ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTRIC CLAMP APPARATUS

Область техники
Настоящее изобретение относится к электрическому зажимному устройству, которое может зажать заготовку на автоматической линии сборки или тому подобное.
Предшествующий уровень
До настоящего момента на автоматической линии сборки автомобилей применялся процесс сборки, в котором зажимание осуществлялось зажимным устройством для совмещения и позиционирования множества заготовок панелей корпуса, а затем панели корпуса сваривались вместе.
Данный заявитель предложил электрическое зажимное устройство, раскрытое в японской публикации выложенной заявки на патент №2005-169604. В электрическом зажимном устройстве предусмотрен зажимной рычаг для вращения на корпусе, оборудованном электрическим двигателем, а поворотная движущая сила электрического двигателя передается через приводную систему снижения скорости, при этом зажимной рычаг вращается и зажимает заготовку.
Краткое содержание изобретения
Общей целью настоящего изобретения является обеспечить электрическое зажимное устройство, способное при простой конструкции надежно поддерживать заготовку в зажатом состоянии даже тогда, когда на электрический двигатель не подается энергия.
Настоящее изобретение представляет собой электрическое зажимное устройство, содержащее корпус с расположенным в нем блоком привода, выполненным с возможностью вращения посредством электрического сигнала, зажимным рычагом для захвата заготовки, расположенным с возможностью вращения вне корпуса, и передающим механизмом для передачи вращательной движущей силы от блока привода на зажимной рычаг, при этом передающий механизм снабжен телом вращения с наружной круговой поверхностью со спиральными винтовыми канавками, вращающимся при приведении в действие блоком привода, при этом к зажимному рычагу подсоединена шестерня с зубцами, входящими в зацепление с винтовыми канавками для передачи вращательной движущей силы от тела вращения на зажимной рычаг, при этом устройство снабжено демпфером из эластичного материала, установленным на конце тела вращения в его в осевом направлении, а передающий механизм снабжен соединительным механизмом, имеющим первый соединительный элемент, соединяющий ведущий вал блока привода и тело вращения, и второй соединительный элемент, присоединенный к телу вращения, причем между первым соединительным элементом и вторым соединительным элементом имеется зазор С.
В соответствии с настоящим изобретением, например, даже в случае, когда ввод электрического сигнала на блок привода приостанавливается, благодаря тому, что вращательное движение зажимного рычага может регулироваться путем зубчатого зацепления зажимного рычага относительно тела вращения, заготовка может надежно поддерживаться в зажатом состоянии, и вместе с этим, конструкция электрического зажимного устройства может быть упрощена, так как нет необходимости предусматривать отдельное запирающее средство, способное ограничивать вращательное движение в зажатом состоянии.
Вышеупомянутые и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания при рассмотрении вместе с сопроводительными чертежами, в которых предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения показаны с помощью иллюстрирующих примеров.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой общий структурный вид, показывающий электрическое зажимное устройство в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой общий структурный вид, показывающий состояние, в котором зажимной рычаг в электрическом зажимном устройстве в соответствии с фиг. 1 вращается под заранее установленным углом;
Фиг. 3 представляет собой общий структурный вид, показывающий зажатое состояние, в котором зажимной рычаг в электрическом зажимном устройстве по фиг. 2 вращается далее и зажимает заготовку;
Фиг. 4 представляет собой общий структурный вид, показывающий электрическое зажимное устройство в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 5 представляет собой общий структурный вид, показывающий зажатое состояние, в котором зажимной рычаг в электрическом зажимном устройстве в соответствии с фиг. 4 вращается далее и зажимает заготовку.
Описание примеров осуществления изобретения
Как показано на фигурах с 1 по 3, электрическое зажимное устройство 10 включает корпус 12, блок поворотного привода 14, расположенный внутри корпуса 12, зажимной рычаг 16, расположенный с возможностью вращения относительно корпуса 12 и способный захватывать заготовку W, и механизм, передающий приводную силу (передающий механизм) 18, передающий приводную силу блока поворотного привода 14 на зажимной рычаг 16.
Корпус 12, например, имеет удлиненную практически прямоугольную форму в разрезе, распространяющуюся в вертикальном направлении, и снабжен опорным элементом 20, распространяющимся вбок на верхнюю часть корпуса. Опорный элемент 20 распространяется наружу в горизонтальном направлении и имеет заранее установленную длину по отношению к боковой поверхности корпуса 12, а захватывающий элемент 22 образован на верхнем конце опорного элемента 20. Дополнительно, как показано на фиг. 3, во время зажимания, когда зажимной рычаг вращается, заготовка W зажимается между зажимным рычагом 16 и опорным элементом 20.
Блок поворотного привода 14, состоит, например, из источника поворотного привода 24, подобного асинхронному двигателю, бесщеточному двигателю или им подобным, приводимыми в действие с возможностью вращения подаваемым на них электрическим сигналом. Источник поворотного привода 24 расположен по вертикальному направлению корпуса 12, при этом его приводной вал 26 расположен по направлению вверх.
Передающий механизм приводной силы 18 включает тело вращения 28, предусмотренное над источником приводной силы 24 внутри корпуса 12, и шестерню 29, которая вводится в зацепление с винтовыми канавками 30 тела вращения 28. Тело вращения 28 имеет цилиндрическую форму, например со спиральными винтовыми канавками 30, выгравированными на его наружной круглой поверхности. Тело вращения 28 поддерживается с возможностью вращения относительно корпуса 12 при помощи вала, вставленного через его центр. Дополнительно, тело вращения 28 и вал 32 расположены на одной оси с вращающимся источником привода 24, при этом нижний конец вала 32 присоединен через коннектор 34 к валу привода 26. Коннектор 34 соединен таким образом, что вал 32 и вал привода 26 остаются коаксиальными, так что относительное смещение не возникает между валом 32 и валом привода 26.
Более конкретно, путем приведения в движение вращающегося источника привода вал привода 26 и вал 32 вращаются вместе как единое целое, в то время как тело вращения 28 также одновременно вращается вместе с ними.
Шестерня 29 образована, например, с полукруглой формой в разрезе, при этом центральная часть шестерни 29 поддерживается с возможностью вращения в корпусе 12 через опорный палец 36, и множество зубцов шестерни (зубцов) 38 вырезаны на ее дугообразной округлой поверхности. Зубцы шестерни 38 наклонены под заранее установленным углом относительно оси опорного пальца 36 и вводятся в зацепление с винтовыми канавками 30 тела вращения 28.
Зажимной рычаг 16 имеет, например, L-образную форму в разрезе и расположен рядом с телом вращения 28, так что его один конец поддерживается с возможностью осевого вращения в корпусе 12 при помощи опорного пальца 36. Далее, на другом конце зажимного рычага 16 образован выступ 42, наклоненный практически под прямым углом относительно рычажной части 40.
Дополнительно, путем вращения тела вращения 28 зажимной рычаг 16, который входит с ним в зацепление, вращается под заранее установленным углом вокруг опорного пальца 36, так что в зажатом положении выступ 42 расположен в противостоящем положении относительно захватывающего элемента 22 опорного элемента 20. Более конкретно, винтовые канавки 30 тела вращения 28 и зубцы шестерни 38 зажимного рычага 16 действуют как механизм червячной передачи.
Электрическое зажимное устройство 10 в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения в основном сконструировано так, как описано выше. Далее будет описана работа и преимущества электрического зажимного устройства 10. В последующем описании, незажатое состояние, в котором рычажная часть 40 зажимного рычага 16, показанная на фиг. 1, расположена вертикально вверх, будет принята за исходное положение. В данном состоянии, как показано на фиг. 1, заготовка W в форме тонкой пластины установлена на верхней части опорного элемента 20 корпуса 12.
Во-первых, в исходном положении электрического зажимного устройства 10, показанном на фиг. 1, путем подачи электрического сигнала от непоказанного устройства управления к источнику поворотного привода 24 блока поворотного привода 14, источник поворотного привода 24 вращает вал привода 26, и вместе с ним вращается тело вращения 28 с коннектором 34 и валом 32.
В дополнении, путем вращения тела вращения 28, как показано на фиг. 2, шестерня 29, которая входит в зацепление с винтовыми канавками 30 тела вращения 28, вращается в направлении по часовой стрелке вокруг опорного пальца 36, а зажимной рычаг 16 вращается вместе с шестерней 29, тем самым образуя выступ 42 для подхода к опорному элементу 20.
Более того, путем приведения в действие блока поворотного привода 14 тело вращения 28 вращается далее и вместе с ним, как показано на фиг. 3, путем вращения шестерни 29 и зажимного рычага 16 выступ 42 входит в соприкосновение с заготовкой W и возникает зажатое состояние, в котором заготовка W зажимается между выступом 42 и опорным элементом 20.
Далее, в упомянутом выше зажатом состоянии заготовки W путем приостановки ввода электрического сигнала от непоказанного устройства управления на блок поворотного привода 14 вызывается заблокированное состояние, в котором вращательная операция зажимного рычага 16 ограничивается в связи с зацеплением между винтовыми канавками 30 тела вращения 28 и зубцами шестерни 38 шестерни 29. В связи с этим, зажатое состояние заготовки W может поддерживаться зажимным рычагом 16 без обеспечения отдельного блокирующего средства для регулирования вращательной операции зажимного рычага 16.
Как описано выше, для первого примера осуществления изобретения, даже в случае, если подача электрического сигнала на блок поворотного привода 14 приостанавливается, вращательное движение зажимного рычага 16 может быть ограничено путем зацепления шестерни 29 относительно тела вращения 28. В результате, как только заготовка W переводится в зажатое состояние, это зажатое состояние может надежно поддерживаться.
Далее, конструкция электрического зажимного устройства 18 может быть упрощена в механизме передачи движущей силы 18 путем использования червячного механизма, так как нет необходимости обеспечивать отдельный запирающий механизм, способный регулировать зажатое состояние заготовки W, по сравнению со случаем, когда подобный запирающий механизм предусматривается.
Далее, так как зажимной рычаг 16 вращается под воздействием движущей силы блока поворотного привода 14, приводимого в действие электрическим сигналом, задействуются высокоточные операции зажимного рычага и зажимание заготовки W может осуществляться с повышенной точностью.
Затем электрическое зажимное устройство 50 в соответствии со вторым примером осуществления изобретения показано на фигурах 4 и 5. Его составные части, которые являются такими же, как и у электрического зажимного устройства 10, по первому примеру осуществления изобретения, обозначены такими же номерами позиций и детальные объяснения подобных признаков опускаются.
Электрическое зажимное устройство 50, в соответствии со вторым примером осуществления изобретения, отличается от электрического зажимного устройства 10 в соответствии с первым примером осуществления изобретения тем, что на верхней и нижней частях тела вращения 28 предусмотрена пара первых и вторых демпферов 52, 54, а вал 32 тела вращения 28 и блок поворотного привода 14 скреплены соединительным механизмом 56, выполненным в виде муфты, имеющим небольшой зазор в направлении вращения.
В электрическом зажимном устройстве 50, как показано на фигурах 4 и 5, первый кольцевой демпфер 52 предусмотрен на верхней части в осевом направлении тела вращения 28, а второй кольцевой демпфер 54 предусмотрен на нижней части в осевом направлении тела вращения 28. Первый и второй демпферы 52, 54 образованы, например, из резинового или каучукового материала, имеющего определенную упругость. Первый и второй демпферы 52, 54 прилегают к телу вращения 28 и вращаются вместе с ним. Альтернативно, вместо первого и второго демпферов 52, 54 может быть предусмотрен механизм воздушной подушки, в котором герметичные пространства обеспечиваются в зонах на первом и втором демпферах 52, 54, способные побуждать тело вращения 28 двигаться в осевом направлении путем подачи, например, воздуха на него.
С другой стороны, первый соединительный элемент 58, входящий в соединительный механизм 56, соединен с приводным валом 26 блока поворотного привода 14. Первый соединительный элемент 58 содержит выступ 60, распространяющийся наружу по направлению к боковой части тела вращения 28. Далее, второй соединительный элемент 62, входящий в соединительный механизм 56, подсоединен к нижней части вала 32, проходящей через тело вращения 28, и в центральной части второго соединительного элемента 62 образована вогнутая часть 64, углубленная на заранее заданную глубину, в которую вставляется выступ 60. Выступ 60 и вогнутая часть 64, например, имеют прямоугольную форму в разрезе, при этом между вогнутой частью 64 и выступом 60 предусмотрен зазор C с заранее установленным интервалом.
В дополнении, с помощью примыкания выступа 60 первого соединительного элемента 58 к внутренней поверхности стенки в вогнутой части 64 второго соединительного элемента 62 поворотная движущая сила блока поворотного привода 14 передается на тело вращения 28 через вал 32.
С помощью электрического зажимного устройства 50, использующего вышеупомянутый червячный механизм, например, когда зажимной рычаг 16 вращается путем приведения в действие блока поворотного привода 14 и возникает зажатое состояние, в котором заготовка W зажата, как показано на фиг. 5, может поддерживаться в зажатом состоянии благодаря зацеплению между телом вращения 28 и шестерней 29. Однако, когда возникает разжатое состояние, в котором зажатое состояние устраняется, может возникнуть проблема, при которой состояние зацепления между винтовыми канавками 30 и зубцами шестерни слишком сильное и трудно осуществить освобождение заготовки W.
В данном случае также, в случае электрического зажимного устройства 50 по второму примеру осуществления изобретения, когда направление привода блока поворотного привода 14 изменяется на обратное из зажатого состояния, выступ 60 первого соединительного элемента 58 вращается внутри зазора С, расположенного в вогнутой части 64 второго соединительного элемента 62, и при вступлении с ним в контакт второй соединительный элемент 62 может быть зажат сильной силой сжатия. Следовательно, тело вращения 28 может вращаться в направлении ослабления сильного зацепления между шестерней 29 и телом вращения 28.
Далее, в то же время, при зажатии зажимного рычага 16 в результате силы, действующей против часовой стрелки, прилагаемой к шестерне 29 через зажимной рычаг 16, на тело вращения 28, имеющее зацепление с шестерней 29, воздействует направленная вниз сила и хотя к нему прилагается сила сжатия, чтобы сжать и вдавить второй демпфер 54, благодаря другой силе сжатия, действующей по направлению вверх под воздействием силы упругости второго демпфера 54, отталкивающей назад тело вращения 28, может быть ослаблено заблокированное при вращении состояние между шестерней 29 и телом вращения 28.
Более конкретно, первый и второй демпферы 52, 54 предусмотрены на верхней и нижней частях тела вращения 28 и благодаря зазору С, обеспечиваемому соединительным механизмом 56 между первым соединительным элементом 58, присоединенным к блоку поворотного привода 14, и вторым соединительным элементом 62, присоединенным к телу вращения 28, зажатое состояние зажимного рычага 16 может быть легко и надежно ослаблено.
Далее, при вращении зажимного рычага 16 из незажатого состояния, показанного на фиг. 4, предусмотрен первый демпфер 52 с целью вдавливания сжимаемого вверх тела вращения 28 в направлении вниз, с тем чтобы подобным же образом запертое вращением состояние между шестерней 29 и телом вращения 28 могло быть ослаблено с помощью упругой силы первого демпфера 52.
Более того, вышеупомянутые первый и второй демпферы 52, 54 и соединительный механизм 56 могут быть предусмотрены оба, или альтернативно, могут быть предусмотрены либо первый и второй демпферы 52, 54, либо соединительный механизм.
Электрическое зажимное устройство в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается вышеупомянутыми примерами осуществления изобретения, и само собой разумеется, что различные дополнительные или модифицированные конструкции могут быть использованы в нем не отклоняясь от сути настоящего изобретения.