真空吸附式工具支架的製作方法
2023-05-24 02:34:11 1
專利名稱：真空吸附式工具支架的製作方法
技術領域：
本發明涉及真空吸附式工具支架。
背景技術：
已往，保持千分表等測量器的裝置公知的有磁性支架(例如參照文獻日本特開2003-142312號公報)。
磁性支架包括基座、支柱和支架。基座包括藉助磁力產生吸附力的磁力吸附機構。支柱設在該基座的上面上。支架能沿著上述支柱上下動，用於安裝測量器等。
把測量器(千分表等)固定在支架上，用磁力將基座吸附固定在工具機、夾具、載置臺等上，在該狀態下進行工件等的測量作業。
但是，上述文獻記載的磁性支架，是利用磁力進行固定的方式，所以，要往其上固定磁性支架的對象物只限於是磁性體。
例如，把工件夾裝在車床上時，必須要對中心。把千分表安裝在磁性支架上，與工件的外周面接觸時，以前的車床大多是由磁性體(鐵等)形成的，所以，磁性支架可以安裝在其任何部位，但是，現在的精密車床其底座等有些是石平臺等，所以，不適合於磁性吸附方式。
發明內容
本發明的主要目的是提供不受要往其上固定的對象物材質限制的、能保持工具的真空吸附式工具支架。
本發明的真空吸附式工具支架，其特徵在於，包括基座、真空吸附機構和控制機構；上述基座，包括用於固定工具的安裝機構，該基座能在載置臺上移動；
上述真空吸附機構用於將上述基座真空吸附在載置臺上；上述控制機構，控制由上述真空吸附機構形成的吸附狀態和吸附解除狀態。
本發明的真空吸附式工具支架用於使工具一邊在載置臺上移動一邊對工件進行作業或在將工具固定著狀態下對工件進行作業。這裡所述的工具，不限定於是千分表等的測量工具，也包含著進行劃線作業等的加工工具。另外，支架並不限定於具有臺座的部分和設置在其上的支柱的構造，只要是能實現本發明目的，則可以是任意形狀和形態。
採用本發明，當把工具安裝在安裝機構上，使基座在載置臺上移動，在預定的位置將其固定住進行測量時，使真空吸附機構工作，使基座真空吸附在載置臺上。另外，當解除了真空吸附狀態時，可以使基座在載置臺上自由移動。因此，可以與選擇載置臺的材質無關地將工具固定在載置臺上的任何位置，並且，根據需要，也可以解除真空吸附，使工具在載置臺上自由移動。
在本發明的真空吸附式工具支架中，上述真空吸附機構最好包括空腔、空氣吸引孔和吸引機構；上述空腔是在上述基座的與載置臺相對的面上朝著內部凹入而形成的；上述空氣吸引孔用於從上述空腔吸引空氣；上述吸引機構用於從上述空氣吸引孔吸引上述空腔內的空氣。
本發明中，由於在基座的與載置臺相對的面上設有空腔，吸引機構(例如吸引泵)從空氣吸引孔吸引空腔內的空氣，而使基座真空吸附在載置臺上，所以，設在基座底面的大空腔，能均勻而穩定地真空吸附在載置臺上，可防止測量中產生晃動和傾斜等。
本發明的真空吸附式工具支架中，在上述基座上形成大氣開放孔；上述控制機構包括閥體、第1連通路和第2連通路；上述閥體可位移地設在連通上述空腔、與上述空氣吸引孔和大氣開放孔的通路內，用於阻斷上述空腔、與上述空氣吸引孔及大氣開放孔的連通；
上述第1連通部形成在閥體上，當上述閥體從阻斷上述空腔、與上述空氣吸引孔和大氣開放孔的連通的狀態位移到某位置時，該第1連通部將上述空腔與上述空氣吸引孔連通；上述第2連通部形成在上述閥體上，當上述閥體位移到與前述的位置不同的另一位置時，該第2連通部將上述空腔和上述大氣開放孔連通。
本發明中，藉助閥體的操作，當閥體從阻斷了空腔、與空氣吸引孔及大氣開放孔的連通的狀態位移到某位置時，通過第1連通部，空腔和空氣吸引孔連通。這樣，空腔內的空氣被排出到外部，基座被真空吸附在載置臺上。這時，空腔和大氣開放孔是被阻斷的狀態。另外，藉助閥體的操作，當閥體位移到與前述的某位置不同的另一位置時，通過第2連通部，空腔和大氣開放孔連通。這樣，空氣被供給到空腔內，真空吸附狀態被解除。這時，空氣吸引孔和空腔是被阻斷的狀態。因此，只要使閥體的位置位移到某位置或其它位置，就可以切換為基座對載置臺的真空吸附狀態(固定狀態)或真空吸附解除狀態(可移動狀態)。
本發明的真空吸附式工具支架中，上述閥體最好是略圓柱形，可轉動地設在上述基座上，並且，具有一部分從基座伸出的操作部；在上述操作部上設有手柄。
本發明中，由於閥體是可轉動的，在從基座伸出的操作部上設有手柄，所以，只要抓住手柄進行轉動操作，就可以容易地將閥體位移到某位置或其它位置。
本發明的真空吸附式工具支架中，上述閥體最好設在上述基座的側面上，上述基座是由磁性體形成的。
本發明中，由於把閥體設在基座的側面上，所以，在基座上面沒有多餘的突出物，不會妨礙作業。另外，由於基座本體是由磁性體構成的，所以，可以使現有的磁性支架吸附在基座上。因此，即使對於不是磁性體的載置臺，也能使用現有的磁性臺座。這時，如前所述，由於在基座的上面沒有多餘的突出物，所以，可以把磁性臺座安裝在基座上面的平坦部分上，所以，可以穩定地、與已往同樣姿勢地使用磁性臺座。
本發明的真空吸附式工具支架中，最好包括壓縮空氣噴出機構和平衡控制機構；上述壓縮空氣噴出機構，從上述基座的與上述載置臺相對的面朝著上述載置臺噴出壓縮空氣；上述平衡控制機構，將由上述真空吸附機構將上述基座相對於載置臺真空吸附的真空吸附力、和由上述壓縮空氣噴出機構向使基座離開載置臺的方向推上該基座的空氣噴出力控制為恆定。
本發明中，由於包括從基座底面朝載置臺噴出壓縮空氣的壓縮空氣噴出機構，所以，可在基座底面與載置臺之間形成空氣膜，可以在用恆定的吸附力將基座相對於載置臺吸引的狀態下，使基座在載置臺上順利移動。另外，由於設置了平衡控制機構來控制真空吸附機構的真空吸附力、和壓縮空氣噴出機構的壓縮空氣噴出力，以便在基座的底面與載置臺之始終保持恆定的間隙，所以，在使基座在載置臺上移動時基座的高度位置也能保持為恆定，結果，在測量等中，能保障高的作業精度。
圖1是本發明第1實施方式的整體的立體圖。
圖2A是第1實施方式的真空吸附式工具支架的正視圖。
圖2B是第1實施方式的真空吸附式工具支架的俯視圖。
圖2C是第1實施方式的真空吸附式工具支架的仰視圖。
圖3是圖2B中的III-III線斷面圖。
圖4是第1實施方式中的閥體16的立體圖。
圖5A是本發明第2實施方式的真空吸附式工具支架的俯視圖。
圖5B是第2實施方式中的真空吸附式工具支架的側面圖。
圖6是第2實施方式中的閥體16的立體圖。
圖7A是本發明第3實施方式的真空吸附式工具支架的正視圖。
圖7B是第3實施方式中的真空吸附式工具支架的俯視圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發明的實施方式。
〔第1實施方式〕圖1是表示第1實施方式整體的立體圖。
圖2A～圖2C是真空吸附式工具支架1的正視圖、俯視圖和仰視圖。
圖3是圖2B中的III-III線截面圖。
本發明的真空吸附式工具支架1，在載置臺2上，使測量器3一邊移動一邊對工件進行測量作業或者在固定的狀態對工件4進行作業。
真空吸附式工具支架1包括基座11、工具安裝機構12、真空吸附機構13及控制機構14。基座11可以在載置臺2上移動。工具安裝機構12設在基座11上，用於固定作為工具的測量器3。真空吸附機構13用於使基座11真空吸附在載置臺2上。控制機構14控制由真空吸附機構13形成的吸附狀態及吸附解除狀態。
基座11形成為大致長方體形狀，在其上面上設有工具安裝機構12。在其下面上形成有滑動面111，該滑動面111與載置臺2無間隙地接觸並且支承著真空吸附式工具支架1。
工具安裝機構12包括大致圓柱形的支柱121、支架122、和夾持部123。支柱121從基座11的上面伸出。支架122能相對於支柱121上下動並且能固定在任意的位置。夾持部123設在支架122的前端部分，用於固定測量器3。支架122包括固定調節螺絲122a，該固定調節螺絲122a用於將支架122自身支承在支柱121上。夾持部123包括固定調節螺絲123a，該固定調節螺絲123a用於調節測量器3的保持狀況。
真空吸附機構13包括空腔131、空氣吸引孔132和作為吸引機構的吸引泵(圖未示)。空腔131形成在基座11的與載置臺2相對的面、即滑動面111上，形成為除了外周緣外向內部凹入的大致長方體形狀。空氣吸引孔132形成在基座11的正面，用於從空腔131吸引空氣。吸引泵從空氣吸引孔132吸引空腔131內的空氣。
控制機構14包括大氣開放孔15和閥體16。大氣開放孔15在基座11的正面，形成在空氣吸引孔132的下側。閥體16可位移地設在通路141內，該通路141將空腔131、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15連通，該閥體16使空腔131、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15連通或阻斷。通路141由縱孔141a、橫孔141b、141c、和閥體收容孔141d構成。縱孔141a從空腔131的上面向上方延伸。橫孔141b、141c將縱孔141a、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15連通。閥體收容孔141d與這些橫孔141b、141c交叉並且平行於縱孔141a，用於收容閥體16。
如圖4所示，閥體16包括閥本體161和操作部162。閥本體161為大致圓柱形，可轉動地設在閥體收容孔141d內。操作部162設在閥本體161的端部上、即設在從基座11的上面伸出的端部上。在操作部162的側面上設有用於轉動操作閥體16的手柄163。在閥本體161上形成了第1連通部164和第2連通部165。當閥體16從阻斷空腔131、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15的連通的狀態位移到某位置時，第1連通部164將空腔131和空氣吸引孔132連通。當閥體16位移到與上述某位置不同的另一位置時，第2連通部165將空腔131和大氣開放孔15連通。第1連通部164和第2連通部165的孔的方向相互正交。
該構造的本實施方式中，要使基座11吸附在載置臺2上時，將閥體16轉動到某位置、即如圖2A所示，把閥體16的手柄163轉動到從正面看的右側。於是，空氣吸引孔132、第1連通部164、橫孔141b、縱孔141a和空腔131連通。在該狀態下，用吸引泵(圖未示)從空氣吸引孔132吸引空腔131內的空氣，使空腔131內接近真空狀態。這時，由於第2連通部165不與大氣開放孔15一致，所以大氣開放孔和空腔131成為被阻斷的狀態。在該狀態，真空吸附式工具支架1被真空吸附在載置臺2上，被牢固地固定，所以在測量時不會因真空吸附式工具支架1的晃動而造成測量不準確等。
要解除真空吸附式工具支架1的吸附時，將閥體16轉動到與上述某位置不同的另一位置，即、從圖2A的狀態將閥體16的手柄163順時針轉動90度。於是，大氣開放孔15、第2連通部165、橫孔141c、縱孔141a和空腔131連通，同時，空氣吸引孔132和空腔131的連通被阻斷。這樣，空氣被供給到基本真空狀態的空腔131內，真空吸附狀態被解除，所以可將真空吸附式工具支架1移動到載置臺2上的任意位置。
上述實施方式(第1實施方式)具有以下效果(1)由於用真空吸附機構13將基座11真空吸附在載置臺2上，因此，可以使真空吸附式工具支架1牢固地固定在載置臺2上，可以進行高精度的測量等的作業。
(2)由於載置臺2上固定的方法是採用真空吸附，所以不必選擇載置臺2的材質，可以將真空吸附式工具支架1固定在載置臺2上。
(3)由於設在基座11底面的大空腔131，能均勻而穩定地真空吸附在載置臺2上，所以能防止測量中的晃動和傾斜等。
(4)通過閥體16的操作，只要將閥體16的位置位移到某位置或另一位置，就可以切換為將真空吸附式工具支架1真空吸附在載置臺2上的狀態或者切換為真空吸附狀態。
(5)由於在操作部162上設有手柄163，所以抓住手柄163進行轉動操作，就能夠容易地使閥體16位移到某位置或與該某位置不同的另一位置。
〔第2實施方式〕圖5A和圖5B是第2實施方式的俯視圖和側視圖。在第2實施方式的說明中，在與在第1實施方式中說明的部分或部件相同的部件等上注以相同的標記，其說明從略。
本實施方式的真空吸附式工具支架1，包括基座11a、工具安裝機構12a、真空吸附機構13、控制機構14。基座11a由磁性體構成，形成為大致扁平的長方體形狀。工具安裝機構12a平坦地形成在基座11a的上面上，可以載置現有的磁性支架等。真空吸附機構13形成在從基座11a的底面到側面。控制機構14控制由真空吸附機構13形成的真空吸附狀態和真空吸附解除狀態。
真空吸附機構13與第1實施方式同樣，由形成在基座11a底面的空腔131、形成在基座11a側面上的空氣吸引孔132、和從空氣吸引孔132吸引空氣的吸引泵(圖未示)構成。
控制機構14包括大氣開放孔15和閥體16。大氣開放孔15形成在基座11a的側面。閥體16可位移地設在連通空腔131、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15的通路141內，閥體16使空腔131、與空氣吸引孔132及大氣開放孔15連通或阻斷。通路141與第1實施方式同樣地，包括縱孔141a、橫孔141b、141c和閥體收容孔141d，與第1實施方式不同的是，橫孔141b、141c在基座11a側面前後位置位於同一高度、以及閥體收容孔141d從基座11a的正面朝著背面水平延伸。
閥體16如圖6所示，包括閥本體161和操作部162。閥本體161包括中央槽部166、第1槽部167和第2槽部168。中央槽部166在大致中央部分沿著圓周形成為比閥本體161稍小的直徑。第1槽部167從中央槽部166朝著操作部162的方向延伸，使空氣吸引孔132、橫孔141b、中央槽部147、縱孔141a和空腔131連通。第2槽部168從中央槽部166朝著與操作部162的相反方向延伸，並且形成在與第1槽部167錯開90度的位置，使大氣開放孔15、橫孔141c、中央槽部166、縱孔141a和空腔131連通。
該構造的本實施方式中，要使基座11a吸附在載置臺2上時，將閥體16轉動到某位置，即，如圖5B所示，將閥體16的手柄163的前端部轉動到從正面看的右側。於是，空氣吸引孔132、橫孔141b、第1槽部167、中央槽部166、縱孔141a和空腔131連通。在該狀態，用吸氣泵(圖未示)從空氣吸引孔132吸引空腔131內的空氣，使空腔131內接近真空狀態。這時，由於第2槽部168朝著基座11a的上面方向，所以大氣開放孔15是被阻斷的狀態。在該狀態，真空吸附式工具支架1被真空吸附在載置臺2上。
要解除真空吸附式工具支架1的吸附時，將閥體16轉動到與上述某位置不同的另一位置，即，從圖5B的狀態將閥體16的手柄163順時針轉動90度。於是，大氣開放孔15、橫孔141c、第2槽部168、中央槽部166、縱孔141a和空腔131連通，同時，從空氣吸引孔132到空腔131的連通被阻斷。這樣，空氣被供給到基本真空狀態的空腔131內，真空吸附狀態被解除，所以能將真空吸附式工具支架1移動到載置臺2上的任意位置。
上述實施方式(第2實施方式)具有以下效果。
(6)由於把閥體16設在基座11a的側面，所以在工具安裝機構12a上避免突出物伸出，可以不妨礙作業。
(7)由於基座11a用磁性體形成，平坦地形成工具安裝機構12a，所以即使對於不是磁性體的載置臺2，也能用已往的姿勢吸附現有的磁性臺座。
〔第3實施方式〕圖7A和圖7B是第3實施方式的正視圖和仰視圖。在第3實施方式的說明中，在與第1實施方式中相同的部分或部件上注以相同標記，其說明從略。第3實施方式是在第1實施方式中增加了壓縮空氣噴出機構17和平衡控制機構18。
壓縮空氣噴出機構17包括壓縮空氣供給孔171、兩個空氣噴出孔172、節流槽173、壓縮空氣通路174和空氣壓縮機175。壓縮空氣供給孔171設在基座11的上面上。兩個空氣噴出孔172開口於基座11的下面上，且開口於在與載置臺2相對的面即滑動面111的面上，把從壓縮空氣供給孔171供給的壓縮空氣朝著載置臺2噴出。節流槽173從一個空氣噴出孔172到另一個空氣噴出孔173環繞一周地形成在滑動面111的表面上。壓縮空氣通路174作為從壓縮空氣供給孔171到空氣噴出孔172的壓縮空氣的移動路徑。空氣壓縮機175從壓縮空氣供給孔171供給壓縮空氣。
平衡控制機構18包括閥181和閥控制裝置182。閥181用於調節從空氣壓縮機175供給的壓縮空氣量。閥控制裝置182控制閥181的動作，調節壓縮空氣的供給量。
該構造的本實施方式中，為了使基座11對載置臺2的真空吸附力、和將基座11從11載置臺2分離而將其推上的空氣噴出力成為恆定，由平衡控制機構18調節壓縮空氣的量。具體地說，由於吸引泵(圖未示)的空腔131內的空氣吸引力是恆定的，所以，由閥控制裝置182進行閥181的開閉控制，調節從空氣噴出孔172出來的空氣噴出力。結果，在滑動面111與載置臺2之間確保恆定的間隙，可根據作業內容在載置臺2上順移地移動。
上述實施方式(第3實施方式)具有以下效果。
(8)由於具有從基座11的底面向載置臺2噴出壓縮空氣的空氣噴出孔172，所以，可以在基座11的底面與載置臺2之間形成空氣膜，可以在用恆定的吸引力將基座11朝載置臺2吸引的狀態下，使基座11在載置臺2上順利地移動。
(9)由於設有平衡控制機構18，所以，可以根據作業內容，使真空吸附力比空氣噴出力強，使基座11的底面與載置臺2之間的空氣膜消失，可以將基座11牢固地固定地載置臺2上。
(10)同樣地，由於設有平衡控制機構18，所以，可以控制空氣噴出孔172的壓縮空氣噴出力，使基座11的底面與載置臺2之間一直保持一定的間隙，在載置臺2上移動時也能將基座的高度位置保持為恆定，結果，在測量中，可以保障高的作業精度。
另外，本發明並不限定於前述實施方式，在能實現本發明目的範圍內的變形、改進等均包含在本發明內。
在上述實施方式中，閥體16通過轉動來控制從空氣吸引孔132到空腔131的連通或阻斷，或者從大氣開放孔15到空腔131的連通或阻斷。但是，也可以不藉助圓柱形狀的轉動操作，例如，閥也可以是稜柱形的，藉助閥體16在縱方向的滑動，控制連通或阻斷。
另外，上述實施方式中，在工具安裝機構12上安裝著測量器3，但並不限於此，例如，也可以安裝進行劃線作業等的加工工具。
另外，上述實施方式中，空氣噴出孔72是設有2個，但並不限於此，也可以平衡地設置多個、例如設置4個、6個等。
另外，上述實施方式中，節流槽173是繞滑動面111一周地形成的，但並不限於此，只要在滑動面111與載置臺2之間能形成空氣的膜例如也可以是二周、三周、多周、或不到一周，。
另外，上述實施方式中，作為平衡控制機構18，在空氣壓縮機175上設置了閥181和閥控制裝置182，但並不限於此，也可以只在吸引泵側設置閥和閥控制裝置，或者在空氣壓縮機175、吸引泵二者上都設置平衡控制機構18。
權利要求
1.真空吸附式工具支架，其特徵在於，包括基座，該基座具有用於固定工具的安裝機構，並能在載置臺上移動；真空吸附機構，該真空吸附機構，用於將上述基座真空吸附在載置臺上；控制機構，該控制機構用於控制由上述真空吸附機構形成的吸附狀態和吸附解除狀態。
2.如權利要求1所述的真空吸附式工具支架，其特徵在於，上述真空吸附機構包括空腔，該空腔是在上述基座的與載置臺相對的面上朝著內部凹入而形成的；空氣吸引孔，該空氣吸引孔用於從上述空腔吸引空氣；吸引機構，該吸引機構用於從上述空氣吸引孔吸引上述空腔內的空氣。
3.如權利要求2所述的真空吸附式工具支架，其特徵在於，在上述基座上形成有大氣開放孔；上述控制機構包括閥體，該閥體可位移地設在連通上述空腔、與上述空氣吸引孔和上述大氣開放孔的通路內，用於阻斷上述空腔、與上述空氣吸引孔和上述大氣開放孔的連通；第1連通路，該第1連通部形成在上述閥體上，當上述閥體從阻斷上述空腔、與上述空氣吸引孔和上述大氣開放孔的連通的狀態位移到某位置時，該第1連通部將上述空腔和上述空氣吸引孔連通；第2連通路，該第2連通部形成在上述閥體上，當上述閥體位移到與前述位置不同的另一位置時，該第2連通部將上述空腔和上述大氣開放孔連通。
4.如權利要求3所述的真空吸附式工具支架，其特徵在於，上述閥體是略圓柱形，可轉動地設在上述基座上，並且，具有一部分從上述基座凸出的操作部；在上述操作部上設有手柄。
5.如權利要求3所述的真空吸附式工具支架，其特徵在於，上述閥體設在上述基座的側面上，上述基座是由磁性體形成的。
6.如權利要求1至4中任一項所述的真空吸附式工具支架，其特徵在於，包括壓縮空氣噴出機構，該壓縮空氣噴出機構從上述基座的與載置臺相對的面朝著上述載置臺噴出壓縮空氣；平衡控制機構，該平衡控制機構用於將由真空吸附機構使上述基座相對於載置臺吸附的真空吸附力、和由上述壓縮空氣噴出機構向上述基座從上述載置臺離開的方向推上上述基座的空氣噴出力控制為一定。
全文摘要
要使真空吸附式工具支架(1)吸附著在載置臺(2)上時，把閥體(16)的手柄(163)轉動到從正面看的右側，使空氣吸引孔(132)與空腔(131)連通。接著，用吸引泵(圖未示)從空氣吸引孔(132)吸引空腔(131)內的空氣，使空腔(131)內接近真空狀態，從而可以將真空吸附式工具支架(1)吸附在載置臺(2)上。要解除吸附時，把閥體(16)的捏手(163)順時針方向轉動90度。於是，從大氣開放孔(15)連通到空腔(131)，空氣被供給到接近真空狀態的空腔(131)內，真空吸附狀態被解除。
文檔編號B25B5/00GK1648476SQ20051000505
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月31日 優先權日2004年1月29日
發明者木村俊雄 申請人:株式會社三豐