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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Spannvorrichtung, die ein Werkstück auf einer automatischen Montagelinie oder dergleichen klemmen kann.
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Stand der Technik
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Bisher wurde in einer automatischen Montagelinie für Fahrzeuge das Klemmen mit einer Spannvorrichtung in einem Zustand durchgeführt, in dem vorgeformte Karosseriebleche überlappt und positioniert sind, und ein Montageschritt wurde durchgeführt, mit welchem die Fahrzeugbleche miteinander verschweißt werden.
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Die vorliegende Anmelderin hat eine elektrische Spannvorrichtung vorgeschlagen, wie sie in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-169604 offenbart ist. Bei dieser elektrischen Spannvorrichtung ist ein Klemmarm drehbar an einem mit einem Elektromotor ausgestatteten Körper angeordnet. Durch Übertragen einer Drehantriebskraft des Elektromotors über ein Geschwindigkeitsreduzierantriebssystem (Untersetzungsgetriebe) wird der Klemmarm gedreht, um ein Werkstück zu klemmen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Spannvorrichtung vorzuschlagen, bei der eine Änderung der Antriebskraft der elektrischen Spannvorrichtung einfach vorgenommen werden kann, wobei gleichzeitig die Wartung der elektrischen Spannvorrichtung vereinfacht werden soll.
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Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch eine elektrische Spannvorrichtung zum Greifen eines Werkstücks durch Rotation eines Klemmarms, umfassend:
einen Körper;
eine Antriebseinheit mit einer Antriebsquelle, die durch ein elektrisches Signal drehend angetrieben wird, wobei die Antriebseinheit an dem Körper anbringbar und von diesem lösbar ist;
einen Antriebskraftübertragungsmechanismus, der im Inneren des Körpers angeordnet ist und der eine Drehantriebskraft der Antriebseinheit auf den Klemmarm überträgt; und
einen Verbindungsmechanismus zum Schalten eines Zustands der Verbindung der Antriebseinheit mit dem Körper,
wobei die Antriebseinheit an dem Körper anbringbar und von diesem lösbar ist, indem ein Verbindungszustand der Antriebseinheit durch Verwendung des Verbindungsmechanismus umgeschaltet wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei einer elektrischen Spannvorrichtung mit der oben genannten Antriebseinheit, die durch ein elektrisches Signal drehend angetrieben wird, der Antriebskraftübertragungsmechanismus, welcher die Drehantriebskraft der Antriebseinheit auf den Klemmarm überträgt, im Inneren des Körpers angeordnet werden, und der Verbindungszustand zwischen dem Körper und der Antriebseinheit kann durch Betätigung des Verbindungsmechanismus geschaltet werden.
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Da die Verbindung zwischen dem Körper und der Antriebseinheit mittels des Verbindungsmechanismus beispielsweise im Vergleich zu einer herkömmlichen Spannvorrichtung, bei welcher der Körper und die Antriebseinheit durch Befestigungselemente, wie Bolzen oder dergleichen, verbunden sind, einfach gelöst werden kann, ist es dementsprechend im Fall, dass eine Wartung, wie ein Austausch der Antriebseinheit oder dergleichen, durchgeführt werden soll, nicht notwendig, komplizierte Operationen, wie das Entfernen von Bolzen, durchzuführen. Hierdurch wird die Wartung der elektrischen Spannvorrichtung erleichtert. Außerdem kann durch Entfernen der Antriebseinheit von dem Körper und Austausch derselben gegen eine andere Antriebseinheit eine Änderung des Outputs der Antriebseinheit in derselben Spannvorrichtung umgesetzt werden.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein vertikaler Schnitt durch die elektrische Spannvorrichtung gemäß 1;
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen geklemmten Zustand der elektrischen Spannvorrichtung gemäß 1 zeigt;
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4 ist ein vertikaler Schnitt durch die elektrische Spannvorrichtung gemäß 3;
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5 ist eine teilweise explosionsartige perspektivische Ansicht der elektrischen Spannvorrichtung gemäß 1;
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6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der elektrischen Spannvorrichtung, bei der ein Abdeckelement gemäß einem modifizierten Beispiel verwendet wird;
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7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Antriebskraftübertragungsmechanismus und eine Antriebseinheit zeigt, die einen Teil der elektrischen Spannvorrichtung gemäß 1 bilden;
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8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der elektrischen Spannvorrichtung, bei welcher ein Betätigungsbolzen gemäß einem modifizierten Beispiel eingesetzt ist;
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9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in 2;
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10A ist ein vergrößerter Schnitt, der einen verbundenen Zustand zeigt, in dem eine Motoreinheit in einem Gehäuse in der Antriebseinheit aufgenommen ist; und
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10B ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem die Motoreinheit nach unten aus dem in 10A gezeigten Gehäuse herausgenommen wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Wie in den 1 bis 5 gezeigt ist, umfasst eine elektrische Spannvorrichtung 10 einen Körper 12, eine Antriebseinheit 14, die an einem unteren Teil des Körpers 12 vorgesehen ist, einen Klemmarm 16, der drehbar an dem Körper 12 angeordnet ist, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 18, der im Inneren des Körpers 12 angeordnet ist und der eine Antriebskraft von der Antriebseinheit 14 auf den Klemmarm 16 überträgt.
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Der Körper 12 ist aus einem metallischen Material geformt und weist beispielsweise eine Welle 20 und ein Schneckengetriebe 22 auf, die den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 bilden, der in einer vertikalen Richtung (der Richtung der Pfeile A oder B) in einem im Inneren des Körpers 12 gebildeten Raum aufgenommen ist. Außerdem ist ein Schneckenrad 24 über einen Tragwelle 26 an einer Seite des Schneckengetriebes 22 in dem Körper 12 drehbar angeordnet.
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Außerdem umfasst der Körper 12 erste und zweite Halteelemente 28, 30, die koaxial an seinen oberen und unteren Abschnitten ausgebildet sind, und einen hervortretenden Abschnitt 92, der von einer Seite des Körpers 12 nach außen vorsteht und zwischen dem ersten Halteelement 28 und dem zweiten Halteelement 30 angeordnet ist. Der hervortretende Abschnitt 32 umfasst ein Gewindeloch 34, das vertikal durch einen Bereich des hervortretenden Abschnitts 32 durchtritt, welcher in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung vorsteht. Ein Haltestift 36 ist von oben in das Gewindeloch 34 eingeschraubt.
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Außerdem kann ein Klemmelement 16a des Klemmarms 16 ein Werkstück W halten, indem es zur Anlage gegen einen oberen Abschnitt des Werkstücks W kommt. Ein Befestigungselement 38, das sich vertikal nach unten (in der Richtung des Pfeils A) erstreckt, ist unterhalb des hervortretenden Abschnitts 32 ausgebildet. Das Befestigungselement 38 kann verwendet werden, wenn die elektrische Spannvorrichtung 10 mit Hilfe von Bolzen oder dergleichen an einer Wandfläche befestigt wird.
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Außerdem öffnet sich eine Seitenwand des Körpers 12 an einer dem hervortretenden Abschnitt 32 gegenüberliegenden Seite des Körpers 12. Die offene Seitenwand wird durch Befestigung eines Deckelelements 40 verschlossen.
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Ein erstes Lager 42 wird durch das erste Haltelement 28 gehalten, und ein Abdeckelement 4 ist daran von oben so angebracht, dass es das erste Haltelement 28 abdeckt. Das Abdeckelement 44 ist hohl und weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Das Abdeckelement 44 ist an dem ersten Halteelement 28 so angebracht, dass sein offenes Ende zu der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils A) orientiert ist. Außerdem ist ein Paar von Vorsprüngen 46, die von der inneren Wandfläche vorstehen, in dem offenen Ende des Abdeckelements 44 ausgebildet. Die Vorsprünge 46 stehen mit einem Paar von Nuten 48 in Eingriff, die an der Seitenfläche des ersten Halteelements 28 ausgebildet sind.
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Im Einzelnen ist das Abdeckelement 44 so angebracht, dass es das erste Halteelement 28 des Körpers 12 abdeckt, und wird durch Eingriff des Vorsprungs 46 in die Nuten 48 gehalten. Das Abdeckelement 44 ist in einer lösbaren Weise an dem ersten Halteelement 28 angebracht.
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Außerdem ist, wie in den 5 und 8 gezeigt ist, ein Dichtring 49 in einer Nut an einer äußeren Umfangsfläche des ersten Halteelements 28 angebracht. Wenn das Abdeckelement 44 installiert ist, wird durch Anlage des Dichtrings 49 an der inneren Wandfläche des Abdeckelements 44 ein abgedichteter Zustand zwischen dem Abdeckelement 44 und dem ersten Halteelement 28 erreicht.
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Das Abdeckelement 44 ist nicht darauf eingeschränkt, im Hinblick auf das erste Halteelement 28 einen lösbaren Aufbau zu haben, wie es oben beschrieben wurde. Wie in 6 gezeigt ist, kann beispielsweise ein Abdeckelement 44a verwendet werden, das durch einen Stift 50 drehbar gehalten wird, der an einer Endseite des ersten Halteelements 28 vorgesehen ist.
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Wenn ein später beschriebener Betätigungsbolzen 94 von einem Bediener (nicht dargestellt) betätigt werden soll, welcher das Abdeckelement 44a von seiner anderen Endseite ergreift und das Abdeckelement 44a nach oben anhebt, wird der Eingriff zwischen dem Vorsprung 46 und der Nut 48 getrennt, wodurch das Abdeckelement 44a durch Rotation um den Stift 50 geöffnet werden kann. Indem eine solche Gestaltung vorgesehen wird, besteht kein Bedürfnis, eine Position zur Anordnung des Abdeckelements 44a nach dessen Entfernen vorzusehen, und der Verlust des Abdeckelements 44a kann verhindert werden, da das Abdeckelement 44a normalerweise über den Stift 50 an dem Körper 12 gehalten wird.
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Wie in den 1 bis 5 gezeigt ist, ist das zweite Haltelement 30 unterhalb des ersten Halteelements 28 (in der Richtung des Pfeils A) ausgebildet und weist einen festgelegten Abstand von dem ersten Halteelement 28 auf. Ein zweites Lager 52 wird daran koaxial zu dem ersten Lager 42 gehalten. Die ersten und zweiten Lager 42, 52 tragen drehbar jeweils gegenüberliegende Enden der Welle 20 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18.
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Die Antriebseinheit 14 umfasst ein Gehäuse (Körper) 54, das aus einem rohrförmigen Körper mit einem rechteckigen Querschnitt besteht, und eine Motoreinheit (Antriebseinheit) 56, die im Inneren des Gehäuses 54 aufgenommen werden kann. Das Gehäuse 54 umfasst einen ersten Aufnahmeabschnitt 58, in welchem die Motoreinheit 56 aufgenommen wird, und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 60, der an einem oberen Teil des ersten Aufnahmeabschnitts 58 ausgebildet ist, und in dem ein Abschnitt des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 aufgenommen wird. Ein oberer Teil des zweiten Aufnahmeabschnitts 60 ist mit einem unteren Ende des Körpers 12 verbunden. Das Gehäuse 54 ist über eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen, die nicht dargestellt sind, mit dem Körper 12 verbunden.
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Zwischen dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 und dem zweiten Aufnahmeabschnitt 60 ist außerdem eine Trennwand 62 ausgebildet, die senkrecht zu der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A oder B) des Gehäuses 54 angeordnet ist.
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Der erste Aufnahmeabschnitt 58 weist einen beispielsweise rechteckigen Querschnitt auf und erstreckt sich mit im Wesentlichen gleichbleibender Querschnittsfläche entlang der axialen Richtung. In der Nähe seines unteren Endes sind zwei Vorsprünge 44a, 44b ausgebildet, die rechtwinklig zu Seitenflächen des ersten Aufnahmeabschnitts 58 vorstehen. Die Vorsprünge 64a, 64b weisen einen länglichen Querschnitt auf und erstrecken sich in einer Breitenrichtung senkrecht zu der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A oder B) des Gehäuses 54. Sie sind an einer Seitenfläche beziehungsweise der anderen, gegenüberliegenden Seitenfläche ausgebildet, wobei sie den ersten Aufnahmeabschnitt 58 zwischen sich aufnehmen. In diesem Fall sind die Vorsprünge 64a, 64b an einer Seitenfläche des Gehäuses 54 ausgebildet, die auf der gleichen Seite liegt wie der hervortretende Abschnitt 32 des Körpers 12, und an einer anderen Seitenfläche des Gehäuses 54, der an einer dem hervortretenden Abschnitt 32 gegenüberliegenden Seite liegt.
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Außerdem ist ein ringförmiger Dichtring 65 über eine Nut an dem unteren Ende des Gehäuses 54 angebracht. Wenn die Motoreinheit 56 an dem Gehäuse 54 montiert wird, wird außerdem der Dichtring 65 in Anlage gegen einen Halter 76 (wird später beschrieben) eines Rahmens 68 der Motoreinheit 56 gebracht, wodurch ein abgedichteter Zustand zwischen der Motoreinheit 56 und dem Gehäuse 54 gewährleistet wird.
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Die Motoreinheit 56 umfasst einen Motor (Antriebsquelle) 66, der beispielsweise durch einen Gleichstrommotor oder einen Schrittmotor mit einer festgelegten Länge in der axialen Richtung gebildet wird, und den Rahmen 68, der zum Halten des Motors 66 dient.
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Der Motor 66 ist in dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 so aufgenommen, dass seine Antriebswelle 70 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) orientiert ist. Außerdem weist die Antriebswelle 70 beispielsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, wobei ein Teil ihrer äußeren Umfangsfläche weggeschnitten ist. Die Antriebswelle 70 wird durch die Trennwand 62 von einer Seite des zweiten Aufnahmeabschnitts 60 eingesetzt.
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Der Rahmen 68 umfasst einen oberen Wandabschnitt 72, ein Paar von Seitenwandabschnitten 74a, 74b, die senkrecht zu dem oberen Wandabschnitt 72 angeordnet sind, und den Halter 76, der mit Enden der Seitenwandabschnitte 74a, 74b verbunden ist. Außerdem weist der Rahmen 68 eine hohle Form auf, die sich in den jeweiligen seitlichen Richtungen öffnet, so dass der obere Wandabschnitt 72, die Seitenwandabschnitte 74a, 74b und der Halter 76 jeweils an Außenseiten des Motors 66 vorgesehen sind. Der Rahmen 68 ist so angebracht, dass er beide Enden und einen Teil der Seite des Motors 66 abdeckt.
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Der obere Wandabschnitt 72 ist an der oberen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Motors 66, von welcher die Antriebswelle 70 vorsteht, angeordnet und über einen Bolzen 78 an dem Motor 66 befestigt. Die Seitenwandabschnitte 74a, 74b sind im Wesentlichen parallel zueinander entlang der äußeren Umfangsfläche des Motors 66 angeordnet und erstrecken sich von dem oberen Wandabschnitt 72 um eine festgelegte Länge nach unten (in der Richtung des Pfeils A).
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Der Halter 76 ist so geformt, dass sich seine Breite relativ zu dem oberen Wandabschnitt 72 und den Seitenwandabschnitten 74a, 74b erweitert, und gegenüber dem unteren Ende des Motors 66 angeordnet. Außerdem ist der Halter 66 im Wesentlichen parallel zu dem oberen Wandabschnitt 72 angeordnet, wobei ein Paar von Verriegelungsplatten (Platten) 80a, 80b drehbar an einer Seitenfläche und einer anderen Seitenfläche des Halters 76 vorgesehen sind.
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Die Verriegelungsplatten 80a, 80b bestehen beispielsweise aus im Wesentlichen rechteckigen Platten, deren untere Enden in Halteelementen 82 gehalten werden, die an einer Seitenfläche und der anderen Seitenfläche des Halters 76 ausgebildet sind. Die Verriegelungsplatten 80a, 80b werden drehbar gehalten und weisen im Wesentlichen rechteckige Löcher 84 auf, die sich etwa in ihrer Mitte öffnen.
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In einem Zustand, in dem die Motoreinheit 56 in dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 des Gehäuses 54 aufgenommen ist, sind die beiden Verriegelungsplatten 80a, 80b außerdem gegenüber den Vorsprüngen 64a, 64b des Gehäuses 54 angeordnet, und durch Rotation der Verriegelungsplatten 80a, 80b werden die Vorsprünge 64a, 64b jeweils durch die Löcher 84 eingesetzt. Dementsprechend wird die Motoreinheit 56 durch Eingriff der Verriegelungsplatten 80a, 80b mit den Vorsprüngen 64a, 64b an dem Gehäuse 54 fixiert.
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Anders ausgedrückt wird durch den Eingriff zwischen den Verriegelungsplatten 80a, 80b und den Vorsprüngen 64a, 64b eine Bewegung der Motoreinheit 56 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) relativ zu dem Gehäuse 54 verhindert.
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Außerdem ist ein Steckverbinder 86, der nach unten vorsteht, an einem unteren Abschnitt des Halters 76 ausgebildet. Der Steckverbinder 86 steht mit dem ersten Verbindungsabschnitt 58 in Verbindung, und nicht dargestellte Anschlüsse in dem Steckverbinder 86 sind elektrisch mit dem Motor 66 verbunden. Zusätzlich ist an dem Steckverbinder 86 ein nicht dargestellter Koppler desselben mit einer Steuerung verbunden, so dass elektrische Signale von der Steuerung über den Koppler an den Motor 66 gegeben werden, um dadurch den Motor 66 drehend anzutreiben.
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Wie in den 2, 4 und 7 gezeigt ist, umfasst der Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 die Welle 20, die mittels der ersten und zweiten Lager 42, 52 im Inneren des Körpers 12 drehbar vorgesehen ist, das Schneckengetriebe 22, das an der Welle 20 befestigt ist, das Schneckenrad 24, das mit dem Schneckengetriebe 22 kämmt, einen ersten Verbinder 88, der mit dem unteren Ende der Welle 20 verbunden ist, einen zweiten Verbinder 90, der mit der Antriebswelle 70 des Motors 66 in Eingriff steht, und ein Verbindungselement 92, welches den ersten Verbinder 88 mit dem zweiten Verbinder 90 verbindet.
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Die Welle 20 weist eine bestimmte Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A oder B) auf und ist so angeordnet, dass sie sich vertikal im Inneren des Körpers 12 erstreckt. Außerdem wird das obere Ende der Welle 20 drehbar durch das erste Lager 42 getragen, das in dem ersten Halteelement 28 des Körpers 12 vorgesehen ist, während sein unteres Ende drehbar durch das zweite Lager 52 getragen wird, das in dem zweiten Halteelement 30 des Körpers 12 angebracht ist.
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Außerdem ist der Betätigungsbolzen 54 zum manuellen Betätigen des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 mit der Welle 20 an dem oberen Ende der Welle 20 angeordnet. Der Betätigungsbolzen 94 umfasst einen plattenförmigen Griff 96, der koaxial mit der Welle 20 verschraubt ist, nach oben vorsteht und sich entlang einer geraden Linie senkrecht zu der Achse der Welle 20 erstreckt. Indem ein nicht dargestellter Bediener den Griff 96 ergreift und den Betätigungsbolzen 94 in einer festgelegten Richtung dreht, kann außerdem die Welle 20 gedreht werden, was verbunden ist mit einer gleichsinnigen Rotation des Schneckengetriebes 22.
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Der oben genannte Betätigungsbolzen 94 ist nicht auf den Fall eines Griffs 96 beschränkt, der in senkrechter Richtung vorsteht. Wie in 8 gezeigt ist, kann beispielsweise auch ein Betätigungsbolzen 94a verwendet werden, der konkave/konvexe Keilprofile (Nuten) aufweist, die auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind.
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Das Schneckengetriebe 22 weist beispielsweise eine helixförmige Schraubennut 98 an einer äußeren Umfangsfläche eines zylindrischen Körpers auf. Die Welle 20 ist durch das Zentrum des Schneckengetriebes 22 eingesetzt, wobei die Welle 20 mit diesem durch eine Halteschraube integral verbunden ist, die in einer radialen Richtung von der äußeren Umfangsfläche des Schneckengetriebes 22 eingeschraubt ist. Dementsprechend wird das Schneckengetriebe 22 integral mit der Welle 20 gedreht. Außerdem ist das Schneckengetriebe 22 so angeordnet, dass es der äußeren Umfangsfläche des Schneckenrades 24 gegenüberliegt, so dass Getriebezähne 100 des Schneckenrades 24 mit der Gewindenut 98 in Eingriff stehen. Hierdurch wird bei einer Drehung der Welle 20 und des Schneckengetriebes 22 und durch den Eingriff zwischen der Gewindenut 98 und den Getriebezähnen 100 das Schneckenrad 24 um einen festgelegten Winkel um die Haltewelle 26 gedreht.
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Das Schneckenrad 24 ist an einer im Wesentlichen zentralen Position in der Breitenrichtung des Körpers 12 angeordnet und um die Tragwelle 26 drehbar, die schwenkbar in dem Körper 12 gehalten wird. Das Schneckenrad 24 weist beispielsweise einen fächerartigen Querschnitt auf, wobei die Tragwelle 26 mit dem radialen Zentrum des Schneckenrades verbunden ist. Mehrere Getriebezähne 100 sind entlang einer gebogenen äußeren Umfangsfläche des Schneckenrades 24 ausgebildet. Außerdem sind Endabschnitte des Klemmarmes 16, der einen U-förmigen Querschnitt hat, mit den beiden Enden der Tragwelle 26 verbunden, so dass durch Rotation der Tragwelle 26 um einen festgelegten Winkel der Klemmarm 16 ebenfalls in schwenkender Weise bewegt wird.
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Wie in 7 gezeigt ist, hat das erste Verbindungselement 88 einen U-förmigen Querschnitt mit einem Paar erster Joche 102. Die ersten Joche 102 sind nach unten (in der Richtung des Pfeils A) orientiert und mit dem unteren Ende des Schaftes verbunden, so dass sie integral mit dem Schaft 20 drehbar sind.
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Ähnlich dem ersten Verbindungselement 88 hat das zweite Verbindungselement 90 einen U-förmigen Querschnitt mit einem Paar zweiter Joche 104. Die zweiten Joche 104 sind nach oben (in der Richtung des Pfeils B) orientiert und auf die Antriebswelle 70 aufgesetzt und mit dieser verbunden. Die Antriebswelle 70, die einen halbkreisförmigen Querschnitt hat, wird durch das Zentrum des zweiten Verbindungselements 90 eingesetzt, wodurch eine relative Verdrehung zwischen der Antriebswelle 70 und dem zweiten Verbindungselement 90 verhindert wird. Das zweite Verbindungselement 90 dreht sich integral mit der Antriebswelle 70.
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Wie in 7 gezeigt ist, sind auf diese Weise die ersten Joche 102 des ersten Verbindungselements 88 und die zweiten Joche 104 des zweiten Verbindungselements 90 einander gegenüberliegend angeordnet, so dass dann, wenn die Welle 20 und die Antriebswelle 70 in der axialen Richtung betrachtet werden, die ersten Joche 102 und die zweiten Joche 104 an voneinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind (vgl. 9).
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Das Verbindungselement 92 hat eine kreuzähnliche Form mit vier Beinen 92a. Das Verbindungselement 92 ist zwischen dem ersten Verbinder 88 und dem zweiten Verbinder 90 angeordnet und koaxial zu den ersten und zweiten Verbindern 88, 90 vorgesehen. Wie in 9 gezeigt ist, werden die Beine 92a jeweils zwischen den ersten Joche 102 und den zweiten Joche 104 in der Umfangsrichtung eingesetzt. Dementsprechend wird eine Relativverschiebung in der Rotationsrichtung des ersten Verbinders 88 und des zweiten Verbinders 90 durch das Verbindungselement 92 verhindert, und die ersten und zweiten Verbinder 88, 90 werden integral mit dem Verbindungselement 92 drehend verschoben.
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Als Folge hiervon wird durch die Rotation der Antriebswelle 70 des Motors 66 die Welle 60 integral hiermit über den zweiten Verbinder 90, das Verbindungselement 92 und den ersten Verbinder 88 gedreht, was mit einer Rotation des Schneckengetriebes 22 verbunden ist.
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Die elektrische Spannvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweise und Vorteile der elektrischen Spannvorrichtung 10 beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein ungeklemmter Zustand, in welchem das Klemmelement 16a des in den 1 und 2 gezeigten Klemmarmes 16 im Wesentlichen vertikal und mit Abstand von dem Haltestift 36 positioniert ist, als eine Ursprungsposition behandelt. Außerdem ist ein dünnes, plattenförmiges Werkstück W an einem oberen Abschnitt des Haltestiftes 36 angebracht.
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Zunächst wird in der in den 1 und 2 gezeigten Ursprungsposition der elektrischen Spannvorrichtung 10 durch Eingabe eines elektrischen Signals von einer nicht dargestellten Steuerung an den Motor 66 der Antriebseinheit 14 die Antriebswelle 70 des Motors 66 gedreht, was verbunden ist mit einer Rotation des Schneckengetriebes 22 über die ersten und zweiten Verbinder 88, 90 und die Welle 20.
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Bei der Rotation des Schneckengetriebes 22 wird das Schneckenrad 24, dessen Getriebezähne 100 mit der Gewindenut 88 des Schneckengetriebes 22 kämmen, wie es in 2 gezeigt ist, im Uhrzeigersinn um die Haltwelle 26 gedreht, was verbunden ist mit einer Annäherung des Klemmelements 16a des Klemmarmes 16 zu der Seite des Haltestiftes 36.
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Durch weiteres Antreiben des Motors 66 wird das Schneckengetriebe 22 weiter gedreht, was verbunden ist mit einer weiteren Rotation des Schneckenrades 24 im Uhrzeigersinn, wie es in den 3 und 4 gezeigt ist. Als Folge hiervon wird das Klemmelement 16a des Klemmarmes 16 von oben in Anlage gegen das Werkstück W gebracht, und ein geklemmter Zustand wird hergestellt, wie er in den 3 und 4 gezeigt ist, indem das Werkstück W zwischen dem Klemmelement 16a und dem Haltestift 36 geklemmt wird.
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Außerdem wird in dem oben beschriebenen geklemmten Zustand des Werkstücks W die Zufuhr des elektrischen Signals zu dem Motor 66 von der nicht dargestellten Steuerung unterbrochen, wodurch ein verriegelter Zustand hergestellt wird, indem die Drehbewegung des Schneckengetriebes 24 durch den Eingriff der Getriebezähne 100 des Schneckenrades 24 in die Gewindenut 98 des Schneckengetriebes 22 verhindert wird. Hierdurch kann der geklemmte Zustand des Werkstücks W durch den Klemmarm 16 aufrecht erhalten werden, ohne dass es notwendig wäre, separate Verriegelungsmittel zur Begrenzung der Drehbewegung des Klemmarms 16 vorzusehen.
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Wenn dagegen der geklemmte Zustand des Werkstücks W durch den Klemmarm 16 gelöst werden soll, wie er in den 3 und 4 gezeigt ist, wird die Polarität des elektrischen Signals, das von der nicht dargestellten Steuerung dem Motor 66 der Antriebseinheit 14 zugeführt wird, umgekehrt. Als Folge hiervon wird die Antriebswelle 70 des Motors 66 in entgegengesetzter Richtung gedreht, was verbunden ist mit einer Drehung des Schneckengetriebes 22 über die Welle 20 und die ersten und zweiten Verbinder 88, 90 in der entgegengesetzten Richtung.
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Außerdem wird das Schneckenrad 24, das in Eingriff mit der Gewindenut 98 des Schneckenrades 22 steht, entgegen dem Uhrzeigersinn um die Haltewelle 26 gedreht, wodurch das Klemmelement 16a des Klemmarmes 16 sich in einer Richtung weg von dem Werkstück W bewegt, und zu dem ungeklemmten Zustand zurückgeführt, in welchem der geklemmte Zustand des Werkstücks W durch das Klemmelement 16a und den Haltestift 36 gelöst ist (vgl. 1 und 2).
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Beispielsweise zu einem Zeitpunkt, wenn die Energieversorgung der Antriebseinheit 14 unterbrochen wird, das heißt wenn die Antriebseinheit 14 aufgrund eines Stromausfalls oder dergleichen abgeschaltet wird, und, wie oben beschrieben wurde, der Motor 66 nicht angetrieben werden kann, kann beispielsweise ein geklemmter Zustand aufrecht erhalten werden, in welchem das Werkstück W durch den Klemmarm 16 geklemmt wird. Es können aber auch Fälle auftreten, bei denen es aus irgendwelchen Gründen gewünscht ist, das Werkstück W aus einem solchen geklemmten Zustand freizugeben. Als nächstes wird mit Bezug auf die 2 und 5 ein Fall erläutert, bei dem ein geklemmter Zustand der Werkstücks W zu einer Zeit freigegeben wird, wenn die Antriebseinheit 14 abgeschaltet ist.
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Zunächst ergreift in dem geklemmten Zustand des Werkstücks W, der in 2 gezeigt ist, ein Bediener (nicht dargestellt) das Abdeckelement 44, welches das erste Halteelement 28 des Körpers 12 abdeckt, und das Abdeckelement 44 wird, wie in 5 gezeigt ist, nach oben (in der Richtung des Pfeils B) von dem ersten Halteelement 28 abgenommen. Im Einzelnen werden die Vorsprünge 46 des Abdeckelements 44 von den Nuten 48 des ersten Halteelements 28 getrennt, wodurch das Abdeckelement 44 einfach von dem Körper 12 abgenommen wird. Dementsprechend wird ein Zustand hergestellt, wie er in 5 gezeigt ist, in dem das erste Halteelement 28 und der Betätigungsbolzen 54 von außen zugänglich sind.
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Als Nächstes ergreift der nicht dargestellte Bediener den Griff 96 des Betätigungsbolzens 94 und dreht den Griff 96 in einer festgelegten Richtung, wodurch sich die Welle 20 zusammen mit dem Betätigungsbolzen 94 dreht, was mit einer Rotation des Schneckengetriebes 22 verbunden ist. Durch den Eingriff zwischen der Gewindenut 98 und den Getriebezähnen 100 werden somit das Schneckenrad 24 und der Klemmarm 16 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen festgelegten Winkel gedreht. Als Folge hiervon kann der geklemmte Zustand des Werkstücks W durch den Klemmarm 16 durch eine manuelle Operation des Bedieners gelöst werden.
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Im Einzelnen dient der Betätigungsbolzen 94 als ein manuelles Betätigungsmittel, das in der Lage ist, den geklemmten Zustand des Werkstücks W manuell zu lösen, ohne dass ein spezielles Werkzeug oder dergleichen notwendig wäre.
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Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem die Motoreinheit 56 der Antriebseinheit 14 aus dem Gehäuse 54 herausgenommen und durch eine neue, andere Motoreinheit 56 ersetzt wird.
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Wie in den 2, 4 und 10A gezeigt ist, ergreift zunächst ausgehend von einem Zustand, in welchem die Motoreinheit 56 in dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 des Gehäuses 54 aufgenommen ist, ein nicht dargestellter Bediener die beiden Verriegelungsplatten 80a, 80b, die an den Halteelementen 82 des Rahmens 68 vorgesehen sind, und die oberen Endseiten der Verriegelungsplatten 80a, 80b werden in Richtungen weg von dem Gehäuse 54 um dessen untere Endseiten gedreht, die auf den Halteelementen 82 des Rahmens 68 gehalten werden (vgl. 10B). Dementsprechend werden die Löcher 84 der Verriegelungsplatten 80a, 80b von den Vorsprüngen 64a, 64b des Gehäuses 54 getrennt, und der Eingriffszustand zwischen den Vorsprüngen 64a, 64b und den Löchern 84 wird gelöst. Im Einzelnen wird der die Bewegung der Motoreinheit 56 in der axialen Richtung relativ zu dem Gehäuse 54 verhindernde Zustand aufgehoben.
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Als Nächstes ergreift der Bediener den Halter 76 der Motoreinheit 56, und wie in 10B gezeigt ist, wird der Halter 76 in einer Richtung gezogen, in der er sich von dem Gehäuse 54 trennt, das heißt nach unten (in der Richtung des Pfeils A), und die Motoreinheit 56 wird aus dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 des Gehäuses 54 herausgezogen. Hierdurch wird der zweite Verbinder 90, der mit der Antriebswelle 70 des Motors 66 verbunden ist, von dem Verbindungselement 92 getrennt, und der Eingriffszustand zwischen dem zweiten Verbinder 90 und dem Verbindungselement 92 wird gelöst. Außerdem wird, wie in 5 gezeigt ist, das Entfernen der Motoreinheit 56 mit einem Zustand abgeschlossen, in welchem die Motoreinheit 56 vollständig aus dem Gehäuse 54 herausgenommen ist.
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Als Nächstes wird eine neue, andere Motoreinheit 56, die vorab vorbereitet wurde, in dem Gehäuse 54 installiert. In diesem Fall wird die Antriebswelle 70 der Motoreinheit 56 in den ersten Aufnahmeabschnitt 58 so eingesetzt, dass sie an der Seite des Gehäuses 54 (in der Richtung des Pfeils B) angeordnet ist, und die Motoreinheit 56 wird in einer Richtung entlang des ersten Aufnahmeabschnitts 58 eingesetzt. Wie in 10B gezeigt ist, werden außerdem die beiden Verriegelungsplatten 80a, 80b in einem entriegelten Zustand gehalten, in dem ihre oberen Endseiten von den Seitenwandabschnitten 74a, 74b des Rahmens 98 getrennt sind.
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Außerdem wird die Motoreinheit 56 weiter in das Innere des Gehäuses 54 eingesetzt, und das Verbindungselement 92 wird in Eingriff mit dem zweiten Verbinder 90, der mit der Antriebswelle 70 verbunden ist, gebracht, wobei gleichzeitig die zweiten Joche 104 des zweiten Verbinders 90 und die ersten Joche 102 des ersten Verbinders 88 an zueinander unterschiedlichen Positionen in Eingriff treten. Dementsprechend wird die Antriebswelle 70 des Motors 66 mit dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 verbunden, und es wird ein Zustand hergestellt, in dem die Antriebskraft des Motors 66 auf den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 übertragen werden kann. Außerdem kommt der Halter 76 des Rahmens 78 zur Anlage gegen das untere Ende des Gehäuses 54.
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Als Nächstes ergreift der Bediener (nicht dargestellt) das Paar von Verriegelungsplatten 80a, 80b und dreht die oberen Endseiten der Verriegelungsplatten 80a, 80b um deren untere Endseiten in Richtungen, in denen sie sich der einen Seitenfläche bzw. der anderen Seitenfläche des Gehäuses 54 annähern, wodurch die Vorsprünge 64a, 64b durch die Löcher 84 eingesetzt und in Eingriff mit diesen gebracht werden (vgl. 10A). Hierdurch wird die Motoreinheit 56 durch die Verriegelungsplatten 80a, 80b in einem Zustand in dem Gehäuse 54 fixiert, in welchem die Motoreinheit 56 in dem ersten Aufnahmeabschnitt 58 des Gehäuses 54 aufgenommen ist.
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In der oben beschriebenen Weise werden bei der vorliegenden Ausführungsform der elektrischen Spannvorrichtung 10, welche die Antriebseinheit 14 mit dem durch elektrische Signale angetriebenen Motor 66 aufweist, die Motoreinheit 56 einschließlich des Motors 66 und das Gehäuse 54, in dessen Innerem die Motoreinheit 56 aufgenommen ist, über das Paar von Verriegelungsplatten 80a, 80b miteinander verbunden. Beispielsweise in dem Fall, dass eine Wartung durchgeführt werden soll, welche den Austausch der Motoreinheit 56 oder dergleichen umfasst, kann hierdurch mit einer einfachen Operation der Drehung der Verriegelungsplatten 80a, 80b zum Lösen des Eingriffszustands zwischen den Verriegelungsplatten 80a, 80b und den Vorsprüngen 64a, 64b des Gehäuses 54 die Motoreinheit 56 einfach von dem Gehäuse 54 entfernt werden.
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Als Folge hiervon kann beispielsweise im Vergleich zu einer elektrischen Spannvorrichtung, bei welcher die Antriebseinheit 14 über Bolzen oder dergleichen mit dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 oder dem Körper 12 verbunden ist, eine komplexe Operation zum Lösen und Entfernen der Bolzen etc. vermieden werden, und die Wartung der elektrischen Spannvorrichtung 10 kann wesentlich vereinfacht werden.
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Anders ausgedrückt kann dann, wenn die elektrische Spannvorrichtung 10 gewartet werden muss, das Anbringen und Entfernen der Antriebseinheit 14 durchgeführt werden, ohne dass ein Bediener (nicht dargestellt) ein besonderes Werkzeug oder dergleichen verwenden müsste.
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Bei der elektrischen Spannvorrichtung 10 kann außerdem allein durch den Austausch der Motoreinheit 56 gegen eine separate Motoreinheit 56 mit einem Motor 66 mit anderen Output-Eigenschaften eine Änderung des Outputs der Antriebseinheit 14 einfach durchgeführt werden, wobei der gleiche Körper 12 einschließlich des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 verwendet werden kann. In dem Fall, dass die durch den Klemmarm 16 auf das Werkstück W aufgebrachte Klemmkraft geändert werden soll, kann somit durch Einsetzen oder Austauschen einer anderen Antriebseinheit 14, die einen anderen Output erzeugt, die durch den Klemmarm 16 aufgebrachte Klemmkraft in einer einzigen elektrischen Spannvorrichtung 10 einfach geändert werden. Insbesondere kann ein Anstieg der Ausrüstungskosten vermieden werden, weil es nicht notwendig ist, mehrere elektrische Spannvorrichtungen 10 mit jeweils unterschiedlichen Output-Eigenschaften bereit zu halten.
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In dem Fall, dass der Klemmarm 16 durch einen Bediener manuell gedreht wird, wird außerdem das Abdeckelement 44 entfernt, und durch die manuelle Rotation des Betätigungsbolzen 94 ohne Verwendung eines Werkzeugs oder dergleichen kann der Klemmarm 16 einfach in einer gewünschten Richtung gedreht werden, und der geklemmte Zustand oder der ungeklemmte Zustand des Klemmarms 16 kann gelöst werden.
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Außerdem ist der Körper 12 nicht zur Umgebung offen. Da das Deckelelement 40 und die Antriebseinheit 14 die Öffnung des Raumes jeweils verschließen, kann innerhalb des Raumes ein hermetisch abgedichteter Zustand aufrechterhalten werden. Selbst in dem Fall, dass beispielsweise Wasser in einer Montagelinie eingesetzt wird, in welcher die elektrische Spannvorrichtung 10 verwendet wird, kann hierdurch verhindert werden, das Feuchtigkeit in den Innenraum eindringt. Auch das Eindringen von Schweißspritzern, die an einer Schweißbahn oder dergleichen generiert werden, in den Innenraum kann verhindert werden.
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Des Weiteren kann die Motoreinheit 56 zuverlässig an einer Bewegung in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A) relativ zu dem Gehäuse 54 durch den Eingriff des Paares von Verriegelungsplatten 80a, 80b an dem Gehäuse 54 verhindert werden. Beispielsweise auch in dem Fall, dass an Drähten, die mit dem Steckverbinder 86 des Halters 76 verbunden sind, gezogen und auf den Halter 76 eine Zugkraft nach unten ausgeübt wird, kann somit verhindert werden, dass die Motoreinheit 56 einschließlich des Halters 76 versehentlich aus dem Gehäuse 54 heraus rutscht. Der gehaltene Zustand kann beibehalten werden.
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Außerdem ist der Dichtring 49 an dem ersten Haltelement 28 angebracht, an welchem das Abdeckelement 44 befestigt ist. In einem Zustand, in dem das Abdeckelement 44 an dem Körper 12 befestigt ist, wird das Eindringen von Feuchtigkeit oder dergleichen aus der Umgebung durch die Anlage des Dichtrings 65 an der inneren Wandfläche des Abdeckelements 44 verhindert.
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Außerdem ist der Dichtring 65 an dem unteren Ende des Gehäuses 54 vorgesehen, so dass dann, wenn die Motoreinheit 56 an dem Gehäuse 54 angebracht wird, der Dichtring 65 an dem Halter 76 anliegt. Da zwischen dem Halter 54 und der Motoreinheit 56 ein abgedichteter Zustand gewährleistet ist, wird das Eindringen von Feuchtigkeit oder dergleichen aus der Umgebung verhindert.
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Die elektrische Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es versteht sich, dass verschiedene Alternativen oder zusätzliche Gestaltungen eingesetzt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt ist.
