(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対する位置決め装置であって、支持台上にて前後・左右・上下の直交する３軸方向へ移動自在に支持された本体部とその一部をなす位置決め手段を備え、この位置決め手段はワークの位置決め基準部と結合・分離自在の連結部材を有し、この連結部材を前記ワークの位置決め基準部へ結合することにより、連結部材を介してワークの位置決め基準部を基点とする所定位置へ本体部を移動させて位置決めするものにおいて、
前記位置決め手段は前記本体部と一体のストッパーを備え、本体部をワークへ向かって前進させ、ストッパーがワークへ当接することにより前後方向の位置決めを行うように構成されるとともに、
前記連結部材は一対のアームであり、これら各アームには斜面を有する上ガイド及び下ガイドを備え、これら４つのガイドの各斜面間に前記ワークの位置決め基準部を挟持することにより、前記ワークの中心を心出しして、この中心に対して前記本体部を位置決めすることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記ワークは前記中心の回りに環状の溝を備え、前記本体部は前記位置決め時に前記環状溝へ位置決めされるセンサーを備えたワークに対する検査装置をなす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】
前記本体部は前記直交する３軸方向の位置決め後、前記センサーをワークに設けられている前記環状の溝内へ入れて所定の検査をすることを特徴とする請求項２に記載した位置決め装置。
【請求項４】
前記本体部は前記直交する３軸方向へ移動自在の３つのスライド部材を備えるとともに、これら３つのスライド部材が全てフローティング支持されていることを特徴とする請求項１に記載した位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ワークに対するオイルシールの圧入検査を自動的に行う検査装置においてワークの検査対象部位に対して検査装置のセンサーを位置決めするときなどに用いられる位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７には、従来のオイルシール１の圧入検査方向を示す。図中のＡは正常圧入状態を示し、オイルシール１は一面へ開放された環状の溝２を有するとともに、シリンダヘッド３の側面に形成された開口４から突出するカムシャフト５の外周を囲んで形成される環状溝６内へ溝２を内方へ向けて圧入され、かつその圧入程度は環状溝６の周囲に形成されたフランジ７より若干寸法ｄだけ内側へ入り込んだ状態になっている。
【０００３】
Ｂは圧入異常状態であり、オイルシール１を反対向きすなわち溝２を外側へ向けた逆差しとなっている。また、Ｃも圧入異常の一つであり、未圧入となっている。さらに図示しないが圧入深さが不十分な場合もなる。このような圧入状態を検査するには、指による触診や目視確認でおこなわれる。
【０００４】
しかし、このような触診や目視確認方法では見逃しやバラツキ等の恐れがあるため、自動化することが要求され、その一つとしてセンサーを備えた本体部を支持台上にて直交する３軸方向へ移動させてオイルシール１の圧入部を検査することもおこなわれている。
【０００５】
また、このようなオイルシール１の圧入検査とは異なるが、特開平５−２３９２５号は、部品取付工程において、取付部品を支持台上へフローティング支持されたパレット上に載置し、パレットを取付対象に対して移動させることにより、正確な位置決めを容易にすることが示されている。
【０００６】
なお、本願発明において、本体部の移動に関して用いる方向表現のうち、前後方向とは本体部がワークに対して進退する方向を意味し、前進とはワークへ接近することを意味し、後退はその逆である。また、前方とはワーク側を意味し、後方とはその逆である。左右方向とは前後方向と水平面内で直交する方向を意味し、上下方向とはこれら前後方向及び左右方向と直交する方向であるとともに、装置の使用状態における鉛直方向を意味する一般的な用法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記オイルシール１の圧入検査を自動化する場合、ワークに対してセンサーを正確に位置決めしなければならない。しかし予めその基準位置をどんなに正確に決めておいたとしても、ワークの支持台上に対する停止位置にバラツキがあれば、センサーを正確に位置決めできず、面倒で手間のかかる手動調節が必要になる。前記特開平５−２３９２５号の場合も事情は同じであり、単にパレットの移動が自由になるにすぎず、手間のかかる位置決め作業をしなければならない。本願発明はこのような問題に鑑み、ワークに対する各種装置の位置決めを簡単・迅速かつ正確に行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の位置決め装置に係る請求項１の発明は、支持台上にて前後・左右・上下の直交する３軸方向へ移動自在に支持された本体部とその一部をなす位置決め手段を備え、この位置決め手段はワークの円形外周部である位置決め基準部と結合・分離自在の連結部材を有し、この連結部材を前記ワークの位置決め基準部へ結合することにより、連結部材を介してワークの位置決め基準部を基点とする所定位置へ本体部を移動させて位置決めするとともに、
前記連結部材は一対のアームであり、これら各アームには斜面を有する上ガイド及び下ガイドを備え、これら４つのガイドの各斜面間に前記ワークの位置決め基準部を挟持することにより、前記ワークの中心を心出しして、この中心に対して前記本体部を位置決めすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は上記請求項１の発明において、前記ワークは前記中心の回りに環状の溝を備え、前記本体部には前記位置決め時に前記環状溝へ位置決めされるセンサーを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は上記請求項２の発明において、前記本体部は前記直交する３軸方向の位置決め後、前記センサーをワークの被検査部位である前記環状溝内へ入れることにより検査することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は上記請求項１の発明において、前記本体部が前記直交する３軸方向へ移動自在の３つのスライド部材を備えるとともに、これら３つのスライド部材が全てフローティング支持されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、位置決め手段の一部をなす連結部材が一対のアームであるため、このアーム間にてワークの位置決め基準部を挟むことによりワークの位置決め基準部へ結合すると、一対の位置決めアームがワークの位置決め基準部の周囲を挟みつけることにより、各アームの上ガイド及び下ガイドがそれぞれ斜面をなしているため、各ガイドに案内され、ワークの中心と４つのガイドに挟まれた空間の中心が一致する心出し状態となる。
このとき、位置決め手段が設けられた本体部が支持台上にて前後・左右・上下の直交する３軸方向へ移動自在に支持されているため、ワークの位置決め基準部へ強固に結合する連結部材を介してワークの位置決め基準部を基点とする所定位置へ本体部が移動され本体部が所定基準位置へ確実に移動して位置決めされる。
その結果、支持台上に対するワークの停止位置にバラツキがあっても、本体部は簡単・迅速かつ正確に位置決めされ、以後の本体部による検査等の装置によって定められた各種作業を正確に実行可能となる。
また、ストッパは本体部と一体に設けられ、ワークに当接することにより本体部の前後方向における位置決めができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ワークの環状溝に対してセンサーを正確に位置決めできる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、本体部の直交する３軸方向における位置決め後、センサーを前進させてワークの被検査部である前記環状溝内へ入れることにより、被検査部の状態が正常又は異常であるか等を判定できる。このセンサーの情報として例えばセンサーが被検査部と接触する前後のストローク変化量等を利用できる。また、センサーを棒状とすることにより交換を容易とする。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項１における本体部に設けた３つのスライド部材全てをフローティングさせたので、位置決め移動が容易になるとともに、フローティング手段である弾性部材により装置を構成する各部の寸法バラツキを吸収できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいてオイルシールの圧入検査装置に適用された一実施例を説明する。本実施例は図７に示すオイルシール１の圧入検査装置として構成されたものであり、図７と共通部分は共通符号を用いるものとする。図１はこの装置の正面図、図２は平面図で、図３はその左側面図ある。また、図４〜６は検査工程を示す図であり、それぞれ上段に平面図、下段に正面図を示す。
【００１９】
この検査装置は、支持台１０とその上に前後方向へ移動自在の第１スライドブロック１１、その上を左右方向へ移動自在の第２スライドブロック１２、さらにその上方に支持されて上下方向へ移動する第３スライドブロック１３を備える。この第３スライドブロック１３には後述する、左右一対の位置決めアーム１４とセンサユニット１５が一体に上下移動するように設けられている。
【００２０】
支持台１０は基部２０とその上に設けられた一対のサイドブロック２１を備え、その間の空間内にベースシリンダ２２が収容され、基部２０上へ固定されている。ベースシリンダ２２に設けられた伸縮ロッド２３の突出端部に取付プレート２４が取付けられており、この取付プレート２４の上部はロッド２５を介して第１スライドブロック１１へ取付けられている。ロッド２５の周囲にはコイルスプリング２６が第１スライドブロック１１と取付プレート２４の間に介装されている。
【００２１】
図１に明らかなように、一対の各サイドブロック２１の上部には段差２７が設けられ、ここに第１スライドブロック１１が前後方向へ移動自在に支持され、上部をプレート２８で押さえられている。第１スライドブロック１１の上には左右方向へ配設された左右方向レール２９が取付けられ、この左右方向レール２９に第２スライドブロック１２の下部に形成されたブロック３０の溝３１が嵌合し、ブロック３０と共に第２スライドブロック１２が左右方向へ移動自在に支持されている。
【００２２】
第２スライドブロック１２の上面には図１に示すように、一対の上下方向へ平行に延びるガイドロッド３２が設けられ、このガイドロッド３２上を第３スライドブロック１３のボス部３３が上下方向へ摺動自在であり、第２スライドブロック１２とボス部３３の間にはコイルスプリング３４がガイドロッド３２の周囲に介装され、第３スライドブロック１３を上方へ付勢し、第３スライドブロック１３が第２スライドブロック１２に対して上下動可能かつ第２スライドブロック１２と一体に水平方向へスライド移動可能になっている。
【００２３】
また、第２スライドブロック１２の後端には支持プレート３５が上下方向に設けられている。支持プレート３５の上部前方にはエアーチャックシリンダ３６が配置され、支持プレート３５がエアーチャックシリンダ３６の倒れ防止になっている。このエアーチャックシリンダ３６の前部左右には一対の位置決めアーム１４が取付けられている。エアーチャックシリンダ３６は第３スライドブロック１３と一体のピラー部３７に取付けられ、ピラー部３７の上端部にセンサユニットベース３８が一体化され、この上にセンサユニット１５が支持されている。したがって、エアーチャックシリンダ３６と位置決めアーム１４は、センサユニット１５と一緒になって、第３スライドブロック１３と共に上下動し、第２スライドブロック１２及び第１スライドブロック１１と共に前後左右へ移動する。
【００２４】
位置決めアーム１４は第３スライドブロック１３の下部から前方へ延出し、その後屈曲して上方へ延びる上下方向部４０をなし、その上部には図１に明らかなように、対向する他方の上下方向部４０側へ張り出す上ガイド４１と、下ガイド４２を備え、上ガイド４１の先端には左右方向中央側へ向かって斜め上がりの上ガイド斜面４３をなし、下ガイド４２の先端には円弧状で左右方向中央側へ向かって斜め下がりの下ガイド斜面４４をなす。
これら上ガイド斜面４３と下ガイド斜面４４は接続部が最も外側方へ後退する凹部４５をなす。対向する一対の上下方向部４０を接近させると、それぞれの上ガイド４１と下ガイド４２が接近してそれぞれの中央部に略菱形の空間が形成され、この空間内にてワーク８におけるカムシャフト５の周囲を挟むようになっている（図５）。カムシャフト５は本願発明における位置決め基準部である。
【００２５】
センサユニット１５は、ストッパ５０、センサシリンダ５１及び検査部５２を備える。ストッパ５０はセンサベース３８と一体でエアーチャックシリンダ３６の上方かつ左右方向中間部を前後方向へ延びるセンターアーム３９の前端部へ一体に設けられている。ストッパ５０の突出量は、第１スライドブロック１１の前進によってストッパ５０が前後方向の位置決め基準部であるカムシャフト５の突出端５ａへ当接すると、この位置が前後方向の基準位置となるように設定される。
【００２６】
センサシリンダ５１はセンサベース３８の上へ固定され、このセンサシリンダ５１から延出する伸縮ロッド５３が取付プレート５４へ取付けられ、この取付プレート５４に一端を貫通させたロッド５５が他端をねじ止めにより検査部５２と連結し、検査部５２と取付プレート５４の間にはコイルスプリング５６がロッド５５の周囲に介装されている。検査部５２はセンサシリンダ５１の伸縮ロッド５３が伸縮することにより、取付プレート５４及びコイルスプリング５６を介して前後方向へ進退移動され、センターアーム３９の上に前後方向へ形成されたセンサレール５７（図３）に案内されて移動する。
【００２７】
検査部５２の前方にはストッパ５０近傍まで前方へ突出する基準プレート６０が設けられ、一対の連結部６２で検査部５２へ連結されている。突出基準プレート６０にはさらに前方へ突出するセンサーピン６１の一端が支持されている。センサーピン６１は丸棒状をなす接触式変位センサーとして構成され、先端が略針状をなす部材であり、突出基準プレート６０に対して進退動自在に設けられ、さらにセンサーピン６１の先端が被検査部であるオイルシール１の溝２と同じ高さになるように設定され、基準プレート６０をワーク８へ向かって前進させると、センサーピン６１の先端が溝２へ入ってオイルシール１へ当接するようになっている。
センサーピン６１の先端は、非検査時にその突出長さが所定量になるよう突出付勢され、このときのセンサーピン６１の位置（例えば、図３の右側となる後端位置）がセンサー基準位置となる。また、検査時に突出基準プレート６０をワーク８の所定位置へ当接させて最終位置決め状態としたとき、センサーピン６１の先端がオイルシール１へ当接することにより図３の右側へ向かって押し込まれるようになっている。
【００２８】
すなわち、検査時にセンサーピン６１がセンサー基準位置から押し込まれたストローク量により被検査部に対する判断を行う。このストローク量はセンサーピン６１の変位量として電気的に検出され、検査部５２内に設けられているＣＰＵ等の演算・判定手段により検査結果の判定が行われ、ストローク量が予め設定された標準範囲にあれば合格、それよりも大きくても少なくても不合格となる。この標準範囲は、上記最終位置決め状態のとき予め正常に圧入されているオイルシ−ルにより押し戻されるセンサーピン６１のストローク量となるように調整される。
【００２９】
なお、位置決めアーム１４は本願発明の連結部材であり、位置決めアーム１４とストッパ５０は本願発明の位置決め手段であり、これらと検査部５２を含めた第１スライドブロック１１より上方部分が本体部６３であって、本願発明の本体部に相当する。
【００３０】
次に、本実施例の作用を説明する。図４に示すように、まずワーク８を支持台１０の近傍へ移動させる。なお、このワーク８は図７に示したものと同じ構造である。この段階ではワーク８の位置はある程度ラフであっても構わない。この状態で位置決めアーム１４はワーク８から隔離した後退位置にあり、ベースシリンダ２２により取付プレート２４を前方へ引き込むことにより第１スライドブロック１１を前方移動させて、ストッパ５０をカムシャフト５の突出端５ａへ当接させる。
【００３１】
このとき一対の位置決めアーム１４の各上下方向部４０がワーク８のカムシャフト５の側方へ移動する。そこで一対の位置決めアーム１４をエアーチャックシリンダ３５により互いに接近させると、カムシャフト５が対向する上ガイド４１と下ガイド４２の間に形成される略菱形の空間内に収容され、それぞれの上ガイド斜面４３及び下ガイド斜面４４に案内される。したがって一対の位置決めアーム１４がカムシャフト５の周囲を挟みつけることにより、カムシャフト５の中心と前記略菱形の空間の中心が一致する心出し状態となる。
【００３２】
これにより、位置決めアーム１４の先端がフランジ７へ強固に連結するので、フロ−テイング支持されている本体部６３側が、位置決めアーム１４により左右及び上下方向へ移動させられるため、カムシャフト５の中心を基点とする基準位置へ移動して最終的に３軸方向へ正確に位置決めされた図５の状態となる。
【００３３】
この状態では、被検査位置であるオイルシール１の圧入部に対してセンサーピン６１は正確に位置決めされる。そこで、この状態からセンサシリンダ５１により検査部５２を前進させる。基準プレート６０がワーク７へ当接すると前進を停止して最終位置決め状態となる。このとき同時にセンサーピン６１の先端が溝２へ入り、オイルシール１に当接して押し戻される（図６）。これにより検査部５２においてセンサーピン６１のストローク量を検出して予め設定された基準量と比較してオイルシール１の圧入状態を判定する。
【００３４】
このとき、センサーピン６１のストローク量が予め設定されている標準範囲内ならば正常な圧入状態と判定される（図７のＡ）。標準範囲より少なければ圧入不足、多ければ逆差し（図７のＢ）又は未圧入（図７のＣ）となり、いずれも圧入異常と判定される。
【００３５】
したがってこの装置を用いれば、支持台１０に対するワーク８の停止位置にバラツキがあっても正確に位置決めできるので自動化により精度の高い検査が可能になる。そのうえ、前後・左右・上下各方向はコイルスプリング２６、３４及び５６でフローティング支持されているので、本体部６３の移動を軽快にできるとともに、各部品の寸法精度にバラツキがあっても、これを吸収することができる。しかも、センサーピン６１を丸棒状にしたので、測定対象が変化しても変換を容易にできる。
【００３６】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、種々に応用や変形が可能であり、例えば各種の検査、測定装置さらには加工・組立装置等に適用できる。また、センサーピン６１に代えて他の形式のセンサーを利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るオイルシールの圧入検査装置の正面図
【図２】同上平面図
【図３】同上左側面図
【図４】検査工程を示す図
【図５】同上図
【図６】同上図
【図７】従来のオイルシールの圧入検査方法を示す図
【符号の説明】
１：オイルシール、５：カムシャフト、７：フランジ、８：ワーク、１０：支持台、１１：第１スライドブロック、１２：第２スライドブロック、１３：第３スライドブロック、１４：位置決めアーム、１５：センサユニット、５０：ストッパ、６１：センサーピン、６３：本体部
【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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