JP6954750B2

JP6954750B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JP6954750B2
Application number: JP2017046429A
Authority: JP
Inventors: 敏之森; 健太梶
Original assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: JP2018149614A

Description

本発明は、クランプ装置に関する。

従来、このような分野の技術として、国際公開第２０１２／０７３７２３号がある。この公報には、ガイド部材の周壁と頂壁がハウジングより上方に突出しており、ワークの孔に挿入されるクランプ装置について記載されている。このクランプ装置は、ガイド部材の周壁と頂壁がワークの孔に挿入された後に、周壁のガイド溝に挿入されたロック部材が半径方向の外方に押し出されてワークの孔と係合し、ワークを固定する。

すなわち、このクランプ装置は、ハウジングの上部に形成された収容孔に、グリッパが水平方向に移動可能に挿入されており、収容孔の内周面とグリッパの外周面の間に弾性体によって形成された環状ダストシールが装着されている。

国際公開第２０１２／０７３７２３号

しかしながら、前述した従来のクランプ装置では、ワークの搬入時にワークの軸芯が、グリッパの軸芯から許容範囲を超えて芯ずれしている場合、環状ダストシールのリップ部の一部が過度に押し縮められた状態となり、グリッパの軸芯を挟んで反対側の箇所において、環状ダストシールのリップ部が伸びきった状態となる。このとき、リップ部がグリッパの移動に追従できなくなり、リップ部とグリッパの外周が離間すると、その隙間に切粉等の異物が侵入する可能性がある。また、クランプ装置を複数のワークについて利用する場合には、クランプする面位置を共通化する必要があるが、ワークの仕様によって面位置の調整が難しい場合がある。そのため、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置が望まれている。
本発明は、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供するものである。

本発明にかかるクランプ装置は、ハウジングと、前記ハウジングの上部に設けられた水平方向と上下方向に移動可能なクランプロッドと、前記クランプロッド上部の外周部に係合されたグリッパと、前記グリッパの外周部とハウジングの内周部との間に水平方向へ移動可能に設けられた中間リングと、前記ハウジングと前記中間リングの間に設けられた第１のシール部材と、前記中間リングと前記グリッパの間に設けられた第２のシール部材と、を備える。
これにより、ワークの偏芯を２段階で吸収しつつ、ハウジングと中間リングの間及び中間リングとグリッパの間への異物の侵入を、第１のシール部材と第２のシール部材により防ぐことができる。

これにより、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供することができる。

ワークをクランプしていない状態のクランプ装置の概略を示す断面図である。ワークをクランプした状態のクランプ装置を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、クランプ装置１は、ハウジング１１と、ハウジング１１の上部に設けられたクランプロッド１２と、クランプロッド１２の上部の周囲に設けられたグリッパ１３と、グリッパ１３の外側かつハウジング１１の内側に設けられた中間リング１４と、ハウジング１１と中間リング１４の間に設けられた第１のシール部材１５と、中間リング１４とグリッパ１３の間に設けられる第２のシール部材１６と、グリッパ１３を支持する支持筒１７と、ハウジング１１に設けられた孔に対して蓋をする蓋部１８と、を備える。なお以下では、クランプ装置１の上方に配置されているワークのクランプを行うものとして説明する。

ハウジング１１の下部は、ボルトを用いて固定台に取り付けられる。ハウジング１１には、上部が開口した孔が形成されている。

クランプロッド１２は、上下方向に延びる略円柱状である。以下では、ハウジング１１の孔の軸芯の位置を、クランプ装置１の中央軸Ａ₁として説明する。なお、図１に示すワーク搬入前のクランプ装置では、クランプロッド１２の軸芯Ａ_２が中央軸Ａ₁と一致した位置に移動されていると共に、その中央軸Ａ₁に対してワークの孔の軸芯Ａ_３が左方へ距離ｇだけ芯ずれしている。クランプロッド１２の下部側の一部はハウジング１１の孔内に配置されている。また、クランプロッド１２の下部は、ハウジング１１の孔内に配置されたピストン本体１２ａ内に配置されている。クランプロッド１２は、水平方向及び上下方向に移動可能であるように配置されている。なおハウジング１１の内部には、例えば油圧によってクランプロッド１２を上下方向に移動させる駆動手段を有する。またクランプロッド１２の上部は、ハウジング１１の上方に突出している。

グリッパ１３は、クランプロッド１２の上部の外周部に係合された状態で配置されており、ハウジング１１の上方に突設されている。グリッパ１３の上部の先端にはテーパを有しており、ワークの孔に挿入される際に、ワークの孔との芯ずれに応じてグリッパ１３を水平方向に移動させる。例えば図１に示すように、ワークの孔に対して芯ずれがある状態でクランプを行った場合には、クランプロッド１２及びグリッパ１３は、図２に示すように水平方向に移動した状態となってクランプを実行する。なお、グリッパ１３の下部には、外周方向に水平に突出する突部１３ａを有する。

また、グリッパ１３の下部は、支持筒１７によって支持されている。ここで支持筒１７は、中央軸Ａ₁を中心として配置された筒状である。例えば支持筒１７は、上部において水平方向に延びる第１の部位１７ａと、第１の部位１７ａから下方に延びる第２の部位１７ｂと、第２の部位の下部の外周側から下方に延びる第３の部位１７ｃと、を有する。

なお、支持筒１７の第１の部位１７ａの下面の一部は、ピストン本体１２ａの上部に当接可能である。第２の部位１７ｂは、第２の部位１７ｂの下方かつピストン本体１２ａの外周に配置されたリフトバネ１９に当接して、バネ受けとして機能する。すなわち支持筒１７は、クランプの実行時にクランプ装置１に下方への力が加わった場合に、リフトバネ１９の反発力による上方向の力を発生させる支持部となる。なお、第２の部位１７ｂの上部の外周面は、後述する蓋部１８の環状の本体部１８ａの内周面に当接する。さらに、第３の部位１７ｃの上面は蓋部１８の凹部１８ｃの下面に当接し、第３の部位１７ｃの上部の外周面は蓋部１８の凹部１８ｃの内周面に当接する。また、第３の部位１７ｃの下部の外周部では、ハウジング１１に当接する。

中間リング１４は、中央軸Ａ₁を軸の中心としたリング状で断面が略矩形であって、下部の外周側には水平方向に突出する突部１４ａを有し、下部の内周側には水平方向に凹んだ凹部１４ｂを有する。突部１４ａは蓋部１８の本体部１８ａ上部において内側方向へ突出した突部１８ｂの下方に入り込む。凹部１４ｂにはグリッパ１３の突部１３ａが入り込む。中間リング１４は、グリッパ１３の外周部とハウジング１１の内周部との間に設けられており、水平方向へ移動可能である。例えば中間リング１４の下部は、支持筒１７の上面の一部に当接した状態で水平方向に摺動可能である。なお、中間リング１４は、クランプロッド１２の水平方向の動作に合わせて、略同方向に動作する。

第１のシール部材１５は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状である。第１のシール部材１５の内周側は、中間リング１４の外周に当接している。また、第１のシール部材１５の外周側は、蓋部１８の突部１８ｂの上面に当接している。第１のシール部材１５は、図１に示すように、外周側が内周側に比べてやや下方に配置される。なお第１のシール部材１５は、クランプ装置１に対してワークが偏芯している状態でクランプを実行する場合において、クランプロッド１２やグリッパ１３が水平方向に移動した状態となり、中間リング１４と蓋部１８の離間距離が長くなる箇所の上部が開口しないように覆うことができるように、十分な水平方向の長さを有する。例えば第１のシール部材１５は、一端が中間リング１４の外周に対して摺動可能な状態で配置され、他端が蓋部１８の突部１８ｂの上面に連結されている。

第２のシール部材１６は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状である。第２のシール部材１６の内周側は、グリッパ１３の外周に当接している。また、第２のシール部材１６の外周側は、中間リング１４の上面に当接している。第２のシール部材１６は、図１に示すように、外周側が内周側に比べてやや下方に配置される。なお第２のシール部材１６は、クランプ装置１に対してワークが偏芯している状態でクランプを実行する場合において、クランプロッド１２やグリッパ１３が水平方向に移動した状態となった場合に、グリッパ１３と中間リング１４の離間距離が長くなる箇所が開口しないように覆うことができるように、十分な水平方向の長さを有する。例えば第２のシール部材１６は、一端がグリッパ１３の外周に対して摺動可能な状態で配置され、他端が中間リング１４の上面に連結されている。

蓋部１８は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状であり、ハウジング１１の孔の一部の上部を覆う蓋である。蓋部１８は、環状の本体部１８ａと、本体部１８ａの上部において内側方向に突出する突部１８ｂと、本体部１８ａの下部において外側方向に凹んだ凹部１８ｃと、を有する。蓋部１８は、クランプロッド１２、グリッパ１３と、中間リング１４、第２のシール部材１６、支持筒１７より外側に配置される。蓋部１８には、本体部１８ａを下方に貫通するボルトが挿入され、ハウジング１１に固定される。

これにより、図２に示すように、クランプロッド１２の軸芯と、ワークの孔の軸芯を合わせる際に、中間リング１４がクランプロッド１２の動きに合わせて動作する。このとき、第１のシール部材１５がハウジング１１と中間リング１４の間の隙間を埋め、第２のシール部材１６が中間リング１４とグリッパ１３の隙間を埋める。したがって、これらの隙間への異物の侵入を防ぎつつ、偏芯を２段階で吸収することができるために偏芯吸収範囲を大きくすることができる。例えば、従来の拡張クランプでは±０．５ｍｍの偏芯しか許容しないが、クランプ装置１では、穴位置度が±１．２５ｍｍの射抜き穴でもクランプが可能である。したがって、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、クランプロッド１２の下面が当接する箇所には、ワークがクランプされていない状態のときに、水平方向の中央の位置に復帰させる力を発生させるバネと、クランプロッド１２の水平移動をスムーズに行うための鋼球を配置していてもよい。

１クランプ装置
１１ハウジング
１２クランプロッド
１２ａピストン本体
１３グリッパ
１３ａ突部
１４中間リング
１４ａ突部
１４ｂ凹部
１５第１のシール部材
１６第２のシール部材
１７支持筒
１７ａ第１の部位
１７ｂ第２の部位
１７ｃ第３の部位
１８蓋部
１８ａ本体部
１８ｂ突部
１８ｃ凹部
１９リフトバネ

Claims

ハウジングと、
前記ハウジングの上部に設けられた水平方向と上下方向に移動可能なクランプロッドと、
前記クランプロッド上部の外周部に係合されたグリッパと、
前記グリッパの外周部とハウジングの内周部との間に水平方向へ移動可能に設けられた中間リングと、
前記ハウジングと前記中間リングの間に設けられた第１のシール部材と、
前記中間リングと前記グリッパの間に設けられた第２のシール部材と、を備え、
前記中間リングは、前記クランプロッドに対して水平移動可能である、
クランプ装置。