JP2009255219A - Clamp device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clamp device capable of generating a clamp force which fixes a work even if a clamp rod is driven by fluid pressure such as compressed air. <P>SOLUTION: The clamp device is provided with a grip member 2 engaged with the hole of the work, a clamp rod 3 for elevating and lowering the grip member 2, a first fluid pressure cylinder 4 for driving the clamp rod 3, a second fluid pressure cylinder 6 including an annular piston 61 for receiving the grip member 2, a third fluid pressure cylinder 7, and a booster mechanism 8 which is interposed between a third piston 71 and a first piston 42 and transmits a driving force for driving the third piston 71 of the third fluid pressure cylinder 7 toward the first piston 42 to a force for driving the first piston 42 to the third piston 71 by boosting the force, when driving a clamp. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、クランプ装置に関し、特にワークの穴にグリップ部材のグリップ爪を係合させて着座面の方へ引き付けることでワークをクランプするものに関する。   The present invention relates to a clamping device, and more particularly to a device that clamps a workpiece by engaging a grip claw of a grip member in a hole of the workpiece and pulling it toward a seating surface.

ワークの全面に亙って機械加工するような場合には、ワークの端部を上方から押圧具で押圧する形式のクランプ装置を採用することができないため、ワークの穴にグリップ部材のグリップ爪を係合させて着座面の方へ引き付けることでワークをクランプするクランプ装置（所謂、ホールクランプ装置）が採用される。   When machining over the entire surface of the workpiece, it is not possible to employ a clamping device that presses the end of the workpiece with a pressing tool from the top. A clamp device (so-called hole clamp device) that clamps a workpiece by engaging and pulling the workpiece toward the seating surface is employed.

このようなクランプ装置として、例えば、特許文献１には、クランプ本体と、このクランプ本体に昇降自在に装着されたプルロッド（クランプロッド）と、クランプロッドの上端部分に設けられ上方程大径化するテーパ軸部と、テーパ軸部に外嵌され径拡大側に弾性変形可能なコレット部材（グリップ部材）と、グリップ部材を下方から支持する環状のコレット支持部材（環状ピストン）と、環状ピストンを上方へ付勢し且つクランプロッドを下方へ駆動する油圧シリンダと、クランプロッドを上方へ弾性付勢するクランプ解除用のスプリングとを備えたものが開示されている。   As such a clamp device, for example, in Patent Document 1, a clamp main body, a pull rod (clamp rod) mounted on the clamp main body so as to be movable up and down, and an upper end portion of the clamp rod are increased in diameter. A taper shaft, a collet member (grip member) that is externally fitted to the taper shaft and is elastically deformable on the enlarged diameter side, an annular collet support member (annular piston) that supports the grip member from below, and the annular piston upward And a hydraulic cylinder that urges the clamp rod downward and a clamp release spring that elastically urges the clamp rod upward.

このクランプ装置では、油圧シリンダのピストン部材と環状ピストンとの間に環状油室が形成され、環状油室におけるピストン部材の受圧面積が環状ピストンの受圧面積よりも大きく設定されている。そのため、環状油室に油圧が供給されると、環状ピストンが上方へ付勢されると共に、この付勢力よりも大きなクランプ力であってピストン部材とクランプロッドを下方へ駆動するクランプ力が発生する。   In this clamping device, an annular oil chamber is formed between the piston member of the hydraulic cylinder and the annular piston, and the pressure receiving area of the piston member in the annular oil chamber is set larger than the pressure receiving area of the annular piston. Therefore, when hydraulic pressure is supplied to the annular oil chamber, the annular piston is urged upward, and a clamping force that is larger than the urging force and drives the piston member and the clamp rod downward is generated. .

グリップ部材が環状ピストンを介して上方へ付勢されている状態で、クランプロッドが下方へ駆動されると、テーパ軸部がグリップ部材に対して相対的に下方へ移動し、テーパ軸部によりグリップ部材のグリップ爪部が径拡大側へ弾性変形してワークの穴の内壁面に係合し、クランプロッドを下方へ駆動する駆動力が更に増大すると、グリップ部材はクランプロッドにより下方へ僅かに押し下げられてワークが固定される
特開２００３−２６６２６２号公報 When the clamp rod is driven downward in a state where the grip member is biased upward via the annular piston, the taper shaft moves downward relative to the grip member and is gripped by the taper shaft. When the grip claw part of the member is elastically deformed to the diameter expansion side and engages with the inner wall surface of the hole of the workpiece, and the driving force for driving the clamp rod further increases further, the grip member is pushed down slightly by the clamp rod. And the workpiece is fixed
JP 2003-266262 A

このクランプ装置では、クランプ解除用スプリングのバネ力に抗してピストン部材とグリップロッドが下方に駆動されるため、スプリングのバネ力が抵抗となる分、グリップロッドをクランプ方向へ駆動するクランプ力が低下する。そこで、クランプ解除用スプリングの代わりに、ピストン部材のピストン部の下側にクランプ解除用の流体室を設け、その流体圧によりクランプ解除時にピストン部材とグリップロッドを上方へ駆動することが考えられる。   In this clamping device, since the piston member and the grip rod are driven downward against the spring force of the clamp release spring, the clamping force for driving the grip rod in the clamping direction is equivalent to the resistance of the spring force of the spring. descend. Therefore, instead of the clamp release spring, a clamp release fluid chamber may be provided below the piston portion of the piston member, and the piston pressure and the grip rod may be driven upward when the clamp is released by the fluid pressure.

ところで、この種の従来のクランプ装置は油圧駆動方式のものが一般的であったが、油圧供給源を省略し、加圧エアによりクランプ装置を駆動したいという要請もある。
しかし、加圧エアのエア圧は油圧の1/20〜1/30程度であって非常に低圧であるため、エア駆動方式のクランプ装置は非常に大型のものになってしまうという問題がある。 By the way, this type of conventional clamping device is generally of a hydraulic drive type, but there is also a demand for omitting the hydraulic supply source and driving the clamping device with pressurized air.
However, since the air pressure of the pressurized air is about 1/20 to 1/30 of the hydraulic pressure and is very low, there is a problem that the air drive type clamping device becomes very large.

本発明の目的は、加圧エアなどの流体圧でクランプロッドを駆動する場合にも、ワークを固定可能なクランプ力を発生させ得るようなクランプ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a clamping device capable of generating a clamping force capable of fixing a workpiece even when the clamping rod is driven by a fluid pressure such as pressurized air.

請求項１のクランプ装置は、ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能な環状のグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドを軸心方向へ進退駆動可能な第１流体圧シリンダと、この第１流体圧シリンダが形成されるケース部材とを有するクランプ装置において、前記グリップ部材を受け止める環状ピストンと、この環状ピストンに常時流体圧を作用させ且つ前記第１流体圧シリンダのクランプ用流体室に連通した流体室とを備えた第２流体圧シリンダと、前記第１流体圧シリンダに対して第２流体圧シリンダと反対側に配設され且つ第１流体圧シリンダの第１ピストンよりも大径の第３ピストンを有する第３流体圧シリンダと、前記第３ピストンと第１ピストンとの間に介装され且つクランプ駆動時に第３流体圧シリンダの第３ピストンを第１ピストンの方へ駆動する駆動力を第１ピストンを第３ピストンの方へ駆動する力に倍力して伝達する倍力機構とを備えたことを特徴としている。   The clamp device according to claim 1 is an annular grip member that can be inserted into a hole of a workpiece and grip an inner peripheral surface of the hole, a clamp rod having a tapered shaft portion that is fitted and engaged with the grip member, A clamp device having a first fluid pressure cylinder capable of driving the grip member and the clamp rod forward and backward in an axial direction, and a case member in which the first fluid pressure cylinder is formed, an annular piston for receiving the grip member, A second fluid pressure cylinder that includes a fluid chamber that constantly applies fluid pressure to the annular piston and communicates with a clamping fluid chamber of the first fluid pressure cylinder; and a second fluid pressure relative to the first fluid pressure cylinder. A third fluid pressure cylinder disposed on the opposite side of the cylinder and having a third piston having a larger diameter than the first piston of the first fluid pressure cylinder; and the third piston The driving force that is interposed between the first piston and drives the third piston of the third fluid pressure cylinder toward the first piston when the clamp is driven is multiplied by the force that drives the first piston toward the third piston. It is characterized by having a booster mechanism that transmits force.

このクランプ装置では、第１，第２，第３流体圧シリンダを駆動する為の流体圧として、例えば加圧エアのエア圧を適用可能である。第１流体圧シリンダのクランプ用流体室と第２流体圧シリンダの流体室には常時加圧エアが供給されており、環状ピストンに常時エア圧を作用させている。ワークを固定する際、第３ピストンに作用するエア圧によって第３流体圧シリンダの第３ピストンが第１ピストンの方へ駆動され、この駆動力が倍力機構により倍力されて第１ピストンに伝達され、第１ピストンが第３ピストンの方（クランプ方向）へ駆動される。尚、ワークを固定する際、第１流体圧シリンダのクランプ用流体室の流体圧によってもクランプロッドがクランプ方向へ駆動される。   In this clamping device, for example, air pressure of pressurized air can be applied as the fluid pressure for driving the first, second, and third fluid pressure cylinders. Pressurized air is always supplied to the clamping fluid chamber of the first fluid pressure cylinder and the fluid chamber of the second fluid pressure cylinder, and air pressure is constantly applied to the annular piston. When the workpiece is fixed, the third piston of the third fluid pressure cylinder is driven toward the first piston by the air pressure acting on the third piston, and this driving force is boosted by the booster mechanism to be applied to the first piston. The first piston is driven toward the third piston (clamping direction). When the workpiece is fixed, the clamp rod is also driven in the clamping direction by the fluid pressure in the clamping fluid chamber of the first fluid pressure cylinder.

こうして、環状ピストンより支持されているグリップ部材に対して、第１ピストンが相対的に第３ピストンの方へ駆動され、クランプロッドのテーパ軸部によりグリップ部材が拡径駆動されてグリップ部材がワークの穴に係合状態となる。その状態でクランプロッド及びグリップ部材が第３ピストンの方へ更に駆動されるため、ワークが固定される。   Thus, with respect to the grip member supported by the annular piston, the first piston is driven relatively toward the third piston, and the grip member is driven to expand in diameter by the taper shaft portion of the clamp rod, so that the grip member becomes the workpiece. It will be in an engagement state in the hole. In this state, since the clamp rod and the grip member are further driven toward the third piston, the work is fixed.

請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記倍力機構は、前記ケース部材の筒壁部と、この筒壁部に周方向等間隔おきに形成された複数の保持穴と、これら保持穴に径方向へ可動に保持された複数の鋼球と、前記第３ピストンの筒状部の内周部に形成され複数の鋼球を半径方向内方へ押圧する第１テーパ部と、前記第１ピストンの外周部に形成され複数の鋼球により前記グリップ部材を退入させる方向へ押圧される第２テーパ部とを有することを特徴としている。   The clamp device according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the booster mechanism includes a cylindrical wall portion of the case member, and a plurality of holding holes formed in the cylindrical wall portion at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of steel balls held movably in the radial direction in the holding holes, and a first taper portion formed on the inner peripheral portion of the cylindrical portion of the third piston to press the plurality of steel balls radially inward. And a second tapered portion formed on an outer peripheral portion of the first piston and pressed in a direction in which the grip member is retracted by a plurality of steel balls.

請求項３のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記第１テーパ部は、第１ピストンから隔離する程小径化する部分円錐面からなることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, the clamping device according to the second aspect is characterized in that the first taper portion is formed of a partial conical surface whose diameter decreases as it is separated from the first piston.

請求項４のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記第１テーパ部は、複数の鋼球が夫々係合し且つ第１ピストンから離隔する程軸心側へ移行する複数のテーパ溝からなることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the clamp device according to the second aspect, wherein the first taper portion includes a plurality of taper grooves that move toward the axial center as the plurality of steel balls engage with each other and are separated from the first piston. It is characterized by becoming.

請求項５のクランプ装置は、請求項３又は４の発明において、前記第２テーパ部は、第３ピストンから離隔する程小径化する部分円錐面からなることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, the clamp device according to the third or fourth aspect is characterized in that the second taper portion is formed of a partial conical surface whose diameter decreases as the distance from the third piston increases.

請求項１の発明によれば、グリップ部材を受け止める環状ピストンと、第２流体圧シリンダと、第３流体圧シリンダと、第３ピストンと第１ピストンとの間に介装され且つクランプ駆動時に第３流体圧シリンダの第３ピストンを第１ピストンの方へ駆動する駆動力を第１ピストンを第３ピストンの方へ駆動する力に倍力して伝達する倍力機構とを備えたので、第１，第２，第３流体圧シリンダを駆動する流体圧としてエア圧を適用した場合にもクランプロッドを大きな駆動力でクランプ方向へ駆動することができる。これにより、強力なクランプ力を発生させることができ、ワークを強力に固定することができる。   According to the first aspect of the present invention, the annular piston receiving the grip member, the second fluid pressure cylinder, the third fluid pressure cylinder, and the third piston and the first piston are interposed between the first piston and the first piston when the clamp is driven. And a booster mechanism that boosts and transmits the driving force that drives the third piston of the three fluid pressure cylinder toward the first piston to the force that drives the first piston toward the third piston. Even when air pressure is applied as the fluid pressure for driving the first, second and third fluid pressure cylinders, the clamp rod can be driven in the clamping direction with a large driving force. Thereby, a strong clamping force can be generated and a work can be fixed firmly.

請求項２の発明によれば、倍力機構は、ケース部材の筒壁部と、この筒壁部に周方向等間隔おきに形成された複数の保持穴と、これら保持穴に径方向へ可動に保持された複数の鋼球と、第３ピストンの筒状部の内周部に形成され複数の鋼球を半径方向内方へ押圧する第１テーパ部と、第１ピストンの外周部に形成され複数の鋼球によりグリップ部材を退入させる方向へ押圧される第２テーパ部とを有するので、倍力機構の構造を簡単化することができる。   According to the second aspect of the present invention, the booster mechanism has a cylindrical wall portion of the case member, a plurality of holding holes formed in the cylindrical wall portion at equal intervals in the circumferential direction, and the holding holes are movable in the radial direction. Formed on the inner peripheral portion of the cylindrical portion of the third piston, and formed on the outer peripheral portion of the first piston. The first tapered portion presses the plurality of steel balls radially inward. In addition, since the second taper portion is pressed in the direction in which the grip member is retracted by the plurality of steel balls, the structure of the booster mechanism can be simplified.

請求項３の発明によれば、第１テーパ部は、第１ピストンから隔離する程小径化する部分円錐面からなるので、複数の鋼球から第１テーパ部に押圧力を均等に作用させることができる。   According to the invention of claim 3, since the first taper portion is composed of a partial conical surface whose diameter is reduced as it is separated from the first piston, the pressing force is applied uniformly to the first taper portion from a plurality of steel balls. Can do.

請求項４の発明によれば、第１テーパ部は、複数の鋼球が夫々係合し且つ第１ピストンから離隔する程軸心側へ移行する複数のテーパ溝からなるので、テーパ溝に鋼球を線接触させることができ、倍力機構の耐久性を高めることができる。   According to the invention of claim 4, the first taper portion is composed of a plurality of taper grooves that move toward the axial center as the plurality of steel balls engage with each other and move away from the first piston. The ball can be brought into line contact, and the durability of the boost mechanism can be increased.

請求項５の発明によれば、第２テーパ部は、第３ピストンから離隔する程小径化する部分円錐面からなるので、複数の鋼球から第２テーパ部に押圧力を均等に作用させることができる。   According to the invention of claim 5, since the second taper portion is formed of a partial conical surface whose diameter is reduced as the distance from the third piston is increased, the pressing force is uniformly applied from the plurality of steel balls to the second taper portion. Can do.

以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、このクランプ装置Ｃは、本体部材１と、グリップ部材２と、クランプロッド３と、グリップ部材２とクランプロッド３を軸心方向（上下方向）に駆動可能な第１流体圧シリンダ４と、この第１流体圧シリンダ４が形成されるケース部材８０と、グリップ部材２を受け止める環状ピストン６１を含む第２流体圧シリンダ６と、第３流体圧シリンダ７と、倍力機構８とを備えている。前記本体部材１は、 上部本体部材１１と下部本体部材１２と基部本体部材１３とで構成されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the clamp device C can drive the main body member 1, the grip member 2, the clamp rod 3, and the grip member 2 and the clamp rod 3 in the axial direction (vertical direction). A first fluid pressure cylinder 4, a case member 80 in which the first fluid pressure cylinder 4 is formed, a second fluid pressure cylinder 6 including an annular piston 61 for receiving the grip member 2, a third fluid pressure cylinder 7, And a booster mechanism 8. The body member 1 includes an upper body member 11, a lower body member 12, and a base body member 13.

上部本体部材１１は平面視にてほぼ正方形である。この上部本体部材１１は４つのボルト穴１４に挿入される４つのボルトで基部本体部材１３に固定される。下部本体部材１２はシリンダ穴４１を形成する筒状部材であり、下部本体部材１２の上端部が４つのボルト１６により上部本体部材１１に固定されている。下部本体部材１２の上端部は、後述する４つの凹溝１９の外端部のボルト穴２０ａに挿入される４つのボルト２０により、上部本体部材１１に固定されている。   The upper body member 11 is substantially square in plan view. The upper body member 11 is fixed to the base body member 13 with four bolts inserted into the four bolt holes 14. The lower body member 12 is a cylindrical member that forms a cylinder hole 41, and the upper end portion of the lower body member 12 is fixed to the upper body member 11 by four bolts 16. The upper end portion of the lower main body member 12 is fixed to the upper main body member 11 by four bolts 20 inserted into bolt holes 20a at outer end portions of four concave grooves 19 described later.

図１〜図３に示すように、グリップ部材２は、上部本体部材１１の中心部分の開口穴１７を上下に貫通するように配設されている。上部本体部材１１の上面には、グリップ部材２を囲む４つの円弧状の着座面１８が形成され、ワークＷをクランプした状態では、これら着座面１８にワークＷを着座させることができる。上部本体部材１１の上面には、加圧エアのエアブロー流が流れる４つの凹溝１９が十文字状に形成されている。４つの着座面１８と４つの凹溝１９を除き、上部本体部材１１の上面は、緩い傾斜角の部分円錐面に形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the grip member 2 is disposed so as to vertically penetrate the opening hole 17 in the central portion of the upper main body member 11. Four arcuate seating surfaces 18 surrounding the grip member 2 are formed on the upper surface of the upper main body member 11, and the workpiece W can be seated on the seating surfaces 18 in a state where the workpiece W is clamped. On the upper surface of the upper main body member 11, four concave grooves 19 through which an air blow flow of pressurized air flows are formed in a cross shape. Except for the four seating surfaces 18 and the four concave grooves 19, the upper surface of the upper body member 11 is formed as a partial conical surface with a gentle inclination angle.

略環状のグリップ部材２はワークＷの穴Ｈに挿入されてその内周面（内壁面）をグリップ可能なものである。このグリップ部材２は、ロッド挿通孔２１と、グリップ部材２が進出位置（上限位置、アンクランプ位置）にあるときに着座面１８よりも進出側（上側）の位置でワークＷを受け止め可能なワーク搭載面２２と、このワーク搭載面２２を形成する環状鍔部２３と、この環状鍔部２３から外側へ延びるグリップ爪部２４と、この環状鍔部２３に対してグリップ爪部２４と反対側に形成された基端鍔部２６と、環状鍔部２３と基端鍔部２６の間に形成された環状溝２５とを備えている。グリップ部材２における、環状鍔部２３、グリップ爪部２４、環状溝２５、基端鍔部２６が４つのスリット２７により４等分に分割されている。   The substantially annular grip member 2 is inserted into the hole H of the workpiece W and can grip its inner peripheral surface (inner wall surface). The grip member 2 can receive the workpiece W at a position on the advancing side (upper side) than the seating surface 18 when the rod insertion hole 21 and the grip member 2 are at the advancing position (upper limit position, unclamping position). A mounting surface 22, an annular flange 23 forming the workpiece mounting surface 22, a grip claw 24 extending outward from the annular flange 23, and the grip claw 24 opposite to the annular flange 23 The formed proximal end collar part 26 and an annular groove 25 formed between the annular collar part 23 and the proximal end collar part 26 are provided. In the grip member 2, the annular flange 23, the grip claw 24, the annular groove 25, and the proximal end flange 26 are divided into four equal parts by four slits 27.

グリップ部材２は金属部材で構成され、グリップ爪部２４の４つの分割爪部の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップし易くする３段の歯２４ａが形成されている。
グリップ部材２には、クランプロッド３を挿通させるロッド挿通孔２１が形成され、このロッド孔２１のうちのグリップ爪部対応部分は、クランプロッド３のテーパ軸部３１が密着状に係合するテーパ孔部２１ａに形成されている。 The grip member 2 is formed of a metal member, and three-step teeth 24 a that make it easy to grip the inner peripheral surface of the hole H of the workpiece W are formed on the outer peripheral surface of the four divided claw portions of the grip claw portion 24. .
A rod insertion hole 21 through which the clamp rod 3 is inserted is formed in the grip member 2, and a portion corresponding to the grip claw portion of the rod hole 21 is a taper in which the taper shaft portion 31 of the clamp rod 3 is closely engaged. It is formed in the hole 21a.

図１〜図４に示すように、上部本体部材１１の開口穴１７にはグリップ部材２の環状鍔部２３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾性材料製のスレクーパ２８が装着されている。グリップ部材２の環状溝２５には分割されたグリップ爪部２４と環状鍔部２３を縮径方向へ付勢するＯリング２９が装着されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, a scraper 28 made of an elastic material such as rubber or synthetic resin is attached to the opening hole 17 of the upper body member 11 so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface of the annular flange 23 of the grip member 2. Yes. An O-ring 29 for urging the divided grip claw portion 24 and the annular flange portion 23 in the diameter reducing direction is attached to the annular groove 25 of the grip member 2.

グリップ部材２の基端鍔部２６は、上部本体部材１１の円形凹部９に収容され、円形凹部９の上壁部と環状ピストン６１の水平板部６３との間に挟着されている。グリップ部材２は、環状ピストン６１と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部９の外周部の環状隙間９ａとスクレーパ２８の弾性変形を介して、第１流体圧シリンダ４の軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。   The proximal end flange portion 26 of the grip member 2 is accommodated in the circular recess 9 of the upper body member 11 and is sandwiched between the upper wall portion of the circular recess 9 and the horizontal plate portion 63 of the annular piston 61. The grip member 2 can move up and down integrally with the annular piston 61, and is orthogonal to the axis of the first fluid pressure cylinder 4 through the annular gap 9 a in the outer peripheral portion of the circular recess 9 and the elastic deformation of the scraper 28. It is mounted so that it can move horizontally.

クランプロッド３は、テーパ軸部３１と、このテーパ軸部３１の下端に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２の下端に連なる大径ロッド部３３と、この大径ロッド部３３の下端に連なる大径鍔部３４とを一体形成したものである。テーパ軸部３１と小径ロッド部３２とがグリップ部材２のロッド孔２１に挿通されている。上記テーパ軸部３１は、上方程大径化するようにクランプロッド３の上端部分に形成され、テーパ軸部３１がグリップ部材２のテーパ孔部２１ａに内嵌係合している。   The clamp rod 3 includes a tapered shaft portion 31, a small diameter rod portion 32 continuous with the lower end of the tapered shaft portion 31, a large diameter rod portion 33 continuous with the lower end of the small diameter rod portion 32, and a lower end of the large diameter rod portion 33. A large-diameter flange portion 34 that is connected to is integrally formed. The tapered shaft portion 31 and the small diameter rod portion 32 are inserted into the rod hole 21 of the grip member 2. The taper shaft portion 31 is formed at the upper end portion of the clamp rod 3 so as to increase in diameter toward the upper side, and the taper shaft portion 31 is fitted and engaged with the taper hole portion 21 a of the grip member 2.

図３〜図５に示すように、第１流体圧シリンダ４は、グリップ部材２とクランプロッド３とを軸心方向へ進退駆動する為のものである。この第１流体圧シリンダ４は、ケース部材８０に形成された立向きのシリンダ穴６５と、このシリンダ穴６５に装着された第１ピストン４２と、クランプ用エア室６７と、第１ピストン４２の下側のアンクランプ用エア室４６とを備えている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the first fluid pressure cylinder 4 is for driving the grip member 2 and the clamp rod 3 forward and backward in the axial direction. The first fluid pressure cylinder 4 includes an upright cylinder hole 65 formed in the case member 80, a first piston 42 mounted in the cylinder hole 65, a clamping air chamber 67, and the first piston 42. And a lower unclamping air chamber 46.

第１ピストン４２には中央孔が形成され、この中央孔は、筒状ピストンロッド４４に形成された上部の小径孔４８と中段部の大径孔４９と下部の中径孔５０とで構成されている。この中径孔５０には、第１ピストン４２に含まれる分割ピストン部材５１の大径部５２が装着され、ストップリング５４で抜け止めされている。   A central hole is formed in the first piston 42, and this central hole is composed of an upper small-diameter hole 48, a middle-stage large-diameter hole 49, and a lower intermediate-diameter hole 50 formed in the cylindrical piston rod 44. ing. A large-diameter portion 52 of a divided piston member 51 included in the first piston 42 is attached to the medium-diameter hole 50 and is prevented from coming off by a stop ring 54.

クランプロッド３の大径ロッド部３３が小径孔４８内に位置し、大径鍔部３４が中径孔４９内に位置している。大径ロッド部３３と小径孔４８の内周面との間には約２ｍｍの環状隙間５６が形成され、大径ロッド部３３の外周の環状溝に太いＯリング５５が装着され、このＯリング５５は大径ロッド部３３と筒状ピストンロッド４４の間に僅かに圧縮させた状態に装着されている。   The large diameter rod portion 33 of the clamp rod 3 is located in the small diameter hole 48, and the large diameter flange portion 34 is located in the medium diameter hole 49. An annular gap 56 of about 2 mm is formed between the large-diameter rod portion 33 and the inner peripheral surface of the small-diameter hole 48, and a thick O-ring 55 is attached to the annular groove on the outer periphery of the large-diameter rod portion 33. 55 is mounted between the large-diameter rod portion 33 and the cylindrical piston rod 44 in a slightly compressed state.

大径鍔部３４の厚さは大径孔４９の厚さとほぼ等しい。大径鍔部３４の外周面と大径孔４９の内周面との間には僅かな隙間が形成されている。それ故、クランプロッド３は、第１ピストン４２と一体的に昇降移動するが、第１ピストン４２に対して相対的に軸心と直交する水平方向へ移動可能になっている。グリップ部材２はクランプロッド３と一体的に上記軸心と直交する水平方向へ移動可能である。ケース部材８０は筒壁部８２と、これに連なる大径壁部８１とを有し、ケース部材８０の大径壁部８１の上端部が上部本体部材１１の下面側の凹部１５に嵌合されている。   The thickness of the large diameter flange 34 is substantially equal to the thickness of the large diameter hole 49. A slight gap is formed between the outer peripheral surface of the large diameter flange 34 and the inner peripheral surface of the large diameter hole 49. Therefore, the clamp rod 3 moves up and down integrally with the first piston 42, but is movable in a horizontal direction that is relatively perpendicular to the axis with respect to the first piston 42. The grip member 2 can move in the horizontal direction orthogonal to the axis center together with the clamp rod 3. The case member 80 has a cylindrical wall portion 82 and a large-diameter wall portion 81 connected to the cylindrical wall portion 82, and the upper end portion of the large-diameter wall portion 81 of the case member 80 is fitted into the concave portion 15 on the lower surface side of the upper main body member 11. ing.

クランプ用エア室６７と、後述するエア室６８は、エア通路５７ａ，５７，５８，５９を介してエア圧供給源に接続され、エア通路５９のエア圧を検出するエア圧検出センサ６０も設けられる。クランプ用エア室６７に加圧エアが供給されると、ピストン部４３の上端にエア圧が作用して第１ピストン４２は下方へ退入駆動される。アンクランプ用エア室４６は、エア通路３９を介してエア圧供給源に接続され、エア通路３９のエア圧を検出するエア圧検出センサも設けられる。アンクランプ用エア室４６に加圧エアが供給されると、第１ピストン４２の下端にエア圧が作用して第１ピストン４２は上方へ進出駆動される。   The clamping air chamber 67 and an air chamber 68 to be described later are connected to an air pressure supply source via air passages 57a, 57, 58, 59, and an air pressure detection sensor 60 for detecting the air pressure in the air passage 59 is also provided. It is done. When pressurized air is supplied to the clamping air chamber 67, air pressure acts on the upper end of the piston portion 43, and the first piston 42 is driven to retract downward. The unclamping air chamber 46 is connected to an air pressure supply source via the air passage 39, and an air pressure detection sensor for detecting the air pressure in the air passage 39 is also provided. When pressurized air is supplied to the unclamping air chamber 46, air pressure acts on the lower end of the first piston 42, and the first piston 42 is driven to advance upward.

図３〜図５に示すように、第２流体圧シリンダ６は、ケース部材８０の大径壁部８１に形成された上部シリンダ穴６５ａと、上部本体部材１１に形成された収容穴６６と、グリップ部材２を下方から受け止める環状ピストン６１と、クランプ用エア室６７に連通したエア室６８とを備えている。第２流体圧シリンダ６は、グリップ部材２を支持し且つ下方移動を許容する為のものである。   As shown in FIGS. 3 to 5, the second fluid pressure cylinder 6 includes an upper cylinder hole 65 a formed in the large-diameter wall portion 81 of the case member 80, an accommodation hole 66 formed in the upper main body member 11, An annular piston 61 for receiving the grip member 2 from below and an air chamber 68 communicating with the clamping air chamber 67 are provided. The second fluid pressure cylinder 6 is for supporting the grip member 2 and allowing downward movement.

ケース部材８０には、シリンダ穴６５の上端に連なるシリンダ穴６５より大径の上部シリンダ穴６５ａが形成されている。環状ピストン６１は、受圧筒部６２と、この受圧筒部６２の上端に連なる水平板部６３とを備えている。この水平板部６３の上面にグリップ部材２の基端鍔部２６が載置されて、グリップ部材２の基端面が支持されている。
水平板部６３の外周端部はテーパ状に形成されている。水平板部６３の中心部の円形穴６４に、クランプロッド３の大径ロッド部３３が遊嵌状に挿通している。環状ピストン６１は、グリップ部材２のワーク搭載面２２が着座面１８よりも外側（上方）へ進出した位置になる第１位置と、ワーク搭載面２２が着座面１８より後退（下降）した位置となる第２位置とに亙って軸心方向に所定ストローク移動可能になっている。 The case member 80 is formed with an upper cylinder hole 65 a having a diameter larger than that of the cylinder hole 65 connected to the upper end of the cylinder hole 65. The annular piston 61 includes a pressure receiving cylinder part 62 and a horizontal plate part 63 connected to the upper end of the pressure receiving cylinder part 62. The base end collar portion 26 of the grip member 2 is placed on the upper surface of the horizontal plate portion 63, and the base end surface of the grip member 2 is supported.
The outer peripheral end portion of the horizontal plate portion 63 is formed in a tapered shape. The large-diameter rod portion 33 of the clamp rod 3 is inserted into the circular hole 64 at the center of the horizontal flat plate portion 63 in a loose fit. The annular piston 61 has a first position at which the work mounting surface 22 of the grip member 2 is moved outward (upward) from the seating surface 18, and a position at which the work mounting surface 22 is retracted (lowered) from the seating surface 18. A predetermined stroke can be moved in the axial direction over the second position.

上部本体部材１１には、上部シリンダ穴６５ａの上端に連なる収容穴６６が形成されている。この収容穴６６の厚さは水平板部６３の厚さよりも例えば 1.2〜 2.0ｍｍ位大きい。環状ピストン６１の受圧筒部６２は、上部シリンダ穴６５ａの内周面と筒状ピストンロッド４４の間の環状穴に上下方向に摺動自在に装着されている。水平板部６３は、収容穴６６に上下方向に摺動自在に装着されている。   The upper body member 11 is formed with a receiving hole 66 that is continuous with the upper end of the upper cylinder hole 65a. The thickness of the accommodation hole 66 is, for example, about 1.2 to 2.0 mm larger than the thickness of the horizontal plate portion 63. The pressure receiving cylinder portion 62 of the annular piston 61 is attached to the annular hole between the inner peripheral surface of the upper cylinder hole 65a and the cylindrical piston rod 44 so as to be slidable in the vertical direction. The horizontal plate portion 63 is mounted in the accommodation hole 66 so as to be slidable in the vertical direction.

受圧筒部６２の下端部において外周部分にはエア室６８に臨む環状の凹欠部６２ａが形成され、受圧筒部６２の下端部の内周部分はクランプ用エア室６７に臨んでいるため、受圧筒部６２の下端全体で、エア室６７，６８のエア圧を受圧する。   An annular recess 62a that faces the air chamber 68 is formed in the outer peripheral portion of the lower end portion of the pressure receiving cylinder portion 62, and the inner peripheral portion of the lower end portion of the pressure receiving cylinder portion 62 faces the clamping air chamber 67. The air pressure in the air chambers 67 and 68 is received by the entire lower end of the pressure receiving cylinder portion 62.

図３〜図５に示すように、第３流体圧シリンダ７は、下部本体部材１２に形成されたシリンダ穴４１と、第３ピストン７１と、第３ピストン７１の下側のクランプ用エア室７６とを備えている。第３流体圧シリンダ７は、第１流体圧シリンダ４に対して第２流体圧シリンダ６と反対側（下側）に配設され、この第３流体圧シリンダ７は、倍力機構８を介して、グリップ部材２とクランプロッド３とをクランプ方向へ駆動する駆動力を発生させる為のものである。   As shown in FIGS. 3 to 5, the third fluid pressure cylinder 7 includes a cylinder hole 41 formed in the lower body member 12, a third piston 71, and a clamping air chamber 76 below the third piston 71. And. The third fluid pressure cylinder 7 is disposed on the opposite side (lower side) of the second fluid pressure cylinder 6 with respect to the first fluid pressure cylinder 4, and the third fluid pressure cylinder 7 is interposed via a booster mechanism 8. Thus, the driving force for driving the grip member 2 and the clamp rod 3 in the clamping direction is generated.

第３ピストン７１は第１ピストン４２よりも大径に形成されている。この第３ピストン７１は、筒状部７２と、この筒状部７２の下端に連なる下板部７３とを有する。シリンダ穴４１の底面は蓋部材７８で塞がれ、シリンダ穴４１の下端近傍部の環状溝には、蓋部材７８を受け止めるストップリング７７が装着されている。第３ピストン７１は蓋部材７８の上面で受け止められて下限位置になる。下板部７３の中心部の円形穴７５に、分割ピストン部材５１のロッド部５３が気密に挿通されている。クランプ用エア室７６は、エア通路９０，９１を介してエア圧供給源に接続され、エア通路９１のエア圧を検出するエア圧検出センサ９２も設けられる。   The third piston 71 is formed with a larger diameter than the first piston 42. The third piston 71 has a cylindrical portion 72 and a lower plate portion 73 that is continuous with the lower end of the cylindrical portion 72. The bottom surface of the cylinder hole 41 is closed by a lid member 78, and a stop ring 77 that receives the lid member 78 is attached to the annular groove near the lower end of the cylinder hole 41. The third piston 71 is received on the upper surface of the lid member 78 and becomes the lower limit position. The rod portion 53 of the divided piston member 51 is inserted into the circular hole 75 in the center portion of the lower plate portion 73 in an airtight manner. The clamping air chamber 76 is connected to an air pressure supply source via air passages 90 and 91, and an air pressure detection sensor 92 for detecting the air pressure in the air passage 91 is also provided.

次に、倍力機構８について説明する。
倍力機構８は、クランプ駆動時に第３流体圧シリンダ７の第３ピストン７１を第１ピストン４２の方へ駆動する駆動力を第１ピストン４２を第３ピストン７１の方へ駆動する力に約２倍に倍力して伝達する機構である。 Next, the booster mechanism 8 will be described.
The booster mechanism 8 is approximately equal to the driving force for driving the third piston 71 of the third fluid pressure cylinder 7 toward the first piston 42 during the clamp driving to the force for driving the first piston 42 toward the third piston 71. It is a mechanism that doubles the power and transmits it.

図３〜図５に示すように、倍力機構８は、ケース部材８０の筒壁部８２と、この筒壁部８２に形成された複数の保持穴８３と、複数の鋼球８４と、第３ピストン７１の筒状部７２の内周部に形成された第１テーパ部７４と、第１ピストン４２の外周部に形成された第２テーパ部４５とを有する。   As shown in FIGS. 3 to 5, the booster mechanism 8 includes a cylindrical wall portion 82 of the case member 80, a plurality of holding holes 83 formed in the cylindrical wall portion 82, a plurality of steel balls 84, It has the 1st taper part 74 formed in the inner peripheral part of the cylindrical part 72 of 3 piston 71, and the 2nd taper part 45 formed in the outer peripheral part of the 1st piston.

前記筒壁部８２に周方向等間隔おきに複数の保持穴８３が形成され、これらの保持穴８３には、径方向へ可動に複数の鋼球８４が保持されている。第３ピストン７１の筒状部７２の内周部には、第１ピストン４２から隔離する程小径化する部分円錐面からなる第１テーパ部７４が形成されている。第１ピストン４２のピストン部４３の外周部には、第３ピストン７１から離隔する程小径化する部分円錐面からなる第２テーパ部４５が形成されている。尚、第１テーパ部７４は、軸心方向に対する傾斜角が１０〜３０°のテーパに形成されているのが望ましく、第２テーパ部４５は、軸心方向に対する傾斜角が４０〜５０°のテーパに形成されているのが望ましい。   A plurality of holding holes 83 are formed in the cylindrical wall portion 82 at regular intervals in the circumferential direction, and a plurality of steel balls 84 are held in the holding holes 83 so as to be movable in the radial direction. A first tapered portion 74 is formed on the inner peripheral portion of the cylindrical portion 72 of the third piston 71. The first tapered portion 74 has a partial conical surface that decreases in diameter as it is separated from the first piston 42. A second taper portion 45 is formed on the outer peripheral portion of the piston portion 43 of the first piston 42. The second taper portion 45 has a partial conical surface that decreases in diameter as the distance from the third piston 71 increases. The first taper portion 74 is preferably formed in a taper having an inclination angle of 10 to 30 ° with respect to the axial direction, and the second taper portion 45 has an inclination angle of 40 to 50 ° with respect to the axial direction. It is desirable to be formed in a taper.

第３流体圧シリンダ７のクランプ用エア室７６に加圧エアが供給されると、第３ピストン７１が第１ピストン４２の方へ進出駆動され、第３ピストン７１の上方への移動進出に応じて第１テーパ部７４により複数の鋼球８４が半径方向内方へ押圧される。これら複数の鋼球８４が第１ピストン４２の第２テーパ部４５を押圧することにより、第３ピストン７１の駆動力の約２倍の力でもって第１ピストン４２が第３ピストン７１の方へ、つまりクランプ方向へ退入駆動される。   When pressurized air is supplied to the clamping air chamber 76 of the third fluid pressure cylinder 7, the third piston 71 is driven to advance toward the first piston 42, and in response to the upward movement of the third piston 71. Thus, the plurality of steel balls 84 are pressed radially inward by the first taper portion 74. The plurality of steel balls 84 presses the second taper portion 45 of the first piston 42, so that the first piston 42 moves toward the third piston 71 with a force about twice the driving force of the third piston 71. That is, it is driven back in the clamping direction.

図２、図５に示すように、ワークＷをクランプした時、ワークＷの下面が着座面１８に密着したことを検出する着座センサ９３が設けられている。この着座センサ９３は、着座面１８に開口された加圧エア噴出孔９４と、この加圧エア噴出孔９４に連通するように上部本体部材１１内に形成されたエア通路９５及び基部本体部材１３内に形成されたエア通路と、このエア通路に加圧エアを供給する加圧エア供給源と、エア通路内の加圧エアの圧力が所定圧以上に上昇したことを検出する圧力スイッチなどで構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 5, a seating sensor 93 is provided that detects that the lower surface of the work W is in close contact with the seating surface 18 when the work W is clamped. The seating sensor 93 includes a pressurized air ejection hole 94 opened in the seating surface 18, an air passage 95 formed in the upper body member 11 so as to communicate with the pressurized air ejection hole 94, and the base body member 13. An air passage formed inside, a pressurized air supply source for supplying pressurized air to the air passage, a pressure switch for detecting that the pressure of the pressurized air in the air passage has risen above a predetermined pressure, etc. It is configured.

エア通路５７と同様のエア通路９６が上部本体部材１１に形成され、そのエア通路９６から環状隙間９ａに加圧エアが供給され、その加圧エアがグリップ部材２の４つのスリット２７から４つの着座面１８の方へ流れ、４つの着座面１８をエアブローし、これら着座面１８をクリーンにする。   An air passage 96 similar to the air passage 57 is formed in the upper main body member 11, and pressurized air is supplied from the air passage 96 to the annular gap 9 a, and the pressurized air passes through the four slits 27 of the grip member 2. Flowing toward the seating surfaces 18, the four seating surfaces 18 are air blown to clean these seating surfaces 18.

次に、以上説明したクランプ装置Ｃの作用、効果について説明する。
クランプ装置ＣによりワークＷを固定する場合、先ず最初に、クランプ用エア室６７及びエア室６８と、アンクランプ用エア室４６にほぼ同圧の加圧エアを供給する。すると、第１ピストン４２におけるクランプ用エア室６７の受圧面積よりもアンクランプ用エア室４６の受圧面積の方が大きいため、図３に示すように、第１ピストン４２は上限位置まで上昇して停止状態となる。環状ピストン６１はエア室６７，６８のエア圧を受圧するため上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持し、ワーク搭載面２２が着座面１８よりも僅かに高い位置を維持する。 Next, the operation and effect of the clamping device C described above will be described.
When the workpiece W is fixed by the clamping device C, first, pressurized air having substantially the same pressure is supplied to the clamping air chamber 67 and the air chamber 68 and the unclamping air chamber 46. Then, since the pressure receiving area of the unclamping air chamber 46 is larger than the pressure receiving area of the clamping air chamber 67 in the first piston 42, the first piston 42 rises to the upper limit position as shown in FIG. Stopped. The annular piston 61 holds the upper limit position for receiving the air pressure of the air chambers 67 and 68, the grip member 2 also holds the upper limit position, and the work mounting surface 22 maintains a position slightly higher than the seating surface 18.

この状態で、ワークＷを投入して、図３に示すように、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３とを挿入し、ワークＷをワーク搭載面２２で支持する。
次に、アンクランプ用エア室４６のエア圧をクランプ用エア室６７のエア圧よりも低い所定のエア圧に切換える。すると、環状ピストン６１がエア室６７，６８から受圧する受圧面積が、第１ピストン４２がエア室６７から受圧する受圧面積よりも大きいため、環状ピストン６１とグリップ部材２は前記同様に上限位置を保持するが、第１ピストン４２には下方向きの加圧エアの駆動力が作用し、第１ピストン４２がグリップ部材２に対して相対的に下方へ駆動されるため、グリップ部材２のグリップ爪部２４が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態になる。 In this state, the workpiece W is loaded, and as shown in FIG. 3, the grip member 2 and the clamp rod 3 are inserted into the hole H of the workpiece W, and the workpiece W is supported by the workpiece mounting surface 22.
Next, the air pressure in the unclamping air chamber 46 is switched to a predetermined air pressure lower than the air pressure in the clamping air chamber 67. Then, since the pressure receiving area that the annular piston 61 receives from the air chambers 67 and 68 is larger than the pressure receiving area that the first piston 42 receives from the air chamber 67, the annular piston 61 and the grip member 2 have the upper limit position as described above. However, since the first piston 42 is driven downward by the driving force of the pressurized air and the first piston 42 is driven downward relative to the grip member 2, the grip claw of the grip member 2 is held. When the diameter of the portion 24 is driven, the portion 24 bites into the inner peripheral surface of the hole H of the workpiece W to be engaged.

次に、アンクランプ用エア室４６のエア圧を大気圧に切換えると共に、クランプ用エア室７６に加圧エアを供給すると、第１ピストン４２には下方向きの大きな駆動力が作用し、第３ピストン７１には上方向きの大きな駆動力が作用する。すると、図３に示すように、第３ピストン７１の上方への移動に伴って筒状部７２の第１テーパ部７４により複数の鋼球８４が半径方向内方へ押圧される。複数の鋼球８４がピストン部４３の第２テーパ部４５を押圧し、第３ピストン７１の進出駆動力の約２倍の力でもって第１ピストン４２が下方へ駆動され、クランプロッド３が下方へ退入駆動される。つまり、第１ピストン４２はエア室６７の加圧エアにより下方へ駆動されると共に、第３流体圧シリンダ７による駆動力によっても下方へ強く駆動される。   Next, when the air pressure in the unclamping air chamber 46 is switched to atmospheric pressure and pressurized air is supplied to the clamping air chamber 76, a large downward driving force acts on the first piston 42, and the third A large upward driving force acts on the piston 71. Then, as shown in FIG. 3, as the third piston 71 moves upward, the plurality of steel balls 84 are pressed radially inward by the first tapered portion 74 of the cylindrical portion 72. The plurality of steel balls 84 press the second taper portion 45 of the piston portion 43, the first piston 42 is driven downward with a force approximately twice as large as the advance driving force of the third piston 71, and the clamp rod 3 is moved downward. Driven into and out. That is, the first piston 42 is driven downward by the pressurized air in the air chamber 67 and is also strongly driven downward by the driving force of the third fluid pressure cylinder 7.

その結果、グリップ部材２とクランプロッド３とは相対移動不能であるため、図５に示すように、第１ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と環状ピストン６１は一体的に下方へ駆動され、ワークＷが着座面１８に着座し、この着座面１８に強く押圧されたクランプ状態になって停止する。   As a result, since the grip member 2 and the clamp rod 3 cannot move relative to each other, the first piston member 42, the grip member 2, the clamp rod 3, and the annular piston 61 are integrally driven downward as shown in FIG. Then, the workpiece W is seated on the seating surface 18 and stops in a clamped state in which the workpiece W is strongly pressed against the seating surface 18.

ワークＷの固定を解除する場合、エア室６７，６８に加圧エアを供給したまま、アンクランプ用エア室４６にエア室６７，６８の加圧エアと同程度の圧力の加圧エアを供給し、エア室７６のエア圧を大気圧に切換えると、図３に示すように、第３ピストン７１がエア室４６のエア圧を受圧して下方へ退入駆動され、複数の鋼球８４が半径方向外方へ移動し、第１ピストン４２が上方へ駆動されるため、クランプロッド３を介してグリップ部材２が上方へ移動する。その結果、グリップ部材２のグリップ爪部２４がスクレーパ２８とＯリング２９の付勢力で縮径駆動され、ワークＷの穴Ｈの内壁面への係合が解除され、アンクランプ状態になる。   When releasing the workpiece W, pressurization air having the same pressure as the pressurization air of the air chambers 67 and 68 is supplied to the unclamping air chamber 46 while supplying the pressurization air to the air chambers 67 and 68. Then, when the air pressure in the air chamber 76 is switched to atmospheric pressure, the third piston 71 receives the air pressure in the air chamber 46 and is driven to retract downward as shown in FIG. Since the first piston 42 moves upward in the radial direction and the first piston 42 is driven upward, the grip member 2 moves upward via the clamp rod 3. As a result, the grip claw portion 24 of the grip member 2 is driven to reduce the diameter by the urging force of the scraper 28 and the O-ring 29, and the engagement of the workpiece W with the inner wall surface of the hole H is released, and the unclamped state is achieved.

このように、グリップ部材２を受け止める環状ピストン６１を含む第２流体圧シリンダ６と、第３流体圧シリンダ７と、第３ピストン７１と第１ピストン４２との間に介装され且つクランプ駆動時に第３流体圧シリンダ７の第３ピストン７１を第１ピストン４２の方へ駆動する駆動力を第１ピストン４２を第３ピストン７１の方へ駆動する力に倍力して伝達する倍力機構８とを備えたので、第１，第２，第３流体圧シリンダ４，６，７を駆動する流体圧として加圧エアを適用した場合にもクランプロッド３を大きな駆動力で駆動することができ、強力なクランプ力を発生させてワークＷを強力に固定することができる。   In this way, the second fluid pressure cylinder 6 including the annular piston 61 that receives the grip member 2, the third fluid pressure cylinder 7, and the third piston 71 and the first piston 42 are interposed between the pistons when driving. A booster mechanism 8 that transmits the driving force that drives the third piston 71 of the third fluid pressure cylinder 7 toward the first piston 42 to the force that drives the first piston 42 toward the third piston 71. The clamp rod 3 can be driven with a large driving force even when pressurized air is applied as the fluid pressure for driving the first, second and third fluid pressure cylinders 4, 6, 7. The work W can be firmly fixed by generating a strong clamping force.

倍力機構８は、ケース部材８０の筒壁部８２と、この筒壁部８２に形成された複数の保持穴８３と、これら保持穴８３に径方向へ可動に保持された複数の鋼球８４と、第３ピストン７１の筒状部７２の内周部に形成された第１テーパ部７４と、第１ピストン４２の外周部に形成された第２テーパ部４５とを有する簡単な構造のものに構成されている。   The booster mechanism 8 includes a cylindrical wall portion 82 of the case member 80, a plurality of holding holes 83 formed in the cylindrical wall portion 82, and a plurality of steel balls 84 movably held in the holding holes 83 in the radial direction. And a simple structure having a first tapered portion 74 formed on the inner peripheral portion of the cylindrical portion 72 of the third piston 71 and a second tapered portion 45 formed on the outer peripheral portion of the first piston 42. It is configured.

第１テーパ部７４は、第１ピストン４２から隔離する程小径化する部分円錐面からなるので、複数の鋼球８４から第１テーパ部７４に押圧力を均等に作用させることができる。第２テーパ部４５は、第３ピストン７１から離隔する程小径化する部分円錐面からなるので、複数の鋼球８４から第２テーパ部４５に押圧力を均等に作用させることができる。   Since the first taper portion 74 is formed of a partial conical surface that decreases in diameter as it is separated from the first piston 42, a pressing force can be applied uniformly from the plurality of steel balls 84 to the first taper portion 74. Since the second tapered portion 45 has a partial conical surface that decreases in diameter as the distance from the third piston 71 increases, a pressing force can be applied uniformly from the plurality of steel balls 84 to the second tapered portion 45.

次に、実施例２のクランプ装置Ｃについて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
図６、図７に示すように、このクランプ装置Ｃにおいては、エア通路５７ａ，５７，５８，５９及びエア圧検出センサ６０が省略され、分割ピストン部材５１内にエア通路９７，９８が形成され、第１ピストン４２のピストン部４３内にエア通路９９が形成されている。エア室６７，６８はエア通路９７，９８，９９を介してエア室７６と連通しており、エア圧供給源からエア通路９１を介して、加圧エアがエア室７６，６７，６８へ供給される。 Next, the clamp apparatus C of Example 2 is demonstrated. However, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and only different components will be described.
As shown in FIGS. 6 and 7, in this clamping device C, the air passages 57 a, 57, 58, 59 and the air pressure detection sensor 60 are omitted, and air passages 97, 98 are formed in the divided piston member 51. An air passage 99 is formed in the piston portion 43 of the first piston 42. The air chambers 67 and 68 communicate with the air chamber 76 through air passages 97, 98 and 99, and pressurized air is supplied from the air pressure supply source to the air chambers 76, 67 and 68 through the air passage 91. Is done.

クランプ装置ＣによりワークＷを固定する場合、先ず最初に、クランプ用エア室６７，７６及びエア室６８と、アンクランプ用エア室４６にほぼ同圧の加圧エアを供給する。
すると、前記実施例１の場合と同様に、第１ピストン４２は上限位置まで上昇して停止状態となり、環状ピストン６１はエア室６７，６８のエア圧を受圧するため上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持し、ワーク搭載面２２が着座面１８よりも僅かに高い位置を維持する。 When the workpiece W is fixed by the clamping device C, first, pressurized air having substantially the same pressure is supplied to the clamping air chambers 67 and 76 and the air chamber 68 and the unclamping air chamber 46.
Then, as in the case of the first embodiment, the first piston 42 rises to the upper limit position and stops, and the annular piston 61 holds the upper limit position to receive the air pressure of the air chambers 67 and 68, and the grip The member 2 also maintains the upper limit position, and the work mounting surface 22 maintains a position slightly higher than the seating surface 18.

この状態で、ワークＷを投入した後、アンクランプ用エア室４６のエア圧をクランプ用エア室６７のエア圧よりも低い所定のエア圧に切換える。
すると、環状ピストン６１がエア室６７，６８から受圧する受圧面積が、第１ピストン４２がエア室６７から受圧する受圧面積よりも大きいため、環状ピストン６１とグリップ部材２は前記同様に上限位置を保持するが、第１ピストン４２には下方向きの加圧エアの駆動力が作用し、第１ピストン４２がグリップ部材２に対して相対的に下方へ駆動されるため、グリップ部材２のグリップ爪部２４が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態になる。 In this state, after loading the workpiece W, the air pressure in the unclamping air chamber 46 is switched to a predetermined air pressure lower than the air pressure in the clamping air chamber 67.
Then, since the pressure receiving area that the annular piston 61 receives from the air chambers 67 and 68 is larger than the pressure receiving area that the first piston 42 receives from the air chamber 67, the annular piston 61 and the grip member 2 have the upper limit position as described above. However, since the first piston 42 is driven downward by the driving force of the pressurized air and the first piston 42 is driven downward relative to the grip member 2, the grip claw of the grip member 2 is held. When the diameter of the portion 24 is driven, the portion 24 bites into the inner peripheral surface of the hole H of the workpiece W to be engaged.

次に、アンクランプ用エア室４６のエア圧を大気圧に切換えると、倍力機構８により第１ピストン４２には下方向きの大きな駆動力が作用し、第３ピストン７１には上方向きの大きな駆動力が作用する。すると、前記実施例１の場合と同様に、図６に示すように、第１ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と環状ピストン６１は一体的に下方へ駆動され、ワークＷが着座面１８に着座し、この着座面１８に強く押圧されたクランプ状態になって停止する。   Next, when the air pressure in the unclamping air chamber 46 is switched to atmospheric pressure, the booster mechanism 8 applies a large downward driving force to the first piston 42 and a large upward force to the third piston 71. Driving force acts. Then, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 6, the first piston member 42, the grip member 2, the clamp rod 3, and the annular piston 61 are integrally driven downward, and the workpiece W is seated. 18, and is stopped in a clamped state in which the seating surface 18 is strongly pressed.

ワークＷの固定を解除する場合、クランプ用エア室６７，７６及びエア室６８に加圧エアを供給したまま、アンクランプ用エア室４６にエア室６７，６８，７６の加圧エアと同程度の圧力の加圧エアを供給すると、前記実施例１の場合と同様に、クランプロッド３を介してグリップ部材２が上方へ移動する。その結果、グリップ部材２のグリップ爪部２４がスクレーパ２８とＯリング２９の付勢力で縮径駆動され、ワークＷの穴Ｈの内壁面への係合が解除され、アンクランプ状態になる。   When releasing the workpiece W, the compressed air is supplied to the clamping air chambers 67, 76 and the air chamber 68, and the same pressure as the pressurized air in the air chambers 67, 68, 76 is supplied to the unclamping air chamber 46. When the pressurized air with the pressure of 1 is supplied, the grip member 2 moves upward via the clamp rod 3 as in the case of the first embodiment. As a result, the grip claw portion 24 of the grip member 2 is driven to reduce the diameter by the urging force of the scraper 28 and the O-ring 29, and the engagement of the workpiece W with the inner wall surface of the hole H is released, and the unclamped state is achieved.

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］第１テーパ部７４を、第１ピストン４２から離隔する程軸心側へ移行する複数のテーパ溝であって複数の鋼球８４に対応する複数のテーパ溝で構成してもよい。この構造では、鋼球８４をテーパ溝に線接触させることができるため耐久性を高めることができる。 ２］第１，第２，第３流体圧シリンダ４，６，７を駆動する為の流体圧として、油圧を適用することも可能である。
３］当業者ならば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。 Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] The first taper portion 74 may be composed of a plurality of taper grooves that move toward the axial center as the distance from the first piston 42 increases, and that correspond to the plurality of steel balls 84. In this structure, since the steel ball 84 can be brought into line contact with the tapered groove, durability can be enhanced. 2] As the fluid pressure for driving the first, second, and third fluid pressure cylinders 4, 6, and 7, it is possible to apply hydraulic pressure.
3] Those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications to the above embodiment, and the present invention includes such modifications.

本発明の実施例に係るクランプ装置の斜視図である。It is a perspective view of the clamp device concerning the example of the present invention. クランプ装置の平面図である。It is a top view of a clamp device. クランプ装置（ワーク投入状態）の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a clamp apparatus (work input state). クランプ装置の要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of a clamp apparatus. クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a clamp apparatus (clamp state). 実施例２に係る図５相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to the second embodiment. クランプ装置の要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of a clamp apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

Ｃ クランプ装置
Ｈ 穴
Ｗ ワーク
２ グリップ部材
３ クランプロッド
４ 第１流体圧シリンダ
６ 第２流体圧シリンダ
７ 第３流体圧シリンダ
８ 倍力機構
３１ テーパ軸部
４２ 第１ピストン
４５ 第２テーパ部
６１ 環状ピストン
６７ クランプ用エア室
６８ エア室
７１ 第３ピストン
７４ 第１テーパ部
８０ ケース部材
８２ 筒壁部
８３ 保持穴
８４ 鋼球 C Clamp device H Hole W Work 2 Grip member 3 Clamp rod 4 First fluid pressure cylinder 6 Second fluid pressure cylinder 7 Third fluid pressure cylinder 8 Booster mechanism 31 Taper shaft portion 42 First piston 45 Second taper portion 61 Annular Piston 67 Clamping air chamber 68 Air chamber 71 Third piston 74 First taper portion 80 Case member 82 Tube wall portion 83 Holding hole 84 Steel ball

Claims (5)

ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能な環状のグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドを軸心方向へ進退駆動可能な第１流体圧シリンダと、この第１流体圧シリンダが形成されるケース部材とを有するクランプ装置において、
前記グリップ部材を受け止める環状ピストンと、この環状ピストンに常時流体圧を作用させ且つ前記第１流体圧シリンダのクランプ用流体室に連通した流体室とを備えた第２流体圧シリンダと、
前記第１流体圧シリンダに対して第２流体圧シリンダと反対側に配設され且つ第１流体圧シリンダの第１ピストンよりも大径の第３ピストンを有する第３流体圧シリンダと、
前記第３ピストンと第１ピストンとの間に介装され且つクランプ駆動時に第３流体圧シリンダの第３ピストンを第１ピストンの方へ駆動する駆動力を第１ピストンを第３ピストンの方へ駆動する力に倍力して伝達する倍力機構と、
を備えたことを特徴とするクランプ装置。 An annular grip member that can be inserted into the hole of the workpiece and grip the inner peripheral surface of the hole, a clamp rod having a tapered shaft portion that is fitted and engaged with the grip member, and the grip member and the clamp rod as an axis In a clamping device having a first fluid pressure cylinder capable of moving forward and backward in a direction, and a case member in which the first fluid pressure cylinder is formed,
A second fluid pressure cylinder comprising: an annular piston that receives the grip member; and a fluid chamber that constantly applies fluid pressure to the annular piston and communicates with a clamping fluid chamber of the first fluid pressure cylinder;
A third fluid pressure cylinder disposed on the opposite side of the first fluid pressure cylinder from the second fluid pressure cylinder and having a third piston having a larger diameter than the first piston of the first fluid pressure cylinder;
A driving force is interposed between the third piston and the first piston and drives the third piston of the third fluid pressure cylinder toward the first piston when the clamp is driven. The first piston moves toward the third piston. A booster mechanism that boosts and transmits the driving force;
A clamping device comprising: 前記倍力機構は、前記ケース部材の筒壁部と、この筒壁部に周方向等間隔おきに形成された複数の保持穴と、これら保持穴に径方向へ可動に保持された複数の鋼球と、前記第３ピストンの筒状部の内周部に形成され複数の鋼球を半径方向内方へ押圧する第１テーパ部と、前記第１ピストンの外周部に形成され複数の鋼球により前記グリップ部材を退入させる方向へ押圧される第２テーパ部とを有することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。   The boost mechanism includes a cylindrical wall portion of the case member, a plurality of holding holes formed in the cylindrical wall portion at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of steels movably held in the holding holes in the radial direction. A ball, a first taper portion that is formed on the inner peripheral portion of the cylindrical portion of the third piston and presses the plurality of steel balls radially inward, and a plurality of steel balls that are formed on the outer peripheral portion of the first piston. The clamp device according to claim 1, further comprising a second tapered portion that is pressed in a direction in which the grip member is retracted. 前記第１テーパ部は、第１ピストンから隔離する程小径化する部分円錐面からなることを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。   The clamping device according to claim 2, wherein the first taper portion includes a partial conical surface that decreases in diameter as it is separated from the first piston. 前記第１テーパ部は、複数の鋼球が夫々係合し且つ第１ピストンから離隔する程軸心側へ移行する複数のテーパ溝からなることを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。   The clamp device according to claim 2, wherein the first taper portion includes a plurality of taper grooves that move toward the axial center as the plurality of steel balls engage with each other and are separated from the first piston. 前記第２テーパ部は、第３ピストンから離隔する程小径化する部分円錐面からなることを特徴とする請求項３又は４に記載のクランプ装置。   5. The clamp device according to claim 3, wherein the second taper portion includes a partial conical surface that decreases in diameter as the distance from the third piston increases.
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