JP6960670B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械加工工程等において物品を固定するためのクランプ装置に関する。

従来より、機械加工工程等において物品を固定するためのものとしてクランプ装置が、各種用いられている。例えば、特許文献１のトグルクランプは、レバーの操作によってトグル機構を動かしてクランプシャフトを動作させて、物品を固定させるものである。

また、本願出願人は、特許文献２に示すようなクランプ装置を提案している。このクランプ装置は、カム軸を介して装置本体に回転可能に支持されたカムと、連結アームを介してカムと連結するスライドバーとを有する。そして、カムの回転によりスライドバーが、物品に対して進退するようにストローク動作し、ストローク端付近でカムがスライドバーに圧接し、圧接力でスライドバーを押し下げ、スライドバーにより物品を固定する仕組みである。そして、スライドバーのストローク端付近で連結アームに当接するストッパを有し、ストッパの当接により連結アームを介してスライドバーを略圧接方向に付勢するようにしている。

特開平９−１３６２３０号公報 特開２０１２−３０３０７号公報

しかしながら、従来のクランプ装置では、単に上から物を挟むようなクランプにおいては、所定の押圧力を得られるものの、更に下方向に大きく動作して強く押し込みたい場合には、十分な力を発揮させることが困難である。また、従来のレバーの円弧動作のみで、この下方向に大きく動作させることは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハンドル部の円弧操作のみで、揺動しつつ物品を挟むような動作を行いつつ、更に下方向に動作して強く押し込んで十分な保持力を発揮させることが可能なクランプ装置を提供することにある。

請求項１記載のクランプ装置は、棒状で、一端が基台部に軸支され、他端が上下方向に揺動自在に設けられた揺動部と、棒状で、揺動部の上方に、揺動部と平行且つ所定間隔を保持するように付勢された状態で設けられ、一端が物品を押圧して固定する押圧端となる押圧部と、揺動部の他端が当接すると揺動部が水平になるように基台部に設けられた当接部材と、基台部に下端が軸支され、上端が上下方向に揺動可能に開放されたハンドル部と、押圧部とハンドル部とに端部が軸支された状態で、押圧部とハンドル部と接続するリンク部と、を備え、ハンドル部が基台部に斜設され、揺動部が基台部に斜設されると共に押圧部も基台部に対して斜設され、側面視で、ハンドル部と、揺動部及び押圧部とが、略Ｖ字状に配置された状態で、ハンドル部を起立させる方向に回動させると、リンク部が、押圧部を上方から押圧し、平行状態の押圧部及び揺動部が一体で回動し、揺動部が当接部材に当接すると、揺動部及び押圧部が略水平になり、さらにハンドル部を回動させると、リンク部が押圧部を押圧して、押圧部を揺動部から付勢力に反して、水平状態を維持したまま降下し、さらにハンドル部を回動させると、押圧部が揺動部に密接して停止し、この状態で、押圧部の押圧端が、物品を固定することを特徴とする。

請求項２記載のクランプ装置は、押圧部が揺動部に密接して停止し、押圧部の押圧端が、物品を固定している状態で、ハンドル部を傾斜させる方向に回動させたとき、当接部材が、押圧部が揺動部から離間して所定間隔になるまで、揺動部を保持することを特徴とする。

請求項３記載のクランプ装置は、揺動部の当接部材に接する位置に固着部材である磁石を有し、当接部材が固着部材に磁力で固着可能な材料であることを特徴とする。

請求項４記載のクランプ装置は、揺動部から押圧部方向に平行する２本以上の摺動軸部材が起立し、摺動軸部材が押圧部に遊嵌され、揺動部と押圧部との間に、弾性部材が配設されていることを特徴とする。

請求項５記載のクランプ装置は、押圧部が、揺動した後に下降することで、押圧部の押圧端が、物品を固定することを特徴とする。

本願の発明によれば、ハンドル部の円弧操作のみで、押圧部が、揺動した後に下降することで、押圧部の押圧端が、物品を固定することで、揺動しつつ物品を挟むような動作を行いつつ、更に下方向に動作して強く押し込んで十分な保持力を発揮させることが可能である。

本発明に係るクランプ装置の第１の状態を示す斜視図である。 同クランプ装置の第１の状態の側面を示す説明図である。 同クランプ装置の第１の状態の縦断面を示す説明図である。 同クランプ装置の第２の状態を示す斜視図である。 同クランプ装置の第２の状態の側面を示す説明図である。 同クランプ装置の第２の状態の縦断面を示す説明図である。 同クランプ装置の第３の状態を示す斜視図である。 同クランプ装置の第３の状態の側面を示す説明図である。 同クランプ装置の第３の状態の縦断面を示す説明図である。 同クランプ装置の第４の状態を示す斜視図である。 同クランプ装置の第４の状態の側面を示す説明図である。 同クランプ装置の第４の状態の縦断面を示す説明図である。 同クランプ装置の第５の状態を示す斜視図である。 同クランプ装置の第５の状態の側面を示す説明図である。 同クランプ装置の第５の状態の縦断面を示す説明図である。

以下、図を用いて、本願発明のクランプ装置１について説明する。図１は、本発明に係るクランプ装置の第１の状態を示す斜視図である。図２は、同クランプ装置の第１の状態の側面を示す説明図である。図３は、同クランプ装置の第１の状態の縦断面を示す説明図である。図４は、同クランプ装置の第２の状態を示す斜視図である。図５は、同クランプ装置の第２の状態の側面を示す説明図である。図６は、同クランプ装置の第２の状態の縦断面を示す説明図である。図７は、同クランプ装置の第３の状態を示す斜視図である。図８は、同クランプ装置の第３の状態の側面を示す説明図である。図９は、同クランプ装置の第３の状態の縦断面を示す説明図である。図１０は、同クランプ装置の第４の状態を示す斜視図である。図１１は、同クランプ装置の第４の状態の側面を示す説明図である。図１２は、同クランプ装置の第４の状態の縦断面を示す説明図である。図１３は、同クランプ装置の第５の状態を示す斜視図である。図１４は、同クランプ装置の第５の状態の側面を示す説明図である。図１５は、同クランプ装置の第５の状態の縦断面を示す説明図である。

本願発明に係るクランプ装置１は、機械加工工程等において物品を固定（クランプ）するためのものである。以下で説明するクランプ装置は、特に縦押し型とし、物品を上方から押圧してクランプするものである。クランプ装置１を構成する各部品は、通常は金属製であるが、所定の強度を有していれば、金属製に限定されるものではなく、樹脂製であってもよく、金属製に限定されるものではない。尚、これは本願発明のクランプ装置の一例を示すものであり、その他の変形例も可能である。

クランプ装置１は、基台部１０、ハンドル部１２、リンク部２０、押圧部３０、揺動部５０等で構成されている。基台部１０は、２枚の略Ｌ字状の板材が互いに所定間隔を隔てて向き合うように設けられたもので、クランプ装置１の全体を支えるものである。

揺動部５０は、棒状で、一端である揺動部後端部５０ｂが基台部１０の後方上部に架け渡された軸ピン５２を介して基台部１０に軸支され、他端である揺動部前端部５０ａが上下方向に揺動自在に設けられたものである。

押圧部３０は、棒状で、揺動部５０の上方に、揺動部５０と平行且つ所定間隔を保持するように付勢された状態で設けられ、一端である押圧部前端部３０ａが物品を押圧して固定する押圧端となるものである。本実施の形態の例では、押圧部前端部３０ａに下方に伸びるボルト状の押圧部材３２を備え、押圧端として機能する押圧部材３２を介して物品を固定するようにしている。

また、押圧部３０を、揺動部５０と平行且つ所定間隔を保持するように付勢された状態に配置する方法としては、特に、限定されるものではないが、本実施の形態の例では、揺動部５０から押圧部３０方向に平行する２本（２本以上でもよい）の摺動軸部材４０，４４が起立し、摺動軸部材４０，４４が押圧部３０に遊嵌され、揺動部５０と押圧部３０との間に、弾性部材であるバネ材４２，４６が配設されている構造となっている。摺動軸部材４０，４４は、ボルト状で、押圧部３０の貫通孔に挿入され、揺動部５０に螺嵌されており、揺動部５０と押圧部３０との間の摺動軸部材４０，４４にバネ材４２，４６が被設されている。尚、バネ材４２，４６に変わる弾性部材としては、スポンジ等がある。

尚、揺動部５０の他端（揺動部前端部５０ａ）が当接すると揺動部５０が水平になるように基台部１０に当接部材となる固着ピン５６が設けられている。揺動部５０が、固着ピン５６により水平になると、押圧部３０も揺動部５０と平行且つ所定間隔を保持するように付勢された状態で水平になる。

揺動部５０の当接部材である固着ピン５６に接する位置に固着部材５４である磁石を有し、当接部材である固着ピン５６が、固着部材５４に磁力で固着可能な材料である。尚、当接部材が、揺動部５０を所定期間保持する方法については、磁力に限られるものではなく、他の方法であってもよい。

ハンドル部１２は、ハンドル部本体部１４とハンドルバー１６との２つの部分からなり、ハンドル部本体部１４は、長方形の板材で、基台部１０の両側の外側から基台部１０を挟み込むように対置され、略Ｔ字状の板材であるハンドルバー１６が、ハンドル部本体部上端部１４ｂに挟み込まれた状態で、さらに上方に伸びて配置されている。そして、ハンドル部１２のハンドル部本体部１４のハンドル部本体部下端部１４ａが、基台部１０の前方下方に架け渡された軸ピン１８で軸支され、ハンドル部１２の上端であるハンドルバー１６が上下方向に揺動可能に開放された状態となっている。

リンク部２０は、押圧部３０とハンドル部１２とに端部が軸支された状態で、押圧部３０とハンドル部１２と接続するものである。リンク部２０は、２枚の長方形の板材で、リンク部下端部２０ａで押圧部３０の略中央を挟んだ状態で軸ピン２４で軸支され、また、リンク部下端部２０ａがハンドル部１２のハンドル部本体部上端部１４ｂ付近の内側に軸ピン２２で軸支されている。

次に、上述の構成のクランプ装置１の使用方法及び動作について説明する。まず、図１〜図３に示すように、ハンドル部１２が基台部１０に斜設され、揺動部５０が基台部１０に斜設されると共に押圧部３０も基台部１０に対して斜設され、側面視で、ハンドル部１２と、揺動部５０及び押圧部３０とが、略Ｖ字状に配置された状態から動作を説明する。

この図１〜図３の状態から、図４〜図６に示すように、ハンドル部１２を起立させる方向に回動させると、リンク部２０が、押圧部３０を上方から押圧し、平行状態の押圧部３０及び揺動部５０が一体で回動する。

図４〜図６の状態からさらにハンドル部１２を回動させると、図７〜図９に示すように、揺動部５０が当接部材である固着ピン５６に当接して、揺動部５０及び押圧部３０が略水平になる。

図７〜図９の状態からさらにハンドル部１２を回動させると、図１０〜図１２に示すように、リンク部２０が押圧部３０を押圧して、押圧部３０を揺動部５０から付勢力に反して水平状態を維持したまま降下させることになる。すなわち、リンク部２０によって押圧部３０が下方向に押され、揺動部５０が当接部材である固着ピン５６に当接してこれ以上下がらず、押圧部３０は、摺動軸部材４０，４４にガイドされる形でバネ材４２，４６が圧縮されて、揺動部５０と平行状態を保ったままで降下することになる。

図１０〜図１２の状態からさらにハンドル部１２を回動させると、図１３〜図１５に示すように、押圧部３０が揺動部５０に密接して停止し、この状態で、押圧部３０の押圧端（押圧部材３２）が、物品を固定することになる。クランプ装置１の全体の動きとしては、押圧部３０が、揺動した後に下降することで、押圧部３０の押圧端（押圧部材３２）が、物品を固定する。

尚、物品の固定を解除する場合には、図１３〜図１５の状態すなわち押圧部３０が揺動部５０に密接して停止し、押圧部３０の押圧端（押圧部材３２）が、物品を固定している状態で、ハンドル部１２を傾斜させる方向に回動させる。すると、リンク部２０による押圧部３０への加圧が弱まり、図１０〜図１２に示すように、押圧部３０が上昇する。このとき、揺動部５０は、揺動部５０に設けられた磁石である固着部材５４と固着ピン５６とが接着したままで、揺動しない。揺動部５０が揺動しない状態は、図７〜図９に示す、押圧部３０と揺動部５０とが当初所定間隔に平行して離間した状態になるまで続く。すなわち、当接部材である固着ピン５６が、押圧部３０が揺動部５０から離間して所定間隔になるまで、揺動部５０を保持することになる。押圧部３０の押圧端（押圧部材３２）が物品から離れた時、物品の固定自体は解除される。

そして、図７〜図９の状態から、ハンドル部１２をより傾斜する方向に回動させると、リンク部２０が押圧部３０を回動させることになり、押圧部３０の回動が始まると、揺動部５０が摺動軸部材４０を介して引き上げられるようになり、図４〜図６に示すように、揺動部５０が固着ピン５６から離れて、押圧部３０と平行した状態で揺動を始める。

さらにハンドル部１２をより傾斜する方向に回動させると、図１〜図３に示すように、当初の揺動部５０及び押圧部３０とが、完全に持ち上がった状態に戻る。

以上のようなクランプ装置１によれば、ハンドル部１２の円弧操作のみで、押圧部３０が、揺動した後に下降することで、押圧部３０の押圧端（押圧部材３２）が、物品を固定することで、揺動しつつ物品を挟むような動作を行いつつ、更に下方向に動作して強く押し込んで十分な保持力を発揮させることが可能である。

物品の辺縁部から奥まった位置に存在する穴にピンを入れて位置決めをしたい場合、従来のトグルクランプでは、最終的に真上からピンを穴に入れることができない。これに対して、クランプ装置１では、物品の外側に配置したクランプ装置１の押圧部前端部３０ａにピンを取付け、ハンドル部１２の円弧操作のみで、円弧運動により目的位置上部までピンを移動し、そこから真下に直動することで、穴にピンを入れることが可能になる。

以上のように、本発明によれば、ハンドル部の円弧操作のみで、揺動しつつ物品を挟むような動作を行いつつ、更に下方向に動作して強く押し込んで十分な保持力を発揮させることが可能なクランプ装置を提供することができる。

１・・・・・クランプ装置
１０・・・・基台部
１２・・・・ハンドル部
１４・・・・ハンドル部本体部
１４ａ・・・ハンドル部本体部下端部
１４ｂ・・・ハンドル部本体部上端部
１６・・・・ハンドルバー
１８・・・・軸ピン
２０・・・・リンク部
２０ａ・・・リンク部下端部
２０ｂ・・・リンク部上端部
２２・・・・軸ピン
２４・・・・軸ピン
２６・・・・横架バー
３０・・・・押圧部
３０ａ・・・押圧部前端部
３０ｂ・・・押圧部後端部
３２・・・・押圧部材
４０・・・・摺動軸部材
４２・・・・バネ材
４４・・・・摺動軸部材
４６・・・・バネ材
５０・・・・揺動部
５０ａ・・・揺動部前端部
５０ｂ・・・揺動部後端部
５２・・・・軸ピン
５４・・・・固着部材
５６・・・・固着ピン

Claims (5)

1. 物品を押圧して固定するクランプ装置において、
   棒状で、一端が基台部に軸支され、他端が上下方向に揺動自在に設けられた揺動部と、
   棒状で、該揺動部の上方に、該揺動部と平行且つ所定間隔を保持するように付勢された状態で設けられ、一端が該物品を押圧して固定する押圧端となる押圧部と、
   該揺動部の他端が当接すると該揺動部が水平になるように該基台部に設けられた当接部材と、
   該基台部に下端が軸支され、上端が上下方向に揺動可能に開放されたハンドル部と、
   該押圧部と該ハンドル部とに端部が軸支された状態で、該押圧部と該ハンドル部と接続するリンク部と、を備え、
   該ハンドル部が該基台部に斜設され、該揺動部が該基台部に斜設されると共に該押圧部も該基台部に対して斜設され、側面視で、該ハンドル部と、該揺動部及び該押圧部とが、略Ｖ字状に配置された状態で、該ハンドル部を起立させる方向に回動させると、
   該リンク部が、該押圧部を上方から押圧し、平行状態の該押圧部及び該揺動部が一体で回動し、
   該揺動部が該当接部材に当接すると、該揺動部及び該押圧部が略水平になり、
   さらに該ハンドル部を回動させると、該リンク部が該押圧部を押圧して、該押圧部を該揺動部から付勢力に反して、水平状態を維持したまま降下し、
   さらに該ハンドル部を回動させると、該押圧部が該揺動部に密接して停止し、この状態で、該押圧部の押圧端が、該物品を固定することを特徴とするクランプ装置。
2. 前記押圧部が前記揺動部に密接して停止し、該押圧部の押圧端が、前記物品を固定している状態で、前記ハンドル部を傾斜させる方向に回動させたとき、
   前記当接部材が、該押圧部が該揺動部から離間して前記所定間隔になるまで、該揺動部を保持することを特徴とする請求項１記載のクランプ装置。
3. 前記揺動部の前記当接部材に接する位置に固着部材である磁石を有し、該当接部材が該固着部材に磁力で固着可能な材料であることを特徴とする請求項２記載のクランプ装置。
4. 前記揺動部から前記押圧部方向に平行する２本以上の摺動軸部材が起立し、
   該摺動軸部材が該押圧部に遊嵌され、
   該揺動部と該押圧部との間に、弾性部材が配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のクランプ装置。
5. 前記押圧部が、揺動した後に下降することで、該押圧部の前記押圧端が、前記物品を固定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のクランプ装置。

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