JP6060042B2

JP6060042B2 - 複数ワークのクランプ構造

Info

Publication number: JP6060042B2
Application number: JP2013130231A
Authority: JP
Inventors: 貴康安藤
Original assignee: 株式会社ナベヤ
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: JP2015003365A

Description

本発明は、複数ワークのクランプ構造に係り、特に、複数個のクランプ装置を一列に配列する一方、その両側にそれぞれ配置した少なくとも一つのワークを、かかる複数個のクランプ装置の作動によって、同時に押圧して、それぞれ固定せしめるようにしたクランプ構造に関するものである。

従来から、工作機械の基台に対してワークを固定乃至は保持せしめる際には、各種のバイスやクランプ装置等が用いられてきている。そして、そのようなクランプ装置の一つとして、例えば、特許文献１においては、二つのクランプ半体（クランプ部材分割体）がゴム弾性体によって弾性的に連結されると共に、その連結された二つのクランプ半体の中央部に設けられた貫通孔と、その貫通孔に挿通された皿ネジ形状を呈するネジ部材の頭部との間にテーパ嵌合機構が設けられてなるクランプ装置が、明らかにされている。このクランプ装置にあっては、ネジ部材が貫通孔に装入されて、基台へ螺入されることにより、クランプ部材が拡開され、その側方へ作用する押圧力によって、クランプ部材と所定の支持部材との間に配置されたワークがクランプされ得るようになっている。また、特許文献２等においては、油や空気等の流体にて作動せしめられるシリンダ装置を利用して、目的とするワークをクランプするようにしたクランプ装置が、明らかにされている。

ところで、そのような従来のクランプ装置を用いて、一つの基台上に複数のワークを載置して、それらを、それぞれクランプする場合にあっては、基本的に、一つのワークに対して一つのクランプ装置が必要となる。ここで、先に述べた特許文献１に明らかにされているようなクランプ装置を用いた場合には、ネジ部材の締め付け作業を複数回（ワークの個数分）実施する必要があり、そのため、作業に時間がかかってしまい、作業工数が増大してしまうという問題がある。また、特許文献２等に示されるようなシリンダ装置にて駆動せしめられるクランプ装置を用いた場合にあっては、各クランプ装置に対する制御機構によって、クランプ操作を一度で済ませることは出来るものの、シリンダ装置の存在によって、クランプ装置自体が比較的大型となるため、その占有面積が大きくなって、ワークの設置スペースが少なくなるという問題を内在する。更に、そのようなクランプ装置自体が高価となるため、クランプシステム全体のコストが高騰してしまうという問題をも内在しているのである。加えて、各シリンダ装置の構造が複雑であるために、作動流体の漏れ等のトラブルが発生する恐れがあり、またその恐れは、使用するシリンダ装置の個数によって増大することとなる。そして、それらの問題は、比較的小型のワークを多数用いる場合に、より顕著となるのである。

特開２００６−１４２３８９号公報特開２００６−１１８６９０号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、複数個のクランプ装置を一列に配列する一方、その両側にそれぞれ少なくとも一つ配置されたワークを、同時に押圧して、固定せしめることが出来る、コンパクトで且つ低コストな複数ワークのクランプ構造を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かくの如き課題を解決するべく、複数個のクランプ装置を一列に配列する一方、該クランプ装置の列の両側にそれぞれ少なくとも一つのワークを配置して、前記複数個のクランプ装置の作動によって、かかる両側に配された少なくとも一つのワークを押圧して、固定せしめるようにした複数ワークのクランプ構造にして、前記クランプ装置が、クランプ本体から突出した端部に対して押圧力が作用せしめられる軸方向に移動可能な入力ピンと、該入力ピンの軸方向に対して直角な方向に同軸的に且つ移動可能に配置されて、一方の端部がクランプ本体の側方にそれぞれ突出せしめられる一方、対向する他方の端部に該入力ピンの軸に対して相互に逆方向に傾斜する傾斜面がそれぞれ形成されてなる二つのクランプピンと、該二つのクランプピンの端部の傾斜面に対応して傾斜する押圧面が両端部にそれぞれ設けられて、それら傾斜面と押圧面とが接触するように配置され、前記入力ピンの軸方向移動によって該二つのクランプピンを互いに離隔する方向に押圧して側方にそれぞれ突出せしめる、該入力ピンとは別体のクサビピンとを、クランプ本体内に収容してなる構造を有し、そして該クランプ装置の複数個が、前記入力ピンの押圧力作用方向において前方側のクランプ装置の入力ピンが後方側のクランプ装置にて押圧せしめられるように配列されて、かかる配列された複数個のクランプ装置の前記押圧力作用方向における最後方に位置するものの入力ピンに押圧力を作用せしめることにより、それら複数個のクランプ装置の入力ピンに前記押圧力作用方向後方側のクランプ装置から押圧力を順次作用せしめて、それぞれのクランプ装置の前記二つのクランプピンをそれぞれ側方に突出させ、前記クランプ装置の列の両側に配置された少なくとも一つのワークに当接し、押圧せしめ得るようにしたことを特徴とする複数ワークのクランプ構造を、その基本的構成とするものである。

なお、このような本発明に従う複数ワークのクランプ構造の望ましい態様の一つによれば、前記複数個のクランプ装置の列における前記押圧力作用方向の最後方に位置するクランプ装置の入力ピンに対して所定の押圧力を作用せしめる、流体圧にて駆動される押圧装置が、配設されている。

また、本発明にあっては、好ましくは、前記クランプ装置における二つのクランプピンに対して、その軸方向に延びる凹所がそれぞれ設けられている一方、該クランプピンのそれぞれの凹所に対して、前記クランプ本体に固定された止めピンの先端部が突入、位置せしめられて、それら二つのクランプピンの軸方向移動距離及び軸回りの回動が規制されるようになっている。

さらに、本発明にあっては、前記クランプ装置の入力ピンに対して、所定長さの延長バーが取り付けられて、該延長バーの先端部が前記押圧力作用方向後方側のクランプ装置に当接し得るように構成されていることが、望ましい。

加えて、本発明に従う複数ワークのクランプ構造の有利な態様の一つによれば、前記複数個のクランプ装置の列における前記押圧力作用方向の最前方に位置するクランプ装置が、位置固定に保持され得るように構成されている。

また、本発明に従う複数ワークのクランプ構造の望ましい態様の他の一つによれば、前記複数個のクランプ装置のうち、前記押圧力作用方向の最前方に位置するものを除いたクランプ装置を、その配列方向に案内するガイド部材が、配設されている。

さらに、本発明に従う複数ワークのクランプ構造にあっては、前記クサビピンにて突出せしめられた前記二つのクランプピンをそれぞれ原位置に後退するように付勢する付勢手段が、前記クランプ本体内に配設されていることが、望ましい。

このように、本発明に従う複数ワークのクランプ構造にあっては、クランプ本体から突出した端部に対して押圧力が作用せしめられる軸方向に移動可能な入力ピンと、かかる入力ピンの軸方向に対して直角な方向に同軸的に且つ移動可能に配置されて、一方の端部がクランプ本体の側方に突出せしめられる二つのクランプピンとを有するクランプ装置を用いて、その複数個を、押圧力作用方向において前方側のクランプ装置の入力ピンが後方側のクランプ装置にて押圧せしめられるように一列に配列して、かかる配列された複数個のクランプ装置の最後方に位置するものの入力ピンに押圧力を作用せしめることにより、それら複数個のクランプ装置の入力ピンに後方側のクランプ装置から押圧力を順次作用させて、それぞれのクランプ装置の二つのクランプピンをそれぞれ側方に突出させ、クランプ装置の列の両側に配置された少なくとも一つのワークに当接し、押圧せしめ得るように構成されているところから、押圧力作用方向において最後方に位置するクランプ装置の入力ピンに押圧力を作用せしめるという一度の操作のみで、複数個のクランプ装置を同時に作動させることが出来、それによって、クランプ装置の列の両側のワークを同時にクランプすることが出来ることとなる。そのため、作業時間が効果的に短縮され、複数のワークのクランプに係る工数を有利に低減することが可能となるのである。

しかも、本発明に係る複数ワークのクランプ構造に用いられるクランプ装置において、二つのクランプピンは、それぞれ一方の端部がクランプ本体の両側から外方に突出せしめられると共に、それらの対向する他方の端部に、入力ピンの軸に対して相互に逆方向に傾斜する傾斜面がそれぞれ形成されており、そして、そのような二つのクランプピンの端部の傾斜面に対応して傾斜する押圧面が両端部にそれぞれ設けられて、それら傾斜面と押圧面とが接触するように配置され、入力ピンの軸方向移動によって二つのクランプピンを互いに離隔する方向に押圧して側方にそれぞれ突出せしめる、入力ピンとは別体のクサビピンが、クランプ本体内に収容されてなる構造を有している。従って、クランプ装置の列の両側に配された少なくとも一つのワーク、換言すれば合計で二つ以上のワークを同時に押圧して、固定せしめる場合において、ワークの大小やその製造誤差等により、クランプ装置（クランプピン）と各ワークとの間の距離に差が生じている場合であっても、二つのクランプピンには入力ピンからの押圧力が効果的に作用せしめられ得ることとなり、以て、各ワークに作用せしめられるクランプ力にバラツキが生じて、どちらか一方のワークに対するクランプ力が不足してしまう等といった問題が起こることが有利に回避され得て、両側のワークを確実にクランプすることが出来る特徴を発揮することとなる。

また、本発明に従う複数ワークのクランプ構造にあっては、そこで用いられるクランプ装置が、油や空気等の作動流体を必要としない機械的な構造にて二つのクランプピンを作動させるものであるため、作動流体の漏れ等のトラブルの発生を回避することが出来る利点があり、更にクランプ装置の構造が効果的に簡略化されていると共に、それらを作動させるための特別な制御機構等が不要であることから、クランプ構造が、全体として有利にコンパクト化され且つ低コストなものとなるという利点を有する。

本発明に従う複数ワークのクランプ構造において用いられるクランプ装置の一例を示す斜視説明図である。図１におけるＡ−Ａ断面説明図である。図１におけるＢ−Ｂ断面説明図である。図３におけるＣ−Ｃ断面説明図であって、クランプピンに設けられた長孔の形態を示している。図１に示されるクランプ装置において用いられたクランプピンを示す斜視説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は互いに異なる角度からの視図である。図１に示されるクランプ装置において用いられたクサビピンを示す斜視説明図である。図３の断面形態において、クランプピンが最大突出位置にある状態を示す説明図である。図１に示されるクランプ装置の複数個を用いて複数のワークをクランプしてなる本発明に従う構造の一例を示す平面説明図である。図８におけるＤ−Ｄ断面説明図である。図９におけるＥ−Ｅ断面説明図である。図８に示される複数ワークのクランプ構造において、ワークをクランプする工程を順次示す平面部分説明図であって、（ａ）は、押圧力が作用せしめられる前の状態を示し、（ｂ）は、押圧力が作用せしめられた直後の状態を各部材の移動方向と共に示し、（ｃ）は、クランプ装置がワークをクランプしている状態を各部材に作用せしめられる押圧力と共に示している。クランプピンと両側のワークとの距離がそれぞれ異なる場合におけるクランプ装置の作動状態を順次示す、図３に対応する断面説明図であって、（ａ）は、原位置の状態、（ｂ）は、一方のクランプピンがワークに当接した状態、（ｃ）は、更に他方のクランプピンがワークに当接した状態を、それぞれ示している。本発明に従う複数ワークのクランプ構造の別の一例を示す平面説明図である。図１３におけるＦ−Ｆ断面説明図である。図１３に示される複数ワークのクランプ構造において用いられた、片側にのみクランプピンが突出するクランプ装置について示す、図３に対応する断面説明図である。本発明に従う複数ワークのクランプ構造の他の一例を示す、図２に対応する断面説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う複数ワークのクランプ構造において用いられるクランプ装置の一例が、示されている。この図１から明らかなように、クランプ装置１０は、矩形ブロック形状のクランプ本体１２を有し、かかるクランプ本体１２から、二つのクランプピン１４、１４及び入力ピン１６がそれぞれ突出せしめられてなる構造とされていると共に、クランプ本体１２を貫通するように、円孔形状の二つのガイドバー挿通孔１８、１８が、設けられている。

ここで、かかるクランプ装置１０の構造について具体的に説明するならば、クランプ本体１２には、図２に示されるように、クランプ装置１０の押圧力作用方向後方（図２における右方）に開口する断面円形状の入力ピン挿通穴２０が設けられて、そこに、外径が、入力ピン挿通穴２０の内径と略同一か又は僅かに小さい径とされた厚肉円筒形状の入力ピン１６が、一方の端部がクランプ本体１２から所定長さ突出せしめられると共に、軸方向（押圧力作用方向：図２における左右方向）に移動可能に挿通されている。そして、入力ピン１６は、その内周面全体に雌ネジ部２２が形成されている一方、外周面の軸方向中央部に所定幅の凹所２４が全周に亘って形成されており、クランプ本体１２の上部に螺入された止めピン２６の先端部が、凹所２４に突入、位置せしめられることによって、軸方向の移動距離が規制されている。なお、止めピン２６は、その上方に、更にもう一つのナットが螺合せしめられて、所謂ダブルナット形式において固定されている。また、入力ピン１６のクランプ本体１２から突出せしめられた一方の端部には、二箇所の面取り部２８、２８が形成されている一方、クランプ本体１２内に位置する他方の端部は、後述するクサビピン３０に当接せしめられるようになっている。

そして、図３に示されるように、クランプ本体１２には、入力ピン１６の軸方向に対して直角な方向（図３における左右方向）において、クランプ本体１２を貫通する、断面円形状のクランプピン挿通孔３２が設けられており、その孔内に、外径が、クランプピン挿通孔３２の内径と略同一か又は僅かに小さい径とされた円柱形状の二つのクランプピン１４、１４が、入力ピン１６の軸方向に対して直角な方向に同軸的に且つ移動可能にそれぞれ配置されて、その一方の端部がクランプ本体１２の側方に、換言すればクランプ本体１２の両側面から外方に突出せしめられている。また、各クランプピン１４、１４の中心部には、クランプ本体１２からの突出端側において開口するように、軸方向に延びる断面円形状の穴３４がそれぞれ形成されており、その内周面に、開口部から所定長さにおいて雌ネジ部３６が形成されている。更に、各クランプピン１４、１４のクランプ本体１２から突出せしめられた端部の外周面には、二箇所の面取り部３７、３７が形成されている。

また、図３及び図４から明らかな如く、クランプピン１４の軸方向中央部には、外周面から穴３４に貫通する長孔３８が、軸方向に延びる凹所として形成されて、クランプ本体１２に螺入された止めピン４０の先端部が、かかる長孔３８内に突入、位置せしめられている。なお、長孔３８の幅は、止めピン４０の径よりも僅かに大きくされている。これによって、クランプピン１４の軸方向移動距離が、長孔３８の軸方向長さにて規制されることとなると共に、クランプピン１４の軸回りの回動も規制されるようになっている。また、止めピン４０は、その上側に更にもう一つのナットが螺合せしめられることによって、所謂ダブルナット形式で固定されている。更に、止めピン４０と穴３４の底面３４ａとの間には、圧縮コイルバネ４２が配設されており、二つのクランプピン１４、１４が、それぞれ、クランプ本体１２の内方に向かって付勢されている。

さらに、図３に示されるように、二つのクランプピン１４、１４の相対向しない一方の端部が、クランプ本体１２の側方にそれぞれ突出せしめられる一方、相対向する他方の端部には、入力ピン１６の軸に対して相互に逆方向に傾斜する傾斜面４４、４４が、形成されている。なお、ここでは、それら傾斜面４４、４４は、何れも、クランプピン１４の軸に対して４５°の角度をもって形成されている。また、図５には、そのようなクランプピン１４が、単体斜視図の形態において示されている。

加えて、かかるクランプ本体１２に設けたクランプピン挿通孔３２内において、二つのクランプピン１４、１４の間には、クランプピン挿通孔３２の内径よりも小径の円柱形状を呈し、軸方向両端部に、それらクランプピン１４、１４の傾斜面４４、４４に対応して傾斜する押圧面４６、４６が設けられてなるクサビピン３０が、それら押圧面４６、４６と傾斜面４４、４４とが面接触するように配置されて、収容されている。また、そのようなクサビピン３０は、入力ピン１６とは別体に構成されて、入力ピン１６の軸方向に移動可能とされていると共に、かかる軸方向と直角な方向（クランプピン１４の軸方向）において、入力ピン１６に対して相対移動可能とされている。なお、図６には、そのようなクサビピン３０が、単体斜視図の形態において示されている。

そして、かかるクランプ装置１０は、以下の様に作動するようになっているのである。即ち、入力ピン１６に対して押圧力が作用せしめられていない状態にあるクランプ装置１０を示す図３においては、圧縮コイルバネ４２の付勢力により、クランプピン１４がクランプ本体１２の内方へ後退するように移動せしめられている。また、そのようなクランプピン１４の移動に伴なって、クサビピン３０は、押圧力作用方向後方（図３における下方）側に移動せしめられており、更に、かかるクサビピン３０の移動に伴なって、入力ピン１６が、押圧力作用方向後方へ移動せしめられている。なお、この状態における各部材の位置を原位置とする。

一方、図７においては、図中の白抜き矢印にて示されるように、入力ピン１６に対して押圧力が作用せしめられて、その軸方向に最大に移動せしめられた状態にあるクランプ装置１０が示されている。このとき、入力ピン１６の軸方向移動によって、クサビピン３０が、クランプピン挿通孔３２内において径方向に移動せしめられるが、その際、クサビピン３０の押圧面４６とクランプピン１４の傾斜面４４とが接触しているため、二つのクランプピン１４、１４が互いに離隔する方向に押圧されることとなり、これによって、図中の太線矢印にて示されるように、クランプピン１４、１４は、クランプ本体１２の側方にそれぞれ突出する方向に移動せしめられるようになるのである。なお、この状態において、クランプピン１４、１４は、最大突出位置にある。また、ここでは、傾斜面４４及び押圧面４６が入力ピン１６の軸方向に対して、それぞれ４５°の傾斜角度とされているため、クランプピン１４の原位置（図中の二点鎖線参照）からの突出距離：ｄ_CMAXと、入力ピン１６の原位置からの移動距離：ｄ_IMAXとは、互いに等しくなっている。そして、このように突出せしめられたクランプピン１４によって、目的とするワークが押圧されて、固定されるようになるのである。

ここにおいて、図８には、上記の如き構造を有するクランプ装置１０の複数個を用いて構成された、本発明に従う複数ワークのクランプ構造の一例が、平面図の形態において、示されている。そのようなクランプ構造においては、長手矩形平板状のテーブルからなる基台５０上に複数個（ここでは５個）のクランプ装置１０が一列に配列される一方、その列の両側にそれぞれ配置された複数個（ここでは５個）のワーク５２が、クランプ装置１０の作動によって押圧されて、固定せしめられるような構成とされている。なお、ここでは、先述したクランプピン１４の先端に補助ピン部材５４が螺着されて、一体的に連結されている。

具体的には、図８及び図９に示されるように、ワーク５２は、それぞれ、基台５０上に固設されたワーク保持ブロック５８の収容凹所６０に収容されると共に、クランプ装置１０のクランプ本体１２から突出するクランプピン１４（補助ピン部材５４）の先端が当接せしめられて、押圧され、固定されている。また、クランプ本体１２からは入力ピン１６の端部が突出せしめられており、複数のクランプ装置１０の配列方向（図８における上下方向）において、図８の最上方に位置するクランプ装置１０を除いては、かかる入力ピン１６の先端に螺着・連結された延長バー６２の先端が、押圧力作用方向後方（図８における下方）側に隣接するクランプ装置１０（クランプ本体１２）に当接せしめられるようになっている。

ここで、図８に示される配列方向における最下方のクランプ装置１０の下方には、押圧装置６４が、基台５０上に固定的に配設されている。この押圧装置６４としては、公知の油圧シリンダやエアシリンダ等が適宜に選定されて、用いられることとなる。なお、押圧装置６４は、図示しないコントローラに接続されて、その作動が制御されるようになっている。そして、そのような押圧装置６４から延びる押圧ロッド６６の先端が、最下方のクランプ装置１０の入力ピン１６に当接して、押圧力が、かかる入力ピン１６の軸方向に、図８において下方から上方に向かって作用せしめられるようになっているのである。また、かかる押圧力作用方向において最前方に位置するクランプ装置１０の更に前方には、ストッパブロック６８が、基台５０上に位置固定に配設されていると共に、そこに螺入されたストッパピン７０の先端が、最前方のクランプ装置１０に当接せしめられて、そのようなクランプ装置１０の前方への移動が規制されるようになっている。

さらに、このクランプ構造においては、複数のクランプ装置１０を、その配列方向に案内するためのガイド部材として、丸棒形状のガイドバー７２が二本配設されている。かかるガイドバー７２、７２は、複数の（ここでは５つの）クランプ装置１０を貫通して、クランプ装置１０の配列方向（押圧力作用方向）に延びると共に、その前端がストッパブロック６８に固設され、後端が押圧装置６４に、それぞれ固設されている。

なお、図１０に示されるように、延長バー６２は、入力ピン１６の内周面全体に形成された雌ネジ部２２と、延長バー６２から突出する雄ネジ部７４とが螺合せしめられることで、入力ピン１６の先端に連結されている。更に、補助ピン部材５４も、クランプピン１４の内周面に形成された雌ネジ部３６と、補助ピン部材５４から突出する雄ネジ部７６とが螺合されることにより、クランプピン１４の先端に一体的に連結されている。ここで、延長バー６２の入力ピン１６と対向する端部、及び補助ピン部材５４のクランプピン１４と対向する端部には、それぞれ、二箇所の面取り部７８、７８及び８０、８０が形成されており、先述したように、入力ピン１６及びクランプピン１４に形成された面取り部２８、３７と併せて、これらを工具等で挟んで螺合操作を行なうことで、両者を確実に連結することが出来るようになっている。

ところで、図１１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、上記のクランプ構造において、押圧力作用方向の前方（図１１における上方）から三つのクランプ装置１０、１０、１０に係る構成が部分的に示されている。そして、この図１１においては、便宜上、押圧力作用方向における最前方のクランプ装置１０（ａ）に係る構成については、符号の末尾に「ａ」を付して示すと共に、以下、順次後方となるクランプ装置１０（ｂ）、１０（ｃ）に係る構成については、順番に「ｂ」、「ｃ」を付して示すこととする。

先ず、図１１のうち、（ａ）においては、押圧力が作用せしめられる前の状態が示されており、入力ピン１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及びクランプピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃは原位置にあり、クランプピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（補助ピン部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）とワーク５２ａ、５２ｂ、５２ｃとの間の距離は、それぞれｄ_Cとされている。

次に、図１１（ｂ）には、押圧力が作用せしめられた直後の状態が示されている。そこにおいて、先ず、図中の押圧力作用方向最後方に位置するクランプ装置１０ｃの入力ピン１６ｃに対して、図示しない押圧装置（６４）によって押圧力が作用せしめられると、かかるクランプ装置１０ｃのクランプピン１４ｃがクランプ本体１２ｃの側方、即ちワーク５２ｃに向かって突出移動させられることとなる（図中の太線矢印Ｃｃ参照）。それと同時に、クランプ装置１０ｃ自体が前方に向かって移動させられて（図中の太線矢印Ｂｃ参照）、前方側に隣接するクランプ装置１０ｂの入力ピン１６ｂに対して押圧力が作用せしめられる。それにより、クランプ装置１０ｂにおいて、クランプ装置１０ｃと同様に、クランプピン１４ｂがワーク５２ｂに向かって突出移動せしめられる。更に、それと同時に、クランプ装置１０ｂ自体が前方に向かって移動させられて、前方側に隣接するクランプ装置１０ａの入力ピン１６ａに対して押圧力が作用せしめられる。そして、クランプ装置１０ａにおいても同様に、クランプピン１４ａがワーク５２ａに向かって突出移動せしめられる。なお、最前方のクランプ装置１０ａあっては、そのクランプ装置１０ａ自体の移動がストッパピン７０によって規制されており、この反力によって、各クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して、押圧力が作用せしめられるようになっている。なお、クランプ装置１０ｃ、１０ｂは、ガイド部材であるガイドバー７２、７２によって、その配列方向に移動可能に案内されるようになっている。

続いて、図１１（ｃ）には、各クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって、ワーク５２ａ、５２ｂ、５２ｃがクランプされた状態が示されている。ここで、図中の白抜き矢印にて示されるように、各クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの入力ピン１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、押圧力作用方向において後方側に隣接するクランプ装置１０から、それぞれ、押圧力：Ｆｃ、Ｆｂ、Ｆａが順次作用せしめられ、それによって、各クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの列の両側に配置されたワーク５２ａ、５２ｂ、５２ｃに当接したクランプピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（補助ピン部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）に対して、クランプ本体１２ａ、１２ｂ、１２ｃの側方へ突出する方向への押圧力が作用せしめられ、以て、ワーク５２ａ、５２ｂ、５２ｃが押圧されて、固定（クランプ）されることとなる。なお、各クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに作用せしめられる押圧力は、押圧力作用方向前方にいくに従って小さくなる関係、即ち、Ｆｃ＞Ｆｂ＞Ｆａである関係となる。

また、上述の如きクランプ構造においては、その構成上、押圧力作用方向後方側に配されたクランプ装置１０は、その前方側に配されるクランプ装置１０の移動距離と、その入力ピン１６の移動距離の合計分だけ、押圧力作用方向前方へ移動させられることとなる。ここで、本実施形態においては、先述せるように、傾斜面４４と押圧面４６とが入力ピン１６の軸方向に対して、それぞれ４５°とされているところから、入力ピン１６の移動距離とクランプピン１４の移動距離とが等しくなっている。つまり、クランプ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各入力ピン１６ａ、１６ｂ、１６ｃの移動距離：ｄ_Iａ、ｄ_Iｂ、ｄ_Iｃは、それぞれ、クランプピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃの移動距離（補助ピン部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃの先端とワーク５２ａ、５２ｂ、５２ｃとの間の距離）：ｄ_Cと等しくなる。従って、図１１において、クランプ装置１０ｂの移動距離：ｄ_Bｂは、前方側に隣接するクランプ装置１０ａが移動しないため、入力ピン１６ａの移動距離：ｄ_Iａ、即ち、ｄ_Cと等しくなる。また、クランプ装置１０ｃの移動距離：ｄ_Bｃは、前方側に隣接するクランプ装置１０ｂの移動距離：ｄ_Bｂと、その入力ピン１６ｂの移動距離：ｄ_Iｂとの和、即ち、ｄ_Cの２倍と等しくなる。このことから、クランプ構造を設計する際には、クランプ装置１０自体の移動距離、特に、押圧力作用方向後方にいくに従って、その距離が大きくなることを考慮して、設計する必要がある。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、押圧力作用方向において最後方に位置するクランプ装置１０の入力ピン１６に対して押圧力を作用せしめるという一度の操作のみで、複数個のクランプ装置１０を同時に作動させることが出来、それによって、それらクランプ装置１０の列の両側のワーク５２を同時にクランプすることが出来ることとなる。そのため、作業時間が効果的に短縮され、複数のワーク５２のクランプに係る作業工数を有利に低減することが可能となるのである。また、クランプ装置１０が、油や空気等の作動流体を必要としない機械的な構造とされているため、作動流体の漏れ等といったトラブルの発生を回避することが出来る利点がある。更に、クランプ装置１０の構造が効果的に簡略化されていると共に、それらを作動させるための特別な制御機構等が不要であることから、クランプ構造が、全体として有利にコンパクトで且つ低コストなものとなっているのである。

また、本実施形態においては、クランプ装置１０の入力ピン１６に対して、所定長さの延長バー６２が取り付けられて、その先端部が、押圧力作用方向後方側に隣接するクランプ装置１０に当接し得るように構成されている。このため、延長バー６２の長さを適宜設定することで、ワーク５２の大きさやクランプ位置の間隔の違い等に有利に対応することが出来、押圧力を効果的に作用せしめることが出来ると共に、クランプ構造の設計変更等にも柔軟に対応することが可能となるのである。

さらに、複数個のクランプ装置１０のうち、押圧力作用方向の最前方に位置するものを除いたクランプ装置１０を、その配列方向に案内する、ガイド部材としてのガイドバー７２が配設されているところから、各クランプ装置１０を有利に配列方向（押圧力作用方向）に案内して、移動させることが出来るため、押圧力を効果的に後方のクランプ装置１０の入力ピン１６に作用せしめることが可能となっている。

そして、クサビピン３０にて突出せしめられた二つのクランプピン１４、１４を原位置に後退するように付勢する付勢手段としての圧縮コイルバネ４２、４２が、クランプ本体１２内に配設されているところから、入力ピン１６に対する押圧力が解除されたときに、各部材が速やかに原位置に復帰せしめられることとなる。このため、ワーク５２の入れ替え作業時にワーク５２とクランクピン１４との干渉が起こる等の問題が効果的に回避され得るのであり、これは、特に、クランプ構造を全体として自動化する場合において、大きな利点となる。

また、このようなクランプ構造においては、製造誤差等により、クランプ装置１０の両側において、クランプピン１４の先端とワーク５２との距離がそれぞれ異なってしまう場合がある。図１２（ａ）は、一個のクランプ装置１０について、各部材が原位置にある状態を示しているが、ここで、クランプピン１４の先端とワーク５２との距離：ｄ_CＲ及びｄ_CＬがそれぞれ異なっている（ｄ_CＲ＞ｄ_CＬ）と仮定する。そして、この状態から入力ピン１６に押圧力を作用せしめて、クランプピン１４、１４を突出させていくと、図１２（ｂ）に示されるように、先ず、図中左側の一方のクランプピン１４がワーク５２に当接する。次いで、その状態から、更に、入力ピン１６に押圧力を加えて軸方向に移動させていくと、クサビピン３０が、入力ピン１６の軸方向の移動に伴なって移動すると共に、入力ピン１６の軸方向と直角な方向（クランプピン１４の軸方向）において、図中右方向に、入力ピン１６と相対的に移動せしめられる。これによって、図中右側の他方のクランプピン１４のみが、ワーク５２に当接するまで突出移動せしめられることとなり、最終的に、図１２（ｃ）に示されるように、両側のワーク５２、５２にクランプピン１４、１４が確実に当接せしめられ得るのである。そのため、両側のワーク５２、５２に作用せしめられる押圧力にバラツキが生じて、どちらか一方のワーク５２に対する押圧力が不足してしまう等といった問題が起こることを回避して、ワーク５２を確実にクランプすることが出来るようになるのである。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、図１３には、本発明に従うクランプ構造に係る別の実施形態が、平面視の形態において、示されている。なお、図１３に示されるクランプ構造において、先の実施形態に係るクランプ構造と同様な構造の部分には、同一の符号を付して、詳細な説明は省略することとする。

そのような図１３において、基板５０の中央部に一列に配列された三個のクランプ装置８４、８４及び８６の列の両側には、それぞれ矩形平板形状のワーク８８が一つ配置されている。なお、本実施形態においては、ガイド部材として、断面Ｌ字形状のガイドレール９０、９０が用いられ、図１４に示されるように、ガイドレール９０が、クランプ装置８４のクランプ本体１２に設けられた溝９２に嵌合せしめられることで、クランプ装置８４、８４が、その配列方向に移動し、案内されるようになっている。ここで、押圧力作用方向最前方のクランプ装置８６は、ボルト９４、９４によって、基板５０上に位置固定に保持されている。このため、かかる最前方のクランプ装置８６の移動を規制して、各クランプ装置８４、８６に対して押圧力を作用せしめるようにするためのストッパブロック６８やストッパピン７０の配設が、ここでは、不要となっている。

そして、かかるクランプ装置８６のクランプピン１４には、延長バー６２が、螺着されて、連結されると共に、その先端が、基板５０上に位置固定に保持された、片側にのみクランプピン１４が設けられてなる片側クランプ装置９６の入力ピン１６に対して、螺着されて、連結せしめられている。従って、クランプ装置８６は、直接ワークをクランプするのではなく、順次作用せしめられる押圧力の方向を変更する働きをしている。そして、クランプ装置８４、８４のクランプピン１４、１４及び片側クランプ装置９６のクランプピン１４の突出により、それらのピンとワーク８８を挟んで対向する位置に固設されたワーク保持ブロック９８、９８、９８との間で、ワーク８８が押圧されて、固定せしめられることとなる。

なお、片側クランプ装置９６については、図１５から明らかなように、クランプピン１４が配置されている側の構成は、先の実施形態に係るクランプ装置１０と同様である。これに対して、クランプピン１４が配置されていない側においては、クサビピン３０の端部が平坦面１００とされており、クランプピン挿通穴１０２の底部に嵌め込まれた当て板１０４の表面に摺接するように構成されている。また、かかる当て板１０４は、外部から螺入されたボルト１０６によって、クランプピン挿通穴１０２の底部に形成された段部１０８に当接した形態において、固定されるようになっている。

また、図１６には、本発明に従うクランプ構造に係る別の実施形態が、断面視の形態において、示されている。そこでは、クランプ装置１０が上下二段に重ねて配置されており、比較的背の高いワークをクランプする場合に効果的である。なお、この場合においては、押圧装置６４から延びる押圧ロッド６６の先端に押圧板１１０を設けて、上下のクランプ装置１０、１０の入力ピン１６、１６に対して、同時に押圧力が作用せしめられるようにすることが、好ましい。

さらに、入力ピン１６の押圧力をクランプピン１４の押圧力に変換する傾斜面４４や押圧面４６の傾斜角度は、入力ピン１６及びクランプピン１４の軸に対して４５°となる角度に限られず、押圧装置６４から作用せしめられる押圧力とワーク５２に作用せしめる押圧力との関係や、入力ピン１６とクランプピン１４のストローク（移動距離）との関係等を考慮して、適宜に設定されることとなる。

更にまた、クランプピン１４に設けられる凹所の形態としては、例示の如き、クランプピン１４の穴３４に達するような貫通した長孔３８に限らず、長手の凹部とされていても、何等差支えない。また、クランプピン１４が原位置に後退するように付勢する付勢手段としては、圧縮コイルバネ４２に限られず、公知の弾性部材等が適宜に用いられることとなる。なお、そのような付勢手段は必ずしも必要なものではなく、付勢手段を配設しない場合にあっては、クランプ装置１０において、各部材を原位置へ復帰させるための機構が作動しなくなるが、クランプ装置１０の構成が、その分、単純となるために、クランプ装置１０自体を更にコンパクトで且つ低コストとすることが可能となる。

加えて、本発明に従う複数ワークのクランプ構造において、押圧力を作用せしめるにあたっては、上述の如き、流体圧にて駆動される押圧装置６４に代えて、例えば、ネジ送り機構により押圧力を作用せしめるようにすることが可能である。但し、クランプ構造全体の自動化や作業工数の低減という点では、流体圧によって駆動される押圧装置を用いることが、より好ましいと言うことが出来る。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

１０、８４、８６クランプ装置１２クランプ本体
１４クランプピン１６入力ピン
３０クサビピン３８長孔
４０止めピン４２圧縮コイルバネ
４４傾斜面４６押圧面
５０基台５２、８８ワーク
６２延長バー６４押圧装置
７２ガイドバー９６片側クランプ装置

Claims

複数個のクランプ装置を一列に配列する一方、該クランプ装置の列の両側にそれぞれ少なくとも一つのワークを配置して、前記複数個のクランプ装置の作動によって、かかる両側に配された少なくとも一つのワークを押圧して、固定せしめるようにした複数ワークのクランプ構造にして、
前記クランプ装置が、クランプ本体から突出した端部に対して押圧力が作用せしめられる軸方向に移動可能な入力ピンと、該入力ピンの軸方向に対して直角な方向に同軸的に且つ移動可能に配置されて、一方の端部がクランプ本体の側方にそれぞれ突出せしめられる一方、対向する他方の端部に該入力ピンの軸に対して相互に逆方向に傾斜する傾斜面がそれぞれ形成されてなる二つのクランプピンと、該二つのクランプピンの端部の傾斜面に対応して傾斜する押圧面が両端部にそれぞれ設けられて、それら傾斜面と押圧面とが接触するように配置され、前記入力ピンの軸方向移動によって該二つのクランプピンを互いに離隔する方向に押圧して側方にそれぞれ突出せしめる、該入力ピンとは別体のクサビピンとを、クランプ本体内に収容してなる構造を有し、
そして該クランプ装置の複数個が、前記入力ピンの押圧力作用方向において前方側のクランプ装置の入力ピンが後方側のクランプ装置にて押圧せしめられるように配列されて、かかる配列された複数個のクランプ装置の前記押圧力作用方向における最後方に位置するものの入力ピンに押圧力を作用せしめることにより、それら複数個のクランプ装置の入力ピンに前記押圧力作用方向後方側のクランプ装置から押圧力を順次作用せしめて、それぞれのクランプ装置の前記二つのクランプピンをそれぞれ側方に突出させ、前記クランプ装置の列の両側に配置された少なくとも一つのワークに当接し、押圧せしめ得るようにしたことを特徴とする複数ワークのクランプ構造。
前記複数個のクランプ装置の列における前記押圧力作用方向の最後方に位置するクランプ装置の入力ピンに対して所定の押圧力を作用せしめる、流体圧にて駆動される押圧装置が、配設されている請求項１に記載の複数ワークのクランプ構造。
前記クランプ装置における二つのクランプピンに対して、その軸方向に延びる凹所がそれぞれ設けられている一方、該クランプピンのそれぞれの凹所に対して、前記クランプ本体に固定された止めピンの先端部が突入、位置せしめられて、それら二つのクランプピンの軸方向移動距離及び軸回りの回動が規制されるようになっている請求項１又は請求項２に記載の複数ワークのクランプ構造。
前記クランプ装置の入力ピンに対して、所定長さの延長バーが取り付けられて、該延長バーの先端部が前記押圧力作用方向後方側のクランプ装置に当接し得るように構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の複数ワークのクランプ構造。
前記複数個のクランプ装置の列における前記押圧力作用方向の最前方に位置するクランプ装置が、位置固定に保持され得るように構成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の複数ワークのクランプ構造。
前記複数個のクランプ装置のうち、前記押圧力作用方向の最前方に位置するものを除いたクランプ装置を、その配列方向に案内するガイド部材が、配設されている請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の複数ワークのクランプ構造。
前記クサビピンにて突出せしめられた前記二つのクランプピンをそれぞれ原位置に後退するように付勢する付勢手段が、前記クランプ本体内に配設されている請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の複数ワークのクランプ構造。