JPH01283414A - クランプ機構 - Google Patents
クランプ機構Info
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- JPH01283414A JPH01283414A JP63110109A JP11010988A JPH01283414A JP H01283414 A JPH01283414 A JP H01283414A JP 63110109 A JP63110109 A JP 63110109A JP 11010988 A JP11010988 A JP 11010988A JP H01283414 A JPH01283414 A JP H01283414A
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- piezoelectric element
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Landscapes
- Clamps And Clips (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は工作機械等に用いられるクランプ機構に関す
る。
る。
この種のクランプ機構としては油圧または空気圧を用い
た例が多く、また、油圧、空気圧とばねとの組合わせを
用いた例もある。たとえば、数値制御工作機械などのワ
ーククランピングパレットにワーク （被加工物）を装
着（クランピング）する際の治具などに使用する。いわ
ゆるばねシリンダには、ばねを圧縮するプランジャの移
動用に油圧や空気圧を使用し、ワークを固定位置にセン
トした後、圧力を開放し、あらかじめ圧縮されていたば
ねの弾性回復力を利用して長時間クランピングを可能に
しているものもある。ここで、ばねの弾性回復力を利用
してクランピングを行う機構では、油圧操作の場合の油
洩れによる圧力低下などからくるクランピング力不足の
トラブルがなく、ち ばねによるメカニカルクランピングでちることから、温
度変化などの影響も少なく、安定したクランピングカを
保持することができる。
た例が多く、また、油圧、空気圧とばねとの組合わせを
用いた例もある。たとえば、数値制御工作機械などのワ
ーククランピングパレットにワーク （被加工物）を装
着（クランピング）する際の治具などに使用する。いわ
ゆるばねシリンダには、ばねを圧縮するプランジャの移
動用に油圧や空気圧を使用し、ワークを固定位置にセン
トした後、圧力を開放し、あらかじめ圧縮されていたば
ねの弾性回復力を利用して長時間クランピングを可能に
しているものもある。ここで、ばねの弾性回復力を利用
してクランピングを行う機構では、油圧操作の場合の油
洩れによる圧力低下などからくるクランピング力不足の
トラブルがなく、ち ばねによるメカニカルクランピングでちることから、温
度変化などの影響も少なく、安定したクランピングカを
保持することができる。
このような、クランプ機構に油圧や空気圧を用いる場合
の問題点は次の通りである。すなわち、油圧や空気圧を
用いる場合、圧力発生用のコンプレッサが必要であり、
さら圧力の封じ込めの機構をクランプ装置内に持たせる
ため、装置の小形化。
の問題点は次の通りである。すなわち、油圧や空気圧を
用いる場合、圧力発生用のコンプレッサが必要であり、
さら圧力の封じ込めの機構をクランプ装置内に持たせる
ため、装置の小形化。
簡素化がむずかしいという問題があった。
さらに、近年、機械加工処理の高速化に伴い、ワーク加
工のためのワークのクランピングおよびその解除も高速
、高頻度に対応できるものが必要になり、しかも、従来
の回能を克服してクランプ装置自体も小形化できる構造
のものが要求されてきている。
工のためのワークのクランピングおよびその解除も高速
、高頻度に対応できるものが必要になり、しかも、従来
の回能を克服してクランプ装置自体も小形化できる構造
のものが要求されてきている。
この発明の目的は前記従来技術の問題点を解消し・構造
簡素にして小形に形成できかつ高速、高頻度クランピン
グの可能なりランプ機構を提供することである。
簡素にして小形に形成できかつ高速、高頻度クランピン
グの可能なりランプ機構を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明によれば、クラン
プ時のクランプ圧力はばねにより与えられ、クランプ開
放時のクランプ圧力の除去は直流電圧を加えられたとき
クランプ圧力に抗して伸びる圧電素子材料により行われ
るようにクランプａ構を構成するものとする。
プ時のクランプ圧力はばねにより与えられ、クランプ開
放時のクランプ圧力の除去は直流電圧を加えられたとき
クランプ圧力に抗して伸びる圧電素子材料により行われ
るようにクランプａ構を構成するものとする。
圧電素子材料は電界中におかれることにより電界方向に
伸び、これと直角方向に縮みを生じる。
伸び、これと直角方向に縮みを生じる。
材料としては、たとえば、ＰｂＴｌ０ｉ、ＣａＴｌＯｓ
、ＹｔＴＩＯ。
、ＹｔＴＩＯ。
などを添加したチタン酸バリウム磁器や、チタン酸鉛と
ジルコン酸鉛の固溶体からなるチタン酸ジルコン酸鉛系
磁器などを用いる。これらの材料を柱状または肉厚円筒
状に形成して両端面に直流電圧を印加すれば材料の実用
寸法の範囲で数十−オーダの伸びを生じさせることがで
きる。従ってばね力により固定部材に押圧されている被
クランプ部材は、圧電素子材料に直流電圧を印加してば
ねを縮ませることによりクランプ圧力から解放される。
ジルコン酸鉛の固溶体からなるチタン酸ジルコン酸鉛系
磁器などを用いる。これらの材料を柱状または肉厚円筒
状に形成して両端面に直流電圧を印加すれば材料の実用
寸法の範囲で数十−オーダの伸びを生じさせることがで
きる。従ってばね力により固定部材に押圧されている被
クランプ部材は、圧電素子材料に直流電圧を印加してば
ねを縮ませることによりクランプ圧力から解放される。
また、印加電圧を除去すれば再びばねによるクランプ圧
力を発生させることができる。
力を発生させることができる。
このように、クランプ状態では、クランプ圧力は、この
圧力を発生させるための変形量が大きいばねによってい
るため、長時間のクランプに対し経時変化が少なくクラ
ンプ保持の信鯨性が高まる。
圧力を発生させるための変形量が大きいばねによってい
るため、長時間のクランプに対し経時変化が少なくクラ
ンプ保持の信鯨性が高まる。
また、クランプ圧力の印加と除去とは、剛性の大きい圧
電素子材料に対する電圧の除去と印加とにより行うから
応答性が速く、高頻度なりランプに対しても信鯨性が向
上する。
電素子材料に対する電圧の除去と印加とにより行うから
応答性が速く、高頻度なりランプに対しても信鯨性が向
上する。
（実施例〕
第１図に本発明の第１の実施例を示す、この実施例は、
第２図に示されるような、機械のガイドレール６上をレ
ール方向に滑りながら移動するサドル５を適宜の位置に
固定するためのクランプ機！ＩＩ７を対象としたもので
、サドル５に下向きの力を作用させて滑り面Ｓにクラン
プ圧力を発生させようとするものである。このため・サ
ドル端部のコ字状屈曲部の下辺の上下両側にそれぞれ圧
縮ばね２と肉厚円筒状圧電素子材料１とを配し、両端に
押え金Ｊ％３ａ、３ｂを有する保持部材ユとナツト８と
により両者をサドル５上に保持するとともにガイドシリ
ンダ９．１０によりばね２と圧電素子材料１の横ずれを
防止したものである。なお、圧電素子材料１のｖｆｉｒ
ｉＪ面には金属薄膜などによる接触面が形成され、それ
ぞれ直流電Ｂ４の正、負端子に接続されている。
第２図に示されるような、機械のガイドレール６上をレ
ール方向に滑りながら移動するサドル５を適宜の位置に
固定するためのクランプ機！ＩＩ７を対象としたもので
、サドル５に下向きの力を作用させて滑り面Ｓにクラン
プ圧力を発生させようとするものである。このため・サ
ドル端部のコ字状屈曲部の下辺の上下両側にそれぞれ圧
縮ばね２と肉厚円筒状圧電素子材料１とを配し、両端に
押え金Ｊ％３ａ、３ｂを有する保持部材ユとナツト８と
により両者をサドル５上に保持するとともにガイドシリ
ンダ９．１０によりばね２と圧電素子材料１の横ずれを
防止したものである。なお、圧電素子材料１のｖｆｉｒ
ｉＪ面には金属薄膜などによる接触面が形成され、それ
ぞれ直流電Ｂ４の正、負端子に接続されている。
このように構成されたクランプ機構の使用開始までの準
備作業は次のように行う、まず、ナツト８でばね２を適
当量線めあげて圧縮し、サドル５をガイドレール６上の
所望の位置まで移動させる。
備作業は次のように行う、まず、ナツト８でばね２を適
当量線めあげて圧縮し、サドル５をガイドレール６上の
所望の位置まで移動させる。
つぎに、ナツト８を十分緩めて押え金具３ａの上面をガ
イドレール６の下面に当接させ、滑り面Ｓにクランプ圧
力を発生させる。この状態では下部の押え金具３ｂと圧
電素子材料１の下端面との間もしくは圧電素子材料ｌの
上端面とサドル５の下面との間にギャップを生じている
からナツト２を再び締め、圧電素子材料１がサドル５下
面と押え金具３ｂ上面との間に軽く挟まれた所で締める
のをやめる０以上によりクランプａｍの使用開始の準備
が完了する。
イドレール６の下面に当接させ、滑り面Ｓにクランプ圧
力を発生させる。この状態では下部の押え金具３ｂと圧
電素子材料１の下端面との間もしくは圧電素子材料ｌの
上端面とサドル５の下面との間にギャップを生じている
からナツト２を再び締め、圧電素子材料１がサドル５下
面と押え金具３ｂ上面との間に軽く挟まれた所で締める
のをやめる０以上によりクランプａｍの使用開始の準備
が完了する。
以上の準備作業完了の時点では、ばね２によるクランプ
圧力が滑り面Ｓに発生しており、サドル５はガイドレー
ル６にクランプされている。そこで、クランプを解除す
るには、直流電源４から圧電素子材料１の両端面間に直
流電圧を供給し、ばね２の力に抗して圧電素子材料１に
軸方向の伸びを生じさせ、ばね２を数十μのオーダ圧縮
して押え金具３ａ上面とガイドレール６の下面との間に
微小ギャップを生ぜしめると、滑り面Ｓのクランプ圧力
が消滅し、サドル５は再びレール面上を移動可能になる
。もちろん、移動中は電圧を印加したままとする。移動
完了後に電圧の供給を断てば圧電素子材料１の伸びが元
に復し、ばね２が伸びて滑り面に再びクランプ圧力が発
生し、サドル５はその位置でガイドレール６にクランプ
され位置が固定される。
圧力が滑り面Ｓに発生しており、サドル５はガイドレー
ル６にクランプされている。そこで、クランプを解除す
るには、直流電源４から圧電素子材料１の両端面間に直
流電圧を供給し、ばね２の力に抗して圧電素子材料１に
軸方向の伸びを生じさせ、ばね２を数十μのオーダ圧縮
して押え金具３ａ上面とガイドレール６の下面との間に
微小ギャップを生ぜしめると、滑り面Ｓのクランプ圧力
が消滅し、サドル５は再びレール面上を移動可能になる
。もちろん、移動中は電圧を印加したままとする。移動
完了後に電圧の供給を断てば圧電素子材料１の伸びが元
に復し、ばね２が伸びて滑り面に再びクランプ圧力が発
生し、サドル５はその位置でガイドレール６にクランプ
され位置が固定される。
第３図に本発明の第２の実施例を示す、この実施例は前
記第１の実施例が被クランプ部材にクランプ機構が取り
付けられ被クランプ部材とともに移動する場合への適用
を示しているのに対し、クランプ機構が固定部材側に取
り付けられ、固定位置において被クランプ部材をクラン
プ及び解除する繰返し動作に使用される場合を示す。
記第１の実施例が被クランプ部材にクランプ機構が取り
付けられ被クランプ部材とともに移動する場合への適用
を示しているのに対し、クランプ機構が固定部材側に取
り付けられ、固定位置において被クランプ部材をクラン
プ及び解除する繰返し動作に使用される場合を示す。
この場合のクランプ機構使用開始までの準備作業は次の
通りである。ワーク （被加工部材）１１が固定される
固定台１２から下方へ延びる粗動用ねじ１４の下端に取
り付けられたハンドル１５を操作して移動腕１３を図の
上方へ移動させ、腕部１３ａを挟んで上下に配されたば
ね２と圧電素子材料１とを上部の押え金具３０ａと下部
の押え金具３０ｂとの間に、かつばね力が所定のクラン
プ圧力に等しくなる高さまでばね２を圧縮した状態に保
持する保持部材３０の前記押え金具３０ａの上面を、直
流電源４から圧電素子材料１の両端面間に電圧を供給し
て圧電素子材料１に伸びを生じさせばね２を微小寸法圧
縮した状態で、予め固定台１２の固定面に接触状態に挿
入されたワーク１１の下面に軽く当接させ、移動を止め
、電圧の供給を断ち、圧電素子材料１の伸びを元に復し
てクランプ圧力を発生させ、ワーク１１を固定台にクラ
ンプして準備作業を完了する。
通りである。ワーク （被加工部材）１１が固定される
固定台１２から下方へ延びる粗動用ねじ１４の下端に取
り付けられたハンドル１５を操作して移動腕１３を図の
上方へ移動させ、腕部１３ａを挟んで上下に配されたば
ね２と圧電素子材料１とを上部の押え金具３０ａと下部
の押え金具３０ｂとの間に、かつばね力が所定のクラン
プ圧力に等しくなる高さまでばね２を圧縮した状態に保
持する保持部材３０の前記押え金具３０ａの上面を、直
流電源４から圧電素子材料１の両端面間に電圧を供給し
て圧電素子材料１に伸びを生じさせばね２を微小寸法圧
縮した状態で、予め固定台１２の固定面に接触状態に挿
入されたワーク１１の下面に軽く当接させ、移動を止め
、電圧の供給を断ち、圧電素子材料１の伸びを元に復し
てクランプ圧力を発生させ、ワーク１１を固定台にクラ
ンプして準備作業を完了する。
従って、本実施例のように、粗動用ねじ１４と、これに
螺合する移動腕１３とを用いる場合には、クランプ機構
として、第１の実施例に示されるようなナツト８や軸３
ｃ先端のねじを必要とせず、クランプ機構自体としては
、わずかではあるが、構造が簡素化される。
螺合する移動腕１３とを用いる場合には、クランプ機構
として、第１の実施例に示されるようなナツト８や軸３
ｃ先端のねじを必要とせず、クランプ機構自体としては
、わずかではあるが、構造が簡素化される。
準備作業完了後の複数ワークの連続加工のためのワーク
１１のクランプおよび解除は直流電源４からの電圧供給
を断続させるだけの単純な操作により可能である。
１１のクランプおよび解除は直流電源４からの電圧供給
を断続させるだけの単純な操作により可能である。
なお、前記第１．第２の実施例において、圧電素子材料
１は肉厚円筒状のものとしているが、小径の柱状のもの
を複数同一高さに研削加工し、これを周方向に配置して
も同一作用、効果が得られることは明らかである。
１は肉厚円筒状のものとしているが、小径の柱状のもの
を複数同一高さに研削加工し、これを周方向に配置して
も同一作用、効果が得られることは明らかである。
以上に述べたように、本発明によれば、クランプ時のク
ランプ圧力はばねにより与えられ、クランプ開放時のク
ランプ圧力の除去は直流電圧を加えられたときクランプ
圧力に抗して伸びる圧電素子材料により行われるように
クランプ機構を構成したので、剛性の大きい圧電素子材
料への電圧供給を断続させるのみの単純な操作で応答性
よくクランプとクランプ解除とが可能になり、機械加工
処理の高速化への対応が可能になるとともに、機構の構
成が簡素になりかつ小形化される。さらに、クランプ状
態では電圧の供給が断たれており、クランプ圧力をこの
圧力に到るまでの撓みの大きいばねにより与えているか
ら、長時間クランプに対してクランプ圧力の経時変化が
少なく、クランプ保持の信頼性が向上する。
ランプ圧力はばねにより与えられ、クランプ開放時のク
ランプ圧力の除去は直流電圧を加えられたときクランプ
圧力に抗して伸びる圧電素子材料により行われるように
クランプ機構を構成したので、剛性の大きい圧電素子材
料への電圧供給を断続させるのみの単純な操作で応答性
よくクランプとクランプ解除とが可能になり、機械加工
処理の高速化への対応が可能になるとともに、機構の構
成が簡素になりかつ小形化される。さらに、クランプ状
態では電圧の供給が断たれており、クランプ圧力をこの
圧力に到るまでの撓みの大きいばねにより与えているか
ら、長時間クランプに対してクランプ圧力の経時変化が
少なく、クランプ保持の信頼性が向上する。
第１図は本発明の第１の実施例によるクランプ機構の構
成を示す縦断面図、第２図は第１の実施例によるクラン
プ機構の適用対象例を示す斜視図、第３図は本発明の第
２の実施例によるクランプ機構の構成を示す縦断面図で
ある。 １：圧電素子材料、２：ばね、４：直流電源、５：サド
ル、６：ガイドレール、７：クランプ機構、１１；ワー
ク、１２：固定台。 １５′ ６″７Ｆノν ５刀
”イＦ゛ムーノν４遍流睨漁
成を示す縦断面図、第２図は第１の実施例によるクラン
プ機構の適用対象例を示す斜視図、第３図は本発明の第
２の実施例によるクランプ機構の構成を示す縦断面図で
ある。 １：圧電素子材料、２：ばね、４：直流電源、５：サド
ル、６：ガイドレール、７：クランプ機構、１１；ワー
ク、１２：固定台。 １５′ ６″７Ｆノν ５刀
”イＦ゛ムーノν４遍流睨漁
Claims (1)
- １）クランプ時のクランプ圧力はばねにより与えられ、
クランプ開放時のクランプ圧力の除去は直流電圧を加え
られたときクランプ圧力に抗して伸びる圧電素子材料に
より行われるように構成されたことを特徴とするクラン
プ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110109A JPH01283414A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | クランプ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110109A JPH01283414A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | クランプ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283414A true JPH01283414A (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=14527274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63110109A Pending JPH01283414A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | クランプ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283414A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138885A (en) * | 1990-03-16 | 1992-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric-type pressure sensor |
| DE10203260A1 (de) * | 2002-01-29 | 2003-07-31 | Heinz Leiber | Klemmelement |
| JP2007224956A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Thk Co Ltd | 運動案内装置の軌道レール取付け方法及び運動案内装置 |
| CN113945460A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-18 | 上海交通大学 | 高强度板材压缩实验防失稳装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377601A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Hitachi Ltd | 工具クランプ装置 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP63110109A patent/JPH01283414A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377601A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Hitachi Ltd | 工具クランプ装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138885A (en) * | 1990-03-16 | 1992-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric-type pressure sensor |
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| JP4694385B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2011-06-08 | Ｔｈｋ株式会社 | 運動案内装置の軌道レール取付け方法及び運動案内装置 |
| CN113945460A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-18 | 上海交通大学 | 高强度板材压缩实验防失稳装置及方法 |
| CN113945460B (zh) * | 2021-10-25 | 2022-08-09 | 上海交通大学 | 高强度板材压缩实验防失稳装置及方法 |
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