JP2015196220A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ装置において、駆動部の出力が得られなくなった場合でも、ワークのクランプ状態を容易に解除できると共に、様々な形状のワークに対応させクランプ可能とする。
【解決手段】クランプ装置１０では、ボディ１２の側方に突出するように支持体２０が設けられると共に、前記支持体２０に臨むようにクランプアーム１６が回動自在に設けられている。この支持体２０は、水平方向に延在する支持部３４が前記ボディ１２の連結孔２２に対して着脱自在に設けられ、一方、クランプアーム１６の端部には、一組のアーム部１００ａ、１００ｂ同士を連結する連結体１０２が着脱自在に設けられている。また、ボディ１２には、クランプアーム１６がクランプ状態でロックされた際に解除するクランプ解除機構２８が設けられており、前記ボディ１２に収納された駆動力伝達機構１８のジョイント８０を駆動部１４側へと押圧可能に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動組立ライン等においてワークをクランプするために用いられ、圧力流体の供給作用下に駆動するクランプ装置に関する。

従来から、例えば、自動車の自動組立ラインにおいて、成形されたボディパネルを重ね合わせ位置決めした状態でクランプ装置によってクランプを行い、前記ボディパネル同士を溶接する組立工程が行われている。

このクランプ装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、ボディと、前記ボディに連結されたシリンダからなる駆動部と、前記ボディに対して外部に突出したクランプアームとを備え、駆動部のピストンがエアの供給によって変位することで、該ピストンと共にピストンロッドが変位して複数のアームからなるリンク機構に接続されたクランプアームが所定角度だけ回動する。これにより、ワーク等がクランプアームによってクランプされる。

米国特許第４９０５９７３号明細書

上述したようなクランプ装置では、例えば、何らかの原因で駆動部からの出力が停止してしまい、クランプアームによってワークをクランプしたままの状態でロックしてしまうことがある。その結果、クランプされているワークを取り外せないが、前記ワークのクランプ状態を解除して該ワークを取り外したいという要請がある。

また、形状の異なるワークをクランプする場合には、例えば、クランプアームの長さの異なる別のクランプ装置を準備する必要があり、その設備投資が増加してしまう。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、駆動部の出力が得られなくなった場合でも、ワークのクランプ状態を容易に解除できると共に、様々な形状のワークに対応させクランプ可能なクランプ装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、クランプアームを回動させることでワークを把持するクランプ装置であって、
ボディと、
圧力流体の供給作用下に軸方向に沿って変位するピストンを有した駆動部と、
ボディの内部に設けられ、駆動部に連結されたジョイントを有し、駆動部の軸方向に沿った直線変位を回動変位へと変換することで駆動部の駆動力をクランプアームへと伝達する駆動力伝達機構と、
ボディに対して着脱自在に設けられ、クランプアームとの間でワークを把持する支持体と、
ワークのクランプ時においてクランプアームによるクランプ状態を解除可能なクランプ解除機構と、
を備え、
クランプアームは、ボディに対して回動自在に支持される一組のアーム部と、アーム部の端部同士を連結する連結体とを有し、連結体がアーム部に対して着脱自在に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、クランプアームの回動作用下にワークを把持可能なクランプ装置において、ボディの内部に駆動部の駆動力をクランプアームへと伝達する駆動力伝達機構が設けられ、ボディにはクランプアームとの間にワークを把持する支持体が着脱自在に設けられる。また、クランプ解除機構によって、クランプ時におけるワークのクランプ状態を解除可能としている。

従って、ボディに対して支持体を着脱自在に設け、クランプアームに対して連結体を着脱自在に設けることにより、ワークの形状や大きさに合わせて支持体及び連結体を適宜交換することで、単一のクランプ装置で様々な大きさのワークに対応させクランプすることが可能となるため、ワークに応じてそれぞれ別のクランプ装置を準備する場合と比較し、その設備投資を抑制することができる。

また、ボディには、クランプアームによるワークのクランプ状態において、何らかの原因で駆動部による駆動力が停止された場合でも、図示しない作業者がクランプ解除機構を操作することで、手動で強制的にクランプ状態を解除することが可能となるため、ワークのクランプ状態を解除して該ワークを取り出すことが可能となる。

さらに、クランプ解除機構は、ジョイント側に向かって移動自在に設けられ、ジョイントを軸方向に沿って押圧可能な解除部材を有しているとよい。

さらにまた、解除部材を、ボディに対して螺合させ回転させることでジョイントに対して接近・離間自在に設けるとよい。

またさらに、支持体及びクランプアームには、ワークを把持する一組の把持体が設けられ、把持体を支持体及びクランプアームに対して着脱自在に設けるとよい。

また、把持体を、ワーク側に向かって進退自在に螺合させるとよい。

またさらに、駆動部を、ピストンが断面楕円状又は断面長円状に形成され、ピストンの収納されるシリンダボディが断面長方形状に形成された流体圧シリンダとするとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、クランプアームの回動作用下にワークを把持可能なクランプ装置において、ボディの内部に駆動部の駆動力をクランプアームへと伝達する駆動力伝達機構が設けられ、ボディにはクランプアームとの間にワークを把持する支持体が着脱自在に設けられる。また、クランプ解除機構によって、クランプ時におけるワークのクランプ状態を解除可能としている。そのため、ワークの形状や大きさに合わせて支持体及び連結体を適宜交換することで、単一のクランプ装置で様々な大きさのワークに対応させクランプすることが可能となる。その結果、ワークに応じてそれぞれ別のクランプ装置を準備する場合と比較して設備投資の抑制を図ることができ、しかも、駆動部による駆動力が停止された場合でも、クランプ解除機構を操作することで手動で強制的にクランプ状態を解除してワークを容易に取り出すことができる。

本発明の実施の形態に係るクランプ装置の外観斜視図である。 図１のクランプ装置のクランプ状態を示す全体断面図である。 図１に示すクランプ装置の一部分解斜視図である。 図４Ａは、図２のクランプ装置におけるクランプ解除機構近傍を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、図４Ａのクランプ解除機構を作動させクランプ状態を解除させた状態を示す拡大断面図である。 図２のクランプ装置のアンクランプ状態を示す全体断面図である。 略平面状の端部を有した第１及び第２調整ピンがアタッチメントとして装着された変形例に係るクランプ装置を示す外観斜視図である。 図７Ａは、変形例に係るクランプ解除機構近傍を示す拡大断面図であり、図７Ｂは、図７Ａのクランプ解除機構を作動させクランプ状態を解除させた状態を示す拡大断面図である。 図８Ａは、変形例に係るクランプ解除機構近傍を示す外観斜視図であり、図８Ｂは、図８Ａのクランプ解除機構を含むクランプ装置の平面図である。 新たな別のクランプアーム及び支持体を有したクランプ装置の一部分解斜視図である。 図９に示すクランプ装置が組み立てられた外観斜視図である。 扁平状のピストンを有した駆動部の適用されたクランプ装置の外観斜視図である。

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。図１において、参照符号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、図１〜図３に示されるように、中空状のボディ１２と、該ボディ１２の端部に設けられた駆動部１４と、前記ボディ１２に対して回動自在に設けられるクランプアーム１６と、前記駆動部１４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った駆動力をクランプアーム１６へと伝達する駆動力伝達機構１８とを含む。

ボディ１２は、例えば、所定幅寸法で断面略長方形状に形成され、その一端部が開口し、その開口部を閉塞するように駆動部１４が連結されると共に、該開口部と略直交した一側面には支持体２０の連結される連結孔２２が開口している。そして、ボディ１２の内部に形成された収納室２４には後述する駆動力伝達機構１８が収納される。このボディ１２には、連結孔２２の開口方向と略直交する側面に一組のボルト孔２６が形成されている。

また、ボディ１２の他側面には、図２、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、クランプアーム１６によるクランプ状態を強制解除するためのクランプ解除機構２８が設けられている。このクランプ解除機構２８は、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、例えば、ボディ１２の他側面に対して螺合された解除用ねじ（解除部材）３０からなり、前記解除用ねじ３０はボディ１２の長手方向と略直交するように水平方向（矢印Ｃ方向）に沿って設けられ、その先端部がボディ１２の内部に挿入されている。

そして、ボディ１２の外側に配置された操作部３２を把持して回転させることで、解除用ねじ３０が軸方向（矢印Ｃ方向）に沿って進退動作し、後述する駆動力伝達機構１８のジョイント８０へと先端部を接触させることで駆動部１４側（矢印Ａ方向）に向かって押圧する。

さらに、ボディ１２の一側面側には、断面略Ｔ字状の支持体２０が着脱自在に設けられている。この支持体２０は、ボディ１２の一側面に対して側方に突出するように設けられ、ボディ１２に対して水平方向（矢印Ｃ方向）に突出した支持部３４と、前記支持部３４に対して略直交して下方（矢印Ａ方向）へと延在した取付部３６とを有する。

この支持部３４は、例えば、所定長さで一直線状に形成され、その一端部に形成された第１調整ピン用ねじ孔３８（図２参照）を介して第１調整ピン（把持体）４０が螺合され、該第１調整ピン用ねじ孔３８は、支持部３４の長手方向と直交する方向に進退自在に設けられる。そして、略半球状に形成された第１調整ピン４０の頭部４２が上方（矢印Ｂ方向）に突出するように設けられている。そして、第１調整ピン４０は回転させることで鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動可能に設けられる。

一方、支持部３４の他端部には、側方に向かって開口した一組の第１固定用ねじ孔４４が形成されている（図３参照）。すなわち、第１固定用ねじ孔４４は、第１調整ピン用ねじ孔３８と略直交するように形成される。そして、支持部３４は、その他端部がボディ１２の側方に開口した連結孔２２へと挿入された後、ボディ１２のボルト孔２６を通じて第１固定用ねじ孔４４に固定用ねじ４６が挿入され螺合されることで支持体２０が前記ボディ１２に対して固定される。

取付部３６は、例えば、支持部３４の長手方向（矢印Ｃ方向）に沿った略中央部に形成され、該支持部３４に対して所定長さだけ下方（矢印Ａ方向）へと突出するように形成されると共に、その端部には前記支持部３４と略平行に貫通した取付用ねじ孔４８が形成される。この取付用ねじ孔４８は、クランプ装置１０を製造ライン等で使用する際、他の部材に固定するために設けられている。

一方、ボディ１２の一側面及び他側面と直交した両側面には、クランプアーム１６のアーム部１００ａ、１００ｂが収納される窪み部５０がそれぞれ形成され、該窪み部５０は前記両側面に対して前記アーム部１００ａ、１００ｂの厚さ分だけ内側に窪んで形成されている。そのため、クランプアーム１６のアーム部１００ａ、１００ｂが、ボディ１２の両側面から外側に突出することがなく収納される。

駆動部１４は、例えば、図２に示されるように、筒状のシリンダチューブ５２と、該シリンダチューブ５２の内部に変位自在に設けられるピストン５４と、該ピストン５４に連結されるピストンロッド５６と、前記ピストンロッド５６を変位自在に支持するロッドカバー５８とを有する。

シリンダチューブ５２は、その中央部に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したシリンダ室６０を有し、前記シリンダチューブ５２の一端部がボディ１２の端面に当接するように設けられる。そして、シリンダチューブ５２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した一対の貫通孔（図示せず）に挿通された締結ボルト６２が前記ボディ１２に対して螺合されることで駆動部１４が前記ボディ１２に対して連結される。

また、シリンダチューブ５２の他端部には、シリンダ室６０の内部にキャップ６４が装着されることで閉塞されている。

一方、シリンダチューブ５２の側面には、一端部側（矢印Ｂ方向）に設けられた第１ポート６６と、該第１ポート６６に対して所定間隔離間して他端部側（矢印Ａ方向）に設けられた第２ポート６８とが形成され、前記第１及び第２ポート６６、６８を通じてシリンダ室６０と外部とが連通する。この第１及び第２ポート６６、６８は、図示しない配管を介して圧力流体供給源に接続される。そして、図示しない圧力流体供給源から第１ポート６６又は第２ポート６８に対して選択的に圧力流体が供給され、シリンダ室６０へと導入される。

ピストン５４は、例えば、円盤状に形成され、その外周面には環状溝を介してピストンパッキン７０が装着される。そして、ピストンパッキン７０がシリンダ室６０の内壁面に当接することで、ピストン５４とシリンダチューブ５２との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

ピストンロッド５６は、その一端部がピストン５４の中心に形成されたピストン孔に挿通された状態で加締められ一体的に連結される。また、ピストンロッド５６の他端部には、環状に窪んだ首部７２と、該首部７２に対して拡径して先端に形成された拡径部とを有した連結部７６が形成され、前記首部７２及び拡径部が、後述する駆動力伝達機構１８のジョイント８０に対して係合されることで一体的に連結される。なお、首部７２及び拡径部は、それぞれ異なる直径を有した断面円形状に形成される。

ロッドカバー５８は、ボディ１２に臨むシリンダ室６０の開口部に設けられ、該開口部を閉塞すると共に、その中央部に挿通されたピストンロッド５６を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位自在に支持する。なお、ロッドカバー５８の内周面には、環状溝を介してロッドパッキン７８が装着され、該ロッドパッキン７８がピストンロッド５６の外周面に摺接することで、シリンダ室６０から外部へと圧力流体が漏出することが防止される。

駆動力伝達機構１８は、図２及び図５に示されるように、ボディ１２の収納室２４に設けられ、ピストンロッド５６の他端部に連結されるジョイント８０と、前記ジョイント８０の上部に回転自在に設けられる一対のローラ８２と、前記ローラ８２と共に前記ジョイント８０に軸支されるリンクアーム８４と、前記リンクアーム８４とクランプアーム１６とを接続するレバーアーム８６とを含む。

ジョイント８０は、断面略長方形状に形成され、その下端部にはピストンロッド５６の連結部７６が連結される連結凹部８８が形成される。この連結凹部８８は、ジョイント８０の端面側（矢印Ａ方向）及び一側面側に開口するように形成され、該端面側に形成された小径部及び大径部とからなる。

そして、ジョイント８０の連結凹部８８にピストンロッド５６の他端部が連結される際、その小径部にピストンロッド５６の首部７２が係合され、大径部に前記ピストンロッド５６の拡径部７４が係合される。

一方、ジョイント８０の上部には、図２に示されるように、クランプアーム１６に臨む側面に、上端部に向かって徐々に先狭状となる傾斜部９０が形成され、前記傾斜部９０には、クランプアーム１６がアンクランプ状態（図５参照）からクランプ状態（図２参照）へと回動する際に、レバーアーム８６に軸支されたサブローラ９２が当接する。

また、ジョイント８０の上部には、図２、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、前記傾斜部９０とは反対側となる側面の角部に所定角度で傾斜した面取部９４が形成され、前記面取部９４は、前記ジョイント８０が最も上昇したクランプアーム１６のクランプ時において、クランプ解除機構２８の解除用ねじ３０に臨む位置に形成される。この面取部９４も傾斜部９０と同様に上方に向かって徐々に先狭状となるように形成される。そして、図４Ｂに示されるように、解除用ねじ３０がジョイント８０側に向かって移動することで、その先端が面取部９４に接触し、前記ジョイント８０を下方（矢印Ａ方向）へと押圧する。

ローラ８２は、ボディ１２の軸方向に沿って形成されたローラ溝９５に挿入されることで、ジョイント８０が移動する際に鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って案内され、且つ、回転変位が規制される。

また、ローラ８２は、ジョイント８０の上部に形成されたリンク溝９６を介してジョイント８０の軸方向に対して直交方向（矢印Ｃ方向）に所定距離だけ移動自在に設けられており、該ローラ８２と共にジョイント８０に軸支されたリンクアーム８４の一端部がジョイント８０の軸方向に対して直交方向（矢印Ｃ方向）に移動自在に設けられている。

リンクアーム８４は、ジョイント８０の上部とレバーアーム８６との間に接続され、該リンクアーム８４は、前記ジョイント８０に対してローラ８２と共に軸支されると共に、レバーアーム８６に対してリンクピンを介して互いに回動自在に軸支される。そして、リンクアーム８４は、ピストンロッド５６の直線運動をジョイント８０を介してクランプアーム１６の回動運動へと変換する。

レバーアーム８６は、リンクアーム８４とクランプアーム１６の一端部とを接続し、その途中にはサブローラ９２が回転自在に軸支されている。そして、レバーアーム８６には、クランプアーム１６との接続部位に形成された断面矩形状の支持ピン９８（図１参照）を介して該クランプアーム１６が接続され、レバーアーム８６の回動作用下にサブローラ９２がジョイント８０の傾斜部９０に当接して回転する。

クランプアーム１６は、図１〜図３に示されるように、例えば、断面Ｕ字状でボディ１２の外部に設けられ、前記ボディ１２の両側面から突出した支持ピン９８に連結される一組のアーム部１００ａ、１００ｂと、前記アーム部１００ａ、１００ｂの他端部同士を連結する連結体１０２とを有する。

このアーム部１００ａ、１００ｂは、一端部に断面矩形状の支持ピン９８が挿入される支持孔１０４が形成され、他端部には厚さ方向に貫通した挿通孔１０６が形成されると共に、前記挿通孔１０６に対して所定距離だけ離間した段部１０８が形成される。段部１０８は、クランプアーム１６のクランプ時において、支持体２０側（矢印Ａ方向）となる側面に形成され、アーム部１００ａ、１００ｂの延在方向に沿って形成され、且つ、幅方向に切り欠かれた断面略長方形状に形成される。

そして、一方のアーム部１００ａと他方のアーム部１００ｂとがボディ１２を挟んで所定間隔離間して設けられ、互いに連結体１０２によって連結されることで断面Ｕ字状となる。

連結体１０２は、例えば、断面略長方形状のブロック体からなり、一方のアーム部１００ａと他方のアーム部１００ｂとの間に設けられている。この連結体１０２は、本体部１１０と、該本体部１１０に対して幅方向にそれぞれ突出した一対の鍔部１１２とを有し、前記本体部１１０には幅方向と直交する方向に沿って第２調整ピン用ねじ孔１１４が形成されると共に、アーム部１００ａ、１００ｂに臨む両側面にはそれぞれ第２固定用ねじ孔１１６が形成されている。

そして、本体部１１０は、一方のアーム部１００ａと他方のアーム部１００ｂとの間に配置され、本体部１１０の両側面がそれぞれ当接すると共に鍔部１１２がそれぞれ段部１０８へ挿入された状態で、前記アーム部１００ａ、１００ｂの挿通孔１０６に挿通された固定用ねじ１１８が第２固定用ねじ孔１１６へとそれぞれ螺合される。これにより、一組のアーム部１００ａ、１００ｂの間に連結体１０２が一体的に連結される。

換言すれば、固定用ねじ１１８を緩めることでアーム部１００ａ、１００ｂに対して連結体１０２を自在に脱着することができる。

また、本体部１１０の第２調整ピン用ねじ孔１１４には第２調整ピン１２０（把持体）が螺合され、該第２調整ピン１２０は、その頭部１２２が略半球状に形成され、前記他端部に対して突出し、且つ、回転させることで前記他端部に対する突出高さを変更可能に螺合されている。そして、第２調整ピン１２０は、図２に示されるワークＷのクランプ時において支持体２０に設けられた第１調整ピン４０と対峙するように設けられ、前記クランプアーム１６が所定角度だけ回動したクランプ状態において、第１調整ピン４０と第２調整ピン１２０との間にワークＷがクランプされ挟持される。

なお、上述した説明では、第１及び第２調整ピン４０、１２０が、その頭部４２、１２２が略半球状に形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示されるクランプ装置１３０のように、第１及び第２調整ピン１３２、１３４の頭部１３６ａ、１３６ｂを、軸線と直交する平面状とすることで、前記第１調整ピン１３２と前記第２調整ピン１３４との間でワークＷをクランプする際、前記ワークＷに対して前記第１及び第２調整ピン１３２、１３４を面接触させクランプすることができる。そのため、ワークＷをより一層確実且つ安定的にクランプすることが可能となる。また、ワークに対応して先端が断面Ｖ字状に窪んだアタッチメントを用いるようにしてもよい。

すなわち、ワークＷの形状に応じてクランプアーム１６をその都度変更することなく、前記形状に応じた第１調整ピン１３２及び第２調整ピン１３４へと交換することで、前記ワークＷの形状に関わらず容易にクランプすることができる。

また、上述したクランプ解除機構２８では、回転作用下に軸方向に沿って進退自在な解除用ねじ３０を備える場合について説明したが、図７Ａに示されるクランプ解除機構１５０のように、前記ボディ１２に対して水平方向（矢印Ｃ方向）に移動自在に設けられた解除用ピン（解除部材）１５２と、前記解除用ピン１５２を前記水平方向に付勢するスプリング１５４とから構成するようにしてもよい。

このクランプ解除機構１５０を構成する解除用ピン１５２は、解除用ねじ３０と同様に、ボディ１２の他側面に対して移動自在に設けられ、その先端部にはジョイント８０の面取部９４を押圧する押圧部１５６が形成され、前記ボディ１２の内部に挿入されている。押圧部１５６は、例えば、その端部が略半球状に形成されている。

一方、解除用ピン１５２の他端部には、半径外方向に拡径したフランジ部１５８が形成され、該フランジ部１５８は前記ボディ１２の外部に配置され、前記フランジ部１５８と前記ボディ１２との間にスプリング１５４が設けられる。スプリング１５４は、例えば、螺旋状に形成されたコイルスプリングからなり、フランジ部１５８をボディ１２から離間する方向へと付勢している。

そして、図示しない作業者が、解除用ピン１５２の他端部をスプリング１５４の弾発力に抗してボディ１２側へと押圧することで、図７Ｂに示されるように、前記解除用ピン１５２の押圧部１５６がジョイント８０側へと移動し、前記ジョイント８０の面取部９４に接触して押圧することで駆動部１４側（矢印Ａ方向）に向かって押圧する。

また、解除用ピン１５２に対する押圧を解除すると、スプリング１５４の弾発力によって前記解除用ピン１５２がジョイント８０から離間する方向へと再び移動して図７Ａに示される状態へと復帰する。

このように、図７Ａ及び図７Ｂに示されるクランプ解除機構１５０では、解除用ピン１５２に対する押圧力を解除することで容易に初期位置へと復帰させることが可能となるため、ワークＷのクランプ状態を解除した後に作業者が初期位置へと復帰させる必要がなく、該クランプ解除状態が誤って維持されてしまうことが回避される。

さらに、クランプ解除機構２８、１５０は、上述したようにボディ１２の他側面に設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示されるクランプ装置１６０のように、前記ボディ１２の上部に内部まで貫通した孔部１６２と、前記孔部１６２を閉塞可能な開閉蓋１６４とを有したクランプ解除機構１６６としてもよい。

このクランプ解除機構１６６では、ジョイント８０の上面に臨むようにボディ１２に孔部１６２が貫通して形成され、前記孔部１６２を通じて図示しない作業者が治具等で前記ジョイント８０を下方（矢印Ａ方向）へと押圧することが可能である。

また、開閉蓋１６４は、例えば、略矩形状に形成され、その角部がボディ１２の上面に対して蓋固定用ボルト１６８で支持されることで、前記蓋固定用ボルト１６８を支点として回転自在に設けられている。そして、クランプ解除機構１６６を使用しない場合には、開閉蓋１６４によって孔部１６２を閉塞することで塵埃やスパッタ等が該孔部１６２を通じてボディ１２の内部へと進入することが防止され、一方、前記開閉蓋１６４を移動させ前記孔部１６２を開放することで（図８Ｂ中、二点鎖線形状）、該孔部１６２を通じてクランプ状態の解除を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るクランプ装置１０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。なお、以下の説明においては、図５に示すアンクランプ状態を初期位置として説明する。この初期位置においては、第１ポート６６に圧力流体が供給され、ピストン５４が下降することで駆動力伝達機構１８を介してクランプアーム１６が、支持体２０に対して略直交するように離間した状態にある。また、ボディ１２の支持体２０には、薄板状のワークＷが予め載置されている状態にある。

先ず、図５に示されるクランプ装置１０の初期位置において、図示しない切換装置の切換作用下に圧力流体供給源から第１ポート６６へ供給されていた圧力流体を第２ポート６８へと供給し、前記第１ポート６６は大気開放状態とする。これにより、第２ポート６８からシリンダ室６０へと導入された圧力流体によってピストン５４がボディ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって押し上げられ、ピストンロッド５６が一体的に変位する。

そして、ピストンロッド５６の変位に伴って、ジョイント８０がローラ溝９５に対するローラ８２のガイド作用下に上方（矢印Ｂ方向）へと移動し、それに伴って、リンクアーム８４が前記ジョイント８０に軸支された部位を支点として時計回りに回動し始める。このリンクアーム８４の回動と共にレバーアーム８６が回動し、該レバーアーム８６の回動によってクランプアーム１６が支持ピン９８を支点として時計回りに所定角度だけ回動する。

これにより、図２に示されるように、クランプアーム１６の第２調整ピン１２０がワークＷへと当接し、該ワークＷがボディ１２に設けられた第１調整ピン４０と前記第２調整ピン１２０との間に挟持されたクランプ状態となる。

この際、クランプアーム１６の回動に伴って、リンクアーム６０を介してローラ８２がローラ溝９５に沿ってクランプアーム１６に接近する方向へと移動すると共に、サブローラ９２がジョイント８０の傾斜部９０に当接することで前記クランプアーム１６が押圧され、該クランプアーム１６の回動がロックされたロック状態となる。その結果、クランプアーム１６によるワークＷのクランプ状態が維持される。

一方、図２に示されるワークＷのクランプ状態を解除する場合には、図示しない切換装置の切換作用下に第２ポート６８へ供給されていた圧力流体を第１ポート６６へ供給すると共に、前記第２ポート６８を大気開放状態とする。この第１ポート６６へ供給された圧力流体がシリンダ室６０へと導入されることで、ピストン５４がボディ１２から離間する方向（矢印Ａ方向）、すなわち、下方へと押圧され、前記ピストン５４と共にピストンロッド５６が一体的に下降する。

そして、ピストンロッド５６の変位に伴って、ジョイント８０がローラ溝９５に対するローラ８２のガイド作用下に下方へと移動し、それに伴って、リンクアーム８４が前記ジョイント８０に軸支された部位を支点として反時計回りに回動する。それに伴って、クランプアーム１６がレバーアーム８６を介して支持ピン９８を支点として反時計回りに所定角度だけ回動する。これにより、クランプアーム１６が支持体２０から離間してワークＷのクランプ状態が解除される。

次に、図２に示されるようなワークＷのクランプ状態において、駆動部１４に対する圧力流体の供給が停止し、前記ワークＷがクランプ状態のままとなってしまった場合には、図示しない作業者が、図４Ａに示されるクランプ解除機構２８における解除用ねじ３０の操作部３２を把持し、所定方向に回転させることで、図４Ｂに示されるように前記解除用ねじ３０の先端がジョイント８０側に向かって移動し、前記ジョイント８０の面取部９４へと接触することで前記ジョイント８０を駆動部１４側（矢印Ａ方向）に向かって下方へと押圧する。

すなわち、クランプ解除機構２８は、解除用ねじ３０の水平方向への移動力を、該水平方向に対して傾斜した面取部９４との接触作用下に鉛直下方向への押圧力へと変換させジョイント８０を下方へと押圧している。

これにより、ジョイント８０の下降に伴って、リンクアーム８４が前記ジョイント８０に軸支された部位を支点として反時計回りに回動し、レバーアーム８６を介してクランプアーム１６が支持ピン９８を支点として反時計回りに所定角度だけ回動する。これにより、クランプアーム１６が支持体２０から離間する方向へと開口してワークＷのクランプ状態が解除される。

その結果、ジョイント８０の傾斜部９０によるサブローラ９２への押圧力が緩和され、クランプアーム１６を図示しない作業者が手動で回動可能な状態となり、ワークＷを取り出すことが可能となる。

すなわち、駆動部１４における駆動力が停止し、ワークＷのクランプ状態のままロックしてしまった場合でも、クランプ解除機構２８を操作することで、ジョイント８０を押し下げてサブローラ９２に対する押圧力を解除できるため、該サブローラ９２を介したクランプアーム１６の回動ロック状態を確実且つ容易に解除することが可能となる。

次に、クランプするワークＷの形状の変更に応じて、クランプ装置１０における支持体２０及びクランプアーム１６を交換する場合について説明する。なお、ここでは、上述したクランプ装置１０でクランプするワークＷより大きなワークをクランプする場合について説明する。

先ず、図示しない作業者が、図３に示されるように、クランプアーム１６の他端部に対して一組の固定用ねじ１１８を螺回させて取り外し、連結状態の解除された連結体１０２をアーム部１００ａ、１００ｂから取り外す。

そして、ボディ１２に締結された一組の固定用ねじ４６を螺回させボルト孔２６から取り外した後、支持体２０を連結孔２２から外側へと引き出して取り外す。これにより、クランプ装置１０に対して支持体２０及び連結体１０２が取り外された状態となる。なお、上述した説明では、連結体１０２を取り外した後に、支持体２０を取り外す場合について説明したが、取り外す順番は特に限定されるものではなく、前記支持体２０から先に取り外すようにしてもよい。

次に、上述したクランプ装置１０へと取り付ける新たな支持体１７０及びクランプアーム１７２について図９及び図１０を参照しながら簡単に説明する。この支持体１７０は、上述した支持体２０と比較して長尺な支持部１７４を有しており、該支持部１７４は取付部３６に対して一端部側（矢印Ｃ１方向）が長くなるように形成されている。なお、支持体１７０の他端部側及び取付部３６は、上述した支持体２０と略同一形状で形成される。そして、支持部１７４の一端部には第１調整ピン用ねじ孔を介して第１調整ピン４０が螺合されている。

連結体１７６は、その本体部１１０及び鍔部１１２が上述した連結体１０２と略同一形状で形成され、前記本体部１１０に対して所定長さだけ突出した突出部１７８を有している。この突出部１７８は、本体部１１０に対して一直線状に延在し、その先端部には第２調整ピン用ねじ孔を介して第２調整ピン（図示せず）が螺合されている。

このような新たな支持体１７０及び連結体１７６をクランプ装置１０へ組み付ける場合には、図９に示されるように、先ず、連結体１７６の本体部１１０をアーム部１００ａ、１００ｂの間へと挿入し、その鍔部１１２を段部１０８へと係合させた状態で、一組のボルトをアーム部１００ａ、１００ｂの挿通孔１０６へと挿通させた後、本体部１１０の第２固定用ねじ孔１１６へと螺合させる。

これにより、アーム部１００ａ、１００ｂの一端部に新たな連結体１７６の本体部１１０が連結される。

次に、支持体１７０の他端部をボディ１２の連結孔２２へと挿入し、ボルト孔２６に固定用ねじ４６を挿通させ第１固定用ねじ孔４４へと螺合させ締め付けることで、支持体１７０は、その一端部側がボディ１２の外側に突出した状態で固定される（図１０参照）。

これにより、図１０に示されるように、クランプ装置１０において、水平方向に長尺な支持体１７０及び連結体１７６へと交換され、クランプアーム１７２の回動作用下にボディ１２から離間した位置に配置された第１及び第２調整ピン４０、１２０によって大きなワークを把持することができる。

すなわち、単一のクランプ装置１０において、支持体２０及び連結体１０２を交換することで、容易に形状の異なるワークＷに対応させクランプすることが可能となるため、前記ワークＷの形状に応じてそれぞれ別のクランプ装置を準備する場合と比較し、設備投資を抑制してコストの削減を図ることができる。

以上のように、本実施の形態では、クランプ装置１０において、ボディ１２に対して支持体２０を着脱自在に設けると共に、クランプアーム１６に対して連結体１０２を着脱自在に設けることにより、ワークＷの形状や大きさに合わせて前記支持体２０及び連結体１０２を適宜交換することで、単一のクランプ装置１０で様々な大きさのワークＷに対応させクランプすることが可能となる。その結果、ワークＷに応じてそれぞれ別のクランプ装置を準備する場合と比較し、その設備投資を抑制することができる。

また、ボディ１２には、クランプアーム１６によるワークＷのクランプ状態において、何らかの原因で駆動部１４による駆動力が停止された場合でも、図示しない作業者がクランプ解除機構２８を操作することで、手動で強制的にクランプ状態を解除することが可能となるため、ワークＷのクランプ状態を解除して該ワークＷを取り出すことができる。

さらに、図１１に示されるクランプ装置１８０のように、断面楕円状のピストン１８２を有した駆動部１８４を採用することで、前記ピストン１８２の受圧面積を増加させることができ、しかも、クランプ装置１８０の鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った長手寸法を増加させることがないため、前記クランプ装置１８０の長手寸法を増加させることなく前記駆動部１８４による出力を高めることが可能となる。

なお、本発明に係るクランプ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１３０、１６０、１８０…クランプ装置
１２…ボディ １４、１８４…駆動部
１６、１７２…クランプアーム １８…駆動力伝達機構
２０、１７０…支持体 ２２…連結孔
２８、１５０、１６６…クランプ解除機構
３０…解除用ねじ ３４、１７４…支持部
４０、１３２…第１調整ピン ５２…シリンダチューブ
５４、１８２…ピストン ５６…ピストンロッド
８０…ジョイント ８２…ローラ
９４…面取部 １００ａ、１００ｂ…アーム部
１０２、１７６…連結体 １１０…本体部
１５２…解除用ピン １５４…スプリング
１５６…押圧部 １６２…孔部
１６４…開閉蓋 １７８…突出部

Claims (6)

1. クランプアームを回動させることでワークを把持するクランプ装置であって、
   ボディと、
   圧力流体の供給作用下に軸方向に沿って変位するピストンを有した駆動部と、
   前記ボディの内部に設けられ、前記駆動部に連結されたジョイントを有し、該駆動部の軸方向に沿った直線変位を回動変位へと変換することで前記駆動部の駆動力を前記クランプアームへと伝達する駆動力伝達機構と、
   前記ボディに対して着脱自在に設けられ、前記クランプアームとの間で前記ワークを把持する支持体と、
   前記ワークのクランプ時において前記クランプアームによるクランプ状態を解除可能なクランプ解除機構と、
   を備え、
   前記クランプアームは、前記ボディに対して回動自在に支持される一組のアーム部と、前記アーム部の端部同士を連結する連結体とを有し、前記連結体が前記アーム部に対して着脱自在に設けられることを特徴とするクランプ装置。
2. 請求項１記載のクランプ装置において、
   前記クランプ解除機構は、前記ジョイント側に向かって移動自在に設けられ、該ジョイントを軸方向に沿って押圧可能な解除部材を有することを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項２記載のクランプ装置において、
   前記解除部材は、前記ボディに対して螺合され回転させることで前記ジョイントに対して接近・離間自在に設けられることを特徴とするクランプ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランプ装置において、
   前記支持体及び前記クランプアームには、前記ワークを把持する一組の把持体が設けられ、前記把持体が前記支持体及び前記クランプアームに対して着脱自在に設けられることを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項４記載のクランプ装置において、
   前記把持体は、前記ワーク側に向かって進退自在に螺合されることを特徴とするクランプ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ装置において、
   前記駆動部は、前記ピストンが断面楕円状又は断面長円状に形成され、該ピストンの収納されるシリンダボディが断面長方形状に形成された流体圧シリンダであることを特徴とするクランプ装置。

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