JP3184760U - リニアクランパ - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ、アンクランプの操作を、簡単かつ確実に行うことができるリニアクランパを提供する。
【解決手段】把持対象物１００に着脱自在に装着される筒状体で、内周側に把持対象物の表面との間に、その軸方向一方に向けて徐々に隙間が小さくなるくさび状空間を構成するテーパー面が設けられたクランパ本体３１と、くさび状空間に配置される転動体と、それを保持するリテーナ３３と、それを介して転動体をテーパー面に食い込む方向に付勢してクランパ本体を把持対象物に対して常時クランプ状態に保持するスプリングと、を有するクランパユニット３と、クランパ本体とリテーナを軸方向に挟むように設けられた第１及び第２操作ノブ５１，５２と、第１及び第２操作ノブを把持対象物の軸方向に伸縮可能に連結する伸縮機構５３と、を有する操作ユニット５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本考案は、たとえば支柱等に装着され一方向の移動を許容し他方向の移動を阻止する構成のリニアクランパに関し、特に、クランプ状態を解除する簡易な操作ユニットを備えたリニアクランパに関する。

従来のリニアクランパとして、本出願人は、既に、特許文献１に記載のようなリニアストッパを提案している。
このクランパは、ガイド部材に着脱自在に装着可能で、ガイド部材の表面との間にガイド部材の延伸方向一方に向けて徐々に隙間が小さくなるテーパー面が設けられたストッパ本体と、テーパー面部分に配置される転動体と、転動体を保持するリテーナと、リテーナを介して転動体をテーパー面に食い込む方向に押圧して転動体をガイド部材の表面とテーパー面に圧接させるスプリングと、を備えている。このような構成とすることにより、ガイド部材に対してテーパー面の隙間が大きい側へのストッパ本体の相対移動が阻止され、ガイド部材に対してテーパー面の隙間が小さい側へのストッパ本体の相対移動は許容される構成となっていた。
この移動が阻止される側のクランプ状態を強制的に解除する方法として、スプリングの付勢力によってテーパー面に押し付けられている転動体を、リテーナを介して、強制的にテーパー面から離れる方向に移動させることによって、テーパリングのストッパ本体の相対移動を可能とする解除機構が設けられていた。
しかし、特許文献１に記載のものは、解除機構が複雑で、より簡単で汎用性のある解除機構が要請されている。

ＷＯ２０１１／０８１２０９

本考案の目的は、クランプ、アンクランプの操作を、簡単かつ確実に行うことができる解除機構付きのリニアクランパを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案は、線状に延びる把持対象物に着脱自在に装着される筒状体であって、内周側に把持対象物の表面との間に把持対象物の軸方向一方に向けて徐々に隙間が小さくなるくさび状空間を構成するテーパー面が設けられたクランパ本体と、前記くさび状空間に配置される転動体と、該転動体を保持するリテーナと、前記リテーナを介して転動体をくさび状空間に食い込む方向に付勢してクランパ本体を把持対象物に対して常時クランプ状態に保持する付勢手段と、を有するクランパユニットと、
クランパ本体とリテーナを軸方向に挟むように設けられる一対の操作部材と、該一対の操作部材を前記把持対象物の軸方向に伸縮可能に連結する伸縮機構と、を有する操作ユニットと、を備え、前記操作ユニットには、軸方向における一方の端部に軸方向で保持対象物と当接する当接部が設けられていることを特徴とする。

リテーナはクランプ状態で前記クランパ本体の一方の端部から突出する突出端部を有し、一対の操作部材のうち一方の操作部材は前記リテーナの突出端部に係合し、他方の操作部材は前記リテーナの突出端部と反対側のクランパ本体の端部に係合する構成とすること
ができる。
また、リテーナの突出端部に係合する操作部材は、クランパ本体の外周に嵌合する嵌合筒部を有し、嵌合筒部には、凹溝などの指掛け部を設けるようにしてもよい。
伸縮機構は、一対の操作部材の一方から軸方向に延びるガイド軸と、他方に操作部材に設けられる前記ガイド軸が摺動自在に挿入されるガイド孔とを備えた構成とすることができる。
ガイド軸は筒状で、ガイド軸内に挿通されるねじ部材によって一方の操作部材に固定され、ねじ部材の頭部が他方の操作部材に係合して一対の操作部材同士を連結する構成とすることが好適である。

本考案によれば、一対の操作部材間の間隔を縮める操作により、付勢手段の付勢力に抗してリテーナがクランパ本体に対して押し込み、転動体をくさび状空間から離れる方向に移動させることができ、簡単にクランプ状態を解除することができる。
また、一対の操作部材から手を離せば、付勢手段の付勢力によって、一対の操作部材間の伸縮機構が伸張し、転動体がくさび状空間のテーパー面に食い込み、再びクランプされ、常時クランプ状態に維持することができる。
また、操作ユニットの当接部を保持対象物に当接させることで、保持対象物を把持対象物上の所定位置に保持することができる。
さらに、クランパユニットと操作ユニットを組み合わせる構成とすることにより、クランパユニットあるいは操作ユニットを共通化し、使用用途に応じて種々組み合わせることにより、汎用性が高まる。

また、リテーナの突出端部をクランパ本体から露出させておけば、一対の操作部材による挟みこみ構造を容易に実現でき、構造が簡素化される。
また、リテーナの突出端部に係合する操作部材にクランパ本体の外周に嵌合する嵌合筒部を設ければ、一方の操作部材とリテーナとの位置合わせが容易となる。
また、嵌合筒部に指掛け部を設けることにより、アンクランプ操作が一層容易になる。
指掛け部を凹溝としておけば、外周に突出部がなく、リニアクランパ周りの装置との干渉を避けることができ有利である。
伸縮機構を、ガイド軸とガイド孔の構成とすれば、操作が確実にできる。
ガイド軸は筒状で、ねじ部材によって固定することにより、操作部材同士の連結機構が単純化できる。

図１（Ａ）は本考案の実施の形態１に係るリニアクランパのクランプ状態を示す図、（Ｂ）はアンクランプ状態を示す図である。 図２は図１のリニアクランパの概略分解断面図である。 図３は、図１のリニアクランパのクランパユニットの概略構成を示すもので、（Ａ）はクランプ状態の断面図、（Ｂ）はアンクランプ状態の断面図、（Ｃ）は転動体部分における中心軸と直交方向の断面図である。 図４は、図１のリニアクランパの使用形態例を示す図である。

以下に、本考案の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１及び図２は、本考案の実施の形態１に係る解除装置を備えたリニアクランパを示している。
すなわち、このクランパ１は、直線状に延びる把持対象物１００に着脱自在に装着されるクランパユニット３と、操作ユニット５とを備えている。把持対象物１００は、図示例
では丸軸である。

クランパユニット３は、図３に示すように、クランパ本体３１と、クランパ本体３１内周に組み込まれる転動体３２と、転動体３２を保持するリテーナ３３と、リテーナ３３を介して転動体を付勢する付勢手段としてのスプリング３４と、を有している。
クランパ本体３１は円筒形状の筒状体で、その内周側に把持対象物１００の表面との間に把持対象物１００の軸方向一方に向けて徐々に隙間が小さくなるくさび状空間を構成するテーパー面３５が設けられている。
転動体３２は、円周方向複数個所、この例では６箇所に等配されている。
転動体３２としては、図３(Ｃ)に拡大して示すように、グォードローラが用いられている。グォードローラは、中心軸線を通る面で切断した断面形状が、円弧状で凹形状の中央凹面部３２ａと、中央凹面部３２ａの軸方向両端側に連続しローラ中心軸を通る面で切断した断面形状が円弧状で凸形状の端部凸面部３２ｂとを備えた構成となっている。中央凹面部３２ａが把持対象物１００に線接触し、端部凸面部３２ｂがテーパー面３５に転動自在に線接触する構成となっている。

このように、転動体３２としてグォードローラを用いることにより、接触部が線接触となって、接触面積が増大するので、摩擦トルクが増大し、把持力を増大させることができる。もっとも、転動体としては、グォードローラに限定されるものではなく、ボールを用いてもよいし、球面ローラを用いてもよいし、把持対象物１００及びテーパー面の横断面形状を直線的な平坦面とした場合には、円筒状のローラを用いることもでき、クランプ機構の構造、形状に応じて、種々の転動体を利用することができる。

リテーナ３３は薄肉の円筒形状で、クランプ状態でクランパ本体３１の一方の端部から突出して露出する突出端部３３ａを有し、転動体３２を回転自在に保持する保持穴３３ｂが設けられている。
スプリング３４はコイルスプリングで、一端がクランパ本体３１に設けられたバネ座３６に係合し、他端がリテーナ３３のクランパ本体３１内に位置する突出端とは反対側の端部に係合している。スプリング３４は、圧縮状態で装着されており、リテーナ３３を介して転動体をくさび状空間のテーパー面３５に食い込む方向に付勢してクランパ本体３１を把持対象物１００に対して常時クランプ状態に保持している。アンクランプは、リテーナ３３の突出端部３３ａを、スプリング３４の付勢力に抗して押し込むことにより転動体３２をテーパー面３５から離れる方向に移動させる構成となっている。
なお、付勢手段としてはコイルスプリングに限定されるものではなく、空気バネや、磁力による付勢を利用することも可能である。

操作ユニット５は、図１及び図２に示すように、クランパ本体３１とリテーナ３３を軸方向に挟むように設けられる一対の操作部材である第１操作部材としての第１操作ノブ５１と、第２の操作部材としての第２操作ノブ５２とを有し、これら第１操作ノブ５１と第２操作ノブ５２が、把持対象物１００の軸方向に伸縮可能な伸縮機構５３によって連結されている。
第１操作ノブ５１はリテーナ３３の突出端部３３ａに係合し、他方の第２操作ノブ５２はクランパ本体３１のリテーナ３３の突出端部３３ａとは反対側の端部に係合する構成となっている。

第１操作ノブ５１は、リテーナ３３の突出端部３３ａに係合する基部５１１と、基部５１１からクランパ本体３１に向けて延びてクランパ本体３１外周に嵌合する円筒状の嵌合筒部５１２を有し、嵌合筒部５１２には指掛け部５１３が設けられている。
基部５１１の内径はリテーナ３３の外径よりも小さく、そのリテーナ３３の突出端部３３ａと対向する内周角部に、リテーナ３３の突出端部３３ａの外周角部が係合するL字形
状の係合溝５１４が形成されている。

なお、基部５１１と嵌合筒部５１２の外周は同一の円筒面上に形成されており、第１操作ノブ５１は、全体としては基部５１１の部分が内向きフランジ状に突出する円筒形状となっている。なお、上記嵌合筒部５１２に設けられる指掛け部５１３は、底部が断面円弧状の凹溝によって構成されている。
このようにリテーナ３３の突出端部３３ａに係合する第１操作ノブ５１にクランパ本体３１の外周に嵌合する嵌合筒部５１２を設けておけば、リテーナ３３との位置合わせが容易となる。また、指掛け部５１３を凹溝としておくことにより、外周に突出部がなく、リニアクランパ１周りの装置との干渉を避けることができ有利である。

また、基部５１１の内周には、把持対象物１００との間にブッシュ５１５が装着され、把持対象物１００を案内している。ブッシュ５１５は、つば付き円筒形状で、内周面が把持対象物１００とすべり接触する構成となっている。

第２操作ノブ５２は、クランパ本体３１の端部外周に嵌合する嵌合リング部５２１と、この嵌合筒部５２１の一端から径方向内方に向かって突出する内向きフランジ部５２２と、を備えている。
伸縮機構５３は、第１操作ノブ５１から軸方向に延びるガイド軸５３１と、他方の第２操作ノブ５２部材に設けられガイド軸５３１が摺動自在に挿入されるガイド孔５３２とを備えた構成となっている。ガイド軸５３１は筒状で、ガイド軸５３１内に挿通されるねじ部材５３３によって第１操作ノブ５１に固定され、ねじ部材５３３の頭部５３３ａが第２操作ノブ５２に係合し、第１操作ノブ５１と第２操作ノブ５２を連結する構成となっている。
第２操作ノブ５２には、ねじ部材５３３の頭部５３３ａが収納される座ぐり穴５２３が設けられている。座ぐり穴５２３の深さは頭部５３３ａの高さよりも深く、座ぐり穴５２３の底面に頭部５３３ａの座面が当接し、頭部５３３ａの座面にガイド軸５３１の端部が当接して締め付け固定されている。

次に上記構成のリニアクランパの作用について説明する。
通常は、図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、スプリング３４の付勢力によって、転動体３２がくさび状空間のテーパー面３５に食い込み、常時クランプ状態となっている。この状態では、図中、把持対象物１００に対してリニアクランパ１を右方向に移動させようとすると、転動体３２がテーパー面３５に食い込む方向に転がろうとし、移動が阻止される。一方、リニアクランパ１を、図中、左方向に移動させる場合には、転動体３２がテーパー面３５から離れる方向に転がるので、移動が許容される。移動が許容されるが、転動体３２は所定の接触圧でテーパー面３５及び把持対象物１００に接触しているので、接触抵抗によって把持状態が保持される。

アンクランプする場合には、図１（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、第１操作ノブ５１の指掛け部５１３に指を掛け、第１操作ノブ５１に対して第２操作ノブ５２を押し込む。これにより、スプリング３４の付勢力に抗してリテーナ３３の突出端部３３ａがクランパ本体３１内に押し込まれ、転動体３２がテーパー面３５から離れる方向に移動し、クランプ状態が解除される。第２操作ノブ５２はガイド軸５３１に沿って案内されるので、スムースに押し込むことができる。アンクランプすることにより、リニアクランパ１は、把持対象物１００に対して、図上、左右いずれの方向にも移動させることができる。
また、第１操作ノブ５１及び第２操作ノブ５２から手を離せば、スプリング３４の付勢力によって、伸縮機構５３が伸張し、転動体３２がくさび状空間のテーパー面３５に食い込み、再びクランプされ、常時クランプ状態に維持することができる。
このように、クランパユニット３と操作ユニット５を組み合わせる構成とすることによ
り、クランパユニット３あるいは操作ユニット５を共通化し、使用用途に応じて種々組み合わせることにより、汎用性を高めることができる。

図４は、上記リニアクランパ１の使用形態例を示している。
すなわち、軸形態の把持対象物１００に沿って保持対象物２００が軸方向に移動自在に支持されている状態で、保持対象物２００は把持対象物１００の段差部１００ａとリニアクランパ１にて挟み付けられた状態で保持される。すなわち、操作ユニット５の軸方向における一方の端部である第１操作ノブ５１の端面が保持対象物２００と当接する当接部である当接面５５となっている。
保持対象物２００を固定する際には、操作ユニット５を図中左方向（移動が許容される方向）に移動し、第１操作ノブ５１の当接面５５を保持対象物２００の一方の面に当接させ、反対面を段差部１００ａに突き当てて挟み込む。この状態で、図中リニアクランパ１が把持対象物１００に対して右方向への移動が阻止されるので、保持対象物２００は位置決め固定される。
一方、保持対象物２００を移動する際には、リニアクランパ１の操作ユニット５の第１操作ノブ５１と第２操作ノブ５２を挟んでリテーナ３３を押し込んでアンロック状態とし、リニアクランパ１を図中右方向へ移動することにより、保持対象物２００を移動させることができる。

なお、保持対象物２００との当接面を第１操作ノブ５１としているが、これに限定されるものではなく、要するに操作ユニット５の軸方向における一方の端部に当接面が設けられていればよい。また、図示例では、保持対象物２００の一方の面を段差部に突き当てる構成となっているが、たとえば、リニアクランパを２つ仕様して挟み込むようにしてもよいし、使用形態は図示例に限定されない。
さらに、本考案は上記実施の形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の構成を採用することができる。

１ クランパ
３ クランパユニット
３１ クランパ本体
３２ 転動体、３２ａ 中央凹面部、３２ｂ 端部凸面部
３３ リテーナ、３３ａ 突出端部、３３ｂ 保持穴
３４ スプリング
３５テーパー面
３６ バネ座
５ 操作ユニット
５１ 操作ノブ
５１１ 基部、５１２ 嵌合筒部、５１３ 指掛け部、 ５１４ 係合溝、５１５ ブッシュ
５２ 操作ノブ
５２１ 嵌合リング部、５２１ 嵌合筒部、５２２ フランジ部
５２３ 座ぐり穴
５３ 伸縮機構
５３１ ガイド軸、５３２ ガイド孔、５３３ ねじ部材、５３３ａ頭部
１００ 把持対象物
２００ 保持対象物

Claims (7)

1. 把持対象物に着脱自在に装着される筒状体であって、内周側に把持対象物の表面との間に把持対象物の軸方向一方に向けて徐々に隙間が小さくなるくさび状空間を構成するテーパー面が設けられたクランパ本体と、前記くさび状空間に配置される転動体と、該転動体を保持するリテーナと、前記リテーナを介して転動体をくさび状空間に食い込む方向に付勢してクランパ本体を把持対象物に対して常時クランプ状態に保持する付勢手段と、を有するクランパユニットと、
   クランパ本体とリテーナを軸方向に挟むように設けられる一対の操作部材と、該一対の操作部材を前記把持対象物の軸方向に伸縮可能に連結する伸縮機構と、を有する操作ユニットと、を備え、
   前記操作ユニットには、軸方向における一方の端部に軸方向で保持対象物と当接する当接部が設けられていることを特徴とするリニアクランパ。
2. リテーナはクランプ状態で前記クランパ本体の一方の端部から突出する突出端部を有し、一対の操作部材のうち一方の操作部材は前記リテーナの突出端部に係合し、他方の操作部材は前記リテーナの突出端部と反対側のクランパ本体の端部に係合する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載のリニアクランパ。
3. リテーナの突出端部に係合する操作部材は、クランパ本体の外周に嵌合する嵌合筒部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアクランパ。
4. 嵌合筒部には指掛け部が設けられている請求項３に記載のリニアクランパ。
5. 指掛け部は凹溝である請求項４に記載のリニアクランパ。
6. 伸縮機構は、一対の操作部材の一方から軸方向に延びるガイド軸と、他方に操作部材に設けられる前記ガイド軸が摺動自在に挿入されるガイド孔とを備えた構成である請求項１乃至５のいずれかの項に記載のリニアクランパ。
7. ガイド軸は筒状で、ガイド軸内に挿通されるねじ部材によって一方の操作部材に固定され、ねじ部材の頭部が他方の操作部材に係合して一対の操作部材同士を連結する構成となっている請求項６に記載のリニアクランパ。

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