JP7066183B2 - クランプ装置およびクランプシステム - Google Patents

Description

この発明は、被固定物を固定するためのクランプ装置およびクランプシステムであって、特に、クランプ力を知ることができるクランプ装置およびクランプシステムに関するものである。

従来、被固定物を固定するための固定具があった（例えば、特許文献１参照）。図１０に示すように、この固定具２４は、取付具ベース２１に取付け固定される固定具本体２５と、その固定具本体２５に収容された操作軸部材２６と、固定具本体２５に収容されて操作軸部材２６に係合する第１および第２係合部材２７、２８とを備えていた。ここで、操作軸部材２６は、その周面に、第１雄ねじ部２６ａと、その第１雄ねじ部２６ａとは逆ねじの第２雄ねじ部２６ｂとを有していた。一方、第１係合部材２７は、操作軸部材２６の第１雄ねじ部２６ａに螺合する第１雌ねじ部２７ａを有し、第２係合部材２８は、操作軸部材２６の第２雄ねじ部２６ｂに螺合する第２雌ねじ部２８ａを有していた。そして、第１係合部材２７と第２係合部材２８とは、被固定物２２に設けられた連結軸部材２３を両側から挟む位置に配置された。そこで、操作軸部材２６の回動操作部２６ｃを回すことで、操作軸部材２６を回動操作すると、第１係合部材２７と第２係合部材２８とが互いに近接し、連結軸部材２３の先端部分を両側から押圧した。この押圧により、連結軸部材２３は、固定具本体２５の内方へ引き込まれ、被固定物２２は、固定具本体２５上に固定された。

特開２００９－２１４２５２号公報

ところで、前記従来の固定具２４にあっては、操作軸部材２６の回動操作部２６ｃをトルクレンチを用いて回動することで、操作軸部材２６を回動するトルクを測定したり、その測定値から、被固定物２２を固定するクランプ力を算出することは可能であるものの、被固定物２２を固定した後のクランプ力を知ることはできなかった。

この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被固定物を固定した後においても、クランプ力を知ることができ、かつ、そのクランプ力を離れた場所で知ることができる、クランプ装置およびクランプシステムを提供することにある。

この発明に係るクランプ装置およびクランプシステムは、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係るクランプ装置は、被固定物を固定するためのクランプ装置であって、本体と、その本体に収容されて回動操作される操作軸部材と、作用部材と、ひずみゲージと、計測通信モジュールとを備える。ここで、前記操作軸部材は、この操作軸部材をその軸心回りに回動するための回動操作部を有する。前記作用部材は、前記操作軸部材の回動に連動してその操作軸部材の軸方向に移動でき、その移動により前記被固定物を押圧する押圧部を有する。そこで、前記押圧部が前記被固定物を押圧する際の、前記操作軸部材に生じるひずみを計測するよう、その操作軸部材に、前記ひずみゲージが取り付けられている。このひずみゲージには、リード線が設けられており、そのリード線が、前記操作軸部材の内部を通ってその操作軸部材の先端部に導かれて、前記計測通信モジュールに接続される。そして、前記計測通信モジュールは、前記ひずみゲージのひずみを計測する計測部と、その計測部によって得られたデータを送信する計測側の無線通信部とを備えて、前記操作軸部材の先端部に取り付けられている。

このクランプ装置によると、操作軸部材の回動操作部を回動操作して、操作軸部材をその軸心回りに回動すると、その操作軸部材の回動に連動して、作用部材が操作軸部材の軸方向に移動する。そして、作用部材の移動により、その作用部材の押圧部が、被固定物を押圧し、その押圧によって、被固定物は、固定（クランプ）される。ここで、操作軸部材には、ひずみゲージが取り付けられている。そして、操作軸部材の先端部には、計測部と無線通信部とを備えた計測通信モジュールが取り付けられている。このため、クランプ装置から離れた場所で、受信したひずみのデータを用いて、被固定物を固定する段階でのクランプ力知ることができ、また、被固定物を固定した後のクランプ力を継続的に知ることができる。

また、請求項２に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項１に記載のクランプ装置において、前記操作軸部材は、外周面に雄ねじ部を有するとともに、前記作用部材は、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有して、それら雄ねじ部と雌ねじ部との螺合により、前記操作軸部材の回動に伴って、前記作用部材が前記軸方向に移動する。

また、請求項３に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項２に記載のクランプ装置において、前記操作軸部材は、前記雄ねじ部として、前記操作軸部材の軸方向に並ぶ第１雄ねじ部と第２雄ねじ部とを有する。そして、前記作用部材として、第１作用部材と第２作用部材とが設けられて、前記第１作用部材が、前記第１雄ねじ部に螺合する前記雌ねじ部としての第１雌ねじ部を有し、前記第２作用部材が、前記第２雄ねじ部に螺合する前記雌ねじ部としての第２雌ねじ部を有し、前記第２雄ねじ部および前記第２雌ねじ部が、前記第１雄ねじ部および前記第１雌ねじ部と、逆ねじの関係にある。また、前記第１作用部材は、前記押圧部としての第１押圧部を有し、前記第２作用部材は、前記押圧部としての第２押圧部を有する。そこで、前記第１作用部材と前記第２作用部材とは、前記操作軸部材の回動に連動して互いに近接して、前記第１押圧部と前記第２押圧部とが、前記被固定物を両側から押圧する。また、前記ひずみゲージは、前記操作軸部材における、前記第１雄ねじ部と前記第２雄ねじ部との間にあって、その操作軸部材の内部に埋設されている。

また、請求項４に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項３に記載のクランプ装置において、前記被固定物は、被固定物本体と、その被固定物本体に設けられた、前記操作軸部材とは直交する向きにある連結軸部材とを有し、前記第１押圧部と前記第２押圧部は、前記連結軸部材を前記本体の内側へ引き込むように、前記連結軸部材を両側から押圧する。

また、請求項５に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項１に記載のクランプ装置において、前記操作軸部材は、外周面に雄ねじ部を有するとともに、前記本体は、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有して、それら雄ねじ部と雌ねじ部との螺合により、前記操作軸部材の回動に伴って、その操作軸部材がその軸方向に移動するとともに、その操作軸部材に係合する前記作用部材が前記軸方向に移動する。

また、請求項６に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のクランプ装置において、前記計測通信モジュールは、前記操作軸部材の先端部に着脱可能に取り付けられている。これにより、計測通信モジュールが故障したり、古くなったりしたときに、操作軸部材はそのままで、計測通信モジュールのみを新しいものと交換することができ、メンテナンスが容易となる。

また、請求項７に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項６に記載のクランプ装置において、前記クランプ装置は、前記操作軸部材の先端部に取り付けられる基体と、その基体に着脱可能に取り付けられる蓋体とを備える。そこで、前記計測通信モジュールは、前記基体と前記蓋体との間に取出し可能に収容される。そして、前記リード線の先端側は、前記基体に設けられた通孔を貫通し、そのリード線の先端には、第１コネクタが設けられている。一方、前記計測通信モジュールには、前記第１コネクタが着脱可能に接続される第２コネクタが設けられている。

また、請求項８に記載の発明に係るクランプ装置は、請求項７に記載のクランプ装置において、前記計測通信モジュールには、リード線が設けられ、そのリード線の先端に、前記第２コネクタが設けられている。

また、請求項９に記載の発明に係るクランプシステムは、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のクランプ装置と、表示装置とを備えたクランプシステムである。ここで、前記表示装置は、前記計測側の無線通信部からのデータを受信する表示側の無線通信部と、その受信したデータから、前記押圧部を通して前記被固定物に作用する荷重を算出する算出部と、その荷重の値を表示する表示部とを備える。

この発明に係るクランプ装置およびクランプシステムによれば、操作軸部材にひずみゲージを取り付け、操作軸部材の先端部に計測通信モジュールを取り付けることで、被固定物を固定する段階だけでなく、被固定物を固定した後においても、クランプ力を知ることができ、かつ、そのクランプ力を、クランプ装置から離れた場所で知ることができる。

この発明の第一の実施の形態の、クランプ装置の斜視図である。 同じく、クランプ装置の、クランプ状態を示す断面図である。 同じく、計測通信ユニットとひずみゲージの分解斜視図である。 同じく、クランプシステムを示す模式図である。 この発明の第二の実施の形態の、クランプ装置の斜視図である。 同じく、クランプ装置の、クランプ前の状態を示す断面図である。 同じく、クランプ装置の、クランプ状態を示す断面図である。 この発明の第三の実施の形態の、クランプ装置の斜視図である。 同じく、クランプ装置の、クランプ状態を示す断面図である。 従来の固定具を示す断面図である。

以下、この発明に係るクランプ装置およびクランプシステムを実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１～図４は、本発明の第一の実施の形態を示す。図中符号１は、取付支持体としての、例えば、ベースプレートを示す。２は、被固定物を示し、この被固定物２は、例えば、工作機械によって加工される加工対象物となるワークからなる。３は、前記被固定物２を固定するためのクランプ装置を示す。４は、クランプシステムを示す。

クランプ装置３は、本体５と、その本体５に収容されて回動操作される操作軸部材６と、作用部材７と、ひずみケージ８と、計測通信モジュール９とを備える。ここで、操作軸部材６は、この操作軸部材６をその軸心回りに回動するための回動操作部６ａを有する。作用部材７は、操作軸部材６の回動に連動してその操作軸部材６の軸方向６ｂに移動でき、その移動により被固定物２を押圧する押圧部７ａを有する。

そして、押圧部７ａが被固定物２を押圧する際の、操作軸部材６に生じるひずみを計測するよう、その操作軸部材６に、ひずみゲージ８が取り付けられている。このひずみゲージ８には、リード線８ａが設けられており、そのリード線８ａが、操作軸部材６の内部を通ってその操作軸部材６の先端部に導かれて、計測通信モジュール９に接続される。計測通信モジュール９は、操作軸部材６の先端部に取り付けられる。この計測通信モジュール９は、ひずみゲージ８のひずみを計測する計測部９ａと、その計測部９ａによって得られたデータを送信する計測側の無線通信部９ｂとを備える。

詳細には、ねじ機構として、操作軸部材６は、外周面に雄ねじ部６ｃを有し、作用部材７は、その雄ねじ部６ｃに螺合する雌ねじ部７ｂを有する。そこで、これら雄ねじ部６ｃと雌ねじ部７ｂとの螺合により、操作軸部材６の回動に伴って、作用部材７が、操作軸部材６の軸方向６ｂに移動する。

より詳細には、操作軸部材６は、前記雄ねじ部６ｃとして、操作軸部材６の軸方向６ｂに並ぶ第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとを有する。そして、このクランプ装置は、作用部材７として、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とが設けられる。第１作用部材７０１は、前記第１雄ねじ部６ｄに螺合する前記雌ねじ部７ｂとしての第１雌ねじ部７ｃを有する。同様に、第２作用部材７０２は、前記第２雄ねじ部６ｅに螺合する前記雌ねじ部７ｂとしての第２雌ねじ部７ｄを有する。そこで、第２雄ねじ部６ｅおよび第２雌ねじ部７ｄが、第１雄ねじ部６ｄおよび第１雌ねじ部７ｃと、逆ねじの関係にある。また、第１作用部材７０１は、前記押圧部７ａとしての第１押圧部７ｅを有し、第２作用部材７０２は、前記押圧部７ａとしての第２押圧部７ｆを有し、それら第１押圧部７ｅと第２押圧部７ｆとが互いに向かい合うように位置する。そこで、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とは、操作軸部材６の回動（詳しくは、一方の方向への回動）に連動して互いに近接して、第１押圧部７ｅと第２押圧部７ｆとが、被固定物２を両側から押圧する。そして、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とは、操作軸部材６の逆方向への回動に連動して互いに離間する。また、ひずみゲージ８は、操作軸部材６における、第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとの間にあって、その操作軸部材６の内部に埋設されている。なお、ここでいう「第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅ」は、第１雄ねじ部６ｄとか第２雄ねじ部６ｅが、操作軸部材６の回動に伴って第１雌ねじ部７ｃとか第２雌ねじ部７ｄと螺合する範囲における、第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅを意味する。

また、計測通信モジュール９は、操作軸部材６の先端部に着脱可能に取り付けられている。図示実施の形態においては、クランプ装置３は、操作軸部材６の先端部に取り付けられる基体１０ａと、その基体１０ａに着脱可能に取り付けられる蓋体１０ｂとを備える。そこで、計測通信モジュール９は、基体１０ａと蓋体１０ｂとの間に取出し可能に収容される。ここで、ひずみゲージ８に設けられたリード線８ａの先端側は、基体１０ａにあけられた通孔１０ｃを貫通する。そして、リード線８ａの先端には、第１コネクタ８ｂが設けられている。一方、計測通信モジュール９には、第２コネクタ９ｃが設けられ、その第２コネクタ９ｃに、前記第１コネクタ８ｂが着脱可能に接続される。

クランプシステム４は、前記クランプ装置３と、表示装置１１とを備える。ここで、表示装置１１は、前記計測側の無線通信部９ｂからのデータを受信する表示側の無線通信部１１ａと、その受信したデータから、押圧部７ａ（詳しくは、第１押圧部７ｅおよび第２押圧部７ｆ）を通して被固定物２に作用する荷重を算出する算出部１１ｂと、その荷重の値を表示する表示部１１ｃとを備え、この表示装置１１としては、無線通信機能を備えたパーソナルコンピューターとかタブレット端末とかスマートフォン等の情報処理装置が用いられる。

具体的には、クランプ装置３においては、本体５は、底壁５ａと、その底壁５ａから起立する一対の側壁５ｂ、５ｂとが、一方向に延びるようにして、断面略コ字状に形成されている。そして、側壁５ｂの内面には、本体５の長手方向に沿って延びる案内溝５ｃが形成されている。そこで、本体５は、底壁５ａがベースプレート１に当接するようにして、そのベースプレート１に、ボルト等の固着部材（図示せず）を用いて、着脱可能に取付け固定される。

操作軸部材６は、前述したように、その軸方向６ｂに並ぶ第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとを有し、本体５の側壁５ｂ、５ｂ間に挿入配置される。そして、操作軸部材６には、第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとの間に、外周面から突出する鍔部６ｆが設けられている。また、操作軸部材６には、計測通信モジュール９が取り付けられる側から孔６ｇがあけられ、その孔６ｇの奥に、ひずみゲージ８が埋設されている。そして、ひずみゲージ８のリード線８ａは、その孔６ｇを通って操作軸部材６の外に導かれる。また、操作軸部材６には、前記孔６ｇの口元部分に、雌ねじを備えた取付孔６ｈがあけられている。そして、操作軸部材６の、取付孔６ｈとは反対側に、前述の回動操作部６ａが、本体５から露出して設けられる。図示実施の形態においては、回動操作部６ａは、六角孔からなり、その六角孔に六角レンチ等の工具の先端を挿入して回すことで、操作軸部材６を回動操作することができる。

第１作用部材７０１は、前記第１雌ねじ部７ｃを有し本体５の側壁５ｂ、５ｂ間に挿入配置される第１作用部材本体７ｇと、前記第１押圧部７ｅを有し本体５の側壁５ｂ、５ｂ上に渡される第１口金７ｉとを備える。ここで、第１口金７ｉは、ボルト等の固着部材７ｋにより、第１作用部材本体７ｇと一体化されている。そして、第１作用部材本体７ｇには、本体５の側壁５ｂの案内溝５ｃに嵌まる被案内凸部７ｍが形成されており、第１作用部材７０１は、操作軸部材６の軸方向６ｂとなる案内溝５ｃの延びる方向に案内される。

同様に、第２作用部材７０２は、前記第２雌ねじ部７ｄを有し本体５の側壁５ｂ、５ｂ間に挿入配置される第２作用部材本体７ｈと、前記第２押圧部７ｆを有し本体５の側壁５ｂ、５ｂ上に渡される第２口金７ｊとを備える。ここで、第２口金７ｊは、ボルト等の固着部材７ｋにより、第２作用部材本体７ｈと一体化されている。そして、第２作用部材本体７ｈには、本体５の側壁５ｂの案内溝５ｃに嵌まる被案内凸部７ｎが形成されており、第２作用部材７０２は、操作軸部材６の軸方向６ｂとなる案内溝５ｃの延びる方向に案内される。

また、このクランプ装置３は、操作軸部材６がその軸方向６ｂに移動しないように規制する規制体１２を備える。この規制体１２は、筒状に形成されて本体５に固定される規制体本体１２ａと、その規制体本体１２ａにねじ込まれるようにして挿入されて操作軸部材６の鍔部６ｆを両側から挟む一対のリング１２ｂ、１２ｂと、各リング１２ｂを回り止めする押片１２ｃおよび止めネジ１２ｄとからなる。こうして、操作軸部材６は、本体５に固定される一対のリング１２ｂ、１２ｂによって、その軸方向６ｂへの移動が規制される。

計測通信モジュール９を収容する、基体１０ａと蓋体１０ｂにおいては、基体１０ａは、操作軸部材６の先端部に着脱可能に取り付けられる。図示実施の形態においては、基体１０ａは、操作軸部材６の取付孔６ｈにねじ込まれる雄ねじ１０ｄが形成されている。計測通信モジュール９は、計測通信のための回路基板９ｄを備え、その回路基板９ｄには、電力供給のための電池９ｅが設けられている。また、図示実施の形態においては、計測通信モジュール９にリード線９ｆが設けられ、そのリード線９ｆの先端に第２コネクタ９ｃが設けられているが、リード線９ｆを設けることなく、第２コネクタ９ｃが回路基板９ｄに直付けされてもよい。

そして、計測通信モジュール９と基体１０ａと蓋体１０ｂとは、計測通信ユニット１０を構成する。すなわち、計測通信ユニット１０は、計測通信モジュール９と基体１０ａと蓋体１０ｂとを備える。そこで、基体１０ａが、操作軸部材６の先端部に着脱可能に取り付けられ、蓋体１０ｂが、基体１０ａに着脱可能に取り付けられ、計測通信モジュール９が、基体１０ａと蓋体１０ｂとの間に取出し可能に収容され、ひずみゲージ８側の第１コネクタ８ｂが、計測通信モジュール９側の第２コネクタ９ｃに着脱可能に接続されることから、それらの過程を経ることで、計測通信ユニット１０は、操作軸部材６の先端部に着脱可能に取り付けられる。また、図示実施の形態においては、基体１０ａと蓋体１０ｂとの間に、Ｏリング１０ｅが介在し、計測通信ユニット１０には、このＯリング１０ｅが含まれる。

表示装置１１は、前述したように、表示側の無線通信部１１ａと算出部１１ｂと表示部１１ｃとを備える。そこで、算出部１１ｂにおいては、予めロードセル等を用いて求めた値に基づいて、被固定物２に作用する荷重（クランプ力）が算出される。また、計測側の無線通信部９ｂから、表示側の無線通信部１１ａには、計測部９ａによって得られたデータが送信されるが、その他に、表示側の無線通信部１１ａから、計測側の無線通信部９ｂに、設定や操作の指示とか値が送信されてもよい。

次に、第一の実施の形態におけるこのクランプ装置３およびクランプシステム４の作用効果について説明する。このクランプ装置３およびクランプシステム４によると、操作軸部材６の回動操作部６ａを、工具を用いて回動操作して、操作軸部材６をその軸心回りに回動すると、その操作軸部材６の回動に連動して、作用部材７（図示実施の形態においては、第１および第２作用部材７０１、７０２）が操作軸部材６の軸方向６ｂに移動する（図示実施の形態においては、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とが、互いに近づくように移動する）。そして、作用部材７の移動により、その作用部材７の押圧部７ａが、被固定物２を押圧し（図示実施の形態においては、第１押圧部７ｅおよび第２押圧部７ｆが、被固定物２を両側から押圧し）、その押圧によって、被固定物２は、固定（クランプ）される。

ここで、操作軸部材６には、ひずみゲージ８が取り付けられている。そして、操作軸部材６の先端部には、計測部９ａと無線通信部９ｂとを備えた計測通信モジュール９が取り付けられている。このため、クランプ装置３から離れた場所で、受信したひずみのデータを用いて、被固定物２を固定する段階でのクランプ力を知ることができ、また、被固定物２を固定した後のクランプ力を継続的に知る（つまり、クランプ力の推移を知る）ことができる。

すなわち、操作軸部材６にひずみゲージ８を取り付け、操作軸部材６の先端部に計測通信モジュール９を取り付けることで、被固定物２を固定する段階だけでなく、被固定物２を固定した後においても、クランプ力を知ることができ、かつ、そのクランプ力を、クランプ装置から離れた場所で知ることができる。

また、計測通信モジュール９は、操作軸部材６の先端部に着脱可能にとりつけられる。このため、計測通信モジュール９が故障したり、古くなったりしたときに、操作軸部材６はそのままで、計測通信モジュール９のみを新しいものと交換することができ、メンテナンスが容易となる。また、反対に、操作軸部材６に問題が生じたときは、計測通信モジュール９は、そのまま用い、操作軸部材６のみを新しいものと交換することもできる。

図５～図７は、本発明の第二の実施の形態を示す。この実施の形態は、第一の実施の形態とは、構成的には、被固定物２が連結軸部材２ｂを有する他は、ほぼ同様であり、以下に、同様の部分には、同一の符号を付して、異なる部分を主に説明する。

被固定物２は、被固定物本体２ａと、その被固定物本体２ａに設けられた連結軸部材２ｂとを有する。ここで、連結軸部材２ｂは、操作軸部材６とは直交する向きにある。そこで、第１作用部材７０１の第１押圧部７ｅと、第２作用部材７０２の第２押圧部７ｆは、連結軸部材２ｂを本体５の内側へ引き込むように、連結軸部材２ｂを両側から押圧する。

詳細には、連結軸部材２ｂは、被固定物本体２ａに、着脱可能に取付け固定され、本体５の後述する縦孔５ｇに挿入される。この連結軸部材２ｂは、連結軸部材本体２ｃと、ブッシュ２ｄと、止め輪２ｅとを備える。連結軸部材本体２ｃは、基端（図示実施の形態においては、上端）から順に、雄ねじ２ｆと、鍔部２ｇとが設けられている。そこで、雄ねじ２ｆが、被固定物本体２ａにねじ込まれることで、連結軸部材本体２ｃ、ひいては連結軸部材２ｂは、被固定物本体２ａに取付け固定される。そして、連結軸部材本体２ｃは、鍔部２ｇとは間隔をあけて、先端部分（図示実施の形態においては、下端部分）に大径に形成された膨出部２ｈが設けられている。そして、この膨出部２ｈにおける、上側の面が、下方ほど大径となるよう傾斜して形成された被押圧部２ｉとなり、この被押圧部２ｉが、第１および第２作用部材７０１、７０２の、第１および第２押圧部７ｅ、７ｆによって押圧される。

ブッシュ２ｄは、連結軸部材本体２ｃに、基端側から嵌められ、その連結軸部材本体２ｃに、止め輪２ｅにより取り付けられる。このブッシュ２ｄは、連結軸部材本体２ｃの先端側ほど小径となるテーパ面２ｊを備えており、このテーパ面２ｊが、後述する縦孔５ｇのテーパ面５ｈに当接する。

本体５は、柱状部５ｄと、その柱状部５ｄから側方へ突出する取付部５ｅとを備える。そして、柱状部５ｄには、その柱状部５ｄを貫通する案内孔としての横孔５ｆと、柱状部５ｄの上面から横孔５ｆに通じる縦孔５ｇとがあけられている。ここで、横孔５ｆは、円形形状をしている。縦孔５ｇは、円形形状をし、その口元部分は、奥方ほど小径となるテーパ面５ｈとなっている。そして、柱状部５ｄ（本体５）の上面は、被固定物本体２ａ（被固定物２）を受ける受面５ｉとなっている。

また、取付部５ｅには、取付孔５ｊが設けられている。そこで、この本体５、ひいてはクランプ装置３は、取付孔５ｊに挿入されて取付支持体としてのベースプレート１のねじ孔（図示せず）にねじ込まれるボルト等の固着部材（図示せず）を用いて、そのベースプレート１に着脱可能に取付け固定される。

操作軸部材６は、その軸方向６ｂに並ぶ第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとを有し、本体５の横孔５ｆに挿入配置される。また、操作軸部材６には、計測通信モジュール９が取り付けられる側から孔６ｇがあけられ、その孔６ｇの奥に、ひずみゲージ８が埋設されている。そして、ひずみゲージ８のリード線８ａは、孔６ｇを通って操作軸部材６の外に導かれる。また、操作軸部材６には、前記孔６ｇの口元部分に、雌ねじを備えた取付孔６ｈがあけられている。そして、操作軸部材６の、取付孔６ｈとは反対側に、回動操作部６ａが設けられる。なお、この第二の実施の形態においては、第一の実施の形態とは異なり、規制体１２は、設けられない。

第１作用部材７０１は、円筒状に形成され、その内面に第１雌ねじ部７ｃを有している。同様に、第２作用部材７０２は、円筒状に形成され、その内面に第２雌ねじ部７ｄを有している。そして、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とは、本体５の横孔５ｆに挿入配置され、操作軸部材６の軸方向６ｂとなる横孔５ｆの延びる方向に案内される。ここで、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２には、係合溝７ｐが設けられ、その係合溝７ｐに、本体５にビス５ｋで止められた回り止め部材５ｍが係合することで、これら第１作用部材７０１と第２作用部材７０２とは、回り止めされ、横孔５ｆの延びる方向にのみ案内される。そして、第１作用部材７０１と第２作用部材７０２には、その上側に、互いに他方に向かって突出する第１口金７ｉと第２口金７ｊが設けられている。そして、これら口金７ｉ、７ｊにおける、下面が、前記押圧部７ｅ、７ｆとなる。そして、この押圧部、つまり第１および第２押圧部７ｅ、７ｆは、前述の被押圧部２ｉに対応するように、傾斜して形成される。そこで、これら第１および第２押圧部７ｅ、７ｆが、連結軸部材２ｂにおける被押圧部２ｉを押圧すると、連結軸部材２ｂは、縦孔５ｇの奥（つまり、本体５の内側）へ引き込まれる。

この第二の実施の形態における作用効果は、第一の実施の形態と、同様であるが、被固定物２は、連結軸部材２ｂを備えている。そこで、連結軸部材２ｂにおける被押圧部２ｉを、第１および第２作用部材７０１、７０２の押圧部７ｅ、７ｆが押圧すると、連結軸部材２ｂが、本体５の内側に引き込まれて、被固定物２（詳しくは、被固定物本体２ａ）が、本体５（詳しくは、受面５ｉ）を圧し、これによって、被固定物２は、固定（クランプ）される。

図８～図９は、本発明の第三の実施の形態を示す。以下に、第一の実施の形態と同様の部分には、同一の符号を付して、異なる部分を主に説明する。

ねじ機構として、操作軸部材６は、外周面に雄ねじ部６ｃを有するとともに、本体５は、その雄ねじ部６ｃに螺合する雌ねじ部５ｎを有する。そこで、これら雄ねじ部６ｃと雌ねじ部５ｎとの螺合により、操作軸部材６の回動に伴って、その操作軸部材６がその軸方向６ｂに移動するとともに、その操作軸部材６に係合する作用部材７が、操作軸部材６の軸方向６ｂに移動する。こうして、作用部材７は、操作軸部材６の回動に連動してその操作軸部材６の軸方向６ｂに移動する。そして、その移動により、作用部材７における押圧部７ａが、被固定物２を押圧する。

詳細には、本体５は、円柱状に形成され、その一方の端面となる上面からは、下方に向かって、案内孔となる縦孔５ｐがあけられ、さらに、その縦孔５ｐの底面５ｑからは、下方に向かって、前記雌ねじ部５ｎを備えたねじ孔５ｒがあけられている。

また、本体５には、その他方の端面となる下面に、雄ねじ５ｓが突出して形成されている。そこで、この本体５、ひいてはクランプ装置３は、この雄ねじ５ｓが、取付支持体としてのベースプレート１のねじ孔（図示せず）にねじ込まれることで、そのベースプレート１に着脱可能に取付け固定される。

操作軸部材６は、前記雄ねじ部６ｃを有する操作軸部材本体６ｉと、その操作軸部材本体６ｉの一端側（図示実施の形態においては、上端側）の頭部６ｊとを備える。そこで、頭部６ｊは、操作軸部材本体６ｉよりも大径であって六角柱状に形成されている。そして、この頭部６ｊの六角柱の外周面が、本体５から露出してこの操作軸部材６をその軸心回りに回動するための回動操作部６ａとなり、この回動操作部６ａを、スパナ等の工具を用いて回動することで、操作軸部材６を回動操作することができる。

また、操作軸部材６は、頭部６ｊ側から孔６ｇがあけられ、その孔６ｇの奥に、ひずみゲージ８が埋設されている。そして、ひずみゲージ８のリード線８ａは、その孔６ｇを通って操作軸部材６の外に導かれる。また、操作軸部材６には、前記孔６ｇの口元部分に、雌ねじを備えた取付孔６ｈがあけられている。そこで、この取付孔６ｈに、計測通信モジュール９を備えた計測通信ユニット１０が取り付けられ、計測通信モジュール９は、操作軸部材６の先端部に取り付けられる（図示実施の形態においては、着脱可能に取り付けられる）。

作用部材７は、柱状に形成された作用部材本体７ｑと、その作用部材本体７ｑの上端部から側方に突出する口金７ｒとが、一体に形成される。ここで、作用部材本体７ｑには、その軸方向に貫通する通孔７ｓがあけられ、その通孔７ｓの下部側は、大径に形成された大径孔７ｔとなっている。そこで、作用部材本体７ｑは、本体５の縦孔５ｐに挿入配置され、操作軸部材６の軸方向６ｂとなる縦孔５ｐの延びる方向に案内される。そして、作用部材本体７ｑの通孔７ｓを、操作軸部材本体６ｉが貫通し、その操作軸部材本体６ｉの雄ねじ部６ｃが、本体５の雌ねじ部５ｎに螺合する。また、作用部材本体７ｑの大径孔７ｔには、付勢部材としてのコイルスプリング１３が挿入され、このコイルスプリング１３によって、作用部材本体７ｑ（作用部材７）は、上方に付勢される。そして、作用部材本体７ｑの上面には、係合面７ｕが設けられ、その係合面７ｕが、操作軸部材６の被係合面６ｋ（図示実施の形態においては、頭部６ｊの裏面）に当接する（係合する）ことで、作用部材７は、操作軸部材６に係合する。

口金７ｒは、細長の板状に形成され、その下面は、ベースプレート１上の被固定物２を押圧する押圧部７ａとなる。

この第三の実施の形態における作用効果は、第一の実施の形態と、同様であるが、操作軸部材６を、雌ねじ部５ｎへねじ込む側に回動操作すると、操作軸部材６は、その操作軸部材６の軸方向６ｂの一方である下方に移動する。そして、その移動により、操作軸部材６に係合する作用部材７が、操作軸部材６の軸方向６ｂの一方である下方に移動する。そこで、作用部材７の押圧部７ａが、被固定物２を押圧し、これによって、被固定物２は、固定（クランプ）される。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、被固定物２は、ワーク以外に、冶具、取付具あるいは金型等であっても構わない。

また、取付支持体は、ベースプレート１以外の取付補助ベースとかブロック、あるいは工作機のマシンテーブルとかマシニングセンターのパレットなどであっても構わない。

また、ひずみゲージ８は、操作軸部材６の内部に埋設されなくても、操作軸部材６の外周面に貼り付けられて、リード線８ａが、操作軸部材６の内部を通ってその操作軸部材６の先端部に導かれてもよい。

また、計測通信モジュール９は、操作軸部材６の先端部に着脱可能に取り付けられているが、取外し不能に取り付けられてもよい。すなわち、第１および第２コネクタ８ｂ、９ｃ等の接続部品を介することなく、ひずみゲージ８と計測通信モジュール９とが、リード線８ａによって直接接続されても構わない。

また、第一の実施の形態において、操作軸部材６は、第１雄ねじ部６ｄと第２雄ねじ部６ｅとを有し、作用部材７として、第１雌ねじ部７ｃを有する第１作用部材７０１と、第２雌ねじ部７ｄを有する第２作用部材７０２が設けられるが、例えば、第２雄ねじ部６ｅや第２雌ねじ部７ｄを設けることなく、第２作用部材７０２が、本体５に固定されたり、本体５と一体に設けられて、第１作用部材７０１のみが、操作軸部材６の回動に連動してその操作軸部材６の軸方向６ｂに移動してもよい。

また、第一および第二の実施の形態において、回動操作部６ａは、六角孔からなるが、四角孔等であってもよく、また、孔に限ることなく、操作軸部材６の外周面に形成されるものでもよい。また、第三の実施の形態において、回動操作部６ａは、六角柱の外周面からなるが、四角柱の外周面等であってもよく、また、円柱等の外周面にあけた孔であってもよい。

また、第二の実施の形態において、第１および第２作用部材７０１、７０２の押圧部７ｅ、７ｆは、傾斜面からなり、連結軸部材２ｂの被押圧部２ｉもまた、傾斜面からなるが、これら押圧部７ｅ、７ｆと被押圧部２ｉとのいずれか一方は、他方の傾斜面に接する角部とかアール面とかからなってもよい。

また、第二の実施の形態において、連結軸部材２ｂは、被固定物本体２ａに固定されるが、固定されることなく、下方への抜けが阻止されるように、例えば、上端側に抜止め用の鍔部あるいは頭部を有して、被固定物本体２ａに設けた上下に貫通する孔に挿入されてもよい。

また、第一および第二の実施の形態においては、クランプ装置３は、雄ねじ部６ｃ（詳しくは、第１雄ねじ部６ｄ、第２雄ねじ部６ｅ）と雌ねじ部７ｂ（詳しくは、第１雌ねじ部７ｃ、第２雌ねじ部７ｄ）とからなるねじ機構を備えて、そのねじ機構により、作用部材７は、操作軸部材６の回動に連動してその操作軸部材６の軸方向６ｂに移動するが、ねじ機構に換えて、カム機構等を用いることで、ねじ機構と同様の動作をするようにしても構わない。

同様に、第三の実施の形態においては、クランプ装置３は、雄ねじ部６ｃと雌ねじ部５ｎとからなるねじ機構を備えて、そのねじ機構により、作用部材７は、操作軸部材６の回動に連動してその操作軸部材６の軸方向６ｂに移動するが、ねじ機構に換えて、カム機構等を用いることで、ねじ機構と同様の動作をするようにしても構わない。

２ 被固定物
２ａ 被固定物本体
２ｂ 連結軸部材
３ クランプ装置
４ クランプシステム
５ 本体
５ｎ雌ねじ部
６ 操作軸部材
６ａ 回動操作部
６ｂ 軸方向
６ｃ 雄ねじ部
６ｄ 第１雄ねじ部
６ｅ 第２雄ねじ部
７ 作用部材
７０１ 第１作用部材
７０２ 第２作用部材
７ａ 押圧部
７ｂ 雌ねじ部
７ｃ 第１雌ねじ部
７ｄ 第２雌ねじ部
７ｅ 第１押圧部
７ｆ 第２押圧部
８ ひずみゲージ
８ａ リード線
８ｂ 第１コネクタ
９ 計測通信モジュール
９ａ 計測部
９ｂ 計測側の無線通信部
９ｃ 第２コネクタ
９ｆ リード線
１０ａ 基体
１０ｂ 蓋体
１０ｃ 通孔
１１ 表示装置
１１ａ 表示側の無線通信部
１１ｂ 算出部
１１ｃ 表示部

Claims (9)

1. 被固定物を固定するためのクランプ装置であって、
   本体と、その本体に収容されて回動操作される操作軸部材と、作用部材と、ひずみゲージと、計測通信モジュールとを備え、
   前記操作軸部材は、この操作軸部材をその軸心回りに回動するための回動操作部を有し、
   前記作用部材は、前記操作軸部材の回動に連動してその操作軸部材の軸方向に移動でき、その移動により前記被固定物を押圧する押圧部を有し、
   前記押圧部が前記被固定物を押圧する際の、前記操作軸部材に生じるひずみを計測するよう、その操作軸部材に、前記ひずみゲージが取り付けられ、また、
   前記ひずみゲージには、リード線が設けられており、そのリード線が、前記操作軸部材の内部を通ってその操作軸部材の先端部に導かれて、前記計測通信モジュールに接続され、
   前記計測通信モジュールは、前記ひずみゲージのひずみを計測する計測部と、その計測部によって得られたデータを送信する計測側の無線通信部とを備えて、前記操作軸部材の先端部に取り付けられている、クランプ装置。
2. 前記操作軸部材は、外周面に雄ねじ部を有するとともに、前記作用部材は、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有して、それら雄ねじ部と雌ねじ部との螺合により、前記操作軸部材の回動に伴って、前記作用部材が前記軸方向に移動する、請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記操作軸部材は、前記雄ねじ部として、前記操作軸部材の軸方向に並ぶ第１雄ねじ部と第２雄ねじ部とを有し、
   前記作用部材として、第１作用部材と第２作用部材とが設けられて、前記第１作用部材が、前記第１雄ねじ部に螺合する前記雌ねじ部としての第１雌ねじ部を有し、前記第２作用部材が、前記第２雄ねじ部に螺合する前記雌ねじ部としての第２雌ねじ部を有し、前記第２雄ねじ部および前記第２雌ねじ部が、前記第１雄ねじ部および前記第１雌ねじ部と、逆ねじの関係にあり、
   前記第１作用部材は、前記押圧部としての第１押圧部を有し、前記第２作用部材は、前記押圧部としての第２押圧部を有し、
   前記第１作用部材と前記第２作用部材とは、前記操作軸部材の回動に連動して互いに近接して、前記第１押圧部と前記第２押圧部とが、前記被固定物を両側から押圧し、
   前記ひずみゲージは、前記操作軸部材における、前記第１雄ねじ部と前記第２雄ねじ部との間にあって、その操作軸部材の内部に埋設されている、請求項２に記載のクランプ装置
4. 前記被固定物は、被固定物本体と、その被固定物本体に設けられた、前記操作軸部材とは直交する向きにある連結軸部材とを有し、
   前記第１押圧部と前記第２押圧部は、前記連結軸部材を前記本体の内側へ引き込むように、前記連結軸部材を両側から押圧する、請求項３に記載のクランプ装置。
5. 前記操作軸部材は、外周面に雄ねじ部を有するとともに、前記本体は、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有して、それら雄ねじ部と雌ねじ部との螺合により、前記操作軸部材の回動に伴って、その操作軸部材がその軸方向に移動するとともに、その操作軸部材に係合する前記作用部材が前記軸方向に移動する、請求項１に記載のクランプ装置。
6. 前記計測通信モジュールは、前記操作軸部材の先端部に着脱可能に取り付けられている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のクランプ装置。
7. 前記クランプ装置は、前記操作軸部材の先端部に取り付けられる基体と、その基体に着脱可能に取り付けられる蓋体とを備え、
   前記計測通信モジュールは、前記基体と前記蓋体との間に取出し可能に収容され、
   前記リード線の先端側は、前記基体に設けられた通孔を貫通し、そのリード線の先端には、第１コネクタが設けられ、
   前記計測通信モジュールには、前記第１コネクタが着脱可能に接続される第２コネクタが設けられている、請求項６に記載のクランプ装置。
8. 前記計測通信モジュールには、リード線が設けられ、そのリード線の先端に、前記第２コネクタが設けられている、請求項７に記載のクランプ装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のクランプ装置と、表示装置とを備えたクランプシステムであって、
   前記表示装置は、前記計測側の無線通信部からのデータを受信する表示側の無線通信部と、その受信したデータから、前記押圧部を通して前記被固定物に作用する荷重を算出する算出部と、その荷重の値を表示する表示部とを備える、クランプシステム。

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