(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（Ｗ）をチャッキングするワークパレット（１）と、このワークパレット（１）をテーブル（２）上に固定するクランプユニット（３）から構成されるクランプ装置において、
前記ワークパレット（１）が筒状の挿し部（４）を備え、この挿し部（４）の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部（５）の内径よりも大きな内径を有する段差部（６）を形成して、この段差部（６）と前記挿し部端部（５）の内面とをつなぐテーパ面（７）を形成する一方で、
前記クランプユニット（３）が前記挿し部（４）の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部（８）を備え、この受け部（８）に、前記挿し部（４）内面側に向けて、受け部（８）の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部（９）を形成したレバー部材（１０）を設けるとともに、前記レバー部材（１０）に、このレバー部材（１０）を前記受け部（８）の軸心側に付勢する付勢部材（１３）を設け、このレバー部材（１０）の前記受け部（８）軸心側に、カム（１４）を前記レバー部材（１０）とこのカム（１４）のカム面とが当接するように設け、このカム（１４）のカム軸（１５）周りの回転に伴って、前記突部（９）が前記付勢部材（１３）の付勢力に抗して、前記受け部（８）の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部（９）の受け部（８）奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面（１１）を形成し、
前記挿し部（４）を受け部（８）に挿し込んで前記突部（９）を突出させ、前記段差部（６）に形成したテーパ面（７）と、前記突部（９）に形成したテーパ面（１１）とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプをなすようにする一方で、前記突部（９）を収納し、前記両テーパ面（７、１１）の当接を解除して前記受け部（８）へ挿し部（４）を自在に抜き差しし得るようにし、
前記カム（１４）のカム軸（１５）が、前記受け部（８）の軸心を通り、かつこの軸心方向と垂直であり、
前記カム軸（１５）に、押し上げカム（１７）を前記カム（１４）と同軸に設け、前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプ時には、前記押し上げカム（１７）の小径部が前記受け部（８）に当接して、前記クランプユニット（３）の全長が短くなるようにこの受け部（８）がクランプシャフト（１８）側に変位する一方で、前記ワークパレット（１）のアンクランプ時には、前記押し上げカム（１７）の拡径部が前記受け部に当接して、前記クランプユニット（３）から前記受け部（８）が突出するように変位することを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプ及びアンクランプを、前記受け部（８）への作動流体の供給及び遮断に伴う作動流体圧力の変化、又は、前記作動流体の流路の切り替えによってなすようにした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】
前記挿し部（４）の先端に切欠き部（１９）を形成する一方で、前記受け部（８）に前記切欠き部（１９）が嵌まり込む嵌合部（２０）を形成し、前記切欠き部（１９）と嵌合部（２０）とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のクランプ装置。
【請求項４】
ワーク（Ｗ）をチャッキングするワークパレット（１）と、このワークパレット（１）をテーブル（２）上に固定するクランプユニット（３）から構成されるクランプ装置において、
前記ワークパレット（１）が筒状の挿し部（４）を備え、この挿し部（４）の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部（５）の内径よりも大きな内径を有する段差部（６）を形成して、この段差部（６）と前記挿し部端部（５）の内面とをつなぐテーパ面（７）を形成する一方で、
前記クランプユニット（３）が前記挿し部（４）の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部（８）を備え、この受け部（８）に、前記挿し部（４）内面側に向けて、受け部（８）の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部（９）を形成したレバー部材（１０）を設けるとともに、前記レバー部材（１０）に、このレバー部材（１０）を前記受け部（８）の軸心側に付勢する付勢部材（１３）を設け、このレバー部材（１０）の前記受け部（８）軸心側に、カム（１４）を前記レバー部材（１０）とこのカム（１４）のカム面とが当接するように設け、このカム（１４）のカム軸（１５）周りの回転に伴って、前記突部（９）が前記付勢部材（１３）の付勢力に抗して、前記受け部（８）の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部（９）の受け部（８）奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面（１１）を形成し、
前記挿し部（４）を受け部（８）に挿し込んで前記突部（９）を突出させ、前記段差部（６）に形成したテーパ面（７）と、前記突部（９）に形成したテーパ面（１１）とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプをなすようにする一方で、前記突部（９）を収納し、前記両テーパ面（７、１１）の当接を解除して前記受け部（８）へ挿し部（４）を自在に抜き差しし得るようにし、
前記挿し部（４）の先端に切欠き部（１９）を形成する一方で、前記受け部（８）に前記切欠き部（１９）が嵌まり込む嵌合部（２０）を形成し、前記切欠き部（１９）と嵌合部（２０）とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにしたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
ワーク（Ｗ）をチャッキングするワークパレット（１）と、このワークパレット（１）をテーブル（２）上に固定するクランプユニット（３）から構成されるクランプ装置において、
前記ワークパレット（１）が筒状の挿し部（４）を備え、この挿し部（４）の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部（５）の内径よりも大きな内径を有する段差部（６）を形成して、この段差部（６）と前記挿し部端部（５）の内面とをつなぐテーパ面（７）を形成する一方で、
前記クランプユニット（３）が前記挿し部（４）の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部（８）を備え、この受け部（８）に、前記挿し部（４）内面側に向けて、受け部（８）の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部（９）を形成したレバー部材（１０）を設けるとともに、前記レバー部材（１０）に、このレバー部材（１０）を前記受け部（８）の軸心側に付勢する付勢部材（１３）を設け、このレバー部材（１０）の前記受け部（８）軸心側に、カム（１４）を前記レバー部材（１０）とこのカム（１４）のカム面とが当接するように設け、このカム（１４）のカム軸（１５）周りの回転に伴って、前記突部（９）が前記付勢部材（１３）の付勢力に抗して、前記受け部（８）の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部（９）の受け部（８）奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面（１１）を形成し、
前記挿し部（４）を受け部（８）に挿し込んで前記突部（９）を突出させ、前記段差部（６）に形成したテーパ面（７）と、前記突部（９）に形成したテーパ面（１１）とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプをなすようにする一方で、前記突部（９）を収納し、前記両テーパ面（７、１１）の当接を解除して前記受け部（８）へ挿し部（４）を自在に抜き差しし得るようにし、
前記カム（１４）のカム軸（１５）が、前記受け部（８）の軸心を通り、かつこの軸心方向と垂直であり、
前記挿し部（４）の先端に切欠き部（１９）を形成する一方で、前記受け部（８）に前記切欠き部（１９）が嵌まり込む嵌合部（２０）を形成し、前記切欠き部（１９）と嵌合部（２０）とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにしたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
ワーク（Ｗ）をチャッキングするワークパレット（１）と、このワークパレット（１）をテーブル（２）上に固定するクランプユニット（３）から構成されるクランプ装置において、
前記ワークパレット（１）が筒状の挿し部（４）を備え、この挿し部（４）の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部（５）の内径よりも大きな内径を有する段差部（６）を形成して、この段差部（６）と前記挿し部端部（５）の内面とをつなぐテーパ面（７）を形成する一方で、
前記クランプユニット（３）が前記挿し部（４）の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部（８）を備え、この受け部（８）に、前記挿し部（４）内面側に向けて、受け部（８）の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部（９）を形成したレバー部材（１０）を設けるとともに、前記レバー部材（１０）に、このレバー部材（１０）を前記受け部（８）の軸心側に付勢する付勢部材（１３）を設け、このレバー部材（１０）の前記受け部（８）軸心側に、カム（１４）を前記レバー部材（１０）とこのカム（１４）のカム面とが当接するように設け、このカム（１４）のカム軸（１５）周りの回転に伴って、前記突部（９）が前記付勢部材（１３）の付勢力に抗して、前記受け部（８）の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部（９）の受け部（８）奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面（１１）を形成し、
前記挿し部（４）を受け部（８）に挿し込んで前記突部（９）を突出させ、前記段差部（６）に形成したテーパ面（７）と、前記突部（９）に形成したテーパ面（１１）とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプをなすようにする一方で、前記突部（９）を収納し、前記両テーパ面（７、１１）の当接を解除して前記受け部（８）へ挿し部（４）を自在に抜き差しし得るようにし、
前記カム（１４）のカム軸（１５）が、前記受け部（８）の軸心を通り、かつこの軸心方向と垂直であり、
前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプ及びアンクランプを、前記受け部（８）への作動流体の供給及び遮断に伴う作動流体圧力の変化、又は、前記作動流体の流路の切り替えによってなすようにし、
前記挿し部（４）の先端に切欠き部（１９）を形成する一方で、前記受け部（８）に前記切欠き部（１９）が嵌まり込む嵌合部（２０）を形成し、前記切欠き部（１９）と嵌合部（２０）とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにしたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
ワーク（Ｗ）をチャッキングするワークパレット（１）と、このワークパレット（１）をテーブル（２）上に固定するクランプユニット（３）から構成されるクランプ装置において、
前記ワークパレット（１）が筒状の挿し部（４）を備え、この挿し部（４）の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部（５）の内径よりも大きな内径を有する段差部（６）を形成して、この段差部（６）と前記挿し部端部（５）の内面とをつなぐテーパ面（７）を形成する一方で、
前記クランプユニット（３）が前記挿し部（４）の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部（８）を備え、この受け部（８）に、前記挿し部（４）内面側に向けて、受け部（８）の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部（９）を形成したレバー部材（１０）を設けるとともに、前記レバー部材（１０）に、このレバー部材（１０）を前記受け部（８）の軸心側に付勢する付勢部材（１３）を設け、このレバー部材（１０）の前記受け部（８）軸心側に、カム（１４）を前記レバー部材（１０）とこのカム（１４）のカム面とが当接するように設け、このカム（１４）のカム軸（１５）周りの回転に伴って、前記突部（９）が前記付勢部材（１３）の付勢力に抗して、前記受け部（８）の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部（９）の受け部（８）奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面（１１）を形成し、
前記挿し部（４）を受け部（８）に挿し込んで前記突部（９）を突出させ、前記段差部（６）に形成したテーパ面（７）と、前記突部（９）に形成したテーパ面（１１）とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプをなすようにする一方で、前記突部（９）を収納し、前記両テーパ面（７、１１）の当接を解除して前記受け部（８）へ挿し部（４）を自在に抜き差しし得るようにし、
前記クランプユニット（３）による前記ワークパレット（１）のクランプ及びアンクランプを、前記受け部（８）への作動流体の供給及び遮断に伴う作動流体圧力の変化、又は、前記作動流体の流路の切り替えによってなすようにし、
前記挿し部（４）の先端に切欠き部（１９）を形成する一方で、前記受け部（８）に前記切欠き部（１９）が嵌まり込む嵌合部（２０）を形成し、前記切欠き部（１９）と嵌合部（２０）とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにしたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
前記クランプユニット（３）の受け部（８）を、この受け部（８）の回りを囲むように設けたガイド部（２１）よりもこの受け部（８）先端側に突出させたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークをチャッキングするワークパレットと、このワークパレットをクランプするクランプユニットから構成されるクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
５軸制御の加工機等に用いられるクランプ装置は、ワークをチャッキングするワークパレットと、このワークパレットを前記加工機等のテーブルにクランプするクランプユニットから構成される。このクランプ装置は、ワークの高い加工精度を確保するために、ワークパレットで確実にこのワークをチャッキングするとともに、加工中にワークのがたつきが生じないように、ワークパレットをクランプユニットに確実にクランプすることが望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すクランプ装置は、第１ブロック（本願発明の構成におけるクランプユニットに相当）に第２ブロック（同じくワークパレットに相当）を着脱自在に固定するようにしたものであって、第１ブロックに第１継手を設けて、この第１継手に伝動部材、中間部材、ボール形状の係合具等を配設する一方で、第２ブロックに第２継手を設けて、この第２継手に被係止部を形成してこの被係止部で前記係合具を係止するようにしている。また、両継手の嵌合面に圧縮空気を流動させて、その嵌合面のクリーニング作用をもたせ、この嵌合面に異物が挟まるのを防止している。この構成によると、装置を小型化することができ、かつ、ワークの位置決めを精密に行うことができる（同文献明細書段落０００６〜０００７を参照）。
【０００４】
しかしながら、特に５軸制御のマシニングセンタ等の加工機においては、図１２にその一例を模式的に示すように、加工ツール３６側でＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の３軸制御がなされる一方で、ワークＷを載置したステージ２側で前記Ｘ軸周り（回転Ａ軸）及びＺ軸周り（回転Ｃ軸）の回転制御がなされ、合計５軸（直線３軸＋回転２軸）の制御がなされるようになっている。すなわち、ステージ２上に設置したワークＷの多少の位置ずれは、前記５軸制御により十分補正できるにもかかわらず、この精密な位置決め性を追求するあまり、装置構成が過度に複雑になってしまっているという問題がある。
【０００５】
そこで、この装置構成をよりシンプルにしたものとして、特許文献２に示す締結装置が挙げられる。この締結装置は、締結ピンを締結ブッシュに挿し込むことにより二つの部材を締結するものであって、前記締結ピンに設けられたスチールボールを介して、この締結ピン及び締結ブッシュに形成したテーパ面を係合させて両部材の締結を図っている。この装置構成における部品数は、特許文献１に示す構成と比較して大幅に少なく、シンプルなものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３００１２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１５１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献２に示す構成においては、前記締結ピン及び締結ブッシュに形成したテーパ面とスチールボールとが点接触状態なので、その締結状態が安定せずワークの加工中にがたつきが生じる恐れがある。上述した５軸制御の加工機はワークのチャッキングの位置ずれは各軸の制御でもって補正できるものの、加工中のがたつきまでは補正できない。このため、このがたつきによって、ワークの十分な加工精度を得ることができないという問題を生じ得る。
【０００８】
そこで、この発明は、ワークをチャッキングするワークパレットと、加工機のテーブルに固定されたクランプユニットとを、簡単な構成でかつ確実に固定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、この発明は、ワークをチャッキングするワークパレットと、このワークパレットをテーブル上に固定するクランプユニットから構成されるクランプ装置において、前記ワークパレットが筒状の挿し部を備え、この挿し部の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部の内径よりも大きな内径を有する段差部を形成して、この段差部と前記挿し部端部の内面とをつなぐテーパ面を形成する一方で、前記クランプユニットが前記挿し部の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部を備え、この受け部に、前記挿し部内面側に向けて、受け部の周面から突出、及び、前記受け部内に収納自在な突部を形成したレバー部材を設けるとともに、前記レバー部材に、このレバー部材を前記受け部の軸心側に付勢する付勢部材を設け、このレバー部材の前記受け部軸心側に、カムを前記レバー部材とこのカムのカム面とが当接するように設け、このカムのカム軸周りの回転に伴って、前記突部が前記付勢部材の付勢力に抗して、前記受け部の外周面から外向きに突出するようにし、前記突部の受け部奥側にその奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面を形成し、前記挿し部を受け部に挿し込んで前記突部を突出させ、前記段差部に形成したテーパ面と、前記突部に形成したテーパ面とを当接させて、この当接力でもって前記クランプユニットによる前記ワークパレットのクランプをなすようにする一方で、前記突部を収納し、前記両テーパ面の当接を解除して前記受け部へ挿し部を自在に抜き差しし得るようにした構成を採用した。
【００１０】
前記段差部と突部とはテーパ面による面接触状態となるため、前記特許文献２に示したように両者がスチールボールを介して点接触状態となっている場合と比較して、そのクランプ状態をより確実なものとすることができる。すなわち、加工中のワークのがたつきを防止することができ、このワークの高い加工精度を確保することができる。
【００１１】
この突部を複数備えるクランプユニットにあっては、その突部は前記受け部の軸心周りに、均等間隔をもって配置されるのが一般的である。この場合、この突部に当接するカムのカム面をその回転軸周りに回転対称（突部が２個の場合は１８０度回転対称、突部が３個の場合は１２０度回転対称、等）に形成しておくと、全ての突部が同期するように、前記突出及び収納することができる。このため、複数の突部によってワークパレットの挿し部が均等にクランプされて、ワークのチャッキング状態を一層安定したものとし得る。
【００１２】
また、前記構成においては、前記カムのカム軸を、前記受け部の軸心を通り、かつこの軸心方向と垂直となるように構成するのが好ましい。
【００１３】
前記クランプユニットによるワークパレットのクランプは、前記受け部に挿し部を挿し込んだ後に、カムをカム軸周りに回転して行うが、このときワークパレットが邪魔になって、カムの回転に支障が生じることがある。そこで、前記のようにこのカムのカム軸を軸心方向と垂直とすることにより、クランプユニットの側面から前記カムの回転操作を容易に行うことができる。
【００１４】
また、前記カム軸を備える構成においては、このカム軸に、押し上げカムを前記カムと同軸に設け、前記クランプユニットによる前記ワークパレットのクランプ時には、前記押し上げカムの小径部が前記受け部に当接して、前記クランプユニットの全長が短くなるようにこの受け部がクランプシャフト側に変位する一方で、前記ワークパレットのアンクランプ時には、前記押し上げカムの拡径部が前記受け部に当接して、前記クランプユニットから前記受け部が突出するように変位する構成とするのが好ましい。
【００１５】
このように、押し上げカムのカム軸周りの回転に対応して、前記受け部が変位し得るようにしておくと、アンクランプ時にこの受け部が、ワークパレットを取り外す方向にわずかに押し出す。このため、ワークの加工中にクランプユニットとワークパレットが強固に嵌合した状態となった場合でも、前記押し出しによりその嵌合が解除され、アンクランプ時におけるワークパレットの交換をスムーズに行うことができる。
【００１６】
また、前記構成においては、前記クランプユニットによる前記ワークパレットのクランプ及びアンクランプを、前記受け部への作動流体の供給及び遮断に伴う作動流体圧力の変化、又は、前記作動流体の流路の切り替えによってなすようにすることもできる。
【００１７】
この作動流体としては、クランプ機構を駆動させる程度の駆動力を有する圧力・流量を有するものであれば特に限定されることはなく、例えば、一般的な作業場に配管されている圧縮空気を用いることができる。このように、クランプ機構の作動を手動ではなく作動流体による駆動力で自動的に行うことによって、ワークパレットのクランプ及びアンクランプを自動制御することができる。さらに、このアンクランプ状態において、このワークパレットを、例えばマシニングセンタのワークパレット交換装置で掴んで自動交換するようにすることによって、複数のワークの加工作業を全自動のもとに行うことができる。このため、作業効率を大幅に向上し得る。このクランプ機構は特に限定されず、上述したカム方式の他に、ばね等の弾性部材を備えたピストンに前記作動流体を送り込んで駆動させる方式を採用することもできる。
【００１８】
また、前記各構成においては、前記挿し部の先端に切欠き部を形成する一方で、前記受け部に前記切欠き部が嵌まり込む嵌合部を形成し、前記切欠き部と嵌合部とが嵌合した状態で前記クランプをなすようにすることもできる。
【００１９】
このように両者を嵌合させることで、ワークの加工中に、ワークパレットがクランプユニットに対してその軸周りに相対回転できない。このため、このワークのがたつき等も減って、高い加工精度を確保することができる。また、大きさや高さ等の異なる複数の嵌合部を形成するとともに、この嵌合部にそれぞれ嵌る切欠き部を形成しておくと、クランプした際のワークパレットとクランプユニットとの間の相対位置関係を常に同じ状態とすることができる。このため、加工の際の位置決め設定をより簡便に行うことができる。
【００２０】
さらに、前記各構成においては、前記クランプユニットの受け部を、この受け部の回りを囲むように設けたガイド部よりもこの受け部先端側に突出させてもよい。
【００２１】
このクランプユニットでクランプするワークパレットには種々の大きさのワークがチャッキングされ、その中にはクランプユニットの設置面積よりも大きな面積を有するものもある。しかも、５軸制御の加工機においては、そのワークに様々な方向から加工ツールが当接し、クランプ部近傍では加工機のテーブルに対して横向きのモーメントが作用して、加工中にワークのがたつきが生じることがある。そこで、前記受け部をガイド部よりも突出させると、この受け部がワークパレットの挿し部の内面側奥深くに嵌入することとなって、前記がたつきを抑制する作用を発揮する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、ワークパレットに形成した挿し部のテーパ面と、クランプユニットに形成した受け部のテーパ面とを当接させて、この当接力によりこのワークパレットをクランプするようにした。この当接は面接触によりなされるため、確実な当接力が得られ、ワークの加工の際にこのワークがずれることがなく、高い加工精度を確保することができる。また、前記当接は受け部に形成した突部に当接するカムの回転操作のみによって行うものなので、その操作は非常に簡便である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本願発明に係るクランプ装置の実施形態を示す側面断面図であって、（ａ）は挿し込み前、（ｂ）は挿し込んでクランプした状態
【図２】本願発明に係るクランプ装置の第一の実施形態を示す正面断面図
【図３】図２に示すクランプ装置のアンクランプ状態を示す正面断面図
【図４】本願発明に係るクランプ装置の分解斜視図
【図５】本願発明に係るクランプ装置の第二の実施形態を示す分解斜視図
【図６】本願発明に係るクランプ装置の第三の実施形態を示す分解斜視図
【図７】本願発明に係るクランプ装置の第四の実施形態を示す分解斜視図
【図８】本願発明に係るクランプ装置の第五の実施形態を示す分解斜視図
【図９】本願発明に係るクランプ装置の第六の実施形態を示す分解斜視図
【図１０】本願発明に係るクランプ装置の第七の実施形態を示す分解斜視図
【図１１】本願発明に係るクランプ装置の第八の実施形態を示す分解斜視図
【図１２】一般的な５軸制御のマシニングセンタを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明に係るクランプ装置の第一の実施形態を図１から４に示す。このクランプ装置は、ワークＷをチャッキングするワークパレット１と、このワークパレット１を加工機のテーブル２上に固定するクランプユニット３とから構成されている。
【００２５】
このワークパレット１は、筒状の挿し部４を備えており、この挿し部４の筒内面の奥側に、前記筒内面の手前側の挿し部端部５の内径よりも大きな内径を有する段差部６が形成されている。さらに、挿し部端部５とこの段差部６の内面とをつなぐテーパ面７が形成されている。
【００２６】
その一方で、クランプユニット３は、挿し部４の内面側にぴったりと挿し込まれる受け部８を備えており、この受け部８に、挿し部４の内面側に向けて、受け部８の周面から突出、及び、この受け部８内に収納自在な突部９を一端側に形成したレバー部材１０が設けられている。この突部９の受け部８奥側には、その奥側ほど軸心側に向かって傾斜するテーパ面１１が形成されている。
【００２７】
また、このレバー部材１０の他端側は、受け部８奥側の回動軸１２に軸支されていて、この回動軸１２周りに回動し得るようになっている。さらに、このレバー部材１０の先端側（突部９が形成されている側）には、コイルばね１３が設けられており、このコイルばね１３で、この先端側を受け部８の軸心側に付勢している。
【００２８】
このレバー部材１０の受け部８軸心側には、カム１４が、レバー部材１０とこのカム１４のカム面とが当接するように設けられている。このカム面はそのカム軸１５に対して１８０度回転対称に形成されている。また、このカム１４のカム軸１５は、受け部８の軸心を通り、かつ、この軸心方向と垂直となっていて、クランプユニット３の側面に、このカム軸１５を回転させるためのボルト１６が露出している。
【００２９】
また、カム軸１５には、押し上げカム１７がカム１４と同軸に設けられている。そして、クランプユニット３によるワークパレット１のクランプ時には、押し上げカム１７の小径部が受け部８に当接して、この受け部８がクランプシャフト１８側に位置する一方で（図２を参照）、ワークパレット１のアンクランプ時には、図３に示すように、押し上げカム１７の拡径部が受け部８に当接して、クランプユニット３から受け部８が突出するように変位する。この変異によって、ワークパレット１の挿し部４が、このワークパレット１の取り外し方向に押し出される。この押し出し作用によって、ワークＷの加工中にワークパレット１とクランプユニット３が強固に嵌合した場合でも、この嵌合が解除されて、このワークパレット１の取り外しを容易に行うことができる。
【００３０】
また、挿し部４の先端には、深さの異なる２つの切欠き部１９、１９が形成されている一方で、受け部８には、この切欠き部１９がちょうど嵌合する嵌合部２０が形成されている。
【００３１】
また、クランプユニット３には受け部８の回りを囲むようにガイド部２１が設けられており、このガイド部２１と受け部８の間の隙間に、挿し部４がぴったりと挿し込まれるようになっている。この受け部８の先端はガイド部２１よりも突出して設けられており、この受け部８が挿し部４の内面側に深く挿し込まれる。
【００３２】
このクランプユニット３でワークパレット１をクランプする際は、ワークパレット１の挿し部４をクランプユニット３の受け部８に、挿し部４先端の切欠き部１９と、受け部８の嵌合部２０とが嵌合するように挿し込んだ上で、レンチ等を用いてボルト１６を回す。そうすると、カム１４のカム軸１５が回転し、そのカム面に当接するレバー部材１０が、コイルばね１３の付勢力に抗して、突部９が受け部８の周面から突出するように回動軸１２回りに回動する。この突出によって、突部９に形成したテーパ面１１と、挿し部４の内面側に形成したテーパ面７とが当接し、ワークパレット１のクランプがなされる。
【００３３】
加工対象のワークＷの底部には、ワークパレット１のジョー２２が嵌るテーパ面Ｔが形成されており、このジョー２２に設けられた調節ボルト２３を回転させて両ジョー２２、２２を接近させることにより、ワークＷをワークパレット１に確実に固定するようになっている。
【００３４】
上記の実施形態においては、カム１４のカム軸１５を受け部の軸心方向と垂直としたが、このカム軸１５を前記軸心方向と同軸とすることもできる。このようにカム１４を配置することにより、図１等に示した板カムにあっては、回転対称のカム面とすることによって複数のレバー部材１０を同期して回動することができる。このカム１４は、もちろん板カムに限定されず、このレバー部材１０に所定の回動を与え得るものであれば、他のカム形状を採用することもできる。
【００３５】
また、挿し部４の先端に形成した切欠き部１９及び、受け部８に形成した嵌合部２０は必須の構成要素ではなく、段差部６に形成したテーパ面７と、突部９に形成したテーパ面１１との当接によって十分なクランプ状態が得られ、ワークＷのがたつきが生じないのであれば、適宜省略することもできる。
【００３６】
図１等に示す構成は、カム１４の回転を手動で行うものであるが、このクランプユニット３に、圧縮空気等の作動流体を導入し、この作動流体の供給及び遮断に対応するようにカム１４を回転させて、クランプ及びアンクランプ動作を自動化することができる。さらに、ワークパレット１に周溝状の掴み溝２４を形成しておくと、マシニングセンタのクランプユニット交換装置（図示せず）によってこの掴み溝２４を把持して、ワークパレット１の交換を自動的に行うことができる。すなわち、ワークＷの加工の全自動化を図ることができ、その加工作業の効率を大幅に向上することができる。このクランプユニット３のクランプ機構はカム１４に限定されず、例えば、ばね等の弾性部材を備えたピストン機構に置き換えることもできる。
【００３７】
このクランプユニット３でクランプするワークパレット１は、当然ながら図１の形態のものに限定されず、図５〜１１（第二〜八の実施形態）に示す種々のチャッキング機構を備えたワークパレット１と適宜交換することができる。これらのワークパレット１は、いずれも図１に示したワークパレット１と同じ形状の挿し部４を備え互換性を有するものであって、これらのワークパレット１を取り揃えておくことによって、種々の形状のワークＷについて容易に加工を行うことができる。
【００３８】
図５に示すワークパレット１は、図１と同様に底部が角形のワークＷをチャッキングするものであり、図１に示したものと比較してより多くのジョー２２で前記チャッキングを行っている。また、図６に示すワークパレット１は、底部が円柱形のワークＷをチャッキングするものである。図５及び６に示すワークパレット１でチャッキングするワークＷの前記底部には、ワークパレット１のジョー２２が嵌まるテーパ面Ｔが形成されている。
【００３９】
このテーパ面Ｔを形成しないワークＷをチャッキングするワークパレット１として、図７及び８に示すものがある。図７に示すワークパレット１は、凹部２５内にワークＷを嵌め込むとともに、この凹部２５の内壁から固定ボルト２６を突出させて、この固定ボルト２６とワークＷの当接力で、このワークＷを確実にチャッキングする。また、図８に示すワークパレット１は、凹部２５の一端にストッパ２７を備え、このストッパ２７から位置調節ボルト２８を突出してワークＷに当接させ、このワークＷの位置を調節するとともに、凹部２５の内壁から固定ボルト２６を突出させて、この固定ボルト２６で上記と同様にワークＷを確実にチャッキングする。
【００４０】
また、図９に示すように、ワークパレット１の上面側に向けて固定ボルト２６を突出させて、ワークＷの下面に形成したねじ穴にねじ込むとともに、位置決めピン２９を前記下面に形成した位置決め穴に挿し込んで、ワークＷのワークパレット１上における回り止めをし、このワークＷをワークパレット１に確実にチャッキングすることもできる。また、ワークパレット１のセンタにはインロー部３０が形成されている。このワークパレット１でチャッキングするワークＷの下面に嵌合突起を形成しておき、この嵌合突起をインロー部３０にきっちりと嵌め込むようにすると、この嵌め込みとともに、ワークパレット１に対するワークＷの芯出しがなされる。このため、芯出し作業を別途行う必要がなく、このワークＷのチャッキングを容易に行い得るとともに、高い加工精度を確保することができる。
【００４１】
図９に示した構成とすることで、ワークＷにフランジ部を形成することなくワークパレット１にチャッキングできるため、フランジ形成に伴う材料ロスを低減することができる。その一方で、ワークパレット１の上面に固定ボルト穴３１を形成しておき、フランジを形成したワークＷを固定ボルト２６で固定することも可能としている。
【００４２】
また、図１０に示すように、ワークパレット１のセンタに、その上面側に向けてセンタボルト３２を突出させて、ワークＷの下面センタに形成したねじ穴にねじ込んでワークパレット１に対するワークＷの芯出しをするとともに、位置決めピン２９を前記下面に形成した位置決め穴に挿し込んで、ワークＷのワークパレット１上における回り止めをする構成とすることもできる。
【００４３】
この構成においても、図９に示したワークパレット１と同様に、ワークＷにフランジ部を形成することなくワークパレット１にチャッキングできるため、フランジ形成に伴う材料ロスを低減することができる。その一方で、ワークパレット１の上面に固定ボルト穴３１を形成しておき、図１０に示すように、フランジを形成したワークＷを固定ボルト２６で固定することも可能としている。
【００４４】
さらに、図１１に示すように、ワークパレット１に断面Ｔ字形のＴ字溝３３を形成し、このＴ字溝３３内にこのＴ字溝３３の上方への抜け出しを防止した係止部材（図示せず）を設けるとともに、このワークパレット１の上面側に、Ｌ字形の固定部材３４を設け、この固定部材３４の一端をワークＷの底部側面に形成した係止溝Ｋに嵌め込みつつ、この固定部材３４と係止部材を締結ボルト３５で締結するようにした構成とすることもできる。このワークパレット１の上面側に、方向の異なる複数本のＴ字溝３３を形成しておくことで、形状の異なる種々のワークＷをチャッキングすることができる。この固定部材３４はＬ字形のものに限定されず、ワークＷに形成した係止溝Ｋの形状に合わせて、最適な形状のものに適宜交換して使用することができる。
【００４５】
上述したように、このワークパレット１の形状は、チャッキングするワークＷの形状に対応して種々のものを選択し得るが、このワークパレット１及びこれをクランプするクランプユニット３の大きさも、このワークＷの大きさに対応して適宜選択することができる。すなわち、このワークパレット１は、国際標準化機構（ＩＳＯ）のサイズ規格に則って製作されており、そのフランジ部の外径（図１中の矢印ｄを参照）として、例えば４０ｍｍ、６３ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１６０ｍｍ等、種々のものを用意できる。そこで、ワークＷの形状やサイズに適合するワークパレット１を適宜採用することで、ワークＷのチャッキングを確実なものとし、その加工精度の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  ワークパレット
２  テーブル（ステージ）
３  クランプユニット
４  挿し部
５  挿し部端部
６  段差部
７  （挿し部の）テーパ面
８  受け部
９  突部
１０  レバー部材
１１  （突部の）テーパ面
１２  回動軸
１３  コイルばね（付勢部材）
１４  カム
１５  カム軸
１６  ボルト
１７  押し上げカム
１８  クランプシャフト
１９  切欠き部
２０  嵌合部
２１  ガイド部
２２  ジョー
２３  調節ボルト
２４  掴み溝
２５  凹部
２６  固定ボルト
２７  ストッパ
２８  位置調節ボルト
２９  位置決めピン
３０  インロー部
３１  固定ボルト穴
３２  センタボルト
３３  Ｔ字溝
３４  固定部材
３５  締結ボルト
【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１２】
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