JPH03228582A - 工作機械用万力 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は工作機械用万力に関するものであり、さらに
詳しくはそのような万力の増力機構の改良に関するもの
である。

（従来技術） 工作機械用の万力にあっては一般に、工作機械のテーブ
ルに固定されたフレーム（ヘースと呼ぶこともある）上
に固定ジョーを設けるとともに、水平なネジ付駆動軸を
回転可能にか水平状にこのフレームに架設し、ナツトを
介してこの駆動軸に架設された可動ジョーを上記固定ジ
ョーに対設しである。駆動軸を回すとナツトを介して固
定ジョーが可動ジョーに向けて移動し、両ジョー間にワ
ークが保持されるのである。

ところでこの明細書においては「前後Ｊの表現を用いる
が、ここで「前Ｊとは固定ジョー側をｒ後」とは可動ジ
ョーｆｆｌ！Ｉを指すものである。

一般に万力にあっては上記のような構成だけでは充分な
締付力が得られないので、上記の構成に加えて増力機構
が付設されている。例えば特公昭６３−４１７１１号で
は可動ジョーに連結された軸内に油圧室を形成し、ワー
クの締め付は時には、ネジの力によって軸に挿通された
ピストンを該油圧室に突入させて油圧を上昇させ、軸の
端面に油圧を作用させることによって可動ジョーを大き
な力で前進させている。また、特開昭６１−９５８８１
号でも増力機構を付設することが開示されている。

ところでこれらの先行技術はいずれも増力機構を可動ジ
ョーよりも締め付は方向の上流側に設けているため、ワ
ークを締め付けたとぎに締付力の反力がフレームの後部
端面に作用する。このためフレームが反ってしまってワ
ークの締め付は位置の精度が低下する欠点がある。特に
増力機構を用いているとそれだけに反力が大きく、この
ような反りの程度も顕著となる。また増力機構を設ける
ことによってそれだけ万力が長くなる。さらにフレーム
の後端部で反力を受ける部材も必要となるので、その厚
み分だけ万力が長くなり装置的に大型化する、いう欠点
もある。ざらに反力を受ける部材を設けることが必須と
なるために可動ジョーの最後退位置が規制されてしまい
、ワークの幅がそれだけ制約されるという欠点もある。

（発明の要旨） この発明の目的は位置精度を低下きせることなく大きな
締め付は力でかつ小スペース、特に長手方向の必要スペ
ースが小さくて済む万力を＃！！供することにある。

このためこの発明においてはフレームに固定ジョーを設
け、このフレームに対して軸方向に摺動可能に支持軸を
架設し、固定ジョーに対設された可動ジョーをこの支持
軸に作動連結し、フレームの前端部内に第１の液圧室を
画定し、第１の液圧室内に向けてピストンを摺動可能に
設け、押圧機構によりピストンを前進させるように構成
し、かつフレームと支持軸の前端部に形成された突出部
との間に画定形成された第２の液圧室を連通路により第
１の液圧室に接続したことを要旨とするものである。

（実施態様） 第１図に示すのはこの発明の第１の実施態様で、あって
、テーブルＴ上に固定されたフレーム２には水平方向に
延在する円筒状の支持軸６が回転可能かつ軸方向に摺動
可能に架設されている。この支持軸６に螺合するナツト
８はフレーム２上面において可動ジ１１−１０に係合し
てこれを固定ジョー４に対して接近離間させる働きをす
る。

固定ジョー４の固定位置近傍のフレーム２内部において
、言い換えればフレーム２の前端部内において、また固
定ジョー４の近傍に位置する支持軸６の一部分、言い換
えれば支持軸６の前端部には突出部として大径部２０か
形成されており、その内部には第１の液圧室１２が画定
形成されている。また支持軸６の中心透孔にはピストン
１８が軸方向に摺動可能に挿入されており、その先端部
は上記第１の液圧室１２内に突出している。

上記の大径部２０を囲んで円筒部材２２がベアリング２
３を介して支持軸６に同心状に架設されており、これに
より両者間には第１の液圧室１２と同心状に環状の第２
の液圧室２４が画定形成されている。なお両液圧室はい
ずれもオイルシールによりシールされている。また両液
圧室１２．２４は大径部２０に穿設された複数の連通路
２６により互いに連結されている。なお、オイルシール
またはメタルは図中黒塗りで示しである。

円筒部材２２にはベアリングを介してフレーム片２８が
架設されており、このフレーム片２８は下方後端面がフ
レーム２にまた上方後端面がネジを介して固定ジョー４
の背面に当接固定されている。またこのフレーム片２８
と支持軸６との間には予圧設定用のコイル状圧縮バネ３
０が介装されている。

支持軸６の後端部内部にはクラッチ１４が設けられてお
り、これにより支持軸６は支持軸６に固着された環状部
材１５を介して駆動軸１６に螺合連結されている。この
クラッチは環状部材１５と駆動軸１６に回転不能にかつ
摺動可能に設けられた駆動盤１７と両部材を圧接状態に
保つバネとから構成されている。また、両部材の圧接面
には、傾斜面を有する突起部とそれと係合する溝部がそ
れぞれ形成されている。なおフレーム２の後端面には支
持軸６を受けるための支持板３２が設けられている。

つぎに作用について説明する。初期の状態では圧縮バネ
３０のバネ力によってフレーム片２８は支持軸６の端面
３３から離間した状態に保たれている。したがってこの
バネ力によって支持軸６の静止位置が軸方向に規制され
るとともにバネ力に相当する分だけの液圧が第１および
第２の油圧室内に発生している。

ついで駆動軸１６が回転されるとクラッチ１４を介して
支持軸６も駆動軸１６と一体的に回転する。このとき円
筒部材２２も支持軸６とともに回転する。この支持軸６
の回転によりナツト８を介して可動シミー１０がワーク
（図示せず）に向けて前進駆動される。

可動ジョー１０がワークに当ると支持軸６に負荷が発生
し、クラッチバネの力に抗してクラッチの駆動盤１７が
突起部の傾斜面に沿フて環状部材１５に対し相対的に回
転しながら環状部材１５の端面から離れるため、突起部
と溝部との係合が解かれる。即ち、クラッチ１４が開く
。この結果駆動軸１６のみが支持軸６に対して回転しな
がら前進するようになる。

この駆動軸１６の前進により支持軸６内のピストン１８
が前方に押されて第１の液圧室１２内を前進する。これ
により第１の液圧室１２内の液圧が増大するとともに、
連通路２６を経て第２の液圧室２４内に液が侵入し、こ
の結果第２の液圧室２４内の液圧も増大する。

こねにより支持軸６の大径部２０の後端面に液圧が掛り
支持軸６を介して可動ジョー１０を前方に向けて索引す
る。すなわち締付状態に人ってゆく。このとき大径部２
０に掛る液圧の反力は円筒部材２２の前端面からベアリ
ング２３およびフレーム片１８を介して固定ジョー４の
背面およびフレーム２の下部前端面に作用する。

この結果としてワークに作用する可動ジョー１０による
力は第２の液圧室２４を区画形成する大径部２０の後端
面の面積に液圧を乗じた分だけ大きくなっている。すな
わち締付力が増大されているのである。また反力が固定
ジョー４の固定位置近傍のフレーム２の前端面に作用し
ているので、従来の場合のようにフレーム２が反るとい
うことがなくなる。しかもフレーム片１８を介して固定
ジョー４の背面を押圧しているので、ワークに対する締
付力が増大しても固定ジョー４が歪むというような不都
合もないのである。

このような構成によった場合長期の繰返し使用により液
圧室内の液が漏れて液量が減少することがある。しかし
この発明の場合には、たとえ液量が減少しても、圧縮バ
ネ３０のバネ力によって可動ジョー１０側へバネ力と液
圧力とがバランスするまで支持軸６が後方へ移動してそ
の初期位置を変えるので、実質的に液量減少による影響
はないのである。

なお図中に示す支持板３２は、車に支持軸６を支持する
だけであるので必ずしも必要なものではない。これがな
いと可動ジョー１０の最後退位置はフレーム２に案内さ
れている範囲であれば、可動ジョー１０がフレーム２の
端面から突出していても不都合はない。むしろこれによ
り万力の幅がその分増大することになる。

第２図に示すのは第１図のものを若干変化させたもので
、フレーム片２８を用いずに、反力が固定ジョー４の背
面ではなく、全反力がベアリングを介して直接フレーム
２に作用するように構成したものである。その他の部分
の構成は第１図のものと同しである。

第３図に示すのはやはり第１図のものを変化させたもの
で、予圧設定用圧縮ハネ３０を支持軸６に内蔵させたも
のである。すなわち支持軸６前端部の第１の液圧室１２
内に前方よりバネ筒３４を螺合挿入し、この内部に圧縮
バネ３０を挿入してその開口部を錠止ボール３６で受け
るようにしである。

第４図に示すのは第１図のものの変化実施態様であって
、第１図においては支持軸６の後端部内に設置されたク
ラッチを先端部内に設けたものである。すなわち第１の
液圧室１２内にシールを介して支持部材３８を設けてピ
ストン１８を支持せしめ、その後方にクラッチ１４を介
して駆動軸１６を配置しである。また支持軸６の前端面
には支持Ｍ６ｆ止用のネジ４０が螺入されている。その
他の構成は第１図の場合と同しである。

第１と第２の液圧室１２．２４を連結する連通路２６は
第１図の実施態様にあっては支持軸６に形成されたが、
第５図に示す実施態様にあってはフレーム２に形成され
ている。すなわち該連通路２６はまず第１の液圧室１２
からフレーム内を半径方向外側に向けて延在し、ついで
フレーム片２８中を軸方向後方に同けて延在し、最後に
再び半径方向内側に向けて延在して第２の液圧室２４に
至るのである。なおこの実施態様の場合には第１の液圧
室１２が支持軸６とフレーム２とによって画定形成され
ている。

ｙｇｅ図に示すのは第５図のものの変化実施Ｆ！！様で
あフて、第５図の場合の支持軸６に変えてフレーム２に
よりピストン１８を支持しである。また、この実施態様
では第１の液圧室１２がフレーム２のみによって区画形
成されている。

第７図に示すのはこの発明の３＠２の実施態様であって
幅の大籾なワークに用いるもので、フレーム２が固定ク
コ−４側と可動ジョー１０側とにそれぞれ分割して形成
されており、固定ショー側の支持軸６ａと可動ジョー側
の支持軸６ｂとが端部において看脱可能に螺合している
。この場合ワーりの幅に応じて適宜可動ジョー側の支持
軸６ｂを適当な長さのものに交換することができるので
幅の自由度が大きいという利点がある。その他にもこの
実施態様にあフては押圧機構が固定ジョー側に設けられ
ている。なお、本実施例では、支持板３２が設けられて
いないので可動ジョーをより後方へ後退させることがで
きる。

第８図に示すのは押圧機構としてエアーシリンダーを用
いたもので、支持軸６の後端部内にエアーシリンダー４
４が画定形成されており、その後端には連結片４２が係
合している。支持軸６が回転しても空気供給に支障がな
いようにこの連結片４２にはロータリー形式のものを用
いる。締付けに際してはまず支持軸６の回転により可動
ジョー１０をワークに当接させ、その後圧縮空気をエア
ーシリンダー４４に導入することによりピストン１８を
第１の液圧室】２内に前進させる。

第９図に示すのはさらに他の実施態様であって液漏れ検
知機能を具えたものである。すなわちフレーム片２８の
後端面には圧電素子４６がまたこれに対面して支持軸大
径部２０の前端部には突起４８が形成されている。前記
したように液漏れによる液の減少にともなって支持軸６
の初期位置が後方へ移動するので図中ａで示す距離が小
さくなフてくる。液の減少がある程度以上になると圧電
素子４６が突起４８に当接し、これによって液の減少を
電気的に検出されて警報が発生されるのである。なお圧
電素子に代えて適宜なリミットスイッチを用いてもよい
。また円筒部材２２を用いずに第２の液圧室２４をフレ
ーム２で形成しである場合には、圧電素子を設けなくと
も、突起とフレーム２とが当接することにより支持軸６
の回転に負荷が掛るようになる。したがって駆動軸１６
を介して支持軸６作業員が手で回転させているときには
手に掛る感触が重くなるのでやはり液漏れを検知できる
ことになる。さらに支持軸６の後端部特にフレーム２の
後端面近傍に位置する部分の円周に軸方向に亘つて目盛
や着色をしておけば、液漏れにともなって支持軸６の初
期位置が変化した場合にこれを量的に検知することもで
きる。

第１０図に示す実施態様にあフては押圧機構におけるク
ラッチ１４を不要としたものである。すなわち支持軸６
の上面にはラックが刻設しである。これに対してナツト
８には下方に開口する縦方向の孔が刻設されており、こ
れに下方に上記のラックと噛合う傾斜の歯を具えた摺動
片５０が摺動可能に挿入されている。この摺動片５０は
ナツト８との間に介装された圧縮バネ５２により常時そ
の歯がラックと噛合係合を保つように付勢されている。

ナツト８の横孔には軸５４が回転可能に挿入されており
、その前端には摺動片５０の側面凹部に係合する偏心ピ
ース５６がまた後端には操作用のレバー５８がそれぞれ
一体に形成されている。なおこの軸５４は押え板６０に
よって上記の凹部内に保持されている。

レバー５８を図示の状態にしておく限りはバネ５２の作
用により摺動片５０の歯と支持軸６のラックとは係合状
態を保ち、支持軸６と可動ジョー１０とは作動連結され
ている。レバー５８を横に倒すと偏心ピース５６により
摺動片５０が押上げられてその歯はラックとの保合から
脱し、支持軸６と可動ジョー１０との作動連結が解かれ
る。締め付は時には、まず可動ジ、ｌｌ−１０を手動で
前方に押して可及的に可動ジョー１０をワークに接近さ
せる。このとき摺動片５０は、歯の傾斜面に沿って上方
へ移動し、ラックとの係合を解くため、ナツト８及び可
動ジョー１０の移動を許容している。このあと駆動軸１
６を回転させピストン１８を前進させることによって上
記の実施態様と同様に増力機構を作用させることになる
。第１１図に示す実施態様にあってはピストン１８をフ
レーム２により支持したものである。

さらに第１２図に示す実施態様にあってはフレーム２の
前端部中央を後方に延在して支持軸６内に突出させて、
その内部に第１の液圧室１２を、また支持軸６の突出部
を大径部２０とする代わりに中空部に形成された小径部
６１とし、ツーレム２の突出部分の外周と支持軸６の小
径部６１との間に′ｔＳ２の液圧室２４をそれぞれ画定
形成したものである。

以上から明らかなようにこの発明によれば可動ジョーを
作動連結する支持軸の前端部にすなわち固定ジョーの近
傍に位置する支持軸の一部分に突出部を形成し、突出部
の可動ジョー側端面に増力された力を作用させて可動シ
ミーを索引する構成とすることによって、増力機構を固
定ジョーの固定位置近傍のフレーム内に設けることがで
きたので、締付時にその反力が固定ジョー４の固定位置
近傍のフレームに対して作用するため、締め付は反力に
よってフレームが反ることがない。したがって外部から
液（例えば油）を供給する必要なしに大きな締付力でし
かも高い精度で作用する万力を得ることができる。

また増力機構を固定ジコーの固定位置近傍のフレーム内
に設けであるので増力機構の少なくとも一部を固定ジョ
ーの長さ寸法と重複させて納めることかでき、それだけ
従来のものに比べて万力の長さを小さくできる。

さらに可動ジョーの最後退位置は可動ジョーがフレーム
に案内されている範囲であれば、可動ジョーがフレーム
の端面から突出していてもよいので、万力の締付幅がそ
の分だけ増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施態様を示す断面側面図、 第２〜６図はその変化実施態様の要部を示す断面側面図
、 第７図はこの発明の第２の実施！３様を示す断面側面図
、 第８〜１２図はさらに他の実施態様の要部を示す断面（
Ｉ１１面図である。 ２・・・フレーム　　　　　４・・・固定ジョー６・・
・支持軸　　　　　１０・・・可動ジョー１２・・・第
１０液圧室　　１４・・・クラッチ１６・・・駆動軸　
　　　　１８・・・ピストン２４・・・　第２のゼ夜圧
室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］フレーム（２）に固定された固定ジョー（４）と
   、 フレームに対して軸方向に摺動可能に架設された支持軸
   （６）と、 固定ジョーに対設されかつこの支持軸に作動連結された
   可動ジョー（１０）と、 フレームの前端部内に形成された第１の液圧室（１２）
   と、 支持軸の前端部に形成された突出部と、 第１の液圧室内に向けて摺動可能に設けられたピストン
   （１８）と、 ピストンを前進させる押圧機構と、 フレームの前端部と上記突出部との間に画定形成されか
   つ連通路（２６）を介して第１の液圧室と接続された第
   ２の液圧室（２４）とを有してなる工作機械用万力。 ［２］支持軸（６）に螺合されてかつクラッチ（１４）
   を介して支持軸に連結された駆動軸（１６）により前記
   の押圧機構が構成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の万力。 ［３］支持軸（６）に螺合する駆動軸（１６）により前
   記の押圧機構が構成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の万力。 ［４］空気圧力によってピストン（１８）を前進させる
   ために支持軸（６）の後端部に形成された空気室により
   前記の押圧機構が構成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の万力。 ［５］前記の第１の液圧室（１２）が支持軸（６）の先
   端部内に形成されており、かつ前記連通路（２６）が支
   持軸（６）に形成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の万力。 ［６］前記の第１の液圧室（１２）がフレーム（２）前
   端部内に形成されており、かつ前記連通路（２６）がフ
   レーム（２）に形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の万力。 ［７］前記の第２の液圧室（２４）を画定形成するフレ
   ーム（２）がベアリングを介して支持軸（６）に連結さ
   れた円筒部材（２２）であることを特徴とする請求項１
   に記載の万力。 ［８］前記の第２の液圧室（２４）を一定形成するフレ
   ーム（２）の一部が固定ジョー（１０）の背面に当接し
   ていることを特徴とする請求項１に記載の万力。 ［９］支持軸（６）がバネ（３０）により締付方向と反
   対方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記
   載の万力。 ［１０］フレーム（２）が固定ジョー（４）側と可動ジ
   ョー（１０）側とにそれぞれ分割形成されているととも
   に固定ジョー（４）側の支持軸（６ａ）と可動ジョー（
   １０）側の支持軸（６ｂ）とが端部において着脱可能に
   連結されており、かつ 押圧機構が固定ジョー側に設けられている ことを特徴とする請求項１に記載の万力。 ［１１］前記の突出部が大径部（２０）であることを特
   徴とする請求項１に記載の万力。［１２］前記の突出部
   が中空部に形成された小径部であることを特徴とする請
   求項１に記載の万力。 ［１３］支持軸（６）の前端部に突起（４８）が設けら
   れており、これと第２の液圧室（２４）を画定形成する
   フレームとの間にセンサーが設けられており、両者の距
   離が所定の値以下になったときに電気的にこれを検知し
   て警報が発生されることを特徴とする請求項１に記載の
   万力。 ［１４］支持軸（６）の後端部に軸方向に亘って目印が
   形成されている ことを特徴とする請求項１に記載の万力。