JP4108356B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、クランプ装置に関し、例えば、工作機械のテーブルに載置されるクランプパレットにワークパレットを固定するために使用される。
【0002】
【従来の技術】
この種のクランプ装置には次のように構成されたものがある。
例えば、特開2000−346261号公報に示すように、クランプパレットとワークパレットとを固定する複数のクランプを設け、これらのクランプの外部に少なくとも一つの流体用連結器を配置し、その流体用連結器によって、上記のクランプパレット内の流路と上記のワークパレット内の流路とを接続するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は、複数のクランプと少なくとも一つの流体用連結器とが必要なので、クランプ装置の全体が大型になるという問題があった。
本発明の目的は、小型のクランプ装置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3、図4、図5、図6に、それぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成した。
テーブル又はクランプパレット等の第1ブロック1にワークパレット等の第2ブロック2を着脱自在に固定するようにし、
上記の第2ブロック2に開口された位置決め孔12と、その位置決め孔12へ挿入されるように上記の第1ブロック1から突出させたプラグ部分21と、そのプラグ部分21と上記の位置決め孔12との間の環状空間に介在されると共に直径方向へ拡大および縮小可能な中間部材23とを備え、
上記の中間部材23を、上記プラグ部分21と上記の位置決め孔12との両者のうちの一方21(12)に軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に他方12(21)にテーパ係合可能に構成し、上記の中間部材23を弾性部材24によって上記のテーパ係合を緊密にする方向へ付勢し、
上記のプラグ部分21に伝動部材31を挿入し、その伝動部材31を、駆動手段Dによって、前記の第1ブロック1に前記の第2ブロック2を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材31の半径方向の内方で前記の第1ブロック1側に圧力流体用の第1継手51を設けると共に、上記の位置決め孔12の半径方向の内方で前記の第2ブロック2側に圧力流体用の第2継手52を設け、これらの第1継手51と第2継手52とを保密状に接続させたときに上記の第1ブロック1と上記の第2ブロック2との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段Dが前記の伝動部材31をクランプ駆動することによって、その伝動部材31が係合具34を介して上記の第2ブロック2の被係止部13bを上記の第1ブロック1へ引っ張るように構成した。
【0005】
上記の請求項1の発明は、次の作用効果を奏する。
テーブル又はクランプパレット等の第1ブロックにワークパレット等の第2ブロックを固定するときには、上記の両ブロックを接近させていく。
すると、まず、前記の中間部材のテーパ面のガイド作用によって前記の位置決め孔が自動的に調心移動し、その位置決め孔の軸心が上記の第1ブロックのプラグ部分の軸心に精密に合致する。次いで、上記の中間部材が弾性部材の付勢力に抗して軸心方向へ移動し、上記の第2ブロックの被支持面が上記の第1ブロックの支持面に接当または接近する。
その後、前記の駆動手段によって前記の伝動部材をクランプ駆動し、その伝動部材が前記の係合具と前記の被係止部とを介して上記の第2ブロックを第1ブロックの支持面に引っ張る。すると、上記の第2ブロックは、上記の中間部材のテーパ面を介して上記プラグ部分によって拘束されると共に上記の支持面によっても拘束される。このため、その第2ブロックを第1ブロックにスムーズかつ精密に位置決め固定できる。これとほぼ同時に、上記の第1ブロックの第1継手と上記の第2ブロックの第2継手とが保密状に接続されて、上記の両ブロックの間に圧力流体を流通できる。
【0006】
このため、圧力流体を流通させるための連結器を新たに設ける必要がなくなり、装置全体の構成が簡素になるうえ上記の圧力流体用の配管作業にも手間がかからない。しかも、上記の伝動部材の半径方向の内方に上記の第1継手を設けると共に上記の位置決め孔の半径方向の内方に上記の第2継手を設けたので、装置の全体をコンパクトに造れる。
【0007】
請求項2の発明に示すように、上記の請求項1の発明に次の構成を加えることが好ましい。
前記の第1継手51に第1弁室54と第1弁座55とを先端方向へ順に設けると共に、前記の第2継手52に第2弁室64と第2弁座65とを先端方向へ順に設け、
上記の第1弁座55の周囲壁に設けた第1先端面56と上記の第2弁座65の周囲壁に設けた第2先端面66との少なくとも一方の先端面56に環状の封止具57を設けて、その封止具57を上記の少なくとも一方の先端面56から突出させ、
上記の第1弁室54に挿入した第1閉止部材58を第1閉じバネ59によって上記の第1弁座55に接当させると共に上記の第1先端面56よりも突出させ、上記の第2弁室64に挿入した第2閉止部材68を第2閉じバネ69によって上記の第2弁座65に接当させると共に上記の第2先端面66よりも突出させたものである。
【0008】
上記の請求項2の発明は、次の作用効果を奏する。
上記の両継手を保密状に接続するにあたり、各弁座の各周囲壁に設けた先端面同士を封止するだけでよいので、上記の両継手の心ズレを容易に吸収できる。また、前記の二つの先端面のうちの少なくとも一方に封止具を設けるだけでよいので、上記の両継手は、接続構造が簡素となって安価に実施できる。
【0009】
また、前記の目的を達成するため、請求項3の発明は、例えば、図1から図3、図4、図5に、それぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成したものである。
テーブル又はクランプパレット等の第1ブロック1にワークパレット等の第2ブロック2を着脱自在に固定するようにし、
上記の第2ブロック2に開口された位置決め孔12へ挿入されるように上記の第1ブロック1からプラグ部分21を突出させ、
上記のプラグ部分21に伝動部材31を挿入し、その伝動部材31を、駆動手段Dによって、前記の第1ブロック1に前記の第2ブロック2を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材31の半径方向の内方で上記の第1ブロック1側に圧力流体用の第1継手51を設け、上記の位置決め孔12の半径方向の内方で前記の第2ブロック2側に圧力流体用の第2継手52を設け、
上記の第1継手51に第1弁室54と第1弁座55とを先端方向へ順に設けると共に、上記の第2継手52に第2弁室64と第2弁座65とを先端方向へ順に設け、
その第1弁座55の周囲壁に設けた第1先端面56と上記の第2弁座65の周囲壁に設けた第2先端面66との少なくとも一方の先端面56に環状の封止具57を設けて、その封止具57を上記の少なくとも一方の先端面56から突出させ、上記の第1弁室54に挿入した第1閉止部材58を第1閉じバネ59によって上記の第1弁座55に接当させると共に上記の第1先端面56よりも突出させ、上記の第2弁室64に挿入した第2閉止部材68を第2閉じバネ69によって上記の第2弁座65に接当させると共に上記の第2先端面66よりも突出させ、これにより、上記の第1継手51と上記の第2継手52とを保密状に接続させたときに前記の第1ブロック1と前記の第2ブロック2との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段Dが前記の伝動部材31をクランプ駆動することによって、その伝動部材31が係合具34を介して上記の第2ブロック2の被係止部13bを上記の第1ブロック1へ引っ張るように構成した。
【0010】
上記の請求項3の発明は、次の作用効果を奏する。
テーブル又はクランプパレット等の第1ブロックにワークパレット等の第2ブロックを固定するときには、まず、上記の両ブロックを接近させていく。次いで、前記の駆動手段によって前記の伝動部材をクランプ駆動し、その伝動部材が前記の係合具と前記の被係止部とを介して上記の第2ブロックを第1ブロックの支持面に引っ張って固定する。これとほぼ同時に、上記の第1ブロックの第1継手と上記の第2ブロックの第2継手とが保密状に接続されて、上記の両ブロックの間に圧力流体を流通できる。
このため、圧力流体を流通させるための連結器を新たに設ける必要がなくなり、装置全体の構成が簡素になるうえ上記の圧力流体用の配管作業にも手間がかからない。しかも、上記の第1ブロックの伝動部材の半径方向の内方に上記の第1継手を設けると共に上記の第2ブロックの位置決め孔の半径方向の内方に上記の第2継手を設けたのでクランプ装置の全体をコンパクトに造れる。
しかも、上記の両継手を保密状に接続するにあたり、各弁座の各周囲壁に設けた先端面同士を封止するだけでよいので、上記の両継手の心ズレを容易に吸収できる。また、前記の二つの先端面のうちの少なくとも一方に封止具を設けるだけでよいので、上記の両継手は、接続構造が簡素となって安価に実施できる。
【0011】
請求項4の発明に示すように、上記の請求項2または3の発明には次の構成を加えることが好ましい。
前記の伝動部材31にスライド筒38を移動自在に挿入し、そのスライド筒38に前記の第1継手51を設け、
上記スライド筒38に接当する突出部材13を前記の第2ブロック2から突出させ、その突出部材13に前記の第2継手52を設け、
上記スライド筒38を先端方向へ進出させる付勢手段40を設け、その付勢手段40の付勢力を前記の第1閉じバネ59の付勢力よりも大きい値に設定し、前記の第1ブロック1と前記の第2ブロック2とを接近させたときには、上記の突出部材13が上記の付勢手段40に抗して上記スライド筒38を後退させるように構成したものである。
【0012】
上記の請求項4の発明は、次の作用効果を奏する。
上記の両継手の接続時には、前記の二つの先端面を前記の封止具によって封止した後、前記の付勢手段に抗して前記スライド筒を軸心方向へ相対的に移動できる。このため、上記の両継手を接続する際の軸心方向の位置ズレを十分に吸収できる。そのうえ、上記の付勢手段の付勢力によって前記の封止具を常時押圧できるので、上記の両継手を確実に保密状態に保てる。
【0013】
請求項5の発明に示すように、請求項2から4のいずれかのクランプ装置においては、前記の第1閉止部材58と前記の第2閉止部材68とを、それぞれ、ボールによって構成することが好ましい。
その請求項5の発明は、上記の両継手を接続するときに、半径方向の心ズレに加えて接続角度のズレも吸収できるのて、上記の両継手の接続が円滑になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1から図3は、本発明の第1実施形態を示している。まず、図1の立面視の断面図によって本発明のクランプ装置の構造を説明する。
マシニングセンタのテーブルTの上面に、第1ブロックであるクランプパレット1が固設される。そのクランプパレット1には、第2ブロックであるワークパレット2がクランプ装置4よって位置決め固定されるようになっている。なお、上記ワークパレット2の上面には、図示してないが、複数のワーククランプによってワークピースが着脱されるようになっている。
上記のクランプ装置4は、上記クランプパレット1に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムクランプ5と、上記ワークパレット2に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムリング6とを備える。
【0015】
上記データムリング6の下面に被支持面2aが形成され、その被支持面2aにソケット穴11が開口される。そのソケット穴11の下半部にテーパ位置決め孔12が上向きにすぼまるように形成される。
また、上記の位置決め孔12内にプルロッド(突出部材)13が配置される。そのプルロッド13は、同上の位置決め孔12とほぼ同軸心上に配置されると共に前記ワークパレット2に直径方向へ所定範囲内で移動自在に支持される。より詳しくいえば、前記データムリング6の上面に平面視で円形の収容溝14が形成され、その収容溝14に上記プルロッド13の上部の大径部分13aが直径方向へ所定の隙間をあけて挿入される。その大径部分13aの下面に前記データムリング6のフランジ部分6aが軽く接当している。
【0016】
前記データムクランプ5は、前記クランプパレット1に固定したカバーブロック16と、そのカバーブロック16と上記クランプパレット1との間に保密状に挿入したピストン17と、そのピストン17の下側に形成した油圧室18と、上記ピストン17と上記のカバーブロック16との間に装着したクランプバネ19とを備える。そのクランプバネ19は、ここでは、上下方向に積層させた複数枚の皿バネによって構成しているが、圧縮コイルバネであってもよい。
上記ピストン17と油圧室18とクランプバネ19によってクランプ装置4の駆動手段Dを構成してある。
【0017】
上記のカバーブロック16の中央部から環状のプラグ部分21が上向きに突設され、そのプラグ部分21が前記の位置決め孔12へ挿入されるようになっている。また、上記プラグ部分21の下部外周で上記カバーブロック16が上向きに少し突設され、その環状突設部の上面によって支持面1a構成される。
上記プラグ部分21に環状の中間部材23が外嵌され、その中間部材23が、3枚の皿バネ(弾性部材)24によって上向きに付勢されるともに止め輪25によって受け止められている。
【0018】
より詳しくいえば、上記の環状の中間部材23は、その内周面をストレート面27によって構成すると共に外周面をテーパ面28によって構成してあり、その中間部材23の環状壁にスリットを設けたり又は内周面に溝を設けたりすることにより(いずれも図示せず)、上記のテーパ面28及びストレート面27が直径方向へ拡大および縮小可能になっている。また、上記ストレート面27を上記プラグ部分21の外周面に軸心方向へ移動自在に支持してある。上記テーパ面28は、前記のテーパ位置決め孔12にテーパ係合するように上向きにすぼまるように形成してある。さらに、上記プラグ部分21の外周で前記カバーブロック16に環状の装着溝29が形成される。その装着溝29に、前記の皿バネ24が挿入されると共に上記の中間部材23の下部が嵌入される。
【0019】
また、前記プラグ部分21の筒孔21aに筒状の伝動部材31が軸心方向へ移動自在に挿入される。その伝動部材31の上部に周方向へ所定間隔をあけて複数の貫通孔33が形成され、各貫通孔33に係合ボール(係合具)34が半径方向の内方の係合位置X(後述の図3を参照)と半径方向の外方の係合解除位置Y(図1または図2を参照)とに移動可能に支持される。
上記プラグ部分21の筒孔21aには、上記の各係合ボール34に対応させて、退避溝36と押圧面37とを上下に連ねて形成してある。
【0020】
上記の伝動スリーブ31の筒孔31a内にスライド筒38が上下移動自在に挿入され、そのスライド筒38とバネ受け39との間に進出バネ(付勢手段)40が装着される。その進出バネ40によって上記のスライド筒38が上向きに押され、そのスライド筒38の下端が上記の筒孔31aの肩部分によって受け止められる。これにより、上記スライド筒38の上端面が上記の伝動部材31の上端面とほぼ同じ高さに位置されている。
【0021】
また、上記のクランプ装置4の嵌合面同士をクリーニングする手段が設けられる。即ち、前記クランプパレット1に圧縮空気(クリーニング流体)の供給口41が設けられる。また、前記プラグ部分21の前記の筒孔21aと上記の伝動部材31の外周面31bとの間に流路42が形成され、その流路42が連通孔43によって前記の供給口41へ連通される。さらに、上記の連通孔43の途中部が前記の装着溝29へ連通されている。
【0022】
さらに、前記のワークパレット2の上面の所定位置に前記のワークピース(図示せず)が着座しているのを確認する手段が設けられる。その確認手段は、前記のスライド筒38に設けた第1継手51と前記プルロッド13に設けた第2継手52とを備える。
【0023】
上記の第1継手51は次のように構成されている。
上記スライド筒38の筒孔に第1弁室54と第1弁座55とが先端方向である上方へ順に設けられ、上記の第1弁座55の周囲壁に設けた第1先端面56に環状の封止具57が嵌着される。その封止具57の先端は上記の第1先端面56よりも上方へ突出されている。
【0024】
上記の第1弁室54にボール形の第1閉止部材58が挿入される。その第1閉止部材58が、第1閉じバネ59によって上記の第1弁座55に閉止接当されるとともに、上記の第1先端面56および上記の封止具57よりも上方へ突出されている。上記の第1閉じバネ59の下端は、第1バネ受け60を介して上記スライド筒38によって受け止められる。上記の第1閉じバネ59の付勢力よりも前記の進出バネ40の付勢力を大きい値に設定してある。なお、上記の第1バネ受け60の大径部には、周方向へ所定の間隔をあけて第1貫通孔61を形成してある。
【0025】
前記の第2継手52は、上記の第1継手51とほぼ同様に、次のように構成されている。
即ち、前記プルロッド13の筒孔に第2弁室64と第2弁座65とが先端方向である下方へ順に設けられる。その第2弁座65の周囲壁に、前記の第1先端面56に対面する第2先端面66が設けられる。上記の第2弁室64に挿入したボール形の第2閉止部材68が、第2閉じバネ69によって上記の第2弁座65に閉止接当されると共に、上記の第2先端面66よりも下方へ突出される。上記の第2閉じバネ69の上端は、第2バネ受け70を介して上記プルロッド13によって受け止められる。なお、上記の第2バネ受け70の大径部にも、周方向へ所定の間隔をあけて第2貫通孔71を形成してある。
【0026】
上記のクランプ装置4は、図1から図3に示すように、次のように作動する。その図1は、前記のクランプパレット1に前記ワークパレット2を装着し始めた状態を示している。図2は、上記クランプパレット1に上記ワークパレット2を装着した状態を示している。また、図3は、上記クランプパレット1に上記ワークパレット2を固定した状態を示している。
【0027】
図1の状態では、圧油給排路73を経て前記の油圧室18へ圧油を供給してある。これにより、その油圧室18の油圧力によって前記ピストン17が前記クランプバネ19に抗して前記の伝動部材31を上昇させ、前記の各係合ボール34が前記の退避溝36に対面してフリーになっている。また、前記の中間部材23が前記の皿バネ24の付勢力によって上昇されている。さらに、前記スライド筒38が前記の進出バネ40によって上昇し、前記の第1閉止部材58が前記の第1弁座55に接当すると共に前記の第2閉止部材68が前記の第2弁座65に接当している。
【0028】
そして、上記の図1に示すように、前記クランプパレット1に対して前記ワークパレット2を下降させ始めたときには、前記の供給口41へクリーニング用の圧縮空気を供給する。すると、その圧縮空気が前記の流路42を通って前記の押圧面37および係合ボール34をクリーニングし、次いで、上記の流路42の上端から勢い良く吐出され、その吐出された圧縮空気が、前記のプルロッド13の被係止部13bと前記ソケット穴11の頂面および周面とをクリーニングし、引き続いて、前記プラグ部分21の外周をクリーニングし、その後、横向きに排出される。また、前記の装着溝29へ供給された圧縮空気が、前記の中間部材23のストレート面27の嵌合隙間と前記のテーパ面28の下部の嵌合隙間をクリーニングして外部へ排出される。
【0029】
なお、前記の伝動部材31の筒孔31aの上部と前記スライド筒38の外周面の上部との間の嵌合隙間47を前記の連通孔43へ連通させることが好ましい。この場合、上記の嵌合隙間47へ供給された圧縮空気が、前記の係合ボール34をクリーニングした後、その嵌合隙間47の上端から吐出され、その吐出された圧縮空気が前記の被係止部13bの下周面をクリーニングする。
【0030】
前記ワークパレット2がさらに下降すると、前記のプルロッド13の押圧部分13dが前記の伝動部材31の筒孔31a内に侵入して前記スライド筒38を下降させるとともに、前記テーパ位置決め孔12が前記の中間部材23のテーパ面28によって案内されていき、引き続いて、図2に示すように、前記プルロッド13の途中高さ部のフランジ部分13cが前記の伝動部材31の上端面に接当して、その伝動部材31によって上記ワークパレット2が受け止められる。この受け止め状態では、前記の中間部材23のテーパ面28と前記のテーパ位置決め孔12との間に係合隙間αが形成されると共に、前記の支持面1aと前記の被支持面2aとの間に接当隙間βが形成されている。そして、その状態では、前記の流路42の上端から吐出された圧縮空気は、上記の係合隙間αと上記の接当隙間βとを勢い良くクリーニングして、その後、外部へ排出される。
【0031】
また、上述したように上記プルロッド13が上記スライド筒38を下降させることにより、同上の図2に示すように、前記の第1閉止部材58と前記の第2閉止部材68とが突き合い、その第1閉止部材58が第1弁座55から離間すると共に前記の第2閉止部材68が第2弁座65から離間し、その後、前記の第1先端面56と前記の第2先端面66(図1参照)とが前記の封止具57によって封止される。これにより、前記クランプパレット1の入口路76が前記のカバーブロック16の水平路77と前記の伝動部材31の横孔78と前記スライド筒38の横孔79と上記の第1閉止部材58の開弁隙間と上記の第2閉止部材68の開弁隙間とを経て前記ワークパレット2の出口路80へ連通される。
【0032】
上記の図2の状態で前記の油圧室18の圧油を前記の給排路73から排出すると、前記クランプバネ19がピストン17を介して伝動部材31を強力に下降させていく。すると、まず、上記の伝動部材31の下降に追従して前記のワークパレット2が自重で下降していき、前記のテーパ位置決め孔12が前記の中間部材23のテーパ面28に接当する。これにより、上記のワークパレット2が上記の中間部材23を介して前記の皿バネ24を僅かに圧縮すると共に、上記テーパ位置決め孔12が調心移動されて、その軸心が前記プラグ部分21の軸心に合致する。
【0033】
これとほぼ同時に、図3に示すように、前記のプラグ部分21の前記の押圧面37が前記の各係合ボール34を係合位置Xへ移動させ、前記の伝動部材31が上記の係合ボール34と前記プルロッド13とを介して前記ワークパレット2を強力に下降させる。すると、前記のテーパ位置決め孔12が前記の中間部材23のテーパ面28に強力にテーパ係合して調心移動されて、そのテーパ位置決め孔12の軸心が前記プラグ部分21の軸心に精密に合致すると共に、前記の皿バネ24に抗して上記の中間部材23がさらに下降され、前記の被支持面2aが前記の支持面1aによって受け止められる。これにより、上記ワークパレット2は、上記テーパ位置決め孔12によって縮径された中間部材23を介して上記プラグ部分21によって水平方向へ拘束されると共に上記の支持面1aによって上下方向へ拘束されることになり、その結果、上記のワークパレット2を上記クランプパレット1に精密かつ強力に位置決め固定できる。
なお、前記の押圧面37を少し傾斜させることが好ましい。この場合、その傾斜押圧面の楔作用によって、上記の伝動部材31の駆動力を倍力変換して上記プルロッド13へ伝達できるので、上記ワークパレット2を強力に下降させることが可能となる。
【0034】
上記の図3で示すクランプ完了後には、前記の図2中の接当隙間βが無くなって上記の支持面1aと被支持面2aとの間が気密状に封止されるので、前記のクリーニング用の圧縮空気の逃げ道がなくなり、前記の供給口41の圧力が上昇する。その圧力上昇を圧力センサ(図示せず)によって検出することにより、上記のクランプ完了を自動的に確認できる。
さらに、前記の入口路76へ着座確認用の圧縮空気を供給する。すると、前記のワークパレット2の上面に前記ワークピース(図示せず)が載置されているときには、前記の出口路80が閉じられるので、上記の入口路76へ供給された圧縮空気の圧力が上昇する。その圧力上昇を別の圧力センサ(図示せず)によって検出することにより、上記のワークピース(図示せず)が着座していることを確認できる。
【0035】
上記の図3のクランプ状態から図2のアンクランプ状態へ切換えるときには、その図3の状態で前記の油圧室18へ圧油を供給すればよい。すると、図2に示すように、その油圧室18の油圧力によって前記ピストン17が前記の伝動部材31を上昇させ、前記の各ボール34が前記の退避溝36に対面して係合解除位置Yへ切換わることが許容されると共に(この図2では既に切換わった状態を示してある)、上記の伝動部材31の上部が前記のプルロッド13の前記フランジ部分13cに接当してワークパレット2を押し上げる。このため、その図2に示すように、前記の中間部材23の上側に前記の係合隙間αが形成されると共に前記の支持面1aの上側に接当隙間βが形成される。これにより、上記ワークパレット2を上記クランプパレット1から容易に取り外すことができる。
【0036】
また、上記の第1実施形態は次の長所を奏する。
前記の第1継手51と第2継手52とを保密状に接続するにあたり、各弁座55・65の各周囲壁に設けた先端面56・66同士を封止するだけでよいので、上記の両継手51・52の心ズレを容易に吸収できる。しかも、上記の二つの先端面56・66のうちの少なくとも一方に前記の封止具57を設けるだけでよいので、連結構造が簡素となり、安価に製作できる。さらに、前記の第1閉止部材58と第2閉止部材68をボール状に構成したので、半径方向の心ズレに加えて接続角度のズレも吸収できることになり、上記の両継手51・52の接続が円滑になる。
【0037】
前記の伝動部材31にスライド筒38を軸心方向へ移動可能で保密状に挿入して、そのスライド筒38に前記の第1弁室54および前記の第1弁座55を設け、上記スライド筒38を進出バネ40によって先端方向へ付勢し、その進出バネ40の付勢力を前記の第1閉じバネ59の付勢力よりも大きい値に設定したので、次の長所を奏する。前記の両継手51・52の接続時には、前記の二つの先端面56・66を前記の封止具57によって封止した後、上記の進出バネ40に抗して上記スライド筒38を上下方向へ相対的に移動できる。このため、上記の両継手51・52を接続する際の軸心方向の位置ズレを吸収できる。そのうえ、上記の進出バネ40の付勢力によって上記の封止具57を常時押圧できるので、上記の両継手51・52を確実に保密状態に保てる。
【0038】
図4・図5・図6は、それぞれ、第2実施形態・第3実施形態・第4実施形態を示し、前記の図3に類似する図である。これらの別の実施形態においては、上記の第1実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、その第1実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。
【0039】
図4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。
前記ワークパレット2に形成した前記の位置決め孔12はストレートに形成されている。そのストレート位置決め孔12に、前記の中間部材23の外周のストレート面27が上下移動自在に支持される。上記の中間部材23が複数の皿バネ(弾性部材)24によって下向きに付勢され、その中間部材23の下降は、上記の位置決め孔12の下部に嵌着した止め輪25によって阻止されている。上記の中間部材23の内面に形成したテーパ面28が前記のプラグ部分21の外周面にテーパ係合している。上記テーパ面28は、上向きにすぼまるように形成されている。
【0040】
図5の第3実施形態は、前記の第1実施形態とは次の点で異なる。
前記ワークパレット2の前記の被係止部13bは、前記の位置決め孔12の上側で前記ソケット孔11に設けられる。また、前記の複数の係合ボール34は、前記のプラグ部分21に支持される。これら係合ボール34のための前記の退避溝36および前記の押圧面37は、前記の伝動部材31の外周面に形成される。そして、上記の伝動部材31を下向きにクランプ駆動することにより、上記の押圧面37が上記の係合ボール34を外方の係合位置Xへ切換えるのである。
上記の伝動部材31の上部に前記スライド筒38が上下移動可能に挿入され、そのスライド筒38に前記の第1継手51が設けられる。また、上記ソケット孔11の頂壁に突出部材13がネジ止めされ、その突出部材13に前記の第2継手52が設けられる。
なお、上記プラグ部分21の上部に、クリーニング用圧縮空気の複数の吐出口82が斜め向きに形成されている。
【0041】
図6の第4実施形態は、前記の第1実施形態とは次の点で異なる。
前記の第1継手51と第2継手52とは、着座確認用の圧縮空気を供給することに代えて、前記ワークパレット2の上面に取り付けたワーククランプ(図示せず)に圧油を供給および排出するために使用される。より詳しくいえば、次の通りである。
【0042】
上記の第1継手51は、前記クランプパレット1に保密状にネジ止めしたケーシング84と、そのケーシング84内に装着した長尺ロッド状の第1閉止部材58およびポペット状の第1逆止部材85とを備える。そして、上記のケーシング84に前記の伝動部材31および前記ピストン17が保密状に外嵌される。
また、前記の第2継手52は、前記プルロッド13内に装着した長尺ロッド状の第2閉止部材68およびポペット状の第2逆止部材86を備える。
【0043】
そして、図示のように上記クランプパレット1に上記ワークパレット2を固定すると、上記プルロッド13の下部が進出バネ40に抗してスライド筒38を下降させ、上記の第1閉止部材58と第2閉止部材68とが上下方向に突き合う。これにより、まず、上記の第1閉止部材58の上端が第1弁座55から離間すると共に上記の第2閉止部材68の下端が第2弁座65から離間し、次いで、前記の第1逆止部材85が第1逆止弁座88から離間すると共に上記の第2逆止部材86が第2逆止弁座89から離間する。
【0044】
上記クランプパレット1から前記ワーククランプ(図示せず)へ圧油を供給するときには、そのクランプパレット1のクランプ用の入口路76へ圧油を供給すればよい。すると、その圧油は、前記のケーシング84内の第1円筒フィルタ91と前記の第1逆止弁座88の開き隙間と第2円筒フィルタ92と第1弁座55の開き隙間と第2弁座65の開き隙間と第3円筒フィルタ93と第2逆止弁座89の開き隙間と第4円筒フィルタ94と前記ワークパレット2の出口路80を順に通って、前記ワーククランプ(図示せず)へ供給される。
なお、上記ワーククランプの圧油は、上記とは逆の経路で上記クランプパレット1の入口路76へ排出される。
【0045】
上記の圧油の供給または排出を終えた後に、上記クランプパレット1に対して上記ワークパレット2を上昇させる。すると、まず、前記の第1逆止部材85が第1逆止バネ96によって第1逆止弁座88に接当すると共に前記の第2逆止部材86が第2逆止バネ97によって第2逆止弁座89に接当し、その後、前記の進出バネ40および第1閉じバネ59によって前記の第1弁座55が第1閉止部材58の上端に接当すると共に第2閉じバネ69によって第2閉止部材68の下端が前記の第2弁座65に接当する。
【0046】
上記の各実施形態は次のように変更可能である。
上記クランプ装置の前記の中間部材23は、例示した環状体に限定されるものではなく、複数の分割体を環状に並べたものであってもよい。その中間部材23を押圧する弾性部材は、例示した皿バネ24に代えて、圧縮コイルバネ等の他の種類のバネまたはゴム等で構成することも可能である。また、上記の中間部材23は、前記の図5の第3実施形態や図6の第4実施形態においても、前記の図4の第2実施形態と同様に前記ワークパレット2に支持してもよい。さらには、本発明のクランプ装置から上記の中間部材23を省略しても差し支えない。
また、上記クランプ装置の係合具34は、例示したボールに代えて、フックやコレット等も利用可能である。また、そのクランプ装置は、バネ力によってクランプ駆動することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力によってクランプ駆動することも可能である。
【0047】
上記クランプ装置のアンクランプ時には、前記の伝動部材31の上端面を前記プルロッド13のフランジ部分13cに接当させて前記のワークパレット2を持ち上げるとしたが、これに代えて、上記の伝動部材31の上記の上端面を前記の位置決め孔12の頂壁(前記ソケット孔11の頂壁)に接当させるようにしてもよい。また、上記プルロッド13は、上記のワークパレット2に直径方向へ移動可能に支持することに代えて、そのワークパレット2に固定したものであってもよい。
前記の図1から図3の第1実施形態や図4の第2実施形態や図5の第3実施形態においても、図6の第4実施形態と同様に、前記の第1誌継手51と第2継手52によってワーククランプ用の圧油を給排させてもよい。
【0048】
前記の第1ブロックは、例示のクランプパレット1に代えてマシニングセンタや各種機械のテーブルであってもよい。また、前記の第2ブロックは、例示のワークパレット2に代えてワークピースであってもよい。上記の第1ブロックと第2ブロックとは、上下逆に配置したものであってもよく、例示した上下方向へ連結することに代えて、水平方向または斜め方向へ連結するものであってもよい。
また、本発明のクランプ装置は、ワークパレットやワークピースのクランピングの用途に限定されるものではなく、金型やアタッチメント等のクランピングにも利用できることは勿論である。そのクランプ装置は、複数セットに限定されるものではなく、1セットだけでも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るクランプ装置の第1実施形態を示し、第1ブロックであるクランプパレットに第2ブロックであるワークパレットを装着し始めた状態の立面視の断面図である。
【図2】 上記クランプパレットに上記ワークパレットを装着した状態を示し、上記の図1に類似する図である。
【図3】 上記クランプパレットに上記ワークパレットを固定した状態を示し、同上の図1に類似する図である。
【図4】 上記クランプ装置の第2実施形態を示し、上記の図3に類似する図である。
【図5】 上記クランプ装置の第3実施形態を示し、同上の図3に類似する図である。
【図6】 上記クランプ装置の第4実施形態を示し、同上の図3に類似する図である。
【符号の説明】
1…第1ブロック(クランプパレット)、2…第2ブロック(ワークパレット)、12…位置決め孔、13…突出部材(プルロッド)、13b…被係止部、21…プラグ部分、23…中間部材、24…弾性部材(皿バネ)、31…伝動部材、34…係合具(係合ボール)、38…スライド筒、40…付勢手段(進出バネ)、51…第1継手、52…第2継手、54…第1弁室、55…第1弁座、56…第1先端面、57…封止具、58…第1閉止部材、59…第1閉じバネ、64…第2弁室、65…第2弁座、66…第2先端面、68…第2閉止部材、69…第2閉じバネ、D…駆動手段。
Claims (5)
- 第1ブロック(1)に第2ブロック(2)を着脱自在に固定するクランプ装置であって、
上記の第2ブロック(2)に開口された位置決め孔(12)と、その位置決め孔(12)へ挿入されるように上記の第1ブロック(1)から突出させたプラグ部分(21)と、そのプラグ部分(21)と上記の位置決め孔(12)との間の環状空間に介在されると共に直径方向へ拡大および縮小可能な中間部材(23)とを備え、
上記の中間部材(23)を、上記プラグ部分(21)と上記の位置決め孔(12)との両者のうちの一方(21,12)に軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に他方(12,21)にテーパ係合可能に構成し、上記の中間部材(23)を弾性部材(24)によって上記のテーパ係合を緊密にする方向へ付勢し、
上記のプラグ部分(21)に伝動部材(31)を挿入し、その伝動部材(31)を、駆動手段(D)によって、前記の第1ブロック ( 1 ) に前記の第2ブロック ( 2 ) を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材(31)の半径方向の内方で前記の第1ブロック(1)側に圧力流体用の第1継手(51)を設けると共に、上記の位置決め孔(12)の半径方向の内方で前記の第2ブロック(2)側に圧力流体用の第2継手(52)を設け、これらの第1継手(51)と第2継手(52)とを保密状に接続させたときに上記の第1ブロック(1)と上記の第2ブロック(2)との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段(D)が前記の伝動部材(31)をクランプ駆動することによって、その伝動部材(31)が係合具(34)を介して上記の第2ブロック(2)の被係止部(13b)を上記の第1ブロック(1)へ引っ張るように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。 - 請求項1のクランプ装置において、
前記の第1継手(51)に第1弁室(54)と第1弁座(55)とを先端方向へ順に設けると共に、前記の第2継手(52)に第2弁室(64)と第2弁座(65)とを先端方向へ順に設け、
上記の第1弁座(55)の周囲壁に設けた第1先端面(56)と上記の第2弁座(65)の周囲壁に設けた第2先端面(66)との少なくとも一方の先端面(56)に環状の封止具(57)を設けて、その封止具(57)を上記の少なくとも一方の先端面(56)から突出させ、
上記の第1弁室(54)に挿入した第1閉止部材(58)を第1閉じバネ(59)によって上記の第1弁座(55)に接当させると共に上記の第1先端面(56)よりも突出させ、上記の第2弁室(64)に挿入した第2閉止部材(68)を第2閉じバネ(69)によって上記の第2弁座(65)に接当させると共に上記の第2先端面(66)よりも突出させた、ことを特徴とするクランプ装置。 - 第1ブロック(1)に第2ブロック(2)を着脱自在に固定するクランプ装置であって、
上記の第2ブロック ( 2 ) に開口された位置決め孔 ( 12 ) へ挿入されるように上記の第1ブロック ( 1 ) からプラグ部分 ( 21 ) を突出させ、
上記のプラグ部分 ( 21 )に伝動部材(31)を挿入し、その伝動部材(31)を、駆動手段(D)によって、前記の第1ブロック ( 1 ) に前記の第2ブロック ( 2 ) を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材(31)の半径方向の内方で上記の第1ブロック(1)側に圧力流体用の第1継手(51)を設け、上記の位置決め孔 ( 12 ) の半径方向の内方で前記の第2ブロック(2)側に圧力流体用の第2継手(52)を設け、
上記の第1継手(51)に第1弁室(54)と第1弁座(55)とを先端方向へ順に設けると共に、上記の第2継手(52)に第2弁室(64)と第2弁座(65)とを先端方向へ順に設け、
その第1弁座(55)の周囲壁に設けた第1先端面(56)と上記の第2弁座(65)の周囲壁に設けた第2先端面(66)との少なくとも一方の先端面(56)に環状の封止具(57)を設けて、その封止具(57)を上記の少なくとも一方の先端面(56)から突出させ、上記の第1弁室(54)に挿入した第1閉止部材(58)を第1閉じバネ(59)によって上記の第1弁座(55)に接当させると共に上記の第1先端面(56)よりも突出させ、上記の第2弁室(64)に挿入した第2閉止部材(68)を第2閉じバネ(69)によって上記の第2弁座(65)に接当させると共に上記の第2先端面(66)よりも突出させ、これにより、上記の第1継手(51)と上記の第2継手(52)とを保密状に接続させたときに前記の第1ブロック(1)と前記の第2ブロック(2)との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段(D)が前記の伝動部材(31)をクランプ駆動することによって、その伝動部材(31)が係合具(34)を介して上記の第2ブロック(2)の被係止部(13b)を上記の第1ブロック(1)へ引っ張るように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。 - 請求項2または3のクランプ装置において、
前記の伝動部材(31)にスライド筒(38)を移動自在に挿入し、そのスライド筒(38)に前記の第1継手(51)を設け、
上記スライド筒(38)に接当する突出部材(13)を前記の第2ブロック(2)から突出させ、その突出部材(13)に前記の第2継手(52)を設け、
上記スライド筒(38)を先端方向へ進出させる付勢手段(40)を設け、その付勢手段(40)の付勢力を前記の第1閉じバネ(59)の付勢力よりも大きい値に設定し、前記の第1ブロック(1)と前記の第2ブロック(2)とを接近させたときには、上記の突出部材(13)が上記の付勢手段(40)に抗して上記スライド筒(38)を後退させるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。 - 請求項2から4のいずれかのクランプ装置において、
前記の第1閉止部材(58)と前記の第2閉止部材(68)とを、それぞれ、ボールによって構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
手段。
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