(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに設けられた孔の周辺部をクランプしてワークの位置決めを行う位置決め機構において、
複数のクランプ部材と複数の受け部材とを具備し、
各クランプ部材に押え部を設けて各押え部を中心軸周りに配置し、各押え部が外側に張り出しており、各押え部が、押え部相互間の距離の拡縮により、ワークの前記孔を通過可能となる待機位置と前記孔の周辺部に対向するクランプ位置との間で移動可能であり、
各受け部材に、各クランプ部材の押え部に対応する受け部を設けて、各受け部を前記中心軸周りに配置し、各受け部が相互間の距離を拡縮させる方向に移動可能であり、
ワークの位置決め時に、クランプ部材の押え部を前記クランプ位置に配して、クランプ部材の押え部と押え部に対向する受け部とでワークを挟んで前記孔の周辺部をクランプすると共に、クランプ部材または受け部材の何れか一方を前記孔の内周面に押圧することを特徴とする有孔ワークの位置決め機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め用の孔を有するワーク、特に薄板状の有孔ワークの位置決めに適した機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のボデーパネルには、組立時の位置決め用として多数の孔が設けられる。この種の孔を利用したワークの位置決め機構としては、従来、図７に示す機構が使用されている。
【０００３】
この位置決め機構は、ワーク４の孔５に挿入される複数（図面では３つ）のクランプ部材１と、各クランプ部材１に対応して配置された受け部材２とで構成される。クランプ部材１は、孔５の軸方向と半径方向にそれぞれ移動可能であり、位置決めの際には、各クランプ部材１を孔５の内周よりも内径側に配置すると共に、ワーク４表面から浮上させた状態でワーク４を受け部材２上に配置し、その後、各クランプ部材１を外径側に移動させつつ降下させてワーク４に押し当て、クランプ部材１と受け部材２とで孔５の周縁部をクランプするようにしている。この時、各クランプ部材１の外周面を孔５の内周面に係合させることにより、ワーク４の半径方向での位置決めが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来構造では、受け部材２が定位置で固定されているため、図８に示すようにワーク４の形状が変わった際には、受け部材２がワーク４と干渉し、位置決め機能が得られない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、種々のサイズ・形状の有孔ワークに対して位置決め機能を安定して発揮することのできる位置決め機構の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明は、ワークに設けられた孔の周辺部をクランプしてワークの位置決めを行う位置決め機構において、複数のクランプ部材と複数の受け部材とを具備し、各クランプ部材に押え部を設けて各押え部を中心軸周りに配置し、各押え部が外側に張り出しており、各押え部が、押え部相互間の距離の拡縮により、ワークの前記孔を通過可能となる待機位置と前記孔の周辺部に対向するクランプ位置との間で移動可能であり、各受け部材に、各クランプ部材の押え部に対応する受け部を設けて、各受け部を前記中心軸周りに配置し、各受け部が相互間の距離を拡縮させる方向に移動可能であり、ワークの位置決め時に、クランプ部材の押え部を前記クランプ位置に配して、クランプ部材の押え部と押え部に対向する受け部とでワークを挟んで前記孔の周辺部をクランプすると共に、クランプ部材または受け部材の何れか一方を前記孔の内周面に押圧するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【０００８】
本発明にかかる位置決め機構は、有孔ワークの位置決めを行うもので、図１に示すように、複数（図面では２つ）のクランプ部材１０と、クランプ部材１０と同数配置された受け部材２０と、クランプ部材１０および受け部材２０を駆動する駆動機構３０（図３および図４参照）とを主要構成要素とする。
【０００９】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、クランプ部材１０の一端には、上記孔５０の外側に張り出た押え部１１が形成されており、押え部１１のワーク４０表面との対向部（図面では下部）には、当該表面と平行な平面状の押え面１３が形成されている。各クランプ部材１０は、後述の駆動機構３０により、押え部１１間の距離が拡縮するように孔５０の半径方向（以下、単に「半径方向」という）に同期駆動されると共に、押え部１１がワーク４表面と接近・離反するように孔５０の軸方向（以下、単に「軸方向」という）に同期駆動される。この半径方向移動と軸方向移動により、クランプ部材１０の押え部１１は、図１（ｂ）に示すように、ワーク４０の孔５０の周辺部に密着するクランプ位置と、図２に示すように、孔５０の内寸以下で（孔５０を通過可能で）かつワーク４表面から浮上した待機位置との間で往復移動を行う。上記半径方向移動と軸方向移動は順次行う他、同時に行ってもよく、この場合、押え部１１は、軸方向に対して傾斜する方向に往復移動する。図１（ａ）に示すように、２つのクランプ部材１０は、孔５０の直径を挟んでそれぞれ両側に段違いに配置されており、従って、両クランプ部材１０が孔５０の内径側に変位した際にもクランプ部材１０同士が衝突・干渉することはない。
【００１０】
受け部材２０には、受け部２１と、受け部２１の内径部から軸方向に起立した起立部２３とが設けらる。受け部２１のワーク４０表面との対向部（図面では上部）には、当該表面と平行な平面状の受け面２５が形成され、位置決めの際には、図１に示すように、この受け面２５とクランプ部材１０の押え面１３との間で薄板状のワーク４０が密着状態でクランプされる。本実施形態の起立部２３は、図１（ａ）に示すように、クランプ部材１０を挟んでその両側に設けられており、各起立部２３の外径側の面は、孔５０の内周面にフィットするよう、例えば図１（ａ）に示すように球面状に形成される。受け部材２０は、受け部材２０相互間の距離が拡縮するように駆動機構３０によって半径方向に同期駆動され、これにより受け部２５がクランプ位置と待機位置との間で移動する。ここでいうクランプ位置は、上記クランプ位置にあるクランプ部材１０の押え部１１と対向する位置であり（図１）、待機位置はこれよりも内径側の位置で、少なくとも起立部２３がワーク４０の内周に挿入可能で、かつ受け部２１がワーク４０の孔５０周辺部を支持できるような位置である（図２）。受け部材２０は、上記のように半径方向に移動させるだけでなく、併せて軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００１１】
図３および図４は駆動機構３０の一例を示すもので、シリンダ６０とリンク機構７０、８０とを組合せたものを例示する。図３（ａ）に示すように、リンク機構７０は、クランプ部材１０を互いに交差させ、交差部分をピン７１で相対回転自在に結合して構成される。クランプ部材１０の他端には、軸方向に対して傾斜した長孔７２が設けられており、この両長孔７２に嵌合したピン７３を介してシリンダ６０から延びる第一ロッド６２ａが両クランプ部材１０に結合されている。リンク機構８０は、上記と同様に受け部材２０の交差部分をピン８１で結合すると共に、受け部材２０の端部に設けた長孔８２にピン８３を介してシリンダ６０から延びる第二ロッド６２ｂを結合することにより構成される。このリンク機構７０、８０を用いることにより、第一および第二ロッド６２ａ、６２ｂを軸方向に往復駆動すれば、クランプ部材１０や受け部材２０の半径方向運動および軸方向運動を両部材１０、２０で独立して行うことが可能となる。
【００１２】
シリンダ６０は、図４に示すように二つのシリンダ要素６０ａ、６０ｂを一体化した構造で、二つのピストン６１ａ、６１ｂおよびピストンロッド６２ａ、６２ｂを備えている。シリンダ要素６０ａ、６０ｂは隔壁６３によって仕切られており、隔壁６３の両側にそれぞれピストン６１ａ、６１ｂが配置されている。ピストンロッドは同軸配置された第一ロッド６２ａおよび第二ロッド６２ｂからなる二重構造で、両ロッド６２ａ、６２ｂはそれぞれ独立して進退移動可能である。内側の第一ロッド６２ａがロッド側のピストン６１ａに、外側の第二ロッド６２ｂがヘッド側のピストン６１ｂにそれぞれ結合されている。第一ロッド６２ａとロッド側のピストン６１ａとは、第二ロッド６２ｂを貫通するピン６４等を介して結合され、第二ロッド６２ｂには、スリットを形成する等して第一ロッド６２ａと第二ロッド６２ｂとの相対移動時におけるピン６４の移動経路を確保するための対策がなされている。両ピストン６１ａ、６１ｂの両側空間にエア等の作動流体を出し入れするためのポート６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂが開口しており、このポート６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂへの作動流体の供給・遮断を制御することによって第一ロッド６２ａおよび第二ロッド６２ｂをそれぞれ独立して軸方向に往復駆動させることが可能となる。この場合、上記の通り、第一ロッド６２ａの進退運動によりリンク機構７０を介してクランプ部材１０の半径方向移動および軸方向移動が行われ、第二ロッド６２ｂの進退運動によりリンク機構８０を介して押え部材２０の半径方向移動および軸方向移動が行われる。
【００１３】
上記位置決め機構によるワークの位置決めは以下の手順で行われる。先ず、駆動機構３０を作動させ、クランプ部材１０および受け部材２０を上記待機位置に配置する。次に孔５０の内周にクランプ部材１０および起立部２３を挿入しながらワーク４０を受け部材２０の受け部２１上に配置する（図２の状態）。その後、駆動機構３０を起動し、クランプ部材１０をクランプ位置に移動させて孔５０の周縁部に押し当て、同時に受け部材２０を外径側に変位させてクランプ位置に配置する。クランプ部材１０および受け部材２０がクランプ位置に達すると同時に、起立部２３が孔５０の内周面を押圧するようクランプ部材１０や受け部材２０の半径方向移動量を予め定めておく。以上から、図１に示すように、押え部１１と受け部２１との間でワーク４０がクランプされると共に、起立部２３が押圧することによってワーク４０が孔５０の半径方向で拘束されるため、ワーク４０の位置決めが完了する。
【００１４】
この場合、ワーク４０が孔５０のサイズの異なるものや孔５０の周辺形状が異なるものに変更された場合でも、クランプ部材１０や受け部材２０の移動量を修正することにより、図１と同様の態様でワーク４０を位置決めすることができる。従って、ワークの種類を問わずにその位置決めが可能となり、位置決め機構の汎用性が高まる。
【００１５】
以上の説明では、駆動機構３０としてリンク機構７０、８０とシリンダ６０との組合せたものを例示したが、少なくともクランプ部材１０の半径方向および軸方向移動と、受け部材２０の半径方向移動を制御できるものである限り、その構造は任意であり、例えばモータとボールねじの組合せ等も使用することができる。
【００１６】
さらにエンコーダとブレーキを付加することにより、指定の孔径に自動対応させるようにすることもできる。
【００１７】
また、図１および図２では、受け部材２０に設けた起立部２３を孔５０の内周面に押圧する構造を例示したが、クランプ部材１０を孔５０の内周面に押圧してワーク４０と半径方向で拘束することもできる。図５はその一例でクランプ部材１０の外周面を孔５０の内周面に押圧することによって半径方向の拘束機能を得るものである。この場合、図１および図２に示す受け部材２０の起立部２３は不要となる。これ以外の点は、図１および図２の構造と共通するので、共通部材に同一参照番号を付して重複説明を省略する。
【００１８】
図６は、他の実施形態を示すもので、図５の実施形態と同様にクランプ部材１０の外周面を孔５０の内周面に係合させた例である。クランプ部材１０および受け部材２０はそれぞれ三つずつ配置されている。クランプ部材１０の上方には、上端を縮径させたカバー９０が取付けられており、このカバー９０の縮径部分９１でワークの孔を案内することにより、ワークを受け部材２０上にスムーズに配置できるようにしている。この実施形態においても、（ａ）図の待機状態からクランプ部材１０および受け部材２０を外径側に変位させ（ｂ図）、さらにクランプ部材１０を降下させることによって（ｃ図）、図示しないワークの位置決めを行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、孔サイズや形状の異なる有孔ワークであっても正確に位置決めすることができ、位置決め機構の汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる位置決め機構の断面図である（クランプ状態）。
【図２】本発明にかかる位置決め機構の断面図である（アンクランプ状態）。
【図３】駆動機構を構成するリンク機構の一例を示す正面図である。
【図４】駆動機構を構成するシリンダの断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）図は従来の位置決め機構の平面図、（ｂ）図はその断面図である。
【図８】従来機構を用いた位置決め工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    クランプ部材
１１    押え部
１３    押え面
２０    受け部材
２１    受け部
２５    受け面
３０    駆動機構
４０    ワーク
５０    孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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