JP6845577B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

この発明は、二つの固定材を、互いに押圧するようにして固定するクランプ装置に関するものである。

従来、二つの部材、つまりベース（第１固定材）とプレート（第２固定材）とを互いに押圧するようにして固定するクランプ装置があった（例えば、非特許文献１参照）。図１７に示すように、このクランプ装置９１０は、ベース９０１に固定されるカムケース９２０と、プレート９０２に固定されるクランパー９３０とからなっていた。カムケース９２０は、上下に貫通する孔９２１と、その孔９２１を取り囲むとともに下方を向くカム面９２２とを備えていた。一方、クランパー９３０は、プレート９０２に固定されるクランパー本体９４０と、シャフト９５０と、ピン９６０と、ノブ９７０と、スプリング９８０とを備えていた。ここで、シャフト９５０は、クランパー本体９４０にあけられた孔９４１を貫通するように配され、シャフト９５０の下端部分に、ピン９６０が固定され、シャフト９５０の上端部分に、ノブ９７０が固定された。そして、スプリング９８０が、クランパー本体９４０の孔９４１の下端部に設けられた内側に突出する底壁９４２と、シャフト９５０の上端部に設けられた鍔部９５１との間に挿入された。そこで、シャフト９５０の下端部分を、カムケース９２０の孔９２１に挿入し、ノブ９７０を手で回すことで、ピン９６０がカム面９２２上をスライドして、シャフト９５０が下方に引き込まれた（図１７（ｂ）参照）。そして、そのシャフト９５０の引き込みにより、圧縮されたスプリング９８０の弾性力を、クランパー本体９４０を介してプレート９０２が受け、その弾性力を受けたプレート９０２がベース９０１を押圧することで、プレート９０２がベース９０１に固定された。

株式会社イマオコーポレーションのカタログ「標準機械部品＆標準冶具 ２０１７▽２０１９」，２０１７年６月，ｐ．８２−８５，９０−９１

ところで、前記従来のクランプ装置９１０にあっては、カム面９２２上を、スプリング９８０の弾性力を受けたピン９６０が滑ることから、その摩擦が大きかった。そして、このように、カム面９２２とピン９６０との間に大きな摩擦があり、また、ノブ９７０を回す力にも限界があることから、スプリング９８０の弾性力を受けたプレート９０２と、ベース９０１との間のクランプ力をそれほど大きくすることができなかった。

この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、二つの固定材間のクランプ力を高めることができるクランプ装置を提供することにある。

この発明に係るクランプ装置は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
クランプ装置は、第１固定材と第２固定材とを、互いに押圧するようにして固定するクランプ装置であって、前記第１固定材側に配される第１構成体と、前記第２固定材側に配される第２構成体とを備える。前記第１構成体は、第１構成体本体と、筒と、ボールとを備える。前記筒は、ボール用孔を有し、前記ボールは、前記ボール用孔に回動可能に挿入されて、前記筒の内側に一部が突出する。一方、前記第２構成体は、第２構成体本体と、前記筒に挿入されるシャフトとを備える。前記シャフトは、そのシャフトの外周面に、前記ボールが当接するカム面を有する。ここで、前記筒と前記シャフトとのいずれか一方は、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体によって、自身の軸回りに回動可能に支持される。そして、前記筒と前記シャフトとのいずれか一方または他方は、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体によって、自身の軸方向に移動可能に支持される。また、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体は、その筒またはシャフトを回動するために回動操作される操作部材を備える。そして、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体は、弾性部材を備え、その弾性部材は、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトに対して、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体を、もう一方の第２構成体本体側または第１構成体本体側へと付勢するように配備される。ここにおいて、前記カム面は、前記シャフトの周方向に対して傾斜する傾斜カム面を備えており、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを一方の回動方向に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面上を前記ボールが上るように移動することで、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトが、相対的に筒へのシャフトの進入が進む側に移動するとともに、前記弾性部材が圧縮されてその弾性力が増加し、その弾性力を受けて、少なくとも前記シャフトと前記ボールと前記筒を介して、前記第１構成体本体と前記第２構成体本体とが互いに近づく側に付勢されて、前記第１固定材と前記第２固定材とが互いに接する側に付勢される。

このクランプ装置によると、第１固定材と第２固定材とを合わせるようにして、第１固定材側に配される第１構成体の筒に、第２固定材に配される第２構成体のシャフトを挿入する。そして、操作部材を回動操作して、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを一方の回動方向に回動する。これにより、筒のボール用孔に挿入されたボールが、シャフトに設けられた傾斜カム面上を転がって、そのボールが相対的に傾斜カム面上を上るように移動する。そして、このボールと傾斜カム面とのカム機構により、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトが、相対的に筒へのシャフトの進入が進む側に移動するとともに、弾性部材が圧縮されて、その弾性部材の弾性力により、第１構成体本体と第２構成体本体とが互いに近づく側に付勢され、ひいては、第１固定材と第２固定材とが互いに接する側に付勢される。そして、この付勢により、第１固定材と第２固定材とが、互いに押圧するようにして固定される。ここで、操作部材を回動操作したとき、ボールが傾斜カム面上を転がってそのボールが相対的に傾斜カム面上を移動することから、その移動の際の摩擦が小さい。このため、操作部材を回動操作する操作力をそれほど高くすることもなく、弾性力の大きな弾性部材を用いて、第１固定材と第２固定材との互いの押圧によるクランプ力を高めることができる。

また、前記カム面は、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを前記一方の回動方向に回動した終端において、相対的に前記ボールが下るように移動するよう、前記シャフトの周方向に対して、前記傾斜カム面とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面とつながった他の傾斜カム面を備える。これにより、一方の回動方向に回動した終端にある、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトが、自ら戻ることはなく、その位置に保持される。

また、前記シャフトは、前記第２構成体本体によって、自身の軸回りに回動可能に支持されてもよい。さらに、前記シャフトは、前記第２構成体本体によって、自身の軸方向に移動可能に支持されてもよい。このとき、前記第２構成体は、前記シャフトを回動するための前記操作部材を備える。そして、前記第２構成体は、前記弾性部材を備え、その弾性部材は、前記シャフトに対して、前記第２構成体本体を、前記第１構成体本体側へと付勢するように配備される。そこで、前記シャフトを前記一方の回動方向に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面上を前記ボールが上るように移動することで、前記シャフトが、前記筒への進入が進む側に移動する。そして、前記カム面は、前記シャフトを前記一方の回動方向に回動した終端において、相対的に前記ボールが下るように移動するよう、前記シャフトの周方向に対して、前記傾斜カム面とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面とつながった他の傾斜カム面を備える。

詳細には、前記第２構成体本体は、互いに連通する第１孔と第２孔とを備える。前記第１孔は、相対的に小径であって、前記第１構成体本体に近い側に位置し、前記第２孔は、相対的に大径であって、前記第１構成体本体から離れた側に位置する。一方、前記シャフトは、互いに連続する第１軸部と第２軸部とを備える。前記第１軸部は、相対的に大径で、前記第２軸部は、相対的に小径であって、それら第１軸部と第２軸部との間に段部が設けられる。そこで、前記第１軸部は、前記第１孔に挿入され、前記第２軸部は、前記第２孔に挿入される。そして、前記シャフトは、前記第１軸部が挿入される前記第１孔によって、自身の軸回りに回動可能に支持されるとともに、自身の軸方向に移動可能に支持される。このシャフトは、前記筒に挿入される一方端側に、前記カム面が形成され、他方端側に、前記操作部材が取り付け固定される。また、前記第２構成体は、スプリング受けを備え、そのスプリング受けは、前記第２孔内にあって前記第２軸部の外周に嵌まり、前記第２孔の底面と前記段部とに当接可能である。そこで、前記弾性部材は、前記スプリング受けと前記操作部材との間に配備されて、その弾性部材の弾性力が、前記スプリング受けと前記操作部材との間隔を広げる側に作用する。

より詳細には、前記第２構成体は、前記弾性部材とは別の他の弾性部材と、抜け止めとを備える。前記抜け止めは、前記第２孔の内周面に設けられる。そして、前記他の弾性部材は、前記スプリング受けと前記抜け止めとの間に配備されて、この他の弾性部材の弾性力が、前記スプリング受けと前記抜け止めとの間隔を広げる側に作用する。他の弾性部材を設けることで、この他の弾性部材の弾性力が、第２構成体本体とシャフトとの間に作用するため、第１構成体と第２構成体とが互いに分離した状態のとき、安易にシャフトが回動することがない。

この発明に係るクランプ装置によれば、ボールがカム面上を転がることから、操作部材を回動操作する操作力をそれほど高くすることもなく、弾性力の大きな弾性部材を用いて、二つの固定材の互いの押圧によるクランプ力を高めることができる。

この発明の一実施の形態の、クランプ装置の斜視図である。 同じく、第１構成体の分解斜視図である。 同じく、第２構成体の分解斜視図である。 同じく、カム溝および縦溝の拡大展開図である。 同じく、ボールが傾斜カム面を上り始める前の解除状態を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、右側面図である。 同じく、ボールが傾斜カム面を上る途中の状態を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、右側面図である。 同じく、ボールが頂点に達し水平カム面上にある状態を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、右側面図である。 同じく、ボールが他の傾斜カム面を下ったクランプ状態を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、右側面図である。 同じく、第２構成体本体の底面図である。 同じく、第２構成体のシャフトを、第１構成体の筒に挿入する前の状態を示す縦断面図である。 同じく、第２構成体のシャフトを、第１構成体の筒に挿入した状態であって、解除状態を示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、縦断面図である。 同じく、第２構成体のシャフトを、第１構成体の筒に挿入し、操作部材、つまりはシャフトを、一方の方向に回動した終端の状態であって、クランプ状態を示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、縦断面図である。 同じく、クランプ装置の使用例を示す斜視図である。 同じく、クランプ装置の他の使用例を示す斜視図である。 この発明の他の実施の形態の、カム溝および縦溝の拡大展開図である。 この発明のさらに他の実施の形態の、カム溝および縦溝の拡大展開図である。 従来のクランプ装置を示し、（ａ）は、クランパーのシャフトをカムケースに挿入する前の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）は、クランパーのシャフトをカムケースに挿入し、ノブ、つまりはシャフトを回動したクランプ状態を示す縦断面図である。

以下、この発明に係るクランプ装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１４は、本発明の一実施の形態を示す。図中符号１００は、第１固定材を示し、２００は、第２固定材を示す。３は、前記第１固定材１００と前記第２固定材２００とを、互いに押圧するようにして固定するクランプ装置を示す。

クランプ装置３は、第１固定材１００側に配される第１構成体４００と、第２固定材２００側に配される第２構成体５００とを備える。ここにおいて、第１構成体４００は、第１構成体本体４１０と、筒４２０と、ボール４３０（詳しくは、鋼球）とを備える。筒４２０は、ボール用孔４２１を有し、ボール４３０は、ボール用孔４２１に回動可能に挿入されて、筒４２０の内側に一部が突出する。

第２構成体５００は、第２構成体本体５１０と、前記筒４２０に挿入されるシャフト５２０とを備える。シャフト５２０は、そのシャフト５２０の外周面に、ボール４３０が当接するカム面５３０を有する。そこで、これらボール４３０とカム面５３０とで、カム機構が構成される。

筒４２０とシャフト５２０のいずれか一方は、その筒４２０またはシャフト５２０を備える第１構成体４００または第２構成体５００の、第１構成体本体４１０または第２構成体本体５１０によって、自身の軸回りに回動可能に支持される。そして、筒４２０とシャフト５２０とのいずれか一方または他方は、その筒４２０またはシャフト５２０を備える第１構成体４００または第２構成体５００の、第１構成体本体４１０または第２構成体本体５１０によって、自身の軸方向に移動可能に支持される。

また、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０を備える第１構成体４００または第２構成体５００は、その筒４２０またはシャフト５２０を回動するために回動操作される、ノブとかレバー等の持ち手としての操作部材６１０を備える。そして、自身の軸方向に移動可能な筒４２０またはシャフト５２０を備える第１構成体４００または第２構成体５００は、弾性部材７１０（図示実施の形態においては、コイルスプリング）を備える。この弾性部材７１０は、自身の軸方向に移動可能な筒４２０またはシャフト５２０に対して、その筒４２０またはシャフト５２０を備える第１構成体４００または第２構成体５００の、第１構成体本体４１０または第２構成体本体５１０を、もう一方の第２構成体本体５１０側または第１構成体本体４１０側へと付勢するように配備される。

ここで、カム面５３０は、シャフト５２０の周方向に対して傾斜する傾斜カム面５３１を備えて、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０を一方の回動方向３０１に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面５３１上をボール４３０が上るように移動することで、自身の軸方向に移動可能な筒４２０またはシャフト５２０が、相対的に筒４２０へのシャフト５２０の進入が進む側に移動するとともに、前記弾性部材７１０が圧縮されてその弾性力が増加する。そして、その弾性力を受けて、少なくともシャフト５２０とボール４３０と筒４２０を介して（図示実施の形態においては、シャフト５２０とボール４３０と筒４２０と操作部材６１０と後述するスプリング受け７２０を介して）、第１構成体本体４１０と第２構成体本体５１０とが互いに近づく側に付勢されて、第１固定材１００と第２固定材２００とが互いに接する側に付勢される。なお、前記弾性力の増加は、傾斜カム面５３１によるものであって、その弾性力の増加は、初期には、所定の弾性力を有し、その所定の弾性力から増加する場合の他、初期には、弾性力が零であって、その零から弾性力が増加する場合を含む。

また、前記カム面５３０は、前記傾斜カム面５３１のほかに、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０を前記一方の回動方向３０１に回動した終端において、相対的にボール４３０が下るように移動するよう、シャフト５２０の周方向に対して、前記傾斜カム面５３１とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面５３１とつながった他の傾斜カム面５３２を備える。

図示実施の形態においては、シャフト５２０は、第２構成体本体５１０によって、自身の軸回りに回動可能に支持される。さらに、シャフト５２０は、第２構成体本体５１０によって、自身の軸方向に移動可能に支持される。また、第２構成体５００は、シャフト５２０を回動するための前記操作部材６１０を備える。そして、第２構成体５００は、前記弾性部材７１０を備え、その弾性部材７１０は、シャフト５２０に対して、第２構成体本体５１０を、第１構成体本体４１０側へと付勢するように配備される。そこで、シャフト５２０を前記一方の回動方向３０１に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面５３１上をボール４３０が上るように移動することで、シャフト５２０が、筒４２０への進入が進む側に移動する。そして、カム面５３０は、シャフト５２０を前記一方の回動方向３０１に回動した終端において、相対的にボール４３０が下るように移動するよう、シャフト５２０の周方向に対して、前記傾斜カム面５３１とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面５３１とつながった他の傾斜カム面５３２を備える。

具体的には、第１固定材１００は、例えば平板状に形成され、その第１固定材１００には、第１構成体４００が収容される収容孔１０１があけられている。この収容孔１０１は、第２固定材２００と対向する側にある大径孔１０２と、第２固定材２００とは反対側にある小径孔１０３とから構成される。さらに、第１固定材１００には、第１構成体本体４１０、ひいては第１構成体４００を取り付け固定するための被取付孔１０４、１０４があけられている。図示実施の形態においては、この被取付孔１０４は、ねじ孔からなり、大径孔１０２の底面から第１固定材１００を貫通するように設けられる。

第２固定材２００は、例えば平板状に形成され、その第２固定材２００には、第２構成体本体５１０の後述する突出部５１２が挿入される挿入孔２０１があけられている。さらに、第２固定材２００には、第２構成体本体５１０、ひいては第２構成体５００を取り付け固定するための被取付孔２０２、２０２があけられている。そして、この被取付孔２０２には、第１固定材１００と対向する側に、座ぐり孔２０３が設けられる。

第１構成体４００においては、第１構成体本体４１０は、その第１構成体本体４１０を第１固定材１００に取り付け固定するためのねじ部材１１０が挿入される取付孔４１１、４１１を備える。そして、この取付孔４１１には、第２固定材２００と対向する側に、座ぐり孔４１２が設けられる。第１構成体本体４１０は、筒４２０の上部から鍔状に突出するようにして形成され、この第１構成体本体４１０と筒４２０とが、一体となっている。そこで、第１構成体本体４１０が、第１固定材１００の大径孔１０２に挿入され、筒４２０が第１固定材１００の小径孔１０３に挿入されるようにして、一体となった第１構成体本体４１０と筒４２０が、収容孔１０１に収容される。そして、ねじ部材１１０が、第１構成体本体４１０の取付孔４１１に座ぐり孔４１２側から挿入され、第１固定材１００の被取付孔１０４にねじ込まれることで、第１構成体本体４１０、ひいては第１構成体４００が、第１固定材１００に取り付け固定される。

筒４２０にあけられたボール用孔４２１は、対向位置するように二つ設けられ、それぞれのボール用孔４２１にボール４３０が挿入される。そして、第１構成体４００は、ボール用孔４２１、４２１を筒４２０の外側から覆うリング４４０と、そのリング４４０を保持する止め輪４５０を備える。

第２構成体５００においては、第２構成体本体５１０は、その第２構成体本体５１０を第２固定材２００に取り付け固定するためのねじ部材２１０が挿入される取付孔５１１、５１１を備える。図示実施の形態においては、その取付孔５１１は、ねじ孔からなる。そして、第２構成体本体５１０には、第１構成体本体４１０側に突出する、横断面円形状の突出部５１２が設けられており、その突出部５１２が、第２固定材２００の挿入孔２０１に挿入される。そこで、ねじ部材２１０が、第２固定材２００の被取付孔２０２に座ぐり孔２０３側から挿入され、第２構成体本体５１０の取付孔５１１にねじ込まれることで、第２構成体本体５１０、ひいては第２構成体５００が、第２固定材２００に取り付け固定される。

また、第２構成体本体５１０は、互いに連通する第１孔５１３と第２孔５１４とを備える。第１孔５１３は、相対的に小径であって、第１構成体本体４１０に近い側に位置し、第２孔５１４は、相対的に大径であって、第１構成体本体４１０から離れた側に位置する。また、第２構成体本体５１０は、突出部５１２に、窪み５１５を備える。この窪み５１５は、第１孔５１３から扇状に広がるように形成されている（図９参照）。

シャフト５２０は、互いに連続する第１軸部５２１と第２軸部５２２とを備える。第１軸部５２１は、相対的に大径で、第２軸部５２２は、相対的に小径であって、それら第１軸部５２１と第２軸部５２２との間に段部５２３が設けられる。そこで、第１軸部５２１は、第２構成体本体５１０の第１孔５１３に挿入され、第２軸部５２２は、第２構成体本体５１０の第２孔５１４に挿入される。そして、シャフト５２０は、第１軸部５２１が挿入される第１孔５１３によって、自身の軸回りに回動可能に支持されるとともに、自身の軸方向に移動可能に支持される。

また、シャフト５２０は、筒４２０に挿入される一方端側（先端側）に、前記カム面５３０が形成され、他方端側（基端側）に、前記操作部材６１０が取り付け固定（図示実施の形態においては、ねじ６２０を用いて取り付け固定）される。詳細には、シャフト５２０には、断面Ｖ字状のカム溝５２４が、シャフト５２０の周方向に１８０°ずれて二つ設けられ、それぞれのカム溝５２４における、シャフト５２０の先端側に位置する面が、前記カム面５３０となる。このカム面５３０は、前述したように、シャフト５２０の周方向に対して傾斜する傾斜カム面５３１と、シャフト５２０の周方向に対して、傾斜カム面５３１とは反対側に傾斜する他の傾斜カム面５３２とを備えるが、そのほかに、傾斜カム面５３１と他の傾斜カム面５３２との間に設けられて、シャフト５２０の周方向を向く水平カム面５３３を備える。つまり、傾斜カム面５３１と他の傾斜カム面５３２とは、直接つながるのではなく、水平カム面５３３を介してつながっている。そこで、シャフト５２０を前記一方の回動方向３０１に回動すると、ボール４３０は、順に、傾斜カム面５３１、水平カム面５３３、他の傾斜カム面５３２と進む。このとき、シャフト５２０を前記一方の方向に回動する始端において、第１固定材１００と第２固定材２００との互いの固定が解除された解除状態にあり、終端において、第１固定材１００と第２固定材２００とが互いに固定されたクランプ状態にある。そして、解除状態のき、操作部材６１０は、ＯＦＦ位置を示し（図１１参照）、クランプ状態のとき、操作部材６１０は、ＯＮ位置を示す（図１２参照）。

図５から図８は、カム面５３０（カム溝５２４）とボール４３０との位置関係を示す。図５は、シャフト５２０を前記一方の方向に回動する始端にあって、ボール４３０が傾斜カム面５３１を上り始める前の状態を示し、この状態が、前記解除状態となる。図６は、シャフト５２０の回動により、ボール４３０が傾斜カム面５３１を上る途中の状態を示す。図７は、シャフト５２０の回動により、ボール４３０が、頂点に達し水平カム面５３３上にある状態を示す。そして、図８は、シャフト５２０を前記一方の方向に回動した終端にあって、ボール４３０が他の傾斜カム面５３２を下った状態を示し、この状態が、前記クランプ状態となる。

このシャフト５２０には、カム溝５２４のほかに、縦溝５２５が形成されている。この縦溝５２５は、シャフト５２０の先端からカム溝５２４に至るように、シャフト５２０の軸方向に沿って設けられる。そこで、シャフト５２０を筒４２０に挿入する過程で、ボール４３０は、この縦溝５２５を通って、カム溝５２４に入ることになる。

また、シャフト５２０（詳しくは、第１軸部５２１）の周面には、横孔５２６があけられ、その横孔５２６に、先端部分が突出するようにピン５４０が挿入されている。そこで、このピン５４０の先端部分が、第２構成体本体５１０の扇状の窪み５１５内にあって、シャフト５２０の回動範囲を規制する（図９参照）。

また、第２構成体５００は、スプリング受け７２０を備える。このスプリング受け７２０は、第２構成体本体５１０の第２孔５１４内にあってシャフト５２０の第２軸部５２２の外周に嵌まり、第２孔５１４の底面とシャフト５２０の段部５２３とに当接可能となっている。そこで、前記弾性部材７１０は、スプリング受け７２０と操作部材６１０との間に配備されて、その弾性部材７１０の弾性力が、スプリング受け７２０と操作部材６１０との間隔を広げる側に作用する。すなわち、弾性部材７１０の弾性力は、スプリング受け７２０を介して、第２構成体本体５１０に作用するとともに、操作部材６１０を介して、シャフト５２０に作用し、これによって、弾性部材７１０は、シャフト５２０に対して、第２構成体本体５１０を、第１構成体本体４１０側へと付勢することとなる（図１２参照）。

また、第２構成体５００は、前記弾性部材７１０とは別の他の弾性部材７３０（図示実施の形態においては、コイルスプリング）と、抜け止め７４０（図示実施の形態においては、前記シャフト５２０の前記第２軸部５２２が挿通する止め輪）と、シムリング７５０とを備える。ここで、抜け止め７４０は、第２構成体本体５１０の第２孔５１４の内周面に設けられる（詳しくは、その第２孔５１４の軸方向に移動不能に取り付けられる）。シムリング７５０は、抜け止め７４０の内側に配備される。他の弾性部材７３０は、そのばね定数が、前記弾性部材７１０のそれよりも小となっており、また、他の弾性部材７３０の弾性力は、前記弾性部材７１０の弾性力よりも小となっている。そして、他の弾性部材７３０は、スプリング受け７２０とシムリング７５０（ひいては、抜け止め７４０）との間に配備されて、この他の弾性部材７３０の弾性力が、スプリング受け７２０とシムリング７５０（ひいては、抜け止め７４０）との間隔を広げる側に作用する。こうして、スプリング受け７２０を設け、そのスプリング受け７２０に弾性部材７１０の弾性力と他の弾性部材７３０の弾性力が作用することで、解除状態にあるときには、シャフト５２０の段部５２３と第２構成体本体５１０の第２孔５１４の底面とが揃う（図１０、図１１参照）。

この状態から、操作部材６１０を回動操作（詳しくは、手で回動操作）して、シャフト５２０を前記一方の回動方向３０１に回動すると、ボール４３０が傾斜カム面５３１を上り、シャフト５２０が第１固定材１００側に移動（つまり、筒４２０への進入が進む側に移動）する。このとき、第１固定材１００と第２固定材２００との間の隙間がなくなるまでは、前記段部５２３と前記第２孔５１４の底面とが揃ったまま、シャフト５２０と第２構成体本体５１０と第２固定材２００とが、第１固定材１００側に移動する。そして、第１固定材１００と第２固定材２００との間の隙間がなくなると、第２構成体本体５１０および第２固定材２００の移動が止まり、シャフト５２０のみが移動する。これにより、前記段部５２３と前記第２孔５１４の底面とがずれて、段部５２３とスプリング受け７２０との間に隙間が生じるとともに、弾性部材７１０が圧縮されてその弾性力が増加し、その弾性力により、第１構成体本体４１０と第２構成体本体５１０とが互いに近づく側に付勢され、さらには、第１固定材１００と第２固定材２００とが互いに接する側に付勢される。ここにおいて、ボール４３０は、傾斜カム面５３１から、水平カム面５３３を経て、他の傾斜カム面５３２へと移るが、他の傾斜カム面５３２による弾性部材７１０の弾性力の減少は僅かであり、第１固定材１００と第２固定材２００との互いの付勢（つまり、互いの押圧）は保たれる（図１２参照）。

次に、以上の構成からなるクランプ装置３の作用効果について説明する。このクランプ装置３によると、第１固定材１００と第２固定材２００とを合わせるようにして、第１固定材１００側に配される第１構成体４００の筒４２０に、第２固定材２００に配される第２構成体５００のシャフト５２０を挿入する。そして、操作部材６１０を回動操作して、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０（図示実施の形態においては、シャフト５２０）を一方の回動方向３０１に回動する。これにより、筒４２０のボール用孔４２１に挿入されたボール４３０が、シャフト５２０に設けられた傾斜カム面５３１上を転がって、そのボール４３０が相対的に傾斜カム面５３１上を上るように移動する。そして、このボール４３０と傾斜カム面５３１（カム面５３０）とのカム機構により、自身の軸方向に移動可能な筒４２０またはシャフト５２０（図示実施の形態においては、シャフト５２０）が、相対的に筒４２０へのシャフト５２０の進入が進む側に移動するとともに、弾性部材７１０が圧縮されて、その弾性部材７１０の弾性力により、第１構成体本体４１０と第２構成体本体５１０とが互いに近づく側に付勢され、ひいては、第１固定材１００と第２固定材２００とが互いに接する側に付勢される。そして、この付勢により、第１固定材１００と第２固定材２００とが、互いに押圧するようにして固定される。

ここで、操作部材６１０を回動操作したとき、ボール４３０が傾斜カム面５３１（カム面５３０）上を転がってそのボール４３０が相対的に傾斜カム面５３１（カム面５３０）上を移動することから、その移動の際の摩擦が小さい。このため、操作部材６１０を回動操作する操作力をそれほど高くすることもなく、弾性力の大きな弾性部材７１０を用いて、第１固定材１００と第２固定材２００との互いの押圧によるクランプ力を高めることができる。すなわち、ボール４３０を設けて、そのボール４３０がカム面５３０上を転がることから、操作部材６１０を回動操作する操作力をそれほど高くすることもなく、弾性力の大きな弾性部材７１０を用いて、二つの固定材１００、２００の互いの押圧によるクランプ力を高めることができる。

また、前記カム面５３０は、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０（図示実施の形態においては、シャフト５２０）を前記一方の回動方向３０１に回動した終端において、傾斜カム面５３１とは反対側に傾斜する他の傾斜カム面５３２を備えている。このため、一方の回動方向３０１に回動した終端にある、自身の軸回りに回動可能な筒４２０またはシャフト５２０（図示実施の形態においては、シャフト５２０）が、自ら戻ることはなく、その位置に保持（つまり、クランプ状態が保持）される。

また、他の弾性部材７３０を設けることで、この他の弾性部材７３０の弾性力が、第２構成体本体５１０とシャフト５２０との間に作用する。このため、第１構成体４００と第２構成体５００とが互いに分離した状態のとき、安易にシャフト５２０（つまりは、操作部材６１０）が回動することがない。

図１３および図１４は、このクランプ装置３の使用例を示す。図１３においては、コンベア８１１を備えた機械８１０に、他のコンベア８２０を連結するために、このクランプ装置３が用いられる。ここで、機械８１０には、第１構成体４００が取り付けられ、他のコンベア８２０には、第２構成体５００が取り付けられている。また、図１４においては、プレス機械８３０に、金型を固定するために、このクランプ装置３が用いられる。ここで、プレス機械８３０の下型用ベース８３１に、金型を構成する下型８４０を固定するにあたって、下型用ベース８３１には、第１構成体（図示せず）が取り付けられ、下型８４０には、第２構成体５００が取り付けられている。そして、プレス機械８３０の上型用ベース８３２に、金型を構成する上型８５０を固定するにあたって、上型用ベース８３２には、第２構成体５００が取り付けられ、上型８５０には、第１構成体４００が取り付けられている。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、第１構成体４００において、第１構成体本体４１０は、ねじ部材１１０、１１０によって、第１固定材１００に固定されるが、他の手段によって固定されてもよく、また、第１構成体本体４１０を、第１固定材１００の底面側に当てるようにすれば、第１構成体本体４１０は、第１固定材１００に固定されなくてもよい。また、第２構成体５００においても、第２構成体本体５１０は、ねじ部材２１０、２１０によって、第２固定材２００に固定されるが、他の手段によって固定されてもよく、また、固定されなくてもよい。

また、第１構成体４１０において、第１構成体本体４１０と筒４２０とは、一体となっているが、それらを別々に設け、一体化するように組み付けてもよい。

また、第１構成体本体４１０は、筒４２０から鍔状に突出して形成されているが、筒４２０から、その筒４２０の軸方向に延出するように形成されてもよく、また、筒４２０が、第１構成体本体４１０を兼ねてもよい。

また、第２構成体５００は、スプリング受け７２０を備えるが、このスプリング受け７２０を第２構成体本体５１０と一体となるように設けてもよく、この場合には、他の弾性部材７３０はなくてもよい。

また、第２構成体５００は、他の弾性部材７３０を備えるが、この他の弾性部材７３０は、必要でなければ、なくてもよい。

また、カム面５３０は、水平カム面５３３を備えるが、この水平カム面５３３を備えず、傾斜カム面５３１と他の傾斜カム面５３２とが直接つながっても構わない（図１５参照）。

また、カム面５３０は、他の傾斜カム面５３２を備えるが、クランプ状態を保持する他の手段（例えば、操作部材６１０を第２構成体本体５１０と係合させる構成等）を設けるのであれば、この他の傾斜カム面５３２はなくてもよい。

また、傾斜カム面５３１の傾きの程度（つまり、傾斜角度）は、クランプ装置３の仕様に応じて決定されるものであり、図１５に示すように、傾きが急（つまり、傾斜角度が大）となっていてもよい。こうして傾斜カム面５３１の傾きを急とすることで、シャフト５２０の軸方向の移動量（ストローク）を大きくすることができる。

また、傾斜カム面５３１は、傾きが一定のカム面からなるが、この傾きは、一定でなくてもよい。例えば、図１６に示すように、傾きが急な（つまり、傾斜角度が大である）第１傾斜カム面５３４と、傾きが緩やかな（つまり、傾斜角度が小である）第２傾斜カム面５３５とから構成されてもよい。これにより、シャフト５２０の軸方向の移動量（ストローク）を稼ぎつつ、クランプ状態に至るまでの操作部材６１０を回動する操作力を抑えることができる。

また、シャフト５２０は、第２構成体本体５１０によって、自身の軸回りに回動可能に支持されるが、シャフト５２０が回動可能に支持されるのではなく、筒４２０が、第１構成体本体４１０によって、自身の軸回りに回動可能に支持されてもよい。そして、この場合、第１構成体４００は、筒４２０を回動するための操作部材６１０を備えることになる。

また、シャフト５２０は、第２構成体本体５１０によって、自身の軸方向に移動可能に支持されるが、シャフト５２０が移動可能に支持されるのではなく、筒４２０が、第１構成体本体４１０によって、自身の軸方向に移動可能に支持されてもよい。そして、この場合、第１構成体４００は、弾性部材７１０（さらには、スプリング受け７２０、他の弾性部材７３０、抜け止め７４０およびシムリング７５０）を備えることになり、その弾性部材７１０は、筒４２０に対して、第１構成体本体４１０を、第２構成体本体５１０側へと付勢するように配備される。

また、筒４２０が、第１構成体本体４１０によって、自身の軸回りに回動可能に支持され、かつ、筒４２０が、第１構成体本体４１０によって、自身の軸方向に移動可能に支持される場合には、第２構成体本体５１０とシャフト５２０とは、一体であったり、一体化するよう組み付けられてもよい。また、この場合、シャフト５２０が第２構成体本体５１０を兼ねてもよい。

１００ 第１固定材
２００ 第２固定材
３ クランプ装置
３０１ 一方の回動方向
４００ 第１構成体
４１０ 第１構成体本体
４２０ 筒
４２１ ボール用孔
４３０ ボール
５００ 第２構成体
５１０ 第２構成体本体
５１３ 第１孔
５１４ 第２孔
５２０ シャフト
５２１ 第１軸部
５２２ 第２軸部
５２３ 段部
５３０ カム面
５３１ 傾斜カム面
５３２ 他の傾斜カム面
６１０ 操作部材
７１０ 弾性部材
７２０スプリング受け
７３０ 他の弾性部材
７４０ 抜け止め

Claims (6)

1. 第１固定材と第２固定材とを、互いに押圧するようにして固定するクランプ装置であって、
   前記第１固定材側に配される第１構成体と、前記第２固定材側に配される第２構成体とを備え、
   前記第１構成体は、第１構成体本体と、筒と、ボールとを備え、
   前記筒は、ボール用孔を有し、前記ボールは、前記ボール用孔に回動可能に挿入されて、前記筒の内側に一部が突出し、
   前記第２構成体は、第２構成体本体と、前記筒に挿入されるシャフトとを備え、
   前記シャフトは、そのシャフトの外周面に、前記ボールが当接するカム面を有し、
   前記筒と前記シャフトとのいずれか一方は、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体によって、自身の軸回りに回動可能に支持され、
   前記筒と前記シャフトとのいずれか一方または他方は、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体によって、自身の軸方向に移動可能に支持され、
   自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体は、その筒またはシャフトを回動するために回動操作される操作部材を備え、
   自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体は、弾性部材を備え、その弾性部材は、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトに対して、その筒またはシャフトを備える第１構成体または第２構成体の、第１構成体本体または第２構成体本体を、もう一方の第２構成体本体側または第１構成体本体側へと付勢するように配備され、
   前記カム面は、前記シャフトの周方向に対して傾斜する傾斜カム面を備えており、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを一方の回動方向に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面上を前記ボールが上るように移動することで、自身の軸方向に移動可能な筒またはシャフトが、相対的に筒へのシャフトの進入が進む側に移動するとともに、前記弾性部材が圧縮されてその弾性力が増加し、その弾性力を受けて、少なくとも前記シャフトと前記ボールと前記筒を介して、前記第１構成体本体と前記第２構成体本体とが互いに近づく側に付勢されて、前記第１固定材と前記第２固定材とが互いに接する側に付勢される、クランプ装置。
2. 前記カム面は、自身の軸回りに回動可能な筒またはシャフトを前記一方の回動方向に回動した終端において、相対的に前記ボールが下るように移動するよう、前記シャフトの周方向に対して、前記傾斜カム面とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面とつながった他の傾斜カム面を備える、請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記シャフトは、前記第２構成体本体によって、自身の軸回りに回動可能に支持され、また、
   前記シャフトは、前記第２構成体本体によって、自身の軸方向に移動可能に支持され、
   前記第２構成体は、前記シャフトを回動するための前記操作部材を備え、
   前記第２構成体は、前記弾性部材を備え、その弾性部材は、前記シャフトに対して、前記第２構成体本体を、前記第１構成体本体側へと付勢するように配備され、
   前記シャフトを前記一方の回動方向に回動したとき、相対的に前記傾斜カム面上を前記ボールが上るように移動することで、前記シャフトが、前記筒への進入が進む側に移動する、請求項１に記載のクランプ装置。
4. 前記カム面は、前記シャフトを前記一方の回動方向に回動した終端において、相対的に前記ボールが下るように移動するよう、前記シャフトの周方向に対して、前記傾斜カム面とは反対側に傾斜する、前記傾斜カム面とつながった他の傾斜カム面を備える、請求項３に記載のクランプ装置。
5. 前記第２構成体本体は、互いに連通する第１孔と第２孔とを備え、
   前記第１孔は、相対的に小径であって、前記第１構成体本体に近い側に位置し、前記第２孔は、相対的に大径であって、前記第１構成体本体から離れた側に位置し、
   前記シャフトは、互いに連続する第１軸部と第２軸部とを備え、
   前記第１軸部は、相対的に大径で、前記第２軸部は、相対的に小径であって、それら第１軸部と第２軸部との間に段部が設けられ、
   前記第１軸部は、前記第１孔に挿入され、前記第２軸部は、前記第２孔に挿入され、
   前記シャフトは、前記第１軸部が挿入される前記第１孔によって、自身の軸回りに回動可能に支持されるとともに、自身の軸方向に移動可能に支持され、
   前記シャフトは、前記筒に挿入される一方端側に、前記カム面が形成され、他方端側に、前記操作部材が取り付け固定され、
   前記第２構成体は、スプリング受けを備え、そのスプリング受けは、前記第２孔内にあって前記第２軸部の外周に嵌まり、前記第２孔の底面と前記段部とに当接可能であり、
   前記弾性部材は、前記スプリング受けと前記操作部材との間に配備されて、その弾性部材の弾性力が、前記スプリング受けと前記操作部材との間隔を広げる側に作用する、請求項３または４に記載のクランプ装置。
6. 前記第２構成体は、前記弾性部材とは別の他の弾性部材と、抜け止めとを備え、
   前記抜け止めは、前記第２孔の内周面に設けられ、
   前記他の弾性部材は、前記スプリング受けと前記抜け止めとの間に配備されて、この他の弾性部材の弾性力が、前記スプリング受けと前記抜け止めとの間隔を広げる側に作用する、請求項５に記載のクランプ装置。

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