特許 7524802 位置決め機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】位置決め機構

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/90 20160101AFI20240723BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240723BHJP

   B60M 7/00 20060101ALN20240723BHJP

   B60L 5/00 20060101ALN20240723BHJP

   B60L 53/12 20190101ALN20240723BHJP

   B60L 53/36 20190101ALN20240723BHJP

【ＦＩ】

H02J50/90

H02J50/10

B60M7/00 X

B60L5/00 B

B60L53/12

B60L53/36

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021037488

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2022137813

(43)【公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-03-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 貴範

(72)【発明者】

【氏名】日下部 誠

(72)【発明者】

【氏名】石垣 将紀

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀彰

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１２６３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９９３７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／００ －５０／９０

Ｂ６０Ｍ １／００ － ７／００

Ｂ６０Ｌ ５／００ － ５／４２

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ －１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ －５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置決めの対象物と被対象物との相対的な位置ずれを補正する位置決め機構であって、
前記対象物に取り付けられ、第１の磁石が設けられた第１ガイド部と、
前記被対象物に取り付けられ、第２の磁石が設けられた第２ガイド部と、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の少なくとも一方に設けられ、前記対象物と前記被対象物との相対的な位置を変更する移動手段と、
を備え、
前記対象物と前記被対象物の正規の位置関係からの位置ずれ量に応じて、前記第１ガイド部に設けられた前記第１の磁石と前記第２ガイド部に設けられた前記第２の磁石との間の磁力が変化し、
前記磁力の変化によるガイド力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係に位置決めし、
前記位置ずれ量に応じて、前記磁力が反発力と吸引力で切り替わることを特徴とする位置決め機構。

【請求項2】

位置決めの対象物と被対象物との相対的な位置ずれを補正する位置決め機構であって、
前記対象物に取り付けられ、第１の磁石が設けられた第１ガイド部と、
前記被対象物に取り付けられ、第２の磁石が設けられた第２ガイド部と、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の少なくとも一方に設けられ、前記対象物と前記被対象物との相対的な位置を変更する移動手段と、
を備え、
前記対象物と前記被対象物の正規の位置関係からの位置ずれ量に応じて、前記第１ガイド部に設けられた前記第１の磁石と前記第２ガイド部に設けられた前記第２の磁石との間の磁力が変化し、
前記磁力の変化によるガイド力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係に位置決めし、
前記位置ずれ量が小さくなるにつれて前記磁力は反発力から吸引力へ変化することを特徴とする位置決め機構。

【請求項3】

位置決めの対象物と被対象物との相対的な位置ずれを補正する位置決め機構であって、
前記対象物に取り付けられ、第１の磁石が設けられた第１ガイド部と、
前記被対象物に取り付けられ、第２の磁石が設けられた第２ガイド部と、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の少なくとも一方に設けられ、前記対象物と前記被対象物との相対的な位置を変更する移動手段と、
を備え、
前記対象物と前記被対象物の正規の位置関係からの位置ずれ量に応じて、前記第１ガイド部に設けられた前記第１の磁石と前記第２ガイド部に設けられた前記第２の磁石との間の磁力が変化し、
前記磁力の変化によるガイド力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係に位置決めし、
前記第１の磁石は、前記対象物と前記被対象物との前記位置ずれ量が大きくなるにつれて前記第２の磁石に対して反発力が大きくなるように配置されている、又は、
前記第２の磁石は、前記対象物と前記被対象物との前記位置ずれ量が大きくなるにつれて前記第１の磁石に対して反発力が大きくなるように配置されている、ことを特徴とする位置決め機構。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の位置決め機構であって、
前記対象物と前記被対象物とが前記正規の位置関係となった場合、前記第１の磁石と前記第２の磁石との吸引力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係を保持することを特徴とする位置決め機構。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の位置決め機構であって、
前記第１ガイド部は凸傾斜ガイド部を有し、前記第２ガイド部は当該凸傾斜ガイド部に対応する凹傾斜ガイド部を有し、又は、前記第１ガイド部は凹傾斜ガイド部を有し、前記第２ガイド部は当該凹傾斜ガイド部に対応する凸傾斜ガイド部を有し、
前記第１の磁石及び前記第２の磁石の少なくとも一方が前記凸傾斜ガイド部及び前記凹傾斜ガイド部の少なくとも一方の傾斜に沿って配置されていることを特徴とする位置決め機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置決め機構に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド車両や電気駆動車両等において外部から電力を供給することによって電池を充電できる充電システムが必要とされている。例えば、車両外部に配置された送電用コイルと車両に配置された受電用コイルとの間の電磁的な結合によって電力を供給する充電システムが知られている。

【0003】

車両の外部に設置された送電用コイルユニットと非接触の状態で電力を受電可能とされ、車両の底面に配置された受電用コイルユニットと、車両の底面に設けられたガイド板とを備えた車両とする技術が開示されている。当該送電用コイルユニットは、車両の底面よりも下方に配置され、少なくとも車両の幅方向に移動可能なように設けられる。そして、送電用コイルユニットは、ガイド板によって送電コイルの下方に配置されている充電エリア内に案内される。（特許文献１）

【0004】

充電池を備えた車両の充電池に接続された２次コイルを含む受電部と、１次コイルを含むと共に地上側に設置され、車両の受電部と対向した場合に受電部側に移動して受電部に嵌合する給電部とを備えた車両の充電システムが開示されている。ここで、受電部に給電部が嵌合する時に給電部を受電部に対して相対的に位置決めする位置決め機構が設けられている。位置決め機構は、受電部及び給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部とされている。（特許文献２）

【0005】

送電側コイルと受電側コイルと、送電側コイル又は受電側コイルの一方を少なくとも所定の平面内で移動可能に支持すると共に、固定状態と解放状態とに切り替え可能である可動支持機構とを備えたワイヤレス給電システムが開示されている。可動支持機構を解放状態としたうえで、送電側コイル及び受電側コイルに電流を供給して発生した磁界の引付力によって送電側コイルと受電側コイルとの位置合わせを行うことができる。（特許文献３）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－２５０５９３号公報

【文献】特開２０１２－８５４７２号公報

【文献】特開２０１５－１１６０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の技術では、ガイド板を用いた接触式であるため、スムーズにガイドするためにはガイド板に対して大きな傾斜角度を設ける必要がある。しかしながら、ガイド板に大きな傾斜角を与えると、車両後方に長い距離が必要であり、車両後端の空間を占有してしまうという問題がある。特に、弾性を有する干渉部材を用いた場合、特に摩擦力が大きくなるためガイド板に与える傾斜角度を大きくする必要がある。

【0008】

また、接触式のガイド板が所望の動作を制限する場合がある。例えば、リヤオーバーハングが長い車両が大きな舵角で移動した時、車両の後端が振られてガイド板を破損するおそれがある。さらに、地面を掘って送電コイルを設置する工事が必要であり、設置コストが嵩むという問題がある。

【0009】

特許文献２に記載の技術では、電磁石が使用されるため、構成が複雑となり、コストが高くなる問題がある。また、地面と平行に給電部が配置されるため、給電部に異物が載る可能性があり、塵排出装置を必要とする。また、電磁石の吸着時に大きなショックが発生し、コイルが破損するおそれがある。また、車を大まかにガイドすることができないので、ほぼ決められた場所に車を移動させる技術が必要となる。さらに、次コイル浮上時においてガイドへの引っかかりが発生し、装置が破損するおそれがある。また、地面を掘って凸形状の1次コイルを設置する工事が必要であり、設置コストが嵩むという問題がある。

【0010】

特許文献３に記載の技術では、電磁石が使用されるため、構成が複雑となり、コストが高くなる問題がある。また、地面を掘って送電コイルを設置する工事が必要であり、設置コストが嵩むという問題がある。また、車を大まかにガイドすることができないので、ほぼ決められた場所に車を移動させる技術が必要となる。さらに、給電時において車両の上下方向の固定方法として機械的保持部材が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の１つの態様は、位置決めの対象物と被対象物との相対的な位置ずれを補正する位置決め機構であって、前記対象物に取り付けられ、第１の磁石が設けられた第１ガイド部と、前記被対象物に取り付けられ、第２の磁石が設けられた第２ガイド部と、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の少なくとも一方に設けられ、前記対象物と前記被対象物との相対的な位置を変更する移動手段と、を備え、前記対象物と前記被対象物の正規の位置関係からの位置ずれ量に応じて、前記第１ガイド部に設けられた前記第１の磁石と前記第２ガイド部に設けられた前記第２の磁石との間の磁力が変化し、前記磁力の変化によるガイド力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係に位置決めすることを特徴とする位置決め機構である。

【0012】

ここで、前記位置ずれ量に応じて、前記磁力が反発力と吸引力で切り替わることが好適である。

【0013】

また、前記位置ずれ量が小さくなるにつれて前記磁力は反発力から吸引力へ変化することが好適である。

【0014】

また、前記対象物と前記被対象物とが前記正規の位置関係となった場合、前記第１の磁石と前記第２の磁石との吸引力によって前記対象物と前記被対象物とを前記正規の位置関係を保持することが好適である。

【0015】

また、前記第１ガイド部は凸傾斜ガイド部を有し、前記第２ガイド部は当該凸傾斜ガイド部に対応する凹傾斜ガイド部を有し、又は、前記第１ガイド部は凹傾斜ガイド部を有し、前記第２ガイド部は当該凹傾斜ガイド部に対応する凸傾斜ガイド部を有し、前記第１の磁石及び前記第２の磁石の少なくとも一方が前記凸傾斜ガイド部及び前記凹傾斜ガイド部の少なくとも一方の傾斜に沿って配置されていることが好適である。

【0016】

また、前記第１の磁石は、前記対象物と前記被対象物との前記位置ずれ量が大きくなるにつれて前記第２の磁石に対して反発力が大きくなるように配置されている、又は、前記第２の磁石は、前記対象物と前記被対象物との前記位置ずれ量が大きくなるにつれて前記第１の磁石に対して反発力が大きくなるように配置されている、ことが好適である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、小型で、部品の摩耗や破損を低減させた位置決め機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態における位置決め機構の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における位置決め機構の作用を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における位置決め機構の作用を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における位置決め機構の別例の構成を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態における位置決め機構の別例の作用を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態における位置決め機構の別例の作用を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態における位置決め機構の実施例の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本実施の形態における位置決め機構１００は、図１に示すように、第１ガイド部１０２及び第２ガイド部１０４から構成される。第１ガイド部１０２は、位置決めの対象物２０２に取り付けられる。第２ガイド部１０４は、位置決めの被対象物２０４に取り付けられる。位置決め機構１００は、対象物２０２と被対象物２０４との相対的な位置ずれを補正し、相対的に正しい位置関係に位置決めするために用いられる。

【0020】

例えば、位置決め機構１００をハイブリッド車両や電気駆動車両の電池の充放電システムに適用する場合、第１ガイド部１０２が取り付けられる対象物２０２を車両とし、第２ガイド部１０４が取り付けられる被対象物２０４を駐車場の壁等に取り付けられる給電装置とすればよい。本実施の形態では、対象物２０２を車両として第１ガイド部１０２を車両のリア側に設けられた受電装置に取り付け、被対象物２０４を給電装置として第２ガイド部１０４を駐車場の壁面等に取り付けた例を示している。

【0021】

なお、以下の説明では、地面に対して水平な面をＸ－Ｙ平面とし、第１ガイド部１０２と第２ガイド部１０４とが近づく又は離れる方向をＹ方向（前後方向）とし、それに直交する方向をＸ方向（左右方向）とする。

【0022】

第１ガイド部１０２は、Ｘ方向の左右のそれぞれに配置された凸傾斜ガイド部１０（１０ａ，１０ｂ）及び永久磁石１２（１２ａ，１２ｂ）を含んで構成される。

【0023】

凸傾斜ガイド部１０ａは、対象物２０２の左側に取り付けられる。凸傾斜ガイド部１０ａは、Ｘ方向に沿って対象物２０２の中央に向けて凸となる凸傾斜面Ｘ１を有する。凸傾斜ガイド部１０ｂは、対象物２０２の右側に取り付けられる。凸傾斜ガイド部１０ｂは、Ｘ方向に沿って対象物２０２の中央に向けて凸となる凸傾斜面Ｘ２を有する。凸傾斜面Ｘ１及び凸傾斜面Ｘ２は、それぞれ凸傾斜ガイド部１０ａ及び凸傾斜ガイド部１０ｂの被対象物２０４に対向する面として設けられる。

【0024】

凸傾斜面Ｘ１及び凸傾斜面Ｘ２には、それぞれ永久磁石１２ａ及び永久磁石１２ｂが設けられる。本実施の形態では、永久磁石１２ａ及び永久磁石１２ｂは、位置決め機構１００の使用時において被対象物２０４に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。

【0025】

第２ガイド部１０４は、Ｘ方向の左右のそれぞれに配置された凹傾斜ガイド部２０（２０ａ，２０ｂ）、永久磁石２２（２２ａ，２２ｂ）、永久磁石２４（２４ａ，２４ｂ）及び移動手段２６を含んで構成される。

【0026】

凹傾斜ガイド部２０ａは、被対象物２０４の左側に取り付けられる。凹傾斜ガイド部２０ａは、Ｘ方向に沿って被対象物２０４の中央に向けて凹となる凹傾斜面Ｙ１を有する。凹傾斜ガイド部２０ｂは、被対象物２０４の右側に取り付けられる。凹傾斜ガイド部２０ｂは、Ｘ方向に沿って被対象物２０４の中央に向けて凹となる凹傾斜面Ｙ２を有する。凹傾斜面Ｙ１及び凹傾斜面Ｙ２は、それぞれ凹傾斜ガイド部２０ａ及び凹傾斜ガイド部２０ｂの対象物２０２に対向する面として設けられる。

【0027】

凹傾斜面Ｙ１には、永久磁石２２ａ及び永久磁石２４ａが設けられる。凹傾斜面Ｙ２には、永久磁石２２ｂ及び永久磁石２４ｂが設けられる。永久磁石２２ａは、凹傾斜面Ｙ１において凸傾斜面Ｘ１に配置された永久磁石１２ａに対向する位置に配置される。永久磁石２２ａは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ａと逆極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２２ａは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側がＳ極となるように取り付けられる。永久磁石２２ｂは、凹傾斜面Ｙ２において凸傾斜面Ｘ２に配置された永久磁石１２ｂに対向する位置に配置される。永久磁石２２ｂは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｂと逆極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２２ｂは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側がＳ極となるように取り付けられる。

【0028】

永久磁石２４ａは、凹傾斜面Ｙ１においてＸ方向に沿って永久磁石２２ａより外側に配置される。永久磁石２４ａは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ａと同極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２４ａは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。永久磁石２４ｂは、凹傾斜面Ｙ２においてＸ方向に沿って永久磁石２２ｂより外側に配置される。永久磁石２４ｂは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｂと同極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２４ｂは、位置決め機構１００の使用時において対象物２０２に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。

【0029】

凹傾斜面Ｙ１及び凹傾斜面Ｙ２において、永久磁石２４ａ及び永久磁石２４ｂの数はそれぞれ１つに限定されず、数を増やして磁力の範囲を拡げることによって位置決めの範囲を拡げることができる。本実施の形態では、永久磁石２４ａ及び永久磁石２４ｂをそれぞれ３つずつ配置した例を示している。なお、永久磁石２４ａ及び永久磁石２４ｂの数を増やすのではなく、凹傾斜面Ｙ１及び凹傾斜面Ｙ２の斜面に沿って永久磁石２４ａ及び永久磁石２４ｂの幅を拡げるようにしてもよい。

【0030】

なお、本実施の形態における位置決め機構１００では、第１ガイド部１０２に凸傾斜ガイド部１０ａ，１０ｂを設け、第２ガイド部１０４に凹傾斜ガイド部２０ａ，２０ｂを設けた構成としたが、これらを入れ替えた構成としてもよい。すなわち、第１ガイド部１０２に凹傾斜ガイド部２０ａ，２０ｂを設け、第２ガイド部１０４に凸傾斜ガイド部１０ａ，１０ｂを設けた構成としてもよい。

【0031】

移動手段２６は、凹傾斜ガイド部２０ａ及び凹傾斜ガイド部２０ｂと共に被対象物２０４をＸ方向に沿って移動可能とする手段である。移動手段２６は、例えば、機械的又は電磁的な可動レールとすることができる。

【0032】

なお、本実施の形態における位置決め機構１００では、Ｘ方向のみに凹傾斜ガイド部２０ａ及び凹傾斜ガイド部２０ｂと共に被対象物２０４を可動とする移動手段２６としたが、さらにＹ方向（前後方向）、Ｘ－Ｙ平面に垂直なＺ方向（鉛直方向）、回転方向にも可動とする移動手段２６としてもよい。

【0033】

また、第２ガイド部１０４側に移動手段２６を設けた構成としたが、第１ガイド部１０２側に移動手段２６を設けた構成としてもよい。また、第１ガイド部１０２及び第２ガイド部１０４の両方に移動手段２６を設けた構成としてもよい。

【0034】

図２及び図３は、位置決め機構１００の作用を説明するための図である。図２は、位置決め機構１００による位置決め中の状態を示す。図３は、位置決め機構１００による位置決めが完了した状態を示す。

【0035】

図２に示すように、対象物２０２が被対象物２０４に対してＸ方向に沿って左に位置ずれ量が大きい状態で接近すると、左側の凸傾斜ガイド部１０ａに設けられた永久磁石１２ａと凹傾斜ガイド部２０ａに設けられた永久磁石２４ａとは同極（Ｎ極）同士が向かい合う状態となり、凸傾斜ガイド部１０ａと凹傾斜ガイド部２０ａとの間には反発力が発生する。このとき、凸傾斜ガイド部１０ａの凸傾斜面Ｘ１と凹傾斜ガイド部２０ａのＹ１が傾斜していることで、第１ガイド部１０２と第２ガイド部１０４との間には位置決めの中心方向へガイド力が発生する。右側の凸傾斜ガイド部１０ｂに設けられた永久磁石１２ｂと凹傾斜ガイド部２０ｂに設けられた永久磁石２２ｂとは逆極（Ｎ極とＳ極）同士が最も近い位置にある状態となり、凸傾斜ガイド部１０ｂと凹傾斜ガイド部２０ｂとの間には吸引力が発生する。このとき、凸傾斜ガイド部１０ｂの凸傾斜面Ｘ２と凹傾斜ガイド部２０ｂのＹ２が傾斜していることで、第１ガイド部１０２と第２ガイド部１０４との間には位置決めの中心方向へガイド力が発生する。すなわち、第１ガイド部１０２の位置決め中心に対して第２ガイド部１０４の位置決め中心を近づける方向（左方向）に移動させるガイド力が発生する。移動手段２６を用いて、このガイド力によって被対象物２０４は位置決め中心を近づける方向（左方向）に移動する。

【0036】

次に、対象物２０２と被対象物２０４との位置ずれ量が小さくなってくると、左側の凸傾斜ガイド部１０ａに設けられた永久磁石１２ａと凹傾斜ガイド部２０ａに設けられた永久磁石２２ａも近づき、逆極（Ｎ極とＳ極）同士が近い位置にある状態となり、凸傾斜ガイド部１０ａと凹傾斜ガイド部２０ａとの間にも吸引力が発生するようになる。これにより、第１ガイド部１０２の位置決め中心に対して第２ガイド部１０４の位置決め中心を近づける方向（左方向）に移動させるガイド力がより強くなる。このガイド力によって被対象物２０４は位置決め中心を近づける方向（左方向）にさらに移動する。

【0037】

このようにして、図３に示すように、第１ガイド部１０２と第２ガイド部１０４との間に発生するガイド力によって対象物２０２と被対象物２０４との位置決め中心が一致するように位置決めが完了する。このとき、凸傾斜ガイド部１０ａと凹傾斜ガイド部２０ａとの間、及び、凸傾斜ガイド部１０ｂと凹傾斜ガイド部２０ｂとの間には両方とも吸引力が発生している。したがって、位置決め完了後の状態を保持することができる。

【0038】

図４は、本実施の形態の変形例である位置決め機構１１０の構成を示す。位置決め機構１１０は、第１ガイド部１１２及び第２ガイド部１１４から構成される。第１ガイド部１１２は、位置決めの対象物２０２に取り付けられる。第２ガイド部１１４は、位置決めの被対象物２０４に取り付けられる。

【0039】

第１ガイド部１１２は、Ｘ方向の左右のそれぞれに配置された平坦ガイド部１０（１０ｃ，１０ｄ）及び永久磁石１２（１２ｃ，１２ｄ）を含んで構成される。

【0040】

平坦ガイド部１０ｃは、対象物２０２の左側に取り付けられる。平坦ガイド部１０ｃは、Ｘ方向に沿って平坦である平坦面Ｘ３を有する。平坦ガイド部１０ｄは、対象物２０２の右側に取り付けられる。平坦ガイド部１０ｄは、Ｘ方向に沿って平坦である平坦面Ｘ４を有する。平坦面Ｘ３及び平坦面Ｘ４は、それぞれ平坦ガイド部１０ｃ及び平坦ガイド部１０ｄの被対象物２０４に対向する面として設けられる。

【0041】

平坦面Ｘ３及び平坦面Ｘ４には、それぞれ永久磁石１２ｃ及び永久磁石１２ｄが設けられる。本実施の形態では、永久磁石１２ｃ及び永久磁石１２ｄは、位置決め機構１１０の使用時において被対象物２０４に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。

【0042】

第２ガイド部１１４は、Ｘ方向の左右のそれぞれに配置された平坦ガイド部２０（２０ｃ，２０ｄ）、永久磁石２２（２２ｃ，２２ｄ）、永久磁石２４（２４ｃ，２４ｄ）及び移動手段２６を含んで構成される。

【0043】

平坦ガイド部２０ｃは、被対象物２０４の左側に取り付けられる。平坦ガイド部２０ｃは、Ｘ方向に沿って平坦な平坦面Ｙ３を有する。平坦ガイド部２０ｄは、被対象物２０４の右側に取り付けられる。平坦ガイド部２０ｄは、Ｘ方向に沿って平坦な平坦面Ｙ４を有する。平坦面Ｙ３及び平坦面Ｙ４は、それぞれ平坦ガイド部２０ｃ及び平坦ガイド部２０ｄの対象物２０２に対向する面として設けられる。

【0044】

平坦面Ｙ３には、永久磁石２２ｃ及び永久磁石２４ｃが設けられる。平坦面Ｙ４には、永久磁石２２ｄ及び永久磁石２４ｄが設けられる。永久磁石２２ｃは、平坦面Ｙ３において平坦面Ｘ３に配置された永久磁石１２ｃに対向する位置に配置される。永久磁石２２ｃは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｃと逆極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２２ｃは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側がＳ極となるように取り付けられる。永久磁石２２ｄは、平坦面Ｙ４において平坦面Ｘ４に配置された永久磁石１２ｄに対向する位置に配置される。永久磁石２２ｄは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｄと逆極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２２ｄは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側がＳ極となるように取り付けられる。

【0045】

永久磁石２４ｃは、平坦面Ｙ３においてＸ方向に沿って永久磁石２２ｃより外側に配置される。永久磁石２４ｃは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｃと同極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２４ｃは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。また、永久磁石２４ｃは、平坦面Ｙ３の外側に向かって磁力が強くなるように配置される。

【0046】

永久磁石２４ｄは、平坦面Ｙ４においてＸ方向に沿って永久磁石２２ｄより外側に配置される。永久磁石２４ｄは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側が永久磁石１２ｄと同極となるように取り付けられる。本実施の形態では、永久磁石２４ｄは、位置決め機構１１０の使用時において対象物２０２に対向する側がＮ極となるように取り付けられる。また、永久磁石２４ｄは、平坦面Ｙ４の外側に向かって磁力が強くなるように配置される。

【0047】

平坦面Ｙ３及び平坦面Ｙ４において、永久磁石２４ｃ及び永久磁石２４ｄの数はそれぞれ１つに限定されず、数を増やして磁力の範囲を拡げることによって位置決めの範囲を拡げることができる。本実施の形態では、永久磁石２４ｃ及び永久磁石２４ｄをそれぞれ３つずつ配置した例を示している。なお、永久磁石２４ｃ及び永久磁石２４ｄの数を増やすのではなく、平坦面Ｙ３及び平坦面Ｙ４の斜面に沿って永久磁石２４ｃ及び永久磁石２４ｄの幅を拡げるようにしてもよい。

【0048】

なお、本実施の形態における位置決め機構１１０では、第２ガイド部１１４に設けた永久磁石２４ｃ，２４ｄの磁力が傾斜を有する構成したが、第１ガイド部１１２に永久磁石２４ｃ，２４ｄを設けて、磁力が傾斜するような構成としてもよい。

【0049】

移動手段２６は、平坦ガイド部２０ｃ及び平坦ガイド部２０ｄと共に被対象物２０４をＸ方向に沿って移動可能とする手段である。移動手段２６は、例えば、機械的又は電磁的な可動レールとすることができる。

【0050】

なお、本実施の形態における位置決め機構１１０では、Ｘ方向のみに平坦ガイド部２０ｃ及び平坦ガイド部２０ｄと共に被対象物２０４を可動とする移動手段２６としたが、さらにＹ方向（前後方向）、Ｘ－Ｙ平面に垂直なＺ方向（鉛直方向）、回転方向にも可動とする移動手段２６としてもよい。

【0051】

また、第２ガイド部１１４側に移動手段２６を設けた構成としたが、第１ガイド部１１２側に移動手段２６を設けた構成としてもよい。また、第１ガイド部１１２及び第２ガイド部１１４の両方に移動手段２６を設けた構成としてもよい。

【0052】

位置決め機構１１０では、永久磁石２４ｃ及び永久磁石２４ｄの磁力が傾斜して配置されている。これによって、位置決め機構１１０と同様に、第１ガイド部１１２及び第２ガイド部１１４にガイド力が発生し、位置決めを行うことができる。

【0053】

図５に示すように、対象物２０２が被対象物２０４に対してＸ方向に沿って左に位置ずれ量が大きい状態で接近すると、左側の平坦ガイド部１０ｃに設けられた永久磁石１２ｃと平坦ガイド部２０ｃに設けられた永久磁石２４ｃとは同極（Ｎ極）同士が向かい合う状態となり、平坦ガイド部１０ｃと平坦ガイド部２０ｃとの間には反発力が発生する。このとき、永久磁石２４ｃの磁力が傾斜していることで、第１ガイド部１１２と第２ガイド部１１４との間には位置決めの中心方向へガイド力が発生する。右側の平坦ガイド部１０ｄに設けられた永久磁石１２ｄと平坦ガイド部２０ｄに設けられた永久磁石２２ｄとは逆極（Ｎ極とＳ極）同士が最も近い位置にある状態となり、平坦ガイド部１０ｄと平坦ガイド部２０ｄとの間には吸引力が発生する。このとき、第１ガイド部１１２と第２ガイド部１１４との間には位置決めの中心方向へガイド力が発生する。すなわち、第１ガイド部１１２の位置決め中心に対して第２ガイド部１１４の位置決め中心を近づける方向（左方向）に移動させるガイド力が発生する。このガイド力によって、移動手段２６を用いて被対象物２０４は位置決め中心が近づく方向（左方向）に移動する。

【0054】

次に、対象物２０２と被対象物２０４との位置ずれ量が小さくなってくると、左側の平坦ガイド部１０ｃに永久磁石１２ａと平坦ガイド部２０ｃに設けられた永久磁石２２ｃも近づき、逆極（Ｎ極とＳ極）同士が近い位置にある状態となり、平坦ガイド部１０ｃと平坦ガイド部２０ｃとの間にも吸引力が発生するようになる。これにより、第１ガイド部１１２の位置決め中心に対して第２ガイド部１１４の位置決め中心を近づける方向（左方向）に移動させるガイド力がより強くなる。このガイド力によって被対象物２０４は位置決め中心を近づける方向（左方向）にさらに移動する。

【0055】

このようにして、図６に示すように、第１ガイド部１１２と第２ガイド部１１４との間に発生するガイド力によって対象物２０２と被対象物２０４との位置決め中心が一致するように位置決めが完了する。このとき、平坦ガイド部１０ｃと平坦ガイド部２０ｃとの間、及び、平坦ガイド部１０ｄと平坦ガイド部２０ｄとの間には両方とも吸引力が発生している。したがって、位置決め完了後の状態を保持することができる。

【0056】

図７は、本発明の実施例における位置決め機構１００の構成を示す斜視図である。図７に示すように、本実施例では、移動手段２６としてＸ方向（左右）に加えて、Ｙ方向（前後）、Ｚ方向（上下）及び回転方向にも位置ずれに対して追従可能な４軸可動の移動手段２６を設けた構成としている。

【0057】

このように、第１ガイド部１０２及び第２ガイド部１０４に設けられた磁力ガイド手段と４軸可動の移動手段２６とを組み合わせることによって、対象物２０２と被対象物２０４との位置ずれを自動的に修正し、正規の位置関係に位置決めすることが可能になる。

【0058】

なお、凸斜面及び凹斜面を利用した位置決め機構１００と磁力の傾斜を利用した位置決め機構１１０とを組み合わせた構成としてもよい。

【0059】

また、本実施の形態における永久磁石１２ａ～１２ｄ、永久磁石２２ａ～２２ｄ、永久磁石２４ａ～２４ｄの極をそれぞれ逆にしてもよい。また、本実施の形態では、永久磁石を利用したが、電磁石等の他の磁力を発生させることができる磁石を用いてもよい。ただし、装置を小型化するためには永久磁石を用いることが好適である。

【0060】

以上のように、本発明によれば、磁力を用いた非接触の位置決め機構を提供することができる。したがって、接触部における摩擦を考慮して機械的なガイド部の角度等を設定する必要がなく、簡素で小型な位置決め機構を実現することができる。また、接触による部品の摩耗や破損を低減することができる。

【符号の説明】

【0061】

１０（１０ａ，１０ｂ） 凸傾斜ガイド部、１０（１０ｃ，１０ｄ） 平坦ガイド部、１２（１２ａ～１２ｄ） 永久磁石、２０（２０ａ，２０ｂ） 凹傾斜ガイド部、２０（２０ｃ，２０ｄ） 平坦ガイド部、２２（２２ａ～２２ｄ） 永久磁石、２４（２４ａ～２４ｄ） 永久磁石、２６ 移動手段、１００，１１０ 位置決め機構、２０２ 対象物、２０４ 被対象物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】