JP2012115938A

JP2012115938A - 位置決めピンユニット、およびこのユニットを具備した位置決め装置

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Publication number: JP2012115938A
Application number: JP2010267137A
Authority: JP
Inventors: Ei Yoshino; 鋭吉野
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: JP5645623B2

Abstract

【課題】ワークを傷付けることなくスムーズかつ高精度に位置決めすることのできる位置決めピンユニット、およびこのユニットを具備した位置決め装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る位置決めピンユニット１０は、ワーク１１に設けた位置決め基準穴１２に対して挿通可能な位置決めピン１３と、位置決めピン１３を揺動ないしピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持可能な支持部、および位置決めピン１３を所定の位置及び姿勢にロック可能なロック部を兼ねるフック部１７と、位置決め基準穴１２が位置決めピン１３に挿入された状態のワーク１１を検知し、ロック部によるロック動作を可能とするトリガ部としての凸部１９とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、位置決めピンユニット、およびこのユニットを具備した位置決め装置に関する。

ワークに対して所定の加工や組付け作業を行う場合、当該ワークの位置決めは、通常、所定の作業領域内に設けた位置決めピンにより行われている。ここで、ワークの位置決めに用いられるピン（位置決めピン）は、取り付けベースにねじ止め等により固定され、これら複数の位置決めピン間のピッチは固定されている。

ここで、上記の位置決めピンとしては、例えば下記特許文献１に記載されているように、パネル状のワークに形成された位置決め基準穴に挿入し、この位置決め基準穴の周縁部を、位置決めピンの外周面に対して出没自在に配設されたクランプアームでクランプすることで、当該パネル状ワークを位置決めした状態で保持するものが知られている。

また、例えば下記特許文献２に記載されているように、ばね等により基端側を軸方向に向けて弾性支持することにより、パネル状ワークの位置決め基準穴に位置決めピンを挿通し損なって、当該ワークと位置決めピンとが衝突した際の衝撃を弾性支持部で吸収可能とする位置決めピンが知られている。

特開２０１０−１７３０２４号公報特開平４−２０１０４１号公報

ところで、ワーク搬送時に生じるワークの位置ずれや、当該ワークにおける位置決め基準穴の位置精度等に起因して、位置決めピンにワークをセットできないことがある。このような場合、位置決めピンとワークの位置決め基準穴との一方が他方に対してずれているために、位置決めピンをワークの位置決め基準穴に挿通させることができず、また、位置決め基準穴の周縁部に位置決めピンが衝突することで、ワークに傷が付くこともある。

ここで、上記特許文献１のように、位置決めピンに内蔵したクランプアームでワークをクランプする場合、多少の位置ずれであれば、クランプ動作の過程で自然に正規の位置にワークを戻せるようにも思えるが、ワーク位置決め基準穴と位置決めピンとの位置ずれが著しい場合には、そもそもワークの位置決め基準穴に位置決めピンを挿通させることができないため、当該手段では対応することができない。

また、上記特許文献２に記載のように、基端側で弾性支持された位置決めピンを用いれば、仮にワークの位置決め基準穴の周縁部が位置決めピンと衝突したときであっても、その際の衝撃を吸収することができるので、ワークは傷付かずに済む。しかしながら、上記構成の位置決めピンでは、上記接触状態から、ワークの位置決め基準穴を位置決めピンに挿通可能な位置に移動させることはできないため、改めてワークをセットし直す等の手間が余分に掛かってしまう。

そのため、この種の位置ずれに対しては、位置決めピンとワークの位置決め基準穴との嵌め合いを緩めて（例えば位置決めピンの外径を挿通孔よりもやや小さめにとって）、ワークと位置決めピンとの干渉を防止するようにしている。しかし、この方法では、当然に嵌め合い隙間が大きくなるために両者の間に遊びが生じ、この遊びの分だけ位置決め精度が低下する、との問題があった。

また、特にワークが比較的大型のパネル状部材である場合には、複数の位置決め基準穴に位置決めピンを挿通して位置決めを図ることになるが、その際には、パネル状のワークにたわみや反りが生じることがあり、そのままの状態でワークをセットしようとすると、鉛直上方に向けて立設した位置決めピンに対して位置決め基準穴が傾いた状態で挿通動作が行われる。これでは、位置決め基準穴に位置決めピンを挿通することは不可能であり、ワークと位置決めピンとの干渉は避けられない。こうなると、位置決めピンの外径を相対的に小さくしたり、先端を真円形状ではなく異形（例えばダイヤモンド形状）としたりして対応するしかないが、この方法だと、上記と同様の理由で、位置決めピンに対する位置精度が低下する、との問題があった。

以上の事情に鑑み、ワークを傷付けることなくスムーズかつ高精度に位置決めすることのできる位置決めピンユニット、およびこのユニットを具備した位置決め装置を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る位置決めピンユニットにより達成される。すなわち、この位置決めピンユニットは、ワークに設けた位置決め基準穴に対して挿通可能な位置決めピンと、位置決めピンを揺動ないしピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持可能な支持部と、位置決めピンを所定の位置及び姿勢にロック可能なロック部と、位置決め基準穴が位置決めピンに挿入された状態のワークを検知し、ロック部によるロック動作を可能とするトリガ部とを具備した点をもって特徴付けられる。

このように、本発明は、通常であれば、固定に際して高い位置精度が要求される位置決めピンを、あえてワーク位置決め基準穴との挿通動作中には固定することなく揺動ないしピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持し、かつ最終的には当該ピンを適切な位置に固定するようにすることで、高精度な位置決めを可能としたことを特徴とする。すなわち、位置決めピンを、支持部に対して揺動ないしピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持するようにしたので、仮に位置決め基準穴と位置決めピンとの相対位置がずれていて、ワークと位置決めピンとが接触する場合であっても、ワークとの接触に伴い、位置決めピンが上記ずれを解消する向きに揺動ないし上記方向にスライドする。これにより、ワークの位置決め基準穴に対する位置決めピンの位置ないし姿勢を矯正して、スムーズな挿通を図ることができる。また、上述のように位置決めピンは固定されていないので、ワークと接触した際の衝撃を揺動ないし上記方向のスライド動作により吸収することができる。従って、ワークに傷が付く事態を避けることができる。また、本発明に係る位置決めピンユニットは、位置決めピンを所定の位置及び姿勢にロック可能なロック部、および、位置決め基準穴が位置決めピンに挿通された状態のワークを検知し、トリガ部により、ロック部によるロック動作を可能とするトリガ部を具備しているので、位置決め基準穴に位置決めピンがスムーズに挿通されてから、ワークが所定の載置面に載置されるまでの間に、位置決め基準穴に挿通された状態の位置決めピンを所定の位置及び姿勢に固定することができる。従って、ワークのセット時の位置や姿勢が正規の位置等からずれていた場合においても、最終的に適切な位置に固定された位置決めピンに対してワークが位置決めされ、これによりワークを無理なくかつ高精度に位置決めすることが可能となる。また、揺動ないし上記方向にスライド自在な位置決めピンにより、多少の位置ずれ等があっても、当該位置決めピンをワークの位置決め基準穴に無理なく挿通することができるので、両者の嵌め合いすき間を必要以上に広げなくても済む。これによっても、ワークの位置決めを高精度に行うことが可能となる。

また、本発明に係る位置決めピンユニットは、さらにワーク受け面を具備したものであってもよく、この場合、トリガ部はロック部と一体的に設けられると共に、ワーク受け面に対して突出又は退避可能に配置され、ワークがワーク受け面に当接し、ワーク受け面から突出した状態のトリガ部が退避する向きに押し込まれることで、ロック部がトリガ部と連動し、ロック部によるロック動作が行われるようにしたものであってもよい。

上記構成によれば、ワークの位置決め基準穴に位置決めピンが挿通されていき、ワークがワーク受け面に到達した際、ワーク受け面から突出した状態のトリガ部が、ワークが所定位置に到達したことを検知するのと同時に、ロック部を連動させて、位置決めピンのロック動作が行われる。そのため、位置決めピンユニットにワーク受け面を設けることができる場合には、ワークをワーク受け面にセットするだけで、位置決めピンを適切なタイミングで確実に所定の位置及び姿勢にロックすることが可能となる。

また、以上の説明に係る位置決めピンユニットは、例えば、位置決めピンユニットを複数個具備し、ワークに設けた位置決め基準穴の数及び位置に応じて、当該位置決めユニットを所定のピッチで複数箇所に配置してなる位置決め装置として提供することが可能である。

上記構成の位置決めピンユニットを具備した位置決め装置であれば、仮に位置決め基準穴と位置決めピンとの位置がずれ、あるいはワークのセット作業時の変形等により、位置決めピンに対する位置決め基準穴が傾いている箇所が混在している場合であっても、それぞれの位置ずれを個別に吸収して、かつ全ての位置決め基準穴を、所定のピッチで配置された位置決めピンにより所定の位置に保持することができる。従って、１回のセット作業でワークを確実かつ高精度に位置決めすることが可能となる。

以上のように、本発明に係る位置決めピンユニット、およびこの位置決めピンユニットを具備した位置決め装置によれば、ワークを傷付けることなくスムーズかつ高精度に位置決めを図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る位置決めピンユニットの斜視図である。図１中のＡ−Ａ断面図である。ワークをセットする際の位置決めピンユニットの動作を説明するための要部断面図であって、位置決めピンをワークの位置決め基準穴に挿通する際の動作を説明するための断面図である。ワークをセットする際の位置決めピンユニットの動作を説明するための断面図であって、ワーク受け面にワークを当接させた際の動作を説明するための断面図である。位置決めピンを複数のロック部によりロックした状態を説明するための平面図である。本発明の第２実施形態に係る位置決めピンユニットの断面図である。本発明の第３実施形態に係る位置決めピンユニットの断面図であって、ワーク受け面にワークを当接させる前の状態を示す断面図である。図７に示す位置決めピンユニットの断面図であって、ワーク受け面にワークを当接させたときの状態を示す断面図である。本発明に係る位置決めピンユニットを具備した位置決め装置の一例を示す斜視図である。本発明に係る位置決めピンユニットを具備した位置決め装置の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明に係る位置決めピンユニットの第１実施形態を図１〜図５に基づき説明する。なお、この実施形態では、パネル状のワークを位置決め対象とし、かつ、位置決めピンが鉛直上方に配向しているものとして、以下説明する。

本発明の第１実施形態に係る位置決めピンユニット１０は、図３に示すように、ワーク１１に設けた位置決め基準穴１２に対して挿通可能な位置決めピン１３と、図２に示すように、位置決めピン１３の基端側（挿通側の端部とは反対側）を収容するピン収容穴１４を有する支持基体１５と、支持基体１５に対して揺動可能に支持されたアーム部１６とを具備する。このうち、アーム部１６の長手方向一端（支持基体１５に支持された状態では内径側の端部）には、位置決めピン１３の基端側と係合可能なフック部１７が形成されている。また、支持基体１５の、位置決めピン１３が突出する側の端面には、ワーク１１と当接可能なワーク受け面１８が設けられると共に、アーム部１６の長手方向他端（支持基体１５に支持された状態では外径側の端部）には、アーム部１６の揺動に伴い、ワーク受け面１８に対して突出ないし退避可能な凸部１９が形成されている。

ここで、フック部１７は、位置決めピン１３を揺動自在に支持可能な支持部と、位置決めピン１３を所定の位置及び姿勢にロック可能なロック部とを兼ねる。また、凸部１９は、位置決め基準穴１２に位置決めピン１３が挿通された状態のワーク１１を検知し、ロック部によるロック動作を可能とするトリガ部として機能する。以下、各構成要素の詳細を説明する。

位置決めピン１３は、先端（挿通側の端部）に略円錐状のテーパ面２０を有すると共に、軸方向中間位置にフランジ部２１を有する。このうち、テーパ面２０は、図３に示すように、ワーク１１の位置決め基準穴１２への位置決めピン１３の挿通時、位置決め基準穴１２の周縁部がテーパ面２０と接触した際、当該周縁部をテーパ面２０の大径側に案内することで、位置決め基準穴１２のセンタを位置決めピン１３のセンタに向けて案内する役割を果たす。また、フランジ部２１は、図２ないし図４に示すように、ワーク受け面１８にワーク１１が当接した際、ワーク１１によりフランジ部２１を、支持基体１５のワーク受け面１８と段差を介してその内径側に隣接するフランジ受け面２２に押し付けることで、フランジ部２１を一体に有する位置決めピン１３を所定の姿勢、すなわちその先端部を鉛直上方に向けた姿勢へと案内する役割を果たす。

位置決めピン１３の基端側には、図２に示すように、アーム部１６の内径側端部に設けられたフック部１７と軸方向で係合する被係合部２３が形成されている。この図示例では、位置決めピン１３の基端面に開口するフック部挿通穴が形成されており、この挿通穴の開口部から内径側に突出した部分が被係合部２３となっている。従って、この挿通穴に、支持基体１５に支持された状態のアーム部１６のフック部１７を挿通することで、フック部１７と被係合部２３とが軸方向で常に係合する状態となる。この際、被係合部２３は、支持部としてのフック部１７に対する抜止めの役割も果たす。また、支持基体１５と位置決めピン１３との間には、位置決めピン１３に許容される最大の揺動角ないしスライド量を想定して、所定の大きさの半径方向すき間および軸方向すき間が形成される。これにより、位置決めピン１３が、支持部（フック部１７）に対して円周方向の全方向に揺動自在に支持される。もちろん、被係合部２３とフック部１７との形状ないしすき間の大きさを調整することで、位置決めピン１３を揺動及びピン長手方向に対して直交する向きにスライド自在に支持することもできる。

支持基体１５には、その一端がピン収容穴１４に開口し、他端がワーク受け面１８に開口する、アーム部１６を収容可能なアーム部収容穴２４が形成されている。この実施形態では、トリガ部（凸部１９）の個数に合わせて４つのアーム部収容穴２４が支持基体１５に形成されると共に、各アーム部収容穴２４にアーム部１６が収容される（図１及び図２を参照）。また、各アーム部収容穴２４には、水平方向に伸びる固定軸２５が配設されており、この固定軸２５まわりにアーム部１６が揺動可能に支持される。この実施形態では、ピン収容穴１４の周囲４箇所にアーム部収容穴２４が円周方向等間隔に形成されるようになっている。また、同寸法のアーム部１６を各アーム部収容穴２４の同じ位置で固定軸２５まわりに揺動支持するようになっている。

以下、本実施形態に係る位置決めピンユニット１０の位置決め動作の一例を説明する。

まず、位置決めピンユニット１０の上方に位置決め対象となるワーク１１を配置し、当該ワーク１１を下降させる。そして、位置決めピンユニット１０に設けた位置決めピン１３をワーク１１の位置決め基準穴１２に挿通することで、位置決めピンユニット１０によるワーク１１の水平方向位置決めを行う。この段階では、アーム部１６の長手方向他端に設けたトリガ部としての凸部１９は何れもワーク受け面１８に対して突出した状態にある（図１ないし図２を参照）。

この際、位置決めピンユニット１０上方へのワーク１１の配置、及び位置決めピンユニット１０に向けたワークの下降動作は、例えばクランプアーム等の機械で自動的に、もしくは作業者の手で行われる。そのため、例えば図３（ａ）に示すように、ワーク１１の位置決め基準穴１２と位置決めピン１３との間に水平方向のずれが小さい場合には、位置決め基準穴１２の周縁部がテーパ面２０と接触した際、当該周縁部をテーパ面２０の大径側に案内することで、位置決め基準穴１２のセンタを位置決めピン１３のセンタに案内して、当該位置決めピン１３を位置決め基準穴１２に挿通させることができる。ところが、図３（ｂ）に示すように、ワーク１１が何らかの理由で（例えば大型のパネル状部材であって、セット時にたわみや反りが生じる等して）、鉛直上方に向けて立設した位置決めピン１３に対して位置決め基準穴１２が傾いた状態で挿通動作が行われる場合、位置決め基準穴１２と位置決めピン１３とのずれ量が過大となり、位置決めピン１３の先端に設けたテーパ面２０だけでは、位置決めピン１３を位置決め基準穴１２に挿通可能な位置まで案内できないおそれが生じる。ここで、上記構成に係る位置決めピンユニット１０は、位置決めピン１３を、支持部（フック部１７）に対して揺動自在に支持しているので、位置決め基準穴１２の周縁部が傾いた状態で位置決めピン１３の先端に設けたテーパ面２０に接触すると、位置決め基準穴１２と位置決めピン１３のセンタが一致する向きに位置決めピン１３が揺動し、これによりワーク１１が直下に移動する（共に、図３（ｂ）中、二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に向けて）。これにより、ワーク１１の位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の位置ないし姿勢を矯正して、位置決めピン１３を位置決め基準穴１２に対してスムーズに挿通することができる。

そして、上述のように位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の挿通動作が行われた後、ワーク１１がワーク受け面１８に到達すると、ワーク受け面１８から突出した状態のトリガ部としての凸部１９がワーク受け面１８に対して退避する向きに押し込まれる。これにより、支持基体１５の固定軸２５まわりに揺動支持された状態のアーム部１６が、凸部１９の側を押し下げる向きに揺動し、凸部１９とは反対側の端部に設けたフック部１７の先端が外径側に向けて移動する（図４中、二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に向けて）。これにより、位置決めピン１３の被係合部２３が、複数のフック部１７（ロック部）により外径側に向けて引張られ（図５を参照）、位置決めピン１３が水平方向の所定位置にロックされる。また、ワーク１１により位置決めピン１３に設けたフランジ部２１が下方に押し込まれて、支持基体１５のフランジ受け面２２に当接することで、位置決めピン１３が所定の姿勢（鉛直方向に立設した姿勢）に案内される。従って、ワーク１１をワーク受け面１８に載置したとき、位置決めピン１３が、トリガ部（凸部１９）およびロック部（フック部１７）の働きにより所定の位置および姿勢にロックされ、これにより位置決めピン１３に挿通された状態のワーク１１の水平方向の位置決めが高精度に行われる。

また、この実施形態では、ピン収容穴１４の周囲４箇所にアーム部収容穴２４が円周方向等間隔に形成されており、同寸法のアーム部１６を各アーム部収容穴２４の同じ位置で固定軸２５まわりに揺動支持している。そのため、トリガ部としての凸部１９がワーク受け面１８に対して退避する向きに押し込まれて、凸部１９の側を押し下げる向きにアーム部１６が揺動し、凸部１９とは反対側の端部に設けたフック部１７が位置決めピン１３の外径側に向けて移動した際、図４及び図５に示すように、位置決めピン１３の被係合部２３が４個のフック部１７で外径側に均等に引張られる。これにより、位置決めピン１３を、ピン収容穴１４の中心軸と一致するセンタ位置にかつ鉛直上方に立設した状態に確実にロックすることが可能となる。

以下、本発明に係る位置決めピンユニットの第２実施形態を図６に基づき説明する。

本発明の第２実施形態に係る位置決めピンユニット３０は、何れも支持基体１５に収容され、凸部１９を上端に有し、位置決めピン１３の立設方向に沿ってスライドする第一スライド部３１と、第一スライド部３１の下端で係合し、第一スライド部３１の下降動作に伴い内径側にスライド可能な第二スライド部３２とを具備する。また、第二スライド部３２の内径側端部には、凸球面部３３が形成されると共に、位置決めピン１３の外周には、凸球面部３３と係合可能な凹球面部３４が形成される。また、支持基体１５のピン収容穴１４の下端面からは、先端にフランジ部３５を有する軸状支持部３６が立設しており、この軸状支持部３６の先端（フランジ部３５）を位置決めピン１３の基端面に設けた開口部に収容することにより、軸状支持部３６が、位置決めピン１３をピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持する支持部として機能する。また、位置決めピン１３に設けたフランジ部２１は常時、支持基体１５のフランジ受け面２２に当接しており、この当接状態を保ったままで位置決めピン１３が上記方向にスライド自在に支持されるようになっている。

また、この実施形態では、第二スライド部３２の内径側端部に設けた凸球面部３３がロック部として機能し、第一スライド部３１に設けた凸部１９が、第一および第二スライド部３１，３２との協働によりロック部による位置決めピン１３のロック動作を可能とするトリガ部として機能する。この他の構成及び作用については、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。

上記構成の位置決めピンユニット３０であれば、ワーク１１の位置決め基準穴１２への位置決めピン１３の挿通時、位置決めピン１３が軸状支持部３６に対して上記方向にスライド自在なように支持されるので、図３に例示の如く、ワーク１１の位置決め基準穴１２が位置決めピン１３に対して水平方向にずれたり、あるいは、位置決めピン１３に対して傾いたりした状態で上記ずれ量が大きい場合にあっても、位置決め基準穴１２と位置決めピン１３のセンタが一致する向きに位置決めピン１３がスライドする。これにより、ワーク１１の位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の位置ないし姿勢を矯正して、位置決めピン１３を位置決め基準穴１２に対してスムーズに挿通することができる。

そして、上述のように位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の挿通動作が行われた後、ワーク１１がワーク受け面１８に到達すると、ワーク受け面１８から突出した状態のトリガ部としての凸部１９がワーク受け面１８に対して退避する向きに押し込まれる。これにより、凸部１９を上端に有する第一スライド部３１が下方に移動すること共に、この第一スライド部３１と係合する第二スライド部３２が内径側にスライドする（図６中、実線位置から二点鎖線で示す位置に向けて）。これにより、第二スライド部３２の内径側端部に設けた凸球面部３３が、対向する位置決めピン１３の凹球面部３４に向けて押し込まれるので、例えば第１実施形態と同様、上記凸球面部３３を位置決めピン１３の周囲に円周方向等間隔に複数配置することで、位置決めピン１３が外径側から均等な力で押圧され、ピン収容穴１４のセンタ位置に移動した状態でロックされる。また、位置決めピン１３に設けたフランジ部２１が常に支持基体１５のフランジ受け面２２に当接しているので、位置決めピン１３は所定の姿勢（鉛直方向に立設した姿勢）に維持される。従って、ワーク１１をワーク受け面１８に載置したとき、位置決めピン１３が、トリガ部（凸部１９）およびロック部（凸球面部３３）の働きにより所定の位置および姿勢にロックされ、これにより位置決めピン１３に挿通された状態のワーク１１の水平方向の位置決めが高精度に行われる。

以下、本発明に係る位置決めピンユニットの第３実施形態を図７および図８に基づき説明する。

本発明の第３実施形態に係る位置決めピンユニット５０は、図７に示すように、ピン収容穴１４の下端面上にばね等の弾性部材５１を配設してなるもので、その上端を位置決めピン１３の基端面に固定し、下端をピン収容穴１４の下端面に固定している。また、第１及び第２実施形態と同様、位置決めピン１３と支持基体１５との間には、所定の大きさの半径方向すき間及び軸方向すき間が設けられている。また、位置決めピン１３の基端側の外周には、基端面に向かうにつれて縮径する第一テーパ面５２が形成されると共に、ピン収容穴１４の内周の、第一テーパ面５２と対向する位置には、図８に示すように、位置決めピン１３の下方への移動に伴い、第一テーパ面５２と係合する第二テーパ面５３が形成される。

この場合、弾性部材５１が、位置決めピン１３を支持基体１５に対して揺動自在に支持する支持部として機能する。また、位置決めピン１３に設けられたフランジ部２１が、ワーク１１が位置決めピン１３により位置決め可能な所定位置（ここではワーク受け面１８）に到達したことを検知し、後述するロック部によるロック動作を可能とするトリガ部として機能する。また、第二テーパ面５３が、ワーク１１の位置決め可能位置への到達時、トリガ部の動作により、位置決めピン１３を所定位置にロックするためのロック部として機能する。なお、この第二テーパ面５３は、上述の通りロック部として機能すればよく、第一テーパ面５２と同角度もしくは第一テーパ面５２の傾斜角よりも水平に対して小さく設定される。

上記構成の位置決めピンユニット５０であれば、ワーク１１の位置決め基準穴１２への位置決めピン１３の挿通時、位置決めピン１３が支持部としての弾性部材５１により支持基体１５に対して揺動自在に支持される。これにより、図３に例示の如く、ワーク１１の位置決め基準穴１２が位置決めピン１３に対して水平方向にずれたり、あるいは、位置決めピン１３に対して傾いたりした状態となり上記ずれ量が大きい場合にあっても、位置決め基準穴１２と位置決めピン１３のセンタが一致する向きに位置決めピン１３が揺動する。これにより、ワーク１１の位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の位置ないし姿勢を矯正して、位置決めピン１３を位置決め基準穴１２に対してスムーズに挿通することができる。

そして、上述のように位置決め基準穴１２に対する位置決めピン１３の挿通動作が行われた後、ワーク１１がワーク受け面１８に到達すると、ワーク受け面１８から突出した状態のトリガ部としてのフランジ部２１がワーク受け面１８に対して退避する向きに押し込まれる。これにより、フランジ部２１を一体に有する位置決めピン１３自体が下方に押し込まれ、その基端側に設けた第一テーパ面５２が、支持基体１５の側に設けた第二テーパ面５３と係合し、ワーク１１と第二テーパ面５３とで位置決めピン１３を上下に挟持する（図８に示す状態）。あるいは、図示は省略するが、軽度の楔係合により、第一テーパ面５２が第二テーパ面５３に案内されつつ嵌り合う。これにより、第一テーパ面５２を一体に有する位置決めピン１３が、第二テーパ面５３を有する支持基体１５のピン収容穴１４のセンタ位置に案内された状態でロックされる。また、ワーク１１により位置決めピン１３に設けたフランジ部２１が下方に押し込まれて、支持基体１５のフランジ受け面２２に当接することで、位置決めピン１３が所定の姿勢（鉛直方向に立設した姿勢）に案内される。従って、ワーク１１をワーク受け面１８に載置したとき、位置決めピン１３が、トリガ部（フランジ部２１）およびロック部（第二テーパ面５３）の働きにより所定の位置および姿勢にロックされ、これにより位置決めピン１３に挿通された状態のワーク１１の水平方向の位置決めが高精度に行われる。

以上、本発明に係る位置決めピンユニットの第１〜第３実施形態を説明したが、このユニットは、上記例示の形態に限定されることはない。

例えば上記第１〜第３実施形態では、位置決めピン１３を、基端面に設けた開口穴（フック部挿通穴）の内側から外側に向けて引張ることで、あるいは基端側の外周面（凹球面部３４）を外側から内側に向けて押し込むことで位置決めピン１３の水平方向位置決めとロックとを図るようにしていたが、もちろん、これ以外の構造で位置決めピン１３を水平方向に位置決めを伴ってロックしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ピン収容穴１４の周囲４箇所にトリガ部（凸部１９）およびロック部（フック部１７、凸球面部３３）を配設した場合を説明したが、位置決めピン１３を均等に外径側に向けて均等に引張り、あるいは内側に向けて均等に押し込む限りにおいて、トリガ部およびロック部の個数は任意である。例えば円周方向３ヶ所あるいは５ヶ所以上に間隔を等しく空けてこれらトリガ部とロック部を配設してもよい。また、フック部１７の形状やその係合面積等を調整することで、位置決めピン１３を挟んで対向する２ケ所にトリガ部及びロック部を配設するようにしてもよい。

また、以上の説明では、ワーク１１を位置決めピンユニット１０（３０，５０）のワーク受け面１８に載置したときに、トリガ部およびロック部が作動して、位置決めピン１３を所定位置及び姿勢にロックする場合を説明したが、例えば、位置決めピンユニット１０の周囲であって、当該位置決めピンユニット１０のピン突出側の端面よりも位置決めピン１３の先端に近い位置に、ワーク載置面が設けられる場合、トリガ部を位置決めピンユニット１０から離隔して設け、当該載置面へのワーク１１の到達を検知することにより、ロック部にロック動作を許可するための信号を送るように構成してもよい。あるいは、ワーク受け面１８など所定の載置面からある程度浮いた状態で、かつ位置決め基準穴１２に位置決めピン１３が挿通された状態のワーク１１をトリガ部で接触又は非接触検知することにより、ロック部荷夜ロック動作を許可するようにしてもよい。

また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。

以上、本発明に係る位置決めピンユニットが取り得る実施形態について説明したが、上記説明に係る位置決めピンユニットは、例えばワークに設けた位置決め基準穴の数及び位置に応じて、位置決めユニットを所定のピッチで複数箇所に配置してなる位置決め装置として提供することもできる。以下、その例を図面を参照して説明する。

図９に示す位置決め装置１００は、取り付けベース１０１上に、複数の位置決めピンユニット１０を取り付けてなるもので、各位置決めピンユニット１０の位置決めピン１３，１３間のピッチｐが、ロック部により位置決めピン１３が所定の位置にロックされた状態において所定の距離となるよう、その取り付け位置が設定されている。

このように、本発明に係る位置決めピンユニット１０（３０，５０）を具備した位置決め装置１００であれば、仮に位置決め基準穴１２と位置決めピン１３との相対位置が水平方向にずれ、あるいはワーク１１のセット作業時の変形等により、位置決めピン１３に対する位置決め基準穴１２が傾いている箇所が混在している場合であっても、対応する各々の位置決めピンユニット１０で各箇所の位置ずれを個別に吸収して、かつ全ての位置決め基準穴１２を、所定のピッチｐとなるようロック可能な位置決めピン１３により所定の位置に保持することができる。従って、大型のパネル状部材のような類のワーク１１であっても、１回のセット作業で確実かつ高精度に位置決めすることが可能となる。

また、本発明に係る位置決めピンユニットは、例えば図１０に示す構造の位置決め装置２００として提供することもできる。すなわち、この位置決め装置２００は、シリンダ２０１等により回動自在に支持された位置決め用アーム２０２の先端下部に、本発明に係る位置決めピンユニット１０が取り付けてなるもので、例えば同図に示すように、一方のワーク２０３に対して他方のワーク２０４を重ね合わせて例えば溶接等により一体化する場合に用いられる。この図示例では、一方のワーク２０３を、鉛直上方に向けて立設固定した複数個の位置決めピンユニット１０で位置決めすると共に、当該位置決めされた状態の一方のワーク２０３上に他方のワーク２０４を載置し、このワーク２０４に設けた位置決め基準穴２０５に、位置決め用アーム２０２に設けた位置決めピンユニット１０の位置決めピン１３を挿通し、挿通した後、トリガ部及びロック部により位置決めピン１３を所定の位置及び姿勢にロックすることで、一方のワーク２０３に対する他方のワーク２０４の水平方向の位置決めを高精度に行えるようになっている。この位置決め装置２００によれば、位置決めピン１３を基準穴２０５に挿通するときに、位置決め用アーム２０２の回転に伴って円弧軌跡を描く位置決めピン１３の先端と、ワーク２０４の基準穴２０５の周辺とが干渉する場合でも、位置決めピン１３を揺動ないしスライドさせることで両者の干渉を回避することができる。また、位置決めピン１３を基準穴２０５から引き抜く際にも、位置決めピン１３を揺動ないしスライドさせることで、位置決めピン１３と基準穴２０５との干渉を回避することができる。

このように、本発明に係る位置決めピンユニットを具備した位置決め装置１００，２００であれば、固定側に設けた位置決めピン１３（位置決めピンユニット１０）に対してワーク１１を上方からセットする場合はもちろん、所定の面上に載置されているワーク２０４の上方から、位置決め用アーム２０２の下部に取り付けた位置決めピン１３（位置決めピンユニット１０）を振り込んで、ワーク２０４の位置決め基準穴２０５に挿通し、セットする場合などにも適用することができる。

また、上記実施形態では、位置決め対象となるワークとして、パネル状をなし、複数の位置決め基準穴を有するものを例示したが、もちろんこれには限定されない。パネル状以外の形状をなすワークを本発明に係る位置決めピンユニットの位置決め対象としてもよいし、また、位置決めピンユニットによる位置決め位置の個数は１個であっても構わない。

１０位置決めピンユニット（第１実施形態）
１１ワーク
１２位置決め基準穴
１３位置決めピン
１４ピン収容穴
１５支持基体
１６アーム部
１７フック部
１８ワーク受け面
１９凸部
２０テーパ面
２１フランジ部
２２フランジ受け面
２３被係合部
２４アーム部収容穴
２５固定軸
３０位置決めピンユニット（第２実施形態）
３１第一スライド部
３２第二スライド部
３３凸球面部
３４凹球面部
３５フランジ部
３６軸状支持部
５０位置決めピンユニット（第３実施形態）
５１弾性部材
５２第一テーパ面
５３第二テーパ面
１００位置決め装置
１０１取り付けベース
２００位置決め装置
２０１シリンダ
２０２位置決め用アーム
２０３一方のワーク
２０４他方のワーク
２０５位置決め基準穴

Claims

ワークに設けた位置決め基準穴に対して挿通可能な位置決めピンと、
前記位置決めピンを揺動ないしピン長手方向に直交する向きにスライド自在なように支持可能な支持部と、
前記位置決めピンを所定の位置及び姿勢にロック可能なロック部と、
位置決め基準穴が位置決めピンに挿入された状態のワークを検知し、前記ロック部によるロック動作を可能とするトリガ部とを具備した位置決めピンユニット。
さらに、ワークが当接可能なワーク受け面を具備し、前記トリガ部は前記ロック部と一体的に設けられると共に、前記ワーク受け面に対して突出又は退避可能に配置され、
前記ワークが前記ワーク受け面に当接し、前記ワーク受け面から突出した状態の前記トリガ部が退避する向きに押し込まれることで、前記ロック部が前記トリガ部と連動し、前記ロック部によるロック動作が行われるようにした請求項１に記載の位置決めピンユニット。