CN113646129B - 液压式夹紧装置及套环部件 - Google Patents

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Abstract

【课题】在利用液压式夹紧装置实施的被夹紧部件的夹紧中，以高同轴度以及高直线度夹紧被夹紧部件。【解决手段】具有安装于划定液压室(22)的壳部件(20)的外周面的套环部件(50)，套环部件(50)包括：厚壁圆筒部(52)，其具有规定的壁厚，具有保持被夹紧部件(W)的外周面(52A)；一对薄壁圆筒部(54)，其从厚壁圆筒部(52)的两轴端分别向轴线方向外侧延伸，壁厚比厚壁圆筒部(52)小；以及多个槽(56)，其设置于厚壁圆筒部(52)和一对薄壁圆筒部(54)的周向上的多个部位，各槽(56)以保留各薄壁圆筒部(54)的外端(58)而从一个薄壁圆筒部(54)穿过厚壁圆筒部(52)到达另一个薄壁圆筒部(54)的方式，沿套环部件(50)的轴线方向呈直线状延伸，各薄壁圆筒部(50)的外端(50)是在整个圆周上连续的圆环形状。

Description

液压式夹紧装置及套环部件
技术领域
本发明涉及液压式夹紧装置及套环部件，更详细而言，涉及液压式夹紧装置及液压式夹紧装置所使用的套环部件。
背景技术
作为保持圆筒形状的被夹紧部件的夹紧装置，已知有如下的液压式夹紧装置，其具有：圆柱状的夹紧主体；圆筒形状的壳部件(薄壁圆筒体)，其安装于所述夹紧主体的外周，在与所述夹紧主体之间划定填充有工作液体的圆筒形状的液压室，通过所述液压室的液压而向扩径方向弹性变形；以及加压部，其设置于所述夹紧主体，对所述工作液体进行加压，通过利用液压室的液压使壳部件扩径，从而夹紧与壳部件的外周面或者安装于壳部件的外周面的带槽的套环部件的外周面嵌合的被夹紧部件(例如，专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4482501号公报
专利文献2：日本专利第6340493号公报
专利文献3：US7147232B2公报
发明内容
发明所要解决的课题
在以往的液压式夹紧装置中，若液压室的工作液体被加压，则壳部件以及带槽的套环部件的大致整体变形为和太鼓形(冠形)，因此难以以高同轴度以及直线度夹紧被夹紧部件。
本发明要解决的课题在于，在利用液压式夹紧装置实施的被夹紧部件的夹紧中，以高同轴度以及高直线度夹紧被夹紧部件。
用于解决课题的手段
本发明的一个实施方式的液压式夹紧装置具有：圆柱状的夹紧主体；圆筒形状的壳部件，其安装于所述夹紧主体的外周，在与所述夹紧主体之间划定填充有工作液体的圆筒形状的液压室，通过所述液压室的液压而向扩径方向弹性变形；加压部，其设置于所述夹紧主体，对所述工作液体进行加压；以及套环部件，其安装于所述壳部件的外周面，所述套环部件包括：厚壁圆筒部，其具有规定的壁厚，具有保持被夹紧部件的外周面；一对薄壁圆筒部，其从所述厚壁圆筒部的两轴端向轴线方向外侧延伸，壁厚比所述厚壁圆筒部小；以及多个槽，其设置于所述厚壁圆筒部和所述一对薄壁圆筒部的周向上的多个部位，各槽以保留所述一对薄壁圆筒部各自的外端而从一个所述薄壁圆筒部穿过所述厚壁圆筒部到达另一个所述薄壁圆筒部的方式，沿所述套环部件的轴线方向呈直线状延伸，所述一对薄壁圆筒部各自的所述外端是在整个圆周上连续的圆环形状。
根据该结构，能够以较高的同轴度以及较高的直线度夹紧被夹紧部件。
在上述液压式夹紧装置中，优选所述一对薄壁圆筒部分别在包含所述外端的区域具有内径比其他区域大的扩径部。
根据该结构，在所述一对薄壁圆筒部分别变形时，薄壁圆筒部不会与壳部件干涉。
在上述液压式夹紧装置中，优选所述厚壁圆筒部的轴线方向长度与所述液压室的轴线方向长度相等。
根据该结构，被夹紧部件的夹紧以更高的直线度进行。
在上述液压式夹紧装置中，所述厚壁圆筒部的轴线方向长度可以比所述液压室的轴线方向长度短，也可以比所述液压室的轴线方向长度长。
在上述液压式夹紧装置中，即使厚壁圆筒部的轴线方向长度与液压室的轴线方向长度不同，由于套环部件的一对薄壁圆筒部各自的外端是在整个圆周上连续的圆环形状，所以套环部件的不平衡的扩径被限制，能够保持精度良好的直线度以及同轴度。
在上述液压式夹紧装置中，优选的是，所述厚壁圆筒部的轴线方向长度的1/2的位置处于与所述液压室的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置。
根据该结构，在轴线方向上观察时，由液压室的内压上升引起的厚壁圆筒部在扩径方向上的位移均等地进行，有助于提高直线度。
本发明的一个实施方式的套环部件是安装于具有因液压而扩径的外周面的液压式夹紧装置的所述外周面的套环部件，包括：厚壁圆筒部，其具有规定的壁厚，具有保持被夹紧部件的外周面；一对薄壁圆筒部，其从所述厚壁圆筒部的两轴端向轴线方向外侧延伸，壁厚比所述厚壁圆筒部小；以及多个槽，其设置于所述厚壁圆筒部和所述一对薄壁圆筒部的周向上的多个部位，各槽以保留所述一对薄壁圆筒部各自的外端而从一个所述薄壁圆筒部穿过所述厚壁圆筒部到达另一个所述薄壁圆筒部的方式，沿轴线方向呈直线状延伸，所述一对薄壁圆筒部各自的所述外端是在整个圆周上连续的圆环形状。
根据该结构，能够以较高的同轴度以及直线度夹紧被夹紧部件。
发明效果
根据本发明的液压式夹紧装置及套环部件，能够以高同轴度及高直线度夹紧被夹紧部件。
附图说明
图1是表示本发明的液压式夹紧装置及套环部件的实施方式1的立体图。
图2是表示实施方式1的液压式夹紧装置及套环部件的初始状态的纵剖视图。
图3是表示实施方式1的液压式夹紧装置及套环部件的夹紧状态的纵剖视图。
图4是表示实施方式2的液压式夹紧装置及套环部件的初始状态的纵剖视图。
图5是表示实施方式2的液压式夹紧装置及套环部件的夹紧状态的纵剖视图。
图6是表示实施方式3的液压式夹紧装置及套环部件的初始状态的纵剖视图。
图7是表示实施方式3的液压式夹紧装置及套环部件的夹紧状态的纵剖视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
图1至图3示出了实施方式1。实施方式1的液压式夹紧装置10具有金属制的圆柱状的夹紧主体12。夹紧主体12在金属制的轴线方向的中间部具有凸缘部12A。夹紧主体12的凸缘部12A的一侧是被机床等旋转体(未图示)夹紧的柄部12B，凸缘部12A的另一侧是用于夹紧被夹紧部件W的心轴部12C。在凸缘部12A的心轴部12C侧的端面通过螺栓14固定有圆环形状的工件止挡件16。
在心轴部12C的外周安装有由薄壁的圆筒体构成的圆筒形状的壳部件20。壳部件20具有与心轴部12C的外周面12D嵌合的内周面20A以及与后述的套环部件50的内周面50A嵌合的外周面20B，壳部件20被卡止于心轴部12C的外周的卡环18和凸缘部12A的端面夹持而限制了轴线方向的移动。
在心轴部12C的外周，更详细而言，在与壳部件20嵌合的部分的外周，形成有宽幅的周槽状的圆环凹部12E。心轴部12C在圆环凹部12E的部分与壳部件20协作，划定圆筒形状、换言之横截面形状(在与心轴部12C的中心轴线正交的方向上延伸的截面)为圆环状的液压室22。在心轴部12C的外周面12D的、在轴线方向上夹着液压室22的液压室22的两侧方的部位，安装有用于确保液压室22的液密性的O型环24。壳部件20因液压室22的液压(内压)而向扩径方向弹性变形。
在心轴部12C形成有在中心轴线上沿轴线方向延伸的活塞室26。构成加压部的杆状的活塞部件28以能够沿轴线方向移动的方式嵌合于活塞室26。活塞室26通过形成于心轴部12C的通路30、31及32而与液压室22连通。在液压室22、活塞室26、通路30、31及32中封入有工作液体。即，在液压室22中填充有工作液体。
在心轴部12C形成有在中心轴线上沿轴线方向延伸并朝向心轴部12C的外端开口的中心销孔68及螺纹孔34。在螺纹孔34螺纹卡合有按压螺纹部件36。按压螺纹部件36通过拧入而在螺纹孔34中向活塞室26侧螺进，通过该螺进而经由钢球38使活塞部件28沿轴线方向移动。通过该活塞部件28的移动，活塞室26、通路30、31及32的工作液体被加压，工作液体的压力上升。这样，活塞部件28、螺纹孔34以及按压螺纹部件36构成对液压室22的工作液体进行加压的加压部。
在柄部12B的外端，在其中心轴线上形成有中心销孔70。中心销孔68和70彼此位于同一轴线上。
液压式夹紧装置10的径向跳动测定等是在中心销C与中心销孔68及70分别卡合、由两中心销C进行的双支承(两中心支承)状态下进行的。
在壳部件20的外周面20B安装有金属制的套环部件50。套环部件50包括：厚壁圆筒部52，其具有规定的壁厚，具有保持圆筒形状的被夹紧部件W的外周面52A；以及一对薄壁圆筒部54，其从厚壁圆筒部52的两轴端向轴线方向外侧延伸，壁厚比厚壁圆筒部52小。厚壁圆筒部52及一对薄壁圆筒部54位于同一轴线上，这些圆筒部52、54的内周面形成相互相同的内径的套环部件50的内周面50A。套环部件50的内周面50A与壳部件20的外周面20B嵌合。
薄壁圆筒部54的壁厚(外径)被设定为具有通过壳部件20的扩径而扩径变形的适度的弹性。厚壁圆筒部52的壁厚(外径)比薄壁圆筒部54的壁厚更厚，且根据被夹紧部件W的内径而设定。厚壁圆筒部52的轴线方向长度的1/2的位置位于与液压室22的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置，且厚壁圆筒部52的轴线方向长度A与液压室22的轴线方向长度B相等。由此，厚壁圆筒部52处于在轴线方向的整个范围与液压室22在径向上重叠的位置。
在厚壁圆筒部52及一对薄壁圆筒部54上，在周向上等间隔地分离的6个部位分别形成有槽(缝隙)56。各槽56以保留薄壁圆筒部54的外端58而从一个薄壁圆筒部54穿过厚壁圆筒部52到达另一个薄壁圆筒部54的方式，在套环部件50的轴线方向(母线方向)上呈直线状延伸。所有的槽56保留各薄壁圆筒部54的外端58而形成。即，所有的槽56的两端未从一对薄壁圆筒部54各自的外端58朝向外侧开口。因此，各薄壁圆筒部54的外端58为在整个圆周上连续的圆环形状。
另外，为了避免薄壁圆筒部54的弹性变形时的应力集中，各槽56的两端成为扩张的圆形开口56A。在圆形开口56A的一个中嵌合有与工件止挡件16的螺纹孔60螺纹卡合的止动螺钉62的前端部62A。由此，套环部件50相对于壳部件20止转。
而且，各薄壁圆筒部54在包含外端58的区域具有内径比其他区域大的扩径部64。
接着，对由使用了套环部件50的液压式夹紧装置10进行的被夹紧部件W的夹紧动作进行说明。
图2表示液压室22的内压(工作液体的压力)大致为大气压、壳部件20呈圆筒形状、套环部件50未弹性变形的初始状态。在该初始状态下，在厚壁圆筒部52的外周设置被夹紧部件W。
在设置被夹紧部件W后，若液压室22的内压通过按压螺纹部件36的拧入引起的活塞部件28的移动而上升，则如图3所示，壳部件20扩径变形。
根据该壳部件20的扩径变形，薄壁圆筒部54以与厚壁圆筒部52连接的连接部为大径而弹性变形为大致截头圆锥形状，并且厚壁圆筒部52以各槽56的横宽扩大且厚壁圆筒部52的外径变大的方式向径向外侧位移。由此，被夹紧部件W紧贴于厚壁圆筒部52的外周面52A，被夹紧部件W经由套环部件50固定(夹紧)于心轴部12C的外周。
保持被夹紧部件W的厚壁圆筒部52比各薄壁圆筒部54厚，具有比各薄壁圆筒部54高的弯曲刚性。由此，与壳部件20的扩径变形对应的套环部件50的变形都产生在各薄壁圆筒部54，厚壁圆筒部52既不会变形为和太鼓形，也不会相对于夹紧主体12的中心轴线倾斜，而是在径向上均等地扩径位移。其结果是，被夹紧部件W的夹紧以高的直线度高精度地进行。
而且，厚壁圆筒部52的轴线方向长度的1/2的位置位于与液压室22的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置，因此在轴线方向上观察时，由液压室22的内压上升引起的厚壁圆筒部52的扩径方向的位移更加均等地进行。其结果是，被夹紧部件W的夹紧以更高的直线度高精度地进行。
而且，各薄壁圆筒部54的外端58为在整个圆周上连续的圆环形状，由此，与切槽(槽)延伸至薄壁圆筒部54的外端58而使得薄壁圆筒部54的外端58在周向上被切槽分割的情况相比，套环部件50相对于夹紧主体12的同轴度变高。由此，被夹紧部件W的夹紧以高的同轴度高精度地进行。
各薄壁圆筒部54在包含外端58的区域具有内径比其他区域大的扩径部64，因此即使薄壁圆筒部54相对于夹紧主体12的中心轴线倾斜变形，扩径部64也作为避让部发挥作用，不会产生薄壁圆筒部54与壳部件20的外周面20B抵接那样的干涉。由此，壳部件20的耐久性提高。
接着，参照图4及图5对实施方式2的液压式夹紧装置10进行说明。另外，在图4和图5中，对与图2和图3对应的部分标注与图2和图3中标注的附图标记相同的附图标记，并省略其说明。
在实施方式2中，厚壁圆筒部52的轴线方向长度的1/2的位置处于与液压室22的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置，但厚壁圆筒部52的轴线方向长度A比液压室22的轴线方向长度B短。
这样，即使厚壁圆筒部52的轴线方向长度与液压室22的轴线方向长度不同，由于套环部件50的一对薄壁圆筒部54各自的外端58是在整个圆周上连续的圆环形状，因此套环部件50的不平衡的扩径被限制，能够保持精度良好的直线度和同轴度。
接着，参照图6及图7对实施方式3的液压式夹紧装置10进行说明。另外，在图6和图7中，对与图2和图3对应的部分标注与图2和图3中标注的附图标记相同的附图标记，并省略其说明。
在实施方式3中，厚壁圆筒部52的轴线方向长度的1/2的位置处于与液压室22的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置，但厚壁圆筒部52的轴线方向长度A比液压室22的轴线方向长度B长。
这样，即使厚壁圆筒部52的轴线方向长度与液压室22的轴线方向长度不同，由于套环部件50的一对薄壁圆筒部54各自的外端58是在整个圆周上连续的圆环形状，因此套环部件50的不平衡的扩径被限制，能够保持精度良好的直线度和同轴度。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本领域技术人员能够容易地理解，本发明并不限定于这样的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变更。
例如，厚壁圆筒部52的轴线方向长度的1/2的位置不一定需要处于与液压室22的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置，也可以处于在轴线方向上相互偏倚的位置。而且，也可以是厚壁圆筒部52的轴线方向长度的一部分与液压室22的轴线方向长度的一部分重叠的配置。
槽56不限于6个，也可以是3个、4个、8个等6个以外的多个，且优选在套环部件50的周向上等间隔地设置。加压部不限于基于活塞部件28、螺纹孔34、按压螺纹部件36等的手动式的结构，也可以是电动式或电磁式的结构。
另外，上述实施方式所示的构成要素未必全部是必须的，只要不脱离本发明的主旨，就能够适当地取舍选择。
符号说明
10：液压式夹紧装置；
12：夹紧主体；
12A：凸缘部；
12B：柄部件；
12C：心轴部；
12D：外周面；
12E：圆环凹部；
14：螺栓；
16：工件止挡件；
18：卡环；
20：壳部件；
20A：内周面；
20B：外周面；
22：液压室；
24：O形环；
26：活塞室；
28：活塞部件；
30：通路；
31：通路；
32：通路；
34：螺纹孔；
36：按压螺纹部件；
38：钢球；
50：套环部件；
50A：内周面；
52：厚壁圆筒部；
52A：外周面；
54：薄壁圆筒部；
56：槽；
56A：圆形开口；
58：外端；
60：螺纹孔；
62：止动螺钉；
62A：前端部；
64：扩径部；
68：中心销孔；
70：中心销孔；
A：轴线方向长度；
B：轴线方向长度；
C：中心销；
W：被夹紧部件。

Claims (7)

1.一种液压式夹紧装置，其具有：
圆柱状的夹紧主体；
圆筒形状的壳部件，其安装于所述夹紧主体的外周，在与所述夹紧主体之间划定填充有工作液体的圆筒形状的液压室，该壳部件构成为通过所述液压室的内压的上升而扩径变形；
加压部，其设置于所述夹紧主体，对所述工作液体进行加压；以及
套环部件，其安装于所述壳部件的外周面，
所述套环部件包括：
圆筒形状的厚壁圆筒部，其具有规定的壁厚，具有保持被夹紧部件的外周面；
圆筒形状的一对薄壁圆筒部，其从所述厚壁圆筒部的两轴端分别向轴线方向外侧延伸，壁厚比所述厚壁圆筒部小；以及
多个槽，其设置于所述厚壁圆筒部和所述一对薄壁圆筒部的周向上的多个部位，
各槽以保留所述一对薄壁圆筒部各自的外端而从一个所述薄壁圆筒部穿过所述厚壁圆筒部到达另一个所述薄壁圆筒部的方式，沿所述套环部件的轴线方向呈直线状延伸，
所述一对薄壁圆筒部各自的所述外端是在整个圆周上连续的圆环形状，
所述厚壁圆筒部具有与所述壳部件的外周面嵌合以通过所述壳部件的扩径变形而扩径变形的内周面，
所述一对薄壁圆筒部分别包含具有与所述厚壁圆筒部的内径相同的内径且与所述壳部件的外周面嵌合的内周面。
2.根据权利要求1所述的液压式夹紧装置，其中，
所述一对薄壁圆筒部分别在包含所述外端的区域具有内径比其他区域大的扩径部。
3.根据权利要求1或2所述的液压式夹紧装置，其中，
所述厚壁圆筒部的轴线方向长度与所述液压室的轴线方向长度相等。
4.根据权利要求1或2所述的液压式夹紧装置，其中，
所述厚壁圆筒部的轴线方向长度比所述液压室的轴线方向长度短。
5.根据权利要求1或2所述的液压式夹紧装置，其中，
所述厚壁圆筒部的轴线方向长度比所述液压室的轴线方向长度长。
6.根据权利要求1或2所述的液压式夹紧装置，其中，
所述厚壁圆筒部的轴线方向长度的1/2的位置处于与所述液压室的轴线方向长度的1/2的位置相同的轴线方向位置。
7.一种套环部件，其安装于具有因液压而扩径的外周面的液压式夹紧装置的所述外周面，
所述套环部件包括：
圆筒形状的厚壁圆筒部，其具有规定的壁厚，具有保持被夹紧部件的外周面；
圆筒形状的一对薄壁圆筒部，其从所述厚壁圆筒部的两轴端分别向轴线方向外侧延伸，壁厚比所述厚壁圆筒部小；以及
多个槽，其设置于所述厚壁圆筒部和所述一对薄壁圆筒部的周向上的多个部位，
各槽以保留所述一对薄壁圆筒部各自的外端而从一个所述薄壁圆筒部穿过所述厚壁圆筒部到达另一个所述薄壁圆筒部的方式，沿所述轴线方向呈直线状延伸，
所述一对薄壁圆筒部各自的所述外端是在整个圆周上连续的圆环形状，
所述一对薄壁圆筒部分别在包含所述外端的区域具有内径比应与所述液压式夹紧装置的所述外周面嵌合的其他区域大的扩径部。
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