説明

工具をクランプするための装置

本発明は、工具(3)をクランプするためのクランプ装置に関する。クランプ装置は、工具(3)を受け入れるための部分(1)と、被作動部材(13)と、工具(3)と接触するようになっている係合部材(4)と、を備えている。クランプ装置は、被作動部材と係合部材(4)との間に配置された動力伝達装置(13)をさらに備えている。被作動部材は、空気圧によって駆動されてもよいし、または電気的に駆動されてもよく、例えば、空気圧ジャッキ、電動モータ、圧電素子、または電磁石から構成されている。被作動部材は、流体圧によって駆動されてもよい。動力伝達装置(13)は、楔状部材から構成されてもよいし、またはレバーから構成されてもよい。クランプ装置は、自己制動されるようにすることが可能である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工具用クランプシステム、特に、プレスブレーキまたは折曲げ機において工具をクランプするためのクランプシステムに関する。
【0002】
プレスブレーキは、互いに平行であって互いに向かう方および互いから離れる方に移動可能になっている細長の下側ビームおよび上側ビームを有している。例えば、鋼板を曲げるための工具が、それぞれ、下側ビームおよび上側ビームにクランプされるようになっている。上側ビームの工具と下側ビームの工具との間に鋼板を配置し、上側ビームおよび下側ビームを互いに向かう方に移動させることによって、鋼板が、これらの工具内に押し込まれて変形し、これによって、工具の形状によって決まる曲げが行われることになる。
【0003】
先行技術では、このような工具のクランプは、とりわけ、クランプ板を用いる機械的なクランプによって、行われている。このようなクランプ板は、ボルトによって上側ビームまたは下側ビームに固定可能になっているプレートである。工具は、このクランプ板とビームとの間に配置され、その後、ボルトが締め付けられ、工具が固定されてクランプされるようになっている。クランプ板によるクランプは、単純な構成であるが、このクランプは、各ボルトを手で締め付けねばならないので、時間が掛かってしまう。
【0004】
他の頻繁に用いられているクランプ方法は、流体圧によって駆動される位置決めピンを用いる工具のクランプである。この位置決めピンは、クランプビーム内に配置されており、工具が配置されているクランプビーム溝内に突出するようになっている。クランプビームは、通常、プレスブレーキの上側ビームまたは下側ビームに取り付けられているか、または上側ビームまたは下側ビーム内に組み入れられている。上側ビームおよび/または下側ビームは、ここでは、他のビームに向かって変位可能になっている。流体圧ユニットが、位置決めピンの後方に配置されている。これは、流体圧シリンダーであってもよいが、より良好な解決策は、ベローズである。いったん工具がビーム内に配置されたなら、流体圧が印可され、その結果、位置決めピンが溝内に押し込まれ、これによって、工具をビーム内に固定してクランプすることになる。このようなクランプ構造では、かなりの流体圧が必要である。何故なら、工具は、位置決めピンを介して、流体圧によって直接クランプされるからである。従って、流体圧の十分な供給を可能にするために、このようなクランプシステム用の外部流体圧ユニットを設けることが、一般的になっている。流体圧駆動プレスの場合、クランプシステムを作動させる目的のために、このプレスの流体圧システム自体を利用することも当然考えることが可能であろう。しかし、これは、通常、非現実的である。何故なら、この流体圧システムは、極めて高圧で作動され、加圧中に圧力ピークが生じることが多いからである。
【0005】
位置決めピンは、溝内に突出することになるその端部に、面取り部をさらに備えていることがある。この面取り部は、工具の側面の(任意選択的に頂部が切り取られている)V字状の位置決め溝と協働作用するものである。位置決めピンがビームの溝内に押し込まれると、ピンの面取り部が位置決め溝内に押し込まれることになる。工具は、その傾斜した接触面が存在することで、位置決めピンにより固定されてクランプされると共に、上方に押されることになり、その結果、工具は、ビームの溝内に適切にクランプされ、かつ位置決めされることになる。
【0006】
挿入または解除中に、工具がクランプビームから脱落するのを防ぐために、工具が、安全留め具を備えていることがある。この安全留め具は、クランプビームの凹部内に係合するようになっている。この凹部は、通常、クランプビームの水平溝である。安全留め具は、工具をクランプビームの溝内に垂直方向に配置するために後退し、その後、再び拡張し、隆起部をクランプビームの水平溝内に突出させるべく、操作可能になっている。
【0007】
操作できない形式の安全留め具の場合、工具は、ビームの側部から水平方向に挿入されねばならない。これは、例えば、所謂、アメリカ式工具取付けの場合である。この場合、ビームは、T字状または逆L字状の断面の溝を有している。このT字状または逆L字状の溝は、前述の垂直溝および水平溝から構成されており、この溝内に、安全留め具が突出するようになっている、この例は、出願人による先の米国特許である特許文献1に示されている。
【0008】
前述したように、位置決めピンを流体圧によって駆動するのが一般的である。流体圧の利点は、大きな力を流体圧によって生じさせることができることである。さらに、流体圧クランプシステムは、機械の制御によって、簡単に制御可能である。しかし、クランプシステムを作動させる目的のために、独立した流体圧ユニットが必要になるという欠点がある。前述したように、流体圧駆動機械の場合、この機械の流体圧システムを拡張することによって、この機能を任意選択的にもたらすことができる。勿論、このような機能の組合せは、例えば、機械が電気的に駆動される場合には、不可能である。
【0009】
現在、外部流体圧ユニットを設けることなく、工具を十分にクランプし、かつ位置決めすることができるクランプシステムを提供することが望まれている。クランプシステムは、好ましくは、電気式である、しかし、位置決めピンを作動させるための電気アクチュエータの欠点は、その現在の形態では、余りにも大きな空間を占める点にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】米国特許第6,928,852号明細書
【発明の概要】
【0011】
本発明の目的は、前述の要求を満たすクランプシステムを提供することにある。
【0012】
工具をクランプビーム内にクランプするためのクランプ力を得るために、種々の選択肢がある。
【0013】
第1に、クランプ力は、電磁気力に基づいて得ることができる。ここでは、磁場は、クランプビーム内に配置されたコイルによって、生成されることになる。従って、工具の金属体は、この磁場によって吸引される。このようにして生じたクランプ力は、特に、生成される磁場に依存することになる。
【0014】
第2に、クランプ力は、圧電素子、電歪素子、または磁歪素子によって、得ることができる。このような素子を用いて、極めて大きなクランプ力を極めて小さなストロークで得ることができる。
【0015】
第3に、力を生じさせるために、記憶金属を用いることが可能である。記憶金属は、低温において第1の形状を呈し、高温において第2の形状を呈するように、条件付けすることができる。この一方の形状から他方の形状に移行するときに、大きな力を生じさせることができる。
【0016】
第4に、力を生じさせるさらに一般的な方法が、例えば、電動機によって、または空気圧または流体圧を用いることによって、可能である。これらによって生じる力は、大きな外部流体圧ユニットまたは空気圧ユニットを用いることなく、クランプ装置の制限内で用いられる比較的限られるものである。
【0017】
ここで、本発明の目的は、前述した機構の1つを用いて、工具を効率的にクランプし、かつ位置決めすることができるクランプ装置を提供することにある。この目的は、工具をクランプするためのクランプ装置であって、工具を受け入れる部分と、被作動部材と、工具に接触することになる係合部材と、被作動部材と係合部材との間に配置されている動力伝達装置とを備えている、クランプ装置によって、達成されることになる。動力伝達装置を用いることによって、力を生じるのに必要なストロークを大きくすることにで、制限された力が、より大きなクランプ力に変換され、または大きな力を伴う制限されたストロークが、より小さな力を伴う大きなストロークに変換されることになる。
【0018】
本発明によるクランプ装置の好ましい実施形態では、被作動部材は、空気圧によって駆動されるようになっている。従って、作業場にすでに存在していることが多い圧縮空気システムを用いることができる。加えて、空気圧駆動は、液体が存在しないので、比較的クリーンである。
【0019】
一方、流体圧によって駆動される被作動部材を考えることも可能である。動力伝達装置の存在によって、プレスブレーキ自体から任意選択的に動力を得ることができる小さな流体圧駆動装置で十分なものとすることができる。
【0020】
いずれの場合にも、被作動部材は、シリンダー/ピストンの組合せを備えることが可能である。
【0021】
本発明によるクランプ装置の代替的な実施形態では、被作動部材は、電気的に駆動されるようになっている。電気駆動装置は、小型であり、クランプ装置内に容易に収容可能である。ここでは、被作動部材は、例えば、電動機または圧電素子を備えることが可能である。
【0022】
動力伝達装置は、好ましくは、最初、係合部材を工具の方に迅速に移動させ、次いで、工具の方により緩慢に移動させるように適合されている。従って、最初、係合部材が迅速に位置決めされ、その後、クランプ力の印加がより段階的に増大されるようにすることができる。
【0023】
クランプ装置は、好ましくは、自己制動(self-braking)するようになっている。すなわち、いったんクランプされると、工具は、実質的にどのような力も加えることなく、適所に保持されることが可能である。これによって、クランプ装置のエネルギー消費が制限されることになる。
【0024】
動力伝達装置が少なくとも1つの楔状部材を備えている場合、構造的に簡単、小型、かつ頑丈なクランプ装置が得られることになる。
【0025】
力を最適に生じさせるために、係合部材は、工具から離れている静止位置と工具を係合するクランプ位置との間で第1の方向に変位可能であり、被作動部材は、第1の方向に対してある角度をなしている第2の方向に変位可能であることが、推奨される。
【0026】
ここでは、楔状部材の変位の方向は、好ましくは、係合部材の変位の方向を実質的に横切っている。従って、大きな伝達比を達成することができる。
【0027】
本発明によるクランプ装置の構造的に簡単な実施形態では、楔状部材および係合部材は、協働作用する接触面を有しており、これらの接触面の少なくとも1つは、少なくとも部分的に真っ直ぐに拡がった部分を有している。
【0028】
一方、楔状部材および係合部材は、協働作用する接触面を有しており、これらの接触面の少なくとも一方は、少なくとも部分的に湾曲して拡がった部分を有していてもよい。この場合、力の段階的な印加を達成することができる。具体的には、係合部材は、最初、比較的小さな力で比較的迅速に変位し、その後、わずかな変位しか伴わない大きな力が加えられることになる。この場合、楔状部材および係合部材の接触面は、これらの接触面の両方が所望の変位および力の印加に寄与するために、有利には、相補的な形状を有しているとよい。
【0029】
楔状部材および係合部材の接触面は、好ましくは、これらの接触面が自己制動するように、形成されているとよい。従って、クランプ装置に自己制動の形態を簡単にもたらすことができる。
【0030】
あるいは、接触面が種々の傾斜角度を有する多数の直線状セグメントを有している場合であっても、同じ効果を達成することができる。
【0031】
クランプ装置が楔状部材と係合部材との間に配置された少なくとも1つのタンブラー部材をさらに備えている場合は、変位と力の印加との他の組合せも可能になる。
【0032】
動力伝達装置が少なくとも1つのレバーを備えている場合、効果的なクランプ装置が得られることになる。これによって、所望の動力伝達比を簡単に設定することができる。
【0033】
少なくとも1つのレバーが膝継手の一部を構成しており、被作動部材が膝継手の中心部に作用する場合、特にストローク端において、高い動力伝達比を実現することができる。
【0034】
工具を最適にクランプするために、係合部材は、その移動方向に対してある角度をなしている第1の表面を有しており、該第1の表面が、クランプ方向に対してある角度をなしている工具の第2の表面と協働作用するようになっていることが、推奨される。「クランプ方向(clamping direction)」という用語は、本明細書では、クランプ装置の配置面に対して、工具が位置決めされ、かつクランプされる方向を意味していると理解されたい。従って、工具は、係合部材によって、受入れ部内に望ましく押し込まれることが可能である。
【0035】
係合部材の第1の表面は、好ましくは、工具の第2の表面の傾斜角度以外の傾斜角度を有しており、これによって、工具は、クランプ装置内に付勢されることが可能となる。
【0036】
ここでは、係合部材の第1の表面の角度および工具の第2の表面の角度は、有利には、これらの表面が自己制動するように、選択されている。
【0037】
クランプ装置が解除されるとき、工具がクランプビームから脱落するのを防ぐために、工具は、好ましくは、少なくとも1つの安全留め具を有しており、クランプ装置は、安全留め具を受け入れるための少なくとも1つの凹部を有している。
【0038】
本発明は、下側ビームおよび上側ビームを従来通りに備えているプレス、特に、プレスブレーキであって、ビームの少なくとも一方が、他方のビームに向かう方および他方のビームから離れる方に変位可能であり、前述したクランプ装置が、ビームの少なくとも1つの上に配置されているかまたは内部に組み込まれている、プレス、特に、プレスブレーキにさらに関連している。
【0039】
以下、添付の図面を参照して、多くの実施形態に基づき、本発明をさらに説明する。図面において、対応する構成要素は、同じ参照番号によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】工具の一部が受け入れられている本発明の第1の実施形態によるクランプ装置を示す、クランプビームの上部の略断面図である。
【図2】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図3】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図4】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図5】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図6】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図7】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図8】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図9】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図10】本発明によるクランプ装置の他の実施形態の図1に対応する断面図である。
【図11】工具がクランプされている状態にあるクランプ装置の好ましい実施形態を含む上側クランプビームの断面図である。
【図11A】図11の装置の係合部材および動力伝達装置の細部を拡大して示す断面図である。
【図12】解除位置にある同じクランプ装置を含む下側クランプビームの図11に対応する断面図である。
【図13A】工具がクランプされている状態を示す、クランプ装置の代替的な実施形態の図11に対応する断面図である。
【図13B】工具がクランプされていない状態を示す、クランプ装置の代替的な実施形態の図11に対応する断面図である。
【図14】能動的な磁気クランプ装置を含むクランプビームの略断面図である。
【図15】受動的な磁気クランプ装置が磁気工具と組み合わせて示されている、図14に対応する略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
図1は、力を増大させるための動力伝達装置の第1の選択的形態を示している。図1は、垂直方向受入れ空間2を内部に有するクランプビーム1を示している。工具3が、この受入れ空間2内に押し込まれている。位置決めピン4の形態にある係合部材が、受入れ空間2内にさらに突出している。この位置決めピン4は、面取り面5を備えている。工具3内には、位置決め溝がさらに形成されている。この位置決め溝は、工具3がクランプされる方向に対してある角度をなしている表面6を有している(表面5,6は、協働作用するように設計されているが、どのような考えられる実施形態、例えば、平面、凹面、凸面、波面などを有していてもよい)。ここで、位置決めピン4が、面取り面5と工具3内の位置決め溝の表面6との協働作用を介して、垂直方向受入れ空間2内に押し込まれると、位置決めピン4は、垂直方向受入れ空間2内において、工具3を上方に押し、同時に工具3をクランプすることになる。工具3は、上方に押されることによって、正確な位置に配置されることになる。
【0042】
位置決めピン4を作動させ、かつ十分な力を生じさせるために、ここではレバー7の形態にある動力伝達装置が、位置決めピン4の後方に設けられている。ここでは、レバー7の大部分が、ピボットシャフト11の上方に配置されている。このレバー7によって、比較的小さな力fが、位置決めピン4によって工具3を固定してクランプするための逆方向の極めて大きな力Fに変換されることになる。例えば、電磁石、電動機によって駆動されるスクリュースピンドル、空気圧シリンダー、などによって、比較的小さな力fを生じさせることができる。
【0043】
図2は、第2の動力伝達装置を示している。部品は、図1による実施形態に対応している。従って、対応する構成要素は、同じ参照番号によって示されている。
【0044】
ここでも位置決めピン4として具体化されている係合部材は、この実施形態では、膝機構の形態にある動力伝達装置によって作動されるようになっている。膝機構は、スライドブロック8、第1のロッド9、および第2のロッド10から構成されている。スライドブロック8は、位置決めピン4と向き合って配置されている。第1のロッド9は、その一端がスライドブロック8に旋回可能に接続されており、その他端がピボットシャフト11を介して第2のロッド10に旋回可能に接続されている。この第2のロッド10は、ピボットシャフト12を介して、クランプビーム1に旋回可能に取り付けられている。
【0045】
比較的小さな力fがピボット点(旋回点)11に加えられるか、またはモーメントMがピボット点12に加えられると、膝機構8,9,10が拡張し、位置決めピン4を受入れ空間2内に押し込むことになる。位置決めピン4が、受入れ空間2内に突出するその端位置に達し、これによって、膝機構8,9,10がその伸張位置に達すると、さらに一層大きな力Fが位置決めピン4に加えられることになる。
【0046】
図3は、第3の動力伝達装置を示している。対応する構成要素は、ここでも、同じ参照番号によって示されている。位置決めピン4を作動させるために、ここでは、垂直方向に変位可能な楔13の形態にある動力伝達装置が用いられている。楔13に加えられる垂直方向力fと位置決めピン4に加えられる水平方向力Fとの比率は、楔面14の傾斜の角度に依存している。この角度が小さくなると、ピン4の水平方向変位が小さくなり、ピン4に加えられる力が大きくなる。
【0047】
楔13の変位は、例えば、被駆動スクリュースピンドルによって生じさせることもできるが、好ましくは、空気圧シリンダーによって生じさせるとよい。
【0048】
図4は、図3の動力伝達装置の変更形態を示している。ここでも、楔15が設けられている。しかし、ここでは、楔面16が湾曲している。楔面16に湾曲をもたらすことによって、まず、楔15の均一な変位によって、比較的小さな力の印加でピン状係合部材4の比較的大きな変位をもたらすことができる。また、位置決めピン4のストロークの後段において、比較的大きな力が印加され、これによって、ピン4が、工具3内にクランプされ、その結果、工具3が、受入れ空間2内にクランプされることになる。
【0049】
図5は、楔17と、シャフト11を中心として旋回可能なタンブラー部18とから形成された動力伝達装置を示している。このタンブラー部18は、位置決めピン4と向き合った表面22を有している。協働作用する楔面19およびタンブラー面20の適切な設計によって、動力伝達装置の所望の特性、すなわち、楔17および位置決めピン4の変位と、その変位に関連付けられた楔17に加えられる力fと、タンブラー部18によって位置決めピン4に加えられる力Fと、の間の所望の特性を得ることができる。
【0050】
図6は、電動機によって回転駆動されるカム21を用いる動力伝達装置を示している。このカム21は、位置決めピン4と向き合って配置されており、位置決めピン4は、カム21の回転によって、受入れ空間2内に押し込まれるようになっている。カム21の表面の適切な設計によって、ここでも、回転運動の第1の段階では、位置決めピン4は、小さな力で比較的迅速に受入れ空間2内に送られ、回転運動の後段においてのみ、表面5,6の協働作用を介して、工具3を固定してクランプすることを目的として、力Fが加えられることを確実なものとすることができる。
【0051】
図7は、前述の実施形態と対照的に、面取り部5を有する水平方向に変位可能な位置決めピン4の形態にある係合部材が使用されていないクランプ装置を示している。代わって、係合部材および動力伝達装置は、一体化されて、変位可能な充填部30をなしている。この充填部30は、工具3の位置決め溝内に押し込まれるようになっている。位置決め溝は、クランプ方向に対してある角度をなしている表面6を有している。
【0052】
工具3は、最初、受入れ空間2内に完全には位置決めされていないので、充填部30の下面31は、好ましくは、位置決め溝の表面6の傾斜(典型的には、約45°)よりも小さな角度を有している。これによって、充填部30の摺動中に、工具3は、持ち上げられることになる。充填部30のエッジ32は、任意選択的に、面取りされているか、または丸められているとよい。ここでは、充填部30のこのエッジ32が、位置決め溝の傾斜面6に沿って摺動することになる。
【0053】
表面6を有する位置決め溝内に充填部30が押し込まれ、これによって、工具3がクランプビーム1の受入れ空間2内に位置決めされた時点で、圧力素子33を用いて、所望のクランプ力を生じさせることができる。充填部30が受入れ空間2の溝内に摺動した後、工具3は、すでにこの溝の壁と対向して配置されているので、圧力素子33は、大きなストロークで変位する必要がない。このような場合、圧力素子33の適切な選択枝として、圧電素子が挙げられる。何故なら、このような圧電素子は、比較的小さな変形で大きな力を生じさせることができるからである。
【0054】
前述したように別体の動力伝達装置が存在していないクランプ装置のこの実施形態では、位置決め溝内への充填部30の変位は、事実上、工具3をクランプするための充填部30の押圧とは別に行われている。
【0055】
図8は、図7によるクランプ装置の変更形態を示している。クランプビーム1内の圧力素子33に代わって、この実施形態では、圧力素子36が、充填部34自体の内部に配置されている。ここでは、充填部34は、充填部34の端部を2つの部分に分割する長孔35を備えている。この長孔35内に、圧力素子36が配置されている。圧力素子36は、充填部34の2つの部分を押し分け、その結果、充填部34が位置決め溝内に配置された後、傾斜面6に対して所望のクランプ力をもたらすことになる。
【0056】
図7および図8の実施形態に基づいて、圧力素子33,36によって生じたクランプ力は、水平方向係合部材の場合におけるほど大きくする必要がないという見解が得られたことになる。工具3の位置決め溝の傾斜面6と協働作用する面取り面5を備えている水平方向位置決めピン4の場合、力が工具3に加えられたとき、位置決めピン4は、クランプビーム1内に再び押し戻されることになる。例えば、工具3が垂直方向に引っ張られたとき、この力は、工具3を受入れ空間2内において持ち上げて位置決めするための受入れ空間2内への位置決めピン4の押込みに対して、逆作用を及ぼすことになる。充填部30,34の挿入角度が工具3の位置決め溝の傾斜面6の傾斜角度に近くなるほど、この逆作用は、小さくなる。これらの角度が互いに等しいとき、工具3とクランプビーム1との間に形状適合接続が得られることになる。
【0057】
しかし、図示されている実施形態では、充填部30,34の挿入角度を位置決め溝の表面6の傾斜角度と等しくすることができない。何故なら、工具3は、クランプビーム1の受入れ空間2内に、挿入されるやいなや、完全に位置決めされるようになっていないからである。他の実施形態では、磁石によって、工具3を受入れ空間2内に引っ張り、かつ位置決めすることができる(図14)。このような場合、工具3を形状適合係止するように最適に作用する充填部の挿入角度は、位置決め溝の表面6の傾斜角度と等しくなるように設定されているとよい。
【0058】
図9および図10は、前述の見解を考慮しているクランプ装置を示している。この装置では、係合部材として機能する充填部40がここでも設けられている。この充填部40は、クランプビーム1内における表面41の上に延在している。この表面41は、位置決め溝の表面6の角度αと異なる角度βを有している。角度αと角度βとの間のこの差によって、充填部40のエッジ42が工具3の任意の開始位置における位置決め溝の表面6に対して押圧されることが確実になる。従って、表面6を有する位置決め溝内において充填部40を変位させることによって、工具3が、クランプビーム1の受入れ空間2内において静止して位置決めされることが確実になる。図面では、充填部40が角度βを有する平面に沿って案内されているが、この表面41に湾曲をもたらすことも可能であり、これによって、位置決め溝内への挿入中に、充填部40の異なる運動を得ることもできる。
【0059】
充填部40の変位は、この実施形態では、垂直方向に変位可能な楔44の形態にある動力伝達装置によって行われるようになっている。楔44は、その楔面14が充填部40の面取り端面43に係合している。楔面14の角度と角度α,βとの間の適切な比率によって、電動機または空気圧ジャッキのような力生成器が楔44に加える比較的小さな力fが、工具3へのより大きなクランプ力に変換されることになる。
【0060】
図10は、工具3がクランプビーム1の受入れ空間2内に完全に位置決めされている位置を示している。係合部材または充填部40は、ここでは、位置決め溝内に押し込まれており、充填部40の点42が、ここでは、位置決め溝の表面6に押し付けられている。
【0061】
角度αおよび角度βが実質的に同じであるなら、図10において、工具の十分な形状適合係止が、付加的なクランプ力を必要とすることなく、得られることになるだろう、
【0062】
摩擦力が存在する結果として、αとβとの間の差が小さくても、形状適合係止が可能である。その結果、充填部40は、事実上、自己制動されることになる。これは、選択されている材料、潤滑、および機械の振動に依存している。
【0063】
保証されるクランプを得るために、楔44の傾斜の角度の選択によって十分な摩擦をさらに生じさせ、これによって、形状適合係止を得ることも可能となる。一方、工具の係止を保証するために、小さな力fを継続して加えることもできる。
【0064】
図3に示されているクランプ原理に基づくクランプ装置1の好ましい実施形態(図11,12)では、被作動部材は、空気圧式である。この被作動部材は、クランプビーム1の部分49内に位置する空気圧シリンダー53と、空気圧シリンダー53内において往復運動可能なピストンまたはプランジャー50と、によって形成されている。ピストン50の下面は、動力伝達装置に接続されている。図示されている例では、ピストン50の下面は、動力伝達装置と一体に形成されている。この動力伝達装置は、異なる傾斜角の2つの楔面14A,14Bを備える垂直方向に変位可能な楔13によって形成されている。この実施形態では、係合部材4は、同じように、部分的に楔状に形作られており、2つの楔面45A,45Bを有している。この部分的に楔状の係合部材4は、クランプビーム1の(受入れ空間2も形成されている)他の部分48内に、水平方向に変位可能に受け入れられている。
【0065】
対の楔面14A,14B,45A,45Bは、ここでは、空気圧駆動される楔状動力伝達装置13の実質的に一定速度の垂直方向変位を楔状係合部材4の2つの異なる速度の水平方向変位に変換させるように、協働作用するようになっている。運動の第1の段階中、比較的急峻に傾斜している楔面14A,45Aが相互に係合すると、係合部材4は、比較的高速度で工具3の位置決め溝内に押し込まれることになる。運動の後段中、比較的緩慢に傾斜している楔面14B,45Bが相互に係合し、係合部材4が位置決め溝内に押し込まれる速度が、著しく小さくなる。しかし、ここでは、大きな力が加えられ、これによって、係合部材4の表面42を位置決め溝の表面6に押圧する。従って、工具3は、係合部材4の表面42と受入れ空間2の上面57および側面58との間にクランプされることになる。
【0066】
これらの楔面14B,45Bの傾斜の角度は、ここでは、相対的な摺動が自己制動され、形状適合接続が事実上生じるように、選択されている。従って、クランプ状態では、空気圧駆動ピストン50は、動力伝達装置13および係合部材4に力を全くまたは殆ど加える必要がなく、これによって、エネルギー消費が制限されることになる。クランプ装置の自己制動特性は、係合部材4の表面42内に設けられた、例えば、ブレーキに用いられる材料からなる剛性インサート46によって、さらに補強されている。
【0067】
インサート46は、追加的なクランプ力を生じさせることができる圧電素子の形態を取ることも可能である。係合部材4および工具3よりもいくらか軟質の材料、例えば、軟質金属または硬質プラスチックから作製されたインサート46を考えることも可能である。この場合、インサート46は、2つの互いに隣接する工具の位置の小さな差を補償し、これによって、均一なクランプを確実なものとするように機能することができる。
【0068】
図示されている実施形態では、工具3は、クランプビーム1の凹部52に係合する1つまたは複数の安全留め具51を備えていてもよい。各安全留め具51は、バネ圧によってその突出位置に付勢され、手動によって後退されるようになっていてもよいし、またはアクチュエータを作動させることによって、後退されるようになっていてもよい。
【0069】
工具3をクランプ装置1にクランプするために、この例では、圧縮空気が開口54を介してシリンダー53内に導入され、これによって、ピストン50および楔状動力伝達装置13が下方に押されることになる。クランプを解除するには、ピストン50および動力伝達装置13が、再び上方に移動されねばならない。クランプの自己制動特性または形状適合特性によって、解除力は、この目的のために、動力伝達装置13に直接加えられねばならない。このために、この実施形態では、圧縮空気がピストン50の下の開口56を介して、シリンダー53内に導入されるようになっている。その結果、ピストン50および楔状動力伝達装置13は上方に押され、これによって、工具3が受入れ空間2から外に引き下げられたとき、係合部材4が図面上右に移動することが可能となる。また、係合部材4の凸部61と係合するバネ(ここでは、図示せず)によって、係合部材4を右に移動させることを考えることもできる。また、工具3は、1つまたは複数の安全留め具51を後退させた後でのみ、取り外されるようになっていてもよい。シリンダー53に圧縮空気を送給するための開口54,56は、各々、クランプビーム1内の導管に接続されている。これらの導管は、接続具47,55によって、圧縮空気の源、例えば、殆どの作業場および工場に存在している管状空気圧導管に接続されている。
【0070】
あるいは、クランプ装置1のこの実施形態は、大きな構造的変更をもたらすことなく、流体圧を用いて具体化されてもよい。
【0071】
図12は、上側クランプビーム1内のクランプ装置と同様のクランプ装置が収容されている下側クランプビーム101を示している。最も著しい差は、工具の安全留め具を受け入れるための凹部が設けられていない点にある。その理由は、クランプ装置が取り外されるとき、工具がクランプビーム101から脱落するおそれが、ここでは存在しないからである。
【0072】
クランプ装置1の変更形態では、係合部材4が、クランプビーム内において摺動しないようになっており、ピボットアーム62を介してピボットシャフト63に接続されている(図13)。係合部材4の旋回運動は、摺動運動よりも簡単かつ正確に案内されることが可能である。
【0073】
図14は、磁気(電磁気)に基づくクランプ装置の第1の変更形態を示している。2つの電磁石59,60が、クランプビーム1内に配置されている。具体的には、1つの電磁石が受入れ空間2の上壁57内に配置されており、他の電磁石が受入れ空間2の側壁58内に配置されている。これらの磁石を作動させることによって、工具3を受入れ空間2内に引き込み、受入れ空間2内の適所に保持するようになっている。
【0074】
磁気クランプ装置の代替的な実施形態では、磁石59,60は、クランプビーム1内ではなく、工具3内に配置されている(図15)。これらの磁石59,60の配置によって、工具3は、ここでも、受入れ空間2の上壁57および側壁58の1つに対して引き付けられるようになっている。受入れ空間2の壁内の電気接点を介して作動される電磁石の使用を考えることができるが、永久磁石を利用することも可能である。
【0075】
あるいは、工具3がクランプビーム1の外側の磁石として機能することを防ぐために、工具3内における磁石59,60を適切に絶縁することが、推奨される。
【0076】
磁気吸引によってクランプ力を生成するのに代わって、この力は、互いに反発する同一磁極によって生成されてもよい。図7に示されているのと同様のクランプ装置がこのように用いられてもよい。具体的には、適切な磁極の磁石33によって、充填部30を工具3の位置決め溝の表面6に対して押圧することが可能である。
【0077】
磁気(電磁気)に基づくクランプ装置の実施形態では、動力伝達装置の使用を省くこともできる。
【0078】
このように、本発明は、比較的クリーンな小型の力生成装置、例えば、空気圧ジャッキまたは電動機を用いて、工具をプレスブレーキのクランプビーム内に固定して保持するための大きな力を、信頼のできる方法によって生成させることが可能である。従って、大きな外部流体圧ユニットの使用を省くことができる。クランプ装置の駆動が流体圧手段によって行われるときでも、動力伝達装置を利用することによって、比較的少量の流体圧流体および比較的低圧力で十分なものとすることができ、この目的のために、プレスブレーキの流体圧システムを用いることができる。
【0079】
本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明が、この実施形態に制限されず、種々の方法によって変更されてもよいことは、明らかである。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具をクランプするためのクランプ装置であって、前記工具を受け入れる部分および被作動部材を備えている、クランプ装置において、前記工具に接触するようになっている係合部材と、前記被作動部材と前記係合部材との間に配置された動力伝達装置と、を備えていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項2】
前記被作動部材は、空気圧によって駆動されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載のクランプ装置。
【請求項3】
前記被作動部材は、流体圧によって駆動されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載のクランプ装置。
【請求項4】
前記被作動部材は、シリンダー/ピストンの組合せを備えていることを特徴とする、請求項2または3に記載のクランプ装置。
【請求項5】
前記被作動部材は、電気的に駆動されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載のクランプ装置。
【請求項6】
前記被作動部材は、電動機を備えていることを特徴とする、請求項5に記載のクランプ装置。
【請求項7】
前記被作動部材は、圧電素子を備えていることを特徴とする、請求項5に記載のクランプ装置。
【請求項8】
前記係合部材および前記動力伝達装置は、一体に形成されていることを特徴とする、請求項7に記載のクランプ装置。
【請求項9】
前記被作動部材は、電磁石を備えていることを特徴とする、請求項5または請求項1の前文に記載のクランプ装置。
【請求項10】
前記動力伝達装置は、前記係合部材を、最初、前記工具の方に比較的迅速に移動させ、前記工具の方により緩慢に移動させるようになっていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項11】
前記クランプ装置は、自己制動されるようになっていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項12】
前記動力伝達装置は、少なくとも1つの楔状部材を備えていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項13】
前記係合部材は、前記工具から離れている静止位置と前記工具に係合するクランプ位置との間で第1の方向に変位可能であり、前記被作動部材は、前記第1の方向に対してある角度をなしている第2の方向に変位可能であることを特徴とする、請求項12に記載のクランプ装置。
【請求項14】
前記楔状部材の変位方向は、前記係合部材の前記変位方向を実質的に横切っていることを特徴とする、請求項13に記載のクランプ装置。
【請求項15】
前記楔状部材および前記係合部材は、協働作用する接触面を有しており、前記接触面の少なくとも1つは、少なくとも部分的に真っ直ぐに拡がった部分を有していることを特徴とする、請求項12〜14のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項16】
前記楔状部材および前記係合部材は、協働作用する接触面を有しており、前記接触面の少なくとも1つは、少なくとも部分的に湾曲して拡がった部分を有していることを特徴とする、請求項12〜14のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項17】
前記楔状部材および前記係合部材の前記接触面は、相補的な形状を取っていることを特徴とする、請求項15または16に記載のクランプ装置。
【請求項18】
前記楔状部材および前記係合部材の前記接触面は、自己制動するように形成されていることを特徴とする、請求項11、15または16のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項19】
前記楔状部材と前記係合部材との間に配置された少なくとも1つのタンブラー部材を備えていることを特徴とする、請求項12〜18のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項20】
前記被作動部材と前記動力伝達装置とは、一体に形成されていることを特徴とする、請求項12〜19のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項21】
前記動力伝達装置は、少なくとも1つのレバーを備えていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項22】
前記少なくとも1つのレバーは、膝継手の一部をなし、前記被作動部材は、前記膝継手の中心部分に作用するようになっていることを特徴とする、請求項21に記載のクランプ装置。
【請求項23】
前記係合部材は、その移動の方向に対してある角度をなしている第1の表面を有しており、前記第1の表面は、前記クランプ方向に対してある角度をなしている前記工具の第2の表面と協働作用するようになっていることを特徴とする、請求項1〜22のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項24】
前記係合部材の前記第1の表面は、前記工具の前記第2の表面の傾斜角度以外の傾斜角度を有していることを特徴とする、請求項23に記載のクランプ装置。
【請求項25】
前記係合部材の前記第1の表面の前記角度および前記工具の前記第2の表面の前記角度は、これらの表面が自己制動すべく、選択されるようになっていることを特徴とする、請求項23または24に記載のクランプ装置。
【請求項26】
前記工具は、少なくとも1つの安全留め具を有しており、前記クランプ装置は、前記安全留め具を受け入れるための少なくとも1つの凹部を有していることを特徴とする、請求項1〜25のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項27】
プレス、特に、プレスブレーキにおいて、下側ビームおよび上側ビームであって、前記ビームの少なくとも一方が他方のビームに向かう方および他方のビームから離れる方に変位可能になっている、下側ビームおよび上側ビームと、前記ビームの少なくとも1つの上に配置されているかまたは内部に組み込まれている請求項1〜26のいずれかに記載のクランプ装置と、を備えていることを特徴とするプレス、特に、プレスブレーキ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図11A】
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【図12】
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【図13A】
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【図13B】
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【図14】
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【図15】
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【公表番号】特表2012−508115(P2012−508115A)
【公表日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−535527(P2011−535527)
【出願日】平成21年11月11日(2009.11.11)
【国際出願番号】PCT/NL2009/000216
【国際公開番号】WO2010/056110
【国際公開日】平成22年5月20日(2010.5.20)
【出願人】(504056462)ウィラ・ベスローテン・フェンノートシャップ (6)
【氏名又は名称原語表記】WILA B.V.
【Fターム(参考)】