JP4260077B2 - クランプ機構 - Google Patents

Description

本発明はねじ孔を有するブロックと、このブロックのねじ孔にクランプ金具を介して取付けられたクランプボルトとからなるクランプ機構に関する。

従来よりボルトを用いた締め方式は、小さいトルクで大荷重の締付が実現できる手段として世の中の機構に多用されている。ボルトの締付時に、ボルトの頭部とブロック（被締付物）との接触面において、ボルトにトルクを加えたときの力による撓み、あるいはボルトの加工誤差や接触面同志の平行度誤差により、接触面のあたり方が不均一となることがある。この場合は、ボルトの締付時に、被締付物が移動することがある。

上述のように、ボルトの締付時に被締付物が移動することがあるが、この被締付物の移動方向は接触面同志の加工誤差やスパナへの力の掛け方或は力の方向によってまちまちであり、被締付物の移動方向によってはクランプ機構に不都合が生じることがある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ボルトの締付時にブロックを所望方向へ移動させてブロックを堅固に固定することができるクランプ機構を提供することを目的とする。

本発明は、ねじ孔を有するブロックと、このブロックのねじ孔にクランプ金具を介して取付けられた頭部を有するクランプボルトとを備え、クランプ金具はクランプボルトが貫通する調整孔を有し、クランプ金具のクランプボルトの頭部側の面は、クランプボルトの頭部と密接する調整孔の一側の面と、クランプボルトの頭部との間に間隙を形成する調整孔の他側の面とからなることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、ねじ孔を有するブロックは、スライドベース上を移動可能なスライドブロックからなることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、クランプ金具の調整孔は細長状に形成され、スライドブロックの移動方向に沿って延びていることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、クランプ金具はスライドブロックからスライドベースまで延びていることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、クランプ金具のスライドブロックおよびスライドベース側の面に、スライドブロックとスライドベースとの間に位置する段部が形成されていることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、スライドベースおよびスライドブロックのうちの一方にアリ溝が設けられ、他方にこのアリ溝に係合するアリ溝ガイドが設けられていることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、クランプ金具の調整孔は丸孔となっていることを特徴とするクランプ機構である。

本発明は、調整孔の中心は調整孔の一側の面と、調整孔の他側の面との間の境界線に一致していることを特徴とするクランプ機構である。

本発明によれば、クランプボルトを締付けた場合に、クランプ金具の一側の面をクランプボルトの頭部との当接面とすることができる。このため、このクランプ金具の一側の面を支点としてクランプボルトに回転力を加えることができ、かつクランプボルトがクランプ金具の調整孔内を貫通するため、クランプボルトからスライドブロック側へ常に一定方向の移動力を加えることができる。

以下、図面を参照して、本発明によるクランプ機構の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は、本発明によるクランプ機構の一実施の形態を示す図である。
ここで図１（ａ）はクランプ機構の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すクランプ機構の側断面図であり、図２（ａ）は図１（ａ）の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すクランプ機構の側断面図であり、図３はクランプ機構の作用を示す図である。

図１乃至図３に示すように、クランプ機構はアリ溝ガイド８を有するスライドベース２と、スライドベース２上に移動自在に設けられ、アリ溝ガイド８に係合するアリ溝７を有するスライドブロック（クランプ対象物）１と、スライドブロック１のねじ孔１ａにクランプ金具３を介して取付けられたクランプボルト１５とを備えている。

このうちクランプボルト１５は頭部５を有し、またクランプ金具３は平板形状を有するとともにクランプボルト１５が貫通する細長状の調整孔６を有している。この細長状の調整孔６はスライドブロック１の移動方向（図１（ａ）の左右方向）に沿って延びている。

また、スライドベース２の一端には、クランプ金具３と直交してスライドブロック１が当接するストッパ４が固着されている。

ストッパ４はスライドブロック１に対向して設けられていれば良く、スライドベース２に固着する必要は無い。

上述のようにクランプ対象物であるスライドブロック１に設けられたアリ溝７は、スライドベース２のアリ溝ガイド８に嵌合して、スライドブロック１はスライドベース２上をスライド移動自在となっている。また、スライドブロック１とクランプ金具３との間には、図１（ｂ）に示すようにスライドベース２の端面とクランプ金具３とを合わせたとき、クランプボルト１５の頭部５の位置で、例えば０．０１〜０．１ｍｍ程度の隙間が形成されている。なお、クランプ金具３のうちスライドブロック１およびスライドベース２側の面は、スライドベース２の側面を押圧する面３ｄと、クランプボルト１５近傍においてスライドブロック１の側面を押圧する押圧面３ｃと、押圧面３ｃと押圧面３ｄとの間に位置し、スライドブロック１およびスライドベース２から離れた段部３ｇとを有している。

このようにクランプ金具３はスライドブロック１からスライドベース２まで延び、クランプ金具３のスライドブロック１およびスライドベース２側の面に段部３ｇが設けられる。

上述のようにクランプ金具３には、アリ溝ガイド８と平行する方向に、すなわちスライドブロック１の移動方向に長孔の調整孔６が設けられ、調整孔６を貫通してクランプボルト１５がスライドブロック１のねじ孔１ａ内に螺合されている。スライドブロック１がスライドベース２上をスライド移動すると、調整孔６内をスライドボルト１５が往復する。

また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、クランプ金具３のうちクランプボルト１５の頭部５側の面は、調整孔６の上側に位置する段差面３ａと、調整孔６の下側に位置する基準面３ｂとを有している。

また図２（ａ）（ｂ）において、クランプ金具３の調整孔６より上側の段差面３ａは、調整孔６より下側の基準面３ｂに対して、例えば０．０１〜０．３ｍｍ程度の僅かな段差（隙間）をもって引込んでいる。

なお、図２（ａ）（ｂ）において、クランプ金具の基準面３ｂが調整孔６の一側の面となり、段差面３ａが調整孔６の他側の面となる。

なお、段差面３ａと基準面３ｂとの間に境界線３Ｐが形成され、調整孔６の中心線（および中心）はこの境界線３Ｐに一致している。

次にこのような構成からなり実施の形態の作用について説明する。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、クランプボルト１５がスライドブロック１のねじ孔１ａから緩められ、スライドブロック１はスライドベース２上で、スライド可能となる。スライドブロック１が手動等により押圧されてスライドベース２上を図１（ａ）において右方向にスライド移動し、ストッパ４に当接する。ストッパ４にスライドブロック１が当接した状態で、クランプボルト１５を締め込むと、クランプ金具３のクランプボルト１５側の押圧面３ｃとスライドブロック１の間に設けられた僅かな隙間が、クランプ金具３の段部３ｇの弾性変形により埋まり、かつスライドベース２の側面にクランプ金具３の押圧面３ｄが押圧される。

このようにして、スライドベース２上にスライドブロック１が、クランプ金具３とクランプボルト１５とによって固定される。

この間、調整孔６を貫通してスライドブロック１のねじ孔１ａに螺合されたクランプボルト１５の頭部５は、締め込み前においてはクランプ金具３の基準面３ｂとのみ密接して当接面５ａを形成し、クランプ金具３の段差面３ａからは段差ｔ分だけ離間（間隙）している。この状態でクランプボルト１５を時計方向に回転させて更に締め付けると、クランプボルト１５の頭部５のうち基準面３ｂと当接する当接面５ａの摩擦力が、段差面３ａとの摩擦力より確実に大きくなる。このためクランプボルト１５に、当接面５ａを支点とする回転力が働く。

このようにクランプボルト１５に回転力が働くと、クランプボルト１５を介してクランプボルト１５の回転方向と同一方向の捩れ力がスライドブロック１に加えられる。この場合、スライドブロック１のアリ溝７は、スライドベース２のアリ溝ガイド８に嵌合されているため、スライドブロック１がスライドベース２上で浮き沈みすることはない。また、クランプボルト１５がクランプ金具３の調整孔６により規制されているため、スライドブロック１に図２（ａ）に示す左右方向の移動力が発生する。

クランプボルト１５からクランプボルト１５が螺合されたスライドブロック１に加わる移動力は、ストッパ４方向にスライド移動させる力となり、この結果、ストッパ４にスライドブロック１が押圧される。

クランプボルト１５を更に締め込むと、図３に示すようにクランプボルト１５の頭部５が弾性変形して、頭部５が段差面３ａに当接し、クランプが完了する。なお、段差面３ａの段差ｔは０．０１〜０．３ｍｍ程度と僅か（後述のように段差ｔはクランプボルト１５の大きさ或は頭部５の大きさにより適宜設定可能）である為、クランプボルト１５の頭部５の弾性変形に伴い頭部５が損傷することは無い。

また、段差面３ａの段差ｔを設けたことにより、基準面３ｂと当接する当接面５ａが支点となってクランプボルト１５が回転するので、この結果、クランプボルト１５（右ねじの場合）の締付回転（右回転）によりスライドブロック１の進行方向は、図２（ａ）に示すようにストッパ４側へ向う方向（右方向）に限定される。

次に、本発明の比較例について図４（ａ）−（ｄ）により説明する。図４（ａ）−（ｂ）に示すように、クランプ金具３のクランプボルト１５の頭部５側の面３ｆが一様に平坦な場合、クランプボルト１５からスライドブロック１へ加わる移動力が定まらないことが考えられる。

すなわち図４（ａ）−（ｄ）に示すように、クランプボルト１５を時計方向に締め付けたとき、クランプ金具３の調整孔６の両側の平坦面３ｆと当接するクランプボルト１５の頭部５は、図４（ｃ）に示すように下方の接触面５ａがクランプ金具３の平坦面３ｆとの摩擦により支点となる場合、クランプボルト１５の締付回転（右回転）に伴いスライドブロック１を前進させてストッパ４に押付ける作用が生ずる。他方、図４（ｄ）のように頭部５のうち上方の接触面５ｂが、クランプ金具３の平坦面３ｆとの摩擦により支点となった場合には、クランプボルト１５の締付回転にしたがってスライドブロック１がストッパ４から離間してしまう。この場合、上方の接触面５ｂの摩擦力が下方の接触面５ａの摩擦力に勝った場合、ストッパ４に押接されていたスライドブロック１が、クランプボルト１５の締め込みに伴いストッパ４から離間してしまい、位置決め精度が保てなくなる。

なお、頭部１５の接触面５ａ、５ｂに生じる摩擦力は、この当接面５ａ又は５ｂの表面粗さも影響するが、更にはクランプボルト１５へのトルク負荷状況にも影響される。即ち、クランプボルト１５へのトルクの掛け方は、通常片持ちのスパナをボルトに嵌合させた後、一方から押付により回転力を与えるが、このときの押付力がクランプボルト１５の頭部５への押付力となり、クランプボルト１５を撓ませる。例えば図４（ｃ）のクランプボルト１５に棒スパナを右側に加力部が来るように水平に嵌合させ、棒スパナの水平位置から棒スパナを力Ｆで右に回転させようとすると、クランプボルト１５の頭部５には下方に力Ｆが付加される。このため、クランプボルト１５は下方向に曲げられ、この影響で頭部５の当接面５ａが更に加圧される。あるいは逆にクランプボルト１５の頭部５の左側に加力部が来るようにスパナを嵌合させ、右方向（力の方向が上方）にクランプボルト１５を回転させると、逆にスライドブロック１に加わる移動力は左方向に強まる。

これに対して本発明によれば、前記力Ｆを加えても影響しない程度の段差ｔを設けたので、クランプボルト１５を締付けた場合にスライドブロック１に加わる移動力を常に一定方向、すなわちストッパ４に向う方向に定めることができる。このためクランプボルト１５を締付けることにより、スライドブロック１をスライドベース２に固定することができ、かつストッパ４に確実に押付けることができる。

尚、調整孔６は細長状として説明したが、スライドブロック１の移動量が少くても良い場合には、若干余裕をもたせた丸孔でも良い。更にスライドベース２の端面とクランプ金具３とを合わせた時の段差ｔの値は大まかな値を設定したが、クランプボルト１５の大きさや移動量、又クランプ金具の材料や剛性或は大きさ等で適宜変ることはいうまでもない。

本発明によるクランプ機構の一実施の形態を示す図。 図１に示すクランプ機構の拡大図。 クランプ機構の作用を示す図。 従来のクランプ機構を示す図。

符号の説明

１ スライドブロック
１ａ ねじ孔
２ スライドベース
３ クランプ金具
３ａ 段差面
３ｂ 基準面
３ｃ、３ｄ 押圧面
３ｇ 段部
３ｆ 平坦面
４ ストッパ
５ａ、５ｂ 当接面
６ 調整孔
７ アリ溝
８ アリ溝ガイド
１５ クランプボルト
ｔ 段差

Claims (6)

1. ねじ孔を有するブロックと、
   このブロックのねじ孔にクランプ金具を介して取付けられた頭部を有するクランプボルトとを備え、
   クランプ金具はクランプボルトが貫通する調整孔を有し、
   クランプ金具のクランプボルトの頭部側の面は、クランプボルトの頭部と密接する調整孔の一側の面と、クランプボルトの頭部との間に隙間を形成する調整孔の他側の面とからなり、
   ねじ孔を有するブロックは、スライドベース上を移動可能なスライドブロックからなり、
   クランプ金具の調整孔は細長状に形成され、スライドブロックの移動方向に沿って延びていることを特徴とするクランプ機構。
2. ねじ孔を有するブロックと、
   このブロックのねじ孔にクランプ金具を介して取付けられた頭部を有するクランプボルトとを備え、
   クランプ金具はクランプボルトが貫通する調整孔を有し、
   クランプ金具のクランプボルトの頭部側の面は、クランプボルトの頭部と密接する調整孔の一側の面と、クランプボルトの頭部との間に隙間を形成する調整孔の他側の面とからなり、
   ねじ孔を有するブロックは、スライドベース上を移動可能なスライドブロックからなり、
   クランプ金具の調整孔は丸孔となっていることを特徴とするクランプ機構。
3. クランプ金具はスライドブロックからスライドベースまで延びていることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載のクランプ機構。
4. クランプ金具のスライドブロックおよびスライドベース側の面に、スライドブロックとスライドベースとの間に位置する段部が形成されていることを特徴とする請求項３記載のクランプ機構。
5. スライドベースおよびスライドブロックのうちの一方にアリ溝が設けられ、他方にこのアリ溝に係合するアリ溝ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載のクランプ機構。
6. 調整孔の中心は調整孔の一側の面と、調整孔の他側の面との間の境界線に一致していることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載のクランプ機構。

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