JP2018043324A - Swivel type clamp - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、クランプアームを旋回させると共に下降させることによりクランプ対象物を固定する旋回式クランプに関する。 The present invention relates to a swivel clamp that fixes a clamp object by swiveling and lowering a clamp arm.
この種の旋回式クランプには、従来では、特許文献１(日本国・特開２００４−１１６３号公報)に記載されたものがある。
ハウジングにクランプロッドが上下方向に移動可能で、かつ、軸心回りに旋回可能に挿入される。クランプロッドの下端部が、ハウジングの下壁に形成された挿入孔に挿入される。その挿入孔の内壁とクランプロッドの下端部との間に旋回機構が設けられる。ハウジングとクランプロッドの外周部との間に環状ピストンが上下方向に移動可能に挿入される。クランプロッドの外周面とピストンの内周面との間にラジアルベアリングとしての係合ボールが配置される。ピストンの上面とハウジングの上壁との間に圧縮バネが装着される。そして、旋回式クランプをクランプ駆動するときに、その圧縮バネがクランプロッドを下方へ押動させると、クランプロッドが旋回機構によって旋回されながら下降されていく。
Conventionally, this type of swivel clamp has been described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-1163.
A clamp rod is inserted into the housing so as to be movable in the vertical direction and pivotable about the axis. The lower end portion of the clamp rod is inserted into an insertion hole formed in the lower wall of the housing. A turning mechanism is provided between the inner wall of the insertion hole and the lower end of the clamp rod. An annular piston is inserted between the housing and the outer periphery of the clamp rod so as to be movable in the vertical direction. An engagement ball as a radial bearing is disposed between the outer peripheral surface of the clamp rod and the inner peripheral surface of the piston. A compression spring is mounted between the upper surface of the piston and the upper wall of the housing. When the rotary clamp is driven to clamp, if the compression spring pushes the clamp rod downward, the clamp rod is lowered while being turned by the turning mechanism.
上記の従来技術は次の改良の余地があった。
上記の従来技術では、クランプロッドの外周面とピストンの内周面との間に係合ボールが配置される。このため、圧縮バネの下方への押圧力がピストンを介してクランプロッドに作用していない状態で、クランプロッドが旋回される場合には、クランプロッドの外周部とピストンの内周部との間にコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しないので、クランプロッドがピストンに対して円滑に旋回される点で優れる。
しかしながら、圧縮バネがピストンを介してクランプロッドを下方へ押圧した状態で、クランプロッドが旋回する場合には、ピストンの基端面とクランプロッドの先端面とによって係合ボールが上下から強力に挟み込まれた状態となる。この状態で、クランプロッドの外周面とピストンの内周面との間で係合ボールが転動されると、係合ボールとピストンおよびクランプロッドとの接触箇所に大きなスベリ摩擦が作用する。このため、そのスベリ摩擦がクランプロッドの旋回動作の抵抗力となっていた。従って、旋回式クランプのクランプロッドの旋回動作を円滑にする点で改良の余地があった。
本発明の目的は、旋回式クランプのクランプロッドの旋回動作を円滑にすることにある。
The above prior art has room for improvement as follows.
In the above prior art, the engagement ball is disposed between the outer peripheral surface of the clamp rod and the inner peripheral surface of the piston. For this reason, when the clamp rod is turned in a state in which the downward pressing force of the compression spring does not act on the clamp rod via the piston, it is between the outer periphery of the clamp rod and the inner periphery of the piston. In this case, only the frictional friction is applied and the sliding friction is hardly applied, which is excellent in that the clamp rod is smoothly swung with respect to the piston.
However, when the clamp rod turns with the compression spring pressing the clamp rod downward through the piston, the engagement ball is strongly sandwiched between the base end surface of the piston and the tip end surface of the clamp rod. It becomes a state. In this state, when the engagement ball rolls between the outer peripheral surface of the clamp rod and the inner peripheral surface of the piston, a large sliding friction acts on the contact portion between the engagement ball, the piston, and the clamp rod. For this reason, the sliding friction has become a resistance force of the turning motion of the clamp rod. Therefore, there is room for improvement in terms of smoothing the turning operation of the clamp rod of the turning clamp.
An object of the present invention is to facilitate the turning operation of a clamp rod of a turning clamp.
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から３または図４に示すように、旋回式クランプを次のように構成した。
ハウジング１内にクランプロッド５が軸方向に移動可能で、かつ、軸心回りに旋回可能で保密状に挿入される。そのクランプロッド５が、前記ハウジング１の基端壁（１ｂ）に形成された挿入孔１０ａに挿入される。前記支持筒１０に周方向に所定の間隔あけて形成される支持孔１６に係合具１５が回転可能に支持される。その係合具１５が、前記クランプロッド５の外周部に形成されるガイド溝１２に挿入される。前記ハウジング１と前記クランプロッド５の外周部との間に環状の進退用のピストン２１が保密状に挿入される。前記クランプロッド５の途中高さ部からフランジ部５ｂが半径方向に突設される。そのフランジ部５ｂの先端面と前記ピストン２１の基端面との間に軸受け部材２５が周方向に転動可能に配置される。前記進退用のピストン２１に作用させた圧力流体の軸方向への押圧力が軸受け部材２５によって前記フランジ部５ｂに伝達される。前記進退用のピストン２１が軸方向へ移動されるときに、前記ボール１５と前記ガイド溝１２とによって前記クランプロッド５が旋回されながら軸方向に移動される移動される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, for example, as shown in FIG. 1 to FIG. 3 or FIG.
A clamp rod 5 can be moved in the axial direction in the housing 1 and can be swung around the axis so as to be tightly inserted. The clamp rod 5 is inserted into an insertion hole 10 a formed in the proximal end wall (1 b) of the housing 1. An engagement tool 15 is rotatably supported in a support hole 16 formed in the support cylinder 10 at a predetermined interval in the circumferential direction. The engaging tool 15 is inserted into a guide groove 12 formed on the outer periphery of the clamp rod 5. An annular advance / retreat piston 21 is inserted between the housing 1 and the outer periphery of the clamp rod 5 in a tightly packed manner. A flange portion 5b is projected in a radial direction from a height portion in the middle of the clamp rod 5. A bearing member 25 is disposed between the distal end surface of the flange portion 5b and the proximal end surface of the piston 21 so as to be able to roll in the circumferential direction. A pressing force in the axial direction of the pressure fluid applied to the advancing / retreating piston 21 is transmitted to the flange portion 5b by the bearing member 25. When the advancing / retreating piston 21 is moved in the axial direction, the clamp rod 5 is moved by the ball 15 and the guide groove 12 while being moved in the axial direction.
本発明は、次のような作用効果を奏する。
上記の進退用のピストンが軸受け部材を介してクランプロッドを軸方向の基端側へ移動させることにより、クランプロッドが前記係合具とガイド溝とによって旋回される。このとき、進退用のピストンの基端面とクランプロッドのフランジ部の先端面との間で軸受け部材が軸方向の荷重を受けながら周方向に転動する。これにより、進退用のピストンの基端面と軸受け部材との間、および、軸受け部材とクランプロッドのフランジ部の先端面との間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しない。その結果、進退用のピストンが軸受け部材を介してクランプロッドを軽い力で円滑に旋回させることができる。
The present invention has the following effects.
The advancing / retreating piston moves the clamp rod toward the proximal end side in the axial direction via the bearing member, whereby the clamp rod is turned by the engagement tool and the guide groove. At this time, the bearing member rolls in the circumferential direction while receiving an axial load between the proximal end surface of the piston for advancement and retraction and the distal end surface of the flange portion of the clamp rod. As a result, between the base end surface of the piston for advancing and retreating and the bearing member, and between the bearing member and the tip end surface of the flange portion of the clamp rod, almost only the frictional friction acts and the sliding friction hardly acts. . As a result, the advancing / retreating piston can smoothly turn the clamp rod with a light force via the bearing member.
本発明は、下記（１）および（２）の構成を加えることが好ましい。
（１）前記クランプロッド５の前記フランジ部５ｂの先端面に第１溝３６が周方向に形成される。前記第１溝３６に対面するように第２溝３７が前記ピストン２１の基端面に周方向に形成される。前記係合ボール２５が前記第１溝３６と第２溝３７との間に配置される。
この場合、係合ボールと第１溝および第２溝とが広い面積で接触するので、その接触箇所の面圧を低くできる。このため、ピストンや係合ボールやクランプロッドの耐久性が高くなり、旋回式クランプの寿命が長くなる。
In the present invention, the following configurations (1) and (2) are preferably added.
(1) The 1st groove | channel 36 is formed in the front end surface of the said flange part 5b of the said clamp rod 5 in the circumferential direction. A second groove 37 is formed on the base end surface of the piston 21 in the circumferential direction so as to face the first groove 36. The engagement ball 25 is disposed between the first groove 36 and the second groove 37.
In this case, since the engagement ball and the first groove and the second groove are in contact with each other over a wide area, the contact pressure at the contact location can be reduced. For this reason, durability of a piston, an engagement ball | bowl, and a clamp rod becomes high, and the lifetime of a turning type clamp becomes long.
（２） 前記進退用のピストン２１の先端側であって、前記ハウジング１と前記クランプロッド５の外周部との間に環状の倍力用のピストン４３が軸方向に移動可能に挿入される。前記倍力用のピストン４３に作用させた圧力流体の力を倍力機構４０によって倍力変換して前記クランプロッド５に伝達する。前記倍力機構４０は、案内溝４６と係合部材４７と倍力部５０と伝達部５２とを有する。前記ハウジング１の先端壁１ａから基端側に突設される筒部材４５の基端部に、案内溝４６が周方向に所定の間隔をあけて半径方向に形成される。前記案内溝４６に係合部材４７が半径方向へ移動可能に挿入される。前記倍力用のピストン４３の内周孔に倍力部５０が先端側に向うにつれて軸心から遠ざかるように形成され、その倍力部５０が前記係合部材４７に当接可能となっている。前記クランプロッド５の外周部に周方向に所定の間隔をあけて設けられる伝達部５２が、上方に向かうにつれて軸心に近づくように形成される。その伝達部５２が前記係合部材４７に当接可能となっている。 (2) An annular boosting piston 43 is inserted between the housing 1 and the outer periphery of the clamp rod 5 so as to be movable in the axial direction, on the distal end side of the piston 21 for advancement and retraction. The force of the pressure fluid applied to the booster piston 43 is converted by the booster mechanism 40 and transmitted to the clamp rod 5. The booster mechanism 40 includes a guide groove 46, an engagement member 47, a booster unit 50, and a transmission unit 52. A guide groove 46 is formed in the radial direction at a predetermined interval in the circumferential direction at the proximal end portion of the cylindrical member 45 protruding from the distal end wall 1a of the housing 1 to the proximal end side. An engaging member 47 is inserted into the guide groove 46 so as to be movable in the radial direction. The booster portion 50 is formed in the inner peripheral hole of the booster piston 43 so as to move away from the axial center as it goes to the front end side, and the booster portion 50 can come into contact with the engaging member 47. . A transmission portion 52 provided on the outer peripheral portion of the clamp rod 5 at a predetermined interval in the circumferential direction is formed so as to approach the axial center as it goes upward. The transmission part 52 can come into contact with the engagement member 47.
本発明の第１実施形態を図１および図２によって説明する。
まず、図１に基づいて上記の旋回式クランプの全体構造を説明する。
固定台としてのテーブルＴにハウジング１が複数のボルト(図示せず)によって固定される。そのハウジング１は、上壁（先端壁）１ａと下壁（基端壁）１ｂと上下方向へ延びる胴壁１ｃとその胴壁１ｃの内側に形成されたシリンダ孔２とを備える。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the overall structure of the above-mentioned swivel clamp will be described with reference to FIG.
The housing 1 is fixed to a table T as a fixing base by a plurality of bolts (not shown). The housing 1 includes an upper wall (front end wall) 1a, a lower wall (base end wall) 1b, a body wall 1c extending in the vertical direction, and a cylinder hole 2 formed inside the body wall 1c.
前記のハウジング１の上壁１ａに形成された筒孔３内に、クランプロッド５が上下方向（軸方向）に移動可能で、かつ、ハウジング１の軸心回りに旋回可能で保密状に挿入される。そのクランプロッド５の上端部分にアーム６がナット７によって所望の旋回位置に固定され、そのアーム６の右端部分に押ボルト８が固定される。 A clamp rod 5 is movable in the vertical direction (axial direction) in the cylindrical hole 3 formed in the upper wall 1a of the housing 1 and can be swung around the axis of the housing 1 so as to be tightly inserted. The An arm 6 is fixed to a desired turning position by a nut 7 at an upper end portion of the clamp rod 5, and a push bolt 8 is fixed to a right end portion of the arm 6.
上記のクランプロッド５は、上側から順に形成されたロッド本体５ａとそのロッド本体５ａよりも大径となっているフランジ部５ｂと下ロッド５ｃとを有する。その下ロッド５ｃが、ハウジング１の下壁１ｂの一部を構成する支持筒１０の筒孔（挿入孔）１０ａに摺動可能に挿入される。 The clamp rod 5 includes a rod body 5a formed in order from the upper side, a flange portion 5b having a larger diameter than the rod body 5a, and a lower rod 5c. The lower rod 5c is slidably inserted into a cylinder hole (insertion hole) 10a of the support cylinder 10 constituting a part of the lower wall 1b of the housing 1.
上記クランプロッド５の下ロッド５ｃと支持筒１０の筒孔１０ａの内壁の上部とにわたって旋回機構１１が設けられる。その旋回機構１１は、図１に示すように、次のように構成されている。 A turning mechanism 11 is provided across the lower rod 5c of the clamp rod 5 and the upper part of the inner wall of the cylindrical hole 10a of the support cylinder 10. As shown in FIG. 1, the turning mechanism 11 is configured as follows.
上記の下ロッド５ｃの外周部に３つのガイド溝１２（図１中に３つのガイド溝のうちの２つだけを示す）が周方向に所定の間隔をあけて設けられる。上記の各ガイド溝１２は、断面視で弓形の溝からなり、螺旋状の旋回溝１３と直進溝１４とを上向きに連ねて構成される。上記の３つの旋回溝１３が相互に平行状に配置されると共に、上記の３つの直進溝１４も相互に平行状に配置されている。その旋回溝１３の傾斜角度が半径方向（水平方向）に対して約２０度から約４０度傾斜するように設定されている。このように上記の螺旋状の旋回溝１３の傾斜角度を小さくしたので、その旋回溝１３のリードが大幅に短くなる。このため、クランプロッド５の旋回用ストロークが小さくなる。 Three guide grooves 12 (only two of the three guide grooves are shown in FIG. 1) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the lower rod 5c. Each of the guide grooves 12 is an arcuate groove in cross-sectional view, and is configured by connecting a spiral turning groove 13 and a rectilinear groove 14 upward. The three swivel grooves 13 are arranged in parallel with each other, and the three rectilinear grooves 14 are also arranged in parallel with each other. The inclination angle of the turning groove 13 is set so as to incline from about 20 degrees to about 40 degrees with respect to the radial direction (horizontal direction). Since the inclination angle of the spiral turning groove 13 is reduced as described above, the lead of the turning groove 13 is significantly shortened. For this reason, the stroke for turning of the clamp rod 5 becomes small.
上記の各ガイド溝１２にボール（係合具）１５が挿入される。各ボール１５が、前記の支持筒１０の内壁に周方向に所定の間隔をあけて設けられた支持孔１６に回転可能に支持される。これら３つのボール１５にわたってスリーブ１７が軸心回りに回転自在に外嵌される。より詳しくいえば、スリーブ１７の内周面にＶ字状の溝１８が形成され、そのＶ字状の溝１８の上下の二点でボール１５が転動可能になっている。 A ball (engagement tool) 15 is inserted into each guide groove 12 described above. Each ball 15 is rotatably supported by a support hole 16 provided on the inner wall of the support cylinder 10 at a predetermined interval in the circumferential direction. A sleeve 17 is fitted over the three balls 15 so as to be rotatable around an axis. More specifically, a V-shaped groove 18 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 17, and the ball 15 can roll at two points above and below the V-shaped groove 18.
なお、図１に示すように、上記の支持筒１０の外壁が上下方向へ延びる位置決めピン１９を介してハウジング１の胴壁１ｃに回り止めされている。これにより、ハウジング１に対するクランプロッド５の周方向の位置（位相）を合わせることができる。 As shown in FIG. 1, the outer wall of the support cylinder 10 is locked to the body wall 1c of the housing 1 via a positioning pin 19 extending in the vertical direction. Thereby, the position (phase) of the circumferential direction of the clamp rod 5 with respect to the housing 1 can be match | combined.
上記のハウジング１のシリンダ孔２内に駆動機構２０が設けられ、その駆動機構２０がクランプロッド５を上下方向へ移動させると共に軸心回りに旋回させる。その駆動機構２０は、次のように構成され、図２（および図１）を参照して説明する。
前記のクランプロッド５の外周部とハウジング１のシリンダ孔２との間に環状の進退用のピストン２１が上下方向に移動可能に挿入される。進退用のピストン２１の外周部に周方向に形成された溝に外封止部材２２が装着されると共に、進退用のピストン２１の内周部に周方向に形成された溝に内封止部材２３が装着される。その進退用のピストン２１がクランプロッド５のフランジ部５ｂに上側から対面される。そのピストン２１が、ロッド本体５ａの外周部に装着された止め輪２４によって抜け止めされている。フランジ部５ｂの上端面とピストン２１の下端面との間に複数の係合ボール（軸受け部材）２５が周方向に配置される。
なお、上記係合ボール２５は、ここでは、多数の金属製ボールによって構成され、軸方向の荷重を受け止め可能となっている。
A drive mechanism 20 is provided in the cylinder hole 2 of the housing 1, and the drive mechanism 20 moves the clamp rod 5 in the vertical direction and pivots about the axis. The drive mechanism 20 is configured as follows and will be described with reference to FIG. 2 (and FIG. 1).
An annular advance / retreat piston 21 is inserted between the outer periphery of the clamp rod 5 and the cylinder hole 2 of the housing 1 so as to be movable in the vertical direction. An outer sealing member 22 is mounted in a circumferentially formed groove on the outer peripheral portion of the advance / retreat piston 21, and an inner sealing member is disposed in a circumferentially formed groove on the inner peripheral portion of the advance / retreat piston 21. 23 is mounted. The piston 21 for advancing / retreating faces the flange portion 5b of the clamp rod 5 from above. The piston 21 is retained by a retaining ring 24 attached to the outer periphery of the rod body 5a. A plurality of engagement balls (bearing members) 25 are arranged in the circumferential direction between the upper end surface of the flange portion 5 b and the lower end surface of the piston 21.
Here, the engagement ball 25 is composed of a large number of metal balls, and can receive an axial load.
上記ピストン２１とハウジング１の上壁１ａとの間にクランプ室３０が設けられる。また、ピストン２１とハウジング１の下壁１ｂとの間にアンクランプ室３１が設けられる。
クランプ用の圧縮エア（圧力流体）が、ハウジング１の上壁１ａに形成された給排路３２を介してクランプ室３０に給排される。また、アンクランプ用の圧縮エアが、ハウジング１の胴壁１ｃに形成された別の給排路３３を介してアンクランプ室３１に給排される。
A clamp chamber 30 is provided between the piston 21 and the upper wall 1 a of the housing 1. An unclamping chamber 31 is provided between the piston 21 and the lower wall 1 b of the housing 1.
Compressed compressed air (pressure fluid) is supplied to and discharged from the clamp chamber 30 through a supply / discharge passage 32 formed in the upper wall 1 a of the housing 1. In addition, compressed air for unclamping is supplied to and discharged from the unclamping chamber 31 through another supply / discharge passage 33 formed in the body wall 1 c of the housing 1.
上記の旋回式クランプは次のように作動する。
図１のアンクランプ状態では、クランプ室３０から圧縮エアが排出されると共に、アンクランプ室３１へ圧縮エアが供給されている。これにより、クランプロッド５は上限位置に移動されている。
The swivel clamp operates as follows.
In the unclamped state of FIG. 1, the compressed air is discharged from the clamp chamber 30 and the compressed air is supplied to the unclamp chamber 31. Thereby, the clamp rod 5 is moved to the upper limit position.
上記の旋回式クランプを図１のアンクランプ状態からクランプ状態へ切換えるときには、アンクランプ室３１から圧縮エアを排出すると共に、クランプ室３０に圧縮エアを供給する。まず、クランプ室３０の圧縮エアがピストン２１を下方へ移動させていき、そのピストン２１が係合ボール２５と旋回溝１３とを介してクランプロッド５を下方へ押圧する。すると、クランプロッド５が前記の旋回溝１３に沿って平面視で時計回りの方向へ旋回されながら下降され、引き続いて、直進溝１４に沿って真っすぐに下降される。アーム６の押ボルト８がワーク（図示せず）を上方から押圧する。これにより、そのクランプロッド５がクランプ状態(図示せず)へ切り換わる。 When the above-mentioned swivel clamp is switched from the unclamped state of FIG. 1 to the clamped state, the compressed air is discharged from the unclamp chamber 31 and the compressed air is supplied to the clamp chamber 30. First, the compressed air in the clamp chamber 30 moves the piston 21 downward, and the piston 21 presses the clamp rod 5 downward through the engagement ball 25 and the turning groove 13. Then, the clamp rod 5 is lowered while being swung clockwise along the turning groove 13 in a plan view, and is subsequently lowered straight along the rectilinear groove 14. A push bolt 8 of the arm 6 presses a work (not shown) from above. Thereby, the clamp rod 5 is switched to a clamped state (not shown).
上記の旋回式クランプをクランプ状態から図１のアンクランプ状態へ切り換えるときには、クランプ室３０の圧縮エアを排出すると共に、アンクランプ室３１へ圧縮エアを供給する。
上記の旋回式クランプを上記のクランプ状態から図１のアンクランプ状態へ切換えるときには、クランプ室３０から圧縮エアを排出すると共に、アンクランプ室３１へ圧縮エアを供給する。すると、まず、ピストン２１がアンクランプ室３１の圧縮エアによって上昇し、これと同時に、クランプロッド５がアンクランプ室３１の圧縮エアによって前記の直進溝１４に沿って真っすぐに上昇していく。引き続いて、上記クランプロッド５が、前記の旋回溝１３に沿って平面視で反時計回りの方向へ旋回しながら上限位置まで上昇する。これにより、クランプロッド５およびアーム６が図１の（アンクランプ状態（旋回退避状態）へ切り換わる。
When the swing clamp is switched from the clamped state to the unclamped state of FIG. 1, the compressed air in the clamp chamber 30 is discharged and the compressed air is supplied to the unclamped chamber 31.
When the pivoting clamp is switched from the clamped state to the unclamped state of FIG. 1, the compressed air is discharged from the clamp chamber 30 and the compressed air is supplied to the unclamped chamber 31. Then, first, the piston 21 is lifted by the compressed air in the unclamping chamber 31, and at the same time, the clamp rod 5 is lifted straight along the straight groove 14 by the compressed air in the unclamping chamber 31. Subsequently, the clamp rod 5 rises to the upper limit position while turning in the counterclockwise direction in plan view along the turning groove 13. As a result, the clamp rod 5 and the arm 6 are switched to the “unclamped state (turning retracted state)” of FIG.
上記の第１実施形態は次の長所を奏する。
上記の進退用のピストン２１が係合ボール２５を介してクランプロッド５のフランジ部５ｂを下方へクランプ駆動させるときに、クランプロッド５がボール１５とガイド溝１２とによって旋回される。このとき、進退用のピストン２１の下端面とクランプロッド５のフランジ部５ｂの上端面との間で複数の係合ボール２５が上下方向の荷重を受けながら周方向に転動する。これにより、進退用のピストン２１の下端面と係合ボール２５との間、および、係合ボール２５とクランプロッド５のフランジ部５ｂの上端面との間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しない。その結果、進退用のピストン２１が係合ボール２５を介してクランプロッド５を軽い力で円滑に旋回させることができる。
The first embodiment described above has the following advantages.
When the advancing / retreating piston 21 clamps and drives the flange portion 5 b of the clamp rod 5 downward via the engagement ball 25, the clamp rod 5 is turned by the ball 15 and the guide groove 12. At this time, the plurality of engagement balls 25 roll in the circumferential direction between the lower end surface of the piston 21 for advancing and retracting and the upper end surface of the flange portion 5b of the clamp rod 5 while receiving a load in the vertical direction. As a result, almost only frictional friction acts between the lower end surface of the piston 21 for advancement and retraction and the engagement ball 25 and between the engagement ball 25 and the upper end surface of the flange portion 5b of the clamp rod 5. Therefore, the sliding friction hardly acts. As a result, the advancing / retreating piston 21 can smoothly turn the clamp rod 5 with a light force via the engagement ball 25.
図３は、上記の第１実施形態の変形例を示し、前記の図２に類似する部分図である。
前記のクランプロッド５のフランジ部５ｂの上端部に第１溝３６が周方向に形成される。前記第１溝３６に対面するように第２溝３７が前記ピストン２１の下端部に周方向に形成される。第１溝３６と第２溝３７との間に複数の係合ボール２５が周方向に転動可能に配置される。これにより、第１溝３６および第２溝３７と係合ボール２５とが広い面積で接触するので、その接触箇所の面圧を低くできる。その結果、クランプロッド５やピストン２１や係合ボール２５の耐久性が高くなり、旋回式クランプの寿命が長くなる。
FIG. 3 shows a modification of the first embodiment described above and is a partial view similar to FIG.
A first groove 36 is formed in the circumferential direction at the upper end of the flange portion 5b of the clamp rod 5. A second groove 37 is circumferentially formed at the lower end of the piston 21 so as to face the first groove 36. A plurality of engagement balls 25 are disposed between the first groove 36 and the second groove 37 so as to be able to roll in the circumferential direction. Thereby, since the 1st groove | channel 36 and the 2nd groove | channel 37, and the engagement ball | bowl 25 contact in a wide area, the surface pressure of the contact location can be made low. As a result, the durability of the clamp rod 5, the piston 21 and the engagement ball 25 is increased, and the life of the swivel clamp is extended.
前記の係合ボール２５とピストン２１の内周面２１ａとの間に所定の隙間が形成される。このため、係合ボール２５がピストン２１の下端面とフランジ５ｂの上端面との間で転動するときに、その係合ボール２５がピストン２１の内周面２１ａに擦れて摩耗するのを防止できる。
なお、所定の隙間は、係合ボール２５とピストン２１の内周面２１ａとの間に形成されることに代えて、係合ボール２５とロッド本体の外周面との間に形成されてもよい。
A predetermined gap is formed between the engagement ball 25 and the inner peripheral surface 21 a of the piston 21. For this reason, when the engagement ball 25 rolls between the lower end surface of the piston 21 and the upper end surface of the flange 5b, the engagement ball 25 is prevented from being rubbed and worn against the inner peripheral surface 21a of the piston 21. it can.
The predetermined gap may be formed between the engagement ball 25 and the outer peripheral surface of the rod body, instead of being formed between the engagement ball 25 and the inner peripheral surface 21a of the piston 21. .
図４は本発明の第２実施形態を示し、上記の第１実施形態の構成部材と類似する部材には原則として同一の符号を付けてある。この実施形態では、旋回式クランプを倍力機構付きクランプ装置に適用した場合を例示してある。アンクランプ状態を示す図４により、旋回式クランプの構造を説明する。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and members similar to the constituent members of the first embodiment are given the same reference numerals in principle. In this embodiment, the case where a turning type clamp is applied to the clamp apparatus with a booster mechanism is illustrated. The structure of the swivel clamp will be described with reference to FIG. 4 showing the unclamped state.
この第２実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
上記のハウジング１内に倍力機構４０を備え、その倍力機構４０は、図４に示すように、次のように構成される。
The second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
A booster mechanism 40 is provided in the housing 1, and the booster mechanism 40 is configured as follows, as shown in FIG. 4.
ハウジング１内に形成されたシリンダ孔２の内周壁の途中高さ部に溝が周方向に形成され、その溝に止め輪４１が装着される。シリンダ孔２の下半部分とロッド本体５ｂの外周部との間に、進退用のピストン２１が挿入される。また、シリンダ孔２の上半部分とロッド本体５ｂの外周部との間に、倍力用のピストン４３が上下方向に移動可能で保密状に挿入される。 A groove is formed in a circumferential direction in the middle height portion of the inner peripheral wall of the cylinder hole 2 formed in the housing 1, and a retaining ring 41 is attached to the groove. An advancing / retreating piston 21 is inserted between the lower half of the cylinder hole 2 and the outer periphery of the rod body 5b. Further, between the upper half portion of the cylinder hole 2 and the outer peripheral portion of the rod main body 5b, a boosting piston 43 is movable in the vertical direction and is inserted in a tightly packed manner.
上記のハウジング１の上壁１ａから筒部材４５が下方に突設され、その筒部材４５の筒孔にクランプロッド５のロッド本体５ａが挿入される。その筒部材４５の下端部に案内溝４６が、周方向に所定の間隔をあけて半径方向に形成される。その案内溝４６に球状の係合部材４７が半径方向へ移動可能に挿入される。上記の倍力用のピストン４３の内周孔に倍力部５０が、上方に向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成される。その倍力部５０に係合部材４７が当接される。上記のロッド本体５ａの途中高さ部に伝達溝５１が周方向に所定の間隔をあけて設けられ、その伝達溝５１が上方に向かうにつれて軸心に近づくように形成されている。その伝達溝５１の周壁に伝達部５２が形成され、その伝達部５２に係合部材４７が当接される。 A cylindrical member 45 projects downward from the upper wall 1 a of the housing 1, and the rod body 5 a of the clamp rod 5 is inserted into the cylindrical hole of the cylindrical member 45. A guide groove 46 is formed in the lower end portion of the cylindrical member 45 in the radial direction with a predetermined interval in the circumferential direction. A spherical engagement member 47 is inserted into the guide groove 46 so as to be movable in the radial direction. A booster 50 is formed in the inner peripheral hole of the booster piston 43 so as to move away from the axis as it goes upward. The engaging member 47 is brought into contact with the booster 50. A transmission groove 51 is provided in the middle height portion of the rod body 5a at a predetermined interval in the circumferential direction, and the transmission groove 51 is formed so as to approach the axis as it goes upward. A transmission portion 52 is formed on the peripheral wall of the transmission groove 51, and the engagement member 47 is brought into contact with the transmission portion 52.
上記の進退用のピストン２１と倍力用のピストン４３との間にクランプ室３０が形成される。倍力用のピストン４３とハウジング１の上壁１ａとの間に第１アンクランプ室３１ａが形成される。クランプロッド５および進退用のピストン２１と下壁１ｂとの間に第２アンクランプ室３１ｂが形成される。その第１アンクランプ室３１ａが、クランプロッド５内に形成された連通路５４を介して第２アンクランプ室３１ｂに連通される。なお、本実施形態において、アンクランプ室３１は、第１アンクランプ室３１ａと第２アンクランプ室３１ｂと連通路５４によって構成される。 A clamp chamber 30 is formed between the advancing / retreating piston 21 and the boosting piston 43. A first unclamping chamber 31 a is formed between the boosting piston 43 and the upper wall 1 a of the housing 1. A second unclamping chamber 31b is formed between the clamp rod 5 and the advancing / retreating piston 21 and the lower wall 1b. The first unclamping chamber 31a communicates with the second unclamping chamber 31b through a communication passage 54 formed in the clamp rod 5. In the present embodiment, the unclamp chamber 31 includes a first unclamp chamber 31a, a second unclamp chamber 31b, and a communication path 54.
上記の倍力機構付きクランプ装置は、図４に示すように、次のように作動する。
図４に示すアンクランプ状態では、クランプ室３０から圧縮エアを排出すると共に、第１アンクランプス室３１ａおよび第２アンクランプ室３１ｂに圧縮エアを供給する。これにより、第１アンクランプ室３１ａの圧縮エアによって進退用のピストン２１およびクランプロッド５が上限位置に移動されている。また、第２アンクランプ室３１ｂの圧縮エアによって倍力用のピストン４３が下降位置へ移動され、その倍力用のピストン４３がシリンダ孔２の止め輪４１に下方から受け止められている。また、係合部材４７は、ロッド本体５ａの外周部によって半径方向の外方へ移動されている。
As shown in FIG. 4, the above-described clamping device with a booster mechanism operates as follows.
In the unclamped state shown in FIG. 4, the compressed air is discharged from the clamp chamber 30, and the compressed air is supplied to the first unclamp chamber 31a and the second unclamp chamber 31b. Thereby, the piston 21 for advancing and retracting and the clamp rod 5 are moved to the upper limit position by the compressed air in the first unclamping chamber 31a. Also, the boosting piston 43 is moved to the lowered position by the compressed air in the second unclamping chamber 31b, and the boosting piston 43 is received by the retaining ring 41 of the cylinder hole 2 from below. The engaging member 47 is moved outward in the radial direction by the outer peripheral portion of the rod body 5a.
図４のアンクランプ状態からクランプ状態へクランプ駆動するときには、アンクランプ状態において、第１アンクランプ室３１ａおよび第２アンクランプ室３１ｂから圧縮エアを排出すると共に、クランプ室３０に圧縮エアを供給する。
すると、まず、クランプ室３０の圧縮エアが、進退用のピストン２１を下方へ低負荷で移動させていくと、クランプロッド５が旋回機構１１によって旋回されながら下降される。このとき、クランプ室３０の圧縮エアが倍力用のピストン４３の倍力部５０を上方に押圧するが、その上方への押圧力が係合部材４７を介してロッド本体５ａの外周部に半径方向の内方から受け止められる。このため、倍力用のピストン４３が係合部材４７によって下降位置で保持されている。
次いで、ロッド本体５ａの伝達部５２が係合部材４７と同じ高さ位置まで当該ロッド本体５ａが真っすぐに下降されると、その係合部材４７が半径方向の内方へ移動されることが許容される。引き続いて、倍力用のピストン４３が上昇されていくと、当該倍力用のピストン４３が係合部材４７を半径方向の内方へ押し込み、上記の倍力機構４０が倍力駆動する。さらに、クランプアーム６の押ボルト８がクランプ対象物（図示せず）を下方に押圧すると、進退用のピストン２１が下降位置で停止すると共に、倍力用のピストン４３が上昇位置で停止する。これにより、上記の旋回式クランプがアンクランプ状態からクランプ状態に切換えられる。
When the clamp drive from the unclamped state to the clamped state in FIG. 4 is performed, the compressed air is discharged from the first unclamped chamber 31a and the second unclamped chamber 31b and the compressed air is supplied to the clamped chamber 30 in the unclamped state. .
Then, first, when the compressed air in the clamp chamber 30 moves the advancing / retreating piston 21 downward with a low load, the clamp rod 5 is lowered while being swung by the swivel mechanism 11. At this time, the compressed air in the clamp chamber 30 presses the boosting portion 50 of the piston 43 for boosting upward, but the upward pressing force has a radius on the outer peripheral portion of the rod body 5 a via the engaging member 47. Taken from the inside of the direction. Therefore, the boosting piston 43 is held in the lowered position by the engaging member 47.
Next, when the rod main body 5a is lowered straight to the same height position as the engaging member 47, the engaging member 47 is allowed to move inward in the radial direction. Is done. Subsequently, when the boosting piston 43 is raised, the boosting piston 43 pushes the engaging member 47 inward in the radial direction, and the boosting mechanism 40 is driven in boosting. Further, when the push bolt 8 of the clamp arm 6 presses the object to be clamped (not shown) downward, the advancing / retreating piston 21 stops at the lowered position, and the boosting piston 43 stops at the raised position. As a result, the pivoting clamp is switched from the unclamped state to the clamped state.
上記のクランプ状態から図４のアンクランプ状態へアンクランプ駆動するときには、クランプ状態において、クランプ室３０から圧縮エアを排出すると共に、第１アンクランプ室３１ａおよび第２アンクランプ室３１ｂに圧縮エアを供給する。
すると、まず、第１アンクランプ室３１ａの圧縮エアが倍力用のピストン４３を下降させていくと、係合部材４７が半径方向の外方へ移動されることが許容される。
次いで、第２アンクランプ室３１ｂの圧縮エアが進退用のピストン２１を上昇させていく。これと同時に、第２アンクランプ室３１ｂの圧縮エアがクランプロッド５を真っすぐ上昇させていく。すると、ロッド本体５ａの伝達部５２が係合部材４７を半径方向の外方へ移動させていく。引き続いて、第２アンクランプ室３１ｂの圧縮エアがクランプロッド５を旋回溝１３に沿って平面視で反時計回りに旋回させながら上昇させていく。
最後に、進退用のピストン２１がハウジング１の止め輪４１に上側から受け止められると共に、倍力用のピストン４３がハウジング１の止め輪４１に下方から受け止められる。これにより、上記の旋回式クランプがクランプ状態からアンクランプ状態に切換えられる。
When unclamping from the clamped state to the unclamped state shown in FIG. 4, in the clamped state, compressed air is discharged from the clamp chamber 30 and compressed air is supplied to the first unclamped chamber 31a and the second unclamped chamber 31b. Supply.
Then, first, when the compressed air in the first unclamping chamber 31a lowers the piston 43 for boosting, the engaging member 47 is allowed to move outward in the radial direction.
Next, the compressed air in the second unclamping chamber 31b raises the piston 21 for advancing and retreating. At the same time, the compressed air in the second unclamping chamber 31b raises the clamp rod 5 straight. Then, the transmission part 52 of the rod main body 5a moves the engaging member 47 outward in the radial direction. Subsequently, the compressed air in the second unclamping chamber 31b is raised while turning the clamp rod 5 along the turning groove 13 counterclockwise in plan view.
Finally, the advancing / retreating piston 21 is received by the retaining ring 41 of the housing 1 from above, and the boosting piston 43 is received by the retaining ring 41 of the housing 1 from below. As a result, the pivoting clamp is switched from the clamped state to the unclamped state.
上記の第２実施形態は次の作用効果を奏する。
上記の進退用のピストン２１が係合ボール２５を介してクランプロッド５のフランジ部５ｂを下方へクランプ駆動させるときに、クランプロッド５がボール１５とガイド溝１２とによって旋回される。このとき、進退用のピストン２１の下端面とクランプロッド５のフランジ部５ｂの上端面との間で複数の係合ボール２５が上下方向の荷重を受けながら周方向に転動する。これにより、進退用のピストン２１の下端面と係合ボール２５との間、および、係合ボール２５とクランプロッド５のフランジ部５ｂの上端面との間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しない。その結果、進退用のピストン２１が係合ボール２５を介してクランプロッド５を軽い力で円滑に旋回させることができる。
Said 2nd Embodiment has the following effect.
When the advancing / retreating piston 21 clamps and drives the flange portion 5 b of the clamp rod 5 downward via the engagement ball 25, the clamp rod 5 is turned by the ball 15 and the guide groove 12. At this time, the plurality of engagement balls 25 roll in the circumferential direction between the lower end surface of the piston 21 for advancing and retracting and the upper end surface of the flange portion 5b of the clamp rod 5 while receiving a load in the vertical direction. As a result, almost only frictional friction acts between the lower end surface of the piston 21 for advancement and retraction and the engagement ball 25 and between the engagement ball 25 and the upper end surface of the flange portion 5b of the clamp rod 5. Therefore, the sliding friction hardly acts. As a result, the advancing / retreating piston 21 can smoothly turn the clamp rod 5 with a light force via the engagement ball 25.
上記の各実施形態や各変形例は、さらに次のように変更可能である。
上記のクランプロッド５は、クランプ駆動時に平面視で時計回りの方向へ旋回されることに代えて、そのクランプ駆動時に平面視で反時計回りの方向へ旋回されてもよい。また、上記クランプロッド５の旋回角度は、例えば９０度などの所望の角度に設定できることは勿論である。
上記の支持筒１０およびスリーブ１７を省略することができる。この場合、ボール１５が、装着孔１０ａの内壁に形成された支持孔に装着される。
上記のガイド溝１２は、例示した螺旋状の旋回溝１３と直線状の直進溝１４とによって構成されるが、直進溝１を省略してもよい。
上記の駆動機構２０は、複動式の空圧シリンダに代えて単動式の空圧エアシリンダであってもよい。また、駆動機構２０は、例示の空圧シリンダに代えて、油圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
上記の軸受け部材２５は、例示したように、球状に形成されるのに代えて、円柱状に形成されてもよい。
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。
Each of the above-described embodiments and modifications can be further modified as follows.
The clamp rod 5 may be swung in a counterclockwise direction in a plan view instead of being swung in a clockwise direction in a plan view when the clamp is driven. Of course, the turning angle of the clamp rod 5 can be set to a desired angle such as 90 degrees.
The support cylinder 10 and the sleeve 17 can be omitted. In this case, the ball 15 is mounted in a support hole formed in the inner wall of the mounting hole 10a.
The guide groove 12 is composed of the illustrated spiral turning groove 13 and linear rectilinear groove 14, but the rectilinear groove 1 may be omitted.
The drive mechanism 20 may be a single-acting pneumatic air cylinder instead of a double-acting pneumatic cylinder. Further, the drive mechanism 20 may be a hydraulic cylinder or an electric actuator instead of the illustrated pneumatic cylinder.
As illustrated, the bearing member 25 may be formed in a cylindrical shape instead of being formed in a spherical shape.
In addition, it is needless to say that various modifications can be made within a range that can be assumed by those skilled in the art.
１：ハウジング,１ａ：先端壁(上壁),１ｂ基端壁（下壁）５：クランプロッド,５ｂ：フランジ部,１０ａ：挿入孔（筒孔）,１２：ガイド溝,１５：係合具（ボール）,１６：支持孔,２１：進退用のピストン,２５：軸受け部材（係合ボール）,３６：第１溝,３７：第２溝,４０：倍力機構,４３：倍力用のピストン,４５：筒部材,４６：案内溝,４７：係合部材,５０：倍力部,５２：伝達部． DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Housing, 1a: Tip wall (upper wall), 1b Base end wall (lower wall) 5: Clamp rod, 5b: Flange part, 10a: Insertion hole (cylinder hole), 12: Guide groove, 15: Engagement tool (Ball), 16: support hole, 21: piston for advance and retreat, 25: bearing member (engagement ball), 36: first groove, 37: second groove, 40: booster mechanism, 43: booster Piston, 45: cylinder member, 46: guide groove, 47: engagement member, 50: booster part, 52: transmission part.
Claims (3)
前記挿入孔（１０ａ）の内周壁に周方向に所定の間隔あけて形成される支持孔（１６）に回転可能に支持される係合具（１５）であって、前記クランプロッド（５）の外周部に形成されるガイド溝（１２）に挿入される係合具（１５）と、
前記ハウジング（１）と前記クランプロッド（５）の外周部との間に保密状に挿入される環状の進退用のピストン（２１）と、
前記クランプロッド（５）の途中高さ部から半径方向に突設されるフランジ部（５ｂ）の先端面と前記進退用のピストン（２１）の基端面との間に周方向に転動可能に配置される軸受け部材（２５）であって、前記進退用のピストン（２１）に作用させた圧力流体の軸方向への押圧力を前記フランジ部（５ｂ）に伝達する軸受け部材（２５）と、を備え、
前記進退用のピストン（２１）が前記軸受け部材（２５）を介して前記クランプロッド（５）を軸方向の基端側へ移動させるときに、前記クランプロッド（５）が前記係合具（１５）と前記ガイド溝（１２）とによって旋回される、
ことを特徴とする旋回式クランプ。 A clamp rod (5) that is movable in the axial direction into the housing (1) and that is pivotable about an axis and is inserted in a tightly-tight manner, and is attached to a proximal end wall (1b) of the housing (1) A clamp rod (5) to be inserted into the formed insertion hole (10a);
An engagement tool (15) rotatably supported by a support hole (16) formed at a predetermined interval in the circumferential direction on the inner peripheral wall of the insertion hole (10a), wherein the engagement tool (15) An engagement tool (15) inserted into a guide groove (12) formed in the outer periphery;
An annular advance / retreat piston (21) inserted in a tightly-tight manner between the housing (1) and the outer periphery of the clamp rod (5);
Rollable in the circumferential direction between the front end surface of the flange portion (5b) projecting in the radial direction from the middle height portion of the clamp rod (5) and the base end surface of the forward / backward piston (21). A bearing member (25) arranged to transmit a pressing force in the axial direction of the pressurized fluid applied to the piston (21) for advancement and retraction to the flange portion (5b); With
When the advancing / retreating piston (21) moves the clamp rod (5) to the proximal end side in the axial direction via the bearing member (25), the clamp rod (5) is moved to the engagement tool (15). ) And the guide groove (12),
A swivel clamp characterized by that.
前記クランプロッド（５）の前記フランジ部（５ｂ）の先端部に周方向に形成される第１溝（３６）と、
前記第１溝（３６）に対面するように前記進退用のピストン（２１）の基端部に周方向に形成される第２溝（３７）と、を備え、
前記軸受け部材（２５）が前記第１溝（３６）と前記第２溝（３７）との間に配置される、
ことを特徴とする旋回式クランプ。 The swivel clamp of claim 1,
A first groove (36) formed in a circumferential direction at a distal end portion of the flange portion (5b) of the clamp rod (5);
A second groove (37) formed in a circumferential direction at a base end portion of the advance / retreat piston (21) so as to face the first groove (36),
The bearing member (25) is disposed between the first groove (36) and the second groove (37);
A swivel clamp characterized by that.
前記進退用のピストン（２１）の先端側であって、前記ハウジング（１）と前記クランプロッド（５）の外周部との間に軸方向に移動可能に挿入される環状の倍力用のピストン（４３）と、
前記倍力用のピストン（４３）に作用させた圧力流体の力を倍力変換して前記クランプロッド（５）に伝達する倍力機構（４０）と、を備え、
前記倍力機構（４０）は、
前記ハウジング（１）の先端壁（１ａ）から基端側に突設される筒部材（４５）の基端部に周方向に所定の間隔をあけて半径方向に形成される案内溝（４６）と、
前記案内溝（４６）に半径方向へ移動可能に挿入される係合部材（４７）と、
前記係合部材（４７）に当接可能となっている倍力部（５０）であって、前記倍力用のピストン（４３）の内周孔に先端側に向うにつれて軸心から遠ざかるように形成される倍力部（５０）と、
前記係合部材（４７）に当接可能となっている伝達部（５２）であって、前記クランプロッド（５）の外周部に周方向に所定の間隔をあけて設けられると共に、上方に向かうにつれて軸心に近づくように形成される伝達部（５２）と、を備える、
ことを特徴とする旋回式クランプ。 The swivel clamp of claim 1,
An annular boosting piston which is inserted on the front end side of the advance / retreat piston (21) between the housing (1) and the outer periphery of the clamp rod (5) so as to be movable in the axial direction. (43)
A booster mechanism (40) for converting the force of the pressure fluid applied to the booster piston (43) and converting it to the clamp rod (5);
The booster mechanism (40)
A guide groove (46) formed in the radial direction at a predetermined interval in the circumferential direction at the proximal end portion of the cylindrical member (45) protruding from the distal end wall (1a) of the housing (1) toward the proximal end side. When,
An engaging member (47) inserted into the guide groove (46) in a radially movable manner;
A booster (50) capable of abutting on the engaging member (47) so as to move away from the axial center toward the front end side of the inner peripheral hole of the booster piston (43). A booster (50) to be formed;
It is a transmission part (52) which can contact | abut to the said engaging member (47), Comprising: It is provided in the outer peripheral part of the said clamp rod (5) at predetermined intervals in the circumferential direction, and goes upwards. And a transmission part (52) formed to approach the axis as
A swivel clamp characterized by that.
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