JP2016034683A - ロケートクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロケートピンに設けられた格納部内へのゴミの侵入を防止することができるロケートクランプ装置を提供することを目的とする。【解決手段】ロケートクランプ装置１は、先端にワークパネルＷＰを載置させるワーク載置面２を有するワーク受け筒体３と、ワーク載置面２から先端部４ａが突出するようにワーク受け筒体３に取り付けられ、ワークパネルＷＰに形成された位置決め孔Ｈに挿入するロケートピン４と、ロケートピン４に形成された格納部５に設けられるクランプアーム６と、を備える。クランプアーム６は、クランプアーム６がクランプ位置にあるクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを先端部６ａによって塞ぐ。【選択図】図３

Description

本発明は、ロケートクランプ装置に関する。

従来から、ワークパネルを所定の位置に位置決めしてクランプするロケートクランプ装置が公知である（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に記載のロケートクランプ装置は、先端にワークパネルを載置させるワーク載置面を有するワーク受け筒体と、前記ワーク載置面から先端部が突出するように前記ワーク受け筒体に取り付けられ、前記ワークパネルに形成された位置決め孔に挿入するロケートピンと、を備える。前記ロケートピンに形成された格納部には、先端部が前記格納部に入り込む格納位置と、先端部が前記格納部から外に出るクランプ位置との間を移動可能なクランプアームが設けられている。このクランプアームの先端部により、前記ワーク載置面に載置された前記ワークパネルを位置決めしてクランプするようにしている。

前記特許文献１に記載のロケートクランプ装置では、ロケートピンに形成された格納部が外部に開口しているため、ゴミ（例えば、溶接に伴って発生したスパッター）が格納部の開口部からワーク受け筒体の内部空間に入り込み、作動不良を起こす可能性がある。

そこで、特許文献１に記載のロケートクランプ装置においては、前記格納部内にガード部材を配設し、このガード部材により、開口部から格納部内に入り込んだゴミがワーク受け筒体の内部空間に侵入しないようにガードしている。

特開２００５−３２４３１８号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のロケートクランプ装置では、ゴミは開口部から格納部内には入り込んでしまうので、格納部の内壁部とガード部材との隙間にゴミを噛みこむことがあるという問題があった。

そこで、本発明は、ロケートピンに設けられた格納部内へのゴミの侵入を防止することができるロケートクランプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るロケートクランプ装置は、先端にワークパネルを載置させるワーク載置面を有するワーク受け筒体と、前記ワーク載置面から先端部が突出するように前記ワーク受け筒体に取り付けられるロケートピンと、を備える。前記ロケートピンに形成された格納部に設けられるクランプアームの先端部が、前記クランプアームがクランプ位置にあるクランプ状態のときに前記格納部の開口部を塞ぐ。

本発明に係るロケートクランプ装置においては、前記クランプアームの先端部が、前記クランプアームがクランプ位置にあるクランプ状態のときに前記格納部の開口部を塞ぐので、ロケートピンに設けられた格納部内へのゴミの侵入を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームが格納位置にあるアンクランプ状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームが格納位置にあるアンクランプ状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームがクランプ位置にあるクランプ状態を示す。 （ａ）は図１のＡ矢視図であり、（ｂ）は図３のＢ矢視図である。 本発明の第２実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームが格納位置にあるアンクランプ状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームが格納位置にあるアンクランプ状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るロケートクランプ装置の縦断面図であり、クランプアームがクランプ位置にあるクランプ状態を示す。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係るロケートクランプ装置を図１から図４に基づいて説明する。

第１実施形態に係るロケートクランプ装置１Ａは、図１から図４に示すように、例えば自動車車体を構成するパネル材であるワークパネルＷＰを位置決めしてクランプするための装置である。このロケートクランプ装置１Ａは、先端にワークパネルＷＰを載置させるワーク載置面２を有するワーク受け筒体３と、ワーク載置面２から上方に先端部４ａが突出するようにワーク受け筒体３に取り付けられ、ワークパネルＷＰに形成された位置決め孔Ｈに挿入するロケートピン４と、ロケートピン４に形成された格納部（スリット）５内に設けられ、ワーク載置面２に載置されるワークパネルＷＰをワーク載置面２に押し付ける先端部６ａが、格納部５に入り込む格納位置と、格納部５から外に出るクランプ位置との間を移動可能なクランプアーム６と、を備える。さらに、ロケートクランプ装置１Ａは、ロケートピン４を進退移動するロケートピン進退移動手段と、クランプアーム６を駆動するクランプアーム駆動手段と、ワーク載置面２にワークパネルＷＰが載置されているか否かを検出するワーク検出手段と、を備える。

ワーク受け筒体３は、筒部３ａと、この筒部３ａの上端に形成される蓋面部３ｂと、筒部３ａの下端に形成される底面部３ｃと、を有しており、自動車生産ラインにおける所定の組立ステージに例えば底面部３ｃをボルト止めするなどして配置される。これらの筒部３ａ、蓋面部３ｂおよび底面部３ｃにより区画形成された空間が、ワーク受け筒体３の内部空間３ｄを構成する。

ワーク受け筒体３の蓋面部３ｂの上面には、ワークパネルＷＰを載置させるワーク載置面２が形成されている。また、蓋面部３ｂの中央部分には貫通孔（本実施形態では円孔）３ｅが上下方向に貫通形成されており、この貫通孔３ｅに、ロケートピン４が挿入されている。つまり、ワーク載置面２は、蓋面部３ｂの上端部に形成され、環状をなす平坦面とされている。なお、ワーク受け筒体３は、全体として円筒状に形成されていてもよく、全体として角筒状に形成されていてもよい。

ロケートピン４は、ワーク載置面２より上方に突き出る円錐形状の先端部４ａと、この先端部４ａの基端に一体形成される円柱状のピン本体部４ｂと、を有している。このロケートピン４は、ピン本体部４ｂがボルトなどの締結手段で後述するクランプシリンダ１１上に固定されている。なお、ロケートピン４は、本実施形態では全体として円柱状に形成されているが、全体として角柱状に形成されていてもよい。また、ロケートピン４の先端部４ａは、円錐形状には限定されず、半球形状などの他の形状に形成されていてもよい。

そして、このロケートピン４には、その長手方向に沿ってピン本体部４ｂの基端（下端）から長手方向中間部に至る位置まで、クランプアーム６をその内部に格納するための格納部（スリット）５が形成されている。この格納部５は、ロケートピン４の周方向のうち一箇所のみで開口しており、クランプアーム６の厚み方向両側面をその内壁面でガイドするようになっている。つまり、クランプアーム６の厚み方向の幅Ｗ（図４（ｂ）参照）は、格納部５を構成するスリットの幅と同じかそれよりも若干小さい。また、本実施形態では、図１から図３に示すように、格納部５の開口部５ａ近傍の上壁面５ｂは、上方（ロケートピン４の先端部４ａ側）に向けて凸となる円弧面に形成されている。

前記ロケートピン４は、格納部５の開口部５ａがワーク受け筒体３の筒部３ａ外に位置する突出位置と、格納部５の開口部５ａがワーク受け筒体３の筒部３ａ内に位置する没入位置との間を進退移動可能となっている。つまり、ロケートピン４は、後述するピンシフトシリンダ９に押されて上昇し格納部５の上端がワーク受け筒体３の上端よりも上方に位置した状態では、図２、図３および図４（ｂ）に示すように、格納部５の少なくとも一部がワーク受け筒体３外に位置する突出位置となる。また、ロケートピン４は、ピンシフトシリンダ９に引き込まれて下降し格納部５の上端がワーク受け筒体３の上端よりも下方に位置した状態では、図１および図４（ａ）に示すように、格納部５のすべてがワーク受け筒体３内に位置する没入位置となる。

クランプアーム６は、ワークパネルＷＰをワーク載置面２に上から押し付けることでクランプする鉤形状の先端部６ａと、クランプアーム駆動手段を構成するクランプシリンダ１１に連結される連結部６ｂと、これらの先端部６ａと連結部６ｂとを連結する中間部６ｃと、を有する。これらの先端部６ａ、連結部６ｂおよび中間部６ｃ（クランプアーム６）は、比較的剛性の高い金属材料から構成される。このクランプアーム６は、中間部６ｃが格納部５内に固定された連結ピン７に回動可能に連結されており、連結部６ｂに形成されたカム溝６ｄには、クランプシリンダ１１の可動部１１ｂに固定されたカムピン８が挿通されている。このカムピン８が前進移動（図１から図３中の左側に移動）すると、クランプアーム６が連結ピン７を支点として先端部６ａが格納部５の開口部５ａに近接する方向に回動する。また、カムピン８が後退移動（図１から図３中の右側に移動）すると、クランプアーム６が連結ピン７を支点として先端部６ａが格納部５の開口部５ａから離間する方向に回動する。

前記クランプアーム６は、クランプアーム６が格納位置にあるアンクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを開口させ、クランプアーム６がクランプ位置にあるクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを先端部６ａによって塞ぐようになっている。つまり、クランプアーム６は、カムピン８が図１および図２に示す格納側限界位置に位置した状態では、図１および図２に示すように、ワークパネルＷＰを押さえ付ける先端部６ａが、格納部５に入り込むとともに格納部５の開口部５ａを開口させる格納位置となる。また、クランプアーム６は、カムピン８が図３に示すクランプ側限界位置に位置した状態では、図３に示すように、先端部６ａが、格納部５から外に出てワークパネルＷＰをワーク載置面２に押し付けるとともに格納部５の開口部５ａを塞ぐクランプ位置となる。なお、格納部５を構成するスリットおよびクランプアーム６の先端部６ａの形状は、本実施形態に限定されず、クランプアーム６の先端部６ａがクランプ位置において格納部５の開口部５ａを塞ぐことが可能であれば、種々の形状を採用することができる。

なお、本明細書における「格納部の開口部を塞ぐ」とは、格納部５の開口部５ａにおけるワーク受け筒体３外に突出する部分を塞ぐことを意図し、格納部５の開口部５ａのすべてを塞ぐことまでを意図するものではない。また、「格納部の開口部を塞ぐ」とは、ゴミが格納部５内に侵入しない程度に格納部５の開口部５ａを塞ぐことを意図し、格納部５の開口部５ａを完全に隙間なく塞ぐことまでを意図するものではない。また、「格納部の開口部を開口させる」とは、ワークパネルＷＰをワーク載置面２に載置する際にクランプアーム６が邪魔にならないように退避した位置であればよいことを意図するものである。

ワーク受け筒体３の内部空間３ｄ内には、前記ロケートピン進退移動手段を構成するピンシフトシリンダ（例えば、エアシリンダ）９が配設されている。このピンシフトシリンダ９は、本実施形態では、いわゆるロッドシリンダである。ピンシフトシリンダ９は、ワーク受け筒体３の底面部３ｃに接続（固定）されたシリンダチューブ９ａと、シリンダチューブ９ａ内に軸方向（上下方向）に往復移動可能に配置されるピストン９ｂと、ピストン９ｂに取り付けられ、シリンダチューブ９ａの上端に取り付けられたロッドカバー９ｃを貫通して前記内部空間３ｄ内に延出するピストンロッド９ｄと、を有する。このピストンロッド９ｄが前進移動（上昇）すると、クランプシリンダ１１、ロケートピン４およびクランプアーム６が前進移動（上昇）する。また、ピストンロッド９ｄが後退移動（下降）すると、クランプシリンダ１１、ロケートピン４およびクランプアーム６が後退移動（下降）する。なお、図１から図３において、符号１０は、ピストン９ｂに装着されるＯリングなどのシール部材を示す。

また、ワーク受け筒体３の内部空間３ｄ内に、前記クランプアーム駆動手段を構成するクランプシリンダ（例えば、エアシリンダ）１１が配設されている。このクランプシリンダ１１は、本実施形態では、いわゆるロッドレスシリンダである。クランプシリンダ１１は、下端部がピンシフトシリンダ９のピストンロッド９ｄ上端に接続（固定）されるとともに、上端部がロケートピン４の下端に接続（固定）された固定部１１ａと、固定部１１ａにピストンロッド９ｄの長手方向と直交する方向（左右方向）に往復移動可能に配置される可動部１１ｂと、を有する。この可動部１１ｂが図１および図２に示す格納側限界位置（図１から図３中の右側）に向けて移動すると、カムピン８も可動部１１ｂとともに移動する。可動部１１ｂが図３に示すクランプ側限界位置（図１から図３中の左側）に向けて移動すると、カムピン８も可動部１１ｂとともに移動する。なお、図１から図３において、符号１１ｃは、可動部１１ｂの移動をガイドするガイドを示す。

図示はしないが、ワーク載置面２にワークパネルＷＰが載置されているか否かを検出するワーク検出手段を構成するワーク検出センサ（図示せず）がワーク受け筒体３に設けられ、このワーク検出センサの検出値は、設備制御コントローラ（図示せず）に入力される。

次に、第１実施形態に係るロケートクランプ装置１ＡによりワークパネルＷＰを位置決めしてクランプする方法について説明する。

まず、ワークパネルＷＰをロケートクランプ装置１Ａが設けられる位置へと搬送させたのち、そのワークパネルＷＰに形成された位置決め孔Ｈに、ロケートピン４を挿入させる。このとき、ロケートピン４の先端部４ａの形状は、円錐形状とされていることから挿入位置に誤差があっても、ロケートピン４は、位置決め孔Ｈに確実に挿入されることになる。

また、位置決め孔Ｈへのロケートピン４の挿入時には、ロケートピン４は、ピンシフトシリンダ９によって没入位置とされており、さらに、クランプアーム６の先端部６ａは、クランプシリンダ１１によって格納部５に入り込む格納位置とされている。

そして、図１に示すように、ロケートピン４が位置決め孔Ｈに挿入されると、ワークパネルＷＰは、ワーク載置面２の上に載置されることになる。ワークパネルＷＰがワーク載置面２に載置されると、ワーク受け筒体３に設けたワーク検出センサからの信号によって、ワークパネルＷＰが所定の位置に位置決めされたことが確認できる。

次に、ワークパネルＷＰをクランプするには、まず、ピンシフトシリンダ９のピストンロッド９ｄを前進移動（上昇）させる。すると、ロケートピン４およびクランプアーム６が、ピンシフトシリンダ９のピストンロッド９ｄの先端部に接続されたクランプシリンダ１１とともに上方へと押し上げられ、図２に示すように、ロケートピン４が突出位置まで移動する。次いで、ロケートピン４が突出位置にある状態で、クランプシリンダ１１の可動部１１ｂを格納側限界位置からクランプ側限界位置に向けて移動させる。クランプアーム６が連結ピン７を支点として回動しクランプ位置まで移動すると、図３に示すように、ワークパネルＷＰがクランプアーム６の先端部６ａによってワーク載置面２に押し付けられてクランプされる。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態によるロケートクランプ装置１Ａは、先端にワークパネルＷＰを載置させるワーク載置面２を有するワーク受け筒体３と、ワーク載置面２から先端部４ａが突出するようにワーク受け筒体３に取り付けられ、ワークパネルＷＰに形成された位置決め孔Ｈに挿入するロケートピン４と、ロケートピン４に形成された格納部５に設けられ、ワーク載置面２に載置されるワークパネルＷＰをワーク載置面２に押し付ける先端部６ａが、格納部５に入り込む格納位置と、格納部５から外に出るクランプ位置との間を移動可能なクランプアーム６と、を備えている。クランプアーム６は、クランプアーム６がクランプ位置にあるクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを先端部６ａによって塞ぐ。

本実施形態に係るロケートクランプ装置１Ａによれば、クランプアーム６の先端部６ａが、クランプアーム６がクランプ位置にあるクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを塞ぐので、クランプアーム６によるワークパネルＷＰのクランプ時に、ロケートピン４に設けられた格納部５内へのゴミの侵入を防止することができる。また、クランプアーム６によるワークパネルＷＰのクランプ時に、ロケートピン４に設けられた格納部５内へのゴミの侵入を防止することができるので、ワーク受け筒体３の内部空間３ｄ内のゴミによる噛み込みをなくすことができ、ゴミを除去するメンテナンスが不要となる。

（２）本実施形態に係るロケートクランプ装置１Ａにおいては、ロケートピン４は、格納部５の開口部５ａがワーク受け筒体３外に位置する突出位置と、格納部５の開口部５ａがワーク受け筒体３内に位置する没入位置との間を進退移動可能なものである。

ワークパネルＷＰのアンクランプ時には、ロケートピン４を、格納部５の開口部５ａがワーク受け筒体３内に位置する没入位置に保持することで、ロケートピン４に設けられた格納部内５へのゴミの侵入を防止することができる。よって、本実施形態に係るロケートクランプ装置１Ａによれば、クランプアーム６によるワークパネルＷＰのクランプ時であるかワークパネルＷＰのアンクランプ時であるかに拘らず、ロケートピン４に設けられた格納部５内へのゴミの侵入を防止することができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るロケートクランプ装置を図５から図７に基づいて説明する。なお、図５から図７において、図１から図４と同一部材については同一符号を付しており、以下の説明では重複する説明を省略する。

第２実施形態に係るロケートクランプ装置１Ｂにおいては、ロケートピン４は、支持体１２を間に挟んで、後述するシリンダ１５上に固定される。

クランプアーム６の連結部６ｂには、カムピン１３が固定されており、このカムピン１３がワーク受け筒体３に形成されたカム溝１４に係合されている。このカムピン１３が第１方向側（図５から図７中の左側）に移動すると、クランプアーム６が連結ピン７を支点として先端部６ａが格納部５の開口部５ａに近接する方向に回動する。また、カムピン１３が第２方向側（図５から図７中の右側）に移動すると、クランプアーム６が連結ピン７を支点として先端部６ａが格納部５の開口部５ａから離間する方向に回動する。また、カム溝１４は、ワーク受け筒体３の長手方向（上下方向）と平行に延在するストレートカム溝１４ａと、このストレートカム溝１４ａの先端部（上端部）に連続して斜め上方に傾斜する傾斜カム溝１４ｂと、から構成される。

クランプアーム６は、カムピン１３が図５および図６に示す格納側限界位置に位置した状態では、図５および図６に示すように、ワークパネルＷＰを押さえ付ける先端部６ａが、格納部５に入り込むとともに格納部５の開口部５ａを開口させる格納位置となる。また、クランプアーム６は、カムピン１３が図７に示すクランプ側限界位置に位置した状態では、図７に示すように、先端部６ａが、格納部５から外に出てワークパネルＷＰをワーク載置面２に押し付けるとともに格納部５の開口部５ａを塞ぐクランプ位置となる。なお、格納部５を構成するスリットおよびクランプアーム６の先端部６ａの形状は、この実施形態に限定されず、クランプアーム６の先端部６ａがクランプ位置において格納部５の開口部５ａを塞ぐことが可能であれば、種々の形状を採用することができる。

ワーク受け筒体３の内部空間３ｄ内に、前記ロケートピン進退移動手段および前記クランプ駆動手段を構成するシリンダ（例えば、エアシリンダ）１５が配設されている。このシリンダ１５は、本実施形態では、いわゆるロッドシリンダである。シリンダ１５は、ワーク受け筒体３の底面部３ｃに接続（固定）されたシリンダチューブ１５ａと、シリンダチューブ１５ａ内に軸方向（上下方向）に往復移動可能に配置されるピストン１５ｂと、ピストン１５ｂに取り付けられ、シリンダチューブ１５ａの上端に取り付けられたロッドカバー１５ｃを貫通して前記内部空間３ｄ内に延出するピストンロッド１５ｄと、を有する。このピストンロッド１５ｄが前進移動（上昇）すると、支持体１２、ロケートピン４およびクランプアーム６が前進移動（上昇）する。また、ピストンロッド１５ｄが後退移動（下降）すると、支持体１２、ロケートピン４およびクランプアーム６が後退移動（下降）する。なお、図５から図７において、符号１６は、ピストン１５ｂに装着されるＯリングなどのシール部材を示す。

次に、第２実施形態に係るロケートクランプ装置１ＢによりワークパネルＷＰを位置決めしてクランプする方法について説明する。

まず、ワークパネルＷＰをロケートクランプ装置１Ｂが設けられる位置へと搬送させたのち、そのワークパネルＷＰに形成された位置決め孔Ｈに、ロケートピン４を挿入させる。このとき、ロケートピン４の先端部４ａの形状は、円錐形状とされていることから挿入位置に誤差があっても、ロケートピン４は、位置決め孔Ｈに確実に挿入されることになる。

また、位置決め孔Ｈへのロケートピン４の挿入時には、ロケートピン４は、シリンダ１５によって没入位置とされており、さらに、クランプアーム６の先端部６ａは、シリンダ１５によって格納部５に入り込む格納位置とされている。

そして、図５に示すように、ロケートピン４が位置決め孔Ｈに挿入されると、ワークパネルＷＰは、ワーク載置面２の上に載置されることになる。ワークパネルＷＰがワーク載置面２に載置されると、ワーク受け筒体３に設けたワーク検出センサからの信号によって、ワークパネルＷＰが所定の位置に位置決めされたことが確認できる。

次に、ワークパネルＷＰをクランプするには、シリンダ１５のピストンロッド１５ｄを前進移動（上昇）させる。すると、ロケートピン４およびクランプアーム６が、シリンダ１５のピストンロッド１５ｄの先端部に接続された支持体１２とともに上方へと押し上げられ、図６に示すように、ロケートピン４が突出位置まで移動する。そして、シリンダ１５のピストンロッド１５ｄを図６に示す状態からさらに前進移動（上昇）させる。すると、支持体１２、ロケートピン４およびクランプアーム６が、上方へとさらに押し上げられるとともに、前述のカムピン１３とカム溝１４との係合によってクランプアーム６が連結ピン７を支点として回動する。クランプアーム６が連結ピン７を支点として回動しクランプ位置まで移動すると、図７に示すように、ワークパネルＷＰがクランプアーム６の先端部６ａによってワーク載置面２に押し付けられてクランプされる。

この第２実施形態に係るロケートクランプ装置１Ｂによれば、クランプアーム６の先端部６ａが、クランプアーム６がクランプ位置にあるクランプ状態のときに格納部５の開口部５ａを塞ぐので、前述の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

ところで、本発明のロケートクランプ装置は上述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

１ ロケートクランプ装置
２ ワーク載置面
３ ワーク受け筒体
４ ロケートピン
４ａ 先端部
５ 格納部
５ａ 開口部
６ クランプアーム
６ａ 先端部
Ｈ 位置決め孔
ＷＰ ワークパネル

Claims (2)

1. 先端にワークパネルを載置させるワーク載置面を有するワーク受け筒体と、
   前記ワーク載置面から先端部が突出するように前記ワーク受け筒体に取り付けられ、前記ワークパネルに形成された位置決め孔に挿入するロケートピンと、
   前記ロケートピンに形成された格納部に設けられ、前記ワーク載置面に載置される前記ワークパネルをこのワーク載置面に押し付ける先端部が、前記格納部に入り込む格納位置と、前記格納部から外に出るクランプ位置との間を移動可能なクランプアームと、を備え、
   前記クランプアームは、前記クランプアームがクランプ位置にあるクランプ状態のときに前記格納部の開口部を前記先端部によって塞ぐことを特徴とするロケートクランプ装置。
2. 前記ロケートピンは、前記格納部の開口部が前記ワーク受け筒体外に位置する突出位置と、前記格納部の開口部が前記ワーク受け筒体内に位置する没入位置との間を進退移動可能なものであることを特徴とする請求項１に記載のロケートクランプ装置。
   

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