(57)【要約】【課題】  クランプ時にエネルギーを消費しないうえに機構部を簡素化してコンパクトなものとすることができるクランプ装置を目的とするものである。【解決手段】  流体圧シリンダ２のピストンロッド１０の先端にクランプピン１１を取り付け、ピストンロッド１０がストローク分前進した時、ピストン１３により圧縮されるばね部材を流体圧シリンダ２内に設け、ピストンロッド１０とスプライン連結されてクランプピン１１をクランプ位置、非クランプ位置に回動させるロータリシリンダ３を設けたクランプ機構１と、クランクピン挿入用の開口３３を設け、ばね部材１４の圧縮状態を維持させるクランプピン係止用のクランプ用段部３０をピストンロッド１０の後退方向側面に形成した被クランプ部材４と、クランプ動作時、流体圧シリンダとロータリシリンダ３を作動させ、クランプ時、流体圧シリンダとロータリシリンダとの流体圧を開放する流体制御装置５とからなる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧シリンダの進退動自在なピストンロッドの先端にクランプピンを取り付けるとともに、ピストンロッドがストローク分前進した時、ピストンにより圧縮されるばね部材を流体圧シリンダ内に設け、さらに前記ピストンロッドとスプライン連結されてクランプピンをクランプ位置または非クランプ位置に回動させるロータリシリンダを設けたクランプ機構と、クランクピン挿入用の開口を設けるとともにばね部材の圧縮状態を維持させるクランプピン係止用のクランプ用段部をピストンロッドの後退方向側面に形成した被クランプ部材と、クランプ動作時、流体圧シリンダとロータリシリンダを作動させ、クランプ時、流体圧シリンダとロータリシリンダとの流体圧を開放する流体制御装置とからなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
ばね部材を複数の皿ばねよりなるものとすることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に金型を成形装置にワンタッチで取り付けることのできるクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型のクランプ装置としては、油圧機構によりクランプロッドを下降させることにより、クランプロッドに形成したリード角の大きな雄ねじと螺合する固定の雌ねじによりクランプロッドを回転させて金型をクランプするものがある（例えば、特許文献１参照）。また、クランプロッドを進退動させる複動型エアシリンダと、クランプロッドをクランプ駆動するクランプ用油圧シリンダと、クランプロッドを９０度ツイストさせるカム溝とカム体とからなるツイスト機構とを設け、クランプロッドを進出させることによりクランプロッドはツイスト機構により９０度回転される。その後クランプ用油圧シリンダを駆動してクランプロッドを下降させてクランプを行うものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、これらはシリンダの直線運動をねじ機構やカム機構により回転運動に変換するため構造が複雑になるという問題があった。またクランプロックの動作をシリンダにより行うためエネルギー消費が多くなるという問題があるうえに、停電等により油圧がなくなるとクランプ力が失われるという問題もあった。しかも、直線運動を回転運動に変換する機構が複雑で大型化するという問題もあった。
【特許文献１】特開平１−２１０１３１号公報
【特許文献２】特開平８−３３９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、クランプ時にエネルギーを消費しないうえに機構部を簡素化してコンパクトなものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、流体圧シリンダの進退動自在なピストンロッドの先端にクランプピンを取り付けるとともに、ピストンロッドがストローク分前進した時、ピストンにより圧縮されるばね部材を流体圧シリンダ内に設け、さらに前記ピストンロッドとスプライン連結されてクランプピンをクランプ位置または非クランプ位置に回動させるロータリシリンダを設けたクランプ機構と、クランクピン挿入用の開口を設けるとともにばね部材の圧縮状態を維持させるクランプピン係止用のクランプ用段部をピストンロッドの後退方向側面に形成した被クランプ部材と、クランプ動作時、流体圧シリンダとロータリシリンダを作動させ、クランプ時、流体圧シリンダとロータリシリンダとの流体圧を開放する流体制御装置とからなるクランプ装置を請求項１の発明とし、請求項１の発明において、ばね部材を複数の皿ばねよりなるクランプ装置を請求項２の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、流体圧シリンダの進退動自在なピストンロッドの先端にクランプピンを取り付けるとともに、ピストンロッドがストローク分前進した時、ピストンにより圧縮されるばね部材を流体圧シリンダ内に設け、さらに前記ピストンロッドとスプライン連結されてクランプピンをクランプ位置または非クランプ位置に回動させるロータリシリンダを設けたクランプ機構と、クランクピン挿入用の開口を設けるとともにばね部材の圧縮状態を維持させるクランプピン係止用のクランプ用段部をピストンロッドの後退方向側面に形成した被クランプ部材と、クランプ動作時、流体圧シリンダとロータリシリンダを作動させ、クランプ時、流体圧シリンダとロータリシリンダとの流体圧を開放する流体制御装置とからなるものとすることにより、クランプピンの進退と回動を行うクランプ機構を極めて簡単な構造としてコンパクトに実現することができる。また、クランプピンの回動をロータリシリンダを用いることにより直線運動を回転運動に効率よく変換できるうえにコンパクトなものとすることができる。しかもばね部材の弾発力によりクランプピンにクランプ力を作用させるためクランプ時、エネルギーの消費がなくランニングコストを大幅に低減できるうえに停電等で流体圧が失われてもクランプ力を維持できることとなる。
【０００７】
請求項２のように、ばね部材を複数の皿ばねよりなるものとすることにより、ストロークの小さなばねで強力な弾発力が得られるので、流体圧シリンダを小型のものとすることができ、装置への取り付けの際、取付場所の制約を受け難いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、金型クランプに用いた本発明の好ましい実施の形態を図１〜３に基づいて詳細に説明する。
図１中、１はクランプ機構であり、該クランプ機構１は流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３とからなる。流体圧シリンダ２はピストンロッド１０を進退動させるとともにピストンロッド１０をストローク分前進させたとき、ピストン１３により後記するばね部材１４を圧縮するものである。また、ロータリシリンダ３は流体圧シリンダ１のピストンロッド１０を正逆回動させてクランプピン１１をクランプ位置または非クランプ位置に回動させるものである。前記クランプ機構１は主に成形装置本体５１側に、例えば４個取り付けられるものである。４は主に金型５０側に取り付けられる例えば４個の被クランプ部材、５は流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３の油圧や空圧等の流体圧を制御する流体制御装置である。
【０００９】
前記流体圧シリンダ２のピストンロッド１０先端の回転対称位置にはクランプピン１１が設けられている。また流体圧シリンダ２のシリンダ筒体１２内のピストン前進側端部にはピストン１３により圧縮されて弾発力を発生させるばね部材１４が取り付けられている。圧縮された該ばね部材１４によりクランプピン１１にクランプ力を与えるものとしている。各流体圧シリンダ２のばね部材１４の弾発力は金型５０の重量を支持するだけの弾発力を有するものとしている。
【００１０】
また、ばね部材１４は中心孔１４ｂを有する偶数枚の皿ばね１４ａを、その中心孔１４ｂをもってピストンロッド１０に嵌挿させたものとしている。さらに該皿ばね１４ａはばねストロークが小さくても強力な弾発力を有するので流体圧シリンダ２をコンパクトなものとすることができ、成形装置本体５１への取り付け自由度を高いものとすることができる。
【００１１】
さらに、前記ロータリシリンダ３はクランクピン１１をクランク位置または非クランク位置に回動させるもので、クランプ時は中立位置から約６５度右回動させ、非クランプ時はクランプ位置から約６５度左回動させるものである。該ロータリシリンダ３はスプライン２０ａを形成した回転軸２０をピストンロッド１０のキー付中空軸１０ａに噛合させてピストンロッド１０とスライド自在に係合されるものとし、ロータリシリンダ３の回動力をピストンロッド１０に伝達できるものとしている。ロータリシリンダ３の回転軸２０の長さは流体圧シリンダ２のストロークより長いものとしている。
【００１２】
また、被クランプ部材４はピストンロッド１０と対向させたもので、ピストンロッド１０と向き合う面にクランクピン挿入用の開口３３を設けるとともにばね部材１４の圧縮状態を維持させるクランプピン係止用のクランプ用段部３０をピストンロッド１０の後退方向側面に形成したものである。これによりピストン１３により圧縮されて発生するばね部材１４の弾発力はクランクピン１１に作用することとなる。また、前記クランプ用段部３０は筒状カム３１よりなるものとしており、該筒状カム３１は図２、３に示されるように、天井部を有する筒体３２内にクランプ用段部３０となるカム部３０ａを形成したもので、該カム部３０ａは傾斜面３０ｂを介してクランプピン挿入用の開口３３と繋がっている。
【００１３】
クランプ用段部３０としてのカム部３０ａとクランプピン挿入用の開口３３はシリンダロッド１０の回転対称位置に二本配設されるクランプピン数に合わせて筒体３２の回転対称位置に２箇所形成されている。さらに、各クランプ用段部３０としてのカム部３０ａにはクランクピン１１の動きを止めるストッパ部３４が形成されている。このストッパ部３４によりロータリシリンダ３により回動されるクランクピン１１を強制的に停止させることができるので、流体制御装置５による高精度な回転位置制御を不要としている。
【００１４】
また、前記流体制御装置５はクランプ機構１としての流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３の流体圧を制御するもので、圧力流体を発生させる流体ポンプ４０と、圧力流体の戻しタンク４１と、圧力流体の流れを切り換える切換弁４２と、流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３の動作を制御するシーケンス弁またはばね付チェック弁４３、４４とからなるものであり、クランプ動作時、流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３を作動させるとともに、クランクピン１１によるクランプ時、流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３に流体圧を加えないものとしている。またクランプ動作時、流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３とを作動させることより、ばね部材１４の圧縮は流体圧シリンダ２の前進力とロータリシリンダ３の回動力により行われる。
【００１５】
詳しく述べれば、流体圧シリンダ２の前進動作時、ロータリシリンダ３の回動力はピストンロッド１０、即ち、クランクピン１１に加えられこととなる。これは筒状カム３１内に開口３３を通じて挿入されているクランプピン１１はロータリシリンダ３の回動力が伝達されて回動される。このときクランプピン１１は傾斜面３０ｂに臨む位置にあるため、クランクピン１１が回動されるとクランクピン１１は傾斜面３０ｂに倣って前進することとなりばね部材１４の圧縮を補助するようになっているが、流体圧シリンダ２のみによってばね部材１４を圧縮してクランプピン１１を前進させた後、ロータリシリンダ３を作動させてクランプピン１１をクランプ用段部３０に係止させるようにしてもよいことは勿論である。
【００１６】
このように構成されたものは、金型５０を成形装置本体５１にクランプする際、金型５０を把持したロボットアーム等により金型５０に取り付けられている被クランプ部材４のクランプピン挿入用の開口３３位置と成形装置本体５１に取り付けられているクランプ機構１のクランクピン１１位置とを一致させる。その後、金型５０を前進させてクランプピン１１をクランプピン挿入用の開口３３内に挿入させる。
【００１７】
この挿入によりクランプピン１１は傾斜面３０ｂを臨む位置に配置されることとなる。この状態で流体制御装置５はクランプ機構１としての流体圧シリンダ２とロータリシリンダ３を作動させるので、この作動によりピストンロッド１０はばね部材４を圧縮しながら前進することとなる。
【００１８】
このとき流体圧シリンダ２の動作と同時にロータリシリンダ３も作動するため、ピストンロッド１０のクランクピン１１は回動して傾斜面３０ｂに倣って前進することとなる。この動作によりばね部材１４は流体圧シリンダ２の前進する力とロータリシリンダ３の回動力により圧縮されるので、流体圧シリンダ２の出力がばね部材１４の弾発力より小さくともばね部材１４を圧縮することとができる。この圧縮はクランプピン１１のストッパ部３４への当接により停止されるまで行われる。クランプピン１１の回動がストップ部３４により停止されたときクランプピン１１は約６５度回動され、クランプ用段部３０上に配置されることとなる。
【００１９】
このようにしてクランプピン１１が前進と回動を行って、クランプ用段部３０上に位置したら、流体制御装置５は流体圧シリンダ１とロータリシリンダ２とに対する流体圧を停止する。これにより金型５０はばね部材１４の弾発力によってのみ成形装置本体５１に支持されることとなる。このため金型５０のクランプにエネルギーを全く消費することがないのでランニングコストを大幅に低減できることとなる。また金型５０の交換等の際には、前記と逆の操作を行って成形装置本体５１から金型５０を離脱させればよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態に用いられる被クランプ部材を拡大して示す横断面図である。
【図３】同じく被クランプ部材を拡大して示す一部切欠側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  クランプ機構
２  流体圧シリンダ
３  ロータリシリンダ
４  被クランプ部材
５  流体制御装置
10  ピストンロッド
11  クランプピン
13  ピストン
14  ばね部材
14a  皿ばね
30  クランプ用段部
33  開口
【図１】
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【図２】
2006021219.tif 000004
【図３】
2006021219.tif 000005