JP2001009741A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークをクランプした際のアームの回動角度が
変化しても、クランプ力を略一定に保持することにあ
る。 【解決手段】ボデイ１２の内部に設けられたロッド部材
３２をボデイ１２の軸線方向に沿って変位させるシリン
ダ部１４と、前記ロッド部材３２に連結されるリンクプ
レート７２とを含み、前記ロッド部材３２の直線運動を
回動運動に変換するトグルリンク機構６４と、前記シリ
ンダ部１４の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記ボデイ１２に支持され、前記リンクプレート７２の
湾曲面８１が接触することにより回動自在に設けられた
ガイドローラ７９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、駆動手段の駆動作
用下に所定角度回動するアームを介してワークをクラン
プすることが可能なクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、自動車等の構成部品
を溶接する際、その構成部品をクランプするためにクラ
ンプシリンダが用いられ、このクランプシリンダは、例
えば、米国特許第４４５８８８９号公報等に開示されて
いる。

【０００３】この米国特許第４４５８８８９号公報に開
示されたクランプシリンダでは、図２２および図２３に
示されるように、分割された一組のボデイ１ａ、１ｂの
間にピストンロッド２が進退自在に配設され、前記ピス
トンロッド２の一端部にはカップリング３が連結されて
いる。前記カップリング３の両側部には、第１シャフト
４を介して一組のリンク５ａ、５ｂおよび一組のローラ
６ａ、６ｂがそれぞれ軸着され、さらに、前記一組のリ
ンク５ａ、５ｂの間には、第２シャフト７を介してアー
ム８が所定角度回動自在に連結される。

【０００４】この場合、前記一組のローラ６ａ、６ｂ
は、孔部に装着された複数のニードル９ａを介して摺動
自在に設けられ、前記ピストンロッド２は、ボデイ１
ａ、１ｂにそれぞれ形成されたトラック溝９ｂに沿って
摺動する前記ローラ６ａ、６ｂの案内作用下に、該ロー
ラ６ａ、６ｂと一体的に変位するように設けられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術に係る米国特許第４４５８８８９号公報に開示
されたクランプシリンダでは、アーム８によって図示し
ないワークをクランプした際、前記アーム８の回動角度
が変化することによりクランプ力が低下するという不具
合がある。

【０００６】また、前記クランプシリンダでは、アーム
８によってワークをクランプした際に発生する反力が第
１シャフト４に付与されるため、面圧および強度等を考
慮して第１シャフト４の直径を設定する必要があり、前
記第１シャフト４の直径が大きくなるという不具合があ
る。

【０００７】さらに、トラック溝９ｂに沿って摺動する
一組のローラ６ａ、６ｂの面圧および強度を考慮して該
ローラ６ａ、６ｂの肉厚および直径を設定する必要があ
るため、前記一組のローラ６ａ、６ｂの形状が大きくな
ることにより、それに伴ってボデイ１ａ、１ｂが大型化
するという不具合がある。

【０００８】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、ワークをクランプした際のアームの回動
角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することが
できるとともに、ナックルピンの直径を小さくし、しか
もボデイを小型化することが可能なクランプ装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ボデイと、前記ボデイの内部に設けら
れたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させ
る駆動手段と、前記ロッド部材に連結されるリンク部材
を含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換す
るトグルリンク機構と、前記トグルリンク機構に連結さ
れ、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアー
ムと、前記ボデイに支持され、前記リンク部材が接触す
ることにより回動自在に設けられた回動部材と、を備え
ることを特徴とする。

【００１０】この場合、前記回動部材を、ボデイに固定
されたピン部材によって回動自在に軸支されたガイドロ
ーラによって構成し、あるいは、軸受部材を介して回動
自在に設けられたピン部材によって構成するとよい。ま
た、前記リンク部材の一端部に、回動部材に接触し所定
の曲率半径からなる断面円弧状の湾曲面を形成するとよ
い。なお、駆動手段には、少なくともシリンダが含まれ
ている。

【００１１】さらに、前記アームの回動角度に拘わら
ず、前記リンク部材と前記回動部材との接触部位を略一
定の位置に保持する接触位置保持手段を設けるとよい。
その際前記リンク部材と前記回動部材との接触点は、ア
ームの回動中心または回動部材の回動中心を原点とする
Ｘ座標およびＹ座標によって定められた略一定の位置に
保持される。なお、前記接触位置保持手段としては、例
えば、リンク部材に形成され、ロッド部材の一端側に設
けられたナックルピンが係合する長孔によって構成する
とよい。

【００１２】本発明によれば、アームによってワークが
クランプされた際、その反力がボデイに支持された回動
手段に伝達されるように設けられている。このため、ワ
ークをクランプするアームの回動角度が変化した場合で
あっても、アームのクランプ力が略一定に保持される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るクランプ装置につい
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１４】図１において、参照数字１０は、本発明の
実施の形態に係るクランプ装置を示す。このクランプ装
置１０は、扁平状に形成されたボデイ１２と、前記ボデ
イ１２の下端部に気密に連結されたシリンダ部（駆動手
段）１４と、前記ボデイ１２に形成された略円形状の一
組の開口部１６ａ、１６ｂ（図５参照）を介して外部に
突出する矩形状の軸受部１８に連結されるアーム２０と
を備える。

【００１５】シリンダ部１４は、上面部に楕円形状の図
示しない凹部が形成されたエンドブロック２４と、断面
楕円形状の筒体からなり、その一端部が前記エンドブロ
ック２４の凹部に気密に連結され他端部がボデイ１２の
底面に気密に連結されたシリンダチューブ２６とを含
む。

【００１６】さらに、シリンダ部１４は、図３に示され
るように、前記シリンダチューブ２６内に収装されシリ
ンダ室２８に沿って往復動作するピストン３０と、前記
ピストン３０の中央部に連結されて該ピストン３０と一
体的に変位するロッド部材３２と、前記ピストン３０と
ロッド部材３２との連結部位に設けられ、孔部を介して
ロッド部材３２に外嵌されるリング状のスペーサ３３と
を有する。前記スペーサ３３は、アルミニウム等の金属
製材料からなり、ピストン３０の変位終端位置において
シリンダ室２８の上部を形成する突出部５０の壁面に当
接することにより、該ピストン３０の変位を規制するス
トッパとしての機能を営む。なお、前記ピストン３０と
スペーサ３３とを一体的に形成してもよい。

【００１７】前記ピストン３０の外周面には、図３に示
されるように、ウェアリング３４およびシールリング３
６がそれぞれ装着されている。また、エンドブロック２
４の四隅角部には図示しない取付用孔部が穿孔され、前
記取付用孔部に挿通された４本のシャフト４０を介して
エンドブロック２４およびシリンダチューブ２６がボデ
イ１２に気密に組み付けられる（図１および図２参
照）。ボデイ１２およびエンドブロック２４には、それ
ぞれシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を
導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート４２
ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂがそれぞれ相互に対向して
形成されている（図３参照）。

【００１８】なお、実際に使用する場合には、いずれか
一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４
４ｂ）に図示しない盲栓がねじ込まれることにより、前
記一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、
４４ｂ）が閉塞された状態で使用される。

【００１９】ボデイ１２は、図５に示されるように、非
対称からなる第１ケーシング４６と第２ケーシング４８
が一体的に組み付けられて構成される。前記第１ケーシ
ング４６の下端部には、略水平方向に向かって突出し、
ロッドカバーとして機能する突出部５０が一体的に形成
され、前記第２ケーシング４８の長手方向の寸法は、第
１ケーシング４６と比較して前記突出部５０の厚さ分だ
け短縮して形成されている。この場合、図５に示される
ように、シリンダ部１４を分解することなしに、第１ケ
ーシング４６から第２ケーシング４８を取り外すことに
より、簡便にボデイ１２を分解することができる。

【００２０】前記ボデイ１２内には、図５に示されるよ
うに、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８に
それぞれ形成された凹部５２ａ、５２ｂ（但し、凹部５
２ｂは凹部５２ａと同一構成のため、図示を省略してい
る）によって室５４が形成され、前記室５４内にはロッ
ド部材３２の自由端が臨むように設けられる。この場
合、ロッド部材３２は、第１ケーシング４６および第２
ケーシング４８の内壁面にそれぞれ形成され、後述する
ナックルブロック５６が摺動可能に設けられたガイド溝
５８によって直線状に往復自在に案内される。なお、突
出部５０に形成された貫通孔には、ロッド部材３２の外
周面を囲繞するロッドパッキン６０（図３参照）が設け
られている。

【００２１】図５に示されるように、ロッド部材３２の
一端部には、ナックルジョイント６２を介して、該ロッ
ド部材３２の直線運動をアーム２０の回動運動に変換す
るトグルリンク機構６４が設けられる。前記ナックルジ
ョイント６２は、所定間隔離間し略平行に分岐する二股
部を有するナックルブロック５６と、前記二股部に形成
された孔部に軸着されるナックルピン７０とから構成さ
れる。

【００２２】前記ナックルブロック５６の底面部には、
図５に示されるように、ロッド部材３２の円盤状の突起
部６６に係合する断面Ｔ字状の溝部６８が略水平方向に
延在するように形成される。この場合、ロッド部材３２
と一体的に形成された突起部６６と前記溝部６８との間
およびナックルブロック５６とガイド溝５８との間には
所定のクリアランスが形成され、前記ナックルブロック
５６が前記溝部６８に沿って略水平方向に摺動自在に設
けられることにより、ロッド部材３２に対する横方向の
荷重の伝達が阻止される。換言すると、ナックルブロッ
ク５６に自由度を設けることにより、例えば、ワークを
クランプする際に、ロッド部材３２、ロッドパッキン６
０等に横荷重が付与されることがなく、ロッド部材３２
のストロークをトグルリンク機構６４に効率良く伝達す
ることができる。

【００２３】トグルリンク機構６４は、図５に示される
ように、ナックルピン７０を介してナックルジョイント
６２の二股部の間に連結されるリンクプレート（リンク
部材）７２と、第１ケーシング４６および第２ケーシン
グ４８に形成された略円形状の一組の開口部１６ａ、１
６ｂにそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー７４と
を有する。

【００２４】前記リンクプレート７２は、前記ナックル
ジョイント６２と支持レバー７４との間に介装され、前
記ナックルジョイント６２と支持レバー７４とをリンク
する機能を営む。すなわち、前記リンクプレート７２に
は、所定間隔離間する一組の孔部７６ａ、７６ｂが形成
され、一方の孔部７６ａに軸着されるナックルピン７０
およびナックルジョイント６２を介してロッド部材３２
の自由端に連結され、他方の孔部７６ｂに軸着されるリ
ンクピン７８を介して支持レバー７４の二股部に連結さ
れる。また、前記一方の孔部７６ａに近接するリンクプ
レート７２の一端部には、後述するガイドローラ（回動
手段）７９と接触する湾曲面８１が形成されている。

【００２５】支持レバー７４は、図５に示されるよう
に、リンクピン７８が軸着される孔部が形成された二股
部と、ロッド部材３２の軸線と略直交する方向に突出形
成され、開口部１６ｂを介してボデイ１２から外部に露
呈する断面矩形状の軸受部１８と、前記二股部を間にし
て隣接して形成されボデイ１２の略円形状の開口部１６
ａ、１６ｂにそれぞれ嵌合する一組の円周部８０ａ、８
０ｂと、前記円周部８０ａ、８０ｂから横方向に僅かだ
け突出して形成され開口部１６ｂを介してボデイ１２か
ら外部に露呈する一組の円弧状突起部８２ａ、８２ｂと
を有する。前記軸受部１８には、図示しないワークをク
ランプするアーム２０が着脱自在に装着される。

【００２６】前記支持レバー７４はアーム２０と一体的
に回動動作するように設けられ、該支持レバー７４に形
成された前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂは、ボデイ１
２に固定されたプレート８４ａ、８４ｂに当接すること
により該アーム２０の回動動作を停止させるストッパと
しての機能を営む。

【００２７】前記ロッド部材３２の直線運動は、ナック
ルジョイント６２およびリンクプレート７２を介して支
持レバー７４に伝達され、前記支持レバー７４はボデイ
１２に形成された一組の開口部１６ａ、１６ｂに支持さ
れる円周部８０ａ、８０ｂを回動中心として所定角度だ
け回動自在に設けられている。

【００２８】図５に示されるように、ボデイ１２を構成
する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の側
面には長方形状の凹部８６がそれぞれ形成され、前記凹
部８６は一組のカバー部材８８ａ、８８ｂによって閉塞
される。前記カバー部材８８ａ、８８ｂは、ねじ部材８
９によって着脱自在に装着される。この場合、支持レバ
ー７４の軸受部１８は、カバー部材８８ｂの略中央部に
形成された略円形状の開口部９０を通じて外部に露呈す
るように設けられる。

【００２９】また、前記凹部８６の壁面には、支持レバ
ー７４の円弧状突起部８２ａ、８２ｂが当接することに
より、アーム２０の回動動作を停止させるプレート８４
ａ、８４ｂがねじ部材９２を介して固定される。

【００３０】前記プレート８４ｂ（８４ａ）は、図５に
示されるように、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端
面９４が当接する第１当接面９６と、前記円弧状突起部
８２ｂ（８２ａ）の他端面９８が当接する第２当接面１
００とを有し、前記第１当接面９６と第２当接面１００
との間には、支持レバー７４を囲繞する湾曲面１０２が
形成されている。前記支持レバー７４の一端面９４と他
端面９８は、約９０度の角度だけ離間するように形成さ
れている。なお、前記支持レバー７４の一端面９４と他
端面９８の離間角度は９０度に限定されるものではない
ことは勿論である。

【００３１】この場合、ボデイ１２から一組のカバー部
材８８ａ、８８ｂをそれぞれ取り外し、ねじ部材９２を
緩めることにより前記一組のプレート８４ａ、８４ｂを
他のプレート（後述する）と簡便に交換することができ
る。なお、ボデイ１２から一組のカバー部材８８ａ、８
８ｂをそれぞれ取り外した場合、図２に示されるよう
に、前記支持レバー７４に形成された円弧状突起部８２
ｂ（８２ａ）の一端面９４および他端面９８は、外部に
露呈するように設けられている（但し、一端面９４は図
示していない）。

【００３２】ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６
および第２ケーシング４８の内壁面の上部側には、図５
に示されるように、断面円弧状の凹部１０６がそれぞれ
形成され、前記凹部１０６には、前記リンクプレート７
２の湾曲面８１に接触することにより所定角度だけ回動
するガイドローラ７９が設けられる。前記第１ケーシン
グ４６および第２ケーシング４８に形成された孔部１０
８には、ガイドローラ７９を回動自在に軸支するピン部
材１１０が固着され、またガイドローラ７９の貫通孔に
は周方向に沿って複数のニードルベアリング１１２が装
着される。前記ニードルベアリング１１２の転動作用下
にガイドローラ７９が円滑に回動するように設けられて
いる。

【００３３】なお、図６および図７に示されるように、
リンクプレート７２の湾曲面８１にピン部材１１４が直
接接触するように設け、前記ピン部材１１４の両端部を
それぞれキャップ部材１１６ａ、１１６ｂに装着された
短小な複数のニードルベアリング１１８によって回動自
在に軸支するように構成してもよい。

【００３４】第１ケーシング４６および第２ケーシング
４８の内壁面には、角溝からなり上下方向に沿って延在
する一組のガイド溝５８が相互に対向して設けられる。
前記一組のガイド溝５８の間にはナックルブロック５６
が介装され、前記ナックルブロック５６は、前記ガイド
溝５８の案内作用下に上下方向に沿って摺動自在に設け
られる。

【００３５】本発明の実施の形態に係るクランプ装置１
０は基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。

【００３６】先ず、図示しない固定手段を介してクラン
プ装置１０を所定位置に固定するとともに、図示しない
チューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート
４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）にそれぞれ接続し、
前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続す
る。なお、図８はアンクランプ状態を、図１０はクラン
プ状態をそれぞれ示すものであり、以下、図８のアンク
ランプ状態を初期位置として説明する。

【００３７】前記のような準備作業を経た後、図８に示
す初期位置において、図示しない圧力流体供給源を付勢
して一方の圧力流体出入ポート４４ａからピストン３０
の下部側のシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空
気）を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力
流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３
０がシリンダ室２８に沿って上昇する。

【００３８】前記ピストン３０の直線運動は、ロッド部
材３２およびナックルジョイント６２を介してトグルリ
ンク機構６４に伝達され、前記トグルリンク機構６４を
構成する支持レバー７４の回動作用下にアーム２０の回
転運動に変換される。

【００３９】すなわち、ピストン３０の直線運動（上
昇）によって、ロッド部材３２の自由端に係合するナッ
クルジョイント６２およびリンクプレート７２を上方に
向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート７
２に対する押圧力は、ナックルピン７０を支点として該
リンクプレート７２を所定角度回動させるとともに、前
記リンクプレート７２のリンク作用下に支持レバー７４
を矢印Ａ方向に回動させる。

【００４０】従って、前記支持レバー７４の軸受部１８
を支点としてアーム２０が矢印Ｂ方向に向かって所定角
度回動することにより、該支持レバー７４と一体的に円
弧状突起部８２ｂ（８２ａ）が所定角度回動する。

【００４１】このようにしてアーム２０が矢印Ｂ方向に
向かって回動している際、図９に示されるように、リン
クプレート７２の湾曲面８１がガイドローラ７９に接触
し、前記湾曲面８１と接触した状態を保持しながら該ガ
イドローラ７９がピン部材１１０を中心として回動す
る。

【００４２】さらにアーム２０が回動して、図１０に示
されるように、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面
９４がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８４
ａ）の第１当接面９６に当接することにより、該アーム
２０が回動動作を停止する。この結果、アーム２０によ
ってワークがクランプされるクランプ状態に至る。

【００４３】なお、アーム２０が回動動作を停止してク
ランプ状態となった後、ピストン３０およびロッド部材
３２は僅かだけさらに上昇し、前記スペーサ３３が突出
部５０の壁面に当接することにより、ピストン３０およ
びロッド部材３２が停止して変位終端位置となる（図３
参照）。

【００４４】一方、図３に示す状態において、図示しな
い切換弁の切換作用下に圧力流体出入ポート４２ａに圧
力流体を供給することによりピストン３０が下降する。
さらにロッド部材３２の下降作用下にリンクプレート７
２を介して支持レバー７４が前記とは逆方向に回動する
ことにより、アーム２０がワークから離間する方向に回
動する。

【００４５】前記アーム２０がワークから離間する方向
に回動している際、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の他
端面９８がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８
４ａ）の第２当接面１００に当接することにより、該ア
ーム２０が回動動作を停止する。この結果、クランプ装
置１０は、図８に示す初期位置に復帰する。

【００４６】次に、ワークをクランプした際、クランプ
力に対応して発生する反力と、前記反力に釣り合う力と
がバランスする場合について以下説明する。

【００４７】従来技術に係るクランプシリンダでは、図
１１に示されるように、ワークをクランプした際、クラ
ンプ力と反対方向に反力が発生し、この反力は、アーム
８を介して第２シャフト７に伝達され、さらにリンク５
ａ、５ｂを介して第１シャフト４に軸着された一組のロ
ーラ６ａ、６ｂに伝達され、前記反力とこの反力に釣り
合う力とがバランスするように設けられている。従っ
て、従来技術に係るクランプシリンダでは、一組のロー
ラ６ａ、６ｂを軸支する第１シャフト４に対して反力に
対応する力が付与されるため、第１シャフト４の直径を
大きく設定する必要がある。

【００４８】これに対して、本実施の形態では、図１２
に示されるように、反力がアーム２０を介してリンクピ
ン７８に伝達され、さらにリンクプレート７２の湾曲面
８１に接触するガイドローラ７９に伝達されるように設
けられている。この場合、ガイドローラ７９は、第１ケ
ーシング４６および第２ケーシング４８の孔部１０８
（図５参照）に固定されたピン部材１１０によって回動
自在に軸支されており、ガイドローラ７９に伝達された
反力は第１および第２ケーシング４６、４８に固定され
たピン部材１１０に付与される。

【００４９】従って、本実施の形態では、ナックルピン
７０に対して反力に対応する力が全く付与されないよう
に設けられているため、前記ナックルピン７０の直径を
小さくすることができるとともに、ナックルブロック５
６とリンクプレート７２の連結部位の耐久性を向上させ
ることができる。

【００５０】また、従来技術では、トラック溝９ｂに対
して摺動する一組のローラ６ａ、６ｂの面圧および強度
を考慮して該ローラ６ａ、６ｂの幅および直径を設定す
る必要があるのに対し、本実施の形態では、そのような
必要がないためボデイ１２の小型化を図ることができ
る。

【００５１】次に、アームによってワークをクランプし
た際に力の作用する点がなす角度について検討する。

【００５２】従来技術に係るクランプシリンダにおい
て、略水平状態にあるアーム８によってワークをクラン
プした状態における力の作用する点がなす角度をθ１
とし（図１３参照）、クランプ時におけるアーム８の角
度を時計方向に角度θだけ変化させた場合の力の作用す
る点がなす角度をθ２ としている（図１４参照）。図
１３と図１４とを比較して諒解されるように、従来技術
では、ワークをクランプする際のアーム８の回動角度を
変化させることにより、力の作用する点がなす角度が大
きく変化する。

【００５３】これに対して本実施の形態では、略水平状
態にあるアーム２０によってワークをクランプした状態
における力の作用する点がなす角度θ１ （図１５参
照）から角度θ２ （図１６参照）へと、ワークをクラ
ンプする際のアーム２０の回動角度を角度θだけ変化さ
せても力の作用する点のなす角度が略一定である。

【００５４】このことは、図１７から諒解されるよう
に、本実施の形態（実線）ではアーム２０の回動角度を
大きくしてもクランプ力は略一定となるのに対し、従来
技術（破線）ではアーム８の回動角度を大きくさせるこ
とによりクランプ力が急激に低下するという不具合があ
る。

【００５５】従って、本実施の形態では、ユーザの使用
条件等によってアーム２０が所望の回動角度でワークを
クランプするように設定しても、略一定のクランプ力が
得られるという効果を有する。

【００５６】また、本実施の形態では、シリンダ部１４
内のピストン３０とロッド部材３２との連結部位に、前
記ピストン３０の変位終端位置を規制するスペーサ３３
を設けることにより、簡素な構造によって上死点（デッ
ドポイント）への進入を確実に阻止することができる。

【００５７】次に、アーム２０の回動角度に拘わらず、
リンクプレート７２の湾曲面８１とガイドローラ７９と
の接触部位を略一定の位置で保持する場合を図１８乃至
図２０に基づいて説明する。

【００５８】図１８は、アーム２０がアンクランプ状態
の初期位置から回動動作し水平軸に対して角度θ₃でワ
ークをクランプした状態を示し、図１９は、アーム２０
が図１８の状態からさらに回動動作し水平軸に対して角
度θ₄でワークをクランプした状態を示し、図２０は、
アーム２０が略水平状態でワークをクランプしたときを
示している。

【００５９】この場合、図１８乃至図２０では、接触位
置保持手段として機能する長孔１１９をリンクプレート
７２に形成し、前記長孔１１９にナックルピン７０が係
合するように設けられている。前記リンクプレート７２
に長孔１１９を形成してナックルピン７０に遊びを設け
ることにより、前記リンクプレート７２に形成された湾
曲面８１とガイドローラ７９との接触部位を、アーム２
０の回動角度に拘わらず略一定の位置に保持することが
できる。

【００６０】そして、ナックルピン７０の自由度を確保
することにより、ナックルピン７０の中心点をロッド部
材３２の軸線Ｔの延長線上に設定することができる。こ
の結果、ロッド部材３２の直線精度を有効に保持するこ
とにより、シリンダ部１４の耐久性を向上させることが
できる。

【００６１】なお、前記湾曲面８１とガイドローラ７９
の接触部位は、実際には線接触であるが、図１８乃至図
２０では、説明の便宜上、接触点Ｐとして示している。
また、前記接触点Ｐの位置は、アーム２０の回動中心を
原点ＯとしてＸ座標およびＹ座標（Ｘ，Ｙ）によってそ
の位置を表示している。

【００６２】図１８乃至図２０から諒解されるように、
アーム２０の回動角度が変化してもリンクプレート７２
の湾曲面８１とガイドローラ７９との接触点Ｐは、常に
同一で一定の位置（Ｘ，Ｙ）となる。従って、リンクプ
レート７２の湾曲面８１とガイドローラ７９との接触点
Ｐを一定の位置に保持し、リンクプレート７２とガイド
ローラ７９との接触部位におけるカジリの発生を阻止す
ることにより、アーム２０の回動角度の変化に拘わらず
クランプ力が略一定となるような、より一層リニアなク
ランプ特性を得ることができる。

【００６３】なお、図１８乃至図２０では、直交座標の
原点Ｏをアーム２０の回動中心に設定しているが、ガイ
ドローラ７９の回動中心を原点Ｏとしてもよいことは、
勿論である。

【００６４】次に、他の実施の形態に係るクランプ装置
１２０を図２１に示す。なお、図３に示すクランプ装置
１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その
詳細な説明を省略する。

【００６５】このクランプ装置１２０では、ロッド部材
１２２が設けられたピストン１２４の反対側に突起部１
２６を同軸状に連結し、前記突起部１２６の環状凹部１
２８に係合する一組のボール１３０ａ、１３０ｂを用い
て前記ピストン１２４をロックするロック機構１３２を
設けている点に特徴がある。

【００６６】このロック機構１３２は、ばね部材１３４
ａ、１３４ｂの弾発力の作用下にボール１３０ａ、１３
０ｂを環状凹部１２８側に向かって押圧する押圧部材１
３６ａ、１３６ｂを有し、アーム２０を初期位置に保持
する機能を営む。前記ロック機構１３２を設けることに
より、シリンダ室２８から圧力流体を導出してピストン
１２４をフリー状態とした場合であっても、ピストン１
２４がロック状態にあってその変位が阻止されているた
め、アーム２０の回動動作を防止して該アーム２０を初
期位置にロックすることができる。

【００６７】なお、本実施の形態では、駆動手段として
シリンダを用いているがこれに限定されるものではな
く、図示しないリニアアクチュエータ、電動モータ等を
用いてロッド部材３２を変位させるように構成してもよ
い。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００６９】すなわち、ワークをクランプした際のアー
ムの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持す
ることができる。また、クランプ時に発生する反力がリ
ンク部材を軸支するナックルピンに伝達されないため、
前記ナックルピンの直径を小さくし、しかもボデイの小
型化を図ることができる。

【００７０】さらに、リンク部材の湾曲面と回動部材と
の接触部位を略一定の位置に保持することにより、アー
ムの回動角度の変化に拘わらずクランプ力が略一定とな
るような、より一層リニアなクランプ特性を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の斜視
図である。

【図２】前記クランプ装置のボデイからカバー部材を外
した状態を示す斜視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面構成図
である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面構成図であ
る。

【図５】前記クランプ装置を構成するボデイの分解斜視
図である。

【図６】ガイドローラの変形例を示す一部断面構成図で
ある。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面構成図
である。

【図８】アームが初期位置にあるときの動作説明図であ
る。

【図９】前記初期位置からロッド部材が上昇し、リンク
プレートの湾曲面がガイドローラに接触した状態を示す
動作説明図である。

【図１０】ワークをクランプした状態の動作説明図であ
る。

【図１１】従来技術に係るクランプシリンダにおいて、
反力の伝達経路を説明するための部分拡大図である。

【図１２】本実施の形態に係るクランプ装置において、
反力の伝達経路を説明するための部分拡大図である。

【図１３】従来技術に係るクランプシリンダにおいて、
力の作用する点がなす角度を示す説明図である。

【図１４】図１３に示す状態からアームが角度θだけ変
位した状態を示す説明図である。

【図１５】本実施の形態に係るクランプ装置において、
力の作用する点がなす角度を示す説明図である。

【図１６】図１５に示す状態からアームが角度θだけ変
位した状態を示す説明図である。

【図１７】アームの回動角度θとクランプ力との関係を
示す説明図である。

【図１８】水平軸に対してアームが角度θ₃だけ回動し
た状態におけるリンクプレートの湾曲面とガイドローラ
との接触点を示す説明図である。

【図１９】水平軸に対してアームが角度θ₄だけ回動し
た状態におけるリンクプレートの湾曲面とガイドローラ
との接触点を示す説明図である。

【図２０】アームが略水平状態にあるときのリンクプレ
ートの湾曲面とガイドローラとの接触点を示す説明図で
ある。

【図２１】本発明の他の実施の形態に係るクランプ装置
の部分縦断面図である。

【図２２】従来技術に係るクランプシリンダの要部分解
斜視図である。

【図２３】図２２に示すクランプシリンダの一部断面側
面図である。

【符号の説明】

１０、１２０…クランプ装置 １２…ボデイ １４…シリンダ部 １６ａ、１６ｂ、９０
…開口部 １８…軸受部 ２０…アーム ２４…エンドブロック ２８…シリンダ室 ３０…ピストン ３２…ロッド部材 ３３…スペーサ ４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ…圧力流体出入ポート ４６、４８…ケーシング ５２ａ、５２ｂ、８
６、１０６…凹部 ５４…室 ５６…ナックルブロッ
ク ６４…トグルリンク機構 ６６、１２６…突起部 ７０…ナックルピン ７２…リンクプレート ７４…支持レバー ７８…リンクピン ７９…ガイドローラ ８１…湾曲面 １１０、１１４…ピン部材 １１２、１１８…ニー
ドルベアリング １１９…長孔 １３２…ロック機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボデイと、 前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの
   軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、 前記ロッド部材に連結されるリンク部材を含み、前記ロ
   ッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク
   機構と、 前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動
   作用下に所定角度回動するアームと、 前記ボデイに支持され、前記リンク部材が接触すること
   により回動自在に設けられた回動部材と、 を備えることを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記回動部材は、ボデイに固定されたピン部材によって
   回動自在に軸支されたガイドローラからなることを特徴
   とするクランプ装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、 前記回動部材は、軸受部材を介して回動自在に設けられ
   たピン部材からなることを特徴とするクランプ装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、 駆動手段は、少なくともシリンダを含むことを特徴とす
   るクランプ装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、 前記リンク部材の一端部には、回動部材に接触し所定の
   曲率半径からなる断面円弧状の湾曲面が形成されること
   を特徴とするクランプ装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の装置において、 前記アームの回動角度に拘わらず、前記リンク部材と前
   記回動部材との接触部位を略一定の位置に保持する接触
   位置保持手段を設けることを特徴とするクランプ装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の装置において、 前記接触位置保持手段は、リンク部材に形成され、ロッ
   ド部材の一端側に設けられたナックルピンが係合する長
   孔からなることを特徴とするクランプ装置。
8. 【請求項８】請求項６記載の装置において、 前記リンク部材と前記回動部材との接触点は、アームの
   回動中心または回動部材の回動中心を原点とするＸ座標
   およびＹ座標によって定められた略一定の位置に保持さ
   れることを特徴とするクランプ装置。