JP2001113431A - クランプ装置 - Google Patents
クランプ装置Info
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Abstract
越えてアームが逆動することを防止することが可能なク
ランプ装置を提供することにある。 【解決手段】トグルリンク機構を構成するリンクプレー
ト72の湾曲面81を、リンクピン78の中心点O1と
を結ぶ曲率半径が一端部から他端部に向かって徐々に大
きくなるように設定する。
Description
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。
を溶接する際、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、この種のクランプシリンダ
が、例えば、米国特許第4458889号公報等に開示
されている。
示されたクランプシリンダでは、図13および図14に
示されるように、分割された一組のボデイ1a、1bの
間にピストンロッド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ピン部材
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ピン部材7を介してアー
ム8が所定角度回動自在に連結される。
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1
a、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。
ンダがアンクランプ状態からクランプ状態に移行するま
での概略動作を図15乃至図17に基づいて説明する。
号中、O1は第2ピン部材7の中心点、O2はローラ6
a、6bの中心点(第1ピン部材4の中心点)、A1〜
A4は前記第2ピン部材7の中心点O1とローラ6a、6
bの中心点O2との略水平方向における離間距離、O1−
O2は中心点O1と中心点O2とを結んだ直線距離である
リンクピッチ、Wはワークをそれぞれ示している。
クWに当接しないアンクランプ状態では、リンクピッチ
O1−O2が中心点O1と中心点O2との略水平方向におけ
る離間距離A1よりも小さく、A1<O1−O2という関係
が成り立つ。
がワークWに当接した状態では、前記と同様に、リンク
ピッチO1−O2が中心点O1と中心点O2との略水平方向
における離間距離A2よりも小さく、A2<O1−O2とい
う関係が成り立つ。
ンロッド2が僅かだけ上昇してアーム8がワークWを下
方側に向かって押圧するクランプ状態では、リンクピッ
チO 1−O2が中心点O1と中心点O2との略水平方向にお
ける離間距離A3と一致し、A3=O1−O2という関係が
成り立つ。この場合、アーム8がワークWを押圧する力
の反力によって発生する応力Nと応力Fとが釣り合って
ロック状態となる。
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、リンク機構の摩擦力より
も推力fが大きくなり、前記クランプ状態からピストン
ロッド2が僅かだけ上昇すると、図18に示されるよう
に、アーム8がワークWから僅かだけ上昇してクランプ
状態からアンクランプ状態に切り換わる。
1と中心点O2との略水平方向における離間距離A4より
も小さく、A4<O1−O2という関係が成り立つととも
に、水平方向の離間距離A4がクランプ状態の離間距離
A3と比較して小さくなり、A3>A4という関係とな
る。
ンクピッチが中心点O1と中心点O2との略水平方向にお
ける離間距離と一致するターニングポイントを乗り越え
ると、アーム8が逆動してワークWから僅かに上昇する
ため、クランプ状態が解除されるという不具合がある。
たものであり、クランプ状態であるターニングポイント
を乗り越えてアームが逆動することを防止することが可
能なクランプ装置を提供することを目的とする。
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、一端部が前記ロッド部材に連結され他端
部がリンクピンを介して支持レバーに連結されたリンク
プレートを含み、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、前記ボデイに回動自在に軸支され、前記
リンクプレートの湾曲面に接触する回動部材と、を備
え、前記リンクプレートの湾曲面は、前記リンクピンの
中心点とを結ぶ曲率半径が一端部から他端部に向かって
徐々に大きくなるように設定されることを特徴とする。
されたピン部材によって回動自在に軸支されたガイドロ
ーラ、または、軸受部材を介して回動自在に設けられた
ピン部材によって構成するとよい。なお、駆動手段は、
少なくともシリンダ等のアクチュエータが含まれる。
クプレートの湾曲面は、前記リンクピンの中心点とを結
ぶ曲率半径が一端部から他端部に向かって徐々に大きく
なるように設定されているため、クランプ状態に到達し
た後、さらに、曲率半径が大なる湾曲面に沿ってリンク
プレートが変位することが阻止される。この結果、アー
ムが逆動することを防止してクランプ状態を解除するこ
とが阻止される。
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。
実施の形態に係るクランプ装置を示す。このクランプ装
置10は、扁平状に形成されたボデイ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16a、16b(図5参照)を介して外部に
突出する矩形状の軸受部18に連結されるアーム20と
を備える。
示しない凹部が形成されたエンドブロック24と、断面
楕円形状の筒体からなり、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の
底面に気密に連結されたシリンダチューブ26とを含
む。
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。
されるように、ウェアリング34およびシールリング3
6がそれぞれ装着されている。また、エンドブロック2
4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40を介して
エンドブロック24およびシリンダチューブ26がボデ
イ12に気密に組み付けられる(図1および図2参
照)。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42
a、42b、44a、44bがそれぞれ相互に対向して
形成されている(図3参照)。
一方の圧力流体出入ポート42a、44a(42b、4
4b)に図示しない盲栓がねじ込まれることにより、前
記一方の圧力流体出入ポート42a、44a(42b、
44b)が閉塞された状態で使用される。
対称からなる第1ケーシング46と第2ケーシング48
が一体的に組み付けられて構成される。前記第1ケーシ
ング46の下端部には、略水平方向に向かって突出し、
ロッドカバーとして機能する突出部50が一体的に形成
され、前記第2ケーシング48の長手方向の寸法は、第
1ケーシング46と比較して前記突出部50の厚さ分だ
け短縮して形成されている。この場合、図5に示される
ように、シリンダ部14を分解することなしに、第1ケ
ーシング46から第2ケーシング48を取り外すことに
より、簡便にボデイ12を分解することができる。
うに、第1ケーシング46および第2ケーシング48に
それぞれ形成された凹部52a、52b(但し、凹部5
2bは凹部52aと同一構成のため、図示を省略してい
る)によって室54が形成され、前記室54内にはロッ
ド部材32の自由端が臨むように設けられる。
ング46および第2ケーシング48の内壁面にそれぞれ
形成され、後述するナックルブロック56が摺動可能に
設けられたガイド溝58によって直線状に往復自在に案
内される。前記ガイド溝58の上部側には、後述するリ
ンクプレート72の湾曲面81がガイドローラ79と円
滑に摺動するために逃げ面59が形成されている(図1
0乃至図12参照)。なお、突出部50に形成された貫
通孔には、ロッド部材32の外周面を囲繞するロッドパ
ッキン60(図3参照)が設けられている。
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。
図5に示されるように、ロッド部材32の円盤状の突起
部66に係合する断面T字状の溝部68が略水平方向に
延在するように形成される。この場合、ロッド部材32
と一体的に形成された突起部66と前記溝部68との間
およびナックルブロック56とガイド溝58との間には
所定のクリアランスが形成され、前記ナックルブロック
56が前記溝部68に沿って略水平方向に摺動自在に設
けられることにより、ロッド部材32に対する横方向の
荷重の伝達が阻止される。換言すると、ナックルブロッ
ク56に自由度を設けることにより、例えば、ワークを
クランプする際に、ロッド部材32、ロッドパッキン6
0等に横荷重が付与されることがなく、ロッド部材32
のストロークをトグルリンク機構64に効率良く伝達す
ることができる。
ように、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および第2ケーシン
グ48に形成された略円形状の一組の開口部16a、1
6b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。
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。すなわち、前記リンクプレート72に
は、所定間隔離間する一組の孔部76a、76bが形成
され、一方の孔部76aに軸着されるナックルピン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、他方の孔部76bに軸着されるリ
ンクピン78を介して支持レバー74の二股部に連結さ
れる。また、前記一方の孔部76aに近接するリンクプ
レート72の一端部には、後述するガイドローラ(回動
手段)79と接触する湾曲面81が形成されている。
れた湾曲面81は、図6に示されるように、リンクピン
78の中心点O1と湾曲面81の点O2〜点ON+1とを結
ぶそれぞれの曲率半径が徐々に大きくなるように設定さ
れている。すなわち、アーム20がワーク側に向かって
回動する際、リンクプレート72の上部側に形成された
第1曲率半径(O1−O2)よりもその下部側に形成され
た第2曲率半径(O1−O3)が大きく、さらに、前記第
2曲率半径(O1−O3)よりも第3曲率半径(O1−
O4)が大きく形成され、下部側に向かって徐々に曲率
半径が大きくなるように設定されている。
下部側に向かって湾曲面81は、リンクピン78の中心
点O1を基準として、第1曲率半径(O1−O2)<第2
曲率半径(O1−O3)<第3曲率半径(O1−O4)<第
N曲率半径(O1−ON+1)となるように形成されてい
る。
に、リンクピン78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に突出形
成され、開口部16b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、前記二股部を間にし
て隣接して形成されボデイ12の略円形状の開口部16
a、16bにそれぞれ嵌合する一組の円周部80a、8
0bと、前記円周部80a、80bから横方向に僅かだ
け突出して形成され開口部16bを介してボデイ12か
ら外部に露呈する一組の円弧状突起部82a、82b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。
に回動動作するように設けられ、該支持レバー74に形
成された前記円弧状突起部82a、82bは、ボデイ1
2に固定されたプレート84a、84bに当接すること
により該アーム20の回動動作を停止させるストッパと
しての機能を営む。
ルジョイント62およびリンクプレート72を介して支
持レバー74に伝達され、前記支持レバー74はボデイ
12に形成された一組の開口部16a、16bに支持さ
れる円周部80a、80bを回動中心として所定角度だ
け回動自在に設けられている。
する第1ケーシング46および第2ケーシング48の側
面には長方形状の凹部86がそれぞれ形成され、前記凹
部86は一組のカバー部材88a、88bによって閉塞
される。前記カバー部材88a、88bは、ねじ部材8
9によって着脱自在に装着される。この場合、支持レバ
ー74の軸受部18は、カバー部材88bの略中央部に
形成された略円形状の開口部90を通じて外部に露呈す
るように設けられる。
ー74の円弧状突起部82a、82bが当接することに
より、アーム20の回動動作を停止させるプレート84
a、84bがねじ部材92を介して固定される。
示されるように、円弧状突起部82b(82a)の一端
面94が当接する第1当接面96と、前記円弧状突起部
82b(82a)の他端面98が当接する第2当接面1
00とを有し、前記第1当接面96と第2当接面100
との間には、支持レバー74を囲繞する湾曲面102が
形成されている。前記支持レバー74の一端面94と他
端面98は、約90度の角度だけ離間するように形成さ
れている。なお、前記支持レバー74の一端面94と他
端面98の離間角度は90度に限定されるものではない
ことは勿論である。
材88a、88bをそれぞれ取り外し、ねじ部材92を
緩めることにより前記一組のプレート84a、84bを
他のプレート(後述する)と簡便に交換することができ
る。なお、ボデイ12から一組のカバー部材88a、8
8bをそれぞれ取り外した場合、図2に示されるよう
に、前記支持レバー74に形成された円弧状突起部82
b(82a)の一端面94および他端面98は、外部に
露呈するように設けられている(但し、一端面94は図
示していない)。
および第2ケーシング48の内壁面の上部側には、図5
に示されるように、断面円弧状の凹部106がそれぞれ
形成され、前記凹部106には、前記リンクプレート7
2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および第2ケーシング48に形成された孔部10
8には、ガイドローラ79を回動自在に軸支するピン部
材110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112が装
着される。前記ニードルベアリング112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。
リンクプレート72の湾曲面81にピン部材114が直
接接触するように設け、前記ピン部材114の両端部を
それぞれキャップ部材116a、116bに装着された
短小な複数のニードルベアリング118によって回動自
在に軸支するように構成してもよい。
48の内壁面には、角溝からなり上下方向に沿って延在
する一組のガイド溝58が相互に対向して設けられる。
前記一組のガイド溝58の間にはナックルブロック56
が介装され、前記ナックルブロック56は、前記ガイド
溝58の案内作用下に上下方向に沿って摺動自在に設け
られる。
0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。
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、44a(42b、44b)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。なお、図9はアンクランプ状態を、図3はクランプ
状態をそれぞれ示すものであり、以下、図9のアンクラ
ンプ状態を初期位置として説明する。
す初期位置において、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44a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3
0がシリンダ室28に沿って上昇する。
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。
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7
2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
を矢印A方向に回動させる。
を支点としてアーム20が矢印B方向に向かって所定角
度回動することにより、該支持レバー74と一体的に円
弧状突起部82b(82a)が所定角度回動する。
向かって回動している際、図10に示されるように、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110を中心として回動す
る。この場合、ガイドローラ79は、リンクプレート7
2の上部側に形成された湾曲面81の点O2に接触し、
さらに、徐々に曲率半径が大きく設定された湾曲面81
の下部側に沿って回動する。
部82b(82a)の一端面94がボデイ12に固定さ
れたプレート84b(84a)の第1当接面96に当接
することにより、該アーム20が回動動作を停止する
(図11参照)。前記アーム20が回動動作を停止し該
アーム20がワークに当接した後、ピストン30および
ロッド部材32は僅かだけさらに上昇することにより、
ワークがアーム20に押圧されて保持されたクランプ状
態となる(図3および図13参照)。
い切換弁の切換作用下に圧力流体出入ポート42aに圧
力流体を供給することによりピストン30が下降する。
さらにロッド部材32の下降作用下にリンクプレート7
2を介して支持レバー74が前記とは逆方向に回動する
ことにより、アーム20がワークから離間する方向に回
動する。
に回動している際、円弧状突起部82b(82a)の他
端面98がボデイ12に固定されたプレート84b(8
4a)の第2当接面100に当接することにより、該ア
ーム20が回動動作を停止する。この結果、クランプ装
置10は、図9に示す初期位置に復帰する。
状態であるターニングポイントの乗り越えを阻止する点
について以下説明する。
18に示されるように、ワークをクランプした後、ピス
トンロッド2がターニングポイントを乗り越えてさらに
上昇するため、アーム8が逆動してワークから離間し、
クランプ状態が解除されるという不具合がある。
に示されるように、クランプ状態において、ガイドロー
ラ79が湾曲面81の点O4に接触し、リンクピン78
の中心点O1と前記点O4とを結ぶ曲率半径が略水平状態
となる。従って、ガイドローラ79が受容する反力N
と、前記反力Nと反対方向に作用する反力Fとが釣り合
いロック状態となる。
も推力fが大きくなってナックルブロック56がさらに
上昇しようとしても、リンクプレート72の湾曲面81
が上部側から下部側に向かって曲率半径が徐々に大きく
なるように形成されているため、クランプ状態からナッ
クルブロック56が上昇することを確実に阻止すること
ができる。
ンプ状態では、ガイドローラ79が湾曲面81の点O4
に接触しているが、前記点O4よりも下部側の湾曲面8
1の曲率半径が該点O4の曲率半径よりも大きいため、
ナックルブロック56の上昇が規制されターニングポイ
ントを乗り越えることが阻止される。従って、本実施の
形態では、ターニングポイントを乗り越えてアーム20
が逆動しクランプ状態が解除されることを確実に阻止す
ることができる。
シリンダ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。
る。
ポイントを乗り越えてアームが逆動することを確実に防
止することができる。従って、一旦、クランプされたワ
ークを落下させることがなく、クランプ状態を安定して
保持することができる。
図である。
した状態を示す斜視図である。
である。
る。
図である。
図である。
ある。
成図である。
る。
トがガイドローラの湾曲面に当接した状態を示す動作説
明図である。
がガイドローラの湾曲面に沿ってさらに変位した状態を
示す動作説明図である。
る。
斜視図である。
面図である。
である。
である。
である。
である。
…開口部 18…軸受部 20…アーム 52a、52b、86…凹部 24…エンドブロック 28…シリンダ室 30…ピストン 32…ロッド部材 42a、42b、44a、44b…圧力流体出入ポート 46、48…ケーシング 54…室 56…ナックルブロック 64…トグルリンク機
構 66…突起部 70…ナックルピン 72…リンクプレート 74…支持レバー 78…リンクピン 79…ガイドローラ 81…湾曲面 110、114…ピン
部材 112、118…ニードルベアリング
Claims (4)
- 【請求項1】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、 一端部が前記ロッド部材に連結され他端部がリンクピン
を介して支持レバーに連結されたリンクプレートを含
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、 前記ボデイに回動自在に軸支され、前記リンクプレート
の湾曲面に接触する回動部材と、 を備え、前記リンクプレートの湾曲面は、前記リンクピ
ンの中心点とを結ぶ曲率半径が一端部から他端部に向か
って徐々に大きくなるように設定されることを特徴とす
るクランプ装置。 - 【請求項2】請求項1記載の装置において、 前記回動部材は、ボデイに固定されたピン部材によって
回動自在に軸支されたガイドローラからなることを特徴
とするクランプ装置。 - 【請求項3】請求項1記載の装置において、 前記回動部材は、軸受部材を介して回動自在に設けられ
たピン部材からなることを特徴とするクランプ装置。 - 【請求項4】請求項1記載の装置において、駆動手段
は、少なくともシリンダを含むことを特徴とするクラン
プ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29456999A JP3618263B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | クランプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29456999A JP3618263B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | クランプ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001113431A true JP2001113431A (ja) | 2001-04-24 |
JP3618263B2 JP3618263B2 (ja) | 2005-02-09 |
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ID=17809488
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3618263B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005238439A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-09-08 | Gimatic Spa | 空気圧締め付け装置 |
-
1999
- 1999-10-15 JP JP29456999A patent/JP3618263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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