WO2005113191A1 - 旋回式クランプ - Google Patents

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WO2005113191A1
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clamp
rod
hole
piston
clamp rod
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PCT/JP2005/007320
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French (fr)
Inventor
Keitaro Yonezawa
Hideaki Yokota
Yosuke Haruna
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Kosmek Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
    • B25B5/062—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive with clamping means pivoting around an axis parallel to the pressing direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/063—Actuator having both linear and rotary output, i.e. dual action actuator

Definitions

  • the present invention relates to a clamp of a type in which a clamp rod is turned to press a work, and more specifically, the clamp rod is movable in an axial direction and rotatable around the axial center in a cylindrical housing. And an arm is fixed to the upper part of the clamp rod.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 5,820,118
  • the clamp rod includes a piston inserted into the cylinder hole and a piston rod inserted into the rod hole.
  • a vertically long annular flow path is formed between the peripheral wall of the aperture and the outer peripheral surface of the piston rod.
  • An engagement ball is fitted into a guide groove formed on the outer peripheral surface of the piston rod, and the ball is supported on the peripheral wall of the rod hole.
  • Patent document 1 U.S. Pat.No. 5,820,118
  • the piston rod collides with the upper end wall of the housing at a high speed when the release is stopped. I do.
  • the impact may cause plastic deformation of the guide grooves, balls, and the like provided on the piston rod, which may lower the turning accuracy of the clamp rod.
  • This adverse effect becomes a serious problem because the larger the arm fixed to the upper part of the clamp rod becomes, the larger the inertia force at the time of collision becomes.
  • the upper end opening of the guide groove is closed to prevent the pressure oil in the lock chamber from being discharged outside through the guide groove during the release operation.
  • the outer peripheral surface of the piston rod is fitted into the peripheral wall of the rod hole with an annular throttle gap.
  • An object of the present invention is to achieve both a reduction in the release operation time and a maintenance of the turning accuracy in a turning clamp.
  • the present invention provides, as shown in FIGS. 1A to 3B, FIGS. 4A and 4B, FIGS. 5A and 5B, or FIG. Configured.
  • a clamp rod (5) is supported by a cylindrical housing (2) so as to be movable in the axial direction and rotatable around the axial center, and an arm (6) is provided at the tip of the clamp rod (5).
  • the housing (2) is provided with a cylinder hole (17) and a rod hole (18) in the order of the tip.
  • the piston (19) inserted into the cylinder hole (17) is connected to the clamp rod (5). Tip of that piston (19)
  • An annular flow path (23) is formed between the peripheral wall of the rod hole (18) and the outer peripheral surface of the clamp rod (5), and a pressure fluid supply / discharge roller (24) is provided in the annular flow path (23).
  • the release drive means (R) First, the clamp rod (5) is linearly moved in the direction of the distal end, and subsequently, the clamp rod (5) is moved in the direction of the distal end while the release mechanism is turned by the turning mechanism.
  • An aperture (41) for constriction is provided concentrically on the peripheral wall of the rod hole (18).
  • the fitting part (42) fitted into the fitting hole (41) with an annular throttle gap (G) is inserted into the fitting rod (5) and the piston (19). Provided in at least one of them.
  • the pressure fluid in the lock chamber (20) is discharged to the supply / discharge port (24) via the annular throttle gap (G).
  • the present invention has the following effects.
  • the pressure fluid in the lock chamber is quickly discharged to the supply / discharge port through the annular flow path until immediately before the end of the release swing movement.
  • the rod moves at high speed.
  • the pressure fluid in the lock chamber is supplied through the annular throttle gap. Start to be discharged to the outlet. Therefore, a predetermined back pressure is maintained in the mouth chamber by the flow resistance applied to the pressure fluid passing through the throttle gap, and the moving speed of the clamp rod is rapidly reduced. Therefore, the clamp rod (and the arm) stops slowly.
  • the clamp rod is moved at high speed from the initial stage of the release operation to immediately before the end of the release swing movement, and the clamp rod is decelerated at the end of the release swing movement, so that the release operation time is reduced. it can.
  • the force of the clamp rod (and arm) can be gently stopped by decelerating the clamp rod at the end of the release swing movement, thereby preventing the swing mechanism such as the guide groove and the engaging ball from being damaged.
  • the turning accuracy can be maintained in a good state.
  • the outer diameter (D3) of the clamp rod (5) in the hole (18) is set to a smaller value in order. Then, the supply / discharge roller (24) is opened at the leading end of the rod hole (18), and the fitting hole (41) is fitted at the base end of the peripheral wall of the rod hole (18). Provide.
  • a relatively large gap can be secured between the distal end of the rod hole and the outer peripheral surface of the clamp rod. For this reason, even if the clamp rod is inclined at the end of the release operation due to the inertial force or the like acting on the arm due to the presence of the gap between the fitting portions of the support portions of the clamp rod, the clamp rod remains in the supply / drain port. Can be prevented from being closed. As a result, it is possible to prevent the clamp rod from becoming abnormally slow at the end of the release swing movement.
  • a distal direction of the piston (19) is provided between a distal end wall of the lock chamber (20) and the piston (19).
  • a spacer (51) may be interposed to restrict movement to ,.
  • the turning angle of the clamp rod can be set to a desired value by adjusting the thickness of the spacer.
  • the annularly formed spacer (51) is mounted on the distal end wall of the lock chamber (20),
  • the fitting hole (41) for the throttle may be provided concentrically on the inner peripheral surface of the spacer (51).
  • the spacer (51) is mounted on at least one of the clamp rod (5) and the piston (19) as shown in FIG. 5A, for example.
  • the spacer (51) may be provided with the fitting portion (42).
  • FIG. 1A shows a first embodiment of the present invention, and is an elevational cross-sectional view of a locked state of a revolving clamp, and is a view corresponding to a view taken along line 1A-1A in FIG. 1B. It is.
  • FIG. 1B is a plan view of FIG. 1A described above.
  • FIG. 2A shows a state in which the above-mentioned clamp is being switched to the above-mentioned state in which the above-mentioned lock state force is also released.
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1A above.
  • FIG. 2B is a plan view of FIG. 2A above.
  • FIG. 3A is a view similar to FIG. 1A, showing a released state of the clamp.
  • FIG. 3B is a plan view of FIG. 3A described above.
  • FIG. 4A is a view similar to FIG. 3A, showing a first modification of the clamp.
  • FIG. 4B is a plan view of FIG. 4A described above.
  • FIG. 5A is a view similar to FIG. 4A, showing a second modification of the clamp.
  • FIG. 5B is a plan view of FIG. 5A described above.
  • FIG. 6 shows a clamp according to a second embodiment of the present invention, and is a view similar to FIG. 3A described above.
  • FIG. 7 is a partial view showing a modification of the clamp of the second embodiment.
  • FIG. 1A to FIG. 3B show a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is an elevational sectional view of the locked state of the clamp.
  • FIG. 1B is a plan view of FIG. 1A described above.
  • the flange 2 a of the cylindrical housing 2 of the clamp 1 is fixed to the work pallet P with a plurality of bolts 3.
  • the clamp rod 5 is inserted into the cylindrical hole 4 of the housing 2.
  • An arm 6 projecting outward in the radial direction is fixed to a predetermined turning position by a detent pin 7 and a nut 8 at the upper end (tip) of the clamp rod 5.
  • the push bolt 9 fixed to the projecting portion of the arm 6 presses the work W against the upper surface of the work pallet P! /
  • the through hole 10 formed in the upper end wall 2b of the housing 2 and
  • the upper sliding portion 11 of the clamp rod 5 is vertically movable and is hermetically supported.
  • the lower sliding portion 12 of the clamp rod 5 is vertically movably supported by a support cylinder 13 which constitutes a part of 2c.
  • the means for driving the clamp rod 5 is of a hydraulic double-acting type as described below.
  • the cylindrical hole 4 of the housing 2 includes a cylinder hole 17 and a rod hole 18 formed substantially concentrically and sequentially upward.
  • a piston 19 inserted in the cylinder hole 17 in a hermetically sealed manner is formed integrally with the clamp rod 5.
  • a lock chamber 20 is provided above the piston 19, and a release chamber 21 is provided below the piston 19.
  • An annular flow path 23 is formed between the peripheral wall of the rod hole 18 and the outer peripheral surface of the upper sliding portion 11 of the clamp rod 5.
  • a lock supply / discharge roller 24 communicates with the upper half of the annular path 23.
  • the release chamber 21 is communicated with a release supply / discharge roller 27 through a vertical hole 26 formed in the body wall 2d of the housing 2. That is, the release drive means R is constituted by the pressure oil supplied from the release supply / discharge unit 27 to the release chamber 21 and the piston 19.
  • a turning mechanism is provided between the lower sliding portion 12 of the clamp rod 5 and the upper portion of the support tube 13.
  • the turning mechanism is configured as follows.
  • a plurality of guide grooves 31 are provided on the outer peripheral surface of the lower sliding portion 12 at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each of the above-mentioned guide grooves 31 is configured by connecting a spiral turning groove 32 and a straight-moving groove 33 extending in the vertical direction upward.
  • An engaging ball 34 is fitted into each of the guide grooves 31 described above.
  • Each engagement ball 34 is rotatably supported by a lateral hole 35 provided in the upper part of the support cylinder 13.
  • a sleeve 36 is fitted around the plurality of engagement balls 34 so as to be rotatable around the axis.
  • the outer peripheral wall of the support cylinder 13 is prevented from rotating by the body wall 2d of the housing 2 via a positioning pin 38 extending in the vertical direction.
  • the support cylinder 13 is fixed to the body wall 2d by a ring member 39.
  • a fitting hole 41 for constriction is provided concentrically in the lower half of the peripheral wall of the rod hole 18.
  • a fitting portion 42 to be fitted into the fitting hole 41 is provided below the upper sliding portion 11 of the clamp rod 5.
  • an annular throttle gap G is formed between the fitting hole 41 and the fitting portion 42 in the vertical direction.
  • the outer diameter dimension D1 of the piston 19, the outer diameter dimension D2 of the fitting portion 42, and the outer diameter dimension D3 of the upper sliding portion 11 are sequentially set to smaller values. You.
  • FIG. 2A shows a deceleration start state in which the clamp 1 in FIG. 1A is being switched to the release state in the lock state force in FIG. 1A.
  • FIG. 2B is a plan view of FIG. 2A described above.
  • FIG. 3A shows the released state of the clamp.
  • FIG. 3B is a plan view of FIG. 3A described above.
  • the clamp rod 5 and the arm 6 are moved from the lock pivot position X in FIGS. 1A and 1B to the deceleration start position Y in FIGS. 2A and 2B, as shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the total turning angle ⁇ ⁇ up to the release turning position Z is set to about 90 degrees.
  • the pressurized oil is discharged from the release chamber 21 and is supplied to the lock chamber 20, whereby the clamp rod 5 is moved to the lock pivot position.
  • the arm 6 presses the work W against the work pallet P and moves down.
  • the lock supply / discharge port 24 is communicated with an oil tank (not shown), and the pressure oil of a hydraulic pressure source (not shown) is supplied to the release supply / discharge port 27 and the release supply / discharge port 27. Is supplied to the release chamber 21 through the vertical hole 26.
  • the pressure oil in the lock chamber 20 is quickly discharged to the lock supply / discharge port 24 through the annular flow path 23.
  • the piston 19 raises the clamp rod 5 (and the arm 6) straight and high-speed straight along the rectilinear groove 33.
  • the clamp rod 5 is moved upward by the pivot groove 33. Ascending while turning at high speed in a counterclockwise direction in plan view along.
  • the turning mechanism such as the turning groove 32 and the engaging ball 34 can be prevented from being plastically deformed or damaged, the turning angle can be maintained in a good state, and the life of the clamp 1 can be prolonged. Further, since the impact is reduced, noise and vibration are also reduced, so that the screw fitting of the nut 8 for fixing the arm 6 to the clamp rod 5 can be prevented from being loosened, and the work pallet P ⁇ ⁇ W will not be affected.
  • the lock supply / discharge roller 24 is opened at the upper end of the rod hole 18, and the fitting hole 41 for the throttle is provided at the lower end of the rod hole 18.
  • a relatively large gap can be ensured between the upper end of 18 and the outer peripheral surface of the clamp rod 5.
  • the existence of the fitting gap of the support hole (the through hole 10) of the upper sliding portion 11 and the fitting gap of the support hole 13a of the lower sliding portion 12 makes the arm Even when the clamp rod 5 is inclined at the end of the release operation due to inertial force or the like acting on 6, it is possible to prevent the clamp rod 5 from closing the opening of the lock supply / discharge roller 24. As a result, abnormally low speed of the clamp rod 5 can be prevented at the end of the release swing movement.
  • FIGS. 4A and 4B show a first modification of the revolving clamp of the first embodiment.
  • FIG. 4A shows a released state, and is similar to FIG. 3A described above.
  • FIG. 4B is a plan view of FIG. 4A described above.
  • members similar to those of the above-described first embodiment will be described in principle with the same reference numerals.
  • the first modified example differs from the first embodiment in the following points.
  • annular spacer 51 for restricting upward movement of the piston 19 is mounted by a plurality of bolts 52.
  • the annular throttle gap G is provided between the fitting hole 41 formed by the inner peripheral surface of the spacer 51 and the fitting portion 42. That is, in the first modified example, the inner peripheral surface of the annular spacer 51 forms a part of the rod hole 18.
  • the high-speed turning angle ex is set to about 50 degrees
  • the deceleration turning angle ⁇ is set to about 20 degrees
  • the total turning angle ⁇ is set to about 20 degrees.
  • the mounting means of the spacer 51 may be a retaining ring or the like instead of the illustrated bolt 52.
  • press fitting, force crimping, or the like can be used as a mounting means of the spacer 51.
  • FIGS. 5A and 5B show a second modification of the above-mentioned swivel type clamp.
  • FIG. 5A is a view similar to FIG. 4B of the first modification.
  • FIG. 5A is a plan view of FIG. 5A described above. This second modification differs from the first modification in the following points.
  • the large-diameter portion 55 of the cylindrical spacer 51 is placed on the upper surface of the piston 19, and the small-diameter portion 56 is fitted over the clamp rod 5, and the spacer 51 is pulled out by a retaining ring 57. It has been stopped.
  • the fitting portion 42 constituted by the small diameter portion 56 and the opening
  • the annular throttle gap G is formed between the fitting hole 41 provided in the lower part of the pad hole 18 and the annular gap G described above. Alternatively, it may be fixed to the piston 19 or the clamp rod 5 by press fitting or caulking.
  • FIG. 6 shows a clamp according to a second embodiment of the present invention, and is a view similar to FIG. 3A of the first embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
  • the revolving clamp 1 is configured as a panel release type with a hydraulic lock. That is, the clamp rod 5 is projected upward from the button 19. Similar to the first embodiment, the clamp rod 5 is driven downward by pressurized oil in a lock chamber 20 formed above the piston 19, and is attached to a release chamber 21 below the piston 19. The return panel 60 is driven to move upward. The return panel 60 constitutes the release driving means R.
  • the rod hole 18 is formed to be longer in the vertical direction than in the above-mentioned FIG. 3A.
  • the plurality of guide grooves 31 are formed below the clamp rod 5.
  • the engaging balls 34 fitted in the respective guide grooves 31 are supported by the body wall 2d of the housing 2. Note that the screwing direction of the turning groove 32 of the guide groove 31 is formed in a direction opposite to that of the first embodiment.
  • the annular throttle gap G is formed between the fitting hole 41 and the fitting portion 42.
  • the lock supply / discharge roller 24 is opened at the upper end of the rod hole 18.
  • the clamp 1 of the second embodiment operates in the same manner as the first embodiment.
  • FIG. 7 is a partial view showing a modification of the clamp of the second embodiment. This modified example is different from the second embodiment of FIG. 6 in the following point.
  • the lower portion of the rod hole 18 is slightly enlarged in diameter, and a fitting hole for the above-described diaphragm is formed in the enlarged diameter portion.
  • the diameter of the fitting portion 42 is also enlarged.
  • the fitting structure between the fitting hole 41 and the fitting portion 42 described above is not limited to the illustrated straight fitting, and at least a part of the fitting region may be formed by taper fitting.
  • Each of the turning angles ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ j8 described above can be set to various desired values other than those illustrated.
  • the structure of the first embodiment (the force of FIG. 1A and FIG. 3B) may be configured as a panel release type with a hydraulic lock, similarly to the structure of the second embodiment (FIG. 6). Further, the structure of the second embodiment (FIG. 6) may be configured as a hydraulic lock and hydraulic release type, similarly to the structure of the first embodiment (the force of FIG. 1A is also FIG. 3B).
  • the revolving clamp 1 can be arranged diagonally or upside down, instead of the vertical arrangement shown above.
  • the pressure fluid may be a gas such as another type of liquid or compressed air instead of the pressure oil.

Landscapes

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Abstract

　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。                                                                                 

Description

明 細 書
旋回式クランプ
技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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。
ノ、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。その口 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。
[0003] 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 つ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 ストンロッドをノヽ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。
特許文献 1 :米国特許第 5820118号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 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。
[0005] 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、前記クランプ口 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。
[0006] 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 、。
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。
課題を解決するための手段及び効果
[0007] 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)に圧力流体の給排ロ (24)を連通させる。リリース作動時には、上記ロック室 (2 0)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。
[0008] 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、その作動開始時力も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口 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。
[0009] 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。し力も、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。 [0010] 本発明には下記の構成をカ卩えることが好ま 、。
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 端部に前記の給排ロ (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。
[0011] 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 するスぺーサ (51)を介在させてもよ！、。
この場合、上記スぺ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。
[0012] 上記スぺ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ぺーサ (51)を装着し、そのスぺー 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。
[0013] また、上記スぺ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ぺーサ (51)を装着し
、そのスぺーサ (51)に前記の嵌合部 (42)を設けてもよい。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]図 1Aは、本発明の第 1実施形態を示し、旋回式クランプのロック状態の立面視 断面図であって、図 1Bの 1A— 1A線矢視に相当する図である。図 1Bは、上記の図 1 Aの平面図である。
[図 2]図 2Aは、上記クランプを上記ロック状態力もリリース状態へ切り換える途中の状 態を示し、上記の図 1 Aに類似する図である。図 2Bは、上記の図 2Aの平面図である
[図 3]図 3Aは、上記クランプのリリース状態を示し、前記の図 1Aに類似する図である 。図 3Bは、上記の図 3Aの平面図である。
[図 4]図 4Aは、上記クランプの第 1変形例を示し、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。
[図 5]図 5Aは、上記クランプの第 2変形例を示し、上記の図 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。
[図 6]図 6は、本発明の第 2実施形態のクランプを示し、前記の図 3Aに類似する図で ある。
[図 7]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。
符号の説明
[0015] 2 :ノヽウジング， 5 :クランプロッド， 6 :アーム， 17 :シリンダ孔， 18 :ロッド孔， 19 :ビス トン， 20 :ロック室， 23 :環状流路， 24 :給排ロ (ロック給排口)， 41 :嵌合孔， 42 :嵌合 部， 51 :スぺーサ， D1 :ピストン 19の外径寸法， D2 :嵌合部 42の外径寸法， D3 :口 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. 発明を実施するための最良の形態
[0016] 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によつ 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。
[0017] 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 つて固定される。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!/、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。
[0018] 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ロ 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 リリース給排ロ 27へ連通される。即ち、そのリリース給排ロ 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。
[0019] 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の上部とにわたつ 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 、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にわたつてスリーブ 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。
[0020] 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 、値に設定されて 、る。
[0021] 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 1 Aのロック状態力もリリース状 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。
[0022] 図 1 A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 ヽる。 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に沿って真つ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。
[0023] 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 3Α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 、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つて上記の絞り隙間 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 j8 (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。
[0024] 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 3 8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ゃヮ ーク Wにも悪影響を及ぼさな 、。
[0025] また、前記ロッド孔 18の上端部に前記ロック給排ロ 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が上記ロック給排ロ 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。
[0026] 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ロ 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、そのロック給排ロ 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に沿って真つすぐに下降して上記ロック状態へ切り換わる (図 1 A及び図 1B を参照)。
[0027] 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。
[0028] 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 状スぺーサ 51が複数のボルト 52によって装着される。そして、そのスぺーサ 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、上記の環状スぺーサ 51の内周 面が前記ロッド孔 18の一部分を構成している。
上記スぺーサ 51を介在させることにより、前記の高速旋回角度 ex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、上記スぺーサ 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 つてもよい。また、そのスぺーサ 51の装着手段として圧入や力シメ等を利用可能であ る。
[0029] 図 5Αと図 5Βは、上記の旋回式クランプの第 2変形例を示している。図 5Αは、上記 の第 1変形例の図 4Αに類似する図である。図 5Βは、上記の図 5Α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。
前記の筒状スぺーサ 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、上記スぺーサ 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と前記口 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、上記スぺーサ 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。
[0030] 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、油圧ロックでパネリリース式に構成されている。即ち、前記ビス 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の圧油によつ て下降駆動される力 そのピストン 19下側のリリース室 21に装着した復帰パネ 60に よって上昇駆動される。その復帰パネ 60がリリース駆動手段 Rを構成している。
[0031] 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 4 2との間に前記の環状の絞り隙間 Gを形成してある。また、前記ロック用給排ロ 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
[0032] 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。
[0033] 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 るものではなぐ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 · j8は、例示の値に限定されるものではなぐ種々の所 望の値に設定可能である。
前記の第 1実施形態 (図 1A力も図 3B)の構造を、第 2実施形態 (図 6)の構造と同様 に、油圧ロックでパ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力も図 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

Claims

請求の範囲
[1] 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 上記の給排ロ (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ロ (24)へ排出する、ことを特徴とする旋回式クラ ンプ。
[2] 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、前記口 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ロ (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。
[3] 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ぺーサ (51)を介在させた、ことを特徴とする旋回式クラン プ。
[4] 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ぺーサ (51)を装着し、 そのスぺーサ (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。
[5] 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ぺーサ (51)を 装着し、そのスぺーサ (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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