JP6785029B2

JP6785029B2 - クランプユニット

Info

Publication number: JP6785029B2
Application number: JP2016212250A
Authority: JP
Inventors: 浩俊松崎
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2018069379A

Description

本発明は、ワークを一方向へ押し当てて把持するクランプユニットに関する。

従来のクランプユニットは、特許文献１に示すように、ワークの片面に当接する当接面およびワークの底面を載置する載置面を備えたベースと、前記当接面へ接近する方向および離反する方向へ摺動自在かつ前記当接面に平行な押付面を備え前記押付面と対向する面に上部が徐々に開口するよう傾斜したテーパ部を備えた可動把持部材と、この可動部材のテーパ部と対称なテーパ部を備えたテーパブロックと、前記可動把持部材およびテーパブロックとの間に配置されそれぞれのテーパ部に沿って前記載置面へ接近可能なくさび形ブロックとを備えて成る。

前記ベースは、その載置面にタップ穴を備えており、これに螺合するねじ部材が、前記くさび形ブロックに遊嵌自在に取り付けられている。また、このねじ部材の軸部には圧縮ばねが配置されており、この圧縮ばねの下端が前記載置面に当接する一方、上端が前記テーパブロックの下面に当接するよう配置されている。

このように構成された従来のクランプユニットは、前記当接面と押付面との間にワークがセットされ、前記ねじ部材を所定のタップ穴へ螺合することで、前記くさび形ブロックが載置面へ向かって沈み込む。この時、くさび形ブロックは、前記可動把持部材およびテーパブロックのそれぞれのテーパ部に沿って沈み込むので、前記可動把持部材は、前記当接面側へ移動して前記ワークを当接面へ押し当て把持することができる。

実開平06-63245号公報

しかしながら、従来のクランプユニットは、ワークのクランプおよびアンクランプの際には、必ずねじ部材をタップ穴へ締付けたりあるいは緩めなければならず、クランプ・アンクランプの操作性が悪いという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、簡単かつ短時間でクランプ・アンクランプの操作が行えることを目的とする。本発明は、水平方向へ延びるベースに固定され垂直方向へ延びる壁面を備えた固定部材と、前記ベースの延びる方向へ摺動し前記壁面に向かい合うよう配された把持面を有する可動部材と、前記可動部材の背面に当接して可動部材を前記固定部材側へ摺動可能かつ下方から上方へ向かって徐々に開口範囲を狭くする傾斜面を備えたテーパ穴を有する第１テーパ部材と、前記ベースに立設され前記第１テーパ部材の傾斜面に係合するテーパ部を備え常時弾性部材に上方へ付勢された第２テーパ部材と、前記第１テーパ部材および前記第２テーパ部材をそれぞれ摺動自在に保持するとともに前記ベースに固定した切替ユニットとを備え、前記切替ユニットは、その上部に配設されて前記第１テーパ部材のテーパ穴に連通し前記第２テーパ部材の上面を確認できるクランプ解除孔と、前記第１テーパ部材を挿通可能な挿通孔とを備えて成り、前記固定部材および前記可動部材との間にワークをセットして前記第１テーパ部材をワークへ押し付け前記第１テーパ部材のテーパ穴に前記第２テーパ部材が嵌まり込み前記弾性部材の付勢を受けて当該ワークをクランプする一方、前記クランプ解除孔から前記第２テーパ部材を下方へ押し下げ第２テーパ部材のテーパ部と第１テーパ部材のテーパ穴との係合を解き当該ワークをアンクランプするよう構成されていることを特徴とする。なお、前記可動部材および前記切替ユニットは、引っ張り方向に延びる引っ張りばねにより連結され、前記可動部材が常時前記切替ユニット側へ付勢されるよう構成することが望ましい。

本発明のクランプユニットは、水平方向へ摺動可能な前記第１テーパ部材と、この第１テーパ部材のテーパ穴へ嵌り込む方向へ付勢されこのテーパ穴に嵌合する第２テーパ部材とを備えるので、ワークをクランプする時には前記第１テーパ部材を前記固定部材側へ前進させて前記傾斜面に前記第２テーパ部材を係合させくさび効果を発揮できる。これにより、本発明のクランプユニットは、ワークをクランプした後にワークに力が加わっても可動部材２０を動かないようその場に留めることができるので、意図せずアンクランプ状態にするようなことがないという利点がある。また、本発明のクランプユニットは、切替ユニットに前記挿通穴およびクランプ解除孔を備えるので、当該ワークをクランプする際には第１テーパ部材を前方へ突出させ、当該ワークをアンクランプする際には第２テーパ部材を下方へ移動させることができる。よって、本発明のクランプユニットは、第１テーパ部材と第２テーパ部材をそれぞれ移動操作するだけでワークをクランプ状態あるいはアンクランプ状態へ容易に変更することができるという利点もある。

また、本発明のクランプユニットは、前記引っ張りばねを備えるので、ワークをアンクランプ状態へ変更した際、引っ張りばねの付勢を受けて可動部材が前記切替ユニット側へ移動し、この可動部材によって第１テーパ部材も後方へ押し戻すことができる。よって、第２テーパ部材を上方から下方へ押し込んだ際に第１テーパ部材を後方へ作業者が引っ張るなどして復帰させる必要がないという利点もある。

本発明に係る一実施形態を示し、ワークをクランプしている状態を説明する概略説明図である。本発明に係る一実施形態を示し、ワークをアンクランプしている状態を説明する概略説明図である。図２のアンクランプ状態から図１のクランプ状態へ移行する動作を説明する動作説明図である。図１のクランプ状態から図２のアンクランプ状態へ移行する動作を説明する動作説明図である。

以下、本発明のクランプユニットを図１ないし図４に基づき説明する。本発明のクランプユニット１は、水平方向へ延びる載置面Ｂａを形成したベースＢと、前記載置面Ｂａに対して垂直方向へ延びる壁面１１を備えた固定部材１０と、前記壁面１１へ接近或いは離反する方向へ移動可能な可動部材２０とを備えて成り、前記固定部材１０および可動部材２０の間にワークＷを挟み込んで把持可能に構成される。また、クランプユニット１は、前記ワークＷをクランプ状態あるいはアンクランプ状態へ切り替える切替ユニットＦを備える。

前記ベースＢは、その載置面Ｂａに前記固定部材１０と、前記可動部材２０を摺動自在なスライドユニット５０と、前記切替ユニットＦとをそれぞれ固定配置しており、前記可動部材２０を壁面１１へ向かって摺動自在に配置して成る。

前記固定部材１０の壁面１１は、前記ワークＷに嵌り込む位置決めピン（図示せず）を突出させこれを複数備えて成り、この壁面１１を普遍的な基準面となるように構成されている。

前記スライダユニット５０は、前記ベースＢの載置面Ｂａにねじ止めされたレールＲと、このレールＲに係合しレールＲの延びる方向へ摺動自在な摺動ブロック５１と、この摺動ブロック５１に固定され前記壁面１１に対して対向に配置された把持面２１を備える可動部材２０とから構成される。

前記可動部材２０は、略Ｌ字状に成形され前記摺動ブロック５１にねじ止めされており、前記固定部材１０の壁面１１に対して平行かつ対向に配置された把持面２１と、この把持面２１の裏面になる背面２２とを備えて成る。

これにより、ワークＷを前記壁面１１と把持面２１との間にセットして、前記可動部材２０を壁面１１側へ摺動させることでワークＷを壁面１１へ押し当て把持することができる。

前記切替ユニットＦは、前記ベースＢにねじ止めされ前記背面２２側に立設するよう配置されており、これに内蔵され常時上方へ付勢されて成る第２テーパ部材４０と、この第２テーパ部材４０に接触して第２テーパ部材４０の移動方向に対して直交する水平方向へ摺動可能な第１テーパ部材３０とを備えて成る。

これら第１テーパ部材３０および第２テーパ部材４０は、何れも筐体から抜け出さないように筐体に支持されて水平方向あるいは垂直方向へそれぞれ移動するよう構成されている。

前記筐体は、前記第２テーパ部材４０を垂直方向へ移動可能な保持空間を備えて成り、この上面から保持空間へ連通するクランプ解除孔Ｆａと、このクランプ解除孔Ｆａに対して直交する方向に配され前記背面２２側へ貫通する挿通穴Ｆｂとを備えて成る。前記挿通穴Ｆｂは、前記第１テーパ部材３０を背面２２へ向かうよう移動可能に構成されている。

前記第２テーパ部材４０は、その上部の前記背面２２側に形成されたテーパ部４１と、前記ベースＢに常時当接する弾性部材の一例である圧縮ばね４２を一部内包可能なばね保持穴４２ａとを備えて成り、前記圧縮ばね４２によって前記保持空間内を常時上方へ付勢されて成る。

前記第１テーパ部材３０は、前記筐体の挿通穴Ｆｂから常時突出するように配置されており、前記第２テーパ部材４０のテーパ部４１に係合しこのテーパ部４１と同じ角度の傾きに設定された傾斜面３１と、この傾斜面３１に連通して形成され第２テーパ部材４０を挿通可能なテーパ穴３２とを備えて成る。つまり、このテーパ穴３２は、下方が広く開口し上方へ向かって徐々に開口範囲を狭くなるように形成され前記第２テーパ部材４０を挿通可能に構成されている。また、第１テーパ部材３０は、その前端を前記可動部材２０の背面２２に向くよう配置されており、この背面２２に当接可能に構成されている。

また、前記可動部材２０と前記筐体とは引っ張りばね２５によって連結されており、可動部材２０は、前記壁面１１から離反する方向へ付勢されている。よって、可動部材２０は、この背面２２に当接する第１テーパ部材３０を前記挿通穴Ｆｂの後端から突出させる方向へ押圧するよう構成されている。

また、図３および図４に示すように、前記第１テーパ部材３０の後方には、第１テーパ部材３０の後端に当接して第１テーパ部材３０を壁面１１側へ押し込むプッシャＰ３が配置されている一方、切替ユニットＦの上方に配置され前記クランプ解除孔Ｆａに挿通可能かつ前記第２テーパ部材４０の上面に当接して第２テーパ部材４０を押し下げる解除ロッドＰ４が配置されている。

このように構成された本発明のクランプユニット１は、図２ないし図４に示すように第１テーパ部材３０の傾斜面３１と第２テーパ部材４０のテーパ部４１との係合が解かれた状態の時にワークＷをセットすることができる。ワークＷは、作業者によってクランプユニット１の上方から挿入され壁面１１から突出する前記位置決めピンに嵌り込むよう壁面１１に接するようにセットされる。

このように、ワークＷを壁面１１に当接させてセットする時には、前記第１テーパ部材３０の傾斜面３１と、第２テーパ部材４０のテーパ部４１との係合が解除されていればよく、図４に示すような前記解除ロッドＰ４をクランプ解除孔Ｆａへ挿通させ第２テーパ部材４０を下方へ押圧している状態であっても、図２および図３のような前記解除ロッドＰ４をクランプ解除孔Ｆａから抜き取り上方へ移動している状態であってもよい。

また、前記解除ロッドＰ４が図２に示すように前記クランプ解除孔Ｆａから抜き取られて上方に位置している状態であれば、ワークＷをクランプする動作へ移行することが可能になる。この図２に示す解除ロッドＰ４が無い状態の場合、第１テーパ部材３０は、常時第２テーパ部材４０に上方へ押し上げられているので、この位置で停止しワークＷと前記把持面２１との間に所定の隙間を空けアンクランプ状態を保っている。なお、この時、前記引っ張りばね２５は、ほぼその自由長へ復帰しており、前記第１テーパ部材３０を後方へ強く押し戻すような力を発揮していない。

次に、図２に示すようなアンクランプ状態から図１に示すクランプ状態へ移行する動作について図３を用いて説明する。前述のようにワークＷが作業者によって壁面１１へ当接させてセットされると、前記プッシャＰ３が壁面１１側へ接近する方向に移動する。これにより、プッシャＰ３の前面に前記第１テーパ部材３０の後端が当接して前記可動部材２０がワークＷを把持する方向に移動する。これにより、第１テーパ部材３０は、前記第２テーパ部材４０の上面をスライドするように移動して前記傾斜面３１が第２テーパ部材４０のテーパ部４１へ徐々に接近する。やがて、図１に示すようにワークＷの一端が前記把持面２１に接触すると、前方へスライドした傾斜面３１に上方へ付勢され移動するテーパ部４１が係合した状態になり、くさび効果を得ることができる。

この後、プッシャＰ３は、元の位置へ復帰するものの、常時第２テーパ部材４０が上方へ付勢されているので、この傾斜面４１に係合しているテーパ部３１は図１に示す位置から動くことなく保持された状態となる。よって、図１に示すようにワークＷが固定部材１０と可動部材２０に挟持された状態であれば、仮にワークＷあるいは可動部材２０が切替ユニットＦ側へ押し戻されるような事態になっても前記傾斜面３１と前記テーパ部４１とがくさび効果を発揮しているので、アンクランプ状態になるようなことがない。

また、この時、前記引っ張りばね２５は、ワークＷのクランプ状態の際には、伸長することになるので、可動部材２０を前記切替ユニットＦ側へ戻そうと作用するものの、前述のようにくさび効果を発揮しているので同様アンクランプ状態になることはない。

次に、クランプされたワークＷにねじ締め等の作業が行われるとクランプユニット１からワークＷが取り外される。つまり、図１のクランプ状態から図２のアンクランプ状態へ変化する。この状態の変化は、図４に示すように前記解除ロッドＰ４が前記クランプ解除孔Ｆａを通過してその先端で前記第２テーパ部材４０を下方へ押し下げることで実現されている。つまり、前記テーパ部４１によってアンクランプする方向へ移動しないように規制されていた第１テーパ部材３０は、前記引っ張りばね２５の張力によって壁面１１から離反する方向へ移動する可動部材２０に押圧されるので、前記可動部材２０は、図４に示すように当該ワークＷと前記把持面２１とに隙間を空けてワークＷをアンクランプ状態にする。

このように、本発明のクランプユニット１は、常時上方へ付勢され前記テーパ部４１を有する第２テーパ部材４０と、前記可動部材２０を壁面１１側へ移動可能かつ前記テーパ部４１を係合可能なテーパ穴３２を備えた第１テーパ部材３０とを有するので、これら第１テーパ部材３０および第２テーパ部材４０を操作することでワークＷを容易にクランプ状態あるいはアンクランプ状態に変更できるという利点がある。

また、本発明のクランプユニット１は、ワークＷを固定部材１０および可動部材２０によって挟持するものであるが、固定部材１０がベースＢにねじ止めされ固定されているので、前記壁面１１を基準面にしてワークＷを把持することができる。これにより、ワークＷの加工面などを前記壁面１１側にして塗装面など寸法変化を生じやすい面を前記把持面２１側にセットして精度の高い面を基準にしてクランプすることができる。これにより、両壁（１１，２１）が共に移動するようなクランプユニットに比べてクランプ後の作業が高い精度により実施できるという利点もある。

なお、本発明のクランプユニット１は、例えば、複数のステーションから成るコンベアラインのパレット上に設置されていてもよく、この場合であれば、前記プッシャＰ３を、コンベア上流のワークセットを実施するステーションに配置する一方、前記解除ロッドＰ４を、コンベア下流のワーク取外しを実施するステーションに設置するような構成であってもよい。

１クランプユニット
１０固定部材
１１壁面
２０可動部材
２１把持面
２２背面
３０第１テーパ部材
３１傾斜面
３２テーパ穴
４０第２テーパ部材
４１テーパ部
Ｂベース
Ｆ切替ユニット
Ｆａクランプ解除孔
Ｆｂ挿通孔
Ｗワーク

Claims

水平方向へ延びるベースに固定され垂直方向へ延びる壁面を備えた固定部材と、前記ベースの延びる方向へ摺動し前記壁面に向かい合うよう配された把持面を有する可動部材と、前記可動部材の背面に当接して可動部材を前記固定部材側へ摺動可能かつ下方から上方へ向かって徐々に開口範囲を狭くする傾斜面を備えたテーパ穴を有する第１テーパ部材と、前記ベースに立設され前記第１テーパ部材の傾斜面に係合するテーパ部を備え常時弾性部材に上方へ付勢された第２テーパ部材と、前記第１テーパ部材および前記第２テーパ部材をそれぞれ摺動自在に保持するとともに前記ベースに固定した切替ユニットとを備え、
前記切替ユニットは、その上部に配設されて前記第１テーパ部材のテーパ穴に連通し前記第２テーパ部材の上面を確認できるクランプ解除孔と、前記第１テーパ部材を挿通可能な挿通孔とを備えて成り、
前記固定部材および前記可動部材との間にワークをセットして前記第１テーパ部材をワークへ押し付け前記第１テーパ部材のテーパ穴に前記第２テーパ部材が嵌まり込み前記弾性部材の付勢を受けて当該ワークをクランプする一方、前記クランプ解除孔から前記第２テーパ部材を下方へ押し下げ第２テーパ部材のテーパ部と第１テーパ部材のテーパ穴との係合を解き当該ワークをアンクランプするよう構成されていることを特徴とするクランプユニット。
前記可動部材および前記切替ユニットは、引っ張り方向に延びる引っ張りばねにより連結され、前記可動部材が常時前記切替ユニット側へ付勢されるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載のクランプユニット。