JP2787575B2 - 楔倍力型油圧クランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、楔の倍力作用によって大きなクランプ力が
得られる型式の油圧クランプに関する。

《従来の技術》 この種のクランプには、従来では、実開昭58−51835
号公報に記載されたものがある。その従来のクランプの
基本的な構造は、次のようになっている。

第13図に示すように、クランプ本体１内の伝動室３に
クランプ爪４を上下揺動自在に挿入し、その伝動室３の
上壁に形成した楔受け面3aと上記クランプ爪４の上部に
形成した力点部4bとの間に締付用楔17を後ろから挿入
し、その締付用楔17を油圧シリンダ５によって前後方向
へ摺動可能に構成したものである。

上記の基本構造において、従来では、同上の第13図に
示すように、上記の楔受け面3aと上記の力点部4bとの間
に締付用楔17を単に挿入するだけにととまっていた。

《発明が解決しようとする課題》 上記の従来構造の油圧クランプによれば、クランプ駆
動の終期では、楔受け面3a又は力点部4bと締付用楔17と
の摺接面間に動摩擦が働くのに対して、アンクランプ駆
動の始期ではその摺接面間に静摩擦が働く。このため、
油圧シリンダ５は、上記静摩擦と動摩擦の摩擦力差に相
当する分だけ、アンクランプ駆動始期の後退駆動力をク
ランプ駆動終期の前進駆動力よりも大きい値に設定する
必要がある。その結果、従来構造では次の問題がある。

（１）油圧クランプのクランプ力が小さい。

締付用楔17は、楔受け面3a又は力点部4bと直接に接触
して摺動するので、摺接面間の摩擦係数が大きい。

アンクランプ力を一定の値に設定した場合では、摺接
面間の摩擦係数が大きいと、その分だけ静摩擦と動摩擦
との摩擦力差も大きくなるので、クランプ力が小さくな
らざるを得ない。

（２）油圧クランプの耐久性が低い。

また、油圧クランプを長時間使用するのに伴って、締
付用楔17の楔係合及び係合解除の累積回数が多くなるの
で、楔受け面3a又は力点部4bと締付用楔17との摺接面が
次第に傷んでいく。その傷みによって摺接面間の静摩擦
力が所定値よりも大きくなると、ついには、アンクラン
プ操作時に締付用楔17を後退駆動できなくなるので、油
圧クランプの寿命が短い。

本発明は、油圧クランプのクランプ力を高めるととも
に耐久性を向上することを目的とする。

《課題を解決するための手段》 本発明は、上記目的を達成するために、前記の基本構
造に次の改良を加えたことを特徴としている。

例えば、第１図から第５図、又は、第６図から第10の
各図に示すように、 上記の締付用楔17の楔上面17aと楔下面17bと上記の楔
受け面3aと上記の力点部4bとの四つの摺接面のうちの少
なくとも一つの摺接面に、前後方向へ延びる滑動部材挿
入溝53を凹入形成して、 その滑動部材挿入溝53の底面53aとこれに対面する摺
接面との間に滑動部材51を挿入するとともに、 同上の滑動部材挿入溝53の前後の壁53b・53cの少なく
とも一方と上記の滑動部材51との間に摺動許容隙間Ｇを
設けたものである。

なお、滑動部材51は、締付用楔17に一定範囲内で前後
摺動自在に支持させる場合と、楔受け面3a又は力点部4b
に支持させる場合との二通りが考えられる。

《作用》 例えば第１図と第４図に示すように、締付用楔17に滑
動部材51を一定範囲内で前後摺動自在に支持させる場合
には、次のように作用する。

第１図と第４図において、実線図はアンクランプ状態
Ｂを示し、締付用楔17が後退して滑動部材51を滑動部材
挿入溝53の前側に置き残しており、その溝53の後壁53c
と上記の滑動部材51との間には摺動許容隙間Ｇが形成さ
れている。

このアンクランプ状態Ｂから二点鎖線図のクランプ状
態Ａに切換える場合には、油圧シリンダ５で締付用楔17
を前進駆動する。すると、その前進駆動の初期では、締
付用楔17と滑動部材51との摺接面間で滑りが生じて滑動
部材51が滑動部材挿入溝53の後ろ側に後退する。引き続
いて、その前進駆動の終期では、上記の挿入溝53の後壁
53cによって滑動部材51が締付用楔17と一体に前進し
て、その滑動部材51と楔受け面3aとの摺接面間で滑りが
生じる。これにより、締付用楔17の前進摺動が許容さ
れ、締付用楔17が滑動部材51を滑動部材挿入溝53の後側
に置き残した状態で楔受け面3aと力点部4bとの間に楔係
合し、クランプ状態Ａが得られる。

上記とは逆に、クランプ状態Ａからアンクランプ状態
Ｂへ切換える場合には、油圧シリンダ５で締付用楔17を
後退駆動する。すると、その後退駆動の始期では、ま
ず、滑動部材挿入溝53の後ろ側に位置する滑動部材51と
締付用楔17との摺接面間ですべりが生じ、上記の楔係合
を軽い力で解除するとともに、滑動部材51を滑動部材挿
入溝53の前側に前進させる。引き続いて、後退駆動の終
期では、滑動部材挿入溝53の前壁53bによって滑動部材5
1が締付用楔17と一体に後退して、その滑動部材51と楔
受け面3aとの摺接面間で滑りが生じる。これにより、締
付用楔17の後退摺動が許容され、締付用楔17が滑動部材
51を滑動部材挿入溝53の前側に置き残したアンクランプ
状態Ｂが得られるのである。

上記の滑動部材51は、クランプ本体１・締付用楔17・
クランプ爪４とは独立した小形の部品に造れるため、摺
接面の仕上げ精度を高めることが容易であるうえ、材質
の選択の自由度も大きい。このため、伝動室３の楔受け
面3aやクランプ爪４の力点部4bと締付用楔17との摺接面
間の静摩擦係数を小さくすることが容易である。

また、油圧クランプをクランプ状態Ａとアンクランプ
状態Ｂとに切換えるときにおいて、滑動部材51の摺動距
離は、締付用楔17の楔係合を解除するだけの短い寸法で
すむので、摺接面の寿命が長くなる。

また、例えば第９図に示すように、楔受け面3aに滑動
部材51を支持させる場合には、上記とは異なり、アンク
ランプ状態において、滑動部材51が楔受け面3aに設けた
滑動部材挿入溝53の後ろ側に置き残されている。そし
て、滑動部材51は、クランプ用前進駆動時に楔受け面3a
に対して前進されるとともに、アンクランプ用後退駆動
時に楔受け面3aに対して後退されるのである。なお、第
10図に示すように、力点部4bに滑動部材51を支持させた
場合も上記第９図のものと同様に作用する。

《発明の効果》 本発明は、上記のように構成され作用することから次
の効果を奏する。

（１）油圧クランプのクランプ力が高まる。

楔受け面及び力点部のうちの少なくとも一方と締付用
楔との摺接面間の静摩擦係数を小さくすることにより、
アンクランプ駆動始期の静摩擦力とクランプ駆動終期の
動摩擦力との摩擦力差を小さくできる。従って、第５図
に示すように、アンクランプ力を一定にした状態を基準
にして比較すると、摩擦係数ｂが小さい場合のクランプ
力F₂は、摩擦係数ａが大きい場合のクランプ力F₁に対し
て、アンクランプ用後退駆動力から摩擦力差を差し引い
た分だけクランプ力が大きくなる。

さらに、請求項２に示したように、上記の摺接面間に
潤滑剤を介在させた場合には、摩擦係数ｃがさらに小さ
くなるので、クランプ力F₃を一層大きくできる。

（２）楔受け面又は力点部と締付用楔との摺接面間にお
いて、滑動部材の摺接面のいずれか一箇所が傷んでも、
滑動部材の他の摺接面で摺動が許容されるので、油圧ク
ランプの耐久性が向上する。

（３）滑動部材挿入溝の前後の壁を利用して滑動部材を
締付用楔と一体に往復移動させることが可能となるの
で、その往復移動のための専用の手段を設ける必要がな
くなり、クランプの構成が簡素になる。

このため、そのクランプをコンパクトに造れるうえ製
作コストを低減できる。しかも、上述したように、往復
移動のための専用の手段を省略して構成を簡素化できる
ので、クランプを長期間にわたってメンテナンスフリー
で使用可能である。

《実施例》 以下、本発明の実施例を図面で説明する。

第１図から第５図は、その一実施例を示している。

図中、符号Ｐは、射出成型機の金型用固定台で、この
固定台Ｐ上に載置した金型Ｄが油圧クランプで押圧固定
される。

上記の油圧クランプにおいて、符号１はクランプ本
体、符号２はその底面板で、クランプ本体１内には伝動
室３が前面（図上左面側、以下同じ）開口状に形成され
る。伝動室３の前側にクランプ爪４が前後移動及び上下
揺動自在に挿入され、伝動室３の後部にはクランプ爪４
を駆動する油圧シリンダ５が設けられる。また、クラン
プ本体１の後側（図上右側）にリミットスイッチ収容箱
６が固設され、この収容箱６内に設けた一対のリミット
スイッチ（図示せず）がスイッチ操作装置９でクランプ
爪４に連動される。上記油圧クランプは複数のボルト10
で固定台Ｐに固定される。

まず、上記クランプ爪４について説明する。

クランプ爪４は伝動室３内に前後方向へ移動自在に挿
入され、その所定量以上の前方移動を規制するストッパ
ー面11がクランプ本体１の前寄り下部に設けられる。こ
のストッパー面11に、クランプ爪４の後ろ下部に横向き
に挿通した係止軸12が受け止め可能とされる。

また、クランプ爪４の後部下面に支点部4aが形成さ
れ、この支点部4aを中心にクランプ爪４が底面板２上で
上下揺動自在とされる。一方クランプ爪４の中間部上面
に耐摩耗性の材料で構成した受圧片８が嵌合固定され
る。この受圧片８の上面に力点部4bが形成されるととも
に、前部下面の揺動端に作用点部4cが形成される。な
お、クランプ爪４の下部揺動端には、戻しばね14で底面
板２に向けて弾圧されたスクレーパ13が上下摺動移動自
在に挿入される。

また、伝動室３の上面に形成した楔受け面3aとクラン
プ爪４の力点部4bとの間に前すぼまり状の楔挿入用空間
が形成され、この楔挿入用空間に締付用楔17が後ろから
挿入される。この締付用楔17が前記の油圧シリンダ５に
連動連結される。なお、クランプ爪４の上面前寄り側に
は、板ばね製のスクレーバ18が接当されている。

次に油圧シリンダ５について説明する。

クランプ本体１の後側に前後方向へ延びるシリンダ室
5aが形成され、シリンダ室5aにピストン21が油密摺動自
在に挿入される。ピストン21の後側にクランプ駆動油室
22が形成され、前側にアンクランプ駆動油室23が形成さ
れる。これら両駆動油室22・23にそれぞれ給排油ポート
27・28が開口されている。また、ピストン21の前側から
突設したピストンロッド26の前側上部に締付用楔17が一
体に形成される。さらに、クランプ駆動油室22内には、
油室蓋24とピストンロッド26との間にクランプ状態保持
ばね29が装着される。このクランプ状態保持ばね29で締
付用楔17が常時前側へ弾圧される。

また、アンクランプ時に締付用楔17を所定寸法だけ後
退させた後にクランプ爪４を後退させる係合部31がピス
トンロッド26及びクランプ爪４に亘って設けられるとと
もに、このクランプ爪４を前方側へ押圧する爪押出ばね
32が設けられる。即ち、クランプ爪４の上部内に貫設し
た係合孔34の後部を縮径して段付部35が形成される。係
合孔34内にはボルト状の係合杆36が前側から挿通されて
おり、係合杆36の脚部がピストンロッド26にねじ止め固
定されるとともに、係合杆36の頭部36aが係合孔34の段
付部35に接当可能とされる。上記の段付部35と係合杆36
の頭部36aとで前記係合部31が構成される。上記の頭部3
6aに接当させたばね受座38と、係合孔31前端に固設のば
ね押え39との間に、圧縮コイルばねからなる爪押出ばね
32が装着されている。

上記の油圧クランプは次のように作動する。

第１図中の一点鎖線図で示すアンクランプ退避状態Ｃ
から、実線図の進出アンクランプ状態（アンクランプ状
態）Ｂを経て、二点鎖線図の進出クランプ状態（クラン
プ状態）Ａへの切換えは、次のようになされる。

クランプ用給排油ポート27からクランプ駆動油室22へ
圧油を供給するとともに、アンクランプ用給排油ポート
28からアンクランプ用駆動油室23内の圧油を排出して、
ピストンロッド26を前進させる。すると、まず、クラン
プ爪４が爪押出ばね32の弾圧力で前進させられて、作用
点部4cが伝動室３の前面外に突出し、実線図で示す進出
アンクランプ状態（アンクランプ状態）Ｂが得られる。
次いで、クランプ爪４がストッパー面11で受け止めら
れ、引き続いて、力点部4bが締付用楔17で押し下げら
れ、二点鎖線図に示す進出クランプ状態（クランプ状
態）Ａが得られる。

この進出クランプ状態Ａでは、クランプ駆動油室22内
の油圧がオイル漏れ等で低下することがあっても、クラ
ンプ状態保持ばね29が締付用楔17を前方へ強力に弾圧し
て楔係合を保持するので、クランプ爪４が進出クランプ
状態Ａに保たれて、金型Ｄの脱落が防止される。

上記とは逆に、進出クランプ状態（クランプ状態）Ａ
からアンクランプ退避状態Ｃへの切換えは次のようにな
される。

クランプ用給排油ポート27からクランプ駆動油室22内
の圧油を排出するとともに、アンクランプ用給排油ポー
ト28からアンクランプ用駆動油室23内へ圧油を供給し
て、ピストンロッド26を後退させる。すると、まず、爪
押出ばね32がクランプ爪４を前方へ押し付けながら締付
用楔17が後退して力点部4bを開放し、進出アンクランプ
状態（アンクランプ状態）Ｂが得られる。次いで、ピス
トンロッド26が係合部31を介してクランプ爪４を後退さ
せて、作用点部4cを伝動室３の前面内に退避させ、アン
クランプ退避状態Ｃが得られるのである。

前記のスイッチ操作装置９は、前進検出用ロッド41と
後退検出用ロッド42とを備えてなり、次のように作動す
る。

油圧シリンダ５でクランプ爪４をアンクランプ退避状
態Ｃから進出アンクランプ状態Ｂへ前進させると、クラ
ンプ爪４の後部に固設の前進操作部44が、前進用入力部
45を介して前進検出用ロッド41を後退用ばね46に抗して
前進させ、前進検出用リミットスイッチ（図示せず）を
作動させるのである。

一方、油圧シリンダ５でクランプ爪４を進出アンクラ
ンプ状態Ｂからアンクランプ退避状態Ｃへ後退させる
と、クランプ爪４の後面に形成した後退操作部48が後退
用入力部49を介して後退検出用ロッド42を図外の前進用
ばねに抗して後退させ、後退検出用リミットスイッチ
（図示せず）を作動させるのである。

上記構成において、楔受け面3a及び力点部4bのうちの
少なくとも一方と締付用楔17との摺接面間に滑動部材51
が前後方向に一定範囲内で摺動移動自在に介在される。
さらに、その摺接面間の静摩擦係数が滑動部材51の介在
によって小さくなるように構成される。

即ち、第３図及び第４図に示すように、締付用楔17の
楔上面17aと楔下面17bとの上下両面のうちの楔上面17a
に、側面視で部分円環状の滑動部材挿入溝53が形成さ
れ、挿入溝53内に滑動部材51が挿入される。第４図の状
態では、滑動部材挿入溝53の前後両壁53b・53cのうちの
後壁53cと上記の滑動部材51との間に、摺動許容隙間Ｇ
が設けられている。その滑動部材51は、楔受け面3aに対
してよりも挿入溝53の底面53aに対する方が摩擦係数が
小さくなる材質で構成してある。さらに、楔受け面3aに
潤滑油供給孔55が開口される（第１図及び第３図参
照）。これにより、滑動部材51の外側面51bと楔受け面3
aとの間、及び滑動部材51の内側面51aと挿入溝53の底面
53aとの間に潤滑油が供給可能とされる。

なお、上記潤滑油は、少なくとも滑動部材51の内側面
51aと挿入溝53の底面53aとの間に供給されるものであれ
ばよい。また、潤滑剤は、潤滑油に代えてグリースであ
ってもよい。

第６図から第10図は、それぞれ、滑動部材51の変形例
を示す第４図相当図である。

第６図のものは、締付用楔17の下面側に滑動部材挿入
溝53を形成し、クランプ爪４の力点部4bと締付用楔17と
の摺接面間に滑動部材51を介在させたものである。

第７図のものは、締付用楔17の上面側及び下面側に滑
動部材挿入溝53・53を形成し、楔受け面3aと締付用楔17
との摺接面間、及びクランプ爪４の力点部4bと締付用楔
17との摺接面間に、それぞれ滑動部材51・51を介在させ
たものである。

また、第８図のものは、第４図のものにおいて、滑動
部材挿入溝53を後ろ上がりに形成するとともに、この挿
入溝53に沿わせて滑動部材51をテーパー状に形成したも
のである。

さらに、第９図のものは、楔受け面3aに滑動部材挿入
溝53を凹入形成したものである。

第10図のものは、クランプ爪４の力点部4b側部分に滑
動部材挿入溝53を形成し、この挿入溝53に、前記の受圧
片８からなる滑動部材51を挿入したものである。

第11図と第12図は、それぞれ、滑動部材51の装着状態
の変形例を示しており、第３図相当の部分図である。

第11図のものは、滑動部材51と締付用楔17との摺接面
を平面で構成したものである。

第12図のものは、滑動部材51と締付用楔17との摺接面
を下側に凸になる曲面で構成したものである。

なお、上記実施例の油圧クランプでは、クランプ爪４
を進出クランプ状態Ａ・進出アンクランプ状態Ｂ・アン
クランプ退避状態Ｃに切換えるように構成したが、本発
明を適用する油圧クランプは、クランプ爪４が上下方向
に揺動してクランプ状態とアンクランプ状態とに切換ら
れるものであればよく、アンクランプ退避状態Ｃを省略
したものであってもよい。

また、滑動部材51は、複数の薄物部材を上下方向に積
層させて構成すると、いずれかの摺接箇所が傷んだとき
に、他の箇所で摺動が許容されるので、クランプ・アン
クランプ作動が一層円滑になり、油圧クランプの耐用寿
命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第12図は本発明の実施例を示している。 第１図から第５図はその一実施例で、第１図は油圧クラ
ンプの縦断側面図、第２図は第１図のII−II線矢視断面
図、第３図は同第１図のIII−III線矢視断面図、第４図
は同第１図の要部拡大図で、第５図は摩擦係数とクラン
プ力との関係を示す図である。 第６図から第10図は、それぞれ、滑動部材の変形例を示
す第４図相当図である。 第11図と第12図は、それぞれ、滑動部材の別の変形例を
示し、第３図相当の部分図である。 第13図は従来例を示す第１図相当図である。 １…クランプ本体、３…伝動室、3a…楔受け面、４…ク
ランプ爪、4a…支点部、4b…力点部、4c…作用点部、５
…油圧シリンダ、17…締付用楔、51…滑動部材、53…滑
動部材挿入溝、Ａ…クランプ状態（進出クランプ状
態）、Ｂ…アンクランプ状態（進出アンクランプ状
態）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランプ本体（１）内の伝動室（３）にク
   ランプ爪（４）を上下揺動自在に挿入し、その伝動室
   （３）の上壁に形成した楔受け面（3a）と上記クランプ
   爪（４）の上部に形成した力点部（4b）との間に締付用
   楔（17）を後ろから挿入し、その締付用楔（17）を油圧
   シリンダ（５）によって前後方向へ摺動可能に構成し
   た、楔倍力型油圧クランプにおいて、 上記の締付用楔（17）の楔上面（17a）と楔下面（17b）
   と上記の楔受け面（3a）と上記の力点部（4b）との四つ
   の摺接面のうちの少なくとも一つの摺接面に、前後方向
   へ延びる滑動部材挿入溝（53）を凹入形成して、 その滑動部材挿入溝（53）の底面（53a）とこれに対面
   する摺接面との間に滑動部材（51）を挿入するととも
   に、 同上の滑動部材挿入溝（53）の前後の壁（53b）（53c）
   の少なくとも一方と上記の滑動部材（51）との間に摺動
   許容隙間（Ｇ）を設けた、ことを特徴とする楔倍力型油
   圧クランプ。
2. 【請求項２】前記の締付用楔（17）の楔上面（17a）に
   前記の滑動部材挿入溝（53）を凹入形成して、その滑動
   部材挿入溝（53）に潤滑剤を貯溜可能に構成した、請求
   項１に記載の楔倍力型油圧クランプ。