KR101550749B1

KR101550749B1 - 클램프 장치

Info

Publication number: KR101550749B1
Application number: KR1020147005043A
Authority: KR
Inventors: 타쿠야 히구라시
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2015-09-18
Also published as: JP5688602B2; CN103781591A; EP2752271A1; BR112014004408A2; MX2014002531A; US20140232051A1; TW201318791A; MX351001B; EP2752271B1; EP2752271A4; WO2013031652A1; TWI482692B; KR20140034941A; CN103781591B; US9827642B2; JP2013052464A

Abstract

클램프 장치(10)에 있어서 클램프, 클램프 해제 상태를 검출하는 검출기구(24)는, 피스톤(48) 및 피스톤 로드(50)와 함께 위치 변경하는 검출체(96)와, 상기 검출체(96)와 대면하도록 배치되고, 해당 검출체(96)의 위치를 검출 가능한 기판(94)과, 상기 기판(94)에 접속되어 클램프, 클램프 해제 상태에 대응하여 점등, 소등하는 표시등(108)을 구비한다. 그리고, 암(22)의 회동 각도가 변경되었을 때, 검출기구(24)에 설치된 설정용 버튼(110)을 누름으로써, 클램프 해제 상태를 검출하기 위한 기판(94)에 있어서 제2 검출 위치(128)를 변경하고, 검출체(96)를 새로이 설정한 검출 위치에서 검출할 수 있다.

Description

클램프 장치{CLAMPING DEVICE}

본 발명은, 피스톤의 위치 변경 작용하에 소정 각도로 회동하는 클램프 암을 통하여 워크피스를 클램프하는 것이 가능한 클램프 장치에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들면 자동차 등의 구성 부품을 용접할 때, 그 구성 부품을 클램프하기 위하여 클램프 장치가 사용된다. 본 출원인은, 본체부와, 해당 본체부에 연결되는 실린더부와, 해당 실린더부의 구동 작용하에 본체부 내에 설치된 토글 링크 기구를 통하여 소정 각도 회동하는 클램프 암을 가진 클램프 장치를 제안하였다(일본공개특허 특개2001-113468호 공보 참조).

이러한 클램프 장치는, 실린더부에 공급되는 압력 유체에 의하여 실린더부의 피스톤 및 피스톤 로드를 축 방향으로 위치 변경시킴으로써, 상기 피스톤 로드에 접속되는 토글 링크 기구를 통하여 클램프 암이 피스톤의 변위량에 기초한 작동 각도로 회동하여, 워크피스를 클램프 가능한 클램프 상태와, 상기 클램프 상태가 해제된 클램프 해제 상태를 절환한다.

또한, 이러한 클램프 장치에는, 피스톤 로드에 연결된 너클 블록에 대하여 검출부를 연결하고, 바디의 측부에 설치된 2개의 근접 스위치로 상기 검출부를 검출함으로써 클램프 암의 회동 상태를 검출한다.

최근, 클램프 암의 회동 상태를 더욱 간편하고 높은 정밀도로 검출하고자 하는 요청이 있다.

일본공개특허 특개2001-113468호

본 발명은, 상기의 제안에 관련하여 이루어진 것으로, 클램프 암의 회동 각도를 변경한 경우라도, 해당 클램프 암의 회동 상태를 간편하고 높은 정밀도로 검출하는 것이 가능한 클램프 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 실린더부에 있어서 직선 운동을 토글 링크 기구에 의하여 회동 운동으로 변환하여 클램프 암에 의하여 워크피스를 클램프하는 클램프 장치에 있어서,

본체부와,

상기 본체부에 연결되고, 압력 유체에 의한 누름 압력 작용 하에 축 방향을 따라 위치 변경하는 피스톤을 가지는 실린더부와,

상기 실린더부에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되고, 상기 피스톤의 위치 변경을 규제하여 해당 피스톤의 스트로크 변위량을 조정 가능한 조정기구와,

상기 피스톤 및 피스톤 로드와 함께 스트로크 변위하는 검출체와, 해당 검출체의 위치를 검출 가능한 검출부를 가지고, 상기 검출체가 스트로크 변위할 때의 위치를 상기 검출부로 검출함으로써 상기 클램프 암에 의한 상기 워크피스의 클램프, 클램프 해제 상태를 검출하는 검출기구와,

상기 조정기구에 의하여 상기 스트로크 변위량이 조정되었을 때, 상기 검출부에 의한 상기 검출체의 검출 위치를 설정하는 위치 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 클램프 장치에 있어서, 조정기구에 의하여 피스톤의 스트로크 변위량을 조정하여 클램프 암의 회동 각도를 변경한 경우, 검출기구의 검출체를 검출부로 검출했을 때의 검출 위치를 위치 설정 수단에 의하여 변경하여 설정하는 것이 가능하므로, 예를 들면, 상기 클램프 암의 회동 각도를 변경하는 때에, 검출기구를 본체부로부터 분리하여 조정 작업을 행할 필요가 없이, 상기 회동 각도의 변경에 대응하는 검출 위치의 변경 작업을 간편하게 행할 수 있다. 그 결과, 클램프 암의 회동 각도의 조정을 확실하고 효율적으로 행하는 것이 가능하게 되고, 이에 수반하여, 클램프 암의 회동 상태를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

또한, 위치 설정 수단은, 검출부에 대하여 전기적으로 접속되고, 클램프 암이 클램프 또는 클램프 해제 상태에 있는 경우에 밀어 누름으로써, 상기 클램프 또는 클램프 해제 상태에 대응한 상기 검출부의 검출 위치를 설정 가능한 스위치인 것이 좋다.

그리고, 검출체는, 피스톤 로드에 연결되는 연결 암에 지지되는 홀더와,

상기 홀더의 내부에 수납되어, 자기(磁氣)를 가지는 검출자를 구비하며,

상기 검출자의 자기를 상기 검출부로 검출하면 좋다.

그리고 또한, 검출자를, 코일로 구성하면 좋다.

또한, 검출기구는, 워크피스의 클램프, 클램프 해제 상태에 점등하는 표시등을 더 구비하고, 상기 표시등을 상기 검출기구에 있어서 외부로부터 시각적으로 인식 가능한 위치에 배치하면 좋다.

또한, 표시등은, 클램프 상태에서 점등하는 제1 표시등과,

클램프 해제 상태에서 점등하는 제2 표시등을 구비하고,

상기 제1 표시등과 상기 제2 표시등을 각각 다른 색으로 형성하면 좋다.

본 발명에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

즉, 조정기구에 의하여 피스톤의 스트로크 변위량을 조정하여 클램프 암의 회동 각도를 변경한 경우에, 검출기구의 검출체를 검출부로 검출할 때의 검출 위치를 위치 설정 수단으로 변경하여 설정하는 것이 가능하므로, 예를 들면, 상기 클램프 암의 회동 각도를 변경할 때에, 검출기구를 본체부로부터 분리하여 조정 작업을 행할 필요가 없고, 상기 회동 각도의 변경에 대한 검출 위치의 변경 작업을 간편하게 행할 수 있다. 그 결과, 클램프 암의 회동 각도 조정을 확실하고 효율적으로 할 수 있으며, 그 회동 상태를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시 형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 클램프 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 클램프 장치로부터 제1 케이싱 및 스위치 하우징을 분리한 상태를 나타낸 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 클램프 장치의 일부 생략 전체 단면도이다.
도 4는 도 3의 클램프 장치에 있어서 검출기구 근방을 나타낸 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 클램프 장치에 있어서 검출기구 근방을 사선 하측으로부터 바라본 확대 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 검출기구를 구성하는 스위치 하우징의 저면도이다.
도 7은 도 2에 나타낸 검출기구를 별도의 방향으로부터 바라본 사시도이다.
도 8은 도 3에 나타낸 클램프 장치에 있어서 암이 소정 각도만큼 회동한 클램프 해제 상태를 나타낸 일부 생략 종단면도이다.

본 발명에 따른 클램프 장치에 관하여 적절한 실시 형태를 들며, 첨부의 도면을 참조하면서 이하, 상세하게 설명한다. 도 1에 있어서, 참조부호 10은, 본 발명의 실시 형태에 따른 클램프 장치를 나타낸다.

이러한 클램프 장치(10)는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 압력 유체의 공급 작용 하에 구동하는 실린더부(12)와, 해당 실린더부(12)의 상단부에 연결되어, 제1 및 제2 케이싱(14, 16)으로부터 편평한 형상으로 형성되는 바디(18, 본체부)와, 상기 바디(18)로부터 외부로 돌출된 직사각 형상의 축 받이부(20)에 연결되는 암(22, 클램프 암)과, 상기 바디(18)의 측부에 설치되어, 상기 암(22)에 의한 워크피스(미도시)의 클램프, 클램프 해제 상태를 검출하는 검출기구(24)를 구비한다. 그리고, 바디(18)의 측면에는, 도시하지 않은 설치용 나사를 나사 삽입하여 클램프 장치(10)를 다른 부재에 설치하는 복수의 설치홀(26)이 형성된다.

실린더부(12)는, 실린더 챔버(28)를 내부에 가지는 중공 형상의 실린더 튜브(30)와, 상기 실린더 튜브(30)의 일단부에 연결되어 상기 실린더 챔버(28)를 밀폐하는 엔드 블록(32)과, 상기 실린더 튜브(30)의 타단부를 밀폐하는 엔드 플레이트(34)를 포함한다. 이 경우, 실린더 튜브(30)는, 단면이 편평한 형상으로 형성되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 단면이 원 형상 또는 단면이 타원 형상으로 형성하여도 좋다.

그리고, 엔드 블록(32)의 네 모퉁이 각부(角部)에는 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 관통홀(미도시)이 형성되고, 상기 관통홀에 각각 체결 볼트(36, 도 1 및 도 2 참조)가 삽입 관통되어 바디(18)에 대하여 체결됨으로써, 상기 실린더 튜브(30) 및 엔드 플레이트(34)가 상기 엔드 블록(32)과 바디(18) 사이에 밀착 지지되어, 상기 엔드 블록(32), 실린더 튜브(30) 및 엔드 플레이트(34)가 바디(18)에 대하여 일체적으로 연결된다.

실린더 튜브(30)의 측면에는, 도 3과 같이, 엔드 블록(32) 근방이 되는 위치에 압력 유체(예를 들면, 압축 공기)가 공급, 배출되는 한 쌍의 제1 유체 포트(38a, 38b)가 형성되며, 엔드 플레이트(34) 근방이 되는 위치에 압력 유체(예를 들면, 압축 공기)가 공급, 배출되는 한 쌍의 제2 유체 포트(40a, 40b)가 형성된다.

제1 유체 포트(38a, 38b)와 제2 유체 포트(40a, 40b)는, 실린더 튜브(30)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 상호 소정 각도 이격하여 배치됨과 동시에, 상기 실린더 튜브(30)의 축선에 대하여 대략 대칭되도록 반대측의 측면에도 각각 형성된다.

그리고, 한 쌍의 제1 및 제2 유체 포트(38a, 38b, 40a, 40b)는 어느 일측만이 선택적으로 사용되며, 예를 들면, 사용되고 있지 않은 타측의 제1 및 제2 유체 포트(38b, 40b)는 플러그(42)에 의하여 각각 밀폐된다(도 3 참조). 그리고, 제1 및 제2 유체 포트(38a, 38b, 40a, 40b)는, 각각 실린더 챔버(28)와 연통하고 있다.

엔드 블록(32)의 대략 중앙부에는, 하측으로부터 조정 볼트(44)가 나사 결합되고, 그 단부가 소정 길이만큼 실린더 챔버(28) 내에 돌출된다. 이러한 조정 볼트(44)는, 예를 들면, 스터드 볼트로 이루어지고, 그 단부에는, 예를 들면, 고무제 재료에 의하여 형성되는 댐퍼(46)가 장착된다. 그리고, 후술할 실린더부(12)의 피스톤(48)을 체결하는 연결 볼트(54)가 조정 볼트(44)에 맞닿아 접함으로써, 해당 피스톤(48)의 위치 변경이 규제됨과 동시에, 맞닿아 접할 때에 발생하는 충격이나 충격음이 댐퍼(46)에 의하여 적절히 흡수된다(도 8 참조).

또한, 조정 볼트(44)는, 그 나사 회전 작용 하에 실린더 튜브(30)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 자유로이 위치 변경 가능하게 설치됨과 동시에, 엔드 블록(32)의 외측에 로크 너트(49)가 나사 결합된다. 그리고, 조정 볼트(44)는, 실린더 챔버(28)측(화살표 A 방향)으로의 돌출 길이를 변경함으로써 피스톤(48)의 축 방향(화살표 B 방향)을 따라 변위량(스트로크량)을 조정함과 동시에, 조정이 이루어진 조정 볼트(44)에 대하여 로크 너트(49)를 나사 회전시켜, 엔드 블록(32)의 끝면에 맞닿아 접하게 함으로써 해당 조정 볼트(44)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 변위가 규제되어 고정된다.

즉, 조정 볼트(44)는, 피스톤(48)의 변위량을 조정함으로써, 암(22)의 회동 각도를 조정 가능한 조정기구로서 기능한다.

엔드 플레이트(34)는, 대략 중앙부에 후술할 실린더부(12)의 피스톤 로드(50)가 삽입 관통되는 홀부(52)를 가지고, 상기 피스톤 로드(50)를 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 자유로이 위치 변경 가능하게 지지하고 있다.

한편, 실린더 튜브(30)의 내부에는, 실린더 챔버(28)를 따라 자유로이 위치 변경 가능한 피스톤(48)이 설치되고, 해당 피스톤(48)의 중앙부에는 연결 볼트(54)에 의하여 길이가 긴 피스톤 로드(50)의 일단부가 연결된다. 피스톤(48)의 외주면에는, 링 형상 홈을 통하여 피스톤 패킹(56)이 장착된다. 이 경우, 피스톤(48)이 바디(18)로부터 이격하는 방향(화살표 B 방향)으로 위치 변경하고, 연결 볼트(54)가 조정 볼트(44)에 설치된 댐퍼(46)에 맞닿아 접함으로써, 해당 피스톤(48)의 위치 변경이 변위 종단 위치(하한 위치)로 규제됨과 동시에, 상기 피스톤(48)이 맞닿아 접할 때 발생하는 충격이 상기 댐퍼(46)에 의하여 완충된다. 또한, 피스톤 로드(50)는, 바디(18)측(화살표 A 방향)을 향하여 연장 형성되도록 배치된다.

바디(18)는, 비대칭 형상으로 형성되는 제1 케이싱(14)과 제2 케이싱(16)으로 이루어지고, 상기 제1 케이싱(14)과 제2 케이싱(16)이 일체적으로 조립된다.

제1 케이싱(14) 및 제2 케이싱(16)의 내벽면에는, 각각 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 가이드 홈(미도시)이 형성되고, 상기 피스톤 로드(50)의 타단부에 연결되는 너클 조인트(58)가 자유로이 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.

또한, 바디(18)의 측면에는, 슬릿(60)이 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 소정 길이로 개방되고, 해당 슬릿(60)에는 후술할 검출기구(24)의 연결 암(95)이 삽입 관통된다.

너클 조인트(58)는, 소정 간격으로 이격하여 대략 평행하게 분기된 양다리부(62)를 가진 너클 블록(64)과, 상기 양다리부(62)에 형성된 홀부에 삽입 관통되는 너클 핀(66)으로 구성되며, 피스톤 로드(50)의 직선 운동을 암(22)의 회동 운동으로 변환하는 토클 링크 기구(68)가 설치된다.

또한, 너클 블록(64)의 양다리부(62)에는, 상측을 향하여 돌출된 릴리즈용 돌기부(70)가 설치되고, 해당 릴리즈용 돌기부(70)는, 암(22)에 의하여 워크피스를 클램프했을 때에, 제1 및 제2 케이싱(14, 16)의 상부에 형성된 대략 직사각 형상의 개방홀(72)로부터 소정 길이만큼 각각 돌출되도록 설치된다.

토글 링크 기구(68)는, 바디(18)의 내부에 설치되고, 너클 핀(66)을 통하여 너클 조인트(58)의 양다리부(62)의 사이에 연결되는 링크 플레이트(74)와, 제1 및 제2 케이싱(14, 16)에 형성되는 개구부에 각각 자유로이 회동 가능하게 축 지지되는 지지 레버(76)를 가진다. 그리고, 토클 링크 기구(68)는 바디(18)의 내부에 설치됨으로써, 예를 들면, 클램프 장치(10)의 설치 환경 하에 있어서 대기중에 비산하는 스패터(spatter) 등의 부착이 방지된다.

링크 플레이트(74)는, 너클 조인트(58)와 지지 레버(76) 사이에 장착되고, 상기 너클 조인트(58)와 지지 레버(76)를 링크하는 기능을 수행한다. 이러한 링크 플레이트(74)에는, 소정 간격으로 이격한 한 쌍의 홀 부가 형성되고, 일측의 홀부에 축 지지되는 너클 핀(66) 및 너클 조인트(58)를 통하여 피스톤 로드(50)의 타단부에 연결되며, 타측의 홀부에 축 지지되는 링크 핀(78)을 통하여 지지 레버(76)에 연결된다.

지지 레버(76)는, 링크 핀(78)이 축 지지되는 양다리로 갈라진 형상의 지지부(80)와, 피스톤 로드(50)의 축선과 대략 직교하는 방향으로 돌출되고, 개구부를 통하여 바디(18)의 외부에 노출되는 한 쌍의 축 받이부(20)를 가진다. 이러한 축 받이부(20)에는, 도시하지 않은 워크피스를 클램프하는 암(22)이 자유로이 탈착 가능하게 장착되고, 상기 암(22)이 지지 레버(76)와 함께 자유로이 회동 가능하게 설치된다(도 1 참조).

즉, 피스톤 로드(50)의 직선 운동은, 너클 조인트(58) 및 링크 플레이트(74)를 통하여 지지 레버(76)로 전달되고, 해당 지지 레버(76)가 소정 각도만큼 회동하여 위치 변경함으로써, 해당 지지 레버(76)에 장착되는 암(22)이 회동하게 된다.

그리고, 제1 및 제2 케이싱(14, 16)의 내부에는, 토글 링크 기구(68) 근방이 되는 상부측의 오목부에 가이드 롤러(84)가 자유로이 회전 가능하게 설치된다. 이러한 가이드 롤러(84)는, 핀 부재(86)를 통하여 자유로이 회전 가능하게 축 지지되고, 해당 가이드 롤러(84)의 내부에는, 그 둘레 방향을 따라 복수의 니들 베어링(88)이 장착되어 있다. 즉, 니들 베어링(88)의 회전 동작 작용 하에 가이드 롤러(84)가 원활하게 회동하도록 설치된다. 그리고, 토글 링크 기구(68)를 구성하는 링크 플레이트(74)의 회동 작용 하에 그 만곡면이 접촉함으로써 가이드 롤러(84)가 회전하여 위치 변경한다.

한편, 바디(18)의 꼭대기부에는, 릴리즈용 돌기부(70)를 커버하는 톱 커버(90)가 자유로이 탈착 가능하게 설치되며, 상기 릴리즈용 돌기부(70)를 조작할 때에는, 예를 들면, 고무로 형성된 톱 커버(90)를 바디(18)에 대하여 분리하여 해당 릴리즈용 돌기부(70)를 외부로 노출시킴과 동시에, 해당 릴리즈용 돌기부(70)의 조작을 행하지 않을 경우에는, 개방홀(72)로부터 돌출된 릴리즈용 돌기부(70)를 포함한 꼭대기부가 상기 톱 커버(90)에 의하여 전체적으로 덮여 감싸진다.

검출기구(24)는, 도 3 및 도 4와 같이 제1 및 제2 케이싱(14, 16)의 측면에 볼트(미도시)를 통하여 장착되고, 스위치 하우징(92)과, 상기 스위치 하우징(92)의 내부에 설치되는 기판(94, 검출부)과, 너클 블록(64)에 연결되는 연결 암(95)의 단부에 설치되어 상기 기판(94)을 따라 위치 변경하는 검출체(96)와, 상기 기판(94)으로 검출된 상기 검출체(96)의 위치를 검출 신호로서 외부로 출력하는 출력 단자(98)를 포함한다.

스위치 하우징(92)은, 예를 들면, 수지제 재료로 이루어진 상자 형상으로 형성되고, 그 개방된 단부가 슬릿(60)이 형성된 바디(18)의 측면에 대하여 장착된다(도 2 및 도 3 참조). 이러한 스위치 하우징(92)은, 상기 슬릿(60)을 감싸도록 장착된다. 그리고, 스위치 하우징(92)의 길이 방향(화살표 A, B 방향)과 직교하는 관통홀(100)에 도시하지 않은 볼트를 삽입하고, 바디(18)의 측면에 대하여 나사 결합시킴으로써 상기 스위치 하우징(92)이 상기 바디(18)에 대하여 고정된다.

또한, 스위치 하우징(92)에는, 그 길이 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 대략 중앙부 근방에 바디(18)로부터 이격하는 방향(측면 방향)으로 팽창하여 돌출된 팽출부(102)를 가지고, 해당 팽출부(102)의 바닥부에는 출력 단자(98)가 설치된다. 이러한 바닥부에는, 스위치 하우징(92)의 길이 방향(화살표 A, B 방향)과 직교하도록 형성된다.

출력 단자(98)는, 스위치 하우징(92)의 내부에 있어서 기판(94)에 전기적으로 접속됨과 동시에, 그 일부가 외부로 노출되도록 설치된다. 그리고, 출력 단자(98)에는, 그 외부로 돌출된 부위에 커넥터(104)가 접속되고, 기판(94)에 의하여 검출된 검출체(96)의 위치가, 출력 신호로서 상기 커넥터(104)에 접속된 리드 선(106)을 통하여 도시하지 않은 컨트롤러로 출력된다.

또한, 팽출부(102)의 바닥부에는, 출력 단자(98)에 대하여 이격한 위치에 암(22)의 클램프, 클램프 해제 상태를 시각적으로 인식 가능한 표시등(108)이 설치됨과 동시에, 상기 표시등(108)의 근방에는, 상기 암(22)의 클램프 해제 상태를 시각적으로 인식시킬 때 이용되는 설정용 버튼(110, 위치 설정 수단)이 설치된다.

그리고, 표시등(108) 및 설정용 버튼(110)은, 각각 스위치 하우징(92)이 외부에 노출됨과 동시에, 도시하지 않은 배선 등을 통하여 기판(94)과 전기적으로 각각 접속된다.

이러한 표시등(108)은, 스위치 하우징(92)에 있어서 시각적으로 인식하기 쉬운 위치에 설치되고, 예를 들면, 암(22)이 클램프 상태에서 점등하는 클램프 등(112, 제1 표시등)과, 상기 암(22)이 클램프 해제 상태에서 점등하는 클램프 해제 등(114, 제2 표시등)과, 전원이 공급되고 있을 때 점등하는 전원등(116)으로 구성된다. 클램프 등(112), 클램프 해제 등(114) 및 전원등(116)은, 상호 소정 간격으로 이격하여 일직선 상에 배치되고, 각각 다른 색으로 설정하여 시각적으로 인식하기 용이하도록 하는 것이 적절하다.

한편, 스위치 하우징(92)의 내부에는, 바디(18)에 대하여 평행하고 소정 간격으로 이격하도록 기판(94)이 설치된다. 이러한 기판(94)은, 스위치 하우징(92)에 대하여 고정됨과 동시에, 상기 스위치 하우징(92)의 길이 방향을 따라 소정 길이로 형성된다.

검출체(96)는, 도 1 내지 도 7과 같이, 예를 들면, 수지제 재료로 이루어져 단면이 대략 직사각 형상으로 형성된 홀더(118)와, 상기 홀더(118)에 개방된 수납홀(120)에 수납되는 코일(122, 검출자, 도 4 참조)로 이루어지고, 상기 코일(122)은 상기 홀 부내에 있어서 봉지체(124)에 의하여 밀봉된다.

또한, 검출체(96)는, 그 일측면에 연결 암(95)의 일단부가 연결되고, 상기 일측면과 반대측이 되는 타측면이 기판(94)과 대략 평행하고 일정 간격으로 이격한 상태로 배치된다(도 4 참조). 그리고, 연결 암(95)의 타단부가, 볼트(125)에 의하여 너클 블록(64)에 연결된 상태에서, 피스톤(48), 피스톤 로드(50) 및 상기 너클 블록(64)이 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 위치 변경함으로써, 연결 암(95)을 통하여 검출체(96)가 기판(94)을 따라 위치 변경한다.

즉, 검출체(96)가 기판(94)을 따라 이동함으로써, 코일(122)에서 발생하는 자기(磁氣)를 미리 기판(94)에 설정된 제1 및 제2 검출 위치(126, 128, 도 4 참조)에서 검출하고, 출력 단자(98) 및 커넥터(104)를 통하여 도시하지 않은 컨트롤러로 제어신호로서 출력함으로써, 상기 검출체(96)의 축 방향(화살표 A, B 방향)에 따른 위치에 기초하여 암(22)의 회동 각도를 검출한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 클램프 장치(10)는, 기본적으로 이상과 같이 구성된 것이며, 다음에 그 동작 및 작용 효과에 관하여 설명한다.

우선, 도시하지 않은 고정수단을 통하여 클램프 장치(10)를 소정 위치에 고정함과 동시에, 압력 유체 공급원에 접속된 도시하지 않은 튜브 등을 제1 및 제2 유체 포트(38a, 40a)에 각각 접속한다. 한편, 검출기구(24)의 출력 단자(98)에 접속된 커넥터(104)는, 리드 선(106)을 통하여 도시하지 않은 컨트롤러에 접속되며, 검출기구(24)에 있어서 전원등(116)이 통전되어 점등한 상태에 있다.

그리고, 도 3은, 도시하지 않은 워크피스를 클램프한 클램프 상태의 클램프 장치(10)를 나타내고, 도 8은 클램프 해제 상태의 클램프 장치(10)를 나타낸 것이며, 이하, 도 3의 클램프 상태의 초기 상태로서 설명한다.

암(22)의 클램프 상태에 있어서, 도 3 및 도 4와 같이, 검출체(96)가 스위치 하우징(92) 내에서 상측으로 위치하고, 해당 검출체(96)에 대면하는 제1 검출 위치(126)가 미리 상기 기판(94)에 대하여 설정되어 있다. 즉, 도 4와 같이 검출체(96)가 제1 검출 위치(126)에 대치한 때, 기판(94)으로부터 컨트롤러(미도시)에 대하여 상기 클램프 상태에 있는 것을 나타내는 제어 신호가 출력됨과 동시에, 상기 기판(94)을 통하여 클램프 등(112)이 통전되어 점등 상태가 된다.

이와 같이, 클램프 등(112)이 점등하고 있는 초기 상태의 클램프 장치(10)에 있어서, 도시하지 않은 압력 유체 공급원으로부터 제2 유체 포트(40a)로 압력 유체를 공급하고, 해당 압력 유체가 실린더 챔버(28)로 공급된다. 이러한 실린더 챔버(28)로 공급되는 압력 유체의 작용 하에서 피스톤(48)이 바디(18)로부터 이격하는 방향(화살표 B 방향)을 향하여 밀어 눌려지고, 해당 실린더 챔버(28)를 따라 엔드 블록(32)측으로 하강한다. 그리고, 피스톤(48) 및 피스톤 로드(50)의 위치 변경 작용 하에 너클 블록(64)이 가이드 홈(미도시)의 안내 작용 하에 슬라이딩 이동하면서 위치 변경한다. 그리고, 이때, 제1 유체 포트(38a)는, 대기 개방 상태로 해 둔다.

이때, 너클 블록(64)에 연결된 연결 암(95)과 함께 검출체(96)가 스위치 하우징(92)의 내부를 기판(94)을 따라 하강하고, 상기 검출체(96)가 제1 검출 위치(126)로부터 이격함에 수반하여, 해당 제1 검출 위치(126)에 있어서 코일(122)의 자기가 검출되게 되며, 그 결과, 컨트롤러로 출력 신호가 점멸되므로, 해당 컨트롤러에 있어서 클램프 장치(10)의 클램프 상태가 해제되는 것이 확인된다. 동시에, 기판(94)으로부터 표시등(108)의 클램프 등(112)으로의 통전이 정지되고, 점등 상태에 있던 상기 클램프 등(112)이 꺼진다. 따라서, 클램프 장치(10)의 클램프 상태가 해제된 것을, 클램프 등(112)이 꺼짐에 의하여 상기 클램프 장치(10)의 외부로부터 확실하게 확인할 수 있다. 그리고, 클램프 해제 등(114)은 꺼진 상태로 유지된다.

이러한 피스톤(48)의 직선 운동은, 피스톤 로드(50) 및 너클 조인트(58)를 통하여 토클 링크 기구(68)로 전달되고, 상기 토클 링크 기구(68)를 구성하는 지지 레버(76)의 회동 작용 하에서 암(22)의 회동 운동으로 변환된다. 즉, 피스톤(48)의 직선 운동에 의하여, 피스톤 로드(50)에 연결된 너클 조인트(58) 및 링크 플레이트(74)를 하측(화살표 B 방향)을 향하여 잡아당기는 힘이 작용한다.

그리고, 링크 플레이트(74)에 대한 인장력은, 너클 핀(66)을 지지점으로 하여 해당 링크 플레이트(74)를 소정 각도 회동시킴과 동시에, 해당 링크 플레이트(74)의 링크 작용 하에 지지 레버(76)를 시계 방향으로 회동시킴으로써, 상기 지지 레버(76)의 축 받이부(20)를 지지점으로 하여 암(22)이 소정 각도 회동한다. 그리고, 피스톤(48)에 연결된 연결 볼트(54)가 엔드 블록(32)에 나사 결합된 조정 볼트(44)의 댐퍼(46)에 맞닿아 접함으로써, 상기 피스톤(48)의 위치 변경이 더욱 규제되고, 피스톤 로드(50) 및 토글 링크 기구(68)를 통하여 해당 암(22)의 회동 위치 변경이 정지한다.

그 결과, 클램프 장치(10)는, 도 8과 같이, 암(22)이 클램프 상태로부터 시계 방향으로 소정 각도만큼 회동한 클램프 해제 상태가 되며, 검출체(96)가 하강하여 기판(94)의 제2 검출 위치(128)에 대치한 상태가 된다.

그리고, 검출체(96)의 코일(122)에 의한 자기가, 제2 검출 위치(128)에서 검출된 후, 출력 신호로서 도시하지 않은 컨트롤러로 출력되어 클램프 장치(10)가 클램프 해제 상태에 있는 것이 확인됨과 동시에, 해당 기판(94)을 통하여 표시등(108)의 클램프 해제 등(114)이 통전되어 점등한다.

그리고, 기판(94)의 제2 검출 위치(128)는, 암(22)의 클램프 해제 상태에 있어서 상기 검출체(96)가 대치하는 위치(도 4 중, 이점 쇄선 형상 참조)에 미리 설정되어 있다.

한편, 도 8에 나타낸 클램프 장치(10)의 클램프 해제 상태에 있어서, 도시하지 않은 절환 밸브의 절환 작용 하에 제1 유체 포트(38a)로 압력 유체를 공급함으로써 피스톤(48)이 바디(18)측(화살표 A 방향)을 향하여 위치 변경한다. 그리고, 이때, 제2 유체 포트(40a)는, 대기 개방 상태로 해 둔다. 그리고, 이러한 피스톤(48)과 함께 피스톤 로드(50)가 바디(18)측(화살표 A 방향)을 향하여 위치 변경함으로써, 토클 링크 기구(68)를 구성하는 링크 플레이트(74)를 통하여 지지 레버(76)가 상기와는 역방향으로 회동하고, 그에 수반하여, 암(22)이 도시하지 않은 워크피스측을 향하여 회동한다.

이때, 너클 블록(64)에 연결된 연결 암(95)을 통하여 검출체(96)가 기판(94)을 따라 상측(화살표 A 방향)으로 위치 변경하고, 해당 검출체(96)가 상기 기판((4)의 제1 검출 위치(126)에 대치함으로써, 코일(122)의 자기가 검출되어 상기 검출체(96)가 상기 제1 검출 위치(126)에 도달한 것이 검출된다. 따라서, 검출체(96)가 제1 검출 위치(126)에 도달한 것이 출력 신호로서 출력 단자(98), 커넥터(104)를 통하여 도시하지 않은 컨트롤러로 출력되고, 클램프 장치(10)가 클램프 상태에 있는 것이 확인됨과 동시에, 기판(94)으로부터 클램프 해제 등(114)의 통전이 차단되어 꺼지는 한편, 클램프 등(112)이 통전되어 점등한다.

다음으로, 위에서 서술한 클램프 장치(10)에 있어서, 조정 볼트(44)에 의하여 암(22)의 회동 각도를 조정하고, 그에 수반하여, 검출기구(24)의 조정을 행하는 경우에 관하여 간단히 설명한다. 여기서는, 암(22)의 회동 각도를 위에서 서술한 클램프 장치(10)에 대하여 작게 하는 경우에 관하여 설명하고, 상세하게는, 암(22)의 클램프 해제 위치를 변경하는 경우에 관하여 설명한다.

우선, 조정 볼트(44)를 나사 회전하고, 그 단부의 바디(18)측(화살표 A 방향)으로 돌출 길이를 크게 하고, 로크 너트(49)에 의하여 고정한다. 따라서, 암(22)을 클램프 상태로부터 클램프 해제 상태로 절환할 때, 조정 볼트(44)의 단부가, 위에서 서술한 클램프 장치(10)의 경우와 비교하여 바디(18)측으로 이동하고 있기 때문에, 피스톤(48)의 하측으로의 변위량이 작아지게 된다. 따라서, 피스톤(48)의 위치 변경 작용 하에 토클 링크 기구(68)를 통하여 회동하여 위치 변경하는 암(22)의 회동 각도가 작아지게 된다.

다음으로, 피스톤(48)을 체결하는 연결 볼트(54)가 조정 볼트(44)에 맞닿아 접하고, 암(22)이 클램프 해제 상태에 있는 것을 확인한 후, 작업자가 검출기구(24)의 설정용 버튼(110)을 누름으로써, 기판(94)에 있어서 검출체(96)가 대치하고 있는 부위가 새로운 제2 검출 위치(128)로서 설정된다. 즉, 조정 볼트(44)에 의하여 암(22)의 회동 각도를 변경함으로써, 클램프 해체 위치가 변경되므로, 설정용 버튼(110)을 누름으로써 클램프 해제 상태를 검출하기 위한 제2 검출 위치(128)를 기판(94)에 있어서 재설정한다.

따라서, 암(22)의 회동 각도가 변경된 경우라도, 설정용 버튼(110)에 의하여 기판(94)에 대하여 제2 검출 위치(128)를 간단히 재설정할 수 있으므로, 변경된 암(22)의 클램프 해제 위치를 검출기구(24)에 의하여 확실하고 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 클램프 장치(10)에 있어서 암(22)의 회동 각도를 변경한 경우라도, 해당 암(22)의 클램프 해제 상태에 있어서 상기 검출기구(24)의 설정용 버튼(110)을 누름으로써, 검출기구(24)와 대면하는 기판(94)의 제2 검출 위치(128)를 재설정할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 암(22)의 회동 각도를 변경할 때에, 검출기구(24)를 바디(18)로부터 분리하여 재조정을 할 필요가 없이, 상기 회동 각도의 변경에 대한 검출기구(24)의 조정 작업을 간편하게 행할 수 있다. 그 결과, 암(22)의 회동 각도 조정을 확실하고 효율적으로 행할 수 있게 된다.

또한, 암(22)의 클램프, 클램프 해제 상태를, 검출기구(24)에 있어서 전기적으로 검출할 수 있으므로, 더욱 높은 정밀도로 상기 암(22)의 회동 상태를 확인할 수 있다.

그리고, 암(22)의 클램프, 클램프 해제 상태를, 표시등(108)에 있어서 클램프 등(112), 클램프 해제 등(114)에 의하여 외부로부터 더욱 용이하고 확실하게 확인할 수 있으므로, 예를 들면, 상기 암(22)의 회동 상태가 시각적으로 인식하기 힘든 설치 환경 하(예를 들면, 어두운 장소)에 있어서도 상기 표시등(108)을 확인함으로써, 외부로부터 확실하게 확인할 수 있으므로 적합하다.

그리고 또한, 위에서 서술한 본 실시 형태에 있어서는, 암(22)이 클램프 해제 상태에 있는 것을 검출하기 위한 제2 검출 위치(128)를 설정용 버튼(110)에 의하여 재설정하는 경우에 관하여 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 암(22)의 클램프 상태를 검출하기 위한 제1 검출 위치(126)를 상기 설정용 버튼(110)으로 재설정할 수 있도록 하여도 좋다.

그리고, 본 발명에 따른 클램프 장치는, 위에서 서술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하는 일이 없이, 다양한 구성을 채택하여 얻을 수 있음은 물론이다.

Claims

실린더부(12)에 있어서 직선 운동을 토글 링크 기구(68)에 의하여 회동 운동으로 변환하여 클램프 암(22)에 의하여 워크피스를 클램프하는 클램프 장치(10)에 있어서,
본체부(18)와,
상기 본체부(18)에 연결되고, 압력 유체에 의한 누름 압력 작용 하에 축 방향을 따라 위치 변경하는 피스톤(48) 및 피스톤 로드(50)를 가지는 실린더부(12)와,
상기 실린더부(12)에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되고, 상기 피스톤(48)의 위치 변경을 규제하여 해당 피스톤(48)의 스트로크 변위량을 조정 가능한 조정기구(44)와,
상기 피스톤(48) 및 상기 피스톤 로드(50)와 함께 스트로크 변위하는 검출체(96)와, 해당 검출체(96)의 위치를 검출 가능한 검출부(94)를 가지고, 상기 검출체(96)가 스트로크 변위했을 때의 위치(126, 128)를 상기 검출부(94)로 검출함으로써 상기 클램프 암(22)에 의한 상기 워크피스의 클램프, 클램프 해제 상태를 검출하는 검출기구(24)와,
상기 조정기구(44)에 의하여 상기 스트로크 변위량이 조정되었을 때, 상기 검출부(94)에 의한 상기 검출체(96)의 검출 위치(126, 128)를 설정하는 위치 설정 수단(110)을 구비하며,
상기 위치 설정 수단(110)은, 상기 검출부(94)에 대하여 전기적으로 접속되고, 상기 클램프 암(22)이 클램프 또는 클램프 해제 상태에 있는 경우에 밀어 누름으로써, 상기 클램프 또는 클램프 해제 상태에 대응한 상기 검출부(94)의 상기 검출 위치(126, 128)를 설정하는 스위치(110)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1에 있어서,
상기 검출체(96)는, 상기 피스톤 로드(50)에 연결되는 연결 암(95)에 지지되는 홀더(118)와,
상기 홀더(118)의 내부에 수납되어, 자기(磁氣)를 가지는 검출자(122)를 구비하며,
상기 검출자(122)의 자기가 상기 검출부(94)로 검출되는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 2에 있어서,
상기 검출기구(24)는, 상기 워크피스의 클램프, 클램프 해제 상태에 점등하는 표시등(108)을 구비하고, 상기 표시등(108)이 상기 검출기구(24)에 있어서 외부로부터 시각적으로 인식 가능한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 3에 있어서,
상기 검출자(122)는, 코일(122)로 이루어진 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 4에 있어서,
상기 표시등(108)은, 상기 클램프 상태에서 점등하는 제1 표시등(112)과,
상기 클램프 해제 상태에서 점등하는 제2 표시등(114)을 구비하고,
상기 제1 표시등(112)과 상기 제2 표시등(114)이 각각 다른 색으로 형성되는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
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청구항 1에 있어서,
상기 검출기구(24)는, 상기 워크피스의 클램프, 클램프 해제 상태에 점등하는 표시등(108)을 구비하고, 상기 표시등(108)이 상기 검출기구(24)에 있어서 외부로부터 시각적으로 인식 가능한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 8에 있어서,
상기 표시등(108)은, 상기 클램프 상태에서 점등하는 제1 표시등(112)과,
상기 클램프 해제 상태에서 점등하는 제2 표시등(114)을 구비하고,
상기 제1 표시등(112)과 상기 제2 표시등(114)이 각각 다른 색으로 형성되는 것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
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