JP2680089B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、クランプ装置に関し、さらに詳しく言う
と、特に被加工材を回転させつつ加工する装置に好適に
使用 クランプ装置に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課題］ 従来のクランプ装置、特に被加工材を回転させつつ加
工する装置に使用されているクランプ装置としては、た
とえば第４図に示すように、被加工材10を挟持する挟持
部23を一端に有する一対の挟持部材１を回転ベース11の
外淵部に、それぞれの前記挟持部23が前記回転ベース11
の上方で対向し、かつ前記挟持部材１の中央部近傍を軸
21で枢支することにより前記挟持部材１が回動可能に取
り付けてなり、前記挟持部材１の下端に錘22を設けると
ともに、一対の前記挟持部23が互いに離れるように付勢
する付勢手段、たとえば前記挟持部材１の前記軸21より
下方に位置する部分と前記回転ベース11を結合してなる
バネ24を設けてなるクランプ装置が知られている。

前記クランプ装置は、前記回転ベース11が回転するに
伴い、前記錘22が遠心方向に引っ張られ、その結果とし
て、一対の挟持部23が前記回転ベース11の中心方向に移
動して前記被加工材10を前記回転ベース11上に固定すべ
く作用するものである。

しかしながら、このようなクランプ装置は、前記回転
ベース11が回転することにより発生する遠心力を利用し
て、前記被加工材10を固定することから、被加工材10の
固定力が前記回転により制限され、たとえば前記回転ベ
ース11の回転数が少ないと前記被加工材10を固定するこ
とができないという不都合を有し、一方、回転数が多く
なるにつれ前記被加工材10がその遠心力により回転ベー
スから離脱する恐れをも有していた。

また、前記クランプ装置は、前記挟持部材１が前記軸
21により枢支されているので、前記挟持部材１で挟むこ
とのできる被加工材10の大きさがおのずと制限され、た
とえば短尺の被加工材を挟持する場合においては、前記
挟持部23に特注のスペーサー25を設けて前記挟持部23間
の距離を調節しなくてはならないという不都合を有して
いた。

さらに、前記被加工材10の加工が樹脂の使用を伴う場
合にあっては、前記軸21にその樹脂が付着することによ
り前記挟持部材１の回動を阻害し、前記被加工材10の固
定力が弱まるという不都合をも有していた。

この発明は前記事情に基ずいてなされたものである。

すなわち、この発明の目的は、挟持する被加工材の大
きさや、回転ベースの回転数に制限されることなく被加
工材を的確に回転ベース上に固定することができるとと
もに前記被加工材の加工が樹脂の使用を伴う場合にあっ
てもその固定力に低下のないクランプ装置を提供するこ
とにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するための発明の構成は、被加工材を
挟持する一対の挟持部材と、前記挟持部材の両端にそれ
ぞれ螺合し、前記挟持部材を互いに近づく方向又は離れ
る方向に移動して前記被加工材を挟持又は開放可能にす
るねじ部材と、前記ねじ部材を回転する駆動力伝達手段
と、前記駆動力伝達手段の入力側に設けた入力側クラッ
チ手段とを回転ベース上に設け、前記入力側クラッチ手
段と係合、離脱可能とした出力側クラッチ手段を備えた
駆動源を回転ベース以外の部分に設けてなり、前記被加
工材の回転加工時には前記クラッチ手段を離脱させるよ
うにしたことを特徴とするクランプ装置である。

［作用］ この発明のクランプ装置においては、待機状態のと
き、すなわち被加工材を加工しないときには、入力側ク
ラッチ手段と出力側クラッチ手段とは離脱している。

被加工材の加工を行おうとするときには、前記入力側
クラッチ手段と出力側クラッチ手段とを係合させ、次い
で、挟持部材の間に被加工材を配置させる。その後に、
駆動源を駆動することによりねじ部材を回転させて一対
の挟持部材を互いに接近させ、これによって挟持部材で
被加工材を挟持する。

被加工材を加工する段になると、前記入力側クラッチ
手段と出力側クラッチ手段とを離脱させる。その後に、
回転ベースを回転させることにより、被加工材の加工を
行う。

被加工材の加工が終了すると、入力側クラッチ手段と
出力側クラッチ手段とを係合させる。駆動源を駆動して
ねじ部材を回転させることにより挟持部材から被加工材
（加工済みである。）を取りだす。その後、入力側クラ
ッチ手段と出力側クラッチ手段とを離脱させて、前記待
機状態に戻る。

［実施例］ つぎにこの発明の実施例につき、図を参照しながら、
さらに具体的に説明する。

この実施例のクランプ装置は、第１図、第２図および
第３図に示すように、被加工材を挟持する一対の挟持部
材１と、前記挟持部材１の両端にそれぞれ螺合するねじ
部材2Aと、ねじ部材2Bと、ねじ部材2Cと、ねじ部材2D
と、前記ねじ部材2A、前記ねじ部材2B、前記ねじ部材2C
および前記ねじ部材2Dを回転させる駆動手段とを有す
る。

この実施例の前記挟持部材１は、その中央部に被加工
材を保持する保持凹部を設け、その両端に後述する前記
ねじ部材2A、前記ねじ部材2B、前記ねじ部材2Cおよび前
記ねじ部材2Dのそれぞれと螺合する雌ねじを設けて構成
してなる。

なお、前記挟持部材１としては、被加工材を挟持する
ことのできる構造を有し、かつその両端部に前記ねじ部
材と螺合可能にする構造を有するものであれば特に制限
するものではないが、機械的強度に優れた素材を選択す
るのが好ましい。

この実施例の前記ねじ部材として、前記ねじ部材2Aと
前記ねじ部材2Dとは左ねじ、前記ねじ部材2Bと前記ねじ
部材2Cとは右ねじを切って構成してなる。

この実施例においては、前記挟持部材１のそれぞれに
有する前記内ねじに螺合する４つの前記ねじ部材2A、前
記ねじ部材2B、前記ねじ部材2Cおよび前記ねじ部材2Dを
使用したが、特にこれに制限するものではなく、たとえ
ば両端にねじ山を有する２つのねじ部材を使用し、一対
の挟持部材１の内ねじと螺合させるものであってもよ
い。

いずれにせよ、この発明のクランプ装置のねじ部材
は、前記一対の挟持部材１のそれぞれと螺合し、かつ前
記ねじ部材の回転方向に応じて、前記一対の挟持部材１
が互いに近づきまたは離れるように構成するものであれ
ば、そのねじ部材の個数を特に制限するものではない。

なお前記ねじ部材として、両端にねじ山を有するねじ
部材を使用する場合においては、両端のねじ山方向をそ
れぞれ違えて切ることが必須となる。

すなわち、たとえば一方のねじ山が右ねじである場合
には他方を左ねじにすることにより、前記ねじ部材が同
軸回転しても、その回転方向に応じて前記一対の挟持部
材１が互いに近づきまたは離れるように構成することが
できる。

また、前記ねじ部材として、前記一対の挟持部材１に
有する前記内ねじのそれぞれと別個に螺合するねじ部材
を使用する場合においては、それぞれのねじ部材に切ら
れた外ねじの方向にかかわらず、前記ねじ部材のそれぞ
れにつき別個にその回転方向を後述する駆動手段により
設定することにより、その回転に応じて前記一対の挟持
部材１が互いに近づきまたは離れるように構成すること
ができる。

前記駆動手段は、被加工材の回転加工時に離脱可能
に、出力側クラッチ手段を備えたな駆動源と入力側クラ
ッチ手段と駆動力伝達手段とからなり、前記ねじ部材を
回転することのできる構造を有し、かつこの発明の目的
を阻害しないかぎりにおいて特に制限するものではな
い。

この実施例の駆動力伝達手段は、前記駆動源の発生す
る駆動力を受けることにより、前記ねじ部材に回転力を
与える。

この実施例の前記駆動力伝達手段は、入力側クラッチ
手段である凹部３を頭部に備える回転自在な第１軸４に
取り付けられた一対の第１スプロケット５と、それぞれ
の前記第１スプロケット５の回転をチェーン６を介して
受ける一対の第２スプロケット７と、それぞれの前記第
２スプロケット７に設けた第２軸８と連動して前記ねじ
部材に回転を伝達するギヤを設けてなる一対のギヤボッ
クス９とで構成してなる。

この実施例においては、前述したように、前記凹部３
は出力側クラッチ手段と係合する入力側クラッチ手段で
ある。

この実施例では、駆動力伝達手段において、一対の第
１スプロケット５を一対の第２スプロケット７とそれら
に巻架するチェーン６とを設けたが、これらに代えて、
１つの第１スプロケット５と前記一対の第２スプロケッ
ト７とそれらに巻架するチェーン６とを設けてもよい。
もっとも、回転ベースの停止位置制御を考慮すると前者
のほうが好適である。

前記駆動源としては、前記第１スプロケット５を回転
することのできるものであれば特に制限はなく、たとえ
ばモータやギヤ等で構成するものであってもよいし、ま
た手動で前記第１スプロケット５を回転するものであっ
てもよいが、作業効率を考慮すればモータやギヤ等で構
成した駆動源が好ましい。

前記のモータやギヤ等からなる駆動源としては、たと
えば第２図に示すように、回転力を発生するモータ12
と、前記モータ12にかかる回転負荷が一定値以上になる
と空転するトルクリミッタ13を介して前記モータ12の回
転軸に設けられた平歯車14と、前記平歯車14と噛み合う
外歯車であるとともに内側に歯を有するスプラインボス
15と、前記スプラインボス15の内側の歯と噛み合いつつ
上下動可能なスプライン軸16と、前記スプライン軸16の
上方向に設けられ前記スプライン軸16を上下するエアシ
リンダ17と、前記スプライン軸16の下端に設けられ、前
記駆動力伝達手段における第１軸４に設けた凹部３と係
合可能な、出力側クラッチ手段である凸部18を内部に有
するとともに前記凸部18と前記凹部３との係合を案内す
る案内カラー19を結合するフレキシブルジョイント20
と、で構成することができる。

なお、出力側クラッチ手段は、前記凸部18に限定され
るものではなく、前記入力側クラッチ手段と係合可能な
構造を有する限り、種々の構造を採用することができ
る。

この駆動源は、回転ベースの表面に設置されるのでは
なく、回転ベースの上方に配置される。

この実施例のクランプ装置は、被加工材10を回転ベー
ス11上に固定するにあたり、前記被加工材10を前記一対
の挟持部材１の間に設置する。

つぎに、前記エアシリンダ17によって前記スプライン
軸16を前記凸部18と前記凹部３とが係合するまで押し下
げる。

このとき前記凸部18はその周囲に前記案内カラー19を
有し、また前記案内カラー19は前記スプライン軸16と前
記フレキシブルジョイント20で結合しているので容易に
前記凹部３と係合することができる。

前記嵌合後、前記モータ12は、前記トルクリミッタ13
を介して前記平歯車14を回転させる。

このことで前記平歯車14は、スプラインボス15を回転
し、前記スプラインボス15の内側で噛み合う前記スプラ
イン軸16をも回転する。

前記スプライン軸16は、その回転を前記フレキシブル
ジョイント20と前記凸部18とを介して前記凹部３に伝達
する。

前記凹部３に取り付けられた前記第１スプロケット５
は、前記凸部18から得た回転力を前記チェーン６を介し
て一対の第２スプロケット７にそれぞれ伝達する。

ついで、前記回転を受けた第２スプロケット７は、第
２軸８を介してそれぞれのギヤボックス９内のギヤに前
記回転を伝達することにより、前記ねじ部材を回転す
る。

なお、前記ギヤボックス内のギヤと前記ねじ部材との
組合せとしては、たとえば前記第２軸の上部近傍に設け
たウォームホイールと前記ねじ部材に設けたウォームと
を組合わせることもできるし、また前記第２軸の上部に
設けた傘歯車とそれぞれの前記ねじ部材に設けた傘歯車
を組合わせることもできる。

いずれにせよ、前記第２軸の回転をその軸方向と交差
する前記ねじ部材の軸方向に前記回転を伝達し、かつ前
記ねじ部材に切ったねじ山の方向に応じてその回転方向
を所望の方向、すなわちその回転方向に応じて前記一対
の挟持部材１が互いに近づきまたは離れるように設定す
ることのできる組合せであれば特に制限はない。

このようにして、前記回転を伝達された前記ねじ部材
のそれぞれは、回転方向に応じて前記一対の挟持部材が
互いに近づきまたは離れるようにそのねじ山を構成して
いるので、前記回転方向を選択することによって被加工
材10を回転ベース11上に固定することができる。

なお、前記被加工材10を加工すべく回転ベース11を回
転させるときには、前記エアシリンダ17を引き上げて、
前記スプライン軸16の下方に設けた前記凸部18と回転ベ
ース11側に設けた第１軸４の前記凹部３とを離脱すれば
よい。

つぎに、被加工材10を回転ベース11上から取りはずす
場合には、前記凸部18と前記凹部３とが嵌合可能な位置
に前記回転ベース11を停止し、前記と同様の操作で前記
凸部18と前記凹部３とを嵌合させてから、前記ねじ部材
の回転方向を前記の回転ベース11上に固定する方向とは
逆方向になるように前記モーター12の発生する回転の方
向を設定すればよい。

［発明の効果］ この発明によると、 （１）挟持する被加工材の長短にかかわらず、スペーサ
ー等の補助器具を用いなくとも的確に被加工材を固定す
ることができるとともに、 （２）回転ベースの回転数が変化しても、被加工材に対
する固定力を一定に保つことができ、被加工材を回転さ
せつつ加工を行うことができ、 （３）入力側クラッチ手段及び出力側王微クラッチ手段
により駆動源と駆動力伝達手段とを離接するようにして
いるので、被加工材を加工するときには、回転ベースは
挟持部材、挟持部材に挟持された被加工材及び駆動力伝
達手段だけを回転させれば良く、したがって回転ベース
を回転させる動力付加が小さくて済み、 （４）入力側クラッチ手段及び出力側王微クラッチ手段
により駆動源と駆動力伝達手段とを離接するようにして
いるので、回転ベース上に直接に設置する装置は挟持部
材及び駆動力伝達手段だけで良くなり、したがって、回
転ベースを含む位置の簡単化及び小型化を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、この発明のクランプ装
置の１例を示す概略説明図である。 なお、前記第３図は、図中Ｘ〜Ｙにおいて、案内カラー
の内部を示す切り欠き図とする。 第４図は、公知のクランプ装置を示す概念図である。 １……挟持部材、 2A、2B、2C、2D……ねじ部材 ３……凹部、４……第１軸 ５……第１スプロケット、６……チェーン ７……第２スプロケット、８……第２軸 ９……ギヤボックス、10……被加工材 11……回転ベース、12……モーター 13……トルクリミッター、14……平歯車 15……スプラインボス、 16……スプライン軸、17……エアシリンダー 18……凸部、19……案内カラー 20……フレキシブルジョイント 21……軸、22……錘、23……挟持部 24……バネ、25……スペーサー

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−7633（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭５−3922（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭32−292（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工材を挟持する一対の挟持部材と、前
   記挟持部材の両端にそれぞれ螺合し、前記挟持部材を互
   いに近づく方向又は離れる方向に移動して前記被加工材
   を挟持又は開放可能にするねじ部材と、前記ねじ部材を
   回転する駆動力伝達手段と、前記駆動力伝達手段の入力
   側に設けた入力側クラッチ手段とを回転ベース上に設
   け、前記入力側クラッチ手段と係合、離脱可能とした出
   力側クラッチ手段を備えた駆動源を回転ベース以外の部
   分に設けてなり、前記被加工材の回転加工時には前記ク
   ラッチ手段を離脱させるようにしたことを特徴とするク
   ランプ装置。