JP2005329525A - 旋回式クランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 リリース作動時間の短縮と旋回精度の維持とを両立させる。
【解決手段】 筒状のハウジング(2)にシリンダ孔(17)とロッド孔(18)とを上向きに順に設ける。上記シリンダ孔(17)に挿入したピストン(19)をクランプロッド(5)に連結する。そのピストン(19)の上側に圧油給排用のロック室(20)を設ける。前記ロッド孔(18)の周壁と上記クランプロッド(5)の外周面との間に環状流路(23)を形成し、その環状流路(23)の上部に圧油の給排口(24)を連通させる。上記ロッド孔(18)の周壁の下部に絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設ける。上記クランプロッド(5)の旋回上昇の終期に上記の嵌合孔(41)に嵌入される嵌合部(42)を、上記ピストン(19)の上部に設ける。これにより、前記ロック室(20)の圧油が、上記の嵌合孔(41)と嵌合部(42)との間に形成した環状の絞り隙間(G)を通って前記の給排口(24)へ排出される。
【選択図】 図3
【解決手段】 筒状のハウジング(2)にシリンダ孔(17)とロッド孔(18)とを上向きに順に設ける。上記シリンダ孔(17)に挿入したピストン(19)をクランプロッド(5)に連結する。そのピストン(19)の上側に圧油給排用のロック室(20)を設ける。前記ロッド孔(18)の周壁と上記クランプロッド(5)の外周面との間に環状流路(23)を形成し、その環状流路(23)の上部に圧油の給排口(24)を連通させる。上記ロッド孔(18)の周壁の下部に絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設ける。上記クランプロッド(5)の旋回上昇の終期に上記の嵌合孔(41)に嵌入される嵌合部(42)を、上記ピストン(19)の上部に設ける。これにより、前記ロック室(20)の圧油が、上記の嵌合孔(41)と嵌合部(42)との間に形成した環状の絞り隙間(G)を通って前記の給排口(24)へ排出される。
【選択図】 図3
Description
この発明は、クランプロッドを旋回させてワークを押圧する形式のクランプに関し、より詳しくいえば、筒状のハウジングに上記クランプロッドを軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に支持し、そのクランプロッドの上部にアームを固定した形式のクランプに関する。
この種の旋回式クランプには、従来では、特許文献1(米国特許第5820118号公報)に示すように、次のように構成したものがある。
ハウジングにシリンダ孔とロッド孔とを上向きに順に設ける。クランプロッドは、上記シリンダ孔に挿入したピストンと上記ロッド孔に挿入したピストンロッドとを備える。そのロッド孔の周壁と上記ピストンロッドの外周面との間に、上下方向に長い環状流路を形成する。そのピストンロッドの外周面に形成したガイド溝に係合ボールを嵌入し、そのボールを上記ロッド孔の周壁に支持する。
ハウジングにシリンダ孔とロッド孔とを上向きに順に設ける。クランプロッドは、上記シリンダ孔に挿入したピストンと上記ロッド孔に挿入したピストンロッドとを備える。そのロッド孔の周壁と上記ピストンロッドの外周面との間に、上下方向に長い環状流路を形成する。そのピストンロッドの外周面に形成したガイド溝に係合ボールを嵌入し、そのボールを上記ロッド孔の周壁に支持する。
上記クランプのリリース作動時には、上記ピストンの上側に形成したロック室の圧油を上記の環状流路および上記ガイド溝を介して外部へ排出すると共に、上記ピストンの下側に形成したリリース室へ圧油を供給する。これにより、上記クランプロッドが、まず、上記ガイド溝の直進溝に沿って上昇し、引き続いて、そのガイド溝の螺旋溝に沿ってリリース旋回しながら上昇していく。そして、その旋回上昇するクランプロッドのピストンロッドをハウジングの上端壁によって受け止め、これにより、上記クランプロッドを停止させるのである。
米国特許第5820118号公報
ところで、最近では、ワークの加工サイクルを短縮するため、上記の旋回式クランプのリリース作動時間を短縮することが要求されている。しかし、上記の従来技術では次の問題がある。
リリース作動時間を短縮するため、そのリリース作動時の圧油の給排量を多くして上記クランプロッドのリリース速度を高めると、前記リリース停止時にハウジングの上端壁に前記ピストンロッドが高速で衝突する。その衝撃により、上記ピストンロッドに設けた前記ガイド溝やボール等が塑性変形して、上記クランプロッドの旋回精度が低下するおそれがある。この弊害は、上記クランプロッドの上部に固定した前記アームが大形になるほど衝突時の慣性力が大きくなるので、顕著な問題となる。
リリース作動時間を短縮するため、そのリリース作動時の圧油の給排量を多くして上記クランプロッドのリリース速度を高めると、前記リリース停止時にハウジングの上端壁に前記ピストンロッドが高速で衝突する。その衝撃により、上記ピストンロッドに設けた前記ガイド溝やボール等が塑性変形して、上記クランプロッドの旋回精度が低下するおそれがある。この弊害は、上記クランプロッドの上部に固定した前記アームが大形になるほど衝突時の慣性力が大きくなるので、顕著な問題となる。
上記の問題点を解消するため、本発明者たちは、本発明に先立って、前記の従来技術に次の変更を加えることを考えた。
前記ガイド溝の上端開口を閉鎖して、リリース作動時にロック室の圧油が上記ガイド溝を通って外部へ排出されるのを防止する。さらに、前記ロッド孔の周壁に上記ピストンロッドの外周面を環状の絞り隙間をあけて嵌入する。これにより、リリース作動時に上記ロック室の圧油が上記の絞り隙間を経て外部へ排出されるので、前記クランプロッドの旋回上昇速度が緩やかになり、リリース停止時に前記ピストンロッドが前記ハウジングの上端壁に緩やかに接当する。その結果、リリース停止時の衝撃力が小さくなり、上記クランプロッドの旋回精度を維持できる。
前記ガイド溝の上端開口を閉鎖して、リリース作動時にロック室の圧油が上記ガイド溝を通って外部へ排出されるのを防止する。さらに、前記ロッド孔の周壁に上記ピストンロッドの外周面を環状の絞り隙間をあけて嵌入する。これにより、リリース作動時に上記ロック室の圧油が上記の絞り隙間を経て外部へ排出されるので、前記クランプロッドの旋回上昇速度が緩やかになり、リリース停止時に前記ピストンロッドが前記ハウジングの上端壁に緩やかに接当する。その結果、リリース停止時の衝撃力が小さくなり、上記クランプロッドの旋回精度を維持できる。
しかし、上記の先発明例では、前記ロッド孔の周壁と上記ピストンロッドの外周面との間の上下方向の全領域に絞り隙間が形成されるので、リリース作動の全領域で上記クランプロッドの速度が緩やかになり、リリース作動時間を短縮できない。
本発明の目的は、旋回式クランプにおいて、リリース作動時間の短縮と旋回精度の維持とを両立させることにある。
本発明の目的は、旋回式クランプにおいて、リリース作動時間の短縮と旋回精度の維持とを両立させることにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1Aから図3B、図4Aと図4B、図5Aと図5B、又は図6に示すように、旋回式クランプを次のように構成した。
筒状のハウジング(2)にクランプロッド(5)を軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に支持し、そのクランプロッド(5)の先端部にアーム(6)を設ける。上記ハウジング(2)にシリンダ孔(17)とロッド孔(18)とを先端方向へ順に設ける。上記シリンダ孔(17)に挿入したピストン(19)を上記クランプロッド(5)に連結する。そのピストン(19)の先端側に、圧力流体が供給および排出されるロック室(20)を設ける。前記ロッド孔(18)の周壁と上記クランプロッド(5)の外周面との間に環状流路(23)を形成し、その環状流路(23)に圧力流体の給排口(24)を連通させる。リリース作動時には、上記ロック室(20)の圧力流体を上記の環状流路(23)を介して上記の給排口(24)へ排出することにより、リリース駆動手段(R)が、まず、上記クランプロッド(5)を上記の先端方向へ直進移動させ、引き続いて、上記クランプロッド(5)を旋回機構によってリリース旋回させながら上記の先端方向へ移動させるように構成する。前記ロッド孔(18)の前記の周壁に絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設ける。上記リリース旋回移動の終期に上記の嵌合孔(41)に環状の絞り隙間(G)をあけて嵌入される嵌合部(42)を、上記クランプロッド(5)と上記ピストン(19)との少なくとも一方に設ける。上記リリース旋回移動の終期には、前記ロック室(20)の圧力流体を、上記の環状の絞り隙間(G)を経由して前記の給排口(24)へ排出する。
筒状のハウジング(2)にクランプロッド(5)を軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に支持し、そのクランプロッド(5)の先端部にアーム(6)を設ける。上記ハウジング(2)にシリンダ孔(17)とロッド孔(18)とを先端方向へ順に設ける。上記シリンダ孔(17)に挿入したピストン(19)を上記クランプロッド(5)に連結する。そのピストン(19)の先端側に、圧力流体が供給および排出されるロック室(20)を設ける。前記ロッド孔(18)の周壁と上記クランプロッド(5)の外周面との間に環状流路(23)を形成し、その環状流路(23)に圧力流体の給排口(24)を連通させる。リリース作動時には、上記ロック室(20)の圧力流体を上記の環状流路(23)を介して上記の給排口(24)へ排出することにより、リリース駆動手段(R)が、まず、上記クランプロッド(5)を上記の先端方向へ直進移動させ、引き続いて、上記クランプロッド(5)を旋回機構によってリリース旋回させながら上記の先端方向へ移動させるように構成する。前記ロッド孔(18)の前記の周壁に絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設ける。上記リリース旋回移動の終期に上記の嵌合孔(41)に環状の絞り隙間(G)をあけて嵌入される嵌合部(42)を、上記クランプロッド(5)と上記ピストン(19)との少なくとも一方に設ける。上記リリース旋回移動の終期には、前記ロック室(20)の圧力流体を、上記の環状の絞り隙間(G)を経由して前記の給排口(24)へ排出する。
本発明は、次の作用効果を奏する。
リリース作動時において、その作動開始時からリリース旋回移動の終期の直前までは、前記ロック室の圧力流体が前記の環状流路を通って前記の給排口へ速やかに排出されるので、上記クランプロッドが高速で移動する。これに対して、リリース旋回移動の終期になって前記の嵌合部が旋回しながら前記の嵌合孔に嵌入し始めると、上記ロック室の圧力流体が前記の環状の絞り隙間を通って給排口へ排出され始める。このため、その絞り隙間を通過する圧力流体に付与される流動抵抗によって上記ロック室内に所定の背圧力が保持され、上記クランプロッドの移動速度が急速に減速される。このため、上記クランプロッド(及びアーム)が緩やかに停止する。
リリース作動時において、その作動開始時からリリース旋回移動の終期の直前までは、前記ロック室の圧力流体が前記の環状流路を通って前記の給排口へ速やかに排出されるので、上記クランプロッドが高速で移動する。これに対して、リリース旋回移動の終期になって前記の嵌合部が旋回しながら前記の嵌合孔に嵌入し始めると、上記ロック室の圧力流体が前記の環状の絞り隙間を通って給排口へ排出され始める。このため、その絞り隙間を通過する圧力流体に付与される流動抵抗によって上記ロック室内に所定の背圧力が保持され、上記クランプロッドの移動速度が急速に減速される。このため、上記クランプロッド(及びアーム)が緩やかに停止する。
上述したように、リリース作動時の初期からリリース旋回移動の終期の直前までは、クランプロッドを高速で移動させ、リリース旋回移動の終期にクランプロッドを減速するので、リリース作動時間を短縮できる。しかも、上記リリース旋回移動の終期にクランプロッドを減速することにより、上記クランプロッド(及びアーム)を緩やかに停止できるので、ガイド溝や係合ボール等の旋回機構が損傷するのを防止して旋回精度を良好な状態に維持できる。
以上により、本発明は、リリース作動時間の短縮と旋回精度の維持とを両立できた。
以上により、本発明は、リリース作動時間の短縮と旋回精度の維持とを両立できた。
本発明には下記の構成を加えることが好ましい。
例えば、図1Aから図3B(又は図6)に示すように、前記ピストン(19)の外径寸法(D1)と、前記の嵌合部(42)の外径寸法(D2)と、前記ロッド孔(18)内での前記クランプロッド(5)の外径寸法(D3)とを、順に小さい値に設定する。そして、上記ロッド孔(18)の先端部に前記の給排口(24)を開口させ、そのロッド孔(18)の前記の周壁の基端部に前記の嵌合孔(41)を設ける。
この発明によれば、上記ロッド孔の先端部と上記クランプロッドの外周面との間に比較的に大きな隙間を確保できる。このため、そのクランプロッドの支持部分の嵌合隙間の存在により、前記アームに作用する慣性力等によってリリース作動の終期に前記クランプロッドが傾斜した場合でも、そのクランプロッドが上記の給排口の開口部を閉じることを防止できる。その結果、上記リリース旋回移動の終期にクランプロッドが異常に低速になるのを防止できる。
例えば、図1Aから図3B(又は図6)に示すように、前記ピストン(19)の外径寸法(D1)と、前記の嵌合部(42)の外径寸法(D2)と、前記ロッド孔(18)内での前記クランプロッド(5)の外径寸法(D3)とを、順に小さい値に設定する。そして、上記ロッド孔(18)の先端部に前記の給排口(24)を開口させ、そのロッド孔(18)の前記の周壁の基端部に前記の嵌合孔(41)を設ける。
この発明によれば、上記ロッド孔の先端部と上記クランプロッドの外周面との間に比較的に大きな隙間を確保できる。このため、そのクランプロッドの支持部分の嵌合隙間の存在により、前記アームに作用する慣性力等によってリリース作動の終期に前記クランプロッドが傾斜した場合でも、そのクランプロッドが上記の給排口の開口部を閉じることを防止できる。その結果、上記リリース旋回移動の終期にクランプロッドが異常に低速になるのを防止できる。
また、本発明においては、例えば、図4A又は図5Aに示すように、前記ロック室(20)の先端壁と前記ピストン(19)との間に、そのピストン(19)の先端方向への移動を制限するスペーサ(51)を介在させてもよい。
この場合、上記スペーサの厚さを調節することによってクランプロッドの旋回角度を所望の値に設定できる。
この場合、上記スペーサの厚さを調節することによってクランプロッドの旋回角度を所望の値に設定できる。
上記スペーサを介在させる場合においては、例えば図4Aに示すように、前記ロック室(20)の前記の先端壁に、環状に形成した前記スペーサ(51)を装着し、そのスペーサ(51)の内周面に前記の絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設けてもよい。
また、上記スペーサを介在させる場合においては、例えば図5Aに示すように、前記クランプロッド(5)と前記ピストン(19)との少なくとも一方に前記スペーサ(51)を装着し、そのスペーサ(51)に前記の嵌合部(42)を設けてもよい。
図1Aから図3Bは、本発明の第1実施形態を示している。まず、図1Aと図1Bによって旋回式クランプの全体構造を説明する。その図1Aは、上記クランプのロック状態の立面視断面図である。図1Bは、上記の図1Aの平面図である。
ワークパレットPに、クランプ1の筒状ハウジング2のフランジ2aが複数のボルト3によって固定される。そのハウジング2の筒孔4にクランプロッド5が挿入される。そのクランプロッド5の上端部(先端部)に、半径方向の外方へ突出するアーム6が、回り止めピン7及びナット8によって所定の旋回位置に固定される。上記アーム6の突出部に固定した押ボルト9がワークWを上記ワークパレットPの上面に押圧するようになっている。
上記ハウジング2の上端壁2bに形成した貫通孔10に、上記クランプロッド5の上摺動部分11が上下移動自在で保密状に支持される。また、上記ハウジング2の下端壁2cの一部を構成する支持筒13に、上記クランプロッド5の下摺動部分12が上下移動自在に支持される。
上記ハウジング2の上端壁2bに形成した貫通孔10に、上記クランプロッド5の上摺動部分11が上下移動自在で保密状に支持される。また、上記ハウジング2の下端壁2cの一部を構成する支持筒13に、上記クランプロッド5の下摺動部分12が上下移動自在に支持される。
上記クランプロッド5を駆動する手段は、ここでは、以下に示すように、油圧複動式に構成されている。
上記のハウジング2の前記の筒孔4は、ほぼ同心上で上向きに順に形成したシリンダ孔17とロッド孔18とを備える。上記シリンダ孔17に保密状に挿入したピストン19が上記クランプロッド5と一体に形成される。上記ピストン19の上側にロック室20が設けられ、同上ピストン19の下側にリリース室21が設けられる。
前記ロッド孔18の周壁と上記クランプロッド5の前記の上摺動部分11の外周面との間に環状流路23が形成される。その環状路23の上半部にロック給排口24が連通される。
また、前記リリース室21は、前記ハウジング2の胴壁2dに形成した縦孔26を介してリリース給排口27へ連通される。即ち、そのリリース給排口27から上記リリース室21へ供給した圧油と前記ピストン19とによってリリース駆動手段Rを構成してある。
上記のハウジング2の前記の筒孔4は、ほぼ同心上で上向きに順に形成したシリンダ孔17とロッド孔18とを備える。上記シリンダ孔17に保密状に挿入したピストン19が上記クランプロッド5と一体に形成される。上記ピストン19の上側にロック室20が設けられ、同上ピストン19の下側にリリース室21が設けられる。
前記ロッド孔18の周壁と上記クランプロッド5の前記の上摺動部分11の外周面との間に環状流路23が形成される。その環状路23の上半部にロック給排口24が連通される。
また、前記リリース室21は、前記ハウジング2の胴壁2dに形成した縦孔26を介してリリース給排口27へ連通される。即ち、そのリリース給排口27から上記リリース室21へ供給した圧油と前記ピストン19とによってリリース駆動手段Rを構成してある。
上記クランプロッド5の前記の下摺動部分12と前記の支持筒13の上部とにわたって旋回機構が設けられる。その旋回機構は次のように構成されている。
上記の下摺動部分12の外周面に複数のガイド溝31が周方向へ等間隔に設けられる。上記の各ガイド溝31は、螺旋状の旋回溝32と上下方向へ延びる直進溝33とを上向きに連ねて構成される。上記の各ガイド溝31に係合ボール34が嵌入される。各係合ボール34が、前記の支持筒13の上部に設けた横孔35に回転自在に支持される。これら複数の係合ボール34にわたってスリーブ36が軸心回りに回転自在に外嵌されている。
なお、上記の支持筒13の外周壁が、上下方向へ延びる位置決めピン38を介して、前記ハウジング2の前記の胴壁2dに回り止めされている。上記の支持筒13はリング部材39によって上記の胴壁2dに固定されている。
上記の下摺動部分12の外周面に複数のガイド溝31が周方向へ等間隔に設けられる。上記の各ガイド溝31は、螺旋状の旋回溝32と上下方向へ延びる直進溝33とを上向きに連ねて構成される。上記の各ガイド溝31に係合ボール34が嵌入される。各係合ボール34が、前記の支持筒13の上部に設けた横孔35に回転自在に支持される。これら複数の係合ボール34にわたってスリーブ36が軸心回りに回転自在に外嵌されている。
なお、上記の支持筒13の外周壁が、上下方向へ延びる位置決めピン38を介して、前記ハウジング2の前記の胴壁2dに回り止めされている。上記の支持筒13はリング部材39によって上記の胴壁2dに固定されている。
さらに、上記クランプロッド5の旋回移動を減速させる手段が設けられる。即ち、前記ロッド孔18の周壁の下半部に絞り用の嵌合孔41が同心状に設けられる。その嵌合孔41に嵌入される嵌合部42が、上記クランプロッド5の上摺動部分11の下部に設けられる。後述する図3Aに示すように、上記クランプ1のリリース状態では、上記の嵌合孔41と上記の嵌合部42との間に環状の絞り隙間Gが上下方向に形成される。
そして、前記ピストン19の外径寸法D1と、上記の嵌合部42の外径寸法D2と、前記の上摺動部分11の外径寸法D3とが、順に小さい値に設定されている。
そして、前記ピストン19の外径寸法D1と、上記の嵌合部42の外径寸法D2と、前記の上摺動部分11の外径寸法D3とが、順に小さい値に設定されている。
上記構成の旋回式クランプ1の作動について、上記の図1A及び図1Bと図2Aから図3Bによって説明する。図2Aは、上記クランプ1を図1Aのロック状態からリリース状態へ切換える途中の減速開始状態を示している。図2Bは、上記の図2Aの平面図である。図3Aは、上記クランプのリリース状態を示している。図3Bは、上記の図3Aの平面図である。
なお、この第1実施形態では、前記クランプロッド5及びアーム6は、上記の図1A及び図1Bのロック旋回位置Xから図2A及び図2Bの減速開始位置Yを経て図3A及び図3Bのリリース旋回位置Zまでの全旋回角度θを約90度に設定してある。
なお、この第1実施形態では、前記クランプロッド5及びアーム6は、上記の図1A及び図1Bのロック旋回位置Xから図2A及び図2Bの減速開始位置Yを経て図3A及び図3Bのリリース旋回位置Zまでの全旋回角度θを約90度に設定してある。
図1A及び図1Bのロック状態では、前記リリース室21から圧油を排出すると共に前記ロック室20へ圧油を供給しており、これにより、前記クランプロッド5はロック旋回位置Xへ下降し、前記アーム6が前記ワークWを前記ワークパレットPに押圧している。
上記ロック状態のクランプをリリース状態へ切換えるときには、前記ロック給排口24を油タンク(図示せず)へ連通させると共に、油圧源(図示せず)の圧油を前記リリース給排口27と前記の縦孔26とを介して上記リリース室21へ供給する。
すると、前記ロック室20の圧油が前記の環状流路23を通って前記ロック給排口24へ速やかに排出される。これにより、まず、前記ピストン19が前記クランプロッド5(及びアーム6)を前記の直進溝33に沿って真っすぐに高速上昇させ、引き続いて、上記クランプロッド5が、前記の旋回溝33に沿って平面視で反時計回りの方向へ高速で旋回しながら上昇していく。
上記ロック状態のクランプをリリース状態へ切換えるときには、前記ロック給排口24を油タンク(図示せず)へ連通させると共に、油圧源(図示せず)の圧油を前記リリース給排口27と前記の縦孔26とを介して上記リリース室21へ供給する。
すると、前記ロック室20の圧油が前記の環状流路23を通って前記ロック給排口24へ速やかに排出される。これにより、まず、前記ピストン19が前記クランプロッド5(及びアーム6)を前記の直進溝33に沿って真っすぐに高速上昇させ、引き続いて、上記クランプロッド5が、前記の旋回溝33に沿って平面視で反時計回りの方向へ高速で旋回しながら上昇していく。
そして、図2A及び図2Bに示すように、上記クランプロッド5(及びアーム6)が高速旋回角度α(ここでは約70度)の領域を旋回したときに、前記の嵌合部42が前記の嵌合孔41に嵌入し始める。すると、前記ロック室20の圧油が前記の環状の絞り隙間G(図3Aを参照)を経由して前記ロック給排口24へ排出され始め、その絞り隙間Gを通過する圧油に付与される流動抵抗によって上記ロック室20内に所定の背圧力が保持される。これにより、上記クランプロッド5の旋回上昇速度が急速に減速され始める。そして、そのクランプロッド5が旋回上昇していくにつれて、上記の嵌合孔41に対する上記の嵌合部42の上下方向の嵌合長さが大きくなって上記の絞り隙間Gによる流動抵抗も大きくなる。このため、上記クランプロッド5(及びアーム6)は、減速旋回角度β(ここでは約20度)の領域を緩やかに旋回上昇していき、図3A及び図3Bのリリース旋回位置Zに切り換わる。
上述したように、上記リリース旋回移動の終期には上記クランプロッド5(及びアーム6)の速度が減速されて前記ピストン19が前記ハウジング2の上端壁2bに緩やかに接当する。このため、前記の旋回溝32・係合ボール34・回り止めピン7・位置決めピン38などに作用する衝撃力が小さくなる。
その結果、上記の旋回溝32や係合ボール34等の旋回機構の塑性変形や損傷を防止して旋回角度を良好な状態に維持でき、クランプ1の寿命も長くなる。さらには、衝撃が小さくなるので、騒音や振動も小さくなり、上記クランプロッド5にアーム6を固定する前記ナット8のネジ嵌合が緩むのを防止できるうえ、前記ワークパレットPやワークWにも悪影響を及ぼさない。
その結果、上記の旋回溝32や係合ボール34等の旋回機構の塑性変形や損傷を防止して旋回角度を良好な状態に維持でき、クランプ1の寿命も長くなる。さらには、衝撃が小さくなるので、騒音や振動も小さくなり、上記クランプロッド5にアーム6を固定する前記ナット8のネジ嵌合が緩むのを防止できるうえ、前記ワークパレットPやワークWにも悪影響を及ぼさない。
また、前記ロッド孔18の上端部に前記ロック給排口24を開口すると共に、そのロッド孔18の下端部に前記の絞り用の嵌合孔41を設けたので、上記ロッド孔18の上端部と上記クランプロッド5の外周面との間に比較的に大きな隙間を確保できる。このため、前記の上摺動部分11の支持孔(前記の貫通孔10)の嵌合隙間と前記の下摺動部分12の支持孔13aの嵌合隙間とが存在することにより、前記アーム6に作用する慣性力等によってリリース作動の終期に前記クランプロッド5が傾斜した場合でも、そのクランプロッド5が上記ロック給排口24の開口部を閉じることを防止できる。その結果、上記リリース旋回移動の終期にクランプロッド5が異常に低速になるのを防止できる。
なお、上記の図3A及び図3Bに示すリリース状態のクランプ1をロック状態へ切換えるときには、前記リリース室21の圧油をリリース給排口27から排出すると共に前記ロック給排口24へ圧油を供給すればよい。すると、そのロック給排口24の圧油が前記の嵌合部42の上面およびピストン19の上面に作用して、そのピストン19を下降させていく。これにより、上記クランプロッド5は、まず、前記の旋回溝32に沿って平面視で時計回りの方向へ旋回しながら下降し(図2A及び図2Bを参照)、引き続いて、前記の直進溝33に沿って真っすぐに下降して上記ロック状態へ切り換わる(図1A及び図1Bを参照)。
図4Aと図4Bは、上記第1実施形態の旋回式クランプの第1変形例を示している。図4Aは、リリース状態を示し、前記の図3Aに類似する図である。図4Bは、上記の図4Aの平面図である。この第1変形例(及び後述の第2変形例や第2実施形態)においては、上記の第1実施形態の構成部材と類似する部材には原則として同一の符号を付けて説明する。
この第1変形例は、上記の第1実施形態とは次の点で異なる。
前記ロック室20の上端壁の下面に、前記ピストン19の上方への移動を制限する環状スペーサ51が複数のボルト52によって装着される。そして、そのスペーサ51の内周面によって構成した前記の嵌合孔41と前記の嵌合部42との間に、前記の環状の絞り隙間Gが設けられる。即ち、この第1変形例では、上記の環状スペーサ51の内周面が前記ロッド孔18の一部分を構成している。
上記スペーサ51を介在させることにより、前記の高速旋回角度αを約50度に設定すると共に前記の減速旋回角度βを約20度に設定して、前記の全旋回角度θを約70度に設定してある。
なお、上記スペーサ51の装着手段は、例示したボルト52に代えて、止め輪等であってもよい。また、そのスペーサ51の装着手段として圧入やカシメ等を利用可能である。
前記ロック室20の上端壁の下面に、前記ピストン19の上方への移動を制限する環状スペーサ51が複数のボルト52によって装着される。そして、そのスペーサ51の内周面によって構成した前記の嵌合孔41と前記の嵌合部42との間に、前記の環状の絞り隙間Gが設けられる。即ち、この第1変形例では、上記の環状スペーサ51の内周面が前記ロッド孔18の一部分を構成している。
上記スペーサ51を介在させることにより、前記の高速旋回角度αを約50度に設定すると共に前記の減速旋回角度βを約20度に設定して、前記の全旋回角度θを約70度に設定してある。
なお、上記スペーサ51の装着手段は、例示したボルト52に代えて、止め輪等であってもよい。また、そのスペーサ51の装着手段として圧入やカシメ等を利用可能である。
図5Aと図5Bは、上記の旋回式クランプの第2変形例を示している。図5Aは、上記の第1変形例の図4Aに類似する図である。図5Bは、上記の図5Aの平面図である。
この第2変形例は、上記の第1変形例とは次の点で異なる。
前記の筒状スペーサ51の大径部55を前記ピストン19の上面に載置すると共に小径部56を前記クランプロッド5に外嵌して、上記スペーサ51を止め輪57によって抜け止めしたものである。上記の小径部56によって構成した前記の嵌合部42と前記ロッド孔18の下部に設けた嵌合孔41との間に前記の環状の絞り隙間Gを形成してある。
なお、上記スペーサ51は、例示した止め輪57で装着することに代えて、前記ピストン19又は前記クランプロッド5に圧入やカシメ等によって固定してもよい。
この第2変形例は、上記の第1変形例とは次の点で異なる。
前記の筒状スペーサ51の大径部55を前記ピストン19の上面に載置すると共に小径部56を前記クランプロッド5に外嵌して、上記スペーサ51を止め輪57によって抜け止めしたものである。上記の小径部56によって構成した前記の嵌合部42と前記ロッド孔18の下部に設けた嵌合孔41との間に前記の環状の絞り隙間Gを形成してある。
なお、上記スペーサ51は、例示した止め輪57で装着することに代えて、前記ピストン19又は前記クランプロッド5に圧入やカシメ等によって固定してもよい。
図6は、本発明の第2実施形態のクランプを示し、前記の第1実施形態の図3Aに類似する図である。
この第2実施形態は、上記の第1実施形態とは次の点で異なる。
旋回式クランプ1は、油圧ロックでバネリリース式に構成されている。即ち、前記ピストン19から前記クランプロッド5が上向きに突出される。そのクランプロッド5は、前記の第1実施形態と同様に、上記ピストン19の上側に形成したロック室20の圧油によって下降駆動されるが、そのピストン19下側のリリース室21に装着した復帰バネ60によって上昇駆動される。その復帰バネ60がリリース駆動手段Rを構成している。
この第2実施形態は、上記の第1実施形態とは次の点で異なる。
旋回式クランプ1は、油圧ロックでバネリリース式に構成されている。即ち、前記ピストン19から前記クランプロッド5が上向きに突出される。そのクランプロッド5は、前記の第1実施形態と同様に、上記ピストン19の上側に形成したロック室20の圧油によって下降駆動されるが、そのピストン19下側のリリース室21に装着した復帰バネ60によって上昇駆動される。その復帰バネ60がリリース駆動手段Rを構成している。
また、前記ロッド孔18は、前記の図3Aと比べて、上下方向へ長く形成される。そして、上記クランプロッド5の下部に前記の複数のガイド溝31が形成される。各ガイド溝31に嵌入した前記の係合ボール34は、前記ハウジング2の前記の胴壁2dに支持されている。なお、上記ガイド溝31の旋回溝32の螺進方向は、前記の第1実施形態とは逆向きに形成してある。
上記ロッド孔18の下端に前記の絞り用の嵌合孔41が形成され、上記クランプロッド5の下端に前記の嵌合部42が形成されている。そして、上記の嵌合孔41と嵌合部42との間に前記の環状の絞り隙間Gを形成してある。また、前記ロック用給排口24は、前記のロッド孔18の上端部に開口されている。
なお、上記の第2実施形態のクランプ1は、前記の第1実施形態と同様に作動する。
上記ロッド孔18の下端に前記の絞り用の嵌合孔41が形成され、上記クランプロッド5の下端に前記の嵌合部42が形成されている。そして、上記の嵌合孔41と嵌合部42との間に前記の環状の絞り隙間Gを形成してある。また、前記ロック用給排口24は、前記のロッド孔18の上端部に開口されている。
なお、上記の第2実施形態のクランプ1は、前記の第1実施形態と同様に作動する。
図7は、上記の第2実施形態のクランプの変形例を示す部分図である。この変形例は、上記の図6の第2実施形態とは次の点で異なる。
前記ロッド孔18の下部が僅かに拡径され、その拡径部分に前記の絞り用の嵌合孔41が形成される。これに対応させて、前記の嵌合部42も拡径されている。
前記ロッド孔18の下部が僅かに拡径され、その拡径部分に前記の絞り用の嵌合孔41が形成される。これに対応させて、前記の嵌合部42も拡径されている。
上記の各実施形態や各変形例は次のように変更可能である。
前述した嵌合孔41と嵌合部42との嵌合構造は、例示のストレート嵌合に限定されるものではなく、嵌合領域の少なくとも一部をテーパ嵌合によって構成してもよい。
前記した各旋回角度θ・α・βは、例示の値に限定されるものではなく、種々の所望の値に設定可能である。
前記の第1実施形態(図1Aから図3B)の構造を、第2実施形態(図6)の構造と同様に、油圧ロックでバネリリース式に構成してもよい。また、第2実施形態(図6)の構造を、前記の第1実施形態(図1Aから図3B)の構造と同様に、油圧ロックかつ油圧リリース式に構成してもよい。
旋回式クランプ1は、例示した上下方向の配置に代えて、斜め方向や上下逆に配置することも可能である。
圧力流体は、圧油に代えて、他の種類の液体や圧縮空気等の気体であってもよい。
前述した嵌合孔41と嵌合部42との嵌合構造は、例示のストレート嵌合に限定されるものではなく、嵌合領域の少なくとも一部をテーパ嵌合によって構成してもよい。
前記した各旋回角度θ・α・βは、例示の値に限定されるものではなく、種々の所望の値に設定可能である。
前記の第1実施形態(図1Aから図3B)の構造を、第2実施形態(図6)の構造と同様に、油圧ロックでバネリリース式に構成してもよい。また、第2実施形態(図6)の構造を、前記の第1実施形態(図1Aから図3B)の構造と同様に、油圧ロックかつ油圧リリース式に構成してもよい。
旋回式クランプ1は、例示した上下方向の配置に代えて、斜め方向や上下逆に配置することも可能である。
圧力流体は、圧油に代えて、他の種類の液体や圧縮空気等の気体であってもよい。
2:ハウジング,5:クランプロッド,6:アーム,17:シリンダ孔,18:ロッド孔,19:ピストン,20:ロック室,23:環状流路,24:給排口(ロック給排口),41:嵌合孔,42:嵌合部,51:スペーサ,D1:ピストン19の外径寸法,D2:嵌合部42の外径寸法,D3:ロッド孔18内でのクランプロッド5の外径寸法,G:絞り隙間,R:リリース駆動手段.
Claims (5)
- 筒状のハウジング(2)にクランプロッド(5)を軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に支持し、そのクランプロッド(5)の先端部にアーム(6)を設けた、旋回式クランプであって、
上記ハウジング(2)にシリンダ孔(17)とロッド孔(18)とを先端方向へ順に設け、上記シリンダ孔(17)に挿入したピストン(19)を上記クランプロッド(5)に連結し、そのピストン(19)の先端側に、圧力流体が供給および排出されるロック室(20)を設け、前記ロッド孔(18)の周壁と上記クランプロッド(5)の外周面との間に環状流路(23)を形成し、その環状流路(23)に圧力流体の給排口(24)を連通させ、
リリース作動時には、上記ロック室(20)の圧力流体を上記の環状流路(23)を介して上記の給排口(24)へ排出することにより、リリース駆動手段(R)が、まず、上記クランプロッド(5)を上記の先端方向へ直進移動させ、引き続いて、上記クランプロッド(5)を旋回機構によってリリース旋回させながら上記の先端方向へ移動させるように構成し、
前記ロッド孔(18)の前記の周壁に絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設け、上記リリース旋回移動の終期に上記の嵌合孔(41)に環状の絞り隙間(G)をあけて嵌入される嵌合部(42)を、上記クランプロッド(5)と上記ピストン(19)との少なくとも一方に設け、
上記リリース旋回移動の終期には、前記ロック室(20)の圧力流体を、上記の環状の絞り隙間(G)を経由して前記の給排口(24)へ排出する、ことを特徴とする旋回式クランプ。 - 請求項1の旋回式クランプにおいて、
前記ピストン(19)の外径寸法(D1)と、前記の嵌合部(42)の外径寸法(D2)と、前記ロッド孔(18)内での前記クランプロッド(5)の外径寸法(D3)とを、順に小さい値に設定し、
上記ロッド孔(18)の先端部に前記の給排口(24)を開口させ、上記ロッド孔(18)の前記の周壁の基端部に前記の嵌合孔(41)を設けた、ことを特徴とする旋回式クランプ。 - 請求項1又は2の旋回式クランプにおいて、
前記のロック室(20)の先端壁と前記ピストン(19)との間に、そのピストン(19)の先端方向への移動を制限するスペーサ(51)を介在させた、ことを特徴とする旋回式クランプ。 - 請求項3の旋回式クランプにおいて、
前記ロック室(20)の前記の先端壁に、環状に形成した前記スペーサ(51)を装着し、そのスペーサ(51)の内周面に前記の絞り用の嵌合孔(41)を同心状に設けた、ことを特徴とする旋回式クランプ。 - 請求項3の旋回式クランプにおいて、
前記クランプロッド(5)と前記ピストン(19)との少なくとも一方に前記スペーサ(51)を装着し、そのスペーサ(51)に前記の嵌合部(42)を設けた、ことを特徴とする旋回式クランプ。
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