JPH09285926A - クランプ装置及び歯車減速装置並びに回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の騒音を少なくし且つ耐久性に優れ、し
かも、減速比を大きくできる歯車減速装置を提供するこ
とにより、該装置を内蔵したクランプ装置等の回転駆動
装置の全体の小型化を図れることを課題とする。 【解決手段】 クランプ装置としての特徴は、本体ケー
ス９内に内蔵された駆動手段８により、係止体７が被固
定体６を取付け台１に押圧して取り付けるようにしたク
ランプ装置において、前記駆動手段８の出力軸20に接続
される歯車減速装置10が設けられ、該歯車減速装置10側
の出力取り出し手段33ａにより回転する被回転体38に
は、前記係止体７が出退すべく螺合されてなることにあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械の
ボルスタ等の取付け台に金型等のワークを固定して取付
けるクランプ装置及びその装置に使用可能な歯車減速装
置並びに回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、プレス機械等の工作機械
のボルスタに金型を固定して取り付ける手段としては、
ボルスタに形成されたＴ溝に下端が係合されたボルトと
ナットにより、金型をボルスタに締結固定しているのが
一般的である。かかる場合には、作業者が人為的にスパ
ナ等の工具でナットを締めたり、緩めたりしなければな
らず、作業が面倒で且つ作業時間を要するという問題が
あった。

【０００３】そこで、携帯可能なトルクレンチ等の自動
の締結装置を使用することも考えられる。かかる締結装
置は、エアーモータ等の駆動手段の回転によって、ハン
マーの介してアンビルが打撃されて回転し、その衝撃に
よる所定の締め付けトルクにより、前記ボルト又はナッ
トを回転させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動の締結装置は打撃方式であるため、ボルト及びナッ
トの締結時に発生する騒音が激しく、また、衝撃による
破損又は摩耗等が発生するおそれがあり、耐久性に劣る
欠点があった。

【０００５】更に、上下の金型間の間隙が少ない等の空
間の狭いスペースでの締結装置を使用しければならない
ため、装置の小型化を如何に図るかが重要な課題とな
る。

【０００６】本発明は、上記の如き従来の問題点に鑑み
てなされたもので、装置の騒音を少なくし且つ耐久性に
優れ、しかも、減速比を大きくできる歯車減速装置を提
供することにより、該装置を内蔵したクランプ装置等の
回転駆動装置の全体の小型化を図れることを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、クランプ装置としての特
徴は、本体ケース９内に内蔵された駆動手段８により、
係止体７が被固定体６を取付け台１に押圧して取り付け
るようにしたクランプ装置において、前記駆動手段８の
出力軸20に接続される歯車減速装置10が設けられ、該歯
車減速装置10側の出力取り出し手段33ａにより回転する
被回転体38には、前記係止体７が出退すべく螺合されて
なることにある。

【０００８】また、回転駆動装置としての特徴は、本体
ケース９内に駆動手段８と、該駆動手段８の出力軸20に
接続された歯車減速装置10とが内蔵され、該歯車減速装
置10の出力取り出し手段33ａが被回転体38を回転可能な
回転駆動装置であって、前記歯車減速装置10は、前記出
力軸20と噛合し且つ回転速度が低速となる第一歯車減速
手段24と、該第一歯車減速手段24に噛合すべくその側方
に配置され且つ第一歯車減速手段24よりも低速回転する
第二歯車減速手段29とを備え、該第二歯車減速手段29の
回転力が前記出力取り出し手段33ａに伝達されることに
ある。

【０００９】また、本体ケース９内に駆動手段８と、該
駆動手段８の出力軸20に接続された歯車減速装置10とが
内蔵され、該歯車減速装置10の出力取り出し手段33ａが
被回転体38を回転可能な回転駆動装置であって、前記出
力軸20は駆動手段８の回転中心Ｏに対して偏心して設け
られ、しかも、前記歯車減速装置10は、前記出力軸20に
相対回転自在に支持された第一偏心歯車45と、該第一偏
心歯車45が噛合すべく前記本体ケース９の内面側に設け
られた内歯車9aと、前記第一偏心歯車45により前記出力
軸20と反対方向に前記回転中心Ｏを中心にして低速回転
する回転体49と、前記内歯車9aに噛合すべく前記回転体
49に偏心して設けられた偏心軸49ａに相対回転自在に支
持された第二偏心歯車52とを備え、該第二偏心歯車52の
回転力が前記出力取り出し手段33ａに伝達されることに
ある。

【００１０】さらに、歯車減速装置としての特徴は、ケ
ース体９内に、回転駆動手段の出力軸に接続される歯車
機構が設けられ、該歯車機構には、前記出力軸の回転速
度に比し低速回転する出力取り出し手段33ａが設けられ
ている歯車減速装置において、前記歯車機構は、前記出
力軸と噛合し且つ回転速度が低速となる第一歯車減速手
段24と、該第一歯車減速手段24に噛合すべくその側方に
配置され且つ第一歯車減速手段24の回転速度よりも低速
回転する第二歯車減速手段29とを備え、該第二歯車減速
手段29の回転力が前記出力取り出し手段33ａに伝達され
る構成であることを特徴とする歯車減速装置。

【００１１】また、ケース体９内に、回転駆動手段の出
力軸に接続される歯車機構を設け、該歯車機構には、前
記出力軸の回転数に比し低速回転する出力取り出し手段
33ａが設けられている歯車減速装置において、前記歯車
機構は、前記出力軸と噛合し且つ回転速度が低速となる
第一歯車減速手段24と、該第一歯車減速手段24に噛合す
べくその側方に配置され且つ第一歯車減速手段24の回転
速度よりも低速回転する第二歯車減速手段29と、前記第
一歯車減速手段24及び第二歯車減速手段29が前記出力軸
を中心にして公転すべく、第二歯車減速手段29が噛合す
る内歯車28とを備え、該１歯車減速手段24及び第二歯車
減速手段29の公転力が前記出力取り出し手段33ａに伝達
される構成であることにある。

【００１２】

【発明の実施の形態】第一実施の形態 図１〜図５は本発明の減速装置を例えばプレス機械に金
型を取り付けるクランプ装置に採用した場合を示し、図
５において１はプレス機械のボルスタで、ボルスタ１に
は、その上面に開口する複数のＴ溝３が平行に形成され
ている。

【００１３】５はクランプ装置を示し、該クランプ装置
５はボルスタ１に載置された下金型６を所定位置で固定
するもので、図１及び図２に示す如く前記Ｔ溝３の任意
の位置に相対回転不可能に挿入される脚部７と、本体ケ
ース９内に設けられたエアーモータ部８及び減速装置10
とを備えている。

【００１４】前記エアーモータ部８は、従来公知のもの
が採用されており、前記本体ケース９に内嵌固定された
内周面が非円形のシリンダー12に、ロータ13が回転自在
に内挿され、該ロータ13には複数のベーン14が放射状で
且つ出退自在に設けられている。各ベーン14は例えばエ
アーによりシリンダー12の内周面に押圧され、図示省略
のエアー吸入口部からシリンダー12とロータ13との間に
形成された空間14ａに吸入される圧縮エアーの作用によ
り、ロータ13が正逆方向に回転駆動自在になっている。

【００１５】15はアッパープレート、16はロアープレー
トを示し、該アッパープレート15、ロアプレート16及び
ロータ13は、ロータ13の周方向に設けられた複数のボル
ト17にて螺着されて一体化され、ロアプレート16の中心
で且つ下向きに一体に設けられた出力軸20が、ロータ13
と共に回転するようになっている。18は前記本体ケース
９の上端を閉塞する上エンドカバーで、該本体ケース９
の上端に螺合されている。

【００１６】次に、前記減速装置10について説明する。
22は前記出力軸20に形成された歯部20a に噛合する一対
の大径の第一歯車で、図２及び図３（イ）に示す如く、
出力軸20の両側に設けられている。各第一歯車22には、
小径の第二歯車23の軸部23ａが相対回転不可能に挿通さ
れ、第二歯車23のピッチ円の直径は第一歯車22のそれよ
りも小さく設定されている。尚、第一歯車22及び第二歯
車23により第一歯車減速手段24が構成されている。

【００１７】25は前記第二歯車23に噛合される大径の第
３歯車で、図３（イ）及び（ロ）に示す如く該第３歯車
25はピッチ円の直径が前記第一歯車22のそれよりも大き
く設定されている。また、第３歯車25には、前記第一歯
車22の軸部23ａの側方で且つ平行に配置された小径の第
４歯車26の軸部26ａが相対回転不可能に挿通されてい
る。第４歯車26のピッチ円の直径は第３歯車25のそれよ
りも小さく設定されており、図４に示す如く第４歯車26
は前記本体ケース９に固定された内歯車28に噛合されて
いる。尚、第３歯車25及び第４歯車26により第二歯車減
速手段29が構成され、しかも、第一歯車減速手段24、第
二歯車減速手段29及び内歯車28等により遊星歯車機構が
構成されている。

【００１８】30は前記第二歯車23の軸部23ａ及び第４歯
車26の軸部26ａの上端部がベアリング31を介してそれぞ
れ支持される円板状の上歯車ケースである。33は前記第
二歯車23の軸部23ａ及び第４歯車26の軸部26ａの下端部
がベアリング34を介してそれぞれ支持される円板状の下
歯車ケースである。そして、両上下歯車ケース30，33
は、上記第一〜第４歯車22，23，25，26を保持すべく複
数の歯車ケース固定ボルト35により、一体的に締結固定
されている。

【００１９】前記下歯車ケース33の中央部には六角孔37
が形成された出力取り出し手段としてのボス部33ａが設
けられている。38は前記脚部７の雄ねじ部7aが上下方向
に出退自在に螺合された被回転体としてのナット体で、
その中央には、前記六角孔37に相対回転不可能に嵌入さ
れる断面六角状の凸部40が設けられており、ここに、ナ
ット体38は前記下金型６の切り欠き部6aに挿入され且
つ、下歯車ケース33と一体に回転するようになってい
る。尚、39はナット体38を支持する下エンドカバーであ
る。

【００２０】41は図１に示す如く本体ケース９の回転を
阻止するための回り止め体で、前記下金型６の切り欠き
部6a及びボルスタ１のＴ溝３に挿入可能なように、本体
ケース９の側面にボルト43で固定されている。

【００２１】本発明の第一実施の形態は上記の構成から
なり、次に上記クランプ装置により下金型６をボルスタ
１に取り付ける場合について説明する。先ず、ボルスタ
１の所定の位置に下金型６を載置し、その後にクランプ
装置のナット体34に螺合された脚部７を、ボルスタの溝
部３に嵌入すると共に、ナット体38を前記下金型６の切
り欠き部6aに挿入する。

【００２２】次に、圧縮エアーをエアーモータ部８に供
給するとそのロータ13が回転し、出力軸20も同時に回転
する。出力軸20の回転力は、該出力軸20に噛合する第一
歯車22に伝達されるが、このとき、図３（イ）に示す如
く第一歯車22は出力軸20よりも大径であるため、第一歯
車22の回転速度は出力軸20に比し減速される。

【００２３】第一歯車22の回転力は、第二歯車23を介し
て第３歯車25に伝達されるが、図３（ロ）に示す如く第
３歯車25は第二歯車23よりも大径であるため、更に、第
３歯車25の回転速度は減速される。更に、図４に示す如
く各第３歯車25よりも小径の第４歯車26は固定の内歯車
28に噛合されているため、第４歯車26は減速すべく内歯
車28を転動しながら公転し、上下歯車ケース30，33が所
定の回転数まで減速されて回転する。

【００２４】この上下歯車ケース30，33はナット体38を
回転させるため、該ナット体38と螺合している脚部７は
上方に移動して脚部７はボルスタの溝部３に下方から掛
止し、下エンドカバー体39は下金型６をボルスタ１に押
圧固定させることが可能となる。

【００２５】次に、下金型６を取り外す場合には、他方
のエアー吸入口部を介してエアーモータ部８にエアーを
供給すると、ロータ13は反転してナット体34を逆方向に
回転させるため、ナット体34とＴ形脚部７との締結が解
除され、下金型６を取り外すことが可能となる。

【００２６】以上のように、本実施の形態の歯車減速装
置は、前記出力軸と噛合し且つ回転速度が低速となる第
一歯車減速手段と、該第一歯車減速手段に噛合して第一
歯車減速手段の回転速度よりも低速回転する第二歯車減
速手段とを備えているので、単体の歯車減速装置におい
て、複数段に減速することが可能となり、減速比を大き
くすることができ、複数の歯車減速装置を直列に接続す
る必要がなく、仮に、歯車減速装置を複数に接続する場
合であっても、その個数を少なくできる。しかも、第一
歯車減速手段の側方に第二歯車減速手段を配置している
ことから、出力軸の軸方向に大型化することもない。
尚、前記駆動手段は電動モータであっても良く、歯車減
速手段は、更に３段以上に設けることも可能である。

【００２７】第二実施の形態 図６及び図７は本発明の減速装置10の第二実施の形態を
示し、前記第一実施の形態と同じ構成に関しては、その
説明を省略する。前記ロアープレート16の回転中心Ｏに
対して偏心した中心Ｏ１を中心として前記出力軸20が設
けられている。

【００２８】45は前記出力軸20にベアリング46を介して
相対回転自在に挿通支持される第一偏心歯車で、該第一
偏心歯車45は出力軸20の回転により偏心移動可能（前記
回転中心Ｏを中心として公転可能）で且つ、偏心移動す
る際に、第一偏心歯車45の歯部45ａは、前記本体ケース
９の内周に設けられた内歯車9aに噛み合うようになって
いる。

【００２９】48は前記第一偏心歯車45に等間隔（90°間
隔）を有して形成された４個の孔で、各孔48には、偏心
歯車45の下方に位置する回転円板（回転体）49に突設さ
れた歯車押え体50が挿通されている。ここで、各孔48の
直径Ｄは、出力軸20の偏心量をＬとし、歯車押え体50の
直径をｄとした場合に、Ｄ≧２×Ｌ＋ｄの関係にするの
が好ましい。

【００３０】前記回転円板49は前記回転中心Ｏを中心に
して回転自在で、しかも、その下面には、偏心軸49ａが
前記出力軸20と同じ偏心量Ｌだけ偏心して設けられてい
る。該偏心軸49ａには、第二偏心歯車52がベアリング53
を介して相対回転自在に挿通支持されている。尚、第二
偏心歯車52は前記第一偏心歯車45と同様の形状のもので
ある。

【００３１】また、第二偏心歯車52に形成された各孔55
にも、前記ナット体38の上面に螺合固定されている歯車
押え体56が挿通されている。

【００３２】次に、上記構成からなるクランプ装置を使
用する場合について説明する。先ず、前記ボルスタ１に
下金型６を載置するのは前記第一実施の形態の場合と同
様で、エアーモータ部８の作動により、ロアープレート
16が回転するのであるが、ロアープレート16の回転中心
Ｏに対して偏心した位置にある出力軸20は第一偏心歯車
45を、図７に矢印ａ方向に偏心移動させる。

【００３３】この第一偏心歯車45の偏心移動により、第
一偏心歯車45は本体ケース９の内面に設けられた内歯車
9aに噛合するため、矢印ｂ方向（出力軸20の回転方向と
反対方向）に中心Ｏ１を中心として回転（自転）する
が、この回転速度は、出力軸20の回転速度に比し、減速
されている。尚、内歯車9aの歯数に対し、第一偏心歯車
45の歯数の差が小さい場合は、高減速比を得ることが可
能となり好ましい。即ち、第一偏心歯車45の歯数Ｚ１
と、内歯車9aの歯数Ｚ２との速度伝達比は、 速度伝達比＝（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１ の関係が成立する。従って、例えば、Ｚ１＝66、Ｚ２＝
72の場合、速度伝達比は１／１１となる。

【００３４】更に、第一偏心歯車45は、歯車押え体50を
介して回転円板49を回転させる。この回転円板49は前記
第二偏心歯車52を偏心移動させるため、第二偏心歯車52
は内歯車9aに噛合し、前記第一偏心歯車45と反対方向に
低速回転する。尚、このときの速度伝達比も上記同様に
１／１１となり、全体としては１／１２１の速度伝達比
が得られることとなる。

【００３５】この速度伝達比に減速された第二偏心歯車
52は前記ナット体38を前記出力軸20の回転方向と同じ方
向に回転させ、該ナット体38と螺合している脚部７は下
金型６をボルスタ１に押圧固定させることが可能となる
のである。

【００３６】尚、上記実施の形態では、第一偏心歯車45
と第二偏心歯車52とを設けることにより、ナット体38を
エアーモータ部８の回転方向と同じ方向に回転するよう
にしたが、ナット体38をエアーモータ部８と逆回転させ
得る場合には、第二偏心歯車52を設けることなく、回転
円板49により直接ナット体38を回転させることも可能で
ある。

【００３７】また、内歯車9aは、本体ケース９に直接設
けてもあるいは、別体のものであっても良く、更に、内
歯車9aは第一偏心歯車45と第二偏心歯車52とにそれぞれ
噛合する複数のものであっても良い。

【００３８】尚、上記下金型６の締結力は、脚部７に引
張力による歪みが生じるが、例えば図１及び図６に示す
如く、下金型の締結力を検出するための歪みゲージ（ス
トレンゲージ）60を、脚部７に取付け、該脚部７の引張
方向の歪み量を検出し、例えば工場に設置されているコ
ンプレッサー等のエアー供給源とクランプ装置とを接続
する配管に設けられたバルブを制御装置61にて制御し、
予め設定された締結力となるようにエアーモータ部８に
エアーを供給することも可能である。

【００３９】従って、従来のような打撃方式の装置で
は、振動が大きく歪みゲージ60にかかる負担も大きり、
正確な制御ができないが、本実施の形態では、歯車減速
機構を採用しているため、このような問題は少なく、歪
みゲージ60を保護する意味でも最適である。また、供給
されるエアーの圧力を設定しておいて、所定の負荷以上
でエアーモータ部８の出力軸20が停止するようにしても
良い。尚、回転駆動装置とは、クランプ装置に限定され
るものではなく、その他の構成も任意に設計変更可能で
ある。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明のクランプ装置
は、従来の作業者が人為的にスパナ等の工具でナット等
を操作する場合に比し、金型等のワークの締結及びその
解除作業を自動的に行え、その作業能率の向上を図れ、
非常に便利であると共に、従来の打撃方式のクランプ装
置に比し、ボルト等の締結時の騒音が少なくなり、ま
た、衝撃による破損又は摩耗等が発生するおそれも少な
く、耐久性に優れている。

【００４１】本発明に係る歯車減速装置は、減速比を大
きくすることができ、複数の歯車減速装置を直列に接続
する必要がなく、仮に、歯車減速装置を複数に接続する
場合であっても、その個数を少なくでき大型化すること
もない。

【００４２】従って、本発明の歯車減速装置を備えたク
ランプ装置等の回転駆動装置全体の小型化が可能とな
り、例えば、ボルスタに下金型を載置して固定させる際
に、上下の取付け空間の狭い場所であっても、下金型等
が支障となることなく容易にセットできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施の形態に係るクランプ装置の
断面正面図。

【図２】歯車減速装置の分解斜視図。

【図３】（イ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ロ）は図１
のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図。

【図５】ボルスタに下金型を載置した状態の平面図。

【図６】本発明の第二実施の形態に係るクランプ装置の
断面正面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【符号の説明】

1 …取付け台、６…下金型（被固定体）、７…係止体、
８…エアーモータ（駆動手段）、９…本体ケース、9a…
内歯車、10…歯車減速装置、20…出力軸、24…第一歯車
減速手段、28…内歯車、29…第二歯車減速手段、33ａ…
出力取り出し手段45…第一偏心歯車、49…回転円板（回
転体）、49ａ…偏心軸、52…第二偏心歯車、Ｏ…回転中
心

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース（９）内に内蔵された駆動手
   段（８）により、係止体（７）が被固定体（６）を取付
   け台（１）に押圧して取り付けるようにしたクランプ装
   置において、前記駆動手段（８）の出力軸（20）に接続
   される歯車減速装置（10）が設けられ、該歯車減速装置
   （10）側の出力取り出し手段（33ａ）により回転する被
   回転体（38）には、前記係止体（７）が出退すべく螺合
   されてなるクランプ装置。
2. 【請求項２】 本体ケース（９）内に駆動手段（８）
   と、該駆動手段（８）の出力軸（20）に接続された歯車
   減速装置（10）とが内蔵され、該歯車減速装置（10）の
   出力取り出し手段（33ａ）が被回転体（38）を回転可能
   な回転駆動装置であって、前記歯車減速装置（10）は、
   前記出力軸（20）と噛合し且つ回転速度が低速となる第
   一歯車減速手段（24）と、該第一歯車減速手段（24）に
   噛合すべくその側方に配置され且つ第一歯車減速手段
   （24）よりも低速回転する第二歯車減速手段（29）とを
   備え、該第二歯車減速手段（29）の回転力が前記出力取
   り出し手段（33ａ）に伝達されることを特徴とする回転
   駆動装置。
3. 【請求項３】 本体ケース（９）内に駆動手段（８）
   と、該駆動手段（８）の出力軸（20）に接続された歯車
   減速装置（10）とが内蔵され、該歯車減速装置（10）の
   出力取り出し手段（33ａ）が被回転体（38）を回転可能
   な回転駆動装置であって、前記出力軸（20）は駆動手段
   （８）の回転中心（Ｏ）に対して偏心して設けられ、し
   かも、前記歯車減速装置（10）は、前記出力軸（20）に
   相対回転自在に支持された第一偏心歯車（45）と、該第
   一偏心歯車（45）が噛合すべく前記本体ケース（９）の
   内面側に設けられた内歯車（9a）と、前記第一偏心歯車
   （45）により前記出力軸（20）と反対方向に前記回転中
   心（Ｏ）を中心にして低速回転する回転体（49）と、前
   記内歯車（9a）に噛合すべく前記回転体（49）に偏心し
   て設けられた偏心軸（49ａ）に相対回転自在に支持され
   た第二偏心歯車（52）とを備え、該第二偏心歯車（52）
   の回転力が前記出力取り出し手段（33ａ）に伝達される
   ことを特徴とする回転駆動装置。
4. 【請求項４】 ケース体（９）内に、回転駆動手段の出
   力軸に接続される歯車機構が設けられ、該歯車機構に
   は、前記出力軸の回転速度に比し低速回転する出力取り
   出し手段（33ａ）が設けられている歯車減速装置におい
   て、前記歯車機構は、前記出力軸と噛合し且つ回転速度
   が低速となる第一歯車減速手段（24）と、該第一歯車減
   速手段（24）に噛合すべくその側方に配置され且つ第一
   歯車減速手段（24）の回転速度よりも低速回転する第二
   歯車減速手段（29）とを備え、該第二歯車減速手段（2
   9）の回転力が前記出力取り出し手段（33ａ）に伝達さ
   れる構成であることを特徴とする歯車減速装置。
5. 【請求項５】 ケース体（９）内に、回転駆動手段の出
   力軸に接続される歯車機構を設け、該歯車機構には、前
   記出力軸の回転数に比し低速回転する出力取り出し手段
   （33ａ）が設けられている歯車減速装置において、前記
   歯車機構は、前記出力軸と噛合し且つ回転速度が低速と
   なる第一歯車減速手段（24）と、該第一歯車減速手段
   （24）に噛合すべくその側方に配置され且つ第一歯車減
   速手段（24）の回転速度よりも低速回転する第二歯車減
   速手段（29）と、前記第一歯車減速手段（24）及び第二
   歯車減速手段（29）が前記出力軸を中心にして公転すべ
   く、第二歯車減速手段（29）が噛合する内歯車（28）と
   を備え、該１歯車減速手段（24）及び第二歯車減速手段
   （29）の公転力が前記出力取り出し手段（33ａ）に伝達
   される構成であることを特徴とする歯車減速装置。