(57)【要約】【課題】ピストンロッドを所定の位置で固定することができ、固定された位置においてピストンロッドに対してばね力を加えることができるようにする。【解決手段】シリンダ本体２３内に組み込まれたピストン２６にはピストンロッド１８が固定されている。ブレーキ用筒体２４の内部にはブレーキユニット４０が設けられており、所定のストローク位置となったピストンロッド１８はブレーキユニット４０により後退方向の移動が規制される。また、ブレーキユニット４０はブレーキユニット４０に向けてばね部材６５により付勢されたテーパロッド６３により前進方向の荷重が加えられている。したがって、前進用流体室２７ａ内の流体が排出されてもテーパロッド６３によりブレーキユニット４０を介してピストンロッド１８に対して前進方向の荷重が加えられる。【選択図】　　図３
2004011685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にエンドカバーが取り付けられ他端にロッドカバーが取り付けられたシリンダチューブを有するシリンダ本体と、
前記シリンダチューブ内に軸方向に往復動自在に装着され、前進用流体室と後退用流体室とを区画するピストンと、
前記シリンダ本体に軸方向に往復動自在に装着され、前記ピストンに固定されるとともに前記ロッドカバーから外部に突出するピストンロッドと、
前記ピストンロッドに対して結合状態と解放状態とに作動自在に設けられ、前記ピストンロッドが所定の位置まで移動したときに前記ピストンロッドの戻り移動を規制するロック手段と、
前記ロック手段に向けて進退移動自在に設けられたプランジャ部材と前記プランジャ部材に進出方向のばね力を付勢するばね部材とを備え、前記ロック手段に前進方向あるいは後退方向の荷重を加える荷重付与手段とを有し、
前記ロック手段が結合状態となったときには、前記流体室内の流体が排出されても、前記荷重付与手段により前記ロック手段を介して前記ピストンロッドに対して荷重を加えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、前記プランジャ部材を前記ロック手段に形成された傾斜面に向けて進退移動自在に設けたことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項１または２記載の流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッドが貫通するロック孔を有するロック板が前記ピストンロッドに対して傾斜することにより前記ロック手段が結合状態となることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
一端にエンドカバーが取り付けられ他端にロッドカバーが取り付けられたシリンダチューブを有するシリンダ本体と、
前記シリンダチューブ内に軸方向に往復動自在に装着され、前進用流体室と後退用流体室とを区画するピストンと、
前記シリンダ本体に軸方向に往復動自在に装着され、前記ピストンに固定されるとともに前記ロッドカバーから外部に突出するピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結され、前記ピストンロッドの前進移動あるいは後退移動によりワークをクランプするクランプアームと、
前記ピストンロッドに対して結合状態と解放状態とに作動自在に設けられ、前記ピストンロッドが所定の位置まで移動したときに前記ピストンロッドの戻り移動を規制するロック手段と、
前記ロック手段に向けて進退移動自在に設けられたプランジャ部材と前記プランジャ部材に進出方向のばね力を付勢するばね部材とを備え、前記ロック手段に前進方向あるいは後退方向の荷重を加える荷重付与手段とを有し、
前記ロック手段が結合状態となったときには、前記流体室内の流体が排出されても、前記荷重付与手段により前記ロック手段と前記ピストンロッドとを介して前記クランプアームに対して荷重を加えることを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求項４記載のクランプ装置において、前記プランジャ部材を前記ロック手段に形成された傾斜面に向けて進退移動自在に設けたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のクランプ装置において、前記ピストンロッドが貫通するロック孔を有するロック板が前記ピストンロッドに対して傾斜することにより前記ロック手段が結合状態となることを特徴とするクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧縮空気などの流体の圧力によりピストンロッドを軸方向に往復動する流体圧シリンダに関し、特にパネル材を位置決め固定するためのクランプ装置に適用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動車車体はそれぞれ車体を構成する複数のパネル材をスポット溶接などの接合手段によって組立てることにより形成される。自動車車体を組立てるにはたとえば、特開平４−２８３０３４号公報に示されるように、パネル材を搬送台車にクランプ部材により締結した状態として、所定の間隔ごとに配置された作業ステージを有する車体組立ラインに搬送台車を移動させながら、各々の作業ステージでスポット溶接などの所定の組立作業を行うようにしている。車体組立ラインの最終ステージと最初のステージとを復帰ラインにより連結すれば、搬送台車は循環使用することができる。
【０００３】
搬送台車には、パネル材を位置決めした状態のもとでパネル材を固定するためにクランプ部材を設ける必要がある。このクランプ部材を空気圧シリンダによって駆動する場合には、搬送台車が移動している状態のもとでは、クランプ部材を作動させるための空気圧シリンダに空気圧を供給する配管を搬送台車から取り外さなければならない。したがって、最初のステージと最終ステージとにおいては搬送台車に設けられたクランプ部材作動用の空気圧シリンダに圧縮空気を供給してクランプ部材を開閉作動させるようにしているが、これらの中間のステージを搬送台車が移動する際には配管を搬送台車から取り外した状態とし、さらにパネル材をクランプ位置に保持する必要がある。
【０００４】
そのために、クランプ部材を作動させるための空気圧シリンダに対する空気圧の供給を停止した状態でピストンロッドを制動させるために、ブレーキを有する空気圧シリンダを用いることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブレーキ付きの空気圧シリンダは、クランプ部材に連結されるピストンロッドが緩むことを防止するようにしており、クランプ力をクランプ部材に加え続けることはできない。したがって、搬送過程にクランプ部材に衝撃力が作用してクランプ部材が緩むと、パネルにはクランプ力つまり締結力を加えることができずに、パネル材が緩むことがある。
【０００６】
本発明の目的は、ピストンロッドを所定の位置で固定することができるとともに、固定された位置においてピストンロッドに対して軸方向の荷重を加えることができるようにした流体圧シリンダを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、流体圧により駆動されるピストンロッドを有するシリンダを用いてパネル材をクランプする場合に、シリンダに対する流体圧の供給を停止してもパネル材にクランプ力を加えることができるクランプ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体圧シリンダは、一端にエンドカバーが取り付けられ他端にロッドカバーが取り付けられたシリンダチューブを有するシリンダ本体と、前記シリンダチューブ内に軸方向に往復動自在に装着され、前進用流体室と後退用流体室とを区画するピストンと、前記シリンダ本体に軸方向に往復動自在に装着され、前記ピストンに固定されるとともに前記ロッドカバーから外部に突出するピストンロッドと、前記ピストンロッドに対して結合状態と解放状態とに作動自在に設けられ、前記ピストンロッドが所定の位置まで移動したときに前記ピストンロッドの戻り移動を規制するロック手段と、前記ロック手段に向けて進退移動自在に設けられたプランジャ部材と前記プランジャ部材に進出方向のばね力を付勢するばね部材とを備え、前記ロック手段に前進方向あるいは後退方向の荷重を加える荷重付与手段とを有し、前記ロック手段が結合状態となったときには、前記流体室内の流体が排出されても、前記荷重付与手段により前記ロック手段を介して前記ピストンロッドに対して荷重を加えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のクランプ装置は、一端にエンドカバーが取り付けられ他端にロッドカバーが取り付けられたシリンダチューブを有するシリンダ本体と、前記シリンダチューブ内に軸方向に往復動自在に装着され、前進用流体室と後退用流体室とを区画するピストンと、前記シリンダ本体に軸方向に往復動自在に装着され、前記ピストンに固定されるとともに前記ロッドカバーから外部に突出するピストンロッドと、前記ピストンロッドに連結され、前記ピストンロッドの前進移動あるいは後退移動によりワークをクランプするクランプアームと、前記ピストンロッドに対して結合状態と解放状態とに作動自在に設けられ、前記ピストンロッドが所定の位置まで移動したときに前記ピストンロッドの戻り移動を規制するロック手段と、前記ロック手段に向けて進退移動自在に設けられたプランジャ部材と前記プランジャ部材に進出方向のばね力を付勢するばね部材とを備え、前記ロック手段に前進方向あるいは後退方向の荷重を加える荷重付与手段とを有し、前記ロック手段が結合状態となったときには、前記流体室内の流体が排出されても、前記荷重付与手段により前記ロック手段と前記ピストンロッドとを介して前記クランプアームに対して荷重を加えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の流体圧シリンダおよびクランプ装置は、前記プランジャ部材を前記ロック手段に形成された傾斜面に向けて進退移動自在に設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の流体圧シリンダおよびクランプ装置は、前記ピストンロッドが貫通するロック孔を有するロック板が前記ピストンロッドに対して傾斜することにより前記ロック手段が結合状態となることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。
【００１３】
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自動車車体の組立ラインの一部を示す平面図である。搬送台車１０は複数の車輪１１を有し、最初のステージＳ１から最終のステージＳｎまで走行する。最初のステージＳ１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１０に搬入され、最終のステージＳｎでは所定の組立作業が終了したワークＷが搬送台車１０から取り外されることになる。それぞれの搬送台車１０にはワークＷをクランプつまり締結するためのクランプ装置１２が設けられている。図１においては、それぞれの搬送台車１０には２つずつクランプ装置１２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装置１２を搬送台車１０に設けることができる。
【００１４】
図２は図１に示されたクランプ装置１２を示す拡大正面図であり、搬送台車１０にはワークＷを支持するワーク支持台１３が設けられ、この支持台１３には支持台１３とによりワークＷをクランプするためのクランプアーム１４がピン１５ａを中心に揺動自在に装着されている。支持台１３には流体圧シリンダ１６がこれに固定されたクレビス１７の部分でピン１５ｂにより揺動自在に装着されており、流体圧シリンダ１６のピストンロッド１８がクランプアーム１４にピン１５ｃにより連結されている。クランプアーム１４はピストンロッド１８が前進移動つまり流体圧シリンダ１６の内部から突出する方向に移動し、所定のストローク位置まで移動するとワークＷをクランプすることになる。
【００１５】
図３は図２に示された流体圧シリンダ１６を拡大して示す断面図であり、この流体圧シリンダ１６はシリンダチューブ２０と、これの一端に取り付けられるエンドカバー２１と、他端に取り付けられるロッドカバー２２とを備えたシリンダ本体２３を有している。ロッドカバー２２はブレーキ用筒体２４とブレーキユニットストッパ２５とを介してシリンダチューブ２０の他端に取り付けられており、この筒体２４とブレーキユニットストッパ２５はシリンダ本体２３を構成している。
【００１６】
シリンダチューブ２０内には軸方向に往復動自在にピストン２６が装着されており、このピストン２６によってシリンダチューブ２０内は前進用流体室２７ａと、後退用流体室２７ｂとに区画されている。このピストン２６は前進用流体室２７ａに圧縮空気を供給するとロッドカバー２２に向けて前進移動し、後退用流体室２７ｂに圧縮空気を供給するとエンドカバー２１に向けて後退移動することになる。ピストン２６はシール材２８ａが設けられた第１ディスク２８と、円筒部２９ａを有する第２ディスク２９とを有しており、第２ディスク２９の円筒部２９ａの内周面には雌ねじが形成されている。また、ピストン２６には第１ディスク２８と第２ディスク２９との間に狭持されてリング状の磁石３０が設けられており、この磁石３０により図示しないセンサがピストン２６の位置を検出するようになっている。なお、２９ｂはウエアリングである。
【００１７】
一方、ピストンロッド１８はロッドカバー２２とブレーキユニットストッパ２５とに支持されてシリンダ本体２３に軸方向に往復動自在に装着されており、図２に示されるようにロッドカバー２２から外部に突出してクランプアーム１４にピン結合されている。また、ピストンロッド１８は端部に形成された雄ねじが円筒部２９ａの雌ねじにねじ結合されることによりピストン２６に固定されており、ピストン２６と一体に軸方向に移動するようになっている。
【００１８】
図４（Ａ）は図３に示されたロッドカバー２２を示す半断面図であり、図４（Ｂ）は同図（Ａ）における矢印Ｂ−Ｂ線方向から見た側面図であり、図４（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図４（Ｄ）は同図（Ｃ）におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図４（Ｃ）に示すように、ロッドカバー２２には３つの給排ポート３１が形成されており、使用状態に応じていずれか１つの給排ポートに給排用のホースや配管を接続することができる。使用しない給排ポート３１はプラグ３１ａにより閉塞され、使用される給排ポートには流路切換弁を介して空気圧源と排気ポートとホースや配管により接続され、給排ポート３１は流路切換弁によって空気圧源と排気ポートとに切り換えられて接続される。
【００１９】
図４（Ｃ）に示すように、ロッドカバー２２の内部にはガイド筒体３２が組み込まれており、ガイド筒体３２の外周面には３つの給排ポート３１と連通する凹溝３３が形成され、この凹溝３３とガイド筒体３２の内部とを連通させる連通孔３４には絞り３５が設けられている。ブレーキ用筒体２４にはエア供給路２４ａが形成され、ブレーキユニットストッパ２５には連通路２５ａが形成されており、ガイド筒体３２の内部はエア供給路２４ａと連通路２５ａとを介して後退用流体室２７ｂに連通している。したがって、それぞれの給排ポート３１は絞り３５を介して後退用流体室２７ｂに連通している。一方、図４（Ｄ）に示すように、ロッドカバー２２の内側端面とガイド筒体３２の内部とを連通させる連通流路３６にも絞り３７が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、エンドカバー２１にも同様に３つの給排ポート３８がそれぞれ前進用流体室２７ａに連通して形成されており、使用状態に応じていずれか１つの給排ポートに給排用のホースや配管を接続することができる。使用しない給排ポート３８はプラグ３８ａにより閉塞され、使用される給排ポートは流路切換弁を介して空気圧源と排気ポートとホースや配管により接続され、給排ポート３８は流路切換弁によって空気圧源と排気ポートとに切り換えられて接続される。それぞれの給排ポート３８と前進用流体室２７ａとの間には、前述した絞りと同様の絞りが組み込まれている。
【００２１】
ブレーキ用筒体２４の内部にはブレーキユニットストッパ２５とロッドカバー２２との間に位置してロック手段としてのブレーキユニット４０が装着されており、このブレーキユニット４０はケーシング４１内に組み込まれたロック板４２を直立状態と傾斜状態とに切り替えることによりピストンロッド１８に対して結合状態と解放状態とに作動自在となっている。ケーシング４１は底付き円筒状に形成されたメインケース４３と、このメインケース４３の開口端に固定されるキャップ４４とで構成されており、メインケース４３の底壁部４３ａとキャップ４４とにはそれぞれピストンロッド１８が貫通する貫通孔４５，４６が形成されている。ケーシング４１の内部にはメインケース４３の内周面に形成された支持溝４３ｂに係合されるとともにキャップ４４の内面に隣接して円盤状に形成されたカバー板４７が組み込まれており、このカバー板４７の軸心にはピストンロッド１８が貫通する貫通孔４７ａが形成され、また、その両端面はそれぞれ軸心に対して垂直に形成されている。
【００２２】
ロック板４２はケーシング４１の内周面に摺接する円盤状に形成されており、カバー板４７に隣接して配置されている。ロック板４２の軸心にはピストンロッド１８の外径寸法より僅かに大きい内径寸法に形成されたロック孔４２ａが設けられており、ピストンロッド１８はこのロック孔４２ａを貫通している。ロック板４２の外周面には、図中下側つまり径方向の一方側において所定の範囲で鍔部４２ｂが形成されており、この鍔部４２ｂは支持溝４３ｂに係合されている。したがって、ロック板４２はその一端面をカバー板４７の端面に接してロック孔４２ａの軸方向とピストンロッド１８の軸方向とが一致する直立状態と、鍔部４２ｂと支持溝４３ｂとの係合部を支点としてカバー板４７に対して図中反時計周りつまり底壁部４３ａ側に傾斜してロック孔４２ａの軸方向がピストンロッド１８の軸方向に対して傾斜する傾斜状態との間で移動自在となっている。メインケース４３の外周面に形成された凹溝４３ｃは息抜き孔４３ｄを介してカバー板４７とロック板４２との間に連通しており、また、筒体２４には凹溝４３ｃと外部とを連通する給排気孔２４ｂが形成されている。したがって、カバー板４７とロック板４２との間は外部と連通しており、ロック板４２がカバー板４７に対して移動した際に息抜きができるようになっている。
【００２３】
カバー板４７とロック板４２との間には図中上側つまりロック板４２の径方向の他方側に位置して圧縮コイルばね４８が設けられており、この圧縮コイルばね４８によりロック板４２には底壁部４３ａ側に向くばね力が加えられている。したがって、ロック板４２は圧縮コイルばね４８のばね力により鍔部４２ｂと支持溝４３ｂとの係合部を支点として図中反時計周りつまり底壁部４３ａ側に傾斜する方向に回転力を加えられている。ロック板４２と底壁部４３ａとの間はブレーキ解放圧力室４９となっており、この圧力室４９は底壁部４３ａに形成された貫通孔４５を介して後退用流体室２７ｂに連通している。つまり、圧力室４９は後退用流体室２７ｂを介して給排ポート３１と連通している。したがって、給排ポート３１から圧縮空気を供給すると圧力室４９内に圧縮空気が供給され、給排ポート３１から圧縮空気を排出すると圧力室４９内の圧縮空気は排出されることになる。
【００２４】
このブレーキユニット４０は圧力室４９内の圧縮空気を排出することにより結合状態となる。つまり、圧力室４９内の圧縮空気を排出するとロック板４２は圧縮コイルばね４８のばね力により鍔部４２ｂと支持溝４３ｂとの係合部を支点として底壁部４３ａ側に傾斜して傾斜状態となり、ロック孔４２ａの開口端部がピストンロッド１８の外周面に強く接触することになる。この状態のもとでピストンロッド１８が戻り方向つまり後退方向へ移動しようとすると、ロック板４２とピストンロッド１８の間の摩擦力によりロック板４２にはさらに強く底壁部４３ａ側に向く回転力が加えられることになり、ロック板４２とピストンロッド１８の間の摩擦力は増大し、ピストンロッド１８の後退移動は規制されることになる。これに対して、ロック板４２が傾斜状態のもとでピストンロッド１８が前進移動する場合には、ロック孔４２ａとピストンロッド１８の間の摩擦力によりロック板４２には圧縮コイルばね４８に抗する向きの回転力が加えられることになり、ロック板４２とピストンロッド１８との摩擦力は低減してピストンロッド１８は自由に前進することができる。このように、このブレーキユニット４０ではピストンロッド１８が後退方向に移動する際にのみピストンロッド１８に対して結合状態となる。
【００２５】
一方、圧力室４９に圧縮空気を供給するとブレーキユニット４０は解放状態となる。つまり、圧力室４９に圧縮空気を供給すると圧力室４９内の圧力が上昇し、この圧力によりロック板４２は圧縮コイルばね４８に抗してカバー板４７に押し付けられて直立状態となる。したがって、ピストンロッド１８とロック孔４２ａとの間には隙間ができ、ピストンロッド１８はロック板４２つまりブレーキユニット４０に対して自由に移動することができる。
【００２６】
メインケース４３の底壁部４３ａには傾斜面としてのテーパ面５１が形成されており、このテーパ面５１がブレーキユニットストッパ２５と接することによりブレーキユニット４０のブレーキユニットストッパ２５方向への移動が規制されている。また、キャップ４４とロッドカバー２２との間にはばね部材５２が装着されており、このばね部材５２としては圧縮コイルばねが使用され、ブレーキユニット４０はこのばね部材５２によりブレーキユニットストッパ２５に押し付けられている。
【００２７】
ブレーキ用筒体２４には荷重付与手段としてのテーパロックシリンダ６０が取り付けられており、このテーパロックシリンダ６０はロッドカバーとシリンダチューブとが一体に形成されたシリンダ本体６１を有し、シリンダチューブ内にはピストン６２が軸方向に往復動自在に組み込まれている。ピストン６２にはプランジャ部材としてのテーパロッド６３が一体に形成されており、テーパロッド６３の先端部にはテーパ面５１と接触するテーパ面６３ａが形成されている。シリンダ本体６１に固定されるカバー６４とピストン６２との間にはばね部材６５が組み込まれている。このばね部材６５としては圧縮コイルばねが使用されており、ピストン６２にはこのばね部材６５により進出方向のばね力が付勢されている。したがって、テーパロッド６３はばね部材６５に付勢されてブレーキユニット４０の後端面に形成されたテーパ面５１に向けて進出するようになっている。テーパロッド６３が進出するとテーパロッド６３のテーパ面６３ａがブレーキユニット４０のテーパ面５１に摺接し、ブレーキユニット４０には前進方向つまりロッドカバー２２方向となる荷重が加えられることになる。ブレーキユニット４０はこの荷重によりキャップ４４とロッドカバー２２との間のストロークＳａの範囲内でばね部材５２のばね力に抗してロッドカバー２２側に移動することができるようになっており、ピストンロッド１８を介してブレーキユニット４０に加えられるワークＷからの反力に応じて停止位置が決まることになる。テーパ面６３ａはテーパロッド６３の軸心に対して鋭角に形成され、テーパ面５１はブレーキユニット４０の軸心に対して鈍角に形成されているので、ばね部材６５によってテーパロッド６３に加えられるばね力は倍力されてブレーキユニット４０に対する荷重として伝達され、また、ブレーキユニット４０側からの荷重によりテーパロッド６３が後退移動されないようになっている。
【００２８】
テーパロッド６３をばね力に抗して後退移動させるために、シリンダ本体６１にはエア供給路２４ａから分岐する連通路６６が形成され、連通路６６はテーパロックシリンダ６０内の流体室６７に連通している。したがって、給排ポート３１から圧縮空気を供給すると連通路６６を介して流体室６７内に圧縮空気が流入し、ピストン６２とともにテーパロッド６３は後退することになる。テーパロッド６３を後退移動させるために必要な流体室６７内の圧力は、ブレーキユニット４０においてロック板４２を直立状態とするために必要な圧力室４９内の圧力より小さく設定されている。したがって、給排ポート３１から圧縮空気が供給されると、ロック板４２が直立状態となる前にテーパロッド６３が後退することになり、また、給排ポート３１から圧縮空気が排出されると、テーパロッド６３がブレーキユニット４０に向かって進出する前にロック板４２が傾斜することになる。
【００２９】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、ブレーキユニット４０とテーパロックシリンダ６０の作動の概略を示す説明図である。まず、ピストン２６が後退限位置となっていた状態のもとで給排ポート３８から前進用流体室２７ａに圧縮空気を供給すると、ピストン２６とピストンロッド１８は図５（Ａ）に示す所定のストローク位置つまりクランプアーム１４がワークＷをクランプする位置に向けて前進移動することになる。このストローク位置はピストン２６の前進限位置に対して所定のストローク分、この場合ブレーキユニット４０のストロークＳａ分だけ後退した位置とされている。ピストン２６が前進移動すると、後退用流体室２７ｂ、圧力室４９および流体室６７内には背圧が生じることになり、この背圧によりロック板４２は直立状態つまりブレーキユニット４０は解放状態とされ、また、テーパロッド６３は後退した位置とされている。ピストン２６が所定のストローク位置に達すると圧力室４９および流体室６７内の背圧は徐々に低下し、図５（Ｂ）に示すように、まずロック板４２が角度αだけ傾斜してブレーキユニット４０が結合状態となって、ピストンロッド１８のブレーキユニット４０に対する後退方向の移動が規制されることになる。この場合、クランプアーム１４がワークＷをクランプするストローク位置になったときにピストンロッド１８がブレーキユニット４０を結合状態に切り替えるようにしているが、このブレーキユニット４０はピストンロッド１８のストローク位置に拘わらずピストンロッド１８に対して結合状態となることができる。したがって、ワークＷの変形等によりクランプ時におけるピストンロッド１８のストローク位置が変化した場合であっても、ブレーキユニット４０はピストンロッド１８に対して確実に結合状態となることができる。
【００３０】
この状態から流体室６７内の背圧がさらに低下すると、図５（Ｃ）に示すように、テーパロッド６３がブレーキユニット４０のテーパ面５１に向けて進出移動することになる。そして、テーパロッド６３の進出移動つまりテーパロッド６３に加えられるばね力がテーパ面６３ａとテーパ面５１とを介してブレーキユニット４０に対する前進方向の荷重に変換されることになる。この状態のもとで前進用流体室２７ａの圧縮空気を外部に排出すると前進用流体室２７ａ内の圧力によってはピストンロッド１８へ荷重は加えられないが、テーパロッド６３にはばね部材６５のばね力が付勢されているので、圧縮空気の供給の停止とは無関係にブレーキユニット４０に向けて進出する。したがって、ピストンロッド１８はブレーキユニット４０と結合状態つまりブレーキユニット４０に対する後退移動が規制されており、また、ブレーキユニット４０はテーパロッド６３により前進方向の荷重が加えられているので、前進用流体室２７ａの圧縮空気が外部に排出されても、ピストンロッド１８にはブレーキユニット４０を介してテーパロッド６３により前進方向の荷重が加えられることになる。
【００３１】
つまり、この流体圧シリンダ１６は、前進用流体室２７ａに対する圧縮空気の供給を停止して内部の空気が外部に排出されても、ピストンロッド１８にブレーキユニット４０を介してテーパロッド６３からの荷重を加えることができる。
【００３２】
流体圧シリンダ１６に圧縮空気を供給するために、図２に示すように搬送台車１０に設けられた給排ジョイント７０には給排ポート３１に接続される給排ホース７１ａと、給排ポート３８に接続される給排ホース７１ｂとが接続されており、前進用流体室２７ａと後退用流体室２７ｂに対する圧縮空気の供給と、内部からの圧縮空気の排出は給排ジョイント７０を介して行われる。
【００３３】
一方、図１に示す最初のステージＳ１には搬送台車１０に隣接させて給排ジョイント７２が設けられており、この給排ジョイント７２に接続された給排ホースは図示しない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７０，７２は、搬送台車１０が最初のステージＳ１の位置となったときに相互に連結されて、搬送台車１０の外部に設けられた空気圧源からそれぞれの流体室２７ａ，２７ｂに対して圧縮空気を供給することができるとともに、流体室２７ａ，２７ｂ内の空気を外部に排出することができる。これにより、クランプアーム１４を開いた状態のもとでワークＷをワーク支持台１３の上に搬入した後に、クランプアーム１４を流体圧シリンダ１６によって閉じることによりワークＷを締結することができる。
【００３４】
このようにしてワークＷが締結された状態で搬送台車１０を移動させることにより、搬送台車１０を車体組立ラインを構成する各ステージにおいて所定の組立作業を行うことができる。図１に示す最終のステージＳｎには後退用流体室２７ｂに圧縮空気を供給するために、台車側の給排ジョイント７０に連結される給排ジョイント７２ａが設けられており、このステージＳｎでクランプアーム１４を開くことにより所定の組立が完了した後のワークＷをライン外に搬出することができる。
【００３５】
次に、前述した流体圧シリンダ１６を用いたクランプ装置１２によるワークＷのクランプ手順について説明すると、ピストンロッド１８を後退移動させてクランプアーム１４を開くには、給排ジョイント７０，７２を介して後退用流体室２７ｂに圧縮空気を供給する。この状態では、ピストン２６は後退限位置となり、ピストンロッド１８も後退限位置となり、クランプアーム１４は開かれてワークＷを搬入することができる。また、ブレーキユニット４０が解放状態となってピストンロッド１８は軸方向に移動自在となっており、テーパロッド６３は後退した状態となってブレーキユニット４０はばね部材５２によりブレーキユニットストッパ２５に押し付けられた状態となっている。クランプアーム１４を閉じるには、給排ポート３８を介して前進用流体室２７ａに圧縮空気を供給する。これにより、ピストン２６およびピストンロッド１８は前進移動することになり、ピストン２６およびピストンロッド１８が所定のストローク位置まで移動するとクランプアーム１４は閉じられる。クランプアームが閉じられると、図５（Ｂ）に示すようにロック板４２が傾斜してブレーキユニット４０が結合状態に切り替わり、ピストンロッド１８の後退移動が規制される。
【００３６】
ブレーキユニット４０によりピストンロッド１８の後退移動が規制されると、図５（Ｃ）に示すようにテーパロッド６３がブレーキユニット４０のテーパ面５１に向けて進出移動することになる。そして、テーパロッド６３のテーパ面６３ａがブレーキユニット４０のテーパ面５１と接してブレーキユニット４０には前進方向の荷重が加えられることになる。ピストンロッド１８はブレーキユニット４０に対する後退移動が規制されているので、ブレーキユニット４０に前進方向の荷重が加わるとその荷重はピストンロッド１８にも加えられることになる。また、クランプアーム１４とワークＷとの間に振動等により隙間が生じた場合には、テーパロッド６３により加えられる荷重により、ピストンロッド１８はブレーキユニット４０と一体にロッドカバー２２側に移動することになる。この状態のもとで前進用流体室２７ａの圧縮空気を外部に排出すると前進用流体室２７ａ内の圧力によってはピストンロッド１８へ荷重は加えられないが、テーパロッド６３にはばね部材６５のばね力が付勢されているのでブレーキユニット４０に対する荷重は維持され、ピストンロッド１８にはブレーキユニット４０を介して前進方向の荷重が加えられ、また、台車の移動等に伴う振動等によりクランプアーム１４とワークＷとの間に緩みが生じた場合には、ピストンロッド１８がブレーキユニット４０とともに前進移動してその緩みが吸収されることになる。したがって、この流体圧シリンダ１６に連結されたクランプアーム１４によって図２に示すようにワークＷをクランプする場合には、前進用流体室２７ａに対する圧縮空気の供給を停止して内部の空気が外部に排出されても、クランプアーム１４には荷重つまりワークＷに対するクランプ力が加えられることになる。
【００３７】
このようにクランプアーム１４によってクランプされたワークＷを搬送台車１０により搬送する際には、給排ジョイント７２は台車側の給排ジョイント７０から外されることになる。外されるとそれぞれの流体室２７ａ，２７ｂは大気開放の状態となるので、前進用流体室２７ａに供給されていた空気は外部に排出される。これにより、ピストン２６を介してピストンロッド１８に加えられるクランプ力は失われるが、ピストンロッド１８にはブレーキユニット４０を介してテーパロッド６３から荷重が加えられる。したがって、搬送台車１０の搬送過程において搬送台車１０に振動や衝撃が加わってもワークＷに対するクランプアーム１４の締結力が緩むことなく、確実にワークＷを保持することができる。
【００３８】
最終ステージＳｎにおいてワークＷを取り外すには、後退用流体室２７ｂに圧縮空気を供給すると、まず、流体室６７内の圧力上昇によりテーパロッド６３がピストン６２とともに後退移動してテーパロッド６３のテーパ面６３ａがブレーキユニット４０のテーパ面５１から外れる。そして、ブレーキユニット４０はばね部材５２によりブレーキユニットストッパ２５側に移動する。引き続き後退用流体室２７ｂ内への圧縮空気の供給により圧力室４９の圧力が上昇しロック板４２が直立状態つまりブレーキユニット４０が解放状態となり、ピストン２６とともにピストンロッド１８が後退移動してクランプアーム１４は開かれる。
【００３９】
ワークＷが取り外された状態の搬送台車１０を最初のステージに戻す際に、クランプアーム１４を閉じた状態に設定するのであれば、前進用流体室２７ａに圧縮空気を供給してピストンロッド１８を前進移動させることになる。
【００４０】
図６は他のタイプのクランプ装置を示す拡大正面図であり、図６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が付されている。
【００４１】
図２に示すクランプ装置１２がピストンロッド１８の前進移動つまり押し付け移動によってクランプアーム１４を締結動作させるのに対して、図６に示すクランプ装置１２ａにあっては、ピストンロッド１８の後退移動つまり引っ張り移動によってクランプアーム１４を締結動作させるようにしている。このようなクランプ動作を行うための流体圧シリンダ１６ａにあっては、ブレーキ用筒体２４はシリンダ本体２３の後端部に設けられており、このブレーキ用筒体２４の内部に装着されるブレーキユニット４０は、ピストンロッド１８の戻り方向つまりピストンロッド１８の前進方向の移動を規制するようになっている。そして、テーパロッドはブレーキユニット４０に対して後退方向の荷重を加えるようになっている。このように、図６に示す流体圧シリンダ１６ａはピストンロッド１８が後退移動することによりクランプアーム１４を閉じるようにしており、クランプアーム１４が閉じた状態のもとでは、前述した実施の形態と同様にピストンロッド１８に後退方向の荷重を加えることができる。
【００４２】
本発明は前記したそれぞれの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。たとえば、この流体圧シリンダ１６，１６ａはそれぞれ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、これに限定されることなく、ピストンロッド１８を所定のストローク位置としたときに、ピストン２６に対する流体圧の供給を停止してもピストンロッド１８に所定の荷重を加える場合であれば、どのような用途にもこの流体圧シリンダを適用することができる。
【００４３】
この流体圧シリンダは圧縮空気によってピストン２６を移動させるようにしているが、油圧などの液体の圧力によってピストン２６を往復動するようにしても良い。
【００４４】
この流体圧シリンダは搬送台車１０に設けられるクランプ装置１２を駆動するために使用されているが、ロボットアームの先端に取り付けられてパネル材をクランプして搬送する場合にも適用することができる。
【００４５】
この流体圧シリンダはロック手段としてロック板４２が傾斜することによりピストンロッド１８に対して結合状態となるブレーキユニット４０を用いているが、これに限定されることなく、たとえば、ホルダに支持されて軸方向の移動が規制されるとともにピストンロッド１８の外周面に接触する複数の鋼球と、これらの鋼球に接する内周面がテーパ状に形成されるとともにその端部に傾斜面を有するカバーとを備え、傾斜面に向けてテーパロッド６３を進出させてカバーを軸方向に移動させることによりピストンロッド１８に対して結合状態となるものとしてもよい。また、ブレーキ用筒体内にピストンロッド１８を覆うように配置されたブレーキメタルを設け、このブレーキメタルをピストンロッド１８に押し付けることによりピストンロッド１８に対して結合状態となるものとしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンを所定のストローク位置にまで移動するとロック手段によりピストンの戻り移動は規制され、また、ロック手段には荷重付与手段により前進方向あるいは後退方向の荷重が加えられるので、ピストンを移動させるために流体圧室に供給された流体圧を排出しても、ピストンロッドにはロック手段を介して荷重が加えられる。したがって、流体圧室内の流体を排出しても、ピストンロッドを介してこれにより駆動される部材に対して所定の負荷を加えることができる。
【００４７】
ロック手段は任意のストローク位置におけるピストンロッドの戻り移動を規制することができるので、ピストンロッドに対してそのストローク位置に拘わらず常に安定した荷重が加えることができる。
【００４８】
流体圧シリンダを搬送台車に搭載してクランプアームを駆動するようにすれば、搬送台車が移動するときに流体圧の供給が停止されても、確実にクランプアームに対してピストンロッドから荷重を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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自動車車体の組立ラインの一部を示す平面図である。
【図２】図１に示されたクランプ装置を示す拡大正面図である。
【図３】図２に示された流体圧シリンダを拡大して示す断面図である。
【図４】（Ａ）は図３に示されたロッドカバーを示す半断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における矢印Ｂ−Ｂ線方向から見た側面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、（Ｄ）は同図（Ｃ）におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はブレーキユニットとテーパロックシリンダの作動の概略を示す説明図である。
【図６】他のタイプのクランプ装置を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
１０　搬送台車
１１　車輪
１２，１２ａ　クランプ装置
１３　ワーク支持台
１４　クランプアーム
１５ａ〜１５ｃ　ピン
１６，１６ａ　流体圧シリンダ
１７　クレビス
１８　ピストンロッド
２０　シリンダチューブ
２１　エンドカバー
２２　ロッドカバー
２３　シリンダ本体
２４　ブレーキ用筒体
２４ａ　エア供給路
２４ｂ　給排気孔
２５　ブレーキユニットストッパ
２５ａ　連通路
２６　ピストン
２７ａ　前進用流体室
２７ｂ　後退用流体室
２８　第１ディスク
２８ａ　シール材
２９　第２ディスク
２９ａ　円筒部
２９ｂ　ウエアリング
３０　磁石
３１　給排ポート
３１ａ　プラグ
３２　ガイド筒体
３３　凹溝
３４　連通孔
３５　絞り
３６　連通流路
３７　絞り
３８　給排ポート
３８ａ　プラグ
４０　ブレーキユニット
４１　ケーシング
４２　ロック板
４２ａ　ロック孔
４２ｂ　鍔部
４３　メインケース
４３ａ　底壁部
４３ｂ　支持溝
４３ｃ　凹溝
４３ｄ　息抜き孔
４４　キャップ
４５，４６　貫通孔
４７　カバー板
４７ａ　貫通孔
４８　圧縮コイルばね
４９　ブレーキ解放圧力室
５１　テーパ面
５２　ばね部材
６０　テーパロックシリンダ
６１　シリンダ本体
６２　ピストン
６３　テーパロッド
６３ａ　テーパ面
６４　カバー
６５　ばね部材
６６　連通路
６７　流体室
７０　給排ジョイント
７１ａ，７１ｂ　給排ホース
７２，７２ａ　給排ジョイント
Ｓａ　ストローク
α　角度
【図１】
2004011685.tif 000003
【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】
2004011685.tif 000008