JP2779959B2 - くさび式クランプ装置 - Google Patents

くさび式クランプ装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プレス機械や射出成型機の金型を使用状
態にクランプする場合や機械加工される加工物をテーブ
ル等の基盤にクランプする場合に使用されるくさびを用
いたクランプ装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のくさびを用いたクランプ装置として、例えば実
公昭60−39128号公報に開示されたものがある。これは
回動するように本体に支持されその一方への回動により
金型をクランプする締付金具と、その締付金具を前進に
よってクランプ状態に回動させるように本体に設けられ
後面が第1の斜面に形成されている押圧ピストンと、そ
の押圧ピストン後面を横切って進退し第1の斜面に当接
する第2の斜面を有し第2の斜面の反対側の面を本体の
平面に支えられ締付シリンダによって進退移動せしめら
れる移動体とを具備しているものである。移動体の前進
により第2の斜面が押圧ピストンを前進させ、締付金具
を回動させてクランプ状態とする。第2の斜面がくさび
作用をする斜面であり、押圧ピストンの後退作用力によ
って移動体は後退しないようになっているから、移動体
が前進した後に締付シリンダの作用力が無くなってもク
ランプ状態が維持される。
また別に、特公昭58−29184号公報に開示されている
ように、金型押え用の押え爪を回動自在に設け、押え爪
の後部と金型取付盤との間にくさび部材を押し込む構成
のものもある。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来のくさび式クランプ装置は、いずれもくさび
はその両面が面接触状態であるいは一方の面が面接触で
他方の面が線又は点接触状態で摺動するようになってお
り、滑りのための摩擦抵抗が非常に大きい。この摩擦抵
抗はくさびを駆動する駆動部からすれば力の損失であ
り、金型保持用等のクランプ装置として1〜20トン程度
の大出力を得るためには駆動部を小さくして大きな出力
の得られる高圧油圧シリンダを用いる必要があった。
この発明は、くさび式クランプ装置のくさび駆動のた
めの摩擦による力の損失の減少を課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
金型あるいは加工物等の被固定物を固定基盤に固定す
るくさび式クランプ装置であって、前記固定基盤に固定
されるクランプ装置の本体と、前記被固定物を押圧して
前記固定基盤に固定する押圧部を有しその押圧部が被固
定物の被押圧部に向って進退できるように前記本体に設
けられており回転自在にローラを支持した被駆動部を有
する押圧金具と、進退駆動部を結合され前記ローラ外周
に斜面を施して前進することにより前記押圧部が前記被
押圧部へ向って前進移動するように斜面の反対側の面を
前記本体に設けられた直線状案内面に支えられたくさび
とからなることを特徴とする。
〔作用〕
くさびの斜面によって駆動される押圧金具の被駆動部
を回転自在なローラとしたことにより、くさびの一方の
面はころがり接触となり、他方の面のみが滑りを必要と
する面接触となるから、前記くさび駆動のための力の摩
擦損失が半減することになる。
〔実 施 例〕
第1実施例を第1図乃至第3図によって説明する。図
において、1は本体、2は押圧金具、3はくさびであ
る。
本体1は、第3図に見られるように、底部10と両側壁
部11とを有する略U字形ブロック状のもので、金型12を
固定する基盤13に取付用ボルト14によって固定される。
押圧金具2は、第2図及び第3図に見られるように本
体1の両側壁部11の間に枢軸15によって回転自在に中途
を支持され、その回動により第1図に見られるように、
左側の先端部が金型12の被押圧部16に向って上下方向に
進退でき、その先端部が押圧部17とされている。この押
圧金具2の後端部には叉状部18が形成され、叉状部18の
間にローラ19が回転自在に軸20によって支持されてお
り、ローラ19の周面が第1図に見られるように押圧金具
2の叉状部18の後端面21及び下面22よりも後方及び下方
へ突出している。ここで枢軸15から押圧部17までの距離
よりも枢軸15から軸20までの距離の方が大きく形成され
ている。これはてこ作用を考慮したものである。図中23
は止めねじである。また、24はボール、25はばねであ
り、これはくさび3が後退したとき押圧金具2を金型押
圧方向と反対方向に回動させて保持するものである。
くさび3は、第1図に見られるように、本体1の両側
壁11間をローラ19の下側を通って左右に進退するように
なっており、上面前端部に比較的急角度の第1斜面26、
これに続く後部を比較的緩い角度の、例えば進退方向に
対して6゜の第2斜面27に形成され、下面が進退方向に
沿った平面28に形成されている。平面28は本体1の底部
10の上面に形成された直線状案内面29に面接触してい
る。案内面29はオイル含浸軸受と同じ材質の板状部材30
をねじ固定して形成してある。くさび3の後端には、進
退駆動部31として本体1に固定した往復動型エヤシリン
ダのピストンロッド32の先端が連結されており、この進
退駆動部31の動作によりくさび3が進退駆動される。図
はくさび3が後退位置にある状態を示している。
このクランプ装置は、進退駆動部31によりくさび3が
前進することによりクランプ状態となり、くさび3が後
退することによりアンクランプ状態となる。すなわち、
くさび3の前進により第1斜面26によりローラ19が押上
げられるから、押圧金具2は第1図において枢軸15を中
心に反時計方向に回動し、押圧部17が金型12の被押圧部
16に接近する。さらにくさび3が前進すると、ローラ19
が第2斜面27によって押上げられるようになり、そして
押圧部17が被押圧部16に当接し、さらにくさび3が前進
することにより押圧部17が強力に被押圧部を押圧してク
ランプ状態となり、くさび3の前進が停止する。くさび
3の前進中くさび3は平面28から摩擦抵抗を受けるがロ
ーラ19側からのローラ回転抵抗は小さいから無視でき
る。これによってローラ19を用いない面接触又は線接触
に較べて、くさび3のローラ押上げ力は1.5倍くらいに
なる。また、ローラ19側からの反力によっては前記摩擦
抵抗があるので進退駆動部31の作用力がなくなってもく
さび3が後退することはない。くさび3が後退せしめら
れることにより、ばね25の作用により押圧金具2は第1
図において時計方向の回転力を受けるから、ローラ19と
くさび3の斜面とは接触を保ったままでくさび3の後退
に従って元のアンクランプ状態になり、図示の状態に戻
る。
第2実施例を第4図乃至第6図を用いて説明する。こ
の実施例のクランプ装置は、第1実施例のものにおける
押圧金具2の押圧部17に相当する押圧金具2aの押圧部17
aが本体1aの先端からクランプ時に突出しアンクランプ
時に引込むようにしたものである。このクランプ装置の
第1実施例と異なる点は、押圧金具2aを枢支している枢
軸15aが本体1aに設けられた案内溝40に沿って一定の範
囲で進退移動可能である点と、押圧金具2aを前進位置へ
押圧するばね41を設けてある点と、くさび3aが後退途中
から押圧金具2aを伴なって後退するように係合部42、43
を設けてある点とである。
案内溝40は、本体1aの両側壁10aの内側面にそれぞれ
凹設されており、第4図及び第6図における上側平坦面
44と、下側平坦面45と、長手方向両端の端面46、47とか
らなり、平坦面44、45間は枢軸15aの直径の3/4程度の間
隔とされ、端面46、47間は押圧金具2aが本体1aの先端か
ら突出する寸法に枢軸15aの直径を加えた寸法とされて
いる。図中48は、平坦面45と端面46、47を形成している
本体1aの側壁10aに固定されたブロックである。
枢軸15aは、押圧金具2aを回転自在に貫通して両側に
出ており、その両側から出た部分が上側を切欠かれて平
面49を形成され、案内溝40内に溝に沿って進退自在に挿
入されている。枢軸15aは押圧金具2aと共に進退するか
ら、案内溝40の両端面46、47の位置によって押圧金具2a
の進退位置が規制される。この規制により押圧金具2aは
その前進位置で本体1aから突出して押圧部17aが被押圧
部16に対向する位置にあり、その後退位置で押圧部17a
が被押圧部16に対向する位置から外れ、そして本体1a内
に収まるようになっている。
ばね41は、押圧金具2aの後端に設けたばね受50と、本
体1aの後端に設けたばね受51との間に設置されたコイル
ばねである。このばね41は押圧金具2aを前記案内溝40と
枢軸15aとによる進退位置の規制範囲内で常に前進方向
へ押圧している。
係合部42は押圧金具2aの後端部の両側面にピンを固定
的に突設したものである。係合部43はくさび3aの上面に
押圧金具2aに接触しないように両側に離れて上方へ向っ
て固定的に突設したもので上端が係合部42の高さ位置に
達している。そして係合部43の位置は、くさび3aが前進
位置から後退する途中で押圧金具2aの押圧部17aが被押
圧部16から離れて少し隙間ができたときに係合部42に係
合部43が係合するような位置に決められている。
このほかの部分は、大略第1実施例と同様であるか
ら、同等部分を同一図面符号で示して説明を省略する。
なお、第1実施例のボール24及びばね25に相当するボー
ル24a及びばね25aは押圧金具2a側に設けてあるが、作用
は同じである。
このクランプ装置は、進退駆動部31によりくさび3aが
前進することによりクランプ状態となり、くさび3aが後
退することにより押圧金具2aが本体1a内に引込んだアン
クランプ状態となる。すなわち、アンクランプ状態でく
さび3aは第4図及び第5図に示す状態よりも右方へ後退
しており、係合部42、43が係合し、ばね41が圧縮され、
押圧金具2aが本体1a内に引込んでいて、枢軸15aが案内
溝40の後端面47に当接している。このアンクランプ状態
から、進退駆動部31によりくさび3aが前進すると、係合
部43も前進するからばね41の作用力で押圧金具2aが前進
し、枢軸15aが案内溝40の前端面46に当接して止まり、
押圧部17aが本体1aから突出して被押圧部16に対向した
第4図及び第5図の状態となる。そしてさらにくさび3a
が前進することにより、枢軸15aは定位置に止まってい
るから、押圧金具2aに支持されているローラ19が第2斜
面27(この実施例では第1斜面は設けていない)によっ
て押上げられこれによって押圧金具2aが反時計方向に回
動し、押圧部17aが被押圧部16に当接し、さらにくさび3
aが前進することにより押圧部17aが被押圧16を強力に押
圧してクランプ状態となり、くさび3aの前進が停止す
る。この実施例の場合も、押圧金具2aを回動させるくさ
び3aの前進中くさび3aは平面29から摩擦抵抗を受けるが
ローラ19側からのローラ回転抵抗は小さいから無視でき
る。これによってローラ19を用いない面接触又は線接触
に較べて、くさび3aのローラ押上げ力は1.5倍くらいに
なる。また、ローラ19側からの反力によっては前記摩擦
抵抗があるので進退駆動部31の作用力がなくなってもく
さび3aが後退することはない。くさび3aが後退せしめら
れることにより、ばね25aの作用により押圧金具2aは第
4図において時計方向の回転を受けるから、ローラ19と
くさび3aの第2斜面27とは接触を保ったまま第4図の状
態に戻り、係合部42、43が係合するようになる。さらに
くさび3aが後退すると、押圧金具2aがくさび3aと共に後
退し、このときばね41が圧縮され、最後に押圧金具2aが
完全に本体1a内に引き込まれたアンクランプ状態となっ
て停止する。
第3実施例を第7図を用いて説明する。図において
は、1bは本体、2bは押圧金具、3bはくさびであり、第1
実施例と異なる主な点は押圧金具2bのてこ比が1対1で
ある点であり、基本的には殆ど変りはない。同等部分を
第1実施例のものと同一図面符号で示す。なお、くさび
3bは円柱体に斜面27を設けたもので、直線状案内面29b
は前記円柱体に対応する円筒内面形状であり、本体1bに
直接形成されている。
このクランプ装置は、基盤13に本体1bを固定してあ
り、くさび3bの後退したアンクランプ状態から進退駆動
部31のエヤシリンダによりくさび3bを左方へ前進させる
と、ローラ19が押し下げられてばね25に抗して押圧金具
2bが反時計方向に回動し、押圧部17が金型12の被押圧部
16を押圧してクランプ状態となる。この状態からくさび
3bを後退させると、ばね25の作用により押圧金具2bが時
計方向に回動して、図示の状態経て元のアンクランプ状
態に戻る。
前記第1、第2、第3実施例において、進退駆動部31
をエヤシリンダとしたが、もちろん油圧シリンダでもよ
く、さらに、感電機によりねじ機構を介してねじの送り
方向にくさびを進退駆動するようにしてもよく、要は必
要な力でくさびを必要な距離だけ進退させることができ
るものであればよい。
〔発明の効果〕
この発明によるくさび式クランプ装置は、くさびの両
側作用面の一方の面を進退方向に沿った面として直線状
案内面に面接触させ、他方の面を傾斜面としてこの傾斜
面でローラを介して押圧金具を駆動するようにしたか
ら、従来両面がすべり摩擦抵抗を受けていた点が片面と
なり他の片面は小さいころがり抵抗を受けることになる
から、従来よりもすべり摩擦抵抗が半減し、一定の大き
さの押圧力を得る場合に、摩擦抵抗の減少分進退駆動部
の能力を小さくできる。
また、第1、第2実施例におけるように押圧金具を枢
軸支しててこ式にすることができるから、2〜3倍のて
こ比が得られ、よりいっそう進退駆動部の能力を小さく
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例の部分縦断側面図、第2
図は第1実施例の平面図、第3図は第1実施例の正面
図、第4図は第2実施例の部分縦断側面図、第5図は第
4図のA−A断面図、第6図は第4図のB−B断面図、
第7図は第3実施例の概略の構成を示す部分縦断側面図
である。 1……本体、2……押圧金具、3……くさび、12……金
型、13……金型固定基盤、15……枢軸、16……被押圧
部、17……押圧部、19……ローラ、20……軸、26……第
1斜面、27……第2斜面(斜面)、29……平面(直線状
案内面)、31……進退駆動部。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型あるいは加工物等の被固定物を固定基
    盤に固定するくさび式クランプ装置であって、前記固定
    基盤に固定されるクランプ装置の本体と、前記被固定物
    を押圧して前記固定基盤に固定する押圧部を有しその押
    圧部が被固定物の被押圧部に向って進退できるように前
    記本体に設けられており回転自在にローラを支持した被
    駆動部を有する押圧金具と、進退駆動部を結合され前記
    ローラ外周に斜面を接して前進することにより前記押圧
    部が前記被押圧部へ向って前進移動するように斜面の反
    対側の面を前記本体に設けられた直線状案内面に支えら
    れたくさびとからなることを特徴とするくさび式クラン
    プ装置。
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載のくさび式クランプ装
    置において、前記押圧部の進退が円弧に沿って行なわれ
    るように前記押圧金具が本体に枢軸で支持され、その枢
    軸から前記ローラまでの距離が枢軸から押圧部までの距
    離よりも大きく決められていることを特徴とするくさび
    式クランプ装置。
  3. 【請求項3】請求項(2)に記載のくさび式クランプ装
    置において、前記枢軸が、前記本体に対して前記押圧金
    具と共に前記くさびの進退方向に平行に移動可能に設け
    られ前進位置に移動したとき前記押圧部と前記被押圧部
    とが対向し後退位置に移動したとき押圧部が被押圧部対
    向位置から外れるように移動範囲を定められ、前記押圧
    金具が前記前進位置へ移動するように押圧金具と前記本
    体との間にばねを設け、前記くさびの側と前記押圧金具
    との間にくさびが後退する途中で互いに係合して押圧金
    具と共に後退するように係合部を設けてなることを特徴
    とするくさび式クランプ装置。
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