WO2015151702A1 - クランプ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a clamping device that clamps a workpiece or the like to be subjected to machining, and more particularly to a device that clamps and drives a force acting on a piston member by fluid pressure.
- the clamping force can be strengthened by increasing the pressure receiving area of the piston member.
- this is disadvantageous because the clamp device becomes large and the degree of freedom is reduced in configuring the system. Therefore, various types of clamping devices that incorporate a booster mechanism to enhance the clamping force have been put into practical use.
- pressurized air is used as the fluid pressure, there are many examples in which a booster mechanism is incorporated.
- a cylinder hole is formed in the clamp body, a cylindrical first piston is fitted into the cylinder hole, and a second shaft-like is fitted into the first piston.
- a piston is slidably mounted, an output rod is formed integrally with the second piston, a cylindrical portion protruding from above inside the upper end portion of the first piston is formed integrally with the clamp body,
- a booster mechanism that boosts the force generated by the acting fluid pressure and transmits it to the second piston is provided.
- a compression spring for holding a clamping force for urging the first piston in the clamping operation direction is also provided.
- the booster mechanism includes a plurality of holding holes in the cylindrical portion, a plurality of spheres that are movably mounted in the holding holes in a radial direction, and a partial conical surface formed on the inner surface of the upper end portion of the first piston. And a plurality of cam grooves formed in the second piston so that a plurality of spheres can come into contact with each other.
- a first fluid pressure working chamber is formed below the first and second pistons of the cylinder hole, and a second fluid pressure working chamber is formed above the first and second pistons.
- the second piston and the output rod are integrally formed, and the first piston is formed in a cylindrical shape so that the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber acts on the second piston, By causing the second piston to receive the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber, the output rod is driven in the clamping operation direction.
- the clamping force includes a first force obtained by boosting the force generated by causing the cylindrical first piston to receive the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber, and a first fluid pressure working chamber. This is the resultant force of the second force generated by applying the fluid pressure to the second piston, but the second force is a force that is not boosted by the booster mechanism. It is disadvantageous for downsizing.
- the first piston when the clamp is released, when the first and second pistons are driven in the clamp release direction by the fluid pressure in the second fluid pressure working chamber, the first piston is urged in the clamp direction by a clamp holding spring and is cylindrical. Since the pressure receiving area is small, the lowering operation of the first piston is delayed with respect to the second piston, and an excessive force may be applied to the booster mechanism.
- An object of the present invention is to provide a clamping device that employs a piston member that partitions a cylinder hole, and a clamping device that can transmit all of the force acting on the piston member by fluid pressure to an output rod by boosting with a boosting mechanism. It is.
- the clamp device includes a clamp body, an output rod that is mounted on the clamp body so as to be movable up and down and can protrude outside the upper end of the clamp body, and a vertically oriented cylinder hole formed in the clamp body.
- a slidable piston member that vertically partitions the cylinder hole, first and second fluid pressure working chambers formed on a lower side and an upper side of the piston member of the cylinder hole, and the first fluid pressure
- a fluid pressure passage for causing the output rod to receive the back pressure so that the output rod is advanced by the back pressure of the second fluid pressure working chamber when the piston member makes a light load stroke upward by the fluid pressure of the working chamber;
- a booster mechanism, unclamping downward movement of the piston member is characterized in that a connecting mechanism for connecting the output rod and the piston member after a pre
- the clamping device according to the first aspect of the invention, wherein the boosting mechanism has a cylindrical portion formed on the clamp body so as to enter the second fluid pressure working chamber from above, and the cylindrical portion.
- a plurality of spheres movably mounted in the plurality of holding holes in the radial direction, a first partial conical surface formed on the piston member so as to increase in diameter upward, and a lower end portion of the output rod.
- a second partial conical surface that increases in diameter toward the upper side.
- the coupling mechanism includes a rod insertion hole having an open lower end formed in a lower end side portion of the output rod, and a slide into the rod insertion hole from below.
- a connecting rod that is movably inserted and is integrally formed with the piston member, a long hole that is formed in a vertically elongated shape in a cylindrical wall surrounding the rod insertion hole of the output rod, and the connection It has a connecting pin fixed to the rod and loosely fitted in the elongated hole.
- the clamp device according to the third aspect of the present invention has a spring accommodating hole in which the rod insertion hole extends upward, and a compression spring accommodated in the spring accommodating hole, and is provided for the piston member.
- a biasing means for biasing the output rod upward is provided.
- the clamping device includes a compression spring that is attached to the first fluid pressure working chamber and biases the piston member upward toward the clamping operation side.
- the clamping device according to the first aspect, wherein the hydraulic pressure passage formed in the clamp body and an on-off valve mechanism capable of opening and closing a middle portion of the hydraulic pressure passage, wherein the piston member is located upward.
- An on-off valve mechanism that maintains a first state that is closed or opened when the movement limit position is not reached, and that switches to a second state that is opened or closed when the piston member has reached the upper movement limit position;
- the present invention is characterized in that a clamp failure detection mechanism including
- a clamp device comprising: a clamp arm that is pin-coupled to the outer end portion of the output rod; and a link member that connects a middle portion of the clamp arm to the clamp body. It is a type clamping device.
- the clamp device includes a clamp body, an output rod, a cylinder hole, a piston member, and first and second fluids formed on the lower side and the upper side of the piston member of the cylinder hole.
- a booster mechanism that boosts the force acting on the piston member with the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber when a high load stroke is made at the end of operation, and transmits the boosted force to the output rod, and the unclamp lowering operation of the piston member
- the piston member partitions the cylinder hole up and down so that the piston member receives the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber, and the force generated in the piston member is boosted by a booster mechanism and transmitted to the output rod. Since it comprises, a clamping force can be strengthened or size reduction of a clamp apparatus can be achieved.
- the output rod receives the back pressure in the second fluid pressure working chamber and moves forward, so there is no need to apply the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber to the output rod.
- a piston member can be made into the structure which partitions a cylinder hole up and down.
- the connecting mechanism for connecting the output rod and the piston member after the predetermined stroke is lowered during the unclamp lowering operation of the piston member, the output rod is maintained in the stopped state until the piston member is lowered by the predetermined stroke. Therefore, the descending operation of the piston member is not delayed with respect to the output rod, and an excessive force is not applied to the booster mechanism. That is, since the output rod receives the fluid pressure in the second fluid pressure working chamber and is biased upward, the output rod is initially maintained in a stopped state, and the piston member descends together with the piston member after a predetermined stroke.
- the booster mechanism is formed on the cylindrical portion of the clamp body, the plurality of spheres, the first partial conical surface formed on the piston member, and the lower end portion of the output rod.
- the booster mechanism since the second partial conical surface is provided, the booster mechanism has a simple structure.
- the coupling mechanism includes a rod insertion hole at the lower end portion of the output rod, a coupling rod formed in the piston member and inserted into the rod insertion hole, and a cylindrical wall around the rod insertion hole. Since it has the long hole formed in this and the connecting pin fixed to the connecting rod and loosely fitted in the long hole, the connecting mechanism has a simple structure and excellent reliability.
- the piston member is provided with the spring accommodating hole formed in the output rod and the compression spring accommodated in the spring accommodating hole and biasing the output rod upward.
- the output rod rises smoothly during the light load stroke.
- a fluid pressure passage formed in the clamp body and an on-off valve mechanism capable of opening and closing a middle portion of the fluid pressure passage when the piston member reaches the upper movement limit position. Since the clamp failure detection mechanism including the open / close valve mechanism that switches between the open and closed states is provided, it is possible to detect the clamp failure state in which the piston member has reached the upper movement limit position during clamp driving.
- a link type clamp device comprising a clamp arm that is pin-coupled to an outer end portion of the output rod, and a link member that connects an intermediate portion of the clamp arm to a clamp body.
- FIG. 1 It is sectional drawing of the clamp apparatus (clamp state) of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the clamp apparatus (unclamped state) of Example 1.
- FIG. It is sectional drawing of the clamp apparatus (clamp state) of Example 2.
- FIG. It is sectional drawing of the clamp apparatus (clamp state) of Example 3.
- FIG. defect state It is sectional drawing of the clamp apparatus (clamp defect state) of Example 4.
- the clamping device 1 is as shown in FIGS. 1 and 2, wherein FIG. 1 shows a clamping device in a clamped state where a workpiece W is clamped, and FIG. 2 shows a clamping device in an unclamped state.
- the clamp device 1 includes a clamp body 2, a clamp arm 3, an output rod 4, a link member 5, a cylinder hole 6, and a piston member 7 as basic components.
- the link type clamp device includes first and second fluid pressure working chambers 8 and 9, a booster mechanism 10, a coupling mechanism 11 and the like.
- the clamp body 2 has an upper body 2a and a lower body 2b integrally extending downward from the lower end of the upper body 2a, and an installation surface 2c is formed at the lower end of the upper body 2a.
- the lower main body 2b is inserted and mounted in the mounting hole 12 formed in the base member B, and the upper main body 2a is supported by a plurality of bolts (not shown) while the installation surface 2c is in contact with the upper surface of the base member B. B is fixed.
- a connecting portion 2 d that protrudes upward is formed at one end of the upper body 2 a, and the lower end portion of the link member 5 is pin-coupled to the connecting portion 2 d by a pin member 13, and the upper end portion of the link member 5 is the clamp arm 3.
- a pin member 14 is pin-coupled to the middle part.
- the proximal end portion of the clamp arm 3 is pin-coupled to the upper end portion of the output rod 4 by a pin member 15.
- a cylinder hole 6 having a vertical axis is formed vertically in the lower body 2b, and an annular groove 9a is formed in the upper body 2a.
- a rod hole 16 having a smaller diameter than the cylinder hole 6 and a small-diameter cylinder hole 17 that is slightly larger than the rod hole 16 are formed at the center of the upper body 2a.
- a cylindrical portion 18 forming a portion is formed integrally with the upper main body 2 a, and this cylindrical portion 18 protrudes into the upper end portion of the cylinder hole 6 from above.
- the output rod 4 is inserted into the rod hole 16 and protrudes out of the upper end of the upper body 2a.
- the output rod 4 extends downward from the rod body 4a and is slidably mounted in the small-diameter cylinder hole 17.
- a seal member 16 a and a scraper 16 b are attached to the inner peripheral portion of the rod hole 16.
- the cylinder hole 6 is a cylindrical hole, and the lower end of the cylinder hole 6 is closed by a closing plate 19 fitted in the lower end portion of the lower main body 2 b, and the closing plate 19 is fixed by a stop ring 20.
- a seal member 19 a is attached to the outer periphery of the closing plate 19.
- the piston member 7 is slidably mounted in the cylinder hole 6 in the vertical direction to partition the cylinder hole 6 up and down, and a first fluid pressure working chamber 8 is formed below the piston member 7 in the cylinder hole 6.
- a second fluid pressure working chamber 9 is formed above the piston member 7.
- a seal member 7 a is attached to the outer periphery of the piston member 7.
- An annular groove 7b is formed in the upper surface side portion of the piston member 7, and a cylindrical portion 18 is formed in the annular groove 7b so as to be able to enter.
- a first fluid passage 21 that supplies and discharges pressurized air, which is a pressurized fluid, to the first fluid pressure working chamber 8, and a second fluid, which supplies and discharges pressurized air, which is a pressurized fluid, to the second fluid pressure working chamber 9.
- a passage 22 is formed in the clamp body 2, and the first and second fluid passages 21 and 22 are connected to a pressurized air supply source 23.
- a fluid pressure passage 24 for receiving pressure is formed in the lower end portion of the small diameter cylinder hole 17.
- a booster mechanism 10 is provided for boosting the force acting on the piston member 7 by the fluid pressure in the first fluid pressure working chamber 8 when the piston member 7 makes a high load stroke at the end of the ascending operation and transmitting it to the output rod 4. Yes.
- a connecting mechanism 11 is also provided for connecting the output rod 4 and the piston member 7 after the piston member 7 is unclamped and lowered by a predetermined stroke.
- the booster mechanism 10 has a cylindrical portion 18 formed in the upper main body 2a so as to enter the second fluid pressure working chamber 9 from above and a plurality of holding holes 25 formed in the cylindrical portion 18 in the radial direction.
- a plurality of steel balls 26 (spheres) movably mounted to the outer periphery, a first partial conical surface 27 formed on the outer peripheral portion of the annular groove 7b of the piston member 7 so as to increase in diameter upward, and the output rod 4 And a second partial conical surface 28 which is formed at the lower end and increases in diameter toward the upper side.
- the first partial conical surface 27 is inclined by about 10 to 20 ° with respect to the vertical direction, and is formed so as to be able to contact a plurality of steel balls 26.
- the second partial conical surface 28 is inclined by about 40 to 50 ° with respect to the horizontal direction, and is formed so as to be in contact with the plurality of steel balls 26.
- the diameter of the steel ball 26 is about 2.25 to 2.50 times the thickness of the wall portion of the cylindrical portion 18.
- the said numerical value is an example and is not limited to these values.
- the coupling mechanism 11 includes a rod insertion hole 29 having an open lower end formed in a lower end side portion of the output rod 4 and a coupling rod 30 slidably inserted into the rod insertion hole 29 from below.
- the connecting rod 30 formed integrally with the rod, the elongated hole 31 formed in the upper and lower portions of the cylindrical wall surrounding the rod insertion hole 29 of the output rod 4, and the loosely fitted into the elongated hole 31 fixed to the connecting rod 30.
- the connecting pin 32 and the like.
- the booster mechanism 10 since the first partial conical surface 27 strongly pushes the steel ball 26 obliquely upward, the second partial conical surface 28 is strongly pushed upward by the steel ball 26, and the clamp The workpiece 3 is clamped by the arm 3.
- the boosting factor of the booster mechanism 10 is about twice, and the output rod 4 is clamped upward by a force twice that of the force for clamping the piston member 7 by the pressurized air of the first fluid pressure working chamber 8. Then, the workpiece W is strongly pressed by the base member B and is in a clamped state. In this clamped state, there is a predetermined gap between the connecting pin 32 and the lower end of the long hole 31 in the connecting mechanism 11.
- the piston member 7 partitions the cylinder hole 6 up and down.
- the piston member 7 receives the pressurized air in the first fluid pressure working chamber 8 and boosts the force generated in the piston member 7 by the booster mechanism 10. Therefore, the clamping force can be increased and the clamping device 1 can be downsized.
- the output rod 4 receives the back pressure in the second fluid pressure working chamber 9 and moves forward, so the pressurized air in the first fluid pressure working chamber 8 is applied to the output rod 4. Since it is not necessary to act, piston member 7 can be constituted in the structure which partitions cylinder hole 6 up and down.
- the connecting mechanism 11 for connecting the output rod 4 and the piston member 7 is provided after the predetermined stroke is lowered during the unclamp lowering operation of the piston member 7, the output rod 4 is kept until the piston member 7 is lowered by the predetermined stroke. Since the stop state is maintained, the lowering operation of the piston member 7 is not delayed with respect to the output rod 4, and an excessive force is not applied to the booster mechanism 10. That is, the output rod 4 receives the pressurized air from the second fluid pressure working chamber 9 and is biased upward, so that the output rod 4 moves downward after the piston member 7.
- the booster mechanism 10 includes a cylindrical portion 18 of the clamp body 2, a plurality of steel balls 26, a first partial conical surface 27 formed on the piston member 7, and a second portion formed on the lower end portion of the output rod 4. Since the structure includes the partial conical surface 28, the booster mechanism 10 has a simple structure.
- the coupling mechanism 11 is formed on the rod insertion hole 29 at the lower end portion of the output rod 4, the coupling rod 30 formed in the piston member 7 and inserted into the rod insertion hole 29, and the cylindrical wall around the rod insertion hole 29. Since it has the elongated hole 31 and the coupling pin 32 that is fixed to the coupling rod 30 and loosely fitted in the elongated hole 31, the coupling mechanism 11 having a simple structure and excellent reliability is obtained.
- a clamp device 1A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. However, since most of the clamping device 1A is the same as the clamping device 1, the same components are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different configurations are mainly described.
- the clamp device 1A has a spring accommodating hole 34 that extends the rod insertion hole 29 upward, and a compression spring 35 that is accommodated in the spring accommodating hole 34. There is provided an urging means 36 for urging the power. Therefore, the lifting operation of the output rod 4 when the piston member 7 performs a lifting stroke with a light load becomes smooth.
- a clamp device 1B of Embodiment 3 will be described with reference to FIG. However, since most of the clamp device is the same as the clamp device 1, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof will be omitted, and different configurations will be mainly described.
- a compression spring 37 for urging the piston member 7 upward to the clamping operation side is attached to the first fluid pressure working chamber 8.
- the elastic force of the compression spring 37 is set to be weaker than the unclamping driving force that acts downward on the piston member 7 with the fluid pressure in the second fluid pressure working chamber 9. Since the compression spring 37 is mounted, the clamp driving force can be strengthened or the holding force for holding the clamped state can be strengthened.
- a clamp device 1C according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. However, since most of the clamp device 1C is the same as the clamp device 1, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof will be omitted, and different configurations will be mainly described.
- This clamping device 1C is provided with a clamping failure detection mechanism 40 for detecting clamping failure.
- the clamp failure detection mechanism 40 includes a fluid pressure passage 41 formed in the clamp body 2 and an on-off valve mechanism 42 that can open and close a middle portion of the fluid pressure passage 41.
- the on-off valve mechanism 42 maintains the first closed state when the piston member 7 does not reach the upper movement limit position, and switches to the second state when the piston member 7 reaches the upper movement limit position. It is comprised so that it may replace.
- the on-off valve mechanism 41 includes a valve body housing hole 43 formed in the upper body 2a, a valve body 44 housed in the valve body housing hole 43 so as to be movable up and down, and a compression for biasing the valve body 44 in the valve closing direction. And a spring 45.
- the valve body accommodation hole 43 includes a small diameter hole 43a opened in the annular groove 9a and a large diameter hole 43b connected to the upper end of the small diameter hole 43a.
- the valve body 44 includes a small-diameter portion 44a that is slidably inserted into the small-diameter hole 43a with a cylindrical gap and is longer than the small-diameter hole 43a, and a large-diameter portion 44b that extends upward from the upper end of the small-diameter portion 44a.
- the large-diameter hole 43b is slidably attached to the large-diameter hole 43b and has a large-diameter portion 44b that is approximately half the length of the large-diameter hole 43b.
- a seal member 46a is attached to the inner peripheral portion near the lower end of the small diameter hole 43a, and a seal member 46b is also attached to the outer peripheral portion of the large diameter portion 44b.
- An annular valve surface 47 is formed at the lower end of the large-diameter portion 44b, an annular valve seat 48 facing the annular valve surface 47 is formed at the bottom of the large-diameter hole 43b, and the valve body 44 is a compression mounted in the large-diameter hole 43b.
- the spring 45 is biased downward (in the valve closing direction).
- a through-hole 49 for breathing is formed in the center of the valve body 44, and is configured so that the pressurized air of the second fluid pressure working chamber 9 can be introduced and maintained in the closed state when in the unclamped state. It is.
- the fluid pressure passage 41 has a first passage 41a that opens to the top of the small diameter hole 43a, and a second passage 41b that opens to the outer peripheral surface of the lower end portion of the large diameter hole 43b, and the annular valve surface 47 is an annular valve seat.
- the first passage 41a is connected to a pressurized air supply source 51 through an external passage 50
- the second passage 41b is opened to the atmosphere
- a pressure switch 52 or a pressure sensor is connected to the external passage 50.
- this clamping failure detection mechanism 40 will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, since the piston member 7 does not push the small-diameter portion 44a of the valve body 44 upward in the normally clamped state, the on-off valve mechanism 42 maintains the closed state, and the pressure switch 52 The air pressure detected at is “high”. However, as shown in FIGS. 7 and 8, when the clamp drive is performed, the piston member 7 is limited in the upward movement due to a clamping failure that occurs when there is no workpiece W or when the overall height of the workpiece W is too small.
- clamp devices 1 and 1A to 1C are clamp devices driven by pressurized air, they may be clamp devices driven by hydraulic pressure instead of pressurized air.
- the on-off valve mechanism 40 of the clamp device 1C is an example, and an on-off valve mechanism having a different configuration can also be applied.
- an open / close valve mechanism that opens when the clamp is normal and closes when the clamp is defective can be employed.
- clamp devices 1, 1A to 1C are link-type clamp devices
- the present invention can be applied to various clamp devices other than the link-type clamp devices.
- those skilled in the art can implement the present invention in a form added with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
- the present invention provides various clamping devices for fixing a workpiece W and tools used for machining.
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Abstract
クランプ装置にシリンダ孔を仕切るピストン部材を採用すること、流体圧でピストン部材に作用する力の全部を倍力機構で倍力して出力ロッドに伝達可能にすること。 流体圧で駆動するクランプ装置(1) において、シリンダ孔(6) を上下に仕切る摺動自在のピストン部材(7) と、シリンダ孔(6) のピストン部材(7) の下側と上側に形成された第１，第２流体圧作動室(8，9)と、第１流体圧作動室(8) の流体圧でピストン部材(7) が上方へ軽負荷ストロークする時第２流体圧作動室(9) の背圧で出力ロッド(4) が進出作動するように前記背圧を出力ロッド(4) に受圧させる流体圧通路(24)と、ピストン部材(4) が上昇動作終期に高負荷ストロークする時第１流体圧作動室(8) の流体圧でピストン部材(7) に作用する力を倍力して出力ロッド(4) に伝達する倍力機構(10)と、ピストン部材(7) のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に出力ロッド(4) とピストン部材(7) とを連結する連結機構(11)とを備えた。
Description
本発明は、機械加工に供するワーク等をクランプするクランプ装置に関し、特に流体圧でピストン部材に作用する力を倍力してクランプ駆動するようにしたものに関する。
流体圧を用いるクランプ装置において、ピストン部材の受圧面積を大きくすることでクランプ力を強化することができる。しかし、この場合、クランプ装置が大型化し、システム構成する上で自由度が減るため不利である。そこで、倍力機構を組み込んで、クランプ力を強化する形式の種々のクランプ装置が実用化されている。特に、流体圧として加圧エアを用いる場合には、倍力機構を組み込む例が少なくない。
特許文献１の図４に記載のクランプ装置においては、クランプ本体内にシリンダ孔を形成し、このシリンダ孔に筒状の第１ピストンと、この第１ピストンに内嵌させた軸状の第２ピストンとを摺動自在に装着し、第２ピストンに出力ロッドを一体形成し、第１ピストンの上端側部分の内部に上方から突出する筒状部をクランプ本体に一体形成し、第１ピストンに作用する流体圧で発生する力を倍力して第２ピストンに伝達する倍力機構を設けている。第１ピストンをクランプ動作方向へ付勢するクランプ力保持用の圧縮スプリングも設けられている。
前記倍力機構は、前記筒状部の複数の保持穴と、これら保持穴に径方向へ可動に装着された複数の球体と、第１ピストンの上端側部分の内面に形成した部分円錐面と、複数の球体が当接可能に第２ピストンに形成した複数のカム溝とで構成されている。シリンダ孔の第１，第２ピストンの下側に第１流体圧作動室が形成され、第１，第２ピストンの上側に第２流体圧作動室が形成されている。
特許文献１のクランプ装置では、第２ピストンと出力ロッドとを一体的に形成し、第１流体圧作動室内の流体圧を第２ピストンに作用させる為に第１ピストンを筒状に形成し、第１流体圧作動室内の流体圧を第２ピストンに受圧させることで、出力ロッドをクランプ動作方向へ駆動する。
クランプ力は、第１流体圧作動室の流体圧を筒状の第１ピストンに受圧させて発生した力を倍力機構を介して倍力した第１の力と、第１流体圧作動室の流体圧を第２ピストンに作用させて発生した第２の力の合力であるが、第２の力は倍力機構で倍力してない力であるため、クランプ力を強化し、クランプ装置を小型化する上で不利である。
しかも、クランプ解除時に、第１，第２ピストンを第２流体圧作動室内の流体圧でクランプ解除方向へ駆動する際に、第１ピストンはクランプ保持用のスプリングでクランプ方向へ付勢され且つ筒状で受圧面積も小さいため、第２ピストンに対して第１ピストンの下降動作が遅れて倍力機構に無理な力が作用する虞がある。
本発明の目的は、シリンダ孔を仕切るピストン部材を採用したクランプ装置、流体圧でピストン部材に作用する力の全部を倍力機構で倍力して出力ロッドに伝達可能なクランプ装置を提供することである。
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、このクランプ本体に昇降自在に装備されてクランプ本体の上端外へ突出可能な出力ロッドと、前記クランプ本体内に形成した縦向きのシリンダ孔とを有するクランプ装置において、前記シリンダ孔を上下に仕切る摺動自在のピストン部材と、前記シリンダ孔のピストン部材の下側と上側に形成された第１，第２流体圧作動室と、前記第１流体圧作動室の流体圧でピストン部材が上方へ軽負荷ストロークする時前記第２流体圧作動室の背圧で前記出力ロッドが進出作動するように前記背圧を前記出力ロッドに受圧させる流体圧通路と、前記ピストン部材が上昇動作終期に高負荷ストロークする時前記第１流体圧作動室の流体圧で前記ピストン部材に作用する力を倍力して前記出力ロッドに伝達する倍力機構と、前記ピストン部材のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に前記出力ロッドとピストン部材とを連結する連結機構とを備えたことを特徴としている。
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記倍力機構は、前記第２流体圧作動室に上方から突入するようにクランプ本体に形成された筒状部と、この筒状部の複数の保持孔に径方向へ可動に装着された複数の球体と、前記ピストン部材に上方程大径化するように形成された第１部分円錐面と、前記出力ロッドの下端部に形成された上方程大径化する第２部分円錐面とを備えたことを特徴としている。
請求項３のクランプ装置は、請求項１又は２の発明において、前記連結機構は、前記出力ロッドの下端側部分に形成された下端開放状のロッド挿入孔と、このロッド挿入孔に下方から摺動自在に挿入された連結ロッドであってピストン部材に一体形成された連結ロッドと、前記出力ロッドのうちの前記ロッド挿入孔を囲む筒壁に上下に細長に形成された長穴と、前記連結ロッドに固定されて長穴に遊嵌された連結ピンとを有することを特徴としている。
請求項４のクランプ装置は、請求項３の発明において、前記ロッド挿入孔を上方へ延ばしたスプリング収容孔と、このスプリング収容孔に収容された圧縮スプリングとを有し且つ前記ピストン部材に対して出力ロッドを上方へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴としている。
請求項５のクランプ装置は、請求項１の発明において、第１流体圧作動室に装着されてピストン部材を上方へクランプ動作側へ付勢する圧縮スプリングを備えたことを特徴としている。
請求項６のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記クランプ本体内に形成した流体圧通路と、この流体圧通路の途中部を開閉可能な開閉弁機構であって、前記ピストン部材が上方移動限界位置に到達しない状態では閉弁又は開弁した第１状態を保持し且つ前記ピストン部材が上方移動限界位置に到達した状態では開弁又は閉弁した第２状態に切換わる開閉弁機構とを備えたクランプ不良検知機構を設けたことを特徴としている。
請求項７のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記出力ロッドの外端部にピン結合されたクランプアームと、このクランプアームの途中部をクランプ本体に連結するリンク部材とを備えたリンク式クランプ装置であることを特徴としている。
請求項１の発明によれば、このクランプ装置が、クランプ本体と、出力ロッドと、シリンダ孔と、ピストン部材と、シリンダ孔のピストン部材の下側と上側に形成された第１，第２流体圧作動室と、第１流体圧作動室の流体圧でピストン部材が上方へ軽負荷ストロークする時第２流体圧作動室内の背圧を出力ロッドに作用させる流体圧通路と、前記ピストン部材が上昇動作終期に高負荷ストロークする時前記第１流体圧作動室の流体圧で前記ピストン部材に作用する力を倍力して前記出力ロッドに伝達する倍力機構と、前記ピストン部材のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に前記出力ロッドとピストン部材とを連結する連結機構とを備えているため、次の効果を奏する。
ピストン部材はシリンダ孔を上下に仕切るもので、ピストン部材が第１流体圧作動室内の流体圧を受圧してピストン部材に発生する力を倍力機構で倍力して出力ロッドに伝達するように構成してあるため、クランプ力を強化したり、クランプ装置の小型化を図ることができる。ピストン部材が軽負荷ストークする時、出力ロッドは第２流体圧作動室内の背圧を受圧して進出作動するため、出力ロッドに第１流体圧作動室の流体圧を作用させる必要がないので、ピストン部材をシリンダ孔を上下に仕切る構造にすることができる。
また、前記ピストン部材のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に前記出力ロッドとピストン部材とを連結する連結機構を設けたため、ピストン部材が所定ストローク下降するまでは、出力ロッドは停止状態を維持するため、出力ロッドに対してピストン部材の下降動作が遅れることがなく、倍力機構に無理な力が作用することがない。
即ち、出力ロッドは第２流体圧作動室内の流体圧を受圧して上方へ付勢されているため、最初は停止状態を維持し、ピストン部材が所定ストローク下降後にピストン部材と共に下降する。
即ち、出力ロッドは第２流体圧作動室内の流体圧を受圧して上方へ付勢されているため、最初は停止状態を維持し、ピストン部材が所定ストローク下降後にピストン部材と共に下降する。
請求項２の発明によれば、前記倍力機構は、クランプ本体の筒状部と、複数の球体と、前記ピストン部材に形成された第１部分円錐面と、出力ロッドの下端部に形成された第２部分円錐面とを備えた構造であるため、簡単な構造の倍力機構となる。
請求項３の発明によれば、連結機構は、出力ロッドの下端側部分のロッド挿入孔と、ピストン部材に形成されてロッド挿入孔に挿入された連結ロッドと、ロッド挿入孔の回りの筒壁に形成された長穴と、連結ロッドに固定されて長穴に遊嵌された連結ピンとを有するため、簡単な構造で信頼性に優れる連結機構となる。
請求項４の発明によれば、出力ロッドに形成したスプリング収容孔と、このスプリング収容孔に収容された圧縮スプリングとを有し出力ロッドを上方へ付勢する付勢手段を設けたため、ピストン部材の軽負荷ストローク時の出力ロッドの上昇動作が円滑になる。
請求項５の発明によれば、ピストン部材をクランプ動作側へ付勢する圧縮スプリングを設けたため、クランプ駆動力を強化したり、クランプ状態に保持する保持力を強化したりすることができる。
請求項６の発明によれば、クランプ本体内に形成した流体圧通路と、この流体圧通路の途中部を開閉可能な開閉弁機構であって、ピストン部材が上方移動限界位置に到達した際に開閉状態が切り換わる開閉弁機構とを備えたクランプ不良検知機構を設けたため、クランプ駆動時、ピストン部材が上方移動限界位置に到達したクランプ不良状態を検知することが可能になる。
請求項７の発明によれば、前記出力ロッドの外端部にピン結合されたクランプアームと、このクランプアームの途中部をクランプ本体に連結するリンク部材とを備えたリンク式クランプ装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
本実施例に係るクランプ装置１は、図１、図２に示すものであり、図１はワークピースＷをクランプしたクランプ状態のクランプ装置を示し、図２はアンクランプ状態のクランプ装置を示す。図１、図２に示すように、このクランプ装置１は、基本構成要素として、クランプ本体２と、クランプアーム３と、出力ロッド４と、リンク部材５と、シリンダ孔６と、ピストン部材７と、第１，第２流体圧作動室８，９と、倍力機構１０と、連結機構１１等を備えたリンク式クランプ装置である。
クランプ本体２は、上部本体２ａと、この上部本体２ａの下端から下方へ一体的に延びる下部本体２ｂとを有し、上部本体２ａの下端に据付け面２ｃが形成されている。基盤部材Ｂに形成された取付け孔１２に下部本体２ｂを挿入装着し、据付け面２ｃを基盤部材Ｂの上面に当接させた状態で、上部本体２ａが複数のボルト（図示略）で基盤部材Ｂに固定される。
上部本体２ａの一端部に上方へ突出する連結部２ｄが形成され、この連結部２ｄにリンク部材５の下端部がピン部材１３でピン結合され、このリンク部材５の上端部がクランプアーム３の途中部にピン部材１４でピン結合されている。そして、クランプアーム３の基端部が出力ロッド４の上端部にピン部材１５でピン結合されている。
下部本体２ｂには鉛直の軸心を有するシリンダ孔６が縦向きに形成され、上部本体２ａにはシリンダ孔６の上端に連なる環状溝９ａが形成されている。上部本体２ａの中央部にはシリンダ孔６よりも小径のロッド孔１６と、その下端に連なり且つロッド孔１６よりも僅かに大径の小径シリンダ孔１７が形成され、小径シリンダ孔１７の下端側部分を形成する筒状部１８が上部本体２ａに一体的に形成され、この筒状部１８がシリンダ孔６の上端部分内へ上方から突入している。
出力ロッド４は、ロッド孔１６に挿通されて上部本体２ａの上端外へ突出するロッド本体部４ａと、このロッド本体部４ａから下方へ延び且つ小径シリンダ孔１７に上下摺動自在に装着されたロッド基部４ｂとを有する。ロッド孔１６の内周部にはシール部材１６ａとスクレーパ１６ｂとが装着されている。前記シリンダ孔６は円筒状の孔であり、このシリンダ孔６の下端は下部本体２ｂの下端部に内嵌された閉塞板１９で閉塞され、閉塞板１９はストップリング２０で固定されている。閉塞板１９の外周部にはシール部材１９ａが装着されている。
前記ピストン部材７は、シリンダ孔６に上下方向に摺動自在に装着されてシリンダ孔６を上下に仕切り、シリンダ孔６のうちのピストン部材７の下側には第１流体圧作動室８が形成され、ピストン部材７の上側には第２流体圧作動室９が形成されている。ピストン部材７の外周部にはシール部材７ａが装着されている。ピストン部材７の上面側部分には環状溝７ｂが形成され、この環状溝７ｂに筒状部１８が突入可能に形成されている。
第１流体圧作動室８に加圧流体である加圧エアを給排する第１流体通路２１と、第２流体圧作動室９に加圧流体である加圧エアを給排する第２流体通路２２とがクランプ本体２に形成され、第１，第２流体通路２１，２２は加圧エア供給源２３に接続されている。
第１流体圧作動室８の流体圧でピストン部材７が上方へ軽負荷ストロークする時、第２流体圧作動室９の背圧で出力ロッド４が進出作動するようにその背圧を出力ロッド４に受圧させる流体圧通路２４が、小径シリンダ孔１７の下端側部分に形成されている。
ピストン部材７が上昇動作終期に高負荷ストロークする時第１流体圧作動室８の流体圧でピストン部材７に作用する力を倍力して出力ロッド４に伝達する倍力機構１０が設けられている。また、ピストン部材７のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に出力ロッド４とピストン部材７とを連結する連結機構１１も設けられている。
倍力機構１０は、第２流体圧作動室９に上方から突入するように上部本体２ａに形成された筒状部１８と、この筒状部１８に形成された複数の保持孔２５に径方向へ可動に装着された複数の鋼球２６（球体）と、ピストン部材７の環状溝７ｂの外周部に上方程大径化するように形成された第１部分円錐面２７と、出力ロッド４の下端部に形成された上方程大径化する第２部分円錐面２８とを備えている。
第１部分円錐面２７は、鉛直方向に対して約１０～２０°傾斜しており、複数の鋼球２６と接触可能に形成されている。第２部分円錐面２８は、水平方向に対して約４０～５０°傾斜しており、複数の鋼球２６と接触可能に形成されている。鋼球２６の直径は、筒状部１８の壁部の厚さの約２．２５～２．５０倍である。尚、前記の数値は一例であり、これらの値に限定されるものではない。
連結機構１１は、出力ロッド４の下端側部分に形成された下端開放状のロッド挿入孔２９と、このロッド挿入孔２９に下方から摺動自在に挿入された連結ロッド３０であってピストン部材７に一体形成された連結ロッド３０と、出力ロッド４のうちのロッド挿入孔２９を囲む筒壁に上下に細長に形成された長穴３１と、連結ロッド３０に固定されて長穴３１に遊嵌された連結ピン３２等で構成されている。
次に、このリンク式クランプ装置１の作用について説明する。
このクランプ装置１の第２流体圧作動室９に加圧エアを供給し、第１流体圧作動室８から加圧エアを排出したアンクランプ状態のときは、図２に示すように、ピストン部材７が下限位置にあり、クランプアーム３が傾斜状態になっている。このアンクランプ状態からクランプ駆動する場合には、第１流体圧作動室８に加圧エアを供給し、第２流体圧作動室９から加圧エアを排出する。
このクランプ装置１の第２流体圧作動室９に加圧エアを供給し、第１流体圧作動室８から加圧エアを排出したアンクランプ状態のときは、図２に示すように、ピストン部材７が下限位置にあり、クランプアーム３が傾斜状態になっている。このアンクランプ状態からクランプ駆動する場合には、第１流体圧作動室８に加圧エアを供給し、第２流体圧作動室９から加圧エアを排出する。
このとき、第１流体圧作動室８の流体圧でピストン部材７が上方へ軽負荷ストロークする際に、ピストン部材７の上昇により第２流体圧作動室９内に背圧が発生するため、その背圧を出力ロッド４が受圧してクランプアーム３がワークピースＷに当接するまではピストン部材７と共に上方へ進出駆動され、その後ピストン部材７のみがクランプ動作側へ進出駆動され、倍力機構１０の第１部分円錐面２７が鋼球２６に当接し、クランプアーム３の先端部の出力部３ａがワークピースＷの上面を押圧するクランプ状態（図１参照）になる。
このとき、倍力機構１０において、第１部分円錐面２７が鋼球２６を強力に斜め上方へ押動するため、鋼球２６により第２部分円錐面２８が強力に上方へ押動され、クランプアーム３でワークピースＷをクランプした状態になる。この倍力機構１０の倍力率は約２倍であり、ピストン部材７を第１流体圧作動室８の加圧エアでクランプ駆動する力の２倍の力で出力ロッド４が上方へクランプ駆動され、ワークピースＷが基盤部材Ｂに強力に押圧されてクランプ状態になる。このクランプ状態のとき、連結機構１１における連結ピン３２と長穴３１の下端の間には所定の隙間がある。
次に、クランプ解除する際には、第１流体圧作動室８の流体圧を排出しながら、第２流体圧作動室９に加圧エアを供給する。すると、ピストン部材７が上記の所定の隙間に相当する所定ストローク下降する間は、出力ロッド４が停止状態のままピストン部材７が下降移動し、ピストン部材７が所定ストローク下降後に連結ピン３２が長穴３１の下端に当接するため、ピストン部材７と出力ロッド４とが連結状態になって一体的に下降移動し、図２に示すアンクランプ状態になる。
次に、このクランプ装置１の効果について説明する。
ピストン部材７はシリンダ孔６を上下に仕切るもので、ピストン部材７が第１流体圧作動室８内の加圧エアを受圧してピストン部材７に発生する力を倍力機構１０で倍力して出力ロッド４に伝達するように構成してあるため、クランプ力を強化したり、クランプ装置１の小型化を図ることができる。ピストン部材７が軽負荷ストークする時、出力ロッド４は第２流体圧作動室９内の背圧を受圧して進出作動するため、出力ロッド４に第１流体圧作動室８の加圧エアを作用させる必要がないので、ピストン部材７をシリンダ孔６を上下に仕切る構造に構成することができる。
ピストン部材７はシリンダ孔６を上下に仕切るもので、ピストン部材７が第１流体圧作動室８内の加圧エアを受圧してピストン部材７に発生する力を倍力機構１０で倍力して出力ロッド４に伝達するように構成してあるため、クランプ力を強化したり、クランプ装置１の小型化を図ることができる。ピストン部材７が軽負荷ストークする時、出力ロッド４は第２流体圧作動室９内の背圧を受圧して進出作動するため、出力ロッド４に第１流体圧作動室８の加圧エアを作用させる必要がないので、ピストン部材７をシリンダ孔６を上下に仕切る構造に構成することができる。
また、ピストン部材７のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に前記出力ロッド４とピストン部材７とを連結する連結機構１１を設けたため、ピストン部材７が所定ストローク下降するまでは、出力ロッド４は停止状態を維持するため、出力ロッド４に対してピストン部材７の下降動作が遅れることがなく、倍力機構１０に無理な力が作用することがない。即ち、出力ロッド４は第２流体圧作動室９の加圧エアを受圧して上方へ付勢されるためピストン部材７よりも遅れて下降動作することになる。
倍力機構１０は、クランプ本体２の筒状部１８と、複数の鋼球２６と、ピストン部材７に形成された第１部分円錐面２７と、出力ロッド４の下端部に形成された第２部分円錐面２８とを備えた構造であるため、簡単な構造の倍力機構１０となる。
連結機構１１は、出力ロッド４の下端側部分のロッド挿入孔２９と、ピストン部材７に形成されてロッド挿入孔２９に挿入された連結ロッド３０と、ロッド挿入孔２９の回りの筒壁に形成された長穴３１と、連結ロッド３０に固定されて長穴３１に遊嵌された連結ピン３２とを有するため、簡単な構造で信頼性に優れる連結機構１１となる。
実施例２のクランプ装置１Ａについて図３に基づいて説明する。
但し、このクランプ装置１Ａの大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
但し、このクランプ装置１Ａの大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
このクランプ装置１Ａにおいては、ロッド挿入孔２９を上方へ延ばしたスプリング収容孔３４と、このスプリング収容孔３４に収容された圧縮スプリング３５とを有し且つピストン部材７に対して出力ロッド４を上方へ付勢する付勢手段３６を設けている。
それ故、ピストン部材７が軽負荷で上昇ストロークする時の出力ロッド４の上昇動作が円滑になる。
それ故、ピストン部材７が軽負荷で上昇ストロークする時の出力ロッド４の上昇動作が円滑になる。
実施例３のクランプ装置１Ｂについて図４に基づいて説明する。
但し、このクランプ装置 の大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
但し、このクランプ装置 の大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
第１流体圧作動室８にピストン部材７を上方へクランプ動作側へ付勢する圧縮スプリング３７を装着した。但し、この圧縮スプリング３７の弾性力は、第２流体圧作動室９の流体圧でピストン部材７に下向きに作用するアンクランプ駆動力よりも弱く設定するものとする。この圧縮スプリング３７を装着するため、クランプ駆動力を強化したり、クランプ状態に保持する保持力を強化したりすることができる。
実施例４のクランプ装置１Ｃについて図５～図８に基づいて説明する。
但し、このクランプ装置１Ｃの大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
但し、このクランプ装置１Ｃの大部分は前記クランプ装置１と同様であるので、同様の構成要素に同様の符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。
このクランプ装置１Ｃにおいては、クランプ不良を検知するクランプ不良検知機構４０が設けられている。このクランプ不良検知機構４０は、クランプ本体２内に形成した流体圧通路４１と、この流体圧通路４１の途中部を開閉可能な開閉弁機構４２とを備えている。開閉弁機構４２は、ピストン部材７が上方移動限界位置に到達しない状態では閉弁した第１状態を保持し且つピストン部材７が上方移動限界位置に到達した状態では開弁した第２状態に切換わるように構成されている。
開閉弁機構４１は、上部本体２ａに形成した弁体収容孔４３と、この弁体収容孔４３に昇降可能に収容された弁体４４と、この弁体４４を閉弁方向へ付勢する圧縮スプリング４５とを備えている。弁体収容孔４３は、環状溝９ａに開口した小径孔４３ａと、この小径孔４３ａの上端に連なる大径孔４３ｂとからなる。
弁体４４は、小径孔４３ａに筒状隙間をあけて摺動自在に挿入され且つ小径孔４３ａよりも長い小径部４４ａと、この小径部４４ａの上端から上方へ延びる大径部４４ｂであって、大径孔４３ｂに摺動自在に装着され且つ大径孔４３ｂの長さの約半分の長さの大径部４４ｂとを有する。小径孔４３ａの下端近傍部の内周部にはシール部材４６ａが装着され、大径部４４ｂの外周部にもシール部材４６ｂが装着されている。
大径部４４ｂの下端に環状弁面４７が形成され、大径孔４３ｂの底部に環状弁面４７に対向する環状弁座４８が形成され、弁体４４は大径孔４３ｂに装着された圧縮スプリング４５により下方（閉弁方向）へ付勢されている。尚、弁体４４の中心部には呼吸用の貫通孔４９が形成され、アンクランプ状態のとき第２流体圧作動室９の加圧エアを導入して閉弁状態を維持できるように構成してある。
流体圧通路４１は、小径孔４３ａの上部に開口する第１通路４１ａと、大径孔４３ｂの下端部の外周面に開口する第２通路４１ｂとを有し、環状弁面４７が環状弁座４８に当接した閉弁状態のとき、小径部４４ａの下端部が第２流体圧作動室９の環状溝９ａ内へ突出している。前記第１通路４１ａは外部通路５０を介して加圧エア供給源５１に接続され、第２通路４１ｂは大気開放され、外部通路５０には圧力スイッチ５２又は圧力センサが接続されている。
このクランプ不良検知機構４０の作用、効果について説明する。
図５、図６に示すように、正常にクランプした状態では、ピストン部材７が弁体４４の小径部４４ａを上方へ押さないため、開閉弁機構４２が閉弁状態を維持し、圧力スイッチ５２で検出するエア圧は「高」である。しかし、図７、図８に示すように、クランプ駆動した際に、ワークピースＷが無い場合やワークピースＷの全高が過小である場合などに発生するクランプ不良により、ピストン部材７が上方移動限界位置に到達すると、ピストン部材７が弁体４４の小径部４４ａを上方へ押動するため、開閉弁機構４２が開弁状態になり、圧力スイッチ５２で検出するエア圧は「低」になる。こうしてクランプ不良を検知することができる。
図５、図６に示すように、正常にクランプした状態では、ピストン部材７が弁体４４の小径部４４ａを上方へ押さないため、開閉弁機構４２が閉弁状態を維持し、圧力スイッチ５２で検出するエア圧は「高」である。しかし、図７、図８に示すように、クランプ駆動した際に、ワークピースＷが無い場合やワークピースＷの全高が過小である場合などに発生するクランプ不良により、ピストン部材７が上方移動限界位置に到達すると、ピストン部材７が弁体４４の小径部４４ａを上方へ押動するため、開閉弁機構４２が開弁状態になり、圧力スイッチ５２で検出するエア圧は「低」になる。こうしてクランプ不良を検知することができる。
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）前記クランプ装置１，１Ａ～１Ｃは、加圧エアで駆動するクランプ装置であったが、加圧エアの代わりに油圧で駆動されるクランプ装置であってもよい。
１）前記クランプ装置１，１Ａ～１Ｃは、加圧エアで駆動するクランプ装置であったが、加圧エアの代わりに油圧で駆動されるクランプ装置であってもよい。
２）クランプ装置１Ｃの開閉弁機構４０は、一例を示すものであり、異なる構成の開閉弁機構を適用することもできる。例えば、正常なクランプ状態のときは開弁し、クランプ不良のときは閉弁するような開閉弁機構も採用可能である。
３）前記クランプ装置１，１Ａ～１Ｃは、リンク式クランプ装置であったが、本発明はリンク式クランプ装置以外の種々のクランプ装置にも適用可能することができる。
４）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変更を付加した形態で本発明を実施することができることは勿論である。
４）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変更を付加した形態で本発明を実施することができることは勿論である。
本発明は、機械加工に供されるワークピースＷや工具類を固定する為の種々のクランプ装置を提供する。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ リンク式クランプ装置
２ クランプ本体
３ クランプアーム
４ 出力ロッド
５ リンク部材
６ シリンダ孔
７ ピストン部材
８，９ 第１，第２流体圧作動室
１０ 倍力機構
１１ 連結機構
１８ 筒状部
２４ 流体圧通路
２５ 保持孔
２６ 鋼球（球体）
２７ 第１部分円錐面
２８ 第２部分円錐面
２９ ロッド挿入孔
３０ 連結ロッド
３１ 長穴
３２ 連結ピン
３４ スプリング収容孔
３５ 圧縮スプリング
３６ 付勢手段
３７ 圧縮スプリング
４０ クランプ不良検知機構
４１ 流体圧通路
４２ 開閉弁機構
２ クランプ本体
３ クランプアーム
４ 出力ロッド
５ リンク部材
６ シリンダ孔
７ ピストン部材
８，９ 第１，第２流体圧作動室
１０ 倍力機構
１１ 連結機構
１８ 筒状部
２４ 流体圧通路
２５ 保持孔
２６ 鋼球（球体）
２７ 第１部分円錐面
２８ 第２部分円錐面
２９ ロッド挿入孔
３０ 連結ロッド
３１ 長穴
３２ 連結ピン
３４ スプリング収容孔
３５ 圧縮スプリング
３６ 付勢手段
３７ 圧縮スプリング
４０ クランプ不良検知機構
４１ 流体圧通路
４２ 開閉弁機構
Claims (7)
- クランプ本体と、このクランプ本体に昇降自在に装備されてクランプ本体の上端外へ突出可能な出力ロッドと、前記クランプ本体内に形成した縦向きのシリンダ孔とを有するクランプ装置において、
前記シリンダ孔を上下に仕切る摺動自在のピストン部材と、
前記シリンダ孔のピストン部材の下側と上側に形成された第１，第２流体圧作動室と、
前記第１流体圧作動室の流体圧でピストン部材が上方へ軽負荷ストロークする時前記第２流体圧作動室の背圧で前記出力ロッドが進出作動するように前記背圧を前記出力ロッドに受圧させる流体圧通路と、
前記ピストン部材が上昇動作終期に高負荷ストロークする時前記第１流体圧作動室の流体圧で前記ピストン部材に作用する力を倍力して前記出力ロッドに伝達する倍力機構と、
前記ピストン部材のアンクランプ下降動作時、所定ストローク下降後に前記出力ロッドとピストン部材とを連結する連結機構とを備えたことを特徴とするクランプ装置。 - 前記倍力機構は、前記第２流体圧作動室に上方から突入するようにクランプ本体に形成された筒状部と、この筒状部の複数の保持孔に径方向へ可動に装着された複数の球体と、前記ピストン部材に上方程大径化するように形成された第１部分円錐面と、前記出力ロッドの下端部に形成された上方程大径化する第２部分円錐面とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
- 前記連結機構は、前記出力ロッドの下端側部分に形成された下端開放状のロッド挿入孔と、このロッド挿入孔に下方から摺動自在に挿入された連結ロッドであってピストン部材に一体形成された連結ロッドと、前記出力ロッドのうちの前記ロッド挿入孔を囲む筒壁に上下に細長に形成された長穴と、前記連結ロッドに固定されて長穴に遊嵌された連結ピンとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランプ装置。
- 前記ロッド挿入孔を上方へ延ばしたスプリング収容孔と、このスプリング収容孔に収容された圧縮スプリングとを有し且つ前記ピストン部材に対して出力ロッドを上方へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
- 第１流体圧作動室に装着されてピストン部材を上方へクランプ動作側へ付勢する圧縮スプリングを備えたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
- 前記クランプ本体内に形成した流体圧通路と、この流体圧通路の途中部を開閉可能な開閉弁機構であって、前記ピストン部材が上方移動限界位置に到達しない状態では閉弁又は開弁した第１状態を保持し且つ前記ピストン部材が上方移動限界位置に到達した状態では開弁又は閉弁した第２状態に切換わる開閉弁機構とを備えたクランプ不良検知機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
- 前記出力ロッドの外端部にピン結合されたクランプアームと、このクランプアームの途中部をクランプ本体に連結するリンク部材とを備えたリンク式クランプ装置であることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
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