TW467811B - Clamp apparatus - Google Patents

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A7 A7 κ 五、發明說明（1 ) [發明背景] [發明領域] 本發明係關於一種夾1奘番 此甘+ /、裝置，係可以藉由臂部來夾持 一工件，其中該臂部係可以 動機構之驅動動作而轉 動預定之角度。 [相關技術之說明] 傳統上，舉例來說，當汽車 平4頸似物件之構成零件欲 焊接在一起時，其通常係採用一 处得工作缸，以夾持住 h構成零件。舉例來說，此類夹 利第44测9號。 冑㈣工作Μ㈣在美國專 如第8圖及第9圖所示，在美 1β 秀國專利第4458889號所 揭露之夾持工作缸中，一個可以依昭 …工作缸1c之驅動動作 7後移動之活塞桿2，係配置在—對分隔主體卜以 二:二件3係連接至該活塞桿2之第一端部。一對連 結扣5a、5b以及一對滾子6a、6 诔乃別藉由第一軸桿4 =轉動地安裝於聯結件3之㈣m轉動 之臂部8係藉由第二秘桿7而連接於該對連結桿5a、5b 之間。 在此例f，該對滚子6a、6b係藉由複數個插針9“ :以滑動’其中該插針知係安襄於開孔中。該活塞桿 係可以依照滾子6a、6b之導引動 罚作而與該滾子6a、6b - 體式地移動，其係沿著分別形成在 溝9b而滑動。 主體U、lb上之導軌氏 然而，在上述與習知技術有關之美國專利冑445_ <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾ 濟 部 智 .¾ 財 產 局 消 費 合 作 社 印 u 度剌，“μ (CNS⑷规格㈣τ 裝 訂---------線--------- 312609 467811 A7 經濟部智祛財產局員工消费合作社印製 _________ B7________五、發明說明（2 ) 號所揭露之夹持工@ art ο Α 1 作缸中，當臂部8處在並未將圖上未顯 示之工件加以固定往夕韭+社儿妹# 疋任之非夾持狀態時，以及當供應至工作 1 c之遂力机體由於任意狀態而裁斷時，則臂部8便會處 在種自由狀態，這係因為傳送至臂部之驅動力消失的緣 故所致。在此狀態下，該臂部8恐怕會產生自發性的轉動， 例如由於才部8之慣性力矩，或者係該夹持工作缸安裝 於其上之機器手臂或類似裝置之運轉所引致。 有鑑於上述之問題，因此亦有建議將未夾持狀態下之 臂部8隨著活塞之滑動阻抗而藉由磨擦力來加以固定其 中該活塞係可沿著工作缸腔室來加以滑動，或者臂部8之 未夾持狀態可以藉由增加連結桿機構之滑動阻抗所產生的 磨擦力來加以固定。然而，上述之方式卻會產生以下之問 題。詳言之’由於長時間使用夾持工作缸而使滑動部分磨 耗，因而造成磨擦阻抗的改變^如此便無法可靠地保持該 臂部8未夾持狀態。 [發明概要] 本發明之主要目的係要提供一種夹具裝置，其係可以 將臂部相當可靠地保持在未夹持狀態，甚至當傳送至臂部 之驅動力截斷時亦然。 本發明上述及其他之目的、特徵及優點，將可以由以 下之說明並配合所附之圖式，而獲得更深入之瞭解，其中 在該圖式_所顯示之本發明較佳實施例僅係做為示例性說 明之用。 [圖式之簡單說明] 大紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 2 312609 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> -4^ ---- 訂---------線

Pi 智 慧 s才 產 局 消 費 合 社 印 製 A7 _________________ 五、發明說明（3 ) 第1圖係立體分解視圖，其中顯示依照本發明之 施例之失具裝置的主要部分； 第2圖係沿著本發明之實施例之夾具裝置的軸長方向 所取之部分垂直截面視圖； 第3圖係部分放大視圖’其中顯示第2圖所示之鎮固 機構； 苐4圖係側視圖（部分省略）’其中顯示一臂部由第i 圖所示之起始位置開始轉動且夹持住工件之狀態； 苐5圖係侧視圖（部分省略），其中顯示該臂部由第斗 圖所不之狀態開始順時針方向轉動預定角度之狀態； 第6圖係側視圖（部分省略），其中顯示該臂部由第5 圖所示之狀態進-步順時針方向轉動一預定角度之狀態； 第7圖係側視圖（部分省略），其中顯示該臂部由第6 圖所示之狀態又進一步順時 貝崎針方向轉動一預定角度之狀 態，且該臂部係在起始位置保持未夹持狀態； 第8圖係立體分解視圖，1 ^其中顯示與習知技術有關之 夹持工作缸之主要部分；以及 第9圖係侧視圖（部分取选a、 刀取戴面）’其中顯示第8圖之夹 持工作缸。 [元件符號說明 1 a、1 b分隔主 2 活塞桿 4、7 轴桿 6a、6b滾子 體 lc 工作缸 3 聯結件 5a、讣連結桿 臂部 8 衣紙張尺度適用'f國®家標準（CNS)-W現格（210 X 公餐了 312609 實 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 7 81 1 A7 B7 五、發明說明（4 ) 9a 插針 9b 導軌凹溝 10 夾具裝置 12 主體 14 工作缸部分（驅動部分） 18 軸承部分 20 臂部 22 鎖固機構 26 工作缸管體 28 工作缸腔室 30 活塞 32 桿體構件 36 活塞襯墊 42a 、42b注入/排放孔口 44 腔室 46 外殼 48 滾子構件 50、 5 2傾斜表面 53 凸脊部分 54 銜接部分 56 關節塊體 60 鎖固板 61a' 6 1 b分支垂片 62 關節接頭 64 連桿機構 66 插銷構件 68 彈簧構件 70 關節插銷 72 連結板 74 支撐槓桿 78 凹部 79 滾子 81 彎曲表面 82 插銷構件 84 針狀轴承 (諳先M讀背面之;£意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智站財產局員工消費合作社印焚 [較佳實施例之說明] 在第1圖及第2圖中，元件標號1 〇係標示依照本發 明之實施例之夾具裝置。 夾具裝置10係包含主體12、工作缸部分（驅動部 分）14、臂部20以及鎖固機構22，其中該工作缸部分14 係以氣密方式連接至主體〗2之下方端部，而該臂部20則 本紙張又度適用中S周家標革（CNS)A4覘格（·210 X 297公髮） 312609 k A7 B7 五、發明說明（5 ) 係連接至軸承部分18，其令該 ^ ^ M^ 取部为18係具有長方形 截面形狀，其係經由一對貫穿誃 口 (圖… 對貫穿該主體而大致呈圓形之開 (圓上未顯示）而延伸至外界， ^ 0 ^ 旳泫鎖固機構22則係位在 體12内部，且其係用以將 起始位置上。 固疋在未夾持狀態之 工作紅部分14係包括端部塊 展仟24以及呈圓角套筒狀 之工作缸管體26，其中該工作缸 — 官箱26之第一端部係以 —種氣密方式而連接至端部塊件24之凹口中，而其第二端 部則係以氣密方式連接至主體12。 如第2圖所示’工作缸部分14係進—步包括活塞3〇 以及桿禮構件32 ’其中該活塞3〇係容置在工作知管體26 中-係可以&著工作缸腔室28而往復來回移動而該 桿體構件32則係連接至活塞30之中央部分，且係可以與 該活塞30 —體式地位移。該活塞3〇大致垂直於桿體構件 32之中心軸之載面部分，係大致形成橢圓形之形狀。該工 作缸腔室28之戴面形狀亦與活塞3〇 一樣呈大致橢圓形之 形狀。 活塞襯墊36安裝至活塞30之外侧圓周表面上。 圖上未顯示之連結孔係貫穿該端部塊件24之四個邊 角部分。該端部塊件24、工作缸管體26以及主體12係分 別藉由四個***至連結孔之軸椁（圖上未顯示）而以氣密方 式組裝在一起。—對壓力流體注入/排放孔口 42a ' 42b係 分別形成在主體1 2以及端部塊件24，其中該壓力流體注 入/排放孔口 42a、42b係用以分別相對於工作缸腔室28來 --------------裝------I--訂---------線 <碕先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家棵準（CNS)AO見格（210 297公釐） 5 312609 4 6 7 81 經-部智祛时產局員工消费合作社印货 A7 B7 五、發明說明（6 ) 導入及排放該壓力流體（舉例來說，整縮空氣）β 主體12係藉由一體式地組合第一外殼46及圖上未顯 示之第一外殼而構成。藉由分別形成在第一外殼46及第一 外殼中之凹室’在主體12中便可以形成腔室44。其中， 該桿體構件32之自由端係面向腔室44之内部。 財Ip連桿機構64係位在桿體構件32之第一端部，立 中該肘節連桿機構64係藉由關節接頭62而用以將桿體構 件32之直線運動轉換成臂部20之旋轉運動。該關節接頭 62係包括關節塊體56及關節插銷7〇,其中該關節塊體56 係具有又開部分，該又開部分係具有分開預定間隔且彼此 大致平行分開之分支部分，而該關節插銷7〇係用以可轉動 地女裝至形成在又開部分中之開孔。銜接部分54係形成在 關節塊體56之第一側邊表面（參照第3圖），其中該銜接部 分54係具有第一傾斜表面5〇以及第二傾斜表面52，其係 用以與滾子構件48相銜接’此將在下文中說明之。 肘節連桿機構64係包括連結板（聯結構件）72以及支樓 槓桿74’其中該連結板72係藉由關節插銷而連結至該 關節接頭62之叉開部分’而該支撐槓桿74係由一對分別 貫穿該第一外殼46及圖上未顯示之第二外殼而大致呈圓 形之開口加以可轉動地支撐（參照第4圖）。 連結板72係可以插置在關節接頭62與支撐槓桿74 之間’且係用以連接該關節接頭62與支撐槓桿74。 詳s之’連結板72係具有第一開孔（圖上未顯示）以及 第二開孔（圖上未顯示），其令該第一開孔係形成在第一 -------------裝---- {请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂---------線 Γ 本紙張尺度適用中國國家嘌準（CNS>A4規格<2i0 x 297公复） 6 312609 A7 B7 經濟郜智砝財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 部表面，而該第二開孔係形成在第二端部表面。該連結板 72係經由關節接頭62與銜接於第一開礼中之關節插銷7〇 而連結至該桿體構件32之自由端。該連結板72亦藉由圖 上未顯示之連結插銷而連接至該支撐槓桿74之又開部 分，其中該連結插銷係可轉動地安裝於第二開孔中。考曲 表面81形成於連結板72之第一端部（請參照第4和5圖）， 而此彎曲表面81將與滾子79相接觸，如后所述a 支撐槓桿74係包括又開部分以及軸承部分1 8，其中 該叉開部分係形成有用以可轉動地連接該圖上未顯示之連 結插銷之開孔，而該軸承部分18係具有長方形之裁面形 狀，且其係沿著大致垂直於該桿體構件32之中心軸的方向 (大致垂直於紙面之方向）突伸而出，並且經由圖上未顯示 之開口而外露至主體12外面β該用以夹持圖上未顯示之工 件之臂。卩20係可分離地安裝至該軸承部分18。因此，該 支撐槓桿74係可以與該臂部2() 一體式地轉動。 如第1圖及第3圖所示，鎖固機構22係包括支點插銷 58、鎖固板60、滾子構件48、銜接部分54、以及彈簧構 件68，其中該支點插銷58係配置在腔室44中’且其係由 第一外殼46及圖上未顯示之第二外殼所支撐，而該鎖固板 60係以支點插銷58之支點為中心而可以轉動預定角度， 且該鎖固板60係可轉動地安裝於第一端部表面，該滾子構 件48係藉由插鎖構件66之支撐而可轉動地支撐在鎖固板 60之刀支垂片61a、61b之間，而該衡接部分54則係位在 上述之關節塊體56上，且具有第一傾斜表面5〇、第二傾 本A浪用T國國豕標準（CNS)A4規格（210 χ 297公餐 —----I --------- (請先閱讀背面之注意事項再填^本頁) i τ 4'-'- 312609 經 濟 部 智 ,¾ 財 產 局 合 社 印 8 46781 五、發明說明（8 ) 斜表面52以及形成在第一傾斜表面5〇與第二傾斜表面w 之間之邊界部位上的凸脊部分53，而使得該滚子構件48 可以與其相銜接，而該彈赞構件68之第一端部係由凹部 67所固定’其中該凹部67係形成在鎖固板6〇其配置在相 對於支點插銷58側的端部表面。 彈簧構件68之第二端部係固定至凹口 71，該凹口 η 係形成在第一外殼46之内壁表面。彈簧構件“係配置成 可以藉由其以支點插銷58之支點為中心之彈性力而使鎖 固板60可以沿著箭頭Β之方向而持續被施壓。換言之， 該鎖固板60係可以藉由用以克服彈簧構件68之彈性力而 在滾子構件48上之所引致之加壓力量之動作，而以支點插 銷58之支點為中心沿著箭頭Α之方向轉動預定角度。 如第3圖所不，第一傾斜表面5〇以及第二傾斜表面 52相對於垂直平面之傾斜角度α與傾斜角度万，係設定為 。在此例中，最好該傾斜角度α係大約為3〇度至45 度’而傾斜角度万則係大約為1 〇度至2〇度。 在此假設以支點插銷58之中心點為準，L1係表示在 支點插銷58與滾子構件48及銜接部分54相銜接之位置點 (插鎖構件66之中心點）之間的距離，而L2係表示在支點 插銷58與彈簧構件68進行加壓動作之位置點之間的距 離。在此一假設條件下，鎖固機構22之固定力量係可以藉 由將該L2/L1值設定成較大而增加之。 如第4圖所示，在第一外殼46以及圖上未顯示之第二 外殼上係皆具有圓弧截面形狀之凹部7 8，以分別構成該主 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)A4規烙（210x 297公釐〉 •；2609 -------------f表 {請先閱讀背面之;i意事項再填冩本頁) 訂---------線 A7 一 _ - B7 五、發明說明（9 ) — ' ' 體12。導引滾子79係位在凹邱i* 仗四邠78中，其中該導引滾子79 在與該連結板72之彎曲表面81相接觸的同時，其可以轉 動預定角度。用以可轉動地切該導引滾子？9之插銷構件 82係固定於開孔中，其令該開孔係形成在第一外殼杯與 圖上未顯示之第二外殼。複數個針狀軸纟84係沿著圓周方 向而安裝在導引滾子79之穿孔中。該導引滾子79係可以 隨著針狀軸承84之滾動動作而順暢地轉動。 依照本發明實施例之夾具裝置〗〇係具有上述之基本 結構。接下來，其操作方式、功能以及功效將說明如下。 首先，夹具裝置10係藉由圖上未顯示之固定裝置而固 疋在預疋位置上。諸如圖上未顯示之管艎管路的第一端部 係分別連接至該對壓力流體注入/排放孔口 42a、42b。管 體之第一端部係連接至圖上未顯示之壓力流體供應源。 在完成上述之前置操作之後，接著便可啟動圖上未顯 示之壓力流體供應源，以將壓力流體（例如，壓縮空氣）經 由第一壓力流體注入/排放孔口 42b而導入至設置在活塞 3〇下方之工作缸腔室28。該活塞30係隨著壓力流體之導 入工作缸腔室28之動作而沿著工作缸腔室28向上移動。 活塞30之直線運動係藉由該活塞桿32以及關節接頭 62而傳送至肘節連桿機構6心該直線運動係會隨著該構成 肘節連桿機構64之支撐槓桿74之旋轉動作而轉換成該臂 部20之旋轉運動β 換言之’隨著活塞30之直線運動（向上運動），便會造 成向上壓抵連結板72以及與該桿體構件32之自由端相銜 本紙張&度適用中國g家丨票準（CNS)a4規格（210 χ 297公釐） 312609 --------------裝— (請先閱讀背面之注帝？事項再填罵本頁) 訂- .線 經濟邹¾0.½时產局員工消費合作社印炅 467811 B? 五、發明說明（10) 接之關節接頭62之力量作用。由於 之力量，該連鉍板桮4 板72上所施加 洗。板72便會繞著該關 動預定之角度，且該支律槓桿74係會隨著：之支點而轉 連結動作而轉動。 連結板72之 因此，臂部20係繞著支樓槓桿74之 點而沿著箭頭A之方向轉動預定之角度。 之支 在臂部20如上述沿著逆時針方向來轉動之期間連結 板72之彎面表面便會盥 ”導引滾輪相接觸。該導引滾 輪79係繞者插鎖構件82之中心點而轉動，同時保持盘彎 曲表面81相接觸之狀態（如第4圖所示卜 當臂部20進一步地轉動而抵住工件汲時，臂部⑽之 旋轉運動便停止。因此’便可以達到該工件係由臂部2〇 所夾持住之夾持狀態。 在臂部20停止旋轉運動而形成夹固狀態時，活塞3〇 及桿體構件32係會進一步地向上略微移動。因此，該活塞 3 〇及桿體構件3 2便會停止在預定的位移終端位置（參照第 4圖）。 經 濟 部 智 .¾ 財 產 局 η 工 if 合 作 社 印 接著，當臂部20與工件分離而解除夾持狀態時，壓力 流體便依照圖上未顯示之方向控制閥之切換動作，而經由 配置在相對側邊上之第二壓力流體注入/排放口 42a而導 入至位在活塞30上方側之工作缸腔室28中》該活塞30 便會藉由導入至工作缸腔室28中之壓力流體的動作而加 壓。因此，活塞30便會沿著工作缸腔室28而向下移動。 活塞30之直線運動係會藉由肘節連桿機構64而轉換 本紙張尺度適用_國國家螵準（CNS)A4規烙（21〇χ 297公釐） 10 312609 A7 五、發明說明（11 ) 成臂部20之旋轉運動。臂部20便會沿順時針方向而轉動。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在臂部20沿著順時針方向轉動以使活塞3〇到達最下 方極限位置之前’與關節塊體56 —體式向下移動之銜接部 分54之第二傾斜表面52便會與滾子構件相銜接，其中 該滾子構件48係由鎖固板60可轉動地支撐（參照第5圈）。 在此狀態下，鎖固板60抵著彈簧構件68之彈力而受 在於箭號A之方向。由鎖固板60旋轉支撐之滾子構件48 設坐於銜接部分54之第2傾斜表面52,而凸脊部分53形 成於分別之第2傾斜表面52和苐一傾斜表面5〇之間之交 界部分（參照第6圖）。滾子構件48與第一傾斜表面5〇銜 接。因此，臂部20鎖固在初始位置於未夹持狀態（第7圖）。 在此實施例中，所謂之起始位置便係指活塞3〇到達工 作缸腔室28之最下方極限位置時之狀態’如第2圖所示。 在上述之鎖固狀態中，第二壓力流體注入/排放口 42b 亦係處在與外界空氣相通之狀態，因此，甚至當壓力流體 在臂部20未夹持狀態中之起始位置上由於任何原因而停 經濟部智慧时產局員工消费"作社印製 止供應時，其仍可以藉由鎖固機構22未被解除而相當可靠 地維持此一未夹持狀態。 如上所述’在本發明之實施例中，由於提供有該鎖固 機構22，因此甚至當供應至工作缸部分ί4以做為驅動機 構之壓力流體停止供應時，且傳送至臂部2〇之驅動力截斷 時，仍可以相當可靠地保持該臂部2〇之未夾持狀態。 可將臂部20藉由鎖固機構22而保持在未夹持狀態之 作用力（固定力）係必須設定在適當的固定力’此一固定力 11 312609 4 6 7 81 1 Α7 _ Β7 五、發明說明（12) 係不會由於慣性力而造成任何位移產生，例如，甚至當夹 具裝置10安裝於其上之機器手臂或類似裝置運轉時^此 外’該固定力亦必須設定成當壓力流體再次由壓力流體注 入/排放口 42b供應時，可以藉由活塞30之位移作用力而 使未夹持固定狀態解除之程度之保持力》在此情泥下，該 銜接部分54之第一傾斜表面50相對於垂直平面之傾斜角 度α取好係設定成大於該第二傾斜表面52之傾斜角度 冷。再者’該第一傾斜表面50之傾斜角度α最好係設定為 大約30度至45度’而第二傾斜表面52之傾斜角度石最好 係設定成大約1 0度至20度》 在本發明之實施例中，係採用工作缸部分14來做為驅 動機構。然而，本發明對此並未有所限制。舉例來說，亦 可以利用圖上未顯示之線性致動器或圖上未顯示之電動馬 達來移位該桿體構件32。 ------------Θ 袭---- (請先閱讀背*之注意事項爯填寫本頁) I E i n Γ 經濟邨智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用ts國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐） 312609 12

Claims (1)

1. ΟΛ8δ8 ^BCD 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 '合 作 社 Ηπ 七、申請專利範圍 1. 一種夹具裝置，包含： 主體（12): 驅動機構（14)’用以移位位在該主體（12)内部之桿 體構件（32)，以使其沿著主體（12)之軸長方向而移動； 肘節連桿機構（64)’係包括連接至該桿體構件（32) 之連結構件（72)’以將該桿體構件（32)之直線運動轉換 成旋轉運動； 連接至該射·節連桿機構（64)之臂部（20)，係可依照 該駆動機構（14)之驅動動作而轉動預定角度；以及 位在該主體（12)内部之鎖固機構（22)，係用以當該 驅動機構（14)傳送驅動力至該臂部（2〇)之傳動中斷時， 可將該臂部（20)保持在未夹持之狀態。 2-如申請專利範圍第1項所述之夾具裝置，其中該鎖固機 構（22)係包括支點插銷（58)、鎖固扳（60)、滾子構件 (48)、銜接部分（54)以及彈簧構件（66)，其中該支點插 銷（58)係由主體（12)所支撐，而鎖固板（6〇)則係能以該 支點插銷（58)之支點為中心而轉動預定角度，該滾子構 件（48)則係藉由插銷構件（66)之助而由該鏔固板（60)加 以可轉動地支撐’該銜接部分（54)係形成在該構成肘節 連桿機構（64)之關節塊體（56)上，以與滾子構件（48)相 銜接’而該彈簧構件（68)則係用以將滾子構件（48)朝向 銜接部分（54)來施壓^ 3，如申諳專利範圍第2項所述之夾具裝置，其中該銜接部 分（54)係包括第一傾斜表面（50)、第二傾斜表面（52)以 1H Ϊ - -1 1^1 n I *m I n ^1· 11 I ( 一丨· 1 I— In ^^1 t ^^1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尺度適用t國國家標準CCNS)A4规格（2】C X 297公釐） 13 312906 A8 B8 CS D8 467 81 \ t、申請專利範圍 及形成在第一傾斜表面（50)與第二傾斜表面（52)之間之 邊界部位上的凸脊部分（53)，而使得可與該滚子構件（48) 相銜接。 4·如申請專利範圍第3項所述之夾具裝置，其中該第一傾 斜表面（50)相對於垂直平面之傾斜角度α係設定成大 於該第二傾斜表面（52)之傾斜角度召<» 5·如申請專利範圍第2項所述之夹具裝置，其中該鏔固機 構（22)之固定力係依照L2/L1之值而設定，其中以該支 點插銷（58)之中心點為基準，該L1係表示在支點插銷 (58)與該滾子構件（48)及該銜接部分（54)相銜接之位置 點之間的距離，而L2係表示在支點插銷（58)與該彈簧 構件（6 8)進行加壓動作之位置點之間的距離β 6-如申請專利範圍第1項所述之夹具裝置，其中該驅動機 構係由工作缸部分〇4)所構成，該工作缸部分（14)係包 括活塞（30)，其中該活塞（3〇)係可以隨著經由該對壓力 流體注入/排放孔口（42 a、42b)所供應之壓力流體的動作 而位移。 (請先Μ讀背面之泫意事頊再^¾、本頁) 訂： .線 經濟部智菴財產局員工消費合作钍印智 本紙張尺度浼用中囤國家標阜（CNS)A4規格ί:10 x 297公釐） 14 312906