JPH10109240A - クランプ装置 - Google Patents

クランプ装置

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JPH10109240A
JPH10109240A JP26335296A JP26335296A JPH10109240A JP H10109240 A JPH10109240 A JP H10109240A JP 26335296 A JP26335296 A JP 26335296A JP 26335296 A JP26335296 A JP 26335296A JP H10109240 A JPH10109240 A JP H10109240A
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casing
rod
jig pallet
work
clamp arm
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Toshiaki Ito
敏明 伊東
Koji Nishizuka
幸治 西塚
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、種々の形状の異なるワークに対
応する準備作業を迅速かつ容易に遂行することを可能に
する。 【解決手段】圧縮流体供給源に連通する有底円筒状シリ
ンダ部材22と、このシリンダ部材22内に挿入される
円筒部44を有したケーシング38と、前記ケーシング
38の可動側フランジ部46を前記シリンダ部材22の
固定側フランジ部32に押圧保持するとともに、治具パ
レット12に締結自在な固定部材40と、このケーシン
グ38内に収容されるピストン部材64およびこのピス
トン部材64内に配設され、一端にクランプアーム部材
108が装着されたロッド部材66とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに対して進
退および旋回自在なクランプアーム部材で前記ワークを
押圧保持するためのクランプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、トランスファマシンは、ワー
クの加工に必要とされる種々の異なる加工装置や、前記
ワークをその加工部位に対応して所望の姿勢に変換させ
るワーク変換装置等を所定間隔離間して配設し、移送装
置を介して前記ワークをそれぞれのステーションに、順
次、搬送して所望の加工を行うように構成されている。
【0003】この場合、それぞれのステーションにおい
て、ワークに正確に所定の加工作業等を施すために、前
記移送装置で搬送されるワークを、例えば、治具パレッ
ト上に強固に位置決め固定する必要がある。そこで、治
具パレットにワークを保持するため、従来から種々のク
ランプ装置が使用されている。
【0004】この種のクランプ装置は、通常、円筒状の
ケーシングを備え、このケーシング内に形成された室に
ピストンが摺動自在に配設されている。このピストンか
ら上方向に延在するピストンロッドの先端部に、クラン
プ用アーム部材が係着されており、このアーム部材を介
してワークを治具パレット上に押圧固定している。
【0005】その際、ピストンロッドの外周面には、軸
線方向から外周方向に指向して傾斜するリード溝が形成
される一方、ケーシングの内周面部に溝部が形成されて
おり、この溝部と前記リード溝とに球体が一体的に嵌合
している。そして、ケーシング内の室に圧縮流体が導入
されると、リード溝と溝部とに一体的に嵌合する球体の
案内作用下に、ピストンが所定方向に回動しながら上昇
し、ワークを押圧保持しているアーム部材は、このワー
クの上方からさらに所定角度だけ離間した位置に待避す
ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のクラ
ンプ装置では、ケーシング部材が、治具パレット上に直
接ボルトにより締結されている。このため、ワークの形
状が変更されるのに伴ってクランプ位置が変更される
際、容易に対応することができないという欠点がある。
このため、通常、治具パレット上に予め多数のねじ穴を
設けておき、クランプ位置の変更に伴ってケーシング部
材を所定の方向に回動させた後、所定のねじ穴にボルト
を締結する作業が行われている。
【0007】これにより、ワークの形状が変更される際
の段取り替え(準備作業)が相当に煩雑なものとなって
おり、特に、多数のクランプ装置を備える際には、該準
備作業に多くの時間を要するという問題が指摘されてい
る。
【0008】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な構成で、ワークの形状変更に伴う準備作業
を容易かつ短時間で遂行す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。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、治具パレットに圧縮流体供給源に連通
する有底円筒状シリンダ部材を位置決め固定しておき、
クランプアーム部材を設けたロッド部材と、このロッド
部材が配設される円筒状ピストン部材と、このピストン
部材が配設されるケーシングとが、前記シリンダ部材に
一体的に回動自在に挿入される。そして、シリンダ部材
の固定側フランジ部上にケーシングに設けられた可動側
フランジ部が載置され、リング状固定部材で前記可動側
フランジ部の上面を押圧支持することにより、前記ケー
シングが治具パレットに対して固定される。
【0010】次いで、ワークの形状変更等に伴ってクラ
ンプアーム部材によるクランプ位置を変更する際には、
リング状固定部材を緩めて可動側フランジ部への押圧作
用を解除した後、ケーシングを所定の角度だけ回動させ
ると、このケーシングと一体的にピストン部材およびロ
ッド部材を介してクランプアーム部材が回動する。そこ
で、クランプアーム部材が所定の角度位置に配置された
状態で、リング状固定部材を治具パレットに締結する。
【0011】これにより、リング状固定部材を緩めた
後、ケーシングを回動させるという極めて簡単な操作
で、ワークの形状の変更に容易かつ迅速に対応すること
ができる。
【0012】また、クランプアーム部材がロッド部材の
一端に揺動自在に装着されており、このクランプアーム
部材のワーク押圧側と反対側の端部に支柱部材が係合す
る。このため、クランプアーム部材は、支柱部材を支点
にしてワークを押圧する、いわゆる両持ちクランプ機能
を有する。その際、支柱部材がリング状固定部材を治具
パレットに固定する締結手段を構成すれば、装置全体の
小型化および部品数の削減が容易に遂行される。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係るクランプ装置10が治具パレット12に組み込ま
れた状態の縦断面図であり、図2は、前記クランプ装置
10の分解斜視図である。
【0014】治具パレット12は、ワークWを位置決め
保持した状態で、図示しない移送装置を介してトランス
ファ内の各ステーションに前記ワークWを順次搬送す
る。治具パレット12は、所定の部位に鉛直方向に比較
的大径な孔部14を所定の深さまで形成しており、この
孔部14の下部側には、切り欠き部16が連通する。治
具パレット12の上面には、孔部14の外周端一部に連
通して所定の深さまで断面半円状の穴部18が形成され
るとともに、この孔部14に同軸な円周上には、所定角
度間隔離間して複数のねじ穴20が形成される。
【0015】図1および図2に示すように、クランプ装
置10は、治具パレット12の孔部14に挿入される有
底円筒状シリンダ部材22を備える。シリンダ部材22
の底部24の内面中央側に凹部26が形成され、この凹
部26は、前記底部24の外周側から中心に向かって形
成された通路28に連通する。通路28は、図示しない
圧縮流体供給源に連通自在である。
【0016】底部24から上方に延出される筒状部30
の上端部には、半径外方向に突出して固定側フランジ部
32が設けられ、この固定側フランジ部32の一部に、
治具パレット12の穴部18に対応する断面半円状の穴
部34が形成される。穴部34と治具パレット12の穴
部18とには、ロックピン36が一体的に圧入され、シ
リンダ部材22が前記治具パレット12に位置決め固定
される。
【0017】シリンダ部材22には、ケーシング38が
リング状固定部材40を介して固定される。ケーシング
38は、円錐状の上面部を有してその外周一端縁部にス
トッパピン42が植設される。ケーシング38は、シリ
ンダ部材22の筒状部30内に回動自在に挿入される円
筒部44を有するとともに、この円筒部44の上部側に
は、半径外方向に突出して前記シリンダ部材22の固定
側フランジ部32上に当接する可動側フランジ部46が
設けられる。ケーシング38の上面部中央には孔部48
が形成され、この孔部48は、段部を介して孔部50お
よび比較的大径な孔部52に連通する。円筒部44の外
周一端部には孔部52に連通するねじ穴54が形成さ
れ、このねじ穴54にセットビス56が螺合される。
【0018】固定部材40は、リング状を有しており、
その上部側に半径内方向に突出してリング状の押圧部5
8が設けられる。固定部材40には、その軸線方向に平
行して所定の位置に複数のボルト挿通用孔部60が形成
される。各孔部60にボルト62が挿通されて、それぞ
れの先端部が治具パレット12のねじ穴20に螺合され
ることにより、固定部材40の押圧部58で可動側フラ
ンジ部46が固定側フランジ部32に押圧されて、ケー
シング38が前記治具パレット12に固定される。
【0019】ケーシング38の孔部52には、ピストン
部材64が摺動可能に嵌合されるとともに、このピスト
ン部材64にロッド部材66が回動手段68を介して回
動自在に配設される。
【0020】ピストン部材64は、略円筒状を有してお
り、その閉塞した一端に平板部70が形成される。ピス
トン部材64の内周面部には、断面半円状を有して螺旋
状に周回する溝部72が形成されるとともに、この溝部
72の一部にリターン用逃げ部74が形成される。ピス
トン部材64の外周部には、軸線方向に所定の長さを有
した切り欠き部76が形成され、この切り欠き部76に
セットビス56が挿入される。
【0021】ロッド部材66は、ケーシング38の孔部
48に嵌合する第1棒体部78を有し、この第1棒体部
78の端部に第1肩部80を介してより大径な第2棒体
部82が形成される。この第2棒体部82の端部には、
第2肩部84を介して一層大径な第3棒体部86が設け
られるとともに、この第3棒体部86に断面半円状を有
して螺旋状に周回する溝部88が形成される。溝部88
の両端同士は、リターン溝90を介して連結され、エン
ドレス状のボール通路が形成される。この溝部88とピ
ストン部材64の溝部72とに複数のボール92が一体
的に嵌合し、これにより回動手段68としてのボールね
じ手段が構成される。
【0022】ロッド部材66の第1棒体部78の中央部
には、その軸線方向にねじ穴94が所定の深さだけ形成
されており、第3棒体部86の中央部には、孔部96が
形成される。孔部96には、板状のばね部材98が介装
され、このばね部材98の端部に係止用リング100が
当接するとともに、この係止用リング100に球体10
2が係合する。球体102の直径は、係止用リング10
0の内径より大きく選択されており、ピストン部材64
にロッド部材66が装着された状態で、前記球体102
の端部が平板部70に当接して前記ロッド部材66の第
3棒体部86の端面と該平板部70の内面との間に所定
の間隙が画成される。
【0023】ケーシング38の孔部52内に板状のばね
部材104が介装され、このばね部材104の弾発力を
介してピストン部材64およびロッド部材66が前記孔
部52の外方(鉛直下方向)へと押圧される。このばね
部材104は、ばね部材98より相当に大きな弾発力を
有している。
【0024】第1棒体部78と第2棒体部82との境界
段部に、耐摩耗性材料で形成されたリング106が配設
される。第1棒体部78は、ケーシング38の孔部48
に嵌合してその先端部を外部に露呈しており、この先端
部にワーク押圧用クランプアーム部材108が装着され
る。クランプアーム部材108は、その一端部側に台形
状を有する押圧部110を有し、この押圧部110に対
応する他端部側にボルト挿通用孔部112とこの孔部1
12より大径な棒体嵌合用孔部114とが形成される。
【0025】クランプアーム部材108の孔部114に
ロッド部材66の第1棒体部78が嵌合し、ボルト11
6が前記クランプアーム部材108の孔部112から前
記ロッド部材66のねじ穴94に螺合することにより、
該クランプアーム部材108が前記ロッド部材66に固
定される。
【0026】ケーシング38の円筒部44とシリンダ部
材22の筒状部30とを液密にシールするためのシール
部材118a、118bが配設されるとともに、前記ケ
ーシング38の孔部48には、ロッド部材66の第1棒
体部78と前記ケーシング38との間隙から孔部52に
塵埃等が進入することを阻止するためのシール部材11
8cが配設される。
【0027】このように構成されるクランプ装置10の
動作について、以下に説明する。
【0028】図1および図3に示すように、ロッド部材
66に係着されているクランプアーム部材108を介し
てワークWの凸部Waが押圧保持された状態で、治具パ
レット12が移動されてこのワークWに所定の加工作業
等が施される。次に、加工済のワークWを新たなワーク
Wと交換するために、治具パレット12が所定の圧縮流
体供給位置に移動される。
【0029】そこで、図1に示すように、シリンダ部材
22の通路28に圧縮空気供給用管路(図示せず)が接
続され、この通路28に圧縮流体が供給されると、この
圧縮流体が凹部26に供給された後、ピストン部材64
を鉛直上方向に押圧する。このため、ピストン部材64
は、ケーシング38のねじ穴54に螺合しているセット
ビス56とこのセットビス56が挿入される切り欠き部
76との案内作用下に、ばね部材104の弾発力に抗し
て鉛直上方向に直線的に変位し、このピストン部材64
内に配設されているロッド部材66も同様に上昇する。
従って、ロッド部材66の上端部に係着されているクラ
ンプアーム部材108は、その押圧部110をワークW
の凸部Waから離間して前記ワークWの保持作用を解除
する。
【0030】図4に示すように、ピストン部材64がさ
らに上昇すると、ロッド部材66の第1棒体部78と第
2棒体部82との境界部位に配設されているリング10
6がケーシング38の孔部48、50との間の段部に当
接する。この状態で、圧縮流体の作用下にピストン部材
64が鉛直上方向に押圧されると、このピストン部材6
4は、切り欠き部76に挿入されているセットビス56
により回転することがなく、ボールねじ手段である回動
手段68を介してロッド部材66が所定方向に回動す
る。
【0031】その際、ロッド部材66は、第3棒体部8
6の端面がピストン部材64の平板部70に当接するま
で回動することになる。この結果、ロッド部材66の先
端部に係着されているクランプアーム部材108は、ワ
ークWの凸部Waの上方から所定方向に回動して待避
し、このクランプアーム部材108の押圧部110が前
記ワークWから効果的に離間する(図4参照)。
【0032】次に、治具パレット12からワークWを取
り外し、新たなワークWをこの治具パレット12上に載
置してクランプ装置10で位置決め固定する。
【0033】すなわち、通路28への圧縮流体が供給を
停止されると、ピストン部材64に鉛直上方向に作用し
ていた押圧力が解除され、このピストン部材64には、
ばね部材104の弾発力だけが作用する。このため、ピ
ストン部材64が鉛直下方向に変位し、このピストン部
材64の平板部70に押圧されていたロッド部材66
は、前記ピストン部材64が下降することにより、ばね
部材98の弾発力を介して前記とは逆方向に回転する。
そして、第2棒体部82と第3棒体部86との境界段部
である第2肩部84がピストン部材64の上面部と一致
する際に、前記第2肩部84にばね部材104が当接し
てロッド部材66の回転が停止する。
【0034】さらに、ロッド部材66とピストン部材6
4とが一体的に下降し、このピストン部材64の平板部
70がシリンダ部材22の底部24の内面に当接する直
前で、クランプアーム部材108が新たなワークWの凸
部Waに係合する。これにより、新たなワークWは、ピ
ストン部材64とロッド部材66とに作用するばね部材
104の弾発作用下に、クランプアーム部材108を介
して治具パレット12上に対し強固に位置決め保持され
る。
【0035】ところで、新たなワークWの形状が変更さ
れることによって、この新たなワークWのクランプ位置
である凸部Waの位置が変更される際、クランプ装置1
0では、準備作業としてクランプアーム部材108の位
置調整が行われる。
【0036】すなわち、先ず、固定部材40を治具パレ
ット12に固定しているボルト62が緩められ、この固
定部材40の押圧部58による可動側フランジ部46へ
の押圧作用が解除された状態で、ケーシング38がピス
トン部材64およびロッド部材66と一体的に所定の方
向に回動される。そして、クランプアーム部材108が
新たなワークWに対応して位置決めされた後、ボルト6
2が締め付けられる。従って、固定部材40の押圧部5
8がケーシング38の可動側フランジ部46をシリンダ
部材22の固定側フランジ部32に対し押圧保持し、前
記ケーシング38が治具パレット12に固定される。
【0037】このように、第1の実施形態では、クラン
プアーム部材108の位置決め調整を行う際に、ボルト
62を緩めてケーシング38を回動させた後、前記ボル
ト62を締め付ける動作を行うだけでよい。このため、
例えば、治具パレット12に複数のボルト穴を設けてお
き、ケーシング38自体を治具パレット12に固定して
いるボルトを取り出して該ケーシング38を位置決めし
た後、再度ボルトの締め付けを行うものに比べ、新たな
ワークWに対応する段取り替え(準備作業)が一挙に簡
素化かつ迅速化されるという効果が得られる。
【0038】特に、単一のワークWに対して多数のクラ
ンプ装置10を用いる際に、前記全てのクランプ装置1
0の準備作業を短時間で効率的に遂行することができ
る。これによって、該ワークWに対する加工作業等を含
むライン全体の効率化が容易に遂行されるという利点が
ある。
【0039】しかも、クランプ装置10は、構成が簡素
化されるとともに、小型化が可能となり、前記クランプ
装置10を所望の位置に有効に配置することができる。
従って、極めて汎用性に優れるという効果がある。
【0040】次に、本発明の第2の実施形態に係るクラ
ンプ装置120について説明する。なお、第1の実施形
態に係るクランプ装置10と同一の構成要素には同一の
参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0041】図5および図6に示すように、クランプ装
置120は、ロッド部材66の第1棒体部78に支点ピ
ン122を介して揺動自在に装着されるクランプアーム
部材124を備える。このクランプアーム部材124
は、ワーク押圧側の一端126とこの一端126とは反
対側の他端128とを、図中、左右方向に延在して設け
ており、前記他端128側の底部には、溝部130を設
けることによりストッパ面132が形成されている。
【0042】第1棒体部78の上部には、アーム押さえ
用板ばね134が保持されている。この板ばね134
は、クランプアーム部材124の他端128側に当接し
てこのクランプアーム部材124を、その一端126側
が上方に傾斜する方向に常時付勢する。一方、板ばね1
34の反対側には、ストッパ136が設けられている。
【0043】治具パレット12には、固定部材40の外
方に位置して孔部14と同心上の円弧面に沿って複数の
ねじ穴138が形成されており、一のねじ穴138に支
柱部材140の端部に設けられたねじ部142が螺合す
る。支柱部材140は、ロッド部材66と平行して鉛直
上方向に延在しており、その上端面には、クランプアー
ム部材124の溝部130に進入する係止棒体部144
が設けられている。
【0044】このように構成されるクランプ装置120
では、図5に示すクランプ状態からクランプアーム部材
124を解除するために、シリンダ部材22に圧縮流体
が供給されると、このシリンダ部材22内のピストン部
材64およびロッド部材66が一体的に上昇する。
【0045】その際、クランプアーム部材124に係合
する板ばね134の弾発作用下に、このクランプアーム
部材124がワークWを押圧している一端126をスト
ッパ136で停止される位置まで上方に傾動させ、前記
ワークWから即座に離脱する。次いで、ロッド部材66
が所定方向に回動することにより、クランプアーム部材
124がワークWの上方から所定の方向に回動する。
【0046】一方、ワークWをクランプする際には、シ
リンダ部材22への圧縮流体の供給が停止されることに
より、第1の実施形態と同様にロッド部材66が旋回動
作しながら下降する。このため、ロッド部材66の第1
棒体部78に装着されているクランプアーム部材124
は、ワークWの上方に至った後に下降し、他端128が
係止棒体部144に係止された状態で、この係止棒体部
144を支点にして一端126をワークWに当接させ
る。従って、クランプアーム部材124は、一端126
をワークWに当接し、かつ他端128を支柱部材140
で支持された状態で、その略中央部がロッド部材66に
より下方向に引張されるため、前記ワークWを一層強固
に押圧保持することができるという効果が得られる。
【0047】そこで、クランプ装置120において、形
状の異なるワークWに対応して位置決めを行う際には、
支柱部材140のねじ部142をねじ穴138から離脱
させた後、第1の実施形態と同様にボルト62を緩めて
固定部材40によるケーシング38の可動側フランジ部
46への押圧力を解除する。次いで、ケーシング38を
所定方向に回動させてクランプアーム部材124の位置
決めを行う。さらに、ボルト62を介して固定部材40
を締結するとともに、支柱部材140のねじ部142を
所定のねじ穴138に螺合する。これにより、新たなワ
ークWに対応するクランプ装置120の準備作業が有効
に簡素化される等、第1の実施形態と同様の効果が得ら
れる。
【0048】次に、本発明の第3の実施形態に係るクラ
ンプ装置150について、以下に説明する。なお、第1
および第2の実施形態と同一の構成要素には同一の参照
符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0049】図7および図8に示すように、クランプ装
置150は、クランプアーム部材124の他端128を
支持するとともに、固定部材40を治具パレット12に
固定する緊締手段としての機能も有する支柱部材152
を備えている。この支柱部材152は、固定部材40の
孔部60に挿入されるロッド部154と、治具パレット
12のねじ穴20に螺合するねじ部156とを一体的に
有する。
【0050】従って、第3の実施形態に係るクランプ装
置150では、クランプアーム部材124の全長を大幅
に短尺化することができる。しかも、支柱部材152
が、一のボルト62に代替して固定部材40の締結機能
を有しており、クランプ装置150全体の構成の簡素化
が一挙に遂行されるという効果が得られる。
【0051】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るクランプ装
置では、リング状固定部材による可動側フランジ部の押
圧作用を解除した後、この可動側フランジ部を設けたケ
ーシングを所定の角度だけ回動させてクランプアーム部
材の位置調整を行った後、前記リング状固定部材の締結
を行うだけで、形状の異なる種々のワークに対応して前
記クランプアーム部材の位置調整作業が迅速かつ容易に
遂行される。特に、多数のクランプ装置が治具パレット
に設けられている際には、前記クランプ装置の準備作業
全体を一挙に短時間にかつ効率的に行うことが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るクランプ装置を
治具パレットに装着した状態の縦断面図である。
【図2】前記第1の実施形態に係るクランプ装置の分解
斜視図である。
【図3】図1に示す前記クランプ装置の平面説明図であ
る。
【図4】前記第1の実施形態に係るクランプ装置のアン
クランプ状態の縦断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係るクランプ装置を
パレットに装着した状態の側面説明図である。
【図6】図5に示すクランプ装置の平面説明図である。
【図7】本発明の第3の実施形態に係るクランプ装置を
パレットに装着した状態の側面説明図である。
【図8】図7に示すクランプ装置の平面説明図である。
【符号の説明】
10、120、150…クランプ装置 12…治具
パレット 22…シリンダ部材 24…底部 28…通路 32…固定
側フランジ部 38…ケーシング 40…固定
部材 44…円筒部 46…可動
側フランジ部 58…押圧部 64…ピス
トン部材 66…ロッド部材 68…回動
手段 108、124…クランプアーム部材 122…支
点ピン 134…アーム押さえ用板ばね 140、1
52…支柱部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】治具パレット上面に位置決め固定される固
    定側フランジ部を有し、圧縮流体供給源に連通する有底
    円筒状シリンダ部材と、 前記シリンダ部材内に回動自在に挿入される円筒部を有
    するとともに、前記固定側フランジ部上に当接する可動
    側フランジ部を設けるケーシングと、 前記治具パレットに締結自在に設けられ、前記可動側フ
    ランジ部の上面を前記固定側フランジ部側に押圧して前
    記ケーシングを該治具パレットに対して固定するリング
    状固定部材と、 前記ケーシングの前記円筒部内に摺動自在に配設され、
    前記シリンダ部材から供給される圧縮流体および弾性体
    を介して直線的に変位する円筒状ピストン部材と、 一端に前記ケーシングの外部に露呈してワーク押圧用ク
    ランプアーム部材を設け、前記ピストン部材内に配設さ
    れるロッド部材と、 前記ピストン部材と前記ロッド部材との間に構成され、
    該ロッド部材を該ピストン部材に対して回動させる回動
    手段と、 を備えることを特徴とするクランプ装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のクランプ装置において、前
    記クランプアーム部材は、前記ロッド部材の一端に揺動
    自在に装着されており、 前記治具パレットに固定されて該クランプアーム部材の
    ワーク押圧側の一端とは反対側の他端に係合する支柱部
    材を備えることを特徴とするクランプ装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載のクランプ装置において、前
    記支柱部材は、前記リング状固定部材を前記治具パレッ
    トに固定するための締結手段を構成することを特徴とす
    るクランプ装置。
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