JP4905730B2 - 等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置 - Google Patents

Description

本発明は、同一規格即ち同一形状、寸法を有するワークを複数挟持して同時に研削等の加工を施す場合や、１つのワークにあって挟持力作用方向に垂直かつ水平方向における平行度が低い場合も、複数のクランプブロックで挟持力作用方向に垂直かつ水平方向において等しい挟持力でワークをクランプする等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置に関する。

グラインディング等の加工の生産性を高めるべく、同一規格の多数のワークを加工装置に固定しこれを同時に加工することがなされる。従来、たとえば図４に示すように、複数のワークＷを一体の固定顎１１２と一体の可動顎１１３を有するバイス（万力）１１１において、雌ねじブロック１１４と締め込み用ハンドル１１５によって可動顎１１３を変位させてワークＷを固定顎１１２との間で挟持（クランプ）し、回転する砥石１１６によってワークＷ側面に研削加工を施す場合、ワークＷ内における寸法のバラツキに起因してワークＷ内において挟持（締付）力に差異を招き、ワークＷ’が外れる或いは周方向に回動し不良品となるのみならず事故を招く危険があるなどの問題がある。また、１つのワークにあって挟持力作用方向に垂直かつ水平方向における平行度が低い場合も、安定性が悪くなる問題がある。

複数のワークに同時に加工を施すべく、ワークを工作機械のテーブルに簡単かつ正確に位置決めして着脱することができ、裏面加工のためにワークを上下反転したときのワークの位置決めも保証され、さらに、ワーク台への複数ワークの着脱も短時間で行うことが可能なワークの固定構造及び固定治具が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００５−００７５００号公報

前記特許文献１に開示の先行技術は、複数のワークを工作機械のテーブルに正確に位置決めして着脱することができるとともに、裏面加工を行うべく上下反転したときのワークの位置精度も高くさらに、ワーク台への複数のワークの着脱も短時間に行うものではあるけれども、同一規格内の寸法のバラツキ或いは１つのワークの平行度の低さに起因する上記問題を解決し得ない。

本発明は、同一規格のワーク内で寸法にバラツキがある場合にも、挟持すべき複数のワークが所望の等しい力で挟持され、挟持力の差異に起因するワークの外れ、倒れや周方向への回動を惹起することのない挟持装置を提供することまた、たとえば１つの六面体のワークを挟持する場合、挟持力作用方向に垂直かつ水平方向における平行度が低い場合も、安定して等しい挟持力で挟持（クランプ）することができる挟持装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、同一寸法、形状のワークを複数同時に、また挟持力作用方向に垂直かつ水平方向において平行度の低いワークを挟持する装置であって、バックプレート５およびサイドブロック６に拘束され、底部ブロック７上、微小寸法範囲内で摺動変位可能な斜面２−１を共有して衝合するとともに鉛直方向に延在する横断面三角形の複数のバックプレート側三角形スライダ２ｂおよびクランプブロック側三角形スライダ２ｃと、クランプブロック側三角形スライダ２ｃの鉛直方向に延在する底平面に一方の鉛直面で接しワーク挟持力作用方向に変位自在かつ複数に分割されたクランプブロック３と、クランプブロック３をワーク挟持力作用方向に拘束案内するガイドブロック４と、隣接するクランプブロック３との間の挟持力作用方向Ｘの変位量を制限すべく機能する、隣接するクランプブロック３のＩ字状横断面形状分が衝合する部位に形成される鉛直方向に延在する横断面矩形状空間部に嵌装されるロックピン１０とを有する等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置である。

本発明によれば、等しい挟持力（等荷重）で個々のワークを挟持できるから、ワークＷの外れ、倒れ、周方向への回動等を全く惹起することなく、複数のワークに同時に研削等の加工を施すことができる。また、たとえば１つの六面体のワークを挟持する場合、挟持力作用方向に垂直かつ水平方向における平行度が低い場合も、安定して等しい挟持（締付）力で挟持（クランプ）することができる。

本発明の等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置は、バックプレート、サイドブロック、および底部ブロックに拘束され、バックプレート側とサイドブロック側の斜面で衝合するとともに微小寸法範囲内で前記斜面に沿って摺動変位自在な複数の三角形スライダによって、複数に分割されているクランプブロックのワーク挟持力がクランプブロック全てにおいて等しくなるまで、クランプブロックが挟持力作用方向に変位せしめられるように構成されている点に特徴を有する。この挟持装置にあっては、バックプレート背面からそれ自体周知のねじ機構や流体圧機構によって挟持力が付与される。

以下、本発明をその好ましい一実施例に則して詳細に説明する。図１乃至図３に、本発明の等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置を示す。図１は、本発明の挟持装置全体を示す斜視図、図２は、本発明の挟持装置の要部構造を示す斜視図、図３は、底部ブロック、ガイドブロック、クランプブロック、スプリングホルダの関連を示す斜視図である。

図１乃至図３において、１は挟持装置、２は三角形スライダであって、図２および図３に示すように、バックプレート５、サイドブロック６、および底部ブロック７に拘束され、バックプレート５側の三角形スライダ２ｂとクランプブロック３側の三角形スライダ２ｃが斜面２−１を共有して衝合しており、微小寸法たとえば０．２ｍｍの範囲内で三角形スライダ２ｂ、２ｃはその斜面２−１において摺動、変位自在である。斜面２−１には、摩擦を可及的に小さくすべく潤滑が施される。斜面２−１はころがり接触としてもよいが、三角形スライダの加工の簡単さからこの実施例においては、面接触としている。

而して、たとえば同一規格のワークをたとえば固定顎との間で複数本同時に挟持する場合、ワークの直径において寸法のバラツキがあると、相対的に径小のワークにおいてクランプブロック３の挟持力（ワークからの反力）が他のクランプブロック３よりも小さくなる。そうすると、複数のクランプブロック３間で挟持力（ワークからの反力）に差異を生じる。

そうすると、挟持力作用方向Ｘにおいて、クランプブロック３の一方の鉛直面でその底面が接している三角形スライダ２が受ける反力に差異を生じる。三角形スライダ２が受ける反力の、三角形スライダ２間での差異に起因して、斜面２−１で摺動（すべり）を生じ、相対的に反力の小さなクランプブロック３を挟持力作用方向Ｘに押し出す。こうして、全てのクランプブロック３のワーク挟持力（ワークからの反力）即ち荷重が等しくなる。

クランプブロック３は、図３に示すように、高さの異なる２つのＩ字状横断面形状部からなっている。クランプブロック３は、図２および図３に示すように、底部ブロック７に刻設されているガイドブロック位置決め溝７−１に嵌合、固定されるガイドブロック４によって、底部ブロック７上のＩ字状横断面形状部の両側を拘束、案内され挟持力作用方向Ｘに微小寸法たとえば０．２ｍｍの範囲内で摺動、変位自在である。即ち、フローティングクランプブロックを構成する。クランプブロック３の列の両側部においては、図２および図３に示すように、サイドブロック６に形成されている突起部６−１がＩ字状横断面形状部の一端に嵌合し、ガイドブロック４の機能を果たす。各クランプブロック３は、対向する図示しない固定顎との間でワークＷを挟持すべく機能する。固定顎に代えてクランプブロック３の列を対向する側に設けることもできる。

クランプブロック３の他方のＩ字状横断面形状部の衝合する部分に形成される矩形状空間部には、図２に示すように、ロックピン１０が嵌装され、隣接するクランプブロック３との間の挟持力作用方向Ｘの変位量をたとえば０．２ｍｍ以下に制限すべく機能する。クランプブロック３の列の両端部においては、サイドブロック６の一方に刻設されるコ字状空間との衝合矩形部にロックピン１０が嵌装される。

８は底部ブロック固定部材であって、図１に示すように、バックプレート５との間で底部ブロック７を、締結用ボルト孔１４にボルトを挿通し他方のナットとの螺合によって緊締する。９はカバーブロックであり、図１に示すように、底部ブロック７との間で三角形スライダ２、クランプブロック３の一部、およびガイドブロック４を固定すべく機能する。

１１は三角形スライダ支持部材であって、図２に示すように、三角形スライダ２ｂ、２ｃ列の両端部において、三角形スライダ２ｂ、２ｃ列を斜面２−１において摺動自在に支持すべく、サイドブロック６の両端内側と三角形スライダ２ｂ、２ｃ列両端部との間に嵌装される。

１２はスプリングホルダであり、図３に示すように、クランプブロック３およびガイドブロック４に挿通され、挟持装置１の幅方向に延在する如く配設される。スプリングホルダ１２には、図３に示すように、ばね支持用穴が穿設されており、ばね（圧縮ばね）はこの支持用穴にその一端を支承されてクランプブロック３をバックプレート５側に押し、三角形スライダ２に押しつけるべく機能する。

次に、上記のように構成される等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置の動作を説明する。各クランプブロック３はスプリングホルダ１２のばね支持用穴にその一端を支承されているばねによって、三角形スライダ２に押しつけられている。この状態で、図示しないねじ機構或いは流体圧機構によってバックプレート５が挟持力作用方向Ｘに変位せしめられると、クランプブロック３の列が変位していきたとえば対向する固定顎との間でワークＷを挟持する。

その際、複数のワークＷ間に寸法のバラツキがあると、挟持力作用方向Ｘにおける反力にクランプブロック３で差異を生じる。而して、反力の差異に応じて三角形スライダ２の斜面２−１に水平分力が働き、斜面２−１に摺動、変位を生じさせる。斜面２−１における摺動、変位は、クランプブロック３間で反力が等しくなるまで続く。その結果、反力の小さかったクランプブロック３は三角形スライダ２の摺動によって押し出され、クランプブロック３に作用する反力がクランプブロック３間で等しくなっていく。最終的に、挟持装置１はワークＷ間で寸法にバラツキがあっても、クランプブロック３間で等しい挟持（締付）力でワークＷをクランプする。

上記三角形スライダ２の摺動によるクランプブロック３の動作は、挟持力作用方向Ｘに垂直かつ水平方向において勾配をもつ平行度の低いワークＷを挟持する場合にも同様に働き、バイス（万力）のワーククランプ状態に不安定さをもたらすことがない。

本発明の一実施例に係る挟持装置全体を示す斜視図 本発明の一実施例に係る挟持装置の要部構造を示す斜視図 本発明の一実施例に係る挟持装置の底部ブロック、ガイドブロック、クランプブロック、スプリングホルダの関連を示す斜視図 従来のバイス（万力）によって複数のワークを挟持したときの問題点を示す斜視図

１ 挟持装置
２ 三角形スライダ
２ｂ バックプレート側三角形スライダ
２ｃ クランプブロック側三角形スライダ
２−１ 斜面
３ クランプブロック
４ ガイドブロック
５ バックプレート
６ サイドブロック
６−１ サイドブロックの突起部
７ 底部ブロック
７−１ ガイドブロック位置決め用溝
８ 底部ブロック固定部材
９ カバーブロック
１０ ロックピン
１１ 三角形スライダ支持部材
１２ スプリングホルダ
１３ ばね支持穴
１４ 締結用ボルト孔
Ｘ 挟持力作用方向
１１１ 挟持装置
１１２ 固定顎
１１３ 可動顎
１１４ 雌ねじブロック
１１５ 締め込み用ハンドル
１１６ 砥石
Ｗ ワーク
Ｗ’ 倒れたワーク

Claims (1)

1. 同一寸法、形状のワークを複数同時に、また挟持力作用方向に垂直かつ水平方向において平行度の低いワークを挟持する装置であって、バックプレート（５）およびサイドブロック（６）に拘束され、底部ブロック（７）上、微小寸法範囲内で摺動変位可能な斜面（２−１）を共有して衝合するとともに鉛直方向に延在する横断面三角形の複数のバックプレート側三角形スライダ（２ｂ）およびクランプブロック側三角形スライダ（２ｃ）と、クランプブロック側三角形スライダ（２ｃ）の鉛直方向に延在する底平面に一方の鉛直面で接しワーク挟持力作用方向に変位自在かつ複数に分割されたクランプブロック（３）と、クランプブロック（３）をワーク挟持力作用方向に拘束案内するガイドブロック（４）と、隣接するクランプブロック（３）との間の挟持力作用方向Ｘの変位量を制限すべく機能する、隣接するクランプブロック（３）のＩ字状横断面形状部分が衝合する部位に形成される鉛直方向に延在する横断面矩形状空間部に嵌装されるロックピン（１０）とを有することを特徴とする等荷重フローティングクランプブロックを用いた挟持装置。

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