JPH1110470A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径の異なる複数種類の被クランプ材を好適
に保持し得るクランプ装置を提供する。 【解決手段】 クランプ装置は、被クランプ材の軸方向
からの挿通を許容する挿通口３６が形成された取付フレ
ーム３１と、挿通口３６を囲んで取付フレーム３１に放
射状に配設され、制御装置４５で作動制御される複数基
の作動手段３２と、各作動手段３２に対応的に配設さ
れ、該作動手段３２の作動下に前記挿通口３６の中心部
に対して近接離間移動し、その内側面を被クランプ材の
外周面に当接可能な複数個の押圧部材３３とから構成さ
れる。挿通口３６に挿通した被クランプ材の外径に基い
て、適宜選択した作動手段３２を作動制御して対応の押
圧部材３３を半径内方向へ近接させ、当該の被クランプ
材の外周面にこれら押圧部材３３を適宜間隔で均一的に
押圧することで、該被クランプ材を固定化保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クランプ装置に
関し、更に詳しくは、軸方向と直交する断面における外
周形状が円形または多角形の被クランプ材を固定化保持
するクランプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、パイプ材の端面加工機であるパ
イプフェーサでは、回転刃具の回転軸の軸心と平行な方
向から給材された被加工材(被クランプ材)である円筒状
のパイプ材を、該回転刃具の正面でかつ被加工材の給材
ラインに配設したクランプ装置で径方向および軸方向へ
のスライド移動と周方向への回動を不能に保持し、この
状態において該パイプ材に所定の端面加工を施すように
なっている。前記クランプ装置は、パイプ材の給材ライ
ンを挟んで互いに近接・離間が可能に配設した２基のス
ライド体に、分割した２つのセグメントで構成されるア
タッチメントの片方ずつを装着して対向的に位置させる
よう構成される。また、両セグメントの対向面には、パ
イプ材の外周面に略一致する曲率に形成した半円状の凹
部が形成されている。すなわち、一対のスライド体を相
互に近接するよう移動し、アタッチメントの両セグメン
トをパイプ材の半径外方向から互いに近接させれば、両
セグメントの凹部がパイプ材の外周面に当接して挟持
し、当該パイプ材は径方向および軸方向へのスライド移
動と周方向への回動が規制された状態で固定化保持され
る。なお、両セグメントの対向面に、Ｖ字形の凹部を形
成した型式のアタッチメントを用いる例もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記クランプ装置で
は、加工対象とするパイプ材の外径(直径)に適合したア
タッチメントを使用するので、該パイプ材を正確かつ確
実に固定化保持し得る利点がある。しかるに前記パイプ
フェーサでは、外径(直径)が異なる複数種類のパイプ材
を加工対象とするから、オーダ変更等により外径の異な
るパイプ材を加工する際には、変更後のパイプ材の外径
に適合する他のアタッチメントに交換しなければならな
い。すなわち、アタッチメントの交換作業にかなりの時
間を要することから、オーダ変更に伴う段取り替え中は
加工を停止せざるを得ず、サイクルタイムの短縮や加工
コストの低減等の大きな障害となっていた。また、加工
対象とするパイプ材の外径に応じて複数個のアタッチメ
ントを準備しなければならず、これらアタッチメントの
製作費用が極めて嵩むものになると共に、各アタッチメ
ントの保管場所を確保しなければならない問題もある。
しかも、このアタッチメントはかなりの重量物であるか
ら、アタッチメントの自動交換装置等の付帯設備を設
計,製作しなければならず、装置全体が大型化すると共
に設備費の増加を伴う欠点を内在している。

【０００４】また、前述したように両セグメントの対向
面にＶ字形の凹部を形成した型式のアタッチメントで
は、パイプ材に対して各セグメントは２点で接触して保
持するため、強固な保持力が得られず、該パイプの加工
面にビビリが発生する問題がある。更に、パイプ材が薄
肉の場合には、該パイプ材とセグメントとの接触部位が
少ないために応力が集中して変形させてしまうおそれも
ある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、前述した課題を好適に解決す
るべく提案されたものであって、外周形状が円形または
多角形の被クランプ材に対し半径外方向から近接・離間
し得る多数個の押圧部材を円周状に配設し、被クランプ
材の外径に応じて各押圧部材を選択的に近接させること
で、外径の異なる複数種類の被クランプ材を好適に保持
し得るようにしたクランプ装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、初期
の目的を達成するため本発明は、軸方向と直交する断面
における外周形状が円形または多角形の被クランプ材
を、固定解除可能に固定化保持するクランプ装置であっ
て、前記被クランプ材の軸方向からの挿通を許容する挿
通口が形成された取付フレームと、前記挿通口を囲んで
取付フレームに放射状に配設され、制御装置で作動制御
される複数基の作動手段と、前記各作動手段に対応的に
配設され、該作動手段の作動下に前記挿通口の中心部に
対して近接離間移動し、その内側面を被クランプ材の外
周面に当接可能な複数個の押圧部材とからなり、前記制
御装置により全ての作動手段を一方向へ作動制御して前
記各押圧部材を半径外方向へ離間させた状態で、前記挿
通口に被クランプ材を挿通し、この被クランプ材の外径
に基いて適宜選択した前記作動手段を逆方向へ作動制御
して対応の押圧部材を半径内方向へ近接させ、当該の被
クランプ材の外周面に複数個の押圧部材を適宜間隔で均
一的に押圧することで、該被クランプ材を固定化保持す
るよう構成したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るクランプ装置
につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら以下説明する。なお本実施例では、クランプ装置を加
工装置としてのパイプフェーサに付帯させ、このパイプ
フェーサが加工対象とする被クランプ材としてのパイプ
材を所定位置で固定化保持する場合につき説明する。

【０００８】そこで、本実施例のクランプ装置の説明に
先立ち、図１を基にして、実施例のパイプフェーサの構
成につき要約説明する。なお説明の便宜上、図１におけ
る右側をパイプフェーサの前部、左側をパイプフェーサ
の後部とする。このパイプフェーサ１０は、基本的な主
要構成として、主軸(図示せず)を回転自在に支持する主
軸台１３が、フレーム１１の長手方向に敷設したレール
１２上を摺動可能に配設されている。この主軸台１３
は、フレーム１１の後端に配設したサーボモータ１６に
直結したボールネジ１７と適宜螺合し、該サーボモータ
１６の回転駆動下に前記レール１２に沿って前後にスラ
イド移動するようになっている。また主軸台１３の前方
へ延出した主軸の前端部に面盤１８が一体回転可能に配
設されると共に、この面盤１８に回転刃具１５が着脱交
換自在に取付けられている。そして、主軸台１３の上部
に配設した駆動モータ１９のモータ軸に配設した駆動プ
ーリ２０と、主軸台１３の後方へ延出した主軸の後端部
に配設した従動プーリ２１との間にタイミングベルト２
２が掛装され、該モータ１９を回転駆動することで、該
タイミングベルト２２を介して前記面盤１８および回転
刃具１５が回転するよう構成してある。またフレーム１
１の前端部には、本実施例に係るクランプ装置３０を設
置する設置台２３が形成されている。

【０００９】前述の如く構成されたパイプフェーサ１０
に実施される本実施例のクランプ装置３０は、図１およ
び図２に示す如く、被クランプ材であるパイプ材５０の
挿通を許容する挿通口３６を形成した取付フレーム３１
と、前記挿通口３６を囲んで取付フレーム３１に放射状
に配設された複数基の流体圧シリンダ(作動手段)３２
と、各流体圧シリンダ３２のロッド３２ａの先端に配設
され、該流体圧シリンダ３２の作動下に前記挿通口３６
の中心部に対して近接離間移動が可能な押圧部材３３と
から基本的に構成されている。

【００１０】前記取付フレーム３１は縦断面Ｌ形に曲折
成形され、その取着部３４が前記設置台２３の上面にボ
ルト等で固定され、多角形(１２角形)の前記挿通口３６
を形成した取付部３５が垂直に立設した状態で配設され
ている。また挿通口３６の端縁部には、該挿通口３６に
沿って１２角形の筒状に突出した固定部３７が取付部３
５から直角に延出しており、該固定部３７に前記流体圧
シリンダ３２が取付けられている。なお、取付フレーム
３１における挿通口３６の近傍には、図３に示す如く、
該挿通口３６に挿通されるパイプ材５０の先端部の位置
を検出すると共に該パイプ材５０の外径(直径)を測定す
る適宜検出器(検出手段)３８が配設されており、当該の
パイプ材５０に対する各検出信号を制御装置４５に出力
するようになっている。

【００１１】前記流体圧シリンダ３２は、例えば油等を
作動媒体とした複動式シリンダであり、本実施例のクラ
ンプ装置３０では、合計１２基の流体圧シリンダ３２
が、ヘット側を前記固定部３７に取着してロッド３２ａ
を挿通口３６の内側へ延出させた状態で配設されてい
る。各流体圧シリンダ３２は、１２角形の前記固定部３
７の各直線部に固定されるので、結果的に中心角３０度
間隔の放射状に配設される。これら流体圧シリンダ３２
は、図３に示す如く、制御装置４５により運転制御され
る油圧装置４６に配管４７を介して個別に接続されてい
る。この油圧装置４６には、前記各流体圧シリンダ３２
に接続した夫々の前記配管４７に対応して切換弁４８が
配設されており、夫々の流体圧シリンダ３２を選択的に
作動制御し得るようになっている。

【００１２】例えば図３において、前記１２基の流体圧
シリンダ３２を最上部から時計方向へ３２Ａ〜３２Ｌと
便宜的に符号を付して説明すると、前記制御装置４５か
らの指令に基き全ての切換弁４８を同期的に制御すれ
ば、全ての流体圧シリンダ３２Ａ〜３２Ｌが同期的に作
動される。また、流体圧シリンダ３２Ａ,３２Ｃ,３２
Ｅ,３２Ｇ,３２Ｉ,３２Ｋに対応の切換弁４８だけを制
御すれば、これら流体圧シリンダ３２Ａ,３２Ｃ,３２
Ｅ,３２Ｇ,３２Ｉ,３２Ｋのみを選択的に作動させ得
る。更に、流体圧シリンダ３２Ａ,３２Ｄ,３２Ｇ,３２
Ｊに対応の切換弁４８だけを制御すれば、これら流体圧
シリンダ３２Ａ,３２Ｄ,３２Ｇ,３２Ｊのみを選択的に
作動させ得る。このように本実施例のクランプ装置３０
では、１２基の流体圧シリンダ３２を制御装置４５の指
令に基き、適宜選択的に作動し得るよう構成されてい
る。

【００１３】各流体圧シリンダ３２におけるロッド３２
ａの先端に配設された前記押圧部材３３は、図５および
図７等に示す如く、ロッド３２ａに取着される基部４０
と、該基部４０の先端に一体的に形成された所要曲率で
湾曲した押圧片４１とからなる。この押圧片４１の曲率
は、例えば図５に示す如く、前記パイプフェーサ１０が
加工対象とする最小径のパイプ材５０Ａの外周面の曲率
と同一か、若しくは僅かに小さくなるよう設定されてい
る。従って図７に示す如く、前記最小径のパイプ材５０
Ａより大径のパイプ材５０Ｂの外周面に前記押圧片４１
が当接した際には、該押圧片４１の中央部が非接触状態
となり、該押圧片４１は両端の押圧部４２,４２で該パ
イプ材５０Ｂの外周面に当接する。そして各押圧部材３
３は、対応の流体圧シリンダ３２をロッド３２ａが前進
する方向へ付勢制御すれば、該ロッド３２ａの前進と共
に給材ラインに近接してパイプ材５０の外周面に当接し
て押圧し、また該流体圧シリンダ３２をロッド３２ａが
後退する方向へ付勢制御すれば、該ロッド３２ａの後退
と共に給材ラインから離間するよう設定されている。

【００１４】

【実施例の作用】次に、前述のように構成した実施例に
係るクランプ装置の作用につき、以下説明する。

【００１５】前記パイプ材５０は、パイプフェーサ１０
に対して前側(図１の右側)から図示しない搬送装置で給
送され、該パイプフェーサ１０の前側に設置したクラン
プ装置３０に近接する。このとき本実施例のクランプ装
置３０は、その初期状態として、図３に示す如く、前記
制御装置４５からの指令に基いて油圧装置４６における
全ての切換弁４８が作動して、各流体圧シリンダ３２は
ロッド３２ａが後退するよう付勢制御され、全ての押圧
部材３３を半径方向外方へ離間させた状態に停止してい
る。

【００１６】前記クランプ装置３０が初期状態で停止し
ていることを前提として、パイプ材５０を各押圧部材３
３の中央および前記取付フレーム３１の挿通口３６に挿
通させると、該取付フレーム３１に配設した検出器３８
が該パイプ材５０の先端部を検出し、該検出器３８によ
る検出信号が前記制御装置４５に出力されることによ
り、該パイプ材５０は所定位置で停止される。このと
き、前記検出器３８が当該パイプ材５０の外径寸法を計
測し、その測定データも前記制御装置４５へ出力され
る。

【００１７】本実施例のクランプ装置３０では、取付フ
レーム３１の挿通口３６に挿通された状態で停止したパ
イプ材５０の外径に基いて、前記１２基の流体圧シリン
ダ３２を選択的に作動させて、作動した流体圧シリンダ
３２に配設した押圧部材３３により、当該パイプ材５０
を固定化保持するようになっている。例えば図４および
図５に示す如く、パイプフェーサ１０が加工対象とする
最小径のパイプ材５０Ａに対しては、制御装置４５によ
り油圧装置４６の切換弁４８を制御して、６基の流体圧
シリンダ３２Ａ,３２Ｃ,３２Ｅ,３２Ｇ,３２Ｉ,３２Ｋ
を選択して同期制御し、該パイプ材５０Ａを固定化保持
する。すなわち、各流体圧シリンダ３２Ａ,３２Ｃ,３２
Ｅ,３２Ｇ,３２Ｉ,３２Ｋをロッド３２ａが前進する方
向へ付勢制御することにより、これら各ロッド３２ａに
配設された６個の押圧部材３３が相互に近接し、図５に
示す如く、各押圧部材３３の押圧片４１がパイプ材５０
Ａの外周に等間隔毎に当接する。従って、各押圧片４１
における両端の押圧部４２,４２(全部で１２個所)が、
パイプ材５０Ａの外周全周に亘って所定間隔で均一的に
押圧されるようになるので、該パイプ材５０Ａは径方向
および軸方向へのスライド移動と周方向への回動とが好
適に規制され、正確かつ確実に固定化保持される。これ
により、パイプ材５０Ａを回転刃具１５で加工する場合
に、該パイプ材５０Ａの加工面にビビリ等を生ずること
なく、良好な加工面が得られる。

【００１８】また図６および図７に示す如く、所定径の
パイプ材５０Ｂに対しては、制御装置４５により油圧装
置４６の切換弁４８を制御して、１２基全ての流体圧シ
リンダ３２Ａ〜３２Ｌを作動制御して、該パイプ材５０
Ｂを固定化保持する。すなわち、全ての流体圧シリンダ
３２Ａ〜３２Ｌをロッド３２ａが前進する方向へ付勢制
御することにより、これら各ロッド３２ａに配設した全
ての押圧部材３３が相互に近接し、図７に示す如く、各
押圧部材３３の押圧片４１がパイプ材５０Ｂの外周に等
間隔毎に当接するようになる。従って、各押圧片４１に
おける両端の押圧部４２,４２(全部で２４個所)が、パ
イプ材５０Ｂの外周全周に亘って所定間隔で均一的に押
圧されるようになるので、該パイプ材５０Ｂは径方向お
よび軸方向へのスライド移動と周方向への回動とが好適
に規制され、正確かつ確実に固定化保持される。

【００１９】なお、パイプ材５０の外径が前記パイプ材
５０Ｂの外径よりも小さい場合には、１２基全ての流体
圧シリンダ３２をロッド３２ａが前進する方向へ作動す
ると、各押圧部材３３の押圧片４１同志が干渉してしま
うので、前記パイプ材５０Ａの如く、６基の流体圧シリ
ンダ３２を選択して付勢制御し、６個の押圧部材３３で
該パイプ材５０を固定化保持する。また、パイプ材５０
の外径が前記パイプ材５０Ｂの外径よりも大きい場合に
は、該パイプ材５０Ｂの如く、１２基全ての流体圧シリ
ンダ３２Ａ〜３２Ｌをロッド３２ａが前進する方向へ付
勢制御し、全ての押圧部材３３で該パイプ材５０を固定
化保持する。

【００２０】前記実施例において、パイプフェーサ１０
が加工対象とする最小径のパイプ材５０Ａと、パイプ材
５０Ｂより外径が小さいパイプ材５０に対しては、６基
の流体圧シリンダ３２Ａ,３２Ｃ,３２Ｅ,３２Ｇ,３２
Ｉ,３２Ｋを選択的に作動制御して該パイプ材５０を固
定化保持するように例示したが、他の６基の流体圧シリ
ンダ３２Ｂ,３２Ｄ,３２Ｆ,３２Ｈ,３２Ｊ,３２Ｌを選
択的に作動制御して該パイプ材５０を固定化保持するよ
うにしてもよい。また、パイプフェーサ１０が加工対象
とする全てのパイプ材５０に対する固定化保持は、前記
６基または１２基の流体圧シリンダ３２を選択的に同期
制御する場合を例示したが、例えば４基または３基の流
体圧シリンダ３２のみを選択的に同期制御して、対応の
押圧部材３３だけで該パイプ材５０を押圧して固定化保
持することも可能である。

【００２１】本実施例のクランプ装置３０では、ロッド
３２ａを半径方向内方へ指向させた複数の流体圧シリン
ダ３２を放射状に配設し、各流体圧シリンダ３２におけ
るロッド３２ａの先端に押圧部材３３を配設して構成し
たので、パイプ材５０の固定化保持については、複数の
押圧部材３３を半径方向外方から所定間隔毎に当接さ
せ、該パイプ材５０の外径全周に亘って該押圧部材３３
で均一的に押圧するようになる。従って、押圧不良によ
って起こるパイプ材５０の不適切な変形や、固定不良に
よって加工時に起こる該パイプ材５０の振動等の不都合
を好適に防止し得る。

【００２２】図８は、クランプ装置３０における押圧部
材３３の変形例を示すものであって、各流体圧シリンダ
３２におけるロッド３２ａの先端に、パイプ材５０の軸
方向に所定長さで延在する基部５２の中央が連結されて
いる。この基部５２のパイプ材５０を指向する内側面に
は、該パイプ材５０の軸方向に離間して１対の押圧片５
４,５４が配設されている。また基部５２の外側面に
は、固定部３７に摺動自在に挿通された１対のガイドロ
ッド５６,５６が配設され、基部５２はガイドロッド５
６,５６に案内された状態で半径方向に進退移動するよ
う構成される。すなわち、図８に示す押圧部材３３で
は、パイプ材５０の外周に対して軸方向に離間する２個
所で押圧片５４,５４が夫々当接して保持するよう構成
される。

【００２３】前述した実施例では、取付フレームに１２
基の作動部材を配設した場合につき説明したが、本願は
これに限定されるものでなく、作動部材の配設数は任意
に設定することができる。また被クランプ材の外径に関
しては、パイプフェーサ側の制御手段に予め入力された
データを用いることも可能である。更に、本発明に係る
クランプ装置は、実施例に示すパイプフェーサで加工さ
れるパイプ材をクランプするのに使用されるだけではな
く、各種の加工装置において被クランプ材の外径が変化
するものに使用可能である。なお、被クランプ材として
はパイプに限らず中実な棒状材料等であってもよいこと
は勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るクラン
プ装置によれば、外周形状が円形または多角形の被クラ
ンプ材に対し、半径方向外方に放射状に複数個の押圧部
材を配置し、各押圧部材を対応の作動手段で半径方向内
方へ移動可能に構成した。そして、各作動手段を制御装
置で作動制御するよう構成したので、夫々の作動手段を
選択的に作動制御することにより、被クランプ材の外径
に応じて相互に近接する押圧部材の数を変更し得る。す
なわち、小径の被クランプ材の場合は少数の押圧部材で
固定化保持すると共に、大径の被クランプ材の場合は多
数の押圧部材で固定化保持することができる。従って、
被クランプ材の外径に応じたアタッチメントが必要な
く、またアタッチメントの自動交換装置等の付帯設備も
必要ないから、クランプ装置を小型化し得ると共に製作
コストを大幅に低減し得る利点がある。

【００２５】更に、オーダ変更に伴って被クランプ材の
外径が変わった場合には、制御装置により作動手段を選
択的に作動させるだけで簡単かつ迅速に対応し得るか
ら、段取り作業および段取り時間を不要としてサイクル
タイムの大幅な短縮と、被クランプ材の加工コストの低
減を可能とする等の極めて有益な効果を奏する。しか
も、被クランプ材に対して複数の押圧部材で保持するの
でその接触部位は多く、薄肉の被クランプ材を変形させ
ることなく固定化保持することができる。また被クラン
プ材を強力に保持し得るので、該クランプ材を加工する
場合にはその加工面にビビリ等を生じさせるのを防止し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクランプ装置を設置するパイプフ
ェーサを概略で示す側面図である。

【図２】本発明に係るクランプ装置を設置するパイプフ
ェーサを概略で示す正面図である。

【図３】本発明の実施例に係るクランプ装置の概略構成
図である。

【図４】パイプフェーサの加工対象である最小径のパイ
プ材を固定化保持するために、押圧部材を選択的に相互
に近接させる状態を示す作動状態図である。

【図５】最小径のパイプ材の外周面に押圧部材が当接し
て該パイプ材を固定化保持した状態を示す説明図であ
る。

【図６】所定径のパイプ材を固定化保持するために、全
ての押圧部材を相互に近接させる状態を示す作動状態図
である。

【図７】所定径のパイプ材の外周面に全ての押圧部材が
当接して該パイプ材を固定化保持した状態を示す説明図
である。

【図８】実施例に係る押圧部材の変形例を示す要部概略
構成図である。

【符号の説明】

３１ 取付フレーム ３２ 流体圧シリンダ(作動手段) ３３ 押圧部材 ３６ 挿通口 ４５ 制御装置 ３８ 検出手段 ５０ 被クランプ材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向と直交する断面における外周形状
   が円形または多角形の被クランプ材(50)を、固定解除可
   能に固定化保持するクランプ装置であって、 前記被クランプ材(50)の軸方向からの挿通を許容する挿
   通口(36)が形成された取付フレーム(31)と、 前記挿通口(36)を囲んで取付フレーム(31)に放射状に配
   設され、制御装置(45)で作動制御される複数基の作動手
   段(32)と、 前記各作動手段(32)に対応的に配設され、該作動手段(3
   2)の作動下に前記挿通口(36)の中心部に対して近接離間
   移動し、その内側面を被クランプ材(50)の外周面に当接
   可能な複数個の押圧部材(33)とからなり、 前記制御装置(45)により全ての作動手段(32)を一方向へ
   作動制御して前記各押圧部材(33)を半径外方向へ離間さ
   せた状態で、前記挿通口(36)に被クランプ材(50)を挿通
   し、この被クランプ材(50)の外径に基いて適宜選択した
   前記作動手段(32)を逆方向へ作動制御して対応の押圧部
   材(33)を半径内方向へ近接させ、当該の被クランプ材(5
   0)の外周面に複数個の押圧部材(33)を適宜間隔で均一的
   に押圧することで、該被クランプ材(50)を固定化保持す
   るよう構成したことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 前記挿通口(36)の近傍には、該挿通口(3
   6)を通過する被クランプ材(50)の外径を検出する検出手
   段(38)が配設され、この検出手段(38)からの検出信号を
   前記制御装置(45)に出力することにより、被クランプ材
   (50)の外径に応じて前記各作動手段(32)を選択的に作動
   制御するようにした請求項１記載のクランプ装置。