JP6831559B2 - クランプシステム - Google Patents

Description

本発明は、機械加工に供するワーク等を磁力式固定手段でクランプするクランプシステムに関し、クランプされる下端部が平坦でないクランプ対象物もクランプ可能にしたクランプシステムに関する。

鋼製の盤部材に複数組の磁力式固定ユニットを組み込み、盤部材の上端面にクランプ対象物を固定する平坦な固定面を形成してなる種々の磁力式固定装置が広く実用に供されている。例えば、特許文献１に記載の磁力式固定装置においては、直方体状の鋼製ブロックの下部に複数の磁力式固定ユニットを組み込み、鋼製ブロックの上部にも複数の磁力式固定ユニットを組み込み、磁力式固定装置をベース部材上面に磁力により固定可能にすると共に、磁力式固定装置の上端の固定面に磁力によりクランプ対象物を吸着可能に構成している。

特許文献２に記載のクランプシステムにおいては、複数のブロック状の磁力式固定装置を設け、複数の磁力式固定装置にクランプ対象物の下面を吸着させると共に、クランプ対象物の左右の側面を複数の磁力式固定装置で受け止めて移動しないように規制している。

実用新案登録第３１６５２０３号公報 実用新案登録第３１７３０５８号公報

従来の磁力式固定装置では、磁力式固定装置の平坦な水平の固定面に、クランプ対象物の下端面を面接触させた状態でクランプするようになっていた。
しかし、クランプ対象物の中には、下端側に平坦面がなく、凹部や凸部、段差、リブ、突起、傾斜面、開口穴のうちの１つ又は複数のものが形成されている場合が少なくない。

従来の磁力式固定装置では、上記のように被吸着面が平面でないクランプ対象物を固定することが不可能であった。そのため、磁力式固定装置を適用可能なクランプ対象物が著しく制約され、磁力式固定装置を有効活用できない場合も少なくなかった。

本発明の目的は、クランプ対象物の２以上の高さ方向位置にあるクランプ対象部位を固定可能であって、必要に応じてクランプ力を強化可能なクランプシステムを提供することである。

請求項１のクランプシステムは、吸着状態と吸着解除状態とに切換え可能な磁力式固定手段を用いてクランプ対象物を固定するクランプシステムであって、水平基準面内に位置する固定面を上端に備えた１又は複数の磁力式固定手段と、前記固定面に吸着固定される複数の柱状支持体であって、クランプ対象物を１又は複数の磁力式固定手段に固定する複数の柱状支持体とを備え、前記磁力式固定手段は、前記固定面と反対側にも前記固定面と平行なベース側固定面であって、前記磁力式固定手段が設置されるベース部材を吸着可能なベース側固定面を有することを特徴としている。

上記の構成によれば、１又は複数の磁力式固定装置の前記固定面に複数の柱状支持体を吸着固定し、これら柱状支持体によりクランプ対象物を１又は複数の磁力式固定装置に固
定することができる。クランプ対象物の複数のクランプ対象部位の高さ方向位置が一定でない場合にも、高さ寸法の異なる複数の柱状支持体を用いてクランプ対象物を固定することができる。
そして、前記磁力式固定手段をベース部材の上面に磁力にて固定することができるから、前記前記磁力式固定手段をベース部材に固定するために、ベース部材にボルト穴やＴ溝を形成する必要がない。また、前記磁力式固定手段を自由に移動させることができる。

請求項２のクランプシステムは、請求項１の発明において、前記複数の柱状支持体は、クランプ対象物の下端の複数のクランプ対象部位であって前記固定面から２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位を夫々固定するように設定され、各柱状支持体は前記クランプ対象部位を受け止める支持部を有し、各柱状支持体の下端から前記支持部までの高さ寸法は、対応する前記クランプ対象部位を支持可能な寸法に設定されることを特徴としている。

上記の構成によれば、２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位を、それらに夫々対応する複数の柱状支持体を用いて固定することができる。

請求項３のクランプシステムは、請求項２の発明において、前記柱状支持体は、前記固定面に吸着可能なベース部と、このベース部から上方へ立ち上がるロッド部と、このロッド部をクランプ対象部位に連結解除可能に連結する連結手段とを備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、前記柱状支持体がベース部と、ロッド部と、連結手段とからなる簡単な構成ものであるから、安価に製作可能である。

請求項４のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記連結手段は、前記ロッド部の上端に一体形成されたネジ軸部であって、前記クランプ対象部位のネジ穴に螺合されるネジ軸部からなることを特徴としている。
上記の構成によれば、前記連結手段が前記ロッド部の上端に一体形成されたネジ軸部であってクランプ対象部位のネジ穴に螺合されるネジ軸部からなるため、クランプ対象部位が上下方向に移動しないように固定することができる。

請求項５のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記連結手段は、前記ロッド部のネジ孔に螺合される固定ネジ軸部と、この固定ネジ軸部の上端に一体形成されたネジ軸部であって前記クランプ対象部位のネジ穴に螺合されるネジ軸部とを有することを特徴としている。上記の構成によれば、連結手段がロッド部とは別部材であるため、連結手段のみをサイズの異なる連結手段と交換することができる。また、ロッド部の上端の支持部の加工を容易に精度よく行うことができる。

請求項６のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記柱状支持体のロッド部は、同心状且つ直列状に配置される下部ロッド部および上部ロッド部と、前記下部ロッド部と前記上部ロッド部を軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、ネジ機構を介して柱状支持体の下端から前記支持部までの高さ寸法を調節できるため、柱状支持体の汎用性を高めることができる。

請求項７のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記連結手段は、前記ベース部とロッド部に貫通状に形成されたボルト孔と、前記ベース部側から前記ボルト孔に挿通され且つ前記ロッド部の上端外へ突出するネジ軸部を有するボルト部材とを有することを特徴としている。上記の構成によれば、ボルト部材を回動させることで、柱状支持体をクランプ対象部位に簡単に連結することができる。

請求項８のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記連結手段は、クランプ
対象物に形成されたボルト挿通孔に上方から挿通されて前記ロッド部に形成されたネジ穴に螺合されたボルト部材を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、クランプ対象物の上面側からボルト部材を回動させることで、柱状支持体をクランプ対象部位に簡単に連結することができる。

請求項９のクランプシステムは、請求項３の発明において、前記連結手段は、永久磁石又は電磁石からなることを特徴としている。
上記の構成によれば、クランプ対象物にネジ穴やボルト穴を形成できない場合にも、柱状支持体のロッド部を前記永久磁石又は電磁石を介してクランプ対象部位に連結することができるから、クランプシステムの汎用性と柱状支持体の汎用性を高めることができる。

請求項１０のクランプシステムは、請求項６の発明において、前記連結手段は、前記上部ロッド部と、この上部ロッド部の外周側に巻き付けたコイルとを含む電磁石からなることを特徴としている。
この構成によれば、小形の支持部に強力な吸着力を発生可能であるため、クランプ対象部位が狭い場合にも強力にクランプできる。

請求項１１のクランプシステムは、請求項１〜９の何れか１項の発明において、前記１つの磁力式固定手段の固定面に複数の連結支持体を設けたことを特徴としている。
上記の構成によれば、磁力式固定手段の数を最小限の数にすることができる。

本願の発明によれば、上記のような種々の効果が得られる。

本発明の実施例１に係るクランプシステムの正面図である。 磁力式固定装置の平面図である。 磁力式固定装置（ワーク吸着状態）の断面図である。 磁力式固定装置（ワーク吸着解除状態）の部分断面図である。 磁力式固定ユニットの分解斜視図である。 連結手段の第１変更例を示す要部断面図である。 連結手段の第２変更例を示す要部断面図である。 連結手段の第３変更例を示す要部断面図である。 連結手段の第４変更例を示す要部断面図である。 柱状支持体の第１変更例を示す要部断面図である。 柱状支持体の第２変更例を示す要部断面図である。 柱状支持体の第３変更例を示す正面図である。 柱状支持体の第４変更例を示す正面図である。 本発明の実施例２に係るクランプシステムの正面図である。

次に、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

次に、実施例１に係る本発明のクランプシステムについて図面に基づいて説明する。
このクランプシステム１は、吸着状態と吸着解除状態とに切換え可能な磁力式固定手段を用いてクランプ対象物（以下、ワークピースＷという）を固定するクランプシステムである。図１に示すように、このクランプシステム１は、基準水平面Ｈ内に位置する固定面２ａを上端に備えた複数の磁力式固定装置２と、固定面２ａに吸着固定される複数の柱状支持体３であって、ワークピースＷを複数の磁力式固定装置２に固定する複数の柱状支持体３とを備えている。尚、「磁力式固定装置」は磁力式固定手段に相当するものである。

複数の柱状支持体３は、ワークピースＷの下端の複数のクランプ対象部位４であって固定面２ａから２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位４を夫々固定するように設定され、各柱状支持体３はクランプ対象部位４を下方から受け止める支持部３ａを有し、各柱状支持体３の下端から支持部３ａまでの高さ寸法は、対応する前記クランプ対象部位４を支持可能な寸法に設定されている。即ち、前記支持部３ａでクランプ対象部位４を直接支持する場合は、各柱状支持体３の上記の高さ寸法は、固定面２ａから対応するクランプ対象部位４までの高さ寸法と等しい寸法に設定される。

次に、磁力式固定装置２について、図２〜図５に基づいて説明する。
前記磁力式固定装置２は、鋼製の直方体状の本体部材１０と、磁力式固定装置２の上端に形成された水平な固定面２ａと、この固定面２ａと反対側の下端に形成された水平なベース側固定面２ｂと、本体部材１０の上端側部分に組み込まれた４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂと、本体部材１０の下端側部分に組み込まれた４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂとを備えている。

上側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、平面視において２行２列のマトリックス状に接近状に配置されている。これら４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、同様の構造のものである。下側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、平面視において２行２列のマトリックス状に接近状に配置されている。これら４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、同様の構造のものである。

上側の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂについて説明する。
図５に示すように、磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、鋼製の正方形状の鋼製厚板１２と、この鋼製厚板１２の外周側に配置された８つの永久磁石１３と、鋼製厚板１２の下面に当接状に配置された正方形の厚板状のアルニコ磁石１４と、このアルニコ磁石１４の外周側に配置された正方形枠状のコイル１５と、これら鋼製厚板１２とアルニコ磁石１４を本体部材１０に固定する通しボルト１６等を備えている。

図３に示すように、永久磁石１３は、磁界の方向を水平方向に向けており、図３の左側の磁力式固定ユニット１１Ａの永久磁石１３は鋼製厚板１２側がＮ極であるが、右側の磁力式固定ユニット１１Ｂの永久磁石１３は鋼製厚板１２側がＳ極である。左右に隣接する１対の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂの間の永久磁石１３は両側の磁力式固定ユニットで共用されている。同様に、前後に隣接する１対の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂの間の永久磁石１３は両側の磁力式固定ユニットで共用されている。

図３に示すように、アルニコ磁石１４は磁界の方向を鉛直方向に向けている。コイル１５はアルニコ磁石１４の磁界の向きを切換えるためもので、コイル１５への通電方向を切換えることで、アルニコ磁石１４に対して上方向きの磁界を作用させる状態と、下方向きの磁界を作用させる状態とに切換え可能である。コイル１５で発生させた磁界をアルニコ磁石１４に数秒間作用させることで、その磁界の向きにアルニコ磁石１４の磁界の向きが揃うようにアルニコ磁石１４の極性が切換えられる。

図３は、上側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂを外部の物体Ｍを固定面２ａに吸着可能な吸着状態にした状態を示す断面図である。左側の磁力式固定ユニット１１Ａのアルニコ磁石１４は上面側がＮ極になっており、右側の磁力式固定ユニット１１Ｂのアルニコ磁石１４は上面側がＳ極になっており、図３に示すように、鋼製厚板１２と永久磁石１３とアルニコ磁石１４と外部の物体Ｍとに閉ループ状の磁路が形成されるため、吸着状態となっている。

前記磁力式固定装置２の下側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂは、上側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂと同様の構造のものであり、図３に示すように、下側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂも吸着状態となっており、磁力式固定装置２を設置するベース部材Ｂがベース側固定面２ｂに吸着され、磁力式固定装置２がベース部材Ｂに固定されている。

前記コイル１５を介してアルニコ磁石１４の極性を切換えると、図４に示すように、上側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂが吸着解除状態に切換えられる。この吸着解除状態では、磁力式固定装置２の内部に閉ループ状の磁路が形成されるため、吸着解除状態となっている。尚、下側の４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂも、上記と同様に、吸着解除状態に切換えることができる。尚、磁力式固定装置２の１つの側面には、８組のコイル１５へ通電するケーブルを接続するケーブル接続部１７が設けられている。

次に、前記柱状支持体３について説明する。
図１に示すように、柱状支持体３は、固定面２ａに吸着可能なベース部２０と、このベース部２０から上方へ立ち上がるロッド部２１と、このロッド部２１をクランプ対象部位４に連結解除可能に連結する連結手段２２とを備えている。図１に示す柱状支持体３は鋼製の一体部材である。

前記ベース部２０は、図２に示すように、４組の磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂの横幅とほぼ等しい直径の円形厚板からなる。但し、ベース部２０は、円形に限るものではなく、矩形状、正方形状、多角形状ものでもよい。ベース部２０の厚さは特に限定するものではないが、磁路の形成が可能な厚さは必要である。このベース部２０は固定面２ａに強力に吸着固定される。そのため、ベース部２０の底面は平滑な面に形成してある。

前記ロッド部２１は、ベース部２０よりも小径の断面円形の中実部材で、ベース部２０と一体形成され、ベース部２０の中央部から鉛直に立ち上がっている。但し、ベース部２０よりも小径に限るものではなく、同径のものでもよい。また、断面円形に限るものではなく、断面正方形、断面矩形、その他の形状でもよい。複数の柱状支持体３のうちの通常の柱状支持体３では、ロッド部２１の高さ寸法は幅寸法より大きいが、これに限るものではなく、高さ寸法が幅寸法よりも小さいものも含む。

ロッド部２１の上端に、ワークピースＷのクランプ対象部位４を受け止める水平な支持部３ａが平坦面に形成されている。
ワークピースＷの下端の複数のクランプ対象部位４の固定面２ａからの高さ方向位置は一定ではなく、複数の高さ方向位置にあるため、複数のクランプ対象部位４を夫々支持するのに適した寸法の複数の柱状支持体３が採用される。即ち、各柱状支持体３の下端から支持部３ａまでの高さ寸法は、その柱状支持体３が支持するクランプ対象部位４（つまり、柱状支持体３に対応するクランプ対象部位４）の固定面２ａからの高さ寸法に等しく設定される。

図１に示す柱状支持体３の場合、前記連結手段２２は、ロッド部２１の上端に一体形成されて鉛直に立ち上がるネジ軸部２５で構成されている。
前記のネジ軸部２５はロッド部２１よりも小径であり、ネジ軸部２５の長さは、例えば１０〜２０ｍｍであるが、これに限定される訳ではない。上記のネジ軸部２５は、支持部３ａの中央部から鉛直に立ち上がっているため、支持部３ａは環状面となっている。

ワークピースＷのクランプ対象部位４には、ロッド部２１の支持部３ａで受け止められる平坦面が形成され、このクランプ対象部位４にはネジ軸部２５が螺合されるネジ穴２６が形成され、そのネジ穴２６にネジ軸部２５が螺合され、支持部３ａがクランプ対象部位４に密着状態にされる。

図１に例示したクランプシステム１においては、２つの磁力式固定装置２Ａ，２Ｂがベース部材Ｂの上面に左右に離隔して配置され、それらの固定面２ａは、基準水平面Ｈ内に位置しており、ワークピースＷの下端には、第１のクランプ対象部位４ａと、この第１のクランプ対象部位４ａよりも低い位置にある第２のクランプ対象部位４ｂが形成されている。

第１のクランプ対象部位４ａにネジ軸部２５を螺合させた第１の柱状支持体３Ａが図１の左側の磁力式固定装置２Ａの固定面２ａに吸着固定され、第２のクランプ対象部位４ｂにネジ軸部２５を螺合させた第２の柱状支持体３Ｂが図１の右側の磁力式固定装置２Ｂの固定面２ａに吸着固定され、こうして第１，第２の柱状支持体３Ａ，３Ｂを用いて、ワークピースＷが２つの磁力式固定装置２Ａ，２Ｂにより固定される。このとき、ワークピースＷの上端面は例えば水平状態に位置決めされる。

尚、図１に示す例では、２つの磁力式固定装置２Ａ，２Ｂと２つの柱状支持体３Ａ，３Ｂを用いてワークピースＷをクランプしたが、３つ以上の数の磁力式固定装置２と、３つ以上の数の柱状支持体３を用いてワークピースＷをクランプすることも可能である。

尚、後述する実施例２に示したように、複数の磁力式固定装置２の代わりに、多数の磁力式固定ユニットを組み込んだ大型の１つの磁力式固定装置２Ｃと、複数の柱状支持体３を用いてワークピースＷをクランプするように構成してもよい。

上記のクランプシステム１の作用、効果について説明する。
１又は複数の磁力式固定装置２の固定面２ａに複数の柱状支持体３を吸着固定し、これら柱状支持体３によりワークピースＷの複数のクランプ対象部位４を受け止めて１又は複数の磁力式固定装置２に固定することができる。ワークピースＷの下端表面の全面が平坦面でない場合にも、高さ寸法の異なる複数の柱状支持体３を用いてワークピースＷを固定することができる。

２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位４を、それらに対応する複数の柱状支持体３を用いて夫々固定することができる。しかも、クランプ対象部位４が小さい場合にも、大きなクランプ力を得ることができる。
柱状支持体３がベース部２０と、ロッド部２１と、連結手段２２とからなる簡単な構成のものであるから、安価に製作可能である。

前記連結手段２２がロッド部２１の上端に一体形成されたネジ軸部２５であってクランプ対象部位４のネジ穴２６に螺合されるネジ軸部２５からなるため、クランプ対象部位４が上下方向に移動しないように固定することができる。

次に、連結手段２２の第１変更例について説明する。
図６に示すように、柱状支持体３Ｃの連結手段２２Ｃは、ロッド部２１のネジ孔２１ａに螺合される固定ネジ軸部３０と、この固定ネジ軸部３０の上端に一体形成されたネジ軸部３１とを有するネジ部材３２を備えている。ネジ軸部３１は固定ネジ軸部３０よりも小径に形成され、クランプ対象部位４のネジ穴２６Ｃに螺合される。この場合、ネジ部材３２がロッド部２１とは別部材であるため、ネジ部材３２のみをサイズの異なるネジ部材と交換することができる。しかも、支持部３ａの加工も容易に精度よく行うことができる。

次に、連結手段２２の第２変更例について説明する。
図７に示すように、柱状支持体３Ｄの連結手段２２Ｄは、ロッド部２１のネジ孔２１ｂに螺合される固定ネジ軸部３３と、この固定ネジ軸部３３の上端に一体形成されたネジ軸部３４とを有するネジ部材３５を備えている。ネジ軸部３４は固定ネジ軸部３３よりも大径に形成され、クランプ対象部位４のネジ穴２６Ｄに螺合される。固定ネジ軸部３３はセットビス３６によりロッド部２１に固定解除可能に固定される。この場合、ネジ部材３５がロッド部２１とは別部材であるため、ネジ部材３５のみをサイズの異なるネジ部材と交換することができる。また、固定ネジ軸部３３が緩まないため交換が一層容易になる。

次に、連結手段２２の第３変更例について説明する。
図８に示すように、柱状支持体３Ｅの連結手段２２Ｅは、ベース部２０とロッド部２１に貫通状に形成されたボルト孔３７と、ベース部２０側からボルト孔３７に挿通され且つロッド部２１の上端外へ突出するネジ軸部３８ａであってクランプ対象部位４のネジ穴２６Ｅに螺合されるネジ軸部３８ａを有するボルト部材３８とを有する。この場合、ボルト部材３８を回動させることで、柱状支持体３Ｅをクランプ対象部位４に簡単に連結することができる。

次に、連結手段２２の第４変更例について説明する。
図９に示すように、柱状支持体３Ｆの連結手段２２Ｆは、ワークピースＷのフランジ部Ｆに形成されたボルト挿通孔Ｆａと、ロッド部２１に形成されたネジ穴２１ｃと、ボルト挿通孔Ｆａの下部に装着された位置決めリング４０と、この位置決めリング４０の下部の小径部４０ａが嵌合するようにロッド部２１の上端部に形成された嵌合穴２１ｄと、フランジ部Ｆの上面にセットされる座金４１ａと、フランジ部Ｆの上方から差し込まれて座金４１ａと位置決めリング４０を挿通してネジ穴２１ｃに螺合されたボルト部材４１を有する。この場合、ワークピースＷの上面側からボルト部材４１を回動させることで、柱状支持体３Ｆをクランプ対象部位４に簡単に連結することができる。しかも、位置決めリング４０があるため、ワークピースＷを位置決めすることができる。

次に、柱状支持体の第１変更例について説明する。
図１０に示すように、柱状支持体３Ｇのロッド部は、同心状且つ直列状に配置される下部ロッド部４２および上部ロッド部４３と、下部ロッド部４２と上部ロッド部４３を軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構４４とを有する。上記のネジ機構４４は、下部ロッド部４２に形成されたネジ穴４５と、上部ロッド部４３に下方へ突出するように形成され且つ上記のネジ穴４５に螺合されたネジ軸部４６とを有する。尚、下部ロッド部４２と上部ロッド部４３には、スパナ係合部４２ａ，４３ａが夫々形成されている。

尚、連結手段として図７に示す連結手段２２Ｄと同様のものが採用されているが、図１、図６に示す連結手段２２，２２Ｃの何れかを採用してもよい。
上記の柱状支持体３Ｇによれば、ネジ機構４４を介して柱状支持体３Ｇの下端から支持部３ａまでの高さ寸法をクランプ対象部位４を支持可能な高さ寸法に調節（設定）できるため、柱状支持体３Ｇの汎用性を高めることができる。

次に、柱状支持体の第２変更例について説明する。
図１１に示すように、柱状支持体３Ｈのロッド部２１は、同心状且つ直列状に配置される下部ロッド部４７および上部ロッド部４８と、下部ロッド部４７と上部ロッド部４８を軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構４９とを有する。上記のネジ機構４９は、上部ロッド部４８に形成されたネジ穴５０と、下部ロッド部４７に上方へ突出するように形成され且つ上記のネジ穴５０に螺合されたネジ軸部５１とを有する。尚、下部ロッド部４７と上部ロッド部４８には、スパナ係合部４７ａ，４８ａが夫々形成されている。

尚、連結手段として図１に示す連結手段２２と同様のものが採用されているが、図６、図７に示す連結手段２２Ｃ，２２Ｄの何れかを採用してもよい。
上記の柱状支持体３Ｈによれば、ネジ機構４９を介して柱状支持体３Ｈの下端から前記支持部３ａまでの高さ寸法をクランプ対象部位４を支持可能な高さ寸法に調節（設定）できるため、柱状支持体３Ｈの汎用性を高めることができる。

次に、柱状支持体の第３変更例について説明する。
図１２に示すように、鋼製の柱状支持体３Ｉは、ベース部２０と、ロッド部２１と、連結手段２２Ｉを備えている。ロッド部２１は、下部ロッド部５２と、この下部ロッド部５２に対して同心状且つ直列状に配置される上部ロッド部５３と、これら下部ロッド部５２と上部ロッド部５３とを軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構５４とを有する。上部ロッド部５３の上端には平坦な支持部５３ａが形成されている。

ネジ機構５４は、下部ロッド部５２に形成されたネジ穴５５と、上部ロッド部５３に下方へ突出するように形成され且つ上記のネジ穴５５に螺合されたネジ軸部５６とを有する。但し、ネジ機構５４には、図１１に示すようなネジ機構４９を採用してもよい。
連結手段２２Ｉは、上部ロッド部５３とは別体の直方体ブロック状の永久磁石５７で構成されている。この永久磁石５７は強力な磁力を発生するネオジウム磁石等で構成することが望ましい。

ワークピースＷのクランプ対象部位４は、平坦面から成るクランプ対象部位である。
そのクランプ対象部位４に永久磁石５７が吸着固定され、柱状支持体３Ｉの支持部５３ａが永久磁石５７の下面に吸着固定され、柱状支持体３Ｉと永久磁石５７によって、クランプ対象部位４を上下方向に移動不能に支持する。

尚、上記の連結手段２２Ｉとしての前記永久磁石５７の代わりに、電磁石又は図５に示すような磁力式固定ユニットを採用してもよい。

上記の柱状支持体３Ｉによれば、ワークピースＷの下端側にネジ穴やボルト穴を形成できない場合にも、柱状支持体３Ｉのロッド部２１をクランプ対象部位４に連結することができるから、クランプシステム１の汎用性と柱状支持体３Ｉの汎用性を高めることができる。

次に、柱状支持体の第４変更例について説明する。
図１３に示すように、鋼製の柱状支持体３Ｊは、ベース部２０と、ロッド部２１と、連結手段２２Ｊを備えている。ロッド部２１は、下部ロッド部５８と、この下部ロッド部５８に対して同心状且つ直列状に配置される上部ロッド部５９と、これら下部ロッド部５８と上部ロッド部５９とを軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構６０とを有する。上部ロッド部５９の上端には平坦な支持部５９ａが形成されている。

ネジ機構６０は、下部ロッド部５８に形成されたネジ穴６０ａと、上部ロッド部５９に下方へ突出するように形成され且つ上記のネジ穴６０ａに螺合されたネジ軸部６０ｂとを有する。上部ロッド部５９の外周側に多重に巻き付けたコイル６１を設け、上部ロッド部５９とコイル６１とで強力な吸着力を発生可能な電磁石６２を構成する。連結手段２２Ｊとして上記の電磁石６２を採用する場合、吸着力を確保しながら電磁石６２の直径を小さく形成できるため、クランプ対象部位４が狭い平坦面であっても吸着固定可能である。
尚、前記電磁石６２の代わりに、永久磁石、又は図５に示すような磁力式固定ユニットを採用してもよい。

このクランプシステム１Ａは、１つの磁力式固定装置２Ｃと、この磁力式固定装置２Ｃの水平な固定面２ａ上に配置した複数の柱状支持体３（３Ｋ，３Ｌ，３Ｍ）とを有する。
磁力式固定装置２Ｃは、平面視にて２以上の複数行且つ２以上の複数列のマトリックス状に配置した複数の磁力式固定ユニット（図５に示すような磁力式固定ユニット１１Ａ，１１Ｂ）を上端側部分に組み込んだものである。但し、下端側部分にも複数の磁力式固定ユニットを組み込んでもよいが、下端側部分の複数の磁力式固定ユニットは必須のものではない。

磁力式固定装置２Ｃの上面には基準水平面Ｈ内に位置する固定面２ａが形成されている。複数の柱状支持体３は、図１に示す柱状支持体３と同様のものであるが、図６〜図１３に示したような柱状支持体３を採用してもよい。各柱状支持体３の上端には支持部３ａが形成されている。複数の柱状支持体３は、ワークピースＷの下端の複数のクランプ対象部位４であって固定面２ａから２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位４を夫々固定するように設定されている。

ワークピースＷの下端の複数のクランプ対象部位４の高さ方向位置は一定ではなく、複数通りの高さ方向位置にあるため、各柱状支持体３の下端から支持部３ａまでの高さ寸法は、その柱状支持体３が支持するクランプ対象部位４を支持可能な寸法に設定されている。このクランプシステム１Ａによれば、ワークピースＷの下端部が平坦面でない場合にも、複数のクランプ対象部位４があれば、複数の柱状支持体３を介して固定支持することができるため、汎用性、実用性に優れたクランプシステムである。その他、実施例１と同様の作用、効果を奏する。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）磁力式固定装置２を磁力でベース部材Ｂに固定する代わりに、ボルト等により固定してもよい。
２）ワークピースの下端にネジ穴を形成できない場合は、クランプ対象部位とそのネジ穴は、ワークピースに溶接又は接着にて固定した板片に形成してもよい。

３）磁石式固定ユニット は、平面視正方形状のものに限らず、平面視円形に形成することも可能である。
４）ワークピースＷの一部（例えば、左半部）の下端部に平坦面を形成した場合には、その平坦面は直接第１の固定面に吸着固定し、ワークピースＷの残部は、複数の柱状支持体３を介して第２の固定面に固定してもよい。この場合、第１の固定面と第２の固定面のベース部材の上面からのレベルは異なっていてもよい。

５）その他、当業者ならば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。

本発明は、機械加工に供する種々のワークピースを固定するクランプシステムであって、ワークピースの下端部に凹部や凸部や段差や傾斜面等があって１つの水平面になってい
ない場合にも、確実にクランプすることができるクランプシステムを提供する。

Ｗ ワークピース（クランプ対象物）
１，１Ａ クランプシステム
２，２Ａ〜２Ｃ 磁力式固定装置
２ａ 固定面
３，３Ａ〜３Ｍ 柱状支持体
４ クランプ対象部位
１１Ａ，１１Ｂ 磁力式固定ユニット
３ａ，５３ａ，５９ａ 支持部
２０ ベース部
２１ ロッド部
２２，２２Ｃ〜２２Ｆ，２２Ｉ，２２Ｊ 連結手段
２１ａ，２１ｂ ネジ孔
２１ｃ ネジ穴
２６，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ ネジ穴
３０，３３ 固定ネジ軸部
３１，３４ ネジ軸部
４１ ボルト部材
４２，４７ 下部ロッド部
４３，４８ 上部ロッド部
４４，４９ ネジ機構
３７ ボルト孔
３８ａ ネジ軸部
３８ ボルト部材
Ｆａ ボルト挿通孔
４１ ボルト部材
５７ 永久磁石
６２ 電磁石

Claims (11)

1. 吸着状態と吸着解除状態とに切換え可能な磁力式固定手段を用いてクランプ対象物を固定するクランプシステムであって、
   水平基準面内に位置する固定面を上端に備えた１又は複数の磁力式固定手段と、
   前記固定面に吸着固定される複数の柱状支持体であって、クランプ対象物を１又は複数の磁力式固定手段に固定する複数の柱状支持体とを備え、
   前記磁力式固定手段は、前記固定面と反対側にも前記固定面と平行なベース側固定面であって、前記磁力式固定手段が設置されるベース部材を吸着可能なベース側固定面を有す
   ることを特徴とするクランプシステム。
2. 前記複数の柱状支持体は、クランプ対象物の下端の複数のクランプ対象部位であって前記固定面から２以上の高さ方向位置にある複数のクランプ対象部位を夫々固定するように設定され、各柱状支持体は前記クランプ対象部位を受け止める支持部を有し、各柱状支持体の下端から前記支持部までの高さ寸法は、対応する前記クランプ対象部位を支持可能な寸法に設定されることを特徴とする請求項１に記載のクランプシステム。
3. 前記柱状支持体は、前記固定面に吸着可能なベース部と、このベース部から上方へ立ち上がるロッド部と、このロッド部をクランプ対象部位に連結解除可能に連結する連結手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のクランプシステム。
4. 前記連結手段は、前記ロッド部の上端に一体形成されたネジ軸部であって、前記クランプ対象部位のネジ穴に螺合されるネジ軸部からなることを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
5. 前記連結手段は、前記ロッド部のネジ孔に螺合される固定ネジ軸部と、この固定ネジ軸部の上端に一体形成されたネジ軸部であって前記クランプ対象部位のネジ穴に螺合されるネジ軸部とを有することを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
6. 前記柱状支持体のロッド部は、同心状且つ直列状に配置される下部ロッド部および上部ロッド部と、前記下部ロッド部と前記上部ロッド部を軸心方向に伸縮可能に連結するネジ機構とを有することを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
7. 前記連結手段は、前記ベース部とロッド部に貫通状に形成されたボルト孔と、前記ベース部側から前記ボルト孔に挿通され且つ前記ロッド部の上端外へ突出するネジ軸部を有するボルト部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
8. 前記連結手段は、クランプ対象物に形成されたボルト孔に上方から挿通されて前記ロッド部に形成されたネジ穴に螺合されたボルト部材からなることを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
9. 前記連結手段は、永久磁石又は電磁石からなることを特徴とする請求項３に記載のクランプシステム。
10. 前記連結手段は、前記上部ロッド部と、この上部ロッド部の外周側に巻き付けたコイルとを含む電磁石からなることを特徴とする請求項６に記載のクランプシステム。
11. 前記１つの磁力式固定手段の固定面に複数の柱状支持体を設けたことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のクランプシステム。