CN101945728A

CN101945728A - 夹紧装置

Info

Publication number: CN101945728A
Application number: CN200980105415.2A
Authority: CN
Inventors: 川上孝幸
Original assignee: Pascal Engineering Corp
Current assignee: Pascal Engineering Corp
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-01-12
Also published as: US20100327503A1; TW200938333A; EP2253419B1; TWI439344B; KR20100125260A; KR101426827B1; WO2009101765A1; EP2253419B2; JP4297511B1; US8246029B2; EP2253419A1; CN104647052A; EP2253419A4; JP2009190137A; CN104647052B

Abstract

一种夹紧装置(C)，包括：环状的夹持构件(2)，其能插入工件(W)的孔(H)而卡住孔的内周面；夹紧杆3，其具有能内嵌卡合于所述夹持构件(2)的锥形轴部(31)；液压缸(4)，其能驱动所述夹持构件(2)和夹紧杆(3)朝轴心方向进退；以及主体构件(1)。夹紧装置(C)中设有落座面(18)和夹紧不良检测装置，其中，落座面(18)形成于主体构件(1)并供工件(W)落座，夹紧不良检测装置用以检测利用液压缸(4)经由夹紧杆(3)驱动夹持构件(2)朝夹紧方向移动以使工件(W)落座于落座面(18)的状态下的夹紧不良。

Description

夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种通过使夹持构件的夹爪卡合于工件的孔以朝落座面的方向拉动而将工件夹紧的夹紧装置，在该夹紧装置中设有用以检测夹紧不良的夹紧不良检测装置。

背景技术

由于在遍及工件的整面进行机械加工时，不能采用利用推压工具从上方推压工件的端部的形式的夹紧装置，所以采用上述夹紧装置(所谓孔夹紧装置(hole clamp device))。在该夹紧装置中，在主体构件形成有供夹紧对象的工件落座的落座面。当工件置入时，将工件装设于落座面而予以支承，然后，将夹持构件和具有能插入该夹持构件的锥形轴部的夹紧杆插入工件的孔。接着，通过将夹紧杆朝退入方向驱动以朝落座面侧拉动，从而利用锥形轴部使夹爪扩径以卡合于孔的内周面，然后，将该夹持构件进一步朝落座面侧拉动，藉此，将工件固定于落座面。这种夹紧装置记载于专利文献1、2中。

一般，在利用夹紧装置固定工件时，为了检测工件是否以正确地落座于所期望的落座面的状态被固定，大多是在夹紧装置的落座面设置落座传感器。该落座传感器由在落座面形成有开口的加压气体喷出孔、将加压气体供给至该加压气体喷出孔的气体供给路和用以检测该气体供给路内的气压上升至设定压以上的压力开关等所构成。

专利文献1：日本专利第3550010号公报

专利文献2：德国专利第4020981号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

由于上述落座传感器仅只是用来检测工件落座于落座面，因此，即便通过落座传感器检测出工件已落座于落座面，也未必表示工件是以所期望的夹紧力被固定。例如，在上述孔夹紧装置的情况下，在夹紧时驱动夹紧杆朝退入方向夹紧，在利用其锥形轴部使夹持构件的夹爪部扩径以卡住工件的孔的内周面时，会有工件保持落座于落座面的状态，夹爪部相对于工件的孔滑动的情形的出现。特别地，在工件为铸造品且其孔形成为大致锥状的孔时，很容易发生夹爪部的滑动。

当类似上述夹爪部的滑动发生时，由于会使液压缸的活塞构件退入移动至退入极限位置，因此，会变成以显著降低的夹紧力夹紧工件。然而，即便在此情况下，由于工件仍保持落座于落座面，因此，无法利用落座传感器检测到上述的夹紧不良。倘若在这种夹紧不良的状态下进行工件的机械加工，由于切削刀具所作用的切削力会使工件偏离移动，因此，会有切削刀具破损或损伤工件的问题产生。

本发明的目的在于提供一种能可靠地检测出工件落座于落座面的状态下的夹紧不良的夹紧装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的夹紧装置，包括：环状的夹持构件，其构成为能朝直径方向扩大、缩小，且能插入工件的孔而卡住孔的内周面；夹紧杆，其具有能内嵌卡合于该夹持构件的锥形轴部；液压缸，其能驱动所述夹持构件和夹紧杆朝轴心方向进退；以及主体构件，其用以安装所述夹持构件、夹紧杆和液压缸，其特征是，包括：落座面，其用以供工件落座而形成于所述主体构件；以及夹紧不良检测装置，其用以检测利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝与夹紧杆的轴心平行的方向移动以使工件落座于落座面的状态下的夹紧不良。

在夹紧工件时，若利用液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝夹紧(退入)方向移动以使工件落座于落座面，则夹紧不良检测装置能检测出所述工件的落座状态下的夹紧不良。

发明效果

根据本发明的夹紧装置，该夹紧装置包括：环状的夹持构件，其能插入工件的孔而卡住孔的内周面；夹紧杆，其具有能内嵌卡合于该夹持构件的锥形轴部；液压缸，其能驱动所述夹持构件和夹紧杆朝轴心方向进退；以及主体构件，其用以安装所述夹持构件、夹紧杆和液压缸。

由于该夹紧装置包括：落座面，其用以供工件落座而形成于主体构件；以及夹紧不良检测装置，其用以检测利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝夹紧方向移动以使工件落座于落座面的状态下的夹紧不良，因此，在夹紧工件时，能利用夹紧不良检测装置检测工件落座于落座面的状态下的夹紧不良。此外，夹紧不良包括夹紧力未充分产生的不完全的夹紧状态。由于能检测出所述夹紧不良，因此，能防止因夹紧不良所产生的刀具的破损或工件的损伤。

本发明除了所述结构外，也可采用下述各种结构。

(1)设有与所述夹持构件一体地朝与液压缸的轴心平行的方向移动的连动构件，且所述夹紧不良检测装置包括：阀机构，其在所述夹持构件移动至夹紧方向极限位置或其附近位置时，能通过所述连动构件进行开阀操作；气体通路，其用以将加压气体供给至该阀机构的输入侧；以及压力开关，其用以检测该气体通路的加压气压为设定压以上。根据该结构，能实现以简单的结构可靠地动作的夹紧不良检测装置。

(2)设有与所述夹持构件一体地朝与液压缸的轴心平行的方向移动的连动构件，且所述夹紧不良检测装置包括：加压气体喷出孔，其在所述夹持构件移动至夹紧方向极限位置或其附近位置时，能被所述连动构件封闭；气体通路，其用以将加压气体供给至所述加压气体喷出孔；以及压力开关，其用以检测该气体通路的加压气压为设定压以上。根据该结构，可以实现以简单的结构来可靠地动作的夹紧不良检测装置。

(3)设有落座传感器，其具有在所述落座面形成有开口的加压气体喷出孔。根据该结构，能利用落座传感器检测出工件落座于落座面。

(4)在利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝夹紧方向移动的情况下，当所述夹持构件相对于工件的孔的内周面滑动时，夹持构件移动至夹紧方向极限位置。根据该结构，利用夹紧不良检测装置，能检测出夹持构件相对于工件的孔的内周面滑动时的夹紧不良。

(5)设有通路部，其从所述夹紧不良检测装置的气体通路分支；以及落座传感器，其包括与所述通路部连通、且在所述落座面形成有开口的加压气体喷出孔。根据该结构，能使夹紧不良检测装置与落座传感器的气体通路的大部分共通，此外，也能使夹紧不良检测装置与落座传感器的检测部共通。

(6)所述阀机构包括：阀构件，其用以开闭所述气体通路；以及阀施力构件，其用以将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置具有弹性，并且该阀构件被所述连动构件推动而进行开阀操作。根据该结构，通过具有弹性的阀施力构件，能可靠地将阀构件推压至关闭气体通路的位置。

(7)所述阀机构包括：阀构件，其用以开闭所述气体通路；以及杆状的阀施力构件，其以能移动的方式装设于所述夹紧主体，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且该阀构件被所述连动构件推动而进行开阀操作。根据该结构，能将供给至液压缸的液压有效地利用于推压阀构件，能可靠地检测到夹紧不良，而且能提高阀机构的耐久性。

(8)所述阀机构包括：阀构件，其用以开闭所述气体通路；以及杆状的阀施力构件，其以能自由移动的方式穿过所述液压缸的活塞，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且所述阀施力构件采用在所述活塞部移动至夹紧方向极限位置时，能卡定于所述活塞部以使所述阀构件移动至打开所述气体通路的位置的结构。根据该结构，能将供给至液压缸的液压有效地利用于推压阀构件，能可靠地检测到夹紧不良，而且能提高阀机构的耐久性。

附图说明

图1是本发明的实施例的夹紧装置的俯视图。

图2是图1的夹紧装置(工件置入状态)的纵剖视图。

图3是图1的夹紧装置(夹紧状态)的部分纵剖视图。

图4是图1的夹紧装置的部分纵剖视图。

图5是图1的夹紧装置(夹紧不良状态)的部分纵剖视图。

图6是图5的夹紧装置的夹紧不良检测机构的主要部分放大纵剖视图。

图7是使图5的夹紧装置的夹紧不良检测机构无法发挥功能的状态的主要部分放大纵剖视图。

图8是表示工件W的夹持动作与夹紧动作的关系的图。

图9是实施例2的与图4相当的图。

图10是实施例3的与图4相当的图。

图11是实施例4的与图4相当的图。

图12是实施例5的与图4相当的图。

图13是实施例6的与图4相当的图。

(符号说明)

1：主体构件

2、2F：夹持构件

3：夹紧杆

4：液压缸

5：环状承压构件

6：圆形凹部(收容孔)

6a：环状间隙

11：上部主体构件

12：下部主体构件

13：基部主体构件

15：凹部

16：螺栓

17：开口孔

18：落座面

19：凹槽

21：杆贯穿孔

21a：锥形孔部

22、161：工件装设面

23：环状凸缘部

24：夹爪部

24a：三段式齿

25：环状槽

26：基端凸缘部

27：缝隙

28：刮板(scraper)

29：O形环

31：锥形轴部

32：小径杆部

33：大径杆部

34：大径凸缘部

41：缸孔

42：活塞构件

43：活塞部

44：筒状活塞杆

45：夹紧用油室

46：解除夹紧用油室

47：止动环(stop ring)

48：小径孔

48a：环状间隙

49：中径孔

50：大径孔

51：封闭构件

51a：止动环

52：O形环

61：承压筒部

62：水平板部

62a：卡定凸缘

63：圆形孔

64：上部缸孔

65：收容孔

66～69：油路

70：液压检测传感器

71、72：油路

73：液压检测传感器

80：落座传感器

81、120、130：加压气体喷出孔

82、82a、83、90、104、121～124、131～133：气体通路

84、125、134：压力开关

100、100A、100B、100D、100E：夹紧不良检测机构

101、101a：圆形凹部

102：阀片(阀构件)

103：O形环

105、105D、105E：阀机构

110：栓构件

140、145：阀施力构件

141：通孔

145a：大径轴状部

145b：小径轴状部

145c：卡定凸缘部

146a：大径通孔

146b：小径通孔

W：工件

H：孔

C、CA、CB、CC、CD、CE：夹紧装置

具体实施方式

以下，根据实施例，说明实施本发明的最佳方式。

(实施例1)

如图1至图3所示，该夹紧装置C包括主体构件1、用以固定工件W的夹持构件2、夹紧杆3、能将夹持构件2和夹紧杆3沿轴心方向(上下方向)驱动的液压缸4(流体压缸)及液压缸4中含有的环状承压构件5。上述主体构件1由上部主体构件11、下部主体构件12和基部主体构件13所构成。

上部主体构件11俯视观察大致呈长圆形，该上部主体构件11被插入四个螺栓孔14的四个螺栓固定于基部主体构件13。下部主体构件12是形成缸孔41的筒状构件，该下部主体构件12的上端部嵌合于上部主体构件11的下表面侧的凹部15，并被四个螺栓16固定于上部主体构件11。

如图1～图3所示，上述夹持构件2以上下方向贯穿上部主体构件11的中心部的开口孔17的方式配置。在上部主体构件11的上表面，形成有包围夹持构件2的四个圆弧状落座面18，且在夹紧工件W的状态下，能使工件W落座于上述落座面18。在上部主体构件11的上表面，供加压气体的气体喷吹流动的四个凹槽19形成为十字状。除了四个落座面18和四个凹槽19外，上部主体构件11的上表面形成为倾斜角缓和的部分圆锥面。

大致环状的夹持构件2构成为能朝直径方向扩大、缩小，且能插入工件W的孔H来卡住孔H的内周面。该夹持构件2包括：杆贯穿孔21；工件装设面22，当夹持构件2位于朝工件W侧移动的突出位置(上限位置)时，其能在较落座面18靠突出侧(上侧)的位置承接工件W；环状凸缘部23，其形成该工件装设面22；夹爪部24，其从该环状凸缘部23朝突出侧延伸；基端凸缘部26，其相对于上述环状凸缘部23形成于夹爪部24的相反侧；以及环状槽25，其形成于环状凸缘部23与基端凸缘部26之间。夹持构件2的环状凸缘部23、夹爪部24、环状槽25、基端凸缘部26被四个缝隙27在圆周方向上分割成四等分。

夹持构件2由金属构件所构成，在夹持构件2中，在夹爪部24的四个分割爪部的外周面，形成有能容易卡住工件W的孔H的内周面的三段式齿24a。在夹持构件2中形成有能供夹紧杆3穿过的杆贯穿孔21。该杆贯穿孔21中与夹爪部对应部分，形成为与夹紧杆3的锥形轴部31卡合成紧贴状的锥形孔部21a。

如图1～图3所示，在上部主体构件11的开口孔17装设有与夹持构件2的环状凸缘部23的外周面滑动接触的橡胶或合成树脂等弹性材料制的刮板(scraper)28。在夹持构件2的环状槽25装设有将被分割的夹爪部24和环状凸缘部23朝缩径方向施力的O形环29。

夹持构件2的基端凸缘部26收容于上部主体构件11的圆形凹部6，其被安装成夹在圆形凹部6的上壁部与环状承压构件5的水平板部62之间的状态。在圆形凹部6的内部，在基端凸缘部26的外周侧形成有环状间隙6a。夹持构件2被装设成能与环状承压构件5一体地升降，并能通过环状间隙6a与刮板28的弹性变形，朝与液压缸4的轴心正交的水平方向移动。

夹紧杆3是将锥形轴部31、连接于该锥形轴部31的下端的小径杆部32、连接于该小径杆部32的下端的大径杆部33和连接于该大径杆部33的下端的大径凸缘部34一体形成所构成的。锥形轴部31和小径杆部32穿过夹持构件2的杆贯穿孔21。上述锥形轴部31以越朝上方直径越大的方式形成于夹紧杆3的上端部分，且锥形轴部31内嵌卡合于夹持构件2的锥形孔部21a。

如图1～图3所示，上述液压缸4用以驱动夹持构件2和夹紧杆3朝轴心方向进退。该液压缸4包括：由下部主体构件12和基部主体构件13所形成的直立式缸孔41；装设于该缸孔41的活塞构件42；与该活塞构件42呈一体并从该活塞部43朝上方延伸的筒状活塞杆44；活塞部43的上侧的夹紧用油室45和活塞部43的下侧的解除夹紧用油室46；以及环状承压构件5。

缸孔41的底面被基部主体构件13堵塞，在缸孔41的下端附近部的环状槽，装设有用以限制活塞构件42向下移动的止动环(stop ring)47。活塞构件42被止动环47承接而位于下限位置。在活塞构件42形成有中央孔，该中央孔由形成于筒状活塞杆44的上部的小径孔48、中段部的中径孔49和下部的大径孔50所构成。在该大径孔50装设有封闭构件51，该封闭构件51通过止动环51a而防止脱落。

上述夹紧杆3的大径杆部33位于小径孔48内，大径凸缘部34位于中径孔49内。在大径杆部33与小径孔48的内周面之间形成有约2mm的环状间隙48a，在大径杆部33的外周的环状槽装设有较大的O形环52(弹性环构件)，且该O形环52被安装成在大径杆部33与筒状活塞杆44之间略微被压缩的状态。

大径凸缘部34的厚度与中径孔49的厚度大致相等。在大径凸缘部34的外周面与中径孔49的内周面之间形成有微小的间隙。因此，夹紧杆3能与活塞构件42一体地进行升降移动，而通过O形环52的弹性变形，也能相对于活塞构件42朝与液压缸4的轴心正交的水平方向相对移动。夹持构件2能与夹紧杆3一体地朝与上述轴心正交的水平方向移动。此处，刮板28和O形环52是以使夹持构件2和夹紧杆3的共同的轴心与液压缸4的轴心一致的方式、对夹持构件2和夹紧杆3弹性施力的“弹性施力装置”。

如图1～图3所示，环状承压构件5包括承压筒部61和连接于该承压筒部61的上端的水平板部62，且在该水平板部62的上表面，载置夹持构件2的基端凸缘部26以支承夹持构件2的基端面。在水平板部62的中心部的圆形孔63中，夹紧杆3的大径杆部33贯穿成松嵌状，在水平板部62的外周部，形成有直径比承压筒部61直径略大的卡定凸缘62a。在下部主体构件12中，形成有连接于缸孔41的上端且直径比缸孔41小的上部缸孔64。此外，环状承压构件5相当于与上述夹持构件2一体地朝液压缸4的轴心方向移动的“连动构件”。

在上部主体构件11中，形成有连接于上部缸孔64的上端的收容孔65。该收容孔65的厚度比水平板部62的厚度例如大1.2～2.0mm左右。环状承压构件5的承压筒部61以油封且能朝上下方向自由滑动的方式装设于上部缸孔64的内周面与筒状活塞杆44之间的环状孔，而水平板部62以能朝上下方向自由滑动的方式装设于收容孔65。此外，设有用以防止液压的油从油室45、46泄漏的多个密封构件(省略符号)。

上述环状承压构件5的承压筒部61的下端面朝夹紧用油室45而承接其液压。夹紧用油室45经由油路66～69连接至液压供给源，且也设有用以检测油路69的液压的液压检测传感器70。解除夹紧用油室46经由油路71、72连接至液压供给源，且也设有用以检测油路72的液压的液压检测传感器73。环状承压构件5在第一位置与第二位置之间，朝与夹紧杆3的轴心平行的方向移动特定行程(stroke)，其中，第一位置是夹持构件2的工件装设面22位于比落座面18靠外侧(上方)突出的位置，第二位置是工件装设面22位于比落座面18后退(下降)的位置。

如图1～图4所示，设有在夹紧工件W的状态下用以检测工件W的下表面已紧贴于落座面18的落座传感器80。该落座传感器80由在落座面18形成有开口的加压气体喷出孔81、以与该加压气体喷出孔81连通的方式形成于上部主体构件11内的气体通路82及形成于基部主体构件13内的气体通路83、用以将加压气体供给至该气体通路83的加压气体供给源和用以检测气体通路83内的加压气体的压力已升压至设定压以上的压力开关84等所构成。

如图1所示，与气体通路82相同的气体通路90形成于上部主体构件11，从该气体通路90将加压气体供给至圆形凹部6和环状槽25，该加压气体从夹持构件2的四个缝隙27朝四个落座面18的方向流动，并对四个落座面18喷吹气体，来清洁上述落座面18。

接着，对用以检测夹紧不良的夹紧不良检测机构100进行说明。

如图4～图6所示，在上述气体通路82的下方，在下部主体构件12的上端部形成有浅圆形凹部101，并且在上部主体构件11的下表面形成有与圆形凹部101相对的非常浅的圆形凹部101a。在该圆形凹部101、101a装设有用以开闭气体通路104的圆形阀片102(阀构件)，且在该阀片102的下表面侧装设有用以将阀片102往上推压至关闭气体通路104的位置的O形环103(阀施力构件)。形成有从上述气体通路82延伸的气体通路104，对阀片102的上表面侧供给加压气体。

由于形成有圆形凹部101a，因此，在夹持构件2退入至下限位置(夹紧方向极限位置)，且环状承压构件5下降至下限位置时，环状承压构件5的卡定凸缘62a会抵接于阀片102而将阀片102往下推动至打开气体通路104的位置(参照图6)。在环状承压构件5未下降至下限位置的状态下，由于气体通路104的下端被包括阀片102和O形环103的阀机构105关闭，因此，落座传感器80能正常动作。然而，在因后述夹紧不良致使环状承压构件5下降到最大限度而使卡定凸缘62a将阀片102往下推压的情况下，由于阀机构105打开，气体通路104的加压气体泄漏至收容孔6，然后从收容孔6泄漏至开口孔17，因此，气体通路82、104的气压不会上升。

这样，由于即使在夹紧动作后，也能获知落座传感器80未检测到工件W的落座，因此，能检测后述的夹紧不良。此外，上述阀机构105也可采用以下结构，当夹持构件2退入至夹紧方向极限位置的附近位置，且环状承压构件5下降至下限位置的附近位置时开阀。

此外，液压供给源、加压气体供给源、液压检测传感器70、73及压力开关84电连接至图示以外的控制单元，并被该控制单元控制。

此处，欲使夹紧不良检测机构100无法发挥功能时，如图7所示，只要将阀片102和O形环103上下颠倒地装设于圆形凹部101、101a即可。这样，由于阀片102的上端位于比下部主体构件12的圆形凹部101靠内侧部分的上端靠下方的位置，因此，即使环状承压构件5下降至下限位置，环状承压构件5的卡定凸缘62a也不会与阀片102接触，所以，能利用O形环103将气体通路104维持在关闭的状态。

对以上的夹紧装置C的作用、效果进行说明。

在利用夹紧装置C固定工件W时，首先，将大致等压的液压供给至夹紧用油室45和解除夹紧用油室46。于是，由于活塞构件42的承接解除夹紧用油室46的液压的面积大于承接夹紧用油室45的液压的面积，因此，如图2所示，活塞构件42上升至上限位置而成为停止状态。此外，由于环状承压构件5承接夹紧用油室45的液压，因此保持在上限位置，夹持构件2也保持在上限位置，工件装设面22维持在稍高于落座面18的位置。

在该状态下，置入工件W，如图2所示，将夹持构件2和夹紧杆3插入工件W的孔H，并利用工件装设面22来支承工件W。如上所述，由于采用最初利用位于比落座面18更高位置的工件装设面22支承工件W，然后在夹紧状态下再利用落座面18支承工件W的结构，因此，能防止工件W置入时落座面18被工件W损伤。此外，由于从夹紧前落座传感器80就不动作，而是等到工件W落座于落座面18并以所期望的夹紧力固定时，落座传感器80才动作，因此，能提高落座传感器80的可靠性。

接着，将解除夹紧用油室46的液压切换至比夹紧用油室45的液压低的特定液压，并对活塞构件42作用向下的一定程度强度的特定液压力。于是，承接夹紧用油室45的液压的环状承压构件5与上述同样地保持在上限位置，且夹持构件2也保持在上限位置，但是，因为对活塞构件42作用向下的液压力，驱动活塞构件42向下移动，因此，会相对于夹持构件2向下移动。

其结果是，利用夹紧杆3的锥形轴部31驱动夹持构件2的夹爪部24扩径，卡住工件W的孔H的内周面而成为卡合状态。若在该状态下，使解除夹紧用油室46的液压降低至排出压，则由于对活塞构件42作用向下的大液压力，使得夹持构件2与夹紧杆3无法进行相对移动，因此，如图3所示，驱动活塞构件42、夹持构件2、夹紧杆3和环状承压构件5一体地向下移动，使工件W落座于落座面8，成为被强力推压的夹紧状态而停止。

此时，如图3所示，由于在环状承压构件5的卡定凸缘部62a与下部主体构件12之间残留有间隙，夹紧不良检测机构100的阀机构105维持在闭阀状态，因此，能利用落座传感器80检测出工件W以所期望的夹紧力被夹紧而落座于落座面18。

此处，参照图8，对夹持构件2的夹爪部24卡住工件W的孔H的内周面的动作与夹紧工件W的动作的关系进行详细说明。在图8中，将供给至夹紧用油室45的液压设为P1，将供给至解除夹紧用油室46的液压设为P2，FI表示通过液压P1而作用在夹持构件2的向上的力，FII表示通过液压P1及液压P2而作用在夹紧杆3的向下的力。

由于液压P1从最初即维持一定，因此FI维持在Fc，而在工件W支承于落座面18，且夹持构件2和夹紧杆3插入工件W的孔H后，使液压P2降低，此时，会在夹紧杆3作用向下的力FII，且力FII会随着液压P2的降低而上升。此处，至少在FII低于Fc的状态下，夹持构件20不会被夹紧杆3向下拉动，而会从夹紧杆3受到力FII而扩径。

接着，当FII大于Fc时，夹持构件2与夹紧杆3一体地下降并开始进行夹紧动作，但在此之前，承接来自夹持构件2的最大为Fc的力而充分地扩径，因此，夹持构件2能可靠地夹紧工件W，并能在该状态下开始夹紧动作，所以，能可靠地防止夹爪部24相对于工件W的孔H的内周面向下相对滑动，从而能可靠地夹紧工件W。

在工件W为铸造品，其孔H的直径不固定，且越朝下方直径越大的情况下，此外，在工件W为硬金属材料制的情况等，将解除夹紧用油室46的液压设成排出压，驱动活塞构件42等开始下降时，会有夹爪部24相对于孔H的内周面向下相对滑动的情形的发生。

在此情况下，如图5、图6所示，虽然工件W落座于落座面18，但因环状承压构件5下降至下限位置，因此，夹紧不良检测机构100的阀机构成为开阀状态，使得气体通路82、104的气压没有上升，且落座传感器80的压力开关84没有接通，所以能检测到工件W未被正确地夹紧。此时，工件W成为不完全的夹紧状态，没有产生充分的夹紧力。由于夹紧不良检测机构100的气体供给系统采用与落座传感器80的气体供给系统相同的结构，因此，气体供给系统得以简化。

另一方面，在利用配置成横向姿势的夹紧装置C夹紧工件W的情况下，即便在置入工件W时在工件W与工件装设面22之间存在间隙的状态下进行夹紧动作，由于夹持构件2在工件W落座于落座面18前移动的移动量变大，且与上述同样地，夹紧不良检测机构100的阀机构105成为开阀状态，因此，与上述同样地，能利用落座传感器80检测到夹紧的不良。此外，即使在工件装设面22与工件W之间夹有异物的状态下夹紧时，也与上述同样地能检测到夹紧不良。

在利用多个夹紧装置C夹紧工件W的情况下，在因各工件W的制造误差致使工件W的孔H的中心位置略微偏离的情况下，将夹紧杆3和夹持构件2插入孔H时，或是夹紧时，通过刮板28与O形环52的弹性变形，能使夹紧杆3与夹持构件2的共同的轴心偏离液压缸4的轴心。

然而，若在对工件W进行机械加工后，使夹紧装置C恢复成解除夹紧状态，通过刮板28和O形环52的弹力，能使夹紧杆3与夹持构件2的共同的轴心自动地恢复成与液压缸4的轴心一致。在此情况下，由于在上下两个部位对夹紧杆3作用弹力使之恢复，所以能使夹紧杆3在不松动的情况下顺畅地恢复，因此，每次成为解除夹紧状态时，不需以手动操作进行使上述两个轴心一致的恢复作业，能提高夹紧工件W的作业的作业效率。而且，利用O形环52，能可靠地防止切削粉等异物进入夹紧杆3的大径凸缘部34与筒状活塞杆44的中径孔49的滑动部分，藉此，能可靠地确保朝与夹紧杆3的轴心方向正交的方向的顺畅的滑移。

更换夹持构件2时，可按如下方式进行。首先，将旋紧于下部主体构件12和基部主体构件13的上部主体构件11拆除。在此情况下，使上部主体构件11往上方移动而拆除，但因此时，装设于上部主体构件11的刮板28位于比夹持构件2的齿24a靠直径方向外侧处，因此，能在该齿24a不损伤刮板28的情况下进行。

而且，当拆除上部主体构件11时，由于夹持构件2已完全被分割成四部分，因此，能将夹持构件的各分割部在与夹紧杆3不干涉的情况下容易地拆除。在装设新的夹持构件2时，则能通过与上述相反的作业来进行，尤其在安装上部主体构件11时也是同样，由于装设于上部主体构件11的刮板28位于比新装设的夹持构件2的齿24a靠直径方向外侧处，因此，能在该齿24a不损伤刮板28的情况下进行。

(实施例2)

本实施例中，对与上述夹紧装置C同样的结构标注相同的符号以省略说明，并仅对不同的结构进行说明。在工件W的孔H的周围形成有肋板(rib)时，由于工件W的下表面并非平面，因此在夹紧时，落座面18的加压气体喷出孔81未必会被工件W的下表面所封闭。在此情况下，若事先使落座传感器80发挥功能的话，则即便成为夹紧状态，也无法利用落座传感器80检测到落座。

因此，如图9所示，在该夹紧装置CA中，在气体通路82中下游部分以外的部分形成有直径比下游部分直径大的气体通路82a，并在该大径气体通路82a的内端部分嵌入例如橡胶或合成树脂制的栓构件110，藉此，可依需要，停止落座传感器80的作用。不过，可事先对夹紧不良检测机构100供给加压气体。此外，在工件的种类改变等的情况下，则能根据需要拆除上述栓构件110。

(实施例3)

本实施例中，对与上述夹紧装置C同样的结构标注相同的符号以省略说明，并仅对不同的结构进行说明。如图10所示，在该夹紧装置CB中设有与上述夹紧不良检测机构100不同结构的夹紧不良检测机构100A。在该夹紧装置CB中，省略了上述阀机构105，且在下部主体构件12的上端部形成有开口于与环状承压构件5的卡定凸缘62a相对的部分的加压气体喷出孔120和与该加压气体喷出孔120连接的气体通路121。

在上部主体构件11形成有与落座传感器80用的上述气体通路82不同的、且与气体通路121连接的气体通路122、123。在基部主体构件13形成有与气体通路123连接的气体通路124，该气体通路124连接至加压气体供给源，且也设有用以检测气体通路124内的加压气体的气压成为设定压以上的压力开关125。

因夹紧不良，致使环状承压构件5下降至下限位置时，由于加压气体喷出孔120被卡定凸缘62a关闭，因此，能利用压力开关125检测其加压气体的压力上升，从而能检测到夹紧不良。由于省略了上述阀机构105，因此，成为结构简单的夹紧不良检测机构100A。

(实施例4)

在本实施例中，对与上述实施例的夹紧装置C同样的结构标注相同的符号以省略说明，并仅对不同的结构进行说明。如图11所示，在该夹紧装置CC中，设有与夹紧不良检测机构100结构不同的夹紧不良检测机构100B。在该夹紧装置CC中，省略了上述阀机构105，且在上部主体构件11中形成有形成于圆形凹部6的周壁部的下端部的加压气体喷出孔130和气体通路131、132。

在基部主体构件13形成有与气体通路132连接的气体通路133，该气体通路133连接至加压气体供给源，且也设有用以检测气体通路133内的加压气体的气压成为设定压以上的压力开关134。因夹紧不良，致使环状承压构件5下降至下限位置时，由于加压气体喷出孔130被卡定凸缘62a关闭，因此，能利用压力开关134检测出加压气体的压力上升，从而能检测到夹紧不良。由于省略了上述阀机构105，因此，成为结构简单的夹紧不良检测机构100B。此外，也可采用当环状承压构件5下降至下限位置的附近位置之前，关闭加压气体喷出孔130的结构。

(实施例5)

本实施例中，对与上述实施例的夹紧装置C同样的结构标注相同的符号以省略说明，并仅对不同的结构进行说明。如图12所示，在该夹紧装置CD中，设有与夹紧不良检测机构100结构不同的夹紧不良检测机构100D。在该夹紧不良检测机构100D中，阀机构105D包括：阀构件102，其用以开闭气体通路104；以及杆状的阀施力构件140，其能移动地装设于夹紧主体1的下部主体构件12，承接供给至液压缸4的夹紧用油室45的液压而将阀构件102推压至关闭气体通路104的位置，该阀构件102被环状承压构件5的卡定凸缘62a推动而进行开阀操作。阀构件102与实施例1相同。

在下部主体构件12的圆形凹部101的下侧部分形成有上下贯穿状的通孔141，阀施力构件140在被环状密封件密封的状态能自由滑动地穿过该通孔141，阀施力构件140的上端部抵接于阀构件102，阀施力构件140的下端部位于比通孔141的下端靠上方处。根据该夹紧装置CD，能将供给至液压缸4的液压有效地利用于推压阀构件102，能可靠地检测到夹紧不良，并且能提高阀机构105D的耐久性。

(实施例6)

本实施例中，对与上述实施例的夹紧装置C相同的结构标注相同的符号以省略说明，并仅对不同的结构进行说明。如图13所示，在该夹紧装置CE中，设有与夹紧不良检测机构100结构不同的夹紧不良检测机构100E。在该夹紧不良检测机构100E中，阀机构105E包括：阀构件102，其用以开闭气体通路104；以及杆状的阀施力构件145，其能自由移动地穿过夹紧主体1的下部主体构件12及液压缸4的活塞部43，承接供给至液压缸4的夹紧用油室45及解除夹紧用油室46的液压而将阀构件102推压至关闭气体通路104的位置，阀施力构件145采用以下结构，当活塞部43移动至夹紧方向极限位置时，卡定于活塞部43而使阀构件102移动至打开气体通路104的位置。阀构件102与实施例1相同。

在下部主体构件12的圆形凹部101的下侧部分，形成有上下贯穿状的大径通孔146a，在活塞部43形成有与大径通孔146a同轴且直径比大径通孔146a的直径小的小径通孔146b。阀施力构件145包括形成于上半部的大径轴状部145a、形成于下半部且直径比大径轴状部145a直径小的小径轴状部145b和形成于小径轴状部145b的下端部的卡定凸缘部145c。

大径轴状部145a在被环状密封件密封的状态下能自由滑动地穿过大径通孔146a，大径轴状部145a的上端部抵接于阀构件102，小径轴状部145b在被环状密封件密封的状态下能自由滑动地穿过小径通孔146b，卡定凸缘部145c位于活塞部43的下侧，当活塞部43移动至夹紧方向极限位置时，该卡定凸缘部145c卡定于活塞部43，阀施力构件145向下移动而从阀构件102离开，因此，阀构件102因本身的重量或气压而向下移动，从而打开气体通路104。

此外，该阀构件102也可采用被环状承压构件5的卡定凸缘62a推动而进行开阀操作的结构，但该结构可省略。根据该夹紧装置CE，能将供给至液压缸4的液压有效地利用于推压阀构件102，能可靠地检测到夹紧不良，而且能提高阀机构105E的耐久性。

对部分变更以上说明的实施例的例子进行说明。

(1)图4所示的夹紧不良检测机构100的气体通路104与落座传感器80用的气体通路82连接，但也可与图8、图9同样地，从与气体通路82不同的其它气体通路对气体通路104供给加压气体，利用与图8、图9同样的压力开关来检测。

(2)也可设置利用加压气体而动作的汽缸，来取代液压缸4。

(3)也可省略夹紧不良检测机构100和落座传感器80中至少一方。

(4)只要是该行业者，也可通过对上述实施例附加各种变更的方式来实施，本发明也包括这种变更方式。

(工业上的可利用性)

本发明能利用于通过使夹持构件的夹爪卡合于工件的孔以朝落座面的方向拉动而将工件夹紧的夹紧装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种夹紧装置，包括：

环状的夹持构件，该环状的夹持构件构成为能朝直径方向扩大、缩小，且能插入工件的孔而卡住孔的内周面；

夹紧杆，该夹紧杆具有能内嵌卡合于所述夹持构件的锥形轴部；

液压缸，该液压缸能驱动所述夹持构件和夹紧杆朝轴心方向进退；以及

上部主体构件及下部主体构件，该上部主体构件及下部主体构件用以安装所述夹持构件、夹紧杆和液压缸，

其特征在于，设有：

落座面，该落座面用以供工件落座而形成于所述上部主体构件；

夹紧不良检测装置，该夹紧不良检测装置用以检测利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝与夹紧杆的轴心平行的方向移动以使工件落座于落座面的状态下的夹紧不良；以及

连动构件，该连动构件与所述夹持构件一体地朝与液压缸的轴心平行的方向移动，

所述夹紧不良检测装置包括：

阀机构，该阀机构在所述夹持构件移动至夹紧方向极限位置或其附近位置时，能通过所述连动构件进行开阀操作；

气体通路，该气体通路用以将加压气体供给至所述阀机构的输入侧；以及

压力开关，该压力开关用以检测所述气体通路的加压气压为设定压以上。

2.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

设有在所述落座面形成有开口的落座传感器用的加压气体喷出孔。

3.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

在利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝夹紧方向移动的情况下，当所述夹持构件相对于工件的孔的内周面滑动时，夹持构件移动至夹紧方向极限位置。

4.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

设有通路部和落座传感器用的加压气体喷出孔，其中，通路部从所述夹紧不良检测装置的气体通路分支，落座传感器用的加压气体喷出孔与所述通路部连通、且在所述落座面形成有开口。

5.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

阀施力构件，该阀施力构件用以将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置且具有弹性，并且该阀构件能被所述连动构件推动而进行开阀操作。

6.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

杆状的阀施力构件，该杆状的阀施力构件以能移动的方式装设于所述下部主体构件，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且该阀构件被所述连动构件推动而进行开阀操作。

7.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

杆状的阀施力构件，该杆状的阀施力构件以能自由移动的方式穿过所述液压缸的活塞部，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且所述阀施力构件采用在所述活塞部移动至夹紧方向极限位置时，能卡定于所述活塞部以使所述阀构件移动至打开所述气体通路的位置的结构。

Claims

1.一种夹紧装置，包括：

夹紧杆，该夹紧杆具有能内嵌卡合于该夹持构件的锥形轴部；

主体构件，该主体构件用以安装所述夹持构件、夹紧杆和液压缸，

其特征在于，包括：

落座面，该落座面用以供工件落座而形成于所述主体构件；以及

夹紧不良检测装置，该夹紧不良检测装置用以检测利用所述液压缸经由夹紧杆驱动夹持构件朝与夹紧杆的轴心平行的方向移动以使工件落座于落座面的状态下的夹紧不良。

2.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

设有与所述夹持构件一体地朝与液压缸的轴心平行的方向移动的连动构件，

所述夹紧不良检测装置包括：

3.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，

所述夹紧不良检测装置包括：

加压气体喷出孔，该加压气体喷出孔在所述夹持构件移动至夹紧方向极限位置或其附近位置时，被所述连动构件封闭；

气体通路，该气体通路用以将加压气体供给至所述加压气体喷出孔；以及

4.如权利要求1至3中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，

设有落座传感器，该落座传感器包括在所述落座面形成有开口的加压气体喷出孔。

5.如权利要求2或3所述的夹紧装置，其特征在于，

6.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，

设有通路部和落座传感器，其中，通路部从所述夹紧不良检测装置的气体通路分支，落座传感器包括与所述通路部连通、且在所述落座面形成有开口的加压气体喷出孔。

7.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

8.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

杆状的阀施力构件，该杆状的阀施力构件以能移动的方式装设于所述夹紧主体，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且该阀构件被所述连动构件推动而进行开阀操作。

9.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，

所述阀机构包括：

阀构件，该阀构件用以开闭所述气体通路；以及

杆状的阀施力构件，该杆状的阀施力构件以能自由移动的方式穿过所述液压缸的活塞，承接供给至所述液压缸的液压而将阀构件推压至关闭所述气体通路的位置，并且所述阀施力构件采用在所述活塞移动至夹紧方向极限位置时，能卡定于所述活塞部以使所述阀构件移动至打开所述气体通路的位置的结构。