JPH0464814B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の要約〕 本発明は部材や素材５４をクランプするための
モーター駆動されたオーバーセンタークランプで
あり、シーケンス制御器１２を用いて電気モータ
ー１１を駆動し、ウオーム歯車軸１９上に取設さ
れたウオーム歯車１７を回転させる。ウオーム歯
車１７上の中央から外れた位置即ち偏心位置に
は、クランクアーム組立体２１，２３が回転可能
に設けられ、これらの組立体はウオーム歯車の軸
に係合し両端が閉じ且つ湾曲した軌道部分２５，
２７を有している。クランクアーム組立体は、バ
ネ４３を介してクランプロツド３７を動かすピス
トン３５に結合されている。モーターが出力軸１
５を回転させてクランプをクランプ位置へと動か
した場合、この出力軸の回転は停止され、クラン
プはバネによつてその位置に保持される。このバ
ネはクランクアーム組立体のウオーム歯車軸に対
する機械的なオーバーセンターの状態を強制する
ものである。バネの長さは検知されて、該バネに
蓄積されているエネルギーが判定され、また素材
が存在していないことや、素材が位置からずれて
いること、素材が過大であることなどが検知され
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は素材をある位置でクランプするために
使用されるオーバーセンタークランプに関するも
のである。

〔従来の技術と問題点〕

現在のところ製造設備等において採用されてい
るクランプ装置は一般に、素材を一定の位置に保
持しておくために、空気圧又は油圧シリンダによ
つて生成される継続的な作動力を必要とする。し
かし動力が故障したような場合には、クランプに
よつてある位置に保持されていた素材は解放され
てしまう。このことは常時望ましいことではない
し、また安全でもない。さらに特定の形状の素材
のために設計されたクランプ装置は、ある一定の
公差範囲内で、僅かに異なる大きさの素材を取り
扱う能力を有していなければならない。

〔発明の目的〕

本発明の一般的な目的は、クランプ位置におい
て自己ロツキングが可能であり、且つそれ故に装
置の故障等の場合にもその位置に止まることので
きる、素材クランプ装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、種々変化する大きさ
の素材を受け入れるだけでなく、寸法の大きい素
材、小さい素材及び位置からずれている素材を指
し示すようにされている。素材クランプ装置を提
供することである。

本発明の他の目的は、上記の目的を満足すると
同時に、製造及び使用が経済的にできるような素
材クランプ装置を提供することである。

〔目的を解決するための手段〕

本発明に伴うオーバーセンタークランプによれ
ば、回転可能な駆動軸に対して枢着されて、駆動
軸の周囲に軌道を描くクランクアーム組立体が含
まれる。クランクアーム組立体はバネを介してク
ランプロツドに連結されており、クランプロツド
は素材に係合すると共に直線的な動作を行う。ク
ランクアーム組立体の弓形の案内部材が駆動軸を
受容しており、クランクアームの枢軸がクランプ
装置のクランプ位置において駆動軸に関してオー
バーセンターとなり、バネの力によつてその位置
に保持されるようになつている。

本発明の好ましい実施例によれば、ウオーム歯
車軸上に設けられたウオーム歯車を駆動する電気
モーターを使用するオーバーセンタークランプが
提供される。クランクアーム組立体はウオーム歯
車上の中心から外れた位置即ち偏心した位置に回
転可能に取設され、湾曲し且つ両端の閉じた案内
スロツト即ち軌道を有する。このスロツトはウオ
ーム歯車の軸を取り囲む。クランクアーム組立体
はピストンに連結され、ピストンはバネを介し
て、且つバネの圧力に抗してクランプロツドをク
ランプ位置へと動かす。モーターが軸をクランプ
位置へと回転させた場合に、モーターを停止して
動力を取り去ることができるが、ウオーム歯車軸
に関するクランクアーム組立体のオーバーセンタ
ーという状態によつて、クランプはその位置に保
持される。バネによる構造は、寸法の過大又は過
小な素材、クランプにおける素材の不存在、及び
素材の位置がずれていること等を検知できるよう
にする。バネの圧力はまた、動力が故障した場合
にも、クランプのオーバーセンター状態を維持す
るものである。

〔実施例〕

第１−３図及び第５図は本発明の最初の実施例
を示している。これは例えばサーボモーター、直
流モーター又はステツピングモーターのような電
気モーター１１を含み、該モーターはシーケンス
制御器として知られている在来の論理デバイス１
２によつて駆動され制御されている。モーター１
１はボルト１４によつて、矩形の駆動ハウジング
１６に固定されている。モーター１１は出力軸１
５を有し、この軸はハウジング１６の下部内に突
出しており且つウオームギア１３を備えている。
他方、ウオーム歯車１７がキー７７（第５図）に
よつてウオーム歯車軸１９に結合されており、こ
の軸１９は針状ころ軸受７０，７３（第５図）に
支持されていて、出力軸１５及びウオームギア１
３の軸に直交する固定した軸の周囲でハウジング
１６内を回転する。ウオーム歯車１７の周縁にあ
るギア歯は、ウオームギア１３上の対応する歯に
係合し駆動される。

一対の同じクランクアーム２１及び２３は、ハ
ウジング１６内の歯車１７の両側に各々の下端を
有しており、また上端はハウジング１６から突出
している。アーム２１及び２３の下端は針状ころ
軸受６５と６３（第５図）によつて共通の取設手
段たるピン２９に回転可能に取設されており、ピ
ン２９は歯車１７を通過して軸１９と平行に、し
かし軸１９から偏心した位置で延伸している。グ
リツプリング６７，６９（第５図）が軸受６３及
び６５を各々の位置に保持している。アーム２
１，２３の各々の下部には対の弓形案内装置即ち
軌道たる案内スロツト２５及び２７が設けられて
おり、これらはピン２９の軸と同軸の弧に沿つて
延伸すると共に、歯車１７の両側で軸１９に摺動
嵌合している。クランプ装置のクランプ位置にお
いてピン２９が軸１９よりも上方に且つこれを越
えて−軸１９に関してオーバーセンターに配置さ
れるように、第１図においては案内スロツト２５
（及び２７）の下端がピン２９の軸から横方向に
ずれており、且つやや過剰に延伸していることに
注意すべきである。

上方にある矩形のシリンダハウジング３１は、
軸１９の上方でハウジング１６に対してボルト５
５により固定された頂部プレート４１を含んでい
る。ハウジング３１内にはピストン３５が摺動可
能に取設されており、アーム２１，２３の上端に
回転可能に連結されたピン３３を支持している。
段のついたクランプ装置たるクランプロツド３７
が頂部プレート４１及びピストン３５の各々の軸
受３９と４７を通過して、摺動可能に延伸してい
る。クランプロツド３７は下部のロツド端にねじ
込まれたナツト５１及びワツシヤー４９によつ
て、ピストン３５から外れないように保持されて
いる。コイル状のバネ４３がロツド３７を取り囲
み、ピストン３５の頭部と、ハウジング３１内で
ロツド３７の肩４５に着座して前記頭部に対面す
るワツシヤー４６との間で圧縮状態に保持されて
いる。ハウジング３１の外側では、クランプアー
ム５３がロツド３７の上端に固定されている。軸
受３９に隣接して、近接検知装置５７が頂部プレ
ート４１に支持されており、導線５４によつてシ
ーケンス制御器１２に連結されている。検知装置
５７はワツシヤー４６と共に作動するように連結
されており、ワツシヤー４６の軸方向の位置を検
知し、これによつてロツド３７及びクランプアー
ム５３の軸方向の位置を検出する。電気的に導体
である材料からなるワツシヤー４６と共働するの
に好適な誘導型の近接検知装置５７は、米国特許
第3732443号及び第4446427号に開示されている。

作動を説明すると、素材５４（第１図）をクラ
ンプすることが望まれる場合、制御器１２からモ
ーター１１を作動するようにコマンドが発生され
る。モーター出力軸１５上の駆動ギア１３はウオ
ーム歯車１７を、クランクアーム２１，２３及び
ピストン３５を上方のハウジング３１を上昇する
方向に動かすような回転方向に回転する。即ち第
３図の位置から第１図の位置へと動かすような方
向に回転する訳である。この点に関して、対とな
つているアーム２１及び２３は負荷のずれ及びそ
の結果としてのピン２９及び軸１９の摩耗を回避
するということが知れるであろう。さらに、ピス
トン３５とハウジング３１の矩形の構造は、クラ
ンクアーム２１，２３への、及びアームを介して
のトルクの伝達を妨げる。ウオーム歯車１７が回
転するにつれて、偏心した位置にあるピン２９が
ピストン３５をアーム２１，２３により上方へと
押し上げ、クランクアームの案内スロツト２５，
２７が軸１９上に乗つているようにする。ピスト
ン３５はバネ４３をワツシヤー４６及び肩４５に
対して押し付け、クランプアーム５３を上方へと
動かして素材５４と係合せしめる。軸１９が案内
スロツト２５，２７の弓形の端部の一方に着座す
るまで、歯車１７の回転は継続される。

検知装置５７はワツシヤー４６と共働して、ロ
ツド３７及びアーム５３のクランプ作動を監視す
る。バネ４３は過大又は過小な寸法の素材を収容
し、これに従つてワツシヤー４６の位置及び検知
装置５７による検出が変化する。クランプアーム
５３に関して誤つて配置されたり、或いは配置の
方向が誤つているような素材もまた、それぞれに
対応する指示を検知装置５７にもたらす。クラン
プアーム５３が素材５４に係合した場合、バネ４
３はピストン３５とアーム２１，２３を下方へと
押しやるように機能し、これによつてピン２９を
第１図のオーバーセンタークランプ位置にロツク
する。

シーケンス制御器は、モーター出力軸を時計方
向に回転し、反時計方向に回転し、そして停止さ
せることにより、適当な作動を開始せしめる。連
続的な作動は次の如くであり得る。即ちウオーム
歯車を時計方向に183゜回転し、１分30秒時間待ち
し、ウオーム歯車を反時計方向に183゜回転し、そ
して30秒時間待ちするものであ。素材が所定の位
置になかつたり、素材が公差の範囲内にあるもの
でなかつたりした場合には、所望とされる作動、
例えば動力を遮断するなどの如き作動が取られ得
る。クランプアーム５３がクランプ位置へと押し
上げられた場合、ウオーム歯車１７は、第１図に
示されているようにピン３３と軸１９が垂直方向
に整合するよりも大体3゜だけピン２９が行き過ぎ
るように回転しており、そこでモーターは停止さ
れる。この位置においてモーターの動力が切られ
ると、バネの下方への付勢の力がクランクアーム
のスロツト２５，２７の端部を軸１９に対して動
かし、これによつて動力が故障した状態において
さえも確実なクランプ作動が取られることを保証
する。シーケンス制御器１２がモーター１１に対
して解放コマンドを発した場合、ウオーム歯車１
７は駆動ギア１３によつて反対方向に回転され
る。スロツト２５と２７が軸１９と摺動した状態
で、ピン２９はクランクアーム２１，２３及びピ
ストン３５を下方へと動かす。この下方への運動
の間にクランプアーム５３が下方へと移動するに
つれ、バネ４３の圧縮エネルギーは解放される。

本発明の装置は、この実施例に示されているよ
うにクランプアーム５３をクランプ位置へと押し
上げるのではなく、クランプ位置へと引き下げる
ようにも構成できることは明らかである。そのよ
うな修正例は第４図に示されている。そこではバ
ネ４３はピストン３５の内部に設けられている。
この実施例においては、ピストン３５が引き下げ
られるとバネ４３が圧縮される。検知器５７は頂
部プレート４１の上部に設けられている。導電性
材料のワツシヤー７１がクランプロツド３７に強
固に固定されており、検知器５７に対するワツシ
ヤー７１の位置を測定することによつて、バネの
長さが検出される。この実施例においては、ウオ
ーム歯車１７におけるクランプのオーバーセンタ
ーのロツク位置は第３図に示されたクランプの位
置と同様であるが、但しバネ４３がクランクアー
ムをピン２９に対して上方へと引き上げているよ
うになつている。

第二の修正例は第５図に示されている。一対の
リミツトスイツチ７９，８１が、ハウジング１６
に固定されたカバープレート７５上に設けられて
いる。カム８３がねじ８５によつて軸１９に結合
されている。リミツトスイツチ８１はカム８３に
よつて閉じられているものとして示されており、
この場合軸１９は時計回り又は反時計回りにクラ
ンプ位置へと回転している。この位置においてリ
ミツトスイツチ８１はモーター１１を切るであろ
う。素材に対する作業のために、クランプ装置の
サイクルはここで時間待ちされる。次いで軸１９
は先程とは逆の方向に回転され、リミツトスイツ
チ７９が作動されて、クランプサイクルの開始位
置でモーターを停止する。これまでの素材が取り
除かれ、新しい素材が配置される間、時間待ちが
行われる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、クランプ位置で
自己ロツク性を有し、かくして動力が遮断された
ような場合にもクランプがロツク位置に止まるク
ランプ装置が提供される。そしてこの装置は種々
の大きさの素材を受容すること、素材の寸法の過
大さ、過小さ、素材の不存在及び位置のずれ等を
指摘しうるものである。また二つのクランクアー
ムを使用することは、高い値のクランプ推進力に
対しても、本発明の好ましい実施例が通例小型の
ものであることを可能ならしめる。針状ころ軸受
６３，６５，７０及び７３の如き、スリーブ型で
ない低摩擦の軸受は、クランプ装置が長時間ロツ
クして固定されてしまつた後でさえも、高い効率
をもたらす。ロツクされた位置に置かれた後、ク
ランプ装置のロツクを解除するために、モーター
１１はロツク時の作動とは反対方向にウオーム歯
車１７を容易に回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランプ位置にある本発明のモーター
駆動されたオーバーセンタークランプの最初の実
施例を部分的に破断して示す側面図、第２図は第
１図に示されたクランプ装置を部分的に破断して
示す斜視図、第３図は解放位置即ち非クランプ位
置にある第１図及び第２図のクランプ装置を部分
的に破断して示す側面図、第４図は第１図から第
３図に示されたクランプ装置の別の構造を部分的
に破断して示す部分側面図、第５図は第１図の５
−５線に沿う断面図である。 １１…モーター、１３…ギア、１５…出力軸、
１７…歯車、１９…軸、２１，２３…クランクア
ーム、２５，２７…弓形スロツト、２９…ピン、
３１…ハウジング、３３…ピン、３５…ピスト
ン、３７…クランプロツド、４３…バネ、４６，
７１…ワツシヤー、５３…クランプアーム、５４
…素材、５７…検知器、７９，８１…リミツトス
イツチ、８３…カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸１９の周囲で弓形の行程を行わせるための
   駆動装置１１，１３，１５，１７と、 クランク装置２１，２３と、前記軸１９の周囲
   で軌道を描いて動くように該軸に対して偏心した
   位置において前記クランク装置２１，２３を前記
   駆動装置１７に回転可能に取設する手段２９を前
   記クランク装置２１，２３が含むことと、前記取
   設手段２９と同軸で前記軸１９に係合する弓形案
   内装置２５，２７と、 前記軸１９に直交する方向に直線的な運動を行
   うよう設けられたクランプ装置３７，５３と、 バネ装置４３と、 該バネ装置４３を介して前記クランク装置２
   １，２３を前記クランプ装置３７，５３に対して
   連結して前記軸２９の周囲での前記クランク装置
   の運動が前記バネ装置を介して前記クランプ装置
   へと伝達されるようにする手段３３，３５，４６
   と、前記案内装置２５，２７は前記クランプ装置
   ３７，５３のクランプ位置において前記取設手段
   ２９が前記軸１９に関してオーバーセンター位置
   にあり前記バネ装置が前記クランク装置及び前記
   取設手段をクランプ位置でロツクするように構成
   されていること、 とからなる、素材５４に係合して保持するため
   のオーバーセンタークランプ。 ２ 前記連結手段３３，３５，４６はハウジング
   ３１に摺動可能に支持されたピストン３５と、該
   ピストンに前記クランク装置２１，２３を枢着す
   る手段３３とを含み、前記バネ装置４３は前記ピ
   ストン３５と前記クランプ装置３７，５３との間
   に保持されている、特許請求の範囲第１項記載の
   クランプ。 ３ 前記ハウジングに関しての前記クランプ装置
   の位置を監視するために前記ハウジング３１及び
   前記クランプ装置３７，５３に設けられた近接検
   知装置（５７及び４６又は７１）をさらに含む、
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のクラン
   プ。 ４ 前記クランプ装置３７，５３は前記ハウジン
   グ３１に摺動可能に支持されたクランプロツド３
   ７を含み、前記連結手段及び前記近接検知装置は
   前記バネ装置４３と前記ロツド３７との間に配置
   されたワツシヤー４６を含んでいる、特許請求の
   範囲第３項記載のクランプ。 ５ 前記クランク装置２１，２３は前記駆動装置
   １７の両側にそれぞれ配置された一対のクランク
   アームからなる、特許請求の範囲第１項から第４
   項のいずれかに記載のクランプ。 ６ 前記案内装置２５，２７は前記クランクアー
   ム２１，２３に形成され前記軸１９を摺動可能に
   取り囲む弓形スロツトを含む、特許請求の範囲第
   ５項記載のクランプ。 ７ 前記ピストン３５及び前記ハウジング３１は
   前記クランプ装置３７，５３の軸方向に見て非円
   形である、特許請求の範囲第２項から第５項のい
   ずれかに記載のクランプ。 ８ 前記駆動装置１１，１３，１５，１７は前記
   軸１９上で回転するよう設けられた歯車１７と、
   該歯車を選択的に回転させる装置１１，１３，１
   ５を含んでいる、特許請求の範囲第１項から第７
   項のいずれかに記載のクランプ。 ９ 前記選択的に回転させる装置１１，１３，１
   ５は出力軸１５を有する電気モーター１１と、前
   記出力軸１５上に取設され前記歯車１７に噛み合
   うギア１３とを含む、特許請求の範囲第８項記載
   のクランプ。 １０ 前記軸１９に関して固定された位置に設け
   られたリミツトスイツチ７９，８１と、該リミツ
   トスイツチ７９，８１に係合する前記軸１９上の
   手段８３とをさらに含む、特許請求の範囲第９項
   記載のクランプ。