(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを固定支持し移動手段により移動自在に設置させた挟持部と、この挟持部を作動させる挟持作動機構と、ワークの大きさに対応して前記挟持部のワークの挟持位置を変更する挟持位置変更機構とから構成され、
前記挟持位置変更機構は、移動駆動部と、この移動駆動部により所定距離移動する作動部と、この作動部に係合する挟持部の数に対応して設けた移動量調整部と、この移動量調整部により作動する移動伝達ワイヤとからなり、
前記移動量調整部は、前記各挟持部の移動量に応じて前記作動部の移動により前記移動伝達ワイヤを作動させる距離またはタイミングを異ならせることを特徴とするワークのクランプ機構。
【請求項２】
前記挟持作動機構は、各挟持部の開閉動作を行う作動ワイヤと、この作動ワイヤの所定位置に係合して前記各挟持部の開閉動作を時間差をもって作動させる作動ブロックと、この作動ブロックを押動する押動部と、この押動部を駆動する挟持駆動機構とからなることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ機構。
【請求項３】
前記移動手段は、挟持部が挟持位置変更機構によりその位置を変更する際に、その挟持部の高さをワークの構成に対応させて異ならせる高さ調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの溶接、加工、組み立て等の作業を行うために、そのワークを挟持するワークのクランプ装置に関する。
【０００２】
一般に、車のドアパネルなどのワークを溶接、折曲あるいは組み立てる場合に、そのワークを所定位置に挟持して保持する必要があるため、ワークの挟持装置が様々提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭６２−２４６４４４号で示すように、固定顎を備えた固定体に、その固定顎との間でワークを把持する可動顎を備えた作動体を装着した複数の把持ユニットをワークの形状に沿って基台に配置し、前記各把持ユニットに各個別に対応する一または二以上の揺動アームを突設した複数本の駆動軸を、前記把持ユニットから離間した位置に配置して自在軸継手により順次に連結し、前記駆動軸のいずれかを駆動装置に連結し、前記複数の把持ユニットと前記各把持ユニットに対応する前記揺動アームとの間に、それぞれ、可撓性を有するアウタチューブにインナケーブルを摺動自在に挿通して操作力を伝達するようにしたコントロールケーブルを配線して前記アウタチューブの両端末を、それぞれ、前記固定体と、前記揺動アームの近傍位置に固定するとともに、前記インナーケーブルの両端末を、それぞれ、前記作動体と前記揺動アームに連結した構成のワークのクランプ装置としている。
【０００４】
そのため、駆動装置から各把持ユニットに一本のコントロールケーブルで接続されていことから、ワークの取付位置の周りに邪魔になるものがなく、作業性が向上すると共に、駆動装置やその作動限界位置を定めるためのスイッチ等をワークから離れた安全な場所に配置でき、保守管理が容易となり、把持ユニットの移動設置が容易となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のクランプ装置では、以下のような問題点が存在していた。
▲１▼  ワークを挟持する複数の挟持部を一つの駆動部により作動することはできるが、ワークの大きさが異なるような場合、そのワークに対応した位置に挟持部を移動するときは、作業者が手作業により移動することになり、挟持部の移動調整に時間と手間がかかっていた。
【０００６】
▲２▼  挟持部の移動は、作業者が加工作業を中断してその挟持部の移動および調整作業を行うことになるため、作業が面倒で、かつ、生産性を悪くする要因になっていた。
【０００７】
▲３▼  ワークを複数の挟持部でバランス良く固定支持するには、各ワークに対応させて適した形状および作動量を提供できる調整機構と挟持順序および開放順序が必要であった。そのためには、挟持部および駆動機構の構成が複雑になるため、構成が簡単で挟持部の挟持動作を適切に行うものが望まれていた。
【０００８】
▲４▼  ワークの形状に対応させて挟持部の挟持位置を調整する場合には、高さ方向の調整を行う必要もあり、この高さ方向の調整についても簡単な構成で作動を行うことができるものが望まれていた。
【０００９】
この発明は、上記問題点に鑑み創案されたものであり、ワークの大きさに対応して挟持部を機械的な作動により移動することができ、かつ、その挟持部の移動量が異なっても簡単な構成で達成でき、さらに、挟持部および駆動機構の構成が簡単な構成であっても挟持離脱順序に適切に対応して作動することができ、かつ、挟持位置の高さ方向の調整についても行うことができるワークのクランプ機構を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、ワークを固定支持し移動手段により移動自在に設置させた挟持部と、この挟持部を作動させる挟持作動機構と、ワークの大きさに対応して前記挟持部のワークの挟持位置を変更する挟持位置変更機構とから構成され、前記挟持位置変更機構は、移動駆動部と、この移動駆動部により所定距離移動する作動部と、この作動部に係合する挟持部の数に対応して設けた移動量調整部と、この移動量調整部により作動する移動伝達ワイヤとからなり、前記移動量調整部は、前記各挟持部の移動量に応じて前記作動部の移動により前記移動伝達ワイヤを作動させる距離またはタイミングを異ならせる構成とした。
【００１１】
また、前記挟持作動機構は、各挟持部の開閉動作を行う作動ワイヤと、この作動ワイヤの所定位置に係合して前記各挟持部の開閉動作を時間差をもって作動させる作動ブロックと、この作動ブロックを押動する押動部と、この押動部を駆動する挟持駆動機構とから構成した。
【００１２】
さらに、前記移動手段は、挟持部が挟持位置変更機構によりその位置を変更する際に、その挟持部の高さをワークの構成に対応させて異ならせる高さ調整部を備える構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１は、クランプ機構の全体を示す原理図、図２は、クランプ機構の挟持部を示す側面図、図３は、挟持位置変更機構の要部を示す平面図である。
【００１５】
図１で示すように、クランプ機構１は、ワークＷの形状に合わせて１箇所以上設置した挟持部１０、１１、１２、１３（図面では４箇所）と、これら挟持部１０、１１、１２、１３の挟持動作を行う挟持作動機構２と、所定位置の前記挟持部１０、１２（図面では２箇所）の設置位置を移動させる挟持位置変更機構５などから構成されている。
【００１６】
前記挟持部１０（１２）は、図２で示すように、ワークＷを挟持する挟持上爪１０ａと、この挟持上爪１０ａを回動自在に支持する挟持本体１０ｃと、この挟持本体１０ｃに形成され、前記挟持上爪１０ａの対向する位置に設けた挟持下爪１０ｂと、前記挟持本体１０ｃの所定位置に設けた作動ワイヤ４の支持部１０ｄと、前記挟持本体１０ｃの所定位置で前記支持部１０ｄの反対側の位置に設けた移動伝達ワイヤ９の取付部１０ｅなどから構成されている。
【００１７】
そして、前記挟持本体１０ｃの下端側は、移動手段である移動支持部１５により移動自在に支持されており、前記挟持位置変更機構５の作動により挟持部１０の位置を移動することができる構成としている。
【００１８】
前記挟持作動機構２は、図１で示すように、サーボモータなどからなる挟持駆動部３と、この挟持駆動部３の駆動力により前後に移動する伝達アーム３ａと、この伝達アーム３ａの先端側に設けた押動部３ｂと、この押動部３ｂの前後で、駆動させる挟持部１０、１１、１２、１３の数に対応して設けた押動係合部３ｃ，３ｄと、前記押動係合部３ｃ，３ｄおよび押動部３ｂを貫通して支持する作動ワイヤ４と、この作動ワイヤ４の所定位置に設けた作動ブロック４ａ、４ｂと、前記作動ワイヤを所定高さに支持する支持フランジ４ｃなどを備えている。
【００１９】
したがって、挟持作動機構２の挟持駆動部３が作動して伝達アーム３ａを押動する方向に移動させると、押動部３ｂが前方に移動し、各作動ワイヤ４に係合している作動ブロック４ａを押動することで作動ワイヤ４を押動する。このとき、作動ブロックの位置が各挟持部１０、１１、１２、１３のワークを挟持するタイミングに合わせて異なる位置に配置されているため、作動ワイヤ４は、作動ブロック４ａの押動されたタイミングで各挟持部１０等の挟持上爪１０ａ等を回動させて、あらかじめ設定された順序でワークＷの所定位置を挟持するように構成されている。
【００２０】
また、挟持作動機構２の挟持駆動部３が再び作動して伝達アーム３ａを引きつける動作を行うと、押動部３ｂが後方に移動し、各作動ワイヤ４の作動ブロック４ｂを押動し、各作動ワイヤ４を引っ張り、各挟持部１０等の挟持上爪１０ａ等を回動させて各挟持部１０等がワークＷを開放す。
【００２１】
一方、図１および図３で示すように、ワークＷのサイズが異なることで移動する必要がある挟持部１０、１２（図面では２箇所）が必要になる。そして、それぞれの挟持部１０、１２の移動距離が異なる構成のときに、挟持位置変更機構５を作動させて一動作により適切な位置に挟持部１０、１２を移動させることを可能としている。
【００２２】
前記挟持位置変更機構５は、サーボモータなどからなる移動駆動部６と、この移動駆動部６の駆動力により前後方向に移動する作動部８と、この作動部８に係合する移動量調整部７と、この移動量調整部７により所定距離移動する移動伝達ワイヤ９などから構成されている。
【００２３】
そして、図３で示すように、前記移動量調整部７は、前記作動部８の前後位置に係合し、移動させる挟持部（図面では２箇所）１０、１２の数に対応して設けた係合調整部７ａと、前記係合調整部７ａに当接する弾性部材であるスプリング７ｂと、前記スプリング７ｂの一端側に設けた、前記移動伝達ワイヤ９に係合する移動用ブロック７ｃなどから構成されている。前記移動伝達ワイヤ９は、支持フランジ９ａ，９ｂにより所定高さに移動自在に支持されている。
【００２４】
なお、前記係合調整部７ａは、作動部８から突出長さを調整できるように係合する構成としており、ここではネジ機構により突出長さの調整作業ができるように構成されている。
【００２５】
そのため、前記挟持位置変更機構５が作動して挟持部１０、１２を所定位置に移動させるためには、つぎのように作動する。
はじめに、作動部８の各係合調整部７ａ、７ａ，７ａ，７ａを調整し、挟持部１０、１２の移動距離に応じた突出長さになるように設定する。そして、前記移動駆動部６を駆動させることで作動部８を前方に移動させ、移動伝達ワイヤ９に係合する移動用ブロック７ｃ，７ｃをそれぞれ押動させ、移動伝達ワイヤ９、９を作動させる。
【００２６】
このとき移動用ブロック７ｃ，７ｃを押動させる係合調整部７ａ，７ａの押動開始位置と、移動用ブロック７ｃ，７ｃまでの距離が異なるため、移動伝達ワイヤ９、９の移動開始タイミングおよび移動距離が異なり作動する挟持部１０、１２は、移動支持部１５に沿ってあらかじめ係合調整部７ａ，７ａにより設定された距離だけを移動することになる。したがって、挟持部１０、１２の移動距離が異なっても、作動部８の一動作により両者を適正位置に移動することが可能となる。
【００２７】
また、図１の仮想線で示すワークＷの位置から実線で示すワークＷの位置に挟持部１０，１２を移動する場合は、移動駆動部６を駆動させ作動部８を後方に移動させ、移動伝達ワイヤ９に係合している移動用ブロック７ｃ，７ｃを時間差をもって押動させることで、移動伝達ワイヤ９、９を引っ張る距離を変えている。したがって、挟持部１０、１２がそれぞれ異なる距離を移動する場合も、作動部８の一動作により両者を適正に移動させることができる。
【００２８】
なお、移動用ブロック７ｃ，７ｃと係合調整部７ａ，７ａ間に適宜の強さのスプリング７ｂを介在させることで、挟持部１０、１２の移動タイミングおよび移動量の調整を容易にすることができる。そして、この実施の形態では、挟持位置変更機構と挟持作動機構と別駆動源の構成を示したが、１個の駆動源に挟持位置変更機構および挟持作動機構を組み合わせることもできる。
【００２９】
その一個の駆動源の一例として、図４に基づいて説明する。すなわち、挟持作動機構および挟持位置変更機構の両方の機能を備える駆動源３１は、基体側に出没自在に設けた駆動シリンダ３３をトグルレバー３２の作動により操作する構成としている。
【００３０】
そして前記駆動シリンダ３３の先端側には作動部３４が設けられており、その作動部３４には、後述する挟持部４０の開閉動作を行う作動ワイヤ３８が作動ブロック３５を介して設けられていると共に、挟持部４０の挟持下爪４２の位置を変更する移動伝達ワイヤ３９がスプリングおよび移動用ブロック３７を介して設けられている。
【００３１】
挟持部４０は、挟持上爪４１を挟持本体４３に回動自在に設けており、また、挟持下爪４２を前記挟持上爪４１の移動端部に対応する位置に移動自在に設けている。前記挟持下爪４２は、その一方の移動端に一方のストッパー４４を備えると共に、その他方の移動端に他方のストッパー４５を備えており、前記移動伝達ワイヤ３９が接続されている。
【００３２】
したがって、駆動源３１を作動させてトグルレバー３２を図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態に作動させると、作動部３４が駆動シリンダ３３を介して引っ張られる方向に移動し、これに伴って、作動ワイヤ３８および移動伝達ワイヤ３９を作動ブロック３５および移動用ブロック３７を介して作動させ、挟持上爪４１を作動させると共に、挟持下爪４２を一方のストパー４４から他方のストッパー４５の位置まで移動させる動作を行うことができる。
【００３３】
このように、挟持下爪４２が挟持上爪４１と挟持動作を行う場合に、移動することにより、例えば、ワークがはじめに挟持下爪４２の一方のストッパー４４にあるときに設置され、挟持上爪４１と挟持下爪４２とで挟持されるときに、その挟持下爪４２が他方のストッパー４５側に移動することによって、ワークが適正な位置に位置決めされる構成の装置に使用されている。したがって、ワークがはじめに設置される位置は、ある程度適正な位置からズレていても、挟持部４０で挟持されることでワークの位置が適正な位置に位置決めされる状態となる。
【００３４】
つぎに、図５で示すように、移動手段の他の形態について説明する。なお、挟持部の構成は図２と同じ符号を付して説明する。図５（ａ）（ｂ）で示すように、移動手段としての移動支持部５５は、左右の高さ調整部としてのスライド傾斜ガイド５６、５７を備えている。そして、スライド傾斜ガイド５６、５７は、挟持部１０の挟持本体１０ｃの下端側を嵌合してガイドするガイド溝５６ａ，５７ａが形成されている。
【００３５】
したがって、移動伝達ワイヤ９により挟持部１０が引き動かされると、挟持部１０は、そのスライド傾斜ガイド５６、５７に沿って後方に移動すると共に、高さ方向についても調整されるため、挟持するワークの種類を変えた場合に、そのワークの挟持する位置が、水平方向の移動と共に高さ方向の調整を必要をする場合に都合が良い。そのため、図１で示す構成の挟持部や、図４で示す構成の挟持部の挟持下爪の移動および高さ調整を行う場合に使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので以下に示す優れた効果を奏する。
▲１▼  クランプ機構は、ワークを挟持する挟持部の位置を、挟持位置変更機構により移動させることができるため、機械的な動作によりワークの大きさの異なる複数のワークに合わせて挟持部の位置を対応せることが可能となる。
【００３７】
▲２▼  クランプ機構は、挟持位置変更機構の構成を移動駆動部と、この移動駆動部により作動する作動部と、この作動部に係合する移動量調整部ならびにこの移動量調整部により作動する移動伝達ワイヤとから構成されているため、挟持部の移動距離が異なる場合であっても、作動部の一動作で同時に挟持部を所定位置に移動させることが可能となる。
【００３８】
▲３▼  クランプ機構は、挟持部のワークを挟持する順序およびワークを離脱する順序が、作動ワイヤに係合している作動ブロックを押動部が押し動かすことで行うため、構成が簡単で調整が容易に行えると共に、確実に挟持部を所定時間差で作動させることが可能となる。
【００３９】
▲４▼  クランプ機構は、挟持部を作動させる挟持作動機構ならびに、挟持部を所定位置に移動させる挟持位置変更機構の構成が簡素化して構成できるため、クランプ機構の位置からワークを移動させる場合や、そのクランプ機構の位置にワークを搬入させる場合に、作業スペースを大きくとることができて都合が良い。
【００４０】
▲５▼  クランプ機構は、挟持位置変更機構および挟持作動機構を、簡素化した構成の一つの駆動源で作動させることが可能となるため、クランプ機構の製造が容易となり、その調整作業やメンテナンス作業も容易となる。
【００４１】
▲６▼  クランプ機構は、移動手段によりその挟持部を高さ方向の調整も容易に可能となるため、多種類のワークの構成を扱うことができる。そして、その位置調整も作動部側の一動作で行うことができるため各作業の作業能率の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のクランプ機構の全体を示す要部の原理図である。
【図２】この発明のクランプ機構の挟持部を示す要部の側面図である。
【図３】この発明のクランプ機構の挟持位置変更機構の要部を示す平面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、この発明のクランプ機構の他の形態を示す要部の原理図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、この発明のクランプ機構の移動手段の他の形態を示す要部の斜視図および側面図である。
【符号の説明】
１          クランプ機構
２          挟持作動機構
３          挟持駆動部
３ａ        伝達アーム
３ｂ        押動部
３ｃ        押動係合部
３ｄ        押動係合部
４          作動ワイヤ
４ａ        作動ブロック
４ｂ        作動ブロック
５          挟持位置変更機構
６          移動駆動部
７          移動量調整部
７ａ        係合調整部
７ｂ        スプリング（弾性部材）
７ｃ        移動用ブロック
８          作動部
９          移動伝達ワイヤ
９ａ        支持フランジ
９ｂ        支持フランジ
１０        挟持部
１０ａ      挟持上爪
１０ｂ      挟持下爪
１０ｃ      挟持本体
１０ｄ      支持部
１０ｅ      取付部
１１        挟持部
１２        挟持部
１３        挟持部
１５        移動支持部（移動手段）
３１        駆動源（挟持作動機構および挟持位置変更機構）
３２        トグルハンドル
３３        駆動シリンダ
３４        作動部
３５        作動ブロック
３６        スプリング
３７        移動用ブロック
３８        作動ワイヤ
３９        移動伝達ワイヤ
４０        挟持部
４１        挟持上爪
４２        挟持下爪
４３        挟持本体
４４        一方のストッパー
４５        他方のストッパー
５５        移動支持部（移動手段）
５６        スライド傾斜ガイド（高さ調整部）
５６ａ      ガイド溝
５７        スライド傾斜ガイド（高さ調整部）
５７ａ      ガイド溝
Ｗ          ワーク
【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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