KR102374473B1 - 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

클램핑 장치(10)는 몸체(16)의 내부에 회동 가능하게 수납되는 클램프 암(20)을 가지며, 몸체(16)의 상부에는 워크피스(W1, W2)를 위치결정시키기 위한 로케이팅부(54)가 설치된다. 이 로케이팅부(54)에는, 클램프 암(20)의 발톱부(76)가 외부로 돌출할 수 있도록 하는 슬릿 구멍(60)이 형성됨과 함께, 이 슬릿 구멍(60)을 향하는 셔터(66)가 이동 가능하게 내부에 설치된다. 셔터(66)의 클램프 구멍(72)에는, 클램프 암(20)의 발톱부(76)가 삽입된다. 그리고, 클램프 암(20)이 몸체(16)의 내부에서 축선방향을 따라 이동하여 회동할 때, 셔터(66)는 슬릿 구멍(60)을 덮도록 축선방향으로 클램프 암(20)과 일체로 이동한다. 따라서, 슬릿 구멍(60)의 개구부위는 발톱부(76)에 의해 차지되는 부분 외에 적절하게 덮여져서, 이물 등이 슬릿 구멍(60)을 통하여 로케이팅부(54) 내부로 진입하는 것이 방지될 수 있다.

Description

클램핑 장치

본 발명은, 구동부의 구동작용 하에 소정 각도 회동하는 클램프 암을 통하여 워크피스를 클램핑하는 것이 가능한 클램핑 장치에 관한 것이다.

본 출원인은, 예를 들어, 자동차 등의 구성부품을 용접할 때, 그 구성부품을 클램핑하기 위해서 클램핑 장치를 제안하고 있다(일본 특허 제3941059호 참조).

이 클램핑 장치는 클램프 본체와 이 클램프 본체의 상부에 구비된 워크피스 수용부재를 포함하고, 이 워크피스 수용부재의 상단 중앙부에는 위쪽을 향하여 돌출하는 중공형상의 로케이팅 핀이 구비된다. 로케이팅 핀의 내부에는 클램프 암이 이동 가능하게 삽입됨과 함께, 클램프 암의 선단부가 로케이팅 핀의 측방향으로 개구되는 클램프 구멍으로부터 외부로 돌출하도록 구성된다.

한편, 클램프 본체의 하부는 리니어 액추에이터에 연결되고, 이 리니어 액추에이터의 출력 부재는 클램프 본체 내에 삽입됨과 함께, 그 단부가 클램프 암과 연결 핀에 의해 서로 요동 가능하게 연결되어 있다.

그리고, 압력유체가 리니어 액추에이터 내에 공급되면, 출력 부재는 축선방향을 따라 이동하고, 그에 따라 클램프 암이 클램프 본체, 워크피스 수용부재 및 로케이팅 핀의 내부에서 요동한다. 이것에 의해, 클램프 암의 상단부에 형성된 후크 형상의 선단부가 로케이팅 핀의 클램프 구멍을 통해 외부로 돌출하며, 워크피스 수용부재의 착좌면에 얹혀진 워크피스를 클램핑한다. 이 클램프 상태에 있어서, 용접이 수행된다다.

본 발명의 일반적인 목적은, 몸체 내부에 이물 등이 진입하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능한 클램핑 장치를 제공하는 것이다.

일 태양에 있어서 본 발명에 따르면, 클램핑 장치가 제공되며, 이 클램핑 장치는, 압력유체의 공급작용 하에 축선방향을 따라 이동 가능한 변위체를 갖는 구동부와, 상기 구동부에 접속되고 워크피스가 얹혀지는 마운팅부를 갖는 몸체와, 상기 변위체에 연결되고 상기 몸체에 대해서 회동 가능하게 지지되는 클램프 암과, 상기 마운팅부에 대해서 상기 축선방향으로 돌출하고 상기 워크피스에 형성된 위치결정 구멍 내로 삽입되는 로케이팅부를 포함하며, 상기 구동부에 의해 출력된 상기 변위체의 직선 운동은 클램프 암의 회동 운동으로 변환되며, 상기 로케이팅부에는 축선방향을 따라 개구되는 슬릿 구멍이 형성되며, 상기 로케이팅부의 내부에 수납된 상기 클램프 암의 발톱부는 상기 슬릿 구멍을 통해 돌출하며, 상기 워크피스는 상기 마운팅부와 상기 발톱부 사이에 클램핑된다. 이 클램핑 장치에 있어서, 상기 로케이팅부의 내부에는 상기 슬릿 구멍을 대면하고 상기 축선방향으로 이동 가능한 커버 부재가 구비되며, 상기 커버 부재는 상기 발톱부가 삽입되는 개구부를 구비하고 상기 개구부는 상기 슬릿 구멍을 대면한다.

본 발명에 따르면, 로케이팅부에 삽입되어 마운팅부에 얹혀진 워크피스가 클램프 암에 의해 클램핑될 때, 클램프 암은 구동부의 구동작용 하에 몸체 및 로케이팅부의 내부에서 축선방향을 따라 이동한다. 따라서, 커버 부재가 슬릿 구멍을 덮으면서 클램프 암과 함께 일체로 이동하기 때문에, 슬릿 구멍의 개구 부위는 확실하게 덮인다. 그러므로, 발톱부가 개구부를 통해서 슬릿 구멍에서 외부로 돌출하여 워크피스를 클램핑할 때에도, 슬릿 구멍에 있어서 발톱부가 차지하는 부위 이외의 개구 부위는 커버 부재에 의해 완전하게 덮여 있다.

그 결과, 예를 들어, 클램프 암에 의해 워크피스를 클램핑하여 용접 작업을 실시할 때 발생하는 스패터 등의 이물이 로케이팅부 및 몸체의 내부에 진입하는 것이 커버 부재에 의해 확실히 방지될 수 있다.

본 발명의 상기된 그리고 또 다른 목적, 특징 및 장점은, 본 발명의 바람직한 실시형태 및 변형예가 예시적인 실시예에 의해 도시되어 있는 첨부 도면과 함께 취해질 때, 이어지는 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 클램핑 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 클램핑 장치의 분해된 상태의 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 클램핑 장치의 정면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 클램핑 장치의 언클램핑 상태를 나타내는 전체 단면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 나타내는 잠금 전환 기구에 의한 클램프 암의 잠금 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 제1 내지 제6 변형예에 있어서의 셔터의 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 클램핑 장치(10)는, 압력유체(예를 들어, 압축에어)의 공급작용 하에 변위하는 피스톤(변위체)(12)을 갖는 실린더부(14)와, 이 실린더부(14)에 접속되는 중공의 원통형 몸체(16)와, 이 몸체(16)의 내부에 요동 가능하게 구비되고 워크피스(W1, W2)(도 4 및 도 5 참조)를 유지 가능한 클램프부(18)와, 상기 실린더부(14)와 상기 몸체(16)와의 사이에 구비되어 클램프 암(20)의 동작을 규제 가능한 잠금 전환 기구(잠금 기구)(22)를 포함한다.

또한, 전술한 클램핑 장치(10)는, 예를 들어, 자동차용 패널에 이용되는 판재를 워크피스(W1, W2)로서 유지하기 위해서 이용되고, 하나의 워크피스(W1)와 다른 워크피스(W2)가 용접되는 제조 라인에서 이용된다.

실린더부(14)는, 실린더 튜브(24)와, 이 실린더 튜브(24)의 상단부에 연결되는 로드 커버(26)와, 상기 실린더 튜브(24)의 내부에서 이동 가능하게 구비되는 피스톤(12)과, 이 피스톤(12)에 연결되고 로드 커버(26)에 대해서 이동 가능하게 지지되는 피스톤 로드(변위체)(28)를 포함한다.

실린더 튜브(24)는, 예를 들어, 상단부가 개방된 유저 실린더로 형성된다. 실린더 튜브(24)의 내부에는 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 연장되는 원형 단면 형상의 실린더실(30)이 형성된다. 실린더 튜브(24)의 외부에는, 압력유체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 제1 및 제2 유체 포트(32, 34)가 형성된다.

제1 및 제2 유체 포트(32, 34)는, 튜브 및 전환 밸브(도시생략)를 통하여 압력유체 공급원(도시생략)에 접속되고, 실린더 튜브(24)의 축선방향을 따라 소정 거리만큼 이격되도록 형성되고, 연통로(36)를 통해서 실린더실(30)에 연통하고 있다.

또한, 제1 유체 포트(32)는 몸체(16)의 하부측(화살표 A방향)에 구비되고, 제2 유체 포트(34)는 몸체(16)의 상부측(화살표 B방향)에 구비된다.

로드 커버(26)는 원형 단면 형상으로 형성되고, 그 중앙에는 피스톤 로드(28)가 삽입되는 로드 구멍(38)이 관통한다. 로드 커버(26)의 내부에 구비된 로드 패킹(40)은 피스톤 로드(28)의 외주면에 슬라이딩 접촉한다. 로드 커버(26)는 실린더 튜브(24)에 끼워맞춰져 실린더 튜브(24)의 개방된 상단부를 폐쇄한다.

피스톤(12)은 원형 단면 형상을 가지며 실린더실(30)을 따라 이동 가능하게 구비된다. 피스톤 로드(28)는 축선방향을 따라 피스톤(12)의 중심에 삽입되어 피스톤(12)에 연결된다. 피스톤(12)의 외주면에 형성된 환형상 홈에는 피스톤 패킹(42), 웨어 링(44) 및 마그넷(46)이 끼워맞춰진다.

피스톤 로드(28)는 원형 단면 형상을 갖는 샤프트 몸체를 포함하고 피스톤(12)에 대해서 몸체(16) 측(화살표 B방향)을 향하여 소정 길이로 연장된다. 피스톤 로드(28)는 로드 커버(26)의 로드 구멍(38)에 삽입되고 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 슬라이딩 가능하게 지지된다.

또, 피스톤 로드(28)의 몸체(16)측 상단부에는, 두 갈래로 갈라진 형상(bifurcated)의 암 유지부(48)가 형성된다. 암 유지부(48)는 길이방향에 직교하는 방향으로 암 유지부(48)를 통과하여 연장되는 제1 핀 구멍(50)에 삽입되는 연결 핀(52)에 의해 클램프 암(20)의 일단부에 연결된다.

또한, 피스톤 로드(28)는 실린더부(14)로부터 잠금 전환 기구(22)를 통해서 몸체(16)의 내부까지 연장되도록 수납되어 있다.

몸체(16)는, 예를 들어, 금속제 재료로 형성되고 잠금 전환 기구(22)를 통하여 실린더부(14)와 동축으로 구비된다. 클램프 암(20)은 몸체(16) 내부에 요동 가능하게 수납되고, 로케이팅부(54)는 홀더(56)를 통하여 몸체(16)의 상부에 장착된다.

몸체(16)의 측면에는, 클램핑 장치(10)를 제조 라인에 대해 고정시키기 위한 장착 구멍(58)(도 1 및 도 2 참조)이 형성되어 있다.

로케이팅부(54)는 축선방향으로 연장되는 원통형상을 가지며 그 측면에는 클램프 암(20)의 일부가 외부로 돌출 가능한 슬릿 구멍(60)을 구비한다. 이 슬릿 구멍(60)은, 로케이팅부(54)의 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 소정 길이를 갖도록 일직선 형상으로 길게 형성된다.

또, 로케이팅부(54)는 반경방향 외측으로 확장되고 축선방향으로 중간부 근방에 구비되는 환형상 마운팅부(62)를 가지며, 이 마운팅부(62)는 로케이팅부(54)의 축선과 대략 직교하는 평면 형상으로 형성된다. 그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 로케이팅부(54)가 워크피스(W1, W2)의 위치결정 구멍(h)에 삽입되면, 워크피스(W1, W2)는 마운팅부(62)에 맞닿음으로써 대략 수평 상태로 유지된다.

한편, 로케이팅부(54)의 내부에서, 원형 단면 형상을 갖는 챔버(64)는 축선방향을 따라 연장되도록 형성되고 슬릿 구멍(60)을 통해 외부와 연통한다. 또한 로케이팅부(54)의 내부에서, 원통형 셔터(커버 부재)(66)는 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 이동 가능하게 구비된다.

그리고, 로케이팅부(54)는 플레이트 형상으로 형성된 홀더(56)의 홀더 구멍(68) 내에 그 하단부가 삽입된 상태로 고정되고, 홀더(56)는 몸체(16)의 상단부를 덮는 상태로 몸체(16)에 대해 복수의 볼트(70)에 의해 고정된다. 따라서, 로케이팅부(54)는 몸체(16)의 상단부에 대해서 위쪽(화살표 B방향)으로 소정 높이만큼 돌출하도록 구비된다.

셔터(66)는, 예를 들어, 금속제 재료로 원통형으로 형성되고, 적어도 로케이팅부(54)에 있어서의 슬릿 구멍(60)의 종방향 치수보다 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 길게 형성됨과 함께, 로케이팅부(54)의 내주 직경과 대략 동일하게 혹은 약간 작게 형성된다.

또, 셔터(66)의 외주면에는, 클램프 구멍(개구부)(72)이 반경방향으로 셔터(66)를 관통하여 형성된다. 클램프 구멍(72)은 셔터(66)의 축선방향(화살표 A-B방향)으로 대략 중앙부에 형성되고, 셔터(66)의 축선방향을 따라 연장되는 2개의 측부와 축선방향에 직교하는 방향으로 연장되는 2개의 측부로 만들어지는 사각 단면 형상을 갖는다.

그리고, 셔터(66)는 클램프 구멍(72)이 슬릿 구멍(60)을 대면하도록 배치된다. 후술하는 클램프 암(20)의 타단부는 셔터(66)의 내부에 삽입됨과 함께, 역시 후술하는 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 클램프 구멍(72)에 삽입된다.

클램프부(18)는 금속제 재료로 형성되고 몸체(16)의 내부에 수납되는 기다란 클램프 암(20)을 갖는다. 클램프 암(20)의 일단부는 피스톤 로드(28)의 암 유지부(48)의 두 갈래로 갈라진 사이 공간에 삽입되고 피스톤 로드(28)의 제1 핀 구멍(50)에 삽입된 연결 핀(52)이 제2 핀 구멍(74)에 삽입됨으로써 암 유지부(48)에 회동 가능하게 연결된다. 즉, 클램프 암(20)은 연결 핀(52)이 삽입된 일단부(즉, 하단부)를 중심으로 회동 가능하다.

또, 클램프 암(20)의 타단부는 셔터(66) 및 로케이팅부(54)의 내부에 수납되고, 이 타단부는 클램프 암(20)의 길이방향에 대해서 직각으로 절곡되는 후크 형상의 발톱부(76)를 구비한다. 발톱부(76)는 클램프 암(20)의 타단부에 대해 소정 길이만큼 측방향으로 돌출하도록 형성되고, 셔터(66)의 클램프 구멍(72)에 삽입됨과 함께 로케이팅부(54)의 슬릿 구멍(60)에 삽입된다.

또한, 클램프 암(20)은 그 길이방향을 따른 대략 중앙부에 링크 홈(78)이 형성되고, 이 링크 홈(78)은 클램프 암(20)의 길이방향과 대략 평행하게 연장되는 제1 홈부(80)와 이 제1 홈부(80)의 하부(화살표 A방향)에 접합되어 소정 각도로 절곡 되는 제2 홈부(82)에 의해 이루어진다. 링크 홈(78)이 아래쪽으로 연장됨에 따라 제2 홈부(82)는 실린더부(14)의 측방향 쪽에 점진적으로 가까워지도록 경사져 있다. 이 측방향 쪽에서, 제1 및 제2 유체 포트(32, 34)가 개구된다.

또, 링크 홈(78)에는, 클램프 암(20)이 몸체(16)의 내부에 수납된 상태로, 몸체(16)의 측벽에 의해 지지되는 링크 핀(84)이 삽입된다.

잠금 전환 기구(22)는, 하우징(86)과, 이 하우징(86)의 내부에 수납되는 잠금 링(잠금부재)(88)과, 하우징(86)의 상단부를 폐쇄하는 엔드 블록(90)을 가지며, 하우징(86)의 측면에는 잠금해제 포트(92)가 개구되어 있다. 잠금해제 포트(92)는 하우징(86)의 내부와 연통하고 있다.

하우징(86)은 중공 형상으로 형성되고 실린더부(14)의 상단부와 몸체(16)의 하단부와의 사이에 구비되어 서로 연결된다. 잠금해제 포트(92)는 제1 및 제2 유체 포트(32, 34)와 동일한 방향으로 개구되고, 예를 들어, 튜브 및 전환 밸브(양자 모두 도시생략)를 통하여 압력유체 공급원(도시생략)에 접속되어 있다.

잠금 링(88)은, 예를 들어, 환형상으로 형성되고 하우징(86) 내에서 경사질 수 있도록 구비된다. 피스톤 로드(28)는 잠금 링(88)의 중심을 통하여 연장되는 잠금 구멍(94)에 삽입되어 있다. 잠금 구멍(94)은 피스톤 로드(28)의 외주 직경보다 약간 큰 직경을 갖는다.

또, 잠금 링(88)의 일단면(즉, 하단면)에는 플레이트 형상의 해제 레버(96)가 구비된다. 해제 레버는 반경방향으로 돌출한다. 해제 레버(96)의 선단은 하우징(86)에 측벽에 개구된 작업 구멍(98)에 삽입된다. 또한, 작업 구멍(98)은 하우징(86)의 측벽에 착탈 가능하게 장착되는 커버(100)에 의해 덮인다.

또한 잠금 링(88)의 일단면에는 테이퍼 면에 의해 이루어지는 테이퍼부(102)가 형성되고, 이 테이퍼부는 로드 커버(26)의 끝면으로부터 이격되어 있다. 테이퍼부(102)는 로드 커버(26) 측을 향하여 약간 기울어질 수 있다.

테이퍼부(102)의 반대쪽에서 잠금 링(88)과 로드 커버(26)와의 사이에는 리턴 스프링(탄성부재)(104)이 구비된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 잠금 링(88)은 리턴 스프링(104)의 탄성력에 의해 해제 레버(96)가 로드 커버(26)로부터 이격되는 방향으로 가압되어 기울어진다. 따라서, 잠금 링(88)은, 리턴 스프링(104)의 탄성력에 의해 기울어짐으로써, 잠금 구멍(94)에 삽입된 피스톤 로드(28)에 접촉하고, 그에 따라 피스톤 로드(28)는 접촉에 의해 야기되는 저항에 의해 이동이 규제되는 잠금 상태가 된다.

또, 압력유체가 잠금해제 포트(92)로부터 하우징(86)의 내부로 공급되면, 잠금 링(88)은 가압되어 리턴 스프링(104)의 탄성력에 대항하여 반대방향으로 기울어짐으로써 수평 상태가 된다. 결과적으로, 피스톤 로드(28)는 잠금 링(88)에 의해 야기되는 잠금 상태로부터 해제되어, 피스톤 로드(28)가 축선방향으로 이동 가능한 잠금 해제 상태가 된다.

또한, 잠금해제 포트(92)에 대해서 압력유체를 공급할 수 없는 경우에도, 작업자(도시생략)가 커버(100)를 제거하고 작업 구멍(98)을 통해서 해제 레버(96)를 실린더부(14) 쪽(화살표 A방향)으로 내리누름으로써, 잠금 링(88)은 대략 수평 상태로 되어 피스톤 로드(28)의 잠금 상태를 수동으로 해제 가능하게 된다.

본 발명의 실시형태에 따른 클램핑 장치(10)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 동작 및 작용 효과에 대해 설명한다. 또한, 도 5에 도시된 언클램핑 상태를 초기 상태로 하여 설명한다.

이 초기 상태에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 압력유체가 제1 유체 포트(32)로부터 실린더 튜브(24)의 실린더실(30)로 공급되어 있는 한편, 제2 유체 포트(34)는 대기 개방 상태에 있다. 그러므로, 피스톤(12)은 압력유체에 의한 가압작용 하에 위쪽(화살표 B방향)으로 이동하고, 로드 커버(26)의 끝면에 맞닿아 있다. 또한, 클램프 암(20)은 피스톤 로드(28)의 상승에 의해 회동하여, 발톱부(76)가 몸체(16)의 로케이팅부(54) 내부로 후퇴되어 있다.

클램핑 장치(10)의 전술한 초기 상태에 있어서, 워크피스(W1, W2)는 반송 장치(도시생략) 등에 의해 반송되어, 이 워크피스(W1, W2)의 위치결정 구멍(h)이 로케이팅부(54)에 삽입된다. 따라서, 하나의 워크피스(W1)와 또 다른 워크피스(W2)는 적층되어 몸체(16)의 마운팅부(62)의 상부 표면에 얹혀지고 대략 수평으로 유지된다.

이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 로케이팅부(54) 내에 수납되어 있고 슬릿 구멍(60)을 통해서 외부로 돌출하지 않으므로 워크피스(W1, W2)에 대한 접촉이 회피될 수 있어, 워크피스(W1, W2)는 마운팅부(62)까지 매끄럽게 이동하여 위치될 수 있게 된다.

워크피스(W1, W2)의 위치결정이 확인된 후, 압력유체 공급원으로부터의 압력유체는 전환 밸브(도시생략)의 전환작용에 의해 제1 유체 포트(32) 대신에 제2 유체 포트(34)로 공급된다. 그 결과, 피스톤(12)은 아래쪽으로 이동하기 시작하고 이는 피스톤 로드(28)에 연결된 클램프 암(20)이 회동 가능한 상태가 되도록 한다. 제2 유체 포트(34)로부터 공급되는 압력유체에 의해, 피스톤(12) 및 피스톤 로드(28)는 축선방향을 따라 아래쪽으로 이동한다.

따라서, 클램프 암(20)이 하강함으로써, 발톱부(76)는 슬릿 구멍(60)을 따라 하강하고 발톱부(76)가 클램프 구멍(72)에 삽입되어 있는 셔터(66)도 함께 하강한다. 그와 동시에, 링크 핀(84)은 링크 홈(78)의 제2 홈부(82)로부터 제1 홈부(80)로 상대적으로 이동하기 시작한다. 클램프 암(20)은 연결 핀(52)을 중심으로 반시계방향으로 회동하고, 이러한 회동 움직임과 함께, 발톱부(76)는 클램프 구멍(72)을 통해서 슬릿 구멍(60)의 외부로 돌출하기 시작한다.

그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 로케이팅부(54) 밖으로 튀어나와 마운팅부(62) 상에서 워크피스(W2)와 함께 얹혀진 워크피스(W1)의 상부표면에 맞닿게 되고, 워크피스(W1)를 아래쪽으로 가압함으로써, 워크피스(W1, W2)는 대략 수평인 상태로 마운팅부(62)와 클램프 암(20)과의 사이에 클램핑된다.

또, 이 워크피스(W1, W2)의 클램프 상태에 있어서 잠금해제 포트(92)로의 압력유체의 공급이 정지되면, 도 6에 도시된 바와 같이 잠금 링(88)은 리턴 스프링(104)의 탄성력에 의해 기울어지고 피스톤 로드(28)에 대해서 기울어져 잠금 구멍(94)을 통하여 피스톤 로드(28)에 접촉하고, 그에 따라 클램프 암(20)의 회동 동작은 워크피스(W1, W2)가 클램핑된 상태로 잠금된다.

즉, 제2 유체 포트(34)로의 압력유체의 공급이 정지한 경우에도, 잠금 전환 기구(22)에 의해 클램프 암(20)에 의한 워크피스(W1, W2)의 클램핑 상태는 확실히 유지된다.

그 다음에, 전술한 바와 같이 클램핑 장치(10)에 의해 워크피스(W1, W2)가 소정 위치에 클램핑된 클램핑 상태에 있어서, 하나의 워크피스(W1)와 또 다른 워크피스(W2)의 용접 작업이 용접 장치(도시생략)에 의해 수행된다. 이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로 돌출하는 발톱부(76)가 차지하는 부위가 아닌 슬릿 구멍(60)의 일부분은 이 슬릿 구멍(60)의 내부에 구비된 셔터(66)의 외주면에 의해 덮이게 된다. 따라서, 용접시에 발생한 스패터 등이 슬릿 구멍(60)을 통해서 내부로 진입되는 것이 방지될 수 있다.

다음에, 워크피스(W1, W2)의 용접 작업이 완료된 후, 워크피스(W1, W2)의 클램프 상태를 해제하는 경우(언클램핑 상태)에 대하여 설명한다.

도 4에 나타나는 클램핑 장치(10)에 있어서, 압력유체를 잠금해제 포트(92)에 공급하여 클램프 암(20)의 잠금 상태를 해제하고, 그와 함께, 압력유체를 제1 유체 포트(32)로부터 실린더실(30)로 공급한다. 그 결과, 피스톤(12) 및 피스톤 로드(28)는 위쪽(화살표 B방향)으로 이동하고 클램프 암(20)은 회동하면서 상승한다.

링크 핀(84)이 링크 홈(78)의 제1 홈부(80)로부터 제2 홈부(82)로 이동하므로, 클램프 암(20)은 연결 핀(52)을 중심으로 시계방향으로 회동하며, 그에 따라 발톱부(76)는 로케이팅부(54)의 내부로 후퇴된다.

동시에, 클램프 암(20)의 상승과 함께, 발톱부(76)가 삽입된 셔터(66)도 함께 상승한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤(12)이 로드 커버(26)에 맞닿는 위치까지 피스톤(12)이 이동하면, 발톱부(76)는 슬릿 구멍(60)을 통하여 로케이팅부(54)의 내부로 완전히 수납되는 한편, 셔터(66)의 클램프 구멍(72)에 삽입된 상태를 유지하고, 그에 따라 발톱부(76)에 의해 클램핑된 워크피스(W1, W2)의 파지상태가 해제된 언클램핑 상태로 이행한다. 또한, 이 언클램핑 상태에 있을 때, 장치는, 압력유체가 잠금해제 포트(92)에 계속적으로 공급되는 잠금 해제 상태에 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 클램프 암(20)은 클램핑 장치(10)를 구성하는 몸체(16)의 내부에 회동 가능하게 수납되고, 몸체(16)의 상단부에 구비된 로케이팅부(54)는 클램프 암(20)과 함께 상하방향(화살표 A-B방향)으로 이동 가능한 셔터(66)를 구비하고, 원통형상으로 형성된 셔터(66)는 클램프 암(20)의 발톱부(76)가 외부로 돌출하는 로케이팅부(54)의 슬릿 구멍(60)을 대면하도록 구비된다.

그리고, 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 실린더부(14)의 구동작용 하에 슬릿 구멍(60)을 따라 상하방향으로 이동 가능하고, 발톱부(76)와 함께 이동 가능한 셔터(66)는, 발톱부(76)가 슬릿 구멋(60)을 통해 돌출되어 워크피스(W1, W2)를 클램핑하고 있을 때에도, 발톱부(76)가 차지하는 영역을 제외한 슬릿 구멍(60)의 개구부를 확실하게 폐쇄할 수 있다.

그 결과, 예를 들어, 클램프 암(20)에 의해 클램핑된 워크피스(W1, W2)의 용접 작업을 수행할 때에 발생하는 스패터 등의 이물이 슬릿 구멍(60)을 통해서 몸체(16)의 내부로 진입되는 것이 셔터(66)에 의해 확실히 방지된다.

또, 클램프 암(20)의 발톱부(76)가 항상 셔터(66)의 클램프 구멍(72) 내로 삽입된 상태로 유지됨으로써, 클램프 암(20)의 상하방향 이동과 함께 일체로 셔터(66)를 이동시키는 것이 가능해진다.

또한, 실린더부(14)와 몸체(16)와의 사이에 클램프 암(20)의 동작을 잠금시킬 수 있는 잠금 전환 기구(22)를 마련함으로써, 실린더부(14)에 대한 압력유체의 공급이 정지되더라도, 워크피스(W1, W2)가 클램프 암(20)에 의해 클램핑된 클램프 상태를 잠금 전환 기구(22)가 확실하고 안정적으로 유지하는 것이 가능해진다.

더 나아가서, 잠금 전환 기구(22)를 구성하는 잠금 링(88)은 하우징(86)의 외측으로부터 조작 가능한 해제 레버(96)를 구비한다. 따라서, 하우징(86)의 잠금해제 포트(92)로의 압력유체의 공급이 정지되어 잠금 링(88)에 의한 피스톤 로드(28)의 잠금 상태가 해제될 수 있는 경우에도, 작업자는 해제 레버(96)를 가압하여 잠금 링(88)을 강제로 기울임으로써 잠금 상태를 수동으로 해제시킬 수 있다.

또, 셔터(66)는 전술한 바와 같이 동일 직경을 갖는 원통형의 것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도 7a 내지 도 7f에 도시된 제1 내지 제6 변형예에 따른 셔터(커버 부재)(120, 130, 140, 150, 160, 170) 중 하나를 이용할 수도 있다.

먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 변형예에 따른 셔터(120)는 반경방향으로 탄성변형 가능한 금속제 재료로 형성되고, 클램프 구멍(72)과 반대쪽 부위가 절취됨으로써 단면이 C자 형상으로 형성된다. 절결부(122)는 원주방향을 따라 소정 범위에 형성되고 축선방향(화살표 A-B방향)을 따라 연장되어 있다. 셔터(120)는 반경방향 내측으로 가압되어 직경이 축소된 상태로 로케이팅부(54)의 챔버(64) 내에 끼워진다.

즉, 제1 변형예에 따른 셔터(120)에 있어서는, 클램프 구멍(72)에 직경방향으로 반대쪽 부위가 절취되어 있기 때문에, 셔터(66)의 내부에 클램프 암(20)의 타단부를 삽입할 때의 삽입성을 향상시킬 수 있고, 절결부(122)에 의해 클램프 암(20)과 접촉하는 면적을 감소시킬 수 있다. 이는, 예를 들어, 클램프 암(20)의 크기를 증가시키는 것 및 설계 자유도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.

제2 변형예에 따른 셔터(130)에 있어서는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 클램프 구멍(72)을 갖는 본체부(132)를 상단부(134)에 접속하는 벨로우즈부(136)가 구비되며, 벨로우즈부(136)는, 예를 들어, 난연성 수지 재료로 형성되고 축선방향(화살표 A-B방향)으로 신축 가능하게 설치된다. 또, 벨로우즈부(136)의 내부에는, 본체부(132)와 상단부(134)를 서로 이격되도록 가압하는 스프링(138)이 구비된다.

클램프 암(20)과 함께 셔터(130)가 로케이팅부(54)에 따라 위로 이동할 때, 챔버(64)의 상단부에 상단부(134)가 맞닿으면 벨로우즈부(136)는 스프링(138)의 탄성력에 대항하여 압축되어, 축선방향(화살표 A-B방향)에 따른 셔터(130)의 길이가 단축된다.

한편, 클램프 암(20)과 함께 셔터(130)가 아래로 이동할 때, 상단부(134)는 로케이팅부(54)로부터 이격되는 방향으로 이동한다. 그 결과, 벨로우즈부(136)는 스프링(138)의 탄성력에 의해 신장되기 때문에 상단부(134)는 본체부(132)로부터 이격되도록 이동하여, 셔터(130)의 축선방향에 따른 길이가 길어져서 슬릿 구멍(60)이 벨로우즈부(136)에 의해 덮인다.

즉, 제2 변형예에 따른 셔터(130)에 있어서는, 축선방향으로 신축 가능한 벨로우즈부(136)로 인해, 셔터(130)가 위로 이동할 때 셔터의 종방향 치수를 짧게 할 수 있다. 그러므로, 셔터(130)를 수납하는 로케이팅부(54)의 높이 치수를 감소시킬 수 있고, 그에 따라, 클램핑 장치(10)의 높이 치수를 감소시킬 수 있다.

또, 전술한 제2 변형예의 셔터(130)의 벨로우즈부(136)를 대신하여, 도 7c에 도시된 제3 변형예의 셔터(140)와 같이 축선방향으로 신축 가능한 텔레스코픽 구조의 신장부(142)가 구비될 수 있다. 대안적으로, 도 7d에 도시된 제4 변형예의 셔터(150)와 같이 축선방향으로 휘어질 수 있는 천 등으로 만들어지는 피복부(152)가 구비될 수도 있다. 또한, 신장부(142) 및 피복부(152)는 각각 난연성의 수지나 천으로 형성된다.

제3 및 제4 변형예에 따른 셔터(140, 150)에 있어서도, 셔터가 로케이팅부(54)의 내부에서 위로 이동할 때 각각의 셔터(140, 150)의 종방향 치수를 소형화할 수 있다. 따라서, 셔터(140, 150)를 수납하는 로케이팅부(54)의 높이 치수를 감소시킬 수 있고, 그에 따라, 클램핑 장치(10)의 높이 치수를 감소시킬 수 있다.

도 7e에 도시된 바와 같이, 제5 변형예에 따른 셔터(160)에 있어서, 이 셔터(160)는 원통형의 외부 슬리브(162)와 이 외부 슬리브(162)의 내측에 구비되는 내부 슬리브(164)를 포함한다. 외부 슬리브(162)에는 축선에 대해서 소정 각도로 경사진 제1 삽입홈(166)이 형성되는 한편, 내부 슬리브(164)에는 축선에 대해서 소정 각도로 경사지고 제1 삽입홈(166)에 대략 직각으로 교차하는 제2 삽입홈(168)이 형성된다.

또, 셔터(160)에 있어서, 제1 삽입홈(166)과 제2 삽입홈(168)은 서로 교차하고 있으며, 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 그 교차 부위에서 제1 및 제2 삽입홈(166, 168) 모두를 관통하도록 삽입된다.

따라서, 예를 들어, 클램프 암(20)이 위쪽으로 이동하면, 발톱부(76)는 제1 및 제2 삽입홈(166, 168)을 따라 위쪽으로 이동하는 한편, 외부 슬리브(162) 및 내부 슬리브(164)는 반대방향으로 각각 회전하도록 야기되어, 슬릿 구멍(60)이 외부 슬리브(162) 및 내부 슬리브(164)에 의해 덮인다.

한편, 클램프 암(20)이 아래쪽으로 이동하면, 발톱부(76)는 제1 및 제2 삽입홈(166, 168)을 따라 아래쪽으로 이동한다. 따라서, 외부 슬리브(162) 및 내부 슬리브(164)는 상기와는 역방향이 되는 방향으로 서로 반대방향으로 회전하여, 슬릿 구멍(60)이 외부 슬리브(162) 및 내부 슬리브(164)에 의해 덮이게 된다.

즉, 제5 변형예에 따른 셔터(160)에 있어서는, 외부 슬리브(162) 및 내부 슬리브(164)는 회전하기만 하여 상하방향(화살표 A-B방향)으로 이동하지는 않는다. 따라서, 셔터(160)를 수납하는 로케이팅부(54)의 높이 치수를 감소시킬 수 있고, 그에 따라, 클램핑 장치(10)의 높이 치수를 감소시킬 수 있다.

또, 도 7f에 도시된 제6 변형예에 따른 셔터(170)와 같이, 외부 슬리브(172) 및 내부 슬리브(174)는 각각 절결부(176)를 구비함으로써 단면이 C자 형상으로 형성되어 있다. 이러한 구조로 함으로써, 셔터(160)와 같이 로케이팅부(54)의 높이 치수를 감소시킴으로써 클램핑 장치(10)의 높이 치수가 감소될 수 있는 이점에 더하여, 클램프 암(20)의 타단부가 내부 슬리브(174)의 내부에 삽입될 때의 삽입성을 향상시킬 수 있고 클램프 암(20)의 설계 자유도를 높일 수 있다.

명백히, 본 발명은 앞에서 설명한 실시형태 및 변형예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지로부터 벗어남 없이, 다양한 구성을 취할 수 있음은 물론이다.

Claims (6)

1. 클램핑 장치(10)로서,
   압력유체의 공급작용 하에 축선방향을 따라 이동 가능한 변위체(28)를 갖는 구동부(14)와;
   상기 구동부(14)에 접속되고 워크피스(W1, W2)가 얹혀지는 마운팅부(62)를 갖는 몸체(16)와;
   상기 변위체(28)에 연결되고 상기 몸체(16)에 대해서 회동 가능하게 지지되는 클램프 암(20)과;
   상기 마운팅부(62)에 대해서 상기 축선방향으로 돌출하고 상기 워크피스에 형성된 위치결정 구멍(h) 내로 삽입되는 로케이팅부(54);
   를 포함하며,
   상기 구동부(14)에 의해 출력된 상기 변위체(28)의 직선 운동은 클램프 암(20)의 회동 운동으로 변환되며,
   상기 로케이팅부(54)에는 축선방향을 따라 개구되는 슬릿 구멍(60)이 형성되며,
   상기 로케이팅부(54)의 내부에 수납된 상기 클램프 암(20)의 발톱부(76)는 상기 슬릿 구멍(60)을 통해 돌출하며,
   상기 워크피스(W1, W2)는 상기 마운팅부(62)와 상기 발톱부(76) 사이에 클램핑되며,
   상기 로케이팅부(54)의 내부에는 상기 슬릿 구멍(60)을 대면하고 상기 축선방향으로 이동 가능한 커버 부재(66, 120, 130, 140, 150, 160, 170)가 구비되며,
   상기 커버 부재(66, 120, 130, 140, 150, 160, 170)는 상기 발톱부(76)가 삽입되는 개구부(72)를 구비하고 상기 개구부(72)는 상기 슬릿 구멍(60)을 대면하며,
   상기 커버 부재(66)는 상기 개구부(72)보다 선단측을 구성하는 커버 선단부를 가지며,
   상기 로케이팅부(54)의 내부에는 상기 슬릿 구멍(60)을 통해 외부와 연통하고 또한 상기 커버 부재(66, 120, 130, 140, 150, 160, 170)를 수용하는 챔버(64)가 형성되며,
   상기 로케이팅부(54)는 상기 슬릿 구멍(60)보다 상기 로케이팅부(54)의 선단측에서 상기 챔버(64)를 둘러싸는 선단측 주위벽부를 가지며,
   상기 선단측 주위벽부의 내측에 상기 커버 선단부가 삽입되는, 클램핑 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 클램프 암(20)의 회동 동작을 규제하도록 구성되는 잠금 기구(22)를 더 포함하는, 클램핑 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 잠금 기구(22)는, 상기 변위체(28)의 축선방향에 대해서 기울어질 수 있는 잠금부재(88)를 포함하고, 상기 잠금부재(88)가 기울어질 때 상기 변위체(28)의 움직임을 규제하는, 클램핑 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 잠금부재(88)는 탄성부재(104)에 의해 가압되어 소정 각도만큼 기울어지며;
   상기 잠금부재(88)는, 압력유체가 공급되면, 상기 잠금부재가 기울어져 있는 상태로부터 상기 변위체(28)가 이동 가능한 상태로 복귀하는, 클램핑 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버 부재(120, 170)는 단면이 C자 형상으로 형성되고 축선방향을 따라 연장되는, 클램핑 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버 부재(130, 140, 150)는 상기 커버 부재(130, 140, 150)가 이동하는 축선방향을 따라 신축 가능하게 형성되는, 클램핑 장치.

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