JP7175950B2

JP7175950B2 - クランプ装置及びクランプ装置を含むクランプ機

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Publication number: JP7175950B2
Application number: JP2020174416A
Authority: JP
Inventors: 陳泳霖
Original assignee: Agile Wing Smart Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Agile Wing Smart Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: CN213616061U; TWI733220B; DE102020127075A1; JP2021066009A; TW202116481A

Description

本発明は、クランプ装置を含むクランプ機に関し、特に、ワークを研削するためのクランプ機に関する。

研削盤はワークの外表面を加工するために用いられる。長尺のワーク（例えば、棒状又は管状のワーク）を回転加工する際には、通常、クランプ装置で長尺のワークの外表面を覆い、センタをワークの両端に押し付けてから、クランプ工具の回転に伴い長尺のワークを回転させることで研削加工を行う。例えば、特許文献１の図１のように、従来のクランプ装置は、支持リング、第１押しネジ、２つの第２押しネジ、キー及びロックナットを備える。支持リングは径方向に設置される３つのネジ孔を有しており、第１押しネジがネジ孔の１つに螺接されたあと、ロックナット及びキーに順に螺接される。ロックナットは、キーと第１押しネジの緩みを防止する。また、２つの第２押しネジはその他の２つのネジ孔に螺接される。使用時には、支持リングでワークを覆い、第１押しネジと２つの第２押しネジを回転させてクランプ直径の大きさを調節する。ワークのクランプが完了すると、キーがしっかりとワークのキー溝に係止されてトルクを伝達する。また、２つの第２押しネジがワークを押圧する。

しかし、従来のクランプ装置は手動でワークをセッティングせねばならず、ワークのクランプ又は解放時にも手動で第１押しネジ及び２つの第２押しネジを回転させねばならない。そのため、クランプ過程全般にわたり時間と労力を要する。労力を軽減すべく、クランプ装置にワークをセッティングしてクランプ装置でワークをクランプする過程を自動化したい場合には、ロボットアームを用いてワークをクランプ装置に挿入してから、第１押しネジ及び２つの第２押しネジを締め付けることでワークをクランプせねばならない。しかし、第１押しネジ及び２つの第２押しネジの締め付け度合が適切でなかった場合や、ワークの真円度が不足しているために第１押しネジ及び２つの第２押しネジによるワークの押圧度合が異なる場合には、ワークの位置がずれて加工に失敗したり、不良品が発生したりする恐れがあり、ひいてはクランプ装置やワークが破損してしまう。加えて、第１押しネジ及び２つの第２押しネジは支持リングの中心に向かって延伸していることから、ロボットアームがワークをクランプ装置に挿入する過程での位置合わせが難しい。そのため、ワークが第１押しネジ及び２つの第２押しネジに衝突することでワークのセッティングに失敗し、ひいてはクランプ装置やワークを破損させる恐れがある。

中国実用新案第２０６３９３４５４Ｕ号明細書

本発明の目的の一つは、クランプするワークについて高い互換性を有し、ワークの真円度が不足していたとしても正確且つ安定的にワークをクランプ可能なクランプ装置及びクランプ装置を含むクランプ機を提供することである。

本発明のその他の目的は、自動化によるワークのクランプ又は解放が可能な研削盤に適用し得るクランプ装置及びクランプ機を提供することである。

上記の目的又はその他の目的を達成するために、本発明はクランプ装置を提供する。当該クランプ装置は、第１覆接部材、第１覆接部材に対し回動可能な第２覆接部材及び複数の挟持ユニットを含む。各挟持ユニットは、挟持ブロック、押動部材及び弾性部材を有する。これらの挟持ブロックは、クランプ装置の軸心線方向に向かって共同でクランプ口を規定する。各挟持ブロックは、偏心回動可能に第２覆接部材に設置される。且つ、各挟持ブロックは、偏心回動する際に当該クランプ口を縮小又は拡大可能である。各挟持ブロックはスロットを有し、スロットは各当該挟持ブロックを貫通している。押動部材はスロットを貫通して第１覆接部材に設置される。且つ、押動部材はスロット内で変位して、挟持ブロックを偏心回動可能とする。弾性部材は挟持ブロックに設置される。弾性部材は弾性緩衝を付与可能なため、挟持ブロックが偏心回動してクランプ口を縮小する場合に、各挟持ブロックがクランプ口に向かってワークを押圧する際の度合が同等となる。

これにより、本発明で提供するクランプ装置は、第１覆接部材と第２覆接部材を回動させることで挟持ブロックを動作させ、挟持ブロックを偏心回動させてワークをクランプ又は解放するため、自動化装置の操作及び使用が容易となる。且つ、ワークをクランプする際に弾性部材の緩衝作用を利用することで、各挟持ブロックでワークをクランプする。これにより、ワークに真円度が低いとの状況が発生した場合でも、挟持ブロックは効果的にワークをクランプすることができる。よって、装置の自動化度合が向上するとともに、適用ワークの許容公差を広げることが可能なため、極めて実用価値を有する。

図１は、本発明の第１実施例の斜視図である。図２は、本発明の第１実施例の分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施例における挟持ブロック及び弾性部材の拡大図である。図４は、本発明の第１実施例におけるクランプ装置の断面図である。図５は、本発明の第１実施例におけるクランプ過程を示す図（１）である。図６は、本発明の第１実施例におけるクランプ過程を示す図（２）である。図７は、本発明の第２実施例の分解斜視図である。図８は、本発明の第２実施例におけるクランプ過程を示す図（１）である。図９は、本発明の第２実施例におけるクランプ過程を示す図（２）である。図１０は、本発明の第３実施例の分解斜視図である。図１１は、本発明の第３実施例におけるクランプ過程を示す図（１）である。図１２は、本発明の第３実施例におけるクランプ過程を示す図（２）である。

本発明は、クランプ装置及びクランプ装置を含むクランプ機を提供する。クランプ装置はワークをクランプするために用いられ、クランプ機は当該ワークを自動的にクランプ又は解放可能である。本発明の第１実施例は、クランプ装置を含むクランプ機に関する。図１～図４を参照して、本実施例は、クランプ装置１０、ハウジング２０、回動部材３０、検出器４０，４０’、軸受５０、押圧ユニット及び駆動ユニット（図示しない）を含む。

図２～図４を参照して、クランプ装置１０は、第１覆接部材１１、第２覆接部材１２、３つの挟持ユニット、駆動部材１３、センタ１４を含む。第１覆接部材１１は、第１軸孔１１１、第１端面１１２、第２端面１１３及び貫通孔１１４を有する。第１軸孔１１１は軸方向に第１覆接部材１１を貫通している。また、貫通孔１１４は第１覆接部材１１の外径面に位置し、研削過程でクランプ装置に残留した切削液を貫通孔１１４から流出可能としている。駆動部材１３は、複数のネジにより第１覆接部材１１の第２端面１１３に組み付け及び固定される。駆動部材１３はリング状をなしている。駆動部材１３は、駆動部１３１、駆動孔１３２及び平衡部１３３を有する。駆動部１３１と平衡部１３３の位置は対向しており、且つ、駆動部１３１と平衡部１３３はいずれもクランプ装置１０の軸心線から離間するよう径方向に延伸している。駆動部１３１の径方向の長さは平衡部１３３の径方向の長さよりも大きい。駆動孔１３２は、軸方向において当該駆動部１３１を貫通している。駆動孔１３２はＵ型のスロットであり、駆動孔１３２のＵ型の開口は径方向において外側を向いている。第２覆接部材１２はセンタ１４を覆っている。第２覆接部材１２は、固定リング１２１、支持リング１２２、ロックリング１２３、緊締部材１２４及びパッド１２５を含む。支持リング１２２は固定リング１２１とロックリング１２３の間に位置する。また、パッド１２５は中空の円柱状をなしている。緊締部材１２４は固定リング１２１を貫通したあとパッド１２５を貫通し、支持リング１２２に螺接される。図４に示すように、パッド１２５は固定リング１２１と支持リング１２２の間に介在する。第２覆接部材１２の支持リング１２２は覆接部１２２１と当止部１２２２を有し、３つの第１当止面１２２３が間隔を隔てて当止部１２２２の外径面に分布している。第１覆接部材１１の第１軸孔１１１の直径は固定リング１２１の外径及び支持リング１２２の覆接部１２２１の外径よりも大きい。よって、第１覆接部材１１は、第１軸孔１１１によって固定リング１２１及び支持リング１２２の覆接部１２２１を覆うことが可能である。ロックリング１２３は取り外し可能に支持リング１２２にネジ接続される。また、３つの第２当止面１２３１が間隔を隔ててロックリング１２３の外径面に分布している。各第１当止面１２２３の位置は各第２当止面１２３１にそれぞれ隣接しており、各第１当止面１２２３の各々と各第２当止面１２３１とが同一平面上に位置している。即ち、３つの第１当止面１２２３及び３つの第２当止面１２３１が３つの組み合わせを形成している。各組み合わせは、それぞれ位置が隣接し且つ同一平面上に位置する１つの第１当止面１２２３と１つの第２当止面１２３１を有している。このほか、支持リング１２２の内環面１２２４は、径方向にクランプ装置１０の軸心線に向かって突出する第１凸環部１２２５を更に有している。また、ロックリング１２３は、軸方向に支持リング１２２に向かって突出する第２凸環部１２３２を更に有している。第２凸環部１２３２の外径は、支持リング１２２の内環面１２２４の直径よりも小さい。よって、ロックリング１２３を支持リング１２２に組み付け及び固定する際に、第２凸環部１２３２は支持リング１２２に挿設され、且つ、第１凸環部１２２５の方向へ軸受５０を押圧することが可能である。これにより、軸受５０は第２覆接部材１２とセンタ１４の間に位置決めされて、第２覆接部材１２をセンタ１４に対し回動可能とする。図２及び図５を参照して、各挟持ユニットは、挟持ブロック１５、押動部材１６、位置決め部材１７及び弾性部材１８を含む。３つの挟持ブロック１５が、クランプ装置１０の軸心線方向に向かって共同でクランプ口１５１を規定する。クランプ口１５１は、軸心線から３つの挟持ブロック１５の間にワークをクランプ可能とする空間である。位置決め部材１７は、挟持ブロック１５を貫通して第２覆接部材１２の固定リング１２１に螺接される。これにより、挟持ブロック１５は、位置決め部材１７を支点として固定リング１２１に対し偏心回動可能となる。特に説明すべき点として、挟持ブロック１５はクランプ口側を向く表面に各々の幾何中心を有している。また、位置決め部材１７が挟持ブロック１５を貫通する位置は、挟持ブロックにおけるクランプ口側を向く表面の幾何中心から離間している。よって、挟持ブロック１５が位置決め部材１７周りに回動する際には、挟持ブロックにおけるクランプ口側を向く表面が偏心回動する。且つ、偏心回動する際に、クランプ口１５１を縮小又は拡大させることで、クランプ口１５１がワークをクランプ又は解放可能となる。挟持ブロック１５はスロット１５２を有している。スロット１５２は軸方向に挟持ブロック１５を貫通しており、押動部材１６がスロット１５２を貫通して第１覆接部材１１に螺接される。図３及び図５を参照して、弾性部材１８はプレート状の弾性片である。弾性部材１８は挟持ブロック１５のスロット１５２に位置する。スロット１５２の孔壁には２つの凹溝１５２１が備わっており、弾性部材１８の両端が凹溝１５２１に挿設される。弾性部材１８は、位置が対向する天井面１８１と底面を有し、天井面１８１が押動部材１６を付勢可能である。また、弾性部材１８の底面とスロット１５２の孔壁との間には、弾性部材１８を弾性変形させるための空間が備わっている。よって、押動部材１６が弾性部材１８の天井面１８１を押圧すると、弾性部材１８は弾性変形して底面とスロット１５２の孔壁との間の空間にわずかに押し込まれる。

図１～図５を参照して、ハウジング２０は回転盤２１を有している。ハウジング２０内には回転盤２１を駆動可能な駆動ユニット（図示しない）が備わっており、回転盤２１をハウジング２０に対し回転駆動させる。回動部材３０は回転盤２１に挿設されている。回動部材３０はロッド部３０１を有し、ロッド部３０１は軸方向に駆動部材１３の駆動孔１３２に挿設される。また、検出器４０，４０’は間隔を隔ててハウジング２０に設置されている。検出器４０，４０’は駆動部材１３の外径面に面しており、駆動部材１３の駆動部１３１を検出する。押圧ユニットは動力部材６０と押動ロッド６１を有し、押動ロッド６１の端面が第２覆接部材１２の外径面に面している。且つ、動力部材６０は、押動ロッド６１を伸長させて支持リング１２２の第１当止面１２２３とロックリング１２３の第２当止面１２３１を押圧可能とする。

図４～図６を参照して、本発明の第１実施例におけるクランプ機のクランプ過程では、まず、ロボットアーム（図示しない）を用いてワーク９０をクランプ装置１０のクランプ口１５１にセッティングし、センタ１４に当接させる。図４に示すように、第２覆接部材１２の固定リング１２１の内径はワーク９０の直径よりも大きいため、ワーク９０をセッティングする際に固定リング１２１と衝突することがない。図５に示すように、このとき３つの挟持ブロック１５は解放状態となっている。且つ、クランプ口１５１の口径は第２覆接部材１２の固定リング１２１の内径とほぼ同等のため、ワーク９０をセッティングする際の位置合わせが容易であり、挟持ブロック１５と衝突することがない。続いて、駆動ユニット（図示しない）が回転盤２１を駆動させることで、回転盤２１がハウジング２０に対し第２の方向（例えば時計回り方向）へ回動する。このとき、ハウジング２０に装設されているセンタ１４は回動しないまま保持される。回転盤２１は、回動部材３０を回転盤２１の回転軸を中心として第２の方向へ円周運動させる。回動部材３０は駆動部１３１の駆動孔１３２に挿設されているため、回動部材３０が円周運動する際に駆動部材１３を第２の方向へ回動させることができる。また、対向位置の駆動部１３１と平衡部１３３によって、駆動部材１３の重心全体をクランプ装置の軸心線に近接させるか、軸心線にちょうど位置させることが可能である。よって、回動時に平衡を維持することができ、慣性に起因する震動が回避される。且つ、駆動部材１３は第１覆接部材１１にネジ接続されているため、駆動部材１３によって第１覆接部材１１が第２の方向へ回動する。また、第１覆接部材１１は、挟持ブロック１５を介して第２覆接部材１２を更に第２の方向へ回動させるよう牽引する。図５に示すように、検出器４０が駆動部１３１を検出すると、回転盤２１は回転を停止して、回動部材３０及びクランプ装置１０の回動を停止させる。このとき、支持リング１２２の第１当止面１２２３及びロックリング１２３の第２当止面１２３１が押動ロッド６１に面し、押圧ユニットの動力部材６０が押動ロッド６１を伸長させて第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１を押圧する。続いて、駆動ユニットが回転盤２１を第１の方向（例えば反時計回り方向）へ回転駆動させることで、回動部材３０が駆動部材１３及び第１覆接部材１１を第１の方向へ回動させる。しかし、第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１は押動ロッド６１により押圧されているため回動不可能であり、第２覆接部材１２は回動し得ない。これにより、第１覆接部材１１が第２覆接部材１２に対し第１の方向へ回動する際に、第１覆接部材１１は押動部材１６をスロット１５２内で第１の方向へ変位させる。押動部材１６の変位に伴い、更に３つの挟持ブロック１５各々が位置決め部材１７を支点に反時計回りである第１の方向へ偏心回動する。そして、３つの挟持ブロック１５の偏心回動によってクランプ口１５１が縮小され、ワーク９０をクランプ可能となる。図６に示すように、検出器４０’が駆動部１３１を検出すると、クランプ装置１０はワークのクランプフローを終了する。回転盤２１は回転を停止して、回動部材３０とクランプ装置１０の回動を停止させる。これにより、３つの挟持ブロック１５は偏心回動を停止して、ワーク９０を押圧及びクランプしたクランプ状態を維持する。次に、押圧ユニットの動力部材６０が押動ロッド６１を収縮させて第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１から離間させる。そして、駆動ユニットが回転盤２１を引き続き第１の方向へ回転駆動させることで、回動部材３０がクランプ装置１０を第１の方向へ回動させる。これにより、クランプ装置１０は、後続の研削作業を行うべくワーク９０を回動させる。

注目すべき点として、製造過程では、ワークの真円度の不足が問題になることがある。即ち、ワークの半径の大きさが一様でないとの問題が存在する場合がある。これに対し、本発明におけるクランプ装置１０の弾性部材１８は、３つの挟持ブロック１５がクランプ口１５１に向かってワーク９０を押圧する際の度合を同等とすることができる。即ち、３つの挟持ブロック１５がクランプ口１５１に向かってワーク９０を押圧する際の力を近接させることで、真円度の不足に起因して１つ又は複数の挟持ブロックがワークに接触しなかったり、わずかしかワークに接触しなかったりとの事態を生じさせない。更に、弾性部材１８は、挟持ブロック１５によるクランプ完了後に、表面の高さの差に起因してワークを過度に圧迫するとの事態も防止可能である。これにより、ワーク９０をクランプする際に、３つの挟持ブロック１５による押圧度合が異なるためにずれが生じ、ひいてはクランプ装置１０又はワーク９０が破損するとの事態が回避される。詳細に説明すると、クランプ過程では、第１覆接部材１１が押動部材１６をスロット１５２内で変位させ、押動部材１６の変位に伴って挟持ブロック１５が偏心回動可能となる。また、押動部材１６は、スロット１５２内で変位しながら弾性部材１８の天井面１８１を押圧する。挟持ブロック１５が徐々に回動してワーク９０を押圧するのに伴い、押動部材１６が挟持ブロック１５を回動させる際に受ける抗力も徐々に増大することから、押動部材１６が変位する際に弾性部材１８を押圧する力も徐々に増大していく。弾性部材１８の底面とスロット１５２の孔壁との間には弾性部材１８を弾性変形させるための空間が備わっているため、押動部材１６による弾性部材１８を押圧する力が弾性部材１８の変形を招来するのに十分な力となったとき、押動部材１６の変位に伴って、弾性部材１８は底面方向へ湾曲変形し得る。これにより、押動部材１６の変位に伴う押動力が緩衝されるため、押動部材１６が挟持ブロック１５を押動し続けることで挟持ブロック１５が過度にワーク９０を圧迫し、クランプ装置又はワークが破損するとの事態が回避される。３つの挟持ブロック１５のいずれかがワークにおける比較的半径の大きな表面部分を押圧したとしても、弾性部材１８の弾性変形によって押動部材１６の変位に伴う押動力を緩衝可能なため、この挟持ブロック１５が回動を続けて過度にワーク９０を圧迫するとの事態が回避される。一方で、残り２つの挟持ブロック１５はそのまま押動部材１６の変位に伴って押動され、回動を続けながらワーク９０を押圧することが可能である。よって、ワークのクランプフローが完了したとき、３つの挟持ブロック１５はいずれも効果的にクランプ口１５１に向かってワーク９０を挟持及び押圧可能である。即ち、３つの挟持ブロック１５がクランプ口１５１に向かってワーク９０を押圧する際の度合が同等となるため、ワーク９０をクランプする際に、３つの挟持ブロック１５の押圧度合が異なることでずれが生じ、ひいてはクランプ装置１０又はワーク９０が破損するとの事態が回避される。

研削作業が完了したあと、検出器４０’が駆動部１３１を検出すると、回転盤２１は回転を停止して、回動部材３０及びクランプ装置１０の回動を停止させる。このとき、支持リング１２２の第１当止面１２２３及びロックリング１２３の第２当止面１２３１が押動ロッド６１に面し、押圧ユニットの動力部材６０が押動ロッド６１を伸長させて第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１を押圧する。続いて、駆動ユニットが回転盤２１を第２の方向（例えば時計回り方向）へ回転駆動させることで、回動部材３０が駆動部材１３及び第１覆接部材１１を第２の方向へ回動させる。しかし、第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１は押動ロッド６１により押圧されているため回動不可能であり、第２覆接部材１２は回動し得ない。これにより、第１覆接部材１１が第２覆接部材１２に対し第２の方向へ回動する際に、第１覆接部材１１は押動部材１６をスロット１５２内で第２の方向へ変位させる。押動部材１６の変位に伴い、更に３つの挟持ブロック１５各々が位置決め部材１７を支点に第２の方向へ偏心回動する。そして、３つの挟持ブロック１５の偏心回動によってクランプ口１５１が拡大され、ワーク９０を解放可能となる。検出器４０が駆動部１３１を検出すると、クランプ装置１０はワークの解放フローを終了する。回転盤２１は回転を停止して、回動部材３０、駆動部材１３及び第１覆接部材１１の回動を停止させる。これにより、３つの挟持ブロック１５は偏心回動を停止して解放状態を維持する。

本発明の第１実施例におけるクランプ機のクランプ装置１０は、加工ニーズに基づいて軸方向の長さの異なるパッド１２５に変更することで、クランプ装置１０の軸方向の長さを変更することが可能である。図２及び図４を参照して、支持リング１２２に螺接されている緊締部材１２４を緩めるだけで、使用者は第１覆接部材１１の貫通孔１１４からパッド１２５を交換することができる。そして、緊締部材１２４を締めて支持リング１２２に螺接すれば交換が完了するため、クランプ装置１０全体を解体する必要がない。本発明のその他の実施例において、本発明のクランプ機はサイズの異なる各種クランプ群を有する場合がある。各クランプ群は、駆動部材、第１覆接部材、挟持ユニット及び固定リングをそれぞれ有している。クランプ群を交換したい場合には、支持リングに螺接されている緊締部材を取り外すだけで、緊締部材、パッド、固定リング、第１覆接部材、駆動部材及び挟持ユニットを一括して取り外すことができるため、異なるサイズのクランプ群への交換が容易である。

本実施例において、押動ロッド６１は伸長して支持リング１２２の第１当止面１２２３とロックリング１２３の第２当止面１２３１を押圧することが可能である。本発明のその他の可能な実施例において、押動ロッド６１は、第１当止面１２２３及び第２当止面１２３１付近まで延伸し、これらを直接押圧しない場合がある。回動部材３０が駆動部材１３及び第１覆接部材１１を回動させる際には、伸長した押動ロッド６１が支持リング１２２及びロックリング１２３の回動を妨げられさえすれば第２覆接部材１２の回動を不可能とできるため、この場合にも本発明の第１実施例と類似の効果を有する。また、押動ロッド６１は、第１当止面１２２３又は第２当止面１２３１のいずれかのみを押圧するように延伸する場合がある。この場合にも、押動ロッド６１は第２覆接部材１２の回動を妨げる効果を有し得る。

本実施例では、駆動部材の駆動孔がＵ型の孔であり、駆動孔のＵ型の開口が径方向において外側を向いている。よって、部品を交換したい場合に、駆動部材を回動部材から容易に取り外すことができる。また、本発明のその他の可能な実施例では、駆動孔がＯ型の孔の場合がある。駆動孔は駆動部材を回動部材から取り外しやすければよく、本発明はこれに限定されない。このほか、本発明のその他の可能な実施例では、駆動部材が駆動部及び平衡部を備えない場合がある。駆動部材は回動部材を挿設するための駆動孔を有してさえいれば、回動部材によって駆動部材を回動させることが可能となり、上記実施例と類似の使用効果を有する。

本実施例において、回動部材は回転盤に挿設されている。回動部材はロッド部を有し、ロッド部が軸方向において駆動部材の駆動孔に挿設される。本発明のその他の可能な実施例では、回動部材が駆動部材に固設される一方、駆動孔が回転盤に設置され、回動部材のロッド部が回転盤の駆動孔に挿設可能とされる場合がある。この場合にも、回転盤が回転する際に、回転盤によって回動部材を回動させられるため、上記実施例と類似の使用効果を有する。

本実施例において、挟持ユニットの数は３つとしたが、本発明のその他の可能な実施例では、挟持ユニットをその他の数量とする場合がある。挟持ユニットは、ワークをクランプ可能であり、且つワークのクランプ過程でずれが発生しなければよく、本発明はこれに限らない。

図７～図９を参照して、本発明の第２実施例におけるクランプ機は、図１～図６に示した第１実施例とほぼ同様である。よって、本発明の第２実施例では、本発明の第１実施例における部材の符号をほぼそのまま使用する。ただし、弾性部材１８ａについては、プレート状の弾性片を引張バネに置き換えている。且つ、弾性部材１８ａの弾性力は挟持ブロック１５を偏心回動させてワーク９０を押圧するのに十分である。弾性部材１８ａの一端は、第２覆接部材１２の固定リング１２１の端面１２１１に設置される。また、弾性部材１８ａの他端は、挟持ブロック１５の外側面１５３に設置される。本発明の第２実施例において、押動部材１６はスロット１５２内で変位することで、弾性部材１８ａが挟持ブロック１５を引っ張り可能となる位置まで挟持ブロック１５を偏心回動させる。そして、弾性部材１８ａの引張力によって、挟持ブロック１５は更に第１の方向に偏心回動し、ワーク９０を押圧する。これにより、ワーク９０をクランプして更なる加工を行うことが可能となる。よって、本発明の第２実施例における押動部材１６は、クランプ過程全体を通じ、弾性部材１８ａの引張力を利用して挟持ブロック１５によりワーク９０を押圧する。これにより、一部の挟持ブロック１５がワーク９０に接触しなかったり、わずかしか接触しなかったりすることでワーク９０にかかる力にムラができ、ずれが生じる結果、クランプ装置又はワークが破損するとの事態を回避可能となる。従って、ワークのクランプフローが完了したときに、３つの挟持ブロック１５がクランプ口１５１に向かってワーク９０を押圧する際の度合が同等となるため、ワーク９０をクランプする際に、３つの挟持ブロック１５の押圧度合が異なることでずれが生じ、ひいてはクランプ装置１０又はワーク９０が破損するとの事態が回避される。

本実施例において、弾性部材１８ａの一端は、第２覆接部材１２の固定リング１２１の端面１２１１に設置され、弾性部材１８ａの他端は、挟持ブロック１５の外側面１５３に設置されるが、本発明のその他の可能な実施例では、弾性部材１８ａの他端が挟持ブロック１５の外径面に設置されることがある。弾性部材１８ａは挟持ブロック１５を偏心回動させてクランプ口１５１を縮小できればよく、本発明はこれに限らない。

図１０及び図１２を参照して、本発明の第３実施例におけるクランプ機は、図７～図８に示した第２実施例とほぼ同様である。ただし、弾性部材１８ｂについては引張バネをねじりバネに置き換え、挟持ブロック１５を偏心回動させてワーク９０を押圧するようにしている。弾性部材１８ｂの一端は、第２覆接部材１２の固定リング１２１の端面１２１１に設置され、弾性部材１８ｂの他端は、挟持ブロック１５の外側面１５３に設置される。また、弾性部材１８ｂの螺旋コイルは位置決め部材１７に位置決めされる。本発明の第３実施例と第２実施例の作用及び原理は類似している。相違点は、第２実施例では引張バネで挟持ブロック１５を引き動かして偏心回動させ、クランプ口を縮小していたのに対し、第３実施例では、ねじりバネで挟持ブロック１５を偏心回動させてクランプ口を縮小することのみである。よって、作用及び原理については本発明の第２実施例を参照するものとし、ここでは改めて詳述しない。

以上述べたように、本発明は、クランプ装置及びクランプ装置を含むクランプ機を提供する。クランプ装置の３つの挟持ブロックは、偏心回動することでワークを押圧及びクランプすることが可能である。また、クランプ装置の弾性部材は、各挟持ブロックがワークをクランプする際の力をほぼ同等とすることができるため、挟持ブロックがワークを過度に圧迫することでクランプ装置又はワークが破損するとの事態が回避される。仮にワークの真円度が不足していたとしても、クランプ装置の弾性部材はワークにかかる押圧度合を同等とすることができる。よって、クランプ過程でワークの位置がずれて加工に失敗したり、不良品が発生したりし、ひいてはクランプ装置又はワークが破損するとの事態が回避される。このほか、３つの挟持ブロックが解放状態の場合には、３つの挟持ブロックにより規定されるクランプ口の口径がワークの直径よりも大きくなるとともに、第２覆接部材の固定リングの内径とほぼ等しくなる。そのため、ワークをセッティングする際の位置合わせが容易となり、挟持ブロックに衝突することがない。よって、ワークのセッティングに失敗し、ひいてはクランプ装置又はワークが破損するとの事態を回避可能となる。更に、加工ニーズの違いに応じて、クランプ装置は容易に第１覆接部材の貫通孔を通じて異なる長さやサイズのパッドに交換したり、緊締部材を取り外して異なるサイズのクランプ群に手軽に交換したりすることが可能である。交換過程が簡単且つ便利であり、クランプ装置全体を解体する必要がないため、交換過程で要する労力及び時間を節約できる。以上より、本発明のクランプ機によれば、ワークのクランプ及び解放過程を自動化することができ、労力及び時間が大幅に節約されるため、作業効率を向上させるという実用的効果が達せられる。

１０クランプ装置
１１第１覆接部材
１１１第１軸孔
１１２第１端面
１１３第２端面
１１４貫通孔
１２第２覆接部材
１２１固定リング
１２１１端面
１２２支持リング
１２２１覆接部
１２２２当止部
１２２３第１当止面
１２２４内環面
１２２５第１凸環部
１２３ロックリング
１２３１第２当止面
１２３２第２凸環部
１２４緊締部材
１２５パッド
１３駆動部材
１３１駆動部
１３２駆動孔
１３３平衡部
１４センタ
１５挟持ブロック
１５１クランプ口
１５２スロット
１５３外側面
１５２１凹溝
１６押動部材
１７位置決め部材
１８弾性部材
１８ａ弾性部材
１８ｂ弾性部材
１８１天井面
２０ハウジング
２１回転盤
３０回動部材
３０１ロッド部
４０，４０’ 検出器
５０軸受
６０動力部材
６１押動ロッド
９０ワーク

Claims

ワークをクランプするためのクランプ装置であって、
第１覆接部材と、
第２覆接部材であって、前記第１覆接部材が前記第２覆接部材に対し回動可能な第２覆接部材と、
挟持ブロック、押動部材及び弾性部材を有する複数の挟持ユニット、を含み、
これらの前記挟持ブロックは前記クランプ装置の軸心線方向に向かって共同でクランプ口を規定し、各前記挟持ブロックは偏心回動可能に前記第２覆接部材に設置され、且つ、各前記挟持ブロックは偏心回動する際に前記クランプ口を縮小又は拡大可能であり、各前記挟持ブロックはスロットを有し、前記スロットは前記挟持ブロックを貫通しており、前記押動部材は前記スロットを貫通して前記第１覆接部材に設置され、前記押動部材は前記スロット内で変位して前記挟持ブロックを偏心回動可能とし、前記弾性部材は前記挟持ブロックに設置され、各前記挟持ブロックが偏心回動して前記クランプ口を縮小させる際に、各前記弾性部材は、各前記挟持ブロックが前記クランプ口に向かって前記ワークを押圧する際の度合を同等とし、
前記弾性部材はプレート状の弾性片であり、前記プレート状の弾性片は前記挟持ブロックの前記スロットに設置され、前記押動部材は前記プレート状の弾性片を押圧可能であり、前記押動部材が前記スロット内で変位する際に、前記プレート状の弾性片は前記押動部材による前記挟持ブロックに対する押動力を緩衝可能である、クランプ装置。
前記弾性部材は引張バネ又はねじりバネであり、前記弾性部材の一端は前記第２覆接部材に設置され、前記弾性部材の他端は前記挟持ブロックに設置される、請求項１に記載のクランプ装置。
前記第２覆接部材は、固定リング、支持リング及びパッドを含み、前記固定リングは取り外し可能に前記支持リングに設置され、前記パッドは取り外し可能に前記固定リングと前記支持リングの間に介在し、これらの前記挟持ブロックは偏心回動可能に前記固定リングに設置される、請求項１に記載のクランプ装置。
前記クランプ装置は更にセンタを有し、前記第２覆接部材は前記センタを覆っている、請求項１に記載のクランプ装置。
前記第２覆接部材の外径面は更に少なくとも１つの当止面を有し、前記当止面は前記第２覆接部材の外径面に分布している、請求項１に記載のクランプ装置。
前記クランプ装置は更に駆動部材を有し、前記駆動部材は前記第１覆接部材に固定され、前記駆動部材が回動することで前記第１覆接部材が共に回動する、請求項１～５のいずれか１項に記載のクランプ装置。
前記駆動部材は径方向において外側へ延伸して駆動部を形成し、前記駆動部は駆動孔を有する、請求項６に記載のクランプ装置。
自動的にワークをクランプ又は解放可能なクランプ機であって、請求項１～７のいずれか１項に記載のクランプ装置を含み、更に、
回転盤を有するハウジングであって、前記回転盤が前記ハウジングに対し回転可能なハウジングと、
前記回転盤に挿設され、ロッド部を有する回動部材と、
前記回転盤を前記ハウジングに対し回転駆動させる駆動ユニット、を含み、
前記クランプ装置の前記第１覆接部材に駆動部材が固定されており、前記回動部材の前記ロッド部が前記駆動部材の駆動孔に挿設されており、
前記回動部材は、前記回転盤が回転すると、前記回転盤の回転軸を中心として円周運動し、且つ、円周運動する際に前記駆動部材を回動させ、前記駆動部材によって前記第１覆接部材は前記回転盤の前記回転軸を中心として回動する、クランプ機。
更に、少なくとも２つの検出器と押圧ユニットを含み、少なくとも２つの前記検出器は間隔を隔てて前記ハウジングに設置され、各前記検出器は前記クランプ装置に面して設置され、前記押圧ユニットは動力部材と押動ロッドを有し、前記動力部材は前記押動ロッドを前記第２覆接部材に押圧可能とする、請求項８に記載のクランプ機。