JP5964640B2 - 物体位置決め固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベース部材の上に対象物体を水平方向と鉛直方向に位置決めして固定する物体位置決め固定装置に関し、特に複数のクランプ用ボルトによりクランプ駆動することで対象物体を固定可能にしたものに関する。

従来から、機械加工に供するワークを固定する為の種々のワークパレット（対象物体）と、このワークパレットをベース部材に位置決め固定するワークパレット位置決め固定装置とが広く実用に供されている。

例えば、特許文献１に記載の物体位置決め固定装置においては、ベース部材の上面に鉛直方向位置決めの為の基準座面を形成し、ベース部材の対角関係にある１対の隅部の近傍部位に水平方向位置決めの為の第１，第２基準部材を設けている。第１，第２基準部材の各々は、ベース部材の取り付け穴に収容されて複数のボルトで固定されるフランジ部と、このフランジ部の中央部から上方へ突出する係合凸部と、この係合凸部の外周面に形成されたテーパ係合面と、係合凸部に形成したボルト孔とを備えている。

第１，第２基準部材に対応する位置において、ワークパレットにはボルト挿通孔が形成形成され、ボルト挿通孔の上部にはボルト頭部を収容する頭部収容穴が形成されている。 ワークパレットの底部側に凹設した取り付け穴に、第１，第２基準部材の係合凸部に夫々密着状に係合可能な環状係合部材を固定している。

ベース部材の上にワークパレットを載置し、これら１対のボルト挿通孔に上方からボルトを挿通して、第１，第２基準部材のボルト孔に螺合させることで、ワークパレットの下面を基準座面に着座させた状態で、ワークパレットの１対の隅部近傍部をベース部材に鉛直方向と水平方向とに位置決めして固定するようになっている。
さらに、ベース部材のうちの前記１対の隅部と別の対角関係にある１対の隅部にボルト孔を夫々形成すると共に、この１対のボルト孔に対応する１対のボルト挿通孔をワークパレットに形成し、これら１対のボルト挿通孔に上方から挿通させた１対のボルトを対応するボルト孔に螺合することで、ワークパレットの別の１対の隅部近傍部をベース部材に固定する。

特開２０１１−２５１３７６公報

上記の物体位置決め装置においては、ベース部材の基準座面に対する１対の係合凸部の鉛直方向位置が製作誤差によりバラつく場合には、所期の水平方向位置決め機能が得られない。しかし、第１，第２基準部材のフランジ部材を取り付ける取り付け穴を形成する際の、取り付け穴の深さに関する加工公差を約５μｍ程度以内に抑えることは到底困難であるため、ベース部材の基準座面に対する第１，第２基準部材の係合凸部の高さ位置、つまりテーパ係合面の高さ位置を高精度に設定することができない。そのため、ワークパレットをベース部材の基準座面に対して水平方向に位置決めする位置決め精度を確保することが困難であるという問題がある。

第１，第２基準部材にフランジ部を形成し、複数のボルトによりフランジ部を取り付け穴に固定する構造であるため、第１，第２基準部材をベース部材に取り付ける取り付け位置が制約されること、第１，第２基準部材が複雑な構造の大型部材になり、その製作費（材料費と加工費と組付け費）が高価になること等の問題もある。

本発明の目的は、水平方向位置決め精度を高めることができ、基準部材の構造を簡単化・小型化して製作費を節減可能な物体位置決め固定装置を提供することである。

請求項１の物体位置決め固定装置は、ベース部材の上に対象物体を水平方向と鉛直方向に位置決めして固定する物体位置決め固定装置において、前記ベース部材は鉛直方向位置決めの為の基準座面を備えると共に、前記対象物体は前記基準座面に当接可能な当接面を備え、前記ベース部材と対象物体の一方は、前記基準座面又は当接面に開口するように形成された嵌合孔と、この嵌合孔に固定された基準部材とを備え、前記ベース部材と対象物体の他方は、前記基準部材に対応する位置に前記基準座面又は当接面に開口するように形成された装着穴と、この装着穴内に固定された環状係合部材とを備え、前記基準部材は、前記嵌合孔に嵌合固定された嵌合筒部と、この嵌合筒部よりも大きな外径を有するように前記嵌合筒部に一体形成され且つ前記基準座面又は当接面から前記他方側へ突出する係合凸部と、この係合凸部の外周面の少なくとも一部に形成され且つ前記他方側に向って小径化するテーパ係合面と、前記係合凸部の嵌合筒部側の基端に環状係合部材よりも小径に形に形成され且つ前記基準座面又は前記当接面に当接された基端当接面とを備え、前記環状係合部材は、前記当接面を前記基準座面に当接させるとき、前記環状係合部材の径拡大方向への弾性変形を介して、前記係合凸部のテーパ係合面に密着状に係合可能なテーパ当接面を備えたことを特徴としている。尚、ボルト挿通孔はボルトを通す孔を意味し、ボルト孔はボルトを螺合させるネジ孔を意味する。

請求項２の物体位置決め固定装置は、請求項１の発明において、複数の前記基準部材を互いに離隔した位置に設け、これら複数の基準部材に夫々対応する複数の前記嵌合孔、複数の前記装着穴および複数の前記環状係合部材を設けたことを特徴としている。

請求項３の物体位置決め固定装置は、請求項１又は２の発明において、前記環状係合部材の外周面と前記装着穴の内周面の間の少なくとも一部に、環状係合部材の径拡大方向への弾性変形を促進する為の環状隙間を形成したことを特徴としている。

請求項４の物体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、前記環状係合部材に、その径拡大方向への弾性変形を促進する為の前記基準座面又は当接面側に開口した環状溝を形成したことを特徴としている。

請求項５の物体位置決め固定装置は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記基準部材は第１ボルト挿通孔を備え、前記対象物体は前記第１ボルト挿通孔に対応する第２ボルト挿通孔を備え、前記ベース部材は第１，第２ボルト挿通孔に対応する第１ボルト孔を備え、前記対象物体の上方から第１，第２ボルト挿通孔に挿通させて前記第１ボルト孔に螺合させる第１ボルトを設けたことを特徴としている。

請求項６の物体位置決め固定装置は、請求項５の発明において、前記対象物体は前記第２ボルト挿通孔と異なる第３ボルト挿通孔を備え、前記ベース部材は前記第３ボルト挿通孔に対応する第２ボルト孔を備え、前記対象物体の上方から第３ボルト挿通孔に挿通させて前記第２ボルト孔に螺合させる第２ボルトを設けたことを特徴としている。

請求項７の物体位置決め固定装置は、請求項６の発明において、前記第２，第３ボルト挿通孔の上部には、第１，第２ボルトの頭部を夫々収容する頭部収容穴が形成されたことを特徴としている。

請求項８の物体位置決め固定装置は、請求項５の発明において、前記第２ボルト挿通孔を前記第１ボルト挿通孔よりも大径のボルト孔であって前記第１ボルトが挿通可能なボルト孔に構成したことを特徴としている。

請求項９の物体位置決め固定装置は、請求項５の発明において、前記第１ボルト挿通孔にストップリング溝を形成したことを特徴としている。

請求項１０の物体位置決め固定装置は、請求項５の発明において、前記装着穴の奥側に装着穴に連通する円形凹穴を形成し、前記前記環状係合部材の内周部にストップリング溝を形成したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、対象物体をベース部材に位置決めして固定する際、対象物体をベース部材上にセットし、対象物体の環状係合部材を、ベース部材側の基準部材の係合凸部に夫々係合させ、例えばクランプ用ボルトにより、対象物体をベース部材側へ押圧すると、環状係合部材の径拡大方向への弾性変形を介して、環状係合部材のテーパ当接面が対応する基準部材の係合凸部のテーパ係合面に密着状に係合して対象物体が水平方向に精度よく位置決めされ、対象物体の当接面がベース部材の基準座面に当接して鉛直方向に精度よく位置決めされる。

前記係合凸部の基端当接面を前記基準座面又は前記当接面に当接させるため、前記基準座面又は前記当接面に対する係合凸部の高さ方向位置の精度を高めることができるから、対象物体をベース部材に対して水平方向に位置決めする位置決め精度を高めることができる。基準部材の嵌合筒部を嵌合孔に嵌合固定する構成とし、嵌合筒部は係合凸部よりも小ちな外径を有するものであるため、基準部材の構造を簡単化・小型化して製作費（材料費、加工費、組付け費）を大幅に低減することができる。

請求項２の発明によれば、複数の前記基準部材を互いに離隔した位置に設け、これら複数の基準部材に夫々対応する複数の前記嵌合孔、複数の前記装着穴および複数の前記環状係合部材を設けたため、対象物体を水平方向へ位置決めし且つ水平面内で回転しないように規制することができる。

請求項３の発明によれば、環状係合部材と装着穴の内周面の間に形成した簡単な構成の環状隙間を介して環状係合部材の弾性変形を促進することができる。
請求項４の発明によれば、環状係合部材に形成した環状溝を介して環状係合部材の弾性変形を促進することができる。

請求項５の発明によれば、基準部材に形成した第１ボルト挿通孔と、対象物体に形成した第２ボルト挿通孔とに挿通させた第１ボルトを、ベース部材に形成した第１ボルト孔に螺合させる構成としたので、基準部材にボルト締結力が直接作用しないため、嵌合孔に対して基準部材の嵌合筒部が移動する虞がないから、基準部材による水平方向位置決め精度を確保する上で有利である。

請求項６の発明によれば、第２ボルトを、対象物体の第３ボルト挿通孔に挿通させて、ベース部材の第２ボルト孔に螺合させることで、対象物体をベース部材に固定する固定力を強化することができる。

請求項７の発明によれば、第２，第３ボルト挿通孔の上部に、ボルト頭部を収容する頭部収容穴を形成するため、ボルト頭部が対象物体の上面に突出することがないから、対象物体の上面を使用する上で有利である。

請求項８の発明によれば、前記第２ボルト挿通孔を前記第１ボルト挿通孔よりも大径のボルト孔であって前記第１ボルトが挿通可能なボルト孔に構成したため、対象物体をベース部材から分離する際に、前記第２ボルト挿通孔からなるボルト孔に取り外し用のボルトを螺合し、係合凸部の先端で反力をとって環状係合部材と係合凸部のテーパ係合を解除することができる。

請求項９の発明によれば、前記第１ボルト挿通孔にストップリング溝を形成したため、基準部材の交換の際に、ストップリング溝に装着するストップリングを利用して基準部材を取り外すことができる。

請求項１０の発明によれば、前記装着穴の奥側に装着穴に連通する円形凹穴を形成し、前記前記環状係合部材の内周部にストップリング溝を形成したため、環状係合部材の交換の際に、円形凹穴に装着した円形板と、ストップリング溝に装着したストップリングを介して、環状係合部材を取り外すことができる。

実施例１のパレット位置決め固定装置の分解斜視図である。 パレット位置決め固定装置の平面図である。 ベース部材の平面図である。 ワークパレットの底面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図５と図６の要部拡大図である。 第１基準部材の平面図である。 第１基準部材の断面図である。 第２基準部材の平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 環状係合部材の断面図である。 変形例に係る環状係合部材の断面図である。 係合凸部と環状係合部材の係合を解除する方法を示す要部断面図である。 基準部材をベース部材から取り外す方法を示す要部断面図である。 ワークパレットから環状係合部材を取り外す方法を示す要部断面図である。 ワークパレットから環状係合部材を取り外す方法を示す要部断面図である。 実施例２に係るベース部材の平面図である。 実施例３に係るベース部材の平面図である。 実施例３に係るワークパレットの底面図である。 実施例４に係るベース部材の平面図である。 実施例４に係るワークパレットの底面図である。 実施例５に係るベース部材と環状係合部材の断面図である。 図２３のXXIV−XXIV線断面図である。 実施例６に係るベース部材と環状係合部材の断面図（図２６のXXV −XXV 線断面図）である。 図２５におけるXXVI−XXVI線断面図である。 実施例７に係るパレット位置決め固定装置の図５相当図である。 変更形態に係るベース部材と環状係合部材と環状係合部材に螺合させたボルトの断面図である。 変更形態に係るベース部材と基準部材と環状係合部材の要部断面図である。

以下、発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
なお、以下の実施例において、水平方向へ位置決めするとは、水平方向の位置を決めることを意味し、鉛直方向へ位置決めするとは、鉛直方向の位置を決めることを意味する。

図１に示すように、実施例１のパレット位置決め固定装置１（これが、「物体位置決め固定装置」に相当する。以下、位置決め固定装置という）は、ベース部材２の上に機械加工に供するワークを保持する為のワークパレット３（これが、位置決め固定される「対象物体」に相当する。）を水平方向と鉛直方向に位置決めし、４本の固定用ボルト４，４Ａにより固定するものである。

ベース部材２は、例えば工作機械のテーブル等の上に固定した状態にセットしておく。ワークパレット３には、図示外のクランプ装置やボルトにより１又は複数のワーク（図示略）を固定し、そのワークパレット３をベース部材２上に搬送し、水平方向と鉛直方向に位置決めし且つ固定してから、ワークパレット３上の１又は複数のワークに対して機械加工が施される。

この位置決め固定装置１は、ベース部材２と、ワークパレット３と、４つのクランプ用ボルト４とを備えている。ベース部材２とワークパレット３は、夫々、正方形又は長方形の厚手の鋼製の平板部材で構成されている。ベース部材２の上面のほぼ全域は、ワークパレット３を載置し、ワークパレット３の下面を着座させてワークパレット３を鉛直方向に位置決めする為の水平な基準座面５に形成されている。ワークパレット３の底面のほぼ全域は、基準座面５に面接触状に当接可能な水平な当接面３ａに形成されている。

図１〜図７に示すように、ベース部材２は、前記基準座面５と、ベース部材２の対角関係にある１対の隅部の近傍部位に形成された鉛直方向向きの１対の嵌合孔６と、これら１対の嵌合孔６に夫々固定された水平方向位置決めの為の第１，第２基準部材１０，２０と、第１，第２基準部材１０，２０の下側に同心状に形成された鉛直方向向きの１対のボルト孔１１と、ベース部材２の対角関係にある１対の隅部（上記１対の隅部とは異なる１対の隅部）の近傍部位に形成された鉛直方向向きの１対のボルト孔９とを備えている。尚、本明細書において、「ボルト挿通孔」はボルトを通すことができる孔を意味し、「ボルト孔」はボルトを螺合可能なネジ孔を意味する。

１対の嵌合孔６は互いに離隔した位置にベース部材２の基準座面５に開口するように形成されている。従って、第１，第２基準部材１０，２０は互いに離隔した位置にある。第２基準部材２０は、第１基準部材１０を中心とする水平面内における回転規制（水平方向位置決め）の為のものである。

図１〜図９に示すように、第１基準部材１０は、嵌合孔６に圧入にて嵌合固定された円筒状の嵌合筒部１２と、この嵌合筒部１２よりも大径で且つ嵌合筒部１２と同心状の係合凸部１３であって、嵌合筒部１２の上端から上方（ワークパレット側）へ突出するように一体形成された係合凸部１３と、第１基準部材１０の中央部に形成された鉛直方向向きのボルト挿通孔１４と、このボルト挿通孔１４の内周部の上部に形成されたストップリング溝１０ｂとを備えている。尚、第１基準部材１０は、嵌合孔６に前記圧入以外の固定手段で固定してもよい。

第１基準部材１０の係合凸部１３の外周には上方に向って（ワークパレット３側に向って）小径化するテーパ係合面１０ａが形成されている。係合凸部１３の上端の外周部は断面円弧状に形成されている。係合凸部１３の嵌合筒部１２側の基端に、基準座面５に当接した環状の基端当接面１５が形成されている。尚、嵌合孔６の底面と嵌合筒部１２の下端面との間には、小さな環状隙間１６が形成されている。但し、テーパ係合面１０ａは周方向に間欠的に形成した複数のテーパ係合面であってもよい。

前記ベース部材２には、第１基準部材１０のボルト挿通孔１４に対応する鉛直方向向きのボルト孔１１が同心状に形成されている。第１基準部材１０に対応するワークパレット３の部位には、ボルト挿通孔１４に対応するボルト挿通孔７が同心状に形成され、このボルト挿通孔７の上部にはボルト４の頭部を収容する頭部収容穴７ａが形成されている。
後述するように、ボルト挿通孔７とボルト挿通孔１４に挿入したボルト４を、ボルト孔１１に螺合することによりワークパレット３がベース部材２に固定される。前記ボルト挿通孔７は、ボルト挿通孔１４よりも大径のボルト孔であって、ボルト４が挿通可能なボルト孔に形成されている（図１４参照）。

図１〜図１１に示すように、第２基準部材２０は、係合凸部２３のテーパ係合面２０ａ以外の構成は第１基準部材１０と同様であるので、係合凸部２３に形成したテーパ係合面２０ａについてのみ説明する。
第２基準部材２０の係合凸部２３の外周には上方に向って（ワークパレット３側に向って）小径化する２つのテーパ係合面２０ａが周方向２等分位置に形成されている。第２基準部材２０の２つのテーパ係合面２０ａの間における外面部分には１対の平面視円弧状の浅溝１９が形成され、これらの浅溝１９の壁面に後述する第２環状係合部材４０が密着しないように構成されている。テーパ係合面２０ａの上端の外周部は断面円弧状に形成されている。

前記２つのテーパ係合面２０ａは、平面視において第１，第２基準部材１０，２０の軸心同士を結ぶ中心線Ｌ（図３参照）に直交する方向に対向している。各テーパ係合面２０ａの周方向長さは、約１／８〜１／１２円周であるため、第２環状係合部材４０が径拡大方向へ弾性変形するときの弾性変形を促進し、テーパ係合面２０ａと第２環状係合部４０の密着性を高めることができる。

第１基準部材１０に対応するボルト挿通孔１４、ボルト挿通孔７、ボルト孔１１と同様に、第２基準部材２０に対応するボルト挿通孔１４、ボルト挿通孔７、ボルト孔１１が設けられている。
図１、図４、図５、図６に示すように、ワークパレット３は、第１基準部材１０に係合可能な第１環状係合部材３０と、第２基準部材２０に係合可能な第２環状係合部材４０と、第１，第２基準部材１０，２０のボルト挿通孔１４に対応する２つのボルト挿通孔７と、ベース部材２の２つのボルト孔９に対応する２つのボルト挿通孔８とを備えている。

第１，第２環状係合部材３０，４０は、ワークパレット３の当接面３ａに開口するようにワークパレット３に形成された円形の装着穴１７に圧入により嵌合固定されている。
ボルト挿通孔７は、ワークパレット３を板厚方向に貫通させて第１，第２基準部材１０，２０の軸心と平行且つ同心状に形成されている。

ボルト挿通孔８の上部にはボルト４Ａの頭部を収容可能な頭部収容穴８ａが形成されている。ボルト４，４Ａの頭部の上面は、パレット３の上面から微小距離低い位置に設定されているため、パレット３の上面にワークをセットするのに有利である。尚、第１，第２環状係合部材３０，４０は同じ構造のものである。尚、第１，第２環状係合部材３０，４０は、装着穴１７に圧入以外の固定手段で固定してもよい。

第１環状係合部材３０は、それを第１基準部材１０の係合凸部１３に外嵌させ且つボルト４の締結力を作用させるとき径拡大方向に弾性変形可能で且つ係合凸部１３のテーパ係合面１０ａに密着状に係合可能に構成されている。

そのため、第１環状係合部材３０の内周面の下半部がテーパ係合面１０ａに密着可能なテーパ当接面３０ａに形成され、第１環状係合部材３０の下半部の外径は上半部の外径よりも僅かに小径に形成され、第１環状係合部材３０の下半部の外周面と装着穴１７の内周面との間に、第１環状係合部材３０の径拡大方向への弾性変形を促進する為の環状隙間１８が形成されている。第１環状係合部材３０の径方向の厚さは、水平方向の位置決めに必要な剛性を有する厚さであればよい。

尚、第１環状係合部材３０の下端が当接面３ａより下方へ突出しないように、第１環状係合部材３０の高さ寸法は装着穴１７の深さ寸法よりも幾分小さく設定され、第１環状係合部材３０の上端は装着穴１７の上端壁面に当接している。
さらに、第１環状係合部材３０の内周部の上端部にストップリング溝３０ｄが形成され、装着穴１７の奥側には装着穴１７に連通し且つ第１環状係合部材３０の内径以下の直径を有する円形凹穴１７ａが形成されている（図１６、図１７参照）。

第２環状係合部材４０は、それを第２基準部材２０の係合凸部２３に外嵌させ且つボルト４の締結力を作用させるとき径拡大方向に弾性変形可能で且つ係合凸部２３の２つの第２テーパ係合面２０ａに密着状に係合可能に構成されている。
第２環状係合部材４０は、第１環状係合部材３０と同構造の部材であり、第１環状係合部材３０と同様に、第２環状係合部材４０にはテーパ係合面２０ａに密着可能なテーパ当接面４０ａと、ストップリング溝４０ｄが形成されている。ワークパレット３には、ストップリング溝４０ｄに対応する円形凹穴１７ａも形成されている。

尚、第１基準部材１０と第１環状係合部材３０とボルト４などにより、水平方向へ位置決めして固定する第１位置決め固定機構が構成され、第２基準部材２０と第２環状係合部材４０とボルト４などにより、水平方向へ位置決めして固定する第２位置決め固定機構が構成されている。

次に、上記の位置決め固定装置１の作用について説明する。
ベース部材２は工作機械のテーブル等の上に予めセットして固定されている。ワーク準備ステージにおいてワークパレット３に１又は複数のワークを取り付けた状態において、ワークパレット３をベース部材２の上方へ搬送して、ベース部材２の上面の基準座面５に近接状に載置する。

このとき、ワークパレット３側の第１，第２環状係合部材３０，４０が第１，第２基準部材１０，２０の係合凸部１３，２３に軽く係合している。この状態で、２つのボルト４をボルト挿通孔７から夫々挿入して、第１，第２基準部材１０，２０の係合凸部１３，２３のボルト挿通孔１４を夫々挿通させた状態で対応するボルト孔１１に夫々螺合締結することにより、第１，第２環状係合部材３０，４０を径拡大側へ弾性変形させて、それらのテーパ当接面３０ａ，４０ａをテーパ係合面１０ａ，２０ａに密着状に係合させて固定する。次に、２つのボルト４Ａをボルト挿通孔８から夫々挿入して、ベース部材２のボルト孔９に夫々螺合締結することにより、ワークパレット３の１対の隅部の近傍部をベース部材２に固定する。これにより、ワークパレット３の当接面３ａが基準座面５に密着した状態になる。

第１環状係合部材３０のテーパ当接面３０ａが、第１基準部材１０の係合凸部１３のテーパ係合面１０ａに密着して水平方向に位置決めされ、第２環状係合部材４０のテーパ当接面４０ａが、係合凸部２３のテーパ係合面２０ａに密着して第１基準部材１０の軸心を中心として水平面内で回転しないように規制して水平方向へ位置決めする。こうして、ワークパレット３をベース部材２に対して水平方向と鉛直方向に位置決めして固定することができる。

上記のように固定したワークパレット３を取り外す為に、第１，第２基準部材１０，２０と第１，第２環状係合部材３０，４０の係合を解除する際には、図１４に示すように、ボルト挿通孔７（ボルト孔）に係合解除用ボルト５０を螺合し、このボルト５０の先端を第１，第２基準部材１０，２０の頂部に当接させた状態で反力をとり、ボルト５０を更に締め付け方向へ回動させることにより、上記の係合を解除することができる。

次に、第１，第２基準部材１０，２０の交換する際には、図１５に示すように、ボルト挿通孔１４に円形受止板５１を入れて嵌合孔６の底面で受け止め、次にボルト挿通孔１４に円形ナット５２を昇降可能に収容し、次にストップリング溝１０ｂにストップリング５３を装着し、次に取外し用ボルト５４を円形ナット５２に螺合させ、ボルト５４の先端を円形受止板５１に当接させた状態で反力をとり、ボルト５４を更に締め付け方向へ回動させることにより、第１，第２基準部材１０，２０の嵌合筒部１２を嵌合孔６から引き抜いて、第１，第２基準部材１０，２０を取り外すことができる。

次に、ワークパレット３に装着された第１，第２環状係合部材３０，４０を交換する際には、図１６に示すように、円形凹穴１７ａに円形受止板５５を夫々入れてからストップリング溝３０ｄ，４０ｄにストップリング５６を装着し、次にボルト挿通孔７（ボルト孔）に取外し用ボルト５７を螺合させて、円形受止板５５とストップリング５６を下方へ押すことにより、第１，第２環状係合部材３０，４０を装着穴１４から取り外すことができる。

図１６に示す取り外し方法の代わりに、図１７に示す取り外し方法を採用可能である。 円形凹穴１７ａに円形受止板付きナット部材５８の円形受止板５８ａを入れてからストップリング溝３０ｄ，４０ｄにストップリング５９を装着し、門形部材６０のボルト挿通孔６０ａから挿通させた取外し用ボルト６１を円形受止板付きナット部材５８のボルト孔５８ｂに螺合して回動させることにより、円形受止板付きナット部材５８を下方へ引き付けることにより、第１，第２環状係合部材３０，４０を装着穴１４から取り外すことができる。

次に、上記の位置決め固定装置１が奏する効果について説明する。
第１，第２基準部材１０，２０の嵌合筒部１２をベース部材２の嵌合孔６に嵌合固定することで、第１，第２基準部材１０，２０をベース部材２に固定する構造にし、嵌合筒部１２は係合凸部１３，２３よりも小さな外径を有するものであるため、第１，第２基準部材１０，２０を簡単化・小型化して製作費（材料費、加工費、組付け費）を大幅に低減することができる。しかも、第１，第２基準部材１０，２０をベース部材２に配置する際の自由度も大きくなる。

第１，第２基準部材１０，２０において、係合凸部１３，２３の下端に基端当接面１５を形成して、基準座面５に当接させた構造にしたため、基準座面５に対する係合凸部１３，２３の高さ方向の位置を精度よく設定することができる。そのため、ワークパレット３を水平方向へ位置決めする位置決め精度を高めることができる。また、第１，第２環状係合部材３０，４０と装着穴１７の内周面の間に形成した簡単な構成の環状隙間１８を介して第１，第２環状係合部材３０，４０の弾性変形を促進することができる。

第１，第２基準部材１０，２０に形成したボルト挿通孔１４と、ワークパレット３に形成したボルト挿通孔７とに挿通させたボルト４を、ベース部材２に形成したボルト孔１１に螺合させるので、第１，第２基準部材１０，２０にボルト締結力が直接作用しないため、嵌合孔６に対して第１，第２基準部材１０，２０の嵌合筒部１２が移動する虞がないから、第１，第２基準部材１０，２０による水平方向位置決め精度を高める上で有利である。

２つのボルト４Ａを、ワークパレット３の２つのボルト挿通孔８に挿通させて、ベース部材２のボルト孔９に夫々螺合させることで、ワークパレット３をベース部材２に固定する固定力を強化することができる。
ボルト挿通孔７，８の上部に、ボルト頭部を収容する頭部収容穴７ａ，８ａを形成するため、ボルト頭部がワークパレット３の上面に突出することがないから、ワークパレット３の上面にワークをセットする上で有利である。

しかも、ベース部材２に対するワークパレット３側の製作誤差により、第１，第２環状係合部材３０，４０の軸心間の距離と、第１，第２基準部材１０，２０の軸心間距離が微小に異なっている場合にも、第２環状係合部材４０の中心線Ｌの方向への僅かな位置ズレは許容されるため、ワークパレット３の位置決め固定が可能である。
このパレット位置決め固定装置１においては、４つのボルト４，４Ａの締結力でワークパレット３を固定する構造であるため、クランプ用の油圧シリンダ等を設ける必要がなく、クランプする為の機構が簡単な構造になるから、製作コストを大幅に低減することができる。

ベース部材２の上面の全域を基準座面５に形成したため、ベース部材２の上面とワークパレット３の当接面３ａ間に隙間がないから、ワークパレット３が上下方向に弾性変形する虞がなく、ベース部材２とワークパレット３の間に切粉等が侵入しない。ベース部材２の上面に、ワークパレット３の当接面３ａを着座させる基準座面５を形成したため、ベース部材２を活用して基準座面５を形成できる。

次に、第１，第２環状係合部材３０，４０を部分的に変更する例について説明する。
（１）第１，第２環状係合部材３０，４０の径拡大方向への弾性変形を促進するため、第１，第２環状係合部材３０，４０の周方向の１個所を分断する分断部、又は第１，第２環状係合部材３０，４０の周方向の複数個所を部分的に分断する部分分断部を形成する。

（２）図１３に示すように、第１，第２環状係合部材３０，４０の径拡大方向への弾性変形を促進するため、第１，第２環状係合部材３０，４０の例えば下半分に、ベース部材２側に開口する深溝状の環状溝３０ｂ，４０ｂを形成し、第１，第２環状係合部材３０，４０のうちの環状溝３０ｂ，４０ｂより内側の部分に径拡大側へ弾性変形可能な環状係合壁部３０ｃ，４０ｃを形成する。

（３）第１，第２基準部材１０，２０に第１，第２環状係合部材３０，４０に係合させてボルト４を締結した際に、第１，第２基準部材１０，２０を径縮小側へ弾性変形させるように構成してもよい。この場合、第１，第２環状係合部材３０，４０と第１，第２基準部材１０，２０の両方を弾性変形可能に構成してもよく、第１，第２基準部材１０，２０だけを弾性変形可能に構成してもよい。例えば、後述する図２８に示した第１，第２基準部材１０，２０では、上記のような径縮小側への弾性変形がし易い構成になっている。

（４）前記ストップリング溝１０ｂ，３０ｄ，４０ｄ、円形凹穴１７ａは、必須のものではないため省略可能である。さらに、ボルト挿通孔７をボルト孔ではない単なるボルト挿通孔に形成してもよい。その場合、ワークパレット３のボルト孔（図示略）に第１，第２基準部材１０，２０と第１，第２環状係合部材３０，４０の係合解除用の複数のボルトを取り付けておいてもよい。また、それらボルトの代わりに、ベース部材２にワークパレット３を取り外す為の複数の油圧シリンダを組み込んでもよい。

図１８に示すように、この位置決め固定装置のベース部材２Ａにおいては、前記第２基準部材２０に代えて第１基準部材１０を設ける。その他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同様のものに同じ符号を付して説明を省略する。

図１９、図２０に示すように、この位置決め固定装置においては、ベース部材２Ｂの４つの隅部近傍部位に第１基準部材１０を夫々設けると共に、ワークパレット３Ｂには、前記４つの第１基準部材１０に係合可能な４つの第１環状係合部材３０を設ける。尚、ベース部材２Ｂのうち、第１基準部材１０の下方の部分にはボルト孔１１を形成する。その他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同様のものに同じ符号を付して説明を省略する。この位置決め固定装置においては、ワークパレット３Ｂの４隅近傍部を鉛直方向と水平方向に位置決めする精度を高めることができるため、ワークパレット３Ｂの全体を鉛直方向と水平方向に位置決めする精度を一層高めることができる

図２１、図２２に示すように、この位置決め固定装置においては、実施例１のベース部材２と同様に、ベース部材２Ｃに第１，第２基準部材１０，２０を設けると共に、前記１対のボルト孔９に代えて１対の第１基準部材１０を設け、それら追加した第１基準部材１０の下方にはボルト孔１１も設ける。ワークパレット３Ｃには、実施例１のワークパレット３と同様に、第１，第２環状係合部材３０，４０を設けると共に、上記の追加した１対の第１基準部材１０に対応する１対の第１環状係合部材３０を設ける。その他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同様のものに同じ符号を付して説明を省略する。

図２３、図２４に示すように、第２基準部材２０として第１基準部材１０と同構造のものが採用され、嵌合筒部１２を嵌合させる嵌合孔６Ａが第１，第２基準部材１０，２０の軸心同士を結ぶ中心線Ｌの方向に長軸を有する長円形嵌合孔に形成される。この長円形嵌合孔を介して嵌合筒部１２（つまり、第２基準部材２０）が、中心線Ｌの方向に僅かに移動可能であるため、ベース部材２に対するワークパレット３側の製作誤差（例えば、数μｍ〜数１０μｍ）を吸収できる。基準部材の種類が１種類になるため有利である。その他の構成は実施例１と同様である。

図２５、図２６に示すように、第２基準部材２０Ａの係合凸部２３は、第１基準部材１０の係合凸部１３と同形状に形成され、第２基準部材２０Ａの嵌合筒部１２Ａにはブッシュ６４が装着され、ブッシュ６４はストップリング６５で抜け止めされている。ブッシュ６４の外形は平面視において円形であり、嵌合筒部１２Ａとブッシュ６４はベース部材２の円形の嵌合孔６６に嵌合されている。ブッシュ６４には前記中心線Ｌの方向に長軸を有する長円形孔６７が形成されている。この長円形孔６７を介して、嵌合筒部１２Ａが前記中心線Ｌの方向に僅かに移動可能であるため、ベース部材２に対するワークパレット３側の製作誤差を吸収することができる。その他の構成は実施例１と同様である。

図２７に示すパレット位置決め固定装置１Ｄにおいては、第１，第２基準部材１０，２０をワークパレット３Ｄに形成した嵌合孔６に装着し、第１，第２環状係合部材３０，４０をベース部材２Ｄに設けている。この場合、第１，第２基準部材１０，２０に対応する位置において、ワークパレット３Ｄにはボルト挿通孔７と、その頭部収容穴７ａとが形成され、第１，第２基準部材１０，２０にはボルト挿通孔１４が形成され、ベース部材２Ｄには、第１，第２基準部材１０，２０のボルト挿通孔１４に連通するボルト孔１１が形成される。その他の構成は実施例１と同様である。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
（１）図２８に示すように、第１，第２基準部材１０，２０のボルト挿通孔１４の上半部にボルト孔１４ａを形成し、第１，第２基準部材１０，２０を交換する際には、ボルト孔１４ａに取り外し用のボルト７０を螺合し、そのボルト７０を上方へ引っ張り駆動することにより、第１，第２基準部材１０，２０を取り外すように構成してもよい。

（２）図２９に示すように、基準部材１０Ａと環状係合部材３０Ａとで位置決め機構８０を構成し、この位置決め機構８０の近傍部位において、ワークパレット３にボルト挿通孔８１を形成すると共に、ベース部材２にはボルト挿通孔８１に対応するボルト孔８２を形成し、ボルト挿通孔８１に挿通させた固定用ボルト８３をボルト孔８２に螺合させることにより、ワークパレット３をベース部材２に固定する。ボルト挿通孔８１とボルト孔８２とボルト８３とで固定機構８４が構成され、前記位置決め機構８０と固定機構８４とで位置決め固定機構が構成される。

尚、ボルト挿通孔８１は、ボルト８３を挿通可能なボルト孔に形成され、基準部材１０Ａと環状係合部材３０Ａとの係合を解除する際には、ボルト挿通孔８１に係合解除用のボルト（図示略）を螺合させて、そのボルトの先端をベース部材２に当接した状態で反力をとり、上記の係合を解除する。

（３）小型の対象物体を位置決め固定する場合、図７に示すような基準部材１０と環状係合部材３０とボルト４とからなる１組の位置決め固定機構で位置決め固定することも可能である。又は、図２９に示すような１組の位置決め固定機構を採用することもできる。

（４）前記基準座面５は必ずしもベース部材２の上面の全域に形成する必要はなく、ベース部材２の上面の複数部位に形成してもよい。同様に、基準座面５に当接する当接面３ａは、必ずしもワークパレット３の下面の全域に形成する必要はなく、ワークパレット３の下面の複数部位に形成してもよい。
（５）前記ボルト４，４Ａの頭部は、頭部収容穴に収容することなく、ワークパレット３の上面から突出させてもよい。

（６）前記基準部材１０，２０や環状係合部材３０，４０は、交換しない場合もあるため、ストップリング溝１０ｂ，３０ｄ，４０ｄ及び円形凹穴１７ａは必須ものではなく省略してもよい。
（７）前記対象物体は、ワークパレット３に限るものではなく、種々の物品や部材や工具等を位置決め固定する装置に本発明を適用することができる。例えば、ワーク等を固定するバイスの爪部材（対象物体）をベース部材に位置決めして固定する構造にも本発明を適用することができる。また、旋盤のチャック装置の爪部材（対象物体）をベース部材に位置決めして固定する構造にも本発明を適用することができる。

本発明に係る物体位置決め固定装置は、ワークパレット、バイス装置、チャック装置などに関連する技術分野において、ベース部材の上に対象物体を位置決めして固定する種々の機構に適用することができる。

１，１Ｄ パレット位置決め固定装置
２，２Ａ〜２Ｄ ベース部材
３，３Ｂ〜３Ｄ ワークパレット
３ａ 当接面
４ ボルト
５ 基準座面
６ 嵌合孔
７，８ ボルト挿通孔
７ａ，８ａ 頭部収容穴
９，１１ ボルト孔
１０，２０ 基準部材
１０ａ，２０ａ テーパ係合面
１０ｂ ストップリング溝
１２ 嵌合筒部
１３，２３ 係合凸部
１５ 基端当接面
１７ 装着穴
１７ａ 円形凹穴
１８ 環状隙間
３０，４０ 環状係合部材
３０ａ，４０ａ テーパ当接面
３０ｂ，４０ｂ 環状溝
３０ｄ，４０ｄ ストップリング溝

Claims (10)

1. ベース部材の上に対象物体を水平方向と鉛直方向に位置決めして固定する物体位置決め固定装置において、
   前記ベース部材は鉛直方向位置決めの為の基準座面を備えると共に、前記対象物体は前記基準座面に当接可能な当接面を備え、
   前記ベース部材と対象物体の一方は、前記基準座面又は当接面に開口するように形成された嵌合孔と、この嵌合孔に固定された基準部材とを備え、
   前記ベース部材と対象物体の他方は、前記基準部材に対応する位置に前記基準座面又は当接面に開口するように形成された装着穴と、この装着穴内に固定された環状係合部材とを備え、
   前記基準部材は、前記嵌合孔に嵌合固定された嵌合筒部と、この嵌合筒部よりも大きな外径を有するように前記嵌合筒部に一体形成され且つ前記基準座面又は当接面から前記他方側へ突出する係合凸部と、この係合凸部の外周面の少なくとも一部に形成され且つ前記他方側に向って小径化するテーパ係合面と、前記係合凸部の嵌合筒部側の基端に環状係合部材よりも小径に形成され且つ前記基準座面又は前記当接面に当接された基端当接面とを備え、
   前記環状係合部材は、前記当接面を前記基準座面に当接させるとき、前記環状係合部材の径拡大方向への弾性変形を介して、前記係合凸部のテーパ係合面に密着状に係合可能なテーパ当接面を備えた、
   ことを特徴とする物体位置決め固定装置。
2. 複数の前記基準部材を互いに離隔した位置に設け、これら複数の基準部材に夫々対応する複数の前記嵌合孔、複数の前記装着穴および複数の前記環状係合部材を設けたことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の物体位置決め固定装置。
3. 前記環状係合部材の外周面と前記装着穴の内周面の間の少なくとも一部に、環状係合部材の径拡大方向への弾性変形を促進する為の環状隙間を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の物体位置決め固定装置。
4. 前記環状係合部材に、その径拡大方向への弾性変形を促進する為の前記基準座面又は当接面側に開口した環状溝を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の物体位置決め固定装置。
5. 前記基準部材は第１ボルト挿通孔を備え、前記対象物体は前記第１ボルト挿通孔に対応する第２ボルト挿通孔を備え、前記ベース部材は第１，第２ボルト挿通孔に対応する第１ボルト孔を備え、前記対象物体の上方から第１，第２ボルト挿通孔に挿通させて前記第１ボルト孔に螺合させる第１ボルトを設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の物体位置決め固定装置。
6. 前記対象物体は前記第２ボルト挿通孔と異なる第３ボルト挿通孔を備え、前記ベース部材は前記第３ボルト挿通孔に対応する第２ボルト孔を備え、前記対象物体の上方から第３ボルト挿通孔に挿通させて前記第２ボルト孔に螺合させる第２ボルトを設けたことを特徴とする請求項５に記載の物体位置決め固定装置。
7. 前記第２，第３ボルト挿通孔の上部には、第１，第２ボルトの頭部を夫々収容する頭部収容穴が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の物体位置決め固定装置。
8. 前記第２ボルト挿通孔を前記第１ボルト挿通孔よりも大径のボルト孔であって前記第１ボルトが挿通可能なボルト孔に構成したことを特徴とする請求項５に記載の物体位置決め固定装置。
9. 前記第１ボルト挿通孔にストップリング溝を形成したことを特徴とする請求項５に記載の物体位置決め固定装置。
10. 前記装着穴の奥側に装着穴に連通する円形凹穴を形成し、前記前記環状係合部材の内周部にストップリング溝を形成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の物体位置決め固定装置。