JP4839829B2

JP4839829B2 - ワーク位置決め装置

Info

Publication number: JP4839829B2
Application number: JP2005373353A
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: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2007175781A

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。

ワークとして例えば自動車の車体パネル材に対し、溶接などの加工作業を行う際に、ワークを位置決めする必要があるが、この際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が知られている。
特開２０００−１９０１５７号公報（段落００２２，図３参照）

ところで、特に上記した車体パネル材のように、大きくかつ曲面形状を有するようなワークを位置決めする際には、位置決めピンのほか、ワークの下面に単に接触して受けるものなど、位置決めピン以外の位置決め手段が必要であり、これら複数の位置決め手段によって、ワークを位置決めすることとなる。

ここで、上記のような複数の位置決め手段を備える位置決め装置により、形状の異なるワークを位置決めする際には、例えばあるワークでは位置決め孔に挿入して使用する位置決めピンを、他のワークでは位置決め孔に挿入する必要のないケースが発生する。

このような場合、位置決めピンをスプリングなどの弾性手段によって支持しつつベース部に対して移動可能とし、位置決め孔に挿入する必要のない位置決めピンについては、その位置決めピンがワークの下面に接触したときに、スプリングの弾性力に抗して後退させることになる。

ところが、位置決めピンをスプリングなどの弾性手段によって支持する構成の位置決め装置は、スプリングなどの弾性手段の弾性力が強すぎると、位置決め孔に挿入する必要のない位置決めピンがワークの下面に接触したときに、スプリングが撓まず、ワークを突き上げてしまうことがあり、逆に弾性力が弱すぎると、位置決めピンが位置決め孔に入り込む際に、これら両者間の摩擦抵抗によってスプリングが撓んでしまい、位置決めピンとして機能しない場合が発生する。このため、位置決めピンを支持するスプリングなどの弾性手段の弾性力の選定が難しく、改善が望まれている。

そこで、本発明は、位置決めピンを、ワークの位置決め孔に挿入して使用する場合には位置決めピンとして確実に機能させる一方、位置決め孔に挿入せずにワークに接触する場合には容易に後退させるように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、前記位置決めピンを、前記ワークに対して接近離反移動する方向にベース部に対して移動可能に設けるとともに、前記位置決めピンを前記ベース部に対してロック固定するロック部を設け、前記位置決めピンの先端に、前記ワークに接触することで前記ロック部のロック固定状態を解除するロック解除手段を設け、前記位置決めピン内に軸方向に移動可能なセンタピンを設け、このセンタピンの先端部が前記位置決めピンの先端から突出して前記ロック解除手段を構成するとともに、前記センタピンの基端部が前記ロック部の一部を構成し、前記センタピンの基端部を、該基端部の先端部側に連接する中間部に比較して大径とし、この大径とした基端部と、中空とした前記位置決めピンの内面に形成した凹部との間にロック部材を配置して前記ロック部を構成し、前記センタピンの基端部をその先端側へ弾性手段が押圧することで、前記ロック部材が前記位置決めピンの凹部と前記センタピンの基端部との間に挟持されて、前記位置決めピンを前記ベース部に対してロック固定し、前記ベース部を、前記位置決めピン内に収容される中空部材で構成し、この中空のベース部内に前記弾性手段を収容するとともに、前記ベース部の先端側に前記ロック部材が移動可能に入り込む貫通孔を設け、前記センタピンが前記ワークに接触して前記位置決めピン内に入り込む方向に移動して前記ロック固定状態が解除される際に、前記センタピンの基端部が前記ベース部内に入り込むとともに、前記ロック部材が前記位置決めピンの凹部から離反する方向に前記貫通孔内を移動するたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、位置決めピンをワークの位置決め孔に挿入する際には、位置決めピンがロック部によりベース部に対してロック固定されているので、位置決めピンと位置決め孔との間に摩擦抵抗があっても、位置決めピンが後退することなく位置決め孔に確実に入り込んで位置決めピンとして確実に機能させることができ、逆に位置決めピンを位置決め孔に挿入しない場合には、位置決めピンの先端に設けたロック解除手段がワークに接触することで、ロック部のロック固定状態が解除されるので、位置決めピンがベース部に対して後退移動し、位置決めピンによるワークの突き上げを防止することができる。
また、位置決めピン内に軸方向に移動可能なセンタピンを設け、このセンタピンの先端部が位置決めピンの先端から突出してロック解除手段を構成するとともに、センタピンの基端部がロック部の一部を構成しているので、センタピンの先端部にワークの下面が接触してセンタピンを下降させることで、センタピンの基端部も下降してロック部におけるロック固定状態を容易に解除することができる。
また、センタピンの基端部を、センタピンの他の部位に比較して大径とし、この大径とした基端部と、中空とした位置決めピンの内面に形成した凹部との間にロック部材を配置してロック部を構成し、センタピンの基端部をその先端側へ弾性手段が押圧することで、ロック部材が位置決めピンの凹部とセンタピンの基端部との間に挟持されて、位置決めピンをベース部に対してロック固定するので、位置決めピンは、上記したロック部によって確実にベース部にロック固定することができる。
さらに、ベース部を、位置決めピン内に収容される中空部材で構成し、この中空のベース部内に弾性手段を収容するとともに、ベース部の先端側にロック部材が移動可能に入り込む貫通孔を設け、センタピンがワークに接触して位置決めピン内に入り込む方向に移動して前記ロック固定状態が解除される際に、センタピンの基端部がベース部内に入り込むとともに、ロック部材が位置決めピンの凹部から離反する方向に貫通孔内を移動するので、位置決めピンがベース部に対して容易に下降移動することができる。

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断面図である。この位置決め装置は、中空円筒状の位置決めピン１を備えており、この位置決めピン１は、図１中で上部の先端を凸状の球面として、同下部が開口している。

位置決めピン１の先端の球面部の中心にはセンタピン挿入孔１ａを形成し、このセンタピン挿入孔１ａにロック解除手段としてのセンタピン３の先端細径部３ａを移動可能に挿入する。なお、該先端細径部３ａは、位置決めピン１よりも細く形成してある。

センタピン３の図１中で下部の基端部３ｂは、該基端部３ｂの先端部側に連接する中間部（基端部３ｂと先端細径部３ａとの間の部位）より大径とし、この基端部３ｂの外周面と位置決めピン１の内面に形成した凹部１ｂとの間には、円周方向に沿ってロック部材としての複数の鋼球５を配置している。上記した凹部１ｂは、位置決めピン１の下部を薄肉としてこの薄肉部１ｃの内側に円筒部材７を嵌め込むことによって形成する。このとき、円筒部材７の内径と、凹部１ｂより上部の位置決めピン１の内径とは同等としている。

なお、凹部１ｂは、環状であってもよく、また鋼球５に対応する位置のみに設けたものでもよい。

そして、上記した円筒部材７内には、ベース部としての中空部材で構成した円筒状のガイドシャフト９を、凹部１ｂより上部の位置決めピン１内に先端が入り込むように、移動可能に挿入する。ガイドシャフト９の先端における、センタピン３の基端部３ｂおよび位置決めピン１の凹部１ｂに対応する位置には、円周方向に沿って複数の貫通孔９ａを形成し、この貫通孔９ａに前記した鋼球５を移動可能に収容する。

ガイドシャフト９内には、上部のスプリング収容孔９ｂとその下部のねじ孔９ｃとを設け、スプリング収容孔９ｂに収容したコイルスプリング１１によりセンタピン３を上方へ押圧する。センタピン３は、上方に押し付けられることで、先端細径部３ａの下端部に形成した段部３ｃが位置決めピン１の内面に当接して抜け止めがなされる。一方、コイルスプリング１１の下端部は、下部のねじ孔９ｃとの境界部分に形成したスプリング受座９ｄに当接している。

上記したコイルスプリング１１は、単にセンタピン３を上方に押し付けて図１の状態に保持するだけの弾性力を備えていればよく、後述する図２や図４に示すように、ワークＷがセンタピン３や位置決めピン１に当接することによって容易に撓むものとする。

このような位置決め装置は、位置決め装置保持部材１３の図１中で上下に貫通するよう形成した取付孔１５に、位置決めピン１の先端を上方に突出させた状態で収納し、下部からフランジ付きボルト１７を前記したねじ孔９ｃに締結することによって取り付ける。この際、取付孔１５は、位置決めピン１が図１中で上下方向に移動可能な上部の位置決めピン摺動孔１５ａと、位置決めピン摺動孔１５ａより小径で、ガイドシャフト９の細径部９ｅが挿入される下部のガイドシャフト固定孔１５ｂとを備えている。

上記した図１のように、鋼球５がガイドシャフト９の貫通孔９ａに収容された状態で、かつ鋼球５の外周側の一部が凹部１ｂに入り込み、凹部１ｂとセンタピン３の基端部３ｂとの間で鋼球５を挟持した状態で、位置決めピン１がベース部であるガイドシャフト９にロック固定された状態となる。

したがって、センタピン３の基端部３ｂと、位置決めピン１の凹部１ｂと、ガイドシャフト９の貫通孔９ａと、鋼球５とで、位置決めピン１をベース部であるガイドシャフト９に対してロック固定するロック部１９を構成することになる。

図１は、上記したように、位置決めピン１がガイドシャフト９にロック固定された状態であるが、この状態で、ワークＷの位置決め孔Ｗａに位置決めピン１を挿入する際に、位置決めピン１と位置決め孔Ｗａとの間で摩擦抵抗が発生しても、位置決めピン１は、ロック部１９によって下方への移動が規制されているため、コイルスプリング１１が撓むことなく、位置決め孔Ｗａに確実に挿入することができ、位置決めピンとして確実に機能することになる。

位置決め孔Ｗａに位置決めピン１が挿入された状態では、ワークＷは位置決め装置保持部材１３の上面のワーク受座面１３ａに載置されて位置決めされた状態となる。

図２は、位置決めピン１をワークＷの位置決め孔に挿入せずに、ワークＷの下面に当接させて後退させた状態を示す。この場合には、図３に示すように、まずワークＷの下面がセンタピン３の先端に当接すると、図４に示すように、センタピン３の先端細径部３ａが位置決めピン１内に入り込み、これと同時にセンタピン３の基端部３ｂがコイルスプリング１１の弾性力に抗してガイドシャフト９内に入り込む。

図４の状態では、センタピン３の基端部３ｂが鋼球５に対応する位置から外れるので、鋼球５は凹部１ｂからセンタピン３側に移動可能となってロック部１９のロックを解除した状態となる。ロックが解除された位置決めピン１は、ワークＷによってセンタピン３とともに下方に押され、この際、凹部１ｂの傾斜面１ｃが鋼球５を押圧してセンタピン３側へ移動させる。

鋼球５がセンタピン３側へ移動して凹部１ｂから離反すると、位置決めピン１は、さらにワークＷに押されることで、センタピン３とともにコイルスプリング１１の弾性力に抗して下方へ移動し、前記図２に示すように、ワークＷが位置決め装置保持部材１３の上面のワーク受座面１３ａに載置された時点で停止する。図２の状態では、位置決めピン１は位置決めピン摺動孔１５ａの最下部に位置し、またセンタピン３はその基端部３ｂがガイドシャフト９の上下方向ほぼ中央位置まで入り込む。

このときの位置決めピン１は、センタピン３を図１の状態となるよう上方に押し付ける比較的弱い弾性力のコイルスプリング１１に抗して下降するので、位置決めピン１によりワークＷを突き上げるような事態は発生しなくなる。これにより、ワークＷは、位置決めピン１を下方に後退させたまま、位置決め装置保持部材１３の上面のワーク受座面１３ａに載置された状態となる。

図２の状態から、ワークＷの位置決めピン１への押圧状態を解除すると、センタピン３がコイルスプリング１１によって上方へ押されて上昇し、一方位置決めピン１は、センタピン３の段部３ｃがセンタピン挿入孔３ａの周囲下面に当接した後に、センタピン３とともに上昇する。そして、この上昇過程で、センタピン３の基端部３ｂの上部に形成してある凹曲面３ｄが、鋼球５に接触し、鋼球５を貫通孔９ａ内で外側に移動させて凹部１ｂに入り込ませ、これにより前記図３に示すロック固定状態となる。

上記したような位置決め装置は、アクチュエータを別途設けることなく、位置決めピン１を位置決め孔Ｗａに挿入して使用する場合と、位置決めピン１をワークＷに当接させて後退させる場合とに切り替えることができるので、コンパクトに構成でき、安価に設備を構築できるとともに、周辺設備との干渉を回避できて汎用性が高いものとなる。

また、位置決めピン１内に軸方向に移動可能なセンタピン３を設け、このセンタピン３の先端細径部３ａが位置決めピン１の先端から突出してロック解除手段を構成するとともに、センタピン３の基端部３ｂがロック部１９の一部を構成しているので、先端細径部３ａにワークＷの下面が接触してセンタピン３を下降させることで、基端部３ｂも下降してロック部１９におけるロック固定状態を容易に解除することができる。

また、センタピン３の基端部３ｂを、センタピン３の他の部位に比較して大径とし、この大径とした基端部３ｂと、中空とした位置決めピン１の内面に形成した凹部１ｂとの間に鋼球５を配置してロック部１９を構成し、センタピン３の基端部３ｂをその先端側へコイルスプリング１１が押圧することで、鋼球５が位置決めピン１の凹部１ｂとセンタピン３の基端部３ｂとの間に挟持されて、位置決めピン１をガイドシャフト９に対してロック固定するので、位置決めピン１は、上記したロック部１９によって確実にガイドシャフト９にロック固定することができる。

さらに、ガイドシャフト９を、位置決めピン１内に収容される中空部材で構成し、この中空のガイドシャフト９内にコイルスプリング１１を収容するとともに、ガイドシャフト９の先端側に鋼球５が移動可能に入り込む貫通孔９ａを設け、センタピン３がワークＷに接触して位置決めピン１内に入り込む方向に移動して前記ロック固定状態が解除される際に、センタピン３の基端部３ｂがガイドシャフト９内に入り込むとともに、鋼球５が位置決めピン１の凹部１ｂから離反する方向に貫通孔内９ａを移動するので、位置決めピン１がガイドシャフト９に対して容易に下降移動することができる。

また、ロック部材を鋼球５で構成することで、鋼球５が、図１に示すロック固定状態と、図２に示すロック解除状態との間をスムーズに移動し、信頼性のあるロック機構を構成することができる。

なお、上記した実施形態では位置決めピン１を円筒形状としたが、中空の四角柱など角柱形状としてもよく、その場合にはガイドシャフト９も位置決めピン１の形状に合わせて外形を角柱形状とする。また、ロック部材として鋼球５に代えてローラを使用してもよい。さらに、ロック解除手段として、電気的スイッチを位置決めピンの先端に設け、このスイッチにワークが接触することで、ロック部のロック固定状態を解除するようにしてもよく、この場合のロック部は、別途アクチュエータが必要となる。

また、上記した実施形態では、位置決めピン１を鉛直方向に移動させて使用する形態としているが、水平方向に移動させて使用する形態としてもよい。

さらに、上記した実施形態では、位置決めピン１をロック部１９にてロック固定した状態で、ワークを位置決め装置保持部材１３の上面のワーク受座面１３ａに載置しつつワークの端縁部を、位置決めピン１の側部に接触させてワークを位置決めすることもできる。この場合においても、位置決めピン１は、ロック部１９にてロック固定されてガイドシャフト９に対して移動が規制されているので、ワークの位置決め作業が容易に行える。

このような位置決め装置は、例えば図５に示すような可動アームとなる左右一対のアーム１００の先端に設定して使用することができ、図６，図７に示すように、ワークとして、例えば自動車の車体パネル材で構成されるエンジンコンプリート１０１とリアメンバー１０３を位置決め支持する。

アーム１００は、位置決めするワークの形状や大きさに合わせて第１の昇降駆動用モータ１０５により、一対の前記した位置決めピン１が互いに接近離反する方向に下部側を支点として回動可能であるとともに、第２の昇降駆動用モータ１０７により、図５中で上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。さらに、アーム１００は、第２の昇降駆動用モータ１０７を設置しているテーブル１０９とともに図５中でＹ方向へ移動可能である。

上記したような位置決めピン１を備えたワーク位置決め装置は、アーム１００などを含むワーク位置決め機構部１１０全体が、図６および図７に示すように、自動車の車体組立ライン上に平行に配置（敷設）された一対の搬送用レール１１１に沿ってスライド自在とされるベースプレート１１３上に配置される。

ここでは、４台のワーク位置決め機構部１１０を各ベースプレート１１３上に配置させ、それらワーク位置決め機構部１１０のそれぞれを、自動車一台分となるエンジンコンプリート１０１とリアメンバー１０３を位置決め支持することのできる適正な位置となるように搬送用レール１１１，１１１に沿って移動させ、当該ワーク位置決め機構部１１０でこれらエンジンコンプリート１０１とリアメンバー１０３とを位置決め支持させる。そして、これらワーク位置決め機構部１１０を、前記組立ラインに設けられた組立工程や溶接工程などの各工程へと順次搬送させるようにする。具体的には、隣接する工程間で前工程から後工程へワークを支持して搬送させる。

前記ワーク位置決め機構部１１０を載せた４台のベースプレート１１３は、前記一対の搬送用レール１１１，１１１間に配置（敷設）された連結棒１１５で連結されて一つの機構ユニットを構成し、図示を省略する駆動制御部で駆動制御されることにより、それらが一体となって搬送用レール１１１，１１１に沿って、ワークＷに対して各種加工を行う各ワーク加工工程間を往復動自在とされる。連結棒１１５は、例えば断面ほぼ矩形状の中空パイプとされ、ボルト・ナットなどの締結手段で各ベースプレート１１３の下面に固定される。

なお、前記搬送用レール１１１，１１１の下には、この搬送用レール１１１，１１１を支えるためのレール受け台１１７，１１７がフロア上に固定されている。

ワーク位置決め機構部１１０は、エンジンコンプリート１０１またはリアメンバー１０３を位置決めして支持する前記位置決めピン１を備えるワーク位置決め装置と、この位置決め装置を先端部に取り付けた前述の２組のアーム１００，１００と、このアーム１００，１００の基端部１００ａを中心として該アーム１００，１００を閉じた状態と開いた状態に開閉自在とし、該アーム１００，１００の先端部に取り付けた前記位置決め装置をエンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３の被係合部（前記したワークＷの位置決め孔Ｗａに相当）と係合可能な位置までアーム１００，１００を外側に開いた係合位置と該係合位置からアーム１００，１００を内側に閉じた非係合位置にそれぞれ配置させるアーム開閉手段と、前記位置決め装置、アーム１００，１００およびアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部１１０全体を、前記エンジンコンプリート１０１またはリアメンバー１０３に対して接近離反させる昇降手段と、前記ワーク位置決め機構部１１０および前記昇降手段を載せたテーブル１０９を、前記エンジンコンプリート１０１またはリアメンバー１０３を位置決め支持する位置へと移動させる移動手段とを備えている。

左右２組のアーム１００，１００は、ワーク搬送方向（Ｙ方向）から見て、くの字形状とされ、それぞれ第１アーム１００Ａおよび第２アーム１００Ｂの２本で構成されている。第１アーム１００Ａおよび第２アーム１００Ｂは、ワーク位置決め機構部１１０を構成する部品の一つであるアーム取付プレート１１９に対して可動自在に取り付けられている。

すなわち、第１アーム１００Ａは、アーム取付プレート１１９に固定された支持軸１２１にその基端部１００ａを回転自在に取り付けることにより、該支持軸１２１を中心として可動自在とされる。第２アーム１００Ｂは、前記アーム取付プレート１１９と連結されるアーム支持プレート１２３との間に固定されたシャフト１２５にその基端部１００ａを回転自在に取り付けることにより、該シャフト１２５を中心として可動自在とされる。

また、この第１アーム１００Ａおよび第２アーム１００Ｂの先端部１００ｂは、いずれも水平支持部材１２７に所定間隔を置いて取り付けられた支持軸１２９に対して回動自在とされている。したがって、この２本の第１アーム１００Ａと第２アーム１００Ｂからなるアーム１００は、いわゆる平行リンク機構とされ、その先端部１００ｂに取り付けた水平支持部材１２７を常に水平状態を保った状態に支持するとともに、その水平支持部材１２７に固定された位置決め装置における位置決めピン１の先端を常に上方に向けた状態を保つ。

アーム開閉手段は、第１アーム１００Ａの先端部１００ｂと基端部１００ａの中途位置に一端１３１ａを連結させたリンク部材１３１と、このリンク部材１３１の他端１３１ｂを連結させた昇降部材１３３と、該昇降部材１３３を上下動させてこの昇降部材１３３に連結させたリンク部材１３１を回動させることにより、該リンク部材１３１に連結された前記第１アーム１００Ａを開閉自在とする昇降部材駆動機構部とからなる。

リンク部材１３１は、第１アーム１００Ａの基端部１００ａ寄りの位置に固定された支持軸１３５にその一端１３１ａを回動自在に取り付けることにより、該支持軸１３５を中心として可動自在とされる。また、このリンク部材１３１は、昇降部材１３３に固定された支持軸１３７の先端にその他端１３１ｂを回動自在に取り付けることにより、該支持軸１３７を中心として可動自在とされる。

昇降部材駆動機構部は、昇降部材１３３を上下動させるための第１の昇降駆動用モータ１０５と、この第１の昇降駆動用モータ１０５の動力を伝達する一対の第１のプーリー１３９，１３９と、これら第１のプーリー１３９，１３９間に掛けられた第１の駆動ベルト１４１と、一方の第１のプーリー１３９に基端部を固定させて回転する第１のボールねじ１４３と、昇降部材１３３を一面に固定し、該第１のボールねじ１４３に沿って上下動する第１のナット部材１４５とから構成される。

第１の昇降駆動用モータ１０５は、昇降テーブル１４７に固定され、一対の第１のプーリー１３９，１３９間に掛けられた第１の駆動ベルト１４１を介して回転力を伝達し、その一方の第１のプーリー１３９に固定された第１のボールねじ１４３を正逆方向に回転させることにより、この第１のボールねじ１４３に螺合する第１のナット部材１４５を上下動させて、該第１のナット部材１４５に固定した昇降部材１３３を昇降動させる。かかる第１の昇降駆動用モータ１０５は、例えばステッピングモータなどから構成され、駆動制御部に指示されることによって前記昇降部材１３３を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。

第１のプーリー１３９，１３９および第１の駆動ベルト１４１は、昇降テーブル１４７の内部に回転自在に配置されている。第１のボールねじ１４３および第１のナット部材１４５は、昇降テーブル１４７に垂直に固定された四角柱形状をなす第１のガイド支柱１４９の中に設けられている。第１のナット部材１４５は、その殆どの部位がこの第１のガイド支柱１４９で覆われるが、昇降部材１３３を取り付ける側の一面は外側へ突出している。この第１のナット部材１４５には、第１のボールねじ１４３と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第１のボールねじ１４３が回転することで、第１のナット部材１４５がこの第１のボールねじ１４３に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。

このように構成されたアーム開閉手段では、エンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３を位置決め支持する前の待機状態（図８に示す状態）では、２組のアームが交差して各アーム１００，１００の先端部に取り付けた位置決め装置を該アーム１００，１００の内側の位置に配置させた状態とされる。つまり、位置決めピン１を備える位置決め装置は、図８に示すように、外側に配置された第２アーム１００Ｂの先端部１００ｂの内側に位置し、ワーク位置決め機構部１１０の両側に配置された各工程で使用される図示しない治具などと接触しないように待避した位置に設けられる。

この待機状態から駆動制御部より指令を受けて第１の昇降駆動用モータ１０５が駆動し、第１のプーリー１３９，１３９および第１の駆動ベルト１４１を介して第１のボールねじ１４３が回転させられると、この第１のボールねじ１４３に螺合する第１のナット部材１４５が上方位置へと送られる（上昇させられる）。このとき、第１のナット部材１４５に固定された昇降部材１３３も一緒に上昇するが、その昇降部材１３３の上昇に伴って、この昇降部材１３３に固定された支持軸１３７に回動自在に取り付けられるリンク部材１３１が、該支持軸１３１に取り付けられた他端１３１ｂを中心として図８中矢印Ｄで示す方向へ回動して行き、その一端１３１ａに連結した第１アーム１００Ａを外側へ開くように回動させて行く。かかる第１アーム１００Ａが外側へ開くように回動すると、この第１アーム１００Ａの先端部１００ｂに固定された水平支持部材１２７に連結される第２アーム１００Ｂもこれに連動して外側へ一緒に回動する。

そして、２組のアーム１００，１００は、図５に示すように、右側と左側にそれぞれ外側へ大きく羽ばたくようにして開き、各アーム１００，１００の先端部１００ｂに取り付けた位置決め装置を、該アーム１００，１００の先端部１００ｂからさらに外側に配置させるようになる。これらアーム１００，１００が回動する一連の状態では、平行リンク機構を構成する第１アーム１００Ａと第２アーム１００Ｂにより、水平支持部材１２７は、常に位置決め装置を真上に保持した水平状態を保ちながら移動する。そのため、このアーム１００，１００の開き角度に拘わらず、どの状態でもエンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３を位置決め支持することのできる状態とされ、大きさや形状の異なるワークに対してもこの１つ位置決め装置だけで位置決め支持することができる。

昇降手段は、図５に示すように、前記した位置決めピン１を備える位置決め装置、アーム１００，１００およびアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部１１０全体を、前記エンジンコンプリート１０１またはリアメンバー１０３に対して接近離反させるためのものであり、前記ワーク位置決め機構部１１０を上下動させるための第２の昇降駆動用モータ１０７と、この第２の昇降駆動用モータ１０７の動力を伝達する一対の第２のプーリー１５１，１５１と、これら第２のプーリー１５１，１５１間に掛けられた第２の駆動ベルト１５３と、一方の第２のプーリー１５１に基端部を固定させて回転する第２のボールねじ１５５と、前記したアーム取付プレート１１９を一面に固定し、該第２のボールねじ１５５に沿って上下動する第２のナット部材１５７とから構成される。

第２の昇降駆動用モータ１０７は、前記したテーブル１０９上に固定されている。この第２の昇降駆動用モータ１０７は、一対の第２のプーリー１５１，１５１間に掛けられた第２の駆動ベルト１５３を介して回転力を伝達し、その一方の第２のプーリー１５１に固定された第２のボールねじ１５５を正逆方向に回転させることにより、この第２のボールねじ１５５に螺合する第２のナット部材１５７を上下動させて、該第２のナット部材１５７に固定したワーク位置決め機構部１１０全体を昇降動させる。この第２の昇降駆動用モータ１０７は、第１の昇降駆動用モータ１０５と同様、ステッピングモータからなり、駆動制御部に指示されることによって前記ワーク位置決め機構部１１０を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。

第２のプーリー１５１，１５１および第２の駆動ベルト１５３は、テーブル１０９に垂直に固定された四角柱形状をなす第２のガイド支柱１５９の下端に設けられたケース１６１内に配置されている。この第２のガイド支柱１６１の中には、前記第２のボールねじ１５５と前記第２のナット部材１５７とが配置されている。第２のナット部材１５７には、第２のボールねじ１５５と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第２のボールねじ１５５が回転することで、第２のナット部材１５７がこの第２のボールねじ１５５に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。

このように構成された昇降手段では、第２の昇降駆動用モータ１０７が駆動し、第２のプーリー１５１，１５１および第２の駆動ベルト１５３を介して第２のボールねじ１５５が回転させられると、この第２のボールねじ１５５に螺合する第２のナット部材１５７が上下方向に送られる（昇降動させられる）。したがって、この第２のナット部材１５７に前記アーム取付プレート１１９を固定させたワーク位置決め機構部１１０は、図８に示す下端まで下降させた待機位置と図５に示す所定位置まで上昇させた係合位置との間を昇降動することになる。

移動手段は、前記ワーク位置決め機構部１１０および前記昇降手段を載せたテーブル１０９を、前記エンジンコンプリート１０１またはリアメンバー１０３を位置決め支持するワーク支持位置へと移動させるためのもので、テーブル１０９をスライド自在とする一対の移動用レール１６３，１６３と、ラックギア１６５が形成されたラックレール１６７と、テーブル１０９に固定されたテーブル移動用モータ１６９と、このテーブル移動用モータ１６９に取り付けられ、ラックギア１６５と歯合して前記テーブル１０９を移動させるピニオンギア１７１とからなる。

移動用レール１６３，１６３は、４個のベースプレート１１３を橋渡しするように連続して設けられ、該ベースプレート１１３上に固定されたレール基盤１７３の上に固定されている。ラックレール１６７は、一方の移動用レール１６３に近接して設けられ、前記レール基盤１７３上に固定されている。このラックレール１６７には、その長手方向に沿ってラックギア１６５が形成されている。テーブル移動用モータ１６９は、前記テーブル１０９に固定され、そのテーブル１０９の下面に突き出たピニオンギア１７１を前記ラックギア１６５に歯合させて回転させることで、前記テーブル１０９を移動用レール１６３，１６３に沿って往復動自在とする。なお、テーブル移動用モータ１６９は、制御部で制御可能なステッピングモータからなる。

本実施の形態では、テーブル移動用モータ１６９を駆動してワーク位置決め機構部１１０および昇降手段を載せた各テーブル１０９を、少なくともそれぞれのワーク支持位置まで移動できればよいが、必要に応じてこれら各テーブル１０９を一個所の位置に集合させて移動させることもできる。

次に、上述のように構成されたワーク位置決め機構部１１０でワーク（エンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３）を位置決め支持し、そのワークを搬送する動作について説明する。

まず、テーブル移動用モータ１６９を駆動し、ラックギア１６５と歯合するピニオンギア１７１を回転させることにより、前記テーブル１０９を前記移動用レール１６３，１６３に沿って移動させる。かかるテーブル１０９は、その上に設けたワーク位置決め機構部１１０が、図６および図７に示す位置にセットされたエンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３の下方位置と対応するワーク支持位置と対応する位置まで移動される。

次に、第２の昇降駆動用モータ１０７を駆動し、図８のようにアーム１００，１００が閉じた待機状態から該アーム１００，１００が閉じた状態を保持したままの状態で、第２のナット部材１５７を上昇させることにより、前記ワーク位置決め機構部１１０を周囲の治具などと干渉しない位置まで上昇させる。

次いで、第１の昇降駆動用モータ１０５を駆動し、第１のナット部材１４５を上昇させることにより前記したリンク部材１３１を回動させ、閉じた状態にある２組のアーム１００，１００をそれぞれ図５に示すように外側へ開かせる。

そして、各アーム１００，１００の位置決め装置における位置決めピン１が、エンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３の前記した位置決め孔Ｗａと適宜係合可能位置となったところ、もしくはワークの下面に当接可能となったところで、再び第２の昇降駆動用モータ１０７を駆動してワーク位置決め機構部１１０を上昇させ、前記位置決めピン１でエンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３を位置決め支持させ（前記図１の状態に相当）、もしくは位置決めピン１をこれらワークの下面に当接させる（前記図２の状態に相当）。

エンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３をワーク位置決め機構部１１０で位置決め支持したら、図示しない駆動源を駆動して連結棒１１５で連結した４台のベースプレート１１３を前記搬送用レール１１１，１１１に沿って移動させ、エンジンコンプリート１０１およびリアメンバー１０３を、隣接する次の工程（後工程）へと搬送させる。ワーク搬送後の回送は、前記した動作の逆の動作を行い、アーム１００，１００を閉じた状態に戻すとともにワーク位置決め機構部１１０を待機位置として隣接する前の工程（前工程）へと回送させる。

本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、エンジンコンプリート１０１やリアメンバー１０３などのワークを位置決めして支持する位置決め装置をアーム１００，１００の先端部に取り付け、そのアーム１００，１００を閉じた状態と開いた状態に開閉自在として該位置決め装置を位置決め位置と非位置決め位置にそれぞれ配置させ、また、位置決め装置をワークに対して接近離反させるようにしたので、車種毎に大きさや形状の異なるワークに対して前記アーム１００，１００の開き度合いと位置決め装置の昇降位置とを適宜調整することにより、多車種に応じた複数種類のワークを、専用のワーク受け部やシリンダを使用することなく位置決め支持することができる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、ワーク搬送終了後に非位置決め位置でアーム１００，１００を閉じた状態とし、そのアーム１００，１００の先端部に取り付けた位置決め装置をワークより離反させた位置まで下降させて待機しておけば、ワーク受取位置（前工程）まで回送する際に組立ライン上の各工程に配置された治具などと干渉するのを防止できる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、昇降部材１３３の上下動に連動させてリンク部材１３１を回動させることによりアーム１００，１００を開閉自在とするリンク機構でアーム開閉手段を構成したので、異なる大きさや形状の複数種類のワークに対しても、そのアーム１００，１００の開き角度を適宜調整することで、簡単にワークを位置決め支持することができる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、アーム１００，１００を閉じたときにそれら２組のアーム１００，１００が交差して各アーム１００，１００の先端部に取り付けた位置決め装置をアーム１００，１００の先端部の内側の位置に配置させたことから、前工程へと回送させる際に、その周囲に配置させた治具などにアーム１００，１００が接触するのを防止できる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、各組のアーム１００，１００を、それぞれ２本のアームにていわゆる平行リンク機構としたので、位置決め装置を常に水平に保つことができる。そのため、アーム１００，１００の開き角度の大小に拘わらず位置決め装置が常に水平であるから、複数種類のワークでも容易に位置決め支持することができる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、ワーク位置決め機構部１１０および昇降手段を載せたテーブル１０９をワーク支持位置へと移動させる移動手段を、テーブル移動用モータに設けたピニオンギア１７１とラックギア１６５とを歯合させることにより前記移動用レー１６３，１６３に沿って該テーブル１０９を移動自在とする構成としたので、従来からある移動手段を使用した低コストの装置とすることができる。さらに、移動用レール１６３，１６３をレール基盤１７３と共に４個のベース１１３を橋渡しするように連続して設けたので、装置ユニット全体の剛性部材として機能させることができ、他の構成部材の板厚低減など軽量化が可能となる。

また、本実施の形態のワーク位置決め機構部１１０によれば、テーブル１０９を含めた装置全体を配置したベースプレート１１３の複数個を連結手段で連結してなる装置ユニットを、各ワーク加工工程間を往復動させているので、各ベースプレート１１３毎に移動させる面倒な制御をする必要がない。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎないからこれら実施の形態に、本発明が限定されるものではない。

本発明の一実施形態を示す位置決め装置の断面図である。図１の位置決め装置における位置決めピンをワークの位置決め孔に挿入せずに、ワークの下面に当接させる場合を示す断面図である。位置決めピンをワークの下面に当接させる場合の動作説明図で、ワークがセンタピンに接触する状態を示す。位置決めピンをワークの下面に当接させる場合の動作説明図で、センタピンがワークに押されて位置決めピン内に入り込んだ状態を示す。図１の位置決め装置を備えた位置決め機構部全体を示す斜視図である。図５のワーク位置決め機構部を複数用いてワークを位置決め支持した状態を示す側面図である。図６の平面図である。図５に示すアームが閉じた待機状態におけるワーク位置決め機構部全体の正面図である。

符号の説明

Ｗワーク
Ｗａワークの位置決め孔
１位置決めピン
１ｂ位置決めピンの凹部
３センタピン（ロック解除手段）
３ｂセンタピンの基端部
５鋼球（ロック部材）
９ガイドシャフト（ベース部）
９ａガイドシャフトの貫通孔
１１コイルスプリング（弾性手段）
１９ロック部

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、前記位置決めピンを、前記ワークに対して接近離反移動する方向にベース部に対して移動可能に設けるとともに、前記位置決めピンを前記ベース部に対してロック固定するロック部を設け、前記位置決めピンの先端に、前記ワークに接触することで前記ロック部のロック固定状態を解除するロック解除手段を設け、
前記位置決めピン内に軸方向に移動可能なセンタピンを設け、このセンタピンの先端部が前記位置決めピンの先端から突出して前記ロック解除手段を構成するとともに、前記センタピンの基端部が前記ロック部の一部を構成し、
前記センタピンの基端部を、該基端部の先端部側に連接する中間部に比較して大径とし、この大径とした基端部と、中空とした前記位置決めピンの内面に形成した凹部との間にロック部材を配置して前記ロック部を構成し、前記センタピンの基端部をその先端側へ弾性手段が押圧することで、前記ロック部材が前記位置決めピンの凹部と前記センタピンの基端部との間に挟持されて、前記位置決めピンを前記ベース部に対してロック固定し、
前記ベース部を、前記位置決めピン内に収容される中空部材で構成し、この中空のベース部内に前記弾性手段を収容するとともに、前記ベース部の先端側に前記ロック部材が移動可能に入り込む貫通孔を設け、前記センタピンが前記ワークに接触して前記位置決めピン内に入り込む方向に移動して前記ロック固定状態が解除される際に、前記センタピンの基端部が前記ベース部内に入り込むとともに、前記ロック部材が前記位置決めピンの凹部から離反する方向に前記貫通孔内を移動することを特徴とするワーク位置決め装置。
前記ロック部材を鋼球で構成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。