JP5101549B2 - 位置決め装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばセンサ等の位置決め対象物を所定の構造物に設置する際に、その位置決め対象物を支持すると共に、当該位置決め対象物を所定の位置に位置づけるように位置調整するための位置決め装置に関する。

例えば特許文献１には、近接センサの位置決め装置として、当該近接センサが挿入される挿入孔を有しかつ、挿入孔内に挿入された近接センサを保持する本体部と、当該本体部をブラケットに対して位置調整して固定する位置調整手段と、を備えた装置が開示されている。位置調整手段は、前記本体部を前記挿入孔の軸方向に対して位置調整可能に構成されており、これによってこの位置決め装置は、前記近接センサと検知対象物との間の距離を調整可能にしている。
特開２００４−１４４６５５号公報

ところで、例えばセンサと検知対象物（例えば近接センサの場合はドグ）との間の相対位置を調整すべく、センサの位置を、所定の面内で調整したいという要求が存在する。また、その場合には、センサの位置を変更可能な範囲（調整しろ）が大きい方が、位置調整上の制約がなくなり、位置調整を容易にする上では好ましい。尚、こうした位置決め要求は、センサに限らず、その他の様々な物（位置決め対象物）においても存在し得る。

ところが、前記特許文献１に開示された位置決め装置は、その構成は比較的簡易ではあるものの、所定の一方向（前記の位置決め装置では挿入孔の軸方向）に対する近接センサの位置を調整することによって、近接センサと検知対象物との間の距離を調整することができるだけであり、所定の面内において位置決め対象物の位置の調整を行うことは到底できない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で、位置決め対象物を、所定の面内において比較的自由に位置決め可能にすることにある。

ここに開示する装置は、構造物に設置される位置決め対象物の位置決めを行う位置決め装置である。この位置決め装置は、前記構造物に固定される支持部と、前記支持部に対して重ね合わされて当該支持部に支持されると共に、前記位置決め対象物が所定位置に取付固定される可動部と、を備え、前記可動部には、前記重ね方向に延びる所定の中心軸を中心とした円弧状に延びる複数の可動部側長孔が、周方向に等間隔を空けて貫通形成されており、前記支持部には、前記中心軸を中心とした円弧状に延びる複数の支持部側長孔が、周方向に等間隔を空けて貫通形成されており、前記各可動部側長孔と各支持部側長孔とは、前記可動部と前記支持部とを互いに重ね合わせた状態において、少なくともその一部が互いに連通するように重なる。そうして、位置決め装置はさらに、互いに重なった前記各可動部側長孔と前記各支持部側長孔とに対し係合することで、前記可動部が前記支持部に対し相対的に、前記中心軸を中心として所定の角度だけ回転することを許容する係合部と、前記可動部の回転により前記位置決め対象物が所望の位置に位置づけられた状態で、前記可動部を前記支持部に対して回転不能に固定する固定部と、を備えている。

この構成によると、位置決め対象物が取付固定される可動部と、当該可動部が重ね合わされる支持部とにはそれぞれ、円弧状の長孔が形成され、可動部と支持部とを互いに重ね合わせたときには、可動部側長孔と支持部側長孔とは、その一部が互いに連通するように重なる。その重なった可動部側長孔と支持部側長孔とに係合部が係合することによって、可動部は、支持部に対し中心軸を中心として相対的に回転することが可能になる。可動部が支持部に対して相対回転することに伴い、その可動部に取付固定された位置決め対象物は、前記中心軸を中心として回転（公転）するようになるから、位置決め対象物の位置が変更される。こうして、この位置決め装置では、位置決め対象物の位置を円弧状に移動させることができるから、所定の面内でその位置を微調整することが可能になる。

そのような微調整によって位置決め対象部が所望の位置に位置づけられた状態で、固定部により可動部を固定することによって、位置決め対象物は、所望の位置に固定される。こうして、この位置決め装置では、それぞれ長孔を形成した可動部と支持部とを重ね合わせるといった簡易な構成によって、所定の面内における位置決め対象物の位置調整を行い得る。

ここで、この位置決め装置では、可動部と支持部とのそれぞれに対して形成した円弧状の長孔同士を互いに重ね合わせるようにして、可動部が回転可能な角度範囲を規定している。例えば可動部又は支持部の、いずれか一方にのみ円弧状の長孔を形成するようにしても、前述したような可動部の相対回転を実現することは可能であるが、この場合は、当該円弧状の長孔の長さによって可動部の回転可能な角度が制限されてしまう。従って、その角度範囲を広くして、調整しろを広げようとすれば、円弧状の長孔の長さを長くしなければならない。ところが、可動部の可動を確保しつつ長孔を長く形成することには、高い加工精度が要求される。

これに対し、前記の位置決め装置では、可動部と支持部との双方に長孔を形成し、それらの組み合わせによって可動部が回転可能な角度範囲を規定している。このため、可動部の回転可能は角度範囲は、可動部及び支持部のそれぞれに形成した長孔の長さを足し合わせた分まで大きくすることができ、調整しろが大きくなる。このことを換言すれば、可動部及び支持部のそれぞれに形成する長孔の長さは短くすることが可能になる。従って、それほど高い加工精度は要求されない。また、位置決め対象物が例えばセンサ等である場合のように、その位置精度が要求される場合において、加工精度がそれほど高くなくても所望の位置精度を確保し得るようになるから、製造コストの低減を図る上で有利になる。

前記可動部には、前記位置決め対象物を取付固定するための固定溝が、前記中心軸から径方向外方に延びるように形成されており、前記位置決め対象物は、前記固定溝内の所望の径方向位置において、当該固定溝に対し固定されている、としてもよい。

こうすることで位置決め対象物は、可動部に対し所望の径方向位置に固定することが可能であるから、前述したように、位置決め対象物が中心軸を中心として所定の角度範囲に亘って回転可能であることと組み合わさって、その位置決め対象物は、所定の扇形形状の面内、さらにその回転可能な角度範囲が３６０°であるときには、所定の円形状の面内において、その位置を自由に変更することが実現する。つまり、調整しろが大幅に拡大する。

前記係合部及び固定部は、前記可動部側長孔及び支持部側長孔に係合した状態で、前記可動部及び支持部を共締めすることによって、当該可動部を当該支持部に対して固定する締結部材によって構成されている、としてもよい。

こうすることで、係合状態における位置決め対象物の位置調整と、その位置調整後の固定とが、締結部材によって容易に行い得る。また、係合部と固定部とが締結部材によって兼用されることになるから、部材点数の低減化が図られ、製造コストを低減する上で有利になる。

前記位置決め装置は、前記可動部に対し、前記支持部とは逆側に配置されると共に、それぞれ前記締結部材が貫通する複数の貫通孔が前記中心軸を中心とした周方向に均等配置された押さえ部をさらに備え、前記各締結部材は、前記押さえ部の各貫通孔、並びに、前記可動部及び支持部の各長孔に挿通すると共に、その状態で前記押さえ部、可動部及び支持部を共締めするように構成されている、としてもよい。

締結部材によって可動部と固定部とを互いに固定する場合には、その締結部材による締め付けトルクによって、可動部及び固定部間に均等な面圧が作用することが好ましい。前記の押さえ部は、締結部材が貫通する貫通孔が周方向に均等配置されているため、この押さえ部を利用することにより、締結部材は、自動的に周方向に均等配置されるようになり、可動部及び固定部間に均等な面圧を作用させ得る。

以上説明したように、本発明によると、可動部と支持部との双方に長孔を形成し、それらの組み合わせによって、位置決め対象物が固定される可動部が、支持部に対して回転可能となる角度範囲を規定することにより、可動部及び支持部のそれぞれに形成する長孔の長さを短くしても、可動部の回転可能な角度範囲を大きくすることができる。そうして、高い加工精度を必要としない可動物と支持部とを重ね合わせた簡易な構成で、位置決め対象物を、所定の面内において位置調整することが実現すると共に、その調整しろを大きくすることができる。

図１は、実施形態に係る位置決め装置として、近接センサＳ（以下、単にセンサという、図４等参照）の位置決めを行いつつ、そのセンサＳの支持を行うセンサ支持具１の分解斜視図である。このセンサ支持具１は、所定の構造物（ベースプレート６）にセンサＳを設置するための支持具１であり、その位置調整によって、センサＳの検知対象物（図示省略）に対する相対位置を調整するように構成されている。

センサ支持具１は、図１に示されるように、センサＳが取り付けられる可動部としての取付プレート２と、取付プレート２が重ね合わされる支持部としてのブラケット３と、取付プレート２上に載置されて、当該取付プレート２と共にブラケット３に固定される押さえ部としてのリング４と、取付プレート２、ブラケット３及びリング４に対して、後述するように係合することで、前記取付プレート２をブラケット３に対し相対回転可能にすると共に、取付プレート２、ブラケット３及びリング４を相互に固定する、ボルト５１及びナット５２からなる締結部材５（図２等参照）と、を備えて構成されている。尚、以下において、説明の便宜上、図１，３，４における上側を「上」、下側を「下」と呼ぶことにするが、図４に示すように、近接センサＳの向きは上向きに限定されるものではなく、例えば水平方向を向いていてもよいし、下方向を向いていてもよい。つまり、センサ支持具１の配置する向きは任意であり、特定の方向に限定されるものではない。

取付プレート２は、図１，２に示すように、円形状の平板であって、その中心位置から径方向の外方に向かって、所定の幅のスリット状の溝２１が板厚方向に貫通して形成されている。この溝は、センサＳが取付固定されるための固定溝２１であり、センサＳは、図４に示すように、この固定溝２１に内挿された状態で、ワッシャＳ１により取付プレート２を板厚方向に挟持することによって取付固定されるようになっている。このワッシャＳ１によるセンサＳの固定前には、そのセンサＳは、図５に矢印で示すように、固定溝２１に沿って径方向に移動することが可能であるため、このセンサＳは、取付プレート２に対して、その径方向の所望の位置に位置固定されるようになっている。

取付プレート２にはまた、図１，２において端的に示すように、その外周縁部に、４つの長孔（取付プレート側長孔２２）が形成されている。各取付プレート側長孔２２は、取付プレート２の外周縁に沿うように円弧状を有しており、円弧状の各取付プレート側長孔２２の中心角は、４５°に設定されている。また、４つの取付プレート側長孔２２は、周方向に互いに等間隔を空けて配置されており、これにより、隣り合う取付プレート側長孔２２の間の角度もまた、４５°に設定されている。

ブラケット３は、図３に示す構造物としてのベースプレート６に対して例えば溶接等によって固定される本体部３１と、この本体部３１に対して取り付けられて、前記取付プレート２に対し摺接するフランジ部３２と、を備えて構成されている。

本体部３１は、上下方向に延びる筒軸Ｘを有する所定径の円筒であり、その両端はそれぞれ開口している。本体部３１の径は、その本体部３１が、前述した取付プレート２において取付プレート側長孔２２が形成される径方向位置よりも内方位置となるような径に設定されている（図２の破線参照）。本体部３１は、ベースプレート６に形成された貫通孔に対し内挿された状態で、その外周面がベースプレート６に対し接合されており、これによって、ブラケット３がベースプレート６に対して固定されることになる。

フランジ部３２は、前記本体部３１の上端に対し、径方向の外方に向かって突出するように設けられており、このフランジ部３２は、前記取付プレート２と同径となるように構成されている。フランジ部３２における上面は、前記取付プレート２の下面に対して摺接する摺接面３４とされている。このフランジ部３２には、前記取付プレート２と同様に、４つの長孔（ブラケット側長孔３３）が形成されている。各ブラケット側長孔３３は、その外周縁に沿うように円弧状を有しており、円弧状の各ブラケット側長孔３３の中心角は、４５°に設定されている。また、４つのブラケット側長孔３３は、周方向に互いに等間隔を空けて配置されており、これにより、隣り合う取付プレート側長孔２２の間の角度もまた、４５°に設定されている。

リング４は、比較的薄肉の円環状の部材であって、その外径は前記取付プレート２及び前記ブラケット３のフランジ部３２の外径とほぼ同じであるのに対し、その内径は前記フランジ部３２の内径とほぼ同じに設定されている。このリング４には、その周方向に等間隔を空けて配置された、４つの貫通孔４１が形成されている。従って、隣り合う貫通孔４１間の角度は９０°に設定されている。各貫通孔４１は、前記ボルト５１が挿通されるボルト孔４１であり、その径は、前記取付プレート側長孔２２の幅や、前記ブラケット側長孔３３の幅とほぼ同じに設定されている。

前記取付プレート２、ブラケット３、及びリング４は、下から上に、ブラケット３、取付プレート２及びリング４の順に重ね合わされる。このときに、取付プレート２の取付プレート側長孔２２と、ブラケット３のブラケット側長孔３３とは、その中心角度がそれぞれ４５°であり、しかも、隣り合う長孔同士の間隔も４５°に設定されているため、図２に破線で示すように、少なくともその一部が互いに連通するように重なる。

そうして、取付プレート２、ブラケット３、及びリング４を重ね合わせた状態で、各ボルト孔４１に対してボルト５１が挿通されることにより、各ボルト５１は、取付プレート２の取付プレート側長孔２２と、ブラケット３のブラケット側長孔３３とのそれぞれにも貫通して配設される。そうして、この各ボルト５１に対してナット５２を完全に締結しない状態では、各ボルト５１が、取付プレート側長孔２２及びブラケット側長孔３３のそれぞれに係合した状態を保ちつつ、取付プレート２は、ブラケット３に対し前記筒軸（中心軸）Ｘ回りに相対回転が可能となる。詳細には、図５に示すように、各取付プレート側長孔２２と各ブラケット側長孔３３とは、前述したように、それぞれ４５°の中心角を有する円弧状であるため、取付プレート２は、図５に実線で示す角度位置から一点鎖線で示す角度位置まで、ボルト５１の移動を伴いながら、９０°だけ回転することが可能である。そうして、取付プレート２には、その固定溝２１にセンサＳが取付固定されていることから、取付プレート２の回転に伴い、センサＳもまた中心軸を中心として円弧状に移動する（公転する）ようになる。またセンサＳは固定溝２１に沿って、その径方向の位置を変更可能であることから、このセンサ支持具１では結局、センサＳを、おおよそリング４の内側に相当する円における１／４円形状の面内において、任意の位置に位置づけることが可能になる。そうして、図示は省略する、センサＳの検知対象物に対する、当該センサＳの相対位置を調整することが可能になる。

またこのセンサ支持具１においては、ボルト孔４１及び各長孔２２，３３に挿通しているボルト５１を入れ替えるようにすれば、前記取付プレート２は０°から３６０°の範囲、つまり一回転させることも可能であるから、このセンサ支持具１においては、おおよそリング４の内側に相当する円形状の面内における任意の位置に、センサＳを位置づけることが可能になる。こうして、このセンサ支持具１においては、取付プレート２とブラケット３とを重ね合わせるだけの比較的簡易な構成で、センサＳを円形状の面内の全域において自由に位置付けることが可能になり、調整しろを大きくすることができる。しかも、そのセンサ位置の調整は、取付プレート２を回転させるだけであるため、調整が容易である。

以上のようにして、センサＳを所望の位置に位置付けたときには、ボルト５１及びナット５２を締結することにより、リング４、取付プレート２及びブラケット３を共締めして、取付プレート（及びリング４）をブラケット３に対して回転不能に固定する。こうして、センサＳが、ベースプレート６に対して設置されることになる。ここで、前記リング４によって、ボルト５１及びナット５２は、互いに９０°だけ間隔を空けて、周方向に均等配置されることになるから、ボルト５１及びナット５２による締結トルクにより、取付プレート２及びブラケット３間には、均等な面圧が付与される。このことはセンサＳの固定を安定化する上で有利である。

ここで、前記取付プレート２や、ブラケット３のフランジ部３２に対し長孔２２，３３を形成する際には、例えば板材に対しレーザーにより穴開けを行うレーザ加工を採用してもよい。このような穴開け加工においては長孔の長さが長くなるほど加工精度の低下を招き、そうした精度低下を回避するためには、製造コストの増大を招くことになる。特にこのセンサ支持具１では、取付プレート２の可動が確保されるような一定幅でかつ、円弧状の長孔２２，３３を、取付プレート２やブラケット３のフランジ部３２の外周縁近傍に形成することになるため、加工が比較的困難であり、コストアップは避けられない。従って、製造コスト等の観点からは、長孔の長さは短くすることが好ましいが、長孔の長さはセンサＳの位置決め可能な範囲（調整しろ）を規定するものであるため、調整しろを拡大する上では、長孔の長さは長い方が好ましい。

この点についてこのセンサ支持具１では、取付プレート２の長孔２２とブラケット３の長孔３３とを組み合わせるようにしており、このことによって、取付プレート２の回転可能な角度範囲を規定するようにしている。このため、取付プレート２及びブラケット３のそれぞれに形成される各長孔２２，３３の長さ（中心角）は、相対的に短くしつつも、取付プレート２の回転可能な角度範囲は相対的に広くすることができる。こうして、このセンサ支持具１では、製造コストの増大を招くことなく、取付プレート２の回転可能な角度範囲をできるだけ拡大することによって、センサＳの位置決めの自由度を向上させている。特にこのセンサ支持具１では、前述したように、取付プレート２やブラケット３の外周縁近傍に長孔が形成されるため、各長孔２２，３３の長さを短くすることは、特に有効である。

また、このセンサ支持具１では、取付プレート２とブラケット３とを互いに係合させる係合部と、取付プレート２とブラケット３とを互いに固定させる固定部と、をボルト５１及びナット５２からなる締結部材５によって構成しているため、位置調整が容易であると共に、その位置決め調整後の固定もまた、容易である。締結部材５はまた、係合部と固定部とを兼用することになるから、部品点数がその分低減する。尚、係合部と固定部とを別体に構成してもよい。

尚、前記の構成では、取付プレート２及びブラケット３のそれぞれに、長孔を４つ形成しているが、取付プレート２及びブラケット３に形成する長孔の数は、これに限定されるものではなく、４つよりも少なくてもよいし、４つよりも多くてもよい。４つよりも多い場合には、各長孔の中心角をさらに小さくし得るから、加工精度の点で有利になる。この中心角の縮小化は、例えば取付プレート２の径がさらに拡大して、そのことに伴い、取付プレート２およびブラケット３の長孔２２，３３の周方向の長さが長くなってしまう場合において有効である。

また、この実施形態ではセンサ支持具１を例に、位置決め装置の構成を説明したが、ここに開示する位置決め装置は、センサ支持具１に限定されるものではなく、その位置決め対象物は特定のものに限定されない。位置決め対象物を、所定の面内において微調整する用途において、ここに開示する位置決め装置は広く適用し得る。

以上説明したように、本発明は、簡易な構成で、位置決め対象物を所定の面内において位置調整することが可能であるから、例えばセンサを始めとして各種の位置決め対象物の位置決めを行うための装置として有用である。

センサ支持具の分解斜視図である。 センサ支持具の平面図である。 センサ支持具の正面図である。 図２のIV−IV断面図である。 センサ支持具における回転可能範囲を説明するための図である。

１ センサ支持具（位置決め装置）
２ 取付プレート（可動部）
２１ 固定溝
２２ 取付プレート側長孔（可動部側長孔）
３ ブラケット（支持部）
３３ ブラケット側長孔（支持部側長孔）
４ リング（押さえ部）
４１ ボルト孔（貫通孔）
５ 締結部材（係合部、固定部）
５１ ボルト（係合部、固定部）
５２ ナット（係合部、固定部）
Ｓ 近接センサ（位置決め対象物）

Claims (4)

1. 構造物に設置される位置決め対象物の位置決めを行う位置決め装置であって、
   前記構造物に固定される支持部と、
   前記支持部に対して重ね合わされて当該支持部に支持されると共に、前記位置決め対象物が所定位置に取付固定される可動部と、を備え、
   前記可動部には、前記重ね方向に延びる所定の中心軸を中心とした円弧状に延びる複数の可動部側長孔が、周方向に等間隔を空けて貫通形成されており、
   前記支持部には、前記中心軸を中心とした円弧状に延びる複数の支持部側長孔が、周方向に等間隔を空けて貫通形成されており、
   前記各可動部側長孔と各支持部側長孔とは、前記可動部と前記支持部とを互いに重ね合わせた状態において、少なくともその一部が互いに連通するように重なり、
   互いに重なった前記各可動部側長孔と前記各支持部側長孔とに対し係合することで、前記可動部が前記支持部に対し相対的に、前記中心軸を中心として所定の角度だけ回転することを許容する係合部と、
   前記可動部の回転により前記位置決め対象物が所望の位置に位置づけられた状態で、前記可動部を前記支持部に対して回転不能に固定する固定部と、を備えている位置決め装置。
2. 請求項１に記載の位置決め装置において、
   前記可動部には、前記位置決め対象物を取付固定するための固定溝が、前記中心軸から径方向外方に延びるように形成されており、
   前記位置決め対象物は、前記固定溝内の所望の径方向位置において、当該固定溝に対し固定されている位置決め装置。
3. 請求項１又は２に記載の位置決め装置において、
   前記係合部及び固定部は、前記可動部側長孔及び支持部側長孔に係合した状態で、前記可動部及び支持部を共締めすることによって、当該可動部を当該支持部に対して固定する締結部材によって構成されている位置決め装置。
4. 請求項３に記載の位置決め装置において、
   前記可動部に対し、前記支持部とは逆側に配置されると共に、それぞれ前記締結部材が貫通する複数の貫通孔が前記中心軸を中心とした周方向に均等配置された押さえ部をさらに備え、
   前記各締結部材は、前記押さえ部の各貫通孔、並びに、前記可動部及び支持部の各長孔に挿通すると共に、その状態で前記押さえ部、可動部及び支持部を共締めするように構成されている位置決め装置。

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