JP4671032B2

JP4671032B2 - 旋回式クランプシリンダ

Info

Publication number: JP4671032B2
Application number: JP2005281111A
Authority: JP
Inventors: 修平田中
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: CN1940311A; JP2007092827A; TWI313322B; TW200718871A; CN100528474C; KR100809552B1; KR20070035988A

Description

本発明は旋回式クランプシリンダに関する。

旋回式クランプシリンダは、ピストンを内蔵するシリンダ本体の一端部からピストンに連結したピストンロッドが突出し、シリンダ本体に設けた複数のガイド部材とピストンロッドに設けた複数の旋回用案内溝とを係合させて、ピストンの移動によりピストンロッドが旋回し、かつ、軸線方向に移動して、ピストンロッドに設けたクランパがワークをクランプするようになっている。従来は、前記ガイド部材が特許文献１のように係合ボール（鋼球）であったり、特許文献２のようにピストンロッドの軸線方向へ向いたピンであるものが知られている。
特許第３６２１０８２号公報特開２０００−８７９０９号公報

上記の旋回式クランプシリンダは、ワークのクランプ、アンクランプ動作速度を上げるためにピストンの移動速度を速めたり、ピストンロッドに長いクランパを取り付けることでピストンロッドにかかる慣性モーメントが増大した場合には、ガイド部材と旋回用案内溝に過大な負荷や衝撃がかかる。そして、特許文献１のように、回動自在に支持された係合ボールを円弧状の旋回用案内溝に嵌入させたものであると、係合ボールが回動しない場合には旋回用案内溝との間で大きな摩擦力が生じるおそれがあった。また、特許文献２のように、ピンと旋回用案内溝を係合させたものであると、溝に突出したピンの先端部に過大な負荷や衝撃を吸収させることになり、ピンが早期に破損する問題があった。よって、従来ではワークのクランプ、アンクランプ動作速度を上げたり、ピストンロッドに長いクランパを取り付けたりすることが容易にできなかった。

そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するもので、ワークのクランプ、アンクランプ動作速度を上げたり、ピストンロッドに長いクランパを取り付けたりすることが容易にできる旋回式クランプシリンダを提供することを目的とする。

本発明の旋回式クランプシリンダは、ピストンを内蔵するシリンダ本体の一端部からピストンに連結したピストンロッドが突出し、シリンダ本体に設けた複数のガイド部材とピストンロッドに設けた複数の旋回用案内溝とを係合させて、ピストンの移動によりピストンロッドが旋回し、かつ、軸線方向に移動して、ピストンロッドに設けたクランパがワークをクランプするようにした旋回式クランプシリンダにおいて、前記ガイド部材をピン部材で構成し、シリンダ本体に、孔軸線がピストンロッドの軸線と交差しないように設けた複数の取付孔にピン部材を夫々回動自在に嵌装して成ることを特徴とする。
また、本発明は、前記の旋回式クランプシリンダにおいて、複数の取付孔の少なくとも２つは、それらの孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設け、夫々の取付孔に嵌装したピン部材と旋回用案内溝との係合量が、ピストンロッドの軸線を中心とする回動方向において互いにピン部材のピストンロッドの軸線側が大きくなるようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記の旋回式クランプシリンダにおいて、シリンダ本体に一対一組とする二組の取付孔をシリンダ中心線に対して対称に設け、これら一対の取付孔の孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記の旋回式クランプシリンダにおいて、取付孔に嵌装したピン部材のピストンロッド側の端部は、ピストンロッドの軸線側と反対側が取付孔の内側開口部付近に位置し、ピストンロッドの軸線側が取付孔の内側開口部からピストンロッド側へ突出するように設け、ピン部材におけるピストンロッドの軸線側と反対側の外周面が略全長に亘って取付孔の内面で支承されるようにしたことを特徴とする。

本発明では、旋回式クランプシリンダのガイド部材をピン部材で構成し、シリンダ本体に、孔軸線がピストンロッドの軸線と交差しないように設けた複数の取付孔にピン部材を夫々回動自在に嵌装しているので、ピン部材と旋回用案内溝との係合量は、ピン部材においてピストンロッドの軸線側がピストンロッドの軸線側の反対側より大きくなると共に、ピストンロッドの軸線側と反対側の外周面が略全長に亘って取付孔の内面で支承されるから、ピン部材によって過大な負荷や衝撃を受止めることが可能となり、クランプ、アンクランプ動作速度を上げたり、ピストンロッドに長いクランパを取り付けたりすることが容易に行なえる。
また、本発明では、複数の取付孔の少なくとも２つは、それらの孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設け、夫々の取付孔に嵌装したピン部材と旋回用案内溝との係合量が、ピストンロッドの軸線を中心とする回動方向において互いにピン部材の逆側で大きくなるようにしたので、ピストンロッドの両旋回方向への過大な負荷や衝撃を少なくとも１つのピン部材によって確実に受止めることができる。

また、本発明では、シリンダ本体に一対一組とする二組の取付孔をシリンダ中心線に対して対称に設け、これら一対の取付孔の孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設けたので、ピストンロッドの両旋回方向への過大な負荷や衝撃を、一対一組とする二組のピン部材によって安定的に受止めることになる。
また、本発明では、取付孔に嵌装したピン部材のピストンロッド側の端部は、ピストンロッドの軸線側と反対側が取付孔の内側開口部付近に位置し、ピストンロッドの軸線側が取付孔の内側開口部からピストンロッド側へ突出するように設け、ピン部材におけるピストンロッドの軸線側と反対側の外周面が略全長に亘って取付孔の内面で支承されるようにしたので、ピン部材に過大な負荷や衝撃が作用してもピン部材の破損が防止される。

図１に示す旋回式クランプシリンダ１のシリンダ本体２は、シリンダ孔３ａを備えたシリンダチューブ３の両端部がヘッドカバー４とロッドカバー５で塞がれ、内部にシリンダ室６が構成されている。シリンダ室６には環状のピストン７が軸方向移動可能に嵌装されており、シリンダ室６をヘッド側シリンダ室８とロッド側シリンダ室９とに区画している。ピストン７に形成されたメネジ部１０にはピストンロッド１１の下端部が螺合されている。ピストンロッド１１の上端部はロッドカバー５から軸線前方に突出し、その上端部のテーパ面１１ａにクランパ１２がナット１３によって固定されている。ピストンロッド１１の外周面には、図５に示すように複数（４つ）の旋回用案内溝１４が設けられている。旋回用案内溝１４は、軸線方向に形成したカム溝１５と円周方向に形成した斜めのカム溝１６とから成り、カム溝１５の案内面１５ａとカム溝１６の案内面１６ａとが連続するようになっている。また、図４，５のように、隣り合うカム溝１５，１６のもう一方の側面１５ｂ，１６ｂ間に壁Ｔが形成されているが、本発明では側面１５ｂ，１６ｂがなくても構わないので壁Ｔを加工によって取り除いてもよい。各旋回用案内溝１４に係合させるガイド部材１９がシリンダ本体２のロッドカバー５に設けられている。

前記ロッドカバー５は、外形がシリンダチューブ３の外形よりさらにチューブ半径方向の外側に広がった略矩形を成し、その下面５ａから前記シリンダ孔３ａに嵌入される嵌入軸部１７が突出している。嵌入軸部１７には、孔軸線ＨＬがピストンロッド１１の軸線ＣＬ（長手方向）と交差しないように設けた複数（４つ）の取付孔１８にガイド部材を構成するピン部材１９を夫々回動自在に嵌装している。図４では、ロッドカバー５の嵌入軸部１７に、一対一組とする二組の取付孔１８をシリンダ中心線（ピストンロッド１１の軸線ＣＬ）に対して対称に設け、それら一対の取付孔１８の孔軸線ＨＬの一方がピストンロッド１１側に向かってピストンロッド１１の軸線ＣＬの右側を通り、他方が左側を通るように設けてある。

次に、取付孔１８に嵌装したピン部材１９のピストンロッド１１側の端部２０は、ピストンロッド１１の軸線ＣＬ側２０ａと反対側２０ｂが取付孔１８の内側開口部付近に位置し、ピストンロッド１１の軸線ＣＬ側２０ａが取付孔１８の内側開口部からピストンロッド１１側へ突出するように設け、ピン部材１９におけるピストンロッド１１の軸線ＣＬ側と反対側の外周面２１が略全長に亘って取付孔１８の内面で支承されるようにしてある。なお、複数の取付孔１８の少なくとも２つは、それらの孔軸線ＨＬの一方がピストンロッド１１側に向かってピストンロッド１１の軸線ＣＬの右側を通り、他方が左側を通るように設け、夫々の取付孔１８に嵌装したピン部材１９と旋回用案内溝１４との係合量Ｌが、ピストンロッド１１の軸線ＣＬを中心とする回動方向において互いにピン部材１９の逆側で大きくなるようにしてある。

尚、ピン部材１９の配置としては、他に図６に示すものであってもよい。図６の（ａ）は、一対の取付孔１８の孔軸線ＨＬ、即ち一対のピン部材１９の軸線が略３０度を成すように設け、図６の（ｂ）は、一対の取付孔１８の孔軸線ＨＬ、即ち一対のピン部材１９の軸線が略９０度を成すように設けてある。図６の（ｃ）は、一対の取付孔１８の孔軸線ＨＬ、即ち一対のピン部材１９の軸線が略平行になるように設けてある。また、本実施形態ではピン部材１９を４つ配置してあるが、図７に示すように、ピン部材１９が２つ以上配置してあればよい。ロッドカバー５の一側面には一対の給排ポート２２が設けられている。一方の給排ポート２２ａは、ロッドカバー５の流体通路２３を介してシリンダチューブ３の長手方向に設けた連通路２４に連通している。他方の給排ポート２２ｂは、ロッドカバー５の別の流体通路２５を介してロッド側シリンダ室９に連通している。

上記旋回式クランプシリンダ１の動作について説明する。図２に示すクランパ１２がアンクランプ位置Ｂの状態において、他方の給排ポート２２ｂから流体通路２５を介してロッド側シリンダ室９に圧流体が供給されると、ピストン７が軸線下方に移動すると共に、ピン部材１９に係合した旋回用案内溝１４に沿ってピストンロッド１１が軸線下方に移動しつつ９０度旋回し、その後、その旋回位置を保ってワークＷに向けて降下してクランプ位置ＡでワークＷをクランプするようになっている。また、図１に示すクランパ１２がクランプ位置Ａの状態において、一方の給排ポート２２ａから流体通路２３、連通路２４を介してヘッド側シリンダ室８に圧流体が供給されると、ピストン７が軸線上方に移動すると共に、ピストンロッド１１が前記と逆に動作することで、クランパ１２がアンクランプ位置Ｂの状態となる。

旋回式クランプシリンダ１では、ワークＷのクランプ、アンクランプ動作速度を上げるためにピストン７の移動速度を速めたり、ピストンロッド１１に長いクランパ１２を取り付けることでピストンロッド１１にかかる慣性モーメントが増大した場合には、ピン部材１９と旋回用案内溝１４に過大な負荷や衝撃がかかる。しかし、本発明のように、ロッドカバー５に、ピストンロッド１１の軸線ＣＬと交差しないように設けた複数の取付孔１８にピン部材１９を夫々回動自在に嵌装しているので、ピン部材１９と旋回用案内溝１４との係合量Ｌは、ピン部材１９におけるピストンロッド１１の軸線ＣＬ側がピストンロッド１１の軸線ＣＬ側と反対側より大きくなると共に、ピストンロッド１１の軸線ＣＬ側と反対側の外周面２１が略全長に亘って取付孔１８の内面で支承されるから、過大な負荷や衝撃をピン部材１９で受止めることができ、クランプ、アンクランプ動作速度を上げたり、ピストンロッド１１に長いクランパ１２を取り付けたりすることが容易にできる。また、旋回用案内溝１４に係合したピン部材１９が回動しない場合でも、従来のように、旋回用案内溝１４に線当たりのピン部材１９と旋回用案内溝１４との間には大きな摩擦力が生じることはない。

上記複数の取付孔１８の少なくとも２つは、それらの孔軸線ＨＬの一方がピストンロッド１１側に向かってピストンロッド１１の軸線ＣＬの右側を通り、他方が左側を通るように設け、夫々の取付孔１８に嵌装したピン部材１９と旋回用案内溝１４との係合量Ｌが、ピストンロッド１１の軸線ＣＬを中心とする回動方向において互いにピン部材１９の逆側で大きくなるようにしたので、ピストンロッド１１の両旋回方向への過大な負荷や衝撃を、少なくとも１つのピン部材１９によって確実に受止めることができる。また、ロッドカバー５に、一対一組とする二組の取付孔１８をシリンダ中心線（ピストンロッド１１の軸線ＣＬ）に対して対称に設け、これら一対の取付孔１８の孔軸線ＨＬの一方がピストンロッド１１側に向かってピストンロッド１１の軸線ＣＬの右側を通り、他方が左側を通るように設けたので、ピストンロッド１１の両旋回方向への過大な負荷や衝撃を一対一組とする二組のピン部材１９によって安定的に受止めることができる。更に、取付孔１８に嵌装したピン部材１９のピストンロッド１１側の端部２０は、ピストンロッド１１の軸線ＣＬ側２０ａと反対側２０ｂが取付孔１８の内側開口部付近に位置し、ピストンロッド１１の軸線ＣＬ側２０ａが取付孔１８の内側開口部からピストンロッド１１側へ突出するように設けたので、ピン部材１９におけるピストンロッド１１の軸線ＣＬ側と反対側の外周面２１が略全長に亘って取付孔１８の内面で支承されるから、ピン部材１９に過大な負荷や衝撃が作用してもピン部材１９が破損することを防止できる。

本発明のクランプ状態である旋回式クランプシリンダの縦断面図である。アンクランプ状態である旋回式クランプシリンダの縦断面図である。図１の平面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。ピストンロッドの外周面展開図である。ピン部材の別の配置形態を示す図である。ピン部材の他の配置形態を示す図である。

符号の説明

１旋回式クランプシリンダ
２シリンダ本体
７ピストン
１１ピストンロッド
１２クランパ
１４旋回用案内溝
１８取付孔
１９ピン部材
２０端部
２０ａ軸線側
２０ｂ反対側
２１外周面
Ｌ係合量
ＣＬ軸線
ＨＬ孔軸線
Ｗワーク

Claims

ピストンを内蔵するシリンダ本体の一端部からピストンに連結したピストンロッドが突出し、シリンダ本体に設けた複数のガイド部材とピストンロッドに設けた複数の旋回用案内溝とを係合させて、ピストンの移動によりピストンロッドが旋回し、かつ、軸線方向に移動して、ピストンロッドに設けたクランパがワークをクランプするようにした旋回式クランプシリンダにおいて、前記ガイド部材をピン部材で構成し、シリンダ本体に、孔軸線がピストンロッドの軸線と交差しないように設けた複数の取付孔にピン部材を夫々回動自在に嵌装して成ることを特徴とする旋回式クランプシリンダ。
複数の取付孔の少なくとも２つは、それらの孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設け、夫々の取付孔に嵌装したピン部材と旋回用案内溝との係合量が、ピストンロッドの軸線を中心とする回動方向において互いにピン部材のピストンロッドの軸線側が大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の旋回式クランプシリンダ。
シリンダ本体に一対一組とする二組の取付孔をシリンダ中心線に対して対称に設け、これら一対の取付孔の孔軸線の一方がピストンロッド側に向かってピストンロッドの軸線の右側を通り、他方が左側を通るように設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の旋回式クランプシリンダ。
取付孔に嵌装したピン部材のピストンロッド側の端部は、ピストンロッドの軸線側と反対側が取付孔の内側開口部付近に位置し、ピストンロッドの軸線側が取付孔の内側開口部からピストンロッド側へ突出するように設け、ピン部材におけるピストンロッドの軸線側と反対側の外周面が略全長に亘って取付孔の内面で支承されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の旋回式クランプシリンダ。