JP5430710B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
即ち、ワークが鋳造品でその穴が僅かにテーパ形状に形成されている場合、グリップ部材のグリップ爪部がワーク穴の内周面に係合できないため、グリップ部材のスリップ状態が発生する。また、生産ライン上において複数のクランプ装置を同期駆動してワークを固定する場合、ワーク構造により一部のクランプ装置に対して対応した穴が存在しないとき、クランプミス(空クランプ)状態が発生する。このようなスリップ状態やクランプミス状態が生じたとき、クランプロッドを進退移動させる流体圧シリンダが下限位置まで移動するため、クランプロッドが下限位置に移動し、最終的にグリップ部材が大きく拡径動作する。
請求項10のクランプ装置は、請求項9の発明において、前記グリップ部材とクランプロッドの軸心を前記流体圧シリンダの軸心に一致させるようにグリップ部材とクランプロッドを弾性付勢する弾性付勢手段を設けたことを特徴としている。
これにより、グリップ部材の外周面をシールするスクレーパを備えたクランプ装置であっても、簡単な構造でスクレーパの損傷を防止することができる。
請求項4の発明によれば、T形係合凹部の製作と、クランプロッドのT形係合部のT形係合凹部への組み付けの面で有利である。
請求項6の発明によれば、環状受圧部材の上限位置と下限位置を規定することができる。請求項7の発明によれば、下限位置にある環状受圧部材で外周側分割体の下端を受け止めることにより、クランプロッドの下限位置を規定するため、クランプロッドを下限位置に受け止めるストッパ部材を本体部材に設ける必要がない。
請求項9の発明によれば、ワークのクランプ対象の穴の大きさや位置に製作誤差がある場合にも、グリップ部材を穴の壁面に食い付くかせることができる。
請求項11の発明によれば、作動確認手段により、環状受圧部材が上限位置及び下限位置にある状態を検出できるため、グリップ部材と環状受圧部材が上限位置になったアンクランプ状態を確認でき、クランプ時にグリップ部材がワークの穴の壁面をグリップしないでグリップ部材と環状受圧部材が下限位置になった状態を確認することができる。
ここで、本体筒部11aの外径は、アンクランプ状態のときのグリップ部材2の外径の1.8〜3.0倍の範囲に設定することが望ましく、本実施例の本体筒部11aの外径は、アンクランプ状態のときのグリップ部材2の外径の2.6倍に設定してある。
クランプ用油室42はピストン部45の上側に形成され、アンクランプ用油室43はピストン部45の下側に下部本体部材12と基部本体部材13とで形成されている。
図2に示すアンクランプ状態において、薄肉スリーブ53の上端と外周側分割体48の被係止部48aとの間には、例えば約3〜4mmの隙間G1が、「グリップ部材拡径用ストローク」として形成されている。隙間G1が最大(ストロークが零)のとき、グリップ部材2と環状受圧部材5(クランプロッド3)が上限位置に位置し、隙間G1が最小(ストロークが最大)のとき、グリップ部材2と環状受圧部材5が下限位置に位置している。
図10に示すように、前記作動確認機構80は、環状受圧部材5が上限位置及び下限位置にある状態を検出するものである。この作動確認機構80は、収容穴14の下端壁14bに係止鍔部52に対向状に開口されたエア噴出孔81と、このエア噴出孔81に加圧エアを供給するエア通路82〜85と、このエア通路85内のエア圧の高低を検出する圧力スイッチ86とを有する。
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、クランプ用油室42とアンクランプ用油室43にほぼ同圧の油圧を供給する。すると、ピストン部材41におけるクランプ用油室42の受圧面積よりもアンクランプ用油室43の受圧面積の方が大きいため、図2に示すように、ピストン部材41は上限位置まで上昇して停止状態となる。また、環状受圧部材5がクランプ用油室42の油圧を受圧するため、環状受圧部材5とサポート部材6は上限位置になり、グリップ部材2及びクランプロッド3が上限位置になる。
すると、クランプ用油室42の油圧を受圧する環状受圧部材5は、前記と同様に上限位置を保持し、グリップ部材2も上限位置を保持するが、ピストン部材41には下方向きの油圧力が作用し、ピストン部材41が隙間G1の範囲内で下方へ駆動されるため、クランプロッド3がグリップ部材2に対して相対的に下方へ移動する。
これにより、グリップ部材2の外周面をシールするスクレーパ28を備えたクランプ装置Cであっても、簡単な構造でスクレーパ28の損傷を防止することができる。
また、正常クランプ時には、図4に示すように、係止鍔部52と収容穴14の下端壁14bとの間には隙間が残っており、係止鍔部52と収容穴14の上端壁14aとの間には隙間が残っているため、作動確認機構80の圧力スイッチ86によりエア圧「低」が検出され、ワークWが正常にクランプされたことを確認することができる。
尚、クランプ正常やクランプミスを、圧力スイッチ86の検出信号を用いて判定する場合に、圧力検出センサ76で検出されるアンクランプ油室43の油圧の情報と組み合わせて判定する場合もある。
しかも、油圧シリンダ4の軸心と、グリップ部材2及びクランプロッド3の軸心が一致しているため、種々の部品の構造が複雑化せず、クランプ装置Cの製作費を節減できる。
グリップ部材2とクランプロッド3が本体筒部11a及びピストン部材41に対して水平方向へ可動であるため、ワークWの穴Hの位置に製作誤差がある場合にも、グリップ部材2を穴Hの壁面に食い付かせることができる。
作動確認機構80により、環状受圧部材5が上限位置及び下限位置にある状態を検出できるため、グリップ部材2と環状受圧部材5が上限位置になったアンクランプ状態を確認でき、クランプ時にグリップ部材2がワークWの穴Hの壁面をグリップしないでグリップ部材2と環状受圧部材5が下限位置になったクランプミス状態を検出できる。
図11に示すように、本体筒部11aAの上端部分にグリップ部材2とクランプロッド3Aとが装着されている。ピストン部材41Aのロッド部46Aの上端部分にはT形係合部46aが形成され、クランプロッド3Aの下端部分34には、上記のT形係合部46aが水平方向側方から係合可能なT形係合凹部47Aが形成されている。クランプロッド3Aの下端部分34と厚肉スリーブ53Aにはサポート部材6が摺動自在に外嵌されている。
図示のように、グリップ部材2とクランプロッド3Aが上限位置のとき、被係止部48Aと厚肉スリーブ53Aの上端との間には、「グリップ部材拡径ストローク」としての隙間G1aが形成されている。この構成においては、環状受圧部材5Aの内径を小径化するため、環状受圧部材5Aの受圧面積を大きくし、グリップ部材2をサポートするサポート力を強化することができる。
図12に示すように、本体筒部11aBの上端部分にグリップ部材2とクランプロッド3Bとが装着されている。クランプロッド3Bの下端部分のT形係合部33については前記実施例と同様である。ピストン部材41Bのロッド部46Bが実施例1のクランプ装置Cのロッド部46よりも小径化され、同様に環状受圧部材5Bの内径も小径化され、実施例1の薄肉スリーブ53の代わりに厚肉スリーブ53Bが形成されている。ロッド部46Bの上端部分にはT形係合部33と逆向き姿勢のT形係合部46bが形成されて、T形係合部33の下面に当接されている。
この構成においては、環状受圧部材5Bの内径を小径化するため、環状受圧部材5Bの受圧面積を大きくし、グリップ部材2をサポートするサポート力を強化することができるうえ、クランプロッド3Bとピストン部材41Bのロッド部46Bを連結する構造を簡単化することができる。
1)前記隙間G1,G2、その他の諸寸法として示した数値は、あくまで例示に過ぎず、それらの数値に限定されるものではない。
2)上部本体11の平面視の形状は図示のものに限らず、円形に形成してもよい。また、このクランプ装置は油圧シリンダ4を採用したが、油圧シリンダの代わりにエアシリンダを採用してもよい。
3)その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を付加した形態で実施することができる。
1 本体部材
2 グリップ部材
3,3A,3B クランプロッド
4 油圧シリンダ
5,5A,5B 環状受圧部材
6 サポート部材
11 上部本体部材
11a,11aA,11aB 本体筒部
12 下部本体部材
14 収容穴
14a 上端壁
14b 下端壁
18 着座面
28 スクレーパ(弾性付勢手段)
33 T形係合部
41,41A,41B ピストン部材
42 クランプ用油室
43 アンクランプ用油室
45 ピストン部
46,46A,46B ロッド部
47,47A T形係合凹部
48 外周側分割体
49 ネジ軸部
51 筒状ピストン
52 係止鍔部
53 薄肉スリーブ
80 作動確認機構
81 エア噴出孔
82〜85 エア通路
86 圧力スイッチ
Claims (12)
- ワークの穴に下方から挿入されて穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、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とを軸心方向へ進退駆動可能な流体圧シリンダと、前記グリップ部材とクランプロッドと流体圧シリンダが付設される本体部材とを有するクランプ装置において、
前記本体部材の上半部の中心部に上方へ突出するように形成された円筒状の本体筒部と、
前記流体圧シリンダによりクランプロッドをグリップ部材に対して下方へ相対移動させてグリップ部材を拡径させる際にグリップ部材を上限位置に支持可能な支持機構とを備え、
アンクランプ状態のとき前記グリップ部材の上半部と前記クランプロッドのテーパ軸部が前記本体筒部の上端外へ突出するように構成すると共に、前記相対移動の最大ストロークを前記支持機構により制限するように構成したことを特徴とするクランプ装置。 - 前記本体筒部の上端部に形成されたワーク着座用の着座面と、
前記流体圧シリンダのピストン部材を構成するピストン部及びこのピストン部から上方へ本体筒部内まで延びるロッド部と、
前記ロッド部に外嵌され流体圧で上方へ付勢された環状受圧部材と、
前記ロッド部に可動に外嵌され且つ環状受圧部材と一体的に動作して前記グリップ部材を下方から支持するサポート部材とを備え、
前記支持機構が前記環状受圧部材とサポート部材と環状受圧部材の下端に流体圧を作用させる環状作動室とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。 - 前記クランプロッドの下端部分に形成されたT形係合部と、
前記ロッド部の上端部分に形成されて前記T形係合部が水平方向側方から係合可能なT形係合凹部とを有することを特徴とする請求項2に記載のクランプ装置。 - 前記ロッド部の上半部の上端部分と外周側部分は前記T形係合凹部を形成する外周側分割体に形成され、前記ロッド部の上半部の中心側部分にネジ軸部が形成され、前記外周側分割体がネジ軸部に螺合されたことを特徴とする請求項3に記載のクランプ装置。
- 前記流体圧シリンダのピストン部と環状受圧部材との間に、環状受圧部材に上方向きの流体圧を作用させる前記環状作動室が形成されたことを特徴とする請求項4に記載のクランプ装置。
- 前記環状受圧部材の筒状ピストンの上端部に形成した係止鍔部が本体部材の収容穴に昇降可能に収容され、その係止鍔部を収容穴の下端壁で係止することで前記環状受圧部材の下限位置が規定され、前記係止鍔部を収容穴の上端壁で係止することで前記環状受圧部材の上限位置が規定されることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置。
- 前記外周側分割体の下端部を下限位置にある環状受圧部材で受け止めることにより、クランプロッドの下限位置を規定するように構成したことを特徴とする請求項6に記載のクランプ装置。
- 前記サポート部材は前記環状受圧部材から分割した形に構成され、前記サポート部材の下端が前記環状受圧部材の筒状ピストンの上端に当接していることを特徴とする請求項7に記載のクランプ装置。
- 前記グリップ部材とクランプロッドとは、前記軸心と直交方向へ可動に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- 前記グリップ部材とクランプロッドの軸心を前記流体圧シリンダの軸心に一致させるようにグリップ部材とクランプロッドを弾性付勢する弾性付勢手段を設けたことを特徴とする請求項9に記載のクランプ装置。
- 前記収容穴の下端壁に前記係止鍔部に対向状に開口されたエア噴出孔と、このエア噴出孔に加圧エアを供給するエア通路と、このエア通路内のエア圧の有無を検出するエア圧検出手段とを有する作動確認手段を設け、
前記作動確認手段により、前記環状受圧部材が上限位置及び下限位置にある状態を検出可能に構成したことを特徴とする請求項6に記載のクランプ装置。 - 前記本体筒部は、アンクランプ状態の前記グリップ部材の外径の3倍以下の外径を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のクランプ装置。
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