JP5691441B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランプ装置の技術に関する。

従来、ワークを固定するときに用いるクランプ装置は公知となっている。クランプ装置は、組み立てをするためにワークを固定する、あるいは、切削加工するためにワークを固定する、など種々の機能を有し、生産工程で用いられている。

例えば、特許文献１は、エンジン部品の１つであるコンロッドを固定するクランプ装置を開示している。コンロッドは、エンジンの種類によって様々な形状を有しているワークである。特許文献１に代表されるような従来のクランプ装置は、クランプ位置をコンロッドの形状が変わる毎に変更する構成であった。このようなクランプ装置は、生産工程の段替え時間が長くなるため、生産効率が良くなかった。なお、段替え時間とは、生産工程において、形状の異なるコンロッドを製造する設定に変更する作業が必要なときに発生する作業時間である。

特開２０００−０８４７７１号公報

本発明の解決しようとする課題は、段替え時間を短縮できるクランプ装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ワークを固定するクランプ装置であって、前記ワークが載置されるカセット治具と、前記カセット治具が装着されるプレート治具と、を具備し、前記カセット治具は、前記ワークの前記カセット治具上での基準位置を決め、かつ、該ワークを該基準位置に固定するクランプ部を具備し、前記プレート治具に脱着可能な構成とされ、前記クランプ部は、前記カセット治具に載置するワークの形状に対応するように前記カセット治具に配置され、前記プレート治具は、前記カセット治具に配置された前記クランプ部を駆動する油圧回路を備え、前記油圧回路は、それぞれ異なる形状のワークに対応する構成の前記カセット治具に配置された前記クランプ部を駆動可能であるものである。

請求項２においては、大端孔が形成される大端孔部と小端孔が形成される小端孔部とを具備するコンロッドを固定するクランプ装置であって、前記コンロッドが載置されるカセット治具と、前記カセット治具が装着されるプレート治具と、を具備し、前記カセット治具は、前記コンロッドの前記カセット治具上での基準位置を決め、かつ、該ワークを該基準位置に固定するクランプ部を具備し、前記プレート治具に脱着可能な構成とされ、前記クランプ部は、前記大端孔部の基準位置を決め、かつ、該大端孔部の両側面を把持することによって、該大端孔部を該大端孔部の基準位置に固定する側面クランプと、前記小端孔の基準位置を決め、かつ、該小端孔の内径に接することによって、該小端孔を該小端孔の基準位置に固定する小端孔クランプと、を具備し、前記側面クランプおよび前記小端孔クランプは、前記カセット治具に載置するコンロッドの形状に対応するように前記カセット治具にそれぞれ配置され、前記プレート治具は、前記カセット治具に配置された前記側面クランプおよび小端孔クランプを駆動する油圧回路を備え、前記油圧回路は、それぞれ異なる形状のワークに対応する構成の前記カセット治具に配置された前記側面クランプおよび小端孔クランプを駆動可能であるものである。

本発明のクランプ装置によれば、段替え時間を短縮できる。

本発明の実施形態に係るクランプ装置の全体的な構成を示した平面図および正面図。 同じくコンロッドの全体的な構成を示した平面図。 同じく治具プレートの全体的な構成を示した平面図。 側面クランプおよび小端孔クランプの全体的な構成を示した斜視図。

図１を用いて、本発明の実施形態であるクランプ装置１０について説明する。
なお、図１（Ａ）はクランプ装置１０の平面図を示し、図１（Ｂ）はクランプ装置１０の正面図を示している。
クランプ装置１０は、ワークとしてのコンロッド１００を切削加工するために固定する装置である。コンロッド１００は、エンジンの一構成部品であって、クランクシャフトとの連動により、ピストンの往復直線運動を回転運動へ変換するものである。なお、コンロッド１００は、エンジンの種類によって様々な形状を有している。

クランプ装置１０は、プレート治具１１と、カセット治具２０と、コントローラ（図示略）と、を具備している。プレート治具１１は、油圧シリンダおよび油圧配管等を内蔵している。油圧シリンダおよび油圧配管等は、後述する側面クランプ３０および小端孔クランプ４０を駆動する油圧回路である。コントローラは、側面クランプ３０および小端孔クランプ４０を駆動する油圧回路を制御するものである。なお、油圧回路については、本実施形態では説明を省略する。

カセット治具２０には、コンロッド１００が載置される。クランプ装置１０には、プレート治具表側１１Ａに４台のカセット治具２０Ａが、プレート治具裏側１１Ｂに４台のカセット治具２０Ｂが、装着されている。カセット治具２０Ａおよびカセット治具２０Ｂは、プレート治具１１に脱着可能に構成されている。

本実施形態では、プレート治具表側１１Ａに４台のカセット治具２０Ａが、プレート治具裏側に４台のカセット治具２０Ｂが、装着される構成としたが、これに限定されない。また、カセット治具２０Ａとカセット治具２０Ｂとは、それぞれ異なる形状のコンロッド１００に対応する構成とされている。異なる形状のコンロッド１００に対応する構成とは、カセット治具２０Ａとカセット治具２０Ｂとは、載置するコンロッド１００の形状に対応して、後述する側面クランプ３０または小端孔クランプ４０の配置が異なることをいう。以下では、カセット治具２０Ａおよびカセット治具２０Ｂに共通する説明については、単にカセット治具２０として説明する。

図２を用いて、コンロッド１００について説明する。
コンロッド１００は、大端孔１０１Ｐと、大端孔１０１Ｐが形成される大端孔部１０１と、小端孔１０２Ｐと、小端孔１０２Ｐが形成される小端孔部１０２と、大端孔部１０１と小端孔部１０２とを接続するコラム部１０３と、を具備している。以下では、コンロッド１００は、大端孔１０１Ｐの中心から小端孔１０２Ｐの中心に向かう方向を長手方向と定義し、平面視において長手方向と直交する方向を短手方向と定義する。

図３を用いて、カセット治具２０について説明する。
カセット治具２０には、コンロッド１００が載置される。カセット治具２０は、クランプ部としての側面クランプ３０と、側面基準部３１と、クランプ部としての小端孔クランプ４０と、を具備している。側面基準部３１および小端孔クランプ４０については、詳細な説明は後述する。側面基準部３１は、コンロッド１００の短手方向の基準位置を決めるものである。つまり、側面基準部３１の側面クランプ３０側の端面の位置が大端孔部１０１の短手方向の基準位置となる。

図４を用いて、側面クランプ３０および小端孔クランプ４０について説明する。
なお、図４（Ａ）は、側面クランプ３０を示し、図４（Ｂ）は、小端孔クランプ４０を示している。
側面クランプ３０は、カセット治具２０に立設して配置されている。側面クランプ３０は、クランプ部３５と、上下移動部３６と、を具備している。クランプ部３５は、プレート治具１１に内蔵される油圧回路によって、上下移動部３６を介して、短手方向および上下方向に移動するように構成されている。クランプ部３５の側面クランプ３０側の端面は、側面クランプ３０により大端孔部１０１をクランプする際に、大端孔部１０１に当接する部分である。

小端孔クランプ４０は、カセット治具２０に立設して配置されている。小端孔クランプ４０は、突起部４１と、拡径部４２と、底面基準部４６と、を具備している。突起部４１は、油圧回路によって上下方向に移動する構成とされている。拡径部４２は、突起部４１の一部分であって、油圧回路によって、突起部４１内に収納された状態と突起部４１の外周から突出した状態とを切換可能に構成されている。

突起部４１は小端孔１０２Ｐが係合可能に構成されており、小端孔１０２Ｐが突起部４１に係合した状態で、拡径部４２が突起部４１の外周から突出したときには、小端孔１０２Ｐが小端孔クランプ４０によって固定される。つまり、拡径部４２が突起部４１の外周から突出して、小端孔１０２Ｐが小端孔クランプ４０によって固定された状態では、突起部４１の中心位置が小端孔部１０２の短手方向および長手方向の基準位置となる。

底面基準部４６は、コンロッド１００がカセット治具２０に固定された状態で、クランプ部３５が位置する基準平面である。つまり、底面基準部４６は、小端孔部１０２の上下方向の基準位置となる。

本実施形態のクランプ装置１０の作用について説明する。
まず、クランプ装置１０をコンロッド１００をクランプする前の初期状態とする。すなわち、側面クランプ３０では、クランプ部３５を短手方向において側面基準部３１との距離が大きくなる方向に移動させ、上下方向において上方へ移動させた状態にする。小端孔クランプ４０では、拡径部４２を突起部４１内に収納させ、突起部４１を上方へ移動させた状態とする。作業者は、このような状態のカセット治具２０にコンロッド１００を載置する。このとき、コンロッド１００の大端孔部１０１を側面クランプ３０と側面基準部３１との間に配置し、コンロッド１００の小端孔１０２Ｐは突起部４１に係合させる。

コントローラは、油圧回路によって、拡径部４２を突起部４１の外周より突出させる。このとき、突起部４１に係合されていた小端孔１０２Ｐは、拡径部４２によって押圧されることによってその係合位置を固定される。さらに、コントローラは、油圧回路によって、突起部４１を上下方向の下向きに移動させる。このとき、コンロッド１００は、クランプ部３５が底面基準部４６に移動する位置まで押圧される。

コントローラは、油圧回路によって、側面クランプ３０の上下移動部３６を短手方向の側面基準部３１に向けて移動させる。このとき、側面クランプ３０と側面基準部３１との間に配置された大端孔部１０１は、上下移動部３６によって押圧されて固定される。コントローラは、油圧回路によって、側面クランプ３０のクランプ部３５を上下方向の下向きに移動させる。このとき、コンロッド１００は、底面基準部４６に移動する位置まで押圧される。

本実施形態のクランプ装置１０の効果について説明する。
コンロッド１００は、エンジンの種類によって様々な形状を有しているワークである。従来のクランプ装置は、クランプ位置をコンロッドの形状が変わる毎に変更する構成であった。このようなクランプ装置は、生産工程の段替え時間が長くなるため、生産効率が良くなかった。なお、段替え時間とは、生産工程において、形状の異なるコンロッドを製造する設定に変更する作業が必要なときに発生する作業時間である。

本実施形態のクランプ装置１０によれば、カセット治具２０は、プレート治具１１に脱着可能に構成されている。また、カセット治具２０は、コンロッド１００の形状に対応した構成とされている。そのため、異なる形状のコンロッド１００の生産に変更する場合には、コンロッド１００の形状に対応したカセット治具２０を変更するのみで良い。つまり、クランプ装置１０は、クランプ位置をコンロッド１００の形状が変わる毎に変更する必要がない。このようにして、生産工程の段替え時間を短くすることができる。

また、従来のクランプ装置は、コンロッド１００を上下方向の上側よりクランプする構成であった。また、コンロッド１００の加工するときの横荷重は、上側のクランプ力とコンロッド１００とクランプ装置との摩擦力で受ける構成であった。そのため、大きなクランプ力が必要となり、油圧回路のシリンダは大容量なものが必要とされていた。

本実施形態のクランプ装置１０によれば、カセット治具２０に載置されたコンロッド１００は、側面クランプ３０および小端孔クランプ４０によって、カセット治具２０に固定される。そのため、上側よりクランプする構成と比較して、側面クランプ３０および小端孔クランプ４０のクランプ力を低減することができる。

側面クランプ３０および小端孔クランプ４０のクランプ力を低減できるため、油圧回路の油圧シリンダの容量を小さい容量のものとし、油圧回路のスペースを小さいものとすることができる。そのため、プレート治具表側１１Ａとプレート治具裏側１１Ｂとに、カセット治具２０Ａとカセット治具２０Ｂとを設置することができる。

プレート治具表側１１Ａとプレート治具裏側１１Ｂとに、カセット治具２０Ａとカセット治具２０Ｂとを装着する構成とすることで、カセット治具２０Ａとカセット治具２０Ｂとは、それぞれ異なる形状のコンロッド１００に対応する構成とすることができる。そのため、クランプ装置１０を裏返すのみの工程によって、異なる形状のコンロッド１００に対応することができる。このようにして、さらに生産工程の段替え時間を短くすることができる。

１０ クランプ装置
１１ プレート治具
２０ カセット治具
３０ 側面クランプ
４０ 小端孔クランプ
１００ コンロッド
１０１ 大端孔部
１０２ 小端孔部

Claims (2)

1. ワークを固定するクランプ装置であって、
   前記ワークが載置されるカセット治具と、
   前記カセット治具が装着されるプレート治具と、
   を具備し、
   前記カセット治具は、
   前記ワークの前記カセット治具上での基準位置を決め、かつ、該ワークを該基準位置に固定するクランプ部を具備し、
   前記プレート治具に脱着可能な構成とされ、
   前記クランプ部は、前記カセット治具に載置するワークの形状に対応するように前記カセット治具に配置され、
   前記プレート治具は、前記カセット治具に配置された前記クランプ部を駆動する油圧回路を備え、
   前記油圧回路は、それぞれ異なる形状のワークに対応する構成の前記カセット治具に配置された前記クランプ部を駆動可能である、
   クランプ装置。
2. 大端孔が形成される大端孔部と小端孔が形成される小端孔部とを具備するコンロッドを固定するクランプ装置であって、
   前記コンロッドが載置されるカセット治具と、
   前記カセット治具が装着されるプレート治具と、
   を具備し、
   前記カセット治具は、
   前記コンロッドの前記カセット治具上での基準位置を決め、かつ、該ワークを該基準位置に固定するクランプ部を具備し、
   前記プレート治具に脱着可能な構成とされ、
   前記クランプ部は、
   前記大端孔部の基準位置を決め、かつ、該大端孔部の両側面を把持することによって、該大端孔部を該大端孔部の基準位置に固定する側面クランプと、
   前記小端孔の基準位置を決め、かつ、該小端孔の内径に接することによって、該小端孔を該小端孔の基準位置に固定する小端孔クランプと、
   を具備し、
   前記側面クランプおよび前記小端孔クランプは、
   前記カセット治具に載置するコンロッドの形状に対応するように前記カセット治具にそれぞれ配置され、
   前記プレート治具は、前記カセット治具に配置された前記側面クランプおよび小端孔クランプを駆動する油圧回路を備え、
   前記油圧回路は、それぞれ異なる形状のワークに対応する構成の前記カセット治具に配置された前記側面クランプおよび小端孔クランプを駆動可能である、
   クランプ装置。

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