JPH0453880Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、複数種類のワークを選択的に挟持
して位置決め固定する場合に用いられるワークク
ランプ装置に関するものである。

（従来の技術） 上述の如きワーククランプ装置としては例え
ば、シリンダの作動に基づきクランプ部材を固定
部材に対し揺動させてワークを挟持するワークク
ランプユニツトをワークの種類に応じて複数並列
的配置にて具えるとともに、それらのワーククラ
ンプユニツトを使用位置と待機位置との間で選択
的に往復移動させるユニツト選択機構を具えるも
のがあり、かかるワーククランプ装置を構成する
ワーククランプユニツトは通常、第５図ａおよび
ｂに示す構成を有する。

このワーククランプユニツトは、板状のゲージ
ポスト１の先端部に、ワーク形状に対応する形状
のゲージ部１ａを設けるとともにクランプアーム
２の中間部を枢支し、ゲージポスト１の側部にも
通常の円筒状のエアシリンダ３を枢支して、その
エアシリンダ３のピストンロツド３ａをクランプ
アーム２の一端部に軸結合したものであり、かか
る構成によりこのワーククランプユニツトは、エ
アシリンダ３の作動に基づきクランプアーム２を
揺動させることにて、クランプアーム２の他端部
とゲージ部１ａとの間にワークを挟持して位置決
め固定することができる。

そして、上記ユニツト選択機構はゲージポスト
１を揺動可能に枢支するとともに、各ゲージポス
ト１毎にエアシリンダを設けてなり、それらのエ
アシリンダを選択的に作動させることにて、所要
のワーククランプユニツトを使用位置と待機位置
との間で揺動させることができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のワーククランプ装置
にあつては、ワーククランプユニツトに円筒状の
シリンダ３を用いているため、ワークを挟持する
に充分なクランプ力を得ようとすると、シリンダ
外径、ひいてはワーククランプユニツトの厚さ方
向寸法が大きくなつて、ワークの位置決めすべき
部分の大きさについての制約上、一台のワークク
ランプ装置に配置し得るワーククランプユニツト
の数が少なくなり、一台のワーククランプ装置で
共用できるワークの種類数が少ないという問題が
あつた。

また、上記理由で、シリンダ外径がゲージ部の
幅よりも大きくなることから、第４図に示すよう
に、シリンダ３との干渉を避けて、ワーク４の、
ゲージ部にて位置決め固定されている部分の近く
をスポツト溶接しようとすると、溶接ガン５の姿
勢が制限され、溶接が困難な場合が生ずるという
問題があつた。

この考案は上述の問題点を有利に解決した装置
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この考案のワーククランプ装置は、シリンダの
作動に基づきクランプ部材を固定部材に対し揺動
させてワークを挟持するワーククランプユニツト
を複数並列的配置にて具えるとともに、それらの
ワーククランプユニツトを使用位置と待機位置と
の間で選択的に往復移動させるユニツト選択手段
を具え、前記シリンダを偏平形状とし、また、前
記シリンダの作動をトグル機構に伝達してこのト
グル機構により前記クランプ部材を揺動させるこ
とを特徴とする。

（作用） かかる装置にあつては、ユニツト選択手段の作
動に基づき所定のワーククランプユニツトが使用
位置に配置され、そのワーククランプユニツトの
シリンダの作動に基づき、トグル機構を介しシリ
ンダの力を増力されてクランプ部材が揺動する。

従つてこの装置によれば、ワークの種類に対応
するワーククランプユニツトの固定部材とクラン
プ部材との間でワークを挟持することができる。

しかもこの装置にあつては、ワーククランプユ
ニツトのシリンダを偏平化し、これによつて生ず
るクランプ力の低下をトグル機構により補つてい
るので、ワーククランプユニツトの厚さ方向寸法
がクランプ力の低下を伴わずして小さくなる。

したがつてこの装置によれば、一台のワークク
ランプ装置を多種類のワークに共用化することが
できるとともに、溶接ガンの姿勢の制約も無くす
ことができる。

（実施例） 以下に、この考案の実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図ａおよびｂは、この考案のワーククラン
プ装置を自動車車体の組立てラインのメインボデ
イ組立てステージでボデイサイドパネルの位置決
め固定を行うワーククランプ装置に適用した一実
施例を示す平面図および正面図であり、図中１１
はワークとしてのボデイサイドパネル、１２，１
３および１４はワーククランプ装置をそれぞれ示
す。

ここにおけるワーククランプ装置１２〜１４は
各々同一の構成を具えるものであり、ここではワ
ーククランプ装置１２について代表として説明す
るものとする。

ワーククランプ装置１２は、第２図ａおよびｂ
に示すように、ベース板１５上の互いに対抗する
両端部に二枚の支持板１６を立設するとともにそ
れらの支持板１６を相互に一体的に結合する接続
板１７を立設し、２枚の支持板１６の上部に支持
リング１８をそれぞれ固定して、それらの支持板
１６および支持リング１８を貫通する貫通孔１６
ａ，１８ａ内に揺動軸１９の両端部をそれぞれ挿
通するとともに、少なくとも一方の支持リング１
８にその揺動軸１９を固定し、その揺動軸１９
に、互いに並列的に、かつスペーサを介し若干づ
つ間隔をあけて交互に、四個のクランプユニツト
２０と四個のクランプユニツト２１とをそれぞれ
揺動可能に枢支してなる。

第３図ａおよびｂは、クランプユニツト２０の
一つを示す正面図および側面図であり、このクラ
ンプユニツト２０は、鋼板材からなるゲージポス
ト２２の基部（図では下部）に、揺動軸１８と嵌
まり合うブツシユ２３を設けるとともに当接部２
２ａを形成し、この一方、ゲージポスト２２の先
端部（図では上端部）に、所定の種類のボデイサ
イドパネル１１の所定の部分の形状に対応する形
状のゲージ部２４ａを形成した固定部材としての
ゲージブロツク２４を嵌め合わせて、そのゲージ
ブロツク２４を上記先端部に、交換可能なように
ねじ固定し、ゲージポスト２２の先端部にさら
に、二個のクランク２５および２６を加締めピン
２７を介し、揺動可能に枢支し、それらのクラン
ク２５，２６を二枚のリンク２８および加締めピ
ン２７を介し連結することにてトグル機構２９を
構成し、一方のクランク２５に、ゲージ部２４ａ
の形状に対応する形状のクランプ部３０ａを有す
るクランプ部材としてのクランプチツプ３０を、
交換可能なようにボルト固定し、またゲージポス
ト２２の側部にピン３４を介して偏平形状のエア
シリンダ３１を枢支し、そのエアシリンダ３１の
ピストンロツド３１ａを、連結部材３２および加
締めピン３３を介し他方のクランク２６に連結
し、さらに、ゲージポスト２２の、エアシリンダ
３１と対抗する側部に、ピン孔２２ｂを形成して
構成する。

ここで、エアシリンダ３１は、第４図に示すよ
うに横断面外形が長方形をなすシリンダブロツク
３１ｂの内部に、横断面形状が長円形をなす空孔
３１ｃを形成し、その空孔３１ｃ内に、横断面形
状が長円形をなすとともに外周面に環状溝３１ｄ
を有するピストン３１ｅを摺動可能に嵌め合わ
せ、その環状溝３１ｄ内にＯリング３１ｆを嵌着
することにてシリンダブロツク３１ｂとピストン
３１ｅとの間を気密とし、ピストン３１ｅにピス
トンロツド３１ａを固定するとともに、シリンダ
ブロツク３１ｂにシール剤を介しボルト固定した
端部材３１ｇにより空孔３１ｃの両端を気密に封
止して気室ＡおよびＢを画成し、ピストンロツド
３１ａを一方の端部材３１ｇに気密かつ摺動可能
に貫通させ、さらに、両方の端部材３１ｇに、気
室ＡおよびＢにそれぞれ連通するポート３１ｈを
形成してなる。尚、図中３５は端部材３１ｇに固
定されたリードスイツチを示し、これらのリード
スイツチ３５は、ピストン３１ｅに設けられた図
示しないマグネツトにより作動して、ピストン３
１ｅの接近、ひいてはエアシリンダ３１の作動状
態を検知し、出力する。

上述の如くに構成したワーククランプユニツト
２０にあつては、エアシリンダ３１の二つのポー
ト３１ｈに選択的にエア圧をもたらすと、ピスト
ン３１ｅが気室ＡもしくはＢ内のエア圧により移
動してピストンロツド３１ａが進退移動し、この
ピストンロツド３１ａの進退移動によりトグル機
構２９がクランプチツプ３０を、そのクランプ部
３０ａと、ゲージ部２４ａとが対向する、第３図
ａ中実線で示すクランプ位置と、クランプ部３０
ａとゲージ部２４ａとが大きく離間する、同図中
仮想線で示す解放位置との間で揺動させる。そし
て、トグル機構２９は、クランプチツプ３０のク
ランプ位置付近にて、クランク２６とリンク２８
との位置関係から、ピストンロツド３１ａの押圧
力よりも極めて大きな力でクランプチツプ３０
を、そのクランプ部３０ａがゲージ部２４ａに接
近する方向へ押圧する。

従つて、このワーククランプユニツト２０によ
れば、エアシリンダ３１の作動に基づきゲージブ
ロツク２４のゲージ部２４ａとクランプチツプ３
０のクランプ部３０ａとの間にボデイサイドパネ
ル１１を挟持して位置決め固定し、またそのボデ
イサイドパネル１１を解放することができる。

しかも、このワーククランプユニツト２０にあ
つては、偏平形状のエアシリンダ３１を用い、こ
れによつて生ずるクランプ力の低下をトグル機構
２９により補つてボデイサイドパネル１１を充分
なクランプ力で挟持するので、クランプ力の低下
を伴わずして、ワーククランプユニツトの厚さ方
向寸法を第３図ｂに示すようにほぼゲージポスト
２２の板厚に等しくすることが可能となる。

尚、他のクランプユニツト２０も、ゲージ部２
４ａおよびクランプ部３０ａの形状を除いて上記
のワーククランプユニツト２０と同様のものとす
る。また、ワーククランプユニツト２１は、ゲー
ジポスト２２の形状を、第３図ａ中仮想線で示す
ようにピン孔２２ｃをブツシユ２３を挟んでピン
孔２２ｂとほぼ対抗する位置に設け得る形状と
し、他はワーククランプユニツト２０と同様に構
成する。

そして、ワーククランプ装置１２にはさらに、
ユニツト選択手段としてのユニツト選択装置３９
を設ける。このユニツト選択装置３９は、第２図
に示すように、接続板１７の、ワーククランプユ
ニツト２０および２１にそれぞれ対応する位置に
概略Ｌ字状のブラケツト３６，３７を固定し、そ
れらのブラケツトのベース板１５に近い方の一端
部に、エアシリンダ３１と同様に構成した偏平形
状のエアシリンダ３８をそれぞれ枢支して、それ
らのエアシリンダ３８のピストンロツド３８ａ
を、ピン３９により、ワーククランプユニツト２
０，２１のピン孔２２ｂ，２２ｃに連結し、この
一方ブラケツト３６，３７の、上記一端部と対抗
する他端部に、第２図ｂに示すワーククランプユ
ニツト２０が位置する使用位置にてゲージポスト
２２の当接部２２ａに当接し、ワーククランプユ
ニツト２０，２１の揺動限位置を特定するストツ
パ部３６ａ，３７ａをそれぞれ形成してなる。

上述の如くに構成したワーククランプ装置１２
〜１４を、この例では第１図に示すように、前記
メイボデイ組立てステージに立設したフレーム４
０に設けた、上下、左右、前後の三自由度を持つ
直交座標型ロボツト４１の手首部４１ａに取付け
て、ロボツト４１の作動に基づき一定範囲内の任
意の位置に平行移動可能とし、ワーククランプ装
置１２についてはさらに、ワーククランプ装置１
２と手首部４１ａとの間に傾斜角度選択装置４２
を介装して、第１図ａ中実線で示す車種Ａのボデ
イサイドパネル１１と、同図中仮想線で示す車種
Ｂのボデイサイドパネル１１との、傾斜角度が互
いに異なるリヤピラー部１ａの位置決め固定に共
用可能ならしめる。

ここで、傾斜角度選択装置４２は、第２図に示
すように、固定スリーブ４３の一端部（図では下
端部）にロボツト４１への取付け用の取付けフラ
ンジ４４を設けるとともに、固定スリーブ４３内
に回動スリーブ４５を、二個のボールベアリング
４６を介して回動可能に支持し、固定スリーブ４
３の他端部から突出する、回動スリーブ４５の端
部に一体化したフランジ４７に、ワーククランプ
装置１２のベース板１５を固定し、そのベース板
１５に角度変更用のエアシリンダ４８を枢支する
一方、固定スリーブ４３の外周面にアーム４９を
突設して、そのアーム４９に、エアシリンダ４８
のピストンロツド４８ａを連結し、さらに、回動
スリーブ４５の回動限位置を特定する図示しない
ストツパを設けてなる。

この傾斜角度選択装置４２にあつては、エアシ
リンダ４８を作動させると、そのピストンロツド
４８ａがアーム４９を押し、もしくは引張り、そ
の反力で回動スリーブ４５が、ストツパに当接す
るまで回動して、ワーククランプ装置１２を、二
種類のボデイサイドパネルに適した角度に選択的
に位置させる。尚、エアシリンダ４８に代えて、
ボールねじをサーボモータで駆動する構成の駆動
機構を用いれば、ワーククランプ装置を任意の傾
斜角度に位置させることも可能である。

かかるワーククランプ装置１２〜１４、傾斜角
度選択装置４２およびロボツト４１によれば、例
えばワーククランプ装置１４につき、前記車種Ａ
のボデイサイドパネル１１のリヤフエンダー部１
１ｂの位置決め部分の形状に対応する形状のゲー
ジ部２４ａを有する特定の一のワーククランプユ
ニツト２０もしくは２１を、ユニツト選択装置３
９の、そのワーククランプユニツト２０もしくは
２１に連結されたエアシリンダ３８の作動によつ
て、第１図ｂに示すように、当接部２２ａとスト
ツパ部３６ａ，３７ａとの当接により特定される
使用位置に配置する一方、他のワーククランプユ
ニツト２０，２１を、ユニツト選択装置３９の他
のエアシリンダ３８の作動によつて、ゲージ部２
４ａがベース板１５へ接近する待機位置に配置
し、また、ワーククランプ装置１２および１３に
つき、前記車種Ａのボデイサイドパネル１１のリ
ヤピラー部１１ａの位置決め部分の形状に対応す
る形状のゲージ部２４ａを有する特定の、各ワー
ククランプ装置について一のワーククランプユニ
ツ２０もしくは２１をそれぞれ、ユニツト選択装
置３９の、これらのワーククランプユニツト２０
もしくは２１に連結されたエアシリンダ３８の作
動によつて使用位置に配置する一方、他のクラン
プユニツト２０，２１を、ユニツト選択装置３９
によつて待機位置に配置し、ワーククランプ装置
１２については、傾斜角度選択装置４２のエアシ
リンダ４８の、ピストンロツド４８ａを進出させ
る作動により、第１図ａに示すように、車種Ａの
ボデイサイドパネル１１のリヤピラー部１１ａの
傾斜角度に対応する傾斜角度とし、さらに、ロボ
ツト４１の作動により、各ワーククランプ装置１
２〜１４をそれぞれ、車種Ａのボデイサイドパネ
ル１１の上記各位置決め部分に対応する位置に配
置することにて、車種Ａのボデイサイドパネル１
１の位置決めに適するゲージ部２４ａを、リヤフ
エンダー部１１ｂについては一個所、リヤピラー
部１１ａについては二個所の所定位置決め位置に
配置することができ、そして、各ワーククランプ
装置１２〜１４の前記使用位置に配置したワーク
クランプユニツト２０もしくは２１のエアシリン
ダ３１を作動させることにて、それらのワークク
ランプユニツトのクランプ部３０ａとゲージ部２
４ａとの間にボデイサイドパネル１１の上記各位
置決め部分を挟持して、車種Ａのボデイサイドパ
ネル１１を所定位置に位置決め固定することがで
きる。

また、例えば、ワーククランプ装置１２および
１４につき、前記車種Ｂのボデイサイドパネル１
１のリヤピラー部１１ａおよびリヤフエンダー部
１１ｂの位置決め部分の形状に対応する形状のゲ
ージ部２４ａを有する特定の一のワーククランプ
ユニツト２０もしくは２１をユニツト選択装置３
９によつて使用位置に配置し、他のワーククラン
プユニツト２０，２１は待機位置に配置し、ワー
ククランプ装置１２については傾斜角度選択装置
４２のエアシリンダ４８の、ピストンロツド４８
ａを後退させる作動により、車種Ｂのボデイサイ
ドパネル１１のリヤピラー部１１ａの傾斜角度に
対応する傾斜角度とし、さらに、ロボツト４１の
作動によりワーククランプ装置１２，１４をそれ
ぞれ、車種Ｂのボデイサイドパネル１１の上記各
位置決め部分に対応する位置に配置することに
て、車種Ｂのボデイサイドパネル１１の位置決め
に適するゲージ部２４ａを、リヤピラー部１１ａ
およびリヤフエンダー部１１ｂについて一個所づ
つの所定位置決め位置に配置することができ、そ
して、ワーククランプ装置１２，１４の上記使用
位置に配置したワーククランプユニツト２０もし
くは２１を作動させることにて、車種Ｂのボデイ
サイドパネル１１を挟持して所定位置に位置決め
固定することができる。

尚、上記例のワーククランプ装置１２〜１４は
各々、ワーククランプユニツト２０，２１を両者
の合計で八個づつ具えているので、上記ワークク
ランプ装置１２〜１４によれば、さらに他の六種
類の車種、あるいはボデイタイプについても位置
決め固定することができる。

従つて、この例のワーククランプ装置１２〜１
４によれば、ワーククランプユニツト２０，２１
のエアシリンダ３１を偏平化し、これによつて生
ずるクランプ力の低下をトグル機構２９により補
つているので、ワーククランプユニツト２０，２
１の厚さ方向寸法を、クランプ力の低下をもたら
すことなく極めて小さくすることができ、ひいて
は、一台のワーククランプ装置を多種類のボデイ
サイドパネルの位置決め固定に共用化することが
できるとともに、溶接ガンの姿勢の制約を無くす
ことができる。

以上図示例に基づき説明したが、この考案は上
述の例に限定されるものではなく、例えば、フロ
アメインやリヤパネル等の他の車体パネル、さら
に他の種類のワークの挟持にも適用することがで
きる。そして、クランプユニツトの数を所要に応
じて変更することもできる。

（考案の効果） かくしてこの考案のワーククランプ装置によれ
ば、ワーククランプユニツトの厚さ方向の寸法
を、クランプ力の低下をもたらすことなしに小さ
くし得て、一台のワーククランプ装置を多種類の
ワークに共用化することができ、さらには、溶接
ガンの姿勢の制約も無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはこの考案のワーククランプ
装置を自動車車体の組立てラインに適用した一実
施例を示す平面図および正面図、第２図ａおよび
ｂは上記例のワーククランプ装置を拡大して示す
平面図および正面図、第３図ａおよびｂは上記例
で用いるワーククランプユニツトを示す正面図お
よび側面図、第４図は上記ワーククランプユニツ
トのエアシリンダを示す第３図の−線に沿う
断面図、第５図ａおよびｂは従来装置を示す平面
図および正面図である。 １１……ボデイサイドパネル、１２，１３，１
４……ワーククランプ装置、１９……揺動軸、２
０，２１……ワーククランプユニツト、２４……
ゲージブロツク、２９……トグル機構、３０……
クランプチツプ、３１……エアシリンダ、３９…
…ユニツト選択装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダの作動に基づきクランプ部材を固定部
   材に対し揺動させてワークを挟持するワーククラ
   ンプユニツトを複数並列的配置にて具えるととも
   に、それらのワーククランプユニツトを使用位置
   と待機位置との間で選択的に往復移動させるユニ
   ツト選択手段を具えるワーククランプ装置におい
   て、 前記シリンダを偏平形状とし、また、前記シリ
   ンダの作動をトグル機構に伝達してこのトグル機
   構により前記クランプ部材を揺動させることを特
   徴とするワーククランプ装置。