(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状の溝を備えた定盤と、
上記定盤の上に複数個並べて配置されるとともにその定盤側の溝を位置決め基準として位置決めされるベースプレートと、
上記それぞれのベースプレート上に着脱可能に搭載されるとともにワークの位置決め基準となるロケートピンを有するロケータ治具と、
を備えていて、
上記複数のロケートピンとワーク側のロケート穴とを個別に係合させることで当該ワークを位置決め支持するようにしたワーク位置決め装置であって、
上記それぞれのベースプレートはそれ自体に形成された複数の位置決め穴に位置決めピンを個別に挿入しつつ当該位置決めピンを定盤側の溝に係合させることでその定盤に対し位置決めされるようになっているとともに、
上記ベースプレート側と同じ大きさの位置決め穴とともに複数のパイロット穴が形成されたエクステンションブラケットを上記ベースプレートの端部に突き合わせるように連結することでベースプレート上でのロケータ治具の着座面となるべき領域を延長形成可能となっていて、
上記延長形成の際には、ベースプレート側の複数の位置決め穴とエクステンションブラケット側の複数のパイロット穴とを一致させた上で上記位置決めピンに代えて双方の穴が共有するパイロットピンを挿入することでベースプレートとエクステンションブラケットの相対位置決めがなされるようになっているとともに、
上記エクステンションブラケットの位置決め穴に位置決めピンを挿入しつつ当該位置決めピンを定盤側の溝に係合させることで、上記ベースプレートがエクステンションブラケットとともに定盤に対し位置決めされるようになっていることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
上記ベースプレートとエクステンションブラケットとの突き合わせ面のうちいずれか一方にはその突き合わせ動作を案内する案内部材を設けるとともに、他方にはその案内部材を受容する案内溝を形成してあることを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置。
【請求項３】
上記ベースプレートは空気噴射による自己浮上機能を有していることを特徴とする請求項２に記載のワーク位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のワークを位置決め支持するためのワーク位置決め装置に関し、例えば自動車のボディに代表されるような比較的大型のワークの形状または組立精度の抜き取り検査に際して、そのワークを位置決め支持するためのワーク位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造工程では、溶接組立後のボディ（塗装や艤装組み立てが施される前のいわゆるホワイトボディ）について例えば特開平８−１０１０３２号公報に記載のような三次元測定装置を用いてその形状精度を測定することが行われるが、そのボディを位置決め支持するための位置決め装置としては多くの車種のボディに共通して使用することができる多車種対策または汎用化が重要な要素となる。
【０００３】
このようなボディ位置決め装置の多車種対策または汎用化に着目した場合、例えば特許文献１に記載のように、所定の台座上に直交３軸の動作自由度を有する自律型のロケータ治具を複数配置するとともに、そのロケータ治具にそれぞれにロケートピンを具備させ、各ロケートピンをボディ側のロケート穴に個別に挿入することで直交３軸方向の位置決めを行いつつそのボディを支持することになる。
【０００４】
そして、車種変更の際にはその車種に応じてボディ側のロケート穴の位置が微妙に異なることから、ロケータ治具のそのものの動作自由度をもってロケートピンの位置を変更すれば、車種違いのボディの位置決めに容易に対応することが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−２７４４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、製造ラインにおいて全てのボディの全数測定を行う場合には有効であるものの、例えば所定ロットごとに１台またはｎ台のボディの抜き取りでの測定または計測を行う場合には、設備が複雑且つ高価なものとなり、過剰な設備投資となって好ましくない。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、簡易で且つ安価な構成のもとで上記のような多車種対策または汎用化を可能としたワーク位置決め装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、基本構成として、格子状の溝を備えた定盤と、上記定盤の上に複数個並べて配置されるとともにその定盤側の溝を位置決め基準として位置決めされるベースプレートと、上記それぞれのベースプレート上に着脱可能に搭載されるとともにワークの位置決め基準となるロケートピンを有するロケータ治具とを備えていて、上記複数のロケートピンとワーク側のロケート穴とを個別に係合させることで当該ワークを位置決め支持するものである。
【０００８】
そして、上記それぞれのベースプレートはそれ自体に形成された複数の位置決め穴に位置決めピンを個別に挿入しつつ当該位置決めピンを定盤側の溝に係合させることでその定盤に対し位置決めされるようになっている。
【０００９】
その一方、上記ベースプレート側と同じ大きさの位置決め穴とともに複数のパイロット穴が形成されたエクステンションブラケットを上記ベースプレートの端部に突き合わせるように連結することでベースプレート上でのロケータ治具の着座面となるべき領域を延長形成可能となっている。
【００１０】
この延長形成の際には、ベースプレート側の複数の位置決め穴とエクステンションブラケット側の複数のパイロット穴とを一致させた上で上記位置決めピンに代えて双方の穴が共有するパイロットピンを挿入することでベースプレートとエクステンションブラケットの相対位置決めがなされるようになっている。
【００１１】
同時に、上記エクステンションブラケットの位置決め穴に位置決めピンを挿入しつつ当該位置決めピンを定盤側の溝に係合させることで、上記ベースプレートがエクステンションブラケットとともに定盤に対し位置決めされるようになっている。
【００１２】
ここで、各ベースプレートは定盤上での位置の自由度を有してはいても、最終的な位置決め位置は定盤上の溝のピッチに制約されることになる。したがって、各ベースプレートはワークの種別を問わず共通して使用することができるのに対して、ロケータ治具はワークの種別に応じたものを個別に用意しておくものとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定盤上の各ベースプレートに位置の自由度があるのに加えて、ベースプレートとエクステンションブラケットを組み合わせることでロケータ治具の着座面となるべき領域に拡張性があるので、位置決めすべきワークの種別に応じてロケートピンの位置を変更することが可能で、ワークの種別を問わずそのワークを位置決めすることが可能であり、簡単または簡易な構成のもとで設備の汎用化と設備費の低廉化が図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、ここでは自動車のボディ（ホワイトボディ）Ｂの形状精度を三次元測定機あるいは所定のゲージ等の手段にて測定または計測するに際して、そのボディＢを位置決め支持するための装置について示している。
【００１５】
図１はそのボディＢの位置決め装置１の概略平面図を、図２〜４は図１の要部の詳細をそれぞれ示しており、位置決め装置１そのものは図２に示すような定盤２を母体として構成してある。定盤２は縦横比が例えば３ｍ×６ｍの大きさのものであり、図２に示すようにその盤面の縦方向および横方向のそれぞれに例えば２００ｍｍピッチで複数の溝３ａ，３ｂ‥を予め形成してあり、結果として盤面の全面に格子状の溝３ａ，３ｂ‥を形成してある。これらの溝３ａ，３ｂ‥は後述するようにボディＢを直接支えるロケータ治具５の位置決め基準部として機能することになる。
【００１６】
図１，２に示す定盤２の上には図３に示すような長方形のベースプレート４を所定のピッチで３〜４枚並べて位置決めしてあるとともに、各ベースプレート４には左右一対のロケータ治具５を搭載してある。ロケータ治具５はポスト６の上端にロケートピン７を備えているとともに、ポスト６の下端の台座部８を中間プレート９にボルト結合したものであって、その中間プレート９を複数のボルト１０とベースプレート４側のねじ穴１１にてそのベースプレート４に着脱可能に固定支持させてある。
【００１７】
ベースプレート４はプレート本体１２の長手方向の両端に一段低いジョッグル形状の着座フランジ部１３を形成してあるとともに、下面には後述するエア吹き出しのための複数枚のパッド１５を装着してある。
【００１８】
ベースプレート４の着座フランジ部１３は定盤２に対する着座面として機能するもので、その着座フランジ部１３には選択使用可能な複数の位置決め穴（ロケート穴）１６を横一連に形成してある。また、ベースプレート４のうちプレート本体１２の二箇所にも同様の位置決め穴（ロケート穴）１７を形成してある。そして、これらの位置決め穴１６および１７には図３のような位置決めピン（ロケートピン）１８が個別に挿入可能となっている。位置決めピン１８は後述するようにその胴部が円筒形状のものではあるものの、下端にはフラットな板状の二面幅部１８ｂを形成してあり、二面幅部１８ｂは先に述べた定盤２の溝３ａ，３ｂにはまり合う大きさに設定してある。
【００１９】
上記パッド１５は定盤２の盤面に向けて圧縮空気の吹き出しが可能な多孔質または多孔状のもので、エア注入口１９から導入した圧縮空気をパッド１５から定盤２の盤面に向けて吹き出すことにより、いわゆる空気軸受の原理をもって定盤２とベースプレート４との間の摩擦抵抗を低減させつつベースプレート４をわずかながら自己浮上させることが可能となっている。この機能は、上記のようにロケータ治具５を搭載したベースプレート４を定盤２上で移動させる際の操作力を軽減する上で有利となる。
【００２０】
このように構成された位置決め装置１によれば、図１に示すように左右一対のロケータ治具５が搭載された複数のベースプレート４を定盤２上に並べて、図３に示すように一枚のベースプレート４につき三本の位置決めピン１８を用いて定盤２に対して位置決めする。ここでは、図３においてベースプレート４の左右の着座フランジ部１３に形成された四つの位置決め穴１６の一群のうち一番奥部側のものを選択するとともに、プレート本体１２に形成された二つの位置決め穴１７のうち手前側のものを選択し、その選択した位置決め穴１６，１７に位置決めピン１８を挿入した上でその位置決めピン１８の二面幅部１８ｂを定盤２の溝３にはめ合わせて位置決めするものとする。
【００２１】
この場合において、位置決め穴１６側の二本の位置決めピン１８の二面幅部１８ｂを定盤２の横方向の溝３ａにはめ合わせれば、残りの位置決め穴１７側の位置決めピン１８の二面幅部１８ｂは縦方向の溝３ｂにはまり合うようにそれぞれの位置決め穴１６，１７の相対位置関係を予め設定してある。
【００２２】
こうすることにより、各ベースプレート４に搭載されたロケータ治具５のロケートピン７の三次元位置が正しく位置決めされたことになる。そして、図４に示すように、それらのロケートピン７に対して上方からセットされるボディＢ側のロケート穴、例えばフロアパネルのエンボス部Ｅに予め形成してあるロケート穴Ｐを嵌合させれば、ベースプレート４を定盤２に対してボルト等にて固定せずともそのボディＢを確実に位置決め支持することが可能となる。
【００２３】
ここで、ボディＢ側のロケート穴Ｐの数およびおおよその位置は車種の違いにかかわらずほぼ共通してはいても、ロケート穴Ｐの正確な位置は各車種ごとに微妙に相違している。また、各ベースプレート４は定盤２の溝３ａ，３ｂとそれにはまり合う位置決めピン１８とを基準にして位置決めされている故に、各ベースプレート４の位置、ひいては各ベースプレート４に搭載されたロケータ治具５のロケートピン７の位置、すなわち各ロケートピン７の少なくとも水平な二次元平面内での位置は、定盤２の溝３ａ，３ｂの位置およびそのピッチに依存していることになる。
【００２４】
このようなことから、ロケートピン７の正確な位置を各車種ごとのボディＢ側のロケート穴Ｐの位置に一致させる必要があること、およびロケートピン７の位置が定盤２上の溝３ａ，３ｂの位置およびそのピッチの制約を受けないように、ロケータ治具５のうちベースプレート４を除いた部分、すなわちロケートピン７を含むポスト６のほか場合によっては台座８や中間プレート９までも各車種ごとに専用のものを製作した上で、共通のベースプレート４を使用して定盤２に位置決めするものとする。
【００２５】
その一方、特定の車種のボディＢによっては例外的に車幅方向でのロケート穴Ｐ，Ｐ同士のピッチ（スパン）が極端に大きく、ベースプレート４に対するロケータ治具５の設置位置がそのベースプレート４内におさまらないことがある。
【００２６】
このような場合に備えて本実施の形態では、各ベースプレート４を車幅方向に拡張可能に構成してある。図５は先に述べた図１の構造を基本としながら各ベースプレート４を車幅方向に拡張し、その拡張した部分にロケータ治具５を搭載した平面図を示している。図１と図５とを比較すると明らかなように、図５では図１と比べロケータ治具５におけるロケートピン７，７同士の車幅方向での距離Ｗ２がＷ１よりも拡大化されている（Ｗ２＞Ｗ１）。
【００２７】
上記ベースプレート４の車幅方向での拡張に備えて、図６のほか図７に示すように、左右一対のロケータ治具５が搭載されるベースプレート４以外に左右一対のエクステンションブラケット２０を用意してある。なお、図６ではロケータ治具５を図示省略してある。
【００２８】
ここで、ベースプレート４およびエクステンションブラケット２０のより具体的な構造を図６，７のほか図８以下の図面を参照しながら説明する。
【００２９】
ベースプレート４には、先に述べた複数の位置決め穴１６および１７のほか、左右一対のロケータ治具５側の中間プレート９を固定するめの複数のねじ穴１１を形成してある。さらに図６では図示省略してるが、図７に示すようにベースプレート４の両端にはエクステンションブラケット２０を併用せずにロケータ治具５を位置決め固定する際に、ベースプレート４に対する中間プレート９の位置決め基準となる案内部材としてのキーブロック２１，２２を固定してある。このキーブロック２１，２２の位置は、ロケータ治具５側の中間プレート９がベースプレート４に対して着座する領域Ｑ１（図６〜８および図１０に斜線を付した部分）の直近位置に設定してある。
【００３０】
このため、エクステンションブラケット２０を併用せずに図３のようにロケータ治具５をベースプレート４に位置決め固定する際には、ロケータ治具５側の中間プレート９の二辺をキーブロック２１，２２に当接させれば中間プレート９側のボルト穴２３とベースプレート４側のねじ穴１１とが自律的に一致し、直ちにボルト１０を締め付けてロケータ治具５を固定することが可能となっている。
【００３１】
図６のベースプレート４に形成されたそれぞれの位置決め穴１６，１７は図９，１０および図１１に示すように溝２４付きのものであって（ただし、位置決め穴１６については同図では明示されていないが、位置決め穴１６の形状は後述する図１０に示すエクステンションブラケット２０側の位置決め穴２７と同じ形状である）、それぞれの方向性を持たせてある。他方、それらの位置決め穴１６，１７に挿入されることになる位置決めピン１８は、図１３に示すように位置決め穴１６，１７側の溝２４に係合可能な小径ピン１８ａを胴部に打ち込んであり、位置決め穴１６，１７と同様に方向性を持たせてある。この小径ピン１８ａは位置決めピン１８の下端の二面幅部１８ｂと同じ方向を指向していることから、二面幅部１８ｂが先に述べた定盤２側の溝３ａまたは３ｂに係合した場合に、その小径ピン１８ａの向きをもって二面幅部１８ｂが定盤２側の縦方向の溝３ａに係合したのか横方向の溝３ｂに係合したのかを特定できるようにしてある。
【００３２】
図６，７エクステンションブラケット２０はベースプレート４側の着座フランジ部１３に重合可能なジョッグル形状のものであって、ベースプレート４側と同形状の着座フランジ部２５のほか、そのベースプレート４側の重合フランジ部１３に重合可能な重合フランジ部２６を有している。重合フランジ部２６は後述するようにロケータ治具５側の中間プレート９が着座するのに十分な面積を有している。つまり、重合フランジ部２６にはロケータ治具５側の中間プレート９が着座可能な領域Ｑ２（図７，８および図１０に斜線を付した部分）を確保してある。
【００３３】
そして、エクステンションブラケット２０の着座フランジ部２５には、図１０に示すようにベースプレート４側の位置決め穴１６の一群と同じピッチで且つ同じサイズの複数の位置決め穴２７を形成してある。この位置決め穴２７の形状はベースプレート４側の位置決め穴１６，１７と同様に溝２４付きのものである。他方、エクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６にはベースプレート４側の位置決め穴１６の一群のうち両端の位置決め穴１６と同じピッチで且つ同じサイズのパイロット穴２８のほか、ベースプレート４側のねじ穴１１と同じ配置で且つ同じサイズの複数のねじ穴２９と、それとは別の複数のボルト穴３０をそれぞれ形成してある。なお、ベースプレート４側の着座フランジ部１３にも重合フランジ部２６側のボルト穴３０と同じ配列のねじ穴を予め形成してある。
【００３４】
したがって、ベースプレート４の着座フランジ部１３に対してエクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６を重合させれば、重合フランジ部２６側のパイロット穴２８をベースプレート４の着座フランジ部１３側の両側の位置決め穴１６と一致させることが可能であり、なお且つそれらのパイロット穴２８および位置決め穴１６に対してパイロットピン３１を挿入可能となっている。
【００３５】
また、エクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６にはベースプレート４側のキーブロック２１，２２と同じ配置で且つ同じサイズのキーブロック３２，３３を固定してあるとともに、図７，１０に示すようにベースプレート４側のキーブロック２１を受容してこれと係合可能な案内溝としての切欠溝３４を形成してある。エクステンションブラケット２０側のキーブロック３２，３３は、後述するようにベースプレート４を拡張するべくエクステンションブラケット２０を併用してロケータ治具５を位置決め固定する際に、エクステンションブラケット２０に対する中間プレート９の位置決め基準として機能することになる。
【００３６】
つまり、エクステンションブラケット２０を併用してロケータ治具５をそのエクステンションブラケット２０に位置決め固定する際には、ロケータ治具５側の中間プレート９の二辺をキーブロック３２，３３に当接させれば中間プレート９側のボルト穴２３とエクステンションブラケット２０側のねじ穴２９とが自律的に一致し、直ちにボルト１０を締め付けてロケータ治具５を固定することが可能となる。
【００３７】
したがって、ベースプレート４を拡張または延長するべくエクステンションブラケット２０を併用してロケータ治具５を定盤２上に位置決めする際には、図６，７に示すようにベースプレート４側のキーブロック２１とエクステンションブロック２０側の切欠溝３４との係合による案内効果をもってベースプレート４側の左右の着座フランジ部１３に対してその上方からそれぞれにエクステンションブラケット２０側の重合フランジ部２６を重ね合わせる。そして、ベースプレート４の着座フランジ部１３に形成してある両側の位置決め穴１６に対してエクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６に形成してあるパイロット穴２８を一致させ、それらの位置決め穴１６およびパイロット穴２８に共通のパイロットピン３１を打ち込む。これにより、ベースプレート４とその両側のエクステンションブラケット２０との相対位置決めがなされたことになり、最後にエクステンションブラケット２０側のボルト穴３０にボルト３５を挿入して締め込むことでベースプレート４と左右のエクステンションブラケット２０が位置決め固定されることになる。
【００３８】
このようにベースプレート４側のキーブロック２１とエクステンションブロック２０側の切欠溝３４との係合による案内効果のために、ベースプレート４とエクステンションブラケット２０との相対位置決めを自律的に行うことができ、作業性に優れたものとなる。
【００３９】
なお、図９から明らかなように、ベースプレート４側のパッド１５が定盤２に対する着座面として機能することから、ベースプレート４とエクステンションブラケット２０が位置決め固定された状態では、プレート本体１２およびエクステンションブラケット２０は定盤２から図９に示した微小量αだけ浮上することになるものの、両者が固定されていない状態ではエクステンションブラケット２０が上記微小量α分だけ下がり気味となる。そのため、上記のようなベースプレート４側の着座フランジ部１３とエクステンションブラケット２０側の重合フランジ部２６とを重ね合わせる際の作業性が悪くなる可能性がある。
【００４０】
そこで、定盤２とエクステンションブラケット２０側の着座フランジ部２５との間に所定厚みのシムプレートを介在させるとともに、その着座フランジ部２５の上に所定のウエイトを載せることにより、エクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６を浮き気味にして、ベースプレート４側の着座フランジ部１３とエクステンションブラケット２０側の重合フランジ部２６とを重ね合わせるようにすると良い。
【００４１】
こうしてベースプレート４とエクステンションブラケット２０とが実質的に一体化されたならば、図７に示すようにエクステンションブラケット２０の重合フランジ部２６にロケータ治具５を載せ、中間プレート９側のボルト穴２３と重合フランジ部２６側のねじ穴２９とを一致させた上で、ボルト１０を締め込んでロケータ治具５をエクステンションブラケット２０に固定する。
【００４２】
この後、エクステンションブラケット２０と一体化されて且つその上面にロケータ治具５が搭載されたベースプレート４を定盤２上の所定の位置まで移動させた上で、図３の場合と同様に三箇所の位置決め穴２７，１７（この場合にはベースプレート４とエクステンションブラケット２０とが実質的に一体化されているので、ベースプレート４側の位置決め穴１６に代えてエクステンションブラケット２０側の位置決め穴２７を使用する。）に図１３の位置決めピン１８を挿入しつつ、その位置決めピン１８の二面幅部１８ｂを定盤２側の溝３ａまたは３ｂにはめ合わせることでロケータ治具５の最終的な位置決めがなされることになる。
【００４３】
ここでは、図７において左右のエクステンションブラケット２０の着座フランジ部２５に形成された四つの位置決め穴２７の一群のうち一番奥部側のものを選択するとともに、プレート本体１２に形成された二つの位置決め穴１７のうち手前側のものを選択し、それぞれの位置決め穴２７，１７に位置決めピン１８を挿入した上でその位置決めピン１８の二面幅部１８ｂを定盤２の溝３ａまたは３ｂ３にはめ合わせて位置決めするものとする。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、左右一対のエクステンションブラケット２０を併用するだけで図１，５に示すように広狭二種類のロケータ治具５の配置に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る位置決め装置の概略構造を示す平面説明図。
【図２】図１の位置決め装置の母体となる定盤の要部斜視図。
【図３】図１に示したベースプレートとロケータ治具との関係を示す分解斜視図。
【図４】図３のロケータ治具におけるロケートピンとボディ側のロケート穴との関係を示す要部斜視図。
【図５】図１の位置決め装置を基本としてエクステンションブラケットを併用してロケータ治具を配置したときの平面説明図。
【図６】図５に示したベースプレートとエクステンションブラケットとの関係を示す分解斜視図。
【図７】図５に示したベースプレートとエクステンションブラケットおよびロケータ治具との関係を示す要部拡大分解斜視図。
【図８】図６，７に示したベースプレートとエクステンションブラケットの詳細を示す平面説明図。
【図９】図８の正面説明図。
【図１０】（Ａ）は図６，７に示したエクステンションブラケットの詳細を示す平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の正面説明図。
【図１１】図８のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図１２】図８のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図１３】図３，６，７に示した位置決めピンの詳細を示す図で、（Ａ）は一部破断正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の右側面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…位置決め装置
２…定盤
３ａ，３ｂ…溝
４…ベースプレート
５…ロケータ治具
７…ロケートピン
１５…パッド
１６…位置決め穴
１７…位置決め穴
１８…位置決めピン
２０…エクステンションブラケット
２１…キーブロック（案内部材）
３４…切欠溝（案内溝）
２８…パイロット穴
３１…パイロットピン
Ｐ…ロケート穴
Ｗ…ボディ（ワーク）
【図１】
0004985549.tif 000002
【図２】
0004985549.tif 000003
【図３】
0004985549.tif 000004
【図４】
0004985549.tif 000005
【図５】
0004985549.tif 000006
【図６】
0004985549.tif 000007
【図７】
0004985549.tif 000008
【図８】
0004985549.tif 000009
【図９】
0004985549.tif 000010
【図１０】
0004985549.tif 000011
【図１１】
0004985549.tif 000012
【図１２】
0004985549.tif 000013
【図１３】
0004985549.tif 000014