(57)【要約】      （修正有）【課題】小型でかつ簡単な構成で確実にメカニックロックできるクランプ装置を提供する。【解決手段】Ｔ溝を有する基盤４の一面に金型２が接触した状態において、Ｔ溝に係合した係合部８を一端に有するロッド１０の他端部が、金型２の側方を通って基盤４の反対側に突出している。ロッド１０の他端側をケース１４が包囲し、金型２側に移動可能である。ロッド１０の長さ方向と直交する方向にロッド１０の他端側に半月ピン２２が設けられている。ロッド１０の長さ方向及び半月ピン２２の長さ方向それぞれにとほぼ直交する方向に進退可能に設けられた楔部材２６が、半月ピン２２の外面に接触する楔２６ｃを有する。楔部材２６が先端に設けられた雄ねじ部材２８の外周面に台形雄ねじ３０が形成され、かつ回転不能とされている。雌ねじ部材３４の孔３６の内周面の台形雌ねじ３８に雄ねじ３０が螺合し、雌ねじ部材３４を電気モータ４６が回転させる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
固定部及び被固定部材の一方であってＴ溝を有するものの一面に、前記固定部及び被固定部材の他方が接触した状態において、前記Ｔ溝に係合する係合部を一端に有し、前記固定部及び被固定部材の一方の反対側に他端部が位置するロッドと、
このロッドの他端側を包囲し、前記被固定部材側に前記ロッドの長さ方向である第１の方向に沿って前記ロッドと相対移動するケースと、
前記第１の方向とほぼ直交する第２の方向に沿って前記ロッドの他端側に設けられた駆動軸と、
前記第１及び第２の方向とほぼ直交する第３の方向に進退可能に配置され、前記駆動軸の外面に接触する楔面を有する駆動部材と、
前記駆動部材が先端に設けられ、外周面に台形雄ねじが形成され、かつ回転不能とされた雄ねじ部材と、
前記第３の方向に沿う孔を有し、その内周面に前記台形雄ねじが螺合している台形雌ねじが形成された雌ねじ部材と、
前記雌ねじ部材に回転力を伝達する電気モータとを、
具備するクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクランプ装置において、前記楔の楔角がその摩擦角以下であるクランプ装置。
【請求項３】
請求項１記載のクランプ装置において、前記楔の楔角がその摩擦角よりも大きいクランプ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、移動式Ｔ溝使用機器、例えばプレス機械等において金型を固定したり、あるいは他の物品を所定の台上に固定したりするためのクランプ装置に関し、特に駆動源として電気モータを使用したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータを使用したクランプ装置の１例が特許文献１に開示されている。このクランプ装置では、金型に対するクランプ部材を固定部材に設けた回転軸の回りに回動自在に設け、このクランプ部材の回動を駆動部材の進退によって行うように構成されている。駆動部材を進退させるために、駆動部材の外周面に雄ねじが形成され、その雄ねじが操作部材内に設けられた孔の内周面に形成された雌ねじに螺合している。操作部材は、減速機構を介して電気モータの回転軸に結合されている。駆動部材は、固定部材内に設けた貫通孔を通ってクランプ部材に接触しており、駆動部材を回転不能とするために、上記貫通孔にスプライン嵌合されている。従って、電気モータの回転に従って駆動部材が進退し、クランプ部材が回動し、金型をクランプしたり、アンクランプしたりする。また、減速機構は、電気モータに結合された平歯車と、この平歯車の周囲に設けられて固定されている内歯車とからなり、平歯車に操作部材が取り付けられ、平歯車と内歯車とは歯数が相違させてあり、かつ偏心して配置されている。これによって、大きな減速比が得られ、電気モータに小型のものを使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第１５０２８９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
このクランプ装置では、駆動部材が固定部材の貫通孔を通過してクランプ部材に接触しているので、固定部材には、駆動部材の通過部分である貫通孔の形成部分を確保する必要があり、その部分だけ、クランプ装置の寸法が長くなり、クランプ装置を小型化することができなかった。しかも、この貫通孔と駆動部材とはスプライン嵌合しているので、その構成が複雑であった。
【０００５】
本考案は、小型でかつ簡単な構成であるクランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の一態様のクランプ装置は、固定部及び被固定部の一方であってＴ溝を有するものの一面に、固定部及び被固定部の他方が接触した状態において、前記Ｔ溝に係合する係合部を一端に有するロッドが、前記固定部及び被固定部の一方の反対側に、他端を位置させている。例えば、固定部がＴ溝を有する場合、被固定部が固定部の一面に接触し、被固定部がＴ溝を有する場合、被固定部の一面に固定部が接触する。固定部としては、例えば基盤を使用し、被固定部として金型を使用することができる。ロッドの他端側をケースが包囲し、このケースは、前記固定部及び被固定部の他方側にロッドの長さ方向である第１の方向に沿って前記ロッドと相対移動する。即ち、ケースが前記固定部及び被固定部の他方側に移動する場合もあるし、ロッドが前記固定部及び被固定部の他方側に移動する場合もある。前記第１の方向とほぼ直交する第２の方向に沿って前記ロッドの他端側に駆動軸が設けられている。前記第１及び第２の方向とほぼ直交する第３の方向に駆動部材が進退可能に設けられている。駆動部材は、前記駆動軸の外面に接触する楔面を有している。この楔面との接触面積を多くするため、前記駆動軸は、楔と接触する斜面を有することが望ましい。前記記駆動部材が雄ねじ部材の先端に設けられている。雄ねじ部材の、外周面に台形雄ねじが形成されている。この雄ねじは、回転不能とされている。前記第３の方向に沿う孔を雌ねじ部材が有し、その孔の内周面に前記台形雄ねじが螺合している台形雌ねじが形成されている。前記雌ねじ部材に回転力を電気モータが伝達する。
【０００７】
このように構成されたクランプ装置では、電気モータが雌ねじ部材を回転させると、雄ねじ部材が回転不能であるので、雄ねじ部材が駆動軸側に進行し、駆動部材が駆動軸を押圧する。その結果、ケースまたは固定部及び被固定部の一方が相対移動し、固定部及び被固定部がクランプされる。雄ねじ部材と雌ねじ部材とには台形ねじが使用されているので、大きな力が駆動部材に伝達され、この伝達された力よりも大きな力で駆動部材が駆動軸を押圧するので、電気モータの出力が小さくても、大きな力でクランプすることができ、電気モータに小型のものを使用することができ、クランプ装置を小型化することができる。しかも、ケース又は固定部及び被固定部は、第１の方向に相対移動するだけであり、旋回する部分は存在せず、ケースを小型化することができる。また、台形ねじを使用しているので、メカニックロック効果が得られる。
【０００８】
駆動部材の楔面のくさび角を、楔部材の摩擦角以下とすると、大きな楔効果が得られ、メカニックロック効果を大きくすることができる。また、楔角を摩擦角よりも大きくすると、駆動部材の楔面によるメカニックロック効果は得られない。しかし、楔面により、水平移動距離を垂直移動距離に変換する際、くさび角度が大きいので、同垂直方向の移動距離を得る場合には、水平方向の移動距離を短くでき、クランプ装置をさらに小型化することができる。
【考案の効果】
【０００９】
以上のように、本考案によるクランプ装置は、小型でかつ簡単な構成とすることができ、しかも確実なメカニックロックが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の一実施形態のクランプ装置のアンクランプ状態の縦断面図である。
【図２】図１のクランプ装置のクランプ状態の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の１実施形態のクランプ装置は、図１及び図２に示すように、被固定部材、例えば金型２を、固定部、例えば基盤４にクランプするものである。この基盤４の一面、例えば図１及び図２における下面に接触して金型２が配置されている。基盤４には、図３に示すようにＴ溝６が形成されている。
【００１２】
このＴ溝６内に、係合部８が配置され、係合部８は、Ｔ溝６の縦断面よりわずかに小さい縦断面を有するもので、実質的に係合部８は、常にＴ溝６に係合している。図１及び図２に示すように、この係合部８からＴ溝６を抜けて金型２の側方を通ってロッド１０が、第１の方向、例えば図１及び図２における上下方向に沿って、基盤４と反対側に直線状に伸びている。このロッド１０の他端部にピストン１２が設けられている。ピストン１２は、図３に示すようにＩ字状の縦断面を有している。このピストン１２は、概略直方体状に形成されたケース１４内のシリンダ１６内に収容されている。ケース１４は、図１に示すようにその上面の一部が金型２の下面の下方に位置している。シリンダ１６は、図１及び図２における上下方向に沿って、ケース１４の上面開口からケース１４の下面近傍まで形成され、ケース１４を上下方向にロッド１０に対して移動可能としている。図２に示すようにケース１４が上昇したとき、その上面が金型２に接触して、金型２を基盤４にクランプする。即ち、ケース１４は、クランプ部材としても機能する。
【００１３】
シリンダ１６の図１及び図２における下面とピストン１２の下面との間には、複数の復帰用弾性手段、例えばバネ１８が配置されている。
【００１４】
ピストン１２の下部には、第１の方向にほぼ直交する第２の方向、例えば図１及び図２の紙面の表裏方向（図３における左右方向）に円形の貫通孔２０が形成されている。この貫通孔２０内には、駆動軸、例えば半月ピン２２が配置されている。半月ピン２２は、図３に示すように、その両端が貫通孔２０から突出している。半月ピン２２は、図１及び図２に示すように傾斜面２４を図１及び図２における右斜め上方に有している。
【００１５】
図３におけるピストン１２の左右両側には、駆動部材、例えば楔部材２６の二股の先端部２６ａ、２６ａがピストン１２と接して配置されている。これら二股部は、ピストン１２の両側を通って、第１及び第２の方向にほぼ直交する第３の方向、例えば図１及び図２における右側方向に伸び、ピストン１２を過ぎた部分で連結部２６ｂによって連結されている。即ち、楔部材２６は、平面から見ると横倒された凹字状をなしている。なお、図３に示すように、楔部材２６の両面とケース１４との間、及び楔部材２６の上面とケース１４との間には、それぞれガイド部材２８、３０が配置されている。楔部材２６の先端部２６ａ、２６ａの下面後方には、半月ピン２６の傾斜面２４と面接触する楔面２６ｃが形成されている。図１に示すように、楔面２６ｃが水平面となす角度がくさび角αである。
【００１６】
楔部材２６の連結部２６ｂの後面には、図１及び図２における右方向に伸びる、例えば円筒状の雄ねじ部材２８が取り付けられている。雄ねじ部材２８の外周面には台形雄ねじ３０が形成されている。この雄ねじ部材２８は、ケース１４に連ねて図１及び図２の右側に設けたケース３２内にある雌ねじ部材３４の中心に形成した貫通孔３６に設けた台形雌ねじ３８に螺合している。雌ねじ部材３４は、概略円筒状に形成され、軸受３９、４０、４２によって回転自在にケース３２に支持され、雌ねじ部材３４の中心はケース３２の中心と一致している。
【００１７】
この雌ねじ部材３４には、回転伝達機構、例えば減速機構を介して電気モータ４６の回転力が伝達される。即ち、電気モータ４６の回転軸４８は、ケース３２の中心を通ってケース３２内に突出している。回転軸４８には、減速機構の平歯車５０が連結されている。この平歯車５０は、ケース３２の内面に設けた減速機構の内歯車５２と噛み合っている。内歯車５２は、クラッチ５１によってケース３２に押圧固定されている。内歯車５２の中心とケース３２の中心と平歯車５０の中心とは一致している。平歯車５０は、雌ねじ部材３４に軸５４、５４によって連結されている。符号５６、５６で示すのは、回転軸４８に対する軸受である。
【００１８】
なお、係合部８の金型２と反対側の面の下方には、ストッパ５８が取り付けられている。ストッパ５８は、このクランプ装置が自走して、金型２の位置に到達したときに、クランプ装置を停止させるためのものである。また、係合部８内のストッパ５８と反対側の面には、Ｔ溝６内で、このクランプ装置を滑らせ、また傾きを防止するためのローラ６０が取り付けられている。
【００１９】
なお、図１に示す楔部材２６の楔面２６ｃのくさび角αは、例えば楔面の２６ｃの摩擦角の２倍以下とされている。
【００２０】
このように構成されたクランプ装置では、図１に示すようなアンクランプ状態において、電気モータ４６の回転軸４８を所定の方向に回転させると、その回転力が減速機構によって減速されて、雌ねじ部材３４に伝達され、雌ねじ部材３４が回転軸４８の回りに回転する。このとき、楔部材２６の先端２６ａはピストン１２の両面に接触しているので、回転不能である。従って、楔部材２６に結合されている雄ねじ部材２８も回転不能である。その結果、雄ねじ部材２８及び楔部材２６が図１における左側に移動し、楔面２６ｃが楔効果によって半月ピン２２を下方に押圧する。このとき、係合部８がＴ溝６に係合しているので、ロッド１０、ピストン１２は移動せず、ケース１４、３２がバネ１８のバネ力に抗しながら上昇し、図２に示すようにケース１４が金型２に接触し、金型を基盤４にクランプする。なお、電気モータ４６の停止は、図示していない検出装置が、クランプ状態になったことを検出することによって行われる。
【００２１】
このクランプ状態において、電気モータ４６を前記所定方向と反対方向に回転させると、楔部材２６及び雄ねじ部材２８が図２における右側に移動し、バネ１８のバネ力によってケース１４、３２が押し下げられて、金型のクランプが解除され、図１に示すアンクランプ状態に戻る。
【００２２】
このクランプ装置では、ケース１４、３２を昇降させて、金型２をクランプ及びアンクランプするために、楔部材２６の楔２６ｃを使用しているので、楔部材２６に加えられた力よりも大きな力で、ピストン１２を押圧することができる。従って、電気モータ４６に小型のものを使用することができ、クランプ装置全体を小型化することができる。また、ケース１４は、楔部材２６が進退するスペースがあればよいので、ケース１４も小型化することができ、益々クランプ装置全体を小型化することができる。
【００２３】
また、くさび角αを摩擦角よりも小さく設定すると、楔面２６ｃによるメカニックロックと、台形雄ねじ３０及び台形雌ねじ３８の使用によるメカニックロックとの二重のメカニックロック効果が得られる。従って、クランプ状態を確実に維持することができる。
【００２４】
また、くさび角αを摩擦角以上とすると、メカニックロックの効果は減少するが、ケース１４、３２を所定距離上昇させるために楔部材を水平方向に移動させる距離を短くすることができ、このクランプ装置を小型化することができる。その場合、メカニックロック効果は、台形雄ねじ３０及び台形雌ねじ３８によって得る。
【００２５】
上記の実施形態では、ケース１４、３２を基盤４に対して昇降させたが、例えば図１における金型２の位置に基盤４を配置し、この基盤４にケース１４を固定し、基盤４の位置に金型２を配置し、金型２にＴ溝６を設け、係合部６をロッド１０が降下した際にＴ溝６の底面（ケース１４に面している面）に係合して、金型２を基盤４に押圧固定するように構成することもできる。また、上記の実施形態では、金型２を基盤４にクランプする例を示したが、これに限ったものではなく、固定部に被固定部をクランプするものであれば、種々のものに本考案を実施することができる。
【００２６】
上記の実施形態では、平歯車５０及び内歯車５２からなる減速機構を介して電気モータ４６の回転力を雌ねじ部材３４に伝達したが、他の構成の減速機構を使用することもできるし、極端な場合、雌ねじ部材３４を電気モータ４６によって直接に回転させることもできる。
【００２７】
上記の実施形態では、半月ピン２２をピストン１２と別個に形成したが、ピストン１２と一体に形成することもできる。また、楔部材２６は、２つの先端部２６ａ有するものを示したが、例えば１つの先端部２６ａのみを有するものとすることもできる。上記の実施形態では、楔部材２６の２つの先端部２６ａをピストン１２に接触させることによって雄ねじ部材２８を回転不能としたが、図３に示すガイド２８、３０を先端部２６ａに接触させることによって雄ねじ部材２８を回転不能とすることもできる。
【符号の説明】
【００２８】
２  金型（被固定部）
４  基盤（固定部）
６  Ｔ溝
８  係合部
１０  ロッド
２２  半月ピン（駆動軸）
２６  楔部材（駆動部材）
２８  雄ねじ部材
３４  雌ねじ部材
４６  電気モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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