TWI635935B - 夾鉗裝置 - Google Patents

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TWI635935B
TWI635935B TW106121796A TW106121796A TWI635935B TW I635935 B TWI635935 B TW I635935B TW 106121796 A TW106121796 A TW 106121796A TW 106121796 A TW106121796 A TW 106121796A TW I635935 B TWI635935 B TW I635935B
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高橋一義
玉井淳
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Ｓｍｃ股份有限公司
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Abstract

本發明的夾鉗裝置(10)係具備有：金屬製的檢測體(20)，係設置於在驅動部(12)的作用下會與夾鉗臂(18)一體地轉動的轉動軸(90)，且沿著圍繞轉動軸(90)的軸線之方向延伸；以及一個近接感測器(22)，係配置成與檢測體(20)相對向，且檢測檢測體(20)的磁性損失。檢測體(20)係形成為：與近接感測器(22)之檢測面(124)相對向的感測器對向部(126)的面積隨著轉動軸(90)的旋轉而變化。

Description

夾鉗裝置
本發明係關於一種藉由轉動的夾鉗臂(clamp arm)來夾持工件的夾鉗裝置。
以往，例如，在汽車等之自動組裝生產線中，將經沖壓成形的複數片板材在利用夾鉗裝置夾持著的狀態下進行彼此銲接的銲接步驟。
在此種夾鉗裝置中，係在流體壓力的作用下使缸體部的活塞往軸方向位移，從而透過連接於活塞桿的肘節連桿(toggle link)機構來轉動夾鉗臂。藉此，夾鉗臂切換成夾持位置、及解除夾持位置。
在日本特開2001-113468號公報揭示有一種夾鉗裝置，該夾鉗裝置係利用兩個感應型的近接感測器來檢測隨著活塞桿而行程位移之金屬製的保持構件的位置，藉此檢測夾鉗臂的轉動位置(夾持狀態及解除夾持狀態)。在此種夾鉗裝置中，藉由更換複數個彼此相異型狀的保持構件來因應夾鉗臂的轉度角度範圍的變化。
在歐洲專利申請公開第0636449號說明書揭示有一種夾鉗裝置，該夾鉗裝置係利用安裝在開關保持 部的兩個極限開關來檢測活塞桿的位置。開關保持部係以沿著活塞桿的軸線方向設置複數個用來裝設極限開關的安裝孔，而能夠變更極限開關的安裝位置。
在日本特開2001-113468號公報的情形時，係檢測隨著活塞桿而行程位移之保持構件的位置，藉此間接地檢測夾鉗臂的轉動位置(旋轉角度)。因此，夾鉗臂之位置的檢測精確度會受肘節連桿機構的加工精確度及/或組裝精確度所影響。所以，並不容易提升夾鉗臂之轉動位置的檢測精確度。
此外，日本特開2001-113468號公報的夾鉗裝置，由於具有兩個近接感測器，因此會增加零件數量。再者，當變更夾鉗臂的轉動角度範圍時，由於必須更換保持構件，因此作業繁雜。
在歐洲專利申請公開第0636449號說明書中，當變更夾鉗臂的轉動角度範圍時，由於必須將極限開關變更成因應臂部開度的安裝孔的位置，因此作用繁雜。
本發明係考量上述的課題所研創者，其目的在於提供一種能夠削減零件數量，並且直接且高精確度地檢測夾鉗臂的轉動位置，且可容易地進行夾鉗臂之轉動角度範圍的變更作業的夾鉗裝置。
為了達成上述目的，本發明的夾鉗裝置係藉由轉動的夾鉗臂來夾持工件者，該夾鉗裝置係具備有：夾鉗主體；設置於前述夾鉗主體的驅動部；在前述驅動部 的作用下與前述夾鉗臂一體地轉動的轉動軸；設置於前述轉動軸，且沿著圍繞前述轉動軸的軸線之方向延伸的金屬製的檢測體；以及配設成與前述檢測體相對向，令前述檢測體產生渦電流，並且檢測磁性損失的一個近接感測器；前述檢測體係形成為：於該檢測體中之與前述近接感測器的檢測面相對向的感測器對向部的面積係隨著前述轉動軸的旋轉而變化。
根據此種構成，藉由一個近接感測器來檢測伴隨著轉動軸的旋轉之感測器對向部的面積的變化。因此，可刪減零件數量，並且直接地且高準確度地檢測夾鉗臂的轉動位置。而且，在變更夾鉗臂的轉動角度範圍時，由於不須更換檢測體或變更近接感測器的位置，所以可容易地進行夾鉗臂的轉動角度範圍的變更作業。
在上述夾鉗裝置中，前述檢測體亦可形成為板狀。
根據此種構成，可藉由沖壓成形而容易地製造檢測體。
在上述夾鉗裝置中，在前述檢測體中亦可以使前述感測器對向部的面積伴隨著前述轉動軸的旋轉而變化之方式沿著前述檢測體的延伸方向形成有長溝。
根據此種構成，可藉由長溝來容易地變更感測器對向部的面積。
在上述夾鉗裝置中，前述長溝的側邊亦可朝與前述檢測體的延伸方向交叉的方向直線狀地延伸。
根據此種構成，可使近接感測器的諧振阻抗或電感非線性地變化。
在上述夾鉗裝置中，前述長溝的側邊亦可曲線狀地延伸。
根據此種構成，可使近接感測器的諧振阻抗或電感線性地變化。
在上述夾鉗裝置中，在前述檢測體亦可形成有一條前述長溝，而前述感測器對向部亦能以跨越前述長溝的兩側之方式設置。
根據此種構成，可將檢測體的構成予以簡單化，並且可抑制剛性的降低。
在上述夾鉗裝置中，在前述檢測體中，亦可在該檢測體的寬度方向併設有兩條前述長溝，且前述感測器對向部係設置在兩條前述長溝之間。
根據此種構成，可根據轉動軸的旋轉而使感測器對向部的面積確實地變化。
在上述夾鉗裝置中，在前述檢測體中，亦可形成有連通溝，該連通溝係將兩條前述長溝的端部彼此相互連通，且前述連通溝的溝寬係前述檢測面的直徑以上。
根據此種構成，可在檢測面與連通溝相對向時，令近接感測器的諧振阻抗或電感不連續(急遽地變化)。藉此，即使因夾鉗裝置的使用環境的溫度變化而使近接感測器的諧振阻抗或電感變動時，亦可確實地檢測夾持狀態或解除夾持狀態。
在上述夾鉗裝置中，前述檢測體亦可藉由螺絲構件而固定於前述轉動軸。
根據此種構成，可將檢測體予以牢固地固定在轉動軸。因此，在轉動軸旋轉時，可抑制感測器對向面與檢測面之間的距離的變動。
在上述夾鉗裝置中，亦可在前述檢測體的延伸方向之至少一方的端部設置有安裝部，該安裝部係形成有供前述螺絲構件插通的插通孔。
根據此種構成，可利用簡單的構成來將檢測體固定在轉動軸。
在上述夾鉗裝置中，亦可在前述檢測體的延伸方向的兩端部設置有保持部，該保持部係從直徑方向外側夾持前述轉動軸的外周面。
根據此種構成，可將檢測體對對於轉動軸更高準確度並且牢固地加以固定。
在上述夾鉗裝置中，亦可在前述轉動軸的外周面中之與前述檢測面相對向的部位形成有凹部。
根據此種構成，即使以金屬來構成轉動軸時，亦可抑制因近接感測器而在轉動軸產生渦電流之情形。
根據本發明，由於藉由一個近接感測器來檢測伴隨著轉動軸之旋轉的感測器對向部的面積的變化，故可刪減零件數量，並且直接且高準確度地檢測夾鉗臂的轉動位置，且可容易地進行夾鉗臂的轉動角度範圍的變更作業。
上述之目的、特徵及優點，可由附圖及以下的實施形態的說明而容易地理解。
10‧‧‧夾鉗裝置
12‧‧‧驅動部
14‧‧‧夾鉗主體
16‧‧‧連桿機構(動力傳達機構)
18‧‧‧夾鉗臂
20‧‧‧檢測體
22‧‧‧近接感測器
24‧‧‧控制單元
26‧‧‧缸管
28‧‧‧端塊
30‧‧‧桿蓋
32‧‧‧活塞
34‧‧‧活塞桿
36‧‧‧第一缸室
38‧‧‧第一通口
40‧‧‧第二缸室
42‧‧‧第二通口
44‧‧‧緊固螺栓
46‧‧‧調整螺栓
48‧‧‧阻尼器
50‧‧‧活塞墊圈
52‧‧‧桿墊圈
53‧‧‧支架
54、56‧‧‧蓋部
58‧‧‧腔室
60‧‧‧螺絲構件
62‧‧‧關節接頭
64‧‧‧孔
66‧‧‧基座部
68、70‧‧‧側板部
72‧‧‧關節銷
74‧‧‧軸承
76‧‧‧圓環構件
78‧‧‧推壓構件
80、82‧‧‧連桿板
84‧‧‧連桿銷
86‧‧‧支撐桿
88‧‧‧支持部
90‧‧‧轉動軸
92、94‧‧‧臂安裝部
96‧‧‧支持部本體
98、100‧‧‧腳部
102‧‧‧突起
104‧‧‧螺絲孔
106‧‧‧凹部
107、109‧‧‧軸承
108‧‧‧本體部
110‧‧‧安裝部
112‧‧‧長溝
112a、112b‧‧‧側邊
114‧‧‧螺絲構件
116‧‧‧插通孔
118‧‧‧檢測線圈
120‧‧‧振盪電路部
122‧‧‧檢測電路部
124‧‧‧檢測面(線圈面)
126‧‧‧感測器對向部
128‧‧‧引線
130‧‧‧設定按鈕
132‧‧‧連接器
134‧‧‧顯示部
136‧‧‧電源燈
138‧‧‧夾持燈
140‧‧‧解除夾持燈
142‧‧‧判定部
144‧‧‧臨限值設定部
146‧‧‧輸出部
150‧‧‧檢測體
152‧‧‧本體部
154、156‧‧‧長溝
154a、156a‧‧‧側邊
158‧‧‧外框部
160‧‧‧中間部
170‧‧‧檢測體
172‧‧‧本體部
174‧‧‧連通溝
176‧‧‧溝
178‧‧‧中間部
180‧‧‧檢測體
182‧‧‧本體部
184、186‧‧‧長溝
184a、186a‧‧‧側邊
188‧‧‧中間部
190‧‧‧檢測體
192‧‧‧本體部
194‧‧‧連通溝
196‧‧‧溝
198‧‧‧中間部
200‧‧‧檢測體
202‧‧‧第一保持部
202a‧‧‧第一延伸部
202b‧‧‧第一接受部
204‧‧‧第二保持部
204a‧‧‧第二延伸部
204b‧‧‧第二接受部
Ax‧‧‧軸線
P1、P2‧‧‧端部的位置
R1、R2‧‧‧箭頭
S1、S21、S3、S4、S5、S6、S7、S8‧‧‧面積
第1圖係本發明之一實施形態的夾鉗裝置的立體圖。
第2圖係前述夾鉗裝置的局部分解立體圖。
第3圖係顯示前述夾鉗裝置的夾持狀態的縱剖面圖。
第4圖係構成前述夾鉗裝置的支撐桿及檢測體的分解立體圖。
第5圖係前述檢測體的展開圖。
第6圖係前述夾鉗裝置的主要部分方塊圖。
第7圖係顯示前述夾鉗裝置的解除夾持狀態的縱剖面圖。
第8圖係顯示感測器對向部的面積與檢測諧振阻抗之關係的曲線圖。
第9A圖係第一變形例的檢測體的立體圖，第9B圖係該檢測體的展開圖，而第9C圖係顯示該檢測體中之感測器對向部的面積與檢測諧振阻抗之關係的曲線圖。
第10A圖係第二變形例的檢測體的立體圖，第10B圖係該檢測體的展開圖，而第10C圖係顯示該檢測體中之感測器對向部的面積與檢測諧振阻抗之關係的曲線圖。
第11A圖係第三變形例的檢測體的立體圖，第11B圖係該檢測體的展開圖，而第11C圖係顯示該檢測體中之感測器對向部的面積與檢測諧振阻抗之關係的曲線圖。
第12A圖係第四變形例的檢測體的立體圖，第12B圖係該檢測體的展開圖，而第12C圖係顯示該檢測體中之感測器對向部的面積與檢測諧振阻抗之關係的曲線圖。
第13圖係顯示第五變形例的檢測體安裝於轉動軸之狀態的立體圖。
第14A圖係第13圖的檢測體的立體圖，第14B圖係第14A圖的檢測體的展開圖。
以下，茲例舉較佳實施方式，且一面參照附圖一面說明本發明之夾鉗裝置。
本發明之一實施形態的夾鉗裝置10，係例如在汽車等之自動組裝生產線中，於將經沖壓成形的複數片鋼板等板材予以彼此銲接時用以夾持者。
如第1圖至第3圖所示，夾鉗裝置10係具備有：驅動部12、連結於驅動部12的夾鉗主體14、配設於夾鉗主體14內的連桿機構(動力傳達機構)16、在驅動部12的作用下透過連桿機構16而進行轉動動作的夾鉗臂18、檢測體20、近接感測器22、以及控制單元24。
驅動部12係以流體壓力缸所構成，且具有：構成為扁平筒狀的缸管26。然而，驅動部12亦可由電動致動器所構成。在第3圖中，缸管26的一端側(箭頭A方向)的開口係由端塊(end block)所封閉，而缸管26的另一端側(箭頭B方向)的開口係由桿蓋30所封閉。在缸管26內，以能夠沿著其軸線方向位移之方式配設活塞32，且在 活塞32連結有活塞桿34。
缸管26並不限定為扁平筒狀，可採用真圓筒狀或橢圓筒狀等任意的形狀。在缸管26形成有：與形成在端塊28及活塞32之間的第一缸室36連通的第一通口(port)38；及與形成在活塞32及桿蓋30之間的第二缸室40連通的第二通口42。
在第一通口38及第二通口42連接有未圖示的管，該管係用以進行用以使活塞32往復運動的壓縮流體(驅動流體)之供給及排出。端塊28、缸管26、及桿蓋30係藉由複數個緊固螺栓44而連結為一體。
在端塊28的大致中央部螺合有調整螺栓46，該調整螺栓46係藉由調節活塞32的行程來調整夾鉗臂18的轉動角度範圍(臂部開度)。調整螺栓46係可在其螺旋轉動作用下調整第一缸室36的突出長度，且在位於該第一缸室36內的頭部裝設有用以緩衝活塞32的衝擊及衝撞聲的阻尼器48。
在活塞32的外周面，係透過環狀溝而裝設有環狀的活塞墊圈50。此外，在活塞32的中央固定有活塞桿34的一端側。在桿蓋30的中央部形成有供活塞桿34插通的桿孔。在構成桿孔的壁面，係透過環狀溝而裝設有環狀的桿墊圈52。
夾鉗主體14係連接於桿蓋30的另一端側，例如包含鐵、不鏽鋼、或鋁等金屬材料所構成。在夾鉗主體14設置有用以將夾鉗裝置10安裝於未圖示之固定構件 的支架53(参照第1圖)。
如第1圖及第2圖所示，夾鉗主體14係具有橫剖面為U字狀的一對蓋部54,56。該等蓋部54,56係構成為大致左右對稱，且藉由複數個螺絲構件60彼此緊固，俾形成收容有連桿機構16的腔室58(参照第3圖)。
在第2圖及第3圖中，於活塞桿34的另一端部係連結有關節接頭(knuckle joint)62。關節接頭62係具有：形成有保持活塞桿34之另一端部之孔64的基座部66、以及從基座部66往箭頭B方向突出的兩個側板部68,70、以及連接該等側板部68,70的關節銷72。兩個側板部68,70係彼此在夾鉗主體14之厚度方向相對向。關節銷72係透過軸承74而設置圓環構件76。
藉由夾鉗臂18來夾持工件時，圓環構件76係與設置在夾鉗主體14之釋放用的推壓構件78接觸，且推壓構件78朝夾鉗主體14的外側(箭頭B方向)突出達預定長度。推壓構件78係沿著活塞桿34的軸線方向延伸的銷構件，且推壓構件78的兩端部係形成為比中間部更大徑，從而阻止其從夾鉗主體14脫落。使用者使用鎚擊具等工具來將推壓構件78朝箭頭A方向推壓，藉此可解除工件的夾持狀態(解除夾持狀態)(参照第7圖)。
連桿機構16係將活塞32的往復運動轉換為後述之轉動軸90的轉動動作。該連桿機構16係具有：兩個連桿板80,82、連桿銷84、以及支撐桿86。連桿板80係位於圓環構件76與側板部68之間，而連桿板82係位於 圓環構件76與側板部70之間。
各連桿板80,82係以圓弧狀(半圓弧狀)之方式延伸。於形成在各連桿板80,82之一端部的孔係插通有關節銷72，而形成在各連桿板80,82之另一端部的孔係插通有連桿銷84。換言之，各連桿板80,82係轉動自如支持於關節銷72及連桿銷84的各個。
如第3圖及第4圖所示，支撐桿86係例如由金屬材料所構成。惟支撐桿86亦可利用不產生渦電流的樹脂材料等來構成。支撐桿86係具有：對連桿銷84轉動自如地加以支持的支持部88、一體地設置在支持部88並朝與活塞桿34之軸線正交之方向延伸的轉動軸90、以及設置在轉動軸90的兩端部的臂安裝部92,94。
支持部88係包含有：設置於轉動軸90的軸線方向的中央，且形成有供連桿銷84插通之孔的支持部本體96、以及從支持部本體96以跨越轉動軸90之方式延伸的兩個腳部98、100。在腳部100的側面係形成有：朝與活塞桿34相對向的一側突出的突起102、以及用以安裝檢測體20的螺絲孔104。
轉動軸90的外周面中之軸線方向的中央係形成有與轉動軸90之軸線Ax正交之剖面為半圓形狀的凹部106。凹部106係位於支持部88的相反側。沿著轉動軸90的軸線方向之凹部106的尺寸係小於檢測體20的寬度尺寸而大於近接感測器22之後述的檢測面124的直徑。轉動軸90的兩端部係藉由設置在夾鉗主體14的軸承107,109 而旋轉自如地加以支持(參照第1圖及第2圖)。臂安裝部92,94係可裝卸地構成夾鉗臂18。
如第4圖及第5圖所示，檢測體20係藉由純鐵、鋼、銅、鋁等金屬材料所構成。換言之，檢測體20係由會因為近接感測器22的作用而產生渦電流的材料所構成。檢測體20係藉由對金屬製的薄板進行沖壓成形而一體形成。
檢測體20係具有：朝圍繞轉動軸90的軸線之方向延伸的本體部108、以及設置在本體部108之R1方向的端部的安裝部110。本體部108係藉由將大致矩形狀的金屬板彎曲成大致半圓弧狀而成形，且設置成覆蓋轉動軸90的凹部106。在本體部108的寬度方向的中央係形成有沿著圍繞轉動軸90的軸線(本體部108的延伸方向)之方向延伸的長溝(長孔)112。
長溝112係形成為大致三角形狀。長溝112的各側邊112a,112b係朝與本體部108之延伸方向交叉的方向直線狀地延伸。換言之，長溝112的各側邊112a,112b係以朝向箭頭R1方向彼此近接的方式直線狀地延伸。亦即，長溝112的溝寬係以從本體部108的一端側朝向另一端側(箭頭R2方向)之方式漸漸擴展。安裝部110係從本體部108的一端部的寬度方向中央延伸成四角形狀，且形成有供螺絲構件114插通的插通孔116，該螺絲構件114係用以將檢測體20固定於支撐桿86(轉動軸90)者。
如第6圖所示，近接感測器22係以感應型 近接感測器所構成，且具有：以近接檢測體20的本體部108之方式設置的檢測線圈118、與檢測線圈118電性連接的振盪電路部120、以及與振盪電路部120電性連接的檢測電路部122。檢測線圈118係配設成其檢測面(線圈面)124與本體部108相對向。具體而言，檢測線圈118係以使本體部108中之與檢測面124相對向的感測器對向部126(參照第5圖)位於長溝112的兩側之方式定位固定在夾鉗主體14。
振盪電路部120係以預定之振盪頻率對檢測線圈118進行振盪驅動。檢測電路部122係根據振盪電路部120的輸出信號來檢測諧振阻抗(並聯諧振阻抗)。亦即，近接感測器22係檢測伴隨轉動軸90的轉動所產生之感測器對向部126的面積的變化作為諧振阻抗的變化，藉此檢測夾鉗臂18的轉動位置(旋轉角度)。
第3圖及第6圖中，控制單元24係收容在設置於夾鉗主體14的框體內，且藉由引線128來電性連接近接感測器22。在框體設置有：使用者可從外部進行按壓操作的設定按鈕130、能夠連接與外部機器(電源等)連接之電纜線的連接器132、以及能夠從外部辨識的顯示部134。如第6圖所示，顯示部134係包含：電源燈136、夾持燈138、以及解除夾持燈140。
控制單元24係具有判定部142、臨限值設定部144、以及輸出部146。判定部142係根據在近接感測器22的檢測電路部122所檢測的諧振阻抗(以下，亦稱為 檢測諧振阻抗)與夾持臨限值Za的比較，來判定是否屬於夾持狀態(夾鉗臂18是否處於夾持位置)。而且，判定部142係根據檢測諧振阻抗與解除夾持臨限值Zb的比較，來判定是否屬於解除夾持狀態(夾鉗臂18是否處於解除夾持位置)。
臨限值設定部144係根據經設定按鈕130的第一操作時的檢測電路部122的輸出信號(檢測諧振阻抗)來設定夾持臨限值Za。此外，臨限值設定部144係根據經設定按鈕130的第二操作時的檢測諧振阻抗來設定解除夾持臨限值Zb。由臨限值設定部144所設定的夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb係記憶在控制器。輸出部146係使電源燈136、夾持燈138及解除夾持燈140點亮或熄滅。
本實施形態的夾鉗裝置10基本上而言係如以上方式構成者，接著，針對其動作及作用效果進行說明。此外，以第7圖所示之解除夾持狀態為初期狀態加以說明。
首先，使用者係對於未圖示的固定構件安裝夾鉗裝置10的支架53。並且，將電纜線連接於連接器132，藉此連接夾鉗裝置10與外部機器(電源等)。藉此，將電源供給至控制單元24，且電源燈136會點亮。
此外，在初期狀態下，係解除夾持燈140點亮且夾持燈138熄滅，而活塞32係位於缸管26的端塊28側的端側並接觸於阻尼器48。此時，如第5圖所示，近接感測器22的檢測面124係處於與長溝112之箭頭R2方 向的端部相對向的位置，且本體部108中之與檢測面124相對向的感測器對向部126係具有S1的面積。
要夾持工件時，係在第二通口42開放於大氣的狀態下對第一通口38供給壓縮流體。如此一來，如第3圖所示，活塞32即朝桿蓋30側(箭號B方向)位移。此活塞32的直線運動係透過活塞桿34及關節接頭62而往連桿機構16傳遞，在轉動軸90的旋轉作用下，夾鉗臂18係一體地依箭頭R2方向(第3圖中順時針)旋轉。
此時，由於固定於支撐桿86的檢測體20也會與轉動軸90一體性地旋轉，因此，檢測面124會相對於本體部108朝箭頭R1方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變大，檢測諧振阻抗會非線性地變小(參照第5圖及第8圖)。
在檢測諧振阻抗大於夾持臨限值Za而小於解除夾持臨限值Zb時，判定部142則判定為屬於中間狀態(自解除夾持狀態往夾持狀態的遷移狀態)。此時，輸出部146係使解除夾持燈140及夾持燈138兩方熄滅。藉此，使用者可藉由目視解除夾持燈140及夾持燈138的熄滅來確認屬於中間狀態。
接著，當檢測面124位移至與長溝112的箭頭R1方向的端部相對向的位置P1時，感測器對向部126的面積係成為S2。此外，面積S2係小於面積S1。此時，由於檢測諧振阻抗到達至夾持臨限值Za，所以判定部142係判定為屬於夾持狀態。而且，輸出部146係在保持解除 夾持燈140熄滅的狀態下點亮夾持燈138。藉此，使用者可藉由目視夾持燈138來確認屬於夾持狀態。此時，停止活塞32往桿蓋30側的位移。
另一方面，要解除工件的夾持狀態時，係在第一通口38開放於大氣的狀態下對第二通口42供給壓縮流體。如此一來，如第7圖所示，活塞32即朝端塊28側位移。此活塞32的直線運動係透過活塞桿34及關節接頭62而往連桿機構16傳遞，在轉動軸90的旋轉作用下，夾鉗臂18係一體地朝箭頭R1方向(在第7圖中為順時針方向)旋轉。
此時，由於固定於支撐桿86的檢測體20也會與轉動軸90一體性地旋轉，因此，檢測面124會相對於本體部108朝箭頭R2方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變小，而檢測諧振阻抗會非線性地變大(參照第8圖)。
在檢測諧振阻抗大於夾持臨限值Za且小於解除夾持臨限值Zb時，判定部142係判定為屬於中間狀態(自夾持狀態往解除夾持狀態的遷移狀態)。此時，輸出部146係使解除夾持燈140及夾持燈138兩方熄滅。
接著，當檢測面124位移至與長溝112的箭頭R2方向之端部相對向的位置P2時，感測器對向部126的面積係成為S1。此時，由於檢測諧振阻抗到達至解除夾持臨限值Zb，所以判定部142係判定為屬於解除夾持狀態。而且，輸出部146係在保持夾持燈138熄滅的狀態下 點亮解除夾持燈140。此時，活塞32與阻尼器48接觸，藉此停止活塞32往端塊28側的位移並且停止轉動軸90及夾鉗臂18的旋轉。
在上述之夾鉗裝置10中，依據工件的形狀及/或大小，而進行臂部開度的調整及/或夾持臨限值Za與解除夾持臨限值Zb的設定。
在進行臂部開度之設定時，係藉由螺旋轉動調整螺栓46來變更調整螺栓46往第一缸室36內的突出長度。藉此，由於活塞32的行程長度被變更，因此，會變更在活塞32的直線運動的作用下透過連桿機構16而轉動之夾鉗臂18的臂部開度。此外，在欲擴大臂部開度時，係縮小調整螺栓46往第一缸室36內的突出長度，而在欲縮小臂部開度時，即增大調整螺栓46往第一缸室36內的突出長度。
此外，要變更夾持臨限值Za時，係藉由在流體壓力的作用下使活塞32朝桿蓋30側移位，而使夾鉗臂18接觸於工件而夾持工件。並且，在此狀態下，由使用者以持續預定時間(例如，3秒)以上之方式按壓設定按鈕130(第一操作)，從而再將此時的檢測諧振阻抗之值設定為新的夾持臨限值Za並記憶於控制單元24的記憶體。
再者，當變更解除夾持臨限值Zb時，係在使夾鉗臂18位於預定之旋轉角度(解除夾持角度)的狀態下，由使用者以未達預定時間(例如1秒左右)之方式按壓設定按鈕130(第二操作)，從而再將此時的檢測諧振阻抗之 值設定為新的解除夾持臨限值Zb並記憶於控制單元24的記憶體。
藉此，即使在變更工件之形狀及/或大小時，也能夠藉由在使夾鉗臂18位於預定角度之狀態下按壓設定按鈕130，而簡單地再設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb。此外，藉由變更設定按鈕130的按壓時間，能夠利用一個設定按鈕130來設定夾持臨限值Za及解除夾持臨限值Zb的雙方。
根據本實施形態，由於藉由一個近接感測器22來檢測隨著轉動軸90的旋轉所產生之感測器對向部126的面積的變化。因此，可刪減零件數量、並且可直接且高精確度地檢測夾鉗臂18的轉動位置。而且，在變更夾鉗臂18之轉動角度範圍(臂部開度)時，由於不須更換檢測體20或變更近接感測器22的位置，所以可容易地進行臂部開度的變更作業。
在本實施形態中，由於檢測體20為板狀，所以可藉由沖壓成形而容易地製造檢測體20。此外，在檢測體20中，以感測器對向部126的面積伴隨著轉動軸90的旋轉而變化之方式，形成有沿著檢測體20之延伸方向而延伸的長溝112。因此，可藉由長溝112容易地變更感測器對向部126的面積。
再者，長溝112的側邊112a,112b係朝與檢測體20之延伸方向交叉的方向直線狀地延伸，所以可使近接感測器22的諧振阻抗呈非線性地變化。並且，由於感測 器對向部126係以跨越長溝112的兩側之方式設置，故可簡單化檢測體20的構成並且可抑制剛性的降低。
在本實施形態中，由於在檢測體20之延伸方向的一端部設置有安裝部110，該安裝部110係形成有螺絲構件114供插通的插通孔116，故能以簡單的構成將檢測體20牢固地固定於轉動軸90(支撐桿86)。藉此，可抑制在轉動軸90旋轉時感測器對向部126與檢測面124之距離的變動。
而且，在轉動軸90中於轉動軸90轉動時與檢測面124相對向的部位形成凹部106，所以即使以金屬來構成轉動軸90的情形時，亦可藉由近接感測器22而抑制在轉動軸90產生渦電流。
接著，一面參照第9A圖至第9C圖一面說明第一變形例的檢測體150。在該檢測體150中，與上述之檢測體20相同的構成要素係附註相同的元件符號而省略其詳細的說明。在該檢測體150中，與上述之檢測體20共同的部分係可獲得相同的作用效果。
如第9A圖及第9B圖所示，第一變形例的檢測體150係具有：朝圍繞轉動軸90的軸線之方向延伸的本體部152、以及設置在本體部152之箭頭R1方向的端部的安裝部110。本體部152係在本體部152的寬度方向併設有兩條長溝154,156，該兩條長溝154,156係沿著圍繞轉動軸90的軸線(本體部152的延伸方向)之方向延伸。
藉此，在本體部152形成有：位於長溝154, 156之外側的四角形狀的外框部158、以及位於長溝154,156之間的中間部160。中間部160係沿著圍繞轉動軸90的軸線之方向而延伸。中間部160的延伸方向的兩端部係與外框部158連結。
各長溝154,156係形成為大致三角形狀。各長溝154,156中之中間部160側的側邊154a,156a係朝與本體部152之延伸方向交叉的方向直線狀地延伸。換言之，各長溝154,156的側邊154a,156a係以朝向箭頭R1方向彼此近接的方式直線狀地延伸。亦即，中間部160之寬度尺寸係朝向箭頭R1方向而變窄。
使用如上述之檢測體150時，在初期狀態下，近接感測器22的檢測面124係位於面向中間部160之箭頭R2方向的端部的位置P2，感測器對向部126係具有S4的面積。此外，夾持臨限值Za係大於解除夾持臨限值Zb。
如第9B圖及第9C圖所示，在要夾持工件時，檢測面124會相對於本體部152朝箭頭R1方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變小，且檢測諧振阻抗會非線性地變大。
在檢測諧振阻抗大於解除夾持臨限值Zb且小於夾持臨限值Za時，判定部142係判定為屬於中間狀態(自解除夾持狀態往夾持狀態的遷移狀態)。接著，當檢測面124位移至與中間部160的箭頭R1方向之端部相對向的位置P1時，感測器對向部126的面積係成為S3。此外， 面積S3係小於面積S4。此時，由於檢測諧振阻抗到達至夾持臨限值Za，所以判定部142係判定為屬於夾持狀態。
另一方面，在要解除工件的夾持狀態時，檢測面124會相對於本體部152朝箭頭R2方向相對性地位移並且感測器對向部126的面積會變大，且檢測諧振阻抗會非線性地變小。
在檢測諧振阻抗小於夾持臨限值Za且大於解除夾持臨限值Zb時，判定部142係判定為屬於中間狀態(自夾持狀態往解除夾持狀態的遷移狀態)。接著，當檢測面124位移至與中間部160的箭頭R2方向之端部相對向的位置P2時，感測器對向部126的面積係成為S4。此時，由於檢測諧振阻抗到達至解除夾持臨限值Zb，所以判定部142係判定為屬於解除夾持狀態。
根據本變形例，由於在位於兩條長溝154,156之間的中間部160設置有感測器對向部126，故可藉由轉動軸90的旋轉而確實地使感測器對向部126的面積變化。
接著，一面參照第10A圖至第10C圖，一面說明第二變形例的檢測體170。在該檢測體170中，與上述之檢測體150相同的構成要素係附註相同的元件符號而省略其詳細的說明。在該檢測體170中，與上述之檢測體150共同的部分係可獲得與檢測體150相同的作用效果。後述之第三變形例的檢測體180及第五變形例的檢測體200亦同。
如第10A圖及第10B圖所示，第二變形例的檢測體170係具有：朝圍繞轉動軸90的軸線之方向延伸的本體部172、以及設置在本體部172之箭頭R1方向的端部的安裝部110。在本體部172係形成有連通溝174，該連通溝174係將兩條長溝154,156之箭頭R1方向的端部彼此予以相互連通。連通溝174的寬度為檢測面124的直徑以上。換言之，檢測面124係在與連通溝174相對向的狀態下未被本體部172所覆蓋。
在本變形例中，在本體部172係藉由兩條長溝154,156及連通溝174來形成一個大致U字狀的溝176。藉此，在本體部172形成有外框部158、以及位於長溝154,156之間的中間部178。中間部178係沿著圍繞轉動軸90之軸線之方向而延伸。中間部178之箭頭R2方向的端部係與外框部158連結，而中間部178之箭頭R1方向的端部係遠離外框部158。
使用如上述之檢測體170時，在初期狀態下，近接感測器22的檢測面124係位於與中間部178之箭頭R2方向之端部相對向的位置P2，感測器對向部126係具有S5的面積。
如第10B圖及第10C圖所示，在夾持工件時，檢測面124會相對於本體部172朝箭頭R1方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變小，且檢測諧振阻抗會變大。
在檢測諧振阻抗大於解除夾持臨限值Zb而 小於夾持臨限值Za時，判定部142則判定為屬於中間狀態(自解除夾持狀態往夾持狀態的遷移狀態)。接著，當檢測面124位移至面向連通溝174的位置P1時，感測器對向部126的面積係成為零。此時，由於檢測諧振阻抗到達至夾持臨限值Za，所以判定部142判定屬於夾持狀態。
另一方面，在要解除工件的夾持狀態時，檢測面124會相對於本體部172朝箭頭R2方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變大，而檢測諧振阻抗會變小。
在檢測諧振阻抗小於夾持臨限值Za且大於解除夾持臨限值Zb時，判定部142係判定為屬於中間狀態(自夾持狀態往解除夾持狀態的遷移狀態)。接著，當檢測面124位移至與中間部178的箭頭R2方向之端部相對向的位置P2時，感測器對向部126的面積係成為S5。此時，由於檢測諧振阻抗到達至解除夾持臨限值Zb，所以判定部142係判定為屬於解除夾持狀態。
根據本變形例，由於連通溝174的溝寬為檢測面124的直徑以上，故在檢測面124位移至與連通溝174相對向的位置P2時，可令近接感測器22的檢測諧振阻抗不連續(急遽地變化)。藉此，即使因受夾鉗裝置10的使用環境的溫度變化而造成近接感測器22的檢測諧振阻抗變動時，亦可確實地檢測出夾持狀態。
本變形例的檢測體170並不限定為上述的構成。連通溝174亦可連通兩條長溝154,156的箭頭R2 方向的端部彼此。在該情形下，即使因受夾鉗裝置10的使用環境的溫度變化而造成近接感測器22的諧振阻抗變動時，亦可確實地檢測出解除夾持狀態。
接著，一面參照第11A圖至第11C圖，一面說明第三變形例的檢測體180。如第11A圖及第11B圖所示，本變形例的檢測體180係具有：朝繞著轉動軸90之軸線之方向延伸的本體部182、以及設置在本體部182的箭頭R1方向之端部的安裝部110。
本體部182係在本體部182的寬度方向併設有兩條長溝184,186，該兩條長溝184,186係朝繞著轉動軸90的軸線(本體部182的延伸方向)之方向延伸。藉此，在本體部182形成有：位於長溝184,186之外側的四角形狀的外框部158、以及位於長溝184,186之間的中間部188。中間部188係沿著圍繞轉動軸90的軸線之方向而延伸。中間部188的延伸方向的兩端部係與外框部158連結。
各長溝184,186中之中間部188側的側邊184a,186a係曲線狀地延伸。換言之，各長溝184,186的側邊184a,186a係以朝向箭頭R1方向彼此近接的方式曲線狀地延伸。亦即，中間部188之寬度尺寸係朝向箭頭R1方向而變窄。
使用如上述之檢測體180時，在初期狀態下，近接感測器22的檢測面124係位於面向中間部188之箭頭R2方向的端部的位置P2，感測器對向部126係具有S7的面積。
如第11B圖及第11C圖所示，在要夾持工件時，檢測面124會相對於本體部182朝箭頭R1方向相對性地位移並且感測器對向部126的面積會變小，而檢測諧振阻抗會線性地變大。接著，當檢測面124位移至與中間部188的箭頭R1方向之端部相對向的位置P1時，感測器對向部126的面積係成為S6。此外，面積S6係小於面積S7。此時，由於檢測諧振阻抗到達至夾持臨限值Za，所以判定部142係判定為屬於夾持狀態。
另一方面，在解除工件的夾持狀態時，檢測面124會相對於本體部182朝箭頭R2方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變大，且檢測諧振阻抗會線性地變小。接著，當檢測面124位移至與中間部188的箭頭R2方向之端部相對向的位置P2時，感測器對向部126的面積係成為S7。此時，由於檢測諧振阻抗到達至解除夾持臨限值Zb，所以判定部142係判定為屬於解除夾持狀態。
根據本變形例，由於長溝184,186的各側邊184a,186a係曲線狀地延伸，故可使近接感測器22的諧振阻抗線性地變化。藉此，可檢測出夾鉗臂18的旋轉角度。
接著，一面參照第12A圖至第12C圖，一面說明第四變形例的檢測體190。在該檢測體190中，與上述之檢測體180相同的構成要素係附註相同的元件符號而省略其詳細的說明。在該檢測體190中，與上述之檢測體180共同的部分係可獲得與檢測體180相同的作用效果。
如第12A圖及第12B圖所示，本變形例的檢測體190係具有：朝繞著轉動軸90的軸線之方向延伸的本體部192、以及設置在本體部192的端部的安裝部110。在本體部192係形成有連通溝194，該連通溝194係將兩條長溝184,186之箭頭R1方向的端部彼此予以相互連通。連通溝194的寬度為檢測面124的直徑以上。換言之，檢測面124係在與連通溝194相對向的狀態下未被本體部192所覆蓋。
在本變形例中，在本體部192係藉由兩條長溝184,186及連通溝194來形成一個大致U字狀的溝196。藉此，成為在本體部192形成有外框部158、以及位於長溝184,186之間的中間部198。中間部198係沿著之繞著轉動軸90之軸線而延伸。中間部198的箭頭R2方向之端部係與外框部158連結，而中間部198的箭頭R1方向之端部係遠離外框部158。
使用如上述之檢測體190時，在初期狀態下，近接感測器22的檢測面124係位於面向中間部198之箭頭R2方向的端部的位置P2，感測器對向部126係具有S8的面積。
如第12B圖及第12C圖所示，在夾持工件時，檢測面124會相對於本體部192朝箭頭R1方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變小，且檢測諧振阻抗會線性地變大。接著，當檢測面124位移至與連通溝194的位置P1時，感測器對向部126的面積成為零。此 時，由於檢測諧振阻抗到達至夾持臨限值Za，所以判定部142係判定為屬於夾持狀態。
另一方面，在解除工件的夾持狀態時，檢測面124會相對於本體部192朝箭頭R2方向相對性地位移，並且感測器對向部126的面積會變大，且檢測諧振阻抗會變小。接著，當檢測面124位移至與中間部198的箭頭R2方向之端部相對向的位置P2時，感測器對向部126的面積係成為S8。此時，由於檢測諧振阻抗到達至解除夾持臨限值Zb，所以判定部142係判定為屬於解除夾持狀態。
根據本變形例，由於在本體部192的延伸方向的兩端部設置安裝部110，故可將檢測體190更進一步地固定於轉動軸90(支撐桿86)。
以下，一面參照第13圖至第14B圖，一面說明第五變形例的檢測體200。如第13圖至第14B圖所示，本變形例的檢測體200係具有：設置於本體部192的箭頭R1方向之端部的兩個第一保持部202、以及設置於本體部192的箭頭R2方向之端部的兩個第二保持部204。
兩個第一保持部202係以包夾安裝部110之方式設置於本體部192之寬度方向的兩端部。在各第一保持部202與安裝部110之間係形成有預定的間隙。各第一保持部202係構成為能夠朝轉動軸90的徑方向(檢測體200的厚度方向)彈性變形。換言之，各第一保持部202係包含有：自本體部192沿著轉動軸90的延伸方向而延伸的第一延伸部202a、以及自第一延伸部202a的前端朝箭頭 R1方向並朝轉動軸90的徑方向外側延伸的第一接受部202b。
兩個第二保持部204係以在本體部192的寬度方向的兩端部彼此分離的狀態設置。第二保持部204係以與上述之第一保持部202同樣之方式構成，且包含有：自本體部192沿著轉動軸90的延伸方向延伸的第二延伸部204a、以及自第二延伸部204a的前端朝箭頭R2方向並朝轉動軸90的徑方向外側延伸的第二接受部204b。在檢測體200未安裝於轉動軸90的狀態下彼此相對向的第一保持部202和第二保持部204的間隔係設定為比轉動軸90的外徑略小。
在本變形例中，在第一保持部202與第二保持部204之間插入轉動軸90時，與轉動軸90的外周面接觸的第一接受部202b及第二接受部204b係朝徑方向外側推壓而第一保持部202及第二保持部204彼此朝分離方向(擴開方向)彈性變形。接著，當將檢測體200完全地裝設在轉動軸90時，則藉由復原力而將第一延伸部202a及第二延伸部204a壓接在轉動軸90的外周面。
根據本變形例，由於第一保持部202及第二保持部204係從徑方向外側保持轉動軸90的外周面，所以可將檢測體200更加牢靠地固定於轉動軸90。
本實施形態並不限定於上述之構成。例如，在檢測體20,150,170,180,200中，亦可在延伸方向的兩端部設置安裝部110。而且，在檢測體20,150,170,180, 190中，亦可設置第一保持部202及第二保持部204。此外，近接感測器22亦可不根據諧振阻抗而根據電感的變化來檢測夾鉗臂18的轉動位置。
上述的檢測體20,150,170亦可構成為：於從解除夾持狀態往夾持狀態遷移時，感測器對向部126的面積會變小，而當從夾持狀態變成為解除夾持狀態時，感測器對向部126的面積會變大。此時，當從解除夾持狀態變成為夾持狀態時，檢測諧振阻抗會變大，而當從夾持狀態變成為解除夾持狀態時，檢測諧振阻抗會變小。
而且，上述的檢測體180,190亦可構成為：於從解除夾持狀態往夾持狀態遷移時，感測器對向部126的面積會變大，而於從夾持狀態變成為解除夾持狀態時，感測器對向部126的面積會變小。此時，於從解除夾持狀態變成為夾持狀態時，檢測諧振阻抗會變小，而於從夾持狀態變成為解除夾持狀態時，檢測諧振阻抗會變大。
上述之各檢測體20,150,170,180,190係在螺絲構件114插通在形成於安裝部110的螺絲插通孔116的狀態下，藉由與支撐桿86的螺絲孔104螺合而安裝於支撐桿86。換言之，各檢測體20,150,170,180,190係具有相同尺寸的安裝部110。因此，可容易地更換檢測體20,150,170,180,190。亦即，在不變更支撐桿86的構造及/或近接感測器22之情況下，藉由更換檢測體20,150,170,180,190，而可容易地對應各種感測器特性的需求。
具體而言，例如根據夾鉗裝置10的用途而 必須高精確度地檢測夾持狀態的檢測諧振阻抗時，採用在夾持狀態之感測器對向部126的面積會成為零(檢測諧振阻抗急遽地變化)的檢測體150,170,190即可。
而且，例如在變更夾持特性時(例如，將動力傳達機構從肘節連桿機構變更成楔機構時)，夾持力的特性會變化，惟藉由使用配合該夾持特性的檢測體，即可簡單且高準確度地檢測出夾持狀態及解除夾持狀態。
再者，當變更夾鉗臂18的轉動角度範圍時，藉由使用如遍及該轉動角度範圍的全範圍感測器對向部126的面積變化的檢測體，即可簡單並且高準確度地檢測夾持狀態及解除夾持狀態。
本發明之夾鉗裝置並不限於上述的實施形態，當然可在不脫離本發明之要旨的情況下採用各種構成。

Claims (11)

  1. 一種夾鉗裝置(10)，係藉由轉動的夾鉗臂(18)而夾持工件者，該夾鉗裝置(10)係具備有：夾鉗主體(14)；驅動部(12)，係設置於前述夾鉗主體(14)；轉動軸(90)，係在前述驅動部(12)的作用下與前述夾鉗臂(18)一體地轉動；金屬製的檢測體(20、150、170、180、190、200)，係設置於前述轉動軸(90)，且沿著圍繞前述轉動軸(90)的軸線之方向延伸；以及一個近接感測器(22)，係配設成與前述檢測體(20、150、170、180、190、200)相對向，令前述檢測體(20、150、170、180、190、200)產生渦電流，並且檢測磁性損失；在前述檢測體(20、150、170、180、190、200)中，係以該檢測體(20、150、170、180、190、200)中之與前述近接感測器(22)的檢測面(124)相對向的感測器對向部(126)的面積係隨著前述轉動軸(90)的旋轉而變化的方式，沿著前述檢測體(20、150、170、180、190、200)的延伸方向形成有長溝(112、154、156、184、186)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述檢測體(20、150、170、180、190、200)係形成為板狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述長溝(112、154、156)的側邊(112a、112b、154a、156a)係朝與前述檢測體(20、150、170、180、190、200)的延伸方向交叉的方向直線狀地延伸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述長溝(184、186)的側邊(184a、186a)係曲線狀地延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述檢測體(20)係形成有一條前述長溝(112)，前述感測器對向部(126)係以跨越前述長溝(112)的兩側之方式設置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述檢測體(150、170、180、190、200)中，係在該檢測體(150、170、180、190、200)的寬度方向併設有兩條前述長溝(154、156、184、186)，前述感測器對向部(126)係設置在兩條前述長溝(154、156、184、186)之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述檢測體(170、190、200)中，係形成有連通溝(174、194)，該連通溝(174、194)係將兩條前述長溝(156、184、186)的端部彼此相互連通，前述連通溝(174、194)的溝寬係前述檢測面(124)的直徑以上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述檢測體(20、150、170、180、190、200)係藉由螺絲構件(114)而固定於前述轉動軸(90)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述檢測體(20、150、170、180、190、200)的延伸方向之至少一方的端部係設置有安裝部(110)，該安裝部(110)係形成有供前述螺絲構件(114)插通的插通孔(116)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述檢測體(200)的延伸方向的兩端部係設置有保持部(202、204)，該保持部(202、204)係從徑方向外側夾持前述轉動軸(90)的外周面。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之夾鉗裝置(10)，其中，在前述轉動軸(90)的外周面中之與前述檢測面(124)相對向的部位係形成有凹部(106)。
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