JP3653695B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、板材等のワークを溶接等の加工をする際に、定位置に保持しておくためにクランプするクランプ装置に関する。特に、クランプアームを位置決めピン及びクランプ固定ヘッドと共に空気圧シリンダにより進退可能とし、クランプアームの先端部を位置決めピンと共にワークの孔に挿通させて、クランプアームを回動させることによりクランプアームとクランプ固定ヘッドとでワークをクランプするクランプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来のクランプ装置は、図5に示すように、リフト用空気圧シリンダAとクランプ用空気圧シリンダBとを用意し、リフト用空気圧シリンダAにて昇降される昇降台C上にクランプ用空気圧シリンダBを設置し、またクランプ用空気圧シリンダB上に、クランプ固定ヘッドD及び位置決めピンEを固定するとともに、クランプ用空気圧シリンダBのピストンロッドFの先端部にクランプアームGを回動自在にピン連結し、リフト用空気圧シリンダAとクランプ用空気圧シリンダBに、リフト用切換弁Hとクランプ用切換弁Iをそれぞれ接続している。
【0003】
このようなクランプ装置において、リフト用切換弁Hを切り換えてリフト用空気圧シリンダAのピストンロッドJを進出させることにより、クランプ用空気圧シリンダBを上昇させると、これと一体にクランプ固定ヘッドD、位置決めピンE及びクランプアームGが上昇して位置決めピンE及びクランプアームGの先端部が板状のワーク(図示せず)の孔に挿通する。この状態で、クランプ用切換弁Iを切り換えてクランプ用空気圧シリンダBのピストンロッドFを進出させると、クランプアームGが回動してクランプ固定ヘッドDとでワークをクランプする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のクランプ装置では、リフト用とクランプ用の2台の空気圧シリンダA・B及び昇降台Cを必要とし、これらを積み重ねるように配置し、しかもこれら2台の空気圧シリンダA・Bをそれぞれの切換弁H・Iにて別々に切換制御しなければならないため、次のような問題があった。
【0005】
(1) コストが高く、大型で、重量も重い。
(2) リフト用とクランプ用のそれぞれに空気圧配管及び切換弁を必要とするので、動作制御が複雑となり、耐久性にも問題がある。
(3) クランプアームGとクランプ固定ヘッドDとによるクランプの近傍に、クランプ用空気圧シリンダBが存在するため、干渉域が大きく、狭いところではクランプできず、設置上の問題もある。
【0006】
本発明の目的は、このような問題点を解決し、1台の空気圧シリンダにてリフト用とクランプ用の両方の空気圧シリンダを兼用できることにより、コストの低減・小型化・軽量化できるとともに、動作制御が簡単になり、耐久性も向上し、またワークをクランプするクランプ部位を空気圧シリンダから離れたところに設定できるとともに、小さくできることにより、狭いところでのクランプが可能なクランプ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クランプアームを位置決めピン及びクランプ固定ヘッドと共に空気圧シリンダにより進退可能とし、クランプアームの先端部を位置決めピンと共にワークの孔に挿通させて、クランプアームを回動させることによりクランプアームとクランプ固定ヘッドとでワークをクランプするクランプ装置であって、次のような手段を採用したことを特徴とする。
【0008】
中空のプランジャが、空気圧にて進退できるように空気圧シリンダに突出装着されているとともに、空気圧シリンダのヘッド側が閉じロッド側が開口した中空の補助ピストンが空気圧シリンダ内に摺動自在に嵌装され、またこの補助ピストン内には、そのロッド側開口からの空気圧を受けるクランプアーム作動用ピストンが摺動自在に嵌装され、このクランプアーム作動用ピストンのピストンロッドが、補助ピストンのロッド側開口を貫通して、プランジャに相対摺動自在に挿入され、該ピストンロッドの先端部にクランプアームが接続されているとともに、プランジャの先端に位置決めピン及びクランプ固定ヘッドが固定されている。
【0009】
そして、次のような3つの状態に切り換えることができるようになっている。
空気圧シリンダ内にそのロッド側ポートから空気圧を供給したときは、補助ピストンがクランプアーム作動用ピストンを伴ってヘッド側へ摺動して、ピストンロッド及びプランジャが後退し、クランプアームがクランプ固定ヘッドに対してアンクランプ姿勢となる後 退アンクランプ状態。
空気圧シリンダ内にそのヘッド側ポートから空気圧を供給したときは、補助ピストンがクランプアーム作動用ピストンを伴ってロッド側へ摺動してピストンロッド及びプランジャが進出し、クランプアームがクランプ固定ヘッドに対してアンクランプ姿勢となる進出アンクランプ状態。
空気圧シリンダ内にそのロッド側及びヘッド側の両ポートから空気圧を供給したときは、クランプアーム作動用ピストンが静止状態の補助ピストンに対してヘッド側へ摺動してピストンロッドが後退し、クランプアームがクランプ固定ヘッドに対してクランプ姿勢となる進出クランプ状態。
【0010】
また、1個の切換弁が空気圧シリンダのヘッド側ポートとロッド側ポートに接続され、後退アンクランプ状態と進出アンクランプ状態と進出クランプ状態の3つの状態が1個の切換弁にて切り換え可能となっている。
さらに、クランプアーム作動用ピストンと補助ピストンの閉じたヘッド側壁との間には、これら両者を互いに反発させる反発用スプリングが介在されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【0012】
図1、図2、図3に、本発明によるクランプ装置の3つの状態をそれぞれ示す。このクランプ装置は、単一の空気圧シリンダ1がリフト用とクランプ用の両方の空気圧シリンダを兼用し、これを1個の3位置切換型の切換弁2にて切換作動させることにより、図1、図2、図3の3つの状態を切り換えることができるようになっている。
【0013】
空気圧シリンダ1は、そのシリンダ本体3にロッド側ポート4とヘッド側ポート5との2個のポートを有することでは通常の空気圧シリンダと変わりはないが、ピストンロッド6を突設したクランプアーム作動用ピストン7の他に中空の補助ピストン8を備え、直接にはこの補助ピストン8をシリンダ本体3内に摺動自在に嵌装し、クランプアーム作動用ピストン7はこの補助ピストン8内に摺動自在に嵌装することによって、クランプアーム作動用ピストン7もシリンダ本体3に対して摺動自在としたものである。
【0014】
すなわち、補助ピストン8は、空気圧シリンダ1のヘッド側が閉じ、ロッド側が開口した短い円筒形の中空体で、この補助ピストン8の開口部の内周縁に鍔8aが形成されていることにより、クランプアーム作動用ピストン7は、補助ピストン8内で短い所定ストロークだけ摺動可能となっている。この補助ピストン8の閉じたヘッド側壁とクランプアーム作動用ピストン7との間には、両者を反発させるスプリング9が配置され、クランプアーム作動用ピストン7は、図1に示すように補助ピストン8に対して通常は鍔8aに当接する位置に保持される。
【0015】
クランプアーム作動用ピストン7には、ピストンロッド6とは反対側にガイドロッド10が突設されている。このガイドロッド10は、補助ピストン8とクランプアーム作動用ピストン7との相対摺動を安定にするために、補助ピストン8のヘッド側壁中央を摺動自在に貫通している。
【0016】
また、シリンダ本体3には、円筒形のプランジャ11がロッド側カバー12に摺動自在に貫通させて装着され、ピストンロッド6は、このプランジャ11中に摺動自在に挿入している。プランジャ11の先端(外端)には、位置決めピン13を突設したクランプ固定ヘッド14が固定され、また基端(内端)の外周には受圧鍔部11aが設けられている。
【0017】
ピストンロッド6の先端部には、クランプアーム15がピン16にて回動自在に連結されている。ピストンロッド6はプランジャ11よりも短いため、ピストンロッド6の先端はプランジャ11より突出することはないが、クランプアーム15の先端のフック部15aはプランジャ11より突出する。
【0018】
クランプアーム15の中途には、図4に示すように案内ピン17が貫通固着され、この案内ピン17の両端部がプランジャ11の先端部の内周面に屈曲形成された案内溝18に摺動自在に嵌合していることにより、プランジャ11に対してピストンロッド6が進出・後退するとクランプアーム15が回動し、そのフック部15aとクランプ固定ヘッド14とによるクランプ又はその解除が行われる。
【0019】
次に、このように構成された本クランプ装置の動作について説明する。
図1に示すように、切換弁2を同図において左側に切り換え、ロッド側ポート4に空気圧を供給する一方、ヘッド側ポート5を排気すると、クランプアーム作動用ピストン7とプランジャ11の受圧鍔部11aと補助ピストン8に上側から空気圧が作用して、これらクランプアーム作動用ピストン7とプランジャ11と補助ピストン8が同時に下降する。このときの下降は、プランジャ11の先端のクランプ固定ヘッド14が、空気圧シリンダ1のロッド側カバー12上に固定されている固定台19に当接するところまでである。このとき、位置決めピン13及びクランプアーム15は、ワーク(図示せず)の孔から離れたところまで後退し、またクランプアーム15がクランプ固定ヘッド14に対してアンクランプ姿勢となる後退(下降)アンクランプ状態となる。
【0020】
次に、図2に示すように切換弁2を右側に切り換え、ヘッド側ポート5に空気圧を供給する一方、ロッド側ポート4を排気すると、補助ピストン8に下側から空気圧が作用して、補助ピストン8と共にクランプアーム作動用ピストン7及びプランジャ11が同時に上昇する。このときの上昇は、プランジャ11の受圧鍔部11aがロッド側カバー12に当接するところまでである。このとき、位置決めピン13及びクランプアーム15のフック部15aは、ワークの孔に挿入するところまで進出するが、クランプアーム15はクランプ固定ヘッド14に対してアンクランプ姿勢のままの進出(上昇)アンクランプ状態となる。
【0021】
次に、図3に示すように切換弁2を中央に切り換え、ヘッド側ポート5に加えてロッド側ポート4にも空気圧を供給すると、ロッド側ポート4から空気圧がクランプアーム作動用ピストン7に上側から作用し、このクランプアーム作動用ピストン7が、静止している補助ピストン8内でスプリング9に抗して下降するが、プランジャ11は図2と同じ位置に保持される。これにより、クランプアーム15が、静止しているクランプ固定ヘッド14に向かって同図において時計方向に回動するので、クランプアーム15のフック部15aとクランプ固定ヘッド14とでワークがクランプされる。すなわち、クランプアーム15がクランプ固定ヘッド14に対してクランプ姿勢となる進出(上昇)クランプ状態となる。
【0022】
この状態から切換弁2を右側に切り換えてロッド側ポート4を排気すると、クランプアーム作動用ピストン7が、静止している補助ピストン8内でスプリング9にて上昇されるので、図2の状態に戻る。そこで、次に切換弁2を左側に切り換え、ヘッド側ポート5に空気圧を供給する一方、ロッド側ポート4を排気すると、クランプアーム作動用ピストン7とプランジャ11と補助ピストン8が同時に下降し、位置決めピン13及びクランプアーム15がワークの孔から抜け出して図1の後退(下降)アンクランプ状態となる。
【0023】
上記の実施例では、本クランプ装置を縦向きにして位置決めピン13、クランプ固定ヘッド14及びクランプアーム15を上下動させてワークをクランプする使用例を示したが、横向きに使用したり傾斜させて使用することも可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果がある。
(1) 1台の空気圧シリンダにてリフト用とクランプ用の両方の空気圧シリンダを兼用できることにより、コストの低減・小型化・軽量化できる。
(2) 1台の空気圧シリンダの2つのポートを1つの切換弁で切り換えることにより、後退アンクランプ状態と進出アンクランプ状態と進出クランプ状態の3つの状態に切り換えることができるので、動作制御が簡単になり、耐久性も向上する。
(3) クランプ固定ヘッドをプランジャの先端に設けたので、ワークをクランプするクランプ部位を空気圧シリンダから離れたところに設定できるとともに、小さくできるので、狭いところでのクランプが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例のクランプ装置の断面図で、後退アンクランプ状態を示す。
【図2】 同じく進出アンクランプ状態の断面図である。
【図3】 同じく進出クランプ状態の断面図である。
【図4】 クランプアームに対するピストンロッドとプランジャの関係を示す部分図である。
【図5】 従来例の側面図である。
【符号の説明】
1 空気圧シリンダ
2 切換弁
3 シリンダ本体
4 ロッド側ポート
5 ヘッド側ポート
6 ピストンロッド
7 クランプアーム作動用ピストン
8 補助ピストン
8a 鍔
9 スプリング
10 ガイドロッド
11 プランジャ
11a 受圧鍔部
12 ロッド側カバー
13 位置決めピン
14 クランプ固定ヘッド
15 クランプアーム
15a フック部
16 ピン
17 案内ピン
18 案内溝
19 固定台
Claims (3)
- クランプアームを位置決めピン及びクランプ固定ヘッドと共に空気圧シリンダにより進退可能とし、クランプアームの先端部を位置決めピンと共にワークの孔に挿通させて、クランプアームを回動させることによりクランプアームとクランプ固定ヘッドとでワークをクランプするクランプ装置において、
中空のプランジャが、空気圧にて進退できるように前記空気圧シリンダに突出装着されているとともに、空気圧シリンダのヘッド側が閉じロッド側が開口した中空の補助ピストンが前記空気圧シリンダ内に摺動自在に嵌装され、またこの補助ピストン内には、そのロッド側開口からの空気圧を受けるクランプアーム作動用ピストンが摺動自在に嵌装され、このクランプアーム作動用ピストンのピストンロッドが、前記補助ピストンのロッド側開口を貫通して、前記プランジャに相対摺動自在に挿入され、該ピストンロッドの先端部に前記クランプアームが接続されているとともに、前記プランジャの先端に前記位置決めピン及びクランプ固定ヘッドが固定され、
空気圧シリンダ内にそのロッド側ポートから空気圧を供給したときは、補助ピストンがクランプアーム作動用ピストンを伴ってヘッド側へ摺動して、ピストンロッド及びプランジャが後退し、前記クランプアームが前記クランプ固定ヘッドに対してアンクランプ姿勢となる後退アンクランプ状態となり、
空気圧シリンダ内にそのヘッド側ポートから空気圧を供給したときは、補助ピストンがクランプアーム作動用ピストンを伴ってロッド側へ摺動してピストンロッド及びプランジャが進出し、クランプアームがクランプ固定ヘッドに対してアンクランプ姿勢となる進出アンクランプ状態となり、
空気圧シリンダ内にそのロッド側及びヘッド側の両ポートから空気圧を供給したときは、クランプアーム作動用ピストンが静止状態の補助ピストンに対してヘッド側へ摺動してピストンロッドが後退し、クランプアームがクランプ固定ヘッドに対してクランプ姿勢となる進出クランプ状態となるようにしたことを特徴とするクランプ装置。 - 1個の切換弁が空気圧シリンダのヘッド側ポートとロッド側ポートに接続され、後退アンクランプ状態と進出アンクランプ状態と進出クランプ状態の3つの状態が1個の切換弁にて切り換え可能となっていることを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- クランプアーム作動用ピストンと補助ピストンの閉じたヘッド側壁との間に、これら両者を互いに反発させる反発用スプリングが介在されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のクランプ装置。
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