(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル材が接触する先端面が形成された筒状受け体を有するワーク受台と、
頭部と筒部とを備え、前記先端面から突出して前記筒状受け体に摺動自在に装着されるロケートピンと、
前記筒部内に形成されたアーム収容孔に連通するとともに前記頭部の外周面に開口して形成されたピン収容孔に往復動自在に装着されるクランプ片と、
前記アーム収容孔に組み込まれ、基端部が前記筒状受け体に揺動自在に取り付けられ、先端が前記クランプ片に係合するアームと、
前記ワーク受台に設けられ、前記ロケートピンを軸方向に往復動する駆動手段と、
前記アームに形成されたカム溝に係合させて前記筒状受け体に固定され、前記ロケートピンの軸方向移動を前記アームを介して前記クランプ片の往復動に変換するカムピンとを有し、
前記ロケートピンの後退移動と前記クランプ片の突出移動により前記パネル材を前記クランプ片と前記先端面との間でクランプすることを特徴とする位置決めクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置決めクランプ装置において、前記ピン収容孔は、前記頭部の軸方向に対して直角の方向に形成されたことを特徴とする位置決めクランプ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置決めクランプ装置において、前記駆動手段は、前記ワーク受台に固定されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブ内に往復動自在に装着されたピストンと、前記筒状受け体内に挿入され、前記アームと前記ピストンとを連結するピストンロッドとを有することを特徴とする位置決めクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネル材を所定の位置に位置決めして固定するための位置決めクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体は複数のパネル材をスポット溶接により接合することにより形成されており、スポット溶接する際には、自動車車体を構成する種々のパネル材を位置決めしてクランプする必要がある。そのため、自動車生産ラインに配置された溶接ステージには、パネル材を位置決めクランプするために、複数の位置決めクランプ装置が取り付けられている。また、ロボットアームの先端に位置決めクランプを装着し、ロボットアームを操作移動させることによって位置決めクランプ装置によりパネル材を位置決めクランプするようにしている。
【０００３】
いずれの場合にも、従来の位置決めクランプ装置はワークであるパネル材に形成された位置決め孔に嵌合するロケートピンを有し、そのロケートピンを位置決め孔に嵌合させることによってパネル材を位置決めするようにしている。また、パネル材をクランプするために、ロケートピンに形成されたスリット内にクランプアームを組み込み、パネル材をクランプする際にはクランプアームをスリット内から迫り出させるようにしている。このようなタイプの位置決めクランプ装置としては、たとえば、特開2000−176874号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロケートピンにその先端部を残して基端部まで形成されるスリットは径方向に貫通しており、位置決めクランプ時にパネル材の位置決め孔が嵌合する部分もスリットに対向することになる。このため、ロケートピンのうち、スリットの部分は開放された断面形状となっており、溶接スパッタがこの断面からロケートピン内部に侵入してしまい、シリンダ本体とピストンとの隙間またはロケートピンとクランプアームとの隙間に挟まったりして、ピストンの上下動を妨げる等の作動トラブルが発生していた。
【０００５】
本発明の目的は、溶接時のスパッタが内部に入りづらく、従って、作動トラブルが発生しにくい位置決めクランプ装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置決めクランプ装置は、パネル材が接触する先端面が形成された筒状受け体を有するワーク受台と、頭部と筒部とを備え、前記先端面から突出して前記筒状受け体に摺動自在に装着されるロケートピンと、前記筒部内に形成されたアーム収容孔に連通するとともに前記頭部の外周面に開口して形成されたピン収容孔に往復動自在に装着されるクランプ片と、前記アーム収容孔に組み込まれ、基端部が前記筒状受け体に揺動自在に取り付けられ、先端が前記クランプ片に係合するアームと、前記ワーク受台に設けられ、前記ロケートピンを軸方向に往復動する駆動手段と、前記アームに形成されたカム溝に係合させて前記筒状受け体に固定され、前記ロケートピンの軸方向移動を前記アームを介して前記クランプ片の往復動に変換するカムピンとを有し、前記ロケートピンの後退移動と前記クランプ片の突出移動により前記パネル材を前記クランプ片と前記先端面との間でクランプすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の位置決めクランプ装置は、前記ピン収容孔は、前記頭部の軸方向に対して直角の方向に形成されてもよい。
【０００８】
本発明の位置決めクランプ装置は、前記駆動手段は、前記ワーク受台に固定されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブ内に往復動自在に装着されたピストンと、前記筒状受け体内に挿入され、前記アームと前記ピストンとを連結するピストンロッドとを有してもよい。
【０００９】
【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。図１は本発明の一実施の形態である位置決めクランプ装置のアンクランプ時における状態を示す断面図であり、図２は図１の左側面図であり、図３は図１の部分拡大図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図５はクランプ時における図１の部分拡大図であり、図６はクランプ時の図５におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１０】
図示する位置決めクランプ装置は、自動車車体を構成するパネル材を位置決め固定するために適用されており、固定ワーク受台１０を具備している。ワーク受台１０は、取付フランジ１０ａとこれの一方向に一体となった筒状受け体１０ｂとを有しており、取付フランジ１０ａの部分で自動車生産ラインにおける所定の組立てステージに取り付けられることになる。取付フランジ１０ａの他方面にはシリンダチューブ１１が固定されており、シリンダチューブ１１内には、図１に示すように、軸方向に往復動自在にピストン１２が装着されている。
【００１１】
ピストン１２に固定されたピストンロッド１３は、図１に示すように、シリンダチューブ１１の一端側に取り付けられたロッドカバー１４を貫通してワーク受台１０の筒状受け体１０ｂ内に挿入されている。シリンダチューブ１１の他端部にはヘッドカバー１５が固定され、ロッドカバー１４とピストン１２との間に後退用空気圧室１６ａが形成され、ヘッドカバー１５とピストン１２との間には前進用空気圧室１６ｂが形成されている。それぞれの空気圧室１６ａ，１６ｂに連動してシリンダチューブ１１には給排ポート１７ａ，１７ｂが形成されている。したがって、給排ポート１７ａから圧縮空気を供給すると、ピストンロッド１３は後退移動し、給排ポート１７ｂから圧縮空気を供給すると、ピストンロッド１３は前進移動することになる。
【００１２】
ワーク受台１０の筒状受け体１０ｂ内には、半球形状の頭部１８ａと筒部１８ｂと取付フランジ部１８ｃと筒体１８ｅとが一体となったロケートピン１８が挿入されており、筒体１８ｅは、連結ピン２１によってピストンロッド１３に連結されている。
【００１３】
筒状受け体１０ｂの先端面には、円筒部２２ａと取付フランジ部２２ｂとが一体となったワーク受け筒体２２が固定されており、ワーク受け筒体２２および筒状受け体１０ｂにはロケートピン１８が組み込まれ、頭部１８ａおよび筒部１８ｂの一部が筒状受け体１０ｂの先端面から突出している。ワーク受け筒体２２の先端面は、ワークであるパネル材の表面に接触するワーク接触面２２ｃとなっており、パネル材に形成された位置決め孔にロケートピン１８が嵌合することによってパネル材が位置決めされる。
【００１４】
ロケートピン１８の頭部１８ａには、軸方向に対して直角に延び筒部１８ｂに連通するピン収容孔２３が形成されている。この実施形態では、ピン収容孔２３の開口面は丸形状であり、ピン収容孔２３には、ピン収容孔２３の形状および大きさに適合した略丸棒状のクランプ片２４が往復動自在に装着されている。
【００１５】
クランプ片２４の側面部には、筒部１８ｂのアーム収容孔１８ｄ内に配置されたアーム２５の先端が係合されており、アーム２５の基端部は、連結ピン２６によりピストンロッド１３の先端部に連結されている。図４，６に示されるように、連結ピン２１の両端部は、ワーク受台１０の筒状受け体１０ｂに軸方向に沿って形成された長孔２７の中に摺動自在に支持されており、連結ピン２６の両端部は、ロケートピン１８の筒部１８ｂの中に位置している。長孔２７の軸方向長さは、ピストンロッド１３の往復動ストロークにほぼ対応している。したがって、ピストンロッド１３が前進移動すると、それに連動してアーム２５およびロケートピン１８も前進移動し、ピストンロッド１３が後退移動すると、アーム２５およびロケートピン１８も後退移動する。
【００１６】
ワーク受台１０の筒状受け体１０ｂには、連結ピン２１，２６と平行になってカムピン２８が固定されており、このカムピン２８はアーム２５に形成されたカム溝２９および筒部１８ｂに形成された長孔３０を貫通している。カム溝２９はアーム２５の長手方向と平行となったストレート部２９ａとこれの後端部に連なった傾斜部２９ｂとを有している。したがって、ピストンロッド１３が前進限位置となると、図３，４に示すようにアーム２５は傾斜部２９ｂにカムピン２８が入り込むことから、アーム２５の先端部がピン収容孔２３の開口と反対側に傾斜した状態となり、クランプ片２４はピン収容孔２３内に収納される。ピストンロッド１３が後退限位置となると、図５，６に示すようにアーム２５はストレート部２９ａにカムピン２８が入り込むことから、アーム２５の先端部がピン収容孔２３の開口側に傾斜した状態となり、クランプ片２４はピン収容孔２３の開口から突出する。連結ピン２１およびカムピン２８の先端は、ワーク受台１０に取り付けられるカバー３１によって覆われている。
【００１７】
図７はパネルを位置決めクランプした状態を示す断面図である。このような位置決めクランプ装置を用いてパネル材Ｐを位置決めして締結する手順について説明する。予め所定の形状の位置決め孔Ｈが形成されたパネル材Ｐは搬送装置によって溶接ステージに搬送されて、位置決め孔Ｈの中にロケートピン１８が嵌合される。そのときには、ロケートピン１８の先端は半球形状となっているので、搬入位置に誤差があっても、確実にロケートピン１８は位置決め孔Ｈの中に嵌合される。また、嵌合させる時には、クランプ片２４は図３，４に示すように、ロケートピン１８のピン収容孔２３内に入り込んでいる。ロケートピン１８に嵌合されたパネル材Ｐはワーク受け筒体２２の先端のワーク接触面２２ｃに接触することになる。
【００１８】
次いで、給排ポート１７ａから圧縮空気を供給すると、ピストンロッド１３が後退移動してクランプ片２４がピン収容孔２３から迫り出して、図７に示すように、クランプ片２４とワーク受け筒体２２との間でパネル材Ｐが締結される。
【００１９】
上述したように、ロケートピン１８の外周面は、上記公報に記載されたクランプ装置のようにアームが迫り出すスリットがロケートピンに形成されていないので、ピン収容孔２３が形成された箇所以外は完全な円形となっており、ピン収容孔２３もクランプ片２４と隙間なく嵌合されている。このため、パネル材Ｐの溶接作業中にスパッタが発生しても、ロケートピン１８の内部にスパッタが侵入するのをほぼ完全に防止することができ、従って、スパッタの侵入による作動トラブルの問題を解決できる。
【００２０】
図８（Ａ）は円形の位置決め孔を有するパネル材にロケートピンを嵌合したときの断面図であり、図８（Ｂ）は正方形の位置決め孔を有するパネル材にロケートピンを嵌合したときの断面図である。
【００２１】
図８（Ａ）のように、位置決め孔Ｈが円形の場合には、その内周面のほぼ全体がロケートピン１８の外周面に対向して接触することになり、図８（Ｂ）のように、位置決め孔Ｈが正方形の場合には、少なくとも４箇所がロケートピン１８の外周面に接触するので、位置決め孔Ｈの中心位置をロケートピン１８の中心に確実に一致させてパネル材Ｐを高精度で位置決めすることができる。
【００２２】
本発明は前記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。
【００２３】
たとえば、この実施の形態ではクランプ片２４は円柱であったが略直方体等の形状であってもよい。また、ピン収容孔２３は、ロケートピン１８の軸方向に対して直角の方向に形成されているが、これ以外の角度で形成されていてもよいことは言うまでもない。更にたとえば、図示する位置決めクランプ装置は、前述したように、自動車車体の組立ステージの支持台に設けるようにした場合のみならず、産業用ロボットのアームに取り付けてロボット操作によってパネル材を位置決めするようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接時のスパッタが内部に入りづらく、従って、作動トラブルが発生しにくい位置決めクランプ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である位置決めクランプ装置のアンクランプ時における状態を示す断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】クランプ時における図１の部分拡大図である。
【図６】クランプ時の図５におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】パネルを位置決めクランプした状態を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は円形の位置決め孔を有するパネル材にロケートピンを嵌合したときの断面図であり、（Ｂ）は正方形の位置決め孔を有するパネル材にロケートピンを嵌合したときの断面図である。
【符号の説明】
１０        ワーク受台
１０ａ      取付フランジ
１０ｂ      筒状受け体
１１        シリンダチューブ
１２        ピストン
１３        ピストンロッド
１６ａ，１６ｂ      空気圧室
１７ａ，１７ｂ      給排ポート
１８        ロケートピン
１８ａ      頭部
１８ｂ      筒部
１８ｃ      取付フランジ部
１８ｄ      アーム収容孔
１８ｅ      筒体
２１，２６        連結ピン
２２        ワーク受け筒体
２２ａ      円筒部
２２ｂ      取付フランジ部
２２ｃ      ワーク接触面
２３        ピン収容孔
２４        クランプ片
２５        アーム
２７        長孔
２８        カムピン
２９        カム溝
３０        長孔
３１        カバー
Ｐ          パネル材
Ｈ          位置決め孔
【図１】
0003894815.tif 000002
【図２】
0003894815.tif 000003
【図３】
0003894815.tif 000004
【図４】
0003894815.tif 000005
【図５】
0003894815.tif 000006
【図６】
0003894815.tif 000007
【図７】
0003894815.tif 000008
【図８】
0003894815.tif 000009