JP5035533B2

JP5035533B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JP5035533B2
Application number: JP2007246339A
Authority: JP
Inventors: 久義林
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-09-24
Also published as: JP2009072891A

Description

本発明は、クランパのクランプ位置とアンクランプ位置を検知できるクランプ装置に関する。

従来のクランプ装置として、先端部分にクランパが連繋されたピストンロッドの下側部がシリンダ本体を構成するシリンダチューブの下部から突出して、そのピストンロッドの下側部の位置によりクランパがクランプ位置かアンクランプ位置にあるかを検出する検出手段を設けたものが公知である。このようなものとして特許文献１のものでは、ピストンロッドの下側部にドグを設け、ワークをクランプするストローク位置（クランプ位置）にピストンロッドが下降すると下側部のドグにより位置センサがオンされクランプ位置検出信号が出力される。また、クランプを解除するストローク位置（アンクランプ位置）にピストンロッドが上昇するとドグにより位置センサがオンされクランプ解除信号が出力される。また、非特許文献１のものでは、シリンダチューブの下部に配管ブロックを設け、その配管ブロック内のピストンロッドの下側部に大径部と小径部が設けられている。配管ブロックには圧力センサが接続され、クランプ確認エアとアンクランプ確認エアが供給され、大径部で一方のエアの配管ブロック内への供給を妨げることで圧力センサが各エアの圧力変化を検出しクランプとアンクランプの確認を行っている。
特開２００１−８７９９１号公報 "７ＭＰａＬｉｎｋＣｌａｍｐ"カタログ、エアセンサー仕様、７−８頁、[online]、パスカル株式会社、[平成１９年８月３０日検索]、インターネット、＜URL: http://www.aioiseiki.com/product_aw/pdf/cls-27j-1_clu-clt/cls-27j-1-clu/cls-27j-1-clu.pdf＞

特許文献１、非特許文献１に記載のものでは、ピストンロッドの下側部がシリンダチューブの下部から突出しており、クランパのクランプ位置とアンクランプ位置との移動を検出するためにそのピストンロッドの下側部の突出長さが少なくともピストンの移動距離と同じ長さになるので、クランプ装置の軸線方向長さが大きくなる問題があった。クランプ装置の軸線方向長さが大きくなると、ワークを載置するパレットやインデックステーブル等の治具の大きさの制限のためにクランプ装置の配置が困難であったり、治具を大きくする問題があった。また、ピストンロッドの下側部をシリンダチューブから突出しているため、クランプ装置が重くなる問題があった。また、特許文献１のものでは、ドクの近くに位置センサを設ける必要があるため、更に場所をとる問題があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、クランプ位置とアンクランプ位置の確認が確実にできる小型軽量のクランプ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クランパをクランプ本体から突出するピストンロッド先端部分に連繋すると共にクランプ本体にリンクを介して連結し、ピストンロッドの進退によりクランパをクランプ位置とアンクランプ位置に移動するようにしてあるクランプ装置において、クランパ後端を、ピストンロッド先端部分にリンクにより揺動可能に連結し、クランパの中間部を挟み込むように一端が連結された一対のリンクの他端を、クランプ本体に設けたピン孔に相対回動可能に嵌合されて両端が夫々のリンクに軸支されているヒンジピンを介してクランプ本体に揺動可能に軸着し、ヒンジピンの外周面に平面部を設け、その平面部にリンクの一端に半径方向から螺合された連結ネジの先端を圧接して、ヒンジピンとリンクとを一体に回動可能に固着し、クランプ本体に一端を夫々空圧源に接続するクランプ確認用流路とアンクランプ確認用流路を設け、ヒンジピンに一端を大気に開放し他端をピン孔に面する外周面に開口し、クランパがクランプ位置へ揺動したときのみクランプ確認用流路に連通するクランプ用検出流路と、クランパがアンクランプ位置へ揺動したときのみアンクランプ確認用流路に連通するアンクランプ用検出流路とを設け、各検出流路を夫々半径方向孔と軸線方向孔とから構成し、半径方向孔をヒンジピンの中心から外周面に向けて開口すると共にヒンジピンの円周方向と軸線方向に位相をずらして形成する一方、軸線方向孔はヒンジピンの軸線方向に形成し、一端がヒンジピンの端面に開口すると共に他端が半径方向孔に連通し、クランプ確認用流路と空圧源の間及びアンクランプ確認用流路と空圧源の間に夫々圧空の圧力変化を検出可能なクランプ圧力確認手段とアンクランプ圧力確認手段を設けたことを特徴とする。

本願の請求項１の発明では、クランパ後端を、ピストンロッド先端部分にリンクにより揺動可能に連結し、クランパの中間部を挟み込むように一端が連結された一対のリンクの他端を、クランプ本体に設けたピン孔に相対回動可能に嵌合されて両端が夫々のリンクに軸支されているヒンジピンを介してクランプ本体に揺動可能に軸着し、ヒンジピンの外周面に平面部を設け、その平面部にリンクの一端に半径方向から螺合された連結ネジの先端を圧接して、ヒンジピンとリンクとを一体に回動可能に固着し、クランプ本体に一端を夫々空圧源に接続するクランプ確認用流路とアンクランプ確認用流路を設け、ヒンジピンに一端を大気に開放し他端をピン孔に面する外周面に開口し、クランパがクランプ位置へ揺動したときのみクランプ確認用流路に連通するクランプ用検出流路と、クランパがアンクランプ位置へ揺動したときのみアンクランプ確認用流路に連通するアンクランプ用検出流路とを設け、各検出流路を夫々半径方向孔と軸線方向孔とから構成し、半径方向孔をヒンジピンの中心から外周面に向けて開口すると共にヒンジピンの円周方向と軸線方向に位相をずらして形成する一方、軸線方向孔はヒンジピンの軸線方向に形成し、一端がヒンジピンの端面に開口すると共に他端が半径方向孔に連通し、クランプ確認用流路と空圧源の間及びアンクランプ確認用流路と空圧源の間に夫々圧空の圧力変化を検出可能なクランプ圧力確認手段とアンクランプ圧力確認手段を設けたけたので、クランプ装置の軸線方向長さを大きくすることがない小型軽量なクランプ装置とすることができる。また、クランプ装置が小型なので、パレットやインデックステーブル等の治具を大きくすることがなく、また、配置が制限されない。また、クランパに直接連結されたリンクの回動によりヒンジピンを回動しクランプ確認用流路とアンクランプ確認用流路を開閉するので、クランパに非常に近い位置で動作確認を行うことになり、クラッパのクランプ位置とアンクランプ位置の確認が確実に検出できる。また、圧力変化を検出するので、クランプ本体と離れた位置でクランプ位置とアンクランプ位置を確認でき、治具にクランプ位置とアンクランプ位置を検出する検出手段を設ける必要がなく好ましい。
また、クランパにリンクを介してヒンジピンが連結されていることでクランパのクランプ位置またはアンクランプ位置への揺動をより確実に検出できる。
さらに、クランプ位置またはアンクランプ位置にクランパが位置するときのみ、クランプ確認用流路またはアンクランプ確認用流路の圧力が低下するので、クランプ位置とアンクランプ位置の検出が一層確実に行える。また、クランプ用検出流路とアンクランプ用検出流路の各半径方向孔を位相をずらして形成し、クランプ本体にクランプ確認用流路とアンクランプ確認用流路とをヒンジピンの軸線方向に平行に設けるので、クランプ本体のクランパ揺動軸線と垂直な前後方向の大きさを小さくできる。

次に、本願発明の実施の形態について図１〜図４により説明する。クランプ装置１は、一端が塞がれた筒状のシリンダチューブ２の他端をロッドカバー３で塞いでクランプ本体５としている。クランプ本体５のシリンダ孔４内には、ピストンロッド６を備えたピストン７をシリンダ軸線方向に摺動可能に嵌合してある。ピストンロッド６は、ロッドカバー３から外方に突出しており、その突出するピストンロッド６の先端部分にクランパ８が連繋されている。シリンダ孔４は、ピストン７により上側シリンダ室９と下側シリンダ室１０に区画されている。ロッドカバー３は、前後方向の後側となる一側面に流体給排ポート１１，１２が一対設けてある。一方の給排ポート１１はシリンダチューブ２に穿設された油路１３を介して上側シリンダ室９と連通し、他方の給排ポート１２はシリンダチューブ２に穿設された油路１４を介して下側シリンダ室１０と連通している。１５は、クランプ装置１を図示しない固定部材としての治具に図示しない固着用ボルトにより取り付けるためのシリンダ取付孔である。

ロッドカバー３の前記給排ポート１１，１２が形成されている側に対してピストンロッド６を挟んで反対側となる前後方向前側の部分には支持部材１６が一体形成してある。この支持部材１６にはクランパ８のクランパ揺動軸線ＣＬ方向のピン孔１７が形成されている。ピン孔１７には、ヒンジピン１９が相対回動可能に嵌合されている。ヒンジピン１９の両端には、一対の第１リンク１８Ｌ，１８Ｒの一端を固着して支持部材１６のクランパ揺動軸線ＣＬ方向両側に配置した状態で軸支している。一対の第１リンク１８Ｌ，１８Ｒの他端は、クランパ８に相対回動可能にクランパ８の略中間部を挟み込むようにピン連結してある。また、第１リンク１８Ｌ，１８Ｒの中間部側面には夫々第２リンク２０，２０の一端が回動可能にピン連結してある。各第２リンク２０，２０の他端は、ピストンロッド６先端部に設けられて、前記支持部材１６に対し逆側に突出する突出部２１ａを有する連結体２１にピン連結してある。突出部２１ａには、一対の第３リンク２２，２２の一端がピン連結され、第３リンク２２，２２の他端がクランパ８の後端部にピン連結してある。

前記ロッドカバー３には図２に示すようにクランプ確認用流路２３とアンクランプ確認用流路２４がクランパ揺動軸線ＣＬ方向に並設されている。クランプ確認用流路２３とアンクランプ確認用流路２４は、ロッドカバー３下面からシリンダ軸線上方向に延び、ロッドカバー３下面に一端が開口し、他端が支持部材１６のピン孔１７の内面１７ａに開口している。クランプ確認用流路２３とアンクランプ確認用流路２４のロッドカバー３下面の開口は、図２に示すように、夫々空圧源２５に接続されている。クランプ確認用流路２３と空圧源２５の間及びアンクランプ確認用流路２４と空圧源２５の間には、夫々空圧源２５からの圧空の圧力変化を検出可能なクランプ圧力確認手段２６とアンクランプ圧力確認手段２７を設けてある。クランプ圧力確認手段２６とアンクランプ確認手段２７は、検出した大気圧または設定圧力に対応する信号を制御装置２８へ出力するようになっている。制御装置２８は、前記大気圧または設定圧力に対応する信号に基づき、クランパ８がクランプ位置とアンクランプ位置に位置しているかや中間位置や動作異常がないかを検出可能となっている。尚、２９はフィルターであり、３０はレギュレータである。

前記ヒンジピン１９には、検出流路としてクランプ用検出流路３１とアンクランプ用検出流路３２が設けられている。クランプ用検出流路３１とアンクランプ用検出流路３２は、図３に示すように夫々半径方向孔３３と軸線方向孔３４とから構成されている。各半径方向孔３３は、ヒンジピン１９の中心から外周面１９ａに向けて形成され、一端がヒンジピン１９の外周面１９ａに開口し、ヒンジピン１９の円周方向と軸線方向に位相をずらして形成されている。各軸線方向孔３４は、ヒンジピン１９の軸線方向即ちヒンジピン１９をピン孔１７に嵌合した状態での前記クランパ揺動軸線ＣＬ方向に向けて形成されており、一端がヒンジピン１９の端面１９ｂに開口し、他端が各半径方向孔３３に連通している。また、ヒンジピン１９には、図３に示すように、外周面１９ａの一方の端面１９ｂ側部分に平面部１９ｃが設けられており、図２に示すように、平面部１９ｃに図２において左側の片方の第１リンク１８Ｌの一端のリブ１８ａに半径方向から螺合された連結ネジ３５の先端が圧接してヒンジピン１９と片方の第１リンク１８Ｌとを一体に回動可能に連結している。ヒンジピン１９は、ピン孔１７に嵌合された状態で図１に示すクランパ８のクランプ位置への移動により一緒にクランプ位置に回動すると、アンクランプ用検出流路３２とアンクランプ確認用流路２４を連通するようになっている。また、ヒンジピン１９は、クランパ８のアンクランプ位置への移動により一緒にアンクランプ位置に回動すると、クランプ用検出流路３１とクランプ確認用流路２３を連通するようになっている。尚、クランプ用検出流路３１とアンクランプ用検出流路３２の軸線方向孔３４，３４は互いに連通させても良く、その場合一方の開口を省くことができる。

次に、動作について説明する。他方の給排ポート１２から圧油が下側シリンダ室１０に供給され、ピストンロッド６が上昇して図１に示すクランプ位置にクランパ８が移動すると、第１リンク１８Ｌ，１８Ｒの回動によりヒンジピン１９もクランプ位置に対応するクランプ確認位置まで回動し、アンクランプ用検出流路３２とアンクランプ確認用流路２４が連通する。するとアンクランプ確認用流路２４が大気に開放されて圧空が漏れて大気圧に減圧され、その減圧をアンクランプ圧力確認手段２７が検出して大気圧に対応する信号を制御装置２８に出力する。クランプ確認用流路２３はヒンジピン１９の外周面１９ａにより閉鎖されているので設定圧に対応する信号を制御装置２８に出力している。制御装置２８にアンクランプ圧力確認手段２７からの大気圧に対応する信号とクランプ圧力確認手段２６からの設定圧に対応する信号とが入力されることによりクランパ８がクランプ位置に位置していることが検出される。

また、図４に示すアンクランプ位置にクランパ８が移動すると、第１リンク１８Ｌ，１８Ｒの回動によりヒンジピン１９もアンクランプ位置に対応するアンクランプ確認位置まで回動する。アンクランプ確認用流路２４はヒンジピン１９の外周面１９ａにより閉鎖されるので大気圧から設定圧に増圧され、アンクランプ圧力確認手段２７が設定圧に対応する信号を制御装置２８に出力する。また、クランプ用検出流路３１とクランプ確認用流路２３が連通し、クランプ確認用流路２３が大気に開放されて大気圧に減圧され、その大気圧をクランプ圧力確認手段２６が検出して大気圧に対応する信号を制御装置２８に出力する。制御装置２８にクランプ圧力確認手段２６からの大気圧に対応する信号とアンクランプ圧力確認手段２７からの設定圧に対応する信号とが入力されることにより、クランパ８がアンクランプ位置に位置していることが検出される。このようにクランパ８の動作確認を、クランパ８の動作により動作するクランパ８に非常に近いヒンジピン１９の動作により検出するので、クランパ８のクランプ位置とアンクランプ位置への動作確認が確実になる。また、ヒンジピン１９の動作を利用して動作を検出しているのでクランプ装置１を非常に小さくする効果がある。また、圧力変化を検出するのでクランプ本体１と離れた位置で検出でき、クランプ装置１を設ける治具等を大きくしない。

図５は、ヒンジピン１９に設けるクランプ用検出流路３１とアンクランプ用検出流路３２との円周方向の位相を図３とは異なり、クランパ８がクランプ位置にあるときクランプ用検出流路３１とクランプ確認用流路２３とを連通して大気圧に減圧し、アンクランプ確認用流路２４を閉鎖し、クランパ８がアンクランプ位置にあるときクランプ確認用流路２３を閉鎖し、アンクランプ用検出流路３２とアンクランプ確認用流路２４とを連通して大気圧に減圧するようにしたものである。

図６、図７は第２の実施の形態であり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付けて説明を省略する。ヒンジピン１９は、半径方向孔３３と軸線方向孔３４とから構成されている１つの検出流路３８を設けてある。この検出流路３８は、クランプ用検出流路とアンクランプ用検出流路を兼用している。また、ロッドカバー３には、クランパ揺動軸線ＣＬ方向に垂直なクランパ揺動方向（前後方向）にクランプ確認用流路３９とアンクランプ確認用流路４０とが並設されている。

図６に示すようにクランパ８がクランプ位置にあるとき、クランプ確認用流路３９は検出流路３８と連通して大気圧に減圧され、アンクランプ確認用流路４０はヒンジピン１９の外周面１９ａにより閉鎖される。これによって、クランプ圧力確認手段２６から出力される大気圧に対応する信号と、アンクランプ圧力確認手段２７から出力される設定圧力に対応する信号とが制御装置２８に入力され、制御装置２８でクランパ８がクランプ位置にあることが検出される。また、図７に示すようにクランパ８がアンクランプ位置にあるとき、アンクランプ確認用流路２４は検出流路３８と連通して大気圧に減圧され、クランプ確認用流路２３はヒンジピン１９の外周面１９ａにより閉鎖される。これによって、クランプ圧力確認手段２６から出力される設定圧力に対応する信号と、アンクランプ圧力確認手段２７から出力される大気圧に対応する信号とが制御装置２８に入力され、制御装置２８でクランパ８がアンクランプ位置にあることが検出される。

図８は第３の実施の形態であり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付けて説明を省略する。ロッドカバー３の支持部材４１には、ヒンジピン４２が一体に固着されている。ヒンジピン４２は、一端が図示しないクランパに連結された第１リンク４５の他端のピン孔４６に相対回動可能に嵌合させて連結してある。このヒンジピン４２が連結ネジ４９で一体に固着されたロッドカバー３には、一端がピン孔４６に面するヒンジピン４２の外周面４２ａに開口するクランプ確認用流路４３とアンクランプ確認用流路４４とが設けられている。クランプ確認用流路４３とアンクランプ確認用流路４４の他端は、空圧源２５に夫々接続してある。第１リンク４５には、検出流路として、一端を大気に開放し、他端をピン孔４６の内面４６ａに開口するクランプ用検出流路４７とアンクランプ用検出流路４８が夫々設けられている。クランパがクランプ位置にあるとき、アンクランプ用検出流路４８とアンクランプ確認用流路４４とが連通し、クランプ確認用流路４３は、ピン孔内面４６ａにより閉鎖される。前記第１の実施の形態と同様にアンクランプ圧力確認手段２７が大気圧に対応する信号を出力し、クランプ圧力確認手段２６が設定圧力に対応する信号を出力し、制御装置２８によりクランプ位置にクランパが位置していることが検出される。また、クランパがアンクランプ位置に移動すると、第１リンク４５の移動によりクランプ用検出流路４７とクランプ確認用流路４３とが連通し、アンクランプ用検出流路４８とアンクランプ確認用流路４４とが閉鎖され、クランプ圧力確認手段２６からの大気圧に対応する信号が、アンクランプ圧力確認手段２７から所定圧力に対応する信号が夫々出力され、制御装置２８によりアンクランプ位置にクランパが位置していることが検出される。

本発明のクランプ装置のクランプ位置での縦断面図である。図１のＩＩ視図である。ヒンジピンの正面図である。クランプ装置のアンクランプ位置での縦断面図である。他のヒンジピンを示す正面図である。第２の実施の形態のクランプ装置のクランプ位置での縦断面図である。第２の実施の形態のクランプ装置のアンクランプ位置の縦断面図である。第３の実施の形態を示す説明図である。

符号の説明

１クランプ装置
５クランプ本体
６ピストンロッド
８クランパ
１７，４６ピン孔
１８Ｌ，１８Ｒ，４５第１リンク
１９，４２ヒンジピン
１９ａヒンジピン外周面
１９ｂヒンジピンの端面
１９ｃヒンジピンの平面部
２３，３９，４３クランプ確認用流路
２４，４０，４４アンクランプ確認用流路
２５空圧源
２６クランプ圧力確認手段
２７アンクランプ圧力確認手段
３１，４７クランプ用検出流路（検出流路）
３２，４８アンクランプ用検出流路（検出流路）
３３半径方向孔
３４軸線方向孔
３５連結ネジ

Claims

クランパをクランプ本体から突出するピストンロッド先端部分に連繋すると共にクランプ本体にリンクを介して連結し、ピストンロッドの進退によりクランパをクランプ位置とアンクランプ位置に移動するようにしてあるクランプ装置において、クランパ後端を、ピストンロッド先端部分にリンクにより揺動可能に連結し、クランパの中間部を挟み込むように一端が連結された一対のリンクの他端を、クランプ本体に設けたピン孔に相対回動可能に嵌合されて両端が夫々のリンクに軸支されているヒンジピンを介してクランプ本体に揺動可能に軸着し、ヒンジピンの外周面に平面部を設け、その平面部にリンクの一端に半径方向から螺合された連結ネジの先端を圧接して、ヒンジピンとリンクとを一体に回動可能に固着し、クランプ本体に一端を夫々空圧源に接続するクランプ確認用流路とアンクランプ確認用流路を設け、ヒンジピンに一端を大気に開放し他端をピン孔に面する外周面に開口し、クランパがクランプ位置へ揺動したときのみクランプ確認用流路に連通するクランプ用検出流路と、クランパがアンクランプ位置へ揺動したときのみアンクランプ確認用流路に連通するアンクランプ用検出流路とを設け、各検出流路を夫々半径方向孔と軸線方向孔とから構成し、半径方向孔をヒンジピンの中心から外周面に向けて開口すると共にヒンジピンの円周方向と軸線方向に位相をずらして形成する一方、軸線方向孔はヒンジピンの軸線方向に形成し、一端がヒンジピンの端面に開口すると共に他端が半径方向孔に連通し、クランプ確認用流路と空圧源の間及びアンクランプ確認用流路と空圧源の間に夫々圧空の圧力変化を検出可能なクランプ圧力確認手段とアンクランプ圧力確認手段を設けたことを特徴とするクランプ装置。