JP4038108B2

JP4038108B2 - Swivel clamp

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Publication number: JP4038108B2
Application number: JP2002296828A
Authority: JP
Inventors: 慶多朗米澤; 英明横田; 陽介春名
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004001163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クランプロッドを旋回させる形式のクランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の旋回式クランプには、例えば、米国特許５，８２０，１１８に示すように、次のように構成されたものがある。
ハウジング内にクランプロッドを挿入し、そのクランプロッドの途中高さ部を上記ハウジングの上壁に上下移動自在に支持し、上記クランプロッドの下部に設けたピストンを上記ハウジングの胴部に上下移動自在に支持したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では次の問題がある。
上記クランプロッドの下部に設けた上記ピストンの外周面と上記のハウジング胴部との間に嵌合隙間が存在するので、上記クランプロッドをクランプ駆動したときに、上記の嵌合隙間によって上記クランプロッドが僅かながらも傾き、そのクランプロッドを精度良くガイドできない。
本発明の目的は、クランプロッドを高精度にガイドできるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、例えば、図１から図４、又は図７から図１０、若しくは、図１１・図１２・図１３の各図に示すように、旋回式クランプを次のように構成した。
ハウジング３内に軸心回りに回転可能に挿入されると共に軸心方向の一端から他端へクランプ移動されるクランプロッド５であって、片持ちアーム６を固定する部分と、上記ハウジング３の一端側の第１端壁３ａに緊密に嵌合支持されるようにロッド本体５ａに設けた第１摺動部分１１と、上記ハウジング３の筒孔４に挿入したピストン１５を介して駆動される入力部１４と、上記ハウジング３の他端側の第２端壁３ｂに緊密に嵌合支持されるように上記ロッド本体５ａから他端方向へ一体に突出されると共に周方向へほぼ等間隔に並べた複数のガイド溝２６を外周部に形成した第２摺動部分１２とを、上記の軸心方向へ順に設けたクランプロッド５と、
その第２摺動部分１２に設けた複数のガイド溝２６にそれぞれ嵌合するように上記ハウジング３に支持した複数の係合具２９とを備え、
上記の複数のガイド溝２６は、それぞれ、上記の軸心方向の他端から一端へ連ねて設けた旋回溝２７と直進溝２８とを備え、上記の複数の旋回溝２７を相互に平行状に配置すると共に上記の複数の直進溝２８を相互に平行状に配置し、
上記ピストン１５の両端方向の外方に配置された上記の第１摺動部分１１と第２摺動部分１２との２箇所で上記クランプロッド５を上記ハウジング３に緊密に嵌合支持させて同上クランプロッド５が傾くのを防止するように構成した。
【０００５】
上記の請求項１の発明は、次の作用効果を奏する。
上記の入力部の両端の外側で上記クランプロッドに第１及び第２の二つの摺動部分を設けることになるので、これら軸心方向へ離れた二つの摺動部分によって上記クランプロッドを強力に支持できる。このため、上記クランプロッドが傾くのを防止して、そのクランプロッドを前記ハウジングに確実かつ高精度にガイドできる。
また、前記の旋回溝および係合具からなる旋回機構を、上述したガイド用の強度を備えたハウジングの第２端壁と第２摺動部分との間に設けたので、その旋回機構が旋回トルクに十分に耐えることが可能となり、旋回機構の寿命が長くなる。そのうえ、上記の係合具を上記ハウジングの第２端壁に設けたので、その係合具の設置箇所と上記の第２摺動部分の支持箇所とを兼用できる。このため、上記ハウジングの高さを低くして、旋回式クランプをコンパクトに造れる。
なお、請求項２の発明に示すように、上記の請求項１の発明においては、前記ガイド溝２６を３つ又は４つ設けることが好ましい。
また、請求項３の発明に示すように、上記の請求項１または２の発明においては、前記の旋回溝２７を螺旋状に形成し、その旋回溝２７の傾斜角度Ａを１０度から３０度の範囲内に設定することが好ましい。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項４の発明に示すように、上記の請求項１から３のいずれかの発明には次の構成を加えることが好ましい。
例えば、図１から図４、又は、図７から図１０に示すように、前記の複数の係合具２９をボールによって構成し、前記の第２端壁３ｂに、上記の係合ボール２９を回転自在に支持する貫通孔３１を、前記の軸心方向に対してほぼ直交するように設け、上記の複数の係合ボール２９にわたってスリーブ３５を回転自在に外嵌する。
【００１３】
上記の請求項４の発明は次の作用効果を奏する。
前記クランプロッドの旋回時において、上記スリーブの内周面と上記の係合ボールとの間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しなくなるので、上記スリーブから上記の係合ボールに作用する抵抗が小さくなる。このため、上記の係合ボールから前記の旋回溝に作用する摩擦力が小さくなり、上記クランプロッドが軽い力で円滑に旋回する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１から図４によって説明する。まず、図１によって旋回式クランプの全体構造を説明する。その図１は、上記クランプの立面視の部分断面図である。
【００１５】
ワークパレット１にはクランプ２のハウジング３が複数のボルト（図示せず）によって固定される。そのハウジング３の筒孔４内にクランプロッド５が挿入される。そのクランプロッド５の上端部分にアーム６がナット７によって所望の旋回位置に固定され、そのアーム６の先端部分に押ボルト８が固定される。
上記のハウジング３の上端壁（第１端壁）３ａに、上記クランプロッド５のロッド本体５ａに設けた上摺動部分（第１摺動部分）１１が摺動自在で保密状に支持される。さらに、上記のハウジング３の下端壁（第２端壁）３ｂの一部を構成する支持筒１３には、上記ロッド本体５ａから下向きに突出させた下摺動部分（第２摺動部分）１２が摺動自在に支持される。上記の上摺動部分１１と下摺動部分１２とは、それぞれ、上記の上端壁３ａと下端壁３ｂとに緊密に嵌合されている。
また、上記の下摺動部分１２の外径寸法は、上記の上摺動部分１１の外径寸法よりも小さい値に設定してある。
【００１６】
上記クランプロッド５を駆動する手段は次のように構成されている。
前記の上摺動部分１１と下摺動部分１２との間で上記クランプロッド５にフランジ状の入力部１４が設けられる。また、上記クランプロッド５に環状のピストン１５が封止具１６を介して上下移動自在で保密状に外嵌され、そのピストン１５が上記の入力部１４に上側から対面される。そして、上記のピストン１５が別の封止具１５ａを介して前記の筒孔４内に保密状に挿入される。
【００１７】
さらに、上記の入力部１４と上記のピストン１５との間にラジアルベアリング２４が配置されると共に、そのピストン１５が止め輪２５によって抜け止めされている。なお、上記ラジアルベアリング２４は、ここでは、多数の金属製ボールによって構成してあり、半径方向の力のみならず上下方向のスラストも受け止め可能になっている。
【００１８】
上記ピストン１５と前記の上端壁３ａとの間にクランプ用の第１室２１が設けられ、その第１室２１に、圧縮コイルバネ製のクランプバネ２０が装着される。また、上記のピストン１５と前記の下端壁３ｂとの間にアンクランプ用の第２室２２が設けられ、その第２室２２には、アンクランプ用の圧油給排口１９と絞り用の油路１８とを介して圧油が給排される。
なお、上記の第２室２２の周壁と上記ピストン１５の外周面との間の嵌合隙間Ｇによって、上記の油路１８から上記の第２室２２への圧油の供給量を制限すると共に、同上の第２室２２から上記の油路１８への圧油の排出量を制限するようになっている。
【００１９】
上記クランプロッド５の下摺動部分１２と上記の支持筒１３の内壁１３ａの上部とにわたって旋回機構が設けられる。その旋回機構は、上記の図１と、図２から図４に示すように、次のように構成されている。その図２は、上記の旋回機構の平面視の断面図である。また、図３は、上記の図１中の要部の拡大図であって、上記の図２中のIII−III線矢視断面図に相当する図である。図４は、上記の下摺動部分１２の外周面の拡大展開図である。
【００２０】
上記の下摺動部分１２の外周面に３つのガイド溝２６が周方向へほぼ等間隔に設けられる。上記の各ガイド溝２６は、断面視で弓形の溝からなり、螺旋状の旋回溝２７と直進溝２８とを上向きに連ねて構成される。上記の複数の旋回溝２７が相互に平行状に配置されると共に、上記の複数の直進溝２８も相互に平行状に配置されている。上記の隣り合うガイド溝２６・２６のうちの図４中の右方の旋回溝２７の下部と左方の旋回溝２７の上部との間で隔壁の厚さが最小となっており、その隔壁の最小厚さＭが、上記ガイド溝２６の溝幅Ｗよりも小さい値に設定される。また、その旋回溝２７の傾斜角度Ａが約１１度から約２５度の範囲内の小さな値に設定されている。なお、例示したバネ力によるクランプにおいては、旋回ストロークを小さくするために、上記の傾斜角度Ａを約１１度から約２０度の範囲内の値にすることが好ましい。
このように上記の螺旋状の旋回溝２７の傾斜角度Ａを小さくしたので、その旋回溝２７のリードが大幅に短くなる。このため、上記クランプロッド５の旋回用ストロークが小さくなる。
【００２１】
上記の各ガイド溝２６に係合ボール２９が嵌入される。図３および図４中の参照符号２９ａは、上記の係合ボール２９の嵌合部分を示している。上記の係合ボール２９の直径Ｄ（図３参照）は、前記の隣り合う旋回溝２７・２７の隔壁の前記の最小厚さＭよりも大きい値になっている。各係合ボール２９が、前記の支持筒１３の内壁１３ａの上部に設けた３つの貫通孔３１に回転自在に支持される。これら３つの係合ボール２９にわたってスリーブ３５が軸心回りに回転自在に外嵌される。より詳しくいえば、上記スリーブ３５の内周面にＶ字状の溝３６が形成され、そのＶ字状の溝３６の上下の二点で係合ボール２９が転動可能になっている。
上記の係合ボール２９は、上記スリーブ３５に設けたメネジ孔４９を通して前記の貫通孔３１へ挿入される。そのメネジ孔４９に取りつけた蓋ボルト５０の先端の突出部５０ａが上記の係合ボール２９を受け止め可能になっている。
【００２２】
また、前記の旋回溝２７の下端部には、上記の係合ボール２９の前記の嵌合部分２９ａを受け止めるストッパー壁４５が設けられる。そのストッパー壁４５の受け止め面４５ａが上記の係合ボール２９に嵌合可能になっている。
さらに、上記ガイド溝２６の開口縁部には、干渉防止用の切削面３４が設けられている。これにより、上記の係合ボール２９の面圧によって上記ガイド溝２６の開口縁部が塑性変形して盛り上がったときでも、その盛り上がり部と前記の支持筒１３の内壁１３ａとの干渉を防止できる。その結果、前記クランプロッド５が長期間にわたって円滑に回転する。
【００２３】
なお、図１に示すように、上記の支持筒１３の外壁１３ｂが上下方向へ延びる位置決めピン３８を介して前記ハウジング３の胴部３ｃに回り止めされている。これにより、上記ハウジング３に対する上記クランプロッド５の旋回位相を正確に決定できるようになっている。なお、上記の支持筒１３は、止め輪からなるロック部材３９によって上記ハウジング胴部３ｃに固定されている。
【００２４】
上記の旋回式クランプ２は次のように作動する。
図１の状態では、前記アンクランプ用の第２室２２へ圧油が供給されており、これにより、前記クランプロッド５は図示の旋回退避位置へ上昇している。
上記クランプ２をクランプ状態へ切換えるときには、上記の第２室２２の圧油を排出して、前記クランプバネ２０によって上記クランプロッド５の前記の入力部１４を押し下げていく。すると、そのクランプロッド５は、前記の旋回溝２７に沿って平面視で時計回りの方向へ旋回しながら下降し、引き続いて、前記の直進溝２８に沿って真っすぐに下降する。これにより、そのクランプロッド５がクランプ位置（図示せず）へ切り換わる。
【００２５】
図２中の矢印に示すように、上記クランプロッド５が平面視で時計回りの方向へ旋回するときには、前記の旋回溝２７に嵌入された前記の各係合ボール２９が平面視で反時計回りの方向へ転動し、これと同時に、上記の各係合ボール２９に外嵌された前記スリーブ３５が反時計回りの方向へ自由に回転する。このため、上記スリーブ３５の内周面と上記の各係合ボール２９との間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しなくなり、上記スリーブ３５から上記の各係合ボール２９に作用する抵抗が小さくなる。その結果、上記の各係合ボール２９から前記の旋回溝２７に作用する摩擦力が小さくなり、前記クランプロッド５が軽い力で円滑に旋回する。
なお、ここでは、上記のスリーブ３５の内径寸法は、上記クランプロッド５の前記の下摺動部分１２の外径寸法の約１．５倍の値に設定されている。このため、上記クランプロッド５を９０度旋回させる場合には、上記スリーブ３５が約６０度回転することになる。
【００２６】
上記クランプ２を上記クランプ状態から図１の旋回退避状態へ切換えるときには、前記アンクランプ用の第２室２２へ圧油を供給する。すると、まず、前記ピストン１５が、その環状断面積に作用する上向きの油圧力によって上昇し、これと同時に、前記のクランプロッド５が、前記の封止具１６の内側断面積に作用する上向きの油圧力によって前記の直進溝２８に沿って真っすぐに上昇していく。引き続いて、上記クランプロッド５が、前記の旋回溝２７に沿って平面視で反時計回りの方向へ旋回しながら上昇して、上記クランプロッド５および前記アーム６が図１の旋回退避位置へ切り換わる。
【００２７】
この場合、上述したように、上記の第２室２２の圧油から上記ピストン１５に作用する上向きの力が上記クランプロッド５に加わらないので、上記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９に過大な力が作用しない。
なお、上記の旋回退避時には、上記クランプロッド５が平面視で反時計回りの方向へ旋回すると、前記の各係合ボール２９と前記スリーブ３５とが前記の図２中の矢印とは逆の方向へ回転する。
【００２８】
また、上記の旋回退避時には、上記の図１および図４に示すように、前記ストッパー壁４５の前記の受け止め面４５ａが上記の係合ボール２９の前記の嵌合部分２９ａに嵌合して上記クランプロッド５の旋回を阻止する。このため、そのクランプロッド５の旋回停止精度が高い。また、上記ストッパー壁４５を上記クランプロッド５に設けたので、そのストッパー壁４５を前記ハウジング３の前記の胴部３ｃに設けた場合と比較すると、次の長所が得られる。即ち、そのハウジング３の前記の筒孔４は、上記ストッパー壁用の段付き部を無くしてストレートに造れる。このため、その筒孔４の機械加工が容易になり、そのうえ、前記のクランプバネ２０を大形かつ強力にできる。
【００２９】
上記の第１実施形態はさらに次の長所を奏する。
上記クランプロッド５に複数のガイド溝２６を設けて、これらのガイド溝２６にそれぞれ係合ボール２９を嵌合させたので、前記の支持筒１３に上記の複数の係合ボール２９を介して上記クランプロッド５を周方向でほぼ均等に支持することが可能となる。このため、クランプおよびアンクランプ駆動時に上記クランプロッド５の傾きを防止できる。その結果、前記アーム６に設けた前記の押ボルト８のクランプ位置およびアンクランプ位置の位置決め精度が向上する。
【００３０】
また、前記の隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴを、そのガイド溝２６の溝幅Ｗよりも小さい値に設定したので、上記クランプロッド５に多くのガイド溝２６を設けて同上クランプロッド５を周方向でほぼ均等に支持することと、前記の旋回溝２７の傾斜角度Ａを小さくすることとを両立できる。このため、上記クランプロッド５の旋回に必要なストロークを小さくして、旋回式クランプ２をコンパクトに造れる。
【００３１】
前記ピストン１５の両端方向の外側で前記クランプロッド５に上摺動部分（第１摺動部分）１１と下摺動部分（第２摺動部分）１２とを設けたので、上記ピストン１５の嵌合隙間の存在にもかかわらず、軸心方向へ離れた二つの摺動部分１１・１２によって上記クランプロッド５が傾くのを防止できる。従って、上記クランプロッド５を上記ハウジング３によって確実かつ高精度にガイドできる。
また、前記の旋回溝２７および係合ボール２９からなる旋回機構を、上述したガイド用の強度を備えた前記の支持筒１３と下摺動部分１２との間に設けたので、その旋回機構が旋回トルクに十分に耐えることが可能となり、旋回機構の寿命が長くなる。そのうえ、上記の係合ボール２９を上記の支持筒１３に設けたので、その係合ボール２９の設置箇所と下摺動部分１２の支持箇所とを兼用できる。このため、上記ハウジング３の高さを低くして、旋回式クランプ２をコンパクトに造れる。
【００３２】
さらに、上記の下摺動部分１２の外径寸法を前記の上摺動部分１１の外径寸法よりも小さい値に設定したので、その下摺動部分１２に形成した旋回溝２７のリードが短くなる。このため、前記クランプロッド５の旋回用ストロークがさらに短くなる。このため、旋回式クランプ２をさらにコンパクトに造れるうえ、前記ピストン１５を駆動するための圧油の給排量も少なくなる。
【００３３】
図５は、上記の第１実施形態の第１変形例を示し、前記の図４に類似する部分図である。この図５では、隣り合う旋回溝２７・２７の隔壁の最小厚さＭが前記の図４よりも小さい値に設定され、その最小厚さＭの部分で前記の隣り合う切削面３４・３４がオーバーラップされている。また、この図５では、上記の旋回溝２７の傾斜角度Ａを、上記の図４よりも小さい範囲内（約１１度から約１５度）の値に設定してある。
【００３４】
図６は、同上の第１実施形態の比較例を示し、前記の図４に類似する図である。この場合、前記クランプロッド５の前記の下摺動部分１２に４つのガイド溝２６が設けられる。隣り合う一対のガイド溝２６・２６および対応する係合ボール２９を、上記クランプロッド５の周方向だけでなく軸心方向へも変位させてある。そして、隣り合う一対の旋回溝２７・２７の隔壁の最小厚さＭを前記の溝幅Ｗよりも小さい値に設定すると共に、隣り合う一対の直進溝２８・２８の隔壁の最小厚さＮを同上の溝幅Ｗよりも小さい値に設定し、さらに、後者の最小厚さＮを前者の最小厚さＭよりも小さい値に設定してある。これにより、隣り合う一対のガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴが、上記の溝幅Ｗおよび前記の係合ボール２９の直径よりも小さい値に設定されている。
【００３５】
上記の第１実施形態と変形例は次のように変更可能である。
前記の係合ボール２９を回転自在に支持する前記の貫通孔３１は、例示した支持筒１３に設けることに代えて、前記のハウジング３の前記の胴部３ｃの下部に設けることも可能である。
前記スリーブ３５の内周面は、例示したＶ字状の溝３６を備えたもの代えて、Ｕ字状の溝または円弧状の溝を備えたものであってもよく、さらには、ストレート内周面であってもよい。なお、上記ストレート内周面の場合には、前記の係合ボール２９に対して上記スリーブ３５が上下移動するのを阻止するため、前記の支持筒１３の内壁１３ａと上記スリーブ３５との間に止め輪などのストッパーを設けることが考えられる。
【００３６】
なお、前記の螺旋状に形成した旋回溝２７の傾斜角度Ａは、１０度から３０度の範囲内であることが好ましく、１１度から２０度の範囲内であることがさらに好ましい。
【００３７】
図７から図１０は本発明の第２実施形態を示し、図１１から図１３は本発明の第３実施形態を示している。これらの別の実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と類似する部材には原則として同一の符号を付けてある。
【００３８】
図７から図１０の第２実施形態において、図７は、旋回式クランプ２の立面視の部分断面図であって、前記の図１に類似する図である。図８は、上記クランプ２に設けた旋回機構の平面視の断面図であって、前記の図２に類似する図である。図９は、上記の図７中の要部の拡大図であって、上記の図８中のIX−IX線矢視断面図に相当する図である。図１０は、上記クランプ２のクランプロッド５に設けた下摺動部分１２の拡大展開図である。
【００３９】
この第２実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記クランプロッド５の駆動手段が複動式に構成される。即ち、前記ピストン１５の上側に設けた前記の第１室２１には、クランプ用の圧油給排口１７を介してクランプ用の圧油が給排される。また、上記ピストン１５の下側に設けた前記の第２室２２にも、アンクランプ用の圧油給排口（図示せず）と油路１８とを介してアンクランプ用の圧油が給排される。
上記ピストン１５の外周に嵌着した前記の別の封止具１５ａの上下の両外側では、そのピストン１５の外周面と前記の筒孔４との間に比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。これにより、上記のクランプロッド５は、前記の上摺動部分１１と下摺動部分１２との上下の２箇所で前記ハウジング３に円滑かつ精度良く支持される。
【００４０】
上記の下摺動部分１２の外周面に４つのガイド溝２６が周方向へほぼ等間隔に設けられる。前述の第１実施形態と同様に、各ガイド溝２６は、螺旋状の旋回溝２７と直進溝２８とを上向きに連ねて構成されているが、上記の旋回溝２７の下部は上下方向へ延びる溝（参照数字なし）を介して上記クランプロッド５の下面に開口している。前記の係合ボール２９は上記の開口部を通して上記ガイド溝２６に挿入可能になっている。
なお、前記の第１実施形態と同様に、上記の隣り合うガイド溝２６・２６のうちの図１０中の右方の旋回溝２７の下部と左方の旋回溝２７の上部との間で隔壁の厚さが最小となっており、その隔壁の最小厚さＭが、上記ガイド溝２６の溝幅Ｗおよび上記の係合ボール２９の直径よりも小さい値に設定されている。
【００４１】
上記の各ガイド溝２６に嵌入した係合ボール２９が、前記の支持筒１３の内壁１３ａの上部に設けた４つの貫通孔３１に回転自在に支持される。これら４つの係合ボール２９にわたってスリーブ３５が軸心回りに回転自在に外嵌される。前記の旋回溝２７には円弧状の凹所３７が形成されており、その凹所３７の上下外側の二箇所で係合ボール２９が旋回溝２７に転動可能になっている。
【００４２】
前記アンクランプ用の第２室２２の周壁の下部と前記の支持筒１３の上面との間には筒状のスペーサ３２が装着されている。そのスペーサ３２の上面に絞り用の溝３３が形成され、その絞り用の溝３３によって、前記の油路１８から上記の第２室２２への圧油の供給量を制御するようになっている。なお、その溝３３に代えて貫通孔などを利用することも可能である。
上記の支持筒１３は、雄ネジ筒からなるロック部材３９によって上記ハウジング胴部３ｃに押圧固定されている。
なお、前記の第１実施形態と同様に、前記の上摺動部分１１の外径寸法よりも前記の下摺動部分１２の外径寸法を小さい値に設定している。このため、前記の螺旋状の旋回溝２７のリードが短くなって、前記クランプロッド５の旋回用ストロークが小さくなる。
【００４３】
図１１は、本発明の第３実施形態を示している。その図１１は、旋回式クランプの立面視の部分断面図であって、前記の図７に類似する図である。
この図１１の第３実施形態は、上記の図７の構造とは次の点だけが異なる。
前記の図７中のスリーブ３５を省略してある。そして、前記の支持筒１３の前記の内壁１３ａに支持した前記の係合ボール２９が前記のスペーサ３２によって抜け止めされている。
【００４４】
図１２は、上記の第３実施形態の第１変形例を示し、上記の図１１に類似する図である。
この図１２の第１変形例は、上記の図１１の構造とは次の点で異なる。
前記ピストン１５は前記クランプロッド５と一体に形成される。そのピストン１５と前記の下端壁３ｂとの間に、前記の第２室２２と受圧排除用シリンダ孔４１とが下方へ向けて順に設けられる。そのシリンダ孔４１は、アダプター筒４２の内周面によって構成されており、そのシリンダ孔４１に上記クランプロッド５の封入部分５ｂが封止具４３によって保密状に挿入される。
【００４５】
上記の構成により、アンクランプ時に上記クランプロッド５に作用する上向きの力は、上記の第２室２２の横断面積から上記の封入部分５ｂの横断面積を差し引いた環状断面積に作用する油圧力だけとなるので、前記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９に過大な力が作用しない。
上記の封入部分５ｂの直径は、上記の第２室２２の直径よりも小さい値であればよく、ここでは、上記クランプロッド５の上摺動部分１１の直径とほぼ同じ値に設定してある。
なお、上記の封入部分５ｂの直径を上記の上摺動部分１１の直径よりも大きい値に設定することが好ましい。この場合、アンクランプ時に上記クランプロッド５に作用する上向きの力をさらに小さくできるので、前記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９の寿命が延びる。
【００４６】
前記の図１１と同様に、前記ピストン１５の外周面と前記の筒孔４の上半部分との間に比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。また、前記クランプロッド５の前記の封入部分５ｂと前記シリンダ孔４１との間にも比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。
前記の油路１８の下端面に前記の絞り用の溝３３が形成されている。
また、クランプ状態とアンクランプ状態とを検出するためのロッド４６が前記の下摺動部分１２から下向きに突出される。そのロッド４６に形成したネジ孔４７に被検出具（図示せず）がネジ止めされ、その被検出具にリミットスイッチ等のセンサ（図示せず）が対面される。
【００４７】
さらに、前記の支持筒１３の下部にプラグ５１が保密状に嵌入され、そのプラグ５１内に設けた呼吸路５２によって前記のシリンダ孔４１の内部空間が外部へ連通される。上記の呼吸路５２には、模式図に示すように、バネ式逆止弁からなるトラップ弁５３が設けられる。
そのトラップ弁５３は次のように作用する。前記クランプロッド５が上昇して前記シリンダ孔４１の内部空間が膨張したときには、そのトラップ弁５３の逆止作用によって、外部の雰囲気中の切削油等が上記のシリンダ孔４１へ侵入するのを防止する。また、そのトラップ弁５３は、上記クランプロッド５が下降して上記シリンダ孔４１の内部空間が収縮したときには、前記の第２室２２から上記のシリンダ孔４１の内部空間へ侵入した圧油を外部へ円滑に排出する。
【００４８】
図１３は、同上の第３実施形態の第２変形例を示し、前記の図１１に類似する図である。この図１３は、単動バネ復帰形の旋回式クランプ２を示し、上記の図１１の構造とは次の点で異なる。
【００４９】
前記ピストン１５は前記クランプロッド５と一体に形成されている。また、前記の支持筒１３と上記ピストン１５との間に形成した第２室２２内にアンクランプ用の戻しバネ５６が装着され、その戻しバネ５６によって前記クランプロッド５が上向きに付勢される。ここでは、上記の戻しバネ５６は、圧縮コイルバネによって構成されている。そして、上記バネ５６の下端が前記の支持筒１３に接当され、そのバネ５６の上端がスラストボールベアリング５７を介して前記ピストン１５よって受止められる。
また、前記の複数の係合ボール２９にわたって前記スリーブ３５が回転自在に外嵌されている。
なお、前記トラップ弁５３は、上記の支持筒１３の中央部にネジ止めしたボルト５８に装着されている。
【００５０】
上記の各実施形態や各変形例は、さらに次のように変更可能である。
前記クランプロッド５の前記ガイド溝２６は、３つ又は４つ設けることが好ましいが、２つ設けたものであってもよく、さらには５つ以上設けることも可能である。また、上記ガイド溝２６は、例示した螺旋状の旋回溝２７を備えたものに代えて、カム状の溝を備えたものであってもよい。
隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の前記の最小厚さＴは、前記の係合ボール２９の直径よりも小さい値であればよい。従って、上記の最小厚さＴを上記ガイド溝２６の前記の溝幅Ｗよりも大きい値にすることも可能である。
また、上記ガイド溝２６に嵌入される係合具は、例示したボール２９に代えて円柱状のピン等であってもよい。
【００５１】
前記の第１室２１または第２室２２に給排される圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の種類の液体や空気等の気体であってもよい。
前記クランプロッド５は、クランプ作動時に平面視で時計回りの方向へ旋回させるとしたが、これに代えて、そのクランプ作動時に平面視で反時計回りの方向へ旋回させてもよい。また、上記クランプロッド５の旋回角度は、例えば９０度・６０度・４５度などの所望の角度に設定できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、旋回式クランプの立面視の部分断面図である。
【図２】上記クランプに設けた旋回機構の平面視の断面図である。
【図３】上記の図１中の要部の拡大図であって、上記の図２中のIII−III線矢視断面図に相当する図である。
【図４】上記クランプのクランプロッドに設けた下摺動部分の拡大展開図である。
【図５】上記の第１実施形態の第１変形例を示しており、上記の図４に類似する部分図である。
【図６】同上の第１実施形態の比較例を示しており、上記の図４に類似する図である。
【図７】本発明の第２実施形態のクランプの立面視の部分断面図であって、前記の図１に類似する図である。
【図８】上記の第２実施形態のクランプに設けた旋回機構の平面視の断面図であって、前記の図２に類似する図である。
【図９】上記の図７中の要部の拡大図であって、上記の図８中のIX−IX線矢視断面図に相当する図である。
【図１０】上記の第２実施形態のクランプのクランプロッドに設けた下摺動部分の拡大展開図であって、前記の図４に類似する図である。
【図１１】本発明の第３実施形態のクランプを示し、前記の図７に類似する図である。
【図１２】上記の第３実施形態の第１変形例を示しており、上記の図１１に類似する図である。
【図１３】同上の第３実施形態の第２変形例を示しており、同上の図１１に類似する図である。
【符号の説明】
３…ハウジング、３ａ…第１端壁（上端壁）、３ｂ…第２端壁（下端壁）、５…クランプロッド、１１…第１摺動部分（上摺動部分）、１２…第２摺動部分（下摺動部分）、１４…入力部、１５…ピストン、２０…クランプバネ、２１…クランプ用の第１室、２２…アンクランプ用の第２室、２４…ラジアルベアリング、２６…ガイド溝、２７…旋回溝、２８…直進溝、２９…係合具（係合ボール）、３１…貫通孔、３５…スリーブ、Ａ…旋回溝２７の傾斜角度。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clamp of a type that rotates a clamp rod.
[0002]
[Prior art]
This type of swivel clamp includes, for example, one configured as follows, as shown in US Pat. No. 5,820,118.
A clamp rod is inserted into the housing, and the intermediate height of the clamp rod is supported on the upper wall of the housing so as to be movable up and down, and the piston provided at the lower part of the clamp rod is movable up and down on the body of the housing. It is what I supported.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art has the following problems.
Since there is a fitting gap between the outer peripheral surface of the piston provided in the lower part of the clamp rod and the housing body, the clamp rod is moved by the fitting gap when the clamp rod is clamp driven. Is slightly tilted and the clamp rod cannot be guided accurately.
An object of the present invention is to enable a clamp rod to be guided with high accuracy.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a swivel type as shown in FIGS. 1 to 4, 7 to 10, or FIGS. 11, 12, and 13. The clamp was configured as follows.
A clamp rod 5 which is inserted into the housing 3 so as to be rotatable around an axis and clamped from one end to the other end in the axial direction, and a portion for fixing the cantilever arm 6, and one end of the housing 3 The first sliding portion 11 provided in the rod body 5a so as to be closely fitted and supported on the first end wall 3a on the side, and the input driven through the piston 15 inserted into the cylindrical hole 4 of the housing 3 Part 14 and the second end wall 3b on the other end side of the housing 3 are integrally protruded from the rod body 5a in the other end direction so as to be tightly fitted and supported, and are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. A clamp rod 5 provided with a second sliding portion 12 having a plurality of guide grooves 26 formed on the outer peripheral portion in order in the axial direction;
A plurality of engagement tools 29 supported by the housing 3 so as to be fitted in a plurality of guide grooves 26 provided in the second sliding portion 12, respectively.
Each of the plurality of guide grooves 26 includes a turning groove 27 and a rectilinear groove 28 provided continuously from the other end in the axial direction to the one end, and the plurality of turning grooves 27 are parallel to each other. And arranging the plurality of rectilinear grooves 28 in parallel with each other,
The clamp rod 5 is closely fitted to and supported by the housing 3 at the two locations of the first sliding portion 11 and the second sliding portion 12 arranged outward in the both end directions of the piston 15. The clamp rod 5 is configured to be prevented from tilting.
[0005]
The invention according to claim 1 has the following effects.
Since the first and second sliding portions are provided on the clamp rod outside the both ends of the input portion, the clamp rod is strengthened by the two sliding portions separated in the axial direction. I can support it. For this reason, it is possible to prevent the clamp rod from being inclined and guide the clamp rod to the housing reliably and with high accuracy.
In addition, since the turning mechanism including the turning groove and the engagement tool is provided between the second end wall of the housing having the above-described guide strength and the second sliding portion, the turning mechanism is turned. It is possible to sufficiently withstand the torque, and the life of the turning mechanism is extended. In addition, since the engagement tool is provided on the second end wall of the housing, the installation position of the engagement tool can be used as the support position of the second sliding portion. For this reason, the height of the housing can be lowered, and the swivel clamp can be made compact .
Na us, as shown in the invention of claim 2, in the above invention of claim 1, it is preferable that the guide groove 26 three or four provided.
Further, as shown in the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the turning groove 27 is formed in a spiral shape, and the inclination angle A of the turning groove 27 is set to 10 degrees to 30 degrees. It is preferable to set within the range.
[0006]
[0007]
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
As shown in the invention of claim 4, it is preferable to add the following configuration to the invention of any one of claims 1 to 3.
For example, as shown in FIG. 1 to FIG. 4 or FIG. 7 to FIG. 10, the plurality of engaging tools 29 are constituted by balls , and the engaging balls 29 are arranged on the second end wall 3b. A through hole 31 that is rotatably supported is provided so as to be substantially orthogonal to the axial direction, and the sleeve 35 is rotatably fitted over the plurality of engaging balls 29.
[0013]
The invention of claim 4 has the following effects.
When the clamp rod is pivoted, only the frictional friction acts between the inner peripheral surface of the sleeve and the engagement ball, and the sliding friction hardly acts. The resistance acting on the ball is reduced. For this reason, the frictional force that acts on the turning groove from the engaging ball is reduced, and the clamp rod turns smoothly with a light force.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the entire structure of the swivel clamp will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial sectional view of the clamp in an elevational view.
[0015]
A housing 3 of a clamp 2 is fixed to the work pallet 1 by a plurality of bolts (not shown). A clamp rod 5 is inserted into the cylindrical hole 4 of the housing 3. An arm 6 is fixed to a desired turning position by a nut 7 at an upper end portion of the clamp rod 5, and a push bolt 8 is fixed to a tip portion of the arm 6.
An upper sliding portion (first sliding portion) 11 provided on the rod body 5a of the clamp rod 5 is slidably supported on the upper end wall (first end wall) 3a of the housing 3 so as to be slidable. . Further, the support cylinder 13 constituting a part of the lower end wall (second end wall) 3b of the housing 3 has a lower sliding portion (second sliding portion) 12 projecting downward from the rod body 5a. Is slidably supported. The upper sliding portion 11 and the lower sliding portion 12 are tightly fitted to the upper end wall 3a and the lower end wall 3b, respectively.
The outer diameter dimension of the lower sliding portion 12 is set to a value smaller than the outer diameter dimension of the upper sliding portion 11.
[0016]
The means for driving the clamp rod 5 is configured as follows.
A flange-shaped input portion 14 is provided on the clamp rod 5 between the upper sliding portion 11 and the lower sliding portion 12. An annular piston 15 is fitted to the clamp rod 5 through a sealing tool 16 so as to be vertically movable and tightly fitted, and the piston 15 faces the input portion 14 from above. And said piston 15 is inserted in the said cylindrical hole 4 in the shape of a seal | tightness via another sealing tool 15a.
[0017]
Further, a radial bearing 24 is disposed between the input portion 14 and the piston 15, and the piston 15 is prevented from coming off by a retaining ring 25. Here, the radial bearing 24 is constituted by a number of metal balls, and can receive not only radial force but also vertical thrust.
[0018]
A first chamber 21 for clamping is provided between the piston 15 and the upper end wall 3a, and a clamp spring 20 made of a compression coil spring is mounted in the first chamber 21. Further, a second chamber 22 for unclamping is provided between the piston 15 and the lower end wall 3b, and the second chamber 22 has a pressure oil supply / discharge port 19 for unclamping and a throttle chamber for throttling. Pressure oil is supplied and discharged through the oil passage 18.
The amount of pressure oil supplied from the oil passage 18 to the second chamber 22 is limited by the fitting gap G between the peripheral wall of the second chamber 22 and the outer peripheral surface of the piston 15. The discharge amount of the pressure oil from the second chamber 22 to the oil passage 18 is limited.
[0019]
A turning mechanism is provided across the lower sliding portion 12 of the clamp rod 5 and the upper portion of the inner wall 13a of the support cylinder 13. As shown in FIG. 1 and FIGS. 2 to 4, the turning mechanism is configured as follows. FIG. 2 is a sectional view of the turning mechanism in plan view. FIG. 3 is an enlarged view of the main part in FIG. 1, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is an enlarged development view of the outer peripheral surface of the lower sliding portion 12.
[0020]
Three guide grooves 26 are provided on the outer peripheral surface of the lower sliding portion 12 at substantially equal intervals in the circumferential direction. Each guide groove 26 is an arcuate groove in a cross-sectional view, and is configured by connecting a spiral turning groove 27 and a rectilinear groove 28 upward. The plurality of swivel grooves 27 are arranged in parallel with each other, and the plurality of rectilinear grooves 28 are also arranged in parallel with each other. Of the adjacent guide grooves 26, 26, the partition wall has a minimum thickness between the lower part of the right turning groove 27 and the upper part of the left turning groove 27 in FIG. Is set to a value smaller than the groove width W of the guide groove 26. Further, the inclination angle A of the turning groove 27 is set to a small value within the range of about 11 degrees to about 25 degrees. In the illustrated clamp by spring force, the inclination angle A is preferably set to a value within the range of about 11 degrees to about 20 degrees in order to reduce the turning stroke.
Since the inclination angle A of the spiral turning groove 27 is thus reduced, the lead of the turning groove 27 is significantly shortened. For this reason, the stroke for turning of the clamp rod 5 is reduced.
[0021]
Engaging balls 29 are inserted into the guide grooves 26 described above. Reference numeral 29a in FIGS. 3 and 4 indicates a fitting portion of the engagement ball 29 described above. The diameter D (see FIG. 3) of the engagement ball 29 is larger than the minimum thickness M of the partition walls of the adjacent turning grooves 27 and 27. Each engagement ball 29 is rotatably supported by three through holes 31 provided in the upper part of the inner wall 13a of the support cylinder 13. A sleeve 35 is fitted over the three engagement balls 29 so as to be rotatable around the axis. More specifically, a V-shaped groove 36 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 35, and the engagement ball 29 can roll at two points above and below the V-shaped groove 36.
The engagement ball 29 is inserted into the through hole 31 through a female screw hole 49 provided in the sleeve 35. A protrusion 50 a at the tip of the lid bolt 50 attached to the female screw hole 49 can receive the engagement ball 29.
[0022]
Further, a stopper wall 45 for receiving the fitting portion 29 a of the engagement ball 29 is provided at the lower end portion of the turning groove 27. The receiving surface 45 a of the stopper wall 45 can be fitted to the engaging ball 29.
Further, a cutting surface 34 for preventing interference is provided at the opening edge of the guide groove 26. Thereby, even when the opening edge portion of the guide groove 26 is plastically deformed and rises due to the surface pressure of the engagement ball 29, interference between the raised portion and the inner wall 13a of the support cylinder 13 can be prevented. As a result, the clamp rod 5 rotates smoothly over a long period of time.
[0023]
As shown in FIG. 1, the outer wall 13b of the support cylinder 13 is prevented from rotating around the body portion 3c of the housing 3 via a positioning pin 38 extending in the vertical direction. Thereby, the turning phase of the clamp rod 5 with respect to the housing 3 can be accurately determined. The support cylinder 13 is fixed to the housing body 3c by a lock member 39 made of a retaining ring.
[0024]
The swivel clamp 2 operates as follows.
In the state of FIG. 1, pressure oil is supplied to the second chamber 22 for unclamping, and as a result, the clamp rod 5 is raised to the swivel retracted position shown in the drawing.
When the clamp 2 is switched to the clamped state, the pressure oil in the second chamber 22 is discharged and the input portion 14 of the clamp rod 5 is pushed down by the clamp spring 20. Then, the clamp rod 5 descends while turning in the clockwise direction in plan view along the turning groove 27 and then descends straight along the rectilinear groove 28. Thereby, the clamp rod 5 is switched to a clamp position (not shown).
[0025]
As shown by the arrows in FIG. 2, when the clamp rod 5 turns in the clockwise direction in a plan view, the engagement balls 29 fitted in the turning grooves 27 are counterclockwise in the plan view. At the same time, the sleeve 35 fitted on each of the engagement balls 29 is freely rotated in the counterclockwise direction. For this reason, between the inner peripheral surface of the sleeve 35 and each of the engagement balls 29, almost only the frictional friction acts and the slip friction hardly acts. The resistance acting on 29 is reduced. As a result, the frictional force acting on the turning groove 27 from each of the engagement balls 29 is reduced, and the clamp rod 5 is smoothly turned with a light force.
Here, the inner diameter of the sleeve 35 is set to a value about 1.5 times the outer diameter of the lower sliding portion 12 of the clamp rod 5. For this reason, when the clamp rod 5 is turned 90 degrees, the sleeve 35 rotates about 60 degrees.
[0026]
When the clamp 2 is switched from the clamped state to the swivel retracted state of FIG. 1, pressure oil is supplied to the second chamber 22 for unclamping. Then, first, the piston 15 is raised by upward hydraulic pressure acting on the annular cross-sectional area, and at the same time, the clamp rod 5 is directed upwardly acting on the inner cross-sectional area of the sealing device 16. The oil pressure rises straight along the straight groove 28 by the oil pressure. Subsequently, the clamp rod 5 rises while turning counterclockwise in a plan view along the turning groove 27, and the clamp rod 5 and the arm 6 are cut to the turning retracted position of FIG. Change.
[0027]
In this case, as described above, the upward force acting on the piston 15 from the pressure oil in the second chamber 22 is not applied to the clamp rod 5, so that the swivel groove 27 and the engagement ball 29 are not affected. Excessive force does not work.
At the time of revolving, when the clamp rod 5 revolves counterclockwise in plan view, the engagement balls 29 and the sleeve 35 are in directions opposite to the arrows in FIG. Rotate to.
[0028]
Further, at the time of revolving, the receiving surface 45a of the stopper wall 45 is fitted into the fitting portion 29a of the engaging ball 29 as shown in FIGS. The pivot of the clamp rod 5 is prevented. For this reason, the turning stop accuracy of the clamp rod 5 is high. Further, since the stopper wall 45 is provided on the clamp rod 5, the following advantages can be obtained as compared with the case where the stopper wall 45 is provided on the body 3c of the housing 3. That is, the cylindrical hole 4 of the housing 3 can be made straight without the stepped portion for the stopper wall. For this reason, the machining of the cylindrical hole 4 is facilitated, and the clamp spring 20 can be made large and strong.
[0029]
The first embodiment further has the following advantages.
Since the clamp rod 5 is provided with a plurality of guide grooves 26 and the engagement balls 29 are fitted into the guide grooves 26, the support cylinder 13 is provided with the engagement balls 29 via the plurality of engagement balls 29. It becomes possible to support the clamp rod 5 almost uniformly in the circumferential direction. For this reason, it is possible to prevent the clamp rod 5 from being inclined during the clamp and unclamp drive. As a result, the positioning accuracy of the clamp position and the unclamp position of the push bolt 8 provided on the arm 6 is improved.
[0030]
Further, since the minimum thickness T of the partition walls of the adjacent guide grooves 26 and 26 is set to a value smaller than the groove width W of the guide groove 26, many guide grooves 26 are provided in the clamp rod 5. The clamp rod 5 can be supported substantially equally in the circumferential direction and the inclination angle A of the turning groove 27 can be reduced. For this reason, the stroke required for turning the clamp rod 5 can be reduced, and the turning clamp 2 can be made compact.
[0031]
Since the upper sliding portion (first sliding portion) 11 and the lower sliding portion (second sliding portion) 12 are provided on the clamp rod 5 outside the both ends of the piston 15, the piston 15 is fitted. It is possible to prevent the clamp rod 5 from being tilted by the two sliding portions 11 and 12 that are separated in the axial direction in spite of the presence of the gap. Therefore, the clamp rod 5 can be reliably and accurately guided by the housing 3.
Further, since the turning mechanism composed of the turning groove 27 and the engagement ball 29 is provided between the support cylinder 13 having the above-mentioned guide strength and the lower sliding portion 12, the turning mechanism is It is possible to sufficiently withstand the turning torque, and the life of the turning mechanism is extended. In addition, since the engagement ball 29 is provided on the support cylinder 13, the installation location of the engagement ball 29 and the support location of the lower sliding portion 12 can be used together. For this reason, the height of the housing 3 can be lowered and the swivel clamp 2 can be made compact.
[0032]
Further, since the outer diameter of the lower sliding portion 12 is set to a value smaller than the outer diameter of the upper sliding portion 11, the lead of the turning groove 27 formed in the lower sliding portion 12 is short. Become. For this reason, the turning stroke of the clamp rod 5 is further shortened. For this reason, the swivel clamp 2 can be made more compact, and the supply / discharge amount of the pressure oil for driving the piston 15 is reduced.
[0033]
FIG. 5 shows a first modification of the first embodiment and is a partial view similar to FIG. In FIG. 5, the minimum thickness M of the partition walls of the adjacent swirling grooves 27 and 27 is set to a value smaller than that of FIG. 4, and the adjacent cutting surfaces 34 and 34 are formed at the portion of the minimum thickness M. It is overlapped. In FIG. 5, the inclination angle A of the turning groove 27 is set to a value within a range smaller than that of FIG. 4 (about 11 degrees to about 15 degrees).
[0034]
FIG. 6 shows a comparative example of the first embodiment, which is similar to FIG. 4 described above. In this case, four guide grooves 26 are provided in the lower sliding portion 12 of the clamp rod 5. A pair of adjacent guide grooves 26 and 26 and corresponding engagement balls 29 are displaced not only in the circumferential direction of the clamp rod 5 but also in the axial direction. Then, the minimum thickness M of the partition walls of the pair of adjacent swirling grooves 27 and 27 is set to a value smaller than the groove width W, and the minimum thickness N of the partition walls of the pair of adjacent straight grooves 28 and 28 is set. The groove width W is set to a value smaller than the above, and the latter minimum thickness N is set to a value smaller than the former minimum thickness M. Accordingly, the minimum thickness T of the partition walls of the pair of adjacent guide grooves 26 and 26 is set to a value smaller than the groove width W and the diameter of the engagement ball 29.
[0035]
The first embodiment and the modification can be changed as follows.
The through-hole 31 for rotatably supporting the engagement ball 29 can be provided in the lower portion of the body portion 3c of the housing 3 instead of being provided in the illustrated support cylinder 13. .
The inner peripheral surface of the sleeve 35 may be provided with a U-shaped groove or an arc-shaped groove instead of the illustrated V-shaped groove 36, and further, with a straight inner periphery. It may be a surface. In the case of the straight inner peripheral surface, in order to prevent the sleeve 35 from moving up and down with respect to the engagement ball 29, a gap between the inner wall 13 a of the support cylinder 13 and the sleeve 35 is provided. It is conceivable to provide a stopper such as a retaining ring.
[0036]
The inclination angle A of the spiral groove 27 formed in the spiral shape is preferably in the range of 10 degrees to 30 degrees, and more preferably in the range of 11 degrees to 20 degrees.
[0037]
7 to 10 show a second embodiment of the present invention, and FIGS. 11 to 13 show a third embodiment of the present invention. In these other embodiments, members similar to those of the first embodiment are given the same reference numerals in principle.
[0038]
In the second embodiment of FIGS. 7 to 10, FIG. 7 is a partial sectional view of the swivel clamp 2 in an elevational view and is similar to FIG. FIG. 8 is a sectional view of the turning mechanism provided in the clamp 2 in a plan view, and is similar to FIG. FIG. 9 is an enlarged view of the main part in FIG. 7, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. FIG. 10 is an enlarged development view of the lower sliding portion 12 provided on the clamp rod 5 of the clamp 2.
[0039]
The second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
The drive means of the clamp rod 5 is configured to be double acting. That is, the pressure oil for clamping is supplied to and discharged from the first chamber 21 provided above the piston 15 through the pressure oil supply / discharge port 17 for clamping. Further, the unclamping pressure oil is also supplied to the second chamber 22 provided below the piston 15 via the unclamping pressure oil supply / discharge port (not shown) and the oil passage 18. Excluded.
A relatively large fitting gap is formed between the outer peripheral surface of the piston 15 and the cylindrical hole 4 on the upper and lower outer sides of the other sealing member 15a fitted to the outer periphery of the piston 15. ing. As a result, the clamp rod 5 is smoothly and accurately supported by the housing 3 at the upper and lower portions of the upper sliding portion 11 and the lower sliding portion 12.
[0040]
Four guide grooves 26 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the lower sliding portion 12. As in the first embodiment described above, each guide groove 26 is formed by connecting a spiral turning groove 27 and a straight advance groove 28 upward, but the lower portion of the turning groove 27 extends in the vertical direction. An opening is formed in the lower surface of the clamp rod 5 through a groove (no reference numeral). The engaging ball 29 can be inserted into the guide groove 26 through the opening.
As in the first embodiment, the partition between the lower part of the right turning groove 27 and the upper part of the left turning groove 27 in FIG. The minimum thickness M of the partition wall is set to a value smaller than the groove width W of the guide groove 26 and the diameter of the engagement ball 29.
[0041]
The engagement balls 29 inserted into the respective guide grooves 26 are rotatably supported by the four through holes 31 provided in the upper part of the inner wall 13a of the support cylinder 13. A sleeve 35 is fitted over the four engagement balls 29 so as to be rotatable around the axis. An arcuate recess 37 is formed in the turning groove 27, and the engagement ball 29 can roll into the turning groove 27 at two locations on the upper and lower sides of the recess 37.
[0042]
A cylindrical spacer 32 is mounted between the lower part of the peripheral wall of the second chamber 22 for unclamping and the upper surface of the support cylinder 13. A squeezing groove 33 is formed on the upper surface of the spacer 32, and the squeezing groove 33 controls the amount of pressure oil supplied from the oil passage 18 to the second chamber 22. . A through hole or the like can be used instead of the groove 33.
The support cylinder 13 is pressed and fixed to the housing body 3c by a lock member 39 made of a male screw cylinder.
As in the first embodiment, the outer diameter dimension of the lower sliding portion 12 is set to be smaller than the outer diameter dimension of the upper sliding portion 11. For this reason, the lead of the spiral turning groove 27 is shortened, and the turning stroke of the clamp rod 5 is reduced.
[0043]
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a partial sectional view of the swivel clamp in an elevational view, and is similar to FIG.
The third embodiment shown in FIG. 11 differs from the structure shown in FIG. 7 only in the following points.
The sleeve 35 in FIG. 7 is omitted. The engagement balls 29 supported on the inner wall 13 a of the support cylinder 13 are prevented from coming off by the spacers 32.
[0044]
FIG. 12 is a view similar to FIG. 11, showing a first modification of the third embodiment.
The first modification shown in FIG. 12 differs from the structure shown in FIG. 11 in the following points.
The piston 15 is formed integrally with the clamp rod 5. Between the piston 15 and the lower end wall 3b, the second chamber 22 and the pressure receiving exclusion cylinder hole 41 are sequentially provided downward. The cylinder hole 41 is formed by the inner peripheral surface of the adapter cylinder 42, and the sealed portion 5 b of the clamp rod 5 is inserted into the cylinder hole 41 in a tightly sealed manner by the sealing tool 43.
[0045]
With the above configuration, the upward force acting on the clamp rod 5 at the time of unclamping is only the hydraulic pressure acting on the annular cross-sectional area obtained by subtracting the transverse area of the enclosed portion 5b from the transverse area of the second chamber 22. Therefore, excessive force does not act on the turning groove 27 and the engagement ball 29.
The diameter of the enclosing portion 5b may be a value smaller than the diameter of the second chamber 22, and here, the diameter is set to be approximately the same as the diameter of the upper sliding portion 11 of the clamp rod 5. .
In addition, it is preferable to set the diameter of the enclosing portion 5b to a value larger than the diameter of the upper sliding portion 11. In this case, since the upward force acting on the clamp rod 5 during unclamping can be further reduced, the life of the turning groove 27 and the engagement ball 29 is extended.
[0046]
Similar to FIG. 11 described above, a relatively large fitting gap is formed between the outer peripheral surface of the piston 15 and the upper half portion of the cylindrical hole 4. A relatively large fitting gap is also formed between the enclosed portion 5 b of the clamp rod 5 and the cylinder hole 41.
The throttle groove 33 is formed in the lower end surface of the oil passage 18.
Further, a rod 46 for detecting a clamped state and an unclamped state protrudes downward from the lower sliding portion 12. A detection tool (not shown) is screwed into a screw hole 47 formed in the rod 46, and a sensor (not shown) such as a limit switch faces the detection tool.
[0047]
Further, a plug 51 is tightly fitted in the lower portion of the support cylinder 13, and the internal space of the cylinder hole 41 is communicated to the outside by a breathing path 52 provided in the plug 51. As shown in the schematic diagram, the breathing path 52 is provided with a trap valve 53 formed of a spring check valve.
The trap valve 53 operates as follows. When the clamp rod 5 is raised and the internal space of the cylinder hole 41 expands, the trapping valve 53 prevents the cutting oil or the like in the outside atmosphere from entering the cylinder hole 41 due to the non-return action of the trap valve 53. To do. Further, when the clamp rod 5 is lowered and the internal space of the cylinder hole 41 contracts, the trap valve 53 removes the pressure oil that has entered the internal space of the cylinder hole 41 from the second chamber 22 to the outside. To discharge smoothly.
[0048]
FIG. 13 shows a second modification of the third embodiment, which is similar to FIG. 11 described above. FIG. 13 shows a single-acting spring return-type swivel clamp 2, which is different from the structure shown in FIG. 11 in the following points.
[0049]
The piston 15 is formed integrally with the clamp rod 5. An unclamping return spring 56 is mounted in the second chamber 22 formed between the support cylinder 13 and the piston 15, and the clamp rod 5 is biased upward by the return spring 56. . Here, the return spring 56 is constituted by a compression coil spring. The lower end of the spring 56 is brought into contact with the support cylinder 13, and the upper end of the spring 56 is received by the piston 15 through a thrust ball bearing 57.
Further, the sleeve 35 is rotatably fitted over the plurality of engaging balls 29.
The trap valve 53 is attached to a bolt 58 screwed to the center portion of the support cylinder 13.
[0050]
Each of the above-described embodiments and modifications can be further modified as follows.
Three or four guide grooves 26 of the clamp rod 5 are preferably provided, but two guide grooves 26 may be provided, and five or more guide grooves 26 may be provided. Further, the guide groove 26 may be provided with a cam-like groove instead of the illustrated spiral turning groove 27.
The minimum thickness T of the partition walls of the adjacent guide grooves 26 and 26 may be a value smaller than the diameter of the engagement ball 29. Accordingly, the minimum thickness T can be set to a value larger than the groove width W of the guide groove 26.
Further, the engaging tool inserted into the guide groove 26 may be a cylindrical pin or the like instead of the exemplified ball 29.
[0051]
The pressure fluid supplied to and discharged from the first chamber 21 or the second chamber 22 may be a gas such as another type of liquid or air instead of the exemplified pressure oil.
The clamp rod 5 is swung in the clockwise direction in plan view when the clamp is operated. Alternatively, it may be swung in the counterclockwise direction in plan view when the clamp is operated. Of course, the turning angle of the clamp rod 5 can be set to a desired angle such as 90 degrees, 60 degrees, and 45 degrees.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a swivel clamp in an elevational view, showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view in plan view of a turning mechanism provided in the clamp.
3 is an enlarged view of the main part in FIG. 1, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
FIG. 4 is an enlarged development view of a lower sliding portion provided on a clamp rod of the clamp.
FIG. 5 shows a first modification of the first embodiment, and is a partial view similar to FIG. 4 described above.
FIG. 6 shows a comparative example of the first embodiment, which is similar to FIG. 4 described above.
7 is a partial cross-sectional view of the clamp according to the second embodiment of the present invention in an elevational view, similar to FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view in plan view of a turning mechanism provided in the clamp of the second embodiment, and is similar to FIG.
9 is an enlarged view of the main part in FIG. 7, and corresponds to a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
FIG. 10 is an enlarged development view of a lower sliding portion provided on the clamp rod of the clamp according to the second embodiment, similar to FIG. 4 described above.
11 shows a clamp according to a third embodiment of the present invention, similar to FIG.
FIG. 12 shows a first modification of the third embodiment, and is similar to FIG. 11 described above.
FIG. 13 shows a second modification of the third embodiment, which is similar to FIG. 11;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Housing, 3a ... 1st end wall (upper end wall), 3b ... 2nd end wall (lower end wall), 5 ... Clamp rod, 11 ... 1st sliding part (upper sliding part), 12 ... 2nd sliding Moving part (lower sliding part), 14 ... input part, 15 ... piston, 20 ... clamp spring, 21 ... first chamber for clamping, 22 ... second chamber for unclamping, 24 ... radial bearing, 26 ... guide Groove, 27 ... turning groove, 28 ... rectilinear groove, 29 ... engagement tool (engaging ball), 31 ... through hole, 35 ... sleeve, A ... inclination angle of the turning groove 27.

Claims

A clamp rod ( 5 ) inserted into the housing ( 3 ) so as to be rotatable about the axis and clamped from one end to the other end in the axial direction, and a part for fixing the cantilever arm ( 6 ) ; one end side of the first end wall of the housing (3) the first sliding portion provided on the rod body (5a) so as to be tightly fitted and supported in (3a) and (11), the housing (3) Are closely fitted and supported by the input portion ( 14 ) driven through the piston ( 15 ) inserted into the cylindrical hole ( 4 ) and the second end wall ( 3b ) on the other end side of the housing ( 3 ). As described above , the second sliding portion ( 12 ) has a plurality of guide grooves ( 26 ) which are integrally projected from the rod body ( 5 a ) toward the other end and are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. And a clamp rod ( 5 ) provided in order in the axial direction ,
A plurality of engagement tools ( 29 ) supported by the housing ( 3 ) so as to be respectively fitted into a plurality of guide grooves ( 26 ) provided in the second sliding portion ( 12 ) ;
Each of the plurality of guide grooves ( 26 ) includes a turning groove ( 27 ) and a rectilinear groove ( 28 ) provided continuously from the other end in the axial center direction to one end, and the plurality of turning grooves ( 27 ) are arranged in parallel with each other and the plurality of straight grooves ( 28 ) are arranged in parallel with each other,
The clamp rod ( 5 ) is inserted into the housing ( 3 ) at two locations, the first sliding portion ( 11 ) and the second sliding portion ( 12 ), which are arranged outward in the both end directions of the piston ( 15 ). ) Is tightly fitted and supported to prevent the clamp rod ( 5 ) from tilting .

The swivel clamp according to claim 1,
A swiveling clamp characterized in that three or four guide grooves ( 26 ) are provided .

The swivel clamp according to claim 1 or 2,
A swivel clamp characterized in that the swivel groove (27) is formed in a spiral shape, and the inclination angle (A) of the swivel groove (27) is set within a range of 10 degrees to 30 degrees .

The swivel clamp according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of engaging tools (29) are constituted by balls, and the second end wall ( 3b ) is provided with a through hole ( 31 ) for rotatably supporting the engaging balls ( 29 ) . A swivel clamp characterized by being provided so as to be substantially orthogonal to the axial direction and having a sleeve (35) rotatably fitted over the plurality of engaging balls (29).