专利名称：夹钳装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹钳装置，该夹钳装置能够在活塞的位移操作下通过以预定角度旋转 的可旋转夹钳臂夹紧工件。
背景技术：
迄今为止，例如，当焊接汽车等的组成部件时，夹钳装置用于夹紧该部件。 例如，第5， 503， 378号美国专利揭示的夹钳装置包括配备有在提供加压流体时发生位 移的活塞的主体，相对于主体可旋转地保持的一对夹钳臂，和用于将来自主体的驱动力传 输到夹钳臂的肘节连接机构。另外，构成肘节机构的一部分的旋转辊被插入在主体的两个 侧表面上分别形成的导向槽内。而且，穿过夹钳臂的凹槽部分插入该辊，并且辊子在活塞 位移时沿轴向方向移位。结果，夹钳臂绕支撑点旋转预定角度，并且与旋转方向相对应， 能够切换夹紧工件的夹紧状态和夹紧条件被解除的非夹紧状态。
但是，利用这样的常规技术，因为设置了由一对夹钳臂所组成的结构，所以还需要与 夹钳臂相接合的两个旋转辊，另外，还需要在分别插入辊子时通过的主体中的一对导向槽。 此外，由于该辊子在其中被引导的导向槽直接设置在主体的两个侧表面中，因此还需要 盖板以达到关闭导向槽的目的。结果，构造夹钳装置所需要的部件数目增加并且其结构复 杂，这样就减少了制造该夹钳装置时该装置的装配简易性。
发明内容
本发明的总体目的在于提供一种能够可靠且平稳地对工件实行夹紧操作的夹钳装置， 该夹钳装置的结构简化，并且夹钳装置的装配简易性被提高。
本发明致力于一种夹钳装置，在该装置中缸(cylinder)内的直线运动转变成旋转运 动以利用夹钳臂夹紧工件，该夹钳装置包括
主体；
缸，与主体相连接并且在其中具有在加压流体的压力作用下沿轴向方向移位的活塞； 相对于主体被可旋转地保持的夹钳臂；和
用于将来自所述缸的驱动力传输到所述夹钳臂并且引起所述夹钳臂的旋转位移的驱动力传输机构，
其中所述驱动力传输机构包括 与所述活塞一起沿轴向方向位移的位移构件； 设置在所述位移构件上并且抵靠所述主体的侧表面的引导体；和 设置在所述位移构件上并且穿过引导臂的凹槽插入的销钉构件。
本发明的上述以及其他的目的、特征和优点将在下文以结合通过说明性实例的方式显 示本发明的优选实施例的附图的说明中变得更加显而易见。
图1是根据本发明的实施例的夹钳装置的外部立体图2是图1所示的夹钳装置的侧表面图3是图1所示的夹钳装置的分解立体图4是图2所示的夹钳装置的垂直侧视图；以及
图5是显示图4的夹钳装置中的夹钳臂被旋转以使工件能够被保持的夹紧状态的横截面图。
具体实施例方式
在图1中，附图标号io表示根据本发明的实施例的夹钳装置。
如图1到5所示，夹钳装置10包括其中安装有活塞12的缸机构(缸)14，与缸机构 14相连接的壳体(主体)16，相对于壳体16被可旋转地保持的夹钳臂18，和在缸机构14 的驱动作用下旋转夹钳臂18的驱动力传输机构20。
缸机构14包括形成空心形状的缸管22，可位移地设置在缸管22内的活塞12，关闭 缸管22 —端的缸盖24，和设置在缸管22的另一端侧并支撑与活塞12连接的活塞杆26的 杆盖28。
所形成的缸管22具有矩形形状的横截面，并且缸孔30沿缸管22的轴向方向穿过该 缸管22。
用于提供和排放加压流体的第一通道口 32和第二通道口 34设置在缸管22的侧表面 上，通过各自的联通通道36a， 36b与缸孔30相联通。第一通道口 32和第二通道口 34以 两者之间预定的分离距离沿缸管22的轴向方向(箭头A1和A2的方向)设置。
活塞12安装在缸孔30内。活塞密封环38、耐磨环40和磁铁42通过环形槽设置，同
5时在活塞12的外圆周表面以预定间隔彼此分离。活塞密封环38和耐磨环40设置成与缸 管22的内壁表面滑动接触。此外，位置探测传感器(未显示)设置在缸管22的侧表面上 形成的传感器凹槽44中。借助于位置探测传感器探测来自磁铁42的磁性，所以可以确定 活塞12的位移位置。
此外，阻尼器46a通过面对缸盖24的环形槽安装在活塞12的一个端表面上。例如， 阻尼器46a由诸如橡胶或类似材料的弹性材料制造，用于防止处于其位移终端位置的活塞 12与缸盖24直接接触并且用于缓冲冲击。
另一方面，在轴向方向穿过的活塞孔48形成在活塞12的中心，活塞杆26穿过该孔 而被插入。另外，活塞杆26的一端通过在活塞孔48中的接合整体连接到活塞12的一个 端表面侧上。
活塞杆26插入时穿过的杆孔50形成在杆盖28中，并且阻尼器46b通过环形槽安装 在与活塞12相对的杆盖28的端表面中。更具体地，阻尼器46b防止活塞12的另一个端 面与杆盖28直接接触并且缓冲冲击。
此外，密封环52安装在杆盖28的外圆周表面中，这样，通过其与缸管22的内壁表 面的抵接(abut)，能够维持缸孔30内的流体密闭条件。另外，杆密封环54和套管56通 过环形槽安装在杆孔50中。通过套管56与活塞杆26的外圆周表面相抵接，活塞杆26在 沿轴向方向(箭头A1和A2的方向)位移时受到支撑。
杆盖28从缸管22的另一端侧插入，并且通过与缸管22的内壁表面相接合的环58附 接到缸孔30的内部。
壳体16包括与缸管22的另一端相连接的底部构件60，相对于底部构件60垂直并且 能够与夹钳臂18—起在两者之间夹紧工件(未显示)的保持构件62，和在其中可旋转地 保持夹钳臂18的一对保持器64a， 64b。
底部构件60通过多个螺栓66与缸管(cylinder tube) 22的另一端相连接并且关闭 缸管22的另一端。活塞杆26插入时穿过的通孔68形成在底部构件60的中心。
保持构件62相对于底部构件60的端部以直角设置并且在背离底部构件60的方向(箭 头A2的方向)上延伸预定高度。具体地，壳体16由底部构件和保持构件62形成，基本 上具有L形的横截面(见图2)。
保持器64a， 64b从基本上的中央区域沿保持构件62的轴向方向垂直地延伸，并且分 别设置在保持构件62的两侧。此外，保持器腿70a和70b分别设置在保持器64a， 64b和 底部构件60之间并且与底部构件60相连接。具体地， 一对保持器64a， 64b被平行地设置并且相对于底部构件60分离预定的距离，而一对保持器腿70a， 70b基本平行地设置并 且相对于保持构件62分离预定的距离。
在保持器64a， 64b的延伸方向突出的引导构件72设置在保持构件62的侧表面上。 构成驱动力传输机构20的一部分的辊子(引导体)74抵接引导构件72并由引导构件72 引导。引导构件72相对于保持构件62的侧表面在预定高度上向外延展，并且其侧表面形 成平坦的平面形状。引导构件72进一步形成预定的宽度。
在保持器64a， 64b中，各自的销钉孔76a形成在其与保持构件62相分离的端部，并 且可旋转地支撑夹钳臂18的支撑销钉78穿过销钉孔76a被插入。通过以螺纹拧入保持器 64a, 64b的一对固定螺丝来附接支撑销钉78，这样就防止支撑销钉78从销钉孔76a中移 出。
夹钳臂18包括形成在其一端侧的平板形夹钳82，和设置在另一端侧的一对轭(yoke) (叉形件)84a， 84b，该轭相对于夹钳82的端部叉开成两个分支。另外，支撑销钉78插 入时穿过的孔86贯穿轭84a， 84b和夹钳82之间的联结区域。孔86在夹钳臂18的横向 方向穿过。更具体地，夹钳臂18通过支撑销钉78可旋转地支撑在壳体16的内部，支撑 销钉78穿过孔86被插入并且由销钉孔76a支撑在壳体16中。
一对轭84a， 84b在相对于销钉82垂直的方向分别延伸，并且在彼此分离预定距离的 同时平行设置。所形成的连接槽88a， 88b沿轭84a， 84b以固定的宽度延伸。连接销90 (销钉构件)的两端分别通过各自的套环92插入连接槽88a， 88b。连接槽88a， 88b以相 同的形状形成在一个轭84a和另一个轭84b上，并且包括从夹钳82侧面的一端沿相对于 夹钳82分离的方向以预定半径延伸的弧形的第一连接部分94和在相对于夹钳82分离的 另一端上形成的第二连接部分96。第二连接部分96的中心和半径与第一连接部分94不同。 夹钳臂18旋转到夹钳82与保持构件62基本平行，并且因此能够夹紧夹钳82和保持 构件62之间的工件。
驱动力传输机构20由设置在壳体16的由保持构件62和保持器64a， 64b包围的空间 中并且与活塞杆26端部连接的块体(位移构件)98，可旋转地支撑在块体98上的辊子74， 和穿过连接槽88a， 88b插入的连接销90构成。
块体98形成延长形的横截面，通过螺栓孔100与活塞杆26连接的杆螺栓102穿过螺 栓孔100的中心部分插入，这样，块体98通过杆螺栓102与活塞杆26的另一端相连接。 具体地，块体98与活塞12和活塞杆26 —起设置成可在缸机构14的位移作用下沿轴向方 向(箭头A1和A2的方向)移位。此外，块体98包括在其一端部以凹陷形状凹进的切除部分，辊子74设置于该切除部 分中。滚针(roller pin) 104可旋转地支撑辊子74，该滚针104穿过与螺栓孔100基本 垂直并且面对切除部分形成的销孔76b插入，如此辊子74设置成使其相对于块体98的一 端向外突起。由以螺纹拧入块体98的一对固定螺丝80b附接滚针104，这样，就防止滚针 104从销钉孔76b移出。
另外，当块体98与活塞杆26连接时，辊子74与壳体16的引导构件72相抵接，因 此通过块体98在轴向方向(箭头A1和A2)的位移，辊子74在旋转的同时沿引导构件72 移位。具体地，当块体98在轴向方向(箭头A1和A2的方向)移位时，辊子74起引导机 构的作用。
另一方面，与螺栓孔100基本垂直的销钉孔76c形成于块体98的另一端。连接销钉 98穿过销钉孔76c插入并且由固定螺丝80c固定在适当位置。暴露在销钉孔76c外面的连 接销钉92的两端分别安装在圆柱形的套管92中，并且分别穿过夹钳臂18的连接槽88a， 88b插入。
更具体地，当在活塞12和活塞杆26的位移作用下块体98在轴向方向移位时，通过 连接销90沿连接槽88a， 88b的运动，夹钳臂18绕支撑销钉78可旋转地移位预定角度。 根据本发明的夹钳装置基本上如上所述地构造。下文将说明夹钳装置10的操作和效果。
首先，由未图示的固定机构将夹钳装置10固定在预定位置。与加压流体提供源相连 接的未图示的管道等分别与第一通道口 32和第二通道口 34连接。图2和图4显示非夹紧 状态的夹钳装置IO，而图5显示夹紧状态的夹钳装置10。在下文中，称前面提到的非夹 紧状态为起始位置。
在图2和4所示的夹钳装置10的起始状态中，从未图示的加压流体提供源将加压流 体提供到第一通道口 32并且将加压流体引进缸孔30。在这种情况下，第二通道口 34处于 与大气相通的打开状态。
在引入缸孔30的加压流体的作用下，在与壳体16背离的方向按压活塞12，并且活塞 12沿缸孔30下降。另外，在活塞12和活塞杆26位移时，块体98在由辊子74引导的同 时朝向底部构件60—侧(在箭头A1的方向)移位。在这种情况下，辊子74在旋转的同时 沿引导构件72移位。
活塞12的直线运动通过活塞杆26传输到驱动力传输机构20，并且在组成驱动力传输 机构20的块体98位移时，活塞12的直线运动转变成夹钳臂18的旋转运动。具体地，由于活塞12的直线运动的结果，牵引力在向下的方向(在箭头Al的方向)上作用在与活塞杆 26连接的块体98上。
另外，通过连接销90在夹钳臂18的连接槽88a， 88b中从第一连接部分94到第二连 接部分96的逐渐移动，夹钳臂18在连接销90的连接作用下绕支撑销钉78以逆时针方向 (箭头B1的方向)逐渐旋转。
夹钳臂18进一步向保持构件62—侧旋转，并且通过与保持构件62基本平行，在夹 钳臂18的旋转位移停止时导致工件(未显示)被夹紧的夹紧状态(见图5)。
此时，由未图示的位置探测传感器探测来自磁铁42的磁性，同时探测到活塞12的位 置。结果，基于活塞12的位移位置确定由夹钳臂18夹紧工件的夹紧状态。
另一方面，在图5所示的夹钳装置中，在未图示的转换阀转换时，通过向第二通道口 34提供加压流体，活塞12以朝向壳体16—侧的方向(箭头A2的方向)移位。此外，在 这种情况下，第一通道口 32处于与大气相通的打开状态。另外，由于活塞杆26与活塞12 一起提升的结果，保持在块体98中的连接销90在夹钳臂18的连接槽88a, 88b中从第二 连接部分96向第一连接部分94逐渐移动，因此，在连接销90的连接作用下，夹钳臂18 绕支撑销钉78沿顺时针方向(箭头B2的方向)逐渐旋转。
通过活塞12与安装在杆盖28中的阻尼器46b的抵接来控制活塞12的进一步位移， 因此夹钳臂18通过活塞杆26和块体98的旋转位移停止(见图4)。结果，如图2和4所 示，夹钳装置10达到夹钳臂18顺时针旋转预定角度的非夹紧状态。
此时，通过由未图示的位置探测传感器(未显示)探测活塞12的位移，基于活塞12 的位移位置能够确定夹钳臂18达到非夹紧状态的事实。
如上所述，构成驱动力传输机构20的块体98与组成缸机构14的活塞杆26连接，单 个辊子74可旋转地设置在块体98的端部。当块体18沿轴向方向移位时，辊子74在旋转 的同时沿设置在壳体16侧表面的引导构件72移位。此外，穿过块体98插入的连接销90 依次穿过支撑在壳体16上的夹钳臂18的连接槽88a， 88b而插入，因此夹钳臂18在块体 98位移时旋转预定的角度。
更具体地，可以由单个夹钳臂18夹紧工件，其中通过设置在块体98中的连接销90 实行夹钳臂18的旋转运动，并且当夹钳臂18旋转时，块体98能够通过单个辊子74沿轴 向方向(箭头A1和A2的方向)被引导。
此外，因为能够由设置在壳体16上的引导构件72引导块体98在轴向方向的位移， 所以不必设置如常规的夹钳装置中形成和利用的引导槽。结果，与常规的夹钳装置相比，由于能够减少部件的数目，所以能够简化夹钳装置的 结构，装配夹钳装置所需的步骤可以减少，并且其装配简易性也能够提高。
另外，在工件被夹钳臂18夹紧的夹紧状态中，在块体98的纵向通过连接销90施加 反力F(见图5)。此时，因为设置在块体98上的辊子74被支撑成与引导构件72相抵接， 所以即使在相对于块体98施加反力F的情况下也防止块体98在纵向(即水平方向)移位。
结果，块体98和与块体98连接的活塞杆26不偏心地移动或者不在垂直于轴向的方 向上偏离中心，并且夹钳装置10能够平稳地操作以使对工件的夹紧操作能够可靠地实施。
根据本发明的夹钳装置不局限于上述实施例。当然还可以采用和修改各种结构或者向 其添加其他部分而不背离本发明的基本性质和要点。
权利要求
1. 一种夹钳装置，在该夹钳装置中，缸(14)内的直线运动转变为旋转运动以利用夹钳臂(18)夹紧工件，其特征在于，该夹钳装置包括主体(16)；缸(14)，该缸(14)与所述主体(16)相连接并且在所述缸(14)中具有在加压流体的压力作用下沿轴向方向移位的活塞(12)；被相对于所述主体(16)可旋转地保持的夹钳臂(18)；和用于将来自所述缸(14)的驱动力传输到所述夹钳臂(18)并且引起所述夹钳臂(18)旋转位移的驱动力传输机构(20)，其中所述驱动力传输机构(20)包括与所述活塞(12)一起沿轴向方向移位的位移构件(98)；设置在所述位移构件(98)上并且与所述主体(16)的侧表面相抵接的引导体(74)；和设置在所述位移构件(98)上并且穿过所述夹钳臂(18)的凹槽被插入的销钉构件(90)。
2. 如权利要求1所述的夹钳装置，其特征在于，其中所述位移构件(98)在垂直于 所述活塞(12)的位移方向的方向上延伸，以及其中所述位移构件(98)的基本中心部分 与连接到所述活塞(12)的活塞杆(26)相连接，所述销钉构件(90)设置在所述位移构 件(98)的一个端部侧，所述引导体(74)设置在所述位移构件(98)的另一个端部侧。
3. 如权利要求2所述的夹钳装置，其特征在于，其中所述夹钳臂(18)包括 能够夹紧工件的夹钳(82);和叉形件(84a， 84b)，所述叉形件(84a， 84b)设置成与所述夹钳(82)相邻，分叉 成两个分支并且在所述两个分支内具有凹槽(88a， 88b),其中所述位移构件(98)设置在一个所述叉形件(84a， 84b)和另一个所述叉形件(84a， 84b)之间。
4. 如权利要求l所述的夹钳装置，其特征在于，其中所述引导体(74)由可旋转地 支撑在所述位移构件(98)中的辊子构成，其中由面向所述位移构件(98)的所述辊子并 且通过该辊子与沿所述主体(16)的轴向方向延伸的引导构件(72)相抵接以及该辊子的旋转位移来引导所述位移构件(98)。
5. 如权利要求4所述的夹钳装置，其特征在于，其中所述引导构件(72)通过相对 于所述位移构件(98)给予的反力来防止在由所述夹钳臂(18)夹紧工件时所述位移构件(98)在纵向方向发生位移。
6. 如权利要求4所述的夹钳装置，其特征在于，其中所述引导构件(72)形成在所 述主体(16)的基本中心部分中。
7. 如权利要求4所述的夹钳装置，其特征在于，其中活塞杆(26)在所述位移构件 (98)的中心部分与所述位移构件(98)相连接，所述引导体(74)设置在所述位移构件 (98)的一个端部侧上，并且所述销钉构件(90)设置在所述位移构件(98)的另一个端部侧上。
全文摘要
本发明涉及配备具有活塞(12)的缸机构(14)的夹钳装置(10)。缸机构(14)的驱动力传输到夹钳臂(18)，该夹钳臂(18)通过组成驱动力传输机构的(20)的块体(98)和连接销(90)保持在壳体(16)上，夹钳臂(18)旋转预定的角度。块体(98)包括可旋转地支撑的辊子(74)。通过辊子(74)的位移沿轴向方向引导块体(98)，同时辊子(74)沿壳体(16)的引导构件(72)旋转。
文档编号B25B5/04GK101422883SQ200810175930
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月30日 优先权日2007年10月31日
发明者原耕二, 神田浩一郎 申请人:Smc株式会社