JP2614735B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、例えば射出成型機やプレス機械の金型を
基盤等に取り付ける場合に使用され、クランプ作用する
クランプロッドが金型交換にじゃまにならないようにク
ランプロッドの中心軸線の回りに回転するクランプ装置
に関する。

＜従来の技術＞ 従来のこの種のクランプ装置には、例えば特開昭55−
120434公報に開示されているものがある。それは、第26
図と第27図に示すように、クランプロッド202の頭部を
ベッド214側に後退した位置から金型221とボルスタ220
を締め付けるクランプ状態とするときは、圧縮空気を開
口201bから供給してクランプロッド202を前進（第23図
において左方向）させる。これによってスプライン軸20
3も段部202aとリング207が当接することにより前進す
る。このとき、クランプロッド202の頭部は金型221の上
方に出る。この状態で圧縮空気を開口219aに供給してラ
ック205を移動し、ピニオン204を介してスプライン軸20
3とクランプロッド202とを90度回転する。次に圧油を開
口216aから供給してシリンダ201を後退させることによ
りクランプロッド202の頭部を金型221に係合させて金型
221及びボルスタ220をベッド214にクランプする。金型2
21をクランプした状態からクランプロッド202の頭部を
一旦前進させてベッド214側に後退させるときは、開口2
16cに圧油を供給してシリンダ201を前進させると共にク
ランプロッド202を前進させる。この前進位置で開口218
aに圧縮空気を供給してラック205を移動し、ピニオン20
4を介してスプライン軸203とクランプロッド202を90度
回転させる。次に開口216bに圧縮空気を供給してクラン
プロッド202を後退させる。この時、段部202aとワッシ
ャ206とが当接することにより、スプライン203が後退す
る。これで、クランプが解除され、クランプロッド202
の頭部はベッド214に納められることになる。

この他に、実開昭56−71324公報に開示されたクラン
プ装置は、第28図に示すようにシリンダヘッド106の内
側に固定したピン107と、このピン107に係合してガイド
され、クランプロッド102の上下動と共に90度旋回させ
るためのＪ字溝102aを外周に設けたクランプロッド102
とからなっている。この装置は、圧力流体がクランプロ
ッド102の一端に設けたピストン104を駆動することによ
ってクランプロッド102が進退し、この進退によりクラ
ンプロッド102に設けたＪ字溝102aがシリンダ103の内側
に設けたピン107に沿って移動して、クランプロッド102
を旋回方向にも駆動する。このクランプロッド102に設
けたＪ字溝102aのストロークは、クランプロッド102の
係合部102bが金型101に当接する時と金型101から離れる
時に、クランプロッド102が回転して金型101の位置をず
らさないようにするための直線部分ａとクランプロッド
102を回転させるための曲線部分ｂとを含んでいる。

＜発明が解決しようとする課題＞ 第26図と第27図に示した装置のクランプロッドの回転
駆動部は、ラックを圧縮空気により移動して、ピニオン
とスプライン軸、及びクランプロッドを回転させる構成
であるので、構造が複雑となり外形が大きくなる。ま
た、クランプロッドを駆動する駆動部とは別にラックを
移動するための駆動部が必要である。このため、クラン
プ装置をできるだけ小さく形成したい用途では、この回
転駆動部を小さくすることになるが、必ずしも十分に小
さく形成できない問題があった。また、第25図に示した
装置のクランプロッドの回転駆動部は、シリンダの内側
に設けたピンがクランプロッドの一端に設けたＪ字溝に
係合し、クランプロッドの進退移動によりＪ字溝がピン
に沿って移動して、クランプロッドを回転駆動させる構
成であるので、クランプロッドのストロークはクランプ
ロッドの係合部を金型から緩めるためのストロークａの
他にクランプロッドを回転させるための回転用ストロー
クｂを必要とする。このため、金型をスライドから外す
時クランプロッドの先端を第25図に示す金型の下側にで
きるだけ突出させない方がクランプロッドの先端から金
型の溝を外し易いのであるが、この回転用ストロークｂ
の分だけ余分に突出するので外しにくいという問題があ
る。また、このクランプ装置のクランプロッドはＪ字溝
とピンとの線接触による係合により回転駆動されてい
る。そのためＪ字溝とピンとの接触圧が大きくなり、ピ
ンをこの接触圧に対応する太さに形成する必要がある。
このピンの太さに合せてＪ字溝の幅も広くなる。これに
よってＪ字溝を設けてあるクランプロッドの基端部も太
くなり、シリンダの外形が太くなる。また、このＪ字溝
を設けた基端部が太くなることにより所定のリード角と
するためにはシリンダの背も高くする必要があるという
問題がある。

この発明の課題は、ラック、ピニオン、スプライン軸
を使用しないでこれよりも簡単な構造のクランプロッド
を回転させる構成にすることと、クランプロッドが前記
ストロークｂを省略することができる構成のクランプ装
置を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、内孔を有する本体と、先端に係合部を有し
中心軸線の回りに所定角度回転して係合部が被クランプ
部に対向するクランプ回転位置と被クランプ部から外れ
た空間に対向するアンクランプ回転位置とに変更される
ように設けられ基端部が上記本体内孔内に位置するクラ
ンプロッドと、そのクランプロッドと同軸的に設けられ
クランプロッド又は上記本体のいずれか一方に対して回
転止め手段を有し他方に対して回転自在であり軸線の方
向に移動可能に設けられた中間部材と、その中間部材と
上記本体又はクランプロッドの上記回転自在である側と
をねじ結合しており軸方向推力で回転するようにリード
の大きいねじ部で螺合し双方の相対的軸方向変位量が上
記所定角度の回転に対応するように規制されたねじ結合
部と、上記回転自在である側と中間部材とにその軸方向
相対位置を変更する軸方向の作用力を与えるように設け
られた作用力付与手段と、上記クランプ回転位置にある
クランプロッドを流体圧により基端側へ移動させてクラ
ンプ作用させるように設けられたクランプ力発生手段と
を備えたものである。

このクランプ装置で上記中間部材が上記本体に対して
回転しないように回転止め手段を設けてあり、上記中間
部材が上記クランプロッドに対して回転自在である場
合、クランプ力発生手段を上記本体の内孔部分を延長す
るように形成した第１シリンダとこの第１シリンダに嵌
合し上記クランプロッドに固定した第１ピストンとから
なるものとし、上記クランプロッドと中間部材の相対的
軸方向変位の一方から他方への変位をばねの作用力によ
って行いその逆方向の変位を第１ピストンに作用する流
体圧によて行うようにするのが良い。これにより圧力流
体の給排孔を一つにすることができるという利点があ
る。

また、このクランプ装置の場合、クランプ力発生手段
を上記と同様に第１シリンダと上記クランプロッドに固
定した第１ピストンとからなるものとし、上記クランプ
ロッドと中間部材の相対的軸方向変位の一方から他方へ
の変位をばねの作用力によって行いその逆方向の変位を
第１ピストンと中間部材とに作用する流体圧によって行
うようにするのが良い。

また、このクランプ装置の場合、作用力付与手段は、
上記クランプロッドと中間部材の相対的軸方向変位の一
方から他方への変位をばねを作用力によって行い、その
逆の方向の変位を中間部材に作用する流体圧によって行
うようにするのが良い。これは構造を簡略化できる点で
有効である。

また、このクランプ装置の場合、クランプ力発生手段
は中間部材に流体圧を作用させるものであるのが良い。
これはピストンを一つ省略できる点で有利である。

また、このクランプ装置の場合、クランプ力発生手段
が、上記クランプロッドに設けた第１ピストンとこれに
対応して設けた第１シリンダとからなるようにして、上
記クランプロッドに第１ピストンを軸線方向に移動可能
に設けると共に第１ピストンによるクランプ力伝達用の
第１ピストン係合部を設け、中間部材のストロークを上
記クランプロッドの後退位置におけるクランプロッドの
上記係合部が被クランプ部の取付面位置よりも後方に位
置するように定めるのが良い。これによりクランプロッ
ドがアンクランプ状態で被クランプ部取付面から突出し
ない形式のクランプ装置が得られる。

このクランプ装置で上記中間部材が上記クランプロッ
ドに対して回転しないように回転止め手段を設けてあ
り、上記中間部材が上記本体に対して回転自在である場
合、クランプ力発生手段が、上記本体の内孔部分を延長
するように形成した第１シリンダとこの第１シリンダに
嵌合し上記クランプロッドに固定した第１ピストンとか
らなり、上記本体と上記中間部材の相対的軸方向変位の
一方から他方の変位をばねの作用力によって行いその逆
方向の変位を第１ピストンに作用する流体圧によって行
うようにするのが良い。

＜作用＞ このクランプ装置は、例えば所定の基盤面に金型を固
定するような場合に、金型の縁部と基盤の端縁とに跨っ
てＵ溝を設けておいて、このＵ溝内をクランプロッドが
通り係合部が金型のＵ溝端に位置しシリンダが基板のＵ
溝端に位置するように固定して用いる。クランプ状態で
は、作用力付与手段又は流体圧によりクランプロッドは
クランプ回転位置にありかつクランプ力発生手段により
後退して金型を基盤側へ引きつけるように作用してい
る。このクランプ状態からアンクランプ状態とするには
クランプ力発生手段の作用している流体圧を解除し、流
体圧又は作用力付与手段によりクランプロッドはアンク
ランプ回転位置になる。このクランプロッドのクランプ
回転位置とアンクランプ回転位置との変更について説明
を加える。このクランプ装置では、上記中間部材が上記
本体に対して回転しないように回転止め手段を設けてあ
り、上記中間部材が上記クランプロッドに対して回転自
在である場合、クランプロッドはねじ結合部を介して中
間部材と結合していて軸方向の推力でクランプロッドと
中間部材との位置関係がねじに沿って変化するようにな
っており、中間部材は回転止め手段によって回転しない
ようになっている。従ってクランプロッド又は中間部材
が軸方向に移動しないように拘束された状態で中間部材
又はクランプロッドが進退するとクランプロッドは回転
する。その回転角度は中間部材のクランプロッドに対す
る軸方向移動距離を決めることによって決まる。クラン
プロッドが軸方向に移動しないように拘束された状態で
中間部材が進退する構成にすればクランプロッドの回転
のためにクランプロッドが前進する必要がなく、その分
基盤面からの突出量が少ない。

このクランプ装置で上記中間部材が上記クランプロッ
ドに対して回転しないように回転止め手段を設けてお
り、上記中間部材が上記本体に対して回転自在である場
合、本体はねじ結合部を介して中間部材と結合していて
軸方向の推力で本体と中間部材との位置関係がねじに沿
って変化するようになっており、中間部材は回転止め手
段によってクランプロッドに対して回転しないようにな
っている。従って中間部材が進退するとクランプロッド
は回転する。その回転角度は中間部材の本体に対する軸
方向移動距離を決めることによって決まる。上述した場
合と同様に、クランプロッドが軸方向に移動しないよう
に拘束された状態で中間部材が進退する構成によればク
ランプロッドの回転のためにクランプロッドが前進する
必要がなく、その分基盤面からの突出量が少ない。

＜実施例＞ この発明の第１実施例を第１図乃至第６図を用いて説
明する。この実施例のクランプ装置は、クランプロッド
２と中間部材１の相対的軸方向変位の一方から他方への
変位をばね19の作用力によって行い、その逆方向への変
位を第１ピストン28に作用する圧力流体によって行うよ
うにしてあり、クランプ力発生手段３は第１ピストン28
に流体圧を作用させるものである。

中間部材１は、断面形状が円形のカップ状部材であ
り、第１図に示すように基盤６の裏面に沿って後述する
第１シリンダ29を介して固定された断面形状が円形（矩
形その他の非円形でもよい）の内周面を有する本体７の
内側に開口部を下側にして収容されている。下端の外周
部には突条48が設けられており、この突条48の外周面は
本体７の内周面に対応する形状であり、本体７に対して
回転せず軸方向に移動可能にキーを設けられている。図
中25はキーである。これによって、中間部材１は本体７
に対して回転が防止された状態で進退可能である。中間
部材１の上方への前進移動は、中間部材１の下側に開口
する凹部51と本体７の底部52との間に配置された前進用
ばね49の伸長力によりなされ、この前進移動は中間部材
１の突条48が本体７の内周面に設けた突条50の下面に当
接して停止する。この中間部材１の中心にはクランプロ
ッド２と結合できるように中心軸線方向にリードの大き
い雌ねじ８が設けられている。

クランプロッド２は、先端部に金型９等の被クランプ
部10に対するＴ字型の係合部11を有し、基端部12に中間
部材１の雌ねじ８と螺合する雄ねじ13が軸方向に設けら
れている。

クランプ力発生手段３は、クランプロッド２の基端部
12の雄ねじ13の少し上側の位置に設けた第１ピストン28
と、本体７の内孔を延長するように円筒状部材53を介し
て本体７の上方に形成された第１シンリンダ29とによっ
て構成されており、クランプ回転位置にあるクランプロ
ッド２を後退させて金型９を基盤６にクランプする作用
力を発生するものである。

ねじ結合部５は、クランプロッド２の雄ねじ13と、こ
の雄ねじ13に螺合する中間部材１の雌ねじ８とからなる
ものであり、ねじがリードの大きい、例えばリード角45
度の多条ねじである。中間部材１は回転しないから、そ
の進退によりクランプロッド２が回転する。このねじ結
合部５は、雄ねじ13に沿って移動する中間部材１の移動
範囲を基端部12の下面と第１ピストン28の上昇端位置を
定める第１シリンダ29の上部内側面とで規制することに
よりクランプロッド２の回転を次のように規制してい
る。すなわち、中間部材１がクランプロッド２の基端部
12の下面に当接する位置にあるとき、クランプロッド２
の係合部11が金型９の被クランプ部10に対向するクラン
プ回転位置にあり、反対に中間部材１の突条48が本体７
の突条50に係合し、クランプロッド２が第１ピストン28
と第１シリンダ29の上部内側面と当接する上昇端位置に
ある状態でねじ結合部５の雌ねじ８は雄ねじ13の下方部
でねじ結合する。このねじ結合位置にあるとき、クラン
プロッド２の係合部11が金型９の被クランプ部10から外
れた空間に対向するアンクランプ回転位置にあるように
形成されている。

作用力付与手段４は、中間部材１と第１ピストン28と
が離れる方向の移動のために、第１ピストン28の上方移
動に対しクランプロッド２を回転自在に支えるようにし
てあり、第１ピストン28と中間部材１とが離れる方向の
移動のために圧縮ばね19が設けられている。すなわち、
本体７の内周面に設けた突条50の上面に円環状のスラス
トベアリング43を設け、このスラストベアリング43と第
１ピストン28との間に挟まれて、内側に中間部材１が通
るように圧種ばね19が配置されている。この圧縮ばね19
の作用力は中間部材１が上昇端位置にあるとき、第１ピ
ストン28を第１シリンダ29の上部内側面に当接させる。
圧縮ばね19と前進用ばね49の強さは、クランプロッド２
が下降するとき、初めに圧縮ばね19が短縮して次に前進
用ばね49が短縮するように形成されており、反対にクラ
ンプロッド２が上昇するとき、初めに前進用ばね49が伸
長して次に圧縮ばね19が伸長するように形成されてい
る。

このクランプ装置は、例えば射出成型機の金型９を基
盤６の上面に固定するために使用される。第１図と第２
図に示すように金型９の縁部と基盤６の端縁とに跨って
Ｕ溝16が設けられており、このＵ溝16内をクランプロッ
ド２が通り、係合部11が金型９のＵ溝16の端の被クラン
プ部10に位置し、第１シリンダ29が基盤６のＵ溝16側に
位置するようにボルト（図示せず）で固定してある。

第１図と第２図は、クランプ状態を示すもので、金型
９が第３図と第４図に示す開放状態からクランプされる
までのこの装置の動作を説明する。開口54から圧油を供
給することにより、第１ピストン28を作用力付与手段４
の圧縮ばね19に抗してクランプロッド２の基端部12の下
面が中間部材１の上面に当接する位置まで下側へ後退さ
せる。第１ピストン28の下側へのこの移動により、回転
可能なクランプロッド２が90度回転して、係合部11が第
３図と第４図に示す溝16に対向するアンクランプ回転位
置から第５図と第６図に示す被クランプ部10に対向する
クランプ回転位置になる。係合部11がこのクランプ回転
位置のままで圧油が第１ピストン28をこの前進位置から
更に下側へ後退させると、係合部11は金型９の被クラン
プ部10に当接してこれを基盤６の上面側へ押圧し、金型
９を固定するクランプ状態になる。

このクランプ状態から金型９を交換するようなとき
は、開口54から圧油を排出すると、中間部材１はばね定
数の大きい前進用ばね49の伸長力によって押し上げられ
クランプロッド２もそれに伴って上昇する。第５図に示
すように中間部材１の突条48が本体７の内側に設けた突
条50に係合し、クランプロッド２の係合部11が被クラン
プ部10から離れた上昇位置で第１ピストン28が圧縮ばね
19の伸長によって更に前進すると、第３図に示すように
第１ピストン28は第１シリンダ29の上部内側面と当接し
てねじ結合部５の雌ねじ８は雄ねじ13の下方部位置でね
じ結合し、クランプロッド２が90度回転する。この時、
係合部11は、Ｕ溝16に対向するアンクランプ回転位置と
なり、金型９はアンクランプ状態になる。

第２実施例を第７図乃至第10図に示す。この実施例の
第１実施例と異なる主な点は、圧油の作用力によってク
ランプロッド２の基端部12の下面から中間部材１を引き
離すようにした点と、作用力付与手段４の圧縮ばね19が
逆に作用する点と、第１シリンダ29内で第１ピストン28
の上方にさらばね57を設けた点とであり、これらの点に
ついて次に説明する。

中間部材１及び本体７は断面形状が円形であり、この
中間部材１の下面に下方にい伸延する２本の棒58が設け
られている。この２本の棒58は本体７の底部52に設けた
２つの貫通孔59に嵌入されており、中間部材１を本体７
に対して回転しないで軸方向に進退可能にしている。こ
の中間部材１は、上記の構成により圧油によって後退す
る。

作用力付与手段４は、中間部材Ｉを上方へ移動させる
作用力を与えるために、中間部材１の外周に突条56を設
け、この突条56の下面に圧縮ばね19の上端部が配置さ
れ、圧縮ばね19の下端部が本体底部52の上面に当接する
構成としてある。そして第１ピストン28を上方へ、かつ
中間部材１を下方へ移動させる作用力を与えるために、
圧油給排用の開口60を第１シリンダ７の下部周壁の適所
に設けてある。

さらばね57は、第１シリンダ29内で第１ピストン28の
上方に位置されており、第１ピストン28と共にクランプ
ロッド２を下方に駆動するものである。このさらばね57
は、クランプ状態を維持する油圧が低下したときさらば
ね57の伸長力によって金型９が基盤６から外れないよう
に保持するものであり、スライドに金型をクランプする
場合に有効である。

さらばね57と圧縮ばね19のばね定数、第１ピストン28
の下面の圧油の作用力を受ける有効面積と２本の棒58の
断面積及び開口60を通過する圧油の流量を制御する絞り
加減は、クランプ装置が次のように動作するように設定
されている。この他の点は第１実施例と同等であるか
ら、同一図面符号で示して説明を省略する。

次にこのクランプ装置の動作を説明する。第７図と第
８図は、クランプ状態を示すもので、金型９が第９図と
第10図に示す解放状態からクランプされるまでのこの装
置の動作を説明する。圧油を開口60の絞り（図示せず）
を通して所定の流量で排出することにより、作用力付与
手段４の圧縮ばね19は中間部材１をクランプロッド２の
基端部12の下面に当接するまで押し上げる。この中間部
材１の基端部12側への変位量に対応して、ねじ結合部５
を介して結合するクランプロッド２は90度回転する。ク
ランプロッド２の回転に伴って係合部11は第９図と第10
図に仮想線で示すクランプ回転位置にくる。次に開口54
から圧油を供給することにより、第１ピストン28と中間
部材１を圧縮ばね19の伸長力に抗して押し下げる。この
第１ピストン28の下降によって係合部11が金型９の被ク
ランプ部10に当接してこれを基盤６の上面に押圧し、金
型９を固定するクランプ状態になる。

このクランプ状態から金型９を交換するようなとき
は、開口54から圧油を排出すると共に開口60から圧油を
供給することにより、第１ピストン28はさらばね57に抗
して上昇端位置に押し上げられ、これによりクランプロ
ッド２の係合部11は被クランプ部10から離れた上昇位置
となる。第１ピストン28のこの上昇端位置で更に圧油が
供給されて、中間部材１は圧縮ばね19に抗して押し下げ
られ中間部材１の下面が本体７の底部52の上面に当接し
て停止する。中間部材１の下方への移動によりねじ結合
するクランプロッド２は90度回転して、係合部11は第９
図と第10図の実線で示すアンクランプ回転位置となる。
従って、金型９を基盤６から取り外すことが可能であ
る。

この実施例において、開口60から圧力空気を給排し、
開口54から圧油を給排するようにしてもよい。その場
合、開口60に供給する圧力空気で排出側へ切換動作する
圧油給排弁を開口54側に設けて、クランプ装置を空気圧
で制御するようにできる。

この発明の第３実施例を第11図乃至第16図を用いて説
明する。この実施例のクランプ装置は、クランプロッド
２と中間部材１の相対的軸方向変位の一方から他方への
変位をばね19の作用力によって行い、その逆方向への変
位を中間部材１に作用する圧力流体によって行うように
してあり、クランプ力発生手段３が中間部材１に流体圧
を作用させるものである。

中間部材１は、第11図に示すように基盤６の裏面に沿
って固定された断面形状が楕円形（矩形その他の非円形
でもよい）の内周面を有する本体７の内側に収容されて
おり、外周面は本体７の内周面に対応する形状で本体７
に対して回転しないようになっている。この中間部材１
は、圧油によって進退移動し、図における20、21が圧油
給排用開口である。この中間部材１の中心にはクランプ
ロッド２と結合できるように中心軸線方向にリードの大
きい雌ねじ８が設けられている。

クランプロッド２は、先端部に係合部11を有し、基端
部12の大径部12aに中間部材の雌ねじ８と螺合する雄ね
じ13が設けられている。

ねじ結合部５は、クランプロッド２の雄ねじ13と、こ
の雄ねじ13に螺合する中間部材１の雌ねじ８とからなる
多条ねじである。この雄ねじ13と雌ねじ８の螺合が外れ
ないように雄ねじ13の下端部に外れ止め14が設けられて
おり、この外れ止め14は中間部材１がクランプロッド２
から外れる方向に移動したとき、中間部材１の内側に設
けた段部15に外れ止め14の上面が当接して中間部材１が
クランプロッド２から外れることを防止する。中間部材
１は回転しないから、その進退によりクランプロッド２
が回転する。このねじ結合部５は、雄ねじ13に沿って移
動する中間部材１の移動範囲を大径部12aと外れ止め14
とで規制することによりクランプロッド２の回転を次の
ように規制している。すなわち、中間部材１がクランプ
ロッド２の外れ止め14に当接する位置にあるとき、クラ
ンプロッド２の係合部11が金型９の被クランプ部10に対
向するクランプ回転位置にあり、反対に中間部材１がク
ランプロッド２の基端部12の大径部12aの下面に当接す
る位置にあるとき、クランプロッド２の係合部11が金型
９の被クランプ部10から外れた空間に対向するアンクラ
ンプ回転位置にあるように形成されている。

作用力付与手段４は、クランプロッド２の大径部12a
と中間部材１とが接近する方向の移動のために、中間部
材１の上方移動に対しクランプロッド２を上方移動端で
回転自在に支えるようにしてあり、大径部12aと中間部
材１とが離れる方向の移動のために圧縮ばね19が設けら
れている。すなわち、クランプロッド２の基端部12の外
周に嵌合するベアリング17とこのベアリング17の外輪に
円環状の鍔18が取り付けられており、この鍔18はベアリ
ング17を介してクランプロッド２の中心軸線の回りに回
転可能なように設けられている。そして、この鍔18の下
面と中間部材１の上面との間に挟まれて、内側にねじ結
合部５が通るように圧縮ばね19が配置されている。この
圧縮ばね19の作用力は中間部材１を外れ止め14に当接さ
せる。またクランプロッド２の上方移動端はベアリング
17の外輪が対向する本体７の上端内面に設けた段部22に
当接することで規制される。

クランプ力発生手段３は、上記中間部材１と本体７と
によって構成されており、クランプ回転位置にあるクラ
ンプロッド２を圧油の作用力によって後退させて金型９
を基盤６にクランプする作用力を発生するものである。

第11図と第12図は、クランプ状態を示すもので、金型
９が第13図と第14図に示す解放状態からクランプされる
までのこの装置の動作を説明する。開口20から圧油を排
出すると共に開口21から圧油を供給することにより、作
用力付与手段４の圧縮ばね19がクランプロッド２と中間
部材１とを軸方向に沿って引き離し、中間部材１は外れ
止め14に当接する位置に移動する。中間部材１の下側へ
のこの移動により、回転可能なクランプロッド２が90度
回転して、係合部11が第13図と第14図に示す溝16に対向
するアンクランプ回転位置から第15図と第16図に示す被
クランプ部10に対向するクランプ回転位置になる。係合
部11がこのクランプ回転位置のままで圧油が中間部材１
をこの前進位置から更に下側へ後退させると、係合部11
は金型９の被クランプ部10に当接してこれを基盤６の上
面側へ押圧し、金型９を固定するクランプ状態になる。

このクランプ状態から金型９を交換するようなとき
は、開口21から圧油を排出すると共に開口20から圧油を
供給すると、クランプロッド２が中間部材１の前進に伴
って上昇して第15図に示すようにクランプロッド２の基
端部12の外周に嵌合するベアリング17の外輪が本体７内
に設けた段部22に当接する。係合部11が被クランプ部10
から離れたこの上昇位置で、中間部材１が圧縮ばね19の
伸長力に抗して更に前進すると、クランプロッド２が90
度回転し、第13図に示すように中間部材１はクランプロ
ッド２の基端部12の下面に当接するまで締まる。この
時、係合部11は、Ｕ溝16に対向するアンクランプ回転位
置となり、金型９はアンクランプ状態になる。

第４実施例を第17図乃至第22図に示す。この実施例の
第３実施例と異なる点を次に説明する。

中間部材１は断面形状が円形のピストンで、これに対
応する内周面を有する本体７に収容されている。この中
間部材１は下面に下方に向って平行に伸延し本体７の定
壁34を貫通して外側に突出する２本の軸35が設けられて
いる。この２本の軸35は、中間部材１が本体７に対して
回転しない状態で進退可能なようにするものである。ま
た、本体７は、中間部材１が後退位置にあるときクラン
プロッド２の係合部11の位置が基盤６の金型９と接する
上面よりも後方に位置するように比較的長いストローク
に対応するように形成されている。

クランプ力発生手段３は、第１ピストン28とこの第１
ピストン28を収容する第１シリンダ29とからなってい
る。この第１ピストン28は、クランプロッド２の軸線方
向に移動可能に設けられており、この第１ピストン28に
作用する圧油によるクランプ力をクランプロッド２に伝
達するためにクランプロッド２の基端部12の外形をクラ
ンプロッド２の外形よりも少し大きくして段部を設けて
ある。この段部を第１ピストン係合部36とする。第１シ
リンダ29は、断面が円形の内周壁を有し、本体７の上方
に連通して設けられている。この第１シリンダ29と本体
７の接続部の内周面に円環状の突条37が設けられてお
り、クランプロッド２の上昇はこの突条37の下面にクラ
ンプロッド２の基端部12に嵌合するベアリング17の外輪
が当接して停止する。

本体７と第１シリンダ29の圧力流体の給排口は、第17
図に示すように１つの開口38は第１ピストン28の上側の
空間に開口するように設けられており、他の１つの開口
39は中間部材１と第１ピストン28との間の空間に開口す
るように設けられており、さらに他の１つの開口40は中
間部材１の下側の空間に開口するように設けられてい
る。

クランプロッド２の係合部11は、中間部材１がクラン
プロッド２の外れ止め14に当接した位置にあるときアン
クランプ回転位置にあり、中間部材１がクランプロッド
２の大径部12aの下面に当接した位置にあるときクラン
プ回転位置にあるように設けられている。

図に41と42で表わされているものは、クランプロッド
２の位置を検知して圧力流体の切り変えをするためのマ
イクロスイッチである。このマイクロスイッチ41、42は
クランプロッド２の下端中心から下方へ軸35に平行して
形成されたロッド44に設けた突部45で駆動される。この
他の点は第３実施例と同等であるから、同一図面符号で
示して説明を省略する。

第17図と第18図は、クランプ状態を示すものであり、
クランプロッド２の係合部11が第19図と第20図に示すよ
うに金型のＵ溝内に待避した状態から金型がクランプさ
れるまでのこの装置の動作を説明する。開口39から低圧
の例えば圧縮空気を排出すると共に開口40から同じ低圧
の圧縮空気を供給することにより、中間部材１と共にク
ランプロッド２は上方に移動する。この時、中間部材１
は圧縮ばね19により下側に押されてクランプロッド２の
外れ止め14に当接する位置にある。クランプロッド２の
上昇は、クランプロッド２の基端部12に嵌合するベアリ
ング17の外輪が第１シリンダ29の上方に設けた突条37の
下面に当接して停止する。このとき、係合部11は被クラ
ンプ部10の上方の位置にある。更に圧油により中間部材
１が圧縮ばねの伸長力に抗して上昇すると中間部材１の
上面がクランプロッド２の基端部12の下面に当接して停
止する。このクランプロッド２と中間部材１との相対的
軸方向の変位量により、クランプロッド２は中間部材１
に対して90度回転し、係合部11は金型９の被クランプ部
10に対向するクランプ回転位置になる。また、クランプ
ロッド２の上昇に伴ってクランプロッド２の第１ピスト
ン係合部36は第１ピストン28に係合して第１ピストン28
を押し上げている。この状態を第21図と第22図に示す。
次に、開口38から高圧の圧油を供給することにより、第
１ピストン28はクランプロッド２の第１ピストン係合部
36に係合して低圧の圧縮空気が中間部材１を押し上げる
力に抗してクランプロッド２を押し下げる。このクラン
プロッド２の下降により、係合部11は金型９の被クラン
プ部10に当接して、これを基盤６の上面側へ押圧し、金
型９を固定するクランプ状態になる。

このクランプ状態から金型９を交換するようなとき
は、開口38から圧油を排出することにより、中間部材１
は圧縮空気の作用によりクランプロッド２を押し上げ
て、係合部11を被クランプ部10から緩む位置にする。次
に、開口40から圧縮空気を排出すると共に開口39から圧
縮空気を供給することによって、圧縮ばね19は中間部材
１を外れ止め14に当接する位置まで押し下げて、係合部
11を90度回転させてアンクランプ回転位置にする。中間
部材１が圧縮空気の作用で更に下降することにより、こ
れと係合するクランプロッド２も下降して、係合部11は
金型９のＵ溝16内の待避位置に至る。この待避位置で金
型９を基盤６から単に基盤に沿って移動させることによ
り取り外すことができる。

第５実施例を第23図乃至第25図を用いて説明する。こ
の実施例のクランプ装置は、本体７と中間部材１の相対
的軸方向の変位の一方から他方への変位をばね19の作用
力によって行い、その逆方向への変位を第１ピストン28
に作用する圧力流体によって行うようにしてあり、クラ
ンプ力発生手段３は第１ピストン28に流体圧を作用させ
るものである。

中間部材１は、円板状部材であり、第23図に示すよう
に基盤６の裏面に第１シリンダ29を介して固定された断
面形状が円形（矩形その他の非円形でもよい）の内周面
を有する本体７の内側に収容されている。中間部材１の
中心の下面にねじ結合部５の雄ねじ13が下方に伸延する
ように設けられている。

クランプロッド２は、被クランプ部10に対するＴ字型
の係合部11を有し、基端部12にクランプ力発生手段３の
第１ピストン28が設けられている。

クランプ力発生手段３は、クランプロッド２の基端部
12に設けた第１ピストン28と、本体７の内孔を延長する
ように本体７の上方に形成された第１シリンダ29とによ
って構成されており、上述した実施例と同様にクランプ
回転位置にあるクランプロッド２を後退させて金型９を
基盤６にクランプする作用力を発生するものである。ま
た、第１ピストン28と中間部材１は、第１ピストン28の
下面にボルト61、61が螺合しており、このボルト61、61
は中間部材１に設けられた孔66、66に挿通されている。
これにより、中間部材１は、ボルト61、61に沿って第１
ピストン28の下面に当接する位置と中間部材１の下面が
ボルト61の頭62に係合する第１ピストン28から離れた位
置との間を移動できるように形成されている。第１ピス
トン28と中間部材１との間に配置された前進用ばね49
は、第１ピストン28と中間部材１を引き離すように作用
して、第１ピストン28と共にクランプロッド２を上昇さ
せる。

ねじ結合部５は、本体７の底部52の中心に設けられた
貫通孔65に嵌入され、ボルト63により本体７の底部52に
締め付け固定されている円筒状部材64の内面に設けられ
た雌ねじ８と、この雌ねじ８と螺合する中間部材１の雄
ねじ13とからなるものであり、ねじがリードの大きい多
条ねじである。円筒状部材64が回転しないから中間部材
１が進退することにより、中間部材１と共にボルト61、
61により回転止めされたクランプロッド２が回転する。
このねじ結合部５は、雌ねじ８に沿って移動する中間部
材１の移動範囲を円筒状部材64の上面と第１ピストン28
の上昇位置を定める第１シリンダ29の上部内側面とで規
制することによりクランプロッド２の回転を次のように
規制している。すなわち、中間部材１が円筒状部材64の
上面に当接する位置にあるとき、クランプロッド２の係
合部11が金型９の被クランプ部10に対向するクランプ回
転位置にあり、反対にクランプロッド２と中間部材１と
が前進用ばね49の作用力により引き離された状態でクラ
ンプロッド２が第１ピストン28と第１シリンダ29の上部
内側面と当接する上昇端位置にあるとき、ねじ結合部５
の雌ねじ８は雄ねじ13の下方部でねじ結合する。このね
じ結合位置にあるとき、クランプロッド２の係合部11が
金型９の被クランプ部10から外れた空間に対向するアン
クランプ回転位置にあるように形成されている。

作用力付与手段４は、中間部材１が本体７の底部52か
ら離れる方向の移動のために、中間部材１の上方移動に
対し中間部材１及びクランプロッド２を回転自在に支え
るようにしてあり、中間部材１が本体７の底部52から離
れる方向の移動のために圧縮ばね19が設けられている。
すなわち、本体の底部52の上面に円環状のスラストベア
リング43を設け、このスラストベアリング43と中間部材
１との間に挟まれて、内側にねじ結合部５が通るように
圧縮ばね19が配置されている。この圧縮ばね19の作用力
は中間部材１がクランプロッド２の基端部12から離れた
位置にある状態で第１ピストン28を第１シリンダ29の上
部内側面に当接させる。圧縮ばね19と前進用ばね49の強
さは、クランプロッド２が下降するとき、初めに圧縮ば
ね19が短縮して次に前進用ばね49が短縮するように形成
されており、反対にクランプロッド２が上昇するとき、
初めに前進用ばね49が伸長して次に圧縮ばね19が伸長す
るように形成されている。

第23図は、クランプ状態を示すもので、金型９が第24
図に示す解放状態からクランプされるまでのこの装置の
動作を説明する。開口54から圧油を供給することによ
り、第１ピストン28を作用力付与手段４の圧縮ばね19に
抗して中間部材１の下面が円筒状部材64の上面に当接す
る位置まで下側へ後退させる。第１ピストン28の下側へ
のこの移動により、回転可能なクランプロッド２が90度
回転して、係合部11が第24図に示す溝16に対向するアン
クランプ回転位置から第25図に示す被クランプ部10に対
向するクランプ回転位置になる。係合部11がこのクラン
プ回転位置のままで圧油が第１ピストン28をこの前進位
置から更に前進用ばね49に抗して下側へ後退させると、
係合部11は金型９の被クランプ部10に当接してこれを基
盤６の上面側へ押圧し、金型９を固定するクランプ状態
になる。

このクランプ状態から金型９を交換するようなとき
は、開口54から圧油を排出すると、第１ピストン28はば
ね力の大きい前進用ばね49の伸長力によって押し上げら
れクランプロッド２もそれに伴って上昇する。第25図に
示すように第１ピストン28に設けたボルト61、61の頭6
2、62が中間部材１に係合し、クランプロッド２の係合
部11が被クランプ部10から離れた上昇位置で中間部材１
が圧縮ばね19の伸長によって更に前進すると、第24図に
示すように第１ピストン28は第１シリンダ29の上部内側
面と当接してねじ結合部５の雌ねじ８は雄ねじ13の下方
部位置でねじ結合し、クランプロッド２が90度回転す
る。この時、係合部11は、Ｕ溝16に対向するアンクラン
プ回転位置となり、金型９はアンクランプ状態になる。

この第５実施例は、中間部材１がクランプロッド２に
対して回転止め手段であるボルト61、61によって回転止
めされており、中間部材１が本体７に対して回転自在で
ある例を示したものであり、第１乃至第４実施例は、中
間部材１が本体７に対して回転止め手段によって回転止
めされており、中間部材１がクランプロッド２に対して
回転自在である例を示したものであるが、第１実施例乃
至第４実施例の中間部材１、本体７及びクランプロッド
２の関係を第５実施例に示す関係としたクランプ装置と
することもできる。

＜発明の効果＞ この発明によれば、クランプロッドの基端側又は本体
と中間部材とを軸方向推力で回転できるリードの大きい
ねじ部でねじ結合して、クランプロッド又は本体と中間
部材との軸方向の相対位置を変更させる推力でクランプ
ロッドを回転させる構成としたので簡単な構造となり、
ねじ結合部は安定した面接触の駆動構造であるからスペ
ースに対する強度面からもクランプ装置に求められる小
型化ができる。更にねじ結合部に加工が難しいＪ字溝を
利用していないので加工が簡単である。特にクランプロ
ッドが金型取付面から突出したままの形式の単純なクラ
ンプ装置では、第１、第２、第３及び第５実施例のよう
に、構造を簡単にできる上に、第１と第５実施例によれ
ば圧油の給排口が１つですみ、第２、第３実施例によれ
ばクランプロッドの係合部が突出して金型から少し外れ
た位置で回転する構成であるから、クランプロッドを回
転させるためにクランプロッドの先端を金型から必要以
上に突出させないでよい。従って、クランプロッドの金
型取付面からの突出量が小さいから、金型脱着の際に金
型を取付面から離して位置させる距離が小さくてよく、
従って金型の脱着が容易になるという効果がある。さら
ばね（クランプ補助ばね）入りのものはばねの占めるス
ペースがクランプ装置の半分ほど占めていたが、アンク
ランプ時のクランプロッドの突出量を小さくできるから
ばねの撓みが少なくてすみ、同じばね力を発生させるた
めのさらばねの枚数を数分の１に減らすことができ、ク
ランプ装置を小型化できる。

また、この発明は、クランプロッドが金型取付面から
突出しない待避位置をとる形式のクランプ装置では、第
４実施例のように適用でき、この形式の場合は、従来の
ラック、ピニオン、スプライン軸及びラック駆動部を必
要とする複雑な点が、大幅に改良されコスト低減効果が
きわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例のクランプ状態を示す縦
断正面図、第２図は第１図のクランプ状態を上方から見
た平面図、第３図は第１実施例のアンクランプ状態を示
す縦断正面図、第４図は第３図のアンクランプ状態を上
方から見た平面図、第５図は第１実施例のクランプロッ
ドの係合部が被クランプ部に対向する位置にあって緩ん
だ状態を示す縦断正面図、第６図は第５図の状態を上方
から見た平面図、第７図は同発明の第２実施例のクラン
プ状態を示す縦断正面図、第８図は第７図のクランプ状
態を上方から見た平面図、第９図は第２実施例のアンク
ランプ状態を示す縦断面図、第10図は第９図のアンクラ
ンプ状態を上方から見た平面図、第11図は同発明の第３
実施例のクランプ状態を示す縦断正面図、第12図は第11
図のクランプ状態を上方から見た平面図、第13図は第３
実施例のアンクランプ状態を示す縦断正面図、第14図は
第13図のアンクランプ状態を上方から見た平面図、第15
図は第３実施例のクランプロッドの係合部が被クランプ
部に対向する位置にあって緩んだ状態を示す縦断正面
図、第16図は第15図の状態を上方から見た平面図、第17
図は同発明の第４実施例のクランプ状態を示す縦断正面
図、第18図は第17図のクランプ状態を上方から見た平面
図、第19図は第４実施例のクランプロッドの係合部が基
盤のＵ溝内に待避したアンクランプ状態を示す縦断正面
図、第20図は第19図のアンクランプ状態を上方から見た
平面図、第21図は第４実施例のクランプロッドの係合部
が被クランプ部に対向する位置にあって緩んだ状態を示
す縦断正面図、第22図は第21図の状態を上方から見た平
面図、第23図は同発明の第５実施例のクランプ状態を示
す縦断正面図、第24図は第５実施例のアンクランプ状態
を示す縦断正面図、第25図は第５実施例のクランプロッ
ドの係合部が被クランプ部に対向する位置にあって緩ん
だ状態を示す縦断正面図、第26図は従来のクランプ装置
の縦断側面図、第27図は同クランプ装置を第26図のII−
II方向から見た縦断面図、第28図は従来の他のクランプ
装置の縦断正面図である。 １……中間部材、２……クランプロッド、３……クラン
プ力発生手段、４……作用力付与手段、５……ねじ結合
部、６……基盤、７……本体、９……金型、10……被ク
ランプ部、11……係合部、19……圧縮ばね、28、47……
第１ピストン、29……第１シリンダ、36……第１ピスト
ン係合部。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内孔を有する本体と、先端に係合部を有し
   中心軸線の回りに所定角度回転して係合部が被クランプ
   部に対向するクランプ回転位置と被クランプ部から外れ
   た空間に対向するアンクランプ回転位置とに変更される
   ように設けられ基端部が上記本体内孔内に位置するクラ
   ンプロッドと、そのクランプロッドと同軸的に設けられ
   クランプロッド又は上記本体のいずれか一方に対して回
   転止め手段を有し他方に対して回転自在であり軸線の方
   向に移動可能に設けられた中間部材と、その中間部材と
   上記本体又はクランプロッドの上記回転自在である側と
   をねじ結合しており軸方向推力で回転するようにリード
   の大きいねじ部で螺合し双方の相対的軸方向変位量が上
   記所定角度の回転に対応するように規制されたねじ結合
   部と、上記回転自在である側と中間部材とにその軸方向
   相対位置を変更する軸方向の作用力を与えるように設け
   られた作用力付与手段と、上記クランプ回転位置にある
   クランプロッドを流体圧により基端側へ移動させてクラ
   ンプ作用させるように設けられたクランプ力発生手段と
   を備えたクランプ装置。
2. 【請求項２】請求項（１）において、上記中間部材が上
   記本体に対して回転しないように回転止め手段を設けて
   あり、上記中間部材が上記クランプロッドに対して回転
   自在であることを特徴とするクランプ装置。
3. 【請求項３】請求項（２）において、クランプ力発生手
   段が、上記本体の内孔部分を延長するように形成した第
   １シリンダとこの第１シリンダに嵌合し上記クランプロ
   ッドに固定した第１ピストンとからなることを特徴とす
   るクランプ装置。
4. 【請求項４】請求項（３）において、上記クランプロッ
   ドと中間部材の相対的軸方向変位の一方から他方への変
   位をばねの作用力によって行いその逆方向の変位を第１
   ピストンに作用する流体圧によって行うようにしてある
   ことを特徴とするクランプ装置。
5. 【請求項５】請求項（３）において、上記クランプロッ
   ドと中間部材の相対的軸方向変位の一方から他方への変
   位をばねの作用力によって行いその逆方向の変位を第１
   ピストンと中間部材とに作用する流体圧によって行うよ
   うにしてあることを特徴とするクランプ装置。
6. 【請求項６】請求項（２）において、上記クランプロッ
   ドと中間部材の相対的軸方向変位の一方から他方への変
   位をばねの作用力によって行いその逆方向の変位を中間
   部材に作用する流体圧によって行うようにしてあること
   を特徴とするクランプ装置。
7. 【請求項７】請求項（２）において、クランプ力発生手
   段が、中間部材に流体圧を作用させるものであることを
   特徴とするクランプ装置。
8. 【請求項８】請求項（２）において、クランプ力発生手
   段が上記本体の内孔部分を延長するように形成した第１
   シリンダとこの第１シリンダに嵌合し上記クランプロッ
   ドに軸線方向に移動可能に第１ピストンを設けると共に
   第１ピストンによるクランプ力伝達用の第１ピストン係
   合部を設けたものであり、中間部材のストロークを上記
   クランプロッドの後退位置におけるクランプロッドの上
   記係合部が被クランプ部の取り付け面位置よりも後方に
   位置するように定めてあることを特徴とするクランプ装
   置。
9. 【請求項９】請求項（１）において、上記中間部材が上
   記クランプロッドに対して回転しないように回転止め手
   段を設けてあり、上記中間部材が上記本体に対して回転
   自在であることを特徴とするクランプ装置。
10. 【請求項１０】請求項（９）において、クランプ力発生
    手段が、上記本体の内孔部分を延長するように形成した
    第１シリンダとこの第１シリンダに嵌合し上記クランプ
    ロッドに固定した第１ピストンとからなり、上記本体と
    上記中間部材の相対的軸方向変位の一方から他方への変
    位をばねの作用力によって行いその逆方向の変位を第１
    ピストンに作用する流体圧によって行うようにしてある
    ことを特徴とするクランプ装置。