JP2001047163A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い精度を保ちながらワンモーションで作動
し、製造コストが低くかつ制御も簡単なクランプ装置を
提供すること。 【解決手段】 クランプ装置１は、先端にクランプ爪を
有するクランプアーム１３と、平行アーム１４と、クラ
ンプアーム１３と平行アーム１４に交差してその各々２
カ所の交点で回動可能に軸支されるスイングアーム１５
ａ及び中間ロッド１５ｂとを有し、スイングアームは、
基部８に軸支され、中間ロッド１５ｂは基部８に支持さ
れたエアシリンダー１１に軸着され、スイングアーム１
５ａに当接させて中間ロッド１５ｂの回動を阻止するロ
ケータ１６ｂと、クランプアーム１３を解放する方向に
付勢するスプリング１７とを有し、ワンモーションでワ
ークＷを解放し、さらにリンク機構をロボットアームと
の干渉域を回避するために変位可能に構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、治具に載置された
ワークを固定若しくは解放するようにクランプアームを
変位させることが可能なリンク機構を備え、ワークを解
放するようにクランプアームを変位させたときに、リン
ク機構がワーク加工機との干渉領域を回避するように変
位可能に構成されたクランプ装置に関し、特に単独の駆
動手段により前記機能を達成することが可能なクランプ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワーク加工機、例えば、治具によって固
定された自動車のエンジンフードの外板の上に内板を載
置し、外板の縁端に形成されたフランジをヘムローラを
用いて連続的に転圧して折り曲げて内板を固定してゆく
ローラ式ヘミング装置などの場合に精度の高い加工をす
るためには、ワークである外板と内板を治具を用いクラ
ンプ装置で固定して、ワークを正確な位置に保持する必
要があった。この場合、外板の周縁を固定しているクラ
ンプ装置は、ヘムローラが転圧する場合に干渉する位置
にあるので、ヘムローラが通過するときにクランプ装置
を、ヘムローラと干渉しない位置まで退避させなければ
ならなかった。

【０００３】一方、内板は、外板の上に載置されるた
め、治具によっては固定しにくく、従来の外板の端部を
挟み込むだけのクランプ装置では、正確に内板と外板と
の相対位置を保持することが困難であった。正確に内板
と外板との相対位置を保持するためには、外板上に載置
された内板の所定位置に位置決め用の孔を設け、ここに
位置決め用のピンであるクランプ爪を垂直に挿入して固
定するような方法が望ましいものである。この位置決め
用のクランプ爪をワークに対して垂直に挿入及び脱抜す
るためには、クランプ爪を支持しているクランプアーム
の回転中心を内板の表面と略同じレベルにする必要があ
った。また、内板の所定位置を固定する場合は、外板の
端部を挟み込むだけの場合にくらべて、長尺のクランプ
アームを必要とした。

【０００４】そこで、内板の表面と略同じレベルの回転
中心を持つクランプアームを単独の駆動装置で回動させ
てワークを解放する機構では、ワーク加工機（ヘムロー
ラ）の動作領域から退避できないため、図９から図１１
に示すような、ピン抜き用エアシリンダー１１９とスイ
ング用エアシリンダー１１１の複数の駆動装置を備えた
クランプ装置１０１が提案された。図９はクランプ装置
１０１のクランプ時を示す図であり、ここに示すよう
に、クランプ装置１０１は、基部１０８が治具取付具１
２０によりワークＷを載置している治具Ｊに固定用ビス
１２０ａで取り付けられている。スイング用エアシリン
ダー１１１が、先端付近をヒンジピン１１２ｆにより基
部１０８に軸支され、ワークＷをクランプするクランプ
動作時には、このスイング用エアシリンダー１１１にエ
アポンプ（不図示）から加圧されたエアを供給すること
でスイング用ロッド１１１ａが伸長される。スイング用
ロッド１１１ａの先端には、スイングアーム１１５の下
端が軸着されているので、スイングアーム１１５は、ス
イング用ヒンジピン１１８を回転中心として図９におい
て反時計回りに変位する。そして、スイングアーム１１
５に設けられたロケータ１１６が基部１０８に当接した
ところでスイングアーム１１５が停止してスイングアー
ム１１５の位置が決まる。次に、スイングアーム１１５
に軸支されたピン抜き用エアシリンダー１１９を加圧す
れば、ピン抜き用ロッド１１９ａが伸長され、その先端
に軸支されたクランプアーム１１３の後端部を上方に押
して、ヒンジピン１１２ａを回転中心として変位させ、
先端に配置されたクランプ爪１１０がワークＷである内
板Ｗｉの所定位置に穿設された位置決め用の孔Ｗｈに垂
直下方に挿入されて内板Ｗｉが正確な位置に保持されて
固定される。

【０００５】ワークＷを解放する場合は、まず図１０に
示すようなアンクランプ動作（ピン抜き動作）を行う。
ピン抜き用エアシリンダー１１９に負圧をかけることに
より、ピン抜き用ロッド１１９ａがピン抜き用エアシリ
ンダー１１９に引き込まれ、ピン抜き用ロッド１１９ａ
に軸支されたクランプアーム１１３の端部が下方に引き
下げられる。すると、ヒンジピン１１２ａに支持された
クランプアーム１１３は、ヒンジピン１１２ａを回転中
心として変位して、クランプ爪１１０が略垂直方向に引
き上げられワークＷから脱抜される。この段階では、ク
ランプアーム１１３等がロボットアームの干渉領域Ａに
入るため、ロボットアームのヘムローラＨＲによりワー
クＷの加工ができない。

【０００６】そして、外板Ｗｏ及び内板Ｗｉの端部を転
圧する場合には、このクランプアーム１１３等を干渉領
域Ａから退避させるため、図１１に示すようなスイング
動作（退避動作）を行う。スイング用エアシリンダー１
１１に負圧をかけることにより、スイング用ロッド１１
１ａがスイング用エアシリンダー１１１に引き込まれ、
スイング用ロッド１１１ａに軸支されたスイングアーム
１１５がスイング用ヒンジピン１１８を回転中心として
図１１において時計回りの方向に回動しながら下方に引
き下げられる。そのため、スイングアーム１１５の上端
に支持されているクランプアーム１１３を伴って、スイ
ングアーム１１５がロボットアームＲＡとの干渉領域Ａ
から退避され、ロボットアームＲＡのヘムローラＨＲに
よりワークＷがヘミング加工される。このように構成さ
れた従来のクランプ装置１０１では、ヘムローラＨＲが
通過する時には、クランプ装置１０１を退避させ、通過
後は再びクランプ状態に復帰させることができる。

【０００７】また、特開平８−１９７１４９号公報に記
載された被ヘミング材のクランプ装置のように、下型の
側部に揺動可能に支持されたスイングアームと、ここに
揺動可能に支持されたクランプアームと、一端がこのク
ランプアームの揺動後部に連結され、他端が連結ピンを
長孔に挿入してなる変位連結部を介してスイングアーム
に連結された中間アームと、この中間アームとスイング
アームとの間に介装されて、変位連結部のアンクランプ
方向への付勢を通じてクランプアームをアンクランプ方
向に付勢する付勢手段と、変位連結部を介してスイング
アームにロッドが連結されたシリンダーとを備え、この
シリンダーの作動により前記スイングアームをクランプ
・アンクランプ方向に揺動させるとともに、変位連結部
の変位を通じてなされる中間アームの変位によりクラン
プアームをクランプ・アンクランプ方向に揺動させる構
成とした単一の駆動装置によるクランプ装置などが提案
されている。このクランプ装置であれば、１本のシリン
ダーの作動によりスイングアームの揺動によりなされる
クランプアームの振り込み、退去動作と、変位連結部の
変位によりなされる中間アームの変位によりクランプア
ームのクランプ・アンクランプ動作を与えるダブルアク
ション構造とし、スイングアームの揺動範囲を大きく設
定することによりクランプアームを被ヘミング材から大
きく退去させて、予備曲げを行うロボットハンドの干渉
領域外へ退去させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピン抜
き用エアシリンダー１１９とスイング用エアシリンダー
１１１を備えたクランプ装置１０１では、２つの動作を
それぞれ別のエアシリンダーにより駆動し、それぞれの
シリンダーを同期するように制御する必要があるため、
一つのクランプ装置に２つのエアシリンダー等の駆動手
段を備えなければならず、クランプ装置を複数設置する
必要から製造コストが高くなるという問題があった。ま
た、それぞれのシリンダーを所定の順序で作動させる必
要があるため、これらを別々に同期させて制御する必要
があり、その制御のためのコストもかかるという問題が
ある上、それぞれの駆動手段にそれぞれパワーを供給し
なければならないため設備能力にも影響するという問題
もあった。

【０００９】また、クランプ爪により内板を保持するた
めには、比較的長いクランプアームが必要とされ、かつ
このクランプアームで正確に内板を保持するには外板周
縁を単に挟持するよりも高い強度と精度が要求される
が、特開平８−１９７１４９号公報に記載された被ヘミ
ング材のクランプ装置では、一端がこのクランプアーム
の揺動後部に連結され、他端が連結ピンを長孔に挿入し
てなる変位連結部を介してスイングアームに連結された
中間アームを有する構成で、機構の一部に長孔を用いて
いるため、動作が不正確で、長時間使用すれば摩耗によ
り精度が低下し、がたつきが生じやすいという問題があ
った。

【００１０】この発明は上記課題を解決するものであ
り、高い精度を保ちながらワンモーションで作動し、製
造コストが低くかつ制御も簡単なクランプ装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明のクランプ装置では、治具に載
置されたワークを固定若しくは解放するようにクランプ
アームを変位させることが可能なリンク機構を備え、前
記ワークを解放するように前記クランプアームを変位さ
せたときに、前記リンク機構がワーク加工機との干渉領
域を回避するように変位可能に構成されたクランプ装置
において、下端を治具に回動自在に軸支したスイングア
ームと、該スイングアームの上端に中間部で軸支され、
先端でワーク表面を固定するクランプアームと、該クラ
ンプアームの他端に上端を軸支され、下端を前記治具に
枢支された駆動手段に軸支された中間ロッドと、前記ス
イングアームと中間ロッドに軸支され、前記クランプア
ームとスイングアームと中間ロッドとともに平行四辺形
リンクを構成する平行アームと、前記駆動手段が前記中
間ロッドを前記クランプアームがワークを固定する方向
に回動するように駆動したときに、前記スイングアーム
と前記治具とが当接して前記スイングアームの回動を阻
止するように設けられた第１の当接部と、前記駆動手段
が前記中間ロッドを前記クランプアームがワークを解放
する方向に回動するように駆動したときに、前記中間ロ
ッドと前記スイングアームとが当接して前記中間ロッド
の回動を阻止するように設けられた第２の当接部と、前
記クランプアームを解放する方向に付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１２】この構成に係るクランプ装置では、長孔等
の精度を低下させる機構を有さないため摺動による摩耗
が生じず、平行リンクを用いることによりクランプアー
ムによりワークに対して略垂直方向に高い精度でクラン
プ動作をすることができ、かつワーク加工時にはスイン
グ動作を行いワーク加工機と干渉することを回避するこ
とができる。また、これらの動作を１つの駆動手段によ
りワンモーションで作動させることができる。そのた
め、製造コストが低く、制御も簡単にすることができ、
付帯設備も簡易にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るクランプ装置
を、好ましい１の実施の形態であるローラ式ヘミング装
置ＲＨの治具Ｊに使用するクランプ装置１により説明す
る。まず最初にクランプ装置１の構成について図面を参
照しながら説明する。

【００１４】図１は、クランプ装置１のクランプ時の構
成を示す図である。なお、以下の説明において図１の左
方（治具側）を前部、右方を後部とする。基部８は、略
同一面に連続して形成された鉄等の金属板からなり、基
部上部８ａ、基部中央部８ｂ、基部下部８ｃとから上下
方向に長いクランク形状に構成される。基部上部８ａの
前端部（治具Ｊ側）から金属板を図１の紙面手前方向に
連続して設け、その水平断面がＬ字状になるように治具
取付部２０が設けられる。治具取付部２０は、治具Ｊに
対面するように突設されており、治具Ｊ（図６参照）に
固定用ビス２０ａによりビス止めして取り付けられる。
なお、治具取付部２０は、治具Ｊの形状により、適宜変
更されることはいうまでもない。

【００１５】また基部上部８ａの後端部には、クランプ
装置１をクランプ方向（図１の反時計回り方向）に回動
させたときにスイングアーム１５ａを当接させてスイン
グアーム１５ａの位置決めする案内部であるロケータ１
６ｃが基部上部８ａから連続した形で突設される。そし
て基部上部８ａの下端には貫通孔が穿設されスイングア
ーム１５ａの下端がスイング用ヒンジピン１８により軸
支される。基部８の略中央部には、基部上部８ａの下端
から前方側に基部上部８ａと同一面で連続して、基部上
部８ａの水平方向の幅の約２倍強の長さで水平に連設さ
れた基部中央部８ｂが設けられる。基部中央部８ｂの治
具Ｊ側端部にも４つの貫通孔２０ｂが穿設されて図示し
ない固定用ビスにより治具Ｊに固定される。また、基部
中央部８ｂの前端部から下方やや前方よりに同一面で連
続した基部下部８ｃが設けられ、その下端部には貫通孔
が穿設されエアシリンダー１１のロッド１１ａ側端部が
ヒンジピン１２ｆにより軸支される。なお、基部８は本
発明においての治具の一部を構成する。

【００１６】スイングアーム１５ａは、クランプ時にお
いて、基部８と略同一面に設けられた鉛直方向を長手方
向とする棒状の金属板からなる。スイングアーム１５ａ
の上端部は逆Ｌ字状に同一面で連続して後方に突設さ
れ、その下端部がワーク表面Ｗｓと略同一な水平レベル
の直線状に形成された当接部を備えたロケータ１６ｂが
配設される。ロケータ１６ｂは、クランプ装置１をクラ
ンプ方向（図１の反時計回り方向）に回動させたときに
中間ロッド１５ｂの上端部に当接させてクランプアーム
１３の回動を規制することによりクランプ時の位置を決
める案内部である。スイングアーム１５ａの上端部のや
や下方には孔が穿設され、ヒンジピン１２ａによりクラ
ンプアーム１３が軸支される。スイングアーム１５ａの
略中央部にも孔が穿設され、ヒンジピン１２ｃにより平
行アーム１４が軸支される。ヒンジピン１２ｃの上方に
は、同一面で中間ロッド１５ｂに当接させて、クランプ
アーム１３の回動を規制することによりアンクランプ時
の位置を決める案内部であるロケータ１６ａが突設され
る。スイングアーム１５ａの下部は、下端からおよそ４
分の１程度の部分が、前方側におよそ４０°程度屈曲し
て形成され、その先端は、スイング用ヒンジピン１８に
より回動可能に基部８の基部上部８ａ下端に軸支されて
いる。また、スイングアーム１５ａの屈曲部近傍には、
スプリング掛止ピン１７ｂにより付勢手段であるスプリ
ング１７の一端が掛止される。

【００１７】クランプアーム１３は、クランク状の屈曲
部を有する棒状の金属板からなり、クランプ時に概ね水
平に配置される前側の先端部１３ａと、後側の後端部１
３ｃとが配置され、その間に前方に向かって漸次高くな
る中央部１３ｂが連続するように設けられ、先端部１３
ａが後端部１３ｃより高くなるように配置される。先端
部１３ａには、クランプ爪支持部９によりクランプ爪１
０が略鉛直下方に向けて支持される。クランプ爪１０
は、先端が円錐形の鉛筆状の形状で、内板Ｗｉの所定位
置に穿設された位置決め用孔Ｗｈに挿入され、円錐形の
先端部に案内され、所定径の基部の部分で内板Ｗｉを正
確な位置に支持するための爪部材である。また、後端部
１３ｃは、中間ロッド１５ｂの上端とヒンジピン１２ｂ
により回動可能に軸着されており、後端部１３ｃの後端
からおよそ３分の１の位置で、スイングアーム１５ａと
ヒンジピン１２ａにより回動可能に軸着されている。

【００１８】平行アーム１４は、クランプアーム１３の
後端部１３ｃの下方であって、クランプアーム１３の後
端部１３ｃに対して平行に配置された短い棒状の金属板
で、その前端部はスイングアーム１５ａの略中央のロケ
ータ１６ａの下方に回動可能に軸支され、その後端部は
中間ロッド１５ｂの中央部やや上よりのスプリング掛止
ピン１７ｂの上方に回動可能に軸支される。

【００１９】中間ロッド１５ｂは、スイングアーム１５
ａの後方に平行に略同一面に配置された金属板からなる
棒状の部材である。中間ロッド１５ｂの上端は、ヒンジ
ピン１２ｂによりクランプアーム１３の後端部と回動可
能に軸着されている。また、中間ロッド１５ｂの下端
は、ロッド１１ａの先端部とヒンジピン１２ｅにより回
動可能に軸着されている。又、中央部の後端には、スプ
リング１７を張架するための突起部１７ｃが突設され、
スプリング１７の一端がスプリング掛止ピン１７ａによ
り掛止される。

【００２０】以上説明したように、クランプアーム１
３、平行アーム１４、スイングアーム１５ａ、中間ロッ
ド１５ｂは、ヒンジピン１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄにより連結され、本実施の形態では拘束リンクである
平行四辺形を形作る四節の平行リンクが形成されてい
る。そのためがたつきのない正確な動作をすることがで
きる。

【００２１】基部８の下端部には、エアシリンダー１１
が後端部を回動可能に軸支されて配置される。エアシリ
ンダー１１からは、ロッド１１ａが後方に突出される。
ロッド１１ａの先端は、中間ロッド１５ａの下端にヒン
ジピン１２ｅにより回動可能に軸支されている。エアシ
リンダー１１は、図示しないエアポンプにより加圧され
たエアがエアパイプ、ルブリケータ、バルブ等を備えた
エア供給手段から供給されるとロッド１１ａが図示しな
いストッパに当接するまで伸長し、またエアポンプによ
りエアが吸引されて減圧されるとロッド１１ａがエアシ
リンダー１１内に引き込まれて、図示しないストッパに
当接するまで突出部分が短縮される。なお、縮み側にリ
ターンスプリングなどを備えてもよい。

【００２２】スイングアーム１５ａの屈曲部に配置され
たスプリング掛止ピン１７ｂと中間ロッド１５ｂの突起
部１７ｃに配置されたスプリング掛止ピン１７ａとの間
に円筒形引っ張りコイルスプリングからなる付勢手段で
あるスプリング１７が張架される。そのため、平行リン
クは中間ロッド１５ｂがスイングアーム１５ａに対して
下方に移動する方向、即ちクランプ爪１０が上方に、つ
まりアンクランプする方向に付勢されることになる。

【００２３】図５は、外板Ｗｏ及び内板Ｗｉからなるワ
ークＷである自動車のエンジンフードと、これを固定す
る治具Ｊの概略を示す平面図である。図６は、外板Ｗｏ
及び内板ＷｉからなるワークＷである自動車のエンジン
フードと、これを固定する治具Ｊの概略を示す正面図で
ある。図５に示すように、エンジンフードの内板Ｗｉ
は、外板Ｗｏの上に載置される。図６に示すように外板
Ｗｏは、図示しないハンドリング装置により治具Ｊの所
定位置に載置されて保持され、治具Ｊに載置される前の
工程で外板Ｗｏの周縁にフランジＦが上方に向かって立
てられているので、そのフランジＦの中に内板Ｗｉが填
め込まれるように載置されている。しかしながら、フラ
ンジＦに対して内板Ｗｉは、多少の間隙があるため、フ
ランジＦに内板Ｗｉを填め込むだけでは、内板Ｗｉは、
正確な位置に保持されない。そこで、クランプ装置１の
クランプ爪１０を内板Ｗｉに穿設された位置決め用の孔
Ｗｈに挿入することにより内板Ｗｉを外板Ｗｏに対して
正確な位置に保持するものである。図４は、図５に示す
クランプ装置１とその近傍を拡大した図である。クラン
プ装置１のクランプ爪１０は、比較的長いクランプアー
ム１３の先端に配置されているため、従来のクランプ装
置のように外板Ｗｏの周縁ではなく、内板Ｗｉにまで達
することができ、かつクランプアーム１３の回転中心は
ワーク表面Ｗｓと同一面に配置されているので、内板Ｗ
ｉの位置決め用孔Ｗｈにクランプ爪１０を垂直に挿入す
ることで内板Ｗｉの位置を正確に保持することができ
る。そして２つのクランプ装置１により内板Ｗｉの水平
方向の位置が極めて正確に保持できる。

【００２４】また、ヘムローラＨＲによりフランジＦ部
分が転圧された場合のワークＷの移動を防止するため、
２つのクランプ装置１以外に、図５に示すように従来の
ようなクランプ装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３も併せて配設され
ている。クランプ装置Ｃ１、Ｃ３は、比較的短いクラン
プアームを備え、クランプアームの先端にはクランプ爪
１０のような内板Ｗｉ位置決め用孔Ｗｈに挿入されるよ
うな部材は配設されておらず、押し付け部材により外板
Ｗｏの周縁を治具Ｊに押しつけて固定する。また、クラ
ンプ装置Ｃ２は内板Ｗｉに達する比較的長いクランプア
ームが備えられ、内板Ｗｉを押圧して固定する。なお、
これらのクランプ装置は、本発明のクランプ装置とは異
なり、ワークＷを押圧して垂直方向に固定さえできれば
十分であるので、高い精度は要求されず、また、Ｃ１，
Ｃ３と同様にクランプ爪１０を備えていないのでクラン
プ爪を鉛直方向に変位させてワークに垂直に挿入しある
いは引き抜く必要がない。そのため、クランプアームの
回転中心の位置も限定されず、アンクランプの動作とス
イングの動作を分けず、同じ回転軸で行うものである。
そして、ヘムローラＨＲを備えたロボットアームＲＡ
１、ＲＡ２が配置され、フランジＦに沿って移動可能に
構成されている。

【００２５】以下、本実施の形態の作用について説明す
る。ここで、まずローラ式ヘミング装置ＲＨの動作につ
いて説明をする。予め外板Ｗｏの周縁が略直角に内板Ｗ
ｉ側に折り曲げられ、フランジＦを形成している。そし
て、内板Ｗｉは、このように形成された外板Ｗｏのフラ
ンジＦの中に僅かな間隙をもって嵌入される。そして、
図５に示すように左右に配置されたクランプ装置１と従
来のクランプ装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３がクランプ動作を行
って外板Ｗｏ及び内板Ｗｉが固定される。そして、ロボ
ットアームＲＡ１が、フランジＦを予備ロールしてい
く。この予備ロールでは９０°に立てられたフランジＦ
を内側におよそ４５°折り曲げる動作である。図７は、
ヘミング加工を示す図である。図７に示すように、ヘム
ローラＨＲは、フランジＦを４５°の角度に折り曲げる
ように外板Ｗｏ周縁を転圧するためには、ロボットアー
ムＲＡを干渉領域Ａｄの位置で移動させる必要がある。
そのため図５のＲＡ１の位置からロボットアームＲＡ１
がフランジＦの上を順次転圧して行くとき、まず図５下
側に示すクランプ装置１がワークＷの固定を解放して干
渉領域Ａｄと干渉しないように退避するように制御され
る。このときは、他のクランプ装置１及びＣ１，Ｃ２，
Ｃ３によりワークＷは固定されているため外板Ｗｏ、内
板Ｗｉの位置がずれることはない。そして、下側のクラ
ンプ装置１の近傍のフランジＦを予備ロールしたら、下
側のクランプ装置１は再びワークＷをクランプして固定
するように図示しないコンピュータによりエア供給手段
のバルブが操作されて加圧されたエアがエアシリンダー
１１に供給される。

【００２６】同様に他のクランプ装置１及びＣ１，Ｃ
２，Ｃ３の近傍をヘムローラＨＲが転圧して予備ロール
する場合には、それぞれ干渉領域Ａｄと干渉しないよう
に他のクランプ装置１及びＣ１，Ｃ２，Ｃ３が退避され
る。従って、１つのクランプ装置がワークＷの固定を解
放しても、他のクランプ装置がワークＷを固定している
ため転圧中にワークＷがずれることはない。なお、本実
施の形態ではクランプ装置Ｃ２は、クランプ爪を有して
ないが、内板Ｗｉを押圧して固定するように構成されて
おり、図５上側あるいは下側のクランプ装置１が内板Ｗ
ｉの固定を解放しても、残るクランプ装置１と協働して
固定するため内板Ｗｉの位置がずれるようなことはな
い。

【００２７】予備ロールが完了すると、４５°に折り曲
げられたフランジＦが内板Ｗｉの周縁に圧接するように
仕上げロールが行われる。この場合は、ロボットアーム
ＲＡが図７に示す干渉領域Ａｕの位置を通過する。そし
て予備ロールと同様の動作が行われ、仕上げロールが完
了しワークＷへの加工が完了する。

【００２８】次に、クランプ装置１の作用について説明
する。図１に示すようにクランプ時のクランプ装置１
は、エアシリンダー１１が図示しないエアポンプからの
エアが流入されて加圧され、ロッド１１ａが伸長するよ
うに付勢される。そのため、ロッド１１ａは中間ロッド
１５ｂを押圧する。押圧された中間ロッド１５ｂは、ス
イングアーム１５ａ、クランプアーム１３、平行アーム
１４と共に平行リンクを構成しているため、中間ロッド
１５ｂは、垂直な姿勢を維持しつつ上方に付勢され、中
間ロッド１５ｂの上端はスイングアーム１５ａに設けら
れたロケータ１６ｂに当接した状態が維持される。それ
とともに、上記のような状態で運動が規制された平行リ
ンク全体が、スイング用ヒンジピン１８を回転中心とし
て図１において反時計回りのモーメントが与えられる
が、基部８に設けられたロケータ１６ｃにスイングアー
ム１５ａの前端部が当接し回動が規制されているため運
動は行われずにその位置に停止している。その結果、後
端部が中間ロッド１５ｂにより上方に付勢されたクラン
プアーム１３の先端に配設されたクランプ爪１０は、ヒ
ンジピン１２ａを回転中心として下向きに付勢され、所
定位置で正確にワークＷを固定することができる。

【００２９】次に、図２を参照してアンクランプ動作に
ついて説明する。図示しないエアポンプによりエアシリ
ンダー１１からエアが吸引されると、ロッド１１ａがエ
アシリンダー１１に引き込まれ、ヒンジピン１２ｅを介
して中間ロッド１５ｂの下端部を前方寄り下方に付勢す
る。このとき平行リンクにおいて中間ロッド１５ｂを下
方に変位させる運動と、平行リンク自体をスイング用ヒ
ンジピン１８を中心に図２において時計回りに回転させ
る力が生じうるが、ここでは、付勢手段であるスプリン
グ１７がスイングアーム１５ｂに配設されたスプリング
掛止ピン１７ａとスイングアーム１５ａに配設されたス
プリング掛止ピン１７ｂとの間に張架され、スイングア
ーム１５ａに対して中間ロッド１５ｂを下方に変位させ
るように付勢しているため、ロッド１１ａが中間ロッド
１５ｂの下端部を上方に押圧する力が減少すると、平行
リンク自体をスイング用ヒンジピン１８を中心に図２に
おいて時計回りに回転させる前に平行リンクにおいて中
間ロッド１５ｂを下方に変位させる運動が生じる。

【００３０】従って、エアシリンダー１１からエアが吸
引され、ロッド１１ａが中間ロッド１５ｂを押圧しなく
なると、平行リンクにおいてスイングアーム１５ａはそ
のまま基部８に当接し、中間ロッド１５ｂがスプリング
１７の付勢力で下方に変位する。そのため、中間ロッド
１５ｂはヒンジピン１２ｂを介してクランプアーム１３
の後端部を下方に引き下げ、クランプアーム１３はヒン
ジピン１２ａを回転中心として前端部を上方に変位させ
るように図２において時計回りに回動し、クランプアー
ム１３先端部に配置されたクランプ爪１０は略垂直に上
方に変位される。

【００３１】そして、中間ロッド１５ｂは鉛直方向姿勢
を維持しながらスイングアーム１５ａに近接し、スイン
グアーム１５ａの後端部に設けられたロケータ１６ａに
中間ロッド１５ｂの前端部が当接して運動が規制され停
止する。そのため、中間ロッド１５ｂの動作とともにヒ
ンジピン１２ａを回転中心として回動していたクランプ
アーム１３も回動を停止する。このようにして内板Ｗｉ
の位置決め用孔Ｗｈに挿入されていたクランプ爪１０
は、内板Ｗｉから略垂直に脱抜され、所定位置で停止す
る。

【００３２】次に、スイング動作について図３を参照し
て説明する。図２の状態からさらにエアシリンダー１１
が減圧され、ロッド１１ａがエアシリンダー１１にさら
に引き込まれると、ヒンジピン１２ｅを介して中間ロッ
ド１５ｂの下端部が前方寄り下方に付勢される。このと
き、平行リンクは上述のように既に運動が規制されてい
るため、中間ロッド１５ｂを下方に付勢する力は、平行
リンク自体をスイング用ヒンジピン１８を回転中心とし
て図２に時計回りにおいて回動させる力となる。従って
平行リンク全体は、クランプアーム１３とともに干渉領
域Ａｕ及び干渉領域Ａｄのいずれにも干渉しない位置に
退避される（図７参照）。そして、ロッド１１ａがエア
シリンダー１１の図示しないストッパに当接するまで完
全に引き込まれれば作動が停止して、動作が完了する。

【００３３】さらに、図３の状態から再びクランプ動作
に移行する場合を説明する。図３の状態から、再びエア
シリンダー１１にエアが流入されて加圧されると、ロッ
ド１１ａが伸長してヒンジピン１２ｅを介して中間ロッ
ド１５ｂの下端を押圧する。この状態では、平行リンク
はスプリング１７により中間ロッド１５ｂがスイングア
ーム１５ａの後端部に設けられたロケータ１６ａに中間
ロッド１５ｂの前端部が当接するように付勢されている
ため、運動が規制されている。従って、自由な回動がで
きるスイング用ヒンジピン１８を回転中心とした平行リ
ンク全体が図３において反時計回りに回動する。

【００３４】そして図２に示すように基部８に設けられ
たロケータ１６ｃにスイングアーム１５ａの前端部が当
接し回動が規制され停止する。回動が規制されたスイン
グアーム１５ａに対して、中間ロッド１５ｂはロッド１
１ａにより上方にさらに押圧されるため、平行リンクを
構成している中間ロッド１５ｂは、垂直な姿勢を維持し
つつスプリング１７による付勢力を上回る付勢力で上方
に付勢されて変位し、中間ロッド１５ｂの上端が、スイ
ングアーム１５ａに設けられたロケータ１６ｂに当接す
る状態まで回動し、ここに当接することで回動が規制さ
れて動作が停止される。この平行リンクの運動に伴い、
クランプアーム１３がその後端部を上方に押圧されるた
め、ワーク表面Ｗｓと同一のレベルにあるヒンジピン１
２ａを中心にクランプ爪１０が配置されたクランプアー
ム１３の先端部が略垂直に下方に変位され、クランプ爪
１０がワークＷの位置決め用孔Ｗｈに垂直に挿入されて
ワークＷを正確に位置決めする。

【００３５】以上のような動作は、基本的に１つのエア
シリンダー１１への加圧及び減圧のみで行われ、極めて
容易に制御できる。なお、図示しないロボットアームＲ
Ａに備えられた赤外線センサ等の各種センサにより制御
用のコンピュータにフィードバックされ、ロボットアー
ムＲＡがクランプ装置１に干渉しないように、エアポン
プに接続されたエア供給手段のバルブの操作タイミング
が調整されるように制御される。

【００３６】本発明に係る実施の形態のクランプ装置１
は、上記構成、作用を有するため、以下のような効果を
有する。即ち、長孔等の摩耗やがたつきにより精度を低
下させる機構を有さないため、長時間使用しても摺動に
よる摩耗が生じず、平行リンクによりクランプアーム１
３を正確に動作させ、クランプ爪１０をワークＷに対し
て略垂直に高い精度で挿入し、脱抜するためワークＷを
正確な位置に保持しつつ確実なクランプ動作をすること
ができるという効果がある。また、ワークＷ加工時に
は、クランプアーム１３を含め平行リンク全体のスイン
グ動作を行い、ワーク加工機であるロール式ヘミング装
置の加工手段であるロボットアームＲＡとの干渉を回避
することができるという効果がある。また、これらの動
作を１つの駆動手段であるエアシリンダー１１によりワ
ンモーションで作動させることができるという効果があ
る。従って、複数の駆動手段を有するクランプ装置に比
較して製造コストが低く、また複数の駆動手段を別々に
制御する必要もなく制御も簡単にすることができ、ま
た、動力源の供給も１つで済み付帯設備も簡易にするこ
とができるという効果を奏する。

【００３７】以上、一の実施の形態に基づき本発明を説
明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定される
ものではない。

【００３８】例えば、リンクを構成するアーム等の形状
や長さ、材料など適宜変更できることはいうまでもな
く、平行リンクも厳密に平行でなくても概ね平行なもの
であればよい。また、図８に示すように、ロケータ１６
ａも中間ロッド１５ｂ側に２１６ａのように設けられて
も請求項１の第２の当接部に相当し、同様にロケータ１
６ｃもスイングアーム１５ａ側に２１６ｃのように設け
られても請求項１の第１の当接部に相当する。さらに、
ロケータ１６ｂもスイングアーム１５ａの上端でなくて
も、中間ロッド１５ｂの下端部に突起部２１６ｄを設け
ることでスイングアーム１５ａの下端部に２１６ｂのよ
うに配置してもよく、さらに、２１６ａと２１６ｂとを
兼用することもできる。スプリング１７は、クランプア
ーム２１３を後方に延長して、ここに設けたスプリング
掛止ピン２１７ａによりスプリング２１７の一端を掛止
し、スイングアーム２１５ａの上部にスプリング掛止ピ
ン２１７ｂを設けてスプリング２１７の他の一端を掛止
するような構成でもよい。

【００３９】また、付勢手段であるスプリング１７は、
円筒形の引っ張りコイルスプリングに限らずヒンジピン
１２ａ〜１２ｄ等に巻装されたようなスプリングや板ば
ねや、ゴム等の弾性体等種々の付勢手段を用いることが
できる。また、エアシリンダー１１の位置も、中間ロッ
ド１５ｂをスイングアーム１５ａに対して相対的に下方
に移動させるような構成であれば、取り付ける位置や、
作用点など実施の形態の構成に限定されない。さらに、
スイングアーム１５ａやエアシリンダー１１は、本実施
の形態のように基部８を介して治具Ｊに取り付けるよう
にしてもよいし、直接治具に取り付けるように構成して
もよい。そして、駆動手段の種類としてエアシリンダー
１１を例に説明したが、油圧を用いたものや、ソレノイ
ド、モータ等により駆動するものであってもよい。ま
た、ヒンジピン１２ａ〜ｆ、スイング用ヒンジピンに
は、ベアリング等が備えられることが望ましいが、潤滑
油による潤滑など、その軸支の方法は問わない。

【００４０】そして、本発明をエンジンフードを加工す
るローラ式ヘミング装置ＲＨに適用した例で説明した
が、ワークＷはエンジンフードのみならずドアパネルな
どであってもよいことはいうまでもないが、さらに種々
のワークＷを支持して加工する他のワーク加工機等にも
適用できることはいうまでもない。特に長さの長いクラ
ンプアーム１３を正確な位置に挿入、押圧できる特徴を
生かして種々のワーク加工機に適用できるものである。

【００４１】なお、図８に示すように、クランプアーム
２１３によるワークＷのクランプは、先端が尖ったクラ
ンプ爪１０を位置決め用の孔Ｗｈに貫入させて位置を決
める（図１参照）のではなく、先端が平坦に構成された
クランプ部２１０をワークＷの内板Ｗｉに設けられた位
置決め用凹部Ｗｄに挿入して、外板Ｗｏに対する位置を
決めるように構成されたものであっても請求項１のクラ
ンプアームに相当する。

【００４２】その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
当業者により種々の改良変更が可能であることは容易に
推察できるものである。

【００４３】

【発明の効果】上記説明より明らかなように、請求項１
に係る発明のクランプ装置によれば、長孔等の精度を低
下させる機構を有さず平行リンクを用いることによりク
ランプアームによりワークに対して略垂直方向に高い精
度でクランプ動作をすることができ、かつワーク加工時
にはスイング動作を行いワーク加工機と干渉することを
回避することができるという効果がある。また、これら
の動作を１つの駆動手段によりワンモーションで作動さ
せることができるという効果もある。そのため、製造コ
ストが低く、制御も簡単にすることができ、付帯設備も
簡易にすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】クランプ装置１のクランプ時の構成を示す図で
ある。

【図２】アンクランプ動作について説明する図である。

【図３】スイング動作について説明する図である。

【図４】図５に示すクランプ装置１とその近傍を拡大し
た図である。

【図５】外板Ｗｏ及び内板ＷｉからなるワークＷである
自動車のエンジンフードと、これを固定する治具Ｊの概
略を示す平面図である。

【図６】外板Ｗｏ及び内板ＷｉからなるワークＷである
自動車のエンジンフードと、これを固定する治具Ｊの概
略を示す正面図である。

【図７】ヘミング加工を示す図である。

【図８】クランプ装置１の変形例を示す図である。

【図９】従来のクランプ装置１０１のクランプ時を示す
図である。

【図１０】従来のクランプ装置１０１のアンクランプ時
を示す図である。

【図１１】従来のクランプ装置１０１のスイング時を示
す図である。

【符号の説明】

１…クランプ装置、８…基部、１０…クランプ爪、１１
…エアシリンダー、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，
１２ｅ，１２ｆ…ヒンジピン、１３…クランプアーム、
１４…平行アーム、１５ａ…スイングアーム、１５ｂ…
中間ロッド、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ロケータ、１７
…スプリング、１８…スイング用ヒンジピン、２０…治
具取付部、Ｗ…ワーク、Ｗｉ…内板、Ｗｏ…外板、Ｗｓ
…ワーク表面、Ｗｈ…位置決め用孔、Ｆ…フランジ、Ｊ
…治具、ＲＨ…ローラ式ヘミング装置、ＲＡ，ＲＡ１，
ＲＡ２…ロボットアーム、ＨＲ…ヘムローラ、Ａ，Ａ
ｕ，Ａｄ…干渉領域、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…クランプ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 治具に載置されたワークを固定若しくは
   解放するようにクランプアームを変位させることが可能
   なリンク機構を備え、前記ワークを解放するように前記
   クランプアームを変位させたときに、前記リンク機構が
   ワーク加工機との干渉領域を回避するように変位可能に
   構成されたクランプ装置において、 下端を治具に回動自在に軸支したスイングアームと、 該スイングアームの上端に中間部で軸支され、先端でワ
   ーク表面を固定するクランプアームと、 該クランプアームの他端に上端を軸支され、下端を前記
   治具に枢支された駆動手段に軸支された中間ロッドと、 前記スイングアームと中間ロッドに軸支され、前記クラ
   ンプアームとスイングアームと中間ロッドとともに平行
   四辺形リンクを構成する平行アームと、 前記駆動手段が前記中間ロッドを前記クランプアームが
   ワークを固定する方向に回動するように駆動したとき
   に、前記スイングアームと前記治具とが当接して前記ス
   イングアームの回動を阻止するように設けられた第１の
   当接部と、 前記駆動手段が前記中間ロッドを前記クランプアームが
   ワークを解放する方向に回動するように駆動したとき
   に、前記中間ロッドと前記スイングアームとが当接して
   前記中間ロッドの回動を阻止するように設けられた第２
   の当接部と、 前記クランプアームを解放する方向に付勢する付勢手段
   とを備えたことを特徴とするクランプ装置。