(57)【要約】【課題】ガイドピンとの嵌合により位置決め部材を位置決めする被位置決め部材の位置決め装置において、ガイドピンや被位置決め部材に損傷を与えることなく精度よく位置決めできるようにする。【解決手段】被位置決め部材（ハブ２等）を載置するテーブル３と、このテーブル３の載置面３ａに立設され前記被位置決め部材の位置決め孔（装着孔２ａ等）を嵌合させて前記テーブル３に位置決めするガイドピン４と、このガイドピン４の外周面４ａに開口する複数の噴射口６と、前記各噴射口６から前記被位置決め部材の位置決め孔の内周面に臨んで所定圧の流体を噴出させる内部通路７と、この内部通路７の他端に接続されこれに所定圧の流体を供給する流体供給装置１１とを備え、前記各噴射口６から噴出される流体の圧力によって前記被位置決め部材が前記ガイドピン４を中心とした調心位置に移動されるように構成する。【選択図】　　　図１
2004079037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被位置決め部材を載置するテーブルと、このテーブルの載置面に立設され前記被位置決め部材の位置決め孔を嵌合させて前記テーブルに位置決めするガイドピンと、このガイドピンの外周面に開口する複数の噴射口と、前記ガイドピンに設けられ前記各噴射口から前記被位置決め部材の位置決め孔の内周面に臨んで所定圧の流体を噴出させる内部通路と、この内部通路の他端に接続されこれに所定圧の流体を供給する流体供給装置とを備え、前記各噴射口から噴出される流体の圧力によって前記被位置決め部材が前記ガイドピンを中心とした調心位置に移動されるように構成したことを特徴とする被位置決め部材の位置決め装置。
【請求項２】
前記テーブルを弾性体に支持させて昇降自在とし、且つ、前記テーブルの上方側からテーブル側に下降する蓋を昇降自在に設けて、この蓋で、前記位置決め孔の内周面、前記ガイドピンの外周面、前記テーブルの載置面によって区画される隙間を閉鎖するように構成したことを特徴とする請求項１記載の被位置決め部材の位置決め装置。
【請求項３】
前記テーブルの前記被位置決め部材に対する載置面に被位置決め部材を吸着する負圧吸引口を開口し、前記被位置決め部材の位置決め後、前記負圧吸引口に吸引負圧を発生させて前記テーブルに前記被位置決め部材を吸着させるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の被位置決め部材の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被位置決め部材の位置決め装置に関するものであり、特に、ガイドピンに被位置決め部材の位置決め孔を嵌合させて位置決めするようにした被位置決め部材の位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハブにフランジを溶着してリールを形成したり２枚のディスク同士を貼り合わせて一枚のディスクを形成する場合は、位置決め側のハブやディスクをガイドピンに嵌合して位置決めし、この状態でフランジやディスクを溶着又は接着している。しかし、ガイドピンに対するハブやディスクの嵌め合いをきつくして位置決めの精度を向上しようとすると、無理な取り扱いによる損傷が発生しやすいという問題がある。
【０００３】
このため、フランジをクランプにより把持することによって位置決めする位置決め装置（特許文献１）が提案されている。
【特許文献１】
特開平６−２３１４５２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、機構が複雑化するとともに部品点数が増加するので故障率が高く、保全性が悪くなり、価格が高いという問題がある。
【０００４】
そこで、ガイドピンとの嵌合により位置決め部材を位置決めする被位置決め部材の位置決め装置において、ガイドピンや被位置決め部材に損傷を与えることなく精度よく位置決めできるようにすることを本発明の課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決するために、被位置決め部材を載置するテーブルと、このテーブルの載置面に立設され前記被位置決め部材の位置決め孔を嵌合させて前記テーブルに位置決めするガイドピンと、このガイドピンの外周面に開口する複数の噴射口と、前記ガイドピンに設けられ前記各噴射口から前記被位置決め部材の位置決め孔の内周面に臨んで所定圧の流体を噴出させる内部通路と、この内部通路の他端に接続されこれに所定圧の流体を供給する流体供給装置とを備え、前記各噴射口から噴出される流体の圧力によって前記被位置決め部材が前記ガイドピンを中心とした調心位置に移動されるように構成した被位置決め部材の位置決め装置を提供するものである。
【０００６】
なお、本発明において、「ガイドピンの外周面に開口する前記内部通路の複数の噴射口を、各噴射口から噴出される流体の圧力によって前記被位置決め部材が前記ガイドピンを中心とした調心位置に移動されるように構成する」とは、複数の開口の数、開口面積、開口方向を、各噴射口から噴出される複数の流体の圧力によって前記被位置決め部材が前記ガイドピンを中心として調心位置に移動されるように決定することを意味する。また、本発明において、「所定圧」とは、被位置決め部材の重量に抗して被位置決め部材をガイドピンの径方向に移動させることができる程度の流体の圧力をいう。
【０００７】
また、本発明において、テーブルを弾性体に支持させて昇降自在とし、且つ、テーブルの上方側からテーブル側に下降する蓋を昇降自在に設けて、この蓋で、位置決め孔の内周面、ガイドピンの外周面、テーブルの載置面によって区画される隙間を閉鎖するように構成してもよい。このようにすると、隙間全体に作用する流体の圧力でテーブルが下降し、テーブルの下降によってテーブルと被位置決め部材との隙間から流体の一部がパージするので、隙間の圧力を安定させ、被位置決め部材を調心位置に安定させることができる。
【０００８】
さらに、前記テーブルの被位置決め部材に対する載置面に被位置決め部材を吸着する負圧吸引口を開口し、被位置決め部材の位置決め後、負圧吸引口に吸引負圧を発生させてテーブルに被位置決め部材を吸着させるように構成してもよい。また、位置決めをする際に、開口した前記吸引口から、前記被位置決め部材がわずかに浮上できる程度の正圧を印加することで調心の動作を容易にすることもできる。このようにすると、ハブやディスク等の被位置決め部材を位置決めされた状態で固定することができる。
【０００９】
さらに、本発明は、ノックピン及び孔による位置決めにも用いることができる。ノックピンは、本来、孔との嵌合によって、ノックピン側の部材と孔側の部材とを相互に位置決めし、位置決めによって互いに嵌合するインロー嵌合部同士等を嵌合させるものであるが、ノックピン及び孔の加工精度は、位置決めの精度に直接、影響を及ぼす。このためノックピンと孔とを高い精度で形成せざるを得ないが、本発明を適用すると、ノックピンと孔との嵌め合いを緩くすることが可能となり、また、加工精度を低下させることが可能となるので、その分、コストダウンを実現することができる。
また、本発明は、リールや光ディスクにおいて、ハブとフランジとの相互の傾き（偏心度）や、貼り付け不良による偏肉の検知の位置決め装置として用いることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、磁気カートリッジにおけるハブの位置決めに本発明を適用した一実施形態を説明する。図１は、本発明に係る位置決め装置にハブ２を装着した状態を示す断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１１】
図１乃至図３を参照すると、位置決め装置１には、ハブ２を位置決めするためのテーブル３と、テーブル３に立設されたガイドピン４とが備えられる。前記ガイドピン４は、ハブ２の装着孔２ａが嵌合されたとき、装着孔２ａの内周面とガイドピン４の外周面４ａとの間に最大５０μｍの隙間が形成される直径となっている。ガイドピン４の外周面４ａには、複数の噴射口６，６…が装着孔２ａの内周面との対峙面に臨んで開口している。各噴射口６，６…は、開口面積が互いに等しく、ガイドピン４に対しては、円周方向に等間隔を隔てて且つ、軸方向に同じ位置に設けられている。そして、各噴口６，６…は、ガイドピン４の内部の内部通路７と連通している。このため、各噴射口６，６…から噴出させる流体の圧力によってハブ２をガイドピン４を中心とした調心位置に移動させることができる。
さらに、前記テーブル３の載置面３ａには、ハブ２と一体成形されているフランジ７ａを吸着すべく負圧吸引口８が開口しており、負圧吸引口８はテーブル３内の負圧通路９と連通している。前記内部通路７の他端には管路１０を介して空気、水等の流体を供給するポンプ、圧力タンク等の流体供給装置１１が接続され、前記負圧通路９には、負圧を作用させるためのエゼクタポンプ、バキュームポンプ等の負圧発生装置１２が管路１３を介して接続されている。そして、前記各管路１０，１３には、開閉自在な開閉弁１４，１５がそれぞれ介設されている。
【００１２】
ハブ２にフランジ７ｂを溶着して一体化する場合は、ハブ２の装着孔２ａをテーブル３のガイドピン４に嵌合させてテーブル３に載置する。この状態では、ハブ２は、ガイドピン４に対して径方向に最大５０μｍの範囲で移動することができる。
次に、ハブ２に溶着するフランジ７ｂを、ガイドピン４と同軸のチャック又はスピンドルに取り付けておき、チャック又はスピンドルの移動によりハブ２の端面に接合できる状態としておく。
この状態で負圧発生装置１２を停止し、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を閉として、流体供給装置１１を起動し、流体供給装置１１側の開閉弁１４を開とする。
流体供給装置１１を起動すると、内部通路７に所定圧の流体、例えば、空気や水が供給される。流体は、流体供給装置１１に接続されている流体貯溜タンク（図示せず）などから供給される。前記したように、各噴射口６，６…の開口面積は同じであり、各噴射口６，６…の軸方向の位置も同じである。このため、各噴射口６，６…から噴出される流体は、これに対峙するハブ２の内周面を同じ圧力で押圧し、反力を装着孔２ａの内周面に作用させる。
各噴射口６，６…から流体を噴出させると、当初は、各噴射口６，６…から噴出された流体の圧力でハブ２は半径方向において前後左右の移動を繰り返すが、圧力が平均化しバランスが保たれると、ハブ２は、装着孔２ａの内周面とガイドピン４の外周面４ａとの間隔が２５μｍの位置で停止する。この位置は、ガイドピン４に対するハブ２の調心位置である。この場合、前記管路１０と管路１３とを管路２６で連通し、この管路１１に開閉弁２７を介挿して管路１１から負圧吸引口８に流体を供給できるように構成して、前記した調心のときに、負圧吸引口８の開閉弁２７を開として流体供給装置１１から正圧を加えると、ハブ２の調心を素早く行うことができる。
各噴射口６，６…から流体を噴出させ、ハブ２を調心位置に保持した状態で、負圧発生装置１２を起動し、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を開として、負圧吸引口８に負圧を発生させると、ハブ２のフランジ７ａがテーブル３に吸着される。この状態を保持してテーブル３に一体化された状態で、流体供給装置１１を停止し、流体供給装置１１側の開閉弁１４を閉とする。次に、チャック又はスピンドルをテーブル３側に移動させ、移動によりフランジ７ｂをハブ２の端面に当接させた状態で超音波溶着装置によりフランジ７ｂをハブ２の端面に溶着すると、両側にフランジ７ａ，７ｂを一体に有するリール１６が形成される。
【００１３】
図４は、前記噴射口６，６…の好ましい形成例を示す。前記した一実施形態では、複数の噴射口６，６…をガイドピン４の周方向に等間隔に且つ軸方向において同じ位置に設けて、流体の圧力によりハブ２がガイドピン４を中心とする調心位置に移動されるようにしたが、圧力バランスの安定度を高めるには噴射口６の数は、３個とするのが好ましい。
【００１４】
そこで、この実施形態では、ガイドピン４の外周面４ａに周方向に沿って延びた窪み１７を１２０゜おきに設け、周方向において各窪み１７の中心に各噴射口６を開口させている。
【００１５】
各噴射口６，６，６の開口面積は、前記したように互いに同じで、前記内部通路７に連通しており、各窪み１７，１７，１７は、流体を末広がりの状態でハブ２の内周面に噴出すべく、ガイドピン４の中心側から装着孔２ａの内周面に臨んで順次末広がりに形成されている。このようにすると、３個の噴射口６，６，６から噴出された流体の圧力が装着孔２ａの内周面に等分布で作用するので、ハブ２は、短時間のうちに調心位置に移動し、安定に保持される。
【００１６】
図５は、テーブル３をリターンスプリング１８に支持させ、前記チャック又はスピンドルによりフランジ７ｂをハブ２の端面に着座させた状態で、各噴射口６，６，６から噴出する流体によってハブ２を位置決めできるようにした実施形態を示す。図５を参照すると、前記リターンスプリング１８は、テーブル３の下面に取り付けられている支軸１９の外周面に嵌装される。また、テーブル３は支軸１９の軸方向に沿って上下に移動が可能である。他の構成は、図１乃至図４で説明した実施の形態と同じである。ハブ２の端面に溶着するフランジ７ｂがチャック又はスピンドルによりテーブル３に移動されてハブ２の端面に当接した状態では、このフランジ７ｂが蓋となってガイドピン４の外周面４ａ、装着孔２ａの内周面との隙間を閉鎖する。
【００１７】
この状態で、流体供給装置１１を起動し、流体供給装置１１側の開閉弁１４を開、負圧発生装置１２を停止、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を閉として、各噴射口６，６，６に所定圧の流体を供給すると、前記隙間には流体の出口がないので隙間内の圧力が次第に上昇する。隙間内の圧力が全周に及んで均等化されると、ハブ２はガイドピン４を中心として調心位置に移動されこの位置に保持される。この後、隙間内の圧力が上昇し、テーブル３に作用する流体の圧力でテーブル３が前記リターンスプリング１８の弾発力に抗して下降すると、これ以降、隙間に供給された流体の一部がテーブル３の載置面３ａとフランジ７ｂの間を通って外部にパージされるが、隙間内の圧力はなおも一定に保持されるので、ハブ２はガイドピン４を中心とする調心位置に保持される。
この状態で、負圧発生装置１２を起動し、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を開として、テーブル３の負圧吸引口８に負圧を発生させると、ハブ２と一体に成形されているフランジ７ａがテーブル３に吸着される。この状態で、流体供給装置１１を停止し、流体供給装置１１側の開閉弁１４を閉とし、超音波溶着装置でハブ２の端面にフランジ７ｂを溶着すると、両側にフランジ７ａ，７ｂを一体に有するリール１６が形成される。
【００１８】
この実施形態に係る位置決め装置を図１乃至図４で説明した位置決め装置１と比較すると、ハブ２が調心位置に安定的に保持されるので、ハブ２に対するフランジ７ｂの位置決め精度が向上する。なお、この実施形態では、フランジ７ｂを蓋として用いるが、専用の蓋を使用し、負圧によりハブ２を吸着した後に、ハブ２の端面にフランジ７ｂを溶着するようにしてもよい。また、前記浮上力や吸着力を大きくするため、前記各吸引口８を円周方向に沿った長孔状に形成しててもよいし、全周に渡る環状溝として各噴射口８同士を円周方向に連結してもよい。
【００１９】
また、テーブル３とハブ２に一体成形されているフランジ７ａとの隙間から流体の一部をパージさせると、ハブ２の位置決め精度の向上はもとより、流体供給装置１１の過負荷を防止することができる。なお、流体を供給するための管路１０等にリリーフ弁（図示せず）を設けて流体供給装置１１の過負荷を防止するようにしてもよい。
【００２０】
図６は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等、２枚のディスク同士を貼り合わせて一枚のディスクとする位置決め装置の一実施形態を示す。なお、前記した実施の形態と同一構成部については同一符号を付して詳細な説明を省略するものとする。
【００２１】
図において、符号２０はテーブル３に位置決めするディスク、符号２１はディスク２０に貼り合わせるディスクである。この実施形態において、ガイドピン２２の軸長、軸径は、ディスク２０の中央に設けられている装着孔２０ａの孔径に対応しており、径方向の最大隙間は５０μｍ程度である。ディスク２０は薄く、ガイドピン２２に対するディスク２０の装着孔２０ａの軸方向の長さはかなり短い。このため、前記窪み１７は、ガイドピン２２とテーブル３との接続部に設けられ、第２の窪み２５がテーブル３の載置面３ａ（上面）に、窪み１７と連通させて設けられる。窪み１７及び第２の窪み２５は、図４と同様に１２０゜おきに設けられ、周方向における各窪み１７の中心に各噴射口６が開口している（図示せず）。
【００２２】
各噴射口６の開口面積は互いに等しくそれぞれガイドピン２２内の内部通路７に連通している。また、テーブル３には、前記した実施形態と同様に、負圧吸引口８や負圧通路９が設けられている。
前記内部通路７の他端には管路１０を介して空気、水等の流体を供給する流体供給装置１１が接続され、前記負圧通路９には管路１３を介して負圧を作用させる負圧発生装置１２が接続される。そして、各管路１０，１３の下流側には、それぞれ開閉自在な開閉弁１４，１５が介設される。
【００２３】
一対のディスク２０，２１を相互に位置決めし、接着剤により貼り合わせて一枚のディスクを形成するに際しては、まず、前記ガイドピン２２にディスク２０の装着孔２０ａを嵌合し、他方のディスク２１をチャック又はスピンドルに取り付けて、一方のディスク２０に他方のディクス２１を接合できる状態としておく。
この状態で、前記したハブ２の場合と同様に、負圧発生装置１２を停止し、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を閉として、流体供給装置１１を起動し、流体供給装置１１側の開閉弁１４を開とする。
流体供給装置１１を起動すると、内部通路７に所定圧の流体、例えば、空気や水が供給される。各噴射口６，６，６の開口面積は同じあり、各噴射口６，６，６の軸方向の位置も同じである。
このため、３個の噴射口６，６，６から噴出される流体の圧力がディスク２０の装着孔２０ａの内周面に等分布に作用する。また、窪み１７に連通する第２の窪み２５に供給される流体とディスク２０の下面との間に流体が入り込むと、ディスク２０にはこれを浮かせる力と外周方向へ付勢力する力とが働く。各噴射口６，６，６から窪み１７を介して噴出される流体の圧力は、ディスク２０をガイドピン２２を中心とする調心位置へと移動させ、この位置に保持する。
この位置で、前記負圧発生装置１２を起動し、負圧発生装置１２側の開閉弁１５を開として、負圧吸引口８に負圧を作用させ、テーブル３にディスク２０を吸着する。テーブル３側のディスク２０がテーブル３に吸着された状態で流体供給装置１１を停止するとともに、流体供給装置１１側の開閉弁１４を閉とする。
次に、テーブル３側のディスク２０、チャック又はスピンドル側のディスク２１の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布し、この状態でチャック又はスピンドルをテーブル３側に移動させて両者を接合させると、一対のディスク２０，２１を接着剤により貼り合わせた一枚のディスクが形成される。
【００２４】
なお、前記した実施の形態では、ハブ２の位置決め装置、ディスク２０の位置決め装置を、それぞれハブ２、ディスク２０の位置決め装置として説明をしたが、それぞれフランジ７ａ，７ｂ又はハブ２の振れを検出する際の位置決め装置やディスク２０，２１の変形や厚みの相違を検出する際の位置決め装置として利用することが可能である。なお、この場合、投光器と受光器から成るセンサによって振れや、変形等を測定するものとする。
【００２５】
このように本発明はその技術思想を逸脱しない限り種々の改変が可能であり、本発明がこの改変された発明に及ぶことは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したことから明らかなように本発明によれば次の如き優れた効果が発揮される。
簡単な構成で被位置決め部材等に損傷を与えることなく位置決め部材を精度よく位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置に被位置決め部材としてのハブを取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明に係る噴射口の好ましい形成例を示し、図４（ａ）はガイドピンの軸方向に直交する噴射口の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係り、テーブルをリターンスプリングに支持し、チャック又はスピンドルによりフランジをハブの端面に着座させた状態で、各噴射口から噴出する流体によってハブを位置決めできるようにした実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係り、ＤＶＤ等、２枚のディスク同士を貼り合わせて一枚のディスクとする場合の本発明の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２　ハブ
２ａ　装着孔（位置決め孔）
３　テーブル
４　ガイドピン
７　内部通路
【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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