JP6537472B2 - ガイドレールクランパー - Google Patents

Description

本発明は、直線運動機器におけるブレーキ装置として使用されるガイドレールクランパーに関し、特に、クランプ操作に要する操作力が小さくて済むことにより手動式クランパーとして適したガイドレールクランパーに関する。

各種工作機器、物流機器等には多種多様な直線運動機器が多用されている。そのような直線運動機器に併用されるのがリニアブレーキであり（特許文献１参照）、直線運動機器の制動や位置決め、ストッパーなどに広く使用されている。このようなリニアブレーキの一つとして手動クランパーがある。従来の手動クランパーは、リニアガイドのガイドレールを跨ぐハウジング内に、ガイドレールを両側からクランプする一対の摩擦部材が接離動可能に収容されると共に、両側の摩擦部材が、前記ハウジングに取り付けられたネジなどの操作部材により強制的に引き寄せられて、ガイドレールを両側からクランプする。

このような手動クランパーの問題として、クランプ操作に必要な操作力が大きいことがある。すなわち、操作部材が両側の摩擦部材を単純に引き寄せる構造のため、操作部材にカムレバーを利用したとしても必然的に操作力が大きくなるのである。このため、大型化が避けられず、使い勝手も良くない。また、一対の摩擦部材も操作部材も共にハウジングから独立した部材であるため、部品点数が多くなることも問題である。

特開２０１３−８７９４３号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的は、クランプ操作に要する操作力を小さく抑制でき、しかも部品点数を少なく抑制できるガイドレールクランパーを提供することにある。

上記目的を達成するめに、本発明のガイドレールクランパーは、リニアガイドのガイドレールに沿って延在して一端部側の一部分で当該ガイドレールを両側からクランプする一対の摩擦部材と、前記一対の摩擦部材の一端部側で前記ガイドレールを跨ぎ、前記一対の摩擦部材を一端部側で連結すると共に、それらの摩擦部材を前記ガイドレールから離反する方向に付勢するバネ式連結部材と、前記一対の摩擦部材の他端部側で前記ガイドレールを跨ぎ、前記一対の摩擦部材を前記バネ式連結部材による付勢力に抗して前記ガイドレールに接近する方向へ引き寄せる操作部材とを具備している。

本発明のガイドレールクランパーにおいては、操作部材をクランプ方向に操作すると、一対の摩擦部材が他端部側において連結部材による付勢力に抗してリニアガイドのガイドレールに接近する方向へ動作する。これにより、一対の摩擦部材が、一端部側を支点としてガイドレールに接近する方向へ動作し、一端部側の一部分でガイドレールをクランプする。ここにおいては、一対の摩擦部材がテコ式の操作レバーを兼ね、テコを利用したクランプ操作を行うので、操作力より大きなクランプ力が得られる。

クランプ部材をアンクランプ方向に操作すると、一対の摩擦部材がバネ式連結部材による付勢力によってガイドレールから離反する方向へ動作する。

一対の摩擦部材を連結するバネ式連結部材が、一対の摩擦部材をガイドレールから離反する方向へ付勢する戻りバネ部材を兼ねると共に、当該クランパーを直線運動機器に取付ける取付け部材も兼ねる。その上、一対の摩擦部材がテコ式の操作レバーを兼ね、ハウジングも兼ねる。したがって、高機能である割に部品点数が少ない。

一対の摩擦部材においてガイドレールを両側からクランプする一端部側の一部分については、内側へ突出した押圧部とするのが好ましい。この構成によると、クランプ時にガイドレールを摩擦部材にて効率的に押圧することができる。

一対の摩擦部材については、一端部側でリニアガイドを両側からクランプするシュー部と、当該シュー部の上に一体的に重ねられ一端部側が前記バネ式連結部材と接続され他端部側に前記操作部材が装着されたレバー部とを組合せる構成とされる。この構成によると、バネ式連結部材による付勢力及び操作部材による操作力が、摩擦部材に効率よく伝達される。

バネ式連結部材については、一対の摩擦部材と一体であり、部分的な焼入れによりバネ特性を付与された一体型でも、一対の摩擦部材から分離独立した板バネ材により構成された分離型でもよいが、部品点数低減の点からは一体型が望ましい。

バネ式連結部材が一体型の場合、一対の摩擦部材は、一端部側でリニアガイドを両側からクランプするシュー部と、当該シュー部の上に一体的に重ねられ一端部側が前記バネ式連結部材と一体化され他端部側に前記操作部材が装着されたレバー部との組合せ構造が好ましく、そのなかでも、前記レバー部が、前記シュー部の一端部側の一部を除く部分上に重ねられ、前記バネ式連結部材が、前記シュー部の一端部側の一部分上にあって、その下の前記シュー部の一端部側の一部分とはスリットにより分断された構成が好ましい。

この構成によると、一体化された一対の摩擦部材及びバネ式連結部材が小型化される。その一体品を作製するときの材料ロスが少ない。バネ式連結部材の変形が、摩擦部材の特にシュー部に伝達するのを阻止できることにより、クランプ時にガイドレールが摩擦部材にて特に効率的に押圧される。

操作部材については、手動操作式でも流体等による機械操作式でもよいが、本発明のガイドレールクランパーは操作力が小さいことが大きな特徴であるので、操作部材が手動操作式である場合に特に有効である。

手動操作式の操作部材としては、一対の摩擦部材を他端部側において貫通し一端部が一方の摩擦部材と係合し他端部が他方の摩擦部材の外側へ露出するピンと、当該ピンを連結ピンとして、両側の摩擦部材をバネ式連結部材による付勢力に抗して引き寄せる引き寄せ機構との組合せが好ましく、引き寄せ機構としては、ネジ式でもよいが、連結ピンの他端部に連結されて傾動操作により他方の摩擦部材を内側へ押圧するカムレバーが、操作が簡単で特に好ましい。

本発明のガイドレールクランパーは、リニアガイドのガイドレールを一端部側の一部分で両側からクランプする一対の摩擦部材を、一端部側でバネ式連結部材により連結し、他端部側で操作部材によりガイドレールに接近する方向へ操作することにより、テコを利用したクランプ操作が行われるので、操作力より大きなクランプ力が得られ、小型化が可能となる。また部品点数の低減が可能となる。また、前記一対の摩擦部材が、一端部側でリニアガイドを両側からクランプするシュー部と、当該シュー部の上に一体的に重ねられ一端部側が前記バネ式連結部材と接続され他端部側に前記操作部材が装着されたレバー部とを組合せた構成とされていることにより、バネ式連結部材による付勢力及び操作部材による操作力が、摩擦部材に効率よく伝達される。

本発明の一実施形態を示すガイドレールクランパーの斜視図でアンクランプ状態を示す。 同ガイドレールクランパーの４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図であり、いずれもアンクランプ状態を示す。 同ガイドレールクランパーのクランプ状態についての斜視図である。 同ガイドレールクランパーのクランプ状態についての２面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 本発明の他の実施形態を示すガイドレールクランパーの斜視図でアンクランプ状態を示す。 同ガイドレールクランパーの４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図であり、いずれもアンクランプ状態を示す。 同ガイドレールクランパーのクランプ状態についての斜視図である。 同ガイドレールクランパーのクランプ状態についての２面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施形態を示す。第１実施形態のガイドレールクランパーは、リニアガイドのガイドレールに沿って移動する直線運動機器を当該ガイドレール上の定位置に固定するために、当該直線運動機器に取付けられる付属機器であり、より詳しくは、当該ガイドレールに対する拘束（クランプ）、解放（アンクランプ）を手動操作にて行う手動クランパーである。

このリニアガイドクランパーは、図１及び図２に示すように、リニアガイドのガイドレール１０を両側からクランプする一対の摩擦部材２０，２０と、一対の摩擦部材２０，２０の一端部側においてこれら摩擦部材２０，２０を連結するバネ式連結部材３０と、一対の摩擦部材２０，２０の他端部側においてガイドレール１０を跨ぎ、当該ガイドレール１０に対してこれら摩擦部材２０，２０をクランプ、アンクランプする操作部材４０とを備えている。

各摩擦部材２０はガイドレール１０に沿って延在する柱状の金属ブロックであり、より具体的には、ガイドレール１０に沿って延在する四角柱状のシュー部２１と、シュー部２１の一端部を除く部分に一体的に重ねられた四角柱状のレバー部２２とからなる。シュー部２１の一端部側の一部分は、内側へ突出して他の部分より厚肉とされた押圧部２１ａである。両側のシュー部２１，２１の押圧部２１ａ，２１ａ間の離間距離は、摩擦部材２０，２０が外力を受けない状態でガイドレール１０の横幅と同じかこれより僅かに大きく設定されている。両側のシュー部２１，２１の押圧部２１ａ，２１ａを除く部分の離間距離は、摩擦部材２０，２０が外力を受けない状態ではガイドレール１０の横幅より十分に大である。これにより、摩擦部材２０，２０は、特に他端部側がガイドレール１０に接近する方向へ変位できる自由度を有することになる。

バネ式連結部材３０は、摩擦部材２０，２０のレバー部２２，２２を一端部側で一体的に連結するバネ部３１と、バネ部３１の中央部分から摩擦部材２０，２０の他端部側へ突出した取付け部３２とからなる。バネ部３１は、シュー部２１，２１の一端部上にあってその一端部側へ凸のＵ字状に形成されており、両側の摩擦部材２０，２０をシュー部２１，２１がガイドレール１０から離反する方向へ付勢する。取付け部３２は、当該リニアクランパーを直線運動機器に取り付けるために使用される突起であり、複数の取付け用のねじ孔を有している。

ここで、摩擦部材２０，２０のシュー部２１，２１及びレバー部２２，２２並びにバネ式連結部材３０は、金属ブロックから切り出した一体品である。そして、バネ式連結部材３０のバネ部３１は、摩擦部材２０，２０のシュー部２１，２１及びレバー部２２，２２より薄肉とされると共に、その下のシュー部２１，２１の各一端部との間がスリット２３，２３により分断され、且つ部分的な焼入れ処理を施されることにより、バネ特性を付与されている。

操作部材４０は、一対の摩擦部材２０，２０の他端部、より詳しくはレバー部２２，２２の他端部を貫通する連結ピン４１と、連結ピン４１に取付けられた操作レバー４２とを備えている。連結ピン４１の一端部はテーパー状の大径部からなる係止部４１ａであり、一方のレバー部２２の外側面に形成されたテーパー状の凹部からなる受け部２２ａに嵌合している。操作レバー４２は、その基端部が、連結ピン４１に直角な支持ピン４３により、連結ピン４１の他端部に軸支されている。操作レバー４２の基端部は球体部４２ａであって、他方のレバー部２２にねじ込まれたスリーブ状の調整ナット４４、特にその端部に形成されたテーパー状の凹部からなる受け部４４ａに嵌合している。

そして、球体部４２ａの中心に対して支持ピン４３が偏心していることにより、操作レバー４２はカムレバーとなる。すなわち、操作レバー４２は一方の側へ倒れた状態で、摩擦部材２０，２０をそのシュー部２１，２１の特にクランプ部２１ａ，２１ａがガイドレール１０をクランプしないアンクランプ状態とし（図１及び図２）、この状態から他方の側へ倒れることにより、摩擦部材２０，２０の特に他端部側を連結部材３０のバネ部３３による付勢力に抗してガイドレール１０に接近させる（図３及び図４）。これにより、摩擦部材２０，２０は、シュー部２１，２１の押圧部２１ａ，２１ａがガイドレール１０を両側からクランプするクランプ状態となる。

次に、第１実施形態のガイドレールクランパーの使用法及び機能について図１〜図４を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、操作部材４０の操作レバー４２が一方の側へ倒れた状態では、摩擦部材２０，２０が、連結部材３０のバネ部３１による付勢力により、シュー部２１，２１のクランプ部２１ａ，２１ａがガイドレール１０をクランプしない状態、すなわちクランプ部２１ａ，２１ａがガイドレール１０に僅かに接触するか、ガイドレール１０から離反したアンクランプ状態に維持される。

図３及び図４に示すように、アンクランプ状態から操作レバー４２を他方の側へ倒すと、摩擦部材２０，２０のレバー部２２，２２が他端部側において操作レバー４２のカム機能によりバネ部３１による付勢力に抗して引き寄せられることにより、シュー部２１，２１の特にクランプ部２１ａ，２１ａがガイドレール１０を両側からクランプする。すなわち、摩擦部材２０，２０がアンクランプ状態からクランプ状態へ移行する。

摩擦部材２０，２０がアンクランプ状態からクランプ状態へ移行するとき、レバー部２２，２２の他端部側が内側へ変位し、シュー部２１，２１の一端部側の端部に形成された押圧部２１ａ，２１ａがガイドレール１０に押し付けられるが、バネ式連結部材３０のバネ部３１との連結部であるシュー部２１，２１の一端部側は実質的に変位がない。このため、押圧部２１ａ，２１ａの特に他端部側の端部がガイドレール１０を押圧する。

この結果、シュー部２１に形成された厚肉の押圧部２１ａの一端部側を支点とし、レバー部２２の他端部側の端部を力点とし、押圧部２１ａの他端部側を作用点とする「てこ」の原理による増圧機能により、ガイドレール１０が強く押圧される。加えて、支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離に比べて十分に大きい。これらのために、操作レバー４２を操作する力に比して格段に大きなクランプ力が得られる。

操作部材４０においては、操作レバー４２が球体部４２ａを有し、その中心に対して支持ピン４３が偏心していることにより、操作レバー４２はカムレバーとなって、より大きな増圧効果を発揮する。また、球体部４２ａが調整ナット４４におけるテーパー状の受け部４４ａに嵌合しているため、操作レバー４２がクランプ位置へ操作された状態でも傾斜のない位置に保持される。なお、調整ナット４４は、ねじ込み位置の変更によりクランプ力の調節を可能とする。

加えて、バネ式連結部材３０が、両側の摩擦部材２０，２０を連結する連結部材と、摩擦部材２０，２０をアンクランプ状態に保持するバネ部材を兼用し、各摩擦部材２０がシュー部２１と増圧用のレバー部２２を兼用し、更にはハウジングも兼ねるので、部品点数が少ない。特に、摩擦部材２０，２０とバネ式連結部材３０とが一体化されているために、部品点数の少なさは顕著である。その結果、組立工数及び生産コストが抑制される一方で、品質安定性が向上する。

図５〜図８は第２実施形態を示す。第２実施形態のガイドレールクランパーは、第１実施形態のガイドレールクランパーと比べてバネ式連結部材３０が主に相違する。

ここにおけるバネ式連結部材３０は、一対の摩擦部材２０，２０から分離独立した板バネ板材を曲げ加工することにより構成されており、具体的には、当該リニアクランパーの中央部から両側へ広がる平板状のバネ部３１と、バネ部３１の中央部上縁から後方（他端部側）へ延出した取付け部３２と、バネ部３１の両側縁部から後方（他端部側）へ延出した支持部３３，３３とからなる。

バネ部３１は、両側部でねじ３４により両側の摩擦部材２０，２０に取付けられて、両側の摩擦部材２０，２０を連結する。各摩擦部材２０は、下部のシュー部２１とその上に一体的に重ねられたレバー部２２とが同じ形状になっており、厚肉の押圧部２１ａもシュー部２１の一端側の端部だけでなく、シュー部２１の一端側の端部からその上のレバー部２２の一端側の端部にかけて連続して形成されている。取付け部３２は、当該リニアクランパーを直線運動機器に取り付けるために複数のねじ孔を有している。

第１実施形態のガイドレールクランパーと同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態のガイドレールクランパーにおいて、「てこ」の原理による増圧機能により大きなクランプ力が得られることは、第１実施形態のリニアクランパーの場合と実質的に同じである。

部品点数については、バネ式連結部材３０が両側の摩擦部材２０，２０から分離独立しているために、部品点数の増加を余儀なくされるが、依然として、バネ式連結部材３０が、両側の摩擦部材２０，２０を連結する連結部材と、摩擦部材２０，２０をアンクランプ状態に保持するバネ部材を兼用し、各摩擦部材２０がシュー部２１と増圧用のレバー部２２を兼用すると共にハウジングも兼ねるので、部品点数が少なく、組立工数、生産コスト及び品質安定性の面で有利である。

加えて、ガイドレール１０の横幅が変化した場合は摩擦部材２０，２０を共用することができる。すなわち、バネ式連結部材３０を取り替えるだけで、ガイドレール１０の横幅変化に対応できる利点がある。

１０ ガイドレール
２０ 摩擦部材
２１ シュー部
２１ａ 押圧部
２２ レバー部
２２ａ 受け部
２３ スリット
３０ バネ式連結部材
３１ バネ部
３２ 取付け部
３３ 支持部
３４ ねじ
４０ 連結部材
４１ 連結ピン
４１ａ 係止部
４２ 操作レバー
４３ 支持ピン
４４ 調整ナット
４４ａ 受け部

Claims (6)

1. リニアガイドのガイドレールに沿って延在して一端部側で当該ガイドレールを両側からクランプする一対の摩擦部材と、
   前記一対の摩擦部材の一端部側で前記ガイドレールを跨ぎ、前記一対の摩擦部材を一端部側で連結すると共に、それらの摩擦部材を前記ガイドレールから離反する方向に付勢するバネ式連結部材と、
   前記一対の摩擦部材の他端部側で前記ガイドレールを跨ぎ、前記一対の摩擦部材を前記バネ式連結部材による付勢力に抗して前記ガイドレールに接近する方向へ引き寄せる操作部材とを具備しており、
   前記一対の摩擦部材は、一端部側でガイドレールを両側からクランプするシュー部と、当該シュー部の上に一体的に重ねられ一端部側が前記バネ式連結部材と接続され他端部側に前記操作部材が装着されたレバー部とを有するガイドクランパー。
2. 請求項１に記載のガイドクランパーにおいて、
   前記一対の摩擦部材においてガイドレールを両側からクランプする前記シュー部が、内側へ突出した押圧部とされているガイドクランパー。
3. 請求項１に記載のガイドクランパーにおいて、
   前記バネ式連結部材は、前記一対の摩擦部材における両側のレバー部と一体化されているガイドクランパー。
4. 請求項３に記載のガイドクランパーにおいて、
   前記バネ式連結部材は、部分的な焼入れによりバネ特性を付与されているガイドクランパー。
5. 請求項３に記載のガイドクランパーにおいて、
   前記レバー部は、前記シュー部の一端部側の一部を除く部分上に重ねられており、
   前記バネ式連結部材は、前記シュー部の一端部側の一部分上にあって、その下の前記シュー部の一端部側の一部分とはスリットにより分断されているガイドクランパー。
6. 請求項１に記載のガイドクランパーにおいて、
   前記バネ式連結部材は、前記一対の摩擦部材から分離独立した板バネ材により構成されているガイドクランパー。