专利名称：穿孔装置的夹紧装置以及气动钻孔装置的制作方法
穿孔装置的夹紧装置以及气动钻孔装置技术区域
本发明涉及穿孔装置的夹紧装置，特别是涉及气动钻孔装置的夹紧装置、以及搭载夹紧装置的气动钻孔装置。
背景技术：
已知有在对被加工物体穿孔的穿孔装置中，将穿孔装置定位于被加工物体以及将其夹紧，在使加工位置和加工姿势稳定的状态下进行加工的技术(专利文献1、2)。专利文献I公开了利用回位弹簧(Return spring)及气缸操作凸轮,进行顶部(head)及夹头(collet)的扩径或缩径，将整个装置固定于工件的穿孔装置。专利文献2公开了以连结于钻孔单元的夹紧机构为轴，借助于马达驱动产生的垂直方向的按压，夹紧机构的夹头扩径或缩径，将整个装置固定于工件的装置。专利文献1:美国专利第3663115号说明书(图3)
专利文献2:美国专利第5062746号说明书(图1)
发明内容
但是，专利文献I中记载的穿孔装置，利用回位弹簧及气缸操作凸轮，前端周边的构造复杂化，装置大型化，因此操作不方便，还有切削下来的车屑容易堵塞的问题。专利文献2记载的穿孔装置，利用马达驱动夹紧机构，夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统没有实施综合控制，因此穿孔装置及夹紧装置的操作复杂化操作不方便，控制本身也复杂化，存在动作的时序不容易合拍的问题。本发明是鉴于这样的背景而作出的，其目的在于，提供将夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统综合控制，以简化驱动系统，谋求装置小型化，提高操作性能，能够在可靠的工作时刻夹紧和松开的穿孔装置的夹紧装置及搭载夹紧装置的气动钻孔装置。为了解决上述存在问题，本发明权项I的发明，是装在穿孔装置上，在工件上夹紧的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于，具备插入工件上形成的穿孔夹紧工件的紧固夹头、滑动自如地内插于该紧固夹头的芯棒；使该芯棒相对于上述紧固夹头在轴方向上往复移动的活塞缸机构、以及对该活塞缸机构提供加压流体驱动上述活塞的切换阀；上述切换阀具备导入使上述穿孔装置的压头前进的前进用加压流体的前进用导入口、以及导入主加压流体的主导入口 ；向上述前进用导入口导入上述前进用加压流体时，使上述活塞向一方向移动，将上述主加压流体提供给上述活塞及缸机构，以实施夹持动作。本发明形成一旦向切换阀导入前进用加压流体，就将夹紧装置夹在工件上的结构，能够与使上述穿孔装置的压头前进的动作連动，使穿孔装置夹紧在工件上。这样动作，本发明能够使夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统連动，进行综合控制，因此能够谋求驱动系统简单化、小型化，提高操作性能，同时能够在可靠的工作时刻夹紧。权利要求2所述的发明，是权利要求1所述的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于，上述切换阀具备将上述主加压流体提供给上述活塞缸机构，使上述活塞向另一方向移动，形成松开状态的松开按钮。如果采用这样的结构，则本发明的夹紧装置具备松开按钮，能够对夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统实施综合控制，因此能够谋求使驱动系统简单化、小型化，提高操作性能。权利要求3所述的发明，是权利要求1或2所述的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于，具备支持上述夹紧装置的滑座(Slide base)、以及连结于上述穿孔装置，使上述滑座相对于该穿孔装置在沿着工件表面的方向上能够移动自如地对其加以支持的滑动支持机构；上述滑动支持机构具备一端连结于上述穿孔装置，另一端连结于与工件表面抵接受其支持的调整块，使上述滑座在工件表面可移动自如地对其加以支持的导杆、以及调整上述调整块离工件的高度的高度调整机构。如果采用这样的结构，则本发明的夹紧装置具备可在沿着工件表面的方向上移动自如地支持的滑动支持机构，因此工件上形成的穿孔与穿孔装置对位置容易实施，操作更方便，能够可靠地将穿孔装置夹紧在工件上。又，由于利用一端连结于上述穿孔装置，另一端与工件表面抵接受其支持的调整块上連结的导杆，对支持夹紧装置的滑座加以支持，能够将穿孔装置可靠地夹紧在工件上。权利要求4的发明，其特征在于，所述穿孔装置是气动钻孔装置，具备驱动上述活塞的加压流体是压缩空气的权利要求1 3中的任一项所述的夹紧装置、圆筒状的主体、可进退自如地内装于该主体内的压头、内设于该压头，使钻头旋转的主轴气动马达、使上述压头前进，流通上述前进用加压流体的前进用流路、以及通过空气流路对该前进用流路及上述主轴气动马达提供压缩空气的空气供给口。如果采用这样的结构，则本发明能够提供上述穿孔装置采用以空气驱动主轴的气动钻孔装置，搭载用压缩空气驱动上述夹紧装置，能够对夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统进行综合控制，因此能够谋求使驱动系统简单化、小型化，提高操作性能，同时能够在可靠地动作时刻夹紧和松开的夹紧装置的气动钻孔装置。如果采用本发明，则能够提供可对夹紧装置的驱动系统与穿孔装置的驱动系统进行综合控制，以谋求使驱动系统简单化，实现装置的小型化，提高操作性能，能够在可靠的工作时刻夹紧和松开的穿孔装置的夹紧装置、以及搭载夹紧装置的气动钻孔装置。
图1是表示搭载本发明的实施形态的夹紧装置的气动钻孔装置的使用状态的立体图。图2是表示搭载本发明的实施形态的夹紧装置的气动钻孔装置的总体结构的从前右上方观察到的立体图。图3是表示搭载本发明的实施形态的夹紧装置的气动钻孔装置的总体结构的从后左下方观察到的立体图。图4是表示本发明的实施形态的气动钻孔装置的结构的正面剖面图。图5是说明本发明的实施形态的夹紧装置的结构和动作用的要部平面剖面图，表示夹紧时的状态。图6是说明本发明的实施形态的夹紧装置的动作用的要部平面剖面图，表示松开时的状态。符号说明
1夹紧装置
2主体
3压头5主轴气动马达5a主轴
5b空气雾供给口
6滑动支持机构
8活塞缸机构
9切换阀9a阀体
9b前进用空气导入口(前进用导入口)
9c第I排气口
9c'第2排气口
9d主空气导入口(主导入口)
9e阀
9f松开按钮
11滑座
12紧固夹头
13芯棒
31活塞
32第I缸室
33第2缸室
61导杆
62调整块
63高度调整机构
81活塞
82缸
82a前方压力室
82b后方压力室
83夹紧杆)
84夹头导轨
100气动钻孔装置(穿孔装置)
IOOa手柄
IOOb主空气供给口
120空气雾供给管
130集尘管
200模板
210引导孔
LI如进用流路
L2马达用流路
L3排气用流路
L4后退用流路 T 钻头 W 工件 Wa 穿孔。
具体实施例方式下面适当参照附图对安装本发明的实施形态的夹紧装置I的气动钻孔装置100进行详细说明。气动钻孔装置100，如图1所示，是未图示的操作者握住手柄IOOa将气动钻孔装置100的前端部110 (参照图2)插入模板200上形成的导向孔210，利用夹紧装置I将气动钻孔装置100固定于工件W，进行穿孔工作的手工工具。在图1中，钻头T是进行穿孔加工的加工工具。而且，夹紧装置I将下述紧固夹头缩径后揷入已加工的穿孔Wa后，通过将紧固夹头扩径，将气动钻孔装置100夹紧在工件W上。气动钻孔装置100，如图2所示，具备从钻头T (参照图1)的刃部向被加工部提供空气雾的空气雾供给管120、以及切削加工时调整送进速度的液压阻尼器D ;—边对被加工部提供空气雾，一边进行穿孔加工，穿孔加工中产生的车屑由集尘管回收排出，以实现良好的穿孔加工。还有，本发明的实施形态的气动钻孔装置100中，为了说明方便，以操作者握持的状态为基准，将安装钻头T的一侧称为前侧(前端侧)，将其相反侧称为后侧。又将固定手柄IOOa的一侧称为下侧，将其相反侧称为上侧。<气动钻孔装置>
图4是用于说明未安装夹紧装置I的状态的气动钻孔装置100的结构的剖面图，表示加工开始前压头3后退的状态。气动钻孔装置100如图4所示，具备进退自在地内装于主体2的压头3、在压头3的后部延伸设置的中心杆30、设于压头3内部，使钻头T旋转的主轴气动马达5、使压头3前进和后退用的活塞31、形成于活塞31后方的第I缸室32、使形成于活塞31前方的压头
3后退用的第2缸室33、与第I缸室32导通的前进用流路L1、使主轴气动马达5旋转用的马达用流路L2及排气用流路L3、与第2缸室导通的后退用流路L4、以及对各流路LI L4提供压缩空气的主空气供给口 100b。如图4所示，主体2具备形成圆筒状，利用螺丝拧紧连接，封闭主体2的后部的外壳21、以及覆盖着钻头T配设于主体2的前部的喷嘴(nose piece)22 (由于在图4中被省略，参照图2)。在主体2的内周部，覆盖着凹部21a内嵌缸21b，作为后退用流路L4的该凹部21a形成圆周状。而且在缸21b的后端部形成与凹部21a連通的流通孔21c,在缸21b的前端部形成与凹部21a連通的流通孔21d。在外壳21形成使主空气供给口 IOOb与主体2的后部形成的第I缸室32連通的iu进用流路LI。压头3形成圆筒状，可往复移动自如地内装于主体2的内周部。在压头3的后端部拧入中心杆30连结为一体。在主体2与压头3及中心杆30之间的间隙配设密封构件P于规定的地方，使压缩空气不泄漏。中心杆30前部直径扩大，后部直径缩小，形成带有台阶的棒状构件，其前部拧入压头3的后端部，封闭着压头3的后端部延伸设置。在中心杆30的内部，形成与主空气供给口 IOOb連通的，驱动主轴气动马达5用的马达用流路L2、以及排出向主轴气动马达5提供的空气的排气用流路L3及排气口 E。活塞31安装于中心杆30，在中心杆30的前部扩径部的后方，外周部与缸21b滑动接触。 <第1及第2缸室>
第I缸室32及第2缸室33形成于压头3的外周部与主体2的内周部之间。第I缸室32是使压头3前进用的压力室。对第I缸室32，从形成于外壳21的前进用流路LI提供压缩空气。第2缸室33是使压头3后退用的压力室。对第2缸室33，从形成于主体2的后退用流路L4提供压缩空气。主轴气动马达5，如图4所示，配设于压头3的内部的中央部稍微偏后的地方，利用从马达用流路L2提供的压缩空气使主轴5a旋转，利用便于在主轴5a上装卸的钻头T进行穿孔加工。从空气雾供给管120对钻头T提供空气雾。空气雾从空气雾供给管120通过空气雾供给口 5b，通过形成到钻头T的刃部为止的贯通孔(未图示)提供给加工部。<夹紧装置>
接着参照图5和图6对本发明的实施形态的气动钻孔装置100的夹紧装置I进行说明。图5是说明夹紧装置I的结构用的要部平面剖面图，表示夹紧时的状态，图6表示松开时的状态。如图5所示，夹紧装置I具备作为基体构件的滑座11、对滑座11可移动自如地加以支持的滑动支持机构6、夹紧工件W的紧固夹头12、滑动自如地内插于该紧固夹头12的芯棒13、使该芯棒13往复移动的活塞缸机构8、以及对该活塞缸机构8提供加压流体驱动活塞81的切换阀9。滑座11是作为夹紧装置I的基体的构件，由滑动支持机构6加以支持，而且使其能够在沿着工件W的表面的方向上移动自如。滑座11在两个地方形成插着构成滑动支持机构6的导杆61的贯通孔Ila (图2参照)。滑动支持机构6具备能够滑动自如地引导滑座11的导杆61、与导杆61連结的调整块62、以及调整调整块62距工件W的高度的高度调整机构63。导杆61两支平行配置，各自的一端与气动钻孔装置100的喷嘴22的前端部連结，另一端与抵住工件W的表面支持于其上的调整块62連结。导杆61滑动自如地插在滑座11的贯通穴Ila (图2参照)中，因此将芯棒13插入穿孔Wa时，能够使滑座11沿着工件W的表面移动，实现定位的微调。借助于这样的结构，由于滑动支持机构6支持滑座11并使其能够沿着工件W的表面移动自如，夹紧装置I能够自如地调整气动钻孔装置100上安装的钻头T与紧固夹头12的距离。调整块62，如图5所示具备与模板200或工件W (参照图1)抵接并支持于其上的调节板62a、通过未图示的连结销与调节板62a連结的调整块62b、以及对调整块62b的高度进行调整的高度调整螺栓62c。
高度调整机构63是调整插入调整块62的导杆61离工件W的高度，使滑座11沿着工件W的表面平行移动用的机构，推挽高度调整螺栓62c，调整调整块62b相对于调节板62a的高度。活塞缸机构8具备活塞81、滑动自如地内插活塞81的缸82、形成于缸82内的，提供松开用空气的前方压力室82a、以及提供夹紧用空气的后方压力室82b。又，通过夹紧杆83在活塞81上连结芯棒13，通过夹头导轨84在夹紧杆83上连结紧固夹头12。而且在夹头导轨84上安装使紧固夹头12相对于芯棒13向前方赋能，将前端扩径的夹紧弹黃85。紧固夹头12其沿着轴方向为直线状的狭缝(未图示)在圆周方向上排列多个。紧固夹头12在内揷的芯棒13向后退方向移动时扩大直径，将气动钻孔装置100夹紧在工件W上，向前进方向移动时缩小直径，将气动钻孔装置100与工件W松开。紧固夹头12将壁厚和狭缝的形状设定得能够平滑、稳定地实现扩径和缩径。利用这样的结构,将压缩空气提供给前方压力室82a时,芯棒13 —边后退一边在紧固夹头12内向后退方向移动，紧固夹头12在工件W的穿孔Wa内扩径，将气动钻孔装置100夹紧在工件W上。另一方面，向后方压力室82b提供压缩空气时,芯棒13 —边前进一边在紧固夹头12内向前进方向移动，紧固夹头12缩径，松开气动钻孔装置100与工件W。切换阀9具备阀体9a、被提供前进用空气(参照图4的前进用流路LI)的前进用空气导入口 ％、排出后方压力室82b的空气的第I排气口 9c、排出前方压力室82a的空气的第2排气口 9c'、被提供主空气的主空气导入口 9d、在阀体9a内往复移动的阀9e、以及松开按钮9f。还有，在本实施形态中，设置从主空气导入口 9d提供的主空气的压力的调整用的减压阀(未图示)，能够调整夹紧力。根据工件W的材质等因素调整夹紧力，能够防止拉力过大伤及工件，或由于工件薄发生变形。对前进用空气导入口 ％，从前进用流路LI分叉出的流路Lll (参照图1)提供在图4所示的前进用流路LI中流通的前进用空气。使提供给图4所示的主空气供给口 IOOb的主空气分流，从流路L12 (参照图1)提供给(参照图1)主空气导入口 9d。<夹紧时>
如图5所示，采用这样的结构，切换阀9在从流路Lll (参照图1)向前进用空气导入口9b引入前进用空气时，阀9e在阀体9a内向图5中的下方移动，因此提供给主空气导入口9d的主空气，被提供给前方压力室82a，将气动钻孔装置100夹紧于工件W。然后，向主空气导入口 9d提供的主空气被提供给前方压力室82a的时间内，能够利用主空气的压力稳定地维持夹紧状态。< 松开时>
另一方面，如图6所示，一旦操作者(未图示)按松开按钮9f，阀9e就在阀体9a内向图5的上方移动，因此将从前进用空气导入口 9b提供的压缩空气挡住，将向主空气导入口 9d提供的主空气向后方压力室82b提供，松开气动钻孔装置100与工件W。下面主要参照图4 图6，对形成如上所述结构的本实施形态的气动钻孔装置100的动作进行说明。本实施形态的气动钻孔装置100，如图1所示，未图示的操作者握住手柄100a，将气动钻孔装置100的前端部110 (图2参照)揷入模板200上形成的导向孔210。这时，操作者(未图示)按照在工件W上加工的穿孔Wa的间距，利用滑动支持机构6使滑座11移动，调整钻头T与紧固夹头12之间的距离。如图4所示，一旦操作者(未图示)#按下启动按钮ST，向主空气供给口 IOOb提供的压缩空气就通过前进用流路LI，通入第I缸室32，压头3前进。这时，流向前进用流路LI的压缩空气通过从前进用流路LI分叉的流路Lll(参照图1)，被提供给切换阀9的前进用空气导入口 ％，因此，向主空气导入口 9d提供的主空气被提供给前方压力室82a，气动钻孔装置100将模板200夹入，夹紧工件W。然后，从钻头T的刃部喷射空气雾，从马达用流路L2向主轴气动马达5提供压缩空气，主轴气动马达5旋转。使主轴气动马达5旋转的压缩空气通过排气用流路L3从排气口 E排出。操作者(未图示)在钻头T贯通工件W后，松开启动按钮ST。于是，气动钻孔装置100，由于压缩空气从主空气供给口 IOOb通过后退用流路L4，向第2缸室33流通，因此压头3后退。气动钻孔装置100在维持夹紧的状态下，主轴5a (图4)保持旋转，使压头3后退，停止喷射空气雾。一旦压头3返回机械原点，主轴5a就停止。操作者(未图示)在主轴5a (图4)停止后，即按压松开按钮9f。借助于此，气动钻孔装置100，由于阀9e在阀体9a内向图5的上方移动，将提供给主空气导入口 9d的主空气提供给后方压力室82b，松开气动钻孔装置100与工件W。如上所述，本发明的实施形态的气动钻孔装置100形成在向切换阀9导入前进用空气时，将夹紧装置I夹紧在工件W上的结构，能够与使压头3前进的动作連动，将气动钻孔装置100夹紧在工件W上。这样一来，使气动钻孔装置100的驱动系统与夹紧装置I的驱动系统連动，借助于空气驱动进行综合控制，能够谋求简化驱动系统，使其实现小型化，提高操作性能，同时能够在可靠的动作时刻夹紧。以上对本发明的实施形态进行了说明，但是本发明不限于上述实施形态，可以适当加以变更后实施。例如，在本实施形态中，穿孔装置使用以主轴气动马达5进行驱动的气动钻孔装置100，但是不限于此，也可以使用于油压控制驱动的穿孔装置。
权利要求
1.一种安装于穿孔装置夹紧在工件上的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于，具备 插入工件上形成的穿孔夹紧工件的紧固夹头、 滑动自如地内插于该紧固夹头的芯棒、 使该芯棒相对于所述紧固夹头在轴方向上往复移动的活塞缸机构、以及 对该活塞缸机构提供加压流体驱动所述活塞的切换阀， 所述切换阀具备导入使所述穿孔装置的压头前进的前进用加压流体的前进用导入口、以及导入主加压流体的主导入口， 向所述前进用导入口导入所述前进用加压流体时，使所述活塞向一方向移动，将所述主加压流体提供给所述活塞缸机构，以实施夹紧动作。
2.根据权利要求1所述的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于， 所述切换阀具备将所述主加压流体提供给所述活塞缸机构，使所述活塞向另一方向移动，形成松开状态的松开按钮。
3.根据权利要求1或2所述的穿孔装置的夹紧装置，其特征在于， 具备支持所述夹紧装置的滑座(Slide base)、以及连结于所述穿孔装置，使所述滑座相对于该穿孔装置在沿着工件表面的方向上移动自如地对其加以支持的滑动支持机构， 所述滑动支持机构具备 一端连结于所述穿孔装置，另一端连结于与工件表面抵接受其支持的调整块，使所述滑座在工件表面可移动自如地对其加以支持的导杆、以及调整所述调整块离工件的高度的高度调整机构。
4.一种气动钻孔装置，其特征在于， 所述穿孔装置是气动钻孔装置， 具备 驱动所述活塞的加压流体是压缩空气的权利要求1 3中的任一项所述的夹紧装置、 圆筒状的主体、 可进退自如地内装于该主体的压头、 内设于该压头的，使钻头旋转的主轴气动马达、 使所述压头前进，流通着所述前进用加压流体的前进用流路、以及 通过空气流路对该前进用流路及所述主轴气动马达提供压缩空气的空气供给口。
全文摘要
本发明谋求简化驱动系统，使其小型化，提高操作性能，在安全的工作时刻夹紧和松开。本发明是穿孔装置(100)的夹紧装置(1)，具备插入工件(W)上形成的穿孔(Wa)，夹紧工件(W)的紧固夹头(12)、滑动自如地内插于紧固夹头(12)的芯棒(13)、使芯棒(13)在轴方向上往复运动的活塞缸机构(8)、以及驱动活塞(81)的切换阀(9)，切换阀(9)具备导入使穿孔装置的压头前进的前进用加压流体的前进用导入口(9b)、以及导入主加压流体的主导入口(9d)；向前进用导入口(9b)导入前进用加压流体时，使活塞(81)向一方向移动，形成夹紧状态。
文档编号B23B47/28GK103084622SQ20121042971
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2011年11月2日
发明者伊原稔, 内生藏秀树 申请人:杉野机械股份有限公司