JP2002036040A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成によって、ワークのクランプに先
立ってワーク受面上の異物を除去し得るクランプ装置を
提供する。 【解決手段】 ワークＷを載置支持するワーク受面２ａ
を有するワーク受部２と、ワーク受面２ａに接離してク
ランプ位置とアンクランプ位置との間で往復動するクラ
ンプ部１１と、第１作動室内１３ａにエアを供給すると
共に第２作動室内１３ｂのエアを排出してクランプ部１
１をアンクランプ位置からクランプ位置に移動せしめ、
かつ第２作動室１３ｂ内にエアを供給して第１作動室１
３ａ内のエアを排出してクランプ部１１をアンクランプ
位置に移動せしめる複動タイプのクランプ用エアシリン
ダ１３と、急速排気弁１６を介して基端が第１作動室１
３ａに接続され先端１７ａがワーク受面２ａに向けて開
口するエアブローパイプ１７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランプ装置に関
し、特にワーク受面に付着した異物を除去するクランプ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の車体組立ラインにおい
て、自動車の車体部材に用いられるパネルは、主にプレ
ス成形品で構成される比較的薄板が多く使用され、作業
能率、溶接歪み等の点で優れることからスポット溶接が
主に用いられ、ロボットによる自動化が進んでいる。こ
のロボットによるスポット溶接は、例えば車体部材を図
２に概要を示すようなクランプ装置によって予め所定位
置にクランプ保持された状態で行われる。

【０００３】即ち、図２に示すクランプ装置は、ワーク
受部用エアシリンダ１０１の伸縮によって昇降するワー
ク受部１０２と、支持部材（図示せず）に軸部１０５に
よって回動自在に軸支されたクランプ部１０６及び伸縮
によってクランプ部１０６を回動するクランプ用エアシ
リンダ１０７とを有している。

【０００４】そして、ワーク受部用エアシリンダ１０１
の伸縮によってワーク受部１０２の高さを調整して、そ
のワーク受部１０２のワーク受面１０２ａ上に搬送機
（図示せず）により上方から車体部材、即ちワークＷを
下降させて載置する。続いて、クランプ用エアシリンダ
１０７の伸長によってクランプ部１０６を支軸１０５回
りに矢印Ｘで示すクランプ方向に回動してワーク受部１
０２とクランプ部１０６によってワークＷをクランプ保
持する。このクランプ保持した状態でワークＷにスポッ
ト溶接等を施し、しかる後、クランプ用エアシリンダ１
０７を収縮してクランプ部１０６を矢印Ｙで示すアンク
ランプ方向に回動することによってワークＷをアンクラ
ンプすると共に、搬送機によってワークＷを上方に搬出
するように構成されている。

【０００５】しかし、ワークＷを載置するワーク受部１
０２のワーク受面１０２ａ上に異物、例えばスポット溶
接時に飛散する溶融金属の粒滴が凝固した、いわゆるス
ッパタＳが付着した状態でワークＷを載置してクランプ
すると、スパッタＳによってワークＷに凹部等の損傷が
発生する。特に自動化が進む工程では、工程内は無人化
されており、その発見及び対処に遅が生じることが懸念
される。

【０００６】ここで、異物の除去について、特開平８−
１１８１９３号公報にはピストンリングの取付装置によ
りピストン溝にピストンリングを組み付ける際、シリン
ダとロッドとの摺動面に溜まるリング割れや摩耗粉を、
シリンダから排出されるエアブローにより吹き払うこと
が開示されている。

【０００７】しかし、特開平８−１１８１９３号公報
は、シリンダとロッドとの摺動面に付着した異物を吹き
払うことによって取付装置の作動を円滑にするエアブロ
ー装置であって、ワークＷを載置してクランプするワー
ク受面の異物を除去してワークに発生する損傷を防止す
るものではなく、載置されたワークＷをクランプするワ
ーク受面１０２ａに付着する異物を除去するには、作業
員により定期的、或いは適宜エアブロー等により除去し
ているのが現実である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記ワークＷを搭載し
てクランプするワーク受面１０２ａに付着する異物を除
去を作業員により定期的、或いは適宜エアブロー等によ
って行う作業には多くの作業工数を要する一方、ワーク
Ｗのクランプに先立って毎回異物を除去するのは困難で
あり、不良品の発生を未然に防止し得るものではなかっ
た。

【０００９】一方、ワークＷを載置するワーク受部１０
２のワーク受面１０２ａ上に付着した異物をエアブロー
装置によるエアブローにより自動的に除去する方策もあ
るが、そのためのエア供給源からワーク受部にエアを導
くエアブローパイプを既存の設備に追加して配設するこ
とは困難である場合が多く、かつエアブローの吹き付け
タイミングを制御する制御装置を設けることは、厄介で
あり多くの設備コストを要する。

【００１０】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
目的は、簡単な構成によって、ワークのクランプに先立
って予めワーク受面上の異物を除去し得るクランプ装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載のクランプ装置の発明は、ワークを載置支持
するワーク受面を有するワーク受部と、上記ワーク受面
に接離してクランプ位置とアンクランプ位置との間で往
復動するクランプ部と、第１作動室内にエアを供給する
と共に第２作動室内のエアを排出して上記クランプ部を
アンクランプ位置からクランプ位置に移動せしめ、かつ
上記第２作動室内にエアを供給して第１作動室内のエア
を排出して上記クランプ部をアンクランプ位置に移動せ
しめる複動タイプのクランプ用エアシリンダと、急速排
気弁を有して基端が上記第１作動室に接続され先端が上
記ワーク受面に向けて開口するエアブローパイプとを備
えたことを特徴とする。

【００１２】請求項１の発明によると、クランプ用エア
シリンダのアンクランプ作動時にエアが排出される第１
作動室に急速排気弁を有するエアブローパイプを接合す
ることから、アンクランプ作動に連動して第１作動室内
のエア圧が上昇せしめられ、しかる後、急速排気弁が作
動して急激にエアブローパイプにエアが排出されてエア
ブローパイプの先端からワーク受面に吹き付けられ、ワ
ーク受面に付着した異物が排除される。従って、アンク
ランプ作動毎に毎回ワーク受面から異物が排除され、異
物が除去されたワーク受面上にワークが載置されてクラ
ンプ保持されることからワークが異物によって損傷を受
けることが未然に防止される。

【００１３】また、アンクランプ時に第１作動室から排
出されるエアの有効活用がもたらされると共に、急速排
気弁によって排気圧及びエアブローパイプからの噴出タ
イミングが設定されて簡素な構成であり、従来のクラン
プ装置を大きく変更することなく新たなエアブロー用の
設備が不要でかつ電気回路等の変更を要することなくコ
ンパクトに構成され、設備コストの上昇を十分に抑制す
ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１のクラ
ンプ装置において、上記エアブローパイプは、該エアブ
ローパイプの先端が縮径されていることを特徴とする。
この請求項２の発明によると、エアブローパイプの先端
を縮径することによって、先端から噴出される排気の噴
出速度が高められてワーク面に吹き付けられ、異物の除
去がより向上できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるクランプ装置
の実施の形態を図１によって説明する。

【００１６】図１はクランプ装置１の概略説明図であっ
て、２は上部にワーク受面２ａが形成されたワーク受部
であって、ワーク受部２は複動タイプのワーク受部用エ
アシリンダ３内を下側作動室３ａと上側作動室３ｂに区
画するプランジャ４に結合された駆動シャフト５の上端
に結合されている。ワーク受部用エアシリンダ３の下側
作動室３ａに実線矢印ａで示すようにエアを供給するこ
とによってプランジャ４が押し上げられ、上側作動室３
ｂ内のエアを排出しつつワーク受部用エアシリンダ３が
伸長してワーク受部２が上昇する一方、上側作動室３ｂ
に破線矢印ｂで示すようにエアを供給することによって
プランジャ４を押し下げて下側作動室３ａ内のエアが排
出され、ワーク受部用エアシリンダ３が収縮してワーク
受部２が下降する。

【００１７】一方、ワーク受部２に隣接して支持部材
（図示せず）に支軸１０を介してクランプ部１１が回動
自在に軸支され、クランプ部１１の基端は、軸１２を介
して複動タイプのクランプ用エアシリンダ１３の駆動用
シャフト１４の先端と揺動自在に連結されている。

【００１８】駆動シャフト１４の基端は、クランプ用エ
アシリンダ１３内を第１作動室１３ａと第２作動室１３
ｂとに区画するプランジャ１５に結合され、第１作動室
１３ａ及び第２作動室１３ｂは各々切替弁（図示せず）
を介してエア供給源に接続され、更に第１作動室１３ａ
にはクイックエキゾーストバルブ、即ち急速排気弁１６
を介してエアブローパイプ１７の基端が接続されてい
る。

【００１９】そして、クランプ用エアシリンダ１３の第
１作動室１３ａに実線矢印ｃで示すようにエアを供給す
ることによってプランジャ１５が押し上げられて第２作
動室１３ｂ内のエアを排出しつつ、クランプ用エアシリ
ンダ１３が伸長して駆動シャフト１４によってクランプ
部１１が支軸１０の回りに実線矢印Ｘで示すクランプ方
向に回動する。一方、第２作動室１３ｂに破線矢印ｄで
示すようにエアを供給することによってプランジャ１５
が押し下げられて第１作動室１３ａ内のエアが排出され
ると共に、クランプ用エアシリンダ１３が収縮して駆動
シャフト１４によってクランプ部１１が支軸１０の回り
に破線矢印Ｙで示すアンクランプ方向に回動する。

【００２０】エアブローパイプ１７の先端１７ａは内径
が縮径されて絞られ、かつワーク受面１２ａに向けて開
口している。急速排気弁１６は、プランジャ１５が下降
端近くに到達するまでは作動せずに第１作動室１３ａ内
のエア圧が上昇し、第１作動室１３ａの内圧が所定圧に
達した状態で急速排気弁１６が作動して、急激に第１作
動室１３ａ内のエアがエアブローパイプ１７に排出さ
れ、エアブローパイプ１７の先端１７ａからワーク受面
２ａに向けてエアが吹き出されるように形成されてい
る。

【００２１】次に、このように構成されたクランプ装置
１の作動について説明する。

【００２２】先ず、ワーク受部用エアシリンダ３の下側
作動室３ａ或いは上側作動室３ｂにエアを供給してワー
ク受部用エアシリンダ３を伸縮させることによって、ワ
ーク受部２の高さを調整して準備する。この高さが調整
されたワーク受部２のワーク受面２ａ上に、上方から搬
送装置（図示せず）によってワークＷを下降させて載置
する。

【００２３】続いて、切替弁を切り換えて実線矢印ｃで
示すようにクランプ用エアシリンダ１３の第１作動室１
３ａにエアを供給すると共に、第２作動室１３ｂ内のエ
アを排出してクランプエアシリンダ１３を伸長させ、駆
動シャフト１４によってクランプ部１１を図１に示すア
ンクランプ位置から支軸１０を中心にクランプ方向Ｘに
回動させてクランプ位置において、ワーク受部２のワー
ク受面２ａとクランプ部１１の先端に形成されたワーク
当接面１１ａとによってワークＷを挟持してワークＷを
クランプする。

【００２４】このようにワーク受部２とクランプ部１１
によって、ワークＷを所定位置にクランプ保持した状態
で、ワークＷに溶接ロボット等によってスポット溶接が
施される。

【００２５】しかる後、切替弁を切り換えて破線矢印ｄ
で示すようにクランプ用エアシリンダ１３の第２作動室
１３ｂにエアを供給することによってプランジャ１５を
押し下げ、駆動シャフト１４によってクランプ部１１を
支軸１０の回りにアンクランプ方向Ｙに回動してワーク
Ｗをアンクランプする。このクランプ部Ｗの回動と連動
してアンクランプされたワークＷを搬送装置によって上
方に搬出する。

【００２６】一方、第２作動室１３ｂへのエア供給に伴
うプランジャ１５の押し下げによって次第に第１作動室
１３ａ内のエア圧が次第に上昇し、プランジャ１５が下
降端近くに到達してエア圧が所定圧に達すると、急速排
気弁１６が作動して第１作動室１３ａ内の加圧されたエ
アが排気として急激にエアブローパイプ１７に供給さ
れ、エアブローパイプ１７の先端１７ａからワークＷが
搬出されたワーク受面２ａに向けて吹き付けられ、ワー
ク受面２ａ上に付着したスパッタＳ等の異物を吹き飛ば
して排除する。

【００２７】これらのワーク受部２のワーク受面２ａ上
にワークＷを下降させて載置からワークＷを搬出した後
のワーク受面２ａ上にエアブローしてスパッタＳ等の異
物を排除する異物除去までの各動作を繰り返し順次ワー
クＷにスポット溶接等を施す。

【００２８】このように構成された本実施の形態のクラ
ンプ装置１によると、ワークＷをアンクランプして搬出
する毎にエアブローパイプ１７の先端１７ａからワーク
受面２ａにエアを吹き付けられ、かつ、エアブローパイ
プ１７の先端１７ａが小径に形成されてエアの噴出速度
が高められることと相まって、ワーク受面２ａに付着し
たスパッタＳ等の異物が有効的に排除される。従って、
常にスパッタＳ等の異物が除去されたワーク受面２ａ上
にワークＷが載置されてクランプされることから、クラ
ンプ作動に際してワークＷが異物によって損傷すること
が未然に防止され、安定した高品質のワークＷが確保さ
れる。

【００２９】一方、クランプ用エアシリンダ１３のアン
クランプ時に排出される側、即ち第１作用室１３ａのエ
アを急速排気弁１６を介在してエアブローパイプ１７を
接合することにより、ワークＷのアンクランプ作動に連
動して第１作動室１３ａ内のエア圧が上昇せしめられ、
しかる後、急速排気弁１６が作動して第１作動室１３ａ
内の加圧されたエアを急激にエアブローパイプ１７を介
してワーク受面２ａに向けて噴出することから、アンク
ランプ時に排出されるエアの有効活用がもたらされる。
また、急速排気弁１６によって吹き付けられるエア圧及
びエアブロアーパイプ１７からの噴出タイミングが設定
されることから、電気的な制御等を要することなく構成
の簡素化が得られ、従来のクランプ装置に急速排気弁１
６及びエアブローパイプ１７を追加する簡単な構成であ
ることから、従来のクランプ装置を大きく変更すること
なく容易に実施できると同時に設備コストの上昇を十分
に抑制することができる。

【００３０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば、上記実施の形態ではエアブローパイ
プ１７の基端を急速排気弁１６を介してクランプ用エア
シリンダ１３の第１作動室１３ａに接合したが、取付ス
ペース等の制約等によってはエアブローパイプ１７の基
端を直接第１作動室１３ａに接合し、エアブローパイプ
１７の途中に急速排気弁１６を配設することも可能であ
り、また、上記実施の形態ではクランプ用シリンダ１３
を上下方向に沿って伸縮するように配置したが水平方向
に伸縮するように配置することも可能であり、更に上記
実施の形態ではクランプ部１１を支軸１０によって回動
自在に支持してクランプ用エアシリンダ１３の伸縮によ
ってアンクランプ位置とクランプ位置との間で回動させ
たが、クランプ用エアシリンダ１３の駆動シャフト１４
にクランプ部１１を固設してクランプ用エアシリンダ１
３の伸縮によってアンクランプ位置とアンクランプ位置
との間を往復動させるようにすることも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した本発明のクランプ装置によ
ると、クランプ用エアシリンダのアンクランプ時に排出
され排気を急速排気弁を介在してエアブローパイプによ
ってワーク受面に向けて導くことによって、アンクラン
プ作動に連動して加圧されたエアが、エアブローパイプ
の先端からワーク受面に吹き付けられて、ワーク受面に
付着した異物が排除されることから、異物が排除された
ワーク受面上にワークがクランプ保持されてワークが異
物によって損傷することが未然に防止される。

【００３２】また、アンクランプ時に排出されるエアの
有効活用がもたらされると共に、急速排気弁によってエ
ア圧及びエアブローパイプからの噴出タイミングが設定
される簡素な構成であり、従来のクランプ装置を大きく
変更することなく設備コストの上昇を十分に抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるクランプ装置の実施に形態を示す
概略説明図である。

【図２】従来のクランプ装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１ クランプ装置 ２ ワーク受部 ２ａ ワーク受面 ３ ワーク受部用エアシリンダ ４ プランジャ ５ 駆動シャフト １０ 支軸 １１ クランプ部 １２ 軸 １３ クランプ用エアシリンダ １３ａ 第１作動室 １３ｂ 第２作動室 １４ 駆動用シャフト １５ プランジャ １６ 急速排気弁 １７ エアブローパイプ １７ａ 先端 Ｘ クランプ方向 Ｙ アンクランプ方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを載置支持するワーク受面を有す
   るワーク受部と、 上記ワーク受面に接離してクランプ位置とアンクランプ
   位置との間で往復動するクランプ部と、 第１作動室内にエアを供給すると共に第２作動室内のエ
   アを排出して上記クランプ部をアンクランプ位置からク
   ランプ位置に移動せしめ、かつ上記第２作動室内にエア
   を供給して第１作動室内のエアを排出して上記クランプ
   部をアンクランプ位置に移動せしめる複動タイプのクラ
   ンプ用エアシリンダと、 急速排気弁を有して基端が上記第１作動室に接続され先
   端が上記ワーク受面に向けて開口するエアブローパイプ
   とを備えたことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 上記エアブローパイプは、 該エアブローパイプの先端が縮径されていることを特徴
   とする請求項１に記載のクランプ装置。