(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線回りを回転可能な基台にワークをクランプして、そのクランプ状態を確認可能に構成した動作確認機構付きクランプ装置において、
前記基台の前記回転軸線と直交する平面に形成されたワーク取付部と、ワークを前記ワーク取付部にクランプするクランプ手段と、該ワークを前記ワーク取付部に位置決めする位置決め手段と、前記基台内を前記回転軸線の方向と直交する方向に変位可能に設けられ、前記変位により前記クランプ手段のクランプ状態とアンクランプ状態とを切り換えるクランプ制御手段と、前記クランプ制御手段と付勢手段とにより前記基台上を移動可能に設けられるとともに前記クランプ手段のクランプ駆動ロッドに当接可能にされ前記クランプ状態において該クランプ駆動ロッドを介して前記ワークを前記ワーク取付部にクランプせしめるカム面を有するカム部と、前記基台内を前記回転軸線の方向と直交する方向に変位可能にかつ前記クランプ制御手段と平行に設けられ、前記変位により前記位置決め手段の位置決め状態と位置決め解除状態とを切り換える位置決め制御手段と、該クランプ制御手段をクランプ方向に付勢する第１の付勢手段と、該位置決め制御手段を位置決め方向に付勢する第２の付勢手段と、前記基台外に配置され作動端が前記クランプ制御手段の一端に当接して前記第１の付勢手段の付勢に抗して前記アンクランプ動作を行う作動位置と前記作動端が前記一端から離間する定位置とを切り換え可能に設けられた確認用アクチュエータと、前記基台外に配置され作動端が前記位置決め制御手段の一端に当接して前記第２の付勢手段の付勢に抗して位置決め解除動作を行う作動位置と前記作動端が前記一端から離間する定位置とを切り換え可能に設けられた駆動用アクチュエータと、前記基台外に配置され前記クランプ制御手段の他端の変位位置を検出することで前記クランプ手段の状態を検出する手段及び前記位置決め制御手段の他端の変位位置を検出することで前記位置決め手段の状態を検出する手段からなる動作確認手段とを備えたことを特徴とする動作確認機構付きクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸線回りを回転可能な基台にワークをクランプして、そのクランプ状態を確認可能に構成した動作確認機構付きクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリンダヘッド、クランクケース等の仕掛品（ワーク）をコンベア等で搬送し、所定位置においてクランプして機械加工を行う装置は種々開発されている。これらのクランプ装置の必須要件は、所定位置に正確にワークをクランプすることと、クランプ後は該クランプ装置を適宜角度回動させ、ワークを所望の工具位置に固定することである。よって、クランプ手段とワーク回動手段を必要とする。クランプ装置の開発過程に生まれた図２に示す装置はその一つである。
【０００３】
油圧もしくはモータにより回転軸線７０の回りを回動可能に構成したインデックステーブル５１上にワーク２を載置する取付具５３が配設され、該取付具５３の上面にはワーク２を位置決めする位置決めピン５５とワーク２をクランプするクランプアーム５４の動作を制御するクランプ駆動ロッド５６が配置されるとともに、これらピン及びロッドは油圧により駆動するシリンダ５７、５８により上下動可能に構成される。
【０００４】
前記シリンダを駆動する油圧は中央部に配置されるロータリバルブ５９を介して下方に位置する弁手段６１及び６２により供給制御される。
弁手段６１から供給される油は、位置決めピン５５を上昇するときには、回転継手６７を介してシリンダ５７に供給されるとともに、ダミーシリンダ６０に供給され、該シリンダ６０の駆動軸先端６０ａがリミットスイッチ６４を閉成することにより、位置決め完了と判断され、弁手段６１が切り替わりシリンダ５７及びダミーシリンダ６０から油を排出するとダミーシリンダ６０の駆動軸先端６０ａはリミットスイッチ６３を閉成することにより位置きめ解除と判断される。
【０００５】
弁手段６２から供給される油は、クランク駆動ロッド５６を上昇するときには、回転継手６８を介してシリンダ５８に供給されるとともに、圧力スイッチ６６に油圧が作用しクランプ完了と判断され、弁手段６２が切り替わりシリンダ５８から油を排出すると圧力スイッチ６５を閉成することによりクランプ解除と判断される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の技術によると、ロータリバルブを使用することから装置の複雑化を招き易い問題があるばかりか、弁手段により油を供給しても回転継手の故障、その他油圧経路の詰まり等によりダミーシリンダ６０もしくは圧力スイッチが動作してもシリンダ５７、５８に油圧が作用しない場合があり、その場合は実際と異なる完了表示がなされ、そのまま機械加工を行うと、ワーク、クランプ装置、加工装置等に多大な損傷を与える恐れがある。
【０００７】
上述の事情に鑑み、本発明は、装置の複雑化を防止しながら、クランプ手段の作動状態をより確実に検出できる動作確認機構付きクランプ装置を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するもので、回転軸線回りを回転可能な基台にワークをクランプして、そのクランプ状態を確認可能に構成した動作確認機構付きクランプ装置において、
前記基台の前記回転軸線と直交する平面に形成されたワーク取付部と、ワークを前記ワーク取付部にクランプするクランプ手段と、該ワークを前記ワーク取付部に位置決めする位置決め手段と、前記基台内を前記回転軸線の方向と直交する方向に変位可能に設けられ、前記変位により前記クランプ手段のクランプ状態とアンクランプ状態とを切り換えるクランプ制御手段と、前記クランプ制御手段と付勢手段とにより前記基台上を移動可能に設けられるとともに前記クランプ手段のクランプ駆動ロッドに当接可能にされ前記クランプ状態において該クランプ駆動ロッドを介して前記ワークを前記ワーク取付部にクランプせしめるカム面を有するカム部と、前記基台内を前記回転軸線の方向と直交する方向に変位可能にかつ前記クランプ制御手段と平行に設けられ、前記変位により前記位置決め手段の位置決め状態と位置決め解除状態とを切り換える位置決め制御手段と、該クランプ制御手段をクランプ方向に付勢する第１の付勢手段と、該位置決め制御手段を位置決め方向に付勢する第２の付勢手段と、前記基台外に配置され作動端が前記クランプ制御手段の一端に当接して前記第１の付勢手段の付勢に抗して前記アンクランプ動作を行う作動位置と前記作動端が前記一端から離間する定位置とを切り換え可能に設けられた確認用アクチュエータと、前記基台外に配置され作動端が前記位置決め制御手段の一端に当接して前記第２の付勢手段の付勢に抗して位置決め解除動作を行う作動位置と前記作動端が前記一端から離間する定位置とを切り換え可能に設けられた駆動用アクチュエータと、前記基台外に配置され前記クランプ制御手段の他端の変位位置を検出することで前記クランプ手段の状態を検出する手段及び前記位置決め制御手段の他端の変位位置を検出することで前記位置決め手段の状態を検出する手段からなる動作確認手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
よって、本発明は、駆動用アクチュエータが定位置にある場合は第１の付勢手段の付勢力によるクランプ制御手段の変位によりクランプ手段がクランプ状態となり、駆動用アクチュエータが作動するとクランプ制御手段の前記とは逆方向の変位によりアンクランプ状態となるので、クランプ動作の安定性や信頼性に優れる。しかも、駆動用及び確認用のアクチュエータが基台外に配置され、定位置ではアクチュエータの作動端とクランプ制御手段の一端が離間するので基台の回転に対してアクチュエータが邪魔になることもない。
また、基台外に配置された前記アクチュエータをアンクランプ動作を行う場合に作動させるので、アクチュエータを回転可能な基台から分離して配置でき、装置の複雑化を防止できる。
特に本発明では、前記クランプ手段の作動状態が前記クランプ制御手段の変位に機械的に反映されることになり、前記動作確認手段によりクランプ制御手段の他端の変位位置を検出することで、クランプ手段の作動状態を正確に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置の構成図である。
油圧もしくはモータにより回転軸線２６の回りを回動可能に構成したインデックステーブル１１上にワーク２を載置する取付具３が配設され、該取付具３の上面には、図示しない部材に軸支４ａされたクランプアーム４が回動可能に配置されている。尚、インデックステーブル１１及び取付具３は本発明の基台を構成するものであり、取付具３の上面にはワーク取付部が形成されている。
【００１２】
また、ワーク２を位置決めする位置決めピン５、前記クランプアーム４の動作を制御するクランプ駆動ロッド６が上下動可能に配設されるとともに、回転軸線２６の方向と直交する方向に変位可能な位置決めピン駆動バー７及び、クランプ駆動バー９が配設されている。
【００１３】
前記位置決めピン駆動バー７は、左右端を取付具３の外周に開設した開口孔から摺動可能に突出し、取付具３内部では、カム溝２８を有したカム板８が固着され、該カム溝２８には位置決めピン５に植設されたピン５ａが摺動可能に嵌合し、カム板８の左方にはコイルバネ２７が巻設され、右方への付勢力が与えられる。
また、前記クランプ駆動バー９の右手には該駆動バー９より大径のカム部１０が配設され、左右端とも取付具３の外周に開設した開口孔から摺動可能に突出し、該カム部１０はカム面１０ａが設けられ、該カム面１０ａにはクランプ駆動ロッド６の下端が当接し、前記カム部１０の左方にはコイルバネ２９（付勢手段）が巻設され、右方への付勢力が与えられる。
【００１４】
なお、前記クランプアーム４、クランプ駆動ロッド６はクランプ手段を構成し、前記カム部１０、クランプ駆動バー９により前記クランプ手段のクランプ動作及びアンクランプ動作を制御するクランプ制御手段を構成している。
取付具３の外側の右方には、バー駆動手段１３が配設され、該バー駆動手段１３には、前記位置決めピン駆動バー７の右端と対面して駆動用アクチュエータ１４、及び前記カム部１０の右端と対面して駆動用アクチュエータ１５が配設されている。尚、駆動用アクチュエータ１５は本発明のアクチュエータを構成している。
【００１５】
これらの駆動用アクチュエータの駆動軸先端１４ａ及び１５ａは駆動用アクチュエータが動作しないときには、それぞれ前記位置決めピン駆動バー７の右端及び前記カム部１０の右端とは離間した位置をとるが、これらの駆動用アクチュエータが作動すると先端１４ａ、および１５ａはそれぞれ左行して前記位置決めピン駆動バー７の右端及び前記カム部１０の右端と当接し、それぞれの付勢力に抗して前記位置決めピン駆動バー７及び前記カム部１０を左行してワーク２の位置決めピン５が下降して位置決めが解除され、クランプアーム４はアンクランプ状態となる。
尚、各駆動用アクチュエータが定位置にあるクランプ状態のときは駆動軸右端１４ｂ及び１５ｂによりリミットスイッチ２３及び２５は閉成し、各駆動用アクチュエータ作動状態となる前記アンクランプ状態においてはリミットスイッチ２２及び２４は閉成し、図示しない電気的表示手段により表示される。
【００１６】
また、取付具３の外側の左方には、位置決めピン５及びクランプアーム４の作動状態を確認する確認手段１２が配設され、該確認手段１２には、前記位置決めピン駆動バー７の左端と対面して確認用アクチュエータ１６、及び前記クランプ駆動バー９の左端と対面して確認用アクチュエータ１７が配設されている。
【００１７】
これらの確認用アクチュエータの先端１６ａ及び１７ａは確認用アクチュエータが動作しないときには、それぞれワーク２を位置決めしている状態の前記位置決めピン駆動バー７の左端及びワーク２をクランプしている状態の前記クランプ駆動バー９の左端とは離間した位置をとる。
【００１８】
一方、取付具３の外側の右方に配設されたバー駆動手段１３の駆動用アクチュエータ１４、１５が動作してワーク２の位置決めが解除され、クランプアーム４はアンクランプ状態となるときは、確認用アクチュエータ１６、１７を動作しても前記位置決めピン駆動バー７の左端及び前記クランプ駆動バー９の左端と当接するため、確認用アクチュエータ１６、１７は定位置を保持している。
【００１９】
また、アクチュエータ１４及び１５を定位置に復帰させると、それぞれの駆動軸は右行し、前記位置決めピン駆動バー７はコイルバネ２７の付勢力により右行し位置決めピン５はワーク２を位置決めし、クランプ駆動バー９はコイルバネ２９の付勢力により右行しクランプ駆動ロッド６を上昇させクランプアーム４はワーク２をクランプする。
【００２０】
そして、この状態では、駆動用アクチュエータ１４及び１５の駆動軸はピン駆動バー７の右端、及びカム部１０の右端と離間した位置をとる。
この過程で、確認用アクチュエータ１６及び１７を駆動させておけば、それぞれ駆動軸の先端１６ａ，及び１７ａが前記位置決めピン駆動バー７の左端及びクランプ駆動バー９の左端に当接した状態で追従して右行する。
【００２１】
ここで動作確認について説明する。確認用アクチュエータを作動させても確認用アクチュエータの駆動軸が定位置にあるときは駆動軸左端１６ｂ及び１７ｂによりリミットスイッチ１８及び２０は閉成し図示しない電気的表示手段により、ワークの位置決め解除及びアンクランプ状態を表示する。また、駆動用アクチュエータ１４、１５の定位置復帰に伴い位置決めピン５が上昇しワーク２を位置決めし、クランプアームがワーク２をクランプすると、上記確認用アクチュエータ１６、１７の各駆動軸が右行することからリミットスイッチ１９及び２１は閉成し、クランプ状態が表示される。
尚、確認用アクチュエータ１７、リミットスイッチ２０、２１は本発明の動作確認手段を構成するものであるが、動作確認手段はこれに限らず、例えばクランプ駆動バーの変位を検出可能な非接触式のセンサを使用しても良い。
【００２２】
その後、確認用アクチュエータ１６及び１７の動作を停止すると駆動軸は左行し、ピン駆動バー７の左端及びクランプ駆動バー９の左端とは離間した定位置に復帰する。
この状態ではアクチュエータ１４、１５、１６、１７の各駆動軸の先端は、取付具３より離間した位置にあるので、取付具３はワークを所定の加工位置に回動することができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態は、アクチュエータが定位置にある場合は、付勢手段の付勢力によるクランプ制御手段がクランプ位置となる。よって、前記付勢手段によって一定の付勢力でワークをクランプできるので、クランプ安定性に優れ、信頼性が高い。
【００２４】
また、取付具の外周に離れて配置されているバー駆動手段及び動作確認手段のアクチュエータ駆動軸先端と該先端が対面する位置決めピン駆動バーやクランプ制御手段の先端とが離間しているので、取付具の回転に際して両者が干渉することがない。
【００２５】
また、アクチュエータ類はアンクランプ状態にする場合のみ作動させるので、アクチュエータを回転可能な取付具から分離して配置することができるので、装置の複雑化を防止することができる。
【００２６】
更に、クランプ手段の作動状態を機械的に反映するクランプ制御手段の変位位置を動作確認手段で検出するので、作動不良が発生した場合は、クランプ制御制御手段がその位置で停止、それに追従する動作確認手段も動作最終端まで到達せず確認用リミットスイッチが不動作により不具合が発見でき、動作確認に対する信頼性が高い。
【００２７】
また、ワーククランプに油圧を用いていないので、ロータリーバルブや配管が不要であり、油漏れが防止され、加工切粉が配管やバルブ等に詰まることがなく、構造が簡単になり、切粉排出性が向上し、メンテナンス性が向上する。
尚、本実施の形態は、シリンダヘッド、クランクケース等のエンジン部品の加工の場合を例にあげたが、ワークをクランプして回転する他の装置へ応用が可能であることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上記載したごとく、本発明は、ワークのアンロクランプ状態の検出が容易であり、信頼性が高く、誤検知による機械破損、不良品製造、工具破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の構成図である。
【図２】図１の実施の形態より以前に開発されたクランプ装置の構成図である。
【符号の説明】
６                  クランプ駆動ロッド
９                  クランプ駆動バー
１０                  カム部
１１                  インデックステーブル
１５                  駆動用アクチュエータ
１７                  確認用アクチュエータ
２９                  コイルバネ
【図１】
0003646514.tif 000002
【図２】
0003646514.tif 000003