JP4613476B2 - クランプ治具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランプ治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車部品等の小物部品を位置決めしたり保持するクランプ治具においては、ロケートピン及びマグネットやクランプシリンダ等を用いた構成となっている。このクランプ治具によれば、パネル部品に穿設したロケート孔にロケートピンを挿入してパネル部品の位置決めを行い、前記マグネット等でパネル部品を把持する。
【0003】
一方、クランプ治具は、溶接作業が終了したのちに、作業者が取り外すような溶接治具システムの構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−155669号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のクランプ治具には、マグネットを用いた場合は、クランプ治具の重量が重くなり作業者がクランプ治具を溶接治具にセットする作業が困難であり、また、パネル部品がメグネットに磁力で吸着しているため、溶接終了後にクランプ治具からパネル部品を取り外す作業が困難であった。さらに、クランプシリンダ等のアクチュエータを用いた場合は、クランプ治具にエア等の供給が必要となり、サイクルタイムが長くなるという問題があった。
【0006】
一方、溶接完了後にクランプ治具を取り外し、更に、溶接完了後のパネル部品を取り外すため、取出作業が2回発生し、サイクルタイムが長くなる問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、簡単な構造で軽量化を図り、サイクルタイムを短くできるクランプ治具を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクランプ装置にあっては、所定の重量を有するクランプ治具本体と、該クランプ治具本体にスライド自在に取り付けられ、その先端部に設けられたロケートピンが第1のパネル部品のロケート孔に挿入してロケート及び把持を行うクランプ部材とを備え、
前記ロケートピンを、前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔する方向にスライドして移動したときにその先端が閉じるようにし、前記クランプ部材がクランプ治具本体側にスライドして移動したときにロケートピンの先端が開くように構成し、前記クランプ部材に対して下方に向けてクランプ治具本体の自重が加わったときに、クランプ部材をクランプ治具本体から離隔させて前記ロケートピンの先端を閉じ、この状態で、ロケートピンの先端に第1のパネル部品のロケート孔を挿入して第1のパネル部品をロケートする一方、
前記クランプ治具本体を持ち上げ、クランプ部材に加わっていたクランプ治具本体の自重を除去することによって、クランプ治具本体側にクランプ部材をスライドさせて前記ロケートピンの先端を開き、第1のパネル部品のロケート孔を内方から押圧して第1のパネル部品を把持するように構成したことを特徴としている。
【0009】
【発明の効果】
本発明に係るクランプ装置によれば、マグネットやアクチュエータなどのワーク保持機構を必要としないため、簡単な構造で軽量のクランプ治具を得ることができる。また、クランプ治具を持ち上げるだけで第1のパネル部品をクランプでき、クランプ治具を載置するだけでアンクランプすることができるため、これらのクランプ及びアンクランプに特別の操作が不要であるため、溶接作業におけるサイクルタイムを短縮することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【0011】
[第1の実施形態]
図1は、本発明の実施形態によるクランプ治具10を置台11の上に載置した状態を示す斜視図である。
【0012】
置台11の上には、上方に向けて載置ピン12が6本設けられており、載置ピン12の上端にクランプ治具10が載置されている。該クランプ治具10は、同図に示すように、間隔を隔ててほぼ平行に配設された3本のプレート状部材13と、これらプレート状部材13の長手方向の中央部同士を交差して固定された支柱材14とを備えている。
【0013】
また、図2に示すように、プレート状部材13の両端部の下部には、作業者が把持するためのフレーム15がボルト16で締結されている。このフレーム15よりも端部側には、クランプ部材17が配設されている。
【0014】
このクランプ部材17は、プレート状部材13に取り付けられて、上方に延びる支持ピン18と、該支持ピン18の側方に固定され、上方に延設された突設部材であるシャフト19と、該シャフト19を収容する筒状部材であるホルダ20と、該ホルダ20の内周面に支持軸21を介して軸支された2つの分割ピン22a,22bからなるロケートピン30とを備えている。前記シャフト19の上部側は、内部が空洞状に形成された筒状になっており、シャフト19の上端部には、シャフト19の径方向に突出する顎部23に形成されている。この顎部23は、ホルダ20の内周面に対してスライド自在に構成されている。また、ホルダ20の下端部には、リング状のブッシュ24が固定されており、これらのブッシュ24とシャフト19の顎部23との間には、上下方向に沿って筒状のスプリング25が設けられている。さらに、ホルダ20の外周側には、その径方向に延びるつば部26が設けられ、前記フレーム15側に位置するつば部26には、支持ピン18が挿通する支持孔27が穿設され、載置ピン12側のつば部26は、この載置ピン12の上端12aに載置されている。
【0015】
なお、前記ロケートピン30の上端は、図示しない第1のパネル部品のロケート孔に挿入されるロケート部28に形成され、中央側が支持軸21によってホルダ20の内周面に軸支され、下端は、下方に向かうにつれて徐々に先細りする外側面29を有する。また、図3に示すように、分割ピン22のうち、支持ピン18側の分割ピン22aは、略コ字状に形成され、載置ピン12側の分割ピン22bを挟み込むように互いに嵌合している。
【0016】
前記構成を有するクランプ治具10による作用を説明する。
【0017】
図2に示すように、通常は、クランプ治具10は置台11上の載置ピン12の上に載置されており、クランプ治具本体であるプレート状部材13とフレーム15の自重によってクランプ治具本体がクランプ部材17に対して下方に位置している。この場合、シャフト19の顎部23は、分割ピン22の外側面29に押圧力を加えることなくスプリング25を圧縮した状態で下方に降りている。従って、分割ピン22は閉じた状態であるため、分割ピン22のロケート部28に第1のパネル部品の孔を容易に挿入することができる。
【0018】
一方、図4に示すように、クランプ治具10を上方に持ち上げると、スプリング25が伸びてシャフト19の顎部23がホルダ20の内周面に沿ってロケートピン30側に摺動する。この顎部23は、分割ピン22a,22bの外側面29を内周側に向けて押し込むため、分割ピン22a,22bの先端のロケート部28を開かせる。
【0019】
なお、ホルダ20は、つば部26が支持ピン18によって支持されているため、ホルダ20のスライドが確実に行える。
【0020】
次いで、本実施形態によるクランプ治具10を用いて、第1のパネル部品を溶接治具にセットする際の手順を説明する。
【0021】
図5に示すように、予め、置台11の上にはクランプ治具10が載置されている。このクランプ治具10のロケートピン30は、前述したように閉じているため、図6に示すように、作業者31が第1のパネル部品32のロケート孔33をロケートピン30のロケート部28に挿入することによって、第1のパネル部品32をクランプ治具10に容易にセットすることができる。
図7に示すように、クランプ治具10と第1のパネル部品32を上方に持ち上げると、スプリング25が伸びてシャフト19の顎部23がロケートピン30側にスライドし、ロケートピン30の外側面29を内方に押し込むため、ロケート部28が開き、第1のパネル部品32のロケート孔33を内方から押し広げて第1のパネル部品32をクランプする。この状態では、第1のパネル部品32は確実にロケートピン30によって把持されているため、図8に示すように、クランプ治具10を上下逆にしても第1のパネル部品32は落下することなく、溶接治具34に把持されている別の第2のパネル部品35にセットすることができる。
【0022】
なお、溶接治具34には、図8に示すように、ベース部36の上にNCロケータのX軸37,Y軸38,Z軸39が設けられており、X軸37にワーククランプ装置40が設けられている。
【0023】
図9に示すように、第1のパネル部品32をセットしたのち、クランプ治具10を取り外し、この状態で、図10に示すように、溶接作業を行う。
【0024】
前記構成を有する第1の実施形態によるクランプ治具によれば、第1のパネル部品32をクランプ治具10にセットしたのちは、作業者31がクランプ治具10を持ち上げるだけで、確実に第1のパネル部品32をロケート及びクランプすることができる。
【0025】
また、第1のパネル部品32を溶接した後は、アンクランプ操作を行うことなく、作業者がクランプ治具10を持ち上げるだけでクランプ治具10を容易に取り外すことができる。
【0026】
[第2の実施形態]
次いで、第2の実施形態による溶接治具システムを説明するが、第1の実施形態と同一部位については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0027】
図11に示すように、本実施形態による溶接治具システム50は、第1の実施形態に示した溶接治具34に、クランプ治具取出手段であるクランプ治具取出用マニプレータ51及びクランプ治具排出手段であるシュータ52を追設している。
【0028】
前記マニプレータ51は、上下方向に延設された支柱53と、該支柱53に回動自在に連結されたアーム54と、該アーム54の先端部の下部に設けられた把持部材55と、アーム54を回動させたり把持部材55を作動させる駆動モータ56とを備えている。
【0029】
シュータ52は、ベース部36の上面から溶接治具34の前方まで延設された2本のレール部材を備え、該レール部材は、ベース部36の上面に敷設されたレール本体部57と、該レール本体部57の前部に連結されて左右に開閉自在に支持されたレール延設部58とから構成されている。
【0030】
また、溶接治具34の前部の左右両端には、安全用ライトカーテン59が設けられ、溶接治具34の前方の床面には、安全用マットスイッチ60が敷設されている。前記シュータ52は、安全用ライトカーテン59の光線62の下方を横切り、レール延設部58は、安全用マットスイッチ60の上に至るまで設けられている。
【0031】
前記構成を有する溶接治具システム50を用いて、第1のパネル部品32を溶接する手順について説明する。
【0032】
まず、前記第1の実施形態において説明したように、作業者31が第1のパネル部品32をクランプ治具10にセットする(図12の二点鎖線部を参照)。
【0033】
作業者31は、このクランプ治具10を用いて第1のパネル部品32を溶接治具34にクランプされた第2のパネル部品35にセットし、この状態で、溶接ロボット61がスポット溶接による仮止め打点溶接を行う。
【0034】
そして、溶接作業が終了すると、クランプ治具取出用マニプレータ51が作動する。アーム54が駆動モータ56によって回動し、把持部材55がクランプ治具10を把持し、この把持した状態で、アーム54が溶接・ハンドリングロボット61側に向けて回動する。そして、把持部材55が開くと、クランプ治具10はシュータ52に落下する。
【0035】
クランプ治具10は、シュータ52上を滑りながら溶接治具34の前方に向けて、溶接作業エリアの外方に移動する。このとき、前記安全用ライトカーテン59の光線62の下方を移動するため、光線62を遮ることなく、クランプ治具10を取り出すことができる。
【0036】
なお、図13に示すように、シュータ52は、先端部のレール延設部58がシリンダ63によって左右に開くことによって、収納させることができる。
【0037】
前記構成を有する溶接治具システムによれば、シュータ52が安全用マットスイッチ60の上でかつ光線62の下方に配置されているため、作業者31が安全装置を作動させることなく、クランプ治具10を回収することができる。
【0038】
また、作業者31が溶接作業中にクランプ治具10を取り出すことができるため、溶接作業のサイクルタイムを短縮することができる。さらに、溶接作業中に次のサイクル分の第1のパネル部品32をクランプ治具10にセットすることができるため、クランプ治具10の必要数量が1式のみで足り、併せて多車種対応時の車種ごとにあるクランプ治具10の保管スペースも削減することができる。
【0039】
以上述べたように、本発明は、第1及び第2実施形態に例をとって説明したが、これらの各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態によるクランプ治具とその置台を示す斜視図である。
【図2】 図1のA−A線による拡大断面図である。
【図3】 図2のB−B線による拡大断面図である。
【図4】 クランプ治具を持ち上げた状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図5】 クランプ治具に第1のパネル部品をセットする状態を示す斜視図である。
【図6】 載置したクランプ治具に第1のパネル部品をセットした状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図7】 クランプ治具に第1のパネル部品をセットして上方に持ち上げた状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図8】 第1のパネル部品を把持したクランプ治具を別の第2のパネル部品にセットする前の状態を示す斜視図である。
【図9】 第1のパネル部品を把持したクランプ治具を別の第2のパネル部品にセットした後の状態を示す斜視図である。
【図10】 ロケート治具を第1のパネル部品から外して溶接作業を完了した状態を示す斜視図である。
【図11】 第2の実施形態による溶接治具システムを示す斜視図である。
【図12】 図11の溶接治具システムに加えて、ロボットとクランプ治具を示す斜視図である。
【図13】 図11のシュータを開いた状態を示す溶接治具の斜視図である。
【符号の説明】
10 クランプ治具
13 プレート状部材(クランプ治具本体)
15 フレーム(クランプ治具本体)
17 クランプ部材
19 シャフト(突設部材)
20 ホルダ
22a,22b 分割ピン
30 ロケートピン
32 第1のパネル部品
34 溶接治具
50 溶接治具システム
51 クランプ治具取付用マニプレータ(クランプ治具取付手段)
52 シュータ(クランプ治具排出手段)
Claims (2)
- クランプ治具本体と、該クランプ治具本体に移動自在に取り付けられ、先端部に設けられたロケートピンで第1のパネル部品をロケートして把持するクランプ部材とを備え、
前記ロケートピンを、前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔する方向に移動したときにロケートピンの先端が閉じ、前記クランプ部材がクランプ治具本体側に移動したときにロケートピンの先端が開くように構成し、
前記クランプ部材に対して下方に向けてクランプ治具本体の自重を加えることにより、クランプ部材をクランプ治具本体から離隔させて前記ロケートピンの先端を閉じ、この状態で、ロケートピンの先端に第1のパネル部品のロケート孔を挿入して第1のパネル部品をロケートする一方、
前記クランプ治具本体を持ち上げ、クランプ部材に対するクランプ治具本体の自重を除荷することによって、クランプ治具本体側にクランプ部材を移動させ、前記ロケートピンの先端を開き、第1のパネル部品のロケート孔を内方から押圧して第1のパネル部品を把持するように構成したことを特徴とするクランプ治具。 - 前記クランプ治具本体に該治具本体から延びる突設部材を設ける一方、
前記クランプ部材は、内周側に前記クランプ治具本体の突設部材を摺動自在に収容する筒状のホルダと、該ホルダの内周側に揺動自在に軸支され、前記ホルダの長手方向に延びる一対の分割ピンからなるロケートピンとを備え、
前記クランプ部材がクランプ治具本体側に移動して前記突設部材で分割ピンの端部を押圧することによって、ロケートピンの先端を開き、
前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔して前記突設部材が分割ピンの端部から離れることによって、ロケートピンの先端を閉じるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のクランプ治具。
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