工件夹持装置

摘要

一种工件夹持装置，其包括：抵接部件，具有沿铅锤面的平面状的工件抵接面；抓持部，以从工件抵接面沿水平方向突出的方式设置，在扩径的状态下压接于工件的夹持孔的内周面；夹持杆，基于向与抓持部的突出方向相反侧后退来使抓持部扩径并且使工件与工件抵接面紧密接触；驱动部，使夹持杆往返移动；以及暂定保持机构，包含在抓持部的前侧卡止于夹持孔周边部的卡止部。卡止部被设置在如下位置：在夹持杆处于前进了的状态下，该卡止部的相对于工件抵接面的轴向的间隔距离处于夹持孔的轴向长度以上且该轴向长度与夹持杆的最大移动距离的合计值以下的范围。

权利要求

1.一种工件夹持装置，夹持具有夹持孔的工件，其特征在于包括：抵接部件，具有与所述工件的包含所述夹持孔的开口周边的一个面面接触的平面状的工件抵接面，该工件抵接面以沿铅锤面的方式形成；

抓持部，形成为从所述工件抵接面沿水平方向突出的筒状并且至少外周面的一部分能够沿径向扩缩，在缩径的状态下具有比所述夹持孔的内径小的外径，在扩径的状态下压接于所述夹持孔的内周面；

夹持杆，在所述抓持部的内侧以能够沿轴向移动的方式设置，基于向与所述抓持部的突出方向相反侧后退来使所述抓持部扩径并且使所述工件与所述工件抵接面紧密接触；

驱动部，使所述夹持杆沿着所述抓持部的轴向进退移动；以及暂定保持机构，在所述抓持部的前侧将所述工件暂定保持；其中，所述暂定保持机构具有卡止于所述工件的夹持孔周边部的卡止部，该卡止部被设置在如下位置：在所述夹持杆处于前进了的状态下，该卡止部的相对于所述工件抵接面的轴向的间隔距离处于所述夹持孔的轴向长度以上且该轴向长度与所述夹持杆的最大移动距离的合计值以下的范围。

2.根据权利要求1所述的工件夹持装置，其特征在于：

所述暂定保持机构具有：壳体部，能够穿通于所述夹持孔；所述卡止部，以能够相对于壳体部的外周面出没的方式设置；以及施力机构，向径向外侧对所述卡止部施力，以使该卡止部从壳体部的外周面突出；其中，所述卡止部以从所述壳体部的外周面突出的状态卡止于所述工件的夹持孔周边部。

3.根据权利要求2所述的工件夹持装置，其特征在于：

在所述壳体部的周壁中形成有多个在周向上彼此隔开间隔的通孔，所述卡止部是设置在与各所述通孔对应的位置上的多个球体部。

说明书

工件夹持装置

技术领域

[0001] 本发明涉及工件夹持装置，尤其涉及一种通过将抓持部插入到工件上所设的夹持孔中来保持工件的工件夹持装置。

背景技术

[0002] 以往，在对工件进行机械加工时，会采用通过臂状的夹持机构来夹持工件的工件夹持装置。然而，在采用这样的工件夹持装置的情况下，必须在避免加工工具与臂发生干涉的情况下来进行工件加工。换言之，不能对工件的表面中与臂重叠的部分进行加工，因此，存在着工件的加工效率低这样的问题。

[0003] 为了消除这样的问题，近年提出了一种具有如下结构的工件夹持装置：通过将抓持部插入到工件上所设的夹持孔中来保持工件。

[0004] 专利文献1公开了具备上述那样的抓持部的工件夹持装置的一个例子。

[0005] 具体而言，专利文献1的工件夹持装置是在工件的平放状态(横置状态)下来保持该工件的装置，其包括：基座部，具有让工件载置的水平的工件就位面；筒状的抓持部，从该基座部的就位面向上方突出并且能够沿径向扩大或缩小(扩缩)；夹持杆，内嵌于所述抓持部中，沿着抓持部的轴向相对地向基座部侧移动来使抓持部扩径；液压缸，使所述夹持杆沿轴向移动。在由该工件夹持装置保持的工件中形成有在厚度方向上贯通的夹持孔。

[0006] 根据上述专利文献1的夹持装置，在使缩径状态的抓持部及夹持杆插入到工件的夹持孔中的情况下将工件载置于就位面，并且驱动液压缸来使夹持杆向基座部侧移动，从而能够使抓持部扩径以压接夹持孔的内周面，由此，能够将工件以横置状态来保持。而且，由于没有采用以往那样的臂状的夹持机构，因此，能够提高工件的加工效率。

[0007] 此处，专利文献1的工件夹持装置将工件以横置状态来保持，然而，为了进一步减少工序数以实现有效的加工，还有如下的要求：使工件以立起的状态(纵置状态)保持于工件夹持装置。

[0008] 为此，可考虑将上述工件夹持装置转用为纵置用的工件夹持装置，但是，若单纯地将上述工件夹持装置转用为纵置用的工件夹持装置，则会产生以下的问题。

[0009] 具体而言，在将上述工件夹持装置转用为纵置用的工件夹持装置的情况下，抓持部便以其轴向朝向水平方向的姿势而被设置。抓持部在刚被插入到工件的夹持孔中时，抓持部并未压接于夹持孔的内周面。另一方面，纵置状态的工件在未被抓持部压接的阶段处于不稳定的状态，因此，在抓持部被扩径而压接于夹持孔的内周面之前的期间，有可能发生抓持部从夹持孔脱出而导致工件倒下的情况。

[0010] 现有技术文献

[0011] 专利文献

[0012] 专利文献1：日本专利公开公报特开2010-240775号

发明内容

[0013] 本发明鉴于上述的情况而作，其目的在于提供一种如下的工件夹持装置：能够在工件加工时确保高加工效率地保持工件，并且能够切实地将工件以纵置状态来保持。

[0014] 为了达成上述的目的，本发明的工件夹持装置是夹持具有夹持孔的工件的装置，其包括：抵接部件，具有与所述工件的包含所述夹持孔的开口周边的一个面面接触的平面状的工件抵接面，该工件抵接面以沿铅锤面的方式形成；抓持部，形成为从所述工件抵接面沿水平方向突出的筒状并且至少外周面的一部分能够沿径向扩缩，在缩径的状态下具有比所述夹持孔的内径小的外径，在扩径的状态下压接于所述夹持孔的内周面；夹持杆，在所述抓持部的内侧以能够沿轴向移动的方式设置，基于向与所述抓持部的突出方向相反侧后退来使所述抓持部扩径并且使所述工件与所述工件抵接面紧密接触；驱动部，使所述夹持杆沿着所述抓持部的轴向进退移动；以及暂定保持机构，在所述抓持部的前侧将所述工件暂定保持；其中，所述暂定保持机构具有卡止于所述工件的夹持孔周边部的卡止部，该卡止部被设置在如下位置：在所述夹持杆处于前进了的状态下，该卡止部的相对于所述工件抵接面的轴向的间隔距离处于所述夹持孔的轴向长度以上且该轴向长度与所述夹持杆的最大移动距离的合计值以下的范围。

附图说明

[0015] 图1是表示应用了本发明的一实施方式所涉及的工件夹持装置的加工中心(machining center)的立体图。

[0016] 图2是表示包含上述工件夹持装置的夹持夹具的立体图。

[0017] 图3是表示工件被夹持于上述夹持夹具时的状态的立体图。

[0018] 图4A是上述工件夹持装置的剖视图，表示了工件被暂定保持之前的状态。

[0019] 图4B是沿图4A的b-b线的剖视图。

[0020] 图4C是沿图4A的c-c线的剖视图。

[0021] 图5是表示使工件暂定保持于上述工件夹持装置时的状态的剖视图。

[0022] 图6是表示上述工件夹持装置的工件夹持完成后的状态的剖视图。

[0023] 图7是简略地表示利用搬送装载机将工件搬送到上述夹持夹具的情况的说明图。

[0024] 图8是简略地表示通过夹持夹具夹持搬送后的工件的途中状态的说明图。

[0025] 图9是简略地表示在夹持完成后使上述搬送装载机脱离工件后的状态的说明图。

具体实施方式

[0026] 以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行详述。

[0027] 图1是表示应用了本发明的一实施方式所涉及的工件夹持装置6的加工中心1的外观的立体图。此外，图1所示的X方向是与水平面平行的特定的一个方向(此处为左右方向)，Y方向是与X方向在水平面上正交的方向(此处为前后方向)。Z方向是与X方向及Y方向垂直的方向亦即铅锤方向(上下方向)。此外，R方向是绕铅锤轴的转动方向。

[0028] 本实施方式的加工中心1是在以纵置的方式保持工件16(参照图3)的状态下通过加工工具(省略图示)对该工件16实施切削加工的装置。加工中心1具备：夹持夹具5，通过工件夹持装置6将工件16以纵置的方式保持；主轴头10，对夹持夹具5所保持的工件16实施切削加工。主轴头10能够沿X方向及Z方向移动，夹持夹具5能够沿Y方向移动而且能够沿R方向转动。

[0029] 工件16的种类只要是能够被夹持夹具5保持则没有特别的限定，但是，在本实施方式中，如图3所示，以工件16是车辆用发动机的气缸体的情形作为例子而进行说明。该气缸体(工件16)具有：主体部17，形成有多个(图示的例子中为四个)排列成列状的气缸；凸缘部18，从主体部17的气缸轴线方向的一端面的周缘向外侧突出(参照图3及图7至图9)。此外，在图3中虽然省略了图示，但气缸体(工件16)具有从主体部17的气缸轴线方向的另一端面的周缘向外侧突出的凸缘部19(参照图7至图9)。

[0030] 如图4A所示，工件16具有让工件夹持装置6卡合的夹持孔20。在本实施方式中，该夹持孔20兼作在由加工中心1加工时用于对工件16进行定位的定位孔，但是其也可以是为了由工件夹持装置6进行夹持而被专用(与定位孔不同)地设置的孔。相反，也可以将定位孔以外的孔兼用作夹持孔20。

[0031] 夹持孔20以沿厚度方向贯通凸缘部18的方式而被预先形成。在该夹持孔20的一端形成有越往外侧(表面侧)直径逐渐增大的锥形部20a。该锥形部20a相当于本发明的“夹持孔周边部”。

[0032] 加工中心1除了具备上述的夹持夹具5及主轴头10之外还具备：基部2；第一轨道14；第一台3；第一驱动部15；第二台4；第二驱动部23；第二轨道11；管柱部7；第三驱动部12；
第三轨道8；头保持部9；第四驱动部13。

[0033] 基部2设置在设置加工中心1的地面上。在该基部2上设置有第一轨道14及第二轨道11。

[0034] 第一轨道14具有沿着Y方向(前后方向)延伸的彼此平行的两个轨道部件。

[0035] 第一台3在第一轨道14上经由图外的滚轮而能够沿Y方向移动地被支撑。

[0036] 第一驱动部15是使第一台3沿Y方向移动的驱动部。第一驱动部15的结构没有特别的限定，但是，本实施方式的第一驱动部15具备伺服马达和被该伺服马达驱动的滚珠螺杆机构。

[0037] 第二台4在第一台3上能够沿R方向转动地被支持。

[0038] 第二驱动部23是使第二台4转动的驱动部。第二驱动部23的结构没有特别的限定，但本实施方式的第二驱动部23具备伺服马达。

[0039] 夹持夹具5在第二台4上竖立地设置。换言之，夹持夹具5通过第二台4而设置在第一台3上。由此，夹持夹具5能够沿Y方向移动而且能够沿R方向转动地被支持。关于夹持夹具5的结构在后面叙述。

[0040] 第二轨道11具有沿着X方向(左右方向)延伸的彼此平行的两个轨道部件。

[0041] 管柱部7是在第二轨道11上能够沿X方向移动地被支撑的支柱。

[0042] 第三驱动部12是使管柱部7沿X方向移动的驱动部。第三驱动部12的结构没有特别的限定，但本实施方式的第三驱动部12具备伺服马达和被该伺服马达驱动的滚珠螺杆机构。

[0043] 第三轨道8具有以在管柱部7的侧面上沿着Z方向(上下方向)延伸的方式设置的彼此平行的两个轨道部件。

[0044] 头保持部9是在第三轨道8上被引导而且能够沿Z方向(上下方向)移动地被支撑的板状部件。

[0045] 第四驱动部13是使头保持部9沿Z方向移动的驱动部。第四驱动部13的结构没有特别的限定，但本实施方式的第四驱动部13具备伺服马达和被该伺服马达驱动的滚珠螺杆机构。

[0046] 主轴头10具备沿Y方向延伸的加工工具(省略图示)和驱动该加工工具转动的套管轴24。

[0047] 其次，对夹持夹具5的结构作详细说明。

[0048] 如图2所示，夹持夹具5具备基座51、构架52、上下一对支撑板53、54、多个工件夹持装置6。

[0049] 基座51是俯视下大致矩形形状的板状部件，其通过螺栓等而可装拆地被固定在第二台4上。

[0050] 如图2及图3所示，构架52具有从基座51的短边方向一侧的端缘的两端分别向上方立起的两个侧边部52a和以连接这些侧边部52a的各上端的方式而沿横向延伸的上边部52b，整体以呈门形的方式而被形成。上边部52b位于与第三轨道8(图1)的上端部大致相同的高度。

[0051] 支撑板53、54是被安装在构架52的一个面(图2中为前表面)上的板状部件。下侧的支撑板53具有架设在构架52的各侧边部52a的下端部之间的下边部53a和从该下边部的两端分别沿着侧边部52a向上方立起的两个侧边部53b，整体形成为U字形。上侧的支撑板54具有架设在构架52的各侧边部52a的上端部之间的上边部54a和从该上边部54a的两端分别沿着侧边部52a向下方垂下的两个侧边部54b，整体形成为逆U字形。本实施方式中，下侧的支撑板53及上侧的支撑板54以下侧的支撑板53的侧边部53b的上端部与上侧的支撑板54的侧边部54b的下端部在上下方向上隔开指定的间隔的的方式而被设置，在此之间能够插入工具。

[0052] 如图2所示，多个工件夹持装置6被设置于下侧的支撑板53的各侧边部53b的上端部和上侧的支撑板54的各侧边部54b的下端部。即，本实施方式中，设置有四个工件夹持装置6。但是，工件夹持装置6的个数并没有特别的限定。

[0053] 工件夹持装置6为所谓的孔夹持装置的一种，但与既有的孔夹持装置有所不同，其能够将作为加工对象的工件16以纵置状态来保持(参照图3)。该工件夹持装置6是为了将工件16以纵置状态保持而对既有的孔夹持装置施加了若干改良的装置，但其基本结构与既有的孔夹持装置相类似。因此，在下面的对工件夹持装置6的结构的说明中，省略了其的一部分的图示。

[0054] 如图4A所示，工件夹持装置6具备：被固定于各侧边部53b、54b的抵接部件61；从该抵接部件61沿着水平方向突出的抓持部63；设置在该抓持部63的一端侧的暂定保持机构25；在抵接部件61的内部与抓持部63卡合的夹持杆64；驱动该夹持杆64进退的驱动部26；控制驱动部26的动作等的控制部(省略图示)。以下，以夹持杆64被进退驱动的方向(与后述的工件抵接面61a正交的方向)作为工件夹持装置6的轴向，以同一方向中的暂定保持机构25这一侧作为“前”，以其相反侧作为“后”。

[0055] 如图4A及图4B所示，抵接部件61是前端部被形成为扁平的圆锥台形的空心圆筒状的部件。该抵接部件61的前端面形成为让被夹持的工件16抵接的工件抵接面61a。此外，抵接部件61内部的中空空间为收容由抓持部63及后述的柱塞65等构成的抓持机构的主要部分的收容孔61c。而且，抵接部件61在内部具有为了实现后述的夹持动作的油道61d及气体通道61b。

[0056] 如图4A至图6所示，工件抵接面61a以法线与朝水平方向(抓持部63的轴向)的面亦即铅锤面成为平行的方式而被形成。换言之，工件抵接面61a被形成为与抓持部63的轴向(水平方向)正交的平坦的铅锤面。至少在后述的夹持状态下，如图5及图6所示，工件抵接面61a与工件16的凸缘部18后表面中至少包含夹持孔20后侧的开口周边的部位面接触。

[0057] 驱动部26具有在收容孔61c内能够沿轴向进退地设置的柱塞65。在柱塞65的后端部形成有沿径向突出的凸缘部65a，并且在柱塞65的前端部形成有与夹持杆64的后端部(后述的扩径部64c)卡止的卡止部65b。

[0058] 收容孔61c以能够收容筒状的抓持部63的后部、夹持杆64、以及柱塞65的方式而被形成。在收容孔61c内，夹持杆64及柱塞65以能够沿轴向一体地移动的方式而被设置。在收容孔61c内划分有用于使柱塞65前进(向前方移动)的液压室61e和用于使之后退(向后方移动)的液压室61f。

[0059] 油道61d是将工作油供应给用于使柱塞65后退的液压室61f的通道，其一端与液压室61f连通而另一端经由油通道而与图外的油泵等液压系连通。液压室61f由柱塞65的凸缘部65a的前表面(接近夹持杆64侧的面)划分而成，基于工作油被充填到该液压室61f而使柱塞65后退。

[0060] 气体通道61b是一端在工件抵接面61a上开口的通道，其内部被导入从图外的气体供应部供应的气体。在气体通道61b上设有检测其内部的气体压力的图外的压力检测部。由该压力检测部测出的气体压力被发送到上述控制部。

[0061] 在工件16的凸缘部18与工件抵接面61a抵接后，伴随该抵接，气体通道61b内的气体压力上升。上述控制部根据上述压力检测部的检测结果识别到该气体压力的上升，随此，执行供应工作油给该液压室61f的控制。由此，柱塞65向后方被驱动，从图5所示的前进位置移动到图6所示的后退位置。柱塞65移动到后退位置后，凸缘部18被压接于工件抵接面61a而与其紧密接触，完成工件16的夹持。夹持完成后，对工件16进行加工。加工结束后，上述控制部执行供应工作油给液压室61e的控制。由此，柱塞65向前方被驱动，从后退位置(图6)移动到前进位置(图5)，工件16的夹持被解除。

[0062] 如图4A及图4B所示，抓持部63是以覆盖夹持杆64的前端部的外周面并且从工件抵接面61a向水平方向突出的方式而被设置的筒状部件。该抓持部63以随着柱塞65的移动而与夹持杆64一起沿轴向滑动移动且沿径向扩缩的方式而被构成。具体而言，抓持部63具有：与暂定保持机构25中后述的壳体部71一体地设置的壳体部62；被收容在该壳体部62内，在与轴向正交的剖视下以沿周向排列的方式而被设置的剖视圆弧状的三个基座部件63a；在相邻的基座部件63a之间能够沿径向移动地被设置的三个抓持部件63b。抓持部件63b基于图外的施力单元而向径向内侧施加作用力。

[0063] 壳体部62在与三个抓持部件63b对应的周向上的三处具有用于使抓持部件63b沿径向滑动的狭缝62c(图4B)。各抓持部件63b以被设置在相邻的基座部件63a之间的状态在壳体部62的各狭缝62c内沿着径向滑动，从而能够相对于壳体部62的外周面62a出没。即，若将以从夹持杆64的轴中心至各抓持部件63b的径向外侧端的距离为半径的圆的直径作为抓持部63的外径，则抓持部63的外径随着抓持部件63b的径向的滑动(出没动作)而能够扩缩。在抓持部件63b处于退到相对于壳体部62的外周面62a而位于径向内侧的缩径状态下，抓持部63的外径比夹持孔20的内径小。另一方面，在抓持部件63b处于突出到相对于壳体部62的外周面62a而位于径向外侧的扩径状态下，抓持部63的外径与夹持孔20的内径相同。由此，抓持部件63b被压接于夹持孔20的内周面。

[0064] 抓持部63基于线圈弹簧70而向前方被施力。即，线圈弹簧70对抓持部63施力，以使抓持部63(基座部件63a及抓持部件63b)的内周面与夹持杆64的前端部(后述的锥形扩径部64b)的外周面始终紧密接触。

[0065] 抓持部63以其后部的内径为一定且其前部的内径越往远端侧越大的方式而被形成。换言之，基座部件63a及抓持部件63b的内周面在其后部以沿轴向呈直线状延伸的方式而被形成，并且在比该直线状部分更前侧，以越往前方而内径越大的方式被形成为锥形形状。抓持部件63b的厚度在轴向上的相同的位置以比基座部件63a的厚度更大的方式而被设定。此外，在抓持部件63b的外周面上形成有沿周向延伸的多个微细的槽。即，为了提高对夹持孔20的内周面的抓持力，抓持部件63b的外周面被设为具有微细凹凸的面(图4A、图5、图6中省略了该微细凹凸)。

[0066] 夹持杆64在插入在抓持部63内侧的状态下能够沿轴向移动地被支撑。如图4A所示，夹持杆64具有：沿轴向延伸的圆柱状的套筒部64a；设置在套筒部64a的后侧并且以能够与柱塞65的卡止部65b卡止的方式形成为直径大于套筒部64a的扩径部64c；设置在套筒部64a的前侧并且以越往前方外径越大的方式形成为圆锥台形的锥形扩径部64b。锥形扩径部
64b的外周面相对于轴向倾斜，其倾斜角度被设定为与抓持部件63b前部的锥形形状的内侧面大致平行的角度。

[0067] 若夹持杆64后退而向与抓持部63的相对于工件抵接面61a的突出方向相反侧(后方)移动，则基于夹持杆64的锥形扩径部64b的作用而将抓持部件63b向径向外侧按压，抓持部63被扩径。而且，基于这样的夹持杆64往后方的移动(引入)和抓持部63的扩径，工件16紧密接触于工件抵接面61a并被保持。

[0068] 暂定保持机构25是为了暂定保持工件16而弹性地卡止夹持孔20的锥形部20a的机构。具体而言，暂定保持机构25具备壳体部71、多个球体部67(与本发明的“卡止部”相当)、以及施力机构30。

[0069] 壳体部71以使抓持部63的壳体部62向前方延长的方式而与该壳体部62一体地形成。壳体部71为其前端面被闭塞的有底圆筒状，具有能够穿通于工件16的夹持孔20的外径。如图4A及图4C所示，在壳体部71的周壁上形成有多个在周向上彼此隔开间隔的通孔66，各通孔66中设置有球体部67。本实施方式中，在壳体部71中形成有四个通孔66，并且与此对应地设置有四个球体部67。

[0070] 通孔66是具有与球体部67的球径接近的内径的圆形状的通孔。但是，通孔66的内径在厚度方向上并不一样，其以在最接近壳体部71的外周面71a的位置处内径为最小的方式而被设定。该通孔66内径的最小值被设定为比球体部67的球径小。因此，如在后面所述那样，即使施力机构30向径向外侧按压球体部67，该球体部67也不会从通孔66中脱出。

[0071] 球体部67以能够相对于壳体部71的外周面71a出没的方式而被保持。即，如图4A及图4C所示，在抓持部63还未插入到工件16的夹持孔20中的初始状态下，球体部67以其一部分位于比壳体部71的外周面71a更靠径向外侧的方式而从通孔66中突出(突出状态)。在该状态下，抓持部63被插入夹持孔20时，夹持孔20的内周面与球体部67接触，从而产生向径向内侧推入球体部67的力。由此，球体部67的突出量变小，球体部67转换到几乎隐没在通孔66内部的状态(退出状态)。抓持部63往夹持孔20的插入完成后，球体部67再次恢复到突出状态。恢复到突出状态后的球体部67卡止于夹持孔20的锥形部20a，由此，工件16被暂定保持。通孔66的内径被设定为考虑了壳体部71的周壁的厚度及球体部67所需突出量的适宜的值。

[0072] 施力机构30是在抓持部63未被插入到夹持孔20中的初始状态下向径向外侧按压球体部67以使球体部67维持在突出状态的机构。具体而言，施力机构30具有以在壳体部71内部沿着其轴向延伸的方式而设置的线圈弹簧69和被该线圈弹簧69向后方施加作用力的按压部件68。按压部件68的后端的周缘部被倒角。基于线圈弹簧69的作用力而向后方被施力的按压部件68其后端的倒角部始终压接于球体部67，由此，将球体部67压向径向外侧。

[0073] 球体部67在夹持杆64处于前进位置的状态亦即非夹持状态下，其相对于工件抵接面61a的轴向的间隔距离有必要被设置在如下的范围：处于工件16的夹持孔20的轴向长度以上且该轴向长度与夹持杆64的最大移动距离的合计值以下的范围。换言之，在从工件抵接面61a至球体部67的轴向的间隔距离被设为Z(图4A)，夹持孔20的轴向长度被设为X(图4A)，夹持杆64的最大移动距离被设为Y(图6)的情况下，有必要以满足下式(1)的方式来设置球体部67。

[0074] X≤Z≤X+Y      (1)

[0075] 具体而言，本实施方式中，球体部67被设置在相对于工件抵接面61a的轴向的间隔距离Z与夹持孔20的轴向长度X大致相等(满足Z≈X)那样的位置上。

[0076] 此外，在本实施方式中，从工件抵接面61a至球体部67的轴向的间隔距离Z更详细而言是指从工件抵接面61a至球体部67中最接近工件抵接面61a的位置的轴向的间隔距离。同样地，夹持孔20的轴向长度X是指夹持孔20中除了锥形部20a的部分(直线部)的轴向长度，夹持杆64的最大移动距离Y是指随着使柱塞65从前进位置移动到后退位置该夹持杆64沿轴向(向后方)移动的行程距离，换言之，其是指被夹持杆64向后方引入的抓持部63的最大引入量。

[0077] 球体部67的球径较为理想的是被设定为与夹持杆64的最大移动距离(行程距离)Y相等或比其稍小的值。通过如此来设定，并且加上球体部67的外周面为球面这一情况，即使夹持杆64的最大移动距离Y有若干的误差，也能够切实地吸收该误差，能够在更恰当的范围暂定保持工件16。

[0078] 本实施方式中，在将工件16搬送到夹持夹具5时，使用搬送装载机80(参照图7、图8)。搬送装载机80具有与上述的工件夹持装置6若干程度结构不同的多个工件夹持装置81。
详细而言，工件夹持装置81的结构至少在未具有与工件夹持装置6的暂定保持机构25相当的机构这一点上与工件夹持装置6有所不同。在将工件16搬送到夹持夹具5时，工件夹持装置81将与被夹持夹具5(工件夹持装置6)所保持的所述凸缘部18不同的别的凸缘部19予以保持。凸缘部19中形成有用于使工件夹持装置81能够进行保持的图外的夹持孔。

[0079] 其次，对利用本实施方式的加工中心1加工工件16的步骤作说明。

[0080] 首先，利用搬送装载机80，将工件16搬送到夹持夹具5的位置。即，将搬送装载机80的工件夹持装置81插入到形成在工件16的凸缘部19上的夹持孔中，从而将工件16固定于搬送装载机80，在该状态下将工件16搬送到夹持夹具5的位置(参照图7)。

[0081] 接着，通过工件夹持装置6将工件16固定于夹持夹具5(参照图8)。即，如图4A及图5所示，将夹持杆64处于前进位置的状态亦即非夹持状态下的各工件夹持装置6中的暂定保持机构25的壳体部71插入到工件16的凸缘部18的夹持孔20中。此时，使工件抵接面61a的一部分抵接于包含夹持孔20的后侧的开口周边的凸缘部18的后表面。此处，如上所述，在工件夹持装置6处于非夹持状态时，球体部67处于相对于工件抵接面61a离开与夹持孔20的轴向长度X大致相同距离的位置。因此，在凸缘部18的后表面抵接于工件抵接面61a的状态下，球体部67与夹持孔20的锥形部20a抵接。由此，锥形部20a被球体部67卡止，工件16被各工件夹持装置6暂定保持。

[0082] 接着，将搬送装载机80的工件夹持装置81从凸缘部19的夹持孔中拔出，从而解除搬送装载机80的对工件16的固定(参照图9)。此时，工件16如上所述已经被暂定保持机构25暂定保持，因此即使将搬送装载机80的固定解除，工件16也不会从夹持夹具5中脱离，工件16的倒下等得以防止。因此，无需用手把持住工件16至夹持完成，能够安全地进行夹持作业。

[0083] 接着，如图6所示，工作油被供应到液压室61f而使夹持杆64后退。由此，抓持部63的抓持部件63b向径向外侧移动而压接于夹持孔20的内周面。此外，与该压接一起，抓持部63被引向后方，工件16的凸缘部18与工件抵接面61a紧密接触，工件16被固定。工件16与工件抵接面61a紧密接触后，气体通道61b内的气体压力升高，因此，根据该气体压力的检测结果，控制部识别到夹持已完成。在该夹持完成的识别之后，由加工中心1进行加工。

[0084] 加工结束后，工作油被供应到液压室61e而使夹持杆64前进。由此，抓持部件63b向径向内侧移动，抓持部件63b与夹持孔20的内周面的压接被解除。由此，能够从工件夹持装置6上卸下工件16。

[0085] 如上所述，根据本实施方式，由于工件16被暂定保持机构25暂定保持，因此，此后直至抓持部63被压接于工件16的夹持孔20的内周面为止的期间，抓持部63从夹持孔20中脱出的情况得以防止。因此，即使工件16为纵置的状态，也能够防止工件16倒下那样的情况的发生。而且，由于使插入到夹持孔20中的抓持部63扩径而压接于夹持孔20的内周面来夹持工件16，因此，与利用臂机构来夹持工件16的以往技术的情形相比，能够将工件夹持装置6构成为紧凑且简洁的结构，并且能够提高工件16的加工效率。

[0086] 上述实施方式中，通孔66的数量及球体部67的数量分别被设为四个，但只要是两个以上便可，其也可以是三个或五个。

[0087] 此外，上述实施方式中，就工件16为发动机的气缸体的例子进行了说明，但工件也可以是气缸盖等别的发动机部件，也可以是发动机以外的部件。

[0088] 此外，上述实施方式中，在夹持杆64处于前进位置的非夹持状态下，从工件抵接面61a到球体部67的轴向的间隔距离Z被设定为与夹持孔20的轴向长度X大致相同，但是，间隔距离Z只要是夹持孔20的轴向长度X以上且该轴向长度X与夹持杆64的最大移动距离Y的合计值(X+Y)以下便可，其可以被设定在所述范围内的任意距离。从工件抵接面61a到球体部
67的间隔距离Z大于夹持孔20的轴向长度X时，非夹持状态下的暂定保持机构25进行的保持为比较松缓的保持，但是，由于球体部67被设置在间隔距离Z不大于夹持孔20的轴向长度X与夹持杆64的最大移动距离Y的合计值(X+Y)的位置，因此，基于处于这样的位置的球体部
67的作用，能够防止工件16的倒下。此外，由于球体部67的相对于工件抵接面61a的间隔距离Z被设为上述合计值(X+Y)以下，因此，在使夹持杆64后退后，能够恰当地实现工件16被压接于工件抵接面61a的状态。

[0089] 在上述实施方式中，暂定保持机构25是使球体部67弹性地卡止于夹持孔20的锥形部20a的机构，但有关其具体的结构是可以适当地作变更的。例如，也可以取代球体部67，而将剖面为山顶形状、半圆弧形状、半椭圆形状等各种形状的爪部以从壳体部的外周面向外侧突出的方式设置，对该爪部向外侧施力来暂定保持工件。总而言之，暂定保持机构只要能够相对于夹持孔插拔且在插入后的状态下能够卡止于夹持孔20的周边部便可，其具体结构并没有特别的限定。

[0090] 上述实施方式中，在夹持孔20的前端部设有越接近前端(凸缘部18的前表面)直径逐渐增大的锥形部20a(参照图4A)，但夹持孔20的形状并不限定于这样的形状。例如，也可以形成在前后方向的范围直径不变的直线状的通孔来作为夹持孔。相反，也可以呈台阶状地形成内径变化的带级差的孔来作为夹持孔。此情况下，夹持孔可以被设为在前侧具有内径大的大径部而在后侧具有内径小的小径部的孔。在这样的带级差的夹持孔中，位于后侧(接近工件抵接面侧)的小径部的轴向长度相当于夹持孔的轴向长度。

[0091] 上述实施方式中，工件抵接面61a相对于铅锤面平行，但是工件抵接面只要是能够与以立起状态(纵置状态)设置的工件的一个面面接触的面便可，其也可以相对于铅锤面倾斜若干程度。

[0092] <实施方式的总结>

[0093] 所述实施方式总结如下。

[0094] 所述实施方式涉及将具有夹持孔的工件进行夹持的工件夹持装置。该工件夹持装置包括：抵接部件，具有与所述工件的包含所述夹持孔的开口周边的一个面面接触的平面状的工件抵接面，该工件抵接面以沿铅锤面的方式形成；抓持部，形成为从所述工件抵接面沿水平方向突出的筒状并且至少外周面的一部分能够沿径向扩缩，在缩径的状态下具有比所述夹持孔的内径小的外径，在扩径的状态下压接于所述夹持孔的内周面；夹持杆，在所述抓持部的内侧以能够沿轴向移动的方式设置，基于向与所述抓持部的突出方向相反侧后退来使所述抓持部扩径并且使所述工件与所述工件抵接面紧密接触；驱动部，使所述夹持杆沿着所述抓持部的轴向进退移动；以及暂定保持机构，在所述抓持部的前侧将所述工件暂定保持；其中，所述暂定保持机构具有卡止于所述工件的夹持孔周边部的卡止部，该卡止部被设置在如下位置：在所述夹持杆处于前进了的状态下，该卡止部的相对于所述工件抵接面的轴向的间隔距离处于所述夹持孔的轴向长度以上且该轴向长度与所述夹持杆的最大移动距离的合计值以下的范围。

[0095] 根据该工件夹持装置，工件被暂定保持机构暂定保持，因此，此后直至抓持部被压接于工件的夹持孔的内周面为止的期间，抓持部从夹持孔中脱出的情况得以防止。因此，即使工件为纵置的状态，也能够防止工件倒下那样的情况的发生。

[0096] 更详细而言，由于暂定保持机构具备卡止于夹持孔周边部的卡止部，并且在夹持杆处于前进了的状态下，从工件抵接面至卡止部的轴向的间隔距离以成为夹持孔的轴向长度以上且该轴向长度与夹持杆的最大移动距离的合计值以下的方式而被设定，因此，能够使卡止部恰当地卡止于夹持孔周边部而将工件暂定保持，并且能够随着夹持杆的后退而恰当地夹持工件。

[0097] 此外，由于使插入到夹持孔中的抓持部扩径而压接于夹持孔的内周面来夹持工件，因此，与利用臂机构来夹持工件的以往技术的情形相比，能够将工件夹持装置构成为紧凑且简洁的结构，并且能够提高工件的加工效率。

[0098] 较为理想的是，所述暂定保持机构具有：壳体部，能够穿通于所述夹持孔；所述卡止部，以能够相对于壳体部的外周面出没的方式设置；以及施力机构，向径向外侧对所述卡止部施力，以使该卡止部从壳体部的外周面突出；其中，所述卡止部以从所述壳体部的外周面突出的状态卡止于所述工件的夹持孔周边部。

[0099] 根据该结构，以比较简单的结构便能够将工件暂定保持。

[0100] 较为理想的是，在所述壳体部的周壁中形成有多个在周向上彼此隔开间隔的通孔，所述卡止部是设置在与各所述通孔对应的位置上的多个球体部。

[0101] 根据该结构，通过将在周向上彼此隔开间隔地设置的多个球体部作为卡止部而卡止于夹持孔周边部，能够将工件以稳定的状态暂定保持。