CN102649239B - 夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在无法一直供给动力的夹具托板中也能够应用的、能够固定工件的夹紧装置以及部件加工用的把持装置。夹紧装置(1)将在预定面(Wa)设有夹紧孔(Wb)的工件(W)固定，夹紧装置具备：在顶端侧设有抵接面(102a)的夹紧装置主体(10)；具有轴部(201)和锥度部(202)且能够进退的杆部(20)；以覆盖锥度部的周面的至少一部分的方式配置且能够沿锥度部的径向弹性变形的夹持部(30)；杆驱动部(40)，其具有缸部(401)和滑动自如地配置于缸部的活塞部(402)，并且通过使流体流入缸部来从夹紧位置向松开位置驱动杆部；以及配置于夹紧装置主体(10)的内部并对杆部(20)向夹紧位置侧施力的弹簧部件(404)。

Description

夹紧装置

技术领域

本发明涉及夹紧装置。

背景技术

以往，构成车辆发动机的气缸盖、气缸体等工件借助夹紧装置被固定于夹具托板(jig pallet)并进行加工。作为这样的用于固定工件的夹紧装置，在专利文献1中提出了如下的夹紧装置，该夹紧装置具备：夹紧装置主体；轴部，该轴部以升降自如且向上方突出的方式设于该夹紧装置主体；锥度部，该锥度部设于该轴部的上端部分并且朝向上方直径变大；夹持部，该夹持部外嵌于该锥度部且能够向直径扩大侧弹性变形；液压缸，该液压缸向下方驱动轴部；以及弹簧部件，该弹簧部件对轴部向上方施力。

根据该夹紧装置，在将工件固定于夹具托板的情况下，首先，在将杆部的锥度部插入到设于工件的夹紧孔的状态下，驱动液压供给泵等动力源，对液压缸供给液体。这样，借助于被供给到液压缸的液体的压力(液压)，杆部克服弹簧部件的作用力而向下方移动，从而使夹持部向直径扩大侧弹性变形。由此，弹性变形后的夹持部与夹紧孔卡合，借助于该夹持部相对于夹紧孔的卡合力，将工件固定于夹具托板(夹紧状态)。

另一方面，在解除工件相对于夹具托板的固定的时候，使液压供给泵的驱动停止。这样，供给到液压缸的液体从液压缸流出，液压降低，借助弹簧部件的作用力，使向下方移动了的杆部向上方复原。由此，向直径扩大侧弹性变形了的夹持部复原成原来的形状，从而夹持部与夹紧孔的卡合被解除，工件相对于夹具托板的固定被解除(松开状态)。

专利文献1：日本特开2003-266262号公报

这样，在以上的夹紧装置中，在将工件固定于夹具托板时驱动动力源，在解除工件相对于夹具托板的固定时使驱动源停止。因此，在专利文献1提出的夹紧装置中，在将工件固定于夹具托板的状态下需要一直以动力源供给动力，对于无法一直供给动力的夹具托板来说无法应用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在无法一直供给动力的夹具托板中也能够应用的、能够固定工件的夹紧装置以及部件加工用的把持装置。

本发明涉及一种夹紧装置，该夹紧装置用于将在预定面设有夹紧孔的工件固定，其中，该夹紧装置具备：夹紧装置主体，所述夹紧装置主体在顶端侧设有与所述预定面抵接的抵接面；杆部，所述杆部能够沿轴向前进和后退，并且该杆部具有轴部和锥度部，所述轴部的顶端部位于所述抵接面侧，所述轴部的基端部位于所述夹紧装置主体的内部，所述锥度部从所述抵接面突出地设于所述轴部的顶端部，且所述锥度部形成为朝向顶端侧直径逐渐增大；夹持部，所述夹持部以覆盖所述锥度部的周面的至少一部分的方式进行配置，并且能够沿该锥度部的径向变形；杆驱动部，所述杆驱动部具有缸部和活塞部，所述缸部设于所述夹紧装置主体的基端侧，所述活塞部滑动自如地配置于所述缸部，且所述活塞部与所述杆部的基端部连结，通过使流体流入所述缸部，来从所述杆部后退后的夹紧位置向所述杆部前进后的松开位置驱动所述杆部；以及弹簧部件，所述弹簧部件配置于所述夹紧装置主体的内部的、所述杆驱动部与所述抵接面之间，向所述夹紧位置侧对所述杆部施力。

此外，优选的是，所述夹持部设于所述抵接面附近，在所述夹持部与所述弹簧部件之间具备弹簧支承部件，所述弹簧支承部件在一个面承挡所述弹簧部件的所述抵接面侧的端部，并在另一个面承挡夹持部。

此外，本发明涉及部件加工用的把持装置，该部件加工用的把持装置用于把持被加工部件，其中，该部件加工用的把持装置具备：夹紧装置主体；杆部，该杆部具有轴部和锥度部；夹持部，该夹持部能够沿所述锥度部的径向变形；杆驱动部，该杆驱动部具有缸部和活塞部，所述缸部设于所述夹紧装置主体的基端侧，所述活塞部滑动自如地配置于所述缸部，且所述活塞部与所述杆部的基端部连结，通过使流体流入所述缸部，来从所述杆部后退后的夹紧位置向所述杆部前进后的松开位置驱动所述杆部；以及弹簧部件，该弹簧部件配置于所述夹紧装置主体的内部，向所述夹紧位置侧对所述杆部施力。

根据本发明，能够提供一种可固定工件的夹紧装置，该夹紧装置在无法一直供给动力的夹具托板中也能够应用。

附图说明

图1是示出本发明的夹紧装置的一个实施方式的主视图，并且是示出夹紧状态的图。

图2是示出图1所示的夹紧装置的松开状态的图。

图3是示出借助本发明的夹紧装置将作为工件的气缸盖固定于托板的状态的立体图。

标号说明

1：夹紧装置；10：夹紧装置主体；101：贯通孔(夹紧装置主体的内部)；102：头部(顶端侧)；102a：工件落座面(落座面)；104：弹簧支承部件；104a：弹簧支承部件的一侧的面(下表面)；104b：弹簧支承部件的另一侧的面(上表面)；20：拉杆(杆部)；201：轴部；202：锥度部；30：夹持件(夹持部)；40：杆驱动源(杆驱动部)；401：缸(缸部)；402：活塞(活塞部)；403：液压油通道；404：螺旋弹簧(弹簧部件)；P：夹具托板；W：工件；Wa：被落座面(预定面)；Wb：夹紧孔；O：液压油(流体)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的夹紧装置1的一个优选实施方式进行说明。图1是示出本发明的夹紧装置1的一个实施方式的主视图，并且是示出夹紧状态的图。图2是示出图1所示的夹紧装置1的松开状态的图。图3是示出借助夹紧装置1将作为工件W的气缸盖固定于托板P的状态的立体图。

本实施方式的夹紧装置1是突出地设置于夹具托板P、并且用于将工件W固定(夹紧)于夹具托板P的预定位置和解除(松开)该固定的装置，其中所述夹具托板P载置着构成车辆发动机的气缸盖(参照图3)或气缸体等工件W地移动。在工件W形成有被落座面Wa，该被落座面Wa是工件W的落座于夹紧装置1的预定面。在该被落座面Wa形成有朝下的夹紧孔Wb。

如图1所示，夹紧装置1构成为具备：夹紧装置主体10；作为杆部的拉杆20；作为夹持部的夹持件30；作为杆驱动部的杆驱动源40；作为弹簧部件的螺旋弹簧404；承挡螺旋弹簧404的弹簧支承部件104；以及设于夹紧装置主体10的工件检测气道50和除尘气道60。

夹紧装置主体10是收纳并保护后述的各部件、并且使工件W落座从而将工件W支承于夹具托板P的部件。

夹紧装置主体10借助未图示的螺栓等安装部件而固定于夹具托板P。夹紧装置主体10具有朝向上下方向的贯通孔101，并且夹紧装置主体10整体形成为圆筒状。位于夹紧装置主体10的顶端侧的头部102形成为截头圆锥状。在该头部102形成有作为抵接面的工件落座面102a，所述作为抵接面的工件落座面102a与作为工件W的预定面的被落座面Wa抵接。

夹紧装置主体10的贯通孔101的基端部101a由盖部件103封闭。在夹紧装置主体10的基端侧(图1中的下端侧)、且在贯通孔101的比盖部件103靠上方的部分，形成有构成后述的杆驱动源40的缸401。

拉杆20是使后述的夹持件30向径向扩张的轴状的部件。

拉杆20具备：轴部201，该轴部201的顶端部(图1中的上端部)位于夹紧装置主体10的工件落座面102a侧，该轴部201的基端部位于作为夹紧装置主体10的内部的、贯通孔101内；以及锥度部202，该锥度部202从工件落座面102a突出地设置于该轴部201的顶端部，并且形成为向着顶端侧直径逐渐增大。

轴部201具备位于基端侧的粗径部201a、和位于顶端侧的细径部201b。后述的夹持件30位于细径部201b和锥度部202的周围。锥度部202设于细径部201b的顶端侧。

上述的拉杆20的基端部(图1中的下端部)与后述的活塞402连结。并且，拉杆20构成为能够随着活塞402的升降而在夹紧装置主体10的贯通孔101内沿轴向前进和后退(升降)。

夹持件30配置于夹紧装置主体10的贯通孔101的上部。该夹持件30的上端部从夹紧装置主体10的贯通孔101的上端部突出。

夹持件30在工件W的夹紧孔Wb内通过拉杆20的下降而向径向扩张，从而将工件W固定于夹具托板P。

夹持件30以覆盖拉杆20的锥度部202的周面的至少一部分的方式进行配置，并且形成为能够在该锥度部202的径向自由地弹性变形。在本实施方式中，夹持件30具备：卡合部件301，该卡合部件301在圆周方向被分割为四部分；以及俯视呈C字状的集束弹簧302，所述集束弹簧302装配于卡合部件301的基端部301a，用于对四个卡合部件301向使所述四个卡合部件301相互接近的方向施加弹力(参照图1和图2)。在四个卡合部件301的配置成圆形的状态下的内侧的面，形成有从基端侧朝向顶端侧直径逐渐增大的锥面301b。

因此，通过拉杆20的下降，锥度部202在锥度面301b滑动，四个卡合部件301克服集束弹簧302而向径向扩张，从而将工件W固定于夹具托板P。

杆驱动源40从拉杆20后退(下降)后的夹紧位置(参照图1)向拉杆20前进(上升)后的松开位置(参照图2)驱动拉杆20。拉杆20的夹紧位置是拉杆20下降、从而使夹持件30扩张并借助于夹持件30使工件W固定(夹紧)于夹具托板P的位置。此外，拉杆20的松开位置是拉杆20上升、从而使夹持件30收束并解除(松开)由夹持件30实现的上述固定的位置。

杆驱动源40具备：作为缸部的缸401，该缸401设于夹紧装置主体10的基端侧；以及作为活塞部的活塞402，该活塞402滑动自如(升降自如)地配置于该缸401。

缸401由夹紧装置主体10的贯通孔101的一部分构成。在该缸401的下部连接有液压油通道403，该液压油通道403形成于夹紧装置主体10的基端部10a并与夹具托板P的液压油通道PO连接。从夹具托板P通过该液压油通道403向缸401供给液压油O。

活塞402与拉杆20的基端部连结。

螺旋弹簧404配置于作为夹紧装置主体10内部的贯通孔101中的杆驱动源40与工件落座面102a之间，用于对拉杆20向夹紧位置侧施力。具体来说，螺旋弹簧404设于活塞402与弹簧支承部件104之间。

弹簧支承部件104设于贯通孔101中的比缸401靠上方的部分。弹簧支承部件104形成为朝下的杯子形状，该弹簧支承部件104利用下表面104a来承挡螺旋弹簧404的上端，并利用上表面104b来承挡夹持件30。在弹簧支承部件104形成有供拉杆20贯通的拉杆贯通孔105。

工件检测气道50与夹具托板P的压缩空气供给口PA连接，该工件检测气道50贯通夹紧装置主体10的筒状的壁厚部分，并到达夹紧装置主体10的头部102。工件检测气道50形成为用于检测在夹紧装置主体10的头部102是否载置有工件W。

当工件W载置于夹紧装置主体10的头部102时，工件检测气道50的未图示的出口被堵塞，工件检测气道50内的压缩空气达到比出口敞开时要高的高压。未图示的压力计检测到该压力变化，从而检测出工件W已载置到夹紧装置主体10的头部102。

除尘气道60与夹具托板P的压缩空气供给部PB连接，并贯通盖部件103、活塞402以及拉杆20而到达夹持件30。除尘气道60形成为用于除去在夹紧装置主体10的头部102、夹持件30以及工件W的夹紧孔Wb等处附着的异物和尘埃，以使工件W准确地载置到夹紧装置1，并使夹紧装置1能够可靠地进行动作。

在以上的夹紧装置1中，在构成该夹紧装置1的部件彼此的接触部，装配有用于保持气密性的液压油防漏O型圈70、压缩空气防漏O型圈71、压缩空气防漏O型圈72以及活塞O型圈73。

液压油防漏O型圈70设于夹紧装置主体10的液压油通道403与夹具托板P的液压油通道PO之间的接合部附近的夹紧装置主体10。该液压油防漏O型圈70防止液压油O从夹紧装置主体10的液压油通道403与夹具托板P的液压油通道PO之间的接合部泄漏。

压缩空气防漏O型圈71设于工件检测气道50与夹具托板P的压缩空气供给口PA之间的接合部附近的夹紧装置主体10。该压缩空气防漏O型圈71防止压缩空气从工件检测气道50与夹具托板P的压缩空气供给口PA之间的接合部泄漏。

压缩空气防漏O型圈72设于除尘气道60与夹具托板P的压缩空气供给部PB之间的接合部附近的夹紧装置主体10。该压缩空气防漏O型圈72防止压缩空气从除尘气道60与夹具托板P的压缩空气供给部PB之间的接合部泄漏。

活塞O型圈73设于活塞402。所述活塞O型圈73防止液压油O从缸401与活塞402之间泄漏到螺旋弹簧404侧。

接下来，对夹紧装置1的动作进行说明。

在将工件W固定于夹具托板P时，夹紧装置1的夹持件30借助螺旋弹簧404的弹力在夹紧孔Wb内向径向扩张，从而按压夹紧孔Wb(参照图1)。此外，在解除该固定时，夹紧装置1的夹持件30借助于作为从外部供给的流体的液压油O而收束，从而夹紧装置1离开夹紧孔Wb(参照图2)。

更为具体地说，如图1所示，在未使用时，夹紧装置1借助螺旋弹簧404将活塞402按下，拉杆20位于夹紧位置。因此，拉杆20利用锥度部202克服集束弹簧302地推压夹持件30的四个卡合部件301而使这四个卡合部件301扩张，从而使夹持件30成为张开的状态。

在该状态下，将工件W载置于夹具托板P时，工件W被载置于夹紧装置1的顶部。然而，在工件W被载置于顶部时，如果夹持件30不收束，则无法将夹持件30插入工件W的夹紧孔Wb。

因此，如图2所示，向缸401供给液压油O。这样，活塞402克服线圈弹簧404而上升，从而设于活塞402的拉杆20也上升。然后，拉杆20的锥度部202相对于夹持件30向上方离开。由此，夹持件30的四个卡合部件301借助集束弹簧302而相互接近，夹持件30形成为收束的状态。其结果是，夹持件30形成为能够进入到夹紧孔Wb内的形状。

此后，未图示的升降装置使工件W下降，并使该工件W接近夹紧装置1的顶部。并且，随着工件W的下降，未图示的空气压缩机起动。这样，从压缩空气供给口PA和压缩空气供给部PB向工件检测气道50和除尘气道60供给压缩空气。

从除尘气道60的出口流出的压缩空气除去在夹紧装置主体10的头部102、夹持件30以及工件W的夹紧孔Wb等处附着的异物和尘埃，使工件W准确地载置到夹紧装置1，从而形成能够可靠地进行夹紧装置1的动作的状态。

此外，当借助工件W将工件检测气道50的出口堵塞时，工件检测气道50内的压缩空气的压缩压力上升。未图示的压力计检测到该压力变化，从而检测出工件W已载置到夹紧装置主体10的头部102。如果在预定时间内未检测到工件W载置于头部102，此时未图示的告知装置告知工件W的载置状态异常。

当工件W被载置于夹紧装置1的顶部时，停止液压油O的供给。这样，活塞402停止上升，并借助螺旋弹簧404的弹力、以及活塞402和拉杆20的自重而下降。此外，随着活塞402的下降，缸401内的液压油O被压回至夹具托板P侧。此外，拉杆20也与活塞402一体地下降。

如图1所示，夹持件30随拉杆20的下降而下降，在夹持件30被弹簧支承部件104的上表面104b承挡时，该夹持件30停止下降。不过，拉杆20继续下降，从而锥度部202进入四个卡合部件301的内侧，并推压四个卡合部件301使这四个卡合部件301向径向扩张并按压于夹紧孔Wb的内壁。在卡合部件301压靠于夹紧孔Wb的时刻，拉杆20无法进一步下降，因而停止下降。在夹持件30停止下降后，拉杆20下降的距离为图1中的标号S所示的距离。

这样，借助于螺旋弹簧404的弹力使得拉杆20下降，由此，夹持件30向径向扩张并按压夹紧孔Wb的内壁，从而将工件W固定于夹具托板P。即，夹紧装置1借助于螺旋弹簧404的弹力将工件W固定于夹具托板P。

在将工件W从夹紧装置1卸下时，向夹紧装置1供给液压油O。这样，活塞402和拉杆20克服螺旋弹簧404而上升。这样，夹持件30的四个卡合部件301受到集束弹簧302的弹力而收束，并从工件W的夹紧孔Wb的内壁离开。因而，使用者能够将工件W从夹紧装置1卸下。

根据以上说明的本实施方式的夹紧装置1，具有以下的效果。

将夹紧装置1构成为包括：杆驱动源40，该杆驱动源40通过使液压油O流入缸401而从夹紧位置向松开位置驱动拉杆20；以及弹簧部件，该弹簧部件对拉杆20向夹紧位置侧施力。由此，工件W相对于夹具托板P的固定(夹紧)能够借助夹紧装置1内的螺旋弹簧404的弹力来进行，而工件W相对于夹具托板P的固定的解除(松开)能够借助从外部供给的液压油O来进行。因而，无需在夹紧状态下从动力源供给动力，因此在无法一直供给动力的夹具托板P中也能够使用。

此外，本实施方式的夹紧装置1在将工件W固定于夹具托板P时无需供给液压油O，从而具有以下的效果。

(1)能够简化夹具托板P的结构。

(2)即使是使用多个夹具托板P的输送(トランサー)方式的设备，也能够使用该夹紧装置1。

(3)能够防止工件W在夹具托板P的移动中从夹具托板P掉落，从而能够确保安全性。此外，还能够防止工件W的损伤。

此外，将螺旋弹簧404配置于活塞402与弹簧支承部件104之间，以对拉杆20向夹紧位置侧施力。由此，除了螺旋弹簧404的弹力以外，活塞402和拉杆20的自重也有助于使夹持件30成为夹紧状态。因而，能够可靠地将工件W固定于夹具托板P。

此外，在夹持件30与螺旋弹簧404之间设置有弹簧支承部件104。由此，在拉杆20后退至夹紧位置时，能够借助弹簧支承部件104承挡夹持件30。因而，能够防止夹持件30随拉杆20的后退而后退，因此能够使夹持件30可靠地工作，能够可靠地将工件W固定于夹具托板P。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，然而本发明并不限于上述的实施方式，能够以各种方式实施。

例如，在本实施方式中，夹紧装置1形成为借助液压油O而工作，然而也可以取代液压油O而使用压缩空气。

此外，夹紧装置1根据工件W的形状、重量、加工方法等来确定设于夹具托板P的位置和数量，然而在本发明中，并未限定设于夹具托板P的位置或数量。

此外，夹紧装置1设于夹具托板P从而将工件W固定于夹具托板P，然而夹紧装置1也可以设于使工件W移动的台车、车辆等移动体来固定工件W。即，夹紧装置1并非仅能够设于夹具托板P。

此外，在本实施方式中，将本发明应用于夹紧工件W的夹紧装置，然而不限于此。即，也可以将本发明应用于例如部件加工用的把持装置，该部件加工用的把持装置用于把持要实施各种加工的车体的构成部件等被加工部件。

Claims (2)

1.一种夹紧装置，该夹紧装置用于固定工件，其特征在于，

该夹紧装置具备：

夹紧装置主体，所述夹紧装置主体在顶端侧形成有与所述工件抵接的落座面；

杆部，所述杆部具有轴部和锥度部；

夹持部，所述夹持部以覆盖所述锥度部的周面的至少一部分的方式进行配置，具备在圆周方向被分割开的卡合部件、以及对所述分割开的卡合部件向使这些卡合部件相互接近的方向施加弹力的集束弹簧，所述夹持部能够沿所述锥度部的径向变形；

杆驱动部，所述杆驱动部具有缸部和活塞部，所述缸部设于所述夹紧装置主体的基端侧，所述活塞部滑动自如地配置于所述缸部中，且所述活塞部与所述杆部的基端部连结，通过使流体流入所述缸部，来从所述杆部后退后的夹紧位置向所述杆部前进后的松开位置驱动所述杆部；

弹簧部件，所述弹簧部件配置于所述夹紧装置主体的内部，向所述夹紧位置侧对所述杆部施力；

除尘气道，所述除尘气道被供给压缩空气，并贯通所述活塞部以及所述杆部而到达所述夹持部；以及

工件检测气道，所述工件检测气道被供给压缩空气，贯通所述夹紧装置主体的筒状的壁厚部分，并到达所述夹紧装置主体的顶端侧。

2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，

所述夹持部设于所述夹紧装置主体与所述工件之间的抵接面附近，

在所述夹持部与所述弹簧部件之间具备弹簧支承部件，

所述弹簧支承部件在一个面承挡所述弹簧部件的所述抵接面侧的端部，并在另一个面承挡所述夹持部。