JP2719875B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加工物を把持し、該
被加工物に洗浄、塗装等の所定の処理を行うためのクラ
ンプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、被加工物を把持し、この被加工物に
洗浄、塗装等の所定の処理を行うためのクランプ装置と
しては、例えば、実公昭５７−５５０３２号公報に開示
されている被加工物搬送装置に用いられているクランプ
装置がある。このクランプ装置の概略を説明する。

【０００３】このクランプ装置は、洗浄、塗装等の加工
処理を行う各加工ステーションの間を鉛直面内で回動す
る環状板部材を設け、この環状板部材の外周面に四か
所、等角度で切欠きを形成し、この切欠きの天井部（回
動中心側）にワークストッパを配設し、この切欠きを囲
繞する略コ字状枠体を前記環状板部材の回動中心方向に
摺動可能に装着し、該コ字状枠体を前記環状板部材の回
動中心方向に常時弾発付勢し、該コ字状枠体の両足杆の
端部に位置決めピンを有する被加工物載置部材を設ける
と共に、このコ字状枠体の横桁部に、コ字状枠体を下降
させてクランプを解除するカムローラが係合するカム溝
を設け、さらに、前記被加工物載置部材の間に形成され
ている空隙部下方に被加工物を載置するキャリーバーを
上昇、前進、下降及び後退動作可能に配設したものであ
る。

【０００４】そして、加工処理を行う場合には、まず、
カム溝に係合するカムローラを下降させて被加工物載置
部材とワークストッパとの間を広くとり、キャリーバー
に載置してきた被加工物を被加工物載置部材に載せ、位
置決めピンによって位置決めをし、次に、カムローラを
上昇させてコ字状枠体の下方への押圧力を解除させれ
ば、被加工物はワークストッパと被加工物載置部材との
間に挟持されて固定されるようになるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
において、被加工物を載置して位置決めし挟持して固定
するクランプ装置を、環状板部材に四か所形成した切欠
きを囲繞するようにして設けた摺動可能なコ字状枠体
と、コ字状枠体の横桁部に設けられコ字状枠体を押圧す
るカムローラが係合するカム溝等によって形成したの
で、クランプ装置の構造が複雑になり、また、メンテナ
ンス作業が相当に困難となって製作費が高くなるという
問題があった。

【０００６】さらに、被加工物を把持した状態で被加工
物の姿勢を変更させることができないという問題もあっ
た。このように被加工物の姿勢を変更させることができ
ないと、例えば、被加工物を洗浄する場合には、被加工
物を数箇所に移送し、個々の場所に所定の目的を持たせ
て配設した多数の洗浄ノズルより洗浄液を噴出させて被
加工物の洗浄を行なわなければならず、洗浄室の内部が
複雑になりメンテナンス作業が困難になると共に洗浄室
の製作費が高くなる問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、極めて簡単な構造で、しかも被加工
物を把持した状態で、被加工物の姿勢を容易に変更する
ことができ、かつ、メンテナンス作業を簡単にして製作
費を低減させたクランプ装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、クランプ装置本体の本体フレ
ームに回転フレームを回転自在に設け、該回転フレーム
の一方側及び他方側に一対のクランプユニットを各々配
設し、該個々のクランプユニットは、前記回転フレーム
に固着支持され内周部に螺旋状に倣い溝を形成した外殻
と、該外殻の内部に該外殻の上部円形部の軸線と同軸に
嵌合させた摺動自在の摺動軸と、該摺動軸に設けられ前
記倣い溝に回転自在に係合したガイド部材と、前記外殻
の上部円形部より突出した前記摺動軸の頂部に装着した
被加工物を押えるクランプ部材と、前記摺動軸を基端部
側に常時付勢する弾発付勢手段とから成り、前記クラン
プユニットの前記外殻の下部に前記クランプ部材と協働
して前記被加工物を保持する被加工物受けを固着すると
共に、前記摺動軸の基端部を該摺動軸の頂部側に押圧す
る押圧手段を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明は、以上説明したように、本体フレーム
に回転自在に設けた回転フレームに、内周部に螺旋状に
倣い溝を形成した外殻と、外殻の内部に嵌合させた摺動
軸と、摺動軸に設けられ倣い溝に回転自在に係合したガ
イド部材と、被加工物を押えるクランプ部材と、摺動軸
を付勢する弾発付勢手段とからなるクランプユニットを
取付け、また、このクランプユニットの前記外殻の下部
に前記被加工物を保持する被加工物受けを固着させ、さ
らに、摺動軸の基端部を摺動軸の頂部側に押圧する押圧
手段を設けて、被加工物をクランプする際は、押圧手段
を作動させてクランプユニットの摺動軸の基端部を押圧
させて、摺動軸を弾発付勢手段に抗して押上げる。

【００１０】このとき、摺動軸に装着し倣い溝に係合し
たガイド部材を倣い溝に沿って上方に移動させて、摺動
軸を回転させると共に、クランプ部材をも旋回させて押
上げ、クランプ部材をアンクランプの状態にさせる。こ
のアンクランプの状態にて、被加工物受けに被加工物を
上方または横方向から載置させ、その後押圧手段を前と
は逆の方向に作動させて、被加工物を被加工物受けとク
ランプ部材とで挟持してクランプ状態にさせる。このク
ランプ状態で被加工物を洗浄槽に入れて洗浄する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図６に基
づいて説明する。図において、１は洗浄装置に用いられ
たクランプ装置本体である。クランプ装置本体１には本
体フレーム２が設けられている（特に図３参照）。本体
フレーム２は、図２に示すように、回転板Ｓ２にブラケ
ット２′を介して固着支持されている。前記回転板Ｓ２
は洗浄室の側壁Ｓに、図示しないベアリングに回転自在
に支持された回転駆動軸Ｓ１に固着されている。

【００１２】また、図３に示すように、本体フレーム２
には回転フレーム３が回転自在に設けられており、回転
フレーム３の回転中心には回転軸４が固着している。回
転軸４は本体フレーム２に装着したベアリング５に回転
自在に嵌合している。

【００１３】さらに、図３に示すように、回転フレーム
３の一方側及び他方側には、各々一対のクランプユニッ
ト６が配設されている。これら２組の、一対のクランプ
ユニット６は同一の構成であるので、一方側で（図３に
おいては右側）、かつ、一対のクランプユニット６の個
々のクランプユニット６を例にとり、主に図４及び図６
に基づいて説明する。

【００１４】すなわち、図４及び図６において、回転フ
レーム３にはクランプユニット６の外殻７が固着支持さ
れている。外殻７の上部円形部７′の内周部には一対の
倣い溝８が螺旋状に対向して上部円形部７′に対して同
軸状に穿設されている。なお、この実施例では、一対の
倣い溝８の始点と終点が各々９０度回転した位置となる
ように形成されている。

【００１５】外殻７の内部には摺動自在に摺動軸９が嵌
合している。摺動軸９は、軸線が外殻７の上部円形部
７′の軸線と同軸になるように配設されている。摺動軸
８には第一段差部９′及び第二段差部９″が形成されて
おり、これによって摺動軸９は基端大径部９ａ、中径部
９ｂ及び頂部小径捩子部９ｃとから概略構成される。

【００１６】外殻７の適所にはブッシュ１０，１１が内
装されている。ブッシュ１０には摺動軸９の基端大径部
９ａが下方に突出して摺動自在に嵌合し、ブッシュ１１
には摺動軸９の中径部９ｂが摺動自在に嵌合している。
摺動軸９の頂部小径捩子部９ｃはブッシュ１１より上方
に突出している。また、摺動軸９の頂部小径捩子部９ｃ
にはクランプ部材であるクランプアーム１２の基端部が
装着されている。クランプアーム１２の基端部は摺動軸
９の頂部小径捩子部９ｃに螺合したナット１３により第
二段差部９″に押圧されている。また、クランプアーム
１２の先端部にはクランパ１４が装着されている（図１
参照）。

【００１７】外殻７内に設けた摺動軸９の第一段差部
９′とスプリング留め１６との間には弾発付勢手段であ
るスプリング１５が介装されている。スプリング１５は
摺動軸９の第一段差部９′を常時摺動軸９の基端部側、
すなわち、図４において、下側に弾発付勢している。し
たがって、摺動軸９は常時スプリング１５により基端部
側に弾発付勢されていると共に、クランプアーム１２が
外殻７の上端部、すなわち、後述する押え金具２２に係
合している。

【００１８】また、摺動軸９の中径部９ｂの適所には、
図５に示すように、中径部９ｂの中心部を貫通したロー
ラ支持軸１７が設けられている。ローラ支持軸１７の両
端には外殻７の上部円形部７′の内周部に穿設した一対
の倣い溝８に係合したガイド部材である一対のガイドロ
ーラ１８が装着されている。このガイドローラ１８はブ
ッシュ１９を介してナット２０により回転自在にローラ
支持軸１７に装着されている。

【００１９】なお、この実施例では一対の倣い溝８に一
対のガイドローラ１８を係合させるように構成したが、
これに限定されるものではない。一つのガイドローラ１
８を係合させるように構成してもよい。また、外殻７の
上部円形部７′にはカバー２１が取付けられており、こ
のカバー２１及びブッシュ１１は押え金具２２によって
外殻７に固定されている。

【００２０】したがって、クランプユニット６は、回転
フレーム３に固着支持され、内周部に螺旋状の倣い溝８
を備えた外殻７と、外殻７に摺動自在に嵌合した摺動軸
９と、摺動軸９に装着し倣い溝８に係合したガイドロー
ラ１８と、摺動軸９の頂部に装着し、先端部にクランパ
１４を備えたクランプアーム１２と、摺動軸９を基端部
側に常時付勢するスプリング１５とにより概略構成され
ている。

【００２１】また、図２及び図６に示すように、一対の
クランプユニット６の摺動軸９は同期シャフト２３によ
って連結されている。すなわち、図４に示すように、同
期シャフト２３は、一対のクランプユニット６の摺動軸
９の基端大径部９ａの下端に固着したスラストワッシャ
２４に対し僅かに隙間を持って、スラストワッシャ２４
及び摺動軸９の基端大径部９ａの下端にボルト２５を螺
合させることにより取付けられている。なお、符号２６
はブッシュであり、符号２７はワッシャである。

【００２２】一対のクランプユニット６の外殻７の下部
には上方部のクランプアーム１２と対向した被加工物受
け２８が各々固着されている。この被加工物受け２８は
クランプアーム１２と協働して被加工物Ｗを保持するも
のである。そして、一対の被加工物受け２８の少なくと
もいずれか一方には位置決めピン２９が装着されている
（図１参照）。なお、クランプアーム１２と被加工物受
け２８は被加工物Ｗの種類により適宜形成される。

【００２３】図１及び図３に示すように、回転フレーム
３の一方側の回転軸４には連結金具３０が固着されてい
る。そして、洗浄時には、この連結金具３０に形成され
た連結溝３０′に洗浄室の側壁Ｓに配置された位置決め
ガイドレールＳ４を係合させ、図示しない回転駆動手段
によって、連結金具３０及び回転フレーム３を回転さ
せ、被加工物Ｗを回転させる。

【００２４】なお、位置決めガイドレールＳ４は、洗浄
室の側壁Ｓ１に回転駆動軸Ｓを円中心として円形状に配
設したガイドレール（図示省略）の途中に、ガイドレー
ルの一部を成して、洗浄室の所定の処理ステーションに
設けられている。この位置決めガイドレールＳ４は、処
理ステーションに独立して処理ステーションの数だけ同
一円周上に設けられている。

【００２５】図２に示すように、洗浄室の洗浄槽Ｓ３の
適所には、２組の一対のクランプユニット６の摺動軸９
の基端部、すなわち、基端大径部９ａに取付けた同期シ
ャフト２３を押圧する押圧手段である押圧ユニット３１
が設けられている。すなわち、洗浄室の洗浄槽Ｓ３の上
部には一対のブラケット３３が固着しており、一対のブ
ラケット３３にはヒンジピン３４により一対の押圧アー
ム３２が回動可能に支持されている。

【００２６】一対の押圧アーム３２の先端部には各々押
圧ローラ３５がヒンジピン３６により回転自在に装着さ
れている。押圧ローラ３５は２組の一対のクランプユニ
ット６の摺動軸９の基端大径部９ａに各々取付けた同期
シャフト２３を押圧するものである。

【００２７】また、図２に示すように、洗浄室の洗浄槽
Ｓ３の下部にはブラケット４０が固着しており、このブ
ラケット４０に押圧シリンダ３８が支持されている。押
圧シリンダ３８は、下部に設けたクレビス３９をブラケ
ット４０に係合させてヒンジピン４１により止めること
により回転自在に連結支持されている。

【００２８】また、押圧シリンダ３８のピストンロッド
３８′の先端部はナックル４２が設けられており、この
ナックル４２と前記押圧アーム３２の後端部とは同期軸
３７により回転自在に連結している。したがって、押圧
シリンダ３８のピストンロッド３８′が伸縮することに
より一対の押圧アーム３２は回動し、一対の押圧アーム
３２の先端部の押圧ローラ３５が摺動軸９に取付けた同
期シャフト２３に当接離間する（図１及び図２参照）。

【００２９】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
図１乃至図３に示すようにクランプ装置本体１は元位置
にあり、回転フレーム３は、連結金具３０の連結溝３
０′が位置決めガイドレールＳ４と係合して、所定位置
に位置決めされている。

【００３０】この状態において、押圧シリンダ３８が作
動してピストンロッド３８′が短縮すると、一対の押圧
アーム３２は回動し、押圧アーム３２の先端部に装着し
た押圧ローラ３５が２組の一対のクランプユニット６の
摺動軸９の基端大径部９ａに各々設けた同期シャフト２
３に当接し、同期シャフト２３の下端部を仮想線で示す
位置まで同期して押上げる（図２参照）。

【００３１】同期シャフト２３が押上げられると、同期
シャフト２３は、摺動軸９の基端大径部９ａの下端に固
着したスラストワッシャ２４にまでスライドして当接
し、摺動軸９をスプリング１５の弾発力に抗して同期し
て押上げる。

【００３２】摺動軸９が押上げられる際、摺動軸９の中
径部９ｂの適所に装着した一対のガイドローラ１８は、
外殻７の上部円形部７′に螺旋状に穿設した一対の倣い
溝８に沿って、図４に示す仮想線の位置１８′まで、す
なわち、９０度回転した位置まで押上げられる。したが
って、２組の一対のクランプユニット６の摺動軸９は同
期して回転しながら上昇し９０度回転する。

【００３３】このようにして、摺動軸９が上昇しながら
９０度回転すると、これに伴って摺動軸９の頂部に装着
したクランプアーム１２も旋回しながら上昇し、９０度
回転し、クランパ１４は開き、クランプ装置本体１はア
ンクランプの状態になる。

【００３４】クランプ装置本体１がアンクランプの状態
になると、図示しない、搬出入装置により被加工物Ｗが
被加工物受け２８に載置され、位置決めピン２９により
所定位置に位置決めされる。この場合、被加工物Ｗは上
方からでも横方向からでも載置することができる。

【００３５】被加工物Ｗが載置され位置決めされると、
押圧シリンダ３８が作動し、押圧シリンダ３８のピスト
ンロッド３８′が伸長して、一対の押圧アーム３２を逆
回転させ、一対の押圧アーム３２に装着した押圧ローラ
３５の同期シャフト２３への押圧を解除する。

【００３６】同期シャフト２３への押圧が解除される
と、摺動軸９はスプリング１５の弾発力により押下げら
れ、一対のガイドローラ１８も一対の倣い溝８に沿って
押下げられるので、２組の一対のクランプユニット６の
摺動軸９は同期して今度は反転しながら下降し、クラン
プアーム１２のクランパ１４と被加工物受け２８とによ
り被加工物Ｗを堅固にクランプする。すなわち、被加工
物Ｗはクランプ装置本体１の回転フレーム３に載置さ
れ、保持されることになる。

【００３７】被加工物Ｗが載置され保持されると、図示
しない回転駆動手段により回転駆動軸Ｓ１（図２）が回
転し、クランプ装置本体１は図示しないガイドレールに
沿って洗浄室の所定の処理ステーションへ案内される。

【００３８】クランプ装置本体１が案内されると、回転
フレーム３の連結金具３０の連結溝３０′は処理ステー
ションの洗浄室の側壁Ｓに設けた位置決めガイドレール
Ｓ４に係合して回転駆動手段（図示省略）により回転さ
れる。すなわち、被加工物Ｗは回転フレーム３に保持さ
れた状態で、回転しながら洗浄される。

【００３９】被加工物Ｗの全ての処理が終了すると、被
加工物Ｗは再び元位置に案内される。即ち、連結金具３
０の連結溝３０′が元位置の位置決めガイドレールＳ４
と係合することにより回転フレーム３及び被加工物Ｗは
所定位置に位置決めされる。

【００４０】被加工物Ｗが元位置に案内されて位置決め
されると、被加工物Ｗは前記した手段によりアンクラン
プされ、図示しない搬出入装置により、被加工物受け２
８から搬出され、１サイクルは終了する。

【００４１】このように回転フレーム３の連結金具３０
の連結溝３０′が位置決めガイドレールＳ４と係合して
所定位置に位置決めされるので、クランプ装置本体１に
は回転フレーム３を位置決めする手段を設ける必要がな
い。

【００４２】また、連結金具１９の連結溝１９′に係合
した位置決めガイドレールＳ４に駆動手段を接続させて
被加工物が回転するようにしてあることにより、クラン
プ装置本体１に被加工物Ｗの回転手段を設けなくてもよ
くなる。

【００４３】以上本発明のクランプ装置を洗浄装置に適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではない。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したようにクランプ
部材をクランプ装置本体と別体の押圧手段によって作動
するように構成したので、クランプ装置本体にクランプ
部材を作動するための特別な駆動源を必要とせず、クラ
ンプ装置本体の構造を簡単なものにすることができ、軽
量化を実現することができる。これにより、クランプ装
置本体のメンテナンス作業が容易になり、製作費を低減
させることができる。

【００４５】また、回転フレームを本体フレームに回動
自在に設けたので、被加工物を把持した状態で被加工物
の姿勢を変更させることができ、従来のように洗浄室内
に多数のノズルを配設する必要がなくなり、洗浄室の内
部が簡素なものとなり、洗浄室内のメンテナンス作業が
容易になると共に洗浄室の製作費をも低減させることが
できる。

【００４６】また、被加工物を被加工物受けに載置する
際、押圧手段によって摺動軸の基端部を押圧すれば、摺
動軸は回転しながら押上げられて、クランプ部材が被加
工物受けに対向しない位置まで旋回してアンクランプの
状態になるので、この状態で被加工物受けに被加工物を
載置すれば、形状の大きい被加工物もクランプ部材に干
渉させることなく載置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】図１のものの右側面図である。

【図３】図１のものの平面図である。

【図４】図３のもののＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】図４の回転フレームを除いたもののＢ−Ｂ線に
沿う断面図である。

【図６】図１のもののクランプユニットと回転フレーム
の取付状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ クランプ装置本体 ２ 本体フレーム ３ 回転フレーム ６ クランプユニット ７ 外殻 ８ 倣い溝 ９ 摺動軸 １２ クランプアーム １５ スプリング １８ ガイドローラ ３１ 押圧ユニット Ｗ 被加工物

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ装置本体の本体フレームに回転
   フレームを回転自在に設け、該回転フレームの一方側及
   び他方側に一対のクランプユニットを各々配設し、該個
   々のクランプユニットは、前記回転フレームに固着支持
   され内周部に螺旋状に倣い溝を形成した外殻と、該外殻
   の内部に該外殻の上部円形部の軸線と同軸に嵌合させた
   摺動自在の摺動軸と、該摺動軸に設けられ前記倣い溝に
   回転自在に係合したガイド部材と、前記外殻の上部円形
   部より突出した前記摺動軸の頂部に装着した被加工物を
   押えるクランプ部材と、前記摺動軸を基端部側に常時付
   勢する弾発付勢手段とから成り、前記クランプユニットの前記外殻の下部に前記クランプ
   部材と協働して 前記被加工物を保持する被加工物受けを
   固着すると共に、前記摺動軸の基端部を該摺動軸の頂部
   側に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とするクラン
   プ装置。