JP2003145375A - 位置決めクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄板材を簡単な構成によって位置決めおよび
クランプする位置決めクランプ装置を提供する。 【解決手段】 縦辺部１０および横辺部１１を有するＬ
字状のクランプ部材９における縦辺部１０の先端にクラ
ンプ部１２を形成し、縦辺部１０を台座部材１内に収容
し、横辺部１１を台座部材１の窓孔５から突出させてそ
の端部近傍をピン１３でブラケット６に回動自在に枢支
し、エアシリンダ１４のピストンロッド１５の先端部
を、クランプ部材９の角部近傍の孔１７に回動自在に枢
支した。ピストンロッド１５の伸張により、クランプ部
１２を上昇させるとともに、位置決め案内部材７の摺動
溝８内に収容して、位置決め案内部材７を薄板材Ｗの孔
ｈに挿入して位置決めし、ピストンロッド１５の退入に
より、クランプ部１２が下降および位置決め案内部材７
の摺動溝８から突出して、薄板材Ｗをクランプする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車部品のフロ
アのような孔を有する薄板材をその孔を基準として位置
決めおよびクランプする位置決めクランプ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄板材に打ち抜いた孔を基準として位置
決めするには、図４ないし図6に示したような位置決め
クランプ装置が使用されている（特開２０００−２４６
５６９号公報参照）。

【０００３】この位置決めクランプ装置は、逆Ｊ字状の
クランプ部材ａをエアシリンダのピストンロッドｃによ
り押し上げ、このクランプ部材ａをコーン状の位置決め
案内部材ｄの溝内ｅに位置させた状態で、位置決め案内
部材ｄを薄板材Ｗの孔ｈに挿入し、次いでピストンロッ
ドｃによりクランプ部材ａを引き戻し、その押圧部ｂを
位置決め案内部材ｄの側方に突出させて台座部材ｆとの
間で薄板材Ｗをクランプするようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の位置
決めクランプ装置は、クランプ部材ａの上昇動作および
下降動作に、クランプ部材ａにひらがなの「く」字状の
孔ｇを設けて、この孔ｇ内をピストンロッドｃの先端部
にクランプ部材ａをピン結合した一対の軸ｉが昇降動作
することによって、前記孔ｇがガイドとなってクランプ
部材ａを位置決め案内部材ｄの溝ｅ内に収納させたり、
位置決め案内部材ｄの側方に突出させたりする機構を用
いており、クランプ部材ａの昇降動作の都度、上記一対
の軸ｉがクランプ部材ａに設けた孔ｇの内面に擦れて移
動するため、クランプ部材ａの孔ｇの内面および／また
は一対の軸ｉの摩耗が激しく、比較的短期間で、薄板材
Ｗのクランプ精度の低下が生じるという問題点があっ
た。また、シリンダのピストンロッドｃの昇降動作時
に、ピストンロッドｃがガイド部材ｊによってガイドさ
れるので、ピストンロッドｃおよび／またはガイド部材
ｊの摩耗が激しく、この摩耗によっても比較的短期間
で、薄板Ｗのクランプ精度の低下が生じるという問題点
があった。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
に提案されたものであり、クランプ部材の孔内を軸が昇
降動作することなく、しかも、シリンダのピストンロッ
ドがガイド部材によってガイドされない、かつ簡単な構
成によって、クランプ部材を上昇動作、下降動作および
クランプ動作させ得る位置決めクランプ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
された位置決めクランプ装置は、上記課題を解決するた
めに、薄板材の孔に挿入して位置決めするコーン状の位
置決め案内部材と、上昇位置では上記位置決め案内部材
の内部に、下降位置ではクランプ位置に変位するクラン
プ部材とを備えた位置決めクランプ装置において、上記
クランプ部材は、L字状の形状を有し、その縦辺部の先
端部をクランプ部に形成するとともに、横辺部の端部を
ピンで回動自在に枢支し、前記縦辺部および横辺部の接
続部である角部近傍を、ピン結合によって昇降動作させ
る昇降機構部を設けたことを特徴とするものである。

【０００７】このような位置決めクランプ装置によれ
ば、昇降機構部によって、Ｌ字状のクランプ部材の縦辺
部と横辺部との接続部である角部近傍を昇降動作させる
ことによって、Ｌ字状のクランプ部材が横辺部の端部の
ピンを中心として回動動作をし、応じて縦辺部の先端に
形成したクランプ部が、昇降、かつ、回動動作を行い、
上昇位置では、クランプ部が位置決め案内部材の溝内に
収容され、下降位置では、クランプ部が位置決め案内部
材の側方から突出するとともに、薄板材をクランプする
ことができる。

【０００８】しかも、従来のように、クランプ部材に
「く」字状の孔を形成して、この孔内に軸を挿通して、
軸の昇降動作によってクランプ部材を昇降動作およびク
ランプ動作させるものに比較して、クランプ部材の孔お
よび／または軸の摩耗や、シリンダのピストンロッドお
よび／またはそのガイド部材の摩耗がなくなり、長期間
にわたって高精度で薄板材をクランプすることができ
る。

【０００９】本発明の請求項２に記載された位置決めク
ランプ装置は、前記昇降機構部が、エアシリンダで構成
され、そのピストンロッドの先端部が前記クランプ部材
の角部近傍にピン結合され、このピンの外径寸法がクラ
ンプ部材の孔の内径寸法よりも小さく、クランプ部材の
孔内で移動可能に構成されていることを特徴とするもの
である。

【００１０】上記の位置決めクランプ装置によれば、Ｌ
字状のクランプ部材における横辺部の端部を中心とする
回動動作に応じて、シリンダのピストンロッド先端部と
クランプ部材の角部近傍とのピン結合部の位置が移動し
ても、ピンの外径寸法がクランプ部材の孔の内径寸法よ
りも小さく設定されて、ピンが孔内で移動可能に構成さ
れているので、クランプ部材の横辺部端部の枢支ピンを
中心とするクランプ部材の回動が円滑に行なえ、したが
って、シリンダのピストンロッドおよび／またはシリン
ダケースに無理な応力が作用することがなくなり、長期
間にわたって精度の高い薄板材のクランプ動作を維持す
ることができる。

【００１１】本発明の請求項３に記載された位置決めク
ランプ装置は、前記ピストンロッドの先端部をクランプ
部材に枢支するピンの外径寸法とクランプ部材の孔の内
径寸法との差が、前記ピストンロッドの先端部をクラン
プ部材に枢支するピンの、前記クランプ部材の横辺部の
端部を枢支するピンを中心とする円弧状の回動軌跡を許
容するように設定されていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】上記の位置決めクランプ装置によれば、前
述のとおり、クランプ部材の横辺部端部の枢支ピンを中
心とするクランプ部材の回動が円滑に行なえ、したがっ
て、シリンダのピストンロッドおよび／またはシリンダ
ケースに無理な応力が作用することがなくなるのみなら
ず、必要以上の寸法差を設けないので、位置決め動作お
よびクランプ動作が円滑に行なえる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１ないし図３を参照して説明する。図１は位置決
めクランプ装置における位置決め時（クランプ前）の正
断面図で、図２は位置決め決め時（クランプ前）の要部
の側断面図である。また、図３は実施形態の位置決めク
ランプ装置におけるクランプ時の要部の側断面図であ
る。

【００１４】この位置決めクランプ装置において、１は
後述するクランプ部材の昇降部を兼ねた概略筒型の台座
部材で、この台座部材１は、後述するクランプ部材を挿
通する円筒状部２と、エアシリンダを収納する円筒状部
３と、このエアシリンダのピストンロッドを挿通する円
筒状部４と、クランプ部材の横辺部を突出させる矩形状
の窓孔５と、この窓孔５の下方部から横方向に延びるＬ
字形のクランプ部材取付用のブラケット６とを有する。

【００１５】前記台座部材１の上方には、薄板材Ｗの孔
ｈに挿通して薄板材Ｗを位置決めするコーン状の位置決
め案内部材７が、中央部にクランプ部材の摺動溝８を有
して台座部材１と一体に形成されている。

【００１６】上記したクランプ部材９は、縦辺部１０と
横辺部１１とを有する略Ｌ字状の形状を有し、縦辺部１
０の先端部に鉤型のクランプ部１２が形成されており、
この縦辺部１０が前記台座部材１の円筒状部２を通っ
て、前記位置決め案内部材７の摺動溝８内に収容されて
いる。また、横辺部１２が台座部材１の窓孔５を通って
外部に突出しており、その端部近傍がピン１３によっ
て、台座部材１のブラケット６の先端部近傍に回動自在
に枢支されている。なお、縦辺部１０の厚さ寸法を、横
辺部１１の厚さ寸法よりも小さくすることによって、横
辺部１１，したがってクランプ部材９全体の機械的強度
を大きくするとともに、コーン状の位置決め案内部材７
の摺動溝８の幅寸法を小さくして、この位置決め案内部
材７の機械的強度をも大きくするようにしている。

【００１７】前記円筒状部３の内部には、エアシリンダ
１４が収容されている。このエアシリンダ１４は、その
ピストンロッド１５の先端部がピン１６によって、前記
Ｌ字状のクランプ部材９の縦辺部１０と横辺部１１との
接続部である角部近傍に設けられた孔１７に枢支されて
いる。

【００１８】ここで、前記エアシリンダ１４のピストン
ロッド１５の先端部をクランプ部材９に枢支するピン１
６の外径寸法ｄ１と、このピン１６が挿通されているク
ランプ部材９の孔１７の内径寸法ｄ２とは、ｄ１＜ｄ２
の関係に設定してあり、ピン１６が孔１７の中で若干移
動可能に構成されている。

【００１９】前記エアシリンダ１４のピストンロッド１
５の先端部をクランプ部材９に枢支するピン１６の外径
寸法ｄ１と、このピン１６が挿入されているクランプ部
材９の孔１７の内径寸法ｄ２との寸法差ｄは、ピストン
ロッド１５とクランプ部材９とを枢支するピン１６の中
心が、クランプ部材９の横辺部１１の端部を枢支してい
るピン１３を中心として円弧状移動するのを許容する値
に設定されている。

【００２０】このような、枢支ピン１６の外径寸法ｄ１
と、孔１７の内径寸法ｄ２とに寸法差ｄを設けることに
よって、クランプ部材９が横辺部１１のピン１３を中心
にして回動する際の、ピストンロッド１５の中心軸に対
するピン１６の円弧状の移動によるブレ寸法ｇを許容で
き、エアシリンダ１４を固定しても、そのピストンロッ
ド１５やシリンダケースに過大な応力が作用することを
防止することができる。

【００２１】次に、上記の位置決めクランプ装置による
薄板材の位置決めおよびクランプ動作について説明す
る。まず、円筒状部３内に収容されたシリンダ１４のピ
ストンロッド１５を突出させると、このピストンロッド
１５の先端部がピン１６によって枢支されたＬ字状のク
ランプ部材９が、横辺部１１の端部近傍のピン１３を中
心に上方に向かって回動して、縦辺部１０に形成された
クランプ部１２が上昇するとともに、位置決め案内部材
７の摺動溝８内に収容される。このクランプ部１２が上
昇位置にある状態が、図１，図２に実線で示されてい
る。

【００２２】したがって、この状態で、コーン状の位置
決め案内部材７に薄板材Ｗの孔ｈを嵌め込むと、薄板材
Ｗの孔ｈは位置決め案内部材７のコーン状の周面に沿っ
てガイドされながら薄板材Ｗが自重で降下して行く。こ
の薄板材Ｗの降下中に、薄板材Ｗの孔ｈが位置決め案内
部材７のコーン状周面によって案内されて、次第に偏心
状態が修正されて行き、薄板材Ｗがコーン状周面を通り
過ぎて円柱状周面に達すると、薄板材Ｗの孔ｈがその円
筒状周面によって規制されて、孔ｈの中心軸がコーン状
の位置決め案内部材７の中心軸に一致させられて、薄板
材Ｗが所定位置に位置決めされる。

【００２３】このようにして薄板材Ｗの位置決めが終わ
ると、シリンダ１４のピストンロッド１５を退入させ
る。すると、このピストンロッド１５の先端部がピン１
６によって枢支されている、Ｌ字状のクランプ部材９の
縦辺部１０と横辺部１１との接続部である角部が引き下
げられる結果、横辺部１１がその端部近傍のピン１３を
中心にして下方に向かって回動する。

【００２４】このとき、横辺部１１の回動動作によっ
て、ピン１６の中心位置は、円弧状の移動軌跡を描く
が、このピン１６の中心の円弧状移動軌跡によるブレ寸
法ｇを、前記ピン１６の外径寸法ｄ１と、孔１７の内径
寸法ｄ２との寸法差ｄによって吸収して、シリンダ１４
のピストンロッド１５やシリンダケースに過大な応力が
掛かるのを回避することができる。

【００２５】このようにして、シリンダ１４のピストン
ロッド１５が完全に退入すると、Ｌ字状のクランプ部材
９の縦辺部１０に形成されたクランプ部１２が、図１に
２点鎖線１２’で示すように、位置決め案内部材７の摺
動溝８から図１の左側方に突出するとともに、薄板材Ｗ
を上から台座部材１に押し付けてクランプする。このク
ランプ時の状態を図３に示している。

【００２６】したがって、上記の位置決めクランプ装置
によれば、クランプ部材９の上昇位置で、クランプ部１
２が位置決め案内部材７の摺動溝８内に収容され、クラ
ンプ部材９の下降位置で、クランプ部１２が位置決め案
内部材７の摺動溝８から突出するとともに、薄板材Ｗを
クランプすることができ、所期の位置決めクランプ装置
としての動作を得ることができる。

【００２７】しかも、上記の位置決めクランプ装置は、
従来のクランプ部材に「く」字状の案内溝を形成し、こ
の案内溝に軸を挿通したものに比較して、構造が簡単で
あり、しかも、従来のような案内溝および／または軸
や、ピストンロッドおよび／またはピストンガイドとい
った摩耗部分を有しないので、これらの摩耗部分の摩耗
に起因する薄板材のクランプ精度の低下は生じないとい
う優位性を有する。

【００２８】なお、クランプ部材９の縦辺部１０の長さ
と横辺部１１の長さとの比率によって、梃子の原理で、
クランプ部１２にかかるクランプ力を、自在に設定する
ことができる。

【００２９】また、クランプ部材９の横辺部１１の長さ
を短くするほど、位置決めクランプ装置を小型化できる
が、反面、エアシリンダ１４のピストンロッド１５の伸
出・退入動作時におけるピン１６の円弧状移動軌跡のブ
レ寸法ｇが大きくなるので、適宜設定すればよい。

【００３０】上記の実施形態では、クランプ部材９の縦
辺部１０と横辺部１１とを略直角状に形成して、横辺部
１１が水平状の場合に、縦辺部１０が略直立状になって
クランプ部１２が位置決め案内部材７の摺動溝８内に収
容される構成について説明したが、縦辺部１０と横辺部
１１とのなす角度は、９０度だけでなく、９０度よりも
大きい場合や小さい場合など、任意に設定することがで
き、したがって、クランプ部１２が位置決め案内部材７
の摺動溝８内に収容される状態における横辺部の状態
は、水平状態ばかりでなく、若干上向き、あるいは若干
下向きにすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上のように、薄板材の孔に
挿入して位置決めするコーン状の位置決め案内部材と、
上昇位置では上記位置決め案内部材の内部に、下降位置
ではクランプ位置に変位するクランプ部材とを備えた位
置決めクランプ装置において、上記クランプ部材は、L
字状の形状を有し、その縦辺部の先端部をクランプ部に
形成するとともに、横辺部の端部をピンで回動自在に枢
支し、前記縦辺部および横辺部の接続部である角部近傍
を、ピン結合によって昇降動作させる昇降機構部を設け
たことを特徴とするものであるから、従来の位置決めク
ランプ装置に比較して、簡単な構成でクランプ部材の上
昇位置およびクランプ位置への変位動作を行うことがで
きる位置決めクランプ装置を提供でき、しかも、摩耗部
分を有しないので、従来のように摩耗によって薄板材等
のワークの高精度で位置決めできなくなるといったこと
が生じなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る位置決めクランプ装置
における薄板材の位置決め時の正断面図である。

【図２】図１の位置決めクランプ装置における薄板材の
位置決め時の要部側断面図である。

【図３】図１の位置決めクランプ装置における薄板材の
クランプ時の側断面図である。

【図４】従来の位置決めクランプ装置における薄板材の
クランプ時の正断面図である。

【図５】図４の位置決めクランプ装置における薄板材の
クランプ時の側断面図である。

【図６】図４の位置決めクランプ装置における薄板材の
位置決め時の要部側断面図である。

【符号の説明】

１ 台座部材 ２，３，４ 円筒状部 ５ 窓孔 ６ クランプ部材取付用のブラケット ７ 位置決め案内部材 ８ 摺動溝 ９ クランプ部材 １０ 縦辺部 １１ 横辺部 １２ クランプ部 １３、１６ 枢支ピン １４ エアシリンダ １５ ピストンロッド １７ クランプ部材の枢支孔 Ｗ 薄板材 ｈ 孔 ｄ１ ピン１６の外径寸法 ｄ２ 孔１７の内径寸法 ｄ ピン１６の外径寸法ｄ１と孔１７の内径寸法ｄ２と
の寸法差 ｇ ピン１６の円弧状の移動軌跡におけるピストンロッ
ド１５の中心軸に対するブレ寸法

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武本 圭司 岡山県総社市井尻野77番地 享栄工業株式 会社内 (72)発明者 藤井 勝行 岡山県総社市井尻野77番地 享栄工業株式 会社内 (72)発明者 岡 丈晴 岡山県総社市井尻野77番地 享栄工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 3C016 CA04 CB03 CC02 CC04 CE05 HA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板材の孔に挿入して位置決めするコー
   ン状の位置決め案内部材と、上昇位置では上記位置決め
   案内部材の内部に、下降位置ではクランプ位置に変位す
   るクランプ部材とを備えた位置決めクランプ装置におい
   て、 上記クランプ部材は、L字状の形状を有し、その縦辺部
   の先端部をクランプ部に形成するとともに、横辺部の端
   部をピンで回動自在に枢支し、前記縦辺部および横辺部
   の接続部である角部近傍を、ピン結合によって昇降動作
   させる昇降機構部を設けたことを特徴とする位置決めク
   ランプ装置。
2. 【請求項２】 前記昇降機構部が、エアシリンダで構成
   され、そのピストンロッドの先端部が前記クランプ部材
   の角部近傍にピン結合され、このピンの外径寸法がクラ
   ンプ部材の孔の内径寸法よりも小さく、クランプ部材の
   孔内で移動可能に構成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の位置決めクランプ装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンロッドの先端部をクランプ
   部材に枢支するピンの外径寸法とクランプ部材の孔の内
   径寸法との差が、前記ピストンロッドの先端部をクラン
   プ部材に枢支するピンの、前記クランプ部材の横辺部の
   端部を枢支するピンを中心とする円弧状の回動軌跡を許
   容するように設定されていることを特徴とする請求項２
   に記載の位置決めクランプ装置。