JP6259754B2 - ロケートクランプ装置及びロケートクランプ方法 - Google Patents
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Description
ロケートクランプ装置101は、パネル材W1の位置決め精度を高めるために、ロケートピン105の着座面104a付近の外径寸法をパネル穴W11の内径寸法に近似させていた。そのため、ロケートクランプ装置101は、パネル材W1の搬入時に、パネル材W1がパネル穴W11の内周面をロケートピン105にこじらせて着座面104aに対して傾いた状態や、着座面に接触しない状態で取り付けられることがあった。
(1)出力ロッドを直線往復運動させる駆動部と、前記駆動部に接続し、パネル穴を形成されたパネル材が着座する着座面を備えるハウジングと、前記着座面から突出する状態で前記ハウジングに装備されるロケートピンとを備え、前記パネル穴に前記ロケートピンを挿入することにより前記パネル材が前記着座面に着座し、前記パネル材を位置決めして固定するロケートクランプ装置において、前記ロケートピンは、複数のボールと、前記出力ロッドに連結される内軸と、前記内軸に外装され、前記ハウジングに突出可能に装備されており、前記ハウジングから突出する部分に形成され、前記複数のボールを軸線に対して直交する方向に移動可能に支持する支持孔を形成された外軸と、前記外軸を前記出力ロッドと反対方向に付勢する付勢部材と、前記内軸に設けられるものであって、前記駆動部が駆動しない場合に前記複数のボールが前記支持孔から突出する突出位置から前記支持孔の内部へ退避することを許容する第1カム面と、前記第1カム面の前記出力ロッドと反対側に設けられ、前記複数のボールを径外方向に各々押し出す第2カム面と、前記第2カム面の前記出力ロッドと反対側に設けられ、前記複数のボールを前記突出位置に各々配置する第3カム面とを備えるカム部と、前記複数のボールが前記第3カム面に配置される場合に、前記内軸と前記外軸を連結させ、前記駆動部の駆動力を前記外軸に伝達する一方、前記複数のボールが前記第3カム面に配置されない場合に、前記内軸と前記外軸を連結せず、前記駆動部の駆動力を前記外軸に伝達しない駆動力伝達部とを有すること、前記ハウジングと同軸上に配置され、前記外軸が摺動可能に挿通される第1軸受と、前記複数の支持孔を挟んで前記外軸に同軸上に配置され、前記内軸を摺動可能に挿通される第2及び第3軸受とを有すること、を特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係るロケートクランプ装置1Aの正面図である。ロケートクランプ装置1Aは、駆動力を発生するシリンダ(駆動部の一例)2と、ボール43を用いてパネル材W1(図5等参照)の位置決めと固定を行うクランプ部4とを、ボルト9を用いて分離可能に接続したものである。
ロケートクランプ装置1Aは、図8及び図9に示すように、ボール43が外軸71の外周面から所定量Xを突出させている。このようなロケートクランプ装置1Aは、所定量Xの範囲であれば、パネル穴の内径が異なってもパネル材を位置決め固定できる。すなわち、ロケートクランプ装置1Aは、図8及び図9に示すように、パネル穴W11の内径D1より内径D2が大きいパネル穴W22を備えるパネル材W2の場合、図8に示すようにボール43をパネル材W1に点接触させる位置P1よりも、ボール43をパネル材W2に点接触させる位置P2が径外方向にずれ、パネル材W2を位置決めできる。その結果、ロケートクランプ装置1Aでは、例えば、ボール43の直径が5mm、ボール43が外軸71から突出する所定量がボール43の直径の25%である場合、ロケートピン42の外径寸法を1mm刻みで設定することが可能になる。これにより、外径寸法が異なるロケートピン42の種類が減る。よって、本実施形態によれば、1種類のロケートピン42で内径D1,D2が異なるパネル材W1,W2を位置決め固定できる範囲が広がるので、位置決め精度の低下等に備えて用意するロケートピン42の数を少なくすることができる。
続いて本発明の第2実施形態について説明する。図17は、本発明の第2実施形態に係るロケートクランプ装置1Bの縦断面図である。ロケートクランプ装置1Bは、挿通孔56に異物等が入り込むことを防止する構造が第1実施形態と相違し、その他の構成は第1実施形態と共通する。ここでは、第1実施形態と相違する点を説明し、第1実施形態と共通する構成には図面に第1実施形態と同じ符号を用い、適宜説明を省略する。
続いて本発明の第3実施形態について説明する。図18は、本発明の第3実施形態に係るロケートクランプ装置1Cのロケートピン先端拡大断面図である。図19は、図18に示すロケートクランプ装置1Cのロケートピン先端拡大段面図であって、パネル材通過時を示す。図20は、図18に示す付勢手段99の展開図である。尚、図18、図19は、ボール43の位置を把握しやすくするために、第3実施形態のロケートクランプ装置1Cは、付勢手段99により複数のボール43を突出位置へ向かって付勢することで、パーティクル等が装置内に侵入することを防ぐ点が、第1実施形態と相違している。ここでは、第1実施形態と相違する点を説明し、第1実施形態と共通する構成には図面に第1実施形態と同じ符号を用い、適宜説明を省略する。
例えば、モータで駆動部を構成しても良い。
例えば、上記実施形態では、切り欠き部83と係合部30により内軸82と出力ロッド28を着脱自在に連結したが、ねじ構造等により内軸82と出力ロッド28を着脱自在に連結しても良い。この場合、内軸82に回り止め構造を設け、ねじの緩みを防止することが好ましい。
例えば、上記実施形態ではボール数量を3個にした場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、パネル穴の内径寸法が大きくなる場合は、ボールの数量を増やすことが好ましい。
例えば、上記実施形態では、ロケートクランプ装置1A,1Bをパネル材W1の溶接時に用いたが、パネル材W1のような軽量で穴が設けられた非固定物であれば、他の用途(例えばマテリアルハンドリング等)にロケートクランプ装置1A,1Bを用いても良い。
例えば、上記実施形態では、第3導入溝の一例である導入溝85aを第1段差部85に形成したが、外軸71の第2段差部75側に第3導入溝を形成しても良い。
2 シリンダ(駆動部の一例)
28 出力ロッド
30 係合部
4 クランプ部
41 ハウジング
42 ロケートピン
43 ボール
45 内部空間
56 挿通孔(外軸用挿通孔の一例)
57 第1軸受装着孔
61〜63 第1〜第3軸受
64 圧縮ばね(付勢部材の一例)
71 外軸
74 挿通孔(内軸用挿通孔の一例)
85a 導入溝(第3導入溝の一例)
76 カム室
77 支持孔
66 導入溝(第2導入溝の一例)
67 導入溝(第1導入溝の一例)
68 連通孔
80 第2軸受装着孔
81 第3軸受装着孔
82 内軸
84 カム部
84a 第1カム面
84b 第2カム面
84c 第3カム面
85,75 第1、第2段差部(駆動力伝達部の一例)
83 切り欠き部
92 スクレーパ
99 付勢手段
Claims (7)
- 出力ロッドを直線往復運動させる駆動部と、前記駆動部に接続し、パネル穴を形成されたパネル材が着座する着座面を備えるハウジングと、前記着座面から突出する状態で前記ハウジングに装備されるロケートピンとを備え、前記パネル穴に前記ロケートピンを挿入することにより前記パネル材が前記着座面に着座し、前記パネル材を位置決めして固定するロケートクランプ装置において、
前記ロケートピンは、
複数のボールと、
前記出力ロッドに連結される内軸と、
前記内軸に外装され、前記ハウジングに突出可能に装備されており、前記ハウジングから突出する部分に形成され、前記複数のボールを軸線に対して直交する方向に移動可能に支持する支持孔を形成された外軸と、
前記外軸を前記出力ロッドと反対方向に付勢する付勢部材と、
前記内軸に設けられるものであって、前記駆動部が駆動しない場合に前記複数のボールが前記支持孔から突出する突出位置から前記支持孔の内部へ退避することを許容する第1カム面と、前記第1カム面の前記出力ロッドと反対側に設けられ、前記複数のボールを径外方向に各々押し出す第2カム面と、前記第2カム面の前記出力ロッドと反対側に設けられ、前記複数のボールを前記突出位置に各々配置する第3カム面とを備えるカム部と、
前記複数のボールが前記第3カム面に配置される場合に、前記内軸と前記外軸を連結させ、前記駆動部の駆動力を前記外軸に伝達する一方、前記複数のボールが前記第3カム面に配置されない場合に、前記内軸と前記外軸を連結せず、前記駆動部の駆動力を前記外軸に伝達しない駆動力伝達部とを有すること、
前記ハウジングと同軸上に配置され、前記外軸が摺動可能に挿通される第1軸受と、
前記複数の支持孔を挟んで前記外軸に同軸上に配置され、前記内軸を摺動可能に挿通される第2及び第3軸受とを有すること、
を特徴とするロケートクランプ装置。 - 請求項1に記載するロケートクランプ装置において、
前記内軸が前記出力ロッドと同軸上に配置され、軸線方向と直交する方向に切り欠き部を有すること、
前記出力ロッドが前記切り欠き部に係合する係合部を有すること、
を特徴とするロケートクランプ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載するロケートクランプ装置において、
前記ハウジングは、前記ハウジングと前記駆動部との間に形成される内部空間に連通してパージ流体を供給するパージ流体供給ポートを有すること、
前記外軸は、前記内軸が挿通される内軸用挿通孔と、前記内軸用挿通孔が前記内部空間に開口する開口部に形成され、前記第3軸受が装着される第3軸受装着孔と、前記第3軸受装着孔の内壁に軸線に沿って形成された第2導入溝と、前記内軸用挿通孔と同軸上に設けられて前記カム部を配置されるものであって前記支持孔に連通するカム室とを有すること、
前記ハウジング又は前記外軸が、前記内軸と前記外軸が連結されている場合に前記内軸用挿通孔と前記カム室を連通する第3導入溝を有すること
を特徴とするロケートクランプ装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載するロケートクランプ装置において、
弾性変形可能に前記外軸に取り付けられ、前記複数のボールを前記突出位置に向かって付勢する付勢手段を有すること
を特徴とするロケートクランプ装置。 - 請求項3又は請求項4に記載するロケートクランプ装置において、
前記ハウジングは、前記外軸が挿通される外軸用挿通孔と、前記外軸用挿通孔と同軸上に設けられ、前記第1軸受を装着される第1軸受装着孔と、前記第1軸受装着孔の内壁に軸線に沿って形成された第1導入溝と、前記内部空間を前記第1導入溝に連通させる連通孔とを有すること
を特徴とするロケートクランプ装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載するロケートクランプ装置において、
前記ハウジングは、前記外軸が挿通される外軸用挿通孔を前記着座面に開口するように形成され、スクレーパが前記外軸用挿通孔の開口部内周に配置されていること
を特徴とするロケートクランプ装置。 - ハウジングに形成された着座面から突出する状態で前記ハウジングに往復直線運動可能に配置されるロケートピンを上昇させ、パネル材に形成されたパネル穴に隙間を空けて貫通するように挿入した後、前記ロケートピンを前記ハウジング内へ下降させることにより前記パネル材を位置決めして固定するロケートクランプ方法において、
前記ロケートピンが、径内方向と径外方向に移動可能に配置される3個以上のボールを備え、前記3個以上のボールは、前記ロケートピンが上昇して初期位置に配置される場合には、前記ロケートピンの外周面から突出する突出位置から退避することを許容される一方、前記ロケートピンが前記初期位置から下降する場合には、前記突出位置に配置されること、
前記ロケートピンを前記初期位置に配置した状態で前記パネル穴に挿入し、前記パネル材を前記着座面に着座させるパネル材搬入工程と、
前記ロケートピンを前記初期位置に維持したまま、前記3個以上のボールを前記突出位置に配置するボール押出工程と、
前記3個以上のボールを前記突出位置に配置した状態で前記ロケートピンを下降させることにより、前記パネル穴の内周面と、前記着座面と反対側に位置する前記パネル材の上面とが交差する角部に前記3個以上のボールを点接触させて、前記パネル穴を前記ロケートピンに対してセンタリングし、前記パネル材を位置決めするパネル材位置決め工程と、
前記3個以上のボールが前記パネル材を位置決めした状態で前記ロケートピンに下向きの推力が加わることにより、前記3個以上のボールが前記角部に押し付けられ、前記3個以上のボールと前記着座面との間で前記パネル材を挟み込んで固定するパネル材固定工程と、を有すること
を特徴とするロケートクランプ方法。
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