JP4041554B2 - クランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造 - Google Patents
クランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型等のクランプ対象体を固定するクランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造に関し、特に、アクチュエータで移動駆動されるウェッジ部材により倍力して、クランプレバーの入力部に駆動力を入力するようにしたクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金型等を所定の据付け部（プレス機械のボルスタの上面やラムの下端の可動盤の下面等）に固定する比較的小型のクランプ装置が種々実用に供されているが、そのうち、クランプ本体と、クランプ本体に枢支軸を介して枢支され出力部と入力部を有するクランプレバーと、アクチュエータにより移動駆動されクランプレバーの入力部に駆動力を倍力して入力するウェッジ部材を有するクランプ装置が広く実用に供されている。
【０００３】
この種のクランプ装置におけるクランプレバーへの駆動力入力構造においては、図８、図９に示すように、切欠き面111 が形成された軸部材110 を有し、この軸部材110 の部分円筒面112 が、クランプレバー100 の入力部101 に形成された部分円筒状の座面102 に回動自在に係合している。切欠き面111 は入力部101 の下面側へ露出し、左方へ移動駆動されるウェッジ部材115 により倍力して、軸部材110 を介して入力部101 に駆動力が入力され、クランプレバー100 が枢支軸心103 回りに所定角度回動しても軸部材110 が回動して、ウェッジ部材115 の傾斜面116 が入力部101 に接触せずに切欠き面111 に面接触する状態が保持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記クランプ装置では、クランプレバー100 の部分円筒状の座面102 に軸部材110 の部分円筒面112 が係合し、図９に示すように、左方へ移動駆動されるウェッジ部材115 により、軸部材110 を介して入力部101 に駆動力が入力される構造であるので、クランプレバー100 への駆動力の入力時に軸部材110 （部分円筒面112 ）が変形するし、また、長期にわたり繰返し使用している間に座面102 とその近傍部が塑性変形してへたってしまい、図９に示すように、座面102 の曲率半径が大きくなり、軸部材110 の部分円筒面112 との接触面積が非常に小さくなり、座面102 と部分円筒面112 とに作用する面圧が非常に大きくなる。それ故、軸部材110 の回動性が悪くなり、座面102 や部分円筒面112 が摩耗し易くなる。
【０００５】
更に、軸部材110 が入力部101 から外れないようにするため、座面102 は少なくとも１８０度円弧以上の部分円筒状に形成される。その結果、クランプレバー100 の入力部101 の下面側へ露出した切欠き面111 の大きさが小さくなるため、切欠き面111 と傾斜面116 とに作用する面圧が大きくなり、切欠き面111 や傾斜面116 も摩耗し易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、クランプレバーの入力部に回動可能に設けられた軸部材と入力部に駆動力を入力するウェッジ部材とを備えたクランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造において、軸部材の回動性を向上させること、クランプレバーや軸部材やウェッジ部材の摩耗を防止すること、等である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、レバー枢支軸を介してクランプ本体に枢支され先端部に出力部を有するとともに基端部に入力部を有するクランプレバーと、クランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の下面側へ露出した切欠き面を有する軸部材と、軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータにより移動駆動されるウェッジ部材とを備えたクランプ装置において、クランプレバーの入力部の幅方向両端部分には、前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、軸部材の両端部分には、前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたものである。
【０００８】
アクチュエータによりウェッジ部材が移動駆動され、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、また、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面との接触面積が一定の大きさに保持され、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制でき、軸部材の回動性が向上し、クランプレバーの軸枢支孔や座面、軸部材の枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。
【０００９】
更に、１対の枢支軸部を１対の軸枢支孔に枢支するため、軸部材が入力部から外れないようになるので、また、座面と部分円筒面との接触面積を余り大きくする必要もなくなるので、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の下面側へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になり、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００１０】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記１対の軸枢支孔は、クランプレバーの入力部の幅方向両端部分からウェッジ部材側へ延びる１対の枢支部に相対向状に形成され、ウェッジ部材は１対の枢支部の間に遊嵌し、その傾斜面が軸部材の切欠き面に面接触することを特徴とするものである。それ故、面積の大きな切欠き面をクランプレバーの入力部の下面側へ確実に露出させ、その切欠き面に傾斜面を確実に面接触させることができる。その他請求項１と同様の作用を奏する。
【００１１】
請求項３のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記切欠き面は、軸部材の直径と同幅であることを特徴とするものである。それ故、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧を非常に低下させることができる。その他請求項２と同様の作用を奏する。
【００１２】
請求項４のクランプ装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記レバー枢支軸を枢支するクランプ本体の１対のレバー枢支孔は、ウェッジ部材の移動方向に細長い長円孔に形成され、前記クランプレバーは、その出力部をクランプ本体の先端外へ突出したクランプ可能位置と、クランプ解除状態においてその出力部をクランプ本体内へ退入させた退入位置とに切換え可能に構成されたことを特徴とするものである。それ故、クランプ可能位置のクランプレバーを、クランプを解除した状態で退入位置に切換えることで、金型等のクランプ対象体の所定の据え付け部（プレス機械のボルスタの上面等）への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。その他請求項１〜３の何れか１項と同様の作用を奏する。
【００１３】
請求項５のクランプレバーへの駆動力入力構造は、クランプ装置のクランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面と、この座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の前記座面外へ露出した切欠き面を有する軸部材と、この軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータからの駆動力を軸部材を介して入力部に入力するウェッジ部材とを備えたクランプレバーへの駆動力入力構造において、前記入力部の幅方向両端部分には前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、前記軸部材の両端部分には前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたものである。
【００１４】
ウェッジ部材によりアクチュエータからの駆動力が軸部材を介して入力部に入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、また、１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面との接触面積が一定の大きさに保持され、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制でき、軸部材の回動性が向上し、クランプレバーの軸枢支孔や座面、軸部材の枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、１対の枢支軸部を１対の軸枢支孔に枢支するため、軸部材が入力部から外れないようになるので、また、座面と部分円筒面との接触面積を余り大きくする必要もなくなるので、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の座面外へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になり、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、金型をボルスタの上面に固定するクランプ装置に本発明を適用した場合の例である。
【００１６】
図１〜図４に示すように、クランプ装置１は、クランプ本体２と、前後方向向きの枢支軸２０（レバー枢支軸）を介してクランプ本体２に枢支され左端部に出力部２１を有するとともに右端部に入力部２２を有するクランプレバー３と、クランプレバー３の入力部２２に駆動力を入力する駆動力入力構造６０と、駆動力入力構造６０のウェッジ部材５を左右方向へ移動駆動するエアシリンダ６等で構成されている。
【００１７】
前記クランプ本体２は、前後１対の壁部材１０，１１と、１対の壁部材１０，１１の間の右下端部に設けられた直方体状のブロック部材１３を有する。壁部材１０，１１とブロック部材１３は１対のボルト１４等で固定され、壁部材１０，１１の間に所定前後幅の間隙１５が形成され、この間隙１５にクランプレバー３と軸部材４とウェッジ部材５が移動可能に配設されている。
【００１８】
１対の壁部材１０，１１には、間隙１５に臨む左右方向に細長い１対の長円孔１０ａ，１１ａ（レバー枢支孔）が相対向状に形成され、これら長円孔１０ａ，１１ａにクランプレバー３の枢支軸２０の両端部分が左右方向へ移動可能に係合し枢支されている。また、壁部材１０，１１にはボルト孔１０ｂ，１１ｂが形成され、これらボルト孔１０ｂ，１１ｂに挿通させた１対のボルト１９により、クランプ本体２がボルスタ９に固定される（図３参照）。
【００１９】
前記クランプレバー３は間隙１５と略同じ（その左右両面が１対の壁部材１０，１１の内面に摺接する）前後幅を有し、クランプレバー３の中央部分に枢支軸２０が挿通して設けられている。尚、枢支軸２０をクランプレバー３に固定的に設けてもよし回動可能に設けてもよい。また、枢支軸２０の代わりに、長円孔１０ａ，１１ａに枢支される枢支軸２０の両端部分に相当する枢支軸部をクランプレバー３に一体形成してもよい。
【００２０】
クランプレバー３は、その出力部２１をクランプ本体２の左端外へ突出したクランプ可能位置（図１参照）と、クランプ解除状態においてその出力部２１をクランプ本体２内へ退入させた退入位置（図２参照）とに亙って切換え可能であり、クランプレバー３がクランプ位置に位置するとき、枢支軸２０の両端部分が１対の長円孔１０ａ，１１ａの左端部に当接し、入力部２２に駆動力が入力されると、図１に実線で示す初期姿勢のクランプレバー３が枢支軸２０回りに回動されて図１に鎖線で示すクランプ姿勢になり、出力部２１により金型Ｗがクランプされる。尚、クランプ解除状態のクランプレバー３の姿勢は初期姿勢である。
【００２１】
また、クランプレバー３には、枢支軸２０の下側において下方へ延びるレバー部２３が一体形成され、このレバー部２３とブロック部材１３の間にコイルバネ２４が介装され、このコイルバネ２４によりレバー部２３が左側へ付勢されている。そして、コイルバネ２４の付勢力により、クランプ可能位置におけるクランプ姿勢のクランプレバー３を初期姿勢に復帰させ、また、退入位置のクランプレバー３をクランプ可能位置に移動させるように構成してある。尚、コイルバネ２４の左端部は、バネ受け２５を介してレバー部２３に連結されている。
【００２２】
尚、クランプ本体２の上端部分には、クランプレバー３の前記クランプ可能位置と退入位置を検出する位置検出機構８が設けられ、この位置検出機構８は、クランプレバー３の上端の溝部７０に係合する係合部７１ａを有しクランプレバー３とともに左右方向へ移動するロッド７１、ロッド７１を左右方向へガイドするガイド部材７２、ロッド７１の右端部に設けられた押動部材７３、載置板７４上に固定されクランプレバー３がクランプ可能位置と退入位置のときに夫々押動部材７３によりＯＮされるセンサ７５，７６等で構成され、センサ７５，７６は、電気信号線７５ａ，７６ａにより制御部（図示略）に電気的に接続されている。尚、ロッド７１やセンサ７５，７６等はカバー部材７７でカバーされている。
【００２３】
前記クランプレバー３の入力部２２にエアシリンダ６の駆動力を入力する駆動力入力構造６０について図１、図２、図５〜図７に基づいて説明する。軸部材４は、クランプレバー３と同じ（その左右両面が１対の壁部材１０，１１の内面に摺接する）前後長を有し、軸部材４の前後両端部分に１対の枢支軸部３０が形成され、１対の枢支軸部３０の間に軸部材４の直径と同幅の切欠き面３１が形成され、切欠き面３１の上側に部分円筒面３２が形成されている。
【００２４】
一方、クランプレバー３の入力部２２には、入力部２２からウェッジ部材５側（下側）へ延びる前後１対の枢支部３５が形成され、これら枢支部３５に相対向状に形成された１対の枢支孔３６（軸枢支孔）に１対の枢支軸部３０が枢支されている。入力部２２の下面２２ａと１対の枢支部３５の下面３５ａは平行に形成されている。１対の枢支部３５の間において入力部２２の下面２２ａには、約１２０度円弧の部分円筒状の座面３７が形成され、座面３７に部分円筒面３２が摺動自在に係合し、軸部材４の切欠き面３１は入力部２２の下側外面２２ａ外へ露出している。
【００２５】
前記ウェッジ部材５はブロック部材１３の上面に摺動自在に支持され、その上端部分に１対の枢支部３５の間に遊嵌する凸部４０が形成され、凸部４０の上面に軸部材４の切欠き面３１に面接触する傾斜角ａ（例えばａ＝１２度）の傾斜面４１が形成されている。凸部４０の前後両側の１対の段落ち面４２は、１対の枢支部３５の下面３５ａから間隙を空けて下面３５ａと平行に形成されている。尚、クランプレバー３が初期姿勢のとき、段落ち面４２と前記枢支部３５の下面３５ａが平行になるように設定されている。
【００２６】
ウェッジ部材５の左端部には、係止部材４５がボルト４５ａで固定され、図１の状態から、エアシリンダ６によりウェッジ部材５が右方へ移動駆動されると、係止部材４５によりクランプレバー３の入力部２２の被係止部４６が係止され、クランプ可能位置のクランプレバー３が右方へ移動し図２の退入位置に切換わる。また、図２の状態から、エアシリンダ６によりウェッジ部材４１左右へ移動駆動されると、コイルバネ２４により退入位置のクランプレバー３が左方へ移動し図１のクランプ可能位置に切換わる。
【００２７】
前記エアシリンダ６は、筒部材５１と１対の蓋部材５２，５３を有するシリンダ本体５０と、シリンダ本体５０の内部に摺動自在に内嵌されたピストン５４と、ピストン５４に固定され蓋部材５２を挿通して左方へ延び先端部にウェッジ部材５が固定されたピストンロッド５５と、シリンダ本体５０の内部においてピストン５４で仕切られたエア作動室５６，５７と、エア作動室５７に内装されピストン５４を左方へ付勢する大小２つのコイルバネ５８，５９を有する。尚、エア作動室５６，５７はシール部材５０ａ，５０ｂ，５０ｃでシールされている。
【００２８】
図示外のエア供給源によりエアポート５６ａからエア作動室５６に所定圧の加圧エアが供給されると、コイルバネ５８，５９の付勢力に抗して、ピストン５４とピストンロッド５５が右方へ移動駆動される。また、エア作動室５６の加圧エアを開放すると、コイルバネ５８，５９の付勢力により、ピストン５４とピストンロッド５５が左方へ移動する。更に、クランプレバー３がクランプ可能位置に位置する状態で、エア供給源によりエアポート５７ａからエア作動室５７に加圧エアが供給されると、ウェッジ部材４１が左方へ移動駆動され、クランプレバー３の入力部２２に軸部材４を介して駆動力が入力される。
【００２９】
尚、ウェッジ部材５の傾斜面４１の傾斜角が約１２度であるため、クランプレバー３の入力部２２に入力される駆動力はエアシリンダの出力の約５倍に倍力され、また、枢支軸２０から入力部２２までのレバー長が枢支軸２０から出力部２１までのレバー長の約３倍あるため、クランプレバー３の出力部２１に作用するクランプ力は、前記駆動力の約３倍，エアシリンダ６の出力の約１５倍になる。
【００３０】
クランプ装置１の作用・効果について説明する。エアシリンダ６で左方へ移動駆動されるウェッジ部材５により、軸部材４を介して入力部２２に荷重が入力されても、１対の枢支孔３６は変形しないため、部分円筒状の座面３７の形状が略一定に保持される。それ故、１対の枢支孔３６と１対の枢支軸部３０及び座面３７と部分円筒面３２との接触面積を一定の大きさに保持し、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制できるため、この駆動力入力構造６０においては、軸部材４の回動性が向上し、枢支孔３６や座面３７、枢支軸部３０や部分円筒面３２が摩耗し難くなる。
【００３１】
約１２０度円弧の部分円筒状の座面３７に、軸部材４の部分円筒面３２を摺動自在に係合したので、クランプレバー３の入力部２２の下面２２ａ側へ露出させた切欠き面３１を、軸部材３の直径と同幅に形成しその面積を大きくすることが可能になる。それ故、切欠面３１と傾斜面４１とに作用する面圧を低下させることができ、切欠き面３１や傾斜面４１も摩耗し難くなる。
【００３２】
１対の枢支孔３６を、クランプレバー３の入力部２２から下側へ延びる１対の枢支部３５に相対向状に形成し、ウェッジ部材５の凸部４０を１対の枢支部３５の間に遊嵌し、その傾斜面４１を軸部材４の切欠き面３１に面接触させるように構成したので、面積の大きな切欠き面３１を入力部２２の下面２２ａ側へ確実に露出させ、その切欠き面３１に傾斜面４１を確実に面接触させることができる。
【００３３】
クランプレバー４を、その出力部２１をクランプ本体２の先端外へ突出したクランプ可能位置と、クランプ解除状態においてその出力部２１をクランプ本体２内へ退入させた退入位置とに切換え可能に構成したので、クランプレバー３を退入位置に切換えた状態で、金型Ｗのボルスタ９への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。
【００３４】
尚、前記枢支軸２０をクランプ本体２に左右方向へ移動不能に枢支し、クランプレバー３の位置が切換わらないように構成してもよい。また、エアシリンダ６の代わりに油圧シリンダ等その他種々のアクチュエータを適用してもよい。前記クランプ装置１は、プレス機械の金型Ｗを固定するものに限らず、射出成形機械の金型等の種々クランプ対象体を固定するものとして適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１のクランプ装置によれば、アクチュエータによりウェッジ部材が移動駆動され、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面とに作用する面圧を抑制し、軸部材の回動性が向上し、軸枢支孔や座面、枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の下面側へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になるため、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００３６】
請求項２のクランプ装置によれば、請求項１と同様の効果を奏するが、前記１対の軸枢支孔をクランプレバーの入力部の幅方向両端部分からウェッジ部材側へ延びる１対の枢支部に相対向状に形成し、ウェッジ部材は１対の枢支部の間に遊嵌し、その傾斜面を軸部材の切欠き面に面接触させたので、面積の大きな切欠き面をクランプレバーの入力部の下面側へ確実に露出させ、その切欠き面に傾斜面を確実に面接触させることができる。
【００３７】
請求項３のクランプ装置によれば、請求項２と同様の効果を奏するが、前記切欠き面を軸部材の直径と同幅に構成したので、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧を非常に低下させることができる。
【００３８】
請求項４のクランプ装置によれば、請求項１〜３の何れか１項と同様の効果を奏するが、クランプ可能状態のクランプレバーを、クランプを解除した状態で退入位置に切換えことで、金型等のクランプ対象体の所定の据え付け部（プレス機械のボルスタの上面等）への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。
【００３９】
請求項５のクランプレバーへの駆動力入力構造によれば、ウェッジ部材によりアクチュエータからの駆動力が軸部材を介して入力部に入力されても、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面とに作用する面圧を抑制し、軸部材の回動性が向上し、軸枢支孔や座面、枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の座面外へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になるため、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII −III 線断面図である。
【図４】クランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図５】クランプ装置の駆動力入力構造の正面図である。
【図６】駆動力入力構造の斜視図である。
【図７】図５のVII −VII 線断面図である。
【図８】従来技術に係る駆動力入力構造の斜視図である。
【図９】従来技術に係る駆動力入力構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１ クランプ装置
２ クランプ本体
３ クランプレバー
４ 軸部材
５ ウェッジ部材
６ エアシリンダ
１０ａ，１１ａ 長円孔
２０ 枢支軸
２１ 出力部
２２ 入力部
３０ 枢支部
３１ 切欠き面
３２ 部分円筒面
３６ 枢支孔
３７ 座面
４１ 傾斜面
６０ 駆動力入力構造
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型等のクランプ対象体を固定するクランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造に関し、特に、アクチュエータで移動駆動されるウェッジ部材により倍力して、クランプレバーの入力部に駆動力を入力するようにしたクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金型等を所定の据付け部（プレス機械のボルスタの上面やラムの下端の可動盤の下面等）に固定する比較的小型のクランプ装置が種々実用に供されているが、そのうち、クランプ本体と、クランプ本体に枢支軸を介して枢支され出力部と入力部を有するクランプレバーと、アクチュエータにより移動駆動されクランプレバーの入力部に駆動力を倍力して入力するウェッジ部材を有するクランプ装置が広く実用に供されている。
【０００３】
この種のクランプ装置におけるクランプレバーへの駆動力入力構造においては、図８、図９に示すように、切欠き面111 が形成された軸部材110 を有し、この軸部材110 の部分円筒面112 が、クランプレバー100 の入力部101 に形成された部分円筒状の座面102 に回動自在に係合している。切欠き面111 は入力部101 の下面側へ露出し、左方へ移動駆動されるウェッジ部材115 により倍力して、軸部材110 を介して入力部101 に駆動力が入力され、クランプレバー100 が枢支軸心103 回りに所定角度回動しても軸部材110 が回動して、ウェッジ部材115 の傾斜面116 が入力部101 に接触せずに切欠き面111 に面接触する状態が保持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記クランプ装置では、クランプレバー100 の部分円筒状の座面102 に軸部材110 の部分円筒面112 が係合し、図９に示すように、左方へ移動駆動されるウェッジ部材115 により、軸部材110 を介して入力部101 に駆動力が入力される構造であるので、クランプレバー100 への駆動力の入力時に軸部材110 （部分円筒面112 ）が変形するし、また、長期にわたり繰返し使用している間に座面102 とその近傍部が塑性変形してへたってしまい、図９に示すように、座面102 の曲率半径が大きくなり、軸部材110 の部分円筒面112 との接触面積が非常に小さくなり、座面102 と部分円筒面112 とに作用する面圧が非常に大きくなる。それ故、軸部材110 の回動性が悪くなり、座面102 や部分円筒面112 が摩耗し易くなる。
【０００５】
更に、軸部材110 が入力部101 から外れないようにするため、座面102 は少なくとも１８０度円弧以上の部分円筒状に形成される。その結果、クランプレバー100 の入力部101 の下面側へ露出した切欠き面111 の大きさが小さくなるため、切欠き面111 と傾斜面116 とに作用する面圧が大きくなり、切欠き面111 や傾斜面116 も摩耗し易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、クランプレバーの入力部に回動可能に設けられた軸部材と入力部に駆動力を入力するウェッジ部材とを備えたクランプ装置及びクランプレバーへの駆動力入力構造において、軸部材の回動性を向上させること、クランプレバーや軸部材やウェッジ部材の摩耗を防止すること、等である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、レバー枢支軸を介してクランプ本体に枢支され先端部に出力部を有するとともに基端部に入力部を有するクランプレバーと、クランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の下面側へ露出した切欠き面を有する軸部材と、軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータにより移動駆動されるウェッジ部材とを備えたクランプ装置において、クランプレバーの入力部の幅方向両端部分には、前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、軸部材の両端部分には、前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたものである。
【０００８】
アクチュエータによりウェッジ部材が移動駆動され、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、また、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面との接触面積が一定の大きさに保持され、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制でき、軸部材の回動性が向上し、クランプレバーの軸枢支孔や座面、軸部材の枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。
【０００９】
更に、１対の枢支軸部を１対の軸枢支孔に枢支するため、軸部材が入力部から外れないようになるので、また、座面と部分円筒面との接触面積を余り大きくする必要もなくなるので、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の下面側へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になり、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００１０】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記１対の軸枢支孔は、クランプレバーの入力部の幅方向両端部分からウェッジ部材側へ延びる１対の枢支部に相対向状に形成され、ウェッジ部材は１対の枢支部の間に遊嵌し、その傾斜面が軸部材の切欠き面に面接触することを特徴とするものである。それ故、面積の大きな切欠き面をクランプレバーの入力部の下面側へ確実に露出させ、その切欠き面に傾斜面を確実に面接触させることができる。その他請求項１と同様の作用を奏する。
【００１１】
請求項３のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記切欠き面は、軸部材の直径と同幅であることを特徴とするものである。それ故、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧を非常に低下させることができる。その他請求項２と同様の作用を奏する。
【００１２】
請求項４のクランプ装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記レバー枢支軸を枢支するクランプ本体の１対のレバー枢支孔は、ウェッジ部材の移動方向に細長い長円孔に形成され、前記クランプレバーは、その出力部をクランプ本体の先端外へ突出したクランプ可能位置と、クランプ解除状態においてその出力部をクランプ本体内へ退入させた退入位置とに切換え可能に構成されたことを特徴とするものである。それ故、クランプ可能位置のクランプレバーを、クランプを解除した状態で退入位置に切換えることで、金型等のクランプ対象体の所定の据え付け部（プレス機械のボルスタの上面等）への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。その他請求項１〜３の何れか１項と同様の作用を奏する。
【００１３】
請求項５のクランプレバーへの駆動力入力構造は、クランプ装置のクランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面と、この座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の前記座面外へ露出した切欠き面を有する軸部材と、この軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータからの駆動力を軸部材を介して入力部に入力するウェッジ部材とを備えたクランプレバーへの駆動力入力構造において、前記入力部の幅方向両端部分には前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、前記軸部材の両端部分には前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたものである。
【００１４】
ウェッジ部材によりアクチュエータからの駆動力が軸部材を介して入力部に入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、また、１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面との接触面積が一定の大きさに保持され、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制でき、軸部材の回動性が向上し、クランプレバーの軸枢支孔や座面、軸部材の枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、１対の枢支軸部を１対の軸枢支孔に枢支するため、軸部材が入力部から外れないようになるので、また、座面と部分円筒面との接触面積を余り大きくする必要もなくなるので、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の座面外へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になり、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、金型をボルスタの上面に固定するクランプ装置に本発明を適用した場合の例である。
【００１６】
図１〜図４に示すように、クランプ装置１は、クランプ本体２と、前後方向向きの枢支軸２０（レバー枢支軸）を介してクランプ本体２に枢支され左端部に出力部２１を有するとともに右端部に入力部２２を有するクランプレバー３と、クランプレバー３の入力部２２に駆動力を入力する駆動力入力構造６０と、駆動力入力構造６０のウェッジ部材５を左右方向へ移動駆動するエアシリンダ６等で構成されている。
【００１７】
前記クランプ本体２は、前後１対の壁部材１０，１１と、１対の壁部材１０，１１の間の右下端部に設けられた直方体状のブロック部材１３を有する。壁部材１０，１１とブロック部材１３は１対のボルト１４等で固定され、壁部材１０，１１の間に所定前後幅の間隙１５が形成され、この間隙１５にクランプレバー３と軸部材４とウェッジ部材５が移動可能に配設されている。
【００１８】
１対の壁部材１０，１１には、間隙１５に臨む左右方向に細長い１対の長円孔１０ａ，１１ａ（レバー枢支孔）が相対向状に形成され、これら長円孔１０ａ，１１ａにクランプレバー３の枢支軸２０の両端部分が左右方向へ移動可能に係合し枢支されている。また、壁部材１０，１１にはボルト孔１０ｂ，１１ｂが形成され、これらボルト孔１０ｂ，１１ｂに挿通させた１対のボルト１９により、クランプ本体２がボルスタ９に固定される（図３参照）。
【００１９】
前記クランプレバー３は間隙１５と略同じ（その左右両面が１対の壁部材１０，１１の内面に摺接する）前後幅を有し、クランプレバー３の中央部分に枢支軸２０が挿通して設けられている。尚、枢支軸２０をクランプレバー３に固定的に設けてもよし回動可能に設けてもよい。また、枢支軸２０の代わりに、長円孔１０ａ，１１ａに枢支される枢支軸２０の両端部分に相当する枢支軸部をクランプレバー３に一体形成してもよい。
【００２０】
クランプレバー３は、その出力部２１をクランプ本体２の左端外へ突出したクランプ可能位置（図１参照）と、クランプ解除状態においてその出力部２１をクランプ本体２内へ退入させた退入位置（図２参照）とに亙って切換え可能であり、クランプレバー３がクランプ位置に位置するとき、枢支軸２０の両端部分が１対の長円孔１０ａ，１１ａの左端部に当接し、入力部２２に駆動力が入力されると、図１に実線で示す初期姿勢のクランプレバー３が枢支軸２０回りに回動されて図１に鎖線で示すクランプ姿勢になり、出力部２１により金型Ｗがクランプされる。尚、クランプ解除状態のクランプレバー３の姿勢は初期姿勢である。
【００２１】
また、クランプレバー３には、枢支軸２０の下側において下方へ延びるレバー部２３が一体形成され、このレバー部２３とブロック部材１３の間にコイルバネ２４が介装され、このコイルバネ２４によりレバー部２３が左側へ付勢されている。そして、コイルバネ２４の付勢力により、クランプ可能位置におけるクランプ姿勢のクランプレバー３を初期姿勢に復帰させ、また、退入位置のクランプレバー３をクランプ可能位置に移動させるように構成してある。尚、コイルバネ２４の左端部は、バネ受け２５を介してレバー部２３に連結されている。
【００２２】
尚、クランプ本体２の上端部分には、クランプレバー３の前記クランプ可能位置と退入位置を検出する位置検出機構８が設けられ、この位置検出機構８は、クランプレバー３の上端の溝部７０に係合する係合部７１ａを有しクランプレバー３とともに左右方向へ移動するロッド７１、ロッド７１を左右方向へガイドするガイド部材７２、ロッド７１の右端部に設けられた押動部材７３、載置板７４上に固定されクランプレバー３がクランプ可能位置と退入位置のときに夫々押動部材７３によりＯＮされるセンサ７５，７６等で構成され、センサ７５，７６は、電気信号線７５ａ，７６ａにより制御部（図示略）に電気的に接続されている。尚、ロッド７１やセンサ７５，７６等はカバー部材７７でカバーされている。
【００２３】
前記クランプレバー３の入力部２２にエアシリンダ６の駆動力を入力する駆動力入力構造６０について図１、図２、図５〜図７に基づいて説明する。軸部材４は、クランプレバー３と同じ（その左右両面が１対の壁部材１０，１１の内面に摺接する）前後長を有し、軸部材４の前後両端部分に１対の枢支軸部３０が形成され、１対の枢支軸部３０の間に軸部材４の直径と同幅の切欠き面３１が形成され、切欠き面３１の上側に部分円筒面３２が形成されている。
【００２４】
一方、クランプレバー３の入力部２２には、入力部２２からウェッジ部材５側（下側）へ延びる前後１対の枢支部３５が形成され、これら枢支部３５に相対向状に形成された１対の枢支孔３６（軸枢支孔）に１対の枢支軸部３０が枢支されている。入力部２２の下面２２ａと１対の枢支部３５の下面３５ａは平行に形成されている。１対の枢支部３５の間において入力部２２の下面２２ａには、約１２０度円弧の部分円筒状の座面３７が形成され、座面３７に部分円筒面３２が摺動自在に係合し、軸部材４の切欠き面３１は入力部２２の下側外面２２ａ外へ露出している。
【００２５】
前記ウェッジ部材５はブロック部材１３の上面に摺動自在に支持され、その上端部分に１対の枢支部３５の間に遊嵌する凸部４０が形成され、凸部４０の上面に軸部材４の切欠き面３１に面接触する傾斜角ａ（例えばａ＝１２度）の傾斜面４１が形成されている。凸部４０の前後両側の１対の段落ち面４２は、１対の枢支部３５の下面３５ａから間隙を空けて下面３５ａと平行に形成されている。尚、クランプレバー３が初期姿勢のとき、段落ち面４２と前記枢支部３５の下面３５ａが平行になるように設定されている。
【００２６】
ウェッジ部材５の左端部には、係止部材４５がボルト４５ａで固定され、図１の状態から、エアシリンダ６によりウェッジ部材５が右方へ移動駆動されると、係止部材４５によりクランプレバー３の入力部２２の被係止部４６が係止され、クランプ可能位置のクランプレバー３が右方へ移動し図２の退入位置に切換わる。また、図２の状態から、エアシリンダ６によりウェッジ部材４１左右へ移動駆動されると、コイルバネ２４により退入位置のクランプレバー３が左方へ移動し図１のクランプ可能位置に切換わる。
【００２７】
前記エアシリンダ６は、筒部材５１と１対の蓋部材５２，５３を有するシリンダ本体５０と、シリンダ本体５０の内部に摺動自在に内嵌されたピストン５４と、ピストン５４に固定され蓋部材５２を挿通して左方へ延び先端部にウェッジ部材５が固定されたピストンロッド５５と、シリンダ本体５０の内部においてピストン５４で仕切られたエア作動室５６，５７と、エア作動室５７に内装されピストン５４を左方へ付勢する大小２つのコイルバネ５８，５９を有する。尚、エア作動室５６，５７はシール部材５０ａ，５０ｂ，５０ｃでシールされている。
【００２８】
図示外のエア供給源によりエアポート５６ａからエア作動室５６に所定圧の加圧エアが供給されると、コイルバネ５８，５９の付勢力に抗して、ピストン５４とピストンロッド５５が右方へ移動駆動される。また、エア作動室５６の加圧エアを開放すると、コイルバネ５８，５９の付勢力により、ピストン５４とピストンロッド５５が左方へ移動する。更に、クランプレバー３がクランプ可能位置に位置する状態で、エア供給源によりエアポート５７ａからエア作動室５７に加圧エアが供給されると、ウェッジ部材４１が左方へ移動駆動され、クランプレバー３の入力部２２に軸部材４を介して駆動力が入力される。
【００２９】
尚、ウェッジ部材５の傾斜面４１の傾斜角が約１２度であるため、クランプレバー３の入力部２２に入力される駆動力はエアシリンダの出力の約５倍に倍力され、また、枢支軸２０から入力部２２までのレバー長が枢支軸２０から出力部２１までのレバー長の約３倍あるため、クランプレバー３の出力部２１に作用するクランプ力は、前記駆動力の約３倍，エアシリンダ６の出力の約１５倍になる。
【００３０】
クランプ装置１の作用・効果について説明する。エアシリンダ６で左方へ移動駆動されるウェッジ部材５により、軸部材４を介して入力部２２に荷重が入力されても、１対の枢支孔３６は変形しないため、部分円筒状の座面３７の形状が略一定に保持される。それ故、１対の枢支孔３６と１対の枢支軸部３０及び座面３７と部分円筒面３２との接触面積を一定の大きさに保持し、それら接触面に作用する面圧が高くなるのを抑制できるため、この駆動力入力構造６０においては、軸部材４の回動性が向上し、枢支孔３６や座面３７、枢支軸部３０や部分円筒面３２が摩耗し難くなる。
【００３１】
約１２０度円弧の部分円筒状の座面３７に、軸部材４の部分円筒面３２を摺動自在に係合したので、クランプレバー３の入力部２２の下面２２ａ側へ露出させた切欠き面３１を、軸部材３の直径と同幅に形成しその面積を大きくすることが可能になる。それ故、切欠面３１と傾斜面４１とに作用する面圧を低下させることができ、切欠き面３１や傾斜面４１も摩耗し難くなる。
【００３２】
１対の枢支孔３６を、クランプレバー３の入力部２２から下側へ延びる１対の枢支部３５に相対向状に形成し、ウェッジ部材５の凸部４０を１対の枢支部３５の間に遊嵌し、その傾斜面４１を軸部材４の切欠き面３１に面接触させるように構成したので、面積の大きな切欠き面３１を入力部２２の下面２２ａ側へ確実に露出させ、その切欠き面３１に傾斜面４１を確実に面接触させることができる。
【００３３】
クランプレバー４を、その出力部２１をクランプ本体２の先端外へ突出したクランプ可能位置と、クランプ解除状態においてその出力部２１をクランプ本体２内へ退入させた退入位置とに切換え可能に構成したので、クランプレバー３を退入位置に切換えた状態で、金型Ｗのボルスタ９への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。
【００３４】
尚、前記枢支軸２０をクランプ本体２に左右方向へ移動不能に枢支し、クランプレバー３の位置が切換わらないように構成してもよい。また、エアシリンダ６の代わりに油圧シリンダ等その他種々のアクチュエータを適用してもよい。前記クランプ装置１は、プレス機械の金型Ｗを固定するものに限らず、射出成形機械の金型等の種々クランプ対象体を固定するものとして適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１のクランプ装置によれば、アクチュエータによりウェッジ部材が移動駆動され、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面とに作用する面圧を抑制し、軸部材の回動性が向上し、軸枢支孔や座面、枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の下面側へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になるため、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【００３６】
請求項２のクランプ装置によれば、請求項１と同様の効果を奏するが、前記１対の軸枢支孔をクランプレバーの入力部の幅方向両端部分からウェッジ部材側へ延びる１対の枢支部に相対向状に形成し、ウェッジ部材は１対の枢支部の間に遊嵌し、その傾斜面を軸部材の切欠き面に面接触させたので、面積の大きな切欠き面をクランプレバーの入力部の下面側へ確実に露出させ、その切欠き面に傾斜面を確実に面接触させることができる。
【００３７】
請求項３のクランプ装置によれば、請求項２と同様の効果を奏するが、前記切欠き面を軸部材の直径と同幅に構成したので、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧を非常に低下させることができる。
【００３８】
請求項４のクランプ装置によれば、請求項１〜３の何れか１項と同様の効果を奏するが、クランプ可能状態のクランプレバーを、クランプを解除した状態で退入位置に切換えことで、金型等のクランプ対象体の所定の据え付け部（プレス機械のボルスタの上面等）への搬出入作業を非常に簡単に行うことができる。
【００３９】
請求項５のクランプレバーへの駆動力入力構造によれば、ウェッジ部材によりアクチュエータからの駆動力が軸部材を介して入力部に入力されても、ウェッジ部材により軸部材を介して入力部に駆動力が入力されても、１対の軸枢支孔は変形しないため、部分円筒状の座面の形状が略一定に保持され、軸部材の１対の枢支軸部も変形しないため、部分円筒面の形状が略一定に保持される。それ故、１対の軸枢支孔と１対の枢支軸部及び座面と部分円筒面とに作用する面圧を抑制し、軸部材の回動性が向上し、軸枢支孔や座面、枢支軸部や部分円筒面が摩耗し難くなる。更に、座面を１８０度円弧以下の部分円筒状に形成し、入力部の座面外へ露出させた面積の大きな切欠き面を設けることが可能になるため、切欠き面と傾斜面とに作用する面圧が低下し、切欠き面や傾斜面も摩耗し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII −III 線断面図である。
【図４】クランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図５】クランプ装置の駆動力入力構造の正面図である。
【図６】駆動力入力構造の斜視図である。
【図７】図５のVII −VII 線断面図である。
【図８】従来技術に係る駆動力入力構造の斜視図である。
【図９】従来技術に係る駆動力入力構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１ クランプ装置
２ クランプ本体
３ クランプレバー
４ 軸部材
５ ウェッジ部材
６ エアシリンダ
１０ａ，１１ａ 長円孔
２０ 枢支軸
２１ 出力部
２２ 入力部
３０ 枢支部
３１ 切欠き面
３２ 部分円筒面
３６ 枢支孔
３７ 座面
４１ 傾斜面
６０ 駆動力入力構造
Claims (5)
- クランプ本体と、レバー枢支軸を介してクランプ本体に枢支され先端部に出力部を有するとともに基端部に入力部を有するクランプレバーと、クランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の下面側へ露出した切欠き面を有する軸部材と、軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータにより移動駆動されるウェッジ部材とを備えたクランプ装置において、
前記クランプレバーの入力部の幅方向両端部分には、前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、
前記軸部材の両端部分には、前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたことを特徴とするクランプ装置。 - 前記１対の軸枢支孔は、クランプレバーの入力部の幅方向両端部分からウェッジ部材側へ延びる１対の枢支部に相対向状に形成され、ウェッジ部材は１対の枢支部の間に遊嵌し、その傾斜面が軸部材の切欠き面に面接触することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
- 前記切欠き面は、軸部材の直径と同幅であることを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
- 前記レバー枢支軸を枢支するクランプ本体の１対のレバー枢支孔は、ウェッジ部材の移動方向に細長い長円孔に形成され、前記クランプレバーは、その出力部をクランプ本体の先端外へ突出したクランプ可能位置と、クランプ解除状態においてその出力部をクランプ本体内へ退入させた退入位置とに切換え可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のクランプ装置。
- クランプ装置のクランプレバーの入力部に形成された部分円筒状の座面と、この座面に回動自在に係合する部分円筒面と入力部の前記座面外へ露出した切欠き面を有する軸部材と、この軸部材の切欠き面に面接触する傾斜面を有しアクチュエータからの駆動力を軸部材を介して入力部に入力するウェッジ部材とを備えたクランプレバーへの駆動力入力構造において、
前記入力部の幅方向両端部分には前記座面に連なる１対の軸枢支孔が形成され、前記軸部材の両端部分には前記１対の軸枢支孔に夫々枢支される枢支軸部が形成され、これら１対の枢支軸部の間において軸部材に前記切欠き面が形成されたことを特徴とするクランプレバーへの駆動力入力構造。
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