JP2009006404A - Clamping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークを位置決め固定するためのクランプ装置の技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a clamping device for positioning and fixing a workpiece.
一般に、種々の組付工程や加工工程等において、ワークを位置決め固定するために各種クランプ装置が用いられているが、この様なクランプ装置として、従来、先端部にクランプ部を備えた上部クランプジョーの基端部を、クランプベースに傾動可能に軸支されたシリンダのピストンロッドの先端部に連結する一方、上部クランプジョーの中間部を、一端がクランプベースに連結された回動部材の他端に連結し、さらに、アンクランプ時に上部クランプジョーをワークよりも下方の位置に退避させるようにして、上部クランプジョーに邪魔されることなくワークを設置できるようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、例えば油圧ショベル等の建設機械の骨組となるフレームを組立てたり加工したりする場合、ワークは重量物であって、該ワークを位置決め固定するクランプ装置は、大きなクランプ力が必要となる。しかるに、前記従来のものにおいて、クランプ力はシリンダの伸長力によって付与されることになるが、該シリンダはクランプベースに傾動自在に軸支されているから、シリンダの伸長力の反力がシリンダ軸支部に作用することになって、該シリンダ軸支部に大きな負荷がかかって疲労しやすく、このため、重量物のワークをクランプする場合には適していないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。 By the way, when assembling or processing a frame that is a framework of a construction machine such as a hydraulic excavator, for example, the work is heavy, and a clamping device that positions and fixes the work requires a large clamping force. However, in the conventional apparatus, the clamping force is applied by the extension force of the cylinder. Since the cylinder is pivotally supported by the clamp base, the reaction force of the extension force of the cylinder is applied to the cylinder shaft. Since it acts on the support part, the cylinder shaft support part is subject to a large load and is easily fatigued. For this reason, there is a problem that it is not suitable for clamping a heavy work, and the present invention solves this problem. There is a challenge to try.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、ワークを位置決め固定するクランプ装置であって、該クランプ装置は、クランプベースに固定される固定クランプ部と、クランプベースに固定されるシリンダと、先端部に可動クランプ部を有し、中間部が前記クランプベースに支軸を介して揺動自在且つアーム長方向移動自在に支持されるクランプアームと、一端側が前記シリンダのピストンロッドの先端部に揺動自在に連結され、他端側がクランプアームの基端部に揺動自在に連結されるリンクと、ピストンロッドの進退移動に伴う前記クランプアームの支軸を軸とする揺動をガイドする第一ガイド部材と、ピストンロッドの進退移動に伴うクランプアームのピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動をガイドする第二ガイド部材とを備え、前記クランプアームのピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動で可動クランプ部を固定クランプ部側に引き込んで該可動クランプ部と固定クランプ部との間にワークを位置決め固定する構成であることを特徴とするクランプ装置である。
The present invention has been created in view of the above circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of
請求項1の発明とすることにより、ピストンロッドの進退移動に伴いクランプアームが支軸を軸として揺動することで、アンクランプ時に可動クランプ部をワークの設置に邪魔にならない位置に位置せしめることができると共に、クランプアームがピストンロッド進退方向に対して直交する方向に移動することで、可動クランプ部を固定クランプ部側に引き込んで該可動クランプ部と固定クランプ部との間にワークを確実に位置決め固定できることになる。しかも、前記可動クランプ部にクランプ力を付与するシリンダは、クランプベースに固定される構成であるから、ワークが重量物で大きなクランプ力が必要とされる場合であっても、該大きなクランプ力を付与するシリンダをクランプベースに安定支持できることになり、而して、例えば油圧ショベル等の建設機械の骨組みとなるフレームを組立てたり加工したり場合に最適なクランプ装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the clamp arm swings around the support shaft as the piston rod advances and retreats, so that the movable clamp portion is positioned at a position that does not interfere with the workpiece installation during unclamping. In addition, the clamp arm moves in a direction perpendicular to the piston rod advance / retreat direction, so that the movable clamp part is pulled into the fixed clamp part side, and the workpiece is securely placed between the movable clamp part and the fixed clamp part. The positioning can be fixed. In addition, since the cylinder that applies the clamping force to the movable clamp portion is configured to be fixed to the clamp base, even if the workpiece is heavy and a large clamping force is required, the large clamping force is applied. The cylinder to be applied can be stably supported by the clamp base, and therefore, an optimum clamping device can be provided when a frame that is a framework of a construction machine such as a hydraulic excavator is assembled or processed.
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図において、1はクランプ装置であって、該クランプ装置1は、本実施の形態では、図示しない油圧ショベルの旋回フレームの組付工程において、旋回フレームの側面を形成するチャンネル板等のワーク2を位置決め固定するために用いられる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings,
3は前記クランプ装置1の基台を構成するクランプベースであって、該クランプベース3の下部にはシリンダ4が固定されているが、該シリンダ4は、ピストンロッド4aが上下方向に向けて進退移動するように組み付けられている。
一方、5はクランプアームであって、該クランプアーム5は、先端部に可動クランプ部5aが形成される一方、中間部には、アーム長さ方向に長い長孔5bが開設されている。そして、該長孔5bには、クランプベース3に止着された支軸6が挿通されており、而して、クランプアーム5の中間部は、支軸6を介して、該支軸6を軸として回動自在且つクランプアーム5の長さ方向に移動自在な状態で、クランプベース3に支持されている。
On the other hand,
さらに、前記クランプアーム5とシリンダ4のピストンロッド4aとの間には、リンク7が介装されている。該リンク7は、一端側がピストンロッド4aの先端部に第一ピン軸8を介して揺動自在に連結され、且つ他端側がクランプアーム5の基端部に第二ピン軸9を介して揺動自在に連結されている。また、クランプベース3には、ピストンロッド4aの進退方向、つまり上下方向を向く長孔3aが開設されており、該長孔3aには、前記第一ピン軸8に回転自在に軸承されるローラ8aが上下動自在に嵌合されている。そして、該ローラ8aは、上記長孔3aにガイドされる状態で、ピストンロッド4aの進退移動に伴い上下移動するようになっている。
Further, a
ここで、前記支軸6、第一ピン軸8、および第二ピン軸9の位置関係について説明すると、第一ピン軸8の軸芯と支軸6の軸芯とを結ぶ直線Lに対し、第二ピン軸9の軸芯は、後述する固定クランプ部12aの反対側に位置するように構成されている。尚、本実施の形態では、支軸6の軸芯は、ピストンロッド4aの進退方向の延長線上に位置するように設計されており、而して、前記支軸6の軸芯と第一ピン軸8の軸芯とを結ぶ直線Lは、ピストンロッド4aの進退方向の延長線と一致するようになっている。
Here, the positional relationship between the
また、10はクランプベース3に組付けられるガイド体であって、該ガイド体10には第一ガイド面10aと第二ガイド面10bとが形成されており、そして、第一ガイド面10a(本発明の第一ガイド部材を構成する)は、後述するようにピストンロッド4aの進退移動に伴いクランプアーム5が支軸6を軸として揺動するときに、クランプアーム5の基端に当接することでクランプアーム5の揺動をガイドするように設定されている。一方、第二ガイド面10b(後述のガイドローラ11と共に、本発明の第二ガイド部材を構成する)は、後述するようにピストンロッド4aの進退移動に伴いクランプアーム5が水平方向(ピストンロッド4aの進退方向に対して直交する方向)に移動するときに、該クランプアーム5の基端下側縁に当接することでクランプアーム5の水平移動をガイドするように設定されている。
さらにまた、11はクランプベース3に組付けられる回転自在なガイドローラ(前述のガイド体10の第二ガイド面10bと共に、本発明の第二ガイド部材を構成する)であって、該ガイドローラ11は、後述するようにピストンロッド4aの進退移動に伴いクランプアーム5が水平方向(ピストンロッド4aの進退方向に対して直交する方向)に移動するときに、該クランプアーム5の上側縁に当接することでクランプアーム5の水平移動をガイドするように設定されている。
Furthermore, 11 is a rotatable guide roller (which constitutes the second guide member of the present invention together with the above-described
一方、12はクランプベース3にボルト13により固定される固定クランプ部材であって、該固定クランプ部材12の先端部はクランプベース3の外方に突出しており、そして該突出先端部が、前記ワーク2に当接する固定クランプ部12aになっている。尚、固定クランプ部材12に開設されるボルト挿通孔12bは長孔に形成されていて、固定クランプ部12aの位置を調整できるようになっている。
尚、本実施の形態において、固定クランプ部材12は、前述したようにボルト13によりクランプベース3に直接固定されているが、これに限定されることなく、他部材を介してクランプベースと固定クランプ部材とが固定された状態(例えば、ワーク2が設置される架台にクランプベース3と固定クランプ部材12とが共に固定されている)であっても良い。
On the other hand, 12 is a fixed clamp member fixed to the
In the present embodiment, the
そして、前記クランプ装置1は、シリンダ4のピストンロッド4aの進退移動に伴うクランクアーム5の作動に基づいて、可動クランプ部5aと固定クランプ部12aとの間にワーク2を位置決め固定することになるが、上記クランクアーム5の作動について、以下、図1〜図4に基づいて説明する。
The
まず、図1にアンクランプ状態のクランプ装置1を示すが、この状態では、シリンダ4のピストンロッド4aは最も下位置に位置していると共に、第二ピン軸9の軸芯は、第一ピン軸8の軸芯と支軸6の軸芯とを結ぶ直線Lに対し、固定クランプ部12aの反対側に僅かに偏倚した位置に位置していて、クランプアーム5は、可動クランプ部5aが固定クランプ部12a側に向けて僅かに傾斜する状態で上方を向くようになっている。また、支軸6は、クランプアーム5の長孔5bの下端に位置している。この状態では、クランプアーム5はワーク2の上方に位置しておらず、而して、クランプアーム5に邪魔されることなくワーク2を固定クランプ部12aに当接するよう配置できるようになっている。
First, FIG. 1 shows the
次いで、前記アンクランプ状態からピストンロッド4aを上動(進出)させると、図2に示す如く、ピストンロッド4aの上動に伴いクランクアーム5が支軸6を軸として矢印A方向に揺動して、可動クランプ部5aがワーク2の上方に位置するようになる。このクランプアーム5の揺動は、クランプアーム5の基端が第一ガイド部材10のガイド面10aに当接することでガイドされるようになっている。
Next, when the
前記図2の状態から、ピストンロッド4aをさらに上動させると、図3に示す如く、クランクアーム5が水平方向(ピストンロッド4aの進退方向に対して直交する方向)を向く状態となる。この状態では、クランプアーム5の基端上側縁にガイドローラ11が当接していて、これ以上のクランクアーム5の支軸6を軸とする揺動が規制されると共に、可動クランプ部5aは、ワーク2を挟んで固定クランプ部12aに対向するようになっている。
When the
前記図3の状態から、ピストンロッド4aをさらに上動させると、クランプアーム5は、図4に示す如く、上側縁に当接するガイドローラ11と下側縁に当接するガイド体10の第二ガイド面10bとによってガイドされる状態で、矢印B方向に水平移動する。これにより、可動クランプ部5aが固定クランプ部12a側に引き込まれてワーク2に当接し、而して、可動クランプ部5aと固定クランプ部12aとの間にワーク2がクランプされて位置決め固定されるようになっている。
ここで、前記ガイドローラ11およびガイド体10の第二ガイド面10bは、前述したように、クランプアーム5の水平移動時に該クランプアーム5の上側縁および下側縁に当接することで、クランプアーム5の水平移動を安定させることができるようになっている。さらに、ワーク2が位置決め固定されたクランプ状態で、クランプアーム5に支軸6を軸として揺動する方向(図4の矢印F1方向、或いは矢印F方向)の外力が働いた場合に、該外力をガイドローラ11およびガイド体10の第二ガイド面10bで受け止めることができるようになっている。
When the
Here, as described above, the
一方、ワーク2の位置決め固定を解除する場合には、前記図4の状態からピストンロッド4aを下動(退避)させると、クランプアーム5は、前述したピストンロッド4aを上動させた場合とは逆方向に動いて、順次図3、図2の状態となって、図1の状態に戻る。
On the other hand, when releasing the positioning and fixing of the
叙述の如く構成された本形態において、クランプ装置1は、クランプベース3に固定される固定クランプ部12aと、クランプベース3に固定されるシリンダ4と、先端部に可動クランプ部5aを有し、且つ中間部がクランプベース3に支軸6を介して揺動自在且つアーム長方向移動自在に支持されるクランプアーム5と、一端側がシリンダ4のピストンロッド4aの先端部に第一ピン軸8を介して揺動自在に連結され、且つ他端側がクランプアーム5の基端部に第二ピン9を介して軸揺動自在に連結されるリンク7と、ピストンロッド4aの進退移動に伴うクランプアーム5の支軸6を軸とする揺動をガイドする第一ガイド面10aと、ピストンロッド4aの進退移動に伴うクランプアーム5のピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動をガイドするガイドローラ11および第二ガイド面10bとを備えており、そして、上記クランプアーム5のピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動で可動クランプ部5aを固定クランプ部12aに向けて引き込むことで、該可動クランプ部5aと固定クランプ部12aとの間にワーク2が位置決め固定されることになる。
In the present embodiment configured as described, the
この結果、クランプアーム5の支軸6を軸とする揺動で、可動クランプ部5aをワーク2の設置に邪魔にならない位置と、ワーク2を挟んで固定クランプ部12aに対向する位置とに変位させることができることになって、アンクランプ時に可動クランプ部5aに邪魔されることなくワーク2を配置できると共に、クランプアーム5のピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動で、可動クランプ部5aが固定クランプ部12a側に引き込まれることになって、該可動クランプ部5aと固定クランプ部12aとの間にワーク2を確実に位置決め固定できることになる。しかも、前記可動クランプ部5aにクランプ力を付与するシリンダ4は、クランプベース3に固定される構成であるから、ワーク2が重量物で大きなクランプ力が必要とされる場合であっても、該大きなクランプ力を付与するシリンダ4をクランプベース3に安定支持できることになり、而して、例えば油圧ショベル等の建設機械の骨組みとなるフレームを組立てたり加工したり場合に最適なクランプ装置1を提供することができる。
As a result, the
1 クランプ装置
2 ワーク
3 クランプベース
4 シリンダ
4a ピストンロッド
5 クランプアーム
5a 可動クランプ部
6 支軸
7 リンク
10 ガイド体
10a 第一ガイド面
10b 第二ガイド面
11 ガイドローラ
12a 固定クランプ部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該クランプ装置は、
クランプベースに固定される固定クランプ部と、
クランプベースに固定されるシリンダと、
先端部に可動クランプ部を有し、中間部が前記クランプベースに支軸を介して揺動自在且つアーム長方向移動自在に支持されるクランプアームと、
一端側が前記シリンダのピストンロッドの先端部に揺動自在に連結され、他端側がクランプアームの基端部に揺動自在に連結されるリンクと、
ピストンロッドの進退移動に伴う前記クランプアームの支軸を軸とする揺動をガイドする第一ガイド部材と、
ピストンロッドの進退移動に伴うクランプアームのピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動をガイドする第二ガイド部材とを備え、
前記クランプアームのピストンロッド進退方向に対して直交する方向の移動で可動クランプ部を固定クランプ部側に引き込んで該可動クランプ部と固定クランプ部との間にワークを位置決め固定する構成であることを特徴とするクランプ装置。 A clamping device for positioning and fixing a workpiece,
The clamping device
A fixed clamp part fixed to the clamp base;
A cylinder fixed to the clamp base;
A clamp arm having a movable clamp portion at the tip, and an intermediate portion supported by the clamp base so as to be swingable and movable in the arm length direction via a support shaft;
A link whose one end side is swingably connected to the tip of the piston rod of the cylinder and whose other end is swingably connected to the base end of the clamp arm;
A first guide member that guides rocking about the support shaft of the clamp arm as the piston rod moves forward and backward;
A second guide member that guides the movement of the clamp arm in a direction perpendicular to the piston rod advance / retreat direction accompanying the advance / retreat movement of the piston rod;
The structure is such that the workpiece is positioned and fixed between the movable clamp portion and the fixed clamp portion by pulling the movable clamp portion toward the fixed clamp portion by moving the clamp arm in a direction perpendicular to the piston rod advance / retreat direction. A clamping device.
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