专利名称：夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使插入工件等物品的孔的夹持构件扩径以夹持孔的内周面的夹紧装置，特别是涉及具备支承功能的夹紧装置，其可在对应于物品的被支承面的高度位置而改变夹紧本体的高度位置后固定夹紧本体。
背景技术：
以往现有技术，实用上有提供孔夹紧或扩张夹紧等各种的夹紧装置。所述夹紧装置为如上所述般，利用夹紧杆使插入工件等物品的孔的夹持构件的夹爪部扩径，藉以夹持于孔的内周面而朝夹紧本体侧拉引来进行夹紧。例如，专利文献I所记载的夹紧装置具有夹紧本体、夹持构件、具有用以使该夹持构件扩径的锥形轴部的夹紧杆、以及驱动夹紧杆的油压缸等。夹持构件由四个夹持分割体所构成，于夹持分割体形成有与夹紧杆的轴心正交的剖面形状呈扁平D形的夹爪部。专利文献2具备有夹紧本体、环状一体构成的筒夹(collet)(夹持构件)、拉杆(夹紧杆)、驱动拉杆(pull rod)的油压缸等。筒夹为构成可经由一个纵向缝隙朝外径扩大侧弹性变形。上述各夹紧装置中，将夹持构件与夹紧杆插入工件的孔，使工件抵接于夹紧本体的就座面，于夹紧驱动开始时，当夹紧杆(拉杆)朝下方移动时，夹持构件或筒夹便藉由夹紧杆朝径扩大侧扩径而卡合于工件的孔的内周面并夹紧。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 :日本专利特开平第11-188551号公报
发明内容
发明所欲解决的课题在使用多个上述专利文献1、2的夹紧装置，夹紧工件外周部的多个部位以用于机械加工时，首先，使多个夹紧装置的各夹持构件分别插入形成于工件的与夹紧装置对应的孔。其次，将工件的对应于就座面的被支承面分别抵接于各夹紧装置的夹紧本体前端的就座面，以对各夹紧装置进行夹紧驱动，藉夹持构件将物品的孔的内周面分别设成夹持状态而夹紧。然而，在多个被支承面位于不同高度位置的情况、亦或即便多个被支承面位于相同的高度位置但被支承面之间却存有公差的情况，会有工件加工后加工平面参差不齐的问题。具体而言，在夹紧工件外周部的三个部位之后再夹紧剩下的一个部位的情况，恐有工件在未确实地抵接于夹紧本体的就座面的状态下被夹紧之虞，或者恐有工件在些微歪斜的状态下被夹紧之虞。因此，若在此种不完全夹紧状态下将工件供机械加工，则会有因工件的弹性变形或颤振振动而导致加工精度降低的问题。
本发明的目的在于提供一种具备支承功能的夹紧装置等，其可在因应物品的被支承面而改变夹紧本体的位置后固定夹紧本体。用以解决课题的装置本发明的夹紧装置具有筒状夹紧本体；夹持构件，插通该筒状夹紧本体前端部的插通孔而朝外侧延伸并可夹持物品的孔的内周面；夹紧杆，延伸于与该夹持构件卡合的垂直方向；以及进退驱动机构，可对该夹紧杆进行进退驱动，该夹紧装置的特征为具备就座面，使形成于所述筒状夹紧本体的前端的物品就座；壳体构件，以可进退自如的方式支承所述筒状夹紧本体；升降驱动机构，可对所述壳体构件将所述筒状夹紧本体朝向与所述夹紧杆的轴心平行的方向作升降驱动；以及锁定机构，具有可供所述筒状夹紧本体以可滑动自如的方式插通且支承于所述壳体构件的筒状构件，且藉由使该筒状构件朝径缩小侧弹性变形而能锁定筒状夹紧本体的外周面。 发明效果根据本发明，于夹紧驱动开始时，藉由升降驱动机构可使筒状夹紧本体对壳体构件进行上升(进出)，而使筒状夹紧本体的前端的就座面抵接于工件等的物品。于夹紧解除时，藉由升降驱动机构可使筒状夹紧本体对壳体构件下降(退入)，而使筒状夹紧本体的前端的就座面从工件等的物品分离。由于具备锁定机构，其具有可供筒状夹紧本体以可滑动自如的方式插通且支承于壳体构件的筒状构件，且藉由使该筒状构件朝径缩小侧弹性变形而能锁定筒状夹紧本体的外周面，所以利用该锁定机构可使筒状构件朝径缩小侧弹性变形，藉此在与筒状夹紧本体的外周面之间产生静摩擦力以确实地锁定。因此，夹紧驱动开始时，可藉由升降驱动机构使筒状夹紧本体以与物品的被支承面的高度位置对应的方式上升，而在使物品抵接于筒状夹紧本体前端的就座面的状态下，利用锁定机构锁定筒状夹紧本体，然后，利用进退驱动机构使夹紧杆移动至退入侧以使夹持构件扩径，咬住物品的孔的内周面而成为夹持状态，所以可确保物品的加工面的平坦性，而能抑制因物品的弹性变形或颤振振动而导致加工精度降低。本发明除了上述构成外，亦可采用如下的构成。(I)所述升降驱动机构具有设置于所述壳体构件内的流体压缸，所述流体压缸具有被供给有流体压的流体压作动室；承压该流体压作动室的流体压而朝进出侧被驱动的活塞构件；以及将该活塞构件朝退入侧推压的弹簧构件；所述活塞构件具有插入所述进退驱动机构的环状活塞构件的活塞杆，且在所述活塞杆的前端部具有与环状活塞构件以作动的方式连结的锷状卡定构件。根据此构成，当流体压被供给至流体压作动室时，活塞构件会移动到进出侧，而经由活塞杆的锷状卡定构件可使环状活塞构件移动进出侧。当流体压从流体压作动室排出时，藉由弹簧构件可使活塞构件朝退入侧移动，而经由锷状卡定构件可使环状活塞构件朝退入侧移动。(2)在(I)中，所述锁定机构具有薄壁筒部，形成于所述筒状构件且外嵌于所述筒状夹紧本体；外周侧流体室，形成于此薄壁筒部的外周侧；以及第一流体压供给通路，可将流体压供给至该外周侧流体室。根据此构成，当流体压经由第一流体压供给通路被供给至外周侧流体室时，薄壁筒部会朝径缩小侧弹性变形，而能确实地锁定筒状夹紧本体。( 3 )在(2 )中，前述第一流体压供给通路是将前述外周侧流体室与前述流体压缸的流体压作动室予以连通的通路。根据此构成，可从共同的流体压供给源供给流体压。(4)在(I)中，所述锁定机构具有形成于所述筒状构件的一个或多个缝隙及锥形外周面；配置于所述筒状构件外周侧的锥形内周面且内嵌于壳体构件的环状构件；形成于此环状构件与筒状构件之间的锥形环状间隙；介设于此锥形环状间隙的多个金属制球体；形成于所述环状构件的外周侧的环状流体室；可将流体压供给至此环状流体室的第二流体压供给通路；以及将所述环状构件推压至锁定解除侧的回复弹簧。根据此构成，当流体压经由第二流体压供给通路供给至环状流体室时，锥形外周面与锥形内周面会经由多个金属制球体而卡合，筒状构件朝径缩小侧弹性变形，而能确实地锁定筒状夹紧本体。
(5)在(4)中，所述第二流体压供给通路是将所述环状流体室与所述流体压缸的流体压作动室予以连通的通路。根据此构成，可从共同的流体压供给源供给流体压。(6)在(4)中，在流体压供给至所述环状流体室的情况，是以所述筒状构件朝径缩小侧弹性变形的方式使所述环状构件相对于所述筒状构件朝向与所述夹紧杆的轴心平行的方向相对地移动。根据此构成，藉由环状构件可将筒状构件朝径缩小侧弹性变形而确实地锁定筒状夹紧本体。
图I为本发明实施例I的解除夹紧状态的夹紧装置的剖视图；图2为将工件抵接于筒状夹紧本体的就座面并藉筒状构件锁定筒状夹紧本体的状态的夹紧装置的剖视图；图3为夹紧状态的夹紧装置的剖视图；图4为实施例2的解除夹紧状态的夹紧装置的剖视图；图5为将工件抵接于筒状夹紧本体的就座面并藉筒状构件锁定筒状夹紧本体的状态的夹紧装置的剖视图；以及图6为夹紧状态的夹紧装置的剖视图。
具体实施例方式以下，依据实施例，说明实施本发明的形态。实施例I 如图I 图3所示，夹紧装置C是将提供于机械加工的工件W (物品)的被支承面S从下侧支承，并于固定筒状夹紧本体I后，藉夹持构件3将工件W的孔H的内周面设成夹持状态。该夹紧装置C具有筒状夹紧本体I ;以可进退的方式支承筒状夹紧本体I的壳体构件2 ;夹持构件3 ;夹紧杆4 ;可将此夹紧杆4进行进退驱动的进退驱动机构5 ;支承夹紧杆4的支承机构6 ;可将筒状夹紧本体I进行升降驱动的升降驱动机构7 ;以及可固定筒状夹紧本体I的外周面的锁定机构9。首先，说明筒状夹紧本体I。如图I 图3所示，筒状夹紧本体I为形成延伸于上下方向的筒状，且由上部本体筒部11与下部本体筒部12构成。上部本体筒部11的下端部内嵌螺合于下部本体筒部12的上端部，上部本体筒部11与下部本体筒部12之间藉密封构件13密封。夹持构件3与夹紧杆4配设成沿上下方向贯通上部本体筒部11上端部的中心部的插通孔11a。在筒状夹紧本体I的前端，即在上部本体筒部11的上面，形成有使包围插通孔Ila的工件W就座的四个圆弧状就座面14，在使工件W就座于该就座面14的状态下夹紧工件W。供所喷吹的加压气体流通的四个凹槽15在上部本体筒部11的上面形成为十字状。下部本体筒部12的外径为形成比上部本体筒部11的外径略微大径，其内嵌于壳体构件2且插通于筒状构件91并沿上下方向以可进退自如的方式支承。在下部本体筒部12内，从上部朝下部依序形成有收容孔16和圆筒孔17和缸孔51。于下部本体筒部12下 端部的内周侧，经由C型环装设有环构件19。下部本体筒部12的下端部在解除夹紧状态下抵接于壳体构件2的下部壳体构件22的上面。其次，说明壳体构件2。如图I 图3所示，壳体构件2具有筒状壳体构件21，以俯视看起来呈圆形，且两端呈敞开状的筒状的方式形成；以及厚壁状下部壳体构件22，内嵌螺合于该筒状壳体构件21的下端部。于该壳体构件2内装设有筒状夹紧本体I、后述的进退驱动机构5、升降驱动机构7、锁定机构9等。壳体构件2其外周部的大部分螺合于有底构造的基底构件10的装设孔IOa而组装于基底构件10。于下部壳体构件22形成有纵向缸孔71。于下部壳体构件22的下端部形成有一对卡合孔23，该对卡合孔23可供用以螺合于筒状壳体构件21的工具卡合。于下部本体筒部12与壳体构件2之间，从上方朝下方依序装设有用以防止切削粉或灰尘侵入的防尘密封24、和后述的锁定机构9的筒状构件91。其次，说明夹持构件3。如图I 图3所示，夹持构件3与夹紧杆4 一起插通筒状夹紧本体I前端部的插通孔Ila而朝外侧延伸，并可夹持工件W的孔H的内周面。此夹持构件3由等间隔地配设于夹紧杆4外周侧的四个钢制夹持分割体31构成。四个夹持分割体31的外径可扩大、缩小。于夹持分割体31的上部形成有夹爪部32，于夹持分割体31的下端部形成有圆弧状基端锷部33。夹持分割体31下半部的内面形成有与夹紧杆4的轴心平行的笔直面35。夹爪部32的上下方向的长度为夹持构件3全高的约1/3。夹爪部32的水平剖面形成为扁平D形。在夹爪部32上部的内面，形成有愈靠上方愈远离夹紧杆4的轴心的锥形面34，此锥形面34可与夹紧杆4的锥形部43的锥形平面45卡合成密接状。在夹爪部32的外周面形成有用以夹持工件W的孔H的内周面的两段式齿。如图I 图3所示，在上部本体筒部11的插通孔Ila中装设有用来塞住夹持构件3及夹紧杆4的外周侧的环状间隙的刮板36。刮板36由滑接于夹持构件3及夹紧杆4的外周面的橡胶或合成树脂等具有弹性的材料所构成。刮板36用来防止切削粉等异物从夹持构件3及夹紧杆4的外周侧的环状间隙侵入内部，使加压气体不易从夹紧本体I内泄漏至外部，并用来绑束四个夹持分割体31与夹紧杆4。在夹持构件3的下部，装设有将分割成四部分的四个夹持分割体31朝缩径方向推压的O型环37。
夹持构件3的基端锷部33收容于上部本体筒部11的圆形凹部11b，且在基端锷部33的外周侧形成有间隙。夹持构件3的基端锷部33被夹固成可在圆形凹部Ilb的上壁部与支承构件62的水平板部62b之间沿水平方向移动，并以支承构件62来支承。夹持构件3可与支承构件62及环状承压构件61 —体地升降，并且装设成可经由圆形凹部Ilb外周部的环状间隙与刮板36的弹性变形而朝向与夹紧装置C的轴心正交的水平方向移动。其次，说明夹紧杆4。如图I 图3所示，夹紧杆4插通夹持构件3且卡合于夹持构件3而延伸于垂直方向。夹紧杆4具有下端侧部的T形卡合部41 ;杆部42，从该T形卡合部41朝上方连接且上半部抵接于夹持构件3的笔直面35 ；以及锥形部43，在从该杆部42朝上方连接而形成愈靠上方外径愈扩大，且可将四个夹持分割体31朝外径扩大侧驱动。于锥形部43沿圆周方向等间隔地形成有四个锥形平面45，所述四个锥形平面45为供四个夹持分割体31的夹 爪部32以面接触的方式抵接。接着，说明进退驱动机构5。如图I 图3所示，进退驱动机构5具有形成于下部本体筒部12的下半部的纵向缸孔51 ;环状活塞构件52 ;环状活塞构件52的环状活塞部55上侧的夹紧用油室53 ;以及环状活塞部55下侧的弹簧收容室54等。进退驱动机构5藉由使夹紧杆4对于筒状夹紧本体I以油压进行退入驱动(夹紧驱动)且以弹簧构件58的弹性推压力进行进出驱动(解除夹紧驱动)的油压缸所构成。环状活塞构件52具有环状活塞部55，以油密滑动自如的方式装设于缸孔51 ;以及筒状活塞杆56，从该环状活塞部55朝上方延伸至上部本体筒部11内。环状活塞部55的外周部藉密封构件55a油密地密封。在环状活塞构件52的下半部，从下端部形成有环状活塞构件52的全长的约3 / 5长度的圆筒孔52a，在环状活塞构件52的上半部，隔着中间壁部52b形成有比圆筒孔52a更小径的弹簧收容孔52c。于筒状活塞杆56的上端侧部形成有螺丝轴部56a，形成倒T形T槽57a的T槽形成构件57藉螺合而安装于该螺丝轴部56a。夹紧杆4的T形卡合部41从水平方向侧边卡合于该T槽形成构件57的T槽57a。在T槽形成构件57的下端，形成有被环状承压活塞构件61的薄壁套筒61b的上端卡定的被卡定部57b。由于在T形卡合部41与T槽形成构件57之间具有微小的间隙，故夹紧杆4可对T槽形成构件57相对地朝水平方向移动。夹紧用油室53由下部本体筒部12和环状活塞构件52和后述的环状承压构件61形成。将环状活塞部55朝夹紧侧(下方)推压的油压，可从油压供给源59经由升降驱动机构7的油压作动室73、形成于活塞构件72的油路72b、72c、活塞构件72与环状活塞构件52之间的环状间隙、由形成于筒状活塞杆56的小孔所构成的油路52d、以及环状活塞构件52与环状承压构件61之间的环状间隙，供给至夹紧用油室53。弹簧收容室54为由下部本体筒部12、环构件19、环状活塞构件52和下部壳体构件22所形成。于弹簧收容室54收容有呈压缩状的弹簧构件58，该弹簧构件58产生朝上方的解除夹紧驱动力。弹簧构件58呈外嵌状装设于缸孔形成部22a，该缸孔形成部22a呈上方突出状形成于升降驱动机构7的活塞构件72与下部壳体构件22。弹簧构件58的下端由环构件19承接，弹簧构件58的上端由环状活塞部55的下端面承接，而将该环状活塞部55朝上方弹性推压。此外，弹簧构件58是由圆形剖面的弹簧钢线材构成，惟亦可由矩形剖面的弹簧钢线材构成。接着，说明支承机构6。如图I 图3所示，支承机构6具有环状承压构件61，其可移动地外嵌于环状活塞构件52的筒状活塞杆56 ;支承构件62，为以该环状承压构件61支承基端部(下端部)且支承夹持构件3的基端；以及由夹紧用油室53构成的支承油室，为使环状承压构件61朝向与夹紧方向相反的方向承受油压。在使夹持构件3扩径以夹持工件W的孔H内周面之际，支承机构6藉作用于环状承压构件61的油压力来支承夹持构件3。环状承压构件61具有大径部61a ;薄壁套筒61b，从大径部61a的上端的内周部朝上方延伸既定长度；以及小径活塞部61c，其从大径部61a下端朝下方连接且下端部面对夹紧用油室53。环状承压构件61以可滑动自如的方式外嵌于筒状活塞杆56且以可滑动自如的方式内嵌于下部本体筒部12的收容孔16和圆筒孔17。环状承压构件61的内周部藉密封构件61d油密地密封，外周部藉密封构件61e油密地密封。当环状承压构件61位于下 限位置时，大径部61a的下端面以收容孔16的下端壁承接，当环状承压构件61位于上限位置时，大径部61a的上端面以上部本体筒部11的下端部承接。支承构件62具有筒部62a，内嵌于上部本体筒部11的内侧收容孔Ilc且外嵌于筒状活塞杆56和T槽形成构件57和薄壁套筒61b ；以及该筒部62a上端的水平板部62b。夹紧杆4贯通水平板部62b的圆形孔62c。该圆形孔62c具有可通过夹紧杆4的大小。支承构件62上端的水平板部62b以抵接于夹持构件3的基端锷部33下面的方式支承，筒部62a的下端以抵接环状承压构件61的大径部61a的上端的方式支承，支承构件62与环状承压构件61—体地升降。接着，说明升降驱动机构7。如图I 图3所示，升降驱动机构7具有设置于壳体构件2内的油压缸70 (流体压缸)，油压缸70具有纵向缸孔71 ;活塞构件72，为承压油压而朝进出侧驱动；油压作动室73 (流体压作动室)，被供给有形成于缸孔71的油压(流体压);弹簧构件74，将活塞构件72朝退入侧推压；以及收容弹簧构件74的弹簧收容室75。升降驱动机构7作成可相对于壳体构件2将筒状夹紧本体I及其内部的附属机构朝向与夹紧杆4的轴心平行的方向进行升降驱动。活塞构件72具有活塞部76，以可油密地滑动自如的方式插通于缸孔71 ;以及活塞杆77，由该活塞部76朝上方延伸。活塞杆77由大径杆部78和小径杆部79形成一体，该小径杆部79由该大径杆部78通过开口部22b朝上方延伸。活塞部76的外周部藉密封构件76a油密地密封，小径杆部79的外周部藉密封构件79a、79b油密地密封。于活塞构件72的下端部形成有六角孔72a，而由该六角孔72a朝上方延伸的油路72b以及与该油路72b的上端部正交的油路72c形成于活塞构件72的内部。小径杆部79以可油密地滑动自如的方式插入环状活塞构件52的圆筒孔52a。该活塞构件72为，在活塞杆77的前端部具有与环状活塞构件52以作动的方式连结的锷状卡定构件81。锷状卡定构件81为，其小径部81a插通中间壁部52b的开口孔而朝弹簧收容孔52c内延伸。在位于弹簧收容孔52c的小径部81a的前端部形成有锷部81b。当活塞构件72朝下方退入移动时，锷部81b从上侧抵接于中间壁部52b而使环状活塞构件52朝下方移动，并经由弹簧构件58、环构件19使筒状夹紧本体I朝下方移动。
于活塞构件72的活塞部76的下侧形成有油压作动室73，于活塞部76的上侧形成有弹簧收容室75。油压从油压供给源59经由基底构件10的油路IOb供给至油压作动室73。压缩状态的弹簧构件74收容于弹簧收容室75，并呈外嵌状装设于大径杆部78。该弹簧构件74将活塞部76朝下方(朝退入侧)弹性推压。弹簧收容室75经由形成于下部壳体构件22的缸孔形成部22a的呼吸孔22c而呈大气敞开状态。弹性推压力弱的小型弹簧构件82呈压缩状收容于环状活塞构件52的弹簧收容孔52c内。该小型弹簧构件82的下端部承接于锷状卡定构件81的锷部81b上面，小型弹簧构件82的上端部抵接于夹紧杆4的下端面。当活塞构件72朝上方进出移动时，锷状卡定构件81将小型弹簧构件82朝上方推压并压缩，藉该小型弹簧构件82的弹性推压经由夹紧杆4和T槽形成构件57和环状活塞构件52使筒状夹紧本体I朝上方移动。然后，说明锁定机构9。如图I 图3所示，锁定机构9具有筒状构件91，供筒状夹紧本体I以可滑动自 如的方式呈接触状地插通且支承于壳体构件2 ;环状的外周侧油室92(外周侧流体室)，形成于此筒状构件91的薄壁筒部95的外周侧；以及油压供给通路93 (第一流体压供给通路)，可将油压供给至该外周侧油室92。锁定机构9可藉由使筒状构件91朝径缩小侧弹性变形而锁定筒状夹紧本体I的外周面。筒状构件91为金属制，其从上部至下部依序由固定环上部94、外嵌于筒状夹紧本体I的薄壁筒部95和固定环下部96形成一体。筒状构件91密接于筒状夹紧本体I的外周面而构成可朝径缩小侧弹性变形。薄壁筒部95形成于筒状构件91的长度方向中途部的大部分。固定环上部94藉防尘密封24卡定于壳体构件2的上端部。固定环下部96收容于壳体构件2的圆形凹部，且被筒状壳体构件21和下部壳体构件22夹持固定。筒状构件91外周侧的外周侧油室92的上下两端藉密封构件91a、91b油密地密封。油压供给通路93是将外周侧油室92和油压缸70的油压作动室73予以连通的通路。油压供给通路93具有横向形成于下部壳体构件22的油路97a、形成于筒状壳体构件21的下部筒部21a与下部壳体构件22之间的间隙的环状油路97b、以及形成于壳体构件2与固定环下部96之间的一个或多个具有节流作用的细径油路97c等。当从藉油压供给源59供给油压的油压作动室73，经由所述油路97a 97c将油压供给至外周侧油室92时，薄壁筒部95会朝径缩小侧弹性变形而锁定筒状夹紧本体I。此外，于夹紧装置C设有用以对夹持构件3和夹紧杆4和就座面14喷吹气体的加压气体导入装置，藉由该加压气体导入装置可将加压气体导入筒状夹紧本体I内，但在本实施例中省略图示。接着，说明上述夹紧装置C的作用。于藉多个夹紧装置C夹紧提供于机械加工的工件W时，首先，如图I所示，将升降驱动机构7的油压作动室73的油压设成排出压。于该状态下，藉由进退驱动机构5的弹簧构件58的推压力，使夹紧杆4、夹持构件3、环状活塞构件52和环状承压构件61位于上限位置。从夹紧装置C的上方设置工件W，藉夹紧装置C以外的未图标的多个夹紧装置，固定工件W的外周部后，从油压供给源59将较低压的油压(例如IMPa)供给至油压作动室73。此外，筒状构件91的薄壁筒部95以不会因该低压的油压而弹性变形的方式形成。又，进退驱动机构5的弹簧构件58是使用推压力比以低压的油压对环状活塞构件52 (推压)所产生的朝下的驱动カ还大的弹簧。于是，油压缸70作动，活塞构件72抵抗弹簧构件74的推压カ而朝上方移动，锷状卡定构件81会伴随此移动而自中间壁部52b分离，使环状活塞构件52能进出移动。此时，低压的油压被供给至外周侧油室92，但因该低压的油压不会使薄壁筒部95朝径缩小侧弹 性变形，所以筒状夹紧本体I不会被筒状构件91锁定。此外，因为进退驱动机构5的弹簧构件58的推压カ比藉低压的油压产生于环状活塞构件52的驱动カ还大，所以环状活塞构件52不会朝下方移动。因此，随着夹紧杆4藉小型弹簧构件82的弱弾性推压カ而朝上方进出驱动，筒状夹紧本体I经由环状活塞构件52、环状承压构件61而进出驱动。結果，筒状夹紧本体I的就座面14以较弱的カ轻轻地抵接于エ件W的被支承面S而支承エ件W,筒状夹紧本体I成为停止状态。由于筒状夹紧本体I的被支承面S轻轻地抵接于エ件W，所以不会使エ件W产生弹性变形。此时，活塞构件72的大径杆部78与小径杆部79的交界段部朝上方移动，直到抵接于缸孔71的上壁部为止，而活塞构件72朝上方的驱动カ大部分会被小型弹簧构件82的缓冲作用吸收。当筒状夹紧本体I的就座面14抵接于エ件W的被支承面S后，从油压供给源59供给比前述低压的油压更高压的油压时，如图2所示，供给至锁定机构9的外周侧油室92的油压会变高，将筒状构件91的薄壁筒部95朝径缩小侧弹性变形而将筒状夹紧本体I牢固地锁定。此外，当油压供给至油压作动室73吋，油压因细径油路97c的节流作用而延迟地供给至外周侧油室92。所以，亦可作成首先将可使筒状构件91的薄壁筒部95朝径缩小侧弹性变形的高压油压供给至油压作动室73，以使筒状夹紧本体I进出驱动，将其就座面14抵接于エ件W的被支承面S后，再延迟地使筒状构件91的薄壁筒部95弹性变形以锁定筒状夹紧本体I。锁定筒状夹紧本体I后，供给至油压作动室73的高压油压藉由环状活塞构件52的油路52d或环状间隙的节流作用而延迟地供给至夹紧用油室53。于是，环状承压构件61与支承构件62T承压夹紧用油室53的油压而保持上限位置，夹持构件3亦保持上限位置，但因环状活塞构件52承压高压油压以抵抗弹簧构件58的推压カ而朝下方驱动，所以夹紧杆4会对夹持构件3相对地朝下方移动。結果，如图3所示，夹持构件3的四个夹爪部32藉夹紧杆4的锥形部43的四个锥形平面45扩径驱动，在エ件W的孔H的内周面成为夹持状态，夹持构件3与夹紧杆4相对于エ件W成为无法相对移动。环状活塞构件52、夹持构件3、夹紧杆4、环状承压构件61和支承构件62 —体地从该状态仅以小距离(例如O. 2 O. 5mm)被朝下驱动，成为エ件W被强固地推压至就座面14的夹紧状态。对夹紧装置C进行解除夹紧驱动时，一旦将油压作动室73设成排出压，环状活塞构件52和夹紧杆4便藉由进退驱动机构5的弹簧构件58的推压カ朝上方移动而解除夹持构件3的夹持状态，油压从外周侧油室92被排出而将由筒状构件91固定筒状夹紧本体I解除，活塞构件72藉由升降驱动机构7的弹簧构件74的推压カ向下被驱动，锷状卡定构件81的锷部81b从上侧抵接于中间壁部52b而使筒状夹紧本体I朝下方回复移动。其次，说明上述夹紧装置C的功效。由于具备就座面14，使形成于筒状夹紧本体I前端的物品就座；壳体构件2，以可进退的方式支承筒状夹紧本体I ;以及升降驱动机构7，可将筒状夹紧本体I相对于壳体构件2朝向与夹紧杆4的轴心平行的方向进行升降驱动；所以在夹紧驱动开始时，可藉升降驱动机构7使筒状夹紧本体I相对于壳体构件2上升(进出)，而使筒状夹紧本体I前端的就座面14抵接于エ件W (物品)。于进行夹紧解除时，可藉升降驱动机构7使筒状夹紧本体I相对于壳体构件2下降(退入)，而使筒状夹紧本体I前端的就座面14自工件W分离。·
由于具备锁定机构9，其具有可供筒状夹紧本体I以可滑动自如的方式插通且支承于壳体构件2的筒状构件91，并可藉由该筒状构件91朝径缩小侧弹性变形而锁定筒状夹紧本体I的外周面，所以利用该锁定机构9可使筒状构件91朝径缩小侧弹性变形，藉以在与筒状夹紧本体I的外周面之间产生静摩擦力以确实地锁定。因此，夹紧驱动开始时，可藉升降驱动机构7使筒状夹紧本体I以与エ件W的被支承面S的高度位置对应的方式上升，在使エ件W抵接于筒状夹紧本体I前端的就座面14的状态下，可利用锁定机构9锁定筒状夹紧本体1，然后，利用进退驱动机构5使夹紧杆4移动至退入侧以使夹持构件3扩径，咬住エ件W的孔H的内周面而成为夹持状态，所以可确保エ件W的加工面的平坦性，能抑制因エ件W的弹性变形或颤振振动而导致加工精度降低。升降驱动机构7具有设置于壳体构件2内的油压缸70，油压缸70具有供给油压的油压作动室73、承压该油压作动室73的油压而朝进出侧驱动的活塞构件72、以及将该活塞构件72朝退入侧推压的弹簧构件74，由于活塞构件72具有插入进退驱动机构5的环状活塞构件52的活塞杆77且于活塞杆77的前端部具有以作动的方式连结于环状活塞构件52的锷状卡定构件81，所以当油压被供给至油压作动室73吋，活塞构件72会移动到进出侧，而经由活塞杆77的锷状卡定构件81可使环状活塞构件52移动到进出侧。当油压从油压作动室73排出，藉由弹簧构件74可使活塞构件72朝退入侧移动，而经由锷状卡定构件81可使环状活塞构件52朝退入侧移动。由于锁定机构9具有形成于筒状构件91且外嵌于筒状夹紧本体I的薄壁筒部95、形成于该薄壁筒部95外周侧的外周侧油室92、和可将油压供给至该外周侧油室92的油压供给通路93，所以一旦油压经由油压供给通路93供给至外周侧油室92时，薄壁筒部95便朝径缩小侧弹性变形，而能确实地锁定筒状夹紧本体I。由于油压供给通路93是连通外周侧油室92与油压缸70的油压作动室73的通路，所以可从共同的油压供给源59供给油压。实施例2本实施例中，仅针对部分变更上述夹紧装置C的例子作说明，其中与实施例I同样的构成要素标注同样的參考符号并省略说明，仅针对不同的构成要素作说明。此外，该实施例2的夹紧装置CA是已改变前述实施例I的锁定机构9的构造。 如图4 图6所示，夹紧装置CA具有筒状夹紧本体I、以可进退的方式支承筒状夹紧本体I的壳体构件2A、夹持构件3、夹紧杆4、进退驱动机构5、升降驱动机构7、以及锁定机构9，但除了锁定机构9Aタト，其余部分与前述实施例I大致相同，故省略说明。锁定机构9A具有供筒状夹紧本体I以可滑动自如的方式呈接触状地插通且支撑于壳体构件2A的筒状构件101 ;具有配置于该筒状构件101外周侧的锥形内周面121的环状构件102 ;形成于该环状构件102与筒状构件101之间的锥形环状间隙103 ;介设于该锥形环状间隙103的多个钢球104 (金属制球体)；形成于环状构件102外周侧的环状油室105 (环状流体室);可将油压(流体压)供给至该环状油室105的油压供给通路106 (第二流体压供给通路)；以及将环状构件102推压至锁定解除侧的回复弹簧108。
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筒状构件101为由形成环状的金属制构成，其具有愈靠上端侧愈小径化的锥形外周面111、朝上下方向延伸的一个或多个缝隙112、以及供筒状夹紧本体I插通的插通孔113，而构成可朝向与筒状夹紧本体I的外周面密接的径缩小侧弹性变形。筒状构件101的下端抵接于下部壳体构件22A的中段部上面，在筒状构件101的上端与壳体构件2A的圆筒凹部26的上壁部之间形成有微小的间隙。
环状构件102由本体筒部102a、从本体筒部102a的上端部延伸至上方的上侧筒部102b、与从本体筒部102a的下端部延伸至下方的下侧筒部102c形成一体。本体筒部102a以可滑动自如的方式内嵌于壳体构件2A的收容孔27，上侧筒部102b以可滑动自如的方式内嵌于壳体构件2A的圆形凹部26，下侧筒部102c以可滑动自如的方式插入壳体构件2A的环状间隙28。在环状构件102的内周部形成有锥形内周面121，该锥形内周面121愈上侧愈小径化且在与锥形外周面111之间形成有与后述钢球104的直径相等的锥形环状间隙103。环状构件102藉密封构件122a、122b油密地密封。多个钢球104以密接状充填于锥形环状间隙103的状态装设。于筒状构件101的锥形外周面111上端部，形成有用以限制多个钢球104朝上方脱离的环状限制部123。于环状构件102的下端附近部的内周部，设有从下方承接多个钢球104的环状球承构件124。环状油室105形成于本体筒部102a上部的锥形外周面102d、与筒状壳体构件21A的收容孔27上端部的环状锥形面29之间。油压供给至该环状油室105时，是以筒状构件101朝径缩小侧弹性变形的方式使环状构件102相对于筒状构件101朝向与夹紧杆4的轴心平行的方向相对地移动。于环状构件102的本体筒部102a的下侧，在环状构件102与壳体构件2A的下部壳体构件22A之间，形成有环状弹簧收容室107。回复弹簧108以压缩状装设于该弹簧收容室107。该回复弹簧108将环状构件102相对于筒状构件101相对地朝上方弹性推压。油压供给通路106为连通环状油室105与油压缸70的油压作动室73的通路。油压供给通路106具有横向形成于下部壳体构件22A的油路131a、形成于环状构件102的下侧筒部102c与下部壳体构件22A之间的环状空间131b、以及形成于环状构件102的外周面与筒状壳体构件21A的内周面之间的环状间隙131c等，将油压经由所述油路131a 131b、环状间隙131c从油压作动室73供给至环状油室105。当油压被供给至环状油室105吋，环状构件102会朝下方移动，锥形内周面121经由多个钢球104卡合于锥形外周面111，而使筒状构件101弹性变形成径缩小状态，以牢固地固定筒状夹紧本体I。接着，说明上述夹紧装置CA的作用。于藉多个夹紧装置CA夹紧供机械加工的エ件W时，首先，如图4所示，将升降驱动机构7的油压作动室73的油压设成排出压。于该状态下，藉由进退驱动机构5的弹簧构件58的推压力，使夹紧杆4、夹持构件3、环状活塞构件52和环状承压构件61位于上限位置。从夹紧装置CA的上方设置エ件W，藉夹紧装置CA以外的未图标的多个夹紧装置9固定エ件W的外周部后，从油压供给源59将较低压的油压(例如IMPa)供给至油压作动室73。又，进退驱动机构5的弹簧构件58与锁定机构9A的回复弹簧108，是使用推压カ比以低压的油压对环状活塞构件52或环状构件102所产生的朝下的驱动カ还大的弹簧。于是，油压缸70作动，活塞构件72抵抗弹簧构件74的推压カ而朝上方移动，锷状卡定构件81伴随此移动而自中间壁部52b分离，使环状活塞构件52可进出移动。此时，低CN 102917836 A
书
明
说
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压的油压亦被供给至环状油室105，但因该低压的油压不会使环状构件102朝下方移动，所以筒状夹紧本体I不会被筒状构件101锁定。此外，因为进退驱动机构5的弹簧构件58的推压カ比以低压的油压产生于环状活塞构件52的驱动カ还大，所以环状活塞构件52不会朝下方移动。因此，随着夹紧杆4藉小型弹簧构件82的弱弾性推压カ而朝上方进出驱动，筒状夹紧本体I可经由环状活塞构件52、环状承压构件61而进出驱动。·
結果，筒状夹紧本体I的就座面14以较弱的カ轻轻地抵接于エ件W的被支承面S而支承エ件W,筒状夹紧本体I成为停止状态。由于筒状夹紧本体I的被支承面S轻轻地抵接于エ件W，所以不会使エ件W产生弹性变形。此时，活塞构件72的大径杆部78与小径杆部79的交界段部朝上方移动，直到抵接于缸孔71的上壁部为止，而活塞构件72朝上方的驱动カ大部分会被小型弹簧构件82的缓冲作用吸取。当筒状夹紧本体I的就座面14抵接于エ件W的被支承面S后，从油压供给源59供给比前述低压的油压更高压的油压时，如图5所示般供给至锁定机构9A的环状油室105，环状构件102向下移动，藉此锥形外周面111与锥形内周面121经由多个钢球104卡合，筒状构件101朝径缩小侧弹性变形而将筒状夹紧本体I牢固地锁定。锁定筒状夹紧本体I后，供给至油压作动室73的高压油压会因环状活塞构件52的油路52d或环状间隙的节流作用，而使油压延迟地被供给至夹紧用油室53。于是，环状承压构件61与支承构件62承压夹紧用油室53的油压而保持上限位置，夹持构件3亦保持上限位置，但因环状活塞构件52承压高压油压以抵抗弹簧构件58的推压カ而朝下方驱动，所以夹紧杆4会对夹持构件3相对地朝下方移动。结果，如图6所示，夹持构件3的四个夹爪部32藉夹紧杆4的锥形部43的四个锥形平面45扩径驱动，在エ件W的孔H的内周面成为夹持状态，夹持构件3与夹紧杆4相对于エ件W成为无法相对移动。环状活塞构件52、夹持构件3、夹紧杆4、环状承压构件61和支承构件62 —体地从该状态仅以小距离(例如O. 2 O. 5mm)被朝下驱动，成为エ件W被强固地推压至就座面14的夹紧状态。对夹紧装置CA进行解除夹紧驱动时，一旦将油压作动室73设成排出压，环状活塞构件52和夹紧杆4便藉由进退驱动机构5的弹簧构件58的推压カ朝上方移动而解除夹持构件3的夹持状态，环状构件102藉回复弹簧108的推压カ朝上方移动，使油压从外周侧油室105被排出，将由筒状构件101固定筒状夹紧本体I解除，活塞构件72藉由弹簧构件74的推压カ而向下被驱动，锷状卡定构件81从上侧抵接于中间壁部52b而使筒状夹紧本体I朝下方回复移动。其次，说明上述夹紧装置CA的功效。由于锁定机构9A具有形成于筒状构件101的一个或多个缝隙112及锥形外周面111、以及配置于筒状构件101外周侧的锥形内周面121，且具有内嵌于壳体构件2A的环状构件102、形成于该环状构件102与筒状构件101之间的锥形环状间隙103、介设于此锥形环状间隙103的多个钢球104、形成于环状构件102外周侧的环状油室105、可将油压供给至此环状油室105的油压供给通路106、以及将环状构件102推压至锁定解除侧的回复弹簧108，所以一旦油压经由油压供给通路106供给至环状油室105，藉多个钢球104使锥形外周面111与锥形内周面121卡合，以使筒状构件101朝径缩小侧弹性变形，而能确实地锁定筒状夹紧本体I。
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由于油压供给通路106是连通环状油室105与油压缸70的油压作动室73的通路，所以可从共同的油压供给源59供给油压。当油压被供给至环状油室105时，是以筒状构件101朝径缩小侧弹性变形的方式使环状构件102相对于筒状构件101朝向与夹紧杆4的轴心平行的方向相对移动，所以藉由环状构件102可使筒状构件101朝径缩小侧弹性变形而确实地锁定筒状夹紧本体I。由于其它构成、作用及功效与前述实施例I相同，故省略说明。接着，针对已部分变更前述实施例的变更例作说明。[ I]前述实施例I、2所记载的夹紧装置C、CA中，进退驱动机构5的夹紧用油室53、升降驱动机构7的油压作动室73、锁定机构9、9A的外周侧油室92及环状油室105，具有从一个油压供给源59经由基底构件10的油路IOb供给油压的相同的油压系统，然而未必限定于此，亦可构成各驱动机构具有各自对应的油压系统。[2]为了对前述实施例1、2所记载的夹紧装置C、CA进行夹紧驱动，而使用油压，但未必限定于此，亦可构成设置夹紧用气体室、气压作动室、外周侧气体室、环状气体室来取代夹紧用油室53、油压作动室73、外周侧油室92、环状油室105，并使用加压气体等的流体压来对活塞构件72进行夹紧驱动。[3]前述实施例1、2所记载的夹紧装置C、CA中，夹持构件3的构造、夹紧杆4的构造、支承机构6的构造、进退驱动机构5的构造、锁定机构9、9A的构造等表示一例，在不脱离本发明的主g的范围内皆可对所述构造附加各种变化来实施。关于夹紧装置的其它构造，在不脱离本发明的主g的范围内也可附加各种变化来实施。产业上利用的可能性本发明可适当地使用于各种夹紧装置，所述夹紧装置作成藉夹紧杆使插入提供于机械加工的エ件的孔的夹持构件的夹爪部扩径，藉以夹持于孔的周面而夹紧。此外，此夹紧装置亦可应用于エ件的搬送等。 附图标记说明
Wエ件(物品)
C、CA 夹紧装置
I筒状夹紧本体
2、2A 壳体构件
3夹持构件
4夹紧杆
5进退驱动机构
7升降驱动机构
9、9A 锁定机构
14 就座面
70 油压缸(流体压缸)
71 纵向缸孔
72 活塞构件
73 油压作动室(流体压作动室)
74 弹簧构件
75 弹簧收容室
76 活塞部
77 活塞杆
81 锷状卡定构件·
91 筒状构件
92 外周侧油室(外周侧流体室)
93 油压供给通路(第一流体压供给通路)
95 薄壁筒部
101 筒状构件
102 环状构件
103 锥形环状间隙
104 钢球(金属制球体)
105 环状油室(环状流体室)
106 油压供给通路(第二流体压供给通路)
111 锥形外周面
112 缝隙
121 锥形内周面
权利要求
1.一种夹紧装置，具有筒状夹紧本体；夹持构件，插通该筒状夹紧本体前端部的插通孔而朝外侧延伸并可夹持物品的孔的内周面；夹紧杆，延伸于与该夹持构件卡合的垂直方向；以及进退驱动机构，可对该夹紧杆进行进退驱动，其特征在于，该夹紧装置具备有 就座面，使形成于所述筒状夹紧本体的前端的物品就座； 壳体构件，以可进退自如的方式支承所述筒状夹紧本体； 升降驱动机构，可对所述壳体构件将所述筒状夹紧本体朝向与所述夹紧杆的轴心平行的方向作升降驱动；以及 锁定机构，具有可供所述筒状夹紧本体以可滑动自如的方式插通且支承于所述壳体构件的筒状构件，且藉由使该筒状构件朝径缩小侧弹性变形而能锁定筒状夹紧本体的外周面。
2.如权利要求I所述的夹紧装置，其特征在于，所述升降驱动机构具有设置于所述壳体构件内的流体压缸， 所述流体压缸具有被供给有流体压的流体压作动室；承压该流体压作动室的流体压而朝进出侧被驱动的活塞构件；以及将该活塞构件朝退入侧推压的弹簧构件； 所述活塞构件具有插入所述进退驱动机构的环状活塞构件的活塞杆，且在所述活塞杆的前端部具有与环状活塞构件以作动的方式连结的锷状卡定构件。
3.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述锁定机构具有 薄壁筒部，形成于所述筒状构件且外嵌于所述筒状夹紧本体； 外周侧流体室，形成于所述薄壁筒部的外周侧；以及 第一流体压供给通路，可将流体压供给至该外周侧流体室。
4.如权利要求3所述的夹紧装置，其特征在于，所述第一流体压供给通路为将所述外周侧流体室与所述流体压缸的流体压作动室予以连通的通路。
5.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述锁定机构具有 形成于所述筒状构件的一个或多个缝隙及锥形外周面； 配置于所述筒状构件外周侧的锥形内周面且内嵌于壳体构件的环状构件； 形成于所述环状构件与筒状构件之间的锥形环状间隙； 介设于所述锥形环状间隙的多个金属制球体； 形成于所述环状构件的外周侧的环状流体室； 可将流体压供给至所述环状流体室的第二流体压供给通路；以及 将所述环状构件推压至锁定解除侧的回复弹簧。
6.如权利要求5所述的夹紧装置，其特征在于，所述第二流体压供给通路为将所述环状流体室与所述流体压缸的流体压作动室予以连通的通路。
7.如权利要求5所述的夹紧装置，其特征在于，在流体压供给至所述环状流体室的情况，是以所述筒状构件朝径缩小侧弹性变形的方式使所述环状构件相对于所述筒状构件朝向与所述夹紧杆的轴心平行的方向相对地移动。
全文摘要
夹紧装置(C)具有筒状夹紧本体(1)；夹持构件(3)，插通筒状夹紧本体(1)前端部的插通孔(11a)而朝外侧延伸并可夹持物品(W)的孔(H)的内周面；夹紧杆(4)，延伸于与夹持构件(3)卡合的垂直方向；以及进退驱动机构(5)，可对夹紧杆(4)进行进退驱动；又具备就座面(14)，使形成于筒状夹紧本体(1)前端的物品就座；壳体构件(2)，以可进退自如的方式支承筒状夹紧本体(1)；升降驱动机构(7)，对壳体构件(2)将筒状夹紧本体(1)可朝向与夹紧杆(4)的轴心平行的方向升降驱动；以及锁定机构(9)，具有可供筒状夹紧本体(1)以可滑动自如的方式插通且支承于壳体构件(2)的筒状构件(91)，且藉由使筒状构件(91)朝径缩小侧弹性变形而可锁定筒状夹紧本体(1)的外周面。
文档编号B23Q3/06GK102917836SQ201180027749
公开日2013年2月6日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年7月13日
发明者川上孝幸 申请人:帕斯卡工程株式会社