JP4667643B2

JP4667643B2 - Clamping device

Info

Publication number: JP4667643B2
Application number: JP2001155045A
Authority: JP
Inventors: 務白川; 文憲金子
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP2002346862A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークピースや金型などの被固定物をワークパレットやテーブル等に固定するためのクランプ装置に関し、より詳しくいえば、上記の被固定物をバネの付勢力によって固定する形式のクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバネ式クランプ装置には、従来では、日本国・特開平１０−２１７０５７号公報に示すように、複数枚の皿バネの付勢力によってクランプロッドをクランプ駆動するように構成したものがある。
上記の従来技術では、クランプ時に、まず、上記の皿バネの伸長の前半期に上記クランプロッドの被係合部に係合ボールを係合させ、次いで、その伸長の後半期に上記の係合ボールを介して上記クランプロッドをクランプ駆動するようにしてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では次の問題がある。
皿バネ等の圧縮バネは、伸長していくにつれて付勢力が小さくなるので、その伸長の後半期にはクランプ力が非常に小さくなってしまう。この弊害を解消するため、大形で強力なバネを採用することが考えられる。しかし、この場合には、バネ高さやバネ径が大きくなってクランプ装置が大形になるという弊害が新たに発生する。
本発明の目的は、強力で小形のクランプ装置を提供することにある。
【０００4】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、例えば、図１から図４、又は図５に示すように、クランプ装置を次のように構成した。クランプロッド７の被係合部９に係合する係合位置Ｘと同上の係合を解除する係合解除位置Ｙとに移動する係合具１２を設ける。クランピング用バネ１３が上記の係合具１２を介して上記クランプロッド７をクランプ駆動すると共に、流体圧ピストン１９が上記クランピング用バネ１３をアンクランプ駆動するように構成する。上記の係合具１２を移動させる操作具３０を設ける。その操作具３０は、切換手段３２によって、上記の係合具１２を前記の係合位置Ｘへ移動させる操作状態Ｃと同上の係合具１２が前記の係合解除位置Ｙへ移動するのを許容する操作解除状態Ｄとに切り換えられる。上記の切換手段３２は、上記の操作具３０を上記の操作状態Ｃへ移動させる押圧バネ３３と同上の操作具３０を上記の操作解除状態Ｄへ移動させる別の流体圧ピストン３４とによって構成する。
【０００５】
上記の請求項１の発明は、例えば、同上の図１から図４に示すように、次のように作用する。
図１に示すように、前記のクランプロッド７と前記の係合具１２とが分離した状態では、前記の流体圧ピストン１９の下側に圧油等の圧力流体を供給してその流体圧ピストン１９を上昇させ、これにより、前記のクランピング用バネ１３が上向きに圧縮されている。また、前記の切換手段３２によって前記の操作具３０が下方の操作解除状態Ｄに切り換えられ、これにより、上記の係合具１２が係合解除位置Ｙへ移動している。
【０００６】
クランプ時には、まず、図２に示すように、上記クランプロッド７の被係合部９を上記の係合具１２に対面させる。次いで、図３に示すように、前記の切換手段３２によって前記の操作具３０を操作状態Ｃへ上昇させて上記の係合具１２を前記の係合位置Ｘへ切り換える。その後、図４に示すように、前記の流体圧ピストン１９の下側から前記の圧力流体を排出して前記のクランピング用バネ１３を伸長させ、そのクランピング用バネ１３の付勢力を上記の係合具１２を介して上記クランプロッド７に作用させる。
【０００７】
上記の請求項１の発明は次の効果を奏する。上記の係合具を係合解除位置から係合位置へ移動させた後、前記クランピング用バネを伸長させ始めるので、そのクランピング用バネの伸長の前半期の強力な付勢力をクランプロッドに作用させることが可能となり、大きなクランプ力を確保できる。しかも、本発明は、前述の従来例とは異なり、上記の大きなクランプ力を確保するうえで大形のクランピング用バネを採用する必要がないので、クランプ装置を小形に造れる。従って、クランプ力を強力にすることとクランプ装置を小形に造ることとを両立できた。また、上記のクランピング用バネは、クランプストロークのときだけに伸長させればよいので、前述の従来例と比べて伸長量が少なくなる。このため、前記の流体圧ピストンのアンクランプ用ストロークが小さくてすむ。その結果、上記の流体圧ピストンをアンクランプ駆動するための圧力流体の供給量が少なくなり、省エネルギのクランプ装置を提供できる。さらに、圧力流体の供給量が少なくてすむことからアンクランプ時の動作時間も短くなる。
また、前記の切換手段は、操作具を操作状態へ移動させる押圧バネと同上の操作具を操作解除状態へ移動させる別の流体圧ピストンとによって構成したので、上記の切換手段を簡素かつコンパクトに造れるという作用効果を奏する。
【０００８】
請求項２の発明に示すように、上記の請求項１の発明には次の構成を加えることが好ましい。
ハウジング５内に伝動スリーブ１１を軸心方向へ移動自在に挿入して、その伝動スリーブ１１に前記の係合具１２を支持すると共に、上記の伝動スリーブ１１の筒孔１１ａに前記クランプロッド７を挿入可能に構成し、前記クランピング用バネ１３の付勢力を、上記の伝動スリーブ１１と上記の係合具１２とを順に介して前記クランプロッド７に伝達するように構成する。
上記の請求項２の発明は、上記の伝動スリーブの筒孔にクランプロッドを挿入した状態で前記の被係合部に上記の係合具を係合できるので、その係合を確実に行うことが可能となり、クランピングのミスを防止できる。
【０００９】
請求項３の発明に示すように、上記の請求項２の発明においては、前記の操作具３０を環状に形成して、その環状の操作具３０を前記の伝動スリーブ１１の外周面に軸心方向へ移動可能に外嵌することが好ましい。
その請求項３の発明は、上記の操作具を簡素かつコンパクトに造れるという作用効果を奏する。
【００１１】
請求項５の発明に示すように、上記の請求項４の発明においては、前記の別の流体圧ピストン３４を、周方向に所定の間隔をあけて配置した複数のピストン部分３５によって構成することが好ましい。
その請求項５の発明は、クランプ装置のハウジングの端壁に上記の複数のピストン部分を収容することが可能となるので、上記ハウジングの高さを低くしてクランプ装置をさらにコンパクトに造れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図４は、本発明の第１実施形態を示している。
図１の断面図において、符号１は、被固定物であるワークピース２を支持するためのパレットである。そのパレット１には貫通孔３が複数形成されており(ここでは１つだけ図示してある)、各貫通孔３にクランプ装置４のハウジング５が上側から挿入され、そのハウジング５が上記のパレット１の上面に固定される。
上記ハウジング５の上面によって支持面Ｓが構成されている。
上記のワークピース２の下面が基準面Ｒとして予め機械加工されており、その基準面Ｒに形成したメネジ穴(図示せず)にクランプロッド７が着脱自在にネジ止めされている。そのクランプロッド７の先端には、ネジ回し用の六角形部分８と後述する被係合部９とが設けられている。
【００１３】
上記のワークピース２をマシニングセンタによって加工するときには、上記の図１の姿勢で上記ワークピース２を下降させていく。すると、まず、図２に示すように、上記のクランプロッド７が、上記ハウジング５内の伝動スリーブ１１の筒孔１１ａへ挿入されると共に、上記ワークピース２の基準面Ｒが上記ハウジング５の上面の支持面Ｓによって受け止められる。次いで、図３に示すように、上記の伝動スリーブ１１に支持した複数の係合ボール(係合具)１２を係合位置Ｘへ切り換える。その後、図４に示すように、クランピング用バネ１３によって上記の伝動スリーブ１１と上記の係合ボール１２とを介して上記クランプロッド７を下向きに引っ張り、これにより、上記ワークピース２を上記の支持面Ｓに固定する。
【００１４】
引き続いて、上記パレット１をマシニングセンタ内へ搬入し、その後、そのワークピース２の六面のうちの前記の基準面Ｒを除いた五面を上記マシニングセンタによって連続的に加工する。
上記の加工が完了すると、まず、上記マシニングセンタから上記パレット１を搬出し、次いで、前述のクランプ状態を解除して上記パレット１から上記ワークピース２を取り外し、その後、そのワークピース２から前記クランプロッド７を取り外すのである。
【００１５】
上記クランプ装置４の詳細な構造を図２によって説明する。
そのクランプ装置４の前記ハウジング５は、前記の貫通孔３に嵌入される下ハウジング部分１５と、その下ハウジング部分１５の上部に複数の短ボルト(図示せず)によって固定した上ハウジング部分１６とからなる。上記の下ハウジング部分１５が複数の長ボルト(図示せず)によって前記パレット１に固定される。
【００１６】
上記の上ハウジング部分１６にガイド孔１８が形成される。また、上記の下ハウジング部分１５内の中空スペースの下部に環状の第１ピストン(流体圧ピストン)１９が保密状に挿入される。その第１ピストン１９と上記の下ハウジング部分１５の下壁１５ａとの間に第１作動室２０が形成され、その第１作動室２０が上記の下ハウジング部分１５の周壁１５ｂ内の縦通路２１を経て第１給排口２２に連通される。
上記の第１ピストン１９と上記の周壁１５ｂの段部２４との間に前記のクランピング用バネ１３が装着される。そのクランピング用バネ１３は、ここでは、２枚の皿バネ２５を同じ向きに重ねてバネセットを構成して、そのバネセットを向きを違えた状態で７段積層させてある。
【００１７】
前記の伝動スリーブ１１の下フランジ２６が前記の第１ピストン１９に下側から接当されるとともに、その下フランジ２６と上記の第１ピストン１９との間に第１環状隙間２７が形成される。上記の伝動スリーブ１１と前記の下壁１５ａとの間に戻しバネ２８が装着される。
前記の伝動スリーブ１１の周壁の上部に、周方向へ所定の間隔をあけて前記の複数の係合ボール１２が支持される。また、上記の伝動スリーブ１１の外周面に環状の操作具３０が軸心方向へ移動可能に外嵌される。その操作具３０の内周面には、大径周面３０ａと傾斜周面３０ｂと小径周面３０ｃとを上下方向に形成してある。また、上記の操作具３０の外周面と前記の周壁１５ｂとの間には第２環状隙間３１が形成されている。
【００１８】
上記の操作具３０の切換手段３２は、前記クランピング用バネ１３と直列に配置されて上記の操作具３０を押上げる押圧バネ３３と、同上の操作具３０を押下げる第２ピストン(別の流体圧ピストン)３４とを備える。その第２ピストン３４は、周方向に所定の間隔をあけて配置した複数のピストン部分３５によって構成され、各ピストン部分３５の上側にそれぞれ第２作動室３６が形成される。各第２作動室３６は、横孔３８と、前記の上ハウジング部分１６の外周面に形成した周溝３９とを経て、第２給排口４０に連通される。
また、前記の伝動スリーブ１１の前記の筒孔１１ａ内に蓋部材４２が上下移動自在に挿入され、その蓋部材４２の上部とガイドロッド４３の下部との間に進出バネ４４が装着される。
【００１９】
上記クランプ装置４の作動を上記の図１から図４によって説明する。
図１に示すように、前記ワークピース２に固定したクランプロッド７を上記ハウジング５に挿入し始めるときには、前記の第１給排口２２に圧油を供給すると共に前記の第２給排口４０に圧縮空気を供給して、上記クランプ装置４をクランプ解除状態へ切り換えておく。
より詳しくいえば、前記の第１作動室２０に供給された圧油の圧力によって前記の第１ピストン１９が前記クランピング用バネ１３を上向きに圧縮して、前記の伝動スリーブ１１が戻しバネ２８によって上向きに移動している。また、前記の第２作動室３６に供給された圧縮空気の圧力によって前記のピストン部分３５が前記の操作具３０を操作解除状態Ｄに下降させている。このため、前記の進出バネ４４によって上昇した前記の蓋部材４２が前記の複数の係合ボール１２を外方の係合解除位置Ｙへ移動させている。
【００２０】
さらに、同上の図１に示すように、クリーニング流体の供給口(図示せず)から連通路４７へ供給したクリーニング用の圧縮空気が、前記の第２環状隙間３１を通って前記の上ハウジング部分１６の下面の複数の噴出口４８から多量に吐出される(破線矢印参照)。このため、前記の蓋部材４２の上面や前記クランプロッド７の下部に付着している塵埃や切り粉等の異物が、上記の吐出された圧縮空気によって吹き飛ばされて清掃される。また、上記のクリーニング用の圧縮空気は、前記の伝動スリーブ１１の貫通孔１１ｂと、その伝動スリーブ１１の筒孔１１ａと上記の蓋部材４２の外周面との嵌合隙間４９を通って上向きに吐出するので、その嵌合隙間４９も清掃される。
【００２１】
上記の図１の状態で上記ワークピース２を下降させていくと、前記クランプロッド７の下端の前記の六角形部分８が上記の蓋部材４２を下向きに押込んでいき、これにより、そのクランプロッド７が前記の伝動スリーブ１１の筒孔１１ａ内に嵌入されていく。上記クランプロッド７の挿入開始時において、前記ガイド孔１８の軸心とクランプロッド７の軸心とが心ズレしている場合には、前記の２つの環状隙間２７・３１の存在によって前記の伝動スリーブ１１および操作具３０が水平方向へ移動して上記の心ズレが自動的に修正される。
これにより、図２に示すように、上記クランプロッド７が伝動スリーブ１１の筒孔１１ａへスムーズに挿入されると共にワークピース２の基準面Ｒが前記の上ハウジング部分１６の前記の支持面Ｓに受け止められる。
【００２２】
上記のクランプロッド７の挿入中には、前記のガイド孔１８と上記クランプロッド７の外周面との隙間が狭められるので、その隙間を前記の圧縮空気が勢いよく流れて、そのクランプロッド７の外周面が十分に清掃される。また、同上のクランプロッド７の挿入中には、その挿入抵抗に抗して伝動スリーブ１１が戻しバネ２８によって図示の上昇位置に保持される。このため、前記クリーニング用の圧縮空気が前記の噴出口４８から求心方向へ勢い良く吐出されて、その圧縮空気によって前記の被係合部９が強力に清掃される。その結果、上記の被係合部９と前記の係合ボール１２との後述の係合時において、係合ミスを防止できる。
さらに、上記ワークピース２の基準面Ｒが上記の支持面Ｓに受け止められる直前では、これら両面Ｒ・Ｓ間の隙間が狭められてその隙間を上記の圧縮空気が勢いよく流れるので(図２中の一点鎖線矢印参照)、その圧縮空気によって上記の両面Ｒ・Ｓを強力に清掃できる。このため、上記ハウジング５に対してワークピース２を精度よく位置決めできる。
【００２３】
次いで、図３に示すように、前記の第２作動室３６内の圧縮空気を前記の第２給排口４０から排出すると、前記の押圧バネ３３が前記の操作具３０を操作状態Ｃへ上昇させる。これにより、まず、その操作具３０の前記の傾斜周面３０ｂが前記の係合ボール１２を係合位置Ｘへ切り換え、次いで、上記の操作具３０の前記の小径周面３０ｃが上記の係合ボール１２を上記の係合位置Ｘに保持する。
【００２４】
引き続いて、図４に示すように、前記の第１作動室２０内の圧油を前記の第１給排口２２から排出する。すると、前記クランピング用バネ１３が前記の第１ピストン１９を介して前記の伝動スリーブ１１を下向きに駆動し、これにより、その伝動スリーブ１１が前記の複数の係合ボール１２と前記クランプロッド７とを順に介して前記ワークピース２を下向きに引っ張り、そのワークピース２が前記パレット１に固定される。上記の図４において、参照符号Ｍはクランプストロークを示し、参照符号Ｎは余裕ストロークを示している。なお、前記の図３において、参照符号Ａは全ストロークを示している。
【００２５】
上記の図４のクランプ状態を解除するときには、まず、図３に示すように、前記の第１作動室２０へ圧油を供給して、前記の第１ピストン１９を前記クランピング用バネ１３に抗して上昇させる。次いで、図２に示すように、前記の第２作動室３６へ圧縮空気を供給する。すると、前記のピストン部分３５が前記の操作具３０を下降させ、前記の係合ボール１２がフリーになる(なお、ここでは、上記の係合ボール１２が既に遠心方向へ移動して係合解除位置Ｙへ切換えられた状態を示している)。その後、前記ワークピース２を上向きに移動させる。すると、前記クランプロッド７の前記の被係合部９が上記の複数の係合ボール１２を上記の係合解除位置Ｙへ退避させるので、そのクランプロッド７がスムーズに抜き取られる。これと同時に、前記の蓋部材４２が進出バネ４４によって図１の位置へ復帰される。
【００２６】
図５は、第２実施形態を示している。この第２実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ機能の部材には原則として同一の符号を付けて説明する。
この第２実施形態は、上記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記の第１ピストン１９の上面と前記クランピング用バネ１３の下端との間に押圧リング６１が装着され、そのクランピング用バネ１３の付勢力が上記の押圧リング６１を介して前記の伝動スリーブ１１の下フランジ２６に加わるようになっている。また、前記の第２ピストン３４は、１つの環状部材によって構成されて前記のハウジング５の上部に保密状に挿入される。
【００２７】
上記の各実施形態は次のように変更可能である。前記の第１ピストン１９をアンクランプ駆動する圧力流体は、例示の圧油に代えて、他の種類の液体であってもよく空気等の気体であってもよい。また、前記の第２ピストン３４を下向きに駆動する圧力流体は、例示の圧縮空気に代えて、他の種類の気体であってもよく圧油等の液体であってもよい。また、上記の第１ピストン１９と第２ピストン３４とを個別に駆動するための構造は、前記の２つの作動室２０・３６に所定の時間差を設けて圧力流体を給排する構造であればよい。例えば、前記の２つの給排口２２・４０に対して個別に圧力流体を給排することに代えて、一つの給排口をシーケンス弁を介して上記の２つの作動室２０・３６に連通させてもよい。
【００２８】
前記のクランピング用バネ１３は、例示した皿バネに代えて、圧縮コイルバネによって構成してもよい。
前記の係合具は、例示の係合ボール１２に代えて揺動カムなどの他の種類の係合具であってもよく、複数個で構成することに代えて１つのもので構成することも可能である。
前記の伝動スリーブ１１は、前記の第１ピストン１９とは別体に形成することに代えて、その第１ピストン１９と一体に形成してもよい。さらには、上記の伝動スリーブ１１を省略することも可能である。この場合、上記の係合ボール１２を弾性体を介して前記の操作具３０に支持することが考えられる。
【００２９】
前記のクリーニング流体は、圧縮空気に代えて窒素ガス等の他の種類の気体であってもよく、さらには、液体であってもよい。
クランプ装置４によってクランピングされる被固定物は、例示のワークピース２に代えて、金型等の他の種類の物であってもよい。この場合、上記クランプロッド７は、その被固定物に常に取付けられたものであってもよく、その被固定物と一体に形成したものでもよい。
ワークピース２等の被固定物は、前記のハウジング５の上面に受け止めることに代えて、前記パレット１の上面によって受け止めるように構成してもよい。この場合、上記のハウジング５は上記パレット１の下面に固定することが考えられる。
上記の被固定物は、複数のクランプ装置４によって固定されるものに代えて、１つのクランプ装置４によって固定されるものであってもよい。
上記の被固定物とクランプ装置４との連結および連結解除の方向は、例示した上下方向に代えて、水平方向または斜め方向であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、クランプ装置のハウジングにクランプロッドを挿入し始めた状態の断面図である。
【図２】上記ハウジングに上記クランプロッドを挿入し終えた状態を示し、上記の図１に類似する拡大図である。
【図３】上記ハウジング内の係合ボールを係合位置へ移動させた状態を示し、上記の図２に類似する図である。
【図４】上記クランプロッドをクランプ駆動した状態を示し、同上の図２に類似する図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示し、上記の図２に類似する図である。
【符号の説明】
５…ハウジング、７…クランプロッド、９…被係合部、１１…伝動スリーブ、１１ａ…筒孔、１２…係合具(係合ボール)、１３…クランピング用バネ、１９…流体圧ピストン(第１ピストン)、３０…操作具、３２…切換手段、３３…押圧バネ、３４…別の流体圧ピストン(第２ピストン)、３５…ピストン部分、Ｃ…操作具３０の操作状態、Ｄ…操作具３０の操作解除状態、Ｘ…係合具１２の係合位置、Ｙ…係合具１２の係合解除位置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clamp device for fixing an object to be fixed such as a workpiece or a mold to a work pallet, a table or the like. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of spring-type clamp device has a configuration in which a clamp rod is driven to be clamped by a biasing force of a plurality of disc springs, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-217057. .
In the above prior art, at the time of clamping, first, the engagement ball is engaged with the engaged portion of the clamp rod in the first half of the extension of the disc spring, and then the engagement in the second half of the extension. The clamp rod is driven to be clamped via a ball.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art has the following problems.
Since the urging force of the compression spring such as a disc spring becomes smaller as it extends, the clamping force becomes very small during the latter half of the extension. In order to eliminate this problem, it is conceivable to use a large and strong spring. However, in this case, a new problem arises that the height of the spring and the diameter of the spring are increased, and the clamp device becomes large.
An object of the present invention is to provide a powerful and compact clamping device.
[004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. 1 to FIG. 4 or FIG. 5, the clamping device is configured as follows. An engagement tool 12 that moves to an engagement position X that engages the engaged portion 9 of the clamp rod 7 and an engagement release position Y that releases the same engagement is provided. The clamping spring 13 clamps the clamp rod 7 via the engagement tool 12 and the hydraulic piston 19 unclamps the clamping spring 13. An operation tool 30 for moving the engagement tool 12 is provided. The operating tool 30 is moved by the switching means 32 so that the same engaging tool 12 as in the operation state C in which the engaging tool 12 is moved to the engaging position X is moved to the disengaging position Y. The operation is switched to the permitted operation release state D. The switching means 32 includes a pressing spring 33 that moves the operation tool 30 to the operation state C and another fluid pressure piston 34 that moves the same operation tool 30 to the operation release state D. .
[0005]
For example, as shown in FIGS. 1 to 4, the invention according to the first aspect operates as follows.
As shown in FIG. 1, in a state where the clamp rod 7 and the engagement tool 12 are separated, a pressure fluid such as pressure oil is supplied to the lower side of the fluid pressure piston 19 and the fluid pressure piston. 19 is raised, whereby the clamping spring 13 is compressed upward. Further, the operation tool 30 is switched to the lower operation release state D by the switching means 32, whereby the engagement tool 12 is moved to the engagement release position Y.
[0006]
At the time of clamping, first, as shown in FIG. 2, the engaged portion 9 of the clamp rod 7 is made to face the engaging tool 12. Next, as shown in FIG. 3, the switching device 32 raises the operation tool 30 to the operation state C, and switches the engagement tool 12 to the engagement position X. Thereafter, as shown in FIG. 4, the pressure fluid is discharged from the lower side of the fluid pressure piston 19 to extend the clamping spring 13, and the urging force of the clamping spring 13 is increased as described above. The clamp rod 7 is caused to act via the engagement tool 12.
[0007]
The invention according to claim 1 has the following effects. After moving the engagement tool from the disengagement position to the engagement position, the clamping spring starts to extend, so that the strong biasing force in the first half of the extension of the clamping spring is applied to the clamp rod. It becomes possible to act, and a large clamping force can be secured. In addition, unlike the conventional example described above, the present invention does not require the use of a large clamping spring in order to secure the large clamping force described above, so that the clamping device can be made small. Therefore, it was possible to achieve both a strong clamping force and a compact clamping device. Further, since the above clamping spring has only to be extended during the clamp stroke, the amount of extension is smaller than that of the conventional example described above. For this reason, the stroke for unclamping the fluid pressure piston can be small. As a result, the supply amount of the pressure fluid for unclamping the fluid pressure piston is reduced, and an energy saving clamp device can be provided. Furthermore, since the supply amount of the pressure fluid is small, the operation time during unclamping is also shortened.
Further, since the switching means is constituted by a pressing spring that moves the operating tool to the operating state and another fluid pressure piston that moves the operating tool same as above to the operation canceling state, the switching means is simple and compact. It has the effect of being made.
[0008]
As shown in the invention of claim 2, it is preferable to add the following configuration to the invention of claim 1 described above.
A transmission sleeve 11 is inserted into the housing 5 so as to be movable in the axial direction, the engagement sleeve 12 is supported by the transmission sleeve 11, and the clamp rod 7 is inserted into the cylindrical hole 11 a of the transmission sleeve 11. The urging force of the clamping spring 13 is configured to be transmitted to the clamp rod 7 through the transmission sleeve 11 and the engagement tool 12 in this order.
According to the second aspect of the present invention, the engagement tool can be engaged with the engaged portion in a state where the clamp rod is inserted into the cylindrical hole of the transmission sleeve. And clamping errors can be prevented.
[0009]
As shown in the invention of claim 3, in the invention of claim 2, the operation tool 30 is formed in an annular shape, and the annular operation tool 30 is axially centered on the outer peripheral surface of the transmission sleeve 11. It is preferable to externally fit so as to be movable in the direction.
The invention according to claim 3 has an effect that the operation tool can be made simply and compactly.
[0011]
As shown in the invention of claim 5, in the invention of claim 4, the another fluid pressure piston 34 is constituted by a plurality of piston portions 35 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Is preferred.
According to the fifth aspect of the present invention, since the plurality of piston portions can be accommodated in the end wall of the housing of the clamp device, the height of the housing can be lowered to make the clamp device more compact.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
In the cross-sectional view of FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pallet for supporting a workpiece 2 that is a fixed object. A plurality of through-holes 3 are formed in the pallet 1 (only one is shown here), and a housing 5 of a clamping device 4 is inserted into each through-hole 3 from above, and the housing 5 is the pallet described above. 1 is fixed to the upper surface.
A support surface S is constituted by the upper surface of the housing 5.
The lower surface of the workpiece 2 is machined in advance as a reference surface R, and a clamp rod 7 is detachably screwed into a female screw hole (not shown) formed in the reference surface R. At the tip of the clamp rod 7, a hexagonal portion 8 for screwing and an engaged portion 9 described later are provided.
[0013]
When the workpiece 2 is processed by the machining center, the workpiece 2 is lowered in the posture shown in FIG. Then, first, as shown in FIG. 2, the clamp rod 7 is inserted into the cylindrical hole 11 a of the transmission sleeve 11 in the housing 5, and the reference surface R of the workpiece 2 is the upper surface of the housing 5. Is supported by the support surface S. Next, as shown in FIG. 3, the plurality of engagement balls (engagement tools) 12 supported by the transmission sleeve 11 are switched to the engagement position X. Thereafter, as shown in FIG. 4, the clamping rod 7 is pulled downward by the clamping spring 13 via the transmission sleeve 11 and the engagement ball 12, whereby the workpiece 2 is Fix to the support surface S.
[0014]
Subsequently, the pallet 1 is carried into the machining center, and then the five surfaces of the six surfaces of the workpiece 2 excluding the reference surface R are continuously processed by the machining center.
When the above processing is completed, the pallet 1 is first unloaded from the machining center, and then the clamp state is released to remove the workpiece 2 from the pallet 1, and then the clamp rod is removed from the workpiece 2. 7 is removed.
[0015]
The detailed structure of the clamping device 4 will be described with reference to FIG.
The housing 5 of the clamping device 4 includes a lower housing part 15 fitted into the through-hole 3 and an upper housing part 16 fixed to the upper part of the lower housing part 15 by a plurality of short bolts (not shown). Consists of. The lower housing portion 15 is fixed to the pallet 1 by a plurality of long bolts (not shown).
[0016]
A guide hole 18 is formed in the upper housing portion 16. Further, an annular first piston (fluid pressure piston) 19 is inserted in a tightly sealed manner in the lower part of the hollow space in the lower housing portion 15. A first working chamber 20 is formed between the first piston 19 and the lower wall 15 a of the lower housing portion 15, and the first working chamber 20 is a vertical passage 21 in the peripheral wall 15 b of the lower housing portion 15. And communicated with the first supply / exhaust port 22.
The clamping spring 13 is mounted between the first piston 19 and the step portion 24 of the peripheral wall 15b. Here, the clamping spring 13 is formed by stacking seven disc springs 25 in the same direction to form a spring set, and the spring sets are stacked in seven stages in different directions.
[0017]
The lower flange 26 of the transmission sleeve 11 is in contact with the first piston 19 from below, and a first annular gap 27 is formed between the lower flange 26 and the first piston 19. . A return spring 28 is mounted between the transmission sleeve 11 and the lower wall 15a.
The plurality of engagement balls 12 are supported on the upper part of the peripheral wall of the transmission sleeve 11 at a predetermined interval in the circumferential direction. An annular operation tool 30 is fitted on the outer peripheral surface of the transmission sleeve 11 so as to be movable in the axial direction. On the inner peripheral surface of the operation tool 30, a large-diameter peripheral surface 30a, an inclined peripheral surface 30b, and a small-diameter peripheral surface 30c are formed in the vertical direction. A second annular gap 31 is formed between the outer peripheral surface of the operation tool 30 and the peripheral wall 15b.
[0018]
The switching means 32 of the operating tool 30 is arranged in series with the clamping spring 13 to push up the operating tool 30 and a second piston (another piston) that presses down the operating tool 30 same as above. Fluid pressure piston) 34. The second piston 34 is constituted by a plurality of piston portions 35 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and a second working chamber 36 is formed above each piston portion 35. Each second working chamber 36 communicates with the second supply / exhaust port 40 through a lateral hole 38 and a circumferential groove 39 formed in the outer peripheral surface of the upper housing portion 16.
A lid member 42 is inserted into the cylindrical hole 11 a of the transmission sleeve 11 so as to be movable up and down, and an advancing spring 44 is mounted between the upper portion of the lid member 42 and the lower portion of the guide rod 43.
[0019]
The operation of the clamping device 4 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, when the clamp rod 7 fixed to the workpiece 2 starts to be inserted into the housing 5, pressure oil is supplied to the first supply / discharge port 22 and the second supply / discharge port 40. Compressed air is supplied to switch the clamp device 4 to the clamp release state.
More specifically, the first piston 19 compresses the clamping spring 13 upward by the pressure of the pressure oil supplied to the first working chamber 20, and the transmission sleeve 11 returns the return spring 28. Is moving upwards. The piston portion 35 lowers the operation tool 30 to the operation release state D by the pressure of the compressed air supplied to the second working chamber 36. For this reason, the lid member 42 raised by the advance spring 44 moves the plurality of engagement balls 12 to the outer engagement release position Y.
[0020]
Further, as shown in FIG. 1 above, the cleaning compressed air supplied from the cleaning fluid supply port (not shown) to the communication passage 47 passes through the second annular gap 31 and the upper housing portion. A large amount is discharged from a plurality of jet ports 48 on the lower surface of 16 (see broken line arrows). For this reason, foreign matters such as dust and chips adhering to the upper surface of the lid member 42 and the lower part of the clamp rod 7 are blown off by the discharged compressed air and cleaned. The compressed air for cleaning is directed upward through the through hole 11b of the transmission sleeve 11 and the fitting gap 49 between the cylindrical hole 11a of the transmission sleeve 11 and the outer peripheral surface of the lid member 42. Since the ink is discharged, the fitting gap 49 is also cleaned.
[0021]
When the workpiece 2 is lowered in the state shown in FIG. 1, the hexagonal portion 8 at the lower end of the clamp rod 7 pushes the lid member 42 downward, whereby the clamp rod 7 is inserted into the cylindrical hole 11 a of the transmission sleeve 11. If the axial center of the guide hole 18 and the axial center of the clamp rod 7 are misaligned when the clamp rod 7 starts to be inserted, the transmission is caused by the presence of the two annular gaps 27 and 31. The sleeve 11 and the operation tool 30 move in the horizontal direction, and the above-described misalignment is automatically corrected.
As a result, as shown in FIG. 2, the clamp rod 7 is smoothly inserted into the cylindrical hole 11 a of the transmission sleeve 11, and the reference surface R of the workpiece 2 is placed on the support surface S of the upper housing portion 16. It is accepted.
[0022]
During the insertion of the clamp rod 7, the gap between the guide hole 18 and the outer peripheral surface of the clamp rod 7 is narrowed, so that the compressed air flows through the gap vigorously, The outer peripheral surface is sufficiently cleaned. Further, during the insertion of the clamp rod 7 as described above, the transmission sleeve 11 is held in the illustrated raised position by the return spring 28 against the insertion resistance. For this reason, the compressed air for cleaning is ejected vigorously from the jet port 48 in the centripetal direction, and the engaged portion 9 is strongly cleaned by the compressed air. As a result, an engagement error can be prevented during the engagement of the engaged portion 9 and the engagement ball 12 described later.
Further, immediately before the reference surface R of the workpiece 2 is received by the support surface S, the gap between the two surfaces R and S is narrowed, and the compressed air flows vigorously through the gap (in FIG. 2). The double-sided R / S can be strongly cleaned by the compressed air. For this reason, the workpiece 2 can be accurately positioned with respect to the housing 5.
[0023]
Next, as shown in FIG. 3, when the compressed air in the second working chamber 36 is discharged from the second supply / exhaust port 40, the pressing spring 33 raises the operation tool 30 to the operation state C. Let Thereby, first, the inclined peripheral surface 30b of the operation tool 30 switches the engagement ball 12 to the engagement position X, and then the small-diameter peripheral surface 30c of the operation tool 30 is engaged with the engagement. The ball 12 is held at the engagement position X.
[0024]
Subsequently, as shown in FIG. 4, the pressure oil in the first working chamber 20 is discharged from the first supply / discharge port 22. Then, the clamping spring 13 drives the transmission sleeve 11 downward via the first piston 19, whereby the transmission sleeve 11 is connected to the plurality of engagement balls 12 and the clamp rod 7. The workpiece 2 is pulled downward through the steps, and the workpiece 2 is fixed to the pallet 1. In FIG. 4 above, reference symbol M indicates a clamp stroke, and reference symbol N indicates a margin stroke. In FIG. 3, the reference symbol A indicates the full stroke.
[0025]
When releasing the clamp state shown in FIG. 4, first, as shown in FIG. 3, pressure oil is supplied to the first working chamber 20, and the first piston 19 is moved to the clamping spring 13. Raise against it. Next, as shown in FIG. 2, compressed air is supplied to the second working chamber 36. Then, the piston portion 35 lowers the operation tool 30, and the engagement ball 12 becomes free (in this case, the engagement ball 12 has already moved in the centrifugal direction and the engagement is released). It shows the state switched to position Y). Thereafter, the workpiece 2 is moved upward. Then, the engaged portion 9 of the clamp rod 7 retracts the plurality of engagement balls 12 to the disengagement position Y, so that the clamp rod 7 is smoothly extracted. At the same time, the lid member 42 is returned to the position shown in FIG.
[0026]
FIG. 5 shows a second embodiment. In the second embodiment, members having the same functions as the constituent members of the first embodiment will be described with the same reference numerals in principle.
The second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
A pressing ring 61 is mounted between the upper surface of the first piston 19 and the lower end of the clamping spring 13, and the urging force of the clamping spring 13 is transmitted through the pressing ring 61 to the transmission sleeve. 11 is added to the lower flange 26. Further, the second piston 34 is constituted by one annular member and is inserted into the upper part of the housing 5 in a close-packed manner.
[0027]
Each of the above embodiments can be modified as follows. The pressure fluid for unclamping the first piston 19 may be another type of liquid or a gas such as air instead of the illustrated pressure oil. Further, the pressurized fluid that drives the second piston 34 downward may be another type of gas or a liquid such as pressurized oil, instead of the illustrated compressed air. The structure for individually driving the first piston 19 and the second piston 34 is a structure that supplies and discharges the pressure fluid with a predetermined time difference between the two working chambers 20 and 36. Good. For example, instead of supplying and discharging pressure fluid individually to the two supply / discharge ports 22 and 40, one supply / discharge port communicates with the two working chambers 20 and 36 via a sequence valve. but it may also be allowed to.
[0028]
The clamping spring 13 may be constituted by a compression coil spring instead of the illustrated disc spring.
The engagement tool may be another type of engagement tool such as a swing cam instead of the illustrated engagement ball 12, and may be composed of one instead of being composed of a plurality. Is also possible.
The transmission sleeve 11 may be formed integrally with the first piston 19 instead of being formed separately from the first piston 19. Furthermore, the transmission sleeve 11 can be omitted. In this case, it is conceivable to support the engaging ball 12 on the operation tool 30 via an elastic body.
[0029]
The cleaning fluid may be another type of gas such as nitrogen gas instead of compressed air, and may further be a liquid.
The fixed object clamped by the clamp device 4 may be another type of object such as a mold instead of the illustrated workpiece 2. In this case, the clamp rod 7 may be always attached to the fixed object, or may be formed integrally with the fixed object.
An object to be fixed such as the workpiece 2 may be configured to be received by the upper surface of the pallet 1 instead of being received by the upper surface of the housing 5. In this case, it can be considered that the housing 5 is fixed to the lower surface of the pallet 1.
The object to be fixed may be fixed by one clamping device 4 instead of being fixed by the plurality of clamping devices 4.
The direction of connection and disconnection between the fixed object and the clamp device 4 may be a horizontal direction or an oblique direction instead of the illustrated vertical direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a state in which a clamp rod starts to be inserted into a housing of a clamp device.
FIG. 2 is an enlarged view similar to FIG. 1, showing a state where the clamp rod has been inserted into the housing.
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, showing a state in which an engagement ball in the housing is moved to an engagement position.
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 showing a state in which the clamp rod is clamp driven.
FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Housing, 7 ... Clamp rod, 9 ... Engagement part, 11 ... Transmission sleeve, 11a ... Tube hole, 12 ... Engagement tool (engagement ball), 13 ... Clamping spring, 19 ... Fluid pressure piston ( 1st piston), 30 ... operating tool, 32 ... switching means, 33 ... pressing spring, 34 ... another fluid pressure piston (second piston), 35 ... piston part, C ... operating state of operating tool 30, D ... operation The operation release state of the tool 30, X: the engagement position of the engagement tool 12, Y: the engagement release position of the engagement tool 12.

Claims

An engagement tool (12) that moves to an engagement position (X) that engages an engaged portion (9) of the clamp rod (7) and an engagement release position (Y) that releases the same engagement; A clamping spring (13) for clamping the clamp rod (7) via the engagement tool (12), and a hydraulic piston (19) for unclamping the clamping spring (13); The engagement tool (12) same as the operation state (C) for switching the engagement tool (12) to the engagement position (X) is allowed to switch to the engagement release position (Y). An operation tool (30) that moves to the operation release state (D), and a switching means (32) for switching the operation tool (30) between the operation state (C) and the operation release state (D). It equipped with a door,
The switching means (32) moves the operating tool (30) same as the pressing spring (33) that moves the operating tool (30) to the operating state (C) to the operation canceling state (D). Ru and a separate hydraulic piston which moved (34), the clamping device, characterized in that.

The clamping device according to claim 1, wherein
A transmission sleeve (11) is inserted into the housing (5) so as to be movable in the axial direction, the engagement sleeve (12) is supported by the transmission sleeve (11), and the transmission sleeve (11) described above is supported. The clamp rod (7) can be inserted into the cylindrical hole (11a) of
The urging force of the clamping spring (13) is configured to be transmitted to the clamp rod (7) through the transmission sleeve (11) and the engagement tool (12) in this order. A clamping device.

The clamping device of claim 2,
The operation tool (30) is formed in an annular shape, and the annular operation tool (30) is externally fitted on the outer peripheral surface of the transmission sleeve (11) so as to be movable in the axial direction. Clamping device.

The clamping device according to claim 1 , wherein
Clamping device characterized in that said another fluid pressure piston (34) is constituted by a plurality of piston portions (35) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction.