JP3666795B2 - 有孔ワークの位置決め機構 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め用の孔を有するワーク、特に薄板状の有孔ワークの位置決めに適した機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のボデーパネルには、組立時の位置決め用として多数の孔が設けられる。この種の孔を利用したワークの位置決め機構としては、従来、図7に示す機構が使用されている。
【0003】
この位置決め機構は、ワーク4の孔5に挿入される複数(図面では3つ)のクランプ部材1と、各クランプ部材1に対応して配置された受け部材2とで構成される。クランプ部材1は、孔5の軸方向と半径方向にそれぞれ移動可能であり、位置決めの際には、各クランプ部材1を孔5の内周よりも内径側に配置すると共に、ワーク4表面から浮上させた状態でワーク4を受け部材2上に配置し、その後、各クランプ部材1を外径側に移動させつつ降下させてワーク4に押し当て、クランプ部材1と受け部材2とで孔5の周縁部をクランプするようにしている。この時、各クランプ部材1の外周面を孔5の内周面に係合させることにより、ワーク4の半径方向での位置決めが行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示す従来構造では、受け部材2が定位置で固定されているため、図8に示すようにワーク4の形状が変わった際には、受け部材2がワーク4と干渉し、位置決め機能が得られない場合があった。
【0005】
そこで、本発明は、種々のサイズ・形状の有孔ワークに対して位置決め機能を安定して発揮することのできる位置決め機構の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明は、ワークに設けられた孔の周辺部をクランプしてワークの位置決めを行う位置決め機構において、複数のクランプ部材と複数の受け部材とを具備し、各クランプ部材に押え部を設けて各押え部を中心軸周りに配置し、各押え部が外側に張り出しており、各押え部が、押え部相互間の距離の拡縮により、ワークの前記孔を通過可能となる待機位置と前記孔の周辺部に対向するクランプ位置との間で移動可能であり、各受け部材に、各クランプ部材の押え部に対応する受け部を設けて、各受け部を前記中心軸周りに配置し、各受け部が相互間の距離を拡縮させる方向に移動可能であり、ワークの位置決め時に、クランプ部材の押え部を前記クランプ位置に配して、クランプ部材の押え部と押え部に対向する受け部とでワークを挟んで前記孔の周辺部をクランプすると共に、クランプ部材または受け部材の何れか一方を前記孔の内周面に押圧するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。
【0008】
本発明にかかる位置決め機構は、有孔ワークの位置決めを行うもので、図1に示すように、複数(図面では2つ)のクランプ部材10と、クランプ部材10と同数配置された受け部材20と、クランプ部材10および受け部材20を駆動する駆動機構30(図3および図4参照)とを主要構成要素とする。
【0009】
図1(a)(b)に示すように、クランプ部材10の一端には、上記孔50の外側に張り出た押え部11が形成されており、押え部11のワーク40表面との対向部(図面では下部)には、当該表面と平行な平面状の押え面13が形成されている。各クランプ部材10は、後述の駆動機構30により、押え部11間の距離が拡縮するように孔50の半径方向(以下、単に「半径方向」という)に同期駆動されると共に、押え部11がワーク4表面と接近・離反するように孔50の軸方向(以下、単に「軸方向」という)に同期駆動される。この半径方向移動と軸方向移動により、クランプ部材10の押え部11は、図1(b)に示すように、ワーク40の孔50の周辺部に密着するクランプ位置と、図2に示すように、孔50の内寸以下で(孔50を通過可能で)かつワーク4表面から浮上した待機位置との間で往復移動を行う。上記半径方向移動と軸方向移動は順次行う他、同時に行ってもよく、この場合、押え部11は、軸方向に対して傾斜する方向に往復移動する。図1(a)に示すように、2つのクランプ部材10は、孔50の直径を挟んでそれぞれ両側に段違いに配置されており、従って、両クランプ部材10が孔50の内径側に変位した際にもクランプ部材10同士が衝突・干渉することはない。
【0010】
受け部材20には、受け部21と、受け部21の内径部から軸方向に起立した起立部23とが設けらる。受け部21のワーク40表面との対向部(図面では上部)には、当該表面と平行な平面状の受け面25が形成され、位置決めの際には、図1に示すように、この受け面25とクランプ部材10の押え面13との間で薄板状のワーク40が密着状態でクランプされる。本実施形態の起立部23は、図1(a)に示すように、クランプ部材10を挟んでその両側に設けられており、各起立部23の外径側の面は、孔50の内周面にフィットするよう、例えば図1(a)に示すように球面状に形成される。受け部材20は、受け部材20相互間の距離が拡縮するように駆動機構30によって半径方向に同期駆動され、これにより受け部25がクランプ位置と待機位置との間で移動する。ここでいうクランプ位置は、上記クランプ位置にあるクランプ部材10の押え部11と対向する位置であり(図1)、待機位置はこれよりも内径側の位置で、少なくとも起立部23がワーク40の内周に挿入可能で、かつ受け部21がワーク40の孔50周辺部を支持できるような位置である(図2)。受け部材20は、上記のように半径方向に移動させるだけでなく、併せて軸方向に移動させるようにしてもよい。
【0011】
図3および図4は駆動機構30の一例を示すもので、シリンダ60とリンク機構70、80とを組合せたものを例示する。図3(a)に示すように、リンク機構70は、クランプ部材10を互いに交差させ、交差部分をピン71で相対回転自在に結合して構成される。クランプ部材10の他端には、軸方向に対して傾斜した長孔72が設けられており、この両長孔72に嵌合したピン73を介してシリンダ60から延びる第一ロッド62aが両クランプ部材10に結合されている。リンク機構80は、上記と同様に受け部材20の交差部分をピン81で結合すると共に、受け部材20の端部に設けた長孔82にピン83を介してシリンダ60から延びる第二ロッド62bを結合することにより構成される。このリンク機構70、80を用いることにより、第一および第二ロッド62a、62bを軸方向に往復駆動すれば、クランプ部材10や受け部材20の半径方向運動および軸方向運動を両部材10、20で独立して行うことが可能となる。
【0012】
シリンダ60は、図4に示すように二つのシリンダ要素60a、60bを一体化した構造で、二つのピストン61a、61bおよびピストンロッド62a、62bを備えている。シリンダ要素60a、60bは隔壁63によって仕切られており、隔壁63の両側にそれぞれピストン61a、61bが配置されている。ピストンロッドは同軸配置された第一ロッド62aおよび第二ロッド62bからなる二重構造で、両ロッド62a、62bはそれぞれ独立して進退移動可能である。内側の第一ロッド62aがロッド側のピストン61aに、外側の第二ロッド62bがヘッド側のピストン61bにそれぞれ結合されている。第一ロッド62aとロッド側のピストン61aとは、第二ロッド62bを貫通するピン64等を介して結合され、第二ロッド62bには、スリットを形成する等して第一ロッド62aと第二ロッド62bとの相対移動時におけるピン64の移動経路を確保するための対策がなされている。両ピストン61a、61bの両側空間にエア等の作動流体を出し入れするためのポート65a、65b、66a、66bが開口しており、このポート65a、65b、66a、66bへの作動流体の供給・遮断を制御することによって第一ロッド62aおよび第二ロッド62bをそれぞれ独立して軸方向に往復駆動させることが可能となる。この場合、上記の通り、第一ロッド62aの進退運動によりリンク機構70を介してクランプ部材10の半径方向移動および軸方向移動が行われ、第二ロッド62bの進退運動によりリンク機構80を介して押え部材20の半径方向移動および軸方向移動が行われる。
【0013】
上記位置決め機構によるワークの位置決めは以下の手順で行われる。先ず、駆動機構30を作動させ、クランプ部材10および受け部材20を上記待機位置に配置する。次に孔50の内周にクランプ部材10および起立部23を挿入しながらワーク40を受け部材20の受け部21上に配置する(図2の状態)。その後、駆動機構30を起動し、クランプ部材10をクランプ位置に移動させて孔50の周縁部に押し当て、同時に受け部材20を外径側に変位させてクランプ位置に配置する。クランプ部材10および受け部材20がクランプ位置に達すると同時に、起立部23が孔50の内周面を押圧するようクランプ部材10や受け部材20の半径方向移動量を予め定めておく。以上から、図1に示すように、押え部11と受け部21との間でワーク40がクランプされると共に、起立部23が押圧することによってワーク40が孔50の半径方向で拘束されるため、ワーク40の位置決めが完了する。
【0014】
この場合、ワーク40が孔50のサイズの異なるものや孔50の周辺形状が異なるものに変更された場合でも、クランプ部材10や受け部材20の移動量を修正することにより、図1と同様の態様でワーク40を位置決めすることができる。従って、ワークの種類を問わずにその位置決めが可能となり、位置決め機構の汎用性が高まる。
【0015】
以上の説明では、駆動機構30としてリンク機構70、80とシリンダ60との組合せたものを例示したが、少なくともクランプ部材10の半径方向および軸方向移動と、受け部材20の半径方向移動を制御できるものである限り、その構造は任意であり、例えばモータとボールねじの組合せ等も使用することができる。
【0016】
さらにエンコーダとブレーキを付加することにより、指定の孔径に自動対応させるようにすることもできる。
【0017】
また、図1および図2では、受け部材20に設けた起立部23を孔50の内周面に押圧する構造を例示したが、クランプ部材10を孔50の内周面に押圧してワーク40と半径方向で拘束することもできる。図5はその一例でクランプ部材10の外周面を孔50の内周面に押圧することによって半径方向の拘束機能を得るものである。この場合、図1および図2に示す受け部材20の起立部23は不要となる。これ以外の点は、図1および図2の構造と共通するので、共通部材に同一参照番号を付して重複説明を省略する。
【0018】
図6は、他の実施形態を示すもので、図5の実施形態と同様にクランプ部材10の外周面を孔50の内周面に係合させた例である。クランプ部材10および受け部材20はそれぞれ三つずつ配置されている。クランプ部材10の上方には、上端を縮径させたカバー90が取付けられており、このカバー90の縮径部分91でワークの孔を案内することにより、ワークを受け部材20上にスムーズに配置できるようにしている。この実施形態においても、(a)図の待機状態からクランプ部材10および受け部材20を外径側に変位させ(b図)、さらにクランプ部材10を降下させることによって(c図)、図示しないワークの位置決めを行うことができる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、孔サイズや形状の異なる有孔ワークであっても正確に位置決めすることができ、位置決め機構の汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる位置決め機構の断面図である(クランプ状態)。
【図2】本発明にかかる位置決め機構の断面図である(アンクランプ状態)。
【図3】駆動機構を構成するリンク機構の一例を示す正面図である。
【図4】駆動機構を構成するシリンダの断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図7】(a)図は従来の位置決め機構の平面図、(b)図はその断面図である。
【図8】従来機構を用いた位置決め工程を示す断面図である。
【符号の説明】
10 クランプ部材
11 押え部
13 押え面
20 受け部材
21 受け部
25 受け面
30 駆動機構
40 ワーク
50 孔

Claims (1)

  1. ワークに設けられた孔の周辺部をクランプしてワークの位置決めを行う位置決め機構において、
    複数のクランプ部材と複数の受け部材とを具備し、
    各クランプ部材に押え部を設けて各押え部を中心軸周りに配置し、各押え部が外側に張り出しており、各押え部が、押え部相互間の距離の拡縮により、ワークの前記孔を通過可能となる待機位置と前記孔の周辺部に対向するクランプ位置との間で移動可能であり、
    各受け部材に、各クランプ部材の押え部に対応する受け部を設けて、各受け部を前記中心軸周りに配置し、各受け部が相互間の距離を拡縮させる方向に移動可能であり、
    ワークの位置決め時に、クランプ部材の押え部を前記クランプ位置に配して、クランプ部材の押え部と押え部に対向する受け部とでワークを挟んで前記孔の周辺部をクランプすると共に、クランプ部材または受け部材の何れか一方を前記孔の内周面に押圧することを特徴とする有孔ワークの位置決め機構。
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