CN100478128C - 夹紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种夹紧装置。插塞部分(27)从基准构件(2)突伸出，以便于可被插入到开口在可动构件(3)上的孔洞(5)中。在插塞部分(27)的外周面上制有配合表面(16)，该表面能与孔洞(5)的内周面进行配合。按照需要，在配合表面(16)上制有多个通流孔(38)，且当配合表面(16)与孔洞(5)的内周面紧密接触时，通流孔(38)被孔洞(5)的内周面封闭。输送给流体通口(39)的加压流体被从通流孔(38)喷射出。

Description

夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种夹紧装置，更具体来讲，本发明涉及这样一种装置：其用于将工件卡盘等的可动构件夹压到基准构件上，其中的基准构件例如是机床的工作台。
背景技术
例如，专利文件1中就公开了这种类型的夹紧装置。如该文件的图1所示，专利文件1所公开的夹紧装置是按照这样的方式构成的：多个工件基准块和可动的夹钳被连接到夹具上，工件的基准块上设置有静止的夹压基准面，且工件的被加工表面能与静止的夹压基准面紧密地接触，并被支撑在该基准面上。所述夹具被紧固在机床的床身上。在位于各个工件基准块上端的静止夹压基准面的中心处，钻制了喷射孔，且该喷射孔与压缩空气源相连通。
利用上述的结构，通过从喷射孔进行射流，可将切削加工过程中产生的切屑扫吹走，从而当对工件进行夹压时，可防止切屑被夹在静止的夹压基准面与工件的被加工表面之间。
专利文件1：日本未审查专利公开第S54-17580号。
发明内容
但是，对于专利文件1所公开的上述结构，无法检测所执行的夹紧操作是否正确，也就是说，无法判断夹紧操作是否使得工件的被加工表面与静止的夹压基准面完全紧密地接触。例如，如果诸如切屑等的异物未被来自于喷射孔的射流完全清除掉，而是被夹在静止的夹压基准面与被加工表面之间，从而形成了间隙，则即使在这样的情况下，也无法检测到所述的间隙。
结果就是，即使出现了上述的非正常夹紧情况，切削加工也会继续进行，而不会中止。因而，切削加工的精度会降低，在极端的情况下，甚至会出现刀具断裂等故障。
上文描述了本发明所要解决的问题，下面将介绍用于解决这些问题的措施以及所能达到的效果。
例如图1(a)和图1(b)所示的那样，本发明是按照这样的方式构成的：中心支柱12从基准构件2突伸出，以便于插入到开口在可动构件3上的孔洞5中，中心支柱12上设置有倾斜外表面13，该倾斜外表面随着向突伸方向的前端延伸而向轴线逐渐接近，在倾斜外表面13的外侧设置了环形的中间构件15，该构件的圆周方向上的至少一个部分可以在膨胀方向和收缩方向上变形，中间构件15上设置有平直外表面16，该外表面能与孔洞5的内周面相配合，中间构件15上还设置有面对着倾斜外表面13的倾斜内表面17，牵拉构件21轴向可动地插入到中心支柱12中，且牵拉构件21与中间构件15相连，在基准工件2中设置了锁定装置和释放装置，锁定装置借助于牵拉构件21将中间构件15移动向中心支柱12的基端以进行锁定，而释放装置借助于牵拉构件21将中间构件15移动向中心支柱12的前端以进行释放，通流孔38开口在中间构件15的平直外表面16上，当中间构件15进行运动以实现锁定、平直外表面16与孔洞5的内周面紧密地接触时，通流孔38被孔洞5的内周面封闭。
在本文中，“夹紧装置”一词是指这样的装置：其能将可动构件3连接到基准构件2上，并能将可动构件3与基准构件2拆分开，还能限制可动构件3相对于基准构件2在至少一个轴向的运动。
采用这样的结构设计，通过检查通流孔38处的压力，就能判断中间构件15的平直外表面16是否与孔洞5的内周面紧密地接触。因而，在诸如切屑等异物被夹在中间构件15的平直外表面16与孔洞5的内周面之间而形成间隙的情况下，能正确地检测出该间隙，从而获得了适于实现自动控制的结构。
另外，例如图5(a)和图5(b)所示那样，本发明可按照这样的方式构成：中心支柱12从基准构件2突伸出，以便于插入到开口在可动构件3上的孔洞5中，中心支柱12上设置有倾斜外表面13，该倾斜外表面随着向突伸方向的前端延伸而向轴线逐渐接近，在倾斜外表面13的外侧设置了多个可在径向上移动的加压构件43，且加压构件43上设置有平直外表面16，该外表面能与孔洞5的内周面进行配合，加压构件42上还设置有面对着倾斜外表面13的倾斜内表面17，牵拉构件21轴向可动地插入到中心支柱12中，且牵拉构件21与加压构件43相连，在基准构件2中设置了锁定装置和释放装置，锁定装置借助于牵拉构件21将加压构件43移动向中心支柱12的基端以进行锁定，释放装置借助于牵拉构件21将加压构件43移动向中心支柱12的前端以进行释放，通流孔38开口在加压构件43的平直外表面16上，当加压构件43进行运动以实现锁定、平直外表面16与孔洞5的内周面紧密地接触时，通流孔38被孔洞5的内周面封闭。
采用这样的结构设计，通过检查通流孔38处的压力，就能判断加压构件43的平直外表面16是否与孔洞5的内周面紧密地接触。因而，在诸如切屑等异物被夹在加压构件43的平直外表面16与孔洞5的内周面之间而形成间隙的情况下，能正确地检测出该间隙，从而获得了适于实现自动控制的结构。
此外，例如图6(a)所示的那样，本发明是按照这样的方式构成的：中心支柱12从基准构件2突伸出，以便于插入到开口在可动构件3上的孔洞5中，可在径向上膨胀和收缩的内套管61被支撑在中心支柱12上，并能沿中心支柱12的轴线移动，在内套管61的外周面上制有锥形外表面13，在内套管16的外侧布置了可在径向上膨胀和收缩的外套管71，在外套管71的内周面上形成了锥形内表面17，其可与锥形外表面13实现锥形接合，在外套管71的外周面上形成了平直外表面16，其能与孔洞5的内周面进行配合，设置了推进装置25，其在紧固所述锥形接合的方向上对内套管61施压，通流孔38开口在平直外表面16上，当平直外表面16与孔洞5的内周面紧密地接触时，通流孔38被孔洞5的内周面封闭。
采用这样的结构设计，通过检查通流孔38处的压力，就能判断外套管71的平直外表面16是否与孔洞5的内周面紧密地接触。因而，在诸如切屑等异物被夹在外套管71的平直外表面16与孔洞5的内周面之间而形成间隙的情况下，能正确地检测出该间隙，从而获得了适于实现自动控制的结构。
另外，例如图7(a)所示的那样，本发明是按照这样的方式构成的：中心支柱12从基准构件2突伸出，以便于插入到开口在可动构件3上的孔洞5中，可在径向上膨胀和收缩的中间构件15被支撑在中心支柱12上，并能沿中心支柱12的轴线移动，在中间构件15的外周面上制有锥形的配合表面16，在孔洞5上形成了锥形内表面17，其可与锥形的配合表面16实现锥形接合，设置了推进装置25，其在紧固所述锥形接合的方向上对中间构件15施压，通流孔38开口在锥形的配合表面16上，当锥形配合表面16与锥形内表面17紧密地接触时，通流孔38被锥形内表面17封闭。
采用这样的结构设计，通过检查通流孔38处的压力，就能判断锥形配合表面16是否与锥形内表面17紧密地接触。因而，在诸如切屑等异物被夹在锥形内表面16与锥形内表面17之间而形成间隙的情况下，能正确地检测出该间隙，从而获得了适于实现自动控制的结构。
此外，例如图8(a)所示的那样，本发明是按照这样的方式构成的：中心支柱12从基准构件2突伸出，以便于插入到开口在可动构件3上的孔洞5中，可在径向上膨胀和收缩的中间构件15被支撑在可动构件3的支撑孔92上，并能沿支撑孔92的轴线移动，在中间构件15的内周面上形成了锥形内表面17，其构成了孔洞5，在中心支柱12上形成了锥形的配合表面16，其可与锥形内表面17实现锥形接合，设置了推进装置25，其在紧固所述锥形接合的方向上对中间构件15施压，通流孔38开口在锥形的配合表面16上，当锥形配合表面16与锥形内表面17紧密地接触时，通流孔38被锥形内表面17封闭。
采用这样的结构设计，通过检查通流孔38处的压力，就能判断锥形配合表面16是否与锥形内表面17紧密地接触。因而，在诸如切屑等异物被夹在锥形配合表面16与锥形内表面17之间而形成间隙的情况下，能正确地检测出该间隙，从而获得了适于实现自动控制的结构。
在此，例如图3(b)、图(5b)等所示，优选地是，设置了多个通流孔38，尤其是沿圆周方向设置了多个通流孔。利用这样的结构，能提高对非正常夹紧状况进行检测的可靠性。
在此，例如图1(a)和图1(b)所示，优选地是，在设置于基准构件2中的壳体9上设置用于输送加压流体或排出流体的流体通口39，在壳体9内部设置了流体通道40，且流体通道40与流体通口39相连，流体通道40上设置有中继开口41，其位于中心支柱12的倾斜外表面13上，通流孔38被设置成这样：其一端开口在平直外表面16上，另一端开口在倾斜内表面17上，且另一端面对着中继开口41。采用这样的结构，能通过检查流体通口39一侧的压力容易地检测出是否出现了非正常夹紧的状况。
应当指出的是：例如图3(b)所示那样，优选地沿圆周方向设置多个通流孔38，流体通道40与槽42连通，该槽42被制在圆周方向上，且其位于中心支柱12的倾斜外表面13、或者中间构件15的倾斜内表面17中的至少一个表面上，通流孔38处于倾斜内表面17一侧的开口面对着槽42。在这样的结构设计中，由于流体通道40在圆周方向的槽42处分出支路，并与各个通流孔38相连通，所以可形成机械结构简单的流体通道。
此处，例如图6(a)所示的那样，优选地是：在设置于基准构件2中的壳体9上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口39，在壳体9内部设置了流体通道40，且流体通道40与流体通口39相连，流体通道40上设置有中继开口41，其位于中心支柱12的外周面上，通流孔38被设置成这样：其一端开口在平直外表面16上，另一端开口在锥形内表面17上，且另一端通过连通孔79与中继开口41相连，其中的连通孔79以贯通的方式制在内套管61中。采用这样的结构，通过检查流体通口39这一侧的压力能容易地检测出是否出现了非正常夹紧的状况。
尽管也未在图中表示出，但优选地是：沿圆周方向设置了多个通流孔38，流体通道40与制在圆周方向上的槽连通，该槽位于内套管61的倾斜外表面13、或者外套管71的倾斜内表面17中的至少一个表面上，通流孔38处于倾斜内表面17一侧的开口面对着槽。在这样的结构设计中，由于流体通道40在圆周方向的槽处分出支路，并与各个通流孔38相连通，所以可形成机械结构简单的流体通道。
在例如图7(a)所示的结构中，优选地是：在设置于基准构件2中的壳体9上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口39，在壳体9内部设置了流体通道40，且流体通道40与流体通口39相连，流体通道40上设置有中继开口41，其位于中心支柱12的外周面上，通流孔38被设置成这样：其一端开口在锥形的配合表面16上，另一端开口在中间构件15的内周面上，且另一端面对着中继开口41。采用这样的结构，通过检查流体通口39这一侧的压力能容易地检测出是否出现了非正常夹紧的状况。
尽管也未在图中表示出，但优选地是：流体通道40与制在圆周方向上的槽连通，该槽位于中间构件15的内周面、或者中心支柱12的外周面中的至少一个表面上，通流孔38处于中间构件15内周面一侧的开口面对着槽。在这样的结构设计中，由于流体通道40在圆周方向的槽处分出支路，并与各个通流孔38相连通，所以可形成机械结构简单的流体通道。
附图说明
图1(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第一实施方式的夹紧装置的释放状态；
图1(b)是沿图1(a)中的箭头b-b所作的剖面图；
图2(a)中的立视剖面图表示了上述夹紧装置的锁定状态；
图2(b)是沿图2(a)中的箭头b-b所作的剖面图；
图3(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第二实施方式的夹紧装置的释放状态；
图3(b)是沿图3(a)中的箭头b-b所作的剖面图；
图4是夹紧装置的俯视剖面图，该视图与图3(b)类似，在该图中，插塞部分的轴线与定位孔的轴线不对正，且其中的一个喷射孔被封闭；
图5(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第三实施方式的夹紧装置的释放状态；
图5(b)是沿图5(a)中的箭头b-b所作的剖面图；
图6(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第四实施方式的夹紧装置的锁定状态；
图6(b)是沿图6(a)中的箭头b-b所作的剖面图；
图7(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第五实施方式的夹紧装置的锁定状态；
图7(b)是沿图7(a)中的箭头b-b所作的剖面图；以及
图8与图7(a)类似，表示了根据本发明第六实施方式的夹紧装置的锁定状态。
图中的标号定义如下：
2：基板(基准构件)
3：工件卡盘(可动构件)
5：定位孔(孔洞)
9：基准块(壳体)
13：锥形外表面(倾斜外表面)
15：中间构件
16：配合表面
17：锥形内表面(倾斜内表面)
21：牵拉构件
27：插塞部分
38：喷射孔(通流孔)
39：空气供给通口(流体通口)
40：空气通道(流体通道)
41：中继开口
42：连通槽(槽、通道)
具体实施方式
[第一实施方式]
首先，参照图1(a)到图2(b)对本发明第一实施方式进行介绍。
如图1(a)所示，该实施方式的自动定位装置(夹紧装置)是按照这样的方式构成的：在机床的工作台1上放置作为基准构件的基板2，且作为可动构件的工件卡盘3的被支撑表面3a被承接在基准块9的支撑表面9a上，基准块9作为被固定在基板2上的壳体。该自动定位装置还被设计成这样：当被支撑表面3a被承接在支撑表面9a上时，工件卡盘3被定位在水平方向上，且工件卡盘3相对于基板2对正。
被支撑表面3a形成于工件卡盘3的下表面上，且被支撑表面3a上开设有加工成高精度的多个圆形定位孔5。并在基板2上设置了与各个定位孔5相对应的插塞装置6。应当指出的是：虽然存在多组由定位孔5和插塞装置6构成的结构，但此处只表示出了其中的一组。
下面对插塞装置6的结构进行描述。如图1(a)所示，在基板2的上表面上制有安装孔8，且利用紧固螺栓10将基准块9固定到基板2上，以将基准块9部分地埋入到安装孔8中。中心支柱12与基准块9制为一体，以便于从基准块9向上突伸，中心支柱12能被插入到形成于工件卡盘3上的定位孔5中。中心支柱12的轴线与安装孔8的轴线基本上重合。
中心支柱12的外周面上，按照倾斜外表面13随着向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐渐靠近轴线的方式，制有倾斜外表面13。
在中心支柱12的外侧布置了环形的中间构件15。中间构件15被制成筒形，且通过在其周壁上设置了一个槽缝18，而使该构件可在径向上向外侧弹性变形。中间构件15还适于利用其自身的弹性恢复力而向径向内侧复原。
在中间构件15的外侧装配了被制成无缝体的外环20，该外环可阻止切屑等异物经槽缝18进入到下文将要介绍的插塞部分27的内部。
在中间构件15的外周面上制有平直外表面16，其能与定位孔5的内周面紧密地接触。与此同时，在中间构件15的内周面上制有倾斜内表面17，该倾斜内表面17面对着中心支柱12的倾斜外表面13。与倾斜外表面13一样，倾斜内表面17也被制成这样的形式：倾斜内表面17随着向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐渐靠近轴线。
可以注意到：销19从中心支柱12的外周面沿径向方向伸出，且该销19的伸出部分插入到中间构件15的槽缝18中，由此阻止了中间构件15的转动。
牵拉构件21被支撑在基准块9上，且可沿中心支柱12的轴向移动。牵拉构件21是由如下部件构成的：活塞22，其密封地插入到基准块9的下部中；活塞杆23，其与活塞22制成一体，并从活塞22处向上突伸，且沿轴向插入到中心支柱12的轴向孔中；顶帽37，其被螺栓24固定到活塞杆23的上部上；以及扁平环26，其被安装在顶帽37的下表面与活塞杆23的上端面之间。
如图1(a)所示，在扁平环26的外周面上制有环缘部分，中间构件15上部处所形成的上凸缘被装配到由环缘部分和顶帽37所形成的环形槽中。如上所述，牵拉构件21和中间构件15被相互连接起来。
在基准块9内部设置了锁定装置和释放装置。其中的锁定装置是由活塞22和螺旋弹簧状的促动弹簧34构成的，弹簧34被设置在活塞22的上侧。其中的释放装置是由活塞22和用于进行释放的液压室35构成的，其中的液压室35位于活塞22的下侧。
在上述的该实施方式中，本发明的插塞部分27是由中心支柱12、顶帽37、中间构件15、扁平环26等部件构成的。插塞部分27从基板2突伸出去，以便于插入到定位孔5中。作为中间构件15外周面的平直外表面16构成了插塞部分27的外周面，也就是说，其构成了能与定位孔5的内周面实现紧密接触的配合表面。
并且，在配合表面(平直外表面)16上制有喷射孔38，其被用作通流孔。在下文将要描述的锁定操作过程中，当配合表面16与工件卡盘3上定位孔5的内周面紧密地接触起来时，喷射孔38适于被定位孔5的内周面封闭。
应当指出的是：在基准块9的下表面上设置了空气供给通口39，以其作为流体通口，并在中心支柱12的倾斜外表面13上制有中继开口41。并且，空气供给通口39和中继开口41通过基准块9内部形成的空气通道40相互连通。然后，将在中间构件15中形成的喷射孔38开通，以使其在径向上贯通中间构件15，更具体来讲，这样就使得该喷射孔的一端开口在平直外表面16上，另一端开口在倾斜内表面17上，且另一端面对着中继开口41。
上述的自动定位装置按照下文的过程进行工作。在图1(a)和图1(b)所示的释放状态下，压力油液被输送到液压室35中，由此使活塞22克服促动弹簧34促动力与活塞杆23一起上升，中间构件15也随之上升。结果就是，中间构件15的状态被转变为在径向上收缩的状态。此条件下，在中心支柱12的上端面与扁平环26的下表面之间形成了接触间隙。
为了在该释放状态下将工件卡盘3相对于基板2进行定位，首先，如图1(a)所示，利用任何合适的装置(图中未示出)将工件卡盘3降低，将中间构件15插入到定位孔5中，且使工件卡盘3的被支撑表面3a与基准块9的支撑表面9a相接触。通过在该状态下将液压室35中的压力油液排出，会使活塞22在促动弹簧34的促动力作用下降低，且中间构件15也被强力向下移动(移向中心支柱12的基端)，以实现锁定。由此，如图2(a)和图2(b)所示，中间构件15的状态就被转变为在径向上膨胀的状态，且作为中间构件15外周面的平直外表面16与定位孔5的内周面紧密地接触起来。结果就是，实现了对工件卡盘3的水平固定(上述的对正操作)。应当指出的是：在锁定操作过程中，希望利用扁平环26下表面与中心支柱12上端面之间的接触来防止中间构件15的下降超过预定的范围。
按照上述过程就可实现锁定状态，工件卡盘3被相对于基板2进行了定位和夹紧。但是，在机械加工中所产生的切屑等异物粘附在定位孔5内周面上的情况下，可能会出现非正常夹紧的状况，这种状况是指：在上述的夹紧操作过程中，切屑被夹到了定位孔5的内周面与中间构件15的平直外表面16之间。
但是，在该实施方式中，由于在平直外表面16上设置了喷射孔38，所以，通过在夹紧操作后将压缩空气引入到基准块9的空气供给通口39中，就能正确地检测出上述的非正常夹紧状况。
也就是说，在正确地完成了夹紧操作的情况下，即在平直外表面16与定位孔5内周面紧密接触、且喷射孔38被定位孔5内周面封闭的情况下，可以防止从喷射孔38产生泄漏，或者将泄漏降低到最低的程度上，这将使得空气供给通口39内的压力升高。通过利用压力传感器(图中未示出)检查该压力增加，就能确认是否已经正确地执行了夹紧操作。
与此同时，在由于某些原因(例如由于在其间夹入了切屑)而在平直外表面16与定位孔5内周面之间留有间隙的情况下，压缩空气会经该间隙从喷射孔38大量地泄漏出去，导致空气供给通口39内部的压力不会升高。通过对空气供给通口39处的压力进行测量，就能在空气供给通口39处的压力低于预定值的情况下识别出出现了某些非正常的夹紧操作。
尤其是，该实施方式中的插塞装置6如上文所述的那样，是按照这样的方式构成的：插塞部分27被插入到定位孔5中，且插塞部分27的外周面与定位孔5的内周面紧密接触，以执行夹紧操作。因而，在夹紧操作过程中，由于插塞部分27被隐藏在定位孔5中，所以，从外部用视觉确认是否执行了正确的夹紧操作将是非常困难的，甚至是完全不可能的。在这一方面，利用该实施方式所提供的结构，能基于空气供给通口39内部的压力可靠地检测夹紧操作是否已正确地执行。
上文介绍了从释放状态转换到锁定状态所进行的操作，与此相反，为了将锁定状态转换为释放状态，可在图2(a)所示状态下向液压室35中输送压力油液。因此，活塞杆23与活塞22克服了促动弹簧34的促动力而上升，且中间构件15向上移动(移动向中心支柱的前端)，以进行释放，这将导致中间构件15在其自身弹性复原力的作用下而向径向收缩，从而释放了锁定状态。而后，利用任何合适的装置将工件卡盘3提起。
上文介绍了本发明的第一实施方式，但可按照下文的描述来改变该实施方式。
第一实施方式中的结构是按照这样的方式构成的：压缩空气被输送到空气供给通口39中，且从喷射孔38喷出；但是，还可按照这样的方式来构成该结构：利用在空气供给通口39处进行的真空抽吸将空气吸入到喷射孔38中。也就是说，标号为39的通口(通流口)被当作了流体抽吸口，标号为38的孔洞(通流孔)被当作了流体抽吸孔。在夹紧装置被安装在例如需要实现无尘条件的清洁车间中的情况下，这样的结构将是有利的。但是，第一实施方式的结构要优于利用真空抽吸的结构，在前一结构中，压缩空气被输送到空气供给通口39中，而在后一结构中，压力不能低于0atm(零大气压)，其中的原因在于如第一实施方式的结构是按照这样的方式构成的：将处于高压(例如10atm或更高)的压缩空气输送到空气供给通口39处，从而能可靠地检测到细微的间隙。
可在第一实施方式中的中间构件15上设置多个径向的贯通槽，而不是在其周壁上设置一个槽缝18，这些贯通槽交替地制在构件周壁的上表面和下表面上，且多个径向的贯通槽被布置在圆周方向上。中间构件15还可由多个沿圆周方向布置的、分开的构件构成。此外，不必将中间构件15的周壁制成基本上整个圆周都可在径向上向内和向外变形，而是可以将中间构件15周壁的至少一个圆周部分制成可在径向上向内和向外变形。
中心支柱12可通过另一个构件与中间构件15间接地接合，而不是如所介绍的那样与中间构件15直接接合。
应当指出：优选地是，插塞装置6上设置有清洁装置，且利用诸如压缩空气、氮气、切削油等加压流体对各个部位进行清洁，这些部位包括：支撑表面9a与被支撑表面3a进行接触的部分、定位孔5的内周面、中间构件15的平直外表面16、中心支柱12与中间构件15之间的接合面等。
在这一点上，如上所述，在液压室35中的压力油液被排出之前(也就是说，在执行锁定操作之前)，通过向空气供给通口39输送压缩空气，利用从喷射孔38喷出的压缩空气将切屑等异物扫吹掉是可行的，更具体来讲，这一操作是为了对定位孔5的内周面、中间构件15的平直外表面16等部位进行清洁。在该实例中，通过将输送给空气供给通口39的、用来检测非正常夹紧的上述压缩空气(加压流体)强制地作为清洁流体，可获得一种在机械上简单的插塞装置6。并且，在喷射孔38被切屑等异物堵塞的情况下，在平直外表面16与定位孔5内周面紧密接触之前，可利用从喷射孔38喷射的空气将异物吹掉。因而，上述的结构能避免出现如下问题：由于空气供给通口39一侧的压力增加而将喷射孔38被堵塞的情况误检测为正确的夹紧操作。
当然，除了制在中间构件15的平直外表面16上的上述喷射孔38之外，还可在插塞部分27的外周面上制出用于喷射清洁流体的另一个喷射孔，且清洁流体从这个另加的喷射孔喷出。可通过将空气通道40分出支路而形成用于喷射清洁流体的喷射孔。另外，可在基准块9上制出专用于喷射清洁流体的的通口，且为清洁流体所设置的另加喷射孔可通过不同于空气通道40的另一通道与该通口连接起来。
在上述的实施方式中，输送给空气供给通口39的加压流体是(压缩)空气，但是也可采用其它不同的流体。例如，可向喷射孔38输送切削油等流体，而不是输送上述的空气。
[第二实施方式]
下文将参照图3(a)、图3(b)和图4对第二实施方式进行描述。图3(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第二实施方式的夹紧装置的释放状态，图3(b)是沿图3(a)中的箭头b-b所作的剖面图。图4是夹紧装置的俯视剖面图，该视图与图3(b)类似，在该图中，插塞部分的轴线与定位孔的轴线不对正，且其中的一个喷射孔被封闭。在该第二实施方式中，与上述第一实施方式中部件类似的部件原则上将由相同的标号进行指代和描述。这同样适用于第三实施方式以及下文描述的其它后续实施方式。
第二实施方式的结构与第一实施方式结构的区别在于：在插塞部分27的外周面上，沿圆周方向设置了多个喷射孔38。下面将对第二实施方式作具体的描述。
如图3(a)和图3(b)所示，在中心支柱12外周面(倾斜外表面13)上设置了连通槽(连通通道)42，在俯视图中，该连通槽42的形状为弧形。连通槽42的中部制有中继开口41，该开口是空气通道40的一个末端。
如图3(b)所示，在中间构件15上设置了三个在圆周方向上等间距的喷射孔38。这三个喷射孔中的每个喷射孔都按照如下的方式进行开口：其一端开口在平直外表面16上，另一端开口在倾斜内表面17上。各个喷射孔38的另一端面对着连通槽42。
采用上述的结构，可利用空气通道40将输送到空气供给通口39的压缩空气从中继开口41输送到连通槽42中，且压缩空气被在这三个喷射孔38之间进行分配，然后，分配开的压缩空气从各个喷射孔38喷出。
由于在本实施方式中设置了多个喷射孔38，所以即使某一喷射孔38例如被切屑堵塞，但只要其余喷射孔38被定位孔5的内周面封闭，则空气供给通口39侧的压力就会增大，否则的话，只要其余的喷射孔38未被定位孔5的内周面封闭，则空气供给通口39侧的压力就不会增大。也就是说，只要并非所有的喷射孔38都被异物封闭，空气供给通口39侧的压力就不会增大，从而可将上述的状态正确地检测为非正常夹紧状况。采用上述的结构，检测的可靠性得以提高，并能降低错误检测的几率。
特别是，在本实施方式中，由于沿圆周方向设置了多个喷射孔38，所以能可靠地检测出图4所示的非正常夹紧状态。图4表示了这样一种情况：由于某些原因、例如液压设备的故障，未能完成所希望的锁定操作。如图4所示，情况可能是这样的：尽管平直外表面16未与定位孔5的内周面紧密地接触，但由于插塞部分27的轴线与定位孔5的轴线之间出现了偏移，其中，出现轴线偏移的原因可以是偶然因素，或者是由于在平直外表面16与定位孔5内周面之间夹有异物，使得其中的一个喷射孔38(在图4中，该喷射孔位于左侧)与定位孔5的内周面相接触，从而被封闭。对于第一实施方式中的结构(图1b)而言，如果上述的单个喷射孔38被封闭，则空气供给通口39侧的压力就会增加，导致出现了错误的检测、看起来似乎实现了正常的夹紧操作。但是，在第二实施方式中，即使出现了图4所示的状态，由于其余的两个喷射孔38未被封闭，空气供给通口39侧的压力将不会增大，从而能可靠地检测出非正常的夹紧状况。
应当指出的是，本实施方式的结构还可按照如下方式进行设计：不仅在上述的锁定状态下，而且在释放状态下，也向空气供给通口39输送压缩空气，以确认平直外表面16是否与定位孔5的内周面紧密地接触。第二实施方式的上述结构对于上面提到的这种结构同样有用。更具体来讲，在如图4所示的释放状态下，可能存在这样的情况：尽管平直外表面16未与定位孔5的内周面紧密地接触，但由于插塞部分27的轴线与定位孔5的轴线之间偶然地出现了偏移，或由于在平直外表面16与定位孔5内周面之间夹有异物，其中的一个喷射孔38(在图4中位于左侧)在偶然条件下与定位孔5的内周面接触，并被封闭。对于第一实施方式中的结构(图1b)而言，如果上述的单个喷射孔38被封闭，则空气供给通口39侧的压力就会增加，导致出现了错误的检测、看起来似乎出现了非正常的释放操作。但是，在第二实施方式中，即使出现了图4所示的状态，由于其余的两个喷射孔38未被封闭，空气供给通口39侧的压力将不会增大，从而能正确地检测出平直外表面16与定位孔5的内周面没有紧密地接触着。
另外，本实施方式的结构被设计成了这样：从空气供给通口39延伸出的空气通道40通过位于圆周方向上的连通槽42而分出了支路，并与各个喷射孔38连通，从而，不必对各个喷射孔38处的压力进行检查。仅通过检查空气供给通口39侧的压力，就能检测出非正常的夹紧状况，因而可以使流体通道和用于检测压力的结构具有简单的机械构造。
在第二实施方式中，设置了三个喷射孔38，但也可以设置两个、四个、或更多个。另外，也可以将连通槽42设置在中间构件15的倾斜内表面17上，而不是设置在中心支柱12的倾斜外表面13上。
[第三实施方式]
下面将参照图5(a)和图5(b)对第三实施方式进行介绍。图5(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第三实施方式的夹紧装置的释放状态，图5(b)是沿图5(a)中的箭头b-b所作的剖面图。
如图5(b)所示，在中心支柱12的外表面上设置了三个在圆周方向上等间距的倾斜槽75。各个倾斜槽75的底面形成了倾斜的楔形表面，该表面即为倾斜外表面13。支撑壁37a从顶帽37的下端以筒状延伸向中心支柱12基端一侧，且支撑壁37a被制成无缝的，从而在圆周方向上不带有任何槽缝。在支撑壁37a上以相等的圆周间距布置了三个加压构件43，这些构件可径向移动地支撑在支撑壁37a上。加压构件43与牵拉构件21(具体而言是顶帽37)相连。
在各个加压构件43的内表面上制有倾斜的楔形表面，以其作为倾斜内表面17，且倾斜内表面17从上方与倾斜外表面13实现楔形接合。在各个加压构件43外表面的大体中间位置处，制出了各个喷射孔38，其中，加压构件的外表面是指能与定位孔5的内周面实现紧密接触的平直外表面16。可以注意到：利用从中心支柱12向上突伸的销19来阻止顶帽37的转动。
如图5(b)所示，各个倾斜槽75的俯视结构都被制成T字形，利用由倾斜槽75的两侧壁与加压构件43的内端部组成的配合结构，使得加压构件43适于在释放运动的过程中向径向内侧复位。也就是说，该配合结构起到了复原装置的作用。
第三实施方式的操作与第一实施方式的区别在于：在锁定操作过程中，为了进行锁定，被支撑在支撑壁37a上的各个加压构件43被牵拉构件21移向中心支柱12的基端，并在径向上向外突伸，由此使各个加压构件43的外表面与定位孔5紧密地接触起来。更具体来讲，作为各个加压构件43外表面的平直外表面16构成了插塞部分27的外周面，且还对应着要与定位孔5内周面紧密接触的配合表面。与此相反，在释放操作过程中，为了进行释放，各个加压构件43被牵拉构件21移向中心支柱12的前端，并在径向上向内移动。
应当注意到：在第三实施方式中，空气通道40也与基准块9中制成的空气供给通口39相连，中继开口41也开口在倾斜外表面13上，中继开口是空气通道40的一个末端。在各个加压构件43中，设置了喷射孔38，其一端开口在平直外表面16上，另一端开口在倾斜内表面17上，且另一端面对着中继开口41。
在第三实施方式中，所有的三个加压构件43上都设置了喷射孔38，但是，例如也可以只在这三个加压构件43中的一个或两个中设置喷射孔38。在第三实施方式中，设置了三个加压构件43，但是，这并不是限定性的，也就是说，可设置两个、四个、或更多个加压构件43。
另外，第三实施方式中的结构被设计成这样：压缩空气被输送到空气供给通口39处，以将空气从喷射孔38喷射出去，但是，还可将结构设计成这样：利用在空气供给通口39处的真空抽吸将空气吸入到喷射孔38中。应当注意到：下文将要描述的第四到第六实施方式也可被设计成利用在空气供给通口39处的真空抽吸将空气吸入到喷射孔38中。
此外，复原装置也可以不是由倾斜槽75与加压构件43所组成的配合结构构成的，而是由诸如弹簧、橡胶等弹性构件构成，这些弹性构件将加压构件43向径向内侧推顶。
[第四实施方式]
下面将参照图6(a)和图6(b)对第四实施方式进行介绍。图6(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第四实施方式的夹紧装置的锁定状态，图6(b)是沿图6(a)中箭头b-b所作的剖面图。
如图6(a)所示，在第四实施方式中，中心支柱12与基准块9制成一体，并使得中心支柱12从基准块9向上突伸，中心支柱12的外周面未被制成倾斜的外表面，而是被制成了平直的表面。基准块9的上表面环绕着中心支柱12的基端部周围呈环状地略微突出一定程度，在该突出部分的上表面上形成了平坦的支撑表面9a。支撑表面9a面对着工件卡盘3的被支撑表面3a。
内套管61装配在中心支柱12的外周面上，并能沿中心支柱12的轴线在预定的范围内轴向(垂向)移动。在内套管61的周壁上制有沿垂直方向延伸的槽缝62，从而内套管61适于利用该槽缝62而在直径方向上膨胀和收缩，内套管61受其自身的弹性复原力作用而在径向上略微向外膨胀。应当指出的是，如图6(b)所示，中心支柱12上突伸出两径向的止动销63、64，止动销63被插入到槽缝62中，止动销64则被插入到内套管61上形成的宽松孔(loose hole)65中。在槽缝62中设置由橡胶等制成的密封构件(图中未示出)将是理想的。
如图6(a)所示，在内套管61与基准块9之间设置了锥状盘簧(挺进装置)25，内套管61被锥状盘簧25向上推顶。应当指出的是：在中心支柱12的上部装配了挡圈66，且内套管61的上端被该挡圈66承接着，由此设定了内套管垂向行程的上端。
在内套管61的外周上设置了倾斜的锥形外表面13，以使得该外表面随着向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐渐靠近轴线。
在内套管61的外侧设置了环形的外套管71。外套管71被制成有缝夹套的形状，且还大致上为筒形，并在外套管71的周壁上制有一个槽缝72，从而外套管71利用该槽缝可在径向上向外弹性变形。此外，外套管71还适于在其自身弹性复原力的作用下向径向内侧复原。止动销64被插入到槽缝72中，由此可限制外套管71的转动。在槽缝72中设置由橡胶等制成的密封构件(图中未示出)将是理想的。
在外套管71的外周面上制有能与定位孔5内周面紧密接触的平直外表面16。与此同时，在外套管71的内表面上制有倾斜内表面17，其面对着内套管61的倾斜外表面13。倾斜内表面17还被制成这样的形式：其随着向上延伸(向中心支柱12的前端延伸)而逐渐靠近轴线。
牵拉构件21垂直可动地插入到基准块9中。基本上与第一实施方式中的情况相同，牵拉构件21也设置有：活塞22，其被密封地插入到基准块9的下部中；活塞杆23，其与活塞22制成一体，并从活塞22向上突伸，活塞杆23沿轴向插入到中心支柱12的轴向孔中；顶帽37，其被螺栓24固定到活塞杆23的上部；以及环26，其被安装在顶帽37的下表面与活塞杆23的上端面之间。在环26的外周面上形成了环缘部分，且外套管71上部的上凸缘被装配到由环缘部分和顶帽37形成的环槽内。结果就是，外套管71与牵拉构件21被相互连接起来。
在该实施方式中，本发明的插塞部分27是由中心支柱12、顶帽37、内套管61、外套管71等部件构成的。该插塞部分27被制成从基板2伸出的形状，以便于能被插入到定位孔5中。这样，作为外套管71外周面的平直外表面16就构成了适于与定位孔5的内周面紧密接触的配合表面。
在基准块9的内部设置了锁定装置和释放装置。其中的锁定装置是由活塞22和位于活塞22上侧的、用于进行锁定的液压室53构成的。其中的释放装置是由活塞22和位于活塞22下侧的、用于进行释放的液压室35构成的。应当指出的是：销67的一端被垂直地插入到活塞22中，另一端则被锁定到基准块9，从而可利用销67阻止牵拉构件21的转动。
在基准块9中设置了空气供给通口39，且空气供给通口39与基准块9内部形成的空气通道40相连。空气通道40的一端在中心支柱12的外周面上形成中继开口41。中继开口41借助于连通孔79与制在外套管71中的喷射孔38连通，其中的连通孔79按照贯通的方式制在内套管61中。
在基准块9的支撑表面9a上设置了落座确认装置。也就是说，在支撑表面9a上开有检测喷嘴孔59，用于进行检测的压缩空气被输送到该检测喷嘴孔59中。如果被支撑表面3a与支撑表面9a相接触，则检测喷嘴孔59处的压力就会升高。通过利用压力传感器(图中未示出)检查该压力上升，就能确认工件卡盘3是否落座在基准块9上。
此外，在基准块9上设置了清洁装置。也就是说，在基准块9上设置了清洁口44，且该清洁口44与清洁通道45相连。当向清洁口44输送压缩空气时，压缩空气经清洁通道45吹向锥状盘簧25、内套管61、外套管71、以及定位孔5的内周面，由此能吹走并清除诸如切屑等异物。
下文将对第四实施方式中插塞装置6的操作进行描述。在图6(a)和图6(b)所示的释放状态下，用于进行锁定的液压室53中的压力油液已被排出，并已向用于执行释放的液压室35中输送了压力油液。由此，活塞22将上升，外套管71也将上升，这导致外套管71的状态被转换为在径向上收缩后的状态。此外，内套管61也上升了一定距离，该距离即为锥状盘簧25的推进行程，内套管61与外套管71产生了略微的锥形接合，或者是以隔开细微的间隙面对着外套管71。
在该释放状态下，将工件卡盘3放下，以使定位孔5配合到外套管71上。应当指出的是：在该配合运动过程中，优选地是，向清洁口44输送压缩空气，以便于吹起并清除掉粘附在插塞部分27的各个部分上的切屑等异物。工件卡盘3的下表面被锥状盘簧25承接，由此在被支撑表面3a与支撑表面9a之间留有细微的间隙。因而，在此状态下，即使向检测喷嘴孔59输送压缩空气，由于空气会从该间隙处泄漏，所以检测喷嘴孔59处的压力也不会升高。
而后，将压力油液从用于进行释放的液压室35中排出，并向用于进行锁定的液压室53中输送压力油液。然后，活塞22通过活塞杆23和顶帽37使外套管71下降，且活塞22促使外套管71的倾斜内表面17与内套管61的倾斜外表面13逐渐地实现楔形接合。因而，外套管71、内套管61以及其它的部件能按照如下的描述进行操作。
首先，外套管71能利用内套管61而实现膨胀，其中，内套管61受锥状盘簧25的推顶力作用而基本上保持在升高位置上，因而，外套管71与定位孔5相接触。然后，随着锥状盘簧25被内套管61逐渐向下压缩，外套管71被胀开，从而该外套管71与定位孔5的内周面实现了紧密接触，由此使工件卡盘3在水平方向上获得了定位。在该水平定位过程中，支撑表面9a与被支撑表面3a之间留有接触间隙。
在随后的过程中，已与定位孔5内周面紧密接触的外套管71通过定位孔5将工件卡盘3向下拉，与此同时，外套管71克服锥状盘簧25的推顶力而使内套管61逐渐下降。由此，使工件卡盘3的被支撑表面3a与基准块9的支撑表面9a接触，并使被支撑表面3a抵压着支撑表面9a。而后，外套管71相对于已被支撑表面9a阻止进一步下降的工件卡盘3的定位孔5摩擦滑动，从而逐步下降。当外套管71使内套管61下降一段距离、且该距离对应于克服锥状盘簧25推顶力所推进的行程时，内套管61通过锥状盘簧25承接在基准块9上。这样，外套管71就与内套管61形成了牢固的楔形接合，且外套管71被胀开，由此使外套管71与定位孔5的内周面紧密地接触。结果就是，工件卡盘3在水平方向和垂直方向上被约束住了，从而被牢固地锁定。
在上述的锁定状态下，被支撑表面3a将检测喷嘴孔59封闭，且喷射孔38被定位孔5的内周面封闭。而后，通过检查空气供给通口39和检测喷嘴孔59处是否出现压力升高，就能判定是否已完成了正确的夹紧操作。
为了将夹紧装置的状态从锁定状态转变为释放状态，将用于锁定的液压室53中的压力油液排出，并向用于进行释放的液压室35中输送压力油液。由此，利用由活塞22、活塞杆23、顶帽37等部件组成的牵拉构件21将外套管71升高，且上升着的外套管71在其自身弹性复原力的作用下径向收缩，导致锁定状态被解除。
在第四实施方式中，设置了一个喷射孔38，但也可以设置多个喷射孔38。与设置了连通槽42的第二实施方式(图3b)基本上相同，优选地是，在内套管61的倾斜外表面13或外套管71的倾斜内表面17上设置作为通道的连通槽，且位于各个喷射孔38的倾斜内表面17侧的开口端面对着连通槽。
[第五实施方式]
下面将参照图7(a)和图7(b)对第五实施方式进行介绍。图7(a)中的立视剖面图表示了根据本发明第五实施方式的夹紧装置的锁定状态，图7(b)是沿图7(a)中箭头b-b所作的剖面图。
如图7(a)所示，在第五实施方式的夹紧装置中，在工件卡盘3的下表面上开有固定孔80，并利用螺栓(图中未示出)将定位环85固定到固定孔80上。定位环85上设置有定位孔5，定位环85的下表面绕着定位孔5的周围呈环状地突出，且该环形突出部分的下表面形成了被支撑的表面3a。在定位孔5内周面的上部上制有缩窄部分89，且在缩窄部分89的上部制有承压表面90，该表面向下方(向定位孔5的开口端一侧)逐渐缩窄。
利用螺栓(图中未示出)将基板2固定到基准块9上，且环形的中心支柱12从基准块9向上突出，从而插入到定位孔5中。中心支柱12的外周面被制成平直的形式。此外，基准块9的上表面绕着中心支柱12的基端部分周围呈环状地突起，且在环形突起部分的上表面上形成了与被支撑表面3a相对的支撑表面9a。
在中心支柱12的外侧设置了环形的中间构件15，该构件可在垂直方向上移动。中间构件15的周壁上设置有一个槽缝18，中间构件15适于利用该槽缝18而在径向上膨胀和收缩。
在中间构件15的外周面上形成了锥形的配合表面16。与此相对应，在定位环85的定位孔5的内周面上形成了能与锥形配合表面16相接合的锥形内表面(倾斜内表面)17。
锥形的配合表面16构成了能与定位孔5的内周面(锥形内表面17)紧密接触的配合表面。锥形的配合表面16和锥形内表面17被制成这样的形状：随着向中心支柱12的前端延伸，逐渐接近于轴线。
在中间构件15与基准块9之间设置了多个层叠的锥状盘簧(推进装置)25。从而，中间构件15被锥状盘簧25向上推顶(也就是说，该推顶方向能加强锥形的配合表面16与锥形内表面17之间的锥形接合)。应当指出的是：在中心支柱的中间部分处设置了挡圈66，设置该挡圈是为了承接中间构件5的上端部分，由此设定了中间构件15垂直行程的上端。
活塞22密封地插入到基准块9的下部中。按照一定的方式将活塞杆23与活塞22制成一体，使得活塞杆23从活塞22突伸出，且活塞杆23沿轴向插入到中心支柱12的轴向孔中。与此同时，在中心支柱12的上部制有多个通孔81，这些通孔81以预定的间距分布在圆周方向上，硬质的滚球82径向可动地支撑在各个通孔81中。在通孔81的外端形成了缩窄部分，利用该缩窄部分防止硬质滚球82从通孔81中脱出而掉落。在活塞杆23外周面的上部，以能与硬质滚球82相对的方式，垂向叠置地形成有输出倾斜表面83和凹空槽84。在该实施方式中，牵拉构件21包括活塞22、活塞杆23、硬质滚球82、以及输出倾斜表面83。
传动构件86密封地支撑在中心支柱12的上端部上，且该传动构件86可在垂直方向上移动。传动构件86上设置有清洁孔87，当向制在基准块9中的清洁口(图中未示出)输送压缩空气时，压缩空气被从清洁孔87喷出，由此适于对定位孔5的内周面(锥形内表面17)和其它表面进行清洁。在传动构件86与活塞杆23的上端面之间弹性地安装了促动弹簧88，且传动构件86被促动弹簧88向上推顶。
在该实施方式中，本发明的插塞部分27是由中心支柱12、中间构件15、硬质滚球82、以及传动构件86等部件构成的。该插塞部分27从基板2突伸出，以便于被插入到定位孔5中。这样，作为中间构件15外周面的锥形配合表面就构成了插塞部分27的外周面，该外周面是能与定位孔5的内周面紧密接触的配合表面。
在基准块9的内部设置了锁定装置和释放装置。其中的锁定装置是由活塞22和位于活塞22上侧的促动弹簧34构成的。在该实施方式中，促动弹簧34是由多个叠置的锥状盘簧构成的。其中的释放装置是由活塞22和位于活塞22下侧的、用于进行释放的液压室35构成的。
应当注意到：在基准块9的下表面上设置了空气供给通口39，并在中心支柱12的外周面上设置了中继开口41。这样，空气供给通口39借助于制在基准块9中的空气通道40与中继开口41连通。并且，在中间构件15中以一定方式制有喷射孔38，使得该喷射孔38在径向上穿透中间构件15，也就是说，喷射孔的一端开口在中间构件15的锥形外表面13上，另一端开口在中间构件15的内周面上，且另一端面对着中继开口41。
对于上述的夹紧装置，在图7(a)和图7(b)所示的锁定状态下，中心支柱12借助于中间构件15实现了对工件卡盘3的水平约束(夹紧)，其中，此时的中间构件15由定位孔5的锥形内表面17的作用而产生缩径，此外，还利用支撑表面9a实现了对工件卡盘3的垂向约束(夹紧)。如上所述，工件卡盘3被牢固而精确地定位并固定在基板2上。
因而，在锁定状态下，当向空气供给通口39输送压缩空气时，在锥形的配合表面16与锥形内表面17紧密接触、喷射孔38被封闭的情况下，空气供给通口39处的压力升高，同时，在由于某些原因而在锥形的配合表面16与锥形内表面17之间留有间隙的情况下(也就是说，在非正常夹紧的情况下)，由于压缩空气会从喷射孔38泄漏出去，所以空气供给通口39处的压力不会升高。因而，通过采用压力传感器对空气供给通口39处的压力进行检查，就能检测出是否完成了正确的夹紧操作。
为了将夹紧装置的状态从图7所示的锁定状态转换为释放状态，向用于执行释放的液压室35输送压力油液。通过输送压力油液，借助于活塞22使活塞杆23上升，由此使硬质滚球82面对着凹空槽84，使硬质滚球能向内侧移动。此外，活塞杆23通过传动构件86将固定孔80的顶壁91向上顶压，由此将工件卡盘3向上顶起。结果就是，工件卡盘3能与基板2分离开。
也可只设置一个用于将中间构件15向上推顶的锥状盘簧25，而不是设置多个叠置的锥状盘簧，且可用诸如螺旋弹簧等其它类型的弹簧或橡胶来取代该锥状盘簧。另外，还可采用活塞作为推进装置，而不是使用锥状盘簧25，其中的活塞利用空气压力或液压力来向上驱动中间构件15。
在第五实施方式中，设置了一个喷射孔38，但也可设置多个喷射孔38。与设置了连通槽42的第二实施方式(图3b)基本上相同，第五实施方式的结构也可按照如下的方式进行设计：在中心支柱12的外周面或中间构件15的内周面上设置了作为通道的连通槽，且制在中间构件15内周面上的各个喷射孔38的开口端面对着该连通槽。
[第六实施方式]
下面将参照图8对第六实施方式进行介绍。图8中的立视剖面图与图7(a)类似，表示了根据本发明第六实施方式的夹紧装置的锁定状态。
第六实施方式等同于第五实施方式一种示例性的改型形式，其与第五实施方式的区别在下列几点。也就是说，如图8所示，中间构件15未被中心支柱12支撑着，而是被支撑孔92轴向可动地支撑着，支撑孔92被制在定位环85中。与第五实施方式相同，中间构件15也被制成带有槽缝18的有缝夹套的形状，但中间构件15在其外周面上设置有平直表面，而其内周面上则设置有锥形内表面(倾斜内表面)17。定位环85的支撑孔92的内周面被制成平直表面，且中间构件15的外周面被支撑在支撑孔92的内周面上。在该实施方式中，作为中间构件15内周面的锥形内表面17对应于定位孔5的内周面。
从基准块9中突伸出的中心支柱12的外周面未被制成平直表面，而是被制成了锥形的配合表面16。作为中间构件15内周面的锥形内表面17能与锥形的配合表面16实现锥形接合。在定位环85的支撑孔92的顶面上设置了作为推进装置的锥状盘簧25，且该锥状盘簧25向下推顶着中间构件15(也就是说，该推顶方向能加强锥形的配合表面16与锥形内表面17之间的锥形接合)。在支撑孔92的下端部处装配了挡圈66，以承接中间构件15的下端部分，由此设定了中间构件15垂直行程的下端。
与空气供给通口39相连的空气通道40的一端被制在中心支柱12的外周面、即锥形的配合表面16上。
在该实施方式中，本发明的插塞部分27是由中心支柱12、硬质滚球82、传动构件86以及其它部件构成的。插塞部分27从基板2突伸出，以便于被插入到定位孔5中。这样，作为中心支柱12外周面的锥形的配合表面16就构成了插塞部分27的外周面，该外周面是能与定位孔5的内周面紧密接触的配合表面。
对于上述的夹紧装置，在图8所示的锁定状态下，当向空气供给通口39输送压缩空气时，在锥形的配合表面16与锥形内表面17紧密接触、喷射孔38被封闭的情况下，空气供给通口39处的压力升高，同时，在由于某些原因而在锥形的配合表面16与锥形内表面17之间留有间隙的情况下(也就是说，在非正常夹紧的情况下)，由于压缩空气会从喷射孔38泄漏出去，所以空气供给通口39处的压力不会升高。因而，通过利用压力传感器对空气供给通口39侧的压力进行检查，就能检测出是否完成了正确的夹紧操作。
为了将夹紧装置的状态从图8所示的锁定状态转换为释放状态，向用于执行释放的液压室35输送压力油液。通过输送压力油液，借助于活塞22使活塞杆23上升，由此使硬质滚球82面对着凹空槽84，从而，硬质滚球能向内侧移动。此外，活塞杆23通过传动构件86将固定孔80的顶壁91向上顶压，由此将工件卡盘3向上顶起。结果就是，工件卡盘3能与基板2分离开。
在第六实施方式中，设置了一个喷射孔38，但也可设置多个喷射孔。在后者的情况下，可将空气通道40分支开，以与所有的喷射孔38进行连接。
上文已介绍了本发明的六种优选实施方式，但本发明并不限于此。很显然：在不悖离本发明思想和范围的前提下，存在许多种实施方式。

Claims (23)

1.一种夹紧装置，其中：
中心支柱(12)从基准构件(2)突伸出，以便于插入到开口在可动构件(3)上的孔洞(5)中；
所述中心支柱(12)上设置有倾斜外表面(13)，该倾斜外表面随着向突伸方向的前端延伸而向轴线逐渐接近；
在所述倾斜外表面(13)的外侧设置了环形的中间构件(15)，该构件的圆周方向上的至少一个部分可以在膨胀方向和收缩方向上变形，所述中间构件(15)上设置有平直外表面(16)，该平直外表面能与所述孔洞(5)的内周面相配合，所述中间构件(15)上还设置有面对着所述倾斜外表面(13)的倾斜内表面(17)；
牵拉构件(21)轴向可动地插入到所述中心支柱(12)中，且该牵拉构件(21)与所述中间构件(1 5)连接起来；
在所述基准构件(2)中设置了锁定装置和释放装置，该锁定装置借助于所述牵拉构件(21)将所述中间构件(1 5)移动向中心支柱(12)的基端以进行锁定，而该释放装置借助于所述牵拉构件(21)将所述中间构件(15)移动向中心支柱(12)的前端以进行释放；
通流孔(38)开口在所述中间构件(15)的平直外表面(16)上，当所述中间构件(15)进行运动以实现锁定、所述平直外表面(16)与所述孔洞(5)的内周面紧密地接触时，通流孔(38)被所述孔洞(5)的内周面封闭。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于：设置了多个所述通流孔(38)。
3.根据权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于：多个所述通流孔(38)是沿圆周方向设置的。
4.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于：
在设置于所述基准构件(2)中的壳体(9)上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口(39)；
在所述壳体(9)内部设置了流体通道(40)，且该流体通道(40)与所述流体通口(39)相连；
所述流体通道(40)上设置有中继开口(41)，其位于所述中心支柱(12)所述倾斜外表面(13)上；以及
所述通流孔(38)被设置成这样：该通流孔的一端在所述平直外表面(16)上开口，该通流孔的另一端在所述倾斜内表面(17)上开口，且所述另一端与所述中继开口(41)面对着。
5.根据权利要求4所述的夹紧装置，其特征在于：
沿圆周方向设置了多个所述通流孔(38)；
所述流体通道(40)与槽(42)连通，该槽(42)被制在圆周方向上，且其位于所述中心支柱(12)的所述倾斜外表面(13)、或者所述中间构件(15)的所述倾斜内表面(17)中的至少一个表面上；以及
所述处于所述倾斜内表面(17)一侧的通流孔(38)的各个开口面对着所述槽(42)。
6.一种夹紧装置，其中：
中心支柱(12)从基准构件(2)突伸出，以便于插入到开口在可动构件(3)上的孔洞(5)中；
所述中心支柱(12)上设置有倾斜外表面(13)，该倾斜外表面随着向突伸方向的前端延伸而向轴线逐渐接近；
在所述倾斜外表面(13)的外侧设置了多个可在径向上移动的加压构件(43)，且该加压构件(43)上设置有平直外表面(16)，该平直外表面能与所述孔洞(5)的内周面进行配合，该加压构件(42)上还设置有面对着所述倾斜外表面(13)的倾斜内表面(17)；
牵拉构件(21)轴向可动地插入到所述中心支柱(12)中，且该牵拉构件(21)与所述加压构件(43)相连；
在所述基准构件(2)中设置了锁定装置和释放装置，该锁定装置借助于所述牵拉构件(21)将所述加压构件(43)移动向中心支柱(12)的基端以进行锁定，该释放装置借助于所述牵拉构件(21)将所述加压构件(43)移动向中心支柱(12)的前端以进行释放；
通流孔(38)开口在所述加压构件(43)的所述平直外表面(16)上，当所述加压构件(43)进行运动以实现锁定、所述平直外表面(16)与所述孔洞(5)的内周面紧密地接触时，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的内周面封闭。
7.根据权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于：设置了多个所述通流孔(38)。
8.根据权利要求7所述的夹紧装置，其特征在于：多个所述通流孔(38)是沿圆周方向设置的。
9.根据权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于：
在设置于所述基准构件(2)中的壳体(9)上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口(39)；
在所述壳体(9)内部设置了流体通道(40)，且该流体通道(40)与所述流体通口(39)相连；
所述流体通道(40)上设置有中继开口(41)，其位于所述中心支柱(12)所述倾斜外表面(13)上；以及
所述通流孔(38)被设置成这样：该通流孔的一端在所述平直外表面(16)上开口，该通流孔的另一端在所述倾斜内表面(17)上开口，且所述另一端与所述中继开口(41)面对着。
10.根据权利要求9所述的夹紧装置，其特征在于：
沿圆周方向设置了多个所述通流孔(38)；
所述流体通道(40)与槽(42)连通，该槽(42)被制在圆周方向上，且其位于所述中心支柱(12)的所述倾斜外表面(13)、或者所述中间构件(15)的所述倾斜内表面(17)中的至少一个表面上；以及
所述处于所述倾斜内表面(17)一侧的通流孔(38)的各个开口面对着所述槽(42)。
11.一种夹紧装置，其中：
中心支柱(12)从基准构件(2)突伸出，以便于插入到开口在可动构件(3)上的孔洞(5)中；
可在径向上膨胀和收缩的内套管(61)被支撑在所述中心支柱(12)上，并能沿所述中心支柱(12)的轴线移动，在内套管(61)的外周面上制有锥形外表面(13)；
在所述内套管(61)的外侧布置了可在径向上膨胀和收缩的外套管(71)，在该外套管(71)的内周面上形成了锥形内表面(17)，其可与所述锥形外表面(13)实现锥形接合，在该外套管(71)的外周面上形成了平直外表面(16)，其能与所述孔洞(5)的内周面进行配合；
设置了推进装置(25)，其在紧固所述锥形接合的方向上对所述内套管(61)施压；
通流孔(38)开口在所述平直外表面(16)上，当该平直外表面(16)与所述孔洞(5)的内周面紧密地接触时，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的内周面封闭。
12.根据权利要求11所述的夹紧装置，其特征在于：设置了多个所述通流孔(38)。
13.根据权利要求12所述的夹紧装置，其特征在于：多个所述通流孔(38)是沿圆周方向设置的。
14.根据权利要求11所述的夹紧装置，其特征在于：
在设置于所述基准构件(2)中的壳体(9)上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口(39)；
在所述壳体(9)内部设置了流体通道(40)，且该流体通道(40)与所述流体通口(39)相连；
所述流体通道(40)上设置有中继开口(41)，其位于所述中心支柱(12)的外周面上；以及
所述通流孔(38)被设置成这样：其一端开口在所述平直外表面(16)上，另一端开口在所述锥形内表面(17)上，且另一端通过连通孔(79)与所述中继开口(41)相连，其中的连通孔(79)以贯通的方式制在所述内套管(61)中。
15.根据权利要求14所述的夹紧装置，其特征在于：
沿圆周方向设置了多个所述通流孔(38)；
所述流体通道(40)与制在圆周方向上的槽连通，该槽位于所述内套管(61)的所述倾斜外表面(13)、或者所述外套管(71)的所述锥形内表面(17)中的至少一个表面上；
所述处于所述锥形内表面(17)一侧的通流孔(38)的各个开口面对着所述槽。
16.一种夹紧装置，其中：
中心支柱(12)从基准构件(2)突伸出，以便于插入到开口在可动构件(3)上的孔洞(5)中；
可在径向上膨胀和收缩的中间构件(15)被支撑在所述中心支柱(12)上，并能沿所述中心支柱(12)的轴线移动；
在所述中间构件(15)的外周面上制有锥形的配合表面(16)，在所述孔洞(5)上形成了锥形内表面(17)，其可与所述锥形的配合表面(16)实现锥形接合；
设置了推进装置(25)，其在紧固所述锥形接合的方向上对所述中间构件(15)施压；以及
通流孔(38)开口在所述锥形的配合表面(16)上，当该锥形的配合表面(16)与所述锥形内表面(17)紧密地接触时，所述通流孔(38)被所述锥形内表面(17)封闭。
17.根据权利要求16所述的夹紧装置，其特征在于：设置了多个所述通流孔(38)。
18.根据权利要求17所述的夹紧装置，其特征在于：多个所述通流孔(38)是沿圆周方向设置的。
19.根据权利要求16所述的夹紧装置，其特征在于：
在设置于所述基准构件(2)中的壳体(9)上设置了用于输送加压流体或排出流体的流体通口(39)；
在所述壳体(9)内部设置了流体通道(40)，且该流体通道(40)与所述流体通口(39)相连；
所述流体通道(40)上设置有中继开口(41)，其位于所述中心支柱(12)的外周面上；以及
所述通流孔(38)被设置成这样：该通流孔的一端在所述锥形的配合表面(16)上开口，该通流孔的另一端在所述中间构件(15)的内周面上开口，且所述另一端与所述中继开口(41)面对着。
20.根据权利要求19所述的夹紧装置，其特征在于：
沿圆周方向设置了多个所述通流孔(38)；
所述流体通道(40)与制在圆周方向上的槽连通，该槽位于所述中间构件(15)的内周面、或者所述中心支柱(12)的外周面中的至少一个表面上；以及
所述处于所述中间构件(15)内周面一侧的通流孔(38)的各个开口面对着所述槽。
21.一种夹紧装置，其特征在于：
中心支柱(12)从基准构件(2)突伸出；
可在径向上膨胀和收缩的中间构件(15)被支撑在可动构件(3)的支撑孔(92)上，并能沿该支撑孔(92)的轴线移动；
在所述中间构件(15)的内周面上形成了锥形内表面(17)，其构成了孔洞(5)，在所述中心支柱(12)上形成了锥形的配合表面(16)，其可与所述锥形内表面(17)实现锥形接合，所述中心支柱(12)通过所述孔洞(5)插入到所述可动构件(3)中；
设置了推进装置(25)，其在紧固所述锥形接合的方向上对所述中间构件(15)施压；以及
通流孔(38)开口在所述锥形的配合表面(16)上，当该锥形配合表面(16)与所述锥形内表面(17)紧密地接触时，该通流孔(38)被所述锥形内表面(17)封闭。
22.根据权利要求21所述的夹紧装置，其特征在于：设置了多个所述通流孔(38)。
23.根据权利要求22所述的夹紧装置，其特征在于：多个所述通流孔(38)是沿圆周方向设置的。
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