(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二軸方向に位置合わせ部位を移動させる位置合わせ装置において、
駆動用のモータを配置される中間構造体と、この中間構造体を間に挟む状態で配置される第一構造体および第二構造体を備え、
前記中間構造体が、前記第一構造体との間に設置されて前記モータの一方向の回転のみを前記第一構造体に伝達する第一伝達機構と、前記第二構造体との間に設置されて前記モータの他方向の回転のみを前記第二構造体に伝達する第二伝達機構とを備え、
前記第一伝達機構が前記モータを前記一方向に回転させることにより前記第一構造体に対して前記中間構造体をスライドまたは旋回させる構成を備え、前記第二伝達機構が前記モータを他方向に回転させることにより前記中間構造体に対して前記第二構造体をスライドまたは旋回させる構成を備え、
前記第二構造体に前記位置合わせ部位が設置されることを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記二軸方向が互いに交差するｘ軸方向およびｙ軸方向であり、
前記第一伝達機構が前記第一構造体に対して前記中間構造体をｘ軸方向にスライドさせる構成を備え、前記第二伝達機構が前記中間構造体に対して前記第二構造体をｙ軸方向にスライドさせる構成を備える請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
前記第一伝達機構が、前記モータに直接または間接に連結されて前記一方向のみに回転力を伝達する第一クラッチ機構と、前記第一構造体に形成されｙ軸方向に延びる第一ガイド溝と、一端が前記第一クラッチ機構に連結されて他端に前記第一ガイド溝に挿入する突状体を有する第一駆動アーム部とを備えている請求項２に記載の位置合わせ装置。
【請求項４】
前記第二伝達機構が、前記モータに直接または間接に連結されて前記他方向のみに回転力を伝達する第二クラッチ機構と、前記第二構造体に形成されｘ軸方向に延びる第二ガイド溝と、一端が前記第二クラッチ機構に連結されて他端に前記第二ガイド溝に挿入する突状体を有する第二駆動アーム部とを備えている請求項２または３に記載の位置合わせ装置。
【請求項５】
前記第二構造体が、前記第二伝達機構を経由して前記モータから動力を付加される駆動
部と、この駆動部の外周を囲む枠状体と、前記駆動部と前記枠状体との連結および連結解除を制御する連結具とを備え、前記枠状体に前記位置合わせ部位が配置される請求項２〜４のいずれかに記載の位置合わせ装置。
【請求項６】
前記第二構造体が、前記連結具により分離されて停止した前記枠状体に対する前記駆動部の相対移動を、ｘ軸方向およびｙ軸方向に直交するｚ軸方向に沿う前記位置合わせ部位の移動に変換する昇降機構を備える請求項５に記載の位置合わせ装置。
【請求項７】
前記二軸方向がｘ軸方向およびこのｘ軸方向に交差するｚ軸方向を中心に旋回するθ方向であり、
前記第一伝達機構が前記第一構造体に対して前記中間構造体をｘ軸方向にスライドさせる構成を備え、前記第二伝達機構が前記中間構造体に対して前記第二構造体をθ方向に旋回させる構成を備える請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項８】
前記中間構造体が、前記モータの駆動軸に配置されるタイミングベルトと、このタイミングベルトを掛け回されるプーリとを備え、前記プーリの回転軸の一方側に前記第一伝達機構が連結されて他方側に前記第二伝達機構が設置される請求項１〜７のいずれかに記載の位置合わせ装置。
【請求項９】
少なくとも二軸方向に位置合わせ部位を移動させる位置合わせ方法において、
駆動用のモータを配置される中間構造体を間に挟む状態で第一構造体および第二構造体を配置して、前記モータから一方向の回転のみを前記第一構造体に伝達して、前記第一構造体に対して前記中間構造体をスライドまたは旋回させる工程、および
前記モータから他方向の回転のみを前記中間構造体から前記第二構造体に伝達して、前記中間構造体に対して前記第二構造体をスライドまたは旋回させる工程により、前記第二構造体に設置される前記位置合わせ部位の位置合わせを行なうことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項１０】
前記二軸方向が互いに交差するｘ軸方向およびｙ軸方向であり、
前記第一構造体に対して前記中間構造体をｘ軸方向にスライドさせて、前記中間構造体に対して前記第二構造体をｙ軸方向にスライドさせる請求項９に記載の位置合わせ方法。
【請求項１１】
前記一方向にのみ回転力を伝達する第一クラッチ機構を前記モータに直接または間接に連結して、前記第一クラッチ機構を中心に回転する第一駆動アーム部の一端を前記第一クラッチ機構に連結して、前記第一構造体に形成されてｙ軸方向に延びる第一ガイド溝に前記第一駆動アーム部の他端に形成する突状体を挿入して、
前記モータの前記一方向の回転により前記第一駆動アーム部を回転させて、前記突状体を前記第一ガイド溝に沿ってｙ軸方向に往復動させることにより、前記第一構造体に対して前記中間構造体をｘ軸方向に移動させる請求項１０に記載の位置合わせ方法。
【請求項１２】
前記他方向にのみ回転力を伝達する第二クラッチ機構を前記モータに直接または間接に連結して、前記第二クラッチ機構を中心に回転する第二駆動アーム部の一端を前記第二クラッチ機構に連結して、前記第二構造体に形成されてｘ軸方向に延びる第二ガイド溝に前記第二駆動アーム部の他端に形成する突状体を挿入して、
前記モータの前記他方向の回転により前記第二駆動アーム部を回転させて、前記第二駆動アーム部の他端に形成される前記突状体を前記第二ガイド溝に沿ってｘ軸方向に往復動させることにより、前記中間構造体に対して前記第二構造体をｙ軸方向に移動させる請求項１０または１１に記載の位置合わせ方法。
【請求項１３】
前記モータから回転を伝達される駆動部と、この駆動部の外周を覆う枠状体とで前記第
二構造体を構成して、
前記枠状体に配置される位置合わせ部位を移動させる際には前記枠状体を前記駆動部に連結して前記駆動部とともにｙ軸方向に移動させ、前記位置合わせ部位を停止させる際には前記枠状体および前記駆動部の連結を解除して停止させる請求項１０〜１２のいずれかに記載の位置合わせ方法。
【請求項１４】
前記二軸方向がｘ軸方向およびこのｘ軸方向に交差するｚ軸方向を中心に旋回するθ方向であり、
前記第一構造体に対して前記中間構造体をｘ軸方向にスライドさせて、前記中間構造体に対して前記第二構造体をθ方向に旋回させる請求項９に記載の位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＸＹステージや産業ロボットなどの少なくともｘ軸方向およびｙ軸方向の二軸方向で位置合わせを自動で行なう位置合わせ装置および位置合わせ方法に関するものであり、詳しくは一つの駆動用のモータで少なくとも二軸方向の位置合わせを行なう位置合わせ装置および位置合わせ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二軸方向で位置合わせを自動で行なう位置合わせ装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１は、先端に位置合わせ部位であるペン先を有するアームと、このアームをｘ軸方向に移動させるｘ軸方向移動用モータと、アームをｙ軸方向に移動させるｙ軸方向移動用モータとを備える位置合わせ装置を提案する。
【０００４】
この位置合わせ装置は、それぞれのモータの回転数を制御することにより、アームをｘｙ平面内において任意の位置に移動させることができる。二つのモータをそれぞれ独立して制御するための二つのモータドライバと、二つのモータとが位置合わせ装置には必須となるので、位置合わせ装置を小型化し、かつその製造コストを抑制することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平０３−０２４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は一つの駆動用のモータで少なくとも二軸方向の位置合わせを行なう位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の位置合わせ装置は、少なくとも二軸方向に位置合わせ部位を移動させる位置合わせ装置において、駆動用のモータを配置される中間構造体と、この中間構造体を間に挟む状態で配置される第一構造体および第二構造体を備え、前記中間構造体が、前記第一構造体との間に設置されて前記モータの一方向の回転のみを前記第一構造体に伝達する第一伝達機構と、前記第二構造体との間に設置されて前記モータの他方向の回転のみを前記第二構造体に伝達する第二伝達機構とを備え、前記第一伝達機構が前記モータを前記一方向に回転させることにより前記第一構造体に対して前記中間構造体をスライドまたは旋回させる構成を備え、前記第二伝達機構が前記モータを他方向に回転させることにより前記中間構造体に対して前記第二構造体をスライドまたは旋回させる構成を備え、前記第二構造体に前記位置合わせ部位が設置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の位置合わせ方法は、少なくとも二軸方向に位置合わせ部位を移動させる位置合わせ方法において、駆動用のモータを配置される中間構造体を間に挟む状態で第一構造体および第二構造体を配置して、前記モータから一方向の回転のみを前記第一構造体に伝達して、前記第一構造体に対して前記中間構造体をスライドまたは旋回させる工程、および前記モータから他方向の回転のみを前記中間構造体から前記第二構造体に伝達して、前記
中間構造体に対して前記第二構造体をスライドまたは旋回させる工程により、前記第二構造体に設置される前記位置合わせ部位の位置合わせを行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の位置合わせ装置および位置合わせ方法によれば、一つのモータの回転方向の制御により二軸方向における位置合わせ部位の位置合わせを行なうことができるので、位置合わせ装置の構造を小型化するとともに制御を単純化することができる。位置合わせ装置を上中下の三層構造として且つ中間にモータを設置しているので、中間構造体から第一構造体または第二構造体に伝達機構で動力を伝達すればよい。そのため第一伝達機構および第二伝達機構を単純な構造で実現できる。位置合わせ装置の製造コストを低減するには有利である。
【００１０】
二軸方向が互いに交差するｘ軸方向およびｙ軸方向であり、第一伝達機構が第一構造体に対して中間構造体をｘ軸方向にスライドさせる構成を備え、第二伝達機構が中間構造体に対して第二構造体をｙ軸方向にスライドさせる構成にすることができる。この構成によればｘｙ方向における位置合わせを一つのモータで実現することができる。
【００１１】
第一伝達機構が、モータに直接または間接に連結されて一方向のみに回転力を伝達する第一クラッチ機構と、第一構造体に形成されｙ軸方向に延びる第一ガイド溝と、一端が第一クラッチ機構に連結されて他端に第一ガイド溝に挿入する突状体を形成される第一駆動アーム部とを備える構成にすることができる。
【００１２】
また第二伝達機構が、モータに直接または間接に連結されて他方向のみに回転力を伝達する第二クラッチ機構と、第二構造体に形成されｘ軸方向に延びる第二ガイド溝と、一端が第二クラッチ機構に連結されて他端に第二ガイド溝に挿入する突状体を形成される第二駆動アーム部とを備える構成にすることができる。
【００１３】
第一伝達機構または第二伝達機構にクランク構造を採用することにより、第一構造体に対する中間構造体のｘ軸方向の移動、または中間構造体に対する第二構造体のｙ軸方向の移動を比較的速い速度で行うには有利である。また伝達機構に歯車等の噛み合い部分がないため騒音の発生を抑制するには有利である。
【００１４】
第二構造体が、第二伝達機構を経由してモータから動力を付加される駆動部と、この駆動部の外周を囲む枠状体と、駆動部と枠状体との連結および連結解除を制御する連結具とを備え、枠状体に位置合わせ部位が配置される構成にすることができる。
【００１５】
枠状体から駆動部を切り離すことができるので、位置合わせ部位が衝突等により外力を受けた場合に、枠状体を駆動部から分離させて位置合わせ装置を保護することができる。
【００１６】
第二構造体が、連結具により分離されて停止した枠状体に対する駆動部の相対移動を、ｘ軸方向およびｙ軸方向に直交するｚ軸方向に沿う位置合わせ部位の移動に変換する昇降機構を備える構成にすることができる。三軸方向において位置合わせを行なうことが可能となる。
【００１７】
二軸方向がｘ軸方向およびこのｘ軸方向に交差するｚ軸方向を中心に旋回するθ方向であり、第一伝達機構が第一構造体に対して中間構造体をｘ軸方向にスライドさせる構成を備え、第二伝達機構が中間構造体に対して第二構造体をθ方向に旋回させる構成にすることができる。この構成によればｘ軸方向およびθ方向における位置合わせを一つのモータで実現することができる。
【００１８】
中間構造体が、モータの駆動軸に配置されるタイミングベルトと、このタイミングベルトを掛け回されるプーリとを備え、プーリの回転軸の一方側に第一伝達機構が連結されて他方側に第二伝達機構が設置される構成にすることができる。
【００１９】
タイミングベルトを介してモータと第一または第二伝達機構が連結されているので、中間構造体や第二構造体が移動中に衝突等による外力を受けた場合に、タイミングベルトの噛み合いが外れて中間構造体等の移動を停止させることができる。安全性を向上するには有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の位置合わせ装置の概要を例示する説明図である。
【図２】図１の位置合わせ装置を平面で例示する説明図である。
【図３】図２の位置合わせ装置の中間構造体を移動させた状態を例示する説明図である。
【図４】図３の位置合わせ装置の第二構造体を移動させた状態を例示する説明図である。
【図５】中間構造体の内部構造の概要を例示する説明図である。
【図６】図５の中間構造体をＡ−Ａ断面で例示する説明図である。
【図７】第一構造体に対して中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図８】第一構造体に対して中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図９】第一構造体に対して中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図１０】第一構造体に対して中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図１１】中間構造体に対して第二構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図１２】中間構造体に対して第二構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図１３】中間構造体に対して第二構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図１４】第一伝達機構の変形例を例示する説明図である。
【図１５】図１２の第二構造体を駆動部と枠状体に分離した状態を例示する説明図である。
【図１６】ｚ軸方向の位置合わせを実現する構成を例示する説明図である。
【図１７】ｚ軸方向の位置合わせを実現する構成を例示する説明図である。
【図１８】中間構造体の変形例を例示する説明図である。
【図１９】図１８の中間構造体をＢ−Ｂ断面で例示する説明図である。
【図２０】図１９の中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図２１】図１９の中間構造体が移動する様子を例示する説明図である。
【図２２】第二ガイド溝の変形例を例示する説明図である。
【図２３】中間構造体の変形例を例示する説明図である。
【図２４】図２３の位置合わせ装置の中間構造体および第二構造体を移動させた状態を例示する説明図である。
【図２５】本発明の位置合わせ装置を利用した非接触給電ユニットの概要を例示する説明図である。
【図２６】図２５の筐体をＣ−Ｃ断面で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の位置合わせ装置および位置合わせ方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１および図２に例示するように本発明の位置合わせ装置１は、地面等に設置されて固定される第一構造体２と、第一構造体２に対してｘ軸方向に移動可能に設置される中間構造体３と、この中間構造体３の天板３ａ上に配置されて中間構造体３に対してｙ軸方向に移動可能に設置される第二構造体４とを備えている。つまり位置合わせ装置１は第一構造体２と第二構造体４との間に中間構造体３が挟まれる状態の三層構造で構成されている。尚、図中ではｘ軸方向とｙ軸方向は水平面を形成して互いに直交する方向であり、ｘ軸方
向およびｙ軸方向に直交する上下方向をｚ軸方向として示す。
【００２３】
ｙ軸方向の両端を第一構造体２から上方に向かって突設される壁部５により、中間構造体３は拘束されていて、ｘ軸方向にのみ移動可能な状態で配置されている。中間構造体３には駆動用のモータ６が配置されていて、このモータ６の動力により中間構造体３は第一構造体２に対してｘ軸方向に移動することができる。
【００２４】
第二構造体４は、中間構造体３に対してｙ軸方向にのみ移動可能な状態で配置されている。第二構造体４には位置合わせ部位７として例えば給電コイルが設置される。この位置合わせ装置１は、例えばＡＧＶ（無人搬送台車）８の受電コイル９に対して、給電コイルの位置合わせを行なった後に給電する非接触給電ユニットに利用される。
【００２５】
位置合わせ装置１の利用は、非接触給電ユニットに限定されない。位置合わせ部位７にロボットハンドや溶接トーチを設置して産業用ロボットとして利用したり、パネル部材等を保持する治具を設置してＸＹステージとして利用してもよい。
【００２６】
位置合わせ装置１におけるｘ軸方向およびｙ軸方向は互いに交差していればよくその方向は上記に限定されない。ｘ軸方向およびｙ軸方向が垂直面を形成してもよく、ｘ軸方向およびｙ軸方向のなす角が９０°より小さい角度であってもよい。
【００２７】
図２〜図４に例示するように位置合わせ装置１は、まず位置合わせ部位７である給電コイル７の近傍に設置される距離センサ１０等により、ＡＧＶ８の受電コイル９の位置を測定する。図では説明のため中間構造体３を破線で示している。
【００２８】
ＡＧＶ８の側壁には、受電コイル９の近傍にシート８ａが配置されている。このシート８ａは、ＡＧＶ８に埋め込まれている受電コイル９の境界線を距離センサ１０により検知させ易くするために配置されている。シート８ａは例えば黒色無反射シートなど、距離センサ１０が受電コイル９とＡＧＶ８の側壁との境界を検出できる機能を有するシートで構成される。
【００２９】
シート８ａを配置する代わりに、受電コイル９をＡＧＶ８の側壁から突出する状態で配置して、その境界線を距離センサ１０により検知させる構成にしてもよい。上記の構成に限定されず、受電コイル９の場所を検出して給電コイル７を接近させる位置を決定できる構成であればよい。
【００３０】
図３に例示するように中間構造体３に設置されるモータ６の動力により、第一構造体２に対して中間構造体３をｘ軸方向に水平移動させる。このとき中間構造体３の上方に配置されている第二構造体４は、中間構造体３に対して相対的に停止した状態であるため、中間構造体３とともにｘ軸方向に移動する。給電コイル７が受電コイル９の正面となる位置で中間構造体３の移動を停止する。
【００３１】
図４に例示するようにｘ軸方向の位置合わせが完了した後に、モータ６の動力により中間構造体３に対して第二構造体４をｙ軸方向に水平移動させる。給電コイル７を受電コイル９に接近させ、給電コイル７と受電コイル９との間の距離が所定距離となったところで第二構造体４の移動を停止する。その後給電が開始される。
【００３２】
中間構造体３および第二構造体４の移動は、距離センサ１０で取得した測定値に基づき自動的に制御される。給電が完了した後は、給電コイル７は図２に例示する初期位置に戻る。
【００３３】
図５および図６に例示するようにモータ６は、中間構造体３の内部に配置され、ステッピングモータなど回転数を制御可能なモータで構成されている。このモータ６の回転数を制御するモータドライバ１１は、中間構造体３の内部に配置されている。図５では説明のため第一構造体２および第二構造体４を破線で示している。
【００３４】
図６に例示するように平面視における中間構造体３の略中央部分にはプーリ１２が配置されている。モータ６の駆動軸１３とプーリ１２にはタイミングベルト１４が掛け回されている。
【００３５】
図５に例示するようにプーリ１２には上下方向ｚに延びる回転軸１５が固定されている。プーリ１２の下方側であって中間構造体３の内壁面にはベアリングホルダ１６ａが設置され、外壁面側にはこのベアリングホルダ１６ａに保持される状態で第一クラッチ機構１６が設置されている。この第一クラッチ機構１６の上面側には回転軸１５が連結されている。
【００３６】
第一クラッチ機構１６の下面側には水平方向に延びる第一駆動アーム部１７が連結されている。第一駆動アーム部１７の一端は第一クラッチ機構１６に連結され、他端には第一構造体２が配置される下方に延びる突状体１８が突設されている。
【００３７】
プーリ１２の上方側であって中間構造体３の内壁面にはベアリングホルダ１９ａが設置され、外壁面側にはこのベアリングホルダ１９ａに保持される状態で第二クラッチ機構１９が設置されている。この第二クラッチ機構１９の下面側には回転軸１５が連結されている。
【００３８】
第二クラッチ機構１９の上面側には水平方向に延びる第二駆動アーム部２０が連結されている。第二駆動アーム部２０の一端は第二クラッチ機構１９に連結され、他端には第二構造体４が配置される上方に延びる突状体２１が突設されている。
【００３９】
第一クラッチ機構１６および第二クラッチ機構１９は、一方側の回転のみを伝達するワンウェイクラッチや電磁クラッチで構成されている。第一クラッチ機構１６は回転軸１５の一方向の回転のみを第一駆動アーム部１７に伝達し、第二クラッチ機構１９は回転軸１５の他方向の回転のみを第二駆動アーム部２０に伝達する。
【００４０】
そのためモータ６を正回転させると例えば第一駆動アーム部１７が回転して第二駆動アーム部２０が停止した状態となり、モータ６を逆回転させると第二駆動アーム部２０が回転して第一駆動アーム部１７が停止した状態となる。即ち第一駆動アーム部１７および第二駆動アーム部２０の回転を一つのモータ６で制御することができる。
【００４１】
モータ６の回転方向を変更することにより、中間構造体３に配置されるモータ６から第一構造体２または第二構造体４に選択的に動力を伝達できる。そのため一つのモータ６でｘｙの二軸方向の位置合わせを実現できる。一つのモータ６と一つのモータドライバ１１で二軸方向の位置合わせを実現できるので、位置合わせ装置１の小型化およびその製造コストを低減するには有利である。
【００４２】
図７〜１０に例示するように第一構造体２の上面にはｙ軸方向に延びる第一ガイド溝２２が延設されている。この第一ガイド溝２２には第一駆動アーム部１７の突状体１８が挿入されている。この実施形態では第一ガイド溝２２は第一構造体２のｘ軸方向において略中央部に形成されている。図中では説明のため中間構造体３およびこれに設置される天板３ａの外縁を破線で示している。
【００４３】
図７では、中間構造体３は第一構造体２の左端に位置し、突状体１８は第一ガイド溝２２のｙ軸方向の略中央に位置している。この位置を中間構造体３の初期位置とする。
【００４４】
モータ６を正回転させると第一駆動アーム部１７のみが回転を開始する。図８に例示するように第一駆動アーム部１７の回転にともない突状体１８は第一ガイド溝２２に沿って図の下方側に移動し、中間構造体３は第一構造体２の右端に向かって移動していく。このとき中間構造体３は第一構造体２の壁部５によりｙ軸方向の移動を拘束されているので、ｘ軸方向に沿って移動する。
【００４５】
図９および図１０に例示するように第一ガイド溝２２の端部（図下方）近傍に到達した突状体１８は、折り返して第一ガイド溝２２の他端（図上方）に向かって移動する。図１０では、突状体１８は第一ガイド溝２２のｙ軸方向の略中央に位置し、中間構造体３は第一構造体２の右端に位置する。
【００４６】
中間構造体３が任意の位置となったときにモータ６の回転方向を切り替えるまたは停止させることにより、中間構造体３を第一構造体２に対する初期位置から右端の間の任意の位置に停止させることができる。
【００４７】
上述のようにモータ６の動力が、第一クラッチ機構１６および第一駆動アーム部１７を経由して第一ガイド溝２２に伝達されることにより、第一構造体２に対して中間構造体３がｘ軸方向に移動する。モータ６の動力を第一構造体２に伝達する第一クラッチ機構１６、第一駆動アーム部１７および第一ガイド溝２２を以下総称する場合は第一伝達機構２３（図５参照）という。この第一伝達機構２３はモータ６の回転力を中間構造体３の直動に変換するクランク構造となっている。
【００４８】
図１１〜１３に例示するように第二構造体４にはｘ軸方向に延びる第二ガイド溝２４が延設されている。この第二ガイド溝２４には第二駆動アーム部２０の突状体２１が挿入されている。
【００４９】
図１１では、ｙ軸方向において第二構造体４の位置合わせ部位７が設置されている側を前方とすると、第二構造体４は中間構造体３に対して後方端部に位置し、突状体２１は第二ガイド溝２４のｘ軸方向の略中央に位置している。この位置を第二構造体４の初期位置とする。
【００５０】
モータ６を逆回転させると第二駆動アーム部２０のみが回転を開始する。図１２に例示するように第二駆動アーム部２０の回転にともない突状体２１は第二ガイド溝２４に沿って図の左方側に移動し、第二構造体４は前方（図１２下方）に向かって移動していく。このとき第二構造体４は中間構造体３に対してｘ軸方向の移動を拘束されているので、ｙ軸方向に沿って移動する。
【００５１】
第二構造体４のｘ軸方向の移動の拘束は、例えば第二構造体４の両側面にスライドシャフト２５を設置して、このスライドシャフト２５を中間構造体３天板３ａに固定されるスライドブッシュ２６に貫通させることにより実現できる。第二構造体４のｘ軸方向の移動を拘束できれば、構成は上記に限らず、例えば第二構造体４と中間構造体３との間にｙ軸方向に延びるスライダーを延設してもよい。
【００５２】
図１２および図１３に例示するように第二ガイド溝２４の端部（図左方）に達した突状体２１は、端部で折り返して第二ガイド溝２４の他端（図右方）に向かって移動する。図１３では、突状体２１は第二ガイド溝２４のｘ軸方向の略中央に位置し、第二構造体４は中間構造体３の前方の端部に位置する。
【００５３】
第二構造体４が任意の位置となったときにモータ６の回転を停止させることにより、第二構造体４を中間構造体３に対する初期位置から前端の間の任意の位置に停止させることができる。
【００５４】
上述のようにモータ６の動力が、第二クラッチ機構１９および第二駆動アーム部２０を経由して第二ガイド溝２４に伝達されることにより、中間構造体３に対して第二構造体４がｙ軸方向に移動する。モータ６の動力を第二構造体４に伝達する第二クラッチ機構１９、第二駆動アーム部２０および第二ガイド溝２４を以下総称する場合は第二伝達機構２７（図５参照）という。この第二伝達機構２７はモータ６の回転力を第二構造体４の直動に変換するクランク構造となっている。
【００５５】
位置合わせ装置１をそれぞれ独立した第一構造体２、中間構造体３および第二構造体４からなる三層構造として、且つ中間構造体３にモータ６を配置する構成により、モータ６から第一構造体２または第二構造体４に動力を伝達する第一伝達機構２３および第二伝達機構２７の構造を小型化して且つ単純化することができる。位置合わせ装置１の製造コストを低減するには有利である。
【００５６】
第一伝達機構２３および第二伝達機構２７にクランク構造を採用することにより、第一構造体２に対する中間構造体３のｘ軸方向の移動、および中間構造体３に対する第二構造体４のｙ軸方向の移動を比較的速い速度で行うことができる。また伝達機構２３、２７には歯車等の噛み合い部分がないため騒音の発生を抑制するには有利である。
【００５７】
第一伝達機構２３および第二伝達機構２７の構造は、上記のクランク構造に限定されない。モータ６の回転をｘ軸方向またはｙ軸方向の直動に変換できる構成であればよい。例えば第一クラッチ機構１６および第二クラッチ機構１９にそれぞれピニオンギアを設置して、第一構造体２および第二構造体４にそれぞれ対応するラックを設置する構成にしてもよい。またボールねじによりモータ６の回転運動を直動運動に変換する構成にしてもよい。
【００５８】
また図１４に例示するように第一クラッチ機構１６に設置されるギヤ１７ａと、ｘ軸方向においてギヤ１７ａの両側に配置される一対のタイミングプーリ１７ｂと、ギヤ１７ａおよびタイミングプーリ１７ｂに掛け回されるチェーン１７ｃと、チェーン１７ｃの外周側の所定位置に固定される突状体１８とを備える構成にしてもよい。
【００５９】
第一クラッチ機構１６を介して動力が伝達されると、第一クラッチ機構１６に固定されるギヤ１７ａが回転して、これにともないチェーン１７ｃが回転する。チェーン１７ｃの回転により突状体１８がチェーン１７ｃを掛け回される経路上を移動する。突状体１８がｘ軸方向に往復移動するので、これにともない第一構造体２に対して中間構造体３がｘ軸方向に往復移動する。
【００６０】
タイミングプーリ１７ｂの配置位置は図１４に例示する実施形態に限定されない。例えばタイミングプーリ１７ｂとギヤ１７ａとがｙ軸方向に整列する状態で配置してもよく、ｘ軸方向からｙ軸方向に所定の角度傾いた状態で配置してもよい。
【００６１】
またタイミングプーリ１７ｂの数は上記に限らず、一つでもよく、三つ以上としてもよい。チェーン１７ｃの代わりにタイミングベルトを配置する構成にしてもよい。図１４では第一伝達機構２３の構成を例示しているが、第二伝達機構２７も同様に構成することができる。第一伝達機構２３と第二伝達機構２７とで異なる構造を採用してもよい。例えば第一伝達機構２３を図１４に例示する構成として、第二伝達機構２７をクランク構造とし
てもよい。
【００６２】
上記の実施形態では第一構造体２に対して中間構造体３をｘ軸方向に移動させた後に、中間構造体３に対して第二構造体４をｙ軸方向に移動させているが、本発明の位置合わせ装置１はこの構成に限らない。中間構造体３に対して第二構造体４をｙ軸方向に移動させた後に、第一構造体２に対して中間構造体３をｘ軸方向に移動させる構成にしてもよい。
【００６３】
図１５に例示するように第二構造体４を入れ子構造にしてもよい。即ち第二構造体４を、第二ガイド溝２４を形成されてモータ６からの動力を受ける駆動部２８と、この駆動部２８の外周を囲む状態で配置される枠状体２９とで構成してもよい。この駆動部２８は、枠状体２９の一部を構成するスライドシャフト２９ａに沿ってｙ軸方向に移動可能に構成されている。
【００６４】
この実施形態の第二構造体４には、駆動部２８と枠状体２９との連結および連結解除を制御する連結具３０が設置されている。連結具３０は、例えば電磁石や、駆動部２８に設置され傾動して枠状体２９と係合する係止爪などで構成することができる。または連結具３０を、中間構造体３に設置され枠状体２９を任意の位置で停止させて駆動部２８から分離するストッパで構成することができる。
【００６５】
この実施形態では連結具３０は、駆動部２８の後端側（図１５上方）端部に設置される二つの電磁石で構成されている。中間構造体３に対して第二構造体４を移動させる際には、電磁石に通電して駆動部２８と枠状体２９とを連結した状態とする。これにより位置合わせ部位７を備える枠状体２９は駆動部２８とともにｙ軸方向に沿って移動する。
【００６６】
移動中の枠状体２９がＡＧＶ８や歩行者等に衝突した場合、連結具３０による連結が解除されて、移動し続ける駆動部２８に対して枠状体２９は停止する。歩行者等の安全性を向上するとともに、位置合わせ装置１が故障することを防止するには有利である。例えば通電時の電磁石の磁力を調整することにより、枠状体２９の衝突時に発生する外力に応じて連結具３０を解除することができる。
【００６７】
また第二構造体４を移動させている最中に電磁石への通電を停止するなどして連結具３０による連結を能動的に解除すれば、駆動部２８と分離した枠状体２９を任意の位置に停止させることができる。枠状体２９を任意の位置に停止させて、ＡＧＶ８への給電を行なっている最中に、駆動部２８を前方の端部まで移動させて、折り返して後方に移動させて枠状体２９と接触または接触する手前の位置で待機させることができる。これにより給電完了後に第二構造体４を初期位置に短時間で戻すことができる。また給電完了後に、枠状体２９を前方（ＡＧＶ８側）に移動させることなく第二構造体４を初期位置に戻すことができるので、位置合わせ部位７に設置される給電コイルがＡＧＶ８に衝突することを回避できる。
【００６８】
図１６および図１７に例示するように、枠状体２９に対する駆動部２８の相対移動を、ｚ軸方向に沿った位置合わせ部位７の移動に変換する昇降機構３１を設置して、位置合わせ装置１を三軸方向で位置合わせ可能な構成としてもよい。
【００６９】
この実施形態では昇降機構３１が、枠状体２９の前端（図１６左方）に設置される略Ｌ字型の傾動部材３２と、傾動部材３２の一端を前方側（図１６左方側）に押すロッド３３と、ロボットハンド等の位置合わせ部位７が配置されるとともに傾動部材３２の他端の上に配置されるプレート３４とを備えている。
【００７０】
略Ｌ字型の傾動部材３２は、その折れ曲がり部３５が枠状体２９に軸支されている。こ
の折れ曲がり部３５の上方にはロッド３３で押される一端があり、折れ曲がり部３５の後方側にはプレート３４の一部が載置される他端がある。
【００７１】
駆動部２８はロッド３３と着脱可能に構成される連結具３６を備えている。連結具３６は前述の連結具３０と同様に例えば電磁石等で構成される。ロッド３３の後端側にはバネ等の弾性部材３７が配置されている。
【００７２】
位置合わせ装置１によるｘ軸方向およびｙ軸方向の位置合わせを完了した後に、連結具３０を構成する電磁石への通電を停止して駆動部２８を枠状体２９から分離する。これにより給電コイル７のｙ軸方向の位置は停止して決定される。
【００７３】
図１７に例示するように枠状体２９の分離後もモータ６の回転を維持するとともに、連結具３６を構成する電磁石に通電すると、駆動部２８の移動にともないロッド３３が移動して傾動部材３２の一端と接触して前方側に押す。ロッド３３の移動にともない弾性部材３７にはバネ力が蓄積される。
【００７４】
傾動部材３２は一端をロッド３３に押されると、折れ曲がり部３５の後方側に位置する他端が上昇する。傾動部材３２の他端の上昇にともないプレート３４が上昇して、位置合わせ部位７が上昇する。傾動部材３２の一端がロッド３３により押込まれた距離に応じて、給電コイル７は上昇する。給電コイル７が任意の位置まで上昇したときにモータ６の回転を停止させる。
【００７５】
連結具３６による連結を解除すると、弾性部材３７のバネ力が開放されてロッド３３が後方側の元の位置に戻る。これにともない位置合わせ部位７は元の位置まで下降する。
【００７６】
この構成により位置合わせ装置１は、ｘｙｚの三軸方向において位置合わせ部位７の位置合わせを行なうことができる。そのため例えば工業用ロボットなど幅広い分野で利用することが可能となる。
【００７７】
昇降機構３１の構成は上記に限定されない。枠状体２９に対する駆動部２８の相対移動を、位置合わせ部位７の上下移動に変換できる構成であればよい。尚、別途昇降用のモータを設置して、位置合わせ部位７のｚ軸方向の位置合わせを独立して行なう構成にしてもよい。この場合であっても三軸方向における位置合わせを二つのモータで実現できるので、位置合わせ装置１の製造コストを低減するには有利である。
【００７８】
図１８および図１９に例示するように第一駆動アーム部１７を伸縮可能な例えばスライド機構や流体シリンダで構成して、中間構造体３の下面側に形成する楕円形ガイド溝３８に沿って伸縮させる構成にしてもよい。第一駆動アーム部１７は第一構造体２に向かって下方に突出する突状体１８とは別に、上方に突出する伸縮用突状体３９を有している。
【００７９】
図１９に例示するように中間構造体３の下面側にはｘ軸方向に延びる長辺と、ｙ軸方向に延びる短辺とを有する楕円形の楕円形ガイド溝３８が形成されている。第一駆動アーム部１７の伸縮用突状体３９が、この楕円形ガイド溝３８に沿って移動することにより、第一駆動アーム部１７の伸縮が制御される。つまり第一駆動アーム部１７は、回転にともない楕円形ガイド溝３８に沿って受動的に伸縮する。
【００８０】
図２０および図２１に例示するように第一駆動アーム部１７の伸縮用突状体３９が、ｘ軸方向における両端に近づくほど第一駆動アーム部１７は長く伸長するので、第一構造体２に対する中間構造体３のｘ軸方向の移動距離を長くすることができる。
【００８１】
例えば楕円形ガイド溝３８の長辺と短辺の比を１対２とすると、この実施形態の中間構造体３は図７〜１０に例示する実施形態に比べて約二倍の移動距離を実現することができる。この構成により位置合わせ装置１の大きさを変更することなく、位置合わせ部位７のｘ軸方向の移動距離を大きくすることができる。
【００８２】
図２２に例示するように第二ガイド溝２４を平面視において略Ｓ字型に形成してもよい。この第二ガイド溝２４は、突状体２１と接触する面の法線方向が第二駆動アーム部２０の回転軸に対して外側に傾いている。そのため突状体２１が第二ガイド溝２４を押すと、突状体２１と接触する面の法線方向にも分力が発生する。
【００８３】
この分力は、図２２に例示するように第二ガイド溝２４の端部を押された駆動部２８が、ｚ軸方向を中心として反時計回りに回転しようとする力の少なくとも一部を相殺する。駆動部２８がｚ軸方向を中心に回転することにより発生する振動を抑制するには有利である。
【００８４】
第二駆動アーム部２０が反対方向に回転する場合、即ち時計回りに回転する場合は、第二ガイド溝２４の略Ｓ字型は反転させる。
【００８５】
図２３および図２４に例示するように第一伝達機構２３を、第一クラッチ機構１６と、一端を第一クラッチ機構１６に固定されて他端を第一構造体２に固定される旋回軸４０とで構成してもよい。この実施形態では中間構造体３が、第一構造体２に対してｚ軸を中心に回転可能な状態で配置されている。
【００８６】
この構成によれば中間構造体３は第一構造体２に対してｚ軸を中心とするθ方向に回転可能に構成され、第二構造体４は中間構造体３に対して水平方向にスライド可能に構成される。この実施形態の位置合わせ装置１は、θ方向と水平方向の二軸方向で位置合わせ部位７の位置合わせを行なうことができる。
【００８７】
図５に例示する実施形態において、第一構造体２の第一ガイド溝２２に案内される突状体１８を拘束する拘束機構を配置してもよい。この構成によれば、拘束機構で突状体１８を拘束した場合には第一構造体２に対して中間構造体３をθ方向に回転させることができ、拘束機構による拘束を解除した場合には第一構造体２に対して中間構造体３をｘ軸方向にスライドさせることができる。図１６および図１７に例示する昇降機構３１を組み合わせれば、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向およびθ方向の四方向で位置合わせ装置１は位置合わせを行なうことができる。
【００８８】
位置合わせ装置１は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向、θ方向から選択される少なくとも二つ以上の方向において位置合わせが可能であり、この方向は適宜組み合わせることができる。またｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向は互いに直交する方向に限らず、互いになす角が９０°より小さい角度でもよい。θ方向はｚ軸周りの旋回方向に限らず、ｘ軸またはｙ軸周りの旋回方向としてもよい。ｘ軸周りの旋回とｚ軸周りの旋回を組み合わせて位置合わせ装置１を構成してもよい。
【００８９】
前述の実施形態ではいずれも第一構造体２を地面等に固定して使用することを前提としているが、例えば中間構造体３を架台等に固定して、第一構造体２および第二構造体４の両方にそれぞれ位置合わせ部位７を配置して、固定された中間構造体３に対して第一構造体２および第二構造体４がそれぞれ移動する構成にしてもよい。
【００９０】
図２５および図２６に例示するように位置合わせ装置１および高周波電源４１を枠状の筐体４２内に配置して非接触給電ユニット４３を構成することができる。この実施形態で
は筐体４２の下段に位置合わせ装置１を配置し、上段に高周波電源４１を配置している。位置合わせ装置１の給電コイル７と高周波電源４１とは電源ケーブル４４で接続されている。
【００９１】
図２６に例示するように筐体４２の中間層には、ｘ軸方向に移動可能に構成されるスライドバー４５と、このスライドバー４５に沿ってｙ軸方向に移動可能に構成される懸吊フック４６とが設置されている。高周波電源４１から給電コイル７に延びる電源ケーブル４４を、この懸吊フック４６により複数箇所でそれぞれ支持している。
【００９２】
スライドバー４５がｘ軸方向に自由に移動し、懸吊フック４６がｙ軸方向に自由に移動できるので、給電コイル７の移動に合わせて電源ケーブル４４は自由に移動することができる。位置合わせ装置１と高周波電源４１との間に電源ケーブル４４を配置できるので、非接触給電ユニット４３を小型化するには有利である。
【符号の説明】
【００９３】
１     位置合わせ装置
２     第一構造体
３     中間構造体
３ａ   天板
４     第二構造体
５     壁部
６     モータ
７     位置合わせ部位（給電コイル）
８     ＡＧＶ
８ａ   シート
９     受電コイル
１０   距離センサ
１１   モータドライバ
１２   プーリ
１３   駆動軸
１４   タイミングベルト
１５   回転軸
１６   第一クラッチ機構
１６ａ ベアリングホルダ
１７   第一駆動アーム部
１７ａ ギヤ
１７ｂ タイミングプーリ
１７ｃ チェーン
１８   突状体
１９   第二クラッチ機構
１９ａ ベアリングホルダ
２０   第二駆動アーム部
２１   突状体
２２   第一ガイド溝
２３   第一伝達機構
２４   第二ガイド溝
２５   スライドシャフト
２６   スライドブッシュ
２７   第二伝達機構
２８   駆動部
２９   枠状体
２９ａ スライドシャフト
３０   連結具
３１   昇降機構
３２   傾動部材
３３   ロッド
３４   プレート
３５   折れ曲がり部
３６   連結具
３７   弾性部材
３８   楕円形ガイド溝
３９   伸縮用突状体
４０   旋回軸
４１   高周波電源
４２   筐体
４３   非接触給電ユニット
４４   電源ケーブル
４５   スライドバー
４６   懸吊フック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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