(57)【要約】      （修正有）【課題】切粉などがクランプに使用しているワークの穴に侵入しないようにする。【解決手段】ワークＷの穴Ｈに挿入されて穴の内周面をグリップ可能な環状のグリップ部材２と、このグリップ部材２に内嵌係合させたテーパ軸部３１を有するクランプロッド３と、グリップ部材２とクランプロッドとを軸心方向へ進退駆動可能な油圧シリンダ４と、ワークを着座させる着座面１８とを有するクランプ装置Ｃにおいて、クランプロッド３の上端部分にワークの穴を閉塞可能な閉塞部材１００を設け、閉塞部材は、閉塞部材本体１０１と、この閉塞部材本体よりも下方へ突出し且つクランプロッド３の上端部分に形成されたネジ穴３ａに螺合されるネジ軸部１０２と、操作部１０３とを有し、閉塞部材本体１０１が円板状に形成されたブラシ１０１ａを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能な環状のグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドとを軸心方向へ進退駆動可能な流体圧シリンダとを有するクランプ装置において、
前記クランプロッドの上端部分に固定された閉塞部材であって、少なくとも切粉がグリップ部材の方へ侵入しないように、ワークの穴を閉塞可能な閉塞部材を設けたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記閉塞部材は、閉塞部材本体と、この閉塞部材本体よりも下方へ突出し且つクランプロッドの上端部分に形成された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１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記閉塞部材本体が円板状に形成されたブラシを有することを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記閉塞部材本体が円板状に形成された不織布状繊維積層体を有することを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記閉塞部材本体が上下方向に積み重ねた複数の環状の弾性ディスク部材を有することを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記閉塞部材本体が弾性材料製の中空の弾性栓部材で構成され、この弾性栓部材をグリップ部材よりも小径の縮径状態と、グリップ部材よりも大径の拡径状態とに切換え可能な駆動機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室の流体圧を受圧する第２の流体圧シリンダと、この第２の流体圧シリンダのピストン部材に連動して弾性栓部材の状態を切換える駆動ロッドとを有することを特徴とする請求項６に記載のクランプ装置。  
【請求項８】
前記閉塞部材本体が流体圧により径拡大側へ弾性変形可能な弾性容器体及びこの弾性容器体の内部に形成された流体室を有し、この弾性容器体内の流体室へ流体圧を導入する流体圧導入手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項９】
前記流体圧導入手段は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室を前記弾性容器体内の流体室に連通させる流体通路を有することを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１０】
前記流体圧導入手段は、外部の加圧エア供給源から供給される加圧エアを前記弾性容器体内の流体室に導入する加圧エア導入手段で構成されたことを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１１】
前記閉塞部材に、閉塞部材本体とネジ軸部との間に一体的に設けられ且つクランプロッドの上端に当接する操作部であって工具により回動操作可能な操作部を設けたことを特徴とする請求項２〜１０の何れか１つに記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの穴にグリップ部材のグリップ爪を係合させてクランプロッドにより引き付けてクランプするクランプ装置に関し、少なくとも切粉がグリップ部材の方へ侵入するのを防止可能な閉塞部材を設けたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの全面に亙って機械加工するような場合には、ワークの端部を上方から押圧具で押圧する形式のクランプ装置を採用することができないため、上記のようなクランプ装置（所謂、ホールクランプ装置）が採用される。このクランプ装置では、本体部材にクランプ対象のワークを着座させる着座面が形成され、ワーク投入時にワークを着座面に搭載して支持し、ワークの穴にグリップ部材と、このグリップ部材に挿入されたテーパ軸部を有するクランプロッドを挿入し、クランプロッドを着座面側へ引き付けることで、テーパ軸部によりグリップ爪を拡径させて穴の内周面に係合させてから、そのグリップ部材を更に着座面側へ引き付けることで、ワークを着座面に固定する。
【０００３】
特許文献１，２には、上記のようなクランプ装置が開示されている。
特に、特許文献１に記載されたクランプ装置では、ワークの穴の位置のバラツキに対処するために、グリップ部材と、テーパ軸部を有するクランプロッドを軸心と直交方向へ可動に構成し、ワークの穴の位置が本来の正規の位置から多少ズレている場合にも、確実にクランプ可能に構成してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５５００１０号公報
【特許文献２】ドイツ特許第４０２０９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記クランプ装置のクランプロッドとグリップ部材を挿入するワークの穴として、上下方向に貫通状の穴が形成されているケースが多い。この場合、ワークの機械加工中にワークの穴から切粉やクーラントが流入するが、その切粉やクーラントが流入すると、グリップ部材とクランプロッドの間の隙間や、グリップ部材分割体同士の間の隙間に切粉を噛み込んでしまい、クランプ装置が正常に作動しなくなる。
【０００６】
そうしたトラブルが発生した場合、加圧エアでエアブローしたり、クランプ装置を分解して切粉等を除去しなければならないため、多大の時間と労力がかかり、作業能率が低下する。また、切粉によりクランプ装置の耐久性も低下する。
本発明の目的は、少なくともが切粉が侵入しないように、クランプロッドより上側においてワークの穴を閉塞可能な閉塞部材を設けたクランプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１のクランプ装置は、ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能な環状のグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドとを軸心方向へ進退駆動可能な流体圧シリンダとを有するクランプ装置において、前記クランプロッドの上端部分に固定された閉塞部材であって、少なくとも切粉がグリップ部材の方へ侵入しないように、ワークの穴を閉塞可能な閉塞部材を設けたことを特徴としている。
【０００８】
前記クランプロッドの上端部分に固定された閉塞部材によりワークの穴が閉塞されるため、少なくとも切粉がグリップ部材の方へ侵入しなくなる。
【０００９】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記閉塞部材は、閉塞部材本体と、この閉塞部材本体よりも下方へ突出し且つクランプロッドの上端部分に形成された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。
【００１０】
請求項３のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記閉塞部材本体が円板状に形成されたブラシを有することを特徴としている。
請求項４のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記閉塞部材本体が円板状に形成された不織布状繊維積層体を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項５のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記閉塞部材本体が上下方向に積み重ねた複数の環状の弾性ディスク部材を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項６のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記閉塞部材本体が弾性材料製の中空の弾性栓部材で構成され、この弾性栓部材をグリップ部材よりも小径の縮径状態と、グリップ部材よりも大径の拡径状態とに切換え可能な駆動機構を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７のクランプ装置は、請求項６の発明において、前記駆動機構は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室の流体圧を受圧する第２の流体圧シリンダと、この第２の流体圧シリンダのピストン部材に連動して弾性栓部材の状態を切換える駆動ロッドとを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項８のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記閉塞部材本体が流体圧により径拡大側へ弾性変形可能な弾性容器体及びこの弾性容器体の内部に形成された流体室を有し、この弾性容器体内の流体室へ流体圧を導入する流体圧導入手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項９のクランプ装置は、請求項６の発明において、前記流体圧導入手段は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室を前記弾性容器体内の流体室に連通させる流体通路を有することを特徴としている。
【００１６】
請求項１０のクランプ装置は、請求項８の発明において、前記流体圧導入手段は、外部の加圧エア供給源から供給される加圧エアを前記弾性容器体内の流体室に導入する加圧エア導入手段で構成されたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１１のクランプ装置は、請求項２〜１０の何れか１つの発明において、前記閉塞部材に、閉塞部材本体とネジ軸部との間に一体的に設けられ且つクランプロッドの上端に当接する操作部であって工具により回動操作可能な操作部を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、前記クランプロッドの上端部分に固定された閉塞部材により、少なくとも切粉がグリップ部材の方へ侵入しないようにワークの穴を閉塞することができるから、クランプ装置のクランプロッドとグリップ部材の間の隙間や、グリップ部材分割体同士間の隙間に切粉が侵入しなくなる。そのため、グリップ部材の周辺に切粉が付着しなくなるため切粉除去の作業が発生しなくなり、作業能率が向上するうえ、クランプ装置の耐久性も向上する。
【００１９】
請求項２の発明によれば、前記閉塞部材は、閉塞部材本体と、この閉塞部材本体よりも下方へ突出し且つクランプロッドの上端部分に形成されたネジ穴に螺合されるネジ軸部とを有するため、閉塞部材をクランプロッドに簡単に固定することができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、前記閉塞部材本体が円板状に形成されたブラシを有するため、ワークの穴へ簡単に挿入することができるうえ、ワークの穴のサイズが一定でない場合にも、ブラシを変形させることにより穴を確実に閉塞することができる。
請求項４の発明によれば、前記閉塞部材本体が円板状に形成された不織布状繊維積層体を有するため、ワークの穴へ簡単に挿入することができるうえ、ワークの穴のサイズが一定でない場合にも、不織布状繊維積層体を変形させることにより穴を確実に閉塞することができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、前記閉塞部材本体が上下方向に積み重ねた複数の環状の弾性ディスク部材を有するため、ワークの穴へ簡単に挿入することができるうえ、ワークの穴のサイズが一定でない場合にも、複数の環状の弾性ディスク部材を変形させることにより穴を確実に閉塞することができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、前記閉塞部材本体が中空の弾性栓部材で構成され、この弾性栓部材を縮径状態と拡径状態とに切換え可能な駆動機構を設けたため、弾性栓部材でワークの穴を確実に閉塞することができ、また、閉塞を解除することができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、前記駆動機構は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室の流体圧を受圧する第２の流体圧シリンダと、この第２の流体圧シリンダのピストン部材に連動して弾性栓部材の状態を切換える駆動ロッドとを有するため、クランプ解除用流体室の流体圧を有効利用して弾性栓部材の状態を切換えることができる。
【００２４】
請求項８の発明によれば、前記閉塞部材本体が径拡大側へ弾性変形可能な弾性容器体及びこの弾性容器体の内部の流体室を有し、この弾性容器体内の流体室へ流体圧を導入する流体圧導入手段を設けたので、閉塞部材をワークの穴に挿入後に、流体圧導入手段により弾性容器体の内部の流体室に加圧流体を導入し、径拡大側へ弾性変形させて穴を隙間なく閉塞することができる。切粉以外にクーラントの流入を確実に防止することができる。
【００２５】
請求項９の発明によれば、前記流体圧導入手段は、前記流体圧シリンダのクランプ解除用流体室を前記弾性容器体内の流体室に連通させる流体通路を有する。クランプ装置でワークをクランプ中にも、クランプ解除用流体圧作動室に低圧の流体圧を保持しておくことができるため、クランプ中にも、閉塞部材を径拡大側へ弾性変形させた状態を維持し、ワークの穴を閉塞することができる。
【００２６】
請求項１０の発明によれば、前記流体圧導入手段は、外部の加圧エア供給源から供給される加圧エアを前記弾性容器体内の流体室に導入する加圧エア導入手段で構成されたため、弾性容器体を加圧エアで拡径状態に切換えることができる。
【００２７】
請求項１１の発明によれば、前記閉塞部材に、閉塞部材本体とネジ軸部との間に一体的に設けられ且つクランプロッドの上端に当接する操作部であって工具により回動操作可能な操作部を設けたため、工具で操作部を回動操作することにより、クランプロッドに対する閉塞部材の着脱を簡単に能率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係るクランプ装置の平面図である。
【図２】クランプ装置（ワーク投入状態）の縦断面図である。
【図３】閉塞部材の斜視図である。
【図４】クランプ装置（クランプ状態）の部分縦断面図である。
【図５】クランプ装置の部分縦断面図である。
【図６】クランプ用油圧シリンダにより発生する上下方向の力を説明する説明図である。
【図７】実施例２に係る図４相当図である。
【図８】実施例３に係る図４相当図である。
【図９】実施例４に係る図２相当図である。
【図１０】実施例４に係る図４相当図である。
【図１１】実施例５に係る図４相当図である。
【図１２】実施例６に係る図４相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、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】
【００３０】
図１〜図４に示すように、このクランプ装置Ｃは、本体部材１と、グリップ部材２と、クランプロッド３と、グリップ部材２とクランプロッド３を軸心方向（上下方向）に駆動可能な油圧シリンダ４と、油圧シリンダ４に含まれる環状受圧部材５と、クランプロッド３の上端部分に固定された閉塞部材１００とを備えている。本体部材１は、 上部本体部材１１と下部本体部材１２と基部本体部材１３とで構成されている。
【００３１】
上部本体部材１１は平面視にてほぼ長円形であり、この上部本体部材１１は４つのボルト穴１４に挿入される４つのボルト（図示略）で基部本体部材１３に固定される。下部本体部材１２はシリンダ穴４１を形成する筒状部材であり、この下部本体部材１２の上端部が上部本体部材１１の下面側の凹部１５に嵌合され、４つのボルト１６により上部本体部材１１に固定されている。
【００３２】
図１〜図４に示すように、グリップ部材２は、上部本体部材１１の中心部分の開口穴１７を上下に貫通するように配設されている。上部本体部材１１の上面には、グリップ部材２を囲む４つの円弧状の着座面１８が形成され、ワークＷをクランプした状態では、これら着座面１８にワークＷを着座させることができる。上部本体部材１１の上面には、加圧エアのエアブローが流れる４つの凹溝１９が十文字状に形成されている。４つの着座面１８と４つの凹溝１９を除き、上部本体部材１１の上面は、緩い傾斜角の部分円錐面に形成されている。
【００３３】
グリップ部材２は、ワークＷの穴Ｈに挿入されて穴Ｈの内周面をグリップ可能な略環状のものである。このグリップ部材２は、ロッド挿通孔２１と、グリップ部材２が進出位置（上限位置）にあるときに着座面１８よりも進出側（上側）の位置でワークＷを受け止め可能なワーク搭載面２２と、このワーク搭載面２２を形成する環状鍔部２３と、この環状鍔部２３から外側（上方）へ延びるグリップ爪部２４と、この環状鍔部２３に対してグリップ爪部２４と反対側の下端部に形成された基端鍔部２６と、環状鍔部２３と基端鍔部２６の間に形成された環状溝２５とを備えている。
【００３４】
グリップ部材２は、その環状鍔部２３、グリップ爪部２４、環状溝２５、基端鍔部２６がスリット２７により周方向に４等分に分割された４つのグリップ分割体２ｂからなる。  グリップ部材２は金属部材で構成され、各グリップ分割体２ｂのグリップ爪部２４の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップし易くする３段の歯２４ａが形成されている。グリップ部材２には、クランプロッド３を挿通させるロッド挿通孔２１が形成され、このロッド孔２１のうちのグリップ爪部対応部分は、クランプロッド３のテーパ軸部３１が密着状に係合するテーパ孔部２１ａに形成されている。
【００３５】
図１〜図４に示すように、上部本体部材１１の開口穴１７にはグリップ部材２の環状鍔部２３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾性材料製のスレクーパ２８が装着されている。グリップ部材２の環状溝２５には分割された４つのグリップ分割体２ｂを縮径方向へ付勢するＯリング２９が外嵌状に装着されている。
【００３６】
グリップ部材２の基端鍔部２６は、上部本体部材１１の円形凹部６に収容され、円形凹部６の上壁部と環状受圧部材５の水平板部６２との間に挟着されている。グリップ部材２は、環状受圧部材５と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部６の外周部の環状隙間７とスクレーパ２８の弾性変形を介して、油圧シリンダ４の軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。
【００３７】
クランプロッド３は、テーパ軸部３１と、このテーパ軸部３１の下端に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２の下端に連なる大径ロッド部３３と、この大径ロッド部３３の下端に連なる大径鍔部３４とを一体形成したものである。テーパ軸部３１と小径ロッド部３２とがグリップ部材２のロッド孔２１に挿通されている。上記テーパ軸部３１は、上方程大径化するようにクランプロッド３の上端部分に形成され、テーパ軸部３１がグリップ部材２のテーパ孔部２１ａに内嵌係合している。
【００３８】
図１〜図４に示すように、前記油圧シリンダ４は、グリップ部材２とクランプロッド３とを軸心方向へ進退駆動する為のものである。この油圧シリンダ４は、下部本体部材１２と基部本体部材１３とで形成された立向きのシリンダ穴４１と、このシリンダ穴４１に装着されたピストン部４３とこのピストン部４３から上方へ延びる筒状ピストンロッド４４とを有するピストン部材４２と、ピストン部４３の上側のクランプ用油室４５及びピストン部４３の下側のアンクランプ用油室４６と、環状受圧部材５とを備えている。
【００３９】
シリンダ穴４１の底面は基部本体部材１３で塞がれ、シリンダ穴４１の下端近傍部の環状溝には、ピストン部材４２の下方移動を規制するストップリング４７が装着されている。ピストン部材４２はストップリング４７で受け止められて下限位置になる。ピストン部材４２には中央孔が形成され、この中央孔は、筒状ピストンロッド４４に形成された上部の小径孔４８と、中段部の中径孔４９と、下部の大径孔５０とで構成されている。この大径孔５０には封鎖部材５１が装着され、ストップリング５１ａで抜け止めされている。
【００４０】
前記クランプロッド３の大径ロッド部３３が小径孔４８内に位置し、大径鍔部３４が中径孔４９内に位置している。大径ロッド部３３と小径孔４８の内周面との間には約２ｍｍの環状隙間３５が形成され、大径ロッド部３３の外周の環状溝に太いＯリング５２（弾性リング部材）が装着され、このＯリング５２は大径ロッド部３３と筒状ピストンロッド４４の間に僅かに圧縮状態にして装着されている。
【００４１】
大径鍔部３４の厚さは中径孔４９の厚さとほぼ等しい。大径鍔部３４の外周面と中径孔４９の内周面との間には僅かな隙間が形成されている。それ故、クランプロッド３は、ピストン部材４２と一体的に昇降移動するが、ピストン部材４２に対して相対的に軸心と直交する水平方向へ移動可能になっている。グリップ部材２はクランプロッド３と一体的に上記軸心と直交する水平方向へ移動可能である。ここで、スクレーパ２８とＯリング５２が、グリップ部材２とクランプロッド３の軸心を油圧シリンダ４の軸心に一致させるように、グリップ部材２とクランプロッド３を弾性付勢する。
【００４２】
図１〜図４に示すように、環状受圧部材５は、受圧筒部６１と、この受圧筒部６１の上端に連なる環状の水平板部６２とを有し、この水平板部６２の上面にグリップ部材２の基端鍔部２６が載置されてグリップ部材２の基端面が支持されている。水平板部６２の中心部の円形穴６３に、クランプロッド３の大径ロッド部３３が遊嵌状に挿通している。水平板部６２の外周部には、受圧筒部６１よりも僅かに大径の係止鍔６２ａが形成されている。下部本体部材１２には、シリンダ穴４１の上端に連なるシリンダ穴４１より小径の上部シリンダ穴６４が形成されている。
【００４３】
上部本体部材１１には、上部シリンダ穴６４の上端に連なる収容穴６５が形成されている。この収容穴６５の厚さは水平板部６２の厚さよりも例えば 1.2〜 2.0ｍｍ位大きい。  環状受圧部材５の受圧筒部６１は、上部シリンダ穴６４の内周面と筒状ピストンロッド４４の間の環状穴に油密に且つ上下方向に摺動自在に装着され、水平板部６２は、収容穴６５に上下方向に摺動自在に装着されている。尚、油室４５，４６からの油圧の油のリークを防止する為の複数のシール部材（符号省略）が設けられている。
【００４４】
上記環状受圧部材５の受圧筒部６１の下端は、クランプ用油圧室４５に臨んでその油圧を受圧する。クランプ用油室４５は、油路６６〜６９を介して油圧供給源に接続され、油路６９の油圧Ｐ１を検出する油圧検出センサ７０も設けられる。アンクランプ用油室４６は、油路７１，７２を介して油圧供給源に接続され、油路７２の油圧Ｐ２を検出する油圧検出センサ７３も設けられる。環状受圧部材５は、グリップ部材２のワーク搭載面２２が着座面１８よりも外側（上方）へ進出した位置になる第１位置と、ワーク搭載面２２が着座面１８より後退（下降）した位置となる第２位置とに亙って軸心方向に所定ストローク移動可能になっている。
【００４５】
図１〜図４に示すように、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１８に密着したことを検出する着座センサ８０が設けられている。この着座センサ８０は、着座面１８に開口された加圧エア噴出孔８１と、この加圧エア噴出孔８１に連通するように上部本体部材１１内に形成されたエア通路８２及び基部本体部材１３内に形成されたエア通路８３と、このエア通路８３に加圧エアを供給する加圧エア供給源と、エア通路８３内の加圧エアの圧力が所定値に以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチ８４などで構成されている。
【００４６】
図１に示すように、エア通路８２と同様のエア通路９０が上部本体部材１１に形成され、そのエア通路９０から円形凹部６と環状溝２５に加圧エアが供給され、その加圧エアがグリップ部材２の４つのスリット２７から４つの着座面１８の方へ流れ、４つの着座面１８をエアブローし、これら着座面１８をクリーンにする。
【００４７】
次に、閉塞部材１００について説明する。
図２〜図４に示すように、ワークＷをクランプ装置Ｃでクランプした状態において、ワークＷの上面を機械加工する際に穴Ｈに流入した切粉がグリップ部材２１の方へ侵入するのを防止するための閉塞部材１００が、クランプロッド３の上端部分に取り付けられ、クランプロッド３の上側において穴Ｈを閉塞するように構成してある。
【００４８】
前記閉塞部材１００は、閉塞部材本体１０１と、この閉塞部材本体１０１よりも下方へ突出し且つクランプロッド３の上端部分に形成されたネジ穴３ａに螺合されるネジ軸部１０２と、閉塞部材本体１０１とネジ軸部１０２との間に一体的に設けられた操作部１０３とを有する。前記閉塞部材本体１０１は円板状に形成されたブラシ１０１ａで構成されている。このブラシ１０１ａは、合成樹脂製または金属製の多数の可撓性のある細径線材を、ネジ軸部１０２と一体の軸部１０４の外周側の線材保持部１０４ａに密集状態に植設したものである。
【００４９】
前記操作部１０３は、閉塞部材１００をクランプロッド３に固定する際に、ネジ軸部１０２をクランプロッド３のネジ穴３ａに螺合させるとき、閉塞部材１００を六角レンチで回動操作する為のものである。閉塞部材１００をクランプロッド３の上端部分に固定した状態においては、操作部１０３がクランプロッド３の上端に当接する。
【００５０】
閉塞部材本体１０１の外径は、拡径状態（クランプ状態）のグリップ爪部２４の外径よりも僅かに大きく設定され、クランプ装置Ｃでクランプした状態では、閉塞部材本体１０１の外周部がワークＷの穴Ｈの内面に当接して穴Ｈを閉塞するように構成されている。  ブラシ１０１ａの細径線材が密集状態になっているため、少なくとも切粉が閉塞部材本体１０１を透過して下方へ侵入しないばかりか、閉塞部材本体１０１を透過して下方へ流れるクーラントの量も著しく少なくなる。
尚、油圧供給源、加圧エア供給源、油圧検出センサ７０，７３及び圧力スイッチ８４等は図示外の制御ユニットに電気的に接続されており、その制御ユニットで制御される。
【００５１】
以上のクランプ装置Ｃの作用、効果について説明する。
クランプ装置ＣによりワークＷを固定する場合、先ず最初に、クランプ用油室４５とアンクランプ用油室４６にほぼ同圧の油圧を供給する。すると、ピストン部材４２におけるクランプ用油室４５の受圧面積よりもアンクランプ用油室４６の受圧面積の方が大きいため、図２に示すように、ピストン部材４２は上限位置まで上昇して停止状態となる。また、環状受圧部材５はクランプ用油室４５の油圧を受圧するため上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持し、ワーク搭載面２２が着座面１８よりも僅かに高い位置を維持する。
【００５２】
この状態において、ワークＷを投入して、図２に示すように、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３と閉塞部材１００を挿入し、ワークＷをワーク搭載面２２で支持する。このように、最初はワークＷを着座面１８よりも高い位置にあるワーク搭載面２２で支持し、その後クランプ状態ではワークを着座面１８で支持するように構成したので、ワーク投入時に着座面１８がワークＷで傷つけられることを防止でき、また、クランプ前から着座センサ８０が作動することがなく、ワークＷが着座面１８に着座し所期のクランプ力で固定されたときに着座センサ８０が作動するようになるため、着座センサ８０の信頼性を高めることができる。
【００５３】
次に、アンクランプ用油室４６の油圧をクランプ用油室４５の油圧よりも低い所定の油圧に切換え、ピストン部材４２に下方向きのある程度強い所定の油圧力を作用させる。すると、クランプ用油室４５の油圧を受圧する環状受圧部材５は、前記と同様に上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持するが、ピストン部材４２には下方向きの油圧力が作用し、ピストン部材４２が下方へ駆動されるため、グリップ部材２に対して相対的に下方へ移動する。
【００５４】
その結果、クランプロッド３のテーパ軸部３１によりグリップ部材２のグリップ爪部２４が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態（グリップ状態）になる。この状態において、アンクランプ用油室４６の油圧をドレン圧まで低下させると、ピストン部材４２には下方向きの大きな油圧力が作用し、グリップ部材２とクランプロッド３とは相対移動不能であるため、図４に示すように、ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と環状受圧部材５は一体的に下方へ駆動され、ワークＷが着座面１８に着座し、強く押圧されたクランプ状態になって停止する。
【００５５】
ここで、グリップ爪部２４がワークＷの穴Ｈの内周面をグリップする動作と、ワークＷをクランプする動作の関係について、図６に基づいて詳しく説明する。クランプ用油室４５に供給された油圧をＰ１、アンクランプ用油室４６に供給された油圧をＰ２として、ＦＩは油圧Ｐ１によってグリップ部材２に働く上向きの力を示し、ＦＩＩは油圧Ｐ１及び油圧Ｐ２によりクランプロッド３に働く下向きの力を示している。
【００５６】
油圧Ｐ１は最初から一定に維持されるため、Ｆ１はＦｃに維持されるが、ワークＷが載置面１８に支持され、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３が挿入された後、油圧Ｐ２を低下させるが、そのときにクランプロッド３に下向きに力ＦＩＩが加わり、油圧Ｐ２の低下に伴って力ＦＩＩが上昇する。ここで、少なくともＦＩＩがＦｃよりも低い状態では、グリップ部材２０がクランプロッド３によって下方へ引きずられることなく、クランプロッド３からＦＩＩを受けて拡径する。
【００５７】
そして、ＦＩＩがＦｃよりも大きくなると、グリップ部材２とクランプロッド３とが一体的に下降しクランプ動作が開始されるが、このときまでに、グリップ部材２から最大でＦｃの力を受けて十分に拡径するため、グリップ部材２がワークＷを確実にグリップし、その状態でクランプ動作を開始できるので、グリップ爪部２４がワークＷの穴Ｈの内周面に対し相対的に下方へスリップすることを確実に防止してワークＷを確実にクランプできる。
【００５８】
ワークＷをクランプした状態において、ワークＷの上面側に切削加工を施す際に、穴  のところに切粉が飛散して来ても、クランプロッド３よりも上側において、閉塞部材１００により穴Ｈが閉塞されているため、切粉がグリップ部材２側へ侵入することはない。
さらに、クーラント（切削用冷却液）が穴Ｈへ流入したとしても、閉塞部材１００とその上面側の切粉により、クーラントの流れがせき止められるため、閉塞部材１００を透過してグリップ部材２側へ流れるクーラントの量は非常に少なくなる。
【００５９】
前記閉塞部材１００は、閉塞部材本体１０１と、この閉塞部材本体１０１よりも下方へ突出し且つクランプロッド３の上端部分に形成されたネジ穴３ａに螺合されるネジ軸部１０２と操作部１０３とを有するため、閉塞部材１００をクランプロッド３に簡単に固定することができる。しかも、閉塞部材本体１０１が円板状に形成されたブラシを有するため、ワークＷの穴Ｈへ簡単に挿入することができるうえ、ワークＷの穴Ｈのサイズが一定でない場合にも、ブラシを変形させることにより穴を確実に閉塞することができる。
【００６０】
複数のクランプ装置ＣでワークＷをクランプするような場合、個々のワークＷの製作誤差によりワークＷの穴Ｈの中心の位置が僅かにズレている場合には、クランプロッド３とグリップ部材２を穴Ｈに挿入したとき、又はクランプしたとき、スクレーパ２８とＯリング５２の弾性変形を介して、クランプロッド３とグリップ部材２の軸心が、油圧シリンダ４の軸心からズレることなる。
【００６１】
しかし、ワークＷの機械加工後に、クランプ装置Ｃをアンクランプ状態に復帰させると、スクレーパ２８とＯリング５２の弾性力により、クランプロッド３とグリップ部材２の軸心が、油圧シリンダ４の軸心と一致するように自動的に復帰する。この場合、クランプロッド３に上下２箇所で弾性力を付与して復帰させるため、クランプロッド３をガタなくスムーズに復帰させることが可能になる。
【００６２】
それ故、アンクランプ状態になる毎に、それら両軸心を一致させる復帰作業を手動操作で行う必要がないので、ワークをクランプする作業の作業能率を高めることができる。しかも、Ｏリング５２により、クランプロッド３の大径鍔部３４と筒状ピストンロッド４４の中径孔４９との摺動部分に切粉やクーラント等が侵入することを確実に防いで、クランプロッド３の軸心方向と直交する方向へ円滑なスライド移動を確実に確保できる。
【００６３】
切削加工の終了後に、クランプを解除するとき、ワークＷを取り外す前に、又はワークＷを取り外してから、エア通路９０から加圧エアを供給すると、そのエア通路９０から円形凹部６と環状溝２５に加圧エアが供給され、その加圧エアがグリップ部材２の４つのスリット２７から噴出するため、閉塞部材１００のブラシの上面側に付着している切粉やクーラントがエアブローにより除去される。
【００６４】
そのため、エア通路９０に加圧エアを供給するだけの簡単な操作により、閉塞部材１００に付着した切粉やクーラントを除去することができるから、切粉除去のために、手動操作にてエアブローしたり、クランプ装置Ｃを分解してエアブローする等の作業が不要になるから、作業の生産性を高めることができ、切粉等の噛み込みによるクランプ装置の耐久性の低下を防止することができる。
【実施例２】
【００６５】
本実施例では前記クランプ装置Ｃと同様の構成に同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図７に示すように、このクランプ装置ＣＡにおいては、閉塞部材１００Ａの構造のみが変更されている。前記閉塞部材本体１０１Ａが円板状に形成された不織布状繊維積層体１０１ｂを主体にして構成されている。
【００６６】
この不織布状繊維積層体１０１ｂは、合成樹脂製の細径線材を不織布状に積層して接着剤で結合したもので、可撓性と通気性を有するものである。この閉塞部材１００Ａは、閉塞部材本体１０１Ａと、ネジ軸部１０２と、操作部１０３と、この操作部１０３から上方へ延びる軸部１０４Ａとを有し、不織布状繊維積層体１０１ｂが軸部１０４Ａに外嵌されて接着されている。クランプ状態では、不織布状繊維積層体１０１ｂの外周部が穴Ｈの内周面に当接するようになっている。
【００６７】
この閉塞部材１００Ａによれば、前記実施例の閉塞部材１００と同様の作用、効果を奏する。不織布状繊維積層体１０１ｂが通気性を有するため、切削加工後に、エア通路９０に供給する加圧エアでエアブローすることで、閉塞部材１００Ａの上面側の切粉を除去することができる。
【００６８】
不織布状繊維積層体１０１ｂは、前記ブラシ１０１ａと異なり、全体に亙って通気孔を小さな一定の大きさの通気孔にすることができるから、切粉の侵入防止機能を一層高めることができるし、クーラントの侵入防止性能も高めることができる。円板状に形成された不織布状繊維積層体１０１ｂは、ワークＷの穴Ｈへ簡単に挿入することができる。ワークＷの穴Ｈのサイズが一定でない場合にも、不織布状繊維積層体１０１ｂを変形させることにより穴を確実に閉塞することができる。
【実施例３】
【００６９】
本実施例では前記クランプ装置Ｃと同様の構成に同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。このクランプ装置ＣＢにおいては、閉塞部材１００Ｂの構造のみが変更されている。図８に示すように、この閉塞部材１００Ｂは、閉塞部材本体１０１Ｂとネジ軸部１０２と操作部１０３と軸部１０４Ｂとを有する。閉塞部材本体１０１Ｂは、上下方向に積み重ねた複数の環状の弾性ディスク部材１０１ｃを有する。弾性ディスク部材１０１ｃは、弾性を有するゴム又は合成樹脂で構成されており、中心側から外周側へ向かって厚さが徐々に小さくなる。そのため、３枚の弾性ディスク部材１０１ｃは、ワークＷの穴Ｈに挿入する際や、クランプ作動時に上下方向に弾性変形可能である。
【００７０】
クランプ状態では、３枚の弾性ディスク部材１０１ｃの外周部が穴Ｈの内周面に当接して穴Ｈを殆ど隙間なく閉塞するため、切粉のグリップ部材２側への侵入を確実に防止できるうえ、グリップ部材２側へ侵入するクーラントの量も零又は僅少になる。
閉塞部材本体１０１Ｂが上下方向に積み重ねた複数の環状の弾性ディスク部材１０１ｃを有するため、ワークＷの穴Ｈへ簡単に挿入できるうえ、ワークＷの穴Ｈのサイズが一定でない場合にも、環状の弾性ディスク部材１０１ｃを変形させることにより穴Ｈに簡単に挿入することができ且つ穴Ｈを確実に閉塞できる。その他、この閉塞部材１００Ｂも前記実施例の閉塞部材１００と同様の作用、効果を奏する。
【実施例４】
【００７１】
本実施例では前記実施例のクランプ装置Ｃと同様の構成に同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図９に示すように、このクランプ装置ＣＣにおいては、閉塞部材１００Ｃ及びその駆動機構１００ｋのみが変更されている。
【００７２】
閉塞部材１００Ｃは、閉塞部材本体１０１Ｃと、ネジ軸部１０２と、操作部１０３と、駆動機構１００Ｋなどを備えている。閉塞部材本体１０１Ｃは、弾性材料としての弾性を有する合成樹脂製の中空の弾性栓部材１０１ｄからなる。駆動機構１００Ｋは、アンクランプ油室４６の油圧を受圧する油圧シリンダ９４と、クランプロッド３内に昇降自在に挿通された駆動ロッド１０５と、復帰バネ１０６などを備えている。
【００７３】
駆動機構１００ｋは、アンクランプ状態のとき、図９に示すように、閉塞部材本体１０１ＣをワークＷの穴Ｈを閉塞しない縮径状態にし、クランプ状態のとき、図１０に示すように、ワークＷの穴Ｈを閉塞する拡径状態にする。駆動機構１００ｋにおいて、油圧シリンダ９４は、油圧シリンダ４のピストン部４３に装着された封鎖部材５１に形成されたシリンダ孔９４ａと、このシリンダ孔９４ａに装着されたピストン部材１０７とを有する。駆動ロッド１０５は、クランプロッド３の軸心部に形成された軸孔に昇降自在に装着され、駆動ロッド１０５の上端は閉塞部材本体１０１Ｃの上端部に固着され、駆動ロッド１０５の下端には鍔部１０５ａが形成されている。
【００７４】
この鍔部１０５ａはクランプロッド３の下端部分に形成された凹部１０８内で昇降可能であり、油圧シリンダ９４のピストン部材１０７のピストンロッドの上端が鍔部１０５ａの下面に当接している。クランプロッド３の下部のバネ収容穴には、圧縮コイルバネからなる復帰バネ１０６が装着され、復帰バネ１０６の下端を鍔部１０５ａで受け止め、復帰バネ１０６で駆動ロッド１０５を下方へ付勢している。
【００７５】
図９に示すクランプ解除状態のとき、アンクランプ油室４６に供給された油圧によりピストン部材１０７及び駆動ロッド１０５が上昇し、閉塞部材本体１０１Ｃが上方へ伸長させられて縮径状態になる。この縮径状態では、閉塞部材本体１０１Ｃがグリップ部材２のグリップ爪部２４よりも小径になるため、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３とを円滑に挿入することができる。
【００７６】
図１０に示すクランプ状態のときはアンクランプ油室４６の油圧がドレン圧になるため、復帰バネ１０６の付勢力で駆動ロッド１０５及びピストン部材１０７が下降し、閉塞部材本体１０１Ｃが拡径状態になって、ワークＷの穴Ｈを完全に閉塞する状態になる。そのため、切粉やクーラントが穴Ｈに全く流入しなくなる。尚、前記復帰バネ１０６を省略し、クランプ状態のときに、塞部材本体１０１Ｃの弾性力により図１０に示すような拡径状態になるように構成してもよい。尚、前記弾性栓部材１０１ｄは、中空状に形成する代わりに、軟質の弾性材料でもって中実状に形成してもよい。
【実施例５】
【００７７】
本実施例では前記実施例のクランプ装置Ｃと同様の構成に同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図１１に示すように、このクランプ装置ＣＤにおいては、閉塞部材１００Ｄのみが変更されている。この閉塞部材１００Ｄは、閉塞部材本体１０１Ｄと、ネジ軸部１０２と、操作部１０３とを備えている。  
【００７８】
前記閉塞部材本体１０１Ｄが油圧により径径状態に弾性変形可能な弾性容器体１０１ｅ及びこの弾性容器体１０１ｅの内部に形成された油圧室１１０を有する。この弾性容器体１０１ｅ内の油圧室１１０へ油圧を導入する油圧導入手段としての小径の油路１１１であって、油圧シリンダ４のアンクランプ用油室４６を弾性容器体１０１ｅ内の油圧室１１０に連通させる油路１１１を設けてある。この油路１１１は、封鎖部材５１とクランプロッド３とネジ軸部１０２と操作部１０３とを貫通する油路である。
【００７９】
前記弾性容器体１０１ｅは、アンクランプ用油室４６に供給される油圧で破損する虞のない補強繊維入りゴムで製作した高強度の容器である。弾性容器体１０１ｅの油圧室１１０に油圧が充填されていない状態では、弾性容器体１０１ｅの外径は、グリップ爪部２４の外径よりも僅かに小径となる。しかし、弾性容器体１０１ｅの油圧室１１０に油圧が充填されている状態では、弾性容器体１０１ｅは径拡大側へ弾性変形して、弾性容器体１０１ｅの外周面が穴Ｈの内周面に圧接状態となる。
【００８０】
このクランプ装置ＣＤにおいて、クランプロッド３とグリップ部材２と閉塞部材１００ＤをワークＷの穴Ｈに挿入する際には、アンクランプ油室４６の油圧を低圧又はドレン圧に保持し、弾性容器体１０１ｅが拡径状態に弾性変形してない状態にして挿入する。その後、アンクランプ油室４６に、弾性容器体１０１ｅを拡径状態に弾性変形させるのに必要な所定圧の油圧を維持した状態において、クランプ装置ＣＤをクランプ作動させる。
【００８１】
そのため、クランプ状態においては、弾性容器体１０１ｅが拡径状態に弾性変形して穴Ｈを隙間なく閉塞した状態を維持し、その閉塞状態でワークＷの切削加工に供する。そのため、ワークＷの切削加工中に発生する切粉とクーラントが穴Ｈからグリップ部材２側へ侵入するのを確実に防止することができる。
【００８２】
クランプ解除する際には、クランプ油室４５の油圧を抜き、アンクランプ油室４６の油圧を高めてグリップ部材２に対してクランプロッド３を相対的に上方移動させて、グリップ部材２を縮径状態に切換えてから、アンクランプ油室４６の油圧を前記所定圧より低く低下させると、弾性容器体１０１ｅが縮径状態になる。その状態で、ワークＷを取り外すものとする。アンクランプ油室４６の油圧を油路１１１を介して弾性容器体１０１ｅ内の油圧室１１０に供給する構造にしたので、油圧室１１０に油圧を供給する油路の構造を簡単化することができる。その他、閉塞部材１００と同様の作用、効果が得られる。
【実施例６】
【００８３】
本実施例では前記実施例のクランプ装置Ｃと同様の構成に同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図１２に示すように、このクランプ装置ＣＥにおいては、閉塞部材１００Ｅのみが変更されている。この閉塞部材１００Ｅは、閉塞部材本体１０１Ｅと、ネジ軸部１０２と、操作部１０３とを備えている。  
【００８４】
閉塞部材本体１０１Ｅは、弾性を有する合成樹脂製の弾性容器体１０１ｆで構成され、この弾性容器体１０１ｆの内部にはエア室１２０が形成されている。エア室１２０に加圧エアを供給しない状態では、弾性容器体１０１ｆがグリップ部材２よりも小径の縮径状態になる。エア室１２０に加圧エアを供給した状態では、弾性容器体１０１ｆがグリップ部材２よりも大径の拡径状態になる。
【００８５】
弾性容器体１０１ｆに加圧エアを供給するために、上部本体部材１１内のエア通路９０と、下部本体部材１２内のエア通路９１と、エア供給源に連なるエア通路９２と、クランプロッド３内のエア通路１２１，１２２が形成されている。エア通路９０を介して供給される加圧エアは、円形凹部６と、グリップ分割体２ｂ間のスリットを通って円形穴６３に流入し、この円形穴６３からエア通路１２１，１２２を通ってエア室１２０に流入する。
【００８６】
ワークＷを投入する前に、エア供給源からエア通路９２，９１，９０に加圧エアを供給し、グリップ分割体２ｂ間のスリットと着座面１８をクリーニングする。このとき、エア通路１２１，１２２を通って、弾性容器体１０１ｆ内のエア室１２０にも加圧エアが流入して拡径状態になる。その後、一旦加圧エアの供給を停止して弾性容器体１０１ｆを縮径状態にし且つアンクランプ油室４６に油圧を供給した状態において、ワークＷを投入してワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３とを挿入する。
【００８７】
その挿入後に、クランプ用油室４５に油圧を供給し且つ加圧エア供給源からエア通路９２に加圧エアを供給すると、前記と同様にして、弾性容器体１０１ｆ内のエア室１２０にも加圧エアが流入し、弾性容器体１０１ｆが拡径状態になり、穴Ｈの内周面に当接する。こうして、穴Ｈが閉塞されると、グリップ分割体２ｂ間のスリットから上方へ流れた加圧エアも穴Ｈ内に閉じ込められるため、エア圧がエア通路９２内のエア圧程度まで上昇し、弾性容器体１０１ｆが穴Ｈの内周面に圧接状態になる。この状態で、ワークＷに対する切削加工を行う。このとき、切粉やクーラントが穴Ｈの頂部に流入したとしても、閉塞部材１００Ｅにより穴Ｈが完全に閉塞されているため、切粉やクーラントがグリップ部材２の方へ流入することはない。
【００８８】
ワークＷに対する切削加工終了後には、加圧エアの供給を停止し、エア室１２０のエア圧をほぼ大気圧にし、弾性容器体１０１ｆを縮径状態にしてから、ワークＷを上方へ取り外すため、弾性容器体１０１ｆの耐久性を確保できる。この閉塞部材１００Ｅの場合、着座面１８等をクリーニングする為の加圧エアを供給するエア通路９２，９１，９０を有効活用するため、短いエア通路１２１，１２２をクランプロッド３に形成すればよいので、エア通路の構造が簡単になるうえ、弾性容器体１０１ｆの構造も簡単になる。弾性容器体１０１ｆを拡径状態にして、ワークＷを切削加工する間、加圧エアを大気中へ放出しないから、加圧エアの消費量も節減することができる。
【００８９】
以上説明した実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］油圧シリンダ４の代わりに、加圧エアで作動するエアシリンダを設けてもよい。
２］前記実施例５の油路１１１の代わりに、弾性容器体１０１ｅの油圧室１１０にクランプ用油室４５から油圧を供給する油路を形成してもよい。
３］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。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明のクランプ装置は、種々の金属製ワークを工作機械で切削加工する際にワークをクランプする装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｗ            ワーク
Ｈ            穴
Ｃ，ＣＡ〜ＣＥ    クランプ装置
１            本体部材
２，          グリップ部材
２ｂ          グリップ分割体
３            クランプロッド
４            油圧シリンダ
４５          クランプ用油室
４６          アンクランプ用油室
９０          エア通路
９４          油圧シリンダ
１００，１００Ａ〜１００Ｅ        閉塞部材
１０１，１０１Ａ〜１０１Ｅ        閉塞部材本体
１００ｋ      駆動機構
１０１ａ      ブラシ
１０１ｂ      不織布状繊維積層体
１０１ｃ      弾性ディスク部材
１０１ｄ      弾性栓部材
１０１ｅ      弾性容器体
１０１ｆ      弾性容器体
１０２        ネジ軸部
１０３        操作部
１０５        駆動ロッド
１０６        復帰バネ
１１０        油圧室
１１１        油路
１２１，１２２    エア通路
【図１】
2010240775.tif 000003
【図２】
2010240775.tif 000004
【図３】
2010240775.tif 000005
【図４】
2010240775.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010240775.tif 000010
【図９】
2010240775.tif 000011
【図１０】
2010240775.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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