CN118139718A - 连结装置和锁紧装置 - Google Patents

Abstract

连结装置具备固定于第1构件(1)的流体压缸(100)。流体压缸(100)包括缸主体(10)、能够相对于缸主体(10)沿着第1方向进行往复移动的第1活塞(20)和第2活塞(30)、以及将第1活塞(20)和第2活塞(30)向第1方向上的一侧驱动的施力构件(80)。缸主体(10)具有将第1活塞(20)向第1方向上的另一侧驱动的第1缸室(51)、和与第1缸室(51)分开地形成并且将第2活塞(30)向另一侧驱动的第2缸室(52)。

Description

连结装置和锁紧装置

技术领域

本技术涉及连结装置和锁紧装置。

背景技术

以往公知一种将工件托盘等可动构件在对位的状态下固定于加工中心的工作台等基准构件的装置(例如下述的专利文献1和2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/046039号公报

专利文献2：日本实用新型授权第3219695号公报

发明内容

发明要解决的问题

要求增大连结装置的连结力或锁紧装置的锁紧力。另一方面，还要求使连结装置小型化。

本技术的目的在于提供能够增大连结力或锁紧力并且谋求小型化的连结装置和锁紧装置。

用于解决问题的方案

本技术的连结装置为能够将第1构件和第2构件彼此定位并且连结的连结装置，其具备固定于第1构件的流体压缸。

本技术的锁紧装置为能够将第2构件固定于第1构件的锁紧装置，其具备固定于第1构件的流体压缸。

流体压缸包括缸主体、能够相对于缸主体沿着第1方向进行往复移动的第1活塞和第2活塞、以及将第1活塞和第2活塞向第1方向上的一侧驱动的施力构件。缸主体具有将第1活塞向第1方向上的另一侧驱动的第1缸室和与第1缸室分开地形成并且将第2活塞向另一侧驱动的第2缸室。

发明的效果

根据本技术，能够增大连结力或锁紧力，并且能够实现连结装置和锁紧装置的小型化。

附图说明

图1是表示一个实施方式的锁紧装置的第1状态(松开状态)的纵剖视图。

图2是表示一个实施方式的锁紧装置的第2状态(锁紧状态)的纵剖视图。

图3是图1、图2所示的锁紧装置中的卡合球周边的放大图。

图4是图1～图3所示的锁紧装置的俯视图。

图5是表示图1～图4所示的锁紧装置的锁紧室和松开室的周边的构造的放大纵剖视图。

图6是表示变形例的锁紧装置的纵剖面的图。

图7是图6中的VII部的放大图。

具体实施方式

以下对本技术的实施方式进行说明。此外，对于相同或者相当的部分标注相同的附图标记，有时不再重复其说明。

此外，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了有特殊记载的情况之外，本技术的范围并不限定于该个数、量等。另外，在以下的实施方式中，各结构要素除了有特殊记载的情况之外，对于本技术而言并不是必需的结构要素。另外，本技术并不限定于实现所有本实施方式所提及的作用效果。

此外，在本说明书中，“具备(comprise)”、“包括(include)”、“具有(have)”这样的记载为开放式的。即，在包括某结构的情况下，既可以包括除该结构以外的其他结构，也可以不包括除该结构以外的其他结构。

另外，在本说明书中，在使用几何学用语以及表示位置、方向关系的用语、例如“平行”、“正交”、“倾斜45°”、“同轴”、“沿着”等用语的情况下，这些用语容许制造误差或些许变动。在本说明书中，在使用“上侧”、“下侧”等表示相对的位置关系的用语的情况下，这些用语用于表示一个状态下的相对的位置关系，根据各机构的设置方向(例如使机构整体上下翻转等)，相对的位置关系能够翻转或者以任意的角度转动。

在以下的实施方式中，对作为连结装置的一个例子的锁紧装置进行了说明，但本技术的范围并不限定于锁紧装置。本技术能够普遍应用于进行相对的定位并且将第1构件和第2构件连结起来的连结装置。具体而言，能够将本技术应用于例如用于机床的托盘更换、车床的保持盘更换以及机器人的机械手更换的机构、用于齿轮加工机、测定机、检查机、清洗机、输送装置、组装装置及焊接装置的治具更换的机构、以及用于冲压、注射成型机的模具更换的机构等。

图1和图2是表示本实施方式的锁紧装置的纵剖视图。图1表示松开状态(第1状态)，图2表示锁紧状态(第2状态)。

本实施方式的锁紧装置能够将可动构件2(第2构件/固定对象物)固定于基准构件1(第1构件/基体)，并且能够将可动构件2相对于基准构件1定位(图1、图2中的左右方向、上下方向以及纸面进深方向)。

基准构件1(第1构件)例如是加工中心的工作台等。可动构件2(第2构件)例如是相对于上述工作台固定的工件托盘等。

能够在基准构件1固定锁紧缸100。能够在可动构件2固定环构件200(环状构件)。锁紧缸100利用固定构件300(螺栓)固定于基准构件1，环构件200利用固定构件400(螺栓)固定于可动构件2。锁紧缸100和环构件200也可以利用固定构件300和固定构件400以外的固定部件而被固定。

锁紧缸100(流体压缸)包括缸主体10、第1活塞构件20、第2活塞构件30、锁紧室40、松开室50、钢球60(卡合部/卡合球)、密封构件70以及施力构件80。

缸主体10的底部嵌合于基准构件1的孔部1A。通过精密地调整孔部1A的位置和直径，能够进行缸主体10的对位。缸主体10具有口11A。在口11A的周围设有密封构件11B。口11A与设于基准构件1的空气流路3相连通。

第1活塞构件20包括活塞部分21、杆部分22以及空气通路23。空气通路23包括沿杆部分22的轴线方向延伸的第1部分23A和从第1部分23A沿杆部分22的径向延伸并且在杆部分22的外周面开口的第2部分23B。

在第2活塞构件30的外周形成有凹部31。第2活塞构件30利用固定构件32(螺栓)固定于第1活塞构件20的杆部分22的顶端侧。由此，杆部分22将第1活塞构件20的活塞部分21和第2活塞构件30连接起来。因此，第1活塞构件20和第2活塞构件30能够相对于缸主体10在轴线方向(第1方向)上一体地往复移动。

锁紧室40形成于第1活塞构件20的活塞部分21的上侧。更具体而言，锁紧室40形成于第1活塞构件20的活塞部分21的上表面与缸主体10之间。

从空气流路3经由口11A和空气通路11C向锁紧室40供给锁紧用的工作流体。由此，第1活塞构件20和第2活塞构件30被向固定侧(图中下侧：第1方向上的一侧)驱动。供给到锁紧室40的工作流体能够经由空气通路11C和口11A从空气流路3排出。作为锁紧用的工作流体，例如使用空气，但工作流体并不限定于空气。也可以使用液压来代替气压。

松开室50包括彼此分开地形成的第1松开室51(第1缸室)和第2松开室52(第2缸室)。第1松开室51和第2松开室52隔着锁紧室40彼此分开地形成。第1松开室51形成于第1活塞构件20的活塞部分21的下侧。更具体而言，第1松开室51形成于基准构件1的孔部1A的底面、缸主体10的内周面以及第1活塞构件20的下表面之间。第2松开室52形成于锁紧室40的上侧。更具体而言，第2松开室52形成于缸主体10、第1活塞构件20的杆部分22的外周面以及第2活塞构件30的下表面之间。

从形成于基准构件1的空气流路4向第1松开室51供给松开用的工作流体。供给到第1松开室51的松开用的工作流体还经由第1活塞构件20的空气通路23向第2松开室52供给。在图1、图2的例子中，空气流路4和空气通路23的第1部分23A形成于与锁紧缸100的轴线一致的位置，但空气流路4和空气通路23的第1部分23A也可以形成于自锁紧缸100的轴线错开的位置。

通过向松开室50供给工作流体，第1活塞构件20和第2活塞构件30被向固定解除侧(图中上侧：第1方向上的另一侧)驱动。供给到松开室50的工作流体能够从空气流路4排出。作为松开用的工作流体，例如使用空气，但工作流体并不限定于空气。也可以使用液压来代替气压。

此外，工作介质相对于松开室50的供给并不限定于从空气流路4向第1松开室51供给的方式。作为变形例，例如，也可以是从空气流路4向第2松开室52供给工作介质并且从第2松开室52经由空气通路23还向第1松开室51供给工作介质的方式。

钢球60被保持于缸主体10，位于环构件200的内周侧。钢球60在环构件200的周向上排列地设有多个。各钢球60被保持于缸主体10。另外，各钢球60被第2活塞构件30的凹部31接收。

在图1所示的松开状态(第1状态)下，钢球60不向缸主体10的径向外侧突出，不会按压环构件200。第1活塞构件20和第2活塞构件30被向松开侧(图1中的上侧)施力，抬起可动构件2。在该状态下，能够将可动构件2拆下并更换。在图2所示的锁紧状态(第2状态)下，钢球向缸主体10的径向外侧突出，将环构件200朝向基准构件1(图2中的斜下方)按压。

密封构件70包括设于第1活塞构件20的活塞部分21的外周的密封构件71、设于第1活塞构件20的杆部分22与缸主体10之间的密封构件72、设于第2活塞构件30的外周的密封构件73、设于第1活塞构件20的杆部分22与第2活塞构件30之间的密封构件74以及设于缸主体10的外周与基准构件1之间的密封构件75。

密封构件71将锁紧室40与第1松开室51之间密封。密封构件72将锁紧室40与第2松开室52之间密封。密封构件73、密封构件74将第2松开室52与缸主体10的外部之间密封。密封构件75将第1松开室51与缸主体10的外部之间密封。

施力构件80收纳在锁紧室40内。在图1、图2中例示的施力构件80为在杆部分22的外周沿周向排列设置的螺旋弹簧。也可以使用板簧等弹性构件来代替螺旋弹簧。

施力构件80对第1活塞构件20的活塞部分21和缸主体10向彼此分开的方向施力。施力构件80将第1活塞构件20向下侧驱动。因此，除了能够利用向锁紧室40内供给的锁紧用的工作流体压之外，还能够利用施力构件80的作用力来确保固定可动构件2的锁紧力。由此，能够增大锁紧装置的锁紧力。

这样，在锁紧缸100中，沿着基准构件1(第1构件)和可动构件2(第2构件)排列的上下方向(第1方向)形成有第1松开室51(第1缸室)、第2松开室52(第2缸室)以及锁紧室40(第3缸室)这3个缸室。锁紧室40设于第1松开室51与第2松开室52之间。

第1松开室51的下侧由基准构件1规定。第1松开室51与锁紧室40之间由第1活塞构件20的活塞部分21划分。锁紧室40与第2松开室52之间由缸主体10划分。第2松开室52的上侧由第2活塞构件30规定。

伴随着第2活塞构件30的往复移动，钢球60朝向径向(第2方向)移动，在松开状态和锁紧状态之间切换。

图3是锁紧缸100中的钢球60周边的放大图。如图3所示，钢球60由缸主体10的保持部14保持。另外，在第2活塞构件30的凹部31的上侧(可动构件2侧)设有倾斜面31A。

在进行锁紧动作时，第2活塞构件30被向图3中的下侧驱动，钢球60被倾斜面31A按压而将环构件200的倾斜面210向斜下方按压。由此，环构件200被拉向图3中的下侧。

缸主体10具有基准面15。检测口13在基准面15上开口。在锁紧状态下，环构件200的抵接面220抵接于基准面15，检测口13被封堵，从空气流路6(参照图6)供给来的空气不再泄漏。由此，空气流路6内的气压上升。因此，通过测量空气流路6内的气压，能够检测锁紧动作是否正常进行。另外，也能够通过设置多个检测口13来检测可动构件2的倾斜。

在进行松开动作时，被向图3中的上侧驱动的第2活塞构件30将可动构件2上推。在可动构件2未被锁紧的状态下，检测口13在基准面15上开放，因此，从空气流路6供给来的空气泄漏。

通过环构件200的内周锥形面230抵接于锁紧缸100(缸主体10)的外周锥形面110来进行水平方向上的定位。在进行锁紧动作时，若环构件200被拉向下侧，则环构件200的抵接面220抵接于缸主体10的基准面15来进行高度方向上的定位。在将环构件200的内周锥形面230和锁紧缸100(缸主体10)的外周锥形面110设为多棱锥形的情况下，能够利用单个锁紧缸100进行完全的定位。

图4是锁紧缸100的俯视图。如图4所示，缸主体10具有向远离缸主体10的中心轴线的方向突出的凸缘部16。利用贯穿在凸缘部16的固定构件300将缸主体10固定于基准构件1。在锁紧缸100中，通过沿周向设置多个施力构件80，能够在不过度增大各个施力构件80的长度的情况下增大作用力的总和。其结果是，尤其能够在高度方向(图4中的纸面进深方向)上使锁紧缸100小型化。

另外，如图4所示，由于在规定第2松开室52的第2活塞构件30的外周配置钢球60，因此，与在第1活塞构件20的杆部分22的外周配置钢球60的情况(即没有第2活塞构件30的情况)相比，能够增加沿周向排列的钢球60的数量。其结果是，能够更高精度地利用锁紧缸100对环构件200进行定位。另外，能够降低作用于各个钢球60的表面压力，能够使钢球60小型化。其结果是，尤其能够在高度方向(图4中的纸面进深方向)上使锁紧缸100小型化。

图5是表示锁紧缸100的锁紧室40和松开室50的周边的构造的放大纵剖视图。

如图5所示，缸主体10包括划分锁紧室40和松开室50的分隔壁部10B、以及从分隔壁部10B的内周侧端部朝向下侧(第1松开室51侧)突出并且引导第1活塞构件20的杆部分22的突出部10C。缸主体10构成以分隔壁部10B为底部、以突出部10C为侧壁的凹部10A(第1凹部)。凹部10A与第1活塞构件20的活塞部分21相对。

第1活塞构件20的活塞部分21具有向远离分隔壁部10B的方向凹陷的凹部20A(第2凹部)。凹部20A与缸主体10的分隔壁部10B相对。

施力构件80设于第1活塞构件20的活塞部分21与分隔壁部10B之间。施力构件80收纳于通过凹部10A与凹部20A相对而形成的空间。施力构件80对缸主体10的分隔壁部10B和第1活塞构件20的活塞部分21向彼此分开的方向施力。

形成于缸主体10的空气通路11C具有弯曲部11C1。空气通路11C从口11A向斜上方延伸，在弯曲部11C1处以大致直角弯曲，从弯曲部11C1向斜下方延伸，到达锁紧室40。

施力构件80的作用力与从空气流路3向锁紧室40供给的气压一起构成锁紧缸100的锁紧力。此外，也可以仅由施力构件80的作用力来构成锁紧力。

来自空气流路4的气压向第1松开室51和第2松开室52供给。第1活塞构件20和第2活塞构件30克服施力构件80的作用力而被向松开侧(图5中的上侧)驱动。第1活塞构件20和第2活塞构件30上升，直到缸主体10的突出部10C的顶端抵接于在杆部分22形成的台阶部为止。

第2活塞构件30具有向远离缸主体10的分隔壁部10B的方向凹陷的凹部30A(第3凹部)。使第1松开室51和第2松开室52连通的空气通路23在位于凹部30A内的区域与第2松开室52连通。此外，在图5的例子中，空气通路23的第2部分23B的整体位于凹部30A内，但是，第2部分23B以空气通路23的第2部分23B的高度方向上的局部位于凹部30A内的情况也应该被解释为，空气通路23“在位于凹部30A内的区域与第2松开室52相连通”。

在本实施方式中，通过将松开室50分为第1松开室51和第2松开室52这两个部位地形成，并对第1活塞构件20和第2活塞构件30这两个构件进行驱动，由此能够增大松开侧的驱动力。松开侧的驱动是克服施力构件80的作用力而进行的。因此，伴随着增大松开侧的驱动力，能够增大施力构件80的作用力。通过增大施力构件80的作用力，能够增大锁紧侧的驱动力。作为以上的结果，能够增大由锁紧缸100产生的锁紧力。

在本实施方式中，例示了如下结构：形成一个锁紧室40，在锁紧室40内设置施力构件80，将松开室50分成两个地形成，但也存在设为如下结构的情况：将锁紧室40分成两个地形成，形成一个松开室50，在松开室50内设置施力构件80。

图6是表示变形例的锁紧缸100的纵剖面的图。图6所示的构造当然能够应用于图1～图5所示的锁紧缸100。在图6所示的例子中，缸主体10具有口12A、口13A。在口12A的周围设有密封构件12B，在口13A的周围设有密封构件13B。口12A、口13A分别与设于基准构件1的空气流路5、空气流路6连通。

缸主体10具有与口12A、口13A分别连通的空气通路12C、空气通路13C。空气通路12C到达鼓风室90。鼓风室90形成于缸主体10的内周与嵌入构件91之间。嵌入构件91利用挡圈92固定于缸主体10。空气通路13C经由检测口13向缸主体10的外部开口。

图7是图6中的VII部的放大图。如图7所示，鼓风室90分别经由空气通路12D、空气通路12E而与缸主体10外部的空间A、空间B连通。供给到鼓风室90的空气从空气通路12D、空气通路12E朝向空间A、空间B排出。由此，能够防止切屑和冷却剂等向缸主体10内部侵入。

以上，说明了本技术的实施方式，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性的。本技术的范围由权利要求书表示，旨在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。

附图标记说明

1、基准构件；1A、孔部；2、可动构件；3、4、5、6、空气流路；10、缸主体；10A、凹部；10B、分隔壁部；10C、突出部；11A、12A、13A、口；11B、12B、13B、密封构件；11C、12C、12D、12E、13C、空气通路；11C1、弯曲部；13、检测口；14、保持部；15、基准面；16、凸缘部；20、第1活塞构件；20A、凹部；21、活塞部分；22、杆部分；23、空气通路；23A、第1部分；23B、第2部分；30、第2活塞构件；30A、凹部；31、凹部；31A、倾斜面；32、固定构件；40、锁紧室；50、松开室；51、第1松开室；52、第2松开室；60、钢球；70、71、72、73、74、75、密封构件；80、施力构件；90、鼓风室；91、嵌入构件；92、挡圈；100、锁紧缸；110、外周锥形面；200、环构件；210、倾斜面；220、抵接面；230、内周锥形面，300、400、固定构件。

Claims (9)

1.一种连结装置，其能够将第1构件和第2构件彼此定位并且连结，其中，

该连结装置具备固定于所述第1构件的流体压缸，

所述流体压缸包括缸主体、能够相对于所述缸主体沿着第1方向进行往复移动的第1活塞和第2活塞、以及将所述第1活塞和所述第2活塞向所述第1方向上的一侧驱动的施力构件，

所述缸主体具有将所述第1活塞向所述第1方向上的另一侧驱动的第1缸室、和与所述第1缸室分开地形成并且将所述第2活塞向所述另一侧驱动的第2缸室。

2.根据权利要求1所述的连结装置，其中，

所述施力构件在所述第1方向上设于所述第1缸室与所述第2缸室之间。

3.根据权利要求1或2所述的连结装置，其中，

所述缸主体还具有第3缸室，该第3缸室设于所述第1缸室与所述第2缸室之间，将所述第1活塞和所述第2活塞向所述第1方向上的一侧驱动，

所述施力构件收纳于所述第3缸室。

4.根据权利要求3所述的连结装置，其中，

所述缸主体还具有划分所述第2缸室和所述第3缸室的分隔壁部，

所述施力构件设于所述分隔壁部与所述第1活塞之间。

5.根据权利要求4所述的连结装置，其中，

所述缸主体具有向远离所述第1活塞的方向凹陷的第1凹部，

所述第1活塞具有向远离所述分隔壁部的方向凹陷的第2凹部，

所述施力构件以收纳于所述第1凹部和所述第2凹部的方式设置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的连结装置，其中，

所述流体压缸还包括杆部，该杆部沿着所述第1方向延伸，将所述第1活塞和所述第2活塞连接起来，

在所述杆部形成有使所述第1缸室和所述第2缸室连通的通路。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的连结装置，其中，

该连结装置还具备固定于所述第2构件的环状构件，

所述流体压缸还包括卡合部，该卡合部能够位于所述环状构件的内周侧，并且能够伴随着所述第1活塞和所述第2活塞的往复移动而在不按压所述环状构件的第1状态、和将所述环状构件向所述第1构件侧按压的第2状态之间切换。

8.根据权利要求7所述的连结装置，其中，

伴随着所述第2活塞的移动，所述卡合部朝向与所述第1方向正交的第2方向移动。

9.一种锁紧装置，其能够将第2构件固定于第1构件，其中，

该锁紧装置具备固定于所述第1构件的流体压缸，

所述流体压缸包括缸主体、能够相对于所述缸主体沿着第1方向进行往复移动的第1活塞和第2活塞、以及将所述第1活塞和所述第2活塞向所述第1方向上的一侧驱动的施力构件，

所述缸主体具有将所述第1活塞向所述第1方向上的另一侧驱动的第1缸室、和与所述第1缸室分开地形成并且将所述第2活塞向所述另一侧驱动的第2缸室。