JP2005169604A - 電動パワークランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキ機構付きの電動モータにより非駆動時のクランプアームをロックする電動パワークランプ装置において、上記クランプアームの手動操作を容易にする。
【解決手段】 電動モータ３の出力を減速駆動系１０を介してクランプアーム６に伝達する電動パワークランプ装置において、ボディ１に、外部からの工具による押圧で上記減速駆動系の一部を構成する歯車１２に噛合する小歯車４５を備えた操作軸４１を、進退及び回転自在に嵌挿し、該操作軸に、ブレーキ機構５０におけるリリースレバー５２を操作して、上記操作軸の小歯車４５が減速駆動系１０の歯車１２に噛合したときに該ブレーキ機構を不作動化する操作リンク機構５３を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークを溶接その他の加工のためにクランプするための電動パワークランプ装置に関するものであり、更に具体的には、クランプアームの手動操作機構を備えた電動パワークランプ装置に関するものである。

ワークを加工等のためにクランプするためのパワークランプ装置として、電動モータによりクランプアームを駆動するようにしたものは、従来から各種のものが提案され、使用されている。それらの電動パワークランプ装置においては、必要に応じて、停電や電源装置の故障等により駆動できなくなったときにクランプアームを手動で操作するための手動操作機構が設けられている。

しかるに、ブレーキ機構付きの電動モータ等を用いて、該電動モータの非駆動時に該ブレーキ機構によってクランプアームをロックするようにしている場合には、上記クランプアームの手動操作に当たって、そのブレーキ機構を不作動にしたうえでクランプアームを手動で操作する必要があり、そのため、操作性がよくないばかりでなく、上記ブレーキ機構を不作動にしたままで、それを復帰させることなく電動モータに通電した場合には、ブレーキ機構の不作動により不測の事態を引き起こす可能性もある。

本発明の技術的課題は、上記電動モータを用いて、その駆動系に設けたブレーキ機構により非駆動時のクランプアームをロックするようにした電動パワークランプ装置において、上記クランプアームの手動操作を一層容易にすることにあり、更に具体的には、上記ブレーキ機構の不作動化とクランプアームの手動操作を単一の工具による単一の操作で行うことを可能にするものである。
本発明の他の技術的課題は、上記ブレーキ機構を不作動にしたままで電動モータに通電するのを未然に防止できるようにした電動パワークランプ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、電動モータの出力を減速駆動系を介してクランプアームにそのクランプ動作のために伝達する電動パワークランプ装置において、該装置のボディに、外部からの工具による押圧で上記減速駆動系の一部を構成するところの歯車に噛合する小歯車を備えた操作軸を、進退及び回転自在に嵌挿し、該操作軸に、上記電動モータの駆動系に付設したブレーキ機構におけるリリースレバーを操作して、上記操作軸の小歯車が減速駆動系の歯車に噛合したときに該ブレーキ機構を不作動化する連係手段を設けたことを特徴とするものである。

上記構成を有する電動パワークランプ装置では、停電や電源装置の故障等によりそれが駆動できなくなったときに、クランプアームを手動操作機構により手動で操作するには、工具により操作軸を押圧して該操作軸の先端の小歯車を減速駆動系における歯車と噛合させたうえで、該操作軸を回転させればよく、上記操作軸の押圧により、連係手段を介してブレーキ機構におけるリリースレバーが操作され、それにより該ブレーキ機構が不作動化され、また、上記操作軸の回転により、該操作軸の小歯車から減速駆動系の歯車を介してクランプアームが駆動され、それによりクランプアームを任意位置に移動させることができる。
この手動操作時に上記操作軸から工具を外すと、上記ブレーキ機構におけるリリースレバーの操作が解除されるので、該ブレーキ機構が復帰し、クランプアームアームがその位置に保持される。

上記本発明の好ましい実施形態においては、上記減速駆動系の歯車及び操作軸の小歯車として、相互に噛合する傘歯車が用いられる。また、上記操作軸を、上記ボディにおけるクランプアームの動作域と反対の側に該操作軸の操作端を臨ませて該ボディに嵌挿するのが、手動によるクランプアームの駆動作業を容易にするために有効である。
更に、上記連係手段としては、一端が上記操作軸に係合し、他端がブレーキ機構のリリースレバーに係合した操作リンク機構あるいは屈曲ばね材を用いることができる。また、上記ボディに、上記操作軸の位置により手動操作機構の動作状態を検出するセンサを設けるのが、手動操作時に誤って電動モータに通電するのを防止するために有効である。

以上に詳述した本発明の電動パワークランプ装置によれば、クランプアームの手動操作を容易にすることができ、すなわち、上記ブレーキ機構の不作動化とクランプアームの手動操作を単一の工具による単一の操作で行うことができ、また、上記ブレーキ機構を不作動にしたままで電動モータに通電するのを未然に防止することもできる。

図１は、本発明に係る電動パワークランプ装置の第１実施例を示している。この電動パワークランプ装置は、ボディ１の内部に駆動源としての電動モータ３を備え、更に、該電動モータ３の出力をクランプアーム６に対してそのクランプ動作のために伝達する減速駆動系を備えている。この減速駆動系は、上記モータ３の出力軸４により駆動されてその回転を減速するための多段の歯車１１〜１６で構成された減速機構１０と、該減速機構１０に連結されてクランプアーム６を動作させるリンク機構２０とによって構成されている。

上記減速機構１０は、電動モータ３の出力軸４に取付けた小傘歯車１１、それに噛合する傘歯車１２、該傘歯車１２と同軸で一体の小歯車１３、該小歯車１３と噛合する大歯車１４、該大歯車１４と同軸で一体の小歯車１５、該小歯車１５と噛合する最終段の略半円形状の大歯車１６によって構成されたもので、それらにより、上記電動モータ３の回転は大幅に減速されるとともにトルクを増大して最後段の大歯車１６に伝達される。なお、上記減速機構１０は、その全体が歯車減速機構である必要はなく、減速のための他の機構を混在させることができる。

上記減速機構１０における最終段の歯車１６は、その周辺に上記リンク機構２０におけるクランクリンク２１が回動自在に連結され、上記歯車１６がほぼ半回転する範囲内でクランプリンク２１の先端を直線的運動に変換して駆動するクランクギアとして機能させている。そのため、上記クランクリンク２１の先端には、電動モータ３の出力がほぼ直線的な運動として伝達される。

一方、該クランクリンク２１の先端には、カムフォロア２５を有するカムフォロアリンク２３の一端が、ピン２４により回動自在に連結され、該カムフォロアリンク２３の先端は、ボディ１に回動自在に支持させたクランプアーム軸３０から突出する駆動レバー３１の先端に、連結軸３３により回動自在に連結されている。
上記カムフォロアリンク２３は、中間部において屈曲していて、該屈曲部に設けたカムフォロア軸２６の両端に上記カムフォロア２５を回転自在に支持している。上記カムフォロアリンク２３の屈曲部は、該カムフォロアリンク２３の先端を上記駆動レバー３１の先端側に向けてほぼ直角またはそれに近い角度で屈曲させたものである。

そして、上記カムフォロアリンク２３の屈曲部に設けたカムフォロア２５の移動をガイドするため、ボディ１内には、クランクリンク２１の先端の移動方向にほぼ沿ったカム軌道面２８を有する軌道体２７を設け、クランクリンク２１の直線的な駆動に際して、上記カムフォロア２５をその軌道面２８により与えられる所定の経路に沿って転動させるようにしている。このカム軌道面２８は、所定のクランプ力を得るために適切な形状に形成されるものであり、図示の例では、カム軌道面の長さの大きな部分を占める直線状のカム面２８ａと、それに続く終端部付近（クランプ力発生部）の曲率半径の大きい円弧またはそれに近似した曲線から成るカム面２８ｂとで構成されている。
上記駆動レバー３１により回転駆動されるクランプアーム軸３０は、ボディ１から突出する軸端が角軸によって形成され、該軸端にクランプアーム６の基端が装着される。

前記ボディ１には、停電や電源装置の故障等によりクランプアーム６を駆動できなくなったときなどに、該クランプアーム６を手動で操作するための手動操作機構４０を設けている。この手動操作機構４０を構成する操作軸４１は、上記ボディ１におけるクランプアーム６の動作域とは反対の側に開口するように設けた軸孔４３及び中間の軸受４４に進退及び回転自在に嵌挿し、工具受け（６角孔）４２を有する操作端をその開口に臨ませている。この操作軸４１は、その先端に、外部からの工具（六角レンチ等）による押圧で、上記減速駆動系１０の一部を構成するところの傘歯車１２に噛合する小傘歯車４５を備え、また、該操作軸４１には、上記歯車４５が減速駆動系１０の歯車１２に噛合したときに、上記電動モータ３に付設したブレーキ機構５０におけるリリースレバー５２を操作して該ブレーキ機構５０を不作動化する連係手段を設けている。
なお、上記ブレーキ機構５０は、電動モータ３自体に付設する必要はなく、電動モータの駆動系に適宜設けることができる。

上記ブレーキ機構５０は、上記リリースレバー５２の外端の押圧により、電動モータ３のブレーキ側に突出した回転軸４ａに連結されている円板（図示省略）の回転に制動力を与えるようにしたもので、公知の各種機構のものを採用することができる。
また、上記連係手段としては、図１に例示しているように、一端が上記操作軸４１の中間部に係合し、他端がブレーキ機構５０のリリースレバー５２に係合した操作リンク機構５３を用いることができる。この操作リンク機構５３は、ボディ１にピン５３ｂにより回転自在に支持されて上記操作軸４１に一端が係合する第１リンク５３ａと、該第１リンク５３ａの他端と上記リリースレバー５２との間に連結された第２リンク５３ｃにより構成したものであり、操作軸４１を前記工具で押圧することにより、リリースレバー５２を実線位置から鎖線位置に移動させ、ブレーキ機構５０を不作動化することができるものである。なお、リリースレバー５２及び操作リンク機構５３の復帰は、ブレーキ機構５０に設けた復帰バネで行われるが、操作軸４１にその復帰のためのばね等を設けてもよい。

上記操作軸４１は、それに係合させた連係手段によりブレーキ機構５０におけるリリースレバー５２を操作して該ブレーキ機構５０を不作動化したときには、該操作軸４１の先端の歯車４５が減速駆動系１０の歯車１２に噛合し、その結果、ボディ１の軸孔４３の開口に臨ませた操作軸４１の操作端の工具受け４２に装着した工具を回転させることにより、クランプアーム６を手動で駆動することが可能になる。
上記減速駆動系１０の歯車１２及び操作軸４１の小歯車４５は、相互に噛合する傘歯車としているが、それに限るものではなく、また、上記操作軸４１の先端の歯車４５は、減速駆動系１０における電動モータ３に近い歯車に噛合させるのが望ましいが、必ずしも図示の歯車１２に限るものではない。

また、上記ボディ１には、上記操作軸４１の位置により手動操作機構４０の動作状態を検出するセンサ６０を設けている。このセンサ６０は、操作軸４１に設けた磁石６１の接離を検出するセンサとしているが、操作軸４１の移動を検出する各種センサを用いることができる。このセンサ６０出力は、電動モータ３の駆動回路の通電を手動操作機構４０の動作中一時的に停止するスイッチ手段の動作、あるいは、手動操作機構４０の操作中であることを明確に表示する表示手段の動作等に供することができる。

上記構成を有する電動パワークランプ装置においては、電動モータ３による減速駆動系１０の駆動により最後段の歯車１６が回転駆動され、その回転運動がクランクリンク２１にほぼ直線的な運動として伝達されると、その間に、クランクリンク２１の先端に連結したカムフォロアリンク２３の屈曲部に設けたカムフォロア２５が、軌道体２７のカム軌道面２８に当接してその上を転動し、これに伴い該カムフォロアリンク２３自体がカムフォロア軸２６の周りに回転しながら図示位置に移動し、それにより駆動レバー３１を回転させ、クランプアーム軸３０を回転駆動する。その結果、該クランプアーム軸３０によりクランプアーム６が回転駆動され、ワークが図示しないテーブル上にクランプされる。

そして、このリンク機構２０では、カムフォロアリンク２３が、カムフォロア２５が転動するカム軌道面２８を備えた軌道体２７と共に、クランプアーム６によるクランプ力を安定的に保持するためのトグル機構を構成しているので、そのトグル機構の作用により、クランクアーム６がワークをクランプする状態においては、クランプアーム軸３０から駆動レバー３１を介してカムフォロアリンク２３に伝達される反力に、該カムフォロアリンク２３を復帰方向に駆動する力成分が実質的になく、そのため、ワークを把持した後には駆動源の駆動力を断ってもワークの把持が維持され、テーブル上にワークをクランプした状態に安定的に保持される。

また、上記電動パワークランプ装置が停電や電源装置の故障等により駆動できなくなったときには、クランプアーム６を手動操作機構４０により手動で操作することになるが、この場合には、工具により操作軸４１を押圧して該操作軸４１の先端の小歯車４５を減速駆動系１０における歯車１２と噛合させたうえで、該操作軸４１を回転させればよく、上記操作軸４１の押圧により、操作リンク機構５３における第１及び第２のリンク５３ａ，５３ｂを介して電動モータ３に付設したブレーキ機構５０におけるリリースレバー５２が操作され、それにより該ブレーキ機構５０が不作動化される。また、その状態での上記操作軸４１の回転により、該操作軸４１の小歯車４５から減速駆動系１０の歯車１２を介してクランプアーム６が駆動され、それによりクランプアーム６を任意位置に移動させることができる。

更に、この手動操作時に上記操作軸４１から工具を外すと、上記ブレーキ機構５０におけるリリースレバー５２の操作が解除されるので、該ブレーキ機構５０が復帰し、該ブレーキ機構５０の作動によりクランプアーム６がその位置に保持される。

図２は、本発明の電動パワークランプ装置の第２実施例を示し、この電動パワークランプ装置は、前記第１実施例に比して、操作軸４１とブレーキ機構５０のリリースレバー５２との間に介装した連係手段において相違するのみで、その他の構成及び作用においては相違するところがない。そのため、第１実施例の電動パワークランプ装置と共通する構成及び作用については、該第１実施例と同一または相当部分に同一符号を付して、それらの説明を省略する。

図２に例示している上記連係手段としては、一端が上記操作軸４１の中間部に係合し、他端がブレーキ機構５０のリリースレバー５２に係合した屈曲ばね材５５を用いている。この屈曲ばね材５５は、ボディ１にピン５５ａにより中間部を回転自在に支持させ、また中間の巻回部５５ｂにより操作軸４１の操作時におけるばね性を向上させ、その一端を上記操作軸４１に係合させると共に、他端をリリースレバー５２に係合させている。
そして、操作軸４１を前記工具で押圧することにより、リリースレバー５２を実線位置から鎖線位置に移動させ、ブレーキ機構５０を不作動化することができるものである。

本発明に係る電動パワークランプ装置の第１実施例の縦断面図である。 本発明に係る電動パワークランプ装置の第２実施例の縦断面図である。

符号の説明

１ ボディ
３ 電動モータ
６ クランプアーム
１０ 減速駆動系
１２ 歯車
４１ 操作軸
４５ 小歯車
５０ ブレーキ機構
５２ リリースレバー
５３ 操作リンク機構
５５ 屈曲ばね材
６０ センサ

Claims (6)

1. 電動モータの出力を減速駆動系を介してクランプアームにそのクランプ動作のために伝達する電動パワークランプ装置において、
   該装置のボディに、外部からの工具による押圧で上記減速駆動系の一部を構成するところの歯車に噛合する小歯車を備えた操作軸を、進退及び回転自在に嵌挿し、
   該操作軸に、上記電動モータの駆動系に付設したブレーキ機構におけるリリースレバーを操作して、上記操作軸の小歯車が減速駆動系の歯車に噛合したときに該ブレーキ機構を不作動化する連係手段を設けた、
   ことを特徴とする電動パワークランプ装置。
2. 上記減速駆動系の歯車及び操作軸の小歯車が、相互に噛合する傘歯車である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワークランプ装置。
3. 上記操作軸を、上記ボディにおけるクランプアームの動作域と反対の側に該操作軸の操作端を臨ませて該ボディに嵌挿した、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワークランプ装置。
4. 上記連係手段が、一端が上記操作軸に係合し、他端がブレーキ機構のリリースレバーに係合した操作リンク機構である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワークランプ装置。
5. 上記連係手段が、一端が上記操作軸に係合し、他端がブレーキ機構のリリースレバーに係合した屈曲ばね材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワークランプ装置。
6. 上記ボディに、上記操作軸の位置により手動操作機構の動作状態を検出するセンサを設けた、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電動パワークランプ装置。
   

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