(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持部は、前記中心軸の方向及び前記中心軸の軸直角方向に移動可能となるよう基台の内部に配置されるとともに、前記球面対偶部を介して前記ガイドピンを傾動可能に支持し、
前記規制部は、前記ガイドピンの内部に連結されたワイヤを牽引或いは弛緩するワイヤ牽引弛緩調整部と、前記支持部に一体形成され前記ワイヤが牽引されたとき前記基台の内部に設けられた連通孔に嵌合するテーパ部と、を有し、前記ワイヤ牽引弛緩調整部によって前記ワイヤを牽引或いは弛緩することにより前記ロック状態と前記フリー状態とを切り替えることを特徴とする請求項1に記載の位置決め装置。
前記支持部は、前記中心軸の方向に進退移動可能となるよう基台に支持されたロッド状の部材によって構成され、先端に前記球面対偶部を介して前記ガイドピンを傾動可能に支持し、
前記規制部は、前記支持部が遊挿される貫通孔を有する規制ブロックと、前記支持部が前記中心軸の方向に退避されたとき前記規制ブロックの前記貫通孔に嵌合するテーパ部と、を有し、前記支持部を前記中心軸の方向に進退移動させることにより前記フリー状態と前記ロック状態とを切り替えることを特徴とする請求項1に記載の位置決め装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。
図1乃至
図3は本発明の第1の実施形態に係り、
図1はワークをガイドピンにセットするときの位置決め装置の要部断面図、
図2はワークを保持しているときの位置決め装置の要部断面図、
図3はワークをガイドピンから抜去するときの位置決め装置の要部断面図である。
【0013】
図1乃至
図3に示す位置決め装置1は、例えば、車体の製造工程において溶接される複数のワーク100,101を溶接台(図示せず)等に対して位置決めするための位置決め装置であり、この位置決め装置1は工場内に予め設定された複数の設定位置にそれぞれ設置されている。
【0014】
ここで、本実施形態のワーク100,101は車体用のパネルであり、各ワーク100,101の適所には、それぞれ複数の位置決め用のガイド孔100a,101aが穿設されている。そして、各ガイド孔100a,101aが、対応する各位置決め装置1によって各設定位置(より具体的には、各設定位置に設定された中心軸O上)に位置決めされることにより、各ワーク100,101は互いに溶接可能な位置に位置決めされる。
【0015】
これらの位置決め装置1は、工場内等に設置された基台5を有する。
【0016】
この基台5の内部には、スライダ室6と、シリンダ部7と、が中心軸Oに沿った上下位置に形成されている。これらスライダ室6及びシリンダ部7は中心軸Oに対して軸対称な形状をなし、これらスライダ室6とシリンダ部7とを区画する画壁の中心部には、連通孔5aが穿設されている。さらに、スライダ室6の上壁には連通孔5aよりも大径をなすガイドピン挿通孔5bが穿設され、スライダ室6の上部は、このガイドピン挿通孔5bを介して基台5の外部に連通されている。
【0017】
スライダ室6内には、例えば、中央部に貫通孔10aが穿設された略円柱状をなす、支持部としてのスライダ10が収容されている。
【0018】
このスライダ10の上端部及び下端部には複数のボールローラ10cが保持され、これらのボールローラ10cを介して、スライダ10は、スライダ室6の上面及び下面(画壁)に当接されている。これにより、スライダ10はスライダ室6内を水平方向(中心軸Oに垂直な方向)に平行移動することが可能となっている。
【0019】
また、スライダ10の中央部には、ガイドピン挿通孔5bを介してスライダ室6内に挿入されたガイドピン11の基端側が、球面対偶部12を介して傾動自在に連結されている。
【0020】
具体的に説明すると、スライダ10の中央部には、貫通孔10aの上部に連通する球面状の凹部10bが設けられている。一方、ガイドピン11の基端部には球状部11aが設けられ、この球状部11aは、スライダ室6内において凹部10bに嵌合されている。これら凹部10bと球状部11aとの嵌合によってスライダ10とガイドピン11との間には球面対偶部12が構成され、この球面対偶部12により、ガイドピン11の先端側は、スライダ10に対して傾動可能となっている。
【0021】
そして、上述のように、スライダ室6内にスライダ10が平行移動可能に収容され、且つ、スライダ10に対してガイドピン11が傾動可能に支持されることにより、ガイドピン11は、ガイドピン挿通孔5bが許容する範囲内において、中心軸Oの軸直角方向に平行移動可能且つ中心軸Oに対して傾動可能な状態にてスライダ10に支持されている。
【0022】
シリンダ部7内には、ピストン15が収容されている。このピストン15の外周部にはシールリング15aが保持され、このシールリング15aがシリンダ部7の内周面に摺接されることにより、シリンダ部7の内部空間が上下に区画されている。
【0023】
ピストン15によって区画されたシリンダ部7の内部空間のうち、上側の領域はスプリング室7aとして設定され、このスプリング室7a内には、ピストン15を下方に付勢するためのリターンスプリング17が配設されている。
【0024】
一方、ピストン15によって区画されたシリンダ部7の内部空間のうち、下側の領域は油圧室7bとして設定されている。この油圧室7bには、油圧通路20を介してポンプユニット21が接続され、さらに、油圧室7bとポンプユニット21との間には切換弁22が介装されている。
【0025】
そして、ポンプユニット21及び切換弁22の制御を通じて油圧室7bに作動油圧が供給されたとき、ピストン15は、リターンスプリング17の付勢力に抗してシリンダ部7内を上昇する。一方、ポンプユニット21及び切換弁22の制御を通じて油圧室7bから作動油圧が排出されたとき、ピストン15は、リターンスプリング17の付勢力によってシリンダ部7内を下降する。さらに、切換弁22の制御を通じて油圧室7bに対する油圧の供給或いは排出状態が保持されたとき、ピストン15は、シリンダ部7内の上昇位置或いは下降位置に保持される。
【0026】
また、スプリング室7a側において、ピストン15の中央部には、ガイドピン11の平行移動及び傾動動作を規制する規制部としての規制ピン16が、中心軸Oに沿って立設されている。
【0027】
この規制ピン16の先端部には下方から上方に縮径する先細り形状をなすテーパ部16aが形成され、テーパ部16aは、連通孔5aを介してスライダ室6内に突出されている。
【0028】
さらに、テーパ部16aは、ガイドピン11の基端側に開口する規制ピン穴11b内に、スライダ10の貫通孔10aを介して挿入され、ピストン15の昇降移動に連動して規制ピン穴11b内を進退移動可能となっている。
【0029】
ここで、貫通孔10aの内径は、規制ピン16の外径(テーパ部16aが形成されている部位以外の外径)よりも十分に大径に形成されている。一方、規制ピン穴11bの内径は、規制ピン16の外径(すなわち、テーパ部16aが形成されている部位以外の外径)と略同径に形成されている。
【0030】
これにより、例えば、
図1,3に示すように、ピストン15の下降に伴ってテーパ部16aが規制ピン穴11b内の退避位置に位置するとき、テーパ部16aと規制ピン穴11bとの間には所定の空隙が生じ、ガイドピン11は、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が許容されたフリー状態となる。
【0031】
一方、例えば、
図2に示すように、ピストン15の上昇に伴ってテーパ部16aが規制ピン穴11bの進出位置に位置するとき、テーパ部16aと規制ピン穴11bとの間の空隙が消滅し、ガイドピン11は中心軸O上にセンタリングされるとともに、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が禁止されたロック状態となる。
【0032】
このような構成において、例えば、
図1に示すように、搬送されたワーク100,101を位置決め装置1にセットするに際し、油圧室7b内に対する作動油が排出された状態にて維持されることにより、ピストン15は下降位置に保持され、規制ピン16のテーパ部16aは規制ピン穴11bの退避位置に保持されている。
【0033】
これにより、ガイドピン11は、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が許容され、各ワーク100,101との相対位置のずれを吸収しながら、各ガイド孔100a,101a内に挿通される。
【0034】
その後、例えば、
図2に示すように、油圧室7b内に対して作動油が供給されると、ピストン15は上昇位置まで上昇し、規制ピン16のテーパ部16aは規制ピン穴11bの進出位置まで進出する。
【0035】
これにより、ガイドピン11は、各ワーク100,101のガイド孔100a,101aを伴って中心軸O上にセンタリングされるとともに、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が禁止される。従って、各ガイド孔100a,101aは予め設定された設定位置の中心軸O上に位置決めされ、各ワーク100,101は、適切な相対位置に保持された状態にて溶接等の工程が行われる。
【0036】
その後、例えば、
図3に示すように、油圧室7bから作動油が排出されると、ピストン15は下降位置まで下降し、規制ピン16のテーパ部16aは規制ピン穴11bの退避位置まで退避する。
【0037】
これにより、ガイドピン11は、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が再び許容される。従って、仮に溶接後のワーク100,101が熱歪等によって三次元的に変形した場合にも、ガイドピン11はガイド孔100a,101aの状態に倣って移動或いは傾動し、各ガイド孔100a,101aはガイドピン11との間に凝着等を発生させることなく容易に抜去される。
【0038】
このような実施形態によれば、ワーク100,101を位置決めするためのガイドピン11に球面対偶部12を介して連結され、ガイドピン11が中心軸Oに対して傾動可能且つ中心軸Oの軸直角方向に平行移動可能となるようにガイドピン11の基端側を支持するスライダ10と、中心軸O方向への移動によってガイドピン11を中心軸Oにセンタリングするためのテーパ部16aを有し、センタリングしたガイドピン11の傾動及び平行移動を規制するロック状態と、ガイドピン11の傾動及び平行移動を許容するフリー状態と、を選択的に切り替え可能な規制ピン16と、を有して位置決め装置を構成することにより、加工後のワーク100,101をガイドピン11から容易に取り外すことができる。
【0039】
次に、
図4乃至
図6は本発明の第2の実施形態に係り、
図4はワークをガイドピンにセットするときの位置決め装置の要部断面図、
図5はワークを保持しているときの位置決め装置の要部断面図、
図6はワークをガイドピンから抜去するときの位置決め装置の要部断面図である。なお、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同符号を付して適宜説明を得省略する。
【0040】
図4乃至
図6に示すように、本実施形態の位置決め装置30は、工場内等に設置された基台35を有する。
【0041】
この基台35の内部には、スライダ室36と、アクチュエータ室37と、が中心軸Oに沿った上下位置に形成されている。これらスライダ室36及びアクチュエータ室37は中心軸Oに対して軸対称な形状をなし、これらスライダ室36とアクチュエータ室37とを区画する画壁の中心部には上方から下方に向けて縮径するテーパ状の連通孔35aが穿設されている。さらに、スライダ室36の上壁にはガイドピン挿通孔35bが穿設され、スライダ室36の上部は、このガイドピン挿通孔35bを介して基台35の外部に連通されている。
【0042】
スライダ室36内には、例えば、中央部に貫通孔が穿設された支持部としてのスライダ10が、中心軸Oの方向及び中心軸Oの軸直角方向に移動可能となるよう収容されている。
【0043】
このスライダ10の上端部には、複数のボールローラ10cが保持され、これらのボールローラ10cを介して、スライダ10は、スライダ室36の上面に当接可能となっている。
【0044】
一方、スライダ10の下部には上方から下方に縮径するテーパ部40が設けられ、このテーパ部40は、連通孔35aに対して嵌合可能となっている。
【0045】
また、テーパ部40の外周部には、スライダ10(ボールローラ10c)をスライダ室36の上壁に付勢するためのリターンスプリング41が設けられている。そして、リターンスプリング41の付勢力によってテーパ部40が連通孔35aから離間されているとき、スライダ10はスライダ室36内を水平方向(中心軸Oに垂直な方向)に平行移動することが可能となっている。
【0046】
さらに、スライダ10の中央部には、ガイドピン挿通孔35bを介してスライダ室36内に挿入されたガイドピン11の基端側が、球面対偶部12を介して傾動可能に連結されている。
【0047】
そして、上述のように、スライダ室36内にスライダ10が平行移動可能に収容され、且つ、スライダ10に対してガイドピン11が傾動可能に支持されることにより、ガイドピン11は、ガイドピン挿通孔35bが許容する範囲内において、中心軸Oの軸直角方向に平行移動可能且つ中心軸Oに対して傾動可能な状態にてスライダ10に支持されている。
【0048】
アクチュエータ室37内には、テーパ部40と協働してガイドピン11の平行移動及び傾動動作を規制する規制部としてのワイヤ牽引弛緩調整部42が収容されている。
【0049】
このワイヤ牽引弛緩調整部42からはワイヤ42aが延出されている。このワイヤ42aの先端側は、貫通孔10aを介して、ガイドピン11の基端側に開口するワイヤ挿入穴11c内に挿入され、このワイヤ挿入穴11cの先端に設けられたワイヤ固定部11dに連結されている。
【0050】
このような構成において、例えば、
図4,6に示すように、ワイヤ牽引弛緩調整部42によってワイヤ42aが弛緩されているとき、スライダ10がリターンスプリング41の付勢力によってスライダ室36の上方に移動され、テーパ部40と連通孔35aとの間に所定の空隙が生じる。これにより、ガイドピン11は、スライダ10とともに中心軸Oの軸直角方向への移動が許容される。さらに、ワイヤ42aの弛緩により、ガイドピン11は、中心軸Oに対する傾動が許容される。以上により、ガイドピン11 は、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が許容されたフリー状態となる。
【0051】
一方、例えば、
図5に示すように、ワイヤ牽引弛緩調整部42によってワイヤ42aが牽引されているとき、スライダ10がリターンスプリング41の付勢力に抗してスライダ室36の下方に移動され、テーパ部40が連通孔35aに嵌合される。これにより、ガイドピン11は、中心軸O状にセンタリングされるとともに、中心軸Oの軸直角宝庫卯への平行移動が禁止される。さらに、ワイヤ牽引弛緩調整部42によって牽引されたワイヤ42aは、ワイヤ牽引弛緩調整部42からワイヤ固定部11dまでを最短距離で結ぶべく、中心軸Oに沿った直線状となり、このワイヤ42aの張力により、ガイドピン11は、中心軸Oに対する傾動が禁止される。以上により、ガイドピン11は、中心軸O上にセンタリングされるとともに、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が禁止されたロック状態となる。
【0052】
このような実施形態によれば、上述の第1の実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。
【0053】
次に、
図7乃至
図9は本発明の第3の実施形態に係り、
図7はワークをガイドピンにセットするときの位置決め装置の要部断面図、
図8はワークを保持しているときの位置決め装置の要部断面図、
図9はワークをガイドピンから抜去するときの位置決め装置の要部断面図である。なお、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同符号を付して適宜説明を省略する。
【0054】
図7乃至
図9に示すように、本実施形態の位置決め装置60は、工場内等に設置された基台65を有する。
【0055】
この基台65の内部には、中心軸Oに対して軸対称な形状をなすシリンダ部66が形成されている。
【0056】
このシリンダ部66内には、ピストン67が収容されている。また、シリンダ部66には、ピストン67によって区画された上側の領域及び下側の領域に、油圧通路68a,68bがそれぞれ連通され、これらの油圧通路68a,68bには切換弁69が連結されている。そして、図示しないポンプユニットから圧送される作動油が、切換弁69により、シリンダ部66の下側領域或いは上側領域に選択的に供給されることにより、ピストン67はシリンダ部66内を昇降移動することが可能となっている。
【0057】
また、シリンダ部66の上壁の中央部には基台65の外部に連通するロッド挿通孔65aが穿設され、このロッド挿通孔65aには、ピストン67に連結された支持部としてのガイドロッド70が、ブッシュ65bを介して挿通されている。
【0058】
また、基台65上には、規制部としての規制ブロック71が載置されている。この規制ブロック71の中央部には貫通孔71aが穿設され、この貫通孔71aには、基台65から突出されたガイドロッド70の先端側が遊挿されている。
【0059】
また、規制ブロック71の上部には、ガイドピン72が連結され、このガイドピン72の底部によって、貫通孔71aの上端が袋状に閉塞されている。
【0060】
ここで、貫通孔71aは、上方から下方に向けて縮径するテーパ状の孔部によって構成されている。この貫通孔71aに対応して、ガイドロッド70の先端側の外周には上方から下方に向けて縮径するテーパ部70aが設けられ、このテーパ部70aは貫通孔71aと嵌合可能となっている。
【0061】
また、ガイドピン72の基端面には球面状の凹部72aが形成されている。この凹部72aに対応して、ガイドロッド70の先端(頂部)にはボールローラ73が保持され、これら凹部72aとボールローラ73とにより、ガイドロッド70とガイドピン72との間には球面対偶部74が形成されている。
【0062】
このような構成により、例えば、
図7,9に示すように、ピストン67が上昇されると、ガイドロッド70の頂部に保持されたボールローラ73を介して凹部72aが押し上げられ、規制ブロック71及びガイドピン72は上方に移動する。これにより、規制ブロック71が基台65から離間するとともに、テーパ部70aと貫通孔71aとの間に所定の空隙が生じ、ガイドピン72は、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が許容されたフリー状態となる。
【0063】
一方、例えば、
図8に示すように、ピストン67が下降されると、規制ブロック71が基台65に当接するとともに、テーパ部70aと貫通孔71aとの間の空隙が消滅し、ガイドピン72は中心軸O上にセンタリングされるとともに、中心軸Oの軸直角方向への平行移動及び中心軸Oに対する傾動が禁止されたロック状態となる。
【0064】
このような実施形態によれば、上述の第1の実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。
【0065】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。