JPS6254635A - オ−バ−センタ−クランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
ター罵区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（Ｉ７）を回転させる。

ウオーム歯車（１７）上の中央が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）
を介してクランブロッド（３７）を動かすピストン（３
５）に結合されている。

モーターが出力軸（１５）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、この出方軸の回転は停止さ
れ、クランプはバネによっ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って生成される′ｍ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、クランプによっで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
ッ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
受は入れるだけでなく、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〕

本発明に従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ブロッドに連結されてお
り、クランブロッ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、バネの力によってその位置に保持される
ようになっている。

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
の閉じた案内スロット即ち軌道を有する。このスロット
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ッ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って、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
ステッ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１２によって駆動され制御されている
。モーター１１はボルト１４によって、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）によって
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ＴＯ，７３（第５図）に支持されていて、出
力軸１５及びウオームギア１３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
よって共通の双設手段たるピン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
リップリング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２１．２３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ット
２５及び２７が設けられており、これらはピン２９の軸
と同軸の弧に沿って延伸すると共に、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
えて一軸１９に関してオーバーセンターに一装置される
ように、第１図においては案内スロット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５５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２Ｌ２３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
るクランプロッド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。クランプロッド３７は下部のロッド端にね
じ込まれたナツト５１及びワッシャー４９によって、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がロッド３７を取り囲み、ピストン３５の
頭部と、ハウジング３１内でロッド３７の肩４５に着座
して前記頭部に対面するワッシャー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がロッド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によってシーケンス制
御器１２に連結されている。検知装置５７はワッシャー
４６と共に作動するように連結されており、ワッシャー
４６の軸方向の位置を検知し、これによってロッド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ッシャー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３．７３２，４４３号及び第４，４４６．４２７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１
５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３
１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、対となってい
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ット２５．２７が軸１
９上に乗っているようにする。ピストン３５はバネ４３
をワッシャー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が案内スロット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はワッシャー４６と共働して、ロッド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
従ってワッシャー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に関して誤って配置
されたり、或いは配置の方向が誤っ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４３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、これによってピン２９を第１図の
オーバーセンタークランプ位置にロックする。

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
である。素材が所定の位置になかったり、素材が公差の
範囲内にあるものでなかったりした場合には、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ット２５．２７の端部を軸１９に
対して動かし、これによって動力が故障した状態におい
てさえも確実なり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１７は駆動ギア１３
によって反対方向に回転される。スロット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２
Ｌ２３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。導電性材料のワッシャー７１がク
ランプロッド３７に強固に固定されており、検知器５７
に対するワッシャー７１の位置を測定することによって
、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
ロック位置は第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っている。

第二の修正例は第５図に示されている。一対のリミット
スイッチ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によっで軸１９に結合されている。リミットスイッ
チ８１はカム８３によっ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
ミットスイッチ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、リミットスイッチ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ッ
ク性を有し、かくして動力が遮断されたような場合にも
クランプがロッ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ちのである。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ックして固定されてしまった
後でさえも、高い効率をもたらす、ロックされた位置に
置かれた後、クランプ装置のロックを解除するために、
モーター１１は口７り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・・・弓形スロット　　２９・・・ビン３１
・・・ハウジング　　３３・・・ピン３５・・・ピスト
ン　　３７・・・クランプロッド４３・・・バネ　　４
６．７１・・・ワッシャー５３・・・クランプアーム　
　５４・・・素材５７・・・検知器　　７９．８１・・
・リミ・ノトスイソチ８３・・・カム 出願人代理人　　　古　谷　　　態 量　　　溝部孝彦 同　　　古谷　聡

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（２１、
   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
   でロッ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（５
   ７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ッド（３７
   ）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）と前記ロッド（３７）との間に配置され
   たワッシャー（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
   取り囲む弓形スロットを含む、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、１５）
   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、１５）
   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
   れたリミットスイッチ（７９、８１）と、該リミットス
   イッチ（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。