JP3603595B2 - ワーククランプ装置およびワーククランプ方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ねじ部材の回転運動を直線運動に変換し、この直線運動を、固定側のワーク受けに対する接近離反移動として動作する可動側のクランプチップと、前記ワーク受けとの間でワークを挟持固定とするワーククランプ装置およびワーククランプ方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、簡単な構造で、かつワークに対するクランプ動作を簡素化させることを目的としている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、ねじ部材の回転運動を直線運動に変換し、この直線運動を、固定側のワーク受けに対する接近離反移動として動作する可動側のクランプチップと、前記ワーク受けとの間でワークを挟持固定するワーククランプ装置において、前記ねじ部材をハウジングに対して回転可能に設けるとともに、この回転運動が前記直線運動に変換される直線移動体を、前記ハウジングに対して直線移動可能に設け、前記ねじ部材の端部に、ねじ部材の回転中心を中心とした円形の回転板を設け、この回転板に対し、その回転中心より外周側の側面に接触して回転させる駆動ローラを設けた構成としてある。
【０００４】
このような構成のワーククランプ装置によれば、駆動ローラの回転により回転板が回転し、これに伴いねじ部材が回転して直線移動体を直線移動させ、この直線移動体の先端に設けたクランプチップを動作させて、クランプチップとワーク受けとの間でワークをクランプする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、駆動ローラと反対側の回転板の側面に、この回転板を弾性的に押圧して前記回転板の回転に伴って回転する補助ローラを設けた構成としてある。
【０００６】
上記構成によれば、補助ローラが回転板を押圧することで、回転板は駆動ローラと補助ローラとの間に挟持された状態となり、駆動ローラの回転が回転板に効率よく伝達される。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明の構成において、ハウジングは、ワークがセットされた状態で前記ワークを搬送移動するワーク搬送台上に設けられ、このワーク搬送台は、クランプチップによりワークを挟持固定する位置にワークを搬送移動させたときに、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に位置している構成としてある。
【０００８】
上記構成によれば、ワーク搬送台が、ワークをクランプチップにより挟持固定する位置まで搬送移動すると、ワーク搬送台と一体のハウジングに設けられた回転板が、駆動ローラと補助ローラとの間に進入し、この状態で駆動ローラの回転駆動により回転板が回転する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、駆動ローラおよび補助ローラが設けられる基台は、直線移動体の移動方向と同方向に移動可能に設置されている構成としてある。
【００１０】
上記構成によれば、駆動ローラおよび補助ローラが、回転板に対し直線移動体の移動方向に多少の位置ずれを起こしている場合に、回転板が、これら各ローラ相互間に進入する際に、いずれかのローラに当接して基台を前記位置ずれ方向に移動させ、これにより駆動ローラおよび補助ローラと回転板との位置ずれが補正される。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の発明の構成において、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に進入する際に、回転板より先行して進入し、前記駆動ローラまたは補助ローラに接触可能なテーパ面を備えた先細テーパ状の案内部材を、ハウジングに設けた構成としてある。
【００１２】
上記構成によれば、先細テーパ状の案内部材が、回転板より先行して駆動ローラと補助ローラとの間に進入する際に、位置ずれしている駆動ローラまたは補助ローラに対し、案内部材のテーパ面が接触して押圧し、基台を位置ずれ方向に移動させる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項３の発明の構成において、ワークは、自動車のボディサイドパネルであり、このボディサイドパネルを、ルーフ側が上部となるよう起立させた状態で、下部側のサイドシルの下端フランジをクランプチップにより挟持固定する構成としてある。
【００１４】
上記構成によれば、起立状態のボディサイドパネルが、例えば溶接工程まで搬送移動され、この搬送された位置で、クランプチップの動作によりサイドシルの下端フランジが挟持固定されて位置決めされ、溶接作業がなされる。
【００１５】
請求項７の発明は、ワークがセットされたワーク搬送台の移動に伴って、回転中心軸線を水平とした回転板を、駆動ローラと補助ローラとによって挟持されるようこれら両者間に進入させ、前記駆動ローラの回転に基づく回転板の回転によりねじ部材を回転させ、このねじ部材の回転により直線移動体を直線移動させてクランプチップを動作させ、ワーク受け部との間で前記ワーク搬送台上のワークを挟持固定する。
【００１６】
上記ワーククランプ方法によれば、ワーク搬送台を、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に位置するよう移動させ、この状態で駆動ローラの回転によってクランプチップによるクランプ動作を行うようにしたので、ワーク搬送からクランプ動作に至る作業が効率よくなされる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、駆動ローラの回転により回転板が回転し、これに伴いねじ部材が回転して直線移動体を直線移動させ、この直線移動体の移動によりクランプチップを動作させてワークをクランプするよう構成したので、クランプ装置として簡単な構造であり、ワークに対するクランプ動作も簡素化したものとなる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、駆動ローラと反対側の回転板の側面に、この回転板を弾性的に押圧して回転板の回転に伴って回転する補助ローラを設けたので、回転板は、駆動ローラと補助ローラとの間に挟持された状態となり、駆動ローラの回転を回転板に効率よく伝達することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、ワーク搬送台がワークを搬送移動すると、ワーク搬送台と一体のハウジングに設けられた回転板が、駆動ローラと補助ローラとの間に進入し、その後の駆動ローラの駆動による回転板の回転が継続してなされ、ワーク搬送からワーククランプに至る動作を、無駄な時間を要することなく短時間に行うことができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、駆動ローラおよび補助ローラが、直線移動体の移動方向と同方向に移動可能に設置された基台上に設けられているので、前記各ローラが、回転板に対し直線移動体の移動方向に多少の位置ずれを起こしている場合であっても、回転板は、これら各ローラ相互間に進入する際に、いずれかのローラに当接して基台を前記位置ずれ方向に移動させ、これにより回転板は、各ローラ相互間へ大きな衝撃を受けることなくスムーズに進入することになる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に進入する際に、回転板より先行して進入し、前記駆動ローラまたは補助ローラに接触可能なテーパ面を備えたする先細テーパ状の案内部材をハウジングに設けたので、位置ずれしている駆動ローラおよび補助ローラに対し、案内部材のテーパ面がいずれかのローラに接触して基台を前記位置ずれ方向に移動させ、これにより回転板の進入動作をよりスムーズに行わせることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、起立状態のボディサイドパネルに対するクランプ動作が、簡単な構造のクランプ装置にて簡素化することができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、ワークがセットされたワーク搬送台を、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に位置するよう移動させ、この状態で駆動ローラの回転によってクランプチップによるクランプ動作を行うようにしたので、ワーク搬送からクランプ動作に至る作業を、無駄な時間を要することなく効率よく短時間で行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は、この発明の実施の一形態を示す、ワーク搬送装置１によって図中で紙面に直交する方向に搬送されるワークＷをクランプするワーククランプ装置３の一部断面を含む正面図で、図２は、図１の一部断面を含む平面図である。
【００２６】
ここでのワークＷは、図３に示すように、自動車のボディサイドアウタであり、ルーフ側が上部となるよう起立させた状態でワーク搬送装置１により図中で右から左方向に向かう矢印Ａで示す方向に搬送され、図３に示す位置にて上記ワーククランプ装置３により、サイドシルＳの車体前後方向２カ所の下端フランジＦが、クランプされて位置決め固定される。そして、この位置決め固定されたワークＷに対し、例えば図示しない溶接ロボットにより所定の溶接作業がなされる。
【００２７】
ワーク搬送装置１は、ワーク搬送方向に延長されるガイドレール５に対し、その凹部５ａ内にて同方向に延長される搬送バー７が収容される。搬送バー７は、ガイドレール５の上端および凹部５ａの底面にそれぞれ回転可能に設けられたカムフォロア９に案内されて、その延長方向に移動する。
【００２８】
搬送バー７の上部には、ワーク搬送台としてのベース板１１が固定され、このベース板１１の図１中で右側の上面に、ワークＷの下端フランジＦが載置されて位置決めされるワーク受けとしてのゲージポスト１３が、一対のブラケット１５を介して設けられている。ゲージポスト１３は、一対のブラケット１５相互間に挟持されるようにして固定されており、上部がブラケット１５より上方に突出し、この突出した上端にワークＷが載置される。
【００２９】
ブラケット１５の図１中で左側端部には、取付部１５ａが突出して形成され、この取付部１５ａには、ゲージポスト１３との間でワークＷを挟持固定するクランプチップ１７がピン１９を介して取り付けられている。クランプチップ１７は、上記ピン１９を中心に、実線で示すアンクランプ位置と、二点鎖線で示すクランプ位置との間を回動可能である。
【００３０】
一方、ベース板１１の図１中で左側の上面には、ハウジング２１が固定されており、ハウジング２１の上部には、直線移動体としてのクレビス２３がスライドガイド２５を介して図中で左右方向にスライド移動可能に設けられている。このクレビス２３は、角柱状に形成され、ハウジング２１に対して回転不能となっている。
【００３１】
クレビス２３は、先端がピン２７を介して前記クランプチップ１７に連結されている。ピン２７はクランプチップ１７側に固定され、クレビス２３側には、図１に示すようにピン２７が挿入される上下方向に長い長孔２３ａが形成され、これにより、クレビス２３の直線移動に対しクランプチップ１７のピン１９を中心とした回動動作が可能となる。
【００３２】
ハウジング２１の上記クレビス２３が設けられた上部には、図１中で左方向に突出する円筒部２１ａが形成され、円筒部２１ａの図中で左側の端部内には、ベアリング２９が固定され、ベアリング２９にはねじ部材３１が回転可能に挿入されている。ねじ部材３１の先端側には、雄ねじ３１ａが形成され、この雄ねじ３１ａは、クレビス２３に形成した雌ねじ２３ｂに螺合している。また、ねじ部材３１の基端部には、ねじ部材３１の回転中心を中心として回転可能な円形の回転板３３が一体に設けられている。
【００３３】
回転板３３の外周側の両側面には、図１中で左側に駆動ローラ３５が、同右側に補助ローラ３７が、それぞれ接触している。駆動ローラ３５は、エアモータ３９に軸４１を介して回転可能に連結され、回転板３３に接触しつつ回転することで回転板３３を回転駆動する。上記エアモータ３９は、ワーク搬送装置１の側方に設置された基台４３の図１中で左側の上部に固定されている。
【００３４】
一方、補助ローラ３７は、軸４５を介して回動アーム４７に対し回転可能であり、回動アーム４７は、基台４３のほぼ中央に上方に向けて突出して設けた回動支持部４９に対し、ピン５１を介して回動可能である。
【００３５】
基台４３の図１中で右側の上部には、上方に向けて突出する突起５３が形成され、突起５３と回動アーム４７との間には、回動アーム４７を図中で左方向に付勢するスプリング５５が介装されている。このスプリング５５の付勢動作により、補助ローラ３７は回転板３３に押し付けられた状態となり、これにより回転板３３は駆動ローラ３５と補助ローラ３７との間に挟持された状態となる。
【００３６】
図１および図２では、搬送バー７によるワークＷの搬送移動に伴って図１中で紙面に直交する方向に移動する回転板３３が、駆動ローラ３５と補助ローラ３７との間に進入した状態を示しているが、図４に示すように、進入していない状態では、前記各ローラ３５，３７相互間の間隔は、図１の状態より僅かに狭くなるよう、スプリング５５により設定されている。
【００３７】
次に、上記した構成のワーククランプ装置の動作を説明する。図４に示すように、回転板３３が駆動ローラ３５と補助ローラ３７との間に進入していない状態から、ワーク搬送装置１が、図１および図２に示す、ワークＷに対する溶接などの所定の作業位置までワークＷを搬送すると、回転板３３は、上記両ローラ３５，３７相互間に進入する。
【００３８】
このとき補助ローラ３７は、スプリング５５に押されて回転板３３を駆動ローラ３５側に押し付け、駆動ローラ３５との間で回転板３３を挟持した状態となる。一方、クランプチップ１７は図１の実線で示すアンクランプ位置にある。
【００３９】
この状態で、エアモータ３９を駆動させ、駆動ローラ３５を回転させると、回転板３３が回転し、ねじ部材３１も一体となって回転する。このときのねじ部材３１の回転方向は、ねじ部材３１がクレビス２３に対し、ねじ結合を外す方向に回転するものとする。
【００４０】
このねじ部材３１の回転により、クレビス２３は、ハウジング２１に対して回転不能となっており、また回転板３３の図１中での左方向への移動は駆動ローラ３５によって規制されているので、スライドガイド２５に沿って図１中で右方向にスライド移動する。
【００４１】
クレビス２３の上記スライド移動に伴って、クランプチップ１７が図１中の実線で示すアンクランプ位置から、二点鎖線で示すクランプ位置へ回動変位する。これによりワークＷは、二点鎖線位置のクランプチップ１７とゲージポスト１３との間に挟持固定され、位置決めされることになり、この位置決め状態で、図示しない溶接ロボットによる溶接作業などがなされる。
【００４２】
溶接作業終了後は、駆動ローラ３５を上記とは逆方向に回転させるようエアモータ３９を作動させ、これにより、クレビス２３は図１中で左方向に移動し、これに伴いクランプチップ１７は、二点鎖線で示すクランプ位置から実線で示すアンクランプ位置に回動変位する。アンクランプ位置となったら、ワーク搬送装置１によってワークＷを次の作業工程へと搬送する。
【００４３】
なお、搬送バー７の移動によりワークＷが搬送される過程では、搬送バー７上に設けた図示しないワーク支持部材により、図３中で紙面の裏側からワークＷを支持するものとする。
【００４４】
上記したワーククランプ装置によれば、駆動ローラ３５の回転により回転板３３が回転し、これと一体のねじ部材３１が回転してクレビス２３を直線移動させ、このクレビス２３の移動によりクランプチップ１７を動作させてワークＷをクランプするよう構成したので、クランプ装置として簡単な構造であり、ワークＷに対するクランプ動作も簡素化しており、設備コストが低減される。
【００４５】
また、ワーク搬送装置１にワークＷがセットされた状態で、搬送バー７を回転板３３が駆動ローラ３５と補助ローラ３７との間に位置するよう移動させ、この状態で駆動ローラ３５の回転によってクランプチップ１７によるクランプ動作がなされるので、ワーク搬送からクランプ動作に至る作業を、無駄な時間を要することなく効率よく短時間で行うことができる。
【００４６】
図５は、この発明の他の実施の形態を示す、図４に相当する平面図、図６は図５の左側面図である。この実施の形態は、回転板３３が、駆動ローラ３５と補助ローラ３７との間に進入する際の衝撃を緩和する目的で、回転板３３の進行方向前方側に、先細となるテーパ状の案内部材５７を設けている。
【００４７】
案内部材５７は、駆動ローラ３５および補助ローラ３７にそれぞれ接触可能な一対のテーパ面５９ａを備えた先端部５９と、回転板３３の両側面に対しほぼ同一面を形成する平面部６１ａを備えた後端部６１とから構成されている。後端部６１の先端部５９と反対側の端面６１ｂは、回転板３３の外周面と同心円状の円弧面に形成され、回転板３３の外周面に近接した状態で配置される。
【００４８】
上記案内部材５７は、ブラケット６３によりハウジング２１に支持されている。ブラケット６３は、案内部材５７の先端部５９の側面に一端が固定されて他端が上方に延長される鉛直部６３ａと、ハウジング２１の側面に一端が固定されて他端がワーク搬送方向前方側に延長される水平部６３ｂと、鉛直部６３ａおよび水平部６３ｂの各他端相互を連結する中間部６３ｃとから構成されている。
【００４９】
また、この場合の基台４３は、設置面に対し、図５中で左右方向に移動可能なフローティング機構を備えているものとする。
【００５０】
上記図５および図６の実施の形態によれば、駆動ローラ３５および補助ローラ３７と回転板３３との間で、図５中で左右方向に多少の位置ずれがあっても、回転板３３が各ローラ３５，３７相互間に進入する際に、テーパ面５９ａが駆動ローラ３５あるいは補助ローラ３７に接触するので、回転板３３がこれら各ローラ３５，３７相互間に進入する際の衝撃が緩和され、進入動作がスムーズになされる。
【００５１】
テーパ面５９ａが駆動ローラ３５あるいは補助ローラ３７に接触した後は、基台４３のフローティング機構により、各ローラ３５，３７が基台４３とともに移動して前記位置ずれが補正され、各ローラ３５，３７は、平面部６１ａ上をそれぞれ移動した後、回転板３３の側面に達したところでワークＷの搬送動作が停止する。
【００５２】
なお、図５および図６における案内部材５７を設けずに、単に基台４３をフローティング機構として駆動ローラ３５および補助ローラ３７を、前記位置ずれ方向に移動可能に設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すワーククランプ装置の一部断面を含む正面図である。
【図２】図１の一部断面を含む平面図である。
【図３】図１のワーククランプ装置によりクランプされるワークがワーク搬送装置上にセットされた状態を示す側面図である。
【図４】図２におけるワーククランプ装置の回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に進入する前の状態を示す平面図である。
【図５】この発明の他の実施の形態を示すワーククランプ装置の要部の平面図である。
【図６】図５の左側面図である。
【符号の説明】
１１ ベース板（ワーク搬送台）
１３ ゲージポスト（ワーク受け）
１７ クランプチップ
２１ ハウジング
２３ クレビス（直線移動体）
３１ ねじ部材
３３ 回転板
３５ 駆動ローラ
３７ 補助ローラ
４３ 基台
５７ 案内部材
５９ａ テーパ面
Ｗ ボディサイドパネル（ワーク）
Ｓ サイドシル
Ｆ 下端フランジ

Claims (7)

1. ねじ部材の回転運動を直線運動に変換し、この直線運動を、固定側のワーク受けに対する接近離反移動として動作する可動側のクランプチップと、前記ワーク受けとの間でワークを挟持固定するワーククランプ装置において、前記ねじ部材をハウジングに対して回転可能に設けるとともに、この回転運動が前記直線運動に変換される直線移動体を、前記ハウジングに対して直線移動可能に設け、前記ねじ部材の端部に、ねじ部材の回転中心を中心とした円形の回転板を設け、この回転板に対し、その回転中心より外周側の側面に接触して回転させる駆動ローラを設けたことを特徴とするワーククランプ装置。
2. 駆動ローラと反対側の回転板の側面に、この回転板を弾性的に押圧して前記回転板の回転に伴って回転する補助ローラを設けたことを特徴とする請求項１記載のワーククランプ装置。
3. ハウジングは、ワークがセットされた状態で前記ワークを搬送移動するワーク搬送台上に設けられ、このワーク搬送台は、クランプチップによりワークを挟持固定する位置にワークを搬送移動させたときに、回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に位置していることを特徴とする請求項２記載のワーククランプ装置。
4. 駆動ローラおよび補助ローラが設けられる基台は、直線移動体の移動方向と同方向に移動可能に設置されていることを特徴とする請求項３記載のワーククランプ装置。
5. 回転板が駆動ローラと補助ローラとの間に進入する際に、回転板より先行して進入し、前記駆動ローラまたは補助ローラに接触可能なテーパ面を備えた先細テーパ状の案内部材を、ハウジングに設けたことを特徴とする請求項４記載のワーククランプ装置。
6. ワークは、自動車のボディサイドパネルであり、このボディサイドパネルを、ルーフ側が上部となるよう起立させた状態で、下部側のサイドシルの下端フランジをクランプチップにより挟持固定するものであることを特徴とする請求項３記載のワーククランプ装置。
7. ワークがセットされたワーク搬送台の移動に伴って、回転中心軸線を水平とした回転板を、駆動ローラと補助ローラとによって挟持されるようこれら両者間に進入させ、前記駆動ローラの回転に基づく回転板の回転によりねじ部材を回転させ、このねじ部材の回転により直線移動体を直線移動させてクランプチップを動作させ、ワーク受け部との間で前記ワーク搬送台上のワークを挟持固定することを特徴とするワーククランプ方法。

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