(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面を提供するチャック本体と、上記チャック本体にあって放射方向に移動可能に取り付けられ放射方向内側に移動することによりワークを把持する複数個のクランプ部材と、を備えたクランプ装置において、
上記クランプ部材は、クランプ部材本体と、上記クランプ部材本体に対してブリッジ部を介して設けられ上記ブリッジ部の弾性変形によって上記基準面方向であって且つ放射方向外方に変位可能なクランプ部と、から構成されていて、
クランプ時には上記クランプ部材が放射方向内側に移動して上記クランプ部がワークを介して付勢されて上記ブリッジ部の弾性変形によって上記基準面方向であって且つ放射方向外方に変位し、それによって、ワークを上記基準面に押し付けながらクランプし、非クランプ時には上記クランプ部材が放射方向外側に移動することにより上記クランプ部が復帰し、
上記クランプ部材本体とクランプ部の間には凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクランプ装置において、
単一部材をワイヤーカット法によって切断することにより上記ブリッジ部を残して隙間を存した状態で二分し、一方をクランプ部材本体とするとともに他方をクランプ部とし、上記隙間の途中に上記凹凸嵌合部を設けたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項２記載のクランプ装置において、
上記凹凸嵌合部における基準面側の隙間の大きさを反基準面側の隙間の大きさより大きくしたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載のクランプ装置において、
上記凹凸嵌合部は上記基準面に向かう方向に沿って上記クランプ部の中間部に設けられていることを特徴とするクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複数個のクランプ部材によって基準面に沿って配置されたワークを挟み込むようにしてクランプするクランプ装置に係り、特に、クランプ時にワークが基準面から浮上してその位置が不用意に変動してしまうことを防止することができるようにし、且つ、その機械的強度を高めるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランプ装置は概略次のような構成になっている。まず、一対のクランプ部材があり、これら一対のクランプ部材は相対的に離接可能に構成されている。そして、相対的に接近していくことによりその間に配置され基準面上に載置されたワークを挟み込むようにしてクランプするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
従来のクランプ装置の場合には、一対のクランプ部材を相対的に接近させて基準面上のワークを挟み込むようにしてクランプするが、その際、ワークに対して上向きの力が作用してしまい、その結果、クランプ時にワークが基準面から僅かに浮上した状態になってしまうという問題があった。このように、ワークが基準面から浮上した状態でクランプされてしまうと、精度の高い加工を施すことができなくなってしまうという問題があった。つまり、各種の加工の精度を担保しても、そもそもワークが基準面から浮上していてその位置がずれているわけであるから、結局、高い寸法精度を得ることができなくなってしまうものである。
因みに、クランプ時に一対のクランプ部材とは別に、ワークを基準面に対して押し付ける機構を備えたものが提案されているが、この場合には、一対のクランプ部材とは別にワークを基準面に押し付けるための機構が必要となり、それによって、構成の複雑化、装置の大型化を招いてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、クランプ時におけるワークの基準面からの浮上を防止して所定位置に位置させることができ、且つ、その機械的強度を高めるように工夫したものに関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるクランプ装置は、基準面を提供するチャック本体と、上記チャック本体にあって放射方向に移動可能に取り付けられ放射方向内側に移動することによりワークを把持する複数個のクランプ部材と、を備えたクランプ装置において、上記クランプ部材は、クランプ部材本体と、上記クランプ部材本体に対してブリッジ部を介して設けられ上記ブリッジ部の弾性変形によって上記基準面方向であって且つ放射方向外方に変位可能なクランプ部と、から構成されていて、クランプ時には上記クランプ部材が放射方向内側に移動して上記クランプ部がワークを介して付勢されて上記ブリッジ部の弾性変形によって上記基準面方向であって且つ放射方向外方に変位し、それによって、ワークを上記基準面に押し付けながらクランプし、非クランプ時には上記クランプ部材が放射方向外側に移動することにより上記クランプ部が復帰し、上記クランプ部材本体とクランプ部の間には凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項２によるクランプ装置は、請求項１記載のクランプ装置において、  単一部材をワイヤーカット法によって切断することにより上記ブリッジ部を残して隙間を存した状態で二分し、一方をクランプ部材本体とするとともに他方をクランプ部とし、上記隙間の途中に上記凹凸嵌合部を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項３によるクランプ装置は、請求項２記載のクランプ装置において、  上記凹凸嵌合部における基準面側の隙間の大きさを反基準面側の隙間の大きさより大きくしたことを特徴とするものである。
又、請求項４によるクランプ装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のクランプ装置において、上記凹凸嵌合部は上記基準面に向かう方向に沿って上記クランプ部の中間部に設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
すなわち、本願発明によるクランプ装置の場合には、クランプ部材を、クランプ部材本体とクランプ部とから構成し、これらクランプ部材本体とクランプ部とを一体に又は別体に設けると共にクランプ部をクランプ部材本体に対して弾性変位可能に構成したものである。そして、クランプ部は非クランプ時には弾性復帰されていて、クランプ時にはワークを介して付勢されて弾性変位するようになっている。つまり、クランプ時には弾性変位することによりワークを基準面に押し付ける作用をなし、それによって、クランプ時におけるワークの基準面からの浮上を防止するようにしたものである。
又、クランプ部材本体とクランプ部の間には凹凸嵌合部を設けることにより、例えば、クランプ部に外力、例えば、捻れ方向に外力が作用したような場合に、該凹凸嵌合部を介してクランプ部材本体側にて対向することができ、それによって、機械的強度を高めることができるものである。
又、クランプ部材本体とクランプ部をどのように構成するかについては、例えば、単一部材に隙間を設けて該隙間を介して単一部材を部分的に二分することにより一方をクランプ部材本体とするとともに他方をクランプ部とすることが考えられる。つまり、非クランプ時にはクランプ部が弾性復帰していてクランプ部材本体との間に隙間が形成された状態になっている。これに対して、クランプ時には隙間の範囲内でクランプ部が弾性変位してワークを基準面に押し付けながらクランプするものである。又、凹凸嵌合部はその隙間の途中に設けられることになる。
又、その際、クランプ部をその先端にいくにしたがってクランプ部材本体より大きく離間するように二分することが考えられ、それによって、ワークを基準面に押し付ける力をより効果的に発生させることができる。
又、隙間を形成する手段としては、例えば、ワイヤーカット法を採用することが考えられる。
尚、ワイヤーカット法以外の方法によって隙間を形成してもよい。
又、クランプ部をクランプ部材本体に対して別体に組み込むことが考えられる。
又、凹凸嵌合部を軸方向の中間部に設けることが考えられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この第１の実施の形態の場合には、本発明を旋盤のチャック手段に適用したものであり、まず、チャック本体１がある。このチャック本体１には三足状に延長された基準面体３が複数本（この実施の形態の場合には６本）の固定ねじ５によって取付・固定されている。上記基準面体３は１２０°で三等分された方向に放射状に延長された３個の基準面体要素３ａを備えていて、これら各基準面体要素３ａの端面（図２中ｋ上面）が基準面７となっている。
【０００８】
上記３個の基準面体要素３ａ相互間にはそれぞれクランプ部材９が取り付けられている。これら３個のクランプ部材９は１２０°で三等分された方向に放射状に延長された状態で設置されていて、図示しない駆動手段によって放射方向に沿って移動可能に取り付けられている。そして、これら３個のクランプ部材９によってワーク１１を上記基準面７に押し付けながら把持するものである。
【０００９】
上記クランプ部材９は次のような構成になっている。まず、クランプ部材本体１３があり、このクランプ部材本体１３の放射方向内周側には、クランプ部１５が、一体であって、且つ、弾性変位可能な状態で設けられている。上記クランプ部材本体１３とクランプ部１５は、当初は単一の部材であるが、そこにワイヤーカット法を施すことにより、図３に示すように、隙間１７、１９、２１を形成し、それによって、クランプ部材本体１３とクランプ部１５とに部分的に二分するものである。
【００１０】
上記ワイヤーカット法による切断をより詳しく説明すると、例えば、１回目のワイヤーカットによって隙間１７を形成する。次に、２回目のワイヤーカットによって隙間１９を形成する。そして、３回目のワイヤーカットによって隙間２１を形成するものである。それら３回のワイヤーカットによって、ブリッジ部２３、２５を得ることができ、クランプ部１５はこれらブリッジ部２３、２５を介して、クランプ部材本体１３に対して弾性変位可能に構成されることになる。
尚、図１に示す他の２個のクランプ部材９についても同様の構成になっている。
【００１１】
上記クランプ部１５の弾性変位について説明する。まず、非クランプ時、すなわち、クランプ部１５にワーク１１を介して力が作用していない場合には、図３に示すような状態にある。その際、画隙間１７、１９、２１は開いた状態にあり、クランプ部１５は何ら弾性変位していない状態にある。これに対して、クランプ時、すなわち、ワーク１１を介して力が作用している場合には、クランプ部１５がブリッジ部２５、２７を介して図３中左下方向（矢印ａで示す方向）に弾性変位する。そして、その変位はクランプ部１５がクランプ部材本体１３に当接するまで許容されるものである。クランプ部材９のこのような作用によって、クランプされるワーク１１は基準面７方向に押圧・付勢されながらクランプされることになる。
【００１２】
又、既に説明した隙間１７、１９、２１の内、隙間１９の図３中縦方向中間部位には凹凸嵌合部３１が設けられている。すなわち、クランプ部材本体１３側には鋭角状の凹部３３が形成されており、これに対して、クランプ部１５側には鋭角状の凸部３５が設けられている。又、上記凹凸嵌合部３１は、図３中紙面に直交する方向に延長されている。このような凹凸嵌合部３１を設けることにより、クランプ部１５にワーク１１を凹圧する方向以外の方向から外力が作用したような場合、例えば、捻れが発生したような場合の機械的強度を高めようとするものである。つまり、そのような外力が作用した場合には、上記凹部３３に凸部３５が密着して面上にて力を受けるようになるからである。
【００１３】
上記凹部３３と凸部３５であるが、凹部３３の傾斜面３３ａと凸部３５の傾斜面３５ａとの隙間は比較的小さく設定されていて、凹部３３の傾斜面３３ｂと凸部３５の傾斜面３５ｂとの隙間は比較的大きく設定されている。このような工夫を施すことより、クランプ時にクランプ部１５が矢印ａ方向に変位してワーク１１をクランプする場合、上記傾斜面３３ａと傾斜面３５ａが密着すると共に傾斜面３３ｂと傾斜面３５ｂが密着することになる。
【００１４】
以上の構成を基にその作用を説明する。
すなわち、図１、図２に示すように、３個のクランプ部材９の間にワーク１１を配置する。その状態で３個のクランプ部材９を放射方向内周側に向けて徐々に移動させていく。やがて、各クランプ部材９のクランプ部１５がワーク１１に当接する。そこからさらに移動していくことにより、各クランプ部１５が、ブリッジ部２５、２７の弾性変位を介して斜め下方に移動していく。それによって、ワーク１１はクランプされながら基準面７方向に押圧・付勢されることになる。
【００１５】
又、上記通常時の作用とは別に、クランプ部１５に対して、例えば、斜め方向から外力が作用するようなことが想定される。この場合にはクランプ部１５に対してこれを捻るような作用が働くことになる。このような場合には、凹凸嵌合部３１が効果的に機能して、そのような外力を受けることになる。つまり、延長して設けられた凸部３５と押部３３の各傾斜面３３ａ、３５ａ、３３ｂ、３５ｂが密着することにより、外力を面上にて受けるようになり、それによって、外力に対して効果的に機能して、クランプ部材、特に、ブリッジ部２５、２７への過大な負荷の作用を軽減させて、その健全性の維持を図ることができる。
【００１６】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、クランプ時におけるワーク１１の浮上を規制して基準面７上に押し付けた状態でクランプすることができるようになった。これは、クランプ部材９のクランプ部１５がクランプ時に斜め下方に付勢されることにより、ワーク１１を下方、すなわち、基準面７に押し付ける力が作用するからである。
又、本実施の形態においては、クランプ部材９は極めて簡単な構成であり、つまり、単一部材に所定のワイヤーカットを施して、隙間１７、１９、２１を形成しただけのものである。したがって、構成を複雑化させることもなければ、装置を大型化させるようなこともない。
又、隙間１９には凹凸嵌合部３１が設けられていて機械的強度が高くなっているので、クランプ部１５に何らかの外力、例えば、捻れ方向の外力が作用したような場合に、これに効果的に対向して健全性の維持を図ることができる。
【００１７】
次に、図４乃至図６を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、２個のブリッジ部２５、２７を設けて、これら２個のブリッジ部２５、２７を介してクランプ部１５を変位させるようにしたが、この第２の実施の形態の場合には１個のブリッジ部を介してクランプ部１５を変位させるようにしたものである。以下、詳細に説明する。
【００１８】
この第２の実施の形態におけるクランプ部材９は次のような構成になっている。まず、クランプ部材本体１３があり、このクランプ部材本体１３の放射方向内周側には、クランプ部１５が、一体であって、且つ、弾性変位可能な状態で設けられている。上記クランプ部材本体１３とクランプ部１５は、当初は単一の部材であるが、そこにワイヤーカット法を施すことにより、図６に示すように、隙間１０１を形成し、それによって、クランプ部材本体１３とクランプ部１５とに部分的に二分するものである。又、上記ワイヤーカットによって、ブリッジ部１０３を得ることができ、クランプ部１５はこのブリッジ部１０３を介して、クランプ部材本体１３に対して弾性変位可能に構成されることになる。
尚、図４に示す他の２個のクランプ部材９についても同様の構成になっている。
【００１９】
又、図６に示すように、クランプ部１５の先端面１５ａは垂直線に対してα°の角度だけ傾斜している。又、隙間１０１も同じくα°の角度で図中下方に向かって拡開されている。そして、クランプ時には、クランプ部１５が図６中矢印ａ方向に変位していき、先端面１５ａが垂直線と一致した状態でクランプされるようになる。そのとき、隙間１０１も閉じられることになる。このような構成を採用することによりクランプ力をより大きくすることができる。
【００２０】
又、既に説明した隙間１７の図６中縦方向中間部位には凹凸嵌合部１０５が設けられている。すなわち、クランプ部材本体１３側には鋭角状の凹部１０７が形成されており、これに対して、クランプ部１５側には鋭角状の凸部１０９が設けられている。又、上記凹凸嵌合部１０５は、図６中紙面に直交する方向に延長されている。このような凹凸嵌合部１０５を設けることにより、クランプ部１５にワーク１１を押圧する方向以外の方向から外力が作用したような場合、例えば、捻れが発生したような場合の機械的強度を高めようとするものである。つまり、そのような外力が作用した場合には、上記凹部１０７に凸部１０９が密着して面上にて力を受けるようになるからである。
【００２１】
上記凹部１０７と凸部１０９であるが、凹部１０７の傾斜面１０７ａと凸部１０９の傾斜面１０９ａとの隙間は比較的小さく設定されていて、凹部１０７の傾斜面１０７ｂと凸部１０９の傾斜面１０９ｂとの隙間は比較的大きく設定されている。このような工夫を施すことより、クランプ時にクランプ部１５が変移してワーク１１をクランプする場合、上記傾斜面１０７ａと傾斜面１０９ａが密着すると共に傾斜面１０７ｂと傾斜面１０９ｂが密着することになる。
【００２２】
したがって、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。又、前記第１の実施の形態の場合に比べて構成は簡単である。
【００２３】
尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記第１、第２の実施の形態の場合には、旋盤のチャック手段を例に挙げて、３個のクランプ部材によってワークを把持する場合について説明したが、それ以外にも様々な構成のものに適用可能である。その際、チャック部材の個数等についてもこれを特に限定するものではない。例えば、一対のチャック部材によってワークを把持するようなものについても同様に適用可能である。
又、前記第１、第２の実施の形態の場合には、ワークを上から下に向けて押し付けるようにして示したが、その方向性については特に限定するものではなく、水平方向に押し付けるタイプ、傾斜方向に押し付けるタイプ等様々なものが考えられる。
又、前記第１、第２の実施の形態では、クランプ部がクランプ部材本体に一体になっているものを例に挙げて説明したが、別体のものに対しても同様に適用可能である。
又、隙間の個数、大きさ等についても任意である。
又、凹凸嵌合部に関しても、その構成を図示したものに限定するものではなく、凹凸嵌合部の個数、形状、位置を含めて様々な構成が考えられる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によるクランプ装置によると、まず、クランプ時におけるワークの浮上を規制して基準面上に押し付けた状態でクランプすることができるようになった。これは、クランプ部材のクランプ部がクランプ時に基準面方向に付勢されることにより、ワークを基準面に押し付ける力が作用するからである。
又、クランプ部材は極めて簡単な構成であり、よって、構成を複雑化させることもなければ、装置を大型化させるようなこともない。
又、凹凸嵌合部が設けられていて機械的強度が高くなっているので、クランプ部に何等かの外力、例えば、捻れ方向の外力が作用したような場合に、これに効果的に対向して健全性の維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、クランプ装置の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＩＩ部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、クランプ装置の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図５のＶＩ部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１  チャック本体
３  基準面体
３ａ  基準面体要素
５  固定ねじ
７  基準面
９  クランプ部材
１１  ワーク
１３  クランプ部材本体
１５  クランプ部
１７  隙間
１９  隙間
２１  隙間
２５  ブリッジ部
２７  ブリッジ部
３１  凹凸嵌合部
３３  凹部
３５  凸部
１０１  隙間
１０３  ブリッジ部
１０５  凹凸嵌合部
１０７  凹部
１０９  凸部
【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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