JPS6057980B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パレット、治具台などの基台上に載置され
たワーク（工作物）を締め付け固定するためのクランプ
装置に関し、特に、ワークに対し前進・後退するととも
に上下動するクランプアームを備え、このクランプアー
ムと基台との間でワークを締め付け固定するようにした
クランプ装置に関するものである。

従来のこの種の装置としては、圧油あるいは圧縮空気
のような圧力流体によりプランジャを作動させてクラン
プアームを前進させ、所定量移動したところでその圧力
流体により油圧ジャッキを作動させてクランプアームを
下方に揺動させるようにしたものが知られている（実公
昭５６−４０５００号）。

このようなものでは、圧力流体を給排するための配管が
必要となる。そのため、ワークを載置してトランスファ
ーラインを移動する搬送パレット等において、そのワー
クを固定するためのクランプ装置として用いることは非
常に困難である。本発明はこのような問題を解消しよう
とするもので、その第一番目の目的は、単一の操作によ
つてまずクランプアームがワークの方向に前進移動され
、所定位置に達したときクランプアームが下降してワー
クを締め付けるクランプ装置を、純機械的機構によつて
得ることである。

この目的を達成するために、本発明では、クランプアー
ムに形成した長孔にクランプボルトを遊嵌し、このクラ
ンプボルトを基台に螺合して、クランプボルトを回転さ
せることによりクランプアームが上下動するようにし、
また、このクランプボルトに回転自在にピニオンギヤを
取り付けて、このピニオンギヤとクランプアームに設け
たラックとを係合させ、ピニオンギヤとクランプボルト
との間に、その間の抵抗力が小さいときのみ回転力を伝
えるトルクリミツタ機構を設けている。このようなりラ
ンプ装置によれば、クランプボルトを回転させることに
よつてピニオンギヤが回転し、ラックを介してクランプ
アームが長孔の範囲内で前後進する。そして、クランプ
ボルトが長孔の端部に当接した位置てピニオンギヤの回
転は止まり、引き続いてクランプボルトを回転させるこ
とによりクランプアームの上下動のみが行われる。クラ
ンプボルトの回転によつて、クランプアームは前後進時
にも上下動するが、一般に、ピニオンギヤの一回転によ
るラックの移動量に比べるとねじのピッチは極めて小さ
いので、このときのクランプアームの上下動はごくわず
かである。したがつて、ワークを締め付けるときには、
クランプアームはほぼ水平に移動した後、所定の位置て
下降することになり、そのワークの縁部に上向きの突起
があつても、クランプアームの先端はその突起の上方を
通過した後にワークの所定個所を締め付けるようにする
ことができる。ところで、このようなりランプ装置では
、縁部に上向きの突起があるワークからクランプ装置を
−外すときには、クランプアームの後退に伴つてその先
端がワークの突起に当接するので、そのようなワークの
クランプ装置として用いる場合には、その取り外し時に
おいて円滑な作動が妨げられるばかりでなく、ワークを
損傷する恐れもある。

そこで本発明は、上記のようなりランプ装置において、
クランプアームの後退時には、クランプアームが一旦上
昇した後にほぼ水平に移動するようにして、縁部に上向
きの突起があるワークからも円滑かつ確実に外すことの
できるクランプ装置を得ることを第二番目の目的として
いる。この目的を達成するために、本発明では、クラン
プアームがワークを締め付けた状態から所定の・高さま
で上昇するまではクランプアームの後退を規制するスト
ッパーを設けている。

以下、図面により本発明の一実施例を説明すると、パレ
ット等の基台１には支持部２が設けられ、この支持部２
上に、切削あるいは溶接等の加工がなされるワーク３が
載置されるようになつている。

この基台１には、支持部２の側部に取付ボルト４により
クランプナット５が固着されており、このクランプナッ
ト５の下部に形成された雌ねじ部に、クランプボルト６
の下部の雄ねじ部が゜螺合している。クランプナット５
の上部とクランプボルト６との間にはグストシール７が
設けられ、ねじ部への塵埃等の侵入を防止するようにな
つている。クランプボルト６の上部には、このボルト６
が遊嵌する長手方向、すなわち前後方向に延びる長孔８
を備えたクランプアーム９が保持されている。

このクランプアーム９のワーク３側の先端部には、下方
に突出する当金１０が設けられており、この当金１０と
基台１の支持部２との間でワーク３の周辺部３″を締め
付けて、ワーク３を固定するようになつている。クラン
プアーム９の後部（第１図て左部）の下面には、長孔８
と同じく前後方向に延びるガイド溝１１が形成され、こ
のガイド溝１１に、基台１に突設された支点ピン１２が
係合していて、このガイド溝１１と支点ピン１２及び長
孔８とクランプボルト６の各係合によつて、クランプア
ーム９がその長手方向に案内されて移動し得るようにな
つている。クランプボルト６とクランプアーム９との間
には球面座金１３，１３が設けられている。また、クラ
ンプボルト６にはセレーシヨンリング１４が遊嵌されて
おり、このセレーシヨンリング１４の上面にはほぼ三角
形状の歯１５が放射状に形成されている。

このこのセレーシヨンリング１４は、クランプボルト６
に直径方向に設けられた連結ピン１６と、上下方向の長
孔１７によつて係合しており、それによつて、セレーシ
ヨンリング１４がクランプボルト６に対して相対向な回
転はできないが、クランプボルト６に沿つて上下に摺動
することはできるようになつている。そして、セレーシ
ヨンリング１４とクランプナット５との間にはコイルば
ね１８が縮設され、セレーシヨンリング１４に常時上方
への押圧力を加えるようになつている。更に、クランプ
ボルト６には、このセレーシヨンリング１４の歯１５と
噛み合う歯１９を下面に備えたピニオンギヤ２０が回転
自在に嵌合されている。

このピニオンギヤ２０は、クランプアーム９にその長孔
８に沿つて設けられたラック２１と噛み合わされており
、ピニオンギヤ２０の回転によつてラック２１が移動し
、クランプアーム９が前後（第１図で右左）に移動する
ようになつている。セレーシヨンリング１４とピニオン
ギヤ２０との間に大きな抵抗力が加えられたときは、そ
れぞれの歯１５，１９の傾斜面により互いに押圧する力
が大きくなり、セレーシヨンリング１４がコイルばね１
８に抗して押し下げられるので、歯１５と歯１９との噛
み合いが外れ、これらの間の回転力の伝達が停止される
。すなわち、セレーシヨンリング１４及びピニオンギヤ
２０の歯１５，１９、連結ピン１６、及びコイルばね１
８等によつてトルクリミツタ機構Ｔが構成されている。
ピニオンギヤ２０の上面はクランプアーム９の下面に摺
動自在に接しており、それによつてクランプアーム９に
コイルばね１８の上向きの押圧力が常時加えられるよう
になつている。クランプアーム９は、このピニオンギヤ
２０によつて支持されて、クランプボルト６を上昇位置
としたときは、その先端部を当金１０がワーク３の外縁
部の突起Ｐより高くなるようにされている。クランプナ
ット５には円筒状のダストカバー２２が取り付けられ、
このダストカバー２２によつてセレーシヨンリング１４
及びコイルばね１８を保護するようになつている。

また、クランプアーム９の両側及び上面も、ラック２１
より下方まで垂下するダストカバー２３で覆われ、ピニ
オンギヤ２０及びラック２１の部分が保護されるように
なつている。基台１には、クランプアーム９がワーク３
を締め付ける位置にあるときのクランプアーム９の後端
面に面するストッパー２４が固着されている。

このときのクランプアーム９の後端面とストッパー２４
との間の距離１は、このときのクランプアーム９の当金
１０とワーク３の突起Ｐとの間の距離１″より小さくな
るように設定されている。また、ストッパー２４の高さ
は、クランプアーム９の当金１０がワーク３の突起Ｐよ
り高くなつたときのクランプアーム９の後端下面の高さ
よりわずかに高く定められている。次に、上記実施例の
作用について説明する。

いま、クランプボルト６が緩められて上昇位置にあり、
クランプアーム９がそれに合わせて上昇位置で、かつ最
も後退、すなわちワーク３から離れた位置にあるとする
。このときのクランプアーム９の先端部の位置を第１図
の仮想線イで示す。このとき、クランプボルト６はクラ
ンプアーム９と長孔８の前端部（第１図で右方）で係合
している。この状態で、ナットランナー等の自動締付機
により、クランプボルト６をクランプナット５にねじ込
む方向に回転させると、連結ピン１６を介してセレーシ
ヨンリング１４が同方向に回転する。そして、コイルば
ね１８の押圧力によつてこのセレーシヨンリング１４と
噛み合つているピニオンギヤ２０がともに回転し、この
ピニオンギヤ２０と噛み合つているラック２１を第１図
で右方向に移動させる。それによつてこのラック２１と
一体゜のクランプアーム９がワーク３の方向へ前進する
。このときクランプアーム９は、ガイド溝１１と支点ピ
ン１２との係合によつて直線的に案内されて移動する。
クランプボルト６がクランプアーム９の長孔８の後端に
当接するまでは、クランプ・アーム９の前進に対する抵
抗は小さい。したがつて、セレーシヨンリング１４とピ
ニオンギヤ２０との間の抵抗力も小さいので、この間に
おいては、歯１５と歯１９との噛み合いはコイルばね１
８の押圧力によつて維持される。ｌ クランプボルト６
の回転によつて、クランプボルト６はクランプナット５
にねじ込まれて下降し、それに伴つてクランプアーム９
も下降する。

しかしながら、その下降量は水平方向の移動量に比べる
と極めて小さい。例えば、クランプボルト６のねじピッ
チを１順、ピニオンギヤ２０を歯車円周を１０−とする
と、クランプボルト６の１回転当たりのクランプアーム
９の水平方向移動量は１００Ｔｒ＄ｔとなるのに対し、
下降量は１瓢である。実際に必要なりランプアーム９の
移動量は３０７ｍ程度であるから、その間のクランプア
ーム９の下降量はほとんど無視できる程度のものである
。したがつて、クランプアーム９の当金１０はほとんど
その高さを維持したまま移動し、ワーク３の外縁部の突
起Ｐの上方を通過する。クランプボルト６がクランプア
ーム９の長孔８の後端に当接したとき、クランプアーム
９の当金１０は支持部２に対向する所定の位置に達する
。

この状態で更にクランプボルト６を同方向に回転させる
と、ラック２１はもはや移動しないので、ピニオンギヤ
２０が回転できず、そのためセレーシヨンリング１４と
ピニオンギヤ２０との間の抵抗が大きくなり、セレーシ
ヨンリング１４はピニオンギヤ２０の歯１９によりコイ
ルばね１８に抗して下方に押圧され、その歯１５が歯１
９を乗り越えて噛み合いが外れる。すなわち、セレーシ
ヨンリング１４は空転する。したがつて、クランプアー
ム９の水平方向の移動は停止したままクランプボルト６
の回転が続けられることになり、クランプボルト６はク
ランプナット５にねじ込まれて下降する。これに伴つて
クランプアーム９も下降し、ガイド溝１１の底面が支点
ピン１２の上端に当接して、クランプアーム９がこれを
支点として下方へ揺動する。こうして、クランプアーム
９の先端部の当金１１が基台１の支持部２との間にワ．
ーク３を締め付け固定する。第１図の実線は、この状態
を示すものである。次に、ワーク３を締め付けた状態か
らクランプ装置を外すときには、クランプボルト６を反
対方向に回転させる。

それによつてセレーシヨンリン．グ１４とこれに噛み合
つたピニオンギヤ２０とが回転し、ラック２１及びこれ
と一体のクランプアーム９が後退する。しかしながら、
クランプアーム９の当金１０がワーク３の突起Ｐに当接
する前に、クランプアーム９の後端面がストッパー２４
に当接し、クランプアーム９の後退が停止される。この
状態で更にクランプボルト６を回転させると、ラック２
１が移動せずにピニオンギヤ２０が固定されているため
、トルクリミツタ機構Ｔが働き、セレーシヨンリング１
４の歯１５がピニオンギヤ２０の歯１９を乗り越えて、
セレーシヨンリング１４は空転する。したがつて、クラ
ンプボルト６は上昇を続け、それに伴いクランプアーム
９もコイルばね１８の押圧力により上昇する。第１図の
仮想線口で示すように、クランプアーム９の当金１０が
ワーク３の突起Ｐよりわずかに高い所定の高さに達する
と、クランプアーム９の後端面とストッパー２４との係
合が外れる。それｌによつてクランプアーム９及びラッ
ク２１が後退可能となり、セレーシヨンリング１４の歯
１５とピニオンギヤ２０の歯１９とが噛み合つて、ピニ
オンギヤ２０が回転する。したがつて、クランプアーム
９の当金１０はワーク３の突起Ｐの上方を，通過して、
急速に後退する。クランプボルト６がクランプアーム９
の長孔８の前端に当接したところでボルト６の回転を停
止すると、クランプアーム９はは第１図の仮想線イの状
態となる。なお、上記実施例においては、トルクリミツ
タ機構Ｔとして歯１５と歯１９とが噛み合いあるいは外
れる機構を用いているが、これに代えて摩擦板によるト
ルクリミツタ機構を用いることもできる。

以上のように本発明によれば、クランプボルトを基台に
螺合して、その回転によりこれに係合したクランプアー
ムを上下動させるようにするとともに、トルクリミツタ
機構を介してクランプボルトの回転力をピニオンギヤに
伝え、このピニオンギヤに噛み合つたラックを移動させ
てクランプアーム前後進させるようにしているので、ク
ランプボルトを一方向に回転させるだけで、クランプア
ームをワークに向つて急速に前進させ、所定の距離だけ
移動したところでクランプアームを大きなりで下降させ
ることができ、それによつてワークを基台との間で確実
かつ円滑に締め付け固定することができる。

そして、このように純機械的な機構を用いているので、
従来のこの種のクランプ装置のような圧力流体の給排用
の配管を必要とせず、ワークを載置固定して移動する搬
送パレット等に用いるのにも適したクランプ装置が得ら
れる。また、第２番目の発明によれば、クランプアーム
がワーク締め付け状態にあるときから所定の高さに達す
るまではその後退を規制するストッパーが設けられてい
るので、クランプアームを締め付け状態から外すとき、
クランプアームはストッパーに当接してまず上昇し、所
定の高さに達してから急速に後退するようになる。

したがつて、ワークの外縁部に上向きの突起がある場合
にも、クランプアームはその突起に当接することなくそ
の上方を通過してワークから離れる。こうして、縁部が
上方に突出しているようなワークの締め付けにも適した
クランプ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクランプ装置の一実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面図、第３
図は第１図のＢ−Ｂ線による横断面図である。 Ｔ・・・トルクリミツタ機構、１・・・基台、３・・・
ワーク、５・・・クランプナット、６・・・クランプボ
ルト、８・・・長孔、９・・・クランプアーム、１０・
・・当金、１１・・・ガイド溝、１２・・・支点ピン、
１４・・・セレーシヨンリング、１５，１９・・・歯、
１８・・・コイルばね、２０・・・ピニオンギヤ、２１
・・・ラック、２４・・ストッパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワーク３を載置する基台１と、このワーク３に対し
   前後進するとともに上下動するクランプアーム９とを備
   え、このクランプアーム９によつてワーク３を基台１に
   締め付け固定するようにしたクランプ装置において；前
   記クランプアーム９に、前後方向に延びる長孔８を設け
   、この長孔８に、前記基台１に螺合されたクランプボル
   ト６を遊嵌して、このクランプボルト６の回転によつて
   前記クランプアーム９を上下動させるようにするととも
   に、前記クランプアーム９を前後進可能に保持し、前記
   クランプアーム９に前後方向に延びるラック２１を設け
   、このラック２１に係合し、その回転によつて前記クラ
   ンプアーム９を前後進させるピニオンギヤ２０を、前記
   クランプボルト６に回転自在に取り付け、前記クランプ
   ボルト６とピニオンギヤ２０との間に、これらの間の抵
   抗力が小さいときは回転力を伝えるが抵抗力が大きいと
   きは空転するトルクリミツタ機構Ｔを設けてなるクラン
   プ装置。 ２ ワーク３を載置する基台１と、このワーク３に対し
   前後進するとともに上下動するクランプアーム９とを備
   え、このクランプアーム９によつてワーク３を基台１に
   締め付け固定するようにしたクランプ装置において；前
   記クランプアーム９に、前後方向に延びる長孔８を設け
   、この長孔８に、前記基台１に螺合されたクランプボル
   ト６を遊嵌して、このクランプボルト６の回転によつて
   前記クランプアーム９を上下動させるようにするととも
   に、前記クランプアーム９を前後進可能に保持し、前記
   クランプアーム９に前後方向に延びるラック２１を設け
   、このラック２１に係合し、その回転によつて前記クラ
   ンプアーム９を前後進させるピニオンギヤ２０を、前記
   クランプボルト６に回転自在に取り付け、前記クランプ
   ボルト６とピニオンギヤ２０との間に、これらの間の抵
   抗が小さいときは回転力を伝えるが抵抗力が大きいとき
   は空転するトルクリミツタ機構Ｔを設け、更に、前記ク
   ランプアーム９が、ワーク３を締め付けた下降位置から
   所定の高さに上昇するまでは、前記クランプアーム９の
   後退を規制するストッパー２４を設けてなるクランプ装
   置。