JP2005052880A - 多面クランパー - Google Patents

Abstract

【課題】 １組のエアシリンダとクランプアームホルダーとを共に回動させることで、基準ブロック及びクランプアームの組合せを切り替え可能な多面クランパーの提供。
【解決手段】 シリンダ本体４ａ及びシリンダロッド４ｂからなるエアシリンダ４と、エアシリンダ４と共にシリンダロッド４ｂを回動中心として回動可能なクランプアームホルダー５と、クランプアームホルダー５に着脱自在に複数取り付けられ、ワークの部位Ｗの形状に対応して数種類設けられる基準ブロック６と、エアシリンダ４のシリンダロッド４ｂに連結され、シリンダロッド４ｂの伸縮に伴って揺動することで、ワークの部位Ｗをクランプ・アンクランプ可能であり、ワークの部位Ｗの形状に対応して数種類設けられ、且つワークの部位Ｗの形状に対応して基準ブロック６と組み合わせて設けられるクランプアーム７とから構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車ボディの組立工程において、フロアパネル等のワークをクランプするクランパーに関する。詳細には、クランプアームを基準ブロックに近接させて、クランプアームと基準ブロックとの間でワークをクランプするクランパーに関する。

従来、自動車ボディの組立工程において、フロアパネル等のワークをクランプするクランパーとしては、以下に説明する技術が知られている。

従来のクランパー１０は、図４に表すように、スライドシステム２０上面に設けられた架台３０に複数並べて設けられる。スライドシステム２０は、上面が図中横方向に移動自在である。従って、スライドシステム２０は、上面に設けられたクランパー１０を図中横方向に移動させることが可能である。
クランパー１０は、クランプアームホルダー台４０、クランプアームホルダー５０、基準ブロック６０、クランプアーム７０及びエアシリンダ８０からなる。
クランプアームホルダー台４０は、架台３０上面に設けられ、側面４０ａに軸孔４０ｂが設けられる。

クランプアームホルダー５０は、上部が開口され、下部の側面５０ｂに軸孔５０ｃが設けられ、中間部の内部に空間部５０ａが設けられる。更に、クランプアームホルダー５０の中間部側面には、空間部５０ａに貫通する開口部（図示省略）が設けられる。そして、軸孔５０ｃと軸孔４０ｂに回動軸５０ｄを挿通させて、クランプアームホルダー５０とクランプアームホルダー台４０は回動自在に連結される。従って、クランプアームホルダー５０は、クランプアームホルダー台４０に対して、回動軸５０ｄを回動中心として回動可能である。

基準ブロック６０は、クランプアームホルダー５０の上部に設けられる。基準ブロック６０は、内部に空間部６０ａが設けられ、上部及び下部が各々貫通して開口される。基準ブロック６０は、自動車ボディの組立工程においてドアパネル等のワークをクランプする際に、開口した上部の周辺である縁端部６０ｂ上でクランプするワークの部位を受ける部材である。又、基準ブロック６０は、上部から下部までの長さの異なる数種類が用意されて交換可能である。従って、基準ブロック６０は、クランプするワークの部位の高さに合わせて交換することで、クランプするワークの部位を基準ブロック６０の縁端部６０ｂ上に位置させることが可能である。

クランプアーム７０は、棒状体からなり、先端部７０ａがＬ字状に形成される。クランプアーム７０は、先端部７０ａ以外である他部が基準ブロック６０の空間部６０ａ及びクランプアームホルダー５０の空間部５０ａに上下動可能に挿入され、先端部７０ａが基準ブロック６０の開口された上部から突出した状態で設けられる。又、クランプアーム７０は、図中下方向である基準ブロック６０の縁端部６０ｂ方向に移動して、縁端部６０ｂ上に位置するワークの部位を先端部７０ａと縁端部６０ｂとの間でクランプ可能である。更に、クランプアーム７０は、長さの異なる数種類が用意され、クランプするワークの部位の形状に応じて交換される。

エアシリンダ８０は、シリンダロッド８０ａ及びシリンダ本体８０ｂからなり、シリンダロッド８０ａが図中上方向を向いた状態でクランプアームホルダー台４０に近接して設けられる。シリンダロッド８０ａは、シリンダ本体８０ｂに対して伸縮可能である。更に、エアシリンダ８０は、シリンダ本体８０ｂの下部に回動軸８０ｃが設けられ、回動軸８０ｃを回動中心として回動可能である。又、シリンダロッド８０ａの先端は、クランプアームホルダー５０の中間部の開口部（図示省略）に通して設けられる連結体（図示省略）を介して、クランプアーム７０の基端部と連結される。

次いで、以上のように構成される従来のクランパー１０の作動を説明する。
スライドシステム２０が作動され、スライドシステム２０の上面がクランプするワークの部位に向かって移動を始める。すると、スライド２０上面の架台３０に並べて設けられた複数のクランパー１０もクランプするワークの部位に向かって移動を始める。そして、スライドシステム２０は、クランプするワークの部位に対応可能なクランパー１０の基準ブロック６０の縁端部６０ｂ上に、クランプするワークの部位を位置させて停止する。次いで、エアシリンダ８０が作動する。すると、エアシリンダ８０のシリンダロッド８０ａは、シリンダ本体８０ｂに対して伸張し始める。シリンダロッド８０ａの伸張に伴い、クランプアーム７０は下方向、即ちクランプアーム７０の先端部７０ａが基準ブロック６０に近接する方向に引き寄せられ、クランプアーム７０の先端部７０ａがワークの部位を縁端部６０ｂに押し付けてクランプする。ワークの部位をクランプしてスポット溶接が完了すると、エアシリンダ８０が作動する。すると、エアシリンダ８０のシリンダロッド８０ａは、シリンダ本体８０ｂに対して短縮し始める。シリンダロッド８０ａの短縮に伴い、クランプアーム７０は上方向、即ちクランプアーム７０の先端部７０ａが基準ブロック６０から離れる方向に引き寄せられ、クランプアーム７０の先端部７０ａがワークの部位から離れる。
続いて、形状の異なる次のワークの部位をクランプする場合には、再びスライドシステム２０が作動され、対応可能なクランパー１０が次にクランプするワークの部位まで移動してクランプする。

尚、例えばクランプするワークが自動車ボディであり、１車種目のクランプ作業が完了し、続けて２車種目を導入してクランプ作業を行う場合には、１車種目のクランプ作業で使用したスライドシステム２０上に複数並べられたクランパー１０の内、使用しないクランパー１０を回動軸５０ｄ及び回動軸８０ｃを回動中心として、図中破線で表すように横方向へ回動させて避けておく。

しかしながら、従来のクランパー１０では、使用しないクランパー１０を回動させて横方向に避けていたため、避けるためのスペースを大きく取らなければならないという問題点を有した。又、横方向に避けるためのスペースが大きいため、クランパー１０をスライドシステム２０により横方向に移動させる際に、スライドシステム２０のストロークが大きくなり、作業効率が悪いという問題点を有した。更に、ワークの部位をクランプした状態でスポット溶接を行う際に、溶接ガンが避けたクランパー１０に干渉する恐れがあるという問題点を有した。

この発明は、シリンダ本体とシリンダロッドとからなり、シリンダロッドはシリンダ本体の先端に伸縮可能に設けられるシリンダと、
内部には空間部が設けられ、一端には内部の空間部まで貫通された開口部が設けられ、側面には内部の空間部まで貫通された開口部が複数箇所設けられると共に、内部の空間部には一端に設けられた開口部からシリンダのシリンダロッドが挿入され、シリンダと共にシリンダロッドを回動中心として回動可能なクランプアームホルダーと、
一端から他端まで貫通して内部に空間部が設けられると共に、他端はクランプアームホルダーの側面の開口部に着脱自在に取り付けられ、ワークの部位の形状に対応して数種類設けられる基準ブロックと、
先端部は基準ブロックの一端から突出して設けられ、先端部以外の他部は基準ブロックの空間部及びクランプアームホルダーの空間部に設けられると共に、他部はシリンダのシリンダロッドに連結され、シリンダロッドの伸縮に伴って揺動することで、先端部と基準ブロックの一端との間でワークの部位をクランプ・アンクランプ可能であり、ワークの部位の形状に対応して数種類設けられ、且つワークの部位の形状に対応して基準ブロックと組み合わせて設けられるクランプアームとからなることを特徴とする多面クランパーを提供する。

以下にこの発明の作用を説明する。
シリンダと共にクランプアームホルダーがシリンダロッドを回動中心として回動する。シリンダ及びクランプアームホルダーの回動に伴い、ワークの部位の形状に対応して組み合わせた基準ブロック及びクランプアームがワークの部位に対向する。次いで、エアシリンダが作動する。すると、エアシリンダのシリンダロッドは、シリンダ本体に対して伸縮し始める。シリンダロッドの伸縮に伴い、クランプアームは揺動し、クランプアームの先端部はワークの部位を基準ブロックの一端との間でクランプ・アンクランプする。
続いて、形状の異なる次のワークの部位をクランプする場合には、再びシリンダと共にクランプアームホルダーが回動し、次のワークの部位に対応した基準ブロック及びクランプアームの組み合わせを次のワークの部位に対向させて、以後同様にシリンダロッドが伸縮し、クランプアームの揺動によってクランプ・アンクランプする。

この発明によれば、１個のクランパーで多種のワークの部位に対応してクランプ・アンクランプできる。
従来に比し、少数のクランパーですむため、クランパーの設置場所の省スペース化が可能であり、且つスライドシステムのストロークが小さくて済み、作業効率が向上するという効果がある。
１個のクランプアームホルダーに、基準ブロック、クランプアーム及び基準ピンの組合せを複数取り付け可能であり、且つ１個のエアシリンダで複数のクランプアームを揺動させることが可能であることから、従来に比し、クランプアームホルダー及びエアシリンダは少数ですむため、クランパーの製造コストを低減できる。
エアシリンダと共にクランプアームホルダーが回動することで基準ブロック、クランプアーム及び基準ピンの組合せが切り替わるため、従来に比し、スライドシステムを作動させる回数が少なくてすみ、作業効率が向上するという効果がある。
従来のように使用しないクランパーを横方向に避けておかないことから、スポット溶接時において溶接ガンがクランパーに干渉することもないため、作業効率が向上するという効果がある。

クランパーの設置場所の省スペース化、クランパーの製造コスト低減及びクランパー切り替えの作業効率の向上という目的を、１個のクランプアームホルダーに基準ブロック、クランプアーム及び基準ピンの組合せを複数取り付け、エアシリンダと共にクランプアームホルダーを回動させることで組合せを切り替えて、１個のエアシリンダで複数のクランプアームを揺動可能とすることで実現した。

以下に、この発明の多面クランパーを表す正面図である図１、同多面クランパーのクランプアームホルダー部分を表す正面図である図２、同多面クランパーを表す側面図である図３に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。

多面クランパー１は、図１に表すように、スライドシステム２上面に複数並べて設けられる。スライドシステム２は、上面が図中横方向に移動自在である。従って、スライドシステム２は、上面に設けられた複数の多面クランパー１を図中横方向に移動させることが可能である。多面クランパー１は、図３に表すように、回動機構部３、エアシリンダ４、クランプアームホルダー５、基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８からなる。

回動機構部３は、スライドシステム２の上面に設置され、内部にモータ（図示せず）が設けられる。回動機構部３は、ギア（図示せず）等を介してモータの回動軸とエアシリンダ４とが連結され、モータが作動することでエアシリンダ４を回動させる。

エアシリンダ４は、シリンダ本体４ａ及びシリンダロッド４ｂからなり、シリンダロッド４ｂをスライドシステム２上面と平行になるように、シリンダ本体４ａが回転機構部３の上部に設けられる。更に、エアシリンダ４のエアシリンダ本体４ａは、ギア等を介して回動機構部３のモータの回動軸と連結される。従って、エアシリンダ４は、回動機構部３のモータが作動することで回動機構部３に対してシリンダロッド４ｂを回動中心として回動する。シリンダロッド４ｂ先端には、軸孔４ｃが設けられる。又、シリンダロッド４ｂは、詳説しないがシリンダ本体４ａ内部のエア圧を変化させることで、シリンダ本体４ａに対して伸縮可能である。
尚、この実施の形態では、エア式のシリンダを用いているが、油圧式或いは電動式のシリンダを用いてもよい。

クランプアームホルダー５は、円筒状からなり、内部に空間部５ａが設けられ、一端が開口される。クランプアームホルダー５の側面には、図１及び図２に表すように、空間部５ａに貫通する３個の開口部５ｂが等間隔に設けられる。又、クランプアームホルダー５には、開口された一端から空間部５ａにエアシリンダ４のシリンダロッド４ｂが挿入され、シリンダ本体４ａに隣接して設けられる。更に、クランプアームホルダー５は、回動機構部３のモータが作動することで回動機構部３に対してシリンダロッド４ｂを回動中心としてエアシリンダ４と共に回動する。
尚、この実施の形態では、クランプアームホルダー５の側面に３個の開口部５ｂを設けているが、３個以上設けてもよい。

基準ブロック６は、クランプアームホルダー５の開口部５ｂに設けられる。基準ブロック６は、内部に空間部６ａが設けられ、上部及び下部が貫通して各々開口される。基準ブロック６は、開口した上部の周辺である縁端部６ｂ上で、クランプするワークの部位Ｗを受ける部材である。更に、基準ブロック６は、上部から下部までの長さの異なる数種類が用意されて交換可能である。従って、基準ブロック６は、クランプするワークの部位Ｗの高さに合わせて交換することで、図２及び図３に表すように、クランプするワークの部位Ｗを基準ブロック６の縁端部６ｂ上に位置させることが可能である。この実施の形態では、図１及び図２に表すように、クランプアームフォルダー５の開口部５ｂが３個設けられるので、各々異なる長さの基準ブロック６は３個取り付けられている。

クランプアーム７は、棒状体からなり、先端部７ａがＬ字状に形成される。クランプアーム７は、中間部７ｂ及び基端部７ｃが基準ブロック６の空間部６ａ及びクランプアームホルダー５の空間部５ａに揺動可能に挿入され、先端部７ａが基準ブロック６の開口された上部から突出した状態で設けられる。中間部７ｂには、軸孔７ｄが設けられ、基端部７ｃには、軸孔７ｅが設けられる。そして、軸孔７ｅとエアシリンダ４の軸孔４ｃに揺動軸７ｆが挿入され、クランプアーム７がエアシリンダ４のシリンダロッド４ｂと揺動可能に連結される。更に、軸孔７ｄには、揺動軸７ｇが挿入され、揺動軸７ｇ両端がクランプアームホルダー５の開口部５ｂの内側面に設けられた軸孔（図示省略）に挿入されて揺動可能に軸支される。従って、クランプアーム７は、図３の実線で表すように、エアシリンダ４のシリンダロッド４ｂの伸縮に伴い、揺動軸７ｇを揺動中心として先端部７ａが図中右方向であるエアシリンダ４方向に揺動され、基準ブロック６の縁端部６ｂ上に位置するワークの部位Ｗを先端部７ａと縁端部６ｂとの間でクランプ可能である。尚、３個のクランプアーム７は、１個のエアシリンダ４のシリンダロッド４ｂに全て連結されているため、３個同時に揺動される。更に、クランプアーム７は、基準ブロック６の長さに応じて長さの異なる数種類が用意され、クランプするワークの部位Ｗの形状に応じて交換される。この実施の形態では、図１及び図２に表すように、基準ブロック６が３個設けられるので、各々異なる長さのクランプアーム７は３個取り付けられている。

基準ピン８は、円筒状からなり、図２に表すように、一端にはクランプアーム７が揺動可能な幅の溝８ａが形成される。基準ピン８は、図３に表すように、内部にクランプアーム７が挿入され、他端が基準ブロック６の空間部６ａに挿入されて固定される。更に、基準ピン８は、一端がクランプするワークの部位Ｗに予め設けられる位置決め孔９に、図中下方から挿入されることでワークを位置決め可能である。更に、基準ピン８は、クランプアーム７の長さに応じて長さの異なる数種類が用意され、クランプするワークの部位Ｗの形状に応じて交換される。この実施の形態では、図１及び図２に表すように、クランプアーム７が３個設けられるので、各々異なる長さの一対からなる基準ピン８は、３個取り付けられている。

以上のように構成される多面クランパー１には、それぞれワークの部位Ｗの形状に対応して基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８を固有に組合せた３組が取り付けられている。

以上のように構成されるこの実施例の多面クランパー１の作動を説明する。
クランプするワークの部位Ｗに対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せが取り付けられた多面クランパー１の回動機構部３のモータが作動し、エアシリンダ４と共にクランプアームホルダー５が回動し、クランプするワークの部位Ｗに対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せを、図１に表すように、上方に位置させる。
次いで、スライドシステム２が作動され、スライドシステム２上面がクランプするワークの部位Ｗに向かって移動を始める。すると、スライドシステム２上面に並べて設けられた複数の多面クランパー１もクランプするワークの部位Ｗに向かって移動を始める。そして、スライドシステム２は、クランプするワークの部位Ｗに対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せが取り付けられた多面クランパー１の上方向を向く基準ブロック６の縁端部６ｂ上に、クランプするワークの部位Ｗを位置させて停止する。スライドシステム２が停止すると、ワークの部位Ｗは、下方に移動し、ワークの部位Ｗの位置決め孔９に基準ピン７が挿入され位置決めされる。次いで、エアシリンダ４が作動する。すると、エアシリンダ４のシリンダロッド４ｂは、シリンダ本体４ａに対して伸張し始める。シリンダロッド４ｂの伸張に伴い、クランプアーム７は、揺動軸７ｇを揺動中心として先端部７ａが図中右方向であるエアシリンダ４方向に揺動し、先端部７ａが縁端部６ｂに近接するように引き寄せられる。そして、クランプアーム７の先端部７ａがワークの部位Ｗを縁端部６ｂに押し付けてクランプする。

ワークの部位Ｗをクランプした後にスポット溶接が完了すると、再びエアシリンダ４が作動する。すると、エアシリンダ４のシリンダロッド４ｂは、シリンダ本体４ａに対して短縮し始める。シリンダロッド４ｂの短縮に伴い、クランプアーム７は、揺動軸７ｇを揺動中心として先端部７ａが図中左方向であるエアシリンダ４から離れる方向に揺動し、先端部７ａがワークの部位Ｗから引き離され、アンクランプ状態となる。アンクランプ状態になると、ワークの部位Ｗは、上方に移動し、基準ピン８が位置決め孔９から抜かれて位置決めを解除される。
続いて、同一の多面クランパー１で形状の異なる次のワークの部位Ｗをクランプする場合には、回動機構部３のモータが作動し、エアシリンダ４と共にクランプアームホルダー５が回動し、次にクランプするワークの部位Ｗに対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せを、図１に表すように、上方に位置させる。以降同様に、スライドシステム２が作動され、上方向を向く基準ブロック６の縁端部６ｂ上にクランプするワークの部位Ｗが位置される。そして、ワークの部位Ｗは、位置決めされた後、エアシリンダ４が作動され、次いでクランプアーム７が揺動してワークの部位Ｗをクランプ・アンクランプする。

以上のように、形状の異なる複数のワークの部位Ｗをクランプする場合には、多面クランパー１の回動機構部３のモータを作動させ、エアシリンダ４と共にクランプアームホルダー５を回動させて、ワークの部位Ｗの形状に対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せに切り替え、更に、スライドシステム２を作動させることで、クランプするワークの部位Ｗに組合せを切り替えた多面クランパー１を移動させてクランプ・アンクランプ作業が行われる。
尚、例えばクランプするワークの部位Ｗが自動車ボディであり、１車種目のクランプ・アンクランプ作業が完了し、続けて２車種目、３車種目と複数種のワークを順次導入してクランプ・アンクランプ作業を行う場合には、予め複数種のワークの部位Ｗに対応した基準ブロック６、クランプアーム７及び基準ピン８の組合せを、スライドシステム２上面に並べられた複数の多面クランパー１に各々取り付けておくことで対応可能である。

多面クランパーを表す正面図 多面クランパーのクランプアームホルダー部分を表す正面図 多面クランパーを表す側面図 従来技術を表す正面図

符号の説明

１ 多面クランパー
２ スライドシステム
３ 回動機構部
４ エアシリンダ
４ａ シリンダ本体
４ｂ シリンダロッド
４ｃ 軸孔
５ クランプアームホルダー
５ａ 空間部
５ｂ 開口部
６ 基準ブロック
６ａ 空間部
６ｂ 縁端部
７ クランプアーム
７ａ 先端部
７ｂ 中間部
７ｃ 基端部
７ｄ 軸孔
７ｅ 軸孔
７ｆ 揺動軸
７ｇ 揺動軸
８ 基準ピン
８ａ 溝
９ 位置決め孔
Ｗ ワークの部位

Claims (1)

1. シリンダ本体とシリンダロッドとからなり、シリンダロッドはシリンダ本体の先端に伸縮可能に設けられるシリンダと、
   内部には空間部が設けられ、一端には内部の空間部まで貫通された開口部が設けられ、側面には内部の空間部まで貫通された開口部が複数箇所設けられると共に、内部の空間部には一端に設けられた開口部からシリンダのシリンダロッドが挿入され、シリンダと共にシリンダロッドを回動中心として回動可能なクランプアームホルダーと、
   一端から他端まで貫通して内部に空間部が設けられると共に、他端はクランプアームホルダーの側面の開口部に着脱自在に取り付けられ、ワークの部位の形状に対応して数種類設けられる基準ブロックと、
   先端部は基準ブロックの一端から突出して設けられ、先端部以外の他部は基準ブロックの空間部及びクランプアームホルダーの空間部に設けられると共に、他部はシリンダのシリンダロッドに連結され、シリンダロッドの伸縮に伴って揺動することで、先端部と基準ブロックの一端との間でワークの部位をクランプ・アンクランプ可能であり、ワークの部位の形状に対応して数種類設けられ、且つワークの部位の形状に対応して基準ブロックと組み合わせて設けられるクランプアームとからなることを特徴とする多面クランパー。
   

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