JPH039983Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この考案は万力用締付状態検出装置に関し、さ
らに詳しくは流体圧による締付形式の万力の加工
物締付状態の成否を自動検出する装置に関するも
のである。 （従来技術とその問題点） この明細書においては各部の動きについて加工
物を締付する側に向かう動きを〓前進〓という。 従来の万力を使用するに当たつては加工物を固
定ジヨーと可動ジヨーとの間にセツトし、万力の
可動ジヨーを手動でネジ１７を回転させることに
より一旦加工物のセツト位置近くまで移動させ
（以下手動移動という）、その後流体圧（一般には
油圧や空気圧）により可動ジヨーを更に移動させ
（以下流体圧移動という）て加工物を締付け（以
下締付力付与という）、その締付状態を作業者が
直接確認しながら締付状態の調節を行つている。 ところで最近の工作機械の大型化、高速化およ
び省力化（ロボツト化）などが進むとともに、加
工テーブル上に位置決めされた万力などによる加
工物の締付状態の確認を作業者が直接加工物に触
れて行うことは非常に危険になつてきた。このた
めに作業者が加工物を万力に締付加工する場合、 （） 加工物が万力にセツトされないで締付け
が行われている状態、 （） 加工物が小さくて手動移動の際流体圧移
動可能範囲以上に隙間が存在する状態で締付け
が行われている状態、 （） 加工物が万力に正しくセツトされてはい
るが締付力が不足し完全には締付けられていな
い状態、 （） 加工物が万力に正しくセツトされている
が流体圧が供給されずに正しく締付けが行われ
ていない状態 などの異常状態を正しく判断できないのが現状で
ある。敢えてこれらの状態を充分に確認するには
余分な時間が必要であり、加工機械の運転効率上
問題があつた。 （考案の要旨） この考案の目的は流体圧締付形式の万力におけ
る上記のような加工物締付状態を自動検出するこ
とにある。 このためこの考案にあつては、 駆動軸の締付方向への動きを検出するため手動軸
付近に設けられたストローク検出用スイツチ４３
と、 シリンダ内に収容された圧力検出用ピストン３
０と、このピストンと固定部材間に介在させた弾
性押圧機構と、ピストン付近に設けられた圧力検
出用スイツチ３３とから成る圧力検出機構と、 圧力流体供給機構から分岐し前記圧力検出用ピ
ストンが収容されたシリンダに連通する導液路と
を設けて、ストローク検出用スイツチと圧力検出
機構との検出状態から万力の締付状態を検出する
事を要旨とするものである。 （実施態様） 添付の図面に示すのはこの考案の検知装置を具
えた万力の一例であつて、主要部としてベース
２、固定ジヨー３、可動ジヨー４、駆動軸５およ
びその大径部７、バランスブロツク８、圧力検出
部およびストローク検出部を有している。 ベース２は剛性の高い鋳物材料で箱型に形成さ
れており、その一端には上方に一体に突出して固
定ジヨー３が形成されており、またその上面は可
動ジヨー４の案内面９を構成している。可動ジヨ
ー４はこの案内面９上にワーク締付方向（図中左
右方向）に摺動可能な状態で架設されている。駆
動軸５は上記締付方向に延在してかつベース２に
回転可能かつ摺動可能に支持されている。駆動軸
５の固定ジヨー３側の端部に一体に形成された大
径部７はベース２の軸孔内のシリンダに摺動可能
に収容されている。また大径部７と反対側の駆動
軸５の端部には締付用ハンドルなどの係合部１１
が形成されている。 ベース２の固定ジヨー３側端部にはプレート１
３が固定されており、プレート１３と固定ジヨー
３およびベース２との間にはバランスブロツク８
が介装されており、その一面はプレート１３と当
接し、反対面の上方側の一部は固定ジヨー３の背
面に当接し、また下方側の一部はベース２の端面
に当接している。 駆動軸５の中間部分にはネジ１７が形成されて
おり、これにナツト１８が螺合している。その上
部が可動ジヨー４内部に延在してその固定ジヨー
３と対応する側に下向きの斜面を有している。一
方この斜面に対応する可動ジヨー４の内面には凹
所が形成されており、これに回転自由に収容され
た半球形の駒２０の平坦部がナツト１８の斜面と
接触している。またこのナツト１８の斜面の反対
側に対応する可動ジヨー４の部分には調節ネジ２
２がねじ込まれており、その先端がナツト１８に
当接している。したがつてこの調節ネジ２２を操
作することにより可動ジヨー４とナツト１８との
相対位置を調節することができる。 大径部７の軸孔内に収容されたコイルバネ１９
はボール２１を介してバランスブロツク８をプレ
ート１３側に向けて常に押圧している。 プレート１３に形成された導液路６は上流側に
おいて図示しない適宜な圧力液体供給源に接続さ
れるとともに、下流側端部はバランスブロツク８
のピストン３０を収容する軸孔内のシリンダおよ
びベース２の大径部７を収容する軸孔内のシリン
ダに開口している。ここで導液路６の開口位置は
それぞれ最もプレート１３から離れた側である。 この考案の検出装置は以上のような基本構造を
有する万力に応用されるもので、圧力検出部とス
トローク検出部とから構成されるものである。 圧力検出部においては、プレート１３内側面の
ほぼ中央に締付方向に突出して支持ロツド３１が
固定されており、その先端に設けられた皿バネ３
２はバランスブロツク８の軸孔内に摺動可能に収
容された圧力検出用ピストン３０の軸孔内に収容
されている。すなわちピストン３０はこの皿バネ
３２により常にバランスブロツク８に対して押圧
されている。またこのピストン３０の付近ににお
いてベース２の内壁には圧力検出用スイツチ３３
が固定架設されている。 ストローク検出部においては、ストローク検出
用の鍔付ロツド４１がバランスブロツク８に摺動
可能に支持されており、その鍔部とプレート１３
との間にはコイルバネ４２が介装されてロツド４
１を可動軸側に向けて押圧している。またその可
動軸側端部は大径部７に対面している。このロツ
ド４１の鍔部の付近においてベース２の内壁には
ストローク検出用スイツチ４３が固定支持されて
いる。 なお、上記の圧力検出用スイツチ３３およびス
トローク検出用スイツチ４３はいずれも非接触式
の近接スイツチであつて、常時はオフの状態に保
たれ、対象物がある程度以上接近するとオンとな
る。これらのスイツチはいずれも後述する初期状
態においてはオフとなつているものである。 つぎに作用について説明する。 まず初期状態を説明する。ワークの締付に際し
て先ず手動により駆動軸５を回転させると、これ
に伴なつてナツト１８および可動ジヨー４が加工
物Ｗに向かつて前進し、可動ジヨー４が加工物Ｗ
に接近した状態となるが両者間にはまだ若干の間
隙がある。この間隙は流体圧力移動量より小さい
ことが必要である。この状態が初期状態である。
前述のようにこの初期状態では圧力検出用スイツ
チ３３およびストローク検出用スイツチ４３はま
だオフとなつている。 ついで加工物Ｗが正しいセツト状態にある場合
を説明する。加工物を締付けるために図示しない
圧力供給源から導液路６を介して圧力液体を供給
する。すると大径部７を収容する軸孔内に流れた
液体の圧力により大径部７が駆動軸５、ナツト１
８および可動ジヨー４とともに前進し、上記の加
工物と可動ジヨーとの間隙がなくなり加工物に可
動ジヨーが接触する。この大径部７の前進の結果
ロツド４１はコイルバネ４２の力に抗してプレー
ト１３側に向けて押やられてストローク検出用ス
イツチ４３に接近するから、ストローク検出用ス
イツチ４３がオンとなる。 可動ジヨーが加工物に当接して移動できなくな
ると、大径部７を収容する軸孔内に流れた流体の
圧力が上昇して可動ジヨーが加工物を締付ける力
が作用するとともに、供給された液体はピストン
３０を収容する軸孔内にも流れこみ、その圧力が
バランスブロツク８を介して固定ジヨー３に作用
して反力を与えている。またこの圧力は皿バネ３
２の初期設定値に相当する値をこえると、皿バネ
３２に抗してピストン３０をプレート１３側に押
やるから、ピストン３０が圧力検出用スイツチ３
３に接近して圧力検出用スイツチ３３がオンとな
る。 すなわち完全セツト状態の場合には圧力検出用
スイツチ３３とストローク検出用スイツチ４３と
はともにオンとなる。 つぎに前記した状態（）の場合について説明
する。この状態では加工物が万力にセツトされな
いで締付けが行われている、いわば非セツト締付
である。 導液路６を介して供給された液体は大径部７を
収容する軸孔内に流れこみ、その圧力で大径部７
は駆動軸５および可動ジヨー４と共に前進する。
この結果ロツド４１はコイルバネ４２に抗してプ
レート１３側に押やられ、その鍔部が一旦はスト
ローク検出用スイツチ４３をオンにする。しかし
加工物Ｗがセツトされてないので、抵抗のない可
動ジヨー４はさらに前進し、これに伴なつて大径
部７も前進を続ける。するとロツド４１の鍔部は
ストローク検出用スイツチ４３の位置を通り越し
てしまうから、ストローク検出用スイツチ４３は
結局はオフとなる。 大径部７は前進しつづけた末、バランスブロツ
ク８と当接して前進を停止する。 一方導液路６を介して供給された液体は実質的
な抵抗がないためにはじめはそのほとんどが大径
部７を収容する軸孔の方に流れ、ピストン３０を
収容する軸孔内にも若干は流れこむものの皿バネ
３２の初期設定値に相当する圧力をピストン３０
に及ぼす程にはならない。しかし、大径部がバラ
ンスブロツク８と当接した時点で供給された流体
圧は、皿バネ３２の初期設定値に相当する値を越
えるようになるので、皿バネ３２に抗してピスト
ン３０をプレート１３側に押やるから、ピストン
３０が圧力検出用スイツチ３３に接近して圧力検
出用スイツチ３３がオンとなる。 すなわち非セツト状態の場合には圧力検出用ス
イツチ３３はオンにストローク検出用スイツチ４
３はオフとなる。 つぎに前記した状態（）の場合について説明
する。この場合には流体移動量全てを可動ジヨー
が移動しても加工物に当接しないので、（）の
場合と全く同じになる。 つぎに前記した状態（）の場合について説明
する。この場合には流体移動は完全に行われるの
で、ストローク検出用スイツチはオンとなるが、
締付の為の圧力が不足しているので十分な締付力
が得られず圧力検出用スイツチはオフのままとな
る。 つぎに前記した状態（）の場合について説明
する。この場合には流体移動も流体圧移動も行わ
れないのでストローク検出用スイツチと圧力検出
用スイツチはともにオフのままとなる。 ところで圧力検出用スイツチ３３とストローク
検出用スイツチ４３からのオンオフ信号Ｐ，Ｓを
例えば第２図に示すような回路で処理すると、フ
リツプフロツプからの出力信号Ｘは正論理で表わ
せばつぎの表のようになる。

【表】 したがつてこの出力信号Ｘにより例えばランプ
を点灯するような構成とすれば、完全セツト締付
のとき以外には点灯しないので、上記の（）〜
（）の状態であるかないかを作業員がランプを
見ることにより確認することができる。 なお、上記実施例では圧力検出用スイツチを位
置検出のセンサーを用いた例を示したが、変位セ
ンサーを用いることにより締付力の有無の外に締
付力の大きさも検出可能となる。 さらに検出状態の出力信号として、第２図に例
示した電気的信号処理方法以外に第３図に示す流
体切換弁を用いてエアランプ等の表示手段を用い
ることもできる。さらに表示のみならずこの信号
出力を制御部へフイードバツクすることにより自
動化の各制御信号に利用することも可能である。
以上は万力の締付け時について説明したが、締付
け解除時には流体供給源からの供給を断つと同時
に圧力を下げるとコイルバネ１９の力で駆動軸５
が後退し可動ジヨーが加工物から離間し加工物が
取り外せる状態となる。この時正常締付時ストロ
ーク検出用スイツチと圧力検出用スイツチはとも
にオンの状態からともにオフの状態に変化するの
で締付け解除の完了状態も検出することができ
る。 （効果） 作業員が直接加工物に触れることなしに締付状
態の正否および不良の状態をも確認できるので、
締付作業が確実に行われ、しかも危険がない。

【図面の簡単な説明】

第１図；この考案の装置を具えた万力の一例の
断面側面図。第２，３図；第１図に示す装置の信
号処理回路の一例を示す回路図。 ２……ベース、３……固定ジヨー、４……可動
ジヨー、５……駆動軸、６……導液路、７……大
径部、８……バランスブロツク、１３……プレー
ト、１８……送りナツト、３０……ピストン、３
３……圧力検出用スイツチ、４３……ストローク
検出用スイツチ、４１……ロツド、Ｗ……ワー
ク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベースに一体的に形成された固定ジヨーと、締
   付方向に延在してかつ摺動および回転可能にベー
   スに架設されかつその固定ジヨー側端部にベース
   軸孔内に収容された大径部をまたその胴部にネジ
   を有した駆動軸と、このネジを介して駆動軸に作
   動連結されかつ締付方向に摺動可能にベース上に
   架設された可動ジヨーと、 上記大径部が収容されているベース軸孔への圧
   力流体供給機構とを有してなる万力において、 駆動軸の締付方向への動きを検出するため駆動
   軸付近に設けられたストローク検出用スイツチ４
   ３と、 シリンダ内に収容された圧力検出用ピストン３
   ０と、このピストンと固定部材間に介在させた弾
   性押圧機構と、ピストン付近に設けられた圧力検
   出用スイツチ３３とから成る圧力検出機構と、 圧力流体供給機構から分岐し前記圧力検出用ピ
   ストンが収容されたシリンダに連通する導液路と
   を 含んでなる万力用締付状態検出装置。