JPH03202243A - クランプ具旋回・直動式油圧クランプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス機械やマシニングセンタ等の工作機械
に金型やワーク等の被固定物を固定するために使用する
油圧クランプのうちでも、クランプロッドでクランプ具
を旋回させたのち直進駆動することにより、油圧クラン
プの枠体とクランプ具との間に被固定物を押圧固定する
形式の油圧クランプに関する。

（前提となる基本構造） この種のクランプ具旋回・直動式油圧クランプには、基
本的な構造が次のようになっているものがある。

例えば、第１図から第４図、又は第５図に示すように、 油圧クランプ２の枠体３に油圧シリンダ１２と旋回駆動
装置１３とを上下方向に直列状に設け、油圧／リンダ１
２のピストン１６で昇降駆動されるクランプロッド２２
を、枠体３の下壁３ａの下方にまで延出し、クランプロ
ッド２２の下部にクランプ具６を固設し、 旋回駆動装置１３は、旋回側部材２７を非旋回側部材２
８に螺進可能に嵌合させてなり、非旋回側部材２８は支
持部２９を介して枠体３に支持されるのに対し、旋回側
部材２７は、ピストン１６の駆動力で押し上げ従動可能
でクランプロッド２２に回転駆動可能に連動連結し、 クランプ具６は、下降位置離脱姿勢Ｘのアンクランプ状
態Ａと、中間高さ位置係合姿勢Ｙのクランプ準備状態Ｂ
と、上昇位置係合姿勢２のクランプ状態Ｃとの開で、順
に状態切換え可能に構成されており、 ピストン１６が下降位置Ｈ８に位置する下降復帰状態で
は、クランプ具６がアンクランプ状態Ａとなり、 ピストン１６が中間高さ位置Ｈ３に押し上げ駆動された
中間高さ状態では、旋回側部材２７がピストン１６の駆
動力で押し上げられながら、非旋回側部材２８との螺進
嵌合に従って旋回させられてクランプロッド２２を旋回
駆動することにより、クランプ具６をクランプ準備状態
Ｂに切換え、ピストン１６が上昇位置Ｈ３に押し上げ駆
動された上昇駆動状態では、ピストン１６の駆動力で旋
回側部材２７と非旋回側部材２８とを同時に押し上げて
、クランプ具６をクランプ状態Ｃに駆動するように構成
したものである。

（従来の技術） 上記の基本構造において、従来では、本発明者が先に提
案した特開昭５７−１３８５５０号公報に示すように、
クランプロッド２２と旋回側部材２７とを連動連結する
部分の構造が次のようになっていた。即ち、第５図に示
すように、旋回側部材２７の下部をクランプロッド２２
の上部に固定することにより、これら両者を一体に結合
したものである。

（発明が解決しようとする課題） Ｊ二記構造の油圧クランプ２は、例えば次のように用い
られる。

同−Ｌ第５図に示すように、プレス機械の固定側部材で
あるスライド１．　ＯＩのフランン部１０１ａの」−面
に油圧クランプ２の枠体３を取り付けて、フランン部１
０１ａの下面に上金型りをクランプ具６で上向きに押圧
固定するのである。この上部６Ｄの抑圧固定力は、次の
ように設定される。即ち、上金型りは、スライド下降時
には加工材や下金型から横向きの加工反力を受けるとと
もに、スライド上昇時には加工材もしくは下金型から下
向きの引き離し反力・および上金型の慣性力を下向きに
受ける。これらの反力によって上金型りがズレ動くのを
阻止すべく油圧クランプ２の押圧力を設定するのである
。

なお、従来例では、プレス作業の休止中の油漏れでクラ
ンプ駆動油室１０２の油圧が低下する事故が起こった場
合に、上金型りか重力で落下するのを防止するため、ピ
ストン１６をバソクアソフ用バネ１０３で上向きに弾圧
しである。

しかし、上記の従来構造では、次の問題が起きるおそれ
があった。

プレス作業中のスライド上昇時において、圧油供給ホー
スの破損などでピストン１６の押し上ケ駆動力か〆消出
する事故か起きると、上金型りに下向きに作用する引き
離し反力やＥ金型りの下向きの慣性力で、クランプ具６
・クラップロッド２２・及びピストン１６が引き下げら
れようとする。

その引き下げ力により、まず、クランプ具６・クランプ
ロッド２２・ピストン１６が下降して、クランプ具６が
クランプ状＋！ＩＣからクランプ準備状態Ｂに切り換え
られる。

次いで、上記の引き下げ力による旋回側部材２７への旋
回操作力が、上金型りとクランプ具６との接当面間の摩
擦固定力よりも大きい場合には、非旋回側部材２８に対
して旋回側部材２７及びクランプロッド２２が旋回して
、クランプ具６がクランプ準備状態Ｂからアンクランプ
状態Ａに切換えＳれ、その結果、スライド１０１から上
金型りが落下してしまう。これとは逆に、上金型りとク
ランプ具６との接当面の摩擦固定力の方が上記の旋回操
作力よりも大きい場合には、旋回駆動装置１３がロック
されてしまい、クランプロ、ド２２から旋回側部材２７
を経て非旋回側部材２８に至るまでの伝動系統のうちの
最も弱い箇所が破損するおそれがある。

本発明は、何らかの事故でピストンの押し上げ駆動力が
消出した場合であっても、被固定物の落下事故や旋回駆
動装置の破損事故を防止できるようにすることを目的と
する。

（課題を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために、前記基本構造に
おいて、クランプロッド２２と旋回側部材２７とを連動
連結する部分の構造を次のように構成したことを特徴と
している。

例えば、第１図から第４図に示すように、クランプロッ
ド２２を、旋回側部材２７に対して回転従動可能で下降
摺動自在に連動連結し、前記のクランプ状態Ｃから、ピ
ストン１６の押し上げ駆動力か消出するとともにクラン
プ具６に引き下げ外乱力が加わってクランプ具６・クラ
ンプロッド２２・及びピストン１６が引き下げられるよ
うになった外乱力引き下げ状態では、クランプロッド２
２か旋回側部材２７を置き残して下降するのを許容した
ものである。

なお、上記の構成において、油圧シリング１２と旋回駆
動装置１３とは、下から順に配置する場合と、上から順
に配置する場合とが考えられる。

また、旋回側部材２７と非旋回側部材２８との螺進嵌合
は、ネジ嵌合の場合や、カム溝とカムとのカム嵌合の場
合などか考えられる。

さらに、ピストン１６とクランプロッド２２とは、一体
に結合する場合と、個別に形成して相対的な旋回や上下
摺動を許容する場合とがある。

〈作用〉 本発明は次のように作用する。

油圧クランプ２を第１図（Ｃ）のクランプ状態Ｃに切換
え操作して枠体３とクランプ具６との間に被固定物りを
押圧固定している場合において、被固定物りに外乱引き
下げ力が作用するとともに、油圧ホースの破裂などでピ
ストン１６の押し上げ駆動力が哨出する事故が生じた場
合には、上記の引き下げ力が、枠体３に対してクランプ
具６・クランプロッド２２・及びピストン１６を引き下
げようとする。この引き下げ力の作用に伴って、クラン
プ具６が、被固定物りに摩擦固定されたまま下降してい
き、（Ｃ）図の上昇位置係合姿勢Ｚから（ｂ）図の中間
高さ係合姿勢Ｙに切換わる。上記の引き下げ力により、
クランプ具６およびクランプロッド２２が引き続いて下
降していくが、クランプ具６が被固定物りの摩擦固定力
で旋回が阻止されているため、クランプロッド２２は旋
回側部材２７を置き残したまま直進下降する。これによ
り、旋回側部材２７には上記の引き下げ力が加わらない
。

このように、クランプ具６に外乱弓き下げ力が作用した
ときに、クランプ具６は上昇位置係合姿勢２から中間高
さ位置係合姿勢Ｙに切換わるだけですみ、下降位置離脱
姿勢Ｘに旋回操作されないので、被固定物りの落下を防
止できる。しかも、旋回側部材２７は、上記の外乱引き
下げ力が加わらないので、破損することが防止される。

（発明の効果〉 本発明は、上記のように構成され作用することから次の
効果を奏する。

油圧クランプのクランプ状態において、被固定物からク
ランプ具に外乱引き下げ力が作用するとともに、油圧ホ
ースの破裂などでピストンの押し上げ駆動力が哨出する
事故が生じた場合には、クランプ具は上昇位置係合姿勢
から中間高さ位置係合姿勢に切換わるだけですみ、下降
位置離脱姿勢に旋回操作されないので、被固定物の落下
を防止できる。

しかも、旋回側部材は、上記の外乱引き下げ力が加わら
ないので、破損が防止される。そのうえ、旋回側部材の
必要強度が小さくてすむことから旋回駆動装置を小型に
造ることができ、油圧クランプの全体を小型化できる。

（実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図から第４図で説明する
。

まず、第１図の作動説明図でクランプ装置の全体構成を
説明する。

第１図（ａ）において、符号１は、プレス機械の固定側
部材であるスライドで、そのスライド１のフラン７部１
ａの上面に油圧クランプ２の枠体３が複数のボルト４で
取り付けられる。各ボルト４は、枠体３の下壁３ａに形
成したボルト穴５に螺締されている。そして、スライド
ｌの下面に上金型りを油圧クランプ２のクランプ具６で
上向きに押圧固定するようになっている。即ち、クラン
プ具６は、（ａ）図に示す下降位置離脱姿勢Ｘのアンク
ランプ状態Ａから、（ｂ）図に示す中間高さ位置係合姿
勢Ｙのクランプ準備状態Ｂを経て、（Ｃ）図に示す上昇
位置係合姿勢Ｚのクランプ状態Ｃへ順に切換え可能に構
成されている。

上記の油圧クランプ２の詳細な構造を、第２図から第４
図で説明する。第２図は油圧クランプの縦断面図、第３
図は第２図の■−■線矢視断面図で、第４図は同第２図
のＩ’Ｖ−ＩＶ線矢視図である。

枠体３は、下部枠７に中間枠８と上部枠９とを下から順
に積層してなる。中間枠８は、複数の締結ボルト１０で
下部枠７に固定される。上部枠９は、複数の締結ボルト
１１で中間枠８に固定される。上記の下部枠７に油圧シ
リンダ１２が、中間枠８に旋回駆動装置１３が、上部枠
９にクランプ・アンクランプ状態検出装置１４が、それ
ぞれ設けられる。

油圧シリンダ１２は、単動バネ復帰式に構成されている
。即ち、下部枠７にピストン１６が第１封止部材１７を
介して上下方向へ油密摺動自在に挿入される。ピストン
１６から下向きに突出させたピストンロッド１８を第２
封止部材１９で封止することにより、ピストン１６の下
側にクランプ駆動油室２０が形成される。ピストン１６
の上側にはピストン復帰バネ２１が装着される。

上記ピストン１６の筒孔１６ａにクランプロッド２２が
旋回自在で上向き駆動状に挿入される。

クランプロッド２２は、枠体３の下壁３ａの下方にまで
延出されており、その延出部に前記のクランプ具６かネ
ジ止め固定される。符号２４は、緩み止め用ピンである
。

前記の旋回駆動装置１３は、雄ネジ部２７ａを備えた旋
回側部材２７を、雌ネジ部２８ａを備えた非旋回側部材
２８にネジ嵌合させてなる。

非旋回側部材２８は、雌ネジ部２８ａの外側に環状の被
支持部２８ｂを締結具２８Ｇで一体に固定してなる。そ
の被支持部２８ｂは、案内キー３０を介して中間枠８の
内壁のキー溝３１に旋回不能で上下摺動自在に案内され
るとともに、下降用押圧バネ３２で下降受は止め壁３３
の上面に弾圧される。上記キー溝３１と下降受は止め壁
３３とで非旋回側部材２８の支持部２９が構成されてい
る。

また、旋回側部材２７は、クランプロッド２２に回転駆
動可能で、ピストン１６の駆動力で押し上げ従動可能に
連動連結される。

即ち、クランプロッド２２の上部と前記の旋回側部材２
７の下部とは、案内キー３５とキー溝３６とからなる直
進案内機構により、上下方向へ摺動自在で相対旋回不能
に係合される。さらに、旋回側部材２７には、ピストン
１６の上昇駆動力が第１伝動具３８・奉套伝勧具治考コ
ラシアルベアリング４０を順に介して伝達されるととも
に、第２の下降用押圧バネ４３の弾圧力が第２伝動具３
９を介して加えられる。これにより、ピストン１６及び
クランプロッド２２は、上昇時には旋回側部材２７を同
行上昇させるのに対して、下降時には旋回部材２７を置
き残して下降することが許容される。

なお、ピストン１６は上下２つの下降用押圧バネ３２・
４３で下降駆動され、両バネ３２・４３が前記ピストン
復帰バネ２１を構成している。

前記のクランプ・アングランブ状態検出装置１４は、旋
回側部材２７の上部に固定した検出用アーム４５の旋回
および高さ位置をアンクランプ状態検出スイッチ４６と
クランプ状態検出スイッチ４７とて検出するように構成
しである。

上記の油圧クランプ２のクランプ・アンクランプ作動を
第１図で説明する。

（ａ）図のアンクランプ状態Ａから（Ｃ）図のクランプ
状態Ｃへの切換えは次のようになされる。

（ａ）図のアンクランプ状態へでは、クランプ駆動油室
２０から圧油が排出されて、ピストン１６がピストン復
帰バネ２１の弾圧力で下降位置Ｈ８に押圧される下降復
帰状態となり、クランプ具６が下降位置離脱姿勢Ｘに切
換えられている。これにより、プレス機械のスライド１
を下降操作すると、クランプ具６が、ボルスタ上に載置
した上金型りのクランプ具挿通用長孔５０に上側から挿
通される。この状態では、上金型りの下面とクランプ具
６のクランプ面との間には昇降ストロークＬが空けられ
ており、クランプ状態検出スイッチ４６がアンクランプ
状態Ａを検出している。

クランプ駆動油室２０に圧油を供給していくと、まず、
（ｂ）図のクランプ準備状態Ｂに切換わる。

即ち、ピストン１６が旋回ストロークＭだけ上昇した中
間高さ位置Ｈ２に押し上げ駆動されて、第２伝動具３９
が非旋回側部材２８の下面に接当するまでの間は、旋回
側部材２７がピストン１６の駆動力で押し上げられなが
ら、非旋回側部材２８とのネジ嵌合に従って旋回させら
れてクランプロット２２を旋回駆動する。これにより、
クランプ具６が中間高さ位置係合姿勢Ｙに切換えられる
。

引き続いて、クランプ具６が上昇駆動されて（Ｃ）図の
クランプ状態Ｃに切換わる。即ち、ピストン１６が前記
の中間高さ位置Ｈ７からクランプストロークＮだけさら
に上昇した上昇位置Ｈ５に押し上げ駆動されて、ピスト
ン１６の駆動力で旋回側部材２７と非旋回側部材２８と
を同時に押し上げて、クランプ具６を上昇位置係合姿勢
Ｚに切換えるのである。

このクランプ状態Ｃでは、ピストン１６の上面にクラン
プ余裕ストロークｎが空けられており、ピストン１６の
許容ストロークＳは、昇降ストロークＬにクランプ余裕
ストロークｎを加えた寸法に設定しである。また、プレ
ス機械の運転制御装置（図示せず）は、上記のクランプ
状態Ｃをクランプ・アンクランプ状態検出スイッチ４７
で検出した後、プレス機械の運転を許容するように構成
しである。

上記とは逆に、上金型りをスライド１から取り外すとき
には、油圧クランプ２を、（Ｃ）図のクランプ状態Ｃか
ら（ａ）図のアンクランプ状態Ａへ切換え作動させる。

まず、油圧クランプ２を（Ｃ）図のクランプ状態Ｃに保
持したまま、スライド１を下降させて上金型りをボルス
タ上の下金型に受は止める。

次いで、クランプ駆動油室２０から圧油を排出する。す
ると、非旋回側部材２８および旋回側部材２７が下降用
押圧バネ３２で下降駆動されるとともに、上下の下降用
押圧バネ３２・４３の合力でピストン１６が下降駆動さ
れ、これに同行してクランプロッド２２が下降していく
。そして、非旋回側部材２８がクランプストロークＮだ
け下降して下降受は止め壁３３に受は止められるまでは
、クランプロッド２２およびクランプ具６が直進下降し
、クランプ具６が（ｃ）図の上昇位置係合姿勢Ｚから（
ｂ）図の中間高さ位置係合姿勢Ｙへ切換わる。

引き続いて、下側の下降用押圧バネ４３が旋回側部材２
７およびピストン１６を下降駆動することにより、下降
受は止め壁３３で下降が阻止された非旋回側部材２８に
対して旋回側部材２７を旋回させながら旋回ストローク
Ｍだけ下降させる。

これにより、クランプロッド２２を介してクランプ具６
が（ｂ）図の中間高さ位置係合姿勢Ｙから（ａ）図の下
降位置離脱姿勢Ｘに切換わる。このアンクランプ状態Ａ
では、前記と同様に、クランプ具６と上金型りのクラン
プ接当面同士の間には昇降ストロークＬが空けられる。

上記構成の油圧クランプ２を（Ｃ）図のクランプ状態Ｃ
に切換え操作してプレス作業を行っている場合において
、スライド上昇時で上金型りに加工材からの加工反力等
によって引き下げ力が作用している際に、クランプ駆動
油室２０に接続された油圧ホースの破裂などでピストン
１６の押し上げ駆動力が消出する事故が生じた場合には
、その引き下げ力が、枠体３に対してクランプ具６・ク
ランプロッド２２・及びピストン１６を引き下げるよう
とする。この引き下げ力が作用することに伴って、クラ
ンプ具６が、上金型りに摩擦固定されたまま下降してい
き、（Ｃ）図の上昇位置係合姿勢Ｚから（ｂ）図の中間
高さ位置係合姿勢Ｙに切換わる。

上記の引き下げ力により、クランプ具６およびクランプ
ロッド２２が引き続いて下降していくが、クランプ具６
が上金型りの摩擦固定力で旋回が阻止されているため、
クランプロッド２２は旋回側部材２７を置き残したまま
案内キー３５（第２図参照）に沿って直進下降する。こ
れにより、旋回側部材２７には上記の外乱引き下げ力が
加わらない。

なお、上記の実施例は、次の（ａ）から（Ｃ）項に示す
ように変更することも可能である。

（ａ）旋回駆動装置１３を、ピストン１６の上側空間に
配置することに代えて、ピストン１６の下側空間に配置
すること。

（ｂ）旋回側部材２７と非旋回側部材２８とのネジ嵌合
は、上記の実施例とは逆に、雌ネジ部を旋回側部材２７
に設けるとともに、雄ネジ部を非旋回側部材２８に設け
て構成すること。

また、旋回側部材２７と非旋回側部材２８との螺進嵌合
は、ネジ嵌合に代えて、次のように変更することも可能
である。即ち、旋回側部材２７にカム溝を形成するとと
もに、非旋回側部材２８としてカムを設けることにより
、その螺進嵌合をカム嵌合で構成するのである。この場
合、非旋回部材２８の支持部２９は、上記のカムを枠体
３に固定する部分の構造を示すことになる。

（Ｃ）クランプロッド２２とピストン１６とを一体に結
合し、これら両部材を同行して旋回・昇降させること。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、本発明の一実施例を示している。 第１図は、油圧クランプの作動説明図であって、（ａ）
図はアンクランプ状態を示す図、（ｂ）図はクランプ準
備状態を示す図、（ｃ）図はクランプ状態を示す図、 第２図は油圧クランプの縦断面図、 第３図は、第２図の■−■線矢視断面図、第４図は、同
第２図のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。 第５図は、従来例を示し、第２図に相当する図である。 ブ状態、Ｘ・・下降位置離脱姿勢、Ｙ・・・中間高さ位
置係合姿勢、Ｚ・・上昇位置係合姿勢、Ｈｌ・・下降位
置、Ｈｌ・・中間高さ位置、Ｈ８・・・上昇位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、油圧クランプ（２）の枠体（３）に、油圧シリンダ
   （１２）と旋回駆動装置（１３）とを上下方向に直列状
   に設け、 油圧シリンダ（１２）のピストン（１６）で昇降駆動さ
   れるクランプロッド（２２）を、枠体（３）の下壁（３
   ａ）の下方にまで延出し、クランプロッド（２２）の下
   部にクランプ具（６）を固設し、 旋回駆動装置（１３）は、旋回側部材（２７）を非旋回
   側部材（２８）に螺進可能に嵌合させてなり、 非旋回側部材（２８）は、支持部（２９）を介して枠体
   （３）に支持されるのに対し、 旋回側部材（２７）は、ピストン（１６）の駆動力で押
   し上げ従動可能でクランプロッド（２２）に回転駆動可
   能に連動連結し、 クランプ具（６）は、下降位置離脱姿勢（Ｘ）のアンク
   ランプ状態（Ａ）と、中間高さ位置係合姿勢（Ｙ）のク
   ランプ準備状態（Ｂ）と、上昇位置係合姿勢（Ｚ）のク
   ランプ状態（Ｃ）との間で、順に状態切換え可能に構成
   されており、ピストン（１６）が下降位置（Ｈ＿１）に
   位置する下降復帰状態では、クランプ具（６）がアンク
   ランプ状態（Ａ）となり、 ピストン（１６）が中間高さ位置（Ｈ＿２）に押し上げ
   駆動された中間高さ状態では、旋回側部材（２７）がピ
   ストン（１６）の駆動力で押し上げられながら、非旋回
   側部材（２８）との螺進嵌合に従って旋回させられてク
   ランプロッド（２２）を旋回駆動することにより、クラ
   ンプ具（６）をクランプ準備状態（Ｂ）に切換え、ピス
   トン（１６）が上昇位置（Ｈ＿３）に押し上げ駆動され
   た上昇駆動状態では、ピストン（１６）の駆動力で旋回
   側部材（２７）と非旋回側部材（２８）とを同時に押し
   上げて、クランプ具（６）をクランプ状態（Ｃ）に駆動
   するように構成した、 クランプ具旋回・直動式油圧クランプにおいて、 クランプロッド（２２）を、旋回側部材（２７）に対し
   て回転従動可能で下降摺動自在に連動連結し、 前記のクランプ状態（Ｃ）から、ピストン（１６）の押
   し上げ駆動力が消出するとともにクランプ具（６）に引
   き下げ外乱力が加わってクランプ具（６）・クランプロ
   ッド（２２）・及びピストン（１６）が引き下げられる
   ようになった外乱力引き下げ状態では、クランプロッド
   （２２）が旋回側部材（２７）を置き残して下降するの
   を許容した、 ことを特徴とするクランプ具旋回・直動式油圧クランプ
   。 ２、旋回駆動装置（１３）をピストン（１６）の上側に
   配置した、 請求項１に記載のクランプ具旋回・直動式油圧クランプ
   。 ３、旋回側部材（２７）が雄ネジ部を備えるとともに非
   旋回側部材（２８）が雌ネジ部を備え、旋回側部材（２
   ７）と非旋回側部材（２８）との螺進嵌合をネジ嵌合で
   構成した、請求項１又は２に記載のクランプ具旋回・直
   動式油圧クランプ。 ４、クランプロッド（２２）をピストン（１６）に対し
   て独立部品として形成し、このクランプロッド（２２）
   をピストン（１６）の筒孔（１６ａ）に旋回自在に挿入
   した、 請求項１・２又は３に記載のクランプ具旋回・直動式油
   圧クランプ。