JP2006082141A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、且つ、広範囲に適用可能なクランプ装置を提供することにある。
【解決手段】 駆動モータと、上記駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤと、上記ウォームギヤに噛合・配置されたウォームホイールギヤと、上記ウォームホイールギヤに直接的に又は間接的に取り付けられたクランプ爪と、を具備したものであり、それによって、簡単な構成でクランプ対象物をクランプすることができるようになり、又、ウォームホイールギヤのウォームギヤに対する噛合箇所を変更することによりクランプ部材の位置の変更や数の変更を容易に行なうことができるようになり、又、ウォームホイールギヤとウォームギヤの噛合構造になっているので、仮に、クランプ状態で電源を喪失してもそのクランプ状態を維持することができるようになった。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クランプ装置に係り、特に、簡単な構成でクランプ対象物をクランプすることができると共に、クランプ部材の位置の変更や数の変更を容易に行なうことができるように工夫したものに関する。

従来のクランプ装置としては、ラック・ピニオン方式のもの、左右送りねじ方式のもの、ねじ送り開閉変換方式のもの等がある。

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、構成が複雑であって大掛かりであるという問題があった。
又、対象物をクランプするための爪の配置や個数については制限があると共にその位置や個数の変更も困難であり、そのため適用範囲が限定されてしまうという問題があった。

尚、関連すると思われる先行技術には、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等がある。

特開平７−３００８０１号公報 特開平８−１５５７０８号公報 特開平１１−４９４９１号公報 特開２０００−３０１４８１号公報

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、簡単な構成で、且つ、広範囲に適用可能なクランプ装置を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるクランプ装置は、駆動モータと、上記駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤと、上記ウォームギヤに噛合・配置されたウォームホイールギヤと、上記ウォームホイールギヤに直接的に又は間接的に取り付けられクランプ対象物をクランプするクランプ部材と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２によるクランプ装置は、請求項１記載のクランプ装置において、 上記駆動モータは１個であり、該１個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに複数個のウォームホイールギヤが噛合・配置されていて、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるクランプ装置は、請求項１記載のクランプ装置において、 上記駆動モータは複数個であり、該複数個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに任意個数のウォームホイールギヤが噛合・配置されていて、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるクランプ装置は、請求項２又は請求項３記載のクランプ装置において、上記ウォームホイールギヤは３個であり、それら３個のウォームホイールギヤに夫々クランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていて、これら３個のクランプ部材によってクランプ対象物をクランプするものであることを特徴とするものである。
又、請求項５によるクランプ装置は、請求項４記載のクランプ装置において、 上記クランプ部材は上記ウォームホイールギヤに一体に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるクランプ装置は、請求項４記載のクランプ装置において、上記クランプ部材は、レバー・カム機構又はラック・ピニオン機構を介して、上記ウォームホイールギヤに間接的に取り付けられていることを特徴とするものである。

以上詳述したように本発明によるクランプ装置によると、駆動モータと、上記駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤと、上記ウォームギヤに噛合・配置されたウォームホイールギヤと、上記ウォームホイールギヤに直接的に又は間接的に取り付けられクランプ対象物をクランプするクランプ部材と、を具備した構成になっているので、まず、簡単な構成でクランプ対象物をクランプすることができるようになった。又、ウォームホイールギヤのウォームギヤに対する噛合箇所を変更することによりクランプ部材の位置の変更や数の変更を容易に行なうことができるようになった。又、ウォームホイールギヤとウォームギヤの噛合構造になっているので、仮に、クランプ状態で電源を喪失してもそのクランプ状態を維持することができるものである。
又、上記駆動モータを１個とし、該１個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに複数個のウォームホイールギヤが噛合・配置し、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材を直接的に又は間接的に取り付けるようにした場合には、さらに構成の簡略化を図ることができる。
又、上記駆動モータを複数個とし、該複数個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに任意個数のウォームホイールギヤが噛合・配置して、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材を直接的に又は間接的に取り付けるようにした場合には、駆動モータの個数については増大するものの、個々の駆動モータの小型化を図ることができる。
又、上記ウォームホイールギヤを３個とし、それら３個のウォームホイールギヤに夫々クランプ部材を直接的に又は間接的に取り付けて、これら３個のクランプ部材によってクランプ対象物をクランプするように構成した場合には、クランプ対象物のクランプがより安定したものとなる。
又、上記クランプ部材を上記ウォームホイールギヤに一体に設けた場合には、さらに構成の簡略化を図ることができる。
又、上記クランプ部材をレバー・カム機構又はラック・ピニオン機構を介して、上記ウォームホイールギヤに間接的に取り付けるようにした場合には、より多様なケースに対応することが可能になる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、ハウジング１があり、このハウジング１内には駆動モータ３、５が内装されている。上記駆動モータ３の回転軸７には、ウォームギヤ９が固着されている。又、上記ウォームギヤ９とハウジング１との間には軸受部材１０、１０が介挿されている。上記ウォームギヤ９には、図３及び図４に示すように、ウォームホイールギヤ１３、１５が所定の角度で噛合・配置されている。
尚、上記駆動モータ３、５の図１中右側には位置検出機構２、４が夫々設置されている。

一方、上記駆動モータ５の回転軸１７にはウォームギヤ１９が固着されていて、このウォームギヤ１９とハウジング1の間には軸受部材２０、２０が介挿されている。このウォームギヤ１９には１個のウォームホイールギヤ２１が噛合している。

図１に示すように、上記ウォームホイールギヤ１３には、揺動レバ２３が固着されていて、この揺動レバ２３には係合凹部２５が形成されている。又、クランプ爪２７がクランプ爪固定部材２９に固定ねじ部材３１によって固定されていて、そのクランプ爪固定部材２９は、放射方向に移動可能に取り付けられている。そして、クランプ爪固定部材２９には軸部材３３が突出・形成されていて、この軸部材３３が上記係合凹部２５に係合している。そして、ウォームホイールギヤ１３が回転することにより揺動レバ２３が図１中実線と仮想線で示すように揺動し、それによって、上記係合凹部２５と軸部材３３を介して、クランプ爪固定部材２９ひいてはクランプ爪２７が放射方向に移動することになる。
尚、上記ウォームホイールギヤ１５側についても同様の構成になっており、よって、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

一方、上記ウォームホイールギヤ２１には、揺動レバ３５が固着されていて、この揺動レバ３５には係合凹部３７が形成されている。又、クランプ爪３９がクランプ爪固定部材４１に固定ねじ部材４３によって固定されていて、そのクランプ爪固定部材４１は、放射方向に移動可能に取り付けられている。そして、クランプ爪固定部材４１には軸部材４５が突出・形成されていて、この軸部材４５が上記係合凹部３７に係合している。そして、ウォームホイールギヤ２１が回転することにより揺動レバ３５が図１中実線と仮想線で示すように揺動し、それによって、上記係合凹部３７、軸部材４５を介して、クランプ爪固定部材４１ひいてはクランプ爪３９が放射方向に移動することになる。

又、上記クランプ爪固定部材４１を移動させるためのガイド機構であるが、まず、図２に示すように、クランプ爪固定部材４１を挟むように一対のガイド部材４２、４２が設置されていて、これらガイド部材４２、４２にはＶ溝４４、４４が夫々形成されている。又、上記クランプ爪固定部材４１の両面にもＶ溝４６、４６が形成されている。そして、上記対向・配置された両Ｖ溝４４、４６間には転がり部材４８が配置されている。クランプ爪固定部材４１は、左右に配置された上記転がり部材４８を介してガイド部材４２、４２にガイドされた状態で放射方向に移動することになる。
尚、他の２個のクランプ爪固定部材２９、２９についても同様のガイド機構によって移動するように構成されている。

又、図１に示すように、３個のクランプ爪２７、２７、３９の間の中心位置には支持シャフト２８が設置されている。この支持シャフト２８によってクランプ対象物５１を内側より支持するように構成されている。又、この支持シャフト２８を設けない構成もある。
尚、図４ではクランプ爪２７、２７、３９の図示を省略している。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず、クランプ対象物５１があり、このクランプ対象物５１を、３個のクランプ爪２７、２７、３９によってクランプしようとするものである。まず、図１中上側に位置する駆動モータ３を回転駆動して２個のウォームギヤ９を回転させる。それによって、ウォームホイールギヤ１３、１５を回転させて揺動レバ２３、２３を揺動させ、クランプ爪２７、２７を放射方向内側に向けて移動させる。
それと同時に、図１中下側に位置する駆動モータ５についても回転駆動する。それによって、ウォームギヤ１９を介してウォームホイールギヤ２１を回転させて揺動レバ３５を揺動させる。それによって、クランプ爪３９が放射方向内側に向けて移動することになる。そして、上記３個のクランプ爪２７、２７、３９によってクランプ対象物５１をクランプすることになる。
尚、図１では様々な大きさのクランプ対象物５１を示しているが、何れの多さのクランプ対象物５１に対しても対応することができる。又、クランプ対象物５１の形状についてもこれを特に限定するものではない。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、クランプ装置としての構成が簡略化されると共に装置の小型化を図ることができる。これは、ウォームギヤ９、１９に噛合するウォームホイールギヤ１３、１５、２１に、クランプ機構の部品、具体的には、揺動レバ２３、２３、３５を直接取り付けるようにしたからである。
又、ウォームホイールギヤ１３、１５、２１のウォームギヤ９、１９に対する噛合箇所を変更することにより、クランプ爪２７、２７、３９の位置を任意に設定することが出来、クランプ対象物５１に応じた適切なクランプ状態を得ることができる。
又、この実施の形態の場合には、クランプ対象物５１を３個のクランプ爪２７、２７、３９によってクランプするように構成しているので、安定したクランプ状態を得ることができる。
又、クランプ対象物５１をクランプした状態で電源を喪失したとしても、ウォームホイールギヤ９、１９とウォームホイールギヤ１３、１５、２１の噛合関係で構成しているので、クランプ状態が損なわれるようなことはない。

次に、図５乃至図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、２個の駆動モータ３、５を使用した構成を説明したが、この第２の実施の形態の場合には、これを１個の駆動モータ３のみによって構成したものである。
その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

よって、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、駆動モータの個数を１個にしているので、構成をさらに簡略化させることができるものである。
尚、図５においても様々な大きさのクランプ対象物５１を示しているが、前記第１の実施の形態の場合と同様に、何れの大きさのクランプ対象物５１に対しても対応することができ、又、様々な形状のクランプ対象物５１に対しても適用可能である。
又、図８ではクランプ爪２７、２７、３９の図示を省略している。

次に、図９乃至図１２を参照して本発明の３の実施の形態を説明する。まず、ハウジング１０１があり、このハウジング１０１内には駆動モータ１０３が内装されている。この駆動モータ１０３の回転軸１０５にはウォームギヤ１０７が固着されている。このウォームギヤ１０７には、３個のウォームホイールギヤ１０９、１１１、１１３が噛合・配置されている。又、これらウォームホイールギヤ１０９、１１１、１１３には、クランプ爪１１５、１１５、１１５が直接取り付けられている。
尚、上記駆動モータ１０３の図９中右側には位置検出機構１０２が設置されている。

上記ハウジング１０１の内周側には環状部材１０２が設置されていて、この環状部材１０２の内周側には支持部材１０４が設置されている。上記駆動モータ１０３はこの支持部材１０４に固定ボルト１０６によって取付・固定されている。又、上記ウォームギヤ１０７と上記支持部材１０４との間には軸受部材１０８、１０８が介挿されている。

上記構成によると、駆動モータ１０３を回転駆動することにより、ウォームギヤ１０７を介して、３個のウォームホイールギヤ１０９、１１１、１１３が回転することになる。これら３個のウォームホイールギヤ１０９、１１１、１１３の回転によって、３個のクランプ爪１１５が放射方向に開閉し、それによって、クランプ対象物５１をクランプするものである。
尚、図９においても様々な大きさのクランプ対象物５１を示しているが、前記第１及び第２の実施の形態の場合と同様に、何れの大きさのクランプ対象物５１に対しても対応することができると共に、様々な形状のクランプ対象物５１に対して適用可能である。

したがって、前記第１、第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、構成がさらに簡略化されるものである。具体的には、１個の駆動モータ１０３で構成しているからであり、又、クランプ爪１１５をウォームホイールギヤ１０９、１１１、１１３に直接取り付けるようにしているからである。

次に、図１３乃至図１６を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。まず、ハウジング２０１があり、このハウジング２０１内には駆動モータ２０３が内装されている。この駆動モータ２０３の回転軸２０５にはウォームギヤ２０７が固着されている。このウォームギヤ２０７には、２個のウォームホイールギヤ２０９、２１１が噛合・配置されている。
尚、上記駆動モータ２０３の図１３中右側には位置検出機構２００が設置されている。

上記ウォームホイールギヤ２０９、２１１には、夫々ラック・ピニオン機構２１３、２１３が取り付けられている。上記ラック・ピニオン機構２１３は、ピニオンギヤ２１５と、このピニオンギヤ２１５に噛合するラックギヤ２１７とから構成されている。そして、上記ラックギヤ２１７にはクランプ爪固定部材２１６が一体に設けられていて、このクランプ爪固定部材２１６にクランプ爪２１９が固定ナット２１８によって取付・固定されている。

そして、上記駆動モータ２０３を回転駆動させることにより、ウォームギヤ２０７を回転させ、それによって、ウォームホイールギヤ２０９、２１１を回転させる。それによって、ラック・ピニオン機構２１３、２１３を介して、クランプ爪２１９、２１９を開閉させ、図示しないクランプ対象物をクランプするものである。

上記ハウジング２０１には支持部材２０２が取り付けられていて、この支持部材２０２には別の支持部材２０４が取り付けられている。既に述べた駆動モータ２０３はこの支持部材２０４に複数本の固定ボルト２０６によって取付・固定されている。

又、図１４に示すように、クランプ爪２１９の左右両側には、ガイド部材２２１、２２１が設置されている。これらガイド部材２２１にはＶ溝２２３が形成されている。又、クランプ爪２１９の両側にもＶ溝２２５、２２５が形成されている。これら両Ｖ溝２２３、２２５の間には転がり部材２２７が設置されている。よって、クランプ爪２１９はこれら転がり部材２２７を介して一対のガイド部材２２１、２２１にガイドされながら移動するものである。
尚、図１６においては、クランプ爪２１９の図示を省略している。

よって、この実施の形態の場合においても、 前記第１〜第３の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。

尚、本発明は前記第１〜第４の実施の形態に限定されるものではない。
まず、駆動モータの個数は任意であり、１個、２個、３個以上の構成も想定される。
クランプ爪をウォームホイールギヤにどのような構成で関係させるかについては任意である。
その他、図示したものはあくまで例である。

本発明は、クランプ装置に係り、特に、簡単な構成でクランプ対象物をクランプすることができると共に、クランプ部材の位置の変更や数の変更を容易に行なうことができるように工夫したものに関し、例えば、各種搬送装置におけるクランプ装置に好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、クランプ装置の構成を示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、クランプ装置の構成を示す側断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、クランプ装置の構成を示す側断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図９のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図９のＸＩ−ＸＩ断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図９のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、クランプ装置の構成を示す側断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、図１３のＸＶ−ＸＶ断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ矢視図である。

符号の説明

１ ハウジング
３ 駆動モータ
５ 駆動モータ
７ 回転軸
９ ウォームギヤ
１３ ウォームホイールギヤ
１５ ウォームホイールギヤ
１７ 回転軸
１９ ウォームギヤ
２１ ウォームホイールギヤ
２３ レバ
２５ 係合凹部
２７ フィンガ
２９ フィンガ固定部材
３１ 固定ねじ部材
３３ 軸部材
３７ 係合凹部
３９ フィンガ
４１ フィンガ固定部材
４３ 固定ねじ部材
４５ 軸部材

Claims (6)

1. 駆動モータと、
   上記駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤと、
   上記ウォームギヤに噛合・配置されたウォームホイールギヤと、
   上記ウォームホイールギヤに直接的に又は間接的に取り付けられクランプ対象物をクランプするクランプ部材と、
   を具備したことを特徴とするクランプ装置。
2. 請求項１記載のクランプ装置において、
   上記駆動モータは１個であり、該１個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに複数個のウォームホイールギヤが噛合・配置されていて、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていることを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項１記載のクランプ装置において、
   上記駆動モータは複数個であり、該複数個の駆動モータの回転軸に固着されたウォームギヤに任意個数のウォームホイールギヤが噛合・配置されていて、夫々のウォームホイールギヤにクランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていることを特徴とするクランプ装置。
4. 請求項２又は請求項３記載のクランプ装置において、
   上記ウォームホイールギヤは３個であり、それら３個のウォームホイールギヤに夫々クランプ部材が直接的に又は間接的に取り付けられていて、これら３個のクランプ部材によってクランプ対象物をクランプするものであることを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項４記載のクランプ装置において、
   上記クランプ部材は上記ウォームホイールギヤに一体に設けられていることを特徴とするクランプ装置。
6. 請求項４記載のクランプ装置において、
   上記クランプ部材は、レバー・カム機構又はラック・ピニオン機構を介して、上記ウォームホイールギヤに間接的に取り付けられていることを特徴とするクランプ装置。

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