(57)【要約】      （修正有）【課題】出力ロッドを定位置で所定角度ツイストさせてから、クランプ側へ退入駆動する形式のツイスト式クランプ装置を提供する。【解決手段】ツイスト式クランプ装置１の動作規制機構６は、出力ロッド３と出力ロッド３の外周に臨む外周壁部１１の間において、複数の球体１９と複数の円弧溝３４と複数の縦溝３５を備え、球体１９が夫々円弧溝３４に係合することで出力ロッド３のツイスト動作を許容しつつその出力ロッド３の進退動作を規制し、球体１９が夫々縦溝３５に係合することで出力ロッド３の進退動作を許容しつつその出力ロッド３のツイスト動作を規制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ本体と、このクランプ本体に進退可能に装着された出力ロッドとを有し、出力ロッドを所定角度ツイストさせてからクランプ側へ退入駆動する形式のツイスト式クランプ装置において、
前記クランプ本体内で出力ロッドに外装されたボール支持体を有しボール支持体の進退動作を出力ロッドのツイスト動作に変換するボールネジ機構と、
前記クランプ本体内で出力ロッドに相対移動可能に外装された環状ピストンを有し、ボール支持体を出力ロッド退入側へ駆動可能な油圧シリンダと、
前記クランプ本体のうちの出力ロッドの外周に臨む外周壁部と出力ロッドとに係合した複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制する動作規制機構と、
を備えたことを特徴とするツイスト式クランプ装置。
【請求項２】
前記動作規制機構は、複数の球体が夫々係合して出力ロッドのツイスト動作を許容しつつ進退動作を規制する複数の円弧溝と、これら円弧溝の溝端から夫々立ち上がる複数の縦溝であって出力ロッドの進退動作を許容しつつツイスト動作を規制する複数の縦溝とを有することを特徴とする請求項１に記載のツイスト式クランプ装置。
【請求項３】
前記外周壁部は、クランプ本体の下端側部位に筒状に形成され、この外周壁部に出力ロッドの下端側部分が進退自在に挿入されたことを特徴とする請求項２に記載のツイスト式クランプ装置。
【請求項４】
前記複数の円弧溝と複数の縦溝が出力ロッドに形成されたことを特徴とする請求項３に記載のツイスト式クランプ装置。
【請求項５】
前記ボール支持体と出力ロッドを進出側へ弾性付勢するスプリング部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のツイスト式クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツイスト式クランプ装置において、特に出力ロッドを定位置で所定角度ツイストさせた後に出力ロッドをクランプ側へ退入駆動可能な形式のツイスト式クランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より機械加工や成形加工などをその加工対象のワークに対して行う時に、それらのワークを固定する手段としてさまざまな種類のクランプ装置が使用されている。それらのクランプ装置の中にはクランプ装置の出力ロッドの上端部にクランプアームが装着され、出力ロッドの退入動作に連動してクランプアームも退入動作を行い、クランプアームがワークに当接してワークをその位置にクランプするものがある。
【０００３】
しかし、前記のクランプ装置がクランプ解除状態であるときにワークをその所定位置に配置する際に、ワークの形状によってはワークがクランプアームと干渉してワークを所定位置に配置できない場合もある。そのワークとクランプアームの干渉を防ぐために、以下に述べるようなツイスト式クランプ装置が実用に供されている。
【０００４】
ツイスト式クランプ装置では、クランプ解除状態ではクランプアームはワークと干渉しない退避位置にあって、ワークを配置した後クランプ状態へ移行する時に出力ロッドが退入動作を伴いながら所定角度のツイスト動作を行い、その出力ロッドのツイスト動作に連動してクランプアームが退入動作を伴いながらワークに当接する位置まで旋回動作を行う。出力ロッドはツイスト動作を完了後退入動作を行い、同時にクランプアームも退入動作を行ってワークに当接し、ワークをクランプする。
【０００５】
特許文献１に記載されたツイスト式クランプ装置では、ピストンは出力ロッドの途中高さ部分に固定され、出力ロッドの下半部にはスリーブが外嵌され、出力ロッドの下半部とスリーブに亙って出力ロッドの進退動作をその出力ロッドのツイスト動作に変換するボールネジ機構が設けられている。クランプ時には出力ロッドの退入動作の一部はボールネジ機構により出力ロッドのツイスト動作に変換され、出力ロッドはツイスト動作を行うと同時に退入動作を行い、ピストンがスリーブに当接した時に出力ロッドはツイスト動作を完了し、出力ロッドはスリーブと一体となってクランプ側へ退入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３４４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特開平１０−３４４６９号公報に記載されたツイスト式クランプ装置では、出力ロッドはツイスト動作を行いつつ退入動作も行うため、複雑な形状のワークをクランプする時には出力ロッドのツイスト動作時に旋回途中のクランプアームがワークに干渉する可能性がある。さらに出力ロッドのツイスト動作時に出力ロッドが退入するストローク分だけクランプ装置の高さが必然的に大きくなる。
【０００８】
そこで、ツイスト式クランプ装置においては出力ロッドが定位置でツイスト動作することが望ましい。しかし、前記特開平１０−３４４６９号公報に記載のクランプ装置のようにピストンと出力ロッドが一体に形成されている場合には、ピストンと出力ロッドの間に相対移動が起こり得ないことから、出力ロッドが定位置でツイスト動作を行うことは不可能である。本発明の目的は、ツイスト式クランプ装置において、簡単な構造の動作規制機構により、出力ロッドが定位置でのツイスト動作を行った後退入動作を行ってワークをクランプするのを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１のツイスト式クランプ装置はクランプ本体と、このクランプ本体に進退可能に装着された出力ロッドとを有し、出力ロッドを所定角度ツイストさせてからクランプ側へ退入駆動する形式のツイスト式クランプ装置において、前記クランプ本体内で出力ロッドに外装されたボール支持体を有しボール支持体の進退動作を出力ロッドのツイスト動作に変換するボールネジ機構と、前記クランプ本体内で出力ロッドに相対移動可能に外装された環状ピストンを有し、ボール支持体を出力ロッド退入側へ駆動可能な油圧シリンダと、前記クランプ本体のうちの出力ロッドの外周に臨む外周壁部と出力ロッドとに係合した複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制する動作規制機構とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
油圧により油圧シリンダの環状ピストンにクランプ力が作用すると、ピストンは出力ロッドに対して相対移動可能であるため、ピストンとボール支持体は出力ロッドに対して相対的に退入動作を行い、そのボール支持体の退入動作はボールネジ機構により出力ロッドのツイスト動作に変換される。
【００１１】
動作規制機構は、出力ロッドと外周壁部とに係合する複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制するため、クランプ時には出力ロッドは定位置でツイスト動作を行った後に、退入動作を行ってワークにクランプ力を伝達し、クランプ解除時には出力ロッドは進出動作を行ってワークのクランプを解除した後に、定位置でツイスト動作を行う。
【００１２】
請求項２のツイスト式クランプ装置は前記動作規制機構は、複数の球体が夫々係合して出力ロッドのツイスト動作を許容しつつ進退動作を規制する複数の円弧溝と、これら円弧溝の溝端から夫々立ち上がる複数の縦溝であって出力ロッドの進退動作を許容しつつツイスト動作を規制する複数の縦溝とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
球体が円弧溝に係合している場合には、出力ロッドのツイスト動作は許容されるがその出力ロッドの進退動作は規制され、球体が縦溝に係合している場合には、出力ロッドの進退動作は許容されるがその出力ロッドのツイスト動作は規制される。
【００１４】
請求項３のツイスト式クランプ装置は前記外周壁部は、クランプ本体の下端側部位に筒状に形成され、この外周壁部に出力ロッドの下端側部分が進退自在に挿入されたことを特徴とするものである。従って出力ロッドはその下端側部分で外周壁部にガイドされて進退動作を行う。
【００１５】
請求項４のツイスト式クランプ装置は前記複数の円弧溝と複数の縦溝が出力ロッドに形成されたことを特徴とするものである。外周壁部に装着された複数の球体は出力ロッドの複数の円弧溝と夫々係合することで出力ロッドのツイスト動作を許容しつつその進退動作を規制し、球体は出力ロッドの複数の縦溝と夫々係合することで出力ロッドの進退動作を許容しつつそのツイスト動作を規制する。
【００１６】
請求項５のツイスト式クランプ装置は前記ボール支持体と出力ロッドを進出側へ弾性付勢するスプリング部材を設けたことを特徴とするものである。クランプ解除時に油圧シリンダから油圧を抜くことでボール支持体と出力ロッドはスプリング部材により進出側へ駆動される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ツイスト式クランプ装置においてピストンが出力ロッドに相対移動可能に外装され、出力ロッドと外周壁部とに係合した複数の球体を介して、出力ロッドのツイスト動作時にはその出力ロッドの進退動作を規制するとともに、出力ロッドの進退動作時にはその出力ロッドのツイスト動作を規制する動作規制機構を備えたので、ピストンは出力ロッドに対し相対的な進退動作が可能で、さらに動作規制機構が出力ロッドのツイスト動作時にその進退動作を規制するため、出力ロッドが定位置で所定角度ツイスト動作を行うことができ、出力ロッドのツイスト動作時にクランプアームがワークに干渉する可能性が低くなる。
【００１８】
出力ロッドは進退動作を規制されて定位置でツイスト動作を行うため、出力ロッドのストロークは進退動作時のストロークのみであり、従ってツイスト式クランプ装置の高さを小さくすることができる。
【００１９】
また動作規制機構は出力ロッドと外周壁部とに係合する複数の球体を介して出力ロッドのツイスト動作または進退動作を規制するので、その構造は非常に簡単なものとなり、また部品点数が少なくてすむため、製作面で有利である。
【００２０】
またボール支持体の進退動作を出力ロッドのツイスト動作に変換する手段としてボールネジ機構を用いたので、一般のネジ機構に比べてボールネジ機構のリード角を小さくすることができ、出力ロッドを所定角度ツイストさせるのに必要なピストンの退入ストロークを小さくできるため、出力ロッドの退入動作時のストロークを所定量確保し且つツイスト式クランプ装置の高さを小さくすることができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、動作規制機構は複数の円弧溝と円弧溝の溝端から立ち上がる複数の縦溝を有し、球体と円弧溝が係合する時には出力ロッドのツイスト動作を許容しつつ進退動作を規制し、球体と縦溝が係合する時には出力ロッドの進退動作を許容しつつツイスト動作を規制するので、動作規制機構の構造を非常に簡単にすることができ、部品点数も少なくできるため、製作面で有利である。その他請求項１と同様の効果を有する。
【００２２】
請求項３の発明によれば、外周壁部に出力ロッドの下端側部分が進退自在に挿入されているので、出力ロッドはその中央部でクランプ本体に進退動作をガイドされるとともに、下端側部分においても外周壁部で進退動作をガイドされるため、出力ロッドの進退動作の安定性が増し、ワークを確実にクランプできる。その他請求項２と同様の効果を有する。
【００２３】
請求項４の発明によれば、動作規制機構の複数の円弧溝と複数の縦溝が出力ロッドに形成されたので、外周壁部に装着された複数の球体が出力ロッドの円弧溝と係合する時には動作規制機構は出力ロッドのツイスト動作を許容しつつその進退動作を規制し、球体が出力ロッドの縦溝と係合する時には動作規制機構は出力ロッドの進退動作を許容しつつそのツイスト動作を規制する。その他請求項３と同様の効果を有する。
【００２４】
請求項５の発明によれば、ボール支持体と出力ロッドを進出側へ弾性付勢するスプリング部材が設けられているので、クランプ解除時にボール支持体と出力ロッドはスプリング部材により進出側へ駆動され、クランプヘッドがワークから離隔されてワークがクランプ解除される。その他請求項１〜４の何れかと同様の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るツイスト式クランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図２】ツイスト式クランプ装置の平面図である。
【図３】動作規制機構（クランプ解除状態）のIII-III 線断面図である。
【図４】ツイスト式クランプ装置（９０°ツイスト状態）の縦断面図である。
【図５】動作規制機構（９０°ツイスト状態）のV-V 線断面図である。
【図６】ツイスト式クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【実施例１】
【００２７】
図１に示すように、ツイスト式クランプ装置１は、クランプ本体２と、クランプ力及びクランプ解除力を伝達する出力ロッド３と、クランプ力を発生させる油圧シリンダ４と、出力ロッド３にツイスト動作を生じさせるボールネジ機構５と、出力ロッド３の進退動作またはツイスト動作を規制する動作規制機構６と、クランプ解除力を発生させるスプリング７と、ワークＷにクランプ力を出力するクランプアーム８等で構成されている。
【００２８】
このクランプ装置１では出力ロッド３が定位置で９０°ツイストすることによりクランプアーム８も定位置で９０°旋回し、その後出力ロッド３が退入することでクランプアーム８は引き下げられてワークＷをクランプする。
【００２９】
図１，図２のようにクランプ本体２は４本のボルト１０でワークパレットＰに固定されている。クランプ本体２は上部本体２ａと下部本体２ｂなどで構成され、下部本体２ｂはさらに上半部の出力ロッド３の外周に臨む外周壁部１１と下半部の端板部１２などで構成されている。
【００３０】
上部本体２ａの内部には油圧シリンダ４のシリンダ穴４０と、シリンダ穴４０とほぼ同じ径を有する上部筒状穴１３と，上部筒状穴１３よりもやや径の大きい下部筒状穴１４とが直列的に形成され、２つの筒状穴１３，１４の境界付近にはボール支持体５０と係合する環状の係合部１５が設けられている。上部本体２ａの上端部には出力ロッド３が貫通するロッド貫通孔１６が形成され、ロッド貫通孔１６の内面には切削切粉や塵が内部に侵入するのを防ぐダストシール１７が装着されている。
【００３１】
下部本体２ｂの外周壁部１１はクランプ本体２の下端側部位に筒状に形成され、外周壁部１１の内側には出力ロッド３のロッド下部３ｃが進退自在に挿入されるロッド挿入穴１８が形成されている。ロッド挿入穴１８の内周面には３つの球体１９が装着され、夫々の球体１９は同一円周上でその位置が互いに１２０°の位相差を有するように均等に配置されている。また夫々の球体１９はロッド挿入穴１８の内周面にその半球分が突出し、出力ロッド３のロッド下部３ｃに形成された３つの円弧溝３４または３本の縦溝３５に係合する。
【００３２】
下部本体２ｂの端板部１２は円板状に形成され、端板部１２は上部本体２ａの下端部に内嵌され、上部本体２ａと下部本体２ｂの端板部１２との間にはシール部材２０と止め輪２１が装着され、止め輪２１により下部本体２ｂは上部本体２ａに対して抜け止めされている。
【００３３】
図１に示すように、出力ロッド３はクランプアーム８にクランプ力を伝達するロッド上部３ａと、進退動作またはツイスト動作を行うロッド中央部３ｂと、動作規制機構６により進退動作またはツイスト動作を規制されるロッド下部３ｃとが一体形成されたものである。出力ロッド３はロッド中央部３ｂでロッド貫通孔１６を上下に摺動可能に貫通し、ロッド下部３ｃで外周壁部１１のロッド挿入穴１８に進退自在に挿入され、出力ロッド３はクランプ本体２に進退可能に装着されている。
【００３４】
出力ロッド３のロッド上部３ａはその上端部にネジ部３０を有し、ネジ部３０の下部にはその径が下側に広がるテーパー部３１が形成され、クランプアーム８がそのテーパー部３１に外嵌され、ナット６１で固定されている。
【００３５】
出力ロッド３のロッド中央部３ｂの外周面にはボールネジ機構５のボール支持体５０とボール５４を介して螺合するボール溝３２が設けられ、またロッド中央部３ｂの下部にはボール支持体５０と係合する環状の突起部３３が設けられている。
【００３６】
出力ロッド３の下端側部分のロッド下部３ｃの外周面には、半円断面を有する３つの円弧溝３４が形成され、夫々の円弧溝３４は同一円周上にその位置が互いに１２０°の位相差を有するように均等に配置されている。同じくロッド下部３ｃの外周面には、半円断面を有する３本の縦溝３５が形成され、夫々の縦溝３５は３つの円弧溝３４の溝端から夫々立ち上がっている。
【００３７】
図１に示すように油圧シリンダ４は、シリンダ穴４０と、出力ロッド３のロッド中央部３ｂに相対移動可能に外装された環状のピストン４１等で構成され、ピストン４１の下面はボールネジ機構５のボール支持体５０と当接し、ピストン４１はボール支持体５０にクランプ力を伝達して、油圧シリンダ４はボール支持体５０を出力ロッド３退入側へ駆動する。ピストン４１には油圧封止用のシール部材４２，４３が装着され、さらに出力ロッド３とロッド貫通孔１６の間に油圧封止用のシール部材４４が装着されている。またピストン４１の上側には油室４２が形成され、油室４２には油圧ポート４３及び油路４４を介して外部の油圧配管４３ａから油圧が供給される。
【００３８】
ボールネジ機構５はボールネジナット部材としてのボール支持体５０の出力ロッド３に対する相対的な進退動作を出力ロッド３のツイスト動作に変換するものである。図１に示すようにボールネジ機構５は環状のボール支持体５０を有し、ボール支持体５０は出力ロッド３のロッド中央部３ｂに外装されている。ボール支持体５０の下半部の外周には環状の突起部５１が設けられ、突起部５１が筒状穴１３，１４の境界付近の係合部１５と係合することでボール支持体５０はその進出動作を制限され、またボール支持体５０はボール５２と筒状穴１４の回動係止溝２２により回動を係止されている。
【００３９】
ボール支持体５０の上端面はピストン４１の下面と当接し、ボール支持体５０の下端面はボール支持体５０の退入動作時にロッド中央部３ｂの環状の突起部３３と係合して、ボール支持体５０がクランプ力を出力ロッド３に確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体に退入動作を行う。
【００４０】
ボール支持体５０の内周面にはロッド中央部３ｂのボール溝３２に対応するボール溝５３が設けられ、ボール溝３２とボール溝５３の間には多数のボール５４が充填され、これらのボール５４を介してボール支持体５０はロッド中央部３ｂと螺合し、ボールネジ機構を構成している。このボールネジ機構によりボール支持体５０の出力ロッド３に対する相対的な進退動作は出力ロッド３のツイスト動作に変換される。
【００４１】
動作規制機構６は、出力ロッド３のツイスト動作時にはその出力ロッド３の進退動作を規制するとともに、出力ロッド３の進退動作時にはその出力ロッド３のツイスト動作を規制するものである。図１，図３に示すように、動作規制機構６は外周壁部１１のロッド挿入穴１８の内周面に装着された３つの球体１９と、出力ロッド３のロッド下部３ｃの外周面に形成された３つの円弧溝３４及び３本の縦溝３５などで構成されている。
【００４２】
３つの球体１９は夫々ロッド挿入穴１８の内周面にその半球分が突出している。この突出した半球が夫々半円断面を有する３つの円弧溝３４と係合している時には、球体１９と円弧溝３４との間で円弧溝３４に沿う円周方向の相対移動が可能であり、出力ロッド３のツイスト動作は許容されるが、その出力ロッド３の進退動作は規制される。一方、球体１９の突出した半球が夫々半円断面を有する３つの縦溝３５と係合している時には、球体１９と縦溝３５との間で縦溝３５に沿う進退方向の相対移動が可能であり、出力ロッド３の進退動作は許容されるが、その出力ロッド３のツイスト動作は規制される。
【００４３】
スプリング７は下部筒状穴１４の内部に配設され、スプリング７の上端はボール支持体５０の下面に当接され、スプリング７の下端は下部本体２ｂの端板部１２の上面に当接され、スプリング７はボール支持体５０と出力ロッド３を進出側へ弾性付勢する。
【００４４】
クランプアーム８は出力ロッド３のツイスト動作に連動して旋回し、出力ロッド３の退入動作時にはワークＷに当接してワークＷをクランプする。クランプアーム８は一方の端部付近に貫通孔６０を有し、貫通孔６０の内周面は下側にその径が広がるテーパー状に形成されている。クランプアーム８は貫通孔６０において出力ロッド３のロッド上部３ａのテーパー部３１に外嵌されてナット６１で出力ロッド３に固定されている。クランプアーム８の他方の端部の下面にはクランプ時にワークＷに当接するクランプヘッド６２が形成されている。
【００４５】
次にツイスト式クランプ装置１の作用について説明する。
図１に示すようにツイスト式クランプ装置１がクランプ解除状態であるときに、ワークＷをパレットＰの所定の位置に配置した後、油圧ポート４３に油圧配管４３ａを接続し油室４２に油圧を導入してクランプ力をピストン４１の上面に作用させて、スプリング７の弾性力に抗してボール支持体５０を出力ロッド３の退入側へ駆動させる。この時、図１，図３のように動作規制機構６の球体１９と円弧溝３４が係合しており、出力ロッド３はツイスト動作を許容されるが、出力ロッド３は退入動作を規制される。
【００４６】
ピストン４１とボール支持体５０は出力ロッド３に相対移動可能に外装されており、さらに出力ロッド３が動作規制機構６により退入動作を規制されているため、ボール支持体５０は出力ロッドに相対的に退入動作を行う。そのボール支持体５０の退入動作はボールネジ機構５により出力ロッド３のツイスト動作に変換され、出力ロッド３は定位置で時計回りにツイスト動作を行い、その出力ロッド３のツイスト動作に連動してクランプアーム８も時計回りに旋回する。
【００４７】
尚、一般のネジ機構と異なり、ボールネジ機構５においてはボール５４はボール溝３２及びボール溝５３に対して、すべり接触ではなくころがり接触しながら転動するため摩擦力が小さく、ボール溝３２及びボール溝５３のリード角を小さくでき、出力ロッド３のツイスト動作時におけるピストン４１のストロークをより小さくできる。
【００４８】
図４，図５のように出力ロッド３が時計回りに９０°のツイスト動作を行うと、動作規制機構６の３つの縦溝３５は夫々３つの球体１９の位置に到達し、球体１９と円弧溝３４との係合が解除されて出力ロッド３は退入動作を開始し、同時に球体１９と縦溝３５とが係合するため出力ロッド３はツイスト動作を規制される。この時ボール支持体５０の下面がロッド中央部の突起部３３に係合し、ボール支持体５０が出力ロッド３にクランプ力をより確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体となって退入動作を行う。図６のように縦溝３５の上端が球体１９と係合するまで出力ロッド３が退入すると、クランプアーム８のクランプヘッド６２がワークＷに当接してワークＷをパレットＰにクランプする。
【００４９】
次に図６のワークＷがクランプされた状態からクランプ解除する際には、油圧ポート３５と油路３６を介して油室３４の油圧を油圧配管３５ａへ抜くと、スプリング７によってボール支持体５０と出力ロッド３とピストン４１は進出側へ駆動される。また動作規制機構６の球体１９は縦溝３５に係合しているため、出力ロッド３はツイスト動作を規制された状態で進出動作を行い、その出力ロッド３の進出動作に伴い、クランプアーム８のクランプヘッド６２はワークＷから離隔する。
【００５０】
図４，図５のように、出力ロッド３の進出動作により縦溝３５が移動して球体１９と縦溝３５の下端とが係合すると、球体１９は円弧溝３４と係合可能になる。この時、出力ロッド３は進出動作を規制されるが、ボール支持体５０は引き続き進出動作を行うため、ボール支持体５０は出力ロッド３に対して相対的に進出動作を行うことになり、ボールネジ機構５によりそのボール支持体５０の進出動作は出力ロッド３のツイスト動作に変換され、球体１９が円弧溝３４に係合して出力ロッド３はその進出動作を規制されながら定位置でクランプ時とは逆に反時計回りのツイスト動作を行う。この出力ロッド３のツイスト動作に連動してクランプアーム８も定位置で反時計回りに旋回する。
【００５１】
さらにピストン４１とボール支持体５０が進出動作を行い、ピストン４１の上面がシリンダ穴４０の上端面に当接した時に、図１のように出力ロッド３が９０°のツイスト動作を完了すると同時にクランプアーム８も９０°の旋回動作を完了し、ツイスト式クランプ装置１はクランプ解除状態となる。
【００５２】
以上のツイスト式クランプ装置１によれば、ピストン４１は出力ロッド３に相対移動可能に外装されているため、ピストン４１とボール支持体５０が出力ロッド３に対し相対的に進退動作を行うことができ、さらに動作規制機構６が出力ロッド３のツイスト動作時にはその出力ロッド３の進退動作を規制するとともに、出力ロッド３の進退動作時にはその出力ロッド３のツイスト動作を規制するため、出力ロッド３は定位置で９０°ツイスト動作をした後に退入側へ動作することが可能であり、出力ロッド３のツイスト動作時にクランプアーム８がワークＷに干渉する可能性が低くなる。
【００５３】
また出力ロッド３はそのツイスト動作時に進退動作を規制されるため、出力ロッド３のストロークは進退動作時のストロークのみとなり、その結果ツイスト式クランプ装置１の高さを小さくすることができる。
【００５４】
動作規制機構６は外周壁部１１のロッド挿入穴１８に装着された３つの球体１９と出力ロッド３のロッド下部３ｃに形成された３つの円弧溝３４及び３本の縦溝３５で構成され、その構造は非常に簡単であり、また部品点数が少なくなるため製作面で有利である。
【００５５】
出力ロッド３は外周壁部１１のロッド挿入穴１８に挿入されて進退動作を行うため、出力ロッド３はロッド中央部３ｂで上部本体２ａのロッド貫通孔１６に進退動作をガイドされるとともに、ロッド下部３ｃにおいてもロッド挿入穴１８により進退動作をガイドされるので、出力ロッド３の進退動作の安定性が増し、ワークＷを確実にクランプできる。
【００５６】
ボール支持体５０の進退動作を出力ロッド３のツイスト動作に変換する手段としてボールネジ機構５を用いているため、一般のネジ機構に比べてリード角を小さくすることができ、出力ロッド３の９０°のツイスト動作に必要なピストン４１のストロークを小さくできるため、出力ロッド３のクランプ時の退入動作のストロークを所定量確保し且つツイスト式クランプ装置１の高さを低くすることができる。
【００５７】
出力ロッド３が退入動作を行う際に、ボール支持体５０の下面がロッド中央部３ｂの環状の突起部３３と係合し、ボール支持体５０は出力ロッド３にクランプ力をより確実に伝達しながら、ボール支持体５０と出力ロッド３は一体に退入動作を行うため、ワークＷを強力にクランプすることができる。
【００５８】
次に前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。
１）動作規制機構６の３つの球体１９を出力ロッド３のロッド下部３ｃの外周面に同一円周上に装着し、外周壁部１１のロッド挿入穴１８の内周面に３つの円弧溝３４を同一円周上に設け、さらにロッド挿入穴１８の内周面にこれら円弧溝３４の溝端から夫々立ち下がる３本の縦溝３５を設けてもよい。
【００５９】
２）ボールネジ機構５には複数条のボールネジを設けてもよい。ボールネジ内部のボール５４の個数を増やすことで、ボール５４とボール支持体５０及び出力ロッド３との接触面積が大きくなり、ボール支持体５０の進退動作を出力ロッド３のツイスト動作により確実に変換することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のツイスト式クランプ装置は、成形加工用金型をクランプしたり、種々のワークピース等を固定したりするのに利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１    ツイスト式クランプ装置
２    クランプ本体
３    出力ロッド
４    油圧シリンダ
５    ボールネジ機構
６    動作規制機構
７    スプリング
８    クランプアーム
１１  外周壁部
１９  球体
３４  円弧溝
３５  縦溝
４１  ピストン
５０  ボール支持体
Ｗ    ワーク
【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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