JPH04304938A - クランプロック装置付き流体圧クランプ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成型機・マシニン
グセンタ等の加工機械の固定台に金型・ワークパレット
等の被固定物を押圧操作する流体圧クランプに関し、さ
らに詳しくいえば、この流体圧クランプにクランプロッ
ク装置を付設し、そのクランプロック装置は、クランプ
用流体圧力が異常低下した時に被固定物が外力によって
アンクランプされるのを防止するように作動する。

【０００２】

【従来の技術】この種のクランプロック装置付き流体圧
クランプには、特開平１−１５４８３３号公報に示すも
のがある。これは、図１０に示すように、クランプ用の
第１シリンダ３０９の第１作動室３１３の流体圧力によ
って第１ピストン３１２をアンクランプ位置Ｙ（二点鎖
線図）からクランプ位置Ｘ（実線図）へ進出させるよう
になっている。上記の第１作動室３１３にロック室３２
６を交差状に連通させ、そのロック室３２６に楔式ロッ
ク具３２７を挿入してある。

【０００３】このロック具３２７は、第２シリンダ３２
９のロック用第２作動室３９３の流体圧力によって、上
記の第２ピストン３３９を介して、第１作動室３１３へ
進出するロック位置Ｍ（実線図）とロック室３２６内に
退入するロック解除位置Ｎ（二点鎖線図）とに切換移動
される。また、上記の第２ピストン３３９の下側に第３
作動室３４０を形成してある。上記の第２作動室３９３
に流体圧給排口３９４を連通させるとともにロック用押
圧バネ３９５を装着してある。

【０００４】そして、クランプアーム３０７をアンクラ
ンプ状態（二点鎖線図）からクランプ状態（実線図）へ
切換える場合には、第３作動室３４０の第３給排口３４
１から圧力流体を排出させるとともに、第１給排口３１
５とロック用流体圧給排口３９４とに圧力流体を供給す
る。 すると、第１作動室３１３の流体圧力によって、第１ピ
ストン３１２がアンクランプ位置Ｙから左向きに進出し
、クランプアーム３０７を被固定物３０２へ向けて揺動
させる。これと同時に、ロック用第２作動室３９３の流
体圧力とロック用押圧バネ３９５の弾圧力とによって、
ロック具３２７がロック解除位置Ｎからロック位置Ｍへ
向けて進出してその楔面３４８が第１ピストン３１２の
楔受け面３４９に楔係合する。引き続いて進出駆動され
るロック具３２７の楔係合力と第１作動室３１３の流体
圧力との合力によって、第１ピストン３１２をクランプ
位置Ｘへ強力に押圧するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の楔係
合式油圧クランプでは、クランプ駆動の終期には、ロッ
ク具３２７を、楔面３４８と楔受け面３４９との両面間
に作用する動摩擦力に抗してロック位置Ｍへロック駆動
する。これに対して、アンクランプ駆動の始期には、そ
のロック具３２７を、上記の動摩擦力よりも格段に大き
い静摩擦力に抗してロック解除位置Ｎへアンロック駆動
する必要がある。その理由は、動摩擦係数よりも静摩擦
係数のほうが格段に大きいうえ、クランプ駆動の終期の
過大な面圧によって両面３４８・３４９間の潤滑油が押
し出されて金属接触が起きるからであると考えられてい
る。

【０００６】上記の従来構造は、ロック具３２７をロッ
ク駆動するにあたり、ロック用第２作動室３９３の流体
圧力とロック用押圧バネ３９５の弾圧力との合力を利用
しているので、ロック用押圧力が大きい。このため、ロ
ック具３２７を確実にアンロック駆動するにあたり、第
２ピストン３３９を大径に造って第２作動室３４０の断
面積を大きくする必要がある。また、楔面３４８の傾斜
角度αは、ロック具３２７を確実にアンロック作動させ
るためには、できるだけ小さい値に設定する必要がある
。このため、第１ピストン３１２の下部が後ろ向きに突
出する。以上のように、第２ピストン３３９が大径にな
るうえ第１ピストン３１２も長尺になるので、油圧クラ
ンプが大形化する。

【０００７】さらに、図中の二点鎖線図のクランプ駆動
の始期から楔係合の開始までの期間内では、ロック用第
２作動室３９３の流体圧力とロック用押圧バネ３９５と
の合力によって、ロック具３２７の下面が第１ピストン
３１２の保密摺動面（外周面）に強力に接当する。この
ため、その保密摺動面が損傷して、第１作動室３１３か
らの流体漏れが起きやすい。この問題は、金型３０２等
の被固定物のクランプ厚さが大きくなった場合に著しい
弊害となって現れる。即ち、クランプ厚さが大きくなる
と、クランプアーム３０７の揺動角度が小さい段階で第
１ピストン３１２の負荷が大きくなり、その第１ピスト
ン３１２の保密摺動面とロック具３２７の下面との干渉
の度合いも大きくなるからである。本発明は、油圧クラ
ンプを小形化すること、及びクランプ用第１ピストンの
保密摺動面の損傷を防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、例えば図１から図５に示すように、流体
圧クランプを次のように構成したことを特徴としている
。

【０００９】（請求項１の発明）ハウジング４内に、前
後方向へ延びる第１シリンダ穴１０と第２シリンダ穴２
８とをほぼ平行に設け、上記の第１シリンダ穴１０に挿
入した第１ピストン１２の後側にクランプ駆動用の第１
作動室１３を形成し、その第１ピストン１２の前側にク
ランプ具７を配置し、そのクランプ具７を上記の第１ピ
ストン１２に連結し、上記の第２シリンダ穴２８に挿入
した第２ピストン２９の後側にクランプロック用の第２
作動室３０を形成し、その第２ピストン２９の前側にロ
ック解除用の第３作動室３４を形成し、上記の第２ピス
トン２９の後部に、クランプロック用の楔式押圧面３９
を前下がりに設けると共にロック解除用係合部Ａを設け
、上記の第１ピストン１２の後部に、上記の楔式押圧面
３９に対面する受圧面３８と上記の係合部Ａに対面する
被係合部Ｂとを設けた。

【００１０】（請求項２の発明）上記の請求項１の流体
圧クランプにおいて、前記ハウジング４内に前記の第１
シリンダ穴１０を前下がり傾斜状に形成し、その第１シ
リンダ穴１０の下側に前記の第２シリンダ穴２８を配置
して構成した。

【００１１】

【作用】本発明は、例えば図１と図４に示すように、次
のように作用する。図４のアンクランプ状態では、第１
作動室１３及び第２作動室３０内の圧力流体を排出する
と共に、第３作動室３４へ圧力流体を供給してある。こ
れにより、第２ピストン２９が後ろ上側へ後退して、ロ
ック解除用係合部Ａが被係合部Ｂを介して第２ピストン
１２をアンクランプ位置に後退させてある。

【００１２】上記のアンクランプ状態から図１のクラン
プ状態へ切換えるときには、第３作動室３４内の圧力流
体を排出するとともに、第１作動室１３及び第２作動室
３０へ圧力流体を供給する。すると、その流体圧力によ
って第１ピストン１２と第２ピストン２９とが進出して
いき、クランプ具７が被固定物（ここでは金型）２に上
側から押圧接当する。引き続いて、進出移動が阻止され
た第１ピストン１２に対して第２ピストン２９がロック
用ストロークＳだけ進出する。これにより、受圧面３８
に対して楔式押圧面３９が前下向きに楔係合していき、
第１ピストン１２を第１シリンダ穴１０の上周面に押圧
するとともに、第２ピストン２９を第２シリンダ穴２８
の下周面に押圧する。

【００１３】そして、圧力流体供給配管の流体漏れ等に
よって第１作動室１３及び第２作動室３０内の圧力が異
常低下した場合であっても、第１ピストン１２が上記ク
ランプ位置に保持される。即ち、上記の流体圧力の消失
時においては、被固定物２に作用する重力や加工反力等
の外乱力がクランプ具７を介して第１ピストン１２をわ
ずかながらも後退させようとする。すると、第２シリン
ダ穴２８に摩擦固定された第２ピストン２９の楔式押圧
面３９に受圧面３８がますます食い込んでいって、強力
にロックするのである。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され作用す
ることから次の効果を奏する。第２シリンダ穴は、前記
の従来例とは異なり、第１シリンダ穴と平行に配置され
てその第１シリンダ穴から直交上向きに突出させなくて
すむので、油圧クランプの背丈が低い。また、両シリン
ダ穴をほぼ平行に配置したことからロック用ストローク
が短くなるので、第１ピストンの長さが短くてすみ、油
圧クランプの前後方向の長さも短い。以上により、油圧
クランプを小形に造れる。なお、上記ロック用ストロー
クが短くてすむことから、クランプ作動時間も短くなる
。

【００１５】また、両シリンダ穴がほぼ平行に配置され
ることから、第１シリンダ穴に第２ピストンが干渉する
ことがなくなり、第１シリンダ穴の保密摺動面を良好な
状態に保って油圧クランプの寿命を長くできる。そのう
え、平行な両シリンダ穴は一方向から加工できるので油
圧クランプの製作コストを低減できる。

【００１６】さらに、第１ピストンは、第２ピストンと
の楔係合を介して２つのシリンダ穴に回り止めされるの
で、専用の回り止め部材を省略することも可能である。 また、油圧クランプのクランプ時には、前述したごとく
、クランプ具が被固定物に接当し、その後、第１ピスト
ンに対して第２ピストンが進出してその第１ピストンを
ロックするので、被固定物のクランプ厚さの許容範囲が
大きい。

【００１７】なお、請求項２に示すように、上記の請求
項１の流体圧クランプにおいて、ハウジング内に第１シ
リンダ穴を前下がり傾斜状に形成し、その第１シリンダ
穴の下側に第２シリンダ穴を配置して構成した場合には
、次の効果を奏する。ハウジングの後ろ下側部分を有効
に利用できるので、油圧クランプをさらに小形に造れる
。また、クランプ時における被固定物からの上向き反力
がクランプ具と第１ピストンとを介して受圧面を楔式押
圧面に強力に接当させるので、クランプロックの能力が
大きい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面で説明する。 （第１実施例）図１から図５は第１実施例を示している
。 図１の縦断側面図と図２の平面図とで示すように、射出
成形機の固定台１に、被固定物である金型２が油圧クラ
ンプ（流体圧クランプ）３によって固定される。この油
圧クランプ３は、そのハウジング４の両側壁５・５が２
本のボルト６・６によって固定台１に固定されており、
ハウジング４から進出させたクランプ具７が金型２を斜
め上側から押圧するようになっている。

【００１９】上記ハウジング４内に油圧式の第１シリン
ダ９が設けられる。この第１シリンダ９は、前下り傾斜
状に形成した第１シリンダ穴１０と、そのシリンダ穴１
０にパッキン１１を介して油密状に挿入した第１ピスト
ン１２と、その第１ピストン１２の後上側に形成したク
ランプ駆動用の第１作動室１３とを備える。その第１作
動室１３に第１油路１４を介して第１給排油口１５が連
通される。前記クランプ具７は、第１ピストン１２の前
部から前下側へ向けて直接に連出されている。

【００２０】また、上記の第１シリンダ穴１０の下側に
、その第１シリンダ穴１０よりも小径の第２シリンダ穴
２８が平行に形成される。この第２シリンダ穴２８に挿
入した第２ピストン２９の後側にクランプロック用の第
２作動室３０を形成するとともに、その第２ピストン２
９の前側にロック解除用の第３作動室３４を形成してあ
る。上記の第２作動室３０を前記の第１作動室１３に直
接に連通させ、第３作動室３４を油路３５を介してアン
クランプ用給排油口３６に連通してある。

【００２１】上記の第２ピストン２９の後上部に、クラ
ンプロック用の楔式押圧面３９を前下がり傾斜に設ける
とともに、その押圧面３９の前側にロック解除用係合部
Ａを設けてある。また、上記の第１ピストン１２の後下
部に中間部材３７を嵌合させて、その中間部材３７に上
記の楔式押圧面３９に対面する受圧面３８と上記の係合
部Ａに対面する被係合部Ｂとを設けてある。なお、図１
中の符号αは、楔式押圧面３９の傾斜角度である。

【００２２】上記の第１作動室１３と第２作動室３０の
後上側のエンドプレート２０は、止め輪２１とナット２
２によってハウジング４の上部に固定されている。前記
の各ピストン１２・２９のバネ収容穴１７・３２の底部
と上記エンドプレート２０との間に、それぞれ押圧用バ
ネ１８・３３を装着してある。なお、上記の止め輪２１
は、３分割してある（図５参照）。

【００２３】上記の油圧クランプ３は次のように作動す
る。図４のアンクランプ状態では、第１作動室１３及び
第２作動室３０内の圧油を排出するとともに、第３作動
室３４へ圧油を供給してある。これにより、第２ピスト
ン２９が後ろ上側へ後退して、ロック解除用係合部Ａが
被係合部Ｂを介して第２ピストン１２をアンクランプ位
置に後退させてある。

【００２４】上記のアンクランプ状態から図１のクラン
プ状態へ切換えるときには、第３作動室３４内の圧油を
排出するとともに、第１作動室１３及び第２作動室３０
へ圧油を供給する。すると、その油圧力によって第１ピ
ストン１２と第２ピストン２９とが進出していき、クラ
ンプ具７が金型２に上側から押圧接当する。

【００２５】引き続いて、進出移動が阻止された第１ピ
ストン１２に対して第２ピストン２９がロック用ストロ
ークＳだけ進出する。これにより、中間部材３７の受圧
面３８に対して楔式押圧面３９が前下向きに楔係合して
いき、第１ピストン１２を第１シリンダ穴１０に上周面
に押圧するとともに、第２ピストン２９を第２シリンダ
穴２８の下周面に押圧する。そして、圧油供給配管の圧
油漏れ等によって第１作動室１３及び第２作動室３０内
の油圧力が異常低下した場合であっても、第１ピストン
１２が上記クランプ位置に保持される。

【００２６】即ち、上記の楔式押圧面３９と受圧面３８
は、これら接当面間の摩擦係数が小さくなるように材質
を選定したり表面処理を施したりしてある。これとは逆
に、第１ピストン１２と第１シリンダ穴１０との接当面
間と、第２ピストン２９と第２シリンダ穴２８との接当
面間とは、摩擦係数の比較的に大きい材質を選定したり
表面処理を施したりしてある。

【００２７】上記の油圧力の消失時においては、金型２
に作用する重力や加工反力等の外乱力がクランプ具７を
介して第１ピストン１２をわずかながらも後退させよう
とする。すると、第２シリンダ穴２８に摩擦固定された
第２ピストン２９の楔式押圧面３９に中間部材３７の受
圧面３８がますます食い込んで、さらに強力にロックす
るのである。しかも、クランプ具７からの上記の外乱力
に対抗して両シリンダ穴１０・２８から両ピストン１２
・２９にモーメントが作用して、各シリンダ穴１０・２
８と各ピストン１２・２９との間に強力な摩擦力が働く
ので、クランプ状態が解除されるのを強力に防止できる
。

【００２８】なお、各ピストン１２・２９の各外周面に
、それぞれ、油逃がし溝１２ａ・２９ａを形成してある
。これにより、クランプ駆動時において、各シリンダ穴
１０・２８と各ピストン１２・２９との各接触面間から
油を排出して、これら接触面同士を早期に金属接触させ
、アンクランプ用の摩擦固定力を大きくしてある。

【００２９】また、上記クランプ状態とアンクランプ状
態とを検出する装置４１は、次のように構成される。前
後方向へ延びるロッド孔４２に挿入したロッド４３を後
退バネ４４によって後ろ向きに弾圧し、上記ロッド４３
の前部の被操作部４５を遊動溝４６を貫通させてクラン
プ具７の前下部に接当させてある。また、上記ロッド４
３の後部のスイッチ操作部４７にクランプ検出用リミッ
トスイッチ４８とアンクランプ検出用のリミットスイッ
チ４９との各接触子を対面させてある。

【００３０】上記の構成によれば次の長所が得られる。 第２シリンダ２７は、前記の従来例とは異なり、第１シ
リンダ９と平行に配置されてその第１シリンダ９から直
交上向きに突出させなくてすむので、油圧クランプ３の
背丈が低い。また、両シリンダ穴１０・２８を平行に配
置したことからロック用ストロークＳが短くなるので、
第１ピストン１２の長さが短くてすみ、油圧クランプ３
の前後方向の長さも短い。しかも、その第２シリンダ穴
２８を第１シリンダ穴１０の下側に配置したので、ハウ
ジング４の後ろ下側部分を有効に利用できる。以上によ
り、油圧クランプ３を小形に造れる。また、上記ロック
用ストロークＳが短くてすむことから、クランプ駆動時
の作動時間も短くなるうえ、楔式押圧面３９の傾斜角度
αをクランプ作業に適合する所望の値に設定することが
可能である。

【００３１】両シリンダ穴１０・２８がほぼ平行に配置
されることから、第１シリンダ穴１０に第２ピストン２
９が干渉することがなくなり、第１シリンダ穴１０の保
密摺動面を良好な状態に保って油圧クランプ３の寿命を
長くできる。そのうえ、平行な両シリンダ穴１０・２８
は一方向から加工できるので油圧クランプ３の製作コス
トを低減できる。

【００３２】油圧クランプ３のクランプ力は、両ピスト
ン１２・２９の推力に加えて、両押圧バネ１８・３３の
弾圧力を利用できるので、そのクランプ能力が大きい。 また、第２シリンダ穴２８を第１シリンダ穴１０の下側
に配置したので、クランプ時における金型２からの上向
き反力がクランプ具７と第１ピストン１２とを介して中
間部材３７の受圧面３８を第２ピストン２９の楔式押圧
面３９に強力に接当させるので、クランプロックの能力
を増大させる。

【００３３】油圧クランプ３は、各摺動部分を油中に浸
漬していることから、給油なしで長期間のメンテナンス
フリーを達成できる。

【００３４】第１ピストン１２は、楔係合を介して２つ
のシリンダ穴１２・２８に回り止めされるので、専用の
回り止め部材を省略できる。

【００３５】油圧クランプ３のクランプ時には、前述し
たごとく、クランプ具７が金型２に接当し、その後、第
１ピストン１２に対して第２ピストン２９が進出してそ
の第１ピストン１２をロックするので、金型２のクラン
プ厚さの許容範囲が大きい。

【００３６】図６及び図７と、図８と、図９とは、それ
ぞれ、第２実施例から第４実施例を示している。なお、
これらの実施例においては、上記の第１実施例と同じ構
成の要素には原則として同一の符号を付けてある。

【００３７】（第２実施例）図６と図７とは第２実施例
を示している。この場合、第２ピストン２９に固定した
中間部材３７に前記の楔式押圧面３９とロック解除用係
合部Ａを設けるとともに、第１ピストン１２に受圧面３
８と被係合部Ｂとを設け、被係合部Ｂに係合部Ａを前側
から対面させてある。

【００３８】（第３実施例）図８は第３実施例を示して
ある。この場合、クランプ検出用リミットスイッチ４８
とアンクランプ検出用リミットスイッチ４９とをハウジ
ング４の側面に固定し、各スイッチ４８・４９の各検出
アーム４９ａを各接触子４９ｂに対面させてある（いず
れもスイッチ４９の方だけを示している）。なお、クラ
ンプ具７にはアーム操作用ロッド４５を固定してあり、
そのロッド４５をハウジング４の遊動溝４６に挿入して
ある。

【００３９】（第４実施例）図９は第４実施例を示して
ある。前記の金型２の上面とクランプ具７との間に、滑
動用のシャトル部材５１を前後方向へ一定範囲内で摺動
移動自在な状態に介在させる。このシャトル部材５１は
、窒化処理した合金鋼にメッキ処理を施してあり、クラ
ンプ具７下面の支持溝５２に挿入された状態で進出バネ
５３によって前向きに弾圧される。そのシャトル部材５
１の所定量以上の前向き移動を、遊動孔５４に挿通した
ストッパーピン５５によって阻止してある。

【００４０】上記のシャトル部材５１は、図示のクラン
プ状態からアンクランプ状態へ切換えるときには次のよ
うに作動する。第１ピストン１２を後上向きに後退駆動
すると、まず、金型２に摩擦固定されたシャトル部材５
１とクランプ具７との間に滑りが生じ、そのシャトル部
材５１を置き残した状態でクランプ具７だけが後上側へ
駆動される。引き続いて後退駆動される第１ピストン１
２によって、クランプ具７とシャトル部材５１とが後上
向きにアンクランプ駆動され、金型２がアンクランプさ
れるのである。これにより、アンクランプ作動が確実に
行われる。

【００４１】なお、上記の各実施例は次のように変更で
きる。上記の第２シリンダ穴２８は、第１シリンダ穴１
０の下側に設けたものに代えて、第１シリンダ穴１０の
上側又は横側に設けたものであってもよい。これらシリ
ンダ穴２８・１０は、平行に配置することが製作加工の
うえから好ましいが、少し傾斜させて配置しても差し支
えない。また、押圧用バネ１８・３３は、これら両者ま
たは一方を省略することも可能である。さらに、油圧ク
ランプ３は、第１ピストン１２によってクランプ具７を
直進駆動するものに代えて、従来例に示すように、揺動
式のクランプ具７を押圧駆動するものであってもよい。 また、上記の第１シリンダ９と第２シリンダ２７とは、
油圧シリンダに代えて空圧シリンダであってもよく、い
ずれか一方だけを空圧シリンダで構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示し、油圧クランプのクランプ状
態を示す縦断側面図である。

【図２】同上の油圧クランプの平面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図４】同上の油圧クランプのアンクランプ状態を示す
縦断側面図である。

【図５】同上の油圧クランプの止め輪の平面図である。

【図６】油圧クランプの第２実施例を示し、図１に相当
する図である。

【図７】上記の図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図であ
る。

【図８】油圧クランプの第３実施例を示し、図１に相当
する図である。

【図９】油圧クランプの第４実施例を示し、図１に相当
する部分図である。

【図１０】従来例を示し、図１に相当する図である。

【符号の説明】

４…ハウジング、７…クランプ具、１０…第１シリンダ
穴、１２…第１ピストン、１３…第１作動室、２８…第
２シリンダ穴、２９…第２ピストン、３０…第２作動室
、３４…第３作動室、３８…受圧面、３９…楔式押圧面
、Ａ…ロック解除用係合部、Ｂ…被係合部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハウジング（４）内に、前後方向へ延
   びる第１シリンダ穴（１０）と第２シリンダ穴（２８）
   とをほぼ平行に設け、上記の第１シリンダ穴（１０）に
   挿入した第１ピストン（１２）の後側にクランプ駆動用
   の第１作動室（１３）を形成し、その第１ピストン（１
   ２）の前側にクランプ具（７）を配置し、そのクランプ
   具（７）を上記の第１ピストン（１２）に連結し、上記
   の第２シリンダ穴（２８）に挿入した第２ピストン（２
   ９）の後側にクランプロック用の第２作動室（３０）を
   形成し、その第２ピストン（２９）の前側にロック解除
   用の第３作動室（３４）を形成し、上記の第２ピストン
   （２９）の後部に、クランプロック用の楔式押圧面（３
   ９）を前下がりに設けると共にロック解除用係合部（Ａ
   ）を設け、上記の第１ピストン（１２）の後部に、上記
   の楔式押圧面（３９）に対面する受圧面（３８）と上記
   の係合部（Ａ）に対面する被係合部（Ｂ）とを設けた、
   ことを特徴とするクランプロック装置付き流体圧クラン
   プ。
2. 【請求項２】　　請求項１の流体圧クランプにおいて、
   前記ハウジング（４）内に前記の第１シリンダ穴（１０
   ）を前下がり傾斜状に形成し、その第１シリンダ穴（１
   ０）の下側に前記の第２シリンダ穴（２８）を配置して
   構成したもの。