电动夹紧设备的制作方法
【专利摘要】一种电动夹紧设备(10)装备有：本体(12)；旋转驱动单元(14)，该旋转驱动单元通过电信号被可旋转地驱动；和旋转体(28)，该旋转体在旋转驱动单元(14)的驱动作用下被旋转。夹紧臂(16)的齿轮齿(38)与形成在旋转体(28)的外周表面上的螺旋状的螺旋槽(30)啮合。旋转体(28)通过驱动旋转驱动单元(14)旋转，从而与螺旋槽(30)啮合的夹紧臂(16)，被旋转预定角度以导致夹紧工件的夹紧状态。
【专利说明】电动夹紧设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电动夹紧设备，该电动夹紧设备能够夹紧在自动装配线等上的工 件。
【背景技术】
[0002] 迄今为止，在汽车的自动装配线上，通过夹紧设备执行夹紧使多个预制车身板件 重叠和定位，然后焊合车身板件的装配程序已经被执行。
[0003] 本 申请人:已经提出日本特开专利公报No. 2005-169604中公开的一种电动夹紧设 备。在该电动夹紧设备中，夹紧臂被设置成在装备有电动马达的本体上旋转，并且电动马达 的旋转驱动力经由速度减小驱动系统传输，从而夹紧臂被旋转以夹持工件。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是提供一种具有简单结构的电动夹紧设备，该电动夹紧设备能 够在即使电动马达不通电的情况下也可靠地保持工件。
[0005] 本发明是电动夹紧设备，该电动夹紧设备包含：本体；驱动单元，该驱动单元通过 电信号被可旋转地驱动；夹紧臂，该夹紧臂相对于本体被可旋转地配置以夹持工件；和传 输机构，该传输机构用于将驱动单兀的旋转驱动力传输到夹紧臂，其中，传输机构包括：旋 转体，该旋转体依据驱动单元的驱动而旋转并且具有形成在其外周表面上的螺旋状的螺旋 槽；和齿轮，该齿轮连接到夹紧臂并且具有与螺旋槽啮合的齿轮齿，其中，通过旋转体的旋 转，旋转驱动力通过齿轮被传输到夹紧臂。
[0006] 根据本发明，例如，即使输入到驱动单元的电信号被中止，因为夹紧臂的转动能够 通过夹紧臂相对于旋转体的啮合被调节，工件也能够通过夹紧臂被可靠地维持在夹紧状 态，同时，电动夹紧设备的结构能够被简化，因为不必设置在夹紧状态下能够限制转动的单 独的锁定装置。
[0007] 通过下面的说明，并结合以示意性实例的方式显示的本发明的优选实施例的附图 时，本发明的上述和其他的目的、特点和优点变得更加地清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是显示根据本发明的第一实施例的电动夹紧设备的整体结构图；
[0009] 图2是显示图1的电动夹紧设备中的夹紧臂被旋转预定角度的状态的整体结构 图；
[0010] 图3是显示图2的电动夹紧设备中的夹紧臂被进一步旋转以夹紧工件的夹紧状态 的整体结构图；
[0011] 图4是显示根据本发明的第二实施例的电动夹紧设备的整体结构图；和
[0012] 图5是显示图4的电动夹紧设备中的夹紧臂被进一步旋转以夹紧工件的夹紧状态 的整体结构图。
【具体实施方式】
[0013] 如图1至3所示，电动夹紧设备10包含：本体12 ;旋转驱动单元14,该旋转驱动单 元被配置在本体12的内部；夹紧臂16,该夹紧臂相对于本体12被可旋转地配置，并且能够 夹持工件W ;和驱动力传输机构（传输机构）18,该驱动力传输机构18将旋转驱动单元14 的驱动力传输到夹紧臂16。
[0014] 例如，本体12被形成为具有在坚直方向上延伸的伸长的大致矩形形状的截面，并 且设置有支撑构件20,该支撑构件20在本体的上半部上横向地突出。支撑构件20相对于 本体12的侧表面在水平方向上向外突出预定长度，并且夹紧构件22形成在支撑构件20的 上端上。另外，如图3所示，当夹紧臂16被旋转以夹紧时，工件W被夹紧在夹紧臂16和支 撑构件20之间。
[0015] 例如，旋转驱动单元14由旋转驱动源24诸如感应电动机、无刷电动机等构成，旋 转驱动单元14由输入到那里的电信号可旋转地驱动。旋转驱动源24沿着本体12的坚直 方向被配置，其驱动轴26被布置在向上方向上。
[0016] 驱动力传输机构18包含：旋转体28,该旋转体被设置在本体12的内部的旋转驱 动源24的上方；和齿轮29,该齿轮29与旋转体28的螺旋槽30接合。例如，旋转体28形 成为圆筒形形状，并且螺旋形的螺旋槽30被刻在其外周表面上。旋转体28经由插入其中 心的轴32相对于本体12被可旋转地支撑。另外，旋转体28和轴32被布置成与旋转驱动 源24在同一轴线上，轴32的下端经由连接部34连接到驱动轴26。连接部34被连接成轴 32和驱动轴26保持同轴，从而在轴32和驱动轴26之间的相对位移不会发生。
[0017] 更具体地,通过驱动旋转驱动源24,驱动轴26和轴32 -起整体地被旋转，同时，旋 转体28也整体地被旋转。
[0018] 例如，齿轮29被形成为具有半圆形形状的截面，齿轮29的中心部经由支撑销36 被可旋转地支撑在本体12中，并且多个齿轮齿（齿）38被刻在其弓形圆周表面上。齿轮齿 38相对于支撑销36的轴线倾斜预定角度，并且与旋转体28的螺旋槽30啮合。
[0019] 例如，夹紧臂16被形成为L形的截面，并且被配置成与旋转体28相邻，因此其一 端部经由支撑销36被轴向可旋转地支撑在本体12中。进一步，在夹紧臂16的另一端部上， 形成突出部42,该突出部相对于臂部40大致以直角弯曲。
[0020] 另外，通过旋转旋转体28,与其啮合的夹紧臂16绕着支撑销36被旋转预定角度， 从而在夹紧状态下，突出部42被配置成与支撑构件20的夹持构件22面对的关系。更具体 地，旋转体28的螺旋槽30和夹紧臂16的齿轮齿38起蜗轮机构的作用。
[0021] 根据本发明的第一实施例的电动夹紧设备10基本上如上所述地被构造。接下来， 将说明电动夹紧设备10的操作和效果。以下描述中，将非夹紧状态作为初始位置，在非夹 紧状态下，图1所示夹紧臂16的臂部40被坚直向上地放置。在该状态下，如图1所示，薄 板形式的工件W被安装在本体12的支撑构件20的上部上。
[0022] 首先，在图1所示电动夹紧设备10的初始位置，通过将来自未图示的控制器的电 信号输入到旋转驱动单元14的旋转驱动源24,旋转驱动源24旋转驱动轴26,同时，旋转体 28经由连接部34和轴32被旋转。
[0023] 此外，通过旋转体28的旋转，如图2所示，与旋转体28的螺旋槽30啮合的齿轮 29,绕着支撑销36沿顺时针方向旋转，并且夹紧臂16与齿轮29 -起旋转，从而使突出部42 靠近支撑构件20。
[0024] 此外，通过驱动旋转驱动单元14,旋转体28被进一步旋转，同时，如图3所示，通过 旋转齿轮29和夹紧臂16,突出部42抵接工件W，并且导致工件W被夹紧在突出部42和支 撑构件20之间的夹紧状态。
[0025] 进一步，在工件W的上述夹紧状态下，通过中止从未图示的控制器输入电信号到 旋转驱动单元14,导致锁定状态，在锁定状态下，由于旋转体28的螺旋槽30和齿轮29的齿 轮齿38之间的接合，夹紧臂16的旋转操作被限制。由此，工件W的夹紧状态能够通过夹紧 臂16被保持，而不用设置用于调节夹紧臂16的旋转操作的单独的锁定装置。
[0026] 如上所述，对于第一实施例，即使输入到旋转驱动单元14的电信号被中止，夹紧 臂16的转动也能够通过齿轮29与旋转体28的啮合被限制。因此，一旦工件W被放置在夹 紧状态下，该夹紧状态能够被可靠地维持。
[0027] 进一步，在驱动力传输机构18中，通过利用蜗轮机构，因为不必设置能够调节工 件W的夹紧状态的单独的锁定装置，与设置这样的锁定装置的情况相比，电动夹紧设备10 的结构能够被简化。
[0028] 进一步，因为夹紧臂16通过由电信号驱动的旋转驱动单元14的驱动力旋转，使夹 紧臂16的高精度操作能够实现，并且工件W的夹紧能够以更高的精确度被执行。
[0029] 接下来，根据第二实施例的电动夹紧设备50如图4和5所示。与根据第一实施例 的电动夹紧设备10相同的组成部分，用相同的参考符号表示，并且这些特征的详细说明被 省略。
[0030] 根据第二实施例的电动夹紧设备50与根据第一实施例的电动夹紧设备10的不同 是，一对第一和第二减震器52、54被设置在旋转体28的上下部上，并且旋转体28的轴32 和旋转驱动单元14通过在旋转方向上具有小间隙的联接机构56被连接。
[0031] 在电动夹紧设备50中，如图4和5所示，环形第一减震器52沿旋转体28的轴线方 向被设置在上部上，并且环形第二减震器54沿旋转体28的轴线方向被设置在下部上。例 如，第一和第二减震器52、54由具有一定弹性的橡胶或树脂材料形成。第一和第二减震器 52、54抵接旋转体28并且与其一起被整体地旋转。可选择地，代替第一和第二减震器52、 54,可以设置气垫机构，其中，气密空间被设置在第一和第二减震器52、54上的区域，该气 密空间能够通过供应到那里的空气沿轴线方向向旋转体28施力，例如。
[0032] 另一方面，构成联接机构56的第一连接构件58被连接到旋转驱动单元14的驱动 轴26。第一连接构件58包含突出部60,该突出部60朝向旋转体28侧向外突出。进一步， 构成联接机构56的第二连接构件62被连接到轴32的下端部，该轴32插入旋转体28,并且 凹部64凹入预定深度并且突出部60插入其中，该凹部64形成在第二连接构件62的中心 部。例如，突出部60和凹部64被形成为具有矩形形状的截面，并且在凹部64和突出部60 之间设置预定间距的间隙C。
[0033] 此外，通过第一连接构件58的突出部60抵接在第二连接构件62的凹部64内的 内壁表面，旋转驱动单元14的旋转驱动力经由轴32被传输到旋转体28。
[0034] 对于利用上述蜗轮机构的电动夹紧设备50,例如，当夹紧臂16通过驱动旋转驱动 单元14被旋转并且导致工件W如图5所示被夹紧的夹紧状态，夹紧状态能够通过旋转体28 和齿轮29之间的啮合而被维持。然而，当导致夹紧状态被解除的非夹紧状态时，可能出现 螺旋槽30和齿轮齿38之间接合的状态太强并且难以执行工件W的释放的问题。
[0035] 同样在这种情况下，对于根据第二实施例的电动夹紧设备50,当旋转驱动单元14 的驱动方向与夹紧状态的反向时，第一连接构件58的突出部60在间隙C内旋转，该间隙C 被配置在第二连接构件62的凹部64内，并且根据与突出部60的接触，第二连接构件62能 够以强的按压力被按压。因而，旋转体28能够在解除齿轮29和旋转体28之间的强啮合状 态的方向上被旋转。
[0036] 进一步，同时，当执行夹紧臂16的夹紧时，因为逆时针方向反作用力通过夹紧臂 16被施加于齿轮29,力被向下施加在与齿轮29啮合的旋转体28上，并且虽然施加按压力 从而按压和挤压第二减震器54,由于另一个按压力由第二减震器54的弹力沿向上方向施 力口，从而在旋转体28上反推，齿轮29和旋转体28之间的旋转锁定状态能够被缓解。
[0037] 更具体地，第一和第二减震器52、54被设置在旋转体28的上下部上，并且由于间 隙C，夹紧臂16的夹紧状态能够容易和可靠地被解除，间隙C由联接机构56在连接到旋转 驱动单元14的第一连接构件58和连接到旋转体28的第二连接构件62之间设置。
[0038] 进一步，根据如图4所示从夹紧臂16的非夹紧状态旋转，第一减震器52被设置成 向下按压被向上按压的旋转体28,从而类似地，齿轮29和旋转体28之间的旋转锁定状态能 够通过第一减震器52的弹力被缓解。
[0039] 更进一步，上述第一和第二减震器52、54和联接机构56可以都被设置，或者可选 择地，第一和第二减震器52、54或联接机构56中任一个可以被设置。
[0040] 根据本发明的电动夹紧设备不局限于上述实施例，在不偏离本发明的主旨下，可 以采用各种附加的或修改的结构。
【权利要求】
1. 一种电动夹紧设备（10,50)，其特征在于，包含： 本体（12); 驱动单元（14),所述驱动单元（14)通过电信号被可旋转地驱动； 夹紧臂（16)，所述夹紧臂（16)相对于所述本体（12)可旋转地配置以夹持工件；和 传输机构（18)，所述传输机构（18)用于将所述驱动单元（14)的旋转驱动力传输到所 述夹紧臂（16); 其中，所述传输机构（18)包括：旋转体（28)，所述旋转体（28)依据所述驱动单元（14) 的驱动而旋转，并且具有形成在其外周表面上的螺旋状的螺旋槽（30);和齿轮（29)，所述 齿轮（29)连接到所述夹紧臂（16)并且具有与所述螺旋槽（30)啮合的齿轮齿（38);其中， 通过所述旋转体（28)的旋转，旋转驱动力通过所述齿轮（29)被传输到所述夹紧臂（16)。
2. 如权利要求1所述的电动夹紧设备，其特征在于，所述驱动单元（14)和所述旋转体 (28)配置在同一轴线上。
3. 如权利要求1所述的电动夹紧设备，其特征在于，蜗轮机构由所述螺旋槽（30)和所 述齿轮齿（38)构成。
4. 如权利要求1所述的电动夹紧设备，其特征在于，由弹性材料制成的减震器（52、54) 设置在所述旋转体（28)在轴线方向上的端部上。
5. 如权利要求1所述的电动夹紧设备，其特征在于，供应有空气的气垫机构设置在所 述旋转体（28)在轴线方向上的端部上。
6. 如权利要求1所述的电动夹紧设备，其特征在于，所述传输机构（18)包括联接部 (56)，所述联接部（56)与所述驱动单元（14)的驱动轴和所述旋转体（28)互相连接，其中， 第一连接体（58)连接到所述驱动轴，并且第二连接体（62)连接到所述旋转体（28)，所述第 一连接体（58)和所述第二连接体（62)以两者之间在旋转方向上具有间隔的状态被连接。
7. 如权利要求4所述的电动夹紧设备，其特征在于，减震器（52、54)分别配置在所述旋 转体（28)的两端部。
【文档编号】B25B5/04GK104066551SQ201280068153
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】福井千明, 宫崎则行 申请人:Smc株式会社