JPH1170417A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受け駒を入れ替えるための駆動機構を単純化
し、かつ、より多くの部品形状に対応して位置決めを行
うことを可能とする。 【解決手段】 格納位置にある受け駒６ａ（６ａ' ）
は、流体圧シリンダ８（８ａ）によって弾性体ロッド７
（７ａ）を上方へ伸張させることにより、すり鉢場内壁
13ａに当接する。そして、符号６ａ" で示すようにすり
鉢状内壁13の表面を摺動する。このとき、弾性体ロッド
７（７ａ）は弾性変形し、受け駒６ａ（６ａ" ）は開口
13ｂに向けて移動する。さらに、受け駒６ａは符号６
ａ"'で示すように開口13ｂに挿通され、ハウジング13か
ら突出する。受け駒６の数は、ハウジング13の内部に収
納可能であれば、幾らでも増設することができる。当然
ハウジング13をより大きくすれば、収納可能な受け駒の
数も増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接作業等、複数
の部品を所定の位置関係に保持する必要がある作業にお
いて、部品同士を挟持することによりそれらの位置決め
を行う位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の溶接ラインの場合、同一
ライン上に複数車種の部品を同時に流し、各車種に対応
した溶接作業を夫々の部品に対して施すことが一般的と
なっている。この際、部品の位置決め装置は、異なる車
種の異なる部品形状に対応し、確実に部品の位置決めを
行う必要がある。このため、部品形状に治具形状を対応
させることが可能な位置決め装置が、各種考案されてい
る。

【０００３】従来例として、特公昭60-57957号公報、実
開昭64-9024 号公報には、相互に摺動可能な同一形状の
板材を重ね合わせて積層体を形成し、各板材の位置関係
を変化させることにより、該積層体の端面形状を部品形
状に一致させる手法が開示されている。

【０００４】また、実公平6-34907 号公報には、部品を
挟持するための受け駒を、部品形状に合わせて入れ替え
る手法が開示されている。当該装置は、図６に示すよう
に一対の受け駒１，２を備える。そして、一方の受け駒
１はアーム３に固定され、アーム３はシリンダ４によっ
て矢印Ａ方向に駆動される。もう一方の受け駒２は、矢
印Ｂ方向に回転可能なインデックス装置５に固定されて
いる。ところで、インデックス装置５には、夫々異なる
形状をなす４種類の受け駒２（２ａ〜２ｄ）が備えられ
ている。そして、インデックス装置５を回転させ、これ
ら４種類の受け駒の中から位置決めを行う部品形状に対
応した受け駒を選択し、選択した受け駒（図示の例では
２ａ）を、受け駒１と対向する位置に停止させる。そし
て、シリンダ４を駆動することにより、受け駒１，２を
部品に当接させ、挟持、位置決めする。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記従
来例は以下のような問題点を包含するものであった。ま
ず、公昭60-57957号公報等に開示された手法は、積層体
の端面形状を部品形状に一致させるための構成が複雑で
あり、装置および制御内容の複雑化、装置の大型化を招
くものであった。また、積層体を構成する板材の間に粉
塵、スパッタ等が侵入し、作動精度の悪化、装置の損傷
を生ずるおそれがり、装置の信頼性、耐久性の点でも未
解決の部分が多いものであった。

【０００６】これに対し、実公平6-34907 号公報に開示
された手法は、対応可能な部品形状を４種類に限定した
ことから（受け駒２が４種類であるため）、装置の小型
化が促進され、かつ、信頼性、耐久性も高いものであ
る。しかしながら、インデックス装置自体が高コストで
あり、かつ、４種類以上の部品形状に対応させることが
困難である等、解決すべき問題点があった。

【０００７】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、ワークを対向する受け
駒で挟持する位置決め装置において、該受け駒を入れ替
えるための駆動機構を単純化し、かつ、より多くの部品
形状に対応して位置決めを行うことを可能とすることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、対向する受け駒でワークを挟持
する位置決め装置であって、前記対向する受け駒の少な
くとも一方は、中央部が開口したすり鉢状内壁を有する
ハウジング内で弾性体ロッドにより支持され、かつ、該
弾性体ロッドを前記すり鉢状内壁へ向けて変位させるこ
とにより前記開口から突出可能に形成されていることを
特徴とする。

【０００９】上記構成によると、前記弾性体ロッドを前
記すり鉢状内壁へ向けて変位させることにより、前記受
け駒は前記すり鉢状内壁に当接する。このときの当接位
置はすり鉢状内壁のいかなる場所であってもよい。続け
て弾性体ロッドの変位により、受け駒はすり鉢状内壁の
表面を摺動し、かつ、弾性体ロッドが弾性変形すること
により、該受け駒を前記開口に向けて移動させる。さら
に、該受け駒は前記開口を通過してハウジングから突出
する。

【００１０】また、本発明においては、前記弾性体ロッ
ドは流体圧シリンダにより駆動されることが望ましい。
流体圧シリンダは、圧力流体の抜入のみによって駆動可
能であり、かつ、該シリンダのストロークを前記受け駒
に必要な移動量とすることによって、受け駒の作動制御
を行うことができる。

【００１１】さらに、本発明においては、前記受け駒が
２種類以上備えられていることが望ましい。この構成に
より、挟持すべきワークの形状に応じた受け駒の選択、
入れ替えを行う。

【００１２】加えて、本発明においては、前記シリンダ
は、前記ハウジングに対し該ハウジングの開口を中心と
して、同一円周かつ等間隔に配置されることが望まし
い。この構成により、各シリンダとハウジングの開口と
の距離を全て同一とする。そして、各受け駒がハウジン
グの開口から突出したときの突出量、先端部形状の設定
を受け駒形状のみで行い、弾性体ロッドの長さ、各シリ
ンダのストロークの設定を全て同一とする。

【００１３】加えて、前記弾性体ロッドは、前記流体圧
シリンダの内部ロッドの一部をなすことが望ましい。こ
の構成により、弾性体ロッドと内部ロッドとの連結手段
を不要とし、かつ、シリンダと内部ロッドとの密閉を該
ロッドの弾性により保証する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一部分ま
たは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説
明は省略する。

【００１５】図１には、本発明の実施の形態に係る位置
決め装置の断面図を示している。また、図２には図１に
示す位置決め装置の上面図を、図３には図１のＣ−Ｃ線
における断面図を拡大して示している。なお、図１を参
照する際には、図の上下方向を上下と、図の左右方向を
左右として説明する。

【００１６】本発明の実施の形態に係る位置決め装置
は、図１に示すように対向する受け駒１，６でワーク
（図示省略）を挟持することにより、ワーク間の位置決
めを行うものである。そして、下側の受け駒６は、略円
筒状をなすハウジング13の中に、挟持すべきワークの種
類に応じて、複数種類（図１には６ａ〜６ｄの４種類だ
け示している）が格納されている。また、ハウジング13
にはすり鉢状内壁13ａが形成されており、さらにすり鉢
状内壁13の中央部には、上下方向に貫通する開口13ｂが
設けられている。そして、各受け駒６の横断面形状は、
いずれもこの開口13ｂを通過することが可能な形状（図
４参照）をなしている。

【００１７】ところで、各受け駒６（６ａ〜６ｄ）は、
各々が弾性体ロッド７（７ａ〜７ｄ）によって支持され
ている。また、弾性体ロッド７は、各々が液体圧シリン
ダ８（８ａ〜８ｄ）により駆動される。図１および図３
に示すように、液体圧シリンダ８の下端部は、ステー14
によってハウジング13に固定された底板９に対し、ブラ
ケット10、ヒンジピン11を介して揺動自在に固定されて
いる。さらに、各液体圧シリンダ８は、図３に示すよう
に同一円周上に等間隔に並べられ、かつ、該円周の中心
部に対して離間接近するように軸支されている。そし
て、各液体圧シリンダ８は、ブラケット10に固定された
ばね部材12（線細工ばね等）によって、前記円周の中心
部に対し離間する方向に付勢されている。

【００１８】図１に示すように、各受け駒６はハウジン
グ13内に格納されていることから、ばね部材12の付勢力
によって、各受け駒６はハウジング内壁に密着する。そ
して、図２に示すように、同一円周上に等間隔に並べら
れている。なお、本実施の形態に係る位置決め装置は、
液体圧シリンダ８を８本備えている。これら各液体圧シ
リンダ８の夫々で弾性体ロッド７（図１）を駆動し、か
つ、該弾性体ロッド７の夫々で、異なる種類の受け駒６
を支持することができる。よって、本実施の形態では、
最大８個（８種類）の受け駒６を、図２に示すように同
一円周上かつ等間隔に内蔵することが可能である。

【００１９】さらに、弾性体ロッド７の材質であるが、
金属、合成樹脂等さまざまなものを用いることが可能で
あるが、後述する程度の剛性を有するものでなければな
らない。また、弾性体ロッド７を、フッ素系樹脂等の耐
圧縮性と潤滑性とを備えたもので形成し、液体圧シリン
ダ８の内部ロッドの一部をなす（すなわち、弾性体ロッ
ド７が液体圧シリンダ８の内部ロッドを兼ねる）ように
することも可能である。図１は一体のロッド構造につい
て示している。このような一体のロッド構造を採れば、
弾性体ロッド７と液体圧シリンダ８の内部ロッドとの連
結手段を不要とすることができる。また、シリンダと内
部ロッドとの密閉を、該ロッドの弾性により保証するこ
とが可能となり、シリンダチューブ内のシールを廃止し
つつ、耐油性、耐燃性、絶縁性等を向上させることがで
きる。

【００２０】また、本位置決め装置は、後述する受け駒
６の突出位置（図１の６ａの状態）において、ワークを
挟持する際の反力に対抗して受け駒６を固定するための
ロック装置を備えている。該ロック装置15は、ハウジン
グ13の上端部近傍に設けられている。図４は、図２に示
す位置決め装置の上面図において、ロック装置15の近傍
を断面で示しかつ拡大したものである。また、図５は図
４の縦方向断面図である。図４に示すように、ロック装
置15は流体圧シリンダ16を備え、シリンダロッド16ａに
よって、ロックピン17を受け駒６と直交する方向に移動
させる。ロックピン17には大径部17ａと小径部17ｂとが
形成されており、受け駒６に対し、大径部17ａまたは小
径部17ｂのいずれかを対面させることができる。また、
図５に示すように、受け駒６には、後述する突出位置に
あるときロックピン17の大径部17ａと係合可能となるよ
う、環状溝18が形成されている。

【００２１】図４に実線で示すように、ロックピン17の
小径部17ｂが受け駒６に対面する位置にあるとき、小径
部17ｂは受け駒６の移動経路を避けた状態となる。よっ
て、受け駒６は開口13ｂを通過することが可能となる。
また、図４に二点鎖線で示すように、ロックピン17の大
径部17ａが受け駒６に対面する位置にあるとき、ロック
ピン17は受け駒６の移動経路である開口13ｂに突出す
る。そして、受け駒６の環状溝18と係合し、受け駒６を
この位置に固定する。なお、受け駒６にかかる図５の上
下方向の力はロックピン17によって受けることになり、
弾性体ロッド７に該反力が及ぶことはない。

【００２２】なお、本実施の形態では、ロック装置15に
流体圧シリンダ16を用いた例を示したが、これに限定さ
れるものではない。例えば、後述する流体圧シリンダ19
（図１参照）の動作をカム等によってロックピン17に伝
達することにより、ロック装置15を駆動することも可能
である。要は、いかなる手法によるものであっても、ワ
ークを挟持する際の反力に対抗して、受け駒６を突出位
置に固定するためのロック装置が備えられていればよ
い。

【００２３】ここで、上記構成をなす位置決め装置によ
って、ワークを挟持する際の作動手順を、図１に基づい
て説明する。なおここでは、複数の受け駒６のうち、受
け駒６ａを作動させる場合について説明する。

【００２４】(1) 流体圧シリンダ８ａが、その可動スト
ロークの下死点にあるとき、受け駒６ａは符号６ａ' で
示す「格納位置」にある。 (2) 流体圧シリンダ８ａを作動させ、弾性体ロッド７を
徐々に伸張させていくと、受け駒６ａ' は、すり鉢状内
壁13ａの表面を摺動し乍ら上昇し、符号６ａ" で示すよ
うに、徐々に開口13ｂへと接近していく。この際、流体
圧シリンダ８ａは、ばね部材12に対抗してヒンジピン11
を中心に開口13ｂの方向へと回動し、受け駒６ａの移動
を補助する。 (3) さらに弾性体ロッド７を伸張させると、受け駒６
ａ" は符号６ａ"'で示すように、開口13ｂに対して挿通
を開始する。このとき、弾性体ロッド７は図中に実線で
示すように湾曲し、受け駒６ａの軸線方向を開口13ｂの
軸線方向（上下方向）に一致させることができる。

【００２５】(4) そして、流体圧シリンダ８ａが、その
可動ストロークの上死点となったとき、もしくは、上死
点の手前で何らかのストッパにより、受け駒６ａは図１
に実線で示す「突出位置」に位置決めされる。 (5) ロック装置15によって、受け駒６ａを突出位置に固
定する。 (6) ワークを本位置決め装置にセットする際には、受け
駒１を一時待避させておく。アーム３を駆動する流体圧
シリンダ19は、図１に示す状態から一定ストロークの間
は上方に伸張し、その後回転することができるものを用
いている。 (7) そして、図示しないワークを受け駒２の上にセット
し、待避させておいた受け駒１を再び図１に示す位置に
戻すことにより、受け駒１および６ａでワークを挟持す
る。

【００２６】(8) 受け駒６ａを他の受け駒に入れ替える
場合には、まず、ロック装置15による受け駒６ａの位置
固定を解除する。続いて、可動ストロークの上死点にあ
る流体圧シリンダ８ａを縮めることにより、受け駒は符
号６ａ"'、６ａ" 、６ａ' の順序で格納位置へと戻る。
この際、開口13ｂの方向へと回動していた流体圧シリン
ダ８ａは、ばね部材12の付勢によって再び格納位置へと
戻ることができる。そして、他の受け駒に係る流体圧シ
リンダを作動させ、上記(1) 〜(5) のステップと同様の
手順で、当該受け駒を突出位置に固定する。なお、図１
には他の受け駒の突出位置が、一点鎖線で示されてい
る。

【００２７】以上の説明からわかるように、弾性体ロッ
ド７には、受け駒６を格納位置と突出位置との間で移動
させる間、受け駒６を常に上方へと向けておくだけの剛
性が要求される。しかしながら、弾性体ロッド７の剛性
が高すぎると、前記ステップ(3) からステップ(4) にお
いて、受け駒６ａが開口１３ｂ挿通を挿通することが困
難となるので注意を要する。なお、ワークを挟持する際
に受け駒６にかかる反力は、ロック装置15によって受け
るので、弾性体ロッド７には反力が及ぶことはない。よ
って、弾性体ロッド７の剛性を決定する際に、該反力を
考慮に入れる必要はない。

【００２８】上記構成をなす本発明の実施の形態より得
られる作用効果は、以下の通りである。複数の受け駒６
は、その格納位置において同一円周上かつ等間隔に配置
されている。よって、受け駒６は格納位置において、ハ
ウジング13の開口13ｂから外れた位置にある。しかしな
がら、各受け駒６は弾性体ロッド７に支持され、かつ、
開口13ｂはすり鉢状内壁13ａの中央に形成されているこ
とから、流体圧シリンダ８によって弾性体ロッド７を図
１の上方へと伸張させることにより、受け駒６はすり鉢
状内壁13ａの表面を摺動し、かつ、弾性体ロッド７が弾
性変形して、受け駒６を開口13ｂに向けて移動させる。
また、流体圧シリンダ８の下端部が底板９に対して回動
自在となっていることから、受け駒６の開口13ｂへの移
動を補助する。

【００２９】すなわち、受け駒６の格納位置は、すり鉢
状内壁13ａに対面する場所であれば如何なる場所であっ
ても、流体圧シリンダ８を上方に変位させることのみに
よって開口13ｂから突出させ、突出位置に位置決めする
ことが可能となる。また、受け駒６の数は、ハウジング
13の内部に収納可能であれば、幾らでも増設することが
できる。当然ハウジング13をより大きくすれば、収納可
能な受け駒の数も増加する。また、ハウジングを大きく
して、受け駒６、弾性体ロッド、流体圧シリンダ８の数
を増やしても、装置全体としては極端な大型化を招くこ
とはない。本実施の形態では、最大８個（８種類）の受
け駒６を内蔵し、よって、最大８種類のワークを挟持す
ることが可能である。また、同一形状の受け駒を２個づ
つ備えるようにすれば（４種類内蔵することになる）、
受け駒に不具合が生じた場合でもすぐに新しい受け駒と
入れ替えることが可能となる。

【００３０】ところで、受け駒６を支持する弾性体ロッ
ド７は、流体圧シリンダ８によって駆動される。この流
体圧シリンダ８の可動ストロークのうち、下死点を受け
駒６の格納位置に、上死点を突出位置に設定することに
より、流体圧シリンダ８に対する圧力流体の抜入のみ
で、受け駒６の作動制御を行うことが可能となる。ま
た、本実施の形態では、３種類の流体圧シリンダ８，1
6，19が用いられており、各シリンダの圧力流体供給源
を共通化することが可能である。よって、従来のインデ
ックス装置を用いる位置決め装置に比べ、装置の全体的
構成を単純化することができる。

【００３１】なお、本実施の形態では、流体圧シリンダ
８を同一円周かつ等間隔に配置していることから、各シ
リンダ８とハウジングの開口13ｂとの距離を全て同一と
することができる。よって、各受け駒６がハウジングの
開口13ｂから突出したときの突出量、先端部形状の設定
を、受け駒形状のみで行い、弾性体ロッド７の長さ、各
シリンダ８のストロークの設定を全て同一とすることが
できる。このため、各シリンダ８のコストを削減するこ
とができる。

【００３２】さらに、弾性体ロッド７が液体圧シリンダ
８の内部ロッドを兼ねることから、構成部品数を減少さ
せ、組立工数、部品コストの削減を図ることができる。
弾性体ロッド７の材質として、フッ素系樹脂等の耐圧縮
性と潤滑性とを備えたものを用いることとすれば、シリ
ンダと内部ロッドとの密閉を、該ロッドの弾性により保
証することが可能となり、シリンダチューブ内のシール
を廃止しつつ、耐油性、耐燃性、絶縁性等を向上させる
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
位置決め装置によると、前記弾性体ロッドによって受け
駒を上方に変位させることのみによって、該受け駒が前
記すり鉢状内壁に沿って移動し、ハウジングの開口から
突出させる。よって、受け駒の入れ替えを弾性体ロッド
の変位のみで行うことが可能となる。

【００３４】また、本発明の請求項２に係る位置決め装
置によると、上記弾性体ロッドの駆動を流体圧シリンダ
で行うことにより、該シリンダに対する圧力流体の抜入
のみによって受け駒の作動制御が可能となる。よって、
簡単な制御内容によって受け駒の入れ替え作業を行うこ
とが可能となる。

【００３５】また、本発明の請求項３に係る位置決め装
置によると、受け駒を２種類以上備えることによって、
挟持すべきワークの形状に応じて受け駒を入れ替えるこ
とが可能となり、さまざまなワークの位置決めを確実に
行うことが可能となる。

【００３６】さらに、本発明の請求項４に係る位置決め
装置によると、受け駒を支持する弾性体ロッドの長さ、
各シリンダのストロークの設定を全て同一とすることが
可能となり、これら構成部品の共通化によるコスト削減
を図ることができる。

【００３７】加えて、本発明の請求項５に係る位置決め
装置によると、受け駒を駆動する為の弾性体ロッド、お
よび流体圧シリンダの構成を単純化することが可能とな
り、パーツコストの削減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る位置決め装置を示す
部分断面図であり、一部作動軌跡を示すものである。

【図２】図１に示す位置決め装置の上面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ線における断面図を拡大して示し
たものである。

【図４】図２に示す本発明の実施の形態に係る位置決め
装置の上面図において、ロック装置の近傍を断面で示し
かつ拡大したものである。

【図５】図４の縦方向断面図である。

【図６】従来の位置決め装置を示す摸式図である。

【符号の説明】

１ 受け駒 ６ 受け駒 ７ 弾性体ロッド ８ 流体圧シリンダ 13 ハウジング 13ａ すり鉢状内壁 13ｂ 開口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する受け駒でワークを挟持する位置
   決め装置であって、前記対向する受け駒の少なくとも一
   方は、中央部が開口したすり鉢状内壁を有するハウジン
   グ内で弾性体ロッドにより支持され、かつ、該弾性体ロ
   ッドを前記すり鉢状内壁へ向けて変位させることにより
   前記開口から突出可能に形成されていることを特徴とす
   る位置決め装置。
2. 【請求項２】 前記弾性体ロッドは流体圧シリンダによ
   り駆動されることを特徴とする請求項１記載の位置決め
   装置。
3. 【請求項３】 前記受け駒が２種類以上備えられている
   ことを特徴とする請求項２記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 前記シリンダは、前記ハウジングに対し
   該ハウジングの開口を中心として、同一円周かつ等間隔
   に配置されることを特徴とする請求項３記載の位置決め
   装置。
5. 【請求項５】 前記弾性体ロッドは、前記流体圧シリン
   ダの内部ロッドの一部をなすことを特徴とする請求項２
   ないし４のいずれか１項記載の位置決め装置。