JP2021020299A - スイングクランプ - Google Patents

Abstract

【課題】リリース位置にあるスイングアームが不用意に動いたとしても、リリース検知スイッチの破損を防止することができる構成を備えるスイングクランプを提供する。【解決手段】スイングクランプは、スイングアーム（１５）のリリース状態を検出するリリース検知スイッチ（２３）を備える。リリース検知スイッチ（２３）は、進退移動する連結ピン（１６）の軸端部の側方に配置される。リリース駆動されたときに、リリース検知スイッチ（２３）の検出子（２３ａ）が連結ピン（１６）の外周面で操作されて、スイングアーム（１５）のリリース状態が検出される。【選択図】図４

Description

本発明は、揺動タイプのクランプに関する。

この種のクランプとして、従来では、下記の特許文献１に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。

特許文献１に記載の揺動型クランプ装置は、非クランプ状態を検出するリミットスイッチを備える。このリミットスイッチは、クランプロッドが待避位置に到達したときに、当該リミットスイッチを構成する検出子が、カムに案内される転子に押し込まれるように配置されている。

実開昭６４−９７１８号公報

上記の従来技術には次の問題がある。
待避位置にあるクランプロッドが、外力、例えば人の手によって、誤って斜め上方へ回動されたり、周辺機器と接触して斜め上方へ回動したり、あるいは振動したりすると、クランプロッドに取り付けられた上記転子によって検出子が強く押されて、リミットスイッチが破損してしまうことが懸念される。

本発明の目的は、リリース位置にあるスイングアームが不用意に動いたとしても、リリース検知スイッチの破損を防止することができる構成を備えるスイングクランプを提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図６に示すように、スイングクランプを次のように構成した。

本発明の一実施形態のスイングクランプは、ハウジング５と、前記ハウジング５に形成されたシリンダ孔５ａに進退可能で保密状に挿入されたピストン９と、前記ピストン９から先端側へ突設される出力ロッド１０と、前記出力ロッド１０の先端部に、連結ピン１６を介して基端部１５ａが回動可能に連結されるスイングアーム１５と、前記スイングアーム１５の側面に取り付けられたカムフォロア１７と、前記カムフォロア１７よりも先端側に配置されたカム部材１８であって、前記カムフォロア１７を案内する湾曲した凹面１８ａを有するカム部材１８と、前記出力ロッド１０と前記スイングアーム１５とが一直線となる方向へ前記スイングアーム１５を付勢する付勢手段２０と、前記スイングアーム１５のリリース状態を検出するリリース検知スイッチ２３であって、進退移動する前記連結ピン１６の軸端部の側方に配置されるリリース検知スイッチ２３と、を備える。リリース駆動されたときに、前記リリース検知スイッチ２３の検出子２３ａが前記連結ピン１６の外周面で操作されて、前記スイングアーム１５のリリース状態が検出される。

本発明のスイングクランプは次の作用効果を奏する。
連結ピンは、スイングアームが回動する回動軸であるので、スイングアームがリリース位置にあるときに、外力などでスイングアームが不用意に動いた（回動した）としても、連結ピンの位置は変化しない。そのため、リリース検知スイッチの検出子は、スイングアームが不用意に動いたとしても、連結ピンによって押されることはなく、リリース検知スイッチの破損を防止することができる。

上記スイングクランプにおいて、前記連結ピン１６と前記スイングアーム１５とが前記基端部１５ａで固定されていてもよい。
この構成によると、連結ピンとスイングアームとの連結の遊びがなくなるので、リリース検知スイッチの動作がより安定する。

また、上記スイングクランプにおいて、前記スイングアーム１５のロック状態を検出するロック検知スイッチ２４と、前記連結ピン１６の軸端部の側面から突出する操作部材２５と、を備え、前記ロック検知スイッチ２４は、進退移動する前記連結ピン１６の軸端部の側方であって、前記連結ピン１６の軸方向において前記リリース検知スイッチ２３に対してずらして配置されており、ロック駆動されたときに、前記ロック検知スイッチ２４の検出子２４ａが前記操作部材２５で操作されて、前記スイングアーム１５のロック状態が検出されてもよい。
この構成によると、スイングアームのリリース状態に加えてロック状態も検出することができる。また、上記操作部材を設けたことで、連結ピンが進退する方向において、リリース検知スイッチとロック検知スイッチとを配置し易くなる。

また、上記スイングクランプにおいて、前記リリース検知スイッチ２３および前記ロック検知スイッチ２４は、進退移動する前記連結ピン１６の軸端部の移動ルートを間に挟む位置に配置されてもよい。
この構成によると、リリース検知スイッチとロック検知スイッチとを配置し易くなる。

また、上記スイングクランプにおいて、前記スイングアーム１５のロック状態を検出するロック検知スイッチ２４を備え、前記ロック検知スイッチ２４は、進退移動する前記連結ピン１６の軸端部の側方に配置されており、ロック駆動されたときに、前記ロック検知スイッチ２４の検出子２４ａが前記連結ピン１６の外周面で操作されて、前記スイングアーム１５のロック状態が検出されてもよい。

本発明によると、リリース位置にあるスイングアームが不用意に動いたとしても、リリース検知スイッチの破損を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、スイングクランプのリリース状態における側面視の断面図である。 図２は、上記スイングクランプの、リリース状態からロック状態へ切り換わる途中状態の側面視の断面図である。 図３は、上記スイングクランプのロック状態における側面視の断面図である。 図４は、図１と同じリリース状態における図であり、側面視におけるスイッチの保護カバー部分の断面図である。 図５は、図２と同じ途中状態における図であり、側面視におけるスイッチの保護カバー部分の断面図である。 図６は、図３と同じロック状態における図であり、側面視におけるスイッチの保護カバー部分の断面図である。 図１から図６に示すスイングクランプにおいて、ストッパ部材が省略された場合の図１に対応する図である。 図８は、上記スイングクランプの図４に対応する図である。

図１から図６は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態のスイングクランプは、金型１を基盤２に固定するのに用いられる。

図１から図６によって本発明の一実施形態のスイングクランプの構成を説明する。
基盤２の端部上面にベース板３が取り付けられ、このベース板３の上面に左右一対の側壁４が立設される。なお、例えば図１において、左右一対の側壁４は、紙面手前・奥方向に間隔をあけて立設されている。図１は断面図であるので、奥側の側壁４が見えている。左右一対の側壁４の上端にハウジング５が取り付けられる。ハウジング５は、上端壁６と胴部７と下端壁８とを有する。このハウジング５に形成されたシリンダ孔５ａにピストン９が進退可能で保密状に挿入される。ピストン９から先端側へ出力ロッド１０が突設される。ピストン９の上側に形成されたリリース室１１にリリースポート１２を介して圧油が供給および排出される。また、ピストン９の下側に形成されたロック室１３にロックポート１４を介して圧油が供給および排出される。本実施形態では、ピストン９と出力ロッド１０とは一つの素材から形成されてなる一体成形品であるが、ピストン９と出力ロッド１０とが別々に形成された後に固定されて一体とされてもよい。

上記出力ロッド１０の先端部に、スイングアーム１５の基端部１５ａが連結ピン１６を介して回動可能に連結される。スイングアーム１５と連結ピン１６とは上記基端部１５ａで、図示を省略するピンなどの固定手段で相互に固定される。スイングアーム１５の側面にカムフォロア１７が取り付けられる。カムフォロア１７の外輪１７ａを案内する湾曲した凹面１８ａを有するカム部材１８が、左右一対の側壁４のうちの右側（紙面手前側）の側壁４の内側面にボルト１９で固定される。また、スイングアーム１５と出力ロッド１０とが一直線となる方向へスイングアーム１５を付勢する（引っ張る）付勢手段としての保持バネ２０が、左右一対の側壁４のうちの左側（紙面奥側）の側壁４と出力ロッド１０との間に配置される。保持バネ２０の一方の端部は、カムフォロア１７が取り付けられる側とは反対側のスイングアーム１５の側面に取り付けられ、保持バネ２０の他方の端部は、上記側壁４の内側面に取り付けられる。

左右一対の側壁４の前面にカバー２１が取り付けられる。このカバー２１には、回動するスイングアーム１５が通るＵ字形状の切欠き２１ａが設けられる。また、スイングアーム１５の回動範囲を規制するストッパ部材２２が側壁４に取り付けられる。

ベース板３、基盤２、および金型１には、回動するスイングアーム１５が入り込むＵ字形状の溝３ａ、溝２ａ、および溝１ａがそれぞれ設けられる。

図４から図６に示すように、本実施形態のスイングクランプは、スイングアーム１５のリリース状態を検出するリリース検知スイッチ２３、およびスイングアーム１５のロック状態を検出するロック検知スイッチ２４を備えている。

側壁４には、連結ピン１６の進退方向（＝出力ロッドの進退方向）に沿う長孔４ａが設けられ、この長孔４ａから連結ピン１６の軸端部が側壁４の外側へ突出するようにされる。また、連結ピン１６の軸端部の側面に、上記ロック検知スイッチ２４を操作する操作部材２５が突設される。

リリース検知スイッチ２３は、進退移動する連結ピン１６の軸端部の一方の側方に配置され、ロック検知スイッチ２４は、進退移動する連結ピン１６の軸端部の他方の側方に配置される。なお、連結ピン１６とともに回動する上記操作部材２５がリリース検知スイッチ２３に衝突しないように、操作部材２５で操作されるロック検知スイッチ２４は、連結ピン１６の軸方向において、リリース検知スイッチ２３に対してずらして配置される。リリース検知スイッチ２３、およびロック検知スイッチ２４は、保護カバー２６で覆われる。なお、本実施形態では、上記リリース検知スイッチ２３およびロック検知スイッチ２４は、左右一対の側壁４のうちの右側（紙面手前側）の側壁４の外側面に取り付けられている。

上記構成のスイングクランプは次のように動作する。
図１に示すリリース状態では、ロック室１３の圧油がロックポート１４から排出されると共にリリースポート１２からリリース室１１に圧油が供給されている。これにより、出力ロッド１０が下降し、出力ロッド１０が下降すると、保持バネ２０の付勢力に抗して、カム部材１８の凹面１８ａに沿ってカムフォロア１７が移動し、スイングアーム１５は前方に回動した状態となる。このとき、スイングアーム１５の先端部に形成された係合部１５ｂは、金型１の側方へ離れた位置となり、金型１は基盤２から取り外し可能である。

図１に示すリリース状態から図３に示すロック状態へ切り換えるときは、リリース室１１の圧油をリリースポート１２から排出すると共にロックポート１４からロック室１３に圧油を供給し、出力ロッド１０を上昇させる。

すると、図２に示すように、保持バネ２０の付勢力によって、スイングアーム１５は上昇しつつ後方へ回動し、金型１側に引き込まれる。ベース板３に設けられた溝３ａの底面３ａ１にスイングアーム１５が当たると、スイングアーム１５は回動を停止し、スイングアーム１５と出力ロッド１０とがほぼ一直線となる。スイングアーム１５と連結ピン１６とが相互に固定されているので、連結ピン１６はスイングアーム１５と共に回動し、連結ピン１６の軸端部の側面に突設された操作部材２５は、図５に示すように上を向く。

出力ロッド１０がさらに上昇すると、スイングアーム１５の係合部１５ｂが金型１の下面に当たり、ロック室１３に供給された圧油の力で、当該係合部１５ｂは基盤２に金型１を下側から強く押し付ける。これにより、金型１はロックされる。このとき、図６に示すように、ロック検知スイッチ２４の検出子２４ａが操作部材２５で操作されて（検出子２４ａに操作部材２５が当たって）、ロック検知スイッチ２４がＯＦＦからＯＮとなり、スイングアーム１５のロック状態が検出される。

図３に示すロック状態から図１に示すリリース状態へ切り換えるときは、ロック室１３の圧油をロックポート１４から排出すると共にリリースポート１２からリリース室１１に圧油を供給し、出力ロッド１０を下降させる。

すると、図２に示すように、スイングアーム１５の係合部１５ｂが金型１の下面から離れると共に、カム部材１８の凹面１８ａにカムフォロア１７が当たる。出力ロッド１０がさらに下降すると、保持バネ２０の付勢力に抗して、カム部材１８の凹面１８ａに沿ってカムフォロア１７が移動し、スイングアーム１５は下降しつつ前方に回動する。これにより、図１に示すように、スイングアーム１５の係合部１５ｂは、金型１の側方へ離れた位置となり、金型１は基盤２から取り外し可能となる。

このとき、図４に示すように、リリース検知スイッチ２３の検出子２３ａが、連結ピン１６の外周面で操作されて（検出子２３ａに連結ピン１６の外周面が当たって）、リリース検知スイッチ２３がＯＦＦからＯＮとなり、スイングアーム１５のリリース状態が検出される。

本実施形態のスイングクランプは、前記のとおり、スイングアーム１５の回動範囲を規制するストッパ部材２２を備えている。そのため、スイングアーム１５が図１に示すリリース位置にあるときに、外力などでスイングアーム１５が不用意に動くことは防止されている。しかしながら、図７、８に示すように、ストッパ部材２２が無い場合、外力などでスイングアーム１５が不用意に動く（回動する）。スイングアーム１５が不用意に動いた（回動した）としても、連結ピン１６は、スイングアーム１５が回動するための回動軸であるので、連結ピン１６の位置は変化しない。そのため、リリース検知スイッチ２３の検出子２３ａは、スイングアーム１５が不用意に動いたとしても、連結ピン１６によって押されることはないので、リリース検知スイッチ２３の破損は防止される。なお、外力の大きさによっては、ストッパ部材２２が壊れてしまうことがあり得る。この場合、スイングアーム１５が動いた（回動した）としても、上記のように連結ピン１６の位置は変化しないので、リリース検知スイッチ２３の破損は防止される。

上記の実施形態は次のように変更可能である。

図４から図６に示したように、本実施形態では、リリース検知スイッチ２３およびロック検知スイッチ２４は、進退移動する連結ピン１６の軸端部の移動ルートを間に挟む位置に配置されている。これに代えて、リリース検知スイッチ２３およびロック検知スイッチ２４が、進退移動する連結ピン１６の軸端部の移動ルートの同じ側の側方に配置されてもよい。

ロック検知スイッチ２４を操作する操作部材２５は、無くてもよい。この場合、ロック検知スイッチ２４の検出子２４ａが、連結ピン１６の外周面で操作されるように、例えば図６において、ロック検知スイッチ２４は、本実施形態の場合よりも、下方に配置される。すなわち、リリース検知スイッチ２３と同じように、ロック検知スイッチ２４の検出子２４ａが連結ピン１６の外周面で操作されて、スイングアーム１５のロック状態が検出されてもよい。この場合、スイングアーム１５と連結ピン１６とが固定されていなくてもよい。また、ロック検知スイッチ２４が、連結ピン１６の軸方向において、リリース検知スイッチ２３に対してずらして配置される必要はない。

本実施形態では、リリース検知スイッチ２３およびロック検知スイッチ２４は、左右一対の側壁４のうちの右側（紙面手前側）の側壁４の外側面に取り付けられている。リリース検知スイッチ２３およびロック検知スイッチ２４は、左右一対の側壁４のうちの左側（紙面奥側）の側壁４の外側面に取り付けられてもよい。この場合、連結ピン１６の軸端部は、スイッチ２３・２４の配置に合わせて、上記左側（紙面奥側）の側壁４の外側へ突出するようにされる。

ピストン９を動作させる流体は、圧油（液体）に代えて圧縮空気（気体）であってもよい。本実施形態のピストン９は、複作動式であるが、バネリリース式やバネロック式などの単作動式とされてもよい。

本発明のスイングクランプは、例示した上下姿勢に配置することに代えて、上下逆の姿勢、水平姿勢、または斜め姿勢に配置されてもよい。また、スイングクランプの用途は、金型固定に限定されることはない。

上記のスイングクランプは、基盤２に取り付けられることに代えて、ロボットアーム等の搬送機構の可動部に取り付けられてもよい。この場合、クランプ対象物は金型に限られず、ツール、パレット、ワークであってもよい。また、クランプ対象物が大きい等の場合には、１つのクランプ対象物に対して複数の上記スイングクランプでクランプ対象物を固定するようにしてもよい。

その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは勿論可能である。

５：ハウジング、５ａ：シリンダ孔、９：ピストン、１０：出力ロッド、１５：スイングアーム、１６：連結ピン、１７：カムフォロア、１８：カム部材、１８ａ：凹面、１５ａ：基端部、１６：連結ピン、２０：保持バネ（付勢手段）、２３：リリース検知スイッチ、２３ａ：検出子、２４：ロック検知スイッチ、２４ａ：検出子、２５：操作部材

Claims (5)

1. ハウジング（５）と、
   前記ハウジング（５）に形成されたシリンダ孔（５ａ）に進退可能で保密状に挿入されたピストン（９）と、
   前記ピストン（９）から先端側へ突設される出力ロッド（１０）と、
   前記出力ロッド（１０）の先端部に、連結ピン（１６）を介して基端部（１５ａ）が回動可能に連結されるスイングアーム（１５）と、
   前記スイングアーム（１５）の側面に取り付けられたカムフォロア（１７）と、
   前記カムフォロア（１７）よりも先端側に配置されたカム部材（１８）であって、前記カムフォロア（１７）を案内する湾曲した凹面（１８ａ）を有するカム部材（１８）と、
   前記出力ロッド（１０）と前記スイングアーム（１５）とが一直線となる方向へ前記スイングアーム（１５）を付勢する付勢手段（２０）と、
   前記スイングアーム（１５）のリリース状態を検出するリリース検知スイッチ（２３）であって、進退移動する前記連結ピン（１６）の軸端部の側方に配置されるリリース検知スイッチ（２３）と、
   を備え、
   リリース駆動されたときに、前記リリース検知スイッチ（２３）の検出子（２３ａ）が前記連結ピン（１６）の外周面で操作されて、前記スイングアーム（１５）のリリース状態が検出される、
   スイングクランプ。
2. 請求項１のスイングクランプにおいて、
   前記連結ピン（１６）と前記スイングアーム（１５）とが前記基端部（１５ａ）で固定されている、
   スイングクランプ。
3. 請求項２のクランプ装置において、
   前記スイングアーム（１５）のロック状態を検出するロック検知スイッチ（２４）と、
   前記連結ピン（１６）の軸端部の側面から突出する操作部材（２５）と、を備え、
   前記ロック検知スイッチ（２４）は、進退移動する前記連結ピン（１６）の軸端部の側方であって、前記連結ピン（１６）の軸方向において前記リリース検知スイッチ（２３）に対してずらして配置されており、
   ロック駆動されたときに、前記ロック検知スイッチ（２４）の検出子（２４ａ）が前記操作部材（２５）で操作されて、前記スイングアーム（１５）のロック状態が検出される、
   スイングクランプ。
4. 請求項３のスイングクランプにおいて、
   前記リリース検知スイッチ（２３）および前記ロック検知スイッチ（２４）は、進退移動する前記連結ピン（１６）の軸端部の移動ルートを間に挟む位置に配置されている、
   スイングクランプ。
5. 請求項１または２のクランプ装置において、
   前記スイングアーム（１５）のロック状態を検出するロック検知スイッチ（２４）を備え、
   前記ロック検知スイッチ（２４）は、進退移動する前記連結ピン（１６）の軸端部の側方に配置されており、
   ロック駆動されたときに、前記ロック検知スイッチ（２４）の検出子（２４ａ）が前記連結ピン（１６）の外周面で操作されて、前記スイングアーム（１５）のロック状態が検出される、
   スイングクランプ。

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