專利名稱：定位固定裝置及定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將固定對象物定位固定在基座體上的定位固定裝置、以及將固定對象物定位在基座體上的定位裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻1日本專利特開2001-38564號公報專利文獻2日本專利特開平08-155770號公報專利文獻3日本專利特開2003-39264號公報通常，對于加工中心等的機床，將工件架定位固定在機床的工作臺上，對固定在該工件架上的工件實施機械加工。若為精密設備零件等的話，有時要求達到約1μm左右的加工精度，將工件架定位固定在工作臺上時產(chǎn)生的誤差會對工件的加工精度造成影響。即，工件架相對工作臺的定位精度非常重要。一直以來，已有各種相對于固定在工作臺上的基座體、或工作臺自身形成的基座體將工件架進行定位固定的裝置得到實際應用。
在日本專利特開2001-38564號公報(以下稱為專利文獻1)的帶數(shù)據(jù)功能的緊固裝置中，在基座體上以突出狀設置有筒狀軸部，在該筒狀軸部上滑動自如地從外部嵌合有錐形筒，該錐形筒被彈簧構(gòu)件向上方施力。在工件架上設置有可從外部嵌合在筒狀軸部上的環(huán)狀襯套。在襯套從外部嵌合在筒狀軸部上的狀態(tài)下，利用緊固機構(gòu)將工件架拉向基座體進行固定，此時，錐形筒以緊貼狀嵌合在筒狀軸部和襯套的環(huán)狀錐面之間，從而相對基座體在水平方向上對工件架進行定位，另外，襯套的抵接面從上側(cè)抵接在基座體的承受面上，從而相對基座體在鉛垂方向上對工件架進行定位。
在日本專利特開平08-155770號公報(以下稱為專利文獻2)的平板架等就位裝置中，錐體以突出狀設置在基座體上，在工件架上設置有可從外部與錐體嵌合的錐形承口，錐體的內(nèi)周側(cè)形成有用于促進彈性變形的環(huán)狀凹槽。在錐形承口從外部嵌合在錐體上的狀態(tài)下，利用緊固機構(gòu)將工件架拉向基座體進行固定，此時，錐形承口與錐體卡合，錐體向直徑縮小側(cè)產(chǎn)生微小的彈性變形，從而緊貼在錐形承口的環(huán)狀錐面上，由此相對基座體在水平方向上對工件架進行定位，另外，錐形承口的抵接面從上側(cè)抵接在錐體的承受面上，由此相對基座體在鉛垂方向上對工件架進行定位。
在日本專利特開2003-39264號公報(以下稱為專利文獻3)的工件架定位固定裝置中，在基座體上以突出狀設置有筒狀軸部，在工件架上設置有可從外部嵌合在筒狀軸部上的環(huán)狀襯套。在襯套的內(nèi)周側(cè)部分上形成有可向徑向彈性變形的大致呈環(huán)狀的卡合部，在卡合部的外周側(cè)形成有容許該卡合部的彈性變形的環(huán)狀退避槽，在卡合部上還形成有多個切槽。在襯套從外部嵌合在筒狀軸部上的狀態(tài)下，利用緊固機構(gòu)將工件架拉向基座體進行固定，此時，襯套的卡合部與筒狀軸部可合，其卡合部向徑向外側(cè)的環(huán)狀退避槽的方向彈性變形，與筒狀軸部的環(huán)狀錐面緊貼，從而相對基座體在水平方向上對工件架進行定位，另外，襯套的抵接面從上側(cè)抵接在基座體的承受面上，從而相對基座體在鉛垂方向上對工件架進行定位。
在此，在專利文獻1、3的緊固機構(gòu)中，在筒狀軸部的軸孔中插入輸出構(gòu)件，在筒狀軸部的前端部分保持有多個鋼球，且這些鋼球可向徑向移動。通過驅(qū)動輸出構(gòu)件退入，利用輸出構(gòu)件的前端傾斜部向徑向外側(cè)推動多個鋼球，使這些鋼球卡合在襯套上形成的卡合凹部上，從而產(chǎn)生將工件架拉向基座體進行固定的緊固力。鋼球的數(shù)量是數(shù)個(例如6個)，緊固時，在各鋼球卡合的卡合凹部上作用有非常大的力。
但是，在專利文獻1～3的發(fā)明中存在下述問題。
在專利文獻1的帶數(shù)據(jù)功能的緊固裝置中，錐形筒與筒狀軸部構(gòu)成為不同的零件，且錐形筒可從外部滑動自如地嵌合在筒狀軸部上，用彈簧構(gòu)件對錐形筒向上方施力，用擋圈進行卡扣。采用具有這種錐形筒的結(jié)構(gòu)，不但零件數(shù)量較多、制造成本昂貴，而且反復使用該緊固裝置，筒狀軸部與錐形筒的滑動部分會被磨損，再者，其磨損粉末堆積有可能導致定位精度顯著降低。另外，因為在筒狀軸部和錐形筒之間存在些許的間隙，故機械加工產(chǎn)生的切屑油、切削粉末會進入該間隙，有可能導致定位精度降低。
在專利文獻2的平板架等就位裝置中，需要使錐體向直徑縮小方向彈性變形，但錐體由環(huán)狀連續(xù)的厚度比較大的環(huán)狀壁部構(gòu)成。因此，錐體很難向直徑縮小方向彈性變形，換言之，直徑縮小尺寸極小，因此，為了使錐形承口與錐體卡合、且使錐形承口的抵接面抵接在錐體的承受面上，錐體、錐形承口都需要高的制造精度，由此導致整個裝置價格昂貴。若顯著地強化緊固機構(gòu)的緊固力，可使錐體向直徑縮小方向產(chǎn)生大的彈性變形，但會在錐體的環(huán)狀錐面上作用大的力，從而易于產(chǎn)生偏磨損，不能長時間維持定位精度。再者，若使錐體向直徑縮小方向產(chǎn)生大的彈性變形，則其彈性部分的應力就會過高，可能導致彈性變形部分產(chǎn)生不能回復的永久性變形。
因此，在專利文獻3的工件架定位固定裝置中，在襯套的環(huán)狀卡合部的外周側(cè)部分上形成容許卡合部的彈性變形的環(huán)狀退避槽，還在卡合部上形成多個切槽，因此，卡合部變得易于向徑向外側(cè)彈性變形。但是，當在筒狀軸部的軸芯與襯套的軸芯不一致的狀態(tài)(例如即使是稍微錯開的狀態(tài))下將工件架拉向基座體進行固定時，在卡合部卡合在筒狀軸部上后，在無法利用該卡合使筒狀軸部的軸芯與襯套的軸芯一致的情況下，卡合部產(chǎn)生局部彈性變形后緊貼在筒狀軸部的環(huán)狀錐面上，在該狀態(tài)下，工件架被固定在基座體上。即，在工件架的載荷較重時，存在不能高精度且可靠地相對基座體在水平方向上對工件架進行定位的問題。
另外，在專利文獻1、3的緊固機構(gòu)中，緊固時，在多個鋼球卡合的襯套的卡合凹部是環(huán)狀錐面時，各鋼球與環(huán)狀錐面以點接觸狀卡合，接觸面積較小，故會在環(huán)狀錐面的局部上作用較大的力。因此，尤其是在緊固力較大時，在環(huán)狀錐面上會出現(xiàn)鋼球的接觸痕跡，隨著反復使用工件架會在環(huán)狀錐面上不均勻地作用緊固力，從而很難維持穩(wěn)定的緊固狀態(tài)。由此，可以加大鋼球的尺寸、或增加鋼球的數(shù)量，但會導致緊固裝置大型化等，不利于降低制造成本。
另外，在將金屬模具定位固定在可動盤、固定盤等基座體上時，需要盡量提高其定位精度，但在使用專利文獻1～3這種裝置時，存在與上述相同的問題。
本發(fā)明的目的是在定位固定裝置中，通過在基座體的筒狀軸部或固定對象物的環(huán)狀卡合構(gòu)件上設置可向徑向彈性變形的環(huán)狀卡合部，并將該卡合部構(gòu)成為具有錐形環(huán)部和多個肋，從而提高相對基座體對固定對象物進行定位的定位精度、且減少零件數(shù)量以降低制造成本、即使是長期反復使用也可維持高的定位精度和穩(wěn)定的緊固狀態(tài)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的定位固定裝置，包括緊固機構(gòu)，將固定對象物拉向基座體進行固定，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具；以及相對基座體分別在水平方向和鉛垂方向上對該固定對象物進行定位的定位機構(gòu)，其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的筒狀軸部；以及以可從外部嵌合在該筒狀軸部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件，所述定位機構(gòu)包括環(huán)狀錐面，形成在筒狀軸部的外周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且越向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面的直徑越小；以及卡合部，是設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀的卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋(權(quán)利要求1)。
在該定位固定裝置中，在設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件從外部嵌合在基座體上突出設置的筒狀軸部上的狀態(tài)下，利用緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定，此時，利用定位機構(gòu)相對基座體分別在水平方向和鉛垂方向上對固定對象物進行定位。在定位機構(gòu)中，在筒狀軸部的外周部上形成有越向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)直徑越小的環(huán)狀錐面，在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上形成有可與環(huán)狀錐面卡合的卡合部，在利用緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定時，環(huán)狀的卡合部向徑向外側(cè)彈性變形使直徑擴大，從而以緊貼狀與環(huán)狀錐面卡合，由此相對基座體在水平方向上對固定對象物進行定位，在此，設置在基座體和環(huán)狀卡合構(gòu)件上的定位用水平面彼此間抵接，由此相對基座體在鉛垂方向上對固定對象物進行定位。
因為所述卡合部具有可與環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋，因此，在利用緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定時，利用在錐形環(huán)部的外周側(cè)形成在多個肋之間的空間促進卡合部的彈性變形，使多個肋壓縮變形，使整個錐形環(huán)部擴張，從而使卡合部卡合在筒狀軸部上，可靠地向徑向外側(cè)彈性變形，使錐形環(huán)部可靠地緊貼在筒狀軸部的環(huán)狀錐面上。尤其是，多個肋可賦予卡合部適度的剛性，因此，當在筒狀軸部的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件的軸芯不一致的狀態(tài)下利用緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定時，在使卡合部卡合在筒狀軸部上后，首先卡合部處于沒有彈性變形的狀態(tài)，在利用所述卡合使筒狀軸部的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件的軸芯一致后，卡合部產(chǎn)生彈性變形，以緊貼狀與環(huán)狀錐面卡合。
其結(jié)果是，即使是較重的固定對象物，也可大幅提高相對基座體進行定位的定位精度。另外，因為卡合部一體地形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件上，故可減少零件數(shù)量，具有更加充分的彈性變形量，由此可加大制造容許公差，降低制造成本，而且，也不易產(chǎn)生對定位精度造成影響的磨損，也不會因機械加工產(chǎn)生的切削油劑、切削粉末等的影響而導致功能降低，即使是長期反復使用也可維持高的定位精度。
另外，本發(fā)明的定位固定裝置，包括緊固機構(gòu)，將固定對象物拉向基座體進行固定，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具；以及相對基座體分別在水平方向和鉛垂方向上對該固定對象物進行定位的定位機構(gòu)，其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的筒狀軸部；以及以可從外部嵌合在該筒狀軸部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件，所述定位機構(gòu)包括環(huán)狀錐面，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且越向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面的直徑越??；以及卡合部，是設置在筒狀軸部的外周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向內(nèi)側(cè)連接的多個肋(權(quán)利要求2)。
在該定位固定裝置中，對于定位機構(gòu)，在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周部上形成有越向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)直徑越小的環(huán)狀錐面，在筒狀軸部的外周側(cè)部分上形成有可與環(huán)狀錐面卡合的卡合部，在將固定對象物拉向基座體進行固定時，環(huán)狀的卡合部向徑向內(nèi)側(cè)彈性變形使直徑縮小，從而以緊貼狀與環(huán)狀錐面卡合。所述卡合部具有可與環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向內(nèi)側(cè)連接的多個肋，利用在錐形環(huán)部的內(nèi)周側(cè)形成在多個肋之間的空間促進卡合部(錐形環(huán)部)的彈性變形，使多個肋壓縮變形，使整個錐形環(huán)部收縮，從而使卡合部可靠地向直徑縮小方向彈性變形。其他起到與權(quán)利要求1的發(fā)明相同的作用效果。
在上述發(fā)明中，可采用如下結(jié)構(gòu)。
所述卡合部具有在所述錐形環(huán)部的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)形成在多個肋之間的多個孔部(權(quán)利要求3)。在將固定對象物拉向基座體進行固定時，可使卡合部可靠且適度地向徑向彈性變形，并以緊貼狀卡合在環(huán)狀錐面上，可提高相對基座體對固定對象物進行定位的定位精度。另外，例如在厚壁的環(huán)狀部分上形成多個孔部，從而可簡單地將錐形環(huán)部和多個肋形成為一體，可抑制制造成本。
在所述孔部中充填有可彈性變形的樹脂材料(權(quán)利要求4)。能可靠地防止機械加工產(chǎn)生的切削油劑、切削粉末等進入孔部內(nèi)，可使卡合部可靠且適度地向徑向彈性變形，即使是長期反復使用也可維持高的定位精度。
所述定位機構(gòu)包括承受面，設置在基座體上，用于在鉛垂方向上對所述固定對象物進行定位；以及抵接面，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件上，在卡合部與所述環(huán)狀錐面卡合的狀態(tài)下，該抵接面與承受面抵接(權(quán)利要求5)。也可相對基座體在鉛垂方向上可靠地對固定對象物進行定位。
所述緊固機構(gòu)包括輸出構(gòu)件，移動自如地插入在所述筒狀軸部的軸孔中；多個鋼球，分別以可沿徑向移動的狀態(tài)保持在所述筒狀軸部的多個保持孔中；多個卡合凹部，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件上，在環(huán)狀卡合構(gòu)件從外部嵌合在所述筒狀軸部上的狀態(tài)下，可分別與多個鋼球面接觸或線接觸；緊固驅(qū)動機構(gòu)，向遠離固定對象物的方向驅(qū)動所述輸出構(gòu)件，使多個鋼球分別與多個卡合凹部卡合，以將固定對象物固定在基座體上；以及緊固解除機構(gòu)，向靠近固定對象物的方向驅(qū)動所述輸出構(gòu)件，分別解除多個鋼球與多個卡合凹部的卡合，從而解除固定對象物和基座體的固定(權(quán)利要求6)。
在設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件從外部嵌合在基座體上設置的筒狀軸部上的狀態(tài)下，利用緊固驅(qū)動機構(gòu)向遠離固定對象物的方向驅(qū)動輸出構(gòu)件，從而該輸出構(gòu)件將保持在筒狀軸部中的多個鋼球向徑向外側(cè)推動，使其分別可面接觸或線接觸地卡合在環(huán)狀卡合構(gòu)件的多個卡合凹部上，因此可將固定對象物拉向基座體進行固定，從該狀態(tài)開始，利用緊固解除機構(gòu)向靠近固定對象物的方向驅(qū)動輸出構(gòu)件，使多個鋼球向徑向內(nèi)側(cè)退避，分別解除與環(huán)狀卡合構(gòu)件的多個卡合凹部的卡合，因此可解除固定對象物和基座體的固定。緊固時，在各鋼球卡合的卡合凹部上作用有非常大的力，但由于各鋼球可與卡合凹部面接觸或線接觸地進行卡合，與點接觸地卡合在卡合凹部上的情況相比，與卡合凹部的接觸面積變大，從而即使是在長期反復使用的情況下，在該卡合凹部上也不會出現(xiàn)鋼球的接觸痕跡，可維持穩(wěn)定的緊固狀態(tài)。
所述卡合凹部形成為局部球面狀或局部圓筒面狀(權(quán)利要求7)。能可靠地使多個鋼球分別可面接觸或線接觸地卡合在多個卡合凹部上。
所述緊固解除機構(gòu)具有形成在輸出構(gòu)件上的多個退避凹部，可供多個鋼球向徑向內(nèi)側(cè)退避，所述緊固驅(qū)動機構(gòu)具有形成在輸出構(gòu)件上的多個傾斜凹部，該傾斜凹部與所述多個退避凹部相連，可向徑向外側(cè)推動多個鋼球(權(quán)利要求8)。從將固定對象物固定在基座體上的狀態(tài)開始，通過利用緊固解除機構(gòu)向靠近固定對象物的方向驅(qū)動輸出構(gòu)件，可使多個鋼球向徑向內(nèi)側(cè)移動，可靠地退避到輸出構(gòu)件的多個退避凹部中，另外，通過利用緊固驅(qū)動機構(gòu)向遠離固定對象物的方向驅(qū)動輸出構(gòu)件，多個鋼球可由輸出構(gòu)件的多個傾斜凹部可靠地向徑向外側(cè)推動，從而卡合在環(huán)狀卡合構(gòu)件的多個卡合凹部上。
另外，本發(fā)明的定位裝置，用于相對基座體對固定對象物進行定位，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具，其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的軸狀部；以可從外部嵌合在所述軸狀部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件；環(huán)狀錐面，形成在軸狀部的外周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且越向軸狀部的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面的直徑越??；以及卡合部，是設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀的卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋(權(quán)利要求9)。
對于利用該定位裝置相對基座體進行定位的固定對象物，利用與該定位裝置一體或分開設置的緊固裝置固定在基座體上。該定位裝置可起到與權(quán)利要求1的定位機構(gòu)基本相同的作用效果。另外，也可像權(quán)利要求2的定位機構(gòu)那樣構(gòu)成為，包括環(huán)狀錐面，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且越向軸狀部的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面的直徑越?。灰约翱ê喜?，是設置在軸狀部的外周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向內(nèi)側(cè)連接的多個肋。另外，該定位裝置也可與權(quán)利要求3～5同樣地構(gòu)成。


圖1是工件架、基座體及定位固定裝置的整體構(gòu)成圖。
圖2是定位固定裝置(緊固解除狀態(tài))的縱向剖視圖。
圖3是圖2的定位固定裝置的局部放大圖。
圖4是定位固定裝置(緊固途中狀態(tài))的縱向剖視圖。
圖5是圖4的定位固定裝置的局部放大圖。
圖6是定位固定裝置(緊固狀態(tài))的縱向剖視圖。
圖7是圖6的定位固定裝置的局部放大圖。
圖8是活塞構(gòu)件的立體圖。
圖9是環(huán)狀卡合構(gòu)件的立體圖。
圖10是環(huán)狀卡合構(gòu)件的俯視圖。
圖11是環(huán)狀卡合構(gòu)件的仰視圖。
圖12是環(huán)狀卡合構(gòu)件的縱向剖視圖。
圖13是緊固機構(gòu)的主要部分的縱向剖視圖。
圖14是圖13的a-a線剖視圖。
圖15是定位固定裝置的縱向剖視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對實施本發(fā)明的較佳形態(tài)進行說明。如圖1所示，工件架1(固定對象物)用于安裝需要進行機械加工的工件，且該工件架1利用4組定位固定裝置3定位固定在基座體2上，該基座體2固定在機床的工作臺上，在該狀態(tài)下，利用機床對固定在工件架1上的工件實施機械加工。工件架1形成為大致呈正方形的厚板狀，基座體2也形成為大致呈正方形的厚板狀?；w2也有時由機床的工作臺本身構(gòu)成。4組定位固定裝置3在工件架1和基座體2上配置在大致呈正方形的四個角附近。
下面對定位固定裝置3進行說明。因為4組定位固定裝置3的結(jié)構(gòu)是相同的，故僅對一組定位固定裝置3進行說明。
如圖2、圖4、圖6所示，定位固定裝置3包括固定性地設置在基座體2上的基準體10；可從外部嵌合在該基準體10的筒狀軸部10b上、并固定性地設置在工件架1上的環(huán)狀卡合構(gòu)件11；將工件架1拉向基座體2可解除固定地進行固定的緊固機構(gòu)12；將工件架1相對基座體2分別在水平方向和鉛垂方向上定位的定位機構(gòu)13；以及噴射除塵用加壓空氣的空氣噴射機構(gòu)14等。
設在基準體2上的基準體10具有處于上下方向的中段部分的大直徑部10a、從大直徑部10a向上方延伸的筒狀軸部10b、以及從大直徑部10a的下端突出的環(huán)狀部10c?；鶞鼠w10的環(huán)狀部10c內(nèi)嵌在從上側(cè)形成在基座體2上的收容孔2a中，大直徑部10a以與基座體2的上表面抵接的狀態(tài)利用穿過該大直徑部10a的多個螺栓固定在基座體2上，筒狀軸部10b處于以突出狀設置在基座體2上的狀態(tài)。在基準體10的大直徑部10a和筒狀軸部10b上形成有供活塞構(gòu)件20的桿部20b穿過的軸孔10d。
在大直徑部10a的上表面上形成有環(huán)狀的承受面42，在筒狀軸部10b下部的外周面上形成有越向上側(cè)直徑越小的環(huán)狀錐面40。在大直徑部10a的下側(cè)，在環(huán)狀部10c的內(nèi)側(cè)形成有環(huán)狀的彈簧收容部10e。在環(huán)狀部10c上安裝有對環(huán)狀部10c與收容孔2a的壁面之間進行密封的密封構(gòu)件15、以及對環(huán)狀部10c與活塞構(gòu)件20的活塞部20a之間密封的密封構(gòu)件16，在收容孔2a中，在環(huán)狀部10c與活塞構(gòu)件20的活塞部20a的下側(cè)部分之間形成有油室35。
設在工件架1上的環(huán)狀卡合構(gòu)件11以內(nèi)嵌狀收容在從下側(cè)形成在工件架1上的收容孔1a中，在夾入高度調(diào)整用墊板17進行高度調(diào)整后利用多個螺栓固定在工件架1上。在形成在該環(huán)狀卡合構(gòu)件11的下端部上的環(huán)狀凸部的下表面上形成有抵接面43，在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的內(nèi)周側(cè)部分上形成有環(huán)狀的卡合部41。另外，在工件架1上形成有與收容孔1a的上端中央部相連的凹孔1b。
下面對緊固機構(gòu)12進行說明。
如圖2、圖4、圖6、圖8～圖12所述，緊固機構(gòu)12包括作為輸出構(gòu)件的活塞構(gòu)件20，其桿部20b移動自如地插入在基準體10的大直徑部10a和筒狀軸部10b的軸孔10d中；多個(例如6個)鋼球22，形成在筒狀軸部10b的上端部分，分別以可沿徑向移動的狀態(tài)保持在多個(例如6個)保持孔21中；多個(例如為12個，其中6個與多個鋼球22卡合)卡合凹部23，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的內(nèi)周側(cè)部分的上端，在環(huán)狀卡合構(gòu)件11從外部嵌合在筒狀軸部10b上的狀態(tài)下，可分別與多個鋼球22線接觸；緊固驅(qū)動機構(gòu)24，向遠離工件架1的方向(下方)驅(qū)動活塞構(gòu)件20，使多個鋼球22分別與多個卡合凹部23卡合，以將工件架1固定在基座體2上；以及緊固解除機構(gòu)25，向靠近工件架1的方向(上方)驅(qū)動活塞構(gòu)件20，分別解除多個鋼球22與多個卡合凹部23的卡合，從而解除工件架1和基座體2的固定。
活塞構(gòu)件20具有活塞部20a、以及從活塞部20a向上方延伸的桿部20b，活塞部20a滑動自如地內(nèi)嵌在基準體10的環(huán)狀部10c上，桿部20b移動自如地插入在基準體10的大直徑部10a和筒狀軸部10b的軸孔10d中。桿部20b和基準體10之間用密封構(gòu)件18進行密封。在活塞部20a上從上側(cè)形成有環(huán)狀的彈簧收容孔20c，在該彈簧收容孔20c和基準體10的彈簧收容部10e中以壓縮狀態(tài)收容有多個盤簧30，該盤簧30相對基準體10向下方對活塞構(gòu)件20施力。
多個保持孔21以周向等間隔(例如間隔60度)的狀態(tài)形成在筒狀軸部10b上。各保持孔21的截面形成為圓形，其直徑越向徑向外側(cè)越逐漸減小，徑向外端部分的直徑比鋼球22的直徑小，以使鋼球22不會從保持孔21中脫出，該保持孔21對鋼球22進行限制，使其相對筒狀軸部10b僅沿大致徑向移動。多個卡合凹部23以周向等間隔(例如間隔30度)的狀態(tài)形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上。各卡合凹部23形成為局部圓筒面狀，該局部圓筒面的軸芯形成為相對環(huán)狀卡合構(gòu)件11的軸芯向斜下側(cè)傾斜的形狀。
緊固驅(qū)動機構(gòu)24包括所述多個保持孔21，收容多個鋼球22，對多個鋼球22進行限制，使其相對筒狀軸部10b僅大致沿徑向移動；對活塞構(gòu)件20向下方施力的所述多個盤簧30；以及多個(例如6個)傾斜凹部31，形成在活塞構(gòu)件20的桿部20b的前端部分上，可向徑向外側(cè)推動多個鋼球22。另外，緊固解除機構(gòu)25包括具有所述油室35和活塞構(gòu)件20的油壓缸36；通過形成在基座體2上的油路35a向油室35供給油壓的油壓裝置(未圖示)；以及多個(例如6個)退避凹部37，形成在活塞構(gòu)件20的桿部20b的前端部分上，可供多個鋼球22向徑向內(nèi)側(cè)退避。多個傾斜凹部31形成為與多個退避凹部37的上端側(cè)相連，這些傾斜凹部31和退避凹部37在周向上以等間隔(例如間隔60度)的狀態(tài)形成。
在利用油壓裝置向油室35供給油壓的狀態(tài)下，活塞構(gòu)件20位于上升界限位置，在該狀態(tài)下，桿部20b的多個退避凹部37與筒狀軸部10b的多個保持孔21相對，多個鋼球22可退避到多個退避凹部37中。當利用油壓裝置釋放油室35中的油壓時，緊固驅(qū)動機構(gòu)24的多個盤簧30向下方驅(qū)動活塞構(gòu)件20，利用桿部20b的多個傾斜凹部31向徑向外側(cè)推動多個鋼球22，使其分別卡合在多個卡合凹部23上，產(chǎn)生將工件架1強力地拉向基座體2進行固定的緊固力。從該狀態(tài)開始，在緊固解除機構(gòu)25中，當利用油壓裝置向油室35供給油壓時，該油壓向上方驅(qū)動活塞構(gòu)件20，使多個鋼球22退避到多個退避凹部37中，分別解除與多個卡合凹部23的卡合，從而解除工件架1和基座體2的固定。
下面對定位機構(gòu)13進行說明。
如圖2～圖12所示，定位機構(gòu)13包括環(huán)狀錐面40，形成在筒狀軸部10b下部的外周部上，用于在水平方向上對工件架1進行定位，且越向筒狀軸部10b的軸芯方向前端側(cè)(上側(cè))，環(huán)狀錐面40的直徑越??；環(huán)狀的卡合部41，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的內(nèi)周側(cè)部分上，可與環(huán)狀錐面40卡合，由于與環(huán)狀錐面40的卡合而可向徑向彈性變形；承受面42，設置在基座體2上，用于在鉛垂方向上對工件架1進行定位；以及抵接面43，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上，在卡合部41與環(huán)狀錐面40卡合的狀態(tài)下，該抵接面43與承受面42抵接。
在此，在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的中央部形成有用于導入筒狀軸部10b的中心孔11a，在該中心孔11a的上端部分形成有供筒狀軸部10b以大致滑動狀穿過的小直徑孔部11b，在該小直徑孔部11b上形成有多個卡合凹部23的徑向內(nèi)端部。從該小直徑孔部11b開始向下方連續(xù)地形成有越向下側(cè)直徑越大的錐形導向孔部11c，從錐形導向孔部11c開始向下方連續(xù)地形成有越向下側(cè)直徑越大的錐形孔部11d，該錐形孔部11d的內(nèi)表面成為卡合部41的錐形環(huán)部50的內(nèi)表面。
如圖2、圖4、圖6、圖8～圖12所述，卡合部41包括可與筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40面接觸的錐形環(huán)部50；從該錐形環(huán)部50向徑向外側(cè)連接的多個(例如為12個)肋51；以及在該錐形環(huán)部50的外周側(cè)形成在多個肋51之間的多個(例如為12個)孔部52。該錐形環(huán)部50及多個肋51一體形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上，多個肋51和多個孔部52以在周向上交替且等間隔的形態(tài)形成。多個孔部52從下側(cè)形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上，在這些孔部52中填充有可彈性變形的樹脂材料53。另外，圖9是省略了樹脂材料53的圖。
如圖2、圖4、圖6所示，空氣噴射機構(gòu)14用于在搬入工件架1并將其固定在基座體2上時，進行空氣噴射以使筒狀軸部10b外面?zhèn)群铜h(huán)狀卡合構(gòu)件11內(nèi)面?zhèn)鹊那邢鞣勰┑蕊w散。該空氣噴射機構(gòu)14包括與外部的加壓空氣供給裝置連接的基座體2內(nèi)的空氣通路61；基準體10內(nèi)的空氣通路63；活塞構(gòu)件20的桿部20b內(nèi)的空氣通路64、65；環(huán)狀槽66；以及噴射孔67、68。在此，空氣通路64的下游端部由被彈簧69a向下方施力的滾珠69b蓋住，防止切屑油等進入空氣通路64中，當供給空氣噴射用加壓空氣時，滾珠69b上升，從而空氣通路64的下游端打開。另外，空氣通路60、62、69是就位確認用空氣傳感通路，用于通過供給加壓空氣來確認環(huán)狀卡合構(gòu)件11的抵接面43與基座體2的承受面42的抵接、就位。
下面對定位固定裝置3的作用進行說明。
如圖2所示，當將工件架1放置在基座體2上時，向油室35供給油壓，將緊固機構(gòu)12切換成緊固解除狀態(tài)。在該狀態(tài)下，通過供給到油室35中的油壓，活塞構(gòu)件20克服多個盤簧30的施力而上升到上升界限位置。此時，桿部20b的上端部稍向筒狀軸部10b的上側(cè)突出，桿部20b的多個退避凹部37處于從內(nèi)側(cè)與筒狀軸部10b的多個保持孔21相對的位置。即，收容在多個收容孔21中的多個鋼球22可向徑向內(nèi)側(cè)移動而退避到多個退避凹部37中，因此，在使搬到基座體2上的工件架1的環(huán)狀卡合構(gòu)件11與對應的基準體10對準后，使工件架1下降，從而可使環(huán)狀卡合構(gòu)件11從外部嵌合在筒狀軸部10b上進行裝配。
如圖2所示，在將工件架1放置在基座體2上的狀態(tài)下，向筒狀軸部10b的上側(cè)突出的桿部20b的上端部與工件架1的凹孔1b的上壁抵接，由該桿部20b承受支撐工件架1，此時，環(huán)狀卡合構(gòu)件11的卡合部41不與筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40緊貼，在徑向上也不產(chǎn)生彈性變形，另外，如圖3所示，在基準體10的承受面42和環(huán)狀卡合構(gòu)件11的抵接面43之間存在間隙。在此，在將工件架1放置在基座體2上時或放置后，利用空氣噴射機構(gòu)14從多個噴射孔67、68噴出空氣以使切削粉末等飛散。
其次為了將工件架1定位固定在基座體2上，而使緊固驅(qū)動機構(gòu)24動作。此時，釋放油室35中的油壓，利用多個盤簧30驅(qū)動活塞構(gòu)件20下降。當驅(qū)動活塞構(gòu)件20下降時，工件架1也下降，接著，桿部20b的上端部退入筒狀軸部10b的軸孔10d內(nèi)，利用桿部20b的多個傾斜凹部31向徑向外側(cè)推動多個鋼球22，使其向環(huán)狀卡合構(gòu)件11的卡合凹部23上卡合，首先如圖4所示，環(huán)狀卡合構(gòu)件11的卡合部41與筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40卡合，此時，如圖5所示，在基準體10的承受面42與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的抵接面43之間存在些許的間隙。
另外，當驅(qū)動活塞構(gòu)件20下降時，利用桿部20b的多個傾斜凹部31向徑向外側(cè)推動多個鋼球22，利用與多個卡合凹部23卡合的多個鋼球22將緊固力傳遞給環(huán)狀卡合構(gòu)件11、即工件架1，從而將工件架1拉向基座體2。并且，如圖6、圖7所示，環(huán)狀卡合構(gòu)件11的卡合部41向徑向外側(cè)彈性變形，且與筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40強力地卡合而成為緊貼狀態(tài)，相對基座體2在水平方向上對工件架1進行定位，另外，環(huán)狀卡合構(gòu)件11的抵接面43與基準體10的承受面42抵接而成為緊貼狀態(tài)，相對基座體2在鉛垂方向上對工件架1進行定位。
在此，如圖2所示，在工件架1放置在基座體2上的狀態(tài)下，很多時候會出現(xiàn)筒狀軸部10b的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的軸芯不一致的情況。此時，當將工件架1拉向基座體2進行固定時，在卡合部41與筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40卡合后，首先卡合部41處于沒有彈性變形的狀態(tài)，在利用所述卡合使筒狀軸部10b的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的軸芯一致后，卡合部41產(chǎn)生彈性變形，以緊貼狀與環(huán)狀錐面40卡合。另外，當解除工件架1和基座體2的固定時，向油室35供給油壓。于是，活塞構(gòu)件20上升，利用其桿部20b將工件架1頂起，能可靠地解除卡合部41和筒狀軸部10b的卡合。
上面說明的定位固定裝置3可起到下述效果。
定位機構(gòu)13包括環(huán)狀錐面40，形成在筒狀軸部10b的外周部上，用于在水平方向上對工件架1進行定位，且越向筒狀軸部10b的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面40的直徑越?。灰约碍h(huán)狀的卡合部41，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的內(nèi)周側(cè)部分上，可與環(huán)狀錐面40卡合，由于與環(huán)狀錐面40的卡合而可向徑向彈性變形。因此，在將工件架1拉向基座體2進行固定時，使環(huán)狀卡合部41向徑向外側(cè)彈性變形，從而與環(huán)狀錐面40以緊貼狀卡合，可相對基座體2在水平方向上可靠地對工件架1進行定位。
另外，定位機構(gòu)13包括承受面42，設置在基座體2上，用于在鉛垂方向上對工件架1進行定位；抵接面43，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上，在卡合部41與環(huán)狀錐面40卡合的狀態(tài)下，該抵接面43與承受面42抵接。因此，也可相對基座體2在鉛垂方向上可靠地對工件架1進行定位。
尤其是，卡合部41包括可與環(huán)狀錐面40面接觸的錐形環(huán)部50；從該錐形環(huán)部50向徑向外側(cè)連接的多個肋51；以及在該錐形環(huán)部50的外周側(cè)形成在多個肋51之間的多個孔部52。因此，在將工件架1拉向基座體2進行固定時，可促進卡合部41的彈性變形，使多個肋51壓縮變形，使整個錐形環(huán)部50擴張，從而可使卡合部41可靠且適度地向徑向彈性變形，使錐形環(huán)部50可靠地緊貼在筒狀軸部10b的環(huán)狀錐面40上。
在此，在相同的緊固條件下對本發(fā)明和專利文獻2的發(fā)明進行比較，例如在專利文獻2的錐體的彈性變形量約為30μm時，本發(fā)明的卡合部41的彈性變形量約為80μm。即，因為彈性變形量較大，故可加大本發(fā)明的各零件的制造允許公差。若在彈性變形量較小時加大各零件的制造允許公差，則會導致基座體和工件架的鉛垂方向定位用的水平面彼此間不緊貼，而只有水平方向定位用的錐面彼此間緊貼，從而這些錐面彼此間會出現(xiàn)間隙。因此，必須耗費成本及時間地對各零件進行高精度的加工。在本發(fā)明中，可消除這些技術(shù)問題。
并且，在卡合部41上設置有多個肋51，可賦予卡合部41適度的剛性，因此，當在筒狀軸部10b的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的軸芯不一致的狀態(tài)下將工件架1拉向基座體2進行固定時，在使卡合部41卡合在筒狀軸部10b上后，首先卡合部41處于沒有彈性變形的狀態(tài)，在利用所述卡合使筒狀軸部10b的軸芯與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的軸芯一致后，卡合部41產(chǎn)生彈性變形，以緊貼狀與環(huán)狀錐面40卡合。
在此，在對本發(fā)明和專利文獻3的發(fā)明進行比較時，以長期維持定位精度為前提，對于可承載在基座體上的工件架的載荷，例如本發(fā)明可達到專利文獻3的發(fā)明的3倍。
其結(jié)果是，即使是在工件架1的載荷較大時，也可大幅提高相對基座體2對工件架1進行定位的定位精度。另外，因為卡合部41一體地形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11上，故可減少零件數(shù)量，降低制造成本，而且，也不易產(chǎn)生對定位精度造成影響的磨損，也不會因機械加工產(chǎn)生的切削油劑、切削粉末等的影響而導致功能降低，即使是長期反復使用也可維持高的定位精度。由于在厚壁的環(huán)狀部分上形成多個孔部52，從而可簡單地將錐形環(huán)部50和多個肋51形成為一體，可抑制制造成本。
在緊固裝置12中，在設在工件架1上的環(huán)狀卡合構(gòu)件11從外部嵌合在基座體2上設置的筒狀軸部10b上的狀態(tài)下，利用緊固驅(qū)動機構(gòu)24向下方驅(qū)動活塞構(gòu)件20，從而該活塞構(gòu)件20將保持在筒狀軸部10b中的多個鋼球22利用桿部20b的多個傾斜凹部31可靠地向徑向外側(cè)推動，使其可線接觸地卡合在環(huán)狀卡合構(gòu)件11的多個卡合凹部23上，因此可將工件架1拉向基座體2進行固定，從該狀態(tài)開始，利用緊固解除機構(gòu)25向上方驅(qū)動活塞構(gòu)件20，使多個鋼球22向徑向內(nèi)側(cè)移動，以可靠地退避到桿部20b的多個退避凹部37中，分別解除與環(huán)狀卡合構(gòu)件11的多個卡合凹部23的卡合，因此可解除工件架1和基座體2的固定。
緊固時，在各鋼球22卡合的卡合凹部23上作用有非常大的力，但由于各卡合凹部23形成為局部圓筒面狀，故各鋼球22可與卡合凹部23線接觸地進行卡合，與點接觸地卡合在卡合凹部23上的情況相比，與卡合凹部23的接觸面積變大，從而即使是在長期反復使用的情況下，在該卡合凹部23上也不會出現(xiàn)鋼球22的接觸痕跡，可維持穩(wěn)定的緊固狀態(tài)。
下面對其他實施形態(tài)進行說明。
該定位固定裝置3A對上述定位固定裝置3進行了局部變更，基本上與定位固定裝置3相同的構(gòu)件標記同一元件符號，省略其說明。
如圖15所示，定位固定裝置3A包括固定性地設置在基座體2上的基準體10A；可從外部嵌合在該基準體10A的筒狀軸部10b上、并固定性地設置在工件架1上的環(huán)狀卡合構(gòu)件11A；將工件架1拉向基座體2可解除固定地進行固定的緊固機構(gòu)12；將工件架1相對基座體2分別在水平方向和鉛垂方向上定位的定位機構(gòu)13A；以及噴射除塵用加壓空氣的空氣噴射機構(gòu)14等。
定位固定裝置3A具有環(huán)狀錐面70，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件11A的內(nèi)周部上，用于在水平方向上對工件架1進行定位，且越向筒狀軸部10b的軸芯方向前端側(cè)(上側(cè))，環(huán)狀錐面70的直徑越?。画h(huán)狀的卡合部71，設置在筒狀軸部10b的外周側(cè)部分上，可與環(huán)狀錐面70卡合，由于與環(huán)狀錐面70的卡合而可向徑向彈性變形；承受面42，設置在基座體2上，用于在鉛垂方向上對工件架1進行定位；以及抵接面43，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件11A上，在卡合部71與環(huán)狀錐面70卡合的狀態(tài)下，該抵接面43與承受面42抵接。
卡合部71包括可與環(huán)狀卡合構(gòu)件11A的環(huán)狀錐面70面接觸的錐形環(huán)部75；從該錐形環(huán)部75向徑向內(nèi)側(cè)連接的多個肋76；以及在錐形環(huán)部75的內(nèi)周側(cè)形成在多個肋76之間的多個孔部77。該錐形環(huán)部75及多個肋76一體形成在筒狀軸部10b上，在多個孔部77中填充有可彈性變形的樹脂材料78。
采用該定位固定裝置3A，在將工件架1拉向基座體2進行固定時，使環(huán)狀卡合部71向徑向內(nèi)側(cè)彈性變形，以緊貼狀卡合在環(huán)狀錐面70上，從而可相對基座體2在水平方向上對工件架1進行定位。并且，因為卡合部71具有錐形環(huán)部75、多個肋76及多個孔部77，故在將工件架1拉向基座體2進行固定時，可促進卡合部71的彈性變形，從而使卡合部71卡合在環(huán)狀卡合構(gòu)件11A上而可靠地向徑向內(nèi)側(cè)彈性變形，因此，可使錐形環(huán)部75可靠地緊貼在環(huán)狀錐面70上。其他方面，起到與實施例1的定位固定裝置3相同的作用效果。
也可對上述定位固定裝置3、3A進行以下變更。
1)構(gòu)成為在環(huán)狀卡合構(gòu)件11、11A從外部嵌合在筒狀軸部10b的狀態(tài)下，多個鋼球22可分別與多個卡合凹部23面接觸。此時，將各卡合凹部23形成為局部球面狀。
2)利用盤簧30以外的彈簧、或不利用盤簧30等彈簧而利用油壓等流體壓向下方驅(qū)動活塞構(gòu)件20以產(chǎn)生緊固力。另外，不利用油壓而利用盤簧等彈簧向上方驅(qū)動活塞構(gòu)件20以解除緊固。
3)將環(huán)狀卡合構(gòu)件11、11A一體形成在工件架1上。
4)省略樹脂材料53、78。
5)將工件架1拉向基座體2進行固定的緊固機構(gòu)12采用公知的各種緊固機構(gòu)，例如將設在工件架1上的牽引螺栓利用基座體2側(cè)的驅(qū)動構(gòu)件拉近從而將工件架1固定在基座體2上的結(jié)構(gòu)等。
6)將工件架1定位固定在基座體2上的定位固定裝置3、3A不一定是4組，使用一組以上即可。
7)對工件架1進行定位固定的所有定位固定裝置不一定都應用本發(fā)明，例如在設置4組時，可使對角位置上的兩個定位固定裝置3、3A應用本發(fā)明，其他的定位固定裝置僅在鉛垂方向上對工件架1進行定位。
8)另外，也可設置一組本發(fā)明的定位固定裝置3、3A，設置兩組相對基座體2僅可在鉛垂方向上對工件架1進行定位的第二裝置，再設置一組相對基座體2可在鉛垂方向和以定位固定裝置3、3A為中心的水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向上對工件架1進行定位的第二裝置，從而構(gòu)成工件定位固定系統(tǒng)。
此時，在這4組裝置的對角位置上配置定位固定裝置3、3A和第二裝置，在另一對角位置上配置兩組第一裝置。第二裝置基本上與定位固定裝置3、3A或下面9)所述的定位裝置具有相同的結(jié)構(gòu)，但在與定位固定裝置3、3A形成的對角線方向上，其筒狀軸部的兩側(cè)部分被切去。即，在第二裝置中，在環(huán)狀卡合構(gòu)件從外部嵌合在筒狀軸部上的狀態(tài)下，筒狀軸部和環(huán)狀卡合構(gòu)件可相對地沿所述對角線方向移動。這樣，定位固定裝置3、3A的雄側(cè)(基準體(筒狀軸部))和雌側(cè)(環(huán)狀卡合構(gòu)件)在基座體2、工件架1上的安裝誤差可在所述對角線方向得到消化而被容許，相對基座體2可在水平方向及鉛垂方向上可靠地對工件架1進行定位固定。
9)省去緊固機構(gòu)12，作為定位裝置使用。此時，定位裝置包括以突出狀設置在基座體2上的軸狀部；以可從外部嵌合在軸狀部上的形態(tài)設置在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件；環(huán)狀錐面，形成在軸狀部的外周部上，用于在水平方向上對工件架1進行定位，且越向軸狀部的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面的直徑越小；以及卡合部，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與環(huán)狀錐面卡合，由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形。所述卡合部具有可與環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋。
10)對于定位固定裝置3、3A，可應用在將金屬模具定位固定在可動盤或固定盤等基座體上的情況，另外，可應用在將各種固定對象物定位固定在對應的基座體上的情況。對于上述定位裝置也同樣。
權(quán)利要求
1.一種定位固定裝置，包括緊固機構(gòu)和定位機構(gòu)，所述緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具；所述定位機構(gòu)相對基座體分別在水平方向和鉛垂方向上對該固定對象物進行定位的其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的筒狀軸部；以及以可從外部嵌合在該筒狀軸部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件，所述定位機構(gòu)包括環(huán)狀錐面以及卡合部，所述環(huán)狀錐面形成在筒狀軸部的外周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且隨著向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)延伸，環(huán)狀錐面的直徑越來越小；所述卡合部是設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋。
2.一種定位固定裝置，包括緊固機構(gòu)和定位機構(gòu)，所述緊固機構(gòu)將固定對象物拉向基座體進行固定，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具；所述定位機構(gòu)相對基座體分別在水平方向和鉛垂方向上對該固定對象物進行定位的其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的筒狀軸部；以及以可從外部嵌合在該筒狀軸部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件，所述定位機構(gòu)包括環(huán)狀錐面以及卡合部，所述環(huán)狀錐面形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且隨著向筒狀軸部的軸芯方向前端側(cè)延伸，環(huán)狀錐面的直徑越來越??；所述卡合部是設置在筒狀軸部的外周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向內(nèi)側(cè)連接的多個肋。
3.如權(quán)利要求1或2所述的定位固定裝置，其特征在于，所述卡合部具有在所述錐形環(huán)部的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)形成在多個肋之間的多個孔部。
4.如權(quán)利要求3所述的定位固定裝置，其特征在于，在所述孔部中充填有可彈性變形的樹脂材料。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的定位固定裝置，其特征在于，所述定位機構(gòu)包括承受面，設置在基座體上，用于在鉛垂方向上對所述固定對象物進行定位；以及抵接面，設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件上，在卡合部與所述環(huán)狀錐面卡合的狀態(tài)下，該抵接面與承受面抵接。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的定位固定裝置，其特征在于，所述緊固機構(gòu)包括輸出構(gòu)件，移動自如地插入在所述筒狀軸部的軸孔中；多個鋼球，分別以可沿徑向移動的狀態(tài)保持在所述筒狀軸部的多個保持孔中；多個卡合凹部，形成在環(huán)狀卡合構(gòu)件上，在環(huán)狀卡合構(gòu)件從外部嵌合在所述筒狀軸部上的狀態(tài)下，可分別與多個鋼球面接觸或線接觸；緊固驅(qū)動機構(gòu)，向遠離固定對象物的方向驅(qū)動所述輸出構(gòu)件，使多個鋼球分別與多個卡合凹部卡合，以將固定對象物固定在基座體上；以及緊固解除機構(gòu)，向靠近固定對象物的方向驅(qū)動所述輸出構(gòu)件，分別解除多個鋼球與多個卡合凹部的卡合，從而解除固定對象物和基座體的固定。
7.如權(quán)利要求6所述的定位固定裝置，其特征在于，所述卡合凹部形成為局部球面狀或局部圓筒面狀。
8.如權(quán)利要求7所述的定位固定裝置，其特征在于，所述緊固解除機構(gòu)具有形成在輸出構(gòu)件上的多個退避凹部，可供多個鋼球向徑向內(nèi)側(cè)退避，所述緊固驅(qū)動機構(gòu)具有形成在輸出構(gòu)件上的多個傾斜凹部，該傾斜凹部與所述多個退避凹部相連，可向徑向外側(cè)推動多個鋼球。
9.一種定位裝置，用于相對基座體對固定對象物進行定位，該固定對象物是用于安裝需要進行機械加工的工件的工件架或金屬模具，其特征在于，包括以突出狀設置在所述基座體上的軸狀部；以可從外部嵌合在所述軸狀部上的形態(tài)設在固定對象物上的環(huán)狀卡合構(gòu)件；環(huán)狀錐面，形成在軸狀部的外周部上，用于在水平方向上對所述固定對象物進行定位，且隨著向軸狀部的軸芯方向前端側(cè)延伸，環(huán)狀錐面的直徑越來越?。灰约翱ê喜?，是設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部，可與所述環(huán)狀錐面卡合，且由于與環(huán)狀錐面的卡合而可向徑向彈性變形，所述卡合部具有可與所述環(huán)狀錐面面接觸的錐形環(huán)部、以及從該錐形環(huán)部向徑向外側(cè)連接的多個肋。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可提高相對基座體對固定對象物進行定位的定位精度、且可減少零件數(shù)量以降低制造成本、即使是長期反復使用也可維持高的定位精度和穩(wěn)定的緊固狀態(tài)的定位固定裝置。在定位固定裝置(3)中，定位機構(gòu)(13)包括環(huán)狀錐面(40)，形成在筒狀軸部(10b)的外周部上，用于在水平方向上對工件架(1)進行定位，且越向筒狀軸部(10b)的軸芯方向前端側(cè)，環(huán)狀錐面(40)的直徑越小；以及卡合部(41)，是設置在環(huán)狀卡合構(gòu)件(11)的內(nèi)周側(cè)部分上的環(huán)狀卡合部(41)，可與環(huán)狀錐面(40)卡合，且由于與環(huán)狀錐面(40)的卡合而可向徑向彈性變形，卡合部(41)具有可與環(huán)狀錐面(40)面接觸的錐形環(huán)部(50)、以及從該錐形環(huán)部(50)向徑向外側(cè)連接的多個肋(51)。
文檔編號B21D37/14GK1890051SQ20048003562
公開日2007年1月3日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者黑田一徹, 宗近隆幸 申請人:帕斯卡工程株式會社