(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（３）内に軸心回りに回転可能に挿入されると共に軸心方向の一端から他端へクランプ移動されるクランプロッド（５）と、そのクランプロッド（５）の外周部に形成された周方向へ複数のガイド溝（２６）と、これらガイド溝（２６）にそれぞれ嵌合するように上記ハウジング（３）に支持した複数の係合具（２９）とを備え、
上記の各ガイド溝（２６）を、上記の軸心方向の他端から一端へ連ねて設けた旋回溝（２７）と直進溝（２８）とによって構成し、上記の複数の旋回溝（２７）を相互に平行状に配置すると共に上記の複数の直進溝（２８）を相互に平行状に配置し、
上記の隣り合うガイド溝（２６）（２６）の隔壁の最小厚さ（Ｔ）を、同上のガイド溝（２６）の溝幅（Ｗ）よりも小さい値に設定した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項２】
請求項１の旋回式クランプにおいて、
前記の各係合具（２９）をボールによって構成した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項３】
ハウジング（３）内に軸心回りに回転可能に挿入されると共に軸心方向の一端から他端へクランプ移動されるクランプロッド（５）と、そのクランプロッド（５）の外周部に形成された周方向へ複数のガイド溝（２６）と、これらガイド溝（２６）にそれぞれ嵌合するように上記ハウジング（３）に支持した複数の係合ボール（２９）とを備え、
上記の各ガイド溝（２６）を、上記の軸心方向の他端から一端へ連ねて設けた旋回溝（２７）と直進溝（２８）とによって構成し、上記の複数の旋回溝（２７）を相互に平行状に配置すると共に上記の複数の直進溝（２８）を相互に平行状に配置し、
上記の隣り合うガイド溝（２６）（２６）の隔壁の最小厚さ（Ｔ）を、上記の係合ボール（２９）の直径（Ｄ）よりも小さい値に設定した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項４】
請求項２または３の旋回式クランプにおいて、
前記の係合ボール（２９）を前記ハウジング（３）に設けた貫通孔（３１）に回転自在に支持すると共に、上記の複数の係合ボール（２９）にわたってスリーブ（３５）を回転自在に外嵌した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの旋回式クランプにおいて、
前記のガイド溝（２６）を少なくとも３つ設けた、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの旋回式クランプにおいて、
前記のガイド溝（２６）を前記クランプロッド（５）の周方向へほぼ等間隔に配置した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの旋回式クランプにおいて、
前記クランプロッド（５）の他端部に前記の複数のガイド溝（２６）を設け、各ガイド溝（２６）の前記の旋回溝（２７）の他端部に、前記の係合具または係合ボール（２９）を受け止めるストッパー壁（４５）を設け、そのストッパー壁（４５）の受け止め面（４５ａ）を上記の係合具または係合ボール（２９）に嵌合させた、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの旋回式クランプにおいて、
前記のハウジング（３）内に環状のピストン（１５）を軸心方向へ移動可能に挿入し、そのピストン（１５）内に前記クランプロッド（５）を挿入し、これらピストン（１５）とクランプロッド（５）との間にラジアルベアリング（２４）を配置した、ことを特徴とする旋回式クランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クランプロッドを旋回させる形式のクランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の旋回式クランプには、従来では、米国特許第５，８２０，１１８に示すように、次のように構成されたものがある。
シリンダチューブ内にクランプロッドを軸心回りに回転可能かつ軸心方向へ移動可能に挿入する。そのクランプロッドの途中高さ部の外周に、反対方向へ傾斜する二つの螺旋溝と一つのストレート溝とを設ける。これらの三つの溝のうちのいずれか一つの溝に係合ボールを嵌入する。その係合ボールを、上記シリンダチューブの胴部に設けた凹所に支持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は次の問題がある。
上記シリンダチューブに一つの係合ボールを介して上記クランプロッドを支持するので、クランプおよびアンクランプ駆動時に上記クランプロッドが僅かに傾く。このため、そのクランプロッドの先端に設けたクランプ具のクランプ位置およびアンクランプ位置の位置決め精度が低下する。
本発明の目的は、上記クランプロッドの傾きを防止することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、例えば、図１から図６、または、図７から図１０に示すように、旋回式クランプを次のように構成した。
ハウジング３内に軸心回りに回転可能に挿入されると共に軸心方向の一端から他端へクランプ移動されるクランプロッド５と、そのクランプロッド５の外周部に形成された周方向へ複数のガイド溝２６と、これらガイド溝２６にそれぞれ嵌合するように上記ハウジング３に支持した複数の係合具２９とを備え、
上記の各ガイド溝２６を、上記の軸心方向の他端から一端へ連ねて設けた旋回溝２７と直進溝２８とによって構成し、上記の複数の旋回溝２７を相互に平行状に配置すると共に上記の複数の直進溝２８を相互に平行状に配置し、
上記の隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴを、同上のガイド溝２６の溝幅Ｗよりも小さい値に設定したものである。
【０００５】
上記の請求項１の発明は、次の作用効果を奏する。
上記クランプロッドに複数のガイド溝を設けて、これらのガイド溝にそれぞれ係合具を嵌合させたので、前記ハウジングに上記の複数の係合具を介して上記クランプロッドを周方向でほぼ均等に支持することが可能となる。このため、クランプおよびアンクランプ駆動時に上記クランプロッドの傾きを防止できる。その結果、上記クランプロッドの先端に設けたクランプ具のクランプ位置およびアンクランプ位置の位置決め精度が向上する。
また、前記の隣り合うガイド溝の隔壁の最小厚さを、そのガイド溝の溝幅よりも小さい値に設定したので、上記クランプロッドに多くのガイド溝を設けて同上クランプロッドを周方向でほぼ均等に支持することと、前記の旋回溝の傾斜角度を小さくすることとを両立できる。このため、上記クランプロッドの旋回に必要なストロークを小さくして、旋回式クランプをコンパクトに造れる。そのうえ、複数の大径の係合具を隣接して配置することが可能となるので、上記クランプの旋回機構は、大きな旋回トルクに耐えることができ、寿命が長い。
【０００６】
請求項２の発明に示すように、前記の係合具をボールによって構成することにより、前記クランプロッドをさらに円滑に旋回させることが可能になると共に旋回機構の寿命が長くなる。
【０００７】
また、前述の目的を達成するため、請求項３の発明は、例えば、図１から図６に示すように、旋回式クランプを次のように構成した。
ハウジング３内に軸心回りに回転可能に挿入されると共に軸心方向の一端から他端へクランプ移動されるクランプロッド５と、そのクランプロッド５の外周部に形成された周方向へ複数のガイド溝２６と、これらガイド溝２６にそれぞれ嵌合するように上記ハウジング３に支持した複数の係合ボール２９とを備え、
上記の各ガイド溝２６を、上記の軸心方向の他端から一端へ連ねて設けた旋回溝２７と直進溝２８とによって構成し、上記の複数の旋回溝２７を相互に平行状に配置すると共に上記の複数の直進溝２８を相互に平行状に配置し、
上記の隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴを、上記の係合ボール２９の直径Ｄよりも小さい値に設定したものである。
【０００８】
上記の請求項３の発明は、前記の請求項１の発明と同様に、次の作用効果を奏する。
上記クランプロッドに複数のガイド溝を設けて、これらのガイド溝にそれぞれ係合ボールを嵌合させたので、前記ハウジングに上記の複数の係合ボールを介して上記クランプロッドを周方向でほぼ均等に支持することが可能となる。このため、クランプおよびアンクランプ駆動時に上記クランプロッドの傾きを防止できる。その結果、上記クランプロッドの先端に設けたクランプ具のクランプ位置およびアンクランプ位置の位置決め精度が向上する。
また、前記の隣り合うガイド溝の隔壁の最小厚さを、上記の係合ボールの直径よりも小さい値に設定したので、上記クランプロッドに多くのガイド溝を設けて同上クランプロッドを周方向でほぼ均等に支持することと、前記の旋回溝の傾斜角度を小さくすることとを両立できる。このため、上記クランプロッドの旋回に必要なストロークを小さくして、旋回式クランプをコンパクトに造れる。そのうえ、複数の大径の係合ボールを隣接して配置することが可能となるので、上記クランプの旋回機構は、大きな旋回トルクに耐えることができ、寿命が長い。
【０００９】
請求項４の発明に示すように、上記の請求項２または３の発明には次の構成を加えることが好ましい。
例えば、図１から図４または図７から図１０に示すように、前記の係合ボール２９を前記ハウジング３に設けた貫通孔３１に回転自在に支持すると共に、上記の複数の係合ボール２９にわたってスリーブ３５を回転自在に外嵌したものである。
上記の請求項４の発明は次の作用効果を奏する。
前記クランプロッドの旋回時において、上記スリーブの内周面と上記の係合ボールとの間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しなくなるので、上記スリーブから上記の係合ボールに作用する抵抗が小さくなる。このため、上記の係合ボールから前記の旋回溝に作用する摩擦力が小さくなり、上記クランプロッドが軽い力で円滑に旋回する。
【００１０】
請求項５の発明に示すように、前記のガイド溝を少なくとも３つ設けると、前記クランプロッドを周方向でほぼ均等に支持すると共に前記の旋回溝の傾斜角度を小さくするために好ましい。
【００１１】
請求項６の発明に示すように、前記ガイド溝を前記クランプロッドの周方向へほぼ等間隔に配置することが、上記クランプロッドをさらに均等に支持するうえで好適である。
【００１２】
請求項７の発明に示すように、上記の請求項１から６の発明には次の構成を加えることが好ましい。
例えば、図４または図５若しくは図６に示すように、前記クランプロッド５の他端部に前記の複数のガイド溝２６を設け、各ガイド溝２６の前記の旋回溝２７の他端部に、前記の係合具または係合ボール２９を受け止めるストッパー壁４５を設け、そのストッパー壁４５の受け止め面４５ａを上記の係合具または係合ボール２９に嵌合させたものである。
上記の請求項７の発明は、前記クランプロッドの旋回退避時に、上記ストッパー壁の受け止め面が上記の係合具に嵌合して上記クランプロッドの旋回を阻止するので、そのクランプロッドの旋回停止精度が高い。
【００１３】
請求項８の発明に示すように、上記の請求項１から７のいずれかの発明には次の構成を加えることが好ましい。
例えば、図１に示すように、前記ハウジング３内に環状のピストン１５を軸心方向へ移動可能に挿入し、そのピストン１５内に前記のクランプロッド５を挿入し、これらピストン１５とクランプロッド５との間にラジアルベアリング２４を配置したものである。
上記の請求項８の発明は、上記クランプロッドがさらに円滑に旋回するという効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１から図４によって説明する。まず、図１によって旋回式クランプの全体構造を説明する。その図１は、上記クランプの立面視の部分断面図である。
【００１５】
ワークパレット１にはクランプ２のハウジング３が複数のボルト（図示せず）によって固定される。そのハウジング３の筒孔４内にクランプロッド５が挿入される。そのクランプロッド５の上端部分にアーム６がナット７によって所望の旋回位置に固定され、そのアーム６の先端部分に押ボルト８が固定される。
上記のハウジング３の上端壁（第１端壁）３ａに、上記クランプロッド５のロッド本体５ａに設けた上摺動部分（第１摺動部分）１１が摺動自在で保密状に支持される。さらに、上記のハウジング３の下端壁（第２端壁）３ｂの一部を構成する支持筒１３には、上記ロッド本体５ａから下向きに突出させた下摺動部分（第２摺動部分）１２が摺動自在に支持される。上記の上摺動部分１１と下摺動部分１２とは、それぞれ、上記の上端壁３ａと下端壁３ｂとに緊密に嵌合されている。
また、上記の下摺動部分１２の外径寸法は、上記の上摺動部分１１の外径寸法よりも小さい値に設定してある。
【００１６】
上記クランプロッド５を駆動する手段は次のように構成されている。
前記の上摺動部分１１と下摺動部分１２との間で上記クランプロッド５にフランジ状の入力部１４が設けられる。また、上記クランプロッド５に環状のピストン１５が封止具１６を介して上下移動自在で保密状に外嵌され、そのピストン１５が上記の入力部１４に上側から対面される。そして、上記のピストン１５が別の封止具１５ａを介して前記の筒孔４内に保密状に挿入される。
【００１７】
さらに、上記の入力部１４と上記のピストン１５との間にラジアルベアリング２４が配置されると共に、そのピストン１５が止め輪２５によって抜け止めされている。なお、上記ラジアルベアリング２４は、ここでは、多数の金属製ボールによって構成してあり、半径方向の力のみならず上下方向のスラストも受け止め可能になっている。
【００１８】
上記ピストン１５と前記の上端壁３ａとの間にクランプ用の第１室２１が設けられ、その第１室２１に、圧縮コイルバネ製のクランプバネ２０が装着される。また、上記のピストン１５と前記の下端壁３ｂとの間にアンクランプ用の第２室２２が設けられ、その第２室２２には、アンクランプ用の圧油給排口１９と絞り用の油路１８とを介して圧油が給排される。
なお、上記の第２室２２の周壁と上記ピストン１５の外周面との間の嵌合隙間Ｇによって、上記の油路１８から上記の第２室２２への圧油の供給量を制限すると共に、同上の第２室２２から上記の油路１８への圧油の排出量を制限するようになっている。
【００１９】
上記クランプロッド５の下摺動部分１２と上記の支持筒１３の内壁１３ａの上部とにわたって旋回機構が設けられる。その旋回機構は、上記の図１と、図２から図４に示すように、次のように構成されている。その図２は、上記の旋回機構の平面視の断面図である。また、図３は、上記の図１中の要部の拡大図であって、上記の図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図に相当する図である。図４は、上記の下摺動部分１２の外周面の拡大展開図である。
【００２０】
上記の下摺動部分１２の外周面に３つのガイド溝２６が周方向へほぼ等間隔に設けられる。上記の各ガイド溝２６は、断面視で弓形の溝からなり、螺旋状の旋回溝２７と直進溝２８とを上向きに連ねて構成される。上記の複数の旋回溝２７が相互に平行状に配置されると共に、上記の複数の直進溝２８も相互に平行状に配置されている。上記の隣り合うガイド溝２６・２６のうちの図４中の右方の旋回溝２７の下部と左方の旋回溝２７の上部との間で隔壁の厚さが最小となっており、その隔壁の最小厚さＭが、上記ガイド溝２６の溝幅Ｗよりも小さい値に設定される。また、その旋回溝２７の傾斜角度Ａが約１１度から約２５度の範囲内の小さな値に設定されている。なお、例示したバネ力によるクランプにおいては、旋回ストロークを小さくするために、上記の傾斜角度Ａを約１１度から約２０度の範囲内の値にすることが好ましい。
このように上記の螺旋状の旋回溝２７の傾斜角度Ａを小さくしたので、その旋回溝２７のリードが大幅に短くなる。このため、上記クランプロッド５の旋回用ストロークが小さくなる。
【００２１】
上記の各ガイド溝２６に係合ボール２９が嵌入される。図３および図４中の参照符号２９ａは、上記の係合ボール２９の嵌合部分を示している。上記の係合ボール２９の直径Ｄ（図３参照）は、前記の隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の前記の最小厚さＭよりも大きい値になっている。各係合ボール２９が、前記の支持筒１３の内壁１３ａの上部に設けた３つの貫通孔３１に回転自在に支持される。これら３つの係合ボール２９にわたってスリーブ３５が軸心回りに回転自在に外嵌される。より詳しくいえば、上記スリーブ３５の内周面にＶ字状の溝３６が形成され、そのＶ字状の溝３６の上下の二点で係合ボール２９が転動可能になっている。
上記の係合ボール２９は、上記スリーブ３５に設けたメネジ孔４９を通して前記の貫通孔３１へ挿入される。そのメネジ孔４９に取りつけた蓋ボルト５０の先端の突出部５０ａが上記の係合ボール２９を受け止め可能になっている。
【００２２】
また、前記の旋回溝２７の下端部には、上記の係合ボール２９の前記の嵌合部分２９ａを受け止めるストッパー壁４５が設けられる。そのストッパー壁４５の受け止め面４５ａが上記の係合ボール２９に嵌合可能になっている。
さらに、上記ガイド溝２６の開口縁部には、干渉防止用の切削面３４が設けられている。これにより、上記の係合ボール２９の面圧によって上記ガイド溝２６の開口縁部が塑性変形して盛り上がったときでも、その盛り上がり部と前記の支持筒１３の内壁１３ａとの干渉を防止できる。その結果、前記クランプロッド５が長期間にわたって円滑に回転する。
【００２３】
なお、図１に示すように、上記の支持筒１３の外壁１３ｂが上下方向へ延びる位置決めピン３８を介して前記ハウジング３の胴部３ｃに回り止めされている。これにより、上記ハウジング３に対する上記クランプロッド５の旋回位相を正確に決定できるようになっている。なお、上記の支持筒１３は、止め輪からなるロック部材３９によって上記ハウジング胴部３ｃに固定されている。
【００２４】
上記の旋回式クランプ２は次のように作動する。
図１の状態では、前記アンクランプ用の第２室２２へ圧油が供給されており、これにより、前記クランプロッド５は図示の旋回退避位置へ上昇している。
上記クランプ２をクランプ状態へ切換えるときには、上記の第２室２２の圧油を排出して、前記クランプバネ２０によって上記クランプロッド５の前記の入力部１４を押し下げていく。すると、そのクランプロッド５は、前記の旋回溝２７に沿って平面視で時計回りの方向へ旋回しながら下降し、引き続いて、前記の直進溝２８に沿って真っすぐに下降する。これにより、そのクランプロッド５がクランプ位置（図示せず）へ切り換わる。
【００２５】
図２中の矢印に示すように、上記クランプロッド５が平面視で時計回りの方向へ旋回するときには、前記の旋回溝２７に嵌入された前記の各係合ボール２９が平面視で反時計回りの方向へ転動し、これと同時に、上記の各係合ボール２９に外嵌された前記スリーブ３５が反時計回りの方向へ自由に回転する。このため、上記スリーブ３５の内周面と上記の各係合ボール２９との間には、ほとんどコロガリ摩擦だけが作用してスベリ摩擦がほとんど作用しなくなり、上記スリーブ３５から上記の各係合ボール２９に作用する抵抗が小さくなる。その結果、上記の各係合ボール２９から前記の旋回溝２７に作用する摩擦力が小さくなり、前記クランプロッド５が軽い力で円滑に旋回する。
なお、ここでは、上記のスリーブ３５の内径寸法は、上記クランプロッド５の前記の下摺動部分１２の外径寸法の約１．５倍の値に設定されている。このため、上記クランプロッド５を９０度旋回させる場合には、上記スリーブ３５が約６０度回転することになる。
【００２６】
上記クランプ２を上記クランプ状態から図１の旋回退避状態へ切換えるときには、前記アンクランプ用の第２室２２へ圧油を供給する。すると、まず、前記ピストン１５が、その環状断面積に作用する上向きの油圧力によって上昇し、これと同時に、前記のクランプロッド５が、前記の封止具１６の内側断面積に作用する上向きの油圧力によって前記の直進溝２８に沿って真っすぐに上昇していく。引き続いて、上記クランプロッド５が、前記の旋回溝２７に沿って平面視で反時計回りの方向へ旋回しながら上昇して、上記クランプロッド５および前記アーム６が図１の旋回退避位置へ切り換わる。
【００２７】
この場合、上述したように、上記の第２室２２の圧油から上記ピストン１５に作用する上向きの力が上記クランプロッド５に加わらないので、上記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９に過大な力が作用しない。
なお、上記の旋回退避時には、上記クランプロッド５が平面視で反時計回りの方向へ旋回すると、前記の各係合ボール２９と前記スリーブ３５とが前記の図２中の矢印とは逆の方向へ回転する。
【００２８】
また、上記の旋回退避時には、上記の図１および図４に示すように、前記ストッパー壁４５の前記の受け止め面４５ａが上記の係合ボール２９の前記の嵌合部分２９ａに嵌合して上記クランプロッド５の旋回を阻止する。このため、そのクランプロッド５の旋回停止精度が高い。また、上記ストッパー壁４５を上記クランプロッド５に設けたので、そのストッパー壁４５を前記ハウジング３の前記の胴部３ｃに設けた場合と比較すると、次の長所が得られる。即ち、そのハウジング３の前記の筒孔４は、上記ストッパー壁用の段付き部を無くしてストレートに造れる。このため、その筒孔４の機械加工が容易になり、そのうえ、前記のクランプバネ２０を大形かつ強力にできる。
【００２９】
上記の第１実施形態はさらに次の長所を奏する。
上記クランプロッド５に複数のガイド溝２６を設けて、これらのガイド溝２６にそれぞれ係合ボール２９を嵌合させたので、前記の支持筒１３に上記の複数の係合ボール２９を介して上記クランプロッド５を周方向でほぼ均等に支持することが可能となる。このため、クランプおよびアンクランプ駆動時に上記クランプロッド５の傾きを防止できる。その結果、前記アーム６に設けた前記の押ボルト８のクランプ位置およびアンクランプ位置の位置決め精度が向上する。
【００３０】
また、前記の隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴを、そのガイド溝２６の溝幅Ｗよりも小さい値に設定したので、上記クランプロッド５に多くのガイド溝２６を設けて同上クランプロッド５を周方向でほぼ均等に支持することと、前記の旋回溝２７の傾斜角度Ａを小さくすることとを両立できる。このため、上記クランプロッド５の旋回に必要なストロークを小さくして、旋回式クランプ２をコンパクトに造れる。
【００３１】
前記ピストン１５の両端方向の外側で前記クランプロッド５に上摺動部分（第１摺動部分）１１と下摺動部分（第２摺動部分）１２とを設けたので、上記ピストン１５の嵌合隙間の存在にもかかわらず、軸心方向へ離れた二つの摺動部分１１・１２によって上記クランプロッド５が傾くのを防止できる。従って、上記クランプロッド５を上記ハウジング３によって確実かつ高精度にガイドできる。
また、前記の旋回溝２７および係合ボール２９からなる旋回機構を、上述したガイド用の強度を備えた前記の支持筒１３と下摺動部分１２との間に設けたので、その旋回機構が旋回トルクに十分に耐えることが可能となり、旋回機構の寿命が長くなる。そのうえ、上記の係合ボール２９を上記の支持筒１３に設けたので、その係合ボール２９の設置箇所と下摺動部分１２の支持箇所とを兼用できる。このため、上記ハウジング３の高さを低くして、旋回式クランプ２をコンパクトに造れる。
【００３２】
さらに、上記の下摺動部分１２の外径寸法を前記の上摺動部分１１の外径寸法よりも小さい値に設定したので、その下摺動部分１２に形成した旋回溝２７のリードが短くなる。このため、前記クランプロッド５の旋回用ストロークがさらに短くなる。このため、旋回式クランプ２をさらにコンパクトに造れるうえ、前記ピストン１５を駆動するための圧油の給排量も少なくなる。
【００３３】
図５は、上記の第１実施形態の第１変形例を示し、前記の図４に類似する部分図である。この図５では、隣り合う旋回溝２７・２７の隔壁の最小厚さＭが前記の図４よりも小さい値に設定され、その最小厚さＭの部分で前記の隣り合う切削面３４・３４がオーバーラップされている。また、この図５では、上記の旋回溝２７の傾斜角度Ａを、上記の図４よりも小さい範囲内（約１１度から約１５度）の値に設定してある。
【００３４】
図６は、同上の第１実施形態の第２変形例を示し、前記の図４に類似する図である。この場合、前記クランプロッド５の前記の下摺動部分１２に４つのガイド溝２６が設けられる。隣り合う一対のガイド溝２６・２６および対応する係合ボール２９を、上記クランプロッド５の周方向だけでなく軸心方向へも変位させてある。そして、隣り合う一対の旋回溝２７・２７の隔壁の最小厚さＭを前記の溝幅Ｗよりも小さい値に設定すると共に、隣り合う一対の直進溝２８・２８の隔壁の最小厚さＮを同上の溝幅Ｗよりも小さい値に設定し、さらに、後者の最小厚さＮを前者の最小厚さＭよりも小さい値に設定してある。これにより、隣り合う一対のガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さＴが、上記の溝幅Ｗおよび前記の係合ボール２９の直径よりも小さい値に設定されている。
【００３５】
上記の第１実施形態と変形例は次のように変更可能である。
前記の係合ボール２９を回転自在に支持する前記の貫通孔３１は、例示した支持筒１３（下端壁３ｂ）に設けることに代えて、前記のハウジング３の前記の胴部３ｃなどに設けることも可能である。
前記スリーブ３５の内周面は、例示したＶ字状の溝３６を備えたもの代えて、Ｕ字状の溝または円弧状の溝を備えたものであってもよく、さらには、ストレート内周面であってもよい。なお、上記ストレート内周面の場合には、前記の係合ボール２９に対して上記スリーブ３５が上下移動するのを阻止するため、前記の支持筒１３の内壁１３ａと上記スリーブ３５との間に止め輪などのストッパーを設けることが考えられる。
【００３６】
なお、前記の螺旋状に形成した旋回溝２７の傾斜角度Ａは、１０度から３０度の範囲内であることが好ましく、１１度から２０度の範囲内であることがさらに好ましい。
【００３７】
図７から図１０は本発明の第２実施形態を示し、図１１から図１３は本発明の第３実施形態を示し、図１４と図１５は本発明の第４実施形態を示している。これらの別の実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と類似する部材には原則として同一の符号を付けてある。
【００３８】
図７から図１０の第２実施形態において、図７は、旋回式クランプ２の立面視の部分断面図であって、前記の図１に類似する図である。図８は、上記クランプ２に設けた旋回機構の平面視の断面図であって、前記の図２に類似する図である。図９は、上記の図７中の要部の拡大図であって、上記の図８中のＩＸ−ＩＸ線矢視断面図に相当する図である。図１０は、上記クランプ２のクランプロッド５に設けた下摺動部分１２の拡大展開図である。
【００３９】
この第２実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記クランプロッド５の駆動手段が複動式に構成される。即ち、前記ピストン１５の上側に設けた前記の第１室２１には、クランプ用の圧油給排口１７を介してクランプ用の圧油が給排される。また、上記ピストン１５の下側に設けた前記の第２室２２にも、アンクランプ用の圧油給排口（図示せず）と油路１８とを介してアンクランプ用の圧油が給排される。
上記ピストン１５の外周に嵌着した前記の別の封止具１５ａの上下の両外側では、そのピストン１５の外周面と前記の筒孔４との間に比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。これにより、上記のクランプロッド５は、前記の上摺動部分１１と下摺動部分１２との上下の２箇所で前記ハウジング３に円滑かつ精度良く支持される。
【００４０】
上記の下摺動部分１２の外周面に４つのガイド溝２６が周方向へほぼ等間隔に設けられる。前述の第１実施形態と同様に、各ガイド溝２６は、螺旋状の旋回溝２７と直進溝２８とを上向きに連ねて構成されているが、上記の旋回溝２７の下部は上下方向へ延びる溝（参照数字なし）を介して上記クランプロッド５の下面に開口している。前記の係合ボール２９は上記の開口部を通して上記ガイド溝２６に挿入可能になっている。
なお、前記の第１実施形態と同様に、上記の隣り合うガイド溝２６・２６のうちの図１０中の右方の旋回溝２７の下部と左方の旋回溝２７の上部との間で隔壁の厚さが最小となっており、その隔壁の最小厚さＭが、上記ガイド溝２６の溝幅Ｗおよび上記の係合ボール２９の直径よりも小さい値に設定されている。
【００４１】
上記の各ガイド溝２６に嵌入した係合ボール２９が、前記の支持筒１３の内壁１３ａの上部に設けた４つの貫通孔３１に回転自在に支持される。これら４つの係合ボール２９にわたってスリーブ３５が軸心回りに回転自在に外嵌される。前記の旋回溝２７には円弧状の凹所３７が形成されており、その凹所３７の上下外側の二箇所で係合ボール２９が旋回溝２７に転動可能になっている。
【００４２】
前記アンクランプ用の第２室２２の周壁の下部と前記の支持筒１３の上面との間には筒状のスペーサ３２が装着されている。そのスペーサ３２の上面に絞り用の溝３３が形成され、その絞り用の溝３３によって、前記の油路１８から上記の第２室２２への圧油の供給量を制御するようになっている。なお、その溝３３に代えて貫通孔などを利用することも可能である。
上記の支持筒１３は、雄ネジ筒からなるロック部材３９によって上記ハウジング胴部３ｃに押圧固定されている。
なお、前記の第１実施形態と同様に、前記の上摺動部分１１の外径寸法よりも前記の下摺動部分１２の外径寸法を小さい値に設定している。このため、前記の螺旋状の旋回溝２７のリードが短くなって、前記クランプロッド５の旋回用ストロークが小さくなる。
【００４３】
図１１は、本発明の第３実施形態を示している。その図１１は、旋回式クランプの立面視の部分断面図であって、前記の図７に類似する図である。
この図１１の第３実施形態は、上記の図７の構造とは次の点だけが異なる。
前記の図７中のスリーブ３５を省略してある。そして、前記の支持筒１３の前記の内壁１３ａに支持した前記の係合ボール２９が前記のスペーサ３２によって抜け止めされている。
【００４４】
図１２は、上記の第３実施形態の第１変形例を示し、上記の図１１に類似する図である。
この図１２の第１変形例は、上記の図１１の構造とは次の点で異なる。
前記ピストン１５は前記クランプロッド５と一体に形成される。そのピストン１５と前記の下端壁３ｂとの間に、前記の第２室２２と受圧排除用シリンダ孔４１とが下方へ向けて順に設けられる。そのシリンダ孔４１は、アダプター筒４２の内周面によって構成されており、そのシリンダ孔４１に上記クランプロッド５の封入部分５ｂが封止具４３によって保密状に挿入される。
【００４５】
上記の構成により、アンクランプ時に上記クランプロッド５に作用する上向きの力は、上記の第２室２２の横断面積から上記の封入部分５ｂの横断面積を差し引いた環状断面積に作用する油圧力だけとなるので、前記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９に過大な力が作用しない。
上記の封入部分５ｂの直径は、上記の第２室２２の直径よりも小さい値であればよく、ここでは、上記クランプロッド５の上摺動部分１１の直径とほぼ同じ値に設定してある。
なお、上記の封入部分５ｂの直径を上記の上摺動部分１１の直径よりも大きい値に設定することが好ましい。この場合、アンクランプ時に上記クランプロッド５に作用する上向きの力をさらに小さくできるので、前記の旋回溝２７や前記の係合ボール２９の寿命が延びる。
【００４６】
前記の図１１と同様に、前記ピストン１５の外周面と前記の筒孔４の上半部分との間に比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。また、前記クランプロッド５の前記の封入部分５ｂと前記シリンダ孔４１との間にも比較的に大きな嵌合隙間が形成されている。
前記の油路１８の下端面に前記の絞り用の溝３３が形成されている。
また、クランプ状態とアンクランプ状態とを検出するためのロッド４６が前記の下摺動部分１２から下向きに突出される。そのロッド４６に形成したネジ孔４７に被検出具（図示せず）がネジ止めされ、その被検出具にリミットスイッチ等のセンサ（図示せず）が対面される。
【００４７】
さらに、前記の支持筒１３の下部にプラグ５１が保密状に嵌入され、そのプラグ５１内に設けた呼吸路５２によって前記のシリンダ孔４１の内部空間が外部へ連通される。上記の呼吸路５２には、模式図に示すように、バネ式逆止弁からなるトラップ弁５３が設けられる。
そのトラップ弁５３は次のように作用する。前記クランプロッド５が上昇して前記シリンダ孔４１の内部空間が膨張したときには、そのトラップ弁５３の逆止作用によって、外部の雰囲気中の切削油等が上記のシリンダ孔４１へ侵入するのを防止する。また、そのトラップ弁５３は、上記クランプロッド５が下降して上記シリンダ孔４１の内部空間が収縮したときには、前記の第２室２２から上記のシリンダ孔４１の内部空間へ侵入した圧油を外部へ円滑に排出する。
【００４８】
図１３は、同上の第３実施形態の第２変形例を示し、前記の図１１に類似する図である。この図１３は、単動バネ復帰形の旋回式クランプ２を示し、上記の図１１の構造とは次の点で異なる。
【００４９】
前記ピストン１５は前記クランプロッド５と一体に形成されている。また、前記の支持筒１３と上記ピストン１５との間に形成した第２室２２内にアンクランプ用の戻しバネ５６が装着され、その戻しバネ５６によって前記クランプロッド５が上向きに付勢される。ここでは、上記の戻しバネ５６は、圧縮コイルバネによって構成されている。そして、上記バネ５６の下端が前記の支持筒１３に接当され、そのバネ５６の上端がスラストボールベアリング５７を介して前記ピストン１５よって受止められる。
また、前記の複数の係合ボール２９にわたって前記スリーブ３５が回転自在に外嵌されている。
なお、前記トラップ弁５３は、上記の支持筒１３の中央部にネジ止めしたボルト５８に装着されている。
【００５０】
図１４は、本発明の第４実施形態を示している。その図１４は、旋回式クランプ２の立面視の部分断面図であって、上記の図１３に類似する図である。
この図１４の第４実施形態は上記の図１３の構造とは次の点で異なる。
【００５１】
前記の係合ボール２９は、前記の支持筒１３の前記の内壁１３ａに外嵌したスリーブ３５によって抜け止めされる。そのスリーブ３５は、ピン６９によって上記の内壁１３ａに固定されている。
前記クランプロッド５と前記の戻しバネ５６との間の環状隙間に、コイルバネからなる捩りバネ（弾性体）６１が装着される。その捩りバネ６１の上端が前記ピストン１５を介して前記クランプロッド５に連結される。また、同上の捩りバネ６１の下端は前記スリーブ３５に連結されており、これにより、上記の捩りバネ６１の下端が、前記の支持筒１３を介して前記ハウジング３に連結される。
上記の捩りバネ６１は、上記クランプロッド５（及び前記アーム６）を図１４の旋回退避位置へ付勢するものであり、その捩りバネ６１には、例えば、次の手順でプリロードを付与してある。即ち、上記クランプロッド５の上端面にメネジ孔（図示せず）を開口させ、そのメネジ孔を利用して上記クランプロッド５を平面視で時計回りの方向へ所定の角度だけ捩って、上記の捩りバネ６１の付勢力を平面視で反時計回りの方向へ作用させておくのである。
【００５２】
上記の旋回式クランプ２は、例えば、次の手順で組み立てられる。
予め、前記クランプロッド５と前記の支持筒１３と前記の捩りバネ６１と前記の戻しバネ５６とを仮組みしておく。より詳しくいえば、前記の各係合ボール２９を前記の各ガイド溝２６の所定旋回位置（例えば、図１４に示す旋回位置）に挿入し、その状態で、上記の支持筒１３と前記スリーブ３５とを前記のピン６９によって一体にする。
【００５３】
次いで、上記の支持筒１３のメネジ６０から前記ボルト５８を取り外し、そのメネジ６０内に操作ボルト（図示せず）を挿入し、その操作ボルトを上記クランプロッド５のネジ孔６３に嵌合する。上記の操作ボルトを回転させて上記クランプロッド５を上記の支持筒１３へ向けて引っ張り、これにより、前記の戻しバネ５６（および前記の捩りバネ６１）を所定量だけ圧縮する。
引き続いて、前記アーム６を上記クランプロッド５から取り外した状態で、上記のクランプロッド５及び上記の支持筒１３を前記ハウジング３内に下側から挿入し、そのハウジング３の下部に前記の支持筒１３を前記の位置決めピン３８によって回り止めする。これにより、上記ハウジング３に対する上記のクランプロッド５の旋回位相を自動的に決定できる。その後、前記の雄ネジ製のロック部材３９によって上記の支持筒１３を上記ハウジング３に固定するのである。
【００５４】
上記の旋回式クランプ２は次のように作動する。
図１４の状態では、前記の第１室２１の圧油が排出されており、前記クランプロッド５は、前記の捩りバネ６１によって平面視で反時計回りの方向へ旋回されると共に、前記の戻しバネ５６によって上昇している。
上記の旋回退避状態のクランプ２をクランプ状態へ切換えるときには、前記の第１室２１へ圧油を供給して、前記ピストン１５によって前記クランプロッド５を押し下げていく。すると、上記ピストン１５が前記の戻しバネ５６を圧縮していき、これと同時に、上記クランプロッド５が前記の旋回溝２７に沿って平面視で時計回りの方向へ旋回しながら下降して前記の捩りバネ６１のネジリ力を高める。引き続いて、上記ピストン１５が上記の戻しバネ５６をさらに圧縮すると共に、上記クランプロッド５が前記の直進溝２８に沿って真っすぐに下降する。これにより、そのクランプロッド５がクランプ位置（図示せず）へ切り換わる。
【００５５】
上記クランプ状態から図１の旋回退避状態へ切換えるときには、上記の第１室２１の圧油を排出する。
すると、まず、前記の戻しバネ５６の付勢力によって前記ピストン１５および前記のクランプロッド５が前記の直進溝２８に沿って真っすぐに上昇していく。引き続いて、上記ピストン１５および上記クランプロッド５が、上記の戻しバネ５６の付勢力による旋回分力と前記の捩りバネ６１の付勢力との合力によって反時計回りの方向へ強力に旋回しながら上昇し、上記クランプロッド５および前記アーム６が旋回退避位置へ円滑に切り換わる。
【００５６】
上記の図１４の第４実施形態は次の長所を奏する。
上記クランプロッド５は、アンクランプ旋回時に、上記の戻しバネ５６の付勢力による旋回分力と上記の捩りバネ（弾性体）６１の付勢力との合力によって旋回退避位置へ強力に旋回する。従って、上記クランプロッド５を円滑に旋回させるにあたり、前記の旋回溝２７の勾配を大きくする必要がなくなり、そのクランプロッド５の旋回用ストロークが小さい。その結果、旋回式クランプ２の背丈が小さくなり、そのうえ、クランプ駆動時の圧油の消費量も少なくなる。
また、上記クランプロッド５に上記の戻しバネ５６を環状隙間をあけて外嵌し、その環状隙間に前記の捩りバネ６１を装着したので、前記ハウジング３内の余剰スペースを有効に利用して、旋回式クランプ２をさらにコンパクトに造れる。
【００５７】
図１５は、上記の第４実施形態の変形例を示し、上記の図１４に類似する図である。
この図１５の変形例は、上記の図１４の構造よりも高圧の圧油をクランプ２へ供給するようにしたものであって、その図１４の構造とは次の点で異なる。
前記の雄ネジからなるロック部材３９と前記ハウジング胴部３ｃの下部との間に、横向きの位置決めピン３８が設けられ、そのロック部材３９と前記ピストン１５との間に前記の捩りバネ６１が装着される。上記のロック部材３９に前記の支持筒１３が複数のボルト７０（ここでは１本だけ示してある）によって固定されている。前記ピストン１５の下面にバネ受け７１が下側から接当され、そのバネ受け７１の下フランジ７２と上記のロック部材３９との間に、前記のスラストボールベアリング５７を介して前記の戻しバネ５６が装着される。
クランプ状態とアンクランプ状態とを検出するためのロッド７３が前記の下摺動部分１２から下向きに突出され、そのロッド７３に前述のネジ孔６３が形成されている。そのネジ孔６３には被検出具（図示せず）がネジ止めされ、その被検出具にリミットスイッチ等のセンサ（図示せず）が対面される。
【００５８】
上記の第４実施形態と変形例は次のように変更可能である。
前記クランプロッド５を周方向へ付勢する弾性体は、例示したコイル状の捩りバネ６１に代えて、円筒状または円柱状のバネやゴム等であってもよい。なお、その弾性体は、上記クランプロッド５の内部空間に装着することも可能である。
前記ピストン１５を上記クランプロッド５と一体に形成することに代えて、そのピストン１５を上記クランプロッド５とは別体に形成してもよい。
【００５９】
上記の各実施形態や各変形例は、さらに次のように変更可能である。
前記クランプロッド５の前記ガイド溝２６は、３つ又は４つ設けることが好ましいが、２つ設けたものであってもよく、さらには５つ以上でも可能である。また、上記ガイド溝２６は、例示した螺旋状の旋回溝２７を備えたものに代えて、カム状の溝を備えたものであってもよい。
隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の前記の最小厚さＴは、前記の係合ボール２９の直径よりも小さい値であればよい。従って、上記の最小厚さＴを上記ガイド溝２６の前記の溝幅Ｗよりも大きい値にすることも可能である。
また、上記ガイド溝２６に嵌入される係合具は、例示したボール２９に代えて円柱状のピン等であってもよい。
【００６０】
前記の第１室２１または第２室２２に給排される圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の種類の液体や空気等の気体であってもよい。
前記クランプロッド５は、クランプ作動時に平面視で時計回りの方向へ旋回させるとしたが、これに代えて、そのクランプ作動時に平面視で反時計回りの方向へ旋回させてもよい。また、上記クランプロッド５の旋回角度は、例えば９０度・６０度・４５度などの所望の角度に設定できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、旋回式クランプの立面視の部分断面図である。
【図２】上記クランプに設けた旋回機構の平面視の断面図である。
【図３】上記の図１中の要部の拡大図であって、上記の図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図に相当する図である。
【図４】上記クランプのクランプロッドに設けた下摺動部分の拡大展開図である。
【図５】上記の第１実施形態の第１変形例を示しており、上記の図４に類似する部分図である。
【図６】同上の第１実施形態の第２変形例を示しており、上記の図４に類似する図である。
【図７】本発明の第２実施形態のクランプの立面視の部分断面図であって、前記の図１に類似する図である。
【図８】上記の第２実施形態のクランプに設けた旋回機構の平面視の断面図であって、前記の図２に類似する図である。
【図９】上記の図７中の要部の拡大図であって、上記の図８中のＩＸ−ＩＸ線矢視断面図に相当する図である。
【図１０】上記の第２実施形態のクランプのクランプロッドに設けた下摺動部分の拡大展開図であって、前記の図４に類似する図である。
【図１１】本発明の第３実施形態のクランプを示し、前記の図７に類似する図である。
【図１２】上記の第３実施形態の第１変形例を示しており、上記の図１１に類似する図である。
【図１３】同上の第３実施形態の第２変形例を示しており、同上の図１１に類似する図である。
【図１４】本発明の第４実施形態のクランプを示し、上記の図１３に類似する図である。
【図１５】上記の第４実施形態の変形例を示し、上記の図１４に類似する図である。
【符号の説明】
３…ハウジング、５…クランプロッド、１５…ピストン、２４…ラジアルベアリング、２６…ガイド溝、２７…旋回溝、２８…直進溝、２９…係合具（係合ボール）、３１…貫通孔、３５…スリーブ、４５…ストッパー壁、４５ａ…受け止め面、Ｄ…係合ボール２９の直径、Ｍ…隣り合う旋回溝２７・２７の隔壁の最小厚さ、Ｎ…隣り合う直進溝２８・２８の隔壁の最小厚さ、Ｔ…隣り合うガイド溝２６・２６の隔壁の最小厚さ、Ｗ…ガイド溝２６の溝幅。
【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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【図１３】
0003621082.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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