JP2024008988A

JP2024008988A - 変位規制機構、ならい機構

Info

Publication number: JP2024008988A
Application number: JP2023186588A
Authority: JP
Inventors: 香代子杉浦; Kayoko SUGIURA; 正樹永塚; Masaki Nagatsuka; ▲吉▼一小宮; Yoshiichi Komiya
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2023-10-31
Publication date: 2024-01-19
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: KR102820969B1; TWI863652B; TW202406667A; JP7623455B2; US20220193839A1; DE112020001886T5; KR20210149717A; WO2020209336A1; US12157193B2

Abstract

【課題】使い勝手の良い変位規制機構、ならい機構の提供。
【解決手段】変位規制機構は、シャフトの軸方向の変位を規制する変位規制機構であって、前記シャフトの周面を囲う内周面にテーパー面が形成された外筒と、前記外筒の内側に配置された内筒と、前記内筒に保持された転動体と、前記内筒を介して前記転動体を前記テーパー面に向かって付勢する付勢部材と、を備え、前記内筒が軸方向において移動しない状態で、当該内筒に対して前記外筒が軸方向に相対移動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、変位規制機構、ならい機構に関するものである。

下記特許文献１には、ワークを加工するに当たって、ワークを位置決め載置して支持するワーク支持装置が記載されている。このワーク支持装置は、形状の異なる複数種のワークに対し共用可能なワーク支持装置であって、一端にワークに当接可能な当接部を有し、互いに協働して１つのワークを支持可能な複数のワーク支持手段と、該ワーク支持手段を、その移動により前記当接部が上下動するように移動可能に案内する案内手段と、前記当接部が下方へ移動するのを任意の高さで規制可能で、かつ、この規制を解除可能な移動規制手段と、前記各ワーク支持手段に対応する所定の位置に配置されたとき自動的に作動し、前記ワーク支持手段を、前記当接部が前記各種のワークに対応して設定した高さとなるように移動させる移動手段と、該移動手段を前記各ワーク支持手段に対応する所定の位置に順次自動的に移送可能な移送手段と、を備えている。

このようなワーク支持装置によれば、多品種のワークの形状に合わせた複数の治具の作成が不要となり、またワークの形状に合わせて治具を取り換える必要もない。また、ワークの形状が変更された場合も、ワークの形状に合わせて治具を加工する必要がないため、特に、ワークの多種少量生産に対して利点がある。

特開２００３－１５３５号公報

しかしながら、上記従来技術では、ワークの形状にならって変形するワーク支持手段と、当該ワーク支持手段を変形させる装置本体が一体となっているため、ワーク支持手段をパレットとして移動させることができなかった。このため、例えば、ワークをパレットと共に製造ラインに流すことは困難であり、その使い勝手に改善の余地あった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、使い勝手の良い変位規制機構、ならい機構の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の変位規制機構は、シャフトの軸方向の変位を規制する変位規制機構であって、前記シャフトの周面を囲う内周面にテーパー面が形成された外筒と、前記外筒の内側に配置された内筒と、前記内筒に保持された転動体と、前記内筒を介して前記転動体を前記テーパー面に向かって付勢する付勢部材と、を備え、前記内筒が軸方向において移動しない状態で、当該内筒に対して前記外筒が軸方向に相対移動可能である、という構成を採用する。

また、本発明のならい機構は、複数のシャフトと、前記複数のシャフトの軸方向の変位を規制する複数の変位規制機構と、を備え、前記複数のシャフトの先端をワークの形状にならわせる、ならい機構であって、前記変位規制機構として、先に記載の変位規制機構を備える、という構成を採用する。

本発明によれば、使い勝手の良い変位規制機構、ならい機構が得られる。

本発明の第１実施形態における多品種対応パレット装置を示す外観斜視図である。本発明の第１実施形態における多品種対応パレットを装置本体から取り外した状態を示す外観斜視図である。本発明の第１実施形態における多品種対応パレットの平面図である。本発明の第１実施形態における多品種対応パレットの右側面図である。本発明の第１実施形態におけるワーク当接部の拡大図である。図５に示す矢視Ａ－Ａ図である。本発明の第１実施形態における装置本体の平面図である。図７に示す矢視Ｂ－Ｂ図である。図７に示す矢視Ｃ－Ｃ図である。本発明の第１実施形態における多品種対応パレット装置の制御システムの概略構成を示す構成図である。図１０に示す制御システムに含まれるドライバの機能ブロック図である。図１０に示す制御システムに含まれる形状復元データ生成装置の機能ブロック図である。本発明の第１実施形態における各アクチュエータのドライバに記憶された形状復元データの一例を示す図である。図１３に示す形状復元データを棒グラフとして図形化したものである。本発明の第１実施形態における形状復元データの生成法を説明する説明図である。本発明の第１実施形態における多品種対応パレット装置の動作を説明する説明図である。本発明の第１実施形態における形状復元データの生成法の変形例を説明する説明図である。本発明の第２実施形態における三次元万力を示す正面図である。本発明の第２実施形態における変位規制機構の断面構成図である。図１９に示す矢視Ｄ－Ｄ断面図である。比較例として、アウターリング３１を軸方向に固定した変位規制機構の断面構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において「多品種対応」パレットとは、ワークの形状にならってパレットの形状を変形させることで、一つのパレットで多品種のワークの形状に合わせることができるパレットのことを言う。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における多品種対応パレット装置１を示す外観斜視図である。
図１に示すように、多品種対応パレット装置１は、多品種対応パレット２（ならい機構）と、装置本体３と、を有している。

多品種対応パレット２は、概略、平面視矩形板状のパレット本体１０と、パレット本体１０に対して変位可能な複数のワーク当接部２０と、を有している。装置本体３は、複数のワーク当接部２０を変位させることで、図示しないワークの形状にならって多品種対応パレット２の形状を変形させる。なお、図１に示す多品種対応パレット２は、変形後の一例を示している。

図２は、本発明の第１実施形態における多品種対応パレット２を装置本体３から取り外した状態を示す外観斜視図である。
多品種対応パレット２は、装置本体３から取り外すことが可能であり、図２に示す例では、補助台４に載せられている。補助台４には、多品種対応パレット２のパレット本体１０の四隅に形成された孔部１０ａに嵌合する４本の支持柱５が設けられている。

支持柱５は、パレット本体１０と補助台４との間に、パレット本体１０から下方に延びるワーク当接部２０の下端（詳しくは変位していないワーク当接部２０の最下端）が、補助台４に接触しないだけの空間を形成している。このように、多品種対応パレット２を補助台４に載せることで、多品種対応パレット２の変形後の支持安定性を高めることができる。したがって、例えば、ワークと共に多品種対応パレット２を製造ラインに流すことも容易になる。

次に、多品種対応パレット２の構成について詳しく説明する。

図３は、本発明の第１実施形態における多品種対応パレット２の平面図である。図４は、本発明の第１実施形態における多品種対応パレット２の右側面図である。図５は、本発明の第１実施形態におけるワーク当接部２０の拡大図である。図６は、図５に示す矢視Ａ－Ａ図である。
図３に示すように、パレット本体１０には、複数のワーク当接部２０（ワーク当接部２０Ａ～２０Ｈ）が一列に列を成したワーク当接列２１が、複数列（ワーク当接列２１－１～２１－１０）設けられている。

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向はワーク当接列２１－１～２１－１０が並ぶ方向（パレット本体１０の長手方向とも言う）であり、Ｙ軸方向はワーク当接部２０Ａ～２０Ｈが並ぶ方向（パレット本体１０の幅方向とも言う）であり、Ｚ軸方向はワーク当接部２０が変位する変位方向（パレット本体１０の厚み方向とも言う）である。

本実施形態のワーク当接部２０は、図３に示すように、８×１０（なお、８×１０は一例である）のマトリクス状に配置されている。ワーク当接部２０は、ワーク当接部２０Ａ～２０Ｈが列を成すＹ軸方向において等ピッチで配置されると共に、ワーク当接列２１－１～２１－１０が列を成すＸ軸方向においても等ピッチで配置されている。つまり、ワーク当接部２０と、当該ワーク当接部２０とＸ軸方向及びＹ軸方向で隣り合うワーク当接部２０との間隔は等しい。

パレット本体１０は、平面視において、ワーク当接部２０の８×１０の配置領域よりも一回り大きく形成され、本実施形態では、Ｘ軸方向に長い矩形板状に形成されている。パレット本体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の両側面には、ワーク当接列２１－１～２１－１０に対応する位置に、位置決め孔１０ｂが形成されている。つまり、位置決め孔１０ｂは、パレット本体１０の両側面に長手方向（Ｘ軸方向）において、ワーク当接列２１と同じピッチで形成されている。

図５及び図６に示すように、ワーク当接部２０は、シャフト２２と、シャフト２２の上端に取り付けられた先端部２３と、シャフト２２の下端に取り付けられた受け部２４と、を有している。シャフト２２は、Ｚ軸方向に延びると共に、パレット本体１０に取り付けられた直動案内機構１１によって、Ｚ軸方向に変位可能に案内される。直動案内機構１１は、止め輪１２によって、パレット本体１０の上下面を挟み込むように取り付けられている。直動案内機構１１は、シャフト２２の周面を図示しない転動体で転がり案内する。なお、直動案内機構１１は、シャフト２２の周面を円筒体の内周面で滑り案内する構成であっても構わない。

先端部２３は、ワークの種類に応じてシャフト２２から取り外し可能とされている。本実施形態の先端部２３は、略円錐状のゴム（弾性体）であるが、球体であってもよいし、弾性体でなく、プラスチックや金属などの硬いものであっても構わない。また、先端部２３は、ワークを吸着可能な吸盤や吸着パッドなどであってもよい。
受け部２４は、下面に円錐状の座ぐり２４ａが形成された円板体であり、皿ネジ２５を介してシャフト２２の下端に固定されている。

直動案内機構１１の上下には、ワーク当接部２０のＺ軸方向の変位を形成する変位規制機構３０（３０Ａ，３０Ｂ）が設けられている。変位規制機構３０は、図６に示すように、シャフト２２の周面を囲う内周面にテーパー面３１ａが形成されたアウターリング３１と、アウターリング３１の内側に配置されたインナーリング３２（ホルダー）と、インナーリング３２に保持された転動体３３と、インナーリング３２を介して転動体３３をテーパー面３１ａに向かって付勢するスプリング３４と、アウターリング３１の内周面に嵌合し、スプリング３４の付勢による反力を受けるスプリング受け３５と、を有している。なお、変位規制機構３０としては、周知のラチェット機構などを採用しても構わない。

アウターリング３１及びインナーリング３２は、共に円筒状に形成されると共に、Ｚ軸方向に相対変位可能に組み合わされている。アウターリング３１のテーパー面３１ａは、直動案内機構１１に向かって漸次内径が小さくなるように形成されている。インナーリング３２の直動案内機構１１側の端面は、座金３６を挟んで直動案内機構１１と接している。このインナーリング３２には、径方向に貫通し、転動体３３を保持する貫通孔３２ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。

転動体３３は、インナーリング３２の貫通孔３２ａのそれぞれに転動可能に配置されている。転動体３３としては、ボール（球）、ローラー（円柱）、あるいは該ローラーの周面をシャフト２２の周面にならって窪ませた瓢箪型のものなどを採用することができる。なお、本実施形態では、シャフト２２の周面との接触面積（摩擦面積）を大きく確保できる瓢箪型の転動体３３を採用している。

上記構成によれば、スプリング３４の付勢によって、インナーリング３２に保持された転動体３３が、シャフト２２の周面とアウターリング３１のテーパー面３１ａとの間に形成される楔状の空間に食い込まれると、転動体３３が楔となり、ワーク当接部２０（シャフト２２）のＺ軸方向への変位が規制される。直動案内機構１１の上側に配置された変位規制機構３０Ａは、ワーク当接部２０の鉛直下方への移動を規制している。また、直動案内機構１１の下側に配置された変位規制機構３０Ｂは、変位規制機構３０Ａを上下反転した構成となっており、ワーク当接部２０の鉛直上方への移動を規制している。

なお、本実施形態では、多品種対応パレット２を装置本体３から取り外した後に、振動などによってワーク当接部２０が上下に変位しないように、上述した変位規制機構３０Ａ，３０Ｂを設けているが、振動などを考慮しなくてよい環境下で使用する場合、少なくとも変位規制機構３０Ａ（重力方向への移動規制）があればよい。

図３及び図４に示すように、多品種対応パレット２は、ワーク当接列２１ごとに変位規制機構３０を連結する連結機構４０（４０Ａ，４０Ｂ）を有している。図４に示すように、連結機構４０Ａは、パレット本体１０の上側に配置され、当該ワーク当接列２１の全ての変位規制機構３０Ａを連結している。また、連結機構４０Ｂは、パレット本体１０の下側に配置され、当該ワーク当接列２１の全ての変位規制機構３０Ｂを連結している。

連結機構４０Ａ，４０Ｂは、それぞれパレット本体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に延びる長尺板状に形成され、その両端部がシャフト４１を介して、パレット本体１０の厚み方向（Ｚ軸方向）に変位可能に接続されている。シャフト４１は、連結機構４０Ｂに固定されると共に、Ｚ軸方向に延び、パレット本体１０及び連結機構４０Ａに取り付けられた直動案内機構１１（上述したワーク当接部２０の直動案内機構１１と同じ構成）によってＺ軸方向に変位可能に案内されている。シャフト４１の上端には、これら直動案内機構１１からの抜け出しを防止する抜け止めが設けられている。

連結機構４０Ａ，４０Ｂは、図６に示すように、変位規制機構３０Ａ，３０Ｂのアウターリング３１の端面（パレット本体１０と反対側の端面）と接し、スプリング３４による付勢の反力を受けている。この状態では、ワーク当接部２０（シャフト２２）のＺ軸方向への変位が両方とも規制されている（クランプ状態とも言う）。ここで、連結機構４０Ａ，４０Ｂを、スプリング３４の付勢に抗して、パレット本体１０に向かって押圧すると、アウターリング３１（テーパー面３１ａ）がパレット本体１０側に移動して転動体３３が楔状の空間から転がり抜け、ワーク当接部２０（シャフト２２）のＺ軸方向の変位規制が両方とも解除される（アンクランプ状態とも言う）。

図３に示すように、連結機構４０Ａには、装置本体３（後述）が、ワーク当接列２１の位置を検出するための位置検出パターン４２と、ワーク当接列２１が何列目かを検出するための列検出パターン４３と、が形成されている。位置検出パターン４２は、Ｘ軸方向に離間した２つの孔部によって形成されている。列検出パターン４３は、４つ（４ビット）の孔部の組み合わせで形成されている。すなわち、列検出パターン４３は、ワーク当接列２１－１～２１－１０ごとに孔部の形成パターンが異なっている。

次に、装置本体３の構成について詳しく説明する。

図７は、本発明の第１実施形態における装置本体３の平面図である。図８は、図７に示す矢視Ｂ－Ｂ図である。図９は、図７に示す矢視Ｃ－Ｃ図である。
装置本体３は、図７に示すように、平面視長方形状のボトムプレート３ａと、図９に示すように、ボトムプレート３ａの幅方向両側から立設する一対のサイドプレート３ｂと、一対のサイドプレート３ｂの上端同士を接続するトッププレート３ｃと、を有している。一対のサイドプレート３ｂの間には、後述するアクチュエータ列９２を支持する支持プレート３ｄ（梁材）が架設されている。また、一対のサイドプレート３ｂは、図７に示す複数の接続プレート３ｅ（補強材）によってボトムプレート３ａと接続されている。

なお、装置本体３の説明においても、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は装置本体３（平面視長方形状のボトムプレート３ａ）の長手方向（多品種対応パレット２の搬送方向とも言う）であり、Ｙ軸方向は装置本体３の幅方向（一対のサイドプレート３ｂが対向する方向）であり、Ｚ軸方向は装置本体３の高さ方向である。

装置本体３は、図７及び図８に示すように、多品種対応パレット２を搬送するパレット搬送部５０と、図９に示すように、パレット搬送部５０によって搬送される多品種対応パレット２の位置を検出するパレット位置検出部６０と、パレット位置検出部６０の結果を受けて多品種対応パレット２の位置を固定するパレット位置固定部７０と、パレット位置固定部７０によって位置を固定された多品種対応パレット２の上述した変位規制機構３０による変位規制を解除するパレット変位規制解除部８０と、パレット変位規制解除部８０によって変位規制が解除された多品種対応パレット２のワーク当接部２０を変位させるパレット形状復元部９０と、を有している。

パレット搬送部５０は、図７に示すように、多品種対応パレット２のパレット本体１０の下面を支持する一対の搬送ベルト５１を有している。一対の搬送ベルト５１は、一対のサイドプレート３ｂに取り付けられた複数のプーリ５２によって、Ｘ軸方向に無端回送可能に架設されている。複数のプーリ５２のうちの一つは、駆動軸５３を介してＹ軸方向において対向するプーリ５２と連結されている。駆動軸５３は、ステッピングモータ５４によって、Ｙ軸方向に延びる軸回りに正逆回転する。ステッピングモータ５４は、駆動軸５３に固定された駆動プーリ５５、及び駆動プーリ５５に巻回した駆動ベルト５６を介して駆動軸５３を回転させる。

パレット位置検出部６０は、図９に示すように、一対のサイドプレート３ｂのそれぞれに設けられている。一方側（－Ｙ側）のサイドプレート３ｂに設けられたパレット位置検出部６０Ａは、投光部６１及び受光部６２を有する光センサー（フォトインタラプタなど）を有する。パレット位置検出部６０Ａは、当該光センサーを多品種対応パレット２の搬送方向（Ｘ軸方向）に離間して２組有し、上述した図３に示す連結機構４０Ａに形成された位置検出パターン４２を検出する。また、他方側（＋Ｙ側）のサイドプレート３ｂに設けられたパレット位置検出部６０Ｂは、上述の光センサーを４組有し、上述した図３に示す連結機構４０Ａに形成された４ビットの列検出パターン４３を検出する。

パレット位置固定部７０は、パレット位置検出部６０の下方に位置し、一対のサイドプレート３ｂのそれぞれに設けられている。パレット位置固定部７０は、先端が先細りになった位置決めピン７１と、位置決めピン７１をＹ軸方向に移動させるアクチュエータ７２と、を有している。アクチュエータ７２は、例えば、エアシリンダーと、当該エアシリンダーにエアを供給する電磁弁と、を有し、当該電磁弁をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、上述したパレット本体１０に形成された位置決め孔１０ｂに対して位置決めピン７１を挿抜する。

パレット変位規制解除部８０は、パレット搬送部５０による多品種対応パレット２の搬送経路の上下にそれぞれ配置されている。搬送経路の上側（＋Ｚ側）に配置されたパレット変位規制解除部８０Ａは、上述した連結機構４０Ａを押圧可能な押圧部材８１ａと、押圧部材８１ａをＺ軸方向に移動させる一対のアクチュエータ８２ａと、を有している。押圧部材８１ａは、ワーク当接部２０を避けて連結機構４０Ａを押圧可能な櫛歯状の押圧部８１ａ１を有している。本実施形態の押圧部８１ａ１は、ワーク当接列２１に含まれるワーク当接部２０の半数で、Ｙ軸方向に等間隔に配置されている。

一対のアクチュエータ８２ａは、パレット位置検出部６０の上方に位置し、一対のサイドプレート３ｂのそれぞれに設けられ、押圧部材８１ａのＹ軸方向の両端と接続されている。一対のアクチュエータ８２ａは、例えば、エアシリンダーと、当該エアシリンダーにエアを供給する電磁弁と、を有し、当該電磁弁をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、押圧部材８１ａを上下動させる。

一方、搬送経路の下側（－Ｚ側）に配置されたパレット変位規制解除部８０Ｂは、上述した連結機構４０Ｂを押圧可能な押圧部材８１ｂと、押圧部材８１ａをＺ軸方向に移動させる一対のアクチュエータ８２ｂ（図７参照）と、を有している。一対のアクチュエータ８２ｂは、上述した一対のアクチュエータ８２ａと同様に、電磁弁で駆動するエアシリンダーであるが、支持プレート３ｄの＋Ｘ側を向く面に取り付けられている。また、押圧部材８１ｂは、上述した押圧部材８１ａと同様に、櫛歯状の押圧部８１ｂ１を有するが、一対のアクチュエータ８２ａの直上から後述するアクチュエータ９１Ａ～９１Ｈの直上まで延びている。この押圧部材８１ａには、図９に示すように、アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのシャフト９３との干渉を避ける貫通孔８１ｂ２が形成されている。

パレット形状復元部９０は、多品種対応パレット２の搬送経路の下側に配置されている。パレット形状復元部９０は、ワーク当接列２１の一列に含まれるワーク当接部２０と同数のアクチュエータ９１Ａ～９１Ｈが列を成すアクチュエータ列９２を、一列有し、当該アクチュエータ列９２によって、ワーク当接列２１ごとにワーク当接部２０のそれぞれを変位させる。以下、多品種対応パレット２の搬送方向（Ｘ軸方向）において、アクチュエータ列９２が配置される位置を、形状復元位置と称する場合がある。

アクチュエータ９１は、アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈが列を成すＹ軸方向に等ピッチで配置されている。アクチュエータ９１のＹ軸方向におけるピッチと、上述したワーク当接部２０のＹ軸方向におけるピッチは等しい。アクチュエータ９１は、シャフト９３と、シャフト９３をＺ軸方向に案内する直動案内機構９４と、直動案内機構９４を介してシャフト９３をＺ軸方向に移動させる駆動部９５と、駆動部９５を駆動させるドライバ９６と、を有している。

シャフト９３の上端には、上述した図６に示す座ぐり２４ａに挿入可能な円錐台状のキャップが取り付けられている。
直動案内機構９４は、例えば、ボールねじ機構であって、図示しないナットを回転させることにより、シャフト９３（ねじ軸）をＺ軸方向に移動させる。
駆動部９５は、例えば、直動案内機構９４のナットを回転させるモーターと、当該モーターの回転数を検出するロータリーエンコーダと、を有している。なお、アクチュエータ９１は、シャフト９３の変位量を検出できれば、他の変位センサ（リニアエンコーダなど）を備えていても構わない。

続いて、ドライバ９６の構成、及び、ドライバ９６を含む制御システム１００の構成について詳しく説明する。

図１０は、本発明の第１実施形態における多品種対応パレット装置１の制御システム１００の概略構成を示す構成図である。図１１は、図１０に示す制御システム１００に含まれるドライバ９６の機能ブロック図である。図１２は、図１０に示す制御システム１００に含まれる形状復元データ生成装置１０１の機能ブロック図である。
図１０に示すように、多品種対応パレット装置１（装置本体３）は、Ｉ／Ｏユニット１０２を介して外部の形状復元データ生成装置１０１と電気的に接続可能とされている。

Ｉ／Ｏユニット１０２は、Ｉ／Ｏノードや集線装置等から構成され、後述する形状復元データ生成装置１０１や、上述した装置本体３に設けられた各種デバイス（パレット搬送部５０、パレット位置検出部６０、パレット位置固定部７０、パレット変位規制解除部８０、およびパレット形状復元部９０（つまり、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈ）と通信可能に接続されている。また、Ｉ／Ｏユニット１０２は、接続された各種デバイスに対して監視・指令を行うための制御部を有する。当該制御部は、専用のプロセッサや、プロセッサで実行されるプログラム等により接続された各種デバイスを監視し、動作のタイミング調整などを行っている。この制御部には、Ｉ／Ｏユニット１０２を識別するためのＩＤが格納されている。

パレット形状復元部９０の各アクチュエータ９１のドライバ９６は、各アクチュエータ９１の駆動部９５を制御するための制御部が一体的に設けられている。当該制御部は、専用のプロセッサやプロセッサで実行されるプログラム等により形成されるものである。制御システム１００では、図１０に示すように、各アクチュエータ９１のドライバ９６に搭載されている制御部が直列にデイジーチェイン接続されており、制御部間でＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信が可能となっている。各アクチュエータ９１のドライバ９６のそれぞれには、各ドライバを識別するためのＩＤが設定され、該ドライバが有する制御部に当該ＩＤが格納されている。

Ｉ／Ｏユニット１０２に対しては、外部から形状復元データ生成装置１０１が接続可能である。形状復元データ生成装置１０１は、上記デイジーチェイン接続におけるＣＡＮ通信ラインに接続され、当該接続により、デイジーチェイン接続されている複数の各アクチュエータ９１のドライバ９６が有するアクチュエータ駆動のための制御スクリプト（プログラム）を書き換えることが可能である。したがって、スクリプトの書き換えが必要ではないときは、形状復元データ生成装置１０１とＩ／Ｏユニット１０２との接続を確立する必要はない。なお、形状復元データ生成装置１０１は、上記スクリプト書換のためのプログラムが実行されるパーソナルコンピュータあるいはマイコンとして形成される。

ここで、図１１に、アクチュエータ９１のドライバ９６が有する制御部において発揮される機能をイメージ化した機能ブロック図を示す。当該機能ブロックで表わされる機能は、ドライバ９６上に設けられたプロセッサや入出力ポート、メモリ等のハードウェアを用いて、制御部で実行されるプログラムによって実現される。また、図１２には、形状復元データ生成装置１０１で実行される制御を機能ブロックで表示しイメージ化したものである。この機能ブロックの果たす制御内容も、形状復元データ生成装置１０１が有するプロセッサやそこで実行されるプログラム等、様々な手法により実現されるものである。

ドライバ９６の制御部には、入力部９６ａ、出力部９６ｂ、ＩＤ保持部９６ｃ、座標データ保持部９６ｄ、スクリプト保持部９６ｅ、スクリプト書換受付部９６ｆ、プログラム実行部９６ｇが形成されている。入力部９６ａは、ドライバ９６の入力ポートを介して、ドライバ９６が直接対応する駆動部９５の駆動制御に必要なデータが入力される機能部である。また、入力部９６ａは、他のアクチュエータ９１のドライバ９６から、駆動部９５用の指令信号が入力される機能部でもある。

出力部９６ｂは、入力部９６ａとは反対に、ドライバ９６の出力ポートを介して、他のアクチュエータ９１のドライバ９６に直接関連付けられた、それぞれの駆動部９５を駆動するための指令信号を、他のドライバ９６が有する制御部へと出力する機能部である。したがって、ドライバ９６の制御部が有する出力部９６ｂから出力された指令信号は、出力先の他のドライバ９６の制御部が有する入力部９６ａに入力されることになる。

ＩＤ保持部９６ｃは、上述のようにドライバ９６毎に設定されている識別用のＩＤを保持する機能部である。具体的には、ドライバ９６上のメモリに当該識別ＩＤが保持されている。座標データ保持部９６ｄは、駆動部９５の駆動に関して該アクチュエータ９１が取り得る可動範囲に属する座標データを格納する機能部である。スクリプト保持部９６ｅ内のプログラムには、駆動部９５（シャフト９３の上端）の移動先の座標を直接指定するコマンドが準備されており、当該コマンドの引数として座標データ保持部９６ｄに保持されている座標データが利用される。

スクリプト保持部９６ｅは、ドライバ９６が直接関連付けられた駆動部９５の駆動制御に関するプログラムを含むスクリプトを、ドライバ９６内のメモリに保持する機能部である。スクリプト書換受付部９６ｆは、外部の形状復元データ生成装置１０１によってスクリプトの書き換えが行われるとき、その書換指示を受け付ける機能部である。したがって、形状復元データ生成装置１０１側で編集されたスクリプトが書換指令とともにスクリプト書換受付部９６ｆによって受け付けられることで、スクリプト保持部９６ｅが保持する駆動制御用のプログラム（スクリプト）が書き換えられる。

プログラム実行部９６ｇは、スクリプト保持部９６ｅが保持する駆動制御用のプログラム（スクリプト）を実行し、実際にアクチュエータ９１の駆動制御を行う。当該プログラムでは、駆動対象となるアクチュエータ９１をドライバ９６の識別ＩＤで指定することが可能となるように構成されている。プログラム実行部９６ｇは、駆動部９５（モーター）を制御するモーター制御部とも言える。
このように、ドライバ９６は、他のアクチュエータ９１のドライバ９６と相互通信状態が形成されるように、互いに電気的に接続されており、相互を接続する配線数が少なくて済み、容易に制御システム１００を構築できる。なお、装置本体３に設けられたパレット形状復元部９０以外の各種デバイスのアクチュエータについても同じようなドライバ９６を接続し、相互通信状態が形成されるように、互いに電気的に接続するとよい。なお、上述したＩ／Ｏユニット１０２の制御部は、接続された各種デバイスの制御部のマスタ（頭）となる。Ｉ／Ｏユニット１０２の制御部も、上述した図１１に示すドライバ９６と略同様の構成でスクリプトを保持しており、そのスクリプトによって、接続された各種デバイスと通信し、監視、指令を行っている。Ｉ／Ｏユニット１０２の制御部は、図１１に示すドライバ９６の構成に、Ｉ／Ｏ入出力部という機能ブロックを追加したものと言える。

図１２に示すように、形状復元データ生成装置１０１には、ドライバ認識部１０１ａ、スクリプト編集部１０１ｂ、スクリプト書換部１０１ｃが形成されている。ドライバ認識部１０１ａは、形状復元データ生成装置１０１がＣＡＮ通信接続を介して制御システム１００に接続された状態において、制御システム１００内に含まれるドライバを認識する機能部である。なお、ドライバ認識部１０１ａによって認識されたドライバ９６が、形状復元データ生成装置１０１によるスクリプトの編集や書き換えの対象となる。

スクリプト編集部１０１ｂは、制御システム１００に含まれるドライバ９６の制御部が保持するスクリプトに対して追加、変更、削除等の編集処理を行う機能部である。スクリプト書換部１０１ｃは、スクリプト編集部１０１ｂで行われたスクリプト編集を、ドライバ９６のスクリプト保持部９６ｅに保持されているスクリプトに反映させて、スクリプトの書き換えを行う機能部である。当該スクリプトの書き換えは、形状復元データ生成装置１０１と制御システム１００間のＣＡＮ通信接続および各ドライバ９６の入出力ポートおよびドライバ９６間のデイジーチェイン接続を介して行われる。

続いて、アクチュエータ９１の駆動制御について詳しく説明する。各アクチュエータ９１のドライバ９６は、下記図１３及び図１４に示すような形状復元データに基づいて、各アクチュエータ９１の駆動部９５を駆動させる。

図１３は、本発明の第１実施形態における各アクチュエータ９１のドライバ９６に記憶された形状復元データの一例を示す図である。図１４は、図１３に示す形状復元データを棒グラフとして図形化したものである。
図１３に示す形状復元データは、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのドライバ９６が、ワーク当接列２１の何列目にどのくらい駆動部９５を駆動させるかを指定する座標データを保持したテーブルデータとなっている。なお、図１３に示すテーブルデータは８×１０であるが、アクチュエータ９１の数やワーク当接列２１の数に応じて適宜拡張可能である。

各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのドライバ９６には、Ａ～Ｈに対応した数列（１列～１０列）が記憶されている。つまり、アクチュエータ９１Ａのドライバ９６には、Ａの１列～１０列に対応する座標データが記憶され、アクチュエータ９１Ｂのドライバ９６には、Ｂの１列～１０列に対応する座標データが記憶され、以下同じくアクチュエータ９１Ｃ～９１Ｈのドライバ９６にも、Ｃ～Ｈの１列～１０列に対応する座標データがそれぞれ記憶されている。

図１０に示す形状復元データ生成装置１０１は、上述した形状復元データを生成し、当該生成した形状復元データを装置本体３の各アクチュエータ９１のドライバ９６に記憶させる。形状復元データ生成装置１０１は、例えば、図１５に示すように、ワークＷの３次元データに基づいて形状復元データを生成することができる。

具体的に、形状復元データ生成装置１０１は、ワークＷの３次元データの下面（支持面）を定め、当該下面を、ワーク当接列２１の列数に応じて輪切りにしていく（図１５に示す例では縦方向、つまり、多品種対応パレット２の搬送方向と直交する幅方向）。次に、当該下面を、アクチュエータ９１（ワーク当接部２０）の数に応じてＡ～Ｈで横方向（つまり、多品種対応パレット２の搬送方向）に横切ったときに、縦横で交差するポイントを抽出し、そのポイントにおける基準面（ワーク当接部２０の初期位置（変位ゼロ）の面）からの距離を座標データとして取得する。

次に、形状復元データ生成装置１０１は、当該取得した座標データから、上述した図１３に示すようなテーブルデータを生成する。そして、当該テーブルデータのＡ～Ｈに対応する数列を、Ａ～Ｈに対応する各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのドライバ９６に記憶させる。これにより、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのドライバ９６は、記憶された座標データを読み出し、当該座標データに基づき駆動部９５を駆動させることができる。例えば、図１３に示すような座標データが指定されれば、その座標データに従って各アクチュエータ９１を駆動させ、図１４に示すように図形化した形状復元データと同じように多品種対応パレット２のワーク当接部２０を変位させることができる（図１６（ａ），（ｂ）参照）。

具体的な動作について説明すると、先ず、多品種対応パレット２を、図１６（ａ）に示すように装置本体３にセットする。次に、装置本体３のＩ／Ｏユニット１０２（図１０参照）に接続された図示しないスタートスイッチを押下すると、パレット搬送部５０が多品種対応パレット２を搬送する。パレット搬送部５０は、アクチュエータ列９２が配置される形状復元位置（図８に示すアクチュエータ列９２の直上）に、多品種対応パレット２のワーク当接列２１を一列ずつ送り出す。

形状復元位置において、図９に示すパレット位置検出部６０Ａが連結機構４０Ａに形成された位置検出パターン４２を検出すると、パレット搬送部５０は多品種対応パレット２の送りを停止する。次に、パレット位置固定部７０が駆動し、位置決めピン７１が位置決め孔１０ｂに挿入され、多品種対応パレット２の位置が固定される。次に、パレット変位規制解除部８０Ａ，８０Ｂが駆動し、連結機構４０Ａ，４０Ｂを押圧し、形状復元位置に位置するワーク当接列２１に含まれるワーク当接部２０の変位規制を解除する。

次に、パレット形状復元部９０が駆動し、変位規制が解除された各ワーク当接部２０Ａ～２０Ｈを、それと同数で設けられた各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈが持ち上げる。なお、形状復元位置においては、図９に示すパレット位置検出部６０Ｂが連結機構４０Ａに形成された列検出パターン４３を検出しており、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈは、パレット位置検出部６０Ｂの検出結果からドライバ９６に記憶された形状復元データの座標データを読み出し、当該座標データに基づいて駆動部９５を駆動させる。

ドライバ９６は、ロータリーエンコーダなどで、駆動部９５（シャフト９３の上端）が指定された座標まで移動したことを確認したら、駆動部９５を停止させる。次に、パレット変位規制解除部８０Ａ，８０Ｂが駆動し、連結機構４０Ａ，４０Ｂの押圧を解除する。これにより、図６に示すように、ワーク当接部２０は、Ｚ軸方向に変位できなくなり、変位後の状態を維持できる。そうしたら、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈは、シャフト９３を初期位置に戻し、パレット搬送部５０は、次のワーク当接列２１を形状復元位置に送り出す。

以上の動作を、ワーク当接列２１－１～２１－１０まで繰り返すことにより、図１６（ｂ）に示すように、形状復元データに基づいて、多品種対応パレット２の形状を復元することができる。
このように、多品種対応パレット２の形状を復元したら、多品種対応パレット２を装置本体３から取り外し、図２に示すように補助台４などに載せてワークと共に搬送することができる。

このように、上述した本実施形態の多品種対応パレット装置１によれば、ワークの形状にならって形状を変形可能な多品種対応パレット２と、多品種対応パレット２を変形させる形状復元データを記憶すると共に、形状復元データに基づいて多品種対応パレット２の形状を復元する装置本体３と、を有し、多品種対応パレット２は、装置本体３に対して取り外し可能である、という構成を採用することによって、ワークを多品種対応パレット２と共に製造ラインに流すことなどが可能になり、使い勝手の良くなる。また、装置本体３が多品種対応パレット２を変形させる形状復元データを記憶しているので、装置本体３が一台あれば、多数の多品種対応パレット２の形状を復元できる。つまり、ワークに応じた形状を有する多品種対応パレット２を量産できる。さらに、多品種対応パレット２の形状を復元する際には、従来技術のようにワークに多品種対応パレット２を押し付けてならい変形させるなどの必要はないため、例えば、柔らかいワークや割れやすいワークにも適用することができる。

また、本実施形態では、多品種対応パレット２は、パレット本体１０に対して変位可能なワーク当接部２０が列を成すワーク当接列２１を、複数列有し、装置本体３は、ワーク当接列２１の一列に含まれるワーク当接部２０と同数のアクチュエータ９１が列を成すアクチュエータ列９２を、一列有し、アクチュエータ列９２によって、ワーク当接列２１ごとにワーク当接部２０のそれぞれを変位させる。この構成によれば、従来技術のようにワーク当接部２０を一つずつ変位させる構成と比べて、多品種対応パレット２の形状を復元する時間を大幅に短縮することができる。

また、本実施形態では、アクチュエータ列９２に含まれる各アクチュエータ９１は、駆動部９５と、駆動部９５を駆動させるドライバ９６と、をそれぞれ有しており、ドライバ９６は、他のアクチュエータ９１のドライバ９６と相互通信状態が形成されるように、互いに電気的に接続されている。この構成によれば、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈの相互を接続する配線数が少なくて済み、容易に制御システム１００を構築できる。つまり、拡張性に優れた制御システム１００を構築できる。

また、本実施形態では、多品種対応パレット２は、ワーク当接部２０ごとに設けられて、ワーク当接部２０の変位方向の少なくともいずれか一方へのワーク当接部２０の変位を規制する変位規制機構３０と、ワーク当接列２１ごとにワーク当接部２０の変位規制を解除可能に、変位規制機構３０を連結する連結機構４０と、を有する。この構成によれば、変位規制機構３０によってワーク当接部２０の変位後の状態を維持でき、また、各変位規制機構３０が連結機構４０によって連結されているため、仮に、一部の変位規制機構３０に局所的に負荷がかかった場合であっても、当該変位規制機構３０の一部のワーク当接部２０の変位規制のみが予期せずに解除されるといった懸念を解消することができる。

また、本実施形態では、装置本体３は、アクチュエータ列９２が配置される形状復元位置に、多品種対応パレット２のワーク当接列２１を一列ずつ送るパレット搬送部５０と、当該形状復元位置において、連結機構４０を押圧し、ワーク当接列２１ごとにワーク当接部２０の変位規制を解除すると共に、アクチュエータ列９２によって当該ワーク当接列２１に含まれるワーク当接部２０が変位した後、連結機構４０への押圧を解除するパレット変位規制解除部８０と、を有する。この構成によれば、ワーク当接列２１ごとに変位規制の解除及びワーク当接部２０の変位後の変位規制が可能となるため、多品種対応パレット２の形状を復元する時間を大幅に短縮することができる。

また、本実施形態の多品種対応パレット装置１の制御システム１００では、多品種対応パレット装置１と、形状復元データを生成する形状復元データ生成装置１０１と、を有し、形状復元データ生成装置１０１は、ワークの三次元データに基づいて形状復元データを生成し、当該生成した形状復元データを装置本体３に記憶させるため、柔らかいワークや割れやすいワークであっても多品種対応パレット２の形状復元データを生成することができる。

なお、ワークＷがある程度硬いものである場合には、形状復元データ生成装置１０１は、図１７に示すように、多品種対応パレット装置１がワークＷの形状にならって実際に多品種対応パレット２を変形させたときの実データに基づいて形状復元データを生成してもよい。

具体的には、図１７（ａ）に示すように、多品種対応パレット２の上にワークＷを載せ、上述した図１６と同じように多品種対応パレット２を送り出す。なお、ワークＷは、図示しない固定具（ロープや万力など）を用いて多品種対応パレット２の上に固定するとよい。また、図９に示すトッププレート３ｃや、押圧部材８１ａは、ワークＷの形状に応じて取り外したり、形状を変更してもよい。また、図１７（ａ）に示すように、全てのワーク当接部２０が初期位置に下がっている場合には、後述する変位規制解除においてワーク当接部２０の下側への変位規制を解除する必要はないので、上述したパレット変位規制解除部８０Ａによる変位規制解除を行わなくてもよい。つまり、押圧部材８１ｂがあればよく、押圧部材８１ａは取り外してもよい。

アクチュエータ列９２の直上の形状復元位置においては、ワーク当接列２１が一列ずつ送り出され、上述した位置検出、位置固定、変位規制解除が行なわれる。変位規制解除後、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈのドライバ９６は、シャフト９３の上端がワークＷに当接するまで駆動部９５を駆動させる。なお、ドライバ９６が駆動部９５を停止させるタイミングは、シャフト９３の上端がワークＷに当接し、ロータリーエンコーダの値が進まなくなったとき、あるいは、駆動部９５の電流値がワークＷとの当接により所定の閾値を超えたときである。なお、ドライバ９６は、一定時間のあいだに、シャフト９３の上端がワークＷに当接しない場合（ワークＷに孔が開いていた場合など）にも、駆動部９５を停止させる。

各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈの駆動部９５が停止したら、パレット変位規制解除部８０が駆動し、各ワーク当接部２０Ａ～２０Ｈの変位を規制する。その後、形状復元データ生成装置１０１は、各アクチュエータ９１Ａ～９１Ｈの駆動部９５の変位データ（実データ）を変位センサ（ロータリーエンコーダなど）から取得し、当該ワーク当接列２１における座標データを生成する。なお、シャフト９３の上端がワークＷに当接しない場所は、座標データはゼロであってもよい。以上の動作を、図１７（ｂ）に示すように、全てのワーク当接列２１（２１－１～２１－１０）まで繰り返すことにより、図１３及び図１４に示すような、形状復元データを生成することができる。この構成によれば、ワークＷの３次元データが無くても、ワークＷ（実物）から多品種対応パレット２の形状復元データを生成することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１８は、本発明の第２実施形態における三次元万力２００を示す正面図である。
図１８に示す三次元万力２００は、上述したシャフト２２を複数有すると共に変位規制機構３０を複数有し、複数のシャフト２２の先端をワークＷ（図１８に示す例では球体）の形状にならわせる、ならい機構である。つまり、三次元万力２００は、上述した多品種対応パレット２と同じ、ならい機構の一種である。

三次元万力２００は、一対のならいユニット２０１と、一対のならいユニット２０１を、隙間をあけて対向させるベース部材２０２と、を備えている。ベース部材２０２は、ならいユニット２０１が固定される一対の固定部２０３と、一対の固定部２０３の間を接続する接続部２０４と、を有する。一対の固定部２０３は、接続部２０４の長手方向の両端部から垂直方向に立設している。このため、ベース部材２０２は、正面視で略Ｕ字状に形成されている。

ならいユニット２０１は、上述した複数のシャフト２２及び複数の変位規制機構３０を備えている。また、ならいユニット２０１は、複数の変位規制機構３０のシャフト２２の軸方向における変位規制を解除するための移動部材２１０を備えている。移動部材２１０は、例えば、矩形板状に形成されている。移動部材２１０は、図示しないが上述した連結機構４０（図４参照）と同じように、ベース部材２０２の固定部２０３に対し、直動案内機構１１及びシャフト４１（図４参照）を介して、シャフト２２の軸方向に移動可能に案内されている。

移動部材２１０には、アクチュエータ２１１が、アクチュエータロッド２１２を介して接続されている。アクチュエータ２１１は、移動部材２１０に負荷Ｌを与えて、複数の変位規制機構３０の変位規制を解除する。このアクチュエータ２１１は、例えば、エアシリンダーなどを例示することができる。移動部材２１０とワーク当接部２０との間には、スプリング２０５が配設されている。

アクチュエータ２１１によって移動部材２１０を軸方向に移動させ、変位規制機構３０の変位規制を解除すると、スプリング２０５の付勢によってワーク当接部２０（先端）がワークＷに接触する。これにより、シャフト２２の先端を、ワークＷの形状にならわせて、ワークＷをクランプすることができる。ワークＷをクランプしたら、アクチュエータ２１１による負荷Ｌを解除することで、変位規制機構３０がシャフト２２の変位規制を行い、その形状が保持（固定）される。

図１９は、本発明の第２実施形態における変位規制機構３０の断面構成図である。図２０は、図１９に示す矢視Ｄ－Ｄ断面図である。
図１９に示すように、シャフト２２は、固定部２０３に形成された貫通孔２０３ａ及び移動部材２１０に形成された貫通孔２１０ａを挿通して配設されている。変位規制機構３０は、このシャフト２２の軸方向の変位を規制する。

具体的に、変位規制機構３０は、シャフト２２の周面を囲う内周面にテーパー面３１ａが形成されたアウターリング３１（外筒）と、アウターリング３１の内側に配置されたインナーリング３２（内筒）と、インナーリング３２に保持された転動体３３と、インナーリング３２を介して転動体３３をテーパー面３１ａに向かって付勢するスプリング３４（付勢部材）と、を備えている。インナーリング３２には、径方向に貫通し、転動体３３を保持する貫通孔３２ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。

アウターリング３１のテーパー面３１ａは、固定部２０３に向かうに従って縮径している。アウターリング３１は、スプリング３４の付勢をスプリング受け３５を介して受けている。これによって、アウターリング３１は、移動部材２１０に接触し、移動部材２１０と共にシャフト２２の軸方向に移動可能とされている。一方、インナーリング３２は、固定部２０３に接触し、シャフト２２の軸方向において少なくとも固定部２０３に向かう方向に移動不能である。つまり、インナーリング３２に対してアウターリング３１が軸方向に相対移動可能とされている。

インナーリング３２は、その一端部３２Ａに、スプリング３４の端部を受ける段差が形成されている。このため、インナーリング３２は、スプリング３４の付勢の反力を受けて、少なくとも固定部２０３に向かう方向に移動不能である。インナーリング３２の他端部３２Ｂは、平面状とされており、インナーリング３２は、シャフト２２の径方向及び周方向においては移動可能とされている。つまり、インナーリング３２は、シャフト２２の軸方向においては少なくとも固定部２０３に向かう方向に移動不能なものの、シャフト２２の径方向及び周方向においては固定部２０３に対して僅かに移動可能なフローティング状態とされている。なお、インナーリング３２は、固定部２０３に接触した状態だけでなく、固定部２０３に対し移動不能に固定されていても構わない。つまり、インナーリング３２が軸方向において移動しない状態で、当該インナーリング３２に対してアウターリング３１が軸方向に相対移動可能であればよい。

図２０に示すように、転動体３３は、上述したシャフト２２の周面との接触面積（摩擦面積）を大きく確保できる瓢箪型とされている。具体的に、転動体３３は、シャフト２２の周面と接する第１円弧周面３３ａと、第１円弧周面３３ａの両側に配置され、アウターリング３１の内周面と接する第２円弧周面３３ｂと、を有している。これにより、転動体３３は、シャフト２２に対する接触点Ｐ１と、アウターリング３１に対する２つの接触点Ｐ２，Ｐ３で、両者と接触できる。これら３つの接触点Ｐ１～Ｐ３によって、転動体３３にかかる荷重が均等に分散される。

アウターリング３１の内周面には、径方向に窪んだガイド溝部３１ｂが形成されている。一方、インナーリング３２の外周面には、径方向に突出したガイド突部３２ｂが形成されている。ガイド溝部３１ｂとガイド突部３２ｂは、シャフト２２の軸方向に相対移動可能に係合している。なお、ガイド溝部３１ｂとガイド突部３２ｂとの間には、シャフト２２の径方向及び周方向に所定の隙間が形成されており、当該径方向及び周方向においてアウターリング３１に対してインナーリング３２が僅かに移動可能とされている。

上記構成の変位規制機構３０によれば、図１９に示すように、スプリング３４の付勢によって、インナーリング３２に保持された転動体３３が、シャフト２２の周面とアウターリング３１のテーパー面３１ａとの間に形成される楔状の空間に食い込まれると、転動体３３が楔となり、シャフト２２の軸方向への変位が規制される。一方で、当該変位規制を解除する場合、移動部材２１０を介してアウターリング３１に負荷Ｌを与えて、インナーリング３２に対しアウターリング３１を軸方向（固定部２０３側）に移動させる。

インナーリング３２は、固定部２０３に接触し、軸方向において移動しない状態であるため、転動体３３は軸方向に殆ど移動せず、その場で回転する（符号Ｒで示す）。転動体３３の回転は、シャフト２２に対して滑る（スリップする）ことで生じる。このため、シャフト２２の変位規制を解除するために必要な負荷Ｌは、概略、シャフト２２及び転動体３３の間の摩擦力Ｆ以上の負荷を確保できればよい。

図２１は、比較例として、アウターリング３１を軸方向に固定した変位規制機構３０の断面構成図である。
図２１に示すように、アウターリング３１は、固定リング３７を介して固定部２０３に固定されている。この場合、シャフト２２の変位規制を解除するために必要な負荷Ｌは大きくなる。

具体的に、図２１に示す構成の場合、アウターリング３１に対しインナーリング３２を軸方向（固定部２０３側）に移動させる。アウターリング３１は軸方向において固定部２０３に固定されているため、転動体３３はインナーリング３２と共に軸方向に移動し、殆ど回転しない。そうすると、シャフト２２の変位規制を解除するために必要な負荷Ｌは、概略、シャフト２２及び転動体３３の間の摩擦力Ｆ１と、アウターリング３１及び転動体３３の間の摩擦力Ｆ２の合計以上を確保しなければならない。

上述した三次元万力２００（第１実施形態で説明した多品種対応パレット２も同様）では、複数の変位規制機構３０の変位規制を同時に解除する方が効率がよいため、その解除に要する負荷Ｌは小さい方が好ましい。このため、図２１に示すアウターリング３１を固定部２０３に固定し、アウターリング３１を軸方向において移動しない状態とする構成よりも、図１９に示すように、インナーリング３２を軸方向において移動しない状態とする構成の方が、シャフト２２の変位規制を解除するために必要な負荷Ｌを小さくすることができる。これにより、シャフト２２の変位規制を解除するためのアクチュエータ２１１（第１実施形態で説明したパレット変位規制解除部８０も同様）を小型化することができる。

このように、上述した第２実施形態によれば、シャフト２２の軸方向の変位を規制する変位規制機構３０であって、シャフト２２の周面を囲う内周面にテーパー面３１ａが形成されたアウターリング３１と、アウターリング３１の内側に配置されたインナーリング３２と、インナーリング３２に保持された転動体３３と、インナーリング３２を介して転動体３３をテーパー面３１ａに向かって付勢するスプリング３４と、を備え、インナーリング３２が軸方向において移動しない状態で、当該インナーリング３２に対してアウターリング３１が軸方向に相対移動可能である。この構成によれば、シャフト２２の変位規制を解除するために必要な負荷Ｌを小さくでき、三次元万力２００（多品種対応パレット２も同様）のような、ならい機構に適した変位規制機構３０を提供できる。

また、上記構成においては、図１９に示すように、インナーリング３２が、アウターリング３１が受けた軸方向の負荷Ｌを受ける。このようなインナーリング３２は、軽量で強度の高い繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や、金属などから形成するとよい。

また、インナーリング３２は、シャフト２２の径方向及び周方向において移動可能である。この構成によれば、インナーリング３２は、シャフト２２の軸方向においては固定部２０３に対して移動不能なものの、シャフト２２の径方向及び周方向においては固定部２０３に対して移動可能なフローティング状態となるため、図２０に示す複数の転動体３３がシャフト２２の径方向及び周方向において自在に動いて、楔空間に均等に噛み込まれ易くなる。これにより、インナーリング３２に偏った負荷がかかり難くなり、インナーリング３２の耐荷重性を向上させることができる。

また、本実施形態では、図１８に示すように、複数の変位規制機構３０が備えるアウターリング３１の少なくとも一部（ならいユニット２０１毎）を同時に、インナーリング３２に対して軸方向に相対移動させる移動部材２１０を備える。この構成によれば、一つ一つの変位規制機構３０の変位規制を解除する負荷Ｌは小さいため、移動部材２１０を介して複数の変位規制機構３０の変位規制解除を同時に行うことができるようになる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記第１実施形態では、多品種対応パレット２でワークを支持する構成について説明したが、例えば、多品種対応パレット２（ワーク当接部２０）にワークを吸着させて、ワークを天井吊りするような用い方をしても良い。また、例えば、一組の多品種対応パレット２でワークを左右から挟み込んで、上記第２実施形態の３次元万力のような用い方をしても良い。

また、例えば、上記第１実施形態では、ワーク当接部２０と同数のアクチュエータ９１が列を成すアクチュエータ列９２を用いて、ワーク当接列２１ごとにワーク当接部２０を変位させる構成について説明したが、時間はかかるが、１つのアクチュエータ９１を用いてワーク当接部２０を一つずつ変位させる構成であっても構わない。上記第２実施形態でも同様である。
また、本発明の一態様は、例えば以下の通りである。
＜１＞
シャフトの軸方向の変位を規制する変位規制機構であって、
前記シャフトの周面を囲う内周面にテーパー面が形成された外筒と、
前記外筒の内側に配置された内筒と、
前記内筒に保持された転動体と、
前記内筒を介して前記転動体を前記テーパー面に向かって付勢する付勢部材と、を備え、
前記内筒が軸方向において移動しない状態で、当該内筒に対して前記外筒が軸方向に相対移動可能である、ことを特徴とする変位規制機構。
＜２＞
前記内筒が、前記外筒が受けた軸方向の負荷を受ける、ことを特徴とする＜１＞に記載の変位規制機構。
＜３＞
前記内筒は、前記シャフトの径方向及び周方向において移動可能である、ことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の変位規制機構。
＜４＞
複数のシャフトと、
前記複数のシャフトの軸方向の変位を規制する複数の変位規制機構と、を備え、
前記複数のシャフトの先端をワークの形状にならわせる、ならい機構であって、
前記変位規制機構として、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の変位規制機構を備える、ことを特徴とするならい機構。
＜５＞
前記複数の変位規制機構が備える前記外筒の少なくとも一部を同時に、前記内筒に対して軸方向に相対移動させる移動部材を備える、ことを特徴とする＜４＞に記載のならい機構。

１多品種対応パレット装置
２多品種対応パレット（ならい機構）
３装置本体
１０パレット本体
２０ワーク当接部
２１ワーク当接列
３０変位規制機構
３１アウターリング（外筒）
３１ａテーパー面
３２インナーリング（内筒）
３３転動体
３４スプリング（付勢部材）
４０連結機構（移動部材）
５０パレット搬送部
８０パレット変位規制解除部
９１アクチュエータ
９２アクチュエータ列
９５駆動部
９６ドライバ
１００制御システム
１０１形状復元データ生成装置
２００三次元万力（ならい機構）
２０３固定部
２１０移動部材

Claims

シャフトの軸方向の変位を規制する変位規制機構であって、
前記シャフトの周面を囲う内周面にテーパー面が形成された外筒と、
前記外筒の内側に配置された内筒と、
前記内筒に保持された転動体と、
前記内筒を介して前記転動体を前記テーパー面に向かって付勢する付勢部材と、を備え、
前記内筒が軸方向において移動しない状態で、当該内筒に対して前記外筒が軸方向に相対移動可能である、ことを特徴とする変位規制機構。
前記内筒が、前記外筒が受けた軸方向の負荷を受ける、ことを特徴とする請求項１に記載の変位規制機構。
前記内筒は、前記シャフトの径方向及び周方向において移動可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の変位規制機構。
複数のシャフトと、
前記複数のシャフトの軸方向の変位を規制する複数の変位規制機構と、を備え、
前記複数のシャフトの先端をワークの形状にならわせる、ならい機構であって、
前記変位規制機構として、請求項１～３のいずれか一項に記載の変位規制機構を備える、ことを特徴とするならい機構。
前記複数の変位規制機構が備える前記外筒の少なくとも一部を同時に、前記内筒に対して軸方向に相対移動させる移動部材を備える、ことを特徴とする請求項４に記載のならい機構。