JPWO2008018536A1 - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

クランプ装置（１）は、移動可能であり、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され、基準側となる第１クランプヘッド（４）と、該第１クランプヘッド（４）に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり、第１クランプヘッド（４）との間にワーク（６）を把持可能であり、上記垂直方向へ傾動および／またはスライド移動可能な第２クランプヘッド（５）と、第１と第２クランプヘッド（４，５）を駆動する駆動部とを備える。そして、第１と第２クランプヘッド（４，５）を互いに近づく方向に移動させることにより、該第１と第２クランプヘッド（４，５）でワーク（６）を把持する。

Description

本発明は、クランプ装置に関し、特に、ワークを両側から把持可能なクランプ装置に関する。

従来から、ワークを把持した状態で搬送したり、ワークを把持した状態で加工することが可能な装置は知られている。たとえば、特公平１−１６５９８号公報には、摩擦圧接機のワーククランプ装置が記載され、特開平６−３１５６４号公報には、端部加工機に用いるクランプ装置が記載され、特開平８−３９３８６号公報には、旋盤等にワークを把持して搬送するガントリローダが記載されている。
特公平１−１６５９８号公報 特開平６−３１５６４号公報 特開平８−３９３８６号公報

上記特公平１−１６５９８号公報記載のワーククランプ装置では、ヘッド６６上に摺動自在に２つのスライダ６８，７０を対向配置し、このスライダ６８，７０の各対向面に爪７２，７４を取付ける。そして、一方の爪７４を芯合わせ点で停止させた状態で、他方の爪７２でワーク１０２を締め付けることで、ワーク１０２をクランプする。

しかし、特公平１−１６５９８号公報記載のワーククランプ装置では、爪７２，７４の双方とも傾動できないので、ワーク１０２をクランプした際に、ワーク１０２と爪７２，７４との間に隙間が生じ、爪７２，７４とワーク１０２との接触箇所が低減する場合がある。この場合には、爪７２，７４によってワーク１０２を安定してクランプできないという問題が生じる。

上記特開平６−３１５６４号公報記載のクランプ装置は、クランプ爪１３ｃ，１４ｃを備え、該クランプ爪１３ｃ，１４ｃを駆動して棒鋼材Ｗをクランプするが、この場合も、クランプ爪１３ｃ，１４ｃの双方が傾動できないので、上述のワーククランプ装置の場合と同様に、クランプ爪１３ｃ，１４ｃによって棒鋼材Ｗを安定してクランプできないという問題が生じる。

他方、特開平８−３９３８６号公報記載のガントリローダは、ヘッドアーム８に対して揺動自在なローダ爪９を備えているので、ワークを把持する際にローダ爪９が揺動し、上述のワーククランプ装置等の場合と比較すると、ローダ爪９とワークとの接触箇所を確保することができる。

しかしながら、特開平８−３９３８６号公報記載のガントリローダでは、ワークを把持する際に双方のローダ爪９が揺動するので、所定位置からずれた位置でワークが把持されてしまう場合がある。つまり、ワークの把持位置の精度が低下するという問題が生じる。

そこで、本発明は、ワークの把持位置の精度が低下するのを回避しながらワークを安定して把持することが可能となるクランプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るクランプ装置は、１つの局面では、移動可能であり、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され、基準側となる第１クランプヘッドと、該第１クランプヘッドに近づく方向と離れる方向とに移動可能であり、第１クランプヘッドとの間にワークを把持可能であり、上記垂直方向に傾動可能な第２クランプヘッドと、第１と第２クランプヘッドを駆動する駆動部とを備える。

本発明に係るクランプ装置は、他の局面では、移動可能であり、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され、基準側となる第１クランプヘッドと、この第１クランプヘッドに近づく方向と離れる方向とに移動可能であり、第１クランプヘッドとの間にワークを把持可能であり、上記垂直方向にスライド移動可能な第２クランプヘッドと、第１と第２クランプヘッドを駆動する駆動部とを備える。

上記クランプ装置は、第１クランプヘッドの回転防止機構を備えることが好ましい。また、第１クランプヘッドの移動方向における位置（たとえば初期の基準位置や経年後の基準位置）を調整可能な位置調整機構を備えるものであってもよい。

上記駆動部は、第１クランプヘッドを保持する第１保持部材と、第２クランプヘッドを保持する第２保持部材と、第１と第２保持部材に動力を伝達する第１と第２動力伝達機構と、第１と第２動力伝達機構の下方に配置され第１と第２動力伝達機構に動力を供給可能な動力供給部とを有するものであってもよい。そして、第１と第２動力伝達機構の構成を異ならせる。

上記第１動力伝達機構は、第１保持部材の一部を受け入れ、第１クランプヘッドの移動方向に第１保持部材と係合して第１保持部材に動力を伝達する第１動力伝達部材を含むものであってもよい。この場合、第１動力伝達部材と第１保持部材との間に隙間を設けることが好ましい。また、上記動力供給部は、ケーシング内に配設された可動部材を含むものであってもよい。第２動力伝達機構は、ケーシング内に回動可能に設けられ、可動部材と第２保持部材とが反対方向に移動可能となるように可動部材の一端と第２保持部材とを連結する第２動力伝達部材を含むものであってもよい。この場合、可動部材の他端側に第１動力伝達部材と係合する係合部を設ければよい。

本発明に係るクランプ方法は、下記の各工程を備える。移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第１クランプヘッドと、該第１クランプヘッドに近づく方向と離れる方向とに移動可能であり上記垂直方向に傾動またはスライド移動可能な第２クランプヘッドとの間から、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第３クランプヘッドと、該第３クランプヘッドに近づく方向と離れる方向とに移動可能であり前記垂直方向に傾動またはスライド移動可能な第４クランプヘッドとの間に延在するようにワークを配置する。第１と第２クランプヘッドを互いに近づく方向に移動させるとともに、第３と第４クランプヘッドを互いに近づく方向に移動させることにより、第１、第２、第３および第４クランプヘッドでワークを把持する。

上記ワークを把持する工程は、好ましくは、第１および第３クランプヘッドでワークの位置ずれを抑制した状態で、第２および第４クランプヘッドを垂直方向に傾動またはスライド移動させながら第１および第３クランプヘッドに向かってそれぞれ移動させることで、ワークを把持する工程を含む。

本発明のクランプ装置は、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第１クランプヘッドを備えているので、この第１クランプヘッドを基準として所定位置でワークを把持することができる。したがって、ワークの把持位置の精度が低下するのを回避することができる。また、傾動やスライド移動が可能な第２クランプヘッドを備えているので、ワークを把持する際に第２クランプヘッドを傾動やスライド移動させることができ、少なくとも第２クランプヘッドとワークとの接触箇所を確保することができる。したがって、ワークを安定して把持することも可能となる。

本発明のクランプ方法によれば、第１と第３クランプヘッドを基準として所定位置でワークを把持することができるので、ワークの把持位置の精度が低下するのを回避することができる。また、ワークを把持する際に第２と第４クランプヘッドを傾動やスライド移動させることができるので、ワークとクランプヘッドとの接触箇所を確保することができ、ワークを安定して把持することも可能となる。

本発明の１つの実施の形態におけるクランプ装置の断面図であり、クランプヘッドを後退させた状態の図である。 本発明の１つの実施の形態におけるクランプ装置の断面図であり、クランプヘッドを前進させた状態の図である。 本発明の１つの実施の形態におけるクランプ装置を備えたワーク保持装置を示す斜視図である。 本発明のクランプ装置の１つの変形例を示す平面図である。 図４に示すクランプ装置の部分断面図である。 本発明のクランプ装置の他の変形例を示す平面図である。 図６に示すクランプ装置の部分断面図である。 図１に示すクランプ装置の変形例の断面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ クランプ装置、２ ケーシング、３ ボトムプレート、４，４０，４１ 第１クランプヘッド、４ａ，５ａ 爪部、４ｂ，５ｂ プレート、５，５０，５１ 第２クランプヘッド、５ｂ１，５ｂ３，１５ｂ，５３ 凹部、５ｂ２，５ａ１、２２ａ，５４ 貫通孔、６ ワーク、７ａ，７ｂ，８，８０ クランプロッド、８ａ，１８ａ 係止部、８ｂ 曲面部、８ｃ，１５ａ 歯部、９ａ，９ｂ，１０ 接続部材、１０ａ 頭部、１１，１６ 鋼球、１２ ピニオン、１３ ワッシャ、１４ シム、１５ ラック、１５ａ スライド部材、１７，２１，２５ ガイド部材、１８ 管状部材、１９ａ，１９ｂ，３３ａ，３３ｂ 圧油供給ポート、２０ ピストン、２０ａ，２０ｂ 油通路、２０ｃ，２２ｂ 係合部、２２ 動力伝達プレート、２３ａ，２３ｂ 油室、２４ａ，２４ｂ シール部材、２６ａ，２６ｂ 固定部材、３０ ワーク保持装置、３１ ベースプレート、３２ 位置決め部。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図７を用いて説明する。図１と図２は、本発明の１つの実施の形態におけるクランプ装置１の断面図である。

図１および図２に示すように、クランプ装置１は、ケーシング２と、該ケーシング２の対向する壁部に進退可能に装着された第１と第２クランプヘッド４，５と、ケーシング２内に組込まれ第１と第２クランプヘッド４，５を駆動する駆動部とを備える。なお、クランプ装置１の各要素は、金属素材あるいはこれと等価な特性の素材で主に作製することができる。

ケーシング２は、クランプ装置１の外殻部を構成し、クランプ装置１の各種要素を収容する。第１クランプヘッド４は、基準側となるクランプヘッドであり、第２クランプヘッド５に近づく方向と離れる方向（図１の例では左右方向）とに移動可能である。その一方で、この移動方向に対し垂直な垂直方向への第１クランプヘッド４の動きは制限される。より詳しくは、第１クランプヘッド４は、その移動方向に垂直な方向へは、通常の遊び程度の動きは許容されるものの、実質的には上記垂直な方向に動かないように設置される。

第１クランプヘッド４は、爪部４ａとプレート４ｂとを有する。爪部４ａは、断面形状が略Ｖ形の凹部を有し、この凹部側の表面がワーク６に当接される。プレート４ｂは、爪部４ａとクランプロッド（第１保持部材）７ａ，７ｂ間に配置され、両者を接続する。図１および図２の例では、プレート４ｂは、ボルトのような接続部材９ａ，９ｂを介してクランプロッド７ａ，７ｂとそれぞれ接続される。

上記のように移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第１クランプヘッド４を備えているので、この第１クランプヘッド４を基準として所定位置でワーク６を把持することができ、ワーク６の把持位置の精度が低下するのを回避することができる。

上記クランプロッド７ａ，７ｂと第１クランプヘッド４との間には、好ましくは、第１クランプヘッド４の移動方向における位置を調整可能な位置調整部材を設置する。図１および図２の例では、クランプロッド７ａ，７ｂとプレート４ｂとの間に、位置調整部材として単数または複数のシムを設置している。それにより、初期の基準位置や経年後の基準位置の第１クランプヘッド４の移動方向における位置を調整することができる。

クランプロッド７ａ，７ｂの一端（第１クランプヘッド４側の端部）には、筒状のガイド部材２７ａ，２７ｂを装着し、クランプロッド７ａ，７ｂの他端（第１クランプヘッド４から離れた側の端部）には、筒状のガイド部材２５ａ，２５ｂを装着する。このようにクランプロッド７ａ，７ｂの両端に筒状のガイド部材を設置することにより、クランプロッド７ａ，７ｂを安定して駆動することができる。

上記ガイド部材２７ａ，２７ｂとクランプロッド７ａ，７ｂとの間には、シール部材２４ａ，２４ｂを設置する。それにより、たとえばワーク６を切削する場合には、切削油や切屑がケーシング２内やクランプロッド７ａ，７ｂの摺動部に侵入するのを防止することができる。

第２クランプヘッド５は、第１クランプヘッド４との間にワーク６を把持可能であり、第１クランプヘッド４に近づく方向と離れる方向とに移動可能である。そして、この移動方向に対し垂直な垂直方向への動きは許容される。図１の例では、第２クランプヘッド５は、該第２クランプヘッド５の移動方向に対し垂直な垂直方向に傾動およびスライド移動可能であるが、傾動とスライド移動の少なくとも一方の動作のみが可能なものであってもよい。

第２クランプヘッド５は、爪部５ａとプレート５ｂとを有している。爪部５ａも、断面形状が略Ｖ形の凹部を有し、この凹部側の表面がワーク６に当接される。プレート５ｂは、爪部５ａとクランプロッド（第２保持部材）８間に配置され、両者を接続する。図１および図２の例では、プレート５ｂは、ボルトのような接続部材１０を介してクランプロッド８と接続される。

上記のように移動方向に対し垂直方向に動作可能な第２クランプヘッド５を備えているので、ワーク６を把持する際に、第２クランプヘッド５を上記垂直方向に傾動および／またはスライド移動させることができ、第２クランプヘッド５とワーク６との接触箇所を確保することができる。したがって、第１と第２クランプヘッド４，５でワーク６を安定して把持することが可能となる。

図１および図２に示すように、プレート５ｂは、凹部５ｂ１，５ｂ３と、貫通孔５ｂ２とを有し、これらに上記の接続部材１０を挿通し、この接続部材１０を介してプレート５ｂをクランプロッド８と接続する。より詳しくは、上記凹部５ｂ１内に接続部材１０の頭部１０ａを嵌込み、貫通孔５ｂ２に接続部材１０の軸部を挿通した状態で、接続部材１０をクランプロッド８に螺着することで、接続部材１０を介してプレート５ｂをクランプロッド８と接続する。

このとき、凹部５ｂ１の幅（図１および図２上下方向の幅）を接続部材１０の頭部１０ａの幅（図１および図２上下方向の幅）よりも広くし、貫通孔５ｂ２の径を接続部材１０の軸部の径よりも大きくする。また、凹部５ｂ３の底面をその中央部に向かうにつれて深さが深くなるような曲面（好ましくは球面）で構成するとともに、クランプロッド８の先端面を、その中央部に向かうにつれて高さが高くなる凸状の曲面部（好ましくは球面部）８ｂで構成する。かかる構成を採用することにより、第２クランプヘッド５の移動方向に対して垂直方向に（図１および図２の上下方向）、第２クランプヘッド５を傾動あるいは揺動させることができる。

また、第２クランプヘッド５の爪部５ａは、典型的にはボルトのような接続部材を介してプレート５ｂと接続されるが、この場合、爪部５ａに接続部材を受け入れる凹部と貫通孔５ａ１とを設ける。そして、貫通孔５ａ１の径を、貫通孔５ａ１内に位置する接続部材の径よりも大きくしておく。それにより、第２クランプヘッド５の移動方向に対して垂直方向（図１および図２の上下方向）に、第２クランプヘッド５の爪部５ａをスライド移動させることができる。また、接続部材の頭部を受け入れる凹部の底面と接続部材の頭部との間にワッシャのような板状弾性部材１３を設置しておく。

クランプロッド８は係止部８ａを有しており、ケーシング２内には、該係止部８ａを係止可能なストッパ部材１１を設置している。図１および図２の例では、ケーシング２に貫通孔を設け、該貫通孔内からケーシング内に突出するように貫通孔上に鋼球のような球状体を配置し、貫通孔内に球状体を支持する支持部材を設置することでストッパ部材１１を設けている。

駆動部は、第１クランプヘッド４を保持する上記のクランプロッド７ａ，７ｂと、第２クランプヘッド５を保持する上記のクランプロッド８と、クランプロッド７ａ，７ｂに動力を伝達する第１動力伝達機構と、クランプロッド８に動力を伝達する第２動力伝達機構と、第１と第２動力伝達機構の下方に配置され第１と第２動力伝達機構に動力を供給可能なアクチュエータ等の動力供給部とを有する。

図１および図２の例では、複数の円柱形状のクランプロッド７ａ，７ｂを設けて第１クランプヘッド４の回転を防止している。より詳しくは、第１クランプヘッド４の移動方向を向く第１クランプヘッド４の中心軸周りの第１クランプヘッド４の回転を防止している。このようにクランプ装置１が第１クランプヘッド４の回転防止機構を備えることにより、第１クランプヘッド４の中心軸周りの回転を防止することができる。この構成によっても、ワーク６の把持位置の精度低下を効果的に抑制することができる。

なお、図１および図２の例では、複数のクランプロッド７ａ，７ｂを介して第１クランプヘッド４を保持することで第１クランプヘッド４の回転を防止しているが、これ以外の手法で第１クランプヘッド４の回転を防止してもよい。たとえばクランプロッドの横断面形状を非円形（たとえば楕円や多角形等）とすることで第１クランプヘッド４の回転を防止することが考えられる。この場合、クランプロッドの数は単数でよい。

第１動力伝達機構は、図１および図２の例では、動力伝達プレート（動力伝達部材）２２を含む。この動力伝達プレート２２は、クランプロッド７ａ，７ｂの一部を受け入れる貫通孔２２ａと、クランプロッド７ａ，７ｂの移動方向（長手方向）にクランプロッド７ａ，７ｂと係合して動力を伝達する係合部２２ｂとを有し、固定部材２６ａ，２６ｂを介してクランプロッド７ａ，７ｂに固定される。

上記の動力伝達プレート２２とクランプロッド７ａ，７ｂとの間には、隙間を設けることが好ましい。たとえば貫通孔２２ａの径をクランプロッド７ａ，７ｂの径よりも大きくすることで、動力伝達プレート２２とクランプロッド７ａ，７ｂとの間に隙間を設けることができる。このような隙間を設けることにより、動力伝達プレート２２の変形が、クランプロッド７ａ，７ｂに悪影響（たとえば動力伝達プレートの変形によってクランプロッドに垂直方向の力が加わることで、クランプ力がロスしたり、位置決め精度が低下すること）を与えるのを回避することができ、動力伝達プレート２２を介してクランプロッド７ａ，７ｂに効率的に動力を伝達することができる。

なお、クランプロッド７ａ，７ｂに動力を伝達可能であれば、ブロック状の部材や棒状部材等の上記の動力伝達プレート２２以外の動力伝達部材を採用可能である。

第２動力伝達機構は、図１および図２の例では、ピニオン１２を含む。このように本実施の形態では、第１と第２動力伝達機構の構成は異なっている。ピニオン１２は、クランプロッド８の表面に凸状に形成された複数の歯部（凹凸構造）８ｃと、ラック１５の軸方向の一端の表面に凸状に形成された複数の歯部（凹凸構造）１５ａとの双方と噛合い、ラック１５からの動力をクランプロッド８に伝達する。

ラック１５の軸方向の一端には凹部１５ｂを設け、該凹部１５ｂ内に管状部材１８を装着する。管状部材１８は、外周面にネジ部と、内周面に凹部と、軸方向の一端に係止部１８ａとを備える。管状部材１８内に挿入されるガイド部材１７を、ケーシング２からその内部に突出するように設け、管状部材１８の内周面とガイド部材１７との間に鋼球１６を設置する。ガイド部材１７の一端をケーシング２の外部に突出させ、ガイド部材１７の一端にハンドルを接続する。このハンドルを回転操作することにより、ガイド部材１７を回転させることができ、ガイド部材１７に係止された鋼球１６を介して管状部材１８を回転させることができる。それにより、管状部材１８をラック１５の軸方向に移動させることができる。このように管状部材１８を移動させることにより、クランプストロークの調整を行なうことができる。

上記動力供給部は、図１および図２の例では、ケーシング２内に配設された可動部材を含む。この可動部材は、上述のラック１５と、ピストン２０とを含む。このラック１５とピストン２０とは互いに接続され、一体化されている。たとえば、ラック１５とピストン２０の軸方向端部同士を螺着することで両者を一体化することができる。

ラック１５は、上述のようにガイド部材１７に沿って往復移動可能であり、ピストン２０は、ガイド部材２１に沿って往復移動可能である。このガイド部材２１は、ボルトのような接続部材によりケーシング２に取付けられる。

上述の動力伝達プレート２２は、ラック１５とピストン２０とに固定される。図１および図２の例では、ピストン２０の軸方向一端に該ピストン２０の移動方向に動力伝達プレート２２と係合する係合部２０ｃを設け、この係合部２０ｃとラック１５の一端との間に動力伝達プレート２２の端部を挟持することでこれらを接続しているが、これ以外の手法でラック１５とピストン２０と動力伝達プレート２２とを互いに固定してもよい。このようにラック１５とピストン２０と動力伝達プレート２２とを固定して一体化することにより、ラック１５とピストン２０と動力伝達プレート２２とを共に移動させることができる。

また、図１および図２の例では、ケーシング２の一部を構成するボトムプレート３と、その近傍のケーシング２の一部とで、シリンダの内部空間のような空間を形成し、その空間内において移動可能となるように、ラック１５とピストン２０とを含む可動部材を配置している。

ガイド部材２１の拡径部とラック１５との間に油を受入れ可能な油室２３ａを形成し、ガイド部材２１の拡径部とピストン２０との間にも油を受入れ可能な油室２３ｂを形成する。つまり、ガイド部材２１の拡径部によってラック１５とピストン２０との間の油室を２つの油室に区画している。

ボトムプレート３には圧油供給ポート１９ａ，１９ｂを設け、外部から圧油供給ポート１９ａ，１９ｂを介してケーシング２内に油を供給できるようにする。ケーシング２内には、圧油供給ポート１９ａ，１９ｂと連通する油通路２０ａ，２０ｂを設ける。この油通路２０ａ，２０ｂは、油室２３ａ，２３ｂともそれぞれ連通しているので、油通路２０ａ，２０ｂを介して圧油供給ポート１９ａ，１９ｂと油室２３ａ，２３ｂとがそれぞれ連通することとなる。図１および図２の例では、油通路２０ａ，２０ｂは、ボトムプレート３を貫通する第１通路と、該第１通路と連通しラック１５とボトムプレート３との間の間隙で形成される第２通路と、第２通路と連通しラック１５の一部を貫通する第３通路とで構成される。なお、図１および図２の例では、可動部材が油圧で駆動されるが、油圧以外で可動部材を駆動してもよい。

次に、上記のような構成を有するクランプ装置１の動作について説明する。
まず、図２の状態から第１と第２クランプヘッド４，５を後退させて図１の状態へと移行させる動作について説明する。

図２の状態から第１と第２クランプヘッド４，５を後退させるには、図示しない圧油供給源（たとえば油圧ポンプや油圧回路等）から圧油供給ポート１９ｂと油通路２０ｂとを介して油室２３ｂ内に油を供給する。それにより、油室２３ｂ内に供給された油の圧力によりピストン２０の先端が押圧され、図２の右側にピストン２０が移動する。このとき、油室２３ａの容積は縮小し、油室２３ａ内の油は、油通路２０ａおよび圧油供給ポート１９ａを介して外部に流出する。

上記のようにピストン２０が右側に移動することにより、該ピストン２０と一体化されたラック１５および動力伝達プレート２２もピストン２０とともに同じ方向に移動することとなる。それにより、動力伝達プレート２２と係合するクランプロッド７ａ，７ｂも右側に移動し、それに伴い第１クランプヘッド４も右側に移動する。その結果、図２の状態から第１クランプヘッド４を後退させることができる。

他方、ピストン２０とともにラック１５が移動することにより、ラック１５と噛合うピニオン１２が回転し、該ピニオン１２と噛合う歯部８ｃを有するクランプロッド８も移動する。ただし、クランプロッド８は、ピストン２０やラック１５とは反対方向に移動することとなる。その結果、第２クランプヘッド５を図２の左側に移動させることができ、図２の状態から後退させることができる。

以上のように第１と第２クランプヘッド４，５をともに後退させることができ、図２の状態から図１の状態へと移行させることができる。この移行の際に、第１と第２クランプヘッド４，５によるワーク６の把持状態を解除することができる。

次に、図１の状態から第１と第２クランプヘッド４，５を前進させて図２の状態へと移行させる動作について説明する。

図１の状態から第１と第２クランプヘッド４，５を前進させるには、図示しない圧油供給源から圧油供給ポート１９ａと油通路２０ａとを介して油室２３ａ内に油を供給する。それにより、油室２３ａ内に供給された油の圧力によりラック１５が押圧され、図１の左側にラック１５が移動する。このとき、油室２３ｂの容積は縮小するので、油室２３ｂ内の油は、油通路２０ｂおよび圧油供給ポート１９ｂを介して外部に流出する。

上記のようにラック１５が左側に移動することにより、該ラック１５と一体化されたピストン２０および動力伝達プレート２２もラック１５とともに同じ方向に移動することとなる。それにより、動力伝達プレート２２と係合するクランプロッド７ａ，７ｂも左側に移動し、それに伴い第１クランプヘッド４を左側に移動させることができる。つまり、図１の状態から第１クランプヘッド４を前進させることができる。

他方、ラック１５が移動することにより、ラック１５と噛合うピニオン１２が回転し、該ピニオン１２と噛合う歯部８ｃを有するクランプロッド８も移動する。ただし、クランプロッド８は、ピストン２０やラック１５とは反対方向に移動することとなるので、第２クランプヘッド５を図１の右側に移動させることができる。その結果、図１の状態から第２クランプヘッド５を前進させることができる。

以上のように第１と第２クランプヘッド４，５をともに前進させることができ、図１の状態から図２の状態へと移行させることができる。この移行の際に、第１と第２クランプヘッド４，５によりワーク６を把持することができる。そして、ワーク６を把持した状態でワーク６に切削等の処理を施すことができる。

次に、図８を用いて、上述のクランプ装置１の変形例について説明する。図１に示すクランプ装置１では、ピニオン１２を介してラック１５からの動力をクランプロッド８に伝達したが、図８に示すように、板状の連結部材４０によりスライド部材１５ａとクランプロッド８とを連結し、連結部材４０を介してスライド部材１５ａからの動力をクランプロッド８に伝達してもよい。

図８に示すように、ケーシング２に軸部（回転軸）４１を設置し、この軸部４１に回動可能に連結部材４０を取付ける。連結部材４０の両端には長孔４０ａ，４０ｂを設ける。クランプロッド８にはピン４２ａを設け、スライド部材１５ａにはピン４２ｂを設ける。そして、ピン４２ａを長孔４０ａ内に配置し、ピン４２ｂを長孔４０ｂ内に配置する。これ以外の構成は、上述の場合と基本的に同様である。

本変形例の場合も、油室２３ａ，２３ｂ内に油を適宜供給することにより、スライド部材１５ａを所望の方向に移動させることができ、同時にスライド部材１５ａとは反対方向にクランプロッド８を移動させることができる。

次に、図３を用いて、上述のクランプ装置１の適用例について説明する。
図３に示すように、上述のクランプ装置１は、カムシャフトやクランクシャフトのようなワーク６を保持した状態で切削加工等の処理を行なえるワーク保持装置３０に適用可能である。

ワーク保持装置３０は、図３に示すように、ベースプレート３１と、該ベースプレート３１上に間隔をあけて設置されたクランプ装置１ａ，１ｂと、ワーク６の長手方向の位置決めを行なえる位置決め部３２とを備える。ベースプレート３１には、圧油供給ポート３３ａ，３３ｂを設け、圧油を供給可能とする。なお、クランプ装置１ａ，１ｂの構成は、上述のクランプ装置１と基本的に同様である。

次に、上記のようなワーク保持装置３０を用いて細長いワーク６をクランプする方法について説明する。

図３に示すクランプ装置１ａ，１ｂは、それぞれ上述の構成を有する第１と第２クランプヘッド４，５を備える。そして、図３に示すように、クランプ装置１ａの第１と第２クランプヘッド４，５間から、クランプ装置１ｂの第１と第２クランプヘッド４，５間に延在するように細長いワーク６を配置する。

ここで、クランプ装置１ａ，１ｂにおける第１クランプヘッド４はそれぞれワーク６に対し同じ側に配置され、クランプ装置１ａ，１ｂにおける第２クランプヘッド５はそれぞれワーク６に対し同じ側に配置される。既述のように、第１クランプヘッド４は移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となるクランプヘッドであり、第２クランプヘッド５は第１クランプヘッド４に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり上記垂直方向に傾動またはスライド移動可能なクランプヘッドである。

上述のクランプ装置１ａの第１と第２クランプヘッド４，５を互いに近づく方向に移動させるとともに、クランプ装置１ｂの第１と第２クランプヘッド４，５を互いに近づく方向に移動させることにより、上記４つのクランプヘッドでワーク６を把持する。

このとき、クランプ装置１ａ，１ｂにおける第１クランプヘッド４でワーク６の位置ずれを抑制し、かつクランプ装置１ａ，１ｂにおける第２クランプヘッド５を垂直方向に傾動またはスライド移動させながら第１クランプヘッド４に向かってそれぞれ移動させることで、ワーク６を所定位置で把持することができる。

上記クランプ方法によれば、１組の第１クランプヘッド４を基準として所定位置でワーク６を把持することができるので、ワーク６の把持位置の精度が低下するのを回避することができる。また、ワーク６を把持する際に１組の第２クランプヘッド５を傾動やスライド移動させることができるので、ワーク６と各クランプヘッドとの接触箇所を確保することができ、ワーク６を安定して把持することも可能となる。このようにワーク６を所定位置で保持した状態で、上述のように切削加工等の処理を行なうことができる。

次に、上述した本実施の形態の変形例について図４〜図７を用いて説明する。
上述の実施の形態では、傾動およびスライド移動可能である第２クランプヘッド５を備えた例を示したが、傾動とスライド移動の一方のみ可能な場合の第２クランプヘッドおよびその近傍の構造例について以下に説明する。

図４および図５に示すように、移動方向に対し垂直な方向への第２クランプヘッド５０の傾動のみが実質的に可能となるようにしてもよい。具体的には、第２クランプヘッド５０を一体の部材で構成し、クランプロッド８の先端面を、中央部に向かうにつれて高さが高くなる凸状の曲面部（好ましくは球面部）８ｂで構成し、クランプロッド８の先端部を受け入れる第２クランプヘッド５０の凹部の底面を中央部に向かうにつれて深さが深くなる曲面（好ましくは球面）で構成する。

上記のように曲面部８ｂ等を設けることで、第２クランプヘッド５を、その移動方向に対し垂直な方向へ傾動させることができる。しかし、図１等に示す貫通孔５ａ１を設けていないので、移動方向に対し垂直な方向へのスライド移動については実質的に不可能である。

なお、接続部材１０の頭部１０ａは、凹部５３内に配置され、接続部材１０の軸部は、貫通孔５４に挿通され、クランプロッド８に達する。また、第１クランプヘッド４０側の構成については上述の実施の形態の場合と同様であり、第１クランプヘッド４０は、爪部４０ａとプレート４０ｂと有する。

図６および図７に示すように、移動方向に対し垂直な方向への第２クランプヘッド５１のスライド移動のみが実質的に可能となるようにしてもよい。具体的には、クランプロッド８０の先端面を平坦面とする一方で、第２クランプヘッド５１を爪部５１ａとプレート５１ｂとに分割し、ボルトのような接続部材を介して爪部５１ａをプレート５１ｂと接続し、爪部５１ａに接続部材を受け入れる凹部と貫通孔とを設け、貫通孔の径を、該貫通孔内に位置する接続部材の径よりも大きくする。

上記のように爪部５１ａとプレート５１ｂとを接続する接続部材を受け入れる貫通孔の径を大きくすることで、第２クランプヘッド５を、その移動方向に対し垂直な方向へスライド移動させることができる。しかし、図１等に示す曲面部８ｂ等を設けていないので、第２クランプヘッド５を、その移動方向に対し垂直な方向へ傾動させることは実質的に不可能である。

なお、接続部材１０の頭部１０ａは、凹部５３ａ内に配置され、接続部材１０の軸部は、貫通孔５４ａに挿通され、クランプロッド８０に達する。また、本変形例の場合も、第１クランプヘッド４１側の構成については上述の実施の形態の場合と同様であり、第１クランプヘッド４１は、爪部４１ａとプレート４１ｂと有する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、上記の実施の形態の各構成要素は、全てが必須のものであるとは限らず、一部の構成要素を省略可能な場合があることも当初から予定している。また、今回開示した実施の形態はすべての点での例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明は、ワークを両側から把持可能なクランプ装置に有効に利用される。

Claims (12)

1. 移動可能であり、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され、基準側となる第１クランプヘッド（４）と、
   前記第１クランプヘッド（４）に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり、前記第１クランプヘッド（４）との間にワーク（６）を把持可能であり、前記垂直方向に傾動可能な第２クランプヘッド（５）と、
   前記第１と第２クランプヘッド（４，５）を駆動する駆動部と、
   を備えたクランプ装置。
2. 前記第１クランプヘッド（４）の回転防止機構（７ａ，７ｂ）をさらに備えた、請求の範囲第１項に記載のクランプ装置。
3. 前記第１クランプヘッド（４）の移動方向における位置を調整可能な位置調整機構（１４）をさらに備えた、請求の範囲第１項に記載のクランプ装置。
4. 前記駆動部は、前記第１クランプヘッドを保持する第１保持部材（７ａ，７ｂ）と、前記第２クランプヘッドを保持する第２保持部材（８）と、前記第１と第２保持部材（７ａ，７ｂ，８）に動力を伝達する第１と第２動力伝達機構と、前記第１と第２動力伝達機構の下方に配置され前記第１と第２動力伝達機構に動力を供給可能な動力供給部とを有し、
   前記第１と第２動力伝達機構の構成を異ならせた、請求の範囲第１項に記載のクランプ装置。
5. 前記第１動力伝達機構は、前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）の一部を受け入れ、前記第１クランプヘッド（４）の移動方向に前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）と係合して前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）に動力を伝達する第１動力伝達部材（２２）を含み、
   前記第１動力伝達部材（２２）と前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）との間に隙間を設け、
   前記動力供給部は、ケーシング（２）内に配設された可動部材（１５，２０）を含み、
   前記第２動力伝達機構は、前記ケーシング（２）内に回動可能に設けられ、前記可動部材（１５，２０）と前記第２保持部材（８）とが反対方向に移動可能となるように前記可動部材（１５，２０）の一端と前記第２保持部材（８）とを連結する第２動力伝達部材（１２）を含み、
   前記可動部材（１５，２０）の他端側に前記第１動力伝達部材（２２）と係合する係合部（２０ｃ）を設けた、請求の範囲第４項に記載のクランプ装置。
6. 移動可能であり、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され、基準側となる第１クランプヘッド（４）と、
   前記第１クランプヘッド（４）に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり、前記第１クランプヘッド（４）との間にワークを把持可能であり、前記垂直方向にスライド移動可能な第２クランプヘッド（５）と、
   前記第１と第２クランプヘッド（４，５）を駆動する駆動部と、
   を備えたクランプ装置。
7. 前記第１クランプヘッド（４）の回転防止機構（７ａ，７ｂ）をさらに備えた、請求の範囲第６項に記載のクランプ装置。
8. 前記第１クランプヘッド（４）の移動方向における位置を調整可能な位置調整機構（１４）をさらに備えた、請求の範囲第６項に記載のクランプ装置。
9. 前記駆動部は、前記第１クランプヘッド（４）を保持する第１保持部材（７ａ，７ｂ）と、前記第２クランプヘッド（５）を保持する第２保持部材（８）と、前記第１と第２保持部材（７ａ，７ｂ，８）に動力を伝達する第１と第２動力伝達機構と、前記第１と第２動力伝達機構の下方に配置され前記第１と第２動力伝達機構に動力を供給可能な動力供給部とを有し、
   前記第１と第２動力伝達機構の構成を異ならせた、請求の範囲第６項に記載のクランプ装置。
10. 前記第１動力伝達機構は、前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）の一部を受け入れ、前記第１クランプヘッド（４）の移動方向に前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）と係合して前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）に動力を伝達する第１動力伝達部材（２２）を含み、
    前記第１動力伝達部材（２２）と前記第１保持部材（７ａ，７ｂ）との間に隙間を設け、
    前記動力供給部は、ケーシング（２）内に配設された可動部材（１５，２０）を含み、
    前記第２動力伝達機構は、前記ケーシング（２）内に回動可能に設けられ、前記可動部材（１５，２０）と前記第２保持部材（８）とが反対方向に移動可能となるように前記可動部材（１５，２０）の一端と前記第２保持部材（８）とを連結する第２動力伝達部材（１２）を含み、
    前記可動部材（１５，２０）の他端側に前記第１動力伝達部材（２２）と係合する係合部（２０ｃ）を設けた、請求の範囲第９項に記載のクランプ装置。
11. 移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第１クランプヘッド（４）と、該第１クランプヘッド（４）に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり前記垂直方向に傾動またはスライド移動可能な第２クランプヘッド（５）との間から、移動方向に対し垂直な垂直方向への動きが制限され基準側となる第３クランプヘッド（４）と、該第３クランプヘッド（４）に近づく方向と離れる方向とに移動可能であり前記垂直方向に傾動またはスライド移動可能な第４クランプヘッド（５）との間に延在するようにワーク（６）を配置する工程と、
    前記第１と第２クランプヘッド（４，５）を互いに近づく方向に移動させるとともに、前記第３と第４クランプヘッド（４，５）を互いに近づく方向に移動させることにより、前記第１、第２、第３および第４クランプヘッド（４，５）で前記ワーク（６）を把持する工程と、
    を備えたクランプ方法。
12. 前記ワーク（６）を把持する工程は、前記第１および第３クランプヘッド（４）で前記ワーク（６）の位置ずれを抑制した状態で、前記第２および第４クランプヘッド（５）を前記垂直方向に傾動またはスライド移動させながら前記第１および第３クランプヘッド（４）に向かってそれぞれ移動させることで、前記ワーク（６）を把持する工程を含む、請求の範囲第１１項に記載のクランプ方法。

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