JPH10328958A - ジョーブレーキを有するクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定された中央ジョーと、その両側に位置し
かつ長さ方向に移動可能なねじ付きスピンドルにより接
合された二つの端部ジョーとの間にいくつかの加工片を
同時に保持するためのクランプ装置を提供する。 【解決手段】 スピンドル(6) を囲む螺旋ばね(12)がス
ピンドルをその末端に向かって付勢する。螺旋ばねは、
スピンドルが締めつけられたときに、ばねが前記端部ジ
ョー(1,3) と中央ジョー(2) の間に配置された加工片に
接して作業者から遠い端部ジョー(3) を弾性的に押圧す
る。したがって、この加工片は近くの端部ジョーからの
対向圧力なしでさえ固定され、作業者により保持する必
要がなく、作業者は同時に近くの端部ジョー(1) と中央
ジョー(2) の間に一方の手で第二の加工片(32)を挿入す
ることができかつスピンドルを他方の手で締めつけるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工片保持に関
し、すなわち工作機械にいくつかの加工片を同時に保持
するためのクランプ装置に関し、特に一つまたはいくつ
かの加工片を所定の場所に保持することができるととも
に、作業者が一つまたはいくつかの別の加工片をこれら
のジョーの間に挿入し、同時にクランプ装置が全ての加
工片を確実に握持するまでクランプ装置を締めつけるこ
とができるようになお一対の開放したジョーを有するよ
うなクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クランプ装置は工作機械のテーブルに取
り付けることができかつ工作機械で機械加工すべき一つ
またはいくつかの加工片を固定状態に維持するための万
力状のジョーを有する。これらのジョー−以下端部ジョ
ーと呼ぶ−はねじ付きスピンドルにより接合されるが、
このねじ付きスピンドルは少なくとも一つの加工片を工
作機械に対して所定の位置に維持するために回転させる
ことにより締めつけることができる。機械加工プロセス
を、特に半自動または自動の工作機械でスピードアップ
するために、クランプ装置の二つの端部ジョーの間に、
装置の主体に対して固定される第三のジョーを取り付け
ることが当該技術で知られている。そのとき、一つの加
工片を端部ジョーと中央ジョーの各々の間に挿入するこ
とにより、装置に少なくとも二つの加工片を同時にクラ
ンプすることができる。加工片の形状に正確に釣り合う
ジョープレートまたはシューを用いれば、いくつかの加
工片を端部ジョーと中央ジョーの各々の間に維持するこ
とさえできる。この後者の可能性は本発明にとって変化
のないままであるから、後でも明白に述べるつもりはな
い。単純化のために、単に二つの加工片を、中央ジョー
の各側に一つづつ装置にクランプする場合だけを述べ
る。より多くの加工片の場合には延長すれば、簡単であ
る。

【０００３】さて、スピンドルを漸次締めつけるとき
に、両方のジョーがそれらのそれぞれの加工片を実際に
同時に握持するので問題が起こる。もしこれらの加工片
が重力によりまたはそれらの形状のために所望の位置を
維持しない場合には、加工片が確実にクランプされるま
でそれらの加工片を人手で適正な位置に維持しなければ
ならない。しかしながら、またスピンドルを締めつける
には、実際に三つの手を必要とする。すなわち、二つの
手は加工片を所定の場所に維持するために必要であり、
もう一つの手はスピンドルを回転させるために必要であ
る。このような困難は、主にクランプ装置が直立姿勢で
用いられるときに、すなわちそのスピンドルが垂直に配
向されかつそのジョーを一方を他方の上に位置決めする
ときに起こる。

【０００４】三つのジョーからなるクランプ装置を設け
るかまたはクランプ装置に第三のジョーを端部ジョーの
間に付け加えることができ、いわゆる「ジョーブレー
キ」を設け、すなわち中央ジョーと他の端部ジョーの間
に加工片がないときでさえ、一つの端部ジョーと中央ジ
ョーの間に加工片を充分な力で維持することができる機
構を設けることが当該技術で知られている。そのとき、
作業者は第二の加工片を挿入して、それを所定の場所に
維持するのに自由な手を有し、ついには両方の加工片が
安全にクランプされるようにスピンドルを締めつける。
逆に、この機構により、第一の加工片がそれと関連した
ジョーの圧力によりなお保持されている間に作業者がス
ピンドルを一方の手で弛めて、第二の加工片を取り出す
ことによりクランプ装置を無負荷にすることができる。
クランプ装置にこのように負荷をかけたり無負荷にした
りすることができる能力は、特にクランプ装置を垂直姿
勢で用いなければならないときにかつ加工片が対応する
ジョーにより確実に維持されないでクランプ装置から落
下する傾向があるときに有用である。

【０００５】周知のジョーブレーキは、装置の後ろ側
に、スピンドルの遠い方の端部に、すなわち作業者によ
り作用されないその端部に取り付けられた機構からな
る。この機構はクランプ装置の主体に関して軸方向に変
位させることができかつそのような軸方向変位に対しブ
レーキとして作用するリニアスリップクラッチを有す
る。さらに、この機構は圧縮ばねを有し、その一端はク
ラッチがスリップしない限りクランプ装置の主体に関し
て固定されたままである。そのばねの他端は後端ジョー
に対し相対的に固定されている。今やクラッチが適当な
軸方向位置にある場合に、加工片が中央ジョーと前端ジ
ョーの間に配置され、それからスピンドルが漸次締めつ
けられ、加工片がクランプされるまでばねが後端ジョー
が中央ジョーに向かって移動しないように止める。加工
片が一度クランプされると、スピンドルをさらに締めつ
けることにより、加工片に増加する圧力が発生し、そし
て第二の加工片が挿入されている間、所定の場所に維持
する。この後で、スピンドルを完全に締めつけることが
できる。第二の加工片がクランプされる前にばねの行程
を越えるほど第二の加工片が非常に小さい場合には、ク
ラッチがスリップして装置を損傷しないように保護す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そのようなブレーキは
完全に機能的であるけれども、多数の欠陥をもってい
る。それらの軸方向位置を調整し、リニアクラッチを作
動させることによりそれを固定することは面倒であり、
これらの作業を作業者から最も離れた装置の末端でしな
ければならない。さらに、ブレーキを作動させるために
後端ジョーを取り外すことが必要であり、通常ねじを未
知の量だけ調節することによりしなければならないクラ
ッチの力を調整したいときに同様な困難が起こる。さら
に、ブレーキの全寸法が必然的に小さい。なぜなら、そ
の一部をスピンドルのために意図された凹部に位置決め
しなければならず、かつそれ故後者の直径を越えること
ができないからである。このような押しつけられた小さ
な寸法により、圧縮ばねの寸法が制限され、したがって
その握持力が制限され、しかもブレーキ全体が丈夫であ
ることも制限される。

【０００７】本発明の目的は上記の欠点を避けるととも
に、別の利点を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の構成は、請求項１に記載された特徴を有
する。装置内に螺旋ばねを位置決めすることおよび螺旋
ばねが装置の前端ジョーを付勢することにより、多数の
付加的なシールを必要とせずに汚れから保護することが
できる箇所にかつ強力なばねおよび頑丈な機構を収容す
る余地が充分ある箇所に装置の内側に前端ジョーを配置
することができる。この機構は装置の前端近くに位置決
めされるので、その制御は非常にやりやすい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態により詳細に説明する。図１に示した概略断面にお
いて、数字１はクランプ装置の前端ジョーを指し、３は
後端ジョーを指す。記載を簡単にするために、用語「ジ
ョー」は限定された意味で単にジョーそれ自体について
のみ使用されないで、もっと一般的に部品がジョーと共
に軸方向に移動するようにジョーに境を接している部品
について用いられる。通例のように、両端のジョーは、
クランプ装置の主体４（部分的にしか示してない）に固
定されたレール上に、図示されてない仕方で取り付けら
れている。ねじ付きスピンドル６はスピンドルの軸方向
に一緒に移動することができる端部ジョーに接合してい
る。中央ジョー２が、ねじ２０により装置の主体４に取
り外し可能に固定されている。中央ジョーはここで考え
た仕方でクランプ装置を使用するために存在しなければ
ならない。スピンドル６は回転させることができるが、
前端ジョー１に関して長さ方向に変位させることはでき
ない。カラー１０はスピンドルがこのジョーに関して長
さ方向に移動するのを止め、スピンドルの他端にあるね
じ５が後端ジョー３と係合する。スピンドルは工具の頭
部７に係合する工具（図示省略）を用いて回転させるこ
とができ、それにより端部ジョー１と３がいっそう近づ
けられるかまたはさらに遠く離される。その外面に環状
溝９があるスリーブ８がスピンドルの円筒軸上に摺動可
能に取り付けられかつスピンドル６の周りに配置された
螺旋ばね１２により前端ジョー１から遠ざかるように後
方へ付勢され（すなわち、後端ジョー３に係合するスピ
ンドルのねじ５に向かって）ている。小さい板の形状の
プッシャー１３が、軸方向にのみ自由に移動できるよう
に案内されている。スリーブとプッシャーを一緒に軸方
向に強制的に移動させるように、プッシャー１３はスピ
ンドルに面するその側面に、スリーブ８の環状溝９に係
合するフィンガーを有する。フィンガーと反対側のその
面に、プッシャー１３には波形がスピンドルの軸方向を
横切って配向される状態に溝が彫られている。これらの
波形はピストン１４の底部の対応する溝付き面の波形と
協働する。このピストンは主体４の穿孔に係合しかつそ
の軸線がスピンドル６の軸線と直角に交差するように配
向される。穿孔に配置された一束のカップばねがピスト
ン１４をプッシャー１３に向かって付勢するように頭な
しねじ１７により拘束されている。円筒状穿孔がピスト
ンを横切って横断しておりかつ軸方向に配向されたボル
ト１５がこの穿孔に係合している。穿孔に収容されたボ
ルトの区分は一方の側で平坦にされるかまたは偏心する
ように付形されかつボルトを回転させたときに偏心カム
として作用する。偏心カムの寸法およびそれを収容する
穿孔の寸法は、ボルト１５が図１に示したように位置し
ているときに、ピストン１４がカップばね１６の束の圧
力により上方へ十分遠く押されて、ピストン１４の溝付
き底部上の波形が、カップばね１６により決定された力
でおよび頭なしねじ１７がねじこまれる深さでプッシャ
ー１３の波形に係合するのを確保するように選択され
る。二つの溝付き面が相互係合することにより、プッシ
ャー１３により保持されたスリーブ８に接してもたれる
ばね１２が両方の端部ジョーを図１の左側に向かって付
勢し、ついには前端ジョーに属する肩部１８がスリーブ
８に会合するかまたは中央ジョー２と後端ジョー３の間
に挿入された後方加工片３１により両方の端部ジョー１
と３が中央ジョー２に関してさらに移動するのが止めら
れる。後者の場合に、さらに一度スピンドル６を締めつ
けるならば、ばね１２が後端ジョー３と中央ジョー２の
間に後方加工片３１を押圧する力が増加して、結局加工
片を所定の場所に維持するのに十分である。そのとき、
作業者の一方の手が第二の加工片３２を前端ジョー１と
中央ジョー２の間に挿入するのに自由である。その後、
スピンドル６が両方の加工片を所望の力でクランプする
まで、スピンドル６をさらにばね１２の力に抗して締め
つけることができる。もし前方の加工片３２を挿入する
ことを忘れるか、または前方の加工片を握持するために
必要な変位が、前方の加工片を適正にクランプする前に
ばね１２が全体的に圧縮されるようになるほど大きい場
合に、損傷が起こる前にプッシャー８のおよびピストン
１４の溝付き面がカップばね１６により加えられる圧力
に抗して１段ずつラチェット風に動く。溝付き面から離
脱するのに必要な力は、前方加工片３２からの助力なし
に後方加工片３１に及ぼすことができる最大クランプ力
を決定し、そして頭なしねじ１７で調整することができ
る。

【００１０】プッシャー８とピストン１４の溝付き面の
間の相互作用を次のように用いて、ジョーを引き離す距
離を種々の寸法の加工片に適合させることができる。ま
ず、ボルト１５を、図１に示したその位置に対して180
°だけ回転させる。それにより、その偏心部分がピスト
ン１４をカップばね１６の力に抗して下向きに押し、ピ
ストンの溝がプッシャー１３の溝から離脱するので、プ
ッシャーがスリーブ８とともに中央のジョー２と無関係
に軸方向に移動することができる。その結果、ばね１２
がスリーブ８を肩部１８に向かって押す。そのとき、作
業者が前方の加工片３２を中央ジョー２に接して配置
し、その近くの前端ジョーを押す。ボルト１５を半回転
以上させると、ピストンが上方へ動かされるので、その
溝がプッシャー１３の溝と噛み合う。今や、ジョーブレ
ーキが調整されて作動される。その後、後方の加工片３
１を常に最初に挿入する。そのとき、スピンドルが後端
ジョーを中央ジョー２に対して押し、ついには後方の加
工片３１がばね１２の力により維持される。これによ
り、作業者の一方の手が自由になり、前方の加工片３２
を前端ジョー１と中央ジョー２間に配置できる。そのと
きの位置がほぼ図１に示した通りである。最後に、スピ
ンドル６をさらに締めつけると、両方の加工片３１、３
２がそれぞれ端部ジョー１、２と中央ジョー２の間に所
望の力で締めつけられる。この作用が前端ジョー１を固
定されたスリーブ８に対して押し、ばね１２が全体的に
圧縮され、すなわちばねの定格自由路を越えて圧縮さ
れ、ピストン１４とプッシャー１３の溝が離脱し、それ
により装置を損傷から保護する。装置の無負荷は逆の順
序で起こる。まず、スピンドルを少し弛めて、自由にな
っていた前方の加工片３２を取り外すが、後部の加工片
３１は依然としてばね１２の力により保持されている。
その後、後端ジョー３が後部の加工片３１にそれ以上力
を及ぼさなくなるまでスピンドルをさらに釈放するか、
またはこの力が後部の加工片を容易に取り外せるほど十
分に小さくなるまでスピンドルをさらに釈放する。

【００１１】上記の実施の形態を述べて来た。なぜな
ら、本発明に関連した全てのその部品を、本発明の要旨
を明瞭に示す単一の中心区分に見ることができるからで
ある。実際には、当業者がスリーブ８の軸方向固定が機
械的にいっそう対称であり、頭なし調整ねじ１７はクラ
ンプ装置の本体の下から調整しなければならない、図１
よりいっそう容易に近接できる実施の形態の方を好むこ
とに留意されたい。

【００１２】それ故、第二の実施の形態は、スピンドル
の下の単独のものの代わりにスピンドルの各側にラチェ
ット装置を一つずつ有する装置について、図１の平面II
-IIに対応する断面を表す図２に関連して、簡潔に述べ
る。この実施の形態は、ラチェット装置がプッシャー１
３、ピストン１４、カップばね１６の束、頭なしねじ１
７およびボルト１５からなることを除いて、図１に示し
た実施の形態と同様である。このラチェット装置は、前
の実施の形態ではスピンドル６の垂直方向に下に配置さ
れたが、ここでは、図１の平面II-II に対応する場所に
スピンドルに対し垂直な断面を表す、図２に示したスピ
ンドルの右と左に対称に配置された一対の同様な装置に
より置き換えられている。

【００１３】図１のボルト１５は、ねじ付きスピンドル
６の両側に対称に配置された一対のボルト１５ａ，１５
ｂにより置き換えられ、その軸線はスピンドルの軸線と
同じ水平面にある。同様に、頭なしねじ１７、カップば
ね１６、ピストン１４およびプッシャー１３がそれぞ
れ、図２に示したスピンドル６の両側に対称に配置され
た、一対の均等な手段１７ａ、１７ｂ；１６ａ，１６
ｂ；１４ａ，１４ｂ；１３ａ，１３ｂにより置き換えら
れている。この配置では、二つのプッシャー１３ａ，１
３ｂにより及ぼされる力がスリーブ８を二つの点対称に
対向した場所で軸方向に付勢するが、スリーブは図１の
実施の形態で得られる一方の側の作用の方が好ましい。
さらに、開口を通して頭なしねじ１７ａ，１７ｂを調節
しなければならないその開口は、クランプ装置の両側に
位置しており、それ故図１の単独の頭なしねじ１７より
いっそう容易に近接できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単一の実施の形態の概略断面図であ
る。

【図２】本発明の第二の好ましい実施の形態を図１の線
II-II に対応する平面に沿って切断した概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１，３ 二つの端部ジョー ２ 中央ジョー ４ 主体 ６ ねじ付きスピンドル ８ スリーブ １２ 螺旋ばね １３ スライド １４ ピストン １５ 偏心輪 １６ 予張力を加えたばね

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ力を発生させるねじ付きスピン
   ドルにより連接された二つの端部ジョーと、前記二つの
   端部ジョーの間の中間の中央ジョーとの間にいくつかの
   加工片を同時にクランプするためのクランプ装置であっ
   て、前記スピンドルが中央ジョーに対して長さ方向に摺
   動可能であるクランプ装置において、螺旋ばねがスピン
   ドルの軸の周りに位置しかつスピンドルが作用されてい
   る装置のその端部に位置している端部ジョーの方向にス
   ピンドルを中央ジョーに関して付勢するように配置され
   ていることを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 ばねと中央ジョーの間の力の伝達が、ス
   ピンドルと同軸のかつスピンドルに対してその長手方向
   に摺動可能であるスリーブを介して起こることを特徴と
   する請求項１のクランプ装置。
3. 【請求項３】 スリーブと中央ジョーの間の軸方向力の
   伝達が、スリーブの軸線に関して点対称に配置された二
   つの同様な機械的組立体を介して起こることを特徴とす
   る請求項２のクランプ装置。
4. 【請求項４】 スリーブと中央ジョーの間の軸方向力が
   少なくとも一つの弾性的に釈放可能なラチェット装置を
   介して伝達されることを特徴とする請求項２または３の
   クランプ装置。
5. 【請求項５】 一つまたは複数のラチェット装置がそれ
   ぞれ軸方向に移動可能なスライドを有し、前記スライド
   は、スリーブの外面上の円形溝に係合するドグおよび第
   一の溝付き面を有し、前記第一の溝付き面は中央ジョー
   に関して軸方向に固定された第二の溝付き面と係合して
   いることにより、両方の溝付き面が一緒にばね負荷され
   たラチェットを形成することを特徴とする請求項４のク
   ランプ装置。
6. 【請求項６】 一つまたは複数のラチェット装置を無能
   力にすることができることを特徴とする請求項４または
   ５のクランプ装置。
7. 【請求項７】 第二の溝付き面が、中央ジョーに関して
   固定された本体の穿孔に摺動可能に装着されたピストン
   の底部に形成され、ピストンは予張力を加えたばねによ
   り第一の溝付き面に向かって付勢されかつ横方向通路を
   有し、この横方向通路には、偏心輪の回転により、二つ
   の溝付き面を互いに離脱させるのに充分な量だけ予張力
   をかけたばねの力に抗してピストンを変位させるように
   偏心輪が収容されていることを特徴とする請求項６のク
   ランプ装置。
8. 【請求項８】 中央ジョーが、主体に関して固定された
   ままであるようにクランプ装置の主体に取り付けられた
   取り外し可能なジョーであることを特徴とする請求項１
   から７までのうちのいずれか一つに記載のクランプ装
   置。
9. 【請求項９】 螺旋ばねの寸法は、螺旋ばねが端部ジョ
   ーに少なくとも500N に等しい最大の力を及ぼすことが
   できるように選択されることを特徴とする請求項１から
   ８までのうちのいずれか一つに記載のクランプ装置。