WO2004090343A1 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

　シリンダチューブ２２にピストンロッド１９が固定されたメインピストン２１が往復動自在に収容され、シリンダチューブ２２はクランプ圧力室３０とクランプ解除圧力室３１とに区画される。ロックケース２４にはピストンロッド１９に締結する締結状態と、締結を解除する解除状態とに作動自在となるロックユニット２３が組み込まれる。ロックケース２４にロックユニット２３を締結状態する作動位置と解除状態にする退避位置とに往復動自在となるロックピストン４８が収容され、ロックケース２４はロック圧力室５０とロック解除圧力室５１とに区画される。ロック圧力室５０には流体を案内する流体供給路５５が開口されるとともにロック用ばね部材４９が組み込まれる。

Description

明 細 書

流体圧シリンダ 技術分野

本発明は空気圧などの流体圧力によってビストンロッドを往復動させる流体圧 シリンダに関し、 特に、 口ック機構を備えた流体圧シリンダに適用して有効な技 術に関する。 ' 背景技術

自動車の車体組立ラインには、 プレス工程において成型されたパネル材をスポ ット溶接などによって接合する複数の工程が設けられている。 これらの工程とし ては、 車体の土台を形成するアンダーボデー工程、 車体の側面部を形成するサイ ドボデー工程、 了ンダーボデーとサイドボデーとを接合することにより車体の骨 格を形成するメィンポデ一工程、 メィンボデ一にドアやフードなどを組み付ける メタルライン工程などがある。 特開平 4-283034号公報に示されるように、 これら の工程のための作業ステージを備えた車体組立ライン上には複数の搬送台車が設 けられており、 各パネル材は搬送台車に固定されて各作業ステージを移動するこ とになる。 そして、 車体組立ラインの最終ステージと最初のステージとは復帰ラ ィンによって連結されており搬送台車は車体組立ライン上を循環することになる。 搬送台車はクランプアームを備えており、 搬送台車上に配置されたパネル材は 位置決めされた状態でクランプアームにより固定される。 このクランプアームを 揺動させるための駆動源としては流体圧シリンダを用いることが多く、 搬送台車 にエア配管を接続することによって流体圧シリンダに圧縮空気が供給される。 し かしながら、 搬送台車は各作業ステージ間を移動するため、 移動時には搬送台車 からエア配管を取り外す必要がある。 このように、 搬送台車が移動する中間の作 業ステージにおいて、 流体圧シリンダには圧縮空気の供給が断たれた状況下でパ ネル材を固定することが要求される。

この要求を満たすため、 クランプアームが連結されるピストン口ッドを固定す るロック機構を備えた流体圧シリンダが開発されている。 この流体圧シリンダは、 パネル材を固定した状態でピストン口ッドの移動を規制することができ、 圧縮空 気が断たれた状態であってもパネル材を固定することができる。

しかしながら、 ロック機構を備えた流体圧シリンダは、 ばね力によってロック 機構を作動させ、 このばね力に対向する空気圧によってロック機構の作動を解除 させることが多い。 従って、 パネル材を固定する際のクランプ力を高めようとす ると、 ばね部材のばね力を高めることによって口ック機構の締結力を増大させる 必要があるだけでなく、 口ック機構を解除させるための過大な空気圧が必要とな る。 このように、 口ック機構の締結力強化は、 流体圧シリンダの大型化や高コス ト化を招くことになつていた。

本発明の目的は、 ロック機構の締結力を低下させることなく、 流体圧シリンダ の小型化および低コスト化を達成することにある。 発明の開示

本発明の流体圧シリンダは、 ビストンロッドに固定されるメインビストンを往 復動自在に収容するシリンダ本体と、 前記シリンダ本体に組み込まれ、 前記ビス トンロッドに締結する締結状態と締結を解除する解除状態とに作動する口ツクユ ニットと、 前記ロックュニットを締結状態に切り換える作動位置と解除状態に切 り換える退避位置との間で往復動自在に前記シリンダ本体に収容され、 口ック圧 力室と口ック解除圧力室とを区画するロックビストンと、 前記口ック圧力室に連 通し、 前記ロックビストンを介して前記ロックュニットに推力を加える流体を案 内する流体供給路と、 前記ロック圧力室に組み込まれ、 前記ロックピストンを介 して前記ロックュニットにばねの推力を加えるばね部材とを有し、 流体の推力と ばねの推力とを前記口ツクユニットを介して前記ビストンロッドの軸方向に加え ることを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、 流体の推力とばねの推力とにより前記口ツクユ二 ットに歪み力を蓄えることを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、 前記口ツクユニットに生ずる遊びをばねの推力に より取り除いた後に、 流体の推力とばねの推力とにより前記ロックュニットに歪 み力を蓄えることを特徴とする。 本発明の流体圧シリンダは、 前記ロックピストンに摺動自在に装着され、 前記 口ックビストンが前記作動位置に向けて所定のストロークで移動した後に前記流 体供給路を前記口 Vク圧力室に開口するブランジャを有し、 前記口ックピストン にばねの推力を加えた後に、 前記ロックビストンにばねの推力と流体の推力とを 加えることを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、 前記口ックビストンは前記ビストンロッドの径方 向に往復動し、 前記口ックビストンに形成される傾斜面を介して推力を前記口ッ クュニットに伝達することを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、 前記口ツクユニットは前記ビストンロッドの外周 面に配置されるポールと、 前記ビストンロッドの軸方向に往復動自在に装着され 前記ボールを介して前記ビストンロッドに締結するロックスリ一ブとを備えるこ とを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、 前記ビストンロッドの往復動によりクランプア一 ムを摇動させることを特徴とする。

本発明によれば、 流体の推力とばねの推力とによりロックユニットを締結状態 に切り換えるようにしたので、 口ツクユ-ットの締結力を低下させることなく、 ばね部材のばね力を低く設定することができる。 これにより、 流体圧シリンダの 小型化や低コスト化を達成することができる。

また、 流体の推力とばねの推力とによりロックュニットに歪み力を蓄えること ができるため、 流体を排出した後であっても歪み力とばねの推力とにより高い締 結力を維持することができる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施の形態であるパワースライドドア装置が設けられた車両 を示す説明図である。

図 1は、 搬送台車によって自動車車体を構成するパネル材を搬送するようにし た車体組立ラインの一部を示す平面図である。

図 2は、 図 1のクランプ機構を示す正面図である。

図 3は、 図 2に示す本発明の一実施の形態である流体圧シリンダを示す断面図 である。

図 4は、 図 3の A— A線に沿ってロッドカバーの構造を示す断面図である。 図 5は、 図 3の矢印 B方向から流体圧シリンダを示す側面図である。

図 6 (A) は、 ロックユニットが解除状態となつた流体圧シリンダの一部を示 す断面図であり、 図 6 (B ) は、 ロックユニットが解除状態から締結状態に切り 換えられる流体圧シリンダの一部を示す断面図である。

図 7 (A) は、 ロックユニットが解除状態から締結状態に切り換えられる流体 圧シリンダの一部を示す断面図であり、 図 7 (B) は、 ロックユニットが締結状 態となつた流体圧シリンダの一部を示す断面図である。

図 8は、 ビストンロッドに加えられる推力の変化を示す線図である。

図 9は、 本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダが設けられたクランプ 機構を示す正面図である。 発明を実施するための最良の形態

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は搬送台車 1 0によって自動車車体を構成するパネル材を搬送するように した車体組立ラインの一部を示す平面図である。 搬送台車 1 0は複数の車輪 1 1 を有し、 最初の作業ステージ S 1から最終の作業ステージ S nまで走行する。 最初 の作業ステージ S 1では車体を構成するパネル材がワーク Wとして搬送台車 1 0 に搬入され、 最終の作業ステージ Snでは所定の組立作業が終了したワーク Wが 搬送台車 1 0から取り外されることになる。 それぞれの搬送台車 1 0にはワーク Wをクランプつまり締め付けて固定するためのクランプ機構 1 2が設けられてい る。 図 1においては、 それぞれの搬送台車 1 0に 2つずつクランプ機構 1 2が設 けられているが、 ワーク Wのサイズなどに応じて任意の数のクランプ機構 1 2を 搬送台車 1 0に設けることができる。

図 2は図 1のクランプ機構 1 2を示す正面図であり、 このクランプ機構 1 2に は本発明の一実施の形態である流体圧シリンダ 1 3が組み付けられている。 搬送 台車 1 0にはワーク Wを支持する支持台 1 4が設けられ、 この支持台 1 4にはヮ ーク Wをクランプするためのクランプアーム 1 5がピン 1 6を中心に揺動自在に 装着されている。 支持台 1 4には流体圧シリンダ 1 3がこれに固定されたタレビ ス 1 7の部分でピン 1 8を介して揺動自在に装着されており、 流体圧シリンダ 1 3のビストン口ッド 1 9がクランプアーム 1 5にピン 2 0を介して連結されてい る。 ビストン口ッド 1 9が所定のス トロークで前進方向つまり流体圧シリンダ 1 3の内部から突出する方向に移動すると、 クランプアーム 1 5はワーク¹ Wを締め 付け固定つまりクランプする。

図 3は図 2の流体圧シリンダ 1 3を示す断面図である。 図 3に示すように、 流 体圧シリンダ 1 3は、 メインピストン 2 1が軸方向に往復動自在に収容されるシ リンダチューブ 2 2と、 これに取り付けられ口ツクユニット 2 3を収容する口ッ クケース 2 4とを備えており、 ロックケース 2 4はロックユニット収容部 2 5と これの径方向に延びるロックピス トン収容部 2 6とを備えている。 また、 シリン ダチューブ 2 2の端部にはエンド力パー 2 7が取り付けられ、 口ックケース 2 4 の端部には口ッドカバー 2 8が取り付けられている。 これらのシリンダチューブ 2 2、 ロックケース 2 4、 エンド力パー 2 7およびロッド力パー 2 8によりシリ ンダ本体 2 9が形成されている。

シリンダチューブ 2 2内に収容されるメインビストン 2 1によって、 シリンダ チューブ 2 2内はクランプ圧力室 3 0とクランプ解除圧力窒 3 1とに区画されて おり、 クランプ圧力室 3 0に連通する給排ポート 3 2はエンド力パー 2 7に形成 され、 クランプ解除圧力室 3 1に連通する給排ポート 3 3はロッドカパー 2 8に 形成されている。 給排ポート 3 2よりクランプ圧力室 3 0に流体である圧縮空気 を供給するとメインピストン 2 1はロッドカパー 2 8に向けて前進移動する一方、 給排ポート 3 3よりクランプ解除圧力室 3 1に圧縮空気を供給するとメインビス トン 2 1はエンド力パー 2 7に向けて後退移動する。

メインピストン 2 1はシール材 3 4が設けられた環状の第 1ディスク 3 5と、 円筒部 3 6を有する第 2ディスク 3 7とを備えており、 第 2ディスク 3 7の円筒 部 3 6の内周面には雌ねじ 3 6 aが形成されている。 また、 第 1ディスク 3 5と 第 2ディスク 3 7との間には環状の磁石 3 8が挟み込まれており、 シリンダチュ ープ 2 2に設けられた図示しないセンサにより磁石 3 8を介してメインビストン 2 1の位置を検出できるようになつている。 また、 一端に雄ねじ 1 9 aが形成されるビストンロッド 1 9は、 雄ねじ 1 9 a を介してメインビストン 2 1の第 2ディスク 3 7にねじ結合されるとともに、 口 ッドカバー 2 8に往復動自在に支持されている。 メインピストン 2 1に固定され たピストン口ッド 1 9は、 クランプ圧力室 3 0とクランプ解除圧力室 3 1とに対 する圧縮空気の給排制御によりメインビストン 2 1と一体になつて軸方向に移動 する。

口ックケース 2 4内に収容される口ツクユニット 2 3は、 ビストン口ッド 1 9 の外周に複数配置されるポールとしての鋼球 3 9と、 これら複数の鋼球 3 9を保 持するとともにビストン口ッド 1 9に貫かれて設けられる筒状の保持器 4 0とを 備えており、 保持器 4 0はピストンロッド 1 9に対して往復動自在となっている。 また、 口ツクユニット 2 3は内周面がテーハ °面 4 1 aとなった口ックスリープ 4 1を保持器 4 0の外周側に備えており、 このロックスリープ 4 1はロックケース 2 4に往復動自在となって収容される。 このように、 ピストンロッド 1 9の外周 面とロックスリーブ 4 1のテーパ面 4 1 aとの間には複数の鋼球 3 9が配置され ており、 ロックスリーブ 4 1を軸方向に移動させることにより、 ロックユニット 2 3は、 鋼球 3 9をピストンロッド 1 9に押圧してピストンロッド 1 9とロック スリープ 4 1とを締結する締結状態と、 ビストンロッド 1 9に対する押圧を解除 して締結を解除する解除状態とに切り換えられる。

ロックスリーブ 4 1とロッドカパー 2 8との間にはフランジ部 4 2を備える底 付き円筒状のばね受け部材 4 3が設けられており、 ばね受け部材 4 3のフランジ 部 4 2と口ッドカパー 2 8との間には解除用ばね部材 4 4が設けられている。 こ の解除用ばね部材 4 4は、 ロックスリーブ 4 1に当接するフランジ部 4 2を介し てロックスリーブ 4 1を解除方向に付勢する。 つまり解除用ばね部材 4 4は口ッ クスリーブ 4 1をェンドカパー 2 7側の後退方向に付勢する。 また、 ばね受け部 材 4 3の底部 4 5と保持器 4 0との間には保持用ばね部材 4 6が設けられており、 この保持用ばね部材 4 6は保持器 4 0をェンドカバー 2 7側の後退方向に付勢す る。

口ックケース 2 4内には保持器 4 0に隣接して位置決めスリーブ 4 7が設けら れている。 位置決めスリーブ 4 7はビストンロッド 1 9に貫かれて設けられると ともに一端がロックケース 2 4に固定されている。 この位置決めスリーブ 4 7は 保持用ばね部材 4 6による保持器 4 0および鋼球 3 9の後退移動を所定の位置で 規制するためのストッパとなる。

ロックビストン収容部 2 6はシリンダ 2 6 aとこれを閉塞するへッドカパ一 2 6 bとにより形成されている。 シリンダ 2 6 a内にはロックピストン 4 8が収容 されており、 口ックビストン 4 8はビストン口ッド 1 9に対して径方向に往復動 自在となっている。 ロックピストン 4 8により、 ロックピストン収容部 2 6内は ロック用ばね部材 4 9が収容されるロック圧力室 5 0と、 ロック用ばね部材 4 9 の推力であるばね力に対向して流体の推力を口ックピストン 4 8に加えるロック 解除圧力室 5 1とに区画されている。 ·

このロックピストン 4 8はフランジ部 4 8 aを備えた底付き円筒状に形成され ており、 ばね収容孔 4 8 bとシリンダ孔 4 8 cとを備えている。 ばね収容孔 4 8 bには環状のばね受け部材 5 2が組み込まれ、 ばね受け部材 5 2とへッドカパー 2 6 bとによってロック用ばね部材 4 9が口ック圧力室 5 0内に保持されている。 一方、 シリンダ孔 4 8 cにはピストン部 5 3 aとロッド部 5 3 bとを備えるブラ ンジャ 5 3が往復動自在に組み込まれており、 ピストン部 5 3 aの端面とシリン ダ孔 4 8 cの底面との間にはプランジャ用ばね部材 5 4が組み込まれている。 こ のプランジャ用ばね部材 5 4のばね力によってプランジャ 5 3はへッドカパー 2 6 bに近づく方向に上昇移動され、 この上昇移動はビストン部 5 3 aがばね受け 部材 5 2に当接することによって規制される。 つまり、 ばね受け部材 5 2はブラ ンジャ 5 3の上昇移動を所定のストロークで規制するためのストツノ となる。 また、 ロックビストン収容部 2 6を形成するへッドカパー 2 6 bのほぼ中央部 には、 口ック圧力室 5 0に流体である圧縮空気を案内する流体供給路 5 5が形成 されており、 この流体供給路 5 5に連通する給排ポート 5 6がシリンダ 2 6 aに 形成されている。 流体供給路 5 5とプランジャ 5 3とはほぼ同心上に組み込まれ ており、 上昇移動によってプランジャ 5 3がへッドカパー 2 6 bに接触すると、 流体供給路 5 5と口ック圧力室 5 0とはプランジャ 5 3を介して遮断状態となり、 口ックビストン 4 8の下降移動によってプランジャ 5 3がへッドカパー 2 6 bか ら離れると、 流体供給路 5 5とロック圧力室 5 0とは連通状態となる。 なお、 へ ッドカバー 2 6 bに形成される流体供給路 5 5の開口部には弁座 5 7が組み込ま れており、 プランジャ 5 3の先端と弁座 5 7とを接触させることにより遮断状態 における気密が保たれる。

ロック解除圧力室 5 1に圧縮空気を供給すると、 ロックピストン 4 8はロック スリープ 4 1から離れる退避位置に向けて上昇移動する。 上昇移動の過程におい ては、 プランジャ 5 3のビストン部 5 3 aがばね受け部材 5 2に接触するまで、 プランジャ 5 3はロックビストン 4 8より突き出た状態となっているため、 まず プランジャ 5 3がへッドカパー 2 6 bの弁座 5 7に接触した後に、 口ックビスト ン 4 8がへッドカパー 2 6 bに接触することになる。 口ックビストン 4 8がへッ ドカパー 2 6 bに接触するまで上昇移動すると、 プランジャ用ばね部材 5 4は圧 縮されて、 ビストン部 5 3 aとばね受け部材 5 2との間には所定のクリアランス C 1が形成される。

なお、 ロックピストン 4 8を上昇移動させる際に、 ロック圧力室 5 0内の空気 は弁座 5 7から流体供給路 5 5を経て排気される力 s、 上昇途中においてプランジ ャ 5 3と弁座 5 7との接触により流体供給路 5 5が閉塞されてしまう。 このため、 プランジャ 5 3のビストン部 5 3 aに設けられる Uパッキン 5 3 dは、 下降方向 へ空気の流れを許容する向きに装着されており、 口ック圧力室 5 0内の空気はプ ランジャ 5 3と弁座 5 7とが接触した後であっても、 Uパッキン 5 3 dとシリン ダ孔 4 8 cとの間から空気を下降方向に向けて排出することができ、 プランジャ 5 3に形成される貫通孔 5 3 cを介して流体供給孔 5 5から排気することができ る。

一方、 口ック解除圧力室 5 1の圧縮空気を排出すると、 ロックピストン 4 8は 口ック用ばね部材 4 9からのばね力によりロックスリーブ 4 1に接触する作動位 置に向けて下降移動する。 ロックピストン 4 8が下降移動する過程においては、 プランジャ 5 3がばね力によつて上昇方向に付勢されているため、 まず口ックピ ストン 4 8がへッドカパー 2 6 bから離れた後に、 プランジャ 5 3のビストン部 5 3 aがばね受け部材 5 2に接触してプランジャ 5 3がへッドカバー 2 6 bから 離れることになる。 つまり、 ロックピストン 4 8が下降移動を開始しても、 所定 のストローク分 （クリアランス C 1相当分） だけ下降するまでは、 プランジャ 5 3はへッドカバー 2 6 bの弁座 5 7に接触した状態を保持することになる。

このようにプランジャ 5 3を伴って往復動するロックビストン 4 8の先端には、 傾斜面であるテーパ面 6 0 aを備えたテーパ口ッド部 6 0が形成されており、 テ ーパ面 6 0 aのテーパ角 αは約 3 0 ° の鋭角に形成されている。 このテ一パ面 6 0 aに対応するように、 ロックスリーブ 4 1のエンド力パー 2 7側の端面にもテ ーパ面 4 1 bが形成されており、 テーパ面 4 1 bのテーパ角 βは約 1 5 0 ° の鈍 角に形成されている。

ロックピストン 4 8がロックスリーブ 4 1に向けて下降移動すると、 接触する テーパ面 4 l b , 6 0 aを介してロックスリーブ 4 1は前進方向に押されるため ロックユニット 2 3は締結状態となる一方、 ロックピストン 4 8が上昇移動する と、 解除用ばね部材 4 4のばね力によってロックスリーブ 4 1は後退方向に押さ れるためロックュニット 2 3は解除状態となる。

なお、 プランジャ 5 3の貫通孔 5 3 cは、 ロック圧力室 5 0内の空気を排出す るだけでなく口ックビストン 4 8を手動で動かす際にも使用される。 へッドカパ 一 2 6 bに形成される流体供給路 5 5には、 流体供給路 5 5と外部とを遮断する プラグとしてねじ部材 6 1が装着されており、 ロックピストン 4 8にはシリンダ 孔 4 8 cから延びてねじ孔 4 8 dが形成されている。 口ックビストン 4 8を手動 で動かす際には、 先端部に雄ねじが形成された図示しないロッド部材を、 ねじ部 材 6 1を取り外した状態で外部より流体供給路 5 5に差し込み、 プランジャ 5 3 の貫通孔 5 3 cを経てねじ孔 4 8 dとねじ結合させる。 これにより、 ロッド部材 を介して外部よりロックピストン 4 8を動かすことができ、 手動により口ツクユ ニット 2 3を解除状態と締結状態とに切り換えることができる。

続いて、 クランプ圧力室 3 0、 クランプ解除圧力室 3 1、 ロック圧力室 5 0、 口ック解除圧力室 5 1に圧縮空気を供給するための供給流路について説明する。 図 4は図 3の A— A線に沿ってロッド力パー 2 8の構造を示す断面図である。 図 4に示すように、 ロッドカパー 2 8には径方向に 3つの給排ポ一ト 3 3が形成さ れており、 使用状況に応じていずれか 1つの給排ポート 3 3に給排用の配管が接 続される。 この配管は排気ポ一トを備えた流路切換弁を介して空気圧源に接続さ れており、 流路切換弁の切換作動によって給排ポート 3 3には圧縮空気が供給さ れる一方、 給排ポート 3 3より圧縮空気が排出される。 なお、 使用しない給排ポ ート 3 3はプラグ 6 2により閉塞される。 .

また、 口ッドカバー 2 8の内部にはガイド筒体 6 3が組み込まれており、 ガイ ド筒体 6 3の外周面には 3つの給排ポート 3 3と連通する流路溝 6 4が形成され、 この流路溝 6 4とガイド筒体 6 3の内周面に形成される流路溝 6 5とを連通する 連通孔 6 6が形成されている。 ガイド筒体 6 3には連通孔 6 6に入り込むように 絞り機構としてのニードル 6 7が装着されており、 外周面に雄ねじ 6 7 aが形成 されたニードル 6 7をねじ込むことによって、 連通孔 6 6の流路断面積を変化さ せることができ、 連通孔 6 6を通過する圧縮空気の流れつまり流量を制御するこ とができる。

このような連通孔 6 6を経て流路溝 6 5に案内された圧縮空気はクランプ解除 圧力室 3 1とロック解除圧力室 5 1とに供給される。 ばね受け部材 4 3、 保持器 4◦および位置決めスリーブ 4 7の内径はビストン口ッド 1 9の外径よりも若干 大きく設定されており、 ばね受け部材 4 3、 保持器 4 0および位置決めスリーブ 4 7とピストンロッド 1 9との間には連通隙間 6 8が形成されている。 この連通 隙間 6 8を介して、 給排ポート 3 3に連通した流路溝 6 5とクランプ解除圧力室 3 1および口ック解除圧力室 5 1とは連通されるため、 給排ポート 3 3よりクラ ンプ解除圧力室 3 1およびロック解除圧力室 5 1に対する圧縮空気の給排制御を 行うことができる。

図 5は図 3の矢印 B方向から流体圧シリンダ 1 3を示す側面図である。 図 5に 示すように、 エンド力パー 2 7にもクランプ圧力室 3 0に連通された複数の給排 ポート 3 2が形成されており、 使用状態に応じていずれか 1つの給排ポート 3 2 に給排用の配管が接続される。 この配管は前述の配管と同様に排気ポートを備え た流路切換弁を介して空気圧源に接続されており、 流路切換弁の切換作動によつ て給排ポート 3 2には圧縮空気が供給される一方、 給排ポート 3 2より圧縮空気 が排出される。 従って、 給排ポート 3 2を介してクランプ圧力室 3 0に対する圧 縮空気の給排制御を行うことができる。 なお、 使用しない給排ポート 3 2はブラ グ 6 9により閉塞されている。

また、 図 3および図 5に示すように、 エンド力パー 2 7にはアダプタ 7 0が設 けられており、 アダプタ 7 0と給排ポート 5 6とは配管 7 1によって接続されて いる。 このアダプタ 7 0も排気ポートを備えた流路切換弁を介して空気圧源に接 続されており、 流路切換弁の切換作動によってアダプタ 7 0に圧縮空気が供給さ れる一方、 アダプタ 7 0より圧縮空気が排出される。 従って、 アダプタ 7 0から 給排ポート 5 6を介してロック圧力室 5 0に対する圧縮空気の給排制御を行うこ とができる。

続いて、 流体圧シリンダ 1 3の動作について説明する。 図 6 (A) 〜図 7 (B) は流体圧シリンダ 1 3の一部を示す拡大断面図であり、 図 6 (A) 、 図 6 (B ) 、 図 7 (A) 、 図 7 (B) の順序で、 ロックユニット 2 3が解除状態から 締結状態に作動する過程を示している。

まず、 メインビストン 2 1がェンドカパー 2 7側の後退限位置に配置された状 態、 つまりビストンロッド 1 9がシリンダ本体 2 9内に引き込まれた状態から、 ビストンロッ ド 1 9およびメインビストン 2 1を前進移動させる際の口ツクユ二 ット 2 3の動作について説明する。

メインピストン 2 1が後退限位置に配置された状態では、 給排ポート 3 3から クランプ解除圧力室 3 1とロック解除圧力室 5 1とに圧縮空気が供給された状態 となっている。 クランプ解除圧力室 3 1には連通隙間 6 8を介して圧縮空気が供 給され、 ロック解除圧力室 5 1には連通隙間 6 8から保持器 4 0と鋼球 3 9との 隙間を経て圧縮空気が供給される。 このロック解除圧力室 5 1に加えられる圧縮 空気によってロックビストン 4 8には口ック用ばね部材 4 9を圧縮する上昇方向 に推力が加えられ、 ロックビストン 4 8はロックスリーブ 4 1から離れるように 上昇移動する。 なお、 ロック解除圧力室 5 1に供給された空気圧を受けるロック ビストン 4 8の受圧面積は、 口ック用ばね部材 4 9からのばね力に抗する推力を 発生させるに十分な面積に設定されている。

ロックピストン 4 8が上昇移動すると、 ロックピストン 4 8とロックスリーブ 4 1 との接触は回避されるため、 解除用ばね部材 4 4のばね力によって口ックス リーブ 4 1は解除位置に向けて後退移動する。 後退移動が完了すると、 ロックス リーブ 4 1の端面とロッド力パー 2 8の端面との間には、 図 6 (A) に示すよう に、 所定のクリアランス C 2が形成された状態となる。 このように、 ロックスリ ーブ 4 1が解除位置に作動すると、 ロックスリーブ 4 1のテーパ面 4 1 aと鋼球 3 9との間には所定のクリァランス C 3が設けられるため、 ロックユニット 2 3 は鋼球 3 9がビストンロッド 1 9に押圧されることのない解除状態となる。 このような状態のもとで、 給排ポート 3 3よりクランプ解除圧力室 3 1内の圧 縮空気を排出するとともに、 給排ポート 3 2よりクランプ圧力室 3 0に圧縮空気 を供給すると、 メインピストン 2 1とピストンロッド 1 9とは図 6 (A) に矢印 aで示す前進方向に向けて移動される。 このとき、 クランプ解除圧力室 3 1内の 空気はメインビストン 2 1の移動に伴って給排ポート 3 3より排出されるが、 連 通孔 6 6に設けられたニードル 6 7によって給排ポート 3 3からの排出流量は制 限される。 つまり、 メインピストン 2 1の移動に伴ってクランプ解除圧力室 3 1 内の空気は圧縮されるため、 クランプ解除圧力室 3 1にはメインビストン 2 1の 移動速度に応じた背圧が生じることになる。 なお、 ニードル 6 7は調節式の絞り 機構であるため、 この背圧を容易に設定することができる。

このクランプ解除圧力室 3 1に生じる背圧は、 連通隙間 6 8を介してロック解 除圧力室 5 1に加えられるため、 ロックピストン 4 8にはロック用ばね部材 4 9 を圧縮する上昇方向に推力が加えられ、 ロックピストン 4 8は解除位置に保持さ れることになる。 なお、 クランプ解除圧力室 3 1に生じた背圧を受けるロックピ ストン 4 8の受圧面積は、 背圧によってもロック用ばね部材 4 9からのばね力に 抗する推力を発生させるに十分な面積に設定されている。

つまり、 給排ポート 3 2よりクランプ圧力室 3 0に圧縮空気を供給することに よって、 ピストンロッド 1 9を前進方向に移動させる際には、 ロックユニット 2 3は解除状態に保持されるため、 ピストンロッド 1 9の前進移動が可能となる。 なお、 クランプ圧力室 3 0に圧縮空気を供給することにより、 ピストンロッド 1 9を矢印 a方向に前進移動させる場合について説明したが、 クランプ圧力室 3 0内の圧縮空気を排出するとともにクランプ解除圧力室 3 1に圧縮空気を供給す ることにより、 ビストン口ッド 1 9を矢印 b方向に後退移動させる場合であって も、 給排ポート 3 3より口ック解除圧力室 5 1に対して圧縮空気が供給されるた めロックユニット 2 3は解除状態となる。

このように、 ピストンロッド 1 9を前後進移動させる場合には、 給排ポート 3 3から供給される空気圧やメインピストン 2 1の移動によって生じる背圧によつ て、 ロックユニット 2 3を解除状態とすることができ、 ピストンロッド 1 9の前 後進移動が許容される。

続いて、 締結状態に切り換えられる口ツクユ二ット 2 3の動作について説明す る。 ピストンロッド 1 9とメインピストン 2 1とが停止した場合、 つまりピス ト ンロッド 1 9の前進移動が制限された場合や、 クランプ解除圧力室 3 1に対する 圧縮空気の供給が停止された場合などには口ツクユニット 2 3が締結状態に切り 換えられる。

まず、 ビストンロッド 1 9の前進移動が制限されることでメインビストン 2 1 が停止する場合について説明する。 なお、 ロック圧力室 5 0に開口する流体供給 路 5 5には、 ロックピストン 4 8が退避位置に上昇移動した状態、 つまり流体供 給路 5 5とロック圧力室 5 0とが遮断された状態のもとで給排ポート 5 6から圧 縮空気が供給されている。 このとき、 プランジャ 5 3は貫通孔 5 3 cを備えるた め、 流体供給路 5 5からの圧縮空気による圧力を下降方向に受けることがなく、 流体供給路 5 5とロック圧力室 5 0との遮断状態は確実に保持される。

メインピストン 2 1が停止すると、 クランプ解除圧力室 3 1内の空気は圧縮さ れることなく給排ポート 3 3より排出されるため、 クランプ解除圧力室 3 1内の 背圧は徐々に低下する。 そして、 ロック用ばね部材 4 9からのばね力に対向して 口ックビストン 4 8に加えられていた上昇方向の推力は背圧低下に伴って低下す る。 つまり、 図 6 (B ) に示すように、 ロックピストン 4 8を上昇させる推力が 所定の推力を下回ると、 ロックピストン 4 8はロック用ばね部材 4 9からのばね 力によって下降方向に付勢され、 ロックスリープ 4 1を締結位置に向けて押し込 みながら下降移動することになる。

このとき、 プランジャ 5 3はプランジャ用ばね部材 5 4によって上昇方向に付 勢されるため、 ロックビストン 4 8が下降移動を開始してもプランジャ 5 3と-弁 座 5 7との接触状態は保たれる。 つまり、 流体供給路 5 5と口ック圧力室 5 0と の遮断状態は継続されるため、 ばね力のみによってロックビストン 4 8は下降方 向に付勢されることとなる。 なお、 ロックピス トン 4 8の下降移動によりロック 圧力室 5 0内は負圧となる力 この負圧に対抗してロックビストン 4 8の下降移 動を «続するように、 口ック用ばね部材 4 9のばね力は設定されている。

ロック用ばね部材 4 9のばね力によってロックビストン 4 8が下降方向に所定 のストローク (例えば 2 mm) で移動すると、 ロックスリーブ 4 1はロックビス トン 4 8の下降移動に伴つて前進方向に所定のストロ一ク (例えば 0 . 8 mm) で移動する。 図 6 (B ) に示すように、 ロックスリーブ 4 1が前進移動すると、 ロックスリーブ 4 1のテーパ面 4 1 aと銅球 3 9との間に設けられていたクリァ ランス C 3が無くなり、 ピストンロッド 1 9の外周面 1 9 bとロックスリーブ 4 1のテーパ面 4 1 aとに鋼球 3 9が接触した状態となる。 つまり、 ロック用ばね 部材 4 9のばね力によって下降移動するロックビストン 4 8により、 口ツクユ二 ット 2 3に生じていた遊びが取り除かれるとともに、 ロックユニット 2 3の締結 作動が開始される状態となる。

なお、 図 6 (B) に示すように、 ロックピストン 4 8の下降移動が所定のスト ロークに達すると、 プランジャ 5 3のビストン部 5 3 aとばね受け部材 5 2との 間に形成されていたクリアランス C 1が消滅し、 ビス トン部 5 3 aとばね受け部 材 5 2とが接触した状態となる。

続いて、 図 7 (A) に示すように、 ロックピストン 4 8が更に下降移動すると、 プランジャ 5 3はロックピストン 4 8によって引き下ろされ、 プランジャ 5 3と 口ックピストン 4 8とは一体となって下降移動を開始する。 この下降移動により プランジャ 5 3が弁座 5 7より引き離されると、 流体供給路 5 5とロック圧力室 5 0とは連通状態となり、 給排ポート 5 6からの圧縮空気がロック圧力室 5 0に 供給される。 なお、 この動作は外部切換弁を必要とせず、 自動的に行われるもの である。 従って、 図 7 (A) に示す状態は、 ロック用ばね部材 4 9からのばね力 に加えて、 口ック圧力室 5 0に供給された圧縮空気による推力が口ックピストン 4 8に加えられた状態となっている。

図 7 (B) に示すように、 ロック用ばね部材 4 9によるばね力と圧縮空気によ る推力とが加えられたロックピストン 4 8が更に下降移動すると、 ロックピスト ン 4 8によってロックスリーブ 4 1は更に前進方向に押し込まれる。 そして、 口 ックスリーブ 4 1とロッドカパー 2 8との間のクリァランスが、 所定のクリァラ ンス C 4に縮められた状態、 つまりロックスリーブ 4 1が締結位置まで押し込ま れた状態となると、 鋼球 3 9がロックスリーブ 4 1とピストンロッド 1 9とに対 して食い込んだ締結状態となる。 このように、 ロックユニット 2 3が締結状態に 切り換えられると、 メインピストン 2 1によるピストンロッド 1 9の前進移動は その停止位置において規制される。 また、 ロックユニット 2 3が締結状態に切り 換えられると、 ピストンロッド 1 9、 鋼球 3 9およびロックスリープ 4 1は互い に弾性変形した状態で保持されるため、 ピス トンロッド 1 9やロックユニット 2 3には所定の歪み力が蓄えられた状態となっている。

なお、 ロックユニット 2 3が締結状態に切り換えられても、 ロックスリーブ 4 1とロッドカパー 2 8との間には所定のクリァランス C 4が設けられるため、 口 ックスリープ 4 1には更なる前進移動が許容される。 そして、 ピストンロッド 1 9と締結されたロックスリープ 4 1に伝達されるロック用ばね部材 4 9からのば ね力とロック圧力室 5 0からの推力とは、 引き続きロックスリーブ 4 1を介して ピストン口ッド 1 9に前進方向に向けて加えられることになる。

また、 口ック用ばね部材 4 9からのばね力と口ック圧力室 5 0からの推力とは、 鋭角に形成されたテーパ面 6 0 aと鈍角に形成されたテーパ面 4 1 bとを介して 口ックスリーブ 4 1に伝達されるため、 口ック用ばね部材 4 9からのばね力と口 ック圧力室 5 0からの推力とは増大されてビストン口ッド 1 9に伝達される。 ま た、 ロックスリーブ 4 1が締結位置に移動すると、 ロックスリーブ 4 1の後退方 向にテーパロッド部 6 0が入り込んだ状態となるため、 口ック解除圧力室 5 1に 圧縮空気を供給するまでは、 確実にロックユニット 2 3の締結状態を維持するこ とができる。

さらに、 ロックスリーブ 4 1の移動に伴ってばね受け部材 4 3が前進移動した 場合であっても、 鋼球 3 9を保持する保持器 4 0とばね受け部材 4 3の底部 4 5 との間に設けられる保持用ばね部材 4 6によって、 保持器 4 0は位置決めスリ一 ブ 4 7に当接した状態を保つことができるため、 鋼球 3 9の位置が移動すること はなく、 確実にロックユニット 2 3を締結状態に切り換えることができる。

前述の説明では、 ピストンロッド 1 9の前進移動が規制され、 メインピストン 2 1が停止した場合について説明したが、 クランプ圧力室 3 0に対する圧縮空気 の供給を停止することによってメインピストン 2 1を停止した場合であっても、 同様に口ツクユニット 2 3を締結状態に切り換えることができる。

また、 ビストン口ッド 1 9を後退移動させる場合であっても、 クランプ解除圧 力室 3 1に供給される圧縮空気を排出して、 ロック解除圧力室 5 1内の圧力を下 げることによって、 ロックユニット 2 3を締結状態に切り換えることができる。 これまで説明したように、 ピストンロッド 1 9の前進移動時に、 ピストン口ッ ド 1 9の移動を制限したり、 クランプ圧力室 3 0に対する圧縮空気の供給を停止 することによってメインビストン 2 1を停止させた場合や、 ビストン口ッド 1 9 の後退移動時にクランプ解除圧力室 3 1内の圧縮空気を排出した場合などには、 ロックユニット 2 3は締結状態に切り換えられる。

次いで、 流体圧シリンダ 1 3を備えたクランプ機構 1 2の作動を、 車体組立ラ イン上での搬送台車 1 0の移動とともに説明する。 また、 ワーク Wをクランプす る際にピストンロッ ド 1 9に加えられる推力についても併せて説明する。 図 8は ワーク Wのクランプ時にビストンロッドに加えられる推力の変ィ匕を示す線図であ り、 縦軸に推力の変化を示し、 横軸に時間の経過を示している。

なお、 図 8の符号 aはクランプ圧力室 3 0に対する圧縮空気の供給開始、 符号 bはピストン口ッドの停止、 符号 cはブランジャ 5 3による流体供給路 5 5の開 放開始、 符号 dはロックユニット 2 3の締結完了、 符号 eはクランプ圧力室 3 0 に対する圧縮空気の供給停止、 そして符号 f はクランプ圧力室 3 0の排気完了を それぞれ示している。 また、 符号①はクランプ圧力室 3 0内の圧縮空気により得 られる推力、 符号②はロック圧力室 5 0内の圧縮空気とロック用ばね部材 4 9と により得られる推力、 そして符号③はロツクユ-ット 2 3の締結による歪み力と 口ック用ばね部材 4 9とによって得られる推力の大きさをそれぞれ示している。 まず、 図 2に示すように、 搬送台車 1 0のクランプ機構 1 2に組み込まれた流 体圧シリンダ 1 3は、 流体圧シリンダ 1 3のピストンロッド 1 9を前進移動させ ることによって、 クランプアーム 1 5をワーク Wに向けて揺動させ、 支持台 1 4 に搭載されたワーク Wをクランプする一方、 ビストン口ッド 1 9を後退移動させ ることによってワーク Wのクランプを解除する。

流体圧シリンダ 1 3に圧縮空気を供給するため搬送台車 1 0に設けられた給排 ジョイント 7 2には、 給排ポート 3 2 , 3 3， 5 6のそれぞれに接続される 3本 の給排ホース 7 3〜7 5が接続されており、 クランプ圧力室 3 0、 クランプ解除 圧力室 3 1、 ロック圧力室 5 0およびロック解除圧力室 5 1に対する圧縮空気の 供給と、 これら圧力室 3 0 , 3 1 , 5 0 , 5 1からの圧縮空気の排出とは給排ジ ョイント 7 2を介して行われる。

また、 図 1に示すように、 最初の作業ステージ S 1には搬送台車 1 0の給排ジ ョイント 7 2に接続される給排ジョイント 7 6が設けられており、 この給排ジョ イント 7 6は図示しなレ、空気圧源に流路切換弁を介して接続されている。 これら の給排ジョイント 7 2， 7 6は、 搬送台車 1 0が最初の作業ステージ S 1に配置 されたときに相互に接続されるため、 空気圧源から圧力室 3 0 , 3 1， 5 0 , 5 1に対して圧縮空気を供給することができ、 圧力室 3 0， 3 1， 5 0， 5 1内の 空気を外部に排出することができる。

最初の作業ステージ S 1に搬送台車 1 0が移動されると、 相互に接続された給 排ジョイント 7 2， 7 6を介して、 給排ポート 3 3よりクランプ角军除圧力室 3 1 に圧縮空気が供給される一方、 クランプ圧力室 3◦および口ック圧力室 5 0の空 気は給排ポート 3 2， 5 6より排出される。 このような給排制御により、 ロック ビストン 4 8の上昇に伴って口ックスリーブ 4 1が解除位置に移動され、 ロック ュニット 2 3が解除状態に切り換えられるとともに、 メインビストン 2 1により ピストンロッド 1 9は後退方向に移動される。 ピストンロッド 1 9がシリンダ本 体 2 9内に引き込まれる後退移動によりクランプアーム 1 5は上方に開かれ、 搬 送台車 1 0はワーク Wの搬入状態となる。

続いて、 図示しない搬送装置によって搬送台車 1◦の支持台 1 4上にワーク W が搬入されると、 給排ジョイント 7 2， 7 6を介して、 クランプ解除圧力室 3 1 に供給されていた圧縮空気が給排ポート 3 3より排出される一方、 給排ポート 3 2よりクランプ圧力室 3 0に圧縮空気が供給されるとともに、 給排ポート 5 6よ り流体供給路 5 5に圧縮空気が供給される。 このような給排制御により、 ビスト ンロッド 1 9が前進移動を開始するとともに、 メインピストン 2 1の前進移動に より高められるクランプ角除圧力室 3 1内の背圧によって、 ロックユニット 2 3 の解除状態は維持される。 なお、 図 8に示すように、 クランプ圧力室 3 0に対す る圧縮空気の供給開始により （符号 a ) 、 ピストンロッド 1 9に加えられる推力 は圧縮空気に応じた推力 （符号①） まで高められ、 ピストンロッド 1 9は前進移 動を行うことになる。

所定のストロークまでビストン口ッド 1 9が前進移動すると、 下方に閉じられ るクランプアーム 1 5の先端はワーク Wに当接して、 ワーク Wに対するクランプ を開始するとともに、 ビストンロッド 1 9の前進移動を停止させる (符号 b ) 。 ビストン口ッド 1 9の停止に伴ってメインビストン 2 1が停止されるため、 口ッ ク解除圧力室 5 1内の背圧は徐々に低下し、 ロックピストン 4 8はロック用ばね 部材 4 9からのばね力によつて下降移動を開始する。

このとき、 ロックユニット 2 3は締結状態に切り換えられていないため、 クラ ンプ圧力室 3 0からの推力 （符号①） によってピストンロッド 1 9の押し込み動 作は継続される。 この押し込み動作により、 クランプアーム 1 5に装着されるピ ン 1 6， 2 0に生ずる遊び、 クランプアーム 1 5自体に残されている撓み代、 ク ランプアーム 1 5とワーク Wとの接触部位に生ずる遊びなど、 クランプ機構 1 2 に生じている遊びが取り除かれる。

なお、 ロックスリープ 4 1はピストンロッド 1 9の前進方向に向けて拡大する テーパ面 4 1 aを備えているため、 ビストン口ッド 1 9の押し込み動作によって、 鋼球 3 9がテーパ面 4 1 aに嚙み込むことはなく、 確実にビストンロッド 1 9を 前進移動させることができ、 クランプ機構 1 2に生ずる遊びを取り除くことがで きる。

そして、 ばね力により下降移動するロックピストン 4 8によって、 ロックスリ ーブ 4 1は更に前進方向に押し込まれ、 鋼球 3 9とロックスリーブ 4 1との間や、 鋼球 3 9とビストン口ッド 1 9との間に生じていた遊びが取り除かれる。 このよ うに、 クランプ機構 1 2やロックユニット 2 3の遊びが取り除かれ、 口ツクユ二 ット 2 3を締結状態に切り換える準備が整えられる。

続いて、 ロックピストン 4 8の下降移動が所定のストロークを超えると、 ブラ ンジャ 5 3により流体供給路 5 5が開放される (符号 c ) 。 ロック圧力室 5 0に 供給される圧縮空気からの推力とロック用ばね部材 4 9からのばね力とによる口 ックビストン 4 8の下降移動により、 ロックユニット 2 3は徐々に締結状態に切 り換えられる。 ロックユニット 2 3が締結状態に切り換えられると （符号 d ) 、 ピストンロッド 1 9には、 前述の推力 （符号①） に加えて、 口ック圧力室 5 0内 の圧縮空気とロック用ばね部材 4 9とからロックュニット 2 3を介して伝達され る推力 (符号②) が加えられる。

つまり、 クランプ機構 1 2やロックユニット 2 3の遊びが取り除かれた状態の もとで、 流体供給路 5 5が開放されてロックピストン 4 8が更に押し込まれるた め、 ワーク Wを強固にクランプするとともに、 クランプ機構 1 2やロックュニッ ト 2 3に十分な歪み力を蓄えることができる。 また、 クランプ機構 1 2やロック ユニット 2 3の遊びが取り除かれた状態であるため、 ロックピストン 4 8に残さ れたストロークを無駄にすることなく歪み力に変換することができる。

このように、 最初の作業ステージ S 1において、 ピストンロッド 1 9の前進移 動により支持台 1 4上にワーク Wがクランプされた後に、 スポット溶接等の作業 が完了すると、 続く作業ステージ S 2に搬送台車 1 0は移動される。 このとき、 相互に接続されていた給排ジョイント 7 2， 7 6の接続が解除されるため、 クラ ンプ圧力室 3 0と口ック圧力室 5 0とに対する圧縮空気の供給が遮断される （符 号 e ) 。

圧力室 3 0， 5 0内からの排気に伴って、 ピストンロッド 1 9に加えられてい た推力は徐々に低下するが、 圧力室 3 0， 5 0内の排気が完了した場合であって も （符号 f ) 、 クランプ機構 1 2やロックユニット 2 3に蓄えられた歪み力と、 口ツクユニット 2 3を介して伝達されるロック用ばね部材 4 9からのばね力とに より、 ピストンロッド 1 9は所定の推力 （符号③） を維持することになる。

特に、 薄板形状のワーク Wをクランプする場合には、 ワーク Wが厚み方向に大 きく変形することがないため、 クランプ機構 1 2やロックユニット 2 3に蓄えら れた歪み力が解放されることはなく、 ロック用ばね部材 4 9からのばね力と併せ て高い締結力を維持したままワーク Wをクランプすることができる。

このように、 クランプ圧力室 3 0および口ック圧力室 5 0の圧縮空気が排出さ れ、 圧力室 3 0， 5 0からの推力が得られない場合であっても、 ロックユニット 2 3が解除状態に切り換えられたり、 その締結力が低下することはなく、 搬送台 車 1 0の移動中に振動や衝撃が加わってもワーク Wのクランプ状態は保持される。 また、 ロックスリーブ 4 1の解除方向である後退方向には、 径方向よりロック ピストン 4 8が押し込まれており、 このロックピストン 4 8は口ック用ばね部材

4 9によってその作動位置を保持されるため、 ロックスリーブ 4 1が後退方向に 移動することはなく、 ロックユニット 2 3が解除状態に切り換えられることはな い。

搬送台車 1 0が複数の作業ステ一ジを移動しながらワーク Wは加工され、 最終 の作業ステージ S nでの加工作業が完了すると、 ワーク Wは車体組立ラインの外 に搬出される。 図 1に示すように、 最終の作業ステージ S nには前述の給排ジョ イント 7 6と同様の給排ジョイント 7 7が設けられており、 搬送台車 1 0が最終 の作業ステージ S nに配置されると、 給排ジョイント 7 2， 7 7は相互に接続さ れるため、 圧力室 3 0 , 3 1， 5 0， 5 1に対する給排制御が可能となる。

最終の作業ステージ S nにおいて、 給排ポート 3 3よりクランプ解除圧力室 3 1および口ック解除圧力室 5 1に圧縮空気が供給される一方、 給排ポート 3 2，

5 6よりクランプ圧力室 3 0および口ック圧力室 5 0内の空気が排出されるため、 口ック解除圧力室 5 1内の圧力上昇に伴って口ツクユニット 2 3は解除状態に切 り換えられ、 クランプ解除圧力室 3 1内の圧力上昇に伴ってピストンロッド 1 9 は後退移動する。 ピストンロッド 1 9の後退移動によりクランプアーム 1 5が上 方に開かれることで、 搬送台車 1 0はワーク Wの搬出状態に切り換えられ、 加工 されたワーク Wは搬送装置によって搬出される。 そして、 ワーク Wが搬出された 搬送台車 1 0は最初の作業ステージ S 1に移動される。

図 9は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダ 8 0が設けられたクラン プ機構 8 1を示す正面図である。 図 9においては図 2に示された部材と共通する 部材には同一の符号を付して、 その説明を省略する。

図 2に示すクランプ機構 1 2はビストン口ッド 1 9の前進移動によってクラン プアーム 1 5を閉じるのに対して、 図 9に示すクランプ機構 8 1はビストンロッ ド 1 9の後退移動によってクランプアーム 1 5を閉じるようになつている。 この ようなクランプ機構 8 1に設けられる流体圧シリンダ 8 0について説明する。 流 体圧シリンダ 8 0のロックケース 2 4はシリンダ本体 2 9の後端部に設けられて おり、 シリンダチューブ 2 2はシリンダ本体 2 9の前方部に設けられている。 メ インビストン 2 1の一端にはクランプアーム 1 5に連結されるビストン口ッド 1 9が装着される一方、 メインピストン 2 1の他端には口ツクユニット 2 3に締結 されるビストンロッド 8 2が装着される。 この流体圧シリンダ 8 0に形成される クランプ圧力室 3 0は、 ピストンロッド 1 9， 8 2をロッドカバ一 2 8側に後退 移動させる推力を発生する一方、 クランプ解除圧力室 3 1はビス トン口ッド 1 9， 8 2をロッドカバー 8 3側に前進移動させる推力を発生することになる。

この流体圧シリンダ 8 0は、 図 3の流体圧シリンダ 1 3と同様に、 ピストン口 ッド 1 9 , 8 2を前後進移動させる場合には、 給排ポート 3 3から圧縮空気を供 給することによりロックユニット 2 3を解除状態に切り換えることができ、 後退 移動するメインビストン 2 1から生じる背圧により口ツクユニッ ト 2 3の解除状 態を保持することができる。 また、 ピストンロッド 1 9の後退移動が機械的に制 限された場合や、 クランプ圧力室 3 0に供給されていた圧縮空気の供給停止など により、 口ツクユニット 2 3を締結状態に切り換えることができる。

これまで説明したように、 本発明の流体圧シリンダ 1 3， 8 0は、 ロック圧力 室 5 0内の流体つまり圧縮空気による推力と、 口ック用ばね部材 4 9の推力とを 用いてロックユニット 2 3を締結状態に切り換えるようにしたので、 口ツクユ二 ッ ト 2 3の締結力を低下させることなくロック用ばね部材 4 9からのばね力を低 く設定することができる。 これにより、 流体圧シリンダ 1 3， 8 0の小型化や低 コスト化を達成することができる。

また、 ロック圧力室 5 0内の圧縮空気による推力とロック用ばね部材 4 9のば ね力とは、 締結状態となったロックユニット 2 3を介してピストンロッド 1 9に 軸方向に加えられるため、 クランプ機構 1 2や口ツクユニット 2 3に歪みカを蓄 えることができる。 これにより圧力室 3 0， 5 0から圧縮空気を排出した後であ つても、 歪み力とばね力とにより高い締結力を維持したままワーク Wをクランプ することができる。 なお、 プランジャ 5 3によってロック圧力室 5 0に対する圧 縮空気の供給と遮断とが、 ロックピストン 4 8のストロークに応じて切り換えら れるため、 クランプ機構 1 2やロックユニット 2 3の遊びを取り除いた後に、 口 ック圧力室 5 0内の圧縮空気による強い推力を口ツクユエツト 2 3を介してビス トンロッド 1 9に伝達することができる。 これにより、 ロックピストン 4 8のス トロークを無駄にすることなく、 クランプ機構 1 2やロックュニット 2 3に歪み 力を蓄えることが可能となる。

さらに、 ロックビストン 4 8が退避位置に上昇移動したときには、 ロックビス トン 4 8に組み込まれたブランジャ 5 3によってロック圧力室 5 0と流体供給路 5 5とは遮断状態に切り換えられる一方、 ロックピストン 4 8が所定のストロー クで下降移動したときには、 ロック圧力室 5 0と流体供給路 5 5とは連通状態に 切り換えられる。 これにより、 ロックピストン 4 8が作動位置に向けて下降移動 を開始する前であっても、 口ツクユニット 2 3を締結状態に切り換える際に備え て流体供給路 5 5に予め圧縮空気を供給しておくことができ、 圧力供給制御の自 由度を高めることができる。

またさらに、 プランジャ 5 3をロックピストン 4 8に対して往復動自在に組み 込むことにより、 各部材の寸法誤差や組み付け誤差による影響を受けることなく、 ロックユニット 2 3の解除状態において口ック圧力室 5 0に対する圧縮空気の供 給を確実に停止することができる。 これにより、 ロックユニット 2 3の解除状態 における誤作動を回避することができる。

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ことはいうまでもない。 たとえば、 この流体圧シリンダ 1 3 , 8 0は自動車車体を構成するパネル材をクランプするために使用されてい るが、 パネル材以外をクランプするために用いても良く、 クランプ以外の用途に 用いることもできる。

また、 ガイド筒体 6 3に絞り機構としてのニードル 6 7が設けられているが、 クランプ解除圧力室 3 1およびロック解除圧力室 5 1と給排ポート 3 3とを連通 する流路であれば、 たとえば、 ガイド筒体 6 3の流路溝 6 4 , 6 5など他の流路 に絞り機構を設けるようにしても良い。 また、 絞り機構としてはニードル 6 7に 限られず、 流体の流れつまり流量や流速や圧力を制御する絞り機構であれば良く、 たとえば、 流路にオリフィスを形成した絞り板を設けるようにしても良い。 さら に、 流路の構造によって流体に所定の抵抗を与える場合や、 給排ポート 3 3に接 続された配管中に絞り機構を設ける場合などには、 流体圧シリンダ 1 3， 8 0か ら絞り機構を取り外しても良い。

さらに、 口ツクユニット 2 3を作動させる際にビストン口ッド 1 9に鋼球 3 9 を押圧しているが、 鋼球 3 9だけでなく他の材料を用いたポールであっても良い。 また、 ボールに代えて他の部材を用いるようにしても良く、 たとえば、 環状の部 材にスリットを形成し、 弾性変形によって内径を縮めるようにした部材を用レ、る ようにしても良い。

なお、 流体圧シリンダ 1 3， 8 0を作動させる際の流体として空気を用いてい るが、 他の流体を用いても良いことはいうまでもない。 産業上の利用可能性

この流体圧シリンダは、 車体を構成するパネル材を搬送台車によって搬送しな がら車体の組立を行う場合に、 搬送台車に設けられてパネル材をクランプするた めに使用される。

Claims

請求の範囲

1 . ビストンロッドに固定されるメインビストンを往復動自在に収容するシリ ンダ本体と、 .

前記シリンダ本体に組み込まれ、 前記ビストンロッドに締結する締結状態と締 結を解除する解除状態とに作動するロックユニットと、

前記口ツクユニットを締結状態に切り換える作動位置と解除状態に切り換える 退避位置との間で往復動自在に前記シリンダ本体に収容され、 ロック圧力室と口 ック解除圧力室とを区画するロックビストンと、

前記ロック圧力室に連通し、 前記ロックビストンを介して前記ロックユニット に推力を加える流体を案内する流体供給路と、

前記ロック圧力室に組み込まれ、 前記ロックビストンを介して前記口ツクユ二 ットにばねの推力を加えるばね部材とを有し、

流体の推力とばねの推力とを前記口ツクユニットを介して前記ピストン口ッド の軸方向に加えることを特徴とする流体圧シリンダ。

2 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、 流体の推力とばねの推力とによ り前記ロックュニットに歪み力を蓄えることを特徴とする流体圧シリンダ。

3 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、 前記ロックュニッ卜に生ずる遊 びをばねの推力により取り除いた後に、 流体の推力とばねの推力とにより前記口 ツクユニットに歪み力を蓄えることを特徴とする流体圧シリンダ。

4 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、

前記口ックビストンに摺動自在に装着され、 前記口ックビストンが前記作動位 置に向けて所定のストロークで移動した後に前記流体供給路を前記口ック圧力室 に開口するプランジャを有し、

前記ロックビストンにばねの推力を加えた後に、 前記口ックビストンにばねの 推力と流体の推力とを加えることを特徴とする流体圧シリンダ。

5 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、 前記ロックビストンは前記ビス トンロッドの径方向に往復動し、 前記口ックビストンに形成される傾斜面を介し て推力を前記口ツクユニットに伝達することを特徴とする流体圧シリンダ。

6 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、 前記ロックユニットは前記ビス トンロッドの外周面に配置されるポールと、 前記ビストンロッドの軸方向に往復 動自在に装着され前記ポールを介して前記ビストンロッドに締結するロックスリ 一ブとを備えることを特徴とする流体圧シリンダ。

7 . 請求項 1記載の流体圧シリンダにおいて、 前記ピストン口ッドの往復動に よりクランプアームを揺動させることを特徴とする流体圧シリンダ。