JPH05277585A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランプした状態に機械的にロックでき、金
型やワークを押圧して固定する締付金具の押圧部の揺動
ストロークを従来よりも大きくできること。 【構成】 本体１０に揺動自在に支持されたレバー状の
締付金具１と、上記本体に設けられた回転駆動源２と、
雄ねじ部材３１及びこれに螺合した雌ねじ部材３２から
なる螺合体３３のいずれか一方の部材を上記回転駆動源
により回転駆動されるように設け且ついずれか一方の部
材をねじ軸方向に進退可能に他方の部材を上記本体側に
保持するように設けその進退可能な部材の先端部を上記
締付金具の被駆動部１４に対向させて前進により締付金
具を締付作用方向に駆動するように構成した回転運動を
直進運動に変換するねじ式変換部３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレス機械や射出成
形機における金型の固定、あるいは他の工作機械等にお
けるワークの固定等に用いる機械的ロック方式を採用し
たクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の機械的ロック方式のクランプ装置
としては、楔を用いた構成のものがある。この種のもの
は、金型やワークを押圧して所定の基盤に固定する押圧
金具をレバー状に支持し、その押圧金具の一端を楔を前
進させることによる楔作用で駆動して固定するための押
圧力を得るようになっているのが一般的である。その楔
は、両面が面接触状態あるいは一方の面が面接触状態で
他方の面が線または点接触状態で摺動するようになって
おり、滑りのための摩擦抵抗が非常に大きいものであ
り、楔の駆動には大きな力を要する難点はあるが、楔の
傾斜角度を適切に選択すれば、楔を駆動するための駆動
源としての油圧シリンダの油圧がクランプ状態において
消滅するようなことがあったとしても、楔のロック作用
を利用できるから、この楔ロック方式のクランプ装置で
は容易にアンクランプ状態にはならない点で優れてい
る。このような楔ロック方式のものとして、例えば実公
平１−１７３８０号公報に記載のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の機械的ロッ
ク方式の楔式のクランプ装置は、金型やワークを押圧し
て固定する押圧金具もしくは締付金具の金型やワークに
当接する押圧部の揺動ストロークがあまり大きくとれな
い点に問題がある。すなわち、この揺動ストロークを大
きくするには、楔自体の全長を長くする必要があり、楔
が長くなると駆動装置として普通用いられている流体圧
シリンダのストロークも長いものが必要となり、大型化
してしまう。また、楔はロック作用があるけれども、傾
斜角度をあまり小さくとれないことから、振動が加わっ
た場合は緩むことがある。

【０００４】この発明は、クランプした状態に機械的ロ
ックが可能であり、金型やワークを押圧して固定する締
付金具の金型やワークに当接する押圧部の揺動ストロー
クを従来よりも大きくできるクランプ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のクランプ装置
は、本体に揺動自在に支持されたレバー状の締付金具
と、上記本体に設けられた回転駆動源と、雄ねじ部材及
びこれに螺合した雌ねじ部材からなる螺合体のいずれか
一方の部材を上記回転駆動源により回転駆動されるよう
に設け且ついずれか一方の部材をねじ軸方向に進退可能
に他方の部材を上記本体側に保持するように設けその進
退可能な部材の先端部を上記締付金具の被駆動部に対向
させて前進により締付金具を締付作用方向に駆動するよ
うに構成した回転運動を直進運動に変換するねじ式変換
部とを具備するものである。

【０００６】

【作用】このクランプ装置は、従来のクランプ装置と同
様に、金型やワークを取り付ける基盤に本体の部分を係
合させあるいは固定し、締付金具の押圧部で金型やワー
クの取付用の被押圧部を基盤側へ押圧するようにして使
用する。回転駆動源の回転は、ねじ式変換部を介して直
進運動に変換されるから、ねじ式変換部の螺合体の一方
の前進可能な部材が前進して締付金具の被駆動部を押
し、これによって締付金具が揺動せしめられてクランプ
動作する。締付金具からの締付反力はねじ式変換部のね
じ軸の方向に作用するから、その軸方向反力によっては
螺合体の双方の部材の軸方向の相対的な変位は生じな
い。すなわち、クランプ状態において回転駆動源の回転
力が消滅しても、螺合体の双方の部材がそのままである
から、ロックされたクランプ状態となる。

【０００７】この場合ねじ式変換部のねじのリード角
が、従来の楔式クランプ装置の楔の傾斜角に対応し、ね
じでは楔の傾斜面に対応する面が螺旋状となっているの
に対し楔では直線状となっているので、ねじ構造のほう
が楔構造よりも長さを短く形成できる。すなわち、螺合
体の軸方向長さのほうが楔構造の楔の長さよりも短い。
また、このようなクランプ装置では上記ねじのリード角
のほうが上記楔の傾斜角よりも小さくなるのが普通であ
るから、必要な強度を得るために螺合している部分の長
さをながくしても、結局は螺合体の軸方向長さを短く形
成できる。その場合締付金具の所定の揺動ストロークを
得るために、螺合体ではリード角が小さくなる分楔の傾
斜面に対応する面の摺動距離が長くなるが、駆動部とし
て摺動距離に無関係な回転駆動源を使用するので、楔の
場合のように楔の長さに対応した長さつまり楔の摺動距
離に相当するストロークのシリンダーを必要とせず、上
記揺動ストロークを長くしても螺合体の長さが増加する
だけである。

【０００８】

【実施例】この発明の第１実施例を図１〜図３を用いて
説明する。図において、１は締付金具、２は回転駆動
源、３はねじ式変換部である。

【０００９】締付金具１は、本体１０に揺動可能に軸１
１によって支持されており、クランプ用の押圧部１３、
被駆動部１４を有し、てこ比が略１対１のＬ形レバー状
のものである。本体１０は図１、図３に見られるよう
に、下部にＴ溝係合部１５を有し、上部が締付金具１を
貫通した軸１１の両端を支持するように両側で対向する
側壁状の支持部１６、１６に形成されている。クランプ
用の押圧部１３は、図１に見られるように、支持部１６
よりも左側に突出しており、軸１１を中心に反時計方向
に揺動して金型の被クランプ部１７に当接可能である。
被駆動部１４は後述するねじ式変換部３の螺合体３３の
雄ねじ部材３１の先端に対向する位置に凹所１８を設
け、その凹所１８内に外周の一部を平面となるように切
り欠いた形状のピン１９を軸１１と平行にして回転可能
に埋設し、その切り欠き平面２０を露出させて、締付金
具１が揺動しても雄ねじ部材３１の先端面に常に面接触
するようにしてある。

【００１０】回転駆動源２は、油圧モータであり、図１
〜図２に見られるように、締付金具１の右方に間隔を隔
てて配置され、その回転軸２１が締付金具１の被駆動部
１４側へ向かって突出した状態となるように本体１０に
ボルト２２によって固定されている。この油圧モータの
油圧回路は、例えば図７に示すようになっており、油圧
源が後述するクランプ状態検知スイッチ４３による検知
及び同図の圧力スイッチ７１の圧力検知に基いて遮断さ
れる。同図において、７２は油圧源、７３は電磁切換
弁、７５はクランプ側油圧回路、７６はアンクランプ側
油圧回路、７７は減圧弁である。なお、回転駆動源２と
して電気モータを使用する場合もある。

【００１１】ねじ式変換部３は、回転軸２１の回転運動
を直進運動に変換して締付金具１の被駆動部１４に伝達
するようにしたもので、回転軸２１と被駆動部１４との
間に設けた雄ねじ部材３１及びこれに螺合した雌ねじ部
材３２からなる螺合体３３で構成されている。雄ねじ部
材３１は、外周面に雄ねじ３４を有し、被駆動部１４側
の先端面３５を平面に形成され、回転軸２１に摺動自在
に嵌合する内孔３６を有し、内孔３６にはキー溝３７を
設けてあり、そのキー溝３７に回転軸２１に固定したキ
ー３８が係合しており、回転軸２１と共に回転し、軸方
向には摺動自在である。雌ねじ部材３２は、円筒状に形
成され、内孔全長に雄ねじ３４と螺合する雌ねじ３９を
有し、キー４０および部材４１を介して本体１０側に固
定保持されている。

【００１２】図１において、４２はボールプランジャ、
４３はクランプ状態検知スイッチである。ボールプラン
ジャ４２は締付金具１に締付方向と反対側へ向かう作用
力をばね４４によって与えて復帰させるものであり、ク
ランプ状態検知スイッチ４３はボールプランジャ４２の
後部にあって締付金具１が締付方向に揺動せしめられて
締付位置に達したときこれをクランプ状態として検知す
るように設けたものである。

【００１３】このように構成されたクランプ装置は、例
えば、プレス機械のボルスタに下金型を固定する場合に
用いられる。図１、図３において、４５で示すＴ溝にＴ
溝係合部１５が係合するようにボルスタの上面４６にク
ランプ装置を配置し、下金型の被クランプ部１７に締付
金具１の押圧部１３を対向させる。図１の状態はアンク
ランプ状態である。そして回転駆動源２を作動させる
と、回転軸２１が回転するから、雄ねじ部材３１が共に
回転する。この雄ねじ部材３１には本体１０側に固定保
持された雌ねじ部材３２が螺合しているから、雄ねじ部
材３１が軸方向に送られ、先端面３５で被駆動部１４を
押圧する。被駆動部を押圧された締付金具は締付方向に
揺動し、押圧部１３で被クランプ部１７を押圧してクラ
ンプ状態となる。この時、ボールプランジャ４２は締付
金具１の部分で押し込まれて図１の右方向へ後退して、
検知スイッチ４３にクランプ状態を検知され、かつ圧力
スイッチ７１による油圧の上昇確認で油圧源を切る。

【００１４】このクランプ状態は、回転駆動源２の所定
のトルクに応じて楔式の場合と同様に拡大された押圧力
が雄ねじ部材３１から締付金具１に与えられ、てこ比が
略１対１の締付金具１から被クランプ部へ伝達されてい
る状態である。そしてこのクランプ状態は、回転駆動源
２の回転力が無くなってもねじ式変換部３のロック作用
でそのまま維持される。

【００１５】アンクランプ状態にするには、回転駆動源
２を逆に回転させれば、雄ねじ部材３１が後退して図１
に示す元の状態に戻る。

【００１６】第２実施例を図４〜図６に示す。この実施
例はプレス機械のスライド４９に上金型６９を取り付け
る場合の使用例を図示してある。第１実施例と異なる主
な点は、回転駆動源２ａが別に回転伝達部６を有してい
る点と、ねじ式変換部３ａが螺合体５０の雌ねじ部材５
１を回転駆動されるようになっている点とである。

【００１７】回転駆動源２ａは、油圧モータの回転軸２
１に歯車５２が固定され、この歯車５２と、これに噛み
合う歯車５３と、さらに歯車５３に噛み合う歯車５４と
で構成される回転伝達部６を有している。歯車５３は軸
５５に針状ころ軸受５６を介して回転自在に支持され、
歯車５４は内孔が雌ねじ部材５１の外周の一部に同軸的
に嵌合しており、キー５７によって結合固定されて共に
回転するようになっている。歯車５２、５３、５４及び
螺合体５０は本体に固定した部材５８、５９、６０から
なるケース内に設けられている。

【００１８】螺合体５０は、雌ねじ部材５１と、そのね
じ孔６１に螺合している雄ねじを有する雄ねじ部材６２
とからなる。雌ねじ部材５１は前記歯車５４と共に前記
ケース内において両側をスラスト軸受６３、６３及びラ
ジアル軸受（針状ころ軸受）６４、６４を介して回転自
在に支持されている。そして雌ねじ部材５１に螺合した
雄ねじ部材６２は、一方の端面６５が締付金具１の被駆
動部１４に面接触しており、他端部に二面幅部６６を形
成され、ケース形成部材６０に固定した回り止め部材６
７に係合して回転を拘束されるようになっており、雌ね
じ部材５１の回転によって軸方向に移動せしめられる。
図における６８はベアリングケースである。

【００１９】この他の部分は第１実施例のものとほぼ同
様であり、第１実施例と同等部分は同一図面符号で示し
て説明を省略する。

【００２０】この第２実施例のものは、回転駆動源２を
作動させると回転軸２１が回転し、歯車５２、５３、５
４を介して雌ねじ部材５１が回転する。雌ねじ部材５１
は定位置で回転するから雄ねじ部材６２が軸方向に駆動
され、被駆動部１４側へ進行せしめられると、締付金具
１がクランプ方向に揺動し、上金型６９の被クランプ部
を押圧して上金型６９をスライド４９の下面に押圧固定
して、クランプ状態となり、クランプ状態検知スイッチ
４３により検知されかつ圧力スイッチ７１による油圧上
昇確認で油圧源が切られる。このクランプ状態にロック
されることは第１実施例と同様である。

【００２１】クランプ状態からアンクランプ状態とする
には、回転駆動源２を回転軸２１が前記と逆に回転する
ように作動させると、回転伝達部６を介して雌ねじ部材
５１が前記と逆に回転して雄ねじ部材６２を被駆動部１
４側から後退させるから、締付金具１もボールプランジ
ャ４２の作用で揺動してアンクランプ状態となる。

【００２２】

【発明の効果】この発明のクランプ装置は、ねじ式変換
部で回転駆動源の回転運動を直線運動に変換して締付金
具を揺動させる構成であるから、クランプ装置全体を特
定の方向にあまり長くすることなく締付金具の揺動範囲
を従来の楔式のものよりも大きくすることが可能であ
る。また、モータのような回転駆動源によりねじ式変換
部を駆動する構成であるから、締付金具の揺動範囲が広
いものに形成してもそれほどクランプ装置全体が大型化
せず、しかもその揺動範囲内で揺動範囲を任意に選択的
に使用する構成も可能である。これらのことは、クラン
プ装置の小型化に有効であり、特に締付金具の揺動範囲
を大きくした場合にそれほど大型化しないという顕著な
効果を奏する。

【００２３】またこの構成のクランプ装置は、ねじ式変
換部におけるねじのリード角の変更で増力比を変更でき
るから、締付金具のクランプ作用力の変更や揺動ストロ
ークの変更を、殆ど螺合体の変更のみで行うことがで
き、他の部分を殆ど変更しないでよいから外形寸法を殆
ど変更しないで多種類の仕様に対応でき、多種類のクラ
ンプ装置の製作に好都合である。

【００２４】またこの構成のクランプ装置は、通常の楔
式のクランプ装置における楔の傾斜角に比べて、これに
対応するリード角を小さくできるため、振動に対して緩
み難いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の部分縦断正面図であ
る。

【図２】同実施例の部分横断平面図である。

【図３】同実施例の左側面図である。

【図４】この発明の第２実施例の部分縦断正面図であ
る。

【図５】同実施例の部分横断平面図である。

【図６】同実施例の左側面図である。

【図７】第１、第２実施例の回転駆動源（油圧モータ）
の油圧回路図である。

【符号の説明】

１ 締付金具 １ａ 締付金具 ２ 回転駆動源 ２ａ 回転駆動源 ３ ねじ式変換部 １０ 本体 １４ 被駆動部 ３１ 雄ねじ部材 ３２ 雌ねじ部材 ３３ 螺合体 ５０ 螺合体 ５１ 雌ねじ部材 ６２ 雄ねじ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体に揺動自在に支持されたレバー状の
   締付金具と、上記本体に設けられた回転駆動源と、雄ね
   じ部材及びこれに螺合した雌ねじ部材からなる螺合体の
   いずれか一方の部材を上記回転駆動源により回転駆動さ
   れるように設け且ついずれか一方の部材をねじ軸方向に
   進退可能に他方の部材を上記本体側に保持するように設
   けその進退可能な部材の先端部を上記締付金具の被駆動
   部に対向させて前進により締付金具を締付作用方向に駆
   動するように構成した回転運動を直進運動に変換するね
   じ式変換部とを具備するクランプ装置。