ワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法
【課題】形状の異なる複数のワーク毎に専用の受け駒を設定することなく、複数種のワークに対して位置決め支持できるようにする。
【解決手段】左右一対のアーム８の先端に設けた位置決め治具１００は、Ｘ方向に延びる第１の位置決めアーム１０１と、Ｙ方向に延びる第２の位置決めアーム１０３と、これら位置決めアーム１０１，１０３の交差部から上方に延びる位置決めピン１０５とを備える。第１，第２の位置決めアーム１０１，１０３の上面を第１の位置決め面とし、第１および第２の位置決めアーム１０１および１０３が互いに交差する部位近傍の側面を第２および第３の位置決め面とし、位置決めピン１０５を第４の位置決め部とする。
【解決手段】左右一対のアーム８の先端に設けた位置決め治具１００は、Ｘ方向に延びる第１の位置決めアーム１０１と、Ｙ方向に延びる第２の位置決めアーム１０３と、これら位置決めアーム１０１，１０３の交差部から上方に延びる位置決めピン１０５とを備える。第１，第２の位置決めアーム１０１，１０３の上面を第１の位置決め面とし、第１および第２の位置決めアーム１０１および１０３が互いに交差する部位近傍の側面を第２および第３の位置決め面とし、位置決めピン１０５を第４の位置決め部とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを位置決めするワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組立ラインには、車種毎に大きさや形状の異なる複数種類のワークが供給されることから、その複数種類のワークを位置決め支持して前記組立ライン上の組立工程や溶接工程などへ順次搬送させるワーク位置決め装置が使用されている。
【０００３】
このようなワーク位置決め装置には、例えば車種毎で大きさや形状の異なるワークを位置決めする必要があることから、多車種対応型のワーク位置決め装置が求められる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のワーク位置決め装置は、多種類のワークに対応した専用の受け駒を複数環状に配置したレボルバーユニットを設け、レボルバーユニットにおける必要とする受け駒を、シリンダで出没動作させることで、多種類のワークの位置決め支持を行うようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１９０１５７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、上記した従来のワーク位置決め装置にあっては、多種類のワーク毎に専用の受け駒を多数設定するために、大きな設置スペースが必要となり、対応できるワークの種類が限定されるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、多種類のワーク毎に専用の受け駒を設定することなく、多種類のワークに対して位置決め支持できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワークが当接して位置決めを行う第１の位置決め部と、この第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向に垂直な面と平行な方向からワークが当接して位置決めし、かつ、この当接方向を含む面に対して垂直な面が互いに交差する第２，第３の各位置決め部とをそれぞれ有する位置決め治具を備えることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、位置決め治具における第１の位置決め部および第２，第３の位置決め部からなる各位置決め部を、ワークの形状や大きさによって使い分けることで、多種類のワーク対し、それぞれ専用の受け駒を設定することなく位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係わるワーク位置決め装置１の斜視図である。このワーク位置決め装置１は、可動アームとなる左右一対のアーム８を備え、この各アーム８の先端に位置決め治具１００をそれぞれ設けており、後述する図１１および図１２に示すように、例えば自動車の車体パネル材で構成されるエンジンコンプリート４とリアメンバー５を位置決め支持する。
【００１１】
アーム８は、位置決めするワークの形状や大きさに合わせて第１の昇降駆動用モータ２２により、一対の位置決め治具１００が互いに接近離反する方向に下部側を支点として回動可能（図１８の矢印Ｄ方向）であるとともに、第２の昇降駆動用モータ３１により、図１中で上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。さらに、アーム８は、第２の昇降駆動用モータ３１を設置しているテーブル１０とともに図１中でＹ方向へ移動可能である。このようなアーム８の駆動機構については後述する。
【００１２】
アーム８の先端には、位置決め治具支持部材１２を介して前述した位置決め治具１００を設けており、図２（ａ）に位置決め治具１００の平面図を、図２（ｂ）に同側面図をそれぞれ示す。位置決め治具１００は、上記したＹ方向およびＺ方向にそれぞれに直交するＸ方向に延びる第１の位置決めアーム１０１と、第１の位置決めアーム１０１の長手方向適宜位置の両側からからＹ方向に延びる第２の位置決めアーム１０３と、これら各位置決めアーム１０１，１０３の交差部から上方（Ｚ方向）に延びる突起部としての位置決めピン１０５とをそれぞれ備えている。位置決めピン１０５は、第４の位置決め部を構成しており、その先端は球面としている。
【００１３】
第１の位置決めアーム１０１の位置決めピン１０５を境にして位置決め治具支持部材１２側を第１アーム基部１０７とし、これと反対側を第１アーム先端部１０９とする。また、第２の位置決めアーム１０３の位置決めピン１０５を境にして図２（ａ）中で下部側を第２アーム一方部１１１とし、同上部側を第２アーム他方部１１３とする。
【００１４】
上記した第１，第２の各位置決めアーム１０１，１０３は、いずれも四角柱形状を呈し、鉛直方向上面が互いに同一平面を形成しており、この同一平面が第１の位置決め部としての第１の位置決め面１００ａを構成している。この第１の位置決め面１００ａに、上方からワークが当接して、Ｚ方向の位置決めがなされる。
【００１５】
また、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム基部１０７と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム一方部１１１とが交差する部分の内側の側面１０７ａおよび側面１１１ａは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１６】
同様にして、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム基部１０７と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム他方部１１３とが交差する部分の内側の側面１０７ｂおよび側面１１３ａは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１７】
また、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム先端部１０９と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム一方部１１１とが交差する部分の内側の側面１０９ａおよび側面１１１ｂは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１８】
さらに、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム先端部１０９と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム他方部１１３とが交差する部分の内側の側面１０９ｂおよび側面１１３ｂは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１９】
上記図２に示したような位置決め治具１００によるワークに対する位置決め例を図３に示す。図３（ａ）は、ワークＷの下方に突出する凸部の底面Ｗａを、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させるとともに、同側面Ｗｂを、位置決めピン１０５の側部に当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向およびＸ方向の位置決めを実施している。
【００２０】
図３（ｂ）は、ワークＷの上記した凸部の底面Ｗａを、図３（ａ）と同様に、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させるとともに、底面Ｗａに形成した位置決め孔Ｗｃに位置決めピン１０５を挿入して、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向，Ｘ方向およびＹ方向の位置決めを実施している。
【００２１】
図３（ｃ）は、ワークＷの上記した凸部の側面Ｗｂを、第１アーム先端部１０９の先端面に当接させるとともに、ワークＷの一般面Ｗｄの下面に位置決めピン１０５の先端を当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向およびＸ方向の位置決めを実施している。
【００２２】
図３（ｄ）は、ワークＷの上記した凸部の底面Ｗａに下方に向けて突出するボルトＢを設け、このボルトＢの側面を、例えば第１アーム先端部１０９と第２アーム一方部１１１との交差する部位のそれぞれの側面１０９ａ，１１１ｂに当接させるとともに、ワークＷの底面Ｗａに位置決めピン１０５の先端を当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向，Ｘ方向およびＹ方向の位置決めを実施している。
【００２３】
図４は、前記図１に示した左右一対の位置決め治具１００を、図４中で上下方向に２組使用して、ワークＷに対して位置決めを実施している状態を平面図として示す。
【００２４】
図４（ａ）は、前記した図３（ａ）の位置決め方法を利用しており、各位置決め治具１００の位置決めピン１０５の側部を、ワークＷの角部内側の互いに直交する２つの側面（一方の側面は図３（ａ）の側面Ｗｂに相当）に当接させた状態で、ワークＷを各位置決め治具１００の第１の位置決め面１００ａに載せた状態としている。
【００２５】
具体的には、図４（ａ）中で左上の位置決め治具１００は、第１アーム先端部１０９および第２アーム他方部１１３上にワークＷを載せ、同左下の位置決め治具１００は、第１アーム先端部１０９および第２アーム一方部１１１上にワークＷを載せている。また、図４（ａ）中で右上の位置決め治具１００および同右下の位置決め治具１００は、上記した左上の位置決め治具１００および左下の位置決め治具１００に対してそれぞれ左右対称の動作を行う。
【００２６】
これにより、ワークＷは、図４（ａ）中でＸ方向、Ｙ方向および図４（ａ）中で紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００２７】
図４（ｂ）は、図中で上部の左右一対の位置決め治具１００を、前記した図３（ｂ）の位置決め方法に利用した例を示しており、位置決めピン１０５をワークＷの位置決め孔に挿入し、かつワークＷを第１の位置決め面１００ａに載せた状態としている。一方、図中で下部の左右一対の位置決め治具１００は、前記した図３（ａ）の位置決め方法に利用した例を示しており、ワークＷを第１アーム先端部１０９上の第１の位置決め面１００ａに載せた状態とすると同時に、位置決めピン１０５の一側部をワークＷの側面に当接させている。
【００２８】
これにより、ワークＷは、上部の左右一対の位置決め治具１００により、図４（ｂ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされ、また下部の左右一対の位置決め治具１００により、Ｘ方向およびＺ方向の位置決めがなされる。
【００２９】
図４（ｃ）は、図中で上部および下部の各一対の位置決め治具１００を、前記した図３（ｄ）の位置決め方法に利用した例を示している。
【００３０】
このうち、図４（ｃ）中で上部の一対の位置決め治具１００は、ワークＷの下面に図中で紙面裏側に向けて突出したボルトＢの側部を、第１アーム先端部１０９の側面１０９ｂと第２アーム他方部１１３の側面１１３ｂに当接させるとともに、位置決めピン１０５の先端をワークＷの底面（図３（ｄ）の底面Ｗａに相当）に当接させ、これにより、ワークＷは、図４（ｃ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００３１】
一方図４（ｃ）中で下部の一対の位置決め治具１００は、ワークＷの下面に図中で紙面裏側に向けて突出したボルトＢを、第１アーム先端部１０９の側面１０９ａと第２アーム一方部１１１の側面１１１ｂに当接させるとともに、位置決めピン１０５の先端をワークＷの底面（図３（ｄ）の底面Ｗａに相当）に当接させ、これにより、ワークＷは、図４（ｃ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００３２】
もちろん、上記した位置決め治具１００によって位置決めするワークＷは、図４に示す形状や大きさに限ることはなく、各種形状や大きさのワークに対し、位置決め治具１００を用い、図３に示したような各種の方法を利用して位置決め支持することができる。
【００３３】
上記したような本実施形態による位置決め治具１００を使用し、ワークＷのＺ方向の位置決めを行う第１の位置決め面１００ａと、同Ｙ方向の位置決めを行う第２の位置決め面となる側面１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂと、同Ｘ方向の位置決めを行う第３の位置決め面となる側面１１１ａ，１１３ａ，１１１ｂ，１１３ｂと、第４の位置決め部となる位置決めピン１０５とを、ワークＷの形状や大きさによって適宜使い分けることで、多種類のワークに対し、それぞれ専用の受け駒を設定することなく、また大きな設置スペースを必要とすることなく、位置決めすることができる。
【００３４】
なお、上記した位置決め具１００を利用してワークＷの位置決めを行う際には、第１の位置決め面１００ａと、第２の位置決め面となる側面１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂと、第３の位置決め面となる側面１１１ａ，１１３ａ，１１１ｂ，１１３ｂと、第４の位置決め部となる位置決めピン１０５の４つの位置決め部のうちの少なくとも２つの位置決め部を、ワークＷの対応する部位に当接させて位置決めし、かつ左右一対の位置決め治具１００相互間、あるいは複数のワーク位置決め装置１相互間で、使用する位置決め部を適宜変化させることで、ワークＷに対してＸ，Ｙ，Ｚの３方向の位置決めを行うことができる。
【００３５】
また、専用の受け駒を多数設ける必要がないことから、ワークＷに対し溶接作業を行うような場合に、ワークＷの溶接打点部に溶接ガンが入り込むスペースを確保することができる。
【００３６】
さらに、自動車の車体パネル材を位置決めするような場合に、車種追加毎に、専用の受け駒を追加して位置決め装置自体を見直すような不具合も防止することができ、従来車種に対応する受け駒を再製作するといったことも不要であり、車種追加の構想、設計、製作、組み付け、修正、確認工数を大幅に低減することができる。
【００３７】
なお、前記図２に示した形状の位置決め治具１００の他、図５に示すようなＬ形状の位置決め治具２００を用いることもできる。図６（ａ）は、位置決め治具２００の平面図、図６（ｂ）は、同側面図である。
【００３８】
図５，図６に示した位置決め治具２００は、前記したＸ方向に延びる第１の位置決めアーム２０１と、第１の位置決めアーム２０１の先端からＹ方向の一方側に延びる第２の位置決めアーム２０３と、第１の位置決めアーム２０１と第２の位置決めアーム２０３との交差部の上面からＺ方向上方に延びる突起部としての位置決めピン２０５とを、それぞれ備えている。
【００３９】
第１，第２の各位置決めアーム２０１，２０３は、図２のものと同様に四角柱形状を呈し、その各Ｚ方向上面が、互いに同一平面を形成しており、この同一平面が第１の位置決め部としての第１の位置決め面２００ａを構成している。この第１の位置決め面２００ａに上方からワークの一部位が当接して位置決めされる。
【００４０】
また、第１の位置決めアーム２０１と第２の位置決めアーム２０３とが交差するそれぞれの内側の側面２０１ａおよび側面２０３ａは、第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００４１】
なお、上記図５の形状に代えて、第２の位置決めアーム２０３を、第１の位置決めアーム２０１に対して図５とは逆の方向に屈曲するＬ字形状としてもよく、また第２の位置決めアーム２０３を、第１の位置決めアーム２０１の先端から左右両方に突出させてＴ字形状としてもよく、その他、ワークに対する前記した第１〜第４の各位置決め部を備える構成であれば、上記の形状に限定されるものではない。
【００４２】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、図１の位置決め治具１００における位置決めピン１０５近傍の第１アーム基部１０７の上面に溝１１５を設け、パネル状のワークＷの縁部Ｆを挿入して位置決めするようにしてもよい。この溝１１５は、図５，図６に示した位置決め治具２００における位置決めピン２０５近傍の第１の位置決めアーム２０１上に設けてもよい。
【００４３】
上記図５，６に示した位置決め治具２００あるいはその他の上記した形状の位置決め治具を、前記図１におけるアーム８の先端に設けることで、図３，図４に示したような各パターンの位置決め作業を行うことができる。この際、位置決め治具は、左右一対のアーム８に同一形状のものを設置する必要はなく、異なる形状のものを適宜設けるようにしてもよく、また、後述する図１１，図１２に示すように、本ワーク位置決め装置１をワーク搬送方向に複数設置する際、これら各ワーク位置決め装置１相互間で、異なる形状の位置決め治具を用いてもよい。
【００４４】
図８（ａ）は、図２の位置決め治具１００に対し、前記図３（ａ）での使用例の変形例を示す位置決め治具３００である。図８（ｂ）は図８（ａ）のワークＷを省略した状態のＡ矢視図である。この位置決め治具３００は、第１アーム先端部１０９の位置決めピン１０５に近接する位置に、位置決め部材として環状の薄板からなる板ばね１１７を取り付けている。
【００４５】
この環状の板ばね１１７にアーム部となる第１アーム先端部１０９を遊嵌状に挿入し、板ばね１１７の図８（ａ）中で右側の一側部を位置決めピン１０５に接触させた状態で、板ばね１１７の下部を第１アーム先端部１０９の下面にボルト１１９で固定する。これにより、板ばね１１７の上部と第１アーム先端部１０９との間に、板ばね１１７が弾性変形する際の変形空間１２１を設ける。
【００４６】
図８（ａ）の構成で、図３（ａ）と同様にしてワークＷの位置決めを行う際には、ワークＷの下方に突出する凸部の底面Ｗａを、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させた状態で、同側面Ｗｂを、板ばね１１７の位置決めピン１０５と反対側の側部に当接させる。
【００４７】
これにより、図３（ａ）のワークＷに対してその側面Ｗｂの位置が、図３（ａ）中で左右方向（Ｘ方向）に異なるワークに対して位置決め作業を行うことができる。
【００４８】
また、図８の位置決め治具３００を利用して、図９（ａ）に示すように、図３（ａ）と同等の位置決め作業を行うこともできる。図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ矢視図である。
【００４９】
すなわち、ワークＷを板ばね１１７の上から第１アーム先端部１０９上に載置して板ばね１１７を押し潰すように弾性変形させる。この際、第１アーム先端部１０９上には、板ばね１１７の上部が入り込む凹部１２３を形成してあり、この凹部１２３に板ばね１１７が入り込むことで、ワークＷの底面Ｗａが第１アーム先端部１０９の上面、すなわち第１の位置決め面１００ａに当接することになる。
【００５０】
図１０は、図８の例に対し、板ばね１１７（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ）を位置決めピン１０５から離れる方向に複数並べて配置した位置決め治具４００を示している。例えば、図１０（ａ）のように、位置決めピン１０５から最も離れた位置にある板ばね１１７ａを、図９と同様にして押し潰して弾性変形させ、ワークＷの底面Ｗａを第１の位置決め面１００ａに当接させる。この際、ワークＷの側面Ｗｂは中央位置にある板ばね１１７ｂの側部に当接する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ矢視図である。
【００５１】
このように、板ばね１１７を複数設けることで、側面Ｗｂの位置が各種異なるワークＷに対して位置決めすることができる。
【００５２】
図１１は、位置決めピン１０５に隣接する環状の板ばね１１７ｆの内側に、板ばね１１７ｆより環状部分の直径が小さく、かつ図１１（ａ）中で左右方向の長さが長い環状の板ばね１１７ｅを配置し、さらに板ばね１１７ｅの内側に、板ばね１１７ｅより環状部分の直径が小さく、かつ図１１（ａ）中で左右方向の長さが長い環状の板ばね１１７ｄを配置した位置決め治具５００を示している。これら各板ばね１１７ｅ、１１７ｄは、位置決めピン１０５と反対側の端部が前記板ばね１１７ｆの同端部から突出する第２の環状の板ばねを構成している。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ矢視図である。
【００５３】
そして、ボルト１１９ａで３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄを同時に固定し、またボルト１１９ｂで２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄを同時に固定し、さらに、ボルト１１９ｃで板ばね１１７ｄのみを固定している。
【００５４】
図１１（ａ），（ｂ）で示す状態は、２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄを同時に押し潰して弾性変形させており、２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄが凹部１２５に入り込み、ワークＷの底面Ｗａが、第１アーム先端部１０９の上面、すなわち第１の位置決め面１００ａに当接している。
【００５５】
また、ワークＷの側面Ｗｂを位置決めピン１０５の側部に当接させる場合には、３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄを同時押し潰すので、上記した凹部１２５は、これら３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄが入り込む深さとなるように、前記図１０の凹部１２３に比べて深く形成してある。
【００５６】
上記した図１１の例では、図１０の例と異なり、単に複数の板ばねを並べただけではなく、板ばね１１７ｆの内側に位置する板ばね１１７ｅや１１７ｄの図１１（ａ）中で左右方向の長さ（幅）を適宜設定することで、板ばね１１７ｅについては板ばね１１７ｆからの左方向への突出量を微少に設定でき、また板ばね１１７ｄについては板ばね１１７ｅからの左方向への突出量を微少に設定できる。
【００５７】
これにより、ワークＷの側面Ｗｂの図１１（ａ）中で左右方向の位置が僅かに異なるワークＷに対しての位置決めが行える。このような側面Ｗｂの位置が僅かに異なるワークＷを、図１０の例で実施しようとすると、各板ばね１１７ｂ，１１７ａの幅寸法（図１０（ａ）中で左右方向の幅）をより小さいものとする必要があるので、板ばねの製造が困難なのものとなるが、上記した図１１の例では、このような問題が発生することなく、対応することができる。
【００５８】
上記したような位置決め治具１００（２００，３００，４００，５００）を備えたワーク位置決め装置１は、図１２および図１３に示すように、自動車の車体組立ライン上に平行に配置（敷設）された一対の搬送用レール２、２に沿ってスライド自在とされるベースプレート３上に配置される。図２では、搬送用レール２、２は図示を省略してある。
【００５９】
ここでは、４台のワーク位置決め装置１を各ベースプレート３上に配置させ、それらワーク位置決め装置１のそれぞれを、自動車一台分となるエンジンコンプリート４とリアメンバー５（ワーク）を位置決め支持することのできる適正な位置となるように搬送用レール２、２に沿って移動させ、当該ワーク位置決め装置１でこれらエンジンコンプリート４とリアメンバー５とを位置決め支持させる。そして、これらワーク位置決め装置１を、前記組立ラインに設けられた組立工程や溶接工程などの各工程へと順次搬送させるようにする。具体的には、隣接する工程間で前工程から後工程へワークを支持して搬送させる。
【００６０】
前記ワーク位置決め装置１を載せた４台のベースプレート３は、前記一対の搬送用レール２、２間に配置（敷設）された連結棒６で連結されて一つの装置ユニットを構成し、図示を省略する駆動制御部で駆動制御されることにより、それらが一体となって搬送用レール２、２に沿って、ワークに対して各種加工を行う各ワーク加工工程間を往復動自在とされる。連結棒６は、例えば断面略矩形状の中空パイプとされ、ボルト・ナットなどの締結手段で各ベースプレート３の下面に固定される。
【００６１】
なお、前記搬送用レール２、２の下には、この搬送用レール２、２を支えるためのレール受け台７、７がフロア上に固定されている。
【００６２】
ワーク位置決め装置１は、図１，図１４および図１５に示すように、エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決めして支持するワーク位置決め治具１００と、この位置決め治具１００を先端部に取り付けた前述の２組のアーム８、８と、このアーム８、８の基端部８ａを中心として該アーム８、８を閉じた状態と開いた状態に開閉自在とし、該アーム８、８の先端部に取り付けた前記位置決め治具１００をエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の被係合部と係合可能な位置までアーム８、８を外側に開いた係合位置と該係合位置からアーム８、８を内側に閉じた非係合位置にそれぞれ配置させるアーム開閉手段と、前記位置決め治具１００、アーム８、８及びアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部９全体を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５に対して接近離反させる昇降手段と、前記ワーク位置決め機構部９及び前記昇降手段を載せたテーブル１０を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決め支持する位置へと移動させる移動手段とを備えている。
【００６３】
アーム８、８は、図１６示すように、ワーク搬送方向（Ｙ方向）から見て平面視くの字形状とされた２組のアーム８、８からなる。各組のアーム８、８は、それぞれ第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂの２本で構成されている。第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂは、後述するワーク位置決め機構部９を構成する部品の一つであるアーム取付プレート１３（図１７を参照）に対して可動自在に取り付けられている。
【００６４】
すなわち、第１アーム８Ａは、アーム取付プレート１３に固定された支持軸１４にその基端部８ａを回転自在に取り付けることにより、該支持軸１４を中心として可動自在とされる。第２アーム８Ｂは、前記アーム取付プレート１３と連結されるアーム支持プレート１５との間に固定されたシャフト１６にその基端部８ａを回転自在に取り付けることにより、該シャフト１６を中心として可動自在とされる。
【００６５】
また、この第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂの先端部８ｂは、何れも位置決め治具支持部材１２に所定間隔を置いて取り付けられた支持軸１７に対して回動自在とされている。したがって、この２本の第１アーム８Ａと第２アーム８Ｂからなるアーム８は、いわゆる平行リンク機構とされ、その先端部８ｂに取り付けた位置決め治具支持部材１２を常に水平状態を保った状態に支持すると共に、その位置決め治具支持部材１２に固定された位置決め治具１００における位置決めピン１０５の先端を常に上方に向けた状態を保つ。
【００６６】
アーム開閉手段は、図１６及び図１７に示すように、第１アーム８Ａの先端部８ｂと基端部８ａの中途位置に一端１８ａを連結させたリンク部材１８と、このリンク部材１８の他端１８ｂを連結させた昇降部材１９と、該昇降部材１９を上下動させてこの昇降部材１９に連結させたリンク部材１８を回動させることにより、該リンク部材１８に連結された前記第１アーム８Ａを開閉自在とする昇降部材駆動機構部とからなる。
【００６７】
リンク部材１８は、第１アーム８Ａの基端部８ａ寄りの位置に固定された支持軸２０にその一端１８ａを回動自在に取り付けることにより、該支持軸２０を中心として可動自在とされる。また、このリンク部材１８は、昇降部材１９に固定された支持軸２１の先端にその他端１８ｂを回動自在に取り付けることにより、該支持軸２１を中心として可動自在とされる。
【００６８】
昇降部材駆動機構部は、昇降部材１９を上下動させるための第１の昇降駆動用モータ２２と、この第１の昇降駆動用モータ２２の動力を伝達する一対の第１のプーリー２３、２３と、これら第１のプーリー２３、２３間に掛けられた第１の駆動ベルト２４と、一方の第１のプーリー２３に基端部を固定させて回転する第１のボールねじ２５と、昇降部材１９を一面に固定し、該第１のボールねじ２５に沿って上下動する第１のナット部材２６とから構成される。
【００６９】
第１の昇降駆動用モータ２２は、昇降テーブル２７に固定され、一対の第１のプーリー２３、２３間に掛けられた第１の駆動ベルト２４を介して回転力を伝達し、その一方の第１のプーリー２３に固定された第１のボールねじ２５を正逆方向に回転させることにより、この第１のボールねじ２５に螺合する第１のナット部材２６を上下動させて、該第１のナット部材２６に固定した昇降部材１９を昇降動させる。かかる第１の昇降駆動用モータ２２は、例えばステッピングモータなどから構成され、駆動制御部に指示されることによって前記昇降部材１９を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。
【００７０】
第１のプーリー２３、２３及び第１の駆動ベルト２４は、昇降テーブル２７の内部に回転自在に配置されている。第１のボールねじ２５及び第１のナット部材２６は、昇降テーブル２７に垂直に固定された四角柱形状をなす第１のガイド支柱２８の中に設けられている。第１のナット部材２６は、その殆どの部位がこの第１のガイド支柱２８で覆われるが、昇降部材１９を取り付ける側の一面は外側へ突出している。この第１のナット部材２６には、第１のボールねじ２５と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第１のボールねじ２５が回転することで、第１のナット部材２６がこの第１のボールねじ２５に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。
【００７１】
このように構成されたアーム開閉手段では、エンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持する前の待機状態（図１５及び図１８に示す状態）では、２組のアームが交差して各アーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００を該アーム８、８の内側の位置に配置させた状態とされる。つまり、位置決め治具１００は、外側に配置された第２アーム８Ｂの先端部８ｂの内側に位置し、ワーク位置決め装置１の両側に配置された各工程で使用される治具２９、３０などと接触しないように待避した位置に設けられる。
【００７２】
この待機状態から駆動制御部より指令を受けて第１の昇降駆動用モータ２２が駆動し、第１のプーリー２３、２３及び第１の駆動ベルト２４を介して第１のボールねじ２５が回転させられると、この第１のボールねじ２５に螺合する第１のナット部材２６が上方位置へと送られる（上昇させられる）。このとき、第１のナット部材２６に固定された昇降部材１９も一緒に上昇するが、その昇降部材１９の上昇に伴って、この昇降部材１９に固定された支持軸２１に回動自在に取り付けられるリンク部材１８が、該支持軸２１に取り付けられた他端１８ｂを中心として図１８中矢印Ｄで示す方向へ回動して行き、その一端１８ａに連結した第１アーム８Ａを外側へ開くように回動させて行く。かかる第１アーム８Ａが外側へ開くように回動すると、この第１アーム８Ａの先端部８ｂに固定された位置決め治具支持部材１２に連結される第２アーム８Ｂもこれに連動して外側へ一緒に回動する。
【００７３】
そして、２組のアーム８、８は、図１６及び図２０に示すように、右側と左側にそれぞれ外側へ大きく羽ばたくようにして開き、各アーム８、８の先端部８ｂに取り付けた位置決め治具１００を、該アーム８、８の先端部８ｂからさらに外側に配置させるようになる。これらアーム８、８が回動する一連の状態では、平行リンク機構を構成する第１アーム８Ａと第２アーム８Ｂにより、位置決め治具支持部材１２は、常に位置決め治具１００を真上に保持した水平状態を保ちながら移動する。そのため、このアーム８、８の開き角度に拘わらず、どの状態でもエンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持することのできる状態とされ、大きさや形状の異なるワークに対してもこの１つ位置決め治具１００だけで位置決め支持することができる。
【００７４】
昇降手段は、図１及び図１４に示すように、前記した位置決め治具１００、アーム８、８及びアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部９全体を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５に対して接近離反させるためのものであり、前記ワーク位置決め機構部９を上下動させるための第２の昇降駆動用モータ３１と、この第２の昇降駆動用モータ３１の動力を伝達する一対の第２のプーリー３３、３３と、これら第２のプーリー３３、３３間に掛けられた第２の駆動ベルト３４と、一方の第２のプーリー３３に基端部を固定させて回転する第２のボールねじ３５と、前記したアーム取付プレート１３を一面に固定し、該第２のボールねじ３５に沿って上下動する第２のナット部材３６とから構成される。
【００７５】
第２の昇降駆動用モータ３１は、前記したテーブル１０上に固定されている。この第２の昇降駆動用モータ３１は、一対の第２のプーリー３３、３３間に掛けられた第２の駆動ベルト３４を介して回転力を伝達し、その一方の第２のプーリー３３に固定された第２のボールねじ３５を正逆方向に回転させることにより、この第２のボールねじ３５に螺合する第２のナット部材３６を上下動させて、該第２のナット部材３６に固定したワーク位置決め機構部９全体を昇降動させる。この第２の昇降駆動用モータ３１は、第１の昇降駆動用モータ２２と同様、ステッピングモータからなり、駆動制御部に指示されることによって前記ワーク位置決め機構部９を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。
【００７６】
第２のプーリー３３、３３及び第２の駆動ベルト３４は、テーブル１０に垂直に固定された四角柱形状をなす第２のガイド支柱３８の下端に設けられたケース３９内に配置されている。この第２のガイド支柱３８の中には、前記第２のボールねじ３５と前記第２のナット部材３６とが配置されている。第２のナット部材３６には、第２のボールねじ３５と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第２のボールねじ３５が回転することで、第２のナット部材３６がこの第２のボールねじ３５に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。
【００７７】
このように構成された昇降手段では、第２の昇降駆動用モータ３１が駆動し、第２のプーリー３３、３３及び第２の駆動ベルト３４を介して第２のボールねじ３５が回転させられると、この第２のボールねじ３５に螺合する第２のナット部材３６が上下方向に送られる（昇降動させられる）。したがって、この第２のナット部材３６に前記アーム取付プレート１３を固定させたワーク位置決め機構部９は、図１８に示す下端まで下降させた待機位置と図１７に示す所定位置まで上昇させた係合位置との間を昇降動することになる。
【００７８】
移動手段は、前記ワーク位置決め機構部９及び前記昇降手段を載せたテーブル１０を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決め支持するワーク支持位置へと移動させるためのもので、テーブル１０をスライド自在とする一対の移動用レール３７、３７と、ラックギア４０が形成されたラックレール４１と、テーブル１０に固定されたテーブル移動用モータ４２と、このテーブル移動用モータ４２に取り付けられ、ラックギア４０と歯合して前記テーブル１０を移動させるピニオンギア４３とからなる。
【００７９】
移動用レール３７、３７は、４個のベースプレート３を橋渡しするように連続して設けられ、該ベースプレート３上に固定されたレール基盤４４の上に固定されている。ラックレール４１は、一方の移動用レール３７に近接して設けられ、前記レール基盤３上に固定されている。このラックレール４１には、その長手方向に沿ってラックギア４０が形成されている。テーブル移動用モータ４２は、前記テーブル１０に固定され、そのテーブル１０の下面に突き出たピニオンギア４３を前記ラックギア４０に歯合させて回転させることで、前記テーブル１０を移動用レール３７、３７に沿って往復動自在とする。なお、テーブル移動用モータ４２は、制御部で制御可能なステッピングモータからなる。
【００８０】
本実施の形態では、テーブル移動用モータ４２を駆動してワーク位置決め機構部９及び昇降手段を載せた各テーブル１０を、少なくともそれぞれのワーク支持位置まで移動できれば良いが、必要に応じてこれら各テーブル１０を一個所の位置に集合させて移動させることもできる。
【００８１】
次に、上述のように構成されたワーク位置決め装置１でワーク（エンジンコンプリート４及びリアメンバー５）を位置決め支持し、そのワークを搬送する動作について説明する。
【００８２】
先ず、テーブル移動用モータ４２を駆動し、ラックギア４０と歯合するピニオンギア４３を回転させることにより、前記テーブル１０を前記移動用レール３７、３７に沿って移動させる。かかるテーブル１０は、その上に設けたワーク位置決め機構部９が、図１２及び図１３に示す位置にセットされたエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の下方位置と対応するワーク支持位置と対応する位置まで移動される。
【００８３】
次に、第２の昇降駆動用モータ３１を駆動し、図１５のアーム８、８が閉じた待機状態から該アーム８、８が閉じた状態を保持したままの状態で、第２のナット３６を上昇させることにより、前記ワーク位置決め機構部９を周囲の治具２９、３０などと干渉しない位置まで上昇させる。
【００８４】
次いで、第１の昇降駆動用モータ２２を駆動し、第１のナット部材２６を上昇させることにより前記したリンク部材１８を回動させ、閉じた状態にある２組のアーム８、８をそれぞれ図１５中二点鎖線で示すように外側へ開かせる。
【００８５】
そして、各アーム８、８の位置決め治具１００、１００における複数の位置決め部（第１の位置決め面１００ａや位置決めピン１０５など）がエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の被係合部と適宜係合可能位置となったところで、再び第２の昇降駆動用モータ３１を駆動してワーク位置決め機構部９を上昇させ、前記位置決め治具１００でエンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持させる。
【００８６】
この位置決め支持は、前述した図３、図４に示したようなワークＷの形状や大きさに応じた各種の方法を利用して適宜行うことができる。
【００８７】
エンジンコンプリート４及びリアメンバー５をワーク位置決め機構部９で位置決め支持したら、図示しない駆動源を駆動して連結棒６で連結した４台のベースプレート３を前記搬送用レール２、２に沿って移動させ、エンジンコンプリート４及びリアメンバー５を、隣接する次の工程（後工程）へと搬送させる。ワーク搬送後の回送は、前記した動作の逆の動作を行い、アーム８、８を閉じた状態に戻すと共にワーク位置決め機構部９を待機位置として隣接する前の工程（前工程）へと回送させる。
【００８８】
本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、エンジンコンプリート４やリアメンバー５などのワークを位置決めして支持する位置決め治具１００をアーム８、８の先端部に取り付け、そのアーム８、８を閉じた状態と開いた状態に開閉自在として該位置決め治具１００を係合位置と非係合位置にそれぞれ配置させ、また、位置決め治具１００をワークに対して接近離反させるようにしたので、車種毎に大きさや形状の異なるワークに対して前記アーム８、８の開き度合いと位置決め治具１００の昇降位置とを適宜調整することにより、多車種に応じた複数種類のワークを、専用のワーク受け部やシリンダを使用することなく位置決め支持することができる。
【００８９】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、ワーク搬送終了後に非係合位置でアーム８、８を閉じた状態とし、そのアーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００をワークより離反させた位置まで下降させて待機しておけば、ワーク受取位置（前工程）まで回送する際に組立ライン上の各工程に配置された治具２９、３０などと干渉するのを防止できる。
【００９０】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、昇降部材１９の上下動に連動させてリンク部材１８を回動させることによりアーム８、８を開閉自在とするリンク機構でアーム開閉手段を構成したので、異なる大きさや形状の複数種類のワークに対しても、そのアーム８、８の開き角度を適宜調整することで、簡単にワークを位置決め支持することができる。
【００９１】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、アーム８、８を閉じたときにそれら２組のアーム８、８が交差して各アーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００をアーム８、８の先端部の内側の位置に配置させたことから、前工程へと回送させる際に、その周囲に配置させた治具２９、３０などにアーム８、８が接触するのを防止できる。
【００９２】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、各組のアーム８、８を、それぞれ２本のアームにていわゆる平行リンク機構としたので、位置決め治具１００を常に水平に保つことができる。そのため、アーム８、８の開き角度の大小に拘わらず位置決め治具１００が常に水平であるから、複数種類のワークでも容易に位置決め支持することができる。
【００９３】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、ワーク位置決め機構部９及び昇降手段を載せたテーブル１０をワーク支持位置へと移動させる移動手段を、テーブル移動用モータに設けたピニオンギア４３とラックギア４０とを歯合させることにより前記移動用レール３７、３７に沿って該テーブル１０を移動自在とする構成としたので、従来からある移動手段を使用した低コストの装置とすることができる。さらに、移動用レール３７、３７をレール基盤４４と共に４個のベース３を橋渡しするように連続して設けたので、装置ユニット全体の剛性部材として機能させることができ、他の構成部材の板厚低減など軽量化が可能となる。
【００９４】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、テーブル１０を含めた装置全体を配置したベースプレート３の複数個を連結手段で連結してなる装置ユニットを、各ワーク加工工程間を往復動させているので、各ベースプレート３毎に移動させる面倒な制御をする必要が無い。
【００９５】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎないからこれら実施の形態に、本発明が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態に係わるワーク位置決め装置の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のワーク位置決め装置に使用する位置決め治具の平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】図２の位置決め治具によるワークに対する各種位置決め例を示す説明図である。
【図４】図３の位置決め例をより具体的に示した平面図である。
【図５】位置決め治具の他の例を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図５の位置決め治具の平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図７】（ａ）は図２の位置決め治具における第１アーム基部の上面に溝を設けた例を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図８】（ａ）は位置決め治具のさらに他の例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図９】（ａ）は図８の位置決め治具による他のワークを位置決めする際の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図１０】（ａ）は図８の位置決め治具の変形例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図１１】（ａ）は図８の位置決め治具のさらに変形例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。
【図１２】図１のワーク位置決め装置を複数用いてワークを位置決め支持した状態を示す側面図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】図１のワーク位置決め装置の側面図である。
【図１５】図１のワーク位置決め装置の正面図である。
【図１６】図１本実施の形態のワーク位置決め装置の要部を示す斜視図である。
【図１７】図１のワーク位置決め装置におけるアーム開閉手段の一部を取り出して示す斜視図である。
【図１８】アームが閉じた待機状態におけるワーク位置決め装置の正面図である。
【図１９】アームが開いた係合状態におけるワーク位置決め装置の正面図である。
【図２０】アームが開いた係合状態におけるワーク位置決め装置の平面図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｗ ワーク
Ｆ ワークの縁部
１ ワーク位置決め装置
８ アーム（可動アーム）
１００ａ 第１の位置決め面（第１の位置決め部）
１０５ 位置決めピン（第４の位置決め部）
１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂ 側面（第２の位置決め面，第２の位置決め部）
１１１ａ，１１１ｂ，１１３ａ，１１３ｂ 側面（第３の位置決め面，第３の位置決め部）
１１５ ワークの縁部を挿入する溝
１１７（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｆ） 環状の板ばね（位置決め部材）
１１７（１１７ｄ，１１７ｅ） 第２の環状の板ばね（位置決め部材）
１２１ 板ばねが弾性変形する際の変形空間
１２３，１２５ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを位置決めするワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組立ラインには、車種毎に大きさや形状の異なる複数種類のワークが供給されることから、その複数種類のワークを位置決め支持して前記組立ライン上の組立工程や溶接工程などへ順次搬送させるワーク位置決め装置が使用されている。
【０００３】
このようなワーク位置決め装置には、例えば車種毎で大きさや形状の異なるワークを位置決めする必要があることから、多車種対応型のワーク位置決め装置が求められる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のワーク位置決め装置は、多種類のワークに対応した専用の受け駒を複数環状に配置したレボルバーユニットを設け、レボルバーユニットにおける必要とする受け駒を、シリンダで出没動作させることで、多種類のワークの位置決め支持を行うようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１９０１５７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、上記した従来のワーク位置決め装置にあっては、多種類のワーク毎に専用の受け駒を多数設定するために、大きな設置スペースが必要となり、対応できるワークの種類が限定されるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、多種類のワーク毎に専用の受け駒を設定することなく、多種類のワークに対して位置決め支持できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワークが当接して位置決めを行う第１の位置決め部と、この第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向に垂直な面と平行な方向からワークが当接して位置決めし、かつ、この当接方向を含む面に対して垂直な面が互いに交差する第２，第３の各位置決め部とをそれぞれ有する位置決め治具を備えることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、位置決め治具における第１の位置決め部および第２，第３の位置決め部からなる各位置決め部を、ワークの形状や大きさによって使い分けることで、多種類のワーク対し、それぞれ専用の受け駒を設定することなく位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係わるワーク位置決め装置１の斜視図である。このワーク位置決め装置１は、可動アームとなる左右一対のアーム８を備え、この各アーム８の先端に位置決め治具１００をそれぞれ設けており、後述する図１１および図１２に示すように、例えば自動車の車体パネル材で構成されるエンジンコンプリート４とリアメンバー５を位置決め支持する。
【００１１】
アーム８は、位置決めするワークの形状や大きさに合わせて第１の昇降駆動用モータ２２により、一対の位置決め治具１００が互いに接近離反する方向に下部側を支点として回動可能（図１８の矢印Ｄ方向）であるとともに、第２の昇降駆動用モータ３１により、図１中で上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。さらに、アーム８は、第２の昇降駆動用モータ３１を設置しているテーブル１０とともに図１中でＹ方向へ移動可能である。このようなアーム８の駆動機構については後述する。
【００１２】
アーム８の先端には、位置決め治具支持部材１２を介して前述した位置決め治具１００を設けており、図２（ａ）に位置決め治具１００の平面図を、図２（ｂ）に同側面図をそれぞれ示す。位置決め治具１００は、上記したＹ方向およびＺ方向にそれぞれに直交するＸ方向に延びる第１の位置決めアーム１０１と、第１の位置決めアーム１０１の長手方向適宜位置の両側からからＹ方向に延びる第２の位置決めアーム１０３と、これら各位置決めアーム１０１，１０３の交差部から上方（Ｚ方向）に延びる突起部としての位置決めピン１０５とをそれぞれ備えている。位置決めピン１０５は、第４の位置決め部を構成しており、その先端は球面としている。
【００１３】
第１の位置決めアーム１０１の位置決めピン１０５を境にして位置決め治具支持部材１２側を第１アーム基部１０７とし、これと反対側を第１アーム先端部１０９とする。また、第２の位置決めアーム１０３の位置決めピン１０５を境にして図２（ａ）中で下部側を第２アーム一方部１１１とし、同上部側を第２アーム他方部１１３とする。
【００１４】
上記した第１，第２の各位置決めアーム１０１，１０３は、いずれも四角柱形状を呈し、鉛直方向上面が互いに同一平面を形成しており、この同一平面が第１の位置決め部としての第１の位置決め面１００ａを構成している。この第１の位置決め面１００ａに、上方からワークが当接して、Ｚ方向の位置決めがなされる。
【００１５】
また、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム基部１０７と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム一方部１１１とが交差する部分の内側の側面１０７ａおよび側面１１１ａは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１６】
同様にして、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム基部１０７と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム他方部１１３とが交差する部分の内側の側面１０７ｂおよび側面１１３ａは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１７】
また、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム先端部１０９と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム一方部１１１とが交差する部分の内側の側面１０９ａおよび側面１１１ｂは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１８】
さらに、第１の位置決めアーム１０１の第１アーム先端部１０９と、第２の位置決めアーム１０３の第２アーム他方部１１３とが交差する部分の内側の側面１０９ｂおよび側面１１３ｂは、それぞれ第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００１９】
上記図２に示したような位置決め治具１００によるワークに対する位置決め例を図３に示す。図３（ａ）は、ワークＷの下方に突出する凸部の底面Ｗａを、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させるとともに、同側面Ｗｂを、位置決めピン１０５の側部に当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向およびＸ方向の位置決めを実施している。
【００２０】
図３（ｂ）は、ワークＷの上記した凸部の底面Ｗａを、図３（ａ）と同様に、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させるとともに、底面Ｗａに形成した位置決め孔Ｗｃに位置決めピン１０５を挿入して、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向，Ｘ方向およびＹ方向の位置決めを実施している。
【００２１】
図３（ｃ）は、ワークＷの上記した凸部の側面Ｗｂを、第１アーム先端部１０９の先端面に当接させるとともに、ワークＷの一般面Ｗｄの下面に位置決めピン１０５の先端を当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向およびＸ方向の位置決めを実施している。
【００２２】
図３（ｄ）は、ワークＷの上記した凸部の底面Ｗａに下方に向けて突出するボルトＢを設け、このボルトＢの側面を、例えば第１アーム先端部１０９と第２アーム一方部１１１との交差する部位のそれぞれの側面１０９ａ，１１１ｂに当接させるとともに、ワークＷの底面Ｗａに位置決めピン１０５の先端を当接させて、ワークＷに対し前記図１に示したＺ方向，Ｘ方向およびＹ方向の位置決めを実施している。
【００２３】
図４は、前記図１に示した左右一対の位置決め治具１００を、図４中で上下方向に２組使用して、ワークＷに対して位置決めを実施している状態を平面図として示す。
【００２４】
図４（ａ）は、前記した図３（ａ）の位置決め方法を利用しており、各位置決め治具１００の位置決めピン１０５の側部を、ワークＷの角部内側の互いに直交する２つの側面（一方の側面は図３（ａ）の側面Ｗｂに相当）に当接させた状態で、ワークＷを各位置決め治具１００の第１の位置決め面１００ａに載せた状態としている。
【００２５】
具体的には、図４（ａ）中で左上の位置決め治具１００は、第１アーム先端部１０９および第２アーム他方部１１３上にワークＷを載せ、同左下の位置決め治具１００は、第１アーム先端部１０９および第２アーム一方部１１１上にワークＷを載せている。また、図４（ａ）中で右上の位置決め治具１００および同右下の位置決め治具１００は、上記した左上の位置決め治具１００および左下の位置決め治具１００に対してそれぞれ左右対称の動作を行う。
【００２６】
これにより、ワークＷは、図４（ａ）中でＸ方向、Ｙ方向および図４（ａ）中で紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００２７】
図４（ｂ）は、図中で上部の左右一対の位置決め治具１００を、前記した図３（ｂ）の位置決め方法に利用した例を示しており、位置決めピン１０５をワークＷの位置決め孔に挿入し、かつワークＷを第１の位置決め面１００ａに載せた状態としている。一方、図中で下部の左右一対の位置決め治具１００は、前記した図３（ａ）の位置決め方法に利用した例を示しており、ワークＷを第１アーム先端部１０９上の第１の位置決め面１００ａに載せた状態とすると同時に、位置決めピン１０５の一側部をワークＷの側面に当接させている。
【００２８】
これにより、ワークＷは、上部の左右一対の位置決め治具１００により、図４（ｂ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされ、また下部の左右一対の位置決め治具１００により、Ｘ方向およびＺ方向の位置決めがなされる。
【００２９】
図４（ｃ）は、図中で上部および下部の各一対の位置決め治具１００を、前記した図３（ｄ）の位置決め方法に利用した例を示している。
【００３０】
このうち、図４（ｃ）中で上部の一対の位置決め治具１００は、ワークＷの下面に図中で紙面裏側に向けて突出したボルトＢの側部を、第１アーム先端部１０９の側面１０９ｂと第２アーム他方部１１３の側面１１３ｂに当接させるとともに、位置決めピン１０５の先端をワークＷの底面（図３（ｄ）の底面Ｗａに相当）に当接させ、これにより、ワークＷは、図４（ｃ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００３１】
一方図４（ｃ）中で下部の一対の位置決め治具１００は、ワークＷの下面に図中で紙面裏側に向けて突出したボルトＢを、第１アーム先端部１０９の側面１０９ａと第２アーム一方部１１１の側面１１１ｂに当接させるとともに、位置決めピン１０５の先端をワークＷの底面（図３（ｄ）の底面Ｗａに相当）に当接させ、これにより、ワークＷは、図４（ｃ）中でＸ方向、Ｙ方向および紙面に直交するＺ方向の３方向の位置決めがなされる。
【００３２】
もちろん、上記した位置決め治具１００によって位置決めするワークＷは、図４に示す形状や大きさに限ることはなく、各種形状や大きさのワークに対し、位置決め治具１００を用い、図３に示したような各種の方法を利用して位置決め支持することができる。
【００３３】
上記したような本実施形態による位置決め治具１００を使用し、ワークＷのＺ方向の位置決めを行う第１の位置決め面１００ａと、同Ｙ方向の位置決めを行う第２の位置決め面となる側面１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂと、同Ｘ方向の位置決めを行う第３の位置決め面となる側面１１１ａ，１１３ａ，１１１ｂ，１１３ｂと、第４の位置決め部となる位置決めピン１０５とを、ワークＷの形状や大きさによって適宜使い分けることで、多種類のワークに対し、それぞれ専用の受け駒を設定することなく、また大きな設置スペースを必要とすることなく、位置決めすることができる。
【００３４】
なお、上記した位置決め具１００を利用してワークＷの位置決めを行う際には、第１の位置決め面１００ａと、第２の位置決め面となる側面１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂと、第３の位置決め面となる側面１１１ａ，１１３ａ，１１１ｂ，１１３ｂと、第４の位置決め部となる位置決めピン１０５の４つの位置決め部のうちの少なくとも２つの位置決め部を、ワークＷの対応する部位に当接させて位置決めし、かつ左右一対の位置決め治具１００相互間、あるいは複数のワーク位置決め装置１相互間で、使用する位置決め部を適宜変化させることで、ワークＷに対してＸ，Ｙ，Ｚの３方向の位置決めを行うことができる。
【００３５】
また、専用の受け駒を多数設ける必要がないことから、ワークＷに対し溶接作業を行うような場合に、ワークＷの溶接打点部に溶接ガンが入り込むスペースを確保することができる。
【００３６】
さらに、自動車の車体パネル材を位置決めするような場合に、車種追加毎に、専用の受け駒を追加して位置決め装置自体を見直すような不具合も防止することができ、従来車種に対応する受け駒を再製作するといったことも不要であり、車種追加の構想、設計、製作、組み付け、修正、確認工数を大幅に低減することができる。
【００３７】
なお、前記図２に示した形状の位置決め治具１００の他、図５に示すようなＬ形状の位置決め治具２００を用いることもできる。図６（ａ）は、位置決め治具２００の平面図、図６（ｂ）は、同側面図である。
【００３８】
図５，図６に示した位置決め治具２００は、前記したＸ方向に延びる第１の位置決めアーム２０１と、第１の位置決めアーム２０１の先端からＹ方向の一方側に延びる第２の位置決めアーム２０３と、第１の位置決めアーム２０１と第２の位置決めアーム２０３との交差部の上面からＺ方向上方に延びる突起部としての位置決めピン２０５とを、それぞれ備えている。
【００３９】
第１，第２の各位置決めアーム２０１，２０３は、図２のものと同様に四角柱形状を呈し、その各Ｚ方向上面が、互いに同一平面を形成しており、この同一平面が第１の位置決め部としての第１の位置決め面２００ａを構成している。この第１の位置決め面２００ａに上方からワークの一部位が当接して位置決めされる。
【００４０】
また、第１の位置決めアーム２０１と第２の位置決めアーム２０３とが交差するそれぞれの内側の側面２０１ａおよび側面２０３ａは、第２の位置決め部としての第２の位置決め面および第３の位置決め部としての第３の位置決め面を構成している。
【００４１】
なお、上記図５の形状に代えて、第２の位置決めアーム２０３を、第１の位置決めアーム２０１に対して図５とは逆の方向に屈曲するＬ字形状としてもよく、また第２の位置決めアーム２０３を、第１の位置決めアーム２０１の先端から左右両方に突出させてＴ字形状としてもよく、その他、ワークに対する前記した第１〜第４の各位置決め部を備える構成であれば、上記の形状に限定されるものではない。
【００４２】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、図１の位置決め治具１００における位置決めピン１０５近傍の第１アーム基部１０７の上面に溝１１５を設け、パネル状のワークＷの縁部Ｆを挿入して位置決めするようにしてもよい。この溝１１５は、図５，図６に示した位置決め治具２００における位置決めピン２０５近傍の第１の位置決めアーム２０１上に設けてもよい。
【００４３】
上記図５，６に示した位置決め治具２００あるいはその他の上記した形状の位置決め治具を、前記図１におけるアーム８の先端に設けることで、図３，図４に示したような各パターンの位置決め作業を行うことができる。この際、位置決め治具は、左右一対のアーム８に同一形状のものを設置する必要はなく、異なる形状のものを適宜設けるようにしてもよく、また、後述する図１１，図１２に示すように、本ワーク位置決め装置１をワーク搬送方向に複数設置する際、これら各ワーク位置決め装置１相互間で、異なる形状の位置決め治具を用いてもよい。
【００４４】
図８（ａ）は、図２の位置決め治具１００に対し、前記図３（ａ）での使用例の変形例を示す位置決め治具３００である。図８（ｂ）は図８（ａ）のワークＷを省略した状態のＡ矢視図である。この位置決め治具３００は、第１アーム先端部１０９の位置決めピン１０５に近接する位置に、位置決め部材として環状の薄板からなる板ばね１１７を取り付けている。
【００４５】
この環状の板ばね１１７にアーム部となる第１アーム先端部１０９を遊嵌状に挿入し、板ばね１１７の図８（ａ）中で右側の一側部を位置決めピン１０５に接触させた状態で、板ばね１１７の下部を第１アーム先端部１０９の下面にボルト１１９で固定する。これにより、板ばね１１７の上部と第１アーム先端部１０９との間に、板ばね１１７が弾性変形する際の変形空間１２１を設ける。
【００４６】
図８（ａ）の構成で、図３（ａ）と同様にしてワークＷの位置決めを行う際には、ワークＷの下方に突出する凸部の底面Ｗａを、第１アーム先端部１０９の上面に位置する第１の位置決め面１００ａに当接させた状態で、同側面Ｗｂを、板ばね１１７の位置決めピン１０５と反対側の側部に当接させる。
【００４７】
これにより、図３（ａ）のワークＷに対してその側面Ｗｂの位置が、図３（ａ）中で左右方向（Ｘ方向）に異なるワークに対して位置決め作業を行うことができる。
【００４８】
また、図８の位置決め治具３００を利用して、図９（ａ）に示すように、図３（ａ）と同等の位置決め作業を行うこともできる。図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ矢視図である。
【００４９】
すなわち、ワークＷを板ばね１１７の上から第１アーム先端部１０９上に載置して板ばね１１７を押し潰すように弾性変形させる。この際、第１アーム先端部１０９上には、板ばね１１７の上部が入り込む凹部１２３を形成してあり、この凹部１２３に板ばね１１７が入り込むことで、ワークＷの底面Ｗａが第１アーム先端部１０９の上面、すなわち第１の位置決め面１００ａに当接することになる。
【００５０】
図１０は、図８の例に対し、板ばね１１７（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ）を位置決めピン１０５から離れる方向に複数並べて配置した位置決め治具４００を示している。例えば、図１０（ａ）のように、位置決めピン１０５から最も離れた位置にある板ばね１１７ａを、図９と同様にして押し潰して弾性変形させ、ワークＷの底面Ｗａを第１の位置決め面１００ａに当接させる。この際、ワークＷの側面Ｗｂは中央位置にある板ばね１１７ｂの側部に当接する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ矢視図である。
【００５１】
このように、板ばね１１７を複数設けることで、側面Ｗｂの位置が各種異なるワークＷに対して位置決めすることができる。
【００５２】
図１１は、位置決めピン１０５に隣接する環状の板ばね１１７ｆの内側に、板ばね１１７ｆより環状部分の直径が小さく、かつ図１１（ａ）中で左右方向の長さが長い環状の板ばね１１７ｅを配置し、さらに板ばね１１７ｅの内側に、板ばね１１７ｅより環状部分の直径が小さく、かつ図１１（ａ）中で左右方向の長さが長い環状の板ばね１１７ｄを配置した位置決め治具５００を示している。これら各板ばね１１７ｅ、１１７ｄは、位置決めピン１０５と反対側の端部が前記板ばね１１７ｆの同端部から突出する第２の環状の板ばねを構成している。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ矢視図である。
【００５３】
そして、ボルト１１９ａで３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄを同時に固定し、またボルト１１９ｂで２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄを同時に固定し、さらに、ボルト１１９ｃで板ばね１１７ｄのみを固定している。
【００５４】
図１１（ａ），（ｂ）で示す状態は、２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄを同時に押し潰して弾性変形させており、２つの板ばね１１７ｅ，１１７ｄが凹部１２５に入り込み、ワークＷの底面Ｗａが、第１アーム先端部１０９の上面、すなわち第１の位置決め面１００ａに当接している。
【００５５】
また、ワークＷの側面Ｗｂを位置決めピン１０５の側部に当接させる場合には、３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄを同時押し潰すので、上記した凹部１２５は、これら３つの板ばね１１７ｆ，１１７ｅ，１１７ｄが入り込む深さとなるように、前記図１０の凹部１２３に比べて深く形成してある。
【００５６】
上記した図１１の例では、図１０の例と異なり、単に複数の板ばねを並べただけではなく、板ばね１１７ｆの内側に位置する板ばね１１７ｅや１１７ｄの図１１（ａ）中で左右方向の長さ（幅）を適宜設定することで、板ばね１１７ｅについては板ばね１１７ｆからの左方向への突出量を微少に設定でき、また板ばね１１７ｄについては板ばね１１７ｅからの左方向への突出量を微少に設定できる。
【００５７】
これにより、ワークＷの側面Ｗｂの図１１（ａ）中で左右方向の位置が僅かに異なるワークＷに対しての位置決めが行える。このような側面Ｗｂの位置が僅かに異なるワークＷを、図１０の例で実施しようとすると、各板ばね１１７ｂ，１１７ａの幅寸法（図１０（ａ）中で左右方向の幅）をより小さいものとする必要があるので、板ばねの製造が困難なのものとなるが、上記した図１１の例では、このような問題が発生することなく、対応することができる。
【００５８】
上記したような位置決め治具１００（２００，３００，４００，５００）を備えたワーク位置決め装置１は、図１２および図１３に示すように、自動車の車体組立ライン上に平行に配置（敷設）された一対の搬送用レール２、２に沿ってスライド自在とされるベースプレート３上に配置される。図２では、搬送用レール２、２は図示を省略してある。
【００５９】
ここでは、４台のワーク位置決め装置１を各ベースプレート３上に配置させ、それらワーク位置決め装置１のそれぞれを、自動車一台分となるエンジンコンプリート４とリアメンバー５（ワーク）を位置決め支持することのできる適正な位置となるように搬送用レール２、２に沿って移動させ、当該ワーク位置決め装置１でこれらエンジンコンプリート４とリアメンバー５とを位置決め支持させる。そして、これらワーク位置決め装置１を、前記組立ラインに設けられた組立工程や溶接工程などの各工程へと順次搬送させるようにする。具体的には、隣接する工程間で前工程から後工程へワークを支持して搬送させる。
【００６０】
前記ワーク位置決め装置１を載せた４台のベースプレート３は、前記一対の搬送用レール２、２間に配置（敷設）された連結棒６で連結されて一つの装置ユニットを構成し、図示を省略する駆動制御部で駆動制御されることにより、それらが一体となって搬送用レール２、２に沿って、ワークに対して各種加工を行う各ワーク加工工程間を往復動自在とされる。連結棒６は、例えば断面略矩形状の中空パイプとされ、ボルト・ナットなどの締結手段で各ベースプレート３の下面に固定される。
【００６１】
なお、前記搬送用レール２、２の下には、この搬送用レール２、２を支えるためのレール受け台７、７がフロア上に固定されている。
【００６２】
ワーク位置決め装置１は、図１，図１４および図１５に示すように、エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決めして支持するワーク位置決め治具１００と、この位置決め治具１００を先端部に取り付けた前述の２組のアーム８、８と、このアーム８、８の基端部８ａを中心として該アーム８、８を閉じた状態と開いた状態に開閉自在とし、該アーム８、８の先端部に取り付けた前記位置決め治具１００をエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の被係合部と係合可能な位置までアーム８、８を外側に開いた係合位置と該係合位置からアーム８、８を内側に閉じた非係合位置にそれぞれ配置させるアーム開閉手段と、前記位置決め治具１００、アーム８、８及びアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部９全体を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５に対して接近離反させる昇降手段と、前記ワーク位置決め機構部９及び前記昇降手段を載せたテーブル１０を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決め支持する位置へと移動させる移動手段とを備えている。
【００６３】
アーム８、８は、図１６示すように、ワーク搬送方向（Ｙ方向）から見て平面視くの字形状とされた２組のアーム８、８からなる。各組のアーム８、８は、それぞれ第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂの２本で構成されている。第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂは、後述するワーク位置決め機構部９を構成する部品の一つであるアーム取付プレート１３（図１７を参照）に対して可動自在に取り付けられている。
【００６４】
すなわち、第１アーム８Ａは、アーム取付プレート１３に固定された支持軸１４にその基端部８ａを回転自在に取り付けることにより、該支持軸１４を中心として可動自在とされる。第２アーム８Ｂは、前記アーム取付プレート１３と連結されるアーム支持プレート１５との間に固定されたシャフト１６にその基端部８ａを回転自在に取り付けることにより、該シャフト１６を中心として可動自在とされる。
【００６５】
また、この第１アーム８Ａ及び第２アーム８Ｂの先端部８ｂは、何れも位置決め治具支持部材１２に所定間隔を置いて取り付けられた支持軸１７に対して回動自在とされている。したがって、この２本の第１アーム８Ａと第２アーム８Ｂからなるアーム８は、いわゆる平行リンク機構とされ、その先端部８ｂに取り付けた位置決め治具支持部材１２を常に水平状態を保った状態に支持すると共に、その位置決め治具支持部材１２に固定された位置決め治具１００における位置決めピン１０５の先端を常に上方に向けた状態を保つ。
【００６６】
アーム開閉手段は、図１６及び図１７に示すように、第１アーム８Ａの先端部８ｂと基端部８ａの中途位置に一端１８ａを連結させたリンク部材１８と、このリンク部材１８の他端１８ｂを連結させた昇降部材１９と、該昇降部材１９を上下動させてこの昇降部材１９に連結させたリンク部材１８を回動させることにより、該リンク部材１８に連結された前記第１アーム８Ａを開閉自在とする昇降部材駆動機構部とからなる。
【００６７】
リンク部材１８は、第１アーム８Ａの基端部８ａ寄りの位置に固定された支持軸２０にその一端１８ａを回動自在に取り付けることにより、該支持軸２０を中心として可動自在とされる。また、このリンク部材１８は、昇降部材１９に固定された支持軸２１の先端にその他端１８ｂを回動自在に取り付けることにより、該支持軸２１を中心として可動自在とされる。
【００６８】
昇降部材駆動機構部は、昇降部材１９を上下動させるための第１の昇降駆動用モータ２２と、この第１の昇降駆動用モータ２２の動力を伝達する一対の第１のプーリー２３、２３と、これら第１のプーリー２３、２３間に掛けられた第１の駆動ベルト２４と、一方の第１のプーリー２３に基端部を固定させて回転する第１のボールねじ２５と、昇降部材１９を一面に固定し、該第１のボールねじ２５に沿って上下動する第１のナット部材２６とから構成される。
【００６９】
第１の昇降駆動用モータ２２は、昇降テーブル２７に固定され、一対の第１のプーリー２３、２３間に掛けられた第１の駆動ベルト２４を介して回転力を伝達し、その一方の第１のプーリー２３に固定された第１のボールねじ２５を正逆方向に回転させることにより、この第１のボールねじ２５に螺合する第１のナット部材２６を上下動させて、該第１のナット部材２６に固定した昇降部材１９を昇降動させる。かかる第１の昇降駆動用モータ２２は、例えばステッピングモータなどから構成され、駆動制御部に指示されることによって前記昇降部材１９を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。
【００７０】
第１のプーリー２３、２３及び第１の駆動ベルト２４は、昇降テーブル２７の内部に回転自在に配置されている。第１のボールねじ２５及び第１のナット部材２６は、昇降テーブル２７に垂直に固定された四角柱形状をなす第１のガイド支柱２８の中に設けられている。第１のナット部材２６は、その殆どの部位がこの第１のガイド支柱２８で覆われるが、昇降部材１９を取り付ける側の一面は外側へ突出している。この第１のナット部材２６には、第１のボールねじ２５と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第１のボールねじ２５が回転することで、第１のナット部材２６がこの第１のボールねじ２５に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。
【００７１】
このように構成されたアーム開閉手段では、エンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持する前の待機状態（図１５及び図１８に示す状態）では、２組のアームが交差して各アーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００を該アーム８、８の内側の位置に配置させた状態とされる。つまり、位置決め治具１００は、外側に配置された第２アーム８Ｂの先端部８ｂの内側に位置し、ワーク位置決め装置１の両側に配置された各工程で使用される治具２９、３０などと接触しないように待避した位置に設けられる。
【００７２】
この待機状態から駆動制御部より指令を受けて第１の昇降駆動用モータ２２が駆動し、第１のプーリー２３、２３及び第１の駆動ベルト２４を介して第１のボールねじ２５が回転させられると、この第１のボールねじ２５に螺合する第１のナット部材２６が上方位置へと送られる（上昇させられる）。このとき、第１のナット部材２６に固定された昇降部材１９も一緒に上昇するが、その昇降部材１９の上昇に伴って、この昇降部材１９に固定された支持軸２１に回動自在に取り付けられるリンク部材１８が、該支持軸２１に取り付けられた他端１８ｂを中心として図１８中矢印Ｄで示す方向へ回動して行き、その一端１８ａに連結した第１アーム８Ａを外側へ開くように回動させて行く。かかる第１アーム８Ａが外側へ開くように回動すると、この第１アーム８Ａの先端部８ｂに固定された位置決め治具支持部材１２に連結される第２アーム８Ｂもこれに連動して外側へ一緒に回動する。
【００７３】
そして、２組のアーム８、８は、図１６及び図２０に示すように、右側と左側にそれぞれ外側へ大きく羽ばたくようにして開き、各アーム８、８の先端部８ｂに取り付けた位置決め治具１００を、該アーム８、８の先端部８ｂからさらに外側に配置させるようになる。これらアーム８、８が回動する一連の状態では、平行リンク機構を構成する第１アーム８Ａと第２アーム８Ｂにより、位置決め治具支持部材１２は、常に位置決め治具１００を真上に保持した水平状態を保ちながら移動する。そのため、このアーム８、８の開き角度に拘わらず、どの状態でもエンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持することのできる状態とされ、大きさや形状の異なるワークに対してもこの１つ位置決め治具１００だけで位置決め支持することができる。
【００７４】
昇降手段は、図１及び図１４に示すように、前記した位置決め治具１００、アーム８、８及びアーム開閉手段とからなるワーク位置決め機構部９全体を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５に対して接近離反させるためのものであり、前記ワーク位置決め機構部９を上下動させるための第２の昇降駆動用モータ３１と、この第２の昇降駆動用モータ３１の動力を伝達する一対の第２のプーリー３３、３３と、これら第２のプーリー３３、３３間に掛けられた第２の駆動ベルト３４と、一方の第２のプーリー３３に基端部を固定させて回転する第２のボールねじ３５と、前記したアーム取付プレート１３を一面に固定し、該第２のボールねじ３５に沿って上下動する第２のナット部材３６とから構成される。
【００７５】
第２の昇降駆動用モータ３１は、前記したテーブル１０上に固定されている。この第２の昇降駆動用モータ３１は、一対の第２のプーリー３３、３３間に掛けられた第２の駆動ベルト３４を介して回転力を伝達し、その一方の第２のプーリー３３に固定された第２のボールねじ３５を正逆方向に回転させることにより、この第２のボールねじ３５に螺合する第２のナット部材３６を上下動させて、該第２のナット部材３６に固定したワーク位置決め機構部９全体を昇降動させる。この第２の昇降駆動用モータ３１は、第１の昇降駆動用モータ２２と同様、ステッピングモータからなり、駆動制御部に指示されることによって前記ワーク位置決め機構部９を所望の位置に高精度に昇降動可能とする。
【００７６】
第２のプーリー３３、３３及び第２の駆動ベルト３４は、テーブル１０に垂直に固定された四角柱形状をなす第２のガイド支柱３８の下端に設けられたケース３９内に配置されている。この第２のガイド支柱３８の中には、前記第２のボールねじ３５と前記第２のナット部材３６とが配置されている。第２のナット部材３６には、第２のボールねじ３５と螺合するねじ部（図示は省略する）が形成されており、該第２のボールねじ３５が回転することで、第２のナット部材３６がこの第２のボールねじ３５に送られて下端位置から上端位置の間を昇降動するようになっている。
【００７７】
このように構成された昇降手段では、第２の昇降駆動用モータ３１が駆動し、第２のプーリー３３、３３及び第２の駆動ベルト３４を介して第２のボールねじ３５が回転させられると、この第２のボールねじ３５に螺合する第２のナット部材３６が上下方向に送られる（昇降動させられる）。したがって、この第２のナット部材３６に前記アーム取付プレート１３を固定させたワーク位置決め機構部９は、図１８に示す下端まで下降させた待機位置と図１７に示す所定位置まで上昇させた係合位置との間を昇降動することになる。
【００７８】
移動手段は、前記ワーク位置決め機構部９及び前記昇降手段を載せたテーブル１０を、前記エンジンコンプリート４またはリアメンバー５を位置決め支持するワーク支持位置へと移動させるためのもので、テーブル１０をスライド自在とする一対の移動用レール３７、３７と、ラックギア４０が形成されたラックレール４１と、テーブル１０に固定されたテーブル移動用モータ４２と、このテーブル移動用モータ４２に取り付けられ、ラックギア４０と歯合して前記テーブル１０を移動させるピニオンギア４３とからなる。
【００７９】
移動用レール３７、３７は、４個のベースプレート３を橋渡しするように連続して設けられ、該ベースプレート３上に固定されたレール基盤４４の上に固定されている。ラックレール４１は、一方の移動用レール３７に近接して設けられ、前記レール基盤３上に固定されている。このラックレール４１には、その長手方向に沿ってラックギア４０が形成されている。テーブル移動用モータ４２は、前記テーブル１０に固定され、そのテーブル１０の下面に突き出たピニオンギア４３を前記ラックギア４０に歯合させて回転させることで、前記テーブル１０を移動用レール３７、３７に沿って往復動自在とする。なお、テーブル移動用モータ４２は、制御部で制御可能なステッピングモータからなる。
【００８０】
本実施の形態では、テーブル移動用モータ４２を駆動してワーク位置決め機構部９及び昇降手段を載せた各テーブル１０を、少なくともそれぞれのワーク支持位置まで移動できれば良いが、必要に応じてこれら各テーブル１０を一個所の位置に集合させて移動させることもできる。
【００８１】
次に、上述のように構成されたワーク位置決め装置１でワーク（エンジンコンプリート４及びリアメンバー５）を位置決め支持し、そのワークを搬送する動作について説明する。
【００８２】
先ず、テーブル移動用モータ４２を駆動し、ラックギア４０と歯合するピニオンギア４３を回転させることにより、前記テーブル１０を前記移動用レール３７、３７に沿って移動させる。かかるテーブル１０は、その上に設けたワーク位置決め機構部９が、図１２及び図１３に示す位置にセットされたエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の下方位置と対応するワーク支持位置と対応する位置まで移動される。
【００８３】
次に、第２の昇降駆動用モータ３１を駆動し、図１５のアーム８、８が閉じた待機状態から該アーム８、８が閉じた状態を保持したままの状態で、第２のナット３６を上昇させることにより、前記ワーク位置決め機構部９を周囲の治具２９、３０などと干渉しない位置まで上昇させる。
【００８４】
次いで、第１の昇降駆動用モータ２２を駆動し、第１のナット部材２６を上昇させることにより前記したリンク部材１８を回動させ、閉じた状態にある２組のアーム８、８をそれぞれ図１５中二点鎖線で示すように外側へ開かせる。
【００８５】
そして、各アーム８、８の位置決め治具１００、１００における複数の位置決め部（第１の位置決め面１００ａや位置決めピン１０５など）がエンジンコンプリート４及びリアメンバー５の被係合部と適宜係合可能位置となったところで、再び第２の昇降駆動用モータ３１を駆動してワーク位置決め機構部９を上昇させ、前記位置決め治具１００でエンジンコンプリート４及びリアメンバー５を位置決め支持させる。
【００８６】
この位置決め支持は、前述した図３、図４に示したようなワークＷの形状や大きさに応じた各種の方法を利用して適宜行うことができる。
【００８７】
エンジンコンプリート４及びリアメンバー５をワーク位置決め機構部９で位置決め支持したら、図示しない駆動源を駆動して連結棒６で連結した４台のベースプレート３を前記搬送用レール２、２に沿って移動させ、エンジンコンプリート４及びリアメンバー５を、隣接する次の工程（後工程）へと搬送させる。ワーク搬送後の回送は、前記した動作の逆の動作を行い、アーム８、８を閉じた状態に戻すと共にワーク位置決め機構部９を待機位置として隣接する前の工程（前工程）へと回送させる。
【００８８】
本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、エンジンコンプリート４やリアメンバー５などのワークを位置決めして支持する位置決め治具１００をアーム８、８の先端部に取り付け、そのアーム８、８を閉じた状態と開いた状態に開閉自在として該位置決め治具１００を係合位置と非係合位置にそれぞれ配置させ、また、位置決め治具１００をワークに対して接近離反させるようにしたので、車種毎に大きさや形状の異なるワークに対して前記アーム８、８の開き度合いと位置決め治具１００の昇降位置とを適宜調整することにより、多車種に応じた複数種類のワークを、専用のワーク受け部やシリンダを使用することなく位置決め支持することができる。
【００８９】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、ワーク搬送終了後に非係合位置でアーム８、８を閉じた状態とし、そのアーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００をワークより離反させた位置まで下降させて待機しておけば、ワーク受取位置（前工程）まで回送する際に組立ライン上の各工程に配置された治具２９、３０などと干渉するのを防止できる。
【００９０】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、昇降部材１９の上下動に連動させてリンク部材１８を回動させることによりアーム８、８を開閉自在とするリンク機構でアーム開閉手段を構成したので、異なる大きさや形状の複数種類のワークに対しても、そのアーム８、８の開き角度を適宜調整することで、簡単にワークを位置決め支持することができる。
【００９１】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、アーム８、８を閉じたときにそれら２組のアーム８、８が交差して各アーム８、８の先端部に取り付けた位置決め治具１００をアーム８、８の先端部の内側の位置に配置させたことから、前工程へと回送させる際に、その周囲に配置させた治具２９、３０などにアーム８、８が接触するのを防止できる。
【００９２】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、各組のアーム８、８を、それぞれ２本のアームにていわゆる平行リンク機構としたので、位置決め治具１００を常に水平に保つことができる。そのため、アーム８、８の開き角度の大小に拘わらず位置決め治具１００が常に水平であるから、複数種類のワークでも容易に位置決め支持することができる。
【００９３】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、ワーク位置決め機構部９及び昇降手段を載せたテーブル１０をワーク支持位置へと移動させる移動手段を、テーブル移動用モータに設けたピニオンギア４３とラックギア４０とを歯合させることにより前記移動用レール３７、３７に沿って該テーブル１０を移動自在とする構成としたので、従来からある移動手段を使用した低コストの装置とすることができる。さらに、移動用レール３７、３７をレール基盤４４と共に４個のベース３を橋渡しするように連続して設けたので、装置ユニット全体の剛性部材として機能させることができ、他の構成部材の板厚低減など軽量化が可能となる。
【００９４】
また、本実施の形態のワーク位置決め装置１によれば、テーブル１０を含めた装置全体を配置したベースプレート３の複数個を連結手段で連結してなる装置ユニットを、各ワーク加工工程間を往復動させているので、各ベースプレート３毎に移動させる面倒な制御をする必要が無い。
【００９５】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎないからこれら実施の形態に、本発明が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態に係わるワーク位置決め装置の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のワーク位置決め装置に使用する位置決め治具の平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】図２の位置決め治具によるワークに対する各種位置決め例を示す説明図である。
【図４】図３の位置決め例をより具体的に示した平面図である。
【図５】位置決め治具の他の例を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図５の位置決め治具の平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図７】（ａ）は図２の位置決め治具における第１アーム基部の上面に溝を設けた例を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図８】（ａ）は位置決め治具のさらに他の例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図９】（ａ）は図８の位置決め治具による他のワークを位置決めする際の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図１０】（ａ）は図８の位置決め治具の変形例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図１１】（ａ）は図８の位置決め治具のさらに変形例を示す位置決め時の正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。
【図１２】図１のワーク位置決め装置を複数用いてワークを位置決め支持した状態を示す側面図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】図１のワーク位置決め装置の側面図である。
【図１５】図１のワーク位置決め装置の正面図である。
【図１６】図１本実施の形態のワーク位置決め装置の要部を示す斜視図である。
【図１７】図１のワーク位置決め装置におけるアーム開閉手段の一部を取り出して示す斜視図である。
【図１８】アームが閉じた待機状態におけるワーク位置決め装置の正面図である。
【図１９】アームが開いた係合状態におけるワーク位置決め装置の正面図である。
【図２０】アームが開いた係合状態におけるワーク位置決め装置の平面図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｗ ワーク
Ｆ ワークの縁部
１ ワーク位置決め装置
８ アーム（可動アーム）
１００ａ 第１の位置決め面（第１の位置決め部）
１０５ 位置決めピン（第４の位置決め部）
１０７ａ，１０７ｂ，１０９ａ，１０９ｂ 側面（第２の位置決め面，第２の位置決め部）
１１１ａ，１１１ｂ，１１３ａ，１１３ｂ 側面（第３の位置決め面，第３の位置決め部）
１１５ ワークの縁部を挿入する溝
１１７（１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｆ） 環状の板ばね（位置決め部材）
１１７（１１７ｄ，１１７ｅ） 第２の環状の板ばね（位置決め部材）
１２１ 板ばねが弾性変形する際の変形空間
１２３，１２５ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが当接して位置決めを行う第１の位置決め部と、この第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向に垂直な面と平行な方向からワークが当接して位置決めし、かつ、この当接方向を含む面に対して垂直な面が互いに交差する第２，第３の各位置決め部とをそれぞれ有する位置決め治具を備えることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
前記位置決め治具は、前記第１の位置決め部に立設する突起部からなる第４の位置決め部を備え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】
前記第４の位置決め部は、前記第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向と平行な方向に立設する位置決めピンからな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。
【請求項４】
前記第１の位置決め部に、前記ワークの縁部を挿入する溝を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
前記第４の位置決め部の側部に隣接する位置の前記第１の位置決め部上に位置決め部材を設け、この位置決め部材は、前記第１の位置決め部上に前記ワークの一部位が当接して位置決めした状態で、側部に前記ワークの他の部位が当接して位置決めするとともに、前記位置決め部材を間に挟んで前記第１の位置決め部と反対側から、ワークを第１の位置決め部に当接させるべく移動させる際に、弾性変形して前記ワークを前記第１の位置決め部に当接させることを特徴とする請求項２または３に記載のワーク位置決め装置。
【請求項６】
前記第１の位置決め部上に、前記位置決め部材が弾性変形する際に入り込む凹部を設けたことを特徴とする請求項５に記載のワーク位置決め装置。
【請求項７】
前記位置決め部材を、前記第４の位置決め部から離れる方向に複数並べて配置したことを特徴とする請求項５または６に記載のワーク位置決め装置。
【請求項８】
前記位置決め部材を環状の板ばねで構成し、前記第１の位置決め部を有するアーム部を、前記環状の板ばねに遊嵌状に挿入し、この板ばねを、前記アーム部における前記第１の位置決め部と反対側の部位に固定し、前記第１の位置決め部と前記板ばねの内周面との間に、この板ばねが弾性変形する際の変形空間を設けたことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項９】
前記環状の板ばねの内側に、前記第４の位置決め部と反対側の端部が前記板ばねの同端部から突出する第２の環状の板ばねを、前記アーム部における前記第１の位置決め部と反対側の部位に固定して設けたことを特徴とする請求項８に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１０】
前記位置決め治具を、前記ワークの幅方向両側を位置決めするよう左右一対設けたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１１】
前記位置決め治具を、前記ワークの形状に合わせて移動可能な可動アームに受けたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置における前記位置決め部の、少なくとも２箇所の位置決め部を、前記ワークに当接させて位置決めするワーク位置決め方法。
【請求項１】
ワークが当接して位置決めを行う第１の位置決め部と、この第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向に垂直な面と平行な方向からワークが当接して位置決めし、かつ、この当接方向を含む面に対して垂直な面が互いに交差する第２，第３の各位置決め部とをそれぞれ有する位置決め治具を備えることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
前記位置決め治具は、前記第１の位置決め部に立設する突起部からなる第４の位置決め部を備え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】
前記第４の位置決め部は、前記第１の位置決め部に対する前記ワークの当接方向と平行な方向に立設する位置決めピンからな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。
【請求項４】
前記第１の位置決め部に、前記ワークの縁部を挿入する溝を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
前記第４の位置決め部の側部に隣接する位置の前記第１の位置決め部上に位置決め部材を設け、この位置決め部材は、前記第１の位置決め部上に前記ワークの一部位が当接して位置決めした状態で、側部に前記ワークの他の部位が当接して位置決めするとともに、前記位置決め部材を間に挟んで前記第１の位置決め部と反対側から、ワークを第１の位置決め部に当接させるべく移動させる際に、弾性変形して前記ワークを前記第１の位置決め部に当接させることを特徴とする請求項２または３に記載のワーク位置決め装置。
【請求項６】
前記第１の位置決め部上に、前記位置決め部材が弾性変形する際に入り込む凹部を設けたことを特徴とする請求項５に記載のワーク位置決め装置。
【請求項７】
前記位置決め部材を、前記第４の位置決め部から離れる方向に複数並べて配置したことを特徴とする請求項５または６に記載のワーク位置決め装置。
【請求項８】
前記位置決め部材を環状の板ばねで構成し、前記第１の位置決め部を有するアーム部を、前記環状の板ばねに遊嵌状に挿入し、この板ばねを、前記アーム部における前記第１の位置決め部と反対側の部位に固定し、前記第１の位置決め部と前記板ばねの内周面との間に、この板ばねが弾性変形する際の変形空間を設けたことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項９】
前記環状の板ばねの内側に、前記第４の位置決め部と反対側の端部が前記板ばねの同端部から突出する第２の環状の板ばねを、前記アーム部における前記第１の位置決め部と反対側の部位に固定して設けたことを特徴とする請求項８に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１０】
前記位置決め治具を、前記ワークの幅方向両側を位置決めするよう左右一対設けたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１１】
前記位置決め治具を、前記ワークの形状に合わせて移動可能な可動アームに受けたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置における前記位置決め部の、少なくとも２箇所の位置決め部を、前記ワークに当接させて位置決めするワーク位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−６９２７３（Ｐ２００７−６９２７３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５５６４１（Ｐ２００５−２５５６４１）
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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