JP7125928B2 - スイング式クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランプ位置からクランプ解除位置に、又はその逆方向に回動するクランプアームを備えるスイング式クランプ装置に関する。

スイング式クランプ装置は、回転付勢機構と、前記回転付勢機構によって回転付勢される回動軸に一端が支持され、前記回動軸の回転に伴って一体的に回動するクランプアームとを備える。回動軸は、例えば、水平方向に沿って延在する。この構成では、クランプアームは、鉛直方向に延在する起立姿勢から、回動軸の延在方向に対して直交する水平方向に延在する横臥姿勢となるように約９０°回動する。

起立姿勢となる位置又は横臥姿勢となる位置の一方はワークをクランプするクランプ位置であり、他方はワークを解放するクランプ解除位置である。すなわち、回動によってクランプ位置に到達したクランプアームは、さらに、前記回動軸がワークに接近するように後退動作することに伴って一体的にワークに接近し、これによりワークを押圧する。換言すれば、ワークは、回動後に回動軸の軸線方向に沿って変位するクランプアームで拘束され、これにより位置決め固定される。一方、回動軸がワークから離間するように前進動作すると、クランプアームが、前記回動軸の軸線方向に沿って前記ワークから離間する。その後、該クランプアームが上記と逆方向に回動することによってクランプ解除位置に戻ることで、ワークがクランプアームの拘束から解放される。

この種のスイング式クランプ装置に関し、特許文献１において、回動軸（特許文献１においていう「クランプロッド」）にブロック体を外嵌するとともに、連結ピンを介して該ブロック体にクランプアームを連結する構成が提案されている。換言すれば、この場合、クランプアームは、ブロック体を介して回動軸に支持される。この構成によれば、回動軸に対してクランプアームを確実に位置決め固定することができるとともに、クランプアームの交換作業時の負荷の低減を図ることができる。

特許第４８６６３６２号公報

クランプアームがワークをクランプする際、上記したように回動軸がワークに接近するように後退動作する。ここで、クランプアームの、ワークをクランプするクランプ側端部は、何らかの物体に支持されていない、いわゆる自由端である。従って、この接近の際、ワークの押圧に基づく応力が、該クランプアームの、回動軸に支持された回動側端部に集中する。回動軸にブロック体が設けられ、且つ該ブロック体に連結ピンを介してクランプアームが取り付けられる構成では、クランプアームの、連結ピンを挿通した挿通孔の近傍に特に応力集中が起こり易くなる。

応力集中が長期間にわたって起こると、クランプアームに疲労が蓄積される。疲労は割れ等の欠損の原因となることから、クランプアームの応力集中を回避して疲労を可及的に低減し、これにより欠損の発生を抑制することが望まれる。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、クランプアームに欠損が発生する懸念を払拭し得るスイング式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、本発明の一実施形態によれば、回動軸を回転付勢する回転付勢機構と、前記回転付勢機構によってワークをクランプするクランプ位置から前記ワークを解放するクランプ解除位置に、又はその逆方向に、前記回動軸を中心として回動するクランプアームとを備えるスイング式クランプ装置において、
前記回動軸が挿通される軸挿通孔が形成されたブロック体と、
前記クランプアームと、該クランプアームに形成された収容凹部に収容された前記ブロック体とを連結する連結ピンと、
を備え、
前記クランプアームは、前記ワークに対向する第１壁部と、前記第１壁部の裏側に位置する第２壁部とを有し、
前記収容凹部は、前記第１壁部で開口し且つ該第１壁部から前記第２壁部側に向かって陥没するとともに、前記クランプアームの延在方向の一端面で開口した開放端と、前記開放端の反対側端部である閉塞端とを有し、
前記閉塞端は、前記第１壁部に連なり且つ前記収容凹部内の前記ブロック体に向かって突出する第１突部と、前記第１突部に対して相対的に前記ブロック体から離間する方向に陥没した陥入部と、前記第１突部と前記陥入部とで形成される段差部とを含み、
前記ブロック体は、前記収容凹部内で前記第２壁部の内面に対向する第２壁部対向面と、前記第２壁部及び前記陥入部に臨む縁部に設けられて前記陥入部に向かって突出し且つ前記第１突部に重なるとともに、前記段差部に対向する段差部対向面と前記陥入部に対向する陥入部対向面とを含む第２突部とを有し、
前記第２壁部対向面の少なくとも一部が前記第２壁部の内面に当接し、且つ前記段差部対向面、前記陥入部対向面が、前記段差部、前記陥入部にそれぞれ当接するスイング式クランプ装置が提供される。

本発明によれば、クランプアームとブロック体を３箇所で面接触させるようにしている。この構成では、ワークの押圧に基づく応力が、面接触した３箇所を介してブロック体に作用する。このように面接触箇所が多く形成されているため、クランプアームのワークへの接近に伴って発生する応力が広範囲にわたって分散される。これにより、クランプアームの所定部位に応力集中が起こることを回避することができる。

以上のような理由からクランプアームに疲労が蓄積されることが回避されるので、クランプアームに欠損が発生することが有効に抑制される。このため、クランプアームに欠損が発生する懸念を払拭することができる。

本発明の実施の形態に係るスイング式クランプ装置の全体概略正面図である。 図１のスイング式クランプ装置を構成するクランプアーム中の１個の全体概略斜視図である。 図２のクランプアームの分解斜視図である。 図２のクランプアームの長手方向に沿った側面断面図である。 図５Ａ～図５Ｃは、図２とは別のクランプアームの端部近傍の概略平面図である。 図４から、クランプアームに対してクランプ体が相対的に上昇した状態を示す側面断面図である。 図１～図４とは別の箇所に設けた連結ピンでブロック体とクランプアームを連結したときの要部概略斜視図である。

以下、本発明に係るスイング式クランプ装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係るスイング式クランプ装置１０の全体概略正面図である。このスイング式クランプ装置１０は、ワークとしてのシリンダブロック１２に対し、該シリンダブロック１２を鉛直方向に沿って延在する起立姿勢として多軸加工機（図示せず）等で所定の加工を施すためのものである。シリンダブロック１２は、スイング式クランプ装置１０を構成する支持盤１４に設けられた図示しない支持柱により、ガスケット面を正面として起立姿勢を維持するように支持される。なお、図１ではシリンダブロック１２を簡略的に示しているが、実際には、肉厚の相違に基づく段部等が存在する。

支持盤１４には、紙面の奥から手前に向かう水平方向に沿って延在するようにして４個の駆動用シリンダ２０（回転付勢機構）が設けられる。駆動用シリンダ２０のそれぞれには、進退回動軸２２（回動軸）が設けられている。進退回動軸２２は、駆動用シリンダ２０に近接する側の端部である近位端２４と、離間する側の端部である遠位端２６とを有するとともに、近位端２４の近傍に段部２７が形成される（特に図４参照）。スイング式クランプ装置１０を正面視したときには、遠位端２６に設けられた大径な抜止ナット２８の一部が視認可能である。

進退回動軸２２は、駆動用シリンダ２０の作用下に、図１の紙面に直交する方向に沿って変位する。すなわち、進退回動軸２２は、紙面の奥から手前に向かって、又はその逆方向に直線運動（換言すれば、進退動作）することが可能である。その一方で、進退回動軸２２は、時計回り又は反時計回りに約９０°回転することも可能である。

進退回動軸２２には、複数個（この場合、４個）のブロック体３０ａ～３０ｄの各々を介してクランプアーム３２ａ～３２ｄが支持される。これらブロック体３０ａ～３０ｄ及びクランプアーム３２ａ～３２ｄの構成につき、図２～図４に示すブロック体３０ａ及びクランプアーム３２ａを参照して説明する。なお、以下では、ブロック体３０ａ及びクランプアーム３２ａの、駆動用シリンダ２０に臨む側を「近位端側」、スイング式クランプ装置１０を正面視した際に視認される側を「遠位端側」と表記することもある。

クランプアーム３２ａは、直線状に延在する長尺な部材であり、略直方体形状をなす。このため、クランプアーム３２ａは、シリンダブロック１２に対向する（臨む）第１壁部３３と、その裏側に位置する第２壁部３４とを有する。スイング式クランプ装置１０を正面視したときには、第２壁部３４を視認することが可能である。なお、以下において、「近位端側」は「第１壁部側」と同義であり、「遠位端側」は「第２壁部側」と同義である。

また、以下では、ブロック体３０ａが連結される側を「回動側」、シリンダブロック１２をクランプする側を「クランプ側」と表記することもある。すなわち、クランプアーム３２ａは、回動側部位３５とクランプ側部位３６を有する。従って、クランプアーム３２ａの、延在方向の一端は回動側部位３５の端部である回動側端部であり、その反対側の他端は、クランプ側部位３６の端部であるクランプ側端部である。

クランプアーム３２ａの高さ（第１壁部３３から第２壁部３４に至るまでの寸法）は、回動側部位３５が大きく且つクランプ側部位３６が小さく設定される。このため、クランプアーム３２ａの延在方向略中間で、回動側部位３５からクランプ側部位３６に向かうにつれて高さが漸次的に低減する傾斜部３８が形成される。

第１壁部３３は、第２壁部３４に比して短尺に設定されている。すなわち、クランプアーム３２ａは、第１壁部３３の回動側端部が切除された形状となっている。このため、回動側部位３５において、第１壁部３３で開口し且つ該第１壁部３３から第２壁部３４に向かって陥没した凹空間としての収容凹部４０が形成される。収容凹部４０の一端は、クランプアーム３２ａの回動側端部で開口した開放端４２である。なお、収容凹部４０のクランプ側端部は、回動側部位３５と傾斜部３８の境界の近傍に位置する。クランプアーム３２ａは、収容凹部４０が形成された部位以外は中実である。従って、収容凹部４０の、回動側端部と反対側の端部であるクランプ側端部は、閉塞端４４である。

回動側部位３５の、第１壁部３３及び第２壁部３４に略直交する両側壁には、収容凹部４０に連なるように貫通する第１ピン挿入孔４８、第２ピン挿入孔５０が形成される。後述するように、第１ピン挿入孔４８、第２ピン挿入孔５０に第１連結ピン５２、第２連結ピン５４がそれぞれ嵌合されることにより、ブロック体３０ａが収容凹部４０内で位置決め固定される。また、回動側部位３５には、第２壁部３４の一部が切り欠かれるようにして、収容凹部４０及び開放端４２の双方に連なる係合溝５６ａが形成される。

閉塞端４４は、第１突部５７と、該第１突部５７に対して相対的に陥没した陥入部５８と、第１突部５７と陥入部５８で形成される段差部５９とを含む。一層具体的には、第１突部５７は、第１壁部３３に連なり、且つ収容凹部４０内のブロック体３０ａ側に向かって突出する。この突出により、閉塞端４４に、ブロック体３０ａから相対的に離間する方向に陥没した陥入部５８が形成される。さらに、第１突部５７と陥入部５８により、第１突部５７の遠位端側の面として段差部５９が形成される。このため、収容凹部４０は、第１突部５７の壁面、陥入部５８の壁面、段差部５９の壁面、第２壁部３４の内面によって形成される。

ここで、第２壁部３４には、傾斜部３８に近接する部位に窓６０が形成されている。収容凹部４０にブロック体３０ａが収容されていない（ブロック体３０ａが収容凹部４０から離脱している）とき、この窓６０から段差部５９を視認することが可能である。なお、窓６０は、第２ピン挿入孔５０の遠位端側に位置する。

クランプ側部位３６の第１壁部３３には、第２壁部３４に向かって陥没するとともに、その内面円弧状となるように切り欠かれた形状の湾曲凹部６２が形成される。さらに、湾曲凹部６２から第２壁部３４に至るまで、断面略円形状の小径孔６４と大径孔６６がこの順序で連なる。小径孔６４と大径孔６６の径差により、環状段部６８が形成される。

ブロック体３０ａは、前記収容凹部４０に収容される。ブロック体３０ａの長手方向の寸法は、収容凹部４０の長手方向寸法と略同等である。ブロック体３０ａの高さが小さい長手方向中間部には、進退回動軸２２（図１及び図４参照）を嵌合するための軸挿通孔７０が近位端側端面から遠位端側端面にわたって貫通するように形成される。該軸挿通孔７０のクランプ側端部は、窓６０の回動側端部の近傍に露出する。

この軸挿通孔７０に対し、進退回動軸２２が遠位端２６から通される。すなわち、軸挿通孔７０の近位端側端面の開口には近位端２４が臨み、遠位端側端面の開口には遠位端２６が臨む。進退回動軸２２に形成された段部２７と、遠位端２６に螺合された抜止ナット２８により、ブロック体３０ａが挟持されるとともに、進退回動軸２２の軸挿通孔７０からの抜け止めがなされている。抜止ナット２８の一部は、窓６０の回動側端部の近傍に露出する。なお、図２では、軸挿通孔７０の形成位置の理解を容易にするべく、抜止ナット２８の図示を省略している。

ブロック体３０ａには、第１ピン挿入孔４８、第２ピン挿入孔５０に対向する箇所に、第１ピン受入孔７２、第２ピン受入孔７４が形成される。ブロック体３０ａが収容凹部４０に収容されたときには、第１ピン挿入孔４８同士の間に第１ピン受入孔７２が介在し、且つ第２ピン挿入孔５０同士の間に第２ピン受入孔７４が介在する。第１ピン挿入孔４８及び第１ピン受入孔７２に第１連結ピン５２が挿通されるとともに、第２ピン挿入孔５０及び第２ピン受入孔７４に第２連結ピン５４が挿通されることで、クランプアーム３２ａがブロック体３０ａに保持される。なお、軸挿通孔７０は、第１連結ピン５２と第２連結ピン５４の間に位置する。

第１連結ピン５２、第２連結ピン５４にはネジ部が設けられており、該ネジ部はプラグナット７６に形成されたネジ部にそれぞれ螺合される。プラグナット７６により、第１連結ピン５２、第２連結ピン５４の抜け止めがなされる。これに代替し、波形状部と直線形状部を有する公知のスナップピンを用いて第１連結ピン５２、第２連結ピン５４の抜け止めを行うようにしてもよい。この場合、第１連結ピン５２、第２連結ピン５４に、軸線方向に対して直交する方向（すなわち、直径方向）に延在する挿通孔を形成するとともに、該挿通孔に直線形状部を挿通し且つ波形状部を第１連結ピン５２、第２連結ピン５４に外嵌すればよい。

また、ブロック体３０ａには、第２壁部３４及び陥入部５８に臨む遠位端側の縁部に、閉塞端４４の陥入部５８に向かって突出する第２突部８０が設けられる。図４に示すように、第２突部８０は閉塞端４４の第１突部５７に重なる。そして、第２突部８０の、近位端側を臨んで段差部５９に対向する段差部対向面１１０は、段差部５９に重なるようにして当接する。また、第２突部８０の、クランプ側端部を臨んで陥入部５８に対向する陥入部対向面１１２は、陥入部５８に当接する。さらに、収容凹部４０の開放端４２側では、ブロック体３０ａの、第２壁部３４の内面に対向する第２壁部対向面１１４が、第２壁部３４の、回動側部位３５の内面に当接する。

このように、ブロック体３０ａは、少なくとも、第２突部８０の段差部対向面１１０及び陥入部対向面１１２と、開放端４２側の第２壁部対向面１１４との３面が、収容凹部４０の内面に対して面接触する。すなわち、クランプアーム３２ａとブロック体３０ａが３箇所で互いに面接触する。なお、ブロック体３０ａの、第２突部８０よりも近位端側の端面（第１壁部３３に近接する端面）は、第１突部５７の回動側端面に当接していてもよいし、当接していなくてもよい。

ブロック体３０ａの第２壁部対向面１１４において、回動側端部の近傍には、第２壁部３４側に向かって突出する係合突起８２ａが設けられる。該係合突起８２ａが係合溝５６ａに進入することにより、ブロック体３０ａと収容凹部４０との位置合わせがなされる。

湾曲凹部６２には、例えば、ゴム等の比較的軟質な素材からなり、シリンダブロック１２に当接するクランプ体８４ａが配置される。クランプ体８４ａの第２壁部側端面は、湾曲凹部６２の内面に合わせて湾曲している。クランプ体８４ａの第２壁部３４側には、段付ネジ穴８６が形成される。

小径孔６４及び大径孔６６には、カラー９０の小径な円筒部９２、大径な円盤部９４がそれぞれ挿入される。小径孔６４の内壁と円筒部９２との間、大径孔６６の内壁と円盤部９４との間には、それぞれ、遊びが形成されている。また、円筒部９２の第１壁部側端面は、段付ネジ穴８６の段面に着座する。一方、円盤部９４の第１壁部側端面は、大径孔６６と小径孔６４の間の環状段部６８に対向する。円盤部９４の直径は、小径孔６４の直径に比して大きく設定されている。これにより、カラー９０の湾曲凹部６２側への抜け止めがなされている。

カラー９０には、第１壁部側端面から第２壁部側端面にわたる長手方向に沿って貫通するネジ挿通孔９６が形成される。ネジ挿通孔９６に通された締結ネジ９８の近位端側端部は、段付ネジ穴８６に螺合される。この螺合により、カラー９０を介してクランプ体８４ａがクランプアーム３２ａに保持される。

ここで、クランプ体８４ａ及びカラー９０は、クランプアーム３２ａに連結されていない。また、上記したように、カラー９０と小径孔６４及び大径孔６６の間には遊びが形成されている。このため、クランプ体８４ａ及びカラー９０は、近位端側から外力が作用したとき、遠位端側（大径孔６６側）に向かって容易に移動する。このように、クランプ体８４ａは、クランプアーム３２ａのクランプ側部位３６に対してフローティング支持されている。

残余のクランプアーム３２ｂ～３２ｄ、ブロック体３０ｂ～３０ｄ及びクランプ体８４ｂ～８４ｄは、後述する点以外はクランプアーム３２ａ、ブロック体３０ａ及びクランプ体８４ａと同様に形成されている。従って、対応する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。

図５Ａ～図５Ｃは、クランプアーム３２ｂ～３２ｄの回動側端部の近傍の概略平面図である。図１、図２及び図５Ａ～図５Ｃを参照して諒解されるように、クランプアーム３２ａ～３２ｄにおいては、係合溝５６ａ～５６ｄが形成される位置が互いに相違する。一方、ブロック体３０ａ～３０ｄにおいては、係合突起８２ａ～８２ｄが設けられる位置が互いに相違する。

係合突起８２ａ～８２ｄは、それぞれ、係合溝５６ａ～５６ｄが形成された各箇所に対応する箇所に設けられている。すなわち、例えば、係合突起８２ａの位置は、係合溝５６ａの形成位置にのみ対応し、係合溝５６ｂ～５６ｄの形成位置には対応していない。同様に、係合突起８２ｂの位置は係合溝５６ｂの形成位置にのみ対応し、係合溝５６ａ、５６ｃ、５６ｄの形成位置には対応していない。さらに、係合突起８２ｃの位置は係合溝５６ｃの形成位置にのみ対応し、係合溝５６ａ、５６ｂ、５６ｄの形成位置には対応せず、係合突起８２ｄの位置は係合溝５６ｄの形成位置にのみ対応し、係合溝５６ａ～５６ｃの形成位置には対応しない。従って、係合突起８２ａ～８２ｄの各々は、係合溝５６ａ～５６ｄの中、位置が対応するもののみに進入することが可能である。

クランプ体８４ａ～８４ｄは、それぞれ、シリンダブロック１２の当接部位の形状に合わせた適切な寸法に設定されている。すなわち、厚みや幅等が互いに相違する。

本実施の形態に係るスイング式クランプ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

クランプアーム３２ａ～３２ｄは、例えば、鋳造体に対して切削加工等の機械加工を施すことで作製される。ここで、鋳造時に中子で窓６０を形成しておくことにより、切削加工時に該窓６０から収容凹部４０内に各種の工具を挿入することが容易となる。このため、段差部５９に対する加工を高精度に施すことができる。

ブロック体３０ａにクランプアーム３２ａを組み付けるには、進退回動軸２２が遠位端側から軸挿通孔７０に嵌合されたブロック体３０ａを、収容凹部４０の開放端４２から挿入する。この際、第２突部８０を閉塞端４４側に向けるとともに、第２突部８０が段差部５９に干渉することを回避するべくブロック体３０ａの開放端側端部を開放端４２から露呈することは勿論である。そして、この挿入に伴い、ブロック体３０ａの開放端側端部の、収容凹部４０内の第２壁部対向面１１４（遠位端に臨む端面）が第２壁部３４の内面に当接する。

次に、クランプアーム３２ａをブロック体３０ａの開放端側端部側に移動させる等して、ブロック体３０ａの第２突部８０を閉塞端４４側に相対的に移動させる。この移動の際、ブロック体３０ａの第２壁部対向面１１４が第２壁部３４の内面に対して摺接するとともに、係合溝５６ａに係合突起８２ａが進入する。最終的に、第２突部８０の、段差部５９に対向する段差部対向面１１０が、閉塞端４４を形成する段差部５９に重なり且つ当接する。加えて、該第２突部８０の、陥入部５８に対向する陥入部対向面１１２が陥入部５８に当接する。窓６０を形成することにより、この当接を窓６０から目視によって容易に確認することができる。さらに、ブロック体３０ａの第２壁部対向面１１４が、第２壁部３４の内面に当接する。

また、クランプアーム３２ａの側壁に形成された第１ピン挿入孔４８同士、第２ピン挿入孔５０同士の間に、第１ピン受入孔７２、第２ピン受入孔７４がそれぞれ介在する。第１ピン挿入孔４８及び第１ピン受入孔７２に第１連結ピン５２が挿通されるとともに、第２ピン挿入孔５０及び第２ピン受入孔７４に第２連結ピン５４が挿通される。そして、第１連結ピン５２、第２連結ピン５４にプラグナット７６が螺合され、第１連結ピン５２及び第２連結ピン５４の抜け止めがなされる。その結果、クランプアーム３２ａがブロック体３０ａを介して進退回動軸２２に保持される。

軸挿通孔７０よりも回動側に位置する第１連結ピン５２により、クランプアーム３２ａ～３２ｄがブロック体３０ａ～３０ｄに十分に保持される。このために連結ピンの個数を低減することができるので、ブロック体３０ａ～３０ｄに対するクランプアーム３２ａ～３２ｄの取付作業ないし交換作業に要する時間を短縮することができる。また、部品点数が低減するので、コストの低減を図ることもできる。なお、軸挿通孔７０を挟むようにして第１連結ピン５２、第２連結ピン５４を配置することにより、進退回動軸２２の推力がブロック体３０ａの閉塞端４４側の部位、開放端４２側の部位に略均等に伝達される。

ここで、係合突起８２ａは係合溝５６ａにのみ進入することが可能であり、係合溝５６ｂ～５６ｄに進入することはできない。上記したように、係合溝５６ｂ～５６ｄは、係合突起８２ａの位置に対応しておらず、従って、係合突起８２ａを係合溝５６ｂ～５６ｄに進入させようとしても、クランプアーム３２ｂ～３２ｄの第２壁部３４が係合突起８２ａに干渉するからである。このため、ブロック体３０ａに組み付けることが可能であるのは、係合溝５６ａが形成されたクランプアーム３２ａのみである。すなわち、ブロック体３０ａに対し、クランプアーム３２ｂ～３２ｄを組み付けることはできない。以上のように、クランプアーム３２ａ～３２ｄにおける係合溝５６ａ～５６ｄの形成位置、ブロック体３０ａ～３０ｄにおける係合突起８２ａ～８２ｄの設置位置を互いに相違する箇所（図１、図２及び図５Ａ～図５Ｃ参照）としたことにより、誤組付を防止することができる。

なお、クランプアーム３２ａ、ブロック体３０ａ及びクランプ体８４ａに共通する第１指標、クランプアーム３２ｂ、ブロック体３０ｂ及びクランプ体８４ｂに共通する第２指標、クランプアーム３２ｃ、ブロック体３０ｃ及びクランプ体８４ｃに共通する第３指標、クランプアーム３２ｄ、ブロック体３０ｄ及びクランプ体８４ｄに共通する第４指標をそれぞれに接合することによっても、誤組付を防止することができる。

上記と同様にして、クランプアーム３２ｂ～３２ｄがブロック体３０ｂ～３０ｄを介して進退回動軸２２に保持される。この際にも誤組付が防止されることは勿論である。

このようにしてクランプアーム３２ａ～３２ｄが組み付けられたスイング式クランプ装置１０にてシリンダブロック１２をクランプする場合、先ず、支持盤１４に設けられた前記支持柱により、シリンダブロック１２を、ガスケット面を正面として起立姿勢で支持する（図１参照）。このときには、クランプアーム３２ａ～３２ｄは、鉛直方向に沿って延在する起立姿勢であり、クランプ解除位置である。この際、進退回動軸２２は前進端に位置している。このため、クランプアーム３２ａ～３２ｄは、シリンダブロック１２に対して相対的に離間した位置にある。

次に、駆動用シリンダ２０の作用下に進退回動軸２２が約９０°回転する。これに追従してクランプアーム３２ａ～３２ｄが進退回動軸２２を回動中心として回動し、図１に仮想線で示すように、水平方向に沿って延在する横臥姿勢となる。なお、クランプアーム３２ａ、３２ｃの回動方向は反時計回りであり、クランプアーム３２ｂ、３２ｄの回動方向は時計回りである。クランプアーム３２ａ～３２ｄの回動が終了したとき、換言すれば、クランプアーム３２ａ～３２ｄがクランプ位置となったとき、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２に対向する。

この時点では、クランプアーム３２ａ～３２ｄ及びクランプ体８４ａ～８４ｄは、上記と同様に前進位置にある。従って、クランプアーム３２ａ～３２ｄが回動する途中でクランプ体８４ａ～８４ｄにシリンダブロック１２が干渉することや、この干渉に起因してクランプアーム３２ａ～３２ｄの回動が停止されることが回避される。

次に、駆動用シリンダ２０の作用下に、全ての進退回動軸２２が、図１の紙面手前側から奥側に向かって後退する。これに伴い、該進退回動軸２２が軸挿通孔７０に嵌合されたブロック体３０ａ～３０ｄと、該ブロック体３０ａ～３０ｄに組み付けられたクランプアーム３２ａ～３２ｄとが図１の紙面手前側から奥側に向かって後退する。従って、クランプ体８４ａ～８４ｄが、クランプアーム３２ａ～３２ｄと一体的に、シリンダブロック１２に対して相対的に接近する方向に変位する。

接近の際、クランプアーム３２ａ～３２ｄによるシリンダブロック１２（ワーク）の押圧に基づく応力がブロック体３０ａ～３０ｄに作用する。ここで、該応力は、第２壁部３４の内面に当接した第２壁部対向面１１４、陥入部５８に当接した第２突部８０の陥入部対向面１１２、段差部５９に当接した第２突部８０の段差部対向面１１０の３面を介して、クランプアーム３２ａ～３２ｄからブロック体３０ａ～３０ｄに伝達される。このため、応力が広範囲にわたって分散される。すなわち、本実施の形態によれば、クランプアーム３２ａ～３２ｄの、第２ピン挿入孔５０や第１ピン挿入孔４８の近傍に応力集中が起こることを回避することができる。

従って、クランプアーム３２ａ～３２ｄ（特に両側壁）に疲労が蓄積されることが回避される。このため、クランプアーム３２ａ～３２ｄに欠損が発生する懸念を払拭することができる。疲労が蓄積し難いことから、クランプアーム３２ａ～３２ｄに欠損が発生することが有効に抑制されるからである。

クランプアーム３２ａ～３２ｄの後退が終了すると、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２に当接する。上記したように誤組付が防止されており、且つクランプ体８４ａ～８４ｄが当接箇所の形状に応じた寸法に設定されているので、クランプ体８４ａ～８４ｄを、シリンダブロック１２に対して接近させることで該シリンダブロック１２に確実に当接させることができる。

クランプ体８４ａ～８４ｄがクランプアーム３２ａ～３２ｄに対して過度に堅牢に位置決め固定されている場合、クランプ体８４ａ～８４ｄのシリンダブロック１２に対する押圧力が大きくなる可能性がある。この場合、押圧によってシリンダブロック１２に傷が入る懸念がある。

しかしながら、本実施の形態では、クランプ体８４ａ～８４ｄは、クランプアーム３２ａ～３２ｄに対してフローティング支持されている。従って、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２に当接したとき、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２から押圧の反力を受ける。シリンダブロック１２の起伏の大きさによっては、反力により、図６に示すように、クランプ体８４ａ～８４ｄがカラー９０と一体的に湾曲凹部６２の内面に向かって変位する。換言すれば、クランプ体８４ａ～８４ｄがクランプアーム３２ａ～３２ｄに対して相対的に上昇する。クランプ体８４ａ～８４ｄは、その第２壁部側端面が湾曲凹部６２の内面に当接するまで変位することが可能である。

このように、本実施の形態においては、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２の形状に対応して変位することが可能である。このため、クランプ体８４ａ～８４ｄがシリンダブロック１２に当接するときに該シリンダブロック１２に傷が入ることが回避される。

以上のようにしてシリンダブロック１２がクランプ体８４ａ～８４ｄから押圧を受けることにより、シリンダブロック１２がクランプされて支持盤１４に支持される。このシリンダブロック１２に対し、多軸加工機等で所定の機械加工が施される。その後、進退回動軸２２が駆動用シリンダ２０の作用下に前進し、この状態で、クランプアーム３２ａ、３２ｃが時計回り、クランプアーム３２ｂ、３２ｄが反時計回りに回動して起立姿勢となる。すなわち、クランプアーム３２ａ～３２ｄがクランプ解除位置に戻る。

必要に応じてクランプアーム３２ａ～３２ｄを交換する際には、上記の組み付けと同様の作業を行えばよい。この場合、ブロック体３０ａ～３０ｄを設けたことで、前記特許文献１に記載の技術と同様に、クランプアーム３２ａ～３２ｄを交換することが容易となる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、図７に示すように、ブロック体３０ａの長手方向に沿ってピン挿入孔９８ａ、９８ｂを形成するとともに閉塞端４４にピン受入穴を形成し、ピン挿入孔９８ａ、９８ｂに挿入した連結ピン１００ａ、１００ｂをピン受入穴に螺合するようにしてもよい。この場合、進退回動軸２２を挟むようにして連結ピン１００ａ、１００ｂを設けることにより、進退回動軸２２の推力をブロック体３０ａに均等に伝達することができる。なお、図７ではブロック体３０ａを例示しているが、ブロック体３０ｂ～３０ｄも同様の構成とすることが可能である。

１０…スイング式クランプ装置 １２…シリンダブロック
２０…駆動用シリンダ ２２…進退回動軸
２４…近位端 ２６…遠位端
３０ａ～３０ｄ…ブロック体 ３２ａ～３２ｄ…クランプアーム
３３…第１壁部 ３４…第２壁部
３５…回動側部位 ３６…クランプ側部位
４０…収容凹部 ４２…開放端
４４…閉塞端
４８、５０、９８ａ、９８ｂ…ピン挿入孔
５２、５４、１００ａ、１００ｂ…連結ピン
５６ａ～５６ｄ…係合溝 ５７…第１突部
５８…陥入部 ５９…段差部
６０…窓 ７０…軸挿通孔
７２、７４…ピン受入孔 ８０…第２突部
８２ａ～８２ｄ…係合突起 ８４ａ～８４ｄ…クランプ体
９０…カラー １１０…段差部対向面
１１２…陥入部対向面 １１４…第２壁部対向面

Claims (6)

1. 回動軸を回転付勢する回転付勢機構と、前記回転付勢機構によってワークをクランプするクランプ位置から前記ワークを解放するクランプ解除位置に、又はその逆方向に、前記回動軸を中心として回動するクランプアームとを備えるスイング式クランプ装置において、
   前記回動軸が挿通される軸挿通孔が形成されたブロック体と、
   前記クランプアームと、該クランプアームに形成された収容凹部に収容された前記ブロック体とを連結する連結ピンと、
   を備え、
   前記クランプアームは、前記ワークに対向する第１壁部と、前記第１壁部の裏側に位置する第２壁部とを有し、
   前記収容凹部は、前記第１壁部で開口し且つ該第１壁部から前記第２壁部側に向かって陥没するとともに、前記クランプアームの延在方向の一端面で開口した開放端と、前記開放端の反対側端部である閉塞端とを有し、
   前記閉塞端は、前記第１壁部に連なり且つ前記収容凹部内の前記ブロック体に向かって突出するとともに、前記クランプアームの延在方向に沿って延在する第１突部と、前記第１突部に対して相対的に前記ブロック体から離間し且つ前記クランプアームの延在方向に沿った方向に陥没した陥入部と、前記第１突部と前記陥入部とで形成される段差部とを含み、
   前記ブロック体は、前記収容凹部内における前記開放端側で前記第２壁部の内面に対向する第２壁部対向面と、前記第２壁部及び前記陥入部に臨む縁部に設けられて前記陥入部に向かって突出し且つ前記第１突部に重なるとともに、前記段差部に対向する段差部対向面と前記陥入部に対向する陥入部対向面とを含む第２突部とを有し、
   前記第２壁部対向面の少なくとも一部が、前記収容凹部の前記開放端側において前記第２壁部の内面に面接触で当接し、且つ前記段差部対向面、前記陥入部対向面が、前記収容凹部の前記閉塞端側において前記段差部、前記陥入部にそれぞれ面接触で当接するスイング式クランプ装置。
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の前記第２壁部に、前記ブロック体が前記収容凹部から離脱している際に前記段差部を視認可能な窓が形成され、
   前記窓は、前記段差部に重なる位置であるスイング式クランプ装置。
3. 請求項１又は２記載のクランプ装置において、前記連結ピンは、少なくとも、前記クランプアームの延在方向と直交する方向に延在し、且つ前記回動軸よりも前記開放端側に設けられた１個を有するスイング式クランプ装置。
4. 請求項１又は２記載のクランプ装置において、前記連結ピンは、少なくとも、前記クランプアームの延在方向に沿って延在し、且つ前記回動軸を挟む２個を有するスイング式クランプ装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のクランプ装置において、クランプ位置で前記ワークに当接するクランプ体を備え、前記クランプ体は、フローティング支持によって前記クランプアームに保持されているスイング式クランプ装置。
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、前記回転付勢機構、前記クランプアーム及び前記ブロック体を複数個備え、
   前記複数個のクランプアームのそれぞれに、前記収容凹部及び前記開放端に連なる係合溝が互いに異なる箇所に形成される一方、前記複数個のブロック体のそれぞれに係合突起が互いに異なる箇所に設けられ、
   前記係合突起の各々は、該係合突起が設けられた箇所に対応する箇所に形成された１個の係合溝のみに進入するスイング式クランプ装置。
   

Images