专利名称：夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于夹持工件孔内周面而固定的夹紧装置，特别是有关于可确保支撑夹持用卡合构件的支撑功能，同时于夹持后解除至少一部分支撑力的夹紧装置。
背景技术：
以往，如上述各种夹持工件孔内周面的夹紧装置(所谓孔夹紧装置(hole clamp)或扩张夹紧装置(expansion clamp))为供实际应用。例如专利文献1、2所述的夹紧装置具备夹紧本体；上下贯通夹紧本体的插通孔且具有夹持爪部的卡合构件；用以使该卡合构件扩径的夹紧杆；以及由用以进退驱动该夹紧杆的油压缸构成的驱动装置等。上述夹紧装置为对油压缸的夹紧用油室供给油压以夹紧驱动夹紧杆的油压式夹紧装置。为取代该油压力，而藉加压空气的推压力来夹紧驱动的气动式夹紧装置亦供实际应用。气动式夹紧装置的驱动装置具备有与夹紧杆连结的活塞构件、该活塞构件上侧的夹 紧用空气作动室及该活塞构件下侧的解除夹紧用空气作动室等。上述专利文献1、2的夹紧装置中，为使卡合构件扩径而由下方对卡合构件进行支撑的弹簧式支撑机构具备有支撑卡合构件下端的环状支撑构件以及以弹力朝上方对该环状支撑构件进行支撑的压缩弹簧构件等。为取代所述压缩弹簧构件，则具备有以油压支撑卡合构件的油压式支撑机构或以加压空气支撑卡合构件的气动式支撑机构的夹紧装置亦供实际应用。于此，若弹簧式支撑机构的支撑力不足，则夹紧时卡合构件的夹持爪部有时无法夹持工件孔的内周面而相对于内周面滑移(slip)。因此，作为支撑机构的压缩弹簧构件，便需采用可产生达到一定程度支撑力的弹簧，而此在油压式支撑机构或气动式支撑机构中亦同。此外，备有供以下用途的夹紧不良检测装置的夹紧装置亦供实际应用夹紧时卡合构件无法夹持孔的内周面而滑移，使得夹紧杆移动至夹紧方向极限位置时，利用与夹紧杆共同移动的支撑机构的环状支撑构件封锁形成于夹紧本体的加压空气喷出孔来检测夹紧不良。另一方面，藉此种夹紧装置来对夹紧的工件进行切削加工时，由于切粉会飞入夹紧本体内，为防止此问题而朝夹紧本体内供给加压空气,并由夹紧本体、卡合构件及夹紧杆等的间隙向外部喷出的送风装置设于夹紧装置上。先前技术文献专利文献专利文献I :德国专利第4020981号公报专利文献2 :日本特开平11-188551号公报
发明内容
发明所欲解决的课题
所述专利文献1、2的设于夹紧装置的弹簧式支撑机构，其不论在解除夹紧状态或夹紧状态时，均会通过压缩弹簧构件产生支撑力，为促使卡合构件向解除夹紧方向推压，夹紧驱动装置产生的夹紧力会下降其支撑力大小的力量。因此，随着夹紧力下降，而有必须将夹紧驱动装置大型化的问题。另一方面，气动式支撑机构设有从下端支撑卡合构件的环状受压构件；以及从下侧加压该环状受压构件的支撑气室，解除夹紧时，可对支撑气室供给加压空气。此夹紧装置在夹紧时，即使加压空气从解除夹紧用空气作动室阶段式排出，加压空气不会从支撑气室排出而残留支撑力。因此，与上述相同，夹紧驱动装置产生的夹紧力会下降其支撑力大小的力量。因此，随着夹紧力下降，而有必须将夹紧驱动装置大型化的问题。本发明的目的在于提供一种卡合构件扩径时能以加压空气的气动力支撑卡合构件，且卡合构件扩径后可解除至少一部分所述气动力的夹紧装置，其为一种可防止卡合构件扩径后送风用加压空气的气动力作用于支撑机构的环状受压构件的夹紧装置。其亦为一种小型化的夹紧装置。
解决课题的方法本发明的夹紧装置具有夹紧本体；卡合构件，可切换成卡合于工件孔内周面的扩径状态与未卡合的缩径状态；夹紧杆，卡合于该卡合构件内侧；以及驱动装置，用以相对于夹紧本体进退驱动该夹紧杆，并具备支撑机构，使卡合构件扩径而卡合于所述内周面时，以第一压力的加压空气的气动力支撑卡合构件；及加压气动力解除装置，藉所述驱动装置夹紧驱动夹紧杆时，于卡合构件扩径后解除支撑机构的至少一部分气动力。发明的效果根据本发明，夹紧工件时，使卡合构件扩径卡合于工件孔的内周面时，在通过以第一压力的加压空气的气动力支撑卡合构件的支撑构件的支撑状态下，除卡合构件可确实地扩径之外，当夹紧驱动夹紧杆时，更可通过加压气动力解除装置，在所述卡合构件扩径后解除支撑机构的气动力的至少一部分，可防止夹紧力下降所解除的气动力的大小的力量而防止夹紧力低下。由于可防止夹紧力下降，驱动装置不需大型化，而达到可设计小型夹紧装置的目的。在本发明中上述的构造中，亦可进一步采用以下构造。(I)所述驱动装置，其具备有用以解除夹紧夹紧杆的解除用气压缸，所述支撑机构，具有支撑所述卡合构件的环状受压活塞构件；支撑气室，其使所述第一压力加压空气以夹紧方向的反方向使环状受压活塞构件受压(推压)；以及空气供给通路，从所述解除用气压缸的解除用空气作动室连通到支撑气室，为了通过较所述第一压力的加压空气压力低的第二压力加压空气送风至所述卡合构件与夹紧杆，在夹紧本体内的环状受压活塞构件上靠卡合构件一侧的部分上，设有导入所述第二压力的加压空气的加压空气导入装置。根据所述结构，驱动装置具有解除夹紧的解除用气压缸，由于支撑机构具有环状受压活塞构件；支撑气室，使第一压力的加压空气在夹紧的相反方向上使该环状受压活塞构件受压；以及空气供给通路，从所述解除用气压缸的解除用空气作动室连通到支撑气室，因此可通过空气供给通路，将供给解除用气压缸的第一压力的加压空气供给至支撑气室。加压空气导入装置为，在夹紧本体内的环状受压活塞构件上靠卡合构件一侧的部分上导入较所述第一压力的加压空气压力低的第二压力加压空气，亦可送风至所述卡合构件与夹紧杆，可防止切粉或粉尘飞入夹紧本体内。另外，环状受压活塞构件为，虽然第二压力的送风用加压空气作用于环状受压活塞构件的上面侧，但由于支撑气室的第一压力(比第二压力高压)的加压空气的气动力作用于下面侧，环状受压活塞构件基本上可以保持在上限位置。(2)在(I)的情况下，所述加压气动力解除装置具有止回阀，其允许加压空气向装设有所述空气供给通路的支撑气室的供给方向上流通；以及连通空气通路，其贯通状地形成于所述环状受压活塞构件上，并仅在所述环状受压活塞构件位于上限位置时被阻断。在所述构成中，从空气作动室往支撑气室的方向可利用止回阀供给加压空气，虽然可供给第一压力的加压空气至支撑气室，且夹紧时排出解除用空气作动室的加压空气，但可通过止回阀来维持支撑气室内第一压力的加压空气。因此，夹紧开始时卡合构件可确实地扩径。
此外，为设置贯通状形成于所述环状受压活塞构件，且仅只于所述环状受压活塞构件在上限位置时被阻断的连通空气通路，可通过连通空气通路，排出支撑气室内一部分的第一压力的加压空气，并降低至通过加压空气导入装置导入夹紧本体内的第二压力加压空气形成等压状态，使环状受压活塞构件的上下两侧的气压相等，防止气动力作用于环状受压活塞构件，而防止环状受压活塞构件向夹紧方向界限位置移动。此外，在此结构中，通过加压气动力解除装置解除支撑机构的气动力的至少一部分。(3)在(I)中，所述加压气动力解除装置具有节流阀，装设于所述空气供给通路；以及连通空气通路，其于所述环状受压活塞构件形成贯通状且仅在所述环状受压活塞构件位于上限位置时阻断。在所述结构中，通过节流阀从解除用空气作动室供给加压空气至支撑气室。即使夹紧时排出解除用空气作动室内的加压空气，因支撑气室内加压空气通过节流阀而延迟排出，可延迟解除支撑机构内气动力的至少一部分。此外，环状受压活塞构件中形成的连通空气通路的作用效果基本上亦与(2)相同。(4)在⑴ (3)中任何一种情况中均设有夹紧不良检测用的加压空气喷出孔，当所述夹紧杆移动至夹紧方向界限位置时，会通过所述环状受压活塞构件而被封锁；以及空气通路，供给加压空气于该加压空气喷出孔。在所述结构中，因设有夹紧不良检测用的加压空气喷出孔，其在夹紧杆移动至夹紧方向界限位置时，通过环状受压活塞构件而被封锁；以及空气通路，其供给加压空气于该加压空气喷出孔，而实现以简单的结构确实地作夹紧不良检测。(5)在(I)中，所述驱动装置具有夹紧用驱动装置，其驱动所述夹紧杆向夹紧的方向作动。在所述结构中，通过设于驱动装置的夹紧用驱动装置，驱动所述夹紧杆向夹紧的方向作动。(6)在(5)中，所述夹紧用驱动装置具有一个或多个压缩弹簧，其驱动所述夹紧杆向夹紧的方向作动。在所述结构中，通过设于夹紧用驱动装置的一个或多个压缩弹簧，驱动所述夹紧杆向夹紧的方向作动。(7)在(5)中，所述夹紧用驱动装置具有夹紧用气压缸，产生用以夹紧驱动夹紧杆的全部或至少一部分的驱动力。在所述结构中，通过设于夹紧用驱动装置的夹紧用气压缸，产生用以夹紧驱动夹紧杆的全部或至少一部分的驱动力。
图I为与本发明实施例I相关的夹紧装置(解除夹紧状态)的俯视图；图2为图I中II-II线的剖面图；图3为图I中III-III线的剖面图；图4为夹紧装置(夹紧状态)的纵剖面图；图5为与实施例2相关的夹紧装置(解除夹紧状态)的纵剖面图；图6为夹紧装置(解除夹紧状态)的纵剖面图；以及图7为与实施例3相关的夹紧装置(解除夹紧状态)的纵剖面图。
具体实施例方式以下，基于实施例对用以实施本发明的形态进行说明。实施例I如图I 图4所示，夹紧装置C备有夹紧本体I ;发挥夹持构件功能的卡合构件
2;卡合于该卡合构件2内侧的夹紧杆3 ;用以进退驱动该夹紧杆3的驱动装置4 ;支撑机构6 ;加压气动力解除装置7 ;加压空气导入装置8 ;以及夹紧不良检测装置9等。夹紧本体I为以上部本体构件11及下部本体构件12构成，夹紧本体I安装于基部本体构件13。上部本体构件11俯视实质上呈矩形，该上部本体构件11以四根插入四个螺栓孔14中的螺栓固定于基部本体构件13。下部本体构件12为形成有缸孔41的筒状构件，该下部本体构件12的上端部与上部本体构件11的底面侧的凹部15嵌合，并藉四根螺栓16固定于上部本体构件11。夹紧本体I上半部的中心部设有向上突出的圆筒状本体筒部20。如图I 图4所示，卡合构件2 (夹持构件)与夹紧杆3配设成上下贯通本体筒部20上端部的中心部分的插通孔17。本体筒部20的表面形成有四个围绕卡合构件2的圆弧状就座面18，并且在使工件W就座于该就座面18的状态下将工件W夹紧。于本体筒部20的表面，四个流通有经送风的加压空气的凹槽19形成为十字型。卡合构件2与夹紧杆3共同插入工件W孔中，并可切换成卡合于孔的内周面(夹持孔的内周面)的扩径状态、及未卡合(夹持)的缩径状态。该卡合构件2具有供夹紧杆3插通的杆插通孔21、筒状夹持爪部22及基端锷部23，卡合构件2为使其半径可扩大、缩小(可扩缩)并可分解，藉四个狭缝沿圆周方向予以分割成四等份，并以O环27套束。卡合构件2的夹持爪部22的外周面形成有三层可夹持形成于工件W的孔的内周面的锯齿。杆插通孔21中与夹持爪部对应的部分形成为与夹紧杆3的锥状轴部31卡合成密接状的锥状孔部21a。如图2 图4所示，本体筒部20上端的插通孔17的部位上安装有堵塞卡合构件2外周侧的环状间隙的刮板26。此刮板26为，具有防止异物侵入的机能，及在解除夹紧状态时，使卡合构件2与夹紧杆3的轴心与夹紧装置C的轴心(与本体筒部20共同轴心)一致的共轴机能。卡合构件2的下部装设有捆绑四个分割体并使其缩径的O环27。卡合构件2的基端If部23,容纳于本体筒部20的圆形凹部29内，基端If部23的外周侧形成间隙。卡合构件2的基端锷部23在水平方向上以可动的方式被夹持在圆形凹部29的上壁部与支撑构件62的水平板部62b间，其受支撑构件62的支撑。卡合构件2可与支撑构件62以及环状受压活塞构件61 —同升降，且通过圆形凹部29外周部的环状间隙与刮板26的弹性变形，安装成可在与夹紧装置C的轴心垂直的水平方向上移动。夹紧杆3为与锥状轴部31、连在该锥状轴部31下端的小径杆部32、以及连在该小径杆部32下端的T形卡合部33 —体成形。锥状轴部31与小径杆部32插通于卡合构件2的杆插通孔21。锥状轴部31为越往上方直径越大且形成于夹紧杆3的上端部分，该锥状轴部31内嵌并卡合于卡合构件2的杆插通孔21的上半部的锥状孔部21a。下面基于驱动装置4进行说明。如图I 图4所示，驱动装置4为相对于夹紧本体I进退驱动夹紧杆3的一种装置，其具有使夹紧杆3往上方驱动夹紧解除的解除用气压缸35、以及将夹紧杆3向下夹紧驱动的夹紧用驱动装置36。夹紧用驱动装置36具有夹紧驱动夹紧杆3的多个压缩弹簧46、以及产生夹紧驱动力的一部分的夹紧用气压缸36a。夹紧本体I上形成有纵向的缸孔41 ;装设在该缸孔41的活塞构件42的活塞部 43上侧的环状弹簧收纳室45 ；以及活塞构件42下侧的解除用空气作动室47等。解除用气压缸35为由缸孔41、活塞构件42、以及解除用空气作动室47等构成。夹紧用气压缸36a为由缸孔41、活塞构件42、以及夹紧用空气作动室45 (弹簧收纳室)等构成。活塞构件42具有活塞部43、以及由该活塞部43往上方延伸至本体筒部20内部的杆部44。活塞部43的外周部通过密封构件43a气密封。杆部44具有大径杆部44a、由该大径杆部44a向上方延伸的中径杆部44b、由该中径杆部44b向上方延伸的小径杆部44c、以及由该小径杆部44c向上方延伸的螺丝轴部44d。该螺丝轴部44d与形成有倒T形的T沟52a的T沟形成构件52螺合。夹紧杆3的T形卡合部33在水平方向侧面卡合于T沟形成构件52的T沟52a。T沟形成构件52的外径仅较小径杆部44c的外径稍大。T沟形成构件52的下端形成有被环状受压活塞构件61的薄壁套管61b的上端卡止的被卡止部52b。T形卡合部33与T沟形成构件52存在一点间隙，因此夹紧杆3相对于T沟形成构件52在水平方向上在所述间隙来回移动。解除用空气作动室47位于活塞构件42的下侧并由下部本体构件12以及基部本体构件13构成。往解除夹紧方向驱动活塞部43的第一压力的加压空气可通过空气供给源48经由空气通路49，供给至解除用空气作动室47。弹簧收纳室45形成于大径杆部44a与中径杆部44b的外周侧。产生夹紧驱动力的6个压缩弹簧46以等分圆周的方式安装于弹簧收纳室45。压缩弹簧46的上端部分通过插入形成于下部本体构件12的圆筒孔55而在圆周方向上定位。压缩弹簧46的下端被活塞部43抵住，而压缩弹簧46的上端被圆筒孔55的上端壁抵住。压缩弹簧46为由矩形剖面的弹簧钢线材所构成，亦可由圆形剖面的弹簧钢线材构成。此外，压缩弹簧46的数量不限定于6个，亦可设置不到6个或是7个以上的压缩弹簧46。亦可将一个压缩弹簧46外嵌安装于杆部44。弹簧收纳室45亦兼作夹紧用气压缸36a的空气作动室，弹簧收纳室45通过空气通路56a 56c连接到加压空气供给源50。仅藉压缩弹簧46的弹力而造成夹紧力不足的情况下，供给加压空气至弹簧收纳室45而通过夹紧用气压缸36a产生一部分夹紧驱动力。
图2、图3为表示当活塞构件42在上限位置时的解除夹紧状态，在该解除夹紧状态中，大径杆部44a的上端部44e受下部本体构件12的卡止部67抵住。在中径杆部44b的上端部44f与因加压空气而位于上限位置的环状受压活塞构件61的下端部间设有极小的间距。下面基于支撑机构6进行说明。如图2 图4所示，支撑机构6为以可动方式外嵌于活塞构件42的小径杆部44c上，且具有支撑卡合构件2的环状受压活塞构件61 ;支撑构件62，其基端部(下端部)受所述环状受压活塞构件61支撑且其支撑卡合构件2的基端；支撑气室63，其使环状受压活塞构件61向夹紧方向的反方向受压于第一压力的加压空气(受推压)；以及空气供给通路65，使空气可由解除用气压缸35的空气作动室47流通至支撑气室63。支撑机构6为，当与使卡合构件2扩径的工件W的内周面卡合(夹持内周面)时，利用第一压力的加压空气作用于环状受压活塞构件61的下面的气动力来支撑卡合构件2。环状受压活塞构件61具有形成于环状活塞部上端部的卡止锷部61a ；以及薄壁·套管61b，从环状活塞部上端的内周部往上方以一定长度延伸。环状受压活塞构件61为以可滑动的方式外嵌于小径杆部44c上，且以可滑动的方式内嵌于下部本体构件12的圆筒孔12a。利用密封构件61c将环状受压活塞构件61的内周部气密式地密封，且以密封构件61d将其外周部气密式地密封。环状受压活塞构件61的卡止锷部61a为以可在形成于下部本体构件12与上部本体构件11的收纳孔59间上下升降的方式安装。环状受压活塞构件61在下限位置时，卡止锷部61a卡止于收纳孔59的下端壁，环状受压活塞构件61在上限位置时，卡止锷部61a卡止于收纳孔59的上端壁。支撑构件62具有外嵌于薄壁套管61b与小径杆部44c的薄壁筒部62a ；以及该薄壁筒部62a上端的水平板部62b。夹紧杆3贯通于水平板部62b的圆形孔69，该圆形孔69为让夹紧杆3通过的大小。支撑构件62上端的水平板部62b与卡合构件2的基端锷部23的下面接触并提供支撑力，薄壁筒部62a的下端与环状受压活塞构件61的环状活塞部的上端接触并受其支撑，支撑构件62与环状受压活塞构件61 —同升降。环状受压活塞构件61下侧的支撑气室63，透过形成于杆部44的空气供给通路65连接于解除用空气作动室47，第一压力的加压空气从空气作动室47供给至支撑气室63，环状受压活塞构件61当夹紧解除状态时，通过第一压力的加压空气向上推压。空气供给通路65具有纵向空气通路65a ;连通该空气通路65a的横向空气通路65b :以及形成于小径杆部44c的外周面的环状沟65c。空气供给通路65的空气通路65a的下端部分设有止回阀71，其仅允许加压空气供给至支撑气室63。解除夹紧时，通过止回阀71与空气供给通路65从解除用空气作动室47提供第一压力的加压空气。夹紧驱动时，卡合构件2夹持在工件W孔的内周面后，环状受压活塞构件61向下移动一极小距离(大约O. I O. 3mm左右)，而开放下述的连通空气通路72、且排放加压空气至环状受压活塞构件61上侧。下面基于加压气动力解除装置7进行说明。如图2 图4所示，加压气动力解除装置7为，当通过驱动装置4夹紧驱动夹紧杆3时，卡合构件2扩径后(夹持后)时解除支撑机构6的气动力的至少一部分的装置。加压气动力解除装置7具有空气供给通路65 ;装设于该空气供给通路65的止回阀71 ;以及贯通状形成于环状受压活塞构件61的连通空气通路72。止回阀71由小钢球73 ;调节阀形成构件74，其在上端具有与该钢球73抵接的环状阀座且形成有空气供给通路65的下端部；以及将钢球73向环状阀座推压的压缩弹簧75所构成。夹紧解除时、第一压力的加压空气填充至空气作动室47时，通过空气供给通路65与止回阀71，将第一压力的加压空气供给至支撑气室63，且夹紧动作时，加压空气从空气作动室47排出时，藉止回阀71将空气供给通路65阻断。此外，即使省略压缩弹簧75，依然能够产成同样的机能。连通空气通路72为小管径的通路，在环状受压活塞构件61位于上限位置时，连通空气通路72受到收纳孔59上壁的阻断，因此可保持支撑气室63的加压空气。若环状受压活塞构件61向下移动，连通空气通路72即会形成开放状态。后述加压空气导入装置8作动的时候，也通过夹紧本体I内的环状受压活塞构件61，将较第一压力低压更低的第二压 力的加压空气导入卡合构件2侧的部分。为此，当连通空气通路72形成开放状态时，支撑气室63的加压空气的压力较第一压力至第二压力更低，气动力无法作用于环状受压活塞构件61的上方或下方。此外，位于收纳孔59内的卡止锷部61a的外周侧形成可让空气通过的间隙。在所述加压空气导入装置8不作动的时候，连通空气通路72形成开放状态，此时支撑气室63即形成大气开放状态。亦可在该连通空气通路72装设仅容许从支撑气室63排出加压空气的止回阀。此外，在对应于收纳孔59上壁的连通空气通路72的部分，或是围绕在环状受压活塞构件61中连通空气通路72上端的部分上，亦可设置提高连通空气通路72的阻断性用的合成树脂制封止材料。下面基于加压空气导入装置8进行说明。如图3所示，加压空气导入装置8，是为了将较第一压力的加压空气低压的第二压力加压空气送至卡合构件2与夹紧杆3、而将第二压力的加压空气导入至夹紧本体I中环状受压活塞构件61靠卡合构件2—侧的部分的装置。加压空气导入装置8包括有形成于上部本体构件11的加压空气喷出孔80b、多条空气通路80c、80d ;以及空气通路80e，其形成于基部本体构件13且接续于加压空气供给源81。空气通路80c的端部通过塞82紧闭。在上部本体构件11与支撑构件62间形成环状间隙86，支撑构件62的下端部形成小孔80a。从加压空气供给源81排出的加压空气，经由空气通路80c 80e，与加压空气喷出口 80b供给至环状间隙86，并沿着支撑构件62的外周面向上流动，送风至卡合构件2与夹紧杆3。供给环状间隙86的加压空气的一部分，通过小孔80a供给至夹紧本体I中支撑构件62的环状受压活塞构件61的靠卡合构件2 —侧，该加压空气流经夹紧本体I内的上方，送风至卡合构件2与夹紧杆3，同时亦送风至就座面18。此外，亦可在削切加工工件W时进行送风。下面基于夹紧不良检测装置9进行说明。如图2、图4所示，夹紧不良检测装置9设有当夹紧杆3移动至夹紧方向界限位置，且环状受压活塞构件61向其下限位置移动时，受环状受压活塞构件61封锁的加压空气喷出孔91 (夹紧不良检测用的加压空气喷出孔91);与供给加压空气至该加压空气喷出孔9的空气通路92 96。空气通路96接续于加压空气供给源98。夹紧不良检测装置9构成有加压空气喷出孔91 ;空气通路92 96 ;压力开关97，可检测出当空气通路92 96内的加压空气的压力上升至所定压力以上的情况；以及控制部，其可接收压力开关97的检测信号且判定上述压力上升的情况。下部本体构件12形成有加压空气喷出孔91，形成在收纳孔59周壁部的下端部且对卡止锷部61a呈相向状开口 ；以及空气通路92，连接于该加压空气喷出孔91。上部本体构件11形成有接续于空气通路92的空气通路93 95。基部本体构件13形成有接续于空气通路95的空气通路96。此外，空气通路94的端部以塞94a闭塞。夹紧不良检测装置9为，夹紧动作时，卡合构件2的夹持爪部22相对于工件W孔的内周面滑动且当形成夹紧不良状况时可加以检测的装置。当夹紧不良而环状受压活塞构件61下降至下限位置时，通过卡止锷部61a将加压空气喷出孔91闭锁，故由压力开关97与控制部检测该加压空气的压力上升，进而检测出夹紧不良的状况。
下面基于本发明的夹紧装置C的作用进行说明。通过夹紧装置C夹紧工件W的情况下，起初第一压力的加压空气供给至解除用空气作动室47。而后抵抗弹簧收纳室45的多个压缩弹簧46的弹力，如图2所示，夹紧杆3、活塞构件42、环状受压活塞构件61、以及支撑构件62均上升至上限位置，因夹紧杆3相对于卡合构件2上升，卡合构件2形成缩径状态。此时，通过空气供给通路65，第一压力的加压空气亦供给至支撑气室63，产生支撑支撑构件62与卡合构件的支撑力。接着，使加压空气导入装置8作动而供给第二压力加压空气，送风至卡合构件2与夹紧杆3等的同时，搬入工件W，将卡合构件2与夹紧杆3插入工件W孔，并以就座面18支撑工件W。然后，为将卡合构件2与夹紧杆3向下方夹紧驱动，加压空气从空气作动室47排出，使空气作动室47形成大气压力,使向下的压缩弹簧46的弹性力作用在活塞构件42。此时，根据所需，将加压空气供给至弹簧收纳室45。因而止回阀71可维持支撑气室63的加压空气，故环状受压活塞构件61受支撑气室63的加压空气的推压并保持在所述上限位置，支撑构件62与卡合构件2亦一起瞬间保持在上限位置，但因活塞构件42向下方驱动，夹紧杆3相对于卡合构件2些微向下移动。以上作动的结果，由夹紧杆3的锥状轴部31使驱动卡合构件2的夹持爪部22被扩径驱动，与工件W孔的内周面咬合并形成卡合状态(夹持状态)，形成夹紧杆3相对于卡合构件2几乎无法移动的状态。形成所述状态后，就如图4所示，通过多个压缩弹簧46的弹力(加压空气供给至弹簧收纳室46的状况下则亦加上气动力)，活塞构件42、卡合构件2、夹紧杆3、环状受压活塞构件61、与支撑构件62 —齐向下作极微小距离(大约O. 2mm左右)的驱动，形成工件W被就座面18强力推压的夹紧状态。此时，环状受压活塞构件61因与收纳孔59的上壁分离，加压气动力解除装置7的连通空气通路72形成开放状态，通过连通空气通路72，支撑气室63的加压空气的压力从第一压力降低到第二压力，且解除以支撑机构6来支撑卡合构件2的气动力的至少一部分，因不对环状受压活塞构件61作用向上及向下的气动力，因而环状受压活塞构件61不向夹紧方向界限位置移动而停止。因此，夹紧驱动时，卡合构件2扩径(夹持)后，即使环状受压活塞构件61向下作微小距离的移动，因环状受压活塞构件61的卡止锷部61a没有封锁住加压空气喷出孔91，故不会产生夹紧不良检测装置9错误作动的情况。下面基于本发明的夹紧装置C的效果进行说明。工件W在夹紧、使卡合构件2扩径且在卡合于工件W孔的内周面时，因在以第一压力的加压空气的气动力支撑卡合构件2的支撑机构6支撑的情况下,除可确实使卡合构件2扩径，并在夹紧驱动夹紧杆3时，通过加压气动力解除装置7，在卡合构件2扩径后因解除支撑机构6的气动力的至少一部分，故可防止夹紧力降低所解除的气动力的大小。因为可防止夹紧力下降，所以可避免将驱动装置4大型化，进而达到设计小型化的夹紧装置C的目的。驱动装置4具有解除夹紧用的解除用气压缸35，且支撑机构6具有环状受压活塞构件61 ;支撑气室63,其使该环状受压活塞构件61在夹紧方向的相反方向受第一压力的加压空气受推压；以及空气供给通路65，从解除用气压缸35的解除用空气作动室47通到支撑气室63，因此可经由空气供给通路65将供给至解除用气压缸35的第一压力的加压空 气供给至支撑气室63。加压空气导入装置8为，将较第一压力的加压空气压力低的第二压力的加压空气，导入至夹紧本体I内环状受压活塞构件61靠导入卡合构件2 —侧的部分，可送风至卡合构件2与夹紧杆3，进而防止切粉或尘埃飞入夹紧本体I内。环状受压活塞构件61为，将第二压力送风用的加压空气作用于环状受压活塞构件61上面侧的构件，但支撑气室63的第一压力(较第二压力高压)的加压空气的气动力作用于下面侧，因此环状受压活塞构件61可基本上保持在上限位置。通过止回阀71的作用，仅允许供给从空气作动室47往支撑气室63的加压空气的供给方向流通，故不但可供给第一压力的加压空气到支撑气室63，亦能维持支撑气室63的加压空气。夹紧驱动时，当环状受压活塞构件61向下移动一微小距离时，此时通过连通空气通路72，将支撑气室63的第一压力的加压空气的一部分释放到环状受压活塞构件61的上侧，进而可解除作用于环状受压活塞构件61的气动力的一部分。然后，通过连通空气通路72，使支撑气室63的加压空气从第一压力降压至第二压力，环状受压活塞构件61的上下两侧的气压保持在第二压力，因可抑制环状受压活塞构件61向夹紧方向界限位置移动，及使卡合构件2夹持在工件W孔的内周面，可确实防止使卡合构件2相对于上述内周面滑动的夹紧不良检测装置9产生错误动作。当夹紧杆3移动至夹紧方向界限位置时，因设有被环状受压活塞构件61封锁的夹紧不良检测用的加压空气喷出孔91 ;以及供给加压空气至该加压空气喷出孔91的空气通路92，可实现以简单的构造确实地检测夹紧不良的目的。通过设置于驱动装置4的夹紧用驱动装置36，可将夹紧杆3向夹紧方向驱动。通过设于夹紧用驱动装置3的一个或多个的压缩弹簧46，可将夹紧杆3向夹紧方向驱动。实施例2下面基于实施例2的夹紧装置CA并配合图5、图6进行说明。但与实施例I相同的构成要素则标以同样的符号且省略其说明，主要针对相异的构造进行说明。如图5、图6所示，夹紧装置CA备有夹紧本体IA ;卡合构件2 ;夹紧杆3 ;进退驱动该夹紧杆3用的驱动装置4A ;支撑机构6A ;加压气动力解除装置7A ;加压空气导入装置8 ;以及夹紧不良检测装置9。夹紧本体IA为以上部本体构件11与下部本体构件12A构成。
驱动装置4A省略所述压缩弹簧46，并通过夹紧用气压缸36A夹紧驱动的构造。解除用气压缸35与实施例I相同。支撑机构6A中，环状受压活塞构件61A改变形状。环状受压活塞构件61A中，活塞部与卡止锷部61a与实施例I相同，但形成有从活塞部的下端向下连接的延伸的小径活塞部61e。支撑气室63A，通过设置于止回阀71A的空气供给通路65A，连通至解除用气压缸35的空气作动室47。空气供给通路65A具有形成于活塞构件42A的杆部44A的纵向空气通路65a及横向空气通路65b ;环状沟65c ；以及形成于环状受压活塞构件61A的倾斜空气通路65d。止回阀71A，与实施例I同样地，设置于空气供给通路65A的下端部分。使支撑气室63A连通至环状受压活塞构件6IA的上侧空间的连通空气通路72A为由倾斜空气通路72a与倾斜空气通路65d的下部构成。在夹紧本体IA内的活塞部43A的上侧形成有夹紧用空气作动室45，可通过空气通 路56a 56c，从加压空气供给源50供给加压空气至该夹紧用空气作动室45。环状受压活塞构件61A的小径活塞部61e的下端面对夹紧用空气作动室45，并受该夹紧用空气作动室45加压空气推压。加压气动力解除装置7A具有空气供给通路65A、止回阀71A、以及连通空气通路72A，具有与实施例I的加压气动力解除装置7相同机能的装置。下面基于支撑机构6A的作用进行说明。在夹紧解除的状态时，第一压力的加压空气供给至解除用空气作动室47与支撑气室63A，环状受压活塞构件61A位于上限位置并阻断连通空气通路72A。夹紧驱动时，通过环状受压活塞构件61A受支撑气室63A的第一压力的加压空气的气动力推压，产生支撑机构6A的支撑力。通过支撑构件62以该支撑力支撑卡合构件2的状态下，释放解除用空气作动室47的加压空气，供给加压空气至夹紧用空气作动室45并夹紧驱动。然后，维持支撑气室63A的第一压力的加压空气且小管径的活塞部61e受夹紧用空气作动室45的加压空气推压，因此产生强力的支撑力。该夹紧驱动开始时，卡合构件2扩径而夹持工件W孔的内周面。然后，夹紧杆3与卡合构件2 —齐下降一微小距离(约O. 2mm左右)，因连通空气通路72A的上端形成开放状态，支撑气室63A的加压空气的压力下降至第二压力，且环状受压活塞构件61A，因由夹紧用空气作动室45至小径活塞部61e受加压空气推压，而藉该气动力维持向上的状态。在此夹紧驱动作动期间，因解除所述强力支撑力的一部分的气动力持续作用于环状受压活塞构件61A，环状受压活塞构件61A不会下降至下限位置，可通过夹紧不良检测装置9，确实避免错误检测夹紧不良的状况。关于其它作用及效果，由于与实施例I相同，在此省略说明。实施例3下面基于实施例3的夹紧装置CB并配合图7进行说明。但与实施例I相同的构成要素则标以同样的符号且省略其说明，主要针对相异的构造进行说明。图7的夹紧装置CB中，取代实施例I的夹紧装置C的所述加压气动力解除装置7而设有加压气动力解除装置7B。该加压气动力解除装置7B中，空气供给通路65B的下端部分设置有节流阀100。该节流阀100为阀门形成构件101与活塞构件42的装着孔螺合，且为阀门形成构件101形成节流通路102的装置。
由于设有所述节流阀100，夹紧驱动开始时，第一压力的加压空气从空气作动室47排出，此时通过节流阀100以预定的延迟将加压空气从支撑气室63排出，通过加压空气将作用于环状受压活塞构件61的气动力的一部分解除，在维持一部分气动力的状态下，构成使卡合构件2扩径的结构。该扩径后的夹紧动作与实施例I相同。以下为基于部分变更所述实施例的变更例进行说明。[I]在所述实施例1、2中，夹紧驱动夹紧杆3时，亦可在未设有加压空气导入装置8的情况下，在卡合构件2扩径后时解除支撑机构6及6A的全部气动力。在所述情况中，夹紧驱动时，夹持后环状受压活塞构件61及61A向下移动一微小距离时，此时通过连通空气通路72、72A，支撑气室63及63A形成为大气开放的状态，可解除第一压力的加压空气的全部气动力。此时，随着被解除的气动力大小，可避免夹紧力降低的状况。[2]所述实施例1、2的止回阀71、71A的结构或所述实施例3的节流阀100的结构，仅为一例的示范，并不需要限定于此，若能产生相同机能，亦可采用其它结构。 [3]在所述实施例I 3中，缩短夹紧本体I及IA的本体筒部20的形状或省略本体筒部20的形状的夹紧装置亦可适用于本发明。[4]此外，若为熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的意旨的情况下，将所述实施例加上各种变化的形态下亦可实施，因此本发明包括所述的变更形态。产业上的利用可能性本发明为提供通过夹紧杆使插入提供机械加工用工件的孔的卡合构件的夹持爪部扩径、来夹紧夹持孔的内周面而产生夹紧功能的夹紧装置(所谓，孔夹紧或为扩张夹紧)。又，本发明亦可应用于搬送工件等的情况，或夹紧工件以外的构件的情况。附图标记说明
C、CA夹紧装置 W工件 I、IA夹紧本体
权利要求
1.一种夹紧装置，具备有夹紧本体；可切换成卡合于工件孔的内周面的扩径状态及未卡合的缩径状态的卡合构件；卡合于该卡合构件内侧的夹紧杆；以及使该夹紧杆相对于夹紧本体进退驱动的驱动装置，其特征在于，该夹紧装置还具备有 支撑机构，使所述卡合构件扩径并卡合于所述内周面时，以第一压力的加压空气的气动力支撑卡合构件；以及 加压气动力解除装置，通过所述驱动装置夹紧驱动夹紧杆时，所述卡合构件扩径后，解除所述支撑机构的气动力的至少一部分。
2.如权利要求I所述的夹紧装置，其特征在于， 所述驱动装置具备有夹紧解除夹紧杆的解除用气压缸， 所述支撑机构具有支撑所述卡合构件的环状受压活塞构件；支撑气室，使该环状受压活塞构件在夹紧方向的反方向受所述第一压力的加压空气推压；以及空气供给通路，从所述解除用气压缸的解除用空气作动室通到支撑气室， 还设置加压空气导入装置，其为了将较所述第一压力的加压空气低压的第二压力的加压空气送风至所述卡合构件与夹紧杆，而将所述第二压力的加压空气导入夹紧本体中环状受压活塞构件的靠卡合构件一侧的部分。
3.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述加压气动力解除装置具有止回阀，允许加压空气向安装于所述空气供给通路的支撑气室的供给加压空气的方向流通；以及连通空气通路，在所述环状受压活塞构件上形成贯通状，且仅当所述环状受压活塞构件位于上限位置时被阻断。
4.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述加压气动力解除装置具有安装于所述空气供给通路的节流阀；以及连通空气通路，在所述环状受压活塞构件上形成贯通状，且仅当所述环状受压活塞构件位于上限位置时被阻断。
5.如权利要求2至4中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧装置设有当所述夹紧杆移动至夹紧方向界限位置时，被所述环状受压活塞构件封锁的加压空气喷出孔，即夹紧不良检测用的加压空气喷出孔；以及供给加压空气至该加压空气喷出孔的空气通路。
6.如权利要求I所述的夹紧装置，其特征在于，所述驱动装置具有用以将所述夹紧杆向夹紧方向驱动的夹紧用驱动装置。
7.如权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧用驱动装置具有将夹紧杆向夹紧方向驱动的一个或多个压缩弹簧。
8.如权利要求6所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧用驱动装置具有产生夹紧驱动夹紧杆的驱动力的全部或者一部分的夹紧用气压缸。
全文摘要
本发明提供一种卡合构件扩径时能以加压空气的气动力支撑卡合构件，且卡合构件扩径后可解除至少一部分气动力的夹紧装置，其为一种可防止卡合构件扩径后送风用加压空气的气动力作用于支撑机构的环状受压构件的夹紧装置。夹紧装置(C)具有夹紧本体(1)；卡合构件(2)，可切换成卡合于工件(W)孔内周面的扩径状态与未卡合于该内周面的缩径状态；夹紧杆(3)，卡合于该卡合构件(2)内侧；驱动装置(4)，用以相对于夹紧本体(1)进退驱动夹紧杆(3)；支撑机构(6)，使卡合构件(2)扩径卡合于内周面时，以第一压力的加压空气的气动力支撑卡合构件(2)；以及加压气动力解除装置(7)，藉驱动装置夹紧驱动夹紧杆时，于卡合构件(2)扩径后解除支撑机构(6)的至少一部分气动力。
文档编号B23Q3/06GK102892551SQ20118002323
公开日2013年1月23日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年5月10日
发明者川上孝幸 申请人:帕斯卡工程株式会社