专利名称：夹持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹持装置，尤其涉及一种将诸如托盘之类的可移动部件夹持到诸如机床工作台之类的基准部件上的装置。
背景技术：
对于这种夹持装置来说，例如在下面的专利文献1中描述并具有下面结构的一种是传统上可见的。
在固定于机床的底架上的夹具的上表面上安装多个基准件。用于接收工件的加工表面的夹持基准表面在这些基准件中每一个的上表面上形成。连通连接压缩空气源的喷孔在夹持基准表面上向上开口。
然后，当夹持工件时，从喷孔向上喷出的压缩空气用于清理工件的加工表面，由此防止金属屑捕获在工件的加工表面和夹持基准表面之间。
专利文献1日本公开未审专利申请No.S54-17580。
发明内容
本发明解决的问题然而，在专利文献1的结构中，不能检测工件是否适当地被夹持，也即，工件的加工表面在完全紧密接触的状况下夹持在夹持基准表面上。例如，诸如金属屑之类的外部物质不被从喷孔喷出的压缩空气完全去除并且捕获在夹持基准表面和工件的加工表面之间，以在它们之间形成不能检测的间隙。
因此，会在以上不正常夹持的状况下进行加工。因此，加工精度会降低并且在极端情况下会损坏工具。
解决问题的手段和效果本发明要解决的问题如上所描述。下面，将对解决问题的手段和效果进行说明。
(第一发明)例如，如图1到图3、图11、图12和图15所示，第一发明的夹持装置构造如下。
插销部分27从第一块1凸出以便插入在第二块2中开口的插入孔5内。支撑表面9a在第一块1上形成以便进入与在第二块2上形成的被支撑表面2a相接触。在支撑表面9a中开有流体流动孔59。在第一块1上提供间隙支撑部件K，以便在从第一块1分离第二块2的方向上推动第二块2并且形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1。在插销部分27的外周表面在径向上进入与插入孔5的内周表面紧密接触的状况下，通过抵抗间隙支撑部件K的推动力使得第二块2靠近第一块1，拉动部件21消除间隙G1。
因此，通过流体流动孔59的压力检测，能够容易地检测诸如如下情况的不正常夹持在例如金属屑的外部物质捕获在支撑表面9a和被支撑表面2a之间时夹持第二块。
即，在松开状况下，通过间隙支撑部件K在被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成间隙G1。相反，在夹持状况下，拉动部件21消除间隙G1，使得被支撑表面2a能够进入与支撑表面9a相接触。因此通过检测流体流动孔59的压力，能够容易地判断第二块是否处于夹持状况或松开状况。
(第二发明)在第一发明中，优选提供下面的构造，例如如图2、图11、图12和图15所示。
第一块1布置在第二块2以下。间隙支撑部件K通过支撑第二块2的重量形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1。
因此，在松开状况下，第二块2的重量将作用在其上，然而，不管重量，间隙支撑部件K操作以形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1。因此通过检测流体流动孔59的压力，能够容易地判断第二块是否处于夹持状况或松开状况。
(第三发明)
在第一发明中，优选以如下方式提供构造加压流体从流体流动孔59喷出，例如如图1到图3、图11、图12和图15所示。
因此，由于在松开状况下，间隙支撑部件K形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1，因此即使当加压流体供应给流体流动孔59时也没有压力上升。相反，由于在夹持状况下，拉动部件21消除间隙G1，使得被支撑表面2a进入与支撑表面9a相接触，在流体流动孔59内没有压力上升。因此，通过检测流体流动孔59的压力，能够容易地判断第二块是否处于夹持状况或松开状况。
(第四发明)第一发明能够以空气吸入流体流动孔59内的方式构造。
因此，由于在松开状况下，间隙支撑部件K形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1，即使当空气吸入流体流动孔59内时压力也将不下降。相反，由于拉动部件21消除间隙G1，使得在夹持状况下被支撑表面2a进入与支撑表面9a相接触，在流体流动孔59处压力下降。因此，通过检测流体流动孔59的压力，能够容易地判断第二块是否处于夹持状况或松开状况。
(第五发明)在第一发明中，优选采用弹性部件25作为间隙支撑部件K，例如如图1到图3、图11和图12所示。
因此，在松开状况下，使用弹性部件25的弹性来形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1，由此使得能够提供机械简单的夹持装置。
(第六发明)在第一发明中，采用由加压油驱动的活塞76作为间隙支撑部件K，例如如图15所示。
因此，通过调节加压流体的压力，能够容易地控制作用在从第一块1分离第二块2的方向上的力，以便在松开状况下形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1。
(第七发明)
在第一发明中，优选凸缘部分69与在第二块2中开口的插入孔5的开口端的圆周进行接触，并且将间隙支撑部件K的推动力传送到第二块2，例如如图11、图12和图15所示。
因此，能够以紧凑结构提供间隙支撑部件K到第二块2的力的可靠传送。而且，由于构造凸缘部分69以便进入与插入孔5的开口端的圆周进行接触，能够使得插入孔5形状简单。另外，能够防止间隙支撑部件K与第二块2的直接接触，由此使得能够保护间隙支撑部件K并且增加寿命。
(第八发明)在第一发明中，允许间隙支撑部件K与在第二块2中开口的插入孔5的开口端的圆周进行接触，例如如图4所示。
因此，构造间隙支撑部件K以便与插入孔5的开口端的圆周进行直接接触，并且提供在从第一块1分离第二块2的方向上作用的力，由此使得能够简化结构并且减少组件的数量。
(第九发明)在第一发明中，优选当插销部分27的外周表面进入与插入孔5的内周表面相接触时，在插销部分27的径向上相对于第一块1定位第二块2，例如如图1到图3所示。
因此，当在插销部分27的轴向上相对于第一块1夹持第二块2时，在插销部分27的径向上进行定位。因此，能够提供机械简单和紧凑具有定位功能的夹持机构。
(第十发明)在第一发明中，允许插销部分27相对于第一块1径向移动，如图11、图12和图15所示。
因此，当在插销部分27的轴向上相对于第一块1夹持第二块2时，允许插入孔5与插销部分27的轴向未对准。
(第十一发明)在第一发明中，优选提供如下构造，例如如图1到图3、图11、图12和图15所示。
插销部分27垂直可移动地提供有具有倾斜内表面17的外部件(71、78)。调适拉动部件21以便通过倾斜内表面17的锥形结合径向扩张外部件(71、78)，使得外部件(71、78)进入与插入孔5紧密接触，经由外部件(71、78)和插入孔5，使得第二块2靠近第一块1。
因此，外部件(71、78)由于锥形结合而径向扩张并且进入与插入孔5紧密接触，并且通过由紧密接触产生的摩擦力和塑性变形而使得第二块2靠近第一块1，由此使得能够提供可靠的夹持并且也简化构造夹持装置和插入孔5。
而且，在夹持状况下，第二块2的六个表面中，能够访问除了相对第一块1的表面之外的五个表面，以便提供更好的加工能力。
(第十二发明)在第十一发明中，优选间隙支撑部件K也用作在前端位置处用于保持外部件78的机构，例如如图12和图15所示。
因此，不必在前端位置处特别提供用于保持外部件78的机构，由此使得能够简化夹持装置的结构并且减少组件的数量。
(第十三发明)在第十一发明中，间隙支撑部件K也能够用作在前端位置处用于保持具有倾斜外表面13的部件(61、68)的机构，该倾斜外表面13允许与外部件(71、78)的倾斜内表面17进行锥形结合，例如如图1到图3和图11所示。
因此，在前端位置处不必提供用于保持具有倾斜外表面13的部件(61、68)的特别机构，由此使得能够简化夹持装置的结构并且减少组件的数量。
图1是本发明第一实施例的夹持装置的插销机构的透视图。
图2是示出夹持装置的未夹持状况的正视截面图。
图3是图2中箭头3-3指示的截面图。
图4是示出如下状况的正视截面图托盘从图2中的状况降低并且放在锥形盘簧上以形成在支撑表面和被支撑表面之间的间隙。
图5是图4中箭头5-5指示的截面图。
图6是示出从图4中的状况进行夹持的状况的正视截面图，藉此插销机构的插销部分的外周表面与插入孔的内周表面进行有力和紧密的接触。
图7是图6中箭头7-7指示的截面图。
图8是示出从图6中的状况继续夹持的状况的正视截面图，并且与孔进行有力和紧密的接触的插销部分向下拉动托盘，以使得被支撑表面进入与支撑表面接触。
图9是示出从图8中的状况进一步继续夹持的状况的正视截面图，并且插销部分的外周表面进入与插入孔有力和紧密的接触。
图10是第二实施例的夹持装置的正视截面图，并且类似于图4。
图11是第三实施例的夹持装置的正视截面图，并且类似于图4。
图12是第四实施例的夹持装置的正视截面图，并且类似于图4。
图13是示出第四实施例的夹持装置的插销部分的主要部件的放大视图。
图14是示出第五实施例的夹持装置的正视截面图的主要部件的放大视图，并且类似于图13。
图15是示出第六实施例的夹持装置的正视截面图，并且类似于图12。
附图标记的描述1底板(第一块)2托盘(第二块)2a被支撑表面9a支撑表面21拉动部件25锥形盘簧(弹性部件)59检测喷嘴孔(流体流动孔)61内套筒(内部件)68内结合部件(内部件)
69凸缘部分71外套筒(外部件)76上推活塞78外结合部件(外部件)G1间隙K间隙支撑部件具体实施方式
(第一实施例)图1到图9示出根据本发明夹持装置的第一实施例。
首先，通过参照图1到图3将对夹持装置的构造进行说明。
图1是夹持装置的插销机构6的透视图。图2是示出夹持装置的未夹持状况的正视截面图并且图3是图2中箭头3-3指示的截面图。
如图2所示，作为第一块的底板1放置在机床的工作台T上，并且壳体9固定在底板1上(参照图1)。支撑表面9a在壳体9的上表面上形成并且支撑表面9a适于接收作为第二块的托盘2的被支撑表面2a。然后，当被支撑表面2a接收在支撑表面9a上时，托盘2水平定位在底板1和托盘2相互对齐的状况。
如图2所示，被支撑表面2a在托盘2的下表面上形成。而且，在托盘2的下表面上开有多个圆形插入孔5。对应于每个孔5在底板1上提供插销机构6。在图2和图3中，仅仅示出一套插入孔5和插销机构6，尽管它们实际上提供多套。
如下将进行对插销机构6的构造的说明。如图2所示，在底板1的上表面上开有安装孔8。插入安装孔8内的壳体9通过使用张紧螺栓10固定到底板1上(参照图1)。如图2所示，在壳体9上以向上凸出的方式整体形成环形中心支柱12。调适中心支柱12以便插入托盘2的插入孔5内。中心支柱12与安装孔8基本上对齐。而且，中心支柱12的外周表面形成为直线方式。
如图1和图2所示，壳体9的上表面稍微程度地在中心支柱12的下端的外周位置处环形凸出。凸出部分的平表面形成支撑表面9a。如图2所示，支撑表面9a相对托盘2的被支撑表面2a。
在中心支柱12上装配作为内部件的内套筒61。该内套筒61在中心支柱12的轴(垂直)方向上在预定范围内可移动。如图3所示，在内套筒61的圆周壁上形成垂直延伸的一个切口62。通过切口62，内套筒61适于在径向上扩张和收缩。当释放施加到内套筒61上的直径方向收缩力时，内套筒61能够由于其自身弹性回复力而直径方向扩张。
如图3所示，两个止动销63、64从中心支柱12的外周表面在径向上凸出。第一止动销63的外端插入切口62内。第二止动销64的外端插入在内套筒61中开口的松开孔65。优选将诸如橡胶之类的密封部件(未示出)安装到切口62上。
如图2所示，在内套筒61和壳体9之间布置锥形盘簧(弹性部件)25。该锥形盘簧25向上推动内套筒61。而且，该锥形盘簧25也用作支撑部件K的间隙，该部件K用于接收托盘2的重量，其细节将在后面解释。
在中心支柱12的上部分上装配保持环66。调适该保持环66以便接收内套筒61的上端。该保持环66用于防止大于预定距离的内套筒61上升，由此规定内套筒61的移动行程的上端。
在中间支柱12的下端处形成环形凸起28。通过允许锥形盘簧25的内周与环形凸起28相接触，锥形盘簧25不进行压缩到大于预定程度的程度。因此，规定内套筒61的移动行程的下端。而且，环形凸起28也用于防止锥形盘簧25的过度压缩并且也防止锥形盘簧25的倒置。
在内套筒61的外周上提供有倾斜的外表面13。成形该倾斜的外表面13以便逐渐向上靠近轴(朝向中心支柱12的前端)。
在内套筒61的外部布置作为外部件的环形外套筒71。该外套筒71形成为夹头形状并且也形成为基本上圆柱形状。在外套筒71的周壁上形成垂直延伸的一个切口72。通过该切口72允许外套筒71直径方向扩张和直径方向收缩。应当指出当释放施加到外套筒71上的直径方向扩张力时，允许外套筒71通过其自身弹性回复力直径方向收缩。
第二止动销64的外端插入外套筒71的切口72内，该第二止动销64防止外套筒71旋转。优选将诸如橡胶之类的密封部件(未示出)安装到切口72上。
允许与插入孔5的内周表面紧密接触的直外表面16在外套筒71的外周表面上形成。相反，在外套筒71的内表面上形成与内套筒61的倾斜外表面13相对的倾斜内表面17。与倾斜外表面13一样，也成形该倾斜内表面17以便向上逐渐靠近轴(朝向中心支柱12的前端)。
拉动部件21垂直可移动地插入壳体9内部。该拉动部件21提供有密封插入壳体9下部的活塞22、从活塞22整体向上凸出并且也插入中心支柱12的圆柱孔内的活塞杆23、通过螺栓24固定在活塞杆23上部上的帽37、以及安装在帽37的下表面和活塞杆23的上端表面之间环26。在环26的外周表面上形成轴环部分，并且在外套筒71的上部上形成的上凸缘装配在由该轴环部分和帽37形成的环形沟槽内。因此，外套筒71连接到拉动部件21上。
在本实施例中，插销部分27包括中心支柱12、帽37、内套筒61、外套筒71等。插销部分27从底板1凸出以便插入插入孔5内。然后，外套筒71的直外表面16形成插销部分27的外周表面。
在直外表面16的上侧，外环20装配在外套筒71外部。该外环20以密封方式形成，由此防止诸如金属屑之类的外部物质经由切口72等进入插销部分27的内部。
在壳体9内部提供有锁定机构(夹持机构)和释放机构(松开机构)。在这些机构中，锁定机构包括活塞22和在活塞22的上侧上形成的用于锁定的液压腔53。释放机构包括活塞22和在活塞22的下侧上形成的用于释放的液压腔35。
指出如图2中点划线所示，销67的下端插入活塞22内部，而其上端由壳体9锁定。销67用于防止拉动部件21旋转。
壳体9提供有空气供应端口39。该空气供应端口39连接到在壳体9内部形成的空气通道40上。空气通道40的上端形成在中心支柱12的外周表面上开口的中继开口41。该中继开口41经由在内套筒61中开口的通信孔79以插入方式通信地连接外套筒71中开口的喷孔38。
在壳体9的支撑表面9a上提供座入确认机构。更具体的说，在支撑表面9a中开有作为流体流动孔的检测喷嘴孔59，并且向该检测喷嘴孔59供应用于检测的压缩空气。在如上解释的这种构造中，当被支撑表面2a与支撑表面9a进行接触时，检测喷嘴孔59由被支撑表面2a封闭，由此压力升高。通过使用压力传感器(未示出)检测该压力升高，能够确认托盘2座入在壳体9上。
壳体9提供有清理机构。更具体的说，壳体9提供有清理端口44，并且该清理端口44连接到清理通道45上。然后，当压缩空气供应到清理端口44时，压缩空气经由清理通道45和喷孔(未示出)吹向锥形盘簧25、内套筒61、外套筒71、插入孔5的内周表面等等。因此，能够吹走和去除附着在各个部件上的诸如金属屑之类的外部物质。
下面，通过参照图2、图3和图4到图9，对本实施例的插销机构6的操作进行说明。
在如图2和图3所示的松开状况下，在用于锁定的液压腔53中的加压油已经排放，并且加压油已经供应到用于释放的液压腔35。由此，活塞22已经升高并且外套筒71也已经升高。因此，外套筒71的状况已经切换到收缩状况。而且，内套筒61已经通过锥形盘簧25提升前进行程。在松开状况中，内套筒61与外套筒71进行稍微的锥形结合或者面向外套筒71并在它们之间留有小间隙。
在该松开状况中，托盘2通过某种提升机构或者其自身重量降低并且外套筒71插入插入孔5内。而且，在下降操作中，优选压缩空气供应到清理端口44以吹走和去除附着在插销部分27的各个部分上的金属屑等等。
如图4所示，根据托盘2的下降在微小间隙G1在被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成的状况下托盘2的重量由锥形盘簧25接收。因此，即使在该状况下压缩空气供应给检测喷嘴孔59，由于从间隙G1的空气泄漏压力也不升高。
之后，加压油从用于释放的液压腔35排放，并且同时加压油供应给用于锁定的液压腔53。然后，活塞22经由活塞杆23和帽37降低外套筒71，允许外套筒71的倾斜内表面17与内套筒61的倾斜外表面13进行楔形结合。由此，外套筒71、内套筒61等等将如下操作。
首先，外套筒71经由内套筒61直径方向扩张，该内套筒61通过锥形盘簧25的推动力基本上保持在升高位置处(在前端位置上)，并且外套筒71与插入孔5进行接触。之后，外套筒71在经由内套筒61向下压缩锥形盘簧25的同时径向扩张并且与插入孔5的内周表面进行紧密接触。由此，托盘2水平定位(图6和图7)。如图6所示，在如此实现的水平定位阶段，在支撑表面9a和被支撑表面2a之间形成接触间隙G2。
顺序地，与插入孔5的内周表面紧密接触的外套筒71经由插入孔5向下拉动托盘2，并且同时外套筒71使得内套筒61抵抗锥形盘簧25的推动力而下降。由此，托盘2的被支撑表面2a与壳体9的支撑表面9a进行接触并且被支撑表面2a被按压向支撑表面9a(图8)。
之后，相对于托盘2的插入孔5，外套筒71将通过摩擦滑动而下降，由支撑表面9a防止上述托盘2的下降。然后，当如图9所示，当外套筒71抵抗锥形盘簧25的推动力将内套筒61降低对应于前进行程的距离时，锥形盘簧25与环形凸起28进行接触，由此防止进一步的压缩，并且内套筒61经由锥形盘簧25由壳体9进行接收。然后，外套筒71与内套筒61进行有力地楔形结合以便直径方向扩张，并且外套筒71与插入孔5的内周表面进行有力和紧密的接触。因此，托盘2被水平和垂直地限制并且有力地锁定。然后，在夹持状况下，在支撑表面9a和被支撑表面2a之间的间隙完全消除或最小化，并且当供应压缩空气到检测喷嘴孔59时压力上升。
另外，当夹持状况切换到松开状况时，在用于锁定的液压腔53中的加压油进行排放并且同时加压油供应给用于释放的液压腔35。由此，包括活塞22、活塞杆23和帽37的拉动部件21升高外套筒71，并且被升高的外套筒71由于其自身弹性回复力而直径方向收缩，导致夹持状况的释放。
由于当前实施例的夹持装置如上说明的操作，通过检测在检测喷嘴孔59处的压力，能够进行夹持状况的合适判断。
同样，在图4的松开状况，假设托盘2的被支撑表面2a适于与接触表面9a进行接触，而不管插销机构6处于松开状况的事实，检测喷嘴孔59由被支撑表面2a闭合，与夹持状况中一样。因此，仅仅通过将压缩空气供应给检测喷嘴孔59来检测其压力难于判断托盘2是否进行夹持。
在该方面，在本实施例中，如在图4的松开状况中给出的一样，作为间隙支撑部件K的锥形盘簧25允许来自底板1在分隔托盘2的方向上的力作用在托盘2上，支撑托盘2的重量，由此形成在支撑表面9a和被支撑表面2a之间的间隙G1。相反，在夹持状况中，间隙G1通过液压启动拉动部件21而消失，并且被支撑表面2a能够进入与支撑表面9a相接触。因此，本实施例能够以如下方式构造当压缩空气供应给检测喷嘴孔59时，在松开状况压力不上升但是在夹持状况增加。因此，能够容易及可靠地判断托盘2是否处在松开状况或处在夹持状况。
特别地，在当前实施例中，其中托盘2放置在底板1的上侧上并且降低托盘2以使得被支撑表面2a进入与支撑表面9a相接触，作用在托盘2上的重量由锥形盘簧25进行接收，由此在被支撑表面2a和支撑表面9a之间可靠地形成间隙G1。因此，本实施例能够以如下方式构造在松开状况中压缩空气可靠地从检测喷嘴孔59泄漏，由此避免托盘2处于夹持状况但实际上其处于松开状况的错误判断。
而且，本实施例以如下方式构造在以上夹持状况中，检测喷嘴孔59由被支撑表面2a闭合并且喷孔38也由插入孔5的内周表面进行闭合。因此，通过将压缩空气供应到空气供应端口39并且检测其上的压力能够容易地判断是否可靠地进行水平定位。
应当指出，与从检测喷嘴孔59喷射压缩空气相反，本实施例可以以如下方式构造通过使用真空泵等来将空气吸入检测喷嘴孔59内，使得检测喷嘴孔59变为负压。在该情况下，被支撑表面2a进入与支撑表面9a紧密接触，由此减小检测喷嘴孔59的压力，这能够由检测处在夹持状况的托盘2的压力传感器等进行检测。
在本实施例中，锥形盘簧(弹性部件)25用作间隙支撑部件K。在松开状况下，由于锥形盘簧25的弹性作用，间隙G1在被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成，由此使得能够提供机械简单的夹持装置。
而且，本实施例以如下方式构造用作间隙支撑部件K的锥形盘簧25与插入孔5的开口端的周边进行直接接触，由此接收托盘2的重量，并且使得能够简化结构并减少组件数量。
另外，本实施例以如下方式构造当插销部分27的外周表面(直外表面16)与插入孔5的内周表面进行紧密接触时，托盘2相对于底板1放置在插销部分27的径向上。因此能够提供机械简单和紧凑的具有定位功能的夹持装置。
而且，在本实施例中，插销部分27垂直可移动地提供有具有倾斜内表面17的外套筒71。本实施例也以如下方式构造拉动部件21与倾斜内表面17进行锥形结合以扩张外套筒71，同时允许直外表面16与插入孔5进行紧密接触并且托盘2经由外套筒71和插入孔5靠近底板1。
因此，构造本实施例使得外套筒71由于锥形结合而直径方向扩张，以便与插入孔5进行紧密接触，并且托盘2通过摩擦力靠近底板1，由此使得能够提供可靠的夹持并且也简化夹持装置和插入孔5的结构。而且，在托盘2被夹持的状况下，在垂直和纵向上托盘2的六个表面中除去下表面的五个能够进行靠近以提高工作能力。
也构造该实施例以便具有与外套筒71相结合的内套筒61。然后，用作间隙支撑部件K的锥形盘簧25也用于保持内套筒61处于前端位置处，去除了在前端与锥形盘簧25相分离提供特别机构用于支撑内套筒61的必要性，由此使得能够提供机械简单的夹持机构并且减少组件数量。
下面，通过参照图10到15对本发明的其他多个实施例进行说明。在这些实施例中，作为一个原则，与第一实施例中使用的部件相同或类似的部件给出相同的附图标记。
(第二实施例)图10是第二实施例中夹持装置的正视截面图，示出对应于第一实施例图4中的状况。第二实施例在下面几点不同于第一实施例。
第二实施例以如下方式构造在中心支柱12的下端的外周处开有检测孔29，并且检测孔29的上侧由锥形盘簧25覆盖。检测孔29经由空气通道40连接到空气供应端口39上。
在图10的松开状况下，锥形盘簧25升高内套筒61并且也接收托盘2的下表面，导致在被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成微小间隙G1。在该时刻，在环形凸起28和锥形盘簧25之间也形成大间隙。因此，在图10的状况中，即使当压缩空气经由空气供应端口39供应给检测孔29时，压缩空气通过大间隙、内套筒61的切口62(这里未示出，并且参照图5)和间隙G1并且泄漏到外部，导致压力不上升。
在上述松开状况下，当加压油供应给用于锁定的液压腔53时，内套筒61经历向下的位移对应于前进行程的距离，并且内套筒61处于经由锥形盘簧25由壳体9接收的状况(尽管未示出，但对应于第一实施例中图9的状况)。在该状况下，被压缩锥形盘簧25的内周与环形凸起28进行紧密接触，由此闭合检测孔29。当供应压缩空气到检测孔29时压力将上升，由此使得能够检测夹持状况。
应当指出，与第一实施例的结构相比，第二实施例以如下方式构造外套筒71与内套筒61有力地楔形结合以便径向扩张，由此使得能够间接检测外套筒71进入与插入孔5的内周表面有力和紧密接触的状况。
在第二实施例中，在支撑表面9a上没有形成在图4中示出的检测喷嘴孔59。然而，第二实施例可以构造成同时具有检测孔29和检测喷嘴孔59。
(第三实施例)
图11是第三实施例的夹持装置的正视截面图并且类似于图4。
在第三实施例的插销机构6中，在壳体9上没有形成在图4中给出的环形中心支柱12，相反，通孔9b在轴向上在壳体9上形成。而且，将插入壳体9内的活塞22形成为圆柱形状。另外，在壳体9的下部内以高度可调方式拧入环形螺丝圆柱36。
构造活塞杆23具有与构造活塞22的部件不同的部件。垂直延伸的活塞杆23的下半部分径向可移动和轴向不可移动地插入活塞22的圆柱孔的上半部分内。更具体的说，在活塞杆23的下半部分的外周表面和活塞22之间形成第一环形间隙31。为了径向平滑地移动活塞杆23，盖螺栓34以高度可调节的方式拧入活塞22的圆柱孔的下半部分内，并且平衡弹簧42安装在盖螺栓34和活塞杆23之间。平衡弹簧42的向上弹性力和活塞杆23的重量等意欲平衡。另外，活塞杆23围绕其轴的旋转由止动销51阻止。
在活塞杆23的外周上垂直可移动地支撑作为内部件的圆柱内结合部件68。不像第一实施例的内套筒61，内结合部件68圆周上不形成切口。第二环形间隙32在内结合部件68的下半部分的外周表面和壳体9的通孔9b之间形成，藉此内结合部件68径向可移动地相对于壳体9。内结合部件68围绕其轴的旋转由止动销52阻止。
随后描述用于清理的压缩空气的垂直通道81在活塞杆23的上半部分的外周表面和内结合部件68的内周表面之间形成。
在内结合部件68的外周表面上形成向上逐渐靠近轴的倾斜外表面13。而且，在倾斜外表面13的下侧上以凸出方式整体形成凸缘部分69。
在壳体9的上表面和凸缘部分69之间布置锥形盘簧25。构造该锥形盘簧25以便向上前进内结合部件68。而且，锥形盘簧25从上侧覆盖诸如壳体9的通孔9b和后面描述的垂直孔82之类的开口。而且，在内结合部件68的下部处并且在凸缘部分69以下提供止块70，并且该止块70用于防止内结合部件68在大于预定距离的距离处升高。而且，在锥形盘簧25的内周表面和内结合部件68之间形成第三环形间隙33。
作为外部件的多个外结合部件78圆周间隔地布置在内结合部件68的外周上。构造外结合部件78中每一个以便插入托盘2的插入孔5内。在这些外结合部件78的每一个上形成相对内结合部件68的倾斜外表面13的倾斜内表面17。该倾斜内表面17以锥形方式形成，其向上逐渐靠近轴，与倾斜的外表面13一样。因此，能够多个外结合部件78从上侧与内结合部件68进行楔形结合。
活塞杆23的前端连接到这些外结合部件78上。更具体的说，在活塞杆23的上部通过螺栓24固定帽37。而且，环26安装到活塞杆23的上部。然后，在帽37的上部和环26之间径向可移动并且垂直相对不可移动地插入外结合部件78的上端的凸缘部分。
而且，在内结合部件68的外周上以向外凸出的方式固定第二止动销64。第二止动销64的凸出部分插入在相邻外结合部件78和78之间形成的间隙80，藉此垂直引导多个外结合部件78。另外，环形板簧(返回机构)49安装在多个外结合部件78的外周表面上。板簧49径向向外地恒定推动每个外结合部件78。
另外，在帽37的下半部分处提供的环形圆柱部分37a覆盖结合外部件78的上端的凸缘部分和板簧49。
在本实施例中，插销部分27包括活塞杆23的前端、内结合部件68、外结合部件78、帽37和螺栓24。在该情况中，由于径向可移动地构造活塞杆23，所以插销部分27的轴相对于底板1可移动地处在插销部分27的径向上。
四个支撑杆48圆周间隔地按压进入壳体9的上表面。在每个支撑杆48的上表面上形成平的支撑表面9a。支撑表面9a接收托盘2的被支撑表面2a。
在四个支撑杆48中之一开有检测喷嘴孔59。调适该检测喷嘴孔59以便供应用于检测的压缩空气。当被支撑表面2a进入与支撑表面9a接触时，在检测喷嘴孔59内部的压力上升。通过使用压力开关等等检测压力上升能够确定托盘2座在支撑杆48上。
供应给清理端口44的压缩空气按照叙述顺序通过清理通道45和在活塞杆23的外周表面上形成的垂直通道81，并且从间隙80径向向外排放。因此，排放的压缩空气能够吹走附着在诸如支撑杆48的支撑表面9a之类的相应部件上的外部物质并且清理它们。
另外，用于清理的压缩空气也供应给在壳体9上的通孔9b的周壁中开口的垂直孔82。供应给垂直孔82的压缩空气从在锥形盘簧25的上表面和凸缘部分69之间的间隙或者从在锥形盘簧25的下表面和壳体9之间的间隙水平可排放。
另外，本实施例省略了在第一实施例中构造的喷孔38(参照图4)，也即，通过使用压缩空气用于检测如下事实的构造外结合部件78的外周表面与插入孔5的内周表面进行接触。
插销机构6的操作类似于在第一实施例中描述的操作，除了下面从(A)到(C)三点以外。
(A)在松开状况下，在第一实施例中，外套筒71通过其自身弹性切换到径向收缩状况，而本实施例中，外结合部件78不是通过弹性而是通过板簧49的弹性力切换到径向收缩状况。
(B)在第一实施例中，当托盘2降低时，下表面放在锥形盘簧25上，而在本实施例中，相反托盘2的下表面放在凸缘部分69上。
(C)在第一实施例中，当外套筒71与插入孔5进入紧密接触时，水平并精确地定位托盘2。在本实施例中，然而通过第一到第三环形间隙31到33允许活塞杆23相对于底板1的水平移动(换句话说，插销部分27的水平移动)。更具体地说，本实施例的夹持装置对托盘2仅仅给出垂直(轴向)限制(夹持)，或者不具有在第一实施例中看到的水平定位功能。换句话说，本实施例的夹持装置是允许在插销部分27和插入孔5之间大的轴向未对准的夹持装置。
图11示出如下的松开状况降低托盘2以便将插销机构6的插销部分27插入托盘2的插入孔5内并且托盘2的下表面也放在凸缘部分69上。
在该状况下，凸缘部分69和锥形盘簧25将支撑托盘2的重量，并且与第一实施例中一样，在被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成微小间隙G1。因此，即使当在该状况下压缩空气供应给检测喷嘴孔59时，由于从间隙G1的空气泄漏，压力也将不上升。也即，构造本实施例以便在松开状况下避免检测喷嘴孔59的压力上升。
如上所解释的，本实施例的夹持装置提供有凸缘部分69，并且该凸缘部分69与托盘2的插入孔5的开口端的周边进行接触，并且也将用作间隙支撑部件K的锥形盘簧25的弹力传送给托盘2。因此，具有装配有凸缘部分69的紧凑构造的夹持装置自身能够可靠地将锥形盘簧25的力传送给托盘2。而且，其也由如下方式进行构造凸缘部分69与插入孔5的开口端的周边进行接触，由此能够简化插入孔5的形状。另外，由于锥形盘簧25不与托盘2直接接触，所以能够保护锥形盘簧25并且能够提高其服务寿命。
(第四实施例)图12和图13示出第四实施例。图12是夹持装置的正视截面图并且与图4类似。而且，图13是示出插销部分27的主要部件的放大图。
本实施例构造为第三实施例的修改实例。本实施例主要不同于第三实施例在于省略了内结合部件68，倾斜外表面13在活塞杆23的外周表面上形成，倾斜外表面13和倾斜内表面17垂直相反地形成，并且锥形盘簧25朝向前进方向推动外结合部件78。
此后，将进行对第四实施例的具体说明。通过用螺丝连接上和下两个部件构造活塞杆23。与第三实施例一样，活塞杆23的下半部分径向可移动并且轴向不可移动地插入活塞22的圆柱孔的上半部分内。
在活塞杆23的上部分垂直可移动地支撑帽37。弹簧座91通过螺栓24固定在帽37上。活塞杆23的上部形成为空心的，在其内部布置拉簧92。拉簧92的上部固定到弹簧座91。拉簧92的下部固定到圆柱止动螺栓93的头部。该止动螺栓93从上侧拧在活塞杆23上。
在活塞杆23的外周表面上形成向下(朝向底端)逐渐靠近轴的锥形倾斜外表面13。
在帽37以下，作为外部件的多个外结合部件78圆周间隔地布置在活塞杆23的外周上。构造每个外结合部件78使得其能够插入托盘2的插入孔5内。在外结合部件78的内周表面上形成向下(朝向底端)逐渐靠近轴的锥形倾斜内表面17。
在本实施例中，外结合部件78形成为圆周分隔的多个部件(在本实施例中为四个部件)。在外结合部件78以下并且在活塞杆23处垂直可移动地支撑套筒55。在套筒55上以凸出方式形成凸缘部分69。锥形盘簧25布置在凸缘部分69和壳体9之间。更具体地说，在本实施例中，锥形盘簧25经由套筒55朝向前进方向推动外结合部件78。
在帽37上整体形成的圆柱部分37a的下端部相对每个外结合部件78的上端表面。而且，套筒55和锥形盘簧25从下侧覆盖每个外结合部件78的下表面，并且也从上侧覆盖壳体9的通孔9b和用于清理垂直孔82。另外，如同13所示，高度调节垫片83安装在套筒55和锥形盘簧25之间。
然后，活塞杆23的倾斜外表面13从上侧与多个外结合部件78的倾斜内表面17楔形结合。
如图13所示，在活塞杆23的内部形成圆柱孔47。而且，在活塞杆23上径向形成水平通道50。水平通道50的内端连接圆柱孔47，并且其外端在活塞杆23的外周表面中开口。在靠近活塞杆23的上端的位置处径向形成供应通道54。
在如上解释的构造中，供应给清理通道45的压缩空气通过水平通道50并且供应到在活塞杆23内部的圆柱孔47。然后，压缩空气通过止动螺栓93的内部并且引向供应通道54。之后，压缩空气从在帽37的圆柱部分37a的内周表面和活塞杆23之间的间隙被引向间隙80，并且从间隙80排出。
现在，将进行第四实施例中插销机构6的操作的说明。
首先，插销机构6保持松开，并且在该状况下，托盘2的下表面(插入孔5的开口端的周边)放在套筒55的凸缘部分69上。在该状况下，托盘2的下表面经由凸缘部分69通过锥形盘簧25接收，并且在支撑表面9a和被支撑表面2a之间形成间隙G1。因此，在松开状况下，当压缩空气供应到检测喷嘴孔59时，由于从间隙G1的空气泄露，检测喷嘴孔59没有压力上升。
为了从松开状况到夹持状况变换插销机构6，加压油供应给用于锁定的液压腔53。然后，连接到活塞22的活塞杆23降低，并且倾斜外表面13也降低。外结合部件78由套筒55和锥形盘簧25接收。因此，外结合部件78的倾斜内周表面17与活塞杆23的倾斜外表面13进行锥形结合，并且外结合部件78抵抗板簧49的推动力经受扩张位移，并且与托盘2上的插入孔5的内周表面进行紧密接触。
随后，与插入孔5的内周表面进行紧密接触的外结合部件78经由插入孔5向下拉动托盘2，并且同时抵抗锥形盘簧25的推动力降低外结合部件78。由此，托盘2的被支撑表面2a进入与壳体9的支撑表面9a接触并且被支撑表面2a也朝向支撑表面9a按压。
之后，相对于托盘2的插入孔5，通过支撑表面9a防止其下降，外结合部件78通过摩擦滑动而下降。当外结合部件78抵抗锥形盘簧25的推动力下降对应于前进行程的距离时，外结合部件78经由锥形盘簧25由壳体9进行接收。然后，外结合部件78与活塞杆23有力地楔形结合，以便径向扩张，并且外结合部件78与插入孔5的内周表面进行有力和紧密的接触。因此，垂直地限制并且有力地锁定托盘2。在夹持状况下，被支撑表面2a进入与支撑表面9a相接触并且被按压，当供应压缩空气到检测喷嘴孔59时压力上升。
在本实施例中，作为间隙支撑部件K的锥形盘簧25在前端位置处经由套筒55也用于支撑作为外部件的外结合部件78。因此，在前端处不必提供用于支撑外结合部件78的特殊机构。因此，该夹持机构构造简单并且组件数量减少。
(第五实施例)图14是示出第五实施例中夹持装置的正视截面图的主要部分的放大图，并且类似于图13。第五实施例对应于第四实施例(参照图13)和第二实施例(参照图10)的组合。
更具体地说，与第四实施例一样，构造本发明使得检测孔29在通孔9b的周壁的上表面中开口并且锥形盘簧25覆盖检测孔29的上部。空气通道40连接检测孔29，用于供应压缩空气。本实施例的操作类似于第四实施例和第二实施例的操作。
(第六实施例)图15是第六实施例中夹持装置的正视截面图并且类似于图12。第六实施例构造成第四实施例的修改实例。本实施例不同于第四实施例在于套筒55调适成通过使用后面描述的上推活塞76被推进。
此后，将对本实施例进行具体的说明。环形上推活塞76密封地插入壳体9的圆柱孔的上部内。该上推活塞76密封地装入活塞22的上部内并且也从下侧进入与套筒55相接触。
在上推活塞76和活塞22之间形成操作腔77。该操作腔77连通用于锁定的液压腔53。
而且，由合成树脂制成的唇缘84安装到套筒55的凸缘部分69的下表面上。该唇缘84密封地与壳体9的上表面进行接触，由此，防止外部物质等经由通孔9b进入壳体9内。
在上述构造中，当在锁定操作加压油供应到用于锁定的液压腔53时，从加压油的供应开始到这种供应的第一半阶段，通过来自操作腔77作用在上推活塞76上的向上液压，经由活塞76和套筒55的凸缘部分69在上部前进位置处保持多个外结合部件78。在该状况下，在保持放在套筒55的凸缘部分69上的托盘2的被支撑表面2a和支撑表面9a之间形成间隙G1。因此，即使当压缩空气供应到检测喷嘴孔59时，由于从间隙G1的空气泄漏，检测喷嘴孔59没有压力上升。
然后，在供应加压油的后半阶段，作用在活塞22的大面积上的大的液压力降低多个外结合部件78，同时抵抗作用在上推活塞76上的向上力经由活塞杆23有力地扩张它们。因此，也向下拉动托盘2，并且被支撑表面2a进入与支撑表面9a接触(更具体地说，消除间隙G1)。在该状况下，当压缩空气供应给检测喷嘴孔59时，压力将上升。
另外，在第六实施例中，多个外结合部件78经由套筒55、上推活塞76和在操作腔77中的加压油由壳体9进行支撑。
在本实施例中，上推活塞76对应于间隙支撑部件K。更具体地说，间隙支撑部件K构造为由加压流体(在本实施例中为加压油)致动的活塞。因此，在松开状况下，通过调节加压油的压力，使得能够容易地改变从底板1分离托盘2的上推力，该上推力形成在被支撑表面2a和支撑表面9a之间的间隙G1。
(示范性的变体)已经在上面描述了本发明中实施例的多个实例。通过在下面(1)到(7)给出的修改能够执行本发明。
(1)在第一实施例到第五实施例中示范的锥形盘簧25能够由卷簧或诸如橡胶的弹性部件替换。而且，插入孔5可以为诸如圆锥孔之类的不同形状而不是示范的圆形直孔。
(2)在夹持装置中，托盘2可以相对底板1采取任何位置。例如，可以通过分别在右和左布置托盘2和底板1并且水平致动托盘2而进行定位。在该情况下，可以布置该夹持装置使得插销部分27水平朝向。也可以布置使得托盘2相对于底板1倾斜地安装或脱离。
(3)在图2的状况以前，托盘2可以水平致动。更具体地说，在托盘2相对于底板1降低之前的阶段，托盘2水平移动并且插入孔5大致与插销部分27对齐，以提供图2的状况。之后，如上所述，可以降低托盘2。在夹持装置中，底板1可以水平致动而不是水平致动托盘2。
(4)支撑表面9a可以在底板1上直接和整体形成，而不是在壳体9上形成。被支撑表面2a可以在固定到托盘2上的另一部件上形成，而不是在托盘2的下表面上形成。
(5)在如上描述的实施例中，形成仅仅一个检测喷嘴孔59，但是可以形成多个喷嘴孔59。
(6)在如上描述的实施例中，供应给检测喷嘴孔59的加压流体是压缩空气。然而，可以使用其他流体，并且例如切割油等可以被供应给检测喷嘴孔59。
(7)第一块和第二块的组合可以是机床的工作台和工作托盘的组合、工作托盘和夹具底座的组合、夹具底座和工件的组合、或者诸如焊接夹具之类的工作夹具和诸如工件之类的加工件的组合，而不是作为实例给出的底板1和托盘2的组合。而且，该组合可以是注模机或者压力机的板面和模具的组合。另外，本发明可应用于定位在诸如激光束机床和电火花机床之类的相应加工机床中使用的工件、工具等。
权利要求
1.一种夹持装置，包括插销部分(27)，其从第一块(1)凸出以便插入在第二块(2)中开口的插入孔(5)内，支撑表面(9a)，其在第一块(1)上形成以便与在第二块(2)上形成的被支撑表面(2a)相接触，在支撑表面(9a)中开口的流体流动孔(59)，间隙支撑部件(K)，其在第一块(1)上提供，以便在从第一块(1)分离第二块(2)的方向上推动第二块(2)，并且形成在被支撑表面(2a)和支撑表面(9a)之间的间隙(G1)，以及拉动部件(21)，在插销部分(27)的外周表面在径向上与插入孔(5)的内周表面紧密接触的状况下，其通过抵抗间隙支撑部件(K)的推动力使得第二块(2)靠近第一块(1)而消除间隙(G1)。
2.如权利要求1所述的夹持装置，其中，第一块(1)布置在第二块(2)以下，以及间隙支撑部件(K)通过支撑第二块(2)的重量而形成在被支撑表面(2a)和支撑表面(9a)之间的间隙(G1)。
3.如权利要求1所述的夹持装置，其中，加压流体从流体流动孔(59)喷出。
4.如权利要求1所述的夹持装置，其中，空气被吸入流体流动孔(59)内。
5.如权利要求1所述的夹持装置，其中，采用弹性部件(25)作为间隙支撑部件(K)。
6.如权利要求1所述的夹持装置，其中，采用由加压流体驱动的活塞(76)作为间隙支撑部件(K)。
7.如权利要求1所述的夹持装置，包括凸缘部分(69)，其与在第二块(2)中开口的插入孔(5)的开口端的圆周接触并且将间隙支撑部件(K)的推动力传送给第二块(2)。
8.如权利要求1所述的夹持装置，其中，允许间隙支撑部件(K)与在第二块(2)中开口的插入孔(5)的开口端的圆周进行接触。
9.如权利要求1所述的夹持装置，其中，当插销部分(27)的外周表面与插入孔(5)的内周表面紧密接触时，在插销部分(27)的径向上相对于第一块(1)定位第二块(2)。
10.如权利要求1所述的夹持装置，其中，允许插销部分(27)相对于第一块(1)径向移动。
11.如权利要求1所述的夹持装置，其中，插销部分(27)垂直可移动地提供有具有倾斜内表面(17)的外部件(71、78)，调适拉动部件(21)，以便通过倾斜内表面(17)的锥形结合而径向扩张外部件(71、78)，使得外部件(71、78)与插入孔(5)紧密接触，经由外部件(71、78)和插入孔(5)，使得第二块(2)靠近第一块(1)。
12.如权利要求11所述的夹持装置，其中，间隙支撑部件(K)也用作在前端位置处用于保持外部件(78)的机构。
13.如权利要求11所述的夹持装置，其中，间隙支撑部件(K)也用作在前端位置处用于保持具有倾斜外表面(13)的部件(61、68)的机构，该倾斜外表面(13)允许与外部件(71、78)的倾斜内表面(17)进行锥形结合。
全文摘要
插销部分(27)从第一块(1)凸出，以便插入在第二块(2)中开口的插入孔(5)内。支撑表面(9a)在第一块(1)上形成，以便进入与在第二块(2)上形成的被支撑表面(2a)相接触。在支撑表面(9a)中开有流体流动孔(59)。间隙支撑部件(K)在第一块(1)上提供，其在从第一块(1)分离第二块(2)的方向上在第二块(2)上作用力，以便形成在被支撑表面(2a)和支撑表面(9a)之间的间隙(G1)。在插销部分(27)的外周表面进入与插入孔(5)的内周表面紧密接触的状况下，拉动部件(21)通过抵抗间隙支撑部件(K)的力使得第二块(2)靠近第一块(1)而消除间隙(G1)，以使得被支撑表面(2a)与支撑表面(9a)相接触。
文档编号B23Q1/00GK1856384SQ20048002773
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月7日 优先权日2003年9月26日
发明者米泽庆多朗, 吉村画, 春名阳介 申请人:克斯美库股份有限公司