JP3191218U - 直線クランパ - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ材で形成されたガイド部材に対して適用されるクランパにおいて、保持力及び耐久性に優れたクランパを提供する。【解決手段】軸Ｘ方向に伸びたアルミシャフト２と、アルミシャフト２の外周面２ａに転動可能に接触する樹脂で形成されたグォードローラ５と、グォードローラ５を保持するリテーナ７と、アルミシャフト２が挿入される軸孔４ａを有し、軸孔４ａの内周面にアルミシャフト２の外周面２ａとの間でグォードローラ５を挟み込むテーパ面４ｂを有するクランパ本体４と、クランパ本体４から、グォードローラ５をテーパ面４ｂに噛込む方向へリテーナ７を付勢するスプリング６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、アルミフレーム用の直線クランパに関するものである。

従来、直線状又は曲線状の線状に延びるガイド部材で物体の移動を案内する案内装置においては、ガイド部材にアルミ（アルミニウム）材が使用される場合がある。このような、アルミ材で形成されたガイド部材に対して、物体の移動を規制するために、ブレーキシュ等の摩擦材を用いた場合、大きな保持力を得ることが難しかった。
これに対して、ボール等の転動体を用いたクランパ（ストッパ）を用いることが考えられる。

このようなクランパには、シャフト（ガイド部材）の表面との間に、シャフト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面が設けられた外筒と、テーパ面部分に配置される転動体と、転動体を保持する保持器と、保持器を介して転動体をテーパ面に食い込む方向に押圧して転動体をシャフトの表面とテーパ面に圧接させるスプリングと、が備えられている。

このような構成とすることにより、シャフトに対してテーパ面の隙間が大きい側への外筒の相対移動が阻止される構成となっていた。
なお、関連する従来例が開示された文献としては、特許文献１がある。

特開平１１−４５０８号公報

しかしながら、上記のような従来のクランパにおいても、アルミ材で形成されたガイド部材に対して適用される場合には、圧痕等が発生してしまい、十分な保持力と耐久性が得られないことが懸念される。

本考案の目的は、アルミ材で形成されたガイド部材に対して適用されるクランパにおいて、保持力及び耐久性に優れた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の直線クランパにあっては、
軸方向に伸びたアルミフレームと、
前記アルミフレームの外周面に転動可能に接触するグォードローラ形状に樹脂で形成された転動体と、
前記転動体を保持する保持器と、
前記アルミフレームが挿入される軸孔を有し、前記軸孔の内周面に前記アルミフレームの外周面との間で前記転動体を挟み込むテーパ部を有する外筒と、
前記外筒から、前記転動体を前記テーパ部に噛込む方向へ前記保持器を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする。

前記アルミフレームは、前記軸方向に伸びた取付溝を有し、
前記保持器は前記取付溝に挿入され、前記保持器と前記アルミフレームとの相対回転運動を防止する第１回り止め部を有することも好適である。

前記保持器は、前記軸方向に伸びた案内溝を有し、
前記外筒は前記案内溝に挿入され、前記外筒と前記保持器との相対回転運動を防止する第２回り止め部を有することも好適である。

前記第１回り止め部は、アルミ材が押出し成型されることで溝状に形成されていることも好適である。

前記第２回り止め部は、アルミ材が押出し成型されることで溝状に形成されていることも好適である。
前記転動体は、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成されるものであることが好適であり、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いることができる。

本考案によれば、アルミ材で形成されたガイド部材に対して適用されるクランパにおいて、保持力及び耐久性に優れたクランパを提供することが可能となる。

実施例の直線クランパの概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの直線クランパを示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す概略断面図。 （ａ）は軸方向から見たときの直線クランパを示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す概略断面図。 （ａ）は軸方向から見たときの直線クランパの外観を示す概略図、（ｂ）は軸方向に直交する方向から見たときの直線クランパの外観を示す概略図。

以下に図面を参照して、この考案を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、考案が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この考案の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例］
以下に、実施例について説明する。
図１は、本実施例の直線クランパ１の概略構成を示す図である。図１（ａ）は、軸方向から見たときの直線クランパ１を説明するための概略図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す概略断面図である。
図２（ａ）は、図１（ａ）同様、軸方向から見たときの直線クランパ１を示す概略図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す概略断面図である。
図３（ａ）は、軸方向から見たときの直線クランパ１の外観を示す概略図であり、図３（ｂ）は、軸方向に直交する方向から見たときの直線クランパ１の外観を示す概略図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ），２（ａ）においては要部を示す図としている。

図１に示すように、本実施例の直線クランパ１は、軸Ｘ方向（図１（ｂ）に矢印で示す方向）に伸びたアルミシャフト（アルミフレーム）２と、アルミシャフト２に着脱可能に装着されたクランパユニット３とから構成されている。アルミシャフト２の外周面（表面）２ａには、軸Ｘ方向に伸びる複数の取付溝２ｂが設けられている。

クランパユニット３は、外筒としてのクランパ本体４と、転動体として樹脂でグォード
ローラ形状に形成されたローラ（以下、グォードローラ）５と、付勢手段としてのスプリング６と、グォードローラ５を保持する保持器としてのリテーナ７とを備えている。

クランパ本体４は、アルミシャフト２が挿入される軸孔４ａを備えた閉断面構造のブロック体で構成されている。そして、クランパ本体４の軸孔４ａの表面（内周面）には、アルミシャフト２の外周面２ａとの間で、グォードローラ５を挟み込むテーパ面（テーパ部）４ｂを有する。ここで、テーパ面４ｂは、アルミシャフト２の外周面２ａとの間で、アルミシャフト２の軸Ｘ方向の一方向（図１（ｂ）では左側）に向けて徐々に隙間が小さくなるくさび状空間８を構成する傾斜面である。

グォードローラ５は、クランパ本体４の軸孔４ａの表面と、アルミシャフト２の外周面２ａそれぞれに対して転動可能に接触するように配置されている。
グォードローラ５は、アルミシャフト２の円周方向に所定間隔で複数配置されており（本実施例では４カ所に等配されている）、リテーナ７に回転自在に保持されている。

グォードローラ５は、ローラの回転軸（以下、ローラ中心軸線）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５ａと、中央凹面部５ａのローラ中心軸線方向両端側に連続しローラ中心軸線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５ｂとを備えた構成となっている（図１（ａ）参照）。そして、中央凹面部５ａがアルミシャフト２の外周面２ａに線接触し、端部凸面部５ｂがテーパ面４ｂに転動自在に線接触する構成となっている。

ここで、グォードローラ５は、スーパーエンプラ（スーパーエンジニアリングプラスチック）で形成されるものであるとよく、スーパーエンプラとしては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を例示することができる。また、直線クランパの仕様に応じて適宜、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）等のエンプラを適用してもよい。

本実施例では、アルミシャフト２の形状は図に示すように、円筒形状ではなく、後述のように、アルミシャフト２の外周部には、軸Ｘ方向に伸びた取付溝２ｂが設けられている。グォードローラ５の中央凹面部５ａが接触するアルミシャフト２の外周面は、中央凹面部５ａが線接触可能な領域であればよく、すなわち軸Ｘに直交する断面をとったときに円弧状となる領域であればよい。本実施例の外周面２ａは、アルミシャフト２の外周部のうち取付溝２ｂ以外の領域であって、軸Ｘに直交する断面をとったときに円弧状となるように形成されている。

リテーナ７は薄肉の略円筒形状をなしており、保持穴でグォードローラ５を回転自在に保持している。
リテーナ７には、軸Ｘ方向に伸びた案内溝７ｅが設けられており、クランパ本体４には、この案内溝７ｅに挿入され係合される係合部（凸部、第２回り止め部）４ｃが設けられている。このような構成により、リテーナ７とクランパ本体４とは相対的に軸Ｘ方向には移動可能であるが、リテーナ７とクランパ本体４との相対回転運動は防止されている。
また、リテーナ７には、クランパ本体４の一方の端部（図１（ｂ）では左側の端部）から軸Ｘ方向でクランパ本体４の外側へ突出して露出する突出端部７ａが設けられている。

なお、リテーナ７とクランパ本体４とが相対的に軸方向には移動可能で回転方向には移動不能に構成されるものであれば、上記構成に限るものではなく、例えば、リテーナ７に設けられた軸Ｘ方向の溝と、クランパ本体４の凸部が係合するものであってもよい。

アルミシャフト２には、軸Ｘ方向に伸びた取付溝２ｂが設けられており、リテーナ７に
は、この取付溝２ｂに挿入され係合される係合部（凸部、第１回り止め部）７ｃが設けられている。このような構成により、リテーナ７とアルミシャフト２とは相対的に軸Ｘ方向には移動可能であるが、リテーナ７とアルミシャフト２との相対回転運動が防止されている。

なお、リテーナ７とアルミシャフト２とが相対的に軸方向には移動可能で回転方向には移動不能に構成されるものであれば、上記構成に限るものではなく、例えば、リテーナ７に設けられた軸Ｘ方向の溝と、アルミシャフト２の凸部が係合するものであってもよい。

リテーナ７とクランパ本体４は、アルミ材が押出し成型されることで形成されたものであるとよく、リテーナ７の案内溝７ｅと、クランパ本体４の係合部４ｃは、アルミ材が押出し成型されることで溝状に形成されるものであるとよい。このアルミ材においては、アルマイト処理、硬質アルマイト処理、又は超硬質アルマイト処理（二硫化モリブデン含有処理してもよい）されたものであるとより好ましい。

スプリング６はコイルスプリングで、一端がクランパ本体４に設けられたバネ座９に係合し、他端は、リテーナ７の（突出端部７ａとは軸方向で反対側となる）端部７ｂに係合している。バネ座９は、バネ座９に隣接して設けられたストップリング（止め輪）１０により支持され、スプリング６が付勢力を発揮できるように構成されている。

そして、スプリング６は、圧縮状態でクランパ本体４に装着されており、クランパ本体４に対してリテーナ７を相対的に、グォードローラ５がくさび状空間８に食い込む（テーパ面４ｂに噛込む）方向に付勢（押圧）しており、これにより、グォードローラ５がアルミシャフト２の表面とクランパ本体４のテーパ面４ｂに圧接され、クランパ本体４がアルミシャフト２に対して常時クランプ状態で保持される。

なお、本実施例では、付勢手段としてスプリング６を例示しているが、グォードローラ５をくさび状空間８に押し込む方向に付勢できるものであればよく、コイルスプリングに限定されるものではない。
また、クランパ本体４とリテーナ７との間には、図１（ｂ）に示すように、シール部材１３が配設されている。

以下に、アンクランプについて説明する。
アンクランプについては、リテーナ７の突出端部７ａを、スプリング６の付勢力に抗して、クランパ本体４内に向けて押し込む（クランパ本体４に対して図１（ｂ）で軸Ｘ方向右側に相対移動させる）ことにより、グォードローラ５をテーパ面４ｂの噛み込み位置から強制的に離間させる（テーパ面４ｂから離れる方向（テーパ面４ｂが拡径する方向、くさび状空間８の隙間が大きくなる方向）に移動させる）ことで、クランプ状態が解除される構成（アンロック機構）となっている。

このようにクランパユニット３が構成されることにより、くさび状空間８内のグォードローラ５の転がり接触による食い込み作用により、アルミシャフト２に対して軸Ｘ方向で、くさび状空間８の隙間が大きい側へのクランパ本体４の相対移動を規制し、くさび状空間８のグォードローラ５のすべり接触によりアルミシャフト２に対して軸Ｘ方向で、くさび状空間８の隙間が小さい側へのクランパ本体４の相対移動を許容する一方向クランプ（ストッパ）機構を実現することができる。ここで、本実施例では、上述のように、リテーナ７は、クランパ本体４に対して回転方向には移動不能に組み付けられている。

以下に、クランパユニット３がアルミシャフト２から取り外された場合について説明する。
本実施例では、図２に示すように、クランパ本体４に設けられたピン孔４ｄにピン１１が設けられている。
ピン１１は、クランパ本体４とリテーナ７が組み付けられた状態では、リテーナ７に設けられた軸Ｘ方向に伸びる溝７ｄ内の空間に位置している。

また、リテーナ７には、溝７ｄ内の空間に突出するようにピン１２が設けられている。
クランパ本体４に設けられたピン１１と、リテーナ７に設けられたピン１２は、図１（ａ），２（ａ）に示すように、軸Ｘ方向から見たときに重なるように配置され、クランパユニット３がアルミシャフト２に装着された状態では、図２（ｂ）に示すように、離れた状態で配置されている。

さらに、ピン１１とピン１２は、クランパユニット３がアルミシャフト２に装着されている状態では、クランパ本体４とリテーナ７とが軸Ｘ方向に相対移動しても、接触することがないように構成されている。
そして、クランパユニット３がアルミシャフト２から取り外され、クランパ本体４に対してリテーナ７が図２（ｂ）の軸Ｘ方向左側へ相対移動した場合に、ピン１１とピン１２が互いに突き当たるように構成されている。

このような構成により、クランパユニット３がアルミシャフト２から取り外された場合における、クランパ本体４に対するリテーナ７の図２（ｂ）の軸Ｘ方向左側への相対移動が制限されている（所定の位置で規制されている）。
クランパ本体４に対するリテーナ７の図２（ｂ）の軸Ｘ方向右側への相対移動は、ストップリング１０によりスプリング６のバネ座９が支持されていることにより制限されている。
したがって、クランパユニット３がアルミシャフト２から取り外されても、クランパ本体４とリテーナ７が分離してしまうことはない。

上記のような構成の直線クランパ１において、外周面２ａの直径１９ｍｍのアルマイト処理されたアルミシャフト２、ＰＰＳ樹脂で形成されたロックウェル硬さ１２３のグォードローラ５、アルミ材としてアルミニウム合金 Ａ６０６３を用い硬質アルマイト処理されたリテーナ７及びクランパ本体４を適用して保持力を確認したところ、保持力１００Ｎという結果が得られた。なお、このときの解放力は２７Ｎであった。

以上説明したように本実施例では、アルミシャフト２を用いた直線クランパ１において、アルミシャフト２の外周面２ａに転動可能に接触する転動体として、樹脂で形成されたグォードローラ５を適用している。
これにより、アルミシャフト２に圧痕が発生することなく、保持力及び耐久性に優れた直線クランパ１を構成することが可能となる。
したがって、組立分解式の機械や構造物に使用されるアルミ材のシャフト、フレーム用に、保持力が大きく耐久性に優れたリニアクランパを提供することが可能となる。

クランパ本体４、リテーナ７においては、押し出し成型されたアルミ材で構成されるとよく、さらにこのアルミ材はアルマイト処理、硬質アルマイト処理、又は超硬質アルマイト処理（二硫化モリブデン含有処理してもよい）されたものであるとよい。これにより、耐摩耗性、耐久性をより向上させることができる。

したがって、リテーナ７の案内溝７ｅとクランパ本体４の係合部４ｃとの間で発生する摩耗を抑制することができ、グォードローラ５を保持するリテーナ７とクランパ本体４との相対回転運動や位置ズレを防ぐことができる。
また、クランパ本体４のテーパ面４ｂと、アルミシャフト２の外周面２ａとの間にグォ
ードローラ５をより確実に挟み込むことができるので、より高く、より安定した保持力を得ることが可能となる。

ここで、本実施例では、くさび状空間８内のグォードローラ５の転がり接触による食い込み作用によりアルミシャフト２に対してくさび状空間８の隙間が大きい側へのクランパ本体４の相対移動を規制し、くさび状空間８のグォードローラ５のすべり接触によりアルミシャフト２に対してくさび状空間８の隙間が小さい側へのクランパ本体４の相対移動を許容する一方向クランプ機構を構成する形態について説明したが、これに限るものではない。すなわち、くさび状空間８におけるテーパ面４ｂの傾斜が逆向きとなる一対の一方向クランプ機構（本実施例ではクランパユニット３）を備えるものであってもよく、このような構成とすることで、アルミシャフト２の軸Ｘ方向両方向において、アルミシャフト２に対するクランパユニット３の直線移動を規制することが可能となる。

１ 直線クランパ
２ アルミシャフト
２ａ 外周面
２ｂ 取付溝
３ クランパユニット
４ クランパ本体
４ａ 軸孔
４ｂ テーパ面
４ｃ 係合部
４ｄ ピン孔
５ グォードローラ
５ａ 中央凹面部
５ｂ 端部凸面部
６ スプリング
７ リテーナ
７ａ 突出端部
７ｂ 端部
７ｃ 係合部
７ｄ 溝
７ｅ 案内溝
８ くさび状空間
９ バネ座
１０ ストップリング
１１，１２ ピン

Claims (6)

1. 軸方向に伸びたアルミフレームと、
   前記アルミフレームの外周面に転動可能に接触するグォードローラ形状に樹脂で形成された転動体と、
   前記転動体を保持する保持器と、
   前記アルミフレームが挿入される軸孔を有し、前記軸孔の内周面に前記アルミフレームの外周面との間で前記転動体を挟み込むテーパ部を有する外筒と、
   前記外筒から、前記転動体を前記テーパ部に噛込む方向へ前記保持器を付勢する付勢手段と、
   を備えることを特徴とする直線クランパ。
2. 前記アルミフレームは、前記軸方向に伸びた取付溝を有し、
   前記保持器は前記取付溝に挿入され、前記保持器と前記アルミフレームとの相対回転運動を防止する第１回り止め部を有することを特徴とする請求項１に記載の直線クランパ。
3. 前記保持器は、前記軸方向に伸びた案内溝を有し、
   前記外筒は前記案内溝に挿入され、前記外筒と前記保持器との相対回転運動を防止する第２回り止め部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の直線クランパ。
4. 前記第１回り止め部は、アルミ材が押出し成型されることで溝状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の直線クランパ。
5. 前記第２回り止め部は、アルミ材が押出し成型されることで溝状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の直線クランパ。
6. 前記転動体は、スーパーエンジニアリングプラスチックで形成されるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の直線クランパ。

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