特開 2023-114637 クランプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023114637

(43)【公開日】2023-08-18

(54)【発明の名称】クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20230810BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 302L

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022017064

(22)【出願日】2022-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100114306

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 史郎

(74)【代理人】

【識別番号】100148655

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 淳一

(72)【発明者】

【氏名】中里 義人

【テーマコード（参考）】

3C016

【Ｆターム（参考）】

3C016CA09

3C016CB02

3C016CB13

3C016CC02

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で高いクランプ力を維持し、かつ、クランプ力の調整が可能なクランプ装置を提供すること。
【解決手段】水平スライダ２０をスライドして第１リンク３１の下端の接続点Ｐ２にクランプ操作力を加え、クランプアームがクランプ状態となる第１状態まで上下直動リンク１１を上昇させ、さらに第１リンク３１と第２リンク３２とが直線状となる第２状態まで水平スライダ２０をスライドし、第１状態から第２状態までの間、上下直動リンク１１の下端の接続点Ｐ１を固定端として固定端部材４０の固定端である接続点Ｐ４をバネ機構５０の押圧を受けつつ下降させ、さらに水平スライダ２０をスライドさせてバネ機構５０の押圧を受けつつ第１リンク３１と第２リンク３２とを逆に屈曲させた第３状態にして水平スライダ２０を停止させ、第３状態においてクランプアームによるクランプを維持させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１上下直動ガイドに案内される上下直動リンクが上方にスライドしてクランプアームをクランプ状態にし、前記上下直動リンクが下方にスライドしてクランプアームをアンクランプ状態にするリンククランプ機構と、
水平直動ガイドに案内されて水平方向にスライドする水平スライダと、
上端が前記上下直動リンクの下端に回動自在に接続され、下端が前記水平スライダに回動自在に接続された第１リンクと、上端が前記第１リンクの上端と下端との間の接続点で回動自在に接続され、下端が前記上下直動リンクの直動スライド方向の下方位置に形成された固定端に回動自在に接続された第２リンクとを有したトグルリンク機構と、
前記固定端を形成し、第２上下直動ガイドに案内されて所定間隔の上下移動が許容される固定端部材と、
前記固定端部材の下部に設けられ、前記固定端部材を上方に押圧するバネ機構と
を備え、
前記水平スライダをスライドして前記第１リンクの下端にクランプ操作力を加え、前記クランプアームがクランプ状態となる第１状態まで前記上下直動リンクを上昇させ、さらに前記第１リンクと前記第２リンクとが直線状となる第２状態まで前記水平スライダをスライドし、前記第１状態から前記第２状態までの間、前記上下直動リンクの下端を固定端として前記固定端部材の固定端を前記バネ機構の押圧を受けつつ下降させ、さらに前記水平スライダをスライドさせて前記バネ機構の押圧を受けつつ前記第１リンクと前記第２リンクとを逆に屈曲させた第３状態にして前記水平スライダを停止させ、前記第３状態において前記クランプアームによるクランプを維持させることを特徴とするクランプ装置。

【請求項2】

上下直動ガイドに案内される上下直動リンクが上方にスライドしてクランプアームをクランプ状態にし、前記上下直動リンクが下方にスライドしてクランプアームをアンクランプ状態にするリンククランプ機構と、
水平直動ガイドに案内されて水平方向にスライドする水平スライダと、
上端が前記上下直動リンクの下端に回動自在に接続され、下端が前記水平スライダに回動自在に接続された第１リンクと、上端が前記第１リンクの上端と下端との間の接続点で回動自在に接続され、下端が前記上下直動リンクの直動スライド方向の下方位置に形成された固定端に回動自在に接続された第２リンクとを有したトグルリンク機構と、
前記上下直動リンクを形成する上部上下直動リンクと下部上下直動リンクとの間に形成され、前記下部上下直動リンクの移動に伴って前記上部上下直動リンクを上方に押圧するバネ機構と、
前記上部上下直動リンクと前記下部上下直動リンクとを連結し、前記上部上下直動リンクと前記下部上下直動リンクとの間における所定間隔の上下移動を許容する連結部と
を備え、
前記水平スライダをスライドして前記第１リンクの下端にクランプ操作力を加え、前記クランプアームがクランプ状態となる第１状態まで前記上下直動リンクを上昇させ、さらに前記第１リンクと前記第２リンクとが直線状となる第２状態まで前記水平スライダをスライドし、前記第１状態から前記第２状態までの間、前記上部上下直動リンクの下端に前記バネ機構の押圧を受けつつ上昇させ、さらに前記水平スライダをスライドさせて前記バネ機構の押圧を受けつつ前記第１リンクと前記第２リンクとを逆に屈曲させた第３状態にして前記水平スライダを停止させ、前記第３状態において前記クランプアームによるクランプを維持させることを特徴とするクランプ装置。

【請求項3】

前記バネ機構は、バネの押圧力を調整する調整機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランプ装置。

【請求項4】

前記バネ機構は、皿バネであることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のクランプ装置。

【請求項5】

前記第１リンクは、前記水平スライダとの連結部に長孔を形成していることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のクランプ装置。

【請求項6】

前記水平スライダのスライドを前記第３状態において停止させるストッパを設けたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のクランプ装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一つに記載のクランプ装置から前記水平スライダを除いた部分クランプ機構を複数備え、各部分クランプ機構の各第１リンクの下端と１つの前記水平スライダとが連結部材を介して接続され、１つの前記水平スライダの移動によって各部分クランプ機構を動作させ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、簡易な構成で高いクランプ力を維持し、かつ、クランプ力の調整が可能なクランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の溶接工程等においては、プレス品同士を重ね合わせてクランプするためのクランプ装置が用いられる。また、切削加工等に機械加工においても、ワークを加工治具にクランプした状態にするためのクランプ装置が用いられる。

【0003】

このクランプ装置として、例えば特許文献１には、支持台に配置されたワークを押圧するクランプアームと、前記クランプアームの一端に設けた第１軸周りに回転可能に支持する第１連結部材と、前記クランプアームの他端に設け、かつ前記第１連結部材に併設した第２連結部材と、を有するクランプユニットと、前記第１連結部材と前記クランプアームとの間に設け、この両者を緊張するスプリングと、を備えたクランプ装置が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、トグル部材がトグル姿勢にある状態において該トグル部材を介してクランプアームにクランプ方向の力を付勢するバネを備え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】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３―３５０８４号公報

【特許文献2】特開２００５―５２９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、リンククランプ機構を用いたクランプ装置は、油圧やエアーなどを用いたアクチュエータを用いてリンクアームを駆動し、リンクアームがクランプ状態を維持するようにアクチュエータが制御をし続ける。このためリンククランプ機構を用いたクランプ装置は、クランプ後もアクチュエータを制御し続ける必要があり、各クランプ装置にそれぞれアクチュエータとこれを制御する制御機構とを設ける必要がある。

【0007】

一方、トグルクランプ機構を用いたクランプ装置は、リンク機構のみによってクランプでき、高いクランプ力を得ることができるが、クランプ力の調整が難しい。

【0008】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で高いクランプ力を維持し、かつ、クランプ力の調整が可能な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】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、第１上下直動ガイドに案内される上下直動リンクが上方にスライドしてクランプアームをクランプ状態にし、前記上下直動リンクが下方にスライドしてクランプアームをアンクランプ状態にするリンククランプ機構と、水平直動ガイドに案内されて水平方向にスライドする水平スライダと、上端が前記上下直動リンクの下端に回動自在に接続され、下端が前記水平スライダに回動自在に接続された第１リンクと、上端が前記第１リンクの上端と下端との間の接続点で回動自在に接続され、下端が前記上下直動リンクの直動スライド方向の下方位置に形成された固定端に回動自在に接続された第２リンクとを有したトグルリンク機構と、前記固定端を形成し、第２上下直動ガイドに案内されて所定間隔の上下移動が許容される固定端部材と、前記固定端部材の下部に設けられ、前記固定端部材を上方に押圧するバネ機構とを備え、前記水平スライダをスライドして前記第１リンクの下端にクランプ操作力を加え、前記クランプアームがクランプ状態となる第１状態まで前記上下直動リンクを上昇させ、さらに前記第１リンクと前記第２リンクとが直線状となる第２状態まで前記水平スライダをスライドし、前記第１状態から前記第２状態までの間、前記上下直動リンクの下端を固定端として前記固定端部材の固定端を前記バネ機構の押圧を受けつつ下降させ、さらに前記水平スライダをスライドさせて前記バネ機構の押圧を受けつつ前記第１リンクと前記第２リンクとを逆に屈曲させた第３状態にして前記水平スライダを停止させ、前記第３状態において前記クランプアームによるクランプを維持させることを特徴とする。

【0010】

また、本発明は、上下直動ガイドに案内される上下直動リンクが上方にスライドしてクランプアームをクランプ状態にし、前記上下直動リンクが下方にスライドしてクランプアームをアンクランプ状態にするリンククランプ機構と、水平直動ガイドに案内されて水平方向にスライドする水平スライダと、上端が前記上下直動リンクの下端に回動自在に接続され、下端が前記水平スライダに回動自在に接続された第１リンクと、上端が前記第１リンクの上端と下端との間の接続点で回動自在に接続され、下端が前記上下直動リンクの直動スライド方向の下方位置に形成された固定端に回動自在に接続された第２リンクとを有したトグルリンク機構と、前記上下直動リンクを形成する上部上下直動リンクと下部上下直動リンクとの間に形成され、前記下部上下直動リンクの移動に伴って前記上部上下直動リンクを上方に押圧するバネ機構と、前記上部上下直動リンクと前記下部上下直動リンクとを連結し、前記上部上下直動リンクと前記下部上下直動リンクとの間における所定間隔の上下移動を許容する連結部とを備え、前記水平スライダをスライドして前記第１リンクの下端にクランプ操作力を加え、前記クランプアームがクランプ状態となる第１状態まで前記上下直動リンクを上昇させ、さらに前記第１リンクと前記第２リンクとが直線状となる第２状態まで前記水平スライダをスライドし、前記第１状態から前記第２状態までの間、前記上部上下直動リンクの下端に前記バネ機構の押圧を受けつつ上昇させ、さらに前記水平スライダをスライドさせて前記バネ機構の押圧を受けつつ前記第１リンクと前記第２リンクとを逆に屈曲させた第３状態にして前記水平スライダを停止させ、前記第３状態において前記クランプアームによるクランプを維持させることを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、上記の発明において、前記バネ機構は、バネの押圧力を調整する調整機構を有することを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、上記の発明において、前記バネ機構は、皿バネであることを特徴とする。

【0013】

また、本発明は、上記の発明において、前記第１リンクは、前記水平スライダとの連結部に長孔を形成していることを特徴とする。

【0014】

また、本発明は、上記の発明において、前記水平スライダのスライドを前記第３状態において停止させるストッパを設けたことを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、上記の発明のいずれか一つに記載のクランプ装置から前記水平スライダを除いた部分クランプ機構を複数備え、各部分クランプ機構の各第１リンクの下端と１つの前記水平スライダとが連結部材を介して接続され、１つの前記水平スライダの移動によって各部分クランプ機構を動作させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な構成で高いクランプ力を維持し、かつ、クランプ力の調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本実施の形態に係るクランプ装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、図１に示したクランプ装置の下部構成を示す図である。

【図3】図３は、バネ機構の構成を示す図である。

【図4】図４は、水平スライダのスライドに伴うクランプ力の変化を説明する説明図である。

【図5】図５は、水平スライダのスライドに伴う、第１リンクにかかるクランプ操作力と上下直動リンクにかかるクランプ力との推移を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態の変形例に係るクランプ装置の構成を示す図である。

【図7】図７は、図６に示したクランプ装置のバネ機構の構成を示す拡大断面図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態の応用例に係るクランプ装置の概要構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るクランプ装置について説明する。

【0019】

＜装置構成＞
図１は、本実施の形態に係るクランプ装置１の構成を示す図である。また、図２は、図１に示したクランプ装置１の下部構成を示す図である。さらに、図３は、バネ機構５０の構成を示す図である。なお、図１は、クランプを維持している状態を示しており、図２は、水平スライダ２０のスライドに伴ってクランプが開始される状態を示している。クランプ装置１は、支持部２の上部に配置された支持台３に載置されたクランプ対象１００をクランプアーム１３によってクランプする装置であり、水平スライダ２０の－Ｙ方向へのスライドによって、クランプアーム１３がクランプ対象１００をクランプし、水平スライダ２０の＋Ｙ方向へのスライドによって、クランプアーム１３がアンクランプ状態になる。

【0020】

クランプ装置１は、リンククランプ機構１０、水平スライダ２０、トグルリンク機構３０、固定端部材４０及びバネ機構５０を有する。リンククランプ機構１０は、上下直動ガイド４ａに案内される上下直動リンク１１が上方にスライドしてクランプアーム１３をクランプ状態にし、上下直動リンク１１が下方にスライドしてクランプアーム１３をアンクランプ状態にする。上下直動リンク１１は、支持部２の側面に上下方向（±Ｚ方向）に敷かれた案内レール４上を直動する上下直動ガイド４ａに接続され、上下方向の直動スライドのみに規制される。この上下直動リンク１１は、リンククランプ機構１０を動作させるスライダとしての機能も有する。

【0021】

クランプアーム１３のクランプ端とは反対側の一端と、上下直動リンク１１の上端とは接続点Ｐ１１で回動自在に接続される。リンク１２の下端は接続点Ｐ１０で支持台３に回動自在に接続され、接続点Ｐ１０は、固定端として機能する。リンク１２の上端は、クランプアーム１３のクランプ端と一端との間に位置する接続点Ｐ１２を介してクランプアーム１３に対して回動自在に接続される。これにより、クランプアーム１３は、上下直動リンク１１の上下直動に伴い、接続点Ｐ１０を固定端としてクランプ動作及びアンクランプ動作を行う。なお、クランプアーム１３がクランプ動作を行う際、クランプアーム１３の±Ｘ方向の位置ずれを防止するために、Ｖ溝キャッチャー１４が設けられている。

【0022】

水平スライダ２０は、水平方向（±Ｙ方向）に延びる案内レール５上を直動する水平直動ガイド５ａに接続され、水平方向の直動スライドのみに規制される。なお、案内レール５には、水平スライダ２０のスライド範囲を規制するストッパ２１，２２が設けられる。ストッパ２１は、水平スライダ２０がクランプ状態を維持する位置で停止させるものである。ストッパ２２は、水平スライダ２０がアンクランプ状態で待機する位置で停止させるものである。

【0023】

トグルリンク機構３０は、第１リンク３１と第２リンク３２とを有する。第１リンク３１の上端は、上下直動リンク１１の下端の接続点Ｐ１で回動自在に接続される。第１リンク３１の下端は、接続点Ｐ２で水平スライダ２０に対し回動自在に接続される。第２リンク３２の上端は、第１リンク３１の上端と下端との間の接続点Ｐ３に回動自在に接続される。第２リンク３２の下端は、上下直動リンク１１の直動スライド方向の下方位置に形成された固定端である接続点Ｐ４に回動自在に接続される。

【0024】

固定端部材４０は、固定端である接続点Ｐ４を形成し、上下直動ガイド４ｂに案内されて所定間隔ｄ１の上下スライドが許容される。したがって、接続点Ｐ４は、固定端であるものの、ストッパ４２によって規制された所定間隔ｄ１の上下スライドが許容される。これは、後述するように、クランプ力が過剰に加わらないようにするためである。

【0025】

バネ機構５０は、固定端部材４０の下部に設けられ、固定端部材４０を上方に押圧するバネ５１を有する。バネ５１は、皿バネであるが、コイルバネであってもよい。皿バネの場合、コイルバネに比べて省スペースで高い圧縮バネ力を固定端部材４０に与えることができる。この圧縮バネ力は、バネ５１に対するネジ５２の抑え込み量、すなわち、つぶし代を変化させることによって調整することができる。ネジ５２の上部には、バネ５１の脱落を防止するための凸部５２aが形成されており、固定端部材４０の下端にはこの凸部５２aの進行を許容するためのニガシ穴４１が形成されている。

【0026】

なお、第１リンク３１の下端の接続点Ｐ２は、水平スライダ２０の水平スライドに伴って第１リンク３１上の位置が上下動するため、第１リンク３１の下端には、この上下動を許容する長孔Ｈが形成されている。このため、接続点Ｐ２は、カムフォロワによって接続される。

【0027】

クランプ動作の概要は、まず、水平スライダ２０を－Ｙ方向（方向Ａ１）にスライドさせるクランプ操作力をトグルリンク機構３０に加えることにより、クランプアーム１３がクランプ状態となる第１状態まで上下直動リンク１１を＋Ｚ方向（方向Ａ２）側に上昇させ、これにより、クランプアーム１３を半時計方向（方向Ａ３）に沿って移動させてクランプ力を与える。さらに、第１リンク３１と第２リンク３２とが直線状となる第２状態まで水平スライダ２０をスライドし、第１状態から第２状態までの間、上下直動リンク１１の下端の接続点Ｐ１を固定端として固定端部材４０の固定端（接続点Ｐ４）をバネ機構５０の押圧を受けつつ－Ｚ方向（方向Ａ４）側に下降させる。さらに、水平スライダ２０をストッパ２１までスライドさせてバネ機構５０の押圧を受けつつ第１リンク３１と第２リンク３２とを逆に屈曲させた第３状態にして水平スライダ２０を停止させ、第３状態においてクランプアーム１３によるクランプを維持させる。なお、水平スライダ２０を＋Ｙ方向にスライドさせることによってアンクランプすることができる。

【0028】

この第３状態では、バネ機構５０から、調整された圧縮バネ力が破線矢印で示すように、固定端部材４０、第２リンク３２、第１リンク３１、上下直動リンク１１を介して上方向（＋Ｚ方向）に加えられえるとともに、接続点Ｐ１を支点、接続点Ｐ２を力点、接続点Ｐ３を作用点として、接続点Ｐ３から－Ｙ方向に力が加わり、この力がクランプの戻し防止力として機能し、クランプが維持される。

【0029】

＜クランプ力の調整＞
図４は、水平スライダ２０のスライドに伴うクランプ力Ｆ２０の変化を説明する説明図である。図４（ａ）に示した水平スライダ２０がアンクランプ状態の待機位置から、水平スライダ２０を－Ｙ方向（Ａ１方向）にスライドすると、図４（ｂ）に示すように上下直動リンク１１の上端は、＋Ｚ方向（Ａ２方向）に移動して最大上昇位置ｈｍまで達する。この最大上昇位置ｈｍでは、クランプアーム１３のクランプ端はクランプ状態になる（第１状態）。

【0030】

図４（ｂ）に示した第１状態からクランプ操作力Ｆ１０を加えて水平スライダ２０を－Ｙ方向にスライドすると、上下直動リンク１１は上昇することができず、固定端としての接続点Ｐ４は、下方（－Ｚ方向）に移動し、バネ機構５０のバネ５１が縮み始める。なお、接続点Ｐ３では、バネ５１の反力の水平成分Ｆ３１が＋Ｙ方向に作用する。クランプ操作力Ｆ１０は、このバネの反力の水平成分Ｆ３１に抗して水平スライダ２０を－Ｙ方向に加えることになる。このクランプ操作力Ｆ１０を－Ｙ方向に加えていくことによってクランプ力Ｆ２０は増大していく。そして、図４（ｃ）に示すように、第１リンク３１と第２リンク３２とが直線状となった第２状態になると、バネ５１が最も圧縮された状態になる。この第２状態では、上下直動リンク１１の上端の位置は、最大上昇位置ｈｍのままであり、接続点Ｐ３には、バネの反力はなく、バネ５１の反力がすべてクランプ力Ｆ２０となって上下直動リンク１１にかかる。

【0031】

その後、第２状態から、さらに水平スライダ２０をストッパ２１の位置、すなわちクランプ操作端までスライドすると、図４（ｄ）に示すように、第３状態になる。第３状態では、第１リンク３１と第２リンク３２とが逆に屈曲し、接続点Ｐ１，Ｐ４間の距離が短くなるため、上下直動リンク１１の上端の位置は、最大上昇位置ｈｍのまま、接続点Ｐ４は、上方（＋Ｚ方向）に移動する。この際、バネ５１の反力の水平成分Ｆ３２が－Ｙ方向に作用するため、接続点Ｐ３が元の方向（＋Ｙ方向）に戻ることがなく、最大上昇位置ｈｍでのクランプ状態を維持する。

【0032】

なお、図４に示すように、第１状態から第３状態までの間、上下直動リンク１１の上端の位置は、最大上昇位置ｈｍのままのクランプ状態となっている。

【0033】

図５は、水平スライダ２０のスライドに伴う、第１リンク３１の接続点Ｐ２にかかるクランプ操作力Ｆ１０と上下直動リンク１１の接続点Ｐ１にかかるクランプ力Ｆ２０との推移を示す図である。図５に示すように、水平スライダ２０が第１状態（上下直動リンク１１が最大上昇位置ｈｍに到達した状態）になると、この第１状態からクランプ操作力Ｆ１０が徐々に大きくなり、これに伴ってクランプ力Ｆ２０も大きくなる。クランプ操作力Ｆ１０は、第１状態から第２状態（第１リンク３１と第２リンク３２とが直線となる状態）までの間にピーク値をとり、第２状態で再び、０となる。一方、クランプ力Ｆ２０は、第２状態のときに最大値をとる。

【0034】

その後、さらに水平スライダ２０がさらに－Ｙ方向にスライドすると、バネ５１の反力の水平成分Ｆ３２によりクランプ操作力Ｆ１０は負の値になり、－Ｙ方向に引っ張られる。水平スライダ２０のスライドとともにクランプ操作力Ｆ１０の負の値は、徐々に大きくなる。これにより、水平スライダ２０が＋Ｙ方向への戻りが防止される。一方、クランプ力Ｆ２０は、第２状態から第３状態まで徐々に小さくなるが、クランプ力Ｆ２０の減少は小さいため、第３状態でのクランプ力Ｆ２０は十分なものとなる。

【0035】

本実施の形態では、トグルリンク機構３０による高いクランプ力を発生させることができるとともに、バネ機構５０によるクランプの戻し防止力を発生させてクランプを維持するようにしている。この場合、圧縮バネ力によってクランプを維持しているため、各クランプ装置１にアクチュエータなどを駆動機構及び駆動制御機構を設ける必要がない。例えば、作業ロボットにより水平スライダ２０をスライドさせてクランプ動作を行わせ、その後、作業ロボットは、クランプ装置１から離れ、クランプされたクランプ対象に対する溶接作業などを行うことができる。なお、手動で水平スライダ２０をスライドさせてもよい。クランプ操作力Ｆ１０が大きい場合には、別途、トグル機構などの倍力機構を用いて、レバー操作によって水平スライダ２０をスライドさせてもよい。

【0036】

バネ機構５０の圧縮バネ力と、固定端部材４０の固定端の上下スライドとにより、クランプ力が過荷重にならないようにしているため、クランプ対象に与える影響を抑えることができるとともに、バネ機構５０の圧縮バネ力によって高いクランプ力を発生させることができる。また、バネ機構５０の圧縮バネ力の調整により、クランプ対象に適したクランプ力を加えることもできる。

【0037】

＜変形例＞
図６は、本発明の実施の形態の変形例に係るクランプ装置１０１の構成を示す図である。また、図７は、図６に示したクランプ装置１０１のバネ機構１５０の構成を示す拡大断面図である。上記の実施の形態ではバネ機構５０を第２リンク３２の下端に設けていたが、本変形例では、バネ機構５０に対応するバネ機構１５０を、上下直動リンク１１の途中に設けている。バネ機構１５０は、上下直動リンク１１を形成する上部上下直動リンク１１ｂと下部上下直動リンク１１ａとの間に形成され、下部上下直動リンク１１ａの移動に伴って上部上下直動リンク１１ｂを上方に押圧する。上下直動リンク１１は、上部上下直動リンク１１ｂと下部上下直動リンク１１ａとを連結し、上部上下直動リンク１１ｂと下部上下直動リンク１１ａとの間における所定間隔の上下移動を許容する連結部１４０を有する。

【0038】

バネ１５１は、バネ５１と同じであり、具体的には皿バネである。このバネ１５１は、バネ５１と同様に、調整ネジ１５２によってバネ１５１の抑え込み量が調整される。調整ネジ１５２は、ダブルナットが上部上下直動リンク１１ｂに螺合する。なお、ダブルナットとバネ１５１との間には、座金が挿入される。

【0039】

上部上下直動リンク１１ｂは、下部上下直動リンク１１ａに対し、摺動可能に挿入される。すなわち、上部上下直動リンク１１ｂは、円柱形状であり、外筒形状の下部上下直動リンク１１ａの内部空間に挿入され、直動シリンダのように結合される。なお、下部上下直動リンク１１ａの下端部には、第１リンク３１の上端が接続点Ｐ１として連結される。ここで、連結部１４０は、連結ガイド孔１４１及びピン１４２であり、連結ガイド孔１４１は、上部上下直動リンク１１ｂに形成され、ピン１４２は、下部上下直動リンク１１ａの上端側に設けられ、連結ガイド孔１４１に係合する。連結ガイド孔１４１は、上下方向（±Ｚ方向）に延びる長孔形状であり、上下方向の長さが所定間隔である。この所定間隔は、固定端部材４０の所定間隔ｄ１と同じである。また、図７に示すように、連結ガイド孔１４１にピン１４２が係合することによって、上部上下直動リンク１１ｂと下部上下直動リンク１１ａとの離間が制限されるとともに、バネ１５１の伸長状態が維持される。

【0040】

上下直動ガイド１０４ａは、支持台３に固定配置され、上下直動リンク１１の上下移動を案内する。なお、実施の形態では、上下直動ガイド４ａが上下直動リンク１１とともに、案内レール４上をスライドしている。

【0041】

図６において、水平スライダ２０がスライドすると、第１リンク３１の下端にクランプ操作力Ｆ１０が加えられ、クランプアーム１３がクランプ状態となる、図４における第１状態まで上下直動リンク１１が上昇する。さらに第１リンク３１と第２リンク３２とが直線状となる、図４における第２状態まで水平スライダ２０をスライドすると、第１状態から第２状態までの間、上部上下直動リンク１１ｂの下端にバネ１５１の押圧を受けつつ上部上下直動リンク１１ａが上昇する。さらに水平スライダ２０をスライドさせてバネ１５１の押圧を受けつつ第１リンク３１と第２リンク３２とを逆に屈曲させた、図４における第３状態にして水平スライダ２０を停止させると、第３状態においてクランプアーム１３によるクランプ状態が維持される。

【0042】

本変形例では、実施の形態と同様に、トグルリンク機構３０による高いクランプ力を発生させることができるとともに、バネ機構１５０によるクランプの戻し防止力を発生させてクランプアーム１３によるクランプ状態を維持することができる。本変形例では、実施の形態に比して、さらにクランプ装置を簡易な構成とすることができる。

【0043】

＜応用例＞
図８は、本発明の実施の形態の応用例に係るクランプ装置の概要構成を示す斜視図である。図８に示すように、本応用例では、クランプ装置１０１から水平スライダ２０を除いた複数の部分クランプ機構１０１ａ～１０１ｃを備え、各部分クランプ機構１０１ａ～１０１ｃの各第１リンク３１の下端と１つの水平スライダ２０とが連結部材１２０を介して接続され、１つの水平スライダ２０の移動によって各部分クランプ機構１０１ａ～１０１ｃを同時に動作させることができる。このようなクランプ装置では、クランプアーム１３が複数の離散したクランプ箇所を同時に多点クランプすることができる。なお、実施の形態では、第１リンク３１の下端に長孔Ｈを設けて第１リンク３１とスライダ２０とを連結していたが、これに限らず、変形例及び応用例に示すように、スライダ２０側の連結部材１２０に、長孔Ｈに対応する切欠溝を設けて連結するようにしてもよい。

【0044】

なお、上記の実施の形態、変形例及び応用例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明のクランプ装置は、簡易な構成で高いクランプ力を維持し、かつ、クランプ力の調整を可能としたい場合に有用である。

【符号の説明】

【0046】

１，１０１ クランプ装置
２ 支持部
３ 支持台
４，５ 案内レール
４ａ，４ｂ，１０４ａ 上下直動ガイド
５ａ 水平直動ガイド
１０ リンククランプ機構
１１ 上下直動リンク
１１ａ 下部上下直動リンク
１１ｂ 上部上下直動リンク
１２ リンク
１３ クランプアーム
１４ Ｖ溝キャッチャー
２０ 水平スライダ
２１，２２，４２ ストッパ
３０ トグルリンク機構
３１ 第１リンク
３２ 第２リンク
４０ 固定端部材
４１ ニガシ穴
５０，１５０ バネ機構
５１，１５１ バネ
５２ ネジ
１００ クランプ対象
１０１ａ～１０１ｃ 部分クランプ機構
１２０ 連結部材
１４１ 連結ガイド孔
１４２ ピン
１５２ 調整ネジ
Ａ１～Ａ４ 方向
ｄ１ 所定間隔
Ｆ１０ クランプ操作力
Ｆ２０ クランプ力
Ｆ３１，Ｆ３２ 反力の水平成分
Ｈ 長孔
ｈｍ 最大上昇位置
Ｐ１～Ｐ４，Ｐ１０～Ｐ１２ 接続点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】