特許 5719981 クランプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5719981

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20150430BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 302F

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-534095(P2011-534095)

(86)(22)【出願日】2010年3月16日

(86)【国際出願番号】JP2010054418

(87)【国際公開番号】WO2011040062

(87)【国際公開日】20110407

【審査請求日】2013年1月29日

(31)【優先権主張番号】特願2009-230955(P2009-230955)

(32)【優先日】2009年10月2日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【復代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一義

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１０８３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０６８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１１７８２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４５０００８１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシング（３２）の開口（３３）から一端部（３６）が露呈し、且つ前記ケーシング（３２）の内方に他端部（７２）が収容されたクランプアーム（３４）と、
前記ケーシング（３２）の内方で前記クランプアーム（３４）の前記他端部（７２）を軸支する支軸（９２）と、
前記ケーシング（３２）の内方に配置されたトグルリンク機構（７０）を介して前記クランプアーム（３４）に連結されたロッド（６６）を有し、前記ロッド（６６）の直線運動を前記トグルリンク機構（７０）によって回転運動に変換することで前記支軸（９２）を中心として前記クランプアーム（３４）を揺動させるシリンダ（２２）と、
を備え、
前記クランプアーム（３４）に、前記支軸（９２）を中心として湾曲し、且つ該クランプアーム（３４）がワークをクランプするために揺動する際に前記ケーシング（３２）の外方に露呈する一方、前記ワークを解放するために揺動する際に前記ケーシング（３２）の内方に収納される円弧部（９４）と、前記支軸（９２）を中心として湾曲し、且つ該クランプアーム（３４）がワークをクランプするために揺動する際に前記ケーシング（３２）の内方に収納される一方、前記ワークを解放するために揺動する際に前記ケーシング（３２）の外方に露呈する別の円弧部（９６）とが形成され、
前記ケーシング（３２）に、前記クランプアーム（３４）が揺動する際に前記円弧部（９４）の円弧面に摺接するスクレイパ（９８）が設けられ、
前記ケーシング（３２）に、前記クランプアーム（３４）が揺動する際に前記別の円弧部（９６）の円弧面に摺接する別のスクレイパ（１００）が、前記スクレイパ（９８）とは別部材として設けられ、
さらに、前記ケーシング（３２）に、前記クランプアーム（３４）が揺動する際に前記円弧部（９４）の側面に摺接する側面清浄用スクレイパ（２００ａ、２００ｂ）が、前記スクレイパ（９８）及び前記別のスクレイパ（１００）とは別部材として設けられたことを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項2】

請求項１記載のクランプ装置（１０ａ）において、前記スクレイパ（９８）が前記ケーシング（３２）の外方に露呈して設けられたことを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項3】

請求項１又は２記載のクランプ装置（１０ａ）において、前記スクレイパ（９８）がシールとして機能することを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランプ装置（１０ａ）において、前記別のスクレイパ（１００）が前記ケーシング（３２）の内方に収容されて設けられたことを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランプ装置（１０ａ）において、前記別のスクレイパ（１００）がシールとして機能することを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ装置（１０ａ）において、前記側面清浄用スクレイパ（２００ａ、２００ｂ）がシールとして機能することを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のクランプ装置（１０ａ）において、複数個の当該クランプ装置（１０ａ）が、各々の前記クランプアーム（３４）が同一方向に揺動するように並列して連結されることでユニット（１２）を構成可能であることを特徴とするクランプ装置（１０ａ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランプ装置に関し、一層詳細には、ワークをクランプするための揺動自在なクランプアームを具備するクランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、自動車を製造する過程では、車体本体に対して様々な構成部品が溶接される。この溶接に際しては、前記構成部品を位置決め固定するべく、クランプ装置によって該構成部品をクランプすることが広汎に行われている。

【0003】

この種のクランプ装置としては、独国実用新案第２９５０４２６７号明細書に記載されたものが例示される。すなわち、ケーシングと、該ケーシングの内方に設けられたシリンダと、トグルリンク機構を介して前記シリンダのロッドに連結されたクランプアームとを有するクランプ装置である。前記ロッドの直進運動は、前記トグルリンク機構によって回転運動に変換され、その結果、前記クランプアームが揺動する。

【0004】

ここで、独国実用新案第２９５０４２６７号明細書記載のクランプ装置は、その図１及び図２に示されるように、トグルリンク機構の本体部をケーシングに収容するとともに連結軸のみをケーシングの側面から露呈させ、この露呈した連結軸の先端部にクランプアームの一端部を連結するようにして構成されている。この場合、溶接時に発生するいわゆるスパッタ（塵埃）がトグルリンク機構の本体部に付着することを回避することが可能となる。

【0005】

しかしながら、トグルリンク機構の連結軸をケーシングの側面に突出させる上記の構成においては、ケーシング、ひいてはクランプ装置の幅方向寸法を狭小化することは困難である。前記連結軸をケーシングの幅方向に沿って延在させる必要があるからである。

【0006】

このため、該クランプ装置を、例えば、狭小なクリアランスに挿入することができない。すなわち、該クランプ装置には、その配設箇所が制約されてしまうという不具合が顕在化している。

【0007】

ケーシングの幅方向寸法を狭小化するためには、独国実用新案第９１０４５３２号明細書に記載されるように、第１ケーシング部材と第２ケーシング部材でケーシングを構成し、これら第１ケーシング部材と第２ケーシング部材の合わせ面に形成される開口からクランプアームを突出させることが有効であるとも考えられる。この場合、その図１から諒解されるように、トグルリンク機構の連結軸をケーシングの幅方向に沿って延在させる必要がないからである。

【発明の概要】

【0008】

独国実用新案第９１０４５３２号明細書に記載されたクランプ装置では、前記開口を、クランプアームが揺動する範囲分設ける必要がある。このため、開口が比較的長距離にわたって延在することになるので、該開口から塵埃がケーシング内に進入し易くなる。すなわち、トグルリンク機構を塵埃から保護することが容易でなくなる。

【0009】

独国実用新案第９１０４５３２号明細書記載の発明においては、カバー部材でクランプアームを覆うことによってケーシング内に塵埃が進入することを回避することを試みている。しかしながら、このカバー部材によって開口を全体にわたって閉塞することは困難である。

【0010】

本発明の一般的な目的は、幅方向寸法が狭小化されたクランプ装置を提供することにある。

【0011】

本発明の主たる目的は、ケーシングの内方に塵埃が進入することを防止し得るクランプ装置を提供することにある。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、ケーシングの開口から一端部が露呈し、且つ前記ケーシングの内方に他端部が収容されたクランプアームと、
前記ケーシングの内方で前記クランプアームの前記他端部を軸支する支軸と、
前記ケーシングの内方に配置されたトグルリンク機構を介して前記クランプアームに連結されたロッドを有し、前記ロッドの直線運動を前記トグルリンク機構によって回転運動に変換することで前記支軸を中心として前記クランプアームを揺動させるシリンダと、
を備え、
前記クランプアームに、前記支軸を中心として湾曲し、且つ該クランプアームがワークをクランプするために揺動する際に前記ケーシングの外方に露呈する一方、前記ワークを解放するために揺動する際に前記ケーシングの内方に収納される円弧部が形成され、
前記ケーシングに、前記クランプアームが揺動する際に前記円弧部の円弧面に摺接するスクレイパが設けられたクランプ装置が提供される。

【0013】

ワークをクランプしたクランプアームにおけるケーシングから露呈した部位（円弧部）に対しては、異物が付着する懸念がある。また、ワークに対して溶接が施される場合、前記部位にスパッタ（塵埃）が付着することもある。このようなものが付着した状態のままの円弧部が、クランプアームがワークを解放することに伴ってケーシングに収容されると、異物や塵埃がケーシング内に進入することになる。

【0014】

しかしながら、本発明によれば、クランプアームが揺動する際、前記円弧部の円弧面に対してスクレイパを摺接させるようにしている。従って、異物や塵埃が円弧面から掻き落とされるので、該円弧面が清浄化される。この状態で円弧部がケーシング内に収容されるので、異物や塵埃がケーシング内に進入することを有効に防止することができる。

【0015】

その結果、異物や塵埃がトグルリンク機構の動作に影響を及ぼすことが回避される。このため、クランプアームの適切な揺動を長期間にわたって維持することができる。換言すれば、メンテナンスの頻度が著しく低減する。

【0016】

すなわち、本発明によれば、クランプアームが揺動する際にケーシング内に収容されていく円弧部に対してスクレイパを摺接させるようにしているので、異物や塵埃がケーシング内に進入することを有効に防止することができる。これにより、異物や塵埃がトグルリンク機構の動作に影響を及ぼすことを回避することが可能となるので、クランプアームの適切な揺動を長期間にわたって維持することができる。

【0017】

また、ケーシングの開口からクランプアームを露呈するようにしているので、トグルリンク機構の連結軸をケーシングの側面から突出させる必要がない。このため、ケーシング、ひいてはクランプ装置の幅方向寸法の狭小化を図ることができる。

【0018】

なお、このスクレイパは、ケーシングの外方に露呈して設けることができる。

【0019】

さらに、このスクレイパを、前記円弧部とケーシングの間のクリアランスを閉塞するシールとして機能させることが好ましい。これにより、塵埃等が前記クリアランスを介してケーシング内に進入することを回避することができる。

【0020】

また、クランプアームには、前記支軸を中心として湾曲し、且つ該クランプアームがワークをクランプするために揺動する際に前記ケーシングの内方に収納される一方、前記ワークを解放するために揺動する際に前記ケーシングの外方に露呈する別の円弧部を形成する。そして、ケーシングに、クランプアームが揺動する際に前記別の円弧部の円弧面に摺接する別のスクレイパを設ける。

【0021】

この別のスクレイパは、例えば、ケーシングの内方に収容して設けることができる。

【0022】

そして、前記別のスクレイパを、前記別の円弧部とケーシングとの間のクリアランスを閉塞するシールとして機能させることが好ましい。

【0023】

以上のようにすれば、クランプアームを揺動させるための開口を略全体にわたって閉塞することができる。このため、異物や塵埃がケーシング内に進入することを一層効果的に回避することができる。

【0024】

以上の構成においては、ケーシングに、前記クランプアームが揺動する際に前記円弧部の側面に摺接する側面清浄用スクレイパを設ける。この場合、クランプアームが上記したように揺動動作する際に、前記円弧部の側面に対して側面清浄用スクレイパが摺接するので、該円弧部の側面も併せて清浄化される。このため、異物や塵埃がケーシング内に進入することを一層有効に防止することができ、トグルリンク機構の動作に影響を及ぼすことが一層回避されるので、クランプアームを一層長期間にわたって適切に揺動させることができる。

【0025】

さらに、複数個のクランプ装置を連結してクランプユニットを構成するようにしてもよい。この場合、各々の前記クランプアームが同一方向に揺動するようにクランプ装置同士を並列して連結すればよい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態に係るクランプ装置を含むクランプユニットの全体概略斜視図である。

【図2】前記クランプユニットの分解斜視図である。

【図3】前記クランプユニットの別角度からの全体概略斜視図である。

【図4】前記クランプ装置の分解斜視図である。

【図5】図２のＶ−Ｖ線矢視断面図である。

【図6】前記クランプ装置を構成するクランプアームが図５から揺動した状態を示す概略縦断面図である。

【図7】別の実施の形態に係るクランプ装置の全体概略斜視図である。

【図8】別の実施の形態に係るクランプユニットの全体概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係る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。

【0028】

図１〜図３は、それぞれ、本実施の形態に係るクランプ装置１０ａ〜１０ｃを含むクランプユニット１２の全体概略斜視図、その分解斜視図、別角度からの全体概略斜視図である。このクランプユニット１２は、互いに同一構成であるクランプ装置１０ａ〜１０ｃが各々の主面に設けられた連結用ブラケット１４、１４、１４（図２及び図３参照）及びタイロッド１６を介して連結されることで構成される。なお、図２においては、爪部材２０（図１及び図３参照）の図示を省略している。

【0029】

ここで、クランプ装置１０ａの構成につき詳述する。

【0030】

図４及び図５は、それぞれ、クランプ装置１０ａの分解斜視図、図２のＶ−Ｖ線矢視断面図である。このクランプ装置１０ａは、シリンダ２２を構成するシリンダチューブ２４と、第１ケーシング部材２６、第２ケーシング部材２８及び背面カバー３０が組み合わされることで構成されるケーシング３２とを有し、第１ケーシング部材２６と第２ケーシング部材２８の合わせ面に形成される開口３３からは、クランプアーム３４の一端部（クランプ側端部３６）が露呈する。

【0031】

シリンダチューブ２４には、その軸線方向に沿って、楕円形状且つ大径のシリンダ室３８が形成されている。このシリンダ室３８は、長尺な連結ロッド４０を介してシリンダチューブ２４の図４及び図５における下方、上方にそれぞれ連結されるヘッドカバー４２、ロッドカバー４４によって閉塞される。

【0032】

図５に示すように、ヘッドカバー４２の背面に相当する部位には、連通路４６を介してシリンダ室３８に連通する第１ポート４８が形成される。また、ヘッドカバー４２におけるシリンダ室３８を臨む側の端面にはダンパ５０が取り付けられ、このダンパ５０の略中腹部には凹部５２が陥没形成されている。

【0033】

ヘッドカバー４２と同様に、ロッドカバー４４の背面に相当する部位にも、連通路５４を介してシリンダ室３８に連通する第２ポート５６が形成される。これら第１ポート４８及び第２ポート５６は、シリンダ室３８に対して圧縮空気を導入又は導出するための吸排気口である。なお、図３に示すように、第１ポート４８及び第２ポート５６には、それぞれ、図示しない管継手を介して給排気管５８が連結される。

【0034】

シリンダ室３８（図４及び図５参照）には、シール部材６０が外嵌された楕円形状のピストン６２が収容される。勿論、シール部材６０はシリンダ室３８の内壁に対して摺動可能に接しており、このため、第１ポート４８からシリンダ室３８に導入された圧縮空気がピストン６２を越えて第２ポート５６から排出されることはなく、同様に、第２ポート５６からシリンダ室３８に導入された圧縮空気がピストン６２を越えて第１ポート４８から排出されることもない。

【0035】

ピストン６２には円形挿入孔６４が形成されており、この円形挿入孔６４にはロッド６６が嵌合されている。ロッド６６におけるピストン６２に挿入された先端部が加締められることにより、ピストン６２のロッド６６からの抜け止めがなされている。

【0036】

一方、ロッド６６の先端には、トグルリンク機構７０を介して前記クランプアーム３４の他端部（連結側端部７２）が連結される。

【0037】

具体的には、トグルリンク機構７０は、ロッド６６側からクランプアーム３４にかけてナックルジョイント７４、第１リンク部材７６、第２リンク部材７８をこの順序で有し、ナックルジョイント７４と第１リンク部材７６が第１ロッドピン８０を介して連結されるとともに、第１リンク部材７６と第２リンク部材７８が第２ロッドピン８１を介して連結されることで構成されている。第１ロッドピン８０、第２ロッドピン８１には、それぞれ、ガイドローラ８２、８３が外嵌される。

【0038】

ロッド６６の先端には、縮径された嵌合用小径部８４が一体的に突出形成される。一方、ナックルジョイント７４には嵌合溝が形成され、該嵌合溝８６に前記嵌合用小径部８４が嵌合されることでロッド６６とナックルジョイント７４が連結される。

【0039】

また、クランプアーム３４は、トグルリンク機構７０に連結される幅広な連結側端部７２と、ケーシング３２から突出して延在する略直方体形状の長尺なクランプ側端部３６とを有する。この中の連結側端部７２は中空体として形成され、且つ第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８の各端面に臨む側の端面に、リンクピン係合用孔８８がそれぞれ貫通形成される。

【0040】

第２リンク部材７８の先端は、中空の前記連結側端部７２に挿入される。該第２リンク部材７８の各側面にはリンクピン９０がそれぞれ突出形成され、これら２個のリンクピン９０が前記２個のリンクピン係合用孔８８の各々に係合される。

【0041】

以上のようにしてロッド６６に連結されたナックルジョイント７４と、クランプアーム３４の連結側端部７２に連結された第２リンク部材７８とに対して第１リンク部材７６が橋架されることにより、後述するように、ロッド６６の直進運動がクランプアーム３４の回転（揺動）運動に変換される。ここで、クランプアーム３４がワークをクランプした状態では、第２リンク部材７８の湾曲した端面が後述する固定ローラ１２４に当接する。

【0042】

なお、クランプアーム３４の連結側端部７２には、リンクピン９０よりも下方に、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８の各端面に指向する支点ピン９２（支軸）が突出形成されている。後述するように、クランプアーム３４は、この支点ピン９２を中心として揺動する。

【0043】

連結側端部７２には、第２リンク部材７８からクランプ側端部３６に向かって湾曲した第１円弧部９４が形成される。この第１円弧部９４は、前記支点ピン９２を中心とする円弧であり、その弧の長さは、支点ピン９２を中心とする真円の周長の略１／４に相当する。

【0044】

連結側端部７２における支点ピン９２の近傍には、該支点ピン９２と同一中心となる第２円弧部９６が湾曲形成される。この第２円弧部９６の長さも、支点ピン９２を中心とする真円の周長の略１／４に相当する。

【0045】

なお、図１〜図５においては、クランプアーム３４のクランプ側端部３６が横臥して図示しないワークをクランプした状態を示しているが、この際、第１円弧部９４がケーシング３２から露呈するとともに、第２円弧部９６がケーシング３２の内方に収納される（図１〜図３及び図５参照）。一方、図６に示すように、クランプ側端部３６が起立して前記ワークを解放した場合、第１円弧部９４がケーシング３２の内方に収納されるとともに、第２円弧部９６がケーシング３２から露呈する。後述するように、クランプアーム３４が揺動してクランプ側端部３６が横臥状態から起立状態となる際、又は起立状態から横臥状態となる過程の双方において、第１円弧部９４の円弧面に第１スクレイパ９８が摺接するとともに、第２円弧部９６の円弧面に第２スクレイパ１００が摺接する。

【0046】

以上のように構成された連結側端部７２に連なるクランプ側端部３６には、爪部材２０（図１参照）を連結する爪連結ねじ１０２を通すための爪連結ねじ用挿通孔１０４（図４参照）が複数個貫通形成されている。換言すれば、爪部材２０は、爪連結ねじ１０２を介してクランプアーム３４に堅牢に連結されている。

【0047】

第１円弧部９４とクランプ側端部３６の境界には、逃げ部１０６が陥没形成される。この逃げ部１０６には、クランプ側端部３６が起立した際に第１スクレイパ９８の先端部が挿入される（図６参照）。

【0048】

また、クランプアーム３４において、逃げ部１０６の反対側の面には、該逃げ部１０６の位置に略対応する位置に、規制ねじ１０７が設けられる。

【0049】

第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８には、軸支用孔１０８、１１０がそれぞれ貫通形成される（図４参照）。軸支用孔１０８、１１０の各々には、ブッシュ１１２、１１４を介して前記支点ピン９２が回転自在に挿入される。

【0050】

第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８において、ケーシング３２の内壁となる側の端面中の主面側には、横臥したクランプ側端部３６に近接する位置に、図４の上下方向に並列するようにして２個のブラケット位置決め用穴１１６、１１８が陥没形成される。さらに、これらブラケット位置決め用穴１１６、１１８の間に、連結用ブラケット１４を連結支持するための支持ねじ１２０を通す支持ねじ用貫通孔１２２、１２３が形成される。

【0051】

ここで、図４から諒解されるように、連結用ブラケット１４は、ケーシング３２の軸線方向に沿って延在する幅狭な長尺端部１３４と、該長尺端部１３４の延在方向に直交する方向に延在する幅広な短尺端部１３６とが一体的に設けられた平面視略Ｔ字形状をなす。そして、この中の幅狭な長尺端部１３４には、２個のブラケット位置決め用孔１３８が貫通形成される。これらブラケット位置決め用孔１３８の間には、前記支持ねじ１２０を螺合するための支持ねじ用穴１４０が穿設される。

【0052】

ブラケット位置決め用孔１３８には位置決めピン１４２がそれぞれ通され、且つこれら位置決めピン１４２の各先端面は、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８に陥没形成されたブラケット位置決め用穴１１６、１１８の底面に着座する。これにより、位置決めピン１４２、ひいては連結用ブラケット１４がケーシング３２に対して位置決めされる。

【0053】

この状態で、支持ねじ１２０が第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８の各支持ねじ用貫通孔１２２、１２３に通され、さらに、連結用ブラケット１４の長尺端部１３４に形成された支持ねじ用穴１４０に螺合されることに伴い、連結用ブラケット１４がケーシング３２に堅牢に連結される。なお、位置決めピン１４２におけるブラケット位置決め用孔１３８から露呈した部位は全て、ブラケット位置決め用穴１１６、１１８に挿入される。従って、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８と、連結用ブラケット１４の長尺端部１３４との間にクリアランスが形成されることはない。

【0054】

長尺端部１３４には、前記第２スクレイパ１００が第１止めねじ１４４によって位置決め固定される。さらに、短尺端部１３６には、前記規制ねじ１０７を堰止することでクランプアーム３４（クランプ側端部３６）のそれ以上の揺動を規制するためのストッパ部材１４６が第２止めねじ１４８を介して連結されるとともに、該短尺端部１３６の軸線方向に沿って２個のタイロッド挿通孔１５０が貫通形成される。

【0055】

短尺端部１３６の一側面には、さらに、前記２個のタイロッド挿通孔１５０に挟まれるようにして２個の突出ピン用係合穴１５２が陥没形成される。また、他側面には、クランプ装置１０ａに隣接するクランプ装置１０ｂの連結用ブラケット１４の突出ピン用係合穴１５２に係合される突出ピン１５４が設けられる（図２参照）。

【0056】

また、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８において、ケーシング３２の内壁となる側の端面中の背面側には、トグルリンク機構７０に近接する位置に、固定ローラ１２４のローラ軸を挿入するローラ軸用孔１２６、１２８が貫通形成される。そして、これらローラ軸用孔１２６、１２８を挟むようにして２個のスペーサ連結ねじ用挿通孔１３０、１３２が設けられる。

【0057】

図４に示すように、前記スペーサ連結ねじ用挿通孔１３０、１３２の各々にはスペーサ連結ねじ１６０が通される。各スペーサ連結ねじ１６０は、略円柱体形状をなすスペーサ１６２の底面に穿設されたスペーサ連結ねじ用穴１６４、１６６に螺合される。スペーサ１６２における一底面から他底面に至る高さ方向寸法は、連結用ブラケット１４の長尺端部１３４の幅方向寸法に対応する。このため、第１ケーシング部材２６と第２ケーシング部材２８は、クランプアーム３４のクランプ側端部３６に近接する主面側端部から、固定ローラ１２４に近接する背面側端部に至るまで、互いに平行に延在する。

【0058】

固定ローラ１２４に近接する背面側端部では、第１ケーシング部材２６と第２ケーシング部材２８の間にクリアランスが生じる。このクリアランスは、ケーシング３２を構成する前記背面カバー３０によって閉塞される。なお、背面カバー３０は、図１〜図５における上下方向に沿って延在する垂下部１６８と、該垂下部１６８に対して略直角となるように屈曲されて延在するスクレイパ固定部１７０とからなり、この中の垂下部１６８が、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８に対してカバー連結ねじ１７２を介して堅牢に連結される。すなわち、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８には図示しないカバー連結ねじ用穴が形成され、前記カバー連結ねじ１７２は、これらカバー連結ねじ用穴に螺合される。

【0059】

背面カバー３０の垂下部１６８に形成された開口１７４には、ナックルジョイント７４が下死点又は上死点に位置したことを検知する近接スイッチ１７６が嵌合される。この近接スイッチ１７６は、スイッチ連結ねじ１７８を介して第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８に堅牢に連結される。ここで、垂下部１６８にはスイッチ連結ねじ用挿通孔１８０が貫通形成されており、前記スイッチ連結ねじ１７８は、各スイッチ連結ねじ用挿通孔１８０に通された後、第１ケーシング部材２６及び第２ケーシング部材２８に形成された図示しないスイッチ連結ねじ用穴に螺合される。

【0060】

背面カバー３０のスクレイパ固定部１７０には、略Ｔ字形状をなす前記第１スクレイパ９８がスクレイパ連結ねじ１８２を介して堅牢に位置決め固定される。勿論、スクレイパ固定部１７０にはスクレイパ連結ねじ用穴１８４が設けられており、前記スクレイパ連結ねじ１８２は、このスクレイパ連結ねじ用穴１８４に螺合される。

【0061】

以上の構成において、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００は、弾性を示す薄肉の金属板から形成されており、適切な弾発力を示す。なお、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００の材質は、ゴムであってもよい。

【0062】

第１スクレイパ９８は、クランプアーム３４の第１円弧部９４の円弧面とケーシング３２との間のクリアランスを閉塞し、一方、第２スクレイパ１００は、第２円弧部９６の円弧面とケーシング３２との間のクリアランスを閉塞する。このことから諒解されるように、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００は、シールとしても機能する。

【0063】

爪部材２０には、爪連結ねじ１０２を螺合するための爪連結ねじ用穴１８６が複数個設けられる。クランプアーム３４に対して爪部材２０を取り付ける際には、必要とされる爪部材２０の突出長さ（リーチ長）に応じて、爪連結ねじ１０２を通す爪連結ねじ用挿通孔１０４、及び爪連結ねじ１０２を螺合する爪連結ねじ用穴１８６が選定される。

【0064】

残余のクランプ装置１０ｂ、１０ｃは、クランプ装置１０ａと同一構成であり、従って、同一の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。

【0065】

クランプ装置１０ａ、１０ｂは、クランプ装置１０ａの連結用ブラケット１４の突出ピン１５４がクランプ装置１０ｂの連結用ブラケット１４の突出ピン用係合穴１５２に係合されることで仮連結及び位置決めされる。同様にして、クランプ装置１０ｂ、１０ｃが仮連結及び位置決めされる。そして、３個の連結用ブラケット１４、１４、１４のタイロッド挿通孔１５０に通されたタイロッド１６が緊締されることにより、クランプ装置１０ａ〜１０ｃが互いに堅牢に連結される。

【0066】

そして、給排気管５８（図３参照）に図示しない方向制御弁及び圧力制御弁が連結され、これにより、図１及び図３に示すクランプユニット１２が構成される。

【0067】

本実施の形態に係るクランプ装置１０ａ〜１０ｃを含むクランプユニット１２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。

【0068】

クランプ装置１０ａ〜１０ｃの各々では、ケーシング３２の開口からクランプアーム３４のクランプ側端部３６を突出させるようにしている。従って、前記独国実用新案第２９５０４２６７号明細書に記載されるようにトグルリンク機構の連結軸をケーシング３２の外方に露呈するまで延在させる必要がない。このため、クランプ装置１０ａ〜１０ｃの幅方向寸法を狭小化することができる。これにより、クランプユニット１２の配設箇所の自由度が大きくなる。

【0069】

このクランプユニット１２は、図示しない固定手段等に取り付けられ、この状態で、例えば、自動車製造ラインの溶接ステーションに配設される。この際には、図６に示すように、各クランプアーム３４のクランプ側端部３６は起立状態にあり、ワークである構成部品をクランプしていない。換言すれば、アンクランプ状態にある。この時点では、ピストン６２が下死点に位置するとともに、ロッド６６が後進端まで後退している。

【0070】

また、下死点に位置するピストン６２はダンパ５０に着座する。さらに、クランプアーム３４の第１円弧部９４がケーシング３２内に収納される一方、第２円弧部９６がケーシング３２から露呈する。

【0071】

ワークをクランプする際には、図示しない圧縮空気供給源から圧縮エアが供給される。圧縮エアは、前記方向制御弁、圧力制御弁及び給排気管５８（図３参照）を経てヘッドカバー４２の第１ポート４８（図６参照）に導入され、さらに、連通路４６を通過してシリンダ室３８に到達する。勿論、シリンダ室３８に収容されていた圧縮エアは、ロッドカバー４４の連通路５４、第２ポート５６及び給排気管５８を経て給排気マニホールドに導出される。

【0072】

これにより、下死点に位置しているピストン６２に対し、上方に指向する圧力が作用する。従って、ピストン６２が図６における上方（矢印Ａ方向）に変位し始め、これに追従してロッド６６が上方（矢印Ａ方向）に指向して前進動作を開始する。

【0073】

ピストン６２が前進動作することに伴い、ナックルジョイント７４及び第１リンク部材７６が上昇する。その結果、第２リンク部材７８の一端部が押し上げられるとともに、リンクピン９０によって第２リンク部材７８に連結されたクランプアーム３４が支点ピン９２を支点として矢印Ｘ方向に指向して揺動する。

【0074】

この揺動に伴い、第１円弧部９４がケーシング３２から徐々に露呈し、且つ第２円弧部９６がケーシング３２内に徐々に収納される。この過程において、第２円弧部９６の円弧面に第２スクレイパ１００が摺接する。従って、ステーション内に浮遊した異物が仮に第２円弧部９６の円弧面に付着していたとしても、第２スクレイパ１００の作用下に掻き落とされる。

【0075】

同時に、第１円弧部９４の円弧面に第１スクレイパ９８が摺接し、これにより、清浄化された第１円弧部９４がケーシング３２から露呈する。従って、第１円弧部９４の円弧面に異物が付着することや、この異物が溶接箇所に混入されることが回避される。

【0076】

なお、第１スクレイパ９８は第１円弧部９４の円弧面の全体にわたって摺接し、同様に、第２スクレイパ１００は第２円弧部９６の円弧面の全体にわたって摺接する。上記したように、第１円弧部９４及び第２円弧部９６が支点ピン９２を中心として湾曲形成されたものであり、且つこれら第１円弧部９４及び第２円弧部９６の揺動中心が当該支点ピン９２であるからである。

【0077】

最終的に、図５に示すように、規制ねじ１０７がストッパ部材１４６によって堰止されてクランプアーム３４のクランプ側端部３６の揺動が規制されるとともにナックルジョイント７４及びピストン６２が上死点に到達し、ロッド６６の前進端までの前進動作が終了する。この際、図１〜図５に示すように、クランプアーム３４のクランプ側端部３６が横臥した状態となり、爪部材２０（図１参照）がワークをクランプする。また、第１円弧部９４の全体がケーシング３２から露呈するとともに、第２円弧部９６の全体がケーシング３２内に収納される。

【0078】

ワークをクランプした際、クランプ力に対応して反力が発生する。この反力は、クランプアーム３４を介して第２リンク部材７８に伝達され、さらに、該第２リンク部材７８の湾曲した端面に接触する固定ローラ１２４に伝達される。すなわち、前記反力は、固定ローラ１２４によって受容・吸収される。

【0079】

この状態において、ナックルジョイント７４が上死点に到達したことが近接スイッチ１７６の上部によって検知される。近接スイッチ１７６は、この検知信号を図示しない制御回路に発信する。該検知信号を受信した該制御回路は、「ワークのクランプが終了した」と判断し、図示しない溶接ロボットに対して溶接作業を行う指令を発する。

【0080】

その後、ワークと車体本体との溶接が実施される。この際、溶接箇所からはいわゆるスパッタが塵埃として飛散する。しかしながら、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００がケーシング３２とクランプアーム３４との間のクリアランスを閉塞するシールとして機能しているので、塵埃がケーシング３２内に進入することはない。従って、トグルリンク機構７０が汚れることが回避される。

【0081】

以上のようにして、異物や塵埃がケーシング３２内に進入することが回避される。従って、異物や塵埃がトグルリンク機構７０の動作に影響を及ぼすことを有効に回避することができる。

【0082】

なお、塵埃は、場合によっては第１円弧部９４に付着することもある。

【0083】

溶接が終了した後、クランプアーム３４のクランプ側端部３６を起立させて再度アンクランプ状態とするべく、図示しない圧縮空気供給源から圧縮エアが供給される。この場合、圧縮エアは、前記給排気マニホールド、給排気管５８（図３参照）、ロッドカバー４４の第２ポート５６（図５参照）、及び連通路５４を通過してシリンダ室３８に導入される。同時に、シリンダ室３８に収容されていた圧縮エアが、ヘッドカバー４２の連通路４６、第１ポート４８及び給排気管５８を経て給排気マニホールドに導出される。

【0084】

これにより、上死点に位置しているピストン６２に対して下方に指向する圧力が作用する。従って、ピストン６２が図５における下方（矢印Ｂ方向）に変位し始め、これに追従してロッド６６が下方（矢印Ｂ方向）に指向して後退動作を開始する。

【0085】

さらに、ピストン６２が後退動作することに伴い、ナックルジョイント７４及び第１リンク部材７６が下降する。これに追従して第２リンク部材７８の一端部が引き下げられるとともに、リンクピン９０によって第２リンク部材７８に連結されたクランプアーム３４が支点ピン９２を支点として矢印Ｙ方向に指向して揺動する。

【0086】

この揺動に伴い、第１円弧部９４がケーシング３２内に徐々に収納され、且つ第２円弧部９６がケーシング３２から徐々に露呈する。この過程において、第１円弧部９４の円弧面に第１スクレイパ９８が摺接する。従って、上記したように仮に第１円弧部９４の円弧面に塵埃が付着していたとしても、この塵埃は、第１スクレイパ９８の作用下に掻き落とされる。第１円弧部９４の円弧面に異物が付着した場合も同様である。このため、第１円弧部９４の円弧面を常に清浄な状態に保つことができる。

【0087】

これにより、第１円弧部９４の円弧面に付着した塵埃ないし異物がケーシング３２内に進入することが回避される。この点からも、トグルリンク機構７０を塵埃ないし異物から保護することができ、結局、トグルリンク機構７０の適切な動作、ひいてはクランプアーム３４の適切な揺動を長期間にわたって維持することができる。

【0088】

なお、同時に、第２円弧部９６の円弧面に対して第２スクレイパ１００が摺接する。

【0089】

ピストン６２は、最終的に、図６に示すように下死点に到達する。これに伴ってロッド６６の後進端までの後退動作が終了し、該図６に示すように、クランプアーム３４のクランプ側端部３６が起立した状態となるとともに、爪部材２０（図１参照）がワークから離間する。すなわち、ワークが解放されたアンクランプ状態となる。

【0090】

この際、第１円弧部９４の全体がケーシング３２内に収納されるとともに、第２円弧部９６がケーシング３２の全体から露呈する。勿論、第２円弧部９６は、ケーシング３２内から露呈する過程で第２スクレイパ１００によって清浄化されている。

【0091】

以上のようにして、ケーシング３２の内方に塵埃が進入することが防止される。すなわち、本実施の形態によれば、幅方向寸法が狭小化され、且つケーシング３２の内方に塵埃が進入することを容易に防止し得るクランプ装置１０ａ〜１０ｃを構成することが可能となる。

【0092】

上記した状態においては、ナックルジョイント７４が下死点に到達したことが近接スイッチ１７６の下部で検知される。近接スイッチ１７６は、この検知信号を前記制御回路に発信する。検知信号を受信した該制御回路は、「ワークが解放された」と判断し、ワークが溶接された車体本体を送り出すとともに、次にワークを溶接すべき車体本体を搬送する指令を発する。これにより、ワークの車体本体への溶接が連続的に実施される。

【0093】

勿論、以降の作業においても、上記と同様にして、ケーシング３２の内方に塵埃や異物が進入することが有効に回避される。

【0094】

次に、第１円弧部９４の側面を清浄化する側面清浄用スクレイパを設けた実施の形態につき説明する。なお、図１〜図６に示される構成要素と同一の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。

【0095】

図７は、第１スクレイパ９８、第２スクレイパ１００に加え、２個の第３スクレイパ２００ａ、２００ｂ（側面清浄用スクレイパ）がさらに設けられたクランプ装置２０２の全体概略斜視図である。第３スクレイパ２００ａ、２００ｂは、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００と同様に、弾性を示す薄肉の金属板から形成されており、適切な弾発力を示す。

【0096】

この場合、第３スクレイパ２００ａは、長辺部と、該長辺部に対して略９０°折曲するとともに該長辺部に比して短尺な短辺部とを有し、これら長辺部と短辺部でＬ字状をなす。この中の長辺部が、ねじ２０４ａを介して第１ケーシング部材２６における開口３３の縦口の近傍に取り付けられる。また、短辺部の一端面が、クランプアーム３４の第１円弧部９４における第１ケーシング部材２６に臨む側面に摺接する。

【0097】

一方の第３スクレイパ２００ｂも第３スクレイパ２００ａと同様に構成され、その中の長辺部が、ねじ２０４ｂを介して第２ケーシング部材２８における開口３３の縦口の近傍に取り付けられるとともに、短辺部の一端面が、クランプアーム３４の第１円弧部９４における第２ケーシング部材２８に臨む側面に摺接する。

【0098】

従って、この場合、ワークをクランプするためにクランプアーム３４が支点ピン９２を支点として矢印Ｘ方向に指向して揺動することに伴って第１円弧部９４がケーシング３２から徐々に露呈する過程で、第２円弧部９６の円弧面に第２スクレイパ１００が摺接すると同時に、第１円弧部９４の円弧面に第１スクレイパ９８が摺接し、さらに、第１円弧部９４の側面に第１スクレイパ９８、第３スクレイパ２００ａ、２００ｂがそれぞれ摺接する。これにより、円弧面及び側面の双方が清浄化された第１円弧部９４がケーシング３２から露呈する。従って、第１円弧部９４の円弧面及び側面に異物が付着することや、この異物が溶接箇所に混入されることが一層回避される。

【0099】

また、ワークをアンクランプ状態とするためにクランプアーム３４が支点ピン９２を支点として矢印Ｙ方向に指向して揺動することに伴って第１円弧部９４がケーシング３２内に徐々に収容される過程でも、第１円弧部９４の円弧面に第１スクレイパ９８が摺接するとともに、側面に第３スクレイパ２００ａ、２００ｂがそれぞれ摺接する。なお、これと同時に、第２円弧部９６の円弧面に対して第２スクレイパ１００が摺接することは勿論である。

【0100】

従って、ワークに対して溶接を行った際に、仮に第１円弧部９４の円弧面や側面に塵埃や異物が付着したとしても、これら塵埃又は異物は、第１スクレイパ９８、第３スクレイパ２００ａ、２００ｂによって掻き落とされる。このため、第１円弧部９４の円弧面及び側面を常に清浄な状態に保つことができる。

【0101】

これにより、第１円弧部９４の円弧面や側面に付着した塵埃ないし異物がケーシング３２内に進入することが回避される。この点からも、トグルリンク機構７０を塵埃ないし異物から保護することができ、結局、トグルリンク機構７０の適切な動作、ひいてはクランプアーム３４の適切な揺動を一層長期間にわたって維持することができる。

【0102】

加えて、第３スクレイパ２００ａ、２００ｂは、第１スクレイパ９８及び第２スクレイパ１００と同様に、ケーシング３２とクランプアーム３４との間のクリアランスを閉塞するシールとして機能する。このため、塵埃がケーシング３２内に進入することがさらに回避されるので、トグルリンク機構７０が汚れることを防止することが一層容易となる。

【0103】

このように、第１円弧部９４の側面を清浄化する第３スクレイパ２００ａ、２００ｂをさらに設けることにより、塵埃ないし異物がケーシング３２内に進入することを一層容易に回避することができるようになる。

【0104】

なお、本発明に係るクランプ装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で種々の構成を採り得ることは勿論である。

【0105】

例えば、第１スクレイパ９８をケーシング３２の内方に配設するようにしてもよいし、第２スクレイパ１００をケーシング３２の外方に設置するようにしてもよい。同様に、第３スクレイパ２００ａ、２００ｂを、例えば、長方形形状のゴム製薄板とし、開口３３の縦口の内壁におけるクランプアーム３４の側面に臨む位置に設置するようにしてもよい。この場合、第３スクレイパ２００ａ、２００ｂの寸法は、クランプアーム３４の揺動動作を妨げない程度とすればよい。

【0106】

また、第１ケーシング部材２６、第２ケーシング部材２８に分割することなくケーシングを構成することも可能である。

【0107】

さらに、クランプ装置１０ａ〜１０ｃを連結する手段は、連結用ブラケット１４及びタイロッド１６に特に限定されるものではなく、図８に示すように、クランプ装置１０ａ〜１０ｃにわたって橋架される１枚の連結用プレート２１０であってもよい。図７に示されるクランプ装置２０２同士を連結する場合も同様である。

【0108】

さらにまた、図１及び図８に示す実施の形態では、３個のクランプ装置１０ａ〜１０ｃによってクランプユニット１２を構成するようにしているが、クランプ装置の個数はこれに特に限定されるものではないことはいうまでもない。勿論、図７に示されるクランプ装置２０２同士を連結する場合も同様である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】