(57)【要約】【課題】簡単に、確実に且つ安全に、金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にすることができる金型クランプ装置を提供する。【解決手段】金型クランプ装置１０は、金型ホルダ３に対して回動可能に支持される筒体１１と、筒体１１に内挿されて、金型１に設けられたクランプ係合部６と係合するクランプ爪部１３を有するクランプロッド１２と、筒体１１およびクランプロッド１２の一体回転を可能にする連結機構１４，４４と、筒体１１を回転駆動する回転駆動部２０と、金型ホルダ３と筒体１１との間で螺合を形成する螺合構造１６とを備え、筒体１１が回転すると螺合構造１６のネジ送り作用によりクランプロッド１２が回転しながら軸方向に直進することによって、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して係合または非係合になる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にする金型クランプ装置であって、
前記金型クランプ装置は、
前記金型ホルダに対して回動可能に支持される筒体と、
前記筒体に内挿されて、前記金型に設けられたクランプ係合部と係合するクランプ爪部を有するクランプロッドと、
前記筒体および前記クランプロッドの一体回転を可能にする連結機構と、
前記筒体を回転駆動する回転駆動部と、
前記金型ホルダと前記筒体との間で螺合を形成する螺合構造とを備え、
前記筒体が回転すると前記螺合構造のネジ送り作用により前記クランプロッドが回転しながら軸方向に直進することによって、前記クランプ爪部が前記クランプ係合部に対して係合または非係合になることを特徴とする、金型クランプ装置。
【請求項２】
前記クランプ爪部が、前記金型に向けて先細形状であるクランプ先細部を有することを特徴とする、請求項１に記載の金型クランプ装置。
【請求項３】
前記連結機構が、キーと、前記キーの軸方向の相対移動を可能にするキー溝とを備え、
前記クランプロッドの前記クランプ爪部の反対側には、前記クランプ係合部との係合の有無を検知するセンサ部が設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の金型クランプ装置。
【請求項４】
前記クランプロッドが、前記金型に向けて付勢されていることを特徴とする、請求項３に記載の金型クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にする金型クランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械における金型の交換方法として、作業員の手作業による方法（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）や、金型クランプ装置を使う方法（例えば、特許文献３および特許文献４を参照）がある。
【０００３】
特許文献３では、クランプヘッドが締付溝に対して直交位置になるようにクランプロッドをギヤおよびラックで回転駆動したあと、金型をボルスターに固定するようにクランプロッドをシリンダで駆動している。特許文献４では、フックピンの直進および回転を単一の駆動装置で行っている。
【０００４】
また、特許文献５は、焼入装置において、内周固定部材（上型に対応する）の吊り下げ部を保持用シリンダの伸縮ロッドによって保持して、内周固定部材を、ベース部材（下型に対応する）に載置されたリング状ワークの上方に吊り下げることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０９１６２号公報
【特許文献２】特公昭５３−３９１８２号公報
【特許文献３】実公昭５６−１４８９４号公報
【特許文献４】特開２０００−４２６５５号公報
【特許文献５】特許第５４６５４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１および特許文献２では、金型が重量物であるために交換作業が危険であるとともに、金型の交換作業に時間がかかる。
【０００７】
特許文献３では、クランプロッドを回転駆動するための回転駆動装置と、クランプロッドを直進駆動するための直進駆動装置という２つの駆動装置が必要である。特許文献４では、エアシリンダによって楔状の操作部材を横方向に移動させることにより、フックピンの回転および縦方向への移動を行っているが、直進の動作から回転の動作への変換機構と横方向の直進動作から縦方向の直進動作への変換機構とが非常に複雑である。
【０００８】
特許文献５では、処理すべきワークの変更に合わせて、内周固定部材およびベース部材の変更が必要である。上型に対応する内周固定部材は、多くの部材から構成されていることにより重量物になっているので、交換作業に時間がかかるとともに、交換作業において危険を伴う。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、簡単に、確実に且つ安全に、金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にすることができる金型クランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の一態様に係る金型クランプ装置は、
金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にする金型クランプ装置であって、
前記金型クランプ装置は、
前記金型ホルダに対して回動可能に支持される筒体と、
前記筒体に内挿されて、前記金型に設けられたクランプ係合部と係合するクランプ爪部を有するクランプロッドと、
前記筒体および前記クランプロッドの一体回転を可能にする連結機構と、
前記筒体を回転駆動する回転駆動部と、
前記金型ホルダと前記筒体との間で螺合を形成する螺合構造とを備え、
前記筒体が回転すると前記螺合構造のネジ送り作用により前記クランプロッドが回転しながら軸方向に直進することによって、前記クランプ爪部が前記クランプ係合部に対して係合または非係合になることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、螺合構造のネジ送り作用でクランプロッドが回転しながら軸方向に直進することによって、クランプ爪部が係合開口部に対して係合または非係合になるので、簡単に、確実に且つ安全に、金型を金型ホルダに対してクランプ状態またはアンクランプ状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る金型クランプ装置を備えるプレス機械を説明する模式的断面図である。
【図２】アンクランプ状態にある金型クランプ装置のＸＺ平面での模式的断面図である。
【図３】図２に示した金型クランプ装置のＹＺ平面での模式的断面図である。
【図４】図２に示した金型クランプ装置の模式的平面図である。
【図５】（Ａ）は図２に示したアンクランプ状態の金型クランプ装置のＡＡ断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した金型クランプ装置をクランプ状態にしたときのＡＡ断面図である。
【図６】クランプ状態にある金型クランプ装置のＸＺ平面での模式的断面図である。
【図７】図６に示した金型クランプ装置のＹＺ平面での模式的断面図である。
【図８】ミスクランプ状態にある金型クランプ装置のＸＺ平面での模式的断面図である。
【図９】金型クランプ装置による第１の金型のセッティング方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明に係る金型クランプ装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１から図８を参照しながら、一実施形態に係る金型クランプ装置１０を詳細に説明する。図１は、一実施形態に係る金型クランプ装置１０を備えるプレス機械９を説明する模式的断面図である。図２は、アンクランプ状態にある金型クランプ装置１０のＸＺ平面での模式的断面図である。図３は、図２に示した金型クランプ装置１０のＹＺ平面での模式的断面図である。図４は、図２に示した金型クランプ装置１０の模式的平面図である。図５において、（Ａ）は図２に示したアンクランプ状態の金型クランプ装置のＡＡ断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した金型クランプ装置をクランプ状態にしたときのＡＡ断面図である。図６は、クランプ状態にある金型クランプ装置１０のＸＺ平面での模式的断面図である。図７は、図６に示した金型クランプ装置１０のＹＺ平面での模式的断面図である。図８は、ミスクランプ状態になった金型クランプ装置１０のＸＺ平面での模式的断面図である。図９は、金型クランプ装置１０による第１の金型１のセッティング方法を説明する図である。
【００１５】
なお、説明の便宜上、各図には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示している。上記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図１を基準にしており、図１のＸ軸は紙面奥行き方向であり、図１のＹ軸は左右方向であり、図１のＺ軸は上下方向である。
【００１６】
図１に示すように、プレス機械９は、上型としての第１の金型１と、第１の金型ホルダ３と、下型としての第２の金型２と、テーブル４と、加圧シリンダ７とを備える。テーブル４に立設された複数の支柱３５によって、上フレーム３６が支持されている。第１の金型１は、例えば第１の押圧面１ａを有する上型であり、第２の金型２は、例えば第２の載置面２ａを有する下型である。第１の金型１および第２の金型２は、一対の金型を構成する。第１の金型１は、第２の金型２に対して対向配置される。プレス成形時には、ワーク４０は、第１の押圧面１ａと第２の載置面２ａとの間に配置される。
【００１７】
第１の金型１は、第１の金型１の交換作業ができるように、金型クランプ装置１０によって第１の金型ホルダ３に対して着脱可能に取り付けられている。上フレーム３６には、加圧シリンダ７が配設されている。加圧シリンダ７の伸縮ロッド７ａが伸縮することにより、第１の金型ホルダ３が上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。
【００１８】
第１の金型ホルダ３には、金型クランプ装置１０と、回転駆動部２０と、センサ部３０とが、配設されている。第２の金型２は、例えば、テーブル４の上に載置されている。第１の金型ホルダ３は、伸縮ロッド７ａの下端部に接続される上プレート３ａと、第１の金型１が取り付けられる下プレート３ｂと、複数の連結柱３ｃとを有する。複数の連結柱３ｃが、上プレート３ａおよび下プレート３ｂの間に配置され、上プレート３ａおよび下プレート３ｂを連結している。
【００１９】
図２および図３に示すように、金型クランプ装置１０は、第１の金型ホルダ３を貫通して第１の金型ホルダ３の厚み方向（Ｚ軸方向）に延びるように、第１の金型ホルダ３に配設されている。金型クランプ装置１０は、筒体１１と、クランプロッド１２と、連結機構１４，４４と、回転駆動部２０と、螺合構造１６とを備える。
【００２０】
筒体１１は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる円筒形状であり、複数の軸受（例えば、ドライベアリング）１５によって第１の金型ホルダ３に対して回動可能に支持されている。下側の軸受１５は、軸受固定プレート１５ａによって下プレート３ｂに固定されている。上側の軸受１５は、上プレート３ａに固定されている。筒体１１は、軸方向（Ｚ軸方向）において、第１の金型１の側から第１の金型１とは反対側に向けて、大径筒部１１ｂ、螺合軸部１１ａ、ピニオン１７およびロックナット１９を有する。
【００２１】
大径筒部１１ｂの内部には、バネ装着スペース１１ｃが形成されている。バネ装着スペース１１ｃは、大径筒部１１ｂの内壁面とクランプロッド１２のキャップ部１２ｂとで囲まれた空間である。バネ装着スペース１１ｃには、圧縮バネ２５が配設される。螺合軸部１１ａの外周面には、軸方向（Ｚ軸方向）の断面が台形形状した歯部が形成されている。すなわち、螺合軸部１１ａの歯部は台形ネジである。螺合軸部１１ａの軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側には、ピニオン１７が嵌着されている。ピニオン１７はロックナット１９で締め付けられて、筒体１１と一体的に固定されている。
【００２２】
クランプロッド１２は、螺合軸部１１ａおよび大径筒部１１ｂに内挿されて、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる略棒形状である。クランプロッド１２は、軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側に位置する円柱状の小径部１２ｇと、第１の金型１の側に位置する円柱状の大径部１２ｈとを有する。クランプロッド１２は、大径部１２ｈの第１の金型１の側の端部において、クランプ爪部１３を有する。クランプロッド１２は、小径部１２ｇの軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側の端部において、検知先端部１２ａを有する。
【００２３】
クランプロッド１２は、小径部１２ｇおよび大径部１２ｈの境界部分において、バネ装着スペース１１ｃの第１の金型１の側を閉じるキャップ部１２ｂを有する。クランプロッド１２は、キャップ部１２ｂよりも第１の金型１の側において、大径部１２ｈを有する。キャップ部１２ｂは、大径部１２ｈの軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側に固定されている。クランプロッド１２は、大径部１２ｈの軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側において、キー溝１４を有する。キー溝１４は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びている。図３に示すように、大径筒部１１ｂの第１の金型１の側の外周面には、キー４４が取り付けられている。外側からキー４４を装着したあとにキー４４が外れることを防止するために、蓋４４ａが設けられている。筒体１１の中には段差１１ｄが設けられており、段差１１ｄに対してキャップ部１２ｂの周縁部が当接している。これにより、筒体１１が上昇すると、クランプロッド１２が筒体１１と一体で上昇する。なお、バネ装着スペース１１ｃは、筒体１１の内部空間として図示されている。実際的には、筒体１１は、複数の部材を適宜に組み合わせた組み合わせ構造から構成されるが、当該組み合わせ構造を省略して図示している。
【００２４】
筒体１１のキーおよびクランプロッド１２のキー溝１４は、筒体１１およびクランプロッド１２の一体回転を可能にする連結機構を構成する。それとともに、キー溝１４は、キー４４の軸方向の相対移動を可能にするので、クランプロッド１２が筒体１１に対して軸方向（Ｚ軸方向）に直進できる。
【００２５】
クランプロッド１２のクランプ爪部１３は、図２に示すＸＺ断面では、大径部１２ｈよりも径方向（Ｘ方向）の外側に張り出しているので、クランプ爪部１３の幅は、大径部１２ｈの外径よりも径方向（Ｘ方向）に大きい。クランプ爪部１３は、軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側において、クランプ当接面１３ｂを有する。クランプ爪部１３よりも第１の金型１の側には、クランプ先細部１３ａが設けられている。クランプ先細部１３ａは、第１の金型１の側に向けて先細形状である。これにより、係合開口部５へのクランプ爪部１３の進入がスムーズに行われる。他方、クランプ爪部１３の幅は、図３に示すＹＺ断面では、大径部１２ｈの外径よりも径方向（Ｙ方向）と同じに構成されているが、小さくてもよい。
【００２６】
第１の金型１は、第１の金型ホルダ３に当接する第１の当接面１ｂを有する。第１の金型１は、第１の金型ホルダ３側において、凹んだ係合開口部５を有する。係合開口部５は、図５に示すように、例えば、Ｘ軸方向に形成された幅広開口部５ａと、Ｙ軸方向に形成された幅狭開口部５ｂと、空洞部５ｃとを有する。幅広開口部５ａでは、クランプ爪部１３が軸方向（Ｚ軸方向）に進入可能に寸法構成されている。幅狭開口部５ｂでは、大径部１２ｈが軸方向（Ｚ軸方向）に進入可能に寸法構成されている。空洞部５ｃは、幅広開口部５ａおよび幅狭開口部５ｂよりも下方に位置する。空洞部５ｃは、クランプ爪部１３を収容してクランプ爪部１３が回転可能なように構成されている。空洞部５ｃは、例えば、円筒形状をしている。
【００２７】
図５に示すように、幅狭開口部５ｂのＹ軸の正方向および負方向には、クランプ係合部６がそれぞれ設けられている。クランプ係合部６は、図３に示すＹＺ断面では、係合開口部５の開口幅が狭くなるように構成されている。図３および図５に示すように、クランプ係合部６は、第１の金型ホルダ３の反対側において、係合当接面６ｂを有する。
【００２８】
第１の金型ホルダ３は、軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側において、螺合支持部２７を有する。螺合支持部２７の内周面には、軸方向（Ｚ軸方向）の断面が台形形状した歯部が形成されている。すなわち、螺合支持部２７の歯部は台形ネジである。螺合支持部２７の台形ネジが螺合軸部１１ａの台形ネジと螺合することによって、螺合構造１６が構成される。螺合構造１６が、台形ネジから構成されているので、大きな軸方向荷重（スラスト荷重）に抗することができ、重量物の金型１を強力にクランプできる。螺合構造１６はネジの螺旋構造を有するので、筒体１１は、回転しながら軸方向（Ｚ軸方向）に直進するというネジ送り作用を奏する。
【００２９】
螺合支持部２７の第１の金型ホルダ３の厚み方向（Ｚ軸方向）外側には、ラック支持部２８が設けられている。ラック支持部２８は、ピニオン１７と係合するラック２３がＸ軸方向に移動できるように、平板状のラック２３を支持している。ラック２３は、ピストンロッド２２に連結されている。ピストンロッド２２は、シリンダ取付部２４で支持されている油圧シリンダ２１によって第１の金型ホルダ３の厚み直交方向（Ｘ軸方向）に直進駆動される。したがって、ラック２３は、第１の金型ホルダ３の厚み直交方向（Ｘ軸方向）に直進する。ラック２３のギヤ部とピニオン１７のギヤ部とが噛合しているので、ラック２３の直進動作がピニオン１７の回転動作に変換される。したがって、ラック２３およびピニオン１７は、アクチュエータ１８を構成する。筒体１１を回転駆動するための回転駆動部２０は、油圧シリンダ２１と、ピストンロッド２２と、アクチュエータ１８とによって構成される。
【００３０】
上述したように、ピニオン１７は、キー（図示しない）およびロックナット１９により筒体１１と一体的に固定されているので、ピニオン１７が回転すると、筒体１１が回転する。筒体１１は、キー溝１４およびキー４４からなる連結機構により、クランプロッド１２と一体的に回転する。これにより、筒体１１が回転すると、クランプロッド１２が回転する。それと同時に、筒体１１は、螺合支持部２７と螺合しているので、筒体１１が回転すると、筒体１１のネジ送り作用により、筒体１１が軸方向（Ｚ軸方向）に直進する。筒体１１が軸方向（Ｚ軸方向）に直進すると、クランプロッド１２も軸方向（Ｚ軸方向）に直進する。このように、筒体１１、クランプロッド１２およびピニオン１７は、回転しながら軸方向（Ｚ軸方向）に直進する。ピニオン１７は、ラック２３に対して歯幅方向（Ｚ軸方向）にスライドしながら移動する。
【００３１】
図２および図３は、金型クランプ装置１０において、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して非係合になっている状態（アンクランプ状態）を示している。すなわち、クランプ爪部１３のクランプ当接面１３ｂが、クランプ係合部６の係合当接面６ｂに対して当接することなく、離間距離Ｄで離間している。離間距離Ｄは、螺合構造１６の台形ネジでのリードやクランプ爪部１３の回転角度に依存するが、例えば数ｍｍであり、具体的には２ｍｍ〜５ｍｍである。
【００３２】
図６および図７は、金型クランプ装置１０において、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して係合している状態（クランプ状態）を示している。すなわち、図２および図３に示したアンクランプ状態にあるクランプ爪部１３が、９０度回転しながら、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に向けて軸方向（Ｚ軸方向）に直進する。そして、クランプ爪部１３のクランプ当接面１３ｂが、クランプ係合部６の係合当接面６ｂに対して当接する。これにより、図６および図７に示すように、第１の金型１が第１の金型ホルダ３に引き付けられてクランプされたクランプ状態になる。
【００３３】
上記構成によれば、螺合構造１６のネジ送り作用でクランプロッド１２が回転しながら軸方向（Ｚ軸方向）に直進することによって、クランプ爪部１３が係合開口部５に対して係合または非係合になるので、簡単に、確実に且つ安全に、金型１を金型ホルダ３に対してクランプ状態またはアンクランプ状態にすることができる。
【００３４】
図９を参照しながら、金型クランプ装置１０による第１の金型１のセッティング方法を説明する。
【００３５】
図９に示したプレス機械は、例えば、リング状のワーク４０を熱処理炉内で加熱処理した後、当該ワーク４０を油槽中に浸漬させて焼入れ処理する際に、ワーク４０の変形や反りが発生することを防止するために使用される。
【００３６】
図９の（Ａ）は、第１の金型１が、第１の金型ホルダ３にセッティングされていない未セッティング状態を示している。図９の（Ｂ）では、第２の金型２の上にダミーとしてのワーク４０が載置され、当該ワーク４０の上に第１の金型１がさらに載置された準備体を準備して、当該準備体が第１の金型ホルダ３の直下に搬送される。このとき、第１の金型ホルダ３に配設された金型クランプ装置１０のクランプ爪部１３が、対応する係合開口部５に一致するように位置決めされる。
【００３７】
図９の（Ｃ）では、加圧シリンダ７を作動させることにより第１の金型ホルダ３を下降させると、金型クランプ装置１０のクランプ爪部１３が、対応する係合開口部５に挿入される。図９の（Ｄ）では、クランプ爪部１３を９０度回転しながら、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に向けて上方に移動して、クランプ爪部１３のクランプ当接面１３ｂが、クランプ係合部６の係合当接面６ｂに対して当接する。これにより、第１の金型１が第１の金型ホルダ３に対して引き付けられてクランプされる。図９の（Ｅ）では、加圧シリンダ７を作動させることにより第１の金型ホルダ３を上昇させると、第１の金型ホルダ３にクランプされた第１の金型１が上昇する。これにより、第１の金型１が第１の金型ホルダ３にセッティングされたセッティング完了状態になる。なお、図９に示した手順を逆に行うことにより、第１の金型１が第１の金型ホルダ３に対してアンクランプされて、第１の金型１を第１の金型ホルダ３から取り外すことができる。
【００３８】
図２から図４、図８を参照しながら、金型クランプ装置１０が金型１をクランプしたか否かを検知するための構成について説明する。図８は、ミスクランプ状態にある金型クランプ装置１０のＸＺ平面での模式的断面図である。
【００３９】
図９の（Ｂ）に示したように、第１の金型１をダミーのワーク４０の上に載置した準備体が準備される。準備体が手作業で準備される場合、作業環境の悪さで、クランプ爪部１３を係合開口部５の真上に適切に位置合わせできないことにより、第１の金型１が第１の金型ホルダ３に対してミスクランプされることがある。ミスクランプとは、図９の（Ｂ）から（Ｃ）に移行するとき、クランプ爪部１３が係合開口部５の真上に位置していないで、クランプ爪部１３の下端が、第１の金型１の第１の当接面１ｂに当たってしまうことをいう。
【００４０】
上述したように、クランプロッド１２には、キー４４の軸方向の相対移動を可能にするキー溝１４が設けられているので、クランプロッド１２は、筒体１１に対して軸方向（Ｚ軸方向）に直進できる。図８に示すように、クランプロッド１２のクランプ爪部１３の位置が、係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致していない場合、クランプ爪部１３が係合開口部５の中に進入できない。そのため、クランプ先細部１３ａが、第１の金型１の第１の当接面１ｂに当接する。その結果、クランプ爪部１３が係合開口部５の中に進入する場合（図２および図３に図示）よりも、クランプロッド１２の検知先端部１２ａが、軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側に移動する。すなわち、検知先端部１２ａが、軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側に突出する。
【００４１】
なお、クランプロッド１２のクランプ爪部１３の位置が係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致していないミスクランプ状態では、バネ装着スペース１１ｃに配置された圧縮バネ２５が圧縮されるので、クランプロッド１２が第１の金型１に向けて付勢される。そのため、例えば、係合開口部５に対するクランプ爪部１３の位置ズレが、ほんのわずかであれば、クランプ先細部１３ａの傾斜に沿って第１の金型１が移動し、クランプ爪部１３の位置が係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致すると、圧縮バネ２５の付勢力により、クランプ爪部１３が係合開口部５に押し込まれる。そして、図２および図３に示すように、金型クランプ装置１０は、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して非係合になっている状態（アンクランプ状態）になることができる。クランプ爪部１３の位置が係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致しなかったとき、クランプロッド１２が筒体１１の中に収容されて退避するので、ミスクランプ状態の下で加圧シリンダ７からの大きな圧縮力が作用したときでも、クランプロッド１２が座屈変形することを防止できる。
【００４２】
図２に示すように、クランプロッド１２の上方には、センサ部３０が配設されている。センサ部３０は、センサ取付部３４によって第１の金型ホルダ３に取り付けられている。センサ部３０は、例えば、プランジャ３１がセンサハウジング３３に対して軸直交方向（Ｘ軸方向）に直進するように構成されている。センサハウジング３３内の接点を保護するために、プランジャ３１は、図示しないシール部材でシールされている。
【００４３】
図４に示すように、平面視で、プランジャ３１のプランジャ先端３２がクランプロッド１２の検知先端部１２ａと部分的に重なるように、センサ部３０が配設されている。センサ部３０は、例えば、プランジャ型のリミットスイッチである。プランジャ先端３２は、側面視で斜面または曲面を有する。検知先端部１２ａが軸方向（Ｚ軸方向）のうち第１の金型１とは反対側に直進したとき、検知先端部１２ａがプランジャ先端３２と僅かに接触する。検知先端部１２ａがプランジャ先端３２と接触すると、プランジャ３１がセンサハウジング３３の方に引っ込む。このとき、センサハウジング３３内の接点がＯＮになる。したがって、センサ部３０は、クランプロッド１２のクランプ爪部１３がクランプ係合部６と係合できなかったこと（金型クランプ装置１０がミスクランプしたこと）を検知できる。図示しない制御部は、例えば、センサ部３０からのミスクランプの検知信号に基づいて、ミスクランプを知らせるアラーム（警報音や警報表示）を発することができる。なお、正常なクランプ動作が行われたときでも、プランジャ３１の検知先端部１２ａは上昇する。しかしながら、検知先端部１２ａの上昇高さ（離間距離Ｄに対応）は、ほんの僅かであり、当該上昇高さでは検知動作が行われないようにセンサ部３０が配設されている。
【００４４】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４５】
金型クランプ装置１０は、第１の金型１と第１の金型１に対向配置される第２の金型２とからなる一対の金型のうち少なくとも一方を、対応する金型ホルダ３と、テーブル４に設置される不図示の金型ホルダとに対して着脱可能に取り付けるために使用される。すなわち、金型クランプ装置１０は、上述した上型のような第１の金型１をクランプする場合以外に、例えば下型のような第２の金型２をクランプする場合にも適用できる。一対の金型は、垂直方向（Ｚ軸方向）に動作するものに限られず、水平方向（Ｘ軸方向やＹ軸方向）に動作するものや、水平方向に対して斜めに動作するものにも適用できる。
【００４６】
金型クランプ装置１０は、加熱したワーク４０を一対の金型でプレスして形状を保持しながら急冷する（焼入れする）ホットプレス（ダイクエンチ）用の金型に適用できる。また、金型クランプ装置１０は、抜きや曲げや絞りなどのプレス用の金型、鍛造用の金型、鋳造用の金型、射出成形用の金型、粉末成形用の金型などの各種金型にも適用できる。
【００４７】
上記実施形態では、連結機構を構成するキー溝１４とキー４４とが、それぞれ、クランプロッド１２の大径部１２ｈと筒体１１の大径筒部１１ｂとに設けられている。しかしながら、キー溝１４を筒体１１の大径筒部１１ｂに設けるとともに、キー４４をクランプロッド１２の大径部１２ｈに設けることもできる。
【００４８】
筒体１１を回転させる回転駆動部２０の駆動源として、直進駆動する油圧シリンダ２１を例示したが、回転駆動する電動モータを駆動源とすることもできる。例えば、電動モータのモータ軸に連結される減速歯車群の出力軸に対してピニオン１７が連結されるとともに、図示しない制御部でモータ軸の回転を制御することにより、筒体１１を回転させる構成にすることができる。
【００４９】
図２および図３に示したアンクランプ状態にあるクランプ爪部１３が、必ずしも９０度の角度で回転することは必要ではない。クランプ当接面１３ｂが係合当接面６ｂに対して部分的に重なって当接するように、クランプ爪部１３が回転すればよい。すなわち、クランプ爪部１３の回転角度が９０度に近づくほどクランプ当接面１３ｂと係合当接面６ｂとの間での重なり面積が大きくなるので、クランプ安定性が大きくなる。しかしながら、金型クランプ装置１０が第１の金型１をクランプできるのであれば、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して部分的に重なって当接してもよい。したがって、図５の（Ａ）に示したアンクランプ状態を基準にした、クランプ爪部１３の回転角度は、例えば、３０度から１５０度とすることができ、より好ましくは６０度から１２０度とすることができる。
【００５０】
この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。
【００５１】
この発明の一態様に係る金型クランプ装置は、
金型１を金型ホルダ３に対してクランプ状態またはアンクランプ状態にする金型クランプ装置１０であって、
前記金型クランプ装置１０は、
前記金型ホルダ３に対して回動可能に支持される筒体１１と、
前記筒体１１に内挿されて、前記金型１に設けられたクランプ係合部６と係合するクランプ爪部１３を有するクランプロッド１２と、
前記筒体１１および前記クランプロッド１２の一体回転を可能にする連結機構１４，４４と、
前記筒体１１を回転駆動する回転駆動部２０と、
前記金型ホルダ３と前記筒体１１との間で螺合を形成する螺合構造１６とを備え、
前記筒体１１が回転すると前記螺合構造１６のネジ送り作用により前記クランプロッド１２が回転しながら軸方向に直進することによって、前記クランプ爪部１３が前記クランプ係合部６に対して係合または非係合になることを特徴とする。
【００５２】
上記構成によれば、螺合構造１６のネジ送り作用でクランプロッド１２が回転しながら軸方向に直進することによって、クランプ爪部１３が係合開口部５に対して係合または非係合になるので、簡単に、確実に且つ安全に、金型１を金型ホルダ３に対してクランプ状態またはアンクランプ状態にすることができる。
【００５３】
また、一実施形態の金型クランプ装置では、
前記クランプ爪部１３が、前記金型１に向けて先細形状であるクランプ先細部１３ａを有する。
【００５４】
上記実施形態によれば、係合開口部５へのクランプ爪部１３の進入がスムーズに行われる。
【００５５】
また、一実施形態の金型クランプ装置では、
前記連結機構が、キー４４と、前記キー４４の軸方向の相対移動を可能にするキー溝１４とを備え、
前記クランプロッド１２の前記クランプ爪部１３の反対側には、前記クランプ係合部６との係合の有無を検知するセンサ部３０が設けられている。
【００５６】
上記実施形態によれば、クランプロッド１２のクランプ爪部１３がクランプ係合部６と係合できなかったこと（金型クランプ装置１０がミスクランプしたこと）を検知できる。
【００５７】
また、一実施形態の金型クランプ装置では、
前記クランプロッド１２が、前記金型１に向けて付勢されている。
【００５８】
上記実施形態によれば、係合開口部５に対するクランプ爪部１３の位置ズレが、ほんのわずかであれば、クランプ先細部１３ａの傾斜に沿って第１の金型１が移動し、クランプ爪部１３の位置が係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致したときには、圧縮バネ２５の付勢力により、クランプ爪部１３が係合開口部５に押し込まれて、金型クランプ装置１０は、クランプ爪部１３がクランプ係合部６に対して非係合になっている状態（アンクランプ状態）になることができる。クランプ爪部１３の位置が係合開口部５の幅広開口部５ａの位置と合致しなかったとき、クランプロッド１２が筒体１１の中に収容されて退避するので、ミスクランプ状態の下で加圧シリンダ７からの大きな圧縮力が作用したときでも、クランプロッド１２が座屈変形することを防止できる。
【００５９】
また、一実施形態の金型クランプ装置では、
前記螺合構造１６が、台形ネジから構成されている。
【００６０】
上記実施形態によれば、大きな軸方向荷重（スラスト荷重）に抗することができ、重量物の金型１を強力にクランプできる。
【符号の説明】
【００６１】
１…第１の金型（上型）
１ａ…第１の押圧面
１ｂ…第１の当接面
２…第２の金型（下型）
２ａ…第２の載置面
３…第１の金型ホルダ（金型ホルダ）
３ａ…上プレート
３ｂ…下プレート
３ｃ…連結柱
４…テーブル
５…係合開口部
５ａ…幅広開口部
５ｂ…幅狭開口部
５ｃ…空洞部
６…クランプ係合部
６ｂ…係合当接面
７…加圧シリンダ
７ａ…伸縮ロッド
９…プレス機械
１０…金型クランプ装置
１１…筒体
１１ａ…螺合軸部
１１ｂ…大径筒部
１１ｃ…バネ装着スペース
１１ｄ…段差
１２…クランプロッド
１２ａ…検知先端部
１２ｂ…キャップ部
１２ｇ…小径部
１２ｈ…大径部
１３…クランプ爪部
１３ａ…クランプ先細部
１３ｂ…クランプ当接面
１４…キー溝（連結機構）
１５…軸受
１５ａ…軸受固定プレート
１６…螺合構造
１７…ピニオン
１８…アクチュエータ
１９…ロックナット
２０…回転駆動部
２１…油圧シリンダ
２２…ピストンロッド
２３…ラック
２４…シリンダ取付部
２５…圧縮バネ
２７…螺合支持部
２８…ラック支持部
３０…センサ部
３１…プランジャ
３２…プランジャ先端
３３…センサハウジング
３４…センサ取付部
３５…支柱
３６…上フレーム
４０…ワーク
４４…キー（連結機構）
４４ａ…蓋
Ｄ…離間距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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