JP3241473B2 - 治具用把持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は治具用把持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン用として用いられるシリ
ンダブロックの製作工程においては、シリンダブロック
に基準用の治具を取り付け、この治具を基準として種々
の加工用あるいは組立用の器具の位置合わせを行なって
いる。

【０００３】従来、上記の基準用の治具をシリンダブロ
ックに取り付ける場合には人手に頼っているのが一般的
である。すなわち、図５に示すように、作業員が左右の
基準用の治具１、２（これらの治具は、エンジンが実際
に車体に組み付けらる場合にはフロント側あるいはリヤ
側の位置になる）のうち一方の基準用の治具１（２）を
持ち、該基準用の治具１に設けた左右のピン部１ａ（２
ａ）、１ａ（２ａ）がシリンダブロック３の左右の孔３
ａ、３ａに合致するよう、基準用の治具１をシリンダブ
ロック３に対して正確に位置合わせした後、該基準用の
治具１を片手で支えながら、他方の手でインパクトレン
チ４を用いてボルト５の締め付けを行なう。

【０００４】次いで、シリンダブロック３を水平方向に
１８０度回転させた後、残りの基準用の治具２（１）を
持ち、前記と同様にシリンダブロック３に対して正確な
位置合わせを行なった後、該基準用の治具２を片手で支
えながら、他方の手でインパクトレンチ４を用いてボル
ト５の締め付けを行なう。以上のようにして、基準用の
治具１、２をシリンダブロック３の左右にそれぞれ取り
付けているのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した基
準用の治具のシリンダブロックへの取付方法にあって
は、人手による作業であるためコスト高になる、あるい
は、片手で基準用の治具１、２を支えながら残る他方の
手でねじ止めするという面倒な作業を強いられるため作
業性が悪い、さらに一方の基準用の治具を取り付けた
後、シリンダブロックを回転させなければならず、シリ
ンダブロックは相当重量が嵩むこともあって作業性がよ
り一層悪くなるという欠点があった。

【０００６】そこで、本願発明者は、直交座標型のロボ
ットを用い、作業員が基準用の治具を収納台車より取り
出して治具受けにセットするだけで、上記ロボットが基
準用の治具を自動的に引き込んでシリンダブロックの一
方側（例えば右側）に取り付ける、基準用の治具取付の
自動化を図ることを考えた。

【０００７】しかしながら、上記のように基準用の治具
取付の自動化を図る場合、次の点が問題になる。すなわ
ち、ロボットが基準用の治具を自動的に引き込んでシリ
ンダヘッドに取付けるには、まずロボットによって基準
用の治具を把持することが前提である。ところが、ノッ
ク穴６、６（この部分がロボットの把持部によって実際
に係止される部分である）のピッチおよび座標が左右の
基準用の治具１、２間で異なるため、それらを共通のロ
ボット把持部によって把持することが困難であるという
問題である。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、係止用であるノック穴の位置が種々異なる治具であ
っても、共通する一つのものでそれら治具を把持できる
治具用把持装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、治具支持フレームに左右
一対の把持具が互いに接近離間する方向に移動自在に設
けられた治具用把持装置であって、前記把持具には把持
対象の治具を係止するために、治具の左右のノック孔に
それぞれ挿入されて係止される左右の係止ピンと、それ
ら左右の係止ピン間の上方より前記治具を押圧する押圧
手段とが設けられ、前記治具支持フレームには前記左右
一対の把持具のうちいずれか一方の把持具を移動させる
移動手段が設けられ、前記左右一対の把持具の間にはリ
ンクバーが設けられ、該リンクバーの一端は左右の把持
具のうちいずれか一方に固定されるとともに該リンクバ
ーの他端は前記左右の把持具の他方にクリアランスをも
って係止される構成とした。

【００１０】請求項２記載の発明では、前記リンクバー
の他端の中間部分には小径部が形成され、この小径部が
前記残りの把持具に形成された孔に挿通され、かつ小径
部の長さは前記残りの把持具の孔の長さよりも長く設定
されている構成とした。

【００１１】請求項３記載の発明では、前記治具支持フ
レームに左右の把持具の移動位置を定めるストッパが、
それら左右の把持具に対してそれぞれ個別に設けられて
いる構成とした。

【００１２】

【作用】本発明によれば、移動手段によって左右一対の
把持具のうちいずれか一方の把持具を移動させると、一
方の把持具は当然に移動するが、該一方の把持具にリン
クバーを介して連結されている他側の把持具も同方向へ
移動する。このとき、リンクバーの他端は把持具のいず
れかにクリアランスをもって係止される構成とされてい
るから、一方の把持具とともにリンクバーが移動して
も、他側の把持具はすぐには移動せず、リンクバーがク
リアランス分移動した後に初めて移動することとなる。

【００１３】これにより、前記移動手段を作動させれ
ば、双方の把持具に設けられた係止部はそれらの座標の
みならずピッチも変化することになる。したがって、把
持対象となる治具が数種類あって、それらの治具の被係
止部分である例えばノック穴等の座標およびピッチがそ
れぞれ異なる場合でも、それらの治具を、共通する一つ
の把持装置で把持することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１〜図４は加工用あるいは組立用器具
の位置合わせを行なうために用いられる基準用治具１、
２をシリンダブロック３に自動的に取り付ける自動治具
取付装置の一例を示すものであり、この自動治具取付装
置には治具支持フレームである昇降アーム７の先端に本
願発明に係る治具用把持装置Ａが組み込まれている。

【００１５】図において符号１０は左右のレール１１、
１１によって案内される移送テーブルであり、該移送テ
ーブル１０上のターンテーブル１２にはシリンダブロッ
ク３が載置されて移送される。

【００１６】１３は左右のレール１１、１１を跨ぐよう
に設けられたコ字状のブリッジである。このブリッジ１
３の水平部１４にはサーボモータを備える移動台１５が
移動調整可能に設けられ、この移動台１５には固定ロッ
ド１６が軸線を鉛直方向に向けて固定されている。そし
て、この固定ロッド１６には前記昇降アーム７が取り付
けられ、この昇降アーム７は固定ロッド１６に設けられ
たサーボモータによって昇降調整される。

【００１７】２０は治具１（２）が載置される治具受け
であり、この治具受けは、図示しないシリンダにより案
内部材２１に沿ってレール１１と同方向に移動調整され
るようになっている。

【００１８】また、２２はナットランナ３０を支えるた
めの架台である。架台２２には移動台２３が図示しない
シリンダにより案内部材２２ａに沿って前記レール１１
と同方向に移動調整可能に取り付けられ、移動台２３に
は支持部材２４が鉛直方向に延びて固定され、支持部材
２４には前記ナットランナ３０が図示しないシリンダに
よって昇降調整可能に取り付けられている。

【００１９】前記昇降アーム７の先端に設けられた治具
用把持装置Ａについて説明すると、図２および図３にお
いて符号３１、３２は前記基準用の治具１（２）を把持
するための左右一対の把持具であり、この把持具３１、
３２は、図３に示すように昇降アーム７の下端に取り付
けられた平板７ａに平行部材７ｂ、７ｂが上下に間隔を
あけて固定され、これら平板７ａおよび平行部材７ｂ、
７ｂにより形成されるアリ溝３３に、把持具３１、３２
に設けられた被案内部３４が案内されることにより、互
いに接近離間する方向（図１においてＹ方向）に移動自
在に設けられている。

【００２０】把持具３１、３２の下部には把持対象の治
具１（２）を係止するための係止部である係止ピン３５
が、基準用の治具１（２）に対向するよう昇降フレーム
７とは逆側に突出して設けられている。また、前記昇降
アーム７の下端に設けられた平板７ａにはブラケット３
６ａを介してシリンダ３６が固定されており、このシリ
ンダ３６から下方に延びるピストンロッド３６ｂの先端
には柔軟性材料からなる治具押さえ３７が取り付けられ
ている。前記係止ピン３５および治具押さえ３７によっ
て前記基準用の治具１、２に対し、異なる２方向からの
係止が行なえ、これにより基準用の治具１、２が把持固
定できるようになっている。

【００２１】３８は昇降アーム７の下部にブラケット３
９ａ、３９ｂを介して取り付けられたシリンダであり、
シリンダ３８のピストンロッド３８ａの先端には前記左
右一対の把持具３１、３２のうち一方の把持具３１から
延びる連結部４０が固定され、これにより把持具３１は
Ｙ方向へ移動調整されるようになっている。

【００２２】また、前記左右一対の把持具３１、３２の
間にはリンクバー４１が前記シリンダ３８と平行に設け
られている。リンクバー４１は図４にも示すように、筒
状体４１ａの一端にねじ部４１ｂが形成されるとともに
筒状体４１ａの他端に小径部４１ｃが形成され、さらに
小径部４１ｃの先端に大径ストッパ４１ｄが形成された
構造になっている。そして、該リンクバー４１の一端の
ねじ部４１ｂは前記一方の把持具３１の連結部４０の孔
３１ａに螺合され、またリンクバー４１の他端は前記他
方の把持具３２にクリアランスをもって係止されてい
る。

【００２３】具体的には、前記リンクバー４１の他端の
小径部４１ｃが前記他方の把持具３２の連結部３２ａに
形成された孔４３に摺動自在に挿通されている。ここ
で、小径部４１ｃの長さｍは前記他方の把持具の孔４３
の長さｎよりも長くなるように設定されている。

【００２４】また、４６および４７は前記左右の把持具
３１、３２がＹ方向に移動される際、その移動位置を規
制するためのストッパであり、前記両把持具３１、３２
にそれぞれ個別に設けられている。なお、これらストッ
パ４６、４７の位置は把持具３１３２のノック穴６、６
のピッチｈ（図１参照）によって決定される。

【００２５】次に、上記実施例の作用について説明す
る。まず、作業員が基準用の治具１（２）を治具受け２
０上に載せる。すると、治具受け２０が案内部材２１に
沿ってＹ方向に移動し、上部に載せられた基準用の治具
１（２）を治具用把持装置Ａに対して位置決めする。

【００２６】次いで、図示しないサーボモータが作動し
移動台１５を図１中Ｘ方向に沿って左側へ移動させる。
これにより、治具受け２０の前に待機していた治具用把
持装置Ａが固定ロッド１６とともに基準用の治具１
（２）側へ移動し、係止ピン３５、３５が基準用の治具
１（２）のノック穴６、６に差し込まれる。

【００２７】この時、治具用把持装置Ａの係止ピン３
５、３５の間隔は、基準用の治具１（２）のノック穴
６、６のピッチｈに合致するよう、シリンダ３８によっ
て両把持具３１、３２が移動操作されることにより予め
調整されている。

【００２８】次いで、シリンダ３６が作動し、ワーク押
さえ３７が下がって基準用の治具１（２）の上面に当接
し、これにより上記係止ピン３５がノック穴６に挿入さ
れることと相俟って、基準用の治具１（２）を把持固定
する。

【００２９】次いで、固定ロッド１６に設けられた図示
しないサーボモータが作動し、昇降アーム７および該昇
降アーム７の下端の治具用把持装置Ａによって把持され
た基準用の治具１（２）を上昇させる。次いで、移動台
１５に設けられたサーボモータが作動し、基準用の治具
１（２）を移動台１５および固定ロッド１６等とともに
図１中Ｘ方向に沿って右側へ移動させる。そして、所定
位置まで移動した時点で移動台１５上のサーボモータが
停止する。次に、固定ロッド１６に設けられたサーボモ
ータが作動し、昇降アーム７とともに基準用の治具１
（２）を所定位置まで下降させる。そして、下降された
基準用の治具１（２）は、予め定位置に移動されたシリ
ンダブロック３に対向することになる。

【００３０】その後、移動台１５および固定ロッド１６
上にそれぞれ設けられたサーボモータが微調整され、シ
リンダブロック３に対する基準用の治具１（２）の正確
な位置合わせが行なわれる。具体的には、基準用の治具
１（２）のピン部１ａ（２ａ、１ａ（２ａ）がシリンダ
ブロック３の左右の孔３ａ、３ａに合致するよう、基準
用の治具１（２）が位置合わせされる。

【００３１】その後、移動台１５上のサーボモータが作
動し、基準用の治具１（２）を移動台１５ごとＸ方向に
沿った左側へ移動させて、基準用の治具１（２）のピン
部１ａ（２ａ）、１ｂ（２ｂ）をシリンダブロック３の
左右の孔３ａ、３ａに挿入させる。

【００３２】次いで、移動台２３および支持部材２４に
設けられた図示しないシリンダが作動し、ナットランナ
３０をＹおよびＺ方向に移動調整して、該ナットランナ
３０の先端に把持されているボルトを基準用の治具１
（２）のボルト孔と同一軸線上に位置させる。

【００３３】次いで、ナットランナ３０によってボルト
の締め付けが行なわれ、これにより、一方の基準用の治
具１（２）がシリンダブロック３の側面に固定される。

【００３４】その後、すベての機器が元の初期位置に戻
される。すなわち、移動台２３および支持部材２４に設
けられたシリンダ等が作動して、ナットランナ３０が元
の位置に戻る。また、移動台１５および固定ロッド１６
上にそれぞれ設けられたサーボモータが作動し、治具用
把持装置Ａを一旦図１中Ｘ方向に沿った右側へ移動さ
せ、これに伴い把持具３１、３２の係止ピン３５が基準
用の治具１（２）のノック穴６から抜け出て、治具用把
持装置Ａに対する基準用の治具１（２）の把持を解除
し、その後、治具用把持装置Ａは昇降アーム７とともに
上昇された後、Ｘ方向に沿って左側へ移動し、その後下
降されて元の位置に戻る。なお、治具用把持装置Ａに対
する基準用の治具１（２）の把持を解除するとき、事前
に、治具用把持装置Ａに設けられたシリンダ３６が作動
し、治具押さえ３７が後退して基準用の治具１（２）の
押圧をやめる。

【００３５】次いで、移送テーブル１０上のターンテー
ブル１２が１８０度回転し、シリンダブロック３を旋回
させる。

【００３６】これと同時にあるいはシリンダブロック３
を旋回させる前に、作業員が他側の基準用の治具２
（１）を治具受け２０上に載せる。

【００３７】次いで、上記とほぼ同様の作動が行なわ
れ、治具用把持装置Ａによって他側の基準用の治具２
（１）が把持される。ここで、他側の基準用の治具２
（１）の把持が行なわれる前に、治具用把持装置Ａの左
右の把持具３１、３２間の調整が行なわれる。

【００３８】すなわち、昇降アーム７にブラケット３９
ａ、３９ｂを介して取り付けられたシリンダ３８が伸張
する。これに伴い、シリンダ３８のピストンロッド３８
ａに固定されている一方の把持具３１が、図中２点鎖線
で示すごとくピストンロッド３８ａと一体的に図２中Ｙ
方向に沿って右側へ移動する。

【００３９】このとき、一方の把持具３１とリンクバー
４１を介して連結されている他方の把持具３２も同方向
移動するが、リンクバー４１と他方の把持具３２との連
結部はクリアランスをもって係止される構成とされてい
るから、一方の把持具３１とともにリンクバー４１が移
動しても、他方の把持具３２はすぐには移動せず、リン
クバー４１がクリアランス分移動した後に初めて移動す
ることとなる。

【００４０】つまり、初期においてリンクバー４１が図
中右側へ移動するとき、小径部４１ｃが把持具３２の孔
４３を滑るが、このとき他方の把持具３２は移動しな
い。その後、リンクバー４１は一方の把持具３１ととも
にさらに右側へ移動し、リンクバー４１の左端の大径ス
トッパ４１ｄが他側の把持具３２の連結部３２ａの左端
面に当接する。その後は、他側の把持具３２は大径スト
ッパ４１ｄに押されてリンクバー４１と一体的に右側へ
移動する。そして、他側の把持具３２は図中二点鎖線で
示すように所定位置に停止される。

【００４１】以上のように、前記シリンダ３８を伸長操
作させるさせるだけで、双方の把持具３１、３２が互い
に関連をもって移動することとなり、それら把持具３
１、３２に設けられている係止ピン３５、３５はそれら
の座標のみならずピッチも変化する。したがって、把持
対象となる基準用の治具１、２が２種類あって、それら
の治具１、２の被係止部分であるノック穴６、６の座標
およびピッチがそれぞれ異なる場合でも、それらの治具
を、共通する一つの把持装置Ａで把持することが可能と
なる。

【００４２】なお、この実施例では、把持具３１、３２
の移動位置を定めるストッパ４６、４７を設けているの
で、把持具３１、３２の停止位置を正確に定めることが
できる利点が得られる。

【００４３】次いで、伸長状態にあるシリンダ３８が短
縮操作される場合について説明すると、シリンダ３８の
ピストンロッド３８ａに固定されている一方の把持具３
１が、図２中左方向へ移動され、これとともにリンクバ
ー４１が同方向へ移動する。このときも、移動初期にお
いては、小径部４１ｃが把持具３２の孔４３を滑るだけ
で他方の把持具３２が移動しないが、リンクバー４１の
筒状体４１ａの左端４１ａａが他側の把持具３２の連結
部３２ａの右端面に当接した後は、他側の把持具３２は
筒状体４１ａに押されてリンクバー４１と一体的に左側
へ移動する。そして、双方の把持具３１、３２は図２中
実線で示すごとく初期位置に戻る。

【００４４】以下、前記したときと同様な動作が行なわ
れて、他側の基準用の治具１がシリンダブロック３の他
側面にボルト止めされる。

【００４５】なお、本発明の治具用把持装置は、前記し
た実施例の構成に限定されるものではなく、外観形状や
寸法及び内部に配置される各機器の具体的な構成など
は、実施に当たって適宜変更可能である。

【００４６】例えば、前記実施例では、左右両把持具３
１、３２に設けた係止ピン３５、３５の座標およびピッ
チを切り換えるための駆動源となるシリンダ３８によっ
て一方の把持具３１を移動操作しているが、これに限ら
れることなく、シリンダ３８によって他側の把持具３２
を移動操作するようにしてもよい。

【００４７】また、前記実施例では、シリンダ３８のピ
ストンロッド３８ａに取り付けられた側の一方の把持具
３１にリンクバー４１を固定する一方、他側の把持具３
２にリンクバー４１をクリアランスをもって係止させる
構造にしているが、これに限られることなく、逆にピス
トンロッド３８ａに取り付けられた側の一方の把持具３
１にリンクバー４１をクリアランスをもって係止させ、
他側の把持具３２にリンクバー４１を固定する構造にし
ているもよい。

【００４８】また、前記実施例では、本発明にかかる治
具用把持装置Ａを、基準用治具１、２をシリンダブロッ
ク３に自動的に取り付ける自動治具取付装置に組み込ん
だ例について説明したが、これに限られることなく、本
発明にかかる治具用把持装置は、勿論、他の装置に組み
込むことも可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、治
具支持フレームに左右一対の把持具が互いに接近離間す
る方向に移動自在に設けられた治具用把持装置であっ
て、 前記把持具には把持対象の治具を係止するために、
治具の左右のノック孔にそれぞれ挿入されて係止される
左右の係止ピンと、それら左右の係止ピン間の上方より
前記治具を押圧する押圧手段とが設けられ、前記治具支
持フレームには前記左右一対の把持具のうちいずれか一
方の把持具を移動させる移動手段が設けられ、前記左右
一対の把持具の間にはリンクバーが設けられ、該リンク
バーの一端は左右の把持具のうちいずれか一方に固定さ
れるとともに該リンクバーの他端は前記左右の把持具の
他方にクリアランスをもって係止されている構成とした
から、移動手段によって左右一対の把持具のうちいずれ
か一方の把持具を強制的に移動させるとき、該一方の把
持具とともにリンクバーが移動しても、他側の把持具は
すぐには移動せず、リンクバーがクリアランス分移動し
た後に初めて移動することとなる。この結果、双方の把
持具に設けた治具係止用の係止部を、それらの座標のみ
ならずピッチも変化することになる。したがって、把持
対象となる治具が数種類あって、それらの治具の被係止
部分である例えばノック穴等の座標およびピッチがそれ
ぞれ異なる場合でも、それらの治具を、共通する一つの
把持装置で把持することができる等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、シリンダブロ
ックに基準用の治具を取り付ける自動治具取付装置の全
体を示す斜視図である。

【図２】上記自動治具取付装置に組み込まれた本発明に
係る治具用把持装置を示す正面図である。

【図３】同治具用把持装置の側面図である。

【図４】リンクバーの正面図である。

【図５】従来のシリンダブロックに基準用の治具を取り
付ける取付方法を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 基準用の治具 ２ 基準用の治具 ３ シリンダブロック ７ 昇降アーム（治具支持フレーム） ３０ ナットランナ ３１ 把持具 ３２ 把持具 ３５ 係止ピン（係止部） ３８ シリンダ（移動手段） ４１ リンクバー ４１ａ 筒状体 ４１ｂ ねじ部 ４１ｃ 小径部 ４１ｄ 大径ストッパ ４６ ストッパ ４７ ストッパ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−69919（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141329（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−236631（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−24599（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 - 21/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 治具支持フレームに左右一対の把持具が
   互いに接近離間する方向に移動自在に設けられた治具用
   把持装置であって、 前記 把持具には把持対象の治具を係止するために、治具の左右のノック孔にそれぞれ挿入されて係止される
   左右の係止ピンと、それら左右の係止ピン間の上方より
   前記治具を押圧する押圧手段とが設けられ、 前記治具支持フレームには前記左右一対の把持具のうち
   いずれか一方の把持具を移動させる移動手段が設けら
   れ、 前記左右一対の把持具の間にはリンクバーが設けられ、 該リンクバーの一端は左右の把持具のうちいずれか一方
   に固定されるとともに該リンクバーの他端は前記左右の
   把持具の他方にクリアランスをもって係止されているこ
   とを特徴とする治具用把持装置。
2. 【請求項２】 前記リンクバーの他端の中間部分には小
   径部が形成され、この小径部が前記残りの把持具に形成
   された孔に挿通され、かつ小径部の長さは前記残りの把
   持具の孔の長さよりも長く設定されていることを特徴と
   する請求項１記載の治具用把持装置。
3. 【請求項３】 前記治具支持フレームには左右の把持具
   の移動位置を定めるストッパが、それら左右の把持具に
   対してそれぞれ個別に設けられていることを特徴とする
   請求項１または２記載の治具用把持装置。