壁部

135．．．貫通孔

136．．．插塞構件

140、175．．．環狀空間

154a．．．卡止部

156a．．．錐形環狀部

157、157C、157D、157E．．．拉栓

157a．．．鍔部

166．．．球保持構件

167b．．．前端筒部

168、185．．．油室

177、187b．．．錐形面

178．．．凹部

188．．．鎖機構

189．．．卡合銷

190．．．筒夾(collet)機構

191．．．筒夾

191a．．．基部

191b．．．前端部

191c．．．避開溝

192b．．．頭部

195．．．隔板(diaphragm)機構

196．．．隔板

197．．．卡合構件

圖1係本發明實施例1定位固定裝置之圖3之I-I線剖面圖；

圖2係定位固定裝置之圖3之II-II線剖面圖；

圖3係定位固定裝置之俯視圖；

圖4係基底側單元之俯視圖；

圖5係環構件背面側之立體圖；

圖6係實施例2定位固定裝置之剖面圖；

圖7係實施例3定位固定裝置之俯視圖；

圖8係圖7VIII-VIII線剖面圖；

圖9係實施例4定位固定裝置和工件拖板之俯視圖；

圖10係圖9X-X線剖面圖；

圖11係實施例5定位固定裝置之剖面圖；

圖12係實施例6定位固定裝置之俯視圖；

圖13係圖12XIII-XIII線剖面圖；

圖14係實施例7定位固定裝置之俯視圖；

圖15係圖14XV-XV線剖面圖；

圖16係實施例8環構件的第1變形例之剖面圖；

圖17係環構件第2變形例之剖面圖；

圖18係環構件第3變形例之剖面圖；

圖19係環構件第4變形例之剖面圖；

圖20係環構件第5變形例之剖面圖；

圖21係環構件第6變形例之剖面圖；

圖22係環構件第7變形例之剖面圖；

圖23係環構件第8變形例之剖面圖；

圖24係實施例9基底構件的第1變形例之俯視圖；

圖25係基底構件第2變形例之俯視圖；

圖26係實施例10基底構件的第1變形例之俯視圖；

圖27係基底構件第2變形例之俯視圖；

圖28係基底構件第3變形例之俯視圖；

圖29係實施例11定位固定裝置和工件拖板之剖面圖；

圖30係實施例12定位固定裝置和工件拖板之剖面圖；

圖31係定位固定裝置之俯視圖；

圖32係實施例13定位固定裝置之俯視圖；

圖33係定位固定裝置之側面圖；

圖34係環構件之立體圖；

圖35係環構件之俯視圖；

圖36係環構件之剖面圖；

圖37係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之主要部分放大圖；

圖38係實施例13變更型態之錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第1變形例之主要部分放大剖面圖

圖39係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第2變形例之主要部分放大剖面圖；

圖40係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第3變形例之主要部分放大剖面圖；

圖41係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第4變形例之主要部分放大剖面圖；

圖42係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第5變形例之主要部分放大剖面圖；

圖43係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第6變形例之主要部分放大剖面圖；

圖44係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第7變形例之主要部分放大剖面圖；

圖45係錐形卡合公部及錐形卡合母部的邊部之第8變形例之主要部分放大圖；

圖46係實施例14工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖47係實施例15工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖48係實施例16工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖49係實施例17工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖50係實施例18工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖51係實施例19工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；

圖52係實施例20工件拖板和定位固定裝置之剖面圖；以及

圖53係從工件拖板背面側觀看之立體圖。

1．．．工件拖板

1a．．．拖板本體

2．．．定位固定裝置

4．．．環構件

4b．．．垂直軸心

5．．．下部基底構件

6．．．基底構件

6a．．．軸心

8．．．夾緊機構

9．．．下端基準面

9a．．．凹部

10．．．Z基準面

11．．．錐形卡合公部

12．．．噴嘴

12a．．．氣體通路

13．．．錐形卡合母部

14．．．夾緊用油壓缸

15．．．鋼球鎖機構

16．．．缸內徑(cylinder bore)

17．．．活塞構件

17a．．．活塞桿

18．．．油壓作動室

19．．．油壓供給路

20．．．環狀彈簧收容室

21．．．皿形彈簧積層體

22．．．氣體通路

23．．．球保持孔

24．．．球

25．．．球收容溝

26．．．圓板構件

27．．．傾斜部

28．．．球退避用凹部