JPH0635094B2 - 平行クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一対の平行クランプの間隔を流体駆動手段等
により拡開、縮小して物品を把持する平行クランプ装置
に関する。

［従来の技術］ 工作物の供給搬送装置等においては、工作物を把持し所
定場所に移動したところでこれを解離するため、例え
ば、第６図に示したような平行クランプ装置が用いられ
ている。

これは、中間部にラック部１０１が形成されピストン１
０２が装着された一対の摺動軸１０３の夫々の一端にク
ランプ１０４を固定し、これらクランプ１０４が対向
し、且つラック部１０１がピニオン１０５を介して連結
するように並設されている。

そして、ピニオン１０５をケース１０６に軸支し、ケー
ス１０６内に圧縮空気を供給してピストン１０２を駆動
することにより摺動軸１０３上を摺動させて両クランプ
間の間隔を拡開、縮小し、而して工作物等の物品を挾持
し、あるいは解離することができるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述の平行クランプ装置にあっては、少
くとも物品を把持している間は圧縮空気が供給されてい
ることが必要であり、圧縮空気が供給されなくなると両
クランプ間の把持力は消失する。従って、両クランプ間
で工作物等を挾持した状態で圧縮空気の供給が断たれる
と、工作物等はその位置から落下することとなる。

故に、このような平行クランプ装置において、工作物等
を挾持しているときには圧縮空気の供給が断たれた場合
にもクランプの把持力が保持されるようにすることが望
まれていた。

一方、溶接ロボット等で用いられるピストンロッドのブ
レーキ機構としてスプリングで付勢された楔部材あるい
は鋼球をピストンロッドに対向して設け常時は圧縮空気
を供給して付勢力を相殺しておき、ブレーキ時には圧縮
空気を排出して鋼球をピストンロッドに押接し、これら
の摩擦力によってピストンロッドの動きを停止させるも
のが知られている。

従って、上記平行クランプ装置の摺動軸にこのブレーキ
機構を設置すれば、摺動軸を駆動するピストンに圧縮空
気が供給されないとき、このブレーキ機構の圧縮空気を
排出するようにすればクランプの把持力の消失を防止す
ることが可能となる。

然し乍ら、上記ブレーキ機構を採用するにしても、やは
り圧縮空気を利用せざるを得ず、圧縮空気通路、弁装
置、そして制御手段の追加が必要となり、複雑な構成と
なる。又、平行クランプ装置を電動機等で駆動する場合
には上記ブレーキ機構のためにのみ別途圧縮空気供給手
段を設けなければならなくなる。

而して、本発明は圧縮空気等を必要とすることなく機械
的手段のみでクランプの把持力を保持できる機構を具備
した平行クランプ装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するため、本発明は次の構成を採用
したものである。

即ち、駆動軸、第１摺動軸及び第２摺動軸を夫々平行に
架設すると共にピニオンを支承した軸受板と、駆動軸に
摺動自在に装着した駆動ユニットと、第１のラックを備
え少くとも第１摺動軸に摺動自在に装着した第１クラン
プ部材と、第１クランプ部材の第１のラックとピニオン
を介して連結する第２のラックを備え少くとも第２摺動
軸に摺動自在に装着した第２クランプ部材と、内筒面と
間隙を保って駆動軸が貫挿する筒体であって外筒面に駆
動軸に略垂直の所定巾の溝を形成すると共に、内筒面に
駆動ユニット方向に向かって内径が縮小するテーパ面を
形成してなる摺動子と、摺動子のテーパ面と駆動軸の表
面との間隙に介在し一端が摺動子に係止された付勢手段
の付勢力により駆動ユニット方向に押圧されて摺動子と
駆動軸とを摩擦係合する係合部材と、係合部材と駆動ユ
ニットとの間の軸方向距離と略同じ巾を有し両者間で且
つ摺動子の内筒面と駆動軸の表面との間に嵌合する遊嵌
子とを備えている。そして、一端が摺動子の溝に密接嵌
合する第１結合部材を第１クランプ部材に固定すると共
に、摺動子の溝に駆動軸の軸方向に所定の間隔を保って
嵌合する係合部を備え係合部が溝の一側面に係合したと
き摺動子と駆動ユニットとの間に溝の他の側面と係合部
との間隔より小さい間隔の間隙が形成される軸方向距離
を有する第２結合部材を駆動ユニットに固定したもので
ある。

［作用］ このような平行クランプ装置にあっては、駆動ユニット
を駆動して駆動軸上を摺動させると、第１結合部材で連
結された第１クランプ部材は第１摺動軸上を摺動する。
このとき、第１クランプ部材と第２クランプ部材には夫
々ラックが設けられこれらのラックが軸受板に支承され
たピニオンを介して連結されているため、第２クランプ
部材は第１クランプ部材と逆方向に第２摺動軸上を摺動
する。

従って、駆動ユニットの移動方向に応じて第１クランプ
部材と第２クランプ部材が近接あるいは離隔し、近接し
たとき工作物等の物品を把持し、離隔したときこれを解
離することとなる。

一方、駆動軸に装着された摺動子はその外筒面の溝に嵌
合する係合部を有する第２結合部材によって駆動ユニッ
トに結合されているため、例えば駆動ユニットが第１ク
ランプ部材と第２クランプ部材が近接する方向に移動さ
せるときには、係合部は摺動子の溝の一側面に当接して
摺動子を駆動ユニットと同方向に移動させる。従って、
係合部材も同方向に移動する。

このとき、摺動子と駆動軸との間に嵌合された遊嵌子に
は直接駆動ユニットの駆動力は伝わらず、その位置に留
まり、相対的に結合部材を付勢力に抗して押圧するため
駆動軸との間の摩擦係合は生じない。

そして、この状態、即ち第１及び第２クランプ部材で物
品を把持している状態において駆動ユニットの駆動力が
断たれたとすると、駆動ユニットの移動がなくなるため
係合部材は付勢力により遊嵌子を駆動ユニット側に押し
乍ら移動し、摺動子の内筒面に形成したテーパ面と駆動
軸の表面間を押圧する。従って、第１クランプ部材は第
１結合部材、そして摺動子を介して駆動軸と摩擦係合す
ることとなり、第１クランプ部材の移動は阻止され従っ
て第２クランプ部材の移動も阻止され、把持力が低下す
ることなく物品は保持される。

そして、この状態から駆動ユニットを逆方向に移動させ
ると駆動ユニットは摺動子と遊嵌子を押接し、遊嵌子は
係合部材に当接し、これを付勢手段の付勢力に抗して駆
動ユニットから離隔する方向に移動させて摩擦係合を解
き、従って摺動子が同方向に移動し、第１クランプ部材
そして第２クランプ部材が移動して両者間が拡開するこ
ととなる。

［実施例］ 以下に本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第４図は
その分解斜視図、第５図（ａ）乃至（ｃ）は作動説明図
である。

先ず、第２図及び第３図に明らかなように対向する一対
の軸受板１に駆動軸２、第１摺動軸１０及び第２摺動軸
２０が架設されている。

そして、第１図及び第２図に明らかなようにピニオンブ
ラケット３が軸受板１に架設され、その中央部にピニオ
ン４がピン４１に軸支されている。駆動軸２には駆動ユ
ニット５が摺動自在に装着されている。

この駆動ユニット５は本実施例では駆動軸２にピストン
（図示せず）が固定され、このピストンと駆動ユニット
５内部で形成されるピストン室内に圧縮空気ポート５
１，５２を介し夫々圧縮空気を供給、吐出し、又逆に吐
出、供給することにより駆動ユニット５を第１図におい
て左右に移動させるようにしたものである。

駆動ユニット５としては電動機を駆動源として歯車機構
を介して駆動軸２上を摺動するものでもよく、種々の態
様のものがある。

第１図及び第３図に明らかなように第１摺動軸１０及び
第２摺動軸２０には第１クランプ部材１１のスライダ１
２及び第２クランプ部材２１のスライダ２２が摺動自在
にピニオン４を中心に対称に配設されている。

尚、スライダ１２及び２２は何れも第１及び第２摺動軸
１０，２０の両者に摺動自在に嵌合されているが、スラ
イダ１２は第１摺動軸１０のみ、スライダ２２は第２摺
動軸２０のみに摺動自在に嵌合されるものとしてもよ
い。

これらスライダ１２及び２２には夫々、第１のラック１
４及び第２のラック２４が固定されており、第１のラッ
ク１４、ピニオン４、そして第２のラック２４が噛合し
ている（第３図）。

又、スライダ１２にはＵ字状受部が形成された第１結合
部材１６が固着されている（第２図、第３図）。

第１図においてスライダ１２にはブラケット１３を介し
てアタッチメント１５が固着されて第１クランプ部材１
１が形成され、スライダ２２にはブラケット２３を介し
てアタッチメント２５が固着されて第２クランプ部材２
１が形成される。

駆動軸２には筒体の摺動子６がその内筒面６２と間隙を
保って嵌合されており、この間隙部に遊嵌子９、駆動軸
２の回りにリング状に配設された金属球７、リングプレ
ート８１、カラー８２、止め輪８３、そしてリングプレ
ート８１とカラー８２の間に張架されたスプリング８が
挿入されている。

尚、止め輪８３は摺動子６の内筒面６２に形成された環
状溝に係止されている。

摺動子６の内筒面６２にはテーパ面６３が形成されてお
りこのテーパ面６３と駆動軸２の表面との間に金属球７
が介在し、駆動ユニット５が停止状態の第１図において
金属球７はスプリング８によってテーパ面６３と駆動軸
２の表面との間の間隔が狭くなる方向に付勢されてお
り、所謂楔効果によって摺動子６と駆動軸２とが摩擦係
合している。

而して、本実施例においては本発明にいう係合部材が金
属球７で構成され、付勢手段がスプリング８で構成され
ている。

尚、図示は省略するがこの種の係合部材としては楔形ス
ライダがあり、又摺動子６の内面に一端が回動自在に固
定され他端にローラを軸支したレバーを備え、テーパ面
を有するピストンがスプリングにより付勢されてテーパ
面をレバーのローラに押圧し、てこの原理でレバーを駆
動軸２に摩擦係合させるものもある。

遊嵌子９は第１図に示すように金属球７と駆動ユニット
５との間の距離と略同じ高さの円筒状でブシュ３０を介
して駆動軸２に摺動自在に装着されており、摺動子６の
円筒面６２に対しても摺動自在であり、摺動子６の動き
に応じて金属球７をスプリング８に抗しテーパ面６３と
円筒面６２で形成された肩部６４に当接する迄押圧する
ように構成されている。

摺動子６の外周面には溝６１が所定の巾で環状に形成さ
れており、この溝６１より細巾の係合部２７を有する筒
体を軸方向に半分にした形状の第２結合部材２６が駆動
ユニット５の軸方向端面に固着されている。そして、係
合部２７を摺動子６の溝６１の一側面に当接させて嵌合
したとき溝６１の他の側面との間に形成される間隔がこ
のときの駆動ユニット５と摺動子６との間に形成される
間隔より大となるように第２結合部材２６の軸方向長さ
が決められる。

即ち、第１図において駆動ユニット５が右方へ移動した
とき係合部２７が溝６１に当接するのではなく駆動ユニ
ット５の軸方向端面と摺動子６の軸方向端面が当接する
ように形成されている。

摺動子６の溝６１には更にスライダ１２に固定された第
１結合部材１６のＵ字状受部が密接嵌合しており、而し
て第１クランプ部材１１は摺動子６と略一体的に移動す
る（第２図、第３図）。

上述した平行クランプ装置の一実施例を構成部品に分解
したものが第４図であり、第１図乃至第３図においては
説明を省略した部品として、ピニオン４に組みつけられ
るブシュ４２、ライナ４３、側板１７及び１８、そして
摺動軸の摺動部分にとりつけられるブシュ３０がある。

以上の構成になる実施例の作用を説明する。

第１図は前述のとおり駆動ユニット５が静止している状
態で、このときには摺動子６は駆動軸２と摩擦係合して
いるため摺動せず、従って第１クランプ部材１１そして
第２クランプ部材２１は摺動しない。この状態から駆動
ユニット５が駆動され第１図中左方へ移動すると第２結
合部材２６の係合部２７が摺動子６の溝６１の一側面に
当接し摺動子６を左方へ移動させる。すると、遊嵌子９
は摺動子６と摺動可能でありそのまま残置されることに
なるため、相対的にテーパ面６３と駆動軸２表面に挾持
された金属球７を押圧することになり、又、テーパ面６
３も摺動子６の移動により第１図中左方へ移動し金属球
７との摩擦力を減少させる方向に移動するため、金属球
７と駆動軸２との摩擦力も減少し結局摺動子６と駆動軸
２との摩擦係合が解かれ、摺動子６、そしてこれに第１
結合部材１６で連結された第１クランプ部材１１は第１
図中左方へ移動する。

以上の摺動子６の作動状態を第５図（ａ）に示してお
り、同図中駆動ユニット５が白抜矢印方向に移動したと
きの遊嵌子９、金属球７、スプリング８、及びカラー８
２の移動状態を示している。

第１図及び第３図において、第１クランプ部材１１のス
ライダ１２が図中左方向に移動すると、これに固定され
た第１のラック１４、ブラケット１３、及びアタッチメ
ント１５も左方向に移動することになり、第１のラック
１４とピニオン４を介して連結された第２のラック２４
は図中右方向へ移動する。

従って、この第２のラック２４が固定されているスライ
ダ２２が右方向へ移動し、これに固定されたブラケット
２３及びアタッチメント２５も右方向へ移動する。

而して、アタッチメント１５及び２５が近接し、これら
の間に必要な物品（図示せず）を把持することができ
る。

そして、この状態を例えば圧縮空気通路の遮断等によ
り、駆動ユニット５の駆動力が消失したとすると、把持
された物品の重力の分力として第１及び第２クランプ部
材１１，１２に両者間が拡開する方向の力が働くことに
なる。

即ち、第１結合部材１６で結合された摺動子６には第１
図中右方向の力が働くことになる。

このとき、駆動ユニット５は停止しているため第２結合
部材２６の結合部２７が摺動子６の溝６１の側面に係合
した状態にあり、遊嵌子９は駆動ユニット５に当接した
状態で留置された形となっている。

従って、スプリング８により金属球７は摺動子６のテー
パ面６３方向、即ち第１図中左方向に付勢され、この付
勢力と摺動子６が第１図中右方向に移動しようとする力
が相俟って金属球７はテーパ面６３と駆動軸２の表面間
に押接されて所謂楔効果により両者間を強固に摩擦係合
することになり、第１クランプ部材１１そして第２クラ
ンプ部材２１の拡開方向への移動が阻止され、把持され
た部品は両クランプ部材間に保持される。

第５図（ｂ）はこの状態の摺動子６等の関係を示してい
る。

次に、保持された物品を解離するため第１及び第２クラ
ンプ部材１１，２１を拡開する方向に移動、即ち第１図
において駆動ユニット５を右方向へ移動させるときの作
動を説明する。

この場合のスライダ１２，２２等の作動は前述の作動と
は逆方向に移動するという点以外は同じである。そこ
で、摺動子６等の作動を第５図（ｃ）を参照して説明す
る。

第５図（ｃ）において、駆動ユニット５が前述の第５図
（ｂ）の状態から白抜矢印の方向に移動すると駆動ユニ
ット５の軸方向端面が摺動子６の軸方向端面及び遊嵌子
９に当接する。

即ち、駆動ユニット５静止時の駆動ユニット５と摺動子
６の両端面間の間隔（第５図（ｂ）のＳ）が溝６１の巾
と第２結合部材２６の係合部２７の軸方向長さの差（第
５図（ｂ）のＬ）より小さい値に設定されているため、
係合部２７が溝６１の一側面から離隔し、他の側面に当
接する前に前記両端面が当接する。

従って、遊嵌子９は摺動子６に対し相対的に駆動ユニッ
ト５の静止時の駆動ユニット５と摺動子６の両端面間の
間隔分移動することになる。すると、遊嵌子９は金属球
７に当接し、スプリング８の付勢力に抗し金属球７を第
５図（ｃ）の右方向へ移動させることになり、金属球７
を介した摺動子６と駆動軸２の摩擦係合が解かれ、摺動
子６は駆動ユニット５の右方向の移動に伴って移動す
る。

尚、本発明においては摺動子を駆動軸に装着することと
したが、これを第１の摺動軸に装着し、駆動ユニットに
第１結合部材を固定して両者間を連結する構成としても
よく、駆動ユニットと第１クランプ部材とは摺動子に関
し可逆性を有するものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、駆動ユニットの駆動軸
上の移動、停止に応じて、第１クランプ部材及び第２ク
ランプ部材を移動、停止させて物品を把持、解離するこ
とができ、駆動ユニット停止時には係合部材による駆動
軸と摺動子間の摩擦係合により第１クランプ部材そして
第２クランプ部材を確実に停止時の位置に留置させるこ
とができ、仮令駆動ユニットへの駆動信号が断たれた場
合であっても把持した物品を保持したクランプ状態に維
持できるという効果が得られる。

しかも、把持された物品の大きさが区々で第１クランプ
部材と第２クランプ部材との間の距離が区々であって
も、停止時にはクランプ状態を維持でき、更にはクラン
プ状態を維持するための圧縮空気等の駆動源を必要とせ
ず、従って安定したクランプ状態を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の平行クランプ装置の一実施例を示す正
面視の部分断面図、 第２図は同、側面視の部分断面図、 第３図は同、平面視の部分断面図、 第４図は本発明の一実施例の分解斜視図、 第５図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の一実施例における作
動説明図であり、 第５図（ａ）は駆動ユニットが図中左方向に移動したと
きの説明図、 第５図（ｂ）は駆動ユニットが停止したときの説明図、 第５図（ｃ）は駆動ユニットが図中右方向に移動したと
きの説明図、 第６図は従来の平行クランプ装置の横断面図、 である。 １……軸受板，２……駆動軸，４……ピニオン ５……駆動ユニット ６……摺動子 ７……金属球，８……スプリング（付勢手段） ９……遊嵌子，10……第１摺動軸 11……第１クランプ部材，14……第１のラック 16……第１結合部材，20……第２摺動軸 21……第２クランプ部材，24……第２のラック 26……第２結合部材，27……係合部 61……溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸、第１摺動軸及び第２摺動軸を夫々
   平行に架設すると共にピニオンを支承した軸受板と、前
   記駆動軸に摺動自在に装着した駆動ユニットと、第１の
   ラックを備え少くとも前記第１摺動軸に摺動自在に装着
   した第１クランプ部材と、該第１クランプ部材の第１の
   ラックと前記ピニオンを介して連結する第２のラックを
   備え少くとも前記第２摺動軸に摺動自在に装着した第２
   クランプ部材と、内筒面と間隙を保って前記駆動軸が貫
   挿する筒体であって外筒面に前記駆動軸に略垂直の所定
   巾の溝を形成すると共に、前記内筒面に前記駆動ユニッ
   ト方向に向かって内径が縮小するテーパ面を形成してな
   る摺動子と、該摺動子のテーパ面と前記駆動軸の表面と
   の間隙に介在し一端が前記摺動子に係止された付勢手段
   の付勢力により前記駆動ユニット方向に押圧されて前記
   摺動子と前記駆動軸とを摩擦係合する係合部材と、該係
   合部材と前記駆動ユニットとの間の軸方向距離と略同じ
   巾を有し両者間で且つ前記摺動子の内筒面と前記駆動軸
   の表面との間に嵌合する遊嵌子とを備え、一端が前記摺
   動子の溝に密接嵌合する第１結合部材を前記第１クラン
   プ部材に固定すると共に、前記摺動子の溝に前記駆動軸
   の軸方向に所定の間隔を保って嵌合する係合部を備え該
   係合部が前記溝の一側面に係合したとき前記摺動子と前
   記駆動ユニットとの間に前記溝の他の側面と前記係合部
   との間隔より小さい間隔の間隙が形成される軸方向距離
   を有する第２結合部材を前記駆動ユニットに固定したこ
   とを特徴とする平行クランプ装置。
2. 【請求項２】前記係合部材を前記テーパ面と前記駆動軸
   の表面との間に介在する少くとも１個の金属球で構成
   し、前記付勢手段を一端が前記摺動子の内筒面に係止さ
   れ他端が前記金属球を押接するスプリングで構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の平行クラン
   プ装置。