特許 6355054 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】6355054

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 303F

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-89697(P2015-89697)

(22)【出願日】2015年4月24日

(65)【公開番号】特開2016-203327(P2016-203327A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2017年2月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(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

(72)【発明者】

【氏名】福井 千明

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一義

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 剛

【審査官】 久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１７８５９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−２０５３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００８４５６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００９３２１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６０７９８９６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／０６

Ｂ２５Ｂ １／０４ − １／１４

Ｂ２５Ｂ ５／００ − ５／１６

Ｂ２５Ｊ １５／００ − １５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のクランプアームの間でワークをクランプするクランプ装置であって、
クランプボディと、
前記クランプボディに対して移動可能に支持された複数のクランプアームと、
直線往復運動する変位体を有して前記クランプボディに設けられた駆動部と、
前記駆動部の駆動力を各前記クランプアームに伝達する駆動力伝達機構と、を備え、
前記駆動力伝達機構は、前記変位体の直線運動を、複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に移動しながら回動する第１動作と、各前記クランプアームのうち前記ワークに接触する把持面が互いに平行な状態で複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に平行移動する第２動作とに変換するものであり、
前記変位体に設けられて第１カム孔が形成された可動部と、
前記クランプボディに設けられて第２カム孔が形成された固定部と、
各前記クランプアームに設けられた第１軸及び第２軸と、
前記第１軸に回転自在に設けられて前記第１カム孔内を移動する第１ローラと、
前記第１軸に回転自在に設けられて前記第２カム孔内を移動する第２ローラと、
前記第２軸に回転自在に設けられて前記第２カム孔内を移動する第３ローラと、を有し、
前記可動部及び前記固定部は、平面視で前記第１カム孔及び前記第２カム孔の少なくとも一部が互いに重なるように配置されていることを特徴とするクランプ装置。

【請求項2】

請求項１記載のクランプ装置において、
複数の前記クランプアームは、一対設けられており、
前記第１カム孔が左右略対称に一対設けられると共に前記第２カム孔が左右略対称に一対設けられ、
各前記第１カム孔は、一対の前記第１カム孔の第１対称軸が位置する方向に向かって前記可動部の移動方向の一方の側に傾斜するように延在した第１孔部と、
前記第１孔部から前記可動部の移動方向の一方の側に向かって前記第１対称軸が位置する方向に傾斜するように延在した第２孔部と、を有し、
各前記第２カム孔は、一対の前記第２カム孔の第２対称軸が位置する方向に向かって前記可動部の移動方向の一方の側に傾斜するように延在した第３孔部と、
前記第３孔部から前記第２対称軸が位置する方向に沿って延在した第４孔部と、を有していることを特徴とするクランプ装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載のクランプ装置において、
前記第１軸及び前記第２軸は、各前記クランプアームのうち前記把持面が位置する側とは反対側の端部に設けられていることを特徴とするクランプ装置。

【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において、
前記可動部、前記固定部、前記第１ローラ、前記第２ローラ、及び前記第３ローラは、前記クランプアームの両側に一対配設されていることを特徴とするクランプ装置。

【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において、
前記可動部にはスライド部が設けられ、
前記クランプボディには、前記スライド部を前記変位体の移動方向に沿って案内するガイド部が設けられていることを特徴とするクランプ装置。

【請求項6】

複数のクランプアームの間でワークをクランプするクランプ装置であって、
クランプボディと、
前記クランプボディに対して移動可能に支持された複数のクランプアームと、
直線往復運動する変位体を有して前記クランプボディに設けられた駆動部と、
前記駆動部の駆動力を各前記クランプアームに伝達する駆動力伝達機構と、
前記ワークが配置されるワーク配置部と、を備え、
前記駆動力伝達機構は、前記変位体の直線運動を、複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に移動しながら回動する第１動作と、各前記クランプアームのうち前記ワークに接触する把持面が互いに平行な状態で複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に平行移動する第２動作とに変換し、
各前記クランプアームは、アンクランプ状態で前記ワーク配置部のワーク配置面よりも前記ワークが位置する側に突出しないように配設されていることを特徴とするクランプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のクランプアームの間でワークをクランプするクランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

クランプ装置は、機械産業等の自動組立ラインの溶接工程等において広汎に利用されている。この種のクランプ装置は、一般的に、クランプボディに対してピンを介して回動自在に設けられた一対のクランプアームを備えている。そして、各クランプアームの一端部にシリンダの駆動力を作用させることにより、ピンを中心にこれらクランプアームを回動させてクランプアームの他端部に設けられた把持面によりワークを左右両側からクランプして位置決めした後、所要の加工や搬送工程に供する（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このようなクランプ装置において、例えば、特許文献２には、把持面にアタッチメントが装着された一対のクランプアームと把持面にアタッチメントが装着されていない一対のクランプアームとを選択的に回動させるクランプ装置が開示されている。また、特許文献３には、一対のクランプアームを相互に近接又は離間する方向に平行移動させることにより、ワークをクランプするクランプ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４９５０１２３号公報

【特許文献2】特開２０１５−３７８２９号公報

【特許文献3】特開２００９−１２１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に開示されたクランプ装置は、一対のクランプアームの把持面が互いに平行となるクランプ位置におけるこれら把持面の離間間隔（以下、クランプ間隔と称する。）が一定である。そのため、クランプ間隔とワークの幅寸法（ワークのうち各クランプアームの把持面に接触する部位の間隔）とが異なる場合、幅寸法の異なる複数種類のワークに対して均等なクランプ力を作用させることが容易ではないため、このような複数種類のワークを確実にクランプすることができないことがある。

【0006】

そのため、幅寸法の異なる複数種類のワークを自動組立ラインに搬送する場合には、ワークの種類に応じてクランプ間隔の異なる複数種類のクランプ装置を用意する必要がある。

【0007】

一方、特許文献２に開示された技術では、幅寸法の異なる複数種類のワークを１つのクランプ装置でクランプすることができるが、ワークの種類に応じた組数のクランプアームを設ける必要があるため、クランプ装置が複雑化すると共に大型化してしまう。

【0008】

また、ピンを中心に一対のクランプアームを回動させる場合、一対のクランプアームの他端部（把持面）の最大開き角度は、一対のクランプアームの一端部が互いに干渉しない程度の大きさに制限されてしまう。すなわち、アンクランプ状態での一対の把持面の間隔が比較的狭くなる。この場合、ワークとクランプアームとの接触を避ける必要があるため、クランプ装置に対するワークの供給方向及び排出方向が制限されるおそれがある。さらに、特許文献３に開示された技術では、一対のクランプアームを平行移動させるだけであるため、クランプ装置に対するワークの供給方向及び排出方向の自由度が大幅に制限されることになる。

【0009】

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成で装置の大型化を抑制しつつ幅寸法の異なる複数種類のワークを確実且つ安定的にクランプすることができると共に、ワークの供給方向及び排出方向の自由度を高めることができるクランプ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係るクランプ装置は、複数のクランプアームの間でワークをクランプするクランプ装置であって、クランプボディと、前記クランプボディに対して移動可能に支持された複数のクランプアームと、直線往復運動する変位体を有して前記クランプボディに設けられた駆動部と、前記駆動部の駆動力を各前記クランプアームに伝達する駆動力伝達機構と、を備え、前記駆動力伝達機構は、前記変位体の直線運動を、複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に移動しながら回動する第１動作と、各前記クランプアームのうち前記ワークに接触する把持面が互いに平行な状態で複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に平行移動する第２動作とに変換するものであり、前記変位体に設けられて第１カム孔が形成された可動部と、前記クランプボディに設けられて第２カム孔が形成された固定部と、各前記クランプアームに設けられた第１軸及び第２軸と、前記第１軸に回転自在に設けられて前記第１カム孔内を移動する第１ローラと、前記第１軸に回転自在に設けられて前記第２カム孔内を移動する第２ローラと、前記第２軸に回転自在に設けられて前記第２カム孔内を移動する第３ローラと、を有し、前記可動部及び前記固定部は、平面視で前記第１カム孔及び前記第２カム孔の少なくとも一部が互いに重なるように配置されていることを特徴とする。

【0011】

このような構成によれば、クランプ間隔を変化させることができるので、簡易な構成でクランプ装置の大型化を抑制しつつ幅寸法の異なる複数種類のワークを確実且つ安定的にクランプすることができる。また、クランプアームが回転運動する分、アンクランプ状態での把持面の間隔を比較的広くすることができるので、ワークの供給方向及び排出方向の自由度を高めることができる。また、変位体の直線運動に伴いクランプボディに対して可動部が直線的に移動することにより、第１ローラが第１カム孔内を移動すると共に第２及び第３ローラが第２カム孔内を移動するため、簡易な構成で、変位体の直線運動を第１動作及び第２動作に変換することができる。

【0014】

上記のクランプ装置において、複数の前記クランプアームは、一対設けられており、前記第１カム孔が左右略対称に一対設けられると共に前記第２カム孔が左右略対称に一対設けられ、各前記第１カム孔は、一対の前記第１カム孔の第１対称軸が位置する方向に向かって前記可動部の移動方向の一方の側に傾斜するように延在した第１孔部と、前記第１孔部から前記可動部の移動方向の一方の側に向かって前記第１対称軸が位置する方向に傾斜するように延在した第２孔部と、を有し、各前記第２カム孔は、一対の前記第２カム孔の第２対称軸が位置する方向に向かって前記可動部の移動方向の一方の側に傾斜するように延在した第３孔部と、前記第３孔部から前記第２対称軸が位置する方向に沿って延在した第４孔部と、を有していてもよい。

【0015】

このような構成によれば、第１ローラが第１孔部内を移動することで各クランプアームを第１動作させ、第１ローラが第２孔部内を移動することで各クランプアームを第２動作させることができる。また、第２孔部が可動部の移動方向に対して第１対称軸が位置する方向に傾斜しているため、第１ローラが第２孔部内を可動部の移動方向の一方の側に移動するにつれて傾斜面角度（θ）におけるくさび作用下によりワークに対するクランプ力を増大させることができる。

【0016】

上記のクランプ装置において、前記第１軸及び前記第２軸は、各前記クランプアームのうち前記把持面が位置する側とは反対側の端部に設けられていてもよい。

【0017】

このような構成によれば、アンクランプ状態で各クランプアームのうち把持面が位置する側とは反対側の端部が互いに干渉することを抑制することができるので、クランプアームの最大開き角度を比較的大きく設定することができる。これにより、ワークの供給方向及び排出方向の自由度をさらに高めることができる。

【0018】

上記のクランプ装置において、前記可動部、前記固定部、前記第１ローラ、前記第２ローラ、及び前記第３ローラは、前記クランプアームの両側に一対配設されていてもよい。

【0019】

このような構成によれば、一対のクランプアームの第１動作及び第２動作を円滑且つ安定的に行うことができる。

【0020】

上記のクランプ装置において、前記可動部にはスライド部が設けられ、前記クランプボディには、前記スライド部を前記変位体の移動方向に沿って案内するガイド部が設けられていてもよい。

【0021】

このような構成によれば、可動部を円滑に直線運動させることができるので、一対のクランプアームの第１動作及び第２動作をより円滑且つ安定的に行うことができる。

【0022】

本発明に係るクランプ装置は、複数のクランプアームの間でワークをクランプするクランプ装置であって、クランプボディと、前記クランプボディに対して移動可能に支持された複数のクランプアームと、直線往復運動する変位体を有して前記クランプボディに設けられた駆動部と、前記駆動部の駆動力を各前記クランプアームに伝達する駆動力伝達機構と、前記ワークが配置されるワーク配置部と、を備え、前記駆動力伝達機構は、前記変位体の直線運動を、複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に移動しながら回動する第１動作と、各前記クランプアームのうち前記ワークに接触する把持面が互いに平行な状態で複数の前記クランプアームが互いに近接離間する方向に平行移動する第２動作とに変換し、各前記クランプアームは、アンクランプ状態で前記ワーク配置部のワーク配置面よりも前記ワークが位置する側に突出しないように配設されていることを特徴とする。

【0023】

このような構成によれば、ワークとクランプアームの干渉を効果的に抑制することができるので、ワークの供給方向及び排出方向の自由度を一層高めることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、簡易な構成で装置の大型化を抑制しつつ幅寸法の異なる複数種類のワークを確実且つ安定的にクランプすることができると共に、ワークの供給方向及び排出方向の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係るクランプ装置の斜視図である。

【図2】図１のクランプ装置の分解斜視図である。

【図3】図１に示すクランプ装置の横断面図である。

【図4】図４Ａは可動板の平面図であり、図４Ｂは固定板の平面図である。

【図5】クランプ装置のアンクランプ状態を示す一部省略断面正面図である。

【図6】クランプ装置の最大クランプ間隔を示す一部省略断面正面図である。

【図7】クランプ装置のクランプ状態を示す一部省略断面正面図である。

【図8】図７に示すワークの幅寸法とは異なる幅寸法を有したワークをクランプした状態を示す一部省略断面正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明に係るクランプ装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

【0027】

本実施形態に係るクランプ装置１０は、一対（複数）のクランプアーム１６ａ、１６ｂの間にワークＷ１、Ｗ２をクランプするものであって、例えば、機械産業等の自動組立ラインの溶接工程等に適用される。

【0028】

図１〜図３に示すように、クランプ装置１０は、クランプボディ１２と、クランプボディ１２に設けられた駆動部１４と、クランプボディ１２に対して移動可能に設けられた左右一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂと、駆動部１４の駆動力を各クランプアーム１６ａ、１６ｂに伝達する駆動力伝達機構１８とを備えている。

【0029】

以下の説明では、クランプ装置１０の幅方向（クランプアーム１６ａ、１６ｂの並び方向）をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直な方向であってクランプ装置１０の長手方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。また、Ｙ方向のうち、図１の下方向をＹ１方向とし、図１の上方向をＹ２方向とする。

【0030】

クランプボディ１２は、互いに所定間隔離間した状態で略平行に配置された一対のＴ字状のプレート体２０、２２と、各プレート体２０、２２の幅狭の一端部同士を連結するベース部２４と、各プレート体２０、２２の側部同士を連結する左右一対の連結部２６ａ、２６ｂと、各プレート体２０、２２の幅広の他端部同士を連結するワーク配置部２８とを備える。

【0031】

プレート体２０、２２の幅方向（Ｘ方向）の略中央には、長手方向（Ｙ方向）に沿って長孔（ガイド部）３０、３２が形成されている。ベース部２４は、平板状に形成されており、その一方の側面がプレート体２０の幅狭部３４の幅方向略中央にねじ３６により締結され、その他方の側面がプレート体２２の幅狭部３８の幅方向略中央にねじ４０により締結されている。また、ベース部２４は、例えば、図示しないボルト等によって床面等に固定される。

【0032】

各連結部２６ａ、２６ｂは、その一方の側面がプレート体２０の幅広部４２におけるＹ方向略中央にねじ４４により締結され、その他方の側面がプレート体２２の幅広部４６のＹ方向略中央にねじ４８により締結されている。すなわち、連結部２６ａ及び連結部２６ｂは、Ｘ方向に互いに対向している。

【0033】

連結部２６ａの内面（連結部２６ｂに対向する面）のうち一対のプレート体２０、２２の並び方向（Ｚ方向）の略中央には、Ｙ方向の全長に亘って突出部５０ａが形成されている。突出部５０ａの先端面のうちＹ２方向の端部には、Ｙ２方向に向かって連結部２６ａの外面側に傾斜する傾斜面５２ａが形成されている。

【0034】

連結部２６ｂは、連結部２６ａと同様に構成されており、突出部５０ｂ及び傾斜面５２ｂが形成されている（図３参照）。ワーク配置部２８は、ワークＷ１が配置される平板状部材であって、各幅広部４２、４６のＸ方向略中央にねじ５４により締結されている。

【0035】

駆動部１４は、流体圧シリンダ（アクチュエータ）として構成されている。図５に示すように、駆動部１４は、シリンダチューブ５６と、シリンダチューブ５６の一端側（Ｙ１方向）の開口を閉塞するエンドブロック５８と、シリンダチューブ５６内に軸線方向に沿って変位可能に配設されたピストン６０と、ピストン６０に連結されたピストンロッド（変位体）６２と、ピストンロッド６２を変位自在に支持してシリンダチューブ５６の他端側（Ｙ２方向）の開口を閉塞するロッドカバー６４とを有している。なお、駆動部１４の構成は、特に限定されるものではなく、変位体を直線的に変位可能な種々の機構を適用してよい。例えば、駆動部として、ボールねじアクチュエータ等を含むリニア電動アクチュエータを採用し得る。

【0036】

シリンダチューブ５６は、一対のプレート体２０、２２の幅狭部３４、３８の間に配置されている。シリンダチューブ５６には、圧縮流体（駆動流体）を供給・排出するための図示しない第１ポート及び第２ポートが形成されている。

【0037】

一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂは、図１及び図２に示すように、一対の連結部２６ａ、２６ｂの間に位置すると共にＸ方向に沿って互いに所定間隔離間して配置されている。クランプアーム１６ａは、四角柱状に形成されており、その一端部はＸ方向両側に膨出している。クランプアーム１６ａの他端部には、ワークＷ１、Ｗ２に接触する把持面６６ａが形成されている。クランプアーム１６ｂは、クランプアーム１６ａと同様に構成されており、その他端部には把持面６６ｂが形成されている。

【0038】

駆動力伝達機構１８は、Ｚ方向に互いに離間して配設された一対の可動板（可動部）６８、７０と、ピストンロッド６２に連結された状態で一対の可動板６８、７０のＹ１方向の端部同士を連結する第１接続部７２と、一対の可動板６８、７０のＹ２方向の端部同士を連結する第２接続部７４と、一対の可動板６８、７０の内側にＺ方向に互いに離間して配設された一対の固定板（固定部）７６、７８とを有している。

【0039】

可動板６８及び固定板７６は、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂと幅広部４２との間に配設され、可動板７０及び固定板７８は、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂと幅広部４６との間に配設されている。また、可動板６８、７０及び固定板７６、７８は、幅広部４２、４６に対して平行な状態でＸ方向に沿って延在している。可動板６８は可動板７０と同様に構成され、固定板７６は固定板７８と同様に構成されている。そのため、以下では、可動板６８及び固定板７６の構成について説明し、可動板７０及び固定板７８の構成の説明を省略する。

【0040】

可動板６８のＸ方向略中央には、第１接続部７２が配置される凹状の第１配置部８０と、第２接続部７４が配置される凹状の第２配置部８２とが形成されている。可動板６８のうち幅広部４２に対向する面には、Ｙ方向に沿って延在したスライド部８４がねじ８６によって締結されている。スライド部８４は、プレート体２０の長孔３０にＹ方向に沿って摺動可能に配設されている。これにより、可動板６８は、プレート体２０の長孔３０の案内作用下にＹ方向に沿って円滑にスライド可能となる。

【0041】

図４Ａに示すように、可動板６８には、そのＸ方向の中心線（第１対称軸）ＣＬ１に対して左右略対称に形成された一対の第１カム孔８８ａ、８８ｂが形成されている。第１カム孔８８ａは、可動板６８のＹ１方向の外側角部の近傍に端部９１ａを有し、この端部９１ａからＸ方向内側（中心線ＣＬ１側）に向かってＹ２方向に傾斜するように延在した第１孔部９０ａと、第１孔部９０ａにおける最もＸ方向内側の位置からＹ２方向に向かってＸ方向内側に傾斜するように延在した第２孔部９２ａとを有している。第１孔部９０ａは、第２孔部９２ａよりも短く形成されている。第２孔部９２ａの外側の内面９３ａは、Ｙ方向の仮想線ＩＬに対し所定の傾斜面角度θで傾き、後記の第１ローラ１１６ａをガイドするくさび作用面として機能する。第１カム孔８８ｂは、第１カム孔８８ａと同様に構成され、端部９１ｂを有する第１孔部９０ｂ、及び内面９３ｂを有する第２孔部９２ｂを有している。

【0042】

図２に戻り、第１接続部７２は、Ｚ方向に延在した平板状部材であって、そのＺ方向略中央にピストンロッド６２がねじ９４によって締結されている。第１接続部７２の両端部は、その中央部よりも幅狭に形成されており、各可動板６８、７０の第１配置部８０に配置された状態でねじ９６により締結される。

【0043】

第２接続部７４は、Ｚ方向に沿って延在した平板状部材である。第２接続部７４の両端部は、その中央部よりも幅狭に形成されており、各可動板６８、７０の第２配置部８２に配置された状態でねじ９８により締結される。

【0044】

固定板７６、７８は、そのＸ方向の両端部が突出部５０ａ、５０ｂに対してねじ１００によって締結されることによりクランプボディ１２に固定されている。固定板７６、７８のＸ方向略中央には、第１接続部７２が挿入可能な第１凹部１０２と、第２接続部７４が挿入可能な第２凹部１０４とが形成されている。これにより、可動板６８、７０が固定板７６、７８に対してＹ方向に変位した際に、第１接続部７２及び第２接続部７４が固定板７６、７８に干渉することを回避することができる。

【0045】

図４Ｂに示すように、固定板７６には、Ｘ方向の中心線（第２対称軸）ＣＬ２に対して左右略対称に形成された一対の第２カム孔１０６ａ、１０６ｂが形成されている。第２カム孔１０６ａは、その一部がＺ方向からの平面視（正面視）で第１カム孔８８ａの一部と重なるように形成されている（図５〜図７参照）。第２カム孔１０６ｂについても同様である。

【0046】

第２カム孔１０６ａは、固定板７６のＹ１方向の外側角部の近傍からＸ方向内側（中心線ＣＬ２側）に向かってＹ２方向に傾斜するように延在した第３孔部１０８ａと、第３孔部１０８ａにおける最もＸ方向内側の位置からＸ方向に沿って延在した第４孔部１１０ａとを有している。第３孔部１０８ａは、第４孔部１１０ａと略同一の長さに設定されている。第２カム孔１０６ｂは、第２カム孔１０６ａと同様に構成され、第３孔部１０８ｂ及び第４孔部１１０ｂを有している。

【0047】

また、図２に示すように、駆動力伝達機構１８は、クランプアーム１６ａの一端部にＺ方向に貫通するように設けられた（固定された）第１軸１１２ａ及び第２軸１１４ａと、第１軸１１２ａに回転自在に設けられて可動板６８、７０の第１カム孔８８ａ内を移動する第１ローラ１１６ａと、第１軸１１２ａに回転自在に設けられて固定板７６、７８の第２カム孔１０６ａ内を移動する第２ローラ１１８ａと、第２軸１１４ａに回転自在に設けられて固定板７６、７８の第２カム孔１０６ａ内を移動する第３ローラ１２０ａとを有している。

【0048】

第１軸１１２ａは、第２軸１１４ａよりもＸ方向内側（クランプアーム１６ｂが位置する側）に位置すると共に第２軸１１４ａよりも長く延在している。第１軸１１２ａは、クランプアーム１６ａの一端部に設けられた状態でＺ方向の両側に延出しており、その両側の延出した部位のそれぞれに第１ローラ１１６ａ及び第２ローラ１１８ａが設けられている。第２軸１１４ａは、クランプアーム１６ａの一端部に設けられた状態でＺ方向の両側に延出しており、その両側に延出した部位のそれぞれに第３ローラ１２０ａが設けられている。第１軸１１２ａ及び第２軸１１４ａには、第１〜第３ローラ１１６ａ、１１８ａ、１２０ａの軸方向の位置を保持するための保持部材１２２ａ（図３参照）が設けられている。

【0049】

さらに、駆動力伝達機構１８は、クランプアーム１６ｂの一端部にＺ方向に貫通するように設けられた（固定された）第１軸１１２ｂ及び第２軸１１４ｂと、第１軸１１２ｂに回転自在に設けられて可動板６８、７０の第１カム孔８８ｂ内を移動する第１ローラ１１６ｂと、第１軸１１２ｂに回転自在に設けられて固定板７６、７８の第２カム孔１０６ｂ内を移動する第２ローラ１１８ｂと、第２軸１１４ｂに回転自在に設けられて固定板７６、７８の第２カム孔１０６ｂ内を移動する第３ローラ１２０ｂとを有している。

【0050】

第１軸１１２ｂ、第２軸１１４ｂ、第１〜第３ローラ１１６ｂ、１１８ｂ、１２０ｂは、クランプアーム１６ａ側に設けられたものと同様の構成であるためその説明を省略する。なお、第１軸１１２ｂ及び第２軸１１４ｂには、保持部材１２２ｂが設けられている。

【0051】

本実施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、その動作及び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５に示す一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂの把持面６６ａ、６６ｂが互いに最大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。

【0052】

この初期状態では、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂが第１孔部９０ａ、９０ｂにおけるＸ方向の最も外側に位置し、第２ローラ１１８ａ、１１８ｂが第３孔部１０８ａ、１０８ｂ及び第４孔部１１０ａ、１１０ｂの境界部に位置し、第３ローラ１２０ａ、１２０ｂが第４孔部１１０ａ、１１０ｂに位置している。

【0053】

ここで、上述したクランプ装置１０によってクランプされるワークＷ１について簡単に説明する。このワークＷ１は、断面Ｕ字状の第１フレーム２００と、第１フレーム２００に組み合わされる断面Ｕ字状の第２フレーム２０２とからなる。第１フレーム２００は、Ｙ２方向に開口し、その両側壁２０４がＹ２方向に向かってＸ方向外側に徐々に拡幅するように傾斜している。一方、第２フレーム２０２は、Ｙ１方向に開口した状態で第１フレーム２００の開口内に配置される。

【0054】

このようなワークＷ１は、自動組立ラインの搬送装置等によってクランプ装置１０のワーク配置部２８に供給（搬送）される。このとき、クランプアーム１６ａの把持面６６ａとクランプアーム１６ｂの把持面６６ｂとの間隔がワーク配置部２８の幅寸法よりも相当大きく、且つ、各クランプアーム１６ａ、１６ｂがワーク配置部２８のワーク配置面よりもＹ１方向に位置している。換言すれば、各クランプアーム１６ａ、１６ｂは、ワーク配置部２８のワーク配置面よりもＹ２方向に突出していない。そのため、ワークＷ１をクランプアーム１６ａ、１６ｂに干渉することなくワーク配置部２８に円滑に供給することができる。

【0055】

すなわち、本実施形態では、クランプ装置１０のアンクランプ状態でＺ方向（図５の紙面と直交する方向）及びＹ２方向のみならず、Ｘ方向からもワークＷ１を供給及び排出することができるようになっている。そのため、ワークＷ１の供給方向及び排出方向の自由度を高めることができる。

【0056】

ワーク配置部２８にワークＷ１がセットされると、圧縮流体の作用下にピストン６０をエンドブロック５８側に変位させる。そうすると、ピストンロッド６２がＹ１方向に変位するため、各可動板６８、７０に設けられたスライド部８４が長孔３０、３２に案内されながら可動板６８、７０がＹ１方向に変位する。このとき、第１ローラ１１６ａが第１孔部９０ａを構成する壁面を第２孔部９２ａに向かって転動（走行）し、第２ローラ１１８ａが第４孔部１１０ａを構成する壁面をＸ方向内側に向かって転動すると共に第３ローラ１２０ａが第３孔部１０８ａを構成する壁面を第４孔部１１０ａに向かって転動する。

【0057】

基本的に、可動板６８、７０の移動に伴う第１〜第３ローラ１１６ａ、１１８ａ、１２０ａの動作と第１〜第３ローラ１１６ｂ、１１８ｂ、１２０ｂの動作は同様である。そのため、ここでは、第１〜第３ローラ１１６ａ、１１８ａ、１２０ａの動作を主に説明し、第１〜第３ローラ１１６ｂ、１１８ｂ、１２０ｂの動作の説明を省略する。

【0058】

これにより、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂがＸ方向内側（互いに近接する方向）に移動しながら把持面６６ａ、６６ｂがＹ方向に対して平行になるように回動する（図６参照）。すなわち、図５及び図６の例では、クランプアーム１６ａは、クランプアーム１６ｂが位置する側に移動しながら反時計回りに回動し、クランプアーム１６ｂは、クランプアーム１６ａが位置する側に移動しながら時計回りに回動する。

【0059】

そして、把持面６６ａと把持面６６ｂとが互いに平行になった時に、第１ローラ１１６ａは第１孔部９０ａと第２孔部９２ａとの境界部に位置し、第２ローラ１１８ａは第４孔部１１０ａのＸ方向中央よりやや内側寄りに位置し、第３ローラ１２０ａは第３孔部１０８ａと第４孔部１１０ａの境界部に位置する。なお、図６の例では、この状態で各把持面６６ａ、６６ｂは第１フレーム２００の側壁２０４に接触する。

【0060】

そして、圧縮流体の作用下にピストン６０をエンドブロック５８側にさらに変位させると、ピストンロッド６２及び可動板６８、７０がＹ１方向にさらに変位し、第１ローラ１１６ａが第２孔部９２ａを構成する壁面をＹ２方向に向かって転動し、第２ローラ１１８ａ及び第３ローラ１２０ａが第４孔部１１０ａを構成する壁面をＸ方向内側に向かって転動する。

【0061】

これにより、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂが第１フレーム２００の側壁２０４を押圧しながらＸ方向内側に平行移動する。すなわち、把持面６６ａ及び把持面６６ｂの平行状態を保持したまま把持面６６ａ及び把持面６６ｂの間隔（クランプ間隔）が狭くなる。また、このとき、第２孔部９２ａ、９２ｂの外側の内面９３ａ、９３ｂが傾斜面角度θ（図４Ａ参照）で傾斜しているため、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂが第２孔部９２ａ、９２ｂをＹ２方向に沿って移動するにつれてくさび作用によりクランプアーム１６ａ、１６ｂのワークＷ１に対するクランプ力（把持力）が増大する。これにより、ワークＷ１を把持する際に、第１フレーム２００の両側壁２０４の変形に伴う復元力がクランプアーム１６ａ、１６ｂに作用する場合であっても、ワークＷ１を確実且つ安定的にクランプすることができる。

【0062】

そして、第１フレーム２００の両側壁２０４が第２フレーム２０２に接触することにより、ワークＷ１のクランプが完了する（図７参照）。この状態でワークＷ１の溶接等の作業が営まれることとなる。

【0063】

このようなクランプ装置１０では、把持面６６ａ及び把持面６６ｂの平行状態を保持したままクランプ間隔を所定範囲内で変化させることができるようになっている。そのため、例えば、図７に示すワークＷ１の幅寸法Ｌ１よりも大きい幅寸法Ｌ２を有するワークＷ２をクランプする場合であっても、把持面６６ａ、６６ｂがワークＷ２に対して片当たりすることなく確実且つ安定的にクランプすることができる（図８参照）。特に、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂが第２孔部９２ａ、９２ｂの外側の内面９３ａ、９３ｂに押圧されることで、クランプアーム１６ａ、１６ｂは、相互に近接する方向に平行移動するくさび作用により、ワークＷ２を押圧して把持することができる。

【0064】

一方、ワークＷ１のクランプを解除（アンクランプ）する場合には、圧縮流体の作用下にピストン６０をロッドカバー６４側に変位させる。そうすると、ピストンロッド６２及び可動板６８、７０がＹ２方向に変位するため、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂが平行状態を保持したまま互いに離間する方向（Ｘ方向外側）に平行移動する（図６参照）。そして、ピストン６０のロッドカバー６４側へのさらなる変位によって、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂは、Ｘ方向外側に移動しながら把持面６６ａ、６６ｂが互いに離間するように回動する（図５参照）。

【0065】

そして、クランプアーム１６ａが傾斜面５２ａに接触すると共にクランプアーム１６ｂが傾斜面５２ｂに接触することにより、これらクランプアーム１６ａ、１６ｂの回動動作が停止する。なお、各クランプアーム１６ａ、１６ｂの回動動作は、例えば、傾斜面５２ａ、５２ｂに接触していない状態で、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂが第１カム孔８８ａ、８８ｂを構成する壁面（第１孔部９０ａ、９０ｂの端部９１ａ、９１ｂ）に接触することにより停止してもよい。

【0066】

本実施形態では、駆動力伝達機構１８が、ピストン６０及びピストンロッド６２の直線運動を、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂが互いに近接離間する方向に移動しながら回動する第１動作と、一対の把持面６６ａ、６６ｂが互いに平行な状態で一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂが互いに近接離間する方向に平行移動する第２動作とに変換している。

【0067】

これにより、クランプ間隔を変化させることができるので、簡易な構成でクランプ装置１０の大型化を抑えつつ幅寸法の異なる複数種類のワークＷ１、Ｗ２を確実且つ安定的にクランプすることができる。また、各クランプアーム１６ａ、１６ｂが回転運動する分、アンクランプ状態での把持面６６ａ、６６ｂの間隔を比較的広くすることができるので、ワークＷ１の供給方向の自由度を高めることができる。

【0068】

本実施形態によれば、クランプアーム１６ａの一端部に第１軸１１２ａ及び第２軸１１４ａを設けると共にクランプアーム１６ｂの一端部に第１軸１１２ｂ及び第２軸１１４を設けている。そのため、アンクランプ状態でこれらクランプアーム１６ａ、１６ｂの一端部が互いに干渉することを抑制することができる。これにより、クランプアーム１６ａ、１６ｂの最大開き角度を比較的大きく設定することができるので、ワークＷ１、Ｗ２の供給方向及び排出方向の自由度をさらに高めることができる。

【0069】

また、本実施形態では、クランプアーム１６ａ、１６ｂのＺ方向の両側に可動板６８（可動板７０）、固定板７６（固定板７８）、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂ、第２ローラ１１８ａ、１１８ｂ、第３ローラ１２０ａ、１２０ｂを一対配設しているので、クランプアーム１６ａ、１６ｂの第１動作及び第２動作を円滑且つ安定的に行うことができる。

【0070】

さらに、スライド部８４がプレート体２０、２２に形成された長孔３０、３２によって案内されることにより各可動板６８、７０を円滑に直線運動させることができるので、一対のクランプアーム１６ａ、１６ｂの第１動作及び第２動作をより円滑且つ安定的に行うことができる。

【0071】

本実施形態は、上述した構成に限定されない。例えば、クランプ装置１０は、クランプするワークの形状等に応じてクランプアーム１６ａ、１６ｂを複数有していてもよい。この場合、クランプアーム１６ａとクランプアーム１６ｂの数は同一であってもよいし異なっていてもよい。

【0072】

また、駆動力伝達機構１８は、クランプアーム１６ａ、１６ｂとプレート体２２の間に配設された可動板７０、固定板７８、第１ローラ１１６ａ、１１６ｂ、第２ローラ１１８ａ、１１８ｂ、及び第３ローラ１２０ａ、１２０ｂを省略してもよい。この場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0073】

１０…クランプ装置 １２…クランプボディ
１４…駆動部 １６ａ、１６ｂ…クランプアーム
１８…駆動力伝達機構 ２８…ワーク配置部
３０、３２…長孔（ガイド部） ６６ａ、６６ｂ…把持面
６８、７０…可動板（可動部） ７６、７８…固定板（固定部）
８４…スライド部 ８８ａ、８８ｂ…第１カム孔
９０ａ、９０ｂ…第１孔部 ９２ａ、９２ｂ…第２孔部
１０６ａ、１０６ｂ…第２カム孔 １０８ａ、１０８ｂ…第３孔部
１１０ａ、１１０ｂ…第４孔部 １１２ａ、１１２ｂ…第１軸
１１４ａ、１１４ｂ…第２軸 １１６ａ、１１６ｂ…第１ローラ
１１８ａ、１１８ｂ…第２ローラ １２０ａ、１２０ｂ…第３ローラ
ＣＬ１、ＣＬ２…中心線（対称軸） Ｗ１、Ｗ２…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】