(57)【要約】【課題】量産工程における連続的な位置決め作業に適し、かつ、位置決め対象物を問わず、開口と管状部材との位置決め精度を保証することが可能な位置決め装置を提供する。【解決手段】各片６は、板状部材２に設けられた開口に貫通させるピン５の全体を分割したものである。また、各片６は、リニアスライド７によってピン５の中心部に対し、離間接近可能に支持されている。さらに、Ｏリング８と、傾斜面６ｃおよび摺接子９で構成されたカム機構とによって、各片６の相互の位置関係を変えてピン５を開閉するものである。以上の構成によれば、各片６の剛性、リニアスライド７による各片６の支持剛性、カム機構による各片６の駆動力に十分なものを得ることが容易となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面に設けられた開口にピンを貫通させて前記平面上に突出させ、当該突出するピンに、前記開口よりも大きな内径を有する管状部材を挿通させて、前記開口と前記管状部材とを位置決めする位置決め装置であって、
前記ピンは、前記管状部材を安定支持し得るだけの突出長さを有し、その一部または全体が、周方向に複数片へと分割された構造を有し、
当該各片は、リニアスライドによって前記ピンの中心部に対し離間接近可能に支持され、弾性部材により発生する弾性力とカム機構により発生する対抗力とにより、前記各片の相互の位置関係を変えて開閉するものであり、かつ、前記各片には、相互に開き前記管状部材の内周壁に当接した状態で、前記開口の周縁部を避ける退避形状部が形成されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記各片に掛け回されるＯリングであることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記カム機構は、前記各片に形成された傾斜面と、当該傾斜面に摺接して自己の軸方向の動作を前記各片の開方向の動作へと変換する摺接子とを備えることを特徴とする請求項２記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状部材等、平面に設けられた開口に、当該開口よりも大きな内径を有する管状部材を位置決めするための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
板状部材等、平面に設けられた開口に、カラー等の管状部材を溶接する場合には、開口に位置決めピンを立て、当該ピンに管状部材を挿通させ、開口に対する管状部材の位置決めを行う手法が一般的である。しかしながら、管状部材が、開口よりも大きな内径を有する場合には、位置決めピンと管状部材の内周壁との間に隙間を生じ、高精度の位置決めを行うことができない。
かかる場合に、管状部材を開口に対し位置決めするための装置として、手動により、挿入ピンの外径を拡大、縮小することが可能な位置決め器具（例えば、特許文献１参照。）や、圧縮空気を動力源として、位置決めピンの内部からボールを突出させることを可能とした自動位置決め装置（例えば、特許文献２参照。）が発明されている。
【０００３】
【特許文献１】
実願昭５３−１６４４０５号（実開昭５５−１２９５８５号）のマイクロフィルム（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−２１０８３０号公報（〔００２４〕、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の手動による位置決め器具は、開口と管状部材との位置決め精度の点で要求を満たさない場合があり、かつ、挿入ピンの外径の拡大、縮小を手作業で行うことから、量産工程における連続的な位置決め作業には不向きなものであった。
他方、圧縮空気を動力源として使用した自動位置決め装置は、開口に挿入される位置決めピンを中空構造としてピン内部に圧縮空気を送り込み、空気の圧力を利用して、位置決めピン側面に設けた開口からピン内部に装填したボールを突出させ、管状部材の内周壁を押さえ付けるものである。よって、連続的な位置決め作業を、圧縮空気の制御によって行うことが可能であり、かつ、その位置決め精度も高いものである。しかしながら、前記ボールの突出力は空気圧によるものであるため、位置決め対象物の如何によっては位置決めのための力が不足し、位置決め精度を損なう場合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平面に設けられた開口に、当該開口よりも大きな内径を有する管状部材を位置決めする場合において、量産工程における連続的な位置決め作業に適し、かつ、位置決め対象物を問わず、開口と管状部材との位置決め精度を保証することが可能な位置決め装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る位置決め装置は、平面に設けられた開口にピンを貫通させて前記平面上に突出させ、当該突出するピンに、前記開口よりも大きな内径を有する管状部材を挿通させて、前記開口と前記管状部材とを位置決めする位置決め装置であって、前記ピンは、前記管状部材を安定支持し得るだけの突出長さを有し、その一部または全体が、周方向に複数片へと分割された構造を有し、当該各片は、リニアスライドによって前記ピンの中心部に対し離間接近可能に支持され、弾性部材により発生する弾性力とカム機構により発生する対抗力とにより、前記各片の相互の位置関係を変えて開閉するものであり、かつ、前記各片には、相互に開き前記管状部材の内周壁に当接した状態で、前記開口の周縁部を避ける退避形状部が形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明は、相互に開いて前記管状部材の内周壁に当接する各片は、平面に設けられた開口に貫通させるピンの一部または全体を分割したものである。また、前記各片は、リニアスライドによって前記ピンの中心部に対し離間接近可能に支持されている。さらに、前記弾性部材と前記カム機構とによって、前記各片の相互の位置関係を変えて、前記ピンを開閉するものである。以上の構成は、本装置の各構成部材の剛性や、支持剛性を高め、管状部材の内周壁に対する前記各片の当接力を十分なものとして、前記開口に対する前記管状部材の位置決め精度を安定して確保することが可能となる。
なお、前記各片には、相互に開いて前記管状部材の内周壁に当接した状態で、前記開口の周縁部を避ける退避形状部が形成されていることから、前記管状部材が開口よりも大きな内径を有する場合において、前記各片を開放して前記開口に対し前記管状部材を位置決めする際に、前記各片と開口周縁部との干渉を避けることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る位置決め装置は、請求項１記載の位置決め装置において、前記弾性部材は、前記各片に掛け回されるＯリングとしたものである。
この構成により、前記各片を相互に閉じるための駆動力を、Ｏリングの弾性力を利用した単純な構造の駆動手段が構成される。そして、当該駆動手段により、前記各片を相互に閉じるための駆動力を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る位置決め装置は、請求項２記載の位置決め装置において、前記カム機構は、前記各片に形成された傾斜面と、当該傾斜面に摺接して自己の軸方向の動作を前記各片の開方向の動作へと変換する摺接子とを備えるものである。
本発明によれば、前記各片に形成された傾斜面と、前記摺接子とによって、前記摺接子の軸方向の動作を前記各片の開方向の動作へと変換することにより、前記各片に対し、開放方向の力を確実に付与し、前記開口に対し前記管状部材を位置決めすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１には、本発明の実施の形態に係る位置決め装置を一部断面で示すものであり、（ａ）〜（ｃ）に、その作動手順を順次示している。
位置決め装置１は、平面をなす板状部材２に設けられた開口３に、カラー等の管状部材４を位置決めするものである。この場合、管状部材４の内径は、開口３の直径よりも大きいものが主な対象となる。位置決め装置１は、開口３を貫通するピン５を有している。このピン５は、開口３を貫通するために、開口の直径よりも小さな外径を有している。また、ピン５は、開口３を貫通して板状部材２の上面に突出した状態で、管状部材４を安定支持し得るだけの突出長さを有している。ピン５の突出長さは、管径や管長にもよるが、管状部材４の全長の１／３以上を占めることが望ましい。
【００１２】
また、ピン５は、その一部または全体が、周方向に複数片へと分割された構造を有している。その分割位置や分割数は、各片６の強度を確保しつつ、管状部材４の内周壁に可能な限り均等に当接し得るものとして決定される。なお、図１の例では、ピン５は中心軸を基準として放射状に三つに分割された構造を有している。そして、各片６の基端部は、リニアスライド７によって、ピン５の中心部に対し離間接近可能に支持されている。また、各片６には、Ｏリング溝６ａが形成されており、各片６のＯリング溝６ａに、弾性部材であるＯリング８が掛け回されている。また、各片６には、各片６が相互に開き、管状部材４の内周壁に当接した状態で、開口３の周縁部を避ける退避形状部６ｂが形成されている（図１（ｃ））。
【００１３】
また、位置決め装置１は、各片６に形成された傾斜面６ｃと、摺接子９とで構成されたカム機構を備えている。当該カム機構は、摺接子９が各片６の傾斜面６ｃに摺接して、摺接子９の軸方向（図１の上下方向）の動作を各片６の開方向の動作へと変換するものである。摺接子９の軸方向の動作は、電動、油圧等のシリンダ１０によるものである。なお、傾斜面６ｃおよび摺接子９の摺接面の傾斜角度を、図１に示すように、その傾斜角度がピン５の中心部近傍において緩斜面から急斜面へと変化するものとすることで、開き動作の開始時点における、摺接子９に対する傾斜面６ｃの摺動を円滑に開始させ、かつ、摺動開始後、摺接子９のストロークに長大なものを要求されることなく、高速で各片６を開放することが可能となる。
【００１４】
ここで、位置決め装置１により、平面をなす板状部材２に設けられた開口３に、カラー等の管状部材４を位置決めする手順を説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、ピン５の各片６を閉じた状態では、ピン５の外径は、開口３の直径よりも小さいので、板状部材２の開口３を、ピン５に通すことができる。このとき、シリンダ１０は作動範囲の下死点にあり、各片６は、Ｏリング８により発生する弾性力によって密着し、各片６の傾斜面６ｃは、摺接子９に密着している。また、ピン５に形成した退避形状部６ｂが、板状部材２の開口３に面する位置までピン５を開口３に挿通した状態で、管状部材４を安定支持し得るだけの突出長さを有している。
【００１５】
続いて、図１（ｂ）に示すように、板状部材２の上面から突出するピン５に、板状部材２の開口３よりも大きな内径を有する管状部材４を挿通させる。このとき、ピン５と管状部材４の内周壁との間には大きな隙間が開いており、管状部材４の位置決めはなされていない。
図１（ｂ）の状態において、シリンダ１０を伸長させ、摺接子９により傾斜面６ｃを押し上げる。各片６はリニアスライド７によって支持されていることから、摺接子９の軸方向の動作を、各片６の開方向の動作へと変換し、Ｏリング８の弾性力に対抗して、各片６に確実に開放方向の力を付与することができる。そして、図１（ｃ）に示すように、各片６を管状部材４の内周壁に密着させ、管状部材４の位置決めを行うことができる。このとき、各片６に設けた退避形状部６ｂによって、各片６が開口３の周縁部に干渉することを避けることができる。
【００１６】
一方、開放された各片６を再び閉じる際には、シリンダ１０を短縮させる。すると、各片６は、Ｏリング８により発生する弾性力を受けて、互いに密着する。なお、図１（ａ）〜図１（ｃ）の間、摺接子９と傾斜面６ｃとは常に摺接状態にあり、両者間にガタツキは生じない。
以上の、開口３に管状部材４を位置決めする手順において、位置決め装置１と板状部材２の開口３との位置決めは、板状部材２に形成された開口３とは別個の穴等を利用して、周知の位置決めピン等を当該穴に挿通することにより行うことができる。
【００１７】
上記構成をなす本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、図１の例では、相互に開き管状部材４の内周壁に当接する各片６は、板状部材２に設けられた開口に貫通させるピン５の全体を分割したものである。また、各片６は、リニアスライド７によってピン５の中心部に対し、離間接近可能に支持されている。さらに、Ｏリング８と、傾斜面６ｃおよび摺接子９で構成されたカム機構とによって、各片６の相互の位置関係を変えてピン５の開閉するものである。以上の構成によれば、各片６の剛性、リニアスライド７による各片６の支持剛性、カム機構による各片６の駆動力に十分なものを得ることが容易となる。よって、管状部材４の内周壁に対する各片６の当接力を十分なものとして、開口３に対する管状部材４の位置決め精度を安定して確保することが可能となる。
また、各片６には、各片６が相互に開き管状部材４の内周壁に当接した状態（図１（ｃ））で、開口３の周縁部を避ける退避形状部６ｂが形成されていることから、管状部材４が開口３よりも大きな内径を有する際に、各片６と開口３の周縁部との干渉を避けることが可能となる。
【００１８】
また、Ｏリング８が各片６に掛け回され、Ｏリング８の弾性力を利用した単純な構造の駆動手段を構成している。そして、当該駆動手段により、各片６を相互に閉じるための駆動力を得ることができる。この、Ｏリング８の弾性力を利用した単純な構造の駆動手段は、ピン５の直径、長さを小さくする必要がある場合も採用可能であることから、位置決め装置１の小型化に貢献するものである。
また、各片６に形成された傾斜面６ｃと、摺接子９とによって、摺接子９の軸方向の動作を各片６の開方向の動作へと変換することにより、各片６に確実に開放方向の力を付与し、開口３に対し管状部材４を正確に位置決めすることが可能となる。
【００１９】
図２には、図１に示した位置決め装置１の構造を、若干変更した例を示している。図２の例について、以下に簡単に説明するが、図１の例と同様の部分若しくは相当する部分については同一符号を付し、詳しい説明を省略する。
図２の例では、ピン５は、突状の先端部１１を残して、側壁部分の一部を、ピン５の中心軸を基準として放射状に複数片６へと分割したものである。また、側壁部分の一部は、先端部１１をシリンダ１０の本体に固定するための支柱１２として残している。また、各片６には、上下二箇所に傾斜面６ｃが設けられており、これと摺接する摺接子９も二箇所に備えている。そして、２つの摺接子９をロッド１３で連結し、ロッド１３をシリンダ１０で駆動するものである。さらに、各片６の上下二箇所に、Ｏリング溝６ａが形成されており、各Ｏリング溝６ａに、Ｏリング８が掛け回されている。
なお、各片６を開放して管状部材４の内周壁に当接させた状態で、退避形状部６ｂは、板状部材２の開口３の周縁部にも当接し（図２（ｃ））、板状部材２および管状部材４の双方を、ピン５によって位置決めすることが可能となっている。
【００２０】
図２に示す例によれば、シリンダ１０が作動範囲の上死点にある図２（ａ）、（ｂ）の状態で、ピン５の各片６は閉じた状態となり、シリンダ１０を短縮作動させることで、図２（ｃ）に示すように、各片６を開くことができる。よって、図１の例と同様の作用効果を得ることができるものである。
【００２１】
その他、ピン５を分割して構成した各片６の間に、コイルスプリング等の弾性部材を配置して、その弾性力により各片６を開放動作させ、かつ、カム機構により、前記弾性力に抗してピン５の各片６を閉じる構造としても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下の効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る発明によれば、各構成部材の剛性や支持剛性を高め、カム機構による各片の駆動力に十分なものを得ることが容易となる。よって、管状部材の内周壁に対する各片の当接力を十分なものとして、開口に対する管状部材の位置決め精度を安定して確保することが可能となる。したがって、平面に設けられた開口に、当該開口よりも大きな内径を有する管状部材を位置決めする場合において、量産工程における連続的な位置決め作業に適し、かつ、位置決め対象物を問わず、開口と管状部材との位置決め精度を保証することが可能な位置決め装置を提供することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項２に係る発明によれば、Ｏリングの弾性力を利用した単純な構造の駆動手段とすることができるので、ピンの直径、長さを小さくする必要がある場合もかかる構造を採用することが可能となり、位置決め装置の小型化に貢献することができる。
さらに、本発明の請求項３に係る発明によれば、摺接子の軸方向の動作を各片の開方向の動作へと変換することにより、各片に確実に開放方向の力を付与し、開口に対し管状部材を正確に位置決めすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る位置決め装置を一部断面で示すものであり、（ａ）〜（ｃ）に、その作動手順を示している。
【図２】図１の応用例に係る位置決め装置を一部断面で示すものであり、（ａ）〜（ｃ）に、その作動手順を示している。
【符号の説明】
１  位置決め装置
２  板状部材
３  開口
４  管状部材
５  ピン
６  各片
６ａ  Ｏリング溝
６ｂ  退避形状部
６ｃ  傾斜面
７  リニアスライド
８  Ｏリング
９  摺接子
１０  シリンダ
１１  先端部
１２  支柱
１３  ロッド
【図１】
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【図２】
2004249348.tif 000004