(57)【要約】【課題】クランプアームの調整作業を行うことなく常に安定したクランプ力が得られると共に、ワークの厚さが変化した場合でも安定したクランプ力が得られる。【解決手段】電動クランプ装置１０は、ボディ１２と、電気信号によって回転駆動する回転駆動部１４と、前記回転駆動部１４の回転駆動力をトグルリンク機構１６へと伝達する駆動力伝達機構１８と、ボディ１２に対して回動自在に設けられるクランプアーム２０とを含む。そして、回転駆動部１４の駆動作用下に駆動力伝達機構１８を介してクランプアーム２０へと駆動力が伝達されることで、クランプアーム２０がボディ１２に対して所定角度だけ回動し、該ボディ１２の支持部２２との間にワークをクランプする。この際、クランプアーム２０に設けられた調整機構５２は、ロッド５４が進退動作することで、板厚の異なるワークを安定してクランプすることができる。【選択図】図１
2013154420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動するクランプアームによってワークを把持する電動クランプ装置であって、
ボディと、
電気信号によって回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の回転駆動力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構によって伝達された回転運動を直線運動へと変換する送りねじ機構と、
前記送りねじ機構によって伝達される直線運動をクランプアームの回動動作へと変換するトグルリンク機構と、
前記ワークの厚さに応じて前記クランプアームによるクランプ位置を調整する調整機構と、
を備えることを特徴とする電動クランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動クランプ装置において、
前記調整機構は、前記クランプアームに設けられ、前記ワーク側に向かって押圧力の付勢された押圧体を有し、前記押圧体を介して前記ワークがボディとの間にクランプされることを特徴とする電動クランプ装置。
【請求項３】
請求項１記載の電動クランプ装置において、
前記調整機構は、前記トグルリンク機構を構成し、前記送りねじ機構の変位体と前記クランプアームとを接続するリンクアームの端部が前記変位体の移動方向と直交方向に移動自在に保持されることを特徴とする電動クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動組立ライン等においてワークをクランプすることが可能な電動クランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の自動組立ラインにおいて、成形されたボディパネルを重ね合わせ位置決めした状態でクランプ装置によってクランプを行い、前記ボディパネル同士を溶接する組立工程が行われている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１に開示されるような電動クランプ装置を提案している。この電動クランプ装置は、ボディと、前記ボディの内部に設けられた回転駆動部と、前記ボディに対して外部に突出したクランプアームとを備え、前記回転駆動部の回転駆動力がボールねじ機構へと伝達されることで、トグルリンク機構を介してクランプアームが所定角度だけ回動動作し、例えば、ワーク等をクランプする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０５３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、クランプアームの調整作業を行うことなく常に安定したクランプ力が得られると共に、厚さの異なる様々なワークを安定してクランプすることが可能な電動クランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、回動するクランプアームによってワークを把持する電動クランプ装置であって、
ボディと、
電気信号によって回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の回転駆動力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構によって伝達された回転運動を直線運動へと変換する送りねじ機構と、
前記送りねじ機構によって伝達される直線運動をクランプアームの回動動作へと変換するトグルリンク機構と、
前記ワークの厚さに応じて前記クランプアームによるクランプ位置を調整する調整機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、駆動部の駆動作用下にクランプアームを回動させてワークを把持する電動クランプ装置において、前記ワークの厚さに応じて前記クランプアームによるクランプ位置を調整し、所定の把持力で把持可能な調整機構を備えている。
【０００８】
従って、単一の電動クランプ装置で、厚さの異なるワークをクランプする場合、板厚が変わる毎に前記トグルリンク機構の調整を行う必要がなく、調整機構によってクランプ位置が調整されることで確実且つ安定的に前記ワークのクランプを行うことができる。
【０００９】
また、調整機構は、クランプアームに設けられ、ワーク側に向かって押圧力の付勢された押圧体を有し、前記押圧体を介して前記ワークをボディとの間にクランプするとよい。
【００１０】
さらに、調整機構は、トグルリンク機構を構成し送りねじ機構の変位体と前記クランプアームとを接続するリンクアームの端部が前記変位体の移動方向と直交方向に移動自在に保持するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１２】
すなわち、電動クランプ装置において、ワークの厚さに応じてクランプアームによるクランプ位置を調整し、所定の把持力で把持可能な調整機構を備えることで、例えば、厚さの異なるワークをクランプする場合、該板厚が変わる毎に前記トグルリンク機構の調整を行う必要がなく、調整機構によってクランプ位置が調整されることで確実且つ安定的に前記ワークのクランプを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動クランプ装置を示す全体断面図である。
【図２】図１の電動クランプ装置においてクランプアームが所定角度だけ回動した状態を示す全体断面図である。
【図３】図２の電動クランプ装置においてクランプアームがさらに回動したクランプ状態を示す全体断面図である。
【図４】図１を下方から見た平面図である。
【図５】図４の電動クランプ装置において、板厚の大きなワークをクランプした状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る電動クランプ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電動クランプ装置を示す。
【００１６】
この電動クランプ装置１０は、図１〜図３に示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の内部に設けられた回転駆動部１４と、前記回転駆動部１４の回転駆動力をトグルリンク機構１６へと伝達する駆動力伝達機構（伝達機構）１８と、前記ボディ１２に対して回動自在に設けられるクランプアーム２０とを備える。
【００１７】
ボディ１２は、例えば、鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に長尺な断面略長方形状で中空状に形成され、その上部には、側方に突出するように支持部２２が設けられる。この支持部２２は、ボディ１２の側面に対して所定長さだけ水平方向に突出し、その先端には上方に向かって突出した把持部２４が形成される。そして、図３に示されるように、後述するクランプアーム２０が回動したクランプ時において、該クランプアーム２０と支持部２２との間にワークＷがクランプされる。
【００１８】
また、ボディ１２の略中央部には、鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在するローラ溝２６が形成され、後述する変位体２８に設けられたローラ３０が挿入され案内される。
【００１９】
回転駆動部１４は、例えば、インダクションモータ、ブラシレスモータ等の回転駆動源３２からなり、電気信号が入力されることで回転駆動する。この回転駆動源３２は、ボディ１２の鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って設けられ、その駆動軸３４が下方（矢印Ａ方向）となるように配置されている。
【００２０】
駆動力伝達機構１８は、ボディ１２の略中央部に回転自在に設けられる送りねじ軸３６と、回転駆動源３２の駆動軸３４に連結される駆動プーリ３８と、前記送りねじ軸３６の下端部に連結される従動プーリ４０と、前記駆動プーリ３８と従動プーリ４０との間に懸架される伝達ベルト４２と、前記送りねじ軸３６の外周側に螺合される変位体２８とを含む。
【００２１】
送りねじ軸３６は、所定長さを有した軸体からなり、ボディ１２の内部において鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在するように配置され、その上端部及び下端部がボディ１２に対して回転自在に支持される。また、送りねじ軸３６の外周面には、ねじ溝が螺旋状に形成され、ボディ１２の内部において回転駆動部１４と並列に設けられる。
【００２２】
駆動プーリ３８及び従動プーリ４０は、図４に示されるように、それぞれ円盤状に形成され、互いの外周面が向い合うように同一高さで設けられる（図１参照）。そして、駆動プーリ３８及び従動プーリ４０の外周面にそれぞれ伝達ベルト４２が懸架され、回転駆動部１４が駆動することにより、駆動プーリ３８が回転し、その回転力が伝達ベルト４２を介して従動プーリ４０へと伝達され、該従動プーリ４０及び送りねじ軸３６が一体的に回転する。
【００２３】
変位体２８は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した円筒状に形成され、その内部に形成された雌ねじ４４には送りねじ軸３６が螺合される。すなわち、変位体２８の内部に送りねじ軸３６が挿入され螺合されている。そして、送りねじ軸３６が回転することによって変位体２８が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動する。
【００２４】
また、変位体２８の上部には、一対のローラ３０が回転自在に設けられ、前記ローラ３０がボディ１２のローラ溝２６に挿入されることで、前記変位体２８が移動する際に鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って案内され、且つ、回転変位が規制される。すなわち、ローラ溝２６は、一対のローラ３０を介して変位体２８を直線変位させる案内手段として機能すると共に、前記変位体２８の回転変位を規制する回転変位手段として機能する。
【００２５】
トグルリンク機構１６は、変位体２８の上部にローラ３０と共に軸支されるリンクアーム４６を有し、送りねじ軸３６の直線運動をクランプアーム２０の回動運動へと変換する。このリンクアーム４６は、その一端部が変位体２８の上部に軸支され、他端部がクランプアーム２０の上方角部に軸支される。
【００２６】
クランプアーム２０は、例えば、断面略矩形状に形成され、その一端部の下方角部が支持ピン４８を介してボディ１２に対して回動自在に支持され、該下方角部の上部となる上方角部にリンクアーム４６が軸支される。
【００２７】
また、クランプアーム２０の他端部には、該クランプアーム２０の側面と略平行な貫通孔５０が形成され、その内部には、ワークＷのクランプ時におけるクランプ力を略一定に維持可能な調整機構５２が設けられる。この調整機構５２は、貫通孔５０に沿って変位自在に設けられるロッド（押圧体）５４と、前記ロッド５４と前記貫通孔５０の段部との間に介装されるスプリング５６とを有し、前記スプリング５６の弾発力が前記ロッド５４をクランプアーム２０の下端面側に向かって付勢している。
【００２８】
ロッド５４は、先端部が半球状に形成され、クランプアーム２０が回動したクランプ状態において、支持部２２の把持部２４と対峙するように設けられる（図３参照）。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る電動クランプ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明においては、図１に示すアンクランプ状態を初期位置として説明する。この初期位置においては、クランプアーム２０に内装されたロッド５４の先端部が、支持部２２の把持部２４に対して略直交するように位置し、リンクアーム４６が変位体２８と略一直線上に配置された状態にある。
【００３０】
先ず、図１に示される電動クランプ装置１０の初期位置において、図示しないコントローラから回転駆動部１４の回転駆動源３２に対して電気信号が入力されることにより、前記回転駆動源３２の駆動軸３４が回転し、それに伴って、駆動プーリ３８が回転する。そして、駆動プーリ３８の回転作用下に伝達ベルト４２の懸架された従動プーリ４０が回転し、該従動プーリ４０と一体的に送りねじ軸３６が回転する。この送りねじ軸３６の回転により、図３に示されるように、変位体２８がローラ溝２６に対するローラ３０のガイド作用下に上方（矢印Ｂ方向）へと移動し、それに伴って、リンクアーム４６が前記変位体２８に軸支された部位を支点として時計回りに回動し始め、クランプアーム２０が支持ピン４８を支点として時計回りに所定角度だけ回動する。
【００３１】
そして、さらに回転駆動部１４が駆動することにより、送りねじ軸３６の回転作用下に変位体２８がさらに上方へと移動し、それに伴って、リンクアーム４６の傾動によってクランプアーム２０が回動する。これにより、クランプアーム２０のロッド５４がワークＷへと当接し、該ワークＷがボディ１２の支持部２２と前記ロッド５４との間に挟持されたクランプ状態となる。
【００３２】
この際、ロッド５４は、スプリング５６の弾発力とワークＷをクランプする際のクランプ力（把持力）との差に応じて軸方向に沿って移動する。すなわち、クランプアーム２０のクランプ力に対してスプリング５６の弾発力が大きい場合には、該スプリング５６の弾発力が前記クランプ力に打ち勝つため、ロッド５４は、貫通孔５０に沿って移動することがなく、前記ロッド５４の先端部と支持部２２の把持部２４との間にワークＷがクランプされる。
【００３３】
一方、図５に示されるように、上述したワークＷに対して板厚の大きなワークＷ１をクランプする場合には、前記ワークＷ１にロッド５４が当接した際、前記ロッド５４がクランプアーム２０の把持力によって貫通孔５０側へと押圧され、支持部２２から離間する方向に所定距離だけ移動した状態で前記ワークＷ１をクランプする。
【００３４】
以上のように、本実施の形態では、トグルリンク機構１６を備えた電動クランプ装置１０において、ワークＷ、Ｗ１を把持するクランプアーム２０の他端部に、スプリング５６の弾発力が付勢されるロッド５４を有した調整機構５２を備え、前記ロッド５４を前記クランプアーム２０に対して進退動作可能とすることにより、例えば、板厚の異なるワークＷ、Ｗ１をクランプさせる場合、該板厚が変わる毎に前記トグルリンク機構１６の調整を行う必要がなく、前記ロッド５４が前記板厚に応じて移動することで、確実且つ安定的に前記ワークＷ、Ｗ１のクランプを行うことが可能となる。
【００３５】
換言すれば、プレート状のワークＷ、Ｗ１を電動クランプ装置１０でクランプする際、薄板から厚板まで板厚の異なるワークＷ、Ｗ１を、トグルリンク機構１６の調整作業を行うことなく確実且つ安定的にクランプすることができる。
【００３６】
また、電気信号によって駆動する回転駆動部１４の駆動力によってクランプアーム２０を回動動作させているため、該クランプアーム２０を高精度に動作させることが可能となり、ワークＷ、Ｗ１のクランプ動作を高精度に行うことができる。
【００３７】
なお、本発明に係る電動クランプ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…電動クランプ装置              １２…ボディ
１４…回転駆動部                    １６…トグルリンク機構
１８…駆動力伝達機構                ２０…クランプアーム
２２…支持部                        ２６…ローラ溝
２８…変位体                        ３０…ローラ
３２…回転駆動源                    ３４…駆動軸
３６…送りねじ軸                    ４６…リンクアーム
５０…貫通孔                        ５２…調整機構
５４…ロッド                        ５６…スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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