(57)【要約】【課題】駆動手段によって可動体を螺合した駆動軸を回転させることにより移動可能とした可動体を固定させ、さらに増締めする場合に、増締め専用の駆動手段を設けることなく増締めを可能とした増締装置、及びこの増締装置を備えたバイス、及びこの増締装置を備えた成形機を提供する。【解決手段】駆動手段の出力軸と駆動軸との間に設けて駆動手段の出力の駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの駆動軸側に設けた第２クラッチと、第１クラッチと前記第２クラッチとの間に設けたフライホイールとで増締装置を構成し、可動体を所定の固定位置に位置させた後、第２クラッチを切断状態としてフライホイールを駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、第１クラッチを切断状態とするとともに第２クラッチを接続状態として駆動軸をフライホイールによって回転させることにより増締めを行う。【選択図】図１
2006057689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段によって可動体を螺合した軸を回転させることにより前記可動体の増締めを行う増締装置において、
前記駆動手段の出力軸と前記軸との間に、前記駆動手段の出力の前記軸への入力を断続させる第１クラッチを設けるとともに、この第１クラッチの前記軸側に第２クラッチを設け、さらに、前記第１クラッチと前記第２クラッチとの間にフライホイールを設け、
前記軸を前記駆動手段によって回転させることにより前記可動体を所定位置に位置させた後、前記第２クラッチを切断状態として前記フライホイールを前記駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、前記第１クラッチを切断状態とするとともに前記第２クラッチを接続状態として前記軸を前記フライホイールによって回転させて増締めを行うことを特徴とする増締装置。
【請求項２】
駆動手段によって可動体を螺合した駆動軸を回転させることにより前記可動体を移動させてワークを挟持固定するバイスであって、前記駆動軸をさらに回転させることにより前記ワークを挟持固定した前記可動体の増締めを行う増締装置を備えたバイスにおいて、
前記増締装置は、
前記駆動手段の出力軸と前記駆動軸との間に設けて前記駆動手段の出力の前記駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの前記駆動軸側に設けた第２クラッチと、前記第１クラッチと前記第２クラッチとの間に設けたフライホイールとで構成し、
前記駆動軸を前記駆動手段によって回転させることにより前記可動体で前記ワークを挟持した後、前記第２クラッチを切断状態として前記フライホイールを前記駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、前記第１クラッチを切断状態とするとともに前記第２クラッチを接続状態として前記駆動軸を前記フライホイールによって回転させることにより増締めを行うことを特徴とするバイス。
【請求項３】
駆動手段によって可動体を螺合した駆動軸を回転させることにより前記可動体を移動させる成形機であって、前記駆動軸をさらに回転させることにより前記可動体の増締めを行う増締装置を備えた成形機において、
前記増締装置は、
前記駆動手段の出力軸と前記駆動軸との間に設けて前記駆動手段の出力の前記駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの前記駆動軸側に設けた第２クラッチと、前記第１クラッチと前記第２クラッチとの間に設けたフライホイールとで構成し、
前記駆動軸を前記駆動手段によって回転させることにより前記可動体を所定位置に位置させた後、前記第２クラッチを切断状態として前記フライホイールを前記駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、前記第１クラッチを切断状態とするとともに前記第２クラッチを接続状態として前記駆動軸を前記フライホイールによって回転させることにより前記可動体の増締めを行うことを特徴とする成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増締めを必要とする固定操作に用いる増締装置、及びこの増締装置を備えたバイス、及びこの増締装置を備えた成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイスなどのようにワークを挟持固定する器具では、固定体と、この固定体に対して接近・離隔する可動体を設け、固定体と可動体とでワークを挟持固定している。また、射出成形機などの成形機における金型では、金型の一方を固定した固定体とする一方で、他方を固定体に対して接近・離隔する可動体とし、可動体を固定体に当接させて所要の成形処理を可能としている。
【０００３】
このような可動体は雄ネジ状の駆動軸に螺合して、駆動軸をサーボモータなどの駆動装置を用いて回転させることにより駆動軸に沿って進退移動させている。
【０００４】
そして、可動体を所要の固定位置に位置させ、その後、駆動装置のさらなる駆動、あるいは増締め用の駆動装置の駆動にともなって駆動軸を回転させることにより可動体の増締めを行って、より強固な固定を行っている。
【０００５】
特に、可動体を駆動軸に沿って進退させる場合には駆動軸を高速回転させることにより可動体を高速移動させる一方で、可動体を増締めする場合には駆動軸を大トルクで回転させるために、駆動軸を回転駆動させる駆動装置には高回転・高トルクの出力が可能な駆動装置を用いることが望ましいが、高回転・高トルクという特性を有する駆動装置は基本的に相反する特性を兼ね備えた駆動装置となることにより高価であるために、通常では、高回転出力が可能な駆動装置と、高トルク出力が可能な駆動装置の２台の駆動装置を用いている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０６−９１７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、１本の駆動軸に２台の駆動装置を設ける場合には、２台分の駆動装置の配設スペースが必要となることによってバイスあるいは成形機が大型化するという問題があるとともに、バイスあるいは成形機の製造コストの低減が困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明者は、１台の駆動装置で、しかもこの駆動装置に過大な負荷をかけることなく所望の増締めを可能とすべく研究開発を行い、本発明を成すに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明の増締装置では、駆動手段によって可動体を螺合した軸を回転させることにより増締めを行う増締装置において、駆動手段の出力軸と前記軸との間に、駆動手段の出力の前記軸への入力を断続させる第１クラッチを設けるとともに、この第１クラッチの前記軸側に第２クラッチを設け、さらに、第１クラッチと第２クラッチとの間にフライホイールを設けた。そして、前記軸を駆動手段によって回転させることにより可動体を所定位置に位置させた後、第２クラッチを切断状態としてフライホイールを駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、第１クラッチを切断状態とするとともに第２クラッチを接続状態として前記軸をフライホイールによって回転させて増締めを行うこととした。
【０００９】
また、本発明のバイスでは、駆動手段によって可動体を螺合した駆動軸を回転させることにより可動体を移動させてワークを挟持固定するバイスであって、駆動軸をさらに回転させることによりワークを挟持固定した可動体の増締めを行う増締装置を備えたバイスにおいて、増締装置は、駆動手段の出力軸と駆動軸との間に設けて駆動手段の出力の駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの駆動軸側に設けた第２クラッチと、第１クラッチと第２クラッチとの間に設けたフライホイールとで構成した。そして、駆動軸を駆動手段によって回転させることにより可動体でワークを挟持した後、第２クラッチを切断状態としてフライホイールを駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、第１クラッチを切断状態とするとともに第２クラッチを接続状態として駆動軸をフライホイールによって回転させることにより増締めを行うこととした。
【００１０】
また、本発明の成形機では、駆動手段によって可動体を螺合した駆動軸を回転させることにより可動体を移動させる成形機であって、駆動軸をさらに回転させることにより可動体の増締めを行う増締装置を備えた成形機において、増締装置は、駆動手段の出力軸と駆動軸との間に設けて駆動手段の出力の駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの駆動軸側に設けた第２クラッチと、第１クラッチと第２クラッチとの間に設けたフライホイールとで構成した。そして、駆動軸を駆動手段によって回転させることにより可動体を所定位置に位置させた後、第２クラッチを切断状態としてフライホイールを駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、第１クラッチを切断状態とするとともに第２クラッチを接続状態として駆動軸をフライホイールによって回転させることにより可動体の増締めを行うこととした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、駆動手段の出力軸と駆動軸との間に駆動手段の出力の駆動軸への入力を断続させる第１クラッチを設けるとともに、この第１クラッチの駆動軸側に第２クラッチを設け、さらに、第１クラッチと第２クラッチとの間にフライホイールを設けて増締装置を構成し、駆動軸を駆動手段によって回転させることにより可動体を所定位置に位置させた後、第２クラッチを切断状態としてフライホイールを駆動手段によって所定の回転速度で回転させ、その後、第１クラッチを切断状態とするとともに第２クラッチを接続状態として駆動軸をフライホイールによって回転させて増締めを行うことによって、駆動手段は大トルクを出力可能とする必要はなく、駆動軸に沿った可動体の所望の移動を可能とした１台の駆動手段を設ければよく、増締機構を簡潔に構成することができる。
【００１２】
しかも、この増締装置を用いたバイスあるいは成形機をコンパクトに構成することができ、低コスト化を図ることもできる。
【００１３】
さらに、増締装置では、増締め時には駆動手段と駆動軸とが第１クラッチによって切断状態とされていることにより、駆動手段に過大な負荷が作用することを防止でき、駆動手段に故障などの不具合が生じることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の増締装置、及びこの増締装置を備えたバイス、及びこの増締装置を備えた成形機では、駆動手段の出力軸と駆動軸との間に設けて駆動手段の出力の駆動軸への入力を断続させる第１クラッチと、この第１クラッチの駆動軸側に設けた第２クラッチと、さらに、第１クラッチと第２クラッチとの間に設けたフライホイールとにより増締装置を構成しているものであり、フライホイールによって増締め用の大トルクの駆動力を得るようにしているものである。
【００１５】
したがって、大トルクの出力が可能な駆動手段を設ける必要がなく、増締装置のコンパクト化及び低コスト化を図ることができる。
【００１６】
以下において、図面に基づいて本発明の実施形態について詳説する。図１は、本実施形態の成形機Ａに装着したサーボバイスＢの概略説明図である。本実施形態の成形機Ａはマシニングセンターであって、サーボバイスＢに所要のワークＷを自動的にセットして、所要の成形加工を自動的に実行するように構成している。本実施形態では、ワークＷは、所定厚みとした略矩形状の金属板である。
【００１７】
サーボバイスＢは、基台１に固定装着し、上面に固定体11を突設した台座10と、この固定体11に対向させて台座10の上面に設けた可動体12と、この可動体12に螺合させて可動体12の進退操作を行う駆動軸13と、この駆動軸13を回転させる駆動手段であるサーボモータ14とから構成している。
【００１８】
本実施形態では、サーボモータ14の出力軸14aと駆動軸13とは直接的に連結しておらず、増締装置20を介して連動連結している。
【００１９】
すなわち、増締装置20は、サーボモータ14の出力軸14aと駆動軸13との間に設けてサーボモータ14の出力の駆動軸13への入力を断続させる第１クラッチ21と、この第１クラッチ21の駆動軸13側に設けた第２クラッチ22と、第１クラッチ21と第２クラッチ22との間に設けた連結軸23に装着したフライホイール24とで構成している。
【００２０】
第２クラッチ22の駆動軸13側、すなわち出力側には第１連結歯車25を装着し、この第１連結歯車25を駆動軸13に装着した第２連結歯車15と歯合させて、サーボモータ14を駆動軸13に連動連結している。
【００２１】
図１中、16は固定体11のワークＷの挟持面側に設けた挟持面保護用金属板、17は可動体12のワークＷの挟持面側に設けた挟持面保護用金属板、18は可動体12の後背部分を被覆したカバーケース、31は台座10の側面に設けて可動体12の起動始点を検出して位置決めするための位置決め用センサ、32は位置決め用センサ31を作動させるために可動体12の側面に装着したセンサ用被検出体、19は固定体11と可動体12とで挟持固定されるワークＷの一側縁を当接させてワークＷの原点の規定に用いるガイド体である。
【００２２】
また、図１中、40は固定体11と可動体12とで挟持固定されたワークＷを叩いて、ワークＷを台座10に密着させるためのハンマである。
【００２３】
以下において、図２〜４に基づいて、サーボバイスＢでのワークＷの挟持固定作業について説明する。なお、本実施形態では、第１連結歯車25'及び第２連結歯車15'は傘歯車で構成し、サーボモータ14の出力軸14aの伸延方向と、駆動軸13の伸延方向とを略直交させて、増締装置20のサーボモータ14と、第１クラッチ21と、フライホイール24と、第２クラッチ22とを上下方向に並設し、増締装置20を上下方向に伸延させて装着している。したがって、増締装置20をコンパクトとすることができ、しかも、フライホイール24は鉛直方向に伸延した連結軸23に設けることにより、フライホイール24の回転を安定化させることができ、フライホイール24の回転にともなう微振動の発生を軽減することができる。
【００２４】
成形機Ａでは、まず、サーボバイスＢの可動体12を始動起点位置まで後退させる。すなわち、第１クラッチ21及び第２クラッチ22はそれぞれ接続状態としてサーボモータ14を逆回転させることにより駆動軸13を回転させて可動体12を後退させ、図２に示すように、可動体12の側面に装着したセンサ用被検出体32が台座10の側面に設けた位置決め用センサ31と当接するまで後退させて、センサ用被検出体32が位置決め用センサ31に当接したところで停止させる。このようにセンサ用被検出体32によって規定される位置が始動起点である。
【００２５】
次いで、成形機Ａは、サーボバイスＢの可動体12を所定の位置まで前進させる。すなわち、成形機Ａは、第１クラッチ21及び第２クラッチ22をそれぞれ接続状態としてサーボモータ14を所定回数だけ正回転させることにより駆動軸13を回転させ、可動体12を所定距離だけ前進させる。
【００２６】
次いで、成形機Ａは、図示しない移送アームによって固定体11に設けた挟持面保護用金属板16、及び可動体12に設けた挟持面保護用金属板17にパレラ41,42をそれぞれ装着する。
【００２７】
パレラ41,42は所要の厚みとした矩形状の金属製板で構成しており、挟持面保護用金属板16,17にそれぞれ装着することによって挟持面保護用金属板16,17の前面に棚部を形成し、この棚部にワークＷを載置するようにしているものであり、パレラ41,42の形状を調整することにより固定体11と可動体12とで挟持固定されたワークＷの、固定体11と可動体12に対する挟持位置を調整可能としている。
【００２８】
このようにパレラ41,42を用いることにより、固定体11と可動体12とによるワークＷの挟持にともなってワークＷにソリが生じない位置にワークＷを位置させて挟持することができ、ワークＷの加工精度を向上させることができる。
【００２９】
パレラ41,42には、図３に示すように挟持面保護用金属板16,17との接合面側に磁石Ｍをそれぞれ装着しており、この磁石Ｍによってパレラ41,42を挟持面保護用金属板16,17に安定的にかつ着脱自在に装着可能としている。
【００３０】
本実施形態では、パレラ41,42は、非使用時においては図示しないパレラ収容部に収容しており、使用時には移送アームによってパレラ収容部から所要のパレラ41,42を取り出して、挟持面保護用金属板16,17にそれぞれ装着するようにしている。
【００３１】
また、本実施形態では、可動体12を所定位置にまで前進させた後にパレラ41,42の装着を行っているが、始動起点にある可動体12及び固定体11に対してパレラ41,42の装着を行ってもよい。
【００３２】
パレラ41,42の装着後、成形機Ａは、図示しない移送アームによって所要のワークＷを、パレラ41,42によって形成された棚面上に載置し、その後、成形機Ａは、第１クラッチ21及び第２クラッチ22をそれぞれ接続状態としてサーボモータ14を所定回数だけ正回転させることにより駆動軸13を回転させて、図３に示すように可動体12を前進させてワークＷの仮挟持固定を行う。
【００３３】
なお、ワークＷをパレラ41,42によって形成された棚面上に載置する場合には、固定体11に装着したガイド体19にワークＷの一端を当接させながら載置して、ワークＷを適正に挟持固定するようにしている。
【００３４】
ワークＷの仮挟持固定後、成形機Ａは、図４に示すようにハンマ40でワークＷを叩くことによって、ワークＷを台座10に密着させている。
【００３５】
すなわち、下方に向けて垂設したハンマ40の先端部には、上下方向に進退可能としたハンマヘッド40aを設けており、このハンマヘッド40aを落下させてワークＷを叩くように構成している。
【００３６】
特に、本実施形態では、ハンマヘッド40aは磁石によってハンマ本体40bに吸着するようにしており、ハンマ40をワークＷ上方の所要の位置に位置させた後、図示しない離隔手段によってハンマヘッド40aを磁石の磁力による影響圏外にまでハンマ本体40bから離隔させて、ハンマヘッド40aを自由落下させることによりハンマヘッド40aでワークＷを叩くようにしている。
【００３７】
離隔手段は、本実施形態では、ハンマヘッド40aを挟持して所定の距離だけハンマ本体40bから引き下げる操作アームとしている。図４中、40cはハンマヘッド40aとハンマ本体40bとを連結している連結ロッドである。
【００３８】
ハンマヘッド40aを落下させてワークＷを叩いた後は、ハンマ本体40bを降下させることによりハンマヘッド40aをハンマ本体40bに吸着させ、ハンマ本体40bを上昇させることによりハンマヘッド40aを所定高さに引き上げるようにしている。
【００３９】
成形機Ａには、ハンマヘッド40aでワークＷを叩いた際に生じた音あるいは振動を検出する図示しない音響センサあるいは振動センサなどを設けており、これらの音響センサあるいは振動センサでの検出結果から、ワークＷの台座10への密着度を検出するようにしている。密着度が低い場合には、ハンマヘッド40aを繰り替えし落下させて、所定の密着状態となるようにしている。
【００４０】
このように、磁石を利用してハンマヘッド40aをハンマ本体40bに着脱自在としていることにより、ハンマ40の構成を簡潔とすることができ、低コスト化を図ることができるとともに、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４１】
上記したようにワークＷを仮挟持固定し、台座10への密着操作が終了した後、可動体12の増締めを行う。
【００４２】
すなわち、成形機Ａは、第２クラッチ22を切断状態とするとともに第１クラッチ21を接続状態としてサーボモータ14を正回転させることにより、フライホイール24を所要の回転状態とする。
【００４３】
そして、フライホイール24が所要の回転状態となったところで、成形機Ａは、第１クラッチ21を切断状態とするとともに第２クラッチ22を接続状態とすることにより、フライホイール24によって駆動軸13を回転させて可動体12を増締めしている。
【００４４】
このようにフライホイール24を用いて増締めを行うことにより、増締めのために駆動軸13に加えるトルクの調整を精度よく行うことができ、常に所定のトルクでの増締めを行うことができる。
【００４５】
しかも、増締め時には、第１クラッチ21を切断状態としていることにより、サーボモータ14に過大な負荷が作用することを防止できるので、サーボモータ14に故障が発生するおそれを解消できる。
【００４６】
特に、サーボモータ14には、増締めのための大トルクを出力可能なサーボモータを用いる必要がなく、駆動軸13を回転させて行う可動体12の移動を高速に行うことができる高速回転型のサーボモータを用いるだけでよく、成形機Ａの低コスト化を図ることができる一方で、フライホイール24によって大トルクを生成することができる。
【００４７】
本実施形態では、サーボモータ14は、第２クラッチ22を切断状態としてフライホイール24を回転させるための出力軸14aの回転速度（以下、「増締め用回転速度」という）を、可動体12を移動させるための出力軸14aの回転速度（以下、「移動用回転速度」という）よりも大きくして、大きなトルクを生成するようにしているが、増締め用回転速度は必ずしも移動用回転速度よりも大きくする必要はなく、増締め用回転速度と移動用回転速度とが同じであってもよいし、移動用回転速度の方が大きくてもよい。
【００４８】
ただし、可動体12の移動時にはフライホイール24も回転しているために、移動用回転速度を大きくした場合にはフライホイール24の慣性の影響が大きくなるので、移動用回転速度は比較的低速であることが望ましい。
【００４９】
上記したようにサーボバイスＢで挟持固定されたワークＷに対して所要の成形加工を行った後、サーボバイスＢからワークＷを取り出す場合には、可動体12を後退させることによりワークＷの挟持固定状態を解消し、図示しない移送アームによってワークＷを取り出すようにしている。
【００５０】
可動体12を後退させる際に大トルクが必要である場合には、成形機Ａは、第２クラッチ22を切断状態とするとともに第１クラッチ21を接続状態としてサーボモータ14を逆回転させることによりフライホイール24を増締めの場合とは反対方向に回転させ、フライホイール24が所要の回転状態となったところで第１クラッチ21を切断状態とするとともに第２クラッチ22を接続状態として、大トルクを出力して駆動軸13を回転させ、可動体12を後退させるようにしている。
【００５１】
したがって、増締めされた可動体12を後退させる場合に、サーボモータ14に過大な負荷が生じることを防止でき、サーボモータ14に故障が生じることを防止できる。
【００５２】
このようにフライホイール24を有する増締装置20を設けたサーボバイスＢでは、大トルク出力用のサーボモータを不要とすることができるので、低コストかを図ることができるとともに、コンパクトな構成とすることができる。
【００５３】
さらに、ハンマ40を用いた挟持固定状態の確認機構を設けて成形機Ａを構成することにより、ワークＷの固定操作を含めて自動化させることができ、全自動で複数のワークを連続的に成形加工する成形機Ａを形成できる。さらに、成形機Ａにはエアブロー装置などの装置を適宜設けて切り子の飛散などを可能とすることにより、加工精度のより高い成形機Ａとすることができる。
【００５４】
上記した実施形態では、成形機Ａをマシニングセンターとしているが、マシニングセンターに限定するものではなく、増締めを必要とする成形機に、上記した増締装置を適宜用いてもよい。
【００５５】
例えば、固定金型と可動金型とからなる射出成形機であって、可動金型は駆動軸に螺合して、駆動軸の回転に基づいて駆動軸に沿って進退するように構成した射出成形機において、可動金型を固定金型に当接させた後に、上記した増締装置によって可動金型の増締めを行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るサーボバイスを装着した成形機の概略説明図である。
【図２】サーボバイスでのワークの挟持固定作業の工程説明図である。
【図３】サーボバイスでのワークの挟持固定作業の工程説明図である。
【図４】サーボバイスでのワークの挟持固定作業の工程説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ     成形機
Ｂ     サーボバイス
Ｗ     ワーク
１     基台
10     台座
11     固定体
12     可動体
13     駆動軸
14     サーボモータ
15,15' 第２連結歯車
16     挟持面保護用金属板
17     挟持面保護用金属板
18     カバーケース
19     ガイド体
20     増締装置
21     第１クラッチ
22     第２クラッチ
23     連結軸
24     フライホイール
25,25' 第１連結歯車
31     位置決め用センサ
32     センサ用被検出体
40     ハンマ
40a    ハンマヘッド
40b    ハンマ本体
40c    連結ロッド
41,42  パレラ
Ｍ     磁石
【図１】
2006057689.tif 000003
【図２】
2006057689.tif 000004
【図３】
2006057689.tif 000005
【図４】
2006057689.tif 000006