(57)【要約】【課題】クランプ装置において、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可能とする。【解決手段】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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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クランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクランプ装置において、
前記カム部材は、前記端部に対してボルトによって固定されることを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のクランプ装置において、
前記カム部材には、前記押圧面と隣接し、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が形成されることを特徴とするクランプ装置。
【請求項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、前記変位体に連結され一組のクランプアームに臨むブロック体の両端部にそれぞれ回転自在に支持されたローラであることを特徴とするクランプ装置。
【請求項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の端部には、前記カム部材の挿入される凹部が形成されることを特徴とするクランプ装置。
【請求項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、
前記押圧面は、平面状、又は、前記クランプアーム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。
【請求項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に装着されるカム部材の押圧面と、前記他方のクランプアームに装着されるカム部材の押圧面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。
【請求項８】
請求項７記載のクランプ装置において、
前記カム部材は、前記変位体の変位方向に対する前記押圧面の傾斜角度が異なることを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載のクランプ装置において、
前記カム部材の押圧面の形状を異ならせることで、一方のクランプアームと他方のクランプアームとの動作特性を変化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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このようなクランプ装置としては、特許文献１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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９５０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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という問題がある。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。
【０００６】
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という問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
また、駆動力伝達機構の押圧部によってクランプアームの端部に設けられたカム部材の押圧面を一定の押圧力で押圧することで、一組のクランプアームによって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、一定の回動力で回動させることができるため、前記クランプアームによるワークのクランプ力を常に一定に維持することができる。その結果、ワークに対する一組のクランプアームのクランプ力を、そのクランプ開始時からクランプ完了までの全域にわたって一定とし、安定した前記ワークのクランプを行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、カム部材を、端部に対してボルトによって固定するとよい。
【００１３】
さらにまた、カム部材には、押圧面と隣接し、且つ、軸方向と略平行に形成され、クランプアームがワークをクランプした状態で押圧部による押圧力を維持する保持面を形成するとよい。
【００１４】
またさらに、押圧部は、変位体に連結され一組のクランプアームに臨むブロック体の両端部にそれぞれ回転自在に支持されたローラとするとよい。
【００１５】
また、クランプアームの端部に、カム部材の挿入される凹部を形成するとよい。
【００１６】
さらに、押圧面は、平面状、又は、前記クランプアーム側に向かって断面円弧状に窪んだ湾曲状に形成するとよい。
【００１７】
さらにまた、一方のクランプアームに装着されるカム部材の押圧面と、他方のクランプアームに装着されるカム部材の押圧面とを異なる形状で形成するとよい。
【００１８】
またさらに、カム部材は、変位体の変位方向に対する押圧面の傾斜角度が異なるように形成されるとよい。
【００１９】
また、カム部材の押圧面の形状を異ならせることで、一方のクランプアームと他方のクランプアームとの動作特性を変化させるとよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２１】
すなわち、一組のクランプアームに対して、駆動力伝達機構の押圧部で押圧されるカム部材を着脱自在な構成としているため、例えば、前記カム部材の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り、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や範囲等のクランプ特性の変更を容易に実現することができる。また、駆動力伝達機構の押圧部によってクランプアームの端部に設けられたカム部材の押圧面を一定の押圧力で押圧することで、ワークに対する一組のクランプアームのクランプ力を、そのクランプ開始時からクランプ完了までの全域にわたって一定とし、安定した前記ワークのクランプを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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２】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３】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４】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５】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６】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７】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８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を示す。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
１０…クランプ装置                  １２…ボディ
１４…第１クランプアーム            １６…第２クランプアーム
１８…駆動部                        ２０…駆動力伝達機構
３０…アームピン                    ３４、３４ａ、３４ｂ、９６…カム部材
３６…凹部                          ３８…取付面
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…カム面
４２…保持面                        ４８ａ、４８ｂ…取付ボルト
５０…把持部                        ５４…シリンダチューブ
５６…ピストン                      ５８…ピストンロッド
６２…第１ポート                    ６４…第２ポート
７４…ブロック体                    ８４ａ、８４ｂ…ローラ
８６…ローラピン                    ８８…リンクピン
９０ａ、９０ｂ…リンクアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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