JP3683447B2

JP3683447B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JP3683447B2
Application number: JP29361399A
Authority: JP
Inventors: 一義高橋
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: EP1092509A3; US6364301B1; DE60039482D1; TW467810B; CN1293098A; CN1216716C; KR100358924B1; EP1092509A2; KR20010050931A; JP2001113468A; EP1092509B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の駆動作用下に所定角度回動するアームによってワークをクランプすることが可能なクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車等の構成部品を溶接する際、その構成部品をクランプするためにクランプ装置が用いられ、この種のクランプ装置が、例えば、米国特許第４７２３７６７号公報等に開示されている。
【０００３】
この米国特許第４７２３７６７号公報に開示されたクランプ装置では、モータの駆動作用下にボールねじ軸が直線状に変位し、前記ボールねじ軸の直線運動をリンク機構によってアームの回動運動に変換している。
【０００４】
前記ボールねじ軸の一端部には該ボールねじ軸と一体的に変位するスイッチロッドが同軸状に連結されており、所定間隔離間する一組のスイッチエレメントによって前記スイッチロッドを検知することによりアームの回動位置を検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係るクランプ装置では、例えば、ワークの厚さ等によって前記アームをクランプする位置が異なるため、該アームの回動角度を変更すると前記スイッチロッドが直線状に変位する距離が異なり、一組のスイッチエレメントでは該スイッチロッドを検知することができないという不具合がある。
【０００６】
換言すると、一組のスイッチエレメントは、それぞれ、スイッチロッドが接近することにより該スイッチロッドを検知しているため、アームの回動量が変更されることにより、スイッチロッドがスイッチエレメントに検知される許容範囲内まで接近しないという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、アームの回動量を変更した場合であっても、確実にアームの回動位置を検出することが可能なクランプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、回動するアームによってワークをクランプするクランプ装置において、
ボデイと、
前記ボデイと一体的に連結された駆動源と、
前記駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、
前記駆動力伝達手段から伝達される駆動力をアームの回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記アームの回動量を設定する回動量設定手段と、
前記回動量設定手段によって設定されたアームの回動量に対応して交換可能に設けられる被検出体を有し、前記アームがアンクランプ状態となる一方の変位終端位置と該アームがクランプ状態となる他方の変位終端位置とを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記回動量設定手段は、アームと一体的に回動する支持レバーに形成された一対の円弧状突起部と、ボデイに着脱自在に装着され、前記円弧状突起部が当接する第１当接面と前記第１当接面から周方向に離間する第２当接面が形成されたプレートとを有し、前記プレートは、前記第１当接面と第２当接面との離間角度がそれぞれ異なる他のプレートと交換可能に設けられると好適である。
【００１０】
また、前記検出手段は、アームの回動動作に伴って直方体状に形成されたボデイの軸線方向に沿って変位する被検出体と、前記被検出体の位置を検知する第１センサおよび第２センサとを有し、前記被検出体をそれぞれ異なる長さに設定し、前記アームの回動量に対応して選択的に設けるとよい。
【００１１】
なお、前記被検出体を金属検出体によって構成し、前記第１センサおよび第２センサを、それぞれ、前記金属検出体の接近作用下にインピーダンスの変化を検知する一組の近接スイッチによって構成するとよい。
【００１２】
本発明によれば、検出手段を構成する被検出体が回動量設定手段によって設定されたアームの回動量に対応して交換可能に設けられているため、前記アームの回動量が変更された場合であっても、アンクランプ状態となる一方の変位終端位置と該アームがクランプ状態となる他方の変位終端位置とを確実に検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクランプ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るクランプ装置を示す。このクランプ装置１０は、扁平の直方体状に一体的に形成されたボデイ１２と、前記ボデイ１２の下端部に気密に連結されたシリンダ部１４と、前記ボデイ１２に形成された略円形状の一組の開口部１６ａ、１６ｂ（図４参照）を介して外部に突出する矩形状の軸受部１８に連結されるアーム２０とを備える。
【００１５】
シリンダ部１４は、図５に示されるように、上面部に楕円形状の凹部２２が形成されたエンドブロック２４と、断面楕円形状の筒体からなり、その一端部が前記エンドブロック２４の凹部２２に気密に連結され他端部がボデイ１２の底面に気密に連結されたシリンダチューブ２６とを含む。
【００１６】
さらに、シリンダ部１４は、図３および図５に示されるように、前記シリンダチューブ２６内に収装されシリンダ室２８に沿って往復動作するピストン３０と、前記ピストン３０の中央部に連結されて該ピストン３０と一体的に変位するピストンロッド３２と、前記ピストン３０とピストンロッド３２との連結部位に設けられ、孔部を介してピストンロッド３２に外嵌されるリング状のスペーサ３３とを有する。前記スペーサ３３は、アルミニウム等の金属製材料からなり、ピストン３０の変位終端位置においてシリンダ室２８の上部を形成する突出部５０の壁面に当接することにより、該ピストン３０の変位を規制するストッパとしての機能を営む。なお、前記ピストン３０とスペーサ３３とを一体的に形成してもよい。
【００１７】
前記ピストン３０の外周面には、図３および図５に示されるように、ウェアリング３４およびシールリング３６がそれぞれ装着されている。また、エンドブロック２４の四隅角部には取付用孔部３８が穿孔され、前記取付用孔部３８に挿通された４本のシャフト４０を介してエンドブロック２４およびシリンダチューブ２６がボデイ１２に気密に組み付けられる。ボデイ１２およびエンドブロック２４には、それぞれシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂがそれぞれ相互に対向して形成されている（図３参照）。
【００１８】
なお、実際に使用する場合には、いずれか一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）に図示しない盲栓がねじ込まれることにより、前記一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）が閉塞された状態で使用される。
【００１９】
ボデイ１２は、図４に示されるように、非対称からなる第１ケーシング４６と第２ケーシング４８が一体的に組み付けられて構成される。前記第１ケーシング４６の下端部には、略水平方向に向かって突出し、ロッドカバーとして機能する突出部５０が一体的に形成され、前記第２ケーシング４８の長手方向の寸法は、第１ケーシング４６と比較して前記突出部５０の厚さ分だけ短縮して形成されている。この場合、図４に示されるように、シリンダ部１４を分解することなしに、第１ケーシング４６から第２ケーシング４８を取り外すことができるため、簡便にボデイ１２を分解することができる。
【００２０】
前記ボデイ１２内には、図４に示されるように、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８にそれぞれ形成された凹部５２ａ、５２ｂ（但し、凹部５２ｂは凹部５２ａと同一構成のため、図示を省略する）によって室５４が形成され、前記室５４内にはピストンロッド３２の自由端が臨むように設けられる。この場合、ピストンロッド３２は、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面にそれぞれ形成され、後述するナックルブロック５６が摺動可能に設けられたガイド溝５８によって直線状に往復自在に案内される。なお、突出部５０に形成された貫通孔には、ピストンロッド３２の外周面を囲繞するロッドパッキン６０（図３参照）が設けられている。
【００２１】
図４に示されるように、ピストンロッド３２の一端部には、ナックルジョイント６２を介して、該ピストンロッド３２の直線運動をアーム２０の回動運動に変換するトグルリンク機構６４が設けられる。前記ナックルジョイント６２は、所定間隔離間し略平行に分岐する二股部を有するナックルブロック５６と、前記二股部に形成された孔部に軸着されるナックルピン７０とから構成される。
【００２２】
前記ナックルブロック５６の二股部の一方には上方に向かって突出するリリース用突起部６７が一体的に形成され（図４参照）、前記リリース用突起部６７は、アーム２０によってワークをクランプした際、第２ケーシング４８の上面部に形成された略長円状の開口部６９から所定長だけ突出するように設けられる（図３参照）。前記開口部６９には、例えば、合成樹脂製またはゴム製の伸縮自在なキャップ７１が装着され（図７参照）、前記キャップ７１は、該開口部６９から突出するリリース用突起部６７を被覆するとともに該開口部６９を閉塞するように設けられている。
【００２３】
この場合、作業者は手動操作等によって伸縮性を有するキャップ７１を押圧し、リリース用突起部６７を下方側に変位させることによりクランプ状態を解除してアンクランプ状態に復帰させることができる。
【００２４】
なお、ワークをクランプした際、リリース用突起部６７が形成されていないナックルブロック５６の二股部の他方の上面部７３は、図１４に示されるように、ボデイ１２の内壁面に当接することがなく、前記上面部７３とボデイ１２の内壁面との間で所定のクリアランスが設けられる。
【００２５】
前記ナックルブロック５６の底面部には、図４に示されるように、ピストンロッド３２の円盤状の突起部６６に係合する断面Ｔ字状の溝部６８が略水平方向に延在するように形成される。この場合、ピストンロッド３２と一体的に形成された突起部６６と前記溝部６８との間およびナックルブロック５６とガイド溝５８との間には所定のクリアランスが形成され、前記ナックルブロック５６が前記溝部６８に沿って略水平方向に摺動自在に設けられることにより、ピストンロッド３２に対する横方向の荷重の伝達が阻止される。換言すると、ナックルブロック５６に自由度を設けることにより、例えば、ワークをクランプする際に、ピストンロッド３２、ロッドパッキン６０等に横荷重が付与されることがなく、ピストンロッド３２のストロークをトグルリンク機構６４に効率良く伝達することができる。
【００２６】
トグルリンク機構６４は、図４に示されるように、ナックルピン７０を介してナックルジョイント６２の二股部の間に連結されるリンクプレート７２と、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８に形成された略円形状の一組の開口部１６ａ、１６ｂにそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー７４とを有する。
【００２７】
前記リンクプレート７２は、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４との間に介装され、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４とをリンクする機能を営む。すなわち、前記リンクプレート７２には、所定間隔離間する一組の孔部７６ａ、７６ｂが形成され、一方の孔部７６ａに軸着されるナックルピン７０およびナックルジョイント６２を介してピストンロッド３２の自由端に連結され、他方の孔部７６ｂに軸着される第１ピン部材７８を介して支持レバー７４の二股部に連結される。
【００２８】
支持レバー７４は、図４に示されるように、第１ピン部材７８が軸着される孔部が形成された二股部と、ピストンロッド３２の軸線と略直交する方向に突出形成され、開口部１６ｂを介してボデイ１２から外部に露呈する断面矩形状の軸受部１８と、前記二股部を間にして隣接して形成されボデイ１２の略円形状の開口部１６ａ、１６ｂにそれぞれ嵌合する一組の円周部８０ａ、８０ｂと、前記円周部８０ａ、８０ｂから横方向に僅かだけ突出して形成され開口部１６ａ、１６ｂを介してボデイ１２から外部に露呈する一対の円弧状突起部８２ａ、８２ｂとを有する。前記軸受部１８には、図示しないワークをクランプするアーム２０が着脱自在に装着される。
【００２９】
前記支持レバー７４はアーム２０と一体的に回動動作するように設けられ、該支持レバー７４に形成された前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂは、ボデイ１２に固定されたプレート８４ａ、８４ｂ（後述する）に当接することにより該アーム２０の回動動作を停止させるストッパとしての機能を営む。
【００３０】
前記ピストンロッド３２の直線運動は、ナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を介して支持レバー７４に伝達され、前記支持レバー７４はボデイ１２に形成された一組の開口部１６ａ、１６ｂに支持される円周部８０ａ、８０ｂを回動中心として所定角度回動自在に設けられている。
【００３１】
図４に示されるように、ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の側面には長方形状の凹部８６がそれぞれ形成され、前記凹部８６は一組のカバー部材８８ａ、８８ｂによって閉塞される。前記カバー部材８８ａ、８８ｂは、ねじ部材８９によって着脱自在に装着される。この場合、支持レバー７４の軸受部１８は、カバー部材８８ｂの略中央部に形成された略円形状の開口部９０を通じて外部に露呈するように設けられる。
【００３２】
また、前記凹部８６の壁面には、支持レバー７４の円弧状突起部８２ａ、８２ｂが当接することにより、アーム２０の回動動作を停止させるプレート８４ａ、８４ｂがねじ部材９２を介して固定される。
【００３３】
前記プレート８４ｂ（８４ａ）は、図６に示されるように、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面９４が当接する第１当接面９６と、前記円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の他端面９８が当接する第２当接面１００とを有し、前記第１当接面９６と第２当接面１００との間には、支持レバー７４を囲繞する湾曲面１０２が形成されている。前記支持レバー７４の一端面９４と他端面９８は、約９０度の角度だけ離間するように形成されている。なお、前記支持レバー７４の一端面９４と他端面９８の離間角度は９０度に限定されるものではないことは勿論である。
【００３４】
この場合、ボデイ１２から一組のカバー部材８８ａ、８８ｂをそれぞれ取り外し、ねじ部材９２を緩めることにより前記一組のプレート８４ａ、８４ｂを他のプレート（後述する）と簡便に交換することができる。なお、ボデイ１２から一組のカバー部材８８ａ、８８ｂをそれぞれ取り外した場合、図２に示されるように、前記支持レバー７４に形成された円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面９４および他端面９８は、外部に露呈するように設けられている（但し、一端面９４は図示せず）。
【００３５】
ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面の上部側には、断面矩形状の凹部１０６がそれぞれ形成され、前記凹部１０６には、クランプ状態となったときにナックルジョイント６２が当接して反力を受容する一組の反力板１０８がねじ部材を介して固定される。また、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面には、角溝からなり上下方向に沿って延在する一組のガイド溝５８が相互に対向して設けられる。前記一組のガイド溝５８の間にはナックルブロック５６が介装され、前記ナックルブロック５６は、前記ガイド溝５８の案内作用下に上下方向に沿って摺動自在に設けられる。
【００３６】
ボデイ１２の外壁面には、図４および図７に示されるように、所定角度回動するアーム２０の回動量を検出する検出部（検出手段）１１０がねじ部材１１２を介して着脱自在に連結され、前記検出部１１０は該ボデイ１２の側面部に装着されるスイッチホルダ１１４と、取付用ボルト１１５を介して前記スイッチホルダ１１４と一体的に連結される直方体状のコネクタ部１１７とを含む。なお、前記コネクタ部１１７には、取付用ボルト１１５に近接して接続用コネクタ１１９が設けられる。
【００３７】
図８に示されるように、前記スイッチホルダ１１４の内壁面に形成された凹部１１６には、金属検出体の接近作用下にインピーダンスが変化することを利用して該金属検出体の位置を検知する一組の近接スイッチ（第１センサおよび第２センサ）１１８ａ、１１８ｂが所定間隔離間した状態で固着され、前記近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂはリード線１２０を介してコネクタ部１１７に接続されている。従って、近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂから出力される検出信号は、図示しない同軸ケーブル等を介して前記接続用コネクタ１１９に接続される図示しない外部機器（例えば、コントローラ等）に導入され、所望の制御がなされる。なお、前記一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂの間には、前記リード線１２０を収納するためのプレート状の隔壁１２２が形成されている。
【００３８】
検出部１１０は、図４および図７に示されるように、金属製材料からなり略Ｌ字状に形成された屈曲部材１２４を有し、前記屈曲部材１２４は、前記ナックルブロック５６に固定されて該ナックルブロック５６と一体的に変位するとともに、その一端部１２６が第１ケーシング４６と第２ケーシング４８との間に形成された長溝１２８を介して所定長だけ外部に露呈するように設けられている。
【００３９】
前記長溝１２８から外部に向かって突出する屈曲部材１２４の一端部１２６には、ブロック状の保持部材１３０を装着するための取付用ねじ穴１３２が形成され、この保持部材１３０は、貫通するねじ孔１３３を介して前記取付用ねじ穴１３２に螺入されるねじ部材１３４を介して屈曲部材１２４に対して着脱自在に装着される。前記ナックルブロック５６、屈曲部材１２４および保持部材１３０は、それぞれピストンロッド３２と共に一体的に直線状に変位するように設けられている。
【００４０】
前記保持部材１３０は、図１０に示されるように、金属製材料からなりそれぞれ異なる長さ▲１▼〜▲８▼を有する複数の保持部材（被検出体）１３０ａ〜１３０ｈを備え、アーム２０の回動量に対応して選択的に設けられるものであるとともに、ボデイ１２からスイッチホルダ１１４を取り外し、ねじ部材１１２を緩めることにより他の保持部材１３０ａ〜１３０ｈと簡便に交換することができる。
【００４１】
すなわち、アーム２０の回動量はストッパとして機能する一組のプレート８４ａ、８４ｂによって設定され、前記プレート８４ａ、８４ｂを、図９に示されるように、別体で形成され且つ第２当接面１００の角度がそれぞれ異なる他のプレート１３２ａ〜１３２ｇの一つと交換することによりアーム２０を所望の回動量に設定することができる。
【００４２】
例えば、図４に示すプレート８４ａ（８４ｂ）を用いた場合、アーム２０の回動量が最大となり、ナックルブロック５６に固定された屈曲部材１２４の一端部１２６には、最短の長さ▲１▼を有する保持部材１３０ａが装着される。そして、前記保持部材１３０ａは、アンクランプ状態である初期位置Ａ１からクランプ状態となる変位終端位置Ａ９まで長溝１２８に沿って直線状に変位する（図９参照）。この場合、金属検出体からなる保持部材１３０ａは、初期位置Ａ１または変位終端位置Ａ９に到達したとき、一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂによってそれぞれ検知される。
【００４３】
これに対して、図９に示されるように、前記プレート８４ａ（８４ｂ）と別体からなり、第２当接面１００が反時計回りの方向に向かって異なる角度に形成された他のプレート１３２ｇを用いた場合、アーム２０の回動量が最小となりナックルブロック５６に固定された屈曲部材１２４の一端部１２６は、アンクランプ状態である初期位置Ａ８からクランプ状態となる変位終端位置Ａ９まで長溝１２８に沿って直線状に変位する。この場合、初期位置Ａ８では、屈曲部材１２４の一端部１２６が一方の近接スイッチ１１８ａから離間しているため、前記屈曲部材１２４の一端部１２６に金属検出体からなる保持部材１３０ｈを連結し、前記保持部材１３０ｈを近接スイッチ１１８ａによって検知している。換言すると、他のプレート１３２ｇを用いた場合、屈曲部材１２４の一端部１２６と一方の近接スイッチ１１８ａとの離間距離に対応する長さ▲８▼を有する保持部材１３０ｈを前記一端部１２６に連結することにより、近接スイッチ１１８ａによる位置検出が可能となる。
【００４４】
同様に、図９において、第２当接面１００が反時計回りの方向に向かってそれぞれ異なる角度に形成された他のプレート１３２ａ〜１３２ｆを用いた場合、屈曲部材１２４の一端部１２６は、それぞれ初期位置Ａ２〜Ａ７からその変位終端位置Ａ９まで変位するように設けられており、前記他のプレート１３２ａ〜１３２ｆに対応してそれぞれ異なる長さ▲２▼〜▲７▼を有する他の保持部材１３０ｂ〜１３０ｇが連結される。
【００４５】
なお、前記プレート８４ａ（８４ｂ）、１３２ａ〜１３２ｇと保持部材１３０ａ〜１３０ｈとの対応関係を明示すると、プレート８４ａ（８４ｂ）と保持部材１３０ａ、プレート１３２ａと保持部材１３０ｂ、プレート１３２ｂと保持部材１３０ｃ、プレート１３２ｃと保持部材１３０ｄ、プレート１３２ｄと保持部材１３０ｅ、プレート１３２ｅと保持部材１３０ｆ、プレート１３２ｆと保持部材１３０ｇ、プレート１３２ｇと保持部材１３０ｈとがそれぞれ対応する。
【００４６】
アーム２０の回動量を設定するためのプレート８４ａ、８４ｂ、１３２ａ〜１３２ｇによって屈曲部材１２４の一端部１２６の初期位置（Ａ１〜Ａ８）が変わり、それに伴って屈曲部材１２４の一端部１２６の変位量が変化するが、クランプ状態となる変位終端位置Ａ９はそれぞれ一定である。
【００４７】
このように、複数のプレート８４ａ、８４ｂ、１３２ａ〜１３２ｇの中から所望のプレートを選択してアーム２０の回動量を所定量に設定した場合であっても、複数の保持部材１３０ａ〜１３０ｈの中から前記所望のプレートに対応する保持部材を選択して屈曲部材１２４の一端部１２６に装着することにより、アーム２０の回動位置を安定的に且つ確実に検出することができる。
【００４８】
本実施の形態に係るクランプ装置１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４９】
先ず、図示しない固定手段を介してクランプ装置１０を所定位置に固定するとともに、図示しないチューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）にそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続する。なお、図１１は、アンクランプ状態のクランプ装置１０を示し、図１２はクランプ状態のクランプ装置１０を示すものであり、以下、図１１のアンクランプ状態を初期位置として説明する。
【００５０】
前記のような準備作業を経た後、図１１に示す初期位置において、図示しない圧力流体供給源を付勢して一方の圧力流体出入ポート４４ａからシリンダ室２８に圧力流体を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って上昇する。その際、前記ピストン３０の外周面に装着されたウェアリング３４と、ナックルブロック５６が摺動変位するガイド溝５８とが案内作用を営むことにより、ピストン３０、ピストンロッド３２およびナックルブロック５６の直線精度が保持される。
【００５１】
前記ピストン３０の直線運動は、ピストンロッド３２およびナックルジョイント６２を介してトグルリンク機構６４に伝達され、前記トグルリンク機構６４を構成する支持レバー７４の回動作用下にアーム２０の回転運動に変換される。
【００５２】
すなわち、ピストン３０の直線運動（上昇）によって、ピストンロッド３２の自由端に係合するナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を上方に向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート７２に対する押圧力は、ナックルピン７０を支点として該リンクプレート７２を所定角度回動させるとともに、前記リンクプレート７２のリンク作用下に支持レバー７４を矢印Ａ方向に回動させる。
【００５３】
従って、前記支持レバー７４の軸受部１８を支点としてアーム２０が矢印Ｂ方向に向かって所定角度回動することにより、該支持レバー７４と一体的に円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）が所定角度回動する。
【００５４】
このようにしてアーム２０が矢印Ｂ方向に向かって回動している際、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面９４がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８４ａ）の第１当接面９６に当接することにより、該アーム２０が回動動作を停止する。この結果、アーム２０によってワークがクランプされるクランプ状態に至る（図１２参照）。前記クランプ状態では、図１３に示されるように、ピストン３０とピストンロッド３２との連結部位に設けられたスペーサ３３がシリンダ室２８を形成する突出部５０の壁面に当接していない。なお、図示しないワークをクランプした際に付与される反力は、リンクプレート７２が当接する反力板１０８によって受容される。
【００５５】
そこで、アーム２０が回動動作を停止してクランプ状態となった後、ピストン３０およびピストンロッド３２は僅かだけ上昇し、前記スペーサ３３が突出部５０の壁面に当接することにより、ピストン３０およびピストンロッド３２が停止する変位終端位置となる（図３参照）。この場合、ナックルブロック５６と一体的に形成されたリリース用突起部６７は、ボデイ１２の上部に形成された長円状の開口部６９から所定長だけ突出してキャップ７１内の孔部に臨む。従って、作業者は、可撓性を有するキャップ７１を介して前記リリース用突起部６７を押圧し、リリース用突起部６７を下方側に向かって変位させることにより、クランプ状態を解除してアンクランプ状態に復帰させることができる。
【００５６】
一方、図１２に示す状態において、図示しない切換弁の切換作用下に圧力流体出入ポート４２ａに圧力流体を供給することによりピストン３０が下降する。さらにピストンロッド３２の下降作用下にリンクプレート７２を介して支持レバー７４が前記とは逆方向に回動することにより、アーム２０がワークから離間する方向に回動する。
【００５７】
前記アーム２０がワークから離間する方向に回動している際、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の他端面９８がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８４ａ）の第２当接面１００に当接することにより、該アーム２０が回動動作を停止する。この結果、クランプ装置１０は、図１１に示す初期位置に復帰する。
【００５８】
検出部１１０に設けられた一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂは、ナックルブロック５６と共に一体的に変位する金属検出体からなる保持部材１３０ａを検知することにより、アーム２０がアンクランプ状態の初期位置に到達したこと、および所定角度回動動作してクランプ状態となったことを検出する。
【００５９】
すなわち、一組のカバー部材８８ａ、８８ｂをそれぞれ取り外して前記プレート８４ａ（８４ｂ）を他のプレート１３２ａ〜１３２ｇの一つと交換した場合、スイッチホルダ１１４を取り外し、屈曲部材１２４の一端部１２６に前記選択された他のプレート１３２ａ〜１３２ｇに対応する長さ▲２▼〜▲８▼を有する保持部材１３０ｂ〜１３０ｈの一つを連結する必要がある。前記連結された保持部材１３０ｂ〜１３０ｈを一組の近接スイッチ１１８ａ、１１８ｂによって検知することにより、アーム２０がクランプ状態あるいはアンクランプ状態のいずれの位置にあるかが検出される。
【００６０】
本実施の形態に係るクランプ装置１０では、ボデイ１２に形成された略円形状の開口部１６ａ、１６ｂを通じてストッパとして機能する円弧状突起部８２ａ、８２ｂをボデイ１２の外部に露呈させている。換言すると、アーム２０の回動動作を停止させるストッパをボデイ１２の外部に設けている。
【００６１】
従って、図４に示されるように、ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６から第２ケーシング４８を取り外すことにより、ストッパとして機能する円弧状突起部８２ａ、８２ｂが設けられた支持レバー７４を簡便に交換することができる。
【００６２】
また、前記クランプ装置１０では、前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂに当接するプレート８４ａ、８４ｂを、ねじ部材９２を介して第１ケーシング４６および第２ケーシング４８に対してそれぞれ着脱自在に装着している。従って、ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８を分解することなく該ボデイ１２に装着されたカバー部材８８ａ、８８ｂを取り外し、円弧状突起部８２ａ、８２ｂに当接する第１当接面９６および第２当接面１００の角度が異なる他のプレート１３２ａ〜１３２ｇと交換することにより、簡便にアーム２０の回動動作範囲を変更して該アーム２０の回動量を簡便に設定することができる。このようにしてメンテナンス作業を簡便且つ効率的に遂行することができる。
【００６３】
さらに、前記アーム２０の回動動作範囲を変更した場合、選択されたプレート１３２ａ〜１３２ｇに対応した長さ▲１▼〜▲８▼を有する保持部材１３０ａ〜１３０ｈを屈曲部材１２４の一端部１２６に連結することにより、アーム２０の回動位置を確実に検出することができる。
【００６４】
さらにまた、シリンダ部１４内のピストン３０とピストンロッド３２との連結部位に、前記ピストン３０の変位終端位置を規制するスペーサ３３を設けることにより、簡素な構造によって上死点（デッドポイント）への進入を確実に阻止することができる。
【００６５】
この場合、図３に示されるように、前記ピストン３０がスペーサ３３に当接して変位終端位置に到達した際、ナックルブロック５６と一体的に形成されたリリース用突起部６７は、開口部６９から所定長だけ突出してキャップ７１内の孔部に臨む。従って、ナックルブロック５６は、図１４に示されるように、第１および第２ケーシング４６、４８の内壁面に当接することがなく、その変位が規制されることがない。このため、ピストンロッド３２は、スペーサ３３によって圧縮荷重を受ける分だけその圧縮加重が軽減され、前記ピストンロッド３２の直径を縮径して形成することにより軽量化を図ることができる利点がある。
【００６６】
なお、本実施の形態では、駆動源としてシリンダを用いて説明しているがこれに限定されるものではなく、例えば、図示しない電動モータ等の回転駆動源、リニアアクチュエータ等を用いてもよいことは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６８】
すなわち、検出手段を構成する被検出体が回動量設定手段によって設定されたアームの回動量に対応して交換可能に設けられているため、前記アームの回動量が変更された場合であっても、アンクランプ状態となる一方の変位終端位置と該アームがクランプ状態となる他方の変位終端位置とを確実に検出することができる。
【００６９】
また、簡単な作業によってアームの回動量を変更し且つ前記被検出体を交換することができるため、クランプ装置の汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランプ装置の斜視図である。
【図２】前記クランプ装置のボデイからカバー部材を外した状態を示す斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面構成図である。
【図４】前記クランプ装置を構成するボデイの分解斜視図である。
【図５】前記クランプ装置を構成するシリンダ部の分解斜視図である。
【図６】支持レバーの円弧状突起部とプレートとが当接する状態を示す一部切欠斜視図である。
【図７】前記クランプ装置を構成する検出部の分解斜視図である。
【図８】前記検出部を構成するスイッチホルダを底面側からみた斜視図である。
【図９】アームの回動動作を規制する複数のプレートの形状を示すとともに、前記アームの回動動作に伴って直線状に変位する屈曲部材の一端部の初期位置および終端位置を示す説明図である。
【図１０】前記屈曲部材の一端部に連結される複数の保持部材を示す説明図である。
【図１１】アームが初期位置にあるときの動作説明図である。
【図１２】アームの回動動作が停止してクランプ状態となったときの動作説明図である。
【図１３】前記クランプ状態となったときのスペーサの位置を示す一部縦断面説明図である。
【図１４】前記クランプ状態となったときのナックルジョイントの位置を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０…クランプ装置１２…ボデイ
１４…シリンダ部１６ａ、１６ｂ、６９、９０…開口部
１８…軸受部２０…アーム
２２、５２ａ、５２ｂ、８６…凹部
２４…エンドブロック３０…ピストン
３２…ピストンロッド３３…スペーサ
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ…圧力流体出入ポート
４６、４８…ケーシング５４…室
５６…ナックルブロック６４…トグルリンク機構
６６…突起部６７…リリース用突起部
６８…溝部７０…ナックルピン
７１…キャップ７２…リンクプレート
７４…支持レバー８０ａ、８０ｂ…円周部
８２ａ、８２ｂ…円弧状突起部
８４ａ、８４ｂ、１３２ａ〜１３２ｇ…プレート
８８ａ、８８ｂ…カバー部材９４…一端面
９６、１００…当接面９８…他端面
１１０…検出部１１４…スイッチホルダ
１１７…コネクタ部１１８ａ、１１８ｂ…近接スイッチ
１２４…屈曲部材１２６…一端部
１２８…長溝１３０、１３０ａ〜１３０ｈ…保持部材

Claims

回動するアームによってワークをクランプするクランプ装置において、
ボデイと、
前記ボデイと一体的に連結された駆動源と、
前記駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、
前記駆動力伝達手段から伝達される駆動力をアームの回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記アームの回動量を設定する回動量設定手段と、
前記回動量設定手段によって設定されたアームの回動量に対応して交換可能に設けられる被検出体を有し、前記アームがアンクランプ状態となる一方の変位終端位置と該アームがクランプ状態となる他方の変位終端位置とを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするクランプ装置。
請求項１記載の装置において、
前記回動量設定手段は、アームと一体的に回動する支持レバーに形成された一対の円弧状突起部と、ボデイに着脱自在に装着され、前記円弧状突起部が当接する第１当接面と前記第１当接面から周方向に離間する第２当接面が形成されたプレートとを有し、前記プレートは、前記第１当接面と第２当接面との離間角度がそれぞれ異なる他のプレートと交換可能に設けられることを特徴とするクランプ装置。
請求項１記載の装置において、
前記検出手段は、アームの回動動作に伴って直方体状に形成されたボデイの軸線方向に沿って変位する被検出体と、前記被検出体の位置を検知する第１センサおよび第２センサとを有し、前記被検出体はそれぞれ異なる長さに設定され、前記アームの回動量に対応して選択的に設けられることを特徴とするクランプ装置。
請求項３記載の装置において、
前記被検出体は金属検出体からなり、前記第１センサおよび第２センサは、それぞれ、前記金属検出体の接近作用下にインピーダンスの変化を検知する一組の近接スイッチからなることを特徴とするクランプ装置。