(57)【要約】【課題】使用するシリンダを一つとするともに、スパッタとして付着した粉体やその他の微細な異物が装置内に侵入してピストンロッドやカム機構などの摺動部に付着することを防ぎ、低価格で動作の信頼性が高いピンクランプ装置を提供する。【解決手段】ハウジング８と、ワーク当接部材３と、ピストンロッド１６を有するシリンダ１３とを備える。ハウジング８内に移動自在に嵌合する円筒体３２を有し、ロケートピン５が設けられてピストンロッド１６に連結された可動ピン３１を備える。爪４５を有する揺動式のクランプアーム４を備える。可動ピン３１内に位置するカム４７を有しクランプアーム４を揺動させるカム機構５１を備える。可動ピン３１の円筒体３２の外周部に、ハウジング８の内周面に摺動する軸受の機能と、ハウジング８と筒状部との間をシールする機能とを有するリング３７が設けられている。【選択図】  図１
2018020383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一端部に設けられたワーク当接部と、
前記ハウジングの他端部に設けられ、前記ハウジングの中心線と平行な方向に往復するピストンロッドを有するシリンダと、
前記ハウジングの内周部に移動自在に嵌合する筒状部を有し、一端側に前記ワーク当接部から突出する中空状のロケートピンが設けられるとともに他端部が前記ピストンロッドに連結された可動ピンと、
前記ピストンロッドに揺動自在に連結された状態で前記可動ピンの内部に配置され、揺動に伴って前記ロケートピンの横穴を通ってロケートピンの中空部に対して出入りする爪が一端部に設けられたクランプアームと、
前記可動ピンの内部に位置するカムを有し、前記ピストンロッドの往復動作を揺動動作に変換して前記クランプアームを前記可動ピンに対して揺動させるカム機構とを備え、
前記可動ピンの前記筒状部の外周部に、前記ハウジングの内周面に摺動する軸受の機能と、前記ハウジングと前記筒状部との間をシールする機能とを有するリングが設けられているピンクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のピンクランプ装置において、
前記爪は、前記横穴を通って前記ロケートピンから突出した状態で前記横穴が閉塞される形状に形成されていることを特徴とするピンクランプ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のピンクランプ装置において、
前記ワーク当接部は、前記ロケートピンが通る貫通穴を有し、
前記可動ピンは、
前記筒状部を構成するとともに前記ピストンロッドに連結される円筒体と、
前記貫通穴に摺動自在に嵌合する軸部を有しかつ前記円筒体の内周部に嵌合する連結部を有するロケートピンとに分けて構成され、
前記連結部は、前記円筒体の径方向に延びる複数の連結ピンを介して前記円筒体に固定され、
前記連結ピンの前記径方向の外側への移動が前記リングによって規制されていることを特徴とするピンクランプ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のピンクランプ装置において、
前記カム機構は、
前記クランプアームに形成された貫通穴からなるカムと、
前記可動ピンの前記筒状部を径方向に貫通する状態で前記中心線と平行に延びる長穴と、
前記ハウジングの径方向に延びて前記長穴およびカムに通されるとともに両端部が前記ハウジングに固定され、カムフォロアを構成するピンとを備え、
前記カムは、
前記ロケートピンが前記ワーク当接部から突出する第１の方向へ前記クランプアームが移動することにより前記爪がロケートピン内に収容され、かつ前記第１の方向とは反対の第２の方向へ前記クランプアームが移動することにより前記爪が前記ロケートピンから突出する形状に形成されていることを特徴とするピンクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状部品を貫通するロケートピンを備えたピンクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車の車体に用いられている板状部品は、車体の組立時に他の板状部品にスポット溶接によって溶接されることが多い。スポット溶接によって溶接される２枚の板状部品は、ピンクランプ装置によって互いに重なる状態で保持される。スポット溶接が行われるときは、スパッタが飛散して板状部品やクランプ装置の先端部などに付着することが知られている。
【０００３】
従来のこの種のピンクランプ装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているものがある。
特許文献１に記載されたピンクランプ装置は、板状部品に穿設された位置決め用の穴に嵌合するロケートピンと、板状部品をクランプする爪を有する揺動式のクランプアームとを備えている。
【０００４】
ロケートピンは、第１のシリンダによって駆動されて前進あるいは後退する。クランプアームは、第２のシリンダによって駆動され、前進しながら爪がロケートピン内に収容されるように揺動する。また、クランプアームは、第２のシリンダによって駆動されて後退しながら爪がロケートピンから突出するように揺動する。特許文献１に示すピンクランプ装置においては、クランプアームが第２のシリンダによって駆動されて後退する行程でクランプアームの爪が突出することにより２枚の板状部品がクランプされる。
【０００５】
特許文献２の図５〜図７には、一つのシリンダによってロケートピンと揺動式のクランプアームとが駆動されるピンクランプ装置が示されている。ロケートピンは、シリンダのピストンロッドに接続されており、ピストンロッドと一体に前進あるいは後退する。クランプアームは、ロケートピンの内部に配置され、長手方向の中間部においてロケートピンに揺動自在に支持されている。クランプアームの一端部には爪が設けられ、他端部にはカム機構が接続されている。
【０００６】
カム機構は、ロケートピンが前進する行程で爪がロケートピンのスリットから突出するようにクランプアームを揺動させる。また、カム機構は、ロケートピンが後退する行程で爪がロケートピンのスリット内に収容されるようにクランプアームを揺動させる。爪は、スリットから突出した状態でスリットの開口部分が閉塞される形状に形成されている。
このようにスリットの開口部分が閉塞されることにより、スポット溶接時にスパッタが装置内に入ることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第２６０４１５３号公報
【特許文献２】特開２０１６−３４６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示すピンクランプ装置では、シリンダが２つ必要であるため、製造コストが高くなるという問題があった。
特許文献２に示すピンクランプ装置では、溶接後に板状部材を解放するために爪がロケートピンのスリット内に収容される行程において、スリットの開口部が開放される時期がある。このため、このピンクランプ装置では、スポット溶接時に板状部品やロケートピンの表面などにスパッタとして付着した粉体やその他の微細な異物などがスリットの開口部から装置内に入るおそれがある。この明細書においては、スパッタとして付着した粉体を単に「スパッタ粉」という。
ピンクランプ装置内に入ったスパッタ粉やその他の微細な異物などがピストンロッドやカム機構などの摺動部分に付着すると、ピンクランプ装置が動作不良を起こし易くなる。
【０００９】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、使用するシリンダを一つとするともに、スパッタ粉やその他の微細な異物が装置内に侵入してピストンロッドやカム機構などの摺動部に付着することを防ぎ、低価格で動作の信頼性が高いピンクランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明に係るピンクランプ装置は、円筒状のハウジングと、前記ハウジングの一端部に設けられたワーク当接部と、前記ハウジングの他端部に設けられ、前記ハウジングの中心線と平行な方向に往復するピストンロッドを有するシリンダと、前記ハウジングの内周部に移動自在に嵌合する筒状部を有し、一端側に前記ワーク当接部から突出する中空状のロケートピンが設けられるとともに他端部が前記ピストンロッドに連結された可動ピンと、前記ピストンロッドに揺動自在に連結された状態で前記可動ピンの内部に配置され、揺動に伴って前記ロケートピンの横穴を通ってロケートピンの中空部に対して出入りする爪が一端部に設けられたクランプアームと、前記可動ピンの内部に位置するカムを有し、前記ピストンロッドの往復動作を揺動動作に変換して前記クランプアームを前記可動ピンに対して揺動させるカム機構とを備え、前記可動ピンの前記筒状部の外周部に、前記ハウジングの内周面に摺動する軸受の機能と、前記ハウジングと前記筒状部との間をシールする機能とを有するリングが設けられているものである。
【００１１】
本発明は、前記ピンクランプ装置において、前記爪は、前記横穴を通って前記ロケートピンから突出した状態で前記横穴が閉塞される形状に形成されていてもよい。
【００１２】
本発明は、前記ピンクランプ装置において、前記ワーク当接部は、前記ロケートピンが通る貫通穴を有し、前記可動ピンは、前記筒状部を構成するとともに前記ピストンロッドに連結される円筒体と、前記貫通穴に摺動自在に嵌合する軸部を有しかつ前記円筒体の内周部に嵌合する連結部を有するロケートピンとに分けて構成され、前記連結部は、前記円筒体の径方向に延びる複数の連結ピンを介して前記円筒体に固定され、前記連結ピンの前記径方向の外側への移動が前記リングによって規制されていてもよい。
【００１３】
本発明は、前記ピンクランプ装置において、前記カム機構は、前記クランプアームに形成された貫通穴からなるカムと、前記可動ピンの前記筒状部を径方向に貫通する状態で前記中心線と平行に延びる長穴と、前記ハウジングの径方向に延びて前記長穴およびカムに通されるとともに両端部が前記ハウジングに固定され、カムフォロアを構成するピンとを備え、前記カムは、前記ロケートピンが前記ワーク当接部から突出する第１の方向へ前記クランプアームが移動することにより前記爪がロケートピン内に収容され、かつ前記第１の方向とは反対の第２の方向へ前記クランプアームが移動することにより前記爪が前記ロケートピンから突出する形状に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、シリンダのピストンロッドが前進あるいは後退することによって、ロケートピンが前進あるいは後退するとともに、クランプアームが揺動して爪が出入りする。ロケートピンを例えば板金部品やその他の板状部品などのワークに貫通させた状態において、ロケートピンがシリンダ側に後退するとともに、爪がロケートピンから突出することによって、ワークがワーク当接部と爪とによって挟まれて保持される。
【００１５】
このため、一つのシリンダでロケートピンとクランプアームとが駆動されてワークを保持したり解放することができるから、製造コストを低く抑えることができる。
また、可動ピンの筒状部とハウジングとの間がリングによってシールされるから、スパッタ粉やその他の微細な異物がワーク当接部と可動ピンとの間から装置内に入ったとしても、これらの侵入物がピストンロッドの摺動部やカム機構のカムに付着することはない。
したがって、本発明によれば、使用するシリンダを一つとすることができるとともに、ピストンロッドやカムなどの摺動部に侵入物が付着することを防ぐことが可能になるから、低価格で動作の信頼性が高いピンクランプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るピンクランプ装置の断面図である。図１は、板状部品を保持している状態を示す。
【図２】本発明に係るピンクランプ装置の断面図である。図２は、爪が退避位置に位置している状態を示す。
【図３】ピンクランプ装置の正面図である。
【図４】ピンクランプ装置の前端部を拡大して示す断面図である。
【図５】図１におけるV−V線断面図である。
【図６】図１におけるVI−VI線断面図である。
【図７】円筒体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るピンクランプ装置の一実施の形態を図１〜図７によって詳細に説明する。
図１に示すピンクランプ装置１は、図１において左側に図示されているワークとしての複数の板状部品２を互いに重ね合わせて保持するためのものである。図１には２枚の板状部品２が描かれているが、板状部品２の枚数は適宜変更可能である。以下においては、図１において板状部品２が位置する左側をピンクランプ装置１の前側とし、これとは反対側をピンクランプ装置１の後側として説明する。本発明における「一端」は、この実施の形態においては前端に相当する。また、本発明における「他端」は、この実施の形態においては後端に相当する。さらに、以下においては、図１の紙面と直交する方向を左右方向として説明する。
【００１８】
板状部品２には、位置決め用の貫通穴２ａが穿設されている。ピンクランプ装置１は、詳細は後述するが、複数の板状部品２を厚み方向の両側から挟むワーク当接部材３およびクランプアーム４と、板状部品２の貫通穴２ａに嵌合するロケートピン５などを備えている。
【００１９】
＜ハウジングの構成＞
ワーク当接部材３は、本発明でいう「ワーク当接部」に相当するもので、円環状の円板部３ａと、この円板部３ａから前方に向けて突出する円筒部３ｂとによって構成されており、ロケートピン５が通る貫通穴６が穿設されている。
板状部３ａは、図３に示すように、複数の固定用ボルトによって後述するハウジング８の前端部に固定されている。
貫通穴６の穴壁面には、図１に示すように、ロケートピン５との間をシールするためのリング状のシール部材９が設けられている。
【００２０】
このワーク当接部材３が前端部に設けられたハウジング８は、円筒状に形成された本体部１１と、この本体部１１の後端部から左右両側方に突出する板状の取付部１２（図３参照）とを有している。このピンクランプ装置１の前後方向は、ハウジング８の本体部１１の中心線Ｃと平行な方向である。
取付部１２は、図示していないロボットアームのツール取付座に取付けられるものである。
【００２１】
＜シリンダの構成＞
ハウジング８の後端部には、シリンダ１３が取付けられている。このシリンダ１３は、エアシリンダで、ハウジング８に固定用ボルト（図示せず）によって固定されたシリンダ本体１４と、このシリンダ本体１４の中に前後方向へ移動自在に嵌合されたピストン１５と、このピストン１５から前方に向けて延びるピストンロッド１６とを備えている。
【００２２】
シリンダ本体１４は、ハウジング８の本体部１１と同一軸線上に位置する円筒１４ａと、この円筒１４ａの前端部を閉塞する前側蓋体１４ｂと、円筒１４ａの後端部を閉塞する後側蓋体１４ｃとによって構成されている。ピストン１５は、円筒１４ａの内周部に前後方向へ移動自在に嵌合している。円筒１４ａの前端部と後端部には、前側空気ポート１７と後側空気ポート１８とがそれぞれ形成されている。前側空気ポート１７は、ピストン１５より前側に形成された前側気室１９に連通されている。後側空気ポート１８は、ピストン１５より後側に形成された後側気室２０に連通されている。これらの前側空気ポート１７と後側空気ポート１８には空気供給装置（図示せず）が接続されている。この空気供給装置から後側空気ポート１８に圧縮空気が供給されることによりピストン１５が前進する。また、空気供給装置から前側空気ポート１７に圧縮空気が供給されることによって、ピストン１５が後退する。
【００２３】
前側蓋体１４ｂには、ピストンロッド１６を通すために貫通孔２１が穿設されている。この貫通孔２１は、ピストンロッド１６が移動自在に嵌合する形状に形成されている。また、この前側蓋体１４ｂは、ピストンロッド１６との間をシールするためにシール部材２２を備えている。
【００２４】
ピストン１５は、円板状に形成されており、外周面に位置検出用のマグネット２３と、円筒１４ａとの間をシールするためのシール部材２４を備えている。
ピストンロッド１６は、上述した中心線と同一軸線上に位置付けられ、ピストン１５に固定用ボルト２５によって固定されている。また、ピストンロッド１６は、前側蓋体１４ｂを貫通してハウジング８の本体部１１内まで延びている。このピストンロッド１６は、ピストン１５と一体に前後方向（上述した本体部１１の中心線Ｃと平行な方向）に往復する。
【００２５】
このピストンロッド１６の前端部１６ａにおける左右方向の中央部には、後述するクランプアーム４の後端部を挿入するためのスリット２６が形成されている。スリット２６は、前後方向に延びるように形成されている。
ピストンロッド１６の前端部１６ａには、スリット２６を横切る第１の連結ピン２７を介して後述する可動ピン３１が連結されている。第１の連結ピン２７は、円柱状に形成されており、図５に示すように、ピストンロッド１６の前端部１６ａと、後述する可動ピン３１の円筒体３２とを左右方向に貫通している。
【００２６】
＜可動ピンの構成＞
可動ピン３１は、図１に示すように、前端側に中空状のロケートピン５を有し、ピストンロッド１６と一体に前後方向に移動するものである。この実施の形態による可動ピン３１は、ピストンロッド１６に第１の連結ピン２７を介して連結された円筒体３２と、この円筒体３２の前端部に複数の第２の連結ピン３３によって連結されたロケートピン５とに分けて構成されている。
【００２７】
＜円筒体の構成＞
円筒体３２は、本発明でいう「筒状部」を構成するもので、ハウジング８の本体部１１の中に前後方向へ移動自在に嵌合されている。上述した第１の連結ピン２７は、図５に示すように、円筒体３２の後端部に穿設された貫通孔３４に嵌合する状態で円筒体３２を径方向に貫通している。
【００２８】
円筒体３２の外周部であって前端部と後端部とには、図７に示すように、円筒体３２の周方向に延びる第１の環状溝３５と第２の環状溝３６が形成されている。これらの第１および第２の環状溝３５，３６には、それぞれリング３７が装着されている。これらのリング３７は、第１および第２の環状溝３５，３６に嵌合するとともに、本体部１１の内周面に移動自在に嵌合する形状に形成されている。これらのリング３７を形成する材料は、次の二つの機能を実現可能なプラスチック材料である。第１の機能は、本体部１１の内周面に摺動する軸受としての機能である。第２の機能は、本体部１１と円筒体３２との間をシールする機能である。円筒体３２は、これらのリング３７を介して本体部１１内に装着されることによって、本体部１１と同一軸線上に位置付けられ、本体部１１に前後方向へ移動自在に支持されることになる。また、ワーク当接部材３とロケートピン５との間からスパッタ粉やその他の微細な異物がハウジング８内に侵入した場合であっても、リング３７がこれらの侵入物の更なる侵入を阻止する。
【００２９】
第１および第２の環状溝３５，３６のうち、後側に位置する第１の環状溝３５は、図１および図５に示すように、前後方向において第１の連結ピン２７と同じ位置に形成されている。このため、第１の連結ピン２７は、第１の環状溝３５内に装着されたリング３７によって円筒体３２の径方向への移動が規制された状態で、円筒体３２内に保持されている。すなわち、第１の環状溝２５に装着されたリング３７は、第１の連結ピン２７の抜け止め用の部品としても機能する。
【００３０】
第１および第２の環状溝３５，３６のうち、前側に位置する第２の環状溝３６は、前後方向において後述する第２の連結ピン３３と同じ位置に形成されている。第２の連結ピン３３は、円筒体３２にロケートピン５を連結するためのものである。この第２の連結ピン３３は、円筒体３２の径方向に延びるピン孔３８（図７参照）に嵌合されて後述するロケートピン５の後端部に径方向の外側から挿入されている。この実施の形態による第２の連結ピン３３とピン孔３８は、円筒体３２を周方向に４等分する位置にそれぞれ設けられている。これらの第２の連結ピン３３は、第２の環状溝３６内に装着されたリング３７によって円筒体３２の径方向の外側への移動が規制された状態で、円筒体３２に保持されている。すなわち、この第２の環状溝３６内に装着されたリング３７は、第２の連結ピン３３の抜け止め用の部品として機能する。この実施の形態においては、第２の連結ピン３３が本発明でいう「連結ピン」に相当する。
【００３１】
円筒体３２の前後方向の中間部には、図７に示すように、長穴３９が形成されている。この長穴３９は、円筒体３２を周方向に２等分する位置にそれぞれ形成されている。円筒体３２の周方向における長穴３９の幅は、後述する固定ピン４１（図１および図６参照）が移動自在に嵌合する幅である。また、円筒体３２の前後方向における長穴３９の幅は、上述したピストン１５の往復ストロークより僅かに長い幅である。
【００３２】
＜ロケートピンの構成＞
ロケートピン５は、前後方向に延びる中空の円柱状に形成されている。このロケートピン５は、スパッタが付着し難い材料によって形成することができる。また、このロケートピン５には、スパッタが付着し難い表面処理を施すことができる。この実施の形態によるロケートピン５は、以下の４つの機能部を有している。
【００３３】
第１の機能部は、板状部品２の貫通穴２ａ内に入り易くするためにロケートピン５の先端部に設けられたガイド部５ａである。ガイド部５ａは、前方に向かうにしたがって次第に細くなる形状に形成されている。
第２の機能部は、ワーク当接部材３の貫通穴６に移動自在に嵌合する軸部５ｂである。この軸部５ｂの前後方向の長さは、図１に示すように、可動ピン３１がピストンロッド１６とともに後方へ移動した状態において、このロケートピン５の先端部がワーク当接部材３より前方に突出する長さである。
【００３４】
第３の機能部は、ロケートピン５の後端部を円筒体３２に連結するための連結部５ｃである。連結部５ｃは、円筒体３２の前端部内に嵌合する円板状に形成されている。この連結部５ｃの外周部分には、上述した第２の連結ピン３３が挿入される凹部４２が形成されている。この凹部４２は、連結部５ｃを周方向に４等分する位置であって、４本の第２の連結ピン３３と対応する位置にそれぞれ設けられている。この凹部４２内には、円環状のスペーサ４３が嵌合している。
【００３５】
第２の連結ピン３３の先端部は、このスペーサ４３の中空部内に嵌合している。このため、ロケートピン５の連結部５ｃは、スペーサ４３と第２の連結ピン３３とを介して円筒体３２の前端部に連結されることになる。この連結構造により、円筒体３２とロケートピン５は、一方が他方に対して前後方向に移動することができない状態で連結されることになる。
【００３６】
第４の機能部は、後述するクランプアーム４を収容するための中空部５ｄである。この中空部５ｄは、ロケートピン５の後端に開口し、ロケートピン５の後端から軸部５ｂ内をガイド部５ａの後端近傍まで前方に延びている。この中空部５ｄの開口形状は、後述するロケートピン５が移動自在に嵌合する長方形である。この中空部５ｄの前端部は、軸部５ｂの外周面に開口する横穴４４を介してロケートピン５の外に連通されている。この横穴４４が開口する方向は、図１においては上方であって、前後方向および第１の連結ピン２７の軸線方向と直交する方向である。横穴４４の開口形状は、開口方向から見て所定の幅で前後方向に延びる長方形である。この所定の幅とは、クランプアーム４の厚みに相当する幅で、クランプアーム４の前端部に設けられている後述する爪４５が嵌合する幅である。
【００３７】
＜クランプアームの構成＞
クランプアーム４は、前後方向に細長い板状に形成されており、ロケートピン５の中空部５ｄと円筒体３２の内部とに収容されている。この板状のクランプアーム４は、側面（主面）が前後方向に延びるとともに、第１の連結ピン２７の軸線方向と直交する方向に延びる状態で使用されている。
【００３８】
クランプアーム４の前端部には爪４５が設けられ、後端部にはピン孔４６が形成されている。また、クランプアーム４の中間部にはカム４７が設けられている。
爪４５は、クランプアーム４の他の部分と一体に形成されており、他の部分より所定の方向に突出している。この所定の方向とは、前後方向および第１の連結ピン２７の軸線方向と直交する方向であって、ロケートピン５の中心部から横穴４４を指向する方向である。
【００３９】
クランプアーム４の後端部のピン孔４６は、第１の連結ピン２７が回動自在に嵌合する形状に形成されている。第１の連結ピン２７は、クランプアーム４の後端部がピストンロッド１６のスリット２６に挿入された状態でピン孔４６に嵌合されている。このようにピン孔４６に第１の連結ピン２７が嵌合することにより、クランプアーム４が第１の連結ピン２７を介してピストンロッド１６および円筒体３２に揺動自在に支持されることになる。クランプアーム４の揺動方向は、第１の連結ピン２７と直交する仮想平面に沿う方向である。
【００４０】
クランプアーム４が揺動することにより、爪４５がロケートピン５の中空部５ｄに対して横穴４４を通って出入りする。この実施の形態による爪４５は、クランプアーム４が揺動することによって、図１に示すようにロケートピン５から突出したクランプ位置と、図２に示すようにロケートピン５内に収容される退避位置との間で移動する。
爪４５は、図４に示すように、クランプ位置に位置付けられた状態、すなわち横穴４４を通ってロケートピン５から突出した状態において、横穴４４が閉塞される形状に形成されている。
【００４１】
＜カムの構成＞
カム４７は、往復動作を揺動動作に変換してクランプアーム４を揺動させるカム機構５１の一部を構成するもので、クランプアーム４を貫通する貫通穴によって構成されている。貫通穴がクランプアーム４を貫通する方向は、第１の連結ピン２７の軸線方向と平行な方向である。
カム４７（貫通穴）の開口形状は、前後方向に延びる直線部４７ａと、この直線部４７ａの後端から傾斜して延びる傾斜部４７ｂとを有する長穴状であって、固定ピン４１が移動自在に嵌合する形状である。
【００４２】
固定ピン４１は、カム４７に係合するカムフォロアを構成するものである。この固定ピン４１は、円柱状に形成されており、図６に示すように、カム４７内と、円筒体３２の長穴３９と、ハウジング８のピン孔５２とに通された状態でハウジング８に固定されている。すなわち、この実施の形態によるカム機構５１は、カム４７と、円筒体３２の長穴３９と、固定ピン４１とによって固定されている。
【００４３】
カム４７は、ピストンロッド１６が前進または後退することによって、固定ピン４１に対して前進または後退する。
カム４７の傾斜部４７ｂが傾斜する方向は、図１に示すように、前進時にクランプアーム４が連結ピン２７を中心にして爪４５の退避方向（図１においては反時計方向）に揺動する方向である。図１は、固定ピン４１がカム４７の直線部４７ａにおける前端部分に嵌合している状態で描いてある。この実施の形態によるピンクランプ装置１は、この状態で爪４５がクランプ位置に位置するように構成されている。
【００４４】
この状態からピストンロッド１６とともにクランプアーム４が前進し、図２に示すように、固定ピン４１がカム４７の傾斜部４７ｂに係合すると、クランプアーム４が固定ピン４１によって爪４５の突出方向とは反対方向に押されて爪４５が退避位置に位置付けられる。
すなわち、カム４７は、ロケートピン５がワーク当接部材３から突出する方向（前方であって本発明でいう「第１の方向」）へクランプアーム４が移動することにより、爪４５がロケートピン５内に収容され、かつクランプアーム４が後方（第１の方向とは反対の第２の方向）へ移動することにより爪４５がロケートピン５から突出する形状に形成されている。
【００４５】
＜動作の説明＞
このように構成されたピンクランプ装置１を使用して２枚の板状部品２を保持するためには、図２に示す状態から行う。図２に示す状態は、ロケートピン５が前進し、爪４５がロケートピン５内に収容されている状態である。この状態でピンクランプ装置１を板状部品２に接近させ、板状部品２の貫通穴２ａにロケートピン５のガイド部５ａを挿入する。このときのピンクランプ装置１の移動は、図示していないロボットによって行われる。そして、板状部品２がワーク当接部材３に当接するまでピンクランプ装置１を板状部品２に対して前進させる。
【００４６】
次に、シリンダ１３のピストン１５を後退させる。このようにピストン１５が後退することにより可動ピン３１とクランプアーム４とが一体に後退し、カム４７が固定ピン４１に対して後退する。この後退行程の初期には、カム４７の傾斜部４７ｂが固定ピン４１により爪４５の突出方向に押されることによって、クランプアーム４が図２において時計方向に揺動し、爪４５がロケートピン５から突出する。固定ピン４１とカム４７との接触点が傾斜部４７ｂの前端に達することによって、爪４５がクランプ位置に位置付けられる。そして、この状態でさらにピストン１５が後退することにより、クランプ位置にある爪４５が板状部品２に当たり、図１に示すように、板状部品２をワーク当接部材３に押し付ける。このときの押圧力の大きさは、ピストン１５に加えられる空気圧と同等である。このように爪４５が板状部品２を押すことにより、２枚の板状部品２が爪４５とワーク当接部材３とに挟まれて互いに重なる状態で保持される。
【００４７】
これらの板状部品２は、このようにピンクランプ装置１に保持された状態で例えばスポット溶接によって互いに溶接される。スポット溶接時にはスパッタが飛散し、板状部品２の近傍に位置する部品に付着する。このとき、ロケートピン５の横穴４４が爪４５によって塞がれているから、スポット溶接時に横穴４４にスパッタが入ることはない。溶接が終了した後、ピストン１５を前進させる。このようにピストン１５が前進することにより、可動ピン３１とクランプアーム４とが一体に前進する。この前進行程の初期には、カム４７と固定ピン４１との接触点が直線部４７ａにあるために、クランプアーム４が揺動することはない。このため、横穴４４が爪４５によって塞がれた状態でロケートピン５とクランプアーム４とが前進し、爪４５が板状部品２から前方に離れる。
【００４８】
一方、このときは、可動ピン３１の円筒体３２がワーク当接部材３に接近し、円筒体３２とワーク当接部材３との間に形成されている環状空間Ｓが徐々に狭くなる。この場合は、円筒体３２およびロケートピン５の連結部５ｃが実質的にピストン１５として機能するから、環状空間Ｓ内の空気を圧縮する。このため、ワーク当接部材３と可動ピン３１との間が正圧になる。
【００４９】
その後、ロケートピン５とクランプアーム４とが更に前進することにより、固定ピン４１がカム４７の傾斜部４７ｂに係合するようになってクランプアーム４が図１において反時計方向に揺動する。そして、図２に示すように、円筒体３２がワーク当接部材３に当接することにより前進動作が規制され、爪４５が退避位置に位置付けられる。このように爪４５が退避位置に位置している状態でピンクランプ装置１が板状部品２に対して後退することにより、板状部品２が解放される。
【００５０】
＜実施の形態による効果の説明＞
このように構成されたピンクランプ装置１によれば、一つのシリンダ１３でロケートピン５とクランプアーム４とが駆動されて板状部品２を保持したり解放することができる。このため、このピンクランプ装置１の製造コストは、シリンダを２個使用するピンクランプ装置と較べると低く抑えることができる。
【００５１】
また、可動ピン３１の円筒体３２とハウジング８の本体部１１との間がリング３７によってシールされるから、ワーク当接部材３とロケートピン５との間から装置内にスパッタ粉やその他の微細な異物が入ったとしても、これらの侵入物がピストンロッド１６やカム機構５１のカム４７などの摺動部に付着することはない。
したがって、この実施の形態によれば、使用するシリンダ１３を一つとすることができるとともに、ピストンロッド１６やカム４７などの摺動部に異物が付着することを防ぐことが可能になるから、低価格で動作の信頼性が高いピンクランプ装置を提供することができる。
【００５２】
この実施の形態による爪４５は、ロケートピン５の横穴４４を通ってロケートピン５から突出した状態で横穴４４が閉塞される形状に形成されている。このため、スポット溶接時に飛散したスパッタが横穴４４に入ることがない。したがって、この実施の形態よれば、動作の信頼性が更に高くなるピンクランプ装置を提供することができる。
【００５３】
また、この実施の形態によれば、ロケートピン５の軸部５ｂがワーク当接部材３の貫通穴６に嵌合しているから、板状部品２と隣り合うワーク当接部材３にスパッタ粉やその他の微細な異物が装置内により一層入り難くなる。
【００５４】
ロケートピン５は、スパッタが付着し難くなるように、スパッタが付着し難い材料によって形成したり、スパッタが付着し難い表面処理を行うことが望ましいものである。スパッタが付着し難い材料は、一般的に高価である。この実施の形態においては、可動ピン３１が円筒体３２とロケートピン５とに分かれているから、可動ピン３１の全体をスパッタが付着し難い材料によって形成したり、可動ピン３１の全体に上述した表面処理を施す場合と較べると、スパッタが付着し難い高価な材料の使用量を少なく抑えることができるとともに、スパッタが付着し難い表面処理を行う部材の大きさを小さくすることができる。このため、製造コストがより一層低くなる。
【００５５】
また、リング３７が第２の連結ピン３３の抜け止め用の部品として機能するから、専ら第２の連結ピン３３の抜け止め用の部品が不要になる。このため、部品数が減少して製造コストが更に低くなるとともに、組立てが容易になる。
【００５６】
この実施の形態においては、スポット溶接後にワークを解放する行程でロケートピン５と爪４５とがワーク当接部材３に対してシリンダ１３とは反対側（前側）に移動するから、爪４５とロケートピン５の横穴４４との間に隙間が生じたとしても、スパッタ粉やその他の微細な異物がこの隙間に入り難くなる。また、可動ピン３１の筒状部（円筒体３２と連結部５ｃ）が実質的にピストンになってワーク当接部材３と筒状部との間の空間Ｓ内の空気を圧縮するから、ワーク当接部材３と可動ピン３１との間が正圧になる。このため、ワーク当接部材３とロケートピン５の軸部５ｂとの間をシールするシール部材９が摩耗してシール性が低下したような場合であっても、スパッタ粉やその他の微細な異物の侵入を防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…ピンクランプ装置、３…ワーク当接部材（ワーク当接部）、４…クランプアーム、５…ロケートピン、５ｂ…軸部、５ｃ…連結部、５ｄ…中空部、６…貫通穴、８…ハウジング、１３…シリンダ、１６…ピストンロッド、３１…可動ピン、３２…円筒体（筒状部）、３３…第２の連結ピン（連結ピン）、３７…リング、３９…長穴、４１…固定ピン（ピン）、４４…横穴、４５…爪、４７…カム、５１…カム機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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