JP3102526B2 - 対象部材の固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は対象部材の固定装置に
関するものであり、特に工作機械において工作物を載置
したパレットなどの対象部材を固定する技術の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来このような対象部材の固定に際して
は、例えば工作機械のテーブル上に設置された固定装置
へ工作物を搭載したパレット（対象部材）を自動的に搬
入して固定している。さらに工作物の加工終了後は固定
装置から自動的に搬出している。このようにパレットを
自動的に搬出入れするために、パレットの位置およびパ
レットを移動させる搬送部材の位置を検知し、この検知
結果に基づいて固定装置の動作を電気的に制御してい
る。また固定装置の動力源としては油圧などの流体圧シ
リンダーが一般に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのように対象
部材の固定作業を電気的な制御によった場合には、構成
が複雑となり誤動作が発生し易い。また動力源として流
体圧シリンダーを用いるので、装置各部の動きに伴い作
動流体の供給管（例えば油圧管など）を引き回すことに
なり、加工に支障をきたすのみならず、供給管の破損な
どによる事故も起き易い。

【０００４】この発明の目的は、工作機械などにおいて
パレットなどの対象部材の固定作業を、誤動作や事故を
招くことなしに、確実に行なうことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このためこの発明の装置
は、基台上に配設されて対象部材を受入れ可能な上方の
受入れ位置と対象部材を基台との間で締め付け固定する
下方の固定位置との間で移動可能な締付け部材と、締付
け部材を固定位置に向けて常時付勢する付勢手段と、締
付け部材に連結されて回動に伴って締付け部材を付勢手
段の作用に抗して受入れ位置に移動させる支持機構と、
対象部材を受入れ位置にある締付け部材に向けて移動さ
せる搬送部材と、連結部材を介して支持機構に連結され
て対象部材の移動に伴う対象部材および搬送部材との係
合により変位して支持機構を回動させる係合部材とを有
してなるものである。

【０００６】

【作用】搬送部材により締付け部材側に対象部材が搬送
されて係合部材に係合すると、これに伴う係合部材の動
きが支持機構を介して伝えられて締付け部材が固定位置
から受入れ位置に移動される。 対象部材が締付け部材
へと搬送された後、係合部材の係合が解除され締付け部
材が付勢部材によって固定位置へ移動し、付勢部材の付
勢に対応した力で対象部材を固定する。

【０００７】

【実施例】図１〜図９に示すのはこの発明の固定装置の
一実施例である。この実施例においては、固定装置は対
象部材を所定の位置に位置決めしながら固定する位置決
め固定装置であり、対象部材としては工作物を搭載する
パレットを用い、搬送部材としては水平方向に移動可能
なアームフックを用い、係合部材としては揺動レバーを
用い、締付け部材としてはクランクプレートを用いたも
のである。以下主として図１〜図４によりその構成を説
明する。

【０００８】図１、図２に示すように基台１上には対象
部材であるパレットＰの受入れ位置と固定位置との間を
移動可能に締付け部材であるクランププレート３が架設
されている。このクランププレート３の四隅に形成され
た上下方向の孔のそれぞれには、基台１上の対応する位
置に立設されたガイドピン５が挿入されている。これら
のガイドピン５はクランププレート３が上記のように受
入れ位置と固定位置との間を移動する際にこれを導くも
のである。またクランププレート３の前端部（図１、図
２中右側の端部）上部には、パレットＰのためのストッ
パー７が適宜数固定されている。さらにクランププレー
ト３の両側部には複数個のローラー９が前後方向（図
１、図２中左右方向）に並設されている。これらのロー
ラー９はパレットＰの移動を助けるためのもので、その
上部がクランププレート３の上面より若干突出して設け
られている。

【０００９】クランププレート３の両側部（図１中上下
の端部）付近には第１のリンク１９が上端において軸承
連結されており、各第１のリンク１９の下端には後記す
る偏心カム１３が遊嵌されている。また基台１には２個
の位置決めピン１７がクランププレート３の両側部に臨
んで上下動可能に設けられている。各位置決めピン１７
には図３に示すように周面に切欠き１７ａが形成されて
いる。

【００１０】基台１には作動軸１１が幅方向に水平に延
在して内設されている。この作動軸１１には、クランプ
プレート３の両側部付近に対応する位置で係合して１対
の偏心カム１３が固定されている。また作動軸１１の上
記の各位置決めピン１７の切欠き１７ａに対応する位置
には、突起１１ａが形成されている。各突起１１ａは、
作動軸１１の回転角位置に応じて図７、図８に示すよう
に、それぞれ対応する切欠き１７ａと係合し得るもので
ある。また作動軸１１には、上記１対の偏心カム１３が
それぞれ固着されている。

【００１１】作動軸１１が一方の方向に回転すると、偏
心カム１３の回動によりクランププレート３がガイドピ
ン５に導かれながら下降して基台１に接近する。同時に
作動軸１１の突起１１ａと位置決めピン１７の切欠き１
７ａとの係合を介して、位置決めピン１７が上昇する。
作動軸１１が他方の方向に回転すると、偏心カム１３の
回転によりクランププレート３がガイドピン５に導かれ
て上昇して基台１から離間する。同時に位置決めピン１
７が下降する。

【００１２】基台１のパレットを受入れる後端部（図
１、図２中左側の端部）には前後方向に延在して水平状
の案内レール２１が１対架設されており、各案内レール
２１はパレットの移動を助けるためのローラー２０を複
数個有している。各案内レール２１の側部には揺動レバ
ー２３が下端において軸支されており、この揺動レバー
２３の上端にはローラー２４が架設されている。これら
の揺動レバー２３は係合部材として機能するものであ
る。

【００１３】作動軸１１には第１のリンク１９と並設状
に第２のリンク２５が下端において固定架設されてい
る。各揺動レバー２３の中間部には前後に延在する連結
部材２７の前端が軸承連結されており、この揺動レバー
２７の後端は上記の第２のリンク２５の上端に軸承連結
されている。図１に示すように、各連結部材２７と第２
のリンク２５とを連結する軸と基台１との間には２本の
引張りバネ２９が張設されている。したがってこれらの
引張りバネ２９により、作動軸１１はクランププレート
３を基台１の上面にに接近させるように付勢されてい
る。

【００１４】この実施例において対象部材であるパレッ
トＰは、図示しないパレット交換装置のパレット搬送台
とこの発明の固定装置との間を移動するものである。固
定装置は図示しない工作機械の加工テーブル上に設けら
れている。パレット周りの構成を図４に示す。パレット
Ｐの後端部には凹状の係合部１０が設けられている。ま
たパレットＰの下面には断面がＬ字状の被押圧部が形成
されている。なお図中にはローラー２０によるパレット
の案内面から上の部分のみを示してある。

【００１５】パレットＰを間にしてこの発明の固定装置
と反対側には、図示しない駆動機構によって前後方向に
往復駆動されるアームフック１２が設けられている。こ
のアームフック１２は搬送部材として機能するもので、
端部においてアームベース１４に軸承連結されており、
上下方向に揺動可能に設定されている。すなわちこの揺
動によりアームフック１２はパレットＰの係合部１０に
対して係脱するものである。

【００１６】ついでこのような構成の位置決め固定装置
の動作を、まず位置決め固定装置に対象部材たるパレッ
トを搬入する場合について説明する。位置決め固定装置
の待機状態を図２および図３に示す。このとき係合部材
である揺動レバー２３は図中左傾状態にあり、締付け部
材であるクランププレート３は固定位置（基台１に接
近）にあり、位置決めピン１７は上昇突出している。

【００１７】すなわちクランププレート３は４個の引張
りバネ２９の付勢力により基台１に接近した固定位置に
ある。このとき２個の位置決めピン１７は作動軸１１上
の突起１１ａにより上方に移動し、基台１から突出して
いる。またパレットＰは図示しないパレット搬送台上に
置かれている。

【００１８】ついでパレットＰが固定装置に搬入されて
くる状態を図４および図７に示す。このとき係合部材で
ある揺動レバー２３は図中右傾状態にあり、締付け部材
であるクランププレート３は受入れ位置（基台１から離
間）にあり、位置決めピン１７は下降退入している。

【００１９】すなわちアームフック１２がパレットＰの
係合部１０と係合し、パレットＰを位置決め固定装置側
に移動させる。このときパレットＰは案内レール２１の
複数のローラー２０上を移動する。位置決め固定装置側
に至ると、パレットＰはその先端下部において揺動レバ
ー２３上端のローラー２４と係合し、引張りバネ２９の
付勢力に抗して揺動レバー２３をクランププレート３側
へと揺動させながらさらに移動する。この結果揺動レバ
ー２３はパレットＰの下面に当接してこの揺動位置を維
持する。

【００２０】この間揺動レバー２３の揺動と同一方向に
作動軸１１が回動し、これに応じた偏心カム１３の回動
によりクランププレート３は基台１から離間する受入れ
位置に移動し、パレットＰの受入れが可能な状態とな
る。同時に作動軸１１上の突起１１ａの動きにより位置
決めピン１７は図７に示すように下降する。パレットＰ
はクランププレート３側のローラー９によってさらに案
内されて前方に移動し、やがてストッパー７（図２参
照）に当接し、アームフック１２が停止する。

【００２１】このときの状態を図５および図８に示す。
揺動レバー２３はアームベース１４の下面と係合して右
傾状態を維持しており、図８に示すようにパレットＰの
位置決め穴が位置決めピン１７に対応した位置にある。

【００２２】アームフック１２から離脱したパレットＰ
の状態を図６および図９に示す。このとき係合部材であ
る揺動レバー２３は図中左傾状態に戻り、締付け部材で
あるクランププレート３は固定位置（基台１に接近）を
維持し、位置決めピン１７は上昇突出する。このタイミ
ングにおけるクランププレート３と位置決めピン１７と
基準座１５とガイドピン５とストッパー７との関係を図
１０に示す。

【００２３】すなわち位置決め固定装置に設けられた図
示しない駆動手段によりアームフック１２が上方に揺動
されパレットＰの係合部１０から離脱する。そのままア
ームフック１２はアームベース１４とともに後退し、や
がて揺動レバー２３との係合からも離脱する。この結果
引張りバネ２９の付勢力により揺動レバー２３は図６に
示すように左傾状態に戻る。

【００２４】この揺動レバー２３の左傾状態への揺動に
より、作動軸１１が偏心カム１３とともに当初と逆方向
に回動し、パレットＰがクランププレート３とともに固
定位置に下降して、クランププレート３によって引張り
バネ２９の付勢力に対応する力で基台１に固定される。
これと並行して作動軸１１の突起１１ａの働きにより位
置決めピン１７が上昇して、パレットＰの下面に形成さ
れた位置決め穴に挿入されて、パレットＰは所定位置に
位置決め固定される。

【００２５】ついで位置決め固定装置から対象部材たる
パレットを搬出する場合について説明する。工作物の加
工が完了すると、アームフック１２がアームベース１４
とともに位置決め固定装置に向って前進する。この前進
の途中でアームベース１４の下面が揺動レバー２３と係
合し、揺動レバー２３は再び右傾状態に揺動する。この
状態は図４および図７に示す状態に対応する。これに伴
う作動軸１１の回動により位置決めピン１７は下降して
パレットＰ下面の位置決め穴から離脱し、パレットＰに
対する位置決め固定状態が解除される。

【００２６】アームフック１２はその先端部をパレット
Ｐの係合部１０に係合させ（この状態は図５および図８
に示す状態に対応する）、この状態で一旦止した後後退
する。この後退中はパレットＰの下面との係合により揺
動レバー２３の右傾状態が維持される。なおアームフッ
ク１２の先端部およびパレットＰの係合部１０には、そ
れぞれ傾斜面が形成されている。よってアームフック１
２がパレットＰの係合部１０に向けて前進すると、アー
ムフック１２が傾斜面に沿って係合部１０を乗り越える
ことにより自動的に両部材の係合が行なわれる。

【００２７】パレットＰが所定位置まで後退したとき、
揺動レバー２３はこのパレットＰとの係合状態から離脱
して、当初の左傾状態に戻る。これに伴う作動軸１１の
回動によりクランププレート３も固定位置に戻り、位置
決め固定装置全体が図２および図３に示す最初の状態と
なる。

【００２８】なお上記の位置決め固定装置は、工作機械
の加工テーブルに設けられる他に、パレットに工作物を
取り付ける作業を行なうための段取り台上に設けられて
もよい。さらにこのような位置決め固定装置をパレット
の搬送方向（図中前後水平方向）に対して９０度回転さ
せた配置、すなわち縦置き配置として使用することもで
きる。

【００２９】さて以上示した実施例の場合には、パレッ
トＰが最前進位置に移動したとき、揺動レバー２３はア
ームベースとの係合により図５に示すように右傾状態に
保たれている。しかしこれに代えて、パレットＰが最前
進位置に移動したときに、揺動レバー２３がのアームベ
ースとの係合から離脱するように構成することもでき
る。図１１および図１２に示すのがその一例である。

【００３０】すなわちアームフック１２とアームベース
１４との間にはブラケット３１が介装されている。アー
ムフック１２はこのブラケット３１に対して上下に揺動
可能に架設されており、一方アームベース１４はブラケ
ット３１に対して水平方向に回動可能に連結されてい
る。またアームフック１２の基端部にはストッパー３３
が設けられており、これによりアームフック１２が水平
状態に維持されている。

【００３１】アームフック１２がパレットＰを位置決め
固定装置まで前進移動させると、揺動レバー２３はパレ
ットＰ下面との係合から離脱し、パレットＰは固定され
る。アームフック１２の後退後、アームベース１４は１
８０度回動して、図１２に示すようにアームフック１２
と同一向きに設定される。

【００３３】位置決め固定装置からパレットＰを搬出す
べくアームフック１２が前進したときには、アームベー
ス１４が揺動レバー２３と係合して、揺動レバー２３を
右傾させ、これに伴う作動軸１１の回転によりパレット
Ｐに対する締結が解除される。

【００３４】さらに以上に実施例においてはいずれも係
合部材として揺動レバー２３を用いているが、これに代
えて上下動するスライダーを用いるようにすることもで
きる。図１３に示すのはその一例である。

【００３５】すなわち上下動可能に設けられたラック４
１を形成するスライダーの上端には回転可能にローラー
４３が架設されており、このスライダーのラック４１に
係合するピニオン４５が両端に傘歯車を具えた伝導軸４
７を介して作動軸１１に固定された歯車４６に連結され
ている。またパレットＰの前端には案内片４９が付設さ
れている。

【００３６】パレットＰが前進すると案内片４９がロー
ラー４３に当接してスライダを下降させる。これに伴う
ピニオン４５の回転により、歯車４６ひいては作動軸１
１が回転し、クランププレート３を基台１から離間させ
る。

【００３７】また以上の各実施例においては、対象部材
であるパレットの下面および搬送部材であるアームフッ
クのアームベースに係合部材を係合させている。しかし
これに代えて、各部材の側面に係合させるように構成す
ることによって、締付け部材であるクランププレート３
を受入れ位置に移動させるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】パレットを固定装置に対して自動的に搬
出入するに際して、固定作業の制御を機械的に行なって
いるので、誤動作なしに確実に作業を行なうことができ
る。また動力源として流体圧シリンダーなどを用いてな
いので、作動流体の供給管などを引き回すこともなく、
供給管の破損などによる事故も起きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の固定装置の一例を示す一部切除平面
図である。

【図２】その側面図である。

【図３】その横断面図である。

【図４】その動作を示す側面図である。

【図５】その動作を示す側面図である。

【図６】その動作を示す側面図である。

【図７】その動作を示す横断面図である。

【図８】その動作を示す横断面図である。

【図９】その動作を示す横断面図である。

【図１０】その動作を示す横断面図である。

【図１１】この発明の他の実施例を示す側面図である

【図１２】この発明の他の実施例を示す側面図である。

【図１３】この発明の他の実施例を示す概略側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基台 ３ クランププレート ５ ガイドピン ７ ストッパー １１ 作動軸 １２ アームフック １３ 偏心カム １４ アームベース １５ 基準座 １７ 位置決めピン ２１ 案内レール ２３ 揺動レバー ２７ 連結部材 ４１ ラック Ｐ パレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 7/00 B23Q 3/00 B23Q 3/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に配設されて対象部材を受入れ可
   能な上方の受入れ位置と対象部材を基台との間で締め付
   け固定する下方の固定位置との間で移動可能な締付け部
   材と、締付け部材を固定位置に向けて常時付勢する付勢
   手段と、締付け部材に連結されて回動に伴って締付け部
   材を付勢手段の作用に抗して受入れ位置に移動させる支
   持機構と、対象部材を受入れ位置にある締付け部材に向
   けて移動させる搬送部材と、連結部材を介して支持機構
   に連結されて対象部材の移動に伴う対象部材および搬送
   部材との係合により変位して支持機構を回動させる係合
   部材とを有してなることを特徴とする対象部材の固定装
   置。
2. 【請求項２】 支持機構が作動軸とこの作動軸に固定さ
   れた偏心カムとを有しており、係合部材が基台に揺動可
   能に軸承されるとともに作動軸に連結されており、係合
   部材の対象部材および搬送部材との係合による揺動に伴
   い作動軸を介して偏心カムを回動させ、締付け部材を付
   勢手段のバネ付勢力に抗して受入れ位置に移動させるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 支持機構が作動軸とこの作動軸に固定さ
   れた締付け部材に連結された偏心カムとを有しており、
   係合部材が基台に上下動可能に設けられるとともに運動
   変換機構を介して支持機構の作動軸に連結されており、
   係合部材の対象部材の前端部との係合による下動に伴い
   作動軸を介して偏心カムを回動させ、締付け部材を付勢
   手段のバネ付勢力に抗して受入れ位置に移動させること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。