(57)【要約】【課題】  ワークの着座検知を的確に行うことができるに加え、ワーク着座部の硬度を充分に確保でき、しかもワーク着座部の構造及びワーク着座を検知する検知機構の構造を単純にできるばかりでなく、これらのメンテナンスも容易になるワーク着座検知機構の提供。【解決手段】  ワーク１３の着座を検知するセンサを作動させるセンサ作動部材１６が、ワーク着座部９上で位置決めピン１４の軸線方向に往復移動自在となるようにクランプ装置１に装着され、このセンサ作動部材１６には、ワーク１３に接触してセンサ作動部材１６と共に押動される複数の突子１６ｃが、位置決めピン１４の周囲において突設されている。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに設けられた位置決め孔をワーク位置決め装置の位置決めピンに嵌合させ、ワーク位置決め装置のワーク着座部上に位置決めするワーク位置決め装置において、ワークの着座を検知するセンサを作動させるセンサ作動部材が、前記ワーク着座部上で前記位置決めピンの軸線方向に往復移動自在となるように前記ワーク位置決め装置に装着され、このセンサ作動部材には、前記ワークに接触してセンサ作動部材と共に押動される複数の突子が、前記位置決めピンの周囲において突設されていることを特徴とする、ワーク位置決め装置のワーク着座検知機構。
【請求項２】
ワーク位置決め装置が、位置決めピンで位置決めされたワークをワーク着座部上でクランプするクランプ手段を有することを特徴とする請求項１に記載のワーク着座検知機構。
【請求項３】
ワーク着座部とセンサ作動部材との間に、後者を原位置へ復帰させる復帰バネを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク着座検知機構。
【請求項４】
センサ作動部材に、位置決めピンを貫通させるピン貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク着座検知機構。
【請求項５】
センサ作動部材とワーク位置決め装置本体との間に、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらその直進を案内する案内手段が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク着座検知機構。
【請求項６】
案内手段が、センサ作動部材からワーク位置決め装置本体の外周面に沿って突設された複数の案内片と、該案内片を摺動自在に案内するため前記ワーク位置決め装置本体の外周面に設けられた案内溝とであることを特徴とする請求項５に記載のワーク着座検知機構。
【請求項７】
センサ作動部材が、位置決めピンの回りでワーク着座部の少なくとも上面を覆うことができる形状になっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のワーク着座検知機構。
【請求項８】
センサ作動部材が、ワーク着座部の上面とワーク着座部の外周面とを覆うカバーを兼ねていることを特徴とする請求項７に記載のワーク着座検知機構。
【請求項９】
センサが、センサ作動部材で覆われないワーク位置決め装置の外面に取り付けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載のワーク着座検知機構。
【請求項１０】
センサ作動部材とセンサとの間に、センサ作動部材に従動してセンサに作用するセンサ感応子が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のワーク着座検知機構。
【請求項１１】
センサ感応子がセンサ作動部材に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のワーク着座検知機構。
【請求項１２】
センサが近接スイッチである請求項１〜１１のいずれか１項に記載のワーク着座検知機構。
【請求項１３】
センサが光式センサである請求項１〜１１のいずれか１項に記載のワーク着座検知機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材等のワークを溶接等の加工をする際に、定位置に保持しておくために位置決めするワーク位置決め装置において、ワーク着座部にワークが着座したことを検知するワーク着座検知機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなワーク着座検知機構として、例えば特許文献１（特開２００１−１６２４６９号公報）に記載のものや、特許文献２（特開２００２−２２５７５９号公報）に記載のものがある。前者は、ワーク位置決め装置であるクランプ装置本体の先端面の一部、つまりワークに設けられた位置決め孔が嵌合する位置決めピンの根元部の周囲にワーク着座面を形成し、このワーク着座面に形成した凹状の切欠部に検出器を設け、ワークの受け面がワーク着座面に当接（着座）したことを検出器で直接検出するようにしている。後者は、ワーク着座面に１個の検知ピンを出没可能に設けるとともに、この検知ピンと連結されたシャフトをクランプ装置本体に摺動自在に装着し、ワークで検知ピンを押動してシャフトを介して近接スイッチを作動させるようにしている。
【０００３】
しかし、これらによると次のような問題点がある。
（１）ワークは位置決めピンに案内されてワーク着座面に着座するものの、ワークの受け面がワーク着座面に対して傾いた状態で着座することもある。このような場合、前者の従来技術では、ワーク着座面に埋設されている検出器にワークが接触せず、着座を検出できない。また、後者の従来技術では、検知ピンがワークにより押動されなかったり、その押動量が不足し、着座を正確に検出できない。
【０００４】
（２）特に、後者の従来技術の場合、図１４に示すように、ワーク５０が着座するワーク着座面５１は、位置決めピン５２の根元部の周囲に環状に形成されているが、その一部から検知ピン５３が出没可能に突出しているため、この検知ピン５３によりワーク５０がワーク着座面５１に対して垂直にならず、同図に示すように傾いたり、或いはワークに歪みがあると、ワーク５０がワーク着座面５１の全面に密着せずに浮いた状態となる。このようなときには、検知ピン５３にて作動される近接スイッチ（図示せず）の検知タイミングが遅れたり、検知不良となる。
【０００５】
（３）ワークの受け面が繰り返し当接するワーク着座面は、摩耗等を防止するために硬度を高くする必要性があることから、通常、鋼材の焼き入れ処理が施されているが、ワーク着座面に検出部を設けてこれにワークが直接当接するようにしたり、検知ピンを出没させるようにすると、ワーク着座面として所定の硬度を確保することが難しくなる。
【０００６】
（４）前者の従来技術の場合、クランプ装置本体のワーク着座部を着座検知のための専用の構造、つまりそもそも限定された狭い面積であるワーク着座面に凹状の切欠部を形成し、この切欠部の内部にセンサを設置し、しかもそのセンサは、ワークが繰り返し直接当接する狭いところでも所定の耐久性を維持するものにしなければならないため、クランプ装置本体の製造コストが高くなるとともに、検出部にも厳しい条件が課される。
【０００７】
（５）後者の従来技術の場合、ワーク着座面に検知ピンを出没可能に装着した上に、この検知ピンに連結されたシャフトをクランプ装置本体に摺動自在に装着しなければならないので、製造コストが高くなるとともに、メンテナンスも面倒である。
【特許文献１】特開２００１−１６２４６９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２５７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、このような問題点を解決し、ワークの着座検知を的確に行うことができるに加え、ワーク着座部の硬度を充分に確保でき、しかもワーク着座部の構造及びワーク着座を検知する検知機構の構造を単純にできるばかりでなく、これらのメンテナンスも容易になるワーク着座検知機構の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるワーク着座検知機構は、ワークの着座を検知するセンサを作動させるセンサ作動部材が、ワーク着座部上で位置決めピンの軸線方向に往復移動自在となるようにワーク位置決め装置に装着され、このセンサ作動部材には、ワークに接触してセンサ作動部材と共に押動される複数の突子が、位置決めピンの周囲において突設されていることを特徴とする。
【００１０】
その好ましい形態では、ワーク位置決め装置は、位置決めピンで位置決めされたワークをワーク着座部上でクランプするクランプ手段を有する。
ワーク着座部とセンサ作動部材との間に、後者を原位置へ復帰させる復帰バネを介在させる。
センサ作動部材には、位置決めピンを貫通させるピン貫通孔が設けられている。
【００１１】
センサ作動部材とワーク位置決め装置本体との間に、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらその直進を案内する案内手段が設けられている。案内手段は、センサ作動部材からクランプ装置本体の外周面に沿って突設された複数の案内片と、該案内片を摺動自在に案内するためワーク位置決め装置本体の外周面に設けられた案内溝とで構成できる。
【００１２】
センサ作動部材は、位置決めピンの回りでワーク着座部の少なくとも上面を覆うことができる形状にすることが好ましく、ワーク着座部の上面とワーク着座部の外周面とを覆うカバーを兼ねたものにすれば一層良い。
【００１３】
センサは、センサ作動部材で覆われないワーク位置決め装置の外面に取り付ける。
また、センサ作動部材でセンサを直接作動させることができるが、センサ作動部材とセンサとの間に、センサ作動部材に従動してセンサに作用するセンサ感応子を設けると良い。センサ感応子は、センサ作動部材と別体にしてもよいが、一体にするのが良い。
【００１４】
センサとしては、近接スイッチや光式センサ等の非接触形が良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、位置決めピンの周囲においてセンサ作動部材に突設されている複数の突子が、ワークによりセンサ作動部材と共に押動され、このセンサ作動部材にてセンサが作動されたことをもってワークの着座を検知するので、ワークが傾いたり歪みがあってもその着座を的確に検知できる。また、センサ作動部材の複数の突子でワークを受けるので、ワーク着座部の硬度を充分に確保でき、しかもワーク着座部の構造及びワーク着座を検知する検知機構の構造を単純にできるばかりでなく、これらのメンテナンスも容易になる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、位置決めピンで位置決めされたワークをワーク着座部上でクランプするので、ワークを確実に位置決めできる。また、クランプ手段を有することで、装置のコンパクト化が図れ、さらにピン内部にクランプ手段を設けることによりさらなる省スペース化を実現できる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、  復帰バネによってセンサ作動部材にクッション性を与えることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、センサ作動部材に、位置決めピンを貫通させるピン貫通孔が設けてあるので、センサ作動部材を位置決めピンに沿って直進させせることができ、着座検知精度の向上が図れる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、センサ作動部材とクランプ装置本体との間に、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらその直進を案内する案内手段が設けられているので、センサ作動部材はワークにより押動されるとき、ワークとの接触状態がどのようであっても直進するので、従来のようにワークとの接触状態が悪いとセンサの検知タイミングが遅れたり、検知不良となるようなことはない。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、センサ作動部材に突設された複数の案内片が、クランプ装置本体の外周面に設けられた案内溝に沿って摺動するので、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらの直進をスムーズに行える。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、ワーク着座部の上面を位置決めピンの回りでセンサ作動部材により覆うことができるので、その上面を保護して溶接屑等の付着を防止できる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、センサ作動部材がワーク着座部の上面とワーク着座部の外周面とを覆うカバーを兼ねているので、ワーク着座部の保護をより効果的に行えるとともに、センサ作動部材の傾きを防止してその直進をより確実に行える。
【００２３】
請求項９に係る発明によれば、センサが、センサ作動部材で覆われないクランプ装置の外面に取り付けられているので、センサの交換やメンテナンスが容易になる。
【００２４】
請求項１０に係る発明によれば、センサ作動部材に従動するセンサ感応子にセンサが感応して着座検知を行うので、センサをワーク着座面から離して設置できるとともに、その設置位置に融通性をもたせることができる。
【００２５】
請求項１１に係る発明によれば、センサ感応子がセンサ作動部材に一体的に設けられているので、部品点数を減らすことができるとともに、メンテナンスも良くなる。
【００２６】
請求項１２及び１３に係る発明によれば、センサによる検知を非接触で行えるので、耐久性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
実施例１は、ワークの着座を検知するセンサとして近接スイッチを用いたものである。
図１〜図６に示すように、ワーク位置決め装置の一例であるクランプ装置Ａは、その本体１の基端（下端）に空気圧シリンダ２を直結、つまり本体１と空気圧シリンダ２のシリンダカバー３とを一体とし、図７に示すように先端部を鈎形にした一対のクランプアーム４（一方のみ図示）と空気圧シリンダ２のピストンロッド５とを、本体１内部でピン６により連結し、また各クランプアーム４に曲がったガイド溝７を設け、このガイド溝７に、本体１に設けられたガイドピン８を摺動可能に嵌合させている。
【００２９】
本体１のワーク着座部９は、本体１の先端カバー１０上に、鍔付きの短い円筒体であるワーク座金１１を設けてこのワーク座金１１の先端面をワーク着座面１２としている。
【００３０】
ワーク１３を位置決めするための位置決めピン１４は、先端カバー１０に固定され、ワーク座金１１を貫通してワーク着座面１２より突出し、またクランプアーム４の先端鈎部４ａは、位置決めピン１４に形成されたスリット１４ａ内で揺動するようになっている。
【００３１】
そして、図７に示すように、空気圧シリンダ２を定位置に固定したまま、薄板であるワーク１３を下降させて、それに設けられている位置決め孔１５に位置決めピン１４を挿通させて位置決めした後、クランプアーム４の先端鈎部４ａを、ワーク１３の位置決め孔１５に対して挿通及び抜出させるとともに、ピストンロッド５の進退によって一対のクランプアーム４を揺動させて、それらの先端鈎部４ａにより、固定した先端面であるワーク着座面１２に対してワーク１３のクランプとその解除を行えるようになっている。
【００３２】
本発明によるワーク着座検知機構Ｂは、このようなクランプ装置Ａにおいて、そのワーク着座部９の周囲に次のように外付けする形態で組み込まれている。
【００３３】
すなわち、先端カバー１０の一部分と共にワーク着座部９の周囲を覆うカバーを兼ねたセンサ作動部材１６が、本体１の先端カバー１０の外側に上下動自在に嵌装され、このセンサ作動部材１６内において、そのリング状の天井部１６ａと先端カバー１０の上面との間に、センサ作動部材１６を復帰上昇させるための複数の復帰バネ（コイルバネ）１７が介在されている。
【００３４】
センサ作動部材１６の天井部１６ａの中央には、ワーク座金１１を位置決めピン１４と共に貫通させる円形の開口部１６ｂが形成されている。この開口部１６ｂの周縁の複数個所（例えば３個所）には、位置決めピン１４の外周面と僅かな間隔でそれに沿って立ち上がる突子１６ｃが一体に突設されている。これら突子１６ｃは、ワーク座金１１に設けられたスリットからワーク着座面１２の上方まで突出している。なお、本例では突子１６ｃは３個となっているが、少なくとも２個、つまり２個以上であればよい。
【００３５】
また、センサ作動部材１６の周壁部１６ｄの下周縁の複数個所（例えば３個所）には、案内片１６ｅが一体に突出形成され、これら案内片１６ｅには、本体１の外周面に形成された縦長の案内溝１８に摺動自在に嵌合する案内ピン１８ａが植設されている。センサ作動部材１６は、これら案内ピン１８ａと案内溝１８を案内手段として、傾きと回転を防止されながら上下動を案内されて直進するとともに、案内ピン１８ａにて所定以上の上昇を制限される。従って、案内ピン１８ａはセンサ作動部材１６の上限ストッパも兼ねている。案内片１６ｅは、案内溝１８に溶接屑等が入り込まないように、センサ作動部材１６を常時覆う長さ、つまりセンサ作動部材１６が上限まで上昇したときにも案内溝１８を覆うことができる長さとなっている。
【００３６】
更に、センサ作動部材１６の天井部１６ａの下面には、ピン状のセンサ感応子１９が垂直に垂設され、このセンサ感応子１９の回りにも、センサ感応子１９と共にセンサ作動部材１６を復帰上昇させる復帰バネ（コイルバネ）１７ａが設置されている。このセンサ感応子１９は、ワーク座金１１の鍔部の孔及び先端カバー１０の孔を貫通してその下方まで延びており、センサ感応子１９の下端に取り付けられた磁性体（例えば永久磁石）２０が、本体１の外周面に取り付けられたセンサである近接スイッチ２１を作動できるようになっている。近接スイッチ２１の取付位置は、センサ作動部材１６で覆われない高さである。
【００３７】
このように構成されたワーク着座検知機構Ｂは、図７（Ａ）に示すように、ワーク１３がセンサ作動部材１６に当接しない待機状態では、センサ作動部材１６が上限位置まで上昇して突子１６ｃがワーク着座面９よりも上方に突出し、センサ感応子１９の下端の磁性体２０は、近接スイッチ２１を作動させない高さに留まっている。
【００３８】
ワーク１３が位置決めピン１４に向かって下降してきて、ワーク１３の位置決め孔１５が位置決めピン１４に嵌合し、更に下降してワーク１３の位置決め孔１５の周囲の下面がセンサ作動部材１６の突子１６ｃに当接すると、センサ作動部材１６は、復帰バネ１７・１７ａに抗してワーク１３によって突子１６ｃと共に下方へ押動される。
【００３９】
図７（Ｂ）に示すように、ワーク１３の位置決め孔１５の周囲の下面がワーク着座面１２に着座すると、センサ作動部材１６と共に下降してきたセンサ感応子１９の下端の磁性体２０が近接スイッチ２１を作動させ、この近接スイッチ２１がオンになることによりワーク１３の着座が電気的に検知される。
【００４０】
この検知により空気圧シリンダ２への圧縮空気の供給経路が切り替えられ、図７（Ｃ）に示すようにそのピストンロッド５が下降して、クランプアーム４の先端鈎部４ａによりワーク１３がワーク着座面１２上に固定される。
【実施例２】
【００４１】
図８に示す実施例２は、ワークの着座を検知するセンサとして光式センサを用いたものである。
すなわち、実施例１における近接スイッチ２１に代えて、発光部２２ａと受光部２２ｂとからなる光式センサ２２を本体１の外周面に取り付け、またセンサ作動部材１６の周壁部１６ｄの一個所から、細板状のセンサ感応子２３を一体に垂設したものである。そして、センサ作動部材１６がワーク１３により下方へ押動されて、センサ感応子２３の先端部がセンサ２２の発光部２２ａと受光部２２ｂとの間に介入し、これにて発光部２２ａからの光が遮断されることで、ワーク着座面１２にワーク１３が着座したことを検知するようにしたもので、その他については実施例１と同様である。
【実施例３】
【００４２】
図９〜図１３に示す実施例３は、センサ作動部材１６が＋環状の板のような形状で、位置決めピン１４の回りでワーク着座部９の上面のみを覆うようになっているが、その他については実施例１と実質的に同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上の実施例では、センサとして近接スイッチを用いた場合と、光式センサを用いた場合について説明したが、センサとしてはこれら以外の形式でもよいことは、勿論である。また、クランプアームは１個でも複数個でもよい。さらに、ワーク位置決め装置としてクランプ装置を例にしたが、クランプ装置に限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１の正面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】底面図である。
【図４】右側面図である。
【図５】左側面図である。
【図６】背面図である。
【図７】実施例１の動作を示す断面図で、（Ａ）は待機状態、（Ｂ）は着座状態、（Ｃ）はクランプ状態である。
【図８】実施例２の動作を示す断面図で、（Ａ）は待機状態、（Ｂ）は着座状態、（Ｃ）はクランプ状態である。
【図９】実施例３の側面図である。
【図１０】実施例３の反対側の側面図である。
【図１１】実施例３の平面図である。
【図１２】実施例３の正面図である。
【図１３】図１１のＩ−Ｉ線での断面図である。
【図１４】従来例の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ  ワーク位置決め装置であるクランプ装置
１  本体
２  空気圧シリンダ
３  シリンダカバー
４  クランプアーム
４ａ  先端鈎部
５  ピストンロッド
６  ピン
７  ガイド溝
８  ガイドピン
９  ワーク着座部
１０  先端カバー
１１  ワーク座金
１２  ワーク着座面
１３  ワーク
１４  位置決めピン
１４ａ  スリット
１５  位置決め孔
１６  センサ作動部材
１６ａ  天井部
１６ｂ  開口部
１６ｃ  突子
１６ｄ  周壁部
１６ｅ  案内片
１７・１７ａ  復帰バネ
１８  案内溝
１８ａ  案内ピン
１９  センサ感応子
２０  磁性体
２１  近接スイッチ
２２  光式センサ
２２ａ  発光部
２２ｂ  受光部
２３  センサ感応子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005279861.tif 000013
【図１２】
2005279861.tif 000014
【図１３】
2005279861.tif 000015
【図１４】
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