TW201637769A

TW201637769A - 夾具裝置

Info

Publication number: TW201637769A
Application number: TW104139694A
Authority: TW
Inventors: Gaku Yoshimura
Original assignee: Kosmek Ltd
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-11-01
Also published as: CN107073663B; EP3184235A1; WO2016088616A1; US11498169B2; KR20170091085A; TWI655992B; KR102267303B1; JP2016107370A; EP3184235B1; JP6402013B2; CN107073663A; US20170252881A1; EP3184235A4

Abstract

本發明提供一種夾具裝置，可以確實地夾緊工件等的夾緊對象物。夾具裝置係具備：鎖定構件(80)，其是能夠插入工件(10)的孔(11)；以及夾緊桿(70)，其是從上側楔入卡合於該鎖定構件(80)。鎖定構件(80)，係具備：基底部(85)，其是插入前述孔(11)；以及突出部(87)，其是配置於比該基底部(85)更靠上側。用以限制夾緊桿(70)對鎖定構件(80)超過既定量地下降的相對移動限制機構(M)，係在鎖定構件(80)的擴徑位置，容許前述基底部(85)的外周面(85a)對前述孔(11)的內周面下降。

Description

夾具裝置

本發明係關於一種夾緊工件等之夾緊對象物的裝置。

以往的夾具裝置，係如專利文獻1(日本特開2010-36314號公報)所示，構成如下(參照說明書段落編號[0051]和[0052])。

在夾緊驅動時，將手柄(grip)構件和夾緊桿(clamp rod)的推拔(taper)軸部插入作為夾緊對象物的工件之孔，且使該夾緊桿朝向下方移動。如此，首先，夾緊桿是對手柄構件相對地朝向下方移動。藉此，能利用夾緊桿的推拔軸部使手柄構件的手柄爪部擴徑驅動，並使該手柄爪部咬上工件之孔的內周面而成為卡合狀態。接著，手柄構件和夾緊桿一體地朝向下方些微驅動，使工件強力地按壓於座定面。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開2010-036314號公報

在上述的先前技術中，在工件之孔的周壁部較厚的情況時，由於該孔之內周面的面積較寬，所以手柄爪部能夠咬上孔之內周面而成為卡合狀態。但是，在工件之孔的周壁部較薄的情況時，由於該孔之內周面的面積較窄，所以對該孔的手柄爪部之卡合就變得不充分。因此，恐有變得難以確實地夾緊工具之虞。

本發明之目的係在於提供一種可以確實地夾緊工件等之夾緊對象物的裝置。

為了達成上述的目的，例如，如第1A圖至第5B圖所示，本發明的夾具裝置，係構成如下。

能夠插入夾緊對象物10之孔11的鎖定構件80，是比外殼30更朝向前端側突出。該鎖定構件80是能利用進出手段58以既定之力推向前端側。夾緊桿70的楔面71是能從前端側卡合於前述鎖定構件80。該夾緊桿70，是利用驅動手段40朝向基端側夾緊驅動，並且朝向前端側非夾緊驅動。前述鎖定構件80，係具備：基底部85，其是插入前述孔11；以及突出部87，其是配置於比該基底部85更靠前端側。該突出部87，係在前述鎖定構件80 朝向半徑方向之外側的擴徑位置移動時，構成能夠從前端側與前述孔11的周壁面對。設置有：相對移動限制機構M，其是限制前述夾緊桿70對前述鎖定構件80超過既定量地朝向基端側移動。利用該相對移動限制機構M，在前述鎖定構件80的前述擴徑位置，係容許前述基底部85的外周面85a對前述孔11的內周面朝向基端側移動。

在上述構成中，在前述鎖定構件80的前述擴徑位置，係可考慮使前述基底部85的前述外周面85a與前述孔11的前述內周面之兩者接觸的情況、或在上述兩者之間形成有既定之間隙的情況。換言之，在前述鎖定構件80的前述擴徑位置，較佳是構成為：上述兩者不會以塑性變形咬上或強力地密接。

藉由上述構成，能提供一種可以確實地夾緊工件等之夾緊對象物的裝置。

10‧‧‧夾緊對象物(工件)

11‧‧‧孔

20‧‧‧夾具裝置

30‧‧‧外殼

31‧‧‧下外殼

31a‧‧‧缸孔

31b‧‧‧小徑孔

31c‧‧‧中徑孔

33‧‧‧上外殼

35‧‧‧座定部

37‧‧‧檢測路徑

37a‧‧‧上部

37p‧‧‧供應埠口

40‧‧‧驅動手段

41‧‧‧活塞

43‧‧‧活塞桿

45‧‧‧夾緊室

45p‧‧‧供排埠口

47‧‧‧非夾緊室

47p‧‧‧供排埠口

50‧‧‧導引構件

51‧‧‧導引構件50當中的基端側之部分(支承筒)

51p‧‧‧銷孔

53‧‧‧周壁

53g‧‧‧導槽

55‧‧‧頂壁

58‧‧‧進出手段(進出彈簧)

60‧‧‧直線前進導引手段

61‧‧‧滾珠

63‧‧‧直線前進導槽

70‧‧‧夾緊桿

71‧‧‧楔面

71a‧‧‧卡合槽

73‧‧‧凹部

78‧‧‧銷構件

80‧‧‧鎖定構件

81‧‧‧傾斜面

81a‧‧‧卡合部

83‧‧‧下部

83a‧‧‧端面

83b‧‧‧內周部

83c‧‧‧外周部

85‧‧‧基底部

85a‧‧‧外周面

87‧‧‧突出部

87a‧‧‧下面

90‧‧‧防塵密封

G‧‧‧溝槽部

M‧‧‧相對移動限制機構

第1A圖係非夾緊狀態之夾具裝置的立剖視圖；第1B圖係第1A圖之1B-1B線的剖視圖。

第2A圖係上述夾具裝置之夾緊桿的立剖視圖；第2B圖係第2A圖之2B-2B線的部分剖視圖。

第3A圖係上述夾具裝置之鎖定構件的立視圖；第3B 圖係第3A圖之3B箭視圖；第3C圖係第3A圖之3C-3C線的剖視圖。

第4圖係顯示顯示第2B圖所示之夾緊桿與第3C圖所示之鎖定構件組合後的狀態之部分剖視圖。

第5A圖係顯示上述夾具裝置之夾緊中途狀態，且為類似上述第1A圖的部分圖；第5B圖係顯示上述夾具裝置之夾緊狀態，且為類似上述第1A圖的部分圖。

第1A圖至第5B圖係顯示本發明之一實施形態。該實施形態的夾具裝置，係供固定作為夾緊對象物的工件所利用。

首先，基於第1A圖和第1B圖，說明上述工件及夾具裝置的概要。

工件10，在此是指作為汽車用外板(panel)之材料來使用的鋼板，其厚度形成為約1mm至2mm。在上述工件10中，係使孔11朝向其厚度方向貫通。

夾具裝置20，係利用上述工件10之孔11的周壁部來夾緊該工件10。該夾具裝置20，係具備外殼30、驅動手段40、導引構件50、進出彈簧(進出手段)58、夾緊桿70及鎖定構件80等。

更具體而言，如第1A圖和第1B圖所示，上述夾具裝置20，係構成如下。

在工作台(table)等的固定台(未圖示)安裝有上述外殼30。該外殼30，係具備：下外殼31，其是藉由複數個螺栓(未圖示)而固定於固定台；以及筒狀之上外殼33，其是載置於該下外殼31的上面。此等下外殼31和上外殼33是藉由複數個螺栓(未圖示)而鎖緊連結。

在下外殼31，係從下方起依順序形成有大徑的缸孔31a、小徑孔31b及中徑孔31c。

在上述缸孔31a緊密狀地插入有活塞41，且使從該活塞41朝向上方突出的活塞桿43以緊密狀插入小徑孔31b。經由供排埠口45p對形成於活塞41之上側的夾緊室45供應及排出壓縮空氣。又，經由另一個供排埠口47p對形成於活塞41之下側的非夾緊室47供應及排出壓縮空氣。

上述活塞41、活塞桿43、夾緊室45及非夾緊室47，是構成前述夾緊桿70的前述驅動手段40。

在前述的上外殼33之上端，係設置有接住工件10的座定部35。在該上外殼33的筒壁，係形成有朝向上下方向延伸的檢測路徑37。該檢測路徑37的上部37a是開口於座定部35，而該檢測路徑37的下部是連通於供應埠口37p。構成能夠對該供應埠口37p供應檢測用的加壓空氣。

又，在上外殼33的上部插入有能夠朝向上下方向(軸心方向)移動的導引構件50。該導引構件50，係具備：無接縫地一體形成，且從下側起依順序所形成的支承筒51、周壁53及頂壁55。上述導引構件50，是從上外殼33的上端(前端)朝向上側(前端側)突出，並能夠插入前述工件10的孔11。

在上述的周壁53，係在水平方向面對面地貫通有一對導槽53g。各導槽53g插入有能夠朝向半徑方向(水平方向)移動的前述鎖定構件80。該鎖定構件80，係構成能夠藉由前述支承筒51從下側接住。

上述導引構件50內能夠從下側(基端側)插入前述夾緊桿70。在此，夾緊桿70係與前述活塞桿43一體形成。

設置於上述夾緊桿70之上部的楔面71，是從上側與形成於各鎖定構件80之內側面的傾斜面81卡合。上述楔面71和傾斜面81，係以隨著朝向下方而朝向夾緊桿70之軸心接近的方式傾斜，在此係藉由平面所構成。

另外，雖然楔面71對上述夾緊桿70之軸心的傾斜角度，在此是設定在約10度至約14度之範圍，但是能夠按照工件10的厚度或可供該工件10搬入的高度位置而設定在所期望的範圍內。

設置有將上述導引構件50以既定之力推向上方的進出手段。該進出手段，係藉由進出彈簧58所構成，該進出彈簧58係安裝於外殼30與活塞桿43之間的環狀空間內。該進出彈簧58是透過導引構件50將鎖定構件80朝向上方彈壓。

又，導引構件50是藉由直線前進導引手段60 朝向上下方向導引。該直線前進導引手段60，係具備：滾珠61，其是安裝於上外殼33的內周；以及直線前進導槽63，其是朝向上下方形成於導引構件50的外周。在直線前進導槽63嵌合有滾珠61。

在前述夾緊桿70的下部，係安裝有朝向半徑方向(水平方向)延伸的銷構件78。該銷構件78的兩端部，是插入已形成於導引構件50之支承筒51之周壁上的銷孔51p。各銷孔51p之下壁(基端壁)，是限制夾緊桿70對導引構件50(及鎖定構件80)超過既定量地朝向下方(基端方向)移動。亦即，能藉由上述銷構件78和銷孔51p構成相對移動限制機構M。

一邊參照第1A圖一邊基於第2A圖至第2B圖說明前述夾緊桿70的詳細構造。

在夾緊桿70的上部，係朝向上下方向形成有溝槽部G，該溝槽部G係使前述鎖定構件80移動至半徑方向之外側的擴徑位置、以及半徑方向之內側的縮徑位置。藉由該溝槽部G之底面而構成前述楔面71，且在該楔面71的兩側形成有卡合槽71a。

又，夾緊桿70的外周下部，係形成有彼此連通的一對凹部73。在該凹部73，係能容納鎖定構件80之下部83的內周部。

一邊參照第1A圖一邊基於第3A圖至第3C圖和第4圖說明前述鎖定構件80的詳細構造。

鎖定構件80，係具備從下側起依順序所配置之前述的下部83、基底部85及突出部87。如第3A圖所示，下部83，係具有藉由導引構件50之支承筒51所接住的端面83a、內周部83b及外周部83c。又，下部83的外周部83c和前述突出部87的外周面，係朝向比基底部85的外周面85a更朝向半徑方向的外側(第3A圖中的左側)突出。在上述突出部87的內周部和基底部85的內周部，係形成有：能與夾緊桿70之楔面71抵接的前述傾斜面81；以及設置於該傾斜面81之兩側的卡合部81a。上述卡合部81a是嵌合於夾緊桿70的卡合槽71a。

另外，如第1A圖所示，在上外殼33之內周面的上部與鎖定構件80之間配置有防塵密封(dust seal)90。該防塵密封90，係藉由合成樹脂等所構成，且其內周部是抵接於基底部85之外周面85a的下部。藉此，上述防塵密封90能將鎖定構件80朝向半徑方向之內側彈壓。

如第1A圖和第5A圖及第5B圖所示，上述夾具裝置20，係動作如下。

在第1A圖的非夾緊狀態下，排出夾緊室45的壓縮空氣，並且對非夾緊室47供應壓縮空氣。藉此，活塞41使夾緊桿70朝向上方的非夾緊位置移動，進出彈簧58使導引構件50及鎖定構件80朝向上方的非夾緊位置移動，各鎖定構件80按照前述卡合槽71a與卡合部81a的嵌合構造，朝向半徑方向的內側大幅地後退。

因此，鎖定構件80之突出部87的外周面，是比導引構件50之周壁53的外周面更朝向內側後退。又，上述一對鎖定構件80、80之下部83的內周部83b(參照第3A圖)彼此會接觸。藉此，在下述的工件10之搬入時，可以藉由上述導引構件50來防止工件10之孔11的周壁撞擊到鎖定構件80。

當以上述非夾緊狀態使工件10下降時，該工件10的孔11，就會隔出既定之間隔地外嵌於導引構件50的周壁53和鎖定構件80，並且藉由座定構件(參照第1A圖中之二點鏈線圖所示的虛擬三角形部分)來接住上述工件10的下面。

在從第1A圖的非夾緊狀態切換至夾緊狀態時，係排出非夾緊室47的壓縮空氣，並且對夾緊室45供應壓縮空氣，而使活塞41下降。

藉此，首先，夾緊桿70對藉由進出彈簧58的彈壓力而保持於上升位置的導引構件50及鎖定構件80下降。

如此，如第5A圖的夾緊中途狀態所示，在夾緊桿70的楔面71會將鎖定構件80朝向半徑方向的外側推出，與此同時，夾緊桿70之銷構件78的外端部會抵接於導引構件50的支承筒51之銷孔51p的下壁。藉此，能限制夾緊桿70對導引構件50及鎖定構件80下降。

在上述第5A圖的夾緊中途狀態下，由於鎖定構件80朝向半徑方向之外側的擴徑位置移動，且該鎖定構件80之基底部85的外周面85a接觸於工件10之孔11的內周面，所以該工件10被定位於水平方向。又，鎖定構件80 的突出部87從上側與孔11的周壁面對。

接著，如第5B圖的夾緊狀態所示，上述導引構件50及鎖定構件80和夾緊桿70是成為一體並抵抗進出彈簧58而下降，而鎖定構件80之突出部87的下面87a是緊縮工件10之孔11的周壁，並且將該工件10按壓於前述的上外殼33之座定部35。藉此，可以強力且確實地夾緊厚度較薄的工件10。另外，在該夾緊狀態下，藉由該孔11的附近區域對較薄的工件10當中之從孔11朝向水平方向離開的區域(參照第1A圖中的二點鏈線部分)朝向下方撓曲，就能使該孔11的周壁緊縮。

另外，在鎖定構件80的前述擴徑位置(參照第5A圖)，工件10之孔11的內周面和前述基底部85的外周面85a，係僅接觸而已，由於不會以塑性變形咬上或強力地密接，所以鎖定構件80能對該孔11順利地下降。

又，在上述第5B圖的夾緊狀態下，由於前述檢測路徑37的上部37a是藉由工件10的下面所閉合，所以被供應至該檢測路徑37的檢測用之加壓空氣的壓力會比設定壓力更上升。用壓力開關等來偵測該壓力，藉此就可以確認上述工件10已被夾緊。

另外，上述夾具裝置20的非夾緊動作，係以與上面所述的夾緊動作大致相反的順利所進行。

上述的實施形態，係獲得以下的優點。

如同上面所述般，在鎖定構件80的擴徑位置(參照第5A圖)，由於是構成基底部85的外周面85a接觸於工件10之孔11的內周面，所以可以將該工件10定位於水平方向。

又，如第1A圖所示，能夠使被搬入任意之高度位置的工件10緊縮。

由於鎖定構件80，係由導引構件50支承成能夠朝向半徑方向移動，所以可順利地進行該移動。由於在作為導引構件50之基端側之部分的支承筒51、與夾緊桿70之間設置有前述的相對移動限制機構M，所以可以簡單地構成該相對移動限制機構M。又，相對移動限制機構M，係藉由支承筒51的銷孔51p和夾緊桿70的銷構件78所構成，藉此能使該構成更簡化。

上述的實施形態係能夠變更成如下。

在鎖定構件80的擴徑位置(參照第5A圖)，也可在基底部85的外周面85a與工件10之孔11的內周面之間形成既定的間隙。

使用於驅動手段40的作動流體，也可為壓油(pressure oil)等的液體來取代壓縮空氣。作為該驅動手段40，也可採用彈簧釋放式(spring release type)或彈簧鎖定式(spring lock type)等的單動式，取代例示的複動式。又，該驅動手段40，也可為電動機等其他種類的致動器，來取代流體壓致動器。

前述夾緊桿70和活塞桿43，也可構成為不同個體，來取代一體形成。

前述的進出手段，也可為使用壓縮空氣或壓油等的壓力流體之物，來取代例示的進出彈簧58。

導引構件50，也可將上述的複數個部分形成為不同個體，來取代無接縫地一體形成支承筒51、周壁53及頂壁55的複數個部分。

又，也可省略導引構件50，而使鎖定構件80露出於外部空間。在此情況下，可考慮將該鎖定構件80的下部能夠朝向半徑方向移動地支承於上外殼33的上部。

也可省略夾緊桿70的卡合槽71a和鎖定構件80的卡合部81a。在此情況下，為了使上述二個鎖定構件80朝向半徑方向之內側的縮徑位置復位，可考慮將環狀彈性體外嵌於此等鎖定構件80。

上述鎖定構件80，也可設置三個以上來取代設置二個，更且，也能夠藉由具有狹縫(slit)之一體的環狀筒夾(collet)所構成，來取代分割成複數個。

前述夾緊桿70的一對凹部73、73，係只要形成於該夾緊桿70的外周面即可，而非必須使其連通。

前述的相對移動限制機構M，係能夠設置於夾緊桿70的上部與鎖定構件80的上部之間。

接住工件10的座定部35，也可設置於被配置在上外殼33之半徑方向之外側的座定塊上，來取代設置於該上外殼33的上部。

被夾緊的工件10，並非被限定於例示的薄壁工件，也可為厚壁工件。

本發明的夾具裝置20，也可配置成上下相反的姿勢或水平姿勢或傾斜姿勢，來取代配置於例示的上下姿勢。

其他，當然能在該發明所屬技術領域中具有通常知識者所能假定的範圍內進行各種的變更。