CN102574254A

CN102574254A - 固紧装置

Info

Publication number: CN102574254A
Application number: CN2010800400875A
Authority: CN
Inventors: 春名阳介
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-10-05
Also published as: JPWO2011046039A1; US20120174351A1; JP5690275B2; EP2489464B1; EP2489464A1; KR20120086284A; KR101753426B1; US8590878B2; WO2011046039A1; CN102574254B; EP2489464A4

Abstract

在插入在壳体(5)中的活塞(15)的上下设有被供给及排出压缩空气的锁闭室(16)和释放室(17)。在自所述壳体(15)向上方突出的环状的插塞部分(26)与设于工件随行夹具(2)的锥孔(11)之间，安装有能沿直径方向扩大以及缩小的锥形套筒(28)。使插入在所述插塞部分(26)的筒孔(26a)中的输出杆(35)与活塞(15)相连结。在呈凹状地形成于锁闭室(16)的上壁(16a)的多个弹簧安装孔(48)中，插入有由压缩螺旋弹簧构成的锁簧(49)。利用通孔(55)连通所述弹簧安装孔(48)和所述壳体(15)的外表面，在该通孔(55)中呈密封状地插入有按压构件(56)。所述锁簧(49)借助按压构件(56)以规定的力向上方对套筒(28)施力。

Description

固紧装置

技术领域

本发明涉及一种固紧装置，更详细而言，涉及一种将工件随行夹具等可动单元在与加工中心的工作台等基准单元对准中心的状态下固定于该基准单元的装置。

背景技术

以往，专利文献1(日本特开2000-38564号公报)记载有这种固紧装置。该现有技术以下述方式构成。

在基准单元的壳体内能沿上下方向移动地插入活塞，在该活塞的上侧形成锁闭(locking)用的弹簧室，在该弹簧室内安装沿上下方向层叠的许多个碟形弹簧。另外，在上述活塞的下侧形成进行液压油的供给及排出的释放室。使环状的插塞部分自上述壳体向上方突出。在该环状的插塞部分的外周面与可动单元的锥孔之间夹设有能沿直径方向扩大及缩小的锥形套筒。将利用规定的力向上方对该套筒施力的碟形弹簧安装在该套筒的下表面与上述壳体的外表面之间。将输出杆能沿上下方向移动地插入在上述插塞部分的筒孔中，使该输出杆与上述活塞相连结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-38564号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述的现有技术在进行固紧驱动时，上述输出杆借助卡合球使可动单元下降，从而设在该可动单元上的上述锥孔使利用上述碟形弹簧的作用力保持在上升位置的上述套筒缩径，而使该套筒与上述插塞部分紧密接触，然后使上述套筒克服上述碟形弹簧的作用力地下降规定的行程，而使可动单元的被支承面与上述壳体的支承面抵接。由此，上述现有技术在能在基准单元的壳体上沿水平方向约束可动单元且沿上下方向约束可动单元的方面是优异的，但是在如下方面仍有改善的余地。

上述现有技术的碟形弹簧的弹簧常数较大，因此不得不减小在固紧时的上述下降行程。在该情况下，为了使可动单元的被支承面与壳体的支承面可靠地抵接，需要严格管理固紧装置的构成零件的尺寸公差，由此增加上述构成零件的加工成本。

为了解决该问题，本发明人在本发明之前，考虑在上述套筒的下表面与壳体的外表面之间安装压缩螺旋弹簧，来代替安装上述碟形弹簧。该压缩螺旋弹簧的弹簧常数比碟形弹簧小，因此能够增大上述下降行程，但另一方面弹簧全长增加而使固紧装置的高度增高，而且还会新产生切屑等异物容易进入到该弹簧内的弊端。

本发明的目的在于消除上述各种弊端。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明例如如图1所示，以如下方式构成使可动单元2与基准单元1对准中心地固定于该基准单元1的固紧装置。

将活塞15能沿上下方向移动地呈密封状地插入在上述基准单元1内。在上述活塞15的上侧形成进行压力流体的供给及排出的锁闭室16，在上述活塞15的下侧形成进行压力流体的供给及排出的释放室17。使环状的插塞部分26自上述基准单元1向上方突出，该插塞部分26插入在上述可动单元2内。该固紧装置设有能沿直径方向扩大以及缩小的套筒28，将该套筒28的直线型内周面29能沿上下方向移动地支承在上述插塞部分26的外周，使上述套筒28的锥形外周面30能与设于上述可动单元2的锥孔11卡合。将使上述可动单元2向下方移动的输出杆35能沿上下方向移动地插入在上述插塞部分26的筒孔26a中，使该输出杆35与上述活塞15相连结。在上述锁闭室16的上壁16a呈凹状地形成弹簧安装孔48。将向下方对上述活塞15施力的锁簧49插入在上述弹簧安装孔48中。在上述套筒28的下方利用通孔55连通上述弹簧安装孔48和上述基准单元1的外表面。将按压构件56与上述套筒28相面对地呈密封状地插入在上述通孔55中。在该按压构件56的下侧配置由压缩螺旋弹簧构成的推进弹簧A，该推进弹簧A借助上述按压构件56以规定的力向上方对上述套筒28施力。

本发明起到如下作用效果。

采用本发明，并未将利用规定的力对套筒施力的推进弹簧的安装位置限制在该套筒的下表面与壳体的外表面之间，因此能够采用比碟形弹簧的弹簧常数小的压缩螺旋弹簧，由此，能够将固紧时的套筒的下降行程设定为比碟形弹簧的情况大的值。

另外，由于能够消除上述套筒的下表面与壳体的外表面之间的上述碟形弹簧的安装空间，所以能够相对应地减小上述插塞部分的高度。因此，在工件的机械加工时的加工力等的作用下施加于上述插塞部分的基部的弯矩减小，固紧装置的刚性提高。

而且，本发明的推进弹簧由于安装在壳体内，因此能够防止固紧装置的高度增加，而且还能防止切屑等异物进入。

在本发明中，优选沿周向大致等间隔地设有多个上述弹簧安装孔48。在该情况下，锁簧既能确保规定的作用力，又能降低整体高度。

另外，在本发明中，也可以呈环状地只形成1个上述弹簧安装孔48。

在本发明中，优选利用上述通孔55连通上述多个弹簧安装孔48中的至少1个弹簧安装孔48和上述基准单元1的外表面。

另外，更优选在本发明中，利用压缩螺旋弹簧构成上述锁簧49，将插入在与上述通孔55相连通的弹簧安装孔48中的锁簧49兼用作上述推进弹簧。由此，向上方对上述套筒施力的力可以利用1个或多个锁簧来实现，因此加大该作用力的选择自由度。

附图说明

图1表示本发明的一实施方式，是固紧装置的释放状态下的主视剖视图。

附图标记说明

1、基准单元(固紧器随行夹具)；2、可动单元(工件随行夹具)；11、锥孔；15、活塞；16、锁闭室；16a、上壁；17、释放室；26、插塞部分；26a、筒孔；28、套筒；29、直线型内周面；30、锥形外周面；35、输出杆；48、弹簧安装孔；49、锁簧；55、通孔；56、按压构件；A、推进弹簧。

具体实施方式

下面，利用图1说明本发明的一实施方式。

在作为基准单元的固紧器随行夹具1的上侧配置作为可动单元的工件随行夹具2。在上述工件随行夹具2的上表面上利用另一固紧装置能装卸地配置多个工件(均未图示)。并且，图1表示在上述固紧器随行夹具1上安装有上述工件随行夹具2的状态。

上述固紧器随行夹具1具备底板3和壳体5，该壳体5利用多个螺栓4(这里仅示出1根)固定在该底板3上。

在上述工件随行夹具2的凹部7的大径部中插入有填隙构件8和环状构件9，这些填隙构件8和环状构件9利用多个螺栓10(这里仅示出1根)固定在工件随行夹具2中。在上述环状构件9上从下侧依次形成有定位用的锥孔11和固紧用的被卡定部12。上述环状构件9的内周部向下突出，利用该环状突出部的下表面构成被支承面T。

在上述壳体5的下部内能沿上下方向移动地以密封状插入有活塞15。在该活塞15的上侧形成有锁闭室16，在上述活塞的下侧形成有释放室17。上述锁闭室16借助后述的第1弹簧安装孔51和通路19与第1口部21相连通。另外，释放室17与第2口部22相连通。分别向上述第1口部21和第2口部22供给压缩空气或自这些口部排出压缩空气。

环状的插塞部分26自上述壳体5向上方一体地突出，该插塞部分26插入在上述工件随行夹具2的上述环状构件9内。

在上述插塞部分26的下部的外周侧，壳体5的外表面向上突出，利用该环状突出部的上表面构成环状的支承面S。

在上述插塞部分26的靠下方部的外周配置有能沿直径方向扩大以及缩小的套筒28。上述套筒28的直线型内周面29能沿上下方向移动地支承于插塞部分26的外周面。另外，上述套筒28的锥形外周面30能与上述工件随行夹具2的上述锥孔11卡合。这里，通过在上述套筒28的周壁的一部分形成狭缝31，能够使上述直线型内周面29和锥形外周面30沿直径方向扩大以及缩小。另外，在本实施方式中，上述套筒28在作用于锥形外周面30的外力的作用下缩径，在解除了该外力时，该套筒28利用本身的弹性复原力扩径。

上述套筒28的下部插入在环状凹槽33中，该环状凹槽33形成在上述支承面S的半径方向的内侧。

在上述插塞部分26的筒孔26a中能沿上下方向移动地插入有输出杆35。该输出杆35利用螺栓36与上述活塞15相连结。在上述插塞部分26的周壁的中途高度部沿周向隔开规定间隔地形成有多个通孔38，卡合球39能移动到半径方向外侧的卡合位置(未图示)和半径方向内侧的卡合解除位置地支承在各通孔38中。在上述输出杆35的外周面的上部与上述各卡合球39相对应地以上下相连的方式形成有推压面41和退避槽42。

另外，为了在由供给到上述锁闭室16内的压缩空气产生的下降力的基础上，向下方对上述活塞15施力，设有多个弹簧安装孔48和多个锁簧49。

上述弹簧安装孔48具有：6个第1安装孔51，其沿周向大致等间隔地呈凹状设于锁闭室16的上壁16a；6个第2安装孔52，其沿周向大致等间隔地呈凹状设于上述活塞15。在上述第1安装孔51的底壁与第2安装孔52的底壁之间插入有由压缩螺旋弹簧构成的上述锁簧49。

在上述6个第1安装孔51中的3个第1安装孔51中，配置有用于以规定的力向上方推上述套筒28的推进部件。

即，在上述套筒28的下方形成有沿上下方向连通上述壳体5的外表面和上述第1安装孔51的通孔55。在该通孔55中借助封闭用具57呈密封状地插入有按压构件56，该按压构件56的上端自上述套筒28的下侧与该上述套筒28相面对。上述锁簧49的上端与设在上述按压构件56的下部的弹簧支架59抵接。由此，该锁簧49借助上述按压构件56以规定的力向上方对上述套筒28施力。即，该锁簧49兼用作以规定的力对上述套筒28施力的推进弹簧A。

另外，利用设于上述插塞部分26的止动环61阻止上述套筒28向上方移动规定量以上。

此外，还设有清洁上述固紧装置的嵌合面彼此的部件。即，上述壳体5设有清洁用压缩空气的供给口65，并且在上述输出杆35的上端部分朝向斜上方地设有喷出口66。上述供给口65和上述喷出口66由上述输出杆35内的横向路径67和纵向路径68连通。另外，在上述壳体5的支承面S上开设有落位检测用的喷嘴70。

上述固紧装置以下述方式工作。在图1的状态下，自锁闭室16排出压缩空气，并且向释放室17供给压缩空气。由此，上述活塞15在该释放室的压力的作用下，克服锁簧49地使输出杆35上升，上述各卡合球39面对退避槽42而能够向图示的卡合解除位置移动。另外，兼用作推进弹簧A的锁簧49的作用力经由按压构件56而将上述套筒28保持在上升位置。并且，如上述图1所示，在上述工件随行夹具2相对于上述固紧器随行夹具1下降了时，上述凹部7的顶壁7a与上述输出杆35的上表面抵接，该输出杆35接住上述工件随行夹具2。

当在上述图1的状态下自释放室17排出压缩空气，并且向锁闭室16供给压缩空气时，该锁闭室16的气压和锁簧49的作用力经由活塞15使输出杆35强有力地下降。于是，首先，上述工件随行夹具2追随该输出杆35的下降而在自重的作用下下降，上述环状构件9的上述锥孔11与套筒28的锥形外周面30抵接。由此，上述工件随行夹具2借助上述套筒28和按压构件56使作为推进弹簧A的锁簧49稍稍压缩，并且使上述锥孔11沿水平方向进行调心移动，使该锥孔11的轴心与上述插塞部分26的轴心对齐。

大概与此同时地，上述输出杆35的上述各推压面41向半径方向外侧的卡合位置推上述各球39，该半径方向的推压力经由上述被卡定部12转换成朝下的力，利用该朝下的力使上述工件随行夹具2强有力地下降。于是，上述环状构件9的锥孔11与上述套筒28的锥形外周面30强有力地锥形卡合而使该套筒28缩径，使上述锥孔11的轴心与上述插塞部分26的轴心精密地对齐，并且使上述套筒28克服作为推进弹簧的上述锁簧49的作用力地进一步下降，上述被支承面T由上述支承面S接住。由此，借助上述套筒28的锥形外周面30利用插塞部分26沿水平方向约束上述工件随行夹具2，并且利用上述支承面S沿上下方向约束上述工件随行夹具2，结果，能够将上述工件随行夹具2精密且强有力地定位固定在上述固紧器随行夹具1上。

另外，固紧装置能够按照与上述次序相反的次序从上述固紧状态向图1的固紧解除状态切换。

上述实施方式有如下优点。

由于能够消除上述套筒28的下表面与壳体5的外表面之间的以往技术的碟形弹簧的安装空间，所以相对应地能够减小上述插塞部分26的高度。因此，在工件的机械加工时的加工力等的作用下施加于上述插塞部分26的基部的弯矩减小，固紧装置的刚性提高。

另外，上述实施方式能够变更为如下形态。

上述多个弹簧安装孔48也可以代替例示的6个而具有2个至5个、或7个以上。另外，兼用作推进弹簧的锁簧49只要至少具有1个即可。另外，设于上述活塞15的上述第2安装孔52也可以省略设置。

上述弹簧安装孔48可以代替沿周向配置多个的结构地构成为如下结构。即，弹簧安装孔由形成于锁闭室16的上壁16a的1个环状的第1安装孔、和形成于活塞15的1个环状的第2安装孔构成。在上述第1安装孔和第2安装孔中至少插入1个大径的由压缩螺旋弹簧构成的锁簧。利用上述通孔55连通上述第1安装孔的底壁(图中的上表面)的一部分和壳体5的外表面。利用另一个由压缩螺旋弹簧构成的推进弹簧向上方对呈密封状地插入在上述通孔55中的按压构件56施力。

上述套筒28并不限定于例示的环状体，也可以是环状地排列多个分离体而成的结构。另外，上述固紧装置的卡合用具也可以代替例示的与由锥孔构成的被卡定部12卡合的球39，采用在摩擦力、塑性变形力的作用下与直线型卡定孔卡合的弹簧筒(collet)。

锁闭及释放用的压力流体可以代替压缩空气而采用氮气等，也可以是液压油等液体。

上述基准单元也可以代替例示的固紧器随行夹具1而采用加工中心、各种机械的工作台。另外，上述可动单元也可以代替例示的工件随行夹具2而采用工件。上述基准单元和可动单元也可以上下颠倒地配置，且也可以代替例示的沿上下方向相连结的结构而采用沿水平方向或倾斜方向相连结的结构。

另外，本发明的固紧装置并不限定于工件随行夹具、工件的固紧用途，当然也能用于模具、附属装置等的固紧。

另外，本发明当然可以在本领域技术人员所能想到的范围内进行其他变更。

Claims

1.一种固紧装置，其构成为使可动单元(2)与基准单元(1)对准中心而将该可动单元(2)固定于该基准单元(1)，该固紧装置的特征在于，

该固紧装置包括：

活塞(15)，其能沿上下方向移动地呈密封状地插入在所述基准单元(1)内；

锁闭室(16)，其形成在所述活塞(15)的上侧，被供给及排出压力流体；

释放室(17)，其形成在所述活塞(15)的下侧，被供给及排出压力流体；

环状的插塞部分(26)，其自所述基准单元(1)向上方突出并插入在所述可动单元(2)内；

套筒(28)，其具有：直线型内周面(29)，其能沿上下方向移动地支承在所述插塞部分(26)的外周；锥形外周面(30)，其与设于所述可动单元(2)的锥孔(11)卡合，该套筒(28)能够沿直径方向扩大以及缩小；

输出杆(35)，其能沿上下方向移动地插入在所述插塞部分(26)的筒孔(26a)中，并且该输出杆(35)与所述活塞(15)相连结而使所述可动单元(2)向下方移动；

弹簧安装孔(48)，其呈凹状地形成于所述锁闭室(16)的上壁(16a)；

锁簧(49)，其插入在所述弹簧安装孔(48)中并向下方对所述活塞(15)施力；

通孔(55)，其在所述套筒(28)的下方连通所述基准单元(1)的外表面和所述弹簧安装孔(48)；

按压构件(56)，其与所述套筒(28)相面对地呈密封状地插入在所述通孔(55)中；

推进弹簧(A)，其由压缩螺旋弹簧构成，配置在该按压构件(56)的下侧，并借助所述按压构件(56)以规定的力向上方对所述套筒(28)施力。

2.根据权利要求1所述的固紧装置，其特征在于，

该固紧装置沿周向大致等间隔地设有多个所述弹簧安装孔(48)。

3.根据权利要求1所述的固紧装置，其特征在于，

该固紧装置呈环状地只形成有1个所述弹簧安装孔(48)。

4.根据权利要求2所述的固紧装置，其特征在于，

利用所述通孔(55)连通所述多个弹簧安装孔(48)中的至少1个弹簧安装孔(48)和所述基准单元(1)的外表面。

5.根据权利要求4所述的固紧装置，其特征在于，

利用压缩螺旋弹簧构成所述锁簧(49)，将插入在与所述通孔(55)相连通的弹簧安装孔(48)中的锁簧(49)兼用作所述推进弹簧(A)。