JP3053769B2 - Clamping device - Google Patents
Clamping deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
力（トルク）をねじ機構を含む駆動系を介してクランプ
部材の軸方向運動に変換してワークのクランプ及びクラ
ンプ解除を行うクランプ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clamp device for converting a rotational force (torque) of an electric motor into an axial movement of a clamp member via a drive system including a screw mechanism to clamp and release a workpiece. .
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、こ
の種のクランプ装置としては、例えば特公昭４９ー１８
８６号公報にに開示された運動変換装置が知られてい
る。この運動変換装置は、図３に示すように、ハウジン
グ１内に、その軸線方向に移動可能かつ回転不能に支持
された負荷支持筒１ａを設けている。この負荷支持筒１
ａを微速度で駆動するには、ハウジング１の外側に取り
付けた電動モータ２のハウジング１内に突出した出力軸
２ａに固着されるピニオンギア２ｂと、出力軸２ａに遊
嵌されるピニオンギア２ｃとを、それらの間に設けられ
たクラッチ２ｄによって連結した状態で電動モータ２を
駆動することにより行われる。電動モータ２の駆動によ
り、ピニオンギア２ｂに噛合されたギア１ｅにて、負荷
支持筒１ａに対してナット１ｂを介して連結される送り
ねじ１ｃが回転駆動される。また、ピニオンギア２ｃに
噛合されたギア１ｆにて、ハウジング１に対して回転可
能に支持され、ナット１ｂを回転不能かつ中心軸先端方
向に移動可能に保持する筒体１ｄが回転駆動される。こ
のとき、両ピニオンギア２ｂ，２ｃの歯数がわずかに異
なっているため、送りねじ１ｃの回転速度とナット１ｂ
の回転速度とが少し異なることになる。そのため、ナッ
ト１ｂ及びこれに連動する負荷支持筒１ａが、両回転速
度の差に応じた微速度で駆動され、その推力は、モータ
２の回転力に比例し、かつ速度の減速割合に逆比例して
増大する。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of clamping device, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 49-18
A motion conversion device disclosed in Japanese Patent Publication No. 86 is known. As shown in FIG. 3, the motion conversion device includes a load support cylinder 1a supported in a housing 1 so as to be movable in the axial direction and non-rotatably. This load support cylinder 1
a, a pinion gear 2b fixed to an output shaft 2a protruding into the housing 1 of the electric motor 2 attached to the outside of the housing 1, and a pinion gear 2c loosely fitted to the output shaft 2a. Are driven by driving the electric motor 2 in a state of being connected by the clutch 2d provided therebetween. By the driving of the electric motor 2, the feed screw 1c connected to the load support cylinder 1a via the nut 1b is rotated by the gear 1e meshed with the pinion gear 2b. Further, a cylindrical body 1d rotatably supported by the housing 1 and holding the nut 1b so as to be non-rotatable and movably in the direction of the front end of the central axis is rotatably driven by a gear 1f meshed with the pinion gear 2c. At this time, since the number of teeth of both pinion gears 2b and 2c is slightly different, the rotation speed of the feed screw 1c and the nut 1b
Slightly different from the rotation speed. Therefore, the nut 1b and the load supporting cylinder 1a interlocked therewith are driven at a fine speed corresponding to the difference between the two rotational speeds, and the thrust is proportional to the rotational force of the motor 2 and inversely proportional to the speed reduction rate. And increase.
【０００３】また、負荷支持筒１ａを早送りするとき
は、クラッチ２ｄを外してピニオンギア２ｃを遊動さ
せ、ハウジング１内に設けられたブレーキ２ｅによりピ
ニオンギア２ｃを回動不能に固定した状態で電動モータ
２を駆動する。これにより、ナット１ｂの回転が規制さ
れた状態で、送りねじ１ｃが回転駆動されるため、負荷
支持筒１ａが送りねじ１ｃの回転速度に対応した速度で
早送りされる。When the load support cylinder 1a is fast-forwarded, the clutch 2d is disengaged to allow the pinion gear 2c to move freely, and the pinion gear 2c is fixed by the brake 2e provided in the housing 1 so that the pinion gear 2c cannot rotate. The motor 2 is driven. As a result, the feed screw 1c is rotated while the rotation of the nut 1b is restricted, so that the load support cylinder 1a is rapidly fed at a speed corresponding to the rotation speed of the feed screw 1c.
【０００４】しかし、この運転変換装置は、クランプ力
がモータの回転力及び減速比で定まる値しか得られな
い。また、この運転変換装置は、速度を切り替えるため
の構造が複雑で、かつ機構要素のギア、クラッチ、ブレ
ーキ等が高価である。そのため、運転変換装置は大型で
かつ重量も大になり、装置の取り扱いが煩雑になると共
に、価格も高価になるという問題がある。[0004] However, this operation conversion device can only obtain a value in which the clamping force is determined by the rotation force and the reduction ratio of the motor. Further, this operation conversion device has a complicated structure for switching the speed, and the gears, clutches, brakes and the like of the mechanical elements are expensive. Therefore, there is a problem that the operation conversion device is large and heavy, which makes the handling of the device complicated and expensive.
【０００５】また、他のクランプ装置としては、例えば
図４に示すものが知られている。このクランプ装置は、
クランプ作動においては、電動モータ３の回転がタイミ
ングベルト３ａを介して推力受けボス４に伝達され、推
力受けボス４の回転がその一端に同軸的に結合された推
力シャフト５に伝達される。推力シャフト５は、外周面
に推力シャフトおねじ５ａが形成されており、推力シャ
フトおねじ５ａには推力ナット６が推力ナットめねじ６
ａにより螺合されている。これにより、推力シャフト５
の回転が、推力ナット６の前後進運動に変換され、推力
ナット６に同軸的に取り付けた推力ロッド７に伝えら
れ、推力ロッド７の先端に取り付けた結合金具７ａによ
りワークのクランプが行われる。As another clamping device, for example, the one shown in FIG. 4 is known. This clamping device
In the clamp operation, the rotation of the electric motor 3 is transmitted to the thrust receiving boss 4 via the timing belt 3a, and the rotation of the thrust receiving boss 4 is transmitted to the thrust shaft 5 coaxially coupled to one end thereof. The thrust shaft 5 has a thrust shaft male screw 5a formed on an outer peripheral surface, and a thrust nut 6 is attached to the thrust shaft male screw 5a.
a. Thereby, the thrust shaft 5
Is converted into forward and backward movement of the thrust nut 6, transmitted to the thrust rod 7 coaxially attached to the thrust nut 6, and the workpiece is clamped by the coupling fitting 7 a attached to the tip of the thrust rod 7.
【０００６】また、推力受けボス４の一端外周には回転
エネルギ吸収用の皿ばね８が軸方向に設けられている。
そして、クランプが行われた後に、推力ロッド７の停止
による推力ナット６の運動が推力シャフト５及び推力受
けボス４の逆方向への移動に変換され、その変位により
皿ばね８が収縮する。そして、推力受けボス４の他端が
所定位置に達して皿ばね８の歪量が所望の値になると、
これが推力値検出スイッチ８ａにより検出され、それに
応じて無励磁作動型電磁ブレーキ（ＮＢブレーキ）９の
ブレーキ力が電動モータ３に加えられる。無励磁作動型
電磁ブレーキ９が保持状態になると、電動モータ３への
通電が停止される。そして、電動モータ３の停止後は、
皿ばね８の歪力により、推力ロッド７が押されて、ワー
クのクランプが継続して行われる。また、クランプ解除
作動においては、無励磁作動型電磁ブレーキ９のロック
を解除し、電動モータ３を逆転させることにより、クラ
ンプを解除させている。以上に説明したように、このク
ランプ装置は、構造が簡潔であるため、小型軽量でかつ
安価に提供される。A disc spring 8 for absorbing rotational energy is provided on the outer periphery of one end of the thrust receiving boss 4 in the axial direction.
After the clamping is performed, the movement of the thrust nut 6 due to the stop of the thrust rod 7 is converted into the movement of the thrust shaft 5 and the thrust receiving boss 4 in the opposite direction, and the displacement causes the disc spring 8 to contract. When the other end of the thrust receiving boss 4 reaches a predetermined position and the amount of distortion of the disc spring 8 reaches a desired value,
This is detected by the thrust value detection switch 8a, and the braking force of the non-excitation operation type electromagnetic brake (NB brake) 9 is applied to the electric motor 3 accordingly. When the non-excitation operation type electromagnetic brake 9 is in the holding state, the power supply to the electric motor 3 is stopped. Then, after the electric motor 3 is stopped,
The thrust rod 7 is pushed by the distortion force of the disc spring 8, and the work is continuously clamped. In the clamp releasing operation, the clamp is released by releasing the lock of the non-excitation operation type electromagnetic brake 9 and rotating the electric motor 3 in the reverse direction. As described above, the structure of the clamp device is simple, and therefore, the clamp device is provided with a small size, a light weight, and a low cost.
【０００７】しかし、このクランプ装置の場合、推力値
検出スイッチ８ａよる歪量の検出後、無励磁作動型電磁
ブレーキ９による電動モータ３の保持までに、マグネッ
トスイッチ機器や、ブレーキ自身の動作遅れのために３
０〜１００ｍｓｅｃ程度の時間がかかり、さらに実際に
は無励磁作動型電磁ブレーキ９が保持されたことの確認
信号は出力されないので、保持の時間をタイマ等で安全
をみて計測して制御するようにしているため、保持時間
が上記時間の２倍以上になる。そのため、電動モータ３
に過大な電流が流れ、電動モータ３の無駄な発熱が大き
くなるという問題がある。However, in the case of this clamp device, after the amount of distortion is detected by the thrust value detecting switch 8a, the operation delay of the magnet switch device and the brake itself is not performed until the non-excited operation type electromagnetic brake 9 holds the electric motor 3. 3 for
Since it takes about 0 to 100 msec, and furthermore, a confirmation signal indicating that the non-excited operation type electromagnetic brake 9 is held is not actually output, the holding time is measured and controlled with a timer or the like for safety. Therefore, the holding time becomes twice or more the above time. Therefore, the electric motor 3
However, there is a problem that an excessive current flows through the motor and wasteful heat generation of the electric motor 3 increases.
【０００８】また、推力ロッド７が停止しクランプ状態
になったときに、電動モータ３は高速回転を行っている
ので、皿ばね８に電動モータ３及び駆動系の非常に大き
な回転運動エネルギが瞬時に貯えられることになる。そ
の結果、皿ばね８に回転運動エネルギが貯えられたこと
が推力値検出スイッチ８ａにより検出され、電動モータ
３に無励磁作動型電磁ブレーキ９のブレーキ力が加えら
れる。しかし、無励磁作動型電磁ブレーキ９が電動モー
タ３の保持状態に達する前に、皿ばね８の大きな逆方向
の戻し力が、電動モータ３の回転力に打ち勝って電動モ
ータ３を逆方向に回転させる。そのため、皿ばね８は、
貯えられた回転運動エネルギを有効に保持することがで
きず、結局皿ばね８に貯えられるエネルギは、電動モー
タ３の発生する始動回転力に相当する値程度にまで減少
してしまうという問題がある。When the thrust rod 7 stops and enters the clamped state, the electric motor 3 is rotating at a high speed, so that very large rotational kinetic energy of the electric motor 3 and the driving system is instantaneously applied to the disc spring 8. Will be stored. As a result, the fact that the rotational kinetic energy is stored in the disc spring 8 is detected by the thrust value detection switch 8a, and the braking force of the non-excitation operation type electromagnetic brake 9 is applied to the electric motor 3. However, before the non-excitation type electromagnetic brake 9 reaches the holding state of the electric motor 3, the large reverse return force of the disc spring 8 overcomes the rotational force of the electric motor 3 and rotates the electric motor 3 in the reverse direction. Let it. Therefore, the disc spring 8 is
There is a problem that the stored rotational kinetic energy cannot be held effectively, and the energy stored in the disc spring 8 eventually decreases to a value corresponding to the starting rotational force generated by the electric motor 3. .
【０００９】これに対し、無励磁作動型電磁ブレーキ９
のブレーキ力を少し早く加えようとして、タイマを用い
て予測的に無励磁作動型電磁ブレーキ９を制御すること
も考えられる。しかし、回転運動エネルギが貯えられる
瞬間にタイミングを完全に合わせることは不可能で、タ
イミングが早すぎれば、電動モータ３の回転エネルギ
は、無励磁作動型電磁ブレーキ９のディスクに熱となっ
て吸収され、皿ばね８に移行して蓄積されることがな
く、遅すぎれば上記と全く同じになり、その結果、安定
した大きなクランプ力が得られない。本発明は、上記し
た問題を解決しようとするもので、簡潔な機構によりク
ランプ力を電動モータの始動回転力相当より格段に大き
くすることができるクランプ装置を提供することを目的
とする。On the other hand, the non-excitation operation type electromagnetic brake 9
It is conceivable to control the non-excitation operation type electromagnetic brake 9 predictively using a timer in order to apply the braking force a little earlier. However, it is impossible to completely adjust the timing at the moment when the rotational kinetic energy is stored. If the timing is too early, the rotational energy of the electric motor 3 is absorbed as heat in the disk of the non-excited operation type electromagnetic brake 9. Then, it does not shift to the disc spring 8 and is not accumulated. If it is too slow, it becomes exactly the same as above, and as a result, a stable and large clamping force cannot be obtained. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a clamp device capable of significantly increasing a clamping force by a simple mechanism, which is equivalent to a starting rotation force of an electric motor.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために上記請求項１に係る発明の構成上の特
徴は、電動モータの回転力をねじ機構を含む駆動系を介
してクランプ部材の軸方向運動に変換し、かつクランプ
部材によるワークのクランプ開始後の電動モータの回転
力と電動モータ及び駆動系の回転運動エネルギをエネル
ギ蓄積手段に蓄積し、エネルギ蓄積手段に蓄積されたエ
ネルギを用いてクランプ部材により電動モータ停止後の
ワークのクランプを行うクランプ装置であって、同軸的
にかつ径方向に互いに重なり合った内輪と外輪とを有
し、内輪及び外輪の内の一方に電動モータの回転軸を固
定すると共に、内輪及び外輪の他方に無励磁作動型電磁
ブレーキを取り付け、電動モータによるクランプ駆動時
においては、内輪及び外輪の内の一方の回転が自由状態
にされると共に内輪及び外輪の他方が無励磁作動型電磁
ブレーキによりロックされ、電動モータによるクランプ
解除駆動時においては、無励磁作動型電磁ブレーキによ
る内輪及び外輪の他方のロックが解除される一方向回転
クラッチを設け、クランプ部材によりワークのクランプ
が開始された後、エネルギ蓄積手段に規定のエネルギが
蓄積された後に電動モータの通電を停止させるようにし
たことにある。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the constitutional feature of the invention according to the first aspect is that the torque of the electric motor is clamped via a drive system including a screw mechanism. The rotational force of the electric motor and the rotational kinetic energy of the electric motor and the drive system after the clamping of the workpiece by the clamp member are started are stored in the energy storage means, and the energy stored in the energy storage means. A clamp device for clamping a workpiece after an electric motor is stopped by a clamp member by using an inner ring and an outer ring which are coaxially and radially overlapped with each other, and an electric motor is provided on one of the inner ring and the outer ring. And the non-excited operation type electromagnetic brake is attached to the other of the inner ring and the outer ring. The rotation of one of the outer rings is made free and the other of the inner ring and the outer ring is locked by the non-excited operation type electromagnetic brake. A one-way rotating clutch for releasing the other lock is provided, and after the clamp of the work is started by the clamp member, the energization of the electric motor is stopped after the prescribed energy is accumulated in the energy accumulation means. It is in.
【００１１】上記のように請求項１に係る発明を構成し
たことにより、クランプ作動においては、電動モータの
回転によりクランプ部材がワークに接触してクランプ作
動を開始すると、その後に電動モータがオフにされる
が、電動モータの回転力及び電動モータの高速回転によ
り駆動系に保持された慣性力による回転運動エネルギ
は、エネルギ蓄積手段に貯えられる。無励磁作動型電磁
ブレーキは、クランプ作動前からロックがかかってお
り、ブレーキ動作の遅れによる問題はなく、電動モータ
の回転力及び電動モータの高速回転により駆動系に保持
された慣性力による回転運動エネルギは、逆回転のロス
なしにエネルギ蓄積手段に貯えられる。According to the first aspect of the present invention, in the clamp operation, when the clamp member comes into contact with the workpiece by the rotation of the electric motor to start the clamp operation, the electric motor is thereafter turned off. However, the rotational kinetic energy due to the rotational force of the electric motor and the inertial force held in the drive system due to the high-speed rotation of the electric motor is stored in the energy storage means. The non-excited operation type electromagnetic brake is locked before the clamp operation, there is no problem due to the delay of the brake operation, and the rotational motion of the electric motor and the inertial force held in the drive system due to the high speed rotation of the electric motor Energy is stored in the energy storage means without loss of reverse rotation.
【００１２】そのため、このエネルギ蓄積手段に貯えら
れたエネルギの大きさは、非常に大きなものであり、電
動モータの始動回転力による値に比べて１０倍程度にも
なる。必要な場合には、電動モータの回転軸に付加慣性
モーメントを追加すればわずかなコストでさらにエネル
ギ蓄積量を増大できる。そして、電動モータの通電停止
によっても、電動モータの回転軸は一方向回転クラッチ
の内輪または外輪に固定されており、一方向回転クラッ
チの他方が無励磁作動型電磁ブレーキによりロックされ
ているので、電動モータの逆転が防止されるため、エネ
ルギ蓄積手段に貯えられたエネルギは全量がクランプ力
として外部に作用する。そして、電動モータの停止後
に、エネルギ蓄積手段に貯えられたエネルギに基づいて
クランプ部材により強力なクランプ作動が行われる。Therefore, the magnitude of the energy stored in the energy storage means is very large, and is about ten times as large as the value obtained by the starting rotational force of the electric motor. If necessary, an additional moment of inertia can be added to the rotating shaft of the electric motor to further increase the amount of stored energy at a small cost. Then, even when the energization of the electric motor is stopped, the rotating shaft of the electric motor is fixed to the inner ring or the outer ring of the one-way rotation clutch, and the other of the one-way rotation clutch is locked by the non-excitation operation type electromagnetic brake. Since the reverse rotation of the electric motor is prevented, the entire amount of energy stored in the energy storage means acts externally as a clamping force. After the electric motor is stopped, a strong clamping operation is performed by the clamp member based on the energy stored in the energy storage means.
【００１３】一方、ワーククランプ解除駆動において
は、無励磁作動型電磁ブレーキによる一方向回転クラッ
チの内輪及び外輪の他方のロックが解除されることによ
り、電動モータの逆方向の回転が自由になる。そのた
め、電動モータが逆方向への駆動を開始することによ
り、直ちにワークのクランプ解除が行われる。その結
果、請求項１の発明によれば、クランプ装置のクランプ
力を電動モータの始動回転力より格段に大きくすること
ができる。さらに、電動モータを小さくできる等、クラ
ンプ装置を簡易な構成にすることができるので、装置の
製造コストを安価にすることができる。On the other hand, in the work clamp release drive, the other one of the inner and outer wheels of the one-way rotary clutch is unlocked by the non-excitation type electromagnetic brake, whereby the electric motor is free to rotate in the reverse direction. Therefore, when the electric motor starts driving in the reverse direction, the workpiece is immediately released from the clamp. As a result, according to the first aspect of the present invention, the clamping force of the clamping device can be made much larger than the starting rotational force of the electric motor. Furthermore, since the clamp device can be simplified in structure such as the size of the electric motor can be reduced, the manufacturing cost of the device can be reduced.
【００１４】また、上記請求項２に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項１に記載のクランプ装置において、
エネルギ蓄積手段を弾性部材により構成したことにあ
る。上記のように請求項２に係る発明を構成したことに
より、クランプ部材がクランプ作動を開始し、電動モー
タの通電が停止された後、電動モータの回転力及び電動
モータの高速回転により駆動系に保持された慣性力によ
る回転運動エネルギが弾性部材に効率よく貯えられる。
その結果、請求項２の発明によれば、請求項１の発明の
効果に加えて、大きなクランプ力が確実に得られる。Further, the structural feature of the invention according to claim 2 is that in the clamp device according to claim 1,
The energy storage means is constituted by an elastic member. With the configuration according to the second aspect of the invention as described above, the clamp member starts the clamping operation, and after the energization of the electric motor is stopped, the rotation of the electric motor and the high-speed rotation of the electric motor cause the drive system to rotate. Rotational kinetic energy due to the retained inertial force is efficiently stored in the elastic member.
As a result, according to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, a large clamping force can be reliably obtained.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係るクラ
ンプ装置を一部破断正面図により概略的に示したもので
ある。クランプ装置は、同軸的に配設された円筒形の第
１推力フレーム１１及び第１推力フレーム１１よりわず
かに外径の大きい第２の推力フレーム１２を設けてい
る。第１フレーム１１の前端には、筒状の前ブラケット
１３ａが嵌着されている。第１推力フレーム１１と第２
推力フレーム１２の間には、ドーナツ状の中間ブラケッ
ト１３ｂが設けられ、その両端に、第１推力フレーム１
１と第２推力フレーム１２を外嵌することにより、第１
推力フレーム１１と第２推力フレーム１２は連結されて
いる。第２推力フレーム１２の他端には筒状の後ブラケ
ット１３ｃが挿着固定されている。後ブラケット１３ｃ
の他端側には、一端が封止された筒状の後カバー１３ｄ
が外嵌により固定されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a partially cutaway front view of a clamp device according to the embodiment. . The clamping device includes a cylindrical first thrust frame 11 and a second thrust frame 12 having a slightly larger outer diameter than the first thrust frame 11 arranged coaxially. At the front end of the first frame 11, a cylindrical front bracket 13a is fitted. The first thrust frame 11 and the second
A donut-shaped intermediate bracket 13b is provided between the thrust frames 12, and the first thrust frame 1 is provided at both ends thereof.
By externally fitting the first and second thrust frames 12,
The thrust frame 11 and the second thrust frame 12 are connected. A tubular rear bracket 13c is inserted and fixed to the other end of the second thrust frame 12. Rear bracket 13c
On the other end side, a cylindrical rear cover 13d having one end sealed
Are fixed by external fitting.
【００１６】後カバー１３ｄの外周面には、推力値リー
ドスイッチ１３ｄ1 が設けられている。推力値リードス
イッチ１３ｄ1 は、後述する推力値磁石４２の接近を検
出する磁気センサであり、間接的に皿ばねに駆動系のエ
ネルギが貯えられたことを検知するものである。ただ
し、磁気センサに限らず他の類似のセンサを用いてもよ
い。第１推力フレーム１１の軸線方向中間位置及び後端
近傍位置には、前及び後ストローク値検出スイッチ１１
ａ，１１ｂが設けられている。前及び後ストローク値検
出スイッチ１１ａ，１１ｂは、後述する推力ナット５２
の前進端位置及び後進端位置を検出する磁気センサであ
る。ただし、磁気センサに限らず光電センサ等の類似の
センサを用いてもよい。A thrust reed switch 13d1 is provided on the outer peripheral surface of the rear cover 13d. The thrust value reed switch 13d1 is a magnetic sensor for detecting the approach of a thrust value magnet 42 described later, and indirectly detects that the energy of the drive system is stored in the disc spring. However, not only the magnetic sensor but also other similar sensors may be used. The front and rear stroke value detecting switches 11 are located at the axially intermediate position and near the rear end of the first thrust frame 11.
a, 11b are provided. The front and rear stroke value detection switches 11a and 11b are provided with thrust nuts 52 described later.
Is a magnetic sensor that detects the forward end position and the reverse end position of the motor. However, not limited to the magnetic sensor, a similar sensor such as a photoelectric sensor may be used.
【００１７】第２推力フレーム１２の他端近傍には、周
方向に長い平面視で四角形の連結開口部１２ａが形成さ
れている。連結開口部１２ａの第１推力フレーム１１側
には、軸線に対して直角方向に延びた円盤部１４ａが設
けられ、円盤部１４ａの外周部及び連結開口部１２ａの
他端側には連結開口部１２ａから延出されたリング状の
円筒部１４ｂが設けられている。円盤部１４ａには同心
位置に開口部１４ａ1が形成されている。円筒部１４ｂ
の開口側周縁には、同一径の円筒状で一端が封止された
ブレーキカバー１４ｃの開口端側が固着されており、前
記円盤部１４ａ及び円筒部１４ｂと共に円筒形のハウジ
ング１４を構成している。In the vicinity of the other end of the second thrust frame 12, a connection opening 12a which is long in the circumferential direction and which is rectangular in plan view is formed. A disk portion 14a extending in a direction perpendicular to the axis is provided on the first thrust frame 11 side of the connection opening portion 12a, and a connection opening portion is provided on an outer peripheral portion of the disk portion 14a and on the other end side of the connection opening portion 12a. A ring-shaped cylindrical portion 14b extending from 12a is provided. An opening 14a1 is formed in the disk 14a at a concentric position. Cylindrical part 14b
An open end side of a brake cover 14c having a cylindrical shape and one end sealed at one end is fixed to the opening side peripheral edge, and forms a cylindrical housing 14 together with the disk portion 14a and the cylindrical portion 14b. .
【００１８】円盤部１４ａの外面側の開口部１４ａ1 の
周囲には、電動モータ２０がハウジング１４内に回転軸
２１を突出させて取り付けられている。電動モータ２０
としては、直流機が望ましいが、その他誘導機、同期機
等であってもよい。回転軸２１には、一端に同軸的に形
成された嵌合孔２２ａを有するブレーキシャフト２２が
外嵌されて固定されている。ブレーキシャフト２２は、
軸方向中間部に段差を設けており、嵌合孔２２ａ側であ
る大径部２２ｂと、反対側の小径部２２ｃとに分けられ
ている。大径部２２ｂには、駆動用スプロケット２３が
外嵌することにより固定されている。小径部２２ｃに
は、一方向回転クラッチ２４が、小径部２２ｃを内輪と
するように直接挿入されている。一方向回転クラッチ２
４は、大径部２２ｂとの間に設けたブレーキシャフト軸
受２５ａ及び小径部２２ｃの先端近傍に設けた止め輪２
５ｂにより小径部２２ｃに位置決めされている。An electric motor 20 is mounted around the opening 14a1 on the outer surface side of the disk portion 14a with the rotating shaft 21 protruding into the housing 14. Electric motor 20
Although a DC machine is preferable, an induction machine, a synchronous machine or the like may be used. A brake shaft 22 having a fitting hole 22a formed coaxially at one end is externally fitted and fixed to the rotating shaft 21. The brake shaft 22
A step is provided at an intermediate portion in the axial direction, and is divided into a large-diameter portion 22b on the side of the fitting hole 22a and a small-diameter portion 22c on the opposite side. The driving sprocket 23 is fixed to the large-diameter portion 22b by external fitting. The one-way rotating clutch 24 is directly inserted into the small-diameter portion 22c so that the small-diameter portion 22c serves as an inner ring. One-way rotating clutch 2
4 is a brake shaft bearing 25a provided between the large diameter portion 22b and a retaining ring 2 provided near the tip of the small diameter portion 22c.
5b positions the small-diameter portion 22c.
【００１９】一方向回転クラッチ２４の外輪部２４ｂ
は、円筒部１４ｂに支持された円筒形状の無励磁作動型
電磁ブレーキ２６のハブ２６ａに固定されている。無励
磁作動型電磁ブレーキ２６は、無通電で無励磁状態にあ
り、このときハブ２６ａとスプライン結合されているブ
レーキディスク２６ｂの両面のライニング２６ｃが、ア
マチュア２６ｄと固定側ディスク２６ｅによって強固に
挟持されており、一方向回転クラッチ２４の外輪部２４
ｂがロック状態にされる。また、無励磁作動型電磁ブレ
ーキ２６は、通電によりブレーキディスク２６ｂとライ
ニング２６ｃが、アマチュア２６ｄと固定ディスク２６
ｅから離されて、ハブ２６ａが無拘束状態にされ、一方
向回転クラッチ２４の外輪部２４ｂはロック解除状態に
される。Outer ring 24b of one-way rotation clutch 24
Are fixed to a hub 26a of a cylindrical non-excited operation type electromagnetic brake 26 supported by the cylindrical portion 14b. The non-excited operation type electromagnetic brake 26 is in a non-excited state when no current is applied, and at this time, the linings 26c on both surfaces of the brake disk 26b spline-coupled to the hub 26a are firmly held between the armature 26d and the fixed-side disk 26e. The outer ring portion 24 of the one-way rotation clutch 24
b is locked. The non-excited operation type electromagnetic brake 26 is configured such that the brake disk 26b and the lining 26c
The hub 26a is released from the position e, and the outer ring portion 24b of the one-way rotation clutch 24 is released from the lock state.
【００２０】そして、電動モータ２０がクランプ駆動時
においてクランプ方向に回転するとき、一方向回転クラ
ッチ２４は、外輪部２４ｂが無励磁作動型電磁ブレーキ
２６によってロックされているときに、小径部２２ｃ
が、外輪側２４ｂにより拘束されずクランプ方向に回転
できるように配置されている。したがって、小径部２２
ｃは、電動モータ２０のクランプ駆動と反対方向の回転
に対しては、外輪部２４ｂによりロックされるようにな
っている。When the electric motor 20 rotates in the clamping direction during the driving of the clamp, the one-way rotation clutch 24 engages the small-diameter portion 22c when the outer ring portion 24b is locked by the non-excitation operation type electromagnetic brake 26.
Are arranged so as to be able to rotate in the clamp direction without being restricted by the outer race side 24b. Therefore, the small diameter portion 22
c is locked by the outer race portion 24b against rotation in the direction opposite to the clamp driving of the electric motor 20.
【００２１】第２推力フレーム１２は、一端から他端に
かけて順次３段部１２ｂ〜１２ｄに形成されている。第
１段部１２ｂには、一端側から順に第１推力受け軸受３
１及び皿ばね３２が内壁面に接触して同軸的に配設され
ている。第１推力受け軸受３１の外輪及び皿ばね３２
は、皿ばね３２がわずかに収縮した状態で、第２推力受
け軸受３３の外輪に押し付けられており、第１推力受け
軸受３１側にて内壁面に取り付けられた止め輪１２ｂ1
により位置決めと推力受けが行われている。第２段部１
２ｃには、第２推力受け軸受３３が第２段部１２ｃより
わずかに縮径された第３段部１２ｄとの境界に押し付け
られ位置決めと推力受けが行われかつ第２段部１２ｃの
内周面に接触して同軸的に配設されている。第１推力受
け軸受３１及び第２推力受け軸受３３の外輪と第２推力
フレーム１２の嵌め合いはゆるく、軸線方向にスムーズ
に移動できる。第３段部１２ｄは、連結開口部１２ａ位
置から後端に至る部分１２ｄ1 が大きく拡径されてお
り、上記後ブラケット１３ｃが挿着されている。また、
連結開口部１２ａから第２段部１２ｃ方向の中間に至る
部分はわずかに拡径された段部１２ｄ2 になっている。The second thrust frame 12 is formed in three steps 12b to 12d sequentially from one end to the other end. The first thrust bearing 3 is provided on the first step portion 12b in order from one end side.
1 and a disc spring 32 are disposed coaxially in contact with the inner wall surface. Outer ring of first thrust bearing 31 and disc spring 32
Is pressed against the outer ring of the second thrust receiving bearing 33 in a state where the disc spring 32 is slightly contracted, and the retaining ring 12b1 attached to the inner wall surface on the first thrust receiving bearing 31 side.
The positioning and the thrust reception are performed by means of. 2nd step 1
2c, the second thrust receiving bearing 33 is pressed against the boundary with the third step portion 12d whose diameter is slightly reduced from the second step portion 12c, positioning and thrust reception are performed, and the inner periphery of the second step portion 12c is formed. It is arranged coaxially in contact with the surface. The fit between the outer races of the first thrust bearing 31 and the second thrust bearing 33 and the second thrust frame 12 is loose, and can be smoothly moved in the axial direction. In the third step portion 12d, a portion 12d1 extending from the position of the connection opening portion 12a to the rear end is greatly enlarged, and the rear bracket 13c is inserted therein. Also,
The portion extending from the connection opening 12a to the middle in the direction of the second step 12c is a step 12d2 whose diameter is slightly increased.
【００２２】第３段部１２ｄには、連結開口部１２ａを
中心として、被駆動用スプロケット３４が配設されてい
る。被駆動用スプロケット３４は、軸方向の中央にベル
ト装着部３４ａを設け、両端が一対の凹部３４ｂになっ
ている。両凹部３４ｂには、一対のスプロケット軸受３
４ｂ1 が巻装されており、被駆動用スプロケット３４は
スプロケット軸受３４ｂ1 を介して段部１２ｄ2 及び後
ブラケット１３ｃに回転自在に挿着されている。被駆動
用スプロケット３４は、内周面に軸方向に延びた複数の
スプライン溝３４ａ1 を設けている。そして、被駆動用
スプロケット３４には、上記駆動用スプロケット２３と
の間を連結するタイミングベルト３５が巻装されてい
る。後ブラケット１３ｃの内壁面には、ラジアル軸受３
６が同軸的に挿着されており、後ブラケット１３ｃの後
端のフランジ部１３ｃ1 と止め輪１３ｃ2 とに挟まれて
位置決めされている。A driven sprocket 34 is disposed in the third step portion 12d with the connection opening 12a as a center. The driven sprocket 34 has a belt mounting portion 34a at the center in the axial direction, and has a pair of concave portions 34b at both ends. A pair of sprocket bearings 3 are provided in both recesses 34b.
The driven sprocket 34 is rotatably mounted on the step 12d2 and the rear bracket 13c via a sprocket bearing 34b1. The driven sprocket 34 has a plurality of spline grooves 34a1 extending in the axial direction on the inner peripheral surface. The driven sprocket 34 is wound with a timing belt 35 that connects the driven sprocket 23 to the driven sprocket 23. A radial bearing 3 is provided on the inner wall surface of the rear bracket 13c.
6 is coaxially inserted and positioned between the flange 13c1 at the rear end of the rear bracket 13c and the retaining ring 13c2.
【００２３】第２推力フレーム１２から後カバー１３ｄ
にかけての軸心位置には、推力受けボス４１が配設され
ている。推力受けボス４１は、薄肉の円筒形状で、上記
位置決めされた被駆動用スプロケット３４のスプライン
溝３４ａ1 との対応位置に線状のスプライン凸部４１ａ
を設けている。推力受けボス４１は、スプライン凸部４
１ａをスプライン溝３４ａ1 に嵌合することにより、軸
方向に移動可能にかつ径方向に移動不能に被駆動用スプ
ロケット３４に係合している。また、推力受けボス４１
は、第２推力受け軸受３３及びラジアル軸受３６の内周
面に接触しかつ軸線方向に摺動可能な状態で支持されて
いる。また、推力受けボス４１は、第１推力フレーム１
１側の端部に、第１推力受け軸受３１に係合する止め輪
４１ｂを設けており、軸方向中間位置に第２推力受け軸
受３３に係合する止め輪４１ｃを設け、両止め輪により
位置決め及び推力受けを行っている。推力受けボス４１
の後端側には、円環形状の推力値磁石４２が外嵌されて
いる。From the second thrust frame 12 to the rear cover 13d
A thrust receiving boss 41 is disposed at an axial center position toward. The thrust receiving boss 41 has a thin cylindrical shape and has a linear spline projection 41a at a position corresponding to the spline groove 34a1 of the driven sprocket 34 positioned as described above.
Is provided. The thrust receiving boss 41 is
By fitting 1a into the spline groove 34a1, it is engaged with the driven sprocket 34 movably in the axial direction and immovable in the radial direction. Also, the thrust receiving boss 41
Are in contact with the inner peripheral surfaces of the second thrust receiving bearing 33 and the radial bearing 36 and are supported so as to be slidable in the axial direction. Further, the thrust receiving boss 41 is connected to the first thrust frame 1.
A retaining ring 41b engaging with the first thrust receiving bearing 31 is provided at an end on one side, and a retaining ring 41c engaging with the second thrust receiving bearing 33 is provided at an intermediate position in the axial direction. Performs positioning and thrust reception. Thrust receiving boss 41
An annular thrust value magnet 42 is externally fitted to the rear end side.
【００２４】推力受けボス４１の第１推力フレーム１１
側の端部の内周には、軸心位置に設けた丸棒形状の推力
シャフト５１の一端側が結合固定されている。推力シャ
フト５１は、他端側が第１推力フレーム１１内に向けて
延び、その外周面に推力シャフトおねじ部５１ａを有し
ている。推力シャフト５１の外周には円筒形の推力ナッ
ト５２が推力ナットめねじ部５２ａにより螺合されてい
る。推力ナット５２は、軸線方向略中間の外周位置に鍔
部５２ｂを設けている。鍔部５２ｂの第２推力フレーム
１２側には、推力ナット５２の位置を検出するために用
いられるストローク値磁石５２ｃが取り付けられてい
る。推力ナット５２の鍔部５２ｂに対して前方側には、
筒状のスライドメタル５３が設けられている。スライド
メタル５３は、内壁が推力ナット５２の外径と同一にな
っており、一端のみが軸心方向に延びたフランジ部５３
ａになっている。スライドメタル５３は、外周側が、第
１推力フレーム１１に摺動可能に接触しており、推力ナ
ット５２に外嵌されて、リング状の押え板５３ｂを介し
てねじ５３ｃにより鍔部５２ｂに固定されている。First thrust frame 11 of thrust receiving boss 41
One end of a round rod-shaped thrust shaft 51 provided at an axial center position is fixedly connected to the inner periphery of the end on the side. The other end of the thrust shaft 51 extends toward the inside of the first thrust frame 11, and has a thrust shaft male thread portion 51a on its outer peripheral surface. A cylindrical thrust nut 52 is screwed around the thrust shaft 51 by a thrust nut female thread 52a. The thrust nut 52 is provided with a flange 52b at an outer peripheral position substantially at the center in the axial direction. A stroke value magnet 52c used to detect the position of the thrust nut 52 is attached to the second thrust frame 12 side of the flange 52b. On the front side with respect to the flange 52b of the thrust nut 52,
A cylindrical slide metal 53 is provided. The slide metal 53 has an inner wall that is the same as the outer diameter of the thrust nut 52, and a flange 53 having only one end extending in the axial direction.
a. The outer peripheral side of the slide metal 53 is slidably in contact with the first thrust frame 11, is externally fitted to the thrust nut 52, and is fixed to the flange 52 b by a screw 53 c via a ring-shaped holding plate 53 b. ing.
【００２５】スライドメタル５３のフランジ部５３ａに
は薄肉の管状の推力ロッド５４が同軸的に当接され、上
記押え板５３ｂにより圧着されている。推力ロッド５４
は、先端が第１推力フレーム１１の外側に突出してお
り、前ブラケット１３ａの中央内周にはめ込まれたリン
グ状のメタル軸受５８を介して前ブラケット１３ａに同
軸的に支持されている。前ブラケット１３ａの先端内周
にはダストシール５５が挿着されている。推力ロッド５
４の先端は、結合金具５６により封着されており、結合
金具５６には、外部結合用ねじ５６ａが設けられてい
る。外部結合用ねじ５６ａが外部クランプ機構と結合さ
れることにより、推力ロッド５４の回転が止められて、
電動モータ２０の回転が、推力ロッド５４の軸線方向へ
の直線運動に変換されるようになっている。A thin tubular thrust rod 54 is coaxially abutted on the flange 53a of the slide metal 53, and is pressed by the pressing plate 53b. Thrust rod 54
Has a tip projecting outside the first thrust frame 11, and is coaxially supported by the front bracket 13a via a ring-shaped metal bearing 58 fitted in the center inner periphery of the front bracket 13a. A dust seal 55 is inserted around the inner periphery of the front end of the front bracket 13a. Thrust rod 5
The distal end of 4 is sealed by a coupling fitting 56, and the coupling fitting 56 is provided with an external coupling screw 56a. When the external coupling screw 56a is coupled to the external clamp mechanism, the rotation of the thrust rod 54 is stopped,
The rotation of the electric motor 20 is converted into a linear motion of the thrust rod 54 in the axial direction.
【００２６】つぎに、以上のように構成した実施形態の
動作について説明する。まず、クランプ動作を行う場
合、無励磁作動型電磁ブレーキ２６はロックした状態の
ままで、電動モータ２０をオンさせることにより、回転
軸２１は一方向回転クラッチ２４により拘束されていな
いので、高速回転を開始し、回転が駆動用スプロケット
２３、タイミングベルト３５を介して被駆動用スプロケ
ット３４に伝達される。被駆動用スプロケット３４の回
転により、推力受けボス４１及びこれに一体的に固定さ
れた推力シャフト５１が回転する。推力シャフト５１の
回転が、推力ナット５２に伝達され、推力ナット５２に
一体的に固定された推力ロッド５４が前進を開始する。
そして、推力ロッド５４に取り付けられた結合金具５６
を介し外部クランプ機構を動作させる。ワーク（図示し
ない）がクランプされると、推力ナット５２と共に移動
するストローク値磁石５２ｃが、前ストローク値リード
スイッチ１１ａを作動させ、クランプ位置完了信号を発
信する。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. First, when the clamp operation is performed, the rotation shaft 21 is not restrained by the one-way rotation clutch 24 by turning on the electric motor 20 while the non-excitation operation type electromagnetic brake 26 is kept locked, so that the high-speed rotation is performed. , And the rotation is transmitted to the driven sprocket 34 via the driving sprocket 23 and the timing belt 35. The rotation of the driven sprocket 34 causes the thrust receiving boss 41 and the thrust shaft 51 integrally fixed thereto to rotate. The rotation of the thrust shaft 51 is transmitted to the thrust nut 52, and the thrust rod 54 integrally fixed to the thrust nut 52 starts to move forward.
Then, a coupling fitting 56 attached to the thrust rod 54
The external clamp mechanism is operated via. When a work (not shown) is clamped, the stroke value magnet 52c that moves together with the thrust nut 52 activates the front stroke value reed switch 11a and sends a clamp position completion signal.
【００２７】電動モータ２０は、推力ロッド５４の停止
後も、通電が続けられ、電動モータ２０の回転力と慣性
力によりしばらくは高速で回転し続ける。推力ロッド５
４は、停止したままなので、電動モータ２０の回転によ
り、推力受けボス４１及び推力シャフト５１が回転しな
がら、被駆動用スプロケット３４との係合部分を滑って
後退する。このとき、第１推力受け軸受３１の外輪は軸
線方向に摺動して皿ばね３２を圧縮する。皿ばね３２は
第３段部１２ｄに押し付けられて収縮し、皿ばね３２に
電動モータ２０の回転力及び推力受けボス４１、推力シ
ャフト５１等の駆動系の慣性力による回転運動エネルギ
が貯えられる。この皿ばね３２への回転運動エネルギの
蓄積は、推力値検出スイッチ１３ｄ1 によって検出さ
れ、推力値完了信号が発信される。先に発信されたクラ
ンプ位置完了と推力値完了の２信号がアンド条件で満た
されると、電動モータ２０はオフされる。このとき、電
動モータ２０は、一方向回転クラッチ２４により、クラ
ンプ方向の逆方向への回転が阻止されているので、皿ば
ね３２に貯えられたエネルギが、電動モータ２０の逆転
により放出されることが無い。The electric motor 20 continues to be energized even after the thrust rod 54 stops, and continues to rotate at a high speed for a while due to the rotational force and inertia force of the electric motor 20. Thrust rod 5
Since the motor 4 is still stopped, the thrust receiving boss 41 and the thrust shaft 51 rotate by the rotation of the electric motor 20, and slide back on the engagement portion with the driven sprocket 34. At this time, the outer ring of the first thrust bearing 31 slides in the axial direction to compress the disc spring 32. The disc spring 32 is pressed against the third step portion 12d and contracts, and the disc spring 32 stores the rotational kinetic energy due to the rotational force of the electric motor 20 and the inertial force of the drive system such as the thrust receiving boss 41 and the thrust shaft 51. The accumulation of the rotational kinetic energy in the disc spring 32 is detected by the thrust value detection switch 13d1, and a thrust value completion signal is transmitted. When the previously transmitted two signals of the completion of the clamp position and the completion of the thrust value are satisfied under the AND condition, the electric motor 20 is turned off. At this time, since the rotation of the electric motor 20 in the reverse direction of the clamping direction is prevented by the one-way rotation clutch 24, the energy stored in the disc spring 32 is released by the reverse rotation of the electric motor 20. There is no.
【００２８】そのため、電動モータ２０の高速回転によ
る駆動系の慣性力によりエネルギは効率よく皿ばね３２
に貯えられる。この皿ばね３２に蓄積されたエネルギに
より、電動モータ２０停止後に、推力ロッド５４が押さ
れて、ワークのクランプが行われる。皿ばね３２に貯え
られたエネルギによる推力ロッド５４の押圧力は、電動
モータ２０の始動回転力による場合の１０倍程度の大き
さにすることも可能であり、クランプが非常に強力に行
われる。また、始動回転力の小さい小型電動モータを用
いても、大きなクランプ力が得られる。Therefore, energy is efficiently dissipated by the inertia of the drive system due to the high speed rotation of the electric motor 20 and the disc spring 32
Stored in After the electric motor 20 is stopped, the thrust rod 54 is pressed by the energy accumulated in the disc spring 32, and the work is clamped. The pressing force of the thrust rod 54 by the energy stored in the disc spring 32 can be about ten times as large as that by the starting rotational force of the electric motor 20, and the clamping is performed very strongly. In addition, even if a small electric motor having a small starting rotational force is used, a large clamping force can be obtained.
【００２９】なお、皿ばね３２の反力が、無励磁作動型
電磁ブレーキ２６の保持力を上回った時は、無励磁作動
型電磁ブレーキ２６のハブ２６ａが逆回転させられ、皿
ばね３２に貯えられたエネルギの一部が放出される。た
だし、この皿ばね３２に貯えられたエネルギの放出によ
り、不必要なクランプ力は、無励磁作動型電磁ブレーキ
２６のブレーキハブ面で摩擦熱となって放出されるた
め、電動モータ２０の回転軸２１、ブレーキシャフト２
２、推力ロッド５４等に過大な力が加わることが防止さ
れる。そのため、クランプ装置に外部から異常な力が加
わるように場合にも、過大な力が熱となって放出される
ので、回転軸２１等が保護され、クランプ装置の信頼性
が高められると共にクランプ装置を長寿命にすることも
できる。この場合、無励磁作動型電磁ブレーキ２６の保
持力を選択することにより、無励磁作動型電磁ブレーキ
２６の最大クランプ力を規制できるので、過大応力の大
きさに対応することができる。When the reaction force of the disc spring 32 exceeds the holding force of the non-excitation operation type electromagnetic brake 26, the hub 26a of the non-excitation operation type electromagnetic brake 26 is rotated in the reverse direction and stored in the disc spring 32. A part of the energy is released. However, due to the release of the energy stored in the disc spring 32, unnecessary clamping force is released as frictional heat on the brake hub surface of the non-excited operation type electromagnetic brake 26, so that the rotating shaft of the electric motor 20 is rotated. 21, brake shaft 2
2. An excessive force is prevented from being applied to the thrust rod 54 or the like. Therefore, even when an extraordinary force is applied to the clamp device from the outside, excessive force is released as heat, so that the rotating shaft 21 and the like are protected, the reliability of the clamp device is improved, and the clamp device is improved. Can have a long life. In this case, since the maximum clamping force of the non-excitation operation type electromagnetic brake 26 can be regulated by selecting the holding force of the non-excitation operation type electromagnetic brake 26, it is possible to cope with the magnitude of excessive stress.
【００３０】つぎに、クランプ解除動作を行う場合、ま
ず無励磁作動型電磁ブレーキ２６に通電して、ブレーキ
ディスク２６ｂ、ライニング２６ｃをアマチュア２６ｄ
と固定側ディスク２６ｅから離すことにより、一方向回
転クラッチ２４の外輪部２４ｂのロック状態を解除す
る。その後、電動モータ２０に通電して、クランプ動作
とは逆方向に回転させる。これにより、推力ロッド５４
は、後退を開始し、ワークのクランプ状態が解除され
る。推力ロッド５４が後退し、後ストローク値検出スイ
ッチ１１ｂがストローク値磁石５２ｃを検出すると、電
動モータ２０の通電が停止され、無励磁作動型電磁ブレ
ーキ２６の通電も停止される。なお、この状態では、電
動モータ２０のクランプ動作方向への動きは、無拘束状
態であるが、電動モータ２０として直流機を用いれば、
ブラシ摩擦抵抗によりクランプ動作方向の動きは抑制さ
れる。直流機以外の電動モータを用いる場合や外部クラ
ンプ機構の重量が大きく自重でクランプ動作方向に落下
する場合には、クランプ解除時の回転軸に遊び防止用と
して、無励磁作動型電磁ブレーキを用いることもでき
る。Next, when performing the clamp release operation, first, the non-excited operation type electromagnetic brake 26 is energized, and the brake disc 26b and the lining 26c are removed from the amateur 26d.
The lock state of the outer race portion 24b of the one-way rotation clutch 24 is released by moving the outer ring portion 24b of the one-way rotation clutch 24 away from the fixed side disk 26e. Thereafter, the electric motor 20 is energized to rotate in the direction opposite to the clamp operation. Thereby, the thrust rod 54
Starts retreating, and the clamped state of the work is released. When the thrust rod 54 moves backward and the rear stroke value detection switch 11b detects the stroke value magnet 52c, the energization of the electric motor 20 is stopped, and the energization of the non-excitation operation type electromagnetic brake 26 is also stopped. In this state, the movement of the electric motor 20 in the clamping operation direction is in an unconstrained state. However, if a DC machine is used as the electric motor 20,
The movement in the clamp operation direction is suppressed by the brush frictional resistance. When using an electric motor other than a DC machine, or when the external clamp mechanism is heavy and falls in the direction of clamp operation due to its own weight, use a non-excitation type electromagnetic brake to prevent play on the rotating shaft when the clamp is released. Can also.
【００３１】つぎに、上記実施形態の変形例について図
２により説明する。上記実施形態においては、推力受け
ボスに取り付けられて外周におねじの形成された推力シ
ャフトの回転を、めねじを設けた推力ナットの運動に変
換し、推力ナットに一体で設けられた推力ロッドにより
クランプが行われるようになっている。これに対し、変
形例においては、図２に示すように、推力受けボス６１
に直接取り付けられた内周に推力ナットめねじ部６２ａ
を設けた推力ナット６２の回転を、推力シャフト６３の
外周に設けた推力シャフトおねじ部６３ａを介して推力
シャフト６３の軸線方向の移動に変換し、クランプを行
うようにしたものである。Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. In the above embodiment, the rotation of the thrust shaft attached to the thrust receiving boss and having a thread formed on the outer periphery is converted into the motion of a thrust nut provided with a female thread, and the thrust rod provided integrally with the thrust nut. Is used for clamping. On the other hand, in the modified example, as shown in FIG.
Thrust nut female thread 62a on the inner circumference directly attached to
The rotation of the thrust nut 62 provided is converted into the axial movement of the thrust shaft 63 via a thrust shaft male screw portion 63a provided on the outer periphery of the thrust shaft 63, and clamping is performed.
【００３２】以上のように構成した変形例においても、
上記実施形態に示したクランプ装置と同様のクランプ効
果が得られる。また、推力シャフト６３、推力ナット６
２、推力受けボス６１を含む推力フレーム６４の径が大
きくなり、実施形態のクランプ装置に比べて構造的にや
や強度が劣るが、推力伝達構造が簡略化される。In the modified example configured as described above,
A clamp effect similar to that of the clamp device shown in the above embodiment can be obtained. Also, the thrust shaft 63 and the thrust nut 6
2. The diameter of the thrust frame 64 including the thrust receiving boss 61 is increased, and the strength is slightly inferior to the clamp device of the embodiment, but the thrust transmission structure is simplified.
【００３３】なお、上記実施形態においては、一方向回
転クラッチの内輪側に電動モータの回転軸を固定してい
るが、その代わりに、一方向回転クラッチの外輪側に電
動モータの回転軸を固定し、内輪側を無励磁作動型電磁
ブレーキによりロックし、電動モータのクランプ駆動時
に、外輪側がフリーになるようにしてもよい。In the above embodiment, the rotating shaft of the electric motor is fixed to the inner ring of the one-way rotating clutch. Instead, the rotating shaft of the electric motor is fixed to the outer ring of the one-way rotating clutch. Alternatively, the inner wheel side may be locked by a non-excitation operation type electromagnetic brake so that the outer wheel side becomes free when the electric motor is driven for clamping.
【００３４】また、電動モータの回転を推力受けボスに
伝達する手段として、タイミングベルトを用いている
が、その他、伝導器、チェーン、ギヤを用いることもで
きる。さらに、電動モータと推力受けボスとは同軸位置
に配置して伝導器をなくすることもできる。Although a timing belt is used as means for transmitting the rotation of the electric motor to the thrust receiving boss, a conductor, a chain, and a gear may be used. Further, the electric motor and the thrust receiving boss can be arranged at the same position to eliminate the conductor.
【００３５】さらに、上記実施形態においては、電動モ
ータの回転を、推力ロッドの拘束により直線方向の前後
進に変換し、クランプ及びクランプ解除を行うようにし
ているが、推力ロッドの先端に減速ギア等を設けること
により、推力ロッドの回転を利用してクランプを行うよ
うにしてもよい。Further, in the above embodiment, the rotation of the electric motor is converted into forward and backward movement in the linear direction by the constraint of the thrust rod, and the clamp and the unclamping are performed. The clamping may be performed by utilizing the rotation of the thrust rod.
【００３６】なお、上記実施形態においては、電動モー
タの回転エネルギ等を蓄積する手段として皿ばねを用い
ているが、その他、コイルばね、ゴム、樹脂等の弾性体
を用いることもできる。また、皿ばね等の代わりに、エ
ネルギ蓄積手段として駆動系の歪例えばベルトの伸び、
ハブ、ロッド、シャフト等のねじれ、たわみ等を用いる
ことができる。In the above-described embodiment, a disc spring is used as a means for storing the rotational energy of the electric motor and the like, but an elastic body such as a coil spring, rubber, or resin may be used. Also, instead of a disc spring or the like, distortion of the drive system such as belt elongation,
A twist, a bend, or the like of a hub, a rod, a shaft, or the like can be used.
【００３７】また、皿ばねに蓄積するエネルギをさらに
増大させたいときには、電導モータの回転軸にフライホ
イール等を取り付けて慣性モーメントを高くするように
すればよい。なお、クランプ装置の具体的形状等につい
ては上記実施形態に限るものではなく、目的用途等に応
じて適宜変更することができる。When it is desired to further increase the energy stored in the disc spring, a flywheel or the like may be attached to the rotating shaft of the conduction motor to increase the moment of inertia. Note that the specific shape and the like of the clamp device are not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed according to the intended use and the like.
【図１】本発明の第１の実施形態に係るクランプ装置を
概略的に示す一部破断正面図である。FIG. 1 is a partially broken front view schematically showing a clamp device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】変形例であるクランプ装置を概略的に示す一部
破段正面図である。FIG. 2 is a partially broken front view schematically showing a clamp device as a modified example.
【図３】従来例であるクランプ装置を概略的に示す一部
破断正面図である。FIG. 3 is a partially broken front view schematically showing a conventional clamping device.
【図４】他の従来例であるクランプ装置を概略的に示す
一部破断正面図である。FIG. 4 is a partially cutaway front view schematically showing another conventional clamping device.
１１…第１推力フレーム、１１ａ，１１ｂ…前及び後ス
トローク値検出スイッチ、１２…第２推力フレーム、１
２ａ…連結開口部、１３ａ…前ブラケット、１３ｂ…中
間ブラケット、１３ｃ…後ブラケット、１３ｄ…後カバ
ー、１４…ハウジング、１４ａ1 …開口部、２０…電動
モータ、２１…回転軸、２２…ブレーキシャフト、２２
ｃ…小径部、２３…駆動用スプロケット、２４…一方向
回転クラッチ、２４ｂ…外輪部、２６…無励磁作動型電
磁ブレーキ（ＮＢブレーキ）、３１…第１推力受け軸
受、３２…皿ばね、３３…第２推力受け軸受、３４…被
駆動用スプロケット、３４ａ1 …スプライン溝、３５…
タイミングベルト、４１…推力受けボス、５１…推力シ
ャフト、５１ａ…推力シャフトおねじ部、５２…推力ナ
ット、５２ａ…推力ナットめねじ部、５２ｃ…ストロー
ク値磁石、５３…スライドメタル、５４…推力ロッド、
５６…結合金具、５６ａ…外部結合用ねじ。11: first thrust frame, 11a, 11b: front and rear stroke value detection switches, 12: second thrust frame, 1
2a: Connection opening, 13a: Front bracket, 13b: Middle bracket, 13c: Rear bracket, 13d: Rear cover, 14: Housing, 14a1: Opening, 20: Electric motor, 21: Rotating shaft, 22: Brake shaft, 22
c: small diameter portion, 23: driving sprocket, 24: one-way rotating clutch, 24b: outer ring portion, 26: non-excited operation type electromagnetic brake (NB brake), 31: first thrust bearing, 32: disc spring, 33 ... Second thrust receiving bearing, 34 ... Sprocket to be driven, 34a1 ... Spline groove, 35 ...
Timing belt, 41: Thrust receiving boss, 51: Thrust shaft, 51a: Thrust shaft male thread, 52: Thrust nut, 52a: Thrust nut female thread, 52c: Stroke value magnet, 53: Slide metal, 54: Thrust rod ,
Reference numeral 56 denotes a connection fitting, and reference numeral 56a denotes an external connection screw.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−308837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90842（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−114662（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−9362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−116457（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−180299（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−191753（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−146489（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭64−4624（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 3/152 F16H 25/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-7-308837 (JP, A) JP-A-61-90842 (JP, A) JP-A-6-114662 (JP, A) JP-A-10-108 9362 (JP, A) JP-A-49-116457 (JP, A) JP-A-5-180299 (JP, A) JP-A 60-191753 (JP, U) JP-A 54-146489 (JP, U) J. 64-6424 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23Q 3/152 F16H 25/20
Claims (2)
動系を介してクランプ部材の軸方向運動に変換し、かつ
同クランプ部材によるワークのクランプ開始後の前記電
動モータの回転力と同電動モータ及び前記駆動系の回転
運動エネルギをエネルギ蓄積手段に蓄積し、同エネルギ
蓄積手段に蓄積されたエネルギを用いて前記クランプ部
材により前記電動モータ停止後のワークのクランプを行
うクランプ装置であって、 同軸的にかつ径方向に互いに重なり合った内輪と外輪と
を有し、前記内輪及び外輪の内の一方に前記電動モータ
の回転軸を固定すると共に、前記内輪及び外輪の他方に
無励磁作動型電磁ブレーキを取り付け、前記電動モータ
によるクランプ駆動時においては、前記内輪及び外輪の
内の一方の回転が自由状態にされると共に前記内輪及び
外輪の他方が前記無励磁作動型電磁ブレーキによりロッ
クされ、前記電動モータによるクランプ解除駆動時にお
いては、前記無励磁作動型電磁ブレーキによる前記内輪
及び外輪の他方のロックが解除される一方向回転クラッ
チを設け、前記クランプ部材によりワークのクランプが
開始された後、前記エネルギ蓄積手段に規定量のエネル
ギが蓄積された後に前記電動モータの通電を停止させる
ようにしたことを特徴とするクランプ装置。1. The method according to claim 1, wherein the rotational force of the electric motor is converted into axial movement of a clamp member via a drive system including a screw mechanism, and the rotational force of the electric motor after the clamp member starts to clamp a workpiece and the electric motor. A clamp device that stores rotational kinetic energy of a motor and the drive system in energy storage means, and clamps the workpiece after the electric motor is stopped by the clamp member using the energy stored in the energy storage means, An inner ring and an outer ring that are coaxially and radially overlapped with each other; a rotating shaft of the electric motor is fixed to one of the inner ring and the outer ring; and a non-excitation actuated electromagnetic type is fixed to the other of the inner ring and the outer ring. At the time of clamp drive by the electric motor, one of the inner ring and the outer ring is free to rotate and The other of the wheel and the outer wheel is locked by the non-excitation operation type electromagnetic brake, and at the time of the clamp release driving by the electric motor, one direction in which the other lock of the inner wheel and the outer wheel by the non-excitation operation type electromagnetic brake is released. A rotating clutch, wherein the energization of the electric motor is stopped after a predetermined amount of energy is stored in the energy storage means after the clamping of the work is started by the clamp member. .
いて、前記エネルギ蓄積手段を弾性部材により構成した
ことを特徴とするクランプ装置。2. The clamping device according to claim 1, wherein said energy storage means is constituted by an elastic member.
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| JPH1015765A JPH1015765A (en) | 1998-01-20 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1996-07-01 JP JP8191441A patent/JP3053769B2/en not_active Expired - Fee Related
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