JP2023008636A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な力でワークをクランプすることが可能なクランプ装置を提供する。【解決手段】クランプ装置１は、駆動伝達部材４、クランプ部材５及び支持部材６を備える。駆動伝達部材４は、駆動源３からの動力を受けることによりハウジング２内において第１方向Ｄ１に移動可能であり、当該移動に応じた第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１を伝達するための伝達面４１を有する。クランプ部材５は、伝達面４１から受けた第１力Ｆ１を第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換するように伝達面４１と摺接する摺接面５１１と、ワークＷをクランプするために第２方向Ｄ２を向くクランプ面５３１と、を有する。支持部材６は、駆動伝達部材４における第２方向Ｄ２とは反対の第３方向Ｄ３側を向く面４２に接触する接触面６１を有し、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持するためにハウジング２に対して着脱可能に固定されている。【選択図】図３

Description

本発明は、クランプ装置に関する。

切断装置等の工作機械は、機械加工の対象のワークをクランプするためのクランプ装置を備えている。この種のクランプ装置が例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されるクランプ装置は、駆動源としての油圧シリンダのピストンロッドに連結された楔状締付ブロックと、ワークをクランプするためのクランプブロックとを備えている。このクランプ装置では、楔状締付ブロックは、クランプ装置の外郭構造を成すワーク押枠の内面に接触した状態で配置されている。楔状締付ブロックは、ピストンロッドの移動に応じてワーク押枠の内面に摺接しながら移動することにより、クランプブロックに力を伝達する。クランプブロックは、楔状締付ブロックから伝達された力に応じてワークに向かって移動することにより、ワークをクランプする。

実公昭６１－１６０２４号公報

特許文献１に開示されるクランプ装置では、クランプブロックがワークをクランプした状態において、ワーク押枠は、楔状締付ブロックがクランプブロックから受ける反力に抗するように楔状締付ブロックを支持する。このワーク押枠が楔状締付ブロックの摺接によって過剰に摩耗した場合、ワーク押枠が楔状締付ブロックを適切に支持することができなくなる虞がある。この場合、楔状締付ブロックの少なくとも一部がクランプブロックから受ける反力によりワークから離れる方向に変位し、クランプブロックによるワークのクランプ力が低下することがある。これにより、クランプブロックによってワークを適切な力でクランプすることができなくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、適切な力でワークをクランプすることが可能なクランプ装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るクランプ装置は、ワークをクランプするための装置である。このクランプ装置は、ハウジングと、駆動源からの動力を受けることにより第１方向に移動可能な状態で前記ハウジング内に設けられ、当該移動に応じた前記第１方向の第１力を伝達するための伝達面を有する駆動伝達部材と、前記第１方向への移動が規制され且つ前記第１方向と交差する第２方向への移動が許容された状態で前記ハウジング内に設けられたクランプ部材であって、前記伝達面から前記第１力を受けるとともに当該第１力を前記第２方向の第２力に変換するように前記伝達面と摺接する摺接面と、前記ワークをクランプするために前記第２方向を向くクランプ面と、を有するクランプ部材と、前記駆動伝達部材における前記第２方向とは反対の第３方向側を向く面に接触する接触面を有し、前記駆動伝達部材が前記クランプ部材から受ける反力に抗するように前記駆動伝達部材を支持するために前記ハウジングに対して着脱可能に固定された支持部材と、を備える。そして、前記ハウジングは、前記支持部材における前記接触面とは反対の前記第３方向側を向く被支持面に接触するとともに前記反力に抗するように前記支持部材を支持するハウジング支持面を有する。

このクランプ装置によれば、駆動伝達部材は、駆動源からの動力を受けることによりハウジング内において第１方向に移動し、当該移動に応じた第１方向の第１力を伝達面からクランプ部材に伝達する。クランプ部材は、駆動伝達部材の伝達面からの第１力を摺接面で受ける。クランプ部材は、伝達面からの第１力を第１方向と交差する第２方向の第２力に変換するように摺接面が伝達面と摺接することにより第２方向に移動し、当該移動に応じた第２方向の第２力でクランプ面によりワークを押圧することでワークをクランプする。

ここで、駆動伝達部材は、ハウジングに固定された支持部材の接触面に接触した状態でハウジング内に配置されている。この場合、駆動伝達部材は、駆動源からの動力を受けることに応じて支持部材の接触面に摺接しながら移動することにより、第１方向の第１力を伝達面からクランプ部材に伝達する。支持部材は、接触面が駆動伝達部材に接触した状態において、駆動伝達部材がクランプ部材から受ける反力に抗するように駆動伝達部材を支持する。この支持部材は、駆動伝達部材と接触する接触面とは反対の被支持面がハウジングのハウジング支持面に接触した状態で、ハウジングに対して着脱可能に固定されている。

このように支持部材がハウジングに固定されているので、支持部材の被支持面とハウジングのハウジング支持面との間の摩擦を抑制することができる。これにより、ハウジングのハウジング支持面に摩耗が生じることを抑制することができるため、ハウジング支持面による支持部材の適切な支持状態を維持することができる。しかも、支持部材がハウジングに対して着脱可能であるので、支持部材の接触面が駆動伝達部材の摺接によって摩耗した場合には、新たな支持部材に交換することができる。これにより、支持部材の摩耗に起因して支持部材が駆動伝達部材を適切に支持することができなくなることを、支持部材の交換に応じて回避することができる。このため、駆動伝達部材がクランプ部材から受ける反力に抗するように駆動伝達部材を支持するという支持部材の支持機能を、支持部材の交換に応じて持続させることができる。この結果、駆動伝達部材がクランプ部材から受ける反力とは反対向きの力であってクランプ部材からワークへの第２方向の第２力を安定させることができるため、クランプ部材によってワークを適切な力でクランプすることができる。

上記のクランプ装置は、前記支持部材の前記第１方向への移動を規制するように前記ハウジングに取付けられた移動規制部材を、更に備える構成であってもよい。

駆動伝達部材は、駆動源からの動力を受けることに応じて支持部材の接触面に摺接しながら第１方向に移動する。この際、移動規制部材は、駆動伝達部材の摺接に伴って支持部材が第１方向に移動することを規制する。これにより、ハウジングに対する支持部材の固定状態を維持することができるため、支持部材の被支持面とハウジングのハウジング支持面との間の摩擦を、より確実に抑制することができる。これにより、ハウジングのハウジング支持面に摩耗が生じることをより確実に抑制することができるため、ハウジング支持面による支持部材の適切な支持状態を維持することができる。

上記のクランプ装置において、前記移動規制部材は、前記支持部材に対し前記第１力と反対向きの力を与えた状態で前記ハウジングに取付けられている構成であってもよい。

この態様では、移動規制部材は、支持部材に対し第１力と反対向きの力を与えた状態でハウジングに取付けられている。これにより、移動規制部材は、駆動伝達部材の摺接に伴って支持部材が第１方向に移動することを、より確実に規制することができる。

上記のクランプ装置は、前記ハウジング内に設けられ、前記クランプ部材が前記第２方向に対して傾いた姿勢となるのを規制する姿勢規制部材を、更に備える構成であってもよい。

クランプ部材は、摺接面が駆動伝達部材の伝達面と摺接することにより第２方向に移動する。この際、姿勢規制部材は、クランプ部材が第２方向に対して傾いた姿勢となるのを規制する。これにより、クランプ部材が第２方向に対して傾いた向きに移動することを規制することができる。このため、クランプ部材は、駆動伝達部材の第１方向の第１力を効率よく第２方向の第２力に変換することができる。この結果、クランプ部材によってワークを、第２方向の第２力で適切にクランプすることができる。

上記のクランプ装置において、前記支持部材の前記接触面は、前記第２方向に沿って見る視点において、前記駆動伝達部材の前記伝達面と前記クランプ部材の前記摺接面との接触領域における前記第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成されていてもよい。

支持部材は、接触面が駆動伝達部材に接触した状態において、駆動伝達部材がクランプ部材から受ける反力に抗するように駆動伝達部材を支持する。この際、駆動伝達部材は、駆動伝達部材の伝達面とクランプ部材の摺接面との接触領域の範囲内においてクランプ部材から反力を受ける。例えば、駆動伝達部材を第２方向に沿って見たときに、支持部材の接触面と接触して支持部材により支持されている支持部分が前記接触領域に対して第１方向に位置ずれし、支持部材の接触面とは接触せずに支持部材により支持されていない非支持部分が前記接触領域に重なっている場合、駆動伝達部材に対して支持部分を中心とする曲げ方向の力が生じる。この場合、クランプ部材から反力を受けた駆動伝達部材では、前記支持部分と前記非支持部分との境界の近傍で応力が集中することになり、当該境界の近傍を起点としてひび割れ等の損傷が生じることがある。

そこで、支持部材の接触面は、第２方向に沿って見る視点において、駆動伝達部材の伝達面とクランプ部材の摺接面との接触領域における第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。この構成では、駆動伝達部材は、第２方向に沿って見たときに、伝達面と摺接面との接触領域における第１方向の全範囲において、支持部材の接触面と接触して支持部材により支持される。これにより、クランプ部材から反力を受けた駆動伝達部材にひび割れ等の損傷が生じることを抑制することができる。

上記のクランプ装置において、前記ハウジングの前記ハウジング支持面は、前記第２方向に沿って見る視点において、前記駆動伝達部材の前記伝達面と前記クランプ部材の前記摺接面との接触領域における前記第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成されていてもよい。

駆動伝達部材は、駆動伝達部材の伝達面とクランプ部材の摺接面との接触領域の範囲内においてクランプ部材から反力を受ける。支持部材は、接触面が駆動伝達部材に接触した状態において、駆動伝達部材がクランプ部材から受ける反力に抗するように駆動伝達部材を支持する。例えば、支持部材を第２方向に沿って見たときに、ハウジングのハウジング支持面と接触してハウジングにより支持されているハウジング支持部分が前記接触領域に対して第１方向に位置ずれし、ハウジングのハウジング支持面とは接触せずにハウジングにより支持されていないハウジング非支持部分が前記接触領域に重なっている場合、支持部材に対してハウジング支持部分を中心とする曲げ方向の力が生じる。この場合、クランプ部材から反力を受けた駆動伝達部材を支持する支持部材では、前記ハウジング支持部分と前記ハウジング非支持部分との境界の近傍で応力が集中することになり、当該境界の近傍を起点としてひび割れ等の損傷が生じることがある。

そこで、ハウジングのハウジング支持面は、第２方向に沿って見る視点において、駆動伝達部材の伝達面とクランプ部材の摺接面との接触領域における第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。この構成では、支持部材は、第２方向に沿って見たときに、伝達面と摺接面との接触領域における第１方向の全範囲において、ハウジングのハウジング支持面と接触してハウジングにより支持される。これにより、クランプ部材から反力を受けた駆動伝達部材を支持する支持部材にひび割れ等の損傷が生じることを抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、適切な力でワークをクランプすることが可能なクランプ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るクランプ装置の全体構成を概略的に示す正面断面図である。 クランプ装置において、駆動伝達部材が待機位置に配置され且つクランプ部材がクランプ解除位置に配置された状態を示す側面断面図である。 クランプ装置において、駆動伝達部材が伝達位置に配置され且つクランプ部材がクランプ位置に配置された状態を示す側面断面図である。 クランプ装置の動作を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るクランプ装置について、図１～図４に基づいて説明する。図１にはクランプ装置１の正面断面図が示され、図２及び図３にはクランプ装置１の側面断面図が示され、図４にはクランプ装置１の要部の斜視図が示されている。なお、図１は、図２に示される直線Ｌの部分での断面図である。本実施形態に係るクランプ装置１は、各種の工作機械に適用することができ、機械加工の対象のワークＷをクランプするための装置である。工作機械としては、例えば、ロータリ切断装置を挙げることができる。ロータリ切断装置は、切断対象のワークＷをクランプするクランプ装置１と、ワークＷを切断するための複数のロータリカッタとを備える。ロータリ切断装置は、クランプ装置１によりワークＷを切断位置に位置決め固定し、自転するロータリカッタをワークＷに押し付けながらワークＷの外周を回転させることにより、ワークＷを切断する装置である。ロータリカッタは、自転しながらワークＷの外周を回転し、且つ次第にワークＷをその中心方向へ切削していくことで、ワークＷを切断する。ここでは、クランプ装置１が、ロータリ切断装置に適用される例について説明する。

図１に示されるように、クランプ装置１は、円筒状や多角筒状の鋼材などのワークＷを複数方向（例えば４方向）から挟み込むようにしてクランプする装置である。図１～図４に示されるように、クランプ装置１は、ハウジング２と、駆動源３と、駆動伝達部材４と、クランプ部材５と、支持部材６とを備える。クランプ装置１では、駆動伝達部材４、クランプ部材５、及び支持部材６を一組としたクランプ構造が、ワークＷの挟み込み方向の数に応じた組数で設けられている。図１に示される例のようにワークＷを４方向から挟み込む場合には、４組の前記クランプ構造が設けられる。なお、駆動源３については、各クランプ構造を一括して１台の駆動源３が設けられていてもよいし、各クランプ構造に対してそれぞれ個別に駆動源３が設けられていてもよい。

ハウジング２は、ハウジング本体２１とハウジング蓋体２２とを含む。ハウジング本体２１は、前記各クランプ構造を収容可能な水平方向に延びる収容空間と、当該収容空間を水平方向に開放する開口とを有する筒状（例えば円筒状）に形成される。ハウジング蓋体２２は、ハウジング本体２１の開口に着脱可能に取り付けられる。ハウジング蓋体２２は、ハウジング本体２１の開口を通したハウジング本体２１内へのワークＷの挿通を許容するように環状（例えば円環状）に形成される。クランプ装置１を備えたロータリ切断装置では、ハウジング２におけるハウジング蓋体２２の軸方向（水平方向）の外側にロータリカッタが配置される。この場合、ワークＷは、ロータリカッタによる切断の対象部位がハウジング蓋体２２の軸方向の外側に位置するように、前記各クランプ構造によるクランプの対象部位がハウジング本体２１内に挿通される。

ハウジング本体２１は、前記各クランプ構造における後記の支持部材６を支持するためのハウジング支持面２１１１を有するハウジング支持部２１１を備えている。このハウジング支持部２１１の詳細については後述する。

駆動源３は、前記各クランプ構造における駆動伝達部材４を、ハウジング本体２１内において第１方向Ｄ１と当該第１方向Ｄ１とは反対の第４方向Ｄ４とに移動させるための動力を発する機構である。本実施形態では、駆動源３は、シリンダ内のピストンに固定されたピストンロッド３１を備えた油圧シリンダによって構成される。この場合、駆動源３においては、シリンダ内のピストンに作動油の油圧を作用させることにより、ピストンロッド３１がハウジング本体２１内において第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４に移動する。これにより、ピストンロッド３１に連結された駆動伝達部材４は、ピストンロッド３１の移動に応じて駆動源３からの動力を受けることにより、第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４に移動する。駆動伝達部材４が移動する第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４は、特に限定されるものではないが、本実施形態では水平面に沿った方向である。

なお、駆動源３は、油圧シリンダに限定されるものではなく、駆動伝達部材４を第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４に移動させることが可能な機構であれば、広く種々の機構が採用可能である。例えば、駆動源３は、回転運動を直線運動に変換するネジ機構やカム機構等によって構成されてもよい。

次に、前記各クランプ構造を構成する駆動伝達部材４、クランプ部材５及び支持部材６について説明する。各クランプ構造では、駆動伝達部材４は、駆動源３のピストンロッド３１に連結されており、ピストンロッド３１の移動に応じて駆動源３からの動力を受けることにより、ハウジング本体２１内において第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４に移動する。クランプ部材５は、駆動伝達部材４が第１方向Ｄ１に移動することに応じて第１方向Ｄ１と交差（直交）する第２方向Ｄ２に移動するとともに、駆動伝達部材４が第４方向Ｄ４に移動することに応じて第２方向Ｄ２とは反対の第３方向Ｄ３に移動する。支持部材６は、駆動伝達部材４の第３方向Ｄ３側から駆動伝達部材４を支持する。

駆動伝達部材４は、ピストンロッド３１に連結され、その連結部分から離間した先端側の厚みが連結部分よりも薄い楔状に形成された部材である。駆動伝達部材４は、駆動源３からの動力を受けることにより第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４に移動可能な状態でハウジング本体２１内に設けられる。

駆動伝達部材４は、待機位置に配置された状態（図２）から第１方向Ｄ１に移動することにより伝達位置に配置された状態（図３）となり、一方で、伝達位置に配置された状態から第４方向Ｄ４に移動することにより待機位置に配置された状態となる。駆動伝達部材４は、待機位置から伝達位置への移動に応じた第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１をクランプ部材５に伝達するための伝達面４１を有している。伝達面４１は、駆動伝達部材４の第１方向Ｄ１の略中央に位置する部位から第１方向Ｄ１側の先端までの範囲で広がる面であり、第２方向Ｄ２に向くように前記先端に近づくに従い第３方向Ｄ３側に傾斜している。駆動伝達部材４には、伝達面４１とは反対に第３方向Ｄ３側を向く面であって、支持部材６が接触する被接触面４２が形成されている。

また、駆動伝達部材４の第１～第４方向Ｄ１～Ｄ４と直交する側方を向く側面には、側方及び第３方向Ｄ３に開くとともに後記のクランプ部材５の係合凸部５１２と係合する係合凹部４３が形成されている。この係合凹部４３は、クランプ部材５の係合凸部５１２の係合面５１２Ａと接触する被係合面４３１を有する。

クランプ部材５は、ワークＷをクランプするための部材である。クランプ部材５は、第１方向Ｄ１及び第４方向Ｄ４への移動が規制され且つ第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３への移動が許容された状態でハウジング本体２１内に設けられる。クランプ部材５は、ワークＷのクランプを解除するクランプ解除位置（図２、図４（Ａ））と、ワークＷをクランプするクランプ位置（図３、図４（Ｂ））との間を、駆動伝達部材４の移動に応じて移動する。クランプ部材５は、駆動伝達部材４が第１方向Ｄ１に移動することに応じてクランプ解除位置に配置された状態から第２方向Ｄ２に移動することにより、クランプ位置に配置された状態となる。また、クランプ部材５は、駆動伝達部材４が第４方向Ｄ４に移動することに応じてクランプ位置に配置された状態から第３方向Ｄ３に移動することにより、クランプ解除位置に配置された状態となる。

クランプ部材５は、クランプ本体５１と、クランプ本体５１における第２方向Ｄ２側の端部にベース部５２を介して接続されるクランプ部５３と、を含む。

クランプ本体５１は、駆動伝達部材４の伝達面４１と摺接する第３方向Ｄ３を向く摺接面５１１と、摺接面５１１の側方において摺接面５１１よりも第３方向Ｄ３側に延びる部分とこの部分から駆動伝達部材４側に延びる部分とを有する係合凸部５１２と、を有する。摺接面５１１は、クランプ本体５１の第４方向Ｄ４側の一端部から第１方向Ｄ１側の他端部に亘って広がる面であり、一端部から他端部に向かうに従い第３方向Ｄ３側に傾斜している。摺接面５１１は、駆動伝達部材４が第１方向Ｄ１に移動した際に、伝達面４１から第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１を受けるとともに当該第１力Ｆ１を第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換するように伝達面４１と摺接する。クランプ部材５は、駆動伝達部材４の伝達面４１からの第１力Ｆ１を第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換するように摺接面５１１が伝達面４１と摺接することにより、第２方向Ｄ２に移動する。

係合凸部５１２は、クランプ本体５１において駆動伝達部材４の係合凹部４３と係合する部分であり、係合凹部４３の被係合面４３１と接触する係合面５１２Ａを有する。クランプ部材５は、係合凸部５１２が係合凹部４３と係合した状態において、駆動伝達部材４が第４方向Ｄ４に移動した場合に、当該駆動伝達部材４の移動に応じて第３方向Ｄ３に移動する。

クランプ部５３は、クランプ部材５における第２方向Ｄ２側の端部を構成する。クランプ部５３は、ワークＷをクランプするために第２方向Ｄ２を向くクランプ面５３１を有する。クランプ部材５は、駆動伝達部材４の伝達面４１からの第１力Ｆ１を第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換するように摺接面５１１が伝達面４１と摺接することにより第２方向Ｄ２に移動し、当該移動に応じた第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２でクランプ面５３１によりワークＷを押圧することでワークＷをクランプする。

支持部材６は、駆動伝達部材４の第３方向Ｄ３側から駆動伝達部材４を支持するための板状の部材である。支持部材６は、駆動伝達部材４における被接触面４２に接触する第２方向Ｄ２側を向く接触面６１と、ハウジング本体２１におけるハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１に接触する第３方向Ｄ３側を向く被支持面６２と、を有する。

クランプ部材５が第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２でクランプ面５３１によりワークＷを押圧することでワークＷをクランプしている場合、駆動伝達部材４は、クランプ部材５から第３方向Ｄ３の反力Ｆ３を受ける。支持部材６は、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持するために、ハウジング本体２１のハウジング支持部２１１に対して着脱可能に、ねじ部材ＳＣにより固定されている。支持部材６は、ハウジング本体２１からハウジング蓋体２２を取り外した状態で、第１方向Ｄ１側の端部が露出する。この状態で、ねじ部材ＳＣによる固定を解除することで支持部材６をハウジング支持部２１１から取り外すことができる。

ハウジング支持部２１１は、ハウジング支持面２１１１が支持部材６の被支持面６２に接触した状態で、前記反力Ｆ３に抗するように支持部材６を支持する。

以上のように構成されたクランプ装置１では、駆動伝達部材４は、駆動源３からの動力を受けることによりハウジング本体２１内において第１方向Ｄ１に移動し、当該移動に応じた第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１を伝達面４１からクランプ部材５に伝達する。クランプ部材５は、駆動伝達部材４の伝達面４１からの第１力Ｆ１を摺接面５１１で受ける。クランプ部材５は、伝達面４１からの第１力Ｆ１を第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換するように摺接面５１１が伝達面４１と摺接することにより第２方向Ｄ２に移動し、当該移動に応じた第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２でクランプ面５３１によりワークＷを押圧することでワークＷをクランプする。

ここで、駆動伝達部材４は、ハウジング支持部２１１に固定された支持部材６の接触面６１に接触した状態でハウジング本体２１内に配置されている。この場合、駆動伝達部材４は、駆動源３からの動力を受けることに応じて支持部材６の接触面６１に摺接しながら移動することにより、第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１を伝達面４１からクランプ部材５に伝達する。支持部材６は、接触面６１が駆動伝達部材４に接触した状態において、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持する。この支持部材６は、駆動伝達部材４と接触する接触面６１とは反対の被支持面６２がハウジング支持面２１１１に接触した状態で、ハウジング支持部２１１に対して着脱可能に固定されている。

このように支持部材６がハウジング支持部２１１に固定されているので、支持部材６の被支持面６２とハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１との間の摩擦を抑制することができる。これにより、ハウジング支持面２１１１に摩耗が生じることを抑制することができるため、ハウジング支持面２１１１による支持部材６の適切な支持状態を維持することができる。しかも、支持部材６がハウジング支持部２１１に対して着脱可能であるので、支持部材６の接触面６１が駆動伝達部材４の摺接によって摩耗した場合には、新たな支持部材６に交換することができる。これにより、支持部材６の摩耗に起因して支持部材６が駆動伝達部材４を適切に支持することができなくなることを、支持部材６の交換に応じて回避することができる。このため、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持するという支持部材６の支持機能を、支持部材６の交換に応じて持続させることができる。この結果、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３とは反対向きの力であってクランプ部材５からワークＷへの第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２を安定させることができるため、クランプ部材５によってワークＷを適切な力でクランプすることができる。

上記の通り、支持部材６がハウジング支持部２１１に対してねじ部材ＳＣにより固定された状態で、支持部材６の接触面６１は駆動伝達部材４に摺接される。このため、支持部材６の接触面６１の耐摩耗性を高める必要がある。支持部材６を構成する材料として、高い耐摩耗性を有するＳＫＤ１１などの鋼材を適用することが考えられる。しかし、ＳＫＤ１１は、耐摩耗性に優れてはいるが比較的脆い特性を有する材料である。このため、ＳＫＤ１１によって支持部材６を構成した場合、接触面６１の耐摩耗性を高めることはできるが、支持部材６がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持するときに、支持部材６においてねじ部材ＳＣが挿通される挿通穴の近傍で亀裂等が生じる虞がある。

そこで、本実施形態では、支持部材６は、例えばＳＣＭ４４０などのクロムモリブデン鋼によって構成される。クロムモリブデン鋼は、鋼の表面に炭素を拡散浸透させる浸炭焼入れ処理によって、表面が硬化されるという特性を有する鋼材である。このため、ＳＣＭ４４０などのクロムモリブデン鋼によって構成される支持部材６は、内部のバルク特性が高い引張強さの機械的特性を有するとともに、外表面は浸炭による硬化に伴って優れた耐摩耗性を有する。すなわち、支持部材６は、ハウジング支持部２１１よりも高い引張強さの機械的特性を有するとともに、駆動伝達部材４と接触する接触面６１が優れた耐摩耗性を有する。これにより、支持部材６においては、接触面６１が優れた耐摩耗性を有するとともに、ハウジング支持部２１１に対する固定の際にねじ部材ＳＣが挿通される挿通穴の近傍で亀裂等が生じることを抑制することができる。

なお、本実施形態では、図２～図４に示されるように、クランプ部材５と支持部材６との位置関係は、クランプ部材５における摺接面５１１の中心５１１Ａ及びクランプ面５３１の中心５３１Ａと、支持部材６における接触面６１の中心６１Ａ及び被支持面６２の中心６２Ａとが、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に沿って延びる同一直線Ｌ上に位置するように、設定されている。これにより、クランプ部材５による第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２で的確にワークＷをクランプすることができるとともに、第２力Ｆ２とは反対向きの反力Ｆ３に的確に抗するように支持部材６により駆動伝達部材４を支持することができる。

既述の通り、支持部材６は、接触面６１が駆動伝達部材４に接触した状態において、駆動伝達部材４がクランプ部材５から受ける反力Ｆ３に抗するように駆動伝達部材４を支持する。この際、図４に示されるように、駆動伝達部材４は、駆動伝達部材４の伝達面４１とクランプ部材５の摺接面５１１との接触領域ＡＲの範囲内においてクランプ部材５から反力Ｆ３を受ける。例えば、駆動伝達部材４を第２方向Ｄ２に沿って見たときに、支持部材６の接触面６１と接触して支持部材６により支持されている支持部分が接触領域ＡＲに対して第１方向Ｄ１に位置ずれし、支持部材６の接触面６１とは接触せずに支持部材６により支持されていない非支持部分が接触領域ＡＲに重なっている場合、駆動伝達部材４に対して前記支持部分を中心とする曲げ方向の力が生じる。この場合、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４では、前記支持部分と前記非支持部分との境界の近傍で応力が集中することになり、当該境界の近傍を起点としてひび割れ等の損傷が生じることがある。

そこで、本実施形態では、図２～図４に示されるように、支持部材６の接触面６１は、第２方向Ｄ２に沿って見る視点において、駆動伝達部材４の伝達面４１とクランプ部材５の摺接面５１１との接触領域ＡＲにおける第１方向Ｄ１の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。この構成では、駆動伝達部材４は、第２方向Ｄ２に沿って見たときに、接触領域ＡＲにおける第１方向Ｄ１の全範囲において、支持部材６の接触面６１と接触して支持部材６により支持される。これにより、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４にひび割れ等の損傷が生じることを抑制することができる。なお、本実施形態では、支持部材６の接触面６１は、第２方向Ｄ２に沿って見る視点において、クランプ部材５の摺接面５１１における第１方向Ｄ１の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。これにより、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４に損傷が生じることをより確実に抑制することができる。

また、例えば、支持部材６を第２方向Ｄ２に沿って見たときに、ハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１と接触してハウジング支持部２１１により支持されているハウジング支持部分が接触領域ＡＲに対して第１方向Ｄ１に位置ずれし、ハウジング支持面２１１１とは接触せずにハウジング支持部２１１により支持されていないハウジング非支持部分が接触領域ＡＲに重なっている場合、支持部材６に対して前記ハウジング支持部分を中心とする曲げ方向の力が生じる。この場合、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４を支持する支持部材６では、前記ハウジング支持部分と前記ハウジング非支持部分との境界の近傍で応力が集中することになり、当該境界の近傍を起点としてひび割れ等の損傷が生じることがある。

そこで、本実施形態では、図２～図４に示されるように、ハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１は、第２方向Ｄ２に沿って見る視点において、駆動伝達部材４の伝達面４１とクランプ部材５の摺接面５１１との接触領域ＡＲにおける第１方向Ｄ１の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。この構成では、支持部材６は、第２方向Ｄ２に沿って見たときに、接触領域ＡＲにおける第１方向Ｄ１の全範囲において、ハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１と接触してハウジング支持部２１１により支持される。これにより、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４を支持する支持部材６にひび割れ等の損傷が生じることを抑制することができる。なお、本実施形態では、ハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１は、第２方向Ｄ２に沿って見る視点において、クランプ部材５の摺接面５１１における第１方向Ｄ１の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される。これにより、クランプ部材５から反力Ｆ３を受けた駆動伝達部材４を支持する支持部材６に損傷が生じることをより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、図２及び図３に示されるように、クランプ装置１は、移動規制部材７と姿勢規制部材８とを更に備える。

移動規制部材７は、支持部材６の第１方向Ｄ１への移動を規制するようにハウジング２におけるハウジング蓋体２２に取付けられた部材である。駆動伝達部材４は、駆動源３からの動力を受けることに応じて支持部材６の接触面６１に摺接しながら第１方向Ｄ１に移動する。この際、移動規制部材７は、駆動伝達部材４の摺接に伴って支持部材６が第１方向Ｄ１に移動することを規制する。これにより、ハウジング支持部２１１に対する支持部材６の固定状態を維持することができるため、支持部材６の被支持面６２とハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１との間の摩擦を、より確実に抑制することができる。これにより、ハウジング支持部２１１のハウジング支持面２１１１に摩耗が生じることをより確実に抑制することができるため、ハウジング支持面２１１１による支持部材６の適切な支持状態を維持することができる。

移動規制部材７を構成する材料は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、高い引張強さの機械的特性を有するＳＣＭ４３５などのクロムモリブデン鋼を適用することができる。移動規制部材７を高い引張強さの機械的特性を有する材料で構成することにより、支持部材６の第１方向Ｄ１側への移動を規制するときに移動規制部材７に損傷が生じることを抑制することができる。

また、移動規制部材７は、支持部材６に対し第１力Ｆ１と反対向きの力を与えた状態でハウジング蓋体２２に取付けられている構成であってもよい。具体的には、移動規制部材７は、雄ねじが形成されたボルト部材によって構成され、ハウジング蓋体２２に形成された雌ねじを有するタップ穴に螺合されることにより、支持部材６に対し第１力Ｆ１と反対向きの力を与えた状態でハウジング蓋体２２に固定される。この場合、移動規制部材７は、支持部材６の第１方向Ｄ１側の端面における、厚み方向及び幅方向の中央位置に当接するように、ハウジング蓋体２２に固定される。また、ボルト部材によって構成される移動規制部材７は、ハウジング蓋体２２の外側からのロックナットの螺合により振動等による緩みが規制される。このような構成の移動規制部材７は、駆動伝達部材４の摺接に伴って支持部材６が第１方向Ｄ１に移動することを、より確実に規制することができる。

姿勢規制部材８は、ハウジング本体２１内に設けられ、クランプ部材５が第２方向Ｄ２に対して傾いた姿勢となるのを規制するための部材である。姿勢規制部材８は、円筒状のホルダ部材８１に圧入された状態で、クランプ部材５のクランプ本体５１における摺接面５１１よりも第２方向Ｄ２側の領域部分を取り囲むように設けられる。なお、姿勢規制部材８が圧入されたホルダ部材８１は、ホルダ部材８１に対して姿勢規制部材８を抜け止めするための抜け止め部材とともにハウジング本体２１にボルト部材等により固定される。また、姿勢規制部材８は、第２方向Ｄ２において、クランプ部材５によりワークＷをクランプするときにクランプ部材５のクランプ面５３１がワークＷに接触する位置（クランプ位置）から可及的に近い位置に、配置されることが望ましい。

クランプ部材５は、摺接面５１１が駆動伝達部材４の伝達面４１と摺接することにより第２方向Ｄ２に移動する。この際、姿勢規制部材８は、クランプ部材５が第２方向Ｄ２に対して傾いた姿勢となるのを規制する。これにより、クランプ部材５が第２方向Ｄ２に対して傾いた向きに移動することを規制することができる。このため、クランプ部材５は、駆動伝達部材４の第１方向Ｄ１の第１力Ｆ１を効率よく第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２に変換することができる。この結果、クランプ部材５によってワークＷを、第２方向Ｄ２の第２力Ｆ２で適切にクランプすることができる。

１ クランプ装置
２ ハウジング
２１１１ ハウジング支持面
３ 駆動源
４ 駆動伝達部材
４１ 伝達面
４２ 被接触面
５ クランプ部材
５１１ 摺接面
５３１ クランプ面
６ 支持部材
６１ 接触面
６２ 被支持面
７ 移動規制部材
８ 姿勢規制部材
ＡＲ 接触領域
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｆ１ 第１力
Ｆ２ 第２力
Ｆ３ 反力
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. ワークをクランプするためのクランプ装置であって、
   ハウジングと、
   駆動源からの動力を受けることにより第１方向に移動可能な状態で前記ハウジング内に設けられ、当該移動に応じた前記第１方向の第１力を伝達するための伝達面を有する駆動伝達部材と、
   前記第１方向への移動が規制され且つ前記第１方向と交差する第２方向への移動が許容された状態で前記ハウジング内に設けられたクランプ部材であって、前記伝達面から前記第１力を受けるとともに当該第１力を前記第２方向の第２力に変換するように前記伝達面と摺接する摺接面と、前記ワークをクランプするために前記第２方向を向くクランプ面と、を有するクランプ部材と、
   前記駆動伝達部材における前記第２方向とは反対の第３方向側を向く面に接触する接触面を有し、前記駆動伝達部材が前記クランプ部材から受ける反力に抗するように前記駆動伝達部材を支持するために前記ハウジングに対して着脱可能に固定された支持部材と、を備え、
   前記ハウジングは、前記支持部材における前記接触面とは反対の前記第３方向側を向く被支持面に接触するとともに前記反力に抗するように前記支持部材を支持するハウジング支持面を有する、クランプ装置。
2. 前記支持部材の前記第１方向への移動を規制するように前記ハウジングに取付けられた移動規制部材を、更に備える、請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記移動規制部材は、前記支持部材に対し前記第１力と反対向きの力を与えた状態で前記ハウジングに取付けられている、請求項２に記載のクランプ装置。
4. 前記ハウジング内に設けられ、前記クランプ部材が前記第２方向に対して傾いた姿勢となるのを規制する姿勢規制部材を、更に備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のクランプ装置。
5. 前記支持部材の前記接触面は、前記第２方向に沿って見る視点において、前記駆動伝達部材の前記伝達面と前記クランプ部材の前記摺接面との接触領域における前記第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載のクランプ装置。
6. 前記ハウジングの前記ハウジング支持面は、前記第２方向に沿って見る視点において、前記駆動伝達部材の前記伝達面と前記クランプ部材の前記摺接面との接触領域における前記第１方向の全範囲が含まれるように広がる面によって構成される、請求項１～５のいずれか１項に記載のクランプ装置。

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