JP2002346851A - ワーク位置決め固定装置及び該装置によるワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク形状大きさの変化に拘らずクランプ部
材を変更する必要のない、ワーク位置決め固定装置を得
る。 【解決手段】 クランプ部材１２は、基部１３と、該基
部の内部において下部を固定された弾性支持線部材１４
と、該弾性支持線部材の上部位置に固定された挟持部材
１５とよりなり、クランプ部材の基部は保持部材により
保持されている。挟持部材は円形断面を有し、上部と下
部の半径が中間の半径より小となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク位置決め固
定装置、特に生産ラインのコンベアのキャリアにワーク
を位置決め固定して連続的に加工する装置に用いられる
ワーク位置決め固定装置、及びその位置決め固定装置を
使用したキャリアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キャリア上にワークを位置決めし且弾性
的に保持固定する装置として、各種のものが知られてい
る。図１２はそのキャリアの代表的な例を示す平面図
で、金属板製で正方形のキャリア１にV字形の板バネ製
クランプ部材２がその基部において、かしめ又はねじ等
の固定手段３により固定されている。該クランプ部材２
はV字形に開く二本の弾性部２ａと、各弾性部２ａの先
端の挟持部２ｂと、その内面における円弧状当接部２ｃ
とよりなる。その当接部は円形のワーク４の外周円弧と
同一曲率に形成されている。

【０００３】一方、キャリア１には、挟持部２ｂに直交
して溝５及びその溝の方向に伸びる抑え片６が形成され
ており、挟持部２ｂの先端部が抑え片６の下側に挿入さ
れ、挟持部２ｂが浮上するのを防ぐようにしている。こ
の装置を使用するには、両挟持部２ｂに形成された各孔
７に工具の先端を係合させ、工具を開くことにより、弾
性部２ａを開き、ワーク４をキャリア１上に置き、工具
を外せば、挟持部２ｂが戻り、ワークを挟み、位置決め
固定することができる。

【０００４】この従来技術は、弾性部２ａが一体のV形
をなしているが、他の例として、之が別体で直線状に形
成され、ワークの両側に平行且点対称に配設されたもの
がある。更に他の例として、コイルスプリングで押圧さ
れる摺動挟持部をワークの直径方向の対向部に配設した
ものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の各従来技術にお
いては、生産ラインで流せるキャリアプレートの大きさ
に対し、ワーク直径がキャリアプレートに収まる限界付
近の大きさの場合、クランプ用の板バネや摺動部材を取
付けるスペースの確保が難しく、ワークをキャリアにク
ランプできなくなる場合があり大量生産を行う高速のラ
インでは、キャリア上のワークが不安定な状態で加工が
行われる危険性がある。即ち、ワークがキャリアにクラ
ンプされていない為、生産ラインでのワーク加工ミス及
びキャリア搬送中のワーク外れの発生、更にキャリアを
反転させて行う、同一キャリアによるワークの表裏加工
も不可能となっている。

【０００６】又、材厚の同じワークの場合でも、形状の
変更や、新規のワークの場合、従来の方法では、クラン
プ用のバネ形状も変更が必要となり、ワーク形状に合っ
たバネ及びキャリアを新規に設計しなければならず、設
計・製作の手間が増えることになる。特に複雑なワーク
形状の場合はクランプバネの設計も複雑になる傾向が強
い。

【０００７】更に、従来のキャリアにワークを自動脱着
する場合、板バネやコイルバネを開閉するバネ開き治具
が必要となりワークの大きさによってバネ形状も異なる
ので、バネに合わせた治具を使用しなければならず、場
合によってはバネ開き治具の新規設計や改造が必要にな
る。又、バネの破損や消耗によりキャリアのバネを交換
しなければならない場合、従来のようにクランプ用バネ
の種類が複数あれば、バネの在庫も複数の種類を必要と
し管理面でのわずらわしさが多くなる。

【０００８】本発明の目的は、上記の従来の問題に対応
し、ワークの形状及び大きさの変化に対しクランプ部材
の変更を必要としない部材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による装置は、基
部と、該基部の内部において下部を固定された弾性支持
部材と、該弾性支持部材の上部位置において基部に対し
間隔をおいて固定された位置決め部材とよりなるクラン
プ部材と、該クランプ部材の基部を保持する保持部材と
よりなり、位置決め部材は上方から見た時円形断面を有
し、上部と下部の半径が中間の半径より小となっている
ことを特徴とする。

【００１０】弾性支持部材は線状部材又はコイルスプリ
ングである。位置決め部材は上部の円錐状ワーク挿入部
とその下部の逆円錐状ワーク位置決め固定部とよりな
る。位置決め部材は球形をなしていてもよい。また、上
下円錐状部の間の最大半径部の外周が球面をなしていて
もよい。更に、基部と位置決め部材との内部に弾性支持
部材を囲む逃げ孔が夫々形成されるとよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるキャリアを示
す平面図、図２は同じく本発明によるクランプ部材を示
す断面図である。図１において、金属板製のキャリア１
１には正三角形の頂点において三個のワーク位置決め固
定用クランプ部材１２が固設されている。各クランプ部
材１２は、図２に示すように、キャリア１１に固定され
た金属製の基部１３と、基部１３内に固定され、キャリ
ア１１上に突出する高炭素鋼線（ピアノ線）よりなる弾
性支持線部材１４と、キャリア上において弾性支持線部
材１４に固定された金属製の位置決め挟持部材１５とよ
りなる。

【００１２】基部１３は円筒状でキャリア１１の下方に
突出する長さを有し、上部中心部に円筒状の逃げ孔１６
が形成され、キャリア１１に形成された孔１７に圧入又
は接着により固定されている。位置決め挟持部材（以下
単に挟持部材と称す）１５は上部における円錐状のワー
ク挿入部１８と、中間における逆円錐状のワーク位置決
め固定部１９と、下部の円筒部２０とよりなり、下部中
心部に基部１３と同様な逃げ孔２１が形成されている。

【００１３】弾性支持線部材１４は基部１３と挟持部材
１５の中心部に圧入又は接着により固定され、円筒部２
０の下面とキャリア１１の表面との間に間隙Gが形成さ
れている。

【００１４】クランプ部材１２は上記のような構造であ
るから、図３に示すように、ワーク２２が上方より各ク
ランプ部材１２の間に押し込まれると、ワーク２２の下
部外周角部２２ａが挟持部材１５の上部のワーク挿入部
１８を矢印のように外方に押し、弾性支持線部材１４が
撓み、部材は図示のように傾く。従ってワーク２２はク
ランプ部材１２間に挿入され、ワーク２２が挿入部１８
とワーク位置決め固定部１９との間の最大径部２３を通
過すると、クランプ部材は弾性支持線部材１４により鎖
線に示すように戻り、ワーク位置決め固定部１９がワー
クを位置決めした後、之を抑え固定することができる。

【００１５】挟持部材１５の傾斜角度は、間隙Gの大き
さ、逃げ孔１６、２１の直径及び深さによって決まる。
また、下部の円筒部２０の外周２０ａを面取することに
より、傾斜角度を増すことができる。挟持部材１５は円
錐形で中心の一本の弾性支持線部材１４により遊びをも
ってキャリア１１に固定されているので、上方より見て
３６０度、何れの方向にも傾斜し得る。従って、ワーク
２２の外周形状に多少変更があっても、クランプ部材１
２を取換えることなく、また位置を変えることなくワー
クの位置決め固定を行うことができる。更に、逆円錐状
のワーク位置決め固定部１９によりワークを抑えるの
で、ワークの外周縁位置に変更があっても、ワークを位
置決め固定することができる。

【００１６】図４は本発明によるクランプ部材１２をベ
ルトコンベアによる生産ラインに適用した例を示す概略
斜視図、図５はキャリア１１の切断側面図である。キャ
リア１１はプラスチック製の正方形の枠２５内に嵌めら
れ不動状態とされている。図１、図５に示すようにキャ
リア１１にはワーク２２より小径の円形の貫通孔２６が
形成され、枠２５にも之に対応して貫通孔２７が形成さ
れ、後述のワークの裏面加工及びワークの取出しを可能
としている。図４に示すように、ベルトコンベア３０
は、一対のエンドレスベルトと両端の駆動プーリ３１等
よりなり、キャリア１１を保持した枠２５はベルトコン
ベア３０上に載置され、矢印方向に搬送される。ワーク
は例えば腕時計の地板で、上記のようにクランプ部材に
より保持されており、搬送途中に孔明け、又は部品組込
み等の各種の加工が行われる。

【００１７】コンベアの途中にキャリア反転装置３２が
設けられている。反転装置３２はモータによる回転駆動
装置３３とその駆動装置により１８０度往復回動される
把持装置３４を有する。ワークの上面における加工を終
了したキャリア１１は反転装置３２の把持装置３４に把
持され、１８０度反転され、表裏逆となってベルトコン
ベア３０上に載せられ搬送される。従って、ワークはそ
の下面の加工が行われる。加工の終了したワークは貫通
孔２６、２７を貫通する取出装置（図示せず）によって
クランプ部材１２より離脱され、下方の収納部（図示せ
ず）に落下して収納される。キャリアは元の位置に戻さ
れ、再び次のワークが取付けられ、加工が繰り返され
る。

【００１８】図６はクランプ部材の変形例を示す断面図
である。このクランプ部材１２ａは厚みの大なるワーク
３６を固定できるようにしたもので、クランプ部材１２
ａの挟持部材１５ａのワーク挿入部１８とワーク位置決
め固定部１９は前例と同じ形状、大きさであるが、下部
の円筒部２０ａの高さが高くなり、ワーク３６を固定で
きるようになっている。他の部分は前例と同じで、それ
と同一符号を付して説明を省略する。

【００１９】図７はクランプ部材の第二実施形態を示す
断面図である。この実施形態では、クランプ部材３８は
前例における弾性支持線部材１４に代えてコイルスプリ
ング４０が用いられている。本実施形態によれば、コイ
ルスプリング４０が垂直方向に若干延びるので、厚みが
比較的大きく変えられているワークの位置決め固定する
のに適している。

【００２０】図８は、第一実施形態のクランプ部材の変
形例を示す断面図で、挟持部材１５の最大径部２３が球
面４１となっている。この例によれば、上下部１８、１
９の間の最大径部２３が球面となっているので、ワーク
の着脱が容易である。この例の、それ以上の変形例とし
て上部ワーク挿入部１８と下部固定部１９を一体とした
球形で形成してもよい。

【００２１】図９は、更に他の変形例を示す断面図で、
基部１３のフランジ４２を挟持部材１５の外径より大き
くしたことを特徴とするものである。このようにするこ
とにより、筒状の圧入治具４３を上方より挟持部材１５
を通してその下端をフランジ４２に当てて押圧し、基部
１３をキャリア１１に容易に圧入することができる。

【００２２】図１０、図１１は本発明によるクランプ部
材の特殊な使用形態を示す斜視図である。図１０の例で
は円筒状の加工台４５の上面に加工すべき円筒状のワー
ク４６の軸線を中心とした円周上に多数のクランプ部材
１２が配設されており、ワーク４６を上方よりクランプ
部材間に挿入することにより、ワークの中心が自動的に
位置出しされる。この例ではクランプ部材１２の下部固
定部１９は固定作用を行わない。更に円筒状のワークに
限らず、ワークの外周形状に合わせてクランプ部材を配
置すれば、どのような形状のワークでも位置決めするこ
とができる。

【００２３】図１１の例では、加工台４７上に基準面４
８が形成されており、直方体のワーク４９の大きさに合
せて二個のクランプ部材１２が基準面に対し平行に配設
されており、基準面４８に沿ってワーク４９を下降させ
ることにより、基準面に対するワークの位置が自動的に
決められる。この例においても、クランプ部材の配置を
選択することにより、種々の形状のワークを位置決め
し、測定等に使用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ワークの形状及び大き
さの変化に対しクランプ部材を変更することなく、また
形状及び大きさの多少の変化に対してはクランプ部材の
位置を変えることなく、ワークを位置決め固定すること
ができる。また、ワークの着脱及び反転も容易に行うこ
とができる。更に、ワークの形状及び大きさが変化した
場合でも、クランプ部材の位置を変えるだけで簡単に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるキャリアを示す平面図である。

【図２】本発明によるクランプ部材を示す断面図であ
る。

【図３】本発明によるクランプ部材の作用状態を示す断
面図である。

【図４】本発明によるクランプ部材１２をベルトコンベ
アによる生産ラインに適用した例を示す概略斜視図であ
る。

【図５】キャリア１１の切断側面図である。

【図６】クランプ部材の変形例を示す断面図である。

【図７】クランプ部材の第二実施形態を示す断面図であ
る。

【図８】第一実施形態のクランプ部材の変形例を示す断
面図である。

【図９】更に他の変形例を示す断面図である。

【図１０】クランプ部材の使用形態を示す斜視図であ
る。

【図１１】クランプ部材の使用形態を示す斜視図であ
る。

【図１２】従来のワーク位置決め固定装置を示す平面図
である。

【符号の説明】

１ キャリア ２ クランプ部材 ２ａ 弾性部 ２ｂ 挟持部 ２ｃ 円弧状当接部 ３ 固定手段 ４ ワーク ５ 溝 ６ 抑え片 ７ 孔 ８ ワーク挿入部 １１ キャリア １２ ワーク位置決め固定用クランプ部材 １２ａ クランプ部材 １３ 基部 １４ 弾性支持線部材 １５ 挟持部材 １６ 逃げ孔 １７ 孔 １８ ワーク挿入部 １９ ワーク位置決め固定部 ２０ 円筒部 ２０ａ 外周 ２１ 逃げ孔 ２２ ワーク ２２ａ 下部外周角部 ２３ 最大径部 ２５ 枠 ２６ 貫通孔 ２７ 貫通孔 ３０ ベルトコンベア ３１ 駆動プーリ ３２ キャリア反転装置 ３３ 回転駆動装置 ３４ 把持装置 ３６ ワーク ３８ クランプ部材 ４０ コイルスプリング ４１ 球面 ４２ フランジ ４３ 圧入治具 ４５ 加工台 ４６ ワーク ４７ 加工台 ４８ 基準面 ４９ ワーク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基部と、該基部の内部において下部を固
   定された弾性支持部材と、該弾性支持部材の上部位置に
   おいて基部に対し間隔をおいて固定された位置決め部材
   とよりなるクランプ部材と、該クランプ部材の基部を保
   持する保持部材とよりなり、位置決め部材は上方から見
   た時円形断面を有し、上部と下部の半径が中間の半径よ
   り小となっているワーク位置決め固定装置。
2. 【請求項２】 弾性支持部材が線状部材であることを特
   徴とする請求項１に記載のワーク位置決め固定装置。
3. 【請求項３】 弾性支持部材がコイルスプリングである
   ことを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め固定
   装置。
4. 【請求項４】 位置決め部材が上部の円錐状ワーク挿入
   部とその下部の逆円錐状ワーク位置決め固定部とよりな
   ることを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め固
   定装置。
5. 【請求項５】 基部と位置決め部材との内部に弾性支持
   部材を囲む逃げ孔が夫々形成され、前記間隔が位置決め
   部材下面と保持部材上面との間の間隙であることを特徴
   とする請求項１に記載のワーク位置決め固定装置。
6. 【請求項６】 位置決め部材が球形をなしていることを
   特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め固定装置。
7. 【請求項７】 上下円錐状部の間の最大半径部の外周が
   球面をなしていることを特徴とする請求項４に記載のワ
   ーク位置決め固定装置。
8. 【請求項８】 基部と、該基部の内部において下部を固
   定された弾性支持部材と、該弾性支持部材の上部位置に
   おいて基部に対し間隔をおいて固定された挟持部材とよ
   りなるクランプ部材と、複数個のクランプ部材の各基部
   を保持するキャリアとよりなり、各挟持部材は上方から
   見た時円形断面を有し、上部と下部の半径が中間の半径
   より小となっているワーク位置決め固定装置によるワー
   ク支持装置。