JP2016147318A - 棒状のワークのクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】棒状のワークの外周の断面形状によらず、安定してワークを保持できるようにした棒状のワークのクランプ装置を提供する。【解決手段】中央部に棒状のワークを挿通可能な挿通孔２を有し、挿通孔２に棒状のワークを挿通した状態で、挿通孔２の中心軸線Ｎを囲むように挿通孔の周囲に配した複数のクランプアーム３１を、挿通孔の中心部に向けて揺動変位させることで、複数のクランプアーム３１によって棒状のワークを挟んで保持する棒状のワークのクランプ装置において、各クランプアーム３１の先端３１ｅ側から揺動自在に支持された基端３１ｄ側へ向けてなだらかに延在する内側縁３１ｆが、ワークに対して保持力を及ぼす保持部とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、棒状のワークのクランプ装置に係り、例えば、円柱体、丸パイプ、角柱体、角パイプ等のワークの加工の際に使用するクランプ装置に関するものである。

図１１は、特許文献１に記載されたターニング機構を有した管状物自動芯出装置と類似のクランプ装置の構成を示す正面図で、図１１（ａ）はクランプ前の状態を示す図、図１１（ｂ）は角パイプをクランプすると想定した場合の状態を示す図である。

図１１（ａ）に示すように、このクランプ装置は、中央部にクランプすべき棒状のワークを挿通させる円形の挿通孔５０２を有し、その挿通孔５０２の周囲に、同心円状に環状の固定プレート５１０と環状の回転プレート５２０とを配し、これら固定プレート５１０及び回転プレート５２０に関連付けて３つのクランプアーム５３０を円周方向に等間隔で配したものである。回転プレート５２０は、固定プレート５１０の内周側に配置されている。

各クランプアーム５３０は、基端に設けた第１のピン５１１が固定プレート５１０に設けた図示略の長孔（カム孔）に摺動自在に係合すると共に、基端と先端の中間点に設けた第２のピン５２１が回転プレート５２０に設けた円孔（図示略）に揺動自在に連結されており、第１のピン５１１と第２のピン５２１を結ぶ線が固定プレート５１０及び回転プレート５２０の半径方向に対して斜めを向く関係に設定されている。

そして、回転プレート５２０を、固定プレート５１０に対し相対的に、図１１（ａ）中の矢印ＲＡで示す方向に回転させることで、各クランプアーム５３０の先端に取り付けてあるローラ５３５を径方向内方に移動させ、これにより、各クランプアーム５３０の先端のローラ５３５によって、挿通孔５０２に挿通させた棒状のワークを回転可能な状態でクランプするようになっている。

このクランプ装置によれば、管状物（棒状物を含む）の芯出しを一動作で且つ自動的に行うことができ、この状態で同時に管状物のターニング（回転）を行って、管状物の溶接や切削等の加工を効果的にまた迅速に行うことができる。

実開昭５３−３５５４６号公報

ところで、図１１（ａ）に示したクランプ装置では、クランプアーム５３０の先端部に設けたローラ５３５によってワークを保持するものであるため、図１１（ｂ）に示すような四角パイプよりなるワークＷを保持するような場合、安定して保持できないという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、棒状のワークの外周の断面形状によらず、安定してワークを保持できるようにした棒状のワークのクランプ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明の棒状のワークのクランプ装置は、中央部に棒状のワークを挿通可能な挿通孔を有し、前記挿通孔に棒状のワークを挿通した状態で、前記挿通孔の中心部を囲むように前記挿通孔の周囲に配した複数のクランプアームを、前記挿通孔の中心部に向けて揺動変位させることで、前記複数のクランプアームによって棒状のワークを挟んで保持する棒状のワークのクランプ装置において、前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けてなだらかに延在する内側縁が、前記ワークに対して保持力を及ぼす保持部とされていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記挿通孔を有し、該挿通孔の周囲の板面に複数の揺動ピンが周方向に間隔をおいて突設された環状の固定プレートと、前記挿通孔の中心部を中心に回転可能に支持され、板面に前記揺動ピンと同数の駆動ピンが各揺動ピンに対し同じ位置関係を保って突設された環状の回転プレートと、基端部に前記揺動ピンが嵌まる円孔と前記駆動ピンが嵌まるカム孔とを有する板状体よりなる前記複数のクランプアームと、を有し、前記揺動ピンに前記円孔が嵌まることで、前記各クランプアームが、前記揺動ピンを支点にして揺動自在に支持され、前記駆動ピンが前記カム孔に摺動自在に嵌まることで、前記回転プレートの回転による前記揺動ピンに対する前記駆動ピンの位置変化により、前記各クランプアームの先端側を内方の閉側と外方の開側に揺動する駆動機構が構成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記固定プレートの上に前記回転プレートが配置され、前記回転プレートの上に前記クランプアームが、相互に揺動可能となる重なり関係を保った状態で配置され、前記回転プレートの周方向に沿って形成された円弧溝に、前記揺動ピンが摺動可能に通された上で、各揺動ピンが各クランプアームの円孔に嵌まることで、前記回転プレートが、前記挿通孔の中心部を中心にして回転可能に支持されており、前記回転プレートの外周に形成されたギヤに駆動モータの回転軸に設けたギヤが噛み合うことで、前記駆動モータにより前記回転プレートが回転駆動可能とされていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、各クランプアームを閉位置に操作したときに各クランプアームの内側縁によって形成される保持孔が多角形となるように、前記クランプアームが３つ以上、円周方向に等間隔に配置されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記保持部とされた、前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けて延在する内側縁が、前記挿通孔の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲線状に形成されていることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記クランプアームが２つ、前記挿通孔の中心部を挟んで対向配置されており、前記保持部とされた、前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けて延在する内側縁が、前記挿通孔の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲線状に形成されていることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項５または６に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記各クランプアームの凹曲線状の保持部の曲率が、前記挿通孔の孔縁の曲率と同等以上に設定されていることを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項３に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、前記駆動モータとしてサーボモータを用い、前記回転プレートの外周に形成されたギヤに前記サーボモータの回転軸に設けたウォームギヤが中間ギヤを介して噛み合うことで、前記サーボモータにより前記回転プレートが回転駆動可能とされていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、棒状のワークの外周の断面形状によらず、即ち、例えばワークが丸パイプ（あるいは円柱体）であっても角パイプ（あるいは角柱体）であっても、また、軸線周りの回転姿勢によらず、複数のクランプアームの内側縁でワークを安定して保持することができる。つまり、クランプアームの内側縁の長さの範囲でワークに対する接触箇所を連続して自由に変えることができるので、結果的に、ワークの断面形状に左右されずに、また、ワークの回転姿勢によらずに、ワークを安定的に支持することができる。また、ワークの断面サイズに合わせてクランプアームを動かすことで、断面サイズによらずにワークを安定してクランプすることができる。

請求項２の発明によれば、回転プレートを回転させることにより、回転プレートに設けられた駆動ピンと固定プレートに設けられた揺動ピンの位置関係を変化させることができ、それにより、駆動ピンとカム孔の作用によって、各クランプアームを連動して内方の閉側または外方の開側に揺動させることができる。従って、回転プレートを正逆回転させることにより、ワークの保持と保持解放を容易に行うことができる。

請求項３の発明によれば、回転プレートに形成した円弧溝に固定プレートに設けた揺動ピンを貫通させることにより、揺動ピンをガイドにして回転プレートを、挿通孔の中心部を中心に回転させることができる。また、固定プレートと回転プレートとクランプアームの３段重ねの構造により、コンパクトなクランプ装置を作ることができる。

請求項４の発明によれば、３つ以上のクランプアームの組み合わせによって、ワークを保持する多角形の保持孔を作ることができるので、棒状のワークの外周の断面形状によらず、また、軸線周りの回転姿勢によらず、ワークを安定して保持することができる。特に、クランプアームの個数を増やせば（例えば、５〜１２個に増やせば）、クランプアームの組み合わせによって形成する多角形の保持孔を円形に近づけることができるので、外周の断面形状によらず、安定したクランプ性能を発揮することができる。

請求項５の発明によれば、クランプアームの組み合わせによって形成する多角形の保持孔をより円形に近づけることができるので、外周の断面形状によらず、より安定したクランプ性能を発揮することができる。

請求項６の発明によれば、２つのクランプアームだけでも、クランプアームの内側縁を凹曲線状に形成していることにより、安定してワークを保持することができる。つまり、棒状のワークの外周の断面形状が円形であろうと多角形であろうと、凹曲線状に形成されたクランプアームの内側縁によりワークを安定して保持することができる。

請求項７の発明によれば、各クランプアームの凹曲線状の保持部の曲率が、挿通孔の孔縁の曲率と同等以上に設定されているので、挿通孔に近いサイズのワークに対しても、安定したクランプ性能を発揮することができる。

請求項８の発明によれば、駆動モータとしてサーボモータを使用し、ウォームギヤ特有のセルフロック性能を使うことで、回転プレートを任意の位置に位置決めできる。また、内側から外力が加わってもその場の位置が保持できる。さらに、ウォームギヤ自体の減速比が大きいため、駆動させるサーボモータの容量を小さくできる。

本発明の第１実施形態のクランプ装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態のクランプ装置の構成図で、（ａ）はクランプアームを最大開位置に操作したときの状態を示す正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第１実施形態のクランプ装置を構成する各部品の正面図で、（ａ）はクランプアームの正面図、（ｂ）は回転プレートの正面図、（ｃ）は固定プレートの正面図である。 本発明の第１実施形態のクランプ装置のクランプアームを閉側に操作したときの状態を示す正面図である。 本発明の第１実施形態のクランプ装置により四角パイプをクランプしたときの状態を示す正面図であり、（ａ）は四角パイプを回転する前の状態を示す図、（ｂ）は四角パイプを回転した後でも回転する前と同様に安定してクランプすることができることを示す図である。 本発明の第２実施形態のクランプ装置の構成図であり、クランプアームを最大開位置に操作したときの状態を一部の部品のみを図示して残りの部品を図示省略して示す正面図である。 本発明の第２実施形態のクランプ装置により四角パイプをクランプしたときの状態を示す正面図である。 本発明の第２実施形態のクランプ装置により四角パイプをクランプしたときの状態を示す正面図で、図７に示す状態から四角パイプが回転した後でも回転する前と同様に安定してクランプすることができることを示す図である。 本発明の第３実施形態のクランプ装置の正面図である。 本発明の第３実施形態のクランプ装置の要部の拡大図である。 特許文献１に記載された、ターニング機構を有した管状物自動芯出装置と類似のクランプ装置の構成を示す正面図で、（ａ）はクランプ前の状態を示す図、（ｂ）は角パイプをクランプすると想定した場合の状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態のクランプ装置の分解斜視図、図２（ａ）はクランプアームを最大開位置に操作したときの状態を示す正面図、図２（ｂ）は側面図、図３は同クランプ装置を構成する各部品の正面図で、図３（ａ）はクランプアームの正面図、図３（ｂ）は回転プレートの正面図、図３（ｃ）は固定プレートの正面図である。

図１及び図２（ａ），（ｂ）に示す第１実施形態のクランプ装置は、中央部に棒状のワーク（例えば、円柱体、丸パイプ、角柱体、角パイプ等）を挿通可能な挿通孔２を有し、その挿通孔２に棒状のワークを挿通した状態で、挿通孔２の中心軸線Ｎ（中央部）を囲むように挿通孔２の周囲に配した複数のクランプアーム３１を、挿通孔２の中心軸線Ｎに向けて揺動変位させることで、複数のクランプアーム３１によって棒状のワークを挟んで保持する棒状のワークのクランプ装置である。

このクランプ装置は、具体的には、ベース基板１と、ベース基板１に固定された環状の固定プレート１０と、固定プレート１０の上（前）に配置された環状の回転プレート２０と、回転プレート２０の上（前）に配置された１０枚の板状のクランプアーム３１よりなるアーム群３０と、回転プレート２０を回転駆動するための駆動モータ４等から構成されている。

ベース基板１の板面に固定された固定プレート１０には、ベース基板１の中央孔７と共に挿通孔２を形成する円形孔１２が形成されている。固定プレート１０の円形孔１２の周囲の板面上には、複数本（本実施形態ではクランプアーム３１の枚数と同数の１０本）の揺動ピン１１が突設されている。

揺動ピン１１は、挿通孔２の中心軸線Ｎを中心とするピッチ円上に一定ピッチ（円周方向に等間隔）で配置されている。この場合、図３（ｃ）に示すように、１０本の揺動ピン１１は、円周方向に３６°間隔で配置されている。

また、回転プレート２０は、図３（ｂ）に示すように、挿通孔２を構成する円形孔２２を中央部に有する環状体であり、挿通孔２の中心軸線Ｎを中心に回転可能に支持されている。

即ち、回転プレート２０には、挿通孔２の中心軸線Ｎを中心とするピッチ円上に周方向に所定長を有する円弧溝２１が形成されており、各円弧溝２１に、固定プレート１０の揺動ピン１１がそれぞれ摺動可能に通されることで、各円弧溝２１と揺動ピン１１の案内作用により、回転プレート２０が、挿通孔２の中心軸線Ｎを中心にして回転可能に支持されている。

なお、１０組の円弧溝２１と揺動ピン１１は全て同じ位置関係で設けられており、各円弧溝２１の一端２１ａから他端２１ｂまでの周方向長さは一定とされている。円弧溝２１の図３（ｂ）の矢印Ａ方向の端部を一端２１ａ、矢印Ｂ方向の端部を他端２１ｂとするとき、回転プレート２０が、矢印Ａ方向に回転したとき、揺動ピン１１に円弧溝２１の他端２１ｂが当接することで回転止めされる。また、回転プレート２０が、反対に矢印Ｂ方向に回転したとき、揺動ピン１１に円弧溝２１の一端２１ａが当接することで回転止めされる。

また、図１、図２（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、回転プレート２０の外周の一部にはギヤ２４が形成されている。このギヤ２４には、ベース基板１に固定された駆動モータ４の回転軸４ａに取り付けたピニオン（ギヤ）５が噛み合っており、この駆動モータ４の回転によって、回転プレート２０を回転駆動することができるようになっている。

なお、図１に示すように、駆動モータ４をベース基板１の裏側に配置した場合には、ベース基板１の貫通孔３に回転軸４ａを挿通させて、その回転軸４ａの先端にピニオン５を取り付ければよい。

また、回転プレート２０の板面上には、揺動ピン１１と同数の駆動ピン２３が、各揺動ピン１１に対し同じ位置関係を保って突設されている。言い換えると、駆動ピン２３は、円弧溝２１が形成されたピッチ円よりも小径のピッチ円上に各円弧溝２１と一定の位置関係を保って配置されている。即ち、各円弧溝２１の他端２１ｂに近い位置の径方向内側に駆動ピン２３が配置されている。

各クランプアーム３１は、図３（ａ）に示すように、基端３１ｄから先端３１ｅに向かって一定方向に湾曲（組み立てた時に挿通孔２の中心軸線Ｎに向いた方向に湾曲）したもので、基端側の幅広板部３１ａに、揺動ピン１１が嵌まる円孔３６と、駆動ピン２３が嵌まるカム孔３７とが形成されている。カム孔３７は、直線的な長溝（長孔）として形成されており、円孔３６は、カム孔３７の延長線上に配置されている。

基端側の幅広板部３１ａの先端側には、外周側に揺動ピン１１との干渉を避ける段部３１ｇを有した繋ぎ部３１ｃを介して、細幅板部３１ｂが連設されている。そして、クランプアーム３１の先端３１ｅ側から円孔３６と揺動ピン１１により揺動自在に支持される基端３１ｄ側へ向けてなだらかに延在する大略円弧状の湾曲凹面の内側縁３１ｆが、ワークに対して保持力を及ぼす保持部（内側縁と同符号３１ｆを付す）とされている。

この保持部３１ｆとされた各クランプアーム３１の内側縁３１ｆは、挿通孔２の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲面状に形成されている。しかも、各クランプアーム３１の凹曲線状の保持部３１ｆの曲率は、挿通孔２の孔縁（ベース基板１の中央孔７や固定プレート１０の円形孔１２や回転プレート２０の円形孔２２の孔縁）の曲率と同等以上に設定されている。

各クランプアーム３１は、図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、回転プレート２０の円弧溝２１を貫通した揺動ピン１１が円孔３６が嵌まることで、揺動ピン１１を支点にして揺動自在に支持されている。また、回転プレート２０の駆動ピン２３は、各クランプアーム３１のカム孔３７に摺動自在に係合している。

これにより、回転プレート２０の回転による揺動ピン１１に対する駆動ピン２３の位置変化により、各クランプアーム３１の先端側を内方の閉側と外方の開側に揺動する駆動機構が構成されている。

このように１０枚のクランプアーム３１が、固定プレート１０及び回転プレート２０に組み付けられることで、各クランプアーム３１を外方の開側と内方の閉側に操作することで、挿通孔２に対応した中央の保持孔３２の大きさを拡縮するアーム群３０が構成されている。上記各クランプアーム３１の保持部３１ｆによって囲繞された領域は、図２（ａ）、図４、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ほぼ正多角形状（１０多角形状）を呈し、この多角形状を保持して拡縮するものである。

なお、複数枚（１０枚）のクランプアーム３１は、各円孔３６を揺動ピン１１に嵌め、各カム孔３７を駆動ピン２３に係合させ、相互に揺動可能となる重なり関係を保った状態で、回転プレート２０上に配置されている。

次に、作用を説明する。

図４は同クランプ装置のクランプアームを閉側に操作したときの状態を示す正面図、図５は同クランプ装置により四角パイプをクランプしたときの状態を示す正面図であり、図５（ａ）は四角パイプを回転する前の状態を示す図、図５（ｂ）は四角パイプを回転した後でも回転する前と同様に安定してクランプすることができることを示す図である。

駆動モータ４により回転プレート２０を、図２（ａ）に示すように、矢印ＲＢ方向に止まるまで回転させると、揺動ピン１１と駆動ピン２３の距離Ｌが最大に開き、揺動ピン１１と駆動ピン２３の位置関係により、各クランプアーム３１が外側に揺動して開く。従って、保持孔３２の大きさが最大になる。

また、駆動モータ４により回転プレート２０を、図５に示すように、矢印ＲＡ方向に回転させると、揺動ピン１１と駆動ピン２３の距離Ｌが縮まり、揺動ピン１１と駆動ピン２３の位置関係により、各クランプアーム３１が内側に揺動して、保持孔３２が縮小する。

従って、保持孔３２を縮小させるようにクランプアーム３１を揺動させることにより、挿通孔２に挿通した棒状のワークを、各クランプアーム３１によって挟んで保持することができる。

この際、図５（ａ），（ｂ）に示すように、棒状のワークＷの外周の断面形状によらず、即ち、例えばワークが円形パイプ（あるいは円柱体）であっても角パイプ（あるいは角柱体）であっても、また、軸線周りの回転姿勢によらず、複数のクランプアーム３１の内側縁３１ｆでワークＷを安定して保持することができる。

つまり、クランプアーム３１の内側縁３１ｆの長さの範囲でワークＷに対する接触箇所を連続して自由に変えることができるので、結果的に、ワークＷの断面形状に左右されずに、また、ワークＷの回転姿勢によらずに、ワークＷを安定的に支持することができる。また、ワークＷの断面サイズに合わせてクランプアーム３１を動かすことで、断面サイズによらずにワークＷを安定してクランプすることができる。

また、この実施形態のクランプ装置では、回転プレート２０を回転させることにより、回転プレート２０に設けられた駆動ピン２３と固定プレート１０に設けられた揺動ピン１１の位置関係を変化させることができ、これにより、駆動ピン２３とカム孔３７の作用によって、各クランプアーム３１を連動して内方の閉側または外方の開側に揺動させることができる。

従って、回転プレート２０を正逆回転させるだけで、ワークＷの保持と保持解放を容易に行うことができる。

また、回転プレート２０に形成した円弧溝２１に固定プレート１０に設けた揺動ピン１１を貫通させることにより、揺動ピン１１をガイドにして回転プレート２０を、挿通孔２の中心軸線Ｎを中心に回転可能に支持している。従って、回転支持構造を簡略化することができる。また、固定プレート１０と回転プレート２０とクランプアーム３１によるアーム群３０の３段重ねの構造により、コンパクトなクランプ装置を作ることができる。

また、このクランプ装置では、３つ以上のクランプアーム３１の組み合わせによって、ワークを保持する多角形の保持孔３２を作るようにしているので、棒状のワークＷの外周の断面形状によらず、また、軸線周りの回転姿勢によらず、ワークＷを安定して保持することができる。

特に、クランプアーム３１の個数を上記実施形態のように１０枚程度に増やせば、クランプアーム３１の組み合わせによって形成する多角形の保持孔３２を円形に近づけることができるので、外周の断面形状によらず、安定したクランプ性能を発揮することができる。

また、クランプアーム３１の内側縁３１ｆを凹曲線状としたことにとり、クランプアームの組み合わせによって形成する多角形の保持孔３２をより円形に近づけることができるので、外周の断面形状によらず、より安定したクランプ性能を発揮することができる。

また、上記実施形態のクランプ装置では、各クランプアーム３１の凹曲線状の保持部３１ｆの曲率を、挿通孔２の孔縁の曲率と同等以上に設定しているので、挿通孔２に近いサイズのワークに対しても、安定したクランプ性能を発揮することができる。

なお、クランプアームの使用枚数は、３枚以上で多い方が理想的であるが、２枚だけにすることも可能である。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について簡単に説明する。

図６〜図８は、クランプアームの使用枚数を２枚にした場合の本発明の第２実施形態のクランプ装置を示している。図６はそのクランプ装置の構成図であり、クランプアームを最大開位置に操作したときの状態を、一部の部品のみを図示して残りの部品を図示省略して示す正面図である。また、図７は第２実施形態のクランプ装置により四角パイプをクランプしたときの状態を示す正面図、図８は図７に示す状態から四角パイプが回転した後でも回転する前と同様に安定してクランプすることができることを示す図である。

図６に示すように、このクランプ装置では、クランプアーム１３１が２つだけ、挿通孔１０２の中心部（中心軸線）を挟んで対向配置されている。

各クランプアーム１３１は、基端１３１ｄから先端１３１ｅに向かって一定方向に湾曲（組み立てた時に挿通孔１０２の中心軸線に向いた方向に湾曲）したもので、基端側板部１３１ａに、揺動ピン１１１が嵌まる円孔１３６と、駆動ピン１２３が嵌まるカム孔１３７とが形成されている。カム孔１３７は、直線的な長溝（長孔）として形成されており、円孔１３６は、カム孔１３７の延長線上に配置されている。

基端側板部１３１ａの先端側には先端側板部１３１ｂが連設されている。そして、クランプアーム１３１の先端１３１ｅ側から円孔１３６と揺動ピン１１１により揺動自在に支持される基端１３１ｄ側へ向けてなだらかに延在する内側縁１３１ｆが、ワークに対して保持力を及ぼす保持部（内側縁と同符号１３１ｆを付す）とされている。

この保持部１３１ｆとされた各クランプアーム１３１の内側縁１３１ｆは、挿通孔１０２の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲線状に形成されている。しかも、各クランプアーム１３１の凹曲線状の保持部１３１ｆの曲率は、挿通孔１０２の孔縁（図示しないベース基板の中央孔や固定プレートの円形孔や回転プレート１２０の円形孔１２２の孔縁）の曲率と同等以上に設定されている。

駆動ピン１２３は、外周の一部にギヤ１２４を有する回転プレート１２０に突設されている。回転プレート１２０には、図示しない固定プレートに突設された揺動ピン１１１が摺動自在に係合する円弧溝１２１が形成されている。駆動ピン１２３、揺動ピン１１１、円弧溝１２１は、上記第１実施形態と個数が違うだけで同様の条件で設けられている。また、図６に示した要素以外に、固定プレート、ベース基板、モータ等が第１実施形態と同様に備わっている。

なお、この第２実施形態の場合、２組の円弧溝１２１と揺動ピン１１１の組み合わせだけで、回転プレート１２０を挿通孔１０２の中心軸線を中心に回転自在に支持することは難しいので、回転プレート１２０を回転自在に支持する構造は別途設けられているものとする。

次に、第２実施形態のクランプ装置の作用を説明する。

このクランプ装置の場合も、回転プレート１２０を図６中の矢印ＲＢ方向に回転させると、駆動ピン１２３と揺動ピン１１１の距離Ｌが開くので、クランプアーム１３１を外側に揺動させて、２つのクランプアーム１３１の保持部１３１ｆ間の保持スペース１３２を拡大することができる。

また、反対に、回転プレート１２０を図６中の矢印ＲＡ方向に回転させると、図７に示すように、駆動ピン１２３と揺動ピン１１１の距離Ｌが縮まるので、クランプアーム１３１を内側に揺動させて、２つのクランプアーム１３１の保持部１３１ｆ間の保持スペース１３２を縮小することができ、ワークＷを２つのクランプアーム１３１の保持部１３１ｆで挟んで保持することができる。

この際、２つのクランプアーム１３１の内側縁（保持部）１３１ｆが凹曲線状に形成されていることにより、安定してワークＷを保持することができる。つまり、棒状のワークＷの外周の断面形状が円形であろうと多角形であろうと、また、図８に示すように姿勢が回転していようと、凹曲線状に形成されたクランプアーム１３１の内側縁１３１ｆによりワークＷを安定して保持することができる。つまり、クランプアーム１３１の内側縁１３１ｆの長さの範囲でワークＷに対する接触箇所Ｐを連続して自由に変えることができるので、結果的に、ワークＷの断面形状に左右されずに、また、ワークWの回転姿勢によらずに、ワークＷを安定的に支持することができる。また、ワークWの断面サイズに合わせてクランプアーム１３１を動かすことで、断面サイズによらずにワークWを安定してクランプすることができる。

特に、各クランプアーム１３１の凹曲線状の保持部１３１ｆの曲率が、挿通孔１０２の孔縁の曲率と同等以上に設定されているので、挿通孔１０２に近いサイズのワークWに対しても、安定したクランプ性能を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について簡単に説明する。

図９は本発明の第３実施形態のクランプ装置の正面図、図１０は同クランプ装置の要部の拡大図である。

図９と図１０に示すように、このクランプ装置は、具体的には、ベース基板２０１と、ベース基板２０１の上に複数のローラ２１０を介して回転可能に配置された環状の回転プレート２２０と、回転プレート２２０の上に配置された複数枚（９枚）の板状のクランプアーム２３１よりなるアーム群２３０と、回転プレート２２０を回転駆動するためのサーボモータ（駆動モータ）２０４等から構成されている。

回転プレート２２０の外周の一部にはギヤ２２４が形成されている。このギヤ２２４には、ベース基板２０１に固定されたサーボモータ２０４の回転軸２０４ａに取り付けたウォームギヤ（ギヤ）２０５が中間ギヤ２０６を介して噛み合っており、このサーボモータ２０４の回転によって、回転プレート２２０を回転駆動することができるようになっている。

各クランプアーム２３１の先端２３１ｅ側から揺動自在に支持された基端２３１ｄ側へ向けてなだらかに延在する内側縁２３１ｆが、ワークに対して保持力を及ぼす保持部とされている。また、各クランプアーム２３１は、揺動ピン２１１が嵌まる円孔２３６と、駆動ピン２２３が嵌まるカム孔２３７とが形成されている。カム孔２３７は、直線的な長溝（長孔）として形成されており、円孔２３６は、カム孔２３７の延長線上に配置されている。

駆動ピン２２３は、外周の一部にギヤ２２４を有する回転プレート２２０に突設されている。回転プレート２２０には、図示しない固定プレートに突設された揺動ピン２１１が摺動自在に係合する円弧溝２２１が形成されている。駆動ピン２２３、揺動ピン２１１、円弧溝２２１は、上記第１実施形態と個数が違うだけで同様の条件で設けられている。

次に、第３実施形態のクランプ装置の作用を説明する。

このクランプ装置の場合も、回転プレート２２０を正、逆回転させて、複数のクランプアーム２３１の保持部２３１ｆ間の保持スペース２３２を拡大、縮小することで、ワークＷを複数のクランプアーム２３１の保持部２３１ｆで挟んで保持することができる。

この際、クランプアーム２３１の保持部としての内側縁２３１ｆの長さの範囲でワークＷに対する接触箇所を連続して自由に変えることができるので、結果的に、ワークWの断面形状に左右されずに、また、ワークWの回転姿勢によらずに、ワークＷを安定的に支持することができる。また、ワークの断面サイズに合わせてクランプアーム２３１を動かすことで、断面サイズによらずにワークWを安定してクランプすることができる。

また、駆動モータとしてサーボモータ２０４を使用し、ウォームギヤ２０５特有のセルフロック性能を使うことで、回転プレート２２０を任意の位置に位置決めできる。また、内側から外力が加わってもその場の位置が保持できる。さらに、ウォームギヤ２０５自体の減速比が大きいため、駆動させるサーボモータ２０４の容量を小さくできる。

なお、前記各実施形態においては、固定プレートを回転止めし、回転プレートを回転させる場合を説明したが、固定プレートを回転させ、回転プレートを固定してもよい。要は、固定プレートと回転プレートとを相対回転させればクランプアームの開閉操作を行うことができる。

さらに、前記各実施形態のクランプ装置を水平方向に近接、離反自在に左右一対設ければ、長短の長さの異なる棒状のワークでも水平状態に挟んで確実に保持することができる。

２，１０２，２０２ 挿通孔
４ 駆動モータ
２０４ サーボモータ（駆動モータ）
４ａ，２０４ａ 回転軸
５ ピニオン（ギヤ）
２０５ ウォームギヤ（ギヤ）
２０６ 中間ギヤ
１０ 固定プレート
１１，１１１，２１１ 揺動ピン
２０，１２０，１２０ 回転プレート
２１，１２１，２２１ 円弧溝
２３，１２３，２２３ 駆動ピン
２４，１２４，２２４ ギヤ
３１，１３１，２３１ クランプアーム
３１ｅ，１３１ｅ，２３１ｅ 先端
３１ｄ，１３１ｄ，２３１ｄ 基端
３１ｆ，１３１ｆ，２３１ｆ 内側縁（保持部）
３２，１３２，２３２ 保持孔
３６，１３６，２３６ 円孔
３７，１３７，２３７ カム孔
Ｎ 中心軸線（中央部）
Ｗ 棒状のワーク

Claims (8)

1. 中央部に棒状のワークを挿通可能な挿通孔を有し、前記挿通孔に棒状のワークを挿通した状態で、前記挿通孔の中心部を囲むように前記挿通孔の周囲に配した複数のクランプアームを、前記挿通孔の中心部に向けて揺動変位させることで、前記複数のクランプアームによって棒状のワークを挟んで保持する棒状のワークのクランプ装置において、
   前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けてなだらかに延在する内側縁が、前記ワークに対して保持力を及ぼす保持部とされていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
2. 請求項１に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記挿通孔を有し、該挿通孔の周囲の板面に複数の揺動ピンが周方向に間隔をおいて突設された環状の固定プレートと、
   前記挿通孔の中心部を中心に回転可能に支持され、板面に前記揺動ピンと同数の駆動ピンが各揺動ピンに対し同じ位置関係を保って突設された環状の回転プレートと、
   基端部に前記揺動ピンが嵌まる円孔と前記駆動ピンが嵌まるカム孔とを有する板状体よりなる前記複数のクランプアームと、を有し、
   前記揺動ピンに前記円孔が嵌まることで、前記各クランプアームが、前記揺動ピンを支点にして揺動自在に支持され、
   前記駆動ピンが前記カム孔に摺動自在に嵌まることで、前記回転プレートの回転による前記揺動ピンに対する前記駆動ピンの位置変化により、前記各クランプアームの先端側を内方の閉側と外方の開側に揺動する駆動機構が構成されていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
3. 請求項２に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記固定プレートの上に前記回転プレートが配置され、
   前記回転プレートの上に前記クランプアームが、相互に揺動可能となる重なり関係を保った状態で配置され、
   前記回転プレートの周方向に沿って形成された円弧溝に、前記揺動ピンが摺動可能に通された上で、各揺動ピンが各クランプアームの円孔に嵌まることで、前記回転プレートが、前記挿通孔の中心部を中心にして回転可能に支持されており、
   前記回転プレートの外周に形成されたギヤに駆動モータの回転軸に設けたギヤが噛み合うことで、前記駆動モータにより前記回転プレートが回転駆動可能とされていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   各クランプアームを閉位置に操作したときに各クランプアームの内側縁によって形成される保持孔が多角形となるように、前記クランプアームが３つ以上、円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
5. 請求項４に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記保持部とされた、前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けて延在する内側縁が、前記挿通孔の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲線状に形成されていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記クランプアームが２つ、前記挿通孔の中心部を挟んで対向配置されており、
   前記保持部とされた、前記各クランプアームの先端側から揺動自在に支持された基端側へ向けて延在する内側縁が、前記挿通孔の軸線方向から見て径方向外側へ向けて凹んだ凹曲線状に形成されていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
7. 請求項５または６に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記各クランプアームの凹曲線状の保持部の曲率が、前記挿通孔の孔縁の曲率と同等以上に設定されていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。
8. 請求項３に記載の棒状のワークのクランプ装置であって、
   前記駆動モータとしてサーボモータを用い、前記回転プレートの外周に形成されたギヤに前記サーボモータの回転軸に設けたウォームギヤが中間ギヤを介して噛み合うことで、前記サーボモータにより前記回転プレートが回転駆動可能とされていることを特徴とする棒状のワークのクランプ装置。

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