JP2015105674A - ワーク挟持用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク挟み荷重のばらつき、挟み荷重の調整時間、並びに高温下における部材の変形を抑える。
【解決手段】ワーク１０を挟持する、少なくとも一方が弾性を有する板バネである一対の板状部材２，３と、これら一対の板状部材２，３の間に配置され、各板状部材２，３と少なくとも３点で接触し、一対の板状部材２，３のクリアランスおよび相対的傾斜角度を決める位置決め部材４と、該位置決め部材４と一対の板状部材２，３とを締結する締結部材５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワーク挟持用部材に関する。

弾性を有する板バネを利用してワークを挟持するワーク挟持用部材が利用されている。従来のワーク挟持用部材には、例えば、板バネを被取付部材に取り付けたとき、この被取付部材自体の規制部で板バネの幅方向および厚さ方向を規制し、突起で長さ方向の動きを規制する構造のものがある（例えば特許文献１参照）。このような構造は、ネジ止めや溶接やカジメなどの手法によらずとも板バネを被取付部材に取り付けることを可能としている。

このような従来構造について図面とともに具体例を挙げて説明すると、従来のワーク挟持用部材には、上端が固定されて垂下した状態の板バネに、ボルト・ナットを用いて別の板バネを取り付け、これら一対の板バネでワークを挟み込むように構成されたものがある（図３、図４参照）。図３、図４に示す例においては、上側締結部材（ボルト、ナット、ワッシャ）と下側締結部材（ボルト、ダブルナット）とを用いて板バネに別の板バネをＶ字状に取り付けており、梃子（てこ）の作用でワークを把持できるようになっている。また、このワーク挟持用部材においては、ダブルナットの（ボルトに対する相対的な）位置を変えることによって板バネの開き幅や傾斜角度を変え、これによって把持荷重を調整することが可能となっている。

特開平６−３３０９７１号公報

しかしながら、上述のごとき従来のワーク挟持用部材においては、板バネ間の幅方向、厚さ方向、長さ方向を規制する構造となっており、板バネの傾斜角度を保つようにはなっていないため、以下のような問題があった。すなわち、
・板バネの挟み荷重のばらつきが大きい。
・作業者らは、狙いの荷重を出す（所望の挟み込み荷重を実現する）際、勘やコツといった経験値に頼って調整しているのが実情である。このため、調整に膨大な時間がかかることがある。
・高温下で使用すると板が変形し、挟み荷重が変化する。

要は、従来のワーク挟持用部材は、板バネによる挟み荷重のばらつきが大きく、製造ライン等で使用するには不向きなものであった。こういった問題の理由としては、以下が挙げられる。すなわち、
・ワークを挟む板バネの挟み荷重を調整するには、一対の板バネを締めるトルクと板バネ間のクリアランスを調整する必要がある。
・締付け部分とフリーの部分とで膨張方向が異なるため、高温下においては板が曲がり、変形に繋がる。

そこで、本発明は、ワーク挟み荷重のばらつき、挟み荷重の調整時間、並びに高温下における部材の変形を抑えることができるワーク挟持用部材を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するべく想到するに至った本発明は、ワークを挟んで固定するためのワーク挟持用部材において、
前記ワークを挟持する、少なくとも一方が弾性を有する板バネである一対の板状部材と、
これら一対の板状部材の間に配置され、各板状部材と少なくとも３点で接触し、前記一対の板状部材のクリアランスおよび相対的傾斜角度を決める位置決め部材と、
該位置決め部材と前記一対の板状部材とを締結する締結部材と、
を有するというものである。

本発明に係るワーク挟持用部材によれば、一対の板状部材間のクリアランスおよび相対的傾斜角度を位置決め部材によって決めることで、板状部材にてワークを把持する際の挟み荷重のばらつきを小さくすることができる。また、位置決め部材と一対の板状部材とは締結部材によって締結されており、一対の板状部材のクリアランスおよび相対的傾斜角度が決まったものとなっているから、経験値に頼りながら挟み込み荷重をいちいち調整するといった手間がない。

本発明によれば、ワーク挟み荷重のばらつき、挟み荷重の調整時間、並びに高温下における部材の変形を抑えることができる。

本発明の一実施形態におけるワーク挟持用部材の正面図である。 図１に示したワーク挟持用部材の側面図である。 従来のワーク挟持用部材の一例を参考として示す正面図である。 従来のワーク挟持用部材の一例を参考として示す側面図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１〜図２に、本発明に係るワーク挟持用部材の一実施形態を示す。ワーク挟持用部材１は、ワーク１０を挟んで固定するための部材である。本実施形態のワーク挟持用部材１は、一対の板バネ２，３、位置決めブロック４、ボルト５を備えている。

板バネ２，３は、ワーク１０を挟持するように対向して配置された板状部材である。このようにワーク１０を挟持する一対の部材としては、少なくとも一方の板状部材が弾性を有する部材（例えば板バネ）であれば足りるが、本実施形態では、一対の板状部材の両方とも弾性（バネ性）を有する板バネ２，３としている（図２参照）。

板バネ２は、例えばその上端がフレーム（移動するレールのようなものであってもよい）４０に固定されて垂下した状態で設けられている（図２参照）。上端に限らず、板バネ２の背面を固定する構造としても、ワーク１０を挟んで固定するというワーク挟持用部材１としての機能は発揮される。

板バネ３は、このように垂下した状態の板バネ２に対して傾斜し、下端付近で板バネ２に接するように設けられている（図２参照）。ワーク１０の着脱が行いやすいよう、板バネ３の下端付近は板バネ２から離れる方向に折り曲げ加工され、あるいは曲面となるようロール加工されていてもよい。なお、本実施形態の板バネ３は板バネ２に対して傾斜した状態で設けられているが、これに限られることはなく、例えば板バネ３が板バネ２に対して平行でも、２枚の板バネ２，３間のクリアランスが保たれればワーク１０を把持するための力を発揮させることができる。

位置決めブロック４は、板バネ２と板バネ３の間に配置され、少なくとも板バネ３と面接触した状態とされる。このような位置決めブロック４は、当該板バネ３の相対的な傾斜角度を決定するとともに、これら一対の板バネ２および板バネ３のクリアランスを決定する。板バネ２と板バネ３の間に配置される位置決めブロック４は、例えば、側面から視て平行四辺形あるいは三角形に形成されており、板バネ２と板バネ３の両方に面接触した状態で配置されている。

また、本実施形態のワーク挟持用部材１は、上述の位置決めブロック４に加え、締結用ブロック２０，３０を用い、さらにボルト５を利用してこれらを締結する構造となっている。締結用ブロック２０は、板バネ２の外側（板バネ３がある側と反対の側）に配置される例えば直方体形状のブロックであり、位置決めブロック４との間に板バネ２を挟み込む（図２参照）。締結用ブロック３０は、板バネ３の外側（板バネ２がある側と反対の側）に配置されるブロックで、位置決めブロック４との間に板バネ３を挟み込む。本実施形態の締結用ブロック３０は、位置決めブロック４の傾斜面に対応した傾斜面を有する側面視平行四辺形ないし三角形に形成されており、板バネ３の外側に配置されて、ボルト５の頭部の設置（接地）面を鉛直とする。

ボルト５は、板バネ２，３と位置決めブロック４とを締結する部材として利用されている。詳しい図示はしていないが、本実施形態のワーク挟持用部材１においては、締結用ブロック３０、板バネ３、位置決めブロック４および板バネ２を貫通する上下２本のボルト貫通孔が形成され、さらに締結用ブロック２０にはボルト５の雄ネジと螺合するタップ孔（雌ネジ）２０ａが形成されている。ボルト５は、締結用ブロック３０側からボルト貫通孔に差し込まれ、締結用ブロック２０のタップ孔（雌ネジ）２０ａと螺合して、これら締結用ブロック３０、板バネ３、位置決めブロック４、板バネ２および締結用ブロック２０を一体化する。このとき、板バネ２は位置決めブロック４と締結用ブロック２０とで挟み込まれた状態となり、尚かつ、板バネ３は位置決めブロック４と締結用ブロック３０とで挟み込まれた状態となり、それぞれ、所定の角度に配置された状態となる（図１、図２参照）。

このように、本実施形態のワーク挟持用部材１によれば、一対の板状部材たる板バネ２と板バネ３の間に位置決めブロック４を介在させ、これら板バネ２，３の間のクリアランスおよび相対的傾斜角度を一義的に決めるので、板バネ２，３にてワーク１０を把持する際の挟み荷重のばらつきを小さくすることができる。また、位置決めブロック４と板バネ２，３とは締結部材たるボルト５を利用して締結された状態となっており、上述のように板バネ２，３の間のクリアランスおよび相対的傾斜角度が決まったものとなっているから、経験値に頼りながらワーク挟み込み荷重をいちいち調整するといった手間がない。別言すれば、本実施形態のワーク挟持用部材１においては、一定値以上のトルクによりボルト５を締め付けるという締付けトルクの管理で、ワーク１０の挟み込み荷重を一定（均一）なものとすることができる。

要は、ダブルナットの位置を微妙に変えて板バネの開き幅や傾斜角度を変えつつ把持荷重を細かに調整していた従来構造の部材とは異なり、本実施形態では、板バネ２，３のクリアランスおよび相対的傾斜角度を一定とする（固定したものとする）ことで、ワーク挟み荷重のばらつき、調整時間、並びに高温下における板状部材の変形といった問題を抑制することを可能としている。また、本実施形態のワーク挟持用部材１においては、２枚の板バネ２，３間のクリアランスを一定にすることで締め付けを安定させることができるという面もある。

このようなワーク挟持用部材１は、例示すれば、
・プラズマＣＶＤに用いる板バネ形状の治具
・薄板金属を板バネで挟み、設備に固定する際の部材
などの場面で適用することができる。例えば、板バネ２，３にワーク１０を吊り下げたまま、プラズマＣＶＤ法によって成膜（２５〜９００℃で使用可。実使用は、３００〜８５０℃）などの場面にも適用可能である。

また、本実施形態のワーク挟持用部材１によれば、板バネ２，３の挟み荷重調整時間を大幅に短縮することが可能となる。上述した例などにおける具体的な場面における試験に基づく例を示せば、従来は３０分かかっていたところが、本実施形態のワーク挟持用部材１によれば５分程度で調整が終了する場合がある。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態においては、位置決めブロック４を板バネ２，３間に介在させ、さらに板バネ２，３の外側に締結用ブロック２０，３０を配置し、締結することによって一体化する構造としたが、このほか、位置決めブロック４、板バネ３および締結用ブロック３０をあらかじめ一体化しておき（一体成形する場合を含む）、これをフレーム４０などに取り付けるようにした構造としてもよい。

また、本実施形態では、位置決めブロック４が、少なくとも板バネ３と面接触した状態となる構造を例示したが、これは板バネ３の板バネ２に対する相対的な傾斜角度を一義的に決めるための好適な構造例にすぎない。要は、板バネ３（あるいは板バネ２）と位置決めブロック４とが少なくとも３点で接触する構造であれば、当該位置決めブロック４を利用して板バネ３（あるいは板バネ２）の空間内での位置・姿勢を一義的に決定することができる。

また、位置決めブロック４の傾斜面の傾斜角度を変更すればこれに合わせて板バネ３（あるいは板バネ２）の傾斜角度を変えることができるのはもちろんのこと、位置決めブロック４自体のサイズを変更したり、シム（薄板）をさらに介在させたりすれば板バネ２，３間のクリアランスをさらに調整することができる。

また、上述した実施形態では、ボルト５の雄ネジを、締結用ブロック２０に形成したタップ孔（雌ネジ）２０ａに螺合させたが、タップ孔の代わりにナットなどの締結手段を利用しても構わない。

また、位置決めブロック４を位置決めするための溝加工、あるいは板バネ３などを正確に位置決めするための溝加工を施すなどすることも好ましい。

本発明は、薄板金属などのワークを挟んで固定するためのワーク挟持用部材に適用して好適なものである。

１…ワーク挟持用部材
２，３…板バネ（板状部材）
４…位置決めブロック（位置決め部材）
５…ボルト（締結部材）

Claims (1)

1. ワークを挟んで固定するためのワーク挟持用部材において、
   前記ワークを挟持する、少なくとも一方が弾性を有する板バネである一対の板状部材と、
   これら一対の板状部材の間に配置され、各板状部材と少なくとも３点で接触し、前記一対の板状部材のクリアランスおよび相対的傾斜角度を決める位置決め部材と、
   該位置決め部材と前記一対の板状部材とを締結する締結部材と、
   を有する、ワーク挟持用部材。

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