JP2013094865A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１個のねじを締付けることによって、被加工物の高さが異なってもＴ溝付テーブル上に被加工物を確実に固定でき、強力なクランプ力を発生可能で耐久性があり、且つ、Ｔ溝付テーブル上に設置した装置の取り外しが容易なクランプ装置を提供する。
【解決手段】断面が長方形の支柱に嵌合し摺動するスライド穴を備えた固定部材に、押え部材を軸着し、締付ボルトを締めることにより押え部材が回動し、被加工物を押すクランプ装置において、スライド穴の被加工物に近い側の上部に挿入された把持ピンと、スライド穴の被加工物に遠い側の下部に挿入された把持ピンにそれぞれ設けた平面部が、支柱を押圧することにより固定部材が支柱に保持される構造にした。
また支柱と一体のＬ型支持板の下部に設けた係合突起が、Ｔ溝にスライド自在に嵌合したＴ型部品と係合することにより、Ｌ型支持板がＴ溝付テーブルに保持される構造にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｔ溝付工作機械テーブルに載置された被加工物を押圧固定するクランプ装置に関する。

従来、Ｔ溝付工作機械テーブルに載置された被加工物を押圧固定するクランプ装置として、Ｔ溝にＴ型断面を持ち一定の長さの雌ねじ部を有するＴ型ナットを複数個、Ｔ溝にテーブルの端から挿入し、被加工物までスライドさせ、前記雌ねじ部に被加工物の高さに合わせた長さのボルトをねじ込み立設させて、クランプ体を介して被加工物を固定させる必要があった。
したがって被加工物の高さが変わると複数本のボルトを交換し、クランプ体の高さを調節する必要があり作業効率が悪いという問題があった。

また、重量のある被工作物の固定と加工後の移動に際しては、安全のため工作機械テーブル上を摺動させる方法がとられており、工作作業が終了時は、Ｔ型ナットと一体になったネジをＴ型溝から取り出さねばならず、この点でも作業の効率が悪いという問題があった。

本出願人は特許文献１にて、被加工物をボルトなどでクランプする操作だけで高さ方向の摺動が自動的にロックするクランプ装置を考案した。
しかし特許文献１の構造では円柱形の支柱を採用したので、支柱の固定方法がほぼねじ込み式に限られ、支柱の位置を調節しにくという問題があり、また強力なクランプ力が必要な場合には支柱の直径を太くする必要があり、直径を太くするとクランプ装置全体が大きくなってしまう問題があり、その結果、適用範囲は加工反力がほとんど発生しない放電加工機等に限られていた。

Ｔ溝付テーブル上からクランプ部品を取り外す方法として、例えば特許文献２では、Ｔ型ナットが回転することでテーブル上のＴ溝を通過可能な幅にする考案がされている。
しかし特許文献２の構造では、被工作物の高さに合わせたボルトが必要であり、被加工物の高さやサイズが変わるとその都度被加工物の高さに合わせたボルト等の準備が必要な点は解決されていない。

実用新案登録第３１４９４２３号公報 実開昭６３−１８６５３６号公報

本発明は１個のねじを締付けることによって、Ｔ溝付テーブル上に被加工物の高さやサイズが異なっても被加工物を確実に固定でき、しかも強力なクランプ力を発生可能で耐久性があり、且つ、Ｔ溝付テーブル上に設置した装置の取り外しが容易なクランプ装置を提供することである。

テーブルにほぼ垂直に固定された断面が長方形の支柱と、該支柱に嵌合し摺動するスライド穴を備えた固定部材と、該固定部材と回動可能に軸着された押え部材と、該押え部材に設けためねじに螺合する締付ボルトを備え、該締付ボルトを締めるとボルトの先端が前記固定部材を押し、前記押え部材が回動し、該押え部材の押え先が前記被加工物を押すクランプ装置において、
前記固定部材のスライド穴の被加工物に近い側の上部（テーブルから遠い側）に挿入された把持ピンと、前記固定部材のスライド穴の被加工物に遠い側の下部（テーブルに近い側）に挿入された把持ピンとをさらに備え、
該両方の把持ピンの外周部にそれぞれ設けた平面部が、前記支柱を押圧することにより前記固定部材が前記支柱に保持される構造にした。

前記断面が長方形の支柱がＬ型支持板の上部に一体的に設けられており、前記Ｌ型支持板の下部に設けた係合突起が、前記Ｔ溝付テーブルのＴ溝にスライド自在に嵌合したＴ型部品と係合することにより、前記Ｌ型支持板が前記Ｔ溝付テーブルに保持される構造にした。

１本の締付けボルトを締付けるだけで、被加工物の高さが異なっても被加工物を確実に固定でき、かつ長方形断面の支柱であるため、幅を大きく取ることによって支柱の曲げ剛性を高めることができるので強力なクランプ力が必要なフライス加工機などにも使用できる。
固定部材が支柱の表面を押すことによって生ずる摩擦力で上下方向の摺動をロックさせるが、固定部材が直接支柱を押すのではなく、固定部材に回動可能に挿入された把持ピンの平面部で支柱を押すので、支柱に傷が付きにくく、従って耐久性があり、ピンの平面部と支柱の平面部が常に正対するので摩擦力が安定しており、上下方向のロック機能を確実にすることができる。

且つ、Ｔ溝付テーブル上に設置した装置の取り外しが容易であるので、作業性が良くなり加工工数減が図れると共に、重量のある被加工物の吊上げ量が最小となり、作業の安全性も図れる。

本発明のクランプ装置の全体斜視図 本発明のクランプ装置の主要断面図 固定部材に挿入する把持ピン 固定部材の正面図と側面図と底面図 押え部材の正面図と側面図と底面図 Ｔ型部品の正面図と側面図と底面図 Ｌ型支持板の正面図と側面図

図１〜７を用いて本発明の基本的な構成を説明する。図１は、本発明によるクランプ装置の斜視図であり、図２は、被加工物５を固定している状態の断面図である。
図３〜７は、主な構成部品の形状を示した図である。

断面が長方形の支柱２１に嵌合し摺動するスライド穴３１は、支柱の断面より長辺、短辺ともに大きい長方形断面の穴であり、把持ピン穴３２ａは、被加工物５に近い側のスライド穴内面に干渉するように設けられており、把持ピン穴３２ａに把持ピン３３ａを挿入した際に、把持ピン３３ａの外周面を削って設けた平面部３３ｃが、スライド穴内面よりスライド穴中心に近くなるようになっている。つまり支柱２１にスライド穴を嵌合させた際には、把持ピンの平面部３３ｃが支柱２１の表面に接するようになっている。
同様に、把持ピン穴３２ｂは、被加工物５に遠い側のスライド穴内面に干渉するように設けられており、把持ピン穴３２ｂに把持ピン３３ｂを挿入した際に、把持ピン３３ｂの外周面を削って設けた平面部３３ｃが、スライド穴内面よりスライド穴中心に近くなるようになっている。
また、把持ピン穴３２ａは、固定部材３０の上部側（テーブルより遠い側）に、把持ピン穴３２ｂは、下部側（テーブルに近い側）に寄っており、ピン穴の中心間を上下方向に測った距離はＬ２である。

本クランプ装置の組立方法及び使用方法は、まず、固定部材３０の把持ピン穴３２ａ、３２ｂにそれぞれ把持ピン３３ａ、３３ｂをピンに設けた平面部３３ｃが対面するように挿入し、その後、押え部材３６の内部へ固定部材３０を収容し、支点ピン３５を、押え部材の支点ピン穴３７と固定部材の支点穴３４を貫通させて挿入することにより回動自在に一体化し、押え部材３６に設けためねじ３８に、締付ボルト６をねじ込んで、ボルトの先端が固定部材を押して回動させる状態にして押圧部３を構成する。
ここで、把持ピン穴３２ａ、３２ｂと把持ピン３３ａ、３３ｂのはめあいは、ごく軽い圧入状態が好ましい。
把持ピンがごく軽い圧入状態であれば、クランプ作動時にはピンが回転可能で、ピンの平面部３３ｃと支柱２１の表面が正対し、押圧部３を支柱２１から抜いた際には、ピンが回転せず再挿入に支障がない状態が得られる。

次に、Ｔ溝１０にＴ型部品４を挿入させた後、Ｌ型支持板２の下端の被加工物側に設けた係合突起２３をＴ型部品の係合凹部４１に係合させながらＬ型支持板をＴ溝に挿入する。

次に、Ｌ型支持板上部に設けた長方形断面の支柱２１の上方から、押圧部３のスライド穴３１を挿入し、押圧部押え先３９が被加工物５に当たるまで押圧部を下に移動させる。

この状態で、締付ボルト６を締めると、Ｆ１方向の力により固定部材３０は、支点ピン３５を支点とし図で時計方向に回転することで、支柱２１部分でモーメントＭ１が発生し、把持ピン３３ａ、３３ｂの平面部３３ｃと支柱２１間で発生する摩擦力により、固定部材３０はアーム２１上での上下動が規制される。

先に述べたように、把持ピン３３ａ、３３ｂは固定部材３０に軽い圧入状態で挿入されているので、把持ピンに強い外力が加わった際には把持ピンの外周部に設けた平面部３３ｃは、支柱の表面に倣って当接するので支柱の表面に傷を付ける危険性が低くなる。
また、把持ピンは小さく簡単な形状なので、材質、熱処理、表面粗さを適切に選ぶことができ、把持ピンが磨耗すれば交換することもできる。
また、固定部材側のスライド穴３１は四角形なので一般的には加工しにくいが、スライド穴の内面で直接支柱を押す構造ではないので、その寸法や表面粗さにさほど高精度は必要なく、把持ピン穴３２ａ、３２ｂの位置や内径を精度良く加工するだけで良い。

また、押え先３９から支柱２１の中心までの距離をＬ１とし、把持ピン３３ａ、３３ｂの軸心間を上下方向に測った距離をＬ２としたときに、Ｌ１がＬ２の４倍以上であることが好ましいことは、特許文献１と同様である。

図２の状態において締付ボルト６をさらに締め付けると、Ｆ２方向の力により支点ピン３５を支点とし、押え部材３６の押え先３９は、被加工物５を押圧し強固に固定すると共に、発生するＦ３方向の力により、Ｌ型支持板２のＴ溝テーブル挿入部でモーメントＭ２が発生し、これに対抗する係合突起２３に加わる力Ｆ４と、Ｌ型支持板の被加工物に遠い側の底面に加わる力Ｆ５で、Ｌ型支持板２はＴ溝テーブルと強固に一体となる。

加工終了後は、締め付けボルト６を緩めるだけで、強固に一体化していた押圧部３、Ｌ型支持板２の構成は緩み、これら治具は簡単に取り外しが容易であり、且つ、テーブル上には突起物等が無く被工作物５の摺動移動が、容易となる。

１ Ｔ溝付テーブル
２ Ｌ型支持板
２１ 支柱
２３ 係合突起
３ 押圧部
３０ 固定部材
３１ スライド穴
３２ａ 上部把持ピン穴
３２ｂ 下部把持ピン穴
３３ａ 上部把持ピン
３３ｂ 下部把持ピン
３３ｃ 把持ピン外周部に設けた平面部
３４ 支点穴
３５ 支点ピン
３６ 押え部材
３７ 押え部材の支点ピン穴
３８ めねじ
３９ 被加工物押え先
４ Ｔ型部品
４１ 係合凹部
５ 被加工物
６ 締付ボルト
１０ Ｔ溝
Ｌ１ 押え先から支柱の中心までの距離
Ｌ２ 把持ピン３３ａ、３３ｂの軸心間を上下方向に測った距離

Claims (2)

1. 被加工物（５）をＴ溝付テーブル（１）に押圧して保持する装置であり、
   テーブルにほぼ垂直に固定された断面が長方形の支柱（２１）と、
   該支柱に嵌合し摺動するスライド穴（３１）を備えた固定部材（３０）と、
   該固定部材と回動可能に軸着された押え部材（３６）と、
   該押え部材に設けためねじ（３８）に螺合する締付ボルト（６）を備え、
   該締付ボルトを締めるとボルトの先端が前記固定部材を押し、前記押え部材が回動し、該押え部材の押え先（３９）が前記被加工物を押すクランプ装置において、
   前記固定部材の前記スライド穴の前記被加工物に近い側の上部（テーブルから遠い側）に挿入された把持ピン（３３ａ）と、
   前記固定部材の前記スライド穴の前記被加工物に遠い側の下部（テーブルに近い側）に挿入された把持ピン（３３ｂ）とをさらに備え、
   該把持ピン（３３ａと３３ｂ）の外周部にそれぞれ設けた平面部（３３ｃ）が、
   前記支柱を押圧することにより前記固定部材が前記支柱に保持されることを特徴とするクランプ装置。
   
2. 前記断面が長方形の支柱（２１）がＬ型支持板（２）の上部に一体的に設けられており、前記Ｌ型支持板の下部に設けた係合突起（２３）が、前記Ｔ溝付テーブルのＴ溝（１０）にスライド自在に嵌合したＴ型部品（４）と係合することにより、前記Ｌ型支持板が前記Ｔ溝付テーブルに保持されることを特徴とする請求項１に記載したクランプ装置。