TWI526271B - Clamping device - Google Patents

Description

夾緊裝置

本發明係有關於夾持工件孔內周面而固定的夾緊裝置，特別係有關於可確保支撐夾持用卡合構件的支撐功能，同時於夾持後解除至少一部分支撐力的夾緊裝置。

以往，如上述各種夾持工件孔內周面的夾緊裝置(所謂孔夾緊裝置(hole clamp)或擴張夾緊裝置(expansion clamp))係供實際應用。例如專利文獻1、2所述之夾緊裝置具備：夾緊本體；上下貫通夾緊本體的插通孔且具有夾持爪部的卡合構件；用以使該卡合構件擴徑的夾緊桿；以及由用以進退驅動該夾緊桿的油壓缸構成的驅動裝置等。

上述夾緊裝置為對油壓缸的夾緊用油室供給油壓以夾緊驅動夾緊桿的油壓式夾緊裝置。為取代該油壓力，而藉加壓空氣的推壓力來夾緊驅動的氣動式夾緊裝置亦供實際應用。氣動式夾緊裝置的驅動裝置備有：與夾緊桿連結的活塞構件、該活塞構件上側的夾緊用空氣作動室及該活塞構件下側的解除夾緊用空氣作動室等。

上述專利文獻1、2之夾緊裝置中，為使卡合構件擴徑而由下方對卡合構件進行支撐的彈簧式支撐機構備有：支撐卡合構件下端的環狀支撐構件以及以彈力朝上方對該環狀支撐構件進行支撐的壓縮彈簧構件等。

為取代所述壓縮彈簧構件，則備有以油壓支撐卡合構件的油壓式支撐機構或以加壓空氣支撐卡合構件的氣動式支撐機構的夾緊裝置亦供實際應用。

於此，若彈簧式支撐機構的支撐力不足，則夾緊時卡合構件的夾持爪部有時無法夾持工件孔的內周面而相對於內周面滑移(slip)。因此，作為支撐機構的壓縮彈簧構件，便需採用可產生達到一定程度支撐力的彈簧，而此在油壓式支撐機構或氣動式支撐機構中亦同。

此外，備有供以下用途之夾緊不良檢測裝置的夾緊裝置亦供實際應用：夾緊時卡合構件無法夾持孔的內周面而滑移，使得夾緊桿移動至夾緊方向極限位置之際，利用與夾緊桿共同移動的支撐機構的環狀支撐構件封鎖 形成於夾緊本體的加壓空氣噴出孔來檢測夾緊不良。

另一方面，藉此種夾緊裝置來對夾緊之工件進行切削加工時，由於切粉會飛入夾緊本體內，為防止此問題而朝夾緊本體內供給加壓空氣，並由夾緊本體、卡合構件及夾緊桿等之間隙向外部噴出的送風裝置設於夾緊裝置上。

【先前技術文獻】

【專利文獻1】德國專利第4020981號公報

【專利文獻2】日本特開平11-188551號公報

所述專利文獻1、2的設於夾緊裝置之彈簧式支撐機構，其不論在解除夾緊狀態或夾緊狀態之際，均會藉由壓縮彈簧構件產生支撐力，為促使卡合構件向解除夾緊方向推壓，夾緊驅動裝置產生之夾緊力會下降其支撐力大小的力量。因此，隨著夾緊力下降，而有必須將夾緊驅動裝置大型化的問題。

另一方面，氣動式支撐機構設有：從下端支撐卡合構件的環狀受壓構件；以及從下側加壓該環狀受壓構件的支撐氣室，解除夾緊時，可對支撐氣室供給加壓空氣。此夾緊裝置在夾緊時，即使加壓空氣從解除夾緊用空氣作動室階段式排出，加壓空氣不會從支撐氣室排出而殘留支撐力。因此，與上述相同，夾緊驅動裝置產生之夾緊力會下降其支撐力大小的力量。因此，隨著夾緊力下降，而有必須將夾緊驅動裝置大型化的問題。

本發明的目的在於提供一種卡合構件擴徑時能以加壓空氣的氣動力支撐卡合構件，且卡合構件擴徑後可解除至少一部分所述氣動力的夾緊裝置，其為一種可防止卡合構件擴徑後送風用加壓空氣的氣動力作用於支撐機構的環狀受壓構件的夾緊裝置。其亦為一種小型化的夾緊裝置。

本發明的夾緊裝置具有：夾緊本體；卡合構件，可切換成卡合於工件孔內周面的擴徑狀態與未卡合的縮徑狀態；夾緊桿，卡合於該卡合構件內側；以及驅動裝置，用以相對於夾緊本體進退驅動該夾緊桿，並具備：支撐 機構，使卡合構件擴徑而卡合於所述內周面時，以第一壓力之加壓空氣的氣動力支撐卡合構件；及加壓氣動力解除裝置，藉所述驅動裝置夾緊驅動夾緊桿時，於卡合構件擴徑後解除支撐機構之至少一部分氣動力。

根據本發明，夾緊工件時，使卡合構件擴徑卡合於工件孔的內周面時，在藉由以第一壓力之加壓空氣的氣動力支撐卡合構件的支撐構件之支撐狀態下，除卡合構件可確實地擴徑之外，當夾緊驅動夾緊桿時，更可藉由加壓氣動力解除裝置，在所述卡合構件擴徑後解除支撐機構之氣動力的至少一部分，可防止夾緊力下降所解除之氣動力的大小之力量而防止夾緊力低下。由於可防止夾緊力下降，驅動裝置不需大型化，而達到可設計小型夾緊裝置的目的。

在本發明中上述的構造中，亦可進一步採用以下構造。

(1)所述驅動裝置，其備有用以解除夾緊夾緊桿的解除用氣壓缸，所述支撐機構，其具有：支撐所述卡合構件的環狀受壓活塞構件；支撐氣室，其使所述第一壓力加壓空氣以夾緊方向的反方向使環狀受壓活塞構件受壓(推壓)；以及空氣供給通路，從所述解除用氣壓缸的空氣作動室連通到支撐氣室，為了藉由較所述第一壓力的加壓空壓力低的第二壓力加壓空氣送風至所述卡合構件與夾緊桿，在夾緊本體內的環狀受壓活塞構件上靠卡合構件一側的部分上，設有導入所述第二壓力的加壓空氣的加壓空氣導入裝置。

根據所述結構，驅動裝置具有解除夾緊的解除用氣壓缸，由於支撐機構具有：環狀受壓活塞構件；支撐氣室，使第一壓力的加壓空氣在夾緊的相反方向上使該環狀受壓活塞構件受壓；以及空氣供給通路，從所述解除用氣壓缸的空氣作動室連通到支撐氣室，因此可藉由空氣供給通路，將供給解除用氣壓缸之第一壓力的加壓空氣供給至支撐氣室。加壓空氣導入裝置係為，在夾緊本體內的環狀受壓活塞構件上靠卡合構件一側的部分上導入較所述第一壓力的加壓空氣壓力低的第二壓力加壓空氣，亦可送風至所述卡合構件與夾緊桿，可防止切粉或粉塵飛入夾緊本體內。

另外，環狀受壓活塞構件係為，雖第二壓力的送風用加壓空氣作用於環狀受壓活塞構件的上面側，但由於支撐氣室的第一壓力(比第二壓力高壓 )之加壓空氣的氣動力作用於下面側，環狀受壓活塞構件基本上可保持在上限位置。

(2)在(1)的情況，所述加壓氣動力解除裝置具有：止回閥，其允許加壓空氣向裝設有所述空氣供給通路的支撐氣室的供給方向上流通；以及連通空氣通路，其貫通狀地形成於所述環狀受壓活塞構件上，並僅在所述環狀受壓活塞構件位於上限位置時被阻斷。

在所述構成中，從空氣作動室往支撐氣室的方向可利用止回閥供給加壓空氣，雖然可供給第一壓力的加壓空氣至支撐氣室，且夾緊時排出空氣作動室的加壓空氣，但可藉由止回閥來維持支撐氣室內第一壓力的加壓空氣。因此，夾緊開始時卡合構件可確實地擴徑。

此外，為設置貫通狀形成於所述環狀受壓活塞構件，且僅只於所述環狀受壓活塞構件在上限位置時被阻斷的連通空氣通路，可藉由連通空氣通路，排出支撐氣室內一部分之第一壓力的加壓空氣，並降低至藉由加壓空氣導入裝置導入夾緊本體內的第二壓力加壓空氣形成等壓狀態，使環狀受壓活塞構件的上下兩側的氣壓相等，防止氣動力作用於環狀受壓活塞構件，而防止環狀受壓活塞構件向夾緊方向界限位置移動。此外，在此結構中，藉由加壓氣動力解除裝置解除支撐機構的氣動力的至少一部分。

(3)在(1)中，所述加壓氣動力解除裝置具有：節流閥，裝設於所述空氣供給通路；以及連通空氣通路，其於所述環狀受壓活塞構件形成貫通狀且僅在所述環狀受壓活塞構件位於上限位置時阻斷。

在所述結構中，藉由節流閥從空氣作動室供給加壓空氣至支撐氣室。即使夾緊時排出空氣作動室內的加壓空氣，因支撐氣室內加壓空氣藉由節流閥而延遲排出，可延遲解除支撐機構內氣動力的至少一部分。此外，環狀受壓活塞構件中形成的連通空氣通路的作用效果基本上亦與(2)相同。

(4)在(1)~(3)中任何一種情況中均設有夾緊不良檢測用的加壓空氣噴出孔，當所述夾緊桿移動至夾緊方向界限位置時，會藉由所述環狀受壓活塞構件而被封鎖；以及空氣通路，供給加壓空氣於該加壓空氣噴出孔。

在所述結構中，因設有夾緊不良檢測用的加壓空氣噴出孔，其在夾緊桿移動至夾緊方向界限位置時，藉由環狀受壓活塞構件而被封鎖；以及空氣通路，其供給加壓空氣於該加壓空氣噴出孔，而實現以簡單的結構確實地 作夾緊不良檢測。

(5)在(1)中，所述驅動裝置具有夾緊用驅動裝置，其驅動所述夾緊桿向夾緊的方向作動。在所述結構中，藉由設於驅動裝置的夾緊用驅動裝置，驅動所述夾緊桿向夾緊的方向作動。

(6)在(5)中，所述夾緊用驅動裝置具有一個或多個壓縮彈簧，其驅動所述夾緊桿向夾緊的方向作動。在所述結構中，藉由設於夾緊用驅動裝置的一個或多個壓縮彈簧，驅動所述夾緊桿向夾緊的方向作動。

(7)在(5)中，所述夾緊用驅動裝置具有夾緊用氣壓缸，產生用以夾緊驅動夾緊桿之驅動力的全部或至少一部分。在所述結構中，藉由設於夾緊用驅動裝置的夾緊用氣壓缸，產生用以夾緊驅動夾緊桿之全部或至少一部分的驅動力。

以下，基於實施例對用以實施本發明的形態進行說明。

【實施例1】

如第1圖~第4圖所示，夾緊裝置C備有：夾緊本體1；發揮夾持構件功能的卡合構件2；卡合於該卡合構件2內側的夾緊桿3；用以進退驅動該夾緊桿3的驅動裝置4；支撐機構6；加壓氣動力解除裝置7；加壓空氣導入裝置8；以及夾緊不良檢測裝置9等。夾緊本體1係以上部本體構件11及下部本體構件12構成，夾緊本體1係安裝於基部本體構件13。

上部本體構件11係俯視實質上呈矩形，該上部本體構件11係以四根插入四個螺栓孔14中的螺栓固定於基部本體構件13。下部本體構件12為形成有缸孔41的筒狀構件，該下部本體構件12的上端部係與上部本體構件11的底面側的凹部15嵌合，並藉四根螺栓16固定於上部本體構件11。夾緊本體1上半部的中心部設有向上突出的圓筒狀本體筒部20。

如第1圖~第4圖所示，卡合構件2(夾持構件)與夾緊桿3係配設成上下貫通本體筒部20上端部的中心部分的插通孔17。本體筒部20的表面形成有四個圍繞卡合構件2的圓弧狀就座面18，係在使工件W就座於此等就座面18的狀態下將工件W夾緊。於本體筒部20的表面，四個流通有經送風之加壓空氣的凹槽19係形成十字型。

卡合構件2係與夾緊桿3共同插入工件W孔中，並可切換成卡合於孔的內周面(夾持孔的內周面)的擴徑狀態、及未卡合(夾持)的縮徑狀態。該卡合構件2具有供夾緊桿3插通的桿插通孔21、筒狀夾持爪部22及基端鍔部23，卡合構件2為使其半徑可擴大、縮小(可擴縮)並可分解，係藉四個狹縫沿圓周方向予以分割成四等分，並以O環27套束。

卡合構件2的夾持爪部22的外周面形成有三層可夾持形成於工件W之孔的內周面的鋸齒。桿插通孔21中與夾持爪部對應的部分係形成為與夾緊桿3的錐狀軸部31卡合成密接狀的錐狀孔部21a。

如第2圖~第4圖所示，本體筒部20上端的插通孔17的部位上安裝有堵塞卡合構件2外周側的環狀間隙的刮板26。此刮板26係為，具有防止異物侵入之機能，及在解除夾緊狀態時，使卡合構件2與夾緊桿3的軸心與夾緊裝置C的軸心(與本體筒部20共同軸心)一致的共軸機能。卡合構件2的下部裝設有綑綁四個分割體並使其縮徑的O環27。

卡合構件2的基端鍔部23，係容納於本體筒部20的圓形凹部29內，基端鍔部23的外周側形成間隙。卡合構件2的基端鍔部23在水平方向上以可動的方式被夾持在圓形凹部29的上壁部與支撐構件62的水平板部62b之間，其受支撐構件62的支撐。卡合構件2可與支撐構件62以及環狀受壓活塞構件61一同昇降，且藉由圓形凹部29外周部的環狀間隙與刮板26的彈性變形，安裝成可在與夾緊裝置C的軸心垂直之水平方向上移動。

夾緊桿3係為與錐狀軸部31、連在該錐狀軸部31下端的小徑桿部32、以及連在該小徑桿部32下端的T形卡合部33一體成形。錐狀軸部31與小徑桿部32插通於卡合構件2的桿插通孔21。錐狀軸部31係為越往上方直徑越大且形成於夾緊桿3的上端部分，該錐狀軸部31內嵌並卡合於卡合構件2的桿插通孔21的上半部之錐狀孔部21a。

以下基於驅動裝置4進行說明。

如第1圖~第4圖所示，驅動裝置4係為相對於夾緊本體1進退驅動夾緊桿3的一種裝置，其具有：使夾緊桿3往上方驅動夾緊解除的解除用氣壓缸35、以及將夾緊桿3向下夾緊驅動的夾緊用驅動裝置36。夾緊用驅動裝置36具有：夾緊驅動夾緊桿3的多個壓縮彈簧46、以及產生夾緊驅動力之一部分的夾緊用氣壓缸36a。

夾緊本體1上形成有：縱向的缸孔41；裝設在該缸孔41的活塞構件42的活塞部43上側的環狀彈簧收納室45；以及活塞構件42下側的空氣作動室47等。

解除用氣壓缸35係由缸孔41、活塞構件42、與空氣作動室47等構成。夾緊用氣壓缸36a係由缸孔41、活塞構件42、與夾緊用空氣作動室45(彈簧收納室)等構成。

活塞構件42具有：活塞部43、以及由該活塞部43往上方延伸至本體筒部20內部的桿部44。活塞部43的外周部藉由密封構件43a氣密封。桿部44具有：大徑桿部44a、由該大徑桿部44a向上方延伸的中徑桿部44b、由該中徑桿部44b向上方延伸的小徑桿部44c、以及由該小徑桿部44c向上方延伸的螺絲軸部44d。該螺絲軸部44d與形成有倒T形的T溝52a的T溝形成構件52螺合。

夾緊桿3的T形卡合部33在水平方向側面卡合於T溝形成構件52的T溝52a。T溝形成構件52的外徑僅較小徑桿部44c的外徑稍大。T溝形成構件52的下端、形成有被環狀受壓活塞構件61的薄壁套管61b的上端卡止的被卡止部52b。T形卡合部33與T溝形成構件52一點間隙，因此夾緊桿3相對於T溝形成構件52在水平方向上在所述間隙來移動。

空氣作動室47位於活塞構件42的下側並由下部本體構件12以及基部本體構件13構成。往解除夾緊方向驅動活塞部43的第一壓力的加壓空氣可藉由空氣供給源48經由空氣通路49，供給至空氣作動室47。

彈簧收納室45係形成於大徑桿部44a與中徑桿部44b的外周側。產生夾緊驅動力之6個壓縮彈簧46以等分圓周的方式安裝於彈簧收納室45。壓縮彈簧46的上端部分藉由插入形成於下部本體構件12的圓筒孔55而在圓周方向上定位。壓縮彈簧46的下端被活塞部43抵住，而壓縮彈簧46的上端被圓筒孔55的上端壁抵住。

壓縮彈簧46係由矩形剖面的彈簧鋼線材所構成，亦可由圓形剖面的彈簧鋼線材構成。此外，壓縮彈簧46的數量不限定於6個，亦可設置不到6個或是7個以上的壓縮彈簧46。亦可將一個壓縮彈簧46外嵌安裝於桿部44。

彈簧收納室45亦兼作夾緊用氣壓缸36a的空氣作動室，彈簧收納室45 藉由空氣通路56a~56c連接到加壓空氣供給源50。僅藉壓縮彈簧46的彈力而造成夾緊力不足的情況下，供給加壓空氣至彈簧收納室45而藉由夾緊用氣壓缸36a產生夾緊驅動力一部分。

第2圖、第3圖係表示當活塞構件42在上限位置時的解除夾緊狀態，在該解除夾緊狀態中，大徑桿部44a的上端部44e受下部本體構件12的卡止部67抵住。在中徑桿部44b的上端部44f與因加壓空氣而位於上限位置的環狀受壓活塞構件61的下端部之間設有極小的間距。

以下基於支撐機構6進行說明。

如第2圖~第4圖所示，支撐機構6係以可動方式外嵌於活塞構件42的小徑桿部44c上且具有：支撐卡合構件2的環狀受壓活塞構件61；支撐構件62，其基端部(下端部)受所述環狀受壓活塞構件61支撐且其支稱卡合構件2的基端；支撐氣室63，其使環狀受壓活塞構件61向夾緊方向的反方向受壓於第一壓力的加壓空氣(受推壓)；以及空氣供給通路65，使空氣可由解除用氣壓缸35的空氣作動室47流通至支撐氣室63。支撐機構6係為，當與使卡合構件2擴徑的工件W的內周面卡合(夾持內周面)時，利用第一壓力的加壓空氣作用於環狀受壓活塞構件61之下面的氣動力來支撐卡合構件2。

環狀受壓活塞構件61具有：形成於環狀活塞部上端部的卡止鍔部61a；以及薄壁套管61b，從環狀活塞部上端的內周部往上方以一定長度延伸。環狀受壓活塞構件61係以可滑動的方式外嵌於小徑桿部44c上且以可滑動的方式內嵌於下部本體構件12的圓筒孔12a。利用密封構件61c將環狀受壓活塞構件61的內周部氣密式地密封，且以密封構件61d將其外周部氣密式地密封。

環狀受壓活塞構件61的卡止鍔部61a係以可在形成於下部本體構件12與上部本體構件11的收納孔59之間上下昇降的方式安裝。環狀受壓活塞構件61在下限位置時，卡止鍔部61a卡止於收納孔59的下端壁，環狀受壓活塞構件61在上限位置時，卡止鍔部61a卡止於收納孔59的上端壁。

支撐構件62具有：外嵌於薄壁套管61b與小徑桿部44c的薄壁筒部62a；以及該薄壁筒部62a上端的水平板部62b。夾緊桿3貫通於水平板部62b的圓形孔69，該圓形孔69係為讓夾緊桿3通過的大小。支撐構件62上端 的水平板部62b與卡合構件2的基端鍔部23之下面接觸並提供支撐力，薄壁筒部62a之下端與環狀受壓活塞構件61的環狀活塞部之上端接觸並受其支撐，支撐構件62與環狀受壓活塞構件61一同昇降。

環狀受壓活塞構件61下側的支撐氣室63，透過形成於桿部44的空氣供給通路65連接於空氣作動室47，第一壓力的加壓空氣從空氣作動室47供給至支撐氣室63，環狀受壓活塞構件61當夾緊解除狀態時，藉由第一壓力的加壓空氣向上推壓。

空氣供給通路65具有：縱向空氣通路65a；連通該縱向空氣通路65a的橫向空氣通路65b：以及形成於小徑桿部44c的外周面的環狀溝65c。空氣供給通路65的縱向空氣通路65a的下端部分設有止回閥71，其僅允許加壓空氣供給至支撐氣室63。解除夾緊時，藉由止回閥71與空氣供給通路65從空氣作動室47提供第一壓力的加壓空氣。

夾緊驅動時，卡合構件2夾持在工件W孔的內周面之後，環狀受壓活塞構件61向下移動一極小距離(大約0.1~0.3mm左右)，而開放下述之連通空氣通路72、且排放加壓空氣至環狀受壓活塞構件61上側。

以下基於加壓氣動力解除裝置7進行說明。

如第2圖~第4圖所示，加壓氣動力解除裝置7係為，當藉由驅動裝置4夾緊驅動夾緊桿3時，卡合構件2擴徑後(夾持後)之際解除支撐機構6的氣動力的至少一部分之裝置。加壓氣動力解除裝置7具有：空氣供給通路65；裝設於該空氣供給通路65的止回閥71；以及貫通狀形成於環狀受壓活塞構件61的連通空氣通路72。

止回閥71係由：小鋼球73；調節閥形成構件74，其在上端具有與該鋼球73抵接的環狀閥座且形成有空氣供給通路65的下端部；以及將鋼球73向環狀閥座推壓的壓縮彈簧75所構成。夾緊解除時、第一壓力的加壓空氣填充至空氣作動室47之際，藉由空氣供給通路65與止回閥71，將第一壓力的加壓空氣供給至支撐氣室63，且夾緊動作時，加壓空氣從空氣作動室47排出時，藉止回閥71將空氣供給通路65阻斷。此外，即使省略壓縮彈簧75，依然能夠產成同樣的機能。

連通空氣通路72係為小管徑的通路，在環狀受壓活塞構件61位於上限位置時，連通空氣通路72受到收納孔59上壁的阻斷，因此可保持支撐氣 室63的加壓空氣。若環狀受壓活塞構件61向下移動，連通空氣通路72即會形成開放狀態。後述加壓空氣導入裝置8作動的時候，也藉由夾緊本體1內的環狀受壓活塞構件61，將較第一壓力低壓更低的第二壓力的加壓空氣導入卡合構件2側的部分。為此，當連通空氣通路72形成開放狀態時，支撐氣室63的加壓空氣的壓力較第一壓力至第二壓力更低，氣動力無法作用於環狀受壓活塞構件61的上方或下方。此外，位於收納孔59內的卡止鍔部61a之外周側形成可讓空氣通過的間隙。

在所述加壓空氣導入裝置8不作動的時候，連通空氣通路72形成開放狀態，此時支撐氣室63即形成大氣開放狀態。亦可在該連通空氣通路72裝設僅容許從支撐氣室63排出加壓空氣的止回閥。此外，在對應於收納孔59上壁的連通空氣通路72的部分，或是圍繞在環狀受壓活塞構件61中連通空氣通路72上端的部分上，亦可設置提高連通空氣通路72的阻斷性用之合成樹脂製封止材料。

以下係基於加壓空氣導入裝置8進行說明。

如第3圖所示，加壓空氣導入裝置8，係為為了將較第一壓力的加壓空氣低壓的第二壓力加壓空氣送至卡合構件2與夾緊桿3、而將第二壓力之加壓空氣導入至夾緊本體1中環狀受壓活塞構件61靠卡合構件2一側的部分之裝置。加壓空氣導入裝置8包括有：形成於上部本體構件11的加壓空氣噴出孔80b、多條空氣通路80c、80d；以及空氣通路80e，其形成於基部本體構件13且接續於加壓空氣供給源81。空氣通路80c的端部藉由塞82緊閉。

在上部本體構件11與支撐構件62之間形成環狀間隙86，支撐構件62的下端部形成小孔80a。從加壓空氣供給源81排出的加壓空氣，經由空氣通路80c~80e，與加壓空氣噴出口80b供給至環狀間隙86，並沿著支撐構件62的外周面向上流動，送風至卡合構件2與夾緊桿3。供給環狀間隙86的加壓空氣的一部分，藉由小孔80a供給至夾緊本體1中支撐構件62的環狀受壓活塞構件61之靠卡合構件2一側，該加壓空氣流經夾緊本體1內的上方，送風至卡合構件2與夾緊桿3，同時亦送風至就座面18。此外，亦可在削切加工工件W當下進行送風。

以下基於夾緊不良檢測裝置9進行說明。

如第2圖、第4圖所示，夾緊不良檢測裝置9設有：當夾緊桿3移動至夾緊方向界限位置，且環狀受壓活塞構件61向其下限位置移動時，受環狀受壓活塞構件61封鎖的加壓空氣噴出孔91(夾緊不良檢測用的加壓空氣噴出孔91)；與供給加壓空氣至該加壓空氣噴出孔9的空氣通路92~96。空氣通路96接續於加壓空氣供給源98。夾緊不良檢測裝置9構成有：加壓空氣噴出孔91；空氣通路92~96；壓力開關97，可檢測出當空氣通路92~96內的加壓空氣的壓力上升至所定壓力以上的情況；以及控制部，其可接收壓力開關97的檢測信號且判定上述壓力上昇的情況。

下部本體構件12形成有：加壓空氣噴出孔91，形成在收納孔59周壁部的下端部且對卡止鍔部61a呈相向狀開口；以及空氣通路92，連接於該加壓空氣噴出孔91。上部本體構件11形成有：接續於空氣通路92的空氣通路93~95。基部本體構件13形成有接續於空氣通路95的空氣通路96。此外，空氣通路94的端部以塞94a閉塞。

夾緊不良檢測裝置9係為，夾緊動作時，卡合構件2的夾持爪部22相對於工件W孔的內周面滑動之當形成夾緊不良狀況時可加以檢測的裝置。當夾緊不良而環狀受壓活塞構件61下降至下限位置時，藉由卡止鍔部61a將加壓空氣噴出孔91閉鎖，故由壓力開關97與控制部檢測該加壓空氣的壓力上昇，進而檢測出夾緊不良的狀況。

以下基於本發明的夾緊裝置C之作用進行說明。

藉由夾緊裝置C夾緊工件W的情況下，起初第一壓力的加壓空氣供給至空氣作動室47。而後抵抗彈簧收納室45的多個壓縮彈簧46的彈力，如第2圖所示，夾緊桿3、活塞構件42、環狀受壓活塞構件61、以及支撐構件62均上昇至上限位置，因夾緊桿3相對於卡合構件2上昇，卡合構件2形成縮徑狀態。

此時，藉由空氣供給通路65，第一壓力的加壓空氣亦供給至支撐氣室63，產生支撐支撐構件62與卡合構件的支撐力。接著，使加壓空氣導入裝置8作動而供給第二壓力加壓空氣，送風至卡合構件2與夾緊桿3等的同時，搬入工件W，將卡合構件2與夾緊桿3插入工件W孔，並以就座面18支撐工件W。

而後，為將卡合構件2與夾緊桿3向下方夾緊驅動，加壓空氣從空氣作 動室47排出、使空氣作動室47形成大氣壓力，使向下的壓縮彈簧46之彈性力作用在活塞構件42。此時，因應所需、將加壓空氣供給至彈簧收納室45。因而止回閥71可維持支撐氣室63的加壓空氣，故環狀受壓活塞構件61受支撐氣室63的加壓空氣之推壓並保持在所述上限位置，支撐構件62與卡合構件2亦一起瞬間保持在上限位置，但因活塞構件42向下方驅動，夾緊桿3相對於卡合構件2些微向下移動。

以上作動的結果，由夾緊桿3的錐狀軸部31使驅動卡合構件2之夾持爪部22被擴徑驅動，與工件W孔的內周面咬合並形成卡合狀態(夾持狀態)，形成夾緊桿3相對於卡合構件2幾近無法移動的狀態。

形成所述狀態後，就如第4圖所示，藉由多個壓縮彈簧46的彈力(加壓空氣供給至彈簧收納室46的狀況下則亦加上氣動力)，活塞構件42、卡合構件2、夾緊桿3、環狀受壓活塞構件61、與支撐構件62一齊向下作極微小距離(大約0.2mm左右)的驅動，形成工件W被就座面18強力推壓的夾緊狀態。

此時，環狀受壓活塞構件61因與收納孔59的上壁分離，加壓氣動力解除裝置7的連通空氣通路72形成開放狀態，藉由連通空氣通路72，支撐氣室63的加壓空氣的壓力從第一壓力降低到第二壓力，且解除以支撐機構6來支撐卡合構件2的氣動力的至少一部分，因不對環狀受壓活塞構件61作用向上及向下的氣動力，因而環狀受壓活塞構件61不向夾緊方向界限位置移動而停止。

因此，夾緊驅動時，卡合構件2擴徑(夾持)後，即使環狀受壓活塞構件61向下作微小距離的移動，因環狀受壓活塞構件61的卡止鍔部61a沒有封鎖住加壓空氣噴出孔91，故不會產生夾緊不良檢測裝置9錯誤作動的情況。

以下基於本發明的夾緊裝置C的效果進行說明。

工件W在夾緊、使卡合構件2擴徑且在卡合於工件W孔的內周面時，因係在以第一壓力的加壓空氣的氣動力支撐卡合構件2的支撐機構6支撐的情況下，除可確實使卡合構件2擴徑，並在夾緊驅動夾緊桿3時，藉由加壓氣動力解除裝置7，在卡合構件2擴徑後因解除支撐機構6的氣動力的至少一部分，故可防止夾緊力降低所解除之氣動力的大小。因可防止夾緊 力下降，所以可避免將驅動裝置4大型化，進而達到設計小型化的夾緊裝置C的目的。

驅動裝置4具有解除夾緊用的解除用氣壓缸35，且支撐機構6具有：環狀受壓活塞構件61；支撐氣室63，其使該環狀受壓活塞構件61在夾緊方向的相反方向受第一壓力的加壓空氣受推壓；以及空氣供給通路65，從解除用氣壓缸35的空氣作動室47通到支撐氣室63，因此可經由空氣供給通路65將供給致解除用氣壓缸35之第一壓力的加壓空氣供給至支撐氣室63。加壓空氣導入裝置8係為，將較第一壓力的加壓空氣壓力低的第二壓力的加壓空氣，導入至夾緊本體1內環狀受壓活塞構件61靠導入卡合構件2一側的部分，可送風至卡合構件2與夾緊桿3，進而防止切粉或塵埃飛入夾緊本體1內。

環狀受壓活塞構件61係為，將第二壓力送風用的加壓空氣作用於環狀受壓活塞構件61上面側的構件，但支撐氣室63的第一壓力(較第二壓力高壓)的加壓空氣的氣動力作用於下面側，因此環狀受壓活塞構件61可基本上保持在上限位置。

藉由止回閥71的作用，僅允許供給從空氣作動室47往支撐氣室63的加壓空氣的供給方向流通，故不但可供給第一壓力的加壓空氣到支撐氣室63，亦能維持支撐氣室63的加壓空氣。夾緊驅動時，當環狀受壓活塞構件61向下移動一微小距離時，此時藉由連通空氣通路72，將支撐氣室63的第一壓力的加壓空氣的一部分釋放到環狀受壓活塞構件61的上側，進而可解除作用於環狀受壓活塞構件61之氣動力的一部分。

而後，藉由連通空氣通路72，使支撐氣室63的加壓空氣從第一壓力降壓至第二壓力，環狀受壓活塞構件61的上下兩側的氣壓保持在第二壓力，因可抑制環狀受壓活塞構件61向夾緊方向界限位置移動，及使卡合構件2夾持在工件W孔的內周面，可確實防止使卡合構件2相對於上述內周面滑動的夾緊不良檢測裝置9產生錯誤動作。

當夾緊桿3移動至夾緊方向界限位置時，因設有被環狀受壓活塞構件61封鎖的夾緊不良檢測用之加壓空氣噴出孔91；以及供給加壓空氣至該加壓空氣噴出孔91的空氣通路92，可實現以簡單的構造確實地檢測夾緊不良的目的。

藉由設置於驅動裝置4的夾緊用驅動裝置36，可將夾緊桿3向夾緊方向驅動。藉由設於夾緊用驅動裝置3的一個或多個的壓縮彈簧46，可將夾緊桿3向夾緊方向驅動。

【實施例2】

以下基於實施例2的夾緊裝置CA配合第5圖、第6圖進行說明。但與實施例1相同的構成要素則標以同様的符號且省略其說明，主要針對相異的構造進行說明。

如第5圖、第6圖所示，夾緊裝置CA備有：夾緊本體1A；卡合構件2；夾緊桿3；進退驅動該夾緊桿3用的驅動裝置4A；支撐機構6A；加壓氣動力解除裝置7A；加壓空氣導入裝置8；以及夾緊不良檢測裝置9。夾緊本體1A係以上部本體構件11與下部本體構件12構成。

驅動裝置4A係省略所述壓縮彈簧46，並藉由夾緊用氣壓缸36a夾緊驅動的構造。解除用氣壓缸35與實施例1相同。

支撐機構6A中，環狀受壓活塞構件61A改變形狀。環狀受壓活塞構件61A中，活塞部與卡止鍔部61a與實施例1相同，但形成有從活塞部的下端向下連接之延伸的小徑活塞部61e。

支撐氣室63A，係藉由設置於止回閥71A的空氣供給通路65A，連通至解除用氣壓缸35的空氣作動室47。空氣供給通路65A具有：形成於活塞構件42A的桿部44A的縱向空氣通路65a及橫向空氣通路65b；環狀溝65c；以及形成於環狀受壓活塞構件61A的傾斜空氣通路65d。止回閥71A，與實施例1同樣地，係設置於空氣供給通路65A的下端部分。使支撐氣室63A連通至環狀受壓活塞構件61A的上側空間之連通空氣通路72A係由傾斜空氣通路72a與傾斜空氣通路65d的下部構成。

在夾緊本體1A內的活塞部43的上側形成有夾緊用空氣作動室45，可藉由空氣通路56a~56c，從加壓空氣供給源50供給加壓空氣至該夾緊用空氣作動室45。環狀受壓活塞構件61A的小徑活塞部61e的下端係面對夾緊用空氣作動室45，並受該夾緊用空氣作動室45加壓空氣推壓。加壓氣動力解除裝置7A具有：空氣供給通路65A、止回閥71A、以及連通空氣通路72A，具有與實施例1的加壓氣動力解除裝置7相同機能的裝置。

基於支撐機構6A的作用進行說明。

在夾緊解除的狀態時，第一壓力的加壓空氣供給至空氣作動室47與支撐氣室63A，環狀受壓活塞構件61A位於上限位置並阻斷連通空氣通路72A。夾緊驅動時，藉由環狀受壓活塞構件61A受支撐氣室63A的第一壓力的加壓空氣的氣動力推壓，產生支撐機構6A的支撐力。

藉由支撐構件62以該支撐力支撐卡合構件2的狀態下，釋放空氣作動室47的加壓空氣，供給加壓空氣至夾緊用空氣作動室45並夾緊驅動。然後，維持支撐氣室63A的第一壓力的加壓空氣且小管徑的活塞部61e受夾緊用空氣作動室45的加壓空氣推壓，因此產生強力的支撐力。該夾緊驅動開始時，卡合構件2擴徑而夾持工件W孔的內周面。

而後，夾緊桿3與卡合構件2一齊下降一微小距離(約0.2mm左右)，因連通空氣通路72A的上端形成開放狀態，支撐氣室63A的加壓空氣的壓力下降至第二壓力，且環狀受壓活塞構件61A，因由夾緊用空氣作動室45至小徑活塞部61e受加壓空氣推壓，而藉該氣動力維持向上的狀態。在此夾緊驅動作動的期間，因解除所述強力支撐力的一部分之氣動力持續作用於環狀受壓活塞構件61A，環狀受壓活塞構件61A不會下降至下限位置，可藉由夾緊不良檢測裝置9，確實避免錯誤檢測夾緊不良的狀況。關於其它作用及効果，由於與實施例1相同，在此省略說明。

【實施例3】

以下基於實施例3的夾緊裝置CB配合第7圖進行說明。但與實施例1相同的構成要素則標以同様的符號且省略其說明，主要針對相異的構造進行說明。

第7圖的夾緊裝置CB中，取代實施例1的夾緊裝置C的所述加壓氣動力解除裝置7而設有加壓氣動力解除裝置7B。該加壓氣動力解除裝置7B中，空氣供給通路65的下端部分設置有節流閥100。該節流閥100係為：閥門形成構件101與活塞構件42的裝着孔螺合，且為閥門形成構件101形成節流通路102之裝置。

由於設有所述節流閥100，夾緊驅動開始時，第一壓力的加壓空氣從空氣作動室47排出，此時藉由節流閥100以預定的延遲將加壓空氣從支撐氣室63排出，藉由加壓空氣將作用於環狀受壓活塞構件61的氣動力的一部分解除，在維持一部分氣動力的狀態下，構成使卡合構件2擴徑的結構。 該擴徑後的夾緊動作與實施例1相同。

以下為基於部分變更所述實施例的變更例進行說明。

〔1〕在所述實施例1、2中，夾緊驅動夾緊桿3時，亦可在未設有加壓空氣導入裝置8的情況下，在卡合構件2擴徑後之際解除支撐機構6及6A的全部氣動力。在所述情況中，夾緊驅動時，夾持後環狀受壓活塞構件61及61A向下移動一微小距離時，此時藉由連通空氣通路72、72A，支撐氣室63及63A形成為大氣開放的狀態，可解除第一壓力的加壓空氣的全部氣動力。此時，隨著被解除的氣動力大小，可避免夾緊力降低的狀況。

〔2〕所述實施例1、2的止回閥71、71A的結構或所述實施例3的節流閥100的結構，僅為一例的示範，並不需要限定於此，若能產生相同機能，亦可採用其他結構。

〔3〕在所述實施例1~3中，縮短夾緊本體1及1A的本體筒部20的形狀或省略本體筒部20的形狀的夾緊裝置亦可適用於本發明。

〔4〕此外，若為熟習該項技藝者，在不跳脫本發明的意旨的情況下，將所述實施例加上各種變化的形態下亦可實施，因此本發明包括所述之變更形態。

【產業上的利用可能性】

本發明係為提供：藉由夾緊桿使插入提供機械加工用工件的孔之卡合構件的夾持爪部擴徑、來夾緊夾持孔的內周面而產生夾緊功能的夾緊裝置(所謂，孔夾緊或為擴張夾緊)。又，本發明亦可應用於搬送工件等的情況，或夾緊工件以外的構件的情況。

C、CA、CB‧‧‧夾緊裝置

1、1A‧‧‧夾緊本體

2‧‧‧卡合構件

3‧‧‧夾緊桿

4、4A‧‧‧驅動裝置

6、6A‧‧‧支撐機構

7、7A、7B‧‧‧加壓氣動力解除裝置

9‧‧‧夾緊不良檢測裝置

11‧‧‧上部本體構件

12‧‧‧下部本體構件

12a‧‧‧圓筒孔

13‧‧‧基部本體構件

15‧‧‧凹部

17‧‧‧插通孔

18‧‧‧就座面

20‧‧‧本體筒部

21‧‧‧桿插通孔

21a‧‧‧錐狀孔部

22‧‧‧筒狀夾持爪部

23‧‧‧基端鍔部

26‧‧‧刮板

27‧‧‧O環

29‧‧‧圓形凹部

31‧‧‧錐狀軸部

32‧‧‧小徑桿部

33‧‧‧T形卡合部

35‧‧‧解除用氣壓缸

36‧‧‧夾緊用驅動裝置

36a‧‧‧夾緊用氣壓缸

41‧‧‧缸孔

42‧‧‧活塞構件

43‧‧‧活塞部

43a‧‧‧密封構件

44‧‧‧桿部

44a‧‧‧大徑桿部

44b‧‧‧中徑桿部

44c‧‧‧小徑桿部

44d‧‧‧螺絲軸部

44e‧‧‧大徑桿部的上端部

44f‧‧‧中徑桿部的上端部

45‧‧‧彈簧收納室

46‧‧‧壓縮彈簧

47‧‧‧空氣作動室

48‧‧‧空氣供給源

49‧‧‧空氣通路

50‧‧‧加壓空氣供給源

52‧‧‧T溝形成構件

52a‧‧‧T溝

52b‧‧‧卡止部

55‧‧‧圓筒孔

56a~56c‧‧‧空氣通路

59‧‧‧收納孔

61、61A‧‧‧環狀受壓彈簧構件

61a‧‧‧卡止鍔部

61b‧‧‧薄壁套管

61c~61d‧‧‧密封構件

62‧‧‧支撐構件

62a‧‧‧薄壁筒部

62b‧‧‧水平板部

63、63A‧‧‧支撐氣室

65、65A‧‧‧空氣供給通路

65a‧‧‧縱向空氣通路

65b‧‧‧橫向空氣通路

65c‧‧‧環狀溝

67‧‧‧卡止部

69‧‧‧圓形孔

71、71A‧‧‧止回閥

72、72A‧‧‧連通空氣通路

73‧‧‧小鋼球

74‧‧‧調節閥形成構件

75‧‧‧壓縮彈簧

80c~80e‧‧‧空氣通路

80a‧‧‧小孔

80b、91‧‧‧加壓空氣噴出孔

81‧‧‧空氣供給源

86‧‧‧環狀間隙

92~96‧‧‧空氣通路

94a‧‧‧塞

97‧‧‧壓力開關

98‧‧‧加壓空氣供給源

100‧‧‧節流閥

101‧‧‧閥門形成構件

102‧‧‧節流通路

第1圖為本發明實施例1相關的夾緊裝置(解除夾緊狀態)的俯視圖；第2圖為第1圖II-II線的剖面圖；第3圖為第1圖III-III線的剖面圖；第4圖為夾緊裝置(夾緊狀態)的縱剖面圖；第5圖為實施例2相關的夾緊裝置(解除夾緊狀態)的縱剖面圖；第6圖為夾緊裝置(解除夾緊狀態)的縱剖面圖；以及第7圖為實施例3相關的夾緊裝置(解除夾緊狀態)的縱剖面圖；

C‧‧‧夾緊裝置

1‧‧‧夾緊本體

2‧‧‧卡合構件

3‧‧‧夾緊桿

4‧‧‧驅動裝置

6‧‧‧支撐機構

7‧‧‧加壓氣動力解除裝置

9‧‧‧夾緊不良檢測裝置

11‧‧‧上部本體構件

12‧‧‧下部本體構件

12a‧‧‧圓筒孔

13‧‧‧基部本體構件

15‧‧‧凹部

17‧‧‧插通孔

18‧‧‧就座面

20‧‧‧本體筒部

21‧‧‧桿插通孔

21a‧‧‧錐狀孔部

22‧‧‧筒狀夾持爪部

23‧‧‧基端鍔部

26‧‧‧刮板

27‧‧‧O環

29‧‧‧圓形凹部

31‧‧‧錐狀軸部

32‧‧‧小徑桿部

33‧‧‧T形卡合部

35‧‧‧解除用氣壓缸

36‧‧‧夾緊用驅動裝置

36a‧‧‧夾緊用氣壓缸

41‧‧‧缸孔

42‧‧‧活塞構件

43‧‧‧活塞部

43a‧‧‧密封構件

44‧‧‧桿部

44a‧‧‧大徑桿部

44b‧‧‧中徑桿部

44c‧‧‧小徑桿部

44d‧‧‧螺絲軸部

44e‧‧‧大徑桿部的上端部

44f‧‧‧中徑桿部的上端部

45‧‧‧彈簧收納室

46‧‧‧壓縮彈簧

47‧‧‧空氣作動室

48‧‧‧空氣供給源

49‧‧‧空氣通路

50‧‧‧加壓空氣供給源

52‧‧‧T溝形成構件

52a‧‧‧T溝

52b‧‧‧卡止部

55‧‧‧圓筒孔

56a~56c‧‧‧空氣通路

59‧‧‧收納孔

61‧‧‧環狀受壓彈簧構件

61a‧‧‧卡止鍔部

61b‧‧‧薄壁套管

61c~61d‧‧‧密封構件

62‧‧‧支撐構件

62a‧‧‧薄壁筒部

62b‧‧‧水平板部

63‧‧‧支撐氣室

65‧‧‧空氣供給通路

65a‧‧‧縱向空氣通路

65b‧‧‧橫向空氣通路

65c‧‧‧環狀溝

67‧‧‧卡止部

69‧‧‧圓形孔

71‧‧‧止回閥

72‧‧‧連通空氣通路

73‧‧‧小鋼球

74‧‧‧調節閥形成構件

75‧‧‧壓縮彈簧

91‧‧‧加壓空氣噴出孔

92~96‧‧‧空氣通路

94a‧‧‧塞

97‧‧‧壓力開關

98‧‧‧加壓空氣供給源

Claims (8)

1. 一種夾緊裝置，備有：夾緊本體；可切換成卡合於工件孔的內周面之擴徑狀態及未卡合之縮徑狀態的卡合構件；卡合於該卡合構件內側的夾緊桿；以及使該夾緊桿相對於夾緊本體進退驅動的驅動裝置，其特徵為具備有：支撐機構，使所述卡合構件擴徑並卡合於所述內周面時，以第一壓力的加壓空氣的氣動力支撐卡合構件；以及加壓氣動力解除裝置，藉由所述驅動裝置夾緊驅動夾緊桿時，所述卡合構件擴徑後，解除所述支撐機構的氣動力的至少一部分。
2. 如申請專利範圍第1項所述的夾緊裝置，其中，所述驅動裝置備有夾緊解除夾緊桿的解除用氣壓缸，所述支撐機構具有：支撐所述卡合構件的環狀受壓活塞構件；支撐氣室，使該環狀受壓活塞構件在夾緊方向的反方向受所述第一壓力的加壓空氣推壓；以及空氣供給通路，從所述解除用氣壓缸的空氣作動室通到支撐氣室，還設置加壓空氣導入裝置，其為了將較所述第一壓力的加壓空氣低壓的第二壓力的加壓空氣送風至所述卡合構件與夾緊桿，而將所述第二壓力的加壓空氣導入夾緊本體中環狀受壓活塞構件之靠卡合構件一側的部分。
3. 如申請專利範圍第2項所述的夾緊裝置，其中，所述加壓氣動力解除裝置具有：止回閥，允許加壓空氣向安裝於所述空氣供給通路的支撐氣室之供給加壓空氣的方向流通；以及連通空氣通路，在所述環狀受壓活塞構件上形成貫通狀，且僅當所述環狀受壓活塞構件位於上限位置時被阻斷。
4. 如申請專利範圍第2項所述的夾緊裝置，其中，所述加壓氣動力解除裝置具有：安裝於所述空氣供給通路的節流閥；以及連通空氣通路，在所述環狀受壓活塞構件上形成貫通狀，且僅當所述環狀受壓活塞構件位於上限位置時被阻斷。
5. 如申請專利範圍第2項至第4項任一項所述的夾緊裝置，其中，所述夾緊 裝置設有：當所述夾緊桿移動至夾緊方向界限位置時，被所述環狀受壓活塞構件封鎖的加壓空氣噴出孔，即夾緊不良檢測用之加壓空氣噴出孔；以及供給加壓空氣至該加壓空氣噴出孔的空氣通路。
6. 如申請專利範圍第1項所述的夾緊裝置，其中，所述驅動裝置具有用以將所述夾緊桿向夾緊方向驅動的夾緊用驅動裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述的夾緊裝置，其中，所述夾緊用驅動裝置具有將夾緊桿向夾緊方向驅動的一個或多個壓縮彈簧。
8. 如申請專利範圍第6項所述的夾緊裝置，其中，所述夾緊用驅動裝置具有產生夾緊驅動夾緊桿的驅動力的全部或者一部分的夾緊用氣壓缸。