JP6693895B2 - 搬送体の位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送体の位置決め装置に関するものであり、特に、高精度で搬送体の位置決めが可能な搬送体の位置決め装置に関する。

特許文献１には、ピストンロッドの先端にノックピンを設け、エアの圧力（エア圧力）によりピストンロッドを押圧し、ノックピンを搬送体（ワーク）の小径穴（基準穴）に挿入して位置決めを行う搬送体の位置決め装置が開示されている。

特開２０００−２３３８２７号公報

特許文献１に開示の搬送体の位置決め装置は、エアを用いて位置決めを行う。この他の位置決め装置としては、エアを常に流し、エア圧力でノックピンの位置を確認する位置決め装置も存在する。後者の位置決め装置は、バネの力によって上昇するノックピンを搬送体の基準穴に挿入する。しかしながら、搬送体の重量が軽い場合、ノックピンを上昇させるバネの力とエア圧力とによりノックピンが動いて搬送体が浮き、搬送体の位置決めの精度が悪化するという問題があった。そして、この状態のまま、搬送体をクランプ（固定）すると加工精度が悪くなる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、高精度で搬送体の位置決めが可能な搬送体の位置決め装置を提供することを目的とする。

本発明は、
弾性体により上昇端位置に移動し前記上昇端位置から所定位置に移動して搬送体の位置決めを行うノックピンと、
供給口から供給されたエアを、前記ノックピンの直下に設けられた排気口から下に向かって排出する通気孔と、
前記ノックピンが前記上昇端位置に移動した場合に前記通気孔を閉じ、前記ノックピンが前記上昇端位置から移動した場合に前記通気孔を開くバルブと、
を備え、
前記搬送体の位置決めを行う際に、前記ノックピンが下に移動すると共に前記エアが前記排気口から下に向かって排出される、
ことを特徴とする搬送体の位置決め装置である。
このような搬送体の位置決め装置によれば、搬送体の位置決めを行う際に、ノックピンが下に移動（ストローク）した場合、エアは供給口から通気孔を通り、排気口から大気に排出（開放）される。このとき、エアは下に向かって排出されるので、エアのエア圧力によってノックピンが上昇することは無く、高精度で搬送体の位置決めを行うことができる。

本発明によれば、高精度で搬送体の位置決めが可能な搬送体の位置決め装置を提供することができる。

実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。 図１Ａに示す部分Ｂを例示する模式図である。 実施形態の位置決め装置を例示する模式図である。 比較例の位置決め装置を例示する模式図である。 実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。 図３Ａに示す部分Ｃを例示する模式図である。 搬送体を例示する模式図である。 図４Ａに示すＡ１−Ａ１線による模式的断面図である。 実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。 上記の比較例に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。尚、実施形態においては、ノックピンを使用して搬送体の位置決めを行う場合を例に挙げて説明する。

［実施形態］
先ず、実施形態に係る搬送体の位置決め装置の構成について説明する。
図１Ａは、実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。
図１Ｂは、図１Ａに示す部分Ｂを例示する模式図である。
図２Ａは、実施形態の位置決め装置を例示する模式図である。
図２Ｂは、比較例の位置決め装置を例示する模式図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、実施形態に係る搬送体の位置決め装置１０は、ノックピン１１と通気孔１２とバルブ１３と弾性体１４とハウジング１５とを備える。そのノックピン１１の下部に大径部材１６が一体形成される。上記の大径部材１６の外周溝にはＶパッキン等の封止部材が装着される。

ノックピン１１は、先端部分１１ａと、先端部分１１ａよりも下に設けられた段差部分１１ｂと、を有する。搬送体１８の搬入時において、搬送体１８がノックピン１１を上昇端位置ｐ１から所定位置に移動させたときに、ノックピン１１が搬送体１８を水平方向に位置決めする。

実施形態においては、図２Ａに示すように、テーブル上に設けられた支持ピン７１上に搬送体１８が載置される。このとき、その搬送体１８がノックピン１１によってテーブル上の所定位置となるように水平方向へ位置決めされる。

ハウジング１５は、ノックピン１１の先端部分１１ａを含まない下寄り部分の周りに設けられる。ハウジング１５は、段差部分１５ｂを有する。

弾性体１４は、ノックピン１１の下に設けられる。弾性体１４は、例えば、バネ１４ａであり、バネ１４ａの力によりノックピン１１を上方向Ｚ又は下方向（−Ｚ）に移動させる。すなわち、バネ１４ａは、その付勢力によりノックピン１１を上昇させる。実施形態の説明では、弾性体１４として、バネ１４ａを例に挙げて説明する。

図１Ａおよび図ｌＢに示すように、ハウジング１５には通気孔１２が形成され、その通気孔１２にバルブ１３が設けられる。より詳しく言えば、ハウジング１５の段差部分１５ｂには環状の弁座１５ｃが形成される。また、ノックピン１１の段差部分１１ｂには環状の弁面１１ｃが形成される。ノックピン１１がバネ１４ａの付勢力で上昇端位置ｐ１に移動したとき、弁面１１ｃが弁座１５ｃに当接される。これにより、バルブ１３が閉弁される。

通気孔１２は、第１通気孔１２ａと第２通気孔１２ｂとエア抜き孔１２ｃとからなる。第１通気孔１２ａはハウジング１５に設けられ、第２通気孔１２ｂとエア抜き孔１２ｃはノックピン１１の下に設けられる。エア抜き孔１２ｃは、第１通気孔１２ａと第２通気孔１２ｂとの間に設けられる。

圧縮エアを供給するための供給口１２ｐはハウジング１５に設けられ、圧縮エアを排出するための排気口１２ｑはノックピン１１の直下に設けられる。バルブ１３が閉弁されることにより、供給口１２ｐ内の圧縮エアの圧力が上昇し、その圧力上昇を圧力検出センサ１９が検出する。これにより、ノックピン１１が上昇端位置ｐ１に移動したことが検出される。

尚、供給口１２ｐは、ハウジング１５の底面１５ｓに設けられている。また、排気口１２ｑは、ノックピン１１の底面１１ｓに設けられている。

バルブ１３は、ノックピン１１が上昇端位置ｐ１に移動した場合に通気孔１２を閉じ、ノックピン１１が上昇端位置ｐ１から下降した場合に通気孔１２を開く。

ノックピン１１がバネ１４ａによって上昇端位置ｐ１に上昇して、バルブ１３が閉じると、第１通気孔１２ａのエア圧力によってノックピン１１は下方へ押される。すなわち、押し上げる力は発生しない。

ノックピン１１が下に移動した場合、バルブ１３が開くので、第１通気孔１２ａの圧縮エアがエア抜き孔１２ｃと第２通気孔１２ｂと排気口１２ｑとを介して大気へ排出される。

このため、第２通気孔１２ｂのエア圧力によってノックピン１１が上昇することはない。

ところで、図２Ｂと図６の比較例では、圧縮エア供給源からの圧縮エアが、供給口４２ｐと第２通気孔４２ｂとバルブ４３の開弁隙間と排気口４２ｑとを順に通って外部へ排出される。このため、バルブ４３の閉弁時または閉弁直前に、第２通気孔４２ｂ内の圧縮エアの圧力が上昇され、バネ４４ａの付勢力と第２通気孔４２ｂ内の圧力に相当する押力との合力がノックピン４１に上方へ作用する。従って、搬送体（図示しない）の搬入時において、搬送体がノックピン４１を下方へ押すときに、上記の第２通気孔４２ｂ内の圧力に相当する上方への押力が、ノックピン４１を上方へ押す抵抗力として作用する。その結果、搬送体がノックピン４１を下方へ円滑に移動させることができない。

これに対して、図１Ａ及び図２Ａに示す本実施形態では、圧縮エア供給源からの圧縮エアが、供給口１２ｐと第１通気孔１２ａとノックピン１１の外周部に形成された環状溝とバルブ１３の開弁隙間と第２通気孔１２ｂとを順に通って外部へ排出される。このため、バルブ１３の閉弁時に、環状溝内の圧縮エアの圧力が上昇され、その圧力に相当する押力がノックピン１１に下方へ作用する。このため、搬送体１８の搬入時に、搬送体１８がノックピン１１を下方へ押動する力と、環状溝内の圧力に相当する下方への押力との合力によって、ノックピン１１がバネ１４ａの付勢力に抗して下方へ円滑に移動される。

また、搬送体の位置決め装置１０は、供給口１２ｐの圧縮エアのエア圧力を検出する圧力検出センサ１９を備える。ノックピン１１が上昇端位置ｐ１に到達したかを、圧力検出センサ１９を使用して確認する。なお、圧力検出センサ１９は、圧縮エアの供給源（図示せず）から供給口１２ｐまでの間に設けられる。

ノックピン１１が上昇端位置ｐ１の位置になった場合、バルブ１３が閉じるので供給口１２ｐのエア圧力は上昇する。圧力検出センサ１９は、上昇したエア圧力を検出することにより、ノックピン１１が上昇端位置ｐ１に達したと認識する。

ノックピン１１が上昇端位置ｐ１から下降した場合、バルブ１３が開くので供給口１２ｐのエア圧力は下降する。圧力検出センサ１９は、下降したエア圧力を検出することにより、ノックピン１１が上昇端位置ｐ１から下降したことを認識する。

次に、実施形態に係る搬送体の位置決め装置のノックピンの動作の詳細について説明する。
図３Ａは、実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。

図３Ｂは、図３Ａに示す部分Ｃを例示する模式図である。

図３Ａに示すように、ノックピン１１による位置決めは、ノックピン１１をバネ１４ａにより上昇端位置ｐ１に移動させ、ノックピン１１を搬送体１８の基準穴１８ｈに挿入することで行う。搬送体１８の製作誤差を吸収するため、ノックピン１１の先端部分１１ａはテーパ形状をしている。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ノックピン１１は、上昇端位置ｐ１と位置ｐ２との間を上下に距離ｄ１１を移動することができる。ノックピン１１が下降して上昇端位置ｐ１から位置ｐ２に移動した場合、弁座１５ｃに対して弁面１１ｃが下降し、バルブ１３が開かれる。これにより、供給口１２ｐから供給された圧縮エアは、第１通気孔１２ａ及び第２通気孔１２ｂを通って排気口１２ｑから下に向かって排出される。

このため、エア抜き孔１２ｃの圧縮エアは、ほぼ大気圧となり、ノックピン１１を上昇させない。

これにより、ノックピン１１の上昇力（搬送体１８を押し上げる力）は、バネ１４ａの付勢力が支配的となり、バネ１４ａの付勢力に対してエア抜き孔１２ｃのエア圧力の影響を極力抑えることができる。圧縮エアのエア圧力によってノックピン１１が強力に上昇することはないので、高精度で搬送体１８の位置決めをすることができる。これにより、高精度で搬送体１８の位置決めを行うことができ、搬送体１８の加工精度が悪くなることを防止できる。

また、バネ１４ａの付勢力に対してエア抜き孔１２ｃのエア圧力の影響を極力抑えることで、搬送体１８が基準シート７２に確実に着座できる。

次に、搬送体の位置決めについて説明する。
図４Ａは、搬送体を例示する模式図である。
図４Ｂは、図４Ａに示すＡ１−Ａ１線による模式的断面図である。
図４Ｂは、水平面に対して傾いた搬送体１８を示す。
図５は、実施形態に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。
実施形態の説明では、搬送体１８として、カムハウジングを例に挙げて説明する。

図４Ａに示すように、カムハウジング（搬送体１８）は、位置決めのための第１基準位置１８ａ、第２基準位置１８ｂ及び第３基準位置１８ｃを有する。カムハウジングのこれら３点の基準位置により三角形１８ｔが形成される。カムハウジングの重心位置１８ｇは三角形１８ｔの外に有るため、３つの基準位置を支点にしてカムハウジング１８を置いた場合、カムハウジング１８は傾く。また、カムハウジング１８は、正ノック位置１８ｐ及び副ノック位置１８ｑをさらに有する。

図４Ｂ及び図５に示すように、正ノック位置１８ｐではノックピン１１を使用し、副ノック位置１８ｑではノックピン２１を使用する。ノックピン２１は、ノックピン１１と同様な構成及び機能を有する。

尚、以下の説明では、説明を簡単にするため、ノックピン１１を正ノックピン１１と称し、ノックピン２１を副ノックピン２１と称する。また、図４Ｂに示す正ノックピン１１の上昇力１１ｆは、正ノック位置１８ｐでの上昇力を示し、副ノックピン２１の上昇力２１ｆは、副ノック位置１８ｑでの上昇力を示す。

カムハウジング１８のバランスを取り、カムハウジング１８が傾かないようにするためには、図４Ｂに示すように、正ノックピン１１の上昇力１１ｆ、副ノックピン２１の上昇力２１ｆを、それぞれの基準廻りのモーメントを考慮して適切に選定する必要がある。

そして、図５に示す正ノックピン１１及び副ノックピン２１を使用してカムハウジング１８の位置決めを行う。具体的には、正ノックピン１１を図４Ａに示す正ノック位置１８ｐに設けられた基準穴に挿入し、副ノックピン２１を図４Ａに示す副ノック位置１８ｑに設けられた別の基準穴に挿入して搬送体１８の位置決めを行う。

カムハウジング１８の位置決めを行う場合、正ノックピン１１が下に移動した場合には、バルブ１３が開き、エア１７が排気口１２ｑから下に向かって排出される。エア１７を下に向かって大気に開放しているので、エア１７のエア排気圧力が正ノックピン１１を押し上げる上昇力は無視できる。カムハウジングの質量が軽い場合であっても、エア１７のエア圧力によって正ノックピン１１が上昇することはない。

副ノックピン２１が下に移動する場合も、正ノックピン１１と同様に、エア１７のエア圧力によって副ノックピン２１が上昇することはない。

その結果、正ノックピン１１及び副ノックピン２１を使用しても、高精度で搬送体の位置決めを行うことができる。

［比較例］
図６は、実施形態の比較例に係る搬送体の位置決め装置を例示する模式図である。

図６に示すように、比較例に係る搬送体の位置決め装置４０は、実施形態に係る搬送体の位置決め装置１０と比べてエア１７の向きが逆である。

ノックピン４１がバネ４４ａによって上昇した場合、バルブ４３は閉じる。エア１７は、ノックピン４１の直下に設けられた供給口４２ｐから供給されるため、エア１７によるノックピン４１を押し上げる力が発生する。すなわち、バネ４４ａの付勢力とエア１７によるノックピン４１を押し上げる力との合計が、ノックピン４１を押し上げる力となる。

その後、ノックピン４１が下に移動した場合、バルブ４３が開くので、エア１７は通気孔４２を通って排気口４２ｑから大気に排出される。

すなわち、エア１７は、ノックピン４１の直下に設けられた供給口４２ｐから供給され、通気孔４２を通ってハウジング４５に設けられた排気口４２ｑから排出される。このとき、エア１７は、供給口４２ｐから上に向かって移動するので、ノックピン４１を上昇させるエア圧力が発生する。

ノックピン４１を上昇させるバネ４４ａの付勢力とエア圧力による上昇力により、ノックピン４１が移動して搬送体１８が浮き、搬送体１８が基準シートに座らないことがある。その結果、比較例に係る搬送体の位置決め装置においては、高精度で搬送体の位置決めをすることが難しい。

また、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０、４０…搬送体の位置決め装置 １１、４１…ノックピン １１ａ…先端部分 １１ｂ…段差部分 １１ｃ…弁面 １１ｓ…底面 １２、４２…通気孔 １２ａ、４２ａ…第１通気孔 １２ｂ、４２ｂ…第２通気孔 １２ｃ、４２ｃ…エア抜き孔 １２ｐ、４２ｐ…供給口 １２ｑ、４２ｑ…排気口 １３、４３…バルブ １４…弾性体 １４ａ、４４ａ…バネ １５、４５…ハウジング １５ｂ…段差部分 １５ｃ…弁座 １５ｓ…底面 １６、４６…大径部材 １７…エア １８…搬送体 １８ｈ…基準穴 １８ａ…第１基準位置 １８ｂ…第２基準位置 １８ｃ…第３基準位置 １８ｐ…正ノック位置 １８ｑ…副ノック位置 １８ｆ…質量 １８ｇ…重心位置 １８ｔ…三角形 １９…圧力検出センサ ２１…副ノックピン １１ｆ、２１ｆ…上昇力 ７１…支持ピン ７２…基準シート Ｂ、Ｃ…部分 ｐ１…上昇端位置 ｐ２…位置 Ｚ…上方向 （−Ｚ）…下方向

Claims (1)

1. 弾性体により上昇端位置に移動し前記上昇端位置から所定位置に移動して搬送体の位置決めを行うノックピンと、
   供給口から供給されたエアを、前記ノックピンの直下に設けられた排気口から下に向かって排出する通気孔と、
   前記ノックピンが前記上昇端位置に移動した場合に前記通気孔を閉じ、前記ノックピンが前記上昇端位置から移動した場合に前記通気孔を開くバルブと、
   を備え、
   前記搬送体の位置決めを行う際に、前記ノックピンが下に移動すると共に前記エアが前記排気口から下に向かって排出される、
   ことを特徴とする搬送体の位置決め装置。

Images