JPH0976136A - ワーククランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で低コストのワーククランプ装置
を提供する。 【解決手段】 本装置は、レール１３と、レール１３上
を滑動可能なスライドユニット１４と、スライドユニッ
ト１４に回転軸１５を中心として回転自在に取り付けら
れたアーム部１６と、スライドユニット１４を直線駆動
するエアシリンダ２２と、カムブロック２５とを備え
る。アーム部１６は、引っ張りコイルバネ３３によって
所定の角度だけ起き上がった状態に保持されている。エ
アシリンダ２２のシャフト２６が縮むとスライドユニッ
ト１４が右方に移動し、カムフォロワ２９のローラがカ
ムブロック２５の側壁面に当接する。スライドユニット
１４がさらに右方に移動すると、カムフォロワ２９はカ
ムブロック２５の側壁面に沿って下方に転動し、これに
よってアーム部１６に右回転方向の力が作用して、アー
ム部１６の先端部によって液晶パネル２４をクランプす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種組立装置等にお
いて部品その他のワークをクランプするためのワークク
ランプ装置に係り、例えば液晶パネルフレームマウント
装置において位置決めされた液晶パネルをクランプする
ためのワーククランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のワーククランプ装置は、
例えば図６に示すような構成になっていた。この図は液
晶パネルを２軸制御でクランプする装置を表すもので、
ワーク載置台１０１に位置決めされた液晶パネル１０２
は、アーム１０３を水平方向（Ｘ）および垂直方向
（Ｙ）に駆動することによりアーム１０３の先端部のク
ランプパッド１０４でクランプされるようになってい
る。この装置では、液晶パネル１０２はクランプパッド
１０４によって垂直方向にクランプされるため、クラン
プ時における水平方向の位置ずれが生じないという利点
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
クランプ装置は２軸制御によってクランプパッド１０４
を移動させるようになっており、駆動軸数が多い。この
ため、構造が複雑となって装置が大型化すると共に、製
作コストが高くなるという問題があった。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題は、簡単な構造で低コストのワーククラ
ンプ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のワークク
ランプ装置は、回転軸を中心として回転自在に配設され
たアーム部と、このアーム部を前記回転軸と直交する方
向に直線駆動させるための直線駆動手段と、クランプ対
象のワークと前記アームとの間に固設されたブロック体
と、前記回転軸と直交するアーム部側面から突出して設
けられ、前記直線駆動手段によってアーム部がワーク方
向に移動したときに前記ブロック体の側壁面に当接して
アーム部を回転させるための突起部とを備えている。

【０００６】請求項２記載のワーククランプ装置は、請
求項１記載の装置において、前記突起部を、前記アーム
部の回転軸と平行な回転軸を有する回転自在なローラで
構成したものである。

【０００７】請求項３記載のワーククランプ装置は、請
求項１記載の装置において、前記ワークをクランプする
瞬間におけるアーム部先端部の軌跡をワークのクランプ
面とほぼ垂直にしたものである。

【０００８】請求項４記載のワーククランプ装置は、請
求項３記載の装置において、前記アーム部の先端部のク
ランプ面を前記回転軸を通る半径から所定距離だけアー
ム部の回転方向にずらした位置に設定することにより、
ワークをクランプする瞬間におけるアーム部先端部の軌
跡をワークのクランプ面とほぼ垂直にしたものである。

【０００９】請求項１記載のワーククランプ装置では、
アーム部の突起部がブロック体の側壁面に当接すること
によって一軸の直線運動がアーム部の回転動作および直
線動作に変換され、アームの先端部によってワークがク
ランプされる。

【００１０】請求項２記載のワーククランプ装置では、
アーム部のローラが、ブロック体の側壁面に当接した
後、この面に沿って転動し、これによってアーム部を回
転させる。

【００１１】請求項３記載のワーククランプ装置では、
ワークはアーム部からほぼ垂直方向の力のみを受けるこ
ととなる。このため、ワークの水平方向の位置ずれが生
じない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１および図２は本発明の一実施の形態に
係るワーククランプ装置の側面を表すものである。ここ
で、図１は非クランプ状態を、図２はクランプ状態を表
す。この装置は、ターンテーブル１１上のベース１２に
固設されたレール１３と、このレール１３上に滑動可能
に配設されたスライドユニット１４と、スライドユニッ
ト１４の一部に回転軸１５を中心として回転自在に取り
付けられたアーム部１６と、スライドユニット１４を図
中左方に直線駆動するエアシリンダ２２（直線駆動手
段）と、ターンテーブル１１上に固設された液晶パネル
載置台２３とアーム部１６との間に固設されたカムブロ
ック２５（ブロック体）とを備えている。液晶パネル載
置台２３にはワーク対象である液晶パネル２４が位置決
め配置されるようになっている。スライドユニット１４
は、ベース１２上に設けられたバネ取付部３４とスライ
ドユニット１４の本体部との間に掛け渡された引っ張り
ばね３５の張力によって、カムブロック２５の方向に付
勢されている。

【００１４】ターンテーブル１１は図示しない回転軸
（図中左方）を中心として回転可能であり、９０度回転
することによって液晶パネル２４が載置された液晶パネ
ル載置台２３を次のステージ（工程）に移動させること
ができるようになっている。ターンテーブル１１の下方
には、装置ベース（図示せず）に固設された支持台２１
が設けられ、これにエアシリンダ２２が固設されてい
る。エアシリンダ２２のシャフト２６の先端部２８は、
図１に示すようにシャフト２６が突出したときに、ター
ンテーブル１１の開口２７を通って下垂するスライドユ
ニット１４の下端部３５を左方へ押し、スライドユニッ
ト１４を引っ張りばね３５の張力に抗してレール１３上
で滑動させるようになっている。

【００１５】スライドユニット１４に回転可能に取り付
けられたアーム部１６の側面（アーム部１６の回転軸と
直交する面）にはカムフォロワ２９（突起部）が設けら
れている。このカムフォロワ２９は、アーム部１６の回
転軸と平行な回転軸を中心として自由回転可能なローラ
を備え、スライドユニット１４が液晶パネル載置台２３
の方向に移動してその終点位置近傍に達した所でカムブ
ロック２５の側壁面に当接するようになっている。

【００１６】アーム部１６の一部にはバネ取付部３１が
設けられ、これとスライドユニット１４上に設けられた
バネ取付部３２との間に引っ張りコイルバネ３３が掛け
渡されている。これにより、シャフト２６が突出してス
ライドユニット１４が液晶パネル載置台２３から離れた
位置（図中左方）に移動したときは、アーム部１６は、
図１に示すように、水平方向から所定の角度だけ起きた
状態に保持されるようになっている。なお、アーム部１
６の先端部のワークに接触する部分はシリコンゴムによ
って被覆されている。

【００１７】一方、シャフト２６が引き込まれ、引っ張
りばね３５の張力によってスライドユニット１４が液晶
パネル載置台２３に近づく方向（図中右方）に移動し、
図２に示すように、カムフォロワ２９がカムブロック２
５に当接すると、アーム部１６が水平方向に回転して、
液晶パネル２４を押さえるようになっている。

【００１８】そして、液晶パネル載置台２３への液晶パ
ネル２４のセットは、図１に示すように、スライドユニ
ット１４が左方に移動してアーム部１６が起き上がった
状態で行われ、ターンテーブル１１の回転は、図２に示
すように、スライドユニット１４が右方に移動してアー
ム部１６が液晶パネル２４を押さえた状態で行われるよ
うになっている。

【００１９】次に、以上のような構成のワーククランプ
装置の動作を説明する。

【００２０】図３はワーククランプ装置の動作に係わる
主要部を表すものである。この図の（Ａ）の位置におい
ては、アーム部１６は、引っ張りコイルバネ３３（図
１）の張力により、水平方向から所定の角度だけ起き上
がった状態に保持されている。ここで、エアシリンダ２
２のシャフト２６（図１）が縮む方向に動作するとスラ
イドユニット１４が右方に移動し、図３の（Ｂ）の位置
でカムフォロワ２９のローラがカムブロック２５の側壁
面に当接する。スライドユニット１４がさらに右方に移
動すると、カムフォロワ２９はカムブロック２５の側壁
面に沿って下方に転動し、これによってアーム部１６に
右回転方向の力が作用する。すなわち、アーム部１６の
先端部は、右方への直線移動と回転軸１５を中心とした
回転移動とが合成された軌跡（矢印４１）で移動し、液
晶パネル２４をクランプすることになる。

【００２１】このように、本実施の形態では、駆動動力
としては直線駆動を行うエアシリンダ２２を用いるのみ
でよく、極めて簡単かつコンパクトな構造で液晶パネル
２４のクランプが可能となる。

【００２２】図４は本発明の他の実施の形態に係るワー
ククランプ装置およびその動作を表すものである。本実
施の形態では、アーム部１６のワーク接触面４２を、回
転軸１５を通る回転半径から所定量Ｄだけずらした位置
に設定する。その他の構成および動作は図３の場合と同
様である。すなわち、（Ａ）の位置では、アーム部１６
は、引っ張りコイルバネ３３（図１）の張力により、水
平方向から所定の角度だけ起き上がった状態に保持され
るが、エアシリンダ２２のシャフト２６（図１）が縮む
方向に動作するとスライドユニット１４が右方に移動し
て図４の（Ｂ）の位置でカムフォロワ２９のローラがカ
ムブロック２５の側壁面に当接し、スライドユニット１
４がさらに右方に移動することによってカムフォロワ２
９はカムブロック２５の側壁面に沿って下方に転動し、
アーム部１６に右回転方向の力が作用する。そして、ア
ーム部１６の先端部は、右方への直線移動と回転軸１５
を中心とした回転移動とが合成された軌跡（矢印４３）
で移動し、液晶パネル２４をクランプすることになる。

【００２３】図５は、図３のワーククランプ装置および
図４のワーククランプ装置におけるアーム部１６の先端
部の軌跡を描いたもので、符号４５は図３の場合、符号
４６は図４の場合を表すものである。この図で、横軸は
液晶パネル２４の中心位置からの距離を示し、縦軸はア
ーム部１６の開度（水平からの角度）を示している。こ
の図から明らかなように、アーム部１６のワーク接触面
が回転軸を通る回転半径上にある場合、すなわち回転軸
とワーク接触面との間にオフセットがない場合には、ア
ーム部１６の先端部は液晶パネル２４に斜め上方から接
触することになる。このため、アーム部１６によってク
ランプされる瞬間に液晶パネル２４の位置が水平方向に
ずれるおそれがある。これに対して、回転軸とワーク接
触面との間にオフセットＤがある場合には、アーム部１
６の先端部は液晶パネル２４にほぼ垂直に接触すること
になるため、クランプに伴う液晶パネル２４の水平方向
の位置ずれは発生しない。

【００２４】なお、オフセット量Ｄは、アーム部１６の
回転中心（回転軸１５）に対するカムフォロワ２９の相
対位置等をシミュレーションすることにより、アーム部
１６の先端部が液晶パネル２４に垂直に接触するような
値に設定することが可能である。この場合、カムフォロ
ワ２９が当接して転動するカムブロック２５の側壁面
は、ベース１２と垂直でなく、ある程度傾けるように構
成されてもよい。この傾き加減によってもアーム部１６
の先端部の軌跡の修正が可能である。さらに、カムブロ
ック２５の側壁面は平面でなく一定の曲面で構成しても
よい。この曲面の形状によっても、アーム部１６の先端
部の軌跡の修正が可能である。

【００２５】なお、本実施の形態は液晶パネルをクラン
プ対象ワークとして説明したが、これに限るものではな
く、他の部品等のクランプにも適用できるのはもちろん
である。また、本実施の形態では液晶パネルを水平に配
置すると共にスライドユニット１４も水平方向に直線移
動するとしたが、これに限るものではなく、水平方向か
らある程度傾斜していても問題はない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るワーク
クランプ装置によれば、アーム部の突起部がブロック体
の側壁面に当接することによって一軸の直線運動をアー
ム部の回転動作および直線動作に変換し、アームの先端
部によってワークをクランプするようにしたので、従来
のような２軸制御が不要となり、装置構成が簡単かつコ
ンパクトになり、低コストでの製作も可能となるという
効果がある。

【００２７】特に、請求項２記載のワーククランプ装置
によれば、突起部を、アーム部の回転軸と平行な回転軸
を有する回転自在なローラで構成したので、このローラ
はブロック体の側壁面に当接した後、この面に沿って滑
らかに転動する。このため、アーム部の回転も滑らかと
なり、ワークのクランプ動作が円滑となる。

【００２８】また、請求項３または請求項４記載のワー
ククランプ装置によれば、前記ワークをクランプする瞬
間におけるアーム部先端部の軌跡がワークのクランプ面
とほぼ垂直になるように構成したので、ワークはアーム
部からほぼ垂直方向の力のみを受けることとなる。この
ため、クランプに伴うワークの水平方向の位置ずれを防
止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るワーククランプ装
置の非クランプ状態での側面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るワーククランプ装
置のクランプ状態での側面図である。

【図３】このワーククランプ装置の動作を表す図であ
る。

【図４】他の実施の形態に係るワーククランプ装置の要
部と動作とを表す図である。

【図５】ワーククランプ装置のアーム部の軌跡を表す図
である。

【図６】従来のワーククランプ装置の一例を表す図であ
る。

【符号の説明】

１１ ターンテーブル １３ レール １４ スライドユニット １５ 回転軸 １６ アーム部 ２２ エアシリンダ ２３ 液晶パネル載置台 ２４ 液晶パネル ２５ カムブロック ２９ カムフォロワ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を中心として回転自在に配設され
   たアーム部と、 このアーム部を前記回転軸と直交する方向に直線駆動さ
   せるための直線駆動手段と、 クランプ対象のワークと前記アームとの間に固設された
   ブロック体と、 前記回転軸と直交するアーム部側面から突出して設けら
   れ、前記直線駆動手段によってアーム部がワーク方向に
   移動したときに前記ブロック体の側壁面に当接してアー
   ム部を回転させるための突起部とを備え、 前記直線駆動をアーム部の回転動作および直線動作に変
   換し、前記アームの先端部でワークをクランプすること
   を特徴とするワーククランプ装置。
2. 【請求項２】 前記突起部は、前記アーム部の回転軸と
   平行な回転軸を有する回転自在なローラで構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載のワーククランプ装
   置。
3. 【請求項３】 前記ワークをクランプする瞬間における
   アーム部先端部の軌跡をワークのクランプ面とほぼ垂直
   にしたことを特徴とする請求項１記載のワーククランプ
   装置。
4. 【請求項４】 前記アーム部の先端部のクランプ面を前
   記回転軸を通る半径から所定距離だけアーム部の回転方
   向にずらした位置に設定することにより、ワークをクラ
   ンプする瞬間におけるアーム部先端部の軌跡をワークの
   クランプ面とほぼ垂直にしたことを特徴とする請求項３
   記載のワーククランプ装置。