JP7267757B2

JP7267757B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JP7267757B2
Application number: JP2019014391A
Authority: JP
Inventors: 正宜芳賀; 健大田中
Original assignee: Toyota Motor Corp; Tamadic Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Tamadic Co Ltd
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: JP2020121366A

Description

本発明は、クランプ装置に関する。

このような分野の技術として、特開２００３－２３１０３２号公報がある。また、従来のクランプ装置では、設備機に複数のピン挿通孔が開口されており、このピン挿通孔に対して、スポット溶接用の治具に設けられた複数の位置決め部材を挿入することで、設備機内においてワークの位置決めを行うことができる。

例えば、従来のクランプ装置では、ワーク本体下部にある旋回可能なプレートには２本のピンが設けられており、このピンと設備機側の穴の位相と芯の位置を合わせる。このとき、設備機側の穴に対して、２本のピンを同時に挿入することにより、ワークを設備機内にセットすることができる。

特開２００３－２３１０３２号公報

しかしながら、前述した従来のクランプ装置では、図８に示すように設備機側の穴に対して２本のピンを同時に挿入しなければならず、作業性が悪い。また、プレートに設けられた２本のピンを挿入した後に、プレートを軸として本体を旋回動作させ、本体を設備機上に配置させた状態で、さらに図９に示すように設備機上に設けられたクランプを用いてワーク本体を固定する。すなわち、設備機上に固定するために、所定の手数が必要となる。さらに、設備機から引き抜く際にも、穴とピンの芯をあわせて真っ直ぐ上方に引き抜くように持ち上げないと、ピンが抉れ、抜きづらくなり作業性が低下する。
本発明は、設備部に治具を固定する際の作業効率を向上させたクランプ装置を提供するものである。

本発明にかかるクランプ装置は、設備部に対し、治具に設けられた治具側挿入部を挿入することで固定するクランプ装置であって、前記治具側挿入部は、挿入部本体と、前記挿入部本体の一部が突出して形成されたベロと、前記挿入部本体に設けられ、前記ベロが突出する方向とは異なる方向に突出するカム山と、を備え、前記設備部は、基部と、前記基部上に配置されたベース部と、前記ベロを挿入の先端とする状態で、前記治具側挿入部が挿入される挿入口と、前記挿入口に前記治具側挿入部が挿入される際に、前記カム山に当接するレバーと、前記ベース部と、前記レバーと、を接続するバネと、を備え、前記バネのばね力により前記レバーが前記カム山を押圧することで、前記設備部に前記治具側挿入部を固定する。
これにより、挿入口に対して治具側挿入部を押し込むことで、レバーがカム山を押圧する状態になり、設備部に治具側挿入部を固定することができる。

これにより、設備部に治具を固定する際の作業効率を向上することができる。

クランプ装置の概略を示す図である。設備部および治具側挿入部の上面図である。挿入口に対して治具側挿入部を挿入開始する状態を示す図である。挿入口に対して治具側挿入部を挿入中の状態を示す図である。挿入口に対して治具側挿入部を挿入して固定する状態を示す図である。挿入口から治具側挿入部を取り外す動作におけるレバー操作前の状態を示す図である。挿入口から治具側挿入部を取り外す動作におけるレバー操作後の状態を示す図である。関連するクランプ装置においてピンを設備側に差し込む状態を示す図である。関連するクランプ装置においてクランプによる固定を行う状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、クランプ装置１は、治具１１の下部に連結されている治具側挿入部１２と、治具１１を固定する設備部１３と、を備える。

ここで、図１に示しているように、設備部１３の基部３１は平面を有する板状であり、基部３１における後方側に、治具側挿入部１２を挿入するための挿入口３３が形成されているものとして説明する。また、挿入口３３に挿入される際における治具側挿入部１２の先側を、治具側挿入部１２の前方側として説明する。

図２に示すように、治具側挿入部１２は、挿入部本体２１と、挿入部本体２１の前面から前方に延びるように形成されたベロ２２と、右面において右方向に突起するカム山２３と、を備える。

挿入部本体２１は、Ｚ方向からの視点において略矩形である略直方体である。ここで、挿入部本体２１の前方の面を前方面２１ａ、後方の面を後方面２１ｂ、左側の面を左側面２１ｃ、右側の面を右側面２１ｄとする。

ベロ２２は、挿入部本体２１の前方面２１ａにおいて、左側面２１ｃ寄りの箇所から前方側に延びるように形成されている。なおベロ２２の左側面は、挿入部本体２１の左側面２１ｃと直線的に連続する状態である。

カム山２３は、挿入部本体２１の一部であって、挿入部本体２１の右側面２１ｄにおいて右方向に突出するように形成されている。すなわちカム山２３は、右側方向に突出している頂点より前方側のテーパ面２３ａと、後方側のテーパ面２３ｂと、を有している。例えばカム山２３は、挿入部本体２１の右側面２１ｄにおいて、前方面２１ａ寄りに形成されている。なお治具側挿入部１２が設備部１３の挿入口３３に挿入される際には、カム山２３には、後述するレバー３４の短手の先端部分が当接する。

さらに図２に示すように、設備部１３は、板状の基部３１と、ベース部３２と、ベース部３２より左側かつ後方側に配置された挿入口３３と、ベース部３２より後方側に配置されたレバー３４と、ベース部３２とレバー３４を繋ぐように配置されたバネ３５と、を備える。ベース部３２と、挿入口３３と、レバー３４と、バネ３５は、それぞれ基部３１上に配置されている。なお図２に示した設備部１３の上面図では、後述する挿入口３３の上面部３３ｃの表示を省略している。また、図３～６についても同様に上面部３３ｃを省略している。

ベース部３２は、基部３１上に載置され、その下面が基部３１に固定されている。また、ベース部３２は、挿入口３３の前方右側の近傍に配置されている。ベース部３２には、バネ３５の一端部が接続されている。なお、ベース部３２は空洞部を有し、空洞部にバネ３５の一部を配置した状態としても良い。

挿入口３３は、左側壁部３３ａと、前方右側壁部３３ｂと、上面部３３ｃと、下面部３３ｄと、ベロ挿入部３３ｅと、を備える。例えば挿入口３３は、基部３１上であって、基部３１の後方側端部近傍かつ左右方向の中央部付近に、左右方向に長く形成されている。なお、挿入口３３に対して治具側挿入部１２を挿入する際には、ベロ２２が挿入の先端であるものとして挿入口３３に先に挿入させつつ、治具側挿入部１２を前進させる。

左側壁部３３ａは略直方体状であって、挿入口３３における左側に配置されている。左側壁部３３ａの右側面４１は、前後方向に平行に延びるように形成されている。左側壁部３３ａの右側面４１には、挿入口３３に挿入部本体２１が挿入されたときに、左側面２１ｃが当接する。なお、左側壁部３３ａのＺ方向の高さは、治具側挿入部１２の挿入部本体２１のＺ方向の幅と略同一である。

前方右側壁部３３ｂは略直方体であって、挿入口３３における前方側かつ右側に配置されている。前方右側壁部３３ｂは、左側壁部３３ａとの間にベロ２２が挿入可能であるように、左側壁部３３ａに対して離れた位置に配置されている。なお、前方右側壁部３３ｂと左側壁部３３ａとの間の空間を、ベロ挿入部３３ｅとする。ベロ挿入部３３ｅは、治具側挿入部１２が挿入口３３に挿入された状態で前方方向に移動した場合に、ベロ２２が入り込むことができるように設けられている。またこのとき、前方右側壁部３３ｂの後方面４２には、挿入部本体２１の前方面２１ａが当接する。

上面部３３ｃは、挿入口３３の全体を覆うように設けられている。上面部３３ｃは、左右方向に長く形成されているとともに、左側壁部３３ａの上面、及び前方右側壁部３３ｂの上面に下面が当接して固定されている。なお、上面部３３ｃの下面は、基部３１の上面と略平行となるように設けられている。

下面部３３ｄは、基部３１上であって、挿入口３３の下面として上面部３３ｃに対向するように配置されている。挿入口３３に治具側挿入部１２を挿入して固定する際には、下面部３３ｄと、上面部３３ｃとの間に、治具側挿入部１２を挿入することにより実現する。

レバー３４は、基部３１上の後方右側寄りに配置されているとともに、レバー３４の一部が上面部３３ｃの下方に入り込むように配置されている。レバー３４は、長手３４ａの端部と、短手３４ｂの端部とが鈍角で接続した形状である、くの字型のレバーである。

長手３４ａ及び短手３４ｂは、いずれも基部３１の面と平行方向に延びるように設けられている。また、長手３４ａの端部と短手３４ｂの端部とが接続した箇所を、屈曲部３４ｃとする。レバー３４の回転軸は屈曲部３４ｃに設定されており、回転動作させることができる。

例えば、レバー３４の回転軸は、挿入口３３における前方右側壁部３３ｂより後方の位置であって、挿入口３３に治具側挿入部１２を挿入する場合に治具側挿入部１２と干渉しない位置に設けられている。さらにレバー３４の回転軸は、左右方向の延びる上面部３３ｃの右側端部近傍の下面と、下面部３３ｄの上面と、を上下方向に繋ぐように設けられている。なお、レバー３４の回転軸は、屈曲部３４ｃより短手３４ｂ寄りの位置に設定してもよい。

長手３４ａは、レバー３４に対して押圧力がかかっていない基本状態（初期状態）において、前方左側から後方右側に延びるように配置されている。ここで、長手３４ａの後方右側の端部を長手端部３４ｄとする。なお、長手３４ａの前方左側である他端部に、短手３４ｂの一端部が接続され、屈曲部３４ｃとなる。また、長手３４ａがベース部３２と対向する面には、バネ３５の一端部が接続されている。

短手３４ｂは、初期状態において、前方右側から後方左側に延びるように配置されている。ここで、短手３４ｂの後方左側の端部を短手端部３４ｅとする。なお、短手３４ｂの前方右側である他端部に、長手３４ａの一端部が接続され、屈曲部３４ｃとなる。短手端部３４ｅには、上下方向を軸として回転するローラ３４ｆが設けられている。ここで短手３４ｂは、治具側挿入部１２が挿入口３３に挿入される際に、挿入部本体２１の右側面２１ｄがローラ３４ｆに当接しながら挿入されるように配置されている。さらに、短手端部３４ｅは、治具側挿入部１２が挿入口３３に挿入された状態で前進し、クランプされる状態となったときに、右側面２１ｄのカム山２３の後方側のテーパ面２３ｂにローラ３４ｆが当接した状態となるように配置されている。

バネ３５は、一端部がベース部３２に接続されており、他端部がレバー３４の長手３４ａに接続されている。バネ３５のバネ力により、レバー３４が初期状態から回転した状態となった場合に、レバー３４が初期状態に近づくように力が加わる。

次に、挿入口３３に治具側挿入部１２を挿入することで、設備部１３に治具１１を固定する手順を説明する。

図３に示すように、治具側挿入部１２を挿入口３３にあてがう。

次に、図４に示すように、治具側挿入部１２を前方に押し込むように動作させる。これにより、ベロ２２がベロ挿入部３３ｅに挿入されるようにして、治具側挿入部１２が前進する。さらにこのとき、ローラ３４ｆが回転しながらカム山２３の前方側のテーパ面２３ａを登る。

このときレバー３４では、短手３４ｂがカム山２３に押圧されることによって、長手端部３４ｄがベース部３２に近づくように回転動作する。これにより、レバー３４に押圧されたバネ３５が縮み、バネ力による反力が発生する。この反力によって、ローラ３４ｆは、治具側挿入部１２を左側壁部３３ａに押し付ける。

次に、図５に示すように、ローラ３４ｆが、カム山２３の頂点を登り超える。これによりローラ３４ｆは、バネ３５のバネ力によって、カム山２３の後方側のテーパ面２３ｂを押圧する。したがって、レバー３４は、治具側挿入部１２に対して前方側に移動させる力を発生させる。これにより、治具側挿入部１２の前方面２１ａが、前方右側壁部３３ｂの後方面４２に当接し、押圧された状態で固定される。

なおこのとき、ローラ３４ｆはカム山２３の後方側のテーパ面２３ｂを押圧しているため、その押圧力は、治具側挿入部１２を前方方向に動作させる力となるとともに、左側方向に押圧する力となる。したがって、ローラ３４ｆは、治具側挿入部１２を左側壁部３３ａに押し付けて固定した状態となる。

これにより、治具側挿入部１２は、設備部１３に対して、挿入部本体２１の左側面２１ｃが左側壁部３３ａに押圧されることで位置決めされ、前方面２１ａが前方右側壁部３３ｂに押圧されることで位置決めされた状態でクランプされる。

次に、設備部１３に対して固定された治具側挿入部１２について、固定を解除する方法について説明する。

図６に示すように、作業者は、レバー３４の長手３４ａに力を加え、長手端部３４ｄがベース部３２に近づくように回転動作させる。

これにより図７に示すように、ローラ３４ｆがカム山２３に当接しない状態とすることができる。したがって、ローラ３４ｆから治具側挿入部１２に対して、前方方向及び左方向に押圧する力がかからないため、治具側挿入部１２を挿入口３３から後方に引き抜くことができる。なおこのとき、作業者がレバー３４を操作して、ローラ３４ｆがカム山２３に引っ掛からない状態とすることで、治具側挿入部１２を挿入口３３から容易に引き抜くことができる。

このようにして、治具１１を設備部１３に対して固定する場合には、挿入口３３にあてがった治具側挿入部１２を前進させて押し込むことで、クランプ状態とすることができる。また、治具１１を設備部１３から取り外したい場合には、レバー３４を操作することでクランプ状態を解除し、治具側挿入部１２を後方に引き抜くことによって取り外すことができる。したがって、設備部１３に治具１１を固定する際、及び、取り外しの際の作業効率を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レバー３４の形状が、長手３４ａと短手３４ｂとを鈍角で接続した、くの字状であるものとして説明したが、これに限られない。例えばレバー３４はＬ字形状や円弧状であってもよく、自在に変更可能である。

１クランプ装置
１１治具
１２治具側挿入部
１３設備部
２１挿入部本体
２１ａ前方面
２１ｂ後方面
２１ｃ左側面
２１ｄ右側面
２２ベロ
２３カム山
２３ａテーパ面
２３ｂテーパ面
３１基部
３２ベース部
３３挿入口
３３ａ左側壁部
３３ｂ前方右側壁部
３３ｃ上面部
３３ｄ下面部
３３ｅベロ挿入部
３４レバー
３４ａ長手
３４ｂ短手
３４ｃ屈曲部
３４ｄ長手端部
３４ｅ短手端部
３４ｆローラ
３５バネ
４１右側面
４２後方面

Claims

設備部に対し、治具に設けられた治具側挿入部を挿入することで固定するクランプ装置であって、
前記治具側挿入部は、
挿入部本体と、
前記挿入部本体の一部が突出して形成されたベロと、
前記挿入部本体に設けられ、前記ベロが突出する方向とは異なる方向に突出するカム山と、を備え、
前記設備部は、
基部と、
前記基部上に配置されたベース部と、
前記ベロを挿入の先端とする状態で、前記治具側挿入部が挿入される挿入口と、
長手と、短手と、回転軸となる屈曲部と、を有し、前記挿入口に前記治具側挿入部が挿入される際に、前記カム山に前記短手が当接するくの字型のレバーと、
前記ベース部と、前記レバーの前記長手と、を接続するバネと、を備え、
前記バネのばね力が前記レバーの前記長手に加わることに応じて、前記レバーの前記短手が前記カム山を押圧して、前記設備部に前記治具側挿入部を固定する
クランプ装置。