WO2024048017A1 - 位置決め固定装置 - Google Patents

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WO2024048017A1
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positioning
fixing device
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cylinder
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Inventor
卓也 高橋
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パスカルエンジニアリング株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine

Definitions

  • the present technology relates to a positioning and fixing device.
  • positioning and fixing devices for positioning and fixing objects to be fixed (work pallets, molds, etc. on which workpieces to be machined are mounted) to be fixed on the base body include those described in Patent Documents 1 to 4 below. .
  • Positioning and fixing devices are required to perform high clamping force and highly accurate positioning.
  • the positioning and fixing device can perform relative positioning of the first mechanism and the second mechanism, and can also fix the first mechanism and the second mechanism to each other.
  • the positioning and fixing device includes a rod member fixed to the first mechanism, a cylinder mechanism provided to the second mechanism, a first member having a first reference surface serving as a reference for positioning in the first direction, and the rod member. and a second member having a second reference surface that abuts the member and serves as a reference for positioning in at least a second direction orthogonal to the first direction.
  • the second member is movable in at least a first direction relative to the first member.
  • the cylinder mechanism is capable of attracting the rod member toward the second mechanism along the first direction.
  • the second member is movable in the first direction relative to the first member, it is possible to provide the first member and the second member with positioning functions in mutually different directions. Specifically, the first member having the first reference surface can perform positioning in the first direction, and the second member having the second reference surface can perform positioning in the second direction.
  • the rod member that generates the clamping force can have a positioning function.
  • the limited space of the positioning and fixing device can be effectively utilized, and the first mechanism and the second mechanism can be connected to each other. can be positioned and fixed.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a clamped state (first state) of the positioning and fixing device.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the engaging tool in the state shown in FIG. 1;
  • FIG. 7 is a sectional view showing a mechanism (second mechanism) on the base body side in an unclamped state (second state) of the positioning and fixing device.
  • FIG. 4 is a top view of the mechanism shown in FIG. 3;
  • FIG. 4 is a bottom view of the mechanism shown in FIG. 3;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mechanism on the fixed object side (first mechanism) separated from a mechanism on the base body side (second mechanism).
  • FIG. 7 is a top view of the mechanism shown in FIG. 6;
  • FIG. 1 is a sectional view showing a clamped state (first state) of the positioning and fixing device.
  • the positioning and fixing device shown in FIG. The second mechanism 20 can be fixed to each other.
  • the first mechanism 10 includes a pallet 10A (fixed object).
  • the second mechanism 20 includes a base body 20A.
  • a workpiece to be subjected to cutting is attached to the pallet 10A.
  • the pallet 10A is an example of a fixed object, and the fixed object in the present technology is not limited to this.
  • a mold may be used as the object to be fixed.
  • the base body 20A may be fixed to a stationary object, or may be supported by a rotation support mechanism or the like to be in a movable state.
  • the positioning and fixing device according to the present technology can also be applied to robots (arms, etc.).
  • a substrate 100 is attached to a pallet 10A.
  • a rod member 200 is screwed onto the substrate 100.
  • the rod member 200 is provided so as to protrude from the substrate 100 toward the second mechanism 20 side.
  • a seating member 300 (first member) is provided to face the substrate 100.
  • An annular member 400 (second member) is attached to the seating member 300.
  • the annular member 400 is arranged substantially concentrically with the rod member 200.
  • the second mechanism 20 further includes an engagement tool 500, a housing 600, a cap member 700, a cylinder mechanism 800, and a biasing member 900.
  • the engagement tool 500 is held by the annular member 400.
  • the housing 600 and the cap member 700 constitute a cylinder mechanism 800.
  • the housing 600 may be made of a lightweight material such as aluminum to reduce the weight of the positioning and fixing device.
  • the seating member 300 may be formed of a material with higher hardness than the housing 600 in order to improve positioning accuracy.
  • the engagement tool 500 engages with the rod member 200 and transmits the driving force of the cylinder mechanism 800 to the rod member 200.
  • a biasing member 900 is housed within the cylinder mechanism 800.
  • the rod member 200 includes a plurality of (a pair of rod members 201 and 202 in the example of FIG. 1). A pair of rod members 201 and 202 are provided so as to be lined up in the X-axis direction.
  • a plurality of clamping devices 1, 2 are formed in the second mechanism 20 .
  • the plurality of clamp devices 1 and 2 each include annular members 401 and 402, engagement members 501 and 502, cap members 701 and 702, cylinder mechanisms 801 and 802, and biasing members 901 and 902.
  • the cylinder mechanisms 801 and 802 include cylinder chambers 811 and 812, and piston members 821 and 822, respectively.
  • the cylinder chambers 811, 812 are divided into clamp chambers 811A, 812A and unclamp chambers 811B, 812B by piston members 821, 822, respectively.
  • the biasing members 901 and 902 are provided in the clamp chambers 811A and 812A, respectively.
  • the biasing members 901 and 902 bias the piston members 821 and 822 in the direction of moving the piston members 821 and 822 closer to the first mechanism 10 (clamping direction), respectively. That is, the biasing members 901 and 902 bias the piston members 821 and 822 downward in FIG. 1, respectively.
  • the cylinder mechanisms 801 and 802 move the piston members 821 and 822 to the retraction side (the direction in which the first mechanism 10 approaches the second mechanism 20) and the retraction side side (in a direction that moves the first mechanism 10 away from the second mechanism 20).
  • the pallet 10A is switched between a clamped state and an unclamped state with respect to the base body 20A.
  • An air passage 1000 (fluid passage) that supplies working air (working fluid) to the cylinder mechanisms 801 and 802 is provided in the housing 600 located between the cylinder mechanisms 801 and 802.
  • a sensing air passage 1100 is provided in the seating member 300. Air for detecting seating of the substrate 100 is supplied to the detection air passage 1100. Based on the increase in air pressure in the detection air passage 1100, it is detected that the substrate 100 is in a seated state.
  • neither of the pair of annular members 400 is restrained in the Z-axis direction (first direction) with respect to the seating member 300, and can move a certain amount in the Z-axis direction. That is, the annular members 401 and 402 are held by the seating member 300 and the housing 600 with a slight gap in the Z-axis direction.
  • the annular member 401 is restrained by the seating member 300 in the X-axis direction (third direction).
  • the annular member 402 is not restrained by the seating member 300 in the X-axis direction (third direction) and can move a certain amount in the X-axis direction. That is, the annular member 401 is fitted to the seating member 300 with substantially no gap in the X-axis direction, and the annular member 402 is fitted to the seating member 300 with a slight gap in the X-axis direction. ing.
  • the pair of annular members 400 shown in FIG. 1 are both restrained by the seating member 300 in the Y-axis direction (second direction). That is, the annular members 401 and 402 are both fitted to the seating member 300 with substantially no gap in the Y-axis direction.
  • the annular member 401 of the pair of annular members 400 shown in FIG. (second direction) and the X-axis direction (third direction) are restrained by the seating member 300.
  • the annular member 402 is movable by a certain amount in the Z-axis direction (first direction) and the X-axis direction (third direction) with respect to the seating member 300, and is movable in the Y-axis direction (second direction). ) is restrained by the seating member 300.
  • the pair of annular members 400 shown in FIG. 1 are movable at least in the Z-axis direction (first direction) with respect to the seating member 300.
  • the rod member It is possible to absorb misalignment of 201 and 202 in the X-axis direction.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the engagement tool 501 in the clamped state shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows the structure around the engagement tool 501 of the clamp device 1
  • the structure around the engagement tool 502 of the clamp device 2 also shows that the annular member 402 moves slightly in the X-axis direction. It is similar to FIG. 2 except that it is possible.
  • the substrate 100 has a main surface 100A
  • the rod member 201 has an outer peripheral surface 201A and a recess 201B.
  • the seating member 300 has a reference surface 300A (first reference surface) that serves as a reference for positioning in the Z-axis direction, and a peripheral surface 300B that restrains the annular member 401 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Positioning in the Z-axis direction is performed by the reference surface 300A of the seating member 300 coming into contact with the main surface 100A of the substrate 100.
  • the annular member 401 has an outer circumferential surface 401A that abuts the circumferential surface 300B of the seating member 300, an inner circumferential surface 401B that abuts the outer circumferential surface 201A of the rod member 201, and a holding portion 401C that holds the engagement tool 501.
  • the inner circumferential surface 401B (second reference surface) of the annular member 401 abuts the outer circumferential surface 201A of the rod member 201
  • the outer circumferential surface 401A (third reference surface) of the annular member 401 abuts the circumferential surface 300B of the seating member 300.
  • positioning in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed.
  • the outer circumferential surface 201A of the rod member 201 and the outer circumferential surface 401A and inner circumferential surface 401B of the annular member 401 have a circular shape when viewed from the Z-axis direction.
  • the piston member 821 of the cylinder mechanism 801 has an inclined surface 821A that comes into contact with the engagement tool 501.
  • the inclined surface 821A presses the engagement tool 501 toward the inner diameter side and toward the substrate 100 (diagonally downward in the figure).
  • the engagement tool 501 pressed by the inclined surface 821A presses the annular member 401 toward the pallet 10A (downward in the figure), and engages with the recess 201B of the rod member 201 to move the rod member 201 to the base body 20A. side (diagonally upward in the figure).
  • a plurality of engagement members 501 made of steel balls are provided in line in the circumferential direction of the rod member 201.
  • the rod member 201 pressed diagonally upward from each engagement tool 501 is driven upward in the figure, and the substrate 100 is pressed against the seating member 300.
  • positioning in the Z-axis direction is performed by the reference surface 300A of the seating member 300
  • positioning in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed by the outer circumferential surface 401A and the inner circumferential surface 401B of the annular member 401.
  • the biasing member 900 biases the cylinder mechanism 800 in the clamping direction. Therefore, even if the supply of air pressure is interrupted, the positioning and fixed state is maintained by the biasing force of the biasing member 900.
  • positioning is performed in the Z-axis direction by the seating member 300 having the reference surface 300A, and positioning is performed in the X-axis direction by the annular member 401 having the outer circumferential surface 401A and the inner circumferential surface 401B. and positioning in the Y-axis direction. That is, it is possible to provide the seating member 300 and the annular member 400 with positioning functions in mutually different directions.
  • the rod member 201 since the inner circumferential surface 401B (second reference surface) of the annular member 401 contacts the outer circumferential surface 201A of the rod member 201 for positioning in the X-axis direction and the Y-axis direction, the rod member 201 generates a clamping force. can be given a positioning function. In this way, by using both the member that generates the clamping force for fixing and the positioning member, the limited space of the positioning and fixing device can be effectively utilized, and the first mechanism 10 and the second mechanism 20 can be positioned and fixed. As a result, highly accurate positioning and fixing can be performed while improving the clamping force.
  • the annular member 402 is not restricted in the X-axis direction, but only in the Y-axis direction. Therefore, in the clamping device 2, positioning is performed only in the Y-axis direction of the X-axis direction and the Y-axis direction by the rod member 202 and the annular member 402. In the clamp device 2 as well, positioning in the Z-axis direction is performed by the seating member 300.
  • the pitch error in the X-axis direction of the rod members 201 and 202 is absorbed. , positioning in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction can be performed.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the second mechanism 20 in an unclamped state
  • FIGS. 4 and 5 are a top view and a bottom view, respectively, of the second mechanism 20 shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the first mechanism 10 separated from the second mechanism 20
  • FIG. 7 is a top view of the first mechanism 10 shown in FIG.
  • the housing 600 and the seating member 300 are screwed onto the base body 20A through the attachment hole 20B.
  • An air passage 1010 that supplies working air pressure to the clamp chambers 811A, 812A, and an air passage 1020 that supplies working air pressure to the unclamp chambers 811B, 812B are formed to be aligned in the Y-axis direction.
  • the annular members 401 and 402 are fitted into fitting holes 301 and 302 provided in the seating member 300, respectively.
  • the fitting holes 301 and 302 constitute a peripheral surface 300B of the seating member 300.
  • the fitting hole 301 has a circular shape. Therefore, the annular member 401 is restrained by the seating member 300 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the fitting hole 302 has a shape that is slightly longer in the X-axis direction than in the Y-axis direction. Therefore, the annular member 402 is restrained by the seating member 300 in the Y-axis direction, but can move a certain amount relative to the seating member 300 in the X-axis direction. This makes it possible to absorb pitch errors between the rod members 201 and 202 in the X-axis direction.
  • the board 100 is screwed onto the pallet 10A via the mounting hole 10B.
  • a simple structure in which the pair of rod members 201 and 202 are provided on the substrate 100 is sufficient, so the user of the positioning and fixing device does not need to prepare a complicated structure.
  • the rod members 201 and 202 may be directly screwed onto the pallet 10A.
  • the pair of clamp devices 1 and 2 are used to control displacement in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, as well as displacement in the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • Positioning can be performed with respect to rotation around an axis (this state is referred to herein as "perfect positioning").
  • the clamping devices 1 and 2 have a positioning function, the limited space of the positioning and fixing device can be effectively utilized to perfectly position the first mechanism 10 and the second mechanism 20. Can be done. As a result, both high clamping force and highly accurate positioning can be achieved.
  • the scope of the present technology is not limited to the case where the pair of clamp devices 1 and 2 are included, but also includes the case where the clamp devices 1 and 2 are used alone.
  • the clamp device 1 When using the clamp device 1 alone, it is necessary to separately provide a mechanism to restrain rotation around the Z-axis in order to perform complete positioning.
  • the clamp device 2 When the clamp device 2 is used alone, it is necessary to separately provide a mechanism for restraining displacement in the X-axis direction and rotation around the Z-axis in order to perform complete positioning.
  • Known structures can be applied to these mechanisms. In either case, at least the displacement in the Y- and Z-axis directions and the rotation around the X- and Y-axes are restrained by the clamp device, so compared to the case of using a clamp device without a positioning function, It is possible to simplify the mechanism provided separately. Therefore, the first mechanism 10 and the second mechanism 20 can be perfectly positioned by effectively utilizing the limited space of the positioning and fixing device. As a result, both high clamping force and highly accurate positioning can be achieved.

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Abstract

位置決め固定装置は、第１の機構に固定されるロッド部材と、第２の機構に設けられるシリンダ機構と、第１の方向の位置決めの基準となる第１基準面を有する第１部材と、ロッド部材に当接し、少なくとも第１の方向に直交する第２の方向の位置決めの基準となる第２基準面を有する第２部材とを備える。第２部材は、第１部材に対して少なくとも第１の方向に移動可能である。シリンダ機構は、第１の方向に沿ってロッド部材を第２の機構側に引き付けることが可能である。

Description

位置決め固定装置
　本技術は、位置決め固定装置に関する。
　ベース体の上に固定対象物（機械加工に供するワークを取り付けるワークパレット、金型等）を位置決め固定するための位置決め固定装置として、下記の特許文献１ないし特許文献４に記載のものが挙げられる。
国際公開第２０２１／０７９７４９号 独国特許発明第１０２０１１０８０５０４号明細書 欧州特許第２７６４９５２号明細書 独国特許出願公開第１０３１７３３６号明細書
　位置決め固定装置には、高いクランプ力と精度の高い位置決めを行うことが求められる。
　本技術に係る位置決め固定装置は、第１の機構と第２の機構との相対的な位置決めを行うとともに、第１の機構と第２の機構とを互いに固定することが可能である。
　位置決め固定装置は、第１の機構に固定されるロッド部材と、第２の機構に設けられるシリンダ機構と、第１の方向の位置決めの基準となる第１基準面を有する第１部材と、ロッド部材に当接し、少なくとも第１の方向に直交する第２の方向の位置決めの基準となる第２基準面を有する第２部材とを備える。第２部材は、第１部材に対して少なくとも第１の方向に移動可能である。シリンダ機構は、第１の方向に沿ってロッド部材を第２の機構側に引き付けることが可能である。
　本技術によれば、第２部材が第１部材に対して第１の方向に移動可能であるため、互いに異なる方向の位置決め機能を第１部材および第２部材に各々持たせることが可能である。具体的には、第１基準面を有する第１部材により第１の方向の位置決めを行い、第２基準面を有する第２部材により第２の方向の位置決めを行うことができる。
　また、第２部材の第２基準面は、ロッド部材に当接することにより第２の方向の位置決めを行うため、クランプ力を生じさせるロッド部材に位置決め機能を持たせることができる。このように、固定のためのクランプ力を生じさせる部材と、位置決め部材とを兼用することにより、位置決め固定装置の限られたスペースを有効に利用して、第１の機構と第２の機構との位置決め固定を行うことができる。
　以上の結果として、クランプ力を向上させながら精度の高い位置決め固定を行うことが可能な位置決め固定装置を提供することができる。
位置決め固定装置のクランプ状態（第１の状態）を示す断面図である。 図１に示す状態における係合具周辺を示す拡大図である。 位置決め固定装置のアンクランプ状態（第２の状態）におけるベース体側の機構（第２の機構）を示す断面図である。 図３に示す機構の上面図である。 図３に示す機構の下面図である。 ベース体側の機構（第２の機構）から分離された固定対象物側の機構（第１の機構）を示す断面図である。 図６に示す機構の上面図である。
　以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
　なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。
　なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。
　また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め４５°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、１つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向（たとえば機構全体を上下反転させる等）により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。
　図１は、位置決め固定装置のクランプ状態（第１の状態）を示す断面図である。図１に示す位置決め固定装置は、第１の機構１０と第２の機構２０との相対的な位置決め（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向）を行うとともに、第１の機構１０と第２の機構２０とを互いに固定することが可能なものである。
　図１に示すように、第１の機構１０は、パレット１０Ａ（固定対象物）を含む。第２の機構２０は、ベース体２０Ａを含む。パレット１０Ａには、たとえば、切削加工に供するワークが取り付けられる。パレット１０Ａは、固定対象物の一例であって、本技術における固定対象物はこれに限定されない。たとえばパレット１０Ａに代わり金型を固定対象物としてもよい。ベース体２０Ａは、静止物に固定されていてもよいし、回転支持機構などに支持されて可動状態となっていてもよい。また、本技術に係る位置決め固定装置は、ロボット（アームなど）にも適用され得る。
　第１の機構１０において、パレット１０Ａに基板１００が取り付けられている。基板１００にロッド部材２００が螺着されている。ロッド部材２００は、基板１００から第２の機構２０側に突出するように設けられる。
　第２の機構２０において、基板１００に対向するように着座部材３００（第１部材）が設けられている。着座部材３００に環状部材４００（第２部材）が取り付けられる。環状部材４００は、ロッド部材２００と略同芯に配置される。
　第２の機構２０は、さらに、係合具５００と、ハウジング６００と、キャップ部材７００と、シリンダ機構８００と、付勢部材９００とを含む。
　係合具５００は、環状部材４００に保持されている。ハウジング６００は、キャップ部材７００とともに、シリンダ機構８００を構成する。ハウジング６００は、位置決め固定装置の軽量化のため、アルミニウムなどの軽量材により構成し得る。着座部材３００は、位置決め精度向上のため、ハウジング６００よりも高硬度の素材により形成され得る。係合具５００は、ロッド部材２００に係合し、シリンダ機構８００の駆動力をロッド部材２００に伝達する。シリンダ機構８００内に付勢部材９００が収納される。
　第１の機構１０において、ロッド部材２００は、複数の（図１の例では一対の）ロッド部材２０１，２０２を含む。一対のロッド部材２０１，２０２は、Ｘ軸方向に並ぶように設けられている。第２の機構２０において、複数のクランプ装置１，２が形成される。複数のクランプ装置１，２は、環状部材４０１，４０２、係合具５０１，５０２、キャップ部材７０１，７０２、シリンダ機構８０１，８０２、および付勢部材９０１，９０２を各々含む。
　シリンダ機構８０１，８０２は、シリンダ室８１１，８１２と、ピストン部材８２１，８２２とを各々含む。シリンダ室８１１，８１２は、ピストン部材８２１，８２２によりクランプ室８１１Ａ，８１２Ａとアンクランプ室８１１Ｂ，８１２Ｂとに各々区画される。
　付勢部材９０１，９０２は、クランプ室８１１Ａ，８１２Ａに各々設けられる。付勢部材９０１，９０２は、ピストン部材８２１，８２２を第１の機構１０に近づける方向（クランプ方向）にピストン部材８２１，８２２を各々付勢する。すなわち、付勢部材９０１，９０２は、図１中の下方向にピストン部材８２１，８２２を各々付勢する。
　第２の機構２０に設けられたクランプ装置１，２において、シリンダ機構８０１，８０２は、ピストン部材８２１，８２２を退入側（第１の機構１０を第２の機構２０に近づける方向）および進出側（第１の機構１０を第２の機構２０から遠ざける方向）に駆動する。これにより、ベース体２０Ａに対するパレット１０Ａのクランプ状態とアンクランプ状態とが切り換えられる。
　シリンダ機構８０１，８０２の間に位置するハウジング６００には、シリンダ機構８０１，８０２に作動エア（作動流体）を供給するエア通路１０００（流体路）が設けられる。着座部材３００には検知エア通路１１００が設けられる。検知エア通路１１００には、基板１００の着座を検知するためのエアが供給される。検知エア通路１１００のエア圧が上昇したことに基づいて、基板１００が着座した状態にあることが検知される。
　図１の例において、一対の環状部材４００は、いずれも着座部材３００に対してＺ軸方向（第１の方向）に拘束されず、Ｚ軸方向に若干量移動可能である。すなわち、環状部材４０１，４０２は、Ｚ軸方向に若干の隙間を有する状態で着座部材３００およびハウジング６００に保持されている。
　図１に示される一対の環状部材４００のうち、環状部材４０１は、Ｘ軸方向（第３の方向）において着座部材３００に拘束される。環状部材４０２は、Ｘ軸方向（第３の方向）において着座部材３００に拘束されず、Ｘ軸方向に若干量移動可能である。すなわち、環状部材４０１は、Ｘ軸方向に実質的に隙間がない状態で着座部材３００に嵌合され、環状部材４０２は、Ｘ軸方向に若干の隙間を有する状態で着座部材３００に嵌合されている。
　図１に示される一対の環状部材４００は、いずれもＹ軸方向（第２の方向）において着座部材３００に拘束される。すなわち、環状部材４０１，４０２は、いずれもＹ軸方向には実質的に隙間がない状態で着座部材３００に嵌合されている。
　換言すると、図１に示される一対の環状部材４００のうち、環状部材４０１は、着座部材３００に対してＺ軸方向（第１の方向）においては若干量移動可能であり、かつ、Ｙ軸方向（第２の方向）およびＸ軸方向（第３の方向）においては着座部材３００に拘束される。他方、環状部材４０２は、着座部材３００に対してＺ軸方向（第１の方向）およびＸ軸方向（第３の方向）に若干量移動可能であり、かつ、Ｙ軸方向（第２の方向）においては着座部材３００に拘束されている。
　このように、図１に示される一対の環状部材４００は、着座部材３００に対して少なくともＺ軸方向（第１の方向）に移動可能である。
　上述のとおり、一対の環状部材４０１，４０２のうち一方の環状部材４０２のみをＸ軸方向に移動可能とすることで、第１の機構１０と第２の機構２０とを組み合わせるときに、ロッド部材２０１，２０２のＸ軸方向の芯ずれを吸収することが可能である。
　図２は、図１に示すクランプ状態における係合具５０１の周辺を示す拡大図である。なお、図２においては、クランプ装置１の係合具５０１の周辺の構造について示しているが、クランプ装置２の係合具５０２の周辺の構造についても、環状部材４０２がＸ軸方向に若干移動可能であることを除いては、図２と同様である。
　図２に示すように、基板１００は主面１００Ａを有し、ロッド部材２０１は外周面２０１Ａと凹部２０１Ｂとを有する。
　着座部材３００は、Ｚ軸方向の位置決めの基準となる基準面３００Ａ（第１基準面）と、環状部材４０１をＸ軸方向およびＹ軸方向に拘束する周面３００Ｂとを有する。着座部材３００の基準面３００Ａが基板１００の主面１００Ａに当接することにより、Ｚ軸方向の位置決めが行われる。
　環状部材４０１は、着座部材３００の周面３００Ｂと当接する外周面４０１Ａと、ロッド部材２０１の外周面２０１Ａと当接する内周面４０１Ｂと、係合具５０１を保持する保持部４０１Ｃを有する。環状部材４０１の内周面４０１Ｂ（第２基準面）がロッド部材２０１の外周面２０１Ａに当接し、環状部材４０１の外周面４０１Ａ（第３基準面）が着座部材３００の周面３００Ｂに当接することにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置決めが行われる。ロッド部材２０１の外周面２０１Ａ、ならびに環状部材４０１の外周面４０１Ａおよび内周面４０１Ｂは、Ｚ軸方向から見たときに円形状を有する。
　図１，図２に示すクランプ状態においては、シリンダ機構８００のクランプ室８１１Ａ，８１２Ａにエア圧が供給される。この結果、ピストン部材８２１，８２２が図１，図２中の下側に向かって駆動される。
　シリンダ機構８０１のピストン部材８２１は、係合具５０１に当接する傾斜面８２１Ａを有する。ピストン部材８２１がクランプ側（図２中下側）に駆動されたとき、傾斜面８２１Ａは、係合具５０１を内径側かつ基板１００側（図中斜め下方向）に押圧する。傾斜面８２１Ａに押圧された係合具５０１は、環状部材４０１をパレット１０Ａ側（図中下方向）に押圧するとともに、ロッド部材２０１の凹部２０１Ｂに係合して、ロッド部材２０１をベース体２０Ａ側（図中斜め上方向）に押圧する。鋼球からなる係合具５０１はロッド部材２０１の周方向に並んで複数設けられている。各々の係合具５０１から斜め上方向に押圧されたロッド部材２０１は、図中上方向に駆動され、基板１００が着座部材３００に押しつけられる。このとき、着座部材３００の基準面３００ＡによりＺ軸方向の位置決めが行われ、環状部材４０１の外周面４０１Ａおよび内周面４０１ＢによりＸ軸方向およびＹ軸方向の位置決めが行われる。
　付勢部材９００は、シリンダ機構８００をクランプ方向に付勢する。したがって、エア圧の供給が中断されても、付勢部材９００の付勢力により位置決め固定された状態が維持される。
　このように、本実施の形態に係る位置決め固定装置においては、基準面３００Ａを有する着座部材３００によりＺ軸方向の位置決めを行い、外周面４０１Ａおよび内周面４０１Ｂを有する環状部材４０１によりＸ軸方向およびＹ軸方向の位置決めを行うことができる。すなわち、着座部材３００と環状部材４００とに互いに異なる方向の位置決め機能を各々持たせることが可能である。
　また、環状部材４０１の内周面４０１Ｂ（第２基準面）がロッド部材２０１の外周面２０１Ａに当接することによりＸ軸方向およびＹ軸方向の位置決めを行うため、クランプ力を生じさせるロッド部材２０１に位置決め機能を持たせることができる。このように、固定のためのクランプ力を生じさせる部材と、位置決め部材とを兼用することにより、位置決め固定装置の限られたスペースを有効に利用して、第１の機構１０と第２の機構２０との位置決め固定を行うことができる。この結果、クランプ力を向上させながら精度の高い位置決め固定を行うことができる。
　ロッド部材２０１の外周面２０１Ａをロッド部材２０１の根元側（図面下側）に向かうにつれて外径側に向かうように傾斜させることにより、位置決めの精度をさらに向上させることができる。
　なお、クランプ装置２では、Ｘ軸方向において着座部材３００の周面３００Ｂと環状部材４０２との間に若干の隙間が形成される。したがって、環状部材４０２は、Ｘ軸方向には拘束されず、Ｙ軸方向にのみ拘束される。このため、クランプ装置２においては、ロッド部材２０２と環状部材４０２とにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向の位置決めのみが行われる。クランプ装置２においても、着座部材３００によりＺ軸方向の位置決めは行われる。上述した着座部材３００ならびに一対のロッド部材２０１，２０２および環状部材４０１，４０２を含むクランプ装置１，２が同時に作動することにより、ロッド部材２０１，２０２のＸ軸方向のピッチ間誤差を吸収しながら、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の位置決めを行うことができる。
　次に、図３～図７を用いて、位置決め固定装置のアンクランプ状態（第２の状態）について説明する。
　図３は、アンクランプ状態における第２の機構２０を示す断面図であり、図４，図５は、各々、図３に示す第２の機構２０の上面図、下面図である。図６は、第２の機構２０から分離された第１の機構１０を示す断面図であり、図７は、図６に示す第１の機構１０の上面図である。
　図１，図２に示すクランプ状態から、シリンダ機構のアンクランプ室８１１Ｂ，８１２Ｂにエア圧が供給されると、ピストン部材８２１，８２２は、図３に示すように、付勢部材９０１，９０２の付勢力に抗してアンクランプ側（図３中上側）に駆動される。この結果、係合具５００とロッド部材２００との係合が解除され、ロッド部材２００は第２の機構２０から離脱可能となる。
　図４，図５に示すように、第２の機構２０において、ハウジング６００および着座部材３００は、取付用穴２０Ｂを介してベース体２０Ａに螺着されている。クランプ室８１１Ａ，８１２Ａに作動エア圧を供給するエア通路１０１０と、アンクランプ室８１１Ｂ，８１２Ｂに作動エア圧を供給するエア通路１０２０とがＹ軸方向に並ぶように形成されている。
　図５に示すように、環状部材４０１，４０２は、着座部材３００に設けられた嵌合孔３０１，３０２に各々嵌合されている。嵌合孔３０１，３０２は、着座部材３００の周面３００Ｂを構成する。嵌合孔３０１は、円形状を有する。したがって、環状部材４０１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において着座部材３００に拘束される。嵌合孔３０２は、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向に若干長い形状を有する。したがって、環状部材４０２は、Ｙ軸方向においては着座部材３００に拘束されるが、Ｘ軸方向においては着座部材３００に対して若干量移動可能である。これにより、ロッド部材２０１，２０２のＸ軸方向のピッチ間誤差が吸収可能となる。
　図６，図７に示すように、第１の機構１０において、基板１００は、取付用穴１０Ｂを介してパレット１０Ａに螺着されている。図６，図７に示すように、基板１００には、一対のロッド部材２０１，２０２を設ける簡易な構造で足りるため、位置決め固定装置のユーザにおいて複雑な構成を準備する必要がない。なお、ロッド部材２０１，２０２をパレット１０Ａに直接螺着してもよい。
　本実施の形態に係る位置決め固定装置によれば、一対のクランプ装置１，２を用いてＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の変位、ならびにＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸まわりの回転について位置決めを行うことができる（本明細書では、この状態を「完全な位置決め」と称する。）。このように、クランプ装置１，２が位置決め機能を有するため、位置決め固定装置の限られたスペースを有効に利用して、第１の機構１０と第２の機構２０との完全な位置決めを行うことができる。結果として、高いクランプ力と精度の高い位置決めとを両立し得る。
　ただし、本技術の範囲は一対のクランプ装置１，２を含む場合に限定されず、クランプ装置１，２を単体で用いる場合も含む。
　クランプ装置１を単体で用いる場合には、完全な位置決めを行うために、Ｚ軸まわりの回転を拘束する機構を別途設ける必要がある。クランプ装置２を単体で用いる場合には、完全な位置決めを行うために、Ｘ軸方向の変位およびＺ軸まわりの回転を拘束する機構を別途設ける必要がある。これらの機構については、周知の構造を適用することができる。いずれの場合も、少なくともＹ軸方向およびＺ軸方向の変位、ならびにＸ軸およびＹ軸まわりの回転がクランプ装置により拘束されているため、位置決め機能を有しないクランプ装置を用いる場合と比較して、別途に設ける機構を簡素化することが可能である。したがって、位置決め固定装置の限られたスペースを有効に利用して、第１の機構１０と第２の機構２０との完全な位置決めを行うことができる。結果として、高いクランプ力と精度の高い位置決めとを両立し得る。
　以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１，２　クランプ装置、１０　第１の機構、１０Ａ　パレット、１０Ｂ　取付用穴、２０　第２の機構、２０Ａ　ベース体、２０Ｂ　取付用穴、１００　基板、１００Ａ　主面、２００，２０１，２０２　ロッド部材、２０１Ａ　外周面、２０１Ｂ　凹部、３００　着座部材、３００Ａ　基準面、３００Ｂ　周面、３０１，３０２　嵌合孔、４００，４０１，４０２　環状部材、４０１Ａ　外周面、４０１Ｂ　内周面、４０１Ｃ　保持部、５００，５０１，５０２　係合具、６００　ハウジング、７００，７０１，７０２　キャップ部材、８００，８０１，８０２　シリンダ機構、８１１，８１２　シリンダ室、８１１Ａ，８１２Ａ　クランプ室、８１１Ｂ，８１２Ｂ　アンクランプ室、８２１，８２２　ピストン部材、８２１Ａ　傾斜面、９００，９０１，９０２　付勢部材、１０００，１０１０，１０２０　エア通路、１１００　検知エア通路。

Claims (7)

  1. 　第１の機構と第２の機構との相対的な位置決めを行うとともに、前記第１の機構と前記第２の機構とを互いに固定することが可能な位置決め固定装置であって、
    　前記第１の機構に固定されるロッド部材と、
    　前記第２の機構に設けられるシリンダ機構と、
    　第１の方向の位置決めの基準となる第１基準面を有する第１部材と、
    　前記ロッド部材に当接し、少なくとも前記第１の方向に直交する第２の方向の位置決めの基準となる第２基準面を有する第２部材とを備え、
    　前記第２部材は、前記第１部材に対して少なくとも前記第１の方向に移動可能であり、
    　前記シリンダ機構は、前記第１の方向に沿って前記ロッド部材を前記第２の機構側に引き付けることが可能である、位置決め固定装置。
  2. 　前記第２部材は、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において前記第１部材に拘束される、請求項１に記載の位置決め固定装置。
  3. 　前記第２部材は、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において前記第１部材に対して移動可能である、請求項１に記載の位置決め固定装置。
  4. 　前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に並ぶように一対の前記第２部材が設けられ、
    　一対の前記第２部材の一方は、前記第１部材に対して前記第３の方向に移動可能であり、
    　一対の前記第２部材の他方は、前記第３の方向において前記第１部材に拘束される、請求項１に記載の位置決め固定装置。
  5. 　前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に並ぶように一対の前記シリンダ機構が設けられ、
    　一対の前記シリンダ機構の間に位置し、一対の前記シリンダ機構に作動流体を供給する流体路が設けられる、請求項１に記載の位置決め固定装置。
  6. 　前記ロッド部材に係合し、前記シリンダ機構の駆動力を前記ロッド部材に伝達する係合具をさらに備え、
    　前記第２部材は、前記係合具を保持する保持部を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の位置決め固定装置。
  7. 　前記シリンダ機構は、ピストン部材と、前記ピストン部材により区画されるシリンダ室とを含み、
    　前記位置決め固定装置は、前記シリンダ室に設けられ、前記ロッド部材を前記第１の機構に近づける方向に前記ピストン部材を付勢する付勢部材をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の位置決め固定装置。
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