JP3729771B2 - 位置決めクランプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネル材を所定の位置に位置決めして固定するための位置決めクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動車車体はそれぞれ車体を構成するパネル材をスポット溶接などの接合手段によって組立てることにより形成される。自動車車体の組立てるには、パネル材を位置決め支持した搬送台車を、所定の間隔ごと作業ステージが設けられた車体組立ラインに移動させながら、各々の作業ステージでスポット溶接などの所定の組立作業を行うようにしている。車体組立ラインの最終ステージと最初のステージとを復帰ラインにより連結すれば、搬送台車は循環使用することができる。搬送台車には１つのパネル材を位置決め固定するために複数本のロケートピンが用いられており、さらに、１つの車体組立ラインにおいては通常、複数の車種を組み立てるようにしているので、複数のパネル材をそれぞれの搬送台車で位置決め固定するには、組み立てられる車種の数に対応した組数のロケートピンを設ける必要がある。そのため、それぞれのロケートピンを駆動するために電動モータや空気圧シリンダを搬送台車に設ける必要がある。一方、たとえば、特開平4-283034号公報は、ロケートピンを３軸方向に移動自在として１組のロケートピンによって複数の車種に対応したパネル材を位置決め固定するようにした技術を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、搬送台車に設けられたロケートピンを３軸方向に移動自在とするには、ロケートピンを駆動するための空気圧配管を搬送台車に組み込む必要があり、搬送台車の構造が複雑となってしまう。
【０００４】
また、たとえば、特開平7-40168号公報は、ワークを搬送するパレットにワークを把持するクランプ機構を設け、クランプ機構をパレット外部で駆動するようにした技術を開示しているが、この場合にはクランプ装置の両側からクランプ用とアンクランプ用のアクチュエータを作動させるようにしているので、スペース効率が良くないという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構造でパネル材の位置決め固定とパネル材の解放とを行うようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置決めクランプ装置は、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が設けられたワーク受け台と、前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられ、先端部が前記スリット内に入り込む退避位置と前記スリット内から迫り出すクランプ位置とに移動自在のクランプアームと、前記ワーク受け台に取り付けられたケース内に前記ロケートピンに対してほぼ直角方向に摺動自在に設けられ、前記クランプアームを前記クランプ位置と前記退避位置に駆動する摺動カムと、前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記摺動カムを前記クランプ位置に駆動するクランプ用ロッドと、前記ケースに回動自在に設けられ、前記摺動カムが前記クランプ位置となったときに係合してクランプ位置を保持するロック爪と、前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記ロック爪の係合を解除するクランプ解放用ロッドとを有し、前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドとを往復動手段により駆動することを特徴とする。
【０００７】
本発明の位置決めクランプ装置は、前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドは、相互に平行となって前記ケースに設けられていることを特徴とし、また、前記往復動手段はピストンロッドを駆動する空気圧シリンダであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の位置決めクランプ装置は、前記ワーク受け台はパネル材を搬送する搬送台車に設けられ、前記搬送台車にパネル材をクランプする際には前記パネルを前記ロケートピンに嵌合させた後に前記クランプ用ロッドを後退移動させ、前記パネル材を前記搬送台車から取り外す際には前記クランプ解放用ロッドを後退移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、クランプアームをクランプ位置と退避位置とに駆動するクランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドとがワーク受け台に取り付けられており、外部に配置された往復動手段によってクランプアームを作動させることができるので、位置決めクランプ装置の構造を複雑化することなく、パネル材のクランプとアンクランプとを行うことができる。
【００１０】
また、クランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドは相互に平行となっているので、同じ側からそれぞれを往復動手段により駆動してクランプアームを作動させることができ、位置決めクランプ装置の周囲のスペースを有効に活用することができる。
【００１１】
往復動手段を空気圧シリンダとすることにより、空気圧シリンダに設けられたピストンロッドの往復動によって迅速にクランプアームを作動させることができる。
【００１２】
位置決めクランプ装置をパネル材の搬送台車に設けることにより、パネル材を搬送する搬送台車にはクランプアームを作動させるための往復動手段を設けることが不要となり、搬送台車の構造を簡単にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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が設けられた搬送台車を示す平面図であり、この搬送台車１０は、たとえば、フロアメイン工程で組み立てられたフロアメインつまり車体床を構成するパネルにボディサイドパネルなどの他のパネル材を組み立てるために使用することができる。その場合には、搬送台車１０はパネル材が搬入される最初のステージから、所定の作業が終了した後のパネル材を搬出するための最終ステージまでパネル材を支持して移動し、各ステージにおいて所定の作業が行われる。
【００１４】
図１にあっては、搬送台車１０にはワークであるパネル材Ｗを位置決め固定するためのクランプ装置１１が設けられている。クランプ装置１１は１種類のワークＷについて複数個設けられており、しかも１台の搬送台車１０が複数種類のパネル材Ｗを搬送し得るようにするには、パネル材の種類に応じて複数組みのクランプ装置１１が搬送台車１０に設けられることになる。ただし、図１にあっては、１種類のパネル材Ｗを２つのクランプ装置１１によって位置決め固定する場合を便宜的に示しており、任意の数のクランプ装置１１によって１種類のパネル材Ｗを位置決め固定することができる。たとえば、１つの組み立てラインで３種類の車両を組み立てるようにし、さらにそれぞれの車種に対応したパネル材を３つのクランプ装置によってクランプするのであれば、合計９個のクランプ装置が搬送台車１０には取り付けられることになる。
【００１５】
図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見たクランプ装置１１の拡大正面図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見たクランプ装置１１の拡大側面図であり、図４および図５はそれぞれ図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１６】
搬送台車１０は図２に示される車輪１０ａによって走行自在となっており、車輪１０ａは搬送台車１０に複数個設けられている。クランプ装置１１は、筒部１２ａとこれと一体となった取付フランジ部１２ｂとを備えたワーク受け台１２を有しており、ワーク受け台１２は図２および図３に示されるように、取付フランジ部１２ｂに固定される支持ブラケット１３により搬送台車１０に取り付けられている。ワーク受け台１２の先端には、ピン本体部１４ａと取付フランジ部１４ｂとが一体となったロケートピン１４が取付フランジ部１４ｂの部分で取り付けられている。
【００１７】
図７はロケートピン１４とワーク受け台１２を示す分解斜視図であり、ロケートピン１４の先端部はほぼ半球形状となっている。ロケートピン１４のピン本体部１４ａの外側には円筒部１５ａと取付フランジ部１５ｂとが一体となったワーク受け筒体１５が嵌合され、取付フランジ部１５ｂの部分でロケートピン１４の取付フランジ部１４ｂを介してワーク受け台１２に取り付けられている。ワーク受け筒体１５の先端面は、ワークであるパネル材Ｗの表面に接触するワーク接触面１５ｃとなっており、パネル材Ｗに形成された位置決め孔にロケートピン１４のピン本体部１４ａを嵌合させることによってパネル材Ｗは位置決めされることになる。
【００１８】
図４に示すように、ロケートピン１４にはスリット１６が形成されており、このスリット１６にはクランプアーム１７が組み込まれている。クランプアーム１７の基端部は、ワーク受け台１２の筒部１２ａ内に軸方向に往復動自在に組み込まれた連動ロッド１８に連結ピン１９により連結されている。
【００１９】
図６は図４におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、連結ピン１９の両端部は図６に示されるように、ワーク受け台１２の筒部１２ａに軸方向に沿って形成された長孔２１の中に摺動自在に支持されており、長孔２１の軸方向長さは、連動ロッド１８の往復動ストロークにほぼ対応している。したがって、連動ロッド１８が図６において上方に向けて前進移動すると、クランプアーム１７はスリット１６内を前進移動し、連動ロッド１８が後退移動すると、クランプアーム１７も後退移動する。
【００２０】
図４〜図６に示すように、ワーク受け台１２の筒部１２ａには連結ピン１９と平行となってカムピン２２が固定されており、このカムピン２２はクランプアーム１７に形成されたカム溝２３を貫通している。カム溝２３はクランプアーム１７の長手方向と平行となったストレート部２３ａとこれの後端部に連なった傾斜部２３ｂとを有している。したがって、連動ロッド１８が後退限位置となると、図４に示すようにクランプアーム１７の先端部はスリット１６から迫り出した状態となる。この状態のもとでは、パネル材Ｗはクランプアーム１７によりクランプすることができる。一方、連動ロッド１８が前進限位置となると、図５に示すようにカムピン２２が傾斜部２３ｂに入り込むことから、クランプアーム１７は先端部を含めてスリット１６内に入り込むことになる。この状態のもとでは、パネル材Ｗの位置決め孔にロケートピン１４を嵌合させることができるとともに、パネル材Ｗをクランプ装置１１から取り外すことができる。連結ピン１９およびカムピン２２の端面は、ワーク受け台１２に取り付けられるカバー２４によって覆われている。
【００２１】
ワーク受け台１２の取付フランジ部１２ｂの下面には、ケース２５が取り付けられており、このケース２５は第１ケース部２５ａとこれに取り付けられる第２ケース部２５ｂとを有している。それぞれのケース部２５ａ，２５ｂの外周面は図３に示されるように、断面四辺形となっている。第１ケース部２５ａ内には連動ロッド１８が入り込んでおり、さらに、この第１ケース部２５ａ内には連動ロッド１８の往復動方向に対してほぼ直角方向に摺動自在にスライダ２６が組み込まれている。このスライダ２６は、外周面が断面円形となった円筒体２７と、この内部に軸方向に摺動自在に組み込まれる円柱形状の摺動カム２８とを有している。なお、円筒体２８の外周に形成された環状溝にはウエアーリング３０が装着され、それぞれのウエアーリング３０は第１ケース部２５ａの断面円形の内周面に接触する。
【００２２】
図４および図５に示すように、スライダ２６の円筒体２７の後端部にはばね受け３１が固定され、先端部にはクランプ用ロッド３２が固定されてケース２５の外部に突出しており、摺動カム２８とクランプ用ロッド３２との間には圧縮コイルばね３３が組み込まれている。
【００２３】
図８は連動ロッド１８とクランプアーム１７とスライダ２６とを示す分解斜視図であり、連動ロッド１８の端部に形成された平坦部３４は、円筒体２７に形成された切り欠き部３５を貫通して摺動カム２８に形成されたスリット３６内に入り込んでいる。摺動カム２８に形成されたカム溝３７には、連動ロッド１８の平坦部３４に形成された取付孔３８に固定されるカムピン３９が係合しており、このカムピン３９は円筒体２７に形成された貫通孔２７ａを通し、さらにカムピン３９の両端部は図４および図５に破線で示すように第1ケース部２５ａに形成された長孔４０に係合している。この長孔４０は連動ロッド１８の軸方向に伸びており、カムピン３９は摺動カム２８の軸方向移動によって長孔４０に案内されて図において上下方向に移動する。
【００２４】
カム溝３７は摺動カム２８の軸方向に対して傾斜した傾斜部３７ａとほぼ軸方向となった退避部３７ｂとを有しており、図４に示すように、スライダ２６を後退位置まで移動させると、カムピン３９は傾斜部３７ａの端部にまで引き込まれて連動ロッド１８を介してクランプアーム１７はクランプ位置にまで駆動される。一方、図５に示すように、スライダ２６を前進位置まで移動させると、カムピン３９は退避部３７ｂの位置まで引き上げられて連動ロッドを介してクランプアーム１７は退避位置まで駆動される。
【００２５】
このようなスライダ２６の軸方向の移動に際しては、摺動カム２８は円筒体２７とともに一体に移動することになるが、円筒体２７の中の摺動カム２８とクランプ用ロッド３２との間には圧縮コイルばね３３が組み込まれているので、スライダ２６が後退位置まで移動してクランプアーム１７がパネル材Ｗをクランプした状態のもとでは、クランプアーム１７を介してパネル材Ｗにはコイルばね３３のばね力が加えられる。これにより、パネル材Ｗは確実にクランプアーム１７の先端部とワーク接触面１５ｃとの間で締結される。
【００２６】
第１ケース部２５ａに固定されたエンドプレート４１とスライダ２６のばね受け３１との間には、スライダ２６に対して前進方向にばね力を加えるために圧縮コイルばね４２が組み込まれている。したがって、この圧縮コイルばね４２によりスライダ２６には前進方向のばね力がスライダ２６に加えられている。
【００２７】
ケース２５内にはロック爪４３が取付ピン４４を中心に回動自在に取り付けられており、このロック爪４３には、スライダ２６の前端面に係合してスライダ２６をばね力に抗して後退限位置で固定するためのストッパ部４３ａが設けられている。
【００２８】
第２ケース部２５ｂ内には軸方向に往復動自在にクランプ解放用ロッド４５が組み込まれており、このクランプ解放用ロッド４５の先端部はケース２５の外部に突出し、クランプ解放用ロッド４５の後端部に設けられた圧縮コイルばね４６によりクランプ解放用ロッド４５には前進方向のばね力が加えられている。ロック爪４３には係合部４３ｂが設けられ、この係合部４３ｂはクランプ解放用ロッド４５に形成されたスリット４７内に入り込んでいる。係合部４３ｂには、摺動部４８ａとロック部４８ｂとを有するＬ字形状の係合溝４８が形成され、この係合溝４８を貫通する係合ピン４９がクランプ解放用ロッド４５に固定され、この係合ピン４９の両端部は第２ケース部２５ｂに形成された長孔５０に係合している。これにより、クランプ解放用ロッド４５を介してロック爪４３にはストッパ部４３ａがスライダ２６に向かう方向のばね力が圧縮コイルばね４６によって加えられることになる。
【００２９】
したがって、スライダ２６をクランプ用ロッド３２により後退移動させると、圧縮コイルばね４６のばね力がクランプ解放用ロッド４５を介してロック爪４３に伝達されてロック爪４３はスライダ２６の端面に係合し、図４に示すように、スライダ２６は後退限位置で固定されることになる。このときには、図４に示すように、クランプアーム１７はクランプ位置にまで迫り出すことになり、クランプ解放用ロッド４５は前進限位置となる。さらに、このときには、ロック爪４３に形成されたストッパ部４３ａがクランプ解放用ロッド４５に接触するようになっており、ロック爪４３が戻る方向に回動することを防止し、スライダ２６は後退位置で保持される。一方、クランプ開放用ロッド４５が後退移動すると、ストッパ部４３ｃはクランプ解放用ロッド４５との接触が解除されてロック爪４３は図５において時計方向に回動することになる。
【００３０】
このクランプ解放用ロッド４５とクランプ用ロッド３２は、上下方向にずれてケース２５から相互に平行となって搬送台車１０から外方に突出しており、位置決めクランプ装置１１に対して同一方向からそれぞれのロッド３２，４５を駆動させることができる。ただし、それぞれのロッド３２，４５を相互に水平方向にずらして平行に取り付けるようにしても良い。
【００３１】
一方、図５に示すように、クランプ解放用ロッド４５を後退限位置まで移動させると、ロック爪４３の係合部４３ｂがクランプ解放用ロッド４５により押されてストッパ部４３ａがスライダ２６から離れるようにロック爪４３が回動する。これにより、クランプ用ロッド３２はスライダ２６とともに圧縮コイルばね４２のばね力により前進方向に駆動され、クランプアーム１７は図５に示すように、退避位置に移動することになる。このときには、クランプ解放用ロッド４５は、ストッパ部４３ａがスライダ２６の外周面に接触するので、後退した状態を保持する。
【００３２】
図１に示すように、搬送台車１０には搬送されるパネル材Ｗに対して複数台のクランプ装置１１が取り付けられており、搬送台車１０はパネル材Ｗを保持したまま、１つの組立ラインを構成する複数の作業ステージを最初のワーク搬入ステージから最終のワーク搬出ステージまで搬送移動することになる。たとえば、図１に示すステージがワーク搬出ステージであるとすると、所定の組立作業が終了したパネル材Ｗをクランプアーム１７とロケートピン１４とによって位置決め固定されていた状態からクランプアーム１７を退避位置に駆動してパネル材Ｗを搬送台車１０から取り外すことになる。
【００３３】
そのため、最終のステージには図２に実線で示すように、ピストンロッド５１ａがクランプ解放用ロッド４５に対向するようにして空気圧シリンダ５１が支持台５２に取り付けられている。したがって、往復動手段としての空気圧シリンダ５１を駆動させてピストンロッド５１ａによりクランプ解放用ロッド４５を後退移動させると、クランプアーム１７は図４に示すクランプ位置から図５に示す退避位置に移動してパネル材Ｗのクランプは解除される。この状態のもとでパネル材Ｗは図示しないワーク搬送具によって搬送台車１０から搬出される。
【００３４】
一方、組立ラインの最初のワーク搬入ステージには図２において二点鎖線で示すように、ピストンロッド５３ａがクランプ用ロッド３２に対向するように空気圧シリンダ５３が支持台５４に取り付けられている。したがって、パネル材Ｗに形成された嵌合孔にロケートピン１４を嵌合させて位置決めを行った状態のもとで、往復動手段としての空気圧シリンダ５３を駆動させてピストンロッド５３ａによりクランプ用ロッド３２を後退移動させると、クランプアーム１７は図５に示す退避位置から図４に示すクランプ位置に移動してパネル材Ｗはクランプされる。なお、それぞれの往復動手段としての空気圧シリンダ５１，５３に代えて、電動モータにより直線往復動する部材を用いても良い。
【００３５】
このように、図示する位置決めクランプ装置を搬送台車１０に取り付けるようにした場合には、クランプアーム１７が退避位置となっているときにパネル材Ｗをそれに形成された嵌合孔にロケートピン１４を嵌合させてパネル材Ｗの位置決めを行うことができる。位置決めされた状態のもとで、クランプ用ロッド３２を空気圧シリンダ５３によって後退移動させると、スライダ２６の摺動カム２８を介してクランプアーム１７がパネル材Ｗに接近するとともにクランプアーム１７の先端部がまずパネル材Ｗの表面に接触する。引き続いてクランプ用ロッド３２が後退移動すると、摺動カム２８が静止状態のままで円筒体２７が後退移動し、圧縮コイルばね３３が収縮する。これにより、コイルばね３３のばね力がクランプアーム１７を介してパネル材Ｗに伝達され、パネル材Ｗは確実にクランプされる。
【００３６】
一方、パネル材Ｗをクランプ装置１０から取り外すには、クランプ解放用ロッド４５を空気圧シリンダ５１によって後退移動させると、スライダ２６の摺動カム２８を介してクランプアーム１７はその先端部がパネル材Ｗから離れるとともにスリット１６内に退避することになる。この状態のもとで、パネル材Ｗはロケートピン１４から取り外される。このように、クランプ用ロッド３２とクランプ解放用ロッド４５とをそれぞれ往復動手段としての空気圧シリンダ５１，５３によって駆動することにより、迅速にクランプアーム１７を退避位置とクランプ位置との間で開閉動作することができる。
【００３７】
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。たとえば、図示する実施の形態にあっては、このクランプ装置１１を搬送台車１０に取り付けた場合を示すが、一ヶ所のステージでパネル材Ｗをクランプして所定の作業を行った後に、そのステージからパネル材Ｗを取り外す場合には、そのステージに図示するクランプ装置１１を取り付けるとともに、そのステージにはクランプ用ロッド３２を駆動する空気圧シリンダ５１と、クランプ解放用ロッド４５を駆動する空気圧シリンダ５３とを隣接させて取り付けることになる。さらに、この位置決めクランプ装置１１を工業用ロボットのアームに取り付けるようにし、ロボットにパネル材Ｗをクランプして搬送する場合にもこの位置決めクランプ装置を適用することができる。また、クランプ用ロッド３２とクランプ解放用ロッド４５は図示する場合には、上下にずらして平行となってケース２５に設けられているが、水平方向にずらして設けるようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、位置決めクランプ装置の構造を複雑化することなく、パネル材のクランプとアンクランプとを外部からの動力源によって確実に行うことができる。また、クランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドは相互に平行となっているので、同じ側からそれぞれを往復動手段により駆動してクランプアームを作動させることができ、位置決めクランプ装置の周囲のスペースを有効に活用することができる。往復動手段を空気圧シリンダとすることにより、空気圧シリンダに設けられたピストンロッドの往復動によって迅速にクランプアームを作動させることができる。位置決めクランプ装置をパネル材の搬送台車に設けることにより、パネル材を搬送する搬送台車にはクランプアームを作動させるための往復動手段を設けることが不要となり、搬送台車の構造を簡単にすることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である位置決めクランプ装置が設けられた搬送台車を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た位置決めクランプ装置の拡大正面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た位置決めクランプ装置の拡大側面図である。
【図４】クランプアームがクランプ位置となった状態における図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】クランプアームが退避位置となった状態における図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】図４におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図７】ロケートピンとワーク受け台を示す分解斜視図である。
【図８】連動ロッドとクランプアームとスライダを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 搬送台車
１１ クランプ装置
１２ ワーク受け台
１３ 支持ブラケット
１４ ロケートピン
１５ ワーク受け筒体
１６ スリット
１７ クランプアーム
１８ 連動ロッド
１９ 連結ピン
２１ 長孔
２２ カムピン
２３ カム溝
２４ カバ―
２５ ケース
２６ スライダ
２７ 円筒体
２８ 摺動カム
３１ ばね受け
３２ クランプ用ロッド
３３ 圧縮コイルばね
３４ 平坦部
３５ 切り欠き部
３６ スリット
３７ カム溝
３８ 取付孔
３９ カムピン
４０ 長孔
４１ エンドプレート
４２ 圧縮コイルばね
４３ ロック爪
４４ 取付ピン
４５ クランプ解放用ロッド
４６ 圧縮コイルばね
４７ 係合孔
４８ 係合溝
４９ 係合ピン
５０ 長孔
５１ 空気圧シリンダ
５２ 支持台
５３ 空気圧シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明はパネル材を所定の位置に位置決めして固定するための位置決めクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動車車体はそれぞれ車体を構成するパネル材をスポット溶接などの接合手段によって組立てることにより形成される。自動車車体の組立てるには、パネル材を位置決め支持した搬送台車を、所定の間隔ごと作業ステージが設けられた車体組立ラインに移動させながら、各々の作業ステージでスポット溶接などの所定の組立作業を行うようにしている。車体組立ラインの最終ステージと最初のステージとを復帰ラインにより連結すれば、搬送台車は循環使用することができる。搬送台車には１つのパネル材を位置決め固定するために複数本のロケートピンが用いられており、さらに、１つの車体組立ラインにおいては通常、複数の車種を組み立てるようにしているので、複数のパネル材をそれぞれの搬送台車で位置決め固定するには、組み立てられる車種の数に対応した組数のロケートピンを設ける必要がある。そのため、それぞれのロケートピンを駆動するために電動モータや空気圧シリンダを搬送台車に設ける必要がある。一方、たとえば、特開平4-283034号公報は、ロケートピンを３軸方向に移動自在として１組のロケートピンによって複数の車種に対応したパネル材を位置決め固定するようにした技術を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、搬送台車に設けられたロケートピンを３軸方向に移動自在とするには、ロケートピンを駆動するための空気圧配管を搬送台車に組み込む必要があり、搬送台車の構造が複雑となってしまう。
【０００４】
また、たとえば、特開平7-40168号公報は、ワークを搬送するパレットにワークを把持するクランプ機構を設け、クランプ機構をパレット外部で駆動するようにした技術を開示しているが、この場合にはクランプ装置の両側からクランプ用とアンクランプ用のアクチュエータを作動させるようにしているので、スペース効率が良くないという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構造でパネル材の位置決め固定とパネル材の解放とを行うようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置決めクランプ装置は、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が設けられたワーク受け台と、前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられ、先端部が前記スリット内に入り込む退避位置と前記スリット内から迫り出すクランプ位置とに移動自在のクランプアームと、前記ワーク受け台に取り付けられたケース内に前記ロケートピンに対してほぼ直角方向に摺動自在に設けられ、前記クランプアームを前記クランプ位置と前記退避位置に駆動する摺動カムと、前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記摺動カムを前記クランプ位置に駆動するクランプ用ロッドと、前記ケースに回動自在に設けられ、前記摺動カムが前記クランプ位置となったときに係合してクランプ位置を保持するロック爪と、前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記ロック爪の係合を解除するクランプ解放用ロッドとを有し、前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドとを往復動手段により駆動することを特徴とする。
【０００７】
本発明の位置決めクランプ装置は、前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドは、相互に平行となって前記ケースに設けられていることを特徴とし、また、前記往復動手段はピストンロッドを駆動する空気圧シリンダであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の位置決めクランプ装置は、前記ワーク受け台はパネル材を搬送する搬送台車に設けられ、前記搬送台車にパネル材をクランプする際には前記パネルを前記ロケートピンに嵌合させた後に前記クランプ用ロッドを後退移動させ、前記パネル材を前記搬送台車から取り外す際には前記クランプ解放用ロッドを後退移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、クランプアームをクランプ位置と退避位置とに駆動するクランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドとがワーク受け台に取り付けられており、外部に配置された往復動手段によってクランプアームを作動させることができるので、位置決めクランプ装置の構造を複雑化することなく、パネル材のクランプとアンクランプとを行うことができる。
【００１０】
また、クランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドは相互に平行となっているので、同じ側からそれぞれを往復動手段により駆動してクランプアームを作動させることができ、位置決めクランプ装置の周囲のスペースを有効に活用することができる。
【００１１】
往復動手段を空気圧シリンダとすることにより、空気圧シリンダに設けられたピストンロッドの往復動によって迅速にクランプアームを作動させることができる。
【００１２】
位置決めクランプ装置をパネル材の搬送台車に設けることにより、パネル材を搬送する搬送台車にはクランプアームを作動させるための往復動手段を設けることが不要となり、搬送台車の構造を簡単にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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が設けられた搬送台車を示す平面図であり、この搬送台車１０は、たとえば、フロアメイン工程で組み立てられたフロアメインつまり車体床を構成するパネルにボディサイドパネルなどの他のパネル材を組み立てるために使用することができる。その場合には、搬送台車１０はパネル材が搬入される最初のステージから、所定の作業が終了した後のパネル材を搬出するための最終ステージまでパネル材を支持して移動し、各ステージにおいて所定の作業が行われる。
【００１４】
図１にあっては、搬送台車１０にはワークであるパネル材Ｗを位置決め固定するためのクランプ装置１１が設けられている。クランプ装置１１は１種類のワークＷについて複数個設けられており、しかも１台の搬送台車１０が複数種類のパネル材Ｗを搬送し得るようにするには、パネル材の種類に応じて複数組みのクランプ装置１１が搬送台車１０に設けられることになる。ただし、図１にあっては、１種類のパネル材Ｗを２つのクランプ装置１１によって位置決め固定する場合を便宜的に示しており、任意の数のクランプ装置１１によって１種類のパネル材Ｗを位置決め固定することができる。たとえば、１つの組み立てラインで３種類の車両を組み立てるようにし、さらにそれぞれの車種に対応したパネル材を３つのクランプ装置によってクランプするのであれば、合計９個のクランプ装置が搬送台車１０には取り付けられることになる。
【００１５】
図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見たクランプ装置１１の拡大正面図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見たクランプ装置１１の拡大側面図であり、図４および図５はそれぞれ図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１６】
搬送台車１０は図２に示される車輪１０ａによって走行自在となっており、車輪１０ａは搬送台車１０に複数個設けられている。クランプ装置１１は、筒部１２ａとこれと一体となった取付フランジ部１２ｂとを備えたワーク受け台１２を有しており、ワーク受け台１２は図２および図３に示されるように、取付フランジ部１２ｂに固定される支持ブラケット１３により搬送台車１０に取り付けられている。ワーク受け台１２の先端には、ピン本体部１４ａと取付フランジ部１４ｂとが一体となったロケートピン１４が取付フランジ部１４ｂの部分で取り付けられている。
【００１７】
図７はロケートピン１４とワーク受け台１２を示す分解斜視図であり、ロケートピン１４の先端部はほぼ半球形状となっている。ロケートピン１４のピン本体部１４ａの外側には円筒部１５ａと取付フランジ部１５ｂとが一体となったワーク受け筒体１５が嵌合され、取付フランジ部１５ｂの部分でロケートピン１４の取付フランジ部１４ｂを介してワーク受け台１２に取り付けられている。ワーク受け筒体１５の先端面は、ワークであるパネル材Ｗの表面に接触するワーク接触面１５ｃとなっており、パネル材Ｗに形成された位置決め孔にロケートピン１４のピン本体部１４ａを嵌合させることによってパネル材Ｗは位置決めされることになる。
【００１８】
図４に示すように、ロケートピン１４にはスリット１６が形成されており、このスリット１６にはクランプアーム１７が組み込まれている。クランプアーム１７の基端部は、ワーク受け台１２の筒部１２ａ内に軸方向に往復動自在に組み込まれた連動ロッド１８に連結ピン１９により連結されている。
【００１９】
図６は図４におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、連結ピン１９の両端部は図６に示されるように、ワーク受け台１２の筒部１２ａに軸方向に沿って形成された長孔２１の中に摺動自在に支持されており、長孔２１の軸方向長さは、連動ロッド１８の往復動ストロークにほぼ対応している。したがって、連動ロッド１８が図６において上方に向けて前進移動すると、クランプアーム１７はスリット１６内を前進移動し、連動ロッド１８が後退移動すると、クランプアーム１７も後退移動する。
【００２０】
図４〜図６に示すように、ワーク受け台１２の筒部１２ａには連結ピン１９と平行となってカムピン２２が固定されており、このカムピン２２はクランプアーム１７に形成されたカム溝２３を貫通している。カム溝２３はクランプアーム１７の長手方向と平行となったストレート部２３ａとこれの後端部に連なった傾斜部２３ｂとを有している。したがって、連動ロッド１８が後退限位置となると、図４に示すようにクランプアーム１７の先端部はスリット１６から迫り出した状態となる。この状態のもとでは、パネル材Ｗはクランプアーム１７によりクランプすることができる。一方、連動ロッド１８が前進限位置となると、図５に示すようにカムピン２２が傾斜部２３ｂに入り込むことから、クランプアーム１７は先端部を含めてスリット１６内に入り込むことになる。この状態のもとでは、パネル材Ｗの位置決め孔にロケートピン１４を嵌合させることができるとともに、パネル材Ｗをクランプ装置１１から取り外すことができる。連結ピン１９およびカムピン２２の端面は、ワーク受け台１２に取り付けられるカバー２４によって覆われている。
【００２１】
ワーク受け台１２の取付フランジ部１２ｂの下面には、ケース２５が取り付けられており、このケース２５は第１ケース部２５ａとこれに取り付けられる第２ケース部２５ｂとを有している。それぞれのケース部２５ａ，２５ｂの外周面は図３に示されるように、断面四辺形となっている。第１ケース部２５ａ内には連動ロッド１８が入り込んでおり、さらに、この第１ケース部２５ａ内には連動ロッド１８の往復動方向に対してほぼ直角方向に摺動自在にスライダ２６が組み込まれている。このスライダ２６は、外周面が断面円形となった円筒体２７と、この内部に軸方向に摺動自在に組み込まれる円柱形状の摺動カム２８とを有している。なお、円筒体２８の外周に形成された環状溝にはウエアーリング３０が装着され、それぞれのウエアーリング３０は第１ケース部２５ａの断面円形の内周面に接触する。
【００２２】
図４および図５に示すように、スライダ２６の円筒体２７の後端部にはばね受け３１が固定され、先端部にはクランプ用ロッド３２が固定されてケース２５の外部に突出しており、摺動カム２８とクランプ用ロッド３２との間には圧縮コイルばね３３が組み込まれている。
【００２３】
図８は連動ロッド１８とクランプアーム１７とスライダ２６とを示す分解斜視図であり、連動ロッド１８の端部に形成された平坦部３４は、円筒体２７に形成された切り欠き部３５を貫通して摺動カム２８に形成されたスリット３６内に入り込んでいる。摺動カム２８に形成されたカム溝３７には、連動ロッド１８の平坦部３４に形成された取付孔３８に固定されるカムピン３９が係合しており、このカムピン３９は円筒体２７に形成された貫通孔２７ａを通し、さらにカムピン３９の両端部は図４および図５に破線で示すように第1ケース部２５ａに形成された長孔４０に係合している。この長孔４０は連動ロッド１８の軸方向に伸びており、カムピン３９は摺動カム２８の軸方向移動によって長孔４０に案内されて図において上下方向に移動する。
【００２４】
カム溝３７は摺動カム２８の軸方向に対して傾斜した傾斜部３７ａとほぼ軸方向となった退避部３７ｂとを有しており、図４に示すように、スライダ２６を後退位置まで移動させると、カムピン３９は傾斜部３７ａの端部にまで引き込まれて連動ロッド１８を介してクランプアーム１７はクランプ位置にまで駆動される。一方、図５に示すように、スライダ２６を前進位置まで移動させると、カムピン３９は退避部３７ｂの位置まで引き上げられて連動ロッドを介してクランプアーム１７は退避位置まで駆動される。
【００２５】
このようなスライダ２６の軸方向の移動に際しては、摺動カム２８は円筒体２７とともに一体に移動することになるが、円筒体２７の中の摺動カム２８とクランプ用ロッド３２との間には圧縮コイルばね３３が組み込まれているので、スライダ２６が後退位置まで移動してクランプアーム１７がパネル材Ｗをクランプした状態のもとでは、クランプアーム１７を介してパネル材Ｗにはコイルばね３３のばね力が加えられる。これにより、パネル材Ｗは確実にクランプアーム１７の先端部とワーク接触面１５ｃとの間で締結される。
【００２６】
第１ケース部２５ａに固定されたエンドプレート４１とスライダ２６のばね受け３１との間には、スライダ２６に対して前進方向にばね力を加えるために圧縮コイルばね４２が組み込まれている。したがって、この圧縮コイルばね４２によりスライダ２６には前進方向のばね力がスライダ２６に加えられている。
【００２７】
ケース２５内にはロック爪４３が取付ピン４４を中心に回動自在に取り付けられており、このロック爪４３には、スライダ２６の前端面に係合してスライダ２６をばね力に抗して後退限位置で固定するためのストッパ部４３ａが設けられている。
【００２８】
第２ケース部２５ｂ内には軸方向に往復動自在にクランプ解放用ロッド４５が組み込まれており、このクランプ解放用ロッド４５の先端部はケース２５の外部に突出し、クランプ解放用ロッド４５の後端部に設けられた圧縮コイルばね４６によりクランプ解放用ロッド４５には前進方向のばね力が加えられている。ロック爪４３には係合部４３ｂが設けられ、この係合部４３ｂはクランプ解放用ロッド４５に形成されたスリット４７内に入り込んでいる。係合部４３ｂには、摺動部４８ａとロック部４８ｂとを有するＬ字形状の係合溝４８が形成され、この係合溝４８を貫通する係合ピン４９がクランプ解放用ロッド４５に固定され、この係合ピン４９の両端部は第２ケース部２５ｂに形成された長孔５０に係合している。これにより、クランプ解放用ロッド４５を介してロック爪４３にはストッパ部４３ａがスライダ２６に向かう方向のばね力が圧縮コイルばね４６によって加えられることになる。
【００２９】
したがって、スライダ２６をクランプ用ロッド３２により後退移動させると、圧縮コイルばね４６のばね力がクランプ解放用ロッド４５を介してロック爪４３に伝達されてロック爪４３はスライダ２６の端面に係合し、図４に示すように、スライダ２６は後退限位置で固定されることになる。このときには、図４に示すように、クランプアーム１７はクランプ位置にまで迫り出すことになり、クランプ解放用ロッド４５は前進限位置となる。さらに、このときには、ロック爪４３に形成されたストッパ部４３ａがクランプ解放用ロッド４５に接触するようになっており、ロック爪４３が戻る方向に回動することを防止し、スライダ２６は後退位置で保持される。一方、クランプ開放用ロッド４５が後退移動すると、ストッパ部４３ｃはクランプ解放用ロッド４５との接触が解除されてロック爪４３は図５において時計方向に回動することになる。
【００３０】
このクランプ解放用ロッド４５とクランプ用ロッド３２は、上下方向にずれてケース２５から相互に平行となって搬送台車１０から外方に突出しており、位置決めクランプ装置１１に対して同一方向からそれぞれのロッド３２，４５を駆動させることができる。ただし、それぞれのロッド３２，４５を相互に水平方向にずらして平行に取り付けるようにしても良い。
【００３１】
一方、図５に示すように、クランプ解放用ロッド４５を後退限位置まで移動させると、ロック爪４３の係合部４３ｂがクランプ解放用ロッド４５により押されてストッパ部４３ａがスライダ２６から離れるようにロック爪４３が回動する。これにより、クランプ用ロッド３２はスライダ２６とともに圧縮コイルばね４２のばね力により前進方向に駆動され、クランプアーム１７は図５に示すように、退避位置に移動することになる。このときには、クランプ解放用ロッド４５は、ストッパ部４３ａがスライダ２６の外周面に接触するので、後退した状態を保持する。
【００３２】
図１に示すように、搬送台車１０には搬送されるパネル材Ｗに対して複数台のクランプ装置１１が取り付けられており、搬送台車１０はパネル材Ｗを保持したまま、１つの組立ラインを構成する複数の作業ステージを最初のワーク搬入ステージから最終のワーク搬出ステージまで搬送移動することになる。たとえば、図１に示すステージがワーク搬出ステージであるとすると、所定の組立作業が終了したパネル材Ｗをクランプアーム１７とロケートピン１４とによって位置決め固定されていた状態からクランプアーム１７を退避位置に駆動してパネル材Ｗを搬送台車１０から取り外すことになる。
【００３３】
そのため、最終のステージには図２に実線で示すように、ピストンロッド５１ａがクランプ解放用ロッド４５に対向するようにして空気圧シリンダ５１が支持台５２に取り付けられている。したがって、往復動手段としての空気圧シリンダ５１を駆動させてピストンロッド５１ａによりクランプ解放用ロッド４５を後退移動させると、クランプアーム１７は図４に示すクランプ位置から図５に示す退避位置に移動してパネル材Ｗのクランプは解除される。この状態のもとでパネル材Ｗは図示しないワーク搬送具によって搬送台車１０から搬出される。
【００３４】
一方、組立ラインの最初のワーク搬入ステージには図２において二点鎖線で示すように、ピストンロッド５３ａがクランプ用ロッド３２に対向するように空気圧シリンダ５３が支持台５４に取り付けられている。したがって、パネル材Ｗに形成された嵌合孔にロケートピン１４を嵌合させて位置決めを行った状態のもとで、往復動手段としての空気圧シリンダ５３を駆動させてピストンロッド５３ａによりクランプ用ロッド３２を後退移動させると、クランプアーム１７は図５に示す退避位置から図４に示すクランプ位置に移動してパネル材Ｗはクランプされる。なお、それぞれの往復動手段としての空気圧シリンダ５１，５３に代えて、電動モータにより直線往復動する部材を用いても良い。
【００３５】
このように、図示する位置決めクランプ装置を搬送台車１０に取り付けるようにした場合には、クランプアーム１７が退避位置となっているときにパネル材Ｗをそれに形成された嵌合孔にロケートピン１４を嵌合させてパネル材Ｗの位置決めを行うことができる。位置決めされた状態のもとで、クランプ用ロッド３２を空気圧シリンダ５３によって後退移動させると、スライダ２６の摺動カム２８を介してクランプアーム１７がパネル材Ｗに接近するとともにクランプアーム１７の先端部がまずパネル材Ｗの表面に接触する。引き続いてクランプ用ロッド３２が後退移動すると、摺動カム２８が静止状態のままで円筒体２７が後退移動し、圧縮コイルばね３３が収縮する。これにより、コイルばね３３のばね力がクランプアーム１７を介してパネル材Ｗに伝達され、パネル材Ｗは確実にクランプされる。
【００３６】
一方、パネル材Ｗをクランプ装置１０から取り外すには、クランプ解放用ロッド４５を空気圧シリンダ５１によって後退移動させると、スライダ２６の摺動カム２８を介してクランプアーム１７はその先端部がパネル材Ｗから離れるとともにスリット１６内に退避することになる。この状態のもとで、パネル材Ｗはロケートピン１４から取り外される。このように、クランプ用ロッド３２とクランプ解放用ロッド４５とをそれぞれ往復動手段としての空気圧シリンダ５１，５３によって駆動することにより、迅速にクランプアーム１７を退避位置とクランプ位置との間で開閉動作することができる。
【００３７】
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。たとえば、図示する実施の形態にあっては、このクランプ装置１１を搬送台車１０に取り付けた場合を示すが、一ヶ所のステージでパネル材Ｗをクランプして所定の作業を行った後に、そのステージからパネル材Ｗを取り外す場合には、そのステージに図示するクランプ装置１１を取り付けるとともに、そのステージにはクランプ用ロッド３２を駆動する空気圧シリンダ５１と、クランプ解放用ロッド４５を駆動する空気圧シリンダ５３とを隣接させて取り付けることになる。さらに、この位置決めクランプ装置１１を工業用ロボットのアームに取り付けるようにし、ロボットにパネル材Ｗをクランプして搬送する場合にもこの位置決めクランプ装置を適用することができる。また、クランプ用ロッド３２とクランプ解放用ロッド４５は図示する場合には、上下にずらして平行となってケース２５に設けられているが、水平方向にずらして設けるようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、位置決めクランプ装置の構造を複雑化することなく、パネル材のクランプとアンクランプとを外部からの動力源によって確実に行うことができる。また、クランプ用ロッドとクランプ解放用ロッドは相互に平行となっているので、同じ側からそれぞれを往復動手段により駆動してクランプアームを作動させることができ、位置決めクランプ装置の周囲のスペースを有効に活用することができる。往復動手段を空気圧シリンダとすることにより、空気圧シリンダに設けられたピストンロッドの往復動によって迅速にクランプアームを作動させることができる。位置決めクランプ装置をパネル材の搬送台車に設けることにより、パネル材を搬送する搬送台車にはクランプアームを作動させるための往復動手段を設けることが不要となり、搬送台車の構造を簡単にすることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である位置決めクランプ装置が設けられた搬送台車を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た位置決めクランプ装置の拡大正面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た位置決めクランプ装置の拡大側面図である。
【図４】クランプアームがクランプ位置となった状態における図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】クランプアームが退避位置となった状態における図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】図４におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図７】ロケートピンとワーク受け台を示す分解斜視図である。
【図８】連動ロッドとクランプアームとスライダを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 搬送台車
１１ クランプ装置
１２ ワーク受け台
１３ 支持ブラケット
１４ ロケートピン
１５ ワーク受け筒体
１６ スリット
１７ クランプアーム
１８ 連動ロッド
１９ 連結ピン
２１ 長孔
２２ カムピン
２３ カム溝
２４ カバ―
２５ ケース
２６ スライダ
２７ 円筒体
２８ 摺動カム
３１ ばね受け
３２ クランプ用ロッド
３３ 圧縮コイルばね
３４ 平坦部
３５ 切り欠き部
３６ スリット
３７ カム溝
３８ 取付孔
３９ カムピン
４０ 長孔
４１ エンドプレート
４２ 圧縮コイルばね
４３ ロック爪
４４ 取付ピン
４５ クランプ解放用ロッド
４６ 圧縮コイルばね
４７ 係合孔
４８ 係合溝
４９ 係合ピン
５０ 長孔
５１ 空気圧シリンダ
５２ 支持台
５３ 空気圧シリンダ
Claims (4)
- 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が設けられたワーク受け台と、
前記ロケートピンに形成されたスリット内に設けられ、先端部が前記スリット内に入り込む退避位置と前記スリット内から迫り出すクランプ位置とに移動自在のクランプアームと、
前記ワーク受け台に取り付けられたケース内に前記ロケートピンに対してほぼ直角方向に摺動自在に設けられ、前記クランプアームを前記クランプ位置と前記退避位置に駆動する摺動カムと、
前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記摺動カムを前記クランプ位置に駆動するクランプ用ロッドと、
前記ケースに回動自在に設けられ、前記摺動カムが前記クランプ位置となったときに係合してクランプ位置を保持するロック爪と、
前記ケースから外部に突出して軸方向に往復動自在に設けられ、後退方向の移動により前記ロック爪の係合を解除するクランプ解放用ロッドとを有し、
前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドとを往復動手段により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記載の位置決めクランプ装置において、前記クランプ用ロッドと前記クランプ解放用ロッドは、相互に平行となって前記ケースに設けられていることを特徴とする位置決めクランプ装置。
- 請求項１または２記載の位置決めクランプ装置において、前記往復動手段はピストンロッドを駆動する空気圧シリンダであ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、前記ワーク受け台はパネル材を搬送する搬送台車に設けられ、前記搬送台車にパネル材をクランプする際には前記パネル材を前記ロケートピンに嵌合させた後に前記クランプ用ロッドを後退移動させ、前記パネル材を前記搬送台車から取り外す際には前記クランプ解放用ロッドを後退移動することを特徴とする位置決めクランプ装置。
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