(57)【要約】【課題】  ワークの開口部周縁を両面方向から挟持することにより、ワークの安定的なクランプを可能にしつつ、その開口部径の変化に対応させて確実にクランプすることができるクランプ装置を提供する。【解決手段】  ワークＷ１，Ｗ２に形成した開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁の片面Ｗｂを支持する受け部材２０と、ワークの開口部周縁の他面Ｗｔを押圧して受け部材２０との間にワークを挟持するクランパー３０と、によってワークの両面を挟持して安定的にクランプできる。クランパー３０は、一端部が集中して開閉自在に枢支され他端部がワークの押圧部となる放射状部材３１と、この放射状部材３１の開閉量を制御する開閉制御手段３２と、放射状部材３１をワークの他面に近接・離反させる往復駆動手段３３と、によって、放射状部材３１の開度を開口部径に応じて変化でき、開口部径が異なる各種ワークを確実にクランプできる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに形成した開口部周縁の片面を支持する受け部材と、ワークの前記開口部周縁の他面を押圧して前記受け部材との間にワークを挟持するクランパーと、を備え、
前記クランパーは、一端部が集中して開閉自在に枢支されるとともに他端部がワークの押圧部となる放射状部材と、この放射状部材の開閉量を制御する開閉制御手段と、前記放射状部材をワークの他面に近接・離反させる往復駆動手段と、からなり、
前記放射状部材の開度を前記ワークの開口部径に応じて変化させる
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクランプ装置であって、
前記受け部材をワークの下方に配置し、その受け部材にワークをセットした状態でそのワークの上方から放射状部材で該ワークを挟持する
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のクランプ装置であって、
前記放射状部材は、閉じ状態で前記ワークの開口部から他面側に突出した後、前記開口部径に応じて開き、その開き状態を保持しながら後退して前記開口部周縁を挟持する
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
少なくとも請求項１〜３のいずれか１つに記載のクランプ装置であって、
前記開閉制御手段は、放射状部材の集中枢支部を相対回転自在に支持するねじ軸と、このねじ軸を回転制御するモータと、そのねじ軸に螺合する螺合部材を前記放射状部材に回動自在に連結する連結部材とを備えた
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
少なくとも請求項１〜４のいずれか１つに記載のクランプ装置であって、
前記往復駆動手段は、前記放射状部材および開閉制御手段を一体としてワークのクランプ方向に進退させるシリンダ装置である
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、板状のワークをそれに形成した開口部周縁で挟持するようにしたクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの穴（開口）部分を、その穴径の変化に対応させてクランプする従来のクランプ装置としては、放射状に配置した複数のピストンでそれぞれ固定した把持爪を放射状に接近・離間移動させ、各把持爪の先端に設けたそれら把持爪の動作方向と直角な軸を中心として揺動可能な補助爪で円筒状ワークの内周をクランプすることにより、その円筒状ワークの内径（穴径）の変化に対応させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１５９０９２号公報（第２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来のクランプ装置では、クランプしようとするワークが円筒状であり、その内周に保持爪を圧接させて、そのときの摩擦力によりワークをクランプする構造であるため、ワークの重量が大きい場合は上下方向に安定的にクランプすることが困難となり、ひいてはワークを落下させてしまう恐れがある。これは円筒状ワークの外周をクランプした場合も同様となる。
【０００４】
そこで、本発明はワークの開口部周縁を板厚方向である両面方向から挟持することにより、ワークの安定的なクランプを可能にしつつ、その開口部径の変化に対応させて確実にクランプすることができるクランプ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ワークに形成した開口部周縁の片面を支持する受け部材と、ワークの前記開口部周縁の他面を押圧して前記受け部材との間にワークを挟持するクランパーとを備える。
【０００６】
そして、そのクランパーは、一端部が集中して開閉自在に枢支されるとともに他端部がワークの押圧部となる放射状部材と、この放射状部材の開閉量を制御する開閉制御手段と、前記放射状部材をワークの他面に近接・離反させる往復駆動手段とからなり、前記放射状部材の開度を前記ワークの開口部径に応じて変化させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、受け部材によってワークの開口部周縁の片面を支持し、クランパーの放射状部材によってその開口部周縁の他面を押圧することにより、これら受け部材と放射状部材とによってワークの板厚方向から両面を挟持して安定的にクランプできる。
【０００８】
また、前記放射状部材は、開閉制御手段によりその開閉量を制御できるため、その放射状部材の開度をワークの開口部径に応じて変化させることにより、開口部径が異なる各種ワークを確実にクランプすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
「クランプ装置の構成」
図１〜図３は本発明のクランプ装置の一実施の形態を示し、図１はクランプ装置の拡大平面図、図２は開口部径の大きなワークをクランプする場合の工程を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図、図３は開口部径の小さなワークをクランプする場合の工程を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。
【００１１】
本実施の形態のクランプ装置１０は、図２及び図３に示すように、自動車の組み立てラインに設けられるロボットアーム１（図中破線で示す）に取り付けられ、そのクランプ装置１０によって異なる大きさとされた開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２を形成したパネル状のワークＷ１，Ｗ２（図中破線で示す）をクランプするようになっている。
【００１２】
即ち、前記クランプ装置１０は、ワークＷ１，Ｗ２に形成した開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁の片面（図中下面）Ｗｂを支持する受け部材２０と、ワークＷ１，Ｗ２の前記開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁の他面（図中上面）Ｗｔを押圧して前記受け部材２０との間にワークＷ１，Ｗ２を挟持するクランパー３０と、を備えている。
【００１３】
そして、前記クランパー３０は、図１にも示すように、一端部３１ａが集中して開閉自在に枢支されるとともに他端部３１ｂがワークＷ１，Ｗ２の押圧部となる３本の放射状部材３１と、この放射状部材３１の開閉量を制御する開閉制御手段３２と、前記放射状部材３１をワークＷ１，Ｗ２の他面Ｗｔに近接・離反させる往復駆動手段３３とからなり、前記放射状部材３１の開度を前記ワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２径に応じて変化させるようになっている。
【００１４】
前記受け部材２０は、例えば所定の肉厚をもって筒状に形成され、図２及び図３に示すように、その受け部材２０の実質的な受け面となる上端面２１をワークＷ１，Ｗ２の下方に配置し、その受け部材２０にワークＷ１，Ｗ２をセットした状態でそのワークＷ１，Ｗ２の上方から前記放射状部材３１で挟持することにより、ワークＷ１，Ｗ２を板厚方向でクランプするようになっている。
【００１５】
前記放射状部材３１の一端部３１ａの集中枢支部にはコマ部材３１ｃが設けられ、図１に示すように、このコマ部材３１ｃを中心として３本の放射状部材３１を略Ｙ字状に配置し、それぞれの放射状部材３１の一端部３１ａをそのコマ部材３１ｃに回動自在に枢着することにより、各放射状部材３１はコマ部材３１ｃを頂点として、いわゆる傘骨状に開閉可能となっている。
【００１６】
勿論、前記放射状部材３１は、ワークＷ１，Ｗ２をクランプするに十分な荷重を付加した場合にも、これに耐える十分な強度を備えている。
【００１７】
前記開閉制御手段３２は、放射状部材３１の集中枢支部としての前記コマ部材３１ｃを相対回転自在に支持するねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａを回転制御するモータ３２ｂと、そのねじ軸３２ａに螺合する螺合部材３２ｃを前記放射状部材３１の中間部分に回動自在に連結する連結部材３２ｄと、を備えて構成される。
【００１８】
前記モータ３２ｂは、例えばサーボモータで構成されて前記受け部材２０の内部に配置され、このモータ３２ｂから立設する前記ねじ軸３２ａにモータ３２ｂの回転が出力され、このねじ軸３２ａの正逆回転によって前記螺合部材３２ｃが昇降する。
【００１９】
そして、螺合部材３２ｃが上昇した場合は、その上昇力が連結部材３２ｄを介して放射状部材３１に伝達されるため、この放射状部材３１を図２（ａ）及び図３（ａ）の閉じ状態（初期状態）から図２（ｂ）及び図３（ｂ）の開き状態へと開動させる。
【００２０】
勿論、前記螺合部材３２ｃを下降することにより、開き状態にある放射状部材３１を閉じ状態へと閉動させることができる。
【００２１】
また、前記放射状部材３１が閉動して初期状態（図２（ａ）及び図３（ａ）参照）にあるとき、この放射状部材３１の下端位置は受け部材２０の上端面２１と略同一高さ（同一レベル）以上に設定され、ワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２内周に干渉することなく放射状部材３１が開動されるようになっている。
【００２２】
前記往復駆動手段３３は、前記放射状部材３１および前記開閉制御手段３２を一体としてワークＷ１，Ｗ２のクランプ方向、つまり上下方向に進退させるシリンダ装置３３ａで構成してある。
【００２３】
シリンダ装置３３ａは前記ロボットアーム１に結合して取り付けるとともに、このシリンダ装置３３ａのピストンロッド３３ｂを上方向に出没自在に突出させて、このピストンロッド３３ｂの先端に設けた設置台３３ｃに前記モータ３２ｂを固定してある。
【００２４】
従って、シリンダ装置３３ａは、これのピストンロッド３３ｂが図２（ａ）及び図３（ａ）に示す初期状態にあるとき、放射状部材３１が閉じ状態でワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２から他面（上面）Ｗｔ側に突出しており、この状態から図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す放射状部材３１の開き状態で前記ピストンロッド３３ｂを後退させることにより、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように放射状部材３１が下降して前記開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２の周縁を前記受け部材２０とによって挟持させる。
【００２５】
また、前記シリンダ装置３３ａのハウジング３３ｄの外周には鍔部材３３ｅを設けてあり、この鍔部材３３ｅに前記受け部材２０の下端部を結合して支持してある。
【００２６】
「クランプ動作」
以上の構成により本実施の形態のクランプ装置１０は、図２（ａ）及び図３（ａ）に示す初期状態では放射状部材３１が閉じ状態で受け部材２０の上端から突出しており、この状態でワークＷ１，Ｗ２をクランプ装置１０でクランプする際には、まず、このワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２に放射状部材３１を挿通させつつ、この開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁を受け部材２０の上端面２１に載置してセットする。
【００２７】
次に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、モータ３２ｂを駆動してねじ軸３２ａを所定量回転し、螺合部材３２ｃを必要量だけ上昇させて放射状部材３１を開動させ、そして、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すようにシリンダ装置３３ａのピストンロッド３３ｂを後退させることにより、前記放射状部材３１は開き状態を保持しながら下降し、この放射状部材３１の下端部３１ｂで前記開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２の周縁部の他面Ｗｔを押圧して、受け部材２０と放射状部材３１との間にワークＷ１，Ｗ２をその板厚方向から挟持してクランプするようになっている。
【００２８】
このとき、開口部Ｗｈ１の径が大きいワークＷ１の場合は、図２（ｂ）に示すようにモータ３２ｂの回転数、ひいてはねじ軸３２ａの回転数（回転角）を多くして螺合部材３２ｃの上昇量を増大することにより、放射状部材３１を大きく開動、つまり放射状部材３１の開度を大きくして、実質的な押圧部分となる放射状部材３１の下端部３１ｂの径を大きくしてある。本実施の形態では、放射状部材３１が水平になるまで開いた。
【００２９】
一方、開口部Ｗｈ２の径が小さいワークＷ２の場合は、図３（ｂ）に示すようにモータ３２ｂの回転数、ひいてはねじ軸３２ａの回転数（回転角）を少なくして螺合部材３２ｃの上昇量を減少することにより、放射状部材３１を小さく開動、つまり放射状部材３１の開度を小さくして、放射状部材３１の下端部３１ｂの径を前記開口部Ｗｈ２に合わせて小さくしてある。本実施の形態では、放射状部材３１がいわゆるハの字状になるように開いた。
【００３０】
また、ワークＷ１，Ｗ２のクランプを解除するためには、前記クランプ時と逆の動作を行わせることになり、まず、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示す状態からシリンダ装置３３ａのピストンロッド３３ｂを突出させて、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように放射状部材３１を上昇させてワークＷ１，Ｗ２から離し、次にモータ３２ｂを逆回転させて螺合部材３２ｃを下降して、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように放射状部材３１を閉動させてつぼめることにより、クランプ装置１０からワークＷ１，Ｗ２を取り外すことができる。
【００３１】
このように、本実施の形態のクランプ装置１０によれば、受け部材２０によってワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁の片面Ｗｂを支持し、クランパー３０の放射状部材３１によってその開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁の他面Ｗｔを押圧するようにしたので、これら受け部材２０と放射状部材３１とによってワークＷ１，Ｗ２の両面Ｗｂ，Ｗｔをその板厚方向から挟持できるため、このワークＷ１，Ｗ２を安定的にクランプできる。
【００３２】
「作用・効果」
また、前記放射状部材３１は、開閉制御手段３２のモータ３２ｂの回転数によりその開閉量を制御できるため、その放射状部材３１の開度をワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２径に応じて変化させることにより、開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２径が異なる各種ワークＷ１，Ｗ２を確実にクランプすることができる。
【００３３】
更に、本実施の形態のクランプ装置１０では、前記作用効果に加えて受け部材２０をワークＷ１，Ｗ２の下方に配置し、その受け部材２０にワークＷ１，Ｗ２をセットした状態でそのワークＷ１，Ｗ２の上方から放射状部材３１で挟持するようにしたので、受け部材２０と放射状部材３１とによってワークＷ１，Ｗ２をその板厚方向からクランプできるため、重量の嵩むワークＷ１，Ｗ２にあっても落下させること無く安定的にクランプすることができる。
【００３４】
更にまた、放射状部材３１は、閉じ状態でワークＷ１，Ｗ２の開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２から他面（上面）Ｗｔ側に突出した後、前記開口部径に応じて開き、その開き状態を保持しながら後退して前記開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２周縁を挟持するようにしたので、放射状部材３１が開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２を貫通した状態でワークＷ１，Ｗ２をクランプできるので、このクランプ状態で何らかの原因でワークＷ１，Ｗ２がクランプ装置１０に対して移動した場合にも、開口部Ｗｈ１，Ｗｈ２の貫通部分でワークＷ１，Ｗ２を保持できるため、ワークＷ１，Ｗ２の落下を阻止することができる。
【００３５】
また、放射状部材３１の開度を制御する開閉制御手段３２を、放射状部材３１の集中枢支部となるコマ部材３１ｃを相対回転自在に支持するねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａを回転制御するモータ３２ｂと、そのねじ軸３２ａに螺合する螺合部材３２ｃを放射状部材３１に回動自在に連結する連結部材３２ｄと、を備えて構成したので、ねじ軸３２ａの回転によって螺合部材３２ｃの軸方向移動量（昇降量）を精度良く調整でき、ひいては放射状部材３１の開度を精度良く制御することができる。
【００３６】
更に、往復駆動手段３３を、放射状部材３１および開閉制御手段３２を一体としてワークＷ１，Ｗ２のクランプ方向に進退させるシリンダ装置３３としたので、簡単な構成にして放射状部材３１のクランプ力を十分に確保できる構成とすることができる。
【００３７】
以上、本発明のクランプ装置は、前記実施の形態を例にとって説明したが、この実施の形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施の形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるクランプ装置の拡大平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における開口部径の大きなワークをクランプする場合の工程を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における開口部径の小さなワークをクランプする場合の工程を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  クランプ装置
２０  受け部材
２１  上端面（受け面）
３０  クランパー
３１  放射状部材
３１ｃ  コマ部材（集中枢支部）
３２  開閉制御手段
３２ａ  ねじ軸
３２ｂ  モータ
３２ｃ  螺合部材
３２ｄ  連結部材
３３  往復制御手段
３３ａ  シリンダ装置
Ｗ１，Ｗ２  ワーク
Ｗｈ１，Ｗｈ２  開口部
Ｗｂ  ワークの片面
Ｗｔ  ワークの他面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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