JP2004132868A

JP2004132868A - 回転体の回転位置決め装置

Info

Publication number: JP2004132868A
Application number: JP2002298637A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Sanekata; 真方　雄一
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP3888280B2

Abstract

【課題】光学センサやロータリエンコーダを使用することのない安価な回転体の回転位置決め装置をを提供する。
【解決手段】円盤形状であって偏心位置にキー溝Ｗａを有するワークＷの回転位置決め装置は、ワークＷを回転自在に保持するワーク保持部３と、回転軸７に固定され固定ピン９ａを有する軸固定円盤９と、回転軸７に回転自在に軸支された回転爪１０と、回転爪１０を回転方向で当接することにより停止させるストッパ１５と、ワークＷのキー溝Ｗａに係合可能な位置決め爪１２ｄを有するワーク係合部１２とを有する。そして、軸固定円盤９と回転爪１０とストッパ１５の関係により、回転軸７が１回転する間に、ワーク係合部１２の位置決め爪１２ｄとワークＷのキー溝Ｗａとが嵌合する。その後、回転軸７はワークＷと共に回転し、回転軸７がストッパ１５により停止したときに、ワークＷは所定の位置に位置決めされることになる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転体の回転位置決め装置は、例えば、特開平６−１３４５０号公報に開示されている。これは、まず、回転体である回転体は、ほぼ円盤形状であって、外周側にＶノッチまたはオリエンタル・フラットが形成されている。そして、回転体の外径に等しい内面を有する回転補正具（回転体保持部）上に回転体を載置する。さらに、この回転補正具の下方には、ロータリエンコーダを有するモータにより回転可能な回転ステージが設けられており、回転ステージの回転により回転体を回転可能としている。また、回転補正具の下方には、回転体に形成されたＶノッチまたはオリエンタル・フラットの位置を検出可能な光学センサが設けられている。
【０００３】
このような構成からなる回転体の回転位置決め装置は、回転ステージを回転して光学センサによりＶノッチまたはオリエンタル・フラットの位置を検出する。そして、Ｖノッチまたはオリエンタル・フラットの位置を検出した際のモータの回転位置をロータリエンコーダにより検出する。この検出結果に基づき、回転ステージを所定回転させて、回転体の回転位置決めを行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１３４５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の回転体の回転位置決め装置は、光学センサやロータリエンコータを使用しており、非常に高価な装置である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、光学センサやロータリエンコーダを使用することなく、安価な回転体の回転位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために、本発明の回転体の回転位置決め装置は、回転体保持手段と、回転軸と、回転係合手段と、軸固定係合手段と、ストッパと、回転体係合手段と、駆動手段とを有する。そして、回転軸は、少なくとも１回転した後に、ストッパ及び回転係合手段により停止することを特徴とする。ここで、回転体は、略円盤形状であって、偏心位置に回転位置決め部を有する。回転体保持手段は、回転体を回転自在に保持する手段である。回転軸は、回転体の回転軸まわりに回転自在な軸である。回転係合手段は、回転軸に回転自在に軸支された軸支部と、軸支部から径方向に一箇所延設された係合爪とからなる手段である。軸固定係合手段は、回転軸に固定され、回転係合手段の係合爪と回転方向で係合する手段である。ストッパは、回転係合手段と回転方向で当接することにより回転係合手段の回転を停止するものである。回転体係合手段は、回転軸の一端側に配設され、回転体の回転位置決め部に係合可能な回転位置決め係合部を有する手段である。駆動手段は、回転軸を回転駆動する手段である。
【０００８】
つまり、回転軸の回転に伴って軸固定係合手段が回転する。この軸固定係合手段の回転に連れられて回転係合手段が回転する。そうすると、回転係合手段がストッパに当接して、回転を停止する。続いて、軸固定係合手段が回転係合手段に当接して、回転を停止する。従って、回転軸は、少なくとも１回転し、回転軸の回転前における軸固定係合手段とストッパとの位置に応じて最大２回転する。
【０００９】
このとき、回転体係合手段は、回転軸の回転に伴って回転する。従って、回転体係合手段が１回転する間に、回転体係合手段の回転位置決め係合部が回転体の回転位置決め部に係合する。例えば、回転位置決め部がキー溝で、回転位置決め係合部がこのキー溝に係合する爪である場合には、キー溝と爪が係合する。そして、回転軸が停止すると、回転体係合手段及び回転体が停止する。すなわち、その停止した回転位置に回転体を位置決めすることになる。
【００１０】
従って、このような構成からなる回転体の回転位置決め装置は、ストッパの位置の変更により、回転体の回転位置を自由に決定することができる。さらに、この装置は、光学センサやロータリエンコーダを使用していないため、非常に安価な装置となる。なお、光学センサやロータリエンコーダを使用しなくとも、上述のとおり確実に回転体の回転位置決めをすることができる。
【００１１】
また、本発明の回転体の回転位置決め装置は、さらに、中間係合手段を有するようにし、回転軸は少なくとも２回転した後にストッパ及び回転係合手段及び中間係合手段により停止するようにしてもよい。中間係合手段は、回転係合手段と軸固定係合手段との間に配設され、回転軸に回転自在に軸支された中間軸支部と、中間軸支部に固定され回転係合手段の係合爪及び軸固定係合手段に係合する中間係合爪とからなる手段である。
【００１２】
これにより、回転軸を２回転以上回転させた後に停止させることができる。すなわち、回転体は、１回転以上回転した後に位置決めされる。例えば、回転体を固定台上に載置しておき、回転体を１回転以上させて固定台に固定するような場合に、適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００１４】
本発明の回転体の位置決め装置１を図１に示す。なお、本実施形態においては、ワーク（回転体）Ｗの形状が、図１に示すように、ほぼ円筒形状であって、内周面に一箇所位置決め用のキー溝Ｗａが形成されたものである場合について説明する。
【００１５】
図１に示すように、回転体の位置決め装置１は、ベース２の下台２ａ上にほぼ円筒形状のワーク保持部（回転体保持手段）３が固定されている。このワーク保持部３は、内径がワークＷの外形とほぼ同等となるように形成されている。そして、ベース２の上台２ｂ上には、昇降台４の昇降を可能とするシリンダ５が固定されている。さらに、ベース２の下台２ａと上台２ｂとの間に昇降台４の昇降を案内する昇降台案内軸６が２本設けられている。
【００１６】
昇降台４には、回転軸７が回転可能に軸支されており、この回転軸７の上端側にはモータ（駆動手段）８が取付けられている。このモータ８には、例えばエアモータを使用している。なお、この回転軸７の回転中心と上述したワーク保持部３の中心とは一致している。また、モータ８は、昇降台４上に固定されている。
【００１７】
そして、回転軸７のほぼ中央付近には、円盤形状の軸固定円盤（軸固定係合手段）９が固定されている。すなわち、軸固定円盤９は、回転軸７と共に回転する。さらに、この軸固定円盤９は、上面側で回転中心から偏心した位置に、固定ピン９ａを有している。そして、軸固定円盤９上には、回転爪１０が載置されている。この回転爪１０は、ほぼ円筒形状からなり回転軸７に軸支された軸支部１０ａと、軸支部１０ａから径方向に一箇所延設された爪部（係合爪）１０ｂとからなる。この爪部１０ｂは、軸固定円盤９の固定ピン９ａが配設されている偏心位置を超える位置まで延設されている。すなわち、回転爪１０は、回転軸７のまわりを自由に回転し、固定ピン９ａと回転方向で係合する。
【００１８】
さらに、回転軸７の下端側には、ワーク係合部（回転体係合手段）１２が回転軸７の外周面を上下方向に摺動可能に配設されている。このワーク係合部１２は、回転軸７の外周面を摺動する円筒部１２ａと円筒部１２ａの下端側に設けられた円盤形状の円盤部１２ｂとからなる。さらに、ワーク係合部１２の円筒部１２ａには、上下方向に長い長穴部１２ｃが３箇所形成されている。この長穴部１２ｃは、回転軸７の下端側の外周面に３箇所設けられた昇降用ピン１１と係合している。また、ワーク係合部１２の円盤部１２ｂの円盤形状の外径は、ワークＷの内径とほぼ同等になるように形成されている。さらに、円盤部１２ｂの外周端には、位置決め爪（回転位置決め係合部）１２ｄが一箇所形成されている。この位置決め爪１２ｄは、ワークＷのキー溝Ｗａと係合する形状に形成されている。
【００１９】
さらに、回転軸７の外周面であって、軸固定円盤９とワーク係合部１２との間には、弾性体１３が設けられており、ワーク係合部１２を下方側へ付勢している。この弾性体１３には、例えばコイルスプリングを使用している。
【００２０】
そして、昇降台４には、コの字形状のストッパ台１４が取付けられており、このストッパ台１４の隣接する２面にストッパ１５が取付けられている。このストッパ１５は、回転爪１０と同じ高さで、かつ、回転爪１０が回転した際に回転爪１０の爪部１０ｂと当接する位置に取付けられている。
【００２１】
次に、上述のように構成された回転体の位置決め装置１の動作について図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】
まず、図１に示すようにワークＷをワーク保持部３の内側に設置する。このとき、ワークＷのキー溝Ｗａはどの方向を向いていてもよい。次に、図２（ａ）に示すように、モータ８を図の左まわりに回転駆動して、回転爪１０及び固定ピン９ａがストッパ１５の一方側と当接する位置まで回転軸７を回転させる。この状態を初期状態とする。
【００２３】
次に、シリンダ５を駆動させることにより、昇降台４を昇降台案内軸６に従って下降させる。そして、ワーク係合部１２の円盤部１２ｂがワークＷの上面に弾性体１３の弾性力により押圧する位置で昇降台４を停止させる。すなわち、ワーク係合部１２は、回転軸７に対して僅かに上昇している。このとき、ワーク係合部１２の位置決め爪１２ｄは、ワークＷのキー溝Ｗａとは嵌合することなく、ワークＷの外周上面に接触している。
【００２４】
そして、図２（ｂ）に示すように、モータ８を図の右まわりに回転駆動して、回転軸７を図の右まわりに回転させる。回転軸７の回転に伴って、回転軸７に固定されている軸固定円盤９も同方向に回転する。さらに、軸固定円盤９の回転により、回転爪１０も同方向に回転する。さらに回転し続けると、図２（ｃ）に示すように、回転爪１０の爪部１０ｂはストッパ１５の他方側と当接する。そして、図２（ｄ）に示すように、さらに回転軸７を同方向に回転させると、軸固定円盤９は回転し続ける。このとき、回転爪１０は、ストッパ１５の他方側に当接した状態で停止している。
【００２５】
そして、回転軸７を同方向にさらに回転させると、図２（ｅ）に示すように、既にストッパ１５の他方側に当接して停止している回転爪１０に当接する。従って、軸固定円盤９は、右まわりには回転できないため停止する。同時に、回転軸７も停止する。
【００２６】
従って、回転軸７は、１回転と４分の３回転することになる。この間、ワーク係合部１２も、回転軸７の回転と共に回転する。つまり、回転軸７が１回転するまでの間に、ワーク係合部１２の位置決め爪１２ｄとワークＷのキー溝Ｗａとが嵌合する。すなわち、ワーク係合部１２は、位置決め爪１２ｄとキー溝Ｗａとが嵌合するまでの間、ワークＷの上面を押圧しながら回転する。その後、ワーク係合部１２は、ワークＷと共に回転軸７が停止するまで回転する。そして、回転軸７が停止したとき、図１に示すキー溝目標位置Ｗａ’にキー溝Ｗａが位置することになる。
【００２７】
さらに、次のワークＷの回転位置決めを行う場合には、再び初期状態戻し、上記動作を行うことにより、ワークＷの回転位置決めを行うことができる。
【００２８】
このように少なくともワーク係合部１２を１回転以上させることにより、ワークＷのキー溝Ｗａとワーク係合部１２の位置決め爪１２ｄとを嵌合させることができる。そして、ストッパ１５の他方側によりワーク係合部１２を停止させる位置を目標位置にすることで、確実にワークＷを位置決めすることができる。
【００２９】
なお、ストッパ１５の位置を変更したり、ストッパ１５の高さを変更することにより、ワークＷの回転位置決め位置を変更することができる。また、上記実施形態においては、ワークＷの回転位置決め部としてキー溝Ｗａを有するものとして説明したが、この他にノッチやオリエンタル・フラットを形成したものであってもよい。さらに、ピンや穴を回転位置決め部としたものであってもよい。この場合は、ワークＷの回転位置決め部に合わせてワーク係合部１２の回転位置決め係合部を変更する。
【００３０】
また、他の実施形態として、図３に示すように、中間回転爪（中間係合手段）２１を有するようにしてもよい。中間回転爪２１は、ほぼ円筒形状からなり回転軸７に軸支された中間軸支部２１ａと、中間軸支部２１ａから径方向に一箇所延設された中間爪部（中間係合爪）２１ｂと、中間爪部２１ｂの上に中間爪ピン２（中間係合爪）１ｃとからなる。この中間回転爪２１は、回転軸７のまわりを自由に回転し、固定ピン９ａと回転方向で係合すると共に、回転爪１０と係合する。
【００３１】
このように構成された回転位置決め装置の動作は、回転軸７が回転することにより、軸固定円盤９、中間回転爪２１及び回転爪１０が回転する。そして、回転軸７が１回転する前に、回転爪１０がストッパ１５の他方側に当接することにより、回転爪１０は停止する。続いて、さらに回転軸７が回転することにより、軸固定円盤９及び中間回転爪２１が回転する。そして、回転軸７が１回転を超して２回転する前に、中間回転爪２１の中間爪ピン２１ｃが停止している回転爪１０の爪部１０ｂに当接することにより、中間回転爪２１は停止する。続いて、さらに回転軸７が回転することにより、軸固定円盤９が回転する。そして、回転軸７が２回転を超して３回転する前に、軸固定円盤９の固定ピン９ａが停止している中間回転爪２１の中間爪部２１ｂに当接することにより、軸固定円盤９は停止する。
【００３２】
この動作に伴って、ワーク係合部１２が２回転以上で３回転未満の回転をする。つまり、ワークＷは、１回転以上回転した後に位置決めされる。例えば、ワークＷを図示しない固定台上に載置しておき、ワークＷを１回転以上させて固定台に固定するような場合に、適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の回転体の回転位置決め装置によれば、光学センサやロータリエンコーダを使用することなく、回転体の回転位置決めを行うことができるので、非常に安価な装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転体の回転位置決め装置を示す図である。
【図２】回転位置決め動作の説明図である。
【図３】他の実施形態の回転体の回転位置決め装置を示す図である。
【符号の説明】
２　・・・　ベース
３　・・・　ワーク保持部（回転体保持手段）
４　・・・　昇降台
５　・・・　シリンダ
７　・・・　回転軸
８　・・・　モータ（駆動手段）
９　　・・・　軸固定円盤（軸固定係合手段）
１０　・・・　回転爪（回転係合手段）
１０ａ　・・・　軸支部
１０ｂ　・・・　爪部（係合爪）
１１　・・・　昇降用ピン
１２　・・・　ワーク係合部（回転体係合手段）
１２ｄ　・・・　位置決め爪（回転位置決め係合部）
１３　・・・　弾性体
１５　・・・　ストッパ
２１　・・・　中間回転爪
２１ａ　・・・　中間軸支部
２１ｂ　・・・　中間爪部
Ｗ　・・・　ワーク（回転体）
Ｗａ　・・・　キー溝（回転位置決め部）

Claims

略円盤形状であって偏心位置に回転位置決め部を有する回転体の回転方向の位置決めを行う回転体の回転位置決め装置において、
前記回転体を回転自在に保持する回転体保持手段と、
前記回転体の回転軸まわりに回転自在な回転軸と、
前記回転軸に回転自在に軸支された軸支部と該軸支部から径方向に一箇所延設された係合爪とからなる回転係合手段と、
前記回転軸に固定され前記回転係合手段の前記係合爪と回転方向で係合回転する軸固定係合手段と、
前記回転係合手段と回転方向で当接することにより前記回転係合手段の回転を停止するストッパと、
前記回転軸の一端側に配設され前記回転体の前記回転位置決め部に係合可能な回転位置決め係合部を有する回転体係合手段と、
前記回転軸を回転駆動する駆動手段とを備え、
前記回転軸は少なくとも１回転した後に前記ストッパ及び前記回転係合手段により停止することを特徴とする回転体の回転位置決め装置。
さらに、前記回転係合手段と前記軸固定係合手段との間に配設され、前記回転軸に回転自在に軸支された中間軸支部と、該中間軸支部に固定され前記回転係合手段の前記係合爪及び前記軸固定係合手段に係合する中間係合爪とからなる中間係合手段を有し、
前記回転軸は少なくとも２回転した後に前記ストッパ及び前記回転係合手段及び前記中間係合手段により停止することを特徴とする請求項１記載の回転体の回転位置決め装置。