KR100393540B1

KR100393540B1 - 클램프장치

Info

Publication number: KR100393540B1
Application number: KR10-2001-0046631A
Authority: KR
Inventors: 다카하시카즈요시; 다마이아츠시
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-08-02
Also published as: DE10137198A1; TW487617B; DE10137198B4; CN1155454C; FR2812576B1; US6540217B2; FR2812576A1; US20020017751A1; KR20020011896A; CN1337297A

Abstract

클램프장치는 로드부재(32)에 연결되는 링크플레이트(72)와 상기 링크플레이트(72)에 링크되는 지지레버(74)를 포함하고 상기 로드부재(32)의 직선운동을 회동자재하게 변환하는 토글링크기구(64), 상기 링크플레이트(72)에 형성되고 로드부재(32)의 일단부측에 설치된 너클핀(70)이 체결되는 긴 홀(65), 및 상기 지지레버(74)의 회동동작을 규제하는 고착면(77)이 형성된 레버스토퍼(75)를 포함한다.

Description

클램프장치{Clamp Apparatus}

본 발명은 구동수단의 구동작용하에 소정각도로 회동하는 아암에 의해 피가공물을 클램프할 수 있는 클램프장치에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들어 자동차 등의 구성부품을 용접할 때 그 구성부품을 클램프하기 위해서 클램프실린더가 사용되어 왔고, 이러한 종류의 클램프실린더는 예를 들어 미국특허 제4,458,889호 공보 등에 개시되어 있다.

도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 미국특허 제 4,458,889호 공보에 개시된 클램프실린더에는 분할된 한 쌍의 본체(1a, 1b) 사이에 실린더(1c)의 구동작용하에 피스톤로드(2)가 왕복이동하도록 배설되고, 상기 피스톤로드(2)의 일단부에는 커플링(3)이 연결되어 있다. 상기 커플링(3)의 양측부에는 제1 축(4)에 의해 한 쌍의 링크(5a, 5b) 및 한 쌍의 롤러(6a, 6b)가 각각 축설되고, 상기 한 쌍의 링크(5a, 5b) 사이에는 제2 축(7)에 의해 아암(8)이 소정각도로 회동자재하게 연결된다.

이 경우, 상기 한 쌍의 롤러(6a, 6b)는 홀부에 장착된 다수의 니들(9a)에 의해 섭동자재하게 설치된다. 상기 피스톤로드(2)는 본체(1a, 1b)에 각각 형성된 트랙홈(9b)을 따라 섭동하는 롤러(6a, 6b)의 안내작용하에 상기 롤러(6a, 6b)와 일체로 변위하도록 설치되어 있다.

그러나, 상기의 종래기술에 의한 미국특허 제4 458 889호 공보에 개시된 클램프실린더에서는, 예를 들어 아암(8)에 의해 지지되는 피가공물(미도시)의 크기나 두께 등이 가변적이기 때문에 상기 피가공물을 클램프하는 아암(8)의 클램프력이 아암(8)의 회동각도에 따라 저하된다.

바꿔 말하면, 예를 들어 클램프실린더의 취부자세 등에 따라 피가공물을 클램프할 때의 아암의 회동각도가 변함에 따라 피가공물을 클램프하는 아암(8)의 클램프력이 변동(저하)된다.

본 발명의 목적은 피가공물을 클램프할 때 아암의 회동각도가 바뀌어도 아암의 클램프력을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있는 클램프장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 클램프장치의 주요부 분해사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 클램프장치의 축방향에 따른 일부 종단면도,

도 3은 도 2에 도시한 록기구의 부분확대도,

도 4는 도 1의 초기위치에서 아암이 회동하여 피가공물을 클램프한 상태를 나타낸 동작설명도,

도 5는 피가공물의 두께가 상위한 경우 긴 홀에 대응하는 너클핀의 체결상태를 도시한 설명도,

도 6은 도 4의 상태에서 아암이 시계방향으로 소정 각도만큼 회동한 상태를 도시한 동작설명도,

도 7은 도 6의 상태에서 아암이 다시 시계방향으로 소정 각도만큼 회동한 상태를 도시한 동작설명도,

도 8은 본 발명의 제1 변형예에 의한 클램프장치의 축방향에 따른 일부종단면도,

도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 종단면도,

도 10은 상기 제1 변형예에 의한 클램프장치에 편입된 지지레버의 사시도,

도 11은 본 발명의 제2 변형예에 의한 클램프장치의 축방향에 따른 일부종단면도,

도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선에 따른 종단면도,

도 13은 상기 제2 변형예에 의한 클램프장치에 편입된 지지레버의 사시도,

도 14는 종래기술에 의한 클램프실린더의 주요부 분해사시도,

도 15는 도 14에 도시한 클램프실린더의 일부 단면측면도,

본 발명은 본체와,

상기 본체의 내부에 설치된 로드부재를 상기 본체의 축방향을 따라 변위시키는 구동수단;

상기 로드부재에 연결되는 링크부재와 상기 링크부재에 링크되는 지지레버를 포함하고, 상기 로드부재의 직선운동을 회동운동으로 변환하는 토글링크기구;

상기 토글링크기구에 연결되고, 상기 구동수단의 구동작용하에 소정각도로 회동하는 아암;

상기 링크부재에 형성되고, 상기 로드부재의 일단부에 설치된 너클핀이 체결되는 긴 홀; 및

상기 지지레버의 회동동작을 규제하는 고착면이 형성된 고착수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 고착수단은 레버스토퍼로 이루어지고, 상기 지지레버의 측면이 상기 레버스토퍼의 고착면에 당접함으로써 언클램프상태의 초기위치에서의 아암의 회동동작이 바람직하게 규제된다.

또 상기 구동수단은 한 쌍의 압력유체 출입포트를 통해 실린더챔버에 공급되는 압력유체의 작용하에 변위하는 피스톤을 포함하는 실린더부로 구성될 수 있다.

또한 상기 본체의 내부에는 지지레버에 형성된 고착부로 이루어진 회동각도규제수단을 설치할 수 있다. 상기 고착부의 당접면이 레버스토퍼에 당접함으로써 언클램프상태의 초기위치에서의 아암의 회동각도가 규제된다.

본 발명에 의하면, 긴 홀의 범위내에서 링크부재는 자유롭게 변위할 수 있도록 설치되고, 상기 링크부재를 따르는 레버 및 아암에 자유롭게 설치될 수 있다. 따라서, 피가공물을 클램프할 때의 아암의 회동각도가 변해도 클램프력이 실질적으로 일정하게 유지된다. 또 고착수단을 설치함으로써 상기 긴 홀에 의한 자유도를구속하여 아암이 언클램프상태의 소정 위치에 유지된다.

이하, 본 발명의 의한 클램프장치에 대해 적합한 실시예를 들어 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에서 참조숫자 10은 본 발명의 실시예에 의한 클램프장치를 나타낸다.

상기 클램프장치(10)는 본체(12), 상기 본체(12)의 하단부에 기밀하게 연결된 실린더부(구동수단: 114), 상기 본체(12)에 형성된 실질적으로 원형인 한 쌍의 개구부(미도시)를 통해 외부로 돌출되는 단면이 직사각형인 베어링부(18)에 연결되는 아암(20), 및 상기 본체(12)의 내부에 설치되고 상기 아암(20)을 언클램프상태에서 초기위치에 유지하는 록기구(22)를 포함한다.

실린더부(14)는 앤드블록(24)과, 그 일단부가 상기 앤드블록(24)의 요부에 기밀하게 연결되고 타단부가 본체(12)에 기밀하게 연결된 각진 원통상 실린더 튜브(26)를 포함한다.

또한 실린더부(14)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 실린더튜브(26) 내에 수장되고 실린더챔버(28)를 따라 왕복동작하는 피스톤(30)과, 상기 피스톤(30)의 중앙부에 연결되고 상기 피스톤(30)과 일체로 변위하는 로드부재(32)를 또한 포함한다. 상기 로드부재(32)의 축과 실질적으로 직교하는 상기 피스톤(30)의 단면은 실질적으로 타원상으로 형성되고, 상기 실린더챔버(28)의 단면 형상도 상기 피스톤(30)에 대응하여 실질적으로 단면이 타원상으로 형성되어 있다.

또한 상기 피스톤(30)의 외주면에는 피스톤패킹(36)이 장착되어 있다.

상기 앤드블록(24)의 4개의 모서리 부분에는 취부용 홀부(미도시)가 천공되어 있고, 상기 취부용 홀부에 삽통된 4개의 축(미도시)에 의해 앤드블록(24), 실린더튜브(26) 및 본체(12)가 각각 기밀하게 조립된다. 상기 본체(12) 및 앤드블록(24)에는 각각 실린더챔버(28)에 압력유체(예를 들어, 압축공기)를 도입/도출하기 위한 압력유체 출입포트(42a, 42b)가 형성되어 있다.

본체(12)는 제1 케이싱(46)과 제2 케이싱(미도시)이 일체로 조립 구성된다. 상기 본체(12) 내에는 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)에 각각 형성된 요부에 의해 챔버(44)가 형성되고, 상기 챔버(44) 내에 로드부재(32)의 자유단이 향하도록 설치된다.

로드부재(32)의 일단부에는 너클조인트(62)에 의해 상기 로드부재(32)의 직선운동을 아암(20)의 회동운동으로 변환하는 토글링크기구(64)가 설치된다. 상기 너클조인트(62)는 소정 간격을 두고 실질적으로 평행하게 분지하는 분지부를 갖는 너클블록(56)과, 상기 분지부에 형성된 홀부에 축설되는 너클핀(70)으로 구성된다. 상기 너클블록(56)의 일측면에는 후술하는 롤러부재(48)에 체결되는 제1 경사면(50) 및 제2 경사면(52)을 갖는 체결부(54)가 형성되어 있다(도 3 참조).

토글링크기구(64)는 너클핀(70)에 의해 너클조인트(62)의 분지부 사이에 연결되는 링크플레이트(링크부재: 72)와, 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)에 형성된 실질적으로 원형인 한쌍의 개구부에 각각 회동자재하게 축지되는 지지레버(74)를 갖는다. 상기 지지레버(74)는 아암(20)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 링크플레이트(72)는 상기 너클조인트(62)와 지지레버(74)와의 사이에개재되고, 상기 너클조인트(62)와 지지레버(74)를 링크하는 기능을 갖는다.

즉 상기 링크플레이트(72)는 일단부에 형성된 실질적으로 타원형인 긴 홀(65)과 타단부에 형성된 홀부(미도시)를 가지며, 상기 긴 홀(65)에 체결되는 너클핀(70) 및 너클조인트(62)에 의해 로드부재(32)의 자유단에 연결되고, 상기 홀부에 축설되는 링크핀(69)에 의해 지지레버(74)의 분지부에 연결된다. 또한 상기 링크플레이트(72)의 일단부에는 후술하는 가이드롤러(79)와 접촉하는 만곡면(81)이 형성되어 있다(도 2 참조).

이 경우, 너클핀(70)에 체결되는 긴 홀(65)을 링크플레이트(72)에 형성하여 상기 너클핀(70)에 틈새를 만듬으로써 상기 링클플레이트(72)는 상기 긴 홀(65)의 범위내에서 자유롭게 변위할 수 있다. 바꿔 말하면, 상기 링크플레이트(72)에 형성된 만곡면(81)과 가이드롤러(79)와의 접촉부위를 아암(20)의 회동각도에 상관없이 실질적으로 일정한 위치로 유지할 수 있다.

지지레버(74)에는 링크핀(69)이 축설되는 홀부가 형성된 분지부와, 로드부재(32)의 축과 실질적으로 직교하는 방향(도 2에서 지면과 실질적으로 직교하는 방향)으로 돌출 형성되고 개구부(미도시)를 통해 본체(12)로부터 외부로 노출되는 단면이 직사각형인 베어링부(18)를 갖는다. 상기 베어링부(18)에는 피가공물(미도시)을 클램프하는 아암(20)이 착탈자재하게 장착된다. 따라서, 상기 지지레버(74)는 아암(20)과 일체로 회동동작하도록 설치된다.

상기 베어링부(18)의 하방측에는 제1 케이싱(46)의 내벽 모서리부에 나사부재(73)에 의해 고정된 레버스토퍼(고착수단: 75)가 설치되고, 상기 레버스토퍼(75)는 상기 지지레버(74)의 회동동작을 규제하는 기능을 갖는다. 상기 레버스토퍼(75)는 소정각도로 오른쪽 아래쪽으로 경사진 고착면(77)이 형성되어 있다.

또한 상기 레버스토퍼(75)를 분리 구성하는 대신에, 제1 케이싱(46) 또는 제2 케이싱(미도시)에 일체로 확장형성할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 록기구(22)는 챔버(44) 내에 배설되고, 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)에 지지된 지지점핀(58); 일단에 축설된 상기 지지점핀(58)을 지지점으로 하여 소정 각도로 회동자재하게 설치된 록플레이트(60); 핀부재(66)에 의해 상기 록플레이트(60)의 분지편(61a, 61b) 사이에 회동자재하게 축지된 롤러부재(48); 상기한 너클블록(56)에 설치되고, 상기 롤러부재(48)가 체결되도록 제1 경사면(50), 제2 경사면(52) 및 상기 제1 경사면(50)과 제2 경사면(52) 사이의 경계부분에 형성된 리지부(53)를 갖는 체결부(54); 및 상기 지지점핀(58)의 반대쪽 록플레이트(60)의 단부에 형성된 요부(67)에 의해 일단부가 고착되는 스프링부재(68)를 포함한다.

상기 스프링부재(68)의 타단부는 제1 케이싱(46)의 내벽면에 형성된 요부(71)에 고착되고, 그 탄성력에 의해 지지점핀(58)을 지지점으로 하여 록플레이트(60)를 화살표 B방향으로 항상 압압하도록 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 록플레이트(60)는 스프링부재(68)의 탄발력을 극복하는 압압력이 롤러부재(48)에 작용함에 따라 지지점핀(58)을 지지점으로 하여 화살표 A방향으로 소정 각도만큼 회동할 수 있도록 설치된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 연직면에 대한 상기 제1 경사면(50)의 경사각도α및 제2 경사면(52)의 경사각도 β는 각각 α> β를 만족하도록 설정되고, 이 경우, 상기 경사각도 α를 약 30도∼45도, 상기 경사각도 β를 약 10도∼20도로 설정하는 것이 바람직하다.

또한 지지점핀(58)의 중심점을 기준으로 하여 상기 지지점핀(58)과, 롤러부재(48) 및 체결부(54)가 당접하고 있는 당접점(핀부재(66)의 중심점)과의 사이의 이간거리를 L₁으로 하고, 상기 지지점핀(58)과 스프링부재(68)가 압압하고 있는 압압점과의 이간거리를 L₂로 한 경우, L₂/L₁의 값을 크게 설정함으로써 록기구(22)의 유지력을 증대시킬 수 있다.

본체(12)를 구성하는 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)의 내벽면의 상부측에는 단면이 원호상인 요부(78)가 각각 형성되고, 상기 요부(78)에는 상기 링크플레이트(72)의 만곡면(81)에 접촉함에 따라 소정 각도만큼 회동하는 가이드롤러(79)가 설치된다(도 4 및 도 5 참조). 상기 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)에 형성된 홀부에는 가이드롤러(79)를 회동자재하게 축지하는 핀부재(82)가 고착된다. 또한 가이드롤러(79)의 관통홀에는 주방향을 따라 다수의 니들베어링(84)이 장착된다. 상기 가이드롤러(79)는 상기 니들베어링(84)의 전동작용하에 원활하게 회동된다.

본 발명의 실시예에 의한 클램프장치(10)는 기본적으로 이상과 같이 구성되고, 이어서 그 작용 및 작용효과에 대해 설명한다.

고정수단(미도시)에 의해 클램프장치(10)를 소정 위치에 고정하고, 튜브(미도시) 등의 파이프의 일단부를 한 쌍의 압력유체 출입포트(42a, 42b)에 각각 접속하고, 상기 파이프의 타단부를 압력유체 공급원(미도시)에 접속한다.

이어서, 압력유체 공급원(미도시)을 작동하여 일방의 압력유체 출입포트(42b)로부터 피스톤(30)의 하부측 실린더챔버(28)로 압력유체(예를 들어, 압축공기)를 도입한다. 상기 실린더챔버(28)에 도입된 압력유체의 작용하에 피스톤(30)이 압압되고, 상기 피스톤(30)이 실린더챔버(28)를 따라 상승한다.

상기 피스톤(30)의 직선운동은 로드부재(32) 및 너클조인트(62)에 의해 토글링크기구(64)에 전달되고, 상기 토클링크기구(64)를 구성하는 지지레버(74)의 회동작용하에 아암(20)의 회전운동으로 변환된다.

즉 피스톤(30)의 직선운동(상승)에 의해 로드부재(32)의 자유단에 체결되는 너클조인트(62) 및 링크플레이트(72)를 상방으로 압압하는 힘이 작용한다. 상기 링크플레이트(72)에 가해지는 압압력은 너클핀(70)을 지지점으로 하여 상기 링크플레이트(72)를 소정 각도로 회동시킴과 동시에, 상기 링크플레이트(72)의 링크작용하에 지지레버(74)를 회동시킨다.

따라서, 상기 지지레버(74)의 베어링부(18)를 지지점으로 하여 아암(20)이 반시계 방향으로 소정각도 회동한다.

상기와 같이, 아암(20)이 반시계 방향으로 회동할 때 링크플레이트(72)의 만곡면(81)이 가이드롤러(79)에 접촉하고, 상기 가이드룰러(79)는 상기 만곡면(81)과 접촉한 상태를 유지하면서 핀부재(82)를 중심으로 회동한다.

아암(20)이 다시 회동하여 피가공물 W(미도시)에 당접함에 따라 아암(20)의회동동작은 정지한다. 그 결과, 아암(20)에 의해 피가공물 W이 클램프되는 클램프상태가 된다(도 4 참조).

도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들어 피가공물(W, W1, W2)의 두께 등이 상위함에 따라 피가공물(W, W1, W2)의 클램프상태에서의 아암(20)의 회동각도가 변화한 경우, 너클핀(70)에 체결되는 긴 홀(65)을 따라 링크플레이트(72)가 약간 변위함으로써 아암(20)의 클램프력을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다. 즉 긴 홀(65)의 범위내에서 링크플레이트(72)는 자유롭게 변위할 수 있도록 설치되고, 상기 링크플레이트(72)를 따르는 지지레버(74) 및 아암(20)을 어느 정도 자유롭게 설치할 수 있다.

바꿔 말하면, 아암(20)의 회동각도가 변하더라도 긴 홀(65)의 범위내에서 링크플레이트(72)를 자유롭게 설치할 수 있고, 상기 링크플레이트(72)의 만곡면(81)과 가이드롤러(79)의 접촉점이 서로 동일하여 일정한 위치에 유지된다. 그 결과, 본 실시예에서는 피가공물 W를 클램프할 때의 아암(20)의 회동각도가 변하더라도 아암(20)의 클램프력을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.

이어서, 아암(20)을 피가공물 W로부터 분리하여 클램프상태를 해제하는 경우에는 조절밸브(미도시)의 변환작용하에 상기와 반대쪽의 압력유체 출입포트(42a)로부터 피스톤(30)의 상부측 실린더챔버(28)로 압력유체가 도입된다. 상기 실린더챔버(28)에 도입된 압력유체의 작용하에 피스톤(30)이 압압되고, 상기 피스톤(30)은 실린더챔버(28)를 따라 하강한다.

상기 피스톤(30)의 직선운동은 토글링크기구(64)에 의해 아암(20)의 회전운동으로 변환되고, 상기 아암(20)은 시계방향으로 회동한다(도 6 참조).

상기 아암(20)의 회동동작에 연동하여 지지레버(74)가 시계방향으로 회동할 때, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 지지레버(74)의 측면이 레버스토퍼(75)의 고착면(77)에 당접하여 상기 지지레버(74)의 회동동작이 시계방향으로 규제된다.

또한 도 7에 도시한 바와 같이, 너클핀(70)이 긴 홀(65)의 상부에 위치하고 있지만, 이것은 로드부재(32)가 피스톤(30)과 일체로 하강할 때와, 아암(20)이 관성력에 의해 시계방향으로 회동할 때의 너클핀(70)과 긴 홀(65)과의 체결상태를 예시한 것으로, 반드시 너클핀(70)이 긴 홀(65)의 상부에 체결된 상태가 되는 것은 아니다.

레버스토퍼(75)에 의해 지지레버(74)의 회동동작이 시계방향으로 규제된 상태에서 상부의 실린더챔버(28)에 공급되는 압력유체의 동작하에 피스톤(30)이 하방측으로 변위함으로써 상기 피스톤(30)이 도 2에 도시한 최하단 위치에 도달한다. 그 때, 피스톤(30)과 일체로 로드부재(32) 및 너클블록(56)이 하방측으로 변위함으로써 긴 홀(65)을 따라 너클핀(70)이 약간 하강한다(도 7과 도 2를 비교참조).

도 2에 도시한 언클램프상태의 초기위치에서는 레버스토퍼(75)에 의한 고착작용하에 지지레버(74)가 시계방향으로 회동동작하는 것이 규제된다. 또한 최하단 위치에 도달한 피스톤(30)이 그 이상 하방측으로 변위하는 것이 규제됨에 따라 아암(20)이 시계방향으로 회동동작하는 것이 확실히 방지된다. 이에 비해 상부측의 실린더챔버(28)는 소정의 압력의 압력유체가 공급된 상태로 유지되고, 그 압력유체의 작용하에 피스톤(30)이 상승하여 아암(20)이 반시계방향으로 회동동작하는 것이확실히 방지된다.

이와 같이, 실질적으로 일정한 클램프력을 얻기 위해서 긴 홀(65)을 설치해도 언클램프상태의 초기위치에서 상기 긴 홀(65)에 의해 자유도가 구속되기 때문에 상기 긴 홀(65)에 의한 아암(20)에서의 뒤틀림이 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

이어서, 록기구(22)의 작용효과에 대해서 설명한다.

상기 아암(20)이 시계방향으로 회동하여 피스톤(30)이 최하단 위치에 도달하기 전에, 너클블록(56)과 일체로 하강하는 체결부(54)의 제2 경사면(52)이 록플레이트(60)에 축지된 롤러부재(48)에 체결된다(도 7 참조).

이 경우, 록플레이트(60)는 스프링부재(68)의 탄력에 저항하여 화살표 A방향으로 압압된다. 상기 록플레이트(60)에 축지된 롤러부재(48)가 체결부(54)의 제2 경사면(52), 및 제2 경사면(52)과 제1 경사면(50)과의 사이의 경계부분에 형성된 리지부(53)을 각각 넘어(도 6 참조), 상기 롤러부재(48)가 제1 경사면(50)에 체결됨에 따라 아암(20)은 언클램프상태의 초기위치에 록된다(도 2 참조).

이 경우, 초기위치란 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(30)이 실린더 챔버(28)의 최하단 위치에 도달한 상태를 말한다.

상기 록상태에서는 타방의 압력유체 출입포트(42b)도 대기에 개방상태가 되기 때문에 아암(20)의 언클램프상태의 초기위치에서 압력유체의 공급이 어떠한 원인에 의해 정지된 경우에도 언클램프상태가 해제되지 않고, 록기구(22)에 의해 확실하게 유지된다.

또한 록기구(22)를 설치함에 따라, 구동수단으로 기능하는 실린더부(14)에 압력유체의 공급이 정지되고 아암(20)에 구동력의 전달이 차단된 경우에도 아암(20)의 언클램프상태를 확실하게 유지할 수 있다.

록기구(22)에 의해 아암(20)을 언클램프상태로 유지시키는 힘(유지력)은, 예를 들어 클램프장치(10)가 장착된 로보트 등이 동작하더라도 그 관성력에 의해 변하지 않도록 적당한 유지력을 갖을 필요가 있다. 또한 압력유체 출입포트(42b)로부터 다시 압력유체를 공급한 경우에도 피스톤(30)의 변위력에 의해 언클램프의 유지상태를 해제할 수 있을 정도의 힘(유지력)을 갖을 필요가 있다. 이 경우, 체결부(54)의 연직면에 대한 제1 경사면(50)의 경사각도 α를 제2 경사면(52)의 경사각도 β보다 크게 설정하고, 상기 제1 경사면(50)의 경사각도 α를 약 30∼45도, 제2 경사면(52)의 경사각도 β를 약 10∼20도로 설정하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시예에서는 구동수단으로서 실린더부(14)를 사용하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 선형액츄에이터, 전동모터 등을 사용하여 로드부재(32)를 변위시키도록 구성할 수도 있다.

이어서, 본 발명의 제1 및 제2 변형예에 의한 클램프장치(100a, 100b)를 도 8∼도 13에 도시한다. 또한 도 1에 도시한 상기 실시예와 동일구성 요소는 동일 참조부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 제1 및 제2 변형예에 의한 클램프장치(100a, 100b)에서 아암(20)의 회동각도 θ는 미리 소정 각도로 제한되어 있다는 점에서 상기 실시에에 의한 클램프장치(10)와 다르다. 이 경우, 도 8에 도시한 제1 변형예에서는 아암(20)의 회동각도 θ가 약 45도로 설정되고, 도 11에 도시한 제2 변형예에서는 아암(20)의 회동각도 θ가 약 75도로 설정된다. 또한 아암(20)의 회동각도 θ를 소정각도로 규제한 경우에도 언클램프상태의 초기위치에서 록기구(22)에 의해 아암(20)이 록된 상태에 있는 것은 상기 실시예와 동일하다.

제1 및 제2 변형예에 의한 클램프장치(100a, 100b)는 로드부재(32)의 일단부에 연결되고, 미리 설정된 아암(20)의 회동각도 θ에 대응하는 길이를 갖는 너클블록(102a, 102b); 너클핀(70)에 의해 너클블록(102a, 102b)의 분지부 사이에 연결되는 링크플레이트(72); 및 제1 케이싱(46) 및 제2 케이싱(미도시)에 형성된 실질적으로 원형상인 개구부에 각각 회동자재하게 축지되는 지지레버(108a, 108b)를 포함한다.

도 10 및 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 지지레버(108a, 108b)의 양단부에 형성된 실질적으로 단면이 직사각형인 한 쌍의 베어링부(18) 사이에는 아암(20)의 회동각도를 규제하는 회동각도 규제수단으로 기능하는 고착부(110a, 110b)가 설치되고, 상기 고착부(110a, 110b)에는 경사면으로 이루어진 당접면(112a, 112b: 도 8및 도 13 참조)이 형성되어 있다.

이 경우, 상기 지지레버(108a, 108b)의 당접면(112a, 112b)이 레버스토퍼(75)에 당접함으로써 언클램프상태의 초기위치에서의 아암(20)의 회동각도 θ가 규제된다. 상기 당접면(112a, 112b)은 설정된 아암(20)의 회동각도 θ에 대응하여 여러개의 경사각도로 이루어진 경사면으로 형성될 수 있다.

또한 본체(12)의 일측면에는 너클블록(102a, 102b)과 일체로 변위하는 금속제의 도그(116)를 검지함으로써 아암(20)의 회동위치를 검지하는 한 쌍의 근접스위치(118a, 118b)가 설치된다.

제1 및 제2 변형예에서는 아암(20)의 회동각도 θ를 규제함으로써 이하와 같은 효과 내지 이점을 갖는다.

첫째, 아암(20)의 회동각도 θ를 한정함으로써 클램프장치(100a, 100b)에 근접 배치된 다른 장치 또는 다른 부재(미도시) 등과 아암(20)이 충돌 또는 접촉되는 것을 피할 수 있고, 협소한 배치공간을 유용하게 이용할 수 있다.

둘째, 아암(20)의 회동각도 θ를 한정하여 작게함으로써 상기 아암(20)이 회동하는 사이클이 빨라지고 작업효율을 향상시킬 수 있다.

셋째, 아암(20)의 회동각도 θ를 한정함으로써 피스톤(30)의 변위량을 감소시켜 상기 피스톤(30)을 변위시키기 위한 공기의 소모량을 줄일 수 있다.

또한 제1 및 제2 변형예에서는 아암(20)의 회동각도 θ를 약 45도 및 약 75도로 설정하고 있지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 클램프장치(100a, 100b)를 조립할 때 아암(20)의 회동각도 θ에 대응하는 다른 너클블록 및 다른 지지레버(미도시)를 조립함으로써 아암(20)의 회동각도 θ를 여러가지로 설정할 수 있다.

그 외 다른 작용효과는 도 1에 도시한 실시예와 동일하기 때문에 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따르면, 긴 홀의 범위내에서 링크부재가 자유롭게 변위할 수 있도록 설치되고, 상기 링크부재를 따르는 지지레버 및 아암이 자유롭게 설치되기 때문에 피가공물을 클램프할 때의 아암의 회동각도가 변하더라도 아암의 클램프력을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.

또 지지레버의 회동동작을 규제하는 고착수단을 설치함으로써 상기 긴 홀에서의 자유도를 제한하고, 아암을 클램프상태의 소정의 위치로 유지하여 뒤틀림을 방지할 수 있다.

Claims

본체(12);

상기 본체(12)의 내부에 설치된 로드부재(32)를 상기 본체(12)의 축방향을 따라 변위시키는 구동수단(14);

상기 로드부재(32)에 연결되는 링크부재(72)와 상기 링크부재(72)에 링크된 지지레버(74)를 포함하고, 상기 로드부재(32)의 직선운동을 회동운동으로 변환하는 토클링크기구(64);

상기 토클링크기구에 연결되고, 상기 구동수단(14)의 구동작용하에 소정각도로 회동하는 아암(20);

상기 링크부재(72)에 형성되고, 상기 로드부재(32)의 일단부에 설치된 너클핀(70)에 체결되는 긴 홀(65); 및

상기 지지레버(74)의 회동동작을 규제하는 고착면(77)이 형성된 고착수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제1항에 있어서, 상기 고착수단은 레버스토퍼(75)로 이루어지고, 상기 지지레버(74)의 측면이 상기 레버스토퍼(75)의 고착면(77)에 당접함으로써 언클램프상태의 초기위치에서의 아암(20)의 회동동작이 규제되는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제2항에 있어서, 상기 레버스토버(75)는 상기 케이싱(46)의 내부에서 케이싱(46)으로부터 분리되어 형성되거나, 또는 상기 케이싱(46)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제1항에 있어서, 상기 구동수단은 한 쌍의 압력유체 출입포트(42a, 42b)를 통해 실린더챔버(28)에 공급되는 압력유체의 작용하에 변위하는 피스톤(30)을 포함하는 실린더부(14)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제1항에 있어서, 상기 본체(12)의 내부에는 상기 아암(20)의 회동각도를 소정 각도로 규제하는 회동각도 규제기구가 설치되는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제5항에 있어서, 상기 아암(20)의 회동각도를 소정 각도로 규제하는 회동각도 규제기구는 상기 지지레버(108a, 108b)에 형성된 고착부(110a, 110b)로 이루어지고, 상기 고착부(110a, 110b)의 당접면(112a, 112b)이 레버스토퍼(75)에 당점함으로써 언클램프상태의 초기위치에서의 상기 아암(20)의 회동각도가 규제되는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
제1항에 있어서, 상기 본체(12)의 내부에는 상기 링크부재(72)의 일단부에 형성된 곡면(81)에 접촉하는 가이드롤러(79)가 설치되는 것을 특징으로 하는 클램프장치.