JP5821134B2 - クランプ装置 - Google Patents

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、成形されたフレームを重ね合わせた状態でクランプ装置によってクランプを行い、前記フレーム同士を溶接する組立工程が行われている。

このようなクランプ装置としては、特許文献１に開示されているように、左右に一対で設けられたクランプアームを備え、該クランプアームがピンを介してそれぞれ回動自在に設けられると共に、前記クランプアームの端部を駆動部に接続されたベースを介して軸支することにより、該クランプアームの先端部を開閉動作させる。これにより、一対のクランプアームの先端部によってフレーム等のワークが左右から把持される。

特許第４９５０１２３号公報

しかしながら、上述したクランプ装置では、クランプアームによってワークをクランプし始めたクランプ初期状態から該ワークが完全にクランプされたクランプ状態までの間において、クランプ力が徐々に大きくなるように変化するため、前記ワークに対するクランプ力が安定しないという問題がある。そのため、ワークをクランプし始めた状態から完全にクランプするまでの間の全域にわたって、安定したクランプ力で前記ワークを把持したいという要請がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で、ワークのクランプ開始からクランプ完了するまでの間の全域にわたって、略一定のクランプ力で前記ワークを安定的にクランプすることができ、しかも、装置の小型化を図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。

前記の目的を達成するために、本発明は、一組のクランプアームを回動させることで、一方のクランプアームと他方のクランプアームとの間にワークをクランプするクランプ装置において、
ボディと、
前記ボディに設けられ、軸方向に沿って変位する変位体を有した駆動部と、
前記ボディに対して回動自在に支持され、互いに対向するように配置された一組のクランプアームと、
前記変位体の端部と前記クランプアームの端部とを接続する伝達レバーを有し、該駆動部の軸方向に沿った駆動力を前記伝達レバーを介して前記クランプアームへと伝達し、該クランプアームを回動させる駆動力伝達機構と、
を備え、
前記伝達レバーは、前記ボディに対して回動自在に支持され、該伝達レバーの一端部が前記変位体に接続され、他端部が前記クランプアームに接続されると共に、前記ボディに対する支持部位から一端部までの長手方向に沿った距離が、前記支持部位から他端部までの長手方向に沿った距離に対して長く設定されることを特徴とする。

本発明によれば、クランプ装置を構成する駆動力伝達機構において、駆動部における変位体の端部とクランプアームの端部とを接続し、ボディに対して回動自在に支持された伝達レバーを備え、該伝達レバーの一端部からボディへの支持部位までの長手方向に沿った距離を、前記支持部位から前記クランプアームに接続された他端部までの長手方向に沿った距離に対して長く設定している。

そして、駆動部の駆動作用下に変位体が変位することで、駆動力が伝達レバーを介してクランプアームの端部へと伝達され、該クランプアームが回動することでワークをクランプする際に、前記伝達レバーは支持部位に対する一端部側の長さが他端部側の長さに対して長いため、長さ比の分だけ前記駆動力が増力されてクランプアームへと伝達される。

従って、駆動部で出力される駆動力が小さくても伝達レバーで増力することで所望のクランプ力でワークをクランプすることが可能となり、駆動部の小型化が可能となることで、クランプ装置の小型化を図ることができる。

また、駆動力伝達機構の伝達レバーによって駆動部の駆動力をクランプアームの端部へと伝達することで該端部を一定の押圧力で押圧できるため、一組のクランプアームによってワークをクランプし始めた状態から完全にクランプするまでの間の全域にわたって、一定の回動力で回動させることが可能となる。その結果、ワークに対する一組のクランプアームのクランプ力を、そのクランプ開始時からクランプ完了までの全域にわたって一定とし、安定した前記ワークのクランプを行うことが可能となる。

さらに、クランプアームは、ボディに対して支軸を介して回動自在に設けられ、把持部の把持面に沿った方向において、伝達レバーの接続される一端部から前記支軸までの距離を、ワークを把持する前記把持部から前記支軸までの距離に対して長く設定するとよい。

さらにまた、駆動部は、圧力流体の供給される第１及び第２のポートを有し、内部に変位体が変位自在に設けられたシリンダ本体を備えた流体圧シリンダとし、前記変位体は、一対のピストンからなり、前記第１のポートから前記圧力流体を供給することで前記ピストン同士を互いに離間する方向へと変位させ、前記第２のポートから前記圧力流体を供給することで前記ピストン同士を互いに接近する方向へと変位させるとよい。

またさらに、駆動力伝達機構は、変位体の端部に連結されるジョイント部材を有し、前記ジョイント部材に、前記伝達レバーの端部に設けられたピンが変位自在に挿通され、前記変位体の変位方向と直交方向に延在したリンク溝を形成するとよい。

また、駆動力伝達機構は、変位体の端部に設けられ、前記伝達レバーの端部に形成された溝部に挿通される軸部を有し、前記軸部の両端部に、該軸部に対して拡径した係止部を形成するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、クランプアームを回動させワークをクランプする際、駆動力伝達機構を構成する伝達レバーが、ボディへの支持部位に対する一端部側の長さを他端部側の長さに対して長く設定しているため、長さ比の分だけ駆動部の駆動力を変位体から増力してクランプアームへと伝達することができる。その結果、小さな駆動力で所望のクランプ力を得ることが可能となり、駆動部の小型化を図ることでクランプ装置を小型化することができる。また、駆動力伝達機構の伝達レバーを介してクランプアームの端部を一定の押圧力で押圧することで、ワークに対する一組のクランプアームのクランプ力を、そのクランプ開始時からクランプ完了までの全域にわたって一定とし、安定した前記ワークのクランプを行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係るクランプ装置の全体断面図である。 図１のクランプ装置における駆動力伝達機構近傍を示す拡大断面図である。 図１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。 図４Ａ〜図４Ｃは、駆動力伝達機構の動作を示す動作説明図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、変形例に係る駆動力伝達機構の動作を示す動作説明図である。

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、ボディ１２と、該ボディ１２に対して回動自在に軸支される一対の第１及び第２クランプアーム１４、１６と、前記ボディ１２に固定される駆動部１８と、前記駆動部１８の駆動力を前記第１及び第２クランプアーム１４、１６へと伝達する駆動力伝達機構２０とを含む。

ボディ１２は、平板状に形成され水平方向に沿って配置されるベース２２と、前記ベース２２の両側面に対してそれぞれ連結され、互いに所定間隔離間して配置された一組のプレート体２４とからなり、前記プレート体２４は前記ベース２２に対して直交し、上方（矢印Ａ方向）に向かって所定高さで形成される。また、ベース２２は、例えば、床面等に載置され、図示しないボルト等によって固定されることにより、クランプ装置１０が固定される。

また、ボディ１２の上部には、一組のプレート体２４の端部同士を接続するように天井部２６が設けられ、該天井部２６は、前記プレート体２４の延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して直交し、且つ、ボディ１２における幅方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）の略中央部に配置される。すなわち、天井部２６は、ベース２２と略平行に設けられる。この天井部２６には、後述する第１及び第２クランプアーム１４、１６と対向する側面にそれぞれキャッチ溝２８が形成されると共に、クランプ装置１０によってワークＷを把持する際、その上面に該ワークＷが載置される。

第１及び第２クランプアーム１４、１６は、略同一形状に形成され、駆動部１８を中心として互いに対称となるように配置され、且つ、ボディ１２における一方のプレート体２４と他方のプレート体２４との間に設けられる。そして、第１及び第２クランプアーム１４、１６は、その長手方向に沿った略中央部に挿通されたアームピン（支軸）３０を介してそれぞれボディ１２に回動自在に支持される。

この第１及び第２クランプアーム１４、１６は、断面略Ｌ字状に形成され、ベース２２側（矢印Ｂ方向）に配置される一端部に、二股状に形成されたヨーク部３２が形成され、他端部は前記一端部側に対して略直角に折曲され、ワークＷをクランプするための把持部３４がそれぞれ形成される。

このヨーク部３２の端部には、第１リンクピン３６を介してリンクアーム３８の一端部が軸支される。

把持部３４は、例えば、断面略長方形状に形成され、互いに向かい合う把持面が該第１及び第２クランプアーム１４、１６の長手方向と略平行な鉛直面となるように形成される。

また、第１及び第２クランプアーム１４、１６には、その一端部側に対して他端部側が折曲する部位に孔部を介してアームピン３０がそれぞれ挿通される。このアームピン３０は、その両端部が一組のプレート体２４によって支持され、第１及び第２クランプアーム１４、１６を回動自在に軸支する。なお、把持部３４の下方には、該把持部３４の把持面に対して突出した位置決め部４０がそれぞれ形成され、第１及び第２クランプアーム１４、１６の把持部３４が互いに接近してワークＷを把持したクランプ時において、それぞれ天井部２６のキャッチ溝２８にそれぞれ係合される。

この第１及び第２クランプアーム１４、１６において、図１に示されるように、アームピン３０から把持部３４におけるワークＷの把持中心までの第１距離Ｌ１と、前記アームピン３０から第１リンクピン３６までの第２距離Ｌ２とが所定の比率（長さ比）となるように形成され、前記第２距離Ｌ２が前記第１距離Ｌ１に対して大きくなるように設定される（Ｌ１＜Ｌ２）。

駆動部１８は、一組のプレート体２４の間に配置されると共に、ベース２２に対して所定間隔離間して水平に設けられ、筒状のシリンダチューブ４２と、該シリンダチューブ４２の内部に変位自在に設けられる一対の第１及び第２ピストン（変位体）４４、４６と、前記第１及び第２ピストン４４、４６にそれぞれ連結される第１及び第２ピストンロッド（変位体）４８、５０と、前記シリンダチューブ４２の両端部に設けられ、該第１及び第２ピストンロッド４８、５０をそれぞれ変位自在に支持する第１及び第２ロッドカバー５２、５４とを含む流体圧シリンダである。

このシリンダチューブ４２は、その両端部が取付ブラケット５５を介して固定ボルト５７でプレート体２４に固定される。そして、シリンダチューブ４２の側面には、該シリンダチューブ４２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交方向に貫通した第１〜第３ポート５６、５８、６０が形成され、前記第１〜第３ポート５６、５８、６０を通じて前記シリンダチューブ４２の内部と外部とが連通する。

第１ポート５６は、第１クランプアーム１４側（矢印Ｃ方向）となるシリンダチューブ４２の一端部近傍に設けられ、第２ポート５８は、シリンダチューブ４２の軸方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）の中央部に設けられ、第３ポート６０は、第２クランプアーム１６側（矢印Ｄ方向）となるシリンダチューブ４２の他端部近傍に設けられる。すなわち、第１〜第３ポート５６、５８、６０は、シリンダチューブ４２の軸方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に沿って互いに離間して設けられている。

そして、第１〜第３ポート５６、５８、６０には、それぞれ継手６２を介して図示しない圧力流体供給源に接続された配管６４が接続され、図示しない切換装置による切換作用下に第１及び第３ポート５６、６０、第２ポート５８のいずれか一方に選択的に圧力流体が供給される。なお、第１及び第３ポート５６、６０には、圧力流体が同時に供給されるように配管６４が接続される。

第１及び第２ピストン４４、４６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６６が装着され、該ピストンパッキン６６がシリンダチューブ４２の内壁面に摺接することで、前記第１及び第２ピストン４４、４６と前記シリンダチューブ４２との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

そして、第１ピストン４４は、シリンダチューブ４２の軸方向に沿った中央から一端部側（矢印Ｃ方向）に配置され、第２ピストン４６が前記シリンダチューブ４２の中央から他端部側（矢印Ｄ方向）に配置される。すなわち、第１ピストン４４と第２ピストン４６は、シリンダチューブ４２の内部に並列に設けられ、且つ、前記シリンダチューブ４２の一端部及び他端部から同一距離だけ離間した位置に配置される。

第１及び第２ピストンロッド４８、５０は、その一端部が第１及び第２ピストン４４、４６の中心にそれぞれ挿通され一体的に加締められることでそれぞれ連結され、他端部は、第１及び第２ロッドカバー５２、５４を通じてシリンダチューブ４２の一端部及び他端部において外部へと突出している。換言すれば、第１ピストンロッド４８と第２ピストンロッド５０とは互いに離間する方向に向かって延在するように配置される。

第１及び第２ロッドカバー５２、５４は、シリンダチューブ４２の内部に挿入された後、該シリンダチューブ４２の内周面に係合された係止リング６８によって係止されると共に、その内周面に装着されたロッドパッキン７０が第１及び第２ピストンロッド４８、５０の外周面にそれぞれ摺接することで、前記第１及び第２ロッドカバー５２、５４と第１及び第２ピストンロッド４８、５０との間を通じた圧力流体の漏出を防止している。

また、第１及び第２ロッドカバー５２、５４には、第１及び第２ピストン４４、４６に臨む端面に環状のダンパ７２が設けられ、前記ダンパ７２は前記端面から若干だけ突出している。そして、第１及び第２ピストン４４、４６がそれぞれ第１及び第２ロッドカバー５２、５４側へと変位した際、ゴム等の弾性材料からなるダンパ７２に当接することで、その衝撃が緩衝される。

駆動力伝達機構２０は、第１及び第２ピストンロッド４８、５０の他端部に連結される一対のナックルジョイント（ジョイント部材）７４と、該ナックルジョイント７４に対して第２リンクピン７６によって回動自在に軸支される一対の増力レバー７８と、前記増力レバー７８と第１及び第２クランプアーム１４、１６の一端部との間で回動自在に支持される一対のリンクアーム３８とを含む。

ナックルジョイント７４は、ブロック状に形成され、第１及び第２ピストンロッド４８、５０の螺合されるねじ孔８０と、第２リンクピン７６の挿通されるリンク溝８２とを有し、前記リンク溝８２は、ねじ孔８０の延在方向と直交した鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った長円状に形成される。

また、ナックルジョイント７４は、リンク溝８２を有する部位が二股状に形成され、その内部に増力レバー７８の一端部が挿入される。

そして、ナックルジョイント７４は、ねじ孔８０に対してそれぞれ第１及び第２ピストンロッド４８、５０の他端部が螺合されることで、シリンダチューブ４２に対して接近・離間するように前記第１及び第２ピストンロッド４８、５０と共に変位する。

増力レバー７８は、長手方向に沿って所定長さを有した板状に形成され、その一端部には第２リンクピン（ピン）７６が軸支され、該第２リンクピン７６がナックルジョイント７４のリンク溝８２に挿入されることで前記ナックルジョイント７４に対して増力レバー７８が回動自在に支持される。

また、増力レバー７８の他端部には、第３リンクピン８４が挿通され、該第３リンクピン８４を介してリンクアーム３８の端部と接続される。これにより、増力レバー７８の他端部は、リンクアーム３８に対して相対的に回動自在に支持された状態となる。

さらに、増力レバー７８は、その一端部と他端部との間となる位置に、孔部を介して支持ピン８６が挿通され、前記支持ピン８６が一組のプレート体２４によって支持される。これにより、増力レバー７８は、支持ピン８６を支点として回動自在に設けられる。

この増力レバー７８において、図１に示されるように、該増力レバー７８の長手方向に沿った支持ピン８６から第２リンクピン７６までの第３距離Ｌ３と、前記長手方向に沿った前記支持ピン８６から第３リンクピン８４までの第４距離Ｌ４とは所定の比率（長さ比）となるように形成され、前記第３距離Ｌ３が前記第４距離Ｌ４に対して大きくなるように設定される（Ｌ３＞Ｌ４）。

そして、増力レバー７８は、駆動部１８を構成する第１及び第２ピストンロッド４８、５０の駆動力によってナックルジョイント７４を介して一端部側が押圧されることで、支持ピン８６を支点として回動する。換言すれば、駆動部１８の直線変位が増力レバー７８の回動変位へと変換される。

リンクアーム３８は、その一端部が第１及び第２クランプアーム１４、１６に設けられた第１リンクピン３６によって軸支され、他端部が増力レバー７８に支持された第３リンクピン８４に軸支される。すなわち、リンクアーム３８は、第１及び第２クランプアーム１４、１６の一端部と増力レバー７８とを接続すると共に、該第１及び第２クランプアーム１４、１６、増力レバー７８に対して回動自在に設けられることで、前記増力レバー７８に伝達された駆動力を前記第１及び第２クランプアーム１４、１６へと伝達して回動させる。

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３に示す第１及び第２クランプアーム１４、１６の把持部３４が互いに離間した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２ポート５８を通じて第１ピストン４４と第２ピストン４６との間に圧力流体が供給され、該圧力流体によって前記第１ピストン４４と前記第２ピストン４６とが互いに離間するように第１ロッドカバー５２側（矢印Ｃ方向）、第２ロッドカバー５４側（矢印Ｄ方向）へそれぞれ変位し、且つ、図４Ｃに示されるように、増力レバー７８は第２リンクピン７６がリンク溝８２の下方に位置している状態にある。

ここで、上述したクランプ装置１０によって把持されるワークＷについて簡単に説明する。このワークＷは、例えば、図１及び図３に示されるように、車両のフレームを構成する断面Ｕ字状の第１フレームＷ１と、該第１フレームＷ１に組み合わせられる断面Ｕ字状の第２フレームＷ２とからなる。第１フレームＷ１は、下方（矢印Ｂ方向）に向かって開口した状態で第１及び第２クランプアーム１４、１６における把持部３４の間に配置され、一方、第２フレームＷ２は、側壁が開口部側に向かって徐々に拡幅するように傾斜して形成され、該開口部が上方（矢印Ａ方向）となるように配置され、且つ、その内部に前記第１フレームＷ１が挿入された状態で天井部２６に対して載置される。

換言すれば、第１フレームＷ１に対して第２フレームＷ２が外側に配置され、該第２フレームＷ２の側壁が、第１及び第２クランプアーム１４、１６側に向かって広がるように傾斜している。

このようにワークＷがクランプ装置１０における所定位置にセットされた状態で、先ず、図示しない切換装置の切換作用下に駆動部１８の第２ポート５８へと供給されていた圧力流体を第１及び第３ポート５６、６０へと同時に供給する。この際、第１及び第３ポート５６、６０に対する圧力流体の供給量は同一となるように供給する。

これにより、図１に示されるように、シリンダチューブ４２内に導入された圧力流体によって第１及び第２ピストン４４、４６が互いに接近する方向へと押圧され、該第１及び第２ピストン４４、４６と共に第１及び第２ピストンロッド４８、５０及びナックルジョイント７４が一体的に変位する。

そして、ナックルジョイント７４がシリンダチューブ４２側へと変位することで、図４Ｂに示されるように、リンク溝８２に挿通された第２リンクピン７６が上方（矢印Ａ方向）へと移動し、それに伴って、増力レバー７８の一端部がそれぞれ該シリンダチューブ４２側へと引張される。この増力レバー７８が支持ピン８６を介して回動することで他端部に接続されたリンクアーム３８がそれぞれ駆動部１８から離間する方向へと押圧される。

その結果、第１及び第２クランプアーム１４、１６の一端部がリンクアーム３８によって互いに離間する方向へと押圧され、アームピン３０を支点として該第１及び第２クランプアーム１４、１６の他端部である把持部３４が互いに接近する方向に回動し始める。

さらに駆動部１８へ圧力流体が供給されることで、図１及び図４Ａに示されるように、第１及び第２ピストンロッド４８、５０を介してナックルジョイント７４がシリンダチューブ４２側へと引張され、第２リンクピン７６がさらにリンク溝８２に沿って上方に移動することで増力レバー７８が回動し、該増力レバー７８及びリンクアーム３８を介して第１及び第２クランプアーム１４、１６の一端部が互いに離間する方向へと押圧される。

これにより、第１及び第２クランプアーム１４、１６の把持部３４が互いに接近する方向へとさらに回動し、前記把持部３４によって第２フレームＷ２の側壁が互いに接近させるように押圧され変形し、該第２フレームＷ２の側壁が第１フレームＷ１の側壁に当接し、且つ、略平行となった状態でクランプが完了したクランプ状態となる（図１参照）。

なお、この際、位置決め部４０が、ボディ１２のキャッチ溝２８にそれぞれ係合されることで、クランプ時において前記第１及び第２クランプアーム１４、１６が所定の停止位置で位置決めされると共に、前記第１及び第２クランプアーム１４、１６のさらなる回動が規制される。

そして、第１及び第２クランプアーム１４、１６によって第１及び第２フレームＷ１、Ｗ２がクランプされた状態で、例えば、図示しない溶接装置によって前記第１及び第２フレームＷ１、Ｗ２の側壁同士が溶接される。

また、第１及び第２クランプアーム１４、１６によってワークＷをクランプする際、増力レバー７８は支持ピン８６を中心としてナックルジョイント７４に接続された一端部側の長さ（第３距離Ｌ３）が、第３リンクピン８４に接続された他端部側の長さ（第４距離Ｌ４）に対して長く形成されているため、駆動部１８の駆動力が第３距離Ｌ３と第４距離Ｌ４との長さ比（Ｌ３/Ｌ４）の分だけ増力されて該リンクアーム３８へと伝達される。さらに、このリンクアーム３８から第１及び第２クランプアーム１４、１６へと伝達された駆動力は、該第１及び第２クランプアーム１４、１６がアームピン３０を中心として一端部側の長さ（第２距離Ｌ２）が他端部側の長さ（第１距離Ｌ１）に対して長く形成されているため、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との長さ比（Ｌ２/Ｌ１）の分だけ増力され、増力されたクランプ力でワークＷを把持することができる。

すなわち、駆動部１８で出力された駆動力を増力レバー７８、第１及び第２クランプアーム１４、１６によって増力させてワークＷをクランプすることができるため、所定のクランプ力を得るために駆動部１８を大型化させる必要がなく、小型の駆動部１８で略同等の前記クランプ力を得ることが可能となる。

また、駆動部１８の駆動作用下にナックルジョイント７４を介して増力レバー７８及びリンクアーム３８を回動させることで、第１及び第２クランプアーム１４、１６を略一定の力で回動させることができるため、前記第１及び第２クランプアーム１４、１６の回動し始めから回動動作が完了するまで、常に一定のクランプ力でワークＷの第２フレームＷ２を第１フレームＷ１側に向かって押圧してクランプされる。

一方、第１及び第２クランプアーム１４、１６によるワーク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駆動部１８の第１及び第３ポート５６、６０へと供給されていた圧力流体を再び第２ポート５８へと供給する。これにより、第１及び第２ピストン４４、４６が圧力流体による押圧作用下に互いに離間する方向へと変位し、第１及び第２ピストンロッド４８、５０及びナックルジョイント７４が一体的に変位する。そして、ナックルジョイント７４がシリンダチューブ４２から離間する方向に変位することで、第２リンクピン７６がリンク溝８２に沿って下降し、それに伴って、増力レバー７８は支持ピン８６を中心としてその他端部が駆動部１８側に接近するように引張される。これにより、第１及び第２クランプアーム１４、１６は、アームピン３０を介して把持部３４が互いに離間する方向へと回動し、図３に示されるようなワークＷのクランプが解除されたアンクランプ状態となる。

以上のように、本実施の形態では、一対の第１及び第２ピストン４４、４６を有する駆動部１８を備えたクランプ装置１０において、該第１及び第２ピストン４４、４６の変位作用下に出力される駆動力が、ナックルジョイント７４、増力レバー７８及びリンクアーム３８を介してそれぞれ第１及び第２クランプアーム１４、１６へと伝達され、ワークＷをクランプする際に、前記増力レバー７８は支持ピン８６に対してナックルジョイント７４に接続される一端部側の長さ（第３距離Ｌ３）が、リンクアーム３８に接続される他端部側の長さ（第４距離Ｌ４）に対して長く設定されているため、長さ比（Ｌ３/Ｌ４）の分だけ前記駆動力を増力してリンクアーム３８へと伝達することが可能となる。

また、第１及び第２クランプアーム１４、１６は、アームピン３０からリンクアーム３８に接続された一端部側までの長さ（第２距離Ｌ２）が、該アームピン３０から他端部側の把持部３４までの長さ（第１距離Ｌ１）に対して長く設定されているため、長さ比（Ｌ２/Ｌ１）の分だけ前記駆動力を増力して第１及び第２クランプアーム１４、１６を回動させワークＷをクランプさせることが可能となる。

その結果、駆動部１８で出力される駆動力が小さくても増力することで所望のクランプ力でワークＷをクランプできるため、例えば、大きなクランプ力が必要とされる場合でも、出力の小さな駆動部１８で対応することが可能となり、クランプ装置１０の小型化を図ることが可能となる。

さらに、駆動部１８を構成するシリンダチューブ４２の一端部及び他端部には、圧力流体の供給される第１及び第３ポート５６、６０を有し、前記第１及び第３ポート５６、６０に対して圧力流体を供給することで、第１及び第２ピストン４４、４６を互いに接近させる方向へと変位させ、第１及び第２クランプアーム１４、１６をクランプ状態へと回動させることを可能としている。そのため、例えば、速度調整弁等を用いて第１ポート５６へ供給される圧力流体の供給量と、第３ポート６０へ供給される圧力流体の供給量とを異ならせることにより、第１クランプアーム１４の回動速度と第２クランプアーム１６の回動速度とを変化させることができる。

例えば、第１ポート５６への圧力流体の供給量を多く、第３ポート６０への供給量を少なくすることで、第１クランプアーム１４の回動速度を速め、第２クランプアーム１６の回動速度を前記第１クランプアーム１４の回動速度に対して遅くすることができるため、前記第１クランプアーム１４の把持部３４のみを先行してワークＷの側壁に当接させることで位置決めを行った後、遅れて前記ワークＷへと当接する第２クランプアーム１６の把持部３４との間でワークＷをクランプする。これにより、クランプ装置１０において、ワークＷの位置決め作業を行うことなく、該ワークＷを所定の位置で確実にクランプできるため、作業効率の向上を図ることができる。

一方、図４Ａ〜図４Ｃに示されるように、上述したクランプ装置１０の駆動力伝達機構２０は、第１ピストンロッド４８（第２ピストンロッド５０）の他端部にナックルジョイント７４を連結し、該ナックルジョイント７４のリンク溝８２に第２リンクピン７６を介して増力レバー７８を回動自在に設ける場合に限定されるものではなく、例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示される駆動力伝達機構１００のように、第１ピストンロッド４８（第２ピストンロッド５０）の他端部に連結される接続ピン１０２を、増力レバー１０４の一端部側に形成された溝部１０６に挿通させることで、第１ピストンロッド４８（第２ピストンロッド５０）に対して増力レバー１０４を回動自在に接続するようにしてもよい。

なお、図５Ａ〜図５Ｃでは、第１ピストンロッド４８に連結される接続ピン１０２及び該接続ピン１０２が接続される増力レバー１０４を図示しているが、第２ピストンロッド５０にも同一形状の接続ピン１０２、該接続ピン１０２に接続される増力レバー１０４が設けられ、第１ピストンロッド４８側に対して対称となるように配置される。

この接続ピン１０２は、第１及び第２ピストンロッド４８、５０に連結される連結部（係止部）１０８と、該連結部１０８に対して縮径した細軸部（軸部）１１０と、該細軸部１１０の端部に設けられた球状の突起部（係止部）１１２とを有する。そして、軸方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に所定長さを有した細軸部１１０が増力レバー１０４の溝部１０６に挿通され、連結部１０８及び突起部１１２が前記溝部１０６の外部となるように装着される。また、溝部１０６は、増力レバー１０４の一端部まで延在して開口し、連結部１０８は、第１及び第２ピストンロッド４８、５０と略同一直径で形成される。

すなわち、接続ピン１０２は、溝部１０６の幅寸法より大きな直径で形成された連結部１０８及び突起部１１２によって細軸部１１０の挿通された状態で維持される。

なお、接続ピン１０２は、第１及び第２ピストンロッド４８、５０に連結される場合に限定されるものではなく、該第１及び第２ピストンロッド４８、５０の他端部に一体的に形成してもよい。

そして、第１及び第２クランプアーム１４、１６によってワークＷがクランプされたクランプ状態では、図５Ａに示されるように、第１ピストンロッド４８が第１ピストン４４の変位作用下にシリンダチューブ４２側（矢印Ｄ方向）へと変位することで、接続ピン１０２が一体的に前記シリンダチューブ４２側へと変位し、それに伴って、突起部１１２によって増力レバー１０４の一端部が引張されることで駆動部１８側へと変位する。これにより、増力レバー１０４は、支持ピン８６を介して他端部側が駆動部１８から離間する方向（矢印Ｃ方向）へと回動し、リンクアーム３８を介して第１クランプアーム１４（第２クランプアーム１６）の一端部が押圧されることで、把持部３４がワークＷに向かって接近するように回動してクランプしたクランプ状態となる。

一方、上述したクランプ状態からアンクランプ状態とする場合には、駆動部１８の駆動作用下に第１ピストンロッド４８がシリンダチューブ４２から離間する方向へと変位することで、図５Ｂ及び図５Ｃに示されるように、増力レバー１０４の一端部が接続ピン１０２の連結部１０８によって押圧され、支持ピン８６を支点として回動することでリンクアーム３８を介して第１クランプアーム１４の一端部が駆動部１８側（矢印Ｄ方向）へと引張される。これにより、第１クランプアーム１４の把持部３４がワークＷから離間する方向へと回動したアンクランプ状態となる（図５Ｃ参照）。

また、上述したワークＷのアンクランプ状態から再びクランプ状態とする場合には、駆動部１８の駆動作用下に第１ピストンロッド４８がシリンダチューブ４２に収納されるように変位することで、接続ピン１０２の突起部１１２が増力レバー１０４の側面に当接して前記シリンダチューブ４２側（矢印Ｄ方向）へと引張する。これにより、増力レバー１０４は、支持ピン８６を支点として回動し、リンクアーム３８が駆動部１８から離間する方向へと押し出される。その結果、第１クランプアーム１４の一端部が駆動部１８から離間する方向へと変位し、それに伴って、第１クランプアーム１４の把持部３４がワークＷ側に向かって回動して把持するクランプ状態となる。

すなわち、第１及び第２クランプアーム１４、１６をクランプ状態からアンクランプ状態とする場合には、接続ピン１０２の連結部１０８によって増力レバー１０４の一端部を押圧することで回動させ、反対に、前記第１及び第２クランプアーム１４、１６をアンクランプ状態からクランプ状態とする場合には、前記接続ピン１０２の突起部１１２によって前記増力レバー１０４の一端部を引張することで回動させることができる。

従って、上述したような駆動力伝達機構１００を採用することにより、増力レバー１０４の溝部１０６に対して、第１及び第２ピストンロッド４８、５０の他端部に連結された接続ピン１０２の細軸部１１０を挿通させるだけで、容易に組み付けることができるため、駆動力伝達機構１００に関する組付工数の削減を図ることができる。

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…クランプ装置 １２…ボディ
１４…第１クランプアーム １６…第２クランプアーム
１８…駆動部 ２０、１００…駆動力伝達機構
３０…アームピン ３８…リンクアーム
４２…シリンダチューブ ４４…第１ピストン
４６…第２ピストン ４８…第１ピストンロッド
５０…第２ピストンロッド ５６…第１ポート
５８…第２ポート ６０…第３ポート
７４…ナックルジョイント ７８、１０４…増力レバー
８２…リンク溝 ８６…支持ピン
１０２…接続ピン １０８…連結部
１１０…細軸部 １１２…突起部

Claims (5)

1. 一組のクランプアームを回動させることで、一方のクランプアームと他方のクランプアームとの間にワークをクランプするクランプ装置において、
   ボディと、
   前記ボディに設けられ、軸方向に沿って変位する変位体を有した駆動部と、
   前記ボディに対して回動自在に支持され、互いに対向するように配置された一組のクランプアームと、
   前記変位体の端部と前記クランプアームの端部とを接続する伝達レバーを有し、該駆動部の軸方向に沿った駆動力を前記伝達レバーを介して前記クランプアームへと伝達し、該クランプアームを回動させる駆動力伝達機構と、
   を備え、
   前記伝達レバーは、前記ボディに対して回動自在に支持され、該伝達レバーの一端部が前記変位体に接続され、他端部が前記クランプアームに接続されると共に、前記ボディに対する支持部位から一端部までの長手方向に沿った距離が、前記支持部位から他端部までの長手方向に沿った距離に対して長く設定さ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、
   前記クランプアームは、前記ボディに対して支軸を介して回動自在に設けられ、把持部の把持面に沿った方向において、前記伝達レバーの接続される一端部から前記支軸までの距離が、前記ワークを把持する前記把持部から前記支軸までの距離に対して長く設定されることを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項１又は２記載のクランプ装置において、
   前記駆動部は、圧力流体の供給される第１及び第２のポートを有し、内部に前記変位体が変位自在に設けられたシリンダ本体を備えた流体圧シリンダであり、前記変位体は、一対のピストンからなり、前記第１のポートから前記圧力流体が供給されることで前記ピストン同士が互いに離間する方向へと変位し、前記第２のポートから前記圧力流体が供給されることで前記ピストン同士が互いに接近する方向へと変位す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、
   前記駆動力伝達機構は、前記変位体の端部に連結されるジョイント部材を有し、前記ジョイント部材には、前記伝達レバーの端部に設けられたピンが変位自在に挿通され、前記変位体の変位方向と直交方向に延在したリンク溝が形成されることを特徴とするクランプ装置。
5. 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、
   前記駆動力伝達機構は、前記変位体の端部に設けられ、前記伝達レバーの端部に形成された溝部に挿通される軸部を有し、前記軸部の両端部には、該軸部に対して拡径した係止部が形成されることを特徴とするクランプ装置。
   
   

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