JP3644882B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームを介してワークをクランプすることが可能なクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車等の構成部品を溶接する際に、その構成部品をクランプするためにクランプシリンダが用いられており、この種のクランプシリンダは、例えば、米国特許第４４５８８８９号公報等に開示されている。
【０００３】
この米国特許第４４５８８８９号公報に開示されたクランプシリンダでは、図１４および図１５に示されるように、分割された一組のボデイ１ａ、１ｂの間にシリンダ１ｃの駆動作用下にピストンロッド２が進退自在に配設され、前記ピストンロッド２の一端部にはカップリング３が連結されている。前記カップリング３の両側部には、第１シャフト４を介して一組のリンク５ａ、５ｂおよび一組のローラ６ａ、６ｂがそれぞれ軸着され、さらに、前記一組のリンク５ａ、５ｂの間には、第２シャフト７を介してアーム８が所定角度回動自在に連結される。
【０００４】
この場合、前記一組のローラ６ａ、６ｂは、孔部に装着された複数のニードル９ａを介して摺動自在に設けられ、前記ピストンロッド２は、ボデイ１ａ、１ｂにそれぞれ形成されたトラック溝９ｂに沿って摺動する前記ローラ６ａ、６ｂの案内作用下に、該ローラ６ａ、６ｂと一体的に変位するように設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る米国特許第４４５８８８９号公報に開示されたクランプシリンダでは、例えば、アームに保持されるワークの大きさや厚さ等によって該ワークをクランプしたときのアームの回動角度によってクランプ力が低下するという不具合がある。
【０００６】
換言すると、例えば、クランプシリンダの取付姿勢等に起因してワークをクランプしたときのアームの回動角度が変化することにより、ワークを保持するクランプ力特性が変動（低下）するからである。
【０００７】
本発明は、前記の不具合に鑑みてなされたものであり、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ボデイと、
前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、
前記ロッド部材に連結されるリンク部材と前記リンク部材にリンクされる支持レバーとを含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記リンク部材に形成され、ロッド部材の一端部側に設けられたナックルピンが係合する長孔と、
前記支持レバーの回動動作を規制する係止面が形成された係止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記係止手段はレバーストッパからなり、支持レバーの側面がレバーストッパの係止面に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動動作が好適に規制される。
【００１０】
また、前記駆動手段として、一組の圧力流体出入ポートを介してシリンダ室に供給される圧力流体の作用下に変位するピストンを含むシリンダ部によって構成するとよい。
【００１１】
さらに、前記ボデイの内部には、支持レバーに形成された係止部からなる回動角度規制手段を設けるとよい。前記係止部の当接面がレバーストッパに当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動角度が規制される。
【００１２】
本発明によれば、長孔の範囲内において、リンク部材は自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームにも自由度が設けられる。従って、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力が略一定に保持される。また、係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束してアームがアンクランプ状態の所定位置に保持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクランプ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を示す。
【００１５】
このクランプ装置１０は、ボデイ１２と、前記ボデイ１２の下端部に気密に連結されたシリンダ部（駆動手段）１４と、前記ボデイ１２に形成された略円形状の一組の開口部（図示せず）を介して外部に突出する断面矩形状の軸受部１８に連結されるアーム２０と、前記ボデイ１２の内部に設けられ、前記アーム２０のアンクランプ状態における初期位置を保持するロック機構２２とを備える。
【００１６】
シリンダ部１４は、エンドブロック２４と、その一端部が前記エンドブロック２４の凹部に気密に連結され他端部がボデイ１２に気密に連結された角筒状のシリンダチューブ２６とを含む。
【００１７】
さらに、シリンダ部１４は、図２に示されるように、前記シリンダチューブ２６内に収装されシリンダ室２８に沿って往復動作するピストン３０と、前記ピストン３０の中央部に連結されて該ピストン３０と一体的に変位するロッド部材３２とを有する。前記ピストン３０は、前記ロッド部材３２の軸線と略直交する断面が略楕円形状に形成され、前記シリンダ室２８の断面形状も前記ピストン３０に対応して略断面楕円形状に形成されている。
【００１８】
なお、前記ピストン３０の外周面には、ピストンパッキン３６が装着されている。
【００１９】
前記エンドブロック２４の四隅角部には図示しない取付用孔部が穿孔され、前記取付用孔部に挿通された４本のシャフト（図示せず）を介してエンドブロック２４、シリンダチューブ２６およびボデイ１２がそれぞれ気密に組み付けられる。前記ボデイ１２およびエンドブロック２４には、それぞれ、シリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂが形成されている。
【００２０】
ボデイ１２は、第１ケーシング４６と図示しない第２ケーシングとが一体的に組み付けられて構成される。前記ボデイ１２内には、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングにそれぞれ形成された凹部によって室４４が形成され、前記室４４内にロッド部材３２の自由端が臨むように設けられる。
【００２１】
ロッド部材３２の一端部には、ナックルジョイント６２を介して、該ロッド部材３２の直線運動をアーム２０の回動運動に変換するトグルリンク機構６４が設けられる。前記ナックルジョイント６２は、所定間隔離間し略平行に分岐する二股部を有するナックルブロック５６と、前記二股部に形成された孔部に軸着されるナックルピン７０とから構成される。前記ナックルブロック５６の一側面には、後述するローラ部材４８に係合する第１傾斜面５０および第２傾斜面５２を有する係合部５４が形成されている（図３参照）。
【００２２】
トグルリンク機構６４は、ナックルピン７０を介してナックルジョイント６２の二股部の間に連結されるリンクプレート（リンク部材）７２と、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された略円形状の一組の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー７４とを有する。なお、前記支持レバー７４をアーム２０と一体成形してもよい。
【００２３】
前記リンクプレート７２は、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４との間に介装され、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４とをリンクする機能を営む。
【００２４】
すなわち、前記リンクプレート７２は、一端部側に形成された略楕円形状の長孔６５と他端部側に形成された孔部（図示せず）とを有し、前記長孔６５に係合するナックルピン７０およびナックルジョイント６２を介してロッド部材３２の自由端に連結され、前記孔部に軸着されるリンクピン６９を介して支持レバー７４の二股部に連結される。また、前記リンクプレート７２の一端部には、後述するガイドローラ７９と接触する湾曲面８１が形成されている（図２参照）。
【００２５】
この場合、ナックルピン７０に係合する長孔６５をリンクプレート７２に形成して前記ナックルピン７０に遊びを設けることにより、前記リンクプレート７２は前記長孔６５の範囲内において変位可能な自由度を有する。換言すると、前記リンクプレート７２に形成された湾曲面８１とガイドローラ７９との接触部位を、アーム２０の回動角度に拘わらず略一定の位置に保持することができる。
【００２６】
支持レバー７４は、リンクピン６９が軸着される孔部が形成された二股部と、ロッド部材３２の軸線と略直交する方向（紙面と略直交する方向）に突出形成され、図示しない開口部を介してボデイ１２から外部に露呈する断面矩形状の軸受部１８とを有する。前記軸受部１８には、図示しないワークをクランプするアーム２０が着脱自在に装着される。従って、前記支持レバー７４はアーム２０と一体的に回動動作するように設けられる。
【００２７】
前記軸受部１８の下方側には、第１ケーシング４６の内壁角部にねじ部材７３を介して固定されたレバーストッパ（係止手段）７５が設けられ、前記レバーストッパ７５は、前記支持レバー７４の回動動作を規制する機能を営む。前記レバーストッパ７５には、右下がりに所定角度傾斜する係止面７７が形成されている。
【００２８】
なお、前記レバーストッパ７５を別体で構成することなく、第１ケーシング４６または図示しない第２ケーシングに一体的に膨出形成してもよい。
【００２９】
ロック機構２２は、図１および図３に示されるように、室４４内に配設され、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに支持された支点ピン５８と、一端側に軸着された前記支点ピン５８を支点として所定角度回動自在に設けられたロックプレート６０と、ピン部材６６を介して前記ロックプレート６０の分岐片６１ａ、６１ｂの間に回動自在に軸支されるローラ部材４８と、前述したナックルブロック５６に設けられ、前記ローラ部材４８が係合する第１傾斜面５０、第２傾斜面５２、および、前記第１傾斜面５０と第２傾斜面５２との間の境界部分に形成された山部５３を有する係合部５４と、前記支点ピン５８とは反対側のロックプレート６０の端部側に形成された凹部６７に一端部が係着されるばね部材６８とを含む。
【００３０】
前記ばね部材６８の他端部は、第１ケーシング４６の内壁面に形成された凹部７１に係着され、その弾発力の作用下に支点ピン５８を支点として、常時、ロックプレート６０を矢印Ｂ方向に押圧するように設けられている。換言すると、ロックプレート６０は、ばね部材６８の弾発力に打ち勝つ押圧力がローラ部材４８に作用することにより、支点ピン５８を支点として矢印Ａ方向に向かって所定角度だけ回動可能に設けられている。
【００３１】
なお、図３に示されるように、鉛直面に対する前記第１傾斜面５０の傾斜角度αおよび前記第２傾斜面５２の傾斜角度βは、それぞれα＞βとなるように設定され、この場合、前記傾斜角度αを約３０度〜４５度、前記傾斜角度βを約１０度〜２０度に設定するとよい。
【００３２】
また、支点ピン５８の中心点を基準として、前記支点ピン５８とローラ部材４８および係合部５４が当接している当接点（ピン部材６６の中心点）との間の離間距離をＬ1とし、前記支点ピン５８とばね部材６８が押圧している押圧点との離間距離をＬ2とした場合、Ｌ2／Ｌ1の値を大きく設定することにより、ロック機構２２の保持力を増大させることができる。
【００３３】
ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングの内壁面の上部側には、断面円弧状の凹部７８がそれぞれ形成され、前記凹部７８には、前記リンクプレート７２の湾曲面８１に接触することにより所定角度だけ回動するガイドローラ７９が設けられる。前記第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された孔部には、ガイドローラ７９を回動自在に軸支するピン部材８２が固着され、またガイドローラ７９の貫通孔には周方向に沿って複数のニードルベアリング８４が装着される。前記ニードルベアリング８４の転動作用下にガイドローラ７９が円滑に回動するように設けられている。
【００３４】
本発明の実施の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、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３５】
先ず、図示しない固定手段を介してクランプ装置１０を所定位置に固定するとともに、図示しないチューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂにそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続する。
【００３６】
前記のような準備作業を経た後、図示しない圧力流体供給源を付勢して一方の圧力流体出入ポート４２ｂからピストン３０の下部側のシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って上昇する。
【００３７】
前記ピストン３０の直線運動は、ロッド部材３２およびナックルジョイント６２を介してトグルリンク機構６４に伝達され、前記トグルリンク機構６４を構成する支持レバー７４の回動作用下にアーム２０の回転運動に変換される。
【００３８】
すなわち、ピストン３０の直線運動（上昇）によって、ロッド部材３２の自由端に係合するナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を上方に向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート７２に対する押圧力は、ナックルピン７０を支点として該リンクプレート７２を所定角度回動させるとともに、前記リンクプレート７２のリンク作用下に支持レバー７４を回動させる。
【００３９】
従って、前記支持レバー７４の軸受部１８を支点としてアーム２０が反時計回り方向に向かって所定角度回動する。
【００４０】
このようにしてアーム２０が反時計回り方向に回動している際、リンクプレート７２の湾曲面８１がガイドローラ７９に接触し、前記湾曲面８１と接触した状態を保持しながら該ガイドローラ７９がピン部材８２を中心として回動する。
【００４１】
さらにアーム２０が回動して、図示しないワークに当接することにより、アーム２０の回動動作を停止する。この結果、アーム２０によってワークがクランプされるクランプ状態に至る（図４参照）。
【００４２】
図５に示されるように、例えば、ワーク（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）の厚さ等が相違することによってワーク（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）のクランプ状態におけるアーム２０の回動角度が変化した場合、ナックルピン７０に係合する長孔６５に沿ってリンクプレート７２が僅かに変位することにより、クランプ力を略一定に保持することができる。すなわち、長孔６５の範囲内において、リンクプレート７２は自由に変位可能に設けられ、前記リンクプレート７２に追従する支持レバー７４およびアーム２０にもある程度の自由度が設けられるからである。
【００４３】
このことは、換言すると、アーム２０の回動角度が変化しても、リンクプレート７２に長孔６５の範囲内において自由度が設けられ、前記リンクプレート７２の湾曲面８１とガイドローラ７９の接触点とが常に同一で一定の位置に保持されるからである。
【００４４】
この結果、本実施の形態では、ワークＷをクランプした際のアーム２０の回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することが可能なクランプ力特性を得ることができる。
【００４５】
次に、アーム２０をワークＷから離間させてクランプ状態を解除する場合には、図示しない切換弁の切り換え作用下に前記とは反対の他方の圧力流体出入ポート４２ａからピストン３０の上部側のシリンダ室２８に圧力流体を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って下降する。
【００４６】
前記ピストン３０の直線運動は、トグルリンク機構６４を介してアーム２０の回転運動に変換され、前記アーム２０は、時計回り方向に向かって回動する（図６参照）。
【００４７】
前記アーム２０の回動動作に連動して支持レバー７４が時計回り方向に向かって回動する際、図７に示されるように、前記支持レバー７４の側面がレバーストッパ７５の係止面７７に当接して該支持レバー７４の時計回り方向の回動動作が規制される。
【００４８】
なお、図７では、ナックルピン７０が長孔６５の上部側に位置しているが、これは、ロッド部材３２がピストン３０と一体的に下降する際、アーム２０が慣性力によって時計回り方向に向かって回動するときのナックルピン７０と長孔６５との係合状態の一つを例示したものであり、必ずしも、ナックルピン７０が長孔６５の上部側に係合した状態となるものではない。
【００４９】
レバーストッパ７５によって支持レバー７４の時計回り方向に向かう回動動作が規制された状態において、上部側のシリンダ室２８に供給される圧力流体の作用下に、さらにピストン３０が下方側に向かって変位することにより前記ピストン３０が図２に示す下限位置に到達する。その際、ピストン３０と一体的にロッド部材３２およびナックルブロック５６が下方側に向かって変位することにより、長孔６５に沿ってナックルピン７０が僅かに下降する（図７と図２とを比較参照）。
【００５０】
図２に示すアンクランプ状態の初期位置では、レバーストッパ７５による係止作用下に支持レバー７４が時計回り方向に向かって回動動作することが規制され、且つピストン３０が下限位置に到達して、これ以上、下方側に向かって変位することが規制されることにより、アーム２０が時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。その一方において、上部側のシリンダ室２８は所定圧からなる圧力流体が供給された状態に保持され、その圧力流体の作用下に、ピストン３０が上昇してアーム２０が反時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。
【００５１】
このように、略一定なクランプ力特性を得るために長孔６５を設けても、アンクランプ状態の初期位置において、前記長孔６５による自由度が拘束されるため、前記長孔６５に起因してアーム２０にガタが発生することを確実に防止することができる。
【００５２】
次に、ロック機構２２の作用効果について説明する。
【００５３】
前記アーム２０が時計回り方向に回動してピストン３０が最下限位置に到達する前、ナックルブロック５６と一体的に下降する係合部５４の第２傾斜面５２がロックプレート６０に軸支されたローラ部材４８に係合する（図７参照）。
【００５４】
この場合、ロックプレート６０は、ばね部材６８の弾発力に抗して矢印Ａ方向に向かって押圧され、前記ロックプレート６０に軸支されたローラ部材４８が係合部５４の第２傾斜面５２、第２傾斜面５２と第１傾斜面５０との間の境界部分に形成された山部５３をそれぞれ乗り越えて、該ローラ部材４８が第１傾斜面５０に係合することにより、アーム２０がアンクランプ状態の初期位置にロックされる（図２参照）。
【００５５】
なお、この場合、初期位置とは、図２に示されるように、ピストン３０がシリンダ室２８の最下限位置に到達した状態をいう。
【００５６】
前記ロック状態では、他方の圧力流体出入ポート４２ｂも大気開放状態となっているため、アーム２０のアンクランプ状態の初期位置において、圧力流体の供給が何らかの原因によって停止した場合であっても、アンクランプ状態が解除されることなくロック機構２２によって確実に保持されている。
【００５７】
ロック機構２２を設けることにより、駆動手段として機能するシリンダ部１４に対する圧力流体の供給が停止し、アーム２０に対する駆動力の伝達が遮断された場合であっても、アーム２０のアンクランプ状態を確実に保持することができる。
【００５８】
なお、ロック機構２２によってアーム２０がアンクランプ状態に保持される力（保持力）は、例えば、クランプ装置１０が装着されたロボット等が動作してもその慣性力によって変位しない適度な保持力であるとともに、再度、圧力流体出入ポート４２ｂから圧力流体を供給した場合にピストン３０の変位力によってアンクランプの保持状態を解除できる程度の保持力に設定する必要がある。この場合、係合部５４の鉛直面に対する第１傾斜面５０の傾斜角度αを第２傾斜面５２の傾斜角度βよりも大きく設定し、さらに、前記第１傾斜面５０の傾斜角度αを約３０度〜４５度、第２傾斜面５２の傾斜角度βを約１０度〜２０度に設定すると好適である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、駆動手段としてシリンダ部１４を用いているがこれに限定されるものではなく、図示しないリニアアクチュエータ、電動モータ等を用いてロッド部材３２を変位させるように構成してもよい。
【００６０】
次に、本発明の第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂを図８乃至図１３に示す。なお、図１に示す前記実施の形態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。
【００６１】
この第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂでは、アーム２０の回動角度θが予め所定角度に限定されている点で前記実施の形態に係るクランプ装置１０と相違する。この場合、図８に示される第１変形例では、アーム２０の回動角度θが約４５度に設定され、図１１に示される第２変形例では、アーム２０の回動角度θが約７５度に設定されている。なお、アーム２０の回動角度θを所定角度に規制した場合であっても、アンクランプの初期位置では、ロック機構２２によってロックされた状態にあることは、前記実施の形態と同一である。
【００６２】
第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂは、ロッド部材３２の一端部に連結され、予め設定されたアーム２０の回動角度θに対応する長さを有するナックルブロック１０２ａ、１０２ｂと、ナックルピン７０を介してナックルブロック１０２ａ、１０２ｂの二股部の間に連結されるリンクプレート７２と、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された略円形状の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー１０８ａ、１０８ｂとを備える。
【００６３】
図１０および図１３に示されるように、前記支持レバー１０８ａ、１０８ｂの両端部に形成された断面矩形状の一組の軸受部１８の間には、アーム２０の回動角度を規制する回動角度規制手段として機能する係止部１１０ａ、１１０ｂが設けられ、前記係止部１１０ａ、１１０ｂには傾斜面からなる当接面１１２ａ、１１２ｂが形成されている。
【００６４】
この場合、該支持レバー１０８ａ、１０８ｂの当接面１１２ａ、１１２ｂがレバーストッパ７５に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアーム２０の回動角度θが規制される。この当接面１１２ａ、１１２ｂは、設定されるアーム２０の回動角度θに対応して種々の傾斜角度からなる傾斜面によって形成されるとよい。
【００６５】
さらに、ボデイ１２の一側面には、ナックルブロック１０２ａ、１０２ｂと一体的に変位する金属製のドグ１１６を検知することにより、アーム２０の回動位置を検出する一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂが設けられる。
【００６６】
第１および第２変形例では、アーム２０の回動角度θを規制することによって以下のような効果乃至利点を有する。
【００６７】
第１に、アーム２０の回動角度θを限定することにより、クランプ装置１００ａ、１００ｂに近接して配置された図示しない他の装置、部材等に対してアーム２０が衝突あるいは接触することを回避することができ、狭小な設置スペースの有効利用を図ることができる。
【００６８】
第２に、アーム２０の回動角度θを限定して小さくすることにより、該アーム２０が回動するサイクルが速くなり、作業効率を向上させることができる。
【００６９】
第３に、アーム２０の回動角度θを限定することにより、ピストン３０の変位量が減少し、前記ピストン３０を変位させるためのエアーを消費量を省力化することができる。
【００７０】
なお、第１および第２変形例では、アーム２０の回動角度θを約４５度および約７５度に設定されているが、これに限定されるものではなく、クランプ装置１００ａ、１００ｂの組み付け時において、アーム２０の回動角度θに対応する他のナックルブロックおよび支持レバー（図示せず）を組み付けることにより、種々のアーム２０の回動角度θを設定することができることは勿論である。
【００７１】
その他の作用効果は、図１に示す実施の形態と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７３】
すなわち、長孔の範囲内において、リンク部材が自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームが自由度を有するため、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することができる。
【００７４】
また、支持レバーの回動動作を規制する係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束し、アームをアンクランプ状態の所定位置に保持してガタの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の要部分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図３】図２に示すロック機構の部分拡大図である。
【図４】図１の初期位置からアームが回動してワークがクランプされた状態を示す動作説明図である。
【図５】ワークの厚さが相違する場合の長孔に対するナックルピンの形状状態を示す説明図である。
【図６】図４の状態からアームが時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図７】図６の状態からアームがさらに時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図８】本発明の第１変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】前記第１変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図１１】本発明の第２変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１３】前記第２変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図１４】従来技術に係るクランプシリンダの要部分解斜視図である。
【図１５】図１４に示すクランプシリンダの一部断面側面図である。
【符号の説明】
１０、１００ａ、１００ｂ…クランプ装置
１２…ボデイ １４…シリンダ部
２０…アーム ２２…ロック機構
２８…シリンダ室 ３０…ピストン
３２…ロッド部材 ４２ａ、４２ｂ…圧力流体出入ポート
５６、１０２ａ、１０２ｂ…ナックルブロック
６２…ナックルジョイント ６４…トグルリンク機構
６５…長孔 ６９…リンクピン
７０…ナックルピン ７２…リンクプレート
７４、１０８ａ、１０８ｂ…支持レバー
７５…レバーストッパ ７７…係止面
７９…ガイドローラ ８１…湾曲面
１１０ａ、１１０ｂ…係止部 １１２ａ、１１２ｂ…当接面
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームを介してワークをクランプすることが可能なクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車等の構成部品を溶接する際に、その構成部品をクランプするためにクランプシリンダが用いられており、この種のクランプシリンダは、例えば、米国特許第４４５８８８９号公報等に開示されている。
【０００３】
この米国特許第４４５８８８９号公報に開示されたクランプシリンダでは、図１４および図１５に示されるように、分割された一組のボデイ１ａ、１ｂの間にシリンダ１ｃの駆動作用下にピストンロッド２が進退自在に配設され、前記ピストンロッド２の一端部にはカップリング３が連結されている。前記カップリング３の両側部には、第１シャフト４を介して一組のリンク５ａ、５ｂおよび一組のローラ６ａ、６ｂがそれぞれ軸着され、さらに、前記一組のリンク５ａ、５ｂの間には、第２シャフト７を介してアーム８が所定角度回動自在に連結される。
【０００４】
この場合、前記一組のローラ６ａ、６ｂは、孔部に装着された複数のニードル９ａを介して摺動自在に設けられ、前記ピストンロッド２は、ボデイ１ａ、１ｂにそれぞれ形成されたトラック溝９ｂに沿って摺動する前記ローラ６ａ、６ｂの案内作用下に、該ローラ６ａ、６ｂと一体的に変位するように設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る米国特許第４４５８８８９号公報に開示されたクランプシリンダでは、例えば、アームに保持されるワークの大きさや厚さ等によって該ワークをクランプしたときのアームの回動角度によってクランプ力が低下するという不具合がある。
【０００６】
換言すると、例えば、クランプシリンダの取付姿勢等に起因してワークをクランプしたときのアームの回動角度が変化することにより、ワークを保持するクランプ力特性が変動（低下）するからである。
【０００７】
本発明は、前記の不具合に鑑みてなされたものであり、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ボデイと、
前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、
前記ロッド部材に連結されるリンク部材と前記リンク部材にリンクされる支持レバーとを含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記リンク部材に形成され、ロッド部材の一端部側に設けられたナックルピンが係合する長孔と、
前記支持レバーの回動動作を規制する係止面が形成された係止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記係止手段はレバーストッパからなり、支持レバーの側面がレバーストッパの係止面に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動動作が好適に規制される。
【００１０】
また、前記駆動手段として、一組の圧力流体出入ポートを介してシリンダ室に供給される圧力流体の作用下に変位するピストンを含むシリンダ部によって構成するとよい。
【００１１】
さらに、前記ボデイの内部には、支持レバーに形成された係止部からなる回動角度規制手段を設けるとよい。前記係止部の当接面がレバーストッパに当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動角度が規制される。
【００１２】
本発明によれば、長孔の範囲内において、リンク部材は自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームにも自由度が設けられる。従って、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力が略一定に保持される。また、係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束してアームがアンクランプ状態の所定位置に保持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクランプ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を示す。
【００１５】
このクランプ装置１０は、ボデイ１２と、前記ボデイ１２の下端部に気密に連結されたシリンダ部（駆動手段）１４と、前記ボデイ１２に形成された略円形状の一組の開口部（図示せず）を介して外部に突出する断面矩形状の軸受部１８に連結されるアーム２０と、前記ボデイ１２の内部に設けられ、前記アーム２０のアンクランプ状態における初期位置を保持するロック機構２２とを備える。
【００１６】
シリンダ部１４は、エンドブロック２４と、その一端部が前記エンドブロック２４の凹部に気密に連結され他端部がボデイ１２に気密に連結された角筒状のシリンダチューブ２６とを含む。
【００１７】
さらに、シリンダ部１４は、図２に示されるように、前記シリンダチューブ２６内に収装されシリンダ室２８に沿って往復動作するピストン３０と、前記ピストン３０の中央部に連結されて該ピストン３０と一体的に変位するロッド部材３２とを有する。前記ピストン３０は、前記ロッド部材３２の軸線と略直交する断面が略楕円形状に形成され、前記シリンダ室２８の断面形状も前記ピストン３０に対応して略断面楕円形状に形成されている。
【００１８】
なお、前記ピストン３０の外周面には、ピストンパッキン３６が装着されている。
【００１９】
前記エンドブロック２４の四隅角部には図示しない取付用孔部が穿孔され、前記取付用孔部に挿通された４本のシャフト（図示せず）を介してエンドブロック２４、シリンダチューブ２６およびボデイ１２がそれぞれ気密に組み付けられる。前記ボデイ１２およびエンドブロック２４には、それぞれ、シリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂが形成されている。
【００２０】
ボデイ１２は、第１ケーシング４６と図示しない第２ケーシングとが一体的に組み付けられて構成される。前記ボデイ１２内には、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングにそれぞれ形成された凹部によって室４４が形成され、前記室４４内にロッド部材３２の自由端が臨むように設けられる。
【００２１】
ロッド部材３２の一端部には、ナックルジョイント６２を介して、該ロッド部材３２の直線運動をアーム２０の回動運動に変換するトグルリンク機構６４が設けられる。前記ナックルジョイント６２は、所定間隔離間し略平行に分岐する二股部を有するナックルブロック５６と、前記二股部に形成された孔部に軸着されるナックルピン７０とから構成される。前記ナックルブロック５６の一側面には、後述するローラ部材４８に係合する第１傾斜面５０および第２傾斜面５２を有する係合部５４が形成されている（図３参照）。
【００２２】
トグルリンク機構６４は、ナックルピン７０を介してナックルジョイント６２の二股部の間に連結されるリンクプレート（リンク部材）７２と、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された略円形状の一組の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー７４とを有する。なお、前記支持レバー７４をアーム２０と一体成形してもよい。
【００２３】
前記リンクプレート７２は、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４との間に介装され、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４とをリンクする機能を営む。
【００２４】
すなわち、前記リンクプレート７２は、一端部側に形成された略楕円形状の長孔６５と他端部側に形成された孔部（図示せず）とを有し、前記長孔６５に係合するナックルピン７０およびナックルジョイント６２を介してロッド部材３２の自由端に連結され、前記孔部に軸着されるリンクピン６９を介して支持レバー７４の二股部に連結される。また、前記リンクプレート７２の一端部には、後述するガイドローラ７９と接触する湾曲面８１が形成されている（図２参照）。
【００２５】
この場合、ナックルピン７０に係合する長孔６５をリンクプレート７２に形成して前記ナックルピン７０に遊びを設けることにより、前記リンクプレート７２は前記長孔６５の範囲内において変位可能な自由度を有する。換言すると、前記リンクプレート７２に形成された湾曲面８１とガイドローラ７９との接触部位を、アーム２０の回動角度に拘わらず略一定の位置に保持することができる。
【００２６】
支持レバー７４は、リンクピン６９が軸着される孔部が形成された二股部と、ロッド部材３２の軸線と略直交する方向（紙面と略直交する方向）に突出形成され、図示しない開口部を介してボデイ１２から外部に露呈する断面矩形状の軸受部１８とを有する。前記軸受部１８には、図示しないワークをクランプするアーム２０が着脱自在に装着される。従って、前記支持レバー７４はアーム２０と一体的に回動動作するように設けられる。
【００２７】
前記軸受部１８の下方側には、第１ケーシング４６の内壁角部にねじ部材７３を介して固定されたレバーストッパ（係止手段）７５が設けられ、前記レバーストッパ７５は、前記支持レバー７４の回動動作を規制する機能を営む。前記レバーストッパ７５には、右下がりに所定角度傾斜する係止面７７が形成されている。
【００２８】
なお、前記レバーストッパ７５を別体で構成することなく、第１ケーシング４６または図示しない第２ケーシングに一体的に膨出形成してもよい。
【００２９】
ロック機構２２は、図１および図３に示されるように、室４４内に配設され、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに支持された支点ピン５８と、一端側に軸着された前記支点ピン５８を支点として所定角度回動自在に設けられたロックプレート６０と、ピン部材６６を介して前記ロックプレート６０の分岐片６１ａ、６１ｂの間に回動自在に軸支されるローラ部材４８と、前述したナックルブロック５６に設けられ、前記ローラ部材４８が係合する第１傾斜面５０、第２傾斜面５２、および、前記第１傾斜面５０と第２傾斜面５２との間の境界部分に形成された山部５３を有する係合部５４と、前記支点ピン５８とは反対側のロックプレート６０の端部側に形成された凹部６７に一端部が係着されるばね部材６８とを含む。
【００３０】
前記ばね部材６８の他端部は、第１ケーシング４６の内壁面に形成された凹部７１に係着され、その弾発力の作用下に支点ピン５８を支点として、常時、ロックプレート６０を矢印Ｂ方向に押圧するように設けられている。換言すると、ロックプレート６０は、ばね部材６８の弾発力に打ち勝つ押圧力がローラ部材４８に作用することにより、支点ピン５８を支点として矢印Ａ方向に向かって所定角度だけ回動可能に設けられている。
【００３１】
なお、図３に示されるように、鉛直面に対する前記第１傾斜面５０の傾斜角度αおよび前記第２傾斜面５２の傾斜角度βは、それぞれα＞βとなるように設定され、この場合、前記傾斜角度αを約３０度〜４５度、前記傾斜角度βを約１０度〜２０度に設定するとよい。
【００３２】
また、支点ピン５８の中心点を基準として、前記支点ピン５８とローラ部材４８および係合部５４が当接している当接点（ピン部材６６の中心点）との間の離間距離をＬ1とし、前記支点ピン５８とばね部材６８が押圧している押圧点との離間距離をＬ2とした場合、Ｌ2／Ｌ1の値を大きく設定することにより、ロック機構２２の保持力を増大させることができる。
【００３３】
ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングの内壁面の上部側には、断面円弧状の凹部７８がそれぞれ形成され、前記凹部７８には、前記リンクプレート７２の湾曲面８１に接触することにより所定角度だけ回動するガイドローラ７９が設けられる。前記第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された孔部には、ガイドローラ７９を回動自在に軸支するピン部材８２が固着され、またガイドローラ７９の貫通孔には周方向に沿って複数のニードルベアリング８４が装着される。前記ニードルベアリング８４の転動作用下にガイドローラ７９が円滑に回動するように設けられている。
【００３４】
本発明の実施の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、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３５】
先ず、図示しない固定手段を介してクランプ装置１０を所定位置に固定するとともに、図示しないチューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂにそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続する。
【００３６】
前記のような準備作業を経た後、図示しない圧力流体供給源を付勢して一方の圧力流体出入ポート４２ｂからピストン３０の下部側のシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って上昇する。
【００３７】
前記ピストン３０の直線運動は、ロッド部材３２およびナックルジョイント６２を介してトグルリンク機構６４に伝達され、前記トグルリンク機構６４を構成する支持レバー７４の回動作用下にアーム２０の回転運動に変換される。
【００３８】
すなわち、ピストン３０の直線運動（上昇）によって、ロッド部材３２の自由端に係合するナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を上方に向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート７２に対する押圧力は、ナックルピン７０を支点として該リンクプレート７２を所定角度回動させるとともに、前記リンクプレート７２のリンク作用下に支持レバー７４を回動させる。
【００３９】
従って、前記支持レバー７４の軸受部１８を支点としてアーム２０が反時計回り方向に向かって所定角度回動する。
【００４０】
このようにしてアーム２０が反時計回り方向に回動している際、リンクプレート７２の湾曲面８１がガイドローラ７９に接触し、前記湾曲面８１と接触した状態を保持しながら該ガイドローラ７９がピン部材８２を中心として回動する。
【００４１】
さらにアーム２０が回動して、図示しないワークに当接することにより、アーム２０の回動動作を停止する。この結果、アーム２０によってワークがクランプされるクランプ状態に至る（図４参照）。
【００４２】
図５に示されるように、例えば、ワーク（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）の厚さ等が相違することによってワーク（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）のクランプ状態におけるアーム２０の回動角度が変化した場合、ナックルピン７０に係合する長孔６５に沿ってリンクプレート７２が僅かに変位することにより、クランプ力を略一定に保持することができる。すなわち、長孔６５の範囲内において、リンクプレート７２は自由に変位可能に設けられ、前記リンクプレート７２に追従する支持レバー７４およびアーム２０にもある程度の自由度が設けられるからである。
【００４３】
このことは、換言すると、アーム２０の回動角度が変化しても、リンクプレート７２に長孔６５の範囲内において自由度が設けられ、前記リンクプレート７２の湾曲面８１とガイドローラ７９の接触点とが常に同一で一定の位置に保持されるからである。
【００４４】
この結果、本実施の形態では、ワークＷをクランプした際のアーム２０の回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することが可能なクランプ力特性を得ることができる。
【００４５】
次に、アーム２０をワークＷから離間させてクランプ状態を解除する場合には、図示しない切換弁の切り換え作用下に前記とは反対の他方の圧力流体出入ポート４２ａからピストン３０の上部側のシリンダ室２８に圧力流体を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って下降する。
【００４６】
前記ピストン３０の直線運動は、トグルリンク機構６４を介してアーム２０の回転運動に変換され、前記アーム２０は、時計回り方向に向かって回動する（図６参照）。
【００４７】
前記アーム２０の回動動作に連動して支持レバー７４が時計回り方向に向かって回動する際、図７に示されるように、前記支持レバー７４の側面がレバーストッパ７５の係止面７７に当接して該支持レバー７４の時計回り方向の回動動作が規制される。
【００４８】
なお、図７では、ナックルピン７０が長孔６５の上部側に位置しているが、これは、ロッド部材３２がピストン３０と一体的に下降する際、アーム２０が慣性力によって時計回り方向に向かって回動するときのナックルピン７０と長孔６５との係合状態の一つを例示したものであり、必ずしも、ナックルピン７０が長孔６５の上部側に係合した状態となるものではない。
【００４９】
レバーストッパ７５によって支持レバー７４の時計回り方向に向かう回動動作が規制された状態において、上部側のシリンダ室２８に供給される圧力流体の作用下に、さらにピストン３０が下方側に向かって変位することにより前記ピストン３０が図２に示す下限位置に到達する。その際、ピストン３０と一体的にロッド部材３２およびナックルブロック５６が下方側に向かって変位することにより、長孔６５に沿ってナックルピン７０が僅かに下降する（図７と図２とを比較参照）。
【００５０】
図２に示すアンクランプ状態の初期位置では、レバーストッパ７５による係止作用下に支持レバー７４が時計回り方向に向かって回動動作することが規制され、且つピストン３０が下限位置に到達して、これ以上、下方側に向かって変位することが規制されることにより、アーム２０が時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。その一方において、上部側のシリンダ室２８は所定圧からなる圧力流体が供給された状態に保持され、その圧力流体の作用下に、ピストン３０が上昇してアーム２０が反時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。
【００５１】
このように、略一定なクランプ力特性を得るために長孔６５を設けても、アンクランプ状態の初期位置において、前記長孔６５による自由度が拘束されるため、前記長孔６５に起因してアーム２０にガタが発生することを確実に防止することができる。
【００５２】
次に、ロック機構２２の作用効果について説明する。
【００５３】
前記アーム２０が時計回り方向に回動してピストン３０が最下限位置に到達する前、ナックルブロック５６と一体的に下降する係合部５４の第２傾斜面５２がロックプレート６０に軸支されたローラ部材４８に係合する（図７参照）。
【００５４】
この場合、ロックプレート６０は、ばね部材６８の弾発力に抗して矢印Ａ方向に向かって押圧され、前記ロックプレート６０に軸支されたローラ部材４８が係合部５４の第２傾斜面５２、第２傾斜面５２と第１傾斜面５０との間の境界部分に形成された山部５３をそれぞれ乗り越えて、該ローラ部材４８が第１傾斜面５０に係合することにより、アーム２０がアンクランプ状態の初期位置にロックされる（図２参照）。
【００５５】
なお、この場合、初期位置とは、図２に示されるように、ピストン３０がシリンダ室２８の最下限位置に到達した状態をいう。
【００５６】
前記ロック状態では、他方の圧力流体出入ポート４２ｂも大気開放状態となっているため、アーム２０のアンクランプ状態の初期位置において、圧力流体の供給が何らかの原因によって停止した場合であっても、アンクランプ状態が解除されることなくロック機構２２によって確実に保持されている。
【００５７】
ロック機構２２を設けることにより、駆動手段として機能するシリンダ部１４に対する圧力流体の供給が停止し、アーム２０に対する駆動力の伝達が遮断された場合であっても、アーム２０のアンクランプ状態を確実に保持することができる。
【００５８】
なお、ロック機構２２によってアーム２０がアンクランプ状態に保持される力（保持力）は、例えば、クランプ装置１０が装着されたロボット等が動作してもその慣性力によって変位しない適度な保持力であるとともに、再度、圧力流体出入ポート４２ｂから圧力流体を供給した場合にピストン３０の変位力によってアンクランプの保持状態を解除できる程度の保持力に設定する必要がある。この場合、係合部５４の鉛直面に対する第１傾斜面５０の傾斜角度αを第２傾斜面５２の傾斜角度βよりも大きく設定し、さらに、前記第１傾斜面５０の傾斜角度αを約３０度〜４５度、第２傾斜面５２の傾斜角度βを約１０度〜２０度に設定すると好適である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、駆動手段としてシリンダ部１４を用いているがこれに限定されるものではなく、図示しないリニアアクチュエータ、電動モータ等を用いてロッド部材３２を変位させるように構成してもよい。
【００６０】
次に、本発明の第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂを図８乃至図１３に示す。なお、図１に示す前記実施の形態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。
【００６１】
この第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂでは、アーム２０の回動角度θが予め所定角度に限定されている点で前記実施の形態に係るクランプ装置１０と相違する。この場合、図８に示される第１変形例では、アーム２０の回動角度θが約４５度に設定され、図１１に示される第２変形例では、アーム２０の回動角度θが約７５度に設定されている。なお、アーム２０の回動角度θを所定角度に規制した場合であっても、アンクランプの初期位置では、ロック機構２２によってロックされた状態にあることは、前記実施の形態と同一である。
【００６２】
第１および第２変形例に係るクランプ装置１００ａ、１００ｂは、ロッド部材３２の一端部に連結され、予め設定されたアーム２０の回動角度θに対応する長さを有するナックルブロック１０２ａ、１０２ｂと、ナックルピン７０を介してナックルブロック１０２ａ、１０２ｂの二股部の間に連結されるリンクプレート７２と、第１ケーシング４６および図示しない第２ケーシングに形成された略円形状の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー１０８ａ、１０８ｂとを備える。
【００６３】
図１０および図１３に示されるように、前記支持レバー１０８ａ、１０８ｂの両端部に形成された断面矩形状の一組の軸受部１８の間には、アーム２０の回動角度を規制する回動角度規制手段として機能する係止部１１０ａ、１１０ｂが設けられ、前記係止部１１０ａ、１１０ｂには傾斜面からなる当接面１１２ａ、１１２ｂが形成されている。
【００６４】
この場合、該支持レバー１０８ａ、１０８ｂの当接面１１２ａ、１１２ｂがレバーストッパ７５に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアーム２０の回動角度θが規制される。この当接面１１２ａ、１１２ｂは、設定されるアーム２０の回動角度θに対応して種々の傾斜角度からなる傾斜面によって形成されるとよい。
【００６５】
さらに、ボデイ１２の一側面には、ナックルブロック１０２ａ、１０２ｂと一体的に変位する金属製のドグ１１６を検知することにより、アーム２０の回動位置を検出する一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂが設けられる。
【００６６】
第１および第２変形例では、アーム２０の回動角度θを規制することによって以下のような効果乃至利点を有する。
【００６７】
第１に、アーム２０の回動角度θを限定することにより、クランプ装置１００ａ、１００ｂに近接して配置された図示しない他の装置、部材等に対してアーム２０が衝突あるいは接触することを回避することができ、狭小な設置スペースの有効利用を図ることができる。
【００６８】
第２に、アーム２０の回動角度θを限定して小さくすることにより、該アーム２０が回動するサイクルが速くなり、作業効率を向上させることができる。
【００６９】
第３に、アーム２０の回動角度θを限定することにより、ピストン３０の変位量が減少し、前記ピストン３０を変位させるためのエアーを消費量を省力化することができる。
【００７０】
なお、第１および第２変形例では、アーム２０の回動角度θを約４５度および約７５度に設定されているが、これに限定されるものではなく、クランプ装置１００ａ、１００ｂの組み付け時において、アーム２０の回動角度θに対応する他のナックルブロックおよび支持レバー（図示せず）を組み付けることにより、種々のアーム２０の回動角度θを設定することができることは勿論である。
【００７１】
その他の作用効果は、図１に示す実施の形態と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７３】
すなわち、長孔の範囲内において、リンク部材が自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームが自由度を有するため、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することができる。
【００７４】
また、支持レバーの回動動作を規制する係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束し、アームをアンクランプ状態の所定位置に保持してガタの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の要部分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図３】図２に示すロック機構の部分拡大図である。
【図４】図１の初期位置からアームが回動してワークがクランプされた状態を示す動作説明図である。
【図５】ワークの厚さが相違する場合の長孔に対するナックルピンの形状状態を示す説明図である。
【図６】図４の状態からアームが時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図７】図６の状態からアームがさらに時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図８】本発明の第１変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】前記第１変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図１１】本発明の第２変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１３】前記第２変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図１４】従来技術に係るクランプシリンダの要部分解斜視図である。
【図１５】図１４に示すクランプシリンダの一部断面側面図である。
【符号の説明】
１０、１００ａ、１００ｂ…クランプ装置
１２…ボデイ １４…シリンダ部
２０…アーム ２２…ロック機構
２８…シリンダ室 ３０…ピストン
３２…ロッド部材 ４２ａ、４２ｂ…圧力流体出入ポート
５６、１０２ａ、１０２ｂ…ナックルブロック
６２…ナックルジョイント ６４…トグルリンク機構
６５…長孔 ６９…リンクピン
７０…ナックルピン ７２…リンクプレート
７４、１０８ａ、１０８ｂ…支持レバー
７５…レバーストッパ ７７…係止面
７９…ガイドローラ ８１…湾曲面
１１０ａ、１１０ｂ…係止部 １１２ａ、１１２ｂ…当接面
Claims (5)
- ボデイと、
前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、
前記ロッド部材に連結されるリンク部材と前記リンク部材にリンクされる支持レバーとを含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記リンク部材に形成され、ロッド部材の一端部側に設けられたナックルピンが係合する長孔と、
前記支持レバーの回動動作を規制する係止面が形成された係止手段と、
を備えることを特徴とするクランプ装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記係止手段はレバーストッパからなり、支持レバーの側面がレバーストッパの係止面に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動動作が規制されることを特徴とするクランプ装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記駆動手段は、一組の圧力流体出入ポートを介してシリンダ室に供給される圧力流体の作用下に変位するピストンを含むシリンダ部からなることを特徴とするクランプ装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記ボデイの内部には、アームの回動角度を所定角度に規制する回動角度規制手段が設けられることを特徴とするクランプ装置。 - 請求項４記載の装置において、
前記回動角度規制手段は、支持レバーに形成された係止部からなり、前記係止部の当接面がレバーストッパに当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動角度が規制されることを特徴とするクランプ装置。
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