TWI647388B - Fluid pressure cylinder and clamping device - Google Patents

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TWI647388B
TWI647388B TW104112233A TW104112233A TWI647388B TW I647388 B TWI647388 B TW I647388B TW 104112233 A TW104112233 A TW 104112233A TW 104112233 A TW104112233 A TW 104112233A TW I647388 B TWI647388 B TW I647388B
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北浦一郎
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日商巴斯卡爾工程技術股份有限公司
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Abstract

本發明之流體壓汽缸及夾緊裝置，係在含有流體壓汽缸的夾緊裝置上，可以自由設定及變更檢測活塞構件的檢測對象的位置，且可以將用於檢測活塞構件位置的大部分機構配置於流體壓汽缸內。流體壓汽缸(5A)具備：桿插入孔(31)，與流體壓動作室(13a)連通狀地形成於活塞構件(12)上；輔助桿(32)，設置於頭側端壁構件(15)上，且可插入桿插入孔(31)內；桿安裝孔(34)，貫穿於軸心方向狀地形成於頭側端壁構件(15)與輔助桿(32)上：可動桿(35)，安裝於桿安裝孔(34)內，且該可動桿(35)在頭側端壁側的一端部分從桿安裝孔(34)往外部突出；移動限制機構(36)，在活塞部(12a)的下端位於第一區域的狀態，禁止可動桿(35)移動，且在活塞部(12a)的下端位於第二區域的狀態，容許可動桿(35)移動，利用桿插入孔(31)的流體壓使可動桿(35)向從桿安裝孔(34)往外部突出的突出量增大側移動預定距離；及檢測開關(37)，檢測可動桿(35)有無移動，且輸出檢測信號。

Description

流體壓汽缸及夾緊裝置
本發明係關於一種流體壓汽缸及夾緊裝置，特別是關於一種設置可以自由地設定活塞構件的檢測對象位置的檢測機構，並且可以小型地構成該檢測機構的技術。
以往採用於夾緊供作機械加工的工件等夾緊對象物的夾緊裝置等的流體壓汽缸具備： 汽缸本體、進退自如地設置於該汽缸本體上的活塞構件、及用於向前進側與退入側的至少一方驅動該活塞構件的流體壓動作室等。此處，檢測上述流體壓汽缸之活塞構件的軸心方向的前進界限位置、後退界限位置、中途位置等的各種桿位置檢測技術業已實用化。
例如，在專利文獻1的流體壓汽缸方面，將往復式活塞收容於汽缸本體內的汽缸孔內，將副室與檢測活塞設置於汽缸本體的兩端壁上，當活塞到達行程端之際，以活塞使檢測活塞往外方推動，經由檢測活塞與形成於其上的流體通路而使活塞慢速停止，並且以外部的行程端檢測用極限開關檢測活塞到達行程端。
專利文獻2之含有流體壓汽缸的夾緊裝置，藉由檢測供應給流體壓汽缸的流體壓的壓力感測器、及檢測由流體壓汽缸的活塞構件突出於外部的操作桿下端部的被檢測部的上升位置與下降位置的兩個位置感測器，來檢測活塞桿的位置(行程端)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本實開昭第55-84301號公報
【專利文獻2】日本特開第2001-87991號公報
在專利文獻1的裝置方面，將副室與檢測活塞設置於汽缸本體的兩端壁，因將檢測檢測桿的極限開關分別設置於兩端壁的外側，而有流體壓汽缸的長度大型化、兩個極限開關的配線等也變長複雜化等的問題。
在專利文獻2之含有流體壓汽缸的夾緊裝置，由於使操作桿從流體壓汽缸的活塞構件突出於外部，以兩個位置感測器檢測設置於該操作桿下端部的被檢測部的上升位置與下降位置，所以在流體壓汽缸的下側需要供被檢測部之移動與設置位置感測器的檢測空間，而有夾緊裝置大型化的問題。
本發明之目的係在流體壓汽缸及夾緊裝置上，可以自由地設定檢測活塞構件的檢測對象的位置、可以變更檢測活塞構件的檢測對象的位置、及可以將用於檢測活塞構件位置的大部分機構配置於流體壓汽缸內。
申請專利範圍第1項之流體壓汽缸，其具備：形成有汽缸孔的汽缸本體、具有在其軸心方向可動地安裝於汽缸孔內的活塞部與輸出桿的活塞構件、及形成於汽缸孔內的活塞部與汽缸本體的頭側端壁間的至少一個流體壓動作室，其特徵在於包含：桿插入孔，其與前述流體壓動作室連通狀地形成於前述活塞部與輸出桿的一部分上；輔助桿，其以突出於汽缸孔內的方式設置 於前述頭側端壁上，並且可插入前述桿插入孔內；桿安裝孔，其貫穿於軸心方向狀地形成於前述頭側端壁與輔助桿上；可動桿，其安裝於前述桿安裝孔，並且該可動桿在前述頭側端壁側的一端部分從前述桿安裝孔往外部突出；移動限制機構，其在前述活塞部的下端位於汽缸孔內的第一區域的狀態，禁止前述可動桿往前述軸心方向移動，並且在前述活塞部的下端位於汽缸孔內的第二區域的狀態，容許前述可動桿往前述軸心方向移動，以利用前述桿插入孔的流體壓使可動桿向從前述桿安裝孔往外部突出的突出量增大側移動預定距離；及檢測開關，其檢測前述可動桿有無移動，並且輸出檢測信號。
申請專利範圍第2項之流體壓汽缸在申請專利範圍第1項之發明中，其特徵在於：前述移動限制機構具備：大徑部，其直徑比其他部分大地形成於前述可動桿的前端部分上；密封構件，其安裝於前述大徑部的外周部上；大徑孔部，其係以使前述大徑部往軸心方向可動的方式形成於前述桿安裝孔的一部分上；環狀凹部，其形成於前述可動桿的大徑部上；複數個球體保持孔，其形成於前述輔助桿之中大徑孔部的外周側的筒壁上；複數個球體，其分別在直徑方向可動地保持於前述複數個球體保持孔內，並且可與前述環狀凹部局部地卡合；以及小徑孔與大徑孔，其等形成於前述桿插入孔內，該小徑孔係活塞部的下端位於第一區域時，使複數個球體與環狀凹部局部地卡合，該大徑孔係活塞部的下端位於第二區域時，使複數個球體可從環狀凹部脫離。
申請專利範圍第3項之流體壓汽缸在申請專利範圍第1項或第2項之發明中，其特徵在於：以一體的輔助桿構件構成前述頭側端壁中形成前述桿安裝孔一部分的安裝孔形成壁部與前述輔助桿，為了可將該輔助 桿構件與長度不同的輔助桿構件交換，將輔助桿構件可裝卸地固定於前述汽缸本體上。
申請專利範圍第4項之流體壓汽缸在申請專利範圍第3項發明中，其特徵在於具備：公螺紋部，其形成於前述輔助桿構件的外周部的一部分上；螺紋孔，其形成於前述頭側端壁上，並且用螺紋鎖合前述輔助桿構件；鎖緊螺母，其在前述頭側端壁的外側用螺紋鎖合於輔助桿構件；以及密封墊圈，其在前述頭側端壁與鎖緊螺母之間，外嵌於輔助桿構件。
申請專利範圍第5項之流體壓汽缸在申請專利範圍第2項之發明中，其特徵在於具備：小徑孔形成構件，其形成前述活塞構件的前述小徑孔；滑動孔，其形成於前述活塞構件上，並且往軸心方向滑動自如地安裝前述小徑孔形成構件，並與前述大徑孔有相同直徑；螺紋孔，其形成在比前述滑動孔更靠前端側之前述輸出桿上；螺旋軸，其一體形成於前述小徑孔形成構件上，且用螺紋鎖合於前述螺紋孔；以及工具卡合孔，其形成於前述螺旋軸的前端部上。
申請專利範圍第6項之流體壓汽缸在申請專利範圍第2項之發明中，其特徵在於具備：彈簧安裝孔，其以與前述大徑孔部連通的方式形成於輔助桿上；以及壓縮彈簧，其安裝於前述大徑孔部的一部分與彈簧安裝孔內，並將前述可動桿往前述桿插入孔的內端的方向推壓。
申請專利範圍第7項之流體壓汽缸在申請專利範圍第1項或第2項之發明中，其特徵在於：前述活塞部的下端位於第二區域時，前述活塞部抵接或接近桿側端壁。
申請專利範圍第8項之流體壓汽缸在申請專 利範圍第1項或第2項之發明中，其特徵在於：前述活塞部的下端位於第二區域時，前述活塞部位於汽缸孔的長度方向的中途部。
申請專利範圍第9項之流體壓驅動型夾緊裝置，其特徵在於：組裝有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之流體壓汽缸。
申請專利範圍第10項之流體壓驅動型夾緊裝置，其具備形成有汽缸孔的汽缸本體、具有在其軸心方向可動地安裝於汽缸孔內的活塞部與輸出桿的活塞構件、及形成於汽缸孔內的活塞部與汽缸本體的頭側端壁間的至少一個流體壓動作室，其特徵在於包含：桿插入孔，其與前述流體壓動作室連通狀地形成於前述活塞部與輸出桿的一部分上；輔助桿，其以突出於汽缸孔內的方式設置於前述頭側端壁上，並且可插入前述桿插入孔；桿安裝孔，其貫穿於軸心方向狀地形成於前述頭側端壁與輔助桿上；可動桿，其安裝於前述桿安裝孔，並且該可動桿在前述頭側端壁側的一端部分從前述桿安裝孔往外部突出；移動限制機構，其在前述活塞構件位於鬆開位置的狀態，禁止前述可動桿往前述軸心方向移動，並且在前述活塞構件位於夾緊位置的狀態，容許前述可動桿往前述軸心方向移動，利用前述桿插入孔的流體壓使可動桿向從前述桿安裝孔往外部突出的突出量增大側移動預定距離；以及檢測開關，其檢測前述可動桿有無移動，並且輸出檢測信號。
申請專利範圍第1項之發明具有前述的構造，所以取得以下的效果：由於可將桿插入孔、輔助桿、桿安裝孔、可動桿及移動限制機構的大部分設置於流體壓汽缸內，所以可防 止流體壓汽缸因用於檢測的前述各構件或機構而大型化。此外，由於經由移動限制機構，可自由地設定第一、第二區域，所以可自由地設定檢測活塞構件的檢測對象的位置。
此外，由於利用活塞部與頭側端壁間的至少一個流體壓動作室的流體壓，使可動桿往突出量增大側移動，所以適合檢測活塞構件往輸出桿前進側移動預定量或最大限度時的活塞構件的位置。
申請專利範圍第2項之發明具有前述的構造，所以取得以下的效果：由於前述移動限制機構具備：大徑部、密封構件、大徑孔部、環狀凹部、球體保持孔、複數個球體及形成於桿插入孔的小徑孔與大徑孔，所以活塞部的下端位於第一區域時，複數個球體經由小徑孔而與環狀凹部卡合，限制可動桿的移動，活塞部的下端位於第二區域時，複數個球體經由大徑孔而從環狀凹部脫離，可動桿利用流體壓動作室的流體壓往突出量增大側移動。從可動桿的移動中，利用檢測開關可檢測出活塞部的下端位於汽缸孔內的第二區域。前述移動限制機構係簡單的構造且耐久性佳，可將其大部分形成於流體壓汽缸內。
藉由申請專利範圍第3項之發明，由於以一體的輔助桿構件構成頭側端壁之中形成桿安裝孔的安裝孔形成壁部與輔助桿，為了可將該輔助桿構件與長度不同的輔助桿構件交換，而將輔助桿構件可裝卸地固定於汽缸本體上，所以藉由將輔助桿構件與長度不同的輔助桿構件交換，變更第一、第二區域，可改變檢測活塞構件的檢測對象的位置，並且相較於將輔助桿與頭側端壁一體形成的情況，可減低製作費。
藉由申請專利範圍第4項之發明，由於形成下 述構造：在申請專利範圍第3項之輔助桿構件的外周面的一部分上形成公螺紋部，將該輔助桿構件用螺紋鎖合於形成於頭側端壁上的螺紋孔，以鎖緊螺母鎖緊，並且以密封墊圈密封；所以可適當調整輔助桿構件往汽缸孔的伸出長度，變更第一、第二區域，可變更檢測活塞構件的檢測對象的位置。
藉由申請專利範圍第5項之發明，由於在申請專利範圍第2項之發明中，具備：小徑孔形成構件、滑動自如地安裝該小徑孔形成構件的滑動孔、位在比滑動孔更靠前端側的螺紋孔、形成於小徑孔形成構件上且用螺紋鎖合於螺紋孔的螺旋軸、及螺旋軸前端部的工具卡合孔，所以藉由調整小徑孔形成構件的軸心方向的位置，改變大徑孔的長度，可變更第一、第二區域。
藉由申請專利範圍第6項之發明，由於在申請專利範圍第2項之發明中，設置有將可動桿往桿插入孔的內端的方向推壓的壓縮彈簧，所以即使活塞部的下端位於第二區域，可動桿並不移動，流體壓動作室內的流體壓成為預定的壓力以上，作用於可動桿的流體力大於壓縮彈簧的推壓力時，可動桿移動。只在活塞構件的位置與流體壓動作室內的流體壓兩者滿足條件時，可利用檢測開關檢測出。
藉由申請專利範圍第7項之發明，活塞部的下端位於第二區域時，活塞部抵接或接近桿側端壁。因此，在活塞部抵接或接近桿側端壁時，可動桿移動，可利用檢測開關檢測出該移動。
藉由申請專利範圍第8項之發明，活塞部的下端位於第二區域時，活塞部位於汽缸孔的長度方向的中途部。因此，在活塞構件位於汽缸孔的長度方向的中途 部時，可動桿移動，可利用檢測開關檢測出該移動。
藉由申請專利範圍第9項之發明，可實現組裝有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之流體壓汽缸的流體壓驅動型夾緊裝置。
藉由申請專利範圍第10項之發明，由於具有前述的構造，所以取得以下的效果：由於可將桿插入孔、輔助桿、桿安裝孔、可動桿及移動限制機構的大部分設置於流體壓汽缸內，所以可防止夾緊裝置因用於檢測的前述各構件或機構而大型化。此外，經由移動限制機構，可自由地設定活塞構件的鬆開位置與夾緊位置。
此外，由於利用活塞部與頭側端壁間的至少一個流體壓動作室的流體壓，使可動桿往突出量增大側移動，所以適合檢測活塞構件往輸出桿前進側移動預定量或最大限度時的活塞構件的位置。
1‧‧‧工件托架
2A~2G‧‧‧夾緊裝置
5A~5G‧‧‧流體壓汽缸
3‧‧‧夾緊安裝構件
3a‧‧‧圓筒狀的保持孔
4‧‧‧夾持夾具
4a‧‧‧工件托部
10‧‧‧汽缸本體
10a‧‧‧上部本體
10b‧‧‧下部本體
10c‧‧‧安裝面
11‧‧‧汽缸孔
12‧‧‧活塞構件
12a‧‧‧活塞部
12b‧‧‧輸出桿
12c‧‧‧螺紋孔
13a‧‧‧第一流體壓動作室
13b‧‧‧第二流體壓動作室
14‧‧‧圓筒部
15、15C~15G‧‧‧頭側端壁構件
15a‧‧‧嵌合部
15b‧‧‧密封構件
15c‧‧‧安裝孔形成壁部
15d‧‧‧頭側端壁
16‧‧‧桿側端壁
17‧‧‧桿孔
18‧‧‧推壓構件
18a‧‧‧腳部
18b‧‧‧頭部
19、20‧‧‧密封構件
21‧‧‧刮板
22‧‧‧第一油路
23‧‧‧第二油路
31‧‧‧桿插入孔
31a‧‧‧大徑孔
31b‧‧‧小徑孔
31c‧‧‧錐形孔
32、32B~32G‧‧‧輔助桿
33、33B、33D‧‧‧輔助桿構件
33a‧‧‧凸緣部
34‧‧‧桿安裝孔
34a‧‧‧大徑孔部
35‧‧‧可動桿
35a‧‧‧大徑部
36‧‧‧移動限制機構
37‧‧‧檢測開關
38‧‧‧圓形凹部
39‧‧‧連通孔
40‧‧‧螺栓
41、42‧‧‧密封構件
43‧‧‧環狀凹部
43a‧‧‧圓筒面
43b、43c‧‧‧圓錐面
44‧‧‧球體保持孔
45‧‧‧球體
50‧‧‧位置調節機構
51‧‧‧凹部
52‧‧‧公螺紋部
53‧‧‧螺紋孔
54‧‧‧鎖緊螺母
55‧‧‧密封墊圈
60‧‧‧大徑孔長度調節機構
61‧‧‧小徑孔形成構件
61a‧‧‧螺旋軸
62‧‧‧滑動孔
63‧‧‧螺紋孔
64‧‧‧工具卡合孔
70‧‧‧流體壓感應機構
71‧‧‧彈簧安裝孔
72‧‧‧壓縮彈簧
80‧‧‧開關收容凹部
81‧‧‧蓋板
W‧‧‧工件
第1圖為關於本發明實施例1之工件托板與夾緊裝置等的俯視圖；第2圖為設置於工件托板上的第一夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；第3圖為前述第一夾緊裝置(鬆開狀態)的剖面圖；第4圖為設置於工件托板上的第二夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；第5圖為實施例2的夾緊裝置(鬆開狀態)的剖面圖；第6圖為第5圖的夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；第7圖為實施例3的夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；第8圖為實施例4的夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；第9圖為實施例5的夾緊裝置(鬆開狀態)的剖面圖； 第10圖為第9圖的夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖；以及第11圖為實施例6的夾緊裝置(夾緊狀態)的剖面圖。
以下，就用於實施本發明的形態，基於實施例來進行說明。
【實施例1】
茲就實施例1的工件托板1與設置於該工件托板1上的流體壓驅動型的第一、第二夾緊裝置2A、2B等，基於第1圖~第4圖來進行說明。
工件托板1以長方形的鋼製的厚板構成，該工件托板1係在固定有工件W的狀態搬送到綜合加工機(圖示省略)的工作台上，將工件W供作機械加工。
在工件托板1上面的一端側部分上固定夾持工件W的夾持夾具4，在工件托板1上面的另一端側部分上將推進式的第一、第二夾緊裝置2A、2B朝向工件W的方向設置成橫向姿勢，第一、第二夾緊裝置2A、2B固定於固定在工件托板1上的夾緊安裝構件3上。在夾持夾具4的側部隔開間隔而設置有一對工件托部4a。利用第一、第二夾緊裝置2A、2B將工件W向夾持夾具4的工件托部4a推壓並夾緊。
其次，就第一、第二夾緊裝置2A、2B進行說明，在以下的說明中，係將以第一、第二夾緊裝置2A、2B為縱向的位向的狀態作為例子而進行說明。
首先，就第一夾緊裝置2A進行說明。
如第2圖、第3圖所示，第一夾緊裝置2A係以流體壓汽缸5A為主體而構成，所以以下的說明也包含關於該流體壓汽缸5A的說明。本實施例的情況，雖然前述流體 壓汽缸5A使用加壓油作為加壓流體，但也可以採用使用加壓空氣以取代加壓油的氣缸。再者，在以下的說明中，有時會將加壓油(油壓力)稱為油壓。
第一夾緊裝置2A作為基本構造，具備：汽缸本體10、縱向形成於該汽缸本體10內的汽缸孔11、活塞構件12、及第一、第二流體壓動作室13a、13b。汽缸本體10具備：上部本體10a與下部本體10b，下部本體10b嵌入夾緊安裝構件3的圓筒狀的保持孔3a內，上部本體10a下端的安裝面10c抵接於夾緊安裝構件3的上面，上部本體10a以複數個螺栓(圖示省略)固定於夾緊安裝構件3上。
下部本體10b具有圓筒部14、及閉塞汽缸孔11下端的板狀的頭側端壁構件15，在該頭側端壁構件15的上端部上形成與汽缸孔11下端部嵌合的嵌合部15a，頭側端壁構件15以複數個螺栓(圖示省略)固定於圓筒部14的下端上。在上述嵌合部15a下端附近部的外周部上安裝有密封構件15b。
活塞構件12具備：活塞部12a，其在其軸心方向可動(滑動自如)地安裝於汽缸孔11；及輸出桿12b，其從該活塞部12a向上方延伸，插通形成於上部本體10a之桿側端壁16上的桿孔17，且往汽缸本體10的外部突出；在輸出桿12b的上端側部分上形成上端開放狀的螺紋孔12c，在該螺紋孔12c上用螺紋鎖合推壓工件W的推壓構件18的腳部18a，推壓構件18的頭部18b露出輸出桿12b的上端。推壓構件18之頭部18b的上面為部分球面或接近部分球面的曲面形狀。
在活塞部12a的外周部上安裝有密封構件19，在桿孔17的內周部上安裝有密封構件20及刮板21。再者，可以用複數個構件構成活塞構件12。
第一流體壓動作室13a為在汽缸孔11內形成於活塞部12a與頭側端壁構件15(頭側端壁)之間的夾緊用動作室。再者，在頭側端壁構件15中面臨汽缸孔11的壁部相當於「頭側端壁」。
第二流體壓動作室13b為在汽缸孔11內形成於活塞部12a與桿側端壁16之間的鬆開用動作室。為了對第一流體壓動作室13a供應/排出加壓油及對第二流體壓動作室13b供應/排出加壓油，將第一油路22及第二油路23形成於汽缸本體10的壁部內，並且將該等第一、第二油路22、23連接於油壓供應源(圖示省略)。
再者，第二流體壓動作室13b不是必需的，可以形成呼吸通路以取代第二油路23，在取代第二流體壓動作室13b的彈簧安裝室內安裝將活塞部12a向下方彈性推壓的壓縮彈簧。
其次，就設置於第一夾緊裝置2A上的本案特有的動作狀態檢測機構30進行說明。該動作狀態檢測機構30具備桿插入孔31、含有輔助桿32的輔助桿構件33、桿安裝孔34、可動桿35、移動限制機構36、及檢測開關37等。
前述桿插入孔31係與第一流體壓動作室13a連通狀地形成於活塞部12a與輸出桿12b的一部分上。桿插入孔31具有下端部分的大徑孔31a、及經由短的錐形孔31c而連接於該大徑孔31a上端的小徑孔31b。輔助桿32以突出於汽缸孔11內的方式設置於頭側端壁構件15(頭側端壁)上，並且形成為可插入桿插入孔31內。
然而，在本實施例中，以一體的輔助桿構件33構成頭側端壁構件15之中形成桿安裝孔34一部分的安裝孔形成壁部15c與輔助桿32，為了可將該輔助桿構件33與長度不同的輔助桿構件33B交換，將輔助桿構件 33可裝卸地固定於汽缸本體10上。安裝孔形成壁部15c與輔助桿32形成為相等的外徑，輔助桿32形成於輔助桿構件33上部側約2/3的部分上。本實施例的情況，輔助桿32的上端位於汽缸孔11的中段部。
在輔助桿構件33的下端部上形成有凸緣部33a，在頭側端壁構件15上形成有使凸緣部33a嵌入的圓形凹部38、及與該圓形凹部38的中心側部分連通的縱向且可插通輔助桿32的連通孔39。將輔助桿構件33從連通孔39插入汽缸孔11內，在使凸緣部33a嵌入圓形凹部38的狀態，將凸緣部33a以複數個螺栓40固定於頭側端壁構件15上。且在連通孔39的內周部上安裝有密封構件41。
如此一來，輔助桿32從頭側端壁構件15的上面往汽缸孔11內突出，輔助桿32可插入桿插入孔31內。然而，前述的凸緣部33a並非必需的構件，輔助桿構件33可以利用與採用凸緣部33a的固定構造不同的固定構造固定於頭側端壁構件15上。
桿安裝孔34係貫穿於軸心方向狀地形成於頭側端壁構件15與輔助桿32上。然而，本實施例的情況，桿安裝孔34的下部側部分形成於頭側端壁構件15的一部分即安裝孔形成壁部15c上。可動桿35係在上下方向滑動自如地安裝於桿安裝孔34，且可動桿35在頭側端壁構件15側的一端部分從桿安裝孔34往外部突出。
移動限制機構36以下述方式構成：在活塞部12a的下端位於汽缸孔11內的第一區域的狀態，禁止可動桿35往前述軸心方向移動，並且在活塞部12a的下端位於汽缸孔11內的第二區域的狀態，容許可動桿35往前述軸心方向移動，以利用桿插入孔31的油壓使可動桿35向從桿安裝孔34往外部突出的突出量增大側移動預 定距離。本實施例的情況，第一區域為汽缸孔11內第2圖所示的區域a，第二區域為汽缸孔11內第2圖所示的區域b。活塞部12a的下端位於第二區域b時，活塞部12a位於汽缸孔11的長度方向的中途部。
移動限制機構36以下述方式構成：在活塞構件12位於鬆開位置的狀態，禁止可動桿35往前述軸心方向移動，並且在活塞構件12位於夾緊位置的狀態，容許可動桿35向軸心方向移動，以利用桿插入孔31的油壓使可動桿35由桿安裝孔34向外部突出的突出量增大側移動預定距離。由以第一、第二夾緊裝置2A、2B固定的工件W的形狀，將第一夾緊裝置2A在活塞構件12前進移動全行程約1/2的狀態成為夾緊狀態。另一方面，第二夾緊裝置2B在活塞構件12前進移動到接近全行程的狀態成為夾緊狀態。
移動限制機構36具備：大徑部35a，其直徑比其他部分(小徑部35b)大地形成於可動桿35的前端部分(上端側部分)上；密封構件42，其安裝於大徑部35a的外周部上；大徑孔部34a，其係大徑部35a可往軸心方向移動地形成於桿安裝孔34的一部分上；環狀凹部43，其形成於可動桿35之大徑部35a的外周部上；複數個球體保持孔44，其形成於輔助桿32之中大徑孔部34a的外周側的筒壁33b上；複數個球體45(鋼球)，其分別在直徑方向可動地保持於複數個球體保持孔44內，並且可與環狀凹部43局部地卡合；及小徑孔31b與大徑孔31a，其等形成於桿插入孔31內。
小徑孔31b以下述方式形成：活塞部12a的下端位於第一區域a時，使複數個球體45與環狀凹部43局部地卡合(參照第3圖)。大徑孔31a以下述方式形成：活塞部12a的下端位於第二區域b時，使複數個球體45 可從環狀凹部43脫離(參照第2圖)。在小徑孔31b與大徑孔31a的境界部上形成有軸心方向的短長度的錐形孔31c。環狀凹部43的半剖面為等腰梯形，環狀凹部43以小徑的圓筒面43a、連接於該圓筒面43a上端的上側部分圓錐面43b、及連接於圓筒面43a下端的下側部分圓錐面43c形成。再者，即使是複數個球體45抵接於大徑孔31a的內周面的情況，各球體45少部分也突出於環狀凹部43內。
設置有檢測開關37，其係檢測可動桿35是否移動，並且輸出檢測信號；該檢測開關37以極限開關或近接開關等構成，安裝於頭側端壁構件15的外面側上。本實施例的情況，被設定成在可動桿35往突出量增大側移動時，檢測開關37的檢測信號成為ON，該檢測開關37的檢測信號被供應給控制油壓供應源等的控制單元(圖示省略)。
第4圖所示的第二夾緊裝置2B(夾緊狀態)含有流體壓汽缸5B，基本上是與第一夾緊裝置2A同樣的構造的裝置，但以下述方式構成：在活塞構件12前進移動到接近全行程的狀態成為夾緊狀態；活塞部12a的下端位於第二區域時，活塞部12a抵接或接近桿側端壁16。因此，比第一夾緊裝置2A的輔助桿32更長地形成輔助桿構件33B的輔助桿32B。在與第一夾緊裝置2A的構成要素同樣的構成要素上附上相同的符號而省略說明。
茲就第一、第二夾緊裝置2A、2B的作用、效果進行說明。
然而，由於第一、第二夾緊裝置2A、2B具體同樣的作用、效果，所以就第一夾緊裝置2A的作用、效果進行說明。第二流體壓動作室13b填充油壓時，第一夾緊 裝置2A就成為第3圖所示的鬆開狀態。在此狀態，由於活塞構件12的活塞部12a下降至下方界限位置，所以複數個球體45位於小徑孔31b內，與環狀凹部43卡合。因此，即使油壓作用於可動桿35的上端，因可動桿35也不突出移動，所以檢測開關37的檢測信號為OFF。
其次，一對第一流體壓動作室13a填充油壓，第一夾緊裝置2A就成為第2圖所示的夾緊狀態。在此狀態，由於活塞構件12的活塞部12a位於汽缸孔11的中段部，複數個球體45位於大徑孔31a內，桿插入孔31內的油壓作用於可動桿35的上端，所以以環狀凹部43的上側部分圓錐面43b將複數個球體45往外徑側推動，而呈從環狀凹部43大致脫離的狀態。
因此，可動桿35下降移動到大徑部35a的下端與大徑孔部34a的下端抵接，由於可動桿35的突出量增大，所以可動桿35切換檢測開關37，檢測開關37的檢測信號成為ON。因此，在控制單元方面，第一夾緊裝置2A成為夾緊狀態。
在第一夾緊裝置2A方面，由於可將桿插入孔31、輔助桿32、桿安裝孔34、可動桿35及移動限制機構36的大部分設置於流體壓汽缸5A內，所以可防止流體壓汽缸5A因前述移動限制機構36而大型化。此外，在移動限制機構36方面，由於經由小徑孔31b與大徑孔31a可自由地設定第一、第二區域a、b，所以可自由地設定檢測活塞構件12的檢測對象的位置。
此外，由於利用活塞部12a與頭側端壁構件15之間至少一個第一流體壓動作室13a的油壓使可動桿35往突出量增大側移動，所以適合檢測活塞構件12往輸出桿前進側移動預定量或移動最大量時的活塞構件12的位置。
由於移動限制機構36具備大徑部35a、密封構件42、大徑孔部34a、環狀凹部43、球體保持孔44、複數個球體45及形成於桿插入孔31內的小徑孔31b與大徑孔31a，所以活塞部12a的下端位於第一區域a時，複數個球體45經由小徑孔31b而與環狀凹部43卡合，而限制可動桿35的移動，活塞部12a的下端位於第二區域b時，複數個球體45經由大徑孔31a而從環狀凹部43大致脫離，可動桿35利用第一流體壓動作室13a的油壓往突出量增大側移動。從可動桿35的移動，可用檢測開關37檢測出活塞部12a的下端位於汽缸孔11內的第二區域b。而且，移動限制機構36係簡單的構造且耐久性佳，可將其大部分形成於流體壓汽缸5A內。
由於以一體的輔助桿構件33構成頭側端壁構件15之中形成桿安裝孔34的安裝孔形成壁部15c與輔助桿32，為了可將該輔助桿構件33與長度不同的輔助桿構件33B交換，將輔助桿構件33B可裝卸地固定於汽缸本體10上，所以藉由將輔助桿構件33與長度不同的輔助桿構件33B交換，變更第一、第二區域a、b，可改變檢測活塞構件12的檢測對象的位置外，並且相較於將輔助桿32與頭側端壁構件15(頭側端壁)一體形成的情況，可減低製作費。
【實施例2】
實施例2的夾緊裝置2C與其中所含有的流體壓汽缸5C基本上是與實施例1相同，所以在與實施例1相同的構成要素上附上相同的符號而省略說明，只就主要不同的構造，基於第5圖、第6圖而進行說明。
在該夾緊裝置2C方面，與頭側端壁構件15C一體地形成輔助桿32C，輔助桿32C以突出於汽缸孔11內的方式形成，如第6圖所示，活塞部12a的下端位於 前述第二區域b時，活塞部12a抵接或接近桿側端壁16。桿安裝孔34C係與汽缸孔11的軸心平行地貫穿狀地形成於輔助桿32C與頭側端壁構件15C上。即使是採用該輔助桿32C的情況，藉由交換頭側端壁構件15C，也可以交換輔助桿32C。由於取得與實施例1的第一、第二夾緊裝置2A、2B大致同樣的作用、效果，所以其說明省略。
【實施例3】
實施例3的夾緊裝置2D與其中所含有的流體壓汽缸5D基本上與實施例1相同，所以在與實施例1相同的構成要素上附上相同的符號而省略說明，只就主要不同的構造，基於第7圖而進行說明。在該夾緊裝置2D方面，含有輔助桿32D的輔助桿構件33D經由位置調節機構50而固定於頭側端壁構件15D上。在頭側端壁構件15D上形成有下端開放狀的凹部51。
位置調節機構50具備：公螺紋部52，其形成於輔助桿構件33D的外周部的一部分上；螺紋孔53，其縱向地形成於頭側端壁構件15D的中心部分上，並且用螺紋鎖合輔助桿構件33D的公螺紋部52；鎖緊螺母54，其在螺紋孔53的外側以螺紋鎖合於公螺紋部52；及密封墊圈55，其在頭側端壁15d與鎖緊螺母54之間，外嵌於輔助桿構件33D。公螺紋部52形成於輔助桿構件33D的外周部中之除了上端側部分之外的區域上。再者，組合夾緊裝置2D時，要將輔助桿構件33D安裝於頭側端壁構件15D上之後，將頭側端壁構件15D固定於下部本體10b的圓筒部14上。
第7圖圖示夾緊裝置2D位於夾緊狀態的狀態，但依照工件的尺寸或形狀等，夾緊狀態時，在活塞部12a位於汽缸孔11的中途部(中段部)的情況，因可經 由位置調節機構50調節輔助桿構件33D的位置使其往外部的位置突出量增大，所以通用性佳。其他取得與實施例1的夾緊裝置2A、2B大致同樣的作用、效果。
【實施例4】
實施例4的夾緊裝置2E和其所含有的流體壓汽缸5E基本上是與實施例1相同，所以在與實施例1相同的構成要素上附上相同的符號而省略說明，主要只就不同的構造，基於第8圖而進行說明。
在夾緊裝置2E方面，輔助桿32E與頭側端壁構件15E一體地形成且突出於汽缸孔11內。
該夾緊裝置2E具有可調節大徑孔31a長度的大徑孔長度調節機構60，該大徑孔長度調節機構60具備：小徑孔形成構件61，其形成活塞構件12的小徑孔31b；滑動孔62，其形成於活塞構件12上，並且往軸心方向滑動自如地安裝小徑孔形成構件61，其直徑與前述大徑孔31a相同；螺紋孔63，其位在比滑動孔62更靠前端側形成於輸出桿12b上；螺旋軸61a，其一體形成於小徑孔形成構件61上，用螺紋鎖合於螺紋孔63；及工具卡合孔64，其形成於螺旋軸61a的前端部上；構成為對於活塞構件12，可將小徑孔形成構件61的位置往上下方向調節預定距離。
藉由使扳手與前述工具卡合孔64卡合而使小徑孔形成構件61轉動，經由螺紋孔63與螺旋軸61a而調節小徑孔形成構件61的上下方向位置，可增減大徑孔31a的長度。例如，在設定成活塞部12a位於比第8圖的位置低的位置時成為夾緊狀態的情況，以大徑孔31a的長度變長的方式調節小徑孔形成構件61的上下方向位置即可。如此，經由大徑孔長度調節機構60可調節大徑孔31a的長度，所以通用性佳。此外具有與實施例1的 夾緊裝置2A、2B大致相同的作用、效果。
【實施例5】
實施例5的夾緊裝置2F與其中所含有的流體壓汽缸5F基本上是與實施例1相同，所以在與實施例1相同的構成要素上附上相同的符號而省略說明，只就主要不同的構造，基於第9圖、第10圖而進行說明。在夾緊裝置2F方面，輔助桿32F與頭側端壁構件15F一體地形成且突出於汽缸孔11內。
該夾緊裝置2F具有對第一流體壓動作室13a內的流體壓起感應的流體壓感應機構70，該流體壓感應機構70具備：彈簧安裝孔71，其以與大徑孔部34a連通的方式形成於輔助桿32F上；及壓縮彈簧72，其安裝於大徑孔部34a的一部分與彈簧安裝孔71內，將可動桿35往桿插入孔31的內端(上端)的方向推壓。
在該夾緊裝置2F方面，即使活塞構件12成為夾緊狀態，第一流體壓動作室13a內的流體壓未達經由壓縮彈簧72所設定的設定壓之期間，壓縮彈簧72的推壓力大於作用於可動桿35的流體力，所以如第9圖所示，可動桿35保持在上方界限位置。第一流體壓動作室13a內的流體壓一超過前述設定壓，流體力就大於壓縮彈簧72的推壓力，所以可動桿35下降到第10圖所示的下方界限位置，將檢測開關37切換為ON。
【實施例6】
實施例6的夾緊裝置2G與其所含有的流體壓汽缸5G基本上是與實施例1相同，所以在與實施例1相同的構成要素上附上相同的符號而省略說明，只就主要不同的構造，基於第11圖而進行說明。在夾緊裝置2G方面，輔助桿32G與頭側端壁構件15G一體地形成且突出於汽缸孔11內。
在該夾緊裝置2G方面，增大頭側端壁構件15G的厚度，在該頭側端壁構件15G的中心側部分的下部上，形成有下端關放狀的開關收容凹部80，檢測開關37收容於該開關收容凹部80內並固定於開關收容凹部80的壁部上，可動桿35的下端部突出於開關收容凹部80。在第11圖所示的夾緊狀態，可動桿35的下端部的突出量增大，檢測開關37成為操作的狀態。再者，依需要，可以利用金屬製的蓋板81覆蓋開關收容凹部80的下端。在此夾緊裝置2G的情況，由於檢測開關37或可動桿35的下端部不突出於頭側端壁構件15G的下端面外，所以不會造成阻礙碰撞，而不會破損。
其次，就部分地變更前述實施例的例子進行說明。
1)前述夾緊裝置係利用流體壓的油壓來進行驅動的方式的裝置，但也可以構成為利用流體壓的加壓空氣進行驅動的方式的裝置。
2)前述檢測開關也可以採用極限開關或近接開關以外的開關。
3)前述夾緊裝置係以輸出桿的前端推壓工件的形式的裝置，但夾緊裝置也可以是連桿式夾緊裝置、其他各種的夾緊裝置。
4)也可以採用不同構造的移動限制機構以取代前述移動限制機構。
5)其他，若是熟習該行業人士，可以不脫離本發明的意旨而可附加各種變更的形態來實施。

Claims (10)

  1. 一種流體壓汽缸，其具備：形成有汽缸孔的汽缸本體、具有在其軸心方向可動地安裝於汽缸孔內的活塞部與輸出桿的活塞構件、及形成於汽缸孔內的活塞部與汽缸本體的頭側端壁間的至少一個流體壓動作室，其特徵在於包含：桿插入孔，其與前述流體壓動作室連通狀地形成於前述活塞部與輸出桿的一部分上；輔助桿，其以突出於汽缸孔內的方式設置於前述頭側端壁上，並且可插入前述桿插入孔；桿安裝孔，其貫穿於軸心方向狀地形成於前述頭側端壁與輔助桿上；可動桿，其安裝於前述桿安裝孔，並且該可動桿在前述頭側端壁側的一端部分從前述桿安裝孔往外部突出；移動限制機構，其在前述活塞部的下端位於汽缸孔內的第一區域的狀態，禁止前述可動桿往前述軸心方向移動，並且在前述活塞部的下端位於汽缸孔內的第二區域的狀態，容許前述可動桿往前述軸心方向移動，以利用前述桿插入孔的流體壓使可動桿向從前述桿安裝孔往外部突出的突出量增大側移動預定距離；及檢測開關，其檢測有無前述可動桿的移動，並且輸出檢測信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流體壓汽缸，其中前述移動限制機構具備：大徑部，其直徑比其他部分大地形成於前述可動桿的前端部分上；密封構件，其安裝於前述大徑部的外周部上；大徑孔部，其係以使前述大徑部往軸心方向可動的方式形成於前述桿安裝孔的一部分上； 環狀凹部，其形成於前述可動桿的大徑部上；複數個球體保持孔，其形成於前述輔助桿中之大徑孔部的外周側的筒壁上；複數個球體，其分別在直徑方向可動地保持於前述複數個球體保持孔內，並且可與前述環狀凹部局部地卡合；以及小徑孔與大徑孔，其等形成於前述桿插入孔內，該小徑孔係活塞部的下端位於第一區域時，使複數個球體與環狀凹部局部地卡合，該大徑孔係活塞部的下端位於第二區域時，使複數個球體可從環狀凹部脫離。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體壓汽缸，其中以一體的輔助桿構件構成前述頭側端壁之中形成前述桿安裝孔一部分的安裝孔形成壁部與前述輔助桿，且為了可將該輔助桿構件與長度不同的輔助桿構件交換，將輔助桿構件可裝卸地固定於前述汽缸本體上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之流體壓汽缸，其中具備：公螺紋部，其形成於前述輔助桿構件的外周部的一部分上；螺紋孔，其形成於前述頭側端壁上，並且用螺紋鎖合前述輔助桿構件；鎖緊螺母，其在前述頭側端壁的外側用螺紋鎖合於輔助桿構件；及密封墊圈，其在前述頭側端壁與鎖緊螺母之間，外嵌於輔助桿構件。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之流體壓汽缸，其中具備：小徑孔形成構件，其形成前述活塞構件的前述小徑孔； 滑動孔，其形成於前述活塞構件上，並且前述小徑孔形成構件可往軸心方向滑動自如地安裝，且與前述大徑孔直徑相同；螺紋孔，其形成在比前述滑動孔更靠前端側的前述輸出桿上；螺旋軸，其一體形成於前述小徑孔形成構件上，用螺紋鎖合於前述螺紋孔；以及工具卡合孔，其形成於前述螺旋軸的前端部上。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之流體壓汽缸，其中具備：彈簧安裝孔，其以與前述大徑孔部連通的方式形成於輔助桿上；以及壓縮彈簧，其安裝於前述大徑孔部的一部分與彈簧安裝孔，且可以將前述可動桿往前述桿插入孔的內端的方向推壓。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體壓汽缸，其中前述活塞部的下端位於第二區域時，前述活塞部抵接或接近桿側端壁。
  8. 如申請專利範圍1項或第2項所述之流體壓汽缸，其中前述活塞部的下端位於第二區域時，前述活塞部位於汽缸孔的長度方向的中途部。
  9. 一種流體壓驅動型夾緊裝置，其組裝有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之流體壓汽缸。
  10. 一種流體壓驅動型夾緊裝置，其具備：形成有汽缸孔的汽缸本體、具有在其軸心方向可動地安裝於汽缸孔內的活塞部與輸出桿的活塞構件、及形成於汽缸孔內的活塞部與汽缸本體的頭側端壁間的至少一個流體壓動作室，其特徵在於包含： 桿插入孔，其與前述流體壓動作室連通狀地形成於前述活塞部與輸出桿的一部分上；輔助桿，其以突出於汽缸孔內的方式設置於前述頭側端壁上，並且可插入前述桿插入孔；桿安裝孔，其於軸心方向貫穿狀地形成於前述頭側端壁與輔助桿上；可動桿，其安裝於前述桿安裝孔，並且該可動桿在前述頭側端壁側的一端部分從前述桿安裝孔往外部突出；移動限制機構，其在前述活塞構件位於鬆開位置的狀態，禁止前述可動桿往前述軸心方向移動，並且在前述活塞構件位於夾緊位置的狀態，容許前述可動桿往前述軸心方向移動，以利用前述桿插入孔的流體壓使可動桿向從前述桿安裝孔往外部突出的突出量增大側移動預定距離；以及檢測開關，其檢測前述可動桿有無移動，並且輸出檢測信號。
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