JP3051254B2 - ２個締めバイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２個締めバイスに関す
るものであり、さらに詳しくは中央の固定ジョーに対し
て左右の可動ジョーが接近してそれぞれの間に工作物を
１個づつクランプする形式のバイスにおいて、クランプ
解除時に可動ジョーに作用するフレームからの摺動抵抗
を減殺する技術の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２個締めバイスにあっては一般にフレー
ム上中央に固定ジョーがまたその左右両端付近に第１と
第２の可動ジョーが架設されている。これらの下方には
水平方向に延在するネジ軸が軸回転および軸移動可能に
フレームを貫通して設けられている。このネジ軸は軸方
向に離間して形成された２個のネジ部（逆方向ネジ）を
各可動ジョーと一体状のナットに螺合させている。

【０００３】このような概要構成の２個締めバイスにお
いて寸法差を有する（クランプ幅の異なる）２個の工作
物をクランプする場合の動作を説明する。ネジ軸を第１
の方向に回転させると、各可動ジョーは固定ジョーに向
って接近移動する。この接近移動中例えば第１の可動ジ
ョーがまず工作物に当接すると、そのナットは軸位置を
固定（ロック）されてしまう。したがって回転を続ける
ネジ軸は、このナットとの螺合関係の故に、第１の可動
ジョーの側に向って移動する。このネジ軸の移動に伴な
い、第２の可動ジョーは（ネジ軸との螺合関係による移
動量）＋（ネジ軸の移動量）＝（ネジ軸の移動量の２倍
の移動量）だけ工作物に向って接近移動し、やがては工
作物に当接する。

【０００４】ところがこのような従来の２個締めバイス
の構成では、特に両可動ジョーの移動時の摺動抵抗に差
がある場合、クランプ解除時に問題がある。例えば第１
の可動ジョーにより大なる摺動抵抗が作用するものとす
る。この条件の下でネジ軸を前とは逆の第２の方向に回
転させると、まず第１の可動ジョーは停止したままで、
第２の可動ジョーのみが工作物から離間移動して行く。
第１の可動ジョーのナットとの螺合関係の故に、この時
ネジ軸も同方向に移動する。第２の可動ジョーがその当
初の出発位置を越えて規定ストローク以上移動して臨界
位置に至ってフレームの端部に当ると、第２の可動ジョ
ーはそれ以上移動できなくなる。この時になって初めて
第１の可動ジョーが移動を始めるが、第２の可動ジョー
の規定ストローク以上の移動の故に、第１の可動ジョー
の総移動量は規定ストローク以下となる。したがって次
に同様な工作物をクランプする場合には、両可動ジョー
についてストロークを再調整するという煩雑な作業が必
要となる。

【０００５】このような可動ジョーに作用する摺動抵抗
に起因する可動ジョーストローク再調整の煩雑さを回避
すべく、アメリカ特許第４，９３４，６７４号には２個
締めバイスにおける摺動抵抗減殺機構が提案されてい
る。この先願技術の２個締めバイスにあってはネジ軸の
フレームからの突出部、上記の従来構成を例にとれば第
２の可動ジョー側の突出部に摺動抵抗減殺機構を付設し
たものである。この摺動抵抗減殺機構は一種の蓄力構造
（より正確にはエネルギー蓄積構造）を有したものであ
る。この摺動抵抗減殺機構はスリーブを介してネジ軸の
端部に直列に巻回外挿された２個の圧縮バネと、２個の
バネの内外側バネを包絡延在してかつ一端をフレームの
端部に離間対面させたハウジングと、このハウジングを
スリーブを介してネジ軸と一体化するセットスクリュー
とから構成されている。２個の圧縮バネの内、ハウジン
グ内の圧縮バネは一端をフレームに他端をハウジングに
当接している。またフレーム内の圧縮バネは一端をフレ
ームに他端をスリーブに形成されたフランジに当接して
いる。

【０００６】この先願技術を応用した２個締めバイスの
動作に際しては従来構成の場合と同じように、第１の可
動ジョーが工作物に当接した後、第２の可動ジョーはネ
ジ軸の移動量の倍の移動量だけ工作物に向って接近移動
する。この時点では摺動抵抗減殺機構のセットスクリュ
ーはまだ締められてないので、ハウジングおよびスリー
ブはネジ軸と一体化されてなく、圧縮バネはフリーの状
態にある。第２の可動ジョーが移動を続けて工作物に対
して所定の距離（これは実際の工程条件に鑑みて適宜設
定される）まで接近した時、セットスクリューを締める
とハウジングおよびスリーブがネジ軸と一体化する。こ
の結果第２の可動ジョーがさらに移動を続けると、ハウ
ジング内のバネが圧縮されて力（エネルギー）を蓄積す
る。第２の可動ジョーはやがて工作物に当接してクラン
プを行なう。

【０００７】クランプ解除時には、第２の可動ジョーと
ネジ軸とが移動（クランプ時とは逆方向に）を開始する
とともに、ハウジング内のバネが圧縮から徐々に解放さ
れて蓄積された力（エネルギー）が放出される。仮に第
１の可動ジョーの摺動抵抗が大きいために第１の可動ジ
ョーが停止状態におかれると、ネジ軸が第２の可動ジョ
ー側にそのまま移動する。このネジ軸の移動によって、
フレーム内のバネが圧縮されて軸方向の押圧力を蓄積
し、これが第１の可動ジョーに作用している摺動抵抗を
圧倒減殺して、この結果第１の可動ジョーも早期に移動
を開始する。すなわち第１と第２の可動ジョーの移動開
始がほぼ同時に行なわれるので、従来技術の場合のよう
に可動ジョーストロークを再調整する必要が実務上なく
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】先願技術の摺動抵抗減
殺機構の場合には上記のような利点はあるものの、新た
にクランプされるべき（新ロットの）２個の工作物間の
寸法差が今までクランプされていた（旧ロットの）２個
の工作物間の寸法差と異なる場合には、ネジ軸の位置を
軸方向に移動調整するために、その度毎に摺動抵抗減殺
機構のセットスクリューを緩めたり締めたりする作業が
必要となり、操作上煩雑となるのを免れない。さらに摺
動抵抗減殺機構の構造が複雑である。

【０００９】この発明の目的は、２個締めバイスにおい
て、作業的な煩雑化と構造的な複雑化を招くことなし
に、クランプ解除時の可動ジョーストローク再調整の煩
雑さを回避できるような摺動抵抗減殺機構を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このためこの発明の２個
締めバイスは、逆方向のネジ部を２個軸方向に離間して
有する回転軸を軸回転および軸方向動可能にフレームに
架設し、フレーム上面において固定ジョーの両側に軸方
向に離間対設された２個の可動ジョーを上記のネジ部に
螺合させ、可動ジョーに作用する最大摺動抵抗を減殺す
るに足る軸方向抵抗を生じる半径方向押圧力を回転軸に
弾性的に作用させる摺動抵抗減殺機構を回転軸に係合さ
せたことを要旨とする。

【００１１】

【作用】摺動抵抗減殺機構が回転軸に印加する半径方向
押圧力により生じる軸方向抵抗が可動ジョーに作用する
摺動抵抗を圧倒するので、クランプ解除時により大きな
摺動抵抗が作用している一方の可動ジョーも早期に移動
を開始する。

【００１２】

【実施例】図１、図２に示すのはこの発明の２個締めバ
イスの第１の例であって、制動部材に付勢部材が付設さ
れている形式のものである。この例では回転軸はネジ軸
１０とピストンとハウジング５２により構成されてい
る。なおこの例ではピストンは前後に別れた第１と第２
のピストン５４、５６からなり、これらは中央において
連結部材５８により連結されている。しかし連結部材５
８といずれか一方のピストンは一体構造としてもよい。
両ピストン５４、５６はネジ軸１０内に延在して、それ
ぞれの端部においてネジ軸１０と一体的に連結されてい
る。

【００１３】ハウジング５２は円筒状の構造であって、
ネジ軸１０および第１と第２のピストン５４、５６に外
挿されており、ネジ軸１０とはハウジング５２に形成さ
れた切欠き６１に嵌合するキー６３を介して係合してい
る。またハウジング５２の外周には複数個の環溝６０が
軸方向に互いに離間して形成されている。

【００１４】ハウジング５２の両端には止リング６２に
よりブッシュ６４が内挿されており、各ピストン５４、
５６とブッシュ６４との間にはシリンダーがそれぞれ画
定形成されている。なお前記の連結部材５８には軸方向
の透通孔が形成されていて、両シリンダーを互いに連通
させている。

【００１５】一方のピストン、図中では第２のピストン
５６と連結部材５８との間には圧縮バネ６６が介装され
ている。このバネ６６の付勢作用により、第１および第
２のピストン５４、５６を介して所定の油圧が常時作用
している。

【００１６】回転軸の軸方向動に伴なうハウジング５２
上の環溝６０の移動範囲（例えばフレームの底面または
側面の中央付近）において、フレーム２にはハウジング
５２の外周を指向する盲孔が形成されており、この盲孔
にはこの例の場合剛性のボール６８とこれをハウジング
の外周に向けて弾性的に押圧する圧縮バネ７０とが収容
されている。このボール６８はこの発明にいう制動部材
であり、バネ７０は付勢部材である。したがってバネ７
０および／または盲孔の深さを適宜選択することによ
り、ボール６８をハウジング５２外周に押圧する力、換
言すれば可動ジョーに作用する最大摺動抵抗を減殺する
に足る軸方向抵抗（回転軸に作用する）の大きさを自由
に調節することができる。具体的な例を挙げると、フレ
ームを貫通するネジ孔をボール６８の押圧方向に形成
し、該ネジ孔に上記の盲孔を有するネジを螺合し、フレ
ームから突出したネジにナットを螺合させることによっ
て、ネジをフレームに任意の位置で固定すればよい。な
お盲孔はその中心線がハウジング５２の半径方向に一致
するようにフレームに形成することが好ましいが、必ず
しも一致させる必要はない。

【００１７】なお回転軸を回転させる手段としては種々
のものがあるが、図示の例では外端に角頭を有した締付
けネジ１２をネジ軸１０内に挿入してクラッチ１４を介
してネジ軸１０に係合させている。またクラッチ１４を
介してこの締付けネジ１２内端に係合する棒材１６の端
部をブッシュ６４と第１のピストン５４により画定形成
されるシリンダー内に挿入させて、シリンダー内の油圧
を制御している。図７に示されるように、ネジ軸１０の
内部にはネジ孔を有する円筒部材２９がピンなどによっ
て固定されており、締付けネジ１２はこの円筒部材２９
に螺合している。締付けネジ１２は棒材１６側の端部に
フランジを有している。さらに締付けネジ１２は、フラ
ンジと円筒部材２９との間に円盤３１を、締付けネジ１
２に対して回転不能に、かつ軸方向に移動可能に設けて
いる。フランジと円盤３１との間には圧縮バネを介在さ
せている。円筒部材２９と円盤３１との対向面には図示
しないＶ字形の凹凸部が形成されており、圧縮バネの付
勢力によって常時嵌合状態におかれている。

【００１８】次に動作について説明する。まず初期調整
であるが、クランプされるべき工作物をバイスにセット
する前に、工作物の寸法に応じて可動ジョーのストロー
クを調整する必要がある。このために回転軸を軸回転ま
たは軸方向動させてやる。この際の軸方向動は、制動部
材からの軸方向抵抗、すなわちボール６８がハウジング
５２の環溝６０から脱出する際の抵抗以上の力で手動に
より行なう。

【００１９】初期調整が完了したら工作物をバイスにセ
ットし、回転軸を回転させて可動ジョーを移動させる。
この時回転軸はクラッチ１４を介して締付けネジ１２と
ともに回転する。

【００２０】一方の可動ジョーが工作物に当接すると、
回転軸は回転しながらこの一方の可動ジョーの側に向っ
て移動する。これに伴ない他方の可動ジョーは回転軸の
移動量の２倍だけ工作物に向って移動する。この時回転
軸はバネ７０の押圧力に抗してハウジング５２の環溝６
０からボール６８を押し上げながら移動する。

【００２１】他方の可動ジョーも工作物に当接すると、
回転軸の回転負荷がクラッチ１４の臨界負荷を越えるの
で、それ以後は締付けネジ１２だけが回転する。詳しく
述べると、回転軸が軸方向に固定状態となるため、圧縮
バネの付勢力に抗して円盤３１が凹凸部の傾斜に沿って
軸方向に移動し、円筒部材２９との係合を解く。そのた
め締付けネジ１２は円筒部材２９にネジ込まれていくこ
とになる。締付けネジ１２は回転しながらピストンの方
に向って移動し、これに伴ない棒材１６がシリンダー内
に侵入する。

【００２２】この棒材１６の侵入によりシリンダー内の
油圧が上昇し、第１と第２のピストン５４、５６が固定
ジョーの側に向けて押圧される。これらのピストン５
４、５６とネジ軸１０とは一体的に結合されているの
で、ピストンの移動に伴ない各可動ジョーも工作物に向
けて押圧されて、クランプが完了する。

【００２３】クランプ解除に際しては締付けネジ１２を
介して回転軸をクランプ時とは逆方向に回転させる。摺
動抵抗の故にいずれかの可動ジョーが移動しないときに
は、回転軸の方が軸方向動しようとする。しかしボール
６８がハウジング５２に環溝６０と係合している故に、
回転軸に対して軸方向抵抗が作用する。この発明によれ
ばこの軸方向抵抗が可動ジョーに作用する摺動抵抗を減
殺するように設定されているので、この軸方向抵抗が摺
動抵抗を圧倒し、結果として停止状態の可動ジョーが摺
動抵抗に抗して移動を開始するのである。

【００２４】ところで上記の例においてはネジ軸１０と
ピストン５４、５６とハウジング５２とから回転軸を構
成したが、この回転軸を一体の構造として油圧式増力機
構を用いず、単にネジ力によりクランプを行なうように
構成してもよい。一例を図３に示す。この場合回転軸７
１は可動ジョー６、８と係合する２個のネジ部分７２と
その間の摺動抵抗減殺機構５０の一部をなす環溝部７４
とから一体に構成されている。

【００２５】なお上記の実施例ではいずれも摺動抵抗減
殺機構５０を回転軸の中央部に構成したが、それ以外
に、可動ジョーの移動に支障なくしかも回転軸の軸方向
移動範囲に対応し得る部分に構成してもよい。例えばフ
レームから突出した回転軸（図１における右側部分）
と、該突出部分に対向するようにフレームに取り付けら
れた図示しないブラケットとの間で構成するようにして
もよい。

【００２６】また上記の例では制動部材として剛性のボ
ール６８を用いたが、図４に示すようにブレーキシュー
７２を以てこれに代えてもよい。なおこの場合にはハウ
ジング５２には環溝を形成しなくともよい。

【００２７】さらに以上の例ではいずれも制動部材にバ
ネなどの付勢部材を付設したが、制動部材そのものに弾
性を具えるようにしてもよい。図５に示した例では制動
部材としてゴムリング７４を用い、これをハウジング５
２の環溝に嵌合し、フレーム２に当接させている。また
図６に示す例では制動部材としては湾曲した板バネ７６
をフレーム２に固定し、これに合わせてハウジング５２
には横断面波形の環溝を形成してある。このような板バ
ネを用いると、回転軸に対する回転方向の抵抗が小さく
なるので、締付け作業への影響が少なくなる。

【００２８】なお図１に示すような２個締めバイスを１
個締めバイスとしても使用できるように、２個の可動ジ
ョー６，８の内いずれか一方をフレーム２に固定可能に
設けることが望ましい。そうすれば２個締めバイスとし
て使用するときの２倍の速度で他方の可動ジョーを送る
ことができるので、送り速度の大きい１個締めバイスを
構成することができる。具体的な構成として１つには、
可動ジョー８に上下に貫通する２個の孔を付設するとと
もに、可動ジョー８をフレーム２の最も左側へ移動させ
たときに（図１の状態）上記２個の孔と対向するフレー
ム２上の上面に、ネジ穴を孔と同心となるようにそれぞ
れ形成しておく。さらに固定ジョー４が図１に示す位置
にネジで固定される構成としておく。このときの固定ジ
ョー４の固定方法としては、例えば、図２に示すように
フレーム２と固定ジョー４とを凹凸上に嵌合させるとと
もに、フレームに形成された凹状溝に２個のネジ穴を形
成し、固定ジョー４に上下に貫通する孔を介してネジ止
めする。１個締めバイスとして使用するときは、可動ジ
ョー８を左側に移動させた後、ネジを可動ジョー８の各
孔に挿入し、フレーム２にネジ止めする。さらにネジを
緩めて固定ジョー４をフレーム２から取り除けばよい。
他の構成としては、可動ジョー８を固定ジョー４を介し
てフレーム２に固定することが考えられる。すなわち図
１に示す位置の可動ジョー８の前方のフレーム２上面に
も凹状溝を形成し、固定ジョー４を可動ジョー８に隣接
してフレーム２にネジ止め可能とする。さらに固定ジョ
ー４の工作物の締付面に貫通孔をネジ軸１０の軸方向に
形成するとともに、可動ジョー８にもネジ穴を同心状に
形成しておく。１個締めバイスとして使用するときは、
固定ジョー４を可動ジョー８に隣接する位置にネジ止め
し、さらに他のネジをネジ軸１０の軸方向に形成された
固定ジョーの貫通孔に挿入して可動ジョーを共締めす
る。なお可動ジョー８を固定ジョー４と共締めする代わ
りに、可動ジョー８と固定ジョー４との間に板を介在さ
せてもよい。

【００２９】

【発明の効果】クランプ解除時により大きな摺動抵抗が
作用している一方の可動ジョーも早期に移動を開始する
ので、両可動ジョーの移動開始がほぼ同時に行なわれ、
可動ジョーストロークを再調整する必要が実務上ない。
しかも摺動抵抗減殺のための押圧力を回転軸に対して半
径方向に掛けているので、回転軸の軸方向動に影響がな
く、したがって新たに寸法差の異なる工作物をクランプ
するときでも、摺動減殺抵抗のための押圧力が作用され
た状態で回転軸が軸方向に移動することになるので、従
来技術のようにセットスクリューを一旦緩め、クランプ
時に再び締結するといった煩雑な作業が必要とされず、
作業が簡素化される。しかも回転軸の外周に制動部材を
弾性的に押圧するだけなので構造的に極めて簡単とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の摺動抵抗減殺機構を具えた２個締め
バイスの一例を示す一部断面側面図である。

【図２】この発明の摺動抵抗減殺機構の一例を示す一部
断面側面図である。

【図３】この発明の摺動抵抗減殺機構を具えた２個締め
バイスの他の例を示す省略側面図である。

【図４】この発明の摺動抵抗減殺機構の他の例の要部を
示す一部断面側面図である。

【図５】この発明の摺動抵抗減殺機構の他の例の要部を
示す一部断面側面図である。

【図６】この発明の摺動抵抗減殺機構の他の例の要部を
示す一部断面側面図である。

【図７】ネジ軸の内部構造を示す断面側面図である。

【符号の説明】

２ フレーム ４ 固定ジョー ６、８ 可動ジョー １０ ネジ軸 １２ 締付けネジ １６ 棒材 ５０ 摺動抵抗減殺機構 ５４、５６ ピストン ６０ 環溝 ６８ ボール（制動部材） ７０ 圧縮バネ（付勢部材）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】逆方向のネジ部を２個軸方向に離間して有
   しかつ軸回転および軸方向動可能にフレームに架設され
   た回転軸と、フレーム上面において固定ジョーの両側に
   軸方向に離間して対設されかつ上記のネジ部に螺合する
   ２個の可動ジョーと、回転軸に係合してかつ可動ジョー
   に作用する最大摺動抵抗を減殺するに足る軸方向抵抗を
   生じる半径方向押圧力を回転軸に弾性的に作用させる摺
   動抵抗減殺機構とを有してなる２個締めバイス。
2. 【請求項２】前記の摺動抵抗減殺機構が回転軸外周に対
   して弾性押圧状にフレームと回転軸外周との間に介装さ
   れた制動部材を有していることを特徴とする請求項１に
   記載のバイス。
3. 【請求項３】前記の摺動抵抗減殺機構が回転軸の外周に
   形成された複数の環溝とフレームと回転軸外周間に介装
   されてかつ回転軸の軸方向動に伴なっていずれかの環溝
   と係合する制動部材とを有していることを特徴とする請
   求項１に記載のバイス。
4. 【請求項４】前記の制動部材にはこれを回転軸外周に弾
   性的に押圧する付勢部材が付設されていることを特徴と
   する請求項２または３に記載のバイス。
5. 【請求項５】前記の制動部材自身が弾性を具えているこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載のバイス。