JP2980974B2 - 釣合い試験機における回転体の位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、釣合い試験機で不釣合いが検出された回
転体を、所定の角度で位置決め保持するための装置に関
するものである。

＜従来の技術＞ 従来は、釣合い試験機で回転体の不釣合い角度位置が
検出されると、検出された角度位置にマーク等が付され
ていた。そして、マーク等が付された回転体は、不釣合
い修正装置に送られ、不釣合い修正装置上でマーク等が
付された角度位置が位置合わせされ、ミリング等されて
いた。このように、従来は、釣合い試験機において回転
体の不釣合い角度位置が検出されてマーク等のために位
置決めされても、その位置決めとは全く別に、不釣合い
修正装置において再度回転体の位置決めがされていた。

よって、従来装置では、回転体の位置決めに時間を要
していた。特に、たとえば特開昭57−74633号公報に記
載されているような釣合い試験機と不釣合い修正装置と
が組合わされた不釣合い検出および修正システムでは、
システムが回転体を処理するサイクルタイムが長くかか
るという欠点があった。

そこで、釣合い試験機で不釣合いが検出されたとき、
回転体をその角度位置で位置決め保持する装置が提案さ
れている（特公昭75−8408号公報、特に第３図参照）。

＜発明が解決しようとする課題＞ この公報に記載の従来装置は、誘導式検出器５の出力
により、モータを停止し、爪39を歯間隙に係合させる構
成である。このため、爪39を歯間隙に係合させるには、
回転体が完全に停止するまで待たなければならず、待ち
時間が長いという欠点がある。なお、待ち時間を短くす
るために、回転体が回転中に爪39を歯間隙に係合させる
ことは困難であり、係合ミスが生じやすい。

そこで、この発明は、ある局面から見ると、上記従来
装置における欠点を解消し、釣合い試験機で不釣合いが
検出された回転体を不釣合い位置に応じた角度で位置決
め保持することのできる位置決め保持装置を提供するこ
とを目的とする。

この発明は、別の局面から見ると、釣合い試験機およ
び不釣合い修正装置を含む不釣合い検出および修正シス
テムにとって好適な回転体の位置決め保持装置を提供す
ることを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ この発明は、釣合い試験機における回転体の位置決め
装置に関し、釣合い試験機で不釣合いが検出され、不釣
合い位置に応じた角度で回転が停止される回転体のため
の位置決め装置であって、回転体は、その周面に、円周
方向に規則的に形成された複数個の凹部を有するもので
あり、停止後の回転体を保持して所定位置まで搬送する
ための保持手段、保持手段を備えられ、回転体の周面に
向かって移動し、回転体の周面に形成された凹部に係合
可能な係合突起、および回転体が完全に停止する前に回
転体の周面に係合突起を当接させ、回転体が停止角度に
なったときに、係合突起を対応する凹部に係合させる係
合突起駆動制御手段、を含むことを特徴とするものであ
る。

＜作用＞ 係合突起駆動手段によって回転体が完全に停止する前
に回転体の周面に係合突起が当接される。そして回転体
がさらに回転し、停止位置になったときに、係合突起に
凹部が対向し、係合突起は該凹部に係合される。したが
ってその角度位置で回転体は位置決めされる。

＜実施例＞ 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。

第７図は、この発明の一実施例が備えられた不釣合い
検出および修正システムの概略平面図である。

第７図に不釣合い検出および修正システムには、基部
１と、基部１から60度間隔で放射状に突出する６本のア
ーム2a,2b,2c,2d,2e,2fと、各アーム2a〜2fのそれぞれ
先端部に備えられた回転体把持装置3a,3b,3c,3d,3e,3f
とが含まれている。そして、６つの回転体把持装置3a〜
3fに対向して、その下方には、図において反時計回り
に、第１ステーション４、第２ステーション５、第３ス
テーション６、第４ステーション７、第５ステーション
８および第６ステーション９が円弧上に等間隔で配列さ
れている。

第１ステーション４には回転体供給機構10および回転
体搬送機構11が連結されている。回転体供給機構10は、
被試験体としての回転体Ｒ、たとえば巻線形モータアマ
チュアＲを矢印A1で示すように第１ステーション４へ一
定間隔で供給するためのものである。回転体搬送機構11
は、後述する不釣合い検出および不釣合い修正が終了し
た回転体Ｒを第１ステーション４から矢印A2で示すよう
に予め定める場所へ搬送するためのものである。これら
回転体供給機構10および回転体搬送機構11は、公知のた
とえばベルト搬送機構、チェーン式搬送機構その他の機
構を用いて構成されている。

次に、このシステムの動作を、回転体把持装置の動き
に着目して説明をする。

回転体供給機構10によって第１ステーション４に供給
された回転体Ｒは、その上に位置するたとえば回転体把
持装置3aによって把持される。そして、基部１がその中
心部を中心に反時計方向へ６分の１回転、すなわち60度
回動する。これにより、第１ステーション４の回転体Ｒ
は第２ステーション５に運ばれる。この把持装置3aは、
60度時計方向に回動して元の位置に戻る。

第２ステーション５には釣合い試験機12が備えられて
おり、この釣合い試験機12によって回転体Ｒの不釣合い
位置が検出され、検出された不釣合い位置に応じた角度
位置（具体的には第１面の不釣合い角度位置がたとえば
真下を向く角度位置）で回転体Ｒは停止される。回転体
把持装置3bは所定の角度位置で停止された回転体Ｒをそ
の角度位置を保つように把持する。そして基部１が再び
反時計方向に60度回動し、回転体Ｒは第３ステーション
６へ運ばれる。

第３ステーション６には不釣合い修正装置13が配置さ
れている。不釣合い修正装置13へ与えられる回転体Ｒ
は、不釣合い位置に応じた角度位置（具体的には第１面
の不釣合い角度位置がたとえば真下を向く角度位置）に
向いている。よって、回転体Ｒに直ちに不釣合い修正が
施される。つまり、回転体Ｒの不釣合い角度位置がスロ
ットミリングされる。

第３ステーション６における不釣合い修正は、回転体
Ｒの第１面の不釣合い修正である。第１面の不釣合い修
正が終わった回転体Ｒは、再度回転体把持装置3cで把持
され、基部１が反時計方向に60度回動し、第４ステーシ
ョン７へ運ばれる。このときも、回転体Ｒは所定の角度
位置に位置決めされて運ばれる。

第４ステーション７には角度位置変更装置14が配置さ
れている。この変更装置14によって、回転体Ｒは第２面
修正のために、第２面の不釣合い角度位置が所定の位置
を向くように回動される。

そして、その角度位置に回動された回転体Ｒは再度回
転体把持装置3dによってその角度位置が保たれるように
把持され、第５ステーション８へ運ばれる。第５ステー
ション８には第２の不釣合い修正装置15が配置されてい
る。この不釣合い修正装置15に与えられた回転体は、真
下側が第２面の修正角度位置となっているため、直ちに
修正装置15によって不釣合い修正がされる。

その後、回転体Ｒは回転体把持装置3eによって把持さ
れ、第６ステーション９へ運ばれる。第６ステーション
９には修正確認用の釣合い試験機16が配置されている。
よって、第６ステーション９では不釣合い修正がされた
回転体Ｒの釣合い試験がされ、不釣合いが所定値以下に
なったか否かの検査がされる。検査された回転体Ｒは回
転体把持装置3fによって再度把持され、第１ステーショ
ン４へ戻される。

戻された回転体Ｒは、回転体搬送機構11によって矢印
A2方向へ搬送される。なおこのとき、不釣合いが所定値
以下になっていない回転体Ｒは、回転体搬送機構11で搬
送されている間に図外の選別機構によって不良品として
選別される。

第７図に示すシステムでは、基部１が動き始めてから
60度回動し、再び60度逆方向に回動して元の位置に戻
り、次に回動を開始する直前までの時間が、回転体Ｒの
不釣合い検出および修正に必要なサイクルタイムであ
る。回転体供給装置10および回転体搬送装置11は、この
サイクルタイムに同期するように動作されている。

第１図は、回転体把持装置3b,3c,3dの機械的な構成例
を示す正面側（アーム2b,2c,2dの先端側）から見た図解
図である。第１図においては、回転体把持装置3bが第２
ステーション５に備えられた釣合い試験機12上の回転体
Ｒを保持する直前の状態が示されている。他の回転体把
持装置3c,3dも全く同じ構成であるので、以下、把持装
置3bを例にとって説明する。

第１図を参照して説明すると、回転体把持装置3bに
は、支持フレーム21と、支持フレーム21から下方に延び
る対向した１対の把持用爪22,23とが備えられている。
この１対の把持用爪22,23は、支持フレーム21内に内蔵
された図示しない駆動装置によって矢印A3で示すよう
に、互いの対向間隔が狭まる方向または互いの対向間隔
が広がる方向にその中心部に対して対称的にスライドす
るようになっている。図は１対の把持用爪22,23の対向
間隔が最も広がった状態を示しており、１対の把持用爪
22,23はこの状態から互いの対向間隔が狭まる方向に移
動し、回転体Ｒの左右両周面に当接して、回転体Ｒを把
持するものである。

支持フレーム21には、さらに、その中心部から真直ぐ
下方向に延びる位置決め用ノッチ24が備えられている。
この位置決め用ノッチ24は、ガイド軸25に挿通されてお
り、ガイド軸25に沿って上下にスライド可能にされてい
る。また、位置決め用ノッチ24の上端部には作動部材27
を介してコイルスプリング26が連結されており、このコ
イルスプリング26の上端は支持フレーム21に取付けられ
ている。また、支持フレーム21にはエアシリンダ28が固
着され、エアシリンダ28のアクチュエータは、下方から
作動部材27に対峙している。

さらに、作動部材27が図示のように最下方位置まで下
ったとき、作動部材27と対向するように、支持フレーム
21には位置決め確認用センサ29が取付けられている。こ
の位置決め確認用センサ29は、作動部材27が図示の位置
に達したこと、すなわち位置決め用ノッチ24の先端が回
転体Ｒと係合したことを検出するためのものである。

この実施例にかかるシステムにおいて不釣合いの検出
および修正がされる回転体Ｒは、たとえば巻線形モータ
アマチュアであり、その横断面形状は、第１図に示すよ
うに、回転軸30から等角度間隔で周囲へ放射状に突出す
る多数（図では10本）のコア（歯）31を有している。回
転体Ｒは釣合い試験機12にセットされると、回転軸30の
両端が図示しない軸受で受止められ、かつ、回転体Ｒの
周面下方に駆動ベルト32が圧接され、駆動ベルト32によ
って回転される。そして、第１面および第２面の不釣合
い角度位置が検出され、たとえば第１面の不釣合い角度
位置が真下を向くように停止される。その状態では、回
転体Ｒの真上方向には必ず或る間隙、たとえばコア31a
とコア31bとの間隙33がくるようになっている。

この実施例では、この間隙33に位置決め用ノッチ24の
先端部（図において下端部）を係合させ、回転体Ｒが回
動しないようにその停止角度位置を位置決めし、その状
態で把持用爪22,23によって回転体Ｒを把持し、次のス
テーションへ運ぶようにしている。これがこの実施例の
特徴の１つである。

この実施例の他の特徴は、位置決め用ノッチ24の先端
をコアの間隙33に係合するに際し、以下のような方法に
よって係合させている点である。

すなわち、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、
回転体Ｒの回転速度が低下し、回転体Ｒが停止位置の直
前になったときに、エアシリンダ28のアクチュエータを
下げ、位置決め用ノッチ24を下方へ下げ、その先端を係
合させるべき間隙33の手前（回転方向下流側）のコア31
bの表面に当接させる（第２図（ａ）参照）。この状態
において、位置決め用ノッチ24は、その上端部に連結さ
れたコイルスプリング26によって下方へ付勢されてお
り、一定圧力でコア31bの表面を押している。

回転体Ｒはさらに回転され（第２図（ｂ）参照）、や
がては位置決め用ノッチ24の先端はコア31bの表面から
外れて間隙33と対向する。すると、位置決め用ノッチ24
はコイルスプリング26の付勢力によって、第２図（ｃ）
で示すように、下方へ押し下げられ、その先端が間隙33
と係合する。よって回転体Ｒは間隙33が真上を向いた角
度位置で確実に停止される。

このように、回転体Ｒが釣合い試験機によって所定角
度位置に完全に停止されてから位置決め用ノッチ24を係
合させるのではなく、回転体Ｒの回転が低速になったと
きに回転体Ｒの停止角度を検出し、まず位置決め用ノッ
チ24を回転体Ｒの表面に当接させ、その後位置決め用ノ
ッチ24を回転体Ｒの間隙に係合させている。したがっ
て、回転体Ｒを確実に所定の角度位置で位置決め停止さ
せることができる。また、位置決め停止に要する所要時
間を短くできる等の利点がある。

この実施例におけるコイルスプリング26に代え、減圧
シリンダを用いてもよい。

また、この実施例では、位置決め用ノッチ24を上方へ
移動させるのにエアシリンダ28を用いたが、エアシリン
ダ28に代え、ソレノイドまたは油圧シリンダを用いても
よい。あるいは、モータによって駆動されるカムによっ
て位置決め用ノッチ25を上方へスライドさせられるよう
にしてもよい。

次に、回転体Ｒの回転角度位置と位置決め用ノッチ24
の駆動制御との関係について、より具体的な構成および
動作について説明をする。

第３図は、上述したこの発明の一実施例にかかる不釣
合い検出および修正システムの電気的な制御回路の構成
を示すブロック図である。この制御回路は、マイクロコ
ンピュータ40によって構成されており、マイクロコンピ
ュータ40にはエンコーダ41からのパルス、位置決め確認
用センサ29の出力および不釣合い検出信号が与えられ
る。マイクロコンピュータ40では、これら与えられる信
号に基づいて所定の演算等を行い、釣合い試験機12へ制
御信号を与えるとともに、エアシリンダ駆動回路42を制
御してエアシリンダ28を駆動制御する。

上述のエンコーダ41は、釣合い試験機12（第１図参
照）の駆動ベルト32の駆動に連動してパルスを出力する
ものであり、たとえば駆動ベルト32に係合するプーリ35
の回転軸に取付けられている。

第４図は、第３図のマイクロコンピュータ40の制御動
作を説明するためのフローチャートであり、第５図はマ
イクロコンピュータ40の制御動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

次に、第４図の流れに沿って、第１図、第３図および
第５図を主として参照しながら説明をする。

制御が始まると、マイクロコンピュータ40は釣合い試
験機12（第１図参照）に制御信号を与え、モータ36を起
動させる（ステップS1）。次いで、エンコーダ41から与
えられるパルス数に基づいて、駆動ベルト32の移動速
度、言換えればこの駆動ベルト32によって回転される回
転体Ｒの回転数が不釣合い測定回転数に達したか否かが
判別され（ステップS2）、回転体Ｒの回転数が測定回転
数になった場合には、釣合い試験機12から与えられる不
釣合い信号が読込まれて不釣合い測定および回転体Ｒの
位置決めタイミングの演算がされる（ステップS3）。

たとえば、不釣合い信号に基づいて回転体Ｒの不釣合
い位置がちょうど真下を向いた角度位置になったときに
エンコーダ41から与えられるパルスが目印パルスとして
検出される。回転体Ｒが１回転する間にエンコーダ41か
ら与えられるパルス数Ｘは予め決まっているから、上記
検出された目印パルスからnX（ｎ＝1,2,3,…という自然
数）番目のエンコーダパルスが与えられる時点で駆動ベ
ルト32を停止させれば、回転体Ｒを不釣合い位置が真下
を向いた角度位置で停止させることができる。また、そ
のようなパルス数にx/2を加えたパルス数になったとき
に駆動ベルト32を停止させれば、不釣合い角度位置が真
上を向いた状態で回転体Ｒを停止させることができる。

ステップS3では、上述のような原理に基づいて、位置
決めタイミング演算がなされ、位置決めパルスが算出さ
れる。

次いで、マイクロコンピュータ40からモータ36に減速
信号が与えられる（ステップS4）。そして、エンコーダ
41から与えらるパルス間隔に基づいて、回転体Ｒの回転
速度が位置決め可能な低速度になったか否かの判別がさ
れる（ステップS5）。そして低速度になった場合には、
ステップS3で算出された位置決めパルスが検出されるの
を待ち（ステップS6）、位置決めパルスが検出されると
エアシリンダ駆動回路42が駆動されてエアシリンダ28が
動作されてアクチュエータが下げられ、コイルスプリン
グ26の力で位置決め用ノッチ24は下方へスライドされる
（ステップS7）。

上記ステップS6において、位置決めパルスが検出され
たとき、回転体Ｒは、第２図（ａ）に示すように、不釣
合い角度位置と反対側にあるコア31bがほぼ真上に来る
位置になっている。よって、ステップS7によって位置決
め用ノッチ24が下方にスライドされると、位置決め用ノ
ッチ24の先端部はコア31bの表面に当接される。

そして回転体Ｒは回転を続け、第２図（ｃ）に示すよ
うに、コイルスプリング26の付勢力により、位置決め用
ノッチ24の先端は間隙に係合する。

なお、ステップS7における位置決め用ノッチの駆動動
作に一定時間が必要な場合には、その時間遅れを考慮し
て、ステップS6で検出する位置決めパルスを変更すれば
よい。

位置決め用ノッチ24が間隙に係合すると、位置決め確
認用センサ29が検出出力を導出する。よってそれがマイ
クロコンピュータ40で検出され、位置決め完了が判別さ
れる（ステップS8）。

次いで、モータ36が停止され（ステップS9）、把持爪
22,23が閉動作される（ステップS10）。そして把持爪2
2,23の閉動作の完了が確認されると（ステップS11）、
基部１（第７図参照）が回動されて搬送動作が行われる
（ステップS12）。そして搬送動作の完了が確認される
と（ステップS13）、把持爪22,23が開動作され（ステッ
プS14）、位置決め用ノッチ24が上方へスライドされる
（ステップS15）。

ステップS14の動作とステップS15の動作とは同時に行
われてもよいし、順序が逆になってもよい。

そしてステップS14およびステップS15の各動作が完了
されたことが確認されると（ステップS16）、次のステ
ーションにおける制御動作が行われる。

第４図のフローチャートにおける制御動作は、エンコ
ーダ41から与えられるパルス数に基づいて回転体Ｒの角
度位置を算出したが、回転体Ｒに備えられたコア31を直
接検出し（この検出は、たとえば光電センサや磁気セン
サ等で行うことができる）、不釣合い検出信号とコア検
出信号とに基づいて基準となるコアを決め、その基準と
なるコアからいくつ目のコアが検出されたときに回転体
Ｒに位置決め用ノッチ24を係合させればよいかを算出す
るようにしてもよい。

第６図は、位置決め用ノッチ24の先端部の形状の種々
の例を表わす図である。位置決め用ノッチ24の先端部
は、第６図（ａ）に示すように、棒形状でもよいし、第
６図（ｂ）に示すように、尖った棒状でもよい。あるい
は、第６図（ｃ）に示すように、横断面形状が丸棒形を
した長突起でもよいし、第６図（ｄ）に示すように、横
断面形状が先の尖った形状の長突起でもよい。あるいは
また、第６図（ｅ）に示すように、回転円板が備えられ
ていてもよいし、第６図（ｆ）に示すように回転ボール
が備えられていてもよいし、第６図（ｇ）に示すように
回転ローラが備えられていてもよいし、第６図（ｈ）に
示すように複数個の回転円板が軸方向に配列された構成
になっていてもよい。

また、位置決め用ノッチ24の全体の材質または先端部
の材質は、鉄、銅、合金等の金属でもよいし、あるい
は、テフロン、ナイロン等の合成樹脂であってもよい。

また、この実施例のシステムでは、回転体把持装置3a
〜3fがアーム2a〜2fを介して基部１に取付けられ、基部
１が60度回動し、元の位置に戻るロータリ形式のシステ
ムに用いられている構成を示したが、搬送方向が直進す
るようなシステムにも利用できることはもちろんであ
る。

＜発明の効果＞ この発明は、以上のように、保持手段に係合突起が設
けられ、係合突起によって回転体が所定の角度位置で位
置決めされる。よって、回転体を正確に位置決めした状
態で保持することができ、たとえば不釣合い修正装置に
回転体を所定の角度でセットすることができる。

また、この装置における位置決め保持のための動作時
間は従来の装置に比べて短くすることができ、かつ、位
置決めの誤りをほとんどなくすことができる。

また、この発明にかかる位置決め保持装置を搬送装置
に取付けることにより、位置決めした状態でそのまま搬
送することができるので、不釣合い検出および修正シス
テム全体の処理のサイクルタイムを短くできるし、装置
が簡素になる。

また、システムにおいて、回転体を保持搬送するとき
に、回転体の角度位置がずれる等のおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例にかかる位置決め保持装
置の概略構成を示す正面図である。 第２図は、この発明の一実施例における位置決め用ノッ
チを回転体Ｒのコア間隙に係合させるときの動作を説明
するための図である。 第３図は、この発明の一実施例の電気的な制御回路の構
成を示すブロック図である。 第４図は、第３図に示すブロック図の動作を説明するた
めのフローチャートである。 第５図は、第３図に示すブロック図の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。 第６図は、位置決め用ノッチの先端形状の各種変形例を
示す図である。 第７図は、この発明の一実施例が備えられた不釣合い検
出および修正システムの概略構成を示す平面図解図であ
る。 3a〜3b……回転体把持装置、2a〜2b……アーム、4,5,6,
7,8,9……処理ステーション、12,16……釣合い試験機、
13,15……不釣合い修正装置、22,23……把持用爪、24…
…位置決め用ノッチ、33……コアの間隙、Ｒ……回転
体、を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】釣合い試験機で不釣合いが検出され、不釣
   合い位置に応じた角度で回転が停止される回転体のため
   の位置決め装置であって、 回転体は、その周面に、円周方向に規則的に形成された
   複数個の凹部を有するものであり、 停止後の回転体を保持して所定位置まで搬送するための
   保持手段、 保持手段に備えられ、回転体の周面に向かって移動し、
   回転体の周面に形成された凹部に係合可能な係合突起、
   および 回転体が完全に停止する前に回転体の周面に係合突起を
   当接させ、回転体が停止角度になったときに、係合突起
   を対応する凹部に係合させる係合突起駆動制御手段、 を含むことを特徴とする釣合い試験機における回転体の
   位置決め装置。