JP3724150B2 - 自動機械用ワーククランプ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車オートトランスミッション試験装置や自動車用マニアルミッション試験装置など試験、検査、加工などの自動機械において、ワークを取付台へ自動的にクランプするワーククランプ装置、特にワークの外形の変化に対して容易に対応できるワーククランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来の自動変速機の試験装置の簡単な構成を示し、1は取付台2に図示しないクランプ装置によりクランプされたワーク(自動変速機)、3はワーク1の入力側に連結された駆動モータ、4はワーク1の出力側に連結されたダイナモメータである。上記構成において、駆動モータ3の駆動によりワーク1が回転し、その出力がダイナモメータ4により吸収され、測定される。
【0003】
図5は従来のワーククランプ装置の構成を示し、5は一端が回動自在に支持された直線運動形の油圧シリンダ、6は取付台2に回動自在に支持されたクランプ部であり、油圧シリンダ5と連結されている。そして、油圧シリンダ5の作動によりクランプ部6の先端でワーク1を取付台2に押圧してクランプし、逆の動作でリリースする。
【0004】
図6は従来の他のワーククランプ装置の構成を示し、7は取付台2側に取り付けられた旋回式の油圧シリンダ、8はその先端に取り付けられたクランプ部であり、油圧シリンダ7の駆動によりクランプ部8を旋回させ、また引っ込ませるときは回転させながら引っ込ませ、クランプ部8によりワーク1を取付台2にクランプ又はリリースする。
【0005】
図7は従来のさらに他のワーククランプ装置の構成を原理的に示し、9,10はサーボモータであり、それぞれピニオン11,12が取り付けられている。13は軸受14により回転自在に支持された中空の回転軸であり、その一端にはピニオン11と噛合するギヤ15が取り付けられている。16は回転軸13内に軸方向移動時自在で回転不能に挿通された旋回軸であり、その一端には旋回ヘッド17が取り付けられ、他端には油圧シリンダ18が連結され、旋回ヘッド17はラック19を移動自在に支持し、ラック19は一端にクランプ部20を有するとともに、ピニオン12と噛合する。上記構成において、クランプ部20の長さ方向の移動はサーボモータ10によりピニオン12及びラック19を介して行い、クランプ部20の旋回はサーボモータ9の駆動によりピニオン11を回転させ、ギヤ15及び回転軸13を介して旋回軸16を回転させ、旋回ヘッド17を旋回させることにより行う。又、ワーク1を取付台2にクランプする場合にはクランプ部20を旋回軸16の軸方向に移動させる必要があるが、この場合には油圧シリンダ18により旋回軸16を軸方向に移動し、クランプ部20を移動させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のワーククランプ装置においては、車種によりワーク1の形状が変化した場合にはクランプ位置も変化するので、この変化に対応しなければならない。例えば、図5,図6の場合にはクランプ部6,8の形状を変更したり、油圧シリンダ5,7の取付位置を変更し、あるいは油圧シリンダ5,7及びクランプ部6,8を複数用意し、その組み合わせを変更するようにしていた。しかしながら、このように油圧シリンダ5,7やクランプ部6,8を複数設けたり、形状を変更することは時間と費用がかかり、スペース的にも問題があった。又、図7の場合にはクランプ部20をあらゆる方向に移動可能であるためワーク1の形状変化に容易に対応できるが、二つのサーボモータ9,10を用いるため高価でスペースが大きくなり、またクランプ部20の旋回時にはサーボモータ10も一緒に旋回するため慣性が大きくなり、旋回スピードを上げることができず、サイクルタイム(機械動作時間)が長くなった。
【0007】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、ワークの形状変更に対する適用範囲が広いのはもちろんのこと、安価でスペースが小さく、かつクランプ部の旋回スピードが大きくサイクルタイムを短くすることができる自動機械用ワーククランプ装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自動機械用ワーククランプ装置は、取付台に取り付けられた軸受台と、軸受台に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸と、旋回軸の一端に取り付けられた旋回ヘッドと、旋回ヘッドに移動自在に支持されたラックと、ラックと一体的に設けられ、ワークを取付台へクランプするクランプ部と、旋回軸及び旋回ヘッドに回転自在に挿入された回転軸と、回転軸の一端に取り付けられるとともに、ラックと噛合するピニオンと、旋回ヘッドに設けられ、作動時ラックを固定するラック固定シリンダと、取付台に取り付けられたクランプシリンダと、クランプシリンダのピストンに支持されるとともに、移動時に旋回軸と係合する取付部と、この取付部に取り付けられるとともに、回転軸の他端と連結されたサーボモータと、取付部に取り付けられ、作動時に旋回軸を取付部に固定する旋回ロックシリンダを設けたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図1はこの実施形態による自動変速機試験装置のワーククランプ装置の縦断面図を示し、22は取付台2に取り付けられた軸受台、23は軸受台22の内周に支持されたすべり軸受であり、オイレスメタルにより構成されている。24はすべり軸受23に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸、25は旋回軸24の一端に取り付けられた旋回ヘッド、26は旋回ヘッド25に移動自在に支持されたラック、27は同じく旋回ヘッド25に移動自在に支持された移動軸であり、その一端はラック26の一端と連結され、他端にはクランプ部28が設けられる。28aはストッパである。29は同じく旋回ヘッド25に設けられたラック固定シリンダであり、エア式でも油圧式でもよい。
【0010】
又、30は旋回軸24に挿通されるとともに、旋回ヘッド25にも挿入され、旋回軸24及び旋回ヘッド25に回転自在に支持された回転軸、31は旋回ヘッド25内において回転軸30の一端に取り付けられたピニオンであり、ピニオン31はラック26と噛合する。32は一端が取付台2に取り付けられた油圧式クランプシリンダであり、クランプシリンダ32の他端即ちピストン32aの先端は取付板33と連結される。旋回軸24の他端は取付板33の孔33aに隙間を介して挿通されるとともに、取付板33の両側に接する滑り板34が取り付けられ、さらに一方の滑り板34と接して圧接板35が取り付けられる。滑り板34はテフロン板又はオイレスメタル板により形成される。
【0011】
36は取付板33に取り付けられたモータ取付枠であり、その外側にはサーボモータ37が取り付けられる。モータ取付枠36内においては、継手38を介してサーボモータ37の回転軸と回転軸30の他端が連結されるとともに、取付板33に旋回ロックシリンダ21が取り付けられる。旋回ロックシリンダ21はエア式でも油圧式でもよい。なお、旋回ヘッド25は実際には水平に設けられている。
【0012】
次に、上記構成の動作を図2及び図3を参照しながら説明する。図2及び図3は旋回ヘッド部分の縦断面図である。まず、ワーク1を搬入し、取付台2に設けた図示しないガイドピンにワーク1のガイド穴を嵌合させる。このときの旋回ヘッド部分は図2(a)の状態にあるとする。次に、ラック固定シリンダ29をオンしてラック26の動きを固定し、サーボモータ37を駆動すると、回転軸30が回転してピニオン31も回転するのでラック26が移動しようとするが、ラック26は固定されているので旋回ヘッド25及び旋回軸24が図2(b)に示すように旋回し、クランプ部28は下方に向くまで旋回する。次に、ラック固定シリンダ29をオフしてラック26の移動を可能とするとともに、旋回ロックシリンダ21をオンして圧接板35を一方の滑り板34に圧接し、旋回軸24を取付板33と一体化してその旋回を阻止した状態でサーボモータ37により回転軸30を回転させると、ピニオン31の回転によりラック26及び移動軸27を介してクランプ部28が下方に突出する。この状態を図2(c)に示す。
【0013】
上記した図2(c)の状態でクランプシリンダ32をオンしてピストン32aを突出させると取付板33及び取付枠36が図1で右方へ動き、サーボモータ37、旋回軸24及び回転軸30も右方へ動く。このため、旋回ヘッド25を介してクランプ部28も右方へ動き、ワーク1を取付台2にクランプする。このクランプ状態でワーク1の試験が終了したらクランプシリンダ32のピストン32aを引っ込ませ、再び図2(c)の状態とする。ここで、サーボモータ37を上記とは逆回転させると、回転軸30及びピニオン31を介してラック26が移動し、クランプ部28はストッパ28aが旋回ヘッド25と当接するまで上動し、図3(a)の状態となる。次に、旋回ロックシリンダ21をオフして圧接板35の圧接を解除するとともに、ラック固定シリンダ29をオンしてラック26を固定し、回転軸30を回転させると、旋回軸24及び旋回ヘッド25を介してクランプ部28が旋回し、図3(b)に示すように原位置に復帰し、ワーク1を搬出する。
【0014】
上記した実施形態において、クランプ部28は旋回軸24の軸心に対して旋回、半径方向移動、及び軸方向移動が可能なので、ワーク1の形状変化に対して広範囲に適用することができる。又、クランプ部28の軸方向移動はクランプシリンダ32により行い、クランプ部28の旋回と半径方向移動は一個のサーボモータ37で行い、その切換は二個のシリンダ21,29により行っている。従って、サーボモータは一個のみ用いるので、安価でスペースを小さくすることができる。さらに、サーボモータが旋回部分に含まれていないので、旋回慣性が小さくなり、旋回スピードを上げることができ、サイクルタイムが短くなり、生産性を向上することができる。
【0015】
なお、上記実施形態においては、クランプ部28を移動軸27に設けたが、ラック26に設けてもよい。又、取付板33と取付枠36を一体にしてもよい。さらに、自動機械の例として自動変速機試験装置を示したが、この発明は他の自動機械にも適用することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、クランプ部を旋回可能とするとともに、旋回中心に対して軸方向及び半径方向移動可能としており、ワークの形状変化に広範囲に適用することができる。又、ワークの旋回と半径方向移動を一個のサイクルタイムで行っているので、安価でスペースを小さくすることができる。さらに、このサーボモータは旋回しないので、旋回スピードを上げることができ、サイクルタイムが短くなり、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による自動変速機試験装置のワーククランプ装置の縦断面図である。
【図2】この発明によるワーククランプ装置の旋回ヘッド部分の縦断側面図である。
【図3】この発明によるワーククランプ装置の旋回ヘッド部分の縦断側面図である。
【図4】従来の自動変速機試験装置の簡略構成図である。
【図5】従来のワーククランプ装置の構成図である。
【図6】従来の他のワーククランプ装置の構成図である。
【図7】従来のさらに他のワーククランプ装置の構成図である。
【符号の説明】
1…ワーク
2…取付台
21…旋回ロックシリンダ
22…軸受台
24…旋回軸
25…旋回ヘッド
26…ラック
27…移動軸
28…クランプ部
29…ラック固定シリンダ
30…回転軸
31…ピニオン
32…クランプシリンダ
33…取付板
34…滑り板
35…圧接板
36…取付枠
37…サーボモータ
38…継手
Claims (1)
- ワークを取付台へ自動的にクランプする自動機械用ワーククランプ装置において、取付台に取り付けられた軸受台と、軸受台に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸と、旋回軸の一端に取り付けられた旋回ヘッドと、旋回ヘッドに移動自在に支持されたラックと、ラックと一体的に設けられ、ワークを取付台へクランプするクランプ部と、旋回軸内及び旋回ヘッド内に回転自在に挿入された回転軸と、旋回ヘッド内において回転軸の一端に取り付けられるとともに、上記ラックと噛合するピニオンと、旋回ヘッドに取り付けられ、作動時ラックを固定するシリンダと、取付台に取り付けられたクランプシリンダと、クランプシリンダのピストンに支持されるとともに、移動時に旋回軸と係合する取付部と、この取付部に取り付けられるとともに、回転軸の他端と連結されたサーボモータと、取付部に取り付けられ、作動時に旋回軸を取付部に固定する旋回ロックシリンダを備えたことを特徴とする自動機械用ワーククランプ装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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