JPH09141352A - 倍力装置 - Google Patents

倍力装置

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JPH09141352A
JPH09141352A JP8166708A JP16670896A JPH09141352A JP H09141352 A JPH09141352 A JP H09141352A JP 8166708 A JP8166708 A JP 8166708A JP 16670896 A JP16670896 A JP 16670896A JP H09141352 A JPH09141352 A JP H09141352A
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JP
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arm
drive link
pivot
cam
linearly
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JP8166708A
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Edwin G Sawdon
ジョージ ソードン エドウィン
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Original Assignee
BTM Corp
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    • B25B1/04Vices with pivoted jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
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    • B25B5/087Arrangements for positively actuating jaws using cams actuated by a hydraulic or pneumatic piston
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理部材に成形等のための締付け力を加え
るための装置であって、小さな駆動力で大きな締付け力
を得させる倍力装置として機能するものを提供する。 【解決手段】 長穴61を有するアーム25と互いに斜
交する2部分95,97を備えたカム穴93を有する駆
動リンク29とを、直線状に摺動可能な摺動ブロック6
7に取付けた共通のピボット65まわりで旋回可能に支
持した。進退駆動されるロッド113端に横向きの摺動
ピン81を接続し、該ピン上に上記長穴及びカム穴に摺
接する軸受83を設けた。駆動リンク端に横向きのピン
101を介し支持させた軸受103を、上下方向に沿い
ガイドするガイド部材105を設けた。上記ロッドの後
退位置からの前進移動によりアームが旋回動され、次に
駆動リンクが旋回動されて摺動ブロックが直線移動せし
められ、それによりアームが直線移動せしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被処理材料の成
形或いはクランプ等に使用できる倍力装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】シートメタル等の板材をクランプ或いは
接合する産業において、板材を一時的又は永久的に固定
するための締付け機構を設けることが、普通に知られて
いる。これらの従来機構は、締付けアームが開放・後退
位置から閉鎖された、板材に対する係合位置へと動かさ
れる間に旋回運動、直線運動、又は直線運動をし次に旋
回運動をするものに、限られている。
【0003】旋回運動を行う従来の締付けアームの例は
「Sealed Power Clamp(密閉動力ク
ランプ)」と題する米国特許No.5,171,00
1、「Retracting Power Clamp
(引込み動力クランプ)」と題する米国特許No.5,
165,670、及び「Power Clamp(動力
クランプ)」と題する米国特許No.5,118,08
8に記載されており、これらの特許は何れも本願発明者
の発明に係る。各種の直線運動締付けアームが同様に本
願発明者の発明に係る、「Self−Attachin
g Fastener and Apparatus
for Securing Same to Shee
t Material(自己付着型留め具と該留め具を
薄板材に対し固定するための装置)」と題する米国特許
No.4,574,473、及び「Fluid Ope
rated Apparatus(流体圧作動装置)」
と題する米国特許No.3,730,044に、記載さ
れている。他の締付け装置として、以下の米国特許中に
記載されている装置が用いられて来ている。Tucke
rの発明に係る「Automatic Clampin
g Apparatus(自動締付け装置)」と題する
特許No.5,193,789、McPherson等
の発明に係る「Rotary Powered Lin
ear Actuated Clamp(回転式直線作
動々力クランプ)」と題する特許No.4,723,7
67、Blattの発明に係る「Cam Wedge
Power Swing Away With Gui
ded Arm(誘導されたアームを除去したカムウェ
ッジ動力スイング)」と題する特許No.3,599,
957、及びSendoykasの発明に係る「Cla
mp(クランプ)」と題する特許No.3,482,8
30。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した装置の多くは
満足の行くものであることが判明しているが、より小さ
な駆動力でより大きな締付け力を得ることができれば望
ましいことであり、この発明は、そのような装置を提供
することを狙いとする。
【0005】
【発明の要約】この発明に係る倍力装置は、最初に旋回
運動し次に直線運動をする締付けアームを備える。アー
ムは、例えばそれに形成した長穴の内壁面である伸展面
を有し、静止ボデーに旋回及び摺動可能に支持されてい
る。アームに対し直線運動を与えるために、例えばカム
穴の内壁面であるカム面に形成してある第2の伸展面を
有する駆動リンクを、アームと同一のピボットにより静
止ボデーに支持させる。アームの伸展面と駆動リンクの
伸展面とに対し係合するカム摺動部材を設けて、該摺動
部材を例えば空気圧作動型シリンダ等のアクチュエータ
により摺動駆動する。アームの伸展面及び駆動リンクの
伸展面は、これらの伸展面に沿うカム摺動部材の運動に
よりアームが、最初は旋回運動せしめられ次に直線運動
せしめられて引込み位置から前進位置まで動かされるよ
うに、配置する。一実施態様ではアーム端にポンチを固
定支持させると共に、該ポンチと協力するダイスを設け
て、ポンチとダイス間で複数枚の板材を成形して接合さ
せる。
【0006】本発明装置は従来装置と対比して締付け力
を、アクチュエータ容量ないし駆動力を対応して増すこ
となしに高め得る点で有利である。本発明に係る倍力装
置はまた、締付け用のアームが最終的に直線運動せしめ
られることからしてより正確で確実な板材締付け、或い
はまた該締付けによるより正確で堅固な板材間の接合
を、得させる。さらに本発明装置は従来の数多くの装置
と対比して、より強固で損傷し難い部品を使用していて
耐久性と信頼性に富んでいる。
【0007】この発明の他の特徴と長所は、添付図面を
参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【0008】
【実施例】この発明の好ましい一実施例に係る倍力装置
21を図1,2に、完全な閉鎖状態ないし被処理材料に
対する係合状態で示してある。この装置21は、5トン
のクリンチ型緊締装置であるのが好ましい。装置21は
ボデー23、1対の旋回アーム25、ポンチ27、1対
のカム駆動リンク29、ピストン31、シリンダ33、
ダイス・サポート35、及びダイス37を備えている。
ボデー23は、ケーシング51及びカバー53から成る
静止部材である。
【0009】図1−3に示すように旋回アーム25は実
質的にL字形のものである。両側1対の旋回アーム25
は対称形状を有するので、主として一側の旋回アーム2
5のみについて説明する。旋回アーム25は直線状の長
穴61と枢支孔63を有する。枢支孔63には装置幅方
向に沿うピボットないし枢支ピン65を、該ピン65の
円形中央部で挿通してある。図1,2及び図5に示すよ
うに枢支ピン65の両端部はD字状に形成されていて、
実質的に長方形の形をした左右のピボット摺動ブロック
67に取付けられている。左右のピボット摺動ブロック
67は、ボデー23中に設けられ装置長さ方向での寸法
を該ブロック67よりも大としてある左右の支承部69
内で、装置長さ方向に沿い摺動できる。
【0010】図1,2及び図6に示すように装置幅方向
に沿わせたカム摺動ピン81を設けてあって、このカム
摺動ピン81上には左右2個宛、合計で4個の耐高負荷
性のシールドころ軸受83を設けてある。これらの軸受
のうち内側の2個の軸受83は、左右の旋回アーム25
の前記長穴61に移動可能に支承させてある。カム摺動
ピン81の両端部はD字状に形成されていて、左右のカ
ム摺動ブロック85に取付けられている。左右のカム摺
動ブロック85はボデー23中に装置長さ方向に沿わせ
て設けた左右の長溝87内で、直線状に摺動可能であ
る。
【0011】図1,2及び図4に示すように互いに対称
形状の左右のカム駆動リンク29はそれぞれ、前記枢支
ピン65を挿通する枢支孔91を有する。各カム駆動リ
ンク29はまた、装置長さ方向に沿う直線状部分95と
傾斜部分97とから成るカム穴93を有する。カム摺動
ピン81上の外側の2個の軸受83は、カム駆動リンク
29のカム穴93に摺動可能に支承させてある。カム駆
動リンク29の一角部に透孔99を形成してあり、装置
幅方向に沿うカム駆動ピン101を該透孔99に挿通し
てある。図1,2及び図8に示すように1対の耐高負荷
性のシールドころ軸受103を、該カム駆動ピン101
の両端部上に設けてある。これらの軸受103は、ボデ
ー23の内面に沿わせて配置してある左右1対宛の平行
な硬化カム・フィンガプレート105によって形成され
た案内路内で、上下方向(ピストンロッド113の運動
方向に対し直交する方向)に沿い直線状に移動できる。
ボデー23からストッパー片107を突出させて、カム
駆動リンク29の移動範囲を規制してある。図13は他
の実施例に係るストッパー片109と調整ねじ110を
示しており、ねじ110の位置は変更調節可能である。
ねじ110の下端に軸受103が当接することで、カム
駆動リンク29の移動が制限される。
【0012】図1,2及び図7に示すようにピストン3
1から延出させたピストンロッド113の先端にはアイ
金具111を、ねじ嵌めにより取付けてある。このアイ
金具111は、カム摺動ピン81を挿通させるアイ
(孔)を有する。ピストン31、ピストンロッド113
及びアイ金具111は、旋回アーム25を作動させるた
めの駆動部材として働く。シリンダ33は空気圧作動型
のもので、82.5mmの内径、180mmのストロー
クを有する。エンドキャップ121には、内部のAC/
DCスイッチと端面上の5ピン微小接続器(以上、図示
せず)を設けてある。ボデー23はスラストキー123
を有する。
【0013】図1に示すようにポンチ27は、それから
延出するねじ付け支軸ないし調整ねじ131を有する。
両旋回アーム25の孔部分133(図3)はポンチ27
の調整ねじ131を、両アーム25間に緊締状に架け渡
す1対のロックねじ135が締められると固定保持す
る。ダイス37は、完全閉鎖位置にある状態のポンチ2
7と整列するように配置されている。ダイス37はダイ
ス・サポート35に、サポート一側の傾斜溝に対し係合
するねじ141のヘッドによって拘束保持されている。
ポンチ27とダイス37は本願発明者の発明に係る、
「Apparatus for Joining Sh
eet Material(薄板材の接合装置)」と題
する米国特許No.5,267,383及び「Join
ing Sheet Metal(シートメタルの接
合)」と題する米国特許No.4,459,735に記
載されているタイプのものであり、ここにこれらの特許
を引用してその記載を加入する。要約して説明すると、
ダイス37は回動又はスライド可能に支持された複数個
のダイス部分から拡開可能なものに形成されており、複
数個のダイス部分はスプリング或はエラストマー等の弾
性部材によって互い方向に移動付勢されている。ダイス
上に複数枚の材料を重ね合せて置いてポンチ27をダイ
ス37に対し相対的に移動させると、板材の一部がダイ
ス穴中へと押込まれて重ね合された板材中に膨出部が形
成される。この膨出部がその端面部でダイス穴底面のア
ンビルに接触するに至った状態が得られてから更にポン
チを作動させると、膨出部の端部がすえ込まれてダイス
を押し拡開させつつ横向きに変形し、これによって膨出
部端部で複数枚の板材が分離不能に接合される。各ダイ
ス部分にせん断刃部を設けておくと板材に切れ目が与え
られ同切れ目に直交する方向に板材が横向き変形した切
り開き型の接合が得られ、また板材にせん断を生じさせ
ないダイスを用いて漏れ防止性の接合を得ることもでき
る。
【0014】しかし勿論、他のタイプの成形部材を旋回
アーム25或いはサポート35に取付けることもでき
る。またダイスを、別の静止構造体又は可動構造体に取
付けることも可能である。本発明の別の実施例ではポン
チ及びダイスに代えて材料把持用のジョウを、旋回アー
ム25及びサポート35に取付けることができる。
【0015】倍力装置21の作用は、図1及び図9−1
2から理解できる。図9は、旋回アーム25が完全に開
放し後退した位置にある状態を示している。図9に示す
位置において旋回アーム25は、その長穴61がピスト
ンロッド113及びアイ金具111の軸線に対し図示の
ように傾斜することとなる姿勢をとっている。またカム
駆動リンク29は、そのカム穴93における傾斜部分9
7がピストンロッド113及びアイ金具111の軸線に
対し平行することとなる姿勢をとっている。したがって
シリンダ33及びピストン31を伸長動作させピストン
ロッド113及びアイ金具111を介しカム摺動ピン8
1及び軸受83を押すと、長穴61の内壁面を押される
ことにより旋回アーム25が枢支ピン65まわりで図1
0に示すように旋回せしめられる。一方カム駆動リンク
29は、ピストンロッド113及びアイ金具111の軸
線に対し平行しているカム穴部分97内を軸受83が移
動することからして、該軸受83により押されることは
なく原姿勢に維持される。図9,10から判明するよう
に旋回アーム25はピストンの僅かな直線運動により開
放位置(図9)から大きく旋回せしめられる。
【0016】ピストンの伸長動作に伴う同様の作用、つ
まり駆動リンク29は原姿勢に維持されたままの旋回ア
ーム25の旋回動はアイ金具111、カム摺動ピン81
及び軸受83がさらに図11に示す位置まで移動せしめ
られるまで継続し、これにより旋回アーム25は図9の
完全開放位置から80°旋回せしめられて、図11に示
す直立旋回位置に到達する。旋回アーム25が図11に
示す位置まで旋回するとその長穴61がピストンロッド
113及びアイ金具111の軸線に対し平行する姿勢を
とり、またカム摺動ピン81及び軸受83は、カム駆動
リンク29のカム穴93における傾斜部分97と直線状
部分95との交差部に到達する。カム穴部分95は図示
のように、ピストンロッド113及びアイ金具111の
軸線に対し傾斜する姿勢にある。
【0017】図11,12及び図1を参照してその後の
動きを説明すると、ピストンの伸長動作によるピストン
ロッド113、アイ金具111、カム摺動ピン81及び
軸受83の継続した移動によって、旋回アーム25はそ
の長穴61がピストンロッド113及びアイ金具111
の軸線に対し平行する姿勢にあることから、もはや旋回
動せしめられることがない。一方カム駆動リンク29
は、ピストンロッド113及びアイ金具111の軸線に
対し傾斜するカム穴部分95内を軸受83が移動するこ
とからして、該軸受83に押され枢支ピン65まわりで
旋回動せしめられる。このとき駆動リンク29端に支持
させてあるカム駆動ピン101及び軸受103は、カム
・フィンガプレート105によって形成された上下方向
の案内路内を上方向きに直線移動する。枢支ピン65ま
わりで旋回動する駆動リンク103端の動きがこのよう
に、フィンガプレート105により直線状に規制されて
いることからして、枢支ピン65端を取付けてあるピボ
ット摺動ブロック67は駆動リンク103の旋回に伴い
支承部69内で、シリンダ33向きに直線状に摺動せし
められ、枢支ピン65も同方向に直線移動せしめられ
る。この枢支ピン65の直線移動により旋回アーム25
も同方向に直線運動せしめられて、図11の位置から図
12の位置を経て図1に示す位置まで到達する。
【0018】以上に述べたように旋回アーム25は最初
は旋回運動せしめられ、次に厳密に直線状に動かされ、
それにより駆動力が増幅されて著しく高められた締付け
力が生ぜしめられる。空気圧シリンダ及びピストンは約
80psi(5.6kg/cm2 )の圧力を発生し、そ
れによって発生せしめられる締付け力は249,000
ポンド(112,000kg)である。
【0019】この発明の好ましい実施例について説明し
て来たが、この発明の範囲を逸脱することなしに種々の
修正を行える点が理解されるべきである。例えばアイ金
具111を、油圧的又は電気的な手段によって駆動する
こともできる。また種々のアーチ形の穴を設けることも
できる。前述した動きが得られる限り穴は溝状、或いは
別のリンクとピンであってもよい。特許請求の範囲に記
載した装置は、この発明の本質を外れることのない、上
述の変更その他の変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従った倍力装置の好ましい実施例を
示す一部切欠き側面図で、完全な閉鎖状態を示してい
る。
【図2】図1の倍力装置の底面図である。
【図3】図1の装置に設けられている旋回アームを示す
側面図である。
【図4】図1の装置に設けられているカム駆動リンクを
示す側面図である。
【図5】図1の装置に設けられているピボット摺動ブロ
ックを示す側面図である。
【図6】図1の装置に設けられているカム摺動ブロック
を示す側面図である。
【図7】図1の装置に設けられているアイ金具を示す側
面図である。
【図8】図1の装置に設けられているシールドころ軸受
を示す側面図である。
【図9】図1の倍力装置を、完全な開放状態で示す一部
切欠き側面図である。
【図10】図1の倍力装置を、閉鎖途中の状態で示す一
部切欠き側面図である。
【図11】図1の倍力装置を、閉鎖途中の状態で示す一
部切欠き側面図である。
【図12】図1の倍力装置を、閉鎖途中の状態で示す一
部切欠き側面図である。
【図13】図1の装置に設けたストッパー機構の変形に
係る他の実施例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
21 倍力装置 23 ボデー 25 旋回アーム 27 ポンチ 29 カム駆動リンク 31 ピストン 33 シリンダ 37 ダイス 61 長穴 63 枢支孔 65 枢支ピン(ピボット) 67 ピボット摺動ブロック 81 カム摺動ピン 83 シールドころ軸受 85 カム摺動ブロック 87 長溝 91 枢支孔 93 カム穴 95 直線状部分 97 傾斜部分 99 透孔 101 カム駆動ピン 103 摺動ころ軸受 105 カム・フィンガプレート 111 アイ金具 113 ピストンロッド

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の伸展面を有するアーム、 カム面に形成された第2の伸展面を有する駆動リンク、
    及び上記第1及び第2の伸展面に対し摺動可能に係合し
    て上記アームと上記駆動リンクとを連動連結するカム摺
    動部材、を備えていて、上記第1及び第2の伸展面を、
    これらの伸展面に沿う上記カム摺動部材の運動により上
    記アームが、最初は旋回運動せしめられ次に直線運動せ
    しめられて引込み位置から前進位置まで動かされるよう
    に配置してある装置。
  2. 【請求項2】 前記アームがほぼL字形のものに形成さ
    れ板材接合部材を取付けられており、引込み位置から最
    初は旋回運動せしめられ次に直線運動せしめられて板材
    に対する係合位置へと動かされるものである請求項1の
    装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動リンク及び前記アームを旋回可
    能に支持する静止ボデー、 該ボデーに固定配置され第1の方向に沿わせてある案内
    路、 この案内路に対し前記駆動リンクを係合させる軸受であ
    って、案内路に隣接するリンク部分に上記第1の方向で
    の直線状移動を生じさせると共に、駆動リンクの第2の
    部分に、該第1の方向に対し直交する第2の方向での直
    線状移動を生じさせる軸受、及び上記第2の方向に沿い
    直線状に移動可能な摺動ブロックであって、前記駆動リ
    ンクと前記アームとに共通のピボットとして機能するピ
    ボット摺動ブロック、を備えていて、 前記第1の伸展面が、前記アームに設けた長穴の内壁面
    であり、 前記第2の伸展面が、前記駆動リンクに設けた伸展する
    カム穴の内壁面であり、 前記カム摺動部材が、上記した長穴とカム穴とに嵌合さ
    れており、 上記した長穴とカム穴を、これらの穴に沿う前記カム摺
    動部材の摺動移動により前記アームが、最初は旋回運動
    せしめられ次に直線運動せしめられて引込み位置から前
    進位置まで動かされるように配置してある請求項1の装
    置。
  4. 【請求項4】 第1の方向に移動可能な駆動部材、及び
    ピボットを備えた被駆動機構であって、該ピボットから
    偏寄した部分を有する被駆動機構、を備えていて、上記
    駆動部材が上記偏寄部分を上記第1の方向で押して上記
    被駆動機構を、上記ピボットまわりで旋回させ次に上記
    第1の方向とは反対の方向に直線状に摺動させるよう
    に、構成してある装置。
  5. 【請求項5】 前記被駆動機構が、前記ピボット及び前
    記偏寄部分からそれぞれ偏寄した第2の偏寄部分を有
    し、前記駆動部材が前記偏寄部分を前記第1の方向で押
    すことにより上記第2の偏寄部分が、該第1の方向に対
    し屈折した方向で変位動せしめられるように構成してあ
    る請求項4の装置。
  6. 【請求項6】 前記被駆動機構が前記第1の方向とは反
    対の前記方向に、前記ピボットと共に移動せしめられる
    請求項5の装置。
  7. 【請求項7】 前記駆動部材が、直線運動のみを行うも
    のである請求項4の装置。
  8. 【請求項8】 アクチュエータ、 被駆動部材、 静止部材、及び上記した被駆動部材と静止部材間を接続
    するピボット、を備えており、 被駆動部材が引込み位置にあるときアクチュエータが、
    該被駆動部材の第1の部分に対し当接し、 被駆動部材が上記ピボットまわりで旋回せしめられた第
    2の位置にあるときアクチュエータが、該被駆動部材の
    第2の部分に対し当接し、 アクチュエータが被駆動部材の第3の部分に対し当接す
    るとき上記ピボット及び被駆動部材が、上記静止部材に
    対し相対的に直線的に移動せしめられた位置をとる装
    置。
  9. 【請求項9】 力付与用のアームを、引込み位置から作
    用位置へと移動させる方法であって、 (a) 上記アームを、引込み位置から第2の位置へと
    旋回させ、 (b) その後に該アームを、上記第2の位置から作用
    位置へと直線的に移動させる方法。
  10. 【請求項10】 請求項9の方法において、 (a) 前記アーム中の長穴に沿い駆動部材を摺動させ
    て、該アームを引込み位置から前記第2の位置へと旋回
    させ、 (b) 次に駆動リンク中のカム穴に沿い上記駆動部材
    を摺動させて該駆動リンクを旋回させ、該駆動リンクを
    介し前記アームを直線的に、前記第2の位置から作用位
    置へと移動させる方法。
  11. 【請求項11】 請求項10の方法において、前記アー
    ムのピボットを直線的に移動させて、該アームを前記第
    2の位置から前記作用位置へと直線的に移動させる方
    法。
  12. 【請求項12】 請求項10の方法において、前記アー
    ムと前記駆動リンクとの共通のピボットを直線的に移動
    させて、前記アームを前記第2の位置から前記作用位置
    へと直線的に移動させる方法。
  13. 【請求項13】 請求項10の方法において、前記駆動
    リンクを旋回させるのと同時に該駆動リンクの一部分を
    第1の直線経路に沿い摺動させ、もって駆動リンクのピ
    ボットを第2の直線経路に沿い摺動させる方法。
  14. 【請求項14】 請求項10の方法において、 (a) 前記駆動部材を、前記アーム中の前記長穴に沿
    い摺動させるのと同時に前記駆動リンク中の前記カム穴
    における第1の部分内を摺動させて、前記アームの旋回
    を得、 (b) 次に前記駆動部材を、前記アーム中の前記長穴
    に沿い摺動させるのと同時に前記駆動リンク中の前記カ
    ム穴における、上記第1の部分に対し傾斜する第2の部
    分内を摺動させて、駆動リンクを旋回させアームを直線
    的に移動させる方法。
  15. 【請求項15】 請求項10の方法において、前記駆動
    部材を、流体シリンダに対する流体圧の供給によって摺
    動させる方法。
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