JP3644882B2 - Clamping device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームを介してワークをクランプすることが可能なクランプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車等の構成部品を溶接する際に、その構成部品をクランプするためにクランプシリンダが用いられており、この種のクランプシリンダは、例えば、米国特許第4458889号公報等に開示されている。
【0003】
この米国特許第4458889号公報に開示されたクランプシリンダでは、図14および図15に示されるように、分割された一組のボデイ1a、1bの間にシリンダ1cの駆動作用下にピストンロッド2が進退自在に配設され、前記ピストンロッド2の一端部にはカップリング3が連結されている。前記カップリング3の両側部には、第1シャフト4を介して一組のリンク5a、5bおよび一組のローラ6a、6bがそれぞれ軸着され、さらに、前記一組のリンク5a、5bの間には、第2シャフト7を介してアーム8が所定角度回動自在に連結される。
【0004】
この場合、前記一組のローラ6a、6bは、孔部に装着された複数のニードル9aを介して摺動自在に設けられ、前記ピストンロッド2は、ボデイ1a、1bにそれぞれ形成されたトラック溝9bに沿って摺動する前記ローラ6a、6bの案内作用下に、該ローラ6a、6bと一体的に変位するように設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る米国特許第4458889号公報に開示されたクランプシリンダでは、例えば、アームに保持されるワークの大きさや厚さ等によって該ワークをクランプしたときのアームの回動角度によってクランプ力が低下するという不具合がある。
【0006】
換言すると、例えば、クランプシリンダの取付姿勢等に起因してワークをクランプしたときのアームの回動角度が変化することにより、ワークを保持するクランプ力特性が変動(低下)するからである。
【0007】
本発明は、前記の不具合に鑑みてなされたものであり、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ボデイと、
前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、
前記ロッド部材に連結されるリンク部材と前記リンク部材にリンクされる支持レバーとを含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記リンク部材に形成され、ロッド部材の一端部側に設けられたナックルピンが係合する長孔と、
前記支持レバーの回動動作を規制する係止面が形成された係止手段と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
この場合、前記係止手段はレバーストッパからなり、支持レバーの側面がレバーストッパの係止面に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動動作が好適に規制される。
【0010】
また、前記駆動手段として、一組の圧力流体出入ポートを介してシリンダ室に供給される圧力流体の作用下に変位するピストンを含むシリンダ部によって構成するとよい。
【0011】
さらに、前記ボデイの内部には、支持レバーに形成された係止部からなる回動角度規制手段を設けるとよい。前記係止部の当接面がレバーストッパに当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動角度が規制される。
【0012】
本発明によれば、長孔の範囲内において、リンク部材は自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームにも自由度が設けられる。従って、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力が略一定に保持される。また、係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束してアームがアンクランプ状態の所定位置に保持される。
【0013】
【発明の実施の形態】
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。
【0014】
図1および図2において、参照数字10は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を示す。
【0015】
このクランプ装置10は、ボデイ12と、前記ボデイ12の下端部に気密に連結されたシリンダ部(駆動手段)14と、前記ボデイ12に形成された略円形状の一組の開口部(図示せず)を介して外部に突出する断面矩形状の軸受部18に連結されるアーム20と、前記ボデイ12の内部に設けられ、前記アーム20のアンクランプ状態における初期位置を保持するロック機構22とを備える。
【0016】
シリンダ部14は、エンドブロック24と、その一端部が前記エンドブロック24の凹部に気密に連結され他端部がボデイ12に気密に連結された角筒状のシリンダチューブ26とを含む。
【0017】
さらに、シリンダ部14は、図2に示されるように、前記シリンダチューブ26内に収装されシリンダ室28に沿って往復動作するピストン30と、前記ピストン30の中央部に連結されて該ピストン30と一体的に変位するロッド部材32とを有する。前記ピストン30は、前記ロッド部材32の軸線と略直交する断面が略楕円形状に形成され、前記シリンダ室28の断面形状も前記ピストン30に対応して略断面楕円形状に形成されている。
【0018】
なお、前記ピストン30の外周面には、ピストンパッキン36が装着されている。
【0019】
前記エンドブロック24の四隅角部には図示しない取付用孔部が穿孔され、前記取付用孔部に挿通された4本のシャフト(図示せず)を介してエンドブロック24、シリンダチューブ26およびボデイ12がそれぞれ気密に組み付けられる。前記ボデイ12およびエンドブロック24には、それぞれ、シリンダ室28に圧力流体(例えば、圧縮空気)を導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート42a、42bが形成されている。
【0020】
ボデイ12は、第1ケーシング46と図示しない第2ケーシングとが一体的に組み付けられて構成される。前記ボデイ12内には、第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングにそれぞれ形成された凹部によって室44が形成され、前記室44内にロッド部材32の自由端が臨むように設けられる。
【0021】
ロッド部材32の一端部には、ナックルジョイント62を介して、該ロッド部材32の直線運動をアーム20の回動運動に変換するトグルリンク機構64が設けられる。前記ナックルジョイント62は、所定間隔離間し略平行に分岐する二股部を有するナックルブロック56と、前記二股部に形成された孔部に軸着されるナックルピン70とから構成される。前記ナックルブロック56の一側面には、後述するローラ部材48に係合する第1傾斜面50および第2傾斜面52を有する係合部54が形成されている(図3参照)。
【0022】
トグルリンク機構64は、ナックルピン70を介してナックルジョイント62の二股部の間に連結されるリンクプレート(リンク部材)72と、第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングに形成された略円形状の一組の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー74とを有する。なお、前記支持レバー74をアーム20と一体成形してもよい。
【0023】
前記リンクプレート72は、前記ナックルジョイント62と支持レバー74との間に介装され、前記ナックルジョイント62と支持レバー74とをリンクする機能を営む。
【0024】
すなわち、前記リンクプレート72は、一端部側に形成された略楕円形状の長孔65と他端部側に形成された孔部(図示せず)とを有し、前記長孔65に係合するナックルピン70およびナックルジョイント62を介してロッド部材32の自由端に連結され、前記孔部に軸着されるリンクピン69を介して支持レバー74の二股部に連結される。また、前記リンクプレート72の一端部には、後述するガイドローラ79と接触する湾曲面81が形成されている(図2参照)。
【0025】
この場合、ナックルピン70に係合する長孔65をリンクプレート72に形成して前記ナックルピン70に遊びを設けることにより、前記リンクプレート72は前記長孔65の範囲内において変位可能な自由度を有する。換言すると、前記リンクプレート72に形成された湾曲面81とガイドローラ79との接触部位を、アーム20の回動角度に拘わらず略一定の位置に保持することができる。
【0026】
支持レバー74は、リンクピン69が軸着される孔部が形成された二股部と、ロッド部材32の軸線と略直交する方向(紙面と略直交する方向)に突出形成され、図示しない開口部を介してボデイ12から外部に露呈する断面矩形状の軸受部18とを有する。前記軸受部18には、図示しないワークをクランプするアーム20が着脱自在に装着される。従って、前記支持レバー74はアーム20と一体的に回動動作するように設けられる。
【0027】
前記軸受部18の下方側には、第1ケーシング46の内壁角部にねじ部材73を介して固定されたレバーストッパ(係止手段)75が設けられ、前記レバーストッパ75は、前記支持レバー74の回動動作を規制する機能を営む。前記レバーストッパ75には、右下がりに所定角度傾斜する係止面77が形成されている。
【0028】
なお、前記レバーストッパ75を別体で構成することなく、第1ケーシング46または図示しない第2ケーシングに一体的に膨出形成してもよい。
【0029】
ロック機構22は、図1および図3に示されるように、室44内に配設され、第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングに支持された支点ピン58と、一端側に軸着された前記支点ピン58を支点として所定角度回動自在に設けられたロックプレート60と、ピン部材66を介して前記ロックプレート60の分岐片61a、61bの間に回動自在に軸支されるローラ部材48と、前述したナックルブロック56に設けられ、前記ローラ部材48が係合する第1傾斜面50、第2傾斜面52、および、前記第1傾斜面50と第2傾斜面52との間の境界部分に形成された山部53を有する係合部54と、前記支点ピン58とは反対側のロックプレート60の端部側に形成された凹部67に一端部が係着されるばね部材68とを含む。
【0030】
前記ばね部材68の他端部は、第1ケーシング46の内壁面に形成された凹部71に係着され、その弾発力の作用下に支点ピン58を支点として、常時、ロックプレート60を矢印B方向に押圧するように設けられている。換言すると、ロックプレート60は、ばね部材68の弾発力に打ち勝つ押圧力がローラ部材48に作用することにより、支点ピン58を支点として矢印A方向に向かって所定角度だけ回動可能に設けられている。
【0031】
なお、図3に示されるように、鉛直面に対する前記第1傾斜面50の傾斜角度αおよび前記第2傾斜面52の傾斜角度βは、それぞれα>βとなるように設定され、この場合、前記傾斜角度αを約30度〜45度、前記傾斜角度βを約10度〜20度に設定するとよい。
【0032】
また、支点ピン58の中心点を基準として、前記支点ピン58とローラ部材48および係合部54が当接している当接点(ピン部材66の中心点)との間の離間距離をL1とし、前記支点ピン58とばね部材68が押圧している押圧点との離間距離をL2とした場合、L2/L1の値を大きく設定することにより、ロック機構22の保持力を増大させることができる。
【0033】
ボデイ12を構成する第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングの内壁面の上部側には、断面円弧状の凹部78がそれぞれ形成され、前記凹部78には、前記リンクプレート72の湾曲面81に接触することにより所定角度だけ回動するガイドローラ79が設けられる。前記第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングに形成された孔部には、ガイドローラ79を回動自在に軸支するピン部材82が固着され、またガイドローラ79の貫通孔には周方向に沿って複数のニードルベアリング84が装着される。前記ニードルベアリング84の転動作用下にガイドローラ79が円滑に回動するように設けられている。
【0034】
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。
【0035】
先ず、図示しない固定手段を介してクランプ装置10を所定位置に固定するとともに、図示しないチューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート42a、42bにそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続する。
【0036】
前記のような準備作業を経た後、図示しない圧力流体供給源を付勢して一方の圧力流体出入ポート42bからピストン30の下部側のシリンダ室28に圧力流体(例えば、圧縮空気)を導入する。前記シリンダ室28に導入された圧力流体の作用下にピストン30が押圧され、該ピストン30がシリンダ室28に沿って上昇する。
【0037】
前記ピストン30の直線運動は、ロッド部材32およびナックルジョイント62を介してトグルリンク機構64に伝達され、前記トグルリンク機構64を構成する支持レバー74の回動作用下にアーム20の回転運動に変換される。
【0038】
すなわち、ピストン30の直線運動(上昇)によって、ロッド部材32の自由端に係合するナックルジョイント62およびリンクプレート72を上方に向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート72に対する押圧力は、ナックルピン70を支点として該リンクプレート72を所定角度回動させるとともに、前記リンクプレート72のリンク作用下に支持レバー74を回動させる。
【0039】
従って、前記支持レバー74の軸受部18を支点としてアーム20が反時計回り方向に向かって所定角度回動する。
【0040】
このようにしてアーム20が反時計回り方向に回動している際、リンクプレート72の湾曲面81がガイドローラ79に接触し、前記湾曲面81と接触した状態を保持しながら該ガイドローラ79がピン部材82を中心として回動する。
【0041】
さらにアーム20が回動して、図示しないワークに当接することにより、アーム20の回動動作を停止する。この結果、アーム20によってワークがクランプされるクランプ状態に至る(図4参照)。
【0042】
図5に示されるように、例えば、ワーク(W、W1、W2)の厚さ等が相違することによってワーク(W、W1、W2)のクランプ状態におけるアーム20の回動角度が変化した場合、ナックルピン70に係合する長孔65に沿ってリンクプレート72が僅かに変位することにより、クランプ力を略一定に保持することができる。すなわち、長孔65の範囲内において、リンクプレート72は自由に変位可能に設けられ、前記リンクプレート72に追従する支持レバー74およびアーム20にもある程度の自由度が設けられるからである。
【0043】
このことは、換言すると、アーム20の回動角度が変化しても、リンクプレート72に長孔65の範囲内において自由度が設けられ、前記リンクプレート72の湾曲面81とガイドローラ79の接触点とが常に同一で一定の位置に保持されるからである。
【0044】
この結果、本実施の形態では、ワークWをクランプした際のアーム20の回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することが可能なクランプ力特性を得ることができる。
【0045】
次に、アーム20をワークWから離間させてクランプ状態を解除する場合には、図示しない切換弁の切り換え作用下に前記とは反対の他方の圧力流体出入ポート42aからピストン30の上部側のシリンダ室28に圧力流体を導入する。前記シリンダ室28に導入された圧力流体の作用下にピストン30が押圧され、該ピストン30がシリンダ室28に沿って下降する。
【0046】
前記ピストン30の直線運動は、トグルリンク機構64を介してアーム20の回転運動に変換され、前記アーム20は、時計回り方向に向かって回動する(図6参照)。
【0047】
前記アーム20の回動動作に連動して支持レバー74が時計回り方向に向かって回動する際、図7に示されるように、前記支持レバー74の側面がレバーストッパ75の係止面77に当接して該支持レバー74の時計回り方向の回動動作が規制される。
【0048】
なお、図7では、ナックルピン70が長孔65の上部側に位置しているが、これは、ロッド部材32がピストン30と一体的に下降する際、アーム20が慣性力によって時計回り方向に向かって回動するときのナックルピン70と長孔65との係合状態の一つを例示したものであり、必ずしも、ナックルピン70が長孔65の上部側に係合した状態となるものではない。
【0049】
レバーストッパ75によって支持レバー74の時計回り方向に向かう回動動作が規制された状態において、上部側のシリンダ室28に供給される圧力流体の作用下に、さらにピストン30が下方側に向かって変位することにより前記ピストン30が図2に示す下限位置に到達する。その際、ピストン30と一体的にロッド部材32およびナックルブロック56が下方側に向かって変位することにより、長孔65に沿ってナックルピン70が僅かに下降する(図7と図2とを比較参照)。
【0050】
図2に示すアンクランプ状態の初期位置では、レバーストッパ75による係止作用下に支持レバー74が時計回り方向に向かって回動動作することが規制され、且つピストン30が下限位置に到達して、これ以上、下方側に向かって変位することが規制されることにより、アーム20が時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。その一方において、上部側のシリンダ室28は所定圧からなる圧力流体が供給された状態に保持され、その圧力流体の作用下に、ピストン30が上昇してアーム20が反時計回り方向に向かって回動動作することが確実に阻止される。
【0051】
このように、略一定なクランプ力特性を得るために長孔65を設けても、アンクランプ状態の初期位置において、前記長孔65による自由度が拘束されるため、前記長孔65に起因してアーム20にガタが発生することを確実に防止することができる。
【0052】
次に、ロック機構22の作用効果について説明する。
【0053】
前記アーム20が時計回り方向に回動してピストン30が最下限位置に到達する前、ナックルブロック56と一体的に下降する係合部54の第2傾斜面52がロックプレート60に軸支されたローラ部材48に係合する(図7参照)。
【0054】
この場合、ロックプレート60は、ばね部材68の弾発力に抗して矢印A方向に向かって押圧され、前記ロックプレート60に軸支されたローラ部材48が係合部54の第2傾斜面52、第2傾斜面52と第1傾斜面50との間の境界部分に形成された山部53をそれぞれ乗り越えて、該ローラ部材48が第1傾斜面50に係合することにより、アーム20がアンクランプ状態の初期位置にロックされる(図2参照)。
【0055】
なお、この場合、初期位置とは、図2に示されるように、ピストン30がシリンダ室28の最下限位置に到達した状態をいう。
【0056】
前記ロック状態では、他方の圧力流体出入ポート42bも大気開放状態となっているため、アーム20のアンクランプ状態の初期位置において、圧力流体の供給が何らかの原因によって停止した場合であっても、アンクランプ状態が解除されることなくロック機構22によって確実に保持されている。
【0057】
ロック機構22を設けることにより、駆動手段として機能するシリンダ部14に対する圧力流体の供給が停止し、アーム20に対する駆動力の伝達が遮断された場合であっても、アーム20のアンクランプ状態を確実に保持することができる。
【0058】
なお、ロック機構22によってアーム20がアンクランプ状態に保持される力(保持力)は、例えば、クランプ装置10が装着されたロボット等が動作してもその慣性力によって変位しない適度な保持力であるとともに、再度、圧力流体出入ポート42bから圧力流体を供給した場合にピストン30の変位力によってアンクランプの保持状態を解除できる程度の保持力に設定する必要がある。この場合、係合部54の鉛直面に対する第1傾斜面50の傾斜角度αを第2傾斜面52の傾斜角度βよりも大きく設定し、さらに、前記第1傾斜面50の傾斜角度αを約30度〜45度、第2傾斜面52の傾斜角度βを約10度〜20度に設定すると好適である。
【0059】
なお、本実施の形態では、駆動手段としてシリンダ部14を用いているがこれに限定されるものではなく、図示しないリニアアクチュエータ、電動モータ等を用いてロッド部材32を変位させるように構成してもよい。
【0060】
次に、本発明の第1および第2変形例に係るクランプ装置100a、100bを図8乃至図13に示す。なお、図1に示す前記実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0061】
この第1および第2変形例に係るクランプ装置100a、100bでは、アーム20の回動角度θが予め所定角度に限定されている点で前記実施の形態に係るクランプ装置10と相違する。この場合、図8に示される第1変形例では、アーム20の回動角度θが約45度に設定され、図11に示される第2変形例では、アーム20の回動角度θが約75度に設定されている。なお、アーム20の回動角度θを所定角度に規制した場合であっても、アンクランプの初期位置では、ロック機構22によってロックされた状態にあることは、前記実施の形態と同一である。
【0062】
第1および第2変形例に係るクランプ装置100a、100bは、ロッド部材32の一端部に連結され、予め設定されたアーム20の回動角度θに対応する長さを有するナックルブロック102a、102bと、ナックルピン70を介してナックルブロック102a、102bの二股部の間に連結されるリンクプレート72と、第1ケーシング46および図示しない第2ケーシングに形成された略円形状の開口部にそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー108a、108bとを備える。
【0063】
図10および図13に示されるように、前記支持レバー108a、108bの両端部に形成された断面矩形状の一組の軸受部18の間には、アーム20の回動角度を規制する回動角度規制手段として機能する係止部110a、110bが設けられ、前記係止部110a、110bには傾斜面からなる当接面112a、112bが形成されている。
【0064】
この場合、該支持レバー108a、108bの当接面112a、112bがレバーストッパ75に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアーム20の回動角度θが規制される。この当接面112a、112bは、設定されるアーム20の回動角度θに対応して種々の傾斜角度からなる傾斜面によって形成されるとよい。
【0065】
さらに、ボデイ12の一側面には、ナックルブロック102a、102bと一体的に変位する金属製のドグ116を検知することにより、アーム20の回動位置を検出する一組の近接スイッチ118a、118bが設けられる。
【0066】
第1および第2変形例では、アーム20の回動角度θを規制することによって以下のような効果乃至利点を有する。
【0067】
第1に、アーム20の回動角度θを限定することにより、クランプ装置100a、100bに近接して配置された図示しない他の装置、部材等に対してアーム20が衝突あるいは接触することを回避することができ、狭小な設置スペースの有効利用を図ることができる。
【0068】
第2に、アーム20の回動角度θを限定して小さくすることにより、該アーム20が回動するサイクルが速くなり、作業効率を向上させることができる。
【0069】
第3に、アーム20の回動角度θを限定することにより、ピストン30の変位量が減少し、前記ピストン30を変位させるためのエアーを消費量を省力化することができる。
【0070】
なお、第1および第2変形例では、アーム20の回動角度θを約45度および約75度に設定されているが、これに限定されるものではなく、クランプ装置100a、100bの組み付け時において、アーム20の回動角度θに対応する他のナックルブロックおよび支持レバー(図示せず)を組み付けることにより、種々のアーム20の回動角度θを設定することができることは勿論である。
【0071】
その他の作用効果は、図1に示す実施の形態と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0073】
すなわち、長孔の範囲内において、リンク部材が自由に変位可能に設けられ、前記リンク部材に追従する支持レバーおよびアームが自由度を有するため、ワークをクランプした際のアームの回動角度が変化してもクランプ力を略一定に保持することができる。
【0074】
また、支持レバーの回動動作を規制する係止手段を設けることにより、前記長孔による自由度を拘束し、アームをアンクランプ状態の所定位置に保持してガタの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の要部分解斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図3】図2に示すロック機構の部分拡大図である。
【図4】図1の初期位置からアームが回動してワークがクランプされた状態を示す動作説明図である。
【図5】ワークの厚さが相違する場合の長孔に対するナックルピンの形状状態を示す説明図である。
【図6】図4の状態からアームが時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図7】図6の状態からアームがさらに時計回り方向に所定角度だけ回動した状態を示す動作説明図である。
【図8】本発明の第1変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図9】図8のIX−IX線に沿った縦断面図である。
【図10】前記第1変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図11】本発明の第2変形例に係るクランプ装置の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
【図12】図11のXII−XII線に沿った縦断面図である。
【図13】前記第2変形例に係るクランプ装置に組み込まれた支持レバーの斜視図である。
【図14】従来技術に係るクランプシリンダの要部分解斜視図である。
【図15】図14に示すクランプシリンダの一部断面側面図である。
【符号の説明】
10、100a、100b…クランプ装置
12…ボデイ 14…シリンダ部
20…アーム 22…ロック機構
28…シリンダ室 30…ピストン
32…ロッド部材 42a、42b…圧力流体出入ポート
56、102a、102b…ナックルブロック
62…ナックルジョイント 64…トグルリンク機構
65…長孔 69…リンクピン
70…ナックルピン 72…リンクプレート
74、108a、108b…支持レバー
75…レバーストッパ 77…係止面
79…ガイドローラ 81…湾曲面
110a、110b…係止部 112a、112b…当接面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clamping device capable of clamping a workpiece via an arm that rotates by a predetermined angle under the driving action of a driving means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, when a component such as an automobile is welded, a clamp cylinder is used to clamp the component, and this type of clamp cylinder is disclosed in, for example, US Pat. No. 4,458,889. Has been.
[0003]
In the clamp cylinder disclosed in this U.S. Pat. No. 4,458,889, as shown in FIGS. 14 and 15, the
[0004]
In this case, the pair of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the clamp cylinder disclosed in the above-mentioned U.S. Pat. No. 4,458,889, for example, depending on the rotation angle of the arm when the workpiece is clamped by the size or thickness of the workpiece held by the arm. There is a problem that the clamping force decreases.
[0006]
In other words, for example, the clamping force characteristic for holding the workpiece fluctuates (decreases) due to a change in the rotation angle of the arm when the workpiece is clamped due to, for example, the mounting posture of the clamp cylinder.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a clamping device capable of holding a clamping force substantially constant even when the rotation angle of an arm when a workpiece is clamped changes. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a body,
Driving means for displacing a rod member provided in the body along the axial direction of the body;
A toggle link mechanism including a link member connected to the rod member and a support lever linked to the link member, and converting a linear motion of the rod member into a rotational motion;
An arm connected to the toggle link mechanism and rotated by a predetermined angle under the driving action of the driving means;
A long hole formed in the link member and engaged with a knuckle pin provided on one end of the rod member;
A locking means formed with a locking surface for restricting the rotation of the support lever;
It is characterized by providing.
[0009]
In this case, the locking means is composed of a lever stopper, and the pivoting operation of the arm at the initial position in the unclamped state is suitably restricted by the side surface of the support lever contacting the locking surface of the lever stopper.
[0010]
The driving means may be constituted by a cylinder portion including a piston that is displaced under the action of the pressure fluid supplied to the cylinder chamber via a set of pressure fluid inlet / outlet ports.
[0011]
Furthermore, it is preferable to provide a rotation angle regulating means comprising a locking portion formed on the support lever inside the body. When the contact surface of the locking portion contacts the lever stopper, the rotation angle of the arm at the initial position in the unclamped state is regulated.
[0012]
According to the present invention, the link member is provided so as to be freely displaceable within the range of the long hole, and the support lever and the arm following the link member are also provided with a degree of freedom. Therefore, the clamping force is kept substantially constant even when the arm rotation angle changes when the workpiece is clamped. Further, by providing the locking means, the degree of freedom by the long hole is restricted and the arm is held at a predetermined position in an unclamped state.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the clamping device according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
1 and 2,
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
Further, as shown in FIG. 2, the
[0018]
A
[0019]
Mounting holes (not shown) are drilled in the four corners of the
[0020]
The
[0021]
At one end of the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
That is, the
[0025]
In this case, a
[0026]
The
[0027]
On the lower side of the bearing
[0028]
It should be noted that the
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 3, the
[0030]
The other end of the
[0031]
As shown in FIG. 3, the inclination angle α of the first
[0032]
With reference to the center point of the
[0033]
A
[0034]
The
[0035]
First, the clamping
[0036]
After the preparatory work as described above, a pressure fluid supply source (not shown) is energized to introduce pressure fluid (for example, compressed air) from one pressure fluid inlet /
[0037]
The linear motion of the
[0038]
That is, a force that presses the knuckle joint 62 and the
[0039]
Accordingly, the
[0040]
When the
[0041]
Further, the
[0042]
As shown in FIG. 5, for example, when the rotation angle of the
[0043]
In other words, even if the rotation angle of the
[0044]
As a result, in the present embodiment, it is possible to obtain a clamping force characteristic that can hold the clamping force substantially constant even if the rotation angle of the
[0045]
Next, when releasing the clamp state by separating the
[0046]
The linear motion of the
[0047]
When the
[0048]
In FIG. 7, the
[0049]
In a state where the clockwise rotation of the
[0050]
In the initial position of the unclamped state shown in FIG. 2, the
[0051]
Thus, even if the
[0052]
Next, the function and effect of the
[0053]
Before the
[0054]
In this case, the
[0055]
In this case, the initial position means a state where the
[0056]
In the locked state, the other pressure fluid inlet /
[0057]
By providing the
[0058]
The force (holding force) that holds the
[0059]
In the present embodiment, the
[0060]
Next,
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
As shown in FIG. 10 and FIG. 13, between the pair of bearing
[0064]
In this case, when the
[0065]
Further, on one side of the
[0066]
The first and second modifications have the following effects or advantages by restricting the rotation angle θ of the
[0067]
First, by limiting the rotation angle θ of the
[0068]
Secondly, by limiting the rotation angle θ of the
[0069]
Thirdly, by limiting the rotation angle θ of the
[0070]
In the first and second modified examples, the rotation angle θ of the
[0071]
Other functions and effects are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0073]
That is, within the range of the long hole, the link member is provided so as to be freely displaceable, and the support lever and the arm that follow the link member have a degree of freedom, so the rotation angle of the arm when the workpiece is clamped changes. Even in this case, the clamping force can be kept substantially constant.
[0074]
Further, by providing a locking means for restricting the pivoting operation of the support lever, the degree of freedom due to the long hole can be restricted, and the arm can be held at a predetermined position in an unclamped state, thereby preventing play. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a clamp device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view along the axial direction of the clamp device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view of the lock mechanism shown in FIG. 2;
4 is an operation explanatory view showing a state in which the arm is rotated from the initial position of FIG. 1 and the workpiece is clamped. FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a shape state of a knuckle pin with respect to a long hole when the thicknesses of workpieces are different.
6 is an operation explanatory view showing a state in which the arm is rotated by a predetermined angle in the clockwise direction from the state of FIG. 4;
7 is an operation explanatory view showing a state where the arm is further rotated by a predetermined angle in the clockwise direction from the state of FIG. 6;
FIG. 8 is a partial vertical cross-sectional view along the axial direction of a clamp device according to a first modification of the present invention.
9 is a longitudinal sectional view taken along line IX-IX in FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a support lever incorporated in the clamp device according to the first modification.
FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view along the axial direction of a clamp device according to a second modification of the present invention.
12 is a longitudinal sectional view taken along line XII-XII in FIG.
FIG. 13 is a perspective view of a support lever incorporated in the clamp device according to the second modification.
FIG. 14 is an exploded perspective view of a main part of a clamp cylinder according to a conventional technique.
15 is a partial cross-sectional side view of the clamp cylinder shown in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ボデイの内部に設けられたロッド部材を該ボデイの軸線方向に沿って変位させる駆動手段と、
前記ロッド部材に連結されるリンク部材と前記リンク部材にリンクされる支持レバーとを含み、前記ロッド部材の直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構に連結され、前記駆動手段の駆動作用下に所定角度回動するアームと、
前記リンク部材に形成され、ロッド部材の一端部側に設けられたナックルピンが係合する長孔と、
前記支持レバーの回動動作を規制する係止面が形成された係止手段と、
を備えることを特徴とするクランプ装置。Body,
Driving means for displacing a rod member provided in the body along the axial direction of the body;
A toggle link mechanism including a link member connected to the rod member and a support lever linked to the link member, and converting a linear motion of the rod member into a rotational motion;
An arm connected to the toggle link mechanism and rotated by a predetermined angle under the driving action of the driving means;
A long hole formed in the link member and engaged with a knuckle pin provided on one end of the rod member;
A locking means formed with a locking surface for restricting the rotation of the support lever;
A clamping device comprising:
前記係止手段はレバーストッパからなり、支持レバーの側面がレバーストッパの係止面に当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動動作が規制されることを特徴とするクランプ装置。The apparatus of claim 1.
The clamping device is composed of a lever stopper, and the pivoting operation of the arm at the initial position in the unclamped state is regulated by the side surface of the support lever coming into contact with the latching surface of the lever stopper. .
前記駆動手段は、一組の圧力流体出入ポートを介してシリンダ室に供給される圧力流体の作用下に変位するピストンを含むシリンダ部からなることを特徴とするクランプ装置。The apparatus of claim 1.
The said drive means consists of a cylinder part containing the piston which displaces under the effect | action of the pressure fluid supplied to a cylinder chamber through a pair of pressure fluid inlet / outlet ports.
前記ボデイの内部には、アームの回動角度を所定角度に規制する回動角度規制手段が設けられることを特徴とするクランプ装置。The apparatus of claim 1.
A clamp device characterized in that a rotation angle restricting means for restricting the rotation angle of the arm to a predetermined angle is provided inside the body.
前記回動角度規制手段は、支持レバーに形成された係止部からなり、前記係止部の当接面がレバーストッパに当接することにより、アンクランプ状態の初期位置におけるアームの回動角度が規制されることを特徴とするクランプ装置。The apparatus of claim 4.
The rotation angle restricting means includes an engaging portion formed on the support lever, and the contact surface of the engaging portion contacts the lever stopper, so that the arm rotating angle at the initial position in the unclamped state is set. A clamping device that is regulated.
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