JP2995399B2 - クランプ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作物や試料片
等の被保持物に回転力を伝達するために、回転軸の軸端
部等に取り付けられて、これら被保持物を挟持して保持
するクランプ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作物や試料片等の被保持物に回転力を
伝達するためには回転軸と被保持物を連繋させなければ
ならず、しかも例えば被保持物の加工が終了したならば
該被保持物を取り外さなければならない。そのために
は、被保持物を着脱自在に保持するクランプ機構が回転
軸の軸端部等に設けられている。従来のこの種のクラン
プ機構は、例えば複数のクランプを被保持物の軸部に径
方向から押圧させて挟持して保持する。このとき、径方
向からの押圧には、各クランプを締め付けることができ
るように締め付けボルトが設けられている。このクラン
プ機構に対して被保持物を着脱する際は、ドライバその
他専用の治具等を使用して締め付けボルトを回転させて
複数のクランプを開閉させるようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たクランプ機構では、被保持物の着脱の際に治具を用い
て締め付けボルトを回転させなければならないので、被
保持物の着脱作業が繁雑になってしまう。このため、例
えば、被保持物である工作物に加工を施すような場合に
は、加工が終了した工作物をクランプ機構から取り外
し、新たな工作物と交換する作業に時間がかかってしま
うので、作業効率の向上が望まれていた。

【０００４】そこで、この発明は、被保持物を容易に着
脱できるクランプ機構を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの技術的手段として、この発明に係るクランプ機構
は、第１クランプ及び第２クランプにより被保持物を挟
持して保持するクランプ機構において、前記第１クラン
プを移動自在に収容すると共に回転軸に取り付けられる
ハウジングを備え、前記第１クランプは前記被保持物を
挟持する保持位置と該保持位置から退避した退避位置と
に移動自在であり、前記第２クランプは前記第１クラン
プに対して揺動自在に支持されて、前記第１クランプと
前記第２クランプとを係止して前記被保持物を保持させ
る係止手段と、前記第１クランプを前記退避位置に向け
て付勢する付勢手段とを備えたことを特徴としている。

【０００６】すなわち、このクランプ機構により被保持
物をクランプする際は、第１クランプを保持位置に位置
させ第２クランプを揺動させて、これら第１クランプ及
び第２クランプにより被保持物を挟持する。そして、こ
れら第１クランプ及び第２クランプを係止手段により連
繋させて連結する。これにより、被保持物がクランプ機
構に保持されてクランプされた状態となる。

【０００７】また、このクランプ機構から被保持物を取
り外す際は、前記係止手段を取り外して第１クランプ及
び第２クランプの連繋を解除する。この解除により、付
勢手段が作動して第１クランプを退避位置に移動させ
る。これにより、被保持物から第１クランプが離隔する
と共に第２クランプが揺動して離隔するので、被保持物
をクランプ機構から取り外すことができる。

【０００８】そして、クランプ機構が回転軸に連繋さて
ている場合には、該回転軸の回転力がクランプ機構を介
して被保持物に伝達されて、該被保持物が回転すること
になる。クランプ機構から被保持物への回転力の伝達
は、前記第１クランプと第２クランプの双方またはいず
れか一方を介して行なわせることができる。

【０００９】

【００１０】また、第１クランプはハウジングの内部で
保持位置と退避位置とに移動すると共に、第１クランプ
及び第２クランプと被保持物はハウジングを介して回転
軸により回転することになる。

【００１１】また、請求項２の発明に係るクランプ機構
は、前記第１クランプは、前記ハウジングに支持させた
ガイドロッドに案内されて該ガイドロッドに長手方向に
移動することを特徴としている。

【００１２】すなわち、回転軸によりハウジングが回転
されたときに前記ガイドロッドを介して第１クランプが
回転する。そして、この第１クランプの回転に伴われて
第２クランプと被保持物が回転する。

【００１３】また、請求項３の発明に係るクランプ機構
は、前記付勢手段は、前記ガイドロッドと前記第１クラ
ンプの前記被保持物に対向した面とに連繋して該第１ク
ランプを押圧する戻しばねからなることを特徴としてい
る。

【００１４】すなわち、第１クランプには戻しばねの復
元力が付勢され、この復元力によって前記保持位置から
退避位置に移動するよう付勢されている。

【００１５】また、請求項４の発明に係るクランプ機構
は、前記第２クランプに、該第２クランプが被保持物を
保持する位置から離脱させる方向に揺動させるよう解放
ばねの復元力を付勢したことを特徴としている。

【００１６】したがって、前記係止手段による第１クラ
ンプと第２クランプの係合が解除されたときには、前記
解放ばねの復元力を受けて第２クランプが第１クランプ
に対して揺動する。このため、被保持物がクランプ機構
から取り外される。

【００１７】また、請求項５の発明に係るクランプ機構
は、前記第２クランプが、前記被保持物に係合すること
により該被保持物を前記第２クランプに対して周方向に
固定する係合部を有することを特徴としている。

【００１８】したがって、第２クランプと被保持物との
間に回転方向の滑りが無くなるので該第２クランプから
被保持物へ回転を確実に伝達させることができる。な
お、第１クランプも同様に被保持物と係合させることに
より、回転力を第１クランプと第２クランプの双方を介
して被保持物に伝達させるようにすることもできる。

【００１９】そして、請求項６の発明に係るクランプ機
構は、前記被保持物のクランプに連繋して保持される部
分の断面形状と前記係合部の断面形状とを、互いに係合
自在な正多角形に形成したことを特徴としている。

【００２０】すなわち、被保持物と第２クランプとは正
多角形同士によって係合するので、被保持物をクランプ
させる際に、該被保持物の回転位置とクランプ機構の回
転位置の調整を行なってこれらを容易に合致させること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図示した好ましい実施の形
態に基づいて、この発明に係るクランプ機構を具体的に
説明する。

【００２２】図２及び図３に示すように、この実施形態
に係るクランプ機構10は、中空の回転軸12に取り付けら
れたほぼ円筒形状のハウジング14に収容されており、工
作物等の被保持物20を挟持して保持する第１クランプ16
及び第２クランプ18を主体として構成されている。ま
た、このクランプ機構10では、図１に示すように、第１
クランプ16は被保持物20を挟持する保持位置と該保持位
置から退避した退避位置とにガイドロッド30に案内され
て平行に移動自在であり、第２クランプ18は第１クラン
プ16に連繋ピン21によって支持されて、被保持物20を挟
持する保持位置と被保持物20を解放する退避位置とで揺
動自在に支持されている。また、保持位置にある第１ク
ランプ16と第２クランプ18とは係止金具22によって係止
されて保持位置に維持されるようにしてあり、第１クラ
ンプ16には戻しばね24によって退避位置まで移動するよ
う付勢されている。さらに、第２クランプ18は、図３に
示すように、解放ばね37によって退避位置まで揺動する
よう付勢されている。

【００２３】クランプ機構10が取り付けられる前記回転
軸12は、図示しないモータ等の動力を受けて回転駆動さ
れる。前記ハウジング14の直径は、後述する作用を十分
に果すように回転軸12の直径の約３倍としてある。ま
た、ハウジング14の回転軸12側、即ち基端側のほぼ半分
は、片側の半円部分が切り取られて開口部14a が形成さ
れている。

【００２４】ハウジング14の先端側には、クランプ機構
10が収容されている。前記第１クランプ16は、ハウジン
グ14の内径よりも適宜に小さい外径を有する断面ほぼ半
円形状で、被保持物20を収容するように該ほぼ半円形の
中心部に形成された前記回転軸12を中心とした円弧状の
収容部26と、該収容部26の中心から径方向に穿設したガ
イド孔28とを備えている。このため、ガイド孔28の中心
軸は回転軸12と交差することになる。そして、ハウジン
グ14の外部から頭部30a を有するガイドロッド30をワッ
シャ31及びガイド孔28に貫通させてある。このガイドロ
ッド30の外径とガイド孔28との内径とを適宜なすきまば
めの関係にして、第１クランプ16がガイドロッド30に対
して摺動するようにしてある。

【００２５】前記ガイド孔28の内側部分には適宜な範囲
で拡径したばね収容部29が形成されており、ガイドロッ
ド30の内側端部はこのばね収容部29内に位置すると共
に、該先端部には円板状のばね受け32が取り付けられて
いる。そして、ガイドロッド30の先端部には、付勢手段
として圧縮コイルばねからなる戻しばね24が遊嵌してあ
り、該戻しばね24の両端部が復元力によって上記ばね受
け32とばね収容部29の段部28a に当接している。したが
って、該戻しばね24の復元力を受けて第１クランプ16は
ハウジング14に押圧される方向に移動することになり、
ハウジング14に当接した１クランプ16の位置を退避位置
とする。なお、ガイドロッド30の内側の先端部は前記収
容部26に達しない長さとしてあり、ガイドロッド30の内
側端と被保持物20との干渉を防止している。

【００２６】また、ハウジング14のガイドロッド30を貫
通させた位置から両側に約９０度回転した位置には、位
置決めストッパ34、34が形成されている。一方、第１ク
ランプ16の被保持物20側の平面16a の両端縁部には、位
置決めストッパ34、34に当接するための凹部36、36が形
成されている。すなわち、第１クランプ16の内側方向へ
の摺動は凹部36が位置決めストッパ34、34に当接するこ
とよって規制され、これらが当接した状態にある第１ク
ランプ16の位置を保持位置とする。

【００２７】前記第２クランプ18は、図１に示すように
断面ほぼハット形に形成されており、前記第１クランプ
16の被保持物20側の平面16a と対向した平面18a が形成
されている。この第２クランプ18を第１クランプ16に揺
動自在に支持した前記連繋ピン21は、図４に示すよう
に、第１クランプ16の端縁部を適宜に切欠して切欠部16
b を形成し、該切欠部16b の両側部のピン支持部16c に
掛け渡されて支持されている。この連繋ピン21には、図
３に示すように、例えばねじりコイルばねからなる前記
解放ばね37を遊嵌してあり、この解放ばね37の復元力の
方向を、第２クランプ18が第１クランプ16から離隔する
方向としてある。また、第１クランプ16の上記連繋ピン
21を設けた位置と反対側の位置には、係止手段である係
止金具22が揺動自在に支持されており、この係止金具22
がその揺動によって第２クランプ18の先端部と係脱自在
としてある。すなわち、この係止金具22は、第１クラン
プ16の端縁部に形成された切欠部16d の両端部のピン支
持部16e に掛け渡されて支持されたヒンジピン17に揺動
自在に支持されている。なお、前記連繋ピン21とヒンジ
ピン17及びこれらピン21、17の支持形態を等しくしてあ
れば、第１クランプ16を対称形状に形成できるので好ま
しい。なお、第２クランプ18は上記ピン支持部16c の内
側位置において支持されていると共に、該第２クランプ
18の回転軸12方向の長さは該ピン支持部16c の外側間の
長さよりも僅かに小さくしてある。

【００２８】そして、前記係止金具22が第２クランプ18
と係合した状態で第１クランプ16の平面16a と第２クラ
ンプ18の平面18a とが対向した状態となり、この状態に
ある第２クランプ18の位置を保持位置とする。また、係
止金具22を第２クランプ18から離脱させて、前記解放ば
ね37の復元力により該第２クランプ18を第１クランプ16
から離隔させた状態にある該第２クランプ18の位置を退
避位置とする。なお、図１における想像線で、前記ハウ
ジング14が無い場合の該第２クランプ18の退避位置を示
している。ハウジング14が有る場合には該第２クランプ
18は該ハウジング14によって制限されるので、ハウジン
グ14の内部で退避位置に位置することになる。また、ハ
ウジング14の一部であって前記係止金具22が臨んだ位置
には、該係止金具22の操作穴14b が形成されている。

【００２９】第２クランプ18の被保持物20を臨んだ部分
は断面正多角形状に形成して係合部38としてある。他
方、被保持物20のクランプ機構10に挟持されるジャーナ
ル部20a は、上記係合部38の形状と一致するよう断面正
多角形状に形成されている。なお、本実施形態では、被
保持物20の挟持部分の断面形状を正六角形とし、係合部
38の断面形状をこの正六角形を２等分した形状としてあ
るが、正六角形には限られず他の正多角形としても良
く、正多角形で形成されることにより被保持物20のジャ
ーナル部20a と第２クランプ18との位置合わせが容易に
なる。

【００３０】さらに、被保持物20には、クランプ機構10
を軸方向の両側から挟む円板形状のストッパ40、40がジ
ャーナル部20a の両端部に設けられている。また、ハウ
ジング14の内周面には、クランプ機構10を軸方向の両側
から挟むフランジ42、42が形成されている。このため、
第１クランプ16がガイドロッド30を軸として回動してし
まうことが阻止されている。

【００３１】以上により構成されたこの発明に係るクラ
ンプ機構の実施形態について、その作用を以下に説明す
る。

【００３２】被保持物20を保持させない状態では、前記
係止金具22と第２クランプ18との係合は解除されてお
り、第１クランプ16は戻しばね24によりハウジング14側
に押圧されて退避位置にある。第２クランプ18は、解放
ばね37によりハウジング14の内部で解放されて跳ね上が
った状態にあって退避位置にある。

【００３３】被保持物20を保持させる際には、被保持物
20の両ストッパ40、40を第１クランプ16の軸方向の両側
に位置させ、ジャーナル部20a を収容部26に臨ませて位
置させる。この状態で、第１クランプ16をガイドロッド
30に案内させて戻しばね24の復元力に抗して保持位置の
方向に摺動させ、前記位置決めストッパ34、34に当接さ
せれば、保持位置に位置することになる。他方、第２ク
ランプ18を前記解放ばね37の復元力に抗して第１クラン
プ16に対して保持位置の方向に揺動させる。該第２クラ
ンプ18が保持位置に位置すると、該第２クランプ18の平
面18a と第１クランプ16の平面16a とが当接すると共
に、第２クランプ18の係合部38とジャーナル部20a とが
係合することになる。この状態で、前記係止金具22を第
２クランプ18の先端部に係合させれば、第１クランプ16
と第２クランプ18とがいずれも保持位置に維持されて、
被保持物20がジャーナル部20a で保持され、該被保持物
20がクランプ機構10によって回転軸12と連結されること
になる。

【００３４】また、ジャーナル部20a がクランプ機構10
によって保持された状態では、第１クランプ16が前記戻
しばね24の復元力を受けて退避位置の方向に移動しよう
とし、この方向の力を受けた第２クランプ18はその係合
部38がジャーナル部20a の押圧されることになる。そし
て、この状態で、ジャーナル部20a 即ち被保持物20の中
心と回転軸12の中心とが一致することになる。

【００３５】この状態で図示しないモータ等を作動させ
て回転軸12を回転させると、クランプ機構10を介して被
保持物20が回転する。このとき、クランプ機構10から被
保持物20への回転力は、第２クランプ18の係合部38とジ
ャーナル部20a の正六角形の係合によって伝達される。

【００３６】被保持物20をクランプ機構10から取り外す
ときは、係止金具22を操作して第２クランプ18との係合
を解除する。これにより、第１クランプ16と第２クラン
プ18との互いの拘束が解かれて、第２クランプ18が解放
ばね37の復元力を受けて第１クランプ16から離隔する方
向に揺動して退避位置に位置する。他方、第１クランプ
16は戻しばね24の復元力を受けてガイドロッド30に案内
されて退避位置まで摺動する。これら第１クランプ16と
第２クランプ18とがそれぞれ退避位置に位置した状態
で、ジャーナル部20a が解放されて被保持物20を取り外
すことができるようになる。

【００３７】上述したように本実施形態のクランプ機構
10によれば、係止金具22からなる係止手段により第１ク
ランプ16と第２クランプ18とを連結することで被保持物
20を保持することができるので、従来のように締め付け
ねじを締めるような繁雑な作業を要することなく容易に
被保持物20の着脱作業を行うことができる。しかも、こ
の係止金具22を外すと同時に両クランプ16、18が被保持
物20から離脱して被保持物20を取り外すことができるの
で、従来のように締め付けねじを緩めるような繁雑な作
業を要することなく容易に取り外し作業を行うことがで
きる。したがって、着脱の作業性を向上させることがで
きる。

【００３８】また、本実施形態のクランプ機構10では、
被保持物20のクランプ機構10に挟持される部分の断面形
状と係合部38の断面形状とは互いに係合する正多角形で
形成してあるので、クランプ機構10と被保持物20との間
の回転方向の滑りを確実に防止して回転軸12の回転力を
確実に被保持物20に伝達することができる。

【００３９】なお、ここに説明した実施形態は本発明の
好ましい一形態であって、本発明はこれに限定されるも
のではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変形し
て実施することができることは勿論である。例えば、こ
の実施形態では、付勢手段をガイドロッド30と第１クラ
ンプ16との間に設けた圧縮コイルばねからなる戻しばね
24としたが、これには限られず例えば第１クランプ16と
ハウジング14との間に介在されてこれらを引き寄せる方
向に付勢する引張コイルばねからなるものとしても良
い。この場合も付勢手段により第１クランプ16を退避位
置に付勢することができる。

【００４０】また、本実施形態では係止手段を係止金具
22としているが、これには限られず例えば第１クランプ
16及び第２クランプ18の一方に形成した爪部と、第１ク
ランプ16及び第２クランプ18の他方に形成して爪部が係
合する穴部とであるようにしても良い。そして、爪部と
穴部との係止により第１クランプ16と第２クランプ18と
を連結する。この場合も、係止手段により被保持物20を
容易に着脱することができる。しかも、部品点数を削減
することができる。

【００４１】さらに、本実施形態では被保持物20を工作
物としているが、これには限られず試料片や工具とする
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るク
ランプ機構によれば、第１クランプと第２クランプとを
係止手段によって係合させれば、被保持物を挟持して保
持するので、従来のように締め付けねじを操作するよう
な繁雑な作業を要することなく被保持物をクランプさせ
ることができる。しかも、係止手段による係合を解除す
れば被保持物のクランプが解除されるので、被保持物の
取り外し作業も容易に行なえる。すなわち、被保持物の
着脱の作業性を向上させることができる。

【００４３】また、第１クランプを移動可能に収容する
と共に回転軸に取り付けられるハウジングを備えるの
で、被保持物をハウジングを介して回転軸により回転す
ることができる。

【００４４】また、請求項２の発明に係るクランプ機構
によれば、回転軸によりハウジングが回転されたときに
前記ガイドロッドを介して第１クランプが回転する。そ
して、この第１クランプの回転に伴われて第２クランプ
と被保持物が回転することになる。

【００４５】また、請求項３の発明に係るクランプ機構
によれば、前記係止手段による拘束が解かれた第１クラ
ンプを、前記保持位置から退避位置に簡単な構造で容易
に移動させることができる。

【００４６】また、請求項４の発明に係るクランプ機構
によれば、前記係止手段による拘束が解除された状態
で、手動により操作することなく、解放ばねの復元力を
受けて第２クランプが被保持物から離脱するから、被保
持物を解放する作業がより向上する。

【００４７】さらに、請求項５の発明に係るクランプ機
構によれば、クランプ機構と被保持物とを確実に係合さ
せることができ、該クランプ機構から被保持物への回転
力を確実に伝達させることができる。

【００４８】そして、請求項６の発明に係るクランプ機
構によれば、正多角形同士を合致させれば被保持物とク
ランプとを係合させることができるので、係合させるた
めの位置の調整を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るクランプ機構の構造を示す図
で、図２におけるＡ−Ａ線で切断した断面図である。

【図２】この発明に係るクランプ機構の概略を示す斜視
図である。

【図３】この発明に係るクランプ機構の構造を示す図
で、２図におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

【図４】この発明に係るクランプ機構の第１クランプの
概略を示す斜視図である。

【符号の説明】

10 クランプ機構 12 回転軸 14 ハウジング 16 第１クランプ 18 第２クランプ 20 被保持物 22 係止金具（係止手段） 24 戻しばね（付勢手段） 28 ガイド孔 28a 段部（被保持物に向いた面） 29 ばね収容部 30 ガイドロッド 37 解放ばね 38 係合部 40 ストッパ 42 フランジ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１クランプ及び第２クランプにより被
   保持物を挟持して保持するクランプ機構において、前記第１クランプを移動自在に収容すると共に回転軸に
   取り付けられるハウジングを備え、 前記第１クランプは前記被保持物を挟持する保持位置と
   該保持位置から退避した退避位置とに移動自在であり、 前記第２クランプは前記第１クランプに対して揺動自在
   に支持されて、 前記第１クランプと前記第２クランプとを係止して前記
   被保持物を保持させる係止手段と、 前記第１クランプを前記退避位置に向けて付勢する付勢
   手段とを備えたことを特徴とするクランプ機構。
2. 【請求項２】 前記第１クランプは、前記ハウジングに
   支持させたガイドロッドに案内されて該ガイドロッドに
   長手方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の
   クランプ機構。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、前記ガイドロッドと前
   記第１クランプの前記被保持物に対向した面とに連繋し
   て該第１クランプを押圧する戻しばねからなることを特
   徴とする請求項２に記載のクランプ機構。
4. 【請求項４】 前記第２クランプに、該第２クランプが
   被保持物を保持する位置から離脱させる方向に揺動させ
   るよう解放ばねの復元力を付勢したことを特徴とする請
   求項１ないし請求項３のいずれかに記載のクランプ機
   構。
5. 【請求項５】 前記第２クランプは、前記被保持物に係
   合することにより該被保持物を前記第２クランプに対し
   て周方向に固定する係合部を有することを特徴とする請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載のクランプ機
   構。
6. 【請求項６】 前記被保持物のクランプに連繋して保持
   される部分の断面形状と前記係合部の断面形状とを、互
   いに係合自在な正多角形に形成したことを特徴とする請
   求項５に記載のクランプ機構。