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JP2014008598A5 - - Google Patents

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JP2014008598A5
JP2014008598A5 JP2012159032A JP2012159032A JP2014008598A5 JP 2014008598 A5 JP2014008598 A5 JP 2014008598A5 JP 2012159032 A JP2012159032 A JP 2012159032A JP 2012159032 A JP2012159032 A JP 2012159032A JP 2014008598 A5 JP2014008598 A5 JP 2014008598A5
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上記の目的を達成するため、クランプ装置を、特許請求の範囲に記載された各発明に示すように構成した。
動作異常の検出は、圧力スイッチによって加圧エアの圧力を検出することに代えて、流量スイッチによって加圧エアの流量を検出するようにしてもよい。
前記ベースプレート1の取付け穴1aを省略してもよい。この場合、下ハウジング3の下面が封止具(図示せず)を介してベースプレート1の上面に固定される。
前記駆動機構は、例示した油圧シリンダ10に代えて空圧シリンダであってもよい。流体圧シリンダは、例示した複動式に代えて、圧力流体でロック駆動すると共にバネ力でリリース駆動する場合と、バネ力でロック駆動すると共に圧力流体でリリース駆動する場合が考えられる。
クランプ装置は、上下方向に配置することに代えて、上下逆に配置したり横向きに配置したり斜め向きに配置してもよい。
本発明が適用される被固定物は、例示したワーク17に代えてワークパレットや金型などであってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
前述した目的を達成するため、本発明は、例えば、図1から図3、又は図7、図9から図12、図13Aと図13B、図14、図15Aから図18、図20にそれぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成した。
被固定物17の穴18に挿入されて当該穴18の内周面をグリップ可能な係合部材20は、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材によって構成される。上記の係合部材20の内周にクランプロッド15の楔部32が先端側から係合される。上記クランプロッド15を軸心方向へ移動させるピストン12は、上記クランプロッド15に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド55を有する。上記係合部材20とクランプロッド15とピストン12とがハウジング2に設けられる。上記ハウジング2内には、上記ピストンロッド55又は上記クランプロッド15によって操作される弁機構76が配置される。その弁機構76は、上記ピストン12の全ストロークTのうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン12が移動したときに開弁または閉弁される。上記弁機構76の入口86に加圧エアを供給可能に構成した。
なお、上記構成において、前記の加圧エアとしては、異常検出のために専用に供給される加圧エアや、前記の隣り合う複数の係合部材同士の間の隙間などをブローするために供給されるクリーニング用の加圧エア等が考えられる。
本発明は、上記のように構成されることから、次の作用効果を奏する。
ワーク等の被固定物が未搬入の状態(又は、上記の被固定物が所定位置に搬入されていない状態)や、搬入された被固定物の穴の内径が許容範囲よりも大きい状態などで、クランプ装置をロック駆動した場合(以下、「空クランプ」ともいう)には、係合部材は、クランプロッドの楔部によって半径方向の外方へ移動されるものの、被固定物の穴の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。その過度な拡径状態では、上記のクランプロッド及びピストン12は、上記の係合部材を置き残して基端方向へ移動していく。
そして、上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域(下限領域)としての異常ストローク領域へ下降したときに、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させる。
すると、弁機構の入口に供給された加圧エアの圧力は、設定圧力よりも低下するか又は設定圧力に上昇する(又は加圧エアの出口流量が設定値よりも多くなるか又は設定値よりも少なくなる)ので、その状態の変化を検出することにより、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。
また、クランプ装置で被固定物を固定したロック状態において、例えば、金属疲労などによって、クランプロッドの途中高さ部が破断した場合には、その破断したクランプロッドの下半部とピストンが係合部材を置き残して下降していく。上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域(下限領域)としての異常ストローク領域へ下降したときに、上記の空クランプ時と同様に、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させるので、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。
さらには、係合部材に設けたグリップ部などの欠損に気付かないままでクランプ装置をロック駆動すると、係合部材は、被固定物の穴の内周面に受け止められずに過度に拡径し、上記穴の内周面にグリップ力を殆ど作用させない。そのグリップ異常状態では、クランプロッド及びピストンが上記係合部材を置き残して下降していく。上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域(下限領域)としての異常ストローク領域へ下降したときに、上記の空クランプ時と同様に、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させるので、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。
また、本発明によれば、クランプロッドに連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド又は上記クランプロッドが、弁機構を開弁または閉弁させるように構成したので、その弁機構を上記ピストンロッド又はクランプロッドの外周空間に配置することが可能となり、前記ハウジング内の余剰空間を有効に利用してクランプ装置をコンパクトに造れる。
本発明では、例えば、前述した各図面に示すように、下記のように構成することが好ましい。
即ち、前記係合部材20を所定の力で先端方向へ押す支持機構49を設ける。その支持機構49には、上記の係合部材20と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材21を設ける。その支持部材21の筒孔内に前記クランプロッド15を挿入する。
この場合、クランプ装置のロック駆動時に、支持機構の押力によって支持部材を介して係合部材を先端方向の所定位置に保持できるので、クランプロッドの楔部が係合部材を確実にロック駆動できる。
本発明では、例えば、図1から図3、又は図7、図13Aと図13Bにそれぞれ示すように、先端方向へ突出された前記ピストンロッド55に、前記ピストン12が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁機構76を開弁または閉弁する操作部89を設けることが好ましい。
この場合、クランプ異常の検出装置を簡素に構成できるので、クランプ装置をコンパクトに造れる。
本発明では、例えば、図1から図3に示すように、下記のように構成することが好ましい。
前記ハウジング2のシリンダ孔11と前記ピストンロッド55との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構76の弁部材78を筒状に形成する。前記の環状空間に前記の筒状の弁部材78を軸心方向へ移動可能かつ保密状に挿入する。前記シリンダ孔11の段部83の基端側に設けた環状端面84に前記弁機構76の入口86を開口すると共に、その入口86に前記弁部材78を基端側から対面可能に構成する。その弁部材78の先端側の端面に弁面81を設ける。
この場合も、弁機構を簡素に構成できるので、クランプ装置をコンパクトに造れる。
本発明では、例えば、図5に示すように、下記のように構成することが好ましい。
前記ハウジング2のシリンダ孔11と前記ピストンロッド55との間に環状の仕切り壁101を保密状に挿入する。その環状の仕切り壁101の筒孔と前記ピストンロッド55との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構76の弁部材78を筒状に形成する。前記の環状空間に前記の筒状の弁部材78を軸心方向へ移動可能に挿入する。前記シリンダ孔11の段部83の基端側に設けた環状端面84に前記弁機構76の入口86を開口すると共に、その入口86に前記弁部材78を基端側から対面可能に構成する。その弁部材78の先端側の端面に弁面81を設ける。
この場合、クランプ装置のロック駆動時に、上記仕切り壁によってロック用の圧力流体の圧力が弁部材に作用するのを防止できる。このため、弁部材を円滑に開弁または閉弁でき、クランプ装置の動作異常を確実に検出できる。
本発明では、例えば、図7又は図8に示すように、下記のように構成してもよい。
前記ピストンロッド55の外周側で前記ハウジング2に、前記弁機構76の弁室77を、当該ピストンロッド55と平行状に形成する。その弁室77に弁部材78を揺動可能で保密状に挿入する。その弁部材78を閉弁方向へ付勢する弾性体112を設ける。上記弁室77に前記弁機構76の入口86を開口すると共に、その入口86に対面する弁面81を前記弁部材78に設ける。前記弁部材78を前記ピストンロッド55へ向けて半径方向の内方へ突出させ、その突出部に、前記操作部89に所定の間隔をあけて対面する被操作部99を設ける。
本発明では、例えば、図9から図12、又は図15Aから図18に示すように、下記のように構成してもよい。
前記クランプロッド15に、前記弁機構76を開弁または閉弁する操作部89を設けると共に、その操作部89が軸心方向に接当可能な被操作部99を前記支持部材21に設ける。前記ピストン12が前記の終期ストローク領域に移動したときには、前記操作部89が前記の被操作部99を介して前記弁機構76を開弁または閉弁するように構成する。
本発明では、例えば、上記の図9から図12、又は図15Aから図18に示すように、下記のように構成することが好ましい。
前記ピストン12のロック駆動時に、前記の被固定物17の穴18の内周面に対して前記係合部材20がスリップした場合には、前記ピストン12が前記クランプロッド15の前記楔部32と前記係合部材20と前記支持部材21を介して前記弁機構76を開弁または閉弁すると共に、前記操作部89と前記被操作部99との間に所定の操作ストロークDを設けるように構成する。前記の操作ストロークDの寸法を前記ピストン12の前記の終期ストローク領域の寸法よりも小さい値に設定し、そのピストン12が終期ストローク領域へ移動したときには、前記操作部89が前記被操作部99を介して前記弁機構76を開弁または閉弁する。
本発明では、例えば、図14に示すように、前記ハウジング2のシリンダ孔11の内周面に前記弁機構76の入口86を開口すると共に、前記ピストンロッド55に上記入口86を開閉する弁面81を設けてもよい。
本発明では、例えば、図20に示すように、前記支持部材21と前記クランプロッド15の両者のうちの一方に前記弁機構76の弁座88を設けると共に前記両者のうちの他方に当該弁機構76の弁面81を設け、前記ピストン12が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁座88に前記弁面81が接当するように構成してもよい。

Claims (11)

  1. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し
    前記ハウジング(2)のシリンダ孔(11)と前記ピストンロッド(55)との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構(76)の弁部材(78)を筒状に形成し、前記の環状空間に前記の筒状の弁部材(78)を軸心方向へ移動可能かつ保密状に挿入し、
    前記弁部材(78)の弁面(81)は、前記シリンダ孔(11)の段部(83)の基端側に設けた環状端面(84)に基端側から閉止接当可能に構成されると共に、前記ピストン(12)が前記ロック方向の終期ストローク領域に移動したときに前記ピストンロッド(55)又は前記クランプロッド(15)によって前記環状端面(84)から基端方向へ離間され、前記弁機構(76)の前記入口(86)に供給された加圧エアが上記の離間された隙間を通って出口(91)へ排出されるように構成した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  2. 請求項1のクランプ装置において、
    前記係合部材(20)を所定の力で先端方向へ押す支持機構(49)であって、当該係合部材(20)と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材(21)を有する支持機構(49)を備え、
    前記支持部材(21)の筒孔内に前記クランプロッド(15)を挿入した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  3. 請求項2のクランプ装置において、
    先端方向へ突出された前記ピストンロッド(55)に、前記ピストン(12)が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁機構(76)を開弁する操作部(89)を設けた、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  4. 請求項のクランプ装置において、
    記環状端面(84)に前記弁機構(76)の前記入口(86)を開口した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  5. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    前記ハウジング(2)のシリンダ孔(11)と前記ピストンロッド(55)との間に環状の仕切り壁(101)を保密状に挿入し、その環状の仕切り壁(101)の筒孔と前記ピストンロッド(55)との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構(76)の弁部材(78)を筒状に形成し、前記の環状空間に前記の筒状の弁部材(78)を軸心方向へ移動可能に挿入し、
    前記弁部材(78)の弁面(81)は、前記シリンダ孔(11)の段部(83)の基端側に設けた環状端面(84)に基端側から閉止接当可能に構成されると共に、前記ピストン(12)が前記ロック方向の終期ストローク領域に移動したときに前記ピストンロッド(55)又は前記クランプロッド(15)によって前記環状端面(84)から基端方向へ離間され、前記弁機構(76)の前記入口(86)に供給された加圧エアが上記の離間された隙間を通って出口(91)へ排出されるように構成した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  6. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    先端方向へ突出された前記ピストンロッド(55)に、前記ピストン(12)が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁機構(76)を開弁または閉弁する操作部(89)を設け、
    前記ピストンロッド(55)の外周側で前記ハウジング(2)に、前記弁機構(76)の弁室(77)を、当該ピストンロッド(55)と平行状に形成し、その弁室(77)に弁部材(78)を揺動可能で保密状に挿入し、その弁部材(78)を閉弁方向へ付勢する弾性体(112)を設け、
    上記弁室(77)に前記弁機構(76)の入口(86)を開口すると共に、その入口(86)に対面する弁面(81)を前記弁部材(78)に設け、
    前記弁部材(78)を前記ピストンロッド(55)へ向けて半径方向の内方へ突出させ、その突出部に、前記操作部(89)に所定の間隔をあけて対面する被操作部(99)を設ける、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  7. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    前記係合部材(20)を所定の力で先端方向へ押す支持機構(49)であって、当該係合部材(20)と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材(21)を有する支持機構(49)を備え、
    前記クランプロッド(15)に、前記弁機構(76)を開弁または閉弁する操作部(89)を設けると共に、その操作部(89)が軸心方向に接当可能な被操作部(99)を前記支持部材(21)に設け、
    前記ピストン(12)が前記の終期ストローク領域に移動したときには、前記操作部(89)が前記の被操作部(99)を介して前記弁機構(76)を開弁または閉弁するように構成した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  8. 請求項7のクランプ装置において、
    前記ピストン(12)のロック駆動時に、前記の被固定物(17)の穴(18)の内周面に対して前記係合部材(20)がスリップした場合には、前記ピストン(12)が前記クランプロッド(15)の前記楔部(32)と前記係合部材(20)と前記支持部材(21)を介して前記弁機構(76)を開弁または閉弁すると共に、前記操作部(89)と前記被操作部(99)との間に所定の操作ストローク(D)を設けるように構成し、
    前記の操作ストローク(D)の寸法を前記ピストン(12)の前記の終期ストローク領域の寸法よりも小さい値に設定し、そのピストン(12)が終期ストローク領域へ移動したときには、前記操作部(89)が前記被操作部(99)を介して前記弁機構(76)を開弁または閉弁する、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  9. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    前記ハウジング(2)のシリンダ孔(11)の内周面に前記弁機構(76)の入口(86)を開口すると共に、前記ピストンロッド(55)に上記入口(86)を開閉する弁面(81)を設けた、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  10. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    前記係合部材(20)を所定の力で先端方向へ押す支持機構(49)であって、当該係合部材(20)と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材(21)を有する支持機構(49)を備え、
    前記支持部材(21)の筒孔内に前記クランプロッド(15)を挿入し、
    前記支持部材(21)と前記クランプロッド(15)の両者のうちの一方に前記弁機構(76)の弁座(88)を設けると共に前記両者のうちの他方に当該弁機構(76)の弁面(81)を設け、
    前記ピストン(12)が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁座(88)に前記弁面(81)が接当するように構成した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
  11. 被固定物(17)の穴(18)に挿入されて当該穴(18)の内周面をグリップ可能な係合部材(20)であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材(20)の内周に先端側から係合される楔部(32)を有するクランプロッド(15)と、そのクランプロッド(15)を軸心方向へ移動させるピストン(12)であって上記クランプロッド(15)に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド(55)を有するピストン(12)と、上記係合部材(20)とクランプロッド(15)とピストン(12)とが設けられるハウジング(2)と、を備え、
    上記ピストンロッド(55)又は上記クランプロッド(15)によって操作されるように上記ハウジング(2)内に配置した弁機構(76)であって、上記ピストン(12)の全ストローク(T)のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン(12)が移動したときに開弁または閉弁される弁機構(76)を備え、
    上記弁機構(76)の入口(86)に加圧エアを供給可能に構成し、
    前記係合部材(20)を所定の力で先端方向へ押す支持機構(49)であって、当該係合部材(20)と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材(21)を有する支持機構(49)を備え、
    前記支持部材(21)の筒孔内に前記クランプロッド(15)を挿入し、
    前記ハウジング(2)には、前記ピストンロッド(55)が挿入されるロッド孔(3a)が形成され、
    前記ロッド孔(3a)の周壁には、前記支持部材(21)と前記弁機構(76)とに対向する貫通孔(107)が軸心方向に形成され、
    前記ピストン(12)のロック駆動時に、前記被固定物(17)の穴(18)の内周面に対して前記係合部材(20)がスリップした場合に、前記係合部材(20)及び前記支持部材(21)の基端方向への移動に応じて前記弁機構(76)を開弁する操作ピン(108)を前記貫通孔(107)に挿入した、
    ことを特徴とするクランプ装置。
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