JP2015077685A - クランプ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかも、グリップ部材に対してクランプロッドが相対的に下降すると、4つのグリップ形成部材とクランプロッド間の隙間(これを内部隙間という)も拡大するだけでなく、スクレーパの近傍部において、グリップ部材とクランプロッドの断面(クランプロッドの軸心と直交する断面)が円形になっていない。
そのため、クランプしたワークを機械加工すると、切粉等の異物が上記の種々の隙間からクランプ装置の内部へ侵入し、クランプ装置の故障原因となる。
他方、上記の切粉等の異物の侵入を防止するために、機械加工中には、クランプ本体の内部へ加圧エアを供給し、その加圧エアを上記の種々の隙間から噴出させるようにしている。しかし、上記の種々の隙間が大きいため、上記の加圧エアの消費量が多くなり、加圧エアのコストが高価になる。
図1〜図7に示すように、グリップ部材2は、クランプロッド3と共にクランプ本体1の上端部分の挿通孔17を挿通して上方へ延びワークWの穴Hの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材2は、クランプロッド3の外周側に等間隔に配設された3つの鋼製のグリップ形成部材21で構成されている。3つのグリップ形成部材21は、外径が拡大・縮小可能である。グリップ形成部材21の上部にはグリップ爪部22が形成され、グリップ形成部材21の下端部には、円弧状の基端鍔部23が形成されている。グリップ形成部材21の下半部の内面には、クランプロッド3の軸心と平行なストレート平面24が形成されている。
図1〜図10に示すように、クランプロッド3は、グリップ部材2を挿通し且つグリップ部材2に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド3は、下端側部分のT形係合部31と、このT形係合部31から上方に連なる小径ロッド部32と、この小径ロッド部32から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部33と、この中段ロッド部33から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ3つのグリップ形成部材21を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部34とを備えている。小径ロッド部32の水平断面は円形である。
テーパ平面35は、テーパ部34の上下方向の略全長に亙って形成されている。テーパ部34の下部の水平断面が、テーパ平面35と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されている。スクレーパ26の近傍部における、テーパ部34の断面三角形状の各頂部に相当する部分円錐面36がスクレーパ26の内周部に当接可能である。
図1〜図2に示すように、駆動手段4は、クランプロッド3をクランプ本体1に対して油圧により進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段4は、下部本体12に形成された縦向きのシリンダ穴41と、ピストン部材42と、このピストン部材42のピストン部45の上側のクランプ用油室43と、ピストン部45の下側のアンクランプ用油室44などを備えている。
図2に示すように、サポート機構5は、ピストン部材42のロッド部46に可動に外嵌された環状の受圧ピストン部材51と、この受圧ピストン部材51で基端部(下端部)が支持され且つグリップ部材2の基端を支持するサポート部材52と、受圧ピストン部材51にクランプ方向と反対向きに油圧を受圧させるサポート油室53と、駆動手段4のアンクランプ用油室44からサポート油室53に通ずる油路54とを有する。サポート機構5は、グリップ部材2を拡径させてワークWの穴Hの内周面をグリップさせる際に、受圧ピストン部材51に作用する油圧力でグリップ部材2を支持する。油路54は下部本体12とベース部材13との間に形成された環状油路54aと下部本体12内に斜めに形成された絞り油路54bとを有する。
図2に示すように、加圧エア導入手段6は、グリップ部材2とクランプロッド3と着座面18をエアブローする為の加圧エアを、クランプ本体1内のうちの受圧ピストン部材51よりも上方の部分に導入するものである。加圧エア導入手段6は、ベース部材13に形成されたエア通路60aであって加圧エア供給源60に接続されたエア通路60aと、上部本体11に形成された複数のエア通路60b,60cとエア噴出孔60dとを有する。 尚、エア通路60cの右端部はプラグで閉鎖されている。
クランプ装置Cにより、ワークWをクランプする場合、最初に、クランプ用油室43の油圧をドレン圧にし、アンクランプ用油室44とサポート油室53に油圧を供給する。
すると、図2,図3に示すように、クランプロッド3とグリップ部材2とピストン部材42と受圧ピストン部材51が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材2はスクレーパ26やOリング27により縮径状態を保持し、スクレーパ26の近傍部においては、3つのグリップ形成部材21とクランプロッド3の部分円錐面36とから円筒状の外形が形成されている。つまり、スクレーパ26の近傍部において、クランプロッド3と3つのグリップ形成部材21の断面であってクランプロッド3の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、グリップ部材2及びクランプロッド3とスクレーパ26との間に殆ど隙間が生じないので、加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、従来の同種のクランプ装置と比較して、加圧エアの消費量が非常に僅少になる。
スクレーパ26の近傍部において、3つのグリップ形成部材21とクランプロッド3の断面であってクランプロッド3の軸心と直交する断面が円形に形成されたため、クランプロッド3が下方に駆動された場合に、グリップ形成部材21とクランプロッド3の円形断面の外径が拡大し、スクレーパ26の内周部が周方向と径方向に弾性変形するので、スクレーパ26とクランプロッド3間に隙間が生じない状態になる。従って、クランプ本体1内への異物の侵入を防止可能であり、クランプ状態においてエアブローを継続しても加圧エアの消費量を僅少にすることができ、省エネとなる。尚、必要に応じて、クランプ状態におけるエアブローを省略してもよい。
アンクランプ状態のときにクランプロッド3の部分円錐面36の下端部が、スクレーパ26に接触するので、クランプ駆動に伴いクランプロッド3が下方に移動し始めた直後から、テーパ部34の部分円錐面36によりスクレーパ26の内周部を弾性変形させることができ、スクレーパ26とクランプロッド3間に殆ど隙間が生じない状態になる。
テーパ平面35と部分円錐面36のクランプロッド3の軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成したので、クランプロッド3の下方への移動に伴いグリップ形成部材21が拡径しても、グリップ形成部材21とクランプロッド3の断面であってクランプロッド3の軸心に直交する断面を円形に維持することができる。従って、スクレーパ26の内周部を弾性変形させることができるので、スクレーパ26とクランプロッド3間に殆ど隙間が生じない。
図12〜図17に示すように、グリップ部材2Aは、クランプロッド3Aの両側に対向状に配設された1対の鋼製のグリップ形成部材21Aで構成されている。1対のグリップ形成部材21Aは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材21Aの上部にはグリップ爪部22Aが形成され、グリップ形成部材21Aの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部23Aが形成されている。グリップ形成部材21Aの下半部の内面には、ストレート平面24Aが形成されている。
図12〜図17に示すように、クランプロッド3Aは、1対のグリップ部材2Aに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド3Aは、下端側部分のT形係合部と、このT形係合部から上方に連なる小径ロッド部32と、この小径ロッド部32から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部33Aと、この中段ロッド部33Aから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ1対のグリップ形成部材21Aを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部34Aとを備えている。
図19〜図24に示すように、グリップ部材2Bは、クランプロッド3Bの外周側に配設された1つの鋼製のグリップ形成部材21Bで構成されている。1つのグリップ形成部材21Bは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材21Bの上部にはグリップ爪部22Bが形成され、グリップ形成部材21Bの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部23Bが形成されている。グリップ形成部材21Bの下半部の内面には、ストレート平面24Bが形成されている。
図19〜図24に示すように、クランプロッド3Bは、グリップ形成部材21Bに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド3Bは、下端側部分のT形係合部と、このT形係合部から上方に連なる小径ロッド部32と、この小径ロッド部32から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部33Bと、この中段ロッド部33Bから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ1つのグリップ形成部材21Bを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部34Bとを備えている。
図26〜図31に示すように、グリップ部材2Cは、クランプロッド3Cと共にクランプ本体1Cの上端部分の挿通孔17Cを挿通して上方へ延びワークWの穴Hの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材2Cは、クランプロッド3Cの外周側に周方向に等間隔に配設された4つのグリップ形成部材21Cで構成されている。4つのグリップ形成部材21Cは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材21Cの上部にはグリップ爪部22Cが形成され、グリップ形成部材21Cの下端部には、円弧状の水平な基端鍔部23Cが形成されている。4つのグリップ形成部材21Cの下半部の内面には、ストレート平面24Cが形成されている。
図26〜図31に示すように、クランプロッド3Cは、グリップ部材2Cに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド3Cは、下端側部分の大径鍔部31Cと、この大径鍔部31Cから上方に連なる大径ロッド部32Cと、この大径ロッド部32Cから上方へ連なる中段部分の中段ロッド部33Cと、この中段ロッド部33Cから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ4つのグリップ形成部材21Cを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部34Cとを備えている。大径ロッド部32Cの水平断面は円形である。
図26に示すように、駆動手段4は、クランプロッド3Cをクランプ本体1Cに対して油圧で進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段4Cは、下部本体12Cとベース部材13Cとで形成された立向きのシリンダ穴61と、ピストン部65とこのピストン部65から上方へ延びる筒状ピストンロッド66とからなるピストン部材62と、ピストン部65の上側のクランプ用油室63及びピストン部65の下側のアンクランプ用油室64とを備えている。クランプ用油室63には、油圧供給源(図示略)から油路を介して油圧が供給される。アンクランプ用油室64は、油圧供給源81から油路81aを介して油圧が供給される。
図26に示すように、サポート機構5Cは、環状の受圧ピストン部材71と、この受圧ピストン部材71の筒部71aにクランプ方向と反対方向向きに油圧を受圧させるサポート油室72と、油圧シリンダのアンクランプ用油室64からサポート油室72に通ずる環状油路73aと斜め絞り油路73bからなる油路73とを有する。
図33〜図43に示すように、グリップ部材102は、クランプロッド103と共に、クランプ本体101の上端部分の挿通孔117を挿通してワークWの穴Hに挿入され、穴Hの内周面をグリップ可能である。グリップ部材102は、クランプロッド103の両側に対向状に配設された1対の鋼製のグリップ形成部材121で構成されている。1対のグリップ形成部材121は、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材121の上部にはグリップ爪部122が形成され、グリップ形成部材121の下端部には半円円弧状の水平な基端鍔部123が形成されている。1対のグリップ形成部材121の下半部の内面には、ストレート平面124が形成されている。
図34〜図34,図36〜図43に示すように、クランプロッド103は、グリップ部材102のストレート平面124を挿通し且つグリップ部材102に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド103は、下端側部分の大径鍔部131と、この大径鍔部131から上方に連なる大径ロッド部132と、この大径ロッド部132からテーパロッド部132aを介して上方へ連なる中段部分の中段ロッド部133と、この中段ロッド部133から上方へ連なる上端側部分に形成され且つ1対のグリップ形成部材121を拡径させるテーパ部134とを備えている。大径ロッド部132の水平断面は円形である。
図33,図34,図38,図41に示すように、駆動手段104は、グリップ部材102とクランプロッド103とを軸心方向(上下方向)に進退駆動するものであり、油圧シリンダの油圧力でクランプ駆動し、コイルバネ147,148の弾性力でクランプ解除駆動するものである。
クランプ装置CDにより、ワークWをクランプする場合、最初に、クランプ用油室145の油圧をドレン圧にする。すると、バネ収容室146内のコイルバネ147,148の付勢力により、図33,図34,図36,図37に示すように、クランプロッド103とグリップ部材102と筒状ピストン部材142と受圧ピストン部材151が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材102はスクレーパ126やOリング127により縮径状態を保持し、スクレーパ126の近傍部においては、1対のグリップ形成部材121とクランプロッド103の1対の短辺側部分円筒面133bとからなる円筒状の外形が形成されている(図37参照)。つまり、クランプロッド103と1対のグリップ形成部材121の断面であってクランプロッド103の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、クランプロッド103と1対のグリップ形成部材121とスクレーパ126の間に隙間が殆ど生じることがないから、エアブローの加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、加圧エアの消費量が非常に少なくなる。
スクレーパ126の近傍部において、1対のグリップ形成部材121の端縁がクランプロッド103の外面よりも突出しないため、スクレーパ126が1対のグリップ形成部材121の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ126の耐久性を確保することができる。
[1]前記実施例1〜4に記載したクランプ装置のクランプ駆動、アンクランプ駆動するために油圧を用いているが、これに限定する必要はなく、クランプ用油室、アンクランプ用油室、サポート油室に代えてクランプ用エア室、アンクランプ用エア室、サポートエア室を設け、加圧エア等の流体圧を用いてピストン部材をクランプ駆動、アンクランプ駆動するように構成しても良い。また、クランプ力をスプリングで発生させ、アンクランプ力を流体圧で発生させるように構成してもよい。
[2]前記実施例1〜5に記載したクランプ装置における、グリップ部材の構造、クランプロッドの構造、サポート機構の構造などは、一例を示すものであり、これらの構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。クランプ装置におけるその他の構造についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。
1 クランプ本体
2,2A〜2C グリップ部材
3,3A〜3C クランプロッド
4,4C 駆動手段
21,21A〜21C グリップ形成部材
22,22A〜22C グリップ爪部
22a,22aA〜22aC テーパ面
23,23A〜23C 基端鍔部
24,24A〜24C ストレート平面
26 スクレーパ
33,33A〜33C 中段ロッド部
33a,33aA〜33aC ストレート面
34,34A〜34C テーパ部
35,35A〜35C テーパ平面
36,36A〜36C 部分円錐面
ベース部材内には、エアブロー用の加圧エアの通路や、クランプ用油圧シリンダへ油圧を供給する1又は複数の油路等も形成されているため、上記のように別のエア通路を形成ことは容易ではないため、加圧エア噴出孔の位置を変えるのに多大の労力を要する。
図2〜図12に示すように、グリップ部材102は、クランプロッド103と共に、クランプ本体101の上端部分の挿通孔117を挿通してワークWの穴Hに挿入され、穴Hの内周面をグリップ可能である。グリップ部材102は、クランプロッド103の両側に対向状に配設された1対の鋼製のグリップ形成部材121で構成されている。1対のグリップ形成部材121は、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材121の上部にはグリップ爪部122が形成され、グリップ形成部材121の下端部には半円円弧状の水平な基端鍔部123が形成されている。1対のグリップ形成部材121の下半部の内面には、ストレート平面124が形成されている。
図3,図5〜図12に示すように、クランプロッド103は、グリップ部材102の1対のストレート平面124を挿通し且つグリップ部材102に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド103は、下端側部分の大径鍔部131と、この大径鍔部131から上方に連なる大径ロッド部132と、この大径ロッド部132からテーパロッド部132aを介して上方へ連なる中段部分の中段ロッド部133と、この中段ロッド部133から上方へ連なる上端側部分に形成され且つ1対のグリップ形成部材121を拡径させるテーパ部134とを備えている。大径ロッド部132の水平断面は円形である。
図2,図3,図7,図10に示すように、駆動手段104は、グリップ部材102とクランプロッド103とを軸心方向(上下方向)に進退駆動するものであり、油圧シリンダの油圧力でクランプ駆動し、コイルバネ147,148の弾性力でクランプ解除駆動するものである。
クランプ装置CDにより、ワークWをクランプする場合、最初に、クランプ用油室145の油圧をドレン圧にする。すると、バネ収容室146内のコイルバネ147,148の付勢力により、図2,図3,図5,図6に示すように、クランプロッド103とグリップ部材102と筒状ピストン部材142と環状受圧部材151が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材102はスクレーパ126やOリング127により縮径状態を保持し、スクレーパ126の近傍部においては、1対のグリップ形成部材121とクランプロッド103の1対の短辺側部分円筒面133bとからなる円筒状の外形が形成されている(図6参照)。つまり、クランプロッド103と1対のグリップ形成部材121の断面であってクランプロッド103の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、クランプロッド103と1対のグリップ形成部材121とスクレーパ126の間に隙間が殆ど生じることがないから、エアブローの加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、加圧エアの消費量が非常に少なくなる。
スクレーパ126の近傍部において、1対のグリップ形成部材121の端縁がクランプロッド103の外面よりも突出しないため、スクレーパ126が1対のグリップ形成部材121の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ126の耐久性を確保することができる。
特に、ワークWが着座面118の一部分にしか当接されない場合であっても、環状隙間179を介して加圧エア噴出孔176に加圧エアが供給される構造なので、クランプ本体101の周方向の位置(装着穴113Aの軸心回りの回転方向位置)を調整するだけで、加圧エア噴出孔176の位置をワークWの形状に応じて調整することができる。
[1]前記クランプ装置CDにおけるエア通路180を油圧供給源に接続された油路とし、環状隙間179をクランプ用油室145に連通接続する油路をクランプ本体の壁部内に形成し、油路173を加圧エア供給源に接続されたエア通路とし、環状隙間172を加圧エア噴出孔176に連通接続するエア通路をクランプ本体の壁部内に形成してもよい。
[3]前記クランプ装置における、グリップ部材の構造、クランプロッドの構造、サポート機構の構造などは、一例を示すものであり、これらの構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。クランプ装置におけるその他の構造についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。
101 クランプ本体
102 グリップ部材
103 クランプロッド
104 駆動手段
112A 下部側所定部分
112b〜112d シール部材
112e 大径部
112f 小径部
113 ベース部材
113A 装着穴
113a 大径穴
113b 小径穴
118 着座面
145 クランプ用油室(流体圧作動室)
171 油路(第2流体圧通路)
172 環状隙間(小径環状隙間)
173 油路(第1流体圧通路)
176 加圧エア噴出孔
177,178 エア通路(第2加圧エア通路)
179 環状隙間
180 エア通路(第1加圧エア通路)
Claims (6)
- クランプ本体と、このクランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合した鉛直方向に延びるクランプロッドと、前記挿通孔のうちのグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間を塞ぐゴム又は合成樹脂製のスクレーパと、前記クランプロッドを進退駆動する駆動手段とを有するクランプ装置において、
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する1又は複数のグリップ形成部材で構成され、
前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ1又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、
前記テーパ部は、1又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する1又は複数のテーパ平面と、この1又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、
前記スクレーパの近傍部における、前記1又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたことを特徴とするクランプ装置。 - アンクランプ状態のときに前記クランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触することを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- 前記グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平D形に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- 前記テーパ平面と前記部分円錐面のクランプロッド軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- 前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に等間隔に配設された3つのグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つ前記クランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のクランプ装置。 - 前記グリップ部材は、前記クランプロッドの両側に対向状に配設された1対のグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のクランプ装置。
Priority Applications (1)
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