JP3150289U - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランプ装置を大きな減速比を持ちながら、小型化する。【解決手段】 電気モータ２の回転軸４が、平歯車１４の一方の面側から中心に結合されている。内歯車１６の歯１６ａに平歯車１４の歯１４ａが噛み合っている。平歯車１４に出力軸２０が固定され、それの中心に長さ方向に沿って形成された孔２６内に雌ねじ２８が形成されている。孔２６内にその長さ方向に沿って進退可能に駆動部材３４が設けられ、雌ねじ２８と螺合する雄ねじ３２ａが外周面に設けられている。駆動部材３４の進退に従って金型５４をクランプ部材４６がクランプする。平歯車１４と内歯車１６とは、偏心して配置され、歯数が異なっている。【選択図】 図１

Description

本考案は、金型をクランプするクランプ装置に関し、特に電気モータによって駆動されるものに関する。

従来、電気モータによって駆動されるクランプ装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、金型を支持台にクランプするためのクランプ具を上下方向に進退させるもので、クランプ具が先端に結合され、金型及び支持台を貫通して上方に伸びたロッドの基端が雌ねじ部材の下面に取り付けられている。雌ねじ部材の上面側には下方に向かう穴が形成され、この穴の内周面に雌ねじが形成されている。雌ねじ部材はハウジングに上下動可能にかつ回転不能に取り付けられている。雌ねじに螺合する雄ねじ部を下面に有する雄ねじ部材がハウジングに回転可能にかつ上下動不能に取り付けられている。雄ねじ部材の上面側が電気モータの出力軸に結合されている。電気モータの正逆回転に従って雄ねじ部が正逆回転し、この回転に従って雌ねじ部材が進退し、クランプ具が金型をクランプしたり、解放したりする。

特開平７−１３２４３１号公報

このように構成されたクランプ装置では、電気モータの回転が直接に雄ねじ部材に伝達されるので、大きな減速比を得ることができない。減速比を大きくするためには、電気モータと雄ねじ部材との間に減速機構を設ける必要があるが、減速機構を設けるとクランプ装置の全長が長くなる。特に、減速機構として高減速のものは、いくつもの歯車を組み合わせる必要があり、部品点数が増加する上に減速機構自体の長さも長くなる。

本考案は、全長を短くでき、かつ大きな減速比が得られるクランプ装置を提供することを目的とする。

本考案の一態様のクランプ装置は、電気モータを有し、この電気モータの出力軸が、平歯車の一方の面側の中心に結合されていると。この平歯車と噛み合う歯を内周面に有する内歯車がケースに固定されている。平歯車における前記電気モータが取り付けられている面と反対側の面に操作部材が固定されている。操作部材の中心には、長さ方向に沿って孔が形成され、この孔内に雌ねじが形成されている。この孔内にその長さ方向に沿って進退可能に駆動部材が設けられている。この駆動部材の外周面に、前記雌ねじと螺合する雄ねじが設けられている。この駆動部材の進退に従ってクランプ部材が駆動されて、金型をクランプする。例えば駆動部材の進行に従ってクランプすることもできるし、逆に駆動部材の後退に従ってクランプすることもできる。前記平歯車と前記内歯車とは、偏心して配置され、歯数が異なっている。

このように構成されたクランプ装置では、平歯車と内歯車とが偏心して、かつ異なる歯数とされているので、いわゆる差動偏心減速機構（ハイポサイクロイド機構）として機能し、大きな減速比が得られる。従って、電気モータに容量の小さい小型のものを使用することができ、クランプ装置の全長を短くすることができる。しかも内歯車と、その内部に配置された平歯車とによって減速機構が構成されているので、この減速機構の全長が短く、この減速機機構を使用しているクランプ装置の全長を、この点からも短くできる。また、減速機構が内歯車と平歯車との２部品で構成されているので、部品点数が少なく、保守点検が容易になる。

前記平歯車と前記内歯車との偏心方向と反対側に、同量だけ、前記平歯車と前記操作部材とを偏心して設けることもできる。このように構成すると、平歯車と内歯車との偏心をキャンセルすることができ、このクランプ装置を小型化することができる。

以上のように、本考案によれば、クランプ装置を、大きな減速比を持ちながら、小型なものとすることができる。

本考案の１実施形態のクランプ装置の部分破断側面図である。 図１のクランプ装置によって金型をクランプした状態を示す部分省略側面図である。

本考案の１実施形態のクランプ装置は、図１に示すように、電気モータ、例えば誘導電動機２を有している。誘導電動機２の回転軸４が、誘導電動機２の正面壁６から外部に突出している。この回転軸４に、減速機構の入力軸８の中心が、その一方の面から他方の面まで貫通して挿通されている。符号１０で示しているのは、回転軸４を回転自在に支持しているベアリングである。入力軸８にベアリング１２を介して平歯車１４が取り付けられている。平歯車１４は、その外周面に歯１４ａを有し、歯数は例えば１１９とされている。

この平歯車１４は、内歯車１６と噛み合っている。内歯車１６は、環状に形成され、その内周面に歯１６ａを有するもので、その歯数は１２０とされている。即ち、平歯車１４の歯数の方が内歯車１６の歯数よりも少なくされている。この内歯車１６は、正面壁６に取り付けられた例えば円柱状のケーシング１８内に配置され、クラッチ１９によって正面壁６側に回転不能に押しつけられている。内歯車１６の歯１６ａが平歯車１４の歯１４ａと噛み合っている。ただし、内歯車１６は、その歯数が平歯車１４の歯数より多く、例えば１つ多く、また回転軸４と同心に配置されているが、平歯車１４は、符号ｄで示すように回転軸４に対して偏心するように配置されている。

平歯車１４における誘導電動機２と反対側の面に、操作部材、例えば出力軸２０が取り付けられている。出力軸２０は、誘導電動機２の回転軸４と同心となるように、平歯車１４に取り付けられている。即ち、平歯車１４と内歯車１６との偏心と同じ量だけ、反対側にずらせて出力軸２０が設けられている。符号２２で示すのは、出力軸２０を回転自在に支持するベアリングで、ケーシング１８に対する蓋部材２４に設けられている。出力軸２０の先端は、この蓋部材２４から突出している。

この出力軸２０の中心には、その長さ方向（回転軸４の長さ方向）に沿って孔２６が形成されている。この孔２６は、誘導電動機２と反対側で開口しており、この孔２６内には雌ねじ２８が形成されている。

この雌ねじ２８に、駆動部材３０の雄ねじ部３２の雄ねじ３２ａが螺合している。雄ねじ部３２は、例えば円柱状に形成され、その外周面に雄ねじ３２ａが形成されたものである。駆動部材３０では、雄ねじ部３２の誘導電動機２と反対側の端部側が、孔２６から突出しており、その端部側に設けた首部３４を介して例えば円柱状の膨大部３６が一体に設けられている。

蓋部材２４に接して固定部材３８が設けられ、出力軸２０の先端を覆っている。この固定部材３８には、駆動部材３０の膨大部３６が進退する貫通案内孔４０が、回転軸４の長さ方向に沿って形成されている。固定部材３８と一体に支持部４２が設けられている。支持部４２は、固定部材３８の幅寸法（紙面の表裏方向の寸法）よりも短い幅寸法を有し、図示していないが固定部材と共に平面形状が横倒した凸字状をなしている。貫通案内孔４０に連ねた貫通案内４４を有している。膨大部３６は、この貫通案内孔４４内にその長さ方向には進退可能であるが、回転不能となるようにスプライン嵌合されている。符号４５で示したのがスプラインである。膨大部３６の先端は、貫通案内孔４４の回転軸４と反対側の端部付近である先端部付近に位置している。

この支持部材４２の両側（紙面の表裏方向）に跨ってクランプ部材４６が配置され、支持部材４２の両側を通って固定部材３８の回転軸４と反対側の面である前面付近まで後部が伸びている。このクランプ部材４６は、その下部が回転軸４８によって支持部材４２に回転自在に支持され、矢印で示すように回転することが可能である。また、クランプ部材４６の回転軸４と反対側の縁部の中途には、押圧部５０が形成されている。この押圧部５０は、矢印で示すようにクランプ部材４６が回転したとき、支持台５２上にある金型５４を支持台５２に押圧してクランプする。クランプ部材４６における支持部材４２の固定部材３８と反対側の面側には、膨大部３６の先端に接触するように半円柱状の当接部５６が埋設されている。

また、固定部材３８の前面側から復帰用押圧部材５８が突出し、クランプ部材４６の後部に接触している。この復帰用押圧部材５８は、固定部材３８内に設けられ、前面側で開口している穴６０内に進退可能に設けられ、この穴６０の内奥部から復帰用押圧部材５８の後面に接触している弾性部材、例えばコイルばね６２によってクランプ部材４６側に押圧されている。

このように構成されたクランプ装置において、例えば図１に示すように膨大部４４が当接部５６に接触しているが、押圧部５０が金型５４を押圧していない状態にあるとする。この状態において、誘導電動機２を一方の方向に回転させると、平歯車１４が内歯車１６の周りを回転する。この際、両者の歯数相違（１１９と１２０）と偏心とによって大きな減速比（１／１１９）が得られる。このように、平歯車１４と内歯車１６とによる１段の組み合わせによって大きな減速比が得られる。この大きく減速されている平歯車１４と同じ回転数で出力軸２０が回転し、膨大部３６が回転不能とされているので、雄ねじ部材３２が金型５４方向に前進する。この前進によってクランプ部材４６の当接部５６が膨大部３６の先端によって金型５４方向に押圧され、クランプ部材４６は矢印で示すように回転軸４８の周りに回転し、図２に示すように、押圧部５０が金型５４に接触し、支持台５２に押圧して、金型５４をクランプする。クランプが完了した時点で、誘導電動機２の回転は停止される。このクランプ部材４６の回転の際に、復帰用圧部材５８がコイルばね６２の押圧力に抗して穴６０内に後退させられる。

このクランプ状態において、誘導電動機２を他方の方向に回転させると、上述したのとは逆方向に出力軸２０が回転し、雄ねじ部材３２が後退する。このとき、復帰用押圧部材５８がコイルばね６２の押圧力によってクランプ部材４６側に突出し、クランプ部材４６を回転軸４８の周りに図１に示す矢印とは逆方向に回転させ、クランプ部材４６による金型５４のクランプが解除され、図１に示す状態に戻る。この状態で誘導電動機２は停止される。このように誘導電動機２は、クランプ時及びクランプ解除時のわずかな時間のみ使用される。

なお、金型５４の高さ寸法が例えば図１に示すものよりも小さい場合には、雄ねじ部材３２の前進量を、図１の金型５４の場合の前進量よりも大きくすることによって対処することができるし、金型５４の高さ寸法が図１に示すものよりも大きい場合には、雄ねじ部材３２の前進量を、図１の金型５４の場合の前進量よりも小さくすることによって対処することができる。

また、このクランプ装置は、図示していない押し引き装置によって支持台５２の位置に搬送されて金型をクランプする。

このクランプ装置では、大きな減速比を、内歯車１６と、その内部に配置された平歯車１４という簡単な構成で得ることができ、減速機構の全長を短くすることができる。しかも、平歯車１４と内歯車１６という簡単な構成で大きな減速比を得ることができるので、誘導電動機２には容量の小さな小型のものを使用することができる。従って、クランプ装置の全長も短くすることができる。また、誘導電動機２は、上述したようにクランプ時及びクランプ解除時のわずかな時間だけ使用するので、大電流を流せる短時間定格仕様のものを使用することができ、この点からも誘導電動機２に小型のものを使用することができ、クランプ装置の小型化に貢献する。また、誘導電動機２の回転軸４と出力軸２０とは、平歯車１４が偏心しているにも拘わらず、同軸に配置されているので、ケーシング１８の外径を小さくすることができる。

上記の実施形態では、クランプ部材４６を駆動部材３０によって押圧して金型５４をクランプする構成を示したが、特許文献１に開示されているものと同様に、膨大部３６を支持台及び金型を貫通させて金型の外方に突出させ、その先端にクランプ部材を一体に設け、クランプ部材を後退させて、金型を支持台に押圧してクランプさせる構成も使用することができる。また、上記の実施形態では、誘導電動機２を使用してこれに対する制御装置を不要としたが、制御装置を使用することを厭わなければ、サーボモータやブラシレスモータ、ステッピングモータ等を電気モータとして使用することができる。

２ 誘導電動機（電気モータ）
４ 回転軸
１４ 平歯車
１６ 内歯車
２０ 出力軸（操作部材）
２８ 雌ねじ
３０ 駆動部材
３２ 雄ねじ部
４６クランプ部材

Claims (2)

1. 電気モータと、
   この電気モータの回転軸が、一方の面側から中心に結合されている平歯車と、
   この平歯車と噛み合うように内周面に歯を有し、ケースに固定されている内歯車と、
   前記平歯車の前記電気モータの取り付け面と反対側の面に固定され、中心に長さ方向に沿って形成された孔内に雌ねじが形成されている操作部材と、
   前記孔内にその長さ方向に沿って進退可能に設けられ、前記雌ねじと螺合する雄ねじが外周面に設けられた駆動部材と、
   この駆動部材の進退に従って駆動されて、金型をクランプするクランプ部材とを、
   具備し、前記平歯車と前記内歯車とは、偏心して配置され、歯数が異なっている
   クランプ装置。
2. 請求項１記載のクランプ装置において、前記平歯車と前記内歯車との偏心方向と反対側に、同量だけ、前記平歯車と前記操作部材とが偏心して設けられているクランプ装置。
   

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