JPS61241507A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は一般に、互いに整列ゼる内孔を有する２個又は
それ以」二の加工片に対する特定作業実施中これら加工
片を所望の関係に暫定的にクランプする目的に用いるワ
イヤピン型クランプ装置なるものに係る。

特に、本発明は確実な解除型式による装置、更にモータ
駆動式自動挿入・抜出し工具に用いるようになった装置
に係る。

口、従来の技術と問題点 産業特に航空宇宙産業において、製造中の部品に対し特
定の中間作業を実施できるようこれら部品を所望の関係
で暫定的に一体にクランプするための簡単な機構を設せ
ることが望ましい。若しクランプすべき部品のそれぞれ
に比較的小直径の合わさり孔が形成されているとすると
、これらの合わさった孔を貢いて延ばされ次に拡げられ
ボデー内に押し戻されそれにより各部品はピンの拡′が
り端部と後退ボデーとの間に一体クランプされるような
摺動割りピンを有するボデーの使用によりクランプを行
うことができる。加工物に対する中間作業が完了すると
、上述の手順の逆で装置を引き扱き更に他の仕事に繰返
し使用することができる。

かかるクランプが行われる典型的な応用面は、航空機の
機体の部分を相互にもしくは構造部材に一時的に取付は
同時に一体に恒久リベット接続し組立体に構成する工程
に見受けられる。

普通、これらタイプの締付具に用いるばねは同型の２つ
の半休に作られ、それぞれの内面にはくさび状又は傾斜
しＩこ面が形成されており、内部に配したスプレッダ一
部分に抗して軸方向に引込んだ時半休は引き離され外方
に亙いに拡げられるよう構成されている。

普通、装置には更に特定の形態通常円筒形で六面体の表
面をしたハウジングが含まれ、この中へばねはその半休
の端部にかかる力により引込められる。小型サイズの応
用面の場合、このクランプ力はピンがハウジングから引
き出された時圧縮されるコイルばねににり供給される。

大規模の作業又は一段と大きいクランプ力を必要とする
場合にｔよ、ピンはレンチなどの手工具で作動するスク
リューでハウジング内に戻され加工片をクランプする。

欧州規格の■貝と共に用いられるＪ：うに構成された上
記装置の典型的な例は本願と共に係属中の米国特願第６
０２，３５６号に記載されている。

普通、このクランプ装置にはハウジング外面に第１の六
角形工具把握面が設けられクランプ工程中装置を回転し
ないようこれを保持し、更に、割りばねの延長部上にね
じ込まれたナット上に第２の六角形の工具把握面が設置
ノられ、ナツトがハウジングの尾部に接触する地点まで
軸上に回転すると、それ以上の回転によりピンはハウジ
ング内に引込められピンによってクランプ力が働くよう
構成されている。

幾百もしくは幾千個といったかかる装置を航空機フレー
ムなど複雑な構造物に対し同時に使用するのは多量生産
において普通のことであり、グランプ装置のより自動化
された挿入・引抜きのための装置に対する要求が発生し
ている。この問題は最初打込みナットの六角形ヘッドに
合致せるソケットをもつモータ駆動による手動工具を組
立作業員に与えることにより解決された。モータによる
トルク力を打込みナツトに適当に加えることにＪ：つば
ねは迅速かつ強力に加工片に係合もしくは引抜ぎができ
る。

しかしながら、かかる動力駆動による応用面の場合、ク
ランプ中ナツトにかかる高トルク力によりばねヘッドは
加工片内へ割り込められ、打込みナットをハウジングｌ
）Ｘら離した時加工片とばねとの間に働くくさび力は加
工片内にばねを強力に保持するのに十分であり加工片よ
りばねを除くのに装置を叩くことがしばしば必要とされ
た程強力であるという第２の問題が発生している。

この装置保持問題は、打込みナツトが引抜き方向に強制
的に押しやられた時ハウジング内に設Ｇ−また保持装置
に係合しばねとハウジングとの間で相対的軸方向力を作
用ゼしめそれによりばねは加工片より押し出されるよう
にナットを装置のハウジング内に適当に保持することに
より解決できる点が判明している。更に、ナツト係合が
発生Ｊ′る前の若干のねじの前進に等しい距離にわたり
ナラ！〜が軸方向に移動できるのに十分な良さのナツト
保持四部をハウジング内に設（プることにＪ：り動力駆
動式挿入工具は追加の回転慣性を発生せしめくさび割り
込みしたピンを加工片から「引き頗す」のを促すことが
できる点も判明している。かかる「確実な解除」ピン型
クランプの例はり−（１，ｅｅ）の米国時８′［第３．
２８９，５２５号に開示されている。

しかしながら、かかる先行技術はより完全に自動化され
た装備・引扱き工程には十分役立たない。

このＪ：うｔ【自動化された多量の装置の応用の場合、
モータ駆動ににるナット把握工具をハウジング保持工具
に組合わせて１つの装置に構成し作業中ハウジングを別
個に制止する必要をなくすことが望ましい。更に、装置
の装備上、作業員（人間もしくはロボツ［へ）・が単に
装置の後尾を工具に挿・入しピンを加工片に押し込み工
具を作動させクランプ作用を達成せしめるよう上述の諸
々の特徴を１本の工具に包含せしめることが望ましい。

更に又、装置除去のために作業員は単に工具を装備クラ
ンプの後尾上におき、駅間を作動せしめ次いで加工片よ
りクランプを抜ぎ出せば良いように構成するのが望まし
い。

上記引例せるり−の特許などの如き先行技術による装置
の場合、次の理由でこの望ましき筋がぎには適していな
い。即ち、普通ハウジングと打込みナットの工具把握面
は六角面打込みソケツ１〜などの保持及び若しくは打込
みの工具を受ｉ−Ｊ入れるにう六角形状になっている。

クランプ位置と非クランプ位置とのいずれにおいても、
これらの工具把握面は、同心状継続せる保持・打込み特
徴を具えた工具が簡単に装置の後尾上に挿入できること
は有り得ないようにｎいに出たらめに整列している。従
って、作業員は装置の後部に対する最初の工具の半径方
向の方位決定にある融通度を右Ｊるも、ハウジング保持
面とナツト打込み而の両者を正確な相対的４Ｔ向きにし
て装置の背部に対する工具の完全な挿入を可能ならしめ
るようこれを保証するのは回動である。この「心外れ」
問題により装備工具は装置の背部上に不適当におかれ、
２つの面の正しい相対的角度位置が達成され工具把１Δ
面が工具内で適当に係合するまでクランプはその形成も
しくは解除を阻まれる。装置と■貝との間にお（プる正
しい心整列を行うことなく作業りが動力駆動■貝を作動
せＪ：つと試みても、結果は係合や１ｌＩｌｆｌ１２を
ともなわざるモータの無駄な回転、もしくは工具と装置
間に有害な騒音を発生し打込みナツトの頭部が削られ速
やかに摩耗する事態に終わる。

従って、クランプ員のハウジング及び打込みナツトの工
具把握面の相対的角度方位とは係りがなく、しかもこの
方向いかんに係らず装備工具内に簡単に挿入のできる手
に持てるモータ駆動の装備工具及びこれに適合せる「ユ
ニバーサル」なりランプの提供が望まれる。現在、産業
界内で上述の諸問題を解決するようなユニバーサルなり
ランプ及びクランプ装備工具に対する根強い要求が有る
。

かかるユニバーサルな工具は、本願と同−発明人に係り
同−被譲渡人に譲渡された［くさび打込み型の締結具の
ための装備工具」なる名称の同じく継続中の米国特願第
　　　　　　　　号に開示の主題をなすものであり、ハ
ウジング保持工具及びナツト打込み把握工具の把握面は
同心状の円筒状工具把握面を有する装置に適合している
。この把握工具面形状の選択により心外れ問題を避けら
れる。

ハ０発明の要約 従って、本発明の一つの目的どする所は、モータ駆動コ
ニバー１）゛ル装備工具に用いるようになった工具把握
面を有する確実解除ピン型式クランプ装置の提供にある
。

本発明のもう１つの目的は、作動上信頼性があり繰返し
の高負荷による自動化された装備・離脱による摩耗及び
引ぎ裂きに耐え得るような装置の提供にある。

更に別の目的とする所は、製造容易にして安価につ（装
置の提供にある。

以−し及びその他の諸口的の達成のため、ハウジングに
対する工具の最初の角度方位のいかんに係らずこれを保
持すべく工具により万能的に把握されるようになった外
部工具把握面を有する主要ハウジング部分を設けたクラ
ンプ＠謂にして、更に、ハウジング内に回転可能に保持
されかつハウジングの後方より延びるばね打込みナツト
を包含し、このナツトには又ナツト面と打込み工具との
間の最初の角度方位いかんに係らず打込み工員により万
能的に把握されるようになった外部工具把握面が形成さ
れているようなりランプ装置が提供される。打込みナツ
トには又全長にわたるねじ孔が含まれ、ハウジング内部
にばねフィンガを保持するスタッドより延びるねしシャ
フトに係合している。

スタッドはハウジング内の回転阻止手段により固定され
ナツトが軸線の周りに回転した時スタッド及びばねの回
転が防止され、これによりばねは回転せずにハウジング
に出入りする。ワイヤのフィンガの間にハウジング内の
一端に保持されたスプレッダ−プレー１−がおかれてい
る。このスプレッダ−プレー１〜はそれに対するばねフ
ィンガの運動にともなって直動もすることなく又回転も
することなくハウジング内に保持されている。従って、
クランプ装置のハウジングに対しナツトを回転する時ワ
イヤビンの各要素はスプレッダ−に対し軸方向に移動し
、ワイヤの要素に一体に形成された傾斜手段をしてスプ
レッダ−に係合もしくは係合をＷ脱せしめそれによりワ
イヤ要素を互いに拡げたり互いに圧縮させ加工片をクラ
ンプしたりゆるめたりする。

このように構成されているのでクランプ装置は、ハウジ
ングに対するナツトのふぞろい又は心外れに帰因する問
題をともなうことなしに適当形状の動力駆動式挿入工具
に挿入・引扱きができる。

本発明による改良についての更に完全なる理解は本発明
の好適実施例についての下記詳細説明及び添付図面の参
照により当業者には自明のものとなる。

二、実施例 第１図において、自動的挿入・引抜きのための改良型の
確実解除ワイヤばね型のクランプ装置１０が同心状の孔
をもった一対の加工片１．２に備えつけられている所を
断面で示されている。ばね１２は互いに同型であり、そ
れぞれのばねには両方のばねが拡げられた時内面に加工
片１を把握するよう配置された加工片把握面１６が設置
Ｊられている。ばねを拡げるためには、それぞれのばね
１２上におかれ１ｃ傾斜面１４が、各ばねがスプレッダ
ー１８の肉片により互いに内面を拡げるようにばねの間
におかれたスプレッダ−１８の鼻部分２０に接触するＪ
：うにばね１２を軸方向にクランプ装置１０内に引込め
る。

スプレッダ−１８はクランプ１０のボデー内に保持され
たＴ字型のフィンガー２２により軸方向の動きを制止さ
れている。

ばねフィンガー１２ばばね１２と反対端から軸方向に延
びるねじ軸２６を有するスタッド２４の一端に堅く保持
されている。スタッド２４には本例の場合六角ナツト面
の形態をとる反回転単段２８が設けられている。

スタッド２４は、そのねじシャフト２６に係合するねじ
孔３１を有する打込みナラ］・３ｏの回転により回転せ
ずにハウジング内を軸方向に直動する。打込みナツト３
０はその工具把握面３６より大ぎい直径をもつ円筒形肩
部３４を有するフランジ部３２によりクランプピン内に
回転可能に保持されている。この工具把握面３６は円筒
状をしており、それによりナツト３０とこれに適合する
打込み工具ソケツ］〜との間におせる角度方位いかんに
Ｊ：るも例えば六角ヘッドなどの角度形成を有するソケ
ツ１〜係合特性の必要性が除かれる。

このばね１２やスペー（Ｊ−１８、スタッド２４ならび
に打込みナツト３０のすべてはクランプ装置の外部ハウ
ジング３８内部に軸方向に保持されている。このクラン
プハウジング３８はほぼ円筒形の形状をしており、好適
実施例の揚台、鼻部４０が形成されておりこの鼻部は加
工片１．２に接触しこれに軸方向の力を加えるようにな
っている。

ばね１２はハウジング体３８の鼻部４０にある開口４２
を通じクランプボデーから軸方向に延び、打込みナツト
３０はクランプ装置１０の反対端より４部ハウジング３
８の開口５８を通じて延びている。

ハウジング３８にはその全長にわたり３個の軸方向配置
の保持装置が設置）られている。これらの内の第１のも
のはスペーサ１８のＴ字型フィンガー２２を軸方向に保
持する環状溝４４である。この保持を達成するため、溝
４４にはハウジング３８に形成せる第１及び第２の肩部
４５と４６の間に軸方向に配置したワッシャー４８が設
【プられている。肩部４６は、ワツシＶ４８及びスプレ
ッダ−１８を好適実施例におせる第１保持満４４内に挿
入した後ハウジング３８にフランジ部を圧延成形するこ
とにより形成される。

ハウジング３８にはスタッド２４が軸方向に移動する第
２の環状溝５０が形成されている。この第２環状溝には
スタッド２４の相互補完的反回転手段２８に咽合い係合
する反回転手段が設けられている。このため、スタッド
２４は打込みナツト３０の回転により軸方向移動ができ
るも、ハウジング３８内におせるスタッド２４（従って
ばね１２及びシャツ１〜２６の）の回転は阻止される。

第１図から第５図の好適実施例において、図示された反
回転手段２８．５２は単に六角形横断面である。しかし
ながら、当業者には自明の如くこの手段はその他適宜な
形態例えば溝に摺動するキーなどの形態をとっても良い
。

ハウジング３８には、打込みナツト３０を回転可能に保
持するための第３環状溝５４がクランプ装置１０の外端
の方に向かって配置されている。

このナット保持環状溝５４はスペーサ保持溝４４と同様
に形成され、ナツト保持ワツシν６２と反対の溝５４に
配置された溝５４の一端に保持肩部５６を有している。

ナツト保持ワッシャ６２はハウジング３８のワッシャ保
持環状溝６３に挿入され、ワッシャを定位置に巻き止め
るためのフランジ６０を圧延加工して定位置に保持され
ている。

ナツト保持溝５４内に反対方向におかれ肩部５６に当接
してスラストワッシャ６４がおかれている。

このスラストワッシャ６４は打込みナツト３０を軸方向
に保持する働きをし、更に、スタッド２４とハウジング
３８との間にクランプ１０装備中に相対的軸方向の力が
移送される打込みナツト３０のための支承面として働き
、それにより非回転ハウジング３８と回転打込みナツト
３０との係合面間におせるすりむき及び摩耗を防止する
。

ハウジング３８の外側の工具把握面６６にはナツト３０
の工具把握面３６と同様に円筒形状のコニバーザルな円
滑面が設けられている。ハウジングの工具把握面６６の
外径は好適実施例の場合打込みプツト３０の工具把握面
３６の径より大きく、それににり打込み工具を、ハウジ
ング３８と打込みナツト３０どの間の相対的な角度位置
又は工具　′とクランプ装置１０との間の相対的な角度
位置いかんに係りなくクランプ装置に対しまっすぐな軸
方向に押し込むことにより同心状の連続する対の把握工
具をクランプ装置の背後に装備することができる。

第１図はクランプ位置におせる本発明の好適実施例を示
し、加工片１及び２が装置１０のばね１２の把握部１６
と鼻部４０との間にクランプされている。打込みナット
３０はナツｌ〜保持溝５４内で完全に前進しており、推
力ワッシャ６４に当接しており、更に、ナツト保持溝５
４の実際の長さは、クランプ装置１０の挿入又は引き抜
きの都度スラス１〜ワッシャ６４又はナラ］・保持ワッ
シャ６２のいずれかに係合する前打込みナツト３０がね
じシャツ１〜２６の数回転の長さにわたり軸方向に移動
できるよう調整されている。この保持＠５４の長さをこ
のように決めることにより打込みナツトは、打込み工具
がクランプ力を１形成」又は［破断１するのに役立つｊ
：うに挿入モード又は引抜きモードのいずれかの回転慣
性を得ることができる。同様に、ハウジング３８の端部
を超えて延びる打込みナット３０の工具把握面３６の長
さは、打込みナツト３０がナツト保持面５４内の完全に
前進した位置（第１図に示した完全クランプモードにお
１〕る如く）にある時でさえ打込み工具がナラ１へ３０
を把握し打込めるよう十分な把握部３６が残されている
点特記すべきである。

第５図にばね１２を完全に伸ばした位置においた状態の
クランプ装置１０が示されている。即ち、ばね１２の傾
斜部１４はスプレッダ−１８の鼻部２０を完全に通過し
ておりばね１４は一体に押しつけられ把握肩部１６は加
工片を貫通し去っている。本発明の好適実施例がこの完
全伸長位置を占めた時、打込みナツト３０はハウジング
３８より完全に延びており打込みナット３０の雌ねじ３
１はシＡ７フ１−２６のねじから完全に外れ打込みナツ
ト３６はスタッド２４上にそれ以上軸方向力を作用する
ことなく自由に回転ができる。

図示の好適実施例において、ばね１２とスペーサ１８、
スタッド２４、シャフト２６．ナツト３０、ハウジング
３８及びワツシ１７４８．６２．６４などを含むクラン
プピンの全部品は各種の合金鋼で作られている。これら
合金はそのさまざまな製作特性Ｊ：り選ばれかつ本発明
の目的どする所は強固にして高１−ルク・クランプ力を
要する繰返しのクランプ及びゆるめ作用に耐えられるよ
うなりランプ装置を得ることにあるのでクランプ装置の
最小の摩耗及び破損による多量生産条件の下で選定され
る。

ねじシＡ７７１へ２６付きのスタッド２８と打込みナッ
ト３２及びハウジング３８などのクランプ装置１０の円
筒形部分はすべて多量生産型の自動ねじ盤で製作するの
に適している点明かである。

しかしながら、以上述べた特定の実施例及び製作上の月
利ならびに方法は単に例示的にあげたちのであり、当業
者にはその他のクランプ装置応用によりその他の製作上
の月利及び方法が非制限的に示唆されるものである。同
様に、イ」属の特許請求の範囲に示された本発明の趣旨
及び範囲内で各種の修正や応化ならびに均等実施例が実
施できる点当業省には明かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１対の加工片に備えつＩ」た本発明によるクラ
ンプ装置の側面断面図、 第２図は第１図の線Ｉ−ＩＴによる断面図、第３図は第
１図の線■−■による断面図、第４図は第１図の線ＴＶ
　−ＴＶによる断面図、第５図はピンを完全に引き伸ば
した状態の本発明のクランプ装置の一部断面図示の側面
図である。 １．２・・・加工片、１０・・・クランプ装置、１２・
・・ばね、１６・・・加工片把握面、１８・・・スプレ
ッダ、２２・・・Ｔ字型フィンガ、２４・・・スタッド
、２６・・・ねじシャフト、２８・・・反回転特性、３
０・・・打込みナ５０・・・第２環状溝、５２・・・反
回転特性、５４・・・第３環状溝、６２．６４・・・ワ
ッシャ、６６・・・工具把握面

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の整列せる開口を有する複数の隣接加工片の
   自動化された暫定的締めつけ及びゆるめのための改良型
   の確実解除のワイヤばね型式クランプ装置にして、 イ、複数のワイヤ型ばねと、 ロ、該ばねの間におかれ該ばねを分離するばねエキスパ
   ンダと、 ハ、軸方向長さの一部にそい反回転特性と、一端に向け
   て配置されたねじを切つた円筒形シャフトと、他端にお
   いてばねを保持するための保持装置を有する円筒形スタ
   ッドと、 ニ、円筒形打込みナットにして、前記シャフトのねじに
   係合するための軸方向ねじを切つた貫通孔と、ナットの
   一端近くに配置され該ナットを軸方向に保持するための
   ***せる円筒形肩部と、他端近くにおかれた工具把握外
   面を有する円筒形打込みナットと、 ホ、前記スプレッダを軸方向に保持するための第１保持
   装置と、 へ、前記ナットを軸方向に回転可能に保持するための第
   ２保持装置と、 ト、円筒形外部ハウジングにして工具把握外面と、前記
   ばね及びスプレッダがハウジングの一端の外部に延びか
   つ前記ナットが他端外部に延びるようにばねとスプレッ
   ダとスタッドとシャフトとナット及びワッシャ装置を受
   け入れこれを保持するための軸方向の貫通内孔を有し、
   該孔は、一端に形成され第１保持装置及びスプレッダを
   軸方向に受け入れこれを保持する保持肩部を設けた第１
   内部環状溝と、第２保持装置及びナットを軸方向に受け
   入れこれを回転可能に保持するための保持肩部を設けた
   第２環状内部溝と、前記スタッドが回転することなく軸
   方向に移動できるようスタッドに係合するための反回転
   特性を有する中間の内部環状溝を包含し、それにより前
   記ナットが一方向に軸線の周りに回転する時前記ばねは
   ハウジング内に引込められ同時に拡げられ、前記ナット
   が反対方向に回転する時には前記ばねはハウジングの外
   部に拡げられ同時に一体に圧縮され、前記ハウジング及
   び打込みナットの工具把握面は、該ハウジングと打込み
   ナットの相対的角度方位とは無関係に同心状打込み工具
   に係合かつ嵌合するような形状をしていることを特徴と
   するクランプ装置。
2. （２）前記ハウジングの工具係合外面はほぼ円筒形の形
   状をしている特許請求の範囲第１項によるクランプ装置
   。
3. （３）前記打込みナットの工具把握外面はほぼ円筒形の
   形状をしている特許請求の範囲第１項によるクランプ装
   置。
4. （４）前記打込みナットの工具把握外面はほぼ円筒形の
   形状をしている特許請求の範囲第２項によるクランプ装
   置。
5. （５）前記打込みナットの工具把握面の直径は前記ハウ
   ジングの直径より小さい特許請求の範囲第４項によるク
   ランプ装置。
6. （６）前記スタッド及び中間の環状溝の係合反回転特性
   は断面が六角形である特許請求の範囲第１項から第５項
   のいずれか一つの項によるクランプ装置。
7. （７）第１内部環状溝の保持肩部の少なくとも１つは外
   部ハウジングに圧延成形されている特許請求の範囲第６
   項によるクランプ装置。
8. （８）第２内部環状溝の保持肩部の少なくとも１つは外
   部ハウジングに圧延成形されている特許請求の範囲第６
   項によるクランプ装置。
9. （９）第２内部環状溝の保持肩部の少なくとも１つは外
   部ハウジングに圧延成形されている特許請求の範囲第７
   項によるクランプ装置。