JP3794558B2

JP3794558B2 - Rotating clamp cylinder

Info

Publication number: JP3794558B2
Application number: JP2001392977A
Authority: JP
Inventors: 光雄野田; 修平田中
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003194015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋回式クランプシリンダに関し、特に、クランパを介して無理な旋回トルクが旋回動作発生機構に作用したときに、その旋回動作発生機構が破損しないように保護するクラッチ機構を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の旋回式クランプシリンダとして、ピストンとピストンロッドを一体に結合し、ピストンロッドに旋回溝を、シリンダチューブ側（非回転側：固定側）に旋回溝に係合案内される案内部材（案内ボール）を設けて旋回溝に案内部材を係合案内し、ピストンが軸線方向に移動すると、固定側の案内ボールに沿って旋回溝が案内されてピストンロッドに旋回と軸方向移動を行わせて、ピストンロッドの先端に設けたクランパで、ワークを軸線方向からクランプし、また、アンクランプするものが公知である（たとえば特開２００１−１８２７１３号など）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような旋回式クランプシリンダでは、ピストンが軸線方向に流体圧で移動してクランパが旋回動作するので、その旋回動作途中にクランパの旋回が、予期せぬ外部からの干渉により阻害されると、ピストンに作用する流体圧によって旋回運動発生機構の案内部材と旋回溝との間に無理な旋回トルクが発生して、旋回運動発生機構が破損するおそれがある。同様な状況は、アンクランプ状態にあるクランプシリンダのクランパに、予期せぬ外力が作用して、クランパを介して無理な旋回トルクが旋回運動発生機構に作用する場合にも発生する。
本願の課題は、このような場合における旋回クランプシリンダの旋回運動発生機構の破損を防ぐようにした旋回クランプシリンダを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決のため、本願旋回クランプシリンダでは、シリンダチューブ内でピストンが軸方向移動すると、旋回溝とその旋回溝に案内される案内部材とから成る旋回運動発生機構を介してピストンロッドが旋回し、かつ、軸線方向に移動して、ピストンロッドと一体のクランパがワークをクランプする旋回式クランプシリンダにおいて、ピストンから後方に旋回動作用ロッドを一体に突出し、その旋回動作用ロッドをシリンダチューブに対して回動可能とした中間部材の中心孔に嵌め込み、旋回動作用ロッドに旋回溝と案内部材の一方を、中間部材に他方を設けることで旋回溝に案内部材を案内係合させて旋回運動発生機構を構成し、その中間部材とシリンダチューブとの間に、中間部材に作用する旋回トルクが許容トルクとなるまでは中間部材をシリンダチューブと一体結合するが、許容トルクを超えたときに中間部材とシリンダチューブとの前記結合を解除して中間部材が回動するように構成したクラッチ構造を介在させたことを特徴とする。
【０００５】
具体的には、ピストンとピストンロッドを一体に構成し、旋回動作用ロッドをシリンダチューブ一端を塞ぐヘッドカバーに対して回転可能に設けた中間部材の中心孔に嵌め込んで、前記旋回動作用ロッドに旋回溝と案内部材の一方を、中間部材に残る他方を設けて旋回運動発生機構を構成し、前記中間部材とヘッドカバーとの間に、係脱部材とその係脱部材が係脱する係脱凹部とこれらの係脱部材と係脱溝とを互いに噛み合わせるための付勢部材を備えたクラッチ構造を介在させて成ることを特徴とする。
一層具体的には、中間部材をヘッドカバーに対して軸線方向にも所定量移動可能とし、その中間部材の軸線方向一端面とその端面と軸線方向で対向するヘッドカバー部分の一方に係脱溝を、他方に係脱ボールとを備え、中間部材を前記係脱溝と係脱ボールが係合する方向に付勢部材で付勢してクラッチ機構を構成して成る。更に具体的には、ヘッドカバーを、ピストンロッド側に向いて中間部材の収容孔を形成したヘッドカバー本体と、その収容孔を塞ぐキャップとから構成し、前記収容孔に段付き形状の中間部材を軸線方向かつ円周方向に移動可能に収容してキャップ中心孔から中間部材のボールホルダ部を突出して案内ボールを保持させて旋回動作用ロッドの旋回溝と係合させ、中間部材のキャップ側端面に係脱ボールを備え、係脱ボールと対向するキャップ内側端面に半径方向のＶ溝を形成し、ヘッドカバー本体の前記収容孔底面と中間部材の間に、中間部材を軸線前方に付勢するばねを介在して成る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図1、２に断面で示すクランプシリンダにおいて、シリンダチューブ１はアウタチューブ２とインナチューブ３とから構成される。アウタチューブ２はアルミニウム合金の引き抜き材で構成され、図５，６に示すようにその中心孔（ボア）４内面には円周方向に等角度間隔で複数（８つ）の凹溝５が引き抜き時に予め形成されている。一方、図４に示すインナチューブ３はステンレス製であり、そのヘッド側端部には円周方向に等角度間隔で複数（ここでは４個所）の圧流体通過のための切り欠き６が形成されている。アウタチューブ２のボア４にインナチューブ３外周面が嵌合され、インナチューブ３外周面と前記アウタチューブ２の複数の凹溝５とにより、シリンダチューブ１の長手方向に沿って８つの流体通路７が形成されるようになっている。これらの流体通路７のロッド側、ヘッド側端は、それぞれ軸線外方に開口している。取り付け状態において、インナチューブ３のロッド側端３ａはアウタチューブ２のロッド側端２ａよりもロッド側に所定量突出されている。そのため、上記流体通路７のロッド側開口７ａは、インナチューブ３のロッド側端３ａより軸線方向でヘッド側（下方）に位置している（図７）。
【０００７】
シリンダチューブ１は、ヘッドカバー１０とロッドカバー１１とにより軸線方向両端部が塞がれて内部にシリンダ室１２を構成している。シリンダ室１２には、ピストン１３が軸方向往復移動可能に嵌装されており、シリンダ室１２をヘッド側シリンダ室１４とロッド側シリンダ室１５とに区画している。ピストン１３はロッド側にピストンロッド１６を一体に備えており、ピストンロッド１６はロッドカバー１１から軸線前方に突出している。ピストンロッド１６の突出部にはクランパ１７が一体に取り付けてある。
【０００８】
ロッドカバー１１には、図１，７に示すように、ヘッド側に環状のチューブ嵌め込み溝２１が形成され、その半径方向内側部分がインナチューブ３の内周面に嵌合される嵌合部２０となっている。前記チューブ嵌め込み溝２１は、半径方向外側の壁部２２の内面がアウタチューブ２の端部が嵌合される端部嵌合部２１ａと、その端部嵌合部２１ａより小径でインナチューブ３の端部を受け入れる端部受け入れ部２１ｂとから成る段付き形状を成している。アウタチューブ２の端部嵌合部２１ａは、そのヘッド側部分にメネジ部２１ｃが形成され、このメネジ部２１ｃにアウタチューブ２のロッド側端部外周に形成されたおねじ部２３が螺合され、アウタチューブ２のロッド側端面２ａが段部２１ｄに突き当たるようにしてある。この状態で、インナチューブ３のロッド側端部外周面と上記端部受け入れ部２１ｂとアウタチューブ２のロッド側端面２ａとで囲まれた空間により環状の連通路２５が形成され、この連通路２５は、上記8つの流体通路７のロッド側開口７ａと連通している。
【０００９】
ロッドカバー１１の一側面には、一対の給排ポート３０，３１が設けてある。一方の給排ポート３０は、前記環状の連通路２５に流体通路３２を介して連通している。他方の給排ポート３１は、ヘッドカバー１０の別の流体通路３３を介してロッド側シリンダ室１５に連通している。
【００１０】
ヘッドカバー１０は、ヘッドカバー本体３５とキャップ３６から構成されている。ヘッドカバー本体３５は、外周におねじ部３７が形成されている大径部３８とインナチューブ３の内周に嵌まり込む嵌合部３９とを備えた段付き形状である。段部は、インナチューブ３のヘッド側端面３ｂとアウタチューブ２のメネジ部４２とボア４との段部４３が当接して前記流体通路７のヘッド側開口７ｂを塞ぐ当接面４０となっており、当接面４０からロッド側に向けて所定幅で円周溝４４が形成されている。アウタチューブ２のボア４のヘッド側端内側に形成された前記メネジ部４２に、ヘッドカバー本体３５外周のおねじ部３７が螺合されている。ロッドカバー１１とヘッドカバー１０とがアウタチューブ２のロッド側、ヘッド側に一体螺合されることにより、インナチューブ３は、ヘッド側端３ｂが前記当接面４０に当接され、ロッド側端３ａが、アウタチューブ２のロッド側端面よりロッド側に突出した状態でロッドカバー１１の端部受け入れ部２１ｂの底面に当接され、ロッドカバー１１とヘッドカバー１０との間に軸線両側から挟み込まれて配置される。ヘッドカバー本体３５のインナチューブ３への嵌合部３９には、円周方向に複数の（ここでは４個所）の流体通過用の凹溝４６（図６）が形成され、この凹溝４６は前記円周溝４４とヘッド側シリンダ室１４とを連通している。インナチューブ３の前記切り欠き６は前記円周溝４４に開口し、各切り欠き６と複数の各流体通路７とは、アウタチューブ２の段部４３に近い位置に形成された環状溝４７で互いに連通している。従って、前記一方の給排ポート３０から供給された圧流体は、連通路２５、複数の流体通路７、環状溝４７、インナチューブ３の切り欠き６、円周溝４４、ヘッドカバー本体３５の凹溝４６を介してヘッド側シリンダ室１４に供給される。
【００１１】
キャップ３６は、後述の収容孔を塞ぐものであるが、その外径は、ヘッドカバー本体３５の嵌合部３９より幾分小さく形成してある。ヘッド側シリンダ室１４に供給された圧流体を、効率よくピストン１３に作用させるために、ヘッドカバー１０のキャップ３６前面（ロッド側面）には、円周方向に等角度間隔で複数の半径方向の浅い溝４９とそれら各溝４９と繋がる中心側の環状溝５０が形成してあり、ピストン１３のヘッド側端面がキャップ３６前面に当接しても、圧流体がピストン１３に確実に作用するようになっている。
ピストン１３の後部（ヘッド側）には、後述のボールホルダ部５８が出入りする窪み５１が形成され、その窪み５１には、ピストン１３軸線に同心に、旋回動作用ロッド５２を後方に突出して一体に取り付けてある。この旋回動作用ロッド５２の外周には、軸線方向のカム溝５３とそれに連続して円周方向に斜めのカム溝５４とから成る２条の旋回溝５５が対称位置に形成されている。
【００１２】
更に前記ヘッドカバー本体３５には、中間部材５６の収容孔５７がロッド側に開口して形成してあり、その収容孔５７には、小径のボールホルダ部５８と大径のばね受け部５９とからなる段付き形状の上記中間部材５６が、回動かつ軸方向に移動可能に嵌め込んである。ヘッドカバー本体３５の前記収容孔５７の開口を塞ぐように、前記キャップ３６がねじ６０で取り付けてあり、ボールホルダ部５８がキャップ３６の中心孔３６ａからロッド側に突出している。中間部材５６の中心孔６１に、前記旋回動作用ロッド５２を軸方向と回転方向に移動自在に挿通し、ボールホルダ部５８に保持された案内部材としての一対の案内ボール６２が夫々前記旋回動作用ロッド５２の旋回溝５５に案内係合され、旋回運動発生機構６３が構成されている。
【００１３】
この中間部材５６とシリンダチューブ１と一体のヘッドカバー１０との間には、旋回運動発生機構６３を介して中間部材５６に所定の大きさの旋回トルク（許容トルク）を超えるまでは、中間部材５６をシリンダチューブ１側と一体に結合し、許容トルクを超えるトルクが作用したときには、両者の結合を解除して中間部材５６をシリンダチューブ１に対して回動させるクラッチ機構６５が設けてある。
【００１４】
クラッチ機構６５において、前記キャップ３６のヘッド側端面には、半径方向に伸びる係脱凹部としてのＶ溝６７が形成してある。このＶ溝６７と軸線方向で対向する中間部材５６のばね受け部５９のキャップ３６側端面には係脱部材としての係脱ボール６８を備え、ヘッドカバー１０の収容孔底部と中間部材５６のばね受け部５９との間には、中間部材５６をロッド方向に付勢する付勢部材としての皿ばね６９を介在して、そのばね力で前記係脱ボール６８をＶ溝６７に係脱可能に係合している。この構成では、皿ばね６９のばね力により上記許容トルクが設定されるが、その許容トルクは、通常動作（ピストン１３を流体により軸線方向に動かすことで、前記旋回運動発生機構６３により、第３図に示すアンクランプ位置Ａとクランプ位置Ｂとの間でクランパ１７を９０度旋回し、かつ、軸線方向に移動する動作）では、前記係脱ボール６８がＶ溝６７から外れることがなく、たとえば、クランパ１７が旋回する途中で、予期しない外力が作用して旋回が阻止されて旋回運動発生機構６３の案内ボール６２あるいは案内溝５５を破損するような危険トルクが中間部材５６に発生したり、あるいは、アンクランプ位置にあるクランパ１７に予期しない外力が作用してそれにより上記危険トルクが中間部材５６に発生したりしたときには、中間部材５６が円周方向に移動しようとして係脱ボール６８がＶ溝６７に乗り上げ、前記皿バネ６９のばね力に抗して中間部材５６をヘッド側に押して、Ｖ溝６７と係脱ボール６８の係合が外れて中間部材５６が円周方向に自在回転するようになっている。
【００１５】
上記構成では、アンクランプ位置Ａにある図２の状態（クランパ１７旋回位置は図３二点鎖線で示す）から、ロッド側シリンダ室１５に流体を供給すると、ピストン１３がピストンロッド１６、クランパ１７、旋回動作用ロッド５２と共に軸線下方に移動される。通常の動作であれば、旋回溝５５と案内ボール６２とを介して許容トルクを超える危険トルクが中間部材５６に作用しないため、Ｖ溝６７と係脱ボール６８とは皿ばね６９のばね力によって係合を維持して中間部材５６はシリンダチューブ１と一体に結合されている。その結果、旋回動作用ロッド５２の旋回溝５５が、チューブ側（固定側）の案内ボール６２に案内されて、クランパ１７は、アンクランプ位置Ａから軸線下方に移動しつつ９０度旋回し、その後、その旋回位置を保ってワークＷに向けて下降してクランプ位置ＢでワークＷをクランプする（図１）。
【００１６】
上記クランプ動作のクランパ１７の旋回途中に、たとえば、ワーク搬送ロボットなどが動作不調により本来存在してはならない位置に存在してクランパ１７と干渉し、クランパ１７の旋回を阻止したような場合、流体は依然としてロッド側シリンダ室１５に供給され続けるので、ピストン１３は下方に移動しようとして旋回溝５５が案内ボール６２に対して無理に旋回させようとする、許容トルクを超えた過大な危険トルクを発生させる。すると、その危険トルクにより中間部材５６が回転され、係脱ボール６８がＶ溝６７に乗り上げて皿ばね６９のばね力に抗して中間部材５６をヘッド側に押下げ、Ｖ溝６７と係脱ボール６８の係合が外され、中間部材５６はシリンダチューブ１側からの結合を解除され、旋回溝５５と案内ボール６２とが係合したままフリー回転する。このように、旋回溝５５が案内ボール６２に対して無理に回転させるトルクが作用したとき、クラッチ機構６５が作動して中間部材５６がフリー回転するため、無理なトルク発生で旋回運動発生機構６３が破損することが防止され、装置寿命を延長できる。アンクランプ位置Ａにある本願クランプシリンダのクランパ１７を介して、ピストン１３（ピストンロッド１６）を旋回させる過大な外力が作用したときも全く同じであることはいうまでもない。
【００１７】
次に、図１のクランプ位置Ａにあるクランパ１７に対して、給排ポート３０から供給された圧流体は、連通路２５、複数の流体通路７、環状溝４７、インナチューブ３の切り欠き６、円周溝４４、ヘッドカバー本体３５の凹溝４６、溝４９，５０を介してヘッド側シリンダ室１４に供給され、ピストン１３を軸線上方に押上げる。これにより、クランパ１７は図３のクランプ位置Ｂから軸線方向に真っ直ぐ移動した後、さらに軸線前方に移動しつつアンクランプ位置Ａに向けて９０度旋回してそこで停止する。流体通路７が複数形成されたことで、ヘッド側シリンダ室１４へ供給すべき流体供給量を、複数の流体通路７の総断面積を通過する流量で確保すればよく、したがって、１つ1つの流体通路７の断面サイズは、流体通路７を1つに限っている従来に比べて小さくて済む。そのため、二重チューブ方式のシリンダチューブ構造において、アウタチューブ２の壁厚みを薄くでき、このことは、シリンダ外径の小型化に寄与するところ大である。また、これら複数の流体通路７は、シリンダチューブに対して円周方向に等角度間隔で設けてあるので、そこを通過する流体圧力でインナチューブ２の外周面が円周方向において半径方向外側から均等に圧力をうけるため、従来のように、一個所の流体通路を持る場合に対して、インナチューブの変形を均等にでき、ピストンの摺動移動を妨げない。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本願旋回式クランプシリンダでは、ピストンから後方に旋回動作用ロッドを一体に突出し、その旋回動作用ロッドをシリンダチューブに対して回動可能とした中間部材の中心孔に嵌め込み、旋回動作用ロッドに旋回溝と案内部材の一方を、中間部材に他方を設けることで旋回溝に案内部材を案内係合させて旋回運動発生機構を構成し、その中間部材とシリンダチューブとの間に、中間部材に作用する旋回トルクが許容トルクとなるまでは中間部材をシリンダチューブと一体結合するが、許容トルクを超えたときに中間部材とシリンダチューブとの前記結合を解除して中間部材が回動するように構成したクラッチ構造を介在させているので、通常動作では中間部材がシリンダチューブと一体に結合され、ピストンを軸線方向に動かすことで、クランパを旋回運動発生機構によりアンクランプ位置とクランプ位置との間で旋回かつ軸線方向移動させてワークをクランプできる。また、クランパが旋回途中でその旋回を阻止されたり、あるいは、アンクランプ状態のクランパを介して外部から過大な旋回トルクが作用したことで、シリンダ内部の旋回運動発生機構に許容トルクを超える過大なトルクが作用すると、クラッチ機構が作用して中間部材がシリンダチューブ側に対する結合を解除して中間部材がフリー回転するため、中間部材とピストンロッド側との間に介在される旋回運動発生機構の破損を防止でき、装置寿命を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クランプ状態のクランプシリンダの縦断面図である。
【図２】図１と同じ断面であるが、アンクランプ状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】インナチューブの縦断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面拡大図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】ロッドカバー、ヘッドカバーとシリンダチューブとの結合部の拡大断面図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１シリンダチューブ
１０ヘッドカバー
１３ピストン
１６ピストンロッド
１７クランパ
３５ヘッドカバー本体
３６キャップ
３６ａキャップ中心孔
５２旋回動作用ロッド
５５旋回溝
５６中間部材
５７収容孔
５８ボールホルダ部
６１中間部材の中心孔
６２案内ボール（案内部材）
６３旋回運動発生機構
６５クラッチ機構
６７Ｖ溝（係脱凹部・係脱溝）
６８係脱ボール（係脱部材）
６９ばね（付勢部材）
Ｗワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a swivel clamp cylinder, and more particularly to a clutch clamp that protects a swivel motion generation mechanism from being damaged when an excessive swiveling torque is applied to the swivel motion generation mechanism via a clamper. .
[0002]
[Prior art]
As a conventional swiveling clamp cylinder, a piston and a piston rod are combined together, a swiveling groove is engaged with the piston rod, and a guide member (guide ball) is engaged and guided in the swiveling groove on the cylinder tube side (non-rotating side: fixed side). When the piston moves in the axial direction, the turning groove is guided along the stationary guide ball, and the piston rod performs turning and axial movement. A clamper provided at the tip of the piston rod that clamps and unclamps the workpiece from the axial direction is known (for example, JP-A-2001-182713).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described swivel type clamp cylinder, the piston moves with the fluid pressure in the axial direction, and the clamper swivels. Therefore, if the swirl of the clamper is hindered by unexpected external interference during the swivel operation. The fluid pressure acting on the piston may generate an excessive turning torque between the guide member of the turning motion generation mechanism and the turning groove, and the turning motion generation mechanism may be damaged. A similar situation also occurs when an unexpected external force acts on the clamp cylinder clamper in the unclamped state, and an excessive turning torque acts on the turning motion generating mechanism via the clamper.
The subject of this application is providing the turning clamp cylinder which prevented damage to the turning motion generation | occurrence | production mechanism of the turning clamp cylinder in such a case.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the swivel clamp cylinder of the present application, when the piston moves in the axial direction in the cylinder tube, the piston rod swivels through a swivel motion generating mechanism including a swivel groove and a guide member guided by the swivel groove. In a pivoting clamp cylinder that moves in the axial direction and clamps the workpiece with a clamper integrated with the piston rod , the pivoting rod protrudes backward from the piston, and the pivoting rod is protruded from the cylinder tube. fitted into the central hole of the rotatable with the intermediate member Te, turning one of turning groove and the guide member to the turning operation rod, and the guide member to the turning groove in Rukoto provided the other to the intermediate member engaged usher movement constitute a generating mechanism disposed between the intermediate member and the cylinder tube, the medium until the turning torque acting on the intermediate member is the allowable torque Member of the cylinder tube and integrally connected Suruga, and characterized in that the intermediate member to release the coupling between the intermediate member and the cylinder tube is interposed a structure the clutch structure to pivot when it exceeds the allowable torque To do.
[0005]
Specifically, the piston and the piston rod are integrally formed, and the turning rod is fitted into the center hole of the intermediate member that is rotatably provided to the head cover that closes one end of the cylinder tube. Engaging / disengaging recesses for engaging / disengaging the engaging / disengaging member and the engaging / disengaging member between the intermediate member and the head cover by forming one of the revolving groove and the guide member and the other remaining on the intermediate member to constitute a revolving motion generating mechanism. and the these disengagement member and disengaging the groove is interposed clutch structure comprising a biasing member for engaging with each other, characterized by comprising.
More specifically, the intermediate member can be moved by a predetermined amount in the axial direction relative to the head cover, and an engagement / disengagement groove is formed on one end surface of the intermediate member in the axial direction and one of the head cover portions facing the end surface in the axial direction. The other is provided with an engaging / disengaging ball, and the intermediate member is urged by an urging member in a direction in which the engaging / disengaging groove and the engaging / disengaging ball are engaged to constitute a clutch mechanism. More specifically, the head cover is composed of a head cover main body formed with an accommodation hole for the intermediate member facing the piston rod side, and a cap for closing the accommodation hole. The ball holder portion of the intermediate member protrudes from the center hole of the cap and is held by the guide ball to engage with the turning groove of the turning rod. A spring provided with an engaging / disengaging ball, forming a radial V-groove on the inner end face of the cap facing the engaging / disengaging ball, and biasing the intermediate member forward in the axial direction between the bottom surface of the housing hole of the head cover body and the intermediate member. Intervening.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2, the cylinder tube 1 is composed of an outer tube 2 and an inner tube 3. The outer tube 2 is made of an aluminum alloy drawing material. As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of (eight) concave grooves 5 are drawn at equal angular intervals in the inner surface of the center hole (bore) 4 in the circumferential direction. Sometimes pre-formed. On the other hand, the inner tube 3 shown in FIG. 4 is made of stainless steel, and a plurality of (four in this case) notches 6 for passing pressurized fluid are formed at equal angular intervals in the circumferential direction at the head side end. ing. The outer peripheral surface of the inner tube 3 is fitted into the bore 4 of the outer tube 2, and eight fluid passages 7 are formed along the longitudinal direction of the cylinder tube 1 by the outer peripheral surface of the inner tube 3 and the plurality of concave grooves 5 of the outer tube 2. Is to be formed. The rod-side and head-side ends of these fluid passages 7 are opened outward from the axis. In the attached state, the rod side end 3 a of the inner tube 3 protrudes a predetermined amount toward the rod side from the rod side end 2 a of the outer tube 2. Therefore, the rod side opening 7a of the fluid passage 7 is located on the head side (downward) in the axial direction from the rod side end 3a of the inner tube 3 (FIG. 7).
[0007]
The cylinder tube 1 includes a head chamber 10 and a rod cover 11, and both ends in the axial direction are closed to form a cylinder chamber 12 inside. A piston 13 is fitted in the cylinder chamber 12 so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and the cylinder chamber 12 is partitioned into a head side cylinder chamber 14 and a rod side cylinder chamber 15. The piston 13 is integrally provided with a piston rod 16 on the rod side, and the piston rod 16 projects forward from the rod cover 11 along the axis. A clamper 17 is integrally attached to the protruding portion of the piston rod 16.
[0008]
As shown in FIGS. 1 and 7, the rod cover 11 has an annular tube fitting groove 21 formed on the head side, and a fitting portion 20 in which a radially inner portion is fitted to the inner peripheral surface of the inner tube 3. It has become. The tube fitting groove 21 includes an end fitting portion 21a in which the inner surface of the radially outer wall portion 22 is fitted to the end portion of the outer tube 2, and a diameter smaller than that of the end fitting portion 21a. It has a stepped shape including an end receiving portion 21b that receives the end. The end fitting portion 21a of the outer tube 2 has a female screw portion 21c formed on the head side portion thereof, and a male screw portion 23 formed on the outer periphery of the rod side end portion of the outer tube 2 is screwed to the female screw portion 21c. The rod side end surface 2a of the outer tube 2 is in contact with the stepped portion 21d. In this state, an annular communication path 25 is formed by a space surrounded by the rod-side end outer peripheral surface of the inner tube 3, the end receiving portion 21 b, and the rod-side end face 2 a of the outer tube 2. Is in communication with the rod side openings 7a of the eight fluid passages 7.
[0009]
A pair of supply / discharge ports 30 and 31 are provided on one side surface of the rod cover 11. One supply / discharge port 30 communicates with the annular communication passage 25 via a fluid passage 32. The other supply / discharge port 31 communicates with the rod-side cylinder chamber 15 via another fluid passage 33 of the head cover 10.
[0010]
The head cover 10 includes a head cover main body 35 and a cap 36. The head cover main body 35 has a stepped shape including a large diameter portion 38 having a threaded portion 37 formed on the outer periphery and a fitting portion 39 that fits on the inner periphery of the inner tube 3. The stepped portion is a contact surface 40 in which the head-side end surface 3 b of the inner tube 3, the female screw portion 42 of the outer tube 2, and the stepped portion 43 of the bore 4 are in contact with each other to block the head-side opening 7 b of the fluid passage 7. A circumferential groove 44 is formed with a predetermined width from the contact surface 40 toward the rod. A male screw portion 37 on the outer periphery of the head cover main body 35 is screwed into the female screw portion 42 formed on the inner side of the head side end of the bore 4 of the outer tube 2. When the rod cover 11 and the head cover 10 are integrally screwed to the rod side and the head side of the outer tube 2, the head side end 3b of the inner tube 3 is brought into contact with the contact surface 40, and the rod side end 3a. Is in contact with the bottom surface of the end receiving portion 21b of the rod cover 11 in a state protruding from the rod side end surface of the outer tube 2 and sandwiched between the rod cover 11 and the head cover 10 from both sides of the axis. Is done. The fitting portion 39 of the head cover body 35 to the inner tube 3 is formed with a plurality of (four in this case) concave grooves 46 (FIG. 6) for fluid passage in the circumferential direction. The circumferential groove 44 and the head side cylinder chamber 14 are communicated with each other. The notch 6 of the inner tube 3 opens into the circumferential groove 44, and each notch 6 and each of the plurality of fluid passages 7 are annular grooves 47 formed at positions close to the step portion 43 of the outer tube 2. Communicate with each other. Accordingly, the pressurized fluid supplied from the one supply / discharge port 30 is communicated with the communication passage 25, the plurality of fluid passages 7, the annular groove 47, the notch 6 of the inner tube 3, the circumferential groove 44, and the concave groove of the head cover body 35. It is supplied to the head side cylinder chamber 14 through 46.
[0011]
The cap 36 closes a receiving hole, which will be described later, and has an outer diameter that is somewhat smaller than the fitting portion 39 of the head cover main body 35. In order to allow the pressurized fluid supplied to the head side cylinder chamber 14 to efficiently act on the piston 13, the front surface (rod side surface) of the cap 36 of the head cover 10 is shallow in the radial direction at equiangular intervals in the circumferential direction. A groove 49 and an annular groove 50 on the center side connected to each of the grooves 49 are formed. Even if the end surface on the head side of the piston 13 abuts against the front surface of the cap 36, the pressurized fluid acts on the piston 13 with certainty. ing.
A recess 51 into which a ball holder portion 58 (described later) enters and exits is formed at the rear portion (head side) of the piston 13. The swing operation rod 52 projects rearward and concentrically with the axis of the piston 13. It is attached to. On the outer periphery of the swivel rod 52, two swivel grooves 55 each including an axial cam groove 53 and a cam groove 54 obliquely inclined in the circumferential direction are formed at symmetrical positions.
[0012]
Further, the head cover main body 35 is formed with an accommodation hole 57 of the intermediate member 56 opened to the rod side. The accommodation hole 57 includes a small-diameter ball holder portion 58 and a large-diameter spring receiving portion 59. The intermediate member 56 having a stepped shape is fitted so as to be rotatable and movable in the axial direction. The cap 36 is attached with a screw 60 so as to close the opening of the accommodation hole 57 of the head cover main body 35, and the ball holder portion 58 protrudes from the center hole 36 a of the cap 36 to the rod side. A pair of guide balls 62 as guide members held in a ball holder portion 58 are inserted into the center hole 61 of the intermediate member 56 so as to be movable in the axial direction and the rotational direction, respectively. The turning motion generating mechanism 63 is configured by being guided and engaged with the turning groove 55 of the rod 52 for use.
[0013]
Between the intermediate member 56 and the head cover 10 integrated with the cylinder tube 1, until the intermediate member 56 exceeds a predetermined amount of turning torque (allowable torque) via the turning motion generating mechanism 63, the intermediate member 56. Is coupled to the cylinder tube 1 side, and when a torque exceeding the allowable torque is applied, a clutch mechanism 65 is provided for releasing the coupling of both members and rotating the intermediate member 56 relative to the cylinder tube 1.
[0014]
In the clutch mechanism 65, a V-groove 67 is formed on the head side end surface of the cap 36 as an engaging / disengaging recess extending in the radial direction. An engaging / disengaging ball 68 as an engaging / disengaging member is provided on the end surface of the spring receiving portion 59 of the intermediate member 56 facing the V-groove 67 in the axial direction, and the receiving hole bottom portion of the head cover 10 and the spring receiving portion of the intermediate member 56 are provided. A disc spring 69 as an urging member for urging the intermediate member 56 in the rod direction is interposed between the portion 59 and the engagement / disengagement ball 68 so that the engagement / disengagement ball 68 can be engaged with and disengaged from the V groove 67 by the spring force. Match. In this configuration, the permissible torque is set by the spring force of the disc spring 69, and the permissible torque is set to a normal operation (by moving the piston 13 in the axial direction by the fluid, the swirl motion generating mechanism 63 performs the third operation. In the operation in which the clamper 17 is turned 90 degrees between the unclamping position A and the clamping position B shown in the drawing and moved in the axial direction), the engagement / disengagement ball 68 does not come off from the V groove 67. While the clamper 17 is turning, a dangerous torque is generated in the intermediate member 56 such that an unexpected external force acts to prevent the turning and damage the guide ball 62 or the guide groove 55 of the turning motion generating mechanism 63. Alternatively, when an unexpected external force is applied to the clamper 17 in the unclamping position and the above dangerous torque is generated in the intermediate member 56, As the intermediate member 56 moves in the circumferential direction, the engagement / disengagement ball 68 rides on the V-groove 67, pushes the intermediate member 56 toward the head against the spring force of the disc spring 69, and the V-groove 67 and the engagement / removal ball 68. The intermediate member 56 is freely rotated in the circumferential direction.
[0015]
In the above configuration, when fluid is supplied to the rod side cylinder chamber 15 from the state of FIG. 2 in the unclamping position A (the clamper 17 turning position is indicated by a two-dot chain line in FIG. 3), the piston 13 is moved to the piston rod 16 and the clamper 17. Then, it is moved downward along the axis along with the turning rod 52. In normal operation, dangerous torque exceeding the allowable torque does not act on the intermediate member 56 via the turning groove 55 and the guide ball 62, so the V groove 67 and the engagement / disengagement ball 68 are caused by the spring force of the disc spring 69. The intermediate member 56 is integrally coupled to the cylinder tube 1 while maintaining the engagement. As a result, the turning groove 55 of the turning rod 52 is guided by the guide ball 62 on the tube side (fixed side), and the clamper 17 turns 90 degrees while moving downward from the unclamping position A, and thereafter The workpiece W is lowered toward the workpiece W while maintaining the turning position, and the workpiece W is clamped at the clamp position B (FIG. 1).
[0016]
During the turning of the clamper 17 in the clamping operation, for example, when a workpiece transfer robot or the like is present at a position where it should not exist due to malfunction, and interferes with the clamper 17 and prevents the clamper 17 from turning, Is still supplied to the rod-side cylinder chamber 15, and the piston 13 generates an excessively dangerous torque exceeding the allowable torque, which causes the turning groove 55 to turn with respect to the guide ball 62 in an attempt to move downward. Let Then, the intermediate member 56 is rotated by the dangerous torque, and the engagement / disengagement ball 68 rides on the V-groove 67 and depresses the intermediate member 56 toward the head against the spring force of the disc spring 69 to engage / disengage from the V-groove 67. The ball 68 is disengaged, the intermediate member 56 is released from the cylinder tube 1 side, and rotates freely while the turning groove 55 and the guide ball 62 are engaged. As described above, when the torque forcing the turning groove 55 to rotate with respect to the guide ball 62 is applied, the clutch mechanism 65 is operated and the intermediate member 56 is rotated freely. Therefore, the turning motion generating mechanism 63 is generated with an unreasonable torque. Can be prevented from being damaged, and the life of the apparatus can be extended. Needless to say, the same is true when an excessive external force that turns the piston 13 (piston rod 16) is applied via the clamper 17 of the present clamping cylinder at the unclamping position A.
[0017]
Next, the pressure fluid supplied from the supply / discharge port 30 to the clamper 17 at the clamp position A in FIG. 1 is connected to the communication passage 25, the plurality of fluid passages 7, the annular groove 47, and the notch 6 of the inner tube 3. , Are supplied to the head side cylinder chamber 14 via the circumferential groove 44, the concave groove 46 of the head cover main body 35, and the grooves 49, 50, and pushes the piston 13 upward. As a result, the clamper 17 moves straight in the axial direction from the clamp position B in FIG. 3 and then turns 90 degrees toward the unclamp position A while moving further forward in the axial direction and stops there. Since a plurality of fluid passages 7 are formed, a fluid supply amount to be supplied to the head-side cylinder chamber 14 may be ensured by a flow rate that passes through the total cross-sectional area of the plurality of fluid passages 7. The cross-sectional size of the fluid passage 7 may be smaller than that of the conventional case where the number of the fluid passages 7 is limited to one. Therefore, in the double tube type cylinder tube structure, the wall thickness of the outer tube 2 can be reduced, which greatly contributes to the reduction of the cylinder outer diameter. Further, since the plurality of fluid passages 7 are provided at equiangular intervals in the circumferential direction with respect to the cylinder tube, the outer peripheral surface of the inner tube 2 from the radially outer side in the circumferential direction by the fluid pressure passing therethrough. Since the pressure is evenly applied, the inner tube can be deformed evenly as compared with the case of having one fluid passage as in the prior art, and the sliding movement of the piston is not hindered.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, in the swivel clamp cylinder of the present application, the swiveling rod is integrally projected rearward from the piston, and the swiveling rod is fitted in the center hole of the intermediate member which can be pivoted with respect to the cylinder tube, and the swiveling motion is performed. By providing one of the swiveling groove and the guide member on the rod for use and the other on the intermediate member, the guide member is guided and engaged with the swiveling groove to constitute a turning motion generating mechanism, and between the intermediate member and the cylinder tube, The intermediate member is integrally coupled with the cylinder tube until the turning torque acting on the intermediate member reaches the allowable torque, but when the allowable torque is exceeded, the intermediate member and the cylinder tube are released to rotate and the intermediate member rotates. In the normal operation, the intermediate member is integrally coupled with the cylinder tube, and the piston is moved in the axial direction. It is, can clamp the pivot and by axially moving the workpiece between an unclamped position and a clamped position by the turning motion generating mechanism clamper. In addition, when the clamper is prevented from turning during turning, or excessive turning torque is applied from the outside via the unclamped clamper, the turning motion generating mechanism inside the cylinder exceeds the allowable torque. When torque is applied, the clutch mechanism is activated and the intermediate member releases the coupling to the cylinder tube side so that the intermediate member rotates freely. Therefore, the turning motion generating mechanism interposed between the intermediate member and the piston rod side is damaged. Can be prevented and the life of the apparatus can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a clamp cylinder in a clamped state.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the same section as FIG. 1, but showing an unclamped state.
3 is a plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an inner tube.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along line VV in FIG. 1;
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a connecting portion between a rod cover, a head cover, and a cylinder tube.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder tube 10 Head cover 13 Piston 16 Piston rod 17 Clamper 35 Head cover main body 36 Cap 36a Cap center hole 52 Turning rod 55 Turning groove 56 Intermediate member 57 Accommodating hole 58 Ball holder part 61 Intermediate member center hole 62 Guide ball (guide) Element)
63 Rotating motion generating mechanism 65 Clutch mechanism 67 V groove (engagement / removal recess / engagement groove)
68 Engaging ball
69 Spring (Biasing member)
W Work

Claims

When the piston moves in the axial direction in the cylinder tube, the piston rod turns and moves in the axial direction through a turning motion generating mechanism including a turning groove and a guide member guided by the turning groove. In the revolving clamp cylinder in which the clamper integrated with the clamp clamps the workpiece, the revolving rod is projected integrally from the piston to the rear, and the revolving rod is pivotable with respect to the cylinder tube. fitted, one of turning groove and the guide member to the turning operation rod, and the guide member to the turning groove in Rukoto provided the other to the intermediate member engaged usher constitutes a turning motion generating mechanism, the intermediate member and the cylinder tube between the intermediate member cylinder tube integrally coupled Suruga until turning torque acting on the intermediate member is the allowable torque, the allowable torque The pivoting clamp cylinder the intermediate member to release the coupling between the intermediate member and the cylinder tube, characterized in that is interposed configured clutch structure to pivot when exceeded.

A piston and a piston rod are integrally formed, and the turning rod is fitted into a center hole of an intermediate member provided to be rotatable with respect to a head cover that closes one end of the cylinder tube , and the turning groove and the guide member are inserted into the turning rod. One of the two is provided with the other remaining on the intermediate member to form a turning motion generating mechanism. Between the intermediate member and the head cover, the engaging / disengaging member and the engaging / disengaging recess for engaging / disengaging the engaging / disengaging member are disposed. 2. A swing type clamp cylinder according to claim 1, wherein a clutch structure having an urging member for meshing the member and the engagement / disengagement groove is interposed.

The intermediate member is movable in the axial direction by a predetermined amount with respect to the head cover, and an engaging / disengaging groove is provided on one end surface of the intermediate member in the axial direction and one end of the head cover portion facing the end surface in the axial direction, and an engaging / disengaging ball on the other. The swing clamp cylinder according to claim 2, wherein the clutch member is configured by urging the intermediate member with an urging member in a direction in which the engagement / disengagement groove and the engagement / disengagement ball are engaged.

The head cover is composed of a head cover main body formed with an accommodation hole for the intermediate member facing the piston rod side, and a cap for closing the accommodation hole, and the stepped intermediate member is axially and circumferentially arranged in the accommodation hole. The ball holder portion of the intermediate member is movably accommodated and protrudes from the center hole of the cap to hold the guide ball and engage with the turning groove of the turning rod, and the intermediate member is provided with an engagement / disengagement ball on the cap side end surface, A radial V-groove is formed in an inner end face of the cap facing the engagement / disengagement ball, and a spring for biasing the intermediate member forward in the axial direction is interposed between the receiving hole bottom surface of the head cover body and the intermediate member. 3. A swiveling clamp cylinder according to 3.