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技術 スイング式クランプ装置

出願人 パスカルエンジニアリング株式会社
発明者 高橋卓也
出願日 2016年7月7日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-135018
公開日 2018年1月11日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2018-001380
状態 特許登録済
技術分野 工作機械の治具 アクチュエータ
主要キーワード 半径方向向き 小径ロッド 流体圧通路 据付面 側端壁 回転支持機構 止めビス 旋回抵抗
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

出力ロッド旋回する際の旋回摩擦抵抗を低減可能なスイング式クランプ装置を提供する。

解決手段

出力ロッド3をその軸心方向昇降駆動可能なタンデム型流体圧シリンダと、出力ロッドの昇降時に出力ロッドを旋回させる旋回機構とを有するスイング式クランプ装置において、タンデム型流体圧シリンダは、シリンダ本体6と、直列状の第1,第2シリンダ孔7a,7bと、第1,第2シリンダ孔間仕切仕切り壁9と、第1,第2シリンダ孔に装着された第1,第2ピストン部8a,8bと、第1,第2ピストン部に軸心方向へ相対移動不能に連結されてシリンダ本体外まで延びる出力ロッドとを有し、第1,第2ピストン部の少なくとも一方を、出力ロッドに相対回転自在に外嵌させた回転ピストン部37に構成し、回転ピストン部に対して出力ロッドを複数の鋼球38を介して軸心回りに回転可能に支持する回転支持機構39を設けた。

概要

背景

流体圧シリンダにより駆動するクランプ装置において、そのクランプ駆動力強化する為に、直列的に形成した複数のシリンダ孔とこれらシリンダ孔に装着された複数のピストンと、それら複数のピストンに連結された1つの出力ロッドとを有するタンデム型流体圧シリンダを採用する場合がある。

特許文献1の流体圧シリンダにおいては、シリンダ体内に3つの独立のシリンダ孔を直列状に形成し、それら3つのシリンダ孔に夫々ピストン部材可動に装着し、これらピストン部材に貫通固着された共通の出力ロッドをシリンダ本体の一端からシリンダ本体外まで延ばし、各シリンダ孔においてピストン部材の両側に夫々流体圧作動室を形成している。3つのシリンダ孔の各々において、2つの流体圧作動室に外部から流体圧を供給/排出可能な2つの流体圧ポートをシリンダ本体に形成している。

特許文献2には、出力ロッドが進退動作する際に出力ロッドを出力ロッド旋回機構を介して軸心回り旋回させるようにしたスイング式クランプ装置が開示されている。
出力ロッド旋回機構においては、シリンダ本体の軸孔に出力ロッドの旋回軸部が軸心方向摺動自在に挿入され、軸孔の内周部に保持した鋼球と、旋回軸部に形成した螺旋溝を含むカム溝とで出力ロッドを旋回させる。

概要

出力ロッドが旋回する際の旋回摩擦抵抗を低減可能なスイング式クランプ装置を提供する。出力ロッド3をその軸心方向へ昇降駆動可能なタンデム型流体圧シリンダと、出力ロッドの昇降時に出力ロッドを旋回させる旋回機構とを有するスイング式クランプ装置において、タンデム型流体圧シリンダは、シリンダ本体6と、直列状の第1,第2シリンダ孔7a,7bと、第1,第2シリンダ孔間仕切仕切り壁9と、第1,第2シリンダ孔に装着された第1,第2ピストン部8a,8bと、第1,第2ピストン部に軸心方向へ相対移動不能に連結されてシリンダ本体外まで延びる出力ロッドとを有し、第1,第2ピストン部の少なくとも一方を、出力ロッドに相対回転自在に外嵌させた回転ピストン部37に構成し、回転ピストン部に対して出力ロッドを複数の鋼球38を介して軸心回りに回転可能に支持する回転支持機構39を設けた。

目的

本発明の目的は、出力ロッドが旋回する際の旋回摩擦抵抗を低減可能なスイング式クランプ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

先端部にクランプアームが固定された出力ロッドをその軸心方向昇降駆動可能なタンデム型流体圧シリンダと、出力ロッドが昇降する際に出力ロッドを前記軸心回り旋回させる出力ロッド旋回機構とを有し且つ出力ロッドを退入方向へクランプ動作させるスイング式クランプ装置において、前記タンデム型流体圧シリンダは、シリンダ本体と、このシリンダ本体内に上下に直列状に形成された第1,第2シリンダ孔と、これら第1,第2シリンダ孔に夫々可動に装着された第1,第2ピストン部と、これら第1,第2ピストン部に前記軸心方向へ相対移動不能に連結されて第1ピストン部側から上方へシリンダ本体外まで延びる共通の出力ロッドとを有し、前記シリンダ本体は、筒状壁部と、この筒状壁部の両端のロッド側端壁及びヘッド側端壁と、第1,第2シリンダ孔の間を仕切る且つ出力ロッドが貫通する仕切り壁とを有し、前記第1,第2ピストン部の少なくとも一方を、前記出力ロッドに相対回転自在に外嵌させた回転ピストン部に構成し、前記回転ピストン部に対して前記出力ロッドを複数の鋼球を介して前記軸心回りに回転可能に支持する回転支持機構が設けられた、ことを特徴とするスイング式クランプ装置。

請求項2

前記第1シリンダ孔の第1ピストン部に対してロッド側端壁側のクランプ用の第1流体圧作動室とヘッド側端壁側のアンクランプ用の第2流体圧作動室が形成され、前記第2シリンダ孔の第2ピストン部に対してロッド側端壁側のクランプ用の第3流体圧作動室とヘッド側端壁側のアンクランプ用の第4流体圧作動室が形成され、前記シリンダ本体の壁部内に、第1流体圧ポートから第1,第3流体圧作動室に流体圧を供給可能な第1流体圧通路が形成され、前記シリンダ本体の壁部内に、第2流体圧ポートから第2流体圧作動室に流体圧を供給可能な第2流体圧通路が形成され、前記出力ロッド内に、第2,第4流体圧作動室を連通させる連通通路が形成されたことを特徴とするスイング式クランプ装置。

請求項3

前記第2ピストン部が前記回転ピストン部であることを特徴とする請求項2に記載のスイング式クランプ装置。

請求項4

前記第1,第2ピストン部が、夫々、前記回転ピストン部であることを特徴とする請求項2に記載のスイング式クランプ装置。

請求項5

前記回転ピストン部は、ピストン本体と、このピストン本体と協働して前記複数の鋼球を保持する保持部材とを有することを特徴とする請求項3又は4に記載のスイング式クランプ装置。

請求項6

前記保持部材は、前記ピストン本体に複数のボルトで固定されたことを特徴とする請求項5に記載のスイング式クランプ装置。

請求項7

前記保持部材は、前記ピストン本体の下面に当接状態にして止め輪により前記出力ロッドに固定されたことを特徴とする請求項5に記載のスイング式クランプ装置。

請求項8

前記回転ピストン部は、前記出力ロッドと協働して形成される環状溝と、この環状溝に連通した開放孔とを有し、この環状溝に複数の鋼球を収容した状態で前記開放孔が閉塞部材封鎖されたことを特徴とする請求項3又は4に記載のスイング式クランプ装置。

技術分野

0001

本発明は、タンデム型流体圧シリンダにより出力ロッドを退入方向へクランプ動作させると共に、出力ロッドが進退動作する際に出力ロッドを軸心回り旋回させるようにしたスイング式クランプ装置に関する。

背景技術

0002

流体圧シリンダにより駆動するクランプ装置において、そのクランプ駆動力強化する為に、直列的に形成した複数のシリンダ孔とこれらシリンダ孔に装着された複数のピストンと、それら複数のピストンに連結された1つの出力ロッドとを有するタンデム型流体圧シリンダを採用する場合がある。

0003

特許文献1の流体圧シリンダにおいては、シリンダ体内に3つの独立のシリンダ孔を直列状に形成し、それら3つのシリンダ孔に夫々ピストン部材可動に装着し、これらピストン部材に貫通固着された共通の出力ロッドをシリンダ本体の一端からシリンダ本体外まで延ばし、各シリンダ孔においてピストン部材の両側に夫々流体圧作動室を形成している。3つのシリンダ孔の各々において、2つの流体圧作動室に外部から流体圧を供給/排出可能な2つの流体圧ポートをシリンダ本体に形成している。

0004

特許文献2には、出力ロッドが進退動作する際に出力ロッドを出力ロッド旋回機構を介して軸心回りに旋回させるようにしたスイング式クランプ装置が開示されている。
出力ロッド旋回機構においては、シリンダ本体の軸孔に出力ロッドの旋回軸部が軸心方向摺動自在に挿入され、軸孔の内周部に保持した鋼球と、旋回軸部に形成した螺旋溝を含むカム溝とで出力ロッドを旋回させる。

先行技術

0005

特開平6−323306号公報
特開2009−154275号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1の流体圧シリンダにおいては、合計6つの流体圧ポートをシリンダ本体に形成して、流体圧シリンダの外部の配管ホースにより6つの流体圧ポートに流体圧を供給/排出する構成であるため、流体圧供給系が複雑化して製作費が高価になり、流体圧シリンダが大形化するという問題がある。

0007

特許文献2のスイング式クランプ装置においては、出力ロッドとピストンとは一体的に形成され、出力ロッドが旋回する際に、出力ロッドと共にピストンも旋回する。
出力ロッドと共にピストンが旋回するとき、ピストンの外周部のシール部材とシリンダ孔壁面との間に作用する摩擦力旋回抵抗となるため、出力ロッド旋回機構の旋回時の摩擦抵抗が大きくなる。

0008

そのため、(a)旋回機構の鋼球やカム溝が摩耗しやすく、耐久性が低下する。(b)旋回機構のカム溝の軸心直交面に対する傾斜角度を大きくする必要があり、クランプ動作、アンクランプ動作に要する時間が長くなり、クランプ装置の全長も大きくなる。(c)ピストンの外周部のシール部材が摩耗しやすく、その耐久性が低下する。
特に、スイング式クランプ装置にタンデム型流体圧シリンダを採用する場合には、出力ロッド旋回機構の旋回時の摩擦抵抗が約2倍になるため、上記の問題が顕著になる。

0009

本発明の目的は、出力ロッドが旋回する際の旋回摩擦抵抗を低減可能なスイング式クランプ装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

請求項1のスイング式クランプ装置は、先端部にクランプアームが固定された出力ロッドをその軸心方向へ昇降駆動可能なタンデム型流体圧シリンダと、出力ロッドが昇降する際に出力ロッドを前記軸心回りに旋回させる出力ロッド旋回機構とを有し且つ出力ロッドを退入方向へクランプ動作させるスイング式クランプ装置において、前記タンデム型流体圧シリンダは、シリンダ本体と、このシリンダ本体内に上下に直列状に形成された第1,第2シリンダ孔と、これら第1,第2シリンダ孔に夫々可動に装着された第1,第2ピストン部と、これら第1,第2ピストン部に前記軸心方向へ相対移動不能に連結されて第1ピストン部側から上方へシリンダ本体外まで延びる共通の出力ロッドとを有し、前記シリンダ本体は、筒状壁部と、この筒状壁部の両端のロッド側端壁及びヘッド側端壁と、第1,第2シリンダ孔の間を仕切る且つ出力ロッドが貫通する仕切り壁とを有し、前記第1,第2ピストン部の少なくとも一方を、前記出力ロッドに相対回転自在に外嵌させた回転ピストン部に構成し、前記回転ピストン部に対して前記出力ロッドを複数の鋼球を介して前記軸心回りに回転可能に支持する回転支持機構が設けられたことを特徴としている。

0011

請求項2のスイング式クランプ装置は、請求項1の発明において、前記第1シリンダ孔の第1ピストン部に対してロッド側端壁側のクランプ用の第1流体圧作動室とヘッド側端壁側のアンクランプ用の第2流体圧作動室が形成され、前記第2シリンダ孔の第2ピストン部に対してロッド側端壁側のクランプ用の第3流体圧作動室とヘッド側端壁側のアンクランプ用の第4流体圧作動室が形成され、前記シリンダ本体の壁部内に、第1流体圧ポートから第1,第3流体圧作動室に流体圧を供給可能な第1流体圧通路が形成され、前記シリンダ本体の壁部内に、第2流体圧ポートから第2流体圧作動室に流体圧を供給可能な第2流体圧通路が形成され、前記出力ロッド内に、第2,第4流体圧作動室を連通させる連通通路が形成されたことを特徴としている。

0012

請求項3のスイング式クランプ装置は、請求項2の発明において、前記第2ピストン部が前記回転ピストン部であることを特徴としている。

0013

請求項4のスイング式クランプ装置は、請求項2の発明において、前記第1,第2ピストン部が、夫々、前記回転ピストン部であることを特徴としている。

0014

請求項5のスイング式クランプ装置は、請求項3又は4の発明において、前記回転ピストン部は、ピストン本体と、このピストン本体と協働して前記複数の鋼球を保持する保持部材とを有することを特徴としている。

0015

請求項6のスイング式クランプ装置は、請求項5の発明において、前記保持部材は、前記ピストン本体に複数のボルトで固定されたことを特徴としている。

0016

請求項7のスイング式クランプ装置は、前記保持部材は、前記ピストン本体の下面に当接状態にして止め輪により前記出力ロッドに固定されたことを特徴としている。

0017

請求項8のスイング式クランプ装置は、請求項3又は4の発明において、前記回転ピストン部は、前記出力ロッドと協働して形成される環状溝と、この環状溝に連通した開放孔とを有し、この環状溝に複数の鋼球を収容した状態で前記開放孔が閉塞部材封鎖されたことを特徴としている。

発明の効果

0018

請求項1の発明によれば、第1,第2ピストン部の少なくとも一方を、出力ロッドに相対回転自在に外嵌させた回転ピストン部に構成し、この回転ピストン部に対して出力ロッドを複数の鋼球を介して前記軸心回りに相対回転可能に支持する回転支持機構が設けられた。そのため、クランプ動作時、アンクランプ動作時に出力ロッドが旋回する際、回転ピストンに対して出力ロッドが複数の鋼球を介して相対回転するため、回転ピストンから出力ロッドに作用する旋回摩擦抵抗を大幅に低減することができる。
それ故、旋回機構の耐久性を高め、クランプ動作とアンクランプ動作に要する時間を短縮し、クランプ装置の全長を短くすることができ、回転ピストンの外周部のシール部材の耐久性を高めることができる。

0019

請求項2の発明によれば、第1シリンダ孔に第1,第2流体圧作動室が形成され、第2シリンダ孔に第3,第4流体圧作動室が形成され、第1流体圧ポートから第1,第3流体圧作動室に流体圧を供給可能な第1流体圧通路と、第2流体圧ポートから第2流体圧作動室に流体圧を供給可能な第2流体圧通路とをシリンダ本体の壁部内に形成し、前記出力ロッド内に、第2,第4流体圧作動室を連通させる連通通路を形成するため、第1〜第3流体圧作動室に流体圧を供給する流体通路がシリンダ本体の外部にはみ出さないようにコンパクトに形成することができる。第2,第4流体圧作動室を連通させる連通通路を出力ロッド内に形成するため、第4流体圧作動室に流体圧を供給する流体通路をコンパクトに形成することができる。

0020

請求項3の発明によれば、第1ピストン部を出力ロッドと一体的に形成できるため、
連通通路を形成する上で有利である。

0021

請求項4の発明によれば、第1,第2ピストン部が夫々回転ピストン部であるため、出力ロッドが旋回する際の旋回摩擦抵抗を一層低減することできる。

0022

請求項5の発明によれば、回転ピストン部は、ピストン本体と保持部材とが協働して複数の鋼球を保持する構成であるため、簡単な構成で複数の鋼球を保持することができる。

0023

請求項6の発明によれば、ピストン本体に保持部材を複数のボルトで固定するため、固定構造が簡単になる。

0024

請求項7の発明によれば、ピストン本体の下面に保持部材を当接状態にして止め輪により出力ロッドに固定するため、固定構造が簡単になる。

0025

請求項8の発明によれば、回転ピストン部と出力ロッドとで協働して形成される環状溝に複数の鋼球を収容した状態で開放孔を閉塞部材で封鎖する構造であるため、複数の鋼球を保持する構造が簡単になる。

図面の簡単な説明

0026

本発明の実施例1のスイング式クランプ装置(クランプ状態)の平面図である。
前記スイング式クランプ装置(アンクランプ状態)の縦断面図である。
前記スイング式クランプ装置(クランプ状態)の縦断面図である。
図2のIV−IV線断面図である。
図2のV−V線断面図である。
変更形態1に係る要部縦断面図である。
変更形態2に係る要部縦断面図である。
実施例2のスイング式クランプ装置(クランプ状態)の縦断面図である。

0027

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
尚、以下の記載中の「油圧」は、油の圧力ではなく、圧縮油を意味する。

0028

図1図3に示すように、スイング式クランプ装置1は、鉛直な軸心Xを有するタンデム型流体圧シリンダ2と、出力ロッド3が昇降する際に出力ロッド3を軸心X回りに旋回させる出力ロッド旋回機構4とを有し、油圧シリンダ2により出力ロッド3を退入方向へクランプ動作させるようにしたクランプ装置である。このクランプ装置1は、主に、プレス機械における金型Wやその他のワーク等をクランプするのに好適なものである。

0029

出力ロッド3の先端部(上端部)には、水平姿勢のクランプアーム5の基端部が固定されている。出力ロッド3の上端側部分には上方程小径化するテーパ部3aとその上側のネジ軸部3bが形成され、このテーパ部3aにクランプアーム5の基端部が外嵌され、ネジ軸部3bに螺合させたナット3cにより締結されている。図1はクランプ装置1の平面図であり、実線で示すクランプアーム5はクランプ状態、鎖線で示すクランプアーム5はアンクランプ状態を示す。

0030

タンデム型油圧シリンダ2は、鉛直の軸心を有するシリンダ本体6と、このシリンダ本体6内に上下に直列状に形成された第1,第2シリンダ孔7a,7bと、これら第1,第2シリンダ孔7a,7bに夫々可動に装着された第1,第2ピストン部8a,8bと、これら第1,第2ピストン部8a,8bに前記軸心方向に相対移動不能に連結されて第1ピストン部8a側からシリンダ本体6外まで延びる共通の出力ロッド3とを有する。尚、第2シリンダ孔7bの内径が第1シリンダ孔7aの内径よりも大きく形成されている。

0031

シリンダ本体6は、筒状壁部6aと、この筒状壁部6aと一体のロッド側端壁6bと、第1,第2シリンダ孔7a,7bの間を仕切ると共に出力ロッド3が貫通する仕切り壁9と、第2シリンダ孔7bの端部を閉塞するヘッド側端壁6cを備えている。尚、ロッド側端壁6bの貫通孔10の内周部にシール部材11とスクレーパー12とが装着されている。シリンダ本体6は、シリンダ本体6の上部側の約2/3を形成する上部シリンダ本体6Uと下部側の約1/3を形成する下部シリンダ本体6Vとに分割されており、
上部シリンダ本体6Uの下端部側部分6Uaが、下部シリンダ本体6Vの上端部側部分6Vaに外嵌されて締結機構6Sにより螺合されている。

0032

シリンダ本体6の上部には所定の厚さを有する矩形状の据付壁部6d(これは、ロッド側端壁6bを含む)が形成され、この据付壁部6dの下端には水平な据付面13が形成され、筒状壁部6aの上端部分は据付壁部6dの一部で構成されている。
上部シリンダ本体6Uのうちの据付壁部6dよりも下方側の部分がクランプ装置1に属さないベース部材14の貫通孔14aに挿入され、据付面13をベース部材14の上面に当接させた状態で、図1に示す4つのボルト孔15に挿入される4本のボルトでシリンダ本体6がベース部材14に固定される。

0033

第1シリンダ孔7aのうちの、第1ピストン部8aに対してロッド側端壁6b側にクランプ用の第1油圧作動室16aが形成され且つヘッド側端壁6c側にアンクランプ用の第2油圧作動室16bが形成されている。第2シリンダ孔7bのうちの、第2ピストン部8bに対してロッド側端壁6b側にクランプ用の第3油圧作動室16cが形成され且つヘッド側端壁6c側にアンクランプ用の第4油圧作動室16dが形成されている。

0034

仕切り壁9は、上下方向に所定の長さを有し、仕切り壁9の下部にはフランジ部9aが形成され、このフランジ部9aは、上部シリンダ本体6Uの下端部側部分6Uaの上端の係合段部17と、下部シリンダ本体6Vの上端部側部分6Vaの間に挟持されて上下方向へ移動しないように位置規制されている。仕切り壁9の下部には第2シリンダ孔7bよりも小径の小径部9bが形成されている。

0035

筒状壁部6aと仕切り壁9に形成したキー溝に装着されたキー18により、仕切り壁9が前記軸心回りに回転しないように規制されている。仕切り壁9の中心側部分には、出力ロッド3が摺動自在に挿通する貫通孔19が形成され、この貫通孔19の上端部にはシール部材20が装着されている。仕切り壁9の外周部の上端部にはシール部材21が装着されている。

0036

出力ロッド3は、鉛直の軸心Xを有し且つ第1ピストン部8aと一体形成され、出力ロッド3の上半ロッド部3Uは貫通孔10を挿通してシリンダ本体6の上方へ延びている。出力ロッド3のうち、第1ピストン部8aよりも下方の下半ロッド部3Vは上半ロッド部3Uよりも小径に形成され、下半ロッド部3Vの下端側部分には小径ロッド部3Wが形成されている。

0037

第1,第2ピストン部8a,8bの外周部にはシール部材22,23が夫々装着され、第2ピストン部8bの貫通孔37aの内周部にはシール部材25が装着されている。

0038

前記シリンダ本体6の壁部内に、1つの共通の第1油圧ポート26から第1,第3油圧作動室16a,16cに油圧を供給可能な第1油圧通路27が形成されている。シリンダ本体6の壁部内に第2油圧ポート28から第2油圧作動室16bに油圧を供給可能な第2油圧通路29が形成され、出力ロッド3内に第2,第4油圧作動室16b,16dを連通する連通通路30が形成されている。

0039

第1,第2油圧ポート26,28は、据付け壁部6dの据付面13に臨むように前後にシフトした位置に形成され、ベース部材14内の第1,第2油圧供給通路31,32が第1,第2油圧ポート26,28に夫々接続され、第1,第2油圧供給通路31,32は油圧供給源(図示略)に夫々接続されている。

0040

第1油圧通路27は、第1油圧作動室16aに接続された油圧通路27aと、この油圧通路27aから延びる油圧通路27bと、この油圧通路27bに接続され且つ仕切り壁9に形成された油圧通路27cと、仕切り壁9の小径部9bの外周側の環状通路27dとからなる。

0041

出力ロッド3を退入させて、アンクランプ状態からクランプ状態に切換える際に出力ロッド3を平面視にて反時計回り方向へ90°旋回させ、且つ出力ロッド3を伸長させてクランプ状態からアンクランプ状態に切換える際に出力ロッド3を平面視にて時計回り方向へ90°旋回させる出力ロッド旋回機構4が設けられている。

0042

図2図4に示すように、この旋回機構4は、仕切り壁9の貫通孔19の内周側の3つの半球状凹部33に夫々装着された3つの鋼球34と、これら鋼球34が係合するように出力ロッド3の外周部に形成された3本の係合溝35とを有する。係合溝35は、出力ロッド3の軸心Xに対する開角90°分の螺旋溝35aと、この螺旋溝35aの上端から上方へ直線的に延びる直線溝35bとを備えている。尚、仕切り壁9の半球状凹部33に対向する半径方向向き加工孔36は、半球状凹部33を機械加工する為の加工孔である(図4参照)。

0043

図2図3図5に示すように、第2ピストン部8bは、出力ロッド3の小径ロッド部3Wに相対回転可能に外嵌された回転ピストン部37に構成され、小径ロッド部3Wが回転ピストン部37の貫通孔37aに挿入されている。回転ピストン部37に対して小径ロッド部3Wを複数(例えば、10個)の鋼球38を介して軸心X回りに回転可能に支持する回転支持機構39が設けられている。
回転ピストン部37は、ピストン本体40と、このピストン本体40と協働して複数の鋼球38を保持する保持部材41とを有する。

0044

ピストン本体40の下端部には、やや小径の係合凸部40aが形成され、保持部材41には係合凸部40aに係合する係合凹部41aが形成され、係合凸部40aに係合凹部41aを係合させた状態で、縦向きの複数のボルト42により保持部材41がピストン本体40に固定されている。

0045

ピストン本体40と保持部材41の境界部において、小径ロッド部3Wには断面半円の環状溝43が形成され、この環状溝43に対向する断面半円の環状溝44がピストン本体40と保持部材41に形成され、これら環状溝43,44で形成されるドーナツ形状環状溝に複数の鋼球38を収容することにより、回転ピストン37が小径ロッド部3Wに対して軸心方向へ移動不能とされ、小径ロッド部3Wが低摩擦で回転するように支持されている(図5参照)。

0046

次に、以上説明したプル型クランプ装置1の作用、効果について説明する。
図2のアンクランプ状態から図3のクランプ状態に切換える場合、第1油圧ポート26から第1,第3油圧作動室16a,16cに油圧を供給し、第2,第4油圧作動室16b,16dから油圧を排出すると、第1,第2ピストン部8a,8bが受圧して出力ロッド3が退入方向へクランプ駆動されて図3のクランプ状態(図1の実線のクランプアーム5の状態)になる。

0047

アンクランプ状態からクランプ状態に切換わる際、出力ロッド3の下降移動の前半において旋回機構4により出力ロッド3が90°反時計回り方向へ旋回し、下降移動の後半において出力ロッド3が旋回することなく下降移動して金型等のワークWをクランプする。

0048

クランプ状態からアンクランプ状態に切換える際には、上記と逆に、第2,第4油圧作動室16b,16dに油圧を供給し、第1,第3油圧作動室16a,16cから油圧を排出する。このとき、出力ロッド3の上昇移動の前半においては出力ロッド3が旋回することなく上昇し、上昇移動の後半において出力ロッド3が時計回り方向へ90°旋回する。

0049

前記の旋回の際に、回転ピストン部37(第2ピストン部8b)は、殆ど回転せずに、回転支持機構39により複数の鋼球38を介して回転ピストン部37に対して回転支持された小径ロッド部3Wが低摩擦で回転するため、クランプ動作時やアンクランプ動作時に出力ロッド3が旋回する際、回転ピストン37に対して出力ロッド3が複数の鋼球38を介して相対回転するため、回転ピストン37から出力ロッド3に作用する摩擦抵抗を大幅に低減することができる。

0050

それ故、旋回機構4の耐久性を高め、旋回機構4の係合溝35の螺旋溝35aの前記軸心直交面に対する傾斜角を小さくすることでクランプ動作、アンクランプ動作の所要時間を短くし、クランプ装置1の全長を短くすることができ、回転ピストン37の外周部のシール部材23の耐久性を高めることができる。
特に、出力ロッド3の小径ロッド部3Wを出力ロッド3のその他の部分よりも小径に形成したため、小径ロッド部3Wに作用する旋回摩擦抵抗を低減する上で有利である。

0051

シリンダ本体6の壁部内に、第1油圧ポート26から第1,第3油圧作動室16a,16cに油圧を供給可能な第1油圧通路27を形成すると共に、第2油圧ポート28から第2油圧作動室16bに油圧を供給可能な第2油圧通路29を形成したため、第1〜第3油圧作動室16a〜16cへ油圧を供給する油圧供給系が簡単化し、クランプ装置1を小型化でき、製作コストを低減できる。出力ロッド3に第2,第4油圧作動室16b,16dを連通させる連通通路30を形成するため、第4油圧作動室16dへ油圧を供給する油圧供給系が簡単化する。

0052

第1,第3油圧作動室16a,16cから第1,第2ピストン部8a,8bに作用する油圧力で出力ロッド3を駆動できるため、スイング式クランプ装置1のクランプ力強化することができ、出力ロッド3をアンクランプ駆動する際のアンクランプ力も強化することができる。

0053

第2シリンダ孔7bの外周側のシリンダ本体6の壁部内には、油圧通路を形成する必要がないため、第2シリンダ孔7bを第1シリンダ孔7aよりも大径に形成し、第2ピストン部8bの受圧面積を大きくしクランプ力を強化することができる。

0054

次に、前記実施例の一部を変更する変更形態について説明する。
(変更形態1)
図6に示すように、回転ピストン部37Aと、回転支持機構39Aに関して、保持部材41は、ピストン本体40の下面に当接状態にして止め輪45により出力ロッド3の小径ロッド部3Wに固定されている。前記実施例のようにボルト42で締結する構造と比べて、構造が簡単化する。

0055

(変更形態2)
図7に示すように、回転ピストン部37Bと、回転支持機構39Bに関して、回転ピストン部37Bは、出力ロッド3と協働して形成されるドーナツ形状の環状溝46と、この環状溝46に連通した開放孔47とを有し、この開放孔47から環状溝46に複数の鋼球38を導入し収容した状態で開放孔47が止めビスからなる閉塞部材48で封鎖される。

0056

実施例2のスイング式クランプ装置1Aについて、図8に基づいて説明する。
このスイング式クランプ装置1Aに関して、実施例1のスイング式クランプ装置1と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
第1ピストン部8aが、出力ロッド3に対して相対回転自在の回転ピストン部50に構成されている。出力ロッド3のうちの第1ピストン部8aを挿通する部分が、下半ロッド部3Vと同径の挿通ロッド部3Xに形成されている。挿通ロッド部3Xが回転ピストン部50に形成した貫通孔50aを挿通している。

0057

回転ピストン部50に対して複数の鋼球53を介して挿通ロッド部3Xを回転自在に支持する回転支持機構39Cが設けられている。回転ピストン部50が、ピストン本体51と、このピストン本体51と協働して複数の鋼球53を保持する保持部材52とを有する。ピストン本体51の内周部と外周部には、シール部材50b,50cが夫々装着されている。

0058

ピストン本体51と保持部材52の境界部において、挿通ロッド部3Xには断面半円の環状溝54が形成され、この環状溝54に対向する断面半円の環状溝55がピストン本体51と保持部材52に形成され、これら環状溝54,55で形成されるドーナツ形状環状溝に複数の鋼球53を収容することにより、回転ピストン50が挿通ロッド部3Xに対して軸心方向へ移動不能とされ、挿通ロッド部3Xが低摩擦で回転するように支持されている。

0059

保持部材52は、ピストン本体51の下面に当接状態にして止め輪56により出力ロッド3に固定されている。この回転ピストン部50は、実施例1の回転ピストン部37と同様の作用、効果を奏する。

0060

第2ピストン部8bを構成する回転ピストン部37Aが変更形態1と同様の回転ピストン部に構成され、変更形態1と同様に止め輪45により保持部材41が固定されている。
以上の構成によれば、出力ロッド3が旋回する際に第1ピストン部8a(回転ピストン部50)に対して挿通ロッド部3Xが複数の鋼球53を介して回転支持されるため、出力ロッド3に第1ピストン部8aから作用する旋回摩擦抵抗が著しく低減される。

0061

第2ピストン部8bも回転ピストン部37Aに構成されているため、実施例1と同様に、出力ロッド3に第2ピストン部8bから作用する旋回摩擦抵抗が著しく低減される。
それ故、旋回機構4の耐久性を一層高め、旋回機構4の係合溝35の螺旋溝35aの前記軸心直交面に対する傾斜角を小さくすることができ、クランプ動作、アンクランプ動作の所要時間を一層短縮することができ、回転ピストン37Aの外周部のシール部材23の耐久性を一層高めることができる。

0062

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
1)前記実施例の油圧シリンダは、油圧(圧縮油)により駆動される場合を例として説明したが、油圧に限らず、加圧エアやその他の加圧流体により駆動される流体圧シリンダも本発明に適用可能である。

実施例

0063

2)前記油圧ポートは、据付壁部の据付面に臨むように形成する必要はなく、据付壁部の側面に臨むように形成してもよい。
3)前記実施例におけるタンデム型油圧シリンダは、直列的に形成した3つ以上のシリンダ孔と、3つ以上のピストン部を有するタンデム型油圧シリンダに構成してもよい。
4)その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

0064

本発明のスイング式クランプ装置1,1Aは、プレス機械における金型等をクランプするのに好適のものである。

0065

1,1Aスイング式クランプ装置
2タンデム型油圧シリンダ
3出力ロッド
4 出力ロッド旋回機構
5クランプアーム
6シリンダ本体
6a筒状壁部
6bロッド側端壁
6cヘッド側端壁
7a,7b 第1,第2シリンダ孔
8a,8b 第1,第2ピストン部
9仕切り壁
16a〜16d 第1〜第4油圧作動室
26,28 第1,第2油圧ポート
27,29 第1,第2油圧通路
30連通通路
37,37A,37B,50回転ピストン部
38,53鋼球
39,39A,39B,39C回転支持機構
40,51 ピストン本体
41,52保持部材
42ボルト
45,56止め輪
46環状溝
47開放孔
48 閉塞部材

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