JP6954750B2

JP6954750B2 - Clamping device

Info

Publication number: JP6954750B2
Application number: JP2017046429A
Authority: JP
Inventors: 敏之森; 健太梶
Original assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: JP2018149614A

Description

本発明は、クランプ装置に関する。 The present invention relates to a clamp device.

従来、このような分野の技術として、国際公開第２０１２／０７３７２３号がある。この公報には、ガイド部材の周壁と頂壁がハウジングより上方に突出しており、ワークの孔に挿入されるクランプ装置について記載されている。このクランプ装置は、ガイド部材の周壁と頂壁がワークの孔に挿入された後に、周壁のガイド溝に挿入されたロック部材が半径方向の外方に押し出されてワークの孔と係合し、ワークを固定する。 Conventionally, as a technology in such a field, there is International Publication No. 2012/073723. This publication describes a clamping device in which the peripheral wall and the top wall of the guide member project upward from the housing and are inserted into the holes of the work. In this clamping device, after the peripheral wall and the top wall of the guide member are inserted into the holes of the work, the lock member inserted into the guide groove of the peripheral wall is pushed outward in the radial direction to engage with the holes of the work. Fix the work.

すなわち、このクランプ装置は、ハウジングの上部に形成された収容孔に、グリッパが水平方向に移動可能に挿入されており、収容孔の内周面とグリッパの外周面の間に弾性体によって形成された環状ダストシールが装着されている。 That is, in this clamping device, the gripper is inserted into the accommodating hole formed in the upper part of the housing so as to be movable in the horizontal direction, and the gripper is formed by an elastic body between the inner peripheral surface of the accommodating hole and the outer peripheral surface of the gripper. An annular dust seal is attached.

国際公開第２０１２／０７３７２３号International Publication No. 2012/073723

しかしながら、前述した従来のクランプ装置では、ワークの搬入時にワークの軸芯が、グリッパの軸芯から許容範囲を超えて芯ずれしている場合、環状ダストシールのリップ部の一部が過度に押し縮められた状態となり、グリッパの軸芯を挟んで反対側の箇所において、環状ダストシールのリップ部が伸びきった状態となる。このとき、リップ部がグリッパの移動に追従できなくなり、リップ部とグリッパの外周が離間すると、その隙間に切粉等の異物が侵入する可能性がある。また、クランプ装置を複数のワークについて利用する場合には、クランプする面位置を共通化する必要があるが、ワークの仕様によって面位置の調整が難しい場合がある。そのため、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置が望まれている。
本発明は、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供するものである。 However, in the conventional clamp device described above, when the shaft core of the work is misaligned from the shaft core of the gripper beyond the permissible range when the work is carried in, a part of the lip portion of the annular dust seal is excessively compressed. In this state, the lip portion of the annular dust seal is fully extended at a position on the opposite side of the gripper shaft core. At this time, the lip portion cannot follow the movement of the gripper, and if the lip portion and the outer circumference of the gripper are separated from each other, foreign matter such as chips may enter the gap. Further, when the clamping device is used for a plurality of workpieces, it is necessary to standardize the surface positions to be clamped, but it may be difficult to adjust the surface positions depending on the specifications of the workpieces. Therefore, a clamp device having a large tolerance for eccentricity is desired.
The present invention provides a clamp device having a large tolerance for eccentricity.

本発明にかかるクランプ装置は、ハウジングと、前記ハウジングの上部に設けられた水平方向と上下方向に移動可能なクランプロッドと、前記クランプロッド上部の外周部に係合されたグリッパと、前記グリッパの外周部とハウジングの内周部との間に水平方向へ移動可能に設けられた中間リングと、前記ハウジングと前記中間リングの間に設けられた第１のシール部材と、前記中間リングと前記グリッパの間に設けられた第２のシール部材と、を備える。
これにより、ワークの偏芯を２段階で吸収しつつ、ハウジングと中間リングの間及び中間リングとグリッパの間への異物の侵入を、第１のシール部材と第２のシール部材により防ぐことができる。 The clamp device according to the present invention includes a housing, a clamp rod provided on the upper portion of the housing that can move in the horizontal direction and the vertical direction, a gripper engaged with an outer peripheral portion of the upper portion of the clamp rod, and the gripper. An intermediate ring provided so as to be movable in the horizontal direction between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the housing, a first sealing member provided between the housing and the intermediate ring, and the intermediate ring and the gripper. A second sealing member provided between the two is provided.
As a result, while absorbing the eccentricity of the work in two stages, it is possible to prevent foreign matter from entering between the housing and the intermediate ring and between the intermediate ring and the gripper by the first sealing member and the second sealing member. can.

これにより、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供することができる。 Thereby, it is possible to provide a clamp device having a large tolerance for eccentricity.

ワークをクランプしていない状態のクランプ装置の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the clamping device in the state where the work is not clamped. ワークをクランプした状態のクランプ装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the clamp device in the state which clamped the work.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、クランプ装置１は、ハウジング１１と、ハウジング１１の上部に設けられたクランプロッド１２と、クランプロッド１２の上部の周囲に設けられたグリッパ１３と、グリッパ１３の外側かつハウジング１１の内側に設けられた中間リング１４と、ハウジング１１と中間リング１４の間に設けられた第１のシール部材１５と、中間リング１４とグリッパ１３の間に設けられる第２のシール部材１６と、グリッパ１３を支持する支持筒１７と、ハウジング１１に設けられた孔に対して蓋をする蓋部１８と、を備える。なお以下では、クランプ装置１の上方に配置されているワークのクランプを行うものとして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the clamp device 1 includes a housing 11, a clamp rod 12 provided on the upper portion of the housing 11, a gripper 13 provided around the upper portion of the clamp rod 12, and an outer side of the gripper 13 and a housing. An intermediate ring 14 provided inside the 11, a first sealing member 15 provided between the housing 11 and the intermediate ring 14, and a second sealing member 16 provided between the intermediate ring 14 and the gripper 13. A support cylinder 17 for supporting the gripper 13 and a lid portion 18 for covering a hole provided in the housing 11 are provided. In the following description, it is assumed that the work arranged above the clamping device 1 is clamped.

ハウジング１１の下部は、ボルトを用いて固定台に取り付けられる。ハウジング１１には、上部が開口した孔が形成されている。 The lower part of the housing 11 is attached to the fixing base with bolts. The housing 11 is formed with a hole having an open top.

クランプロッド１２は、上下方向に延びる略円柱状である。以下では、ハウジング１１の孔の軸芯の位置を、クランプ装置１の中央軸Ａ₁として説明する。なお、図１に示すワーク搬入前のクランプ装置では、クランプロッド１２の軸芯Ａ_２が中央軸Ａ₁と一致した位置に移動されていると共に、その中央軸Ａ₁に対してワークの孔の軸芯Ａ_３が左方へ距離ｇだけ芯ずれしている。クランプロッド１２の下部側の一部はハウジング１１の孔内に配置されている。また、クランプロッド１２の下部は、ハウジング１１の孔内に配置されたピストン本体１２ａ内に配置されている。クランプロッド１２は、水平方向及び上下方向に移動可能であるように配置されている。なおハウジング１１の内部には、例えば油圧によってクランプロッド１２を上下方向に移動させる駆動手段を有する。またクランプロッド１２の上部は、ハウジング１１の上方に突出している。 The clamp rod 12 has a substantially cylindrical shape extending in the vertical direction. Hereinafter, the position of the shaft core of the hole of the housing 11 will be described as _{the central shaft A 1 of the clamp device 1.} In the clamping device before work loading shown in Figure 1, the axis A ₂ of the clamp rod 12 with being moved in matched positions with the central axis A _1, the workpiece hole with respect to the center axis A ₁ axial a ₃ is only misalignment distance g to the left. A part of the lower side of the clamp rod 12 is arranged in the hole of the housing 11. Further, the lower portion of the clamp rod 12 is arranged in the piston body 12a arranged in the hole of the housing 11. The clamp rod 12 is arranged so as to be movable in the horizontal direction and the vertical direction. Inside the housing 11, for example, a driving means for moving the clamp rod 12 in the vertical direction by hydraulic pressure is provided. The upper portion of the clamp rod 12 projects upward from the housing 11.

グリッパ１３は、クランプロッド１２の上部の外周部に係合された状態で配置されており、ハウジング１１の上方に突設されている。グリッパ１３の上部の先端にはテーパを有しており、ワークの孔に挿入される際に、ワークの孔との芯ずれに応じてグリッパ１３を水平方向に移動させる。例えば図１に示すように、ワークの孔に対して芯ずれがある状態でクランプを行った場合には、クランプロッド１２及びグリッパ１３は、図２に示すように水平方向に移動した状態となってクランプを実行する。なお、グリッパ１３の下部には、外周方向に水平に突出する突部１３ａを有する。 The gripper 13 is arranged in a state of being engaged with the outer peripheral portion of the upper portion of the clamp rod 12, and projects above the housing 11. The tip of the upper portion of the gripper 13 has a taper, and when it is inserted into the hole of the work, the gripper 13 is moved in the horizontal direction according to the misalignment with the hole of the work. For example, as shown in FIG. 1, when the clamp is performed with the hole of the work misaligned, the clamp rod 12 and the gripper 13 are in a state of being moved in the horizontal direction as shown in FIG. And execute the clamp. The lower portion of the gripper 13 has a protrusion 13a that projects horizontally in the outer peripheral direction.

また、グリッパ１３の下部は、支持筒１７によって支持されている。ここで支持筒１７は、中央軸Ａ₁を中心として配置された筒状である。例えば支持筒１７は、上部において水平方向に延びる第１の部位１７ａと、第１の部位１７ａから下方に延びる第２の部位１７ｂと、第２の部位の下部の外周側から下方に延びる第３の部位１７ｃと、を有する。 Further, the lower portion of the gripper 13 is supported by a support cylinder 17. Here the support tube 17 is a cylindrical shape disposed around the central axis A _1. For example, the support cylinder 17 has a first portion 17a extending horizontally in the upper portion, a second portion 17b extending downward from the first portion 17a, and a third portion extending downward from the outer peripheral side of the lower portion of the second portion. Site 17c and.

なお、支持筒１７の第１の部位１７ａの下面の一部は、ピストン本体１２ａの上部に当接可能である。第２の部位１７ｂは、第２の部位１７ｂの下方かつピストン本体１２ａの外周に配置されたリフトバネ１９に当接して、バネ受けとして機能する。すなわち支持筒１７は、クランプの実行時にクランプ装置１に下方への力が加わった場合に、リフトバネ１９の反発力による上方向の力を発生させる支持部となる。なお、第２の部位１７ｂの上部の外周面は、後述する蓋部１８の環状の本体部１８ａの内周面に当接する。さらに、第３の部位１７ｃの上面は蓋部１８の凹部１８ｃの下面に当接し、第３の部位１７ｃの上部の外周面は蓋部１８の凹部１８ｃの内周面に当接する。また、第３の部位１７ｃの下部の外周部では、ハウジング１１に当接する。 A part of the lower surface of the first portion 17a of the support cylinder 17 can come into contact with the upper part of the piston body 12a. The second portion 17b abuts on the lift spring 19 arranged below the second portion 17b and on the outer periphery of the piston body 12a, and functions as a spring receiver. That is, the support cylinder 17 is a support portion that generates an upward force due to the repulsive force of the lift spring 19 when a downward force is applied to the clamp device 1 when the clamp is executed. The outer peripheral surface of the upper portion of the second portion 17b comes into contact with the inner peripheral surface of the annular main body portion 18a of the lid portion 18, which will be described later. Further, the upper surface of the third portion 17c abuts on the lower surface of the recess 18c of the lid portion 18, and the outer peripheral surface of the upper portion of the third portion 17c abuts on the inner peripheral surface of the recess 18c of the lid portion 18. Further, the outer peripheral portion of the lower portion of the third portion 17c comes into contact with the housing 11.

中間リング１４は、中央軸Ａ₁を軸の中心としたリング状で断面が略矩形であって、下部の外周側には水平方向に突出する突部１４ａを有し、下部の内周側には水平方向に凹んだ凹部１４ｂを有する。突部１４ａは蓋部１８の本体部１８ａ上部において内側方向へ突出した突部１８ｂの下方に入り込む。凹部１４ｂにはグリッパ１３の突部１３ａが入り込む。中間リング１４は、グリッパ１３の外周部とハウジング１１の内周部との間に設けられており、水平方向へ移動可能である。例えば中間リング１４の下部は、支持筒１７の上面の一部に当接した状態で水平方向に摺動可能である。なお、中間リング１４は、クランプロッド１２の水平方向の動作に合わせて、略同方向に動作する。 The intermediate ring 14, the central axis A ₁ a center and the cross section substantially rectangular ring-shaped shaft having a protruding portion 14a that protrudes in the horizontal direction in the lower part of the outer circumferential side, the inner peripheral side of the lower Has a recess 14b recessed in the horizontal direction. The protrusion 14a enters below the protrusion 18b protruding inward in the upper part of the main body 18a of the lid 18. The protrusion 13a of the gripper 13 enters the recess 14b. The intermediate ring 14 is provided between the outer peripheral portion of the gripper 13 and the inner peripheral portion of the housing 11, and is movable in the horizontal direction. For example, the lower portion of the intermediate ring 14 can slide in the horizontal direction in a state of being in contact with a part of the upper surface of the support cylinder 17. The intermediate ring 14 operates in substantially the same direction in accordance with the horizontal operation of the clamp rod 12.

第１のシール部材１５は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状である。第１のシール部材１５の内周側は、中間リング１４の外周に当接している。また、第１のシール部材１５の外周側は、蓋部１８の突部１８ｂの上面に当接している。第１のシール部材１５は、図１に示すように、外周側が内周側に比べてやや下方に配置される。なお第１のシール部材１５は、クランプ装置１に対してワークが偏芯している状態でクランプを実行する場合において、クランプロッド１２やグリッパ１３が水平方向に移動した状態となり、中間リング１４と蓋部１８の離間距離が長くなる箇所の上部が開口しないように覆うことができるように、十分な水平方向の長さを有する。例えば第１のシール部材１５は、一端が中間リング１４の外周に対して摺動可能な状態で配置され、他端が蓋部１８の突部１８ｂの上面に連結されている。 The first seal member 15 is an annular to the central axis A ₁ and the center axis. The inner peripheral side of the first sealing member 15 is in contact with the outer circumference of the intermediate ring 14. Further, the outer peripheral side of the first seal member 15 is in contact with the upper surface of the protrusion 18b of the lid portion 18. As shown in FIG. 1, the first sealing member 15 is arranged so that the outer peripheral side is slightly lower than the inner peripheral side. The first seal member 15 is in a state where the clamp rod 12 and the gripper 13 are moved in the horizontal direction when the work is eccentric to the clamp device 1 and the clamp rod 12 and the gripper 13 are moved in the horizontal direction. The lid portion 18 has a sufficient horizontal length so that the upper portion of the portion where the separation distance becomes long can be covered so as not to open. For example, one end of the first seal member 15 is slidable with respect to the outer circumference of the intermediate ring 14, and the other end is connected to the upper surface of the protrusion 18b of the lid portion 18.

第２のシール部材１６は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状である。第２のシール部材１６の内周側は、グリッパ１３の外周に当接している。また、第２のシール部材１６の外周側は、中間リング１４の上面に当接している。第２のシール部材１６は、図１に示すように、外周側が内周側に比べてやや下方に配置される。なお第２のシール部材１６は、クランプ装置１に対してワークが偏芯している状態でクランプを実行する場合において、クランプロッド１２やグリッパ１３が水平方向に移動した状態となった場合に、グリッパ１３と中間リング１４の離間距離が長くなる箇所が開口しないように覆うことができるように、十分な水平方向の長さを有する。例えば第２のシール部材１６は、一端がグリッパ１３の外周に対して摺動可能な状態で配置され、他端が中間リング１４の上面に連結されている。 The second seal member 16 is an annular to the central axis A ₁ and the center axis. The inner peripheral side of the second seal member 16 is in contact with the outer circumference of the gripper 13. Further, the outer peripheral side of the second seal member 16 is in contact with the upper surface of the intermediate ring 14. As shown in FIG. 1, the second sealing member 16 is arranged so that the outer peripheral side is slightly lower than the inner peripheral side. The second seal member 16 is used when the clamp rod 12 and the gripper 13 are moved in the horizontal direction when the clamp is executed while the work is eccentric to the clamp device 1. It has a sufficient horizontal length so that a portion where the distance between the gripper 13 and the intermediate ring 14 becomes long can be covered so as not to open. For example, one end of the second seal member 16 is slidable with respect to the outer circumference of the gripper 13, and the other end is connected to the upper surface of the intermediate ring 14.

蓋部１８は、中央軸Ａ₁を軸の中心とする環状であり、ハウジング１１の孔の一部の上部を覆う蓋である。蓋部１８は、環状の本体部１８ａと、本体部１８ａの上部において内側方向に突出する突部１８ｂと、本体部１８ａの下部において外側方向に凹んだ凹部１８ｃと、を有する。蓋部１８は、クランプロッド１２、グリッパ１３と、中間リング１４、第２のシール部材１６、支持筒１７より外側に配置される。蓋部１８には、本体部１８ａを下方に貫通するボルトが挿入され、ハウジング１１に固定される。 The lid portion 18 is _{an annular shape centered on the central shaft A 1} and is a lid that covers the upper part of a part of the holes of the housing 11. The lid portion 18 has an annular main body portion 18a, a protrusion 18b protruding inward at the upper portion of the main body portion 18a, and a concave portion 18c recessed outward at the lower portion of the main body portion 18a. The lid portion 18 is arranged outside the clamp rod 12, the gripper 13, the intermediate ring 14, the second seal member 16, and the support cylinder 17. A bolt that penetrates the main body 18a downward is inserted into the lid 18 and is fixed to the housing 11.

これにより、図２に示すように、クランプロッド１２の軸芯と、ワークの孔の軸芯を合わせる際に、中間リング１４がクランプロッド１２の動きに合わせて動作する。このとき、第１のシール部材１５がハウジング１１と中間リング１４の間の隙間を埋め、第２のシール部材１６が中間リング１４とグリッパ１３の隙間を埋める。したがって、これらの隙間への異物の侵入を防ぎつつ、偏芯を２段階で吸収することができるために偏芯吸収範囲を大きくすることができる。例えば、従来の拡張クランプでは±０．５ｍｍの偏芯しか許容しないが、クランプ装置１では、穴位置度が±１．２５ｍｍの射抜き穴でもクランプが可能である。したがって、偏芯に対する許容度が大きいクランプ装置を提供することができる。 As a result, as shown in FIG. 2, when the axis of the clamp rod 12 and the axis of the hole of the work are aligned, the intermediate ring 14 operates in accordance with the movement of the clamp rod 12. At this time, the first sealing member 15 fills the gap between the housing 11 and the intermediate ring 14, and the second sealing member 16 fills the gap between the intermediate ring 14 and the gripper 13. Therefore, the eccentricity absorption range can be increased because the eccentricity can be absorbed in two steps while preventing foreign matter from entering these gaps. For example, the conventional expansion clamp allows only an eccentricity of ± 0.5 mm, but the clamp device 1 can clamp even a punched hole having a hole position of ± 1.25 mm. Therefore, it is possible to provide a clamp device having a large tolerance for eccentricity.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、クランプロッド１２の下面が当接する箇所には、ワークがクランプされていない状態のときに、水平方向の中央の位置に復帰させる力を発生させるバネと、クランプロッド１２の水平移動をスムーズに行うための鋼球を配置していてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, at a position where the lower surface of the clamp rod 12 abuts, a spring that generates a force for returning to the center position in the horizontal direction when the work is not clamped, and a spring that smoothly moves the clamp rod 12 horizontally. A steel ball for doing so may be arranged.

１クランプ装置
１１ハウジング
１２クランプロッド
１２ａピストン本体
１３グリッパ
１３ａ突部
１４中間リング
１４ａ突部
１４ｂ凹部
１５第１のシール部材
１６第２のシール部材
１７支持筒
１７ａ第１の部位
１７ｂ第２の部位
１７ｃ第３の部位
１８蓋部
１８ａ本体部
１８ｂ突部
１８ｃ凹部
１９リフトバネ 1 Clamping device 11 Housing 12 Clamping rod 12a Piston body 13 Gripper 13a Protruding part 14 Intermediate ring 14a Protruding part 14b Recessed part 15 First sealing member 16 Second sealing member 17 Support cylinder 17a First part 17b Second part 17c Third part 18 Lid 18a Main body 18b Protrusion 18c Recess 19 Lift spring

Claims

With the housing
A clamp rod provided on the upper part of the housing and movable in the horizontal direction and the vertical direction,
A gripper engaged with the outer peripheral portion of the upper part of the clamp rod and
An intermediate ring provided so as to be movable in the horizontal direction between the outer peripheral portion of the gripper and the inner peripheral portion of the housing, and
A first sealing member provided between the housing and the intermediate ring,
E Bei and a second sealing member provided between the intermediate ring and the gripper,
The intermediate ring is horizontally movable with respect to the clamp rod.
Clamping device.