JP2012091255A - 位置決め治具 - Google Patents

Abstract

【課題】基準穴の穴径（直径）や形成位置が異なる複数種類の作業部材に対応でき、かつ、複数個の作業部材を同時に位置決め可能とする。
【解決手段】作業側当接面３１と基準側当接面３２とを有する設置台３０と、設置台３０の基準側当接面３２に対向配置された押圧部材５０と、設置台３０に設置されたワーク１０の基準片１２に対向配置された位置決め部材４０とを備え、位置決め部材４０は、ワーク１０の基準片１２に形成された基準穴１２ａに係合する位置決めピン４１と、位置決めピン４１を保持する弾性体４２と、基準片１２の対向面に対して垂直な方向に弾性体４２を進退移動させて、位置決めピン４１を基準穴１２ａに係脱させるスライド部４３とからなり、弾性体４２は、設置台３０に設置されたワーク１０の基準片１２の対向面に沿って、長手方向に直交する方向に位置決めピン４２を揺動させる構成としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、１または複数の作業部材を位置決めする位置決め治具に係り、特に、作業部材に基準穴が設けられ、その基準穴の穴径や形成位置が異なる複数種類の作業部材の位置決めが可能な位置決め冶具に関する。

従来、作業部材（以下、ワークともいう。）の基準穴を用いて位置決めする場合、基準穴の穴径（直径）が変化する場合には、穴径の変化を吸収するために、位置決めピンの直径を変化させて位置決めが行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の位置決めクランプ装置は、先端にワークが接触する接触面を有する外側筒体と、接触面よりも突出した大径部及び小径部を有する軸方向に進退移動自在に配設された位置決めピンと、位置決めピンを軸方向に進退移動させることにより位置決めピンの外径を位置決め孔径に応じて変更するロケートピン駆動用シリンダと、接触面との間でワークをクランプする爪部を有するクランプアームと、クランプアームを軸方向に進退移動させて爪部を接触面に接近、離反させるクランプアーム駆動用シリンダとを有する構成となっている。

特開平９−１９２９６８号公報

しかし、位置決めピンの直径を変化させるための構造は複雑であり、かつ、場所もとるため、密集した位置に配置することができなかった。そのため、一度に複数本のワークを同時に位置決めする冶具等には適用できず、ワークの種類ごとに位置決め冶具を製作する必要があった。

また、ワークの基準穴の穴径や形成位置（端面からの高さ位置）が異なるため、ねじで締結する際にワークを位置決め固定する治具を複数製作すると費用がかかり、また、作製した機種の分だけ保管場所が必要になるといった問題もあった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、基準穴の穴径（直径）や形成位置が異なる複数種類の作業部材に対応できるとともに、複数個の作業部材を同時に位置決めすることのできる位置決め冶具を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の位置決め治具は、作業部位を有する長尺状の作業片と、基準穴を有する長尺状の基準片とを有する作業部材を位置決め保持する位置決め治具であって、治具基盤上に、前記作業部材の前記作業片が当接される作業側当接面、及び、前記作業部材の前記基準片が当接される基準側当接面を有する前記作業部材の設置台と、前記設置台の前記基準側当接面に対向配置された押圧部材と、前記設置台に設置された前記作業部材の前記基準片に対向配置された位置決め部材とが設けられ、前記位置決め部材は、前記作業部材の前記基準穴に係合する位置決めピンと、前記位置決めピンを保持するピン保持部と、前記基準片の対向面に対して垂直な方向である第１の方向に前記ピン保持部を進退移動させて、前記位置決めピンを前記基準穴に係脱させるスライド部とからなり、前記ピン保持部は、前記設置台に設置された前記作業部材の前記基準片の長手方向に沿う第２の方向に対して、前記基準片の対向面に沿って直交する第３の方向に前記位置決めピンを揺動させる弾性体を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、位置決め部材の位置決めピンを作業部材の基準穴に係合させることで、作業部材の位置決めを行うことができる。この場合、複数種類ある作業部材の基準穴の穴径や第３の方向（具体的には高さ方向）の形成位置が種類によって異なっているために、対向配置した作業部材の基準穴の位置と位置決め部材の位置決めピンの位置とが第３の方向に若干ずれていたとしても、弾性体の弾性変形によって位置決めピンが基準穴に確実に係合されることになる。すなわち、確実に位置決めを行うことが可能となる。

また、本発明の位置決め治具では、前記第３の方向のうち、前記基準片の対向面に沿って前記作業片から離れる方向を押圧方向とするとき、前記位置決めピンは、前記設置台に前記作業部材が設置された状態で、前記位置決めピンの軸芯が前記基準穴の中心よりも前記押圧方向にずらせて配置された構成としている。

このように、位置決めピンの軸芯を基準穴の中心よりも押圧方向にずらせて配置することで、位置決めピンが基準穴に係合したとき、作業部材全体が押圧方向に付勢されることになる。すなわち、作業部材の作業片が設置台の作業側当接面に当接するように付勢されるので、作業部材の作業片を確実に位置決めすることができる。

また、本発明の位置決め治具では、前記設置台には、前記第２の方向の一方の側に、前記作業部材の一方の縁部を当接させる当たり止め部が設けられ、前記当たり止め部に一方の縁部を当接させた状態で前記設置台に設置されている前記作業部材の前記基準穴に、前記位置決めピンを係合させることで、前記作業部材の前記第２の方向の位置決めが行われる構成としている。

上記構成によれば、作業部材の一方の縁部を設置台の当たり止め部に当接させて、作業部材を設置台に設置することで、第２の方向のおおよその位置決めが行われる。そして、この状態で、作業部材の基準穴に位置決め部材の位置決めピンを係合させることにより、作業部材の第２の方向の正確な位置決めが行われるようになっている。

また、本発明の位置決め治具では、前記スライド部は、前記治具基盤上に配置された直線ガイドと、前記直線ガイドに案内されて前記第１の方向に往復移動可能に設けられた可動子とからなり、前記可動子に前記弾性体の一端部が固定されて前記治具基盤の盤面と並行に前記第２の方向に延設配置され、その延設先端部に前記位置決めピンが固定された構成としている。

上記構成によれば、作業者が可動子を可動させるだけで、載置台に載置された作業部材の基準穴に位置決め部材の位置決めピンが係合するので、載置台に載置された作業部材の位置決めを簡単かつ容易に行うことができる。

また、本発明の位置決め治具では、前記押圧部材は、前記載置台の前記基準側当接面に対向配置された保持台と、前記保持台に保持されたボールプランジャとを備えた構成としている。

上記構成によれば、載置台に作業部材を載置したとき、載置台の基準側当接面と押圧部材のボールプランジャとによって、作業部材の基準片が載置台の基準側当接面に押し当てられるように挟持される。これにより、作業部材の第１の方向（すなわち、基準片を載置台の基準側当接面に押圧する方向）の位置決めが行われることになる。

また、本発明の位置決め治具では、前記作業部材は、前記作業片と前記基準片とからなる断面Ｌ字状に形成され、前記作業部位は、例えば前記作業片の長手方向に直線状に配置された１または複数個のねじ山またはネジ穴となっている。

上記構成によれば、作業部材を別の基板等にねじ止め固定する場合に、迅速かつ確実にねじ止め固定することができる。

また、本発明の位置決め治具では、前記載置台は、前記治具基盤上において前記第２の方向に２分割して直線配置され、前記押圧部材は、分割配置された各分割載置台の基準側当接面にそれぞれ対向配置され、前記位置決め部材は、前記分割載置台の間に配置された構成としている。

上記構成によれば、作業部材が長尺であっても、載置台に安定して載置することができる。

また、本発明の位置決め治具では、治具基盤上に、前記設置台と位置決め部材と押圧部材とが複数組設けられた構成としてもよい。

治具基盤上に、設置台と位置決め部材と押圧部材とを複数組設けることで、位置決め治具に複数個の作業部材を設置して同時に位置決めすることができる。この場合、同一種類の作業部材を全ての設置台に設置することも可能であるが、基準穴の穴径や第３の方向の形成位置が異なる複数種類の作業部材をそれぞれ設置した場合でも、位置決め部材によって確実に位置決めできるので、全ての種類の作業部材の位置決めを行うことができる。

また、本発明の位置決め治具では、治具基盤上に、前記設置台と位置決め部材と押圧部材とが、前記第１の方向に所定の間隔を存して並行に複数組設けられた構成とすることができる。

治具基盤上に、設置台と位置決め部材と押圧部材とを複数組設けることで、位置決め治具に複数個の作業部材を設置して同時に位置決めすることができる。この場合、同一種類の作業部材を全ての設置台に設置することも可能であるが、基準穴の穴径や第３の方向の形成位置が異なる複数種類の作業部材を設置した場合でも、位置決め部材によって確実に位置決めできるので、全ての種類の作業部材の位置決めを行うことができる。

また、本発明の位置決め治具では、前記スライド部は、前記治具基盤上において前記第１の方向に配置された１本の直線ガイドと、１本の可動子とからなり、前記可動子に各組の前記弾性体の一端部が前記第１の方向に前記所定の間隔を存してそれぞれ固定された構成としてもよい。

上記構成によれば、弾性体の他端部に固定されている各組の位置決めピンが、１本の可動子の移動に伴って一体的に移動することになる。従って、この１本の可動子を移動させるだけで、全ての組の位置決めピンを一体的に動かすことができるので、各組の載置台に載置されたそれぞれの作業部材を同時に位置決めすることができる。

本発明は上記のように構成したので、位置決め部材の位置決めピンを作業部材の基準穴に係合させることで、作業部材の位置決めを行うことができる。この場合、複数種類ある作業部材の基準穴の穴径や形成位置が種類によって異なっているために、対向配置した作業部材の基準穴の位置と位置決め部材の位置決めピンの位置とが若干ずれていたとしても、弾性体の弾性変形によって位置決めピンが基準穴に確実に係合されることから、確実に位置決めを行うことができる。

本発明の実施形態にかかる位置決め治具の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態にかかる位置決め治具の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態にかかる位置決め治具で位置決めされるワークの構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 位置決め部材の正面図である。 位置決めピンと載置台の側面から見た概略断面図である。 位置決めピンと載置台に載置されたワークとの位置関係を側面から見た概略断面図である。 位置決めピンと載置台に載置されたワークとの位置関係を上面から見た概略断面図である。 位置決めピンと載置台に載置されたワークとの位置関係を上面から見た概略断面図である。 位置決めピンと載置台に載置されたワークとの位置関係を上面から見た概略断面図である。 ロボット装置の斜視図である。 ワークに取り付けられる基板の斜視図である。 基板をワークに載置した状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本実施形態の位置決め治具の全体構成を示す斜視図、図３は、本実施形態の位置決め治具で位置決めされる作業部材（ワーク）の構成を示す斜視図、図４は、図１のＡ−Ａ線断面図、図５は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。ただし、図２は、本実施形態の位置決め治具にワークを載置した状態を示している。

本実施形態のワーク１０は、図３に示すように、作業部位１１ａを有する長尺状の作業片１１と、基準穴１２ａを有する長尺状の基準片１２とからなる断面Ｌ字状の長尺体であり、作業部位１１ａは、本実施形態では作業片１１の長手方向（図中、Ｘ方向）に沿って直線状に配置された複数個（この例では６個）のねじ山（ただし、ねじ穴の場合もある）となっている。また、基準孔１２ａは、基準片１２の長手方向の中央部の１箇所に設けられている。

このようなワーク１０の位置決めを行う本実施形態の位置決め治具１は、図１に示すように、方形状の治具基盤２０上に、ワーク１０を設置する設置台３０、位置決め部材４０、及び押圧部材５０が、治具基盤２０の縦方向（図１ではＹ方向：請求項の第１の方向に相当）に所定の間隔を存して並行に複数組（本実施形態では５組）設けられた構成となっている。ただし、位置決め部材４０については後述するが、位置決めピン４１とピン保持部４２のみが５組設けられている。

設置台３０は、直方体形状であって、ワーク１０の作業片１１が当接される作業側当接面（上面）３１、及び、ワーク１０の基準片１２が当接される基準側当接面（図１では前側面）３２を有し、治具基盤２０の横方向（図１のＸ方向：請求項の第２の方向に相当）に沿って配置されている。また、設置台３０は、治具基盤２０上において、横方向に所定の間隔を存して２分割して直線配置されている。このように載置台３０を分割配置することで、ワーク１０が長尺であっても、ワーク１０を載置台３０に安定して載置することが可能となっている。

また、このように分割配置された各分割載置台３０ａ，３０ｂのうち、一方の分割載置台（本実施形態では、図１中、左側の分割載置台）３０ａには、左側の縁部近傍に、ワーク１０の左側端部を当接させる当たり止め部３５が設けられている。図２に示すように、ワーク１０の左側端部を分割設置台３０ａの当たり止め部３５に当接させて、ワーク１０を設置台３０（両分割設置台３０ａ，３０ｂ）上に設置することで、ワーク１０の横方向（Ｘ方向）のおおよその位置決めが行われるようになっているが、この横方向の位置決めについては後ほど詳述する。

押圧部材５０は、分割配置された各分割載置台３０ａ，３０ｂの基準側当接面３２にそれぞれ対向配置されている。

この押圧部材５０は、図４及び図５に示すように、載置台３０の基準側当接面３２に対向配置された保持台５１と、保持台５１を貫通するようにして載置台３０の基準側当接面３２に対向するように縦方向（図１及び図４，図５のＹ方向）に保持された筒形状のプランジャ保持部５２と、プランジャ保持部５２内に保持されたボールプランジャ５３とで構成されている。プランジャ保持部５２は、対向する載置台３０の基準側当接面３２と反対側の端部が有底（底面５２ａ）であり、対向する側の端部が開口（開口端部５２ｂ）されている。

ボールプランジャ５３は、コイルばね５４とボール５５とからなり、コイルばね５４は、プランジャ保持部５２の底面５２ａとボール５５との間に圧縮状態で介装されている。また、ボール５５は、プランジャ保持部５２の開口端部５２ｂから突出するように設けられているが、プランジャ保持部５２から飛び出さないように保持されている。この保持手段としては、例えば、プランジャ保持部５２の開口端部５２ｂをボール５５の直径より僅かに狭い径となるように若干絞り込んでおけばよい。これにより、ボール５５は、通常の状態では、ボール５５の半径より若干短い距離だけプランジャ保持部５２の開口端部５２ｂから突出した状態で保持されることになる。このとき、ボール５５の突出先端部と載置台３０の基準側当接面３２との間の隙間ｓ１は、ワーク１０の基準片１２の厚みｔ１より十分狭くなっており、プランジャ保持部５２の開口端部５２ｂと載置台３０の基準側当接面３２との間の隙間ｓ２は、ワーク１０の基準片１２の厚みｔ１より若干広く（若しくは十分広く）なっている（ｓ１＜ｔ１＜ｓ２）。

なお、保持手段としては、上記のようなプランジャ保持部５２の開口端部５２ｂを絞り込む構造に限定されるものではない。例えば、コイルばね５４の一方の端部をプランジャ保持部５２の底面５２ａに係合固定し、他方の端部をボール５５に係合固定するようにしてもよい。そして、コイルばね５５の通常状態（圧縮も伸張もしていない状態）で、ボール５５がプランジャ保持部５２の開口端部５２ｂからほぼ半径分だけ突出するようにしておいてもよい。さらに、この状態でボール５５が載置台３０の基準側当接面３２に当接するようにしておけば、ボール５５の飛び出しを確実に防止することができる。

押圧部材５０をこのように構成しておけば、載置台３０にワーク１０を載置したとき、図５に示すように、載置台３０の基準側当接面３２と押圧部材５０のボールプランジャ５３とによって、ワーク１０の基準片１２が載置台３０の基準側当接面３２に押し当てられた状態で挟持されるので、ワーク１０の縦方向（Ｙ方向）の位置決めが行われることになる。

位置決め部材４０は、図１及び図２に示すように、載置台３０の基準側当接面３２（具体的には、図２に示すように、ワーク１０載置後のワーク１０の基準片１２）に対向するように、分割載置台３０ａ，３０ｂの間に配置されている。

この位置決め部材４０は、大別すると、ワーク１０の基準片１２の基準穴１２ａに係合する位置決めピン４１と、位置決めピン４１を保持するピン保持部４２と、基準片１２の対向面に対して垂直な方向である縦方向（図１中Ｙ方向：請求項の第１の方向に相当）にピン保持部４２を進退移動させることで、位置決めピン４１を基準穴１２ａに係脱させるスライド部４３とで構成されている。

スライド部４３は、治具基盤２０上の横方向（Ｘ方向）の中央部において縦方向（Ｙ方向）に配置された１本の直線ガイド４４と、１本の可動子４５とで構成されている。

直線ガイド４４は、位置決め部材４０の正面図である図６に拡大して示すように、長尺状の底板４４ａと、この底板４４ａの長手方向（図１のＹ方向）に沿う両側部から上方に立設された側板４４ｂと、各側板４４ｂの上端部から内側に、前記底板４４ａと並行に延設された縁板４４ｃとを有しており、その断面形状が略リップ溝型鋼の形状となっている。一方、可動子４５は、このような形状の直線ガイド４４の溝内に挿通されて往復移動可能に設けられたレール状（四角い棒状）の可動本体部４５ａと、可動本体部４５ａ上面の幅方向の中央部を長手方向全長に渡って上方に突出させた同じく四角い棒状の取付部４５ｂとからなり、取付部４５ｂは、直線ガイド４４の対向する縁板４４ｃ間から上方に若干突出するように設けられている。

ピン保持部４２は、可動子４５の取付部４５ｂの上面に一端部４２ａが固定されて治具基盤２０の盤面と並行に横方向（Ｘ方向）に延設配置され、他端部である延設先端部４２ｂに位置決めピン４１が固定された板バネ状の弾性体で形成されており、ワーク１０の基準片１２の対向面に沿って第２の方向に直交する上下方向（Ｚ方向：請求項の第３の方向に相当）に位置決めピン４１を揺動可能な構造となっている。なお、この構造では、位置決めピン４１の上下方向の揺動は、厳密に言えば、一端部４２ａ側の固定部を支点として上下に弧を描くような揺動であるが、位置決めピン４１の上下の揺動範囲に対してピン保持部（以下、弾性体ともいう。）４２の長さ（すわわち、一端部４２ａから延設先端部４２ｂまでの長さ）を十分長くしておけば、位置決めピン４１は実質的に上下方向にのみ揺動するものと見做すことができる。

位置決めピン４１は、図７に側面から見た概略断面形状を示すように、弾性体４２の延設先端部の後側面（図７では右側）に、円筒状のピン本体４１ａが固定され、このピン本体４１ａの先端部が円錐状のピン部４１ｂに形成されている。このピン部４１ｂの直径（すなわち、ピン本体４１ａの直径）は、後述するように、ワーク１０の種類によって基準穴１２ａの穴径や形成位置（上下方向の形成位置、すなわち基準片１２の端面からの高さ位置）が異なることを考慮し、基準穴１２ａが最大径に形成されているワーク１０の基準穴１２ａの穴径（直径）とほぼ同じに形成されている。すなわち、位置決めピン４１は、最大径の基準穴に対しては完全に合致するが、それ以外の基準穴に対しては、ピン部４１ｂの円錐面が基準穴１２ａの周縁部に当接した状態で位置決めされることになる。

本実施形態では、上記したように設置台３０、位置決め部材４０、及び押圧部材５０を５組設けた構成としているが、位置決め部材４０については、図１に示すように、スライド部４３を構成する直線ガイド４４及び可動子４５はそれぞれ１個のみ設けて共通使用とし、ピン保持部４２及び位置決めピン４１のみを各組に対応させて可動子４５に５個設けた構成としている。すなわち、ピン保持部４２は、可動子４５の取付部４５ｂに、縦方向（図１のＹ方向）に所定の間隔を存して５個並行に設けた構成としている。これにより、弾性体（ピン保持部）４２の延設先端部に固定されている各組の位置決めピン４１が、１本の可動子４５の移動に伴って一体的に移動する。つまり、この１本の可動子４５を移動させるだけで、全ての組の位置決めピン４１を同方向に一体的に進退移動させることができるので、各組の載置台３０に載置されたそれぞれのワーク１０を同時に位置決めすることが可能となっている。ただし、直線ガイド４４や可動子４５も各組ごとに個別に設けてもよい。

また、本実施形態では、図８に側面から見た概略断面形状を示すように、位置決めピン４１は、設置台３０にワーク１０が設置された状態で、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１が基準穴１２ａの中心線Ｐ２よりも若干下方（請求項に記載の押圧方向：図８中、Ｚ１方向）にずらせて配置した構成としている。

このように、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１を基準穴１２ａの中心線Ｐ２よりも下方にずらせて配置することで、可動子４５を前進方向（図８中、Ｙ１方向）に移動させて位置決めピン４１を基準穴１２ａに係合する際、図８中二点鎖線で示すように、位置決めピン４１の円錐状のピン部４１ｂが基準穴１２ａの内周縁に当接して若干上方（図６及び図８中、Ｚ２方向）に移動し、これに伴って弾性体４２が若干上方に湾曲するため、この弾性体４２の弾性復元力によって、位置決めピン４１に下方（図６及び図８中、Ｚ１方向）への付勢力が働き、その結果、ワーク１０全体が下方に付勢されることになる。すなわち、ワーク１０の作業片１１が設置台３０の作業側当接面３１に当接するように付勢されるので、ワーク１０の作業片１１を確実に位置決め（作業側当接面３１に当接）することができるようになっている。

ここで、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１と、種類の異なる各ワーク１０の基準穴１２ａとの位置関係（位置的条件）について説明する。

すなわち、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１とワーク１０の基準穴１２ａとの位置関係は、ワーク１０の種類によって基準穴１２ａの穴径や上下方向の形成位置が異なっていたとしても、設置台３０にワーク１０を設置したとき、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１が、基準穴１２ａの下端縁部より必ず上（すなわち、基準穴１２ａの下端縁部が軸芯Ｐ１より下）に位置していることが条件となる。すなわち、ピン部４１ｂの先端が必ず基準穴１２ａ内に対向していることが条件となる。

このような構成とすれば、複数種類あるワーク１０の基準穴１２ａの穴径や上下方向（高さ方向）の形成位置が種類によって異なっているために、対向配置したワーク１０の基準穴１２ａの位置と位置決め部材４０の位置決めピン４１の位置とが上下方向に若干ずれていたとしても、弾性体４２が弾性変形して位置決めピン４１が基準穴１２ａに確実に係合されるため、上下方向の位置決めを確実に行うことが可能となっている。

すなわち、本実施形態によれば、治具基盤２０上に、設置台３０と位置決め部材４０と押圧部材５０とを複数組設けることで、位置決め治具１に複数個のワーク１０を設置して同時に位置決めすることができる。この場合、同一種類のワーク１０を全ての設置台３０に設置することも可能であるが、基準穴１２ａの穴径や上下方向の形成位置が異なる複数種類のワーク１０をそれぞれ設置した場合でも、位置決め部材４０によって全ての種類のワーク１０を同時に、かつ、確実に位置決めすることができるものである。

次に、横方向の位置決めについて説明する。

本実施形態の位置決め治具１では、上記したように、ワーク１０の左側端部を分割設置台３０ａの当たり止め部３５に当接させて、ワーク１０を設置台３０（両分割設置台３０ａ，３０ｂ）上に設置することで、横方向（Ｘ方向）のおおよその位置決めが行えるようになっている。すなわち、ワーク１０の左側端部を分割設置台３０ａの当たり止め部３５に当接させて、ワーク１０を設置台３０上に設置したとき、ワーク１０の基準穴１２ａが位置決め部材４０の位置決めピン４１とほぼ対向するように設定されているが、その対向位置は、図９に示すように、基準穴１２ａの中心線Ｐ３が、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１より若干左側（図中、Ｘ１方向）にずれるように予め設定されている。

そして、この状態において、位置決めピン４１を図中Ｙ１方向に前進移動させて基準穴１２ａに挿入すると、図１０Ａに示すように、位置決めピン４１のピン部４１ｂの円錐面が基準穴１２の周端部１２ａ１のうち右側部分の周端部１２ａ１１にまず当接する。そして、この状態で位置決めピン４１をさらにＹ１方向に前進移動させると、図１０Ｂに示すように、ワーク１０が右方向（図中、Ｘ２方向）に若干移動し、最終的には、ピン部４１ｂの円錐面が基準穴１２の周端部１２ａ１全体に均等に当接するように係合し、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１と基準穴１２ａの中心線Ｐ３とが一致した状態で停止する。これにより、ワーク１０の左側端部と分割設置台３０ａの当たり止め部３５との間に若干の隙間Ｓ３が生じた状態で、ワーク１０の横方向（Ｘ方向：請求項の第２の方向に相当）の正確な位置決めが行われることになる。この場合、弾性体４２は、上下方向へは揺動するが左右方向へは揺動しないので、位置決めピン４１による横方向への正確な位置決めが可能となっている。

すなわち、当たり止め部３５は、正確な位置決めを行うためのものではなく、ワーク１０を載置台３０上に載置するときのおおよその位置決めを行うための目安となるものであり、横方向についても、最終的な位置決めは、位置決めピン４１を基準穴１２ａに挿入（係合）することによって行われる。

なお、ワーク１０は、種類が異なれば基準穴の穴径や高さ方向の形成位置が異なるだけでなく、全体の長さも異なる場合がある。この場合を考慮し、当たり止め部３５の形成位置は、長さの最も長い種類のワークに合わせている。すなわち、最も長い種類のワーク１０の左側端部を分割設置台３０ａの当たり止め部３５に当接させて、設置台３０上に設置したとき、ワーク１０の基準穴１２ａと位置決めピン４１の位置とが図１０Ａに示すように、ぼぼ対向する位置関係となるように設定されている。この場合、ワーク１０の種類に係わらず、ワーク１０の左側端部を分割設置台３０ａの当たり止め部３５に常に当接させていたのでは、長さの短いワークの場合、基準穴１２ａの位置も位置決めピン４１の位置から左方向（Ｘ１方向）に大きくずれてしまうことになる。

そこで、本実施形態では、図示は省略しているが、ワーク１０の種類（具体的には長さ）に応じて位置決めのための補助部材をそれぞれ用意し、ワーク１０を載置台３０に載置する際に、この補助部材を、当たり止め部３５とワーク１０の左側端部との間に介挿させるようにしている。例えば、当たり止め部３５の形成位置が、一番長いワーク（長さ１０００ｍｍ：基準穴１２ａの中心が端部から５００ｍｍ）に合わせてある場合において、長さが９００ｍｍ（基準穴１２ａの中心が端部から４５０ｍｍ）のワークを載置する場合には、幅５０ｍｍの補助部材（具体的には、方形状の板部材）を当たり止め部３５とワークの左側端部との間に介挿させる。これにより、基準穴１２ａの横方向（Ｘ方向）の位置は、一番長いワークを載置したときの基準穴１２ａの位置とほぼ同じ位置となり、上記した横方向の位置関係を満たすことになる。すなわち、このような補助部材を長さの異なるワークの種類分だけ用意し、載置台３０に載置するワークの長さに応じて使い分ければよい。

この場合、治具基盤２０上の５組の載置台３０の全てに同じ種類のワーク１０を載置する場合には、この種類に対応する補助部材を長尺状に形成しておき、５組すべての載置台３０の全体に１本の補助部材を架け渡すようにすればよい。すなわち、５組すべての分割載置台３０ａの当たり止め部３５に、長尺状の補助部材の長手方向の一側部が当接するようにして設置すればよい。このように、長尺状の補助部材を用いることにより、設置台３０への補助部材の設置の手間を省くことができる。すなわち、各組の設置台３０に補助部材を一つ一つ設置する手間を省くことができる。

次に、ワーク１０を位置決め治具１に取り付ける手順について、ここで再度説明する。ただし、上記した補助部材については説明を省略する。

図１に示す位置決め治具１の載置台３０に、ワーク１０を載置する。すなわち、ワーク１０の作業片１１が載置台３０の作業側当接面３１に当接するまで、ワーク１０の基準片１２を載置台３０の基準側当接面３２と押圧部材５０との間に差し込む。このとき、押圧部材５０によってワーク１０の縦方向（Ｙ方向）の位置決めが行われる。このような作業を、全ての組の載置台３０について行う。これにより、位置決め治具１には、図２に示すように全ての載置台３０にワーク１０が載置される。

この状態で、位置決め部材４０の可動子４５を図２中Ｙ１方向に前進移動させて、図８に二点鎖線で、及び、図１０Ｂに実線で示すように、位置決めピン４１のピン部４１ｂを基準穴１２ａに挿入（係合）させる。このとき、図８に示すように、位置決めピン４１の円錐状のピン部４１ｂが基準穴１２ａの内周縁に当接して若干上方（Ｚ２方向）に移動し、これに伴って弾性体４２が若干上方に湾曲するため、この弾性体４２の弾性復元力によって、位置決めピン４１に下方（Ｚ１方向）への付勢力が働き、その結果、ワーク１０全体が下方に付勢される。これにより、ワーク１０の作業片１１が設置台３０の作業側当接面３１に当接して、ワーク１０の高さ方向（Ｚ方向）の位置決めが行われる。

一方、図１０Ａに示すように、位置決めピン４１のピン部４１ｂを基準穴１２ａに挿入（係合）させると、位置決めピン４１のピン部４１ｂの円錐面が基準穴１２の右側部分の周端部１２ａ１１に当接して、ワーク１０が右方向（Ｘ２方向）に若干移動し、最終的には、図１０Ｂに示すように、ピン部４１ｂの円錐面が基準穴１２の周端部１２ａ１全体に均等に当接するように係合して、位置決めピン４１の軸芯Ｐ１と基準穴１２ａの中心線Ｐ３とが一致する。これにより、ワーク１０の横方向（Ｘ方向）の正確な位置決めが行われる。

図１１は、上記手順によって位置決め治具１の載置台３０に載置されたワーク１０に基板を取り付けるロボット装置の一例を示している。また、図１２は、ワーク１０に取り付ける基板の一例を示している。

本実施形態では、基板９０は、ワーク１０の作業片１１と同じ長尺状の板体であり、作業片１１の各ねじ山１１ａに対向する位置にそれぞれ貫通穴９１が形成されている。

ロボット装置８０は、中央部に治具台８１が配置され、この治具台８１を挟んでＸ方向の左右両側に、ガイドレール８２が並行に配置されている。このガイドレール８２を跨ぐ形でＹ方向に往復移動可能にスライドレール８３が配置され、このスライドレール８３に、Ｘ方向に往復移動可能に本体支持部８４が取り付けられている。また、本体支持部８４には、スライダー部８５を介して上下方向（Ｚ方向）に往復移動可能にドライバー部８６が取り付けられている。ドライバー部８６は、本実施形態では、図示しない雌ねじ（ナット）をワーク１０のねじ山（雄ねじ）１１ａにねじ固定するためのものである。

このようなロボット装置８０において、治具台８１の左右両側には、位置決めピン８７が立設されており、位置決め治具１の治具基盤２０にも、図１に示すように、位置決めピン８７に対向する左右両側の位置に位置決め穴２１が形成されている。

上記構成において、まず、位置決め治具１の載置台３０にワーク１０を載置した状態で、図１３に示すように、ワーク１０のねじ山１１ａに基板９０の貫通穴９１を嵌め合わせて基板９０をワーク１０の作業片１１上に載置する。

次に、ワーク１０上に基板９０を載置した位置決め治具１をロボット装置８０にセットする。すなわち、治具基盤２０の位置決め穴２１に治具台８１の位置決めピン８７を通して、位置決め治具１を治具台８１上に載置する。この後、スライドレール８３と本体支持部８４とをＹ方向及びＸ方向に適宜移動させてドライバー部８６を所定のワーク１０の所定のねじ山１１ａに移動させ、この状態でスライダー部８５によりドライバー部８６を降下させて、図示しない雌ねじ（ナット）をねじ山１１ａに順次ねじ固定していくことで、基板９０をワーク１０にねじ止め固定する。

なお、上記実施形態では、ワーク１０の作業片１１の作業部位１１ａをねじ山として説明しているが、作業部位１１ａがねじ穴（雌ねじ）である場合には、ロボット装置８０のドライバー部８５は、雄ねじ（ボルト）をワーク１０のねじ穴（雌ねじ）にねじ固定することになる。

また、上記実施形態では、位置決め治具１は、基板９０をねじ止め固定するためのワーク１０の位置決め治具として説明しているが、このようなねじ止め固定のためのワークの位置決め治具に限定されるものではない。例えば、基板を溶接等で固定するためのワークの位置決め治具等、種々の加工を行うワークの位置決め治具として利用することができる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明の位置決め治具は、基板をねじ止め固定するためのワークや、基板を溶接等で固定するためのワーク等、種々の加工を行うワークの位置決め治具として利用することができる。

１ 位置決め装置
１０ ワーク
１１ 作業片
１１ａ 作業部位（ネジ山またはねじ穴）
１２ 基準片
１２ａ 基準穴
２０ 治具基盤
２１ 位置決め穴
３０ 設置台
３０ａ，３０ｂ 分割設置台
３１ 作業側当接面（上面）
３２ 基準側当接面
３５ 当たり止め部
４０ 位置決め部材
４１ 位置決めピン
４２ ピン保持部（弾性体，板バネ）
４２ａ 一端部
４２ｂ 延設先端部
４３ スライド部
４４ 直線ガイド
４４ａ 底板
４４ｂ 側板
４４ｃ 縁板
４５ 可動子
４５ａ可動本体部
４５ｂ 取付部
５０ 押圧部材
５１ 保持台
５２ プランジャ保持部
５２ａ 底面
５２ｂ 開口端部
５３ ボールプランジャ
５４ コイルばね
５５ ボール
８０ ロボット装置
８１ 治具台
８２ ガイドレール
８３ スライドレール
８４ 本体支持部
８５ スライダー部
８６ ドライバー部
９０ 基板
９１ 貫通穴

Claims (10)

1. 作業部位を有する長尺状の作業片と、基準穴を有する長尺状の基準片とを有する作業部材を位置決め保持する位置決め治具であって、
   治具基盤上に、前記作業部材の前記作業片が当接される作業側当接面、及び、前記作業部材の前記基準片が当接される基準側当接面を有する前記作業部材の設置台と、前記設置台の前記基準側当接面に対向配置された押圧部材と、前記設置台に設置された前記作業部材の前記基準片に対向配置された位置決め部材とが設けられ、
   前記位置決め部材は、前記作業部材の前記基準穴に係合する位置決めピンと、前記位置決めピンを保持するピン保持部と、前記基準片の対向面に対して垂直な方向である第１の方向に前記ピン保持部を進退移動させて、前記位置決めピンを前記基準穴に係脱させるスライド部とからなり、
   前記ピン保持部は、前記設置台に設置された前記作業部材の前記基準片の長手方向に沿う第２の方向に対して、前記基準片の対向面に沿って直交する第３の方向に前記位置決めピンを揺動させる弾性体を備えたことを特徴とする位置決め治具。
2. 請求項１に記載の位置決め治具であって、
   前記第３の方向のうち、前記基準片の対向面に沿って前記作業片から離れる方向を押圧方向とするとき、
   前記位置決めピンは、前記設置台に前記作業部材が設置された状態で、前記位置決めピンの軸芯が前記基準穴の中心よりも前記押圧方向にずらせて配置されていることを特徴とする位置決め治具。
3. 請求項１または請求項２に記載の位置決め治具であって、
   前記設置台には、前記第２の方向の一方の側に、前記作業部材の一方の縁部を当接させる当たり止め部が設けられ、
   前記当たり止め部に一方の縁部を当接させた状態で前記設置台に設置されている前記作業部材の前記基準穴に、前記位置決めピンを係合させることで、前記作業部材の前記第２の方向の位置決めが行われることを特徴とする位置決め治具。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   前記スライド部は、前記治具基盤上に配置された直線ガイドと、前記直線ガイドに案内されて前記第１の方向に往復移動可能に設けられた可動子とからなり、前記可動子に前記弾性体の一端部が固定されて前記治具基盤の盤面と並行に前記第２の方向に延設配置され、その延設先端部に前記位置決めピンが固定されていることを特徴とする位置決め治具。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   前記押圧部材は、前記載置台の前記基準側当接面に対向配置された保持台と、前記保持台に保持されたボールプランジャとを備えたことを特徴とする位置決め治具。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   前記作業部材は、前記作業片と前記基準片とからなる断面Ｌ字状に形成され、前記作業部位は、前記作業片の長手方向に直線状に配置された１または複数個のねじ山またはネジ穴であることを特徴とする位置決め治具。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   前記載置台は、前記治具基盤上において前記第２の方向に２分割して直線配置され、前記押圧部材は、分割配置された各分割載置台の基準側当接面にそれぞれ対向配置され、前記位置決め部材は、前記分割載置台の間に配置されていることを特徴とする位置決め治具。
8. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   治具基盤上に、前記設置台と位置決め部材と押圧部材とが複数組設けられていることを特徴とする位置決め治具。
9. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の位置決め治具であって、
   治具基盤上に、前記設置台と位置決め部材と押圧部材とが、前記第１の方向に所定の間隔を存して並行に複数組設けられていることを特徴とする位置決め治具。
10. 請求項９に記載の位置決め治具であって、
    前記スライド部は、前記治具基盤上において前記第１の方向に配置された１本の直線ガイドと、１本の可動子とからなり、前記可動子に各組の前記弾性体の一端部が前記第１の方向に前記所定の間隔を存してそれぞれ固定されていることを特徴とする位置決め治具。

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