JP4816905B2

JP4816905B2 - ワーク位置決め装置

Info

Publication number: JP4816905B2
Application number: JP2005373361A
Authority: JP
Inventors: 俊隆永野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2007175783A

Description

本発明は、ワークに形成した位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行うワーク位置決め装置に関する。

位置決めピンを用いてワークを位置決めする装置としては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。この位置決め装置は、位置決めピンの根元部に、ワーク着座面を備える着座フランジ部を設けるとともに、ワーク着座面には、ワークの着座を検知する出没可能な検知ピンを設け、この検知ピンの動きを、その後端側に向けて延長されるシャフトを介して近接センサが検知する。また、位置決めピンは、着座フランジ部をスペーサを介して複数のボルトにより、位置決め装置本体となるポスト部の先端側に結合固定している。

ここで、検知ピンは、位置決めピンの中心軸寄りに配置する一方、近接センサが検知するシャフトは、位置決めピンに対して直径方向外側に離れた位置となるようオフセットして配置し、これらシャフトと位置決めピンとを連結プレートによって連結している。
特開２００４−２９９０５２号公報（段落００４１〜００４６，図８〜図１０参照）

ところで、上記したような位置決め装置において、円柱形状の位置決めピンの着座フランジ部をポスト部に固定する際に、着座フランジ部が四角柱形状の場合、その四隅の比較的広い領域にボルトによる固定部を設定することになる。その際、検知ピンは、隣接するボルト固定部相互間の狭い領域に設定することになって、検知ピンを始めとする検知機構の取り付けが困難となるので、前記した特許文献１に記載の位置決め装置のように、検知ピンとシャフトとをオフセットさせる必要が生じたり、あるいは着座フランジ部を大きく形成する必要が生じ、位置決め装置全体が大型化することとなる。

そこで、本発明は、位置決め装置全体の大型化を防止することを目的としている。

本発明は、ワークに形成した位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行うワーク位置決め装置において、前記位置決めピンの基端部にワーク着座面を備えるフランジ部を形成し、このフランジ部は、位置決め装置本体の先端部に、前記位置決めピンの先端側から基端側に向けて挿入する締結具により結合され、この締結具に軸方向に沿って貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に、前記ワークの前記ワーク着座面に対する着座状態を検知する検知ピンを挿入したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、フランジ部を位置決め装置本体に固定するための締結具に貫通孔を設け、この貫通孔に、ワーク着座面に対するワークの着座状態を検知する検知ピンを挿入したので、検知ピンとシャフト部とをオフセットさせる必要がなく、また検知ピンを配置するために別途フランジ部を大きく形成する必要もなく、したがって位置決め装置全体の大型化を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す位置決め装置の正面図、図２は図１の平面図、図３は位置決め装置先端側の一部を示す斜視図である。この位置決め装置は、ベース部１上に位置決め装置本体として中空のポスト部３を備え、ポスト部３の先端部（上端部）に位置決めピン５を、複数の締結具としての六角穴付ボルト７により固定している。

位置決めピン５は、先端にピン部９を有し、このピン部９の基端部にワーク着座面１１ａを備える着座フランジ部１１を設けるとともに、着座フランジ部１１のさらに基端側に、前記ボルト７を締結するフランジ部としての固定フランジ部１３を設けている。

上記したピン部９は、先端が凸状の球面形状を呈して全体として円柱形状であり、ワークＷ（図６参照）に形成した位置決め孔Ｗａに挿入してワークＷに対して位置決めを行う。着座フランジ部１１は、ピン部９より大径の円柱形状を呈し、ワークＷを位置決めする際に、その上面のワーク着座面１１ａにワークＷを着座させる。

また、位置決めピン５内には、直径方向に貫通するすり割り溝１５を形成するとともに、このすり割り溝１５からポスト部３に続く内部空間には、先端がほぼ鉤形状となるクランプアーム１７を移動可能に収容している。このクランプアーム１７は、その鉤形状の先端部を、ピン部９における前記したすり割り溝１５の開口部１５ａから外部に臨ませており、他端（図１中で下端）を図示しないクランプシリンダのピストンロッドに連結している。

そして、クランプアーム１７は、上記したクランプシリンダの作動により、図１におけるアンクランプ位置と、図６におけるクランプ位置との間を移動し、クランプ位置にある図６の状態で、ワーク着座面１１ａ上のワークＷをワーク着座面１１ａとの間でクランプ保持することになる。

このようなクランプアーム１７を備える位置決めピンは、例えば本出願人により提案されている特開２００４−２９９０５２号公報（前述の特許文献１）などにより公知の技術である。

前記した位置決めピン５の最も基端側に位置する固定フランジ部１３は、図２に示すように、円柱形状の着座フランジ部１１より外側に突出するほぼ正四角柱形状を呈し、その下端部をポスト部３上に形成した凹部３ａに嵌め込み、かつ四隅を、前記した六角穴付ボルト７によりポスト部３に締結固定している。これらの六角穴付ボルト７は、固定フランジ部１３に形成したボルト挿入孔１３ａに挿入しつつ、ポスト部３に形成したねじ孔３ｂに締結しており、この際ボルト挿入孔１３ａの上部に形成してある座ぐり穴１３ｂに、頭部７ａを挿入し埋没させている。

固定フランジ部１３の四隅に設けた４本の六角穴付ボルト７のうち、図２中で右下部に位置する１本の六角穴付ボルト７については、頭部７ａからねじ部までの全長にわたり、軸方向に沿って貫通する貫通孔７ｂを設けている。この貫通孔７ｂに、前記したワーク着座面１１ａに着座したワークＷを検知する検知ピン１９を挿入している。

検知ピン１９は、図４に示すように、前記した座ぐり穴１３ｂから上方に突出し、その先端位置がワーク着座面１１ａより上方となるよう設定した検知ピン本体１９ａと、検知ピン本体１９ａの後端側（図１，図４中で下部側）に位置し、検知ピン本体１９ａより細径で前記した六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂ内に移動可能に挿入されるシャフト細径部１９ｂと、シャフト細径部１９ｂの後端側に位置し、シャフト細径部１９ｂより大径のシャフト大径部１９ｃと、シャフト大径部１９ｃのさらに後端部に位置する被検知部としてのドッグ部１９ｄと、ドッグ部１９ｄのシャフト大径部１９ｃと反対側に、延長部１９ｅを介して設けたスプリング受け座１９ｆとを、それぞれ備えている。ドッグ部１９ｄとスプリング受け座１９ｆとは、外径をほぼ同等としている。

このような検知ピン１９は、ポスト部３内の前記したクランプアーム１７を収容する内部空間の側方位置で、図１中で上下方向に向けて形成してある検知ピン挿入孔２１内に移動可能に挿入し、その際、シャフト細径部１９ｂの一部を六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂに挿入している。

検知ピン挿入孔２１は、ドッグ部１９ｄおよびスプリング受け座１９ｆがそれぞれ上下に移動可能でドッグ部１９ｄおよびスプリング受け座１９ｆの外径とほぼ同径かやや大径のドッグ部移動部２１ａと、ドッグ部移動部２１ａの上部に位置し、シャフト細径部１９ｂの一部が移動するシャフト細径部移動部２１ｂとを、それぞれ備えている。

そして、スプリング受け座１９ｆの後方（図１中で下方）に、ドッグ部移動部２１ａに連続するスプリング収容部２３を設けてこのスプリング収容部２３にコイルスプリング２５を収容する。このコイルスプリング２５により、検知ピン１９を図１中で上方に向けて押し付け、これにより、検知ピン本体１９ａが、図１に示すように、ワーク着座面１１ａから上方に突出した状態となる。このとき、シャフト大径部１９ｃの上端がドッグ部移動部２１ａの上部下面に当接して検知ピン１９の上方への移動を規制し、またシャフト細径部１９ｂは、シャフト細径部移動部２１ｂの下端から着座フランジ部１１の上下方向ほぼ中央位置までの長さ範囲に位置している。

また、検知ピン挿入孔２１の下部側方のポスト部３の側面には、検知ピン１９のドッグ部１９ｄを検知する近接センサ２７を設けている。近接センサ２７は、コイルスプリング２５が検知ピン１９を上方に向けて押し付け、検知ピン本体１９ａがワーク着座面１１ａから上方に突出した状態で、図１中でドッグ部１９ｄより下方に位置している。

また、固定フランジ部１３に形成した座ぐり穴１３ｂは、六角穴付ボルト７の頭部７ａを挿入した状態で、頭部７ａの上方に空間１３ｃを有し、この空間１３ｃに樹脂製の異物侵入防止用部材としての異物侵入防止用ブッシュ２９を嵌入固定している。

異物侵入防止用ブッシュ２９は、ゴミなどの異物が、六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂやポスト部３の検知ピン挿入孔２１へ侵入するのを防止するもので、図５に斜視図として示すように、下部の嵌入部２９ａと、上部に位置して嵌入部２９ａより外径が小径の上部小径部２９ｂと、これら嵌入部２９ａと上部小径部２９ｂとの間に位置して外径が最大の大径部２９ｃとをそれぞれ有し、かつこれらを上下に貫通する検知ピン挿入孔２９ｄを備えている。

検知ピン挿入孔２９ｄは、検知ピン本体１９ａの外周部を覆って検知ピン本体１９ａが摺動可能となるように、検知ピン本体１９ａの外径とほぼ同等の内径としている。

そして、上記した異物侵入防止用ブッシュ２９は、嵌入部２９ａを座ぐり穴１３ｂの空間１３ｃに嵌入することで、固定フランジ部１３上に取り付け、この際検知ピン１９の検知ピン本体１９ａを、検知ピン挿入孔２９ｄに移動可能に挿入する。また、このとき上部小径部２９ｂの上面２９ｅは、ワーク着座面１１ａと同一面とするか、ワーク着座面１１ａより図１中で下方位置となるようにする。

上記のように構成したワーク位置決め装置において、クランプアーム１７を図１のように破線で示すアンクランプ位置とした状態で、図６に示すように、位置決めピン５のピン部９をワークＷの位置決め孔Ｗａに挿入しつつ、位置決めピン５のワーク着座面１１ａ上にワークＷを着座させる。

このとき、ワークＷは、検知ピン本体１９ａに接触することで、検知ピン１９全体をコイルスプリング２５の弾性力に抗して下方に押し付け移動させ、これに伴いドッグ部１９ｄも下方へ移動して近接センサ２７より検知され、これによりワークＷがワーク着座面１１ａに着座したことが検知される。

その後、図示しないクランプシリンダを作動させることで、クランプアーム１７を図１に示すアンクランプ位置から、図６に示すクランプ位置に移動させ、ワークＷをクランプアーム１７とワーク着座面１１ａとの間で挟持する。

このようなワーク位置決め装置によれば、検知ピン１９を、位置決めピン５の固定フランジ部１３をポスト部３に固定するための六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂに挿入しているので、位置決めピン５の固定フランジ部１３より先端側を円柱形状としつつ固定フランジ部１３を四角柱形状としてその四隅に六角穴付ボルト７を設定したとしても、六角穴付ボルト７を設定してある比較的広い領域に検知ピン１９を設けることになり、検知ピン１９を始めとするワーク検知機構の取り付けが容易となる。

このため、検知ピン１９と、検知ピン１９の動きを検知する後端側のドッグ部１９ｄを有するシャフト大径部１９ｃおよびシャフト小径部１９ｂとを、互いにオフセットさせる必要がなく、これらを同一直線状に設定できるとともに、固定フランジ部１３を大きく形成する必要もなく、したがって位置決め装置全体の大型化を防止することができ、周囲設備との干渉を防止することができる。

また、本実施形態では、上記したように、検知ピン１９と、ドッグ部１９ｄを有するシャフト大径部１９ｃおよびシャフト小径部１９ｂとを同一直線状としており、これらを互いにオフセットして配置していない。

このため、これらを互いにオフセット配置した場合のような、検知ピン１９が移動する際の摺動部でのかじりの発生を防止でき、検知ピン１９の動作がスムーズになって安定したワーク検知動作を実施することができる。また、オフセット配置した場合に、上記したかじりを防止するために、検知ピンを先端側に向けて押し付けているコイルスプリングの弾性力を強くし過ぎると、検知ピンがワークに接触したときにワークを突き上げてしまい、ワーク検知ができなくなる恐れがあるが、本実施形態によれば、オフセット配置していないので、コイルスプリング２５の弾性力を強く設定する必要がなく、したがってこのような不具合の発生を防止することができる。

また、検知ピン１９は、検知ピン本体１９ａを、六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂへ挿入するシャフト細径部１９ｂに比較して太くしているので、ワークＷが当接する際の強度を確保でき、ワーク検知作業を精度よく実施できるとともに、長寿命化も達成できる。

前記した位置決めピン５の固定フランジ部１３上に、検知ピン本体１９ａの外周部を覆って検知ピン本体１９ａが摺動する異物侵入防止用ブッシュ２９を設けたので、ゴミなどの異物が、六角穴付ボルト７の貫通孔７ｂやポスト部３の検知ピン挿入孔２１へ侵入するのを防止でき、この結果検知ピン１９の移動が安定した状態でなされ、ワーク検出動作を高精度に実施することができる。

また、位置決めピン５の固定フランジ部１３表面に設けた座ぐり穴１３ｂの開口側の空間１３ｃに、異物侵入防止用ブッシュ２９を嵌入することで、異物侵入防止用ブッシュ２９を固定フランジ部１３上に容易に取り付けることができる。

なお、上記した実施形態では、クランプアーム１７を備えているが、クランプアーム１７を備えていない位置決め装置であっても、本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態を示す位置決め装置の正面図である。図１の平面図である。図１の位置決め装置先端側の一部を示す斜視図である。図１の位置決め装置に使用する検知ピンの正面図である。図１の位置決め装置に使用する異物侵入防止用ブッシュの斜視図である。図１のワーク位置決め装置の動作説明図である。

符号の説明

Ｗワーク
Ｗａ位置決め孔
３ポスト部（位置決め装置本体）
５位置決めピン
７六角穴付ボルト（締結具）
７ａ六角穴付ボルトの貫通孔
１１ａワーク着座面
１３固定フランジ部（フランジ部）
１３ｂ座ぐり穴
１３ｃ座ぐり穴の開口側に設けた空間
１９検知ピン
１９ａ検知ピン本体（検知ピンの先端部）
１９ｂシャフト細径部（検知ピンの締結具への挿入部分）
１９ｄドッグ部（被検知部）
２７近接センサ（センサ）
２９異物侵入防止用ブッシュ（異物侵入防止用部材）

Claims

ワークに形成した位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行うワーク位置決め装置において、前記位置決めピンの基端部にワーク着座面を備えるフランジ部を形成し、このフランジ部は、位置決め装置本体の先端部に、前記位置決めピンの先端側から基端側に向けて挿入する締結具により結合され、この締結具に軸方向に沿って貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に、前記ワークの前記ワーク着座面に対する着座状態を検知する検知ピンを挿入したことを特徴とするワーク位置決め装置。
前記位置決め装置本体に、前記ワークが前記ワーク着座面に着座したときの前記検知ピンの後退移動を検知するセンサを設け、このセンサによって検知される被検知部を、前記検知ピンの先端部に対して同一直線状に設定したことを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置。
前記検知ピンは、前記ワークが接触する先端部を前記締結具への挿入部分に比較して太くしたことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク位置決め装置。
前記位置決めピンの前記フランジ部より先端側を円柱形状とするとともに、前記フランジ部を四角柱形状とし、この四角柱形状の前記フランジ部の角部に前記締結具を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
前記位置決めピンの前記フランジ部上に、前記検知ピンの外周部を覆って検知ピンが摺動する異物侵入防止用部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
前記位置決めピンの前記フランジ部表面に前記締結具の頭部を埋め込む座ぐり穴を設け、この座ぐり穴の開口側に設けた空間に、前記異物侵入防止用部材を嵌入したことを特徴とする請求項５に記載のワーク位置決め装置。