JP2009174662A - クランプ機構付直線案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ機構の製作を容易にしたクランプ機構付直線案内装置を得る。
【解決手段】直線状の案内レール１に係合して案内レール１に沿って移動可能なスライダ２，４を備えると共に、スライダ２，４をクランプするクランプ機構６ａ，６ｂを備える。クランプ機構６ａ，６ｂは、スライダ２，４と一体のクランプ本体８を備え、クランプ本体８に形成され案内レール１に向かって開口した小径孔１２ａ，１２ｂと、小径孔１２ａ，１２ｂに連接した大径孔１４ａ，１４ｂとを有する。また、小径孔１２ａ，１２ｂに摺動可能に挿入されたピストンロッド１８ａ，１８ｂと、大径孔１４ａ，１４ｂに摺動可能に挿入されたピストン胴部材２６ａ，２６ｂとを有し、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂにより区切られた圧力室３４ａ，３４ｂに圧力流体を導入し、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂがピストンロッド１８ａ，１８ｂに接触して押圧し案内レール１に圧接させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、直線状の案内レールに係合して案内レールに沿って移動可能なスライダをクランプするクランプ機構を備えたクランプ機構付直線案内装置に関する。

従来より、特許文献１にあるように、断面が略コ字状のスライダを、案内レールに跨架し、循環する多数の転動体をスライダと案内レールとの間に配置して、スライダを案内レールの長手方向に移動可能に案内すると共に、スライダをクランプするクランプ機構を備えたクランプ機構付直線案内装置が知られている。

このクランプ機構は、案内レールに長手方向に沿ってＴ溝を設け、Ｔ溝内にコマを移動可能に配置している。また、スライダには上・中・下３段の連接した内腔が形成され、各段は順次その内径が案内レール側に向かって縮径されており、上段の内腔には大径のピストン頭部が摺動可能に挿入され、中段の内腔にはピストン胴部が摺動可能に挿入され、下段の内腔にはピストンロッドが摺動可能に挿入されている。

ピストン頭部とピストン胴部とピストンロッドとが一体のピストンとして形成され、ピストンロッドの先端にコマが固定されている。中段の内腔に導入される圧力流体の作用により、ピストンが摺動して、コマをＴ溝の内壁に圧接して、スライダをクランプするようにしている。
実公平６−２４５７４号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、ピストンがピストン頭部とピストン胴部とピストンロッドとの３段の段付軸として形成しなければならず、また、内腔も上・中・下３段の孔に形成しなければならない。しかも、ピストンが内腔に摺動可能に挿入されるので、ピストン頭部とピストン胴部とピストンロッドとの同芯度、及び、内腔の上・中・下３段の同芯度が必要で、製造に高精度を必要とし、製作に手間がかかるという問題があった。

本発明の課題は、クランプ機構の製作を容易にしたクランプ機構付直線案内装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
直線状の案内レールに係合して該案内レールに沿って移動可能なスライダを備えると共に、前記スライダをクランプするクランプ機構を備えたクランプ機構付直線案内装置において、
前記クランプ機構は、前記スライダと一体のクランプ本体を備え、該クランプ本体に形成され前記案内レールに向かって開口した小径孔と、該小径孔に連接した大径孔とを有し、また、前記小径孔に摺動可能に挿入されたピストンロッドと、前記大径孔に摺動可能に挿入されたピストン胴部材とを有し、更に、前記ピストンロッドと反対側に設けられ前記ピストン胴部材により区切られた圧力室に圧力流体を導入し、前記ピストン胴部材の前記案内レール側への摺動で前記ピストン胴部材が前記ピストンロッドに接触して押圧し前記案内レールに前記ピストンロッドを圧接させることを特徴とするクランプ機構付直線案内装置がそれである。

前記クランプ機構は、前記案内レールを挟んで、前記案内レールの両側に設けた構成としてもよい。また、前記ピストンロッドには、前記小径孔内に挿入されている前記ピストンロッドの外周に潤滑溝を形成した構成としてもよい。更に、前記ピストン胴部材には、前記ピストンロッド側の端面に凹部を形成し、該凹部に前記ピストンロッドを径方向に隙間を空けて挿入した構成としてもよい。

本発明のクランプ機構付直線案内装置は、ピストンロッドとピストン胴部材とが別体に形成され、小径孔と大径孔との間に芯ずれがあっても、ピストンロッドとピストン胴部材とはそれぞれ摺動できるので、それぞれの加工が容易で、クランプ機構の製作が容易になるという効果を奏する。

また、案内レールを挟んで案内レールの両側にクランプ機構を設けると、スライダのクランプをより確実に行うことができる。更に、ピストンロッドの外周に潤滑溝を設けると、潤滑溝に潤滑剤を充填して、ピストンロッドと小径孔との潤滑を良好に行うことができ、ピストンロッドを円滑に摺動させることができる。また、ピストン胴部材に形成した凹部にピストンロッドを挿入することにより、クランプ機構を小型化できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は直線状の案内レールで、本実施形態では、案内レール１には２台のスライダ２，４が間隔を空けて係合されている。２台のスライダ２，４の間にはクランプ機構６のクランプ本体８が配置されており、２台のスライダ２，４とクランプ本体８との上面には、テーブル１０が載置されて、図示しない複数のボルトにより、２台のスライダ２，４とクランプ本体８とがテーブル１０に固定されて、２台のスライダ２，４とクランプ本体８とが一体にされている。

２台のスライダ２，４は、断面が略コ字状を有し、それぞれ案内レール１に跨架されている。２台のスライダ２，４には、それぞれ図示しない多数の鋼球等の転動体が転動して循環する循環路が複数組設けられており、転動体を介して２台のスライダ２，４と案内レール１とが係合され、循環路を循環する転動体が２台のスライダ２，４と案内レール１との図示しない溝の間を転動して、２台のスライダ２，４を案内レール１の長手方向に沿って案内できるように構成されている。本実施形態では、転動体を用いて、転がり摩擦により案内する周知の直線案内機構を用いているが、これに限らず、周知の滑り摩擦により案内する周知の直線案内機構でもよい。

尚、本実施形態では、２台のスライダ２，４を用いているが、２台に限らず、１台のスライダ２でもよく、また、スライダ２，４とクランプ本体８とがテーブル１０を介して一体にされているが、これに限らず、スライダ２，４とクランプ本体８とが一体に形成されていてもよい。テーブル１０には、例えば、図示しない刃物台、ワークのチャック機構等の他の装置が載置される。

図２に示すように、本実施形態では、クランプ本体８を共用する２台のクランプ機構６ａ，６ｂが案内レール１を間に、対向して配置されている。両クランプ機構６ａ，６ｂは同じ構造であり、以下、一方のクランプ機構６ａについて詳細に説明する。一方のクランプ機構６ａの各部材について番号に符号ａを付し、一方のクランプ機構６ａと同じ他方のクランプ機構６ｂの部材については、同一番号を付すと共に、各部材の番号に符号ｂを付して詳細な説明を省略する。

クランプ本体８は、断面が略コ字状に形成されて、クランプ本体８が案内レール１に跨架されて、案内レール１の両側面と上面とがクランプ本体８により覆われている。図２、図３に示すように、クランプ本体８の一方の袖部８ａに、一方のクランプ機構６ａの小径孔１２ａが案内レール１の側面に向かって開口して形成されている。小径孔１２ａに連接して小径孔１２ａより直径が大きな大径孔１４ａが形成されており、大径孔１４ａに連接して挿入孔１６ａが案内レール１と反対側の外部に開口形成されている。

小径孔１２ａには、ピストンロッド１８ａが摺動可能に挿入されており、ピストンロッド１８ａは小径孔１２ａから案内レール１の側面に向かって突き出されて、ピストンロッド１８ａの先端は案内レール１の近傍に達するように形成されている。

また、ピストンロッド１８ａは小径孔１２ａから大径孔１４ａ内に突出して形成されており、大径孔１４ａ側の端には鍔部２０ａが形成されている。鍔部２０ａと大径孔１４ａの底との間のピストンロッド１８ａには、コイルスプリングを用いた付勢部材２２ａが装着されており、ピストンロッド１８ａの先端を案内レール１から離間する方向に付勢している。

小径孔１２ａ内のピストンロッド１８ａの外周には、周方向に沿ってリング状の潤滑溝２４ａが２本所定間隔を空けて形成されており、潤滑溝２４ａ内にグリース等の潤滑剤を充填してからピストンロッド１８ａが小径孔１２ａに挿入されている。潤滑溝２４ａの形状は、矩形状でも、Ｖ字状でもよく、また、２本に限らず１本でも、あるいは、３本以上でもよい。

大径孔１４ａには、ピストン胴部材２６ａが摺動可能に挿入されており、ピストン胴部材２６ａに装着されたＯリング２７ａにより漏れ止めが図られている。ピストン胴部材２６ａには、小径孔１２ａ側から軸方向に凹部２８ａが形成されており、凹部２８ａはピストンロッド１８ａの鍔部２０ａが径方向に隙間Ｓを空けて挿入できるように形成されている。

挿入孔１６ａには蓋部材３０ａが嵌着されて固定され、挿入孔１６ａが蓋部材３０ａにより閉塞されており、蓋部材３０ａに装着されたＯリング３２ａにより、漏れ止めが図られている。

蓋部材３０ａとピストン胴部材２６ａと挿入孔１６ａとにより圧力室３４ａが区画形成されており、圧力室３４ａに連通して、接続孔３６ａが穿設されている。接続孔３６ａはクランプ本体８に形成された流通孔３８に接続されている。尚、大径孔１４ａの小径孔１２ａ側には呼吸孔３７ａが穿設されている。

流通孔３８はクランプ本体８に貫通形成されており、一端はプラグ４０により閉塞され、他端は流通路４２に接続されている。流通路４２は切換弁４４、絞り４６を介して圧力流体供給源４８に接続されている。切換弁４４は流通路４２を圧力流体供給源４８に接続するクランプ位置４４Ａと、流通路４２を油圧タンク５０に接続する開放位置４４Ｂとを備えている。

また、流通路４２は電流制御リリーフ弁５２を介して油圧タンク５０に接続されると共に、流通路４２の圧力流体の圧力を検出する圧力センサ５４が接続されている。電流制御リリーフ弁５２は入力される電流に比例したリリーフ圧を設定する周知のものである。

他方のクランプ機構６ｂも、一方のクランプ機構６ａと同様の構成で、小径孔１２ｂ、大径孔１４ｂ、挿入孔１６ｂを備えると共に、ピストンロッド１８ｂ、付勢部材２２ｂ、ピストン胴部材２６ｂ、蓋部材３０ｂを備え、圧力室３４ｂが接続孔３６ｂを介して流通孔３８に接続されている。

この一対のクランプ機構６ａ，６ｂは、案内レール１を間にして対向して配置されており、両ピストンロッド１８ａ，１８ｂがほぼ同軸上に設けられている。本実施形態では、更に、図１に示すように、１つのクランプ本体８に一対のクランプ機構６ａ，６ｂが２組並べて設けられている。

次に、前述した本実施形態のクランプ機構付直線案内装置の作動について説明する。
切換弁４４を開放位置４４Ｂに切り換えると、圧力室３４ａ，３４ｂは接続孔３６ａ，３６ｂ、流通孔３８、流通路４２を介して油圧タンク５０に接続される。これにより、ピストンロッド１８ａ，１８ｂは付勢部材２２ａ，２２ｂにより小径孔１２ａ，１２ｂ内を先端が案内レール１から離間する方向に摺動される。

その際、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂはピストンロッド１８ａ，１８ｂにより押圧されて、大径孔１４ａ，１４ｂ内を摺動して、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂが蓋部材３０ａ，３０ｂに当接して、摺動を制動・規制される。

ピストンロッド１８ａ，１８ｂの先端が案内レール１から離間しているので、スライダ２，４はテーブル１０と共に案内レール１に沿って自由に移動できるようになる。これにより、テーブル１０が案内レール１に沿って直線方向に案内される。

一方、切換弁４４をクランプ位置４４Ａに切り換えると、圧力室３４ａ，３４ｂは接続孔３６ａ，３６ｂ、流通孔３８、流通路４２を介して圧力流体供給源４８に接続される。圧力室３４ａ，３４ｂに圧力流体供給源４８から圧力流体が供給され、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂが大径孔１４ａ内を摺動すると共に、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂに接触するピストンロッド１８ａ，１８ｂがピストン胴部材２６ａ，２６ｂにより押圧されて小径孔１２ａ，１２ｂ内を、付勢部材２２ａ，２２ｂの付勢力に抗して、案内レール１に向かって摺動する。

よって、ピストンロッド１８ａ，１８ｂの先端が案内レール１に圧接され、スライダ２，４をクランプする。本実施形態では、案内レール１の両側に対向して一対のクランプ機構６ａ，６ｂを設けているので、両ピストンロッド１８ａ，１８ｂにより案内レール１を挟み込んで、スライダ２，４をクランプするので、より確実にクランプできる。尚、片側にのみクランプ機構６ａを設けたものでも実施可能である。

前述したように、小径孔１２ａ，１２ｂと大径孔１４ａ，１４ｂとには、それぞれピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとが摺動可能に挿入される。ピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとが別体に形成されているので、小径孔１２ａ，１２ｂと大径孔１４ａ，１４ｂとが同軸上になく芯ずれが生じていても、ピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとはそれぞれ摺動できる。

よって、小径孔１２ａ，１２ｂと大径孔１４ａ，１４ｂとの間に、同芯度は必要なく、小径孔１２ａ，１２ｂの中心と大径孔１４ａ，１４ｂの中心とが径方向にずれていてもよく、また、小径孔１２ａ，１２ｂの中心と大径孔１４ａ，１４ｂの中心とがある角度で傾斜した関係にあっても、ピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとはそれぞれ摺動できる。従って、小径孔１２ａ，１２ｂと大径孔１４ａ，１４ｂとの加工に精度は必要がなく、加工が容易である。

また、ピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとは別体であるので、段付軸を加工するような煩雑な加工が不要で、加工が容易になると共に、材料の歩留まりが向上する。

更に、ピストン胴部材２６ａ，２６ｂには凹部２８ａ，２８ｂにピストンロッド１８ａ，１８ｂと付勢部材２２ａ，２２ｂとを挿入しているので、クランプ機構６ａ，６ｂの軸方向長さを小さくできる。その際、ピストンロッド１８ａ，１８ｂの鍔部２０ａ，２０ｂと凹部２８ａ，２８ｂとの間に隙間Ｓを設けているので、鍔部２０ａ，２０ｂの外周と凹部２８ａ，２８ｂの内壁との干渉により、ピストンロッド１８ａ，１８ｂとピストン胴部材２６ａ，２６ｂとの摺動が阻害されることはない。

ピストンロッド１８ａ，１８ｂの外周には、潤滑溝２４ａ，２４ｂを設けているので、潤滑溝２４ａ，２４ｂに潤滑剤を充填して、ピストンロッド１８ａ，１８ｂの摺動を円滑に行なうようにすることができる。

本実施形態では、電流制御リリーフ弁５２に通電する電流値を調整することで、圧力室３４ａ，３４ｂに導入する圧力流体の設定圧力を変更することができる。この設定圧力の変更により、案内レール１へのピストンロッド１８ａ，１８ｂの圧接力を変更でき、スライダ２，４と一体的に案内レール１に沿って移動するクランプ本体８を、案内レール１へクランプしたり、所定の制動力を付与して案内レール１に沿って移動したりすることを用途に応じて適宜行うことができる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としてのクランプ機構付直線案内装置の斜視図である。 本実施形態のクランプ機構の拡大断面図である。 本実施形態のクランプ機構の拡大分解図である。

符号の説明

１…案内レール ２，４…スライダ
６ａ，６ｂ…クランプ機構
８…クランプ本体 １０…テーブル
１２ａ，１２ｂ…小径孔 １４ａ，１４ｂ…大径孔
１６ａ，１６ｂ…挿入孔 １８ａ，１８ｂ…ピストンロッド
２２ａ，２２ｂ…付勢部材
２４ａ，２４ｂ…潤滑溝
２６ａ，２６ｂ…ピストン胴部材
２８ａ，２８ｂ…凹部 ３０ａ，３０ｂ…蓋部材
３４ａ，３４ｂ…圧力室 ３６ａ，３６ｂ…接続孔
３８…流通孔 ４４…切換弁
４８…圧力流体供給源 ５２…電流制御リリーフ弁

Claims (4)

1. 直線状の案内レールに係合して該案内レールに沿って移動可能なスライダを備えると共に、前記スライダをクランプするクランプ機構を備えたクランプ機構付直線案内装置において、
   前記クランプ機構は、前記スライダと一体のクランプ本体を備え、該クランプ本体に形成され前記案内レールに向かって開口した小径孔と、該小径孔に連接した大径孔とを有し、また、前記小径孔に摺動可能に挿入されたピストンロッドと、前記大径孔に摺動可能に挿入されたピストン胴部材とを有し、更に、前記ピストンロッドと反対側に設けられ前記ピストン胴部材により区切られた圧力室に圧力流体を導入し、前記ピストン胴部材の前記案内レール側への摺動で前記ピストン胴部材が前記ピストンロッドに接触して押圧し前記案内レールに前記ピストンロッドを圧接させることを特徴とするクランプ機構付直線案内装置。
2. 前記クランプ機構は、前記案内レールを挟んで、前記案内レールの両側に設けたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構付直線案内装置。
3. 前記ピストンロッドには、前記小径孔内に挿入されている前記ピストンロッドの外周に潤滑溝を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクランプ機構付直線案内装置。
4. 前記ピストン胴部材には、前記ピストンロッド側の端面に凹部を形成し、該凹部に前記ピストンロッドを径方向に隙間を空けて挿入したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のクランプ機構付直線案内装置。

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