JPH028689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はワーク等の所定の対象物を挟持して締
め付ける万力装置に係り、詳しくは該対象物を締
め付ける締付力を検知する機能を備えた万力装置
に関するものである。

（従来技術） 万力装置は、一般に、(a)固定ジヨーを有する装
置本体と、(b)該固定ジヨーに対して移動可能に設
けられた、可動ジヨーを有する可動体と、(c)該可
動体と前記装置本体との何れか一方に形成された
支持部において回転可能に支持せしめられると共
に、それらの他方に設けられた雌ネジ部材に螺合
せしめられた雄ネジ部材とを備え、それら雄ネジ
部材と雌ネジ部材との螺合に基づいて前記装置本
体の固定ジヨーと前記可動体の可動ジヨーとの間
で所定の対象物を挟持して締め付けるようになつ
ている。

ところで、このような万力装置では、従来、固
定ジヨーと可動ジヨーとの間で対象物を締め付け
る際、対象物に対して実際にどれだけの力が作用
しているのかわからなかつた。従つて、本来は対
象物の材質、形状、加工条件等に応じて締付力が
変えられるべきであるにも拘わらず、それが不可
能であつて、その締付力の大きさは作業者の勘に
よつて決定されているのが実情であつた。そして
そのために、従来では、締め過ぎによつて対象物
に傷を付けたり、締付不足によつて加工不良を出
したりするなどの不具合を招いていた。

そこで、本願出願人は、先に、実開昭58−
84853号公報において、可動ジヨーまたは固定ジ
ヨーの何れか一方に締付力検出手段を設け、この
締付力検出手段によつて対象物の締付力を検知す
るようにした万力装置を提案した。このような万
力装置によれば、対象物の締付力を容易に検知で
きるため、対象物の締付力をその検知結果に基づ
いて調節することにより、前記従来の万力装置に
おける締付力の過不足による弊害を良好に回避す
ることができるのである。

（問題点） しかしながら、かかる公報で開示されている万
力装置では、対象物の締付力を検知する締付力検
出手段が、歪ゲージを備えた一対の起歪柱がジヨ
ーに組み込まれた構成とされ、締付力に応じた歪
を生起する起歪柱がジヨーと口金との間に介在せ
しめられるようになつていたことから、口金をジ
ヨーに対して対象物の締付方向に移動可能に取り
付ける必要があり、そのために可動ジヨーと固定
ジヨーとに設けられた口金間の高い平行度や、口
金の装置本体上面に対する高い直角度等が要求さ
れる高精度用の万力装置には、採用することが難
しいといつた問題があつた。口金がジヨーに対し
て移動可能な状態で取り付けられる万力装置で
は、対象物が口金間において必ずしも均一な状態
で締め付けられるとは限らず、荷重がかけられた
場合に片効きとなり易いことから、口金間の平行
度や口金の装置本体に対する直角度が狂い易いと
いつた傾向があり、それ故それら口金間の高い平
行度や、口金の装置本体に対する高い直角度等が
要求される高精度用の万力装置には、採用し難か
つたのである。

また、上述のように、荷重がかけられた場合に
片効きとなり易いことから、口金と可動ジヨー間
に介在させられた一対の起歪柱に必ずしも均一な
歪が生起されるとは限らず、この点において締付
力の検知精度が信頼性に欠けるきらいもあつた。

（解決手段） ここにおいて、本考案は、かかる事情に鑑みて
為されたものであつて、その要旨とするところ
は、前述の如き、(a)装置本体と、(b)可動体と、(c)
雄ネジ部材とを備えた万力装置において、雄ネジ
部材と雌ネジ部材との螺合に基づく対象物の締付
時において雄ネジ部材を回転可能に支持する支持
部に当接し、雄ネジ部材の該支持部に対する軸心
方向の移動を規制する、雄ネジ部材の外周部に設
けられたフランジ部と、そのフランジ部が当接せ
しめられる支持部との間に、それらの間に作用す
る力を検出する作用力検出手段を設け、その作用
力検出手段からの出力信号に基づいて対象物の締
付力を検知するようにしたことにある。

（作用・効果） このような万力装置によれば、雄ネジ部材のフ
ランジ部と支持部との間に対象物の締付力に対応
した力が作用せしめられるため、作用力検出手段
によつて検出される作用力、つまり作用力検出手
段からの出力信号に基づいて対象物の締付力が容
易に検知されるのであり、従つてその検知結果に
従つて締付力を調節することにより、対象物をそ
の材質、形状、加工条件等に合つた適正な締付力
で締め付けることができるのである。そしてそれ
故、過大な締付力によつて対象物を傷付けたり、
あるいは締付力不足によつて加工不良を招いたり
するようなことを良好に回避することができるの
である。また、必要以上の力を加えることが回避
できるため、万力装置の寿命や精度等を長く維持
できるといつた利点もあるのである。

しかも、本考案に係る万力装置では、対象物の
締付力が、雄ネジ部材のフランジ部と雄ネジ部材
を回転可能に支持する支持部との間に設けられた
作用力検出手段からの出力信号に基づいて検知さ
れるようになつているため、前述の公報に開示さ
れている万力装置のように、口金をジヨーに対し
て移動可能に取り付ける必要がないのであり、従
つて口金をジヨーに対して位置固定に取り付ける
ことにより、互いに対向する口金間の平行度並び
に装置本体に対する口金の直角度を高い精度で維
持することができるのである。そしてそれ故、従
来では困難であつた高精度用の万力装置について
も適用が可能となり、対象物の締付力を検知する
ことが可能となつたのである。

また、雄ネジ部材のフランジ部と雄ネジ部材を
回転可能に支持する支持部との間には、対象物に
加えられる締付力に対応した作用力が、対象物の
締付状態に拘わらず、常に安定して作用せしめら
れるため、作用力検出手段からは対象物の実際の
締付力に対応した出力信号が常に安定して出力さ
れるのであり、従つて対象物の締付力が常に高い
精度をもつて検知されるといつた利点もあるので
ある。

（実施例） 以下、本考案をより一層具体的に明らかにする
ために、その一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

先ず、第１図において、１０は装置本体であつ
て、図において左右方向に長い長手状を成してお
り、その長手方向の一端部の上面に固定ジヨー１
２を一体に備えていると共に、他端部に後述のス
ピンドル１４を支持するための支持部１６を一体
に備えている。そして、固定ジヨー１２の支持部
１６側の面には、装置本体１０の長手方向および
装置本体１０の上面に対して直角を成す状態で、
矩形板状の口金１８が位置固定に取り付けられて
いる。なお、固定ジヨー１２は装置本体１０に対
して着脱可能に取り付けることも可能である。

また、第１図において、２０は可動体であつ
て、固定ジヨー１２に対向して設けられたブロツ
ク状の可動ジヨー２２と、該可動ジヨー２２の下
側に一体的に設けられた雌ネジ部材２４とから成
つている。

可動ジヨー２２は装置本体１０の上面にその長
手方向に移動可能に配置され、装置本体１０との
間に設けられたガイド機構によつてその長手方向
に平行に案内されるようになつている。そして、
かかる可動ジヨー２２の固定ジヨー１２に対面す
る側の面に、前記固定ジヨー１２に取り付けられ
た口金１８と平行な状態で、口金２６が固定され
ている。

また、可動ジヨー２２には、その下方に開口し
て空所２８が形成されており、口金２６が固定さ
れた壁部からこの空所２８内に突出する状態で突
出部３０が形成されている。そして、この突出部
３０の上面側に位置して、所定の傾斜角度をもつ
て傾斜せしめられた傾斜面３２が形成されると共
に、その傾斜面３２に開口する状態で半球状の凹
所３４が形成され、後述するように、この凹所３
４に、半球状のセグメント３６が球面嵌合し得る
ようにされている。

一方、前記雌ネジ部材２４は、上部の被保持部
３８と下部の雌ネジ部４０とが一体に形成された
構成とされており、被保持部３８において可動ジ
ヨー２２の空所２８内に収容されると共に、雌ネ
ジ部４０において装置本体１０に形成された空所
４２内に収容され、被保持部３８において可動ジ
ヨー２２に一体的に保持されることにより、該可
動ジヨー２２と一体に装置本体１０の長手方向に
移動せしめられるようになつている。

被保持部３８には、前記可動ジヨー２２の傾斜
面３２に対応した傾斜面４４が形成されており、
前記凹所３４に球面嵌合せしめられた半球状のセ
グメント３６がその平面部においてこの傾斜面４
４に当接するようにされている。そして、雌ネジ
部材２４は、可動ジヨー２２に螺合された調節ネ
ジ４６によつて傾斜面３２側へ押し付けられ、そ
の被保持部３８に形成された傾斜面４４において
セグメント３６を凹所３４に対して押圧する状態
で可動ジヨー２２に取り付けられている。

また、装置本体１０の空所４２内に収容された
雌ネジ部材２４の下部の雌ネジ部４０には、装置
本体１０の長手方向に平行に雌ネジ４８が形成さ
れており、前記装置本体１０の支持部１６に回転
可能に支持された雄ネジ部材としてのスピンドル
１４がその先端部に形成された雄ネジ部５０の雄
ネジ５１においてこの雌ネジ４８に螺合せしめら
れている。

スピンドル１４は装置本体１０の支持部１６を
貫通して配設されており、装置本体１０から外部
に突出した端部が回転力の入力部としての作用部
５２とされている。そして、この作用部５２の基
部に固着されたカラー５４により、装置本体１０
に対する第１図中右方向への移動を阻止されてい
る。

また、スピンドル１４には、支持部１６を挟ん
でカラー５４と対向する部位に位置して環状のフ
ランジ部５６が一体形成されており、スピンドル
１４は、第２図に詳細に示されているように、こ
のフランジ部５６が支持部１６に形成された有底
穴５８に回転可能に嵌合された状態で配設されて
いる。この支持部１６に形成された有底穴５８は
その深さがフランジ部５６の肉厚に比して充分に
深く、その開口部をフランジ部５６で塞がれた状
態において、その底部との間に環状の空間を形成
するようになつている。

そして、本実施例では、かかる環状空間内に位
置して、軸心方向の両端部間に加えられる力に対
応した歪を生起する起歪リング６０が収容される
と共に、その起歪リング６０の歪生起部分である
軸心方向中間部外周面に位置して歪ゲージ６２が
貼付されている。これによつて、それらフランジ
部５６と支持部１６の有底穴５８底部との間に作
用せしめられる作用力がその歪ゲージ６２によつ
て検出されるようになつているのであり、またフ
ランジ部５６が起歪リング６０を介して有底穴５
８の底部に当接することにより、スピンドル１４
の第１図中左方向への移動が規制されるようにな
つているのである。上述の説明から明らかなよう
に、本実施例では、起歪リング６０とそこに貼付
された歪ゲージ６２によつて作用力検出手段が構
成されている。

なお、スピンドル１４のフランジ部５６と起歪
リング６０との間には、スラストベアリングとし
てのニードルベアリング６６が配設され、スピン
ドル１４が起歪リング６０に対して円滑に回転し
得るようにされている。

また、第２図および第３図に示されているよう
に、起歪リング６０はその内周部の軸心方向両端
部を除く部位が所定の厚さにわたつて切除される
と共に、その外周部の互いに90゜の位相差を成す
部位が軸心方向の両端部を除いて軸心に平行な面
によつて切除された形状とされており、これによ
つて軸心方向に容易に歪み得るようにされてい
る。そして、図示されているように、本実施例で
は、その起歪リング６０の外周部に形成された切
除部６８に対して前記歪ゲージ６２が貼付され、
前述のように、歪ゲージ６２によつてフランジ部
５６と有底穴５８底部との間に作用せしめられる
作用力が検出されるようになつている。

このような万力装置では、スピンドル１４を回
転させると、その雄ネジ部５０の雄ネジ５１（以
下、単に雄ネジ部５０という）と雌ネジ部材２４
の下部の雌ネジ部４０の雌ネジ４８（以下、単に
雌ネジ部４０という）との螺合に基づいて雌ネジ
部材２４、つまり可動ジヨー２２が装置本体１０
の長手方向（スピンドル１４の軸心方向）に移動
し、固定ジヨー１２に対して接近、離間せしめら
れる。従つて、可動ジヨー２２が固定ジヨー１２
に接近する方向にスピンドル１４を回転させるこ
とにより、それらジヨー１２，２２間（正確に
は、口金１８，２６間）でワーク等の所定の対象
物を挟持し、締め付けることができる。

ところで、このような万力装置では、上述のよ
うに、可動ジヨー２２がスピンドル１４の雄ネジ
部５０と雌ネジ部材２４の雌ネジ部４０との螺合
に基づいて移動させられるところから、対象物の
締付時においてその対象物に作用させられる力、
すなわち締付力は、その締付時においてスピンド
ル１４の支持部１６に対する軸心方向の移動を規
制する力、つまりスピンドル１４のフランジ部５
６と支持部１６に形成された有底穴５８の底部と
の間に作用する作用力の反力として生起せしめら
れる。そして、本実施例では、前述のように、雌
ネジ部４０を有する雌ネジ部材２４が可動ジヨー
２２に対して半球状のセグメント３６を介して取
り付けられていることから、良く知られているよ
うに、対象物の締付時において雌ネジ部材２４か
ら可動ジヨー２２に対して加えられる力は、対象
物を締め付ける方向と可動ジヨー２２を装置本体
１０の上面に対して押し付ける方向との２方向に
所定の割合で分力される。つまり、前記フランジ
部５６と有底穴５８の底部との間に作用する作用
力と対象物の締付力との間には一定の対応関係が
存在するのである。そしてそれ故、それらフラン
ジ部５６と有底穴５８の底部との間に歪ゲージ６
２を有する起歪リング６０を介在させ、歪ゲージ
６２によつてそれらの間に作用する作用力を検出
することにより、両ジヨー１２，２２間で締め付
けられる対象物の締付力を検知することができる
のである。

なお、歪ゲージ６２は起歪リング６０の歪量に
応じてその抵抗値が変化するようになつており、
通常は、この抵抗値の変化がブリツジ回路で検出
されることにより、作用力が検出される。そして
本実施例では、この検出された作用力に対する所
定の割合の力が対象物の締付力として検知される
こととなる。

このように、本実施例の万力装置によれば、対
象物の締付力が容易に検知されるのであり、従つ
てその検知結果に基づいて締付力を調節すること
により、対象物をその材質、形状、加工条件等に
応じた適正な締付力で締め付けることが可能にな
るのであり、それ故過大な締付力によつて対象物
を傷付けたり、あるいは締付力不足によつて加工
不良を招いたりするようなことを良好に回避する
ことができるのである。また、必要以上の力が加
わることを回避することが可能となつて、万力装
置の寿命や精度等を長く維持することが可能とな
るのである。

また、本実施例の万力装置では、前述のよう
に、口金１８，２６をそれぞれ固定ジヨー１２お
よび可動ジヨー２２に対して固定することができ
るため、それら口金１８，２２間の平行度やそれ
ら口金１８，２６の装置本体１０の上面に対する
直角度が高精度に維持されるといつた利点がある
のであり、それ故高精度用万力装置として高い精
度の要求される加工に際しても用いることができ
るのである。

さらに、スピンドル１４のフランジ部５６と支
持部１６に形成された有底穴５８の底部との間に
は、対象物の締付力に対応した作用力が、対象物
の締付状態に拘わらず、常に安定して作用せしめ
られるため、歪ゲージ６２の抵抗値の変化量は常
に対象物の実際の締付力に対応した値として安定
して与えられるのであり、それ故対象物の締付力
を常に高い精度をもつて検知できるのである。

また、前述の説明から明らかなように、本実施
例の万力装置によれば、歪ゲージ６２が貼付され
た起歪リング６０を１個用いるだけで対象物の締
付力を検知することができるため、その構成が簡
単且つコンパクトとなり、製造コストが安価にな
るといつた利点もある。

なお、前記歪ゲージ６２によつて検知された締
付力は、一般に、万力装置に付属の表示装置乃至
は装置本体１０に一体的に組み込まれた表示装置
によつてデジタル表示やアナログ表示等の所定の
表示形態で視覚表示されることとなるが、本実施
例の万力装置では、前述の説明から明らかなよう
に、歪ゲージ６２が装置本体１０に対して位置固
定に設けられていることから、歪ゲージ６２と表
示装置とを接続する配線が固定配線で済み、特に
表示装置が装置本体１０に一体的に組み込まれて
いる場合において、取扱性が著しく向上するとい
つた利点があるのである。

また、歪ゲージ６２によつて検知された締付力
はそのように必ずしも視覚表示される必要はな
く、締付力が予め設定された適正範囲内に達した
ことを光表示や音響表示等によつて表示すること
もできるものであるが、このような場合において
も、歪ゲージ６２とそれら表示器との間の配線が
固定配線で済むといつた利点があるのである。

以上、本考案の一実施例を説明したが、これは
あくまでも例示であつて、本考案がかかる具体例
に限定して解釈されるべきものでないことは勿論
である。

例えば、前記実施例では、フランジ部５６がス
ピンドル１４に一体に形成されたものとして説明
したが、かかるフランジ部５６は必ずしもスピン
ドル１４に一体に形成されている必要はなく、ス
ピンドル１４とは別部材であつてもよい。

また、作用力検出手段は、必ずしも起歪リング
６０と歪ゲージ６２から成るものである必要はな
く、それらの組み合わせ以外の作用力検出手段を
用いることも可能である。

さらに、可動体は可動ジヨー２２と雌ネジ部材
２４とが一体に形成されたものであつてもよい。
なお、この場合には、通常、作用力検出手段で検
出された作用力がそのまま対象物の締付力として
検知されることとなる。

また、本考案は、雄ネジ部材が可動体に形成さ
れた支持部に対して回転可能に支持され、装置本
体側に設けられた雌ネジ部材に螺合せしめられる
形式の万力装置についても、同様に適用すること
ができる。

その他、一々列挙はしないが、本考案がその趣
旨を逸脱しない範囲内において、種々なる変更、
修正、改良等を施した態様で実施できることは、
言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従う万力装置の一例を示す正
面要部断面図であり、第２図はその要部拡大断面
図である。また、第３図は第１図の万力装置にお
ける起歪リングを取り出して示す説明図である。 １０：装置本体、１２：固定ジヨー、１４：ス
ピンドル（雄ネジ部材）、１６：支持部、１８，
２６：口金、２０：可動体、２２：可動ジヨー、
２４：雌ネジ部材、３６：セグメント、４０：雌
ネジ部、５０：雄ネジ部、５４：カラー、５６：
フランジ部、５８：有底穴、６０：起歪リング、
６２：歪ゲージ、６８：切除部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 固定ジヨーを有する装置本体と；該固定ジヨ
   ーに対して移動可能に設けられた、可動ジヨー
   を有する可動体と；該可動体と前記装置本体と
   の何れか一方に形成された支持部において回転
   可能に支持せしめられると共に、それらの他方
   に設けられた雌ネジ部材に螺合せしめられた雄
   ネジ部材とを備え、それら雄ネジ部材と雌ネジ
   部材との螺合に基づいて前記装置本体の固定ジ
   ヨーと前記可動体の可動ジヨーとの間で所定の
   対象物を挟持して締め付けるようにした万力装
   置において、 前記雄ネジ部材と前記雌ネジ部材との螺合に
   基づく前記対象物の締付時において前記支持部
   に当接し、該雄ネジ部材の該支持部に対する軸
   心方向の移動を規制する、該雄ネジ部材の外周
   部に設けられたフランジ部と、該フランジ部が
   当接せしめられる前記支持部との間に、それら
   の間に作用する力を検出する作用力検出手段を
   設け、該作用力検出手段からの出力信号に基づ
   いて前記対象物の締付力を検知するようにした
   ことを特徴とする万力装置。 (2) 前記作用力検出手段が、前記フランジ部と前
   記支持部との間に配設された起歪部材と、該起
   歪部材の歪発生部分に取り付けられた歪ゲージ
   とを含んで構成され、前記対象物の締付力が該
   歪ゲージからの出力信号に基づいて検知される
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の万力装
   置。