(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを取付台へ自動的にクランプする自動機械用ワーククランプ装置において、取付台に取り付けられた軸受台と、軸受台に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸と、旋回軸の一端に取り付けられた旋回ヘッドと、旋回ヘッドに移動自在に支持されたラックと、ラックと一体的に設けられ、ワークを取付台へクランプするクランプ部と、旋回軸内及び旋回ヘッド内に回転自在に挿入された回転軸と、旋回ヘッド内において回転軸の一端に取り付けられるとともに、上記ラックと噛合するピニオンと、旋回ヘッドに取り付けられ、作動時ラックを固定するシリンダと、取付台に取り付けられたクランプシリンダと、クランプシリンダのピストンに支持されるとともに、移動時に旋回軸と係合する取付部と、この取付部に取り付けられるとともに、回転軸の他端と連結されたサーボモータと、取付部に取り付けられ、作動時に旋回軸を取付部に固定する旋回ロックシリンダを備えたことを特徴とする自動機械用ワーククランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車オートトランスミッション試験装置や自動車用マニアルミッション試験装置など試験、検査、加工などの自動機械において、ワークを取付台へ自動的にクランプするワーククランプ装置、特にワークの外形の変化に対して容易に対応できるワーククランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の自動変速機の試験装置の簡単な構成を示し、１は取付台２に図示しないクランプ装置によりクランプされたワーク（自動変速機）、３はワーク１の入力側に連結された駆動モータ、４はワーク１の出力側に連結されたダイナモメータである。上記構成において、駆動モータ３の駆動によりワーク１が回転し、その出力がダイナモメータ４により吸収され、測定される。
【０００３】
図５は従来のワーククランプ装置の構成を示し、５は一端が回動自在に支持された直線運動形の油圧シリンダ、６は取付台２に回動自在に支持されたクランプ部であり、油圧シリンダ５と連結されている。そして、油圧シリンダ５の作動によりクランプ部６の先端でワーク１を取付台２に押圧してクランプし、逆の動作でリリースする。
【０００４】
図６は従来の他のワーククランプ装置の構成を示し、７は取付台２側に取り付けられた旋回式の油圧シリンダ、８はその先端に取り付けられたクランプ部であり、油圧シリンダ７の駆動によりクランプ部８を旋回させ、また引っ込ませるときは回転させながら引っ込ませ、クランプ部８によりワーク１を取付台２にクランプ又はリリースする。
【０００５】
図７は従来のさらに他のワーククランプ装置の構成を原理的に示し、９，１０はサーボモータであり、それぞれピニオン１１，１２が取り付けられている。１３は軸受１４により回転自在に支持された中空の回転軸であり、その一端にはピニオン１１と噛合するギヤ１５が取り付けられている。１６は回転軸１３内に軸方向移動時自在で回転不能に挿通された旋回軸であり、その一端には旋回ヘッド１７が取り付けられ、他端には油圧シリンダ１８が連結され、旋回ヘッド１７はラック１９を移動自在に支持し、ラック１９は一端にクランプ部２０を有するとともに、ピニオン１２と噛合する。上記構成において、クランプ部２０の長さ方向の移動はサーボモータ１０によりピニオン１２及びラック１９を介して行い、クランプ部２０の旋回はサーボモータ９の駆動によりピニオン１１を回転させ、ギヤ１５及び回転軸１３を介して旋回軸１６を回転させ、旋回ヘッド１７を旋回させることにより行う。又、ワーク１を取付台２にクランプする場合にはクランプ部２０を旋回軸１６の軸方向に移動させる必要があるが、この場合には油圧シリンダ１８により旋回軸１６を軸方向に移動し、クランプ部２０を移動させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のワーククランプ装置においては、車種によりワーク１の形状が変化した場合にはクランプ位置も変化するので、この変化に対応しなければならない。例えば、図５，図６の場合にはクランプ部６，８の形状を変更したり、油圧シリンダ５，７の取付位置を変更し、あるいは油圧シリンダ５，７及びクランプ部６，８を複数用意し、その組み合わせを変更するようにしていた。しかしながら、このように油圧シリンダ５，７やクランプ部６，８を複数設けたり、形状を変更することは時間と費用がかかり、スペース的にも問題があった。又、図７の場合にはクランプ部２０をあらゆる方向に移動可能であるためワーク１の形状変化に容易に対応できるが、二つのサーボモータ９，１０を用いるため高価でスペースが大きくなり、またクランプ部２０の旋回時にはサーボモータ１０も一緒に旋回するため慣性が大きくなり、旋回スピードを上げることができず、サイクルタイム（機械動作時間）が長くなった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、ワークの形状変更に対する適用範囲が広いのはもちろんのこと、安価でスペースが小さく、かつクランプ部の旋回スピードが大きくサイクルタイムを短くすることができる自動機械用ワーククランプ装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自動機械用ワーククランプ装置は、取付台に取り付けられた軸受台と、軸受台に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸と、旋回軸の一端に取り付けられた旋回ヘッドと、旋回ヘッドに移動自在に支持されたラックと、ラックと一体的に設けられ、ワークを取付台へクランプするクランプ部と、旋回軸及び旋回ヘッドに回転自在に挿入された回転軸と、回転軸の一端に取り付けられるとともに、ラックと噛合するピニオンと、旋回ヘッドに設けられ、作動時ラックを固定するラック固定シリンダと、取付台に取り付けられたクランプシリンダと、クランプシリンダのピストンに支持されるとともに、移動時に旋回軸と係合する取付部と、この取付部に取り付けられるとともに、回転軸の他端と連結されたサーボモータと、取付部に取り付けられ、作動時に旋回軸を取付部に固定する旋回ロックシリンダを設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１はこの実施形態による自動変速機試験装置のワーククランプ装置の縦断面図を示し、２２は取付台２に取り付けられた軸受台、２３は軸受台２２の内周に支持されたすべり軸受であり、オイレスメタルにより構成されている。２４はすべり軸受２３に回転自在で軸方向移動自在に支持された中空の旋回軸、２５は旋回軸２４の一端に取り付けられた旋回ヘッド、２６は旋回ヘッド２５に移動自在に支持されたラック、２７は同じく旋回ヘッド２５に移動自在に支持された移動軸であり、その一端はラック２６の一端と連結され、他端にはクランプ部２８が設けられる。２８ａはストッパである。２９は同じく旋回ヘッド２５に設けられたラック固定シリンダであり、エア式でも油圧式でもよい。
【００１０】
又、３０は旋回軸２４に挿通されるとともに、旋回ヘッド２５にも挿入され、旋回軸２４及び旋回ヘッド２５に回転自在に支持された回転軸、３１は旋回ヘッド２５内において回転軸３０の一端に取り付けられたピニオンであり、ピニオン３１はラック２６と噛合する。３２は一端が取付台２に取り付けられた油圧式クランプシリンダであり、クランプシリンダ３２の他端即ちピストン３２ａの先端は取付板３３と連結される。旋回軸２４の他端は取付板３３の孔３３ａに隙間を介して挿通されるとともに、取付板３３の両側に接する滑り板３４が取り付けられ、さらに一方の滑り板３４と接して圧接板３５が取り付けられる。滑り板３４はテフロン板又はオイレスメタル板により形成される。
【００１１】
３６は取付板３３に取り付けられたモータ取付枠であり、その外側にはサーボモータ３７が取り付けられる。モータ取付枠３６内においては、継手３８を介してサーボモータ３７の回転軸と回転軸３０の他端が連結されるとともに、取付板３３に旋回ロックシリンダ２１が取り付けられる。旋回ロックシリンダ２１はエア式でも油圧式でもよい。なお、旋回ヘッド２５は実際には水平に設けられている。
【００１２】
次に、上記構成の動作を図２及び図３を参照しながら説明する。図２及び図３は旋回ヘッド部分の縦断面図である。まず、ワーク１を搬入し、取付台２に設けた図示しないガイドピンにワーク１のガイド穴を嵌合させる。このときの旋回ヘッド部分は図２（ａ）の状態にあるとする。次に、ラック固定シリンダ２９をオンしてラック２６の動きを固定し、サーボモータ３７を駆動すると、回転軸３０が回転してピニオン３１も回転するのでラック２６が移動しようとするが、ラック２６は固定されているので旋回ヘッド２５及び旋回軸２４が図２（ｂ）に示すように旋回し、クランプ部２８は下方に向くまで旋回する。次に、ラック固定シリンダ２９をオフしてラック２６の移動を可能とするとともに、旋回ロックシリンダ２１をオンして圧接板３５を一方の滑り板３４に圧接し、旋回軸２４を取付板３３と一体化してその旋回を阻止した状態でサーボモータ３７により回転軸３０を回転させると、ピニオン３１の回転によりラック２６及び移動軸２７を介してクランプ部２８が下方に突出する。この状態を図２（ｃ）に示す。
【００１３】
上記した図２（ｃ）の状態でクランプシリンダ３２をオンしてピストン３２ａを突出させると取付板３３及び取付枠３６が図１で右方へ動き、サーボモータ３７、旋回軸２４及び回転軸３０も右方へ動く。このため、旋回ヘッド２５を介してクランプ部２８も右方へ動き、ワーク１を取付台２にクランプする。このクランプ状態でワーク１の試験が終了したらクランプシリンダ３２のピストン３２ａを引っ込ませ、再び図２（ｃ）の状態とする。ここで、サーボモータ３７を上記とは逆回転させると、回転軸３０及びピニオン３１を介してラック２６が移動し、クランプ部２８はストッパ２８ａが旋回ヘッド２５と当接するまで上動し、図３（ａ）の状態となる。次に、旋回ロックシリンダ２１をオフして圧接板３５の圧接を解除するとともに、ラック固定シリンダ２９をオンしてラック２６を固定し、回転軸３０を回転させると、旋回軸２４及び旋回ヘッド２５を介してクランプ部２８が旋回し、図３（ｂ）に示すように原位置に復帰し、ワーク１を搬出する。
【００１４】
上記した実施形態において、クランプ部２８は旋回軸２４の軸心に対して旋回、半径方向移動、及び軸方向移動が可能なので、ワーク１の形状変化に対して広範囲に適用することができる。又、クランプ部２８の軸方向移動はクランプシリンダ３２により行い、クランプ部２８の旋回と半径方向移動は一個のサーボモータ３７で行い、その切換は二個のシリンダ２１，２９により行っている。従って、サーボモータは一個のみ用いるので、安価でスペースを小さくすることができる。さらに、サーボモータが旋回部分に含まれていないので、旋回慣性が小さくなり、旋回スピードを上げることができ、サイクルタイムが短くなり、生産性を向上することができる。
【００１５】
なお、上記実施形態においては、クランプ部２８を移動軸２７に設けたが、ラック２６に設けてもよい。又、取付板３３と取付枠３６を一体にしてもよい。さらに、自動機械の例として自動変速機試験装置を示したが、この発明は他の自動機械にも適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、クランプ部を旋回可能とするとともに、旋回中心に対して軸方向及び半径方向移動可能としており、ワークの形状変化に広範囲に適用することができる。又、ワークの旋回と半径方向移動を一個のサイクルタイムで行っているので、安価でスペースを小さくすることができる。さらに、このサーボモータは旋回しないので、旋回スピードを上げることができ、サイクルタイムが短くなり、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による自動変速機試験装置のワーククランプ装置の縦断面図である。
【図２】この発明によるワーククランプ装置の旋回ヘッド部分の縦断側面図である。
【図３】この発明によるワーククランプ装置の旋回ヘッド部分の縦断側面図である。
【図４】従来の自動変速機試験装置の簡略構成図である。
【図５】従来のワーククランプ装置の構成図である。
【図６】従来の他のワーククランプ装置の構成図である。
【図７】従来のさらに他のワーククランプ装置の構成図である。
【符号の説明】
１…ワーク
２…取付台
２１…旋回ロックシリンダ
２２…軸受台
２４…旋回軸
２５…旋回ヘッド
２６…ラック
２７…移動軸
２８…クランプ部
２９…ラック固定シリンダ
３０…回転軸
３１…ピニオン
３２…クランプシリンダ
３３…取付板
３４…滑り板
３５…圧接板
３６…取付枠
３７…サーボモータ
３８…継手
【図１】
0003724150.tif 000002
【図２】
0003724150.tif 000003
【図３】
0003724150.tif 000004
【図４】
0003724150.tif 000005
【図５】
0003724150.tif 000006
【図６】
0003724150.tif 000007
【図７】
0003724150.tif 000008