JP6310280B2 - 位置決め装置 - Google Patents

Description

この発明は、ワークやパレットや金型等の位置決め対象物を位置決めする装置に関し、より詳しくは、前記の位置決め対象物に形成した小径の円形孔を利用して位置決めするのに好適な装置に関する。

この種の位置決め装置には、従来では、特許文献１（ＷＯ２０１２／１１１６６６号公報）に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
ハウジングから挿入部を上方へ一体に突出させる。その挿入部は、ワーク等の位置決め対象物（以下、単にワークという）に形成された円形孔に挿入可能に構成される。前記ハウジングの上孔に位置決めロッドを上下方向かつ半径方向に移動可能に挿入する。前記ハウジングからカム部を左方へ突出させる。前記位置決めロッドの右上部にカム面を上下方向に設けると共に、左上部に押部を設ける。

国際公開公報 ＷＯ２０１２／１１１６６６（図１）

前記の従来技術は、ワークの円形孔の内周に位置決めロッドの押部を押し当てることによって当該ワークを精密に位置決めできる点で優れるが、その位置決めロッドを簡単な構成で確実に復帰させたり、細径の円形孔に適用可能な位置決め装置を提供する点で改良の余地が残されていた。
本発明の第１の目的は、位置決めロッドを簡単な構成で確実に復帰させることである。
本発明の第２の目的は、位置決め装置を細径の円形孔にも適用できるようにすることである。

前記第１の目的を達成するため、第１の発明は、例えば、図１Ａ及び図１Ｂ，図２，図３，図４，図５に示すように、位置決め装置を次のように構成した。
ハウジング３は、上方へ突出された挿入部７ｂを有する。前記ハウジング３の上孔１４に位置決めロッド２２を上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入すると共に、その位置決めロッド２２を前記挿入部７ｂに対面させる。その位置決めロッド２２は、前記挿入部７ｂと共に位置決め対象物８の円形孔９に挿入可能とされる。前記ハウジング３と前記位置決めロッド２２との両部材のうちの一方の部材から他方の部材に向けてカム部２８を突出させ、そのカム部２８を前記一方の部材に設ける。前記カム部２８と係合するカム面２９を前記他方の部材に上下方向に設ける。前記カム部２８及び前記カム面２９とは反対側の位置で前記位置決めロッド２２の外周部に押部３３を設け、その押部３３を、前記円形孔９の内周に対面可能にする。前記位置決めロッド２２を駆動部材３６によって上下方向へ駆動する。前記ハウジング３の内面又は当該ハウジング３の下部に対面する固定側の壁面２ａに受止め部４８を設け、その受止め部４８を前記駆動部材３６の中心軸から半径方向へ所定間隔をあけて設ける。前記受止め部４８に対応する係止部４９を前記駆動部材３６に設ける。そして、前記駆動部材３６が前記位置決めロッド２２を上下方向の一方にリリース駆動させたときに、前記係止部４９が前記受止め部４８に当接して、前記位置決めロッド２２の上部が前記挿入部７ｂに近づく方向に復帰揺動される。

従って、前記の第１の発明は次の作用効果を奏する。
上記の位置決めロッドの復帰揺動に要する回転力は、駆動部材をリリース駆動して当該駆動部材の係止部を受止め部に当接させることで得られる。これにより、本発明の位置決め装置は、位置決めロッドを復帰揺動させるための別途の駆動手段を必要としない簡素な構成であり、しかも、位置決めロッドを確実に復帰させることができる。

前記の第２の目的を達成するため、第２の発明は、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、位置決め装置を次のように構成した。
ハウジング３は、上方へ突出された挿入部７ｂを有する。前記ハウジング３の上孔１４に位置決めロッド２２を上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入すると共に、その位置決めロッド２２を前記挿入部７ｂに対面させる。その位置決めロッド２２は、前記挿入部７ｂと共に位置決め対象物８の円形孔９に挿入可能とされる。前記ハウジング３のうちの前記挿入部７ｂの下側の部分７ａとその下側の部分７ａに対面する前記位置決めロッド２２との両者のうちの一方から他方に向けてカム部２８を突出させ、そのカム部２８を前記一方に設ける。前記カム部２８と係合するカム面２９を前記両者のうち他方に上下方向に設ける。前記カム部２８及び前記カム面２９とは反対側の位置で前記位置決めロッド２２の外周部に押部３３を設け、その押部３３を前記円形孔９の内周に対面可能とする。前記位置決めロッド２２を前記駆動部材３６によって上下方向へ駆動する。そして、前記駆動部材３６が前記位置決めロッド２２を上下方向の一方にロック駆動させたときに、前記カム部２８が前記カム面２９を介して前記押部３３を前記円形孔９の内周に押圧する。

従って、前記の第２の発明は次の作用効果を奏する。
本発明の位置決め装置では、位置決め対象物の円形孔にハウジングの挿入部及び位置決めロッドが収納されて、当該円形孔にはカム部が収納されないので、上記挿入部及び位置決めロッドの外形寸法を小さくできる。このため、本発明の位置決め装置は、細径の円形孔にも適用できる。

第１及び第２の各発明は、次の構成を加えることが好ましい。
（１） 前記ハウジング３内の内面に天井壁５６が形成され、その天井壁５６の左右両側のうちの前記押部３３側が反対側より高くなるように形成される。その天井壁５６に装着されたバネ４３が、前記駆動部材３６をロック駆動する方向に付勢する。
上記構成によれば、押部３３側の高い方の天井壁部分と反対側の低い方の天井壁部分との間に段部が設けられ、その段部を跨いでバネ４３が装着される。これにより、前記駆動部材３６を上方へリリース駆動したときに、バネ４３の付勢力が位置決めロッド２２を復帰揺動させる方向へ作用して、その位置決めロッド２２を確実に復帰揺動させることができる。

（２） 前記カム面２９は、下方に向かうにつれて前記位置決めロッド２２の軸心に近づくように形成されることが好ましい。

また、前記第２の発明には、次の構成を加えることが好ましい。
前記ハウジング３の内面又は当該ハウジング３の下部に対面する固定側の壁面２ａに受止め部４８を設けて、その受止め部４８を前記駆動部材３６の中心軸から半径方向へ所定間隔をあけて設け、前記受止め部４８に対応する係止部４９を駆動部材３６に設ける。そして、前記駆動部材３６が前記位置決めロッド２２を上下方向の一方にリリース駆動させたときに、前記係止部４９が前記受止め部４８に当接して、前記位置決めロッド２２の上部が前記挿入部７ｂに近づく方向に復帰揺動される。
これにより、前記の第１の発明と同様の作用効果が得られる。

図１Ａと図１Ｂとは、本発明の第１実施形態を示す。図１Ａは、位置決め装置のリリース状態を示す立面視の断面図である。図１Ｂは、図１Ａの装置の位置決め動作を説明する図である。 図２は、本発明の第２実施形態を示し、前記図１Ａに類似する図である。 図３は、本発明の第３実施形態を示し、前記図１Ａに類似する図である。 図４は、本発明の第４実施形態を示し、前記図１Ａに類似する図である。 図５は、本発明の第５実施形態を示し、前記図１Ａに類似する図である。

本発明の第１実施形態を図１Ａと図１Ｂとによって説明する。
テーブル等のベース部材１に装着孔２が上下方向に形成される。その装着孔２に、ハウジング３の本体部分としての内筒４を挿入して、その内筒４の下面を装着孔２の底面２ａに接当させる。その内筒４の外周と装着孔２の内周との間にハウジング３の外筒５を挿入すると共に、装着孔２に外筒５を封止具１１を介して保密状にネジ嵌合する。また、内筒４と外筒５との間に封止具１２を設ける。内筒４の外周面の下部には、下方に向かうにつれて外径が大きくなるテーパー面４ａが設けられる。外筒５の下部には、下方に向かうにつれて内径が大きくなるテーパー面５ａが設けられる。内筒４の上方から外筒５を挿入すると、双方のテーパー面４ａ，５ａが係合されて、内筒４を装着孔２の中心軸に対して中心合せする。これにより、ハウジング３は、装着孔２の所定位置に保密状に固定される。

さらに、内筒４から円形プラグ状の支柱７がその内筒４と同軸状で上方へ一体に突出される。その支柱７は、位置決め対象物としてのワーク８に形成された円形孔９に挿入される。ここで、「プラグ状」とは、円形孔９の内周のほとんど全体に挿入される形状を意味し、平面視で円形や楕円形や菱形等の形状を含む。

前記の内筒４の上部４ｂに上孔１４が上下方向に形成される。その上孔１４は、前記支柱７の中心軸に対して左側に偏心した孔軸Ｙを有する。その支柱７は、下側部分７ａとその下側部分７ａから上方へ一体に突出した挿入部７ｂとを有する。換言すれば、上記の下側部分７ａは、支柱７のうちの挿入部７ｂよりも下側に配置された部分を示している。その挿入部７ｂの周壁１８のうちの孔軸Ｙに近い側の周壁部分に開口部２０が横向きに形成される。そして、上孔１４に、位置決めロッド２２が上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入される。その位置決めロッド２２は、大径部分２２ａと、その大径部分２２ａの上面から上方へ一体に突出された小径部分２２ｂとを有する。

なお、ここでは、位置決めロッド２２の上側を覆う上壁１７が挿入部７ｂに設けられているが、その上壁１７は省略してもよい。

前記支柱７の下側部分７ａに凹入形成される支持孔２７には、カム部として機能するボール２８が嵌合される。そのボール２８の左部は、位置決めロッド２２の大径部分２２ａに向けて突出される。

その位置決めロッド２２の大径部分２２ａの右側周壁には、前記ボール２８に係合するカム面２９が上下方向に形成される。そのカム面２９は、平面視で円弧上のカム溝（図示せず）を有し、下方に向かうにつれて大径部分２２ａの軸心に近づくように形成される。
また、前記小径部分２２ｂの左部に、ワーク８の円形孔９の内周に対面する押部３３が設けられる。

前記位置決めロッド２２を上下方向へ駆動する駆動手段は、空圧シリンダからなり、次のように構成される。
前記ハウジング３の内筒４の内部には、当該ハウジング３の内面としてのシリンダ孔３７が形成され、そのシリンダ孔３７が上孔１４に連通される。そのシリンダ孔３７には、出力ロッド３８と、その出力ロッド３８の下部に一体的に連結したピストン３９とが挿入される。

そのピストン３９が封止具４０を介して前記シリンダ孔３７に上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入される。そのピストン３９の上側に形成されたロック室４２にバネ４３が装着され、ピストン３９の下側に形成されたリリース室４５に圧縮空気の給排路４６が連通される。
なお、駆動部材３６は、出力ロッド３８とピストン３９とから構成され、その出力ロッド３８と前記位置決めロッド２２とが一体に形成される。

前記シリンダ孔３７の天井壁５６の右部に受止め部４８が設けられる。また、その受止め部４８に下側から対面する係止部４９が出力ロッド３８の上部に設けられる。なお、その係止部４９は、出力ロッド３８の中心軸から右方向へ所定間隔をあけて設けられる。

前記の位置決め装置は次のように作動する。
図１Ａのリリース状態では、圧縮空気源（図示せず）からの圧縮空気を給排路４６を介してリリース室４５内に供給することで、駆動部材３６がバネ４３の付勢力に抗して上昇されている。これにより、係止部４９が受止め部４８に当接して、位置決めロッド２２の小径部分２２ｂが時計回りの方向に復帰揺動されている。位置決め装置の上側に搬入されてきた前記のワーク８を下降させると、まず、そのワーク８の円形孔９が、前記小径部分２２ｂ及び前記挿入部７ｂに所定の嵌合隙間をあけて上側から挿入される。次いで、ワーク８は、ベース部材１から上方へ突出された複数の着座ピン１０の上面に受け止められる。
図１Ａのリリース状態からロック駆動するときには、リリース室４５から圧縮空気を排出する。すると、バネ４３の付勢力によって駆動部材３６及び位置決めロッド２２が下降され、図１Ｂに示すように、ボール２８がカム面２９を左側へ押し出し、押部３３がワーク８の円形孔９の内周に向けて進出される。これにより、押部３３及び挿入部７ｂが円形孔９を介してワーク８を水平方向に位置決めすることが可能となる。なお、図１Ｂは、ワーク８を搬出して空ロックした状態を示し、ピストン３９が下方へオーバーストロークして、その下部が装着孔２の底面２ａに受け止められている。

上述の第１実施形態において、前記支柱７の下側部分７ａは、その半周または全周がハウジング３の内筒４の外周面とほぼ同径になるように、半径方向の外方へ突設されてもよい。

図２から図５は、本発明の第２実施形態から第５実施形態を示している。これら別の実施形態においては、前記の第１実施形態の構成部材と同じ部材（または類似する部材）には原則として同一の参照数字を付けて説明する。

図２に示す第２実施形態が第１実施形態と異なる点は次の通りである。
ハウジング３内に形成されたシリンダ孔３７の天井壁５６は、左側（押部３３側）の第１天井壁５７が右側の第２天井壁５８よりも高くなるように形成され、その段部を跨いでバネ４３が装着される。これにより、駆動部材３６を上方へリリース駆動するときに、上記バネ４３が位置決めロッド２２を時計回り方向へ付勢する。従って、位置決め装置は確実に復帰動作される。

ハウジング３から上方へ一体に突出された支柱７の挿入部７ｂに、カム部として機能するボール２８が設けられる。前記ハウジング３の上孔１４の下方に連通するように下孔５９を形成して、その下孔５９が、支柱７の中心軸に対して図中の左方へ偏心された孔軸Ｙを有する。位置決めロッド２２と下孔５９との間にＯリング製の封止具（弾性体）６０が装着される。その封止具６０の弾性力によって位置決めロッド２２が孔軸Ｙと同軸状に位置決めされる。また、その封止具６０は、シリンダ孔３７内に切粉や塵埃等の異物が侵入するのを防止する。

前記の位置決め装置は、ロック状態（図示しない）から図２のリリース状態へ次のように切換えられる。
リリース室４５内に圧縮空気が供給されると、駆動部材３６がバネ４３の付勢力に抗して上昇され、その駆動部材３６の係止部４９が下側から受止め部４８に当接して、位置決めロッド２２が時計回りの方向へ揺動される。

図３に示す第３実施形態が第１実施形態と異なる点は次の通りである。
シリンダ孔３７は、大径の下部周壁３７ａと、その上側の小径の上部周壁３７ｂを有する。その上下の周壁３７ａ，３７ｂの段部に受止め部４８が設けられる。また、ピストン３９の上面に、係止部４９を、受止め部４８に下側から対面させて設ける。駆動部材３６を上方へリリース駆動したときに、係止部４９が受止め部４８に当接して、位置決めロッド２２が時計回りの方向へ確実に復帰揺動される。

図４に示す第４実施形態が第１実施形態と異なる点は次の通りである。
ハウジング３の右下部の外側からシリンダ孔３７内へピン孔６３が貫通され、このピン孔６３に受止めピン６４が挿入され、その受止めピン６４の内端をシリンダ孔３７内に突出させる。その受止めピン６４の下面に受止め部４８が形成される。ピストン３９の下部に大径部分６６が形成され、その大径部分６６の上面に係止部４９が設けられる。駆動部材３６をリリース駆動したときに、係止部４９が受止め部４８に当接して、位置決めロッド２２の上部が時計回りの方向へ復帰揺動される。

図５に示す第５実施形態が第１実施形態と異なる点は次の通りである。
本実施形態のカム面２９は、上方に向かうにつれて、前記位置決めロッド２２の軸心に近づくように形成される。
ピストン３９の下面３９ａの左側（押部３３側）から突起６８を下方に突出させる。この突起６８の下面に係止部４９が設けられる。前記装着孔２の底部２ａ（固定側の壁面）に受止め部４８が設けられる。
位置決め装置は、ロック状態から図５のリリース状態へ以下のように切換えられる。
リリース室４５から圧縮空気が排出されると、バネ４３の付勢力によって駆動部材３６が下降され、係止部４９が受止め部４８に当接して、位置決めロッド２２が時計回りの方向へ復帰揺動される。

前記の各実施形態は次のように変更可能である。
前記の駆動手段は、ロック室４２にロックバネを装着するのに代えてリリース室４５にリリースバネを装着する構成としてもよい。
また、駆動手段は、単動式のシリンダに代えて複動式のシリンダであってもよい。具体的には、ロック室１３に給排路を設けると共に、上孔に封止具を設ける構造が考えられる。
さらには、駆動手段は、例示の空圧シリンダに代えて、油圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
前記カム部は、例示したボール２８に代えて、円柱状のものであってもよい。この場合、前記カム面２９は、横断面視で円弧状に形成することに代えて、平面で形成してもよい。
なお、前記カム部２８を位置決めロッド２２に設けると共に、前記カム面２９をハウジング３に設けてもよい。
また、前記ボール２８等のカム部は、前記ハウジング３（又は位置決めロッド２２）と一体に形成してもよい。
また、カム部２８又はカム面２９は、その全体を前記下側部分７ａに設けることに代えて、その一部分だけを下側部分７ａに設けてもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

２ａ：固定側の壁面（装着孔２の底面），３：ハウジング，７ａ：下側の部分（下側部分），７ｂ：挿入部，８：位置決め対象物（ワーク），９：円形孔，１４：上孔，２２：位置決めロッド，２８：カム部（ボール），２９：カム面，３３：押部，３６：駆動部材，４３：バネ，４８：受止め部，４９：係止部，５６：天井壁．

Claims (4)

1. 上方へ突出された挿入部（７ｂ）を有するハウジング（３）と、
   前記ハウジング（３）の上孔（１４）に上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入されると共に前記挿入部（７ｂ）に対面された位置決めロッド（２２）であって、前記挿入部（７ｂ）と共に位置決め対象物（８）の円形孔（９）に挿入可能な位置決めロッド（２２）と、
   前記ハウジング（３）と前記位置決めロッド（２２）との両部材のうちの一方の部材から他方の部材に向けて突出するように前記一方の部材に設けられたカム部（２８）と、
   前記カム部（２８）と係合するように前記他方の部材に上下方向に設けたカム面（２９）と、
   前記カム部（２８）及び前記カム面（２９）とは反対側の位置で前記位置決めロッド（２２）の外周部に設けられた押部（３３）であって、前記円形孔（９）の内周に対面可能なように設けた押部（３３）と、
   前記位置決めロッド（２２）から延びる駆動部材（３６）であって、前記位置決めロッド（２２）と一体的に動くことで前記位置決めロッド（２２）を上下方向へ駆動する駆動部材（３６）と、
   前記ハウジング（３）の内面又は当該ハウジング（３）の下部に対面する固定側の壁面（２ａ）に設けられた受止め部（４８）であって、前記駆動部材（３６）の中心軸から半径方向へ所定間隔をあけて設けた受止め部（４８）と、
   前記受止め部（４８）に対応するように前記駆動部材（３６）に設けられた係止部（４９）と、
   を備え、
   前記駆動部材（３６）が前記位置決めロッド（２２）を上下方向の一方にリリース駆動したときに、前記係止部（４９）が前記受止め部（４８）に当接して、前記位置決めロッド（２２）の上部が前記挿入部（７ｂ）に近づく方向に復帰揺動される、
   ことを特徴とする位置決め装置。
2. 上方へ突出された挿入部（７ｂ）を有するハウジング（３）と、
   前記ハウジング（３）の上孔（１４）に上下方向かつ半径方向へ移動可能に挿入されると共に前記挿入部（７ｂ）に対面された位置決めロッド（２２）であって、前記挿入部（７ｂ）と共に位置決め対象物（８）の円形孔（９）に挿入可能な位置決めロッド（２２）と、
   前記ハウジング（３）のうちの前記挿入部（７ｂ）の下側の部分（７ａ）とその下側の部分（７ａ）に対面する前記位置決めロッド（２２）との両者のうちの一方から他方に向けて突出するように前記一方に設けられたカム部（２８）と、
   前記カム部（２８）と係合するように前記両者のうち他方に上下方向に設けたカム面（２９）と、
   前記カム部（２８）及び前記カム面（２９）とは反対側の位置で前記位置決めロッド（２２）の外周部に設けられた押部（３３）であって、前記円形孔（９）の内周に対面可能な押部（３３）と、
   前記位置決めロッド（２２）から延びる駆動部材（３６）であって、前記位置決めロッド（２２）と一体的に動くことで前記位置決めロッド（２２）を上下方向へ駆動する駆動部材（３６）と、
   前記ハウジング（３）の内面又は当該ハウジング（３）の下部に対面する固定側の壁面（２ａ）に設けられた受止め部（４８）であって、前記駆動部材（３６）の中心軸から半径方向へ所定間隔をあけて設けた受止め部（４８）と、
   前記受止め部（４８）に対応するように前記駆動部材（３６）に設けられた係止部（４９）と、
   を備え、
   前記駆動部材（３６）が前記位置決めロッド（２２）を上下方向の一方にロック駆動したときに、前記カム部（２８）が前記カム面（２９）を介して前記押部（３３）を前記円形孔（９）の内周に押圧し、
   前記駆動部材（３６）が前記位置決めロッド（２２）を上下方向の他方にリリース駆動したときに、前記係止部（４９）が前記受止め部（４８）に当接して、前記位置決めロッド（２２）の上部が前記挿入部（７ｂ）に近づく方向に復帰揺動される、
   ことを特徴とする位置決め装置。
3. 請求項１又は２の位置決め装置において、
   前記ハウジング（３）の内面に形成される天井壁（５６）であって、その天井壁（５６）の左右両側のうちの前記押部（３３）側が前記受止め部（４８）となる反対側より高くなるように形成される天井壁（５６）と、
   前記駆動部材（３６）をロック駆動する方向に付勢するように前記天井壁（５６）に装着されるバネ（４３）と、
   を備える、
   ことを特徴とする位置決め装置。
4. 請求項１又は２の位置決め装置において、
   前記カム面（２９）は、下方に向かうにつれて前記位置決めロッド（２２）の軸心に近づくように形成される、
   ことを特徴とする位置決め装置。

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