WO2014115892A1 - クランプ装置 - Google Patents

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WO2014115892A1
WO2014115892A1 PCT/JP2014/051857 JP2014051857W WO2014115892A1 WO 2014115892 A1 WO2014115892 A1 WO 2014115892A1 JP 2014051857 W JP2014051857 W JP 2014051857W WO 2014115892 A1 WO2014115892 A1 WO 2014115892A1
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WO
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clamp
clamping device
cam member
clamp arm
pressing
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PCT/JP2014/051857
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French (fr)
Inventor
福井千明
高橋一義
佐々木秀樹
小林雅治
Original Assignee
Smc株式会社
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Publication date
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Priority to US14/758,706 priority patent/US10173303B2/en
Priority to BR112015018045-0A priority patent/BR112015018045B1/pt
Priority to MX2015009673A priority patent/MX361990B/es
Priority to DE112014000292.5T priority patent/DE112014000292B4/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00Clamps
    • B25B5/04Clamps with pivoted jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00Clamps
    • B25B5/06Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/08Arrangements for positively actuating jaws using cams
    • B25B5/087Arrangements for positively actuating jaws using cams actuated by a hydraulic or pneumatic piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/02Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/06Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action
    • F16B2/10Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action using pivoting jaws
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/02Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/16Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening using rollers or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16B2/02Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/18Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening using cams, levers, eccentrics, or toggles

Definitions

  • the present invention relates to a clamping device for clamping a workpiece in an automatic assembly line or the like.
  • an assembly process is performed in which the frames are clamped by a clamp device in a state where the formed frames are overlapped, and the frames are welded to each other.
  • a clamping device as disclosed in Japanese Patent No. 4950123, it includes a pair of clamp arms provided on the left and right, and the clamp arms are provided rotatably via pins, The tip end of the clamp arm is opened and closed by pivotally supporting the end of the clamp arm via a base connected to the drive unit. Thereby, a workpiece such as a frame is gripped from the left and right by the tip portions of the pair of clamp arms.
  • clamping device for example, when clamping a workpiece having a different shape, it is necessary to replace it with another clamping device having a clamping force corresponding to the shape, and the replacement work is complicated.
  • the capital investment may also increase by preparing a new clamping device.
  • a general object of the present invention is to stably clamp the workpiece with a constant clamping force over the entire area from the start of clamping of the workpiece to the completion of clamping, and depending on the shape of the workpiece, etc. It is another object of the present invention to provide a clamping device that can freely change the clamping force.
  • the present invention provides a clamp device that clamps a workpiece between one clamp arm and the other clamp arm by rotating a pair of clamp arms.
  • Body A drive unit provided on the body and having a displacement body that is displaced along the axial direction;
  • a set of clamp arms that are rotatably supported with respect to the body and arranged to face each other;
  • a driving unit that has a pressing unit that presses an end of the clamp arm, is coupled to the driving unit, transmits a driving force along the axial direction of the driving unit to the clamping arm, and rotates the clamping arm.
  • a force transmission mechanism A pressing surface inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction, provided detachably with respect to an end of the clamp arm, and the pressing portion of the driving force transmission mechanism abuts on the pressing surface;
  • a cam member pressed by It is characterized by providing.
  • a cam member is provided detachably at the end of a pair of clamp arms constituting the clamp device, and a pressing surface inclined with respect to the axial direction of the body is formed on the cam member,
  • the cam member detachable from the set of clamp arms for example, it is possible to easily replace the cam member with another cam member having a different inclination angle or length of the pressing surface. .
  • the time required for the replacement work can be suppressed, so that it is possible to improve the maintainability.
  • FIG. 2 is an overall cross-sectional view showing a state in which the first and second clamp arms start to rotate from the clamped state in the clamp device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an overall cross-sectional view showing an unclamped state in which the first and second clamp arms are further rotated by a predetermined angle in the clamp device of FIG. 3.
  • 5A is an enlarged cross-sectional view showing a case where a cam member having a cam surface with a different inclination angle is mounted instead of the cam member of FIG. 2, and FIG. 5B is a cam surface instead of the cam member of FIG.
  • FIG. 3 is an overall cross-sectional view of a clamp device to which a cam member having a cam surface formed substantially parallel to an extending direction of a second clamp arm is mounted instead of the cam member of FIG. 2. It is an expanded sectional view of the cam member vicinity of the 2nd clamp arm in the clamp apparatus of FIG.
  • FIG. 7 is an overall cross-sectional view showing a state in which the first and second clamp arms have started to rotate in the clamp device of FIG. 6.
  • the clamp device 10 includes a body 12, a pair of first and second clamp arms 14 and 16 that are pivotally supported with respect to the body 12, A drive unit 18 fixed to the body 12 and a drive force transmission mechanism 20 that transmits the drive force of the drive unit 18 to the first and second clamp arms 14 and 16 are included.
  • the body 12 includes a base 22 formed in a flat plate shape and disposed along the horizontal direction, and a set of plate bodies 24 connected to both side surfaces of the base 22 and spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the plate body 24 is orthogonal to the base 22 and is formed at a predetermined height upward (in the direction of arrow A).
  • the base 22 is placed on a floor surface or the like, and fixed by a bolt or the like (not shown), whereby the clamp device 10 is fixed.
  • a ceiling portion 26 is provided on the upper portion of the body 12 so as to connect ends of the pair of plate bodies 24, and the ceiling portion 26 extends in the extending direction of the plate body 24 (arrows A and B).
  • the body 12 is disposed at a substantially central portion in the width direction. That is, the ceiling part 26 is provided substantially parallel to the base 22.
  • the ceiling portion 26 is formed with catch grooves 28 on the side surfaces facing the first and second clamp arms 14 and 16 to be described later, and positioning portions formed on the first and second clamp arms 14 and 16 to be described later. 52 is engaged. When the workpiece W is gripped by the clamping device 10, the workpiece W is placed on the upper surface of the ceiling portion 26.
  • the first and second clamp arms 14 and 16 are formed in a substantially symmetrical shape, and are provided between one plate body 24 and the other plate body 24 in the body 12, and at a substantially central portion along the longitudinal direction thereof. Each is rotatably supported by the body 12 via the inserted arm pin 30.
  • the first and second clamp arms 14 and 16 have cam members 34 mounted on the side surfaces facing each other at one end disposed on the base 22 side (in the direction of arrow B).
  • the cam member 34 is formed, for example, in a block shape, and has a flat mounting surface 38 to be mounted in a recess 36 formed on a side surface of one end of the first and second clamp arms 14 and 16, and the mounting surface. 38, and is inclined at a predetermined angle so as to gradually narrow toward the other end side (in the direction of arrow A) of the first and second clamp arms 14 and 16, and A cam surface (pressing surface) 40 that is recessed in a circular arc shape toward the mounting surface 38 side, and a holding surface 42 that is formed adjacent to the cam surface 40 and substantially parallel to the mounting surface 38 are provided.
  • the holding surface 42 is formed on one end side (arrow B direction) of the first and second clamp arms 14 and 16 with respect to the cam surface 40.
  • the cam surface 40 is formed as a curved surface that is recessed with a gentle radius, but may be planar.
  • the cam member 34 is formed with a set of screw holes 44 that are open to the mounting surface 38 side and are formed with a predetermined depth.
  • the screw holes 44 that are spaced apart from each other include first and first screw holes 44.
  • Mounting bolts 48a and 48b inserted through a pair of through holes 46 penetrating through one end portions of the two clamp arms 14 and 16 and opened in the recess 36 are screwed together.
  • the cam member 34 is inserted through the mounting bolts 48a and 48b in a state where the mounting surface 38 is inserted into the recess 36 and the cam surface 40 faces the center of the clamping device 10.
  • the second clamp arms 14 and 16 are detachably provided on one end portion.
  • one cam member 34 and the other cam member 34 are disposed substantially symmetrically with the drive unit 18 interposed therebetween so that the respective cam surfaces 40 face each other.
  • a grip part 50 for clamping the workpiece W is formed at the other end of the first and second clamp arms 14 and 16, and the grip part 50 has gripping surfaces facing each other with a substantially rectangular cross section.
  • the first and second clamp arms 14 and 16 are formed to have a vertical plane substantially parallel to the longitudinal direction.
  • the arm pin 30 is formed in an axial shape, and the longitudinal direction of the first and second clamp arms 14 and 16 is at a position between one end and the other end of the first and second clamp arms 14 and 16. Each is inserted so as to be orthogonal to the direction. Then, both end portions of the arm pin 30 are supported by the set of plate bodies 24, respectively. Thereby, the 1st and 2nd clamp arms 14 and 16 are rotatably supported by the body 12 via the arm pin 30 inserted in the substantially center part.
  • positioning portions 52 that protrude so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the first and second clamp arms 14, 16 are respectively formed below the grip portion 50.
  • the drive unit 18 is disposed between the pair of plate bodies 24 and is provided at a position which is the center of the plate body 24 and the base 22.
  • the bottomed cylindrical cylinder tube 54, and the cylinder tube 54 A piston (displacement body) 56 provided inside the cylinder tube 54 so as to be displaceable, a piston rod (displacement body) 58 connected to the piston 56, and an opening of the cylinder tube 54, the piston rod 58 being displaceable. And a supporting rod cover 60.
  • First and second ports 62 and 64 penetrating in a direction orthogonal to the axial direction (arrows A and B directions) of the cylinder tube 54 are formed on the side surface of the cylinder tube 54, and the first and second ports 62, 64, the inside and outside of the cylinder tube 54 communicate with each other.
  • the first port 62 is provided on one end side (arrow A direction) which is the bottom side of the cylinder tube 54
  • the second port 64 is the other end of the cylinder tube 54 which is on the rod cover 60 side (arrow B direction). It is provided on the part side.
  • Pipes connected to a pressure fluid supply source are connected to the first and second ports 62 and 64 via joints 66, respectively, and the first port 62 and the second port are switched by a switching device (not shown). Pressure fluid is selectively supplied to either one of the two ports 64.
  • the cylinder tube 54 is fixed to the ceiling portion 26 with a bolt (not shown).
  • the piston 56 is formed, for example, in a disk shape, and a piston packing 68 is mounted on the outer peripheral surface thereof via an annular groove.
  • the piston packing 68 is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder tube 54, thereby Leakage of pressure fluid through the cylinder tube 54 is prevented.
  • an annular damper 70 is provided on the end face of the piston 56 facing one end of the cylinder tube 54 so as to protrude from the end face. As shown in FIG. When the damper 70 made of an elastic material such as rubber contacts the cylinder tube 54, the impact is buffered.
  • the piston rod 58 is connected by inserting one end of the piston rod 58 into the center of the piston 56 and integrally crimping, and the other end protrudes to the outside of the cylinder tube 54 through the rod cover 60.
  • the other end of the piston rod 58 is formed with a connecting portion 72 that has been once reduced in diameter and then expanded in diameter, and to this connecting portion 72 is connected a block body 74 that constitutes the driving force transmission mechanism 20.
  • the rod cover 60 After the rod cover 60 is inserted into the cylinder tube 54, the rod cover 60 is locked by a locking ring 76 engaged with the inner peripheral surface of the cylinder tube 54, and the rod packing mounted on the inner peripheral surface thereof. 78 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod 58, thereby preventing leakage of pressure fluid through the rod cover 60 and the piston rod 58.
  • the base 22 is provided with a block-shaped stopper 80 at a position below the piston rod 58 (in the direction of arrow B), and when the piston 56 and the piston rod 58 are lowered under the drive action of the drive unit 18, The block body 74 (described later) connected to the piston rod 58 abuts to restrict further displacement.
  • the stopper 80 is formed in a rectangular section with the upper surface facing the drive unit 18 being flat, and is fixed to the base 22 with bolts 82.
  • the driving force transmission mechanism 20 includes a block body 74 connected to the other end portion of the piston rod 58, a pair of rollers (pressing portions) 84a and 84b that are respectively supported near both end portions of the block body 74, and It includes a pair of link arms 90a and 90b supported between a roller pin 86 supporting the rollers 84a and 84b and a link pin 88 of the first and second clamp arms 14 and 16.
  • the block body 74 extends in a direction (arrow C direction) orthogonal to the axial direction (arrow A, B direction) of the piston rod 58, and a groove portion 92 into which the connecting portion 72 of the piston rod 58 is inserted at the center. Is formed. Then, by inserting the connecting portion 72 into the groove portion 92 of the block body 74, the block body 74 is coupled in a state orthogonal to the axial direction of the piston rod 58 and is displaced together with the piston rod 58. .
  • the block body 74 has a predetermined length in the longitudinal direction (arrow C direction), and both end portions thereof are formed so as to have an equal distance around the axis of the piston rod 58.
  • a pair of rollers 84a and 84b are rotatably supported via roller pins 86 provided so as to be orthogonal to the extending direction of the block body 74.
  • the rollers 84a and 84b are disposed so as to be between both ends of the block body 74 formed in a bifurcated shape, and protrude toward the first and second clamp arms 14 and 16 with respect to the both ends. Provided.
  • the rollers 84a and 84b are covered on both sides by both end portions of the block body 74, and one roller 84a provided on the first clamp arm 14 side and the other provided on the second clamp arm 16 side.
  • Each of the rollers 84 b faces the cam surface 40 of the cam member 34, and the outer peripheral surface thereof abuts on the cam surface 40.
  • each of the link arms 90a and 90b has a predetermined length in the axial direction, and a link groove 94 that is opened in an elongated oval shape along the longitudinal direction is formed at one end thereof, and each of the roller pins 86 is inserted therethrough.
  • a link pin 88 pivotally supported at one end of the first and second clamp arms 14, 16 is inserted through a hole (not shown).
  • the link arms 90a and 90b are rotatably provided at one end side via a link pin 88 that is inserted into a hole (not shown), and the block body 74 via a roller pin 86 that is inserted into the link groove 94. It is provided to be movable by a predetermined distance in the longitudinal direction.
  • each of the first and second clamp arms 14 and 16 is pressed with a predetermined pressing force in a direction in which they are separated from each other (in the direction of arrow C).
  • One end portions of the first and second clamp arms 14 and 16 are pulled in a direction approaching each other.
  • the clamp device 10 is basically configured as described above, and the operation and effects thereof will be described next.
  • the unclamped state in which the gripping portions 50 of the first and second clamp arms 14 and 16 shown in FIG. 4 are separated from each other will be described as the initial position.
  • pressure fluid is supplied to the second port 64, and the piston 56 moves upward to cause the first and second clamp arms 14 and the block body 74 of the driving force transmission mechanism 20 and the rollers 84a and 84b to pass through.
  • Reference numeral 16 denotes a state in which the gripping portions 50 are rotated in directions away from each other (arrow D1 direction) with the arm pin 30 as a fulcrum.
  • the workpiece W includes, for example, a first frame W1 having a U-shaped cross section that constitutes a vehicle frame, and a second frame W2 having a U-shaped cross section that is combined with the first frame W1.
  • the first frame W1 is disposed between the gripping portions 50 of the first and second clamp arms 14 and 16 in an open state downward (arrow B direction), while the second frame W2 has a side wall. It is formed to be inclined so as to gradually widen toward the opening side, and is arranged so that the opening is upward (in the direction of arrow A). And it mounts with respect to the ceiling part 26 in the state in which the 1st flame
  • the second frame W2 is disposed outside the first frame W1, and the side wall of the second frame W2 is on the first and second clamp arms 14 and 16 side (in the direction of arrow C1 in FIG. 1). Inclined to spread toward
  • the pressure fluid supplied to the second port 64 of the drive unit 18 under the switching action of the switching device is supplied to the first port. 62 is supplied.
  • the piston 56 is pressed toward the rod cover 60 (in the direction of arrow B) by the pressure fluid introduced into the cylinder tube 54, and together with the piston 56, the piston rod 58 and the block body 74. Falls as a unit.
  • the pair of rollers 84a and 84b are lowered together with the block body 74, and the rollers 84a and 84b are lowered along the cam surface 40 of the cam member 34 with which the outer peripheral surface abuts, thereby being recessed in an arcuate cross section.
  • the one end portions of the first and second clamp arms 14 and 16 are pressed in a direction away from each other (arrow C1 direction) via the cam surface 40.
  • the radius of curvature of the cam surface 40 is set so that the clamping force on one end side of the first and second clamp arms 14 and 16 is substantially constant.
  • first and second clamp arms 14 and 16 begin to rotate in the direction (arrow D2 direction) in which the gripping portion 50 which is the other end approaches each other with the arm pin 30 as a fulcrum. Since the pressing force to the member 34 becomes substantially constant, the first and second clamp arms 14 and 16 rotate with substantially constant rotational force.
  • the rollers 84 a and 84 b further press the cam surface 40 of the cam member 34, and the first and second clamps are interposed via the cam member 34.
  • the one end portions of the arms 14 and 16 are further pressed in the direction in which they are separated from each other (in the direction of the arrow C1), and accordingly, the gripping portions 50 of the first and second clamp arms 14 and 16 are Further rotating in the approaching direction, the side walls of the second frame W2 are pressed toward each other, that is, pressed toward the first frame W1 (arrow D2 direction) to be deformed.
  • the pair of cam members 34 are pressed in the direction away from each other (in the direction of the arrow C1) by the rollers 84a and 84b, and accordingly, the first and second clamp arms 14 and 16
  • the gripping portions 50 of the first and second clamp arms 14 and 16 are further rotated in a direction (arrow D2 direction) closer to each other.
  • the second frame W2 is pressed and deformed so that the side walls of the second frame W2 approach each other, and the side wall of the second frame W2 comes into contact with the side wall of the first frame W1 and is substantially parallel to the clamp. Completed clamping state.
  • the rollers 84a and 84b move to the holding surface 42 of the cam member 34, whereby the first and second clamp arms 14 and 16 do not rotate, and the clamped state of the workpiece W is maintained.
  • the positioning portions 52 provided on the first and second clamp arms 14 and 16 are respectively engaged with the catch grooves 28 of the body 12, so that the first and second clamp arms 14, 16 is positioned at a predetermined stop position.
  • first and second frames W1 and W2 are clamped by the first and second clamp arms 14 and 16
  • the side walls of the first and second frames W1 and W2 are connected to each other by a welding device (not shown). Welded.
  • the block member 74 of the driving force transmission mechanism 20 descends under the driving action of the driving unit 18, and the cam member 40 is pressed by pressing the cam surface 40 that is recessed in a circular arc shape by the pair of rollers 84 a and 84 b.
  • the one end portions of the first and second clamp arms 14 and 16 are pressed with a substantially constant force in a direction away from each other (in the direction of the arrow C 1) via 34, and the first and second clamp arms 14 and 16 are pressed by the arm pin 30. Since the first and second clamp arms 14 and 16 start to rotate until the rotation operation is completed, the second frame W2 of the workpiece W is always held with a constant clamping force. Clamp by pressing toward the first frame W1 side.
  • first and second clamp arms 14 and 16 rotate in a direction (arrow D1 direction) in which the gripping part 50 is separated from each other with the portion supported by the arm pin 30 as a fulcrum, as shown in FIG.
  • the clamp of the work W is released and the unclamped state is achieved.
  • the pair of cam members 34 are disposed at one end portions of the first and second clamp arms 14 and 16 constituting the clamp device 10 so as to face the block body 74 of the driving force transmission mechanism 20.
  • a pair of rollers 84a and 84b pivotally supported by the block body 74 are provided on the cam surface 40 of the cam member 34 so as to be able to contact each other, and the cam member 34 is attached to the first and second clamp arms 14, respectively. 16 can be attached to and detached from each other via mounting bolts 48a and 48b.
  • the block body 74 descends under the drive action of the drive section 18 having the piston 56 and the piston rod 58, so that the cam member 34 is driven by the pair of rollers 84 a and 84 b formed at both ends of the block body 74.
  • the first and second clamp arms 14, 16 are always rotated with a constant rotational force. Can do.
  • the side wall of the second frame W2 constituting the workpiece W is clamped from the start by the first and second clamp arms 14, 16. In the entire area until completion, it is possible to stably clamp with a substantially constant clamping force and clamp the workpiece W with a predetermined width.
  • the cam member 34 can be easily attached to and detached from the first and second clamp arms 14 and 16 by the mounting bolts 48a and 48b. For example, even when the shape of the workpiece W to be clamped is changed, By replacing with another cam member 34a (see FIG. 5A) having a different inclination angle or curvature radius of the surface 40a, or another cam member 34b (see FIG. 5B) having a different length of the cam surface 40b, The workpiece W can be clamped with different clamping forces and clamping ranges.
  • a cam member 96 having a shape different from that of the cam member 34 of the first clamp arm 14 may be provided on the second clamp arm 16.
  • the cam member 96 attached to the second clamp arm 16 has a small inclination angle with respect to the cam surface 40 of the cam member 34, and the second clamp arm 16 extends. It has a cam surface 40c composed of a vertical surface substantially parallel to the existing direction (arrows A and B directions).
  • the first clamp arm 14 and the second clamp arm 16 can be rotated at different rotation speeds by mounting the cam members 34 and 96 having different cam surfaces 40 and 40c. It becomes. Specifically, the rollers 84a and 84b move downward (in the direction of arrow B) under the driving action of the drive unit 18 to come into contact with the cam surfaces 40 and 40c of the cam members 34 and 96, respectively. The one end portions of the first and second clamp arms 14 and 16 are pressed in a direction away from each other (arrow C1 direction).
  • the first clamp arm 14 starts to rotate at a low speed via the cam surface 40 having a large inclination angle, while the second clamp arm 16 rotates at a high speed via the cam surface 40c that is not inclined. Therefore, after the second clamp arm 16 comes into contact with the workpiece W for positioning, the first clamp arm 14 comes into contact with the side portion of the workpiece W with a delay, and then the second clamp arm 16 side.
  • the workpiece W can be reliably clamped at a predetermined position and with a predetermined load.
  • the cam member 34 having the cam surface 40 formed of the inclined surface is mounted on the first clamp arm 14, and the cam surface 40c formed of the vertical surface without being inclined is mounted on the second clamp arm 16.
  • the present invention is not limited to this, and conversely, the cam member 34 is attached to the second clamp arm 16 and the cam member 96 is attached to the first member. By attaching to the clamp arm 14, the drive characteristics of the first and second clamp arms 14, 16 may be reversed.
  • the clamping force can be changed by a single clamping device 10, or the workpiece W can be reliably transferred at different clamping timings. Since it can be clamped, for example, the troublesome work of exchanging the clamping device 10 installed in the automatic assembly line or the like with another clamping device is not necessary, and it is necessary to prepare another clamping device. Therefore, capital investment can be suppressed.
  • cam member 34 can be easily replaced by screwing the mounting bolts 48a and 48b inserted through the first and second clamp arms 14 and 16, thereby reducing the time required for the replacement operation. Therefore, it becomes possible to improve the maintainability.
  • the cam member 34 is easily and reliably positioned with respect to the first and second clamp arms 14 and 16 by being inserted into a recess 36 formed at one end of the first and second clamp arms 14 and 16. Therefore, even when the cam member 34 is replaced, the mounting position does not vary, and the cam member 34 can always be mounted at a predetermined position. As a result, the cam member 34 on the side of the first clamp arm 14 and the cam member 34 on the side of the second clamp arm 16 are prevented from being displaced, and the cam member can be attached with high accuracy at positions facing each other.
  • the rotation amount of the first clamp arm 14 and the rotation amount of the second clamp arm 16 when the roller 34 is pressed by the rollers 84a and 84b do not vary, and the rotation amount is always the same rotation amount (rotation angle). Can be moved.
  • first and second clamp arms 14 and 16 are configured such that the cam member 34 provided at one end thereof is pressed by rollers 84 a and 84 b rotatably supported at both ends of the block body 74. Therefore, the rotation of the rollers 84a and 84b under the abutting action with the cam surface 40 prevents wear and prevents the linear displacement along the axial direction of the block body 74 with certainty. It can be transmitted to the first and second clamp arms 14 and 16 and rotated.
  • the shape of the cam surface 40 pressed by the rollers 84a and 84b is inclined by a predetermined angle with respect to the displacement direction of the block body 74 (arrows A and B directions) and in a direction away from the rollers 84a and 84b.
  • the contact angle ⁇ between the rollers 84a and 84b and the cam surface 40 can be maintained substantially constant, so that the rollers 84a and 84b can pass through the cam surface 40.
  • the pressing force transmitted to the cam member 34 can be made substantially constant, and as a result, the first and second clamp arms 14 and 16 can be rotated with substantially constant turning force.
  • clamping device is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

 クランプ装置(10)は、ボディ(12)に対して回動自在に支持された一対の第1及び第2クランプアーム(14、16)を有し、該第1及び第2クランプアーム(14、16)の一端部には、カム面(40)を有したカム部材(34)がそれぞれ着脱自在に設けられる。このカム部材(34)には、駆動部(18)を構成するブロック体(74)に軸支された一対のローラ(84a、84b)がそれぞれ当接している。そして、駆動部(18)の駆動作用下にブロック体(74)が下降することでローラ(84a、84b)によってカム部材(34)のカム面(40)が押圧され、該ブロック体(74)の変位方向に対して傾斜し、且つ、断面円弧状に窪んだカム面(40)が押圧される。

Description

クランプ装置
 本発明は、自動組立ライン等においてワークをクランプするクランプ装置に関する。
 従来から、例えば、自動車の自動組立ラインにおいて、成形されたフレームを重ね合わせた状態でクランプ装置によってクランプを行い、前記フレーム同士を溶接する組立工程が行われている。
 このようなクランプ装置としては、特許第4950123号公報に開示されているように、左右に一対で設けられたクランプアームを備え、該クランプアームがピンを介してそれぞれ回動自在に設けられると共に、前記クランプアームの端部を駆動部に接続されたベースを介して軸支することにより、該クランプアームの先端部を開閉動作させる。これにより、一対のクランプアームの先端部によってフレーム等のワークが左右から把持される。
 しかしながら、上述したクランプ装置では、クランプアームによってワークをクランプし始めたクランプ初期状態から該ワークが完全にクランプされたクランプ状態までの間において、クランプ力が徐々に大きくなるように変化するため、前記ワークに対するクランプ力が安定しないことがある。そのため、ワークをクランプし始めた状態から完全にクランプするまでの間の全域にわたって、安定したクランプ力で前記ワークを把持したいという要請がある。
 また、上述したクランプ装置では、例えば、形状の異なるワークをクランプさせる場合には、該形状に対応したクランプ力を有する別のクランプ装置へと交換する必要があり、その交換作業が煩雑であると共に、新たなクランプ装置を準備することで設備投資も増加してしまうことがある。
 本発明の一般的な目的は、ワークのクランプ開始からクランプ完了するまでの間の全域にわたって、一定のクランプ力で前記ワークを安定的にクランプすることができ、しかも、前記ワークの形状等に応じて前記クランプ力を自在に変更することが可能なクランプ装置を提供することにある。
 本発明は、一組のクランプアームを回動させることで、一方のクランプアームと他方のクランプアームとの間にワークをクランプするクランプ装置において、
 ボディと、
 前記ボディに設けられ、軸方向に沿って変位する変位体を有した駆動部と、
 前記ボディに対して回動自在に支持され、互いに対向するように配置された一組のクランプアームと、
 前記クランプアームの端部を押圧する押圧部を有し、前記駆動部に連結され、該駆動部の軸方向に沿った駆動力を前記クランプアームへと伝達し、該クランプアームを回動させる駆動力伝達機構と、
 前記軸方向に対して所定角度傾斜した押圧面を有し、前記クランプアームの端部に対して着脱自在に設けられ、前記駆動力伝達機構の押圧部が前記押圧面に当接し、該押圧部によって押圧されるカム部材と、
 を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、クランプ装置を構成する一組のクランプアームの端部に、着脱自在にカム部材を設けると共に、該カム部材にボディの軸方向に対して傾斜した押圧面を形成し、前記駆動部の駆動作用下に駆動力伝達機構の押圧部が前記押圧面に当接して押圧することで、一組のクランプアームの端部がそれぞれ押圧されて回動する。
 従って、カム部材を一組のクランプアームに対して着脱自在な構成とすることで、例えば、押圧面の傾斜角度や長さ等の異なる別のカム部材へと容易に交換することが可能となる。その結果、ワークをクランプする際のクランプ力の大きさやクランプするタイミング、クランプ範囲等の変更を、カム部材を交換することで容易に実現することができる。換言すれば、押圧面の異なる別のカム部材へと交換することで、単一のクランプ装置におけるクランプ特性を自在に変更することが可能となる。また、ワーク形状等に応じてクランプ装置をその都度交換する場合と比較し、交換作業に要する時間を抑制することができるため、メンテナンス性の向上を図ることも可能となる。
本発明の実施の形態に係るクランプ装置の全体断面図である。 図1のクランプ装置における第2クランプアームのカム部材近傍の拡大断面図である。 図1のクランプ装置においてクランプ状態から第1及び第2クランプアームが回動し始めた状態を示す全体断面図である。 図3のクランプ装置において第1及び第2クランプアームがさらに所定角度だけ回動したアンクランプ状態を示す全体断面図である。 図5Aは、図2のカム部材の代わりに傾斜角度の異なるカム面を有したカム部材が装着された場合を示す拡大断面図であり、図5Bは、図2のカム部材の代わりにカム面の長さが短いカム部材が装着された場合を示す拡大断面図である。 図2のカム部材の代わりに、第2クランプアームの延在方向と略平行に形成されたカム面を有するカム部材の装着されたクランプ装置の全体断面図である。 図6のクランプ装置における第2クランプアームのカム部材近傍の拡大断面図である。 図6のクランプ装置において、第1及び第2クランプアームが回動し始めた状態を示す全体断面図である。
 このクランプ装置10は、図1~図4に示されるように、ボディ12と、該ボディ12に対して回動自在に軸支される一対の第1及び第2クランプアーム14、16と、前記ボディ12に固定される駆動部18と、前記駆動部18の駆動力を前記第1及び第2クランプアーム14、16へと伝達する駆動力伝達機構20とを含む。
 ボディ12は、平板状に形成され水平方向に沿って配置されるベース22と、前記ベース22の両側面に対してそれぞれ連結され、互いに所定間隔離間して配置された一組のプレート体24とからなり、前記プレート体24は前記ベース22に対して直交し、上方(矢印A方向)に向かって所定高さで形成される。また、ベース22は、例えば、床面等に載置され、図示しないボルト等によって固定されることにより、クランプ装置10が固定される。
 また、ボディ12の上部には、一組のプレート体24の端部同士を接続するように天井部26が設けられ、該天井部26は、前記プレート体24の延在方向(矢印A、B方向)に対して直交し、且つ、ボディ12における幅方向の略中央部に配置される。すなわち、天井部26は、ベース22と略平行に設けられる。
 この天井部26には、後述する第1及び第2クランプアーム14、16と対向する側面にそれぞれキャッチ溝28が形成され、後述する第1及び第2クランプアーム14、16に形成された位置決め部52が係合される。そして、クランプ装置10によってワークWを把持する際、天井部26の上面に該ワークWが載置される。
 第1及び第2クランプアーム14、16は、略対称形状に形成され、ボディ12における一方のプレート体24と他方のプレート体24との間に設けられ、その長手方向に沿った略中央部に挿通されたアームピン30を介してそれぞれボディ12に回動自在に支持される。
 この第1及び第2クランプアーム14、16は、ベース22側(矢印B方向)に配置される一端部には、互いに向かい合う側面にカム部材34がそれぞれ装着される。
 このカム部材34は、例えば、ブロック状に形成され、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部の側面に形成された凹部36に装着される平面状の取付面38と、該取付面38とは反対側に形成され、第1及び第2クランプアーム14、16の他端部側(矢印A方向)に向かって徐々に幅狭状となるように所定角度で傾斜し、且つ、前記取付面38側に向かって断面円弧状に窪んだカム面(押圧面)40と、該カム面40と隣接して取付面38と略平行に形成された保持面42とを備える。保持面42は、カム面40に対して第1及び第2クランプアーム14、16の一端部側(矢印B方向)に形成される。なお、カム面40は、緩やかな半径で窪んだ湾曲面で形成されるが、平面状としてもよい。
 また、カム部材34には、取付面38側に開口して所定深さで形成された一組のねじ穴44が形成され、互いに離間して配置されたねじ穴44には、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部を貫通して凹部36に開口した一組の貫通孔46に挿通された取付ボルト48a、48bが螺合される。これにより、カム部材34は、その取付面38が凹部36内に挿入され、カム面40がクランプ装置10の中央側に臨むように配置された状態で、取付ボルト48a、48bを介して第1及び第2クランプアーム14、16の一端部に対して着脱自在に設けられる。
 すなわち、一方のカム部材34と他方のカム部材34とが、それぞれのカム面40が互いに対向するように駆動部18を挟んで略対称に配置される。
 一方、第1及び第2クランプアーム14、16の他端部には、ワークWをクランプするための把持部50が形成され、前記把持部50は、断面略長方形状で互いに向かい合う把持面が該第1及び第2クランプアーム14、16の長手方向と略平行な鉛直面となるように形成される。
 また、アームピン30は、軸状に形成され、第1及び第2クランプアーム14、16における一端部と他端部との間となる位置において、該第1及び第2クランプアーム14、16の長手方向と直交するようにそれぞれ挿通される。そして、アームピン30の両端部が一組のプレート体24に対してそれぞれ支持される。これにより、第1及び第2クランプアーム14、16は、略中央部に挿通されたアームピン30を介してボディ12に回動自在に支持される。
 さらに、第1及び第2クランプアーム14、16において、把持部50の下方には、該第1及び第2クランプアーム14、16の長手方向と直交するように突出した位置決め部52がそれぞれ形成される。
 駆動部18は、一組のプレート体24の間に配置されると共に、該プレート体24及びベース22の中央となる位置に設けられ、有底筒状のシリンダチューブ54と、該シリンダチューブ54の内部に変位自在に設けられるピストン(変位体)56と、前記ピストン56に連結されるピストンロッド(変位体)58と、前記シリンダチューブ54の開口部に設けられ、該ピストンロッド58を変位自在に支持するロッドカバー60とを含む。
 シリンダチューブ54の側面には、該シリンダチューブ54の軸方向(矢印A、B方向)と直交方向に貫通した第1及び第2ポート62、64が形成され、前記第1及び第2ポート62、64を通じて前記シリンダチューブ54の内部と外部とが連通する。第1ポート62は、シリンダチューブ54の底部側となる一端部側(矢印A方向)に設けられ、第2ポート64は、ロッドカバー60側(矢印B方向)となる前記シリンダチューブ54の他端部側に設けられる。
 そして、第1及び第2ポート62、64には、それぞれ継手66を介して図示しない圧力流体供給源に接続された配管が接続され、図示しない切換装置による切換作用下に第1ポート62、第2ポート64のいずれか一方に選択的に圧力流体が供給される。なお、シリンダチューブ54は、図示しないボルトによって天井部26に対して固定されている。
 ピストン56は、例えば、円盤状に形成され、その外周面には環状溝を介してピストンパッキン68が装着され、該ピストンパッキン68がシリンダチューブ54の内壁面に摺接することで、前記ピストン56と前記シリンダチューブ54との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。また、シリンダチューブ54の一端部に臨むピストン56の端面には、該端面から突出するように環状のダンパ70が設けられ、図4に示されるように、前記ピストン56が一端部側(矢印A方向)へと変位した際、ゴム等の弾性材料からなるダンパ70がシリンダチューブ54に当接することで、その衝撃が緩衝される。
 ピストンロッド58は、その一端部がピストン56の中心に挿通され一体的に加締められることで連結され、他端部は、ロッドカバー60を通じてシリンダチューブ54の外部へと突出している。このピストンロッド58の他端部には、一旦縮径した後に再び拡径した接続部72が形成され、該接続部72には、駆動力伝達機構20を構成するブロック体74が接続される。
 ロッドカバー60は、シリンダチューブ54の内部に挿入された後、該シリンダチューブ54の内周面に係合された係止リング76によって係止されると共に、その内周面に装着されたロッドパッキン78がピストンロッド58の外周面に摺接することで、前記ロッドカバー60とピストンロッド58との間を通じた圧力流体の漏出を防止している。
 なお、ベース22には、ピストンロッド58の下方(矢印B方向)となる位置にブロック状のストッパ80が設けられ、駆動部18の駆動作用下にピストン56及びピストンロッド58が下降した際、該ピストンロッド58に連結されたブロック体74(後述する)が当接することでさらなる変位を規制する。このストッパ80は、駆動部18に臨む上面が平面状となる断面矩形状に形成され、ベース22に対してボルト82で固定されている。
 駆動力伝達機構20は、ピストンロッド58の他端部に連結されるブロック体74と、該ブロック体74の両端部近傍にそれぞれ軸支される一対のローラ(押圧部)84a、84bと、前記ローラ84a、84bを軸支するローラピン86と第1及び第2クランプアーム14、16のリンクピン88との間に支持される一対のリンクアーム90a、90bとを含む。
 ブロック体74は、ピストンロッド58の軸方向(矢印A、B方向)と直交方向(矢印C方向)に延在し、その中心部には前記ピストンロッド58の接続部72が挿入される溝部92が形成されている。そして、ブロック体74の溝部92に接続部72が挿入されることで、前記ブロック体74が、前記ピストンロッド58の軸方向と直交した状態で連結され、前記ピストンロッド58と共に一体的に変位する。
 また、ブロック体74は、長手方向(矢印C方向)に所定長さを有し、その両端部がピストンロッド58の軸線を中心として均等な距離となるように形成されると共に、前記両端部には、該ブロック体74の延在方向と直交するように設けられたローラピン86を介して一対のローラ84a、84bが回転自在に軸支される。
 このローラ84a、84bは、二股状に形成されたブロック体74の両端部の間となるように配置され、前記両端部に対して第1及び第2クランプアーム14、16側に突出するように設けられる。そして、ローラ84a、84bは、ブロック体74の両端部によって両側面が覆われ、しかも、第1クランプアーム14側に設けられた一方のローラ84aと、第2クランプアーム16側に設けられた他方のローラ84bとがそれぞれカム部材34のカム面40に臨んで、その外周面が該カム面40に当接する。
 さらに、リンクアーム90a、90bは、軸方向に所定長さを有し、その一端部には長手方向に沿って長尺な長円状に開口したリンク溝94が形成され、それぞれローラピン86が挿通されている。一方、リンクアーム90a、90bの他端部は、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部に軸支されたリンクピン88が孔部(図示せず)を介して挿通される。これにより、リンクアーム90a、90bは、図示しない孔部に挿通されたリンクピン88を介して一端部側が回動自在に設けられると共に、リンク溝94に挿通されたローラピン86を介してブロック体74の長手方向に所定距離だけ移動可能に設けられる。
 そして、駆動部18の駆動作用下にブロック体74が下降することにより、ローラ84a、84bがカム部材34のカム面40に当接した状態で回転し、且つ、前記カム面40を介して第1及び第2クランプアーム14、16の一端部を所定の押圧力で互いに離間させる方向(矢印C方向)に押圧し、一方、前記ブロック体74が上昇することにより、リンクアーム90a、90bによって第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が互いに接近する方向に引張される。
 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。なお、以下の説明においては、図4に示す第1及び第2クランプアーム14、16の把持部50が互い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。この初期位置においては、第2ポート64に圧力流体が供給され、ピストン56が上昇することで駆動力伝達機構20のブロック体74、ローラ84a、84bを介して第1及び第2クランプアーム14、16は、アームピン30を支点として把持部50同士が互いに離間する方向(矢印D1方向)に回動した状態にある。
 ここで、上述したクランプ装置10によって把持されるワークWについて簡単に説明する。このワークWは、例えば、車両のフレームを構成する断面U字状の第1フレームW1と、該第1フレームW1に組み合わせられる断面U字状の第2フレームW2とからなる。第1フレームW1は、下方(矢印B方向)に向かって開口した状態で第1及び第2クランプアーム14、16における把持部50の間に配置され、一方、第2フレームW2は、その側壁が開口部側に向かって徐々に拡幅するように傾斜して形成され、該開口部が上方(矢印A方向)となるように配置される。そして、第2フレームW2の内部に第1フレームW1が挿入された状態で天井部26に対して載置される。
 換言すれば、第1フレームW1に対して第2フレームW2が外側に配置され、該第2フレームW2の側壁が、第1及び第2クランプアーム14、16側(図1中、矢印C1方向)に向かって広がるように傾斜している。
 このようにワークWがクランプ装置10における所定位置にセットされた状態で、先ず、図示しない切換装置の切換作用下に駆動部18の第2ポート64へと供給されていた圧力流体を第1ポート62へと供給する。これにより、図3に示されるように、シリンダチューブ54内に導入された圧力流体によってピストン56がロッドカバー60側(矢印B方向)へと押圧され、該ピストン56と共にピストンロッド58及びブロック体74が一体的に下降する。
 これにより、ブロック体74と共に一対のローラ84a、84bが下降し、該ローラ84a、84bは外周面が当接しているカム部材34のカム面40に沿って下降することで、断面円弧状に窪んだカム面40を介して第1及び第2クランプアーム14、16の一端部を互いに離間する方向(矢印C1方向)へと押圧する。この際、カム面40が断面円弧状に窪んで形成され、第1及び第2クランプアーム14、16の回動作用下にカム部材34がブロック体74から離間する方向に移動しても、アームピン30を支点として第1及び第2クランプアーム14、16に対して回転方向に発生するトルクが一定となる。
 換言すれば、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部側のクランプ力が略一定となるようにカム面40の曲率半径が設定される。
 これにより、第1及び第2クランプアーム14、16は、アームピン30を支点として他端部である把持部50が互いに接近する方向(矢印D2方向)に回動し始め、ローラ84a、84bによるカム部材34への押圧力が略一定となるため、前記第1及び第2クランプアーム14、16は略一定の回動力で回動する。
 また、駆動部18の駆動作用下にさらにブロック体74が下降することによってローラ84a、84bがカム部材34のカム面40をさらに押圧し、該カム部材34を介して前記第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が互いに離間する方向(矢印C1方向)へとさらに押圧され、それに伴って、前記第1及び第2クランプアーム14、16の把持部50が、アームピン30を支点として互いに接近する方向へとさらに回動し、第2フレームW2の側壁を互いに接近させる方向、すなわち、第1フレームW1側(矢印D2方向)に向かって押圧して変形させていく。
 さらにブロック体74が下降することで、ローラ84a、84bによって一対のカム部材34が互いに離間する方向(矢印C1方向)へと押圧され、それに伴って、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が互いに離間する方向(矢印C1方向)へと押圧され移動することで、該第1及び第2クランプアーム14、16の把持部50が互いに接近する方向(矢印D2方向)へとさらに回動し、第2フレームW2の側壁を互いに接近させるように押圧して変形させ、該第2フレームW2の側壁が第1フレームW1の側壁に当接し、且つ、略平行となった状態でクランプが完了したクランプ状態となる。そして、ローラ84a、84bがカム部材34の保持面42へと移動することで、第1及び第2クランプアーム14、16が回動することがなく、ワークWのクランプ状態が維持される。
 この際、第1及び第2クランプアーム14、16に設けられた位置決め部52が、ボディ12のキャッチ溝28にそれぞれ係合されることで、クランプ時において前記第1及び第2クランプアーム14、16が所定の停止位置で位置決めされる。
 そして、第1及び第2クランプアーム14、16によって第1及び第2フレームW1、W2がクランプされた状態で、例えば、図示しない溶接装置によって前記第1及び第2フレームW1、W2の側壁同士が溶接される。
 このように、駆動部18の駆動作用下に駆動力伝達機構20のブロック体74が下降することで、一対のローラ84a、84bによって断面円弧状に窪んだカム面40を押圧することでカム部材34を介して第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が互いに離間する方向(矢印C1方向)に略一定の力で押圧され、該第1及び第2クランプアーム14、16をアームピン30を支点として回動させることができるため、前記第1及び第2クランプアーム14、16の回動し始めから回動動作が完了するまで、常に一定のクランプ力でワークWの第2フレームW2を第1フレームW1側に向かって押圧してクランプする。
 一方、第1及び第2クランプアーム14、16によるワークWのクランプ状態を解除する場合には、図示しない切換装置の切換作用下に駆動部18の第1ポート62へと供給されていた圧力流体を第2ポート64へと供給する。これにより、ピストン56が圧力流体による押圧作用下に上昇し、それに伴って、ピストンロッド58及びブロック体74が一体的に上昇する。そして、ブロック体74の両端部に対してローラピン86で支持されたリンクアーム90a、90bの他端部が上昇し、それに伴って、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が該リンクアーム90a、90bとの接続作用下に互いに接近する方向へと引張される。その結果、第1及び第2クランプアーム14、16は、アームピン30によって支持された部位を支点として把持部50が互いに離間する方向(矢印D1方向)へと回動し、図4に示されるようなワークWのクランプが解除されたアンクランプ状態となる。
 以上のように、本実施の形態では、クランプ装置10を構成する第1及び第2クランプアーム14、16の一端部に、駆動力伝達機構20のブロック体74に臨むように一対のカム部材34を設け、該カム部材34のカム面40に前記ブロック体74に軸支された一対のローラ84a、84bをそれぞれ当接自在に設けると共に、該カム部材34を第1及び第2クランプアーム14、16に対して取付ボルト48a、48bを介して着脱自在としている。
 これにより、ピストン56及びピストンロッド58を有した駆動部18の駆動作用下にブロック体74が下降することで、該ブロック体74の両端部に形成された一対のローラ84a、84bによってカム部材34がカム面40を介して互いに離間する方向(矢印C1方向)へ略一定の押圧力で押圧されるため、前記第1及び第2クランプアーム14、16を常に一定の回動力で回動させることができる。その結果、第1及び第2クランプアーム14、16によってワークWをクランプする際、該ワークWを構成する第2フレームW2の側壁を第1及び第2クランプアーム14、16によってクランプし始めからクランプ完了までの全域において、略一定のクランプ力で安定的にクランプし、前記ワークWを所定幅でクランプすることが可能となる。
 また、カム部材34を、取付ボルト48a、48bによって第1及び第2クランプアーム14、16に対して容易に着脱することができ、例えば、クランプするワークWの形状が変更された場合でも、カム面40aの傾斜角度や曲率半径が異なる別のカム部材34a(図5A参照)や、該カム面40bの長さが異なる別のカム部材34b(図5B参照)へと交換することで、前記とは異なるクランプ力やクランプ範囲でワークWをクランプすることが可能となる。
 さらに、図6~図8に示されるように、第1クランプアーム14のカム部材34とは形状の異なるカム部材96を第2クランプアーム16に設けるようにしてもよい。例えば、図6に示されるクランプ装置100において、第2クランプアーム16に装着されるカム部材96が、前記カム部材34のカム面40に対して傾斜角度が小さく、該第2クランプアーム16の延在方向(矢印A、B方向)と略平行な鉛直面からなるカム面40cを有している。
 このようにクランプ装置100において、カム面40、40cの異なるカム部材34、96を装着することにより、第1クランプアーム14と第2クランプアーム16とを異なる回動速度で回動させることが可能となる。具体的には、駆動部18の駆動作用下にローラ84a、84bが下方(矢印B方向)へと移動することで、それぞれカム部材34、96のカム面40、40cに当接し、それに伴って、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部が互いに離間する方向(矢印C1方向)へと押圧される。
 この際、第1クランプアーム14が、傾斜角度の大きなカム面40を介して低速で回動し始め、一方、第2クランプアーム16が、傾斜していないカム面40cを介して高速で回動し始めるため、前記第2クランプアーム16が先行してワークWに接触して位置決めを行った後に、遅れて第1クランプアーム14がワークWの側部へと当接して第2クランプアーム16側に向かって押圧することで、前記ワークWを所定位置且つ所定荷重で確実にクランプすることが可能となる。
 なお、上述したクランプ装置100では、第1クランプアーム14に傾斜面からなるカム面40を有したカム部材34を装着し、第2クランプアーム16に、傾斜せずに鉛直面からなるカム面40cを有したカム部材96を装着する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前記とは反対に、カム部材34を第2クランプアーム16へと装着し、カム部材96を第1クランプアーム14へと装着することで、第1及び第2クランプアーム14、16の駆動特性を逆転させるようにしてもよい。
 すなわち、カム面40a、40b、40cの異なる別のカム部材34a、34b、96へと交換することで、単一のクランプ装置10でクランプ力を変化させたり、異なるクランプタイミングで確実にワークWをクランプすることができるため、例えば、自動組み立てライン等に設置されたクランプ装置10をその都度別のクランプ装置へと交換するという煩雑な作業が不要となり、しかも、別のクランプ装置を準備する必要がないため設備投資を抑制することができる。
 また、カム部材34の交換作業は、第1及び第2クランプアーム14、16に挿通された取付ボルト48a、48bを螺回させることで容易に行うことができるため、交換作業に要する時間を抑制することができ、メンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
 さらに、カム部材34は、第1及び第2クランプアーム14、16の一端部に形成された凹部36へ挿入することで該第1及び第2クランプアーム14、16に対して容易且つ確実に位置決めされるため、前記カム部材34を交換した場合でもその取付位置がばらつくことがなく、常に所定位置に前記カム部材34を取り付けることが可能となる。その結果、第1クランプアーム14側のカム部材34と第2クランプアーム16側のカム部材34とが位置ずれしてしまうことが防止され、互いに対向する位置に高精度に取り付けられるため、カム部材34がローラ84a、84bによって押圧された際の第1クランプアーム14の回動量と、第2クランプアーム16の回動量とにばらつきが生じることなく、常に同一の回動量(回動角度)で回動させることができる。
 またさらに、第1及び第2クランプアーム14、16は、その一端部に設けられたカム部材34がブロック体74の両端部に回転自在に軸支されたローラ84a、84bによって押圧される構成としているため、前記ローラ84a、84bが前記カム面40との当接作用下に回転することで、摩耗が生じることが回避され、確実に前記ブロック体74の軸方向に沿った直線変位を前記第1及び第2クランプアーム14、16へと伝達して回動させることが可能となる。
 また、ローラ84a、84bによって押圧されるカム面40の形状を、ブロック体74の変位方向(矢印A、B方向)に対して所定角度傾斜し、且つ、前記ローラ84a、84bから離間する方向に向かって断面円弧状に窪んだ湾曲面とすることにより、前記ローラ84a、84bと前記カム面40との接触角度θを略一定に維持できるため、前記ローラ84a、84bからカム面40を介してカム部材34へと伝達される押圧力を略一定とすることができ、その結果、第1及び第2クランプアーム14、16を略一定の回動力で回動させることが可能となる。
 なお、本発明に係るクランプ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (9)

  1.  一組のクランプアーム(14、16)を回動させることで、一方のクランプアーム(14)と他方のクランプアーム(16)との間にワークをクランプするクランプ装置(10、100)において、
     ボディ(12)と、
     前記ボディ(12)に設けられ、軸方向に沿って変位する変位体(56、58)を有した駆動部(18)と、
     前記ボディ(12)に対して回動自在に支持され、互いに対向するように配置された一組のクランプアーム(14、16)と、
     前記クランプアーム(14、16)の端部を押圧する押圧部(50)を有し、前記駆動部(18)に連結され、該駆動部(18)の軸方向に沿った駆動力を前記クランプアーム(14、16)へと伝達し、該クランプアーム(14、16)を回動させる駆動力伝達機構(20)と、
     前記軸方向に対して所定角度傾斜した押圧面(40、40a、40b、40c)を有し、前記クランプアーム(14、16)の端部に対して着脱自在に設けられ、前記駆動力伝達機構(20)の押圧部が前記押圧面(40、40a、40b、40c)に当接し、該押圧部によって押圧されるカム部材(34、34a、34b、96)と、
     を備えることを特徴とするクランプ装置。
  2.  請求項1記載のクランプ装置において、
     前記カム部材(34、34a、34b、96)は、前記端部に対してボルト(48a、48b)によって固定されることを特徴とするクランプ装置。
  3.  請求項1又は2記載のクランプ装置において、
     前記カム部材(34、34a、34b、96)には、前記押圧面(40、40a、40b、40c)と隣接し、且つ、前記軸方向と略平行に形成され、前記クランプアーム(14、16)が前記ワークをクランプした状態で前記押圧部による押圧力を維持する保持面(42)が形成されることを特徴とするクランプ装置。
  4.  請求項1又は2記載のクランプ装置において、
     前記押圧部は、前記変位体(56、58)に連結され一組のクランプアーム(14、16)に臨むブロック体(74)の両端部にそれぞれ回転自在に支持されたローラ(84a、84b)であることを特徴とするクランプ装置。
  5.  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、
     前記クランプアーム(14、16)の端部には、前記カム部材(34、34a、34b、96)の挿入される凹部(36)が形成されることを特徴とするクランプ装置。
  6.  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、
     前記押圧面(40、40a、40b、40c)は、平面状、又は、前記クランプアーム(14、16)側に向かって断面円弧状に窪んだ湾曲状に形成されることを特徴とするクランプ装置。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載のクランプ装置において、
     前記一方のクランプアーム(14)に装着されるカム部材(34)の押圧面(40)と、前記他方のクランプアーム(16)に装着されるカム部材(96)の押圧面(40c)とが異なる形状で形成されることを特徴とするクランプ装置。
  8.  請求項7記載のクランプ装置において、
     前記カム部材(34、96)は、前記変位体(56、58)の変位方向に対する前記押圧面(40、40c)の傾斜角度が異なることを特徴とするクランプ装置。
  9.  請求項7又は8記載のクランプ装置において、
     前記カム部材(34、96)の前記押圧面(40、40c)の形状を異ならせることで、一方のクランプアーム(14)と他方のクランプアーム(16)との動作特性を変化させることを特徴とするクランプ装置。
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