JP2008229778A

JP2008229778A - 位置決めクランプ装置

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Publication number: JP2008229778A
Application number: JP2007073236A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Miyashita; 幸宏宮下; Tomoji Miyazaki; 智司宮崎
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: US20080229559A1; US8146900B2; KR20080085782A; KR101024215B1; JP4699409B2

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を有する基台１９には、パネル材Ｗの貫通孔に貫通するロケートピン１３が設けられている。スリット２１内には退避位置とクランプ位置との間を移動するクランプアーム２２が設けられており、クランプアーム２２は往復動カム２３によりこれらの位置を移動し、クランプ位置となるとクランプアーム２２の先端のクランプ部２２ａによりパネル材Ｗはクランプされる。基台１９内には押出ピストン６３により駆動される押出具５１が設けられ、押出具５１によりネル材Ｗはロケートピン１３から取り出される。
【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においては、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を有する基台に設けられ、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に貫通するロケートピンと、前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられ、前記スリット内に入り込む退避位置とクランプ部が前記スリットから迫り出して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との間を移動するクランプアームと、前記クランプアームの基端部に固定された駆動ピンに接触するカム孔が形成され、前記クランプアームを前記退避位置と前記クランプ位置との間に前記駆動ピンを介して移動する往復動カムと、前記クランプアームに形成された揺動溝を貫通して前記基台に固定され、前記クランプアームが前記退避位置となったときに前記クランプアームを前記スリット内に入り込ませ、前記クランプアームがクランプ位置となったときに前記クランプ部を前記スリットから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で前記ロケートピンに沿って前記基台に往復動自在に組み込まれる押出具と、前記往復動カムを前記退避位置と前記クランプ位置との間に駆動するカム駆動手段と、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に駆動する押出具駆動手段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においては、前記押出具駆動手段は、前記基台に設けられる押出シリンダと、当該押出シリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムに連結される押出ピストンとを有し、前記押出シリンダと前記押出ピストンにより区画される圧力室に供給される流体により前記押出ピストンを介して前記押出具を前記取り出し位置に駆動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接触面に接触して前記押出具が前記待機位置から後退したことを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、前記カム駆動手段は前記基台に設けられるクランプシリンダと、当該クランプシリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムを駆動するクランプピストンとを有し、前記クランプシリンダと前記クランプピストンとにより区画される圧力室に供給される流体により前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記クランプ位置に駆動することを特徴とする。

本発明の位置決めクランプ装置において、前記カム駆動手段は前記基台に設けられる退避シリンダと、当該退避シリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記退避位置に駆動する退避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において、前記カム駆動手段は前記基台に設けられるばね室内に装着されて前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記退避位置に駆動するばね部材を有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基台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。

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プ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金属製の基台ブロック１０を有し、基台ブロック１０は直方体形状の本体部１０ａと、本体部１０ａに一体となった筒部１０ｂとを備え、本体部１０ａに形成された複数の取付孔１１に装着されるねじ部材により溶接ステージに取り付けられることになる。

筒部１０ｂの外周面はほぼ四角形となっており、内部には円形の収容孔１２ａが形成されている。筒部１０ｂの先端にはロケートピン１３が取り付けられ、ロケートピン１３の基端部側にはフランジ部１３ａが一体に設けられている。ロケートピン１３はフランジ部１３ａに接触するワーク受けリング１４によって筒部１０ｂ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の先端面はパネル材が接触する接触面１５となっている。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。

図４（Ａ）はロケートピン１３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１３のフランジ部１３ａには４つの貫通孔１６が形成され、ワーク受けリング１４には貫通孔１６に対応させて４つの座ぐり付の貫通孔１７が形成されており、図３に示すように、それぞれの貫通孔１６，１７を貫通して筒部１０ｂ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１８によりロケートピン１３とワーク受けリング１４は筒部１０ｂにより固定されている。基台ブロック１０とワーク受けリング１４とにより基台１９が構成され、基台１９の接触面１５からはロケートピン１３が外方に突出しており、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１３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。

ロケートピン１３には、図４に示すように、先端部１３ｂ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１３ａの基端面まで伸びるとともにロケートピン１３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。基台ブロック１０の本体部１０ａには筒部１０ｂに形成された収容孔１２ａと同軸状に収容孔１２ｂが形成されるとともに、両方の収容孔１２ａ，１２ｂに対してほぼ直角となるとともにこれらの収容孔１２ａ，１２ｂを貫通して横方向に伸びて収容孔１２ｃが本体部１０ａに形成されている。

収容孔１２ｃ内には往復動自在に往復動カム２３が収容孔１２ａ，１２ｂを横断して装着されており、この往復動カム２３にはクランプアーム２２の基端部に固定された駆動ピン２４に接触するカム孔２５が往復動カム２３の往復動方向に対して傾斜して形成されている。図１は往復動カム２３が一方の往復動端の位置となった状態を示し、このときには駆動ピン２４はカム孔２５のうちロケートピン１３から離れた位置に接触するので、クランプアーム２２は駆動ピン２４を介して往復動カム２３によって基台ブロック１０内に引っ込んだ後退限位置になる。一方、往復動カム２３を他方の往復動端の位置に移動させると、駆動ピン２４はカム孔２５のロケートピン側に接触するので、クランプアーム２２は前進限位置に駆動される。このように、駆動ピン２４がロケートピン１３の軸方向に往復動する際に、駆動ピン２４の両端部を案内するため基台ブロック１０には駆動ピン２４の端部が入り込む長孔２６が図２に示すように形成されている。

基台ブロック１０には収容孔１２ａを横切ってカム部材２７が固定されており、このカム部材２７はクランプアーム２２に形成された揺動溝２８を貫通している。この揺動溝２８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２８ａと、この縦方向部２８ａに連なって傾斜した退避部２８ｂとを有している。これにより、図１に示すように、往復動カム２３が一方の往復動端の位置となると、クランプアーム２２が往復動カム２３によって後退限位置となり、揺動溝２８の先端側がカム部材２７の位置となるので、クランプアーム２２の先端に設けられたクランプ部２２ａがスリット２１から迫り出して接触面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。一方、往復動カム２３が図１の位置から右方向に移動して他方の往復動端の位置に移動すると、駆動ピン２４を介して往復動カム２３によってクランプアーム２２は前進限位置に駆動されるとともに、揺動溝２８の退避部２８ｂがカム部材２７の位置となるので、図１において二点鎖線で示すようにクランプアーム２２はスリット２１内に入り込む退避位置となる。カム部材２７と駆動ピン２４の両端面は基台ブロック１０に取り付けられるカバープレート２９により図２に示すように覆われている。

このように、往復動カム２３を収容孔１２ｃ内で往復動させると、駆動ピン２４によりクランプアーム２２はスリット内で先端部に向けて前進後退移動するとともに、基台ブロック１０に固定されたカム部材２７に沿って揺動溝２８に案内されたクランプアーム２２が揺動するので、クランプアーム２２はスリット２１内に入り込む退避位置とクランプ部２２ａがスリット２１から迫り出して接触面１５との間でパネル材をクランプするクランプ位置との間を移動する。

基台ブロック１０には、収容孔１２ｃと同軸状の収容孔３１ａが形成されたシリンダ３１が設けられ、基台ブロック１０とシリンダ３１とによりクランプシリンダ３２が構成されている。収容孔１２ｃ内には主ピストン３３が軸方向に往復動自在に装着され、収容孔３１ａ内には副ピストン３４が軸方向に往復動自在に装着されている。主副両方のピストン３３，３４は、両方の収容孔１２ｃ，３１ａの間に取り付けられた仕切り壁３５を貫通する連結ロッド３６により連結されている。主ピストン３３の外周に形成された環状溝にはシール材としてＯリング３７が設けられているのに対し、副ピストン３４に形成された環状溝３８にはＯリングが設けられておらず、シリンダ３１の外方端部に固定されたヘッドカバー３９と主ピストン３３との間でクランプシリンダ３２により区画形成されるスペースは圧力室４１となっている。圧力室４１にはヘッドカバー３９に設けられた給排ポート３９ａを介して外部から流体が供給されるようになっており、給排ポート３９ａに流体を供給すると、副ピストン３４と収容孔３１ａとの間の隙間を介して圧力室４１内に流体が流入し、主ピストン３３には往復動カム２３をクランプ位置に向けて駆動する方向の推力が加えられる。これにより、圧力室４１内に供給される流体によりクランプアーム２２は往復動カム２３を介してクランプ位置に駆動される。

図１に示すように、主ピストン３３にはＯリング３７が設けられ、主ピストン３３はこれとヘッドカバー３９との間で圧力室４１を形成しており、主ピストン３３はクランプアーム２２をクランプ位置に駆動するためのクランプピストンを構成している。

副ピストン３４に環状溝３８に隣接させて形成された環状溝にはマグネット４２が装着され、シリンダ３１の外側にはマグネット４２の磁力に感応する２つの位置検出センサ４３ａ，４３ｂが往復動カム２３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、主ピストン３３が図１に示すようにクランプ位置に移動すると、主ピストン３３と同期して副ピストン３４もクランプ位置となって位置検出センサ４３ａがマグネット４２の磁力に感応して主ピストン３３がクランプ位置となったことが検出される。一方、往復動カム２３が退避位置となると、位置検出センサ４３ｂがマグネット４２の磁力に感応して主ピストン３３が退避位置となったことが検出される。

基台ブロック１０の収容孔１２ｃ内には往復動カム２３を介して主ピストン３３に対向するように退避ピストン４４が往復動自在に装着され、基台ブロック１０のうち退避ピストン４４を収容する部分は退避シリンダ４０を構成している。退避ピストン４４に対向するように基台ブロック１０に固定されたヘッドカバー４５と退避ピストン４４との間のスペースは退避用の圧力室４６となっている。圧力室４６にはヘッドカバー４５に設けられた給排ポート４５ａを介して外部から流体が供給されるようになっており、給排ポート４５ａに流体を供給すると圧力室４６内に流体が流入し、退避ピストン４４には往復動カム２３を主ピストン３３による駆動方向とは逆方向に駆動する推力が加えられる。これにより、圧力室４６内に供給される流体によりクランプアーム２２は往復動カム２３を介して退避位置に駆動される。

図１に示す場合には、主ピストン３３が往復動カム２３を介してクランプアーム２２をクランプ位置に駆動するクランプピストンとなっているが、主ピストン３３に装着されたＯリング３７を副ピストン３４に形成された環状溝３８にＯリング等のシール材を装着すると、圧力室４１は副ピストン３４とヘッドカバー３９との間に形成され、副ピストン３４がクランプピストンとなる。このように２つのピストン３３，３４を連結ロッド３６により連結することによって、いずれか一方をクランプピストンに設定することができるので、位置決めクランプ装置の使用状況に応じて何れかのタイプを選択することができる。また、副ピストン３４をクランプピストンとするタイプにおいては、連結ロッド３６を直接往復動カム２３に連結し、副ピストン３４と仕切り壁３５との間に後退用の圧力室を形成すれば、その圧力室に流体を供給することによって往復動カム２３を退避位置にまで駆動することができる。ただし、その場合には仕切り壁３５の貫通孔内周面にシール材を装着することになる。

このように、クランプピストンとしての主ピストン３３と退避ピストン４４とにより往復動カム２３を退避位置とクランプ位置との間に駆動するカム駆動手段が構成されている。

図１に示す場合には、圧力室４６内に流体を供給することによって往復動カム２３およびクランプアーム２２を退避位置に駆動するようにしているが、圧力室４６をばね室としてこの中に圧縮コイルばねを装着するようにし、圧縮コイルばねによってクランプアーム２２を退避位置に駆動するようにしても良い。

ロケートピン１３のフランジ部１３ａには、図４に示すように、ロケートピン１３に対して径方向外方に位置させて３つの案内溝４７ａ〜４７ｃが形成されており、案内溝４７ａ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４７ｂ，４７ｃは案内溝４７ａ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４７ａ〜４７ｃ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４８ａ〜４８ｃが形成されている。

収容孔１２ａ内には押出具５１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５１を示す断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の平面図である。

押出具５１はロケートピン１３を囲むように３本の押出棒材５１ａ〜５１ｃを有している。それぞれの押出棒材５１ａ〜５１ｃは、環状の基端部５２に一体となって設けられ、基端部５２から先端部に向けて突出している。ロケートピン１３のフランジ部１３ａとワーク受けリング１４の大径部１４ａに形成された案内溝４７ａ，４８ａには押出棒材５１ａが入り込み、案内溝４７ｂ，４８ｂには押出棒材５１ｂが入り込み、案内溝４７ｃ，４８ｃには押出棒材５１ｃが入り込んでおり、押出具５１が往復動すると、それぞれの押出棒材５１ａ〜５１ｃはロケートピン１３に沿って移動する。図１は押出具５１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５１ａ〜５１ｃは基台１９内に入り込んでいる。一方、押出具５１が前進限位置となると、それぞれの押出棒材５１ａ〜５１ｃ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５１が駆動されるとパネル材Ｗは押出棒材５１ａ〜５１ｃによりロケートピン１３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５１によりロケートピン１３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５１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５１によりロケートピン１３の前方にまで取り出すようにしても良い。

収容孔１２ｂ内には、押出具５１を後退限位置と取り出し位置との間に駆動するために駆動部材５３が往復動自在に組み込まれ、駆動部材５３は基部５３ａを有し、基部５３ａの外周面は収容孔１２ｂの内周面に接触して往復動が案内される。基部５３ａにはこれに一体に２つの連結板部５３ｂが設けられ、それぞれの連結板部５３ｂの先端は押出具５１に連結されている。図２に示すように、それぞれの連結板部５３ｂはクランプアーム２２の両側にこれに重なるように配置され、往復動カム２３に形成されたスリットを貫通しており、それぞれの連結板部５３ｂには駆動ピン２４およびカム部材２７との干渉を避けるための長孔５４が形成されている。

基台ブロック１０には収容孔１２ｂを覆うようにロッドカバー５５が固定されており、このロッドカバー５５の内面に接触するばね受け５６と、収容孔１２ｂに形成された段部５７に接触するばね受け５８との間には圧縮コイルばね５９がばね部材して装着されている。この圧縮コイルばね５９のばね力によって、押出具５１はそれぞれの押出棒材５１ａ〜５１ｃが接触面１５から待機位置まで突出するようになっている。押出棒材５１ａ〜５１ｃ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２において符号Ｓで示すばね受け５８のストロークに対応しており、押出具５１は図１に示す位置よりも僅かに後退方向に移動するようになっている。

押出棒材５１ａ〜５１ｃ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１３にセットされると、パネル材Ｗにより押出棒材５１ａ〜５１ｃが押し込まれて待機位置から押出棒材５１ａ〜５１ｃの先端面が接触面１５と一致する位置まで後退移動する。この状態のもとで、クランクピストンにより往復動カム２３を図１に示すクランプ位置まで駆動すると、パネル材Ｗはクランプアーム２２によりクランプされる。

パネル材Ｗをロケートピン１３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５１を取り出し位置である前進限位置まで駆動する。押出具５１を取り出し位置に駆動するために、収容孔１２ｂと同軸状の収容孔６１ａを有する押出シリンダ６１が基台ブロック１０に設けられており、押出シリンダ６１の内部にはピストンロッド６２により駆動部材５３を介して押出具５１に連結される押出ピストン６３が往復動自在に装着されている。押出シリンダ６１の端部に固定されたロッドカバー６４と押出ピストン６３との間には前進用の圧力室６５が形成されており、この圧力室６５にこれに連通して押出シリンダ６１に形成された給排ポート６０ａから流体を供給すると、押出ピストン６３には押出具５１を前進させる方向に推力が加えられる。一方、押出ピストン６３とロッドカバー６４との間には後退用の圧力室６６形成されており、この圧力室６６にこれに連通して押出シリンダ６１に形成された給排ポート６０ｂから流体を供給すると、押出ピストン６３には強制的に待機位置から後退限位置に向けて後退させる方向の推力が加えられる。押出ピストン６３が後退限位置となると、押出棒材５１ａ〜５１ｃの先端面は接触面１５よりも僅かに後退した待機位置となる。

このように、押出ピストン６３により押出具５１を取り出し位置と後退限位置との間に駆動する押出具駆動手段が構成されている。

押出ピストン６３に形成された環状溝にはマグネット６７が装着され、押出シリンダ６１の外側にはマグネット６７の磁力に感応する２つの位置検出センサ６８ａ，６８ｂ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５１ａ〜５１ｃが基台１９内に入り込んだ状態となると、位置検出センサ６８ａがマグネット６７の磁力に感応して押出ピストン６３が図１に示す位置まで後退したことが検出され、押出ピストン６３が取り出し位置に移動すると、位置検出センサ６８ｂがマグネット６７の磁力に感応して押出ピストン６３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６８ａ，６８ｂは押出具５１を駆動する押出ピストン６３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１３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５１ａ〜５１ｃ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６８ａ，６８ｂをクランプアーム２２の近傍や基台ブロック１０の筒部１０ｂ内に設けることが不要となる。

上述したそれぞれの圧力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１３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１３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および図８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）は位置決めクランプ装置の待機状態を示し、ワークであるパネル材Ｗがセットされる前の待機状態においては、圧力室４６に給排ポート４５ａから流体を供給する。これにより、退避ピストン４４は往復動カム２３を退避位置に駆動し、クランプアーム２２はスリット２１内に入り込んだ退避位置となる。このときには、圧縮コイルばね５９のばね力によりばね受け５８が段部５７に接触し、駆動部材５３を介して押出具５１は待機位置となっており、押出棒材５１ａ〜５１ｃの先端面は接触面１５から所定のストロークＳだけ突出している。

この状態のもとで、図７（Ｂ）に示すように、パネル材Ｗがセットされてパネル材Ｗの貫通孔内にロケートピン１３が貫通し、ロケートピン１３によりパネル材Ｗは溶接ステージに対して所定の位置に位置決めされる。パネル材Ｗが接触面１５に接触すると、パネル材Ｗの荷重により押出具５１は後退限位置まで移動し、駆動部材５３を介して押出ピストン６３が後退限位置まで移動する。押出ピストン６３が後退限位置まで移動すると、位置検出センサ６８ａがマグネット６７の磁力に感応して検出信号をコントローラに出力し、パネル材Ｗが接触面１５に接触してパネル材Ｗがロケートピン１３にセットされたことが自動的に検出される。

次いで、図７（Ｃ）に示すように、給排ポート３９ａから圧力室４１内に流体を供給すると、クランプピストンとしての主ピストン３３が圧力室４１内の流体の圧力により往復動カム２３をクランプ位置に移動させる。これにより、往復動カム２３のカム孔２５が駆動ピン２４に沿って摺動し、駆動ピン２４がロケートピン１３から離れる方向に後退移動してクランプアーム２２は後退移動する。この後退移動によって揺動溝２８がカム部材２７に沿って摺動し、クランプアーム２２はクランプ部２２ａがスリット２１から迫り出して接触面１５とクランプ部２２ａの間でパネル材Ｗを締結するクランプ位置となる。この状態のもとで、パネル材Ｗに対する溶接作業が行われる。

溶接作業が終了した後には、まず、図８（Ａ）に示すように、給排ポート３９ａから圧力室４１内の流体を排出し、給排ポート４５ａから圧力室４６内に流体を供給する。圧力室４６に供給された流体により退避ピストン４４に推力が加わり往復動カム２３は退避位置に駆動され、主ピストン３３と副ピストン３４も退避位置に駆動される。これにより、クランプアーム２２は退避位置に駆動され、クランプ部２２ａによりパネル材Ｗのクランプが解除される。

この状態のもとで、図８（Ｂ）に示すように、圧力室６５に給排ポート６０ａから流体を供給すると、圧力室６５に供給された流体により押出ピストン６３に推力が加わり、押出具５１が取り出し位置まで前進移動する。これにより、パネル材Ｗはロケートピン１３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。

図８（Ｃ）に示すように、給排ポート６０ｂから圧力室６６に流体を供給すると押出具５１は強制的に後退限位置まで駆動される。

この位置決めクランプ装置は、上述のように溶接ステージに装着した場合について説明したが、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１３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つのロケートピン１３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１３の両側からクランプアームが迫り出すので、押出具５１にはクランプアームとの干渉を避けるために、クランプアームに対して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５１には３本の押出棒材５１ａ〜５１ｃ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、クランプシリンダ３２は基台ブロック１０の一部とこれに取り付けられるシリンダ３１とにより形成されているが、基台ブロックにシリンダ３１を一体に形成し、基台ブロック１０のみによりクランプシリンダ３２を形成するようにしても良く、同様に、基台ブロック１０に一体に押出シリンダ６１を形成するようにしても良い。さらに、押出具５１と駆動部材５３とが別体となっているが、駆動部材５３を押出具５１と一体に形成するようにしても良い。

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）の平面図である。（Ａ）〜（Ｃ）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。（Ａ）〜（Ｃ）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基台ブロック
１３ロケートピン
１４ワーク受けリング
１５接触面
１９基台
２１スリット
２２クランプアーム
２３往復動カム
２４駆動ピン
２５カム孔
２６長孔
２７カム部材
２８揺動溝
２９カバープレート
３２クランプシリンダ
３３主ピストン
３４副ピストン
３６連結ロッド
３７Ｏリング
３８環状溝
３９ヘッドカバー
４０退避シリンダ
４１圧力室
４２マグネット
４３ａ，４３ｂ位置検出センサ
４４退避ピストン
４５ヘッドカバー
４６圧力室
５１押出具
５１ａ〜５１ｃ押出棒材
５５ロッドカバー
５６，５８ぱね受け
５９圧縮コイルばね
６１押出シリンダ
６２ピストンロッド
６３押出ピストン
６５，６６圧力室
６７マグネット
６８ａ，６８ｂ位置検出センサ

Claims

パネル材が接触する接触面を有する基台に設けられ、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に貫通するロケートピンと、
前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられ、前記スリット内に入り込む退避位置とクランプ部が前記スリットから迫り出して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との間を移動するクランプアームと、
前記クランプアームの基端部に固定された駆動ピンに接触するカム孔が形成され、前記クランプアームを前記退避位置と前記クランプ位置との間に前記駆動ピンを介して移動する往復動カムと、
前記クランプアームに形成された揺動溝を貫通して前記基台に固定され、前記クランプアームが前記退避位置となったときに前記クランプアームを前記スリット内に入り込ませ、前記クランプアームがクランプ位置となったときに前記クランプ部を前記スリットから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で前記ロケートピンに沿って前記基台に往復動自在に組み込まれる押出具と、
前記往復動カムを前記退避位置と前記クランプ位置との間に駆動するカム駆動手段と、
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に駆動する押出具駆動手段とを有することを特徴とする位置決めクランプ装置。
請求項１記載の位置決めクランプ装置において、前記押出具駆動手段は、前記基台に設けられる押出シリンダと、当該押出シリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムに連結される押出ピストンとを有し、前記押出シリンダと前記押出ピストンにより区画される圧力室に供給される流体により前記押出ピストンを介して前記押出具を前記取り出し位置に駆動することを特徴とする位置決めクランプ装置。
請求項２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接触面に接触して前記押出具が前記待機位置から後退したことを検出することを特徴とする位置決めクランプ装置。
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、前記カム駆動手段は前記基台に設けられるクランプシリンダと、当該クランプシリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムを駆動するクランプピストンとを有し、前記クランプシリンダと前記クランプピストンとにより区画される圧力室に供給される流体により前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記クランプ位置に駆動することを特徴とする位置決めクランプ装置。
請求項１〜４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、前記カム駆動手段は前記基台に設けられる退避シリンダと、当該退避シリンダ内に往復動自在に装着されるとともに前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記退避位置に駆動する退避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。
請求項４記載の位置決めクランプ装置において、前記カム駆動手段は前記基台に設けられるばね室内に装着されて前記往復動カムを介して前記クランプアームを前記退避位置に駆動するばね部材を有することを特徴とする位置決めクランプ装置。