JP2011208742A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの可動部材と他の部材との相対位置関係を容易に維持できる、安価な位置決め装置を提供する。
【解決手段】位置決め装置は、Ｘ方向に往復移動可能な第一の可動部材１および第二の可動部材２と、第一の可動部材１および第二の可動部材２を取り囲む枠部材３と、の相対的な位置決めをする。第一の可動部材１は、Ｘ方向に沿って延びる第一の面１１に歯が形成された、第一ラック部１０を有する。第二の可動部材２は、Ｘ方向に沿って延び第一の面１１と対向する第二の面２１に歯が形成された、第二ラック部２０を有する。枠部材３は、第一ラック部１０と第二ラック部２０との両方に噛み合うピニオン３１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、位置決め装置に関し、特に、同一方向に往復移動可能な複数の可動部材と他の部材との相対的な位置決めを行なう位置決め装置に関する。

複数の部材間の位置合わせを行なうための従来の装置は、たとえば、特開平６−３３４３６２号公報（特許文献１）および特開平９−１１７９４４号公報（特許文献２）に開示されている。

特許文献１には、位置合わせが要求されるユニットの連結に於いて、一方のユニットに固着される位置決めシャフトと他方のユニットに固着されるガイドブロックとが嵌合可能であり、且位置決めシャフトとガイドブロックとを結合可能としたことを特徴とする機器ユニット連結装置が開示されている。

特許文献２には、成形機のプラテンを連結するためのタイバーと、プラテンの一方をプラテン連結用タイバー上に、また、他方のプラテンに対して位置決めする装置と、一方のプラテンを他方のプラテンおよびタイバーと強制的に係合させ、一方のプラテンの他方のプラテンおよびタイバーに対する強制的な係合状態を持続させ、かつ一方のプラテンを他方のプラテンおよびタイバーから分離するための固定／締付け装置とを備えている、固定／締付システムが開示されている。

特開平６−３３４３６２号公報 特開平９−１１７９４４号公報

従来、一つの可動部材と他の部材との位置決めを行なうためには、この可動部材に他の部材を取り付けて、共に移動する一体構造を形成すればよかった。しかし、互いに独立して移動可能な二つの可動部材に対して、他の部材の相対的な位置決めを行なうのは困難である。

たとえば、上記他の部材を二つの可動部材とは別に個別に移動可能として位置制御することが考えられるが、この場合、他の部材を移動させるための移動装置が増え、装置費用が増大する問題がある。またたとえば、二つの可動部材のいずれか一方のみに他の部材を取り付けることが考えられるが、この場合、他の部材に連結されていない側の可動部材と他の部材との相対位置が不定となる。

二つの可動部材のいずれか一方のみに、位置制御装置を介して他の部材を取り付ける構成とすれば、上記の相対位置が不定となる問題が解決され得ると考えられる。しかしながら、この場合位置制御装置の追加が必要とされることから、装置費用が増大する問題は解決できない。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、二つの可動部材と、他の部材と、の相対位置関係を容易に維持することができる、安価な位置決め装置を提供することである。

本発明に係る位置決め装置は、一方方向に往復移動可能な第一の可動部材および第二の可動部材と、第一の可動部材および第二の可動部材を取り囲む枠部材と、の相対的な位置決めをする。第一の可動部材は、第一ラック部を有する。第一ラック部の、一方方向に沿って延びる第一の面に、歯が形成されている。第二の可動部材は、第二ラック部を有する。第二ラック部の、一方方向に沿って延び第一の面と対向する第二の面に、歯が形成されている。枠部材は、第一ラック部と第二ラック部との両方に噛み合うピニオンを有する。

上記位置決め装置において好ましくは、第二の可動部材は、第一の可動部材とは独立して、一方方向に往復移動可能に設けられている。

好ましくは、第一の可動部材と、第二の可動部材とは、一方方向と交わる他の方向に並列配置される。

好ましくは、第一の可動部材と第二の可動部材とは、床面に形成されたピット内に配置されており、枠部材は、ピットの開口部を塞ぐ。

好ましくは、枠部材には貫通孔が形成されており、第一の可動部材と第二の可動部材とは、貫通孔を介して、ピットの外部に露出する。

好ましくは、第一の可動部材と第二の可動部材との一方方向への往復移動に伴って、ピニオンが第一ラック部および第二ラック部と噛み合って回転することにより、第一の可動部材および第二の可動部材と枠部材との相対的な位置決めをする。

本発明の位置決め装置によると、第一の可動部材および第二の可動部材と、枠部材と、の相対位置関係を容易に維持することができる、安価な位置決め装置を提供することができる。

二つの可動部材と枠部材との配置を示す断面模式図である。 位置決め装置の構成の概略を示す斜視図である。 二つの可動部材が基準位置にある状態を示す模式図である。 二つの可動部材が互いに異なる方向へ移動した状態を示す模式図である。 二つの可動部材のうちの一方のみが移動した状態を示す模式図である。 二つの可動部材がともに同じ方向へ移動した状態を示す模式図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１は、本実施の形態の位置決め装置によって位置決めが行なわれる、二つの可動部材と枠部材との配置を示す断面模式図である。本実施の形態の位置決め装置は、図１に示す第一の可動部材１と、第二の可動部材２と、枠部材３との相対的な位置決めをする。枠部材３は、略板状の概略形状を有するように形成されている。枠部材３には、厚み方向に枠部材３を貫く貫通孔３９が形成されている。第一の可動部材１と第二の可動部材２とが貫通孔３９の内部に配置されることで、枠部材３は第一の可動部材１および第二の可動部材２を取り囲む構成とされている。

第一の可動部材１と第二の可動部材２とは、床面１２０に形成されたピット１００の内部に配置されている。枠部材３は、床面１２０に対しピット１００が開口する、ピット１００の開口部１０１を塞ぐように配置されている。枠部材３は、開口部１０１を塞いでピット１００内部への人や物の転落を防止する、ピットカバー装置としての機能を有する。なお、枠部材３は、複数の鋼製の細板（履板）を蝶番、チェーン、ピンなどの任意の接合部材を用いて鎖状に連結した、可撓性を有する有端のクローラ状の形状に形成されてもよい。また、複数の箱状体を連結して、略板状の枠部材３を形成してもよい。

ピット１００の底面１０２には、二対のレール１１１，１１２およびレール１１３，１１４が設置されている。レール１１１〜１１４は、図１中に示すＸ方向に沿って延在している。第一の可動部材１は、レール１１１，１１２上に移動可能に搭載されており、レール１１１，１１２は第一の可動部材１の往復移動を導く。第二の可動部材２は、レール１１３，１１４上に移動可能に搭載されており、レール１１３，１１４は第二の可動部材２の往復移動を導く。第一の可動部材１および第二の可動部材２は、一方方向としての図１に示すＸ方向に、往復移動可能に設けられている。

第二の可動部材２は、第一の可動部材１とは独立して、Ｘ方向に往復移動可能に設けられている。第一の可動部材１と第二の可動部材２とは、それぞれ個別にＸ方向に移動する。本実施の形態では、第一の可動部材１を移動させる駆動装置（第一の駆動装置）と、第二の可動部材２を移動させる他の駆動装置（第二の駆動装置）とが、別々に設けられる。枠部材３は、個別に移動する二つの可動部材、すなわち、第一の可動部材１および第二の可動部材２の周囲に設置されている。

枠部材３に形成された貫通孔３９は、矩形状に形成されている。第一の可動部材１と第二の可動部材２とは、Ｘ方向と直交する他の方向としての図１に示すＹ方向に並列に配置されている。第一の可動部材１と第二の可動部材２とは、枠部材３の貫通孔３９を介して、ピット１００の外部に露出している。枠部材３の上面と床面１２０とが略等しい高さとなるように枠部材３は形成されている。一方、第一の可動部材１および第二の可動部材２は、その上面が床面１２０と略等しいまたは床面１２０に対しわずかに高い高さとなるように、形成されている。

図２は、位置決め装置の構成の概略を示す斜視図である。図２に示すように、第一の可動部材１は、Ｘ方向に延在する棒状の第一ラック部１０を有する。第二の可動部材２は、Ｘ方向に延在する棒状の第二ラック部２０を有する。第一ラック部１０と第二ラック部２０とは、ピット１００内の深さ方向における位置が等しいように、Ｘ方向に並行して配置されている。

第一ラック部１０は、Ｘ方向に沿って延び第二ラック部２０と対向する、第一の面１１を含む。第一ラック部１０の側面を形成する第一の面１１には、歯切り加工が施され、ラックの歯が形成されている。

第二ラック部２０は、Ｘ方向に沿って延び第一ラック部１０の第一の面１１と対向する、第二の面２１を含む。第二ラック部２０の側面を形成する第二の面２１には、歯切り加工が施され、ラックの歯が形成されている。

ピット１００を覆う枠部材３は、ピット１００の底面１０２側へ向かって延びる支柱３０を有する。支柱３０は、第一ラック部１０および第二ラック部２０の延在方向に対し直交する方向に延びている。支柱３０の先端部には、第一ラック部１０の第一の面１１と第二ラック部２０の第二の面２１との両方に噛み合う、ピニオン３１が設けられている。ピニオン３１は、第一ラック部１０または第二ラック部２０に対する枠部材３の相対移動に伴って旋回する。

第一の可動部材１の、底面１０２と対向する底部には、レール１１１と係合する係合部１８、および、レール１１２と係合する係合部１９が設けられている。係合部１８，１９は、レール１１１，１１２と係合して、レール１１１，１１２上を移動可能に設けられている。そのため、第一の可動部材１は、レール１１１，１１２に沿ってＸ方向に往復移動可能とされている。図示しないが、第二の可動部材２にも、上述した第一の可動部材１と同様の移動機構が設けられている。

ピニオン３１が第一ラック部１０および第二ラック部２０に噛み合っていることで、第一の可動部材１および／または第二の可動部材２のＸ方向への往復移動に伴って、枠部材３もＸ方向に移動可能である。枠部材３が第一の可動部材１および／または第二の可動部材２の移動に伴ってＸ方向に移動するとき、ピニオン３１が第一ラック部１０および第二ラック部２０と噛み合って回転することにより、第一の可動部材１および第二の可動部材２と枠部材３との相対的な位置決めをする。

以下、第一の可動部材１と第二の可動部材２との少なくともいずれか一方がＸ方向へ移動するときの、第一ラック部１０および第二ラック部２０ならびにピニオン３１を含んで構成されるラックピニオン機構の挙動について説明する。

図３は、二つの可動部材（すなわち、第一の可動部材１および第二の可動部材２）が基準位置にある状態を示す模式図である。図４は、二つの可動部材が互いに異なる方向へ移動した状態を示す模式図である。図５は、二つの可動部材のうちの一方のみが移動した状態を示す模式図である。図６は、二つの可動部材がともに同じ方向へ移動した状態を示す模式図である。図３〜図６に示す一点鎖線は、二つの可動部材が図３に示す基準位置にある状態における、ピニオン３１の中心位置を示す。図４〜図６中に、第一の可動部材１および第二の可動部材２の基準位置を、二点鎖線で示す。

ここで、第一の可動部材１の、基準位置からのＸ方向に沿う移動量のベクトル量をＡとし、また、第二の可動部材２の、基準位置からのＸ方向に沿う移動量のベクトル量をＢとする。また、ピニオン３１の基準位置からのＸ方向に沿う移動量をＤとする。この場合、ピニオン３１の移動量Ｄは、以下の式（１）により表わされる。

Ｄ＝Ａ／２＋Ｂ／２ ・・・（１）
図４に示すように、図中二点鎖線で示す基準位置から、第一の可動部材１と第二の可動部材２とが同じ距離だけ逆方向に動くと、ピニオン３１が第一ラック部１０および第二ラック部２０に対して回転（この場合は反時計回りに回転）する。この回転により、ピニオン３１は、第一ラック部１０および第二ラック部２０に対するＸ方向の相対位置を変化させるものの、二つの可動部材の移動量の大きさが等しいために、ピニオン３１自体のＸ方向位置は基準位置から変わらない。

つまりこの場合、第一の可動部材１と第二の可動部材２の移動量とは、Ａ＝−Ｂの関係を有する。そのため、式（１）で表わされるピニオン３１の移動量は、Ｄ＝０となる。これは、ピニオン３１のＸ方向位置が基準位置から変わらず、ピニオン３１がＸ方向に沿って移動していないことを示す。したがって、枠部材３は動かずに、枠部材３と第一の可動部材１および第二の可動部材２との位置関係が保たれる。

図５に示すように、図中二点鎖線で示す基準位置から、第二の可動部材２のみがＸ方向に動くと、ピニオン３１は第一ラック部１０および第二ラック部２０に対して回転（この場合は時計回りに回転）する。この回転によりピニオン３１もＸ方向へ移動するが、ピニオン３１自体のＸ方向における移動量は、第二の可動部材２のＸ方向における移動量の半分となる。

つまりこの場合、第一の可動部材１の移動量Ａは、Ａ＝０となる。そのため、式（１）で表わされるピニオン３１の移動量は、Ｄ＝Ｂ／２となる。これは、ピニオン３１が第二の可動部材２と同方向に移動し、その移動量は第二の可動部材２の移動量の半分であることを示す。したがって、第二の可動部材２がＸ方向へ移動した量の半分の量だけ枠部材３が動き、枠部材３と第一の可動部材１および第二の可動部材２との位置関係が保たれる。

図６に示すように、図中二点鎖線で示す基準位置から、第一の可動部材１と第二の可動部材２とが同じ距離だけ同方向に動くと、ピニオン３１は第一ラック部１０および第二ラック部２０に対して回転しない。ピニオン３１が第一ラック部１０および第二ラック部２０に噛み合った状態で、第一の可動部材１および第二の可動部材２の移動量と同じ移動量分、枠部材３もＸ方向に動く。

つまりこの場合、第一の可動部材１と第二の可動部材２の移動量とは、Ａ＝Ｂの関係を有する。そのため、式（１）で表わされるピニオン３１の移動量は、Ｄ＝Ａ／２＋Ａ／２＝Ａ、またＤ＝Ｂ／２＋Ｂ／２＝Ｂとなる。すなわち、Ｄ＝Ａ＝Ｂとなる。これは、ピニオン３１が第一の可動部材１および第二の可動部材２と同方向に移動し、その移動量は第一の可動部材１の移動量および第二の可動部材２の移動量と等しいことを示す。したがって、枠部材３は第一の可動部材１および第二の可動部材２に対して相対的に移動せず、枠部材３と第一の可動部材１および第二の可動部材２との位置関係が保たれる。

以上説明したように、本実施の形態の位置決め装置において、第一の可動部材１は、Ｘ方向に沿って延びる第一の面１１に歯が形成された、第一ラック部１０を有する。第二の可動部材２は、Ｘ方向に沿って延び第一の面１１と対向する第二の面２１に歯が形成された、第二ラック部２０を有する。枠部材３は、第一ラック部１０と第二ラック部２０との両方に噛み合うピニオン３１を有する。第一の可動部材１と第二の可動部材２とのＸ方向への往復移動に伴って、ピニオン３１が第一ラック部１０および第二ラック部２０と噛み合って回転することにより、第一の可動部材１および第二の可動部材２と枠部材３との相対的な位置決めをする。

第一の可動部材１と第二の可動部材２とにラック、枠部材３にピニオン３１を取り付けることで、特別な機器を用いることなく、第一の可動部材１および第二の可動部材２と、枠部材３と、の相対位置関係を容易に維持でき、二つの可動部材に従動する枠部材３の位置を位置決めすることができる。枠部材３を個別に移動させるための移動装置を設ける必要はない。相対位置関係を保つために必要な設備を最小限に抑えることにより、低コストで安価な位置決め装置を提供することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の位置決め装置は、たとえば、ピット内に配置された二つの可動部材の上面に車両の両輪を搭載する車両用試験装置において、車輪の路面への接触状態を片輪のみ変化させて試験を行なう場合に、好適に用いられ得る。

１ 第一の可動部材、２ 第二の可動部材、３ 枠部材、１０ 第一ラック部、１１ 第一の面、１８，１９ 係合部、２０ 第二ラック部、２１ 第二の面、３０ 支柱、３１ ピニオン、３９ 貫通孔、１００ ピット、１０１ 開口部、１０２ 底面、１１１，１１２，１１３，１１４ レール、１２０ 床面。

Claims (6)

1. 一方方向に往復移動可能な第一の可動部材および第二の可動部材と、前記第一の可動部材および前記第二の可動部材を取り囲む枠部材と、の相対的な位置決めをする、位置決め装置であって、
   前記第一の可動部材は、前記一方方向に沿って延びる第一の面に歯が形成された、第一ラック部を有し、
   前記第二の可動部材は、前記一方方向に沿って延び前記第一の面と対向する第二の面に歯が形成された、第二ラック部を有し、
   前記枠部材は、前記第一ラック部と前記第二ラック部との両方に噛み合うピニオンを有する、位置決め装置。
2. 前記第二の可動部材は、前記第一の可動部材とは独立して、前記一方方向に往復移動可能に設けられている、請求項１に記載の位置決め装置。
3. 前記第一の可動部材と、前記第二の可動部材とは、前記一方方向と交わる他の方向に並列配置される、請求項１または請求項２に記載の位置決め装置。
4. 前記第一の可動部材と前記第二の可動部材とは、床面に形成されたピット内に配置されており、
   前記枠部材は、前記ピットの開口部を塞ぐ、請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置決め装置。
5. 前記枠部材には貫通孔が形成されており、
   前記第一の可動部材と前記第二の可動部材とは、前記貫通孔を介して、前記ピットの外部に露出する、請求項４に記載の位置決め装置。
6. 前記第一の可動部材と前記第二の可動部材との前記一方方向への往復移動に伴って、前記ピニオンが前記第一ラック部および前記第二ラック部と噛み合って回転することにより、前記第一の可動部材および前記第二の可動部材と前記枠部材との相対的な位置決めをする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の位置決め装置。

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