JPH07248008A - バイスの締付力表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 増力機構を具えたバイスにおいて、ワークの
締付状態を適性に表示することのできる、構造的に簡
単、安価な機械式の締付力表示技術を提供する。 【構成】 可動ジョー１０に対して締付方向に係合し、
可動ジョー１０を固定ジョー４に対して移動可能とし、
しかもフレーム２に対して締付方向に移動可能に嵌合挿
入される駆動軸６と、増力機構１２と、増力機構１２内
に進入可能に駆動軸６に内挿されたロッド１８と、その
回転によりロッド１８を増力機構１２内に進入させる駆
動軸１６と、駆動軸６に対して回転錠止され、しかも締
付方向に移動可能な状態で駆動軸１６に螺合外挿された
ナット２０とを有する。駆動軸６にはホルダー３０を一
体的に取り付け、ナット２０とホルダー３０との間には
両者を押し離すべく付勢する弾性体３４を介装し、ナッ
ト２０の外面にはホルダー３０との相対位置の変化を識
別可能に目印３６を付した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はバイスの締付力表示装
置に関するものであり、さらに詳しくは固定ジョーと可
動ジョーとによるワークヘの締付力を増加させる増力機
構を具えたバイスの締付不良の回避に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】なおこの明細書においては「左、右」の
表現を用いるが、左とは固定ジョー側を右とは可動ジョ
ー側を示すものである。したがって例えば「左進」とは
固定ジョー側に向けて移動することを意味する。

【０００３】上記のような増力機構を具えたバイスとし
ては、本出願人による特願平２−１９６９５号に開示さ
れた「工作機械用万力」がある。この先願発明の機構及
び作用の説明を本願構成を示す図２を用いて説明する
と、この先願発明においては増力機構として流体圧増力
機構を用いたもので、フレーム２上に互いに離間対面す
る状態で固定ジョー４と可動ジョー１０とが設けられて
いる。この可動ジョー１０には第１の駆動軸６が螺合し
ており、その回転により可動ジョー１０を固定ジョー４
に対して移動させるようになっている。またフレーム２
内部には流体圧増力機構１２が設けられており、この増
力機構１２は、その圧力が増加したときに第１の駆動軸
６をフレーム２に対して左進させるように（すなわち第
１の駆動軸６を左側に引っ張るように）、構成されてい
る。第１の駆動軸６にはロッド１８が内挿されており、
その固定ジョー側の先端は増力機構１２内に進入可能に
なっている。さらにフレーム２の可動ジョー側には手動
操作用のハンドル８に係合する第２の駆動軸１６が第１
の駆動軸６に固定されたナット２０に螺合内挿されてお
り、この点は図１と異なる。さらにこのナットはクラッ
チを介して第２の駆動軸に作動連結されている。

【０００４】上記のような構成の先願発明の万力の増力
作用について以下概説する。締付け前の状態では両ジョ
ー４、１０間にワークが位置し、流体圧増力機構１２は
実質的に圧力０の状態となっている。したがってこの時
点では増力機構１２は第１の駆動軸６を左進させる作用
はしていない。

【０００５】作業員がハンドル８により第２の駆動軸１
６を回転させると、この時点では第１の駆動軸６に掛か
る負荷がまだ小さいのでクラッチ１４は滑ることがな
く、このクラッチ１４を介して第１の駆動軸６も回転を
始める。この回転により可動ジョー１０は左進する、す
なわちワークに接近する。

【０００６】可動ジョー１０がワークに接触してこれを
押圧し始めると、第１の駆動軸６に掛かる負荷が増加し
て行く。この負荷が所定の値（クラッチ切れのトルク）
に達すると、クラッチ１４は滑り初め（外れ）、第２の
駆動軸１６の回転にも拘わらず第１の駆動軸６は回転を
停止する。これに伴ない可動ジョー４も一旦左進を停止
する。

【０００７】この状態で作業員がなおもハンドル８によ
り第２の駆動軸１６を回転させると、第１の駆動軸６に
固定されたナット２０も回転を停止しているので、第２
の駆動軸１６はナット２０内にねじ込まれて左進する。
この結果ロッド１８の先端が増力機構１２内に進入し、
増力機構内の圧力が増加する。

【０００８】増力機構内のこの増加した圧力は第１の駆
動軸６を左側に引張り、第１の駆動軸６はフレーム２に
対して左進する。したがって第１の駆動軸６に螺合する
可動ジョー１０もさらに左進しようとして、より強くワ
ークを締め付ける。すなわち作業員による第２の駆動軸
１６の回転（これには大きな力は必要としない）により
得られる締付け力より大なる締付け力が、増力機構１２
の作用により、得られるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで固定ジョー４
とワークとの間に異物、例えば切粉が介在する場合に
は、上記のプロセスにおいて切粉が徐々に潰されて行
く。ここで増力機構の増力率が例えば１０倍で、完全に
潰されるべき切粉の寸法（締付方向に）０．５ｍｍであ
るとすると、第２の駆動軸１６により押圧されるロッド
１８は少なくとも５ｍｍは移動させる必要がある。とこ
ろが実際には設計上それほどの余裕は取られていないの
で、切粉が完全に潰される前にロッド１８の先端が増力
機構１２の端壁に突き当たってしまい、この結果第２の
駆動軸１６を回転させるハンドル８が回らなくなり、そ
れ以上の増力が行われないことになる。

【００１０】通常作業員はハンドル８が回らなくなるま
で、第２の駆動軸１６を回転させずに、クラッチ１４が
滑りだしてから（外れてから）、すなわち増力機構１２
が働いてハンドル８が急に軽くなった時点から所定の回
数だけハンドル８により第２の駆動軸１６を回転させた
ら、あるいはハンドル８がある程度重くなったら、ワー
クの締付けが完了したものと判断して、ハンドル８に対
する操作を止めている。この結果ハンドル８が重くなる
まで回転させたとしてもワークを充分に締付けていない
状態、すなわち締付不足が発生する恐れがある。

【００１１】両ジョー４、１０間において締付けられる
べきワークが中空（例えばパイプ）で構造的弾性を有し
ている場合にも問題がある。すなわち中空のワークは、
塑性変形を生じ易いので、ワークの締付けには充分に注
意を払わなければならないが、その締付けによる歪量と
締付力との関係はワークが変われば違ってくるので、画
一的にハンドル８の回転量を決めると、締付不足あるい
は反対に締付過剰が生ずる。また、ハンドル８が重くな
るまで回転させても前述の切粉が介在する場合と同様に
締付不足が発生する場合もある。結局はハンドル８の重
さ加減から、あるいは両ジョー間のワークの状態を視認
しながら締付力をチェックすることになる。これは不正
確であり、またマシニングセンター等の工作機械の作業
環境にあっては視認が極めて危険で困難である。

【００１２】以上のようにワークの締付状態を作業員の
勘に頼っているかぎりでは、締付不良の発生は避け得な
いところである。そこでバイスにおけるワークの締付状
態を定量的または定性的に表示しようとする試みがすで
に提案されている。

【００１３】その一例は実公平３−９９８３に開示され
た技術であって、駆動軸の固定ジョー側のベース軸孔に
外部から圧力流体を供給する圧力流体供給機構を有する
バイスに関したものである。この先願発明は、駆動軸の
締付方向への動きを検出するストローク検出用スイッチ
と、シリンダー内の圧力検出用ピストンと、ピストンと
固定部材間に介装された弾性押圧機構と、圧力検出用ス
イッチとからなる圧力検出機構と、ピストンに収容され
たシリンダーに連通する導液路とから、構成されてい
る。

【００１４】しかしこの先願技術の場合には、駆動軸と
ピストンとの動きをスイッチで検出し、その検出結果に
基づいて判断回路で締付状態を判断しているので、構造
的に複雑で、高価となるのを免れない。しかも電気回路
を用いているので、切削液などの影響により種々のトラ
ブル（例えば電気回路の断線や腐食など）が発生し易
く、締付力の検出ミスが発生するという欠点がある。ま
た流体圧としては通常油圧を用いるので安全上の問題も
ある。

【００１５】他の例は実公昭６１−３５８６号に開示さ
れた技術であり、固定ジョーと可動ジョーとのいずれか
一方に締付力検出手段（具体的には歪み計）を設けて、
この検出手段からの出力を表示手段により表示してい
る。

【００１６】この場合も上記の例と同様に、構造的に複
雑となると共に、電気回路の使用によるトラブルを避け
得ないのである。

【００１７】この発明の目的はバイスにおいて、電気的
システムに頼ることなく、しかも両ジョーによるワーク
の締付状態を適正に表示することのできる、構造的に簡
単、安価な締付力表示技術を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このためこの発明におい
ては、上記のような増力機構を含む基本的構成におい
て、可動ジョーには第１の駆動軸を締付方向に係合さ
せ、第１の駆動軸にはホルダーを一体的に取り付け第２
の駆動軸には第１の駆動軸に対して回転錠止され、しか
も軸方向に移動可能なナットを螺合外挿し、ナットとホ
ルダーとの間には両者を押し離すべく付勢する弾性体を
介装し、ナットの外面にはホルダーとの相対位置の変化
を識別可能にする目印を付したことを要旨とする。

【００１９】

【作用】増力機構から可動ジョーに増加した締付力が働
く際に、ロッドにもその締付力に比例した反力が働く。
この反力の強さと弾性体の反発力とは常にバランスして
いるので、ハンドルを回転させて締付力を増加させるに
つれて弾性体は圧縮され、ひいてはナットが右方に押し
戻されて、第１の駆動軸に対して右方向に相対移動す
る。これに伴ない第１の駆動軸と一体的なホルダー上の
適宜基準部位に対してナット上の目印が移動する。

【００２０】

【実施例】図１および図２に示すのはこの発明の第１の
実施態様であって、増力機構として流体圧増力機構を用
いたものである。フレーム２の上面の一端には固定ジョ
ー４が固定されており、その下方においてフレーム２内
には水平方向に延在して中空状の第１の駆動軸６が回転
可能で、しかもフレーム２に対して軸方向に移動可能に
設けられている。可動ジョー側端部において第１の駆動
軸の胴部に外挿螺合により係合した可動ジョー１０は、
フレーム２上面において締付方向に摺動可能に設けられ
ており、固定ジョー４に対して離間対向している。

【００２１】固定ジョー４側においてフレーム２内に形
成された液圧室１２には第１の駆動軸６の端部が嵌合挿
入されている。この第１の駆動軸６の端部と液圧室１２
とは流体圧増力機構を構成するものであって、その組合
せは液圧室１２内の圧力が増加したときに該圧力が第１
の駆動軸６をフレーム２に対して左進させるように、す
なわち第１の駆動軸６を左側に引っ張るように構成され
ている。

【００２２】可動ジョー側において第１の駆動軸６内に
同心状に挿入された第２の駆動軸１６の外端には手動操
作用のハンドル８が取り付けられている。第２の駆動軸
１６にはナット２０が螺合外挿されており、クラッチ１
４を介して第２の駆動軸１６に作動連結されている。こ
のナット２０は、第１の駆動軸６の軸方向に移動可能と
なっているが、第１の駆動軸６の端部に例えばボルトに
より固定された回転止めブロック６１により、第１の駆
動軸６に回転錠止されており、第１の駆動軸６の回転に
伴ない共回転する。そこで第１の駆動軸６に掛かる負荷
がある所定の値未満ならばクラッチ１４は外れないが、
負荷がある値を越すとクラッチ１４が滑って（外れて）
従来技術と同様に第１の駆動軸６と第２の駆動軸１６と
の関係を断つのである。

【００２３】第２の駆動軸１６の内端に一端を当接する
ロッド１８は、第１の駆動軸６内を摺動可能な状態で固
定ジョー４側に向けて延在して、その他端を液圧室１２
内に臨ませている。したがってロッド１８が左進してそ
の端部が液圧室１２内に進入すると、液圧室１２内の圧
力が増加する。

【００２４】第１の駆動軸６の固定ジョー側端部には、
ナット２０を囲んだ配置で筒状のホルダー３０が一体的
に取り付けられている。このホルダー３６の端部に固定
されたナット２０の胴部が貫通される孔部を有するバネ
座リング３２とナット２０の鍔部との間には皿バネ３４
が介装されていて、固定ジョー４側、すなわち左方向に
ナット２０を付勢している。またナット２０の胴部外面
には目印３６が付されている。

【００２５】ナット２０の胴部外面に付すべき目印３６
としては、直接的に締付力を表示する目盛として適性締
付力に対応する位置を０としてその左右に０からの偏奇
量を目盛表示したもの、適正締付量に対応する位置を０
としてそれを越える偏奇量を目盛表示したもの、および
適正締付力域と非適正締付力域とを色分け表示したもの
などがある。偏奇量を表示する目盛に締付力値を付記し
てもよいことは勿論である。また目印３６である目盛表
示や色分け表示を作業者が確認し易いようにするために
レンズ等の拡大鏡を設けるようにしても良い。

【００２６】ロッド１８の先端が液圧室１２内に進入し
て、その圧力を増加させる。この増加した圧力によって
第１の駆動軸６が引っ張られて左進し、それに伴って第
１の駆動軸６に係合する可動ジョー１０も左進してワー
クに増加した締付力を働かせる。この際の締付力は液圧
室１２内の圧力と比例する。

【００２７】液圧室１２内の圧力は反力としてロッド１
８に作用し、この反力とナット２０を左方向に付勢する
皿バネ３４の付勢力には常に釣り合うものであるから、
ハンドル８を回転させてロッド１８を左進させ、締付力
が増加するにつれて、すなわち第２の駆動軸１６をナッ
ト２０内を左方向に螺進させるにつれてナット２０は皿
バネ３４を圧縮しつつ右進する。

【００２８】すなわちナット２０は締付力に比例した距
離だけ第１の駆動軸６に対して相対移動することにな
る。したがってナット２０上の目印３６を第１の駆動軸
６と一体状態のバネ座リング３２を基準部位として視認
すれば、締付力（あるいは締付状態）を知ることができ
る。

【００２９】図４に示すのはこの発明の第２の実施態様
であって、ナット４２の相対移動の距離を拡大して視認
し易くしたものである。すなわち第１の駆動軸６の固定
ジョー４側端部にナット２０を囲んだ配置でホルダー３
０が一体的に設けられている点は前の実施態様と同じで
ある。しかしこの実施態様においては、このホルダー３
０は、第１の駆動軸６の端部をさらに延長させた部分と
なっている。ナット２０を回転錠止させる回転止めブロ
ック６１には、揺動レバー３８を中間において軸承さ
せ、その内端をナット２０の外面の凹所に係合させると
ともにその外端を摺動筒３９に係合させ、摺動筒３９は
第１の駆動軸６の延在部分の外面上で摺動できるように
構成する。

【００３０】前記のようにナット２０が右進すると、レ
バー３８は図中反時計周りに揺動し、これに伴なって摺
動筒３９は左進する。したがってフレーム２または第１
の駆動軸６上に設けた適宜な基準部位３７に対して摺動
筒３９上の目印３６を視認すれば締付力（あるいは締付
状態）を知ることができる。揺動レバー３８の軸承点を
中心とした長さの配分を選択することにより、所望の拡
大率を得ることができる。

【００３１】また上記例のバイスのようにねじを用いて
可動ジョー１０と第１の駆動軸６とを係合させたのに代
えて図３に示すようなラック機構を用いて第１の駆動軸
６と可動ジョー１０とを係合させても良い。なお、この
クラッチ機構を用いたバイスでは、可動ジョー１０を固
定ジョー４に対して移動させる場合、レバー７０を下向
きに回転させてカム７２を回転させ、そのカム７２の回
転により可動ジョー１０側の係合部材７６をスプリング
７６に抗して引き上げ、第１の駆動軸６のラックとの係
合を解き、その後、可動ジョー１０をワークに接触する
位置まで移動させ、次いでレバー７０を上向きに回動さ
せてカム７２を回転させ、そのカム７２の回動により可
動ジョー１０の係合部材７２を第１の駆動軸６に係合さ
せている。この発明は、そのような構成のバイスにも実
質的な変更なく応用できることは言うまでもない。

【００３２】また上記の例では増力機構として流体圧
（さらに具体的には油圧）増力機構を用いた場合を説明
したが、これに代えて円筒コロ、テコまたはトグルなど
を用いた機械式増力機構を具えたバイスにもこの発明は
実質的な変更なく応用できるものである。また上記例で
は増力機構をバイスの固定ジョー側下方のフレーム内に
設けたが、可動ジョー側下方のフレーム内に設けてあっ
てもこの発明は応用できるものである。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば固定ジョーによるワー
クへの締付力を定量的に表示できるので、締付不良を完
全に防止することができる。しかも従来からの増力機構
付きバイスに若干の簡単な部品を追加するだけでよいの
で、構造的に非常に簡単でしかも安価となる。さらに完
全に機械式であるので、電気式システムに特有のトラブ
ルも発生しないのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施態様を示す要部断面側面
図である。

【図２】この発明の第１の実施態様を用いたバイスの１
実施例を示す全体断面側面図である。

【図３】この発明の第１の実施態様を用いたバイスの他
の実施例を示す全体断面側面図である。

【図４】この発明の第２の実施態様を示す要部断面半側
面図である。

【符号の説明】

２ フレーム ４ 固定ジョー ６ 第１の駆動軸 ８ ハンドル １０ 可動ジョー １２ 液圧室 １６ 第２の駆動軸 １８ ロッド ２０ ナット ３０ ホルダー ３４ 皿バネ ３６ 目印 ３８ 揺動レバー ３９ 摺動筒

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに離間対面する固定ジョーと可動ジョ
   ーと、可動ジョーに対して締付方向に係合して可動ジョ
   ーを固定ジョーに対して移動可能で、しかもフレームに
   対して軸方向に移動可能に支持される第１の駆動軸と、
   第１の駆動軸に増力を作用させる増力機構と、増力機構
   内に進入可能に第１の駆動軸に一端を内挿されたロッド
   と、その回転によりロッドを増力機構内に進入させる第
   ２の駆動軸と、第１の駆動軸に対して回転錠止され、し
   かも軸方向に移動可能な状態で第２の駆動軸に螺合外挿
   されたナットとを有してなり、かつ第１の駆動軸にはホ
   ルダーが一体的に取り付けられており、ナットとホルダ
   ーとの間には両者を押し離すべく付勢する弾性体が介装
   されており、ナットの外面にはホルダーとの相対位置の
   変化を識別可能に目印が付されていることを特徴とする
   バイスの締付力表示装置。
2. 【請求項２】前記の増力機構が流体圧増力機構であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記の増力機構が機械式増力機構であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】第１の駆動軸と可動ジョーとの係合がねじ
   で構成され、しかもナットと第２の駆動軸とがクラッチ
   を介して作動連結されていることを特徴とする請求項１
   に記載の装置。
5. 【請求項５】第１の駆動軸と可動ジョーとの係合がラッ
   ク機構で構成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の装置。
6. 【請求項６】さらに第１の駆動軸に対する前記のナット
   の相対移動を拡大させる拡大機構がホルダーに付設され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。