JP3131603U - 移動式クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ出力部が金型のフランジ部から外れたことを確実に検出して、スライドの上昇開始タイミングを早め得る移動式クランプ装置を提供する。
【解決手段】プレス機械１のスライド２に形成されたＴ溝に沿って移動可能に構成され且つスライド２の下面に取り付けられる金型のフランジ部に形成された切欠部に一部が導入される縦軸部材と、この縦軸部材に連結されてフランジ部の下面を上方へ押圧可能なクランプ出力部１１とを備えたクランプ本体１０と、このクランプ本体１０を押し引き可能なチェーン部材５５を介してＴ溝方向に押し引きする為の移動駆動機構４０とを有する移動式クランプ装置９において、前記クランプ本体１０に、前記フランジ部のほぼ鉛直な端面を検出する為の第１検出手段３１と、前記フランジ部の下面が底面視においてクランプ出力部１１から外れたことを検出する為の第２検出手段３２とを設けた。
【選択図】図７

Description

本考案は、移動式クランプ装置に関し、特にプレス機械の可動側の上側金型を固定するクランプ装置において、スライドの下面のＴ字状の係合溝に沿って押し引き可能な移動駆動機構を備えた移動式クランプ装置に関する。

従来、自動車工場等に装備されたプレス機械において、可動側の上側金型はスライドの下面に、また、固定側の下側金型はボルスタの上面にクランプ装置により固定されるが、その上側金型を固定する為のクランプ装置に関して、スライドの下面のＴ字状の係合溝（以下Ｔ溝という）にクランプ装置のＴ字状の脚部を移動可能に係合させ、そのクランプ装置を移動駆動機構によりＴ溝に沿って押し引きする形式の移動式クランプ装置が広く実用化されている。

特許文献１に記載の金型固定装置において、クランプ装置を押し引き駆動するための移動駆動機構は、スライドやボルスタの側面部側に設けられた駆動部と、駆動部からＴ溝に沿って伸び先端部がクランプ装置の本体に連結されたチェーン部材とを有する。駆動部においては、チェーン部材をＵ字形に係合してスプロケットをエアシリンダで昇降駆動させ、スプロケットを回動させつつチェーン部材が駆動される。チェーン部材においては、断面Ｕ字形の多数のリンク片が連結ピンで連結され、連結ピンの両端部にＴ溝の水平面を転動する複数の小径の遊転輪が設けられ、駆動部を作動させてチェーン部材をＴ溝に沿って移動駆動することによってクランプ装置がＴ溝に沿って押し引き駆動される。

特許文献２に記載の金型固定装置において、その移動駆動機構は、特許文献１と同構成の駆動部と、駆動部からＴ溝に沿って伸びクランプ装置に連結されたベルト部材とを有する。ベルト部材には、断面Ｕ字形のリンク片と小径の遊転輪の代わりに、歯付ベルトと樹脂で形成される凸部形成部材が組み合わされ、凸部形成部材の凸部を介して押し引き駆動可能になり、このベルト部材が摺動自在にＴ溝に沿って移動駆動することによってクランプ装置が押し引き駆動される。

ところで、プレス機械において上下金型を交換する際、先ず、スライドを下降させ上下金型を組み合わせた状態でクランプ装置のクランプを解除し、クランプ装置を金型の付近から側方の待機位置まで後退させ、この待機位置に設けたクランププレートをクランプさせた状態で待機させる。その後、スライドを上昇させて、ボルスタ上面に残された上下金型を別の上下金型と交換してからクランプ装置で固定する。

従来、金型のクランプを解除後、クランプ装置が待機位置まで後退したのを近接スイッチで検出し、その検出信号をプレス機械の制御部に送信し、待機位置のクランププレートをクランプ装置でクランプ後にプレス機械の上昇を開始していた。
特許第３６６５１０９号 特開平８−１５９２２０

金型を交換する際、クランプ装置が金型のクランプを解除した後に待機位置まで後退し、クランププレートをクランプしたことを確認後、スライドの上昇を開始していた。金型のクランプ解除後に、タイマーによりスライドの上昇開始タイミングを決定する方式では、仮にクランプ装置が金型から完全に外れない状態でスライドが上昇すると大事故につながる危険性があるからである。
そこで、クランプする際にはクランプ装置が金型のフランジ部の端面に当接したこと、及び、アンクランプする際にはクランプ装置が待機位置に後退したことを確実に認識するため近接スイッチで夫々の位置を検出し、クランプ装置のクランプ及びアンクランプ作動のタイミングを制御している。

しかし、自動車工場のプレスライン等では、金型交換等の段取り替え時間を極力短縮したいという要請があり、段取り替え時間を秒単位で短縮する努力がなされている。
従来の金型交換方式では、上側金型のクランプを解除後、クランプ装置が待機位置まで移動する間、約４〜１０秒間、スライドの上昇を開始することができず、無駄時間があった。理論的には、上側金型のクランプを解除し金型のフランジ部の下面が底面視においてクランプ出力部から外れれば、スライドを上昇させても、上側金型は下側金型上に残置される筈であるから、スライド上昇の開始タイミングを早め得る余地は残っているのである。

本発明の目的は、クランプ出力部が金型のフランジ部の下面から底面視において外れたことを確実に検出して、スライドの上昇開始タイミングを早め得る移動式クランプ装置を提供することである。

請求項１の移動式クランプ装置は、プレス機械のスライドに形成されたＴ溝に沿って移動可能に構成され且つスライドの下面に取り付けられる金型のフランジ部に形成された切欠部に一部が導入される縦軸部材と、この縦軸部材の下端部分に連結されて金型のフランジ部の下面を上方へ押圧可能なクランプ出力部とを備えたクランプ本体と、このクランプ本体をＴ溝方向に押し引きする為の移動駆動機構とを有する移動式クランプ装置において、前記クランプ本体に、前記金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面を検出する為の第１検出手段と、前記金型のフランジ部の下面が底面視においてクランプ出力部から外れたことを検出する為の第２検出手段とを設けたことを特徴とする。

金型をクランプする際に、第１検出手段により、クランプ本体が金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面に当接したことを検出して、クランプ出力部をクランプ作動させてフランジ部をクランプすることができる。アンクランプする際には、第２検出手段により、フランジ部の下面が底面視においてクランプ出力部から外れたことを検出して、プレス機械のスライドの上昇を開始させることができる。

請求項２の移動式クランプ装置は、請求項１の考案において、プレス機械の制御部は、前記第１検出手段からの検出信号を受け、前記金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面を検出後にクランプ出力部をクランプ作動させることを特徴としている。

請求項３の移動式クランプ装置は、請求項１又は２の考案において、前記スライドを下降させた状態で金型を取り外す際、プレス機械の制御部は、前記第２検出手段からの検出信号を受け、前記金型のフランジ部の下面がクランプ出力部から外れた時に、スライド昇降駆動手段に前記スライドの上昇を開始させることを特徴としている。

請求項４の移動式クランプ装置は、請求項１〜３の何れかの考案において、前記第１、第２検出手段が、夫々近接スイッチで構成されたことを特徴とする。

請求項１の考案によれば、第１検出手段により、金型をクランプする際に、クランプ本体が金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面に当接したことを検出して、クランプ出力部をクランプ作動させてフランジ部を固定することができる。また、第２検出手段により、フランジ部がクランプ出力部から底面視において外れたことを検出して、スライドの上昇を開始させることができ、金型交換の作業時間を短縮することができる。

請求項２の考案によれば、クランプ本体がフランジ部のほぼ鉛直な端面に当接したことを第１検出手段で検出し、その検出信号をプレス機械の制御部に送信することで容易にクランプ出力部をクランプ作動させることができる。

請求項３の考案によれば、スライドを下降させた状態で上側金型を取り外す際、金型のフランジ部の下面からクランプ出力部が外れたことを第２検出手段で検出し、その検出信号をプレス機械の制御部に送信することで、プレス機械のスライドの上昇を開始させることができる。

請求項４の考案によれば、第１，第２検出手段が夫々近接スイッチで構成されたので、簡単な構成のスイッチにより非接触で検出でき、高速応答、高い信頼性が期待できる。

以下、本考案に係る実施例について、図面を参照しながら説明をする。
本実施例は、自動車工場等の立型のプレス機械において、スライドの下面に固定される可動側の上側金型をクランプするために用いられる移動式クランプ装置に本考案を適用した場合の例である。

図１に示すように、プレス機械１において、スライド２の下面部やボルスタ３の上面部には、複数のＴ溝７が左右方向向きに形成されており、そのＴ溝７に係合可能な脚部２７を有し且つ移動駆動機構４０を備えた複数の移動式クランプ装置９をプレス機械１の側面部に設け、その移動式クランプ装置９のクランプ本体１０をＴ溝７に沿って押し引き駆動可能にすることで、スライド２の下面部には可動側の金型４を、叉、ボルスタ３の上面部には固定側の金型５を夫々固定することができる。

金型４の左右両端のフランジ部６をクランプするため左側に２組右側に２組の計４組の移動式クランプ装置９が設置されている。金型５の左右両端のフランジ部６をクランプするため左側に２組右側に２組の計４組の移動式クランプ装置９が設置されている。
そのため、以下の説明ではプレス機械１のスライド２の下面部に配設された右側の移動式クランプ装置９を例として説明をする。

図１〜図７に示すように、移動式クランプ装置９は、Ｔ溝７に係合される脚部２７と縦軸部材２５とフランジ部６の下面を押圧可能なクランプ出力部１１とを備えたクランプ本体１０と、このクランプ本体１０をチェーン部材５５を介してＴ溝７方向に押し引きする為の移動駆動機構４０とを有する。

図２〜図６に示すように、クランプ本体１０は、金型４のフランジ部６の下面を押圧可能なクランプ出力部１１と、クランプ出力部１１から突出しているロッド１６と一体的に形成された縦軸部材２５と、縦軸部材２５の上端部分に設けられＴ溝７に摺動自在に係合された断面Ｔ形の脚部２７と、クランプ本体１０がフランジ部６の端面に当接したことを検出する第１近接スイッチ３１（第１検出手段）と、底面視においてクランプ出力部１１からフランジ部６の下面が外れたことを検出する第２近接スイッチ３２（第２検出手段）と、フランジ部６の端面を受け止める１対の受止部材３７などを備えている。

図２〜図６に示すように、クランプ出力部１１は、クランプ本体１０の下端部分に設けられた油圧シリンダ１２と、油圧シリンダ１２に固定され且つクランプ時にフランジ部６の下面を押圧する第１支持板２１と、第１支持版２１に固定され且つ第１支持版２１の下面と油圧シリンダ１２の上端面との間に設けられ電気信号ケーブルを固定するための複数の小孔２３が設けられた第２支持板２２とを有し、クランプ作動時には、このクランプ出力部１１とスライド２の下面との間にフランジ部６が挟圧して固定される。

油圧シリンダ１２は、シリンダ本体１３と、ピストン１４と、復帰用の圧縮スプリング１５と、ピストン１４に固着されたロッド１６であって縦軸部材２５と一体のロッド１６と、クランプ時に油圧が充填される作動室１７と、圧縮スプリング１５を支持する蓋部材１８と、エア抜きバルブ１９とを有する。油圧ホース６３は図示外の油圧供給源にされており、この油圧ホース６３がチェーン部材５５の内側に形成される導設路６１に内装され、この油圧ホース６３が脚部２７と縦軸部材２５の内部の油路２６に接続され、作動室１７に油圧が給排され、クランプ作動やアンクランプ作動させることができる。

第１支持板２１は、油圧シリンダ１２の上端部に第２支持板２２と重畳して固定され、中心部からは縦軸部材２５が突出される挿通孔が設けられている。この第１支持板２１は、油圧シリンダ１２の端面より大きいサイズで、左端部に１個所、右端部に２個所に突出部位が形成され、その左端部の下面側には第２近接スイッチ３２が装備され、右端部の上面側には１対の受止部材３７a 、３７b が夫々設置されている。なお、右端部に設置される受止部材３７a には第１近接スイッチ３１が装備されている。クランプする際には、フランジ部６の下面にこの第１支持板２１を対向させながら上方へ押圧し、スライド２の下面との間にフランジ部６をクランプする。

第２支持板２２は、第１支持板２１より薄い板で形成され、中心部には縦軸部材２５が挿通できる挿通孔が形成され、油圧シリンダ１２の上端部と第１支持版２１との間に設けられている。導設路６１に内嵌されている電気信号ケーブルを、第１近接スイッチ３１、及び、第２近接スイッチ３２のコネクタ部３４、３６に接続させる際に、ケーブル部分を固着するための８つの小孔２３が設けられている。

縦軸部材２５は、油圧シリンダ１２のロッド１６と一体的に形成され、上端部において脚部２７を介してＴ溝７と摺動自在に結合され、クランプする際には、フランジ部６のＵ形の切欠部に縦軸部材２５が導入される。導設路６１に内装された油圧ホース６３から脚部２７を介して作動室１７に連通する油路２６が縦軸部材２５の内部に設けられている。

脚部２７は、縦軸部材２５の上端部に設けられ、Ｔ溝７に摺動自在に係合されるため断面Ｔ形に形成されている。脚部２７の右端部には、チェーン部材５５が連結される係合部２９が設けられ、この係合部２９を介して移動駆動機構４０によりＴ溝７の内部を押し引き駆動可能にされる。脚部２７の内部に油路２８が形成されて、係合部２９の下方に形成された油圧給排ポート２８に油圧ホース６２が接続され油圧シリンダ１２の作動室１７に油圧を給排させることができる。

第１近接スイッチ３１は、受止部材３７a に貫通状に装着されて、その先端の検出部が受止部材３７a の側面と同一面に位置し、フランジ部６のほぼ鉛直な端面との当接を検出可能になっている。第１近接スイッチ３１のコネクタ部３４には電気信号ケーブルが接続されている。
クランプする際に、第１近接スイッチ３１の検出部がフランジ部６の端面に当接すると、その端面が検出され、その検出信号が導設路６１に内装された電気信号ケーブルを介してプレス機械１の制御部に送信され、その制御部はクランプ装置９にそのクランプ出力部１１をクランプ作動させ、金型４をクランプさせる。

第２近接スイッチ３２は第１支持板２１の左端部（油圧シリンダ１２よりも左側に位置している）に貫通状に上向きに装備され、その検出部が第１支持板２１の上面と同一面に位置し、第２近接スイッチ３２のコネクタ部３６には電気信号ケーブルが接続されている。
アンクランプする際に、底面視においてフランジ部６の下面がクランプ出力部１１から外れたことを検出し、その検出信号が電気信号ケーブルを介してプレス機械１の制御部に送信されると、その制御部は、プレス機械１のスライド昇降駆動手段にスライド２の上昇を開始させると共に、クランプ装置９の移動駆動機構４０にクランプ本体１０を待機位置へ移動させる。

受止部材３７ａ，３７ｂは第１支持板２１の右端部に設けられ、クランプする際にフランジ部６の端面を受け止める。クランプ装置９が待機位置に後退した際に、受止部材３７ｂの右端面との当接を検出する第３近接スイッチ４７が、待機位置に固定的に設けられている。

図７に示すように、移動駆動機構４０は、クランプ本体１０の脚部２７をＴ溝７に係合させた状態でＴ溝７に沿って押し引き移動させるもので、クランプ装置９を最も右側へ退避させた位置が待機位置である。移動駆動機構４０は、本体部材４１を形成する第１ブロック４２及び第２ブロック４４、第１ブロック４２に立設された立て長の本体ケース４５と、第１ブロック４２の下方に装着されたクランププレート４６と、本体ケース４５内において第１ブロック４２に立設されたエアシリンダ５３、及び１対のスプロケット５２と、チェーン部材５５から構成される駆動部５１と、チェーン部材５５により形成され油圧ホース６３や電気信号ケーブルを導設する為の導設路６１とを有する。

第１ブロック４２と第２ブロック４４とは複数のボルトで一体的に連結され、第２ブロック４４はスライド２やボルスタ３の側端面側にスペーサーブロック４８を介して強固に装着されている。第２ブロック４４の内部にはＴ溝７に連通するＴ溝状の係合溝が形成され、第１ブロック４２には係合溝に連通し湾曲して９０度上方へ方向変換するＴ溝状のガイド溝４３が形成されている。第１ブロック４２の下面には、クランププレート４６と第３近接スイッチ４７（第３検出手段）が設けられ、この第３近接スイッチ４７は待機位置に後退してきたクランプ本体１０の受止部材３７b の端面と当接したことを検出し、その検出信号に基づいてクランプ本体１０にクランププレート４６をクランプさせる。

駆動部５１は、第１ブロック４２から立ち上がる本体ケース４５内において、第１ブロック４２に立設された倒立状のエアシリンダ５３のロッドの先端部に、１対のスプロケット５２が設けられ、エアシリンダ５３は、スプロケット５２とチェーン部材５５を介してクランプ本体１０を押し引き駆動可能にするものである。１対のスプロケット５２は、チェーン部材５５の両側の小径の遊転輪５８に係合しており、エアシリンダ５３のロッドを伸長させると、スプロケット５２が回動しながら上方移動するため、クランプ本体１０が外方（右方）へ引き駆動される。また、ロッドを退入させると、スプロケット５２が回動しながら下方移動するため、クランプ本体１０が内方（左方）へ押し駆動される。チェーン部材５５の基端側ストレート部４８は、本体ケース４５の開口部から部分的に突出して遊転輪５８が本体ケース４５で案内され、ストレート部４９は本体ケース４５に固定されたガイド部材５４によって案内されている。

チェーン部材５５は、複数の断面Ｕ形のリンク片５６を複数の連結ピン５７で連結し、各連結ピン５７の両端部に小径の遊転輪５８を設けた構造のもので、遊転輪側へのみ折れ曲がることが可能で、リンク片５６の端面同士の当接を介して押し引き駆動可能に構成されている。チェーン部材５５の全長に亙って連結ピンに外装されたスペーサとリンク片５６との間には、クランプ本体１０の油圧シリンダ１２に油圧を供給する油圧ホース６３や電気信号ケーブルを導設する導設路６１が形成されている。

チェーン部材５５の基端部は、エアシリンダ５３のシリンダ本体に固着され、その基端部から上方へ直線上に立ち上がって１対のスプロケット５２に係合するＵターン部から下方へ直線上に降りて、第１ブロック４２のガイド溝４３と第２ブロック４４の係合溝とを経由して、スライド２のＴ溝７内へ導入され、チェーン部材５５の先端部がクランプ本体１０の脚部２７の係合部２９に固着されている。

導設路６１に内装されている油圧ホース６３は、クランプ本体１０の脚部２７の油圧給排ポート２８に接続され、電気信号ケーブルの一方は第１近接スイッチ３１のコネクタ部３４に、他方は第２近接スイッチ３２のコネクタ部３６に夫々接続される。図面には電気信号ケーブルは省略し、油圧ホース６３のみ図示している。

以下、この移動式クランプ装置９の作用・効果について説明する。
プレス機械１のスライド２に可動側の金型４を固定する際、先ず、クランプ本体１０はクランププレート４６をクランプした状態で待機位置にあり、スライド２を上昇させた状態で、上下に組み合わせた可動側と固定側の金型４、５をボルスタ３の上に搬入してからスライド２を下降させて可動側の金型４の上面に当接させる。

クランププレート４６のクランプを解除後、移動駆動機構４０によって、クランプ本体１０を待機位置から左方へ金型４の方へ移動駆動し、金型４のフランジ部６のほぼ鉛直な端面と当接したことをクランプ本体１０の第１近接スイッチ３１で検出した検出信号に基づいて、プレス機械１の制御部によりクランプ装置９のクランプ出力部１１にフランジ部６をクランプさせ、金型４がスライド２に固定される。

金型４を取り外す際には、スライド２を上下の金型４、５が当接する位置まで下降させた状態で、プレス機械１の制御部により、クランプ出力部１１のクランプを解除し、クランプ出力部１１がフランジ部６の下面から底面視において外れたのを第２近接スイッチ３２で検出し、その検出信号に基づいてプレス機械１の制御部により、プレス機械１のスライド昇降駆動手段にスライド２の上昇を開始させると共に、移動駆動機構４０にクランプ本体１０を引き駆動させて待機位置へ移動させる。このように、クランプ出力部１１がフランジ部６の下面から底面視において外れると直ちに、スライド２の上昇を開始するため、クランプ本体１０を待機位置へ移動させてから、スライド２の上昇を開始する場合に比較して、スライド２の上昇開始タイミングを約４〜１０秒早めることができ、金型交換の段取り時間を短縮することができる。

移動駆動機構４０によって、クランプ本体１０が待機位置に移動駆動され、第３近接スイッチ４７が受止部材３７ｂの端面と当接したことを検出したとき、その検出信号に基づいて制御部により、エアシリンダ５３を停止させて引き駆動を停止させ、その後クランプ本体１０にクランププレート４６をクランプさせる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明をする。
１〕前記クランプ装置の移動駆動機構としては、チェーン方式のものに限らず、押し引き可能なベルト部材、ボールネジ機構やエアシリンダ等によりクランプ本体を移動させる構成の移動駆動機構を採用してもよい。
２〕前記移動駆動機構は、電動モータで駆動されるスプロケットを介してチェーン部材を駆動するように構成してもよい。
３〕前記近接スイッチの代わりに、接触式スイッチも採用可能である。
その他、当業者ならば、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を不可した形態で実施することができ、本考案はそれらの変更形態も包含するものである。

本考案の実施例に係る移動式クランプ装置とプレス機械の正面図である。 前記クランプ本体の斜視図である。 前記クランプ本体とスライドの要部の正面図である。 前記クランプ本体の側面図である。 前記クランプ本体とスライドの要部の底面図である。 前記クランプ本体の拡大縦断面図である。 前記クランプ装置の移動駆動機構の一部切欠き縦断正面図である。

符号の説明

１ プレス機械
２ スライド
４ 可動側の上側金型
５ 固定側の下側金型
６ フランジ部
７ Ｔ溝
９ 移動式クランプ装置
１０ クランプ本体
１１ クランプ出力部
２５ 縦軸部材
２７ 脚部
３１ 第１検出手段（近接スイッチ）
３２ 第２検出手段（近接スイッチ）
３７a 、３７b 受止部材
４０ 移動駆動機構
５１ 駆動部
５２ スプロケット
５３ エアシリンダ
５５ チェーン部材
５６ 断面Ｕ形のリンク片
６１ 導設路
６３ 油圧ホース

Claims (4)

1. プレス機械のスライドに形成されたＴ溝に沿って移動可能に構成され且つスライドの下面に取り付けられる金型のフランジ部に形成された切欠部に一部が導入される縦軸部材と、この縦軸部材の下端部分に連結されて金型のフランジ部の下面を上方へ押圧可能なクランプ出力部とを備えたクランプ本体と、このクランプ本体をＴ溝方向に押し引きする為の移動駆動機構とを有する移動式クランプ装置において、
   前記クランプ本体に、前記金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面を検出する為の第１検出手段と、前記金型のフランジ部の下面が底面視においてクランプ出力部から外れたことを検出する為の第２検出手段とを設けたことを特徴とする移動式クランプ装置。
2. プレス機械の制御部は、前記第１検出手段からの検出信号を受け、前記金型のフランジ部のほぼ鉛直な端面を検出後にクランプ出力部をクランプ作動させることを特徴とする請求項１に記載の移動式クランプ装置。
3. 前記スライドを下降させた状態で金型を取り外す際、プレス機械の制御部は、前記第２検出手段からの検出信号を受け、前記金型のフランジ部の下面がクランプ出力部から外れた時に、スライド昇降駆動手段に前記スライドの上昇を開始させることを特徴とする請求項１叉は２に記載の移動式クランプ装置。
4. 前記第１、第２検出手段が、夫々近接スイッチで構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の移動式クランプ装置。