JP2012000748A

JP2012000748A - クランプ装置

Info

Publication number: JP2012000748A
Application number: JP2011129044A
Authority: JP
Inventors: Jie Li; 傑李
Original assignee: Futaihua Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Futaihua Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-01-05
Also published as: US20110304167A1; US8287016B2; CN102275167A; CN102275167B

Abstract

【課題】本発明は、クランプする過程でワークの破損を防止するクランプ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るクランプ装置は、連結部材と、連結部材に連結され、且つ装着孔を有する主体部及び装着孔内に設置される位置決め軸を備えるクランプアセンブリと、を備える。位置決め軸は、弾性ワッシャー及び収容孔が設置されている軸スリーブと、軸スリーブ内にスライド可能に設置される位置決めピン及び可動ピンと、収容孔内に設置されるボールと、を備える。位置決めピンの一端は、可動ピンに当接され、位置決めピンの他端は、軸スリーブから露出され、主体部の装着孔の側壁には、係合凹部が設けられ、可動ピンはボールを推進して、ボールが係合凹部に係合されるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、クランプ装置に関し、特にマニピュレーターに結合して用いられるクランプ装置に関するものである。

工業の発展に伴って、自動化設備（例えば、物品をクランプして運搬するマニピュレーター）は各生産分野に広く用いられている。これらのマニピュレーターは、予定の経路に沿って移動してワークの装填又は取り出しを行う。通常、これらのマニピュレーターの先端にワークの形状に対応するクランプ装置を装着して、前記クランプ装置でワークをクランプする。

従来のクランプ装置は、本体、前記本体の中央部に設置されている位置決めピン及びそれぞれ前記本体の両端に位置するクランプ部を備える。前記クランプ装置でワークをクランプする場合、前記位置決めピンが前記ワークの位置決め孔に挿入されてから、２つの前記クランプ部が対面するように移動してワークをクランプする。

しかし、マニピュレーター自身の精度の制限及び慣性力の作用によって、前記位置決めピンが前記ワークの位置決め孔に挿入されるときに、前記位置決めピンは予定の経路からずれて前記ワークと衝突し、ワークが破損される。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、クランプする過程でワークの破損を防止するクランプ装置を提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係るクランプ装置は、連結部材と、前記連結部材に連結され、且つ装着孔を有する主体部及び前記装着孔内に設置される位置決め軸を備えるクランプアセンブリと、を備える。前記位置決め軸は、弾性ワッシャー及び収容孔が設置されている軸スリーブと、前記軸スリーブ内にスライド可能に設置される位置決めピン及び可動ピンと、前記収容孔内に設置されるボールと、を備える。前記位置決めピンの一端は、前記可動ピンに当接され、前記位置決めピンの他端は、前記軸スリーブから露出され、前記主体部の装着孔の側壁には、係合凹部が設けられ、前記可動ピンは前記ボールを推進して、前記ボールが前記係合凹部に係合されるようにする。

本発明に係るクランプ装置において、軸スリーブの外壁に弾性ワッシャーが設置されるので、位置決めピンがワークに挿入されると、前記位置決めピンは水平方向へ一定の間隔を移動することができる。従って、位置決めの誤差の発生に起因する前記位置決めピンによる前記ワークの破損を防止する。また、マニピュレーターが前記ワークをクランプして移動しているときに、ボールが主体部の係合凹部に係合されるので、移動過程における前記位置決めピンの揺れを防止して、ワークの移動における安全性を確保する。

本発明に係るクランプ装置の斜視図である。図１に示したクランプ装置のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図２に示したクランプ装置のＩＩＩ部分の拡大図である。図３に示した主体部と位置決め軸との開放状態を示す図である。図２に示した位置決め軸の斜視図である。図１に示したクランプ装置のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係るクランプ装置について詳細に説明する。

図１及び図２を参照すると、本発明に係るクランプ装置１００は、連結部材１０及び前記連結部材１０の両端に設置されている２つのクランプアセンブリ３０を備える。

前記連結部材１０は、マニピュレーターに連結される第一連結部１１及び前記第一連結部１１の一端に位置する第二連結部１２を備える。前記第一連結部１１は、中空の円筒状の主軸１１１及び前記主軸１１１の両端にそれぞれ設置されている環状の２つの固定部１１２を備える。前記第二連結部１２は、支持体１２１及び前記支持体１２１の両端にそれぞれ形成されている２つの連結爪１２２を備える。前記支持体１２１の中央部には、前記支持体１２１の軸方向に沿って延在される連結孔（図示せず）及び前記連結孔に連通される収納部１２１１が設けられている。前記連結孔を貫く連結軸１２３が前記主軸１１１に連結され、且つ前記連結軸１２３の末端の第一フランジ部１２３１は、前記収納部１２１１の底面に当接される。前記支持体１２１には、縦方向（前記支持体１２１の軸方向に直交する方向）に沿って複数の貫通孔１２１３が設けられている。各連結爪１２２は、略矩形のアーチ（Ａｒｃｈ）状を呈し、且つ底板１２２１及び前記底板１２２１の両端に接続されている接続ブロック１２２３を備える。前記底板１２２１内には、外部の第一エアチューブ１３に接続される気体通路１２２２が設けられ、各接続ブロック１２２３には、前記気体通路１２２２に連通される装着凹部１２２４が設けられている。

各クランプアセンブリ３０は、中央部に２つの装着孔３１１が設けられている主体部３１と、前記主体部３１の２つの装着孔３１１にそれぞれ収納される２つの位置決め軸３２と、前記主体部３１の周縁に設置されている第一クランプ部材３３、第二クランプ部材３４及び第三クランプ部材３５と、を備える。２つの前記装着孔３１１の連結線は、前記主体部３１の２つの側辺（長手方向に沿う辺）に平行である。前記装着孔３１１の内壁には、係合凹部３１２（図３を参照）が設けられている。前記主体部３１の周縁には、ワーク（図示せず）を位置決めする複数の位置決めブロック３１３が突設されている。

前記位置決め軸３２の一部分は、前記第二連結部１２の装着凹部１２２４内に収納され、前記位置決め軸３２の他の部分は、前記主体部３１の装着孔３１１内に収納される。図２、図３及び図５を参照すると、前記位置決め軸３２は、軸スリーブ３２１と、前記軸スリーブ３２１に設置されている位置決めピン３２２、弾性部材３２３、可動ピン３２４、ボール３２５及び弾性ワッシャー３２６と、を備える。本実施形態において、前記弾性部材３２３は、スプリングである。前記軸スリーブ３２１には、その軸方向に沿って延在される軸孔３２１１と、前記軸孔３２１１に連通され且つ前記軸孔３２１１の両端に位置する収容凹部３２１２及び通孔（図示せず）と、が設けられている。前記位置決めピン３２２の一端には、第二フランジ部３２２１が形成されている。前記位置決めピン３２２は、一部分が前記通孔から外部に露出するように前記軸孔３２１１内に設置される。前記弾性部材３２３の両端は、それぞれ前記第二フランジ部３２２１及び前記軸スリーブ３２１の前記通孔が設けられている一端に当接される。前記可動ピン３２４の一端には第三フランジ部３２４１が形成され、前記可動ピン３２４の他端には錐状の当接部３２４２が形成されている。前記可動ピン３２４は前記軸孔３２１１内に設置されており、前記可動ピン３２４の当接部３２４２が前記位置決めピン３２２の第二フランジ部３２２１側に当接すると、前記可動ピン３２４の第三フランジ部３２４１は、前記収容凹部３２１２内に位置する。前記主体部３１の前記装着孔３１１に対応する位置に当止板３６が設置されて、前記位置決め軸３２が前記装着孔３１１から脱落することを防止する。

前記軸スリーブ３２１の外壁には、収容孔３２１４及び前記収容孔３２１４の両側に位置するリング形溝３２１５が設けられている（図３及び図４を参照）。前記ボール３２５は、前記収容孔３２１４内に設置され、且つ前記可動ピン３２４の当接部３２４２の推進によって、前記収容孔３２１４から部分的に露出される。前記弾性ワッシャー３２６は、前記リング形溝３２１５に設置される。

図６を参照すると、前記主体部３１内には、複数のシリンダー３７が設置されている。前記シリンダー３７の一端は、前記主体部３１内に設置されている弾性部材３８に連結され、前記シリンダー３７の他端は、前記第一クランプ部材３３、前記第二クランプ部材３４又は前記第三クランプ部材３５に連結される。本実施状態において、前記第一クランプ部材３３は、２つの前記シリンダー３７を介して前記主体部３１の一端に連接され、前記第二クランプ部材３４は、２つの前記シリンダー３７を介して前記主体部３１の一側辺に連接され、前記第三クランプ部材３５は、１つの前記シリンダー３７を介して前記主体部３１の他側辺に連接される。前記弾性部材３８は、スプリングである。前記主体部３１には、複数の前記シリンダー３７に気体を輸送する第二エアチューブ３９（図１を参照）が接続されている。

図１乃至図６を参照すると、本発明に係るクランプ装置１００を使用する場合、まず、前記クランプ装置１００をマニピュレーターに結合してから、前記マニピュレーターを用いて前記クランプ装置１００をワークがある場所に移動させる。次に、複数の前記位置決めブロック３１３を用いて前記ワークに対して初期的に位置決めする。この時、前記第一エアチューブ１３を介して前記気体通路１２２２に圧縮気体を流入し、前記可動ピン３２４が前記圧縮気体の推進により前記位置決めピン３２２側に移動することによって、前記位置決めピン３２２は、前記主体部３１から突出されてワークに対してさらに位置決めする。前記ボール３２５が前記主体部３１の係合凹部３１２に圧入されれば、前記可動ピン３２４の移動が停止される（図３を参照）。そして、前記第一クランプ部材３３、前記第二クランプ部材３４及び前記第三クランプ部材３５は、前記シリンダー３７の駆動によってワークをクランプする。前記マニピュレーターがクランプしたワークを予定の位置に移動させた後、前記第一クランプ部材３３、前記第二クランプ部材３４及び前記第三クランプ部材３５は、前記シリンダー３７の駆動によって、クランプされたワークを解放し、且つ前記気体通路１２２２への圧縮気体の輸送を停止して、前記位置決めピン３２２を前記主体部３１内に進入させる。この時、前記ボール３２５が前記主体部３１の係合凹部３１２から離脱して、前記ワークを予定の位置に設置する。

前記軸スリーブ３２１の外壁に弾性ワッシャー３２６が設置されるので、前記位置決めピン３２２がワークに挿入される場合、前記位置決めピン３２２は、水平方向（即ち、前記軸スリーブ３２１の径方向）へ一定の間隔を移動することができる。従って、位置決めの誤差の発生に起因する前記位置決めピン３２２による前記ワークの破損を防止する。また、前記マニピュレーターが前記ワークをクランプして移動しているときに、前記ボール３２５が前記主体部３１の係合凹部３１２に係合されるので、移動過程における前記位置決めピン３２２の揺れを防止して、ワークの移動における安全性を確保する。

また、前記連結部材１０には、１つのクランプアセンブリ３０又は複数のクランプアセンブリ３０が設置されることもできる。なお、前記主体部３１に設置される位置決めブロック３１３の数量及び位置は、ワークの形状によって調整される。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

１００クランプ装置
１０連結部材
１１第一連結部
１１１主軸
１１２固定部
１２第二連結部
１２１支持体
１２１１収納部
１２１３貫通孔
１２２連結爪
１２２１底板
１２２２気体通路
１２２３連接ブロック
１２２４装着凹部
１２３連結軸
１２３１第一フランジ部
１３第一エアチューブ
３０クランプアセンブリ
３１主体部
３１１装着孔
３１２係合凹部
３１３位置決めブロック
３２位置決め軸
３２１軸スリーブ
３２１１軸孔
３２１２収容凹部
３２１４収容孔
３２１５リング形溝
３２２位置決めピン
３２２１第二フランジ部
３２３、３８弾性部材
３２４可動ピン
３２４１第三フランジ部
３２４２当接部
３２５ボール
３２６弾性ワッシャー
３３第一クランプ部材
３４第二クランプ部材
３５第三クランプ部材
３６当止板
３７シリンダー
３９第二エアチューブ

Claims

連結部材と、前記連結部材に連結され且つ装着孔を有する主体部及び前記装着孔内に設置される位置決め軸を備えるクランプアセンブリと、を備えるクランプ装置において、
前記位置決め軸は、弾性ワッシャー及び収容孔が設置されている軸スリーブと、前記軸スリーブ内にスライド可能に設置される位置決めピン及び可動ピンと、前記収容孔内に設置されるボールと、を備え、
前記位置決めピンの一端は、前記可動ピンに当接され、前記位置決めピンの他端は、前記軸スリーブから露出され、前記主体部の装着孔の側壁には、係合凹部が設けられ、
前記可動ピンは前記ボールを推進して、前記ホールが前記係合凹部に係合されるようにすることを特徴とするクランプ装置。
前記位置決め軸は、前記軸スリーブ内に設置される弾性部材をさらに備え、
前記位置決めピンの前記軸スリーブ内に位置する一端にはフランジ部が設置されており、
前記弾性部材の両端は、それぞれ前記フランジ部及び前記スリーブの一端の底壁に当接されることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
前記可動ピンは、錐状の当接部を有し、前記錐状の当接部は、前記ボールに当接されることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランプ装置。
前記連結部材は、第一連結部及び前記第一連結部の一端に連結されている第二連結部を備え、
前記第二連結部は、支持体及び前記支持体に形成されている連結爪を備え、
前記連結爪は、前記主体部に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記連結爪は、内部に気体通路を有する底板及び前記底板の両端に接続され且つ前記気体通路に連通する装着凹部が設けられている接続ブロックを備え、
前記位置決め軸は、前記装着凹部に部分的に収納されることを特徴とする請求項４に記載のクランプ装置。
前記主体部には、複数のシリンダーを介して複数のクランプ部材が連接されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記クランプアセンブリは、第一クランプ部材、第二クランプ部材及び第三クランプ部材を備え、
前記第一クランプ部材は、２つの前記シリンダーを介して前記主体部の一端に連接され、前記第二クランプ部材は、２つの前記シリンダーを介して前記主体部の一側辺に連接され、前記第三クランプ部材は、１つの前記シリンダーを介して前記主体部の他側辺に連接されることを特徴とする請求項６に記載のクランプ装置。