JPH0596431A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハウジングの前側に配置した金型の被クラン
プ面に対してクランプ具を斜め上側から直進駆動させる
形式のクランプ装置において、そのクランプ装置を小形
に造るとともにアンクランプ作動が確実にできるように
する。 【構成】 油圧クランプ３のハウジング４のシリンダ穴
９にピストン１０を挿入し、そのピストン１０の前部に
クランプ具７を固定する。そのクランプ具７のクランプ
端面２２を金型２の被クランプ面２ａとほぼ平行に形成
する。上記クランプ端面２２と上記の被クランプ面２ａ
との間に滑動用シャトル部材２１を介在させる。このシ
ャトル部材２１を、前後方向へ一定範囲内で摺動移動自
在な状態で上記クランプ端面２２に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成型機・マシニン
グセンタ等の加工機械の固定台に金型・ワークパレット
等の被固定物を押圧操作するクランプ装置であって、そ
のクランプ装置の前側に配置した被固定物の被クランプ
面に対してクランプ具を斜め上側から直進駆動させる形
式のクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のクランプ装置には、従来では、
特公昭５２−３０３７１号公報や実公昭５５−１８６１
号公報に記載されたものがある。各従来技術では、金型
の被クランプ面にクランプ具のクランプ端面を直接に接
当させるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記種類の
クランプ装置では、クランプ作動の終期には、金型の被
クランプ面とクランプ具のクランプ端面との両面間に小
さい動摩擦力が作用するのに対して、アンクランプ作動
の始期には、その両面間に大きな静摩擦力が作用する。

【０００４】上記の大きな静摩擦力によってクランプ装
置がアンクランプ作動しなくなるのを防止するため、従
来では、クランプ装置のアンクランプ用操作力を強力に
する必要があり、その結果、そのクランプ装置が大形化
していた。

【０００５】本発明者たちは、クランプ装置の小形化を
図るため、本発明に先だって次のことを考えた。即ち、
クランプ具の表面をコーティングや潤滑剤などの摺動促
進材で覆うことによって、金型の被クランプ面とクラン
プ端面との間の摩擦係数を小さくして、アンクランプ用
操作力を低減するのである。

【０００６】しかし、上記の摺動促進材は、交換される
金型に付着して持ち去られていくので、寿命が極端に短
かく、クランプ装置のアンクランプ作動を確実に行うえ
で改善が要望されていた。

【０００７】また、金型の被クランプ面の加工精度は、
交換される金型ごとに異なる。その被クランプ面の加工
精度が粗悪な場合には、上記の摺動促進材が容易に破壊
されて、被クランプ面とクランプ端面との両者が局部焼
き付きを起こしやすい。その結果、これら両者間の摩擦
係数が次第に大きくなって、ついにはクランプ装置をア
ンクランプ作動できなくなるおそれがあった。

【０００８】なお、本発明が対象とするクランプ具傾斜
直動形クランプ装置とは基本的な構造が異なるが、アン
クランプ用操作力を低減させる技術には、本発明者のう
ちの一人が先に提案した、特開平２−２４０３４号公報
に記載された技術がある。これは、楔倍力型油圧クラン
プのハウジングに形成した楔受け面と締付用楔との摺接
面間に滑動部材を介在させたものである。しかし、この
楔倍力型油圧クランプは、クランプ具を揺動駆動して被
固定物をクランプする構造であるため、その被固定物と
クランプ具との間の摩擦係数が異常に増大するという弊
害は発生していなかった。

【０００９】本発明は、クランプ具傾斜直動形のクラン
プ装置において、その装置を小形に造るとともに、アン
クランプ作動を確実にできるようにすることを目的とす
る。

【００１０】

【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、クランプ装置に次の改良を加えた。例え
ば、図１から図７、又は図１６に示すように、クランプ
具７(５７)のクランプ端面２２(７２)を被固定物２(５
２)の被クランプ面２ａ(５２ａ)とほぼ平行に形成し、
上記クランプ端面２２(７２)と上記の被クランプ面２ａ
(５２ａ)との間に滑動用シャトル部材２１(７１)を介在
させ、上記のシャトル部材２１(７１)を、前後方向へ一
定範囲内で摺動移動自在な状態で上記クランプ端面２２
(７２)に支持したものである。

【００１１】

【作用】本発明は、例えば、図１と図６及び図７に示す
ように、次のように作用する。クランプ作動時にクラン
プ具７が前下側へ前進駆動されると、まず、シャトル部材
２１が被固定物２の被クランプ面２ａに斜め上側から接
当する。その被クランプ面２ａとシャトル部材２１との
摩擦係数が異常に大きい場合には、シャトル部材２１が
被クランプ面２ａに摩擦固定される。引き続いて、その
シャトル部材２１を後ろ側へ置き残した状態でクランプ
具７だけが前下側へ滑動し、そのクランプ具７がシャト
ル部材２１を介して被固定物２を固定台１に強力に押圧
固定するのである。

【００１２】これに対して、上記のクランプ完了状態か
らアンクランプ作動させる時には、まず、被クランプ面
２ａに摩擦固定されたシャトル部材２１とクランプ具７
との間に滑りが生じ、そのシャトル部材２１を置き残し
た状態でクランプ具７だけが後上側へ駆動される。引き
続いて、後上向きに後退駆動されるクランプ具７と同行
してシャトル部材２１が後退し、被固定物２をアンクラ
ンプ状態に切換えるのである。

【００１３】上記のシャトル部材２１とクランプ具７と
の両部材は、金型２等の被固定物とは異なり、クランプ
装置の構成部材であることから、使用材料・加工精度・
表面処理の選択の自由度が大きい。このため、両部材２
１・７は、摺動面同士の摩擦係数を小さくすることが容
易である。従って、アンクランプ用操作力が小さくてす
み、クランプ装置を小形に造れる。

【００１４】しかも、上記の両部材２１・７の摺動面同
士は、コーティングや潤滑剤などの摺動促進材が被固定
物によって持ち去られることがないので、長期間にわた
って摩擦係数を小さい値に保てる。従って、クランプ装
置のアンクランプ作動を長期間にわたって確実に行え
る。

【００１５】なお、前記の構成において、シャトル部材
２１の表面の硬度は、焼き付きを防止するうえで、前記
の被クランプ面２ａやクランプ端面２２の表面硬度より
も大きい値に設定することが好ましい。

【００１６】また、上記のシャトル部材２１は、クラン
プ具７に対してバネ等の弾圧手段２３によって前側へ弾
圧しておくことが好ましい。このようにすると、前記アン
クランプ作動の終期にシャトル部材２１を弾圧手段２３
によって前側位置へ復帰させることができ、次回のクラ
ンプ作動の準備を自動的に行える。

【００１７】

【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。クランプ装置は、シャト
ル部材の介在によってアンクランプ用操作力が小さくて
すむので、単動形バネ復帰式に構成した場合にはアンク
ランプ用バネを小形化でき、流体圧復帰式バネクランプ
又は複動式に構成した場合にはアンクランプ用流体圧駆
動室の断面積を小さくできる。その結果、そのクランプ
装置を小形に造れる。また、上記のシャトル部材とクラ
ンプ具との摺動面同士は、摺動促進材の持ち去りが起こ
らないことから、摩擦係数の小さい良好な状態を長期間
にわたって保持でき、アンクランプ作動を長期間にわた
って確実に行える。以上により、クランプ装置は、小形
に造りながらもアンクランプ作動を確実に行える。

【００１８】しかも、前述のように、クランプ作動の終
期において、被固定物とクランプ具との間の摩擦係数を
シャトル部材の介在によって小さい値に保てるので、被
固定物のズレ動きを防止して、射出成型機等の加工機械
の加工精度を向上できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面で説明する。 (第１実施例)図１から図７は第１実施例を示している。
射出成形機の固定台１に、被固定物である金型２が、単
動形バネ復帰式の油圧クランプ３によって固定される。
この油圧クランプ３は、そのハウジング４の一対の側壁
５・５が２本のボルト６・６によって固定台１に固定さ
れており、ハウジング４から進出させたクランプ具７が
金型２の被クランプ面２ａを斜め上側から押圧するよう
になっている。

【００２０】即ち、上記ハウジング４内にシリンダ穴９
が前下り傾斜状に形成される。シリンダ穴９の傾斜角度
θは、ここでは40度に設定してあるが、10度から45度の
範囲であればよい。上記シリンダ穴９にピストン１０が
Ｕパッキン１１を介して油密状に挿入される。このピス
トン１０の後面に臨ませてクランプ駆動油室１２が形成
される。クランプ駆動油室１２に給排油口１３が連通さ
れている。また、シリンダ穴９の上周面部分９ａがハウ
ジング４の前面４ａに開口される。前記クランプ具７
は、ピストン１０の上部からその前下側へ向けて直接に
連出されており、シリンダ穴９の上周面部分９ａによっ
て案内される。

【００２１】上記クランプ具７の前面から後ろ向きにバ
ネ収容穴１５が形成される。このバネ収容穴１５の軸心
は、シリンダ穴９の軸心よりも下側に変位されている。
また、ハウジング４の両側壁５・５の前下部にピン挿入
孔１６・１６が横断状に形成される。バネ受けピン１７
は、クランプ具７およびバネ収容穴１５を横断し、その
両端部が一対のピン挿入孔１６・１６に支持されてい
る。このバネ受けピン１７は、前記の両ボルト６・６で
抜け止めされている。そして、上記バネ収容穴１５の奥
部とバネ受けピン１７との間に、アンクランプ用バネ１
８が装着される。なお、クランプ具７は、その左右の肉
壁に形成した前向き開口状の遊動溝19・19によって、バ
ネ受けピン１７との干渉を防止してある。

【００２２】また、前記の金型２の被クランプ面２ａと
上記クランプ具７との間に、滑動用の第１シャトル部材
２１が、前後方向へ一定範囲内で摺動移動自在な状態に
介在される。即ち、クランプ具７の前部下面に、クラン
プ端面であるシャトル用支持溝22が下向き開口状に形成
される(図４を参照)。この支持溝２２に挿入した第１シ
ャトル部材２１は、弾圧手段であるＣ字状バネ２３によ
って前向きに押圧されると共に、所定量以上の前向き移
動が２本のストッパーピン２４によって阻止される。第
１シャトル部材２１には各ストッパーピン２４に対応し
て遊動孔２５・２５が貫通されている。

【００２３】上記第１シャトル部材２１は、金型２やク
ランプ具７よりも硬度が大きい仕様で製作してある。即
ち、その第１シャトル部材２１は、合金鋼に熱処理を施
したり窒化処理を施したりして硬質の材料に構成してあ
る。この場合、第１シャトル部材２１は、上面と下面だ
け又は表面だけの硬度が被クランプ面２ａやシャトル用
支持溝２２の表面硬度よりも大きければよい。また、そ
の硬質材料にコーティグやメッキ等の表面処理を施し
て、滑りやすくしてある。なお、第１シャトル部材２１
とクランプ具７との摺動をさらに円滑にするため、これ
ら両者の摺動面には、グリースや二硫化モリブデン等の
潤滑剤を塗布することが好ましい。

【００２４】さらに、前記シリンダ穴９の上周面部分９
ａとクランプ具７の上周面部分との間には、滑動用の第
２シャトル部材２８が、一定範囲内で前後方向へ摺動移
動自在な状態に装着される。この第２シャトル部材２８
は、上記の第１シャトル部材２１とほぼ同様に製作され
ている。なお、ハウジング４に形成した第２シャトル用
収容溝２９には、グリース充填孔３０が開口されてい
る。

【００２５】上記の第２シャトル部材２８を設けること
によって、クランプ具７とハウジング４との間の摩擦係
数が小さくなり、その結果、アンクランプ用操作力がさ
らに小さくなる。なお、ハウジング４の側壁５には、シ
リンダ穴９に臨ませて、クランプ・アンクランプ状態検
出用の近接スイッチ３２を設けてある。

【００２６】同上図１と図６及び図７において、上記の
油圧クランプの作動を説明する。第図６は、図１の部分
拡大図であって、クランプ過渡状態を示している。図７
は、クランプ完了状態を示し、図６に相当する図であ
る。

【００２７】アンクランプ状態からクランプ状態へ切換
えるときには、クランプ駆動油室１２内へ圧油を供給す
る。すると、その油圧力でピストン１０が進出駆動さ
れ、クランプ具７が前下側へ前進させられる。これによ
り、図１と図６に示すように、第１シャトル部材２１の下
面が金型の被クランプ面２ａに斜め上側から接当する。
引き続いて、ピストン１０が進出駆動されることによ
り、図７に示すように、被クランプ面２ａに摩擦固定さ
れた第１シャトル部材２１とクランプ具７のクランプ端
面である支持溝２２との間に滑りが生じて、その第１シ
ャトル部材２１を後ろ側へ置き残した状態でクランプ具
７だけが前下側へ駆動される。これにより、クランプ具
７が金型２を固定台１に強力に押圧固定するのである。

【００２８】これに対して、油圧クランプ３は、上記の
図７のクランプ完了状態からアンクランプ状態への切換
え時には、次のように作動する。クランプ駆動油室１２
から圧油を排出すると、アンクランプ用バネ１８の弾圧
力によってピストン１０が後上向きに後退駆動される。
すると、図６に示すように、まず、被クランプ面２ａに
摩擦固定された第１シャトル部材２１と支持溝２２との
間に滑りが生じ、その第１シャトル部材２１を置き残し
た状態でクランプ具７だけが後上側へ駆動される。引き
続いて後退駆動されるピストン１０によって、クランプ
具７と第１シャトル部材２１とが後上向きにアンクラン
プ駆動され、金型２がアンクランプされるのである。

【００２９】なお、金型２の被クランプ面２ａの高さ寸
法が高くなってクランプ厚さが大きくなる場合には、ハ
ウジング４の下面と固定台１との間に高さ調節用アダプ
タプレート(図示せず)を順次挿入することにより、その
クランプ厚さの変化に容易に対応できる。

【００３０】図８から図１５は、第１から第４の変形例
を示している。 (第１変形例)図８は第１変形例を示している。これは、
第１シャトル部材３５の後面に対向させてクランプ具３
６にストッパー壁３７を設けたものである。ストッパー
壁３７のストップ隙間Ａは、第１シャトル部材３５の遊
動隙間Ｂよりも小さい寸法に設定してある。これによ
り、クランプ具３６がクランプ過渡状態からクランプ完
了状態に切換わるときに、何らかの原因で第１シャトル
部材３５に対するクランプ具３６の進出量が大きくなっ
た場合であっても、ストッパー壁３７がストッパーピン
３８よりも先に第１シャトル部材３５に接当して、スト
ッパーピン３８の破損を防止するのである。

【００３１】(第２変形例)図９と図１０は第２変形例を
示している。この場合、前記のシャトル用支持溝を省略し
て、第１シャトル部材４１を２本のボルト４２によって
クランプ具４３に支持してある。符号４３ａはクランプ
端面である。また、クランプ具４３に形成した２つのバ
ネ収容穴４４・４４に、弾圧手段として圧縮コイルバネ
４５・４５が挿入される。これら圧縮コイルバネ４５に
よって第１シャトル部材４１が前側へ弾圧される。

【００３２】(第３変形例)図１１と図１２は第３変形例
を示している。この場合、クランプ具４６の下面に、ク
ランプ端面であるシャトル用支持溝４７を幅方向に形成
するとともに、この支持溝４７に第１シャトル部材４８
をストッパーピン４９を介して前後方向へ摺動移動自在
に挿入してある。

【００３３】(第４変形例)図１３から図１５は第４変形
例を示している。前記の金型２の被クランプ面２ａとク
ランプ具６７のクランプ端面６２との間に、第１シャト
ル部材６１をキー６４によって前後方向へ摺動移動自在
に介在させてある。そのシャトル部材６１は、コイルバ
ネ６３によって前向きに弾圧される。また、そのシャト
ル部材６１の所定量以上の前向き移動を、遊動孔６５・
６５に挿通した一対のストッパーボルト６６・６６によ
って阻止してある。符号６８はサポート板で、符号６９
はスリーブである。

【００３４】(第２実施例)図１６は第２実施例を示して
いる。油圧クランプ５３は複動形に構成されている。そ
のハウジング５４内に、大径のシリンダ穴７９と小径の
ロッド穴８０とが直列に形成され、これら穴７９・８０に
ピストン６０及びクランプ具５７が固定台５１の固定面
と平行に挿入される。金型５２の被クランプ面５２ａ
は、後下りの傾斜面に形成される。これに対応して、ク
ランプ具５７の前下部も後ろ下りの傾斜面に形成され
る。上記の傾斜面に、クランプ端面であるシャトル用支
持溝７２が形成される。その支持溝７２に、第１シャト
ル部材７１が前後方向へ摺動移動自在に支持される。第
２シャトル部材７８は、環状に形成されて、クランプ具
５７の前後方向の途中部に外嵌される。なお、この第２
シャトル部材７８は、環状に造ることに代えて、ロッド
穴８０の上周面部分８０ａとクランプ具５７の上周面部
分との間だけに挿入したものであってもよい。

【００３５】上記の各実施例は次のように変更できる。
クランプ装置は、油圧クランプに代えて空圧クランプ等
の流体圧クランプであってもよい。また、そのクランプ
の形式は、バネ復帰式流体圧クランプや複動式クランプ
の他に、流体圧復帰式バネクランプが考えられる。さら
に、第２シャトル部材２８・７８は、ハウジング４・５
４に収容することに代えて、クランプ具７・５７に収容
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の油圧クランプの縦断面図を示し、
図２のI−I線矢視図である。

【図２】上記の油圧クランプの平面図である。

【図３】図１のIII−III線矢視図である。

【図４】図１のIV−IV線矢視図である。

【図５】図１のV−V線矢視図である。

【図６】図１の部分拡大図であって、クランプ過渡状態
を示す図である。

【図７】図６に相当する図であって、クランプ完了状態
を示す図である。

【図８】第１変形例を示し、図６に相当する図である。

【図９】第２変形例を示し、図８に相当する図である。

【図１０】図９の左側面図である。

【図１１】第３変形例を示し、図８に相当する図であ
る。

【図１２】図１１の底面図である。

【図１３】第４変形例を示し、図６に相当する図であ
る。

【図１４】図１３のXIV−XIV線矢視図である。

【図１５】図１３のXV−XV線矢視断面図である。

【図１６】第２実施例を示し、油圧クランプの縦断側面
図である。

【符号の説明】

２・５２…被固定物、２ａ・５２ａ…被クランプ面、４
・５４…ハウジング、７・５７…クランプ具、９・８０
…クランプ具収容用穴(シリンダ穴)、９ａ・８０ａ…上
周面部分、２１・７１…シャトル部材(第１シャトル部
材)、２２・７２…クランプ端面、２３…弾圧手段、２
８・７８…別のシャトル部材(第２シャトル部材)。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング(４)(５４)の前側に配置した
   被固定物(２)(５２)の被クランプ面(２ａ)(５２ａ)に対
   してクランプ具(７)(５７)を斜め上側から直進駆動させ
   るクランプ装置であって、 上記クランプ具(７)(５７)のクランプ端面(２２)(７２)
   を上記の被クランプ面(２ａ)(５２ａ)とほぼ平行に形成
   し、 上記クランプ端面(２２)(７２)と上記の被クランプ面
   (２ａ)(５２ａ)との間に滑動用シャトル部材(２１)(７
   １)を介在させ、 上記のシャトル部材(２１)(７１)を、前後方向へ一定範
   囲内で摺動移動自在な状態で上記クランプ端面(２２)
   (７２)に支持した、ことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１のクランプ装置において、 上記のシャトル部材(２１)(７１)の少なくとも表面の硬
   度を、前記の被クランプ面(２ａ)(５２ａ)および前記ク
   ランプ端面(２２)(７２)の各表面硬度よりも大きい値に
   設定したもの。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のクランプ装置におい
   て、 前記クランプ具(７)に対して上記シャトル部材(２１)を
   前側へ弾圧する弾圧手段(２３)を設けたもの。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかのクランプ装
   置において、 前記ハウジング(４)(５４)に設けたクランプ具収容用穴
   (９)(８０)の周面のうちの少なくとも上周面部分(９ａ)
   (８０ａ)と前記のクランプ具(７)(５７)との間に、別の
   シャトル部材(２８)(７８)を前後方向へ一定範囲内で摺
   動移動自在に設けたもの。