(57)【要約】【課題】複雑な制御を要することなく、かつ短時間で物体の位置決めを行うことができる位置決め機構を提供すること。【解決手段】移動または回転する物体２の表面に設けられた突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを把持する把持装置８を、１対の爪部材８ｅ、８ｆと、爪部材を物体方向に付勢する付勢手段８ｊ、８ｋとで構成し、把持装置位置に突起部が進行してきた場合に、突起部と進行経路方向後側の爪部材８ｋとの接触によってその爪部材が付勢力に抗して物体と反対方向に変位し、さらなる突起部の進行によりその爪部材の当接部が付勢力によって物体方向に変位して突起部に当接し、突起部が２つの爪部材の当接部で把持されるようにした。【選択図】  図３
2004216461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並進、回転及びそれらの組み合わせによって所定経路を移動、または一地点で回転する物体を所定位置に固定する位置決め機構であって、
物体の表面に突起部を設けると共に、物体の移動時または回転時にその突起部が進行する経路上に突起部を把持する把持装置を設け、
把持装置は、突起部の把持位置に対して突起部の進行経路方向両側にそれぞれ位置し突起部の進行経路方向両面にそれぞれ当接する当接部を有する１対の爪部材と、これら１対の爪部材の当接部を物体方向に付勢する付勢手段とを備えると共に、把持装置位置に突起部が進行してきた場合に、突起部と進行経路方向後側の爪部材との接触によって該爪部材の当接部が付勢力に抗して物体と反対方向に変位し、さらなる突起部の進行により進行経路方向前側の爪部材の当接部が突起部の進行経路方向前面に当接すると共に進行経路方向後側の爪部材の当接部が付勢力によって物体方向に変位して突起部の進行経路方向後面に当接し、突起部を２つの爪部材の当接部で把持することにより、物体を所定位置に固定するように構成されていることを特徴とする位置決め機構。
【請求項２】
進行経路方向前側の爪部材の当接部を物体と反対方向に変位させる変位手段を備え、物体を固定状態から解除する場合には、変位手段によって該爪部材の当接部を物体と反対方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の位置決め機構。
【請求項３】
上記物体は、正逆両方向に移動または回転することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置決め機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、並進、回転及びそれらの組み合わせによって所定経路を移動、または一地点で回転する物体を所定位置に固定する位置決め機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の物体の位置決め機構、例えば回転テーブルの位置決め機構では、テーブルの下面に位置決めピン（突起部）と、その位置決めピンが当接可能な一端を有するストッパと、位置決めピンと当接して回転テーブルを回転させ更にストッパの多端に当接して位置決めピンをストッパの一端とで狭持する爪部材とを設けている。（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２−１１０８４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の構造では、テーブルを所定位置に固定する場合、予め爪部材を退避させておき、位置決めピンが所定位置に来たところで爪部材を進出させて位置決めピンを押すことにより回転テーブルを回転させ、更にストッパの多端に当接して位置決めピンをストッパの一端とで狭持することとなり、１回の位置決めに爪部材の退避動作及び進出動作が必要になる。そのため爪部材の制御が複雑になると共に、位置決めに要する時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、複雑な制御を要することなく、かつ短時間で物体の位置決めを行うことができる位置決め機構を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、並進、回転及びそれらの組み合わせによって所定経路を移動、または一地点で回転する物体を所定位置に固定する位置決め機構であって、物体の表面に突起部を設けると共に、物体の移動時または回転時にその突起部が進行する経路上に突起部を把持する把持装置を設け、把持装置は、突起部の把持位置に対して突起部の進行経路方向両側にそれぞれ位置し突起部の進行経路方向両面にそれぞれ当接する当接部を有する１対の爪部材と、これら１対の爪部材の当接部を物体方向に付勢する付勢手段とを備えると共に、把持装置位置に突起部が進行してきた場合に、突起部と進行経路方向後側の爪部材との接触によって該爪部材の当接部が付勢力に抗して物体と反対方向に変位し、さらなる突起部の進行により進行経路方向前側の爪部材の当接部が突起部の進行経路方向前面に当接すると共に進行経路方向後側の爪部材の当接部が付勢力によって物体方向に変位して突起部の進行経路方向後面に当接し、突起部を２つの爪部材の当接部で把持することにより、物体を所定位置に固定するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、突起部の進行による力の作用によって進行経路方向後側の爪部材が物体と反対方向に退避し、さらなる突起部の進行によりその力の作用が及ばなくなると進行経路方向後側の爪部材が物体方向に変位するため、複雑な制御を要することなく、かつ短時間で物体の位置決めを行うことができる。
【０００８】
また、進行経路方向前側の爪部材の当接部を物体と反対方向に変位させる変位手段を備え、物体を固定状態から解除する場合には、変位手段によって該爪部材の当接部を物体と反対方向に変位させるようにするのが好ましい。なお、上記物体は、正逆両方向に移動または回転するようにしても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は、本発明に係る位置決め機構を適用したターンテーブル装置であり、下面に設けられた回転軸２ａを中心に回転するテーブル２を備えている。
【００１０】
ターンテーブル装置１は、長方形状の１対の第１基板３と、この１対の第１基板３にボルトで架設される略正方形状の第２基板４と、この第２基板４上に設けられる回転軸支持部材５とを備えている。そして、この回転軸支持部材５の内面に設けられているベアリング６を介して、テーブル２の回転軸２ａ上部が回転自在に支持されている。
【００１１】
テーブル２の回転軸２ａ下部は従動プーリになっており、この従動プーリと駆動源の原動プーリ（図示しない）とにベルト７が巻き掛けられている。これにより、原動プーリが正逆回転すると回転軸２ａが正逆回転し、テーブル２が正逆回転するようになっている。
【００１２】
テーブル２は、回転方向４５度おきに８つの辺を有する８角形の板状に形成されており、その下面の周縁には、回転方向９０度おき、すなわち８角形の１辺おきに４つの突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが設けられている。これら突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅは、テーブル２の回転中心Ｏからの距離が互いに異なるように配置されており、具体的には、突起部２ｂがテーブル２の回転中心ＯからＸｍｍの距離に配置され、突起部２ｃが回転中心Ｏから（Ｘ＋Ｙ）ｍｍの距離に配置され、突起部２ｄが回転中心Ｏから（Ｘ＋２Ｙ）ｍｍの距離に配置され、突起部２ｅが回転中心Ｏから（Ｘ＋３Ｙ）ｍｍの距離に配置されている（Ｘ，Ｙは所定の数）。これにより、突起部２ｃ、２ｄ、２ｅが回転方向の同一位相に位置したときに互いに同じ空間を占めないようになっている。
【００１３】
第２基板４上には、テーブル２の突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを所定位相で把持する把持装置８が設けられている。
【００１４】
把持装置８は、第２基板４上に固着された第３基板８ａと、その第３基板上８ａ上に平行な状態で立設された１対の支持板８ｂと、その１対の支持板８ｂ間に水平かつ互いに平行に架設される２本のガイドレール８ｃとを備えている。そして、その２本のガイドレール８ｃに対して摺動自在に摺動部材８ｄが設けられ、その摺動部材８ｄの上面中央部にガイドレール８ｃに対して垂直に設けられたスリット内に１対の爪部材８ｅ、８ｆが設けられている。この１対の爪部材８ｅ、８ｆは、それぞれ、一端が上記ガイドレールに８ｃに軸支されており、ガイドレールに８ｃを中心に揺動自在になっている。
【００１５】
この１対の爪部材８ｅ、８ｆの他端側には、突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅと当接する当接部８ｅ１、８ｆ１がそれぞれ形成されている。これら当接部８ｅ１、８ｆ１は、爪部材８ｅ、８ｆが上方向に揺動したとき、突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅのテーブル２の回転に伴う進行経路方向両面にそれぞれ当接する形状となっている。
【００１６】
第３基板８ａ上にはブラケット８ｇが立設されており、このブラケット８ｇと上記摺動部材８ｄとは、２つのストローク長の異なるシリンダ８ｈ、８ｉをそれぞれの底部で連結した変位機構で接続されている。具体的には、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１が摺動部材８ｄに接続されていると共にシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１がブラケット８ｇに接続されている。これらシリンダ８ｈ、８ｉのピストンロッド８ｈ１、８ｉ１は、その出没方向がガイドレール８ｃと平行になるように設置されており、その出没によって摺動部材８ｄがガイドレール８ｃに沿って変位可能となっている。
【００１７】
シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１及びシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１は、それぞれＸｍｍ、２Ｘｍｍの出没幅を持っており、両方のシリンダ８ｈ、８ｉを没入させたとき、摺動部材８ｄの１対の爪部材８ｅ、８ｆが上記突起部２ｅの通過経路と対向するように配設されている。これにより、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１及びシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１の突出及び没入の組み合わせによって摺動部材８ｄをＸｍｍ間隔の４つの位置に変位させることができ、それぞれの位置で１対の爪部材８ｅ、８ｆを異なる突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの通過経路と対向させることができる。具体的には、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１を突出させると共にシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１を没入させると１対の爪部材８ｅ、８ｆが上記突起部２ｄの通過経路と対向し、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１を没入させると共にシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１を突出させると１対の爪部材８ｅ、８ｆが上記突起部２ｃの通過経路と対向し、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１を突出させると共にシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１を突出させると１対の爪部材８ｅ、８ｆが上記突起部２ｂの通過経路と対向する。
【００１８】
図３を参照して、１対の爪部材８ｅ、８ｆの一端側（ガイドレール８ｃで軸支されている側）には、それぞれシリンダ８ｊ（付勢手段・変位手段）の底部８ｊ１と、ピストンロッド８ｊ２とが接続されており、このシリンダ８ｊの上部ポートにエアが供給されると、ピストンロッド８ｊ２が没入して爪部材８ｅ、８ｆが上方向に揺動する。１対の爪部材８ｅ、８ｆの一端側には、それぞれ突起８ｅ２、８ｆ２が設けられており、この突起８ｅ２、８ｆ２が摺動部材８ｄに形成されたストッパ部８ｄ１に当接することにより、爪部材８ｅ、８ｆが上方向への揺動範囲が規制される。また、シリンダ８ｊの下部ポートにエアが供給されると、ピストンロッド８ｊ２が突出して爪部材８ｅ、８ｆが下方向に揺動する。
【００１９】
図４を参照して、第２基板４上の、把持装置８の設置位置から回転方向に９０度隔てた位置には、ブラケットを介して４つの検知センサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設置されている。これら４つの検知センサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが検知センサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄと同位相にきたときに、それぞれ突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅと対向するように配置されている。これにより、突起部２ｂが把持装置８に固定されているときには突起部２ｃが検知センサ９ｂに検知され、突起部２ｃが把持装置８に固定されているときには突起部２ｄが検知センサ９ｃに検知され、突起部２ｄが把持装置８に固定されているときには突起部２ｅが検知センサ９ｄに検知され、突起部２ｅが把持装置８に固定されているときには突起部２ｂが検知センサ９ａに検知される。そして、これら検知センサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９の検知によって、把持装置８による突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの固定が確認される。
【００２０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２１】
まず、４つの突起部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅのうちの１つの突起部（ここでは一例として、突起部２ｂとする。）が把持装置８に固定された状態のテーブル２位置にテーブル２を固定したい場合、シリンダ８ｈのピストンロッド８ｈ１及びシリンダ８ｉのピストンロッド８ｉ１の出没を制御し、摺動部材８ｄの１対の爪部材８ｅ、８ｆを固定する突起部２ｂの通過経路と対向させる。
【００２２】
そして、この状態で駆動源の原動プーリを回転させ、従動プーリたるテーブル２の回転軸２ａを回転させる（ここでは一例として、テーブル２を時計回り（図１において時計回り）に回転させることとする。）。これによりテーブル２が時計回りに回転し、突起部２ｂが把持装置８位置に進行する。
【００２３】
把持装置８位置に突起部２ｂが進行すると、突起部２ｂと進行経路方向後側の爪部材８ｆとの接触によって爪部材８ｆの当接部８ｆ１がシリンダ８ｋのエア圧による付勢力に抗して下方向に変位する。そして、さらに突起部２ｂが進行すると、進行経路方向前側の爪部材８ｅの当接部８ｅ１が突起部２ｂの進行経路方向前面に当接すると共に、進行経路方向後側の爪部材８ｆの当接部８ｆ１がシリンダ８ｋの付勢力によって上方向に変位して突起部２ｂの進行経路方向後面に当接する。これにより、突起部２ｂが２つの爪部材８ｅ、８ｆの当接部８ｅ１、８ｆ１で把持されて固定され、テーブル２が所望した位置に固定される。
【００２４】
続いて、１つの突起部（ここでは一例として、突起部２ｂとする）が把持装置８に固定されている状態から、その固定状態を解除し、テーブル２を回転させる（ここでは一例として、テーブル２を時計回りに回転させることとする。）場合には、シリンダ８ｊの下部ポートにエアを供給し、ピストンロッド８ｊ１を突出させて進行経路方向前側の爪部材８ｅの当接部８ｅ１を下方向に変位させる。
【００２５】
そしてこの状態で原動プーリを回転させ、従動プーリたるテーブル２の回転軸２ａを時計回りに回転させる。これにより、突起部２ｂの把持装置８による固定状態が解除され、テーブル２が回転する。このとき、続いて他の突起部を把持装置８で固定する場合には、シリンダ８ｊの上部ポートにエアを供給し、ピストンロッド８ｊ１を没入させて爪部材８ｅの当接部８ｅ１を上方向に変位させておく。
【００２６】
なお、上記実施形態では、一地点で回転するテーブル２の位置決め機構について説明したが、本発明はこれに限定されるのもではない。例えば、レール上を摺動する自走車等、並進、回転及びそれらの組み合わせによって所定経路を移動、または一地点で回転する物体であれば、本発明の位置決め機構を適用することができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、突起部の進行による力の作用によって進行経路方向後側の爪部材が物体と反対方向に退避し、さらなる突起部の進行によりその力の作用が及ばなくなると進行経路方向後側の爪部材が物体方向に変位するため、複雑な制御を要することなく、かつ短時間で物体の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したターンテーブル装置の一実施の形態を示す一部を削除した上面図
【図２】ターンテーブル装置の一部を削除した側面図
【図３】把持装置の正面図
【図４】ターンテーブル装置の正面図
【符号の説明】
２  テーブル
８  把持装置
８ｅ、８ｆ  爪部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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