JPH1094929A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランプ装置の前後方向の長さを短くする。 【解決手段】 クランプ用アーム５の前後方向Ｘの途中
部に設けた支点部５ａを、横方向Ｙへ延びる主軸１１に
よって、上下方向Ｚへ揺動自在にハウジング４に支持す
る。上記アーム５の後部に設けた力点部５ｂの下側で上
記ハウジング４に前後方向Ｘへ延びる支軸３４を支持し
て、その支軸３４に駆動軸３６を偏心させた状態で外嵌
する。空圧シリンダのピストンロッド２９を横方向Ｙへ
延びるように配置する。そのピストンロッド２９の先端
に設けた出力部６ａを横方向Ｙへ移動させることによ
り、レバー３７によって上記の駆動軸３６を上記の支軸
３４の回りに偏心回転させる。その駆動軸３６の外周面
を連結棒４４と押圧具４３とを経て上記の力点部５ｂへ
連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハウジングに揺
動自在に支持したアームによって金型やワークピース等
をクランプする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のクランプ装置には、図１０の立
面図に示すものがある。これは、横形射出成形機の可動
盤101に金型102を複数のクランプ装置103によって押圧
固定するものである。そのクランプ装置103は、上記の
可動盤101に取付けたハウジング104と、そのハウジング
104に支持されて上記の金型102に対して垂直な方向(図
の紙面に垂直な方向)へ揺動するクランプ用アーム105
と、そのアーム105に対して前後方向(図中の左右方向)
へ直列に配置した油圧シリンダ106とを備える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、射出成形機
が小型の場合には、可動盤の盤面積が小さくなるので、
クランプ装置の設置用スペースも狭くなる。このため、
上記の従来構成のクランプ装置103を可動盤101に取付け
ると、その可動盤101の外周面から油圧シリンダ106の後
部が突出して、射出成形機の安全扉や金型のハンドリン
グ機構などがクランプ装置103に干渉するおそれがあっ
た。なお、上述と同様の弊害は、例示した横形射出成形
機のみならず、立形射出成形機やプレス機械やワークパ
レットなどにクランプ装置を使用した場合にも生じる。
本発明の目的は、前後方向の長さが短いクランプ装置を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の第１発明は、例えば、図１から図８、又
は図９に示すように、クランプ装置を次のように構成し
たことを特徴とするものである。

【０００５】前後方向Ｘへ延びるクランプ用アーム５
を、横方向Ｙへ延びる主軸１１によって、上下方向Ｚへ
揺動自在にハウジング４に支持し、上記ハウジング４に
横方向Ｙへ延びる駆動手段６を取り付けて、その駆動手
段６の出力部６ａを同上の横方向Ｙへ移動可能に構成
し、上記の出力部６ａと上記のアーム５の力点部５ｂと
の間に、その出力部６ａの横方向Ｙの移動を同上アーム
５の上下方向Ｚの揺動へ変換する伝動手段１６を設け
た。

【０００６】請求項４の第２発明は、例えば、同上の図
１から図８に示すように、クランプ装置を次のように構
成したことを特徴とするものである。クランプ用アーム
５の前後方向Ｘの途中部に設けた支点部５ａを、横方向
Ｙへ延びる主軸１１によって、上下方向Ｚへ揺動自在に
ハウジング４に支持し、上記アーム５の後部に設けた力
点部５ｂの下側に、前後方向Ｘへ延びる支軸３４を配置
して、その支軸３４に駆動軸３６を偏心させた状態で外
嵌し、上記ハウジング４に横方向Ｙへ延びる駆動手段６
を取り付けて、その駆動手段６の出力部６ａを同上の横
方向Ｙへ移動可能に構成し、上記の出力部６ａによって
レバー３７を介して上記の駆動軸３６を上記の支軸３４
の回りに偏心回転可能に構成して、その駆動軸３６の外
周面を前記の力点部５ｂへ連結した。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１から図８は、本発明の第１実
施形態を示している。図２の立面図に示すように、横形
射出成形機の可動盤１に金型２が四つのクランプ装置３
によって押圧固定される。そのクランプ装置３は、上記
の可動盤１に取付けたハウジング４と、そのハウジング
４に支持されたクランプ用アーム５を駆動する空圧シリ
ンダ(駆動手段)６とを備えている。その空圧シリンダ６
は、上記の金型２の周縁に沿って延びる状態で上記ハウ
ジング４に固定されている。

【０００８】上記クランプ装置３の構成を、図３から図
６及び図１によって説明する。図３は、上記クランプ装
置３の平面図であって、上記の図２中の矢印IIIの拡大
詳細図である。図１(Ａ)は、上記の図３中のＩ−Ｉ線の
矢視断面図に相当する図で、図１(Ｂ)は、上記の図１
(Ａ)のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図４は、上記の図１
(Ａ)中のIV−IV線の矢視断面図である。図５は、同上の
図１(Ａ)中のV−V線の矢視断面図である。図６は、同上
の図１(Ａ)中のVI−VI線の矢視断面図である。なお、以
下の説明においては、上記の図１(Ａ)の左右方向を前後
方向Ｘとし、図１(Ｂ)の左右方向を横方向Ｙとし、図１
(Ａ)と図１(Ｂ)の上下方向を上下方向Ｚとして説明を行
う。

【０００９】主として図１(Ａ)及び図５に示すように、
前記ハウジング４の前部が二本の締付ボルト８によって
前記の可動盤１に固定される。そのハウジング４の一対
の側壁９・９には、前記クランプ用アーム５が前後方向
Ｘへ移動自在かつ上下方向Ｚへ揺動自在に支持される。
より詳しくいえば、上記の側壁９・９の各内面に前後方
向Ｘへ延びるガイド溝１０が形成されて、各ガイド溝１
０に、横方向Ｙへ延びる主軸１１の端部が嵌入される。
その主軸１１の端部に設けた上向き面１１ａに、上記の
ガイド溝１０の受止め面１０ａが上側から対面される。
上記の主軸１１の長手方向の中央部分にスベリ軸受１２
が外嵌され、そのスベリ軸受１２に上記アーム５の支点
部５ａの貫通孔１３が外嵌される。

【００１０】上記アーム５の後部に設けた力点部５ｂが
伝動手段１６によって前記の空圧シリンダ６の出力部６
ａに連結される。その出力部６ａの横方向Ｙの進退移動
によって上記アーム５が上下方向Ｚへ揺動操作される。

【００１１】図４に示すように、上記の空圧シリンダ６
のシリンダ部分は、第１と第２の端板１８・１９とシリ
ンダチューブ２０とからなり、その第１端板１８が二本
の長尺ボルト(図示せず)によって前記ハウジング４へ向
けて押圧される。上記シリンダチューブ２０に挿入した
ピストン２１と上記の第１端板１８との間に、クランプ
用の第１作動室２３が形成され、その第１作動室２３に
クランプ状態保持用バネ２４が装着される。同上のピス
トン２１と前記の第２端板１９との間にアンクランプ用
の第２作動室２６が形成される。符号２７と符号２８
は、それぞれ、圧縮空気の給排ポートである。なお、そ
の圧縮空気の使用圧力は、約4kgf/cm²から約5kgf/cm
²(約0.39MPaから約0.49MPa)程度である。なお、上記ピ
ストン２１から突設されたピストンロッド２９の先端部
に前記の出力部６ａが設けられている。

【００１２】主として図１に示すように、前記の伝動手
段１６は、出力部６ａの横方向Ｙの移動を回転移動へ倍
力変換するレバー式の第１変換機構３１と、その回転移
動を上下方向Ｚの直進移動へ変換する第２変換機構３２
とによって構成される。

【００１３】上記の第１変換機構３１は、次のように構
成される。前記アーム５の力点部５ｂの下側で、前後方
向Ｘへ延びる支軸３４が二つのスベリ軸受３５によって
前記ハウジング４に支持される。その支軸３４には半円
形状にカットした駆動軸３６が偏心状態で外嵌される。
図１(Ｂ)および図４中の符号Ｍは支軸３４の軸心を示
し、符号Ｎは駆動軸３６の軸心を示している。上記の駆
動軸３６から上向きに突設したレバー３７の上部が前記
の空圧シリンダ６の出力部６ａに上下方向Ｚへ移動自在
に枢支される。即ち、上記レバー３７の上部に設けたピ
ン３８にローラ３９が回転自在に支持され、そのローラ
３９が上記の出力部６ａの上下溝４０に挿入される。

【００１４】前記の第２変換機構３２は、前記ハウジン
グ４に昇降自在に支持した押圧具４３と、その押圧具４
３と上記の駆動軸３６の外周面との間に設けた連結棒４
４とを備える。その駆動軸３６の回転運動が上記の連結
棒４４を介して押圧具４３の昇降移動へ変換される。な
お、図１(Ａ)及び図６中の符号４５は、回り止め用のピ
ンである。

【００１５】図１(Ａ)に示すように、前記アーム５の下
部の植込みピン５０とハウジング４の下部との間に、そ
のアーム５を前上向きに付勢する捩りコイルバネ５１
(弾性手段)が装着される。上記バネ５１の付勢力によっ
て上記アーム５が前進されると共に主軸１１を中心とし
て時計回りの方向へ揺動され、そのアーム５の力点部５
ｂが前記の押圧具４３に接当される。

【００１６】さらに、上記バネ５１に抗して上記アーム
５を後退させるリンク５２が設けられる。図４と図６に
示すように、上記リンク５２は、Ｌ字状に形成されてお
り、調節ボルト５３の上部に形成した偏心ピン５４に旋
回自在に支持される。そのリンク５２の長リンク部分の
Ｕ溝５６が前記の植込みピン５０に係合される。また、
同上リンク５２の短リンク部分の受圧面５７には、前記
ピストンロッド２９に枢支した操作ピン５８が係合され
る。

【００１７】上記クランプ装置３の作動を、同上の図１
と図４、及び図７と図８によって説明する。アンクラン
プ状態では、図４のピストン２１及びピストンロッド２
９が同上の図４中で右方へ後退されている。そのアンク
ランプ後退状態で、前記の第１作動室２３へ圧縮空気を
供給して前記の出力部６ａを左方へ進出させると、前記
アーム５が、図８の後退位置Ｔから図１の進出位置Ｓを
経て図７のクランプ位置Ｒへ切換えられる。これとは逆
に、前記の第２作動室２６へ圧縮空気を供給して同上の
出力部６ａを後退させることにより、上記の図７のクラ
ンプ位置Ｒのアーム５が、図１の進出位置Ｓを経て図８
の後退位置Ｔへ切換えられる。

【００１８】より詳しく説明すると、図１(Ａ)(Ｂ)及び
図４の進出状態では、アーム５がバネ５１によって前進
されて、それ以上の前進がガイド溝１０の前壁によって
阻止されている。上記の出力部６ａがさらに進出される
と、図７(Ｂ)に示すように、前記レバー３７が反時計回
りの方向に揺動されて、前記の駆動軸３６が支軸３４の
軸心Ｍを中心として反時計回りの方向へ回転される。こ
れにより、その駆動軸３６の駆動力が連結棒４４と押圧
具４３とを順に介してアーム５の力点部５ｂを強力に上
向き揺動させる。すると、そのアーム５の作用点部５ｃ
が、下向きにクランプ揺動されて、まず金型２の上面に
接当し、引き続いてその金型２を強力に押圧する。これ
により、上記アーム５がクランプ位置Ｒへ切換えられ
る。

【００１９】上記の図７のクランプ状態を解除するとき
には、前記の出力部６ａを後退させる。すると、図１
(Ｂ)に示すように、レバー３７が駆動軸３６を時計回り
の方向へ回転させてクランプ用操作力を解除する。これ
により、押圧具４３および連結棒４４の下降が許容され
ると共に、前記バネ５１によってアーム５の作用点部５
ｃが上向き揺動され、そのアーム５が進出位置Ｓへ切換
えられる。

【００２０】引き続いて、上記の出力部６ａが後退され
ることよって、図８(Ｂ)に示すように、レバー３７が駆
動軸３６をさらに時計回りの方向へ回転させて押圧具４
３および連結棒４４の下降を許容し、これと同時に、図
８(Ａ)に示すように、前記リンク５２が植込みピン５０
を介してアーム５を前記バネ５１に抗して後退位置Ｔへ
切換える。より詳しく説明すれば、前述の図６におい
て、上記の出力部６ａを図中で下向きに後退させると、
操作ピン５８が受圧面５７を介してリンク５２を時計回
りの方向へ旋回させるので、そのリンク５２のＵ溝５６
が進出位置Ｓのアーム５を右方向へ後退させるのであ
る。

【００２１】なお、上記の図８(Ａ)(Ｂ)の後退状態にお
いて、上記の出力部６ａを前進させると、図１(Ａ)に示
すように前記バネ５１によってアーム５が進出位置Ｓへ
前進されるとともに、植込みピン５０によってリンク５
２が図６の旋回位置へ復帰され、次いで、上記アーム５
が前述の伝動手段１６によって図７(Ａ)のクランプ位置
Ｒへ駆動される。

【００２２】上記アーム５の前後方向Ｘの進退位置は、
図３と図４に示すように、そのアーム５の側面に取り付
けたカム６１と前記ハウジング４の上部に支持したロッ
ド６２とを介して、進出状態検出用スイッチ６３と後退
状態検出用スイッチ６４とによって検出される。なお、
図３に示すように、上記ロッド６２とスイッチ６３・６
４はカバー６５によって覆われている。

【００２３】なお、上記の実施形態では駆動手段を空圧
シリンダ６によって構成したので、油圧シリンダの場合
と比較すると、配管工事が容易であるうえ、金型温調時
における作動流体の圧力変動も小さい。

【００２４】図９は第２実施形態を示し、前記の図１
(Ａ)に相当する図である。この第２実施形態は、上述し
た第１実施形態とは次の点で異なる。なお、以下の説明
においては、第１実施形態と同じ構成の部材には原則と
して同一の符号を付けて説明してある。

【００２５】空圧シリンダ６の出力部６ａの横方向(紙
面に直交する方向)の移動を回転移動へ変換する前記の
第１変換機構３１は、上下方向へ延びる旋回軸６７と、
その旋回軸６７に固定されて同上の横方向へ揺動される
レバー６８とを備える。そのレバー６８の先端が枢支ピ
ン６９とローラ７０とを経て上記の出力部６ａに連結さ
れる。

【００２６】上記の旋回軸６７の回転移動を上下方向の
移動へ変換する第２変換機構３２は、その旋回軸６７の
上部に固定したオネジ部材７２と、そのオネジ部材７２
に螺合されるメネジ式の押圧具７３とによって構成され
る。なお、上記の押圧具７３の回り止めは、ここではキ
ー７４を利用しているが、他の手段であってもよい。例
えば、上記の押圧具７３の外周面を四角形や六角形に形
成して、その押圧具７３をハウジング４に回り止め状に
嵌入するのである。

【００２７】また、クランプ用アーム５を前上向きに付
勢する前記の弾性手段５１は、圧縮コイルバネによって
構成される。その弾性手段５１が、アーム５の下部に固
定したブラケット７６とハウジング４の下部との間に装
着される。上記アーム５を強制的に後退させる前記リン
ク５２は、支持ピン７８によって支持されており、図中
の右リンク部分が前記の枢支ピン６９の下部に係合し、
図中の左リンク部分が上記ブラケット７６に係合してい
る。

【００２８】上記の第２変換機構３２は、回転移動を直
進移動へ変換するものであればよく、上述したネジ係合
を利用したものに代えて、次のように変更してもよい。
即ち、上記の旋回軸６７の上部外周に螺旋状の傾斜カム
面を上向きに形成し、その傾斜カム面に対して上側から
係合する受圧面を上記の押圧具７３に形成するのであ
る。また、上記の旋回軸６７の上部外周に螺旋状のアー
ク溝を形成すると共に筒状に形成した押圧具７３の内周
面にも螺旋状のアーク溝を形成して、これらのアーク溝
の間に多数のボールを充填してもよい。

【００２９】上記の各実施形態は次のように変更可能で
ある。前記の主軸１１は、クランプ用アーム５に対して
別体に構成することに代えて、そのアーム５と一体に形
成したり、ハウジング４と一体に形成することも可能で
ある。前記クランプ用アーム５は、前後方向へ進退する
機能を省略して、上下方向の揺動機能だけを備えたもの
であってもよい。駆動手段である前記の空圧シリンダ６
は、クランプ状態保持用バネ２４(図４参照)を省略した
ものであってもよく、さらには、複動式に代えて単動バ
ネ復帰式に構成してもよい。また、その駆動手段として
は、上記の空圧シリンダに代えて油圧シリンダであって
もよく、さらには、これらの流体圧シリンダに代えて、
オネジとメネジとの係合に従って進退される機構を利用
したものでもよい。

【００３０】前記の弾性手段５１は、捩りコイルバネや
圧縮コイルバネに代えて、引っ張りバネや板バネであっ
てもよく、さらには、ゴム等の弾性体を利用したもので
あってもよい。上記クランプ用アーム５は、例示した天
秤式のものに代えて、次のように変更可能である。即
ち、上記アームを逆三角形状に形成して、そのアーム下
部に支点部を設け、上記アームの上後部に力点部を設け
るとともに同上アームの上前部に作用点部を設けるので
ある。この場合、上記の力点部の後ろ側または後ろ下側
に前記の伝動手段１６を配置して、その伝動手段１６の
下側または後ろ側に前記の駆動手段６の出力部６ａを配
置することが考えられる。

【００３１】

【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。請求項１の発明によれ
ば、前後方向へ延びるクランプ用アームに対してほぼ直
交する方向へ駆動手段を配置して、その駆動手段の出力
部によって伝動手段を介して上記アームを揺動操作でき
るので、前述した従来技術と比べると、駆動手段が後方
へ突出するのを防止して、クランプ装置の前後方向の長
さを大幅に小さくできる。

【００３２】請求項２の発明によれば、上記の伝動手段
を、出力部の横方向の移動を回転移動へ倍力変換するレ
バー式の第１変換機構と、その倍力された回転移動を直
進移動へ変換する第２変換機構とによって構成したの
で、駆動手段の容量を小さくでき、その結果、クランプ
装置をコンパクトに造れる。

【００３３】請求項３の発明によれば、クランプ用アー
ムの力点部の下側に配置した第２変換機構によって上記
の第１変換機構の回転移動を上下方向の直進移動へ変換
可能に構成したので、伝動手段が後方へ突出するのを防
止して、クランプ装置の前後方向の長さを一層小さくで
きる。

【００３４】請求項４の第２発明は、基本的には上記の
請求項１から３の各発明と同様の効果を奏するが、さら
に次の効果を奏する。即ち、レバーを介して駆動軸を支
軸の回りに偏心回転させることによって駆動手段の出力
をクランプ用アームへ確実に伝達できるので、動力伝達
機構を強力かつコンパクトに構成できる。

【００３５】請求項５の発明は、上記の請求項１から４
の各発明の効果に加えて、さらに次の効果を奏する。即
ち、ハウジングに対してクランプ用アームを前後方向へ
移動可能に支持したので、そのアームの作用点部を金型
等の被固定物の上面から退避させることが可能となっ
て、その被固定物の搬出および搬入が容易となる。ま
た、駆動手段の出力部をアンクランプ側へ後退させたと
きに、弾性手段によって進出されていたアームをリンク
によって後退させることが可能なるので、クランプ装置
をアーム進退式に構成した場合であっても、構成を簡素
化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクランプ装置の第１実施形態を示
している。図１(Ａ)は、図３中のＩ−Ｉ線の矢視断面図
に相当する図である。図１(Ｂ)は、上記の図１(Ａ)のＢ
−Ｂ線矢視断面図である。

【図２】射出成形機の金型を上記クランプ装置によって
固定した状態を示す立面図である。

【図３】上記クランプ装置の平面図であって、上記の図
２中の矢印IIIの拡大詳細図である。

【図４】前記の図１(Ａ)中のIV−IV線の矢視断面図であ
る。

【図５】同上の図１(Ａ)中のV−V線の矢視断面図であ
る。

【図６】同上の図１(Ａ)中のVI−VI線の矢視断面図であ
る。

【図７】クランプ状態へ切り換えた上記クランプ装置を
示している。図７(Ａ)は、前記の図１(Ａ)に相当する図
である。図７(Ｂ)は、前記の図１(Ｂ)に相当する図であ
る。

【図８】後退状態へ切り換えた上記クランプ装置を示し
ている。図８(Ａ)は、前記の図１(Ａ)に相当する図であ
る。図８(Ｂ)は、前記の図１(Ｂ)に相当する図である。

【図９】クランプ装置の第２実施形態を示し、前記の図
１(Ａ)に相当する図である。

【図１０】従来例を示し、前記の図２に相当する図であ
る。

【符号の説明】

４…ハウジング、５…アーム、５ａ…支点部、５ｂ…力
点部、６…駆動手段(空圧シリンダ)、６ａ…出力部、１
１…主軸、１６…伝動手段、３１…第１変換機構、３２
…第２変換機構、３４…支軸、３６…駆動軸、３７…レ
バー、５１…弾性手段(バネ)、５２…リンク、Ｘ…前後
方向、Ｙ…横方向、Ｚ…上下方向。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後方向(Ｘ)へ延びるクランプ用アーム
   (５)を、横方向(Ｙ)へ延びる主軸(１１)によって、上下
   方向(Ｚ)へ揺動自在にハウジング(４)に支持し、 上記ハウジング(４)に横方向(Ｙ)へ延びる駆動手段(６)
   を取り付けて、その駆動手段(６)の出力部(６ａ)を同上
   の横方向(Ｙ)へ移動可能に構成し、 上記の出力部(６ａ)と上記のアーム(５)の力点部(５ｂ)
   との間に、その出力部(６ａ)の横方向(Ｙ)の移動を同上
   アーム(５)の上下方向(Ｚ)の揺動へ変換する伝動手段
   (１６)を設けた、ことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のクランプ装置におい
   て、 前記の伝動手段(１６)を、前記の出力部(６ａ)の横方向
   (Ｙ)の移動を回転移動へ倍力変換するレバー式の第１変
   換機構(３１)と、その倍力された回転移動を直進移動へ
   変換する第２変換機構(３２)とによって構成した、こと
   を特徴とするクランプ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のクランプ装置におい
   て、 前記の第２変換機構(３２)を前記の力点部(５ｂ)の下側
   に配置し、その第２変換機構(３２)によって前記の第１
   変換機構(３１)の回転移動を上下方向(Ｚ)の直進移動へ
   変換可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
4. 【請求項４】 クランプ用アーム(５)の前後方向(Ｘ)の
   途中部に設けた支点部(５ａ)を、横方向(Ｙ)へ延びる主
   軸(１１)によって、上下方向(Ｚ)へ揺動自在にハウジン
   グ(４)に支持し、 上記アーム(５)の後部に設けた力点部(５ｂ)の下側に、
   前後方向(Ｘ)へ延びる支軸(３４)を配置して、その支軸
   (３４)に駆動軸(３６)を偏心させた状態で外嵌し、 上記ハウジング(４)に横方向(Ｙ)へ延びる駆動手段(６)
   を取り付けて、その駆動手段(６)の出力部(６ａ)を同上
   の横方向(Ｙ)へ移動可能に構成し、 上記の出力部(６ａ)によってレバー(３７)を介して上記
   の駆動軸(３６)を上記の支軸(３４)の回りに偏心回転可
   能に構成して、その駆動軸(３６)の外周面を前記の力点
   部(５ｂ)へ連結した、ことを特徴とするクランプ装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のクラ
   ンプ装置において、前記ハウジング(４)に前記アーム
   (５)を前後方向(Ｘ)へ設定範囲内で移動自在に支持し、
   上記アーム(５)を前方向へ付勢する弾性手段(５１)を設
   け、前記の駆動手段(６)の出力部(６ａ)がアンクランプ
   側へ後退されたときに上記アーム(５)を上記の弾性手段
   (５１)に抗して後退させるリンク(５２)を設けた、こと
   を特徴とするクランプ装置。