JP2006150525A - 位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワーク搬送器からワークを降ろすことなくワークの位相決めが可能で、かつ汎用性に富む位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 位相決め装置は、回転軸Ｊ２〜Ｊ４と回転軸Ｊ２〜Ｊ４に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸Ｐ１〜Ｐ６とを持つワークＷの回転軸Ｊ４を回転可能に支持するワーク搬送器２と、ワーク搬送器２に搭載されたワークＷの偏心軸Ｐ１を相対的に案内することにより、ワークＷを回転させ、ワークＷの位相決めを行う位相決め溝３０を持つ位相決め治具３と、を備える。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、クランクシャフトやカムシャフトなどのワークの位相決めを行う位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法に関する。

ワーク（加工対象物）の加工工程によっては、ワークの位相（回転軸に対する偏心軸の周方向位置、例えばクランクシャフトの場合ジャーナルに対するクランクピンの周方向位置）決めが必要な場合がある。

例えば、特許文献１、２には、研削工程においてワーク研削前に実行される位相決め方法が紹介されている。これらの文献記載の位相決め方法によると、ワークは、研削加工機のチャック（加工対象物保持装置）により把持される。チャックは、例えばモータなどのアクチュエータにより回転駆動される。ワークを把持したチャックを、所定角度だけ回転させることで、ワークの位相決めが行われる。

しかしながら、特許文献１、２の位相決め方法の場合、位相決めが必要な各工程毎に、ワークを回転させるためのアクチュエータが不可欠である。このため、仮に、当該位相決め方法を、ワークの回転を伴わない工程で実行する場合、本来の工程用とは別に、位相決め専用のアクチュエータを配置する必要がある。したがって、ワークの位相決めは、各工程毎に実行うするのではなく、工程間において実行する方が便利である。

この点、特許文献３、４には、工程間において行われる位相決めに用いられる位相決め装置が紹介されている。一例として、特許文献４に記載の位相決め装置について説明する。図２７に、特許文献４に記載の位相決め装置の原理図を示す。図に示すように、位相決め装置１００は、位相決め板１０１を備えている。位相決め板１０１は、上縁に傾斜部１０１ａおよび平坦部１０１ｂを持つ板状を呈している。位相決め板１０１は、上下方向に往復動可能である。ワークｗは、ジャーナルｊとクランクピンｐ１〜ｐ３とを備えている。ジャーナルｊの軸方向両端は、枢持装置（図略）により、回転可能に支持されている。クランクピンｐ１は、前記位相決め板１０１と、上下方向に対向している。

図２７（ａ）に示すように、位相決め板１０１は、下方からワークｗに近づく。そして、位相決め板１０１の傾斜部１０１ａがクランクピンｐ１に当接する。同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、クランクピンｐ１は、傾斜部１０１ａにより押圧される。このため、クランクピンｐ１は、ジャーナルｊの軸芯を中心に、紙面時計回り方向に回転する。言い換えると、傾斜部１０１ａを転がり落ちる。同図（ｄ）に示すように、クランクピンｐ１が平坦部１０１ｂに到達すると、クランクピンｐ１の回転が規制される。このように、同文献記載の位相決め装置の場合、傾斜部１０１ａおよび平坦部１０１ｂにより、ワークｗの位相決めが行われている。
特開平３−２７０８５２号公報 特開平２−２９２１４７号公報 実開昭６１−１５９１４０号公報 特開平９−１１１７０号公報 特開平５−３３７７８１号公報

しかしながら、特許文献３、４の位相決め装置の場合、搬送途中のワークを、位相決めのために、一旦ワーク搬送器から降ろす必要がある。このため、ワークの加工時間延いてはリードタイムが長くなるおそれがある。

これに対し、特許文献５には、ワーク搬送途中にワークの位相決めが可能な、ワーク搬送器が紹介されている。図２８に、特許文献５に記載の位相決め装置の原理図を示す。なお、図２７と対応する部位については、同じ符号で示す。図に示すように、ワーク搬送器１１０は、旋回ロッド１１１と開閉アーム１１２ａ、１１２ｂとを備えている。旋回ロッド１１１は根本端（図略）を中心に、水平方向に揺動可能である。開閉アーム１１２ａ、１１２ｂは、旋回ロッド１１１の先端に配置されている。開閉アーム１１２ａ、１１２ｂは、図中点線で示すように、下方に向かって開閉可能である。

同文献記載のワーク搬送器１１０の場合、まず開閉アーム１１２ａ、１１２ｂがワークｗを保持し、次いで旋回ロッド１１１が旋回することにより、ワークｗの搬送が行われる。ここで、搬送の際、開閉アーム１１２ａ、１１２ｂが保持するのは、ワークｗのクランクピンｐの下部である。すなわち、アーム閉時において、開閉アーム１１２ａ、１１２ｂは、Ｖ字状の凹部１１３を形成する。当該凹部１１３の両側面により、クランクピンｐの下部が、回転可能に保持される。ところで、ワークｗには、回転アンバランス除去のため、カウンターウェイトｃが配置されている。カウンターウェイトｃは、ジャーナルｊを挟んで、クランクピンｐと１８０°対向して配置されている。このため、開閉アーム１１２ａ、１１２ｂによりクランクピンｐが保持されると、カウンターウェイトｃはクランクピンｐの直下に移動する。このように、同文献記載のワーク搬送器１１０によると、ワークｗの重量バランスを利用して、ワークｗの位相決めが行われる。

ところが、同文献記載のワーク搬送器１１０の場合、開閉アーム１１２ａ、１１２ｂが保持しているのは、ワークｗのジャーナルｊではなく、クランクピンｐである。このため、ワークｗの搬送には、同位相の二つのクランクピンが必要となる。加えて、ワークｗ搬送時の安定性を確保するためには、これら二つのクランクピンが、ワークｗの軸方向に比較的離間している必要がある。このため、同文献記載のワーク搬送器１１０により位相決めが可能なクランクシャフトは、実際には、例えばワークの軸方向両端のクランクピンが同位相の直列四シリンダ用クランクシャフト、直列六シリンダ用クランクシャフトなどに限定されてしまう。このように、同文献記載のワーク搬送器１１０は、クランクシャフトの種類に対する汎用性に乏しい。

また、同文献記載のワーク搬送器１１０の場合、位相決め時のワークｗの回転力を、開閉アーム１１２ａ、１１２ｂでワークｗを持ち上げる際の重力から得ている。このため、ワーク搬送器１１０により選択できる位相は、クランクピンｐとジャーナルｊとが上下方向に直列する位相に限定される。したがって、ワークｗ搬送後の工程によっては、再度の位相決めが必要な場合もある。このように、同文献記載のワーク搬送器１１０は、工程の種類に対する汎用性に乏しい。

本発明の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、ワーク搬送器からワークを降ろすことなくワークの位相決めが可能で、かつ汎用性に富む位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の位相決め装置は、回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持つワークの該回転軸を回転可能に支持するワーク搬送器と、該ワーク搬送器に搭載された該ワークの該偏心軸を相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行う位相決め溝を持つ位相決め治具と、を備えてなることを特徴とする。

ここで、「相対的に」とは、偏心軸と位相決め溝とが相対的に動くことをいう。すなわち、固定された位相決め溝に対して偏心軸が動く場合、固定された偏心軸に対して位相決め溝が動く場合、位相決め溝および偏心軸が共に動く場合を含むものである。

本発明の位相決め装置は、ワーク搬送器と位相決め治具とを備えている。ワーク搬送器は、ワークを支持している。位相決め治具は、位相決め溝を備えている。ワーク搬送器がワークを支持した状態のまま、位相決め溝は偏心軸を相対的に案内する。このため、本発明の位相決め装置によると、ワーク搬送器からワークを降ろすことなくワークの位相決めが可能である。したがって、ワークの加工時間延いてはリードタイムを短縮することができる。

また、本発明の位相決め装置のワーク搬送器は、偏心軸ではなく回転軸を支持している。このため、ワークの種類に対する汎用性に富んでいる。また、本発明の位相決め装置は、偏心軸と位相決め溝との相対的な移動により、ワークを回転させている。このため、位相決め溝の形状、延在方向、位相決め溝に対するワークの軌道などを適宜調整することにより、あらゆる位相にワークを揃えることができる。すなわち、本発明の位相決め装置は、位相選択の自由度が高い。このため、所望の位相が異なるあらゆる工程に対応することができる。このように、本発明の位相決め装置は、工程の種類に対する汎用性に富んでいる。

（２）好ましくは、前記位相決め溝は、前記偏心軸の案内方向に沿って該偏心軸と前記回転軸とが並ぶ仮位相に、前記ワークを配置可能な仮位相決め部を有する構成とする方がよい。

偏心軸を位相決め溝に案内する前段階におけるワークの位相（以下、適宜「初期位相」と称す）は、複数のワーク間において、必ずしも一致していない。このため、ワークを回転させる際の慣性モーメント（回転の加減速のさせにくさ）も、複数のワーク間において一致しない場合が多い。したがって、仮に、偏心軸を位相決め溝に案内する前段階から、ワンモーションでワークの位相決めを実行しようとすると、複数のワーク間において、位相決めのばらつきが大きくなることも考えられる。

この点、本構成は、仮位相決め部を有している。本構成によると、まずワークを仮位相に揃えてから、続いて工程所望の位相（以下適宜「本位相」と称す）に揃え直すことができる。すなわち、仮位相から本位相に切り替える際、複数のワーク間において、慣性モーメントを統一することができる。このため、本構成によると、複数のワーク間において位相決めのばらつきが小さくなる。つまり、位相決め精度が高くなる。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記位相決め溝は、さらに、前記仮位相決め部の奥端に連なり、前記仮位相からさらに前記ワークを回転させた本位相に、該ワークの位相を切り替え可能な本位相決め部を有する構成とする方がよい。

本構成によると、ワークの仮位相から本位相への切り替えを本位相決め部により実行することができる。このため、仮位相決め部でワークの位相を仮位相から本位相に切り替える場合と比較して、より位相決め精度が高くなる。

（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記本位相決め部は、前記仮位相決め部の前記奥端から、互いに略１８０°対向して延在する第一分岐部と第二分岐部とを有し、前記ワークは、前記回転軸を挟んで略１８０°対向する第一偏心軸と第二偏心軸とを有し、該第一偏心軸により位相決めを行う場合は該第一偏心軸を該第一分岐部に案内し、該第二偏心軸により位相決めを行う場合は該第二偏心軸を該第二分岐部に案内する構成とする方がよい。

本構成の位相決め治具は、仮位相決め部と第一分岐部と第二分岐部とを備えている。仮位相決め部は、第一偏心軸および第二偏心軸共用である。第一分岐部は第一偏心軸専用である。第二分岐部は第二偏心軸専用である。

本構成によると、第一偏心軸および第一分岐部を用いて位相決めを行う場合と、第二偏心軸および第二分岐部を用いて位相決めを行う場合とで、最終的なワークの位相を一致させることができる。このため、例えば、第一偏心軸および第二偏心軸のうち、位相決め溝に相対的に導入しやすい方の偏心軸を選んで、ワークの位相決めを行うことができる。このように、本構成によると、ワークの初期位相の影響を受けることなく、簡単にワークの位相決めを行うことができる。

（５）好ましくは、上記（２）の構成において、前記仮位相決め部は、外部から前記偏心軸を導入すると共に導入方向に沿って溝幅を狭める傾斜面を持つ傾斜導入部を有し、該傾斜導入部は、該傾斜面の延在方向と、前記回転軸の軸芯と該偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、該偏心軸を導入する構成とする方がよい。

本構成によると、ワークの初期位相の影響を受けることなく、外部から傾斜導入部に偏心軸を導入することができる。ただし、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交する場合は、偏心軸導入の際に偏心軸が傾斜面に当接しても、傾斜面の延在方向に応力が作用しない。このため、傾斜面上を偏心軸が摺動しにくい。したがって、偏心軸を仮位相決め部に導入しにくい。

この点に鑑み、本構成の傾斜導入部は、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、偏心軸を傾斜導入部に導入している。このため、本構成によると、偏心軸を仮位相決め部に導入しやすい。

（６）好ましくは、さらに、前記位相決め溝に前記偏心軸を案内する前における前記ワークの位相を検出する位相センサを持つ構成とする方がよい。本構成によると、位相決めの前段階において、ワークの初期位相を確認することができる。このため、初期位相に応じて、偏心軸を位相決め溝に導入することができる。

さらに好ましくは、本構成と上記（４）の構成とを組み合わせてもよい。こうすると、位相センサで検出したワークの初期位相を基に、第一偏心軸および第二偏心軸のうち位相決め溝に相対的に導入しやすい方の偏心軸を選択することができる。

また、さらに好ましくは、本構成と上記（５）の構成とを組み合わせてもよい。こうすると、位相センサで検出したワークの初期位相を基に、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交する場合を回避することができる。

（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記ワークは、カウンターウェイトを有し、前記位相センサは、自身と該カウンターウェイトとの間隔を検出することにより、該ワークの位相を検出する少なくとも一つの近接センサである構成とする方がよい。

例えば、クランクシャフトなどのワークには、回転アンバランス除去のため、カウンターウェイトが配置されている。本構成は、当該カウンターウェイトと近接センサとの間隔を基に、ワークの初期位相を検出するものである。本構成によると、ワークに接触することなく、ワークの初期位相を検出することができる。このため、ワークに損傷を与えるおそれが小さい。また、近接センサは、磁界あるいは電界の変化を利用して、自身とワークとの間隔を検出する。このため、工場内の塵埃、水、油などの影響を受けにくい。したがって、動作信頼性が高い。

（８）好ましくは、前記位相決め治具は固定されている構成とする方がよい。つまり、本構成は、動かない位相決め治具に対して、動くワーク搬送器を近づけることにより、偏心軸を位相決め溝に導入するものである。そして、ワークの位相決めを行うものである。

本構成によると、位相決めの際のワークの回転力は、ワーク搬送器の搬送用のアクチュエータにより確保されることになる。このため、別途、ワークの位相決め専用のアクチュエータを配置する必要がない。

（９）また、上記課題を解決するため、本発明の位相決め治具は、回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持つワークの該偏心軸を相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行う位相決め溝を持つことを特徴とする。

ここで、「相対的に」とは、偏心軸と位相決め溝とが相対的に動くことをいう。すなわち、固定された位相決め溝に対して偏心軸が動く場合、固定された偏心軸に対して位相決め溝が動く場合、位相決め溝および偏心軸が共に動く場合を含むものである。

本発明の位相決め治具は、位相決め溝を備えている。位相決め溝が偏心軸を相対的に案内すると、ワークは回転軸の軸芯を中心に回転する。この回転により、ワークの位相決めが行われる。

本発明の位相決め治具によると、例えば、搬送中のワークを降ろすことなくワークの位相決めが可能である。したがって、ワークの加工時間延いてはリードタイムを短縮することができる。

また、本発明の位相決め治具は、偏心軸と位相決め溝との相対的な移動により、ワークを回転させている。このため、位相決め溝の形状、延在方向、位相決め溝に対するワークの軌道などを適宜調整することにより、あらゆる位相にワークを揃えることができる。すなわち、本発明の位相決め治具は、位相選択の自由度が高い。したがって、本発明の位相決め治具は、所望の位相が異なるあらゆる工程に対応することができる。このように、本発明の位相決め治具は、工程の種類に対する汎用性に富んでいる。

（１０）また、上記課題を解決するため、本発明の位相決め方法は、回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持ち、該回転軸が回転可能に支持された状態で搬送されるワークの位相決め方法であって、搬送途中の前記ワークの前記偏心軸を、位相決め治具の位相決め溝に相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行うことを特徴とする。

ここで、「相対的に」とは、偏心軸と位相決め溝とが相対的に動くことをいう。すなわち、固定された位相決め溝に対して偏心軸が動く場合、固定された偏心軸に対して位相決め溝が動く場合、位相決め溝および偏心軸が共に動く場合を含むものである。

本発明の位相決め方法は、ワークの搬送途中において実行される。このため、ワークの加工時間延いてはリードタイムを短縮することができる。また、本発明の位相決め方法において、ワークは、偏心軸ではなく回転軸を支持されている。このため、ワークの種類に対する汎用性に富んでいる。また、本発明の位相決め方法は、偏心軸と位相決め溝との相対的な移動により、ワークを回転させている。このため、位相決め溝の形状、延在方向、位相決め溝に対するワークの軌道などを適宜調整することにより、あらゆる位相にワークを揃えることができる。すなわち、本発明の位相決め方法は、位相選択の自由度が高い。したがって、本発明の位相決め方法は、所望の位相が異なるあらゆる工程に対応することができる。このように、本発明の位相決め方法は、工程の種類に対する汎用性に富んでいる。

（１１）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記偏心軸の案内方向に沿って該偏心軸と前記回転軸とが並ぶ仮位相に、前記ワークを配置する仮位相決めステップと、該仮位相からさらに該ワークを回転させる本位相に、該ワークの位相を切り替える本位相決めステップと、を有する構成とする方がよい。

前述したように、ワークの初期位相は、複数のワーク間において、必ずしも一致していない。このため、ワークを回転させる際の慣性モーメントも、複数のワーク間において一致しない場合が多い。したがって、仮に、偏心軸を位相決め溝に案内する前段階から、ワンモーションでワークの位相決めを実行しようとすると、位相決め精度が低下することも考えられる。

この点、本構成は、仮位相決めステップと本位相決めステップとを有している。本構成によると、まず仮位相決めステップによりワークを仮位相に一旦揃えてから、続いて本位相決めステップによりワークの位相を本位相に揃え直すことができる。すなわち、仮位相から本位相に切り替える際、複数のワーク間において、慣性モーメントを統一することができる。このため、本構成によると、ワークの位相決め精度が高くなる。

（１２）好ましくは、上記（１１）の構成において、前記位相決め溝の奥方には、互いに略１８０°対向して延在する第一分岐部と第二分岐部とが配置され、前記ワークは、前記回転軸を挟んで略１８０°対向する第一偏心軸と第二偏心軸とを有し、前記本位相決めステップは、該第一偏心軸を該第一分岐部に案内することにより該ワークの位相を切り替える第一本位相決めステップ、または該第二偏心軸を該第二分岐部に案内することにより該ワークの位相を切り替える第二本位相決めステップである構成とする方がよい。

本構成の位相決め方法においては、本位相決めステップとして、第一本位相決めステップと第二本位相決めステップとが選択的に実行される。いずれのステップを経た場合であっても、最終的なワークの位相を一致させることができる。このため、例えば、第一偏心軸および第二偏心軸のうち、位相決め溝に相対的に導入しやすい方の偏心軸を選んで、ワークの位相決めを行うことができる。このように、本構成によると、ワークの初期位相の影響を受けることなく、簡単にワークの位相決めを行うことができる。

（１３）好ましくは、上記（１１）の構成において、前記位相決め溝の手前方には、外部から前記偏心軸を導入すると共に導入方向に沿って溝幅を狭める傾斜面を持つ傾斜導入部が配置され、前記仮位相決めステップは、該傾斜面の延在方向と、前記回転軸の軸芯と該偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、該傾斜導入部に該偏心軸を導入する導入ステップを有する構成とする方がよい。

本構成によると、ワークの初期位相の影響を受けることなく、外部から傾斜導入部に偏心軸を導入することができる。ただし、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交する場合は、偏心軸導入の際に偏心軸が傾斜面に当接しても、傾斜面の延在方向に応力が作用しない。このため、傾斜面上を偏心軸が摺動しにくい。したがって、偏心軸を位相決め溝の奥方に案内しにくい。

この点に鑑み、本構成の傾斜導入部は、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、偏心軸を傾斜導入部に導入している。このため、本構成によると、偏心軸を位相決め溝の奥方に案内しやすい。

（１４）好ましくは、上記（１０）の構成において、さらに、前記位相決め溝に前記偏心軸を案内する前における前記ワークの位相を検出する位相検出ステップを有する構成とする方がよい。本構成によると、位相決めの前段階において、ワークの初期位相を確認することができる。このため、初期位相に応じて、偏心軸を位相決め溝に導入することができる。

さらに好ましくは、本構成と上記（１２）の構成とを組み合わせてもよい。つまり、位相検出ステップ→仮位相決めステップ→第一本位相決めステップまたは第二本位相決めステップの順番で、各ステップを実行してもよい。こうすると、位相検出ステップで検出したワークの初期位相を基に、仮位相決めステップにおいて第一偏心軸および第二偏心軸のうち位相決め溝に相対的に導入しやすい方の偏心軸を選択することができる。また、導入した偏心軸の種類（第一偏心軸あるいは第二偏心軸）に応じて、本位相決めステップとして、第一本位相決めステップまたは第二本位相決めステップを、択一的に実行することができる。

また、さらに好ましくは、本構成と上記（１３）の構成とを組み合わせてもよい。つまり、位相検出ステップ→導入ステップ→仮位相決めステップ→本位相決めステップの順番で、各ステップを実行してもよい。こうすると、位相検出ステップで検出したワークの初期位相を基に、導入ステップにおいて、傾斜面の延在方向と、回転軸の軸芯と偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交する場合を回避することができる。

（１５）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記位相決め治具は固定されている構成とする方がよい。つまり、本構成は、動かない位相決め治具に対して、動くワークを近づけることにより、偏心軸を位相決め溝に導入するものである。そして、ワークの位相決めを行うものである。

本構成によると、位相決めの際のワークの回転力は、例えばワーク搬送用のアクチュエータにより確保されることになる。このため、別途、ワークの位相決め専用のアクチュエータを配置する必要がない。

本発明によると、ワーク搬送器からワークを降ろすことなくワークの位相決めが可能で、かつ汎用性に富む位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法を提供することができる。

以下、本発明の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法の実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の位相決め装置の構成について説明する。図１に、本実施形態の位相決め装置の工場における配置図を示す。図２に、同位相決め装置のワーク搬送器およびワークの斜視図を示す。図３に、同ワーク搬送器およびワークの上面図を示す。図４に、同位相決め装置の位相決め治具の側面図を示す。なお、図１においては、ワーク搬送器の動きを説明する便宜上、ワーク搬送器およびワークを複数示す。

これらの図に示すように、本実施形態の位相決め装置１は、ワーク搬送器２と位相決め治具３と三つの近接センサ４ａ〜４ｃとを備えている。ワーク搬送器２は、鋼製であって、上方から見てＣ字状を呈している。ワーク搬送器２は、一対のアーム２０ａ、２０ｂを備えている。アーム２０ａ先端部の上面には、ローラ２００ａ（図３において点線ハッチングで示す）が枢設されている。ローラ２００ａは、アーム２０ａ長手方向に沿って、二つ並設されている。同様に、アーム２０ｂ先端部の上面には、ローラ２００ｂ（図３において点線ハッチングで示す）が枢設されている。ローラ２００ｂは、アーム２０ｂ長手方向に沿って、二つ並設されている。図１に示すように、ワーク搬送器２は、前工程ワーク取り出し位置Ｓ１から後工程ワークセット位置Ｓ６までの間において、図中白抜き矢印で示すように、ワークＷを搬送している。

ワークＷは、いわゆる６０°Ｖ型六シリンダ用のクランクシャフトである。ワークＷは、ジャーナルＪ１〜Ｊ４とクランクピンＰ１〜Ｐ６とカウンターウェイトＣ１〜Ｃ９とフライホイルＦとを備えている。ジャーナルＪ１〜Ｊ４は、本発明の回転軸に含まれる。クランクピンＰ１〜Ｐ６は、本発明の偏心軸に含まれる。また、クランクピンＰ１は、本発明の第一偏心軸に含まれる。並びに、クランクピンＰ６は、本発明の第二偏心軸に含まれる。

ジャーナルＪ１〜Ｊ４は、鋼製であって円柱状を呈している。ジャーナルＪ１〜Ｊ４は、同じ軸芯上に、直列に配置されている。ジャーナルＪ１は、図２中点線で示すように、一対のローラ２００ａにより、回転可能に支持されている。ジャーナルＪ４は、図２中点線で示すように、一対のローラ２００ｂにより、回転可能に支持されている。

クランクピンＰ１〜Ｐ６は、鋼製であって円柱状を呈している。クランクピンＰ１〜Ｐ６は、ジャーナルＪ１〜Ｊ４に対して、各々偏心して配置されている。クランクピンＰ１〜Ｐ６は、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯を中心に、６０°ずつ離間して配置されている。つまり、クランクピンＰ１〜Ｐ６は、フライホイルＦ側から見て時計回りに、Ｐ１→Ｐ２→Ｐ５→Ｐ６→Ｐ３→Ｐ４の順に配置されている（図２参照）。

カウンターウェイトＣ１〜Ｃ９は、鋼製であって平板状を呈している。カウンターウェイトＣ１〜Ｃ９は、ワークＷの回転アンバランスを除去している。フライホイルＦは、鋼製であって円板状を呈している。フライホイルＦは、ワークＷの回転力を、その慣性により平均化している。

これらジャーナルＪ１〜Ｊ４、クランクピンＰ１〜Ｐ６、カウンターウェイトＣ１〜Ｃ９、フライホイルＦは、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸方向に沿って、ジャーナルＪ１→カウンターウェイトＣ１→クランクピンＰ１→カウンターウェイトＣ２→クランクピンＰ２→カウンターウェイトＣ３→ジャーナルＪ２→カウンターウェイトＣ４→クランクピンＰ３→カウンターウェイトＣ５→クランクピンＰ４→カウンターウェイトＣ６→ジャーナルＪ３→カウンターウェイトＣ７→クランクピンＰ５→カウンターウェイトＣ８→クランクピンＰ６→カウンターウェイトＣ９→ジャーナルＪ４→フライホイルＦの順に、連なっている。

位相決め治具３は、鋼製であって矩形板状を呈している。位相決め治具３の一縁からは、位相決め溝３０が凹設されている。位相決め溝３０は、仮位相決め部３１（図４に実線ハッチングで示す）と本位相決め部３２（図４に点線ハッチングで示す）とを備えている。

仮位相決め部３１は平行部３１０と傾斜導入部３１１とを備えている。傾斜導入部３１１は、位相決め治具３内方に向かって溝幅を狭める上下一対の傾斜面３１２を備えている。平行部３１０は、傾斜導入部３１１の先細り端に連なっている。平行部３１０の溝幅は、略平行である。

本位相決め部３２は、上方分岐部３２ａと下方分岐部３２ｂとを備えている。上方分岐部３２ａは、本発明の第一分岐部に含まれる。下方分岐部３２ｂは、本発明の第二分岐部に含まれる。これら上方分岐部３２ａ、下方分岐部３２ｂは、仮位相決め部３１の奥端に、各々連なっている。また、これら上方分岐部３２ａと下方分岐部３２ｂとは、仮位相決め部３１を挟んで、上下方向に１８０°対向して延在している。上方分岐部３２ａは、上方に向かって溝幅が狭まるＶ字状を呈している。下方分岐部３２ｂは、下方に向かって溝幅が狭まるＶ字状を呈している。

近接センサ４ａ〜４ｃは、各近接センサ４ａ〜４ｃ近傍の磁界の変化から、ワークＷの位相を検出する。すなわち、磁界にワークＷの所定部位が侵入すると磁力線が乱れる。この磁力線の乱れは、近接センサ４ａ〜４ｃの発振回路（図略）に伝わる。当該磁力線の乱れにより、近接センサ４ａ〜４ｃにワークＷの所定部位が近づいたことを、近接センサ４ａ〜４ｃは検出する。近接センサ４ａ〜４ｃによるワークＷの位相検出方法については、後で詳しく説明する。

次に、本実施形態の位相決め方法について説明する。本実施形態の位相決め方法は、位相検出ステップと仮位相決めステップと本位相決めステップ（第一本位相決めステップまたは第二本位相決めステップ）とを有している。

図５に、ワーク搬送器の動きをフローチャートで示す。前出図１および図５に示すように、前工程終了時においては、ワークＷを搭載したワーク搬送器２は、前工程ワーク取り出し位置Ｓ１に配置されている。つまり、工場９のフロア９０に載置されている。

位相検出ステップにおいては、ワークＷの位相の検出が行われる。まず、前工程ワーク取り出し位置Ｓ１から近接センサ検出位置Ｓ２まで、ワーク搬送器２を上昇させる。図６に、近接センサ検出位置におけるワーク搬送器およびワークの上面図を示す。図に示すように、ワークＷのカウンターウェイトＣ１は、近接センサ４ａと、水平方向に対向して配置されている。カウンターウェイトＣ５は、近接センサ４ｂと、水平方向に対向して配置されている。カウンターウェイトＣ９は、近接センサ４ｃと、水平方向に対向して配置されている。

近接センサ４ａにカウンターウェイトＣ１が近づくと磁力線が乱れる。この磁力線の乱れにより、近接センサ４ａは、カウンターウェイトＣ１が、所定間隔内に位置していることを検出する。同様に、近接センサ４ｂも、磁力線の乱れから、カウンターウェイトＣ５が、所定間隔内に位置していることを検出する。同様に、近接センサ４ｃも、磁力線の乱れから、カウンターウェイトＣ９が、所定間隔内に位置していることを検出する。ワークＷの位相検出は、これら近接センサ４ａ〜４ｃの検出可否の組み合わせにより行うことができる。以下、近接センサ４ａ〜４ｃによる位相検出の具体的方法について説明する。

まず、クランクピンＰ６の、ジャーナルの軸芯を中心とする円弧における周方向中央位置が、ジャーナルの軸芯から上方に延びる垂線を０°として３５０°以上１０°未満の領域にある場合（以下、「クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合」のように略称する。カウンターウェイトについても同様に略称する。）の位相検出方法について説明する。図７に、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合の位相検出方法を模式図で示す。図に示すように、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ９は、１７０°以上１９０°未満の領域に位置している。これに対して、近接センサ４ｃは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｃとカウンターウェイトＣ９とは離間している。したがって、近接センサ４ｃにより、カウンターウェイトＣ９を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ５は、８０°以上１００°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ｂは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｂとカウンターウェイトＣ５とは離間している。したがって、近接センサ４ｂにより、カウンターウェイトＣ５を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ１は、３５０°以上１０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ａは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ａとカウンターウェイトＣ１とは離間している。したがって、近接センサ４ａにより、カウンターウェイトＣ１を検出することはできない。

このように、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にある場合は、いずれの近接センサ４ａ〜４ｃもカウンターウェイトを検出しない。したがって、いずれの近接センサ４ａ〜４ｃも検出信号を発信しない場合は、クランクピンＰ６が３５０°以上１０°未満の領域にあることを判別できる。この場合は、後述する仮位相決めステップにおいて、クランクピンＰ６が、位相決め治具３の傾斜導入部３１１に導入される。

次に、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合の位相検出方法について説明する。図８に、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合の位相検出方法を模式図で示す。図に示すように、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ９は、１９０°以上３５０°未満の領域に位置している。これに対して、近接センサ４ｃは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｃとカウンターウェイトＣ９とが近接する。したがって、近接センサ４ｃにより、カウンターウェイトＣ９を検出することができる。

また、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ５は、１００°以上２６０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ｂは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｂとカウンターウェイトＣ５とは離間している。したがって、近接センサ４ｂにより、カウンターウェイトＣ５を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ１は、１０°以上１７０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ａは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ａとカウンターウェイトＣ１とは離間している。したがって、近接センサ４ａにより、カウンターウェイトＣ１を検出することはできない。

このように、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にある場合は、近接センサ４ｃがカウンターウェイトＣ９を検出する。したがって、近接センサ４ｃが検出信号を発信し、かつ近接センサ４ａ、４ｂが検出信号を発信しない場合は、クランクピンＰ６が１０°以上１７０°未満の領域にあることを判別できる。この場合は、後述する仮位相決めステップにおいて、クランクピンＰ６が、位相決め治具３の傾斜導入部３１１に導入される。

次に、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合の位相検出方法について説明する。図９に、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合の位相検出方法を模式図で示す。図に示すように、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ９は、３５０°以上１０°未満の領域に位置している。これに対して、近接センサ４ｃは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｃとカウンターウェイトＣ９とは離間している。したがって、近接センサ４ｃにより、カウンターウェイトＣ９を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ５は、２６０°以上２８０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ｂは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｂとカウンターウェイトＣ５とが近接する。したがって、近接センサ４ｂにより、カウンターウェイトＣ５を検出することができる。

また、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ１は、１７０°以上１９０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ａは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ａとカウンターウェイトＣ１とは離間している。したがって、近接センサ４ａにより、カウンターウェイトＣ１を検出することはできない。

このように、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にある場合は、近接センサ４ｂがカウンターウェイトＣ５を検出する。したがって、近接センサ４ｂが検出信号を発信し、かつ近接センサ４ａ、４ｃが検出信号を発信しない場合は、クランクピンＰ６が１７０°以上１９０°未満の領域にあることを判別できる。この場合は、後述する仮位相決めステップにおいて、クランクピンＰ１が、位相決め治具３の傾斜導入部３１１に導入される。

次に、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合の位相検出方法について説明する。図１０に、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合の位相検出方法を模式図で示す。図に示すように、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ９は、１０°以上１７０°未満の領域に位置している。これに対して、近接センサ４ｃは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｃとカウンターウェイトＣ９とは離間している。したがって、近接センサ４ｃにより、カウンターウェイトＣ９を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ５は、２８０°以上８０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ｂは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ｂとカウンターウェイトＣ５とは離間している。したがって、近接センサ４ｂにより、カウンターウェイトＣ５を検出することはできない。

また、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合は、カウンターウェイトＣ１は、１９０°以上３５０°未満の領域に位置している（前出図２参照）。これに対して、近接センサ４ａは、２７０°位置に固定されている。このため、近接センサ４ａとカウンターウェイトＣ１とが近接する。したがって、近接センサ４ａにより、カウンターウェイトＣ１を検出することができる。

このように、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にある場合は、近接センサ４ａがカウンターウェイトＣ１を検出する。したがって、近接センサ４ａが検出信号を発信し、かつ近接センサ４ｂ、４ｃが検出信号を発信しない場合は、クランクピンＰ６が１９０°以上３５０°未満の領域にあることを判別できる。この場合は、後述する仮位相決めステップにおいて、クランクピンＰ１が、位相決め治具３の傾斜導入部３１１に導入される。

仮位相決めステップにおいては、ワークＷの仮位相決めが行われる。まず、仮位相決めステップにおける位相決め治具手前Ｓ３−１、Ｓ３−２の選択方法について説明する。なお、前出図５に示すように、位相決め治具手前Ｓ３−１においては、クランクピンＰ１と位相決め治具３とが対向するように、ワークＷが配置される。一方、位相決め治具手前Ｓ３−２においては、クランクピンＰ６と位相決め治具３とが対向するように、ワークＷが配置される。

前記位相検出ステップにおいて、クランクピンＰ６が３５０°以上１７０°未満の領域にあると判断される場合は、ワークＷを位相決め治具手前Ｓ３−２に配置する。つまり、この場合はクランクピンＰ６を傾斜導入部３１１に導入する。一方、クランクピンＰ６が１７０°以上３５０°未満の領域にあると判断される場合は、ワークＷを位相決め治具手前Ｓ３−１に配置する。つまり、この場合はクランクピンＰ１を傾斜導入部３１１に導入する。このように、ワークＷの初期位相を基に、位相決め治具手前Ｓ３−１、Ｓ３−２の選択が行われる。言い換えると、ワークＷの初期位相を基に、仮位相決めステップに用いるクランクピンＰ１、Ｐ６の選択が行われる。

次に、仮位相決めステップにおけるワークＷの動きについて説明する。ここで、クランクピンＰ１、Ｐ６の仮位相決めステップにおける挙動は、同様である。したがって、以下、仮位相決めにクランクピンＰ１を用いる場合についてのみ説明する。なお、当該説明は、仮位相決めにクランクピンＰ６を用いる場合についての説明を兼ねる。

仮位相決めステップは、導入ステップと平行移動ステップとを有している。導入ステップにおいては、クランクピンＰ１が、位相決め治具３の傾斜導入部３１１に、導入される。図１１に、ワークが図１、図５における位相決め治具手前Ｓ３−１に配置された状態の斜視図を示す。図１２に、同状態の上面図を示す。これらの図に示すように、位相決め治具３は、クランクピンＰ１と、水平方向に対向している。

図１３に、本実施形態の位相決め方法における導入ステップ初期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図１４に、同導入ステップ中期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図１５に、同導入ステップ終期のワークと位相決め治具との配置図を示す。

図１３に示すように、ワークＷのクランクピンＰ１は、ジャーナルＪ１〜Ｊ４を挟んで、位相決め治具３の反対側に配置されている。図中白抜き矢印で示すように、ワークＷは、傾斜導入部３１１に近接する。この際、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯Ｏの軌跡と、傾斜導入部３１１および平行部３１０の溝幅中央線Ｌとは、同一の水平方向平面上に位置している。

図１４に示すように、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯ＯとクランクピンＰ１の軸芯Ｏ１とを結ぶ直線Ｌ１と溝幅中央線Ｌとは、挟角θを有している。挟角θが略０°の場合を除いて、クランクピンＰ１は、傾斜導入部３１１の傾斜面３１２に当接する。

図１５に示すように、ジャーナルＪ１〜Ｊ４は、徐々に位相決め治具３の内方に進入する。このため、クランクピンＰ１も、傾斜面３１２を下方に向かって摺動する。したがって、挟角θは徐々に小さくなる。このように、クランクピンＰ１が傾斜面３１２に規制されることにより、ワークＷは、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯Ｏを中心に、紙面時計回り方向に所定角度だけ回転する。最終的には、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯ＯとクランクピンＰ１の軸芯Ｏ１とを結ぶ直線Ｌ１と溝幅中央線Ｌとの挟角θは、略０°になる。

平行移動ステップにおいては、挟角θが略０°の状態のまま、クランクピンＰ１が平行部３１０に進入する。図１６に、本実施形態の位相決め方法における平行移動ステップ初期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図１７に、同平行移動ステップ終期のワークと位相決め治具との配置図を示す。

図１６に示すように、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯ＯとクランクピンＰ１の軸芯Ｏ１とを結ぶ直線Ｌ１は、溝幅中央線Ｌと、略一致している。この状態のまま、クランクピンＰ１は、平行部３１０を進行する。

図１７に示すように、クランクピンＰ１は、平行部３１０の奥端に当接して、進行を停止する。このようにして、仮位相決めが行われる。なお、仮位相においては、溝幅中央線Ｌの延在方向つまりクランクピンＰ１の案内方向に沿って、クランクピンＰ１とジャーナルＪ１〜Ｊ４とが並んでいる。

本位相決めステップにおいては、位相決め溝３０に案内されたクランクピンＰ１、Ｐ６の種類に応じて、第一本位相決めステップまたは第二本位相決めステップが、択一的に実行される。具体的には、クランクピンＰ１が位相決め溝３０に案内された場合は、第一本位相決めステップが実行される。また、クランクピンＰ６が位相決め溝３０に案内された場合は、第二本位相決めステップが実行される。

ここで、クランクピンＰ１の第一本位相決めステップにおける挙動と、クランクピンＰ６の第二本位相決めステップにおける挙動とは、クランクピンの進行方向が上下異なる以外は、同様である。したがって、以下、第一本位相決めステップについてのみ説明する。なお、当該説明は、第二本位相決めステップについての説明を兼ねる。

図１８に、本実施形態の位相決め方法における第一本位相決めステップ初期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図１９に、同第一本位相決めステップ中期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図２０に、同第一本位相決めステップ終期のワークと位相決め治具との配置図を示す。

前出図１７および図１８に白抜き矢印で示すように、ワークＷは上昇する。このため、クランクピンＰ１は、上方分岐部３２ａ内を、上方分岐部３２ａの溝幅中央線Ｌ２と平行に上昇する。なお、上方分岐部３２ａの溝幅中央線Ｌ２と、傾斜導入部３１１および平行部３１０の溝幅中央線Ｌとは、直交している。

図１９に示すように、クランクピンＰ１の上昇は、上方分岐部３２ａの傾斜面３２０ａにより、規制される。この規制に応じて、ワークＷは、図中白抜き矢印で示すように、紙面時計回り方向に回転する。また、クランクピンＰ１は、傾斜面３２０ａを上方に摺動する。

図２０に示すように、クランクピンＰ１は、傾斜面３２０ａの頂部に到達して、進行を停止する。このようにして、本位相決めが行われる。なお、本位相においては、ジャーナルＪ１〜Ｊ４が、クランクピンＰ１の直上に廻り込んでいる。並びに、カウンターウェイトＣ１が、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の直上に廻り込んでいる。また、前記仮位相と比較して、ワークＷは、略９０°回転している。

本位相決めステップ終了後は、前出図１および図５に示すように、位相決め治具内Ｓ４−１から再び位相決め治具手前Ｓ５−１に、ワークＷが復帰する。あるいは、位相決め治具内Ｓ４−２から再び位相決め治具手前Ｓ５−２に、ワークＷが復帰する。その後、ワークＷは、さらに上昇し、後工程ワークセット位置Ｓ６に到達する。

次に、本実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法の作用効果について説明する。本実施形態の位相決め装置１によると、ワーク搬送器２がワークＷを支持した状態のまま、クランクピンＰ１またはクランクピンＰ６が位相決め溝３０に案内される。このため、ワーク搬送器２からワークＷを降ろすことなくワークＷの位相決めが可能である。したがって、ワークＷの加工時間延いてはリードタイムを短縮することができる。

また、ワーク搬送器２は、クランクピンＰ１〜Ｐ６ではなく、ジャーナルＪ１、Ｊ４を支持している。このため、クランクピンＰ１〜Ｐ６の配置数、クランクピンＰ１〜Ｐ６のジャーナルＪ１〜Ｊ４に対する位相の如何にかかわらず、ワークＷを搬送することができる。並びに、ワークＷの位相決めを行うことができる。すなわち、本実施形態の位相決め装置１は、ワークＷの種類に対する汎用性に富んでいる。

また、本実施形態の位相決め装置１は、クランクピンＰ１〜Ｐ６と位相決め溝３０との相対的な移動により、ワークＷを回転させている。このため、位相決め治具３の取り付け角度、位相決め溝３０の形状、延在方向、位相決め溝３０に対するワークＷの軌道などを適宜調整することにより、あらゆる位相にワークＷを揃えることができる。すなわち、本実施形態の位相決め装置１は、位相選択の自由度が高い。このため、本実施形態の位相決め装置１は、所望の位相が異なるあらゆる工程に対応することができる。このように、本実施形態の位相決め装置１は、工程の種類に対する汎用性に富んでいる。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３は、仮位相決め部３１を有している。このため、まずワークＷを仮位相に揃えてから、続いて工程所望の本位相に揃え直すことができる。すなわち、仮位相から本位相に切り替える際、複数のワークＷ間において、慣性モーメントを統一することができる。このため、本実施形態の位相決め装置１によると、複数のワークＷ間において位相決めのばらつきが小さくなる。つまり、位相決め精度が高くなる。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３は、本位相決め部３２を有している。このため、仮位相決め部３１でワークＷの位相を仮位相から本位相に切り替える場合と比較して、より位相決め精度が高くなる。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３は、上方分岐部３２ａと下方分岐部３２ｂとを備えている。上方分岐部３２ａはクランクピンＰ１専用である。下方分岐部３２ｂはクランクピンＰ６専用である。クランクピンＰ１を用いて位相決めを行う場合、前出図２０に示すように、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の直下にクランクピンＰ１が配置され、位相決めが終了する。一方、クランクピンＰ６を用いて位相決めを行う場合、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の直上にクランクピンＰ６が配置され、位相決めが終了する。ここで、前出図３に示すように、クランクピンＰ１とクランクピンＰ６とは、ジャーナルＪ１〜Ｊ４を挟んで、１８０°対向している。したがって、クランクピンＰ１を用いて位相決めを行う場合と、クランクピンＰ６を用いて位相決めを行う場合とで、最終的なワークＷの位相は一致する。

このため、クランクピンＰ１、Ｐ６のうち、位相決め溝３０に導入しやすい方のクランクピンＰ１、Ｐ６を選んで、ワークＷの位相決めを行うことができる。具体的には、前出図７〜図１０に示すように、クランクピンＰ６が３５０°以上１７０°未満の領域にあると判断される場合は、クランクピンＰ６によりワークＷの位相決めを行う。一方、クランクピンＰ６が１７０°以上３５０°未満の領域にあると判断される場合は、クランクピンＰ１によりワークＷの位相決めを行う。本実施形態の位相決め装置１によると、ワークＷの初期位相の影響を受けることなく、簡単にワークＷの位相決めを行うことができる。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３は、傾斜導入部３１１を有している。このため、ワークＷの初期位相の影響を受けることなく、外部から傾斜導入部３１１に、クランクピンＰ１またはクランクピンＰ６を導入することができる。

ただし、傾斜面３１２の延在方向と、ジャーナルＪ１〜Ｊ４の軸芯ＯとクランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）の軸芯Ｏ１とを結ぶ直線Ｌ１の延在方向と、が直交する場合は（前出図１３参照）、クランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）導入の際にクランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）が傾斜面３１２に当接しても、傾斜面３１２の延在方向に応力が作用しない。このため、傾斜面３１２上をクランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）が摺動しにくい。したがって、クランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）を仮位相決め部３１に導入しにくい。

この点に鑑み、本実施形態の傾斜導入部３１１は、傾斜面３１２の延在方向と直線Ｌ１の延在方向とが直交しないように、クランクピンＰ１（またはクランクピンＰ６）を傾斜導入部３１１に導入している。具体的には、上述したように、クランクピンＰ６が３５０°以上１７０°未満の領域にあると判断される場合は、クランクピンＰ６を傾斜導入部３１１に導入する。一方、クランクピンＰ６が１７０°以上３５０°未満の領域にあると判断される場合は、クランクピンＰ１を傾斜導入部３１１に導入する。このため、本実施形態の位相決め装置１によると、クランクピンＰ１またはクランクピンＰ６を仮位相決め部３１に導入しやすい。

また、本実施形態の位相決め装置１は、合計三つの近接センサ４ａ〜４ｃを有している。このため、位相決めの前段階において、ワークＷの初期位相を確認することができる。また、近接センサ４ａ〜４ｃを用いると、ワークＷに接触することなく、ワークＷの初期位相を検出することができる。このため、ワークＷに損傷を与えるおそれが小さい。また、近接センサ４ａ〜４ｃは、磁界の変化を利用して、自身とワークＷとの間隔を検出する。このため、工場９内の塵埃、水、油などの影響を受けにくい。したがって、動作信頼性が高い。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３は、ワーク搬送器２の搬送軌道上に固定されている（前出図１参照）。このため、位相決めの際のワークＷの回転力は、ワーク搬送器２のアクチュエータ（図略）により確保される。したがって、別途、ワークＷの位相決め専用のアクチュエータを配置する必要がない。

また、本実施形態の位相決め装置１の位相決め治具３の上方分岐部３２ａおよび下方分岐部３２ｂは、共にＶ字状を呈している（前出図１９、図２０参照）。このため、ワークＷ回転時におけるクランクピンＰ１と上方分岐部３２ａとの接触面積が小さい。同様に、ワークＷ回転時におけるクランクピンＰ６と下方分岐部３２ｂとの接触面積が小さい。したがって、比較的小さい応力で、ワークＷを回転させることができる。つまり、比較的小さい応力で、ワークＷを、仮位相から本位相に切り替えることができる。

また、上方分岐部３２ａがＶ字状を呈しているため、クランクピンＰ１が上方分岐部３２ａ先端に到達した際のクランクピンＰ１のがたつきを抑制することができる。同様に、下方分岐部３２ｂがＶ字状を呈しているため、クランクピンＰ６が下方分岐部３２ｂ先端に到達した際のクランクピンＰ６のがたつきを抑制することができる。

また、仮位相決め部３１の延在方向と本位相決め部３２の延在方向とは、直交している。このため、ワークＷの位相決め溝３０内における軌道が単純である。したがって、ワーク搬送器２に対して、位相決め時のワークＷ搬送軌道を教示しやすい。

＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、位相決め治具の位相決め溝の形状だけである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図２１に、本実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。

図に示すように、上方分岐部３２ａおよび下方分岐部３２ｂ各々の先端は、半円状を呈している。本実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法は、第一実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法と、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、上方分岐部３２ａおよび下方分岐部３２ｂ各々の先端が半円状を呈しているため、ワークＷを仮位相から本位相に切り替える際、滑らかにワークＷを回転させることができる。

＜第三実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、位相決め治具の位相決め溝の形状だけである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図２２に、本実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。

図に示すように、本実施形態の本位相決め部３２は、平行部３１０の奥端から下方に延在している。本位相決め部３２は、前出図２に示すクランクピンＰ６専用である。言い換えると、本実施形態の位相決め装置は、複数のワーク間において、常に同じ番号のクランクピンを用いて、位相決めを実行する。

初期位相において、傾斜面３１２の延在方向と、ジャーナルの軸芯とクランクピンの軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交する場合は、まず作業者が手動でワークを回転させる。それから、ワーク搬送器によりクランクピンを傾斜導入部３１１に導入する。

本実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法は、第一実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法と、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、前出図５に示すような、ワークの初期位相に対するクランクピンの選択が不要である。このため、ワーク搬送器に対する制御負荷を軽減することができる。

＜第四実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、位相決め治具の位相決め溝の形状だけである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図２３に、本実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。

図に示すように、本実施形態の位相決め溝３０は、仮位相決め部３１のみを有している。本実施形態の位相決め溝３０は、本位相決め部を有していない。仮位相決め部３１により、本位相決めステップが実行される。図２４に、本実施形態の位相決め方法における本位相決めステップ初期のワークと位相決め治具との配置図を示す。図２５に、同本位相決めステップ終期のワークと位相決め治具との配置図を示す。なお、これらの図において、図１４と対応する部位については、同じ符号で示す。

これらの図に示すように、仮位相から本位相への切り替えは、平行部３１０の半円状の奥端において行われる。具体的には、クランクピンＰ１の軸芯Ｏ１を中心として、ワークＷを、紙面時計回り方向に９０°だけ回転させることにより、ワークＷを本位相に揃える。

本実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法は、第一実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法と、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、位相決め溝３０の構造が単純である。このため、位相決め治具３の製造コストを削減できる。また、ワーク搬送器に対して、位相決め時のワークＷ搬送軌道を教示しやすい。また、位相決め溝３０の溝全長は、本位相決め部がない分だけ短い。このため、ワークＷの溝内移動距離、移動時間を短くすることができる。

＜第五実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、位相決め治具の取り付け角度が９０°異なる点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図２６に、本実施形態の位相決め装置の位相決め治具手前におけるワーク搬送器およびワークと位相決め治具との位置関係を斜視図で示す。なお、図１１と対応する部位については、同じ符号で示す。

図に示すように、位相決め治具３とクランクピンＰ６とは、上下方向に対向している。本実施形態においては、クランクピンＰ６により、ワークＷの位相決めが実行される。位相決め治具３の位相決め溝３０は、上方に向かって開口している。本位相決め部３２は、奥方分岐部３２ｃと手前方分岐部３２ｄとを有している。奥方分岐部３２ｃは、本発明の第一分岐部に含まれる。手前方分岐部３２ｄは、本発明の第二分岐部に含まれる。

位相決めの際、クランクピンＰ６は、手前方分岐部３２ｄに導入される。一方、クランクピンＰ１により位相決めを行う場合は、クランクピンＰ１は、奥方分岐部３２ｃに導入される。

本実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法は、第一実施形態の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法と、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、第一実施形態のワークＷの位相決め角度と比較して、９０°回転した角度に、ワークＷを位相決めすることができる。

＜その他＞
以上、本発明の位相決め装置および位相決め治具および位相決め方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、ワークＷを動かし位相決め治具３を固定した。しかしながら、ワークＷを固定し位相決め治具３を動かしてもよい。また、ワークＷおよび位相決め治具３を共に動かしてもよい。

また、上記実施形態においては、ワークＷとしてクランクシャフトを用いたが、例えばカムシャフト、ロータリーエンジン用のエキセントリックシャフトなどをワークＷとして用いてもよい。

また、傾斜面３１２の摺動性を向上させるため、傾斜面３１２にフッ素樹脂膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜などを配置してもよい。また、傾斜面３１２の形状は平面状に限定しない。曲面状あるいは曲面と平面とを組み合わせた面状であってもよい。

また、上記実施形態においては、ワークＷとして６０°Ｖ型六シリンダ用のクランクシャフトを用いたが、９０°Ｖ型八シリンダ用、直列四シリンダ用、水平対向四シリンダ用など、あらゆるタイプのクランクシャフトをワークＷとして用いてもよい。

また、上記実施形態においては、単一の位相決め治具３を配置したが、複数の位相決め治具３を配置してもよい。この場合、同位相のクランクピン（例えば直列四シリンダ用クランクシャフトの一番ピンと四番ピン）に、同形状の位相決め溝３０を持つ位相決め治具３を用いてもよい。

また、上記実施形態においては、本発明の位相センサとして近接センサ４ａ〜４ｃを配置したが、例えばＣＣＤカメラのような撮像センサなどを配置してもよい。また、勿論、接触式の感圧センサなどを配置してもよい。

また、上記実施形態においては、溝幅方向に対向する一対の面を共に傾斜面３１２としたが、一方の面だけを傾斜面３１２とし、他方の面を平行部３１０と平行に配置してもよい。すなわち、ワークＷの導入方向に沿って溝幅が狭まりさえすればよい。

第一実施形態の位相決め装置の工場における配置図である。 同位相決め装置のワーク搬送器およびワークの斜視図である。 同ワーク搬送器およびワークの上面図である。 同位相決め装置の位相決め治具の側面図である。 同ワーク搬送器の工場における動きを示すフローチャートである。 近接センサ検出位置における同ワーク搬送器およびワークの上面図である。 フライホイルに最も近いクランクピンが３５０°以上１０°未満の領域にある場合の位相検出方法を示す模式図である。 同クランクピンが１０°以上１７０°未満の領域にある場合の位相検出方法を示す模式図である。 同クランクピンが１７０°以上１９０°未満の領域にある場合の位相検出方法を示す模式図である。 同クランクピンが１９０°以上３５０°未満の領域にある場合の位相検出方法を示す模式図である。 同ワークが位相決め治具手前Ｓ３−１に配置された状態を示す斜視図である。 同状態を示す上面図である。 同実施形態の位相決め方法における導入ステップ初期のワークと位相決め治具との配置図である。 同導入ステップ中期のワークと位相決め治具との配置図である。 同導入ステップ終期のワークと位相決め治具との配置図である。 同実施形態の位相決め方法における平行移動ステップ初期のワークと位相決め治具との配置図である。 同平行移動ステップ終期のワークと位相決め治具との配置図である。 同実施形態の位相決め方法における第一本位相決めステップ初期のワークと位相決め治具との配置図である。 同第一本位相決めステップ中期のワークと位相決め治具との配置図である。 同第一本位相決めステップ終期のワークと位相決め治具との配置図である。 第二実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図である。 第三実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図である。 第四実施形態の位相決め装置の位相決め治具の側面図である。 同実施形態の位相決め方法における本位相決めステップ初期のワークと位相決め治具との配置図である。 同実施形態の位相決め方法における本位相決めステップ終期のワークと位相決め治具との配置図である。 第五実施形態の位相決め装置の位相決め治具手前におけるワーク搬送器およびワークと位相決め治具との位置関係を示す斜視図である。 従来の位相決め装置の原理図である。 従来の位相決め装置の原理図である。

符号の説明

１：位相決め装置、２：ワーク搬送器、２０ａ：アーム、２００ａ：ローラ、２０ｂ：アーム、２００ｂ：ローラ、３：位相決め治具、３０：位相決め溝、３１：仮位相決め部、３１０：平行部、３１１：傾斜導入部、３１２：傾斜面、３２：本位相決め部、３２ａ：上方分岐部（第一分岐部）、３２０ａ：傾斜面、３２ｂ：下方分岐部（第二分岐部）、３２ｃ：奥方分岐部（第一分岐部）、手前方分岐部３２ｄ（第二分岐部）、４ａ〜４ｃ：近接センサ、９：工場、９０：フロア。

Ｃ１〜Ｃ９：カウンターウェイト、Ｆ：フライホイル、Ｊ１〜Ｊ４：ジャーナル（回転軸）、Ｌ：溝幅中央線、Ｌ１：直線、Ｌ２：溝幅中央線、Ｏ：軸芯、Ｏ１：軸芯、Ｐ１〜Ｐ６：クランクピン（偏心軸）、Ｓ１：前工程ワーク取り出し位置、Ｓ２：近接センサ検出位置、Ｓ３−１：位相決め治具手前、Ｓ３−２：位相決め治具手前、Ｓ４−１：位相決め治具内、Ｓ４−２：位相決め治具内、Ｓ５−１：位相決め治具手前、Ｓ５−２：位相決め治具手前、Ｓ６：後工程ワークセット位置、Ｗ：ワーク、θ：挟角。

Claims (15)

1. 回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持つワークの該回転軸を回転可能に支持するワーク搬送器と、
   該ワーク搬送器に搭載された該ワークの該偏心軸を相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行う位相決め溝を持つ位相決め治具と、
   を備えてなる位相決め装置。
2. 前記位相決め溝は、前記偏心軸の案内方向に沿って該偏心軸と前記回転軸とが並ぶ仮位相に、前記ワークを配置可能な仮位相決め部を有する請求項１に記載の位相決め装置。
3. 前記位相決め溝は、さらに、前記仮位相決め部の奥端に連なり、前記仮位相からさらに前記ワークを回転させた本位相に、該ワークの位相を切り替え可能な本位相決め部を有する請求項２に記載の位相決め装置。
4. 前記本位相決め部は、前記仮位相決め部の前記奥端から、互いに略１８０°対向して延在する第一分岐部と第二分岐部とを有し、
   前記ワークは、前記回転軸を挟んで略１８０°対向する第一偏心軸と第二偏心軸とを有し、
   該第一偏心軸により位相決めを行う場合は該第一偏心軸を該第一分岐部に案内し、該第二偏心軸により位相決めを行う場合は該第二偏心軸を該第二分岐部に案内する請求項３に記載の位相決め装置。
5. 前記仮位相決め部は、外部から前記偏心軸を導入すると共に導入方向に沿って溝幅を狭める傾斜面を持つ傾斜導入部を有し、
   該傾斜導入部は、該傾斜面の延在方向と、前記回転軸の軸芯と該偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、該偏心軸を導入する請求項２に記載の位相決め装置。
6. さらに、前記位相決め溝に前記偏心軸を案内する前における前記ワークの位相を検出する位相センサを持つ請求項１に記載の位相決め装置。
7. 前記ワークは、カウンターウェイトを有し、
   前記位相センサは、自身と該カウンターウェイトとの間隔を検出することにより、該ワークの位相を検出する少なくとも一つの近接センサである請求項６に記載の位相決め装置。
8. 前記位相決め治具は固定されている請求項１に記載の位相決め装置。
9. 回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持つワークの該偏心軸を相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行う位相決め溝を持つ位相決め治具。
10. 回転軸と該回転軸に対して偏心して配置される少なくとも一つの偏心軸とを持ち、該回転軸が回転可能に支持された状態で搬送されるワークの位相決め方法であって、
    搬送途中の前記ワークの前記偏心軸を、位相決め治具の位相決め溝に相対的に案内することにより、該ワークを回転させ、該ワークの位相決めを行うことを特徴とする位相決め方法。
11. 前記偏心軸の案内方向に沿って該偏心軸と前記回転軸とが並ぶ仮位相に、前記ワークを配置する仮位相決めステップと、
    該仮位相からさらに該ワークを回転させる本位相に、該ワークの位相を切り替える本位相決めステップと、
    を有する請求項１０に記載の位相決め方法。
12. 前記位相決め溝の奥方には、互いに略１８０°対向して延在する第一分岐部と第二分岐部とが配置され、
    前記ワークは、前記回転軸を挟んで略１８０°対向する第一偏心軸と第二偏心軸とを有し、
    前記本位相決めステップは、該第一偏心軸を該第一分岐部に案内することにより該ワークの位相を切り替える第一本位相決めステップ、または該第二偏心軸を該第二分岐部に案内することにより該ワークの位相を切り替える第二本位相決めステップである請求項１１に記載の位相決め方法。
13. 前記位相決め溝の手前方には、外部から前記偏心軸を導入すると共に導入方向に沿って溝幅を狭める傾斜面を持つ傾斜導入部が配置され、
    前記仮位相決めステップは、該傾斜面の延在方向と、前記回転軸の軸芯と該偏心軸の軸芯とを結ぶ直線の延在方向と、が直交しないように、該傾斜導入部に該偏心軸を導入する導入ステップを有する請求項１１に記載の位相決め方法。
14. さらに、前記位相決め溝に前記偏心軸を案内する前における前記ワークの位相を検出する位相検出ステップを有する請求項１０に記載の位相決め方法。
15. 前記位相決め治具は固定されている請求項１０に記載の位相決め方法。

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