JP2013046944A - Positioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークの位置決め穴に挿入されてワークを固定する位置決め装置に関するものである。 The present invention relates to a positioning device that is inserted into a positioning hole of a workpiece and fixes the workpiece.
近年の製造技術の発展に伴い、機械加工ラインにおける加工処理の自動化が益々進んでいる。そのため、ライン上で保持されたワークに対し、より複雑で高度な加工処理を施すことが可能となっている。一方、正確な加工処理を施すためには、ワークを適正な位置に固定する必要があり、そのための装置が開発されている（特許文献１参照）。
一例として、図３には、ワークを固定する位置決め装置１００の、ワーク固定箇所近傍を示している。図示の例では、位置決め装置１００は、４分割された環状のグリップ部材１０２に、テーパーロッド１０４が挿通されており、更にグリップ部材１０２は、Ｏリング１０８（図４参照）により縮径方向に付勢されている。又、装置本体部１０９に形成された穴１０９ａ（図４参照）に、外周端部の位置が規制されたスクレーパ１０６を有している。このスクレーパ１０６は弾性を有しており、グリップ部材１０２に当接することにより、位置決め装置１００の内部に対する、加工切屑や切削油等の異物の進入を防いでいる。
With the development of manufacturing technology in recent years, automation of machining processing in machining lines has been progressing more and more. Therefore, it is possible to perform more complicated and advanced processing on the work held on the line. On the other hand, in order to perform an accurate machining process, it is necessary to fix the workpiece at an appropriate position, and an apparatus for that purpose has been developed (see Patent Document 1).
As an example, FIG. 3 shows the vicinity of the workpiece fixing position of the
続いて、図４には、位置決め装置１００が、ワーク１１０を固定する際の動作態様を示している。なお、図４上側の図は、ワーク固定前の断面図を示しており、図４下側の図は、ワーク固定中の断面図を示している。図示によれば、ワーク１１０に設けられた位置決め穴１１０ａに、テーパーロッド１０４及び、グリップ部材１０２が挿入されている。ここで、図４上図の状態から、位置決め装置１００に設けられている流体圧シリンダ（図示省略）等のアクチュエータにより、テーパーロッド１０４を軸方向下側へ移動させると、グリップ部材１０２が、Ｏリング１０８の付勢力に反し、スクレーパ１０６を押し潰しながら、拡径される。そして、図４下図に示されるように、拡径されたグリップ部材１０２が、ワーク１１０の位置決め穴１１０ａの内周に密接することから、ワーク１１０が固定される。
Subsequently, FIG. 4 shows an operation mode when the
ところで、図３及び図４に示した位置決め装置１００では、その構造により、グリップ部材１０２の拡径範囲（Ｌ１０）は、スクレーパ１０６の潰し代（Ｌ１２）により決定されてしまう。つまり、グリップ部材１０２の拡径範囲をより広くすることを考慮すると、スクレーパ１０６の潰し代を増やす必要があり、スクレーパ１０６の弾性変形可能な範囲を超えて、破損してしまう虞がある。そのため、グリップ部材１０２で固定が可能な、ワーク１１０の位置決め穴１１０ａの径の範囲は、スクレーパ１０６によって制限を受けることとなる。一方、ワーク１１０は、その大きさごとに、位置決め穴１１０ａの径の大きさも異なることから、同一の位置決め装置１００によって、大きさの異なる複数種類のワーク１１０を固定することは、困難である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スクレーパの潰し代を増やすことなく、グリップ部材の拡径範囲を広げることにより、様々な大きさのワークを固定することができる位置決め装置を提供することにある。
By the way, in the
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to fix workpieces of various sizes by increasing the diameter expansion range of the grip member without increasing the scraping allowance of the scraper. It is to provide a positioning device that can be used.
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspect of the Invention)
The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention. Therefore, while considering the best mode for carrying out the invention, some of the constituent elements in each section are replaced, deleted, or further added with other constituent elements. It can be included in the range.
（１）ワークの位置決め穴に挿入されてワークを固定するための位置決め装置であって、内周にテーパー面を有する拡径可能な環状部材と、該環状部材の内周のテーパー面に挿通されるテーパーロッドと、外周端部の位置が規制された状態で、前記環状部材の外周面に対してその半径方向外側から当接する弾性変形可能なスクレーパと、前記環状部材に対し前記テーパーロッドを軸方向へ移動させるための駆動機構とを備え、前記テーパーロッドの軸方向の移動が、互いに摺接するテーパー面を介して前記環状部材の拡径動作へと変換される拡径機構を構成する位置決め装置であって、前記環状部材は、別体のグリップ部とエキスパンド部とを含み、前記スクレーパは、前記エキスパンド部に対して当接し、前記グリップ部及び前記テーパーロッドと、前記エキスパンド部及び前記テーパーロッドとで、独立した前記拡径機構を備える位置決め装置（請求項１）。 (1) A positioning device that is inserted into a positioning hole of a workpiece to fix the workpiece, and is inserted into a diameter-expandable annular member having a tapered surface on the inner periphery and a tapered surface on the inner periphery of the annular member. A tapered rod, an elastically deformable scraper that comes into contact with the outer peripheral surface of the annular member from the outside in the radial direction in a state where the position of the outer peripheral end is regulated, And a drive mechanism for moving the taper rod in a direction, and a positioning device constituting a diameter expansion mechanism in which the axial movement of the taper rod is converted into a diameter expansion operation of the annular member via a taper surface slidably contacting each other The annular member includes a separate grip portion and an expanded portion, and the scraper abuts against the expanded portion, and the grip portion and the taper And head, between the expanding portion and the tapered rod, the positioning device comprising a separate said radially enlarged mechanism (claim 1).
本項に記載の位置決め装置は、拡径可能な環状部材を有しており、環状部材の内周のテーパー面には、テーパーロッドが挿通され、環状部材の外周面には、半径方向外側から、弾性変形可能なスクレーパが当接している。又、環状部材は、別体のグリップ部とエキスパンド部とを含んでおり、スクレーパは、外周端部の位置が移動不可に規制された状態で、エキスパンド部の外周面に対して当接している。更に、本項に記載の位置決め装置は、環状部材に対してテーパーロッドを軸方向へ移動させるための駆動機構を備えている。この駆動機構により、テーパーロッドの軸方向下側への移動を行うと、環状部材の内周のテーパー面とテーパーロッドとが、互いに摺接していることから、環状部材が拡径される動作へと変換される。 The positioning device described in this section has an annular member that can be expanded in diameter, and a taper rod is inserted into the tapered surface of the inner periphery of the annular member. An elastically deformable scraper is in contact. The annular member includes a separate grip portion and an expanded portion, and the scraper is in contact with the outer peripheral surface of the expanded portion in a state where the position of the outer peripheral end portion is restricted so as not to move. . Furthermore, the positioning device described in this section includes a drive mechanism for moving the taper rod in the axial direction with respect to the annular member. When the taper rod is moved downward in the axial direction by this drive mechanism, the taper surface on the inner periphery of the annular member and the taper rod are in sliding contact with each other, so that the annular member is expanded in diameter. Is converted.
ここで、環状部材は、別体のグリップ部とエキスパンド部とを含むため、グリップ部及びテーパーロッドと、エキスパンド部及びテーパーロッドの各々に、互いに摺接するテーパ面を介して、独立した拡径機構が構成される。つまり、１つの位置決め装置に、グリップ部及びテーパーロッドの拡径機構と、エキスパンド部及びテーパーロッドの拡径機構との、多段（２段）の拡径機構が構成されることになる。そのため、各段に構成される拡径機構ごとに、別々に拡径範囲が設定されるので、環状部材の拡径範囲の拡大に繋がるものとなる。 Here, since the annular member includes a separate grip part and an expanded part, the grip part, the taper rod, and the expanded part and the taper rod are independent of each other via a taper surface that is in sliding contact with each other. Is configured. In other words, a multi-stage (two-stage) diameter expansion mechanism including a grip section and a taper rod diameter expansion mechanism and an expansion section and a taper rod diameter expansion mechanism is configured in one positioning device. Therefore, since the diameter expansion range is set separately for each diameter expansion mechanism configured in each stage, this leads to expansion of the diameter expansion range of the annular member.
（２）上記（１）項において、前記テーパーロッドは、その上端部に向けて直径を拡大する逆円錐状芯部と、該逆円錐状芯部の外周面に沿って半径方向外側に配置された逆円錐状リング部とが一体に構成され、該逆円錐状リング部の内周面は、前記逆円錐状芯部の外周面と同一のテーパー角度に形成され、前記逆円錐状リング部の外周面は、その内周面よりも大きなテーパー角度に形成され、前記エキスパンド部は、前記逆円錐状リング部の内周面及び前記逆円錐状芯部の外周面に摺接する逆円錐状リング部を備え、前記グリップ部は、前記テーパーロッドの前記逆円錐状リング部の外周面に摺接する逆円錐状リング部を備える位置決め装置（請求項２）。 (2) In the above item (1), the tapered rod is disposed on the outer side in the radial direction along the outer cone surface of the inverted conical core portion whose diameter increases toward the upper end portion thereof. The reverse conical ring portion is integrally formed, and the inner peripheral surface of the reverse conical ring portion is formed at the same taper angle as the outer peripheral surface of the reverse conical core portion. The outer peripheral surface is formed at a larger taper angle than the inner peripheral surface, and the expanded portion is a reverse conical ring portion that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the reverse conical ring portion and the outer peripheral surface of the reverse conical core portion. And the grip portion includes an inverted conical ring portion that slidably contacts an outer peripheral surface of the inverted conical ring portion of the tapered rod (Claim 2).
本項に記載の位置決め装置は、テーパーロッドが、上端部に向けて直径が拡大していく逆円錐状芯部と、逆円錐状芯部の外周面に沿って、逆円錐状芯部の半径方向外側に配置される、逆円錐状リング部とにより一体に構成されている。そして、テーパーロッドの逆円錐状リング部の内周面は、逆円錐状芯部の外周面と、同一のテーパー角度に形成されている。更に、エキスパンド部は、上記の同一のテーパー角度を有している、テーパーロッドの逆円錐状リング部の内周面と、逆円錐状芯部の外周面との間に挿入され、その両者に摺接する、逆円錐状リング部を備えている。そしてこれらの、テーパーロッドの逆円錐状芯部とエキスパンド部の逆円錐状リング部により、拡径機構が構成される。又、テーパーロッドの逆円錐状リング部の外周面は、その内周面よりも大きなテーパー角度に形成されている。そして、グリップ部は、このテーパーロッドの逆円錐状リング部の外周面に摺接する、逆円錐状リング部を備えている。そしてこれらの、テーパーロッドの逆円錐状リング部とグリップ部の逆円錐状リング部によっても、拡径機構が構成される。 In the positioning device described in this section, the taper rod has a reverse conical core portion whose diameter increases toward the upper end portion, and a radius of the reverse conical core portion along the outer peripheral surface of the reverse conical core portion. It is comprised integrally by the reverse conical ring part arrange | positioned in the direction outer side. The inner peripheral surface of the inverted conical ring portion of the tapered rod is formed at the same taper angle as the outer peripheral surface of the inverted conical core portion. Further, the expanded portion is inserted between the inner peripheral surface of the reverse conical ring portion of the tapered rod and the outer peripheral surface of the reverse conical core portion having the same taper angle as described above. An inverted conical ring portion is provided that is in sliding contact. The diameter increasing mechanism is constituted by the inverted conical core portion of the tapered rod and the inverted conical ring portion of the expanded portion. The outer peripheral surface of the inverted conical ring portion of the taper rod is formed at a larger taper angle than the inner peripheral surface. The grip portion includes an inverted conical ring portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inverted conical ring portion of the tapered rod. The diameter increasing mechanism is also constituted by the reverse conical ring portion of the tapered rod and the reverse conical ring portion of the grip portion.
ここで、駆動機構により、テーパーロッドを軸方向下側へ移動すると、テーパーロッドの逆円錐状リング部の移動に伴い、テーパーロッドの逆円錐状リング部の外周面に摺接する、グリップ部の逆円錐状リング部のテーパー面に、拡径方向の力が作用し、グリップ部が拡径される。更に、テーパーロッドの逆円錐状芯部も同時に移動するため、逆円錐状芯部の外周面に摺接する、エキスパンド部の逆円錐状リング部の内周面に、拡径方向の力が作用し、エキスパンド部も拡径される。ここで、テーパーロッドの逆円錐状リング部の外周面は、逆円錐状芯部の外周面よりも、大きなテーパー角度に形成されていることから、テーパーロッドの移動による拡径作用は、テーパーロッドの逆円錐状リング部の外周面に摺接するグリップ部の方が、より大きく働くことになる。換言すれば、グリップ部とテーパーロッドとで構成される拡径機構は、エキスパンド部とテーパーロッドとで構成される拡径機構よりも、より広く拡径されることになる。 Here, when the taper rod is moved downward in the axial direction by the drive mechanism, as the reverse conical ring portion of the taper rod moves, the grip portion reversely contacts the outer peripheral surface of the reverse conical ring portion of the taper rod. A force in the diameter increasing direction acts on the tapered surface of the conical ring portion, and the grip portion is expanded in diameter. Furthermore, since the reverse conical core portion of the tapered rod also moves simultaneously, a force in the diameter increasing direction acts on the inner peripheral surface of the reverse conical ring portion of the expanded portion, which is in sliding contact with the outer peripheral surface of the reverse conical core portion. The expanded part is also enlarged. Here, since the outer peripheral surface of the reverse conical ring portion of the taper rod is formed at a larger taper angle than the outer peripheral surface of the reverse conical core portion, the diameter expansion effect due to the movement of the taper rod is the taper rod. The grip portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inverted conical ring portion works more greatly. In other words, the diameter expansion mechanism configured by the grip portion and the taper rod is expanded more widely than the diameter expansion mechanism configured by the expanded portion and the taper rod.
（３）上記（２）項において、前記エキスパンド部は、前記テーパーロッドの前記逆円錐状リング部を避けて半径方向に広がる環状突起部を備え、前記グリップ部は、前記エキスパンド部の前記環状突起部上に、摺動可能に載置されるベース部を備える位置決め装置（請求項３）。
本項に記載の位置決め装置は、エキスパンド部が、テーパーロッドの逆円錐状リング部を避ける位置に、半径方向に広がる環状突起部を備えており、グリップ部は、この環状突起部の上に、摺動可能に載置されるベース部を備えている。そのため、グリップ部は、エキスパンド部の環状突起部上に摺動可能に支持された状態で、エキスパンド部に案内されながら、エキスパンド部とは独立して、拡径動作を行うものとなる。
(3) In the above item (2), the expanded portion includes an annular protrusion that extends in a radial direction avoiding the inverted conical ring portion of the tapered rod, and the grip portion includes the annular protrusion of the expanded portion. A positioning device comprising a base portion slidably mounted on the portion (claim 3).
The positioning device described in this section includes an annular protrusion that expands in a radial direction at a position where the expanded portion avoids the inverted conical ring portion of the tapered rod, and the grip portion is on the annular protrusion. A base portion is slidably mounted. Therefore, the grip portion is slidably supported on the annular projection portion of the expanded portion, and performs a diameter expansion operation independently of the expanded portion while being guided by the expanded portion.
（４）上記（３）項において、前記エキスパンド部の前記環状突起部の外周面に、前記スクレーパが当接している位置決め装置（請求項４）。
本項に記載の位置決め装置は、エキスパンド部の環状突起部の外周面に、スクレーパが当接している。そのため、エキスパンド部が拡径されているか否かに関わらず、エキスパンド部の環状突起部とスクレーパとで、常に、位置決め装置の内部への、異物の進入路を塞ぐものである。
又、本項に記載の位置決め装置では、エキスパンド部とテーパーロッドとの拡径機構は、スクレーパがエキスパンド部の環状突起部の外周面に当接しているため、拡径時にはスクレーパを押し潰す態様となり、スクレーパにより拡径範囲の制限を受ける。一方、グリップ部とテーパーロッドとの拡径機構では、スクレーパはグリップ部には当接していないため、スクレーパにより拡径範囲の制限を受けることはない。従って、グリップ部とテーパーロッドとで構成される拡径機構は、スクレーパの潰し代による制限を受ける、エキスパンド部とテーパーロッドとで構成される拡径機構よりも、拡径可能な範囲が広いものとなる。
(4) The positioning device according to (3), wherein the scraper is in contact with an outer peripheral surface of the annular protrusion of the expanded portion.
In the positioning device described in this section, the scraper is in contact with the outer peripheral surface of the annular protrusion of the expanded portion. For this reason, regardless of whether or not the expanded portion is expanded in diameter, the annular protrusion of the expanded portion and the scraper always block the entry path of the foreign matter into the positioning device.
In the positioning device described in this section, the diameter expansion mechanism between the expanded portion and the taper rod has a mode in which the scraper is crushed when the diameter is expanded because the scraper is in contact with the outer peripheral surface of the annular protrusion of the expanded portion. The diameter range is limited by the scraper. On the other hand, in the diameter expansion mechanism of the grip portion and the taper rod, the scraper is not in contact with the grip portion, and therefore the diameter expansion range is not limited by the scraper. Therefore, the diameter expansion mechanism composed of the grip part and the taper rod has a wider range of diameter expansion than the diameter expansion mechanism composed of the expanded part and the taper rod, which is limited by the scraper crushing allowance. It becomes.
（５）上記（３）（４）項において、前記グリップ部は、その拡径可能な範囲が、前記エキスパンド部と前記スクレーパとの当接面よりも半径方向外側となるように、前記テーパーロッド及び前記エキスパンド部に対して保持されて構成されている位置決め装置（請求項５）。
本項に記載の位置決め装置は、グリップ部が、エキスパンド部とスクレーパとの当接面よりも、半径方向外側に拡径可能となるように、テーパーロッド及びエキスパンド部に対して保持されている。そのため、グリップ部は、エキスパンド部が拡径され、エキスパンド部とスクレーパとの当接面が半径方向外側へ移動した際に、更にその当接面よりも外側へと、拡径が可能となる。つまりは、グリップ部とテーパーロッドとで構成される拡径機構の拡径可能な範囲は、エキスパンド部とテーパーロッドとで構成される拡径機構の拡径可能な範囲よりも、更に半径方向外側に広くなる。従って、エキスパンド部によりスクレーパを過剰に変形させることなく、かつ、スクレーパの制限を受けることなく、グリップ部のみ拡径範囲を拡大するものとなる。
(5) In the items (3) and (4), the grip portion is configured such that the range in which the diameter of the grip portion can be expanded is radially outside the contact surface between the expand portion and the scraper. And a positioning device configured to be held with respect to the expanded portion (claim 5).
In the positioning device described in this section, the grip portion is held with respect to the taper rod and the expanded portion so that the diameter of the grip portion can be increased radially outward from the contact surface between the expanded portion and the scraper. Therefore, when the expanded portion is expanded in diameter and the contact surface between the expanded portion and the scraper moves outward in the radial direction, the grip portion can be further expanded outside the contact surface. In other words, the diameter expansion range of the diameter expansion mechanism composed of the grip portion and the taper rod is further radially outward than the range of the diameter expansion mechanism composed of the expansion portion and the taper rod. Become wide. Therefore, the expanded diameter range is expanded only in the grip portion without excessively deforming the scraper by the expanded portion and without being restricted by the scraper.
本発明はこのように構成したので、スクレーパの潰し代を増やすことなく、グリップ部材の拡径範囲を広げることにより、様々な大きさのワークを固定することができる位置決め装置を提供することが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide a positioning device capable of fixing workpieces of various sizes by increasing the diameter expansion range of the grip member without increasing the scraping allowance of the scraper. It becomes.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, parts that are the same as or correspond to those in the prior art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、拡径可能な環状部材１２と、テーパーロッド１８を有し、かつ、環状部材１２の内周のテーパー面に、テーパーロッド１８が挿通されている。
このテーパーロッド１８は、上端部に向けて直径が拡大する逆円錐状芯部２０と、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂに沿って、逆円錐状芯部２０の半径方向外側に配置される、逆円錐状リング部２２とを備えている。そして、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂと、逆円錐状リング部２２の内周面２２ａとは、同一のテーパー角度に形成されており、更に、逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂは、その内周面２２ａのテーパー角度よりも、大きなテーパー角度に形成されている。
As shown in FIG. 1, a
The tapered
一方、環状部材１２は、グリップ部１４とエキスパンド部１６とが別体をなしている。そして、エキスパンド部１６は、互いに同一のテーパー角度を有する、逆円錐状リング部２２の内周面２２ａ及び逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂの間に挿入され、かつ、その両者に摺接する、逆円錐状リング部２４を備えている。更に、エキスパンド部１６は、逆円錐状リング部２２を避ける位置に、半径方向に広がる環状突起部２８を備えている。この環状突起部２８の外周面２８ｂには、弾性変形可能なスクレーパ１０６が当接しており、スクレーパ１０６は、その外周端部の位置が、装置本体部１０９の穴１０９ａの壁面によって、移動不可に規制されている。このスクレーパ１０６は、環状突起部２８に当接することにより、位置決め装置１０の内部への異物の進入を防いでいる。又、エキスパンド部１６は、環状突起部２８の下側に配置されるＯリング１０８により、縮径方向に付勢されている。
又、グリップ部１４は、逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂに摺接する、逆円錐状リング部２６と、環状突起部２８の上に摺動可能に載置される、ベース部３０とを備えている。そして、グリップ部１４は、縮径手段３２により、縮径方向に付勢されている。この縮径手段３２として、例えば金属製のリングばね等が挙げられる。
On the other hand, in the
The
又、同様の構造として、エキスパンド部１６もベース部３４を有しており、このベース部３４が、装置内部の環状支持部３６の上に、摺動可能に載置されている。
なお、グリップ部１４及びエキスパンド部１６からなる環状部材１２は、例えば、従来のグリップ部材１０２と同様（図３参照）に、４分割構造となっている。
又、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０と逆円錐状リング部２２とは、完成状態で図示の如く一体に構成されていれば良い。従って、逆円錐状芯部２０及び逆円錐状リング部２２は、テーパーロッド１８の製造工程や、テーパーロッド１８に対するグリップ部１４及びエキスパンド部１６の組付工程を考慮して、適切な分割構造を採用することが望ましい。
Further, as the same structure, the expanded
The
Further, the reverse
又、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、環状部材１２に対してテーパーロッド１８を軸方向へ移動するための、駆動機構（図示省略）を備えている。この駆動機構としては、例えば流体圧シリンダ等のリニアアクチュエータを用いることができる。
そして、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、上記の環状部材１２やテーパーロッド１８等の、特有の構造及び形状により実現される、多段（２段）の拡径機構を備えている。具体的には、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０、及び、環状部材１２のエキスパンド部１６で構成される拡径機構（以下、「第１の拡径機構」という。）と、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２、及び、環状部材１２のグリップ部１４で構成される拡径機構（以下、「第２の拡径機構」という。）である。これらの拡径機構は、後述の如く、夫々独立して拡径が可能であり、拡径範囲も別々に設定される。
なお、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０の各摺動部の摺動面は、面性状を良くし、摩擦抵抗を下げることが望ましい。具体的には、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂと逆円錐状リング部２４の内周面２４ａ、逆円錐状リング部２４の外周面２４ｂと逆円錐状リング部２２の内周面２２ａ、逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂと逆円錐状リング部２６の内周面２６ａ、ベース部３０と環状突起部２８の摺動面３０ａ、２８ａ、及びベース部３４と環状支持部３６の摺動面３４ａ、３６ａが挙げられる。
なお、図示の便宜上、符号２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、２８ａ、３０ａ、３４ａ、３６ａは、図１にのみ付している。
The
The
In addition, it is desirable that the sliding surface of each sliding portion of the
For convenience of illustration,
続いて、図２を参照し、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０によって、ワーク１１０を固定する動作について説明をする。なお、図２上側の図は、ワーク固定前の断面図を示しており、図２下側の図は、ワーク固定中の断面図を示している。
まず、ワーク１１０の位置決め穴１１０ａには、位置決め装置１０の環状部材１２及びテーパーロッド１８が挿入される。そして、図２上図で示す状態から、駆動機構により、テーパーロッド１８を軸方向下側へと移動させる。このとき、第１の拡径機構では、逆円錐状芯部２０の移動に伴い、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂに摺接する、エキスパンド部１６の逆円錐状リング部２４の内周面２４ａに、拡径方向の力が作用する。そして、Ｏリング１０８の縮径方向の付勢力に反しながら、ベース部３４は環状支持部３６上を半径方向外側へと摺動し、エキスパンド部１６が拡径される。そして、エキスパンド部１６の環状突起部２８の外周面２８ｂには、スクレーパ１０６が当接しているため、図２下図で示すように、スクレーパ１０６が押し潰される。
一方、第２の拡径機構では、図２上図で示す状態から、逆円錐状リング部２２の移動に伴い、逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂに摺接する、グリップ部１４の逆円錐状リング部２６の内周面２６ａに、拡径方向の力が作用する。そして、縮径手段３２の縮径方向の付勢力に反しながら、ベース部３０は環状突起部２８上を半径方向外側へと摺動し、グリップ部１４が拡径される。そして、図２下図で示すように、ワーク１１０の位置決め穴１１０ａの内周面に、グリップ部１４の逆円錐状リング部２６の外周面２６ｂに形成された突条部が密接し、ワーク１１０を固定する。
Subsequently, with reference to FIG. 2, an operation of fixing the
First, the
On the other hand, in the second diameter expansion mechanism, the reverse cone of the
ここで、第１の拡径機構及び第２の拡径機構の、夫々の拡径範囲について言及する。まず、第１の拡径機構において、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂと、エキスパンド部１６の逆円錐状リング部２４の内周面２４ａとの、互いに摺接するテーパー面を介して、テーパーロッド１８の軸方向下側への移動が、エキスパンド部１６の拡径移動へと変換される。又、同様に、第２の拡径機構において、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂと、グリップ部１４の逆円錐状リング部２６の内周面２６ａとの、互いに摺接するテーパー面を介して、テーパーロッド１８の軸方向下側への移動が、グリップ部１４の拡径移動へと変換される。
しかしながら、第１の拡径機構に係る、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂのテーパー角度よりも、第２の拡径機構に係る、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂのテーパー角度の方が、大きな角度に形成されている。又、第１の拡径機構に係るエキスパンド部１６は、環状支持部３６によって半径方向（水平方向）に摺動可能に保持され、第２の拡径機構に係るグリップ部１４は、環状突起部２８によって半径方向（水平方向）に摺動可能に保持されている。
このため、テーパーロッド１８の軸方向下側への移動が、互いに摺接するテーパー面を介して拡径方向の移動へと変換される作用は、第１の拡径機構よりも第２の拡径機構の方が大きくなることは、幾何学的にも明らかである。すなわち、第１の拡径機構よりも、第２の拡径機構の方が、同じ駆動機構のストロークで、より広く拡径されることになる。
そして、上記拡径作用に鑑みて、第２の拡径機構に係るグリップ部１４の拡径範囲が適切となるように、第１の拡径機構に係る、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂのテーパー角度に対する、第２の拡径機構に係る、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂのテーパー角度、すなわち、テーパー角度をどの程度大きく取るかが決定されるものである。
Here, the respective diameter expansion ranges of the first diameter expansion mechanism and the second diameter expansion mechanism will be referred to. First, in the first diameter expansion mechanism, tapered surfaces of the outer
However, the reverse
For this reason, the action in which the downward movement of the
Then, in view of the above-described diameter expansion action, the inverted conical core part of the
又、第１の拡径機構では、拡径時に、エキスパンド部１６の環状突起部２８の外周面２８ｂに当接している、スクレーパ１０６を押し潰すことを考慮すると、第１の拡径機構の拡径範囲は、スクレーパ１０６による制限を受けることになる。つまり、第１の拡径機構の拡径範囲は、スクレーパ１０６の潰し代（Ｌ２）と、略同様の範囲になってしまう。一方、第２の拡径機構の拡径範囲は、第２の拡径機構を構成する各部位に対し、スクレーパ１０６は当接していないため、スクレーパ１０６による拡径範囲の制限を受けることはない。
In addition, in the first diameter expansion mechanism, considering that the
上述の、第１、第２の拡径機構の拡径範囲の関係から、図２から確認できるように、グリップ部１４は、エキスパンド部１６の環状突起部２８とスクレーパ１０６の当接面である、環状突起部２８の外周面２８ｂよりも、半径方向外側に拡径可能となるような位置に、テーパーロッド１８及びエキスパンド部１６に対して、保持される態様をなしている。そのため、第１の拡径機構が拡径され、環状突起部２８とスクレーパ１０６の当接面が、半径方向外側に移動した場合でも、第２の拡径機構を構成するグリップ部１４は、その当接面よりも更に半径方向外側に、拡径が可能となる。
従って、第２の拡径機構の拡径範囲（Ｌ１）は、第１の拡径機構の拡径範囲（Ｌ２）よりも、更に半径方向外側へと広がるものとなっている。結果として、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、スクレーパ１０６の潰し代を増やすことなく、ワーク１１０を固定するグリップ部１４の拡径範囲を、広げるものとなる。
As can be confirmed from FIG. 2 from the relationship between the diameter expansion ranges of the first and second diameter expansion mechanisms described above, the
Therefore, the diameter expansion range (L1) of the second diameter expansion mechanism extends further radially outward than the diameter expansion range (L2) of the first diameter expansion mechanism. As a result, the
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、図１に示すように、拡径可能な環状部材１２を有しており、環状部材１２の内周のテーパー面（２４ａ、２６ａ）には、テーパーロッド１８が挿通され、環状部材１２の外周面（２８ｂ）には、半径方向外側から、弾性変形可能なスクレーパ１０６が当接している。又、環状部材１２は、別体のグリップ部１４とエキスパンド部１６とを含んでおり、スクレーパ１０６は、外周端部の位置が移動不可に規制された状態で、エキスパンド部１６の外周面（２８ｂ）に対して当接している。更に、位置決め装置１０は、環状部材１２に対してテーパーロッド１８を軸方向へ移動させるための駆動機構（リニアアクチュエータ）を備えている。この駆動機構により、テーパーロッド１８の軸方向下側への移動を行うと、環状部材１２の内周のテーパー面（２４ａ、２６ａ）とテーパーロッド１８とが、互いに摺接していることから、環状部材１２が拡径される動作へと変換することが可能となる。
Now, according to the embodiment of the present invention configured as described above, the following operational effects can be obtained. That is, as shown in FIG. 1, the
又、環状部材１２は、別体のグリップ部１４とエキスパンド部１６とを含むため、グリップ部１４及びテーパーロッド１８と、エキスパンド部１６及びテーパーロッド１８の各々に、互いに摺接するテーパ面（２０ｂ、２４ａ、及び２２ｂ、２６ａ）を介して、独立した拡径機構が構成される。つまり、１つの位置決め装置１０に、グリップ部１４及びテーパーロッド１８の拡径機構（第２の拡径機構）と、エキスパンド部１６及びテーパーロッド１８の拡径機構（第１の拡径機構）との、多段（２段）の拡径機構の構成が実現されることになる。そのため、各段に構成される拡径機構ごとに、別々に拡径範囲が設定されるので、環状部材１２の拡径範囲の拡大に繋がり、位置決め穴１１０ａ（図２参照）の大きさが異なる、複数種類のワーク１１０への対応が可能となり、位置決め装置の汎用性が高まることとなる。
Further, since the
更に、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、テーパーロッド１８が、上端部に向けて直径が拡大していく逆円錐状芯部２０と、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂに沿って、逆円錐状芯部２０の半径方向外側に配置される、逆円錐状リング部２２とにより一体に構成されている。そして、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の内周面２２ａは、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂと、同一のテーパー角度に形成されている。更に、エキスパンド部１６は、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の内周面２２ａと、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂとの間に挿入され、その両者に摺接する、逆円錐状リング部２４を備えている。そしてこれらの、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０とエキスパンド部１６の逆円錐状リング部２４により、拡径機構が構成される（第１の拡径機構）。又、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂは、その内周面２２ａよりも大きなテーパー角度に形成されている。そして、グリップ部１４は、このテーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂに摺接する、逆円錐状リング部２６を備えている。そしてこれらの、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２とグリップ部１４の逆円錐状リング部２６によっても、拡径機構が構成される（第２の拡径機構）。
Further, in the
上記のような構成の位置決め装置１０において、駆動機構により、テーパーロッド１８を軸方向下側へ移動すると、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の移動に伴い、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂに摺接する、グリップ部１４の逆円錐状リング部２６のテーパー面（２６ａ）に、拡径方向の力が作用し、グリップ部１４が拡径される。このとき、テーパーロッド１８の逆円錐状芯部２０も同時に移動するため、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂに摺接する、エキスパンド部１６の逆円錐状リング部２４の内周面２４ａに、拡径方向の力が作用し、エキスパンド部１６も拡径される。ここで、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂは、逆円錐状芯部２０の外周面２０ｂよりも、大きなテーパー角度に形成されていることから、テーパーロッド１８の移動による拡径作用は、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２の外周面２２ｂに摺接するグリップ部１４の方が、より大きく働くことになる。換言すれば、グリップ部１４とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第２の拡径機構）は、エキスパンド部１６とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第１の拡径機構）よりも、拡径可能な範囲を広げることができる。そのため、位置決め穴１１０ａの大きさが異なる、様々な大きさのワーク１１０を、１つの位置決め装置１０で固定することが可能となる。
In the
又、エキスパンド部１６が、テーパーロッド１８の逆円錐状リング部２２を避ける位置に、半径方向に広がる環状突起部２８を備えており、グリップ部１４は、この環状突起部２８の上に、摺動可能に載置されるベース部３０を備えている。そのため、グリップ部１４は、エキスパンド部１６の環状突起部２８上に摺動可能に支持された状態で、エキスパンド部１６に案内されながら、エキスパンド部１６とは独立して、拡径動作を行うことが可能となる。
In addition, the expanded
更に、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、エキスパンド部１６の環状突起部２８の外周面２８ｂに、スクレーパ１０６が当接している。そのため、エキスパンド部１６が拡径されているか否かに関わらず、エキスパンド部１６の環状突起部２８とスクレーパ１０６とで、常に、位置決め装置１０の内部への、加工切屑や切削油等の異物の進入を防ぐことができる。
又、エキスパンド部１６とテーパーロッド１８との拡径機構（第１の拡径機構）は、スクレーパ１０６がエキスパンド部１６の環状突起部２８の外周面２８ｂに当接しているため、拡径時にはスクレーパ１０６を押し潰す態様となり、スクレーパ１０６により拡径範囲の制限を受ける。一方、グリップ部１４とテーパーロッド１８との拡径機構（第２の拡径機構）では、スクレーパ１０６はグリップ部１４には当接していないため、スクレーパ１０６により拡径範囲の制限を受けることはない。従って、グリップ部１４とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第２の拡径機構）は、スクレーパ１０６の潰し代による制限を受ける、エキスパンド部１６とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第１の拡径機構）よりも、拡径可能な範囲が広いものとなる。つまり、スクレーパ１０６の潰し代を増やすことなく、ワーク１１０に密接するグリップ部１４とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第２の拡径機構）の拡径可能な範囲を、拡大することが可能となる。
Furthermore, in the
Further, in the diameter expansion mechanism (first diameter expansion mechanism) between the expanded
又、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０は、グリップ部１４が、エキスパンド部１６とスクレーパ１０６との当接面（２８ｂ）よりも、半径方向外側に拡径可能となるように、テーパーロッド１８及びエキスパンド部１６に対して保持されている。そのため、グリップ部１４は、エキスパンド部１６が拡径され、エキスパンド部１６とスクレーパ１０６との当接面（２８ｂ）が半径方向外側へ移動した際にも、更にその当接面（２８ｂ）よりも外側へ、拡径が可能となる。つまりは、グリップ部１４とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第２の拡径機構）の拡径可能な範囲は、エキスパンド部１６とテーパーロッド１８とで構成される拡径機構（第１の拡径機構）の拡径可能な範囲よりも、更に半径方向外側に広くなる。従って、エキスパンド部１６によりスクレーパ１０６を過剰に変形させることなく、かつ、スクレーパ１０６の制限を受けることなく、グリップ部１４のみ拡径範囲を拡大することができる。そのため、位置決め穴１１０ａの大きさが異なるワーク１１０を、本発明の実施の形態に係る位置決め装置１０を用いた工作ラインに、同時に流すことが可能となる。
In addition, the
１０：位置決め装置、１２：環状部材、１４：グリップ部、１６：エキスパンド部、１８：テーパーロッド、２０：逆円錐状芯部、２０ｂ：逆円錐状芯部２０の外周面、２２：逆円錐状リング部、２２ａ：逆円錐状リング部２２の内周面、２２ｂ：逆円錐状リング部２２の外周面、２４：逆円錐状リング部、２６：逆円錐状リング部、２８：環状突起部、２８ｂ：環状突起部２８の外周面、３０：ベース部、１０６：スクレーパ
10: positioning device, 12: annular member, 14: grip portion, 16: expanded portion, 18: taper rod, 20: reverse conical core portion, 20b: outer peripheral surface of reverse conical core portion, 22: reverse conical shape Ring part, 22a: Inner peripheral surface of reverse
Claims (5)
内周にテーパー面を有する拡径可能な環状部材と、該環状部材の内周のテーパー面に挿通されるテーパーロッドと、外周端部の位置が規制された状態で、前記環状部材の外周面に対してその半径方向外側から当接する弾性変形可能なスクレーパと、前記環状部材に対し前記テーパーロッドを軸方向へ移動させるための駆動機構とを備え、前記テーパーロッドの軸方向の移動が、互いに摺接するテーパー面を介して前記環状部材の拡径動作へと変換される拡径機構を構成する位置決め装置であって、
前記環状部材は、別体のグリップ部とエキスパンド部とを含み、
前記スクレーパは、前記エキスパンド部に対して当接し、
前記グリップ部及び前記テーパーロッドと、前記エキスパンド部及び前記テーパーロッドとで、独立した前記拡径機構を備えることを特徴とする位置決め装置。 A positioning device that is inserted into a positioning hole of a workpiece and fixes the workpiece,
An annular member having a tapered surface on the inner periphery, a tapered rod inserted through the tapered surface on the inner periphery of the annular member, and the outer peripheral surface of the annular member in a state where the position of the outer peripheral end portion is regulated An elastically deformable scraper that comes into contact with the outer side in the radial direction with respect to the annular member, and a drive mechanism for moving the tapered rod in the axial direction with respect to the annular member, the axial movement of the tapered rod being mutually A positioning device that constitutes a diameter expansion mechanism that is converted into a diameter expansion operation of the annular member via a tapered surface that is in sliding contact,
The annular member includes a separate grip part and an expanded part,
The scraper abuts against the expanded portion;
A positioning apparatus comprising: the grip portion and the taper rod; and the expanding portion and the taper rod including the independent diameter expansion mechanism.
該逆円錐状リング部の内周面は、前記逆円錐状芯部の外周面と同一のテーパー角度に形成され、前記逆円錐状リング部の外周面は、その内周面よりも大きなテーパー角度に形成され、
前記エキスパンド部は、前記逆円錐状リング部の内周面及び前記逆円錐状芯部の外周面に摺接する逆円錐状リング部を備え、前記グリップ部は、前記テーパーロッドの前記逆円錐状リング部の外周面に摺接する逆円錐状リング部を備えることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。 The tapered rod has an inverted conical core portion whose diameter increases toward the upper end portion thereof, and an inverted conical ring portion disposed radially outward along the outer peripheral surface of the inverse conical core portion. Configured,
The inner circumferential surface of the inverted conical ring portion is formed at the same taper angle as the outer circumferential surface of the inverted conical core portion, and the outer circumferential surface of the inverted conical ring portion has a larger taper angle than the inner circumferential surface thereof. Formed into
The expanding portion includes an inverted conical ring portion that is in sliding contact with an inner peripheral surface of the inverted conical ring portion and an outer peripheral surface of the inverted conical core portion, and the grip portion is the inverted conical ring of the tapered rod. The positioning device according to claim 1, further comprising an inverted conical ring portion slidably contacting the outer peripheral surface of the portion.
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