JP4544731B2

JP4544731B2 - Twist clamp device

Info

Publication number: JP4544731B2
Application number: JP2000383904A
Authority: JP
Inventors: 孝幸川上
Original assignee: Pascal Engineering Corp
Current assignee: Pascal Engineering Corp
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-12-18
Also published as: JP2002187036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツイスト式クランプ装置において、特に出力ロッドを定位置で所定角度ツイストさせた後に出力ロッドをクランプ側へ退入駆動可能な形式のツイスト式クランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より機械加工や成形加工などをその加工対象のワークに対して行う時に、それらのワークを固定する手段としてさまざまな種類のクランプ装置が使用されている。それらのクランプ装置の中にはクランプ装置の出力ロッドの上端部にクランプアームが装着され、出力ロッドの退入動作に連動してクランプアームも退入動作を行い、クランプアームがワークに当接してワークをその位置にクランプするものがある。
【０００３】
しかし、前記のクランプ装置がクランプ解除状態であるときにワークをその所定位置に配置する際に、ワークの形状によってはワークがクランプアームと干渉してワークを所定位置に配置できない場合もある。そのワークとクランプアームの干渉を防ぐために、以下に述べるようなツイスト式クランプ装置が実用に供されている。
【０００４】
ツイスト式クランプ装置では、クランプ解除状態ではクランプアームはワークと干渉しない退避位置にあって、ワークを配置した後クランプ状態へ移行する時に出力ロッドが退入動作を伴いながら所定角度のツイスト動作を行い、その出力ロッドのツイスト動作に連動してクランプアームが退入動作を伴いながらワークに当接する位置まで旋回動作を行う。出力ロッドはツイスト動作を完了後退入動作を行い、同時にクランプアームも退入動作を行ってワークに当接し、ワークをクランプする。
【０００５】
特開平１０−３４４６９号公報に記載されたツイスト式クランプ装置では、ピストンは出力ロッドの途中高さ部分に固定され、出力ロッドの下半部にはスリーブが外嵌され、出力ロッドの下半部とスリーブに亙って出力ロッドの進退動作をその出力ロッドのツイスト動作に変換するボールネジ機構が設けられている。クランプ時には出力ロッドの退入動作の一部はボールネジ機構により出力ロッドのツイスト動作に変換され、出力ロッドはツイスト動作を行うと同時に退入動作を行い、ピストンがスリーブに当接した時に出力ロッドはツイスト動作を完了し、出力ロッドはスリーブと一体となってクランプ側へ退入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１０−３４４６９号公報に記載されたツイスト式クランプ装置では、出力ロッドはツイスト動作を行いつつ退入動作も行うため、複雑な形状のワークをクランプする時には出力ロッドのツイスト動作時に旋回途中のクランプアームがワークに干渉する可能性がある。さらに出力ロッドのツイスト動作時に出力ロッドが退入するストローク分だけクランプ装置の高さが必然的に大きくなる。
【０００７】
そこで、ツイスト式クランプ装置においては出力ロッドが定位置でツイスト動作することが望ましい。しかし、前記特開平１０−３４４６９号公報に記載のクランプ装置のようにピストンと出力ロッドが一体に形成されている場合には、ピストンと出力ロッドの間に相対移動が起こり得ないことから、出力ロッドが定位置でツイスト動作を行うことは不可能である。本発明の目的は、ツイスト式クランプ装置において、簡単な構造の動作規制機構により、出力ロッドが定位置でのツイスト動作を行った後退入動作を行ってワークをクランプするのを可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のツイスト式クランプ装置はクランプ本体と、このクランプ本体に進退可能に装着された出力ロッドとを有し、出力ロッドを所定角度ツイストさせてからクランプ側へ退入駆動する形式のツイスト式クランプ装置において、前記クランプ本体内で出力ロッドに外装されたボール支持体を有しボール支持体の進退動作を出力ロッドのツイスト動作に変換するボールネジ機構と、前記クランプ本体内で出力ロッドに相対移動可能に外装された環状ピストンを有し、ボール支持体を出力ロッド退入側へ駆動可能な油圧シリンダと、前記ボール支持体に対して環状ピストンと反対側において出力ロッドに一体形成され且つボール支持体をツイスト動作終端位置で受け止める突起部と、前記ボール支持体と出力ロッドを出力ロッド進出側へ弾性付勢する圧縮コイルバネと、前記クランプ本体のうちの出力ロッドの外周に臨む外周壁部と出力ロッドとに係合した複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制する動作規制機構とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
油圧により油圧シリンダの環状ピストンにクランプ力が作用すると、ピストンは出力ロッドに対して相対移動可能であるため、ピストンとボール支持体は出力ロッドに対して相対的に退入動作を行い、そのボール支持体の退入動作はボールネジ機構により出力ロッドのツイスト動作に変換される。
【００１０】
動作規制機構は、出力ロッドと外周壁部とに係合する複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制するため、クランプ時には出力ロッドは定位置でツイスト動作を行った後に、退入動作を行ってワークにクランプ力を伝達し、クランプ解除時には出力ロッドは進出動作を行ってワークのクランプを解除した後に、定位置でツイスト動作を行う。
【００１１】
請求項２のツイスト式クランプ装置は前記動作規制機構は、複数の球体が夫々係合して出力ロッドのツイスト動作を許容しつつ進退動作を規制する複数の円弧溝と、これら円弧溝の溝端から夫々立ち上がる複数の縦溝であって出力ロッドの進退動作を許容しつつツイスト動作を規制する複数の縦溝とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
球体が円弧溝に係合している場合には、出力ロッドのツイスト動作は許容されるがその出力ロッドの進退動作は規制され、球体が縦溝に係合している場合には、出力ロッドの進退動作は許容されるがその出力ロッドのツイスト動作は規制される。
【００１３】
請求項３のツイスト式クランプ装置は前記外周壁部は、クランプ本体の下端側部位に筒状に形成され、この外周壁部に出力ロッドの下端側部分が進退自在に挿入されたことを特徴とするものである。従って出力ロッドはその下端側部分で外周壁部にガイドされて進退動作を行う。
【００１４】
請求項４のツイスト式クランプ装置は前記複数の円弧溝と複数の縦溝が出力ロッドに形成されたことを特徴とするものである。外周壁部に装着された複数の球体は出力ロッドの複数の円弧溝と夫々係合することで出力ロッドのツイスト動作を許容しつつその進退動作を規制し、球体は出力ロッドの複数の縦溝と夫々係合することで出力ロッドの進退動作を許容しつつそのツイスト動作を規制する。
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に示すように、ツイスト式クランプ装置１は、クランプ本体２と、クランプ力及びクランプ解除力を伝達する出力ロッド３と、クランプ力を発生させる油圧シリンダ４と、出力ロッド３にツイスト動作を生じさせるボールネジ機構５と、出力ロッド３の進退動作またはツイスト動作を規制する動作規制機構６と、クランプ解除力を発生させるスプリング７と、ワークＷにクランプ力を出力するクランプアーム８等で構成されている。
【００１７】
このクランプ装置１では出力ロッド３が定位置で９０°ツイストすることによりクランプアーム８も定位置で９０°旋回し、その後出力ロッド３が退入することでクランプアーム８は引き下げられてワークＷをクランプする。
【００１８】
図１，図２のようにクランプ本体２は４本のボルト１０でワークパレットＰに固定されている。クランプ本体２は上部本体２ａと下部本体２ｂなどで構成され、下部本体２ｂはさらに上半部の出力ロッド３の外周に臨む外周壁部１１と下半部の端板部１２などで構成されている。
【００１９】
上部本体２ａの内部には油圧シリンダ４のシリンダ穴４０と、シリンダ穴４０とほぼ同じ径を有する上部筒状穴１３と，上部筒状穴１３よりもやや径の大きい下部筒状穴１４とが直列的に形成され、２つの筒状穴１３，１４の境界付近にはボール支持体５０と係合する環状の係合部１５が設けられている。上部本体２ａの上端部には出力ロッド３が貫通するロッド貫通孔１６が形成され、ロッド貫通孔１６の内面には切削切粉や塵が内部に侵入するのを防ぐダストシール１７が装着されている。
【００２０】
下部本体２ｂの外周壁部１１はクランプ本体２の下端側部位に筒状に形成され、外周壁部１１の内側には出力ロッド３のロッド下部３ｃが進退自在に挿入されるロッド挿入穴１８が形成されている。ロッド挿入穴１８の内周面には３つの球体１９が装着され、夫々の球体１９は同一円周上でその位置が互いに１２０°の位相差を有するように均等に配置されている。また夫々の球体１９はロッド挿入穴１８の内周面にその半球分が突出し、出力ロッド３のロッド下部３ｃに形成された３つの円弧溝３４または３本の縦溝３５に係合する。
【００２１】
下部本体２ｂの端板部１２は円板状に形成され、端板部１２は上部本体２ａの下端部に内嵌され、上部本体２ａと下部本体２ｂの端板部１２との間にはシール部材２０と止め輪２１が装着され、止め輪２１により下部本体２ｂは上部本体２ａに対して抜け止めされている。
【００２２】
図１に示すように、出力ロッド３はクランプアーム８にクランプ力を伝達するロッド上部３ａと、進退動作またはツイスト動作を行うロッド中央部３ｂと、動作規制機構６により進退動作またはツイスト動作を規制されるロッド下部３ｃとが一体形成されたものである。出力ロッド３はロッド中央部３ｂでロッド貫通孔１６を上下に摺動可能に貫通し、ロッド下部３ｃで外周壁部１１のロッド挿入穴１８に進退自在に挿入され、出力ロッド３はクランプ本体２に進退可能に装着されている。
【００２３】
出力ロッド３のロッド上部３ａはその上端部にネジ部３０を有し、ネジ部３０の下部にはその径が下側に広がるテーパー部３１が形成され、クランプアーム８がそのテーパー部３１に外嵌され、ナット６１で固定されている。
【００２４】
出力ロッド３のロッド中央部３ｂの外周面にはボールネジ機構５のボール支持体５０とボール５４を介して螺合するボール溝３２が設けられ、またロッド中央部３ｂの下部にはボール支持体５０と係合する環状の突起部３３が、ボール支持体５０に対して環状ピストン４１と反対側に設けられている。
【００２５】
出力ロッド３の下端側部分のロッド下部３ｃの外周面には、半円断面を有する３つの円弧溝３４が形成され、夫々の円弧溝３４は同一円周上にその位置が互いに１２０°の位相差を有するように均等に配置されている。同じくロッド下部３ｃの外周面には、半円断面を有する３本の縦溝３５が形成され、夫々の縦溝３５は３つの円弧溝３４の溝端から夫々立ち上がっている。
【００２６】
図１に示すように油圧シリンダ４は、シリンダ穴４０と、出力ロッド３のロッド中央部３ｂに相対移動可能に外装された環状のピストン４１等で構成され、ピストン４１の下面はボールネジ機構５のボール支持体５０と当接し、ピストン４１はボール支持体５０にクランプ力を伝達して、油圧シリンダ４はボール支持体５０を出力ロッド３退入側へ駆動する。ピストン４１には油圧封止用のシール部材４２，４３が装着され、さらに出力ロッド３とロッド貫通孔１６の間に油圧封止用のシール部材４４が装着されている。またピストン４１の上側には油室４２が形成され、油室４２には油圧ポート４３及び油路４４を介して外部の油圧配管４３ａから油圧が供給される。
【００２７】
ボールネジ機構５はボールネジナット部材としてのボール支持体５０の出力ロッド３に対する相対的な進退動作を出力ロッド３のツイスト動作に変換するものである。図１に示すようにボールネジ機構５は環状のボール支持体５０を有し、ボール支持体５０は出力ロッド３のロッド中央部３ｂに外装されている。ボール支持体５０の下半部の外周には環状の突起部５１が設けられ、突起部５１が筒状穴１３，１４の境界付近の係合部１５と係合することでボール支持体５０はその進出動作を制限され、またボール支持体５０はボール５２と筒状穴１４の回動係止溝２２により回動を係止されている。
【００２８】
ボール支持体５０の上端面はピストン４１の下面と当接し、ボール支持体５０の下端面はボール支持体５０の退入動作時にロッド中央部３ｂの環状の突起部３３と係合して、ボール支持体５０がクランプ力を出力ロッド３に確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体に退入動作を行う。
【００２９】
ボール支持体５０の内周面にはロッド中央部３ｂのボール溝３２に対応するボール溝５３が設けられ、ボール溝３２とボール溝５３の間には多数のボール５４が充填され、これらのボール５４を介してボール支持体５０はロッド中央部３ｂと螺合し、ボールネジ機構を構成している。このボールネジ機構によりボール支持体５０の出力ロッド３に対する相対的な進退動作は出力ロッド３のツイスト動作に変換される。
【００３０】
動作規制機構６は、出力ロッド３のツイスト動作時にはその出力ロッド３の進退動作を規制するとともに、出力ロッド３の進退動作時にはその出力ロッド３のツイスト動作を規制するものである。図１，図３に示すように、動作規制機構６は外周壁部１１のロッド挿入穴１８の内周面に装着された３つの球体１９と、出力ロッド３のロッド下部３ｃの外周面に形成された３つの円弧溝３４及び３本の縦溝３５などで構成されている。
【００３１】
３つの球体１９は夫々ロッド挿入穴１８の内周面にその半球分が突出している。この突出した半球が夫々半円断面を有する３つの円弧溝３４と係合している時には、球体１９と円弧溝３４との間で円弧溝３４に沿う円周方向の相対移動が可能であり、出力ロッド３のツイスト動作は許容されるが、その出力ロッド３の進退動作は規制される。一方、球体１９の突出した半球が夫々半円断面を有する３つの縦溝３５と係合している時には、球体１９と縦溝３５との間で縦溝３５に沿う進退方向の相対移動が可能であり、出力ロッド３の進退動作は許容されるが、その出力ロッド３のツイスト動作は規制される。
【００３２】
圧縮コイルバネからなるスプリング７は下部筒状穴１４の内部に配設され、スプリング７の上端はボール支持体５０の下面に当接され、スプリング７の下端は下部本体２ｂの端板部１２の上面に当接され、スプリング７はボール支持体５０と出力ロッド３を進出側へ弾性付勢する。
【００３３】
クランプアーム８は出力ロッド３のツイスト動作に連動して旋回し、出力ロッド３の退入動作時にはワークＷに当接してワークＷをクランプする。クランプアーム８は一方の端部付近に貫通孔６０を有し、貫通孔６０の内周面は下側にその径が広がるテーパー状に形成されている。クランプアーム８は貫通孔６０において出力ロッド３のロッド上部３ａのテーパー部３１に外嵌されてナット６１で出力ロッド３に固定されている。クランプアーム８の他方の端部の下面にはクランプ時にワークＷに当接するクランプヘッド６２が形成されている。
【００３４】
次にツイスト式クランプ装置１の作用について説明する。図１に示すようにツイスト式クランプ装置１がクランプ解除状態であるときに、ワークＷをパレットＰの所定の位置に配置した後、油圧ポート４３に油圧配管４３ａを接続し油室４２に油圧を導入してクランプ力をピストン４１の上面に作用させて、スプリング７の弾性力に抗してボール支持体５０を出力ロッド３の退入側へ駆動させる。この時、図１，図３のように動作規制機構６の球体１９と円弧溝３４が係合しており、出力ロッド３はツイスト動作を許容されるが、出力ロッド３は退入動作を規制される。
【００３５】
ピストン４１とボール支持体５０は出力ロッド３に相対移動可能に外装されており、さらに出力ロッド３が動作規制機構６により退入動作を規制されているため、ボール支持体５０は出力ロッド３に相対的に退入動作を行う。そのボール支持体５０の退入動作はボールネジ機構５により出力ロッド３のツイスト動作に変換され、出力ロッド３は定位置で時計回りにツイスト動作を行い、その出力ロッド３のツイスト動作に連動してクランプアーム８も時計回りに旋回する。
【００３６】
尚、一般のネジ機構と異なり、ボールネジ機構５においてはボール５４はボール溝３２及びボール溝５３に対して、すべり接触ではなくころがり接触しながら転動するため摩擦力が小さく、ボール溝３２及びボール溝５３のリード角を小さくでき、出力ロッド３のツイスト動作時におけるピストン４１のストロークをより小さくできる。
【００３７】
図４，図５のように出力ロッド３が時計回りに９０°のツイスト動作を行うと、動作規制機構６の３つの縦溝３５は夫々３つの球体１９の位置に到達し、球体１９と円弧溝３４との係合が解除されて出力ロッド３は退入動作を開始し、同時に球体１９と縦溝３５とが係合するため出力ロッド３はツイスト動作を規制される。このツイスト動作終端位置の時ボール支持体５０の下面がロッド中央部の突起部３３に係合し、ボール支持体５０が出力ロッド３にクランプ力をより確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体となって退入動作を行う。図６のように縦溝３５の上端が球体１９と係合するまで出力ロッド３が退入すると、クランプアーム８のクランプヘッド６２がワークＷに当接してワークＷをパレットＰにクランプする。
【００３８】
次に図６のワークＷがクランプされた状態からクランプ解除する際には、油圧ポート３５と油路３６を介して油室３４の油圧を油圧配管３５ａへ抜くと、スプリング７によってボール支持体５０と出力ロッド３とピストン４１は進出側へ駆動される。また動作規制機構６の球体１９は縦溝３５に係合しているため、出力ロッド３はツイスト動作を規制された状態で進出動作を行い、その出力ロッド３の進出動作に伴い、クランプアーム８のクランプヘッド６２はワークＷから離隔する。
【００３９】
図４，図５のように、出力ロッド３の進出動作により縦溝３５が移動して球体１９と縦溝３５の下端とが係合すると、球体１９は円弧溝３４と係合可能になる。この時、出力ロッド３は進出動作を規制されるが、ボール支持体５０は引き続き進出動作を行うため、ボール支持体５０は出力ロッド３に対して相対的に進出動作を行うことになり、ボールネジ機構５によりそのボール支持体５０の進出動作は出力ロッド３のツイスト動作に変換され、球体１９が円弧溝３４に係合して出力ロッド３はその進出動作を規制されながら定位置でクランプ時とは逆に反時計回りのツイスト動作を行う。この出力ロッド３のツイスト動作に連動してクランプアーム８も定位置で反時計回りに旋回する。
【００４０】
さらにピストン４１とボール支持体５０が進出動作を行い、ピストン４１の上面がシリンダ穴４０の上端面に当接した時に、図１のように出力ロッド３が９０°のツイスト動作を完了すると同時にクランプアーム８も９０°の旋回動作を完了し、ツイスト式クランプ装置１はクランプ解除状態となる。
【００４１】
以上のツイスト式クランプ装置１によれば、ピストン４１は出力ロッド３に相対移動可能に外装されているため、ピストン４１とボール支持体５０が出力ロッド３に対し相対的に進退動作を行うことができ、さらに動作規制機構６が出力ロッド３のツイスト動作時にはその出力ロッド３の進退動作を規制するとともに、出力ロッド３の進退動作時にはその出力ロッド３のツイスト動作を規制するため、出力ロッド３は定位置で９０°ツイスト動作をした後に退入側へ動作することが可能であり、出力ロッド３のツイスト動作時にクランプアーム８がワークＷに干渉する可能性が低くなる。
【００４２】
また出力ロッド３はそのツイスト動作時に進退動作を規制されるため、出力ロッド３のストロークは進退動作時のストロークのみとなり、その結果ツイスト式クランプ装置１の高さを小さくすることができる。
【００４３】
動作規制機構６は外周壁部１１のロッド挿入穴１８に装着された３つの球体１９と出力ロッド３のロッド下部３ｃに形成された３つの円弧溝３４及び３本の縦溝３５で構成され、その構造は非常に簡単であり、また部品点数が少なくなるため製作面で有利である。
【００４４】
出力ロッド３は外周壁部１１のロッド挿入穴１８に挿入されて進退動作を行うため、出力ロッド３はロッド中央部３ｂで上部本体２ａのロッド貫通孔１６に進退動作をガイドされるとともに、ロッド下部３ｃにおいてもロッド挿入穴１８により進退動作をガイドされるので、出力ロッド３の進退動作の安定性が増し、ワークＷを確実にクランプできる。
【００４５】
ボール支持体５０の進退動作を出力ロッド３のツイスト動作に変換する手段としてボールネジ機構５を用いているため、一般のネジ機構に比べてリード角を小さくすることができ、出力ロッド３の９０°のツイスト動作に必要なピストン４１のストロークを小さくできるため、出力ロッド３のクランプ時の退入動作のストロークを所定量確保し且つツイスト式クランプ装置１の高さを低くすることができる。
【００４６】
出力ロッド３が退入動作を行う際に、ボール支持体５０の下面がロッド中央部３ｂの環状の突起部３３と係合し、ボール支持体５０は出力ロッド３にクランプ力をより確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体に退入動作を行うため、ワークＷを強力にクランプすることができる。
【００４７】
次に前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。
１）動作規制機構６の３つの球体１９を出力ロッド３のロッド下部３ｃの外周面に同一円周上に装着し、外周壁部１１のロッド挿入穴１８の内周面に３つの円弧溝３４を同一円周上に設け、さらにロッド挿入穴１８の内周面にこれら円弧溝３４の溝端から夫々立ち下がる３本の縦溝３５を設けてもよい。
【００４８】
２）ボールネジ機構５には複数条のボールネジを設けてもよい。ボールネジ内部のボール５４の個数を増やすことで、ボール５４とボール支持体５０及び出力ロッド３との接触面積が大きくなり、ボール支持体５０の進退動作を出力ロッド３のツイスト動作により確実に変換することができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ツイスト式クランプ装置においてピストンが出力ロッドに相対移動可能に外装され、出力ロッドと外周壁部とに係合した複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制する動作規制機構を備えたので、ピストンは出力ロッドに対し相対的な進退動作が可能で、さらに動作規制機構が出力ロッドのツイスト動作時にその進退動作を規制するため、出力ロッドが定位置で所定角度ツイスト動作を行うことができ、出力ロッドのツイスト動作時にクランプアームがワークに干渉する可能性が低くなる。
【００５０】
出力ロッドは進退動作を規制されて定位置でツイスト動作を行うため、出力ロッドのストロークは進退動作時のストロークのみであり、従ってツイスト式クランプ装置の高さを小さくすることができる。
【００５１】
また動作規制機構は出力ロッドと外周壁部とに係合する複数の球体を介して出力ロッドのツイスト動作または進退動作を規制するので、その構造は非常に簡単なものとなり、また部品点数が少なくてすむため、製作面で有利である。
【００５２】
またボール支持体の進退動作を出力ロッドのツイスト動作に変換する手段としてボールネジ機構を用いたので、一般のネジ機構に比べてボールネジ機構のリード角を小さくすることができ、出力ロッドを所定角度ツイストさせるのに必要なピストンの退入ストロークを小さくできるため、出力ロッドの退入動作時のストロークを所定量確保し且つツイスト式クランプ装置の高さを小さくすることができる。
また、ボール支持体と出力ロッドを進出側へ弾性付勢するスプリング部材が設けられているので、クランプ解除時にボール支持体と出力ロッドはスプリング部材により進出側へ駆動され、クランプヘッドがワークから離隔されてワークがクランプ解除される。
【００５３】
請求項２の発明によれば、動作規制機構は複数の円弧溝と円弧溝の溝端から立ち上がる複数の縦溝を有し、球体と円弧溝が係合する時には出力ロッドのツイスト動作を許容しつつ進退動作を規制し、球体と縦溝が係合する時には出力ロッドの進退動作を許容しつつツイスト動作を規制するので、動作規制機構の構造を非常に簡単にすることができ、部品点数も少なくできるため、製作面で有利である。その他請求項１と同様の効果を有する。
【００５４】
請求項３の発明によれば、外周壁部に出力ロッドの下端側部分が進退自在に挿入されているので、出力ロッドはその中央部でクランプ本体に進退動作をガイドされるとともに、下端側部分においても外周壁部で進退動作をガイドされるため、出力ロッドの進退動作の安定性が増し、ワークを確実にクランプできる。その他請求項２と同様の効果を有する。
【００５５】
請求項４の発明によれば、動作規制機構の複数の円弧溝と複数の縦溝が出力ロッドに形成されたので、外周壁部に装着された複数の球体が出力ロッドの円弧溝と係合する時には動作規制機構は出力ロッドのツイスト動作を許容しつつその進退動作を規制し、球体が出力ロッドの縦溝と係合する時には動作規制機構は出力ロッドの進退動作を許容しつつそのツイスト動作を規制する。その他請求項３と同様の効果を有する。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るツイスト式クランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図２】ツイスト式クランプ装置の平面図である。
【図３】動作規制機構（クランプ解除状態）のIII-III 線断面図である。
【図４】ツイスト式クランプ装置（９０°ツイスト状態）の縦断面図である。
【図５】動作規制機構（９０°ツイスト状態）のV-V 線断面図である。
【図６】ツイスト式クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【符号の説明】
１ツイスト式クランプ装置
２クランプ本体
３出力ロッド
４油圧シリンダ
５ボールネジ機構
６動作規制機構
７スプリング
８クランプアーム
１１外周壁部
１９球体
３３突起部
３４円弧溝
３５縦溝
４１ピストン
５０ボール支持体
Ｗワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a twist type clamp device, and more particularly to a twist type clamp device in which an output rod can be driven back and forth to the clamp side after the output rod is twisted by a predetermined angle at a fixed position.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, various types of clamping devices have been used as means for fixing a workpiece when machining or molding is performed on the workpiece to be processed. Among these clamp devices, a clamp arm is attached to the upper end of the output rod of the clamp device, and the clamp arm also retracts in conjunction with the retracting operation of the output rod. Some clamp the workpiece in place.
[0003]
  However, when the workpiece is placed at the predetermined position when the clamp device is in the clamp-released state, depending on the shape of the workpiece, the workpiece may interfere with the clamp arm and the workpiece may not be placed at the predetermined position. In order to prevent the workpiece and the clamp arm from interfering with each other, a twist type clamping device as described below is put into practical use.
[0004]
  In the twist type clamping device, the clamp arm is in a retracted position that does not interfere with the workpiece when the clamp is released, and the output rod performs a twisting operation at a predetermined angle while moving in the clamping state after placing the workpiece. In conjunction with the twisting operation of the output rod, the clamp arm performs a turning operation to a position where it comes into contact with the workpiece while being retracted. The output rod completes the twisting operation and performs the retreating operation. At the same time, the clamp arm also performs the retreating operation to contact the workpiece and clamp the workpiece.
[0005]
  In the twist type clamping device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-34469, the piston is fixed to an intermediate height portion of the output rod, and a sleeve is fitted on the lower half of the output rod, and the lower half of the output rod And a ball screw mechanism for converting the forward / backward movement of the output rod into the twisting movement of the output rod over the sleeve. During clamping, a part of the retracting operation of the output rod is converted into the twisting motion of the output rod by the ball screw mechanism, and the output rod performs the retracting operation simultaneously with the twisting motion, and when the piston contacts the sleeve, the output rod The twisting operation is completed, and the output rod moves into the clamp side together with the sleeve.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  In the twist type clamping device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-34469, the output rod performs a retreat operation while performing a twist operation. The clamp arm may interfere with the workpiece. Furthermore, the height of the clamping device inevitably increases by the stroke of the retraction of the output rod when the output rod is twisted.
[0007]
  Therefore, in the twist type clamping device, it is desirable that the output rod be twisted at a fixed position. However, when the piston and the output rod are integrally formed as in the clamp device described in JP-A-10-34469, the relative movement cannot occur between the piston and the output rod. It is impossible for the rod to twist in a fixed position. An object of the present invention is to enable clamping of a workpiece by performing a retreating operation in which the output rod performs a twisting operation at a fixed position by an operation restriction mechanism having a simple structure in a twist type clamping device. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The twist type clamp device according to claim 1 has a clamp body and an output rod attached to the clamp body so as to be able to advance and retract, and twists the output rod by a predetermined angle and then retracts and drives to the clamp side. In the clamp device, a ball screw mechanism having a ball support body mounted on the output rod in the clamp body and converting the forward / backward movement of the ball support body into a twisting action of the output rod, and a relative movement to the output rod in the clamp body A hydraulic cylinder having a ring-shaped piston that can be externally mounted and capable of driving the ball support to the output rod retracting side;A protrusion formed integrally with the output rod on the side opposite to the annular piston with respect to the ball support and receiving the ball support at the twist operation end position, and elastically biasing the ball support and the output rod toward the output rod advancing side A compression coil spring toThrough the plurality of spheres engaged with the outer peripheral wall portion of the clamp body facing the outer periphery of the output rod and the output rod, the output rod is restrained from advancing and retracting during the twist operation of the output rod. And an operation restricting mechanism for restricting the twisting operation of the output rod during the advance / retreat operation.
[0009]
  When a clamping force is applied to the annular piston of the hydraulic cylinder by the hydraulic pressure, the piston can move relative to the output rod, so the piston and the ball support move backward relative to the output rod. The retracting operation of the support is converted into a twisting operation of the output rod by the ball screw mechanism.
[0010]
  The motion regulating mechanism regulates the forward / backward movement of the output rod during the twisting operation of the output rod and the output rod of the output rod during the forward / backward movement of the output rod via a plurality of spheres engaged with the output rod and the outer peripheral wall. In order to limit the twisting operation, the output rod performs the twisting operation at a fixed position during clamping, and then performs the retreating operation to transmit the clamping force to the workpiece, and when releasing the clamp, the output rod performs the advancing operation to clamp the workpiece. After releasing, perform twisting operation at a fixed position.
[0011]
  The twist type clamping device according to claim 2, wherein the operation restricting mechanism includes a plurality of arc grooves that restrict advancing and retreating operations while allowing a plurality of spheres to engage with each other and permit a twist operation of the output rod, and a groove end of the arc grooves. A plurality of vertical grooves each standing up and having a plurality of vertical grooves that restrict the twisting operation while allowing the output rod to advance and retreat.
[0012]
  When the sphere is engaged with the arc groove, the output rod is allowed to twist, but the output rod is restricted from advancing and retracting. When the sphere is engaged with the longitudinal groove, the output rod is The forward / backward movement of the output rod is allowed but the twisting action of the output rod is restricted.
[0013]
  The twist type clamp device according to claim 3, wherein the outer peripheral wall portion is formed in a cylindrical shape at a lower end side portion of the clamp body, and a lower end side portion of the output rod is inserted into the outer peripheral wall portion so as to freely advance and retract. To do. Accordingly, the output rod is guided by the outer peripheral wall portion at the lower end side portion thereof to advance and retreat.
[0014]
  The twist type clamping device according to a fourth aspect is characterized in that the plurality of arc grooves and the plurality of vertical grooves are formed in the output rod. The plurality of spheres mounted on the outer peripheral wall portion are respectively engaged with the plurality of arc grooves of the output rod, thereby restricting the forward / backward movement of the output rod while allowing the twisting operation of the output rod. And the twisting operation is restricted while allowing the output rod to advance and retreat.
[0015]
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the twist type clamping device 1 performs a twist operation on the clamp body 2, the output rod 3 that transmits the clamping force and the clamping release force, the hydraulic cylinder 4 that generates the clamping force, and the output rod 3. A ball screw mechanism 5 to be generated, an operation restricting mechanism 6 for restricting the forward / backward movement or twisting operation of the output rod 3, a spring 7 for generating a clamp releasing force, a clamp arm 8 for outputting a clamping force to the workpiece W, and the like. ing.
[0017]
  In this clamping device 1, when the output rod 3 is twisted by 90 ° in a fixed position, the clamp arm 8 is also rotated by 90 ° in the fixed position, and then the clamp arm 8 is pulled down by retracting the output rod 3 to move the workpiece W. Clamp.
[0018]
  The clamp body 2 is fixed to the work pallet P with four bolts 10 as shown in FIGS. The clamp body 2 is composed of an upper body 2a and a lower body 2b. The lower body 2b is further composed of an outer peripheral wall portion 11 facing the outer periphery of the upper half output rod 3, an end plate portion 12 of the lower half portion, and the like. Yes.
[0019]
  Inside the upper body 2 a are a cylinder hole 40 of the hydraulic cylinder 4, an upper cylindrical hole 13 having substantially the same diameter as the cylinder hole 40, and a lower cylindrical hole 14 having a slightly larger diameter than the upper cylindrical hole 13. An annular engaging portion 15 that is formed in series and engages with the ball support 50 is provided near the boundary between the two cylindrical holes 13 and 14. A rod through hole 16 through which the output rod 3 penetrates is formed at the upper end of the upper body 2a, and a dust seal 17 is attached to the inner surface of the rod through hole 16 to prevent cutting chips and dust from entering the inside. .
[0020]
  The outer peripheral wall portion 11 of the lower main body 2b is formed in a cylindrical shape at the lower end side portion of the clamp main body 2, and a rod insertion hole 18 into which the rod lower portion 3c of the output rod 3 is removably inserted is provided inside the outer peripheral wall portion 11. Is formed. Three spheres 19 are mounted on the inner peripheral surface of the rod insertion hole 18, and the spheres 19 are equally arranged on the same circumference so that their positions have a phase difference of 120 °. Further, each sphere 19 protrudes from the inner peripheral surface of the rod insertion hole 18 to the hemisphere, and engages with the three circular grooves 34 or the three vertical grooves 35 formed in the rod lower portion 3 c of the output rod 3.
[0021]
  The end plate portion 12 of the lower main body 2b is formed in a disc shape, the end plate portion 12 is fitted into the lower end portion of the upper main body 2a, and a seal is provided between the upper main body 2a and the end plate portion 12 of the lower main body 2b. A member 20 and a retaining ring 21 are mounted, and the lower main body 2b is prevented from being detached from the upper main body 2a by the retaining ring 21.
[0022]
  As shown in FIG. 1, the output rod 3 regulates the forward / backward movement or the twisting motion by the rod upper portion 3 a for transmitting the clamping force to the clamp arm 8, the rod central portion 3 b for performing the forward / backward motion or the twisting motion, and the motion regulating mechanism 6. The rod lower part 3c to be formed is integrally formed. The output rod 3 penetrates the rod through hole 16 slidably up and down at the rod center portion 3b, and is inserted into the rod insertion hole 18 of the outer peripheral wall portion 11 at the rod lower portion 3c so as to be able to move forward and backward. It is installed to be able to advance and retreat.
[0023]
  The rod upper portion 3a of the output rod 3 has a threaded portion 30 at the upper end thereof, and a tapered portion 31 whose diameter extends downward is formed at the lower portion of the threaded portion 30, and the clamp arm 8 is externally attached to the tapered portion 31. It is fitted and fixed with a nut 61.
[0024]
  A ball groove 32 is provided on the outer peripheral surface of the rod central portion 3b of the output rod 3 so as to be screwed with the ball support 50 of the ball screw mechanism 5 via the ball 54, and the ball support 50 is provided below the rod central portion 3b. An annular protrusion 33 that engages with, Opposite to the annular piston 41 with respect to the ball support 50Is provided.
[0025]
  Three arc grooves 34 having a semicircular cross section are formed on the outer peripheral surface of the rod lower portion 3c at the lower end side portion of the output rod 3, and the respective arc grooves 34 are positioned on the same circumference at 120 ° positions. They are evenly arranged so as to have a phase difference. Similarly, three longitudinal grooves 35 having a semicircular cross section are formed on the outer peripheral surface of the rod lower portion 3 c, and each longitudinal groove 35 rises from the groove end of each of the three arc grooves 34.
[0026]
  As shown in FIG. 1, the hydraulic cylinder 4 is composed of a cylinder hole 40 and an annular piston 41 or the like that is externally mounted on the rod central portion 3 b of the output rod 3. Abutting on the ball support 50, the piston 41 transmits a clamping force to the ball support 50, and the hydraulic cylinder 4 drives the ball support 50 toward the retracting side of the output rod 3. Sealing members 42 and 43 for hydraulic sealing are mounted on the piston 41, and a sealing member 44 for hydraulic sealing is mounted between the output rod 3 and the rod through hole 16. An oil chamber 42 is formed on the upper side of the piston 41, and hydraulic pressure is supplied to the oil chamber 42 from an external hydraulic pipe 43 a via a hydraulic port 43 and an oil passage 44.
[0027]
  The ball screw mechanism 5 converts a relative advance / retreat operation of the ball support 50 as a ball screw nut member relative to the output rod 3 into a twist operation of the output rod 3. As shown in FIG. 1, the ball screw mechanism 5 has an annular ball support 50, and the ball support 50 is externally mounted on the rod center portion 3 b of the output rod 3. An annular protrusion 51 is provided on the outer periphery of the lower half of the ball support 50, and the protrusion 51 engages with the engagement portion 15 near the boundary between the cylindrical holes 13, 14, so that the ball support 50 is The advancing operation is restricted, and the ball support 50 is locked by the ball 52 and the rotation locking groove 22 of the cylindrical hole 14.
[0028]
  The upper end surface of the ball support 50 is in contact with the lower surface of the piston 41, and the lower end surface of the ball support 50 is engaged with the annular protrusion 33 of the rod center portion 3b during the retraction operation of the ball support 50. While the support body 50 reliably transmits the clamping force to the output rod 3, the ball support body 50 and the output rod 3 perform a retreat operation integrally.
[0029]
  A ball groove 53 corresponding to the ball groove 32 of the rod center portion 3b is provided on the inner peripheral surface of the ball support 50, and a large number of balls 54 are filled between the ball groove 32 and the ball groove 53. The ball support 50 is screwed with the rod central portion 3b via 54 to constitute a ball screw mechanism. By this ball screw mechanism, the relative advance / retreat operation of the ball support 50 with respect to the output rod 3 is converted into a twist operation of the output rod 3.
[0030]
  The operation restricting mechanism 6 restricts the forward / backward movement of the output rod 3 when the output rod 3 is twisted, and restricts the twisted movement of the output rod 3 when the output rod 3 moves forward / backward. As shown in FIGS. 1 and 3, the operation restricting mechanism 6 is formed on the outer peripheral surface of the three spheres 19 attached to the inner peripheral surface of the rod insertion hole 18 of the outer peripheral wall portion 11 and the rod lower portion 3 c of the output rod 3. The three arc grooves 34 and the three vertical grooves 35 are formed.
[0031]
  The hemispheres of the three spheres 19 protrude from the inner peripheral surface of the rod insertion hole 18. When the protruding hemisphere is engaged with three arc grooves 34 each having a semicircular cross section, relative movement in the circumferential direction along the arc groove 34 is possible between the sphere 19 and the arc groove 34. The twisting operation of the output rod 3 is allowed, but the forward / backward movement of the output rod 3 is restricted. On the other hand, when the projected hemisphere of the sphere 19 is engaged with the three vertical grooves 35 each having a semicircular cross section, relative movement in the forward and backward direction along the vertical groove 35 is possible between the sphere 19 and the vertical groove 35. Thus, the forward / backward movement of the output rod 3 is allowed, but the twisting movement of the output rod 3 is restricted.
[0032]
  Composed of compression coil springThe spring 7 is disposed inside the lower cylindrical hole 14, the upper end of the spring 7 is in contact with the lower surface of the ball support 50, and the lower end of the spring 7 is in contact with the upper surface of the end plate portion 12 of the lower body 2b. The spring 7 elastically biases the ball support 50 and the output rod 3 toward the advance side.
[0033]
  The clamp arm 8 pivots in conjunction with the twisting operation of the output rod 3, and abuts against the workpiece W and clamps the workpiece W when the output rod 3 is retracted. The clamp arm 8 has a through-hole 60 in the vicinity of one end, and the inner peripheral surface of the through-hole 60 is formed in a tapered shape whose diameter extends downward. The clamp arm 8 is fitted on the tapered portion 31 of the rod upper portion 3 a of the output rod 3 in the through hole 60 and is fixed to the output rod 3 with a nut 61. A clamp head 62 that abuts against the workpiece W during clamping is formed on the lower surface of the other end of the clamp arm 8.
[0034]
  Next, the operation of the twist type clamp device 1 will be described. As shown in FIG. 1, when the twist type clamping device 1 is in the clamp-released state, after the workpiece W is placed at a predetermined position on the pallet P, a hydraulic pipe 43 a is connected to the hydraulic port 43 to apply hydraulic pressure to the oil chamber 42. The clamping force is applied to the upper surface of the piston 41 to drive the ball support 50 toward the retracted side of the output rod 3 against the elastic force of the spring 7. At this time, as shown in FIGS. 1 and 3, the sphere 19 of the operation restricting mechanism 6 and the circular arc groove 34 are engaged, and the output rod 3 is allowed to perform a twist operation, but the output rod 3 restricts a retreat operation. Is done.
[0035]
  Since the piston 41 and the ball support 50 are externally mounted on the output rod 3 so as to be relatively movable, and the retraction operation of the output rod 3 is restricted by the operation restriction mechanism 6, the ball support 50 is made of the output rod 3.3Retreat operation relative to The retraction operation of the ball support 50 is converted into a twisting operation of the output rod 3 by the ball screw mechanism 5, and the output rod 3 performs a twisting operation in a clockwise direction at a fixed position, and interlocks with the twisting operation of the output rod 3. The clamp arm 8 also turns clockwise.
[0036]
  Unlike the general screw mechanism, in the ball screw mechanism 5, the ball 54 rolls against the ball groove 32 and the ball groove 53 while rolling instead of sliding, so the frictional force is small, and the ball groove 32 and the ball groove The lead angle of the groove 53 can be reduced, and the stroke of the piston 41 when the output rod 3 is twisted can be further reduced.
[0037]
  4 and 5, when the output rod 3 performs a twisting operation of 90 ° in the clockwise direction, the three vertical grooves 35 of the operation restricting mechanism 6 reach the positions of the three spheres 19, respectively. The engagement with the groove 34 is released, and the output rod 3 starts a retreat operation. At the same time, the sphere 19 and the vertical groove 35 are engaged, so that the output rod 3 is restricted from the twisting operation. thisTwist end positionThe lower surface of the ball support 50 is engaged with the protrusion 33 at the center of the rod, and the ball support 50 and the output rod 3 are integrated with each other while the ball support 50 transmits the clamping force to the output rod 3 more reliably. Retreating operation. As shown in FIG. 6, when the output rod 3 retracts until the upper end of the vertical groove 35 engages with the sphere 19, the clamp head 62 of the clamp arm 8 abuts against the workpiece W and clamps the workpiece W on the pallet P.
[0038]
  Next, when releasing the clamp from the state in which the workpiece W in FIG. 6 is clamped, the oil pressure in the oil chamber 34 is released to the hydraulic pipe 35 a via the hydraulic port 35 and the oil passage 36, and the ball support 50 is moved by the spring 7. The output rod 3 and the piston 41 are driven to the advance side. Further, since the spherical body 19 of the operation restricting mechanism 6 is engaged with the vertical groove 35, the output rod 3 performs the advance operation in a state where the twist operation is restricted, and the clamp arm 8 is moved along with the advance operation of the output rod 3. The clamp head 62 is separated from the workpiece W.
[0039]
  As shown in FIGS. 4 and 5, when the vertical groove 35 is moved by the advancing operation of the output rod 3 and the sphere 19 and the lower end of the vertical groove 35 are engaged, the sphere 19 can be engaged with the arc groove 34. At this time, although the output rod 3 is restricted from moving forward, the ball support 50 continues to move forward, so the ball support 50 moves forward relative to the output rod 3, and the ball screw 50 The advance operation of the ball support 50 is converted into a twist operation of the output rod 3 by the mechanism 5, and the sphere 19 is engaged with the arc groove 34 so that the output rod 3 is clamped at a fixed position while its advance operation is restricted. Reversely performs a counterclockwise twist operation. In conjunction with the twisting operation of the output rod 3, the clamp arm 8 also turns counterclockwise at a fixed position.
[0040]
  Further, when the piston 41 and the ball support 50 advance, and the upper surface of the piston 41 comes into contact with the upper end surface of the cylinder hole 40, the output rod 3 completes the 90 ° twist operation as shown in FIG. The arm 8 also completes the turning operation of 90 °, and the twist type clamping device 1 is in the clamp release state.
[0041]
  According to the twist type clamp device 1 described above, since the piston 41 is externally mounted on the output rod 3 so as to be relatively movable, the piston 41 and the ball support 50 can move forward and backward relative to the output rod 3. In addition, since the operation regulating mechanism 6 regulates the forward / backward movement of the output rod 3 when the output rod 3 is twisted, and regulates the twisted movement of the output rod 3 during the forward / backward movement of the output rod 3, the output rod 3 It is possible to move to the retreat side after performing a 90 ° twist operation at a fixed position, and the possibility that the clamp arm 8 interferes with the workpiece W during the twist operation of the output rod 3 is reduced.
[0042]
  Further, since the output rod 3 is restricted in its forward / backward movement during the twist operation, the stroke of the output rod 3 is only the stroke during the forward / backward operation, and as a result, the height of the twist type clamp device 1 can be reduced.
[0043]
  The operation restricting mechanism 6 includes three spheres 19 mounted in the rod insertion holes 18 of the outer peripheral wall 11, three arc grooves 34 formed in the rod lower portion 3 c of the output rod 3, and three vertical grooves 35. The structure is very simple, and the number of parts is reduced, which is advantageous in terms of manufacturing.
[0044]
  Since the output rod 3 is inserted into the rod insertion hole 18 of the outer peripheral wall portion 11 to perform the advance / retreat operation, the output rod 3 is guided by the rod through hole 16 of the upper body 2a at the rod center portion 3b, and the rod beneath3Also in c, since the forward / backward movement is guided by the rod insertion hole 18, the stability of the forward / backward movement of the output rod 3 is increased, and the workpiece W can be reliably clamped.
[0045]
  Since the ball screw mechanism 5 is used as means for converting the advance / retreat operation of the ball support body 50 into the twist operation of the output rod 3, the lead angle can be made smaller than that of a general screw mechanism, and the 90 ° Since the stroke of the piston 41 required for the twisting operation can be reduced, a predetermined amount of the stroke of the retreating operation when the output rod 3 is clamped can be secured, and the height of the twist type clamping device 1 can be reduced.
[0046]
  When the output rod 3 performs the retraction operation, the lower surface of the ball support 50 is engaged with the annular protrusion 33 of the rod center 3b, and the ball support 50 transmits the clamping force to the output rod 3 more reliably. However, since the ball support body 50 and the output rod 3 perform a retreat operation integrally, the workpiece W can be clamped strongly.
[0047]
  Next, a modified embodiment in which the above embodiment is partially modified will be described.
1) Three spheres 19 of the operation restricting mechanism 6 are mounted on the outer circumferential surface of the rod lower portion 3c of the output rod 3 on the same circumference, and three arc grooves 34 are formed on the inner circumferential surface of the rod insertion hole 18 of the outer circumferential wall portion 11. May be provided on the same circumference, and three longitudinal grooves 35 that respectively fall from the ends of the arc grooves 34 may be provided on the inner peripheral surface of the rod insertion hole 18.
[0048]
  2) The ball screw mechanism 5 may be provided with a plurality of ball screws. By increasing the number of balls 54 inside the ball screw, the contact area between the balls 54, the ball support 50 and the output rod 3 is increased, and the forward / backward movement of the ball support 50 is reliably converted by the twisting operation of the output rod 3. be able to.
[0049]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, in the twist type clamp device, the piston is externally mounted on the output rod so as to be relatively movable, and the output rod and the outer peripheral wall portion are engaged with each other during the twist operation of the output rod. Since the output rod is controlled to move forward and backward, and when the output rod moves forward and backward, it is equipped with an operation restriction mechanism that restricts the twisting motion of the output rod, so the piston can move forward and backward relative to the output rod. Since the operation restricting mechanism restricts the forward / backward movement of the output rod during the twist operation, the output rod can perform a predetermined angle twist operation at a fixed position, and the clamp arm may interfere with the workpiece during the output rod twist operation. Lower.
[0050]
  Since the output rod is restricted in forward / backward movement and performs a twist operation at a fixed position, the stroke of the output rod is only the stroke during the forward / backward movement, and therefore the height of the twist type clamping device can be reduced.
[0051]
  In addition, since the operation restricting mechanism restricts the twisting or advancing / retracting operation of the output rod through a plurality of spheres engaged with the output rod and the outer peripheral wall, the structure becomes very simple and the number of parts is small. This is advantageous in terms of production.
[0052]
  In addition, since the ball screw mechanism is used as a means for converting the forward / backward movement of the ball support into the twisting action of the output rod, the lead angle of the ball screw mechanism can be made smaller than that of a general screw mechanism, and the output rod can be twisted at a predetermined angle. Since the retraction stroke of the piston necessary for the operation can be reduced, a predetermined amount of stroke can be secured during the retraction operation of the output rod, and the height of the twist type clamping device can be reduced.
  In addition, since a spring member that elastically biases the ball support and the output rod toward the advance side is provided, the ball support and the output rod are driven to the advance side by the spring member when the clamp is released, and the clamp head is separated from the workpiece. As a result, the workpiece is released from the clamp.
[0053]
  According to the invention of claim 2, the operation restricting mechanism has a plurality of arc grooves and a plurality of vertical grooves rising from the groove ends of the arc grooves, and allows the output rod to be twisted when the sphere and the arc grooves are engaged. The forward / backward movement is restricted, and when the sphere and vertical groove are engaged, the twisting movement is restricted while allowing the forward / backward movement of the output rod. Therefore, the structure of the movement restriction mechanism can be greatly simplified and the number of parts is reduced. This is advantageous in terms of manufacturing. Other effects similar to those of the first aspect are obtained.
[0054]
  According to the invention of claim 3, since the lower end side portion of the output rod is inserted into the outer peripheral wall portion so as to freely advance and retract, the output rod is guided by the clamp body at its center portion, and the lower end side portion Since the forward / backward movement is guided by the outer peripheral wall portion, the stability of the forward / backward movement of the output rod is increased and the workpiece can be reliably clamped. Other effects similar to those of the second aspect are obtained.
[0055]
  According to the invention of claim 4, since the plurality of arc grooves and the plurality of vertical grooves of the operation restricting mechanism are formed in the output rod, the plurality of spheres mounted on the outer peripheral wall engage with the arc groove of the output rod. When the sphere is engaged with the vertical groove of the output rod, the operation restricting mechanism allows the output rod to move back and forth while allowing the output rod to move back and forth. To regulate. The other effects are the same as those of the third aspect.
[0056]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a twist type clamping device (clamp released state) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a twist type clamping device.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the operation restricting mechanism (clamp release state).
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a twist type clamp device (90 ° twist state).
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of the operation regulating mechanism (90 ° twisted state).
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a twist type clamping device (clamped state).
[Explanation of symbols]
1 Twist type clamping device
2 Clamp body
3 Output rod
4 Hydraulic cylinder
5 Ball screw mechanism
6 Operation restriction mechanism
7 Spring
8 Clamp arm
11 Outer wall
19 Sphere
33  protrusion
34 Arc groove
35 Longitudinal groove
41 piston
50 ball support
W Work

Claims

In a twist type clamping device of a type having a clamp body and an output rod attached to the clamp body so as to be able to advance and retract, and twisting the output rod by a predetermined angle and then driving to retract toward the clamp side.
A ball screw mechanism that has a ball support that is externally mounted on the output rod in the clamp body, and that converts the forward / backward movement of the ball support into a twisting action of the output rod;
A hydraulic cylinder having an annular piston that is externally movable on the output rod within the clamp body, and capable of driving the ball support to the output rod retracting side;
A protrusion formed integrally with the output rod on the side opposite to the annular piston with respect to the ball support and receiving the ball support at the twist operation end position;
Via a compression coil spring that elastically biases the ball support and the output rod toward the output rod advance side, and a plurality of spheres engaged with the outer peripheral wall and the output rod facing the outer periphery of the output rod of the clamp body. An operation regulating mechanism that regulates the forward / backward movement of the output rod during the twisting operation of the output rod, and regulates the twisting movement of the output rod during the forward / backward movement of the output rod;
A twist type clamping device comprising:

The operation restricting mechanism includes a plurality of arc grooves that restrict advancing and retreating operations while allowing a plurality of spheres to engage and allow a twisting operation of the output rod, and a plurality of vertical grooves that respectively rise from the ends of the arc grooves. The twist type clamping device according to claim 1, further comprising a plurality of vertical grooves that restrict the twisting operation while allowing the output rod to move back and forth.

The twist type according to claim 2, wherein the outer peripheral wall portion is formed in a cylindrical shape at a lower end side portion of the clamp main body, and a lower end side portion of the output rod is inserted into the outer peripheral wall portion so as to freely advance and retract. Clamping device.

4. The twist type clamping device according to claim 3, wherein the plurality of arc grooves and the plurality of vertical grooves are formed in an output rod .