TWI533967B

TWI533967B - Clamping device

Info

Publication number: TWI533967B
Application number: TW100117566A
Authority: TW
Inventors: Takayuki Kawakami
Original assignee: Pascal Eng Corp
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2016-05-21
Also published as: TW201206619A; EP2594359A4; KR20130127422A; EP2594359A1; CN102917836B; CN102917836A; WO2012008210A1; US9242324B2; US20130113146A1; EP2594359B1; JP2012020354A; JP5557630B2

Description

夾緊裝置

本發明係有關於使插入工件等物品的孔之夾持構件擴徑以夾持孔的內周面之夾緊裝置，特別是關於具備支承功能的夾緊裝置，其可在對應於物品之被支承面的高度位置而改變夾緊本體的高度位置後固定夾緊本體。

以往習知者，實用上有提供孔夾緊或擴張夾緊等各種的夾緊裝置。此等夾緊裝置係如上述所述般，利用夾緊桿使插入工件等物品的孔之夾持構件的夾爪部擴徑，藉以夾持於孔的內周面而朝夾緊本體側拉引來進行夾緊。

例如，專利文獻1所記載的夾緊裝置具有：夾緊本體、夾持構件、具有用以使該夾持構件擴徑之錐形軸部的夾緊桿、以及驅動夾緊桿的油壓缸等。夾持構件由四個夾持分割體所構成，於夾持分割體形成有與夾緊桿的軸心正交之剖面形狀呈扁平D形的夾爪部。

專利文獻2具備有：夾緊本體、環狀一體構成的筒夾(collet)(夾持構件)、拉桿(夾緊桿)、驅動拉桿(pull rod)的油壓缸等。筒夾係構成可經由一個縱向縫隙朝外徑擴大側彈性變形。

上述各夾緊裝置中，將夾持構件與夾緊桿插入工件的孔，使工件抵接於夾緊本體的就座面，於夾緊驅動開始時，當夾緊桿(拉桿)朝下方移動時，夾持構件或筒夾便藉由夾緊桿朝徑擴大側擴徑而卡合於工件的孔的內周面並夾緊。

[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]日本專利特開平第11-188551號公報

在使用複數個上述專利文獻1、2的夾緊裝置，夾緊工件外周部的複數個部位以用於機械加工時，首先，使複數個夾緊裝置的各夾持構件分別插入形成於工件之與夾緊裝置對應的孔。其次，將工件之對應於就座面的被支承面分別抵接於各夾緊裝置之夾緊本體前端的就座面，以對各夾緊裝置進行夾緊驅動，藉夾持構件將物品的孔的內周面分別設成夾持狀態而夾緊。

然而，在複數個被支承面位於不同高度位置的情況、亦或即便複數個被支承面位於相同的高度位置但被支承面之間卻存有公差的情況，會有工件加工後加工平面參差不齊的問題。具體而言，在夾緊工件外周部的三個部位之後再夾緊剩下的一個部位的情況，恐有工件在未確實地抵接於夾緊本體的就座面的狀態下被夾緊之虞，或者恐有工件在些微歪斜的狀態下被夾緊之虞。因此，若在此種不完全夾緊狀態下將工件供機械加工，則會有因工件的彈性變形或顫振振動而導致加工精度降低之問題。

本發明的目的在於提供一種具備支承功能的夾緊裝置等，其可在因應物品的被支承面而改變夾緊本體的位置後固定夾緊本體。

本發明的夾緊裝置具有：筒狀夾緊本體；夾持構件，插通該筒狀夾緊本體前端部的插通孔而朝外側延伸並可夾持物品的孔的內周面；夾緊桿，延伸於與該夾持構件卡合的垂直方向；以及進退驅動機構，可對該夾緊桿進行進退驅動，該夾緊裝置的特徵為具備：就座面，使形成於所述筒狀夾緊本體之前端的物品就座；殼體構件，以可進退自如的方式支承所述筒狀夾緊本體；昇降驅動機構，可對所述殼體構件將所述筒狀夾緊本體朝向與所述夾緊桿的軸心平行的方向作昇降驅動；以及鎖定機構，具有可供所述筒狀夾緊本體以可滑動自如的方式插通且支承於所述殼體構件之筒狀構件，且藉由使該筒狀構件朝徑縮小側彈性變形而能鎖定筒狀夾緊本體的外周面。

根據本發明，於夾緊驅動開始時，藉由昇降驅動機構可使筒狀夾緊本體對殼體構件進行上昇(進出)，而使筒狀夾緊本體之前端的就座面抵接於工件等的物品。於夾緊解除時，藉由昇降驅動機構可使筒狀夾緊本體對殼體構件下降(退入)，而使筒狀夾緊本體之前端的就座面從工件等的物品分離。

由於具備鎖定機構，其具有可供筒狀夾緊本體以可滑動自如的方式插通且支承於殼體構件之筒狀構件，且藉由使該筒狀構件朝徑縮小側彈性變形而能鎖定筒狀夾緊本體的外周面，所以利用該鎖定機構可使筒狀構件朝徑縮小側彈性變形，藉此在與筒狀夾緊本體的外周面之間產生靜摩擦力以確實地鎖定。

因此，夾緊驅動開始時，可藉由昇降驅動機構使筒狀夾緊本體以與物品之被支承面的高度位置對應的方式上昇，而在使物品抵接於筒狀夾緊本體前端的就座面的狀態下，利用鎖定機構鎖定筒狀夾緊本體，然後，利用進退驅動機構使夾緊桿移動至退入側以使夾持構件擴徑，咬住物品的孔的內周面而成為夾持狀態，所以可確保物品之加工面的平坦性，而能抑制因物品的彈性變形或顫振振動而導致加工精度降低。

本發明除了上述構成外，亦可採用如下的構成。

(1)所述昇降驅動機構具有設置於所述殼體構件內的流體壓缸，所述流體壓缸具有：被供給有流體壓的流體壓作動室；承壓該流體壓作動室的流體壓而朝進出側被驅動的活塞構件；以及將該活塞構件朝退入側推壓的彈簧構件；所述活塞構件具有插入所述進退驅動機構的環狀活塞構件之活塞桿，且在所述活塞桿的前端部具有與環狀活塞構件以作動之方式連結的鍔狀卡定構件。

根據此構成，當流體壓被供給至流體壓作動室時，活塞構件會移動到進出側，而經由活塞桿的鍔狀卡定構件可使環狀活塞構件移動進出側。當流體壓從流體壓作動室排出時，藉由彈簧構件可使活塞構件朝退入側移動，而經由鍔狀卡定構件可使環狀活塞構件朝退入側移動。

(2)在(1)中，所述鎖定機構具有：薄壁筒部，形成於所述筒狀構件且外嵌於所述筒狀夾緊本體；外周側流體室，形成於此薄壁筒部的外周側；以及第一流體壓供給通路，可將流體壓供給至該外周側流體室。

根據此構成，當流體壓經由第一流體壓供給通路被供給至外周側流體室時，薄壁筒部會朝徑縮小側彈性變形，而能確實地鎖定筒狀夾緊本體。

(3)在(2)中，前述第一流體壓供給通路係將前述外周側流體室與前述流體壓缸的流體壓作動室予以連通之通路。

根據此構成，可從共同的流體壓供給源供給流體壓。

(4)在(1)中，所述鎖定機構具有：形成於所述筒狀構件之一個或複數個縫隙及錐形外周面；配置於所述筒狀構件外周側的錐形內周面且內嵌於殼體構件的環狀構件；形成於此環狀構件與筒狀構件之間的錐形環狀間隙；介設於此錐形環狀間隙的複數個金屬製球體；形成於所述環狀構件之外周側的環狀流體室；可將流體壓供給至此環狀流體室的第二流體壓供給通路；以及將所述環狀構件推壓至鎖定解除側的回復彈簧。

根據此構成，當流體壓經由第二流體壓供給通路供給至環狀流體室時，錐形外周面與錐形內周面會經由複數個金屬製球體而卡合，筒狀構件朝徑縮小側彈性變形，而能確實地鎖定筒狀夾緊本體。

(5)在(4)中，所述第二流體壓供給通路係將所述環狀流體室與所述流體壓缸的流體壓作動室予以連通之通路。

根據此構成，可從共同的流體壓供給源供給流體壓。

(6)在(4)中，在流體壓供給至所述環狀流體室的情況，是以所述筒狀構件朝徑縮小側彈性變形的方式使所述環狀構件相對於所述筒狀構件朝向與所述夾緊桿的軸心平行的方向相對地移動。

根據此構成，藉由環狀構件可將筒狀構件朝徑縮小側彈性變形而確實地鎖定筒狀夾緊本體。

以下，依據實施例，說明實施本發明的形態。

【實施例1】

如第1圖～第3圖所示，夾緊裝置C係將提供於機械加工的工件W(物品)的被支承面S從下側支承，並於固定筒狀夾緊本體1後，藉夾持構件3將工件W的孔H的內周面設成夾持狀態。該夾緊裝置C具有：筒狀夾緊本體1；以可進退的方式支承筒狀夾緊本體1的殼體構件2；夾持構件3；夾緊桿4；可將此夾緊桿4進行進退驅動之進退驅動機構5；支承夾緊桿4的支承機構6；可將筒狀夾緊本體1進行昇降驅動之昇降驅動機構7；以及可固定筒狀夾緊本體1的外周面之鎖定機構9。

首先，說明筒狀夾緊本體1。

如第1圖～第3圖所示，筒狀夾緊本體1係形成延伸於上下方向的筒狀，且由上部本體筒部11與下部本體筒部12構成。上部本體筒部11的下端部內嵌螺合於下部本體筒部12的上端部，上部本體筒部11與下部本體筒部12之間藉密封構件13密封。夾持構件3與夾緊桿4配設成沿上下方向貫通上部本體筒部11上端部之中心部的插通孔11a。在筒狀夾緊本體1的前端，即在上部本體筒部11的上面，形成有使包圍插通孔11a的工件W就座的四個圓弧狀就座面14，在使工件W就座於此等就座面14的狀態下夾緊工件W。供所噴吹之加壓氣體流通的四個凹槽15在上部本體筒部11的上面形成為十字狀。

下部本體筒部12的外徑係形成比上部本體筒部11的外徑略微大徑，其內嵌於殼體構件2且插通於筒狀構件91並沿上下方向以可進退自如的方式支承。在下部本體筒部12內，從上部朝下部依序形成有收容孔16和圓筒孔17和缸孔51。於下部本體筒部12下端部的內周側，經由C型環裝設有環構件19。下部本體筒部12的下端部在解除夾緊狀態下抵接於殼體構件2之下部殼體構件22的上面。

其次，說明殼體構件2。

如第1圖～第3圖所示，殼體構件2具有：筒狀殼體構件21，以俯視看起來呈圓形，且兩端呈敞開狀之筒狀的方式形成；以及厚壁狀下部殼體構件22，內嵌螺合於該筒狀殼體構件21的下端部。於該殼體構件2內裝設有筒狀夾緊本體1、後述的進退驅動機構5、昇降驅動機構7、鎖定機構9等。殼體構件2其外周部的大部分係螺合於有底構造之基底構件10的裝設孔10a而組裝於基底構件10。於下部殼體構件22形成有縱向缸孔71。於下部殼體構件22的下端部形成有一對卡合孔23，此等一對卡合孔23可供用以螺合於筒狀殼體構件21的工具卡合。於下部本體筒部12與殼體構件2之間，從上方朝下方依序裝設有用以防止切削粉或灰塵侵入的防塵密封24、和後述之鎖定機構9的筒狀構件91。

其次，說明夾持構件3。

第1圖～第3圖所示，夾持構件3與夾緊桿4一起插通筒狀夾緊本體1前端部的插通孔11a而朝外側延伸，並可夾持工件W的孔H的內周面。此夾持構件3由等間隔地配設於夾緊桿4外周側的四個鋼製夾持分割體31構成。四個夾持分割體31的外徑可擴大、縮小。於夾持分割體31的上部形成有夾爪部32，於夾持分割體31的下端部形成有圓弧狀基端鍔部33。夾持分割體31下半部的內面形成有與夾緊桿4的軸心平行的筆直面35。

夾爪部32之上下方向的長度係夾持構件3全高的約1/3。夾爪部32的水平剖面係形成扁平D形。在夾爪部32上部的內面，形成有愈靠上方愈遠離夾緊桿4的軸心之錐形面34，此錐形面34可與夾緊桿4之錐形部43的錐形平面45卡合成密接狀。在夾爪部32的外周面形成有用以夾持工件W的孔H的內周面之兩段式齒。

如第1圖～第3圖所示，在上部本體筒部11的插通孔11a中裝設有用來塞住夾持構件3及夾緊桿4之外周側的環狀間隙之刮板36。刮板36由滑接於夾持構件3及夾緊桿4的外周面之橡膠或合成樹脂等具彈性的材料所構成。刮板36用來防止切削粉等異物從夾持構件3及夾緊桿4之外周側的環狀間隙侵入內部，使加壓氣體不易從夾緊本體1內洩漏至外部，並用來綁束四個夾持分割體31與夾緊桿4。在夾持構件3的下部，裝設有將分割成四部分的四個夾持分割體31朝縮徑方向推壓的O型環37。

夾持構件3的基端鍔部33收容於上部本體筒部11的圓形凹部11b，且在基端鍔部33的外周側形成有間隙。夾持構件3的基端鍔部33被夾固成可在圓形凹部11b的上壁部與支承構件62的水平板部62b之間沿水平方向移動，並以支承構件62來支承。夾持構件3可與支承構件62及環狀承壓構件61一體地昇降，並且裝設成可經由圓形凹部11b外周部的環狀間隙與刮板36的彈性變形而朝向與夾緊裝置C的軸心正交的水平方向移動。

其次，說明夾緊桿4。

第1圖～第3圖所示，夾緊桿4插通夾持構件3且卡合於夾持構件3而延伸於垂直方向。夾緊桿4具有：下端側部的T形卡合部41；桿部42，從該T形卡合部41朝上方連接且上半部抵接於夾持構件3的筆直面35；以及錐形部43，在從該桿部42朝上方連接而形成愈靠上方外徑愈擴大，且可將四個夾持分割體31朝外徑擴大側驅動。於錐形部43沿圓周方向等間隔地形成有四個錐形平面45，此等四個錐形平面45係供四個夾持分割體31的夾爪部32以面接觸的方式抵接。

接著，說明進退驅動機構5。

如第1圖～第3圖所示，進退驅動機構5具有：形成於下部本體筒部12的下半部之縱向缸孔51；環狀活塞構件52；環狀活塞構件52之環狀活塞部55上側的夾緊用油室53；以及環狀活塞部55下側的彈簧收容室54等。進退驅動機構5係藉由使夾緊桿4對於筒狀夾緊本體1以油壓進行退入驅動(夾緊驅動)且以彈簧構件58的彈性推壓力進行進出驅動(解除夾緊驅動)的油壓缸所構成。

環狀活塞構件52具有：環狀活塞部55，以油密滑動自如的方式裝設於缸孔51；以及筒狀活塞桿56，從該環狀活塞部55朝上方延伸至上部本體筒部11內。環狀活塞部55的外周部藉密封構件55a油密地密封。在環狀活塞構件52的下半部，從下端部形成有環狀活塞構件52之全長的約3/5長度的圓筒孔52a，在環狀活塞構件52的上半部，隔著中間壁部52b形成有比圓筒孔52a更小徑的彈簧收容孔52c。

於筒狀活塞桿56的上端側部形成有螺絲軸部56a，形成倒T形T槽57a的T槽形成構件57藉螺合而安裝於該螺絲軸部56a。夾緊桿4的T形卡合部41從水平方向側邊卡合於該T槽形成構件57的T槽57a。在T槽形成構件57的下端，形成有被環狀承壓活塞構件61之薄壁套筒61b的上端卡定的被卡定部57b。由於在T形卡合部41與T槽形成構件57之間具有微小的間隙，故夾緊桿4可對T槽形成構件57相對地朝水平方向移動。

夾緊用油室53由下部本體筒部12和環狀活塞構件52和後述的環狀承壓構件61形成。將環狀活塞部55朝夾緊側(下方)推壓的油壓，可從油壓供給源59經由昇降驅動機構7的油壓作動室73、形成於活塞構件72的油路72b、72c、活塞構件72與環狀活塞構件52之間的環狀間隙、由形成於筒狀活塞桿56的小孔所構成的油路52d、以及環狀活塞構件52與環狀承壓構件61之間的環狀間隙，供給至夾緊用油室53。

彈簧收容室54係由下部本體筒部12、環構件19、環狀活塞構件52和下部殼體構件22所形成。於彈簧收容室54收容有呈壓縮狀的彈簧構件58，該彈簧構件58係產生朝上方的解除夾緊驅動力。彈簧構件58係呈外嵌狀裝設於缸孔形成部22a，該缸孔形成部22a係呈上方突出狀形成於昇降驅動機構7的活塞構件72與下部殼體構件22。彈簧構件58的下端由環構件19承接，彈簧構件58的上端由環狀活塞部55的下端面承接，而將該環狀活塞部55朝上方彈性推壓。此外，彈簧構件58是由圓形剖面的彈簧鋼線材構成，惟亦可由矩形剖面的彈簧鋼線材構成。

接著，說明支承機構6。

如第1圖～第3圖所示，支承機構6具有：環狀承壓構件61，其可移動地外嵌於環狀活塞構件52的筒狀活塞桿56；支承構件62，係以該環狀承壓構件61支承基端部(下端部)且支承夾持構件3的基端；以及由夾緊用油室53構成的支承油室，係使環狀承壓構件61朝向與夾緊方向相反的方向承受油壓。在使夾持構件3擴徑以夾持工件W的孔H內周面之際，支承機構6藉作用於環狀承壓構件61的油壓力來支承夾持構件3。

環狀承壓構件61具有：大徑部61a；薄壁套筒61b，從大徑部61a的上端的內周部朝上方延伸既定長度；以及小徑活塞部61c，其從大徑部61a下端朝下方連接且下端部面對夾緊用油室53。環狀承壓構件61以可滑動自如的方式外嵌於筒狀活塞桿56且以可滑動自如的方式內嵌於下部本體筒部12的收容孔16和圓筒孔17。環狀承壓構件61的內周部藉密封構件61d油密地密封，外周部藉密封構件61e油密地密封。當環狀承壓構件61位於下限位置時，大徑部61a的下端面以收容孔16的下端壁承接，當環狀承壓構件61位於上限位置時，大徑部61a的上端面以上部本體筒部11的下端部承接。

支承構件62具有：筒部62a，內嵌於上部本體筒部11的內側收容孔11c且外嵌於筒狀活塞桿56和T槽形成構件57和薄壁套筒61b；以及該筒部62a上端的水平板部62b。夾緊桿4貫通水平板部62b的圓形孔62c。該圓形孔62c具有可通過夾緊桿4的大小。支承構件62上端的水平板部62b以抵接於夾持構件3之基端鍔部33下面的方式支承，筒部62a的下端以抵接環狀承壓構件61之大徑部61a的上端之方式支承，支承構件62與環狀承壓構件61一體地昇降。

接著，說明昇降驅動機構7。

第1圖～第3圖所示，昇降驅動機構7具有設置於殼體構件2內的油壓缸70(流體壓缸)，油壓缸70具有：縱向缸孔71；活塞構件72，係承壓油壓而朝進出側驅動；油壓作動室73(流體壓作動室)，被供給有形成於缸孔71的油壓(流體壓)；彈簧構件74，將活塞構件72朝退入側推壓；以及收容彈簧構件74的彈簧收容室75。昇降驅動機構7作成可相對於殼體構件2將筒狀夾緊本體1及其內部的附屬機構朝向與夾緊桿4的軸心平行的方向進行昇降驅動。

活塞構件72具有：活塞部76，以可油密地滑動自如的方式插通於缸孔71；以及活塞桿77，由該活塞部76朝上方延伸。活塞桿77由大徑桿部78和小徑桿部79形成一體，該小徑桿部79由該大徑桿部78通過開口部22b朝上方延伸。活塞部76的外周部藉密封構件76a油密地密封，小徑桿部79的外周部藉密封構件79a、79b油密地密封。於活塞構件72的下端部形成有六角孔72a，而由該六角孔72a朝上方延伸的油路72b以及與該油路72b的上端部正交的油路72c形成於活塞構件72的內部。

小徑桿部79以可油密地滑動自如的方式插入環狀活塞構件52的圓筒孔52a。該活塞構件72為，在活塞桿77的前端部具有與環狀活塞構件52以作動之方式連結的鍔狀卡定構件81。鍔狀卡定構件81為，其小徑部81a插通中間壁部52b的開口孔而朝彈簧收容孔52c內延伸。在位於彈簧收容孔52c之小徑部81a的前端部形成有鍔部81b。當活塞構件72朝下方退入移動時，鍔部81b從上側抵接於中間壁部52b而使環狀活塞構件52朝下方移動，並經由彈簧構件58、環構件19使筒狀夾緊本體1朝下方移動。

於活塞構件72之活塞部76的下側形成有油壓作動室73，於活塞部76的上側形成有彈簧收容室75。油壓從油壓供給源59經由基底構件10的油路10b供給至油壓作動室73。壓縮狀態的彈簧構件74收容於彈簧收容室75，並呈外嵌狀裝設於大徑桿部78。該彈簧構件74將活塞部76朝下方(朝退入側)彈性推壓。彈簧收容室75經由形成於下部殼體構件22之缸孔形成部22_a的呼吸孔22c而呈大氣敞開狀態。

彈性推壓力弱的小型彈簧構件82係呈壓縮狀收容於環狀活塞構件52的彈簧收容孔52c內。該小型彈簧構件82的下端部承接於鍔狀卡定構件81的鍔部81b上面，小型彈簧構件82的上端部抵接於夾緊桿4的下端面。當活塞構件72朝上方進出移動時，鍔狀卡定構件81將小型彈簧構件82朝上方推壓並壓縮，藉該小型彈簧構件82的彈性推壓經由夾緊桿4和T槽形成構件57和環狀活塞構件52使筒狀夾緊本體1朝上方移動。

然後，說明鎖定機構9。

第1圖～第3圖所示，鎖定機構9具有：筒狀構件91，供筒狀夾緊本體1以可滑動自如的方式呈接觸狀地插通且支承於殼體構件2；環狀的外周側油室92(外周側流體室)，形成於此筒狀構件91之薄壁筒部95的外周側；以及油壓供給通路93(第一流體壓供給通路)，可將油壓供給至該外周側油室92。鎖定機構9可藉由使筒狀構件91朝徑縮小側彈性變形而鎖定筒狀夾緊本體1的外周面。

筒狀構件91為金屬製，其從上部至下部依序由固定環上部94、外嵌於筒狀夾緊本體1的薄壁筒部95和固定環下部96形成一體。筒狀構件91密接於筒狀夾緊本體1的外周面而構成可朝徑縮小側彈性變形。薄壁筒部95形成於筒狀構件91之長度方向中途部的大部分。固定環上部94藉防塵密封24卡定於殼體構件2的上端部。固定環下部96收容於殼體構件2的圓形凹部，且被筒狀殼體構件21和下部殼體構件22夾持固定。筒狀構件91外周側之外周側油室92的上下兩端藉密封構件91a、91b油密地密封。

油壓供給通路93是將外周側油室92和油壓缸70的油壓作動室73予以連通的通路。油壓供給通路93具有：橫向形成於下部殼體構件22的油路97a、形成於筒狀殼體構件21的下部筒部21a與下部殼體構件22之間的間隙之環狀油路97b、以及形成於殼體構件2與固定環下部96之間的一個或複數個之具節流作用的細徑油路97c等。當從藉油壓供給源59供給油壓的油壓作動室73，經由此等油路97a～97c將油壓供給至外周側油室92時，薄壁筒部95會朝徑縮小側彈性變形而鎖定筒狀夾緊本體1。

此外，於夾緊裝置C設有用以對夾持構件3和夾緊桿4和就座面14噴吹氣體的加壓氣體導入裝置，藉由該加壓氣體導入裝置可將加壓氣體導入筒狀夾緊本體1內，惟在本實施例中省略圖示。

接著，說明上述夾緊裝置C的作用。

於藉複數個夾緊裝置C夾緊提供於機械加工的工件W時，首先，如第1圖所示，將昇降驅動機構7的油壓作動室73的油壓設成排出壓。於該狀態下，藉由進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力，使夾緊桿4、夾持構件3、環狀活塞構件52和環狀承壓構件61位於上限位置。從夾緊裝置C的上方設置工件W，藉夾緊裝置C以外之未圖示的複數個夾緊裝置，固定工件W的外周部後，從油壓供給源59將較低壓的油壓(例如1MPa)供給至油壓作動室73。此外，筒狀構件91的薄壁筒部95以不會因該低壓的油壓而彈性變形的方式形成。又，進退驅動機構5的彈簧構件58是使用推壓力比以低壓之油壓對環狀活塞構件52(推壓)所產生之朝下的驅動力還大的彈簧。

於是，油壓缸70作動，活塞構件72抵抗彈簧構件74的推壓力而朝上方移動，鍔狀卡定構件81會伴隨此移動而自中間壁部52b分離，使環狀活塞構件52能進出移動。此時，低壓的油壓被供給至外周側油室92，但因該低壓的油壓不會使薄壁筒部95朝徑縮小側彈性變形，所以筒狀夾緊本體1不會被筒狀構件91鎖定。此外，因為進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力比藉低壓的油壓產生於環狀活塞構件52的驅動力還大，所以環狀活塞構件52不會朝下方移動。因此，隨著夾緊桿4藉小型彈簧構件82的弱彈性推壓力而朝上方進出驅動，筒狀夾緊本體1經由環狀活塞構件52、環狀承壓構件61而進出驅動。

結果，筒狀夾緊本體1的就座面14以較弱的力輕輕地抵接於工件W的被支承面S而支承工件W，筒狀夾緊本體1成為停止狀態。由於筒狀夾緊本體1的被支承面S輕輕地抵接於工件W，所以不會使工件W產生彈性變形。此時，活塞構件72之大徑桿部78與小徑桿部79的交界段部朝上方移動，直到抵接於缸孔71的上壁部為止，而活塞構件72朝上方的驅動力大部分會被小型彈簧構件82的緩衝作用吸収。當筒狀夾緊本體1的就座面14抵接於工件W的被支承面S後，從油壓供給源59供給比前述低壓的油壓更高壓的油壓時，如第2圖所示，供給至鎖定機構9之外周側油室92的油壓會變高，將筒狀構件91的薄壁筒部95朝徑縮小側彈性變形而將筒狀夾緊本體1牢固地鎖定。

此外，當油壓供給至油壓作動室73時，油壓因細徑油路97c的節流作用而延遲地供給至外周側油室92。所以，亦可作成首先將可使筒狀構件91的薄壁筒部95朝徑縮小側彈性變形的高壓油壓供給至油壓作動室73，以使筒狀夾緊本體1進出驅動，將其就座面14抵接於工件W的被支承面S後，再延遲地使筒狀構件91的薄壁筒部95彈性變形以鎖定筒狀夾緊本體1。

鎖定筒狀夾緊本體1後，供給至油壓作動室73的高壓油壓藉由環狀活塞構件52的油路52d或環狀間隙的節流作用而延遲地供給至夾緊用油室53。於是，環狀承壓構件61與支承構件62T承壓夾緊用油室53的油壓而保持上限位置，夾持構件3亦保持上限位置，但因環狀活塞構件52承壓高壓油壓以抵抗彈簧構件58的推壓力而朝下方驅動，所以夾緊桿4會對夾持構件3相對地朝下方移動。

結果，如第3圖所示，夾持構件3的四個夾爪部32藉夾緊桿4之錐形部43的四個錐形平面45擴徑驅動，在工件W的孔H的內周面成為夾持狀態，夾持構件3與夾緊桿4相對於工件W成為無法相對移動。環狀活塞構件52、夾持構件3、夾緊桿4、環狀承壓構件61和支承構件62一體地從該狀態僅以小距離(例如0.2～0.5mm)被朝下驅動，成為工件W被強固地推壓至就座面14的夾緊狀態。

對夾緊裝置C進行解除夾緊驅動時，一旦將油壓作動室73設成排出壓，環狀活塞構件52和夾緊桿4便藉由進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力朝上方移動而解除夾持構件3的夾持狀態，油壓從外周側油室92被排出而將由筒狀構件91固定筒狀夾緊本體1解除，活塞構件72藉由昇降驅動機構7的彈簧構件74的推壓力向下被驅動，鍔狀卡定構件81的鍔部81b從上側抵接於中間壁部52b而使筒狀夾緊本體1朝下方回復移動。

其次，說明上述夾緊裝置C的功效。

由於具備：就座面14，使形成於筒狀夾緊本體1前端的物品就座；殼體構件2，以可進退的方式支承筒狀夾緊本體1；以及昇降驅動機構7，可將筒狀夾緊本體1相對於殼體構件2朝向與夾緊桿4的軸心平行的方向進行昇降驅動；所以在夾緊驅動開始時，可藉昇降驅動機構7使筒狀夾緊本體1相對於殼體構件2上昇(進出)，而使筒狀夾緊本體1前端的就座面14抵接於工件W(物品)。於進行夾緊解除時，可藉昇降驅動機構7使筒狀夾緊本體1相對於殼體構件2下降(退入)，而使筒狀夾緊本體1前端的就座面14自工件W分離。

由於具備鎖定機構9，其具有可供筒狀夾緊本體1以可滑動自如的方式插通且支承於殼體構件2的筒狀構件91，並可藉由該筒狀構件91朝徑縮小側彈性變形而鎖定筒狀夾緊本體1的外周面，所以利用該鎖定機構9可使筒狀構件91朝徑縮小側彈性變形，藉以在與筒狀夾緊本體1的外周面之間產生靜摩擦力以確實地鎖定。

因此，夾緊驅動開始時，可藉昇降驅動機構7使筒狀夾緊本體1以與工件W之被支承面S的高度位置對應的方式上昇，在使工件W抵接於筒狀夾緊本體1前端的就座面14的狀態下，可利用鎖定機構9鎖定筒狀夾緊本體1，然後，利用進退驅動機構5使夾緊桿4移動至退入側以使夾持構件3擴徑，咬住工件W的孔H的內周面而成為夾持狀態，所以可確保工件W之加工面的平坦性，能抑制因工件W的彈性變形或顫振振動而導致加工精度降低。

昇降驅動機構7具有設置於殼體構件2內的油壓缸70，油壓缸70具有供給油壓的油壓作動室73、承壓該油壓作動室73的油壓而朝進出側驅動的活塞構件72、以及將該活塞構件72朝退入側推壓的彈簧構件74，由於活塞構件72具有插入進退驅動機構5之環狀活塞構件52的活塞桿77且於活塞桿77的前端部具有以作動的方式連結於環狀活塞構件52的鍔狀卡定構件81，所以當油壓被供給至油壓作動室73時，活塞構件72會移動到進出側，而經由活塞桿77的鍔狀卡定構件81可使環狀活塞構件52移動到進出側。當油壓從油壓作動室73排出，藉由彈簧構件74可使活塞構件72朝退入側移動，而經由鍔狀卡定構件81可使環狀活塞構件52朝退入側移動。

由於鎖定機構9具有形成於筒狀構件91且外嵌於筒狀夾緊本體1的薄壁筒部95、形成於該薄壁筒部95外周側的外周側油室92、和可將油壓供給至該外周側油室92的油壓供給通路93，所以一旦油壓經由油壓供給通路93供給至外周側油室92時，薄壁筒部95便朝徑縮小側彈性變形，而能確實地鎖定筒狀夾緊本體1。由於油壓供給通路93是連通外周側油室92與油壓缸70的油壓作動室73之通路，所以可從共同的油壓供給源59供給油壓。

【實施例2】

本實施例中，僅針對部分變更上述夾緊裝置C的例子作說明，其中與實施例1同樣的構成要素標註同様的參考符號並省略說明，僅針對不同的構成要素作說明。此外，該實施例2的夾緊裝置CA是已改變前述實施例1之鎖定機構9的構造。

如第4圖～第6圖所示，夾緊裝置CA具有筒狀夾緊本體1、以可進退的方式支承筒狀夾緊本體1的殼體構件2A、夾持構件3、夾緊桿4、進退驅動機構5、昇降驅動機構7、以及鎖定機構9，惟除了鎖定機構9A外，其餘部分係與前述實施例1大致相同，故省略說明。

鎖定機構9A具有：供筒狀夾緊本體1以可滑動自如的方式呈接觸狀地插通且支撐於殼體構件2A之筒狀構件101；具有配置於該筒狀構件101外周側的錐形內周面121之環狀構件102；形成於該環狀構件102與筒狀構件101之間之錐形環狀間隙103；介設於該錐形環狀間隙103的複數個鋼球104(金屬製球體)；形成於環狀構件102外周側的環狀油室105(環狀流體室)；可將油壓(流體壓)供給至該環狀油室105的油壓供給通路106(第二流體壓供給通路)；以及將環狀構件102推壓至鎖定解除側的回復彈簧108。

筒狀構件101係形成環狀的金屬製構成，其具有愈靠上端側愈小徑化的錐形外周面111、朝上下方向延伸的一個或複數個縫隙112、以及供筒狀夾緊本體1插通的插通孔113，而構成可朝向與筒狀夾緊本體1的外周面密接的徑縮小側彈性變形。筒狀構件101的下端抵接於下部殼體構件22A的中段部上面，在筒狀構件101的上端與殼體構件2A的圓筒凹部26的上壁部之間形成有微小的間隙。

環狀構件102由本體筒部102a、從本體筒部102a的上端部延伸至上方的上側筒部102b、與從本體筒部102a的下端部延伸至下方的下側筒部102c形成一體。本體筒部102a以可滑動自如的方式內嵌於殼體構件2A的收容孔27，上側筒部102b以可滑動自如的方式內嵌於殼體構件2A的圓形凹部26，下側筒部102c以可滑動自如的方式插入殼體構件2A的環狀間隙28。在環狀構件102的內周部形成有錐形內周面121，該錐形內周面121愈上側愈小徑化且在與錐形外周面111之間形成有與後述鋼球104的直徑相等的錐形環狀間隙103。環狀構件102藉密封構件122a、122b油密地密封。

複數個鋼球104以密接狀充填於錐形環狀間隙103的狀態裝設。於筒狀構件101的錐形外周面111上端部，形成有用以限制複數個鋼球104朝上方脫離的環狀限制部123。於環狀構件102之下端附近部的內周部，設有從下方承接複數個鋼球104的環狀球承構件124。

環狀油室105形成於本體筒部102a上部的錐形外周面102d、與筒狀殼體構件21A之收容孔27上端部的環狀錐形面29之間。油壓供給至該環狀油室105時，是以筒狀構件101朝徑縮小側彈性變形的方式使環狀構件102相對於筒狀構件101朝向與夾緊桿4的軸心平行的方向相對地移動。

於環狀構件102之本體筒部102a的下側，在環狀構件102與殼體構件2A的下部殼體構件22A之間，形成有環狀彈簧收容室107。回復彈簧108以壓縮狀裝設於於該彈簧收容室107。該回復彈簧108將環狀構件102相對於筒狀構件101相對地朝上方彈性推壓。

油壓供給通路106係連通環狀油室105與油壓缸70的油壓作動室73之通路。油壓供給通路106具有：橫向形成於下部殼體構件22A的油路131a、形成於環狀構件102的下側筒部102c與下部殼體構件22A之間的環狀空間131b、以及形成於環狀構件102的外周面與筒狀殼體構件21A的內周面之間的環狀間隙131c等，將油壓經由此等油路131a～131b、環狀間隙131c從油壓作動室73供給至環狀油室105。當油壓被供給至環狀油室105時，環狀構件102會朝下方移動，錐形內周面121經由複數個鋼球104卡合於錐形外周面111，而使筒狀構件101彈性變形成徑縮小狀態，以牢固地固定筒狀夾緊本體1。

接著，說明上述夾緊裝置CA的作用。

於藉複數個夾緊裝置CA夾緊供機械加工的工件W時，首先，如第4圖所示，將昇降驅動機構7的油壓作動室73的油壓設成排出壓。於該狀態下，藉由進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力，使夾緊桿4、夾持構件3、環狀活塞構件52和環狀承壓構件61位於上限位置。從夾緊裝置CA的上方設置工件W，藉夾緊裝置CA以外之未圖示的複數個夾緊裝置9固定工件W的外周部後，從油壓供給源59將較低壓的油壓(例如1MPa)供給至油壓作動室73。又，進退驅動機構5的彈簧構件58與鎖定機構9A的回復彈簧108，是使用推壓力比以低壓之油壓對環狀活塞構件52或環狀構件102所產生之朝下的驅動力還大的彈簧。

於是，油壓缸70作動，活塞構件72抵抗彈簧構件74的推壓力而朝上方移動，鍔狀卡定構件81伴隨此移動而自中間壁部52b分離，使環狀活塞構件52可進出移動。此時，低壓的油壓亦被供給至環狀油室105，但因該低壓的油壓不會使環狀構件102朝下方移動，所以筒狀夾緊本體1不會被筒狀構件101鎖定。此外，因為進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力比以低壓的油壓產生於環狀活塞構件52的驅動力還大，所以環狀活塞構件52不會朝下方移動。因此，隨著夾緊桿4藉小型彈簧構件82的弱彈性推壓力而朝上方進出驅動，筒狀夾緊本體1可經由環狀活塞構件52、環狀承壓構件61而進出驅動。

結果，筒狀夾緊本體1的就座面14以較弱的力輕輕地抵接於工件W的被支承面S而支承工件W，筒狀夾緊本體1成為停止狀態。由於筒狀夾緊本體1的被支承面S輕輕地抵接於工件W，所以不會使工件W產生彈性變形。此時，活塞構件72之大徑桿部78與小徑桿部79的交界段部朝上方移動，直到抵接於缸孔71的上壁部為止，而活塞構件72朝上方的驅動力大部分會被小型彈簧構件82的緩衝作用吸収。當筒狀夾緊本體1的就座面14抵接於工件W的被支承面S後，從油壓供給源59供給比前述低壓的油壓更高壓的油壓時，如第5圖所示般供給至鎖定機構9A的環狀油室105，環狀構件102向下移動，藉此錐形外周面111與錐形內周面121經由複數個鋼球104卡合，筒狀構件101朝徑縮小側彈性變形而將筒狀夾緊本體1牢固地鎖定。

鎖定筒狀夾緊本體1後，供給至油壓作動室73的高壓油壓會因環狀活塞構件52的油路52d或環狀間隙的節流作用，而使油壓延遲地被供給至夾緊用油室53。於是，環狀承壓構件61與支承構件62承壓夾緊用油室53的油壓而保持上限位置，夾持構件3亦保持上限位置，但因環狀活塞構件52承壓高壓油壓以抵抗彈簧構件58的推壓力而朝下方驅動，所以夾緊桿4會對夾持構件3相對地朝下方移動。

結果，如第6圖所示，夾持構件3的四個夾爪部32藉夾緊桿4之錐形部43的四個錐形平面45擴徑驅動，在工件W的孔H的內周面成為夾持狀態，夾持構件3與夾緊桿4相對於工件W成為無法相對移動。環狀活塞構件52、夾持構件3、夾緊桿4、環狀承壓構件61和支承構件62一體地從該狀態僅以小距離(例如0.2～0.5mm)被朝下驅動，成為工件W被強固地推壓至就座面14的夾緊狀態。

對夾緊裝置CA進行解除夾緊驅動時，一旦將油壓作動室73設成排出壓，環狀活塞構件52和夾緊桿4便藉由進退驅動機構5之彈簧構件58的推壓力朝上方移動而解除夾持構件3的夾持狀態，環狀構件102藉回復彈簧108的推壓力朝上方移動，使油壓從外周側油室105被排出，將由筒狀構件101固定筒狀夾緊本體1解除，活塞構件72藉由彈簧構件74的推壓力而向下被驅動，鍔狀卡定構件81從上側抵接於中間壁部52b而使筒狀夾緊本體1朝下方回復移動。

其次，說明上述夾緊裝置CA的功效。

由於鎖定機構9A具有形成於筒狀構件101之一個或複數個縫隙112及錐形外周面111、以及配置於筒狀構件101外周側的錐形內周面121，且具有內嵌於殼體構件2A的環狀構件102、形成於該環狀構件102與筒狀構件101之間的錐形環狀間隙103、介設於此錐形環狀間隙103的複數個鋼球104、形成於環狀構件102外周側的環狀油室105、可將油壓供給至此環狀油室105的油壓供給通路106、以及將環狀構件102推壓至鎖定解除側的回復彈簧108，所以一旦油壓經由油壓供給通路106供給至環狀油室105，藉複數個鋼球104使錐形外周面111與錐形內周面121卡合，以使筒狀構件101朝徑縮小側彈性變形，而能確實地鎖定筒狀夾緊本體1。

由於油壓供給通路106是連通環狀油室105與油壓缸70的油壓作動室73之通路，所以可從共同的油壓供給源59供給油壓。當油壓被供給至環狀油室105時，是以筒狀構件101朝徑縮小側彈性變形的方式使環狀構件102相對於筒狀構件101朝向與夾緊桿4的軸心平行的方向相對移動，所以藉由環狀構件102可使筒狀構件101朝徑縮小側彈性變形而確實地鎖定筒狀夾緊本體1。由於其他構成、作用及功效係與前述實施例1相同，故省略說明。

接著，針對已部分變更前述實施例的變更例作說明。

[1]前述實施例1、2所記載的夾緊裝置C、CA中，進退驅動機構5的夾緊用油室53、昇降驅動機構7的油壓作動室73、鎖定機構9、9A的外周側油室92及環狀油室105，具有從一個油壓供給源59經由基底構件10的油路10b供給油壓之相同的油壓系統，然而未必限定於此，亦可構成各驅動機構具有各自對應的油壓系統。

[2]為了對前述實施例1、2所記載的夾緊裝置C、CA進行夾緊驅動，而使用油壓，但未必限定於此，亦可構成設置夾緊用氣體室、氣壓作動室、外周側氣體室、環狀氣體室來取代夾緊用油室53、油壓作動室73、外周側油室92、環狀油室105，並使用加壓氣體等的流體壓來對活塞構件72進行夾緊驅動。

[3]前述實施例1、2所記載的夾緊裝置C、CA中，夾持構件3的構造、夾緊桿4的構造、支承機構6的構造、進退驅動機構5的構造、鎖定機構9、9A的構造等係表示一例，在不悖離本發明之主旨的範圍內皆可對此等構造附加各種變化來實施。關於夾緊裝置的其他構造，在不悖離本發明之主旨的範圍內也可附加各種變化來實施。

【產業上利用之可能性】

本發明可適當地使用於各種夾緊裝置，此等夾緊裝置係作成藉夾緊桿使插入提供於機械加工的工件的孔之夾持構件的夾爪部擴徑，藉以夾持於孔的周面而夾緊，此外，此夾緊裝置亦可應用於工件的搬送等。

1．．．筒狀夾緊本體

2、2A．．．殼體構件

3．．．夾持構件

4．．．夾緊桿

5．．．進退驅動機構

6．．．支承機構

7．．．昇降驅動機構

9、9A．．．鎖定機構

10．．．基底構件

10b．．．油路

11．．．本體筒部

11a．．．插通孔

11b．．．圓形凹部

11c．．．內側收容孔

12．．．下部本體筒部

13．．．密封構件

14．．．就座面

15．．．凹槽

16．．．收容孔

17．．．圓筒孔

19．．．環構件

21、21A．．．筒狀殼體構件

21a．．．下部筒部

22、22A．．．下部殼體構件

22a．．．缸孔形成部

22b．．．開口部

22c．．．呼吸孔

23．．．卡合孔

24．．．防塵密封

31．．．夾持分割體

32．．．夾爪部

33．．．基端鍔部

34．．．錐形面

35．．．筆直面

36．．．刮板

37．．．O型環

41．．．T形卡合部

42．．．桿部

43．．．錐形部

45．．．錐形平面

51．．．缸孔

52．．．環狀活塞構件

52a．．．圓筒孔

52b．．．中間壁部

52c．．．彈簧收容孔

52d．．．油路

53．．．夾緊用油室

54．．．彈簧收容室

55．．．環狀活塞部

55a．．．密封構件

56．．．活塞桿

56a．．．螺絲軸部

56c．．．活塞桿

57．．．T槽形成構件

57a．．．T槽

57b．．．被卡定部

58．．．彈簧構件

59．．．油壓供給源

61．．．環狀承壓構件

61a．．．大徑部

61b．．．薄壁套筒

61c．．．小徑活塞部

61d．．．密封構件

62a．．．筒部

62b．．．水平板部

62c．．．圓形孔

70．．．油壓缸

71．．．縱向缸孔

72．．．活塞構件

72a．．．六角孔

72b、72c．．．油路

73．．．油壓作動室

74．．．彈簧構件

75．．．彈簧收容室

76．．．活塞部

76a．．．密封構件

77．．．活塞桿

78．．．大徑桿部

79．．．小徑桿部

79a、79b．．．密封構件

81．．．鍔狀卡定構件

81a．．．小徑部

81b．．．鍔部

91．．．筒狀構件

91a、91b．．．密封構件

92．．．外周側油室

93．．．油壓供給通路

94．．．固定環上部

95．．．薄壁筒部

96．．．固定環下部

97a～97c．．．油路

101．．．筒狀構件

102．．．環狀構件

102a．．．本體筒部

102b．．．上側筒部

102c．．．下側筒部

103．．．錐形環狀間隙

104．．．鋼球(金屬製球體)

105．．．環狀油室(環狀流體室)

106．．．油壓供給通路(第二流體壓供給通路)

107．．．彈簧收容室

108．．．回復彈簧

111．．．錐形外周面

112．．．縫隙

113．．．插通孔

121．．．錐形內周面

122a、122b．．．密封構件

123．．．環狀限制部

124．．．環狀球承構件

131a．．．油路

131b．．．環狀空間(油路)

131c．．．環狀間隙

W．．．工件(物品)

H．．．孔

C、CA．．．夾緊裝置

S．．．被支承面

第1圖係本發明實施例1之解除夾緊狀態的夾緊裝置之剖視圖；

第2圖係將工件抵接於筒狀夾緊本體的就座面並藉筒狀構件鎖定筒狀夾緊本體的狀態之夾緊裝置的剖視圖；

第3圖係夾緊狀態之夾緊裝置的剖視圖；

第4圖係實施例2之解除夾緊狀態的夾緊裝置的剖視圖；

第5圖係將工件抵接於筒狀夾緊本體的就座面並藉筒狀構件鎖定筒狀夾緊本體的狀態之夾緊裝置的剖視圖；以及

第6圖係夾緊狀態之夾緊裝置的剖視圖。