JP2008229777A - 位置決めクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル材の位置決めクランプとクランプを解除した状態のもとでのロケートピンからのパネル材の取り外しとを行うことができる位置決めクランプ装置を提供する。
【解決手段】パネル材Ｗが接触する接触面１５を有する支持筒体１６には接触面１５から突出するロケートピン１２が設けられ、支持筒体１６に連結されたシリンダ本体２３には開閉ピストン２７が往復動自在に収容されている。ロケートピン１２のスリット２１内に設けられたクランプアーム２２にはピストンロッド２８に連結され、開閉ピストン２７が前進移動するとクランプアーム２２は退避位置に移動し、開閉ピストン２７が後退移動するとクランプアーム２２はクランプ部２２ａと接触面１５との間でパネル材Ｗをクランプするクランプ位置となる。パネル材Ｗは押出具４１によりロケートピン１２から取り出す取り出し位置に駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明はパネル材をロケートピンにより位置決めしてクランプするとともにパネル材をロケートピンから取り外すようにした位置決めクランプ装置に関する。

自動車車体は複数のパネル材をスポット溶接により接合することにより形成されており、スポット溶接する際には、自動車車体を構成する種々のパネル材を位置決めしてクランプする必要がある。そのため、自動車生産ラインに配置された溶接ステージには、パネル材を位置決めクランプするために、複数の位置決めクランプ装置が取り付けられている。また、ロボットアームの先端に位置決めクランプ装置を装着し、ロボットアームを操作移動させることによって位置決めクランプ装置によりパネル材を位置決めクランプするようにしている。さらに、パネル材を搬送する搬送台車にはパネル材をクランプするために複数の位置決めクランプ装置が装着されている。

いずれの場合にも、従来の位置決めクランプ装置はワークであるパネル材に形成された位置決め孔に嵌合するロケートピンを有し、そのロケートピンを位置決め孔に嵌合させることによってパネル材を位置決めするようにしている。また、パネル材をクランプするために、ロケートピンに形成されたスリット内にクランプアームを組み込み、パネル材をクランプする際にはクランプアームをスリット内から迫り出させるようにしている。このようなタイプの位置決めクランプ装置としては、たとえば、特許文献１および２に記載されるようなものがある。
特開２０００−１７６８７４号公報 特開２００３−２６０６２６号公報

このような従来の位置決めクランプ装置を溶接ステージに設けると、クランプアームによりパネル材を位置決めクランプした状態でスポット溶接が行われ、溶接作業が完了した後には、クランプアームを開放した状態のもとでパネル材はロケートピンから取り外される。パネル材を取り外すために位置決めクランプ装置に隣接させてパネル取り出し装置が配置されている。しかしながら、位置決めクランプ装置とともにパネル取り出し装置を溶接ステージやロボットアームの先端に設けると、これらの装置の占める占有面積が大きくなってしまう。

本発明の目的は、パネル材の位置決めクランプとクランプを解除した状態のもとでのロケートピンからのパネル材の取り外しとを行うことができる位置決めクランプ装置を提供することにある。

本発明の位置決めクランプ装置は、パネル材が接触する接触面が設けられ、前記接触面から突出し前記パネル材に形成された貫通孔を貫通するロケートピンが設けられた支持筒体と、前記支持筒体に連結され、ピストンロッドが設けられた開閉ピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられるとともに前記ピストンロッドに揺動自在に連結されるクランプアームと、前記クランプアームに形成されたカム孔を貫通して前記支持筒体に固定され、前記開閉ピストンの前進移動により前記クランプアームを前記スリット内に退避させる退避位置に移動させ、前記開閉ピストンの後退移動により前記クランプアームをクランプ部と前記接触面との間で前記パネル材をクランプするクランプ位置に迫り出させるカム部材と、前記接触面から突出して前記パネル材を前記ロケートピンから取り出す取り出し位置と前記接触面内に入り込む後退限位置との間に軸方向に往復動自在に前記支持筒体内に装着される押出具と、前記押出具に連結されるとともに前記シリンダ本体内に往復動自在に収容され、前記押出具を前記取り出し位置と前記後退限位置との間で駆動する押出ピストンとを有することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記押出具を前記取り出し位置と前記後退限位置との間の待機位置に迫り出させるばね部材と、前記押出ピストンの位置を検出する位置検出センサとを有し、前記パネル材が前記ばね部材のばね力に抗して前記押出具を後退移動させて前記接触面に接触したことを前記位置検出センサにより検出することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記押出ピストンに前進方向の推力を加える流体が供給される前進用圧力室と、前記押出ピストンに後退方向の推力を加える流体が供給される後退用圧力室とを前記シリンダ本体内に形成することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記開閉ピストンに後退方向の推力を加えるクランプ用圧力室と、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加える退避用作動室とを前記シリンダ本体に形成することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加えるばね部材を前記退避用作動室に装着することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加える流体を前記退避用作動室に供給することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置は、前記シリンダ本体に設けられるロックシリンダ内に、前記ピストンロッドに形成されたロック面に接触するロックピストンを前記ピストンロッドに対して横方向に往復動自在収容し、前記ロックシリンダ内に前記ロックピストンに前記ピストンロッドに向かう方向の推力を加えるばね部材を組み込み、前記ロックピストンとロック面との接触により前記クランプアームを前記クランプ位置に保持することを特徴とする。

本発明によれば、パネル材に形成された貫通孔に貫通するロケートピンによりパネル材は所定の位置に位置決めされ、ロケートピンに設けられたクランプアームにより位置決めされた状態でクランプされる。このようにしてクランプされた状態のもとで、パネル材に対して溶接作業等を行うことができる。パネル材に対する作業が終了した後には、クランプアームによるパネル材のクランプを解除した後に、押出具を作動させることによってパネル材は自動的にロケートピンから取り外されることになる。これにより、ワークであるパネル材を位置決めクランプ装置から簡単に搬出することができる。

押出具はクランプアームとともに支持筒体に設けられているので、位置決めクランプ装置の周囲にパネル材を位置決めクランプ装置から取り外すための装置を配置する必要がなく、小型の装置によって作業終了後のパネル材を取り外すことができる。

押出具を駆動するための押出ピストンの位置を位置検出センサにより検出することによって、押出具によりパネル材が取り外された状態を検出することができるので、クランプアームの近傍やパネル材の移動軌跡の近傍に位置検出センサを設けることが不要となる。

クランプアームを開閉駆動する開閉ピストンと押出具を駆動する押出ピストンはいずれも支持筒体に連結されるシリンダ本体に設けられており、位置決めクランプ装置の幅寸法を小さくすることができる。

開閉ピストンを駆動するピストンロッドがクランプ位置となったときにロックピストンにより締結するようにし、締結力をばねにより加えるようにしたので、クランプアームがクランプ位置となった状態のもとでは流体を加えることなく、クランプアームをクランプ位置に保持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である位置決めクランク装置を示す断面図であり、図２は図１における２−２線に沿う拡大断面図であり、図３は図１の平面図である。

この位置決めクランクプ装置は、例えば、自動車生産ラインの溶接ステージに配置され自動車車体を構成する種々のパネル材を位置決めしてクランプするために使用される。この位置決めクランプ装置は円筒体１０を有し、円筒体１０の基端部には図３に示すように長方形のフランジ部１１が設けられている。フランジ部１１には複数の取付孔１１ａが形成されており、それぞれの取付孔１１ａに装着されるねじ部材やピンにより円筒体１０は溶接ステージに取り付けられることになる。

円筒体１０には円形の収容孔１０ａが形成され、円筒体１０の先端にはロケートピン１２が取り付けられ、ロケートピン１２の基端部側にはフランジ部１３が一体に設けられている。ロケートピン１２はフランジ部１３に接触するワーク受けリング１４によって円筒体１０の先端に固定されており、ワーク受けリング１４は基端側の大径部１４ａとこれと一体となった先端側の小径部１４ｂとを有し、小径部１４ｂの先端面には接触面１５が形成されている。ただし、ワーク受けリング１４の外径を全体的に大径部１４ａと同一径とし、外周面が軸方向にストレートとなったリングとしても良い。上述した円筒体１０とワーク受けリング１４は支持筒体１６を構成しており、支持筒体１６の先端はパネル材Ｗが接触する接触面１５となっており、この接触面１５からはロケートピン１２が突出している。したがって、図１に示すように、パネル材Ｗに形成された貫通孔にロケートピン１２を貫通させることによってパネル材Ｗは溶接ステージの所定の位置に位置決めされる。

図４（Ａ）はロケートピン１２の断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図である。図５（Ａ）はワーク受けリング１４の断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の平面図である。

ロケートピン１２のフランジ部１３には４つの貫通孔１７が形成され、ワーク受けリング１４には貫通孔１７に対応させて４つの座ぐり付の貫通孔１８が形成されており、図３に示すように、それぞれの貫通孔１７，１８を貫通して円筒体１０に形成された図示しないねじ孔にねじ結合されるボルト１９によりロケートピン１２とワーク受けリング１４は円筒体１０により固定されている。

ロケートピン１２には、図４に示すように、先端部１２ａを残してスリット２１が形成され、スリット２１はフランジ部１３の基端面まで伸びるとともにロケートピン１２を径方向に貫通しており、スリット２１内には図１に示すようにクランプアーム２２が組み込まれている。

支持筒体１６のフランジ部１１にはシリンダ本体２３が支持筒体１６と同軸状に取り付けられており、シリンダ本体２３は第１シリンダ２３ａと第２シリンダ２３ｂとを有し、両方のシリンダ２３ａ，２３ｂの突き当て端部を横断するようにシリンダ本体２３には仕切り壁２４が固定されている。シリンダ本体２３の後端部にはシリンダ本体２３を閉塞するカバーとしての機能を有するブロック状のロックシリンダ２５が固定されている。シリンダ本体２３内のシリンダ孔２６のうち、仕切り壁２４とロックシリンダ２５との間には開閉ピストン２７が軸方向に往復動自在に装着され、開閉ピストン２７によってシリンダ孔２６には退避用作動室２６ａとクランプ用圧力室２６ｂとが形成されている。開閉ピストン２７にはピストンロッド２８が取り付けられており、ピストンロッド２８は仕切り壁２４を貫通して先端部が円筒体１０の内部に入り込んでいる。

ピストンロッド２８の先端部にはピストンロッド２８に対して径方向を向いた連結ピン３１によりクランプアーム２２がピン結合され、クランプアーム２２はピストンロッド２８に対して揺動自在に連結されている。連結ピン３１の両端部は図２に示すように支持筒体１６に形成された長孔３２に入り込んでおり、ピストンロッド２８が開閉ピストン２７によって軸方向に往復動する際には連結ピン３１は長孔３２に案内されて軸方向に移動する。

支持筒体１６には丸棒からなるカム部材３３が支持筒体１６に対して径方向を向くとともに連結ピン３１に平行となって固定されており、このカム部材３３はクランプアーム２２に形成されたカム孔３４を貫通している。カム孔３４はクランプアーム２２の先端側から基端部に向けてクランプアーム２２の長手方向に伸びる縦方向部３４ａと、この縦方向部３４ａに連なるとともに縦方向部３４ａに対して傾斜した退避部３４ｂとを有している。これにより、図１に示すように、開閉ピストン２７が後退限位置となると、ピストンロッド２８を介してクランプアーム２２は後退限位置まで駆動されるとともにカム部材３３により先端のクランプ部２２ａがパネル材Ｗを接触面１５との間でクランプするクランプ位置となる。一方、開閉ピストン２７が前進限位置となると、ピストンロッド２８を介してクランプアーム２２は図１において二点鎖線で示すようにスリット２１の内部に入り込む退避位置となる。連結ピン３１とカム部材３３の両端面は支持筒体１６に取り付けられるカバープレート３５により図２に示すように覆われている。

シリンダ本体２３には退避用作動室２６ａに連通する給排ポート３６ａとクランプ用圧力室２６ｂに連通する給排ポート３６ｂとが形成されており、退避用作動室２６ａに給排ポート３６ａから流体としての圧縮空気を供給すると、開閉ピストン２７およびピストンロッド２８を介してクランプアーム２２は退避位置に駆動される。一方、給排ポート３６ｂからクランプ用圧力室２６ｂに流体を供給すると、開閉ピストン２７およびピストンロッド２８を介してクランプアーム２２はクランプ位置に駆動される。退避用作動室２６ａには開閉ピストン２７に流体圧に加えて前進方向の推力を加えるために圧縮コイルばね３７がばね部材として装着されている。ただし、退避用作動室２６ａに流体を供給しないようにすれば、圧縮コイルばね３７のみによって開閉ピストン２７に対して前進方向の推力を加えることになり、圧縮コイルばね３７を装着しなければ、流体の圧力のみによって開閉ピストン２７に対して前進方向の推力を加えることになる。

ロケートピン１２のフランジ部１３には、図４に示すように、ロケートピン１２の径方向外方に位置させて３つの案内溝３８ａ〜３８ｃが形成されており、案内溝３８ａはクランプアーム２２のクランプ部２２ａが迫り出す位置に対して反対側に形成され、他の２つの案内溝３８ｂ，３８ｃは案内溝３８ａに対してこれを中心に円周方向に９０度ずれた位置に形成されている。それぞれの案内溝３８ａ〜３８ｃに対応させて、図５に示すように、ワーク受けリング１４の大径部１４ａにはそれぞれ案内溝３９ａ〜３９ｃが形成されている。

支持筒体１６内には押出具４１が軸方向に往復動自在に組み込まれている。図６（Ａ）は押出具４１を示す断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿う方向から見た平面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）における６Ｃ−６Ｃ線に沿う断面図であり、図６（Ｄ）は図６（Ａ）における６Ｄ−６Ｄ線に沿う断面図である。

押出具４１は図１に示すようにピストンロッド２８の外側にピストンロッド２８に対して軸方向に移動自在に嵌合される円筒部４２を有し、円筒部４２には押出具４１の軸方向の移動時に連結ピン３１とカム部材３３との干渉を避けるために長孔４０が形成されている。図６に示すように、円筒部４２にはその先端面から前方に突出する３本の押出棒材４３ａ〜４３ｃが設けられ、それぞれの押出棒材４３ａ〜４３ｃは円筒部４２と一体となっている。ロケートピン１２のフランジ部１３とワーク受けリング１４の大径部１４ａに形成された案内溝３８ａ，３９ａには押出棒材４３ａが入り込み、案内溝３８ｂ，３９ｂには押出棒材４３ｂが入り込み、案内溝３８ｃ，３９ｃには押出棒材４３ｃが入り込んでおり、押出具４１が往復動すると、それぞれの押出棒材４３ａ〜４３ｃはロケートピン１２に沿って移動する。図１は押出具４１が後退限位置となった状態を示しており、このときにはそれぞれの押出棒材４３ａ〜４３ｃは支持筒体１６内に入り込んでいる。一方、押出具４１が前進限位置となると、それぞれの押出棒材４３ａ〜４３ｃが接触面１５から突出して取り出し位置となり、この取り出し位置に押出具４１が駆動されるとパネル材Ｗは押出棒材４３ａ〜４３ｃによりロケートピン１２の先端部にまで取り出されることになる。

パネル材Ｗは押出具４１によりロケートピン１２の先端部にまで取り出されるようになっているが、押出具４１の移動ストロークを図示する場合よりも長くすることにより、パネル材Ｗを押出具４１によりロケートピン１２の前方にまで取り出されることになる。

押出具４１を後退限位置と取り出し位置との間に駆動するために押出具４１の円筒部４２には環状の押出ピストン４４が固定されており、円筒部４２には押出ピストン４４の内周面に形成された雌ねじとねじ結合する雄ねじ４２ａが図６に示すように形成されている。シリンダ本体２３内のシリンダ孔２６のうち押出ピストン４４と仕切り壁２４との間は前進用圧力室４５ａとなっており、仕切り壁２４とシリンダ本体２３の先端部に設けられたロッドカバー４６と押出ピストン４４との間は後退用圧力室４５ｂとなっている。

シリンダ本体２３には前進用圧力室４５ａに連通する給排ポート４７ａと後退用圧力室４５ｂに連通する給排ポート４７ｂとが形成されており、前進用圧力室４５ａに給排ポート４７ａから流体を供給すると、押出具４１は前進限位置にまで駆動される。一方、給排ポート４７ｂから後退用圧力室４５ｂに流体を供給すると、押出具４１は後退限位置まで駆動される。

仕切り壁２４にはばね受け座５１が取り付けられ、このばね受け座５１に対向して押出ピストン４４にはばね受け座５２が押出ピストン４４およびシリンダ本体２３に対して軸方向に往復動自在に設けられ、ばね受け座５２の前進方向の移動限位置はシリンダ本体２３の内周面に形成された段部５０により規制されるようになっている。両方のばね受け座５１，５２の間にはばね部材として圧縮コイルばね５３が装着されており、この圧縮コイルばね５３のばね力により押出具４１には前進方向の推力が加えられ、前進用圧力室４５ａと後退用圧力室４５ｂのいずれにも流体が供給されていない状態では、圧縮コイルばね５３のばね力により押出具４３は押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端部が接触面１５より所定のストロークだけ突出する待機位置となる。押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端面が接触面１５の位置から待機位置まで突出するストロークは、図１において符号Ｓで示すばね受け座５２のストロークに対応しており、待機位置における押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端面の突出位置は前進限位置と後退限位置の中間の位置となる。押出具４１は図１に示すように、押出ピストン４４が後退限位置となると、押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端面が僅かに接触面１５よりも後退した位置となる。

押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端面がストロークＳだけ接触面１５よりも突出した待機の状態のもとで、パネル材Ｗがロケートピン１２にセットされると、パネル材Ｗにより押出棒材４３ａ〜４３ｃが押し込まれて待機位置から押出棒材４３ａ〜４３ｃの先端面が接触面１５と一致する位置まで押出具４１は後退移動する。この状態のもとで、開閉ピストン２７によりピストンロッド２８を後退限位置まで駆動すると、クランプアーム２２がクランプ位置となって先端のクランプ部２２ａが迫り出してパネル材Ｗはクランプアーム２２と接触面１５とによりクランプつまり締め付けられる。パネル材Ｗをロケートピン１２から取り外す際には、クランプアーム２２をクランプ位置から退避位置に駆動した後に、押出具４１を取り出し位置である前進限位置まで駆動する。

押出ピストン４４に形成された環状溝にはマグネット５４が装着され、シリンダ本体２３にはマグネット５４の磁力に感応する２つの位置検出センサ５５ａ，５５ｂが取り付けられている。これにより、図１に示すように押出棒材４３ａ〜４３ｃが支持筒体１６内に入り込んだ状態となると、位置検出センサ５５ａがマグネット５４の磁力に感応して押出ピストン４４が図１に示す位置まで後退したことが検出される。一方、押出ピストン４４が取り出し位置に移動すると、位置検出センサ５５ｂがマグネット５４の磁力に感応して押出ピストン４４が取り出し位置となったことが検出される。

それぞれの位置検出センサ５５ａ，５５ｂは押出具４１を駆動する押出ピストン４４の位置に応じてパネル材Ｗが接触面１５にセットされた状態であるか、あるいはロケートピン１２から取り外された状態であるかを検出するので、押出棒材４３ａ〜４３ｃがセンサを作動させるセンサドッグの機能を果たすことになり、これらの位置検出センサ５５ａ，５５ｂをクランプアーム２２の近傍や支持筒体１６に設けることが不要となる。

開閉ピストン２７に設けられた環状溝にはマグネット５６が装着され、シリンダ本体２３にはマグネット５６の磁力に感応する２つの位置検出センサ５７ａ，５７ｂが開閉ピストン２７のクランプ位置と退避位置とに対応させて取り付けられている。これにより、開閉ピストン２７が図１に示すようにクランプ位置に移動すると、位置検出センサ５７ａがマグネット５６の磁力に感応してクランプアーム２２がクランプ位置となったことが検出される。一方、開閉ピストン２７が退避位置となると、位置検出センサ５７ｂがマグネット５６の磁力に感応してクランプアーム２２が退避位置となったことが検出される。

ロックシリンダ２５内に形成された底付きの収容孔６１内には、ピストンロッド２８に連結された締結ロッド６２が入り込んでおり、締結ロッド６２はピストンロッド２８の一部を構成している。ロックシリンダ２５に形成されたシリンダ孔６３にはロックピストン６４がピストンロッド２８に対して半径方向つまり横方向に往復動自在に収容されており、ロックピストン６４には締結ロッド６２に形成された凹部６５ａのロック面６５に接触するロック部６６が設けられている。ロック面６５はロックピストン６４の移動方向に対して角度θ傾斜した傾斜面となっており、ロック部６６にはロック面６５に接触する傾斜面が形成され、この傾斜角度θは４５度以下に設定されている。ロックシリンダ２５に固定されるカバー６７によりシリンダ孔６３は覆われており、カバー６７とロックピストン６４の間には、ロックピストン６４に締結ロッド６２に向かう前進方向のばね力を加えるために圧縮コイルばね６８がばね部材として組み込まれている。ロック面６５の傾斜角度θが４５度以下に設定されているので、ばね力は楔効果により拡大されてピストンロッド２８に対する締結力として伝達される。

このばね力に抗してロックピストン６４に対して後退方向の推力を加えるために、ロックピストン６４とロックシリンダ２５との間に形成される圧力室６９は給排ポート３６ａと連通している。したがって、図１に示すように、クランプアーム２２がクランプ位置となった状態のもとで、ロックピストン６４のロック部６６が締結ロッド６２のロック面６５に接触しているときには、クランプ用圧力室２６ｂ内の流体を排出してもクランプアーム２２をクランプ状態に保持することができる。一方、クランプアーム２２をクランプ位置から退避位置に駆動するときには、給排ポート３６ａから流体を供給すると、圧力室６９内に供給される流体の推力によりばね力に抗してロックピストン６４が後退移動し、ロック部６６はロック面６５から離れることになる。離れた後にクランプ用圧力室２６ｂに流入する流体によって開閉ピストン２７は前進駆動される。

上述したそれぞれの圧力室と退避用作動室には流体として圧縮空気が供給されるようになっており、それぞれの給排ポートには図示しない圧縮空気供給源が配管を介して接続され、配管に設けられた電磁弁を図示しないコントローラからの制御信号により駆動することによって自動的にクランプアーム２２はクランプ位置と退避位置とに駆動される。コントローラにはそれぞれの磁気センサからの信号が入力されるようになっており、クランプアーム２２の位置が自動的に検出されるとともにパネル材Ｗがロケートピン１２に位置決めされて接触面１５に接触したことが自動的に検出される。パネル材Ｗをクランプして溶接作業を行うための溶接ステージには複数の位置決めクランプ装置が配置されており、複数本のロケートピン１２によりワークとしてのパネル材Ｗの位置決めとクランプとが行われる。

図７（Ａ），（Ｂ）は上述した位置決めクランプ装置の作動状態を示す概略図である。図７（Ａ）はクランプアーム２２が図１に示すクランプ位置から退避位置に移動した状態を示している。図１に示すようにクランプアーム２２のクランプ部２２ａが接触面１５との間でパネル材をクランプしていた状態のもとで、給排ポート３６ａから流体を供給すると、上述のようにロックピストン６４が後退移動してピストンロッド２８のロックが解除されるとともに、ピストンロッド２８は開閉ピストン２７に加わる流体により前進移動し、クランプアーム２２は図７（Ａ）に示す退避位置となる。

この状態のもとで、給排ポート４７ａから流体を供給すると、押出具４１は押出ピストン４４によって図７（Ｂ）に示す前進限位置まで駆動される。これにより、パネル材Ｗはロケートピン１２の小径の先端部にまで送り出され、図示しない搬出装置により次の工程に搬送される。

一方、ロケートピン１２にパネル材Ｗを取り付けてパネル材Ｗをロケートピン１２により位置決めクランプする際には、図７（Ａ）に示すようにクランプアーム２２を退避位置とした状態のもとで給排ポート４７ｂから流体を供給して押出ピストン４４を後退限位置まで移動した後に、給排ポート４７ｂから後退用圧力室４５ｂ内の流体を排出する。これにより、押出ピストン４４は圧縮コイルばね５３のばね力によってばね受け座５２が段部５０に接触する位置まで前進移動して押出具４１は待機位置となる。

押出具４１を待機位置に設定した状態のもとで、ロケートピン１２をパネル材Ｗの貫通孔に貫通させてパネル材Ｗをロケートピン１２にセットすると、パネル材Ｗが押出具４１を押出棒材４１ａ〜４１ｃの部分で押し下げて接触面１５にパネル材Ｗが接触することになる。押出具４１の押し下げ移動により押出ピストン４４は、圧縮コイルばね５３のばね力に抗して図１に示す後退限位置まで移動し、位置検出センサ５５ａがマグネット５４の磁力に感応して押出ピストン４４が図１に示す位置まで後退したことが検出される。

この状態のもとで、給排ポート３６ｂからクランプ用圧力室２６ｂ内に流体を供給すると、開閉ピストン２７は図１に示す後退限位置まで駆動され、クランプアーム２２が退避位置からクランプ位置に迫り出してパネル材Ｗを接触面１５とクランプ部２２ａとの間でクランプする。開閉ピストン２７の後退移動時には、退避用作動室２６ａ内の流体がロックピストン６４にこれを後退させる方向の背圧として作用することになり、ロックピストン６４が後退移動した状態のもとでピストンロッド２８は後退移動することになる。ピストンロッド２８が後退限位置まで移動した後には、圧縮コイルばね６８のばね力によりロックピストン６４が前進移動し、締結ロッド６２に形成された凹部６５ａ内に入り込んでロックピストン６４のロック部６６がロック面６５に接触する。これにより、クランプ用圧力室２６ｂ内の流体が排出されてもクランプアーム２２はパネル材Ｗをクランプし続けることになる。このようにシリンダ本体２３にロックシリンダ２５を取り付けると、クランプ用圧力室２６ｂ内から流体を排出されてもクランプアーム２２をクランプ位置に保持することができるので、この位置決めクランプ装置を搬送台車やロボットアームに装着した場合には、流体が排出された状態でもパネル材Ｗを搬送することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ロケートピン１２には１つのクランプアーム２２が設けられているが、特許文献１に記載されるように２つのクランプアーム２２を設けるようにしても良い。その場合には、スリット２１からはロケートピン１２の両側からクランプアーム２２が迫り出すので、押出具４１にはクランプアーム２２との干渉を避けるために、クランプアーム２２に対して９０度位相をずらして２本の押出棒材が設けられることになる。押出具４１には３本の押出棒材４３ａ〜４３ｃが設けられているが、いずれか１本のみとしても良い。

また、シリンダ本体２３にはピストンロッド２８を締結してクランプアーム２２をクランプ位置で締結するようにしているが、クランプアーム２２を流体によりクランプ位置に保持するのであれば、ロックシリンダ２５を用いることなく、これに代えてシリンダ本体２３の後端部をヘッドカバーにより覆うようにすることになる。

この位置決めクランプ装置は上述したように溶接ステージのみならずロボットアームや搬送台車などに装着することができる。

本発明の一実施の形態である位置決めクランク装置を示す断面図である。 図１における２−２線に沿う断面図である。 図１の平面図である。 （Ａ）はロケートピンの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の底面図である。 （Ａ）はワーク受けリングの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。 （Ａ）は押出具を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における６Ｂ−６Ｂ線に沿う方向から見た平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）における６Ｃ−６Ｃ線に沿う断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）における６Ｄ−６Ｄ線に沿う断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は位置決めクランプ装置の作動状態を示す概略図である。

符号の説明

１０ 円筒体
１１ フランジ部
１２ ロケートピン
１４ ワーク受けリング
１５ 接触面
１６ 支持筒体
２１ スリット
２２ クランプアーム
２３ シリンダ本体
２４ 仕切り壁
２５ ロックシリンダ
２６ シリンダ孔
２６ａ 退避用作動室
２６ｂ クランプ用圧力室
２７ 開閉ピストン
２８ ピストンロッド
３１ 連結ピン
３２ 長孔
３３ カム部材
３４ カム孔
３６ａ，３６ｂ 給排ポート
３７ 圧縮コイルばね
４１ 押出具
４３ａ〜４３ｃ 押出棒材
４４ 押出ピストン
４５ａ 前進用圧力室
４５ｂ 後退用圧力室
５１，５２ ばね受け座
５３ 圧縮コイルばね
５４ マグネット
５５ａ，５５ｂ 位置検出センサ
５６ マグネット
５７ａ，５７ｂ 位置検出センサ
６２ 締結ロッド
６３ シリンダ孔
６４ ロックピストン
６５ ロック面
６６ ロック部
６８ 圧縮コイルばね
６９ 圧力室

Claims (7)

1. パネル材が接触する接触面が設けられ、前記接触面から突出し前記パネル材に形成された貫通孔を貫通するロケートピンが設けられた支持筒体と、
   前記支持筒体に連結され、ピストンロッドが設けられた開閉ピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、
   前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられるとともに前記ピストンロッドに揺動自在に連結されるクランプアームと、
   前記クランプアームに形成されたカム孔を貫通して前記支持筒体に固定され、前記開閉ピストンの前進移動により前記クランプアームを前記スリット内に退避させる退避位置に移動させ、前記開閉ピストンの後退移動により前記クランプアームをクランプ部と前記接触面との間で前記パネル材をクランプするクランプ位置に迫り出させるカム部材と、
   前記接触面から突出して前記パネル材を前記ロケートピンから取り出す取り出し位置と前記接触面内に入り込む後退限位置との間に軸方向に往復動自在に前記支持筒体内に装着される押出具と、
   前記押出具に連結されるとともに前記シリンダ本体内に往復動自在に収容され、前記押出具を前記取り出し位置と前記後退限位置との間で駆動する押出ピストンとを有することを特徴とする位置決めクランプ装置。
2. 請求項１記載の位置決めクランプ装置において、前記押出具を前記取り出し位置と前記後退限位置との間の待機位置に迫り出させるばね部材と、前記押出ピストンの位置を検出する位置検出センサとを有し、前記パネル材が前記ばね部材のばね力に抗して前記押出具を後退移動させて前記接触面に接触したことを前記位置検出センサにより検出することを特徴とする位置決めクランプ装置。
3. 請求項１または２記載の位置決めクランプ装置において、前記押出ピストンに前進方向の推力を加える流体が供給される前進用圧力室と、前記押出ピストンに後退方向の推力を加える流体が供給される後退用圧力室とを前記シリンダ本体内に形成することを特徴とする位置決めクランプ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決めクランプ装置において、前記開閉ピストンに後退方向の推力を加えるクランプ用圧力室と、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加える退避用作動室とを前記シリンダ本体に形成することを特徴とする位置決めクランプ装置。
5. 請求項４記載の位置決めクランプ装置において、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加えるばね部材を前記退避用作動室に装着することを特徴とする位置決めクランプ装置。
6. 請求項４または５記載の位置決めクランプ装置において、前記開閉ピストンに前進方向の推力を加える流体を前記退避用作動室に供給することを特徴とする位置決めクランプ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置決めクランプ装置において、前記シリンダ本体に設けられるロックシリンダ内に、前記ピストンロッドに形成されたロック面に接触するロックピストンを前記ピストンロッドに対して横方向に往復動自在収容し、前記ロックシリンダ内に前記ロックピストンに前記ピストンロッドに向かう方向の推力を加えるばね部材を組み込み、前記ロックピストンとロック面との接触により前記クランプアームを前記クランプ位置に保持することを特徴とする位置決めクランプ装置。

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