KR102159170B1

KR102159170B1 - 클램프 장치

Info

Publication number: KR102159170B1
Application number: KR1020197008564A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 데라사키; 가즈요시 다카하시; 아츠시 다마이; 고이치 가츠마타
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2020-09-23
Also published as: CN109641333B; DE112017004210T5; RU2729678C1; DE112017004210B4; MX2019002192A; TW201806705A; TWI635935B; WO2018037650A1; US20190184526A1; JP6678957B2; CN109641333A; JP2018030186A; US10967485B2; BR112019003765A2; KR20190042666A

Abstract

클램프 장치(10)는, 구동부(12)의 작용 하에 클램프 암(18)과 일체로 회동하는 회동축(90)에 설치되고, 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되는 금속제의 검출체(20)와, 검출체(20)에 대향하도록 배치되고, 검출체(20)의 자기 손실을 검출하는 1개의 근접 센서(22)를 구비한다. 검출체(20)는, 근접 센서(22)의 검출면(124)에 대향하는 센서 대향부(126)의 면적이 회동축(90)의 회전에 수반하여 변화하도록 형성되어 있다.

Description

클램프 장치

본 발명은, 회동하는 클램프 암에 의해 워크피스를 클램핑하는 클램프 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 예를 들면, 자동차 등의 자동 조립 라인에 있어서, 프레스 성형된 복수의 판재를 클램프 장치로 클램핑 한 상태로 서로 용접하는 용접공정이 행해지고 있다.

이 클램프 장치에서는, 유체압의 작용 하에 실린더부의 피스톤을 축선방향으로 변위시키는 것에 의해, 피스톤 로드에 연결된 토글 링크 기구를 통하여 클램프 암을 회동시키고 있다. 이것에 의해, 클램프 암이 클램핑 위치와 언클램핑 위치로 전환된다.

일본 공개특허 특개2001-113468호 공보에는, 피스톤 로드와 함께 스트로크 변위하는 금속제의 유지 부재의 위치를 2개의 유도형 근접 센서에 의해 검출하는 것에 의해, 클램프 암의 회동 위치(클램핑 상태 및 언클램핑 상태)를 검출하는 클램프 장치가 개시되어 있다. 이 클램프 장치에서는, 복수의 서로 다른 형상의 유지 부재를 교환하는 것에 의해 클램프 암의 회동 각도 범위의 변화에 대응하고 있다.

유럽 특허출원공개 제0636449호 명세서에는, 피스톤 로드의 위치를 스위치 유지부에 부착된 2개의 리미트 스위치에 의해 검출하는 클램프 장치가 개시되어 있다. 스위치 유지부에는, 리미트 스위치를 장착하기 위한 부착구멍이 피스톤 로드의 축선방향을 따라 복수 설치되어 있어, 리미트 스위치의 부착 위치가 변경 가능하게 되어 있다.

일본 공개특허 특개2001-113468호 공보의 경우, 피스톤 로드와 함께 스트로크 변위하는 유지 부재의 위치를 검출하는 것에 의해, 클램프 암의 회동 위치(회전 각도)를 간접적으로 검출하고 있다. 그 때문에, 클램프 암 위치의 검출 정밀도에는, 토글 링크 기구의 가공 정밀도나 조립 정밀도 등이 영향을 준다. 따라서, 클램프 암의 회동 위치의 검출 정밀도를 향상시키는 것은 용이하지 않다.

또, 일본 공개특허 특개2001-113468호 공보의 클램프 장치는 2개의 근접 센서를 구비하고 있기 때문에 부품 점수가 증가한다. 게다가, 클램프 암의 회동 각도 범위를 변경하는 경우, 유지 부재를 교환할 필요가 있기 때문에 작업이 번잡하다.

유럽 특허출원공개 제0636449호 명세서에 있어서, 클램프 암의 회동 각도 범위를 변경하는 경우, 리미트 스위치를 암 개방도에 대응한 부착구멍의 위치로 변경할 필요가 있기 때문에 작업이 번잡하다.

본 발명은, 이러한 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 부품 점수를 삭감함과 함께 클램프 암의 회동 위치를 직접적이고 또한 고정밀도로 검출하는 것이 가능하고, 클램프 암의 회동 각도 범위의 변경 작업을 용이하게 행할 수 있는 클램프 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 클램프 장치는, 회동하는 클램프 암에 의해 워크피스를 클램핑 하는 클램프 장치에 있어서, 클램프 몸체와, 상기 클램프 몸체에 설치된 구동부와, 상기 구동부의 작용 하에 상기 클램프 암과 일체로 회동하는 회동축과, 상기 회동축에 설치되고, 상기 회동축의 축선 주위를 따라 연장되는 금속제의 검출체와, 상기 검출체에 대향하도록 배치되고, 상기 검출체에 와전류를 발생시킴과 함께 자기 손실을 검출하는 1개의 근접 센서를 구비하며, 상기 검출체는, 해당 검출체에 있어서의 상기 근접 센서의 검출면에 대향하는 센서 대향부의 면적이 상기 회동축의 회전에 수반하여 변화하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 회동축의 회전에 수반하는 센서 대향부의 면적의 변화를 1개의 근접 센서에 의해 검출하고 있다. 그 때문에, 부품 점수를 삭감함과 함께 클램프 암의 회동 위치를 직접적이고 또한 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 클램프 암의 회동 각도 범위를 변경할 때에, 검출체를 교환하거나 근접 센서의 위치를 변경하거나 할 필요가 없기 때문에, 클램프 암의 회동 각도 범위의 변경 작업을 용이하게 행할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체는, 판 형상으로 형성되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 검출체를 프레스 성형에 의해 용이하게 제조할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체에는, 상기 센서 대향부의 면적이 상기 회동축의 회전에 수반해 변화하도록, 상기 검출체의 연장방향을 따라 장홈(long groove)이 형성되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 장홈에 의해 센서 대향부의 면적을 용이하게 변경할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 장홈의 측변은, 상기 검출체의 연장방향과 교차하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 근접 센서의 공진 임피던스나 인덕턴스를 비선형으로 변화시킬 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 장홈의 측변은, 곡선 형상으로 연장되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 근접 센서의 공진 임피던스나 인덕턴스를 선형으로 변화시킬 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체에는, 1개의 상기 장홈이 형성되고, 상기 센서 대향부는, 상기 장홈의 양측에 걸쳐 설치되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 검출체의 구성을 간소화할 수 있음과 함께 강성의 저하를 억제할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체에는, 해당 검출체의 폭방향으로 2개의 상기 장홈이 병렬설치되고, 상기 센서 대향부는, 2개의 상기 장홈의 사이에 설치되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 회동축의 회전에 의해 센서 대향부의 면적을 확실히 변화시킬 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체에는, 2개의 상기 장홈의 단부끼리를 서로 연통시키는 연통홈이 형성되고, 상기 연통홈의 홈 폭은, 상기 검출면의 직경보다 크거나 같을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 검출면이 연통홈에 대향될 때에 근접 센서의 공진 임피던스나 인덕턴스를 불연속으로 할(급격하게 변화시킬) 수 있다. 이것에 의해, 클램프 장치의 사용 환경의 온도 변화에 의해 근접 센서의 공진 임피던스나 인덕턴스가 변동하는 경우에도, 클램핑 상태 또는 언클램핑 상태를 확실히 검출할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체는, 나사 부재에 의해 상기 회동 축에 대해 고정되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 검출체를 회동축에 단단하게 고정시킬 수 있다. 그 때문에, 회동축이 회전할 때에 센서 대향면과 검출면과의 사이의 거리가 변동하는 것을 억제할 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체의 연장방향의 적어도 일측 단부에는, 상기 나사부재가 삽입되는 삽입구멍이 형성된 부착부가 설치되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 간단하고 쉬운 구성으로 검출체를 회동축에 고정시킬 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 검출체의 연장방향의 양단부에는, 상기 회동축의 외주면을 직경방향 외측으로부터 끼워 지지하는 유지부가 설치되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 검출체를 회동축에 대해 보다 높은 정밀도로 또한 단단하게 고정시킬 수 있다.

상기의 클램프 장치에 있어서, 상기 회동축의 외주면 중 상기 검출면에 대향하는 부위에는, 오목부가 형성되어 있을 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 회동축을 금속으로 구성한 경우에도, 근접 센서에 의해 회동축에 와전류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 회동축의 회전에 수반하는 센서 대향부의 면적의 변화를 1개의 근접 센서에 의해 검출하고 있기 때문에, 부품 점수를 삭감함과 함께 클램프 암의 회동 위치를 직접적이고 또한 고정밀도로 검출할 수 있고, 클램프 암의 회동 각도 범위의 변경 작업을 용이하게 행할 수 있다.

첨부한 도면과 협동하는 다음의 바람직한 실시형태 예의 설명으로부터, 상기의 목적, 특징 및 이점이 보다 분명해질 것이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 클램프 장치의 사시도이다.
도 2는, 상기 클램프 장치의 일부 분해 사시도이다.
도 3은, 상기 클램프 장치의 클램핑 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 상기 클램프 장치를 구성하는 지지 레버 및 검출체의 분해 사시도이다.
도 5는, 상기 검출체의 전개도이다.
도 6은, 상기 클램프 장치의 주요부 블록도이다.
도 7은, 상기 클램프 장치의 언클램핑 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 8은, 센서 대향부의 면적과 검출 공진 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9a는 제1 변형예에 따른 검출체의 사시도이고, 도 9b는 해당 검출체의 전개도이고, 도 9c는 해당 검출체에 있어서의 센서 대향부의 면적과 검출 공진 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10a는 제2 변형예에 따른 검출체의 사시도이고, 도 10b는 해당 검출체의 전개도이고, 도 10c는 해당 검출체에 있어서의 센서 대향부의 면적과 검출 공진 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11a는 제3 변형예에 따른 검출체의 사시도이고, 도 11b는 해당 검출체의 전개도이고, 도 11c는 해당 검출체에 있어서의 센서 대향부의 면적과 검출 공진 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12a는 제4 변형예에 따른 검출체의 사시도이고, 도 12b는 해당 검출체의 전개도이고, 도 12c는 해당 검출체에 있어서의 센서 대향부의 면적과 검출 공진 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 제5 변형예에 따른 검출체가 회동축에 부착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 14a는 도 13의 검출체의 사시도이고, 도 14b는 도 14a의 검출체의 전개도이다.

이하, 본 발명에 따른 클램프 장치에 관하여 바람직한 실시형태를 들어 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 클램프 장치(10)는, 예를 들면, 자동차 등의 자동 조립 라인에 있어서, 프레스 성형된 복수의 강판 등의 판재를 서로 용접할 때에 클램프하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 클램프 장치(10)는, 구동부(12)와, 구동부(12)에 연결된 클램프 몸체(14)와, 클램프 몸체(14) 내에 배치된 링크 기구(동력 전달 기구)(16)와, 구동부(12)의 작용 하에 링크 기구(16)를 통하여 회동 동작하는 클램프 암(18)과, 검출체(20)와, 근접 센서(22)와, 컨트롤 유닛(24)을 구비하고 있다.

구동부(12)는, 유체압 실린더로서 구성되어 있고, 편평한 통 형상으로 구성된 실린더 튜브(26)를 가지고 있다. 다만, 구동부(12)는, 전동 액츄에이터로서 구성되어 있을 수도 있다. 도 3에 있어서, 실린더 튜브(26)의 일단측(화살표 A 방향)의 개구는 엔드 블록(28)에 의해 폐쇄되고, 실린더 튜브(26)의 타단측(화살표 B 방향)의 개구는 로드 커버(30)에 의해 폐쇄되어 있다. 실린더 튜브(26) 내에는, 그 축선방향을 따라 변위 가능하게 피스톤(32)이 배치되고, 피스톤(32)에는, 피스톤 로드(34)가 연결되어 있다.

실린더 튜브(26)는, 편평한 통 형상으로 한정되는 것은 아니고, 진(眞)원의 통 형상 또는 타원형의 통 형상 등의 임의의 형상을 채용할 수 있다. 실린더 튜브(26)에는, 엔드 블록(28) 및 피스톤(32)의 사이에 형성되는 제1 실린더실(36)에 연통하는 제1 포트(38)와, 피스톤(32) 및 로드 커버(30)의 사이에 형성되는 제2 실린더실(40)에 연통하는 제2 포트(42)가 형성되어 있다.

제1 포트(38) 및 제2 포트(42)에는, 피스톤(32)을 왕복 운동시키기 위한 압축유체(구동유체)의 공급 및 배출을 행하기 위한 도시하지 않은 튜브가 접속되어 있다. 엔드 블록(28), 실린더 튜브(26) 및 로드 커버(30)는, 복수의 체결 볼트(44)에 의해 일체로 연결되어 있다.

엔드 블록(28)의 대략 중앙부에는, 피스톤(32)의 스트로크를 조절하는 것에 의해 클램프 암(18)의 회동 각도 범위(암 개방도)를 조정하는 조정 볼트(46)가 나사결합되어 있다. 조정 볼트(46)는, 그 나사회전 작용 하에 제1 실린더실(36)의 돌출 길이를 조정 가능하게 되어 있고, 그 제1 실린더실(36) 내에 위치하는 머리 부분에는, 피스톤(32)의 충격이나 충돌음을 완화하기 위한 댐퍼(48)가 장착되어 있다.

피스톤(32)의 외주면에는, 환형상의 피스톤 패킹(50)이 환형상 홈을 통하여 장착되어 있다. 또, 피스톤(32)의 중앙에는, 피스톤 로드(34)의 일단측이 고정되어 있다. 로드 커버(30)의 중앙부에는, 피스톤 로드(34)가 삽입되는 로드구멍이 형성되어 있다. 로드구멍을 구성하는 벽면에는, 환형상의 로드 패킹(52)이 환형상 홈을 통하여 장착되어 있다.

클램프 몸체(14)는, 로드 커버(30)의 타단 측에 접속되어 있고, 예를 들면, 철, 스테인리스강 또는 알루미늄 등의 금속재료를 포함하여 구성되어 있다. 클램프 몸체(14)에는, 클램프 장치(10)를 도시하지 않은 고정 부재에 부착시키기 위한 브래킷(53)이 설치되어 있다(도 1 참조).

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클램프 몸체(14)는, 횡단면이 U자 형상인 한 쌍의 커버부(54, 56)를 가지고 있다. 이들 커버부(54, 56)는, 대략 좌우 대칭으로 구성되어 있고, 링크 기구(16)가 수용되는 챔버(58)(도 3 참조)가 형성되도록 복수의 나사 부재(60)에 의해 서로 체결되어 있다.

도 2 및 도 3에 있어서, 피스톤 로드(34)의 타단부에는, 너클 조인트(62)가 연결되어 있다. 너클 조인트(62)는, 피스톤 로드(34)의 타단부를 유지하는 구멍(64)이 형성된 베이스부(66)와, 베이스부(66)로부터 화살표 B 방향을 향하여 돌출하는 2개의 측판부(68, 70)와, 이들 측판부(68, 70)를 연결하는 너클 핀(72)을 가지고 있다. 2개의 측판부(68, 70)는, 클램프 몸체(14)의 두께방향으로 서로 대향하고 있다. 너클 핀(72)에는, 베어링(74)을 통하여 원환부재(76)가 설치되어 있다.

원환부재(76)는, 클램프 암(18)에 의해 워크피스를 클램핑 했을 때, 클램프 몸체(14)에 설치된 릴리스 용의 가압 부재(78)에 접촉하고, 가압 부재(78)를 클램프 몸체(14)의 바깥쪽(화살표 B 방향)으로 소정길이만큼 돌출시킨다. 가압 부재(78)는, 피스톤 로드(34)의 축선방향을 따라 연장되는 핀 부재로서, 그 양단부가 중간부보다 대직경으로 형성되는 것에 의해 클램프 몸체(14)로부터 빠져 나오는 것이 저지되고 있다. 유저가 가압 부재(78)를 해머 등의 공구를 이용해 화살표 A 방향으로 가압하는 것에 의해, 워크피스의 클램핑 상태를 해제할(언클램핑 상태로 할) 수 있다(도 7 참조).

링크 기구(16)는, 피스톤(32)의 왕복 운동을 후술하는 회동축(90)의 회동 동작으로 변환한다. 이 링크 기구(16)는, 2개의 링크 플레이트(80, 82), 링크 핀(84) 및 지지 레버(86)를 가지고 있다. 링크 플레이트(80)는 원환부재(76)와 측판부(68) 사이에 위치하고, 링크 플레이트(82)는 원환부재(76)와 측판부(70) 사이에 위치하고 있다.

각 링크 플레이트(80, 82)는, 원호 형상(반원호 형상)으로 연장되어 있다. 각 링크 플레이트(80, 82)의 일단부에 형성된 구멍에는 너클 핀(72)이 삽입되고, 각 링크 플레이트(80, 82)의 타단부에 형성된 구멍에는 링크 핀(84)이 삽입되어 있다. 즉, 각 링크 플레이트(80, 82)는, 너클 핀(72) 및 링크 핀(84) 각각에 대해 회동 가능하게 지지되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 레버(86)는, 예를 들면, 금속재료에 의해 구성되어 있다. 다만, 지지 레버(86)는, 와전류가 발생하지 않는 수지재료 등으로 구성할 수도 있다. 지지 레버(86)는, 링크 핀(84)에 대해서 회동 가능하게 지지되는 지지부(88)와, 지지부(88)에 일체로 설치되어 피스톤 로드(34)의 축선과 직교하는 방향으로 연장되는 회동축(90)과, 회동축(90)의 양단부에 설치된 암 부착부(92, 94)를 가진다.

지지부(88)는, 회동축(90)의 축선방향 중앙에 설치되어 있고, 링크 핀(84)이 삽입되는 구멍이 형성된 지지부 본체(96)와, 지지부 본체(96)로부터 회동축(90)을 넘어 연장되는 2개의 다리부(98, 100)을 포함한다. 다리부(100)의 측면에는, 피스톤 로드(34)와는 반대쪽으로 돌출하는 돌기(102)와, 검출체(20)를 부착시키기 위한 나사구멍(104)이 형성되어 있다.

회동축(90)의 외주면 중 축선방향의 중앙에는, 회동축(90)의 축선(Ax)과 직교하는 단면이 반원형상의 오목부(106)가 형성되어 있다. 오목부(106)는, 지지부 본체(96)의 반대쪽에 위치하고 있다. 회동축(90)의 축선방향을 따른 오목부(106)의 치수는, 검출체(20)의 폭 치수보다 작고 근접 센서(22)의 후술하는 검출면(124)의 직경보다 크다. 회동축(90)의 양단부는, 클램프 몸체(14)에 설치된 베어링(107, 109)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다(도 1 및 도 2 참조). 암 부착부(92, 94)는, 클램프 암(18)이 착탈 가능하게 구성되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 검출체(20)는, 순철, 강, 동, 알루미늄 등의 금속재료에 의해 구성되어 있다. 다시 말해서, 검출체(20)는, 근접 센서(22)의 작용에 의해 와전류가 발생하는 재료로 구성되어 있다. 검출체(20)는, 금속제의 박판을 프레스 성형하는 것에 의해 일체로 형성되고 있다.

검출체(20)는, 회동축(90)의 축선 주위에서 연장되는 본체부(108)와, 본체부(108)의 R1 방향의 단부에 설치되는 부착부(110)를 가지고 있다. 본체부(108)는, 대략 직사각형상의 금속판을 대략 반원호 형상으로 구부리는 것에 의해 성형되고, 회동축(90)의 오목부(106)를 덮도록 설치되어 있다. 본체부(108)의 폭방향 중앙에는, 회동축(90)의 축선 주위(본체부(108)의 연장방향)를 따라서 연장되는 장홈(long groove)(슬릿)(112)이 형성되어 있다.

장홈(112)은, 대략 삼각형상으로 형성되어 있다. 장홈(112)의 각각의 측변(112a, 112b)은, 본체부(108)의 연장방향과 교차하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있다. 다시 말해서, 장홈(112)의 각각의 측변(112a, 112b)은, 화살표 R1 방향을 향해 서로 근접하도록 직선 형상으로 연장되어 있다. 즉, 장홈(112)의 홈 폭은, 본체부(108)의 일단측으로부터 타단측(화살표 R2 방향)을 향해 서서히 넓어지고 있다. 부착부(110)는, 본체부(108)의 일단부의 폭방향 중앙으로부터 사각형상으로 연장되어 있고, 검출체(20)를 지지 레버(86)(회동축(90))에 대해서 고정하기 위한 나사 부재(114)가 삽입하는 나사 삽입구멍(116)이 형성되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 근접 센서(22)는, 유도형 근접 센서로서 구성되어 있고, 검출체(20)의 본체부(108)에 근접해 설치되는 검출 코일(118)과, 검출 코일(118)에 전기적으로 접속된 발진 회로부(120)와, 발진 회로부(120)에 전기적으로 접속된 검출 회로부(122)를 가지고 있다. 검출 코일(118)은, 그 검출면(코일면)(124)이 본체부(108)에 대향하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 검출 코일(118)은, 본체부(108) 중 검출면(124)에 대향하는 센서 대향부(126)(도 5 참조)가 장홈(112)의 양측에 위치하도록 클램프 몸체(14)에 위치결정 고정되어 있다.

발진 회로부(120)는, 검출 코일(118)을 소정의 발진 주파수로 발진 구동한다. 검출 회로부(122)는, 발진 회로부(120)의 출력 신호에 근거하여 공진 임피던스(병렬 공진 임피던스)를 검출한다. 즉, 근접 센서(22)는, 회동축(90)의 회동에 수반하는 센서 대향부(126)의 면적의 변화를 공진 임피던스의 변화로서 검출하는 것에 의해, 클램프 암(18)의 회동 위치(회전각도)를 검출한다.

도 3 및 도 6에 있어서, 컨트롤 유닛(24)은, 클램프 몸체(14)에 설치된 케이스 내에 수용되어 있고, 근접 센서(22)가 리드 선(128)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 케이스에는, 유저가 외부로부터 가압조작 가능한 설정 버튼(130)과, 외부 기기(전원 등)에 접속된 케이블이 접속 가능한 커넥터(132)와, 외부로부터 인식 가능한 표시부(134)가 설치되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 표시부(134)는, 전원등(136), 클램프등(138), 언클램프등(140)을 포함한다.

컨트롤 유닛(24)은, 판정부(142), 역치 설정부(144) 및 출력부(146)를 가지고 있다. 판정부(142)는, 근접 센서(22)의 검출 회로부(122)에서 검출되는 공진 임피던스(이하, 검출 공진 임피던스라고 한다)와 클램프 역치(Za)와의 비교에 근거하여 클램핑 상태인지 아닌지(클램프 암(18)이 클램핑 위치에 있는지 아닌지)를 판정한다. 또, 판정부(142)는, 검출 공진 임피던스와 언클램프 역치(Zb)와의 비교에 근거하여 언클램핑 상태인지 아닌지(클램프 암(18)이 언클램핑 위치에 있는지 아닌지)를 판정한다.

역치 설정부(144)는, 설정 버튼(130)이 제1 조작되었을 때의 검출 회로부(122)의 출력 신호(검출 공진 임피던스)에 근거하여 클램프 역치(Za)를 설정한다. 또, 역치 설정부(144)는, 설정 버튼(130)이 제2 조작되었을 때의 검출 공진 임피던스에 근거하여 언클램프 역치(Zb)를 설정한다. 역치 설정부(144)에서 설정된 클램프 역치(Za) 및 언클램프 역치(Zb)는 컨트롤러에 기억된다. 출력부(146)는, 전원등(136), 클램프등(138) 및 언클램프등(140)을 점등 또는 소등시킨다.

본 실시형태에 따른 클램프 장치(10)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 동작에 관하여 설명한다. 또한, 도 7에 나타내는 언클램핑 상태를 초기 상태로서 설명한다.

우선, 유저는, 클램프 장치(10)의 브래킷(53)을 도시하지 않은 고정 부재에 대해서 부착시킨다. 또, 케이블을 커넥터(132)에 접속하는 것에 의해 클램프 장치(10)와 외부 기기(전원 등)를 접속한다. 이것에 의해, 컨트롤 유닛(24)에 전원이 공급되어 전원등(136)이 점등한다.

또한, 초기 상태에서는, 언클램프등(140)이 점등함과 함께 클램프등(138)이 소등하고, 피스톤(32)은 실린더 튜브(26)의 엔드 블록(28) 측의 끝쪽에 위치되어 댐퍼(48)에 접촉되고 있다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 근접 센서(22)의 검출면(124)은, 장홈(112)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)에 있고, 본체부(108) 중 검출면(124)에 대향하는 센서 대향부(126)는 S1의 면적을 가지고 있다.

워크피스를 클램핑 하는 경우, 제2 포트(42)를 대기 개방한 상태로 제1 포트(38)에 압축유체를 공급한다. 그렇게 하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(32)이 로드 커버(30) 측(화살표 B 방향)으로 변위한다. 이 피스톤(32)의 직선 운동은, 피스톤 로드(34) 및 너클 조인트(62)를 통하여 링크 기구(16)로 전달되고, 회동축(90)의 회전작용 하에 클램프 암(18)이 일체로 화살표 R2 방향(도 3에서는 시계방향)으로 회전한다.

이 때, 지지 레버(86)에 고정된 검출체(20)도 회동축(90)과 일체로 회전하기 때문에, 검출면(124)이 본체부(108)에 대해서 화살표 R1 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 커져, 검출 공진 임피던스가 비선형으로 작아진다(도 5 및 도 8 참조).

검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)보다 크고 언클램프 역치(Zb)보다 작은 경우, 판정부(142)는 중간 상태(언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 이 때, 출력부(146)는 언클램프등(140) 및 클램프등(138) 양쪽 모두를 소등시킨다. 이것에 의해, 유저는, 언클램프등(140) 및 클램프등(138)의 소등을 눈으로 보는 것에 의해 중간 상태인 것을 확인할 수 있다.

그리고, 검출면(124)이 장홈(112)의 화살표 R1 방향의 단부에 대향하는 위치(P1)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 S2가 된다. 또한, 면적 S2는 면적 S1보다 크다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 클램핑 상태라고 판정한다. 또, 출력부(146)는 언클램프등(140)을 소등시킨 채로 클램프등(138)을 점등시킨다. 이것에 의해, 유저는, 클램프등(138)을 눈으로 보는 것에 의해 클램핑 상태인 것을 확인할 수 있다. 이 때, 피스톤(32)의 로드 커버(30) 측으로의 변위가 정지한다.

한편, 워크피스의 클램핑 상태를 해제하는 경우에는, 제1 포트(38)를 대기 개방한 상태로 제2 포트(42)에 압축유체를 공급한다. 그렇게 하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(32)이 엔드 블록(28) 쪽으로 변위한다. 이 피스톤(32)의 직선 운동은, 피스톤 로드(34) 및 너클 조인트(62)를 통하여 링크 기구(16)로 전달되고, 회동축(90)의 회전작용 하에 클램프 암(18)이 일체로 화살표 R1 방향(도 7에서는 반시계방향)으로 회전한다.

이 때, 지지 레버(86)에 고정된 검출체(20)도 회동축(90)과 일체로 회전하기 때문에, 검출면(124)이 본체부(108)에 대해서 화살표 R2 방향을 향해 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 작아져, 검출 공진 임피던스가 비선형으로 커진다(도 8 참조).

검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)보다 크고 언클램프 역치(Zb)보다 작은 경우, 판정부(142)는 중간 상태(클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 이 때, 출력부(146)는 언클램프등(140) 및 클램프등(138) 양쪽 모두를 소등시킨다.

그리고, 검출면(124)이 장홈(112)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 S1이 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 언클램핑 상태라고 판정한다. 또, 출력부(146)는 클램프등(138)을 소등시킨 채로 언클램프등(140)을 점등시킨다. 이 때, 피스톤(32)이 댐퍼(48)에 접촉하는 것에 의해, 피스톤(32)의 엔드 블록(28) 측으로의 변위가 정지됨과 함께 회동축(90) 및 클램프 암(18)의 회전이 정지된다.

이러한 클램프 장치(10)에서는, 워크피스의 형상이나 크기에 따라, 암 개방도의 조정이나 클램프 역치(Za) 및 언클램프 역치(Zb)의 설정을 행한다.

암 개방도의 설정을 실시하는 경우, 조정 볼트(46)를 나사회전 시키는 것에 의해 조정 볼트(46)의 제1 실린더실(36) 내로의 돌출 길이를 변경한다. 이것에 의해, 피스톤(32)의 스트로크 길이가 변경되기 때문에, 피스톤(32)의 직선 운동의 작용 하에 링크 기구(16)를 통하여 회동하는 클램프 암(18)의 암 개방도가 변경된다. 또한, 암 개방도를 크게 하고 싶은 경우에는, 조정 볼트(46)의 제1 실린더실(36) 내로의 돌출 길이를 작게 하고, 암 개방도를 작게 하고 싶은 경우에는, 조정 볼트(46)의 제1 실린더실(36) 내로의 돌출 길이를 크게 한다.

또, 클램프 역치(Za)를 변경하는 경우, 유체압의 작용 하에 피스톤(32)을 로드 커버(30) 측으로 변위시키는 것에 의해 클램프 암(18)을 워크피스에 접촉시켜 워크피스를 클램핑 한다. 그리고, 이 상태에서, 유저가 설정 버튼(130)을 소정 시간(예를 들면, 3초) 이상 계속해서 가압하는(제1 조작하는) 것에 의해, 이때의 검출 공진 임피던스의 값이 새로운 클램프 역치(Za)로서 재설정되어 컨트롤 유닛(24)의 메모리에 기억된다.

또한, 언클램프 역치(Zb)를 변경하는 경우, 클램프 암(18)을 소정의 회전 각도(언클램프 각도)에 위치시킨 상태로, 유저가 설정 버튼(130)을 소정 시간 미만(예를 들면, 1초 정도) 동안만 가압하는(제2 조작하는) 것에 따라, 이때의 검출 공진 임피던스의 값이 새로운 언클램프 역치(Zb)로서 재설정되어 컨트롤 유닛(24)의 메모리에 기억된다.

이와 같이, 워크피스의 형상이나 크기를 변경한 경우에도, 클램프 암(18)을 소정 각도에 위치시킨 상태로 설정 버튼(130)을 가압함으로써 클램프 역치(Za) 및 언클램프 역치(Zb)를 간단하게 재설정할 수 있다. 또, 설정 버튼(130)의 가압 시간을 변경하는 것에 의해, 1개의 설정 버튼(130)에 의해 클램프 역치(Za) 및 언클램프 역치(Zb)의 양쪽 모두를 설정할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 회동축(90)의 회전에 수반하는 센서 대향부(126)의 면적의 변화를 1개의 근접 센서(22)에 의해 검출하고 있다. 그 때문에, 부품 점수를 삭감할 수 있는 동시에 클램프 암(18)의 회동 위치를 직접적이고 또한 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 클램프 암(18)의 회동 각도 범위(암 개방도)를 변경할 때에, 검출체(20)를 교환하거나 근접 센서(22)의 위치를 변경하거나 할 필요가 없기 때문에, 암 개방도의 변경 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

본 실시형태에서는, 검출체(20)가 판 형상이기 때문에, 검출체(20)를 프레스 성형에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 또, 검출체(20)에는, 센서 대향부(126)의 면적이 회동축(90)의 회전에 수반하여 변화하도록, 검출체(20)의 연장방향을 따라 연장하는 장홈(112)이 형성되어 있다. 그 때문에, 장홈(112)에 의해 센서 대향부(126)의 면적을 용이하게 변경할 수 있다.

게다가, 장홈(112)의 측변(112a, 112b)은, 검출체(20)의 연장방향과 교차하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있기 때문에, 근접 센서(22)의 공진 임피던스를 비선형으로 변화시킬 수 있다. 또, 센서 대향부(126)가 장홈(112)의 양측에 걸쳐 설치되어 있기 때문에, 검출체(20)의 구성을 간소화할 수 있는 동시에 강성의 저하를 억제할 수 있다.

본 실시형태에서는, 검출체(20)의 연장방향의 일단부에 나사 부재(114)가 삽입되는 나사 삽입구멍(116)이 형성된 부착부(110)가 설치되어 있기 때문에, 간단하고 쉬운 구성으로 검출체(20)를 회동축(90)(지지 레버(86))에 대해서 단단하게 고정할 수 있다. 이것에 의해, 회동축(90)이 회전할 때에 센서 대향부(126)와 검출면(124)과의 거리가 변동하는 것을 억제할 수 있다.

또, 회동축(90) 중 회동축(90)이 회동할 때에 검출면(124)에 대향하는 부위에 오목부(106)를 형성하고 있기 때문에, 회동축(90)을 금속으로 구성한 경우에도, 근접 센서(22)에 의해 회동축(90)에 와전류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 제1 변형예에 따른 검출체(150)에 관하여 도 9a 내지 도 9c를 참조하면서 설명한다. 이 검출체(150)에 있어서, 전술한 검출체(20)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 또, 검출체(150)에 있어서, 전술한 검출체(20)와 공통되는 부분에 대해서는, 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 변형예에 따른 검출체(150)는, 회동축(90)의 축선 주위에서 연장되는 본체부(152)와, 본체부(152)의 화살표 R1 방향의 단부에 설치된 부착부(110)를 가지고 있다. 본체부(152)에는, 회동축(90)의 축선 주위(본체부(152)의 연장방향)를 따라 연장되는 2개의 장홈(154, 156)이 본체부(152)의 폭방향으로 병렬설치 되어 있다.

이것에 의해, 본체부(152)에는, 장홈(154, 156)의 외측에 위치하는 4각형 형상의 외측 틀부(158)와, 장홈(154, 156)의 사이에 위치하는 중간부(160)가 형성되게 된다. 중간부(160)는, 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되어 있다. 중간부(160)의 연장방향의 양단부는, 외측 틀부(158)에 연결되어 있다.

각 장홈(154, 156)은, 대략 삼각형상으로 형성되어 있다. 각 장홈(154, 156) 중 중간부(160) 측의 측변(154a, 156a)은, 본체부(152)의 연장방향과 교차하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있다. 다시 말해서, 각 장홈(154, 156)의 측변(154a, 156a)은, 화살표 R1 방향을 향해 서로 근접하도록 직선 형상으로 연장되어 있다. 즉, 중간부(160)의 폭 치수는, 화살표 R1 방향을 향해 좁아지고 있다.

이러한 검출체(150)를 이용한 경우, 초기 상태에서, 근접 센서(22)의 검출면(124)은, 중간부(160)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)에 있고, 센서 대향부(126)는 S4의 면적을 가지고 있다. 또한, 클램프 역치(Za)는, 언클램프 역치(Zb)보다 크다.

도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 워크피스를 클램핑 하는 경우, 검출면(124)이 본체부(152)에 대해서 화살표 R1 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 작아지고, 검출 공진 임피던스가 비선형으로 커진다.

검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)보다 크고 클램프 역치(Za)보다 작은 경우, 판정부(142)는 중간 상태(언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(160)의 화살표 R1 방향의 단부에 대향하는 위치(P1)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 S3가 된다. 또한, 면적 S3는 면적 S4보다 작다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 클램핑 상태라고 판정한다.

한편, 워크피스의 클램핑 상태를 해제하는 경우, 검출면(124)이 본체부(152)에 대해서 화살표 R2 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 커지고, 검출 공진 임피던스가 비선형으로 작아진다.

검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)보다 작고 언클램프 역치(Zb)보다 큰 경우, 판정부(142)는 중간 상태(클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(160)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적이 S4가 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 언클램핑 상태라고 판정한다.

본 변형예에 의하면, 2개의 장홈(154, 156)의 사이에 위치하는 중간부(160)에 센서 대향부(126)가 설치되어 있기 때문에, 회동축(90)의 회전에 의해 센서 대향부(126)의 면적을 확실히 변화시킬 수 있다.

다음에, 제2 변형예에 따른 검출체(170)에 관하여 도 10a 내지 도 10c를 참조하면서 설명한다. 이 검출체(170)에 있어서, 전술한 검출체(150)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 또, 검출체(170)에 있어서, 전술한 검출체(150)와 공통되는 부분에 대해서는, 검출체(150)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 후술하는 제3 변형예에 따른 검출체(180) 및 제5 변형예에 따른 검출체(200)에 대해서도 마찬가지이다.

도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제2 변형예에 따른 검출체(170)는, 회동축(90)의 축선 주위에서 연장되는 본체부(172)와, 본체부(172)의 화살표 R1 방향의 단부에 설치된 부착부(110)를 가지고 있다. 본체부(172)에는, 2개의 장홈(154, 156)의 화살표 R1 방향의 단부끼리를 서로 연통시키는 연통홈(174)이 형성되어 있다. 연통홈(174)의 홈 폭은, 검출면(124)의 직경 이상이다. 다시 말해서, 검출면(124)은, 연통홈(174)에 대향한 상태에서는 본체부(172)에 덮이지 않는다.

본 변형예에서는, 본체부(172)에는, 2개의 장홈(154, 156)과 연통홈(174)에 의해 1개의 대략 U자 형상의 홈(176)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 본체부(172)에는, 외측 틀부(158)와, 장홈(154, 156)의 사이에 위치하는 중간부(178)가 형성되게 된다. 중간부(178)는, 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되어 있다. 중간부(178)의 화살표 R2 방향의 단부는 외측 틀부(158)에 연결되고, 중간부(178)의 화살표 R1 방향의 단부는, 외측 틀부(158)로부터 이격되어 있다.

이러한 검출체(170)를 이용한 경우, 초기 상태에서, 근접 센서(22)의 검출면(124)은, 중간부(178)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)에 있고, 센서 대향부(126)는 S5의 면적을 가지고 있다.

도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 워크피스를 클램핑 하는 경우, 검출면(124)이 본체부(172)에 대해서 화살표 R1 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 작아지고, 검출 공진 임피던스가 커진다.

검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)보다 크고 클램프 역치(Za)보다 작은 경우, 판정부(142)는 중간 상태(언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 그리고, 검출면(124)이 연통홈(174)에 대향하는 위치(P1)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 제로가 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 클램핑 상태라고 판정한다.

한편, 워크피스의 클램핑 상태를 해제하는 경우, 검출면(124)이 본체부(172)에 대해서 화살표 R2 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 커지고, 검출 공진 임피던스가 작아진다.

검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)보다 작고 언클램프 역치(Zb)보다 큰 경우, 판정부(142)는 중간 상태(클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로의 이행 상태)라고 판정한다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(178)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적이 S5가 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 언클램핑 상태라고 판정한다.

본 변형예에 의하면, 연통홈(174)의 홈 폭이 검출면(124)의 직경 이상이기 때문에, 검출면(124)이 연통홈(174)에 대향하는 위치(P1)로 변위하였을 때에 근접 센서(22)의 검출 공진 임피던스를 불연속으로 할(급격하게 변화시킬) 수 있다. 이것에 의해, 클램프 장치(10)의 사용 환경의 온도 변화에 의해 근접 센서(22)의 검출 공진 임피던스가 변동한 경우에도, 클램핑 상태를 확실히 검출할 수 있다.

본 변형예의 검출체(170)는, 전술한 구성으로 한정되지 않는다. 연통홈(174)은, 2개의 장홈(154, 156)의 화살표 R2 방향의 단부끼리를 연통시킬 수도 있다. 이 경우, 클램프 장치(10)의 사용 환경의 온도 변화에 의해 근접 센서(22)의 공진 임피던스가 변동하는 경우에도, 언클램핑 상태를 확실히 검출할 수 있다.

다음에, 제3 변형예에 따른 검출체(180)에 관하여 도 11a 내지 도 11c를 참조하면서 설명한다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 본 변형예에 따른 검출체(180)는, 회동축(90)의 축선 주위에서 연장되는 본체부(182)와, 본체부(182)의 화살표 R1 방향의 단부에 설치된 부착부(110)를 가지고 있다.

본체부(182)에는, 회동축(90)의 축선 주위(본체부(182)의 연장방향)를 따라 연장되는 2개의 장홈(184, 186)이 본체부(182)의 폭방향으로 병렬설치 되어 있다. 이것에 의해, 본체부(182)에는, 장홈(184, 186)의 외측에 위치하는 4각형 형상의 외측 틀부(158)와, 장홈(184, 186)의 사이에 위치하는 중간부(188)가 형성되게 된다. 중간부(188)는, 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되어 있다. 중간부(188)의 연장방향의 양단부는, 외측 틀부(158)에 연결되어 있다.

각 장홈(184, 186) 중 중간부(188) 측의 측변(184a, 186a)은 곡선 형상으로 연장되어 있다. 다시 말해서, 각 장홈(184, 186)의 측변(184a, 186a)은, 화살표 R1 방향을 향해 서로 근접하도록 곡선 형상으로 연장되어 있다. 즉, 중간부(188)의 폭 치수는, 화살표 R1 방향을 향해 좁아지고 있다.

이러한 검출체(180)를 이용한 경우, 초기 상태에서, 근접 센서(22)의 검출면(124)은, 중간부(188)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)에 있고, 센서 대향부(126)는 S7의 면적을 가지고 있다.

도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 워크피스를 클램핑 하는 경우, 검출면(124)이 본체부(182)에 대해서 화살표 R1 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 작아지고, 검출 공진 임피던스가 선형으로 커진다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(188)의 화살표 R1 방향의 단부에 대향하는 위치(P1)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 S6가 된다. 또한, 면적 S6는 면적 S7보다 작다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 클램핑 상태라고 판정한다.

한편, 워크피스의 클램핑 상태를 해제하는 경우, 검출면(124)이 본체부(182)에 대해서 화살표 R2 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 커지고, 검출 공진 임피던스가 선형으로 작아진다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(188)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적이 S7이 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 언클램핑 상태라고 판정한다.

본 변형예에 의하면, 장홈(184, 186)의 각 측변(184a, 186a)이 곡선 형상으로 연장되어 있기 때문에, 근접 센서(22)의 공진 임피던스를 선형으로 변화시킬 수 있다. 이것에 의해, 클램프 암(18)의 회전 각도를 검출할 수 있다.

다음에, 제4 변형예에 따른 검출체(190)에 관하여 도 12a 내지 도 12c를 참조하면서 설명한다. 이 검출체(190)에 있어서, 전술한 검출체(180)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 또, 검출체(190)에 있어서, 전술한 검출체(180)와 공통되는 부분에 대해서는, 검출체(180)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 본 변형예에 따른 검출체(190)는, 회동축(90)의 축선 주위에서 연장되는 본체부(192)와, 본체부(192)의 양단부에 설치된 부착부(110)를 가지고 있다. 본체부(192)에는, 2개의 장홈(184, 186)의 화살표 R1 방향의 단부끼리를 서로 연통시키는 연통홈(194)이 형성되어 있다. 연통홈(194)의 홈 폭은, 검출면(124)의 직경 이상이다. 다시 말해서, 검출면(124)은, 연통홈(194)에 대향한 상태로 본체부(192)에 덮이지 않는다.

본 변형예에서는, 본체부(192)에는, 2개의 장홈(184, 186)과 연통홈(194)에 의해 1개의 대략 U자 형상의 홈(196)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 본체부(192)에는, 외측 틀부(158)와, 장홈(184, 186)의 사이에 위치하는 중간부(198)가 형성되게 된다. 중간부(198)는, 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되어 있다. 중간부(198)의 화살표 R2 방향의 단부는 외측 틀부(158)에 연결되고, 중간부(198)의 화살표 R1 방향의 단부는, 외측 틀부(158)로부터 이격되어 있다.

이러한 검출체(190)를 이용하는 경우, 초기 상태에서, 근접 센서(22)의 검출면(124)은, 중간부(198)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)에 있고, 센서 대향부(126)는 S8의 면적을 가지고 있다.

도 12b 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 워크피스를 클램핑 하는 경우, 검출면(124)이 본체부(192)에 대해서 화살표 R1 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 작아지고, 검출 공진 임피던스가 선형으로 커진다. 그리고, 검출면(124)이 연통홈(194)에 대향하는 위치(P1)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적은 제로가 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 클램프 역치(Za)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 클램핑 상태라고 판정한다.

한편, 워크피스의 클램핑 상태를 해제하는 경우, 검출면(124)이 본체부(192)에 대해서 화살표 R2 방향으로 상대적으로 변위함과 함께 센서 대향부(126)의 면적이 커지고, 검출 공진 임피던스가 선형으로 작아진다. 그리고, 검출면(124)이 중간부(198)의 화살표 R2 방향의 단부에 대향하는 위치(P2)까지 변위하면, 센서 대향부(126)의 면적이 S8이 된다. 이 때, 검출 공진 임피던스가 언클램프 역치(Zb)에 도달하기 때문에, 판정부(142)는 언클램핑 상태라고 판정한다.

본 변형예에 의하면, 본체부(192)의 연장방향의 양단부에 부착부(110)를 설치하고 있기 때문에, 검출체(190)를 회동축(90)(지지 레버(86))에 대해서 한층 단단하게 고정할 수 있다.

다음에, 제5 변형예에 따른 검출체(200)에 관하여 도 13 내지 도 14b를 참조하면서 설명한다. 도 13 내지 도 14b에 도시된 바와 같이, 본 변형예에 따른 검출체(200)는, 본체부(152)의 화살표 R1 방향의 단부에 설치된 2개의 제1 유지부(202)와, 본체부(152)의 화살표 R2 방향의 단부에 설치된 2개의 제2 유지부(204)를 가지고 있다.

2개의 제1 유지부(202)는, 부착부(110)를 사이에 두도록 본체부(152)의 폭방향의 양단부에 설치되어 있다. 각각의 제1 유지부(202)와 부착부(110) 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있다. 각각의 제1 유지부(202)는, 회동축(90)의 직경방향(검출체(200)의 두께방향)으로 탄성변형 가능하게 구성되어 있다. 즉, 각 제1 유지부(202)는, 본체부(152)의 연장방향을 따라 본체부(152)로부터 연장되는 제1 연장부(202a)와, 제1 연장부(202a)의 선단으로부터 화살표 R1 방향을 향하여 회동축(90)의 직경방향 외측으로 연장되는 제1 수용부(202b)를 포함한다.

2개의 제2 유지부(204)는, 본체부(152)의 폭방향의 양단부에 서로 이격된 상태로 설치되어 있다. 제2 유지부(204)는, 전술한 제1 유지부(202)와 마찬가지로 구성되어 있고, 본체부(152)로부터 회동축(90)의 연장방향을 따라 연장되는 제2 연장부(204a)와, 제2 연장부(204a)의 선단으로부터 화살표 R2 방향을 향하여 회동축(90)의 직경방향 외측으로 연장되는 제2 수용부(204b)를 포함한다. 검출체(200)가 회동축(90)에 부착되지 않은 상태에서 서로 대향하는 제1 유지부(202)와 제2 유지부(204)의 간격은, 회동축(90)의 외경보다 약간 작게 설정되어 있다.

본 변형예에서는, 제1 유지부(202)와 제2 유지부(204) 사이에 회동축(90)이 삽입되면, 회동축(90)의 외주면에 접촉하는 제1 수용부(202b)와 제2 수용부(204b)가 직경방향 외측으로 가압되어, 제1 유지부(202)와 제2 유지부(204)가 서로 이격되는 방향(확대되는 방향)으로 탄성변형 한다. 그리고, 회동축(90)에 대해서 검출체(200)가 완전하게 부착되면, 복원력에 의해 제1 연장부(202a)와 제2 연장부(204a)가 회동축(90)의 외주면을 누른다.

본 변형예에 의하면, 제1 유지부(202)와 제2 유지부(204)는, 회동축(90)의 외주면을 직경방향 외측으로부터 유지하기 때문에, 검출체(200)를 회동축(90)에 대해서 보다 단단하게 고정할 수 있다.

본 실시형태는, 전술한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 검출체(20, 150, 170, 180, 200)에 있어서, 연장방향의 양단부에 부착부(110)를 설치할 수 있다. 또, 검출체(20, 150, 170, 180, 190)에 있어서, 제1 유지부(202) 및 제2 유지부(204)를 설치할 수 있다. 또, 근접 센서(22)는, 공진 임피던스가 아니라 인덕턴스의 변화에 근거하여 클램프 암(18)의 회동 위치를 검출하도록 할 수도 있다.

상기의 검출체(20)는, 언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로 이행할 때에 센서 대향부(126)의 면적이 작아지고, 클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로 이행할 때에 센서 대향부(126)의 면적이 커지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로 이행할 때에 검출 공진 임피던스가 커지고, 클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로 이행할 때에 검출 공진 임피던스가 작아진다.

또, 상기의 검출체(150, 170, 180, 190)는, 언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로 이행할 때에 센서 대향부(126)의 면적이 커지고, 클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로 이행할 때에 센서 대향부(126)의 면적이 작아지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 언클램핑 상태로부터 클램핑 상태로 이행할 때에 검출 공진 임피던스가 작아지고, 클램핑 상태로부터 언클램핑 상태로 이행할 때에 검출 공진 임피던스가 커진다.

전술한 각 검출체(20, 150, 170, 180, 190)는, 부착부(110)에 형성된 나사 삽입구멍(116)에 나사 부재(114)를 삽입시킨 상태로 지지 레버(86)의 나사구멍(104)에 나사결합하는 것에 의해 지지 레버(86)에 대해서 부착된다. 다시 말해서, 각 검출체(20, 150, 170, 180, 190)는, 동일 치수의 부착부(110)를 가지고 있다. 그 때문에, 검출체(20, 150, 170, 180, 190)를 용이하게 교환할 수 있다. 즉, 지지 레버(86)의 구조나 근접 센서(22)를 변경하는 일 없이, 검출체(20, 150, 170, 180, 190)를 교환하는 것에 의해, 여러 가지의 센서 특성의 요구에 용이하게 대응할 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 클램프 장치(10)의 용도에 따라 클램핑 상태의 검출 공진 임피던스를 고정밀도로 검출할 필요가 있는 경우에는, 클램핑 상태에서의 센서 대향부(126)의 면적이 제로가 되는(검출 공진 임피던스가 급격하게 변화하는) 검출체(170, 190)를 이용하면 좋다.

또, 예를 들면, 클램프 특성을 변경하는 경우(예를 들면, 동력 전달 기구를 토글 링크 기구로부터 웨지(wedge) 기구로 변경하는 경우), 클램프력의 특성이 변화하지만, 그 클램프 특성에 맞는 검출체를 이용하는 것에 의해, 클램핑 상태 및 언클램핑 상태를 간편하고 또한 고정밀도로 검출할 수 있다.

게다가 클램프 암(18)의 회동 각도 범위를 변경하는 경우에는, 그 회동 각도 범위의 전범위에 걸쳐서 센서 대향부(126)의 면적이 변화하는 검출체를 이용하는 것에 의해, 클램핑 상태 및 언클램핑 상태를 간편하고 또한 고정밀도로 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 클램프 장치는, 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 여러 가지의 구성을 채택할 수 있는 것은 물론이다.

Claims

회동하는 클램프 암(18)에 의해 워크피스를 클램핑 하는 클램프 장치(10)에 있어서,
클램프 몸체(14)와,
상기 클램프 몸체(14)에 설치된 구동부(12)와,
상기 구동부(12)의 작용 하에 상기 클램프 암(18)과 일체로 회동하는 회동축(90)과,
상기 회동축(90)에 설치되고, 상기 회동축(90)의 축선 주위를 따라 연장되는 금속제의 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)와,
상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)에 대향하도록 배치되고, 상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)에 와전류를 발생시킴과 함께 자기 손실을 검출하는 1개의 근접 센서(22)를 구비하며,
상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)는, 판 형상으로 형성되어 있고, 해당 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)에 있어서의 상기 근접 센서(22)의 검출면(124)에 대향하는 센서 대향부(126)의 면적이 상기 회동축(90)의 회전에 수반하여 변화하도록, 상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)의 연장방향을 따라 장홈(112, 154, 156, 184, 186)이 형성되어 있으며,
상기 장홈(112, 154, 156, 184, 186)의 홈 폭은, 상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)의 일단으로부터 타단측을 향하여 변화하고 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
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청구항 1에 있어서,
상기 장홈(112, 154, 156)의 측변(112a, 112b, 154a, 156a)은 상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)의 연장방향과 교차하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1에 있어서,
상기 장홈(184, 186)의 측변(184a, 186a)은 곡선 형상으로 연장되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출체(20)에는 1개의 상기 장홈(112)이 형성되고,
상기 센서 대향부(126)는 상기 장홈(112)의 양측에 걸쳐 설치되는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출체(150, 170, 180, 190, 200)에는 해당 검출체(150, 170, 180, 190, 200)의 폭방향으로 2개의 상기 장홈(154, 156, 184, 186)이 병렬설치 되고,
상기 센서 대향부(126)는 2개의 상기 장홈(154, 156, 184, 186) 사이에 설치되는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 7에 있어서,
상기 검출체(170, 190, 200)에는 2개의 상기 장홈(156, 184, 186)의 단부끼리를 서로 연통시키는 연통홈(174, 194)이 형성되고,
상기 연통홈(174, 194)의 홈 폭은 상기 검출면(124)의 직경 이상인,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)는 나사 부재(114)에 의해 상기 회동축(90)에 대해서 고정되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 9에 있어서,
상기 검출체(20, 150, 170, 180, 190, 200)의 연장방향의 적어도 일측 단부에는 상기 나사부재(114)가 삽입되는 삽입구멍(116)이 형성된 부착부(110)가 설치되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 9에 있어서,
상기 검출체(200)의 연장방향의 양단부에는 상기 회동축(90)의 외주면을 직경방향 외측으로부터 끼워 지지하는 유지부(202, 204)가 설치되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).
청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회동축(90)의 외주면 중 상기 검출면(124)에 대향하는 부위에는 오목부(106)가 형성되어 있는,
것을 특징으로 하는 클램프 장치(10).