JPH08174351A - インデックス装置ならびにこの装置を用いたワーク取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イナーシャによる過回転を防止したインデッ
クス装置を提供する。 【構成】 ジェネバ機構の従動車に連結されているクラ
ンプ治具にセットされるワークの重量を測定する重量計
５８と、ワーク重量から従動車に生じるイナーシャを求
めるイナーシャ計測部７１と、イナーシャとモータの停
止時期を対向付けしたテーブル７５と、テーブル７５を
検索して、求めたイナーシャにおける停止時期にモータ
を停止させる制御行う制御回路７２とを有するインデッ
クス装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジェネバ機構を回転し
て定位置で停止する位置決めのために用いたインデック
ス装置ならびにこの装置を用いたワーク取付装置に関
し、例えば、自動車用ラジオユニットの対向する側面
に、それぞれ自動車本体への組み付け時に使用するブラ
ケットを取り付けるワーク取付装置等に用いられ、特に
製造ラインサイドで簡易小型のワーク取付装置などに用
いられるためのインデックス装置ならびにこの装置を用
いたワーク取付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車本体にカセットプレイヤーやＣＤ
（コンパクトディスク）プレイヤーなどを含む自動車用
ラジオユニット（以下、単にラジオユニットと称する）
を搭載する場合には、例えば、図１６に示すように、ま
ず、ラジオユニット１の両側面に、左右対称形状のブラ
ケット２，３をネジ４により取り付け、この後に、前記
ブラケット２，３に設けられた取付孔を利用して自動車
本体に固定される。

【０００３】このブラケット取付作業は、通常、自動車
本体の製造ラインとは別に、いわゆるラインサイドにて
行われるが、そのために自動ワーク取付装置として汎用
の多軸ロボットなどを用いた場合には、大きすぎて、ラ
インサイドでの使用に不向きであり、その設置のために
ラインサイドの大きな設置面積を確保せねばならず、設
備使用効率はあまり良くなかった。

【０００４】そこで、本発明者は、小型でラインサイド
に設置しても、あまり設置面積を必要としないワーク取
付装置を開発した。

【０００５】図１７は、そのワーク取付装置の取付機構
部分を示す図であり、ラジオユニット１の対向する側面
に、２つのブラケット２および３を取り付ける装置で、
ラジオユニット１の両側面にブラケット２、３をセット
し、１ａの状態でクランプ４３がこれらを固定し、この
クランプ４３を１ｂの位置に回転位置決めした状態で、
まず片面を上方よりネジ締め具３４によりネジ締めし、
さらに１８０゜回転して他の片面をネジ締めするもので
ある。

【０００６】このワーク取付装置では、セットしたラジ
オユニットやブラケットを１ａの位置から１ｂの位置に
回転位置決めするために、ジェネバ機構を用いている。

【０００７】図６はこのジェネバ機構を説明するための
図面であり、ジェネバ機構は、原動車４５と従動車４６
よりなり、従動車４６には、９０°間隔の４つの放射状
の溝５６とこれらの溝間の円弧状凹部５７とが形成され
ており、一方、原動車４５には、前記従動車４６の放射
状の溝５６に嵌まり込んで係合する１８０°間隔の２つ
のピン５５と前記従動車４６の円弧状凹部５７に面接触
すると共に相対すべり運動を行う円弧状凸部５４とが設
けられている。

【０００８】図６に示す状態は、原動車４５の円弧状凸
部５４と従動車４６の円弧状凹部５７とが係合している
状態であり、この状態においては、前記原動車４５が若
干いずれかの方向に回転したとしても前記従動車４６は
そのままの位置で回転せず、前記ピン５５が図中α（例
えば約７２°）の角度内にあれば所定の位置に正確に保
持される。これにより、簡易確実な回転方向位置制御が
可能となる。そして、例えば図中の矢印Ｃ方向に原動車
４５を１８０°回転させると、図中右側にあるピン５５
は、従動車４６の方向に徐々に移動すると共に放射状の
溝５６に嵌まり込んで係合し、従動車４６を矢印Ｄ方向
に９０°回転させることになる。

【０００９】このようなジェネバ機構を用いて、例えば
図１８に示すように、従動車４６に、ラジオユニット１
およびその側面にブラケット２，３をセットしたクラン
プ４３を連結し、一方、原動車４５にＡＣモータなどの
動力源を設けることにより、ＡＣモータによって、原動
車を１８０゜を回転することにより、従動車が９０゜回
転するので、ＡＣモータの起動、停止を行いことで、従
動車４６に連結されたクランプ４３を９０゜ごとに回転
位置決めすることができるものである。なお、図１８に
おいては、ジェネバ機構を用いた位置決め装置の基本的
構成を簡略化して示したものである。

【００１０】この回転位置決めに際してのＡＣモータの
起動停止のタイミングは、従動車の回転位置を検出する
ために設けられたリミットスイッチにより、従動車が定
位置にきたことを検知して、このリミットスイッチから
の信号によりＡＣモータを停止させることにより制御す
るものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このジ
ェネバ機構には、従動車に生じるイナーシャによって、
原動車が停止しても従動車がすぐに停止しないために、
その停止位置が変動するという問題がある。

【００１２】この停止位置の変動は、原動車のピンが従
動車の溝から脱出する際に蹴られて、原動車がモータの
停止した位置より回転が進んで、原動車の次のピンが従
動車の溝に入り込んでしまい、停止位置が変動するもの
である。

【００１３】このような従動車のイナーシャによる停止
位置ズレを防止するための方法としては、従動車に生じ
るイナーシャが一定の場合には、従動車の位置を検知す
るリミットスイッチを、予めイナーシャによるズレ量を
見込んで、定位置より僅かながら手前に持ってくること
で回避できるのであるが、このイナーシャが変動する場
合、すなわち、クランプによって固定されるワークの形
状や重量が変化する場合には、イナーシャによるズレ量
も変動するために、このようなリミットスイッチの取り
付け位置を変更しただけでは、停止位置のズレを回避す
ることができない。

【００１４】現在、自動車用のラジオユニットは、その
ユニット内に、ラジオの他に、カセットテーププレイヤ
ーを組み込んだものや、ＣＤプレイヤーを組み込んだも
の、さらにはラジオユニット以外にも、カーナビゲーシ
ョンようのコンピュータを搭載するユニットなど、その
大きさや重量に様々なものがあり、これらをクランプす
ると、その従動車に生ずるイナーシャが大きく変動し
て、リミットスイッチの取り付け位置の変更だけではワ
ーク取付装置として対応できないといった問題がある。

【００１５】そこで本発明の目的は、ジェネバ機構を用
い、従動車に生じるイナーシャが変化した場合でも正確
な位置決めが行えるインデックス装置を提供し、さら
に、このインデックス装置を用いたワーク取付装置を提
供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークがセットされ固定する固定治具と、
等角間隔の複数の放射状の溝とこれらの溝間の円弧状凹
部とが設けられた前記固定治具に連結される従動車、お
よび前記放射状の溝に係合する少なくとも１つのピンと
前記円弧状凹部に面接触すると共に相対すべり運動を行
う円弧状凸部とが設けられた原動車を備えた回転方向位
置決め手段と、前記原動車に連結された駆動手段と、前
記固定手段に固定される前記ワークの重量を測定する重
量測定手段と、該重量測定手段により測定されたワーク
の重量から前記駆動手段の停止時期とを決定し、前記駆
動手段の起動停止を制御する動力制御手段と、よりなる
ことを特徴とするインデックス装置。

【００１７】また、本発明のインデックス装置は、前記
動力制御手段が、前記駆動手段の停止時期を決定する際
に、前記重量測定の結果から前記従動車に生じるイナー
シャの度合いを求め、予め設定されたイナーシャの度合
いと停止時期とを対応付けるテーブルにしたがって、前
記駆動手段の停止時期を決定することを特徴とするま
た、本発明のインデックス装置は、前記動力制御手段
が、タイマ動作によって、前記停止時期に前記駆動手段
を停止するものであることを特徴とする。

【００１８】さらに、本発明のインデックス装置は、前
記駆動手段はＡＣモータであり、前記従動車は９０°間
隔の４つの放射状の溝を有すると共に前記原動車は１８
０°間隔の２つのピンを有してなることを特徴とする。

【００１９】さらに、上記目的を達成するための本発明
は、第１のワークの外表面を成す少なくとも２以上の側
面の所定箇所に、複数の他のワークをそれぞれ位置決め
してネジ締めするワーク取付装置であって、前記第１の
ワークおよび前記他のワークがセットされ、これらを固
定する固定治具と、前記第１のワークの所定位置に位置
決めされた前記他のワークに向けて、供給されたネジを
上方からネジ込むネジ締め手段と、等角間隔の複数の放
射状の溝とこれらの溝間の円弧状凹部とが設けられた前
記固定治具に連結される従動車、および前記放射状の溝
に係合する少なくとも１つのピンと前記円弧状凹部に面
接触すると共に相対すべり運動を行う円弧状凸部とが設
けられた原動車を備えた回転方向位置決め手段と、前記
原動車に連結された駆動手段と、前記固定手段に固定さ
れる前記第１のワークおよび他のワークの内、少なくと
も前記第１のワークの重量を測定する重量測定手段と、
該重量測定手段により測定された前記第１のワークおよ
び他のワークの重量から前記従動車のイナーシャを求め
るイナーシャ計測手段と、該イナーシャ測定手段により
求めた前記従動車のイナーシャと前記駆動手段の停止時
期とを対応付けした対応テーブルと、該対応テーブルに
したがって、前記駆動手段を制御する動力制御手段と、
前記固定治具が所定位置に停止したことを検出する位置
検出手段と、該位置検出手段により前記固定治具が定位
置に停止したこと検出した場合に前記ネジ締め手段を動
作させるネジ締め制御手段とよりなることを特徴とする
ワーク取付装置である。

【００２０】また、本発明のワーク取付装置は、前記動
力制御手段が、タイマ動作によって、前記駆動手段をを
停止するものであることを特徴とする。

【００２１】また、本発明のワーク取付装置は、前記駆
動手段はＡＣモータであり、前記従動車は９０°間隔の
４つの放射状の溝を有すると共に前記原動車は１８０°
間隔の２つのピンを有してなることを特徴とする。

【００２２】

【作用】上述のように構成された本発明は、以下のよう
に作用する。

【００２３】まず、本発明のインデックス装置は、回転
方向位置決め手段の従動車に連結された固定治具により
ワークが固定され、重量測定手段によってワークの重量
が測定される。測定されたワークの重量から動力制御手
段によって、駆動手段の起動から停止するまでの停止時
期が決定される。そして、駆動手段によって回転方向位
置決め手段の原動車を回転させることにより、原動車の
ピンが従動車の溝に嵌入し、ピンの外表面が溝の側面を
摺動しながら押し回す。原動車は前記停止時期によって
停止させる。

【００２４】ここで、原動車は、従動車のイナーシャに
よって押し出されて、駆動手段が停止しても回転する
が、ワークの重量から決定された停止時期によって原動
車を停止すること、すなわちワークの重量を測定するこ
とで、従動車に生じるイナーシャによって駆動力停止後
どの程度原動車が余分に回転するかがわかるので、この
余分に回転する分を見込んで、駆動手段を停止すること
で、次のピンが従動車の溝に噛み合う前で原動車を停止
するように制御することが可能となる。これにより、固
定治具に固定されているワークが所定位置に位置決めさ
れる。

【００２５】また、このインデックス装置において、動
力制御手段が重量から駆動手段の停止時期を決定するに
際しては、イナーシャと停止時期との対応テーブルを予
め設定しておくことで、一旦測定したワークの重量から
従動車に生じるイナーシャを求めて、求めたイナーシャ
における停止時期を対応テーブルを参照することで即座
に決定することができる。

【００２６】また、このインデックス装置において、動
力制御手段としてタイマを用いることにより、従動車に
生じるイナーシャに対応した駆動手段の起動、停止を時
間によって制御する。

【００２７】また、このインデックス装置において、駆
動手段は、例えばＡＣモータであり、従動車として９０
゜間隔で４つの溝を設け、原動車に１８０゜間隔で２つ
のピンを設けることにより、原動車の半回転（１８０
゜）で、従動車が９０゜回転することとなり、ＡＣモー
タの起動、停止により従動車に連結した固定治具を９０
゜ずつ回転位置決めする。

【００２８】次に、本発明のワーク取付装置は、重量測
定手段により少なくとも第１のワークの重量が測定さ
れ、この測定結果から、イナーシャ計測手段により従動
車に生じるイナーシャが求められて、対応テーブルを参
照することにより、このイナーシャにおける原動車の停
止時期が決定される。次に、第１のワークおよび他のワ
ークが固定治具にセットされ、この固定治具により所定
の位置で固定され、駆動手段によって回転方向位置決め
手段の原動車を回転させ、これにより、原動車のピン
は、従動車の溝に嵌入し、ピンの外表面が溝の側面を摺
動しながら押し回して、原動車は前記停止時期によって
停止させる。このとき、従動車は、原動車と相対する方
向に所定角度回転せられ、第１のワークのネジ締めすべ
き側面が上方に向けられる。

【００２９】ここで、原動車は、従動車のイナーシャに
よって押し出された分、惰性で回転するが、従動車のイ
ナーシャから決定された停止時期によって原動車を停止
することで、次のピンが従動車に噛み合う前に停止させ
ることが可能となる。

【００３０】次いで、ネジ締め手段により、第１のワー
クに他のワークを常に上方から安定的にネジ締めして取
り付ける。

【００３１】こうして、他のワークのうちの一つの取り
付けが終了すると、原動車を起動して、前記停止時期に
より停止させて、第１のワークのネジ締めすべき別の側
面が上方に向けられて、上述したのと同様なワークのネ
ジ締めによる取り付けが行われる。

【００３２】なお、検出手段は従動車が所定の位置にあ
ることを検出するもので、この検出手段からの信号によ
り、所定のネジ締めする面を上方に向けたことを検知し
た場合のみネジ締めが行われ、誤ったネジ締め作業が回
避される。

【００３３】このワーク取付装置においては、動力制御
手段としてタイマを用いることにより、従動車に生じる
イナーシャに対応した駆動手段の起動、停止を時間によ
って制御する。

【００３４】また、このワーク取付装置において、駆動
手段は、例えばＡＣモータであり、従動車として９０゜
間隔で４つの溝を設け、原動車に１８０゜間隔で２つの
ピンを設けることにより、原動車の半回転（１８０゜）
で、従動車が９０゜回転することとなり、ワークを水平
位置に固定治具にセットし、原動車を半回転すること
で、ワークの一方の側面が上を向き、さらに、原動車を
１回転することで、他方の側面が上を向くことになる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、同一機能の部材については、同一の付号
を付し、その説明を一部省略した。

【００３６】図１は、本発明を適用したワーク取付装置
の一実施例を示す平面図、図２は、図１に示される装置
の側面図、図３は、図１に示される装置の正面図、図４
は、図１に示される治具回転位置決め手段の一部破断し
た部分拡大図、図５は、図４の治具回転位置決め手段の
右側面図である。なお、図６は、図４に示される原動車
と従動車とをＡ方向から見た図である。また、本実施例
では、第１のワークとしてのラジオユニット１の対向す
る側面に、他のワークとしての左右２つのブラケット
２，３を取り付ける（図１６参照）ワーク取付装置３０
を説明し、その全体図は図１乃至図３を参照して説明す
る。

【００３７】本実施例のワーク取付装置３０は、図１乃
至図３に示したように、全体支持構造をなす本体枠３１
を有しており、その底部にはキャスタ３８が取り付けら
れている。即ち、自動車本体の製造ラインのラインサイ
ドに適宜移動可能なコンパクトな構成となっている。

【００３８】前記本体枠３１の略中央位置に水平に設け
られた支持板３２の上には、固定治具としてのクランプ
治具３３、ネジ締め手段３４、回転駆動手段としてのＡ
Ｃモータ３６、回転方向位置決め手段としてのインデッ
クス機構部３７、および水平移動手段としてのスライド
ユニット４０等が設置され、一方、前記支持板３２の下
方には、装置全体を統括制御する制御手段としてのコン
トローラ３９が設けられる。

【００３９】前記クランプ治具３３は、ベース部４２
ａ、ガイド部４２ｂおよびクランプ部４３を有してお
り、ベース部４２ａには、図７に示すように、ラジオユ
ニット１をセットする際にラジオユニット１を支えると
共に、セットされたラジオユニット１の重量を測定する
重量検出手段５８が設けられている。重量検出手段５８
は、重量計であり、測定されたラジオユニットの重量
は、後述するイナーシャ計測手段に伝達される。なお、
重量測定手段としては、バネ仕掛けによるものや、圧電
素子を用いた電子式のものなどを用いることができ、ま
た、本実施例のようにベース部に取り付けずに、他の場
所で、予めラジオユニット重量を測定するものであって
も良い。

【００４０】ガイド部４２ｂは、セットされるラジオユ
ニット１を所定の位置に位置決めする。一方、クランプ
部４３は、ブラケット２，３を位置決めしつつラジオユ
ニット１と前記ブラケット２，３とを共にクランプし、
前記ガイド部４２上に両者を固定させる。このクランプ
部４３は、図２に示した矢印Ｂ方向に揺動自在に構成さ
れ、図示しない駆動手段によりラジオユニット１等をク
ランプしたりアンクランプしたりできるようになってい
る。この駆動手段としては、例えばエアシリンダや油圧
シリンダなどが用いられるが、これらに限定されるもの
ではない。

【００４１】ラジオユニット１は、図２の符号「１ａ」
に示したように、車両搭載状態である水平状態にて前記
クランプ治具３３にセットされるが、ネジ締めする際に
は、符号「１ｂ」に示したように、ブラケット２，３を
取り付ける面が上方に位置するように、前記ＡＣモータ
３６によりクランプ治具３３ごと回転させられる。

【００４２】本実施例では、ＡＣモータ３６には、減速
機付きのＡＣインダクションモータが使用されており、
特にブレーキ機構も設けておらず簡易な構造としてい
る。

【００４３】本実施例では、特に、インデックス機構部
３７が、ＡＣモータ３６とクランプ治具３３との間に設
けられており、クランプ治具３３にセットされたラジオ
ユニット１およびブラケット２，３を、ネジ締めするた
めの所定の回転方向位置に回転移動させるべくＡＣモー
タ３６の回転駆動力を伝達すると共に、所定の回転方向
位置に確実に保持する機能を果たすものである。なお、
回転位置決めの制御に関しては後述する。

【００４４】このインデックス機構部３７は、図４に示
したように、枠体としてのケース４４を有し、このケー
ス４４内に、ジェネバ機構である原動車４５と従動車４
６とが配置される。原動車４５は、入力軸４７に図示し
ないキー等により固定され、入力軸４７は、ベアリング
４８ａ，４８ｂにより回転自在に軸支される。一方、従
動車４６は、出力軸４９にキー５１により固定され、出
力軸４９は、ベアリング５０ａ，５０ｂにより回転自在
に軸支される。また、前記入力軸４７は、カップリング
５２を介して前記ＡＣモータ３６の主軸３６ａと連結さ
れており、ＡＣモータ３６からの回転駆動力が伝達され
るように構成されている。

【００４５】図６に示したように、前記従動車４６に
は、９０°間隔の４つの放射状の溝５６とこれらの溝間
の円弧状凹部５７とが形成されている。一方、図４およ
び図６に示したように、前記原動車４５には、前記従動
車４６の放射状の溝５６に嵌まり込んで係合する１８０
°間隔の２つのピン５５と前記従動車４６の円弧状凹部
５７に面接触すると共に相対すべり運動を行う円弧状凸
部５４とが設けられている。

【００４６】図６に示す状態は、原動車４５の円弧状凸
部５４と従動車４６の円弧状凹部５７とが係合している
状態であり、この状態においては、前記原動車４５が若
干いずれかの方向に回転したとしても前記従動車４６は
そのままの位置で回転せず、前記ピン５５が図中α（例
えば約７２°）の角度内にあれば所定の位置に正確に保
持されている。そして、例えば図６の矢印Ｃ方向に原動
車４５を１８０°回転させると、図中右側にあるピン５
５は、従動車４６の方向に徐々に移動すると共に放射状
の溝５６に嵌まり込んで係合し、従動車４６を矢印Ｄ方
向に９０°回転させることになる。

【００４７】ここで、この回転位置決め手段であるジェ
ネバ機構の特性について説明する。図８は、ジェネバ機
構を説明するための原理図で、原動車４５のピン５５が
従動車４６の溝５６に入る瞬間を示している。原動車４
５は、このとき角αの２倍回転する間に、従動車４６の
振り角２βを割り出す。

【００４８】今、原動車４５の中心をＯ１、従動車４６
の中心をＯ２、その中心距離ｃと原動車の４５の半径ｒ
との比をｋ、ピン５５の中心をＰとすると、割り出し始
めの瞬間においては、距離Ｏ１Ｐと距離Ｏ２Ｐが直角と
なるから、ｋは（１）式のごとくなる。

【００４９】

【数１】

【００５０】（ただし、ｎは従動車４６の分割数であ
る） このｋを用いると、原動車の回転角αに対すつ従動車の
角変位β、角速度β´各加速度β''が（２）〜（４）式
によって与えられる。

【００５１】

【数２】

【００５２】

【数３】

【００５３】

【数４】

【００５４】（ただし、ωは原動車の角速度［ｒａｄ／
ｓ］、Ａは変数である） 従動車４６の最大角速度β´ｍは、α＝０、すなわち、
ピン５５が原動車４５と従動車４６を結ぶ中心線上にあ
る時、（５）式で求められる。

【００５５】

【数５】

【００５６】従動車の最大角加速度β''ｍは（６）式で
計算される角α´のところで起き、このα´は（４）式
のαにこのα´を代入して解くことにより求められる。

【００５７】

【数６】

【００５８】これをグラフ化すると図９に示すようにな
り、図から、割り出し始めおよび割り出し終わりの各瞬
間における無次元角速度Ｖは０であるが、Ａは有限の値
を持つことがわかる。今、従来のように、停止位置Ｘ２
にリミットスイッチを設置して、このリミットスイッチ
のオン、オフによって、原動車に与える動力を停止した
場合、原動車には、Ｏ点通過以降むしろ、Ｏ点からＸ２
までの従動車のイナーシャに押されて十分な減速ができ
ず、イナーシャが大きくなるにつれて、原動車が逆に振
り出されるかたちとなり、従動車の次の溝に当たり、所
定の停止位置から従動車がずれるという問題となる。す
なわち従動車のイナーシャによって、原動車の停止時期
を決定しなければ、正確に従動車を所定位置で停止する
ことができないのである。

【００５９】ただし、図９は従動車にかかる負荷がない
場合のものであり、図示したように原動車の駆動源を常
に一定に駆動できるとは限らず、本実施例のごとく従動
車に連結されているクランプ治具によって固定されるワ
ークの重量が変化すると、そのイナーシャも変化する。
図１０は、前記図１０のＯ２の部分にラジオユニットの
ようにある重量をかけたときのＶのグラフで、ａは無負
荷のとき、ｂ、ｃはそれぞれ異なるイナーシャとなるよ
うに重量をかけたときである。図示するように、重量を
かけるとＶの特性は次第に低く、後方に盛り上がるよう
になり、また、負荷重量によってその特性が異なってい
る。したがって、原動車を止めるタイミングを従動車に
生じるイナーシャによって変える必要がある。そこで、
本発明を適用した本実施例においては、ラジオユニット
を重量計によって測定し、この重量から後述するよう
に、原動車の駆動力を止めるタイミング決定すること
で、所定の位置に従動車が停止するようにしたものであ
る。

【００６０】図１１は、インデックス制御を行うための
動力制御手段となる制御系のブロック図であり、重量測
定手段５８によって測定されたラジオユニット１の重量
が、イナーシャ計測手段であるイナーシャ計測部７１に
伝えられ、測定された重量から従動車のイナーシャが求
められる。求められたイナーシャは、シーケンス制御回
路７２に伝えられる。シーケンス制御回路７２は、伝え
られたイナーシャをテーブル検索部７３に指令して、テ
ーブルデータ７５からそのイナーシャにおけるモータを
動作させている時間をタイマー値として検知する。シー
ケンス制御回路７２内には、タイマーが設けられてお
り、検知したタイマー値がセットされることにより、モ
ータドライバ７４に対してモータの起動指令を出すと共
に、このタイマーを動作させて、検知したタイマー値分
だけ計時したらモータを止めるように指令される。

【００６１】テーブルデータは、図１２に示すように、
イナーシャとモータの動作時間との対応テーブルであ
り、図示するように、例えば、イナーシャが１０のとき
に０．１秒、２０のときに０．２秒といったぐあいに、
モータを起動してから停止するまでの時間が求められた
イナーシャによりわかるものである。

【００６２】これにより、従動車に生じるイナーシャに
よって原動車が惰性で回転する分を見込んで、モータの
停止を行うことができ、クランプ治具に固定されている
ラジオユニット１を所定位置で位置決めすることができ
る。

【００６３】このように、本実施例のインデックス機構
部３７およびその制御方法によれば、ラジオユニット１
のような直方体形状のワークの側面にブラケット２，３
のような他のワークを取り付けるのに好適で、回転方向
位置制御も確実となる。

【００６４】また、本実施例では、図５に示したよう
に、ラジオユニット１の初期セットされた場合の回転方
向位置を検出するためのｂ位置検出手段６０ｂと、所定
のネジ締めする面を上方に向けた場合の回転方向位置を
検出するためのａ位置検出手段６０ａおよびｃ位置検出
手段６０ｃが、ケース４４の端面に設置される。この検
出手段６０ａ〜６０ｃは、近接センサが用いられ、出力
軸４９の端部に取り付けられたドグ６０を検出すること
により信号を出力するようになっている。なお、これら
の検出手段６０ａ〜６０ｃは、近接センサに限定される
ものではなく、例えば、フォトセンサや機械式のマイク
ロスイッチを利用することもできる。

【００６５】図５および図６に示す状態では、ｂ位置検
出手段６０ｂがオン状態にある。そして、原動車４５が
図６のＣ方向に１８０°回転されると、従動車４６はＤ
方向に９０°回転されてａ位置検出手段６０ａがオン状
態となり、一方、原動車４５が図６のＣ方向と反対方向
に１８０°回転されると、従動車４６はＤ方向と反対方
向にに９０°回転されてｃ位置検出手段６０ｃがオン状
態となる。このように、セットされたラジオユニット１
の出力軸４９回りの回転方向位置の検出が確実に行われ
た場合にネジ締めを行うように構成されているので、万
一、回転動作不良があった場合には、誤ったネジ締めが
回避でき、作業者に告知されるようになっている。

【００６６】前記クランプ治具３３の側方には、図１お
よび図３に示したように、ワーク払い出し手段４１が設
けられる。このワーク払い出し手段４１は、図３に示し
たように、ブラケット２，３の取り付けが終了したラジ
オユニット１が載置される昇降可能なリフタ６２と、前
記クランプ治具３３のガイド部４２からブラケット２，
３が取り付けられたラジオユニット１を前記リフタ６２
上に移送させるためのアーム６３とを有している。アー
ム６３は、軸６４を中心にモータ６５により揺動可能に
構成され、その先端部をラジオユニット１の所定端部に
係合させて図中符号「６３ｂ」まで回動させることによ
り移送することができる。

【００６７】前記ネジ締め手段３４は、図２に示したよ
うに、前記クランプ治具３３の上方に設置されている。
本実施例のネジ締め手段３４は、図示しないドライバビ
ットを有しており、隣設されるパーツフィーダ３５から
所定の姿勢で整列して供給されるネジを使用して、前記
ラジオユニット１へのブラケット２，３のネジ締めによ
る取り付けが行われるようになっている。

【００６８】また、図３に示したように、インデックス
機構部３７は、スライドユニット４０の上に設置されて
いる。このスライドユニット４０は、前記インデックス
機構部３７が固定されるスライド部６６と、このスライ
ド部６６を軸方向に水平移動させる駆動部６５とを有す
る。ここで、駆動部６５としては、例えばモータを使用
し、ボールネジの回転によりスライド部６６を送り移動
させる機構が採用されるが、これに限定されるものでは
なく、エアシリンダ等により移動させてもよい。これに
より、前記インデックス機構部３７に連設されている前
記クランプ治具３３にセットされたラジオユニット１お
よびブラケット２，３を、軸方向に所定距離だけ水平移
動させることができる。

【００６９】したがって、本実施例では、各ブラケット
２，３をラジオユニット１に取り付けるには、軸方向同
一直線上にある２つの取付孔２ａ，２ｂあるいは３ａ，
３ｂ（図３および図１６参照）についてネジ締めする必
要があるが、前記スライドユニット４０にて所定距離だ
け水平移動させてネジ締めするようになっているため、
前記ネジ締め手段３４のドライバビットは１本で足りる
構成とすることができる。また、前記スライドユニット
４０は、軸方向だけでなく、これと直交する方向に水平
移動できるような構成としてもよく、さらにこれら双方
を組み合わせてもよい。このようにすれば、任意のネジ
締め位置に対応できる。なお、ドライバビットを複数本
有する構成を採ることも可能であり、この場合は、スラ
イドユニット４０の設置を省略することもできる。

【００７０】図１３は、このワーク取付装置の制御系を
説明するためのブロック図である。本実施例のコントロ
ーラ３９には、前述したＡＣモータ３６、ワーク払い出
し手段４１、ネジ締め手段３４、スライドユニット４
０、クランプ治具３３、およびインデックス機構部３７
等が接続され、位置決めのために原動車４５の停止時期
を決定する前述した原動車の動力制御（図１１参照）
と、ワークのセット、払い出しおよびメジ締めなどを制
御し、前記検出手段６０ａ〜６０ｃからの信号等に基づ
いて装置全体を総合的に制御するように構成されてい
る。

【００７１】次に、本実施例のワーク取付装置の動作
を、図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ワークとしてのラジオユニット１およびブラケッ
ト２，３を、クランプ治具３３に水平置きにセットする
（図２の符号「１ａ」参照、Ｓ１）。次いで、クランプ
治具３３の所定位置に実際にセットが完了したか否か
（Ｓ２）、およびワーク払い出し手段４１に、作業終了
後のワークが残っていないか（Ｓ３）が判断される。こ
こで、ネジ締めする対象となるワークが所定位置にセッ
トされ、先に作業が終了したワークがワーク払い出し手
段４１から取り除かれている場合は、次のＳ４に進み、
そうでない場合は、ステップＳ２に戻って待ち状態とな
る。

【００７２】ステップＳ４で、作業者により起動釦５９
が押されると、ワークであるラジオユニット１の重量測
定が行われ（Ｓ５）、イナーシャが算出され（Ｓ６）タ
イマーにセットするタイマー値が検索される（Ｓ７）。
そして、クランプ治具３３のクランプ部４３が作動さ
れ、ラジオユニット１およびブラケット２，３を所定の
位置でクランプし固定する（Ｓ８）。

【００７３】次に、コントローラ３９は、ＡＣモータ３
６の主軸３６ａを正転させ、カップリング５２および入
力軸４７を介してインデックス機構部３７の原動車４５
を、図６のＣ方向に９０゜回転させる。この回転動作
は、図１４に示すサブルーチンフローチャートに示すよ
うに、ステップＳ７で検索されたタイマー値がシーケン
ス制御回路７２内のタイマーにセットされ（Ｓ６０）、
ＡＣモータ３６への起動指令と共にこのタイマーによる
計時が開始されて（Ｓ６１）、タイマー計時が終了する
と（Ｓ６２）、ＡＣモータが停止する（Ｓ６３）。

【００７４】これにより、ＡＣモータが起動すると、図
６に示したように、原動車４５の図中右側のピン５５
は、従動車４６の溝５６に嵌入し、ピン５５の円筒表面
が溝５６の側面を摺動しながら押し回す。そして、原動
車４５がタイマー動作により、１８０°回転の少し手
前、すなわち、図６中の右側のピン５５が図６中の左側
のピン５５の元位置の少し手前に来た時点でＡＣモータ
３６の作動が停止され、後は従動車のイナーシャによ
り、ほぼ１８０°回転位置にまで動くことになる。

【００７５】このとき、従動車４６は、図６のＤ方向に
９０°回転され、ラジオユニット１のネジ締めすべき側
面が上方に向けられる（図２の符号「１ｂ」参照、Ｓ
６）。

【００７６】次に、ステップＳ１０では、ネジ締め手段
３４により、パーツフィーダ３５から供給されるネジ
を、まずブラケット２の後方側（図３の左側方向）の取
付孔２ａ（図３参照）についてネジ締めする。次いで、
コントローラ３９は、スライドユニット４０を作動させ
て、ワークをクランプ治具３３ごと後方に所定距離移動
させ（Ｓ１１）、上記と同様にして、ブラケット２の前
方側の取付孔２ｂ（図３参照）についてネジ締めが行わ
れる（Ｓ１２）。

【００７７】なお、検出手段６０ａ，６０ｃにより所定
のネジ締めする面を上方に向けた場合の回転方向位置が
それぞれ検出された場合にのみネジ締めが行われ、誤っ
たネジ締め作業が回避されるようになっている。

【００７８】こうして、ブラケット２のラジオユニット
１への取り付けが終了すると、コントローラ３９は、Ａ
Ｃモータ３６の主軸３６ａをステップＳ９のときとは逆
方向に１８０゜回転させ、原動車４５を図６のＣ方向と
反対方向に回転させる（Ｓ１３）。そして、原動車４５
が３６０°回転、即ち丁度一回転される。なお、この原
動車の３６０゜の回転は、本実施例においては、前述の
１８０゜の回転（図１５参照）が２回行われるものとし
ている。これは、テーブルデータ（図１２参照）として
モータの動作時間を規定する際に、ワークの９０゜回転
を基準としたテーブルとしたためで、もちろん一度に１
８０゜回転させることも可能であり、その場合には、１
８０゜回転ようの対応テーブルを作成するとよい。

【００７９】このとき、従動車４６は、図６のＤ方向と
反対方向に１８０°回転せられ（９０゜回転が２回）、
ラジオユニット１のネジ締めすべきもう一方の側面が上
方に向けられる。

【００８０】ステップＳ１４〜Ｓ１６では、ブラケット
３のラジオユニット１へのネジ締めによる取り付けが、
ブラケット２の場合とほぼ同様にして行われる。

【００８１】こうして、ブラケット３の取り付けが終了
すると、コントローラ３９は、再びＡＣモータ３６の主
軸３６ａを正転させ、原動車４５を、前述のステップ９
同様に、図６のＣ方向に回転させる（図１５参照、Ｓ１
７）。このとき、従動車４６は、図６のＤ方向に９０°
回転せられ、クランプ治具３３にセットされたブラケッ
ト２，３が取り付けられたラジオユニット１は、初期の
セット状態、即ち、水平置きの状態に戻る。

【００８２】次に、クランプ治具３３のクランプ部４３
が作動され、ワークのクランプを解除する（Ｓ１８）。

【００８３】次いで、コントローラ３９は、ワーク払い
出し手段４１のリフタ６２を上昇させる（Ｓ１９）。ア
ーム６３は、図３に示す符号「６３ａ」の位置から上昇
せられ、その先端部がラジオユニット１の所定端部に係
合した後、符号「６３ｂ」の位置まで回動せられること
により、ブラケット２，３が取り付けられたラジオユニ
ット１がリフタ６２上に移送される（Ｓ２０）。

【００８４】そして、前記リフタ６２が下降し（Ｓ２
１）、ブラケット取付作業の完了したラジオユニット１
が作業者により取り出される（Ｓ２２）。

【００８５】このように、本実施例のワーク取付装置３
０は、従来のようにロボット等を使用して複雑な制御を
行うものではなく、ジェネバ機構を用いたインデックス
装置により、ラジオユニット１等をクランプ治具３３ご
と回転させ、ネジ締め手段３４を固定する方式を採用し
たので、従来に較べきわめてコンパクトに構成すること
が可能となる。

【００８６】しかも、その制御方法は、ワークの重量を
測定することにより、従動車４６のイナーシャを求め
て、このイナーシャにより原動車４５の停止時期を決定
するので、ワークであるラジオユニットの構成がカセッ
トプレイヤーやＣＤプレイヤーの有無などその構成によ
る重量が変化しても、ワークの回転方向位置制御が確実
に達成され、ブラケット取付作業品質も十分確保するこ
とができる。

【００８７】さらに、固定されたネジ締め手段３４によ
り、常に上方からネジ締めされるため、従来ロボットア
ームの先端に取り付けられたネジ締め手段を移動した
り、側方からネジ締めしたりする際に発生しがちであっ
たネジの脱落を防止することができ、作業能率が向上す
る。

【００８８】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記実施例に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。

【００８９】例えば、上述した実施例では自動車用ラジ
オへのブラケットの取り付けを例に挙げて本発明のワー
ク取付装置を説明したが、本発明はこれのみに限定され
ることなく他の構成部品にも適用することができる。ま
た、インデックス機構部３７の従動車４６には、９０°
間隔の４つの放射状の溝５６を設けるようにしたが、放
射状の溝５６の数を増やしたり間隔の角度を変更したり
すれば、ブラケット等を取り付ける相手側の取り付け面
の角度の変化にも対応できる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインデッ
クス装置によれば、重量検出手段により、ワークの重量
を測定し、このワーク重量から原動車の停止時期を決定
することとしたので、ワークの重量が変化した場合でも
適確な位置決めを行うことが可能となる。

【００９１】また、駆動手段の停止時期の決定には、対
応テーブルを予め設定することとしたので、簡易、迅速
な停止時期の決定を行うことができる。また、駆動手段
の停止には、タイマー動作を用いたことで、その制御手
段を簡易に構成することができる。

【００９２】また、回転駆動手段としてＡＣモータを使
用したので、一層の低コスト化およびコンパクト化を図
ることができ、従動車は９０°間隔の４つの放射状の溝
を有すると共に原動車は１８０°間隔の２つのピンを有
する構成とすれば、自動車用ラジオユニットのような直
方体形状のワークの側面にブラケットのような他のワー
クを取り付けるのに好適となる。

【００９３】本発明のワーク取付装置は、ワークを固定
治具ごと回転させ位置決めするために前記インデックス
制御方法およびこの方法を用いたインデックス装置を用
いたことで、固定治具に固定されるワークの重量を測定
し、このワーク重量から従動車に生じるイナーシャを求
めて、このイナーシャから原動車の停止時期を決定する
ので、ワークの重量が変化した場合でも適確な位置決め
を行うことが可能となり、しかもネジ締め手段を固定す
る方式を採用したので、従来のようにロボット等を使用
して複雑な制御を行うものではなく、簡易な構成とした
ので、大幅な設備コストの低減を図ることができると共
に、きわめてコンパクトに構成することが可能となり、
また、常に上方から安定的にネジ締めされるため、従来
ネジ締め手段を移動したり側方からネジ締めしたりして
発生していたネジの脱落を防止することができ、作業能
率が向上する。

【００９４】また、駆動手段の停止には、タイマー動作
を用いたことで、その制御手段を簡易に構成することが
できる。

【００９５】また、回転駆動手段としてＡＣモータを使
用したので、一層の低コスト化およびコンパクト化を図
ることができる。

【００９６】さらに、従動車は９０°間隔の４つの放射
状の溝を有すると共に原動車は１８０°間隔の２つのピ
ンを有する構成とすれば、ラジオユニットのような直方
体形状のワークの側面にブラケットのような他のワーク
を取り付けるのに好適となり、回転方向位置制御が確実
に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のワーク取付装置の一実施例を示す平
面図である。

【図２】 図１に示される装置の側面図である。

【図３】 図１に示される装置の正面図である。

【図４】 図１に示される治具回転位置出し手段の一部
破断した部分拡大図である。

【図５】 図４の治具回転位置出し手段の右側面図であ
る。

【図６】 ジェネバ機構を説明するための図面で、図４
に示される原動車と従動車とをＡ方向から見た図であ
る。

【図７】 図１に示される装置のクランプ治具の図であ
る。

【図８】 ジェネバ機構の原理図である。

【図９】 ジェネバ機構の特性を示すグラフである。

【図１０】 ジェネバ機構の負荷重量を変えた特性を示
すグラフで有る。

【図１１】 本実施例におけるインデックス制御部のブ
ロック図である。

【図１２】 本実施例に用いられる対応テーブルを示す
図面である。

【図１３】 図１に示される装置の制御系のブロック図
である。

【図１４】 図１に示される装置の制御フローチャート
である。

【図１５】 図１４に示されるフローチャートのサブル
ーチンフローチャートである。

【図１６】 ラジオユニットへのブランケットの取付を
説明するための図面である。

【図１７】 従来のワーク取付装置の一部分を示す図面
である。

【図１８】 ジェネバ機構を用いたインデックス装置の
概略を説明するための図面である。

【符号の説明】

１…ラジオユニット（第１のワーク）、 ２，３…ブラケット（他のワーク）、 ３３…クランプ治具（固定治具）、 ３４…ネジ締め手段、 ３６…ＡＣモータ（駆動手段）、 ３７…インデックス機構部（回転方向位置決め手段）、 ３９…コントローラ、 ４０…スライドユニット、 ４５…原動車、 ４６…従動車、 ５４…円弧状凸部、 ５５…ピン、 ５６…溝、 ５７…円弧状凹部、 ５８…重量計（重量測定手段）、 ６０ａ，６０ｃ…検出手段。 ７０…インデックス制御部、 ７１…イナーシャ計測部（イナーシャ計測手段）、 ７２…シーケンス制御回路（動力制御手段） ７３…テーブル検索部、 ７４…モータドライバ、 ７５…テーブルデータ（対応テーブル）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークがセットされ固定する固定治具
   と、 等角間隔の複数の放射状の溝とこれらの溝間の円弧状凹
   部とが設けられた前記固定治具に連結される従動車、お
   よび前記放射状の溝に係合する少なくとも１つのピンと
   前記円弧状凹部に面接触すると共に相対すべり運動を行
   う円弧状凸部とが設けられた原動車を備えた回転方向位
   置決め手段と、 前記原動車に連結された駆動手段と、 前記固定手段に固定される前記ワークの重量を測定する
   重量測定手段と、 該重量測定手段により測定されたワークの重量から前記
   駆動手段の停止時期とを決定し、前記駆動手段の起動停
   止を制御する動力制御手段と、よりなることを特徴とす
   るインデックス装置。
2. 【請求項２】 前記動力制御手段が、前記駆動手段の停
   止時期を決定する際に、前記重量測定の結果から前記従
   動車に生じるイナーシャの度合いを求め、 予め設定されたイナーシャの度合いと停止時期とを対応
   付けるテーブルにしたがって、前記駆動手段の停止時期
   を決定することを特徴とする請求項１に記載のインデッ
   クス装置。
3. 【請求項３】 前記動力制御手段が、タイマ動作によっ
   て、前記停止時期に前記駆動手段を停止するものである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイン
   デックス装置。
4. 【請求項４】 前記駆動手段はＡＣモータであり、前記
   従動車は９０°間隔の４つの放射状の溝を有すると共に
   前記原動車は１８０°間隔の２つのピンを有してなるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のイ
   ンデックス装置。
5. 【請求項５】 第１のワークの外表面を成す少なくとも
   ２以上の側面の所定箇所に、複数の他のワークをそれぞ
   れ位置決めしてネジ締めするワーク取付装置であって、 前記第１のワークおよび前記他のワークがセットされ、
   これらを固定する固定治具と、 前記第１のワークの所定位置に位置決めされた前記他の
   ワークに向けて、供給されたネジを上方からネジ込むネ
   ジ締め手段と、 等角間隔の複数の放射状の溝とこれらの溝間の円弧状凹
   部とが設けられた前記固定治具に連結される従動車、お
   よび前記放射状の溝に係合する少なくとも１つのピンと
   前記円弧状凹部に面接触すると共に相対すべり運動を行
   う円弧状凸部とが設けられた原動車を備えた回転方向位
   置決め手段と、 前記原動車に連結された駆動手段と、 前記固定手段に固定される前記第１のワークおよび他の
   ワークの内、少なくとも前記第１のワークの重量を測定
   する重量測定手段と、 該重量測定手段により測定された前記第１のワークおよ
   び他のワークの重量から前記従動車のイナーシャを求め
   るイナーシャ計測手段と、 該イナーシャ測定手段により求めた前記従動車のイナー
   シャと前記駆動手段の停止時期とを対応付けした対応テ
   ーブルと、 該対応テーブルにしたがって、前記駆動手段を制御する
   動力制御手段と、 前記固定治具が所定位置に停止したことを検出する位置
   検出手段と、 該位置検出手段により前記固定治具が定位置に停止した
   こと検出した場合に前記ネジ締め手段を動作させるネジ
   締め制御手段とよりなることを特徴とするワーク取付装
   置。
6. 【請求項６】 前記動力制御手段が、タイマ動作によっ
   て、前記駆動手段をを停止するものであることを特徴と
   する請求項５に記載のワーク取付装置。
7. 【請求項７】 前記駆動手段はＡＣモータであり、前記
   従動車は９０°間隔の４つの放射状の溝を有すると共に
   前記原動車は１８０°間隔の２つのピンを有してなるこ
   とを特徴とする請求項５または請求項６に記載のワーク
   取付装置。