JP2013188846A - Clamp device and workpiece machining jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークを固定するクランプ装置及びワーク加工用治具に関する。 The present invention relates to a clamping device for fixing a workpiece and a workpiece machining jig.
従来、エンジンを構成するシリンダブロックやシリンダヘッド等のワークは、鋳造により成形される。そして、鋳造により成形されたワークは、ワークを固定する治具としてのパレットに固定され、このパレットに固定された状態のワークに切削加工等が施される(特許文献1参照)。 Conventionally, workpieces such as a cylinder block and a cylinder head constituting an engine are formed by casting. And the workpiece | work shape | molded by casting is fixed to the pallet as a jig | tool which fixes a workpiece | work, and cutting etc. are given to the workpiece | work of the state fixed to this pallet (refer patent document 1).
パレットにワークを固定する技術として、クランプ装置(いわゆるホールクランプ装置)を用いる技術が一例として提案されている。このクランプ装置は、クランプ装置本体と、このクランプ装置本体に対して進退可能に設けられると共に先端側に向かって徐々に径が大きく形成されたテーパ部を有するロッド部と、このロッド部の周面に配置されテーパ部の径方向に拡張可能なグリップ爪と、このグリップ爪を支持するグリップ支持部材と、を備える。
以上のクランプ装置によれば、以下の手順でワークが固定される。
ます、ワークのクランプ穴に、前進位置に位置するロッド部及びグリップ爪が挿入される。次いで、ロッド部を後退させる。すると、グリップ支持部材に支持されたグリップ爪が、テーパ部によって径方向に拡大してクランプ穴に押し付けられる。これにより、ワークは、クランプ装置にクランプされて、パレットに強固に固定される。
As a technique for fixing a workpiece to a pallet, a technique using a clamp device (so-called hole clamp device) has been proposed as an example. The clamp device includes a clamp device main body, a rod portion that is provided so as to be movable forward and backward with respect to the clamp device main body, and has a tapered portion that is formed to gradually increase in diameter toward the distal end side, and a peripheral surface of the rod portion And a grip claw that can be expanded in the radial direction of the tapered portion, and a grip support member that supports the grip claw.
According to the above clamping apparatus, a workpiece | work is fixed in the following procedures.
First, the rod portion and the grip claw positioned at the forward movement position are inserted into the clamp hole of the workpiece. Next, the rod part is retracted. Then, the grip claw supported by the grip support member is enlarged in the radial direction by the taper portion and pressed against the clamp hole. Thereby, a workpiece | work is clamped by the clamp apparatus and is firmly fixed to a pallet.
ところで、クランプ装置は、ロッド部が所定の範囲を超えて後退した場合に、正常なクランプ状態ではないことを検知するオーバストローク検知機構を備える。ここで、特許文献1で提案されたクランプ装置では、グリップ爪によるクランプ力を確保するために、グリップ支持部材が所定の幅(例えば、1mm程度)でロッド部の軸方向に移動可能に構成されている。そして、オーバストローク検知機構は、グリップ支持部材の移動量に基づいてオーバストロークを検知していた。そのため、クランプ力が過剰に強くなることに起因するワークのゆがみを防ぐべく、グリップ支持部材の移動可能幅を極めて小さくして(例えば、60μm程度にして)構成した場合には、クランプ装置にオーバストローク検知機構を設けられなかった。
By the way, a clamp device is provided with the overstroke detection mechanism which detects that it is not a normal clamp state, when a rod part retreats exceeding a predetermined range. Here, in the clamping device proposed in
従って、本発明は、ロッド部の移動量に基づいてオーバストロークを精密に検知できるクランプ装置及びワーク加工用治具を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a clamping device and a workpiece processing jig that can accurately detect an overstroke based on the amount of movement of a rod portion.
本発明は、所定の面にクランプ穴が設けられたワークを固定するクランプ装置であって、前記クランプ穴に対向するクランプ装置本体と、前記クランプ装置本体に設けられ、先端部が前記ワーク側に位置し基端部が前記クランプ装置本体の内部に位置する軸部、及び該軸部の先端部に設けられ先端側に向かって徐々に径が大きく形成されたテーパ部を有すると共に、軸方向に沿って進退可能なロッド部と、前記テーパ部の周面の一部を覆うと共に対向して配置され該テーパ部の径方向に変形可能な少なくとも一対のグリップ爪と、前記クランプ装置本体の基端側に設けられるシリンダ部、及び該シリンダ部に摺動自在に配置され前記ロッド部の基端部に連結されるピストン部により構成されるロッド駆動部と、前記ピストン部よりも前記クランプ装置本体の基端側に配置され、前記ロッド部が所定の距離以上後退したことを検知するオーバストローク検知機構と、を備え、前記オーバストローク検知機構は、前記ピストン部が所定の距離だけ後退した位置まで先端側が前記ピストン部側に突出し前記ピストン部の軸方向に沿って進退可能な検知ロッド部、及び該検知ロッド部の基端部に連結される検知ピストン部を有する検知バルブと、前記検知バルブが摺動自在に収容される検知シリンダ部と、前記検知バルブを前進させる検知バルブ駆動部と、前記検知シリンダ部に形成され、前記検知バルブが前進した状態では該検知バルブにより気体の流通が阻害され、前記検知バルブが後退した状態では気体の流通が許容されるエア通路と、前記エア通路を流通する気体の圧力を検知する検知部と、を備えるクランプ装置に関する。 The present invention is a clamp device for fixing a workpiece having a clamp hole provided on a predetermined surface, the clamp device main body facing the clamp hole, the clamp device main body, and a tip portion on the work side. A shaft portion located within the clamp device main body and a tapered portion that is provided at the distal end portion of the shaft portion and has a diameter gradually increased toward the distal end side, and in the axial direction. A rod portion that can move forward and backward, at least a pair of grip claws that cover a part of the peripheral surface of the taper portion and are opposed to each other and are deformable in the radial direction of the taper portion, and a proximal end of the clamp device body A rod drive unit composed of a cylinder part provided on the side, and a piston part slidably disposed on the cylinder part and connected to a base end part of the rod part; And an overstroke detection mechanism that detects that the rod portion has retracted a predetermined distance or more, and the overstroke detection mechanism has the piston portion retracted by a predetermined distance. A detection valve having a detection rod portion that protrudes toward the piston portion side to the position where the tip end side protrudes and can advance and retreat along the axial direction of the piston portion, and a detection piston portion connected to a base end portion of the detection rod portion; A detection cylinder portion in which the detection valve is slidably accommodated, a detection valve drive portion for moving the detection valve forward, and a flow of gas through the detection valve in the state where the detection valve is advanced. Is detected and the pressure of the gas flowing through the air passage is detected while the detection valve is retracted and the gas passage is allowed to flow. A knowledge unit, relates to a clamp device comprising a.
また、前記ロッド駆動部は、前記シリンダ部及び前記ピストン部により囲まれ、流体が導入及び導出されるロッド駆動用流圧室を更に備え、前記検知バルブ駆動部は、前記検知シリンダ部及び前記検知ピストン部により囲まれ、流体が導入及び導出される検知バルブ駆動用流圧室と、前記検知バルブに形成され、前記ロッド駆動用流圧室と前記検知バルブ駆動用流圧室とを連通させる流体流路と、を備えることが好ましい。 Further, the rod driving unit is further surrounded by the cylinder unit and the piston unit, and further includes a rod driving fluid pressure chamber into which fluid is introduced and led out, and the detection valve driving unit includes the detection cylinder unit and the detection unit. A detection valve driving fluid pressure chamber surrounded by a piston part and into which fluid is introduced and led out, and a fluid formed in the detection valve and communicating the rod driving fluid pressure chamber and the detection valve driving fluid pressure chamber And a flow path.
また、本発明は、上述のいずれかのクランプ装置と、前記ワークにおいて前記クランプ穴と別の位置に設けられた基準座を支持する基準座支持部材と、前記クランプ装置及び前記基準座支持部材を保持する治具パレットと、を備えるワーク加工用治具に関する。 Further, the present invention provides any one of the above-described clamping devices, a reference seat support member that supports a reference seat provided at a position different from the clamp hole in the workpiece, the clamp device, and the reference seat support member. The present invention relates to a workpiece processing jig including a holding jig pallet.
本発明によれば、ロッド部の移動量に基づいてオーバストロークを精密に検知できるクランプ装置及びワーク加工用治具を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the clamp apparatus and the workpiece | work processing jig | tool which can detect an overstroke precisely based on the moving amount | distance of a rod part can be provided.
以下、本発明のクランプ装置及びワーク加工用治具の好ましい一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a clamping device and a workpiece processing jig of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク加工用治具100を示す平面図である。図2は、本発明の一実施形態に係るワーク加工用治具100を図1のA矢視方向から見た状態を示す正面図である。
本実施形態のワーク加工用治具100は、クランプ穴が設けられたワークとしてのシリンダヘッドWに切削加工等を行う場合に、このシリンダヘッドWを固定(クランプ)し、また、その固定を解除(アンクランプ)する場合に用いられる。このワーク加工用治具100は、図1及び図2に示すように、治具パレットPと、この治具パレットPに取り付けられた複数(3つ)の基準座支持部材110及び複数(3つ)のクランプ装置1と、を備える。
FIG. 1 is a plan view showing a
The
まず、本実施形態のワークとしてのシリンダヘッドWについて説明する。
図3は、本発明の実施形態に係るシリンダヘッドWがクランプ装置1によって治具パレットPに固定(クランプ)されている状態を示す外観斜視図である。図4は、図3に示すシリンダヘッドWのガスケット面Gaを示す図である。
First, the cylinder head W as a workpiece of this embodiment will be described.
FIG. 3 is an external perspective view showing a state in which the cylinder head W according to the embodiment of the present invention is fixed (clamped) to the jig pallet P by the
シリンダヘッドWは、シリンダヘッドカバー、シリンダブロック等に結合されて自動車等に搭載されるエンジンの一部を構成する鋳造品であり、シリンダブロック側にガスケット面Gaを有している。このシリンダヘッドWのガスケット面Ga又はその近傍には、図4に示すように、3つの基準座3、及び3つのとして用いられる位置決めのための鋳抜き穴2が形成される。
The cylinder head W is a cast product that is connected to a cylinder head cover, a cylinder block, and the like and constitutes a part of an engine mounted on an automobile or the like, and has a gasket surface Ga on the cylinder block side. On the gasket surface Ga of the cylinder head W or in the vicinity thereof, as shown in FIG. 4, three
基準座3は、シリンダヘッドWが治具パレットPに固定される場合に、シリンダヘッドWの高さ方向の位置決めを行うために用いられる。これらの基準座3は、シリンダヘッドWのガスケット面Gaを下面として、クランプ装置1をシリンダヘッドWの下方に配置した場合に、高さ方向の基準面となる。
また、基準座3は、図4に示すように、略矩形形状を有するガスケット面Gaの長手方向に沿う一対の側縁のうちの一方の側縁の両端部近傍に2つ形成され、他方の側縁の中央部近傍に1つ形成される。
The
Further, as shown in FIG. 4, two
3つの鋳抜き穴2は、シリンダヘッドWが治具パレットPに固定される場合に、シリンダヘッドWを固定するために用いられる。
3つの鋳抜き穴2は、基準座3の配置に対応しており、略矩形形状を有するガスケット面Gaの長手方向に沿う一対の側縁のうちの一方の側縁の中央部近傍に1つ形成され、他方の側縁の両端部近傍に2つ形成される。つまり、前述の一方の側縁において1つの鋳抜き穴2は2つの基準座3の中間近傍に形成されており、前述の他方の側縁において2つの鋳抜き穴2の中間近傍に1つの基準座3が形成されている。
また、これら3つの鋳抜き穴2は、シリンダヘッド1の鋳造工程において、鋳型に形成された鋳造ピンが設けられた位置に形成される鋳抜穴である。この鋳抜穴は、鋳造ピンが鋳型から抜けやすいように、抜き勾配が形成された裁頭円錐状に形成される(図7〜図9参照)。
The three punched
The three
Further, these three
次に、ワーク加工用治具100及びクランプ装置1について説明する。
ワーク加工用治具100は、上述のように、治具パレットPと、3つの基準座支持部材110と、3つのクランプ装置1と、を備える。
Next, the
As described above, the
治具パレットPは、矩形平板状に構成される。この治具パレットPには、クランプ装置1に圧油Oを供給する圧油通路PO1,PO2、及びクランプ装置1に圧縮エアを供給する圧縮エア通路PA1が形成されている(図2参照)。
基準座支持部材110は、シリンダヘッドWを着座させ、治具パレットPにシリンダヘッドWを支持させる部材である。この基準座支持部材110は、中空円錐をその高さ方向から切断して当該中空円錐の半分以上の大きさに形成された本体部111と、この本体部111の頂部から上方に延在して基準座3と当接する着座面を構成する着座部112とを備える。本実施形態では、基準座支持部材110は、治具パレットPの上面の3箇所に配置される。これら3つの基準座支持部材7は、シリンダヘッドWを治具パレットPの上面に載置した場合に、3つの基準座3に対応する位置に配置される。
The jig pallet P is configured in a rectangular flat plate shape. The jig pallet P is formed with pressure oil passages PO1 and PO2 for supplying the pressure oil O to the
The reference
図5は、本実施形態に係るクランプ装置1を示す図1のB−B矢視断面図である。
クランプ装置1は、図1に示すように、治具パレットPの上面の3箇所に固定されている。これら3つのクランプ装置1は、シリンダヘッドWを治具パレットPの上面に載置した場合に、3つの鋳抜き穴2に対応する位置に配置される。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 illustrating the
As shown in FIG. 1, the
クランプ装置1は、図5に示すように、クランプ装置本体10と、ロッド部としてのプルロッド20と、グリップ爪31を有するグリップ30と、グリップ支持部材40と、ロッド駆動部としてのロッド駆動源50と、オーバストローク検知機構60と、を備えて構成される。
クランプ装置本体10は、下部本体11と、この下部本体11の上部に配置される上部本体12と、を備える。
As shown in FIG. 5, the
The clamp device
下部本体11は、上向きカップ状に形成され、底部11aと、後述のシリンダ部51を含むロッド駆動源50が取り付けられるシリンダ取付穴11bと、を有する。
上部本体12は、グリップ30及びプルロッド20が挿通される貫通孔12aを有する。上部本体12の先端(上端)側は、上方に突出した形状を有している。
The lower
The
プルロッド20は、ロッド駆動源50の駆動力によって、軸方向に進退(昇降)し、グリップ30を径方向に拡縮させる軸状の部材である。このプルロッド20は、先端部がクランプ装置本体10の外部側に位置し、基端部がクランプ装置本体10の内部側に位置する軸部21と、この軸部21の先端部に設けられ、先端側に向かって徐々に径が大きく形成されたテーパ部22と、を備える。
The
グリップ30は、プルロッド20の軸部21とテーパ部22との境界部分の近傍の周囲に配置される。グリップ30は、テーパ部22の周面の一部を覆うと共に対向して配置された二対のグリップ爪31と、グリップ爪31それぞれの基端部に装着されて、グリップ爪31を互いに接近させる方向に付勢する平面視C字状の集束ばね(Oリング)32と、を備える。
The
グリップ爪31は、プルロッド20のテーパ部22を間にして対向する面に、基端側から先端側に向かって徐々に径が大きく形成されたテーパ面311と、グリップ爪31の外面にプルロッド20の軸方向に沿って形成された複数(2つ)の突起部312と、を備える。また、グリップ爪31は、プルロッド20のテーパ部22の円周の一部分としての約(1/4)の部分を覆うように対向して配置されており、プルロッド20の下降によってテーパ部22がテーパ面311を摺動して、集束ばね32に抗して径方向に広がるようになっている。
2つの突起部312は、グリップ爪31それぞれの外面に形成されている。これにより、鋳抜き穴2をクランプするとき、グリップ爪31が鋳抜き穴2に対して滑ることを防止し、グリップ力を発生させる。
The
The two
グリップ支持部材40は、上部本体12の内部に位置しており、グリップ30の下方からグリップ30を支持している。グリップ支持部材40は、上部本体12内の貫通孔12a内から下方に向けて設けられた下向きカップ状の部材である。このグリップ支持部材40には、プルロッド20が貫通する貫通孔40aが形成されている。本実施形態では、グリップ支持部材40は、プルロッド20の軸方向への移動可能幅が極めて小さく(例えば、60μm程度)なるようにクランプ装置本体10の内部に配置される。
The
ロッド駆動源50は、プルロッド20をクランプ位置又はアンクランプ位置に駆動させる駆動源である。ここで、クランプ位置とは、プルロッド20が後退(下降)して、グリップ30を広げ、グリップ30によってシリンダヘッドWを治具パレットPに固定(クランプ)させる位置である。また、アンクランプ位置とは、プルロッド20が前進(上昇)して、グリップ30をすぼませて、グリップ30による上記固定を解除(アンクランプ)させる位置である。
The
ロッド駆動源50は、シリンダ部51と、ピストン部52と、ロッド駆動用流圧室としての第1油圧室53及び第2油圧室54と、を備える。
The
シリンダ部51は、下部本体11内に固定的に嵌合した円筒状に形成されており、クランプ装置本体10の内部において下部本体11の底部11aより上方に位置する。
The
ピストン部52は、ピストン本体52aと、蓋部52bと、を備える。
ピストン本体52aは、ピストン部52の主要部分を構成する。このピストン本体52aは、小径の上部ピストン521と、大径の下部ピストン522と、ロッド挿入孔523と、を備える。
The
The piston
上部ピストン521は、プルロッド20の軸部21の基端部側に設けれ、軸部21に連結されている。この上部ピストン521は、グリップ支持部材40の内面に当接した状態で、グリップ支持部材40に対して摺動可能に構成されており、摺動方向に交差する方向には移動不能に設けられている。上部ピストン521の内径は、プルロッド20における上部ピストン521に対応する位置の外径よりも若干大きく構成される。
The
下部ピストン522は、上部ピストン521に対してプルロッド20の反対側に設けられている。この下部ピストン522の外径は、シリンダ部51の内径と略等しく構成されている。即ち、下部ピストン522は、シリンダ部51の内面に当接した状態で、シリンダ部51に対して摺動可能に構成されており、摺動方向に交差する方向には移動不能に設けられている。下部ピストン522の内径は、プルロッド20における下部ピストン522に対応する位置(基端部)の外径よりも若干大きく構成される。
ロッド挿入孔523は、ピストン本体52aを上下方向に貫通して形成される。このロッド挿入孔523は、プルロッド20の最大直径と同等の内径部分を有して構成される。本実施形態のクランプ装置1では、このロッド挿入孔523からプルロッド20が挿入される。
The
The
蓋部52bは、ロッド挿入孔523の下部に配置され、ロッド挿入孔523を塞ぐ。この蓋部52bの上面は、プルロッド20の基端面に当接し、プルロッド20を支持する。
尚、蓋部52bは、この蓋部52bの下面側に配置されたスナップリング(図示せず)により、ロッド挿入孔523を塞いだ状態で、ピストン本体52aに固定される。
The
The
第1油圧室53は、クランプ装置本体10の下部本体11の底部11a、下部ピストン522の下面、蓋部52bの下面及びシリンダ部51の内周面に囲まれた領域により構成される。この第1油圧室53は、下部本体11の底部11aに形成されたアンクランプポート113を介して、治具パレットPに形成された圧油通路PO1に通じている(図2参照)。これにより、圧油Oが圧油通路PO1から第1油圧室53に供給され、第1油圧室53の油圧が増大すると、ピストン部52は上昇(前進)する。
The first
第2油圧室54は、グリップ支持部材40の下端面、上部ピストン521の側面、下部ピストン522の上面、及びシリンダ部51の内周面に囲まれた領域により構成される(図8参照)。この第2油圧室54は、下部本体11及び上部本体12に形成されたクランプ圧油通路114を介して、治具パレットPに形成された圧油通路PO2に通じている。これにより、圧油Oが圧油通路PO2から第2油圧室54に供給され、第2油圧室54の油圧が増大すると、ピストン部52は下降(後退)する。
The second
以上のロッド駆動源50によれば、第1油圧室53に圧油Oが供給されると、ピストン部52が上昇してプルロッド20をアンクランプ位置に上昇させる(図6参照)。また、第2油圧室54に圧油Oが供給されると、ピストン部52が下降してプルロッド20をクランプ位置に下降させる(図8参照)。つまり、第1油圧室53及び第2油圧室54の油圧制御により、ピストン部52を上昇又は下降させると共に、それらの移動を停止させることが可能である。
According to the
図6は、オーバストローク検知機構60を示す縦断面図である。
オーバストローク検知機構60は、プルロッド20に連結したピストン部52(蓋部52b)がアンクランプ状態からクランプ状態に移行する際に生じる正常時の下降ストローク以上のストローク、即ちプルロッド20のオーバストロークを検知するために用いられる。このオーバストローク検知機構60は、下部本体11の底部11aに取り付けられている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the
The
オーバストローク検知機構60は、検知シリンダ部61と、この検知シリンダ部61に摺動可能に配置される検知バルブ62と、この検知バルブを駆動させる検知バルブ駆動部63と、エア通路64と、検知部65と、を備える。
The
検知シリンダ部61は、上部シリンダ部611と、下部シリンダ部612と、を備える。
上部シリンダ部611は、下部本体11の底部11aにおける第1油圧室53側(上方)に位置している。この上部シリンダ部611には、ロッド挿通孔611a、及びエア通路64の一部が形成される。ロッド挿通孔611aは、プルロッド20の進退(昇降)方向に延びる。このロッド挿通孔611aには、検知バルブ62(後述の検知ロッド部621)が挿入される。エア通路64の詳細については、後述する。
本実施形態では、上部シリンダ部611は、一方の面が凹むと共に厚さ方向にロッド挿通孔611aが形成された円板状に形成される。上部シリンダ部611は、凹みが形成された面が下方を向くように配置される。
The
The
In the present embodiment, the
下部シリンダ部612は、上部シリンダ部611に対して第1油圧室53の反対側(下方)に配置される。この下部シリンダ部612は、円柱状に形成される。下部シリンダ部612には、一方の面(上面)に下方に向けて凹んだ孔部612aが形成されると共に、エア通路64の一部が形勢される。下部シリンダ部612は、孔部612aが形成された面が上部シリンダ部611下面に当接するように配置される。
The
検知バルブ62は、検知ロッド部621と、検知ピストン部622と、を備える。
検知ロッド部621は、プルロッド20の進退(昇降)方向に延在しており、上部シリンダ部611のロッド挿通孔611aに挿入される。また、下部本体11の底部11aには、検知ロッド部621が挿通可能な貫通孔が形成されており、検知ロッド部621の先端側は、下部本体11の底部11aの上面から上方に突出して第1油圧室53に露出している。
The
The
検知ロッド部621は、接触面621aと、流体流路としての内部油路621b及び油路出入口621cと、を有する。
接触面621aは、検知ロッド部621の先端に設けられており、プルロッド20(ピストン部52)のオーバストローク時に、蓋部52bと接触する。
内部油路621bは、検知バルブ62の内部において検知バルブ62の軸方向に沿って延びている。
油路出入口621cは、検知ロッド部621の先端側において第1油圧室53に露出する部分であって、接触面621a以外の部分に設けられている。この油路出入口621cは、第1油圧室53と内部油路621bとの間の圧油Oの出入口となる。
The
The
The
The oil passage inlet /
検知ピストン部622は、検知ロッド部621に対して第1油圧室53の反対側(下方)に位置している。検知ピストン部622は、円筒状に形成されており、下部シリンダ部612の孔部612aに摺動可能に配置される。
検知ピストン部622は、検知ロッド部621が最も上昇した状態において、上部シリンダ部611の下面に当接して密着する。また、検知ロッド部621に設けられた内部油路612bは、検知ピストン部622の内部を通過して後述の第3油圧室631に通じている。
The
The
検知バルブ駆動部63は、上述の油路出入口621c及び内部油路621bと、第3油圧室631と、を含んで構成される。
第3油圧室631は、下部シリンダ部612の孔部612aと、検知ピストン部622の下面とに囲まれた領域により構成される。この第3油圧室631は、油路出入口621c及び内部油路621bを介して、第1油圧室53に通じている。つまり、第3油圧室631の油圧は、第1油圧室53の油圧と同等である。また、検知ピストン部622の下面の面積は、検知ロッド部621の接触面621aの面積よりも大きい。これにより、第1油圧室53に圧油Oが供給されると、この供給された圧油Oは、油路出入口621c及び内部油路621bを通って第3油圧室631に供給される。そして、第3油圧室631に供給された圧油Oの圧力により、検知バルブ62は、前進(上昇)する。
また、プルロッド20及びピストン部52が後退(下降)して、蓋部52bにより検知バルブ62が押圧されると、第3油圧室631に収容されている圧油Oは、内部油路621b及び油路出入口621cを通って第1油圧室53に導出され、検知バルブ62は、下降する。
The detection
The third
Further, when the
エア通路64は、下部エア通路641と、上部エア通路642と、開閉通路643とを含んで構成される。
The
下部エア通路641は、下部シリンダ部612を上下方向に貫通して設けられており、下部シリンダ部612の外部から上部シリンダ部611に圧縮エアを流入する。この下部エア通路641には、圧縮エア通路PA1を介して不図示のエア・コンプレッサが接続されており、下部エア通路641に圧縮エアを供給する。
The
上部エア通路642は、上部シリンダ部611に形成され、上部シリンダ部611の径方向に延びる。この上部エア通路642は、ロッド挿通孔611aに通じると共に、下部本体11に形成された本体通路644を介して後述の検知部65に通じている。
The
開閉通路643は、下部エア通路641と上部エア通路642とを連通させる。開閉通路643は、下部シリンダ部612の上面と、上部シリンダ部611における凹みが形成された部分及びロッド挿通孔611aと、検知バルブ62と、に囲まれた領域により形成される。
The opening /
開閉通路643は、図6に示すように、検知バルブ62が前進(上昇)した状態においては、検知バルブ62により閉鎖され、下部エア通路641から上部エア通路642への圧縮エアの流通が阻害される。より具体的には、検知バルブ62が前進した状態では、検知ピストン部622の上面が上部シリンダ部611の下面に当接して密着し、開閉通路643を閉鎖する。
As shown in FIG. 6, the open /
一方、開閉通路643は、検知バルブ62が後退(下降)した状態では、下部エア通路641から上部エア通路642への圧縮エアの流通を許容する(図10参照)。より具体的には、検知バルブ62が後退した状態では、検知ピストン部622の上面が上部シリンダ部611の下面から離間することで、開閉通路643が開放される。
On the other hand, the open /
検知部65は、エア通路64を通過するエア圧を測定する。この検知部65によりエア圧を測定することで、エア通路64の開閉状態を検出できる。
The
尚、従来と同様、クランプ装置1には、気密性又は油密性を保つため、各構成部品同士の接触部にOリング90が装着されている。
As in the prior art, the
次に、クランプ装置1の動作について説明する。
図7は、シリンダヘッドWの鋳抜き穴2にクランプ装置1のグリップ爪31及びプルロッド20が進入した状態を示す図であり、クランプ装置1のアンクランプ状態を示す図である。図8は、クランプ装置1がシリンダヘッドWを正常に固定(クランプ)した状態を示す縦断面図である。図9は、プルロッド20がオーバストロークした状態を示すクランプ装置1の縦断面図である。図10は、図9におけるオーバストローク検知機構60部分を拡大して示す図である。
Next, the operation of the
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the
シリンダヘッドWを治具パレットPに固定する場合には、図7に示すように、圧油通路PO1から第1油圧室53に圧油Oが供給されると共に、第2油圧室54から圧油通路PO2を通じて圧油Oが排出される。これにより、第1油圧室53の油圧が第2油圧室54の油圧よりも増大するので、ピストン部52に連結されたプルロッド20が上昇する。そして、プルロッド20のテーパ部22がグリップ30の上方に移動し、集束ばね32のばね力がグリップ30のグリップ爪31を互いに接近させるので、グリップ30はすぼまった状態になる。この結果、鋳抜き穴2内にグリップ30が挿入可能な形状になる。この状態で、第1油圧室53の油圧を保持し、ピストン部52の上昇状態を維持させる。
When the cylinder head W is fixed to the jig pallet P, as shown in FIG. 7, the pressure oil O is supplied from the pressure oil passage PO1 to the first
クランプ装置1のアンクランプ状態では、第1油圧室53から第3油圧室631に供給された圧油Oの圧力により、検知バルブ62は、前進(上昇)した状態が維持される。そして、この状態では、検知ピストン部622の上面が上部シリンダ部611の下面に当接しており、開閉通路643は閉鎖されている。これにより、エア・コンプレッサ(図示せず)から下部エア通路641に供給される圧縮エアの流れは、検知バルブ62により阻害されるので、圧縮エアは、上部エア通路642、本体通路644には流れず、検知部65は、エアの流れを検知しない。即ち、オーバストローク検知機構60は作動しない(図6参照)。
In the unclamped state of the
次いで、シリンダヘッドWが治具パレットPの所定の位置に載置される。すると、図2に示すように、治具パレットPに取り付けられた基準座支持部材110がシリンダヘッドWの基準座3に当接すると共に、治具パレットPに取り付けられたクランプ装置1のプルロッド20のテーパ部22及びグリップ30がシリンダヘッドWの鋳抜き穴2に挿入される。
シリンダヘッドWが治具パレットPに載置されると、第2油圧室54に圧油Oが供給される。すると、図8に示すように、第2油圧室54の油圧が増大し、ピストン部52に連結されたプルロッド20が下降する。これにより、下降するプルロッド20のテーパ部22がグリップ30のグリップ爪31の内側に進入し、グリップ爪31を径方向に押し広げて鋳抜き穴2の内壁に押圧する。
Next, the cylinder head W is placed at a predetermined position on the jig pallet P. Then, as shown in FIG. 2, the reference
When the cylinder head W is placed on the jig pallet P, the pressure oil O is supplied to the second
ここで、クランプが正常に行われる場合、グリップ爪31が鋳抜き穴2の内周面に押圧されて、それ以上径方向に押し広げることができなくなると、グリップ爪31が鋳抜き穴2に対して強固な固定力を生じる。これにより、シリンダヘッドWが治具パレットPに固定される。この場合、プルロッド20は正常ストロークの範囲以上にストロークすることができず、プルロッド20に連結したピストン部52(蓋部52b)と検知バルブ62の先端との距離がオーバストローク許容距離以上に保たれているため、オーバストローク検知機構60は作動しない(図8参照)。
Here, when the clamping is normally performed, when the
一方、鋳抜き穴2が所定の大きさを超えて大きく形成されてしまったこと等により、プルロッド20の正常ストロークの範囲内でプルロッド20が下降してもグリップ30が鋳抜き穴2の内壁を正常に押圧できない場合、プルロッド20は、図9に示すように、正常ストロークの範囲以上に下降し、プルロッド20がオーバストロークする。
プルロッド20がオーバストローク許容距離以上にオーバストロークすると、蓋部52bが検知バルブ62に当接しても下降し続けるので、図10に示すように、検知バルブ62が最大上昇位置から下降(後退)する。すると、検知バルブ62により閉鎖されていた開閉通路643が開放され、エア・コンプレッサ(図示せず)から下部エア通路641に供給される圧縮エアは、開閉通路643、上部エア通路642、及び本体通路644を流通して検知部135に到達し、この圧縮エアの流れが検知部135により検知される。これにより、クランプ装置1のオーバストロークが検知される。
On the other hand, even if the
If the
以上説明した本実施形態のクランプ装置1及びワーク加工用治具100によれば、以下のような効果を奏する。
According to the
(1)オーバストローク検知機構60をピストン部52よりもクランプ装置本体10の基端側に配置すると共に、このオーバストローク検知機構60を、ピストン部52の軸方向に沿って進退可能な検知バルブ62と、この検知バルブ62が前進した状態では圧縮エアの流通が阻害され、検知バルブ62が後退した状態では圧縮エアの流通が許容されるエア通路64と、このエア通路64を流通する気体の圧力を検知する検知部65と、を含んで構成した。これにより、プルロッド20の進退に追従して移動するピストン部52の進退を利用してオーバストローク検知機構60を作動させられるので、オーバストロークを精密に検知できる。
(1) The
(2)検知バルブ駆動部63を、第3油圧室631と、この第3油圧室631と第1油圧室53とを連通させる油路出入口621c及び内部油路621bと、を含んで構成した。これにより、第1油圧室53に供給された圧油Oを、油路出入口621c及び内部油路621bを介して第3油圧室631に供給でき、第3油圧室631に供給された圧油Oの圧力により、検知バルブ62を前進(上昇)させられる。よって、オーバストローク検知機構60を、別途動力を用いることなく構成できるので、クランプ装置1を動作させる場合のエネルギ消費を低減できる。
(2) The detection
(3)従来のクランプ装置では、クランプ力を確保するために、グリップ支持部材が所定の幅(例えば、1mm程度)でプルロッドの軸方向に移動可能に構成されており、このグリップ支持部材の移動量に応じてオーバストロークを検知するオーバストローク検知機構が設けられていた。これに対して、本実施形態のクランプ装置1では、クランプ力が過剰に強くなることに起因するシリンダヘッドWのゆがみを防ぐべく、グリップ支持部材40の移動可能幅が極めて小さく(例えば、60μm程度)構成されている。そこで、オーバストローク検知機構60を下部本体11に配置してクランプ装置1を構成した。これにより、グリップ支持部材40の移動可能幅に影響を受けることなくオーバストローク検知機構60を構成できるので、クランプ装置1によるクランプ力の強度の設定範囲を広げられる。その結果、例えば、鋳抜き穴2と基準座3とが異なる位置に設けられた、ゆがみが生じやすいシリンダヘッドWを固定するワーク加工用治具100に用いられるクランプ装置1であっても、精密なオーバストローク検知機構60を実現できる。
(3) In the conventional clamping device, in order to secure a clamping force, the grip support member is configured to be movable in the axial direction of the pull rod with a predetermined width (for example, about 1 mm). An overstroke detection mechanism for detecting an overstroke according to the amount has been provided. On the other hand, in the
以上、本発明のワーク加工用治具100及びクランプ装置1の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態では、第1油圧室53及び第2油圧室54の油圧によりプルロッド20の昇降を制御し、第3油圧室631の油圧により検知バルブ62の上昇を制御したが、これに限らない。即ち、プルロッドの下降のみを油圧制御し、第1油圧室及び第3油圧室に該当する各領域にばねを配置してその弾性力を駆動力してプルロッドの上昇及び検知バルブの上昇を行ってもよい。また、固定力が十分に発揮できるのであれば、プルロッドの上昇及び検知バルブの上昇を油圧制御し、第2油圧室に該当する領域にばねを配置してその弾性力を駆動力してプルロッドの下降を行ってもよい。
As mentioned above, although preferable embodiment of the jig |
For example, in the present embodiment, the raising and lowering of the
また、本実施形態ではクランプ装置1を圧油Oによって作動させたが、これに限らない。即ち、クランプ装置を圧縮エアにより作動させてもよい。
Moreover, although the
また、本実施形態では、クランプ装置1を治具パレットPに設けてシリンダヘッドWを治具パレットPに固定したが、これに限らない。即ち、クランプ装置を、シリンダヘッドを移動させる台車、車両等の移動体に設けてもよい。
In the present embodiment, the
1 クランプ装置
2 鋳抜き穴(クランプ穴)
3 基準座
10 クランプ装置本体
20 プルロッド(ロッド部)
21 軸部
22 テーパ部
30 グリップ
31 グリップ爪
50 ロッド駆動源(ロッド駆動部)
51 シリンダ部
52 ピストン部
53 第1油圧室(ロッド駆動用流圧室)
54 第2油圧室(ロッド駆動用流圧室)
60 オーバストローク検知機構
61 検知シリンダ部
62 検知バルブ
63 検知バルブ駆動部
64 エア通路
65 検知部
100 ワーク加工用治具
110 基準座支持部材
621 検知ロッド部
621b 内部油路(流体流路)
621c 油路出入口(流体流路)
622 検知ピストン部
631 第3油圧室(検知バルブ駆動用流圧室)
P 治具パレット
O 圧油
W シリンダヘッド(ワーク)
1 Clamping
3
21
51
54 Second hydraulic chamber (rod pressure flow chamber)
60
621c Oil passage entrance (fluid flow passage)
622
P Jig pallet O Pressure oil W Cylinder head (workpiece)
Claims (3)
前記クランプ穴に対向するクランプ装置本体と、
前記クランプ装置本体に設けられ、先端部が前記ワーク側に位置し基端部が前記クランプ装置本体の内部に位置する軸部、及び該軸部の先端部に設けられ先端側に向かって徐々に径が大きく形成されたテーパ部を有すると共に、軸方向に沿って進退可能なロッド部と、
前記テーパ部の周面の一部を覆うと共に対向して配置され該テーパ部の径方向に変形可能な少なくとも一対のグリップ爪と、
前記クランプ装置本体の基端側に設けられるシリンダ部、及び該シリンダ部に摺動自在に配置され前記ロッド部の基端部に連結されるピストン部により構成されるロッド駆動部と、
前記ピストン部よりも前記クランプ装置本体の基端側に配置され、前記ロッド部が所定の距離以上後退したことを検知するオーバストローク検知機構と、を備え、
前記オーバストローク検知機構は、
前記ピストン部が所定の距離だけ後退した位置まで先端側が前記ピストン部側に突出し前記ピストン部の軸方向に沿って進退可能な検知ロッド部、及び該検知ロッド部の基端部に連結される検知ピストン部を有する検知バルブと、
前記検知バルブが摺動自在に収容される検知シリンダ部と、
前記検知バルブを前進させる検知バルブ駆動部と、
前記検知シリンダ部に形成され、前記検知バルブが前進した状態では該検知バルブにより気体の流通が阻害され、前記検知バルブが後退した状態では気体の流通が許容されるエア通路と、
前記エア通路を流通する気体の圧力を検知する検知部と、を備えるクランプ装置。 A clamping device for fixing a workpiece having a clamp hole on a predetermined surface,
A clamp device body facing the clamp hole;
Provided in the clamp device main body, a tip portion located on the workpiece side and a base end portion located in the clamp device main body, and a tip portion provided on the tip portion of the shaft portion gradually toward the tip side. A rod portion that has a tapered portion formed with a large diameter and that can advance and retreat along the axial direction;
Covering at least a part of the peripheral surface of the taper portion, and being disposed facing each other, at least a pair of grip claws capable of being deformed in the radial direction of the taper portion; and
A rod drive unit configured by a cylinder part provided on the proximal end side of the clamp device body, and a piston part slidably disposed on the cylinder part and connected to the proximal end part of the rod part;
An overstroke detection mechanism that is disposed closer to the base end side of the clamp device body than the piston portion and detects that the rod portion has retracted more than a predetermined distance;
The overstroke detection mechanism is
A detection rod portion that protrudes toward the piston portion side to a position where the piston portion is retracted by a predetermined distance and can advance and retreat along the axial direction of the piston portion, and a detection that is connected to a proximal end portion of the detection rod portion A detection valve having a piston portion;
A detection cylinder portion in which the detection valve is slidably accommodated;
A detection valve drive for advancing the detection valve;
An air passage formed in the detection cylinder portion, in which the flow of gas is inhibited by the detection valve in a state in which the detection valve is advanced, and in which the flow of gas is allowed in the state in which the detection valve is retracted;
And a detection unit that detects the pressure of the gas flowing through the air passage.
前記検知バルブ駆動部は、
前記検知シリンダ部及び前記検知ピストン部により囲まれ、流体が導入及び導出される検知バルブ駆動用流圧室と、
前記検知バルブに形成され、前記ロッド駆動用流圧室と前記検知バルブ駆動用流圧室とを連通させる流体流路と、を備える請求項1に記載のクランプ装置。 The rod driving part further includes a rod driving fluid pressure chamber surrounded by the cylinder part and the piston part, into which fluid is introduced and led out,
The detection valve drive unit is
A detection valve driving fluid pressure chamber surrounded by the detection cylinder part and the detection piston part and into which fluid is introduced and led out;
The clamp device according to claim 1, further comprising: a fluid flow path formed in the detection valve and communicating the rod driving fluid pressure chamber and the detection valve driving fluid pressure chamber.
前記ワークにおいて前記クランプ穴と別の位置に設けられた基準座を支持する基準座支持部材と、
前記クランプ装置及び前記基準座支持部材を保持する治具パレットと、を備えるワーク加工用治具。 The clamping device according to claim 1 or 2,
A reference seat support member for supporting a reference seat provided at a position different from the clamp hole in the workpiece;
A workpiece processing jig comprising: the clamp device and a jig pallet that holds the reference seat support member.
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JP2017042860A (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 富士機械製造株式会社 | Chuck device |
CN110695740A (en) * | 2019-10-22 | 2020-01-17 | 苏州富强科技有限公司 | Bearing mechanism for pressing cover plate workpiece and clamping method for bearing mechanism |
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