JP2006247757A - ワーク保持装置及びワーク保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形状の異なるワーク毎に専用の保持装置を設けることなく、一つの装置で複数種の形状の異なるワークに対応することができ、新たに形状の異なる製品を生産する場合にも容易に対応することができるワーク保持装置を提供する。
【解決手段】ワーク保持装置１０は、本体ベース１１上に取り外し可能に固定される治具ベース１２を備え、治具ベース１２上にワーク支持ユニット２０が固定されている。ワーク支持ユニット２０は、治具ベース１２に対してＸ軸方向にスライド可能に設けられた支持バー１８上にスライド可能及び固定位置調整可能に設けられた支柱２２を備えている。支柱２２の上部にワーク受け部２５が固定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワーク保持装置及びワーク保持方法に係り、詳しくは自動車のボディパネル等のパネル状のワークの保持に適したワーク保持装置及びワーク保持方法に関する。

自動車のボディパネル等のパネル状のワークに対して、部品の溶接、組み付け（アッセンブリ）、あるいはワークの精度測定（チェッキングフィクスチャ）等の作業を行う際には、ワークを規定された所定の姿勢で保持する必要がある。この種の用途に用いられるワーク保持装置は、定盤（ベース）上に複数のクランプ装置が装備されている。そして、各クランプ装置は保持すべきワークの形状に対応した箇所に設けられている。従来は、各ワーク毎に専用の保持装置を使用するのが一般的であった。しかし、専用の保持装置では、定盤、受け部、クランプがワークに合わせて専用構造になっている。そのため、新たに形状の異なるワークを生産する場合には専用の保持装置の設計、製作、設置が必要となり、高い設備コスト、長いリードタイム、広い設置スペースが必要となる。その結果、多品種少量生産に素早く対応するのが難しい。

そこで、多種多様なワークにも対応可能な汎用性を有するワーク保持装置が望まれており、多種のワークにも対応可能な汎用性を有するワーク保持装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。特許文献１の保持装置では、ベースの所定位置に多数の支持部材が設けられ、それぞれの支持部材に、シリンダにより駆動される上下動部材に対してクランプ片がクランプシリンダにより開閉可能に支持されている。そして、ワークの形状に対応して上下動部材の高さを調整してクランプ片でワークを支持する。
特開平４−２９４９３４号公報（明細書の段落［００１１］〜［００１３］、図１，２）

特許文献１に記載されたワークの保持装置では、クランプ片の高さを調整することにより、複数種のワークに対応することができる。そして、ワークの大きさがある範囲内であれば、外形形状が異なっている場合でも、支持部材の数を多くすることにより対応することができる。しかし、ワークの大きさが大きく異なる場合は、適切な状態で支持することができない。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は形状の異なるワーク毎に専用の保持装置を設けることなく、一つの装置で複数種の形状の異なるワークに対応することができ、新たに形状の異なる製品を生産する場合にも容易に対応することができるワーク保持装置及びワーク保持方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ベース上に、ワーク受け部を少なくとも３個備え、前記ワーク受け部の少なくとも１個が前記ベース上をスライド可能、かつ固定位置を変更可能に構成されており、前記ワーク受け部の少なくとも１個が高さ調整可能に構成されている。

３点は１平面を決定する。そして、この発明では、少なくとも３個備えられた各ワーク受け部の少なくとも１個の高さ調整が可能なため、ワークの形状に対応してワーク受け部の高さを調整することにより、ワークを所定の姿勢で保持することができる。また、ワークの大きさが大きく異なる場合でも、スライド可能なワーク受け部の固定位置を変更することにより対応できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スライド可能なワーク受け部は、１軸方向にスライド可能に設けられている。従って、この発明では、ワーク受け部を１軸方向ではなく曲線状あるいは任意の方向へ移動可能とする場合に比較して、ワーク受け部を移動させる構成が簡単になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スライド可能なワーク受け部は、２軸以上の方向にスライド可能に設けられている。ここで、「２軸以上の方向」には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のように直線方向に限らず、回転軸を中心とした円弧方向をも含む。従って、この発明では、ワーク受け部の位置をワークの形状に合った保持位置に配置するのが、ワーク受け部が１軸方向へ移動可能な構成に比較して容易になる。また、例えば、円弧方向の中心軸が水平面に対して傾斜していれば、ワーク受け部が高さ調節不能の場合でも、ワーク受け部の位置を三次元的に変更可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スライド可能なワーク受け部は、平面上で直交する２軸方向にスライド可能に設けられている。従って、この発明では、簡単な構成でワーク受け部の位置を所望の位置へ移動させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記ワーク受け部と共同してワークを挟持するクランプ部を備えたクランプ機構が、前記ワーク受け部とともに昇降可能に設けられている。この発明では、ワーク受け部のみでワークを支持する構成に比較して、ワークをより安定した状態で保持することができる。また、クランプ機構がワーク受け部と独立して高さ調整可能な構成に比較して、構成が簡単になる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記クランプ機構は、前記クランプ部をクランプ位置と退避位置とに配置する移動可能なアームを備え、前記アームには、前記クランプ部が退避位置に配置された状態でワークを前記ワーク受け部上へガイド可能なワークガイドが固定されている。この発明では、クランプ部が退避位置に配置された状態では、ワークガイドがワークを前記ワーク受け部上へガイド可能な位置に配置され、ワークガイドの作用によりワークがワーク受け部の所定の位置に円滑に載置される。そして、クランプ部がクランプ位置に配置されると、ワークガイドはワークに対する作業に支障とならない位置に移動される。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記ベースは、本体ベースに対して取り外し可能に固定されている。
ワーク保持装置が保持するワークの種類の変更に対応するためには、ワーク受け部のベース上での位置や高さを調整する必要がある。ワーク受け部の高さ調整は、ワーク受け部のベース上での位置調整に比較して精度良く行う必要があり、調整には時間がかかる。ベースがワーク保持装置の本体から取り外し不能な場合は、ワーク受け部の高さ調整を変更前のワークの生産終了後にしか行うことができない。そのため、ワークの種類変更の際にワーク受け部の高さ調整が完了するまで、生産が長時間停止することになる。しかし、この発明では、ベースが、本体ベースに対して取り外し可能なため、予備のベースで予め各ワーク受け部の高さを適正な高さに調整しておき、変更前のワークの生産が終了後、直ちにベースを交換することにより、ワークの種類変更の際における生産停止時間を短くすることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載のワーク保持装置を使用するワーク保持方法であって、起伏を有するワークを保持する際に、正規のワークと同じものをベースワークとして使用し、ベースワークの上に樹脂パッドを介して正規のワークを載置した状態でワークをクランプする。この発明のワーク保持方法では、水平方向への移動を規制するガイドがなくてもワークを所定の姿勢で正確に保持することができる。

本発明によれば、形状の異なるワーク毎に専用の保持装置を設けることなく、一つの装置で複数種の形状の異なるワークに対応することができ、新たに形状の異なる製品を生産する場合にも容易に対応することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。図１はワーク保持装置の概略分解斜視図、図２（ａ）は治具ベースの斜視図、（ｂ）は連結部材の斜視図、（ｃ）は連結部材の取付け状態を示す部分断面図である。図３はワーク支持ユニットの斜視図であり、図４（ａ）は受け部材の上側部の正面図、（ｂ）は受け部材の上側部の断面図である。図５（ａ），（ｂ）は作用を説明する模式断面図である。

図１に示すように、ワーク保持装置１０は、本体ベース１１と、本体ベース１１上に取り外し可能に固定されるベースとしての治具ベース１２と、治具ベース１２上に固定されたワーク支持ユニット２０とを備えている。

本体ベース１１は、金属製のフレームを組み合わせた形状で外形略直方体状に形成され、上部に長方形状の載置部１３を備えている。載置部１３の上面には対角線上に一対の位置決め部１３ａが突設され、各辺に対応する側面には治具ベース１２を載置部１３に上方から載置する際に、治具ベース１２を案内する案内片１３ｂが固定されている。治具ベース１２は下面に位置決め部１３ａが嵌合される嵌合穴（図示せず）を備え、該嵌合穴が位置決め部１３ａに嵌合されて載置部１３上に固定され、ワンタッチで本体ベース１１に対して着脱可能となっている。

本体ベース１１は、収納空間１４を有し、収納空間１４にはキャスターを備えた台車１５に搭載された状態で、制御盤等の電装部品や備品（いずれも図示せず）等が収納可能となっている。台車１５には、ハンドル１５ａが取り付けられている。

図２（ａ）に示すように、治具ベース１２は、長方形状の枠体１６と、その内側に枠体１６の長手方向に沿って延びるように固定された桟１７とを備えている。枠体１６の内面及び桟１７の両側面にはガイド溝１６ａ，１７ａがそれぞれ形成されている。枠体１６及び桟１７で区画された領域内には、それぞれ複数本（この実施形態では４本）の支持バー１８がガイド溝１６ａ，１７ａに沿ってスライド可能、かつ固定位置を変更可能に設けられている。即ち、支持バー１８は、治具ベース１２上を１軸方向にスライド可能に設けられている。支持バー１８にはその長手方向に沿って溝１８ａが形成されている。

枠体１６の四隅（角部）及び枠体１６と桟１７、枠体１６と支持バー１８あるいは桟１７と支持バー１８で構成される角部には連結部材１９がそれぞれ設けられている（３個のみ図示）。枠体１６の角部及び枠体１６と桟１７の角部に固定される連結部材１９は、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、Ｌ字状を成す本体１９ａと、本体１９ａに形成された孔に貫通される六角穴付きボルト１９ｂと、ガイド溝１６ａ，１７ａ内に収容されるナット１９ｃとで構成されている。そして、ボルト１９ｂとナット１９ｃにより本体１９ａが枠体１６及び桟１７に締め付け固定されている。

また、枠体１６と支持バー１８あるいは桟１７と支持バー１８で構成される角部に設けられる連結部材１９は、支持バー１８に形成されたたねじ孔にボルト１９ｂが螺合されて本体１９ａが支持バー１８に固定され、枠体１６及び桟１７に対しては、ボルト１９ｂ及びナット１９ｃにより締め付け固定される。そして、ボルト１９ｂを緩めた状態で支持バー１８のスライドが可能となるように構成されている。なお、支持バー１８用の連結部材１９は図２（ａ）に１個のみ図示して、他は図示を省略している。

図１及び図２（ａ）に示すように、ワーク支持ユニット２０は、各支持バー１８上に溝１８ａに沿って摺動可能、かつ固定位置を変更可能に設けられている。なお、ワーク支持ユニット２０は、ワーク受け部及びクランプ機構等を備えているが、図１及び図２（ａ）においては、図示の都合上、クランプ機構等を省略している。

図３に示すように、ワーク支持ユニット２０は、ベースプレート２１上に立設された伸縮可能な支柱２２を備えている。支柱２２は、円筒状の大径部２２ａと、大径部２２ａに対して突出長変更可能に挿入された小径部２２ｂとを備えている。小径部２２ｂは、大径部２２ａの途中に形成されたねじ孔に螺合された締結具２３により締め付けられて、大径部２２ａに固定されている。なお、小径部２２ｂの外面には長手方向に沿って延びる平面部（図示せず）が形成され、締結具２３はその先端が前記平面部に圧接された状態で小径部２２ｂを締め付ける。

ベースプレート２１には、孔２１ａが一対形成されている。そして、ベースプレート２１は、孔２１ａに挿通されるボルト２４と、ボルト２４に螺合された状態で、支持バー１８の溝１８ａ内を溝１８ａに沿って移動可能に収容されているナット（図示せず）とによって、支持バー１８に固定されるようになっている。従って、桟１７の延びる方向をＸ軸方向とすると、ワーク支持ユニット２０は、支持バー１８と共にＸ軸方向に移動可能で、支持バー１８上をＹ軸方向に移動可能となっている。即ち、ワーク支持ユニット２０は、治具ベース１２上を２軸方向にスライド可能に設けられている。

支柱２２の上部、即ち小径部２２ｂの上部にはワーク受け部２５が固定されている。ワーク受け部２５は、支持部２６の上部に硬質材製（この実施形態では鉄製）で椀状（カップ状）の受け部材２７が揺動可能に支持されている。ここで、「椀状」とは、外形が回転体形状のものを意味し、円錐台状、円錐台の中心軸を通る仮想平面と、円錐台の斜面との交線が外側に凸又は内側に凸の曲線となる変形された円錐台形状、半球状等がある。この実施形態では、受け部材２７は円錐台状に形成されるとともに、開口端部にフランジ部２７ａを備えている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、支持部２６の上端部には雄ねじ部２６ａが設けられ、受け部材２７は、雄ねじ部２６ａに螺合されたナット２６ｂ，２６ｃの間に位置する状態で揺動可能に取り付けられている。そして、ナット２６ｂ，２６ｃの位置を調整することにより受け部材２７の揺動量及び上下方向の位置が調整可能に構成されている。

図３に示すように、支柱２２の小径部２２ｂには、支持アーム２８が基端において回動可能、かつ任意の位置で締結具２９よって締め付け固定可能な状態で取り付けられている。支持アーム２８の先端には、クランプ機構３０が支持されている。即ち、クランプ機構３０は、ワーク受け部２５とともに昇降可能に設けられている。

クランプ機構３０は、ワーク受け部２５と共同してワークＷを挟持するクランプ部３１と、クランプ部３１をクランプ位置と退避位置とに配置する回動可能なアーム３２と、アーム３２を昇降及び回動させる駆動機構としてのロータリクランプシリンダ３３とを備えている。ロータリクランプシリンダ３３は、ピストンロッド３３ａが上方へ突出可能に支持アーム２８の先端に固定されている。そして、ピストンロッド３３ａには、平面形状がほぼＬ字状に形成されたアーム３２の中間部が固定され、アーム３２の一端にクランプ部３１が固定されている。

アーム３２は、ピストンロッド３３ａに固定されるとともにクランプ部３１が固定される固定部３２ａと、固定部３２ａに対して取付位置が水平方向において調整可能に構成されたガイド支持部３２ｂとを備えている。固定部３２ａはクランプ部３１の取付け側と反対側端部が９０度に屈曲され、屈曲部に２個のねじ孔（図示せず）が上下に並んで形成されている。ガイド支持部３２ｂにはその長手方向に延びる２個の長孔（図示せず）が前記ねじ孔と対向する位置に形成されている。そして、ガイド支持部３２ｂは、前記長孔を貫通してねじ孔に螺合されるボルト（図示せず）により、固定部３２ａに対して位置調整可能に固定されるようになっている。

クランプ部３１は、ワーク受け部２５とほぼ同様に構成され、アーム３２から下方へ延びるように固定された支持部３４の下部に硬質材製（この実施形態では鉄製）の椀状のクランプ部材３５が支持されている。図５（ａ），（ｂ）に示すように、クランプ部材３５は、支持部３４の下端部に雄ねじ部３４ａが設けられ、クランプ部材３５は、雄ねじ部３４ａに螺合されたナット３４ｂ，３４ｃの間に位置する状態で揺動可能に取り付けられている。そして、ナット３４ｂ，３４ｃの位置を調整することによりクランプ部材３５の揺動量及び上下方向の位置が調整可能に構成されている。この実施形態では、クランプ部材３５は円錐台状に形成されるとともに、開口端部にフランジ部３５ａを備えている。

アーム３２の他端には、クランプ部３１が退避位置に配置された状態でワークＷをガイド可能な、ワークガイド３６が固定されている。ワークガイド３６は、断面円形のロッドで構成され、アーム３２に固定された部分より上側が斜め上方へ向かって延び、アーム３２に固定された部分より下側が下方へ垂直に延びるように形成されている。ワークガイド３６は、ワークＷが治具ベース１２の上方から受け部材２７上にセット（載置）される際、ワークＷを所定位置へ案内する役割を果たす。

支持アーム２８の中間部には、位置決めガイド３７が上方へ向かって延びる状態で、摺動可能かつ締結具３８により固定可能に設けられている。位置決めガイド３７は四角柱の上部が斜めに切り欠かかれた形状に形成されている。位置決めガイド３７は、受け部材２７上にセットされるワークＷの正確な位置決めを行うのに使用されるものである。

次に前記のように構成されたワーク保持装置１０の作用を説明する。
ワーク保持装置１０の使用に先立って、各ワーク支持ユニット２０をワークＷの形状に対応した最適な支持位置へ配置する作業が行われる。この作業には、各支持バー１８をＸ軸方向へスライドさせた後、所定位置に固定する作業と、ベースプレート２１を支持バー１８に沿ってＹ軸方向へスライドさせた後、所定位置に固定する作業とがある。

各支持バー１８をスライドさせる場合は、支持バー１８を枠体１６及び桟１７に固定している連結部材１９のボルト１９ｂを一方へ回転させて締め付けを解除する。その状態で支持バー１８を所定位置までスライドさせた後、ボルト１９ｂを逆方向へ回転させると、本体１９ａが枠体１６及び桟１７に締め付け固定されて、支持バー１８が固定される。また、ベースプレート２１を支持バー１８に沿ってスライドさせる場合は、ボルト２４を緩める。そして、その状態で支柱２２を持って所定位置までスライドさせた後、ボルト２４を締め付ける。

次に各ワーク支持ユニット２０におけるワーク受け部２５の高さ調整を行う。この調整は、締結具２３を緩めた状態で支持アーム２８を持って小径部２２ｂを所定の高さまで移動させた後、締結具２３を締め付けることで行う。また、必要に応じて位置決めガイド３７及びワークガイド３６の位置調整が行われる。以上で準備作業が完了する。

なお、この準備作業は、ワーク保持装置１０が設けられたラインが使用中の場合は、予備の治具ベース１２において行い、ワークＷの種類を変更する段階で、それまで使用されていた治具ベース１２と、前記準備作業が終了した治具ベース１２との交換が行われる。従って、例えば、一つのラインでＡ，Ｂ２種類のワークＷを、所定数ずつ交互に生産する場合等に、ワークＷの種類変更に伴うラインの停止時間を短くできる。

ワークＷをワーク保持装置１０上に保持（セット）する際、図３に鎖線で示すように、クランプ部３１が退避位置に配置された状態で行われる。この状態では、ワークガイド３６がワークＷをワーク受け部２５上に案内するのに適した位置に配置された状態となる。この状態で、ワークＷが上方からワーク保持装置１０上に搬入される。そして、ワークＷが下降する際、ワークＷがワークガイド３６と係合して所定位置へと案内される。そして、ワークＷが各ワーク受け部２５の受け部材２７に支承された状態となる。

次にロータリクランプシリンダ３３が駆動され、ピストンロッド３３ａが回動しながら下降され、ワークＷが受け部材２７及びクランプ部材３５とにより挟持された状態となる。なお、図３に実線で示す状態では、図示の都合上、受け部材２７とクランプ部材３５との間隔を誇張して表している。

支承すべきワークＷの面が水平ではなく傾斜している場合でも支持可能な構成として、ピンあるいは球面で支持する場合は、ワークＷを点で支持することになる。しかし、この実施形態では、受け部材２７及びクランプ部材３５は、椀状に形成されて円形の部分でワークＷを支承するとともに揺動可能に構成されているため、支承すべきワークＷの面が水平ではなく傾斜している場合でも、広い範囲でワークＷを確実に支持でき、ワークＷを正確に支持することができる。

各受け部材２７及びクランプ部材３５がワークＷを支持する高さは、同種のワークＷを繰り返し交換して溶接などの作業を行う際に、精度良く同じにする必要がある。受け部材２７をゴム等の比較的柔らかな材料で形成した場合には、同じ挟持位置でも高さが異なる状態となる場合がある。しかし。この実施形態では、受け部材２７が硬質材製のため、ワークＷを再現性良く同じ高さ位置で支持することができる。

ワークＷの水平方向の位置決めは、位置決めガイド３７によって行われるが、ワークＷに起伏が有る場合、位置決めガイド３７を用いずに行うこともできる。具体的には、図５（ａ）に示すように、正規のワークＷと同じものをベースワークＢＷとして使用し、ベースワークＢＷの上に樹脂パッド３９を介して正規のワークＷを載置する。その状態で受け部材２７及びクランプ部材３５により、ベースワークＢＷ及びワークＷを挟持する。この場合、ベースワークＢＷ及びワークＷの起伏部が対応することにより位置決めが行われた状態で、正規のワークＷが支持（保持）される。なお、樹脂パッド３９は、ベースワークＢＷに固定されている。

ワークＷが平坦な形状の場合は、ベースワークＢＷは位置決め作用を持たないため、図５（ｂ）に示すように、ワークＷの位置決めを位置決めガイド３７で行い、受け部材２７及びクランプ部材３５によってワークＷを直接挟持する。

この実施形態では以下の効果を有する。
（１）治具ベース１２上に、高さ調整可能に設けられたワーク受け部２５を少なくとも３個備え、ワーク受け部２５の少なくとも１個が治具ベース１２上をスライド可能、かつ固定位置を変更可能に構成されている。従って、各ワーク受け部２５の高さを調整することにより、ワークＷを所定の姿勢で保持することができ、ワークＷの大きさが大きく異なる場合でも、スライド可能なワーク受け部２５の固定位置を変更することにより対応できる。その結果、形状の異なるワークＷ毎に専用の保持装置を設けることなく、一つの装置で複数種の形状の異なるワークＷに対応することができ、新たに形状の異なる製品を生産する場合にも短期間で容易に対応することができる。また、部品の標準化（共通化）により、故障の低減や予備部品の少量化が可能となり、管理費も低減できる。また、ワークＷ毎に生産ラインを設ける必要がなく、生産スペースを小さくすることができる。

（２）全てのワーク受け部２５が２軸方向にスライド可能に設けられている。従って、ワーク受け部２５の位置をワークＷの形状に合った保持位置に配置するのが容易になる。また、固定位置の微調整が容易となる。

（３）ワーク受け部２５と共同してワークＷを挟持するクランプ部３１を備えたクランプ機構３０が、ワーク受け部２５とともに昇降可能に設けられている。従って、ワーク受け部２５のみでワークＷを支持する構成に比較して、ワークＷをより安定した状態で保持することができる。また、クランプ機構３０がワーク受け部２５と独立して高さ調整可能な構成に比較して、構成が簡単になる。

（４）クランプ機構３０は、クランプ部３１をクランプ位置と退避位置とに配置する回動可能なアーム３２を備え、アーム３２には、クランプ部３１が退避位置に配置された状態でワークＷをガイド可能なワークガイド３６が固定されている。従って、ワークＷを治具ベース１２上に搬入する際、ワークガイド３６がワークＷをガイド可能な位置に配置された状態では、クランプ部３１が退避位置に確実に配置され、クランプ部３１が搬入されるワークＷと干渉するのを確実に防止できる。また、クランプ部３１がクランプ位置に配置された状態では、ワークガイド３６はワークＷに対する作業に支障とならない位置に移動される。

（５）クランプ機構３０は、クランプ部３１を支持するアーム３２が、上下方向に延びる軸を中心として回動することにより、ワークＷの搬入時にクランプ部３１をワークＷと干渉しない退避位置に移動させる。従って、アーム３２が水平方向に延びる軸を中心とした回動動作で、クランプ部３１を退避位置へ移動させる構成に比較して、少ない回動角度でクランプ部３１を退避位置へ移動させることができる。

（６）治具ベース１２は、本体ベース１１に対して取り外し可能に固定されている。従って、ワークの種類変更の際に、予備の治具ベース１２で予め各ワーク受け部２５の高さを適正な高さに調整しておき、変更前のワークＷの生産が終了後、直ちに治具ベース１２を交換することにより、ワークＷの種類変更の際における生産停止時間を短くすることができる。

（７）ワーク受け部２５は、支持部２６の上部に硬質材製の椀状の受け部材２７が揺動可能に支持されており、クランプ部３１は、支持部３４の下部に硬質材製の椀状のクランプ部材３５が揺動可能に支持されている。従って、ワークＷの形状により、受け部材２７で支持すべきワークＷの面が水平状態及び傾斜状態の区別無く、良好に挟持することができる。

（８）受け部材２７及びクランプ部材３５がフランジ部２７ａ，３５ａを備えているため、ワークＷをより安定して挟持することができる。
（９）形状に起伏のあるワークＷを保持（支持）する場合、正規のワークＷと同じものをベースワークＢＷとして使用し、ベースワークＢＷの上に樹脂パッド３９を介して正規のワークＷを載置することにより、位置決めガイド３７を用いずにワークＷの位置決めを行うこともできる。

（１０）位置決めガイド３７は、支持アーム２８上をスライド可能に設けられており、締結具３８によって固定される。従って、ワークＷの種類の変更に対応して、固定位置を適正な位置決め位置に調整するのが容易である。

（１１）本体ベース１１に設けられた収納空間１４に、台車１５に搭載された状態で制御盤等の電装部品が収納可能となっている。従って、電装部品のメンテナンスや部品交換等の作業時に、台車１５を収納空間１４から引き出して行うことにより、作業が容易になる。

（１２）アーム３２は、ワークガイド３６を支持するガイド支持部３２ｂが水平方向に位置調整可能に構成されているため、ワークガイド３６をワークＷの種類の変更に対応して、適正なガイド位置に調整するのが容易になる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ ワーク支持ユニット２０は、必ずしもクランプ機構３０を備えていなくてもよい。ワークＷを支持する際、ワークＷをその周縁あるいは周縁に近い部分のみにおいて支持する場合は、全てのワーク支持ユニット２０がワークＷをクランプして支持するのが望ましい。しかし、ワークＷの形状によってはワークＷをその周縁から離れた中央寄りにおいても支持する方が好ましい場合がある。このような場合は、ワークＷをその中央寄りにおい支持するワーク支持ユニット２０はクランプ機構３０を備えなくてもよい。このワーク支持ユニット２０は、ワークガイド３６及び位置決めガイド３７も設ける必要はない。また、ワークＷの形状によっては、ワークＷ全体を単にワーク受け部２５のみで支持してもワークＷに対する作業を行うことができる場合もある。従って、治具ベース１２上に設けるワーク支持ユニット２０として、クランプ機構３０を備えたものと、クランプ機構３０を備えないものとを混在させたり、クランプ機構３０を備えないワーク支持ユニット２０のみを設ける構成としたりしてもよい。

○ ワーク支持ユニット２０は、少なくとも３個設けられていればよいが、４個以上設けられているのが好ましい。なぜならば、ワーク支持ユニット２０が４個であれば、３個のワーク支持ユニット２０で一平面を決定し、他の１個のワーク支持ユニット２０で安定性を図ることが容易になる。

○ 図６に示すように、ワークＷをその周縁部で支持するためのワーク支持ユニット２０においても、ワークガイド３６及びクランプ機構３０を省略してもよい。また、位置決めガイド３７をも省略してもよい。その場合は、支持アーム２８も不要となり、ワーク支持ユニット２０は、支持バー１８に沿ってスライド可能に設けられた支柱２２にワーク受け部２５が固定された構成となる。

○ ワーク支持ユニット２０において、ワークガイド３６を省略してもよい。その場合、図３に示す構成において、ピストンロッド３３ａの先端に固定されたアーム３２は、例えば、ワークガイド３６を支持する部分を省略した直線状となる。

○ クランプ機構３０は、クランプ部３１を支持するアーム３２が、ロータリクランプシリンダ３３のピストンロッド３３ａに固定され、上下方向に延びる軸を中心とした回動及び昇降によりクランプ部３１をクランプ位置と退避位置とに移動させる構成に限らない。例えば、図７に示すように、クランプ部３１を支持するアーム４０が水平方向に延びる軸４１を中心とした回動動作で、クランプ部３１をクランプ位置と退避位置とへ移動させる構成としてもよい。アーム４０を駆動する駆動手段としては、例えば、シリンダ４２が使用される。

○ クランプ部３１を支持するアーム４０が水平方向に延びる軸４１を中心とした回動動作で、クランプ部３１をクランプ位置と退避位置とへ移動させる構成として、手動操作されるトグルクランプを使用してもよい。

○ クランプ機構３０は、ワーク受け部２５が固定された支柱２２に支持されて、ワーク受け部２５と一体でスライド及び昇降可能な構成に限らず、ワーク受け部２５と独立してスライド及び昇降可能な構成としてもよい。

○ 桟１７の数を複数として、支持バー１８が配設される領域を３領域以上としたり、支持バー１８の数をワーク支持ユニット２０の数より多くして、後からワーク支持ユニット２０の追加を容易にしたりしてもよい。

○ 桟１７をなくして支持バー１８を枠体１６にスライド可能に設け、１本の支持バー１８に複数のワーク支持ユニット２０を設けてもよい。また、桟１７を有する治具ベース１２においても、１本の支持バー１８に複数のワーク支持ユニット２０を設けてもよい。

○ ワーク支持ユニット２０を２軸方向へスライド可能とする場合、互いに直交するＸ軸及びＹ軸方向に限らず、２軸が斜めに交差する方向であってもよい。
○ ワーク支持ユニット２０を２軸方向へスライド可能とする場合、スライド可能な支持バー１８を設けなくてもよい。例えば、図８に示すように、桟１７を格子状に設け、各桟１７に、支持バー１８の場合と同様に、ベースプレート２１の固定に使用するボルト２４と螺合するナット（図示せず）が移動可能な溝１７ｂを設ける。そして、ワーク支持ユニット２０を溝１７ｂに沿ってスライド可能に設ける。

○ ワーク支持ユニット２０は、１軸方向にのみスライド可能であってもよい。例えば、桟１７を複数本平行に設けるとともに、各桟１７に溝１７ｂを設け、ワーク支持ユニット２０を溝１７ｂに沿ってスライド可能に設ける。

○ ワーク支持ユニット２０のスライド経路は直線状に限らず、曲線状あるいは一部が直線状で一部が曲線状であってもよい。
○ 図９に示すように、治具ベース１２を本体ベース１１と一体構造としてもよい。この場合、位置決め部１３ａ及び案内片１３ｂが不要になる。なお、図９においては、ワーク支持ユニット２０のクランプ機構３０等の図示を省略している。

○ 台車１５を設けずに、収納空間１４に棚を設けて電装部品等を収納する構成としてもよい。
○ 受け部材２７及びクランプ部材３５はフランジ部２７ａ，３５ａを備えていなくてもよい。

○ 受け部材２７及びクランプ部材３５を揺動可能に支持する構造は、支持部２６，３４の雄ねじ部２６ａ，３４ａに螺合されたナット２６ｂ，２６ｃ又はナット３４ｂ，３４ｃ間に受け部材２７又はクランプ部材３５を配置する構成に限らない。例えば、支持部２６，３４の端部に支持部２６，３４より小径の凸部を同軸状に設け、その凸部に雄ねじ部を形成する。そして、受け部材２７又はクランプ部材３５を前記凸部に螺合されるナットと、支持部２６，３４の端面との間に遊びを有する状態で配置される構成としてもよい。ナットの螺合位置を調整することにより、受け部材２７又はクランプ部材３５の揺動量が調整される。

○ 一組のナット２６ｂ，２６ｃ又はナット３４ｂ，３４ｃを使用して受け部材２７又はクランプ部材３５を揺動可能に支持する構成に代えて、支持部２６，３４をボルトで構成する。そして、そのボルトの頭がナット２６ｃ，３４ｃの役割を果たし、ナット２６ｂ，３４ｂとボルトの頭との距離を変更することにより、受け部材２７又はクランプ部材３５の揺動量を調整可能に構成してもよい。

○ 受け部材２７及びクランプ部材３５の構成は、椀状のものに遊びを持たせた状態で支持部２６，３４に取り付けた構成に限らず、公知のクランプ装置の受け部材及びクランプ部材の構成を採用してもよい。

○ ベースワークＢＷを用いてワークＷを保持するワーク保持方法は、ワーク支持ユニット２０が治具ベース１２上をスライド可能に設けられたワーク保持装置を使用する場合に限らず、ワーク支持ユニット２０が治具ベース１２上の所定位置に固定された構成のワーク保持装置を使用しても実施できる。

○ ワークＷは自動車のドアパネルやボディパネルなどの自動車用のパネルに限らず、他のパネルであってもよい。
○ ワーク受け部２５の昇降・スライドはモータで行ってもよい。ワーク受け部２５の先端にセンサを設けてワークの形状やワークＷが置かれた位置に対応してワーク受け部２５を昇降・スライドさせることにより、ワークＷを安定して保持できる。

○ ワーク受け部２５は３軸以上の方向にスライド可能でもよい。ここで言う軸方向とは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のような直線方向に限らず、回転軸を中心とした円弧方向をも含む。例えば、円弧方向の中心軸が水平面に対して傾斜していれば、ワーク受け部２５が高さ調節不能の場合でも、ワーク受け部２５の位置を三次元的に変更可能になる。

○ ワーク受け部２５は直立、即ち支柱２２が垂直に延びるのが望ましいが、斜め方向に延びるようにしてもよい。また、支柱２２全体が斜めに延びるものに限らず、支柱２２の基端側は垂直に延び、途中から斜めに延びるようにしてもよい。また、全体が斜めに延びるものと、途中から斜めに延びるものとを混在させてもよい。この場合、大きく湾曲したワークＷにおいて、ワーク受け部２５の先端をワーク面に対し垂直に当てることが可能となり有効である。

○ ワーク受け部２５は、少なくとも３個備えられ、ワーク受け部２５の少なくとも１個がベース上をスライド可能、かつ固定位置を変更可能に構成されていればよい。また、全てのワーク受け部２５が高さ調整可能に構成されている必要はなく、少なくとも１個のワーク受け部２５が高さ調整可能に構成されていればよい。

○ クランプ機構３０を構成し、クランプ部３１をクランプ位置と退避位置とに配置するアーム３２は、回動以外の移動によりクランプ部３１をクランプ位置と退避位置とに配置可能な構成としてもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項４に記載の発明において、前記ワーク受け部は、前記ベース上において１軸方向にスライド可能かつ固定位置を調整可能に設けられた支持バーに対して、その長手方向にスライド可能かつ固定位置を調整可能に設けられた支柱に固定されている。

（２）支持部の上部に硬質材製の椀状の受け部材が揺動可能に支持されたワーク受け部と、支持部の下部に硬質材製の椀状のクランプ部材が揺動可能に支持されたクランプ部とを備え、前記クランプ部材は前記受け部材と共同してワークを挟持するクランプ位置と、前記ワークを前記受け部材上から移動させるのを許容する退避位置とに移動可能に構成されているクランプ装置。

（３）前記技術的思想（２）に記載の発明において、前記支持部は雄ねじ部を備えており、前記受け部材は、前記雄ねじ部に螺合するナットの位置により揺動量の調整が可能に構成されている。

（４）前記技術的思想（２）又は（３）に記載の発明において、前記クランプ部材は支持アームに支持されており、前記支持アームは昇降及び回動可能に設けられ、かつ前記クランプ部材を前記受け部材と同軸上で昇降可能に構成されている。

（５）前記技術的思想（４）に記載の発明において、前記ワーク受け部は前記支持部を昇降可能に支持する支柱を備え、前記支持アームを昇降及び回動させる駆動機構は、前記支柱に前記支持部と一体的に昇降可能に支持されている。

（６）少なくとも３個のワーク受け部と、前記ワーク受け部と共同してワークを挟持するクランプ部を備えたクランプ機構によりワークを保持するワーク保持方法であって、起伏を有するワークを保持する際に、正規のワークと同じものをベースワークとして使用し、ベースワークの上に樹脂パッドを介して正規のワークを載置した状態でワークを挟持するワーク保持方法。

ワーク保持装置の概略分解斜視図。 （ａ）は治具ベースの斜視図、（ｂ）は連結部材の斜視図、（ｃ）は連結部材の取付け状態を示す断面図。 ワーク支持ユニットの斜視図。 （ａ）は受け部材の要部正面図、（ｂ）受け部材の要部断面図。 （ａ），（ｂ）は作用を説明する模式図。 別の実施形態におけるワーク支持ユニットの斜視図。 別の実施形態におけるワーク支持ユニットの斜視図。 別の実施形態における治具ベースの平面図。 別の実施形態におけるベースの斜視図。

符号の説明

Ｗ…ワーク、ＢＷ…ベースワーク、１０…ワーク保持装置、１１…本体ベース、１２…ベースとしての治具ベース、２５…ワーク受け部、３０…クランプ機構、３１…クランプ部、３２，４０…アーム、３６…ワークガイド、３９…樹脂パッド。

Claims (8)

1. ベース上に、ワーク受け部を少なくとも３個備え、前記ワーク受け部の少なくとも１個が前記ベース上をスライド可能、かつ固定位置を変更可能に構成されており、前記ワーク受け部の少なくとも１個が高さ調整可能に構成されているワーク保持装置。
2. 前記スライド可能なワーク受け部は、１軸方向にスライド可能に設けられている請求項１に記載のワーク保持装置。
3. 前記スライド可能なワーク受け部は、２軸以上の方向にスライド可能に設けられている請求項１に記載のワーク保持装置。
4. 前記スライド可能なワーク受け部は、平面上で直交する２軸方向にスライド可能に設けられている請求項１に記載のワーク保持装置。
5. 前記ワーク受け部と共同してワークを挟持するクランプ部を備えたクランプ機構が、前記ワーク受け部とともに昇降可能に設けられている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
6. 前記クランプ機構は、前記クランプ部をクランプ位置と退避位置とに配置する移動可能なアームを備え、前記アームには、前記クランプ部が退避位置に配置された状態でワークを前記ワーク受け部上へガイド可能なワークガイドが固定されている請求項５に記載のワーク保持装置。
7. 前記ベースは、本体ベースに対して取り外し可能に固定されている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
8. 請求項５又は請求項６に記載のワーク保持装置を使用するワーク保持方法であって、起伏を有するワークを保持する際に、正規のワークと同じものをベースワークとして使用し、ベースワークの上に樹脂パッドを介して正規のワークを載置した状態でワークをクランプするワーク保持方法。

Images