JPH09144715A - 位置決めクランプ装置 - Google Patents

位置決めクランプ装置

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JPH09144715A
JPH09144715A JP29867695A JP29867695A JPH09144715A JP H09144715 A JPH09144715 A JP H09144715A JP 29867695 A JP29867695 A JP 29867695A JP 29867695 A JP29867695 A JP 29867695A JP H09144715 A JPH09144715 A JP H09144715A
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cam
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昌和 手塚
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幸宏 宮下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランプアームのストロークを短くし、ワー
クとの干渉が生じないようにロケートピン長さを短かく
する。 【解決手段】 被固定部材が接触する接触面11aと位
置決めピン2を有する外側筒体4と、外側筒体4内に空
気圧シリンダ20に連結されて装着された、軸方向に進
退移動する内側筒体6を有する。また、内側筒体6内
に、前進限位置が規制された状態で、前進方向に付勢さ
れて進退移動自在に装着される従動部材5と、位置決め
ピン2の開口溝2c内に、従動部材5に支点ピン13に
より揺動自在に装着されて収容された、爪部3aを有す
るクランプアーム3を有する。さらに、従動部材5の前
進移動を規制して内側筒体6のみの移動を許容するスト
ッパと、ストッパによる従動部材5の前進移動規制下で
内側筒体6の前進移動をクランプアーム3の揺動運動に
変換するカム部材とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材を所定の位置
に配置、固定するために用いられる位置決め用のクラン
プ装置に関し、特に、自動車車体等を構成するパネル材
を所定の位置に配置、固定する位置決めクランプ装置に
適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、薄板鉄板等のパネル材を所定位置
に配置、固定する場合には、図7に示すように、パネル
材50に設けた位置決め孔51を位置決め用のロケート
ピン(位置決めピン)52に嵌合させ、さらにパネル材
50の周囲をクランプ装置53により固定することによ
り位置決め固定していた。
【0003】また、図8に示すように、パネル材50の
下面に、位置決め孔51を有する把手状の係止部54を
設け、この係止部54と、ロケートピン52および係止
爪55とを有するクランプ装置56を用いてパネル材5
0を位置決め固定することも行われていた。この場合、
クランプ装置53が届かないパネル材中央部をクランプ
することができ、より確実にパネル材50を位置決め固
定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の位置決め固定方法では、まず前者の方法で
は、パネル材50のクランプ位置が決められているた
め、パネル材50の形状や寸法の変更に柔軟に対応でき
ないという問題があった。
【0005】一方、後者の方法は、形状等の変更には比
較的柔軟に対応し得るが、係止爪55の上下ストローク
が大きいため、ロケートピン52を長くせざるを得ない
という問題があった。このため、ロケートピン52とワ
ークとの干渉を避けるべく、係止部54の寸法をロケー
トピン52の長さに合わせて設定しなければならず、パ
ネル材50のみならず、それを使用する製品の設計にま
で影響を及ぼすという弊害があった。
【0006】本発明の目的は、ロケートピン長さが短
く、製品設計に自由度を持たせることが可能なクランプ
装置を提供することにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0009】すなわち、本発明の位置決めクランプ装置
は、先端に被固定部材が接触する接触面を有し、この接
触面よりも突出し被固定部材に形成された位置決め孔が
嵌合する位置決めピンを有する外側筒体と、この外側筒
体内に装着されかつ駆動手段に連結されて軸方向に進退
移動する内側筒体とを有し、さらに、この内側筒体内に
進退移動自在に装着され、前進方向に付勢されるととも
に内側筒体に対する前進限位置が規制される従動部材
と、位置決めピンに形成された開口溝内に収容されると
ともに従動部材に支点ピンにより揺動自在に装着され、
接触面との間で被固定部材をクランプする爪を有するク
ランプアームとを有する。そして、内側筒体が先端に向
けて所定のストロークまで前進移動した後には従動部材
の前進移動を規制して内側筒体のみの移動を許容するス
トッパと、ストッパにより従動部材の前進移動が規制さ
れた状態のもとで内側筒体が前進移動する際には内側筒
体の前進移動をクランプアームの揺動運動に変換するカ
ム部材とを有する。そして、駆動手段を作動させること
により、位置決めピンの開口溝内にてクランプアームを
作動させ、被固定部材を所定位置に固定する。
【0010】この場合、前記ストッパを、前記支点ピン
と、前記外側筒体に形成された、前記支点ピンを遊嵌す
る遊嵌溝とを有する構成とすることができる。また、前
記カム部材を、クランプアームに形成されたカム部と、
該カム部と係合すると共に内側筒体と連動するカムフォ
ロアとを有する構成とすることもできる。さらに、クラ
ンプアームを複数個備えるようにしても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の一実施の形態である位置決
めクランプ装置の構成を示す断面図、図2,図3はその
構成部品の外形を示す斜視図である。なお、本実施の形
態においては、便宜上、クランプ装置1の図1において
左側を先端(側)、右側を後端(側)と称する。
【0013】本実施の形態におけるクランプ装置(位置
決めクランプ装置)1は、図1に示すように、その先端
にロケートピン(位置決めピン)2を有すると共に、内
部にクランプアーム3を内蔵した略円筒状の装置であ
り、駆動手段たる空気圧シリンダ20により、クランプ
アーム3を作動させてパネル材等のワーク(被固定部
材)を位置決め固定するものである。
【0014】当該クランプ装置1にあっては、まず所定
寸法のロケートピン2が、ロケートピン押え11により
その先端部に設けられている。このロケートピン2は、
ワーク側に設けられた位置決め孔と嵌合してワークを所
定位置に配置させるためものであり、その嵌合部2aは
ワークの位置決め孔と嵌合するように所定の外径に形成
されている。また、先端部2bはテーパ状に形成されて
おり、ロケートピン2を位置決め孔に嵌め易いようにな
っている。さらに、ロケートピン2の内部には、開口溝
2cが形成されており、そこにクランプアーム3が出没
自在に収容されるようになっている。一方、ロケートピ
ン押え11の先端部側には接触面11aが形成されてお
り、ロケートピン2と嵌合したワークは、この接触面1
1aに接触した状態でクランプアーム3によりクランプ
される。
【0015】また、ロケートピン2の後端側には、外側
筒体4が取り付けられている。この外側筒体4は、クラ
ンプ装置1の外形の一部を構成する円筒状の部品であ
り、図4から分かるように、その側面には後述するカム
ピン(カムフォロア)14が遊嵌される第1の長孔4a
と、支点ピン13が遊嵌される第2の長孔(遊嵌溝)4
bが設けられている。この場合、第2の長孔4bは、第
1の長孔4aと同一中心線上に第1の長孔4aより短い
寸法で形成されている。なお、両長孔4a,4bは、図
4で示した側とは反対側の面にもさらに1組設けられて
いる。
【0016】一方、外側筒体4の内側には、クランプア
ーム3が、カムピン14と支点ピン13により従動部材
5および内側筒体6に取り付けられた状態で収容されて
おり、これらの働きにより、クランプアーム3がワーク
クランプ位置やアーム収納位置に作動するようになって
いる。なお、本実施の形態では、前述のロケートピン押
え11と外側筒体4とを別個に設けた構成としたが、外
側筒体4とロケートピン2とを一体に形成し、外側筒体
4に形成した接触面にワークを接触させるようにしても
良い。
【0017】ここで、クランプアーム3は、先端部に爪
部(爪)3aを有するワーククランプ用の部品であり、
その略中央部にはカムピン14が挿通されたカム孔(カ
ム部)15が形成されており、カムピン14がカム孔1
5内を動くことにより、ワーククランプ位置やアーム収
納位置に移動するようになっている。なお、本実施の形
態では、クランプアーム3は、爪部3aが図1において
上向きものと下向きのものの2個設けられている。
【0018】このクランプアーム3は、図1に示すよう
に、内側筒体6のスリット6a(図3参照)に収まる形
で外側筒体4内に配設されている。また、支点ピン13
により従動部材5に揺動自在に結合されると共に、カム
孔15にカムピン14を挿通させることにより内側筒体
6とも接続されている。ここで、カム孔15は、先端方
向に向かって爪部3a側に傾斜した状態で形成されてお
り、カムピン14がカム孔15を移動して先端側に移動
するに従い、クランプアーム3は、その爪部3aがロケ
ートピン2内に引き込まれる方向に支点ピン13を中心
として揺動する。
【0019】次に、従動部材5は、図2に示すような、
段部5aを有する短円柱状の部品であり、図1に示すよ
うに、クランプアーム3を取り付けた状態で内側筒体6
の内部に進退移動自在に取り付けられる。また、その一
端側には、クランプアーム3を取り付けるためのスリッ
ト部5bが形成されている。この場合、クランプアーム
3は、支点ピン13を支点ピン孔5cに嵌合させること
により、スリット部5b内に支点ピン13を中心として
揺動自在に取り付けられる。
【0020】一方、従動部材5には、段部5aが形成さ
れており、これにより内側筒体6の内部に形成された段
部6bと係合し内側筒体6に対する前進限位置が規制さ
れるようになっている。また、小径部5dは、内側筒体
6の内側面に摺動自在に嵌合するような寸法に形成され
ている。さらに、従動部材5の後端側の端面には、ばね
受け用の凹部5eが形成されており、図1に示すよう
に、押圧ばね8を接続部材7との間に設置することによ
り、従動部材5は、常に先端側に付勢された状態で内側
筒体6の内側に取り付けられている。
【0021】内側筒体6は、図3に示すような円筒状の
部品であり、その一端側には、クランプアーム3を取り
付けるためのスリット部6aが形成されている。また、
その外径は外側筒体4の内側面に軸方向に進退移動自在
に嵌合するような寸法に形成されており、クランプアー
ム3を取り付けた状態で外側筒体4の内側に配設され
る。さらに、その内部には段部6bが形成されており、
そこに従動部材5が係合するようになっている。加え
て、後端側には雌ねじ部6cが形成されており、これに
より接続部材7を介して空気圧シリンダ20と連結され
る。
【0022】一方、この内側筒体6には、その側面に、
カムピン孔6dおよび、カムピン孔6dと同一中心線上
に形成された長孔状の支点ピン孔6eが設けられてい
る。そして、スリット部6aにクランプアーム3を挟み
込んだ状態で、カムピン孔6dにカムピン14を嵌合さ
せると共に、支点ピン13を支点ピン孔6eに遊嵌させ
るように取り付けることにより、クランプアーム3が従
動部材5と共に内側筒体6内に取り付けられる。
【0023】このように、クランプアーム3は、従動部
材5を内側筒体6内に収容した状態で、第2の長孔4
b、支点ピン孔5c,6eを介して支点ピン13を、ま
た、第1の長孔4a、カム孔15を介してカムピン14
を取り付けることにより、スリット部6aとスリット部
5bに収容された形で外側筒体4の内部に取り付けられ
ることになる。
【0024】一方、接続部材7は、内側筒体6とピスト
ンロッド21とを接続する部品であり、内側筒体6の雌
ねじ部6cに螺合する雄ねじ部7aと、ピストンロッド
21の雄ねじ部21aに螺合する雌ねじ部7bとを有す
る構成となっている。これにより、内側筒体6は、接続
部材7を介してピストンロッド21と結合され、空気圧
シリンダ20の作動に伴って、外側筒体4およびマウン
トブロック12内を軸方向に移動することになる。な
お、この接続部材7と従動部材5との間には、前述のよ
うに、押圧ばね8が設けられており、従動部材5を常に
先端側に付勢している。
【0025】ところで本実施の形態においては、駆動手
段として、空気圧シリンダ20を用いている。この空気
圧シリンダ20は、シリンダチューブ22内に、ピスト
ンロッド21を有するピストン23を設け、これを空気
圧にて作動させてクランプアーム3を作動せしめるもの
である。なお、この空気圧シリンダ20には、シリンダ
位置を検知するためのマグネット24と、ピストン23
とブッシュ25との衝突を防ぐためのバンパ26を備え
たサポート27が併せて設けられている。
【0026】なお、前記の各部品は、バンパ26やその
他パッキン部分を除き原則として、鉄やアルミニウム等
の金属製であるが、負荷の程度やコストを考慮して適宜
合成樹脂製とすることも可能である。
【0027】次に、本実施の形態のクランプ装置1の動
作について説明する。図4〜図6はクランプ装置1の作
動状態を示す一部断面図であり、図4はワーク10をク
ランプした状態の時を、図5はクランプアーム3がワー
ク10から離脱して上昇した状態の時を、図6はクラン
プアーム3が収納された状態の時をそれぞれ示してい
る。
【0028】まず、ワーククランプ状態の場合には、ピ
ストン23が後端側に移動し、図4に示すように、クラ
ンプアーム3は、ワーク10を爪部3aとロケートピン
押え11の接触面11aとの間でクランプする。このと
きロケートピン2はワーク10の位置決め孔10aと嵌
合しており、ワーク10は所定の位置に位置決め固定さ
れる。
【0029】このような状態から、ワーク10を解放す
る場合には、まず空気圧シリンダ20を作動させてピス
トン23を先端側に移動させる。これに伴い、ピストン
ロッド21も先端側へ移動し、これと共に内側筒体6も
先端側に移動する。また、従動部材5も押圧ばね8の押
圧力により、内側筒体6に係合した状態のまま内側筒体
6と共に先端側に移動しようとする。ここで、図4から
分かるように、従動部材5に嵌合している支点ピン13
の前進移動が、第2の長孔4bにより規制されないた
め、従動部材5の軸方向への動きは妨げられない。従っ
て、この場合には、従動部材5もまた内側筒体6と共に
先端側に移動する。
【0030】一方、従動部材5と内側筒体6とが一緒に
移動し、両者間の相対的な位置関係は変化しないことか
ら、カムピン14は、カム孔15内での位置を変えるこ
となく第1の長孔4a内を先端側に移動する。従って、
クランプアーム3は、揺動することなく真っ直ぐに軸方
向に移動し、爪部3aもロケートピン2の開口溝2c内
を移動してワーク10から離脱する。このように、本ク
ランプ装置1では、クランプアーム3が垂直にワーク1
0から離脱するため、爪部3aによりワーク10を傷つ
けることなく、クランプ装置1からワーク10を解放す
ることができる。
【0031】このように先端側にクランプアーム3が移
動して行くと、やがて、支点ピン13が第2の長孔4b
の先端側の端部に当接するに至る。このときの状態を示
したのが図5である。このとき、支点ピン13は、その
前進移動が第2の長孔4bにより規制されこれ以上先端
側には移動できないため、従動部材5もまたこれ以上先
端側には移動できない。従って、支点ピン13により従
動部材5に取り付けられたクランプアーム3もこれ以上
先端側には移動できないことになり、この状態がクラン
プアーム3が最も先端部側に移動(上昇)した位置とな
る。
【0032】なお、このときにも、カムピン14は、第
1の長孔4a内において、依然として遊嵌状態であるた
め、これと嵌合している内側筒体6はさらに先端側に移
動できる余地を残している。また、この場合、内側筒体
6の支点ピン孔6eは長孔状に形成されているため、支
点ピン13が停止した状態でも内側筒体6の動きは妨げ
られず、内側筒体6のみの移動が許容された状態とな
る。すなわち、支点ピン13および第2の長孔4bは、
従動部材5の前進移動を規制して内側筒体6のみの移動
を許容するストッパとして機能することになる。
【0033】次に、さらにピストン23を先端側に移動
させると、ピストンロッド21と共に内側筒体6はさら
に先端側に移動する。この場合、図5から分かるよう
に、従動部材5はこれ以上は移動できないことから、内
側筒体6のみが先端側に移動して行く。また、内側筒体
6と同様、カムピン14も第1の長孔4a内を先端部側
に移動する。そして、やがてカムピン14が第1の長孔
4aの先端側端部に当接するに至り、このときの状態を
示したのが図6である。
【0034】この場合、内側筒体6が先端側に移動する
のに対し、従動部材5は、図5の状態から移動できない
ため、従動部材5と内側筒体6との間の相対的位置関係
が変化する。すなわち、従動部材5に結合されたクラン
プアーム3と、内側筒体6に結合されたカムピン14と
の相対的位置関係も変化し、カムピン14は、カム孔1
5内を先端側に移動しつつ第1の長孔4a内を移動する
ことになる。このため、クランプアーム3は、カム孔1
5に案内される形で支点ピン13を中心に揺動し、ロケ
ートピン2の開口溝2cの内部に収容されることにな
る。すなわち、カムピン14およびカム孔15は、従動
部材5の前進運動が規制された状態のもとで内側筒体6
が前進運動する際に、内側筒体6の前進運動をクランプ
アーム3の揺動運動に変換するカム部材として機能す
る。
【0035】一方、図6のような状態から、ワーク10
をクランプする場合には、先の場合とは逆にピストン2
3を後端側に移動させる。このとき従動部材5は押圧ば
ね8の押圧力により現状が維持され、内側筒体6のみが
後端側に移動する。そして、内側筒体6の移動に伴い、
カムピン14は、カム孔15内を後端側に移動しつつ第
1の長孔4a内を移動し、クランプアーム3が先程とは
逆の方向に揺動して図5の状態に至る。
【0036】さらに、ピストン23を後端側に移動させ
ると、図5から分かるように、内側筒体6と従動部材5
とが係合していることから、内側筒体6が後端側に移動
するのと同時に従動部材5も後端側に移動する。そし
て、支点ピン13も第2の長孔4b内を後端側に移動
し、クランプアーム3も後端側に移動する。なお、この
場合には、前述同様、従動部材5と内側筒体6との間で
相対的な位置変化がないため、カムピン14は、カム孔
15内での位置を変えることなく第1の長孔4a内を後
端側に移動する。従って、クランプアーム3は図5の位
置から真っ直ぐに図4の位置に移動する。
【0037】このように、本発明のクランプ装置1によ
れば、短いストロークでワーク10のクランプや解放を
行うことができ、かつクランプアーム3の動作によりワ
ーク10に損傷を与えることもない。
【0038】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0039】たとえば、前記の実施の形態では、外側筒
体4にカムピン14が遊嵌する第1の長孔4aを設けた
構成としたが、この第1の長孔4aは、機能上必ずしも
必要なものではなく、これを省略することも可能であ
る。また、カム部材として、前記の実施の形態では、カ
ムピン14とカム孔15の組み合わせを用いたが、その
構成はこれには限られず、たとえば、内側筒体6側にカ
ム孔を設け、これとクランプアーム3に設けた突起を嵌
合させるようにしても良い。
【0040】さらに、前記の実施の形態では、クランプ
アーム3の数を2個としたが、その数は2個には限られ
ず、1個や3個、4個等、任意の数を設定することがで
きる。また、爪部3aの方向も、本実施の形態では、互
いに反対方向のものを示したが、2個とも同じ側に並ん
で設ける構成としても良い。
【0041】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である、駆動手段として空
気圧作動装置を用いたクランプ装置に適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、たと
えば、油圧作動装置等の流体圧作動装置を駆動手段とす
るものや、電動のクランプ装置にも適用できる。
【0042】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0043】(1)ロケートピンに形成した開口溝内に
おいて、外側筒体や内側筒体、従動部材、ストッパ、カ
ム部材等を組み合わせた機構を構築し、当該機構を用い
てクランプアームを作動させることにより、短いストロ
ークでワークのクランプや解放を行うことができるとい
う効果がある。従って、ロケートピンの長さを短くする
ことが可能となり、ワーク自体のみならず、それを用い
た製品の設計の自由度を高めることができる。
【0044】(2)前記機構により、クランプアームを
軸方向に沿って真っ直ぐに作動させることができるとい
う効果がある。従って、ワークに損傷を与えることなく
ワークのクランプや解放を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である位置決めクランプ
装置の構成を示す断面図である。
【図2】図1の位置決めクランプ装置に使用される従動
部材の外形を示す斜視図である。
【図3】図1の位置決めクランプ装置に使用される内側
筒体の外形を示す斜視図である。
【図4】図1の位置決めクランプ装置のワーククランプ
時における状況を示す一部断面図である。
【図5】図1の位置決めクランプ装置のクランプアーム
上昇時における状況を示す一部断面図である。
【図6】図1の位置決めクランプ装置のクランプアーム
収納時における状況を示す一部断面図である。
【図7】従来のワーククランプ方法を示す説明図であ
る。
【図8】従来のワーククランプ方法を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 クランプ装置(位置決めクランプ装置) 2 ロケートピン(位置決めピン) 2a 嵌合部 2b 先端部 2c 開口溝 3 クランプアーム 3a 爪部(爪) 4 外側筒体 4a 第1の長孔 4b 第2の長孔(遊嵌溝、ストッパ) 5 従動部材 5a 段部 5b スリット部 5c 支点ピン孔 5d 小径部 5e 凹部 6 内側筒体 6a スリット部 6b 段部 6c 雌ねじ部 6d カムピン孔 6e 支点ピン孔 7 接続部材 7a 雄ねじ部 7b 雌ねじ部 8 押圧ばね 10 ワーク 10a 位置決め孔 11 ロケートピン押え 11a 接触面 12 マウントブロック 13 支点ピン(ストッパ) 14 カムピン(カムフォロア、カム部材) 15 カム孔(カム部、カム部材) 20 空気圧シリンダ(駆動手段) 21 ピストンロッド 21a 雄ねじ部 22 シリンダチューブ 23 ピストン 24 マグネット 25 ブッシュ 26 バンパ 27 サポート 50 パネル材 51 位置決め孔 52 ロケートピン 53 クランプ装置 54 係止部 55 係止爪 56 クランプ装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に被固定部材が接触する接触面を有
    し、この接触面よりも突出し前記被固定部材に形成され
    た位置決め孔が嵌合する位置決めピンを有する外側筒体
    と、 前記外側筒体内に装着されかつ駆動手段に連結されて軸
    方向に進退移動する内側筒体と、 前記内側筒体内に進退移動自在に装着され、前進方向に
    付勢されるとともに前記内側筒体に対する前進限位置が
    規制される従動部材と、 前記位置決めピンに形成された開口溝内に収容されると
    ともに前記従動部材に支点ピンにより揺動自在に装着さ
    れ、前記接触面との間で前記被固定部材をクランプする
    爪を有するクランプアームと、 前記内側筒体が先端に向けて所定のストロークまで前進
    移動した後には前記従動部材の前進移動を規制して前記
    内側筒体のみの移動を許容するストッパと、 前記ストッパにより前記従動部材の前進移動が規制され
    た状態のもとで前記内側筒体が前進移動する際には前記
    内側筒体の前進移動を前記クランプアームの揺動運動に
    変換するカム部材とを有することを特徴とする位置決め
    クランプ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のクランプ装置であって、
    前記ストッパは、前記支点ピンと、前記外側筒体に形成
    された、前記支点ピンを遊嵌する遊嵌溝とを有すること
    を特徴とする位置決めクランプ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のクランプ装置で
    あって、前記カム部材は、前記クランプアームに形成さ
    れたカム部と、該カム部と係合すると共に前記内側筒体
    と連動するカムフォロアとを有することを特徴とする位
    置決めクランプ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、3のいずれか1項に記載
    のクランプ装置であって、前記クランプアームを複数個
    備えたことを特徴とする位置決めクランプ装置。
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