(57)【要約】      （修正有）【課題】検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能にし、コンパクト化と製作費の低減を図る上で有利なクランプ装置を提供する。【解決手段】クランプ本体１と、クランプ力出力用のピストン部材２０を加圧エアによりクランプ位置へ駆動する第１作動室２１と、ピストン部材２０を加圧エアによりアンクランプ位置へ駆動する第２作動室２２と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路５０とを備え、このエア供給通路５０のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置に、エア供給通路５０を第２作動室２２に接続する第１エア通路５４と、第１エア通路５４に介装され第１作動状態の発生時に開弁する第１開閉弁機構５５とを設け、第１作動室２１に加圧エアを供給したクランプ作動状態において第１作動状態が発生して第１開閉弁機構５５が開弁した際に、検知用加圧エアを第１エア通路５４を介して第２作動室２２に排出するようにした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりクランプ位置へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアによりアンクランプ位置へ駆動する第２作動室と、クランプ本体内に形成され外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、
前記エア供給通路を第２作動室に接続する第１エア通路と、
第１エア通路に介装され第１作動状態の発生時に開弁する第１開閉弁機構とを備え、
第１作動室に加圧エアを供給したクランプ作動状態において第１作動状態が発生して第１開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第１エア通路を介して第２作動室に排出するように構成したことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記エア供給通路を第１作動室に接続する第２エア通路と、
第２エア通路に介装され第２作動状態の発生時に開弁する第２開閉弁機構とを備え、
第２作動室に加圧エアを供給したアンクランプ作動状態において、第２作動状態が発生して第２開閉弁機構が開弁した際に検知用加圧エアを第２エア通路を介して第１作動室に排出するように構成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】
前記クランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合したクランプロッドと、グリップ部材を流体圧又はスプリングの弾性力で支持するサポート機構とを備え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】
前記サポート機構は、グリップ部材の下端を支持するサポート部材および第１作動室の加圧エアを受圧してサポート部材を支持する環状受圧部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記第１作動状態はクランプ動作開始時にグリップ部材がワークに対してスリップして環状受圧部材が下限位置に下降した状態であり、この第１作動状態発生時に前記環状受圧部材が第１開閉弁機構を開弁させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記第２作動状態はピストン部材がアンクランプ状態になった状態であり、この第２作動状態発生時に前記ピストン部材のピストン部が第２開閉弁機構を開弁させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記クランプ本体内に形成され且つ前記エア供給通路に連なる着座検出用エア通路であって、クランプ本体の上端のワークが着座する着座面に開口された着座検出用エア通路を設けた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】
クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりピストンロッドが退入する往動方向へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアにより往動方向と反対の復動方向へ駆動する第２作動室と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、
前記エア供給通路を第２作動室に接続する第３エア通路と、
第３エア通路に介装されピストン部材が往動限界位置に達した時に開弁する第３開閉弁機構とを備え、
前記ピストン部材が往動限界位置に達して第３開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第３エア通路を介して第２作動室に排出するように構成したことを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりピストンロッドが退入する往動方向へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアにより往動方向と反対の復動方向へ駆動する第２作動室と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、
前記エア供給通路を第１作動室に接続する第４エア通路と、
第４エア通路に介装されピストン部材が復動限界位置に達した時に開弁する第４開閉弁機構とを備え、
前記ピストン部材が復動限界位置に達して第４開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第４エア通路を介して第１作動室に排出するように構成したことを特徴とするクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加圧エアで駆動する形式のクランプ装置に関し、特にワークの穴の内周面をグリップして固定する形式のクランプ装置であって、作動状態を検知する検知用加圧エアの排出構造を改良したクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧で駆動される種々のクランプ装置が実用化されており、それらのクランプ装置において、クランプ装置に加圧エア供給源に接続されたエア供給通路を設け、このエア供給通路内の加圧エアの圧力状態から開閉弁機構を介して又は介さずにクランプ装置の作動状態を検知する検知機構も採用されている。
例えば、クランプ時にワークが着座面に正常に着座していることを検知する着座検知機構、クランプミスの発生を検知するクランプミス検知機構、クランプ作動状態やアンクランプ作動状態を検知する検知機構等が採用されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたクランプ装置は、クランプ本体と、このクランプ本体の上端部の挿通孔から上方へ突出するグリップ部材およびこのグリップ部材の内側に係合したクランプロッドと、グリップ部材を下方から支持するサポート機構と、クランプロッドを昇降駆動する流体圧シリンダとを備えたホールクランプ（又は、エキスパンションクランプ）である。
【０００４】
機械加工に供するワークの穴にグリップ部材とクランプロッドを挿入し、流体圧シリンダで駆動されるクランプロッドでグリップ部材を拡径することで穴の内周面をクランプする。このクランプ装置では、ワークの機械加工で発生する切粉や切削液がクランプ装置の内部に侵入しないように、グリップ部材とクランプロッドの外周側を塞ぐスクレーパが挿通孔に装着され、且つエア供給通路から供給される加圧エアをクランプ装置の内部へ導入して、クランプ部材とクランプロッドとスクレーパとの間の隙間から噴出させるエアブロー機構が設けられている。
【０００５】
さらに、クランプ本体の上端にワークを着座させる着座面が形成され、クランプ本体内に形成したエア供給通路の一端が着座面に開口され、エア供給通路内の加圧エアのエア圧からワークの着座を検知する着座検知機構が設けられている。
また、エア供給通路から分岐してクランプ装置内へ通ずる分岐エア通路と、この分岐エア通路を開閉する開閉弁機構とを備え、グリップ部材のワークに対するスリップ等のクランプミス発生時にサポート機構の環状受圧部材で開閉弁機構を開弁させることで、分岐エア通路及びエア供給通路の加圧エアの圧力低下からクランプミスを検知するクランプミス検知機構が設けられている。このクランプミス検知機構においては、クランプミスの発生により開閉弁機構が開弁したとき、分岐エア通路内の検知用加圧エアをクランプ装置内のエアブロー機構のエア通路（クランプ本体内の種々の隙間からなる通路）に排出する。
【０００６】
特許文献２に開示されたクランプ装置は、特許文献１に開示されたホールクランプと同様のクランプ装置であるが、クランプ装置の汎用性を高めるため、クランプ本体の構造は多少異なっている。このクランプ装置では、前記のエアブロー機構による加圧エアの消費量を極力節減する為に、グリップ部材とクランプロッドの形状に工夫を凝らして、アンクランプ状態からクランプ状態に亙ってクランプロッドおよびグリップ部材とスクレーパとの間に殆ど隙間が生じないように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１０１７６５号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１１／１０８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のクランプミス検知機構のような検知機構では、開閉弁機構が開弁したとき検知用の加圧エアをクランプ本体内のエアブロー用のエア通路へ排気する。しかし、特許文献２のクランプ装置のように、アンクランプ状態からクランプ状態に亙ってクランプロッドおよびグリップ部材とスクレーパとの間に殆ど隙間が生じないように構成する場合、検知用加圧エアをクランプ本体内のエアブロー用のエア通路へ排気した際に、分岐エア通路のエア圧が低下するとは限らないため、クランプミスを検知する検知性能が低下する虞がある。そこで、検知用加圧エアを排気する排気通路をクランプ装置内に形成することが必要になる。そのため、排気通路の設計が複雑になり、排気通路の加工費が高価になるうえ、クランプ装置のコンパクト化を図る上で不利である。
【０００９】
本発明の目的は、検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能なクランプ装置を提供すること、コンパクト化と製作費の低減を図る上で有利なクランプ装置を提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりクランプ位置へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアによりアンクランプ位置へ駆動する第２作動室と、クランプ本体内に形成され外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路と、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、前記エア供給通路を第２作動室に接続する第１エア通路と、第１エア通路に介装され第１作動状態の発生時に開弁する第１開閉弁機構とを備え、第１作動室に加圧エアを供給したクランプ作動状態において第１作動状態が発生して第１開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第１エア通路を介して第２作動室に排出するように構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において  前記エア供給通路を第１作動室に接続する第２エア通路と、第２エア通路に介装され第２作動状態の発生時に開弁する第２開閉弁機構とを備え、第２作動室に加圧エアを供給したアンクランプ作動状態において、第２作動状態が発生して第２開閉弁機構が開弁した際に検知用加圧エアを第２エア通路を介して第１作動室に排出するように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項３のクランプ装置は、請求項１又は２の発明において、前記クランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合したクランプロッドと、グリップ部材を流体圧又はスプリングの弾性力で支持するサポート機構とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４のクランプ装置は、請求項３の発明において、前記サポート機構は、グリップ部材の下端を支持するサポート部材および第１作動室の加圧エアを受圧してサポート部材を支持する環状受圧部材とを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項５のクランプ装置は、請求項３の発明において、前記第１作動状態はクランプ動作開始時にグリップ部材がワークに対してスリップして環状受圧部材が下限位置に下降した状態であり、この第１作動状態発生時に前記環状受圧部材が第１開閉弁機構を開弁させるように構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項６のクランプ装置は、請求項３の発明において、前記第２作動状態はピストン部材がアンクランプ状態になった状態であり、この第２作動状態発生時に前記ピストン部材のピストン部が第２開閉弁機構を開弁させるように構成したことを特徴としている。
【００１６】
請求項７のクランプ装置は、請求項６の発明において、前記クランプ本体内に形成され且つ前記エア供給通路に連なる着座検出用エア通路であって、クランプ本体の上端のワークが着座する着座面に開口された着座検出用エア通路を設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項８のクランプ装置は、クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりピストンロッドが退入する往動方向へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアにより往動方向と反対の復動方向へ駆動する第２作動室と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、前記エア供給通路を第２作動室に接続する第３エア通路と、第３エア通路に介装されピストン部材が往動限界位置に達した時に開弁する第３開閉弁機構とを備え、前記ピストン部材が往動限界位置に達して第３開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第３エア通路を介して第２作動室に排出するように構成したことを特徴としている。
【００１８】
請求項９のクランプ装置は、クランプ本体と、クランプ力出力用のピストン部材を加圧エアによりピストンロッドが退入する往動方向へ駆動する第１作動室と、前記ピストン部材を加圧エアにより往動方向と反対の復動方向へ駆動する第２作動室と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、前記エア供給通路を第１作動室に接続する第４エア通路と、第４エア通路に介装されピストン部材が復動限界位置に達した時に開弁する第４開閉弁機構とを備え、前記ピストン部材が復動限界位置に達して第４開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第４エア通路を介して第１作動室に排出するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、加圧エアによりピストン部材をクランプ位置、アンクランプ位置へ夫々駆動する第１，第２作動室と、外部の加圧エア供給源に接続されるエア供給通路とを備え、このエア供給通路のエア圧を介して作動状態を検知可能なクランプ装置において、エア供給通路を第２作動室に接続する第１エア通路と、第１エア通路に介装され第１作動状態の発生時に開弁する第１開閉弁機構とを備え、クランプ作動状態において第１作動状態が発生して第１開閉弁機構が開弁した際に、検知用加圧エアを第１エア通路を介して第２作動室に排出するように構成したので、クランプ作動状態において大気開放されている第２作動室を有効活用して、検知用加圧エアを排出することができる。
そのため、検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能になるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、エア供給通路を第１作動室に接続する第２エア通路と、第２エア通路に介装され第２作動状態の発生時に開弁する第２開閉弁機構とを備え、アンクランプ作動状態において、第２作動状態が発生して第２開閉弁機構が開弁した際に検知用加圧エアを第２エア通路を介して第１作動室に排出するように構成したため、アンクランプ作動状態において大気開放されている第１作動室を有効活用して、検知用加圧エアを排出することができる。そのため、検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能になるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、サポート機構により流体圧又はスプリングの弾性力でグリップ部材を支持した状態で、クランプロッドを引き込み駆動することで、グリップ部材を拡径させてワークの穴の内周面をグリップしてクランプすることができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、サポート機構は、グリップの下端を支持するサポート部材と、第１作動室の加圧エアを受圧してサボート部材を支持する環状受圧部材を有するため、第１作動室の加圧エアを有効活用してグリップ部材を支持することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、クランプ動作開始時のクランプミスを検知することができる。請求項６の発明によれば、アンクランプ状態になったことを確実に検知することができる。請求項７の発明によれば、エア供給通路に連なる着座検出用エア通路であって、着座面に開口された着座検出用エア通路を設けたため、ワークの着座面への着座を確実に検知することができる。
【００２４】
請求項８の発明によれば、エア供給通路のエア圧を介してピストン部材が往動限界位置に達したことを確実に検知することができる。しかも、第２作動室を介して検知用加圧エアを排気するため、検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能になるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【００２５】
請求項９の発明によれば、エア供給通路のエア圧を介してピストン部材が復動限界位置に達したことを確実に検知することができる。しかも、第１作動室を介して検知用加圧エアを排気するため、検知用加圧エアを排気する排気通路の少なくとも一部を省略可能になるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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（アンクランプ状態）の縦断面図（図１のII−II線断面図）である。
【図３】クランプ装置の下部の縦断面図である。
【図４】クランプロッドの斜視図である。
【図５】クランプ装置の上端部分の正面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図２のＡ部の拡大図である。
【図８】図２のＢ部の拡大図である。
【図９】図２のＤ部の拡大図である。
【図１０】クランプ装置（クランプ状態）の図２相当図である。
【図１１】図１０のＥ部の拡大図である。
【図１２】図１０のＦ部の拡大図である。
【図１３】クランプミス発生時のクランプ装置の図２相当図である。
【図１４】図１３のＧ部の拡大図である。
【図１５】クランプミス発生時のクランプ装置の図２相当図である。
【図１６】実施例２に係る第１，第２開閉弁機構の縦断面図である。
【図１７】実施例２に係る第１，第２開閉弁機構の縦断面図である。
【図１８】実施例３に係る第１開閉弁機構の縦断面図である。
【図１９】実施例３に係る第１開閉弁機構の縦断面図である。
【図２０】実施例３に係る第１開閉弁機構の縦断面図である。
【図２１】実施例４に係るクランプ装置の平面図である。
【図２２】図２１のXXII−XXII線断面図である。
【図２３】図２１のXXIII −XXIII 線断面図である。
【図２４】図２１のXXIV−XXIV線断面図である。
【図２５】図２４のＰ部の拡大図である。
【図２６】図２５相当図である。
【図２７】図２４のＱ部の拡大図である。
【図２８】図２７相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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】
【００２８】
図１〜図３に示すように、このクランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、このクランプ本体１の上端部分の挿通孔１ｄを挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能なグリップ部材２と、このグリップ部材２に係合した鉛直方向に延びるクランプロッド３と、スクレーパ４と、クランプロッド３を昇降駆動するエアシリンダ５（駆動手段）と、サポート機構６と、着座検知機構７と、クランプミス検知機構８、アンクランプ検知機構９などを備えている。クランプ本体１は、上部本体１ａと下部本体１ｂとで構成され、クランプ本体１がベース部材１ｃに組み付けられる。
【００２９】
上部本体１ａは平面視にてほぼ矩形状をなし、この上部本体１ａは、４つのボルト孔１ｅに挿入される４本のボルトでベース部材１ｃに固定される。
下部本体１ｂはシリンダ穴１１を形成する環状部材であり、この下部本体１ｂの上端部が上部本体１ａの下端側の凹部１２に嵌合され、複数のボルト１３により上部本体１ａに固定されている。クランプ本体１の上半部の中心部に上方へ細長く突出する円筒状の本体筒部１ｔが設けられている。
【００３０】
本体筒部１ｔの上端部の中心部分の挿通孔１ｄを上下に貫通するようにグリップ部材２とクランプロッド３が配設されている。本体筒部１ｔ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１ｓが形成され、これら着座面１ｓにワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプする。本体筒部１ｔの上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１ｇが十文字状に形成されている。
【００３１】
次に、グリップ部材２について説明する。
図１〜図６に示すように、グリップ部材２は、クランプロッド３と共にクランプ本体１の上端部分の挿通孔１ｄを挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能に構成されている。このグリップ部材２は、クランプロッド３の外周側に等間隔に配設された３つの鋼製のグリップ形成部材２ａで構成されている。３つのグリップ形成部材２ａは、外径が拡大・縮小可能である。グリップ形成部材２ａの上部にはグリップ爪部２ｂが形成され、グリップ形成部材２ａの下端部には円弧形の基端鍔部２ｃが形成されている。グリップ形成部材２ａの下半部の内面には、クランプロッド３の軸心と平行なストレート平面２ｄが形成されている。
【００３２】
グリップ爪部２ｂのクランプロッド３の軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ形成部材２ａの上端部から中段部にかけての内面には、上方程クランプロッド３の軸心Ｘから離隔するテーパ面２ｅが形成され、このテーパ面２ｅがクランプロッド３のテーパ部３ａのテーパ面３１に密着状に係合可能である。グリップ爪部２ｂの外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップする３段の歯が形成されている。
【００３３】
図１、図２に示すように、上部本体１ａの挿通孔１ｄには、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ４が装着されている。スクレーパ４は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周面に密着するゴムや合成樹脂等の弾力性のある材料で構成されている。スクレーパ４は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の隙間から切粉及び切削液などが内部に侵入するのを防ぎ、加圧エアがクランプ本体１内から外界へ漏出しにくくし、３つのグリップ形成部材２ａとクランプロッド３を束ねる機能を有するものである。グリップ部材２の下部には、３分割された３つのグリップ形成部材２ａを縮径方向へ付勢するＯリング１４が装着されている。
【００３４】
３つのグリップ部材２の３つの基端鍔部２ｃは、本体筒部１ｔ内の円形凹部１５に収容され、基端鍔部２ｃの外周側には隙間が形成されている。３つの基端鍔部２ｃは、円形凹部１５の上壁部とサポート部材４０の上端壁４０ｂとの間に水平方向へ可動に挟着され、サポート部材４０で支持されている。グリップ部材２は、サポート部材４０及び環状受圧部材４１と一体的に昇降すると共に、円形凹部１５の外周部の環状隙間とスクレーパ４の弾性変形を介して、クランプ装置Ｃ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。上部本体１ａには、円形凹部１５の下方に連なる円筒穴１９が形成されている。
【００３５】
次に、クランプロッド３について説明する。
図１〜図６に示すように、クランプロッド３は、グリップ部材２の内側に係合し、このグリップ部材２よりも下方へ延びている。クランプロッド３は、下端部分の断面逆Ｔ形の係合部３ｄと、この係合部３ｄから上方に連なる水平断面が円形の小径部３ｃと、この小径部３ｃから上方へ連なる中段部３ｂと、この中段部３ｂから上方へ連なるテーパ部３ａとを備えている。テーパ部３ａは、上方程外径が拡大するように形成され、テーパ部３ａはグリップ形成部材２ａを外径拡大側へ駆動する為の３つのテーパ面３１を備えている。
【００３６】
中段部３ｂは３つのストレート面３２と部分円錐面３６とを有し、中段部３ｂのストレート面３２以外の部分は上方に向って外径が拡大する部分円錐状に形成されている。３つのストレート面３２は、３つのテーパ面３１の下端に連なるようにクランプロッド３の軸心と平行に形成されている。このストレート面３２に、グリップ形成部材２ａのストレート平面２ｄが面接触している。
【００３７】
テーパ部３ａは、３つのグリップ形成部材２ａのグリップ爪部２ｂが面接触的に当接する３つのテーパ面３１と、上方程半径が大きくなる部分円錐面３３と、上下に短い部分円筒面３４と、部分円錐面３３の上方に連なる部分円筒面３５を有している。
テーパ部３ａの下部の水平断面が、テーパ面３１と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されている（図６参照）。スクレーパ４の近傍部における、上記の三角形状の各頂部を構成する部分円錐面３３がスクレーパ４の内周部に当接可能である。
【００３８】
アンクランプ状態からクランプ状態に亙ってスクレーパ４の近傍部における、３つのグリップ形成部材２ａとクランプロッド３の水平断面（クランプロッド３の軸心Ｘと直交する水平断面）が円形に形成されている。テーパ平面３１と部分円錐面３３のクランプロッド３の軸心に対する傾斜角度が同じである。
【００３９】
このクランプ装置Ｃにおいて、グリップ部材２とクランプロッド３が夫々の上限位置に位置するアンクランプ状態から、クランプロッド３が徐々に下方へ移動してグリップ部材２が拡径駆動されると、スクレーパ４の近傍部における３つのグリップ形成部材２ａとクランプロッド３の円筒形状部の外径が徐々に拡大し、スクレーパ４の内周部が周方向と径方向に弾性変形し、３つのグリップ形成部材２ａとクランプロッド３の外周面との密着状態を維持する（図６参照）。
【００４０】
次に、複動型のエアシリンダ５について説明する。
図１〜図４に示すように、エアシリンダ５は、クランプロッド３をクランプ本体１及びグリップ部材２に対して加圧エアにより昇降駆動するものである。エアシリンダ５は、下部本体１ｂに形成された縦向きのシリンダ穴１１と、クランプ力出力用のピストン部材２０（軸心Ｘを有する）と、このピストン部材２０のピストン部２０ａの上側のクランプ用の第１作動室２１であってピストン部材２０を加圧エアによりクランプ位置に駆動する第１作動室２１と、ピストン部２０ａの下側のアンクランプ用の第２作動室２２であってピストン部材２０を加圧エアによりアンクランプ位置（上限位置）に駆動する第２作動室２２などを備えている。
【００４１】
ピストン部材２０は、シリンダ穴１１に気密摺動自在に装着されたピストン部２０ａと、このピストン部２０ａから上方へ本体筒部１ｔ内まで延びるロッド部２０ｂを有する。  ピストン部２０ａの外周部はシール部材２３ａで気密に封止され、ロッド部２０ｂの外周部はシール部材２３ｂで気密に封止されている。ロッド部２０ｂの上端側部分には、ネジ軸部２４が形成され、このネジ軸部２４には、逆Ｔ形のＴ溝２５を形成するＴ溝形成部材２６が螺合にて取り付けられている。
【００４２】
Ｔ溝形成部材２６のロッド挿通穴２６ａは平面視にてＵ形であり、クランプロッド３の係合部３ｄが上記のＴ溝２５に水平方向側方から装着される。係合部３ｄとＴ溝形成部材２６の間には僅かな隙間があるため、クランプロッド３はＴ溝形成部材２６に対して水平方向へ相対的に約１〜２ｍｍ位移動可能である。
【００４３】
第１作動室２１は、下部本体１ｂとピストン部２０ａと環状受圧部材４１で形成されている。第１作動室２１には、外部の加圧エア供給源１６からエア通路４５とクランプ本体１内のエア通路１７を介して加圧エアを供給可能であり、第１作動室２１に供給された加圧エアによりピストン部材２０がクランプ側へ（下方へ）駆動される。第２作動室２２は、下部本体１ｂとベース部材１ｃとピストン部２０ａとで形成されている。第２作動室２２には、加圧エア供給源１６からエア通路１８を介して加圧エアを供給可能であり、第２作動室２２に供給された加圧エアによりピストン部材２０がアンクランプ側へ（上方へ）駆動される。
尚、エア通路４５には圧力スイッチ４６又は圧力センサが接続されている。
【００４４】
次に、サポート機構６について説明する。
図２に示すように、サポート機構６はグリップ部材２を下方から支持する機構であり、サポート機構６は、グリップ部材２の下端を支持するサポート部材４０と、このサポート部材４０を支持する環状受圧部材４１と、この環状受圧部材４１の下端に加圧エアを作用させるサポート用作動室２１ａと備えている。
【００４５】
サポート部材４０は、Ｔ溝形成部材２６の外周面と円筒穴１９の壁面との間に可動に装着された筒部４０ａと、この筒部４０ａの上端に一体形成された上端壁４０ｂとを有し、クランプロッド３は上端壁４０ｂに形成された開口部４０ｃを挿通している。尚、開口部４０ｃは、クランプロッド３の係止部３ｄ以外の部分が通過可能に形成されている。
【００４６】
環状受圧部材４１は、ピストン部材２０のロッド部２０ｂに摺動自在に外嵌されている。環状受圧部材４１は、下半部のピストン部４１ａと、このピストン部４１ａの上端から上方へ一体的に延びる筒状部４１ｂとを有する。筒状部４１ｂはロッド部２０ｂと円筒穴１９の壁面との間に可動に装着されている。サポート部材４０の下端が筒状部４１ｂの上端で支持されている。前記ピストン部４１ａは、その上端部分に形成された弁操作用のフランジ部４２と、このフランジ部４２の下端に連なり且つフランジ部４２よりやや小径の中径部４３と、この中径部４３よりもやや小径のピストン本体部４４とを備えている。
【００４７】
フランジ部４２は、収容穴４２ａに上下方向に数ｍｍ（例えば、２〜３ｍｍ）移動可能に収容され、アンクランプ状態のとき、フランジ部４２の下側には上記の数ｍｍの厚さの環状隙間４２ｂが形成されている。
中径部４３は収容穴４３ａに上下方向に移動可能に収容されている。ピストン本体部４４は、収容穴４４ａに収容され、この収容穴４４ａはクランプ用の第１作動室２１の一部で構成されたサポート用作動室２１ａに連通しており、第１作動室２１の加圧エア（サポート用作動室２１ａの加圧エア）をピストン本体部４４に受圧させるように構成されている。
【００４８】
中径部４３の外周部はシール部材４３ｂで気密にシールされ、中径部４３の下側には環状隙間４２ｂよりもやや厚い環状隙間４３ｃが形成されている。ピストン本体部４４の外周側はシール部材４４ｂでシールされている。サポート機構６は、グリップ部材２を拡径させてワークＷの穴Ｈの内周面をグリップさせる際に、環状受圧部材４１に作用する加圧エアの圧力でグリップ部材２を支持し、グリップ部材２に対してクランプロッド３が相対的に下方へ移動可能にする。尚、本実施例では、加圧エアの圧力を環状受圧部材４１に作用させてサポート部材４０を介してグリップ部材２を支持するサポート機構６を例にして説明したが、コイルスプリングや皿バネ等の弾性力でグリップ部材２を支持するサポート機構を採用してもよい。
【００４９】
次に、着座検知機構７について説明する。
図１、図２に示すように、着座検知機構７は、上部本体１ａ内に形成されたエア供給通路５０であって、外部の加圧エア供給源１６からエア通路４７を介して加圧エアが供給されるエア供給通路５０と、このエア供給通路５０の下流端に形成されて着座面１ｓに開口した開放孔５１と、エア通路４７に接続された圧力スイッチ４８又は圧力センサと備えている。上記のエア供給通路５０は、傾斜通路５０ａと、本体筒部１ｔ内に形成された鉛直通路５０ｂとからなり、鉛直通路５０ｂの下流端に開放孔５１が形成されている。尚、鉛直通路５０ｂが着座検出用エア通路に相当する。
【００５０】
ワークＷが着座面１ｓに密着したクランプ状態になると、開放孔５１から加圧エアがリークしなくなるため、エア通路４７内のエア圧が設定値以上となって圧力スイッチ４８がＯＮとなる。しかし、クランプ状態であっても、ワークＷが着座面１ｓに密着していない場合には、開放孔５１から加圧エアがリークするため圧力スイッチ４８がＯＦＦとなる。こうして、ワークＷをクランプ状態にしたときワークＷが着座面１ｓに着座したか否かを検知する。
【００５１】
次に、エアブロー機構５２について説明する。
エアブロー機構５２は、クランプ本体１内に加圧エアを供給し、クランプロッド３とグリップ部材２とスクレーパ４の間の小さい隙間から噴出させ、切粉や切削液の侵入を防止する為のものである。図１〜図３に示すように、エアブロー機構５２は、着座検知機構７の傾斜通路５０ａと同様の傾斜通路５２ａであって外部の加圧エア供給源１６から加圧エアが供給される傾斜通路５２ａと、この傾斜通路５２ａの下流端をサポート部材４０の筒部４０ａの下端の切欠き穴５２ｂに連通させるエア通路（図示略）を有する。こうして、加圧エアがサポート部材４０の筒部４０ａの内面側と外面側の円筒隙間を通ってグリップ部材２及びクランプロッド３の方へ供給される。
【００５２】
次に、クランプミス検知機構８について説明する。
クランプミス検知機構８は、クランプ動作開始時に、グリップ部材２のグリップ爪部２ｂがワークＷの穴Ｈの内周面に対してスリップした場合に発生するクランプミス、ワークＷの穴Ｈがクランプ装置Ｃを適用可能な設定サイズよりも大きいために発生するクランプミス、グリップ爪部２ｂの破損により発生するクランプミス等のクランプミス（第１作動状態に相当する）を検知する機構である。
【００５３】
図２、図７に示すように、クランプミス検知機構８は、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａを第２作動室２２に接続する第１エア通路５４と、第１エア通路５４に介装されクランプミスの発生時に開弁する第１開閉弁機構５５とを備え、第１作動室２１に加圧エアを供給したクランプ作動状態においてクランプミスが発生して第１開閉弁機構５５が開弁した際に、検知用加圧エアを第１エア通路５４を介して第２作動室２２に排出するように構成してある。
【００５４】
第１エア通路５４は、エア通路５４ａ、第１開閉弁機構５５の弁体５７の内部に形成されたエア通路５４ｂ、環状隙間５４ｍ、エア通路５４ｃ〜５４ｇなどを備えている。エア通路５４ａは傾斜通路５０ａに連通している。第１開閉弁機構５５が開弁した状態では、エア通路５４ａがエア通路５４ｂに連通する。エア通路５４ｂは環状隙間５４ｍとエア通路５４ｃを介して環状隙間４３ｃに連通し、環状隙間４３ｃはエア通路５４ｄを介してロッド部２０ｂの外周側のエア通路５４ｅに連通し、このエア通路５４ｅはエア通路５４ｆを介してロッド部２０ｂの下部内に形成されたエア通路５４ｇに連通し、このエア通路５４ｇは第２作動室２２に連通している。尚、エア通路５４ｇの下端部分は六角穴に形成されている。
【００５５】
図２、図７、図８に示すように、第１開閉弁機構５５は、クランプ本体１に形成された収容穴５６と、この収容穴５６に可動に装着された弁体５７とを備えている。
収容穴５６は、上部収容穴５６ａと、上部収容穴５６ａよりも大径の中間収容穴５６ｂと、上部収容穴５６ａと同径の下部収容穴５６ｃとを備えている。上部収容穴５６ａの上端がエア通路５４ａにより傾斜通路５０ａに連通し、下部収容穴５６ｃの下端部分は連通路５８で第１作動室２１に連通している。尚、弁体５７は環状隙間５４ｍの厚さだけ昇降可能である。
【００５６】
弁体５７は、上部収容穴５６ａに可動に収容された弁体上部５７ａと、中間収容穴５６ｂに上下方向に数ｍｍ（例えば、２〜３ｍｍ）だけ可動に収容された弁体中間部５７ｂと、下部収容穴５６ｃに可動に収容された弁体下部５７ｃとを一体形成したものである。
尚、弁体上部５７ａと、弁体中間部５７ｂと、弁体下部５７ｃの外周部はシール部材５９ａ，５９ｂ，５９ｃで夫々シールされている。
【００５７】
中間収容穴５６ｂの上端部の外周部のうちの軸心Ｘ側の一部が収容穴４２ａの下端部の一部と重複しており、弁体５７が上限位置に位置して弁体中間部５７ｂが中間収容穴５６ｂの上壁面に当接し且つ環状凸部５６ｖ（弁部）が上部収容穴５６ａの上壁面に密着した閉弁状態では、弁体中間部５７ｂの上端部の一部が収容穴４２ａの下端部（環状隙間４２ｂの下端部）の一部に突出した状態になっている。
【００５８】
図２、図７は第２作動室２２に加圧エアを供給し、第１作動室２１を大気開放したアンクランプ作動状態を示す。
図１０、図１１に示すように、第１作動室２１に加圧エアを供給し且つ第２作動室２２を大気開放したクランプ状態では、第１作動室２１から連通路５８を介して下部収容穴５６ｃの下端部分に加圧エアが供給され、弁体５７が加圧エアの圧力を受圧して上限位置に位置し、弁体５７の上端の環状凸部５６ｖ（弁部）が上部収容穴５６ａの上壁面に密着して閉弁状態を維持し、エア通路５４ａ，５４ｂが分断状態となる。そのため、エア供給通路５０内の加圧エアが第１エア通路５４を通って第２作動室２２へリークすることはなく、エア供給通路５０内の加圧エアの圧力が低下することはない。
【００５９】
しかし、図１３〜図１５に示すように、クランプ動作開始時にクランプミスの発生により、環状受圧部材４１が下限位置に移動し、環状受圧部材４１のフランジ部４２が弁体中間部５７ｂを押し下げると、環状凸部５６ｖが上部収容穴５６ａの上壁面から離隔した開弁状態となり、エア通路５４ａ，５４ｂが連通状態となるため、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａが第１エア通路５４により第２作動室２２に連通した状態になり、エア供給通路５０内の検知用加圧エアが第１エア通路５４を介して第２作動室２２に排出される。その結果、エア供給通路５０内の加圧エアの圧力が低下し、その圧力低下が圧力スイッチ４８により検知されるため、クランプミスの発生を知ることができる。尚、クランプ動作状態においては、第２作動室２２がエア通路１８を介して大気開放されているため、上記の検知用加圧エアの排出が可能である。
【００６０】
次に、アンクランプ検知機構９について説明する。
このアンクランプ検知機構９は、クランプ装置Ｃがアンクランプ作動状態（第２作動状態に相当する）であることを検知するものである。図２、図９、図１０に示すように、アンクランプ検知機構９は、エア供給通路５０を第１作動室２１に接続する第２エア通路６０と、この第２エア通路６０に介装されアンクランプ作動状態になったときに開弁する第２開閉弁機構６１とを備えている。
【００６１】
第２エア通路６０は、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａに上流端が接続され且つ上部本体１ａ内に形成されたエア通路６０ａと、このエア通路６０ａの下流端に接続され且つ下部本体１ｂ内に形成されたエア通路６０ｂとを備えている。
第２開閉弁機構６１は、下部本体１ｂに形成された収容穴６２と、この収容穴６２に収容された弁体６３及び栓部材６４と、弁体６３と栓部材６４間に装着された圧縮スプリング６５などを備えている。
【００６２】
収容穴６２は、 円筒状の主収容穴６２ａと、この主収容穴６２ａの下端部に連通する小径収容穴６２ｂとを備えており、前記エア通路６０ｂの下流端が主収容穴６２ａの下端部に接続されている。弁体６３と栓部材６４の外周部はシール部材６６，６７で夫々シールされ、弁体６３の凹部と栓部材６４の凹部からある内部空間６３ｉに圧縮スプリング６５が装着され、弁体６３は圧縮スプリング６５で閉弁側へ付勢されている。弁体６３は、小径収容穴６２ｂに環状の隙間を空けて挿入された突出部６３ａと、弁体６３の環状下面に下方へ突出するように形成された環状凸部６３ｖ（弁部）とを備えている。
【００６３】
突出部６３ａには内部空間６３ｉへ第１作動室２１内の加圧エアを導入するための導入通路６８が形成され、第１作動室２１に加圧エアが充填されたクランプ状態においては、弁体６３がその上面に作用する加圧エアの圧力で下方へ付勢されるため、環状凸部６３ｖが主収容穴６２ａの下端壁面に密着して閉弁状態となり、エア通路６０ｂが第１作動室２１から分断される（図１０、図１２参照）。この閉弁状態のとき、突出部６３ａの下端部が第１作動室２１内へ突出している。
【００６４】
第１作動室２１の加圧エアを抜き、第２作動室２２に加圧エアを充填したアンクランプ状態においては、ピストン部材２０が上限位置へ移動し、ピストン部２０ａの上端が第１作動室２１の上端に接近する。そのため、図９に示すように、ピストン部２０ａが突出部６３ａを上方へ押し、弁体６３が上方へ移動し、環状凸部６３ｖが主収容穴６２ａの下端壁面から離隔して開弁状態になる。すると、第２エア通路６０が第１作動室２１に連通し、エア供給通路５０内の検知用加圧エアが第２エア通路６０を通って第１作動室２１へ排出される。
【００６５】
その結果、エア供給通路５０内の加圧エアの圧力が低下し、その圧力低下が圧力スイッチ４８により検知されるため、アンクランプ状態に切り換わったことを知ることができる。尚、アンクランプ作動状態においては、第１作動室２１がエア通路１７，４５を介して大気開放されているため、上記の検知用加圧エアの排出が可能である。
【００６６】
次に、以上説明したクランプ装置Ｃの作用、効果について補足的に説明する。
最初、第１作動室２１の加圧エアを抜き、第２作動室２２に加圧エアを供給したアンクランプ作動状態において、ワークＷを搬入し、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３を挿入してワークＷを着座面１ｓに着座させる。
【００６７】
次に、クランプする為に第２作動室２２の加圧エアを抜き、第１作動室２１に加圧エアを供給すると、グリップ部材２をサポート機構６で支持した状態で、クランプロッド３がグリップ部材２に対して相対的に下降駆動されてグリップ部材２が拡径し、３つのグリップ爪部２ｂで穴Ｈの内周面をグリップし、ワークＷを着座面１ｓに引き付けてクランプ状態にする。
【００６８】
クランプミスが発生せずに、クランプ装置Ｃが図１０に示すクランプ状態になると、エア供給通路５０の着座面１ｓの開放孔５１から加圧エアがリークしなくなり、環状受圧部材４１は微小距離下降するだけで、フランジ部４２の下側の環状隙間４２ｂが残るため第１開閉弁機構５５が閉弁状態（図１１参照）を維持する。そのため、エア供給通路５０の加圧エアの圧力が設定値以上になって圧力スイッチがＯＮになるため、正常なクランプ状態になったことが分かる。尚、第１作動室２１に加圧エアを供給している状態では、アンクランプ検知機構９の第２開閉弁機構６１の弁体６３が圧縮スプリング６５と加圧エアの付勢力で閉弁状態を維持する（図１２参照）。
【００６９】
上記のクランプ動作開始時に、クランプミスが発生して、クランプ装置Ｃが図１３又は図１５に示す状態になると、フランジ部４２が下限位置まで下降し、弁体５７が下方へ押動されて第１開閉弁機構５５が開弁するため、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａの加圧エアが第１エア通路５４を通って第２作動室２２へ排出される。その結果、エア供給通路５０の加圧エアの圧力が設定値よりも低い値を維持し、圧力スイッチがＯＮにならないため、クランプミスの発生を検知することができる。
【００７０】
ここで、図１３は、ワークＷの穴Ｈの内周面に対してグリップ爪部２ｂがスリップしたクランプミスが発生した状態を示し、図１５は、ワークＷの穴Ｈのサイズが大きすぎてグリップできないクランプミス又はグリップ爪部２ｂの破損によりグリップできないクランプミスが発生した状態を示す。尚、第１作動室２１に加圧エアを供給している状態では、アンクランプ検知機構９の第２開閉弁機構６１の弁体６３が圧縮スプリング６５と加圧エアの付勢力で閉弁状態を維持する。
【００７１】
次に、クランプ状態からアンクランプ状態に切換える場合、第１作動室２１の加圧エアを抜き、第２作動室２２に加圧エアを供給すると、図２に示すように、ピストン部材２０が上限位置まで上昇し、図９に示すように、ピストン部２０ａが第２開閉弁機構６１の弁体６３の突出部６３ａを押し上げるため、第２開閉弁機構６１が開弁状態になる。そして、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａの加圧エアが第２エア通路６０を通って第１作動室２１へ排出される。その結果、エア供給通路５０の加圧エアの圧力が設定値よりも低下し、圧力スイッチがＯＮからＯＦＦに切換わるため、クランプ状態からアンクランプ状態に切換わったことを検知することができる。尚、アンクランプ状態のとき、環状受圧部材４１は上限位置を維持するため、第１開閉弁機構５５は閉弁状態を維持する。
【００７２】
クランプミス検知機構８は、クランプミス発生時に、エア供給通路５０の検知用加圧エアを第１エア通路５４から第２作動室２２へ排出するように構成したため、検知用加圧エアをクランプ装置Ｃ外へ確実に排出することができ、エア通路の構造を簡単化し、クランプ装置Ｃを小型化し、製作費を低減する上で有利である。
【００７３】
アンクランプ検知機構９は、アンクランプ状態への切換え時に、エア供給通路５０の検知用加圧エアを第２エア通路６０から第１作動室２１へ排出するように構成したため、検知用加圧エアをクランプ装置Ｃ外へ確実に排出することができ、エア通路の構造を簡単化し、クランプ装置Ｃを小型化し、製作費を低減する上で有利である。
【実施例２】
【００７４】
前記クランプミス検知機構８の第１開閉弁機構５５の下側近傍位置に、アンクランプ検知機構９Ａの第２開閉弁機構６１Ａを設けた例について説明する。実施例１の構成要素と同じ構造のものに同一の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１６、図１７に示すように、第１開閉弁機構５５は実施例１の第１開閉弁機構５５と同様である。第２開閉弁機構６１Ａは、第１開閉弁機構５５の収容穴５６の下部収容穴５６ｃの下端に連なる収容穴６２Ａと、この収容穴６２Ａに可動に装着された弁体６３と、弁体５７と弁体６３の間に装着された圧縮スプリング６５Ａとを備えている。
【００７５】
収容穴６２Ａは、主収容穴６２ａと、この主収容穴６２ａの下端に連通し且つ第１作動室２１に連通した小径収容穴６２ｂとを備えている。弁体６３と主収容穴６２ａと小径収容穴６２ｂの構造は実施例１の第２開閉弁機構６１と同様である。第２エア通路６０Ａは、エア供給通路５０の傾斜通路５０ａから分岐して下方へ延び、主収容穴６２ａの下端に連通している。
【００７６】
図１６に示すように、アンクランプ状態のとき、ピストン部材２０のピストン部２０ａが弁体６３の突出部６３ａを押し上げるため、第２開閉弁機構６１Ａが開弁状態となる。  図１７示すように、クランプ状態のとき、第２開閉弁機構６１Ａが実施例１の第２開閉弁機構６１と同様に閉弁状態となる。上記の第２開閉弁機構６１Ａを第１開閉弁機構５５の近傍部に配置するため、第２エア通路６０Ａの構造も簡単化し、製作費も低減できる。
【実施例３】
【００７７】
クランプミス検知機構８の第１開閉弁機構５５を変更した第１開閉弁機構７０について説明する。図１８〜図２０に示すように、第１開閉弁機構７０は、クランプ本体１に形成された収容穴７１と、この収容穴７１の上半部に可動に収容された上部弁体７２と、収容穴７１の下半部に可動に収容された下部弁体７３とを備えている。
収容穴７１は、上部約１／３部分の上部収容穴７１ａと、この上部収容穴７１ａよりも大径の下部収容穴７１ｂとからなる。
【００７８】
上部弁体７２は、上部収容穴７１ａに収容された弁体上部７２ａと、この弁体上部７２ａの下端から下方へ連なり且つ下部収容穴７１ｂに収容された弁体下部７２ｂとを有する。下部弁体７３は下部収容穴７１ｂに収容されている。上部弁体７２と下部弁体７３の外周部はシール部材７４ａ〜７４ｃで夫々シールされている。第１エア通路５４Ａは、エア通路７５ａ、上部弁体７２内のエア通路７５ｂ、上部弁体７２と下部弁体７３の間のエア通路７５ｃ、下部弁体７３の上半部の外周側のエア通路７５ｄ、このエア通路７５ｄを環状隙間４３ｃに接続するエア通路７５ｅ、実施例１のエア通路５４ｄ〜５４ｇと同様のエア通路などで構成されている。
【００７９】
上部弁体７２の上端に環状凸部７２ｖ（弁部）が形成され、この環状凸部７２ｖが収容穴７１の上壁面に当接する状態では閉弁状態であり、エア通路７５ａ，７５ｂが分断される。弁体下部７２ｂの一部が、環状隙間４２ｂに突出しており、実施例１の第１開閉弁機構５５と同様にフランジ部４２が下限位置まで下降して弁体下部７２ｂを下方へ押した時に、上部弁体７２が下方へ移動し、環状凸部７２ｖが収容穴７１の上壁面から離隔して開弁状態になり、エア通路７５ａ，７５ｂが連通する。収容穴７１の下端壁には連通孔７６が形成されており、第１作動室２１内の加圧エアが連通孔７６を介して収容穴７１の下端部内に作用し、下部弁体７３は加圧エアの圧力で上方へ付勢され、上部弁体７２を上方へ付勢している。
【００８０】
図１８はピストン部材２０とそのピストン部２０ａが上限位置にあるアンクランプ状態を示し、第１開閉弁機構７０は閉弁状態になっている。図１９は第１作動室２１に加圧エアを供給したクランプ状態を示し、フランジ部４２が下限位置よりも上方位置にあるため、第１開閉弁機構７０は閉弁状態になっている。図２０はクランプミス発生時の状態を示し、フランジ部４２が下限位置になって上部弁体７２を押し下げることで開弁状態になっている。この第1 開閉弁機構７０においては、収容穴７１と弁体７２の構造が簡単化し、弁体７２内のエア通路の構造が簡単化する。
【実施例４】
【００８１】
この実施例に係るクランプ装置ＣＡは、図２１〜図２３に示すように、基本構造として、クランプ本体８０と、クランプ力出力用のピストン部材８１と、クランプ本体８０内に形成され且つピストン部材８１のピストン部８１ａが摺動自在に装着されるシリンダ孔８０ａとを備えている。
クランプ本体８０は、シリンダ孔８０ａを形成する主クランプ本体８２と、シリンダ孔８０ａの下端を塞ぐ端壁部材８３とで構成されている。端壁部材８３は主クランプ本体８２の下端部の嵌合穴８３ａに嵌合され、止め輪８３ｂで抜け止めされ、その外周部がシール部材８３ｃでシールされている。
【００８２】
主クランプ本体８２は、上端側部分のフランジ部８２ａと、このフランジ部８２ａから下方へ延びるシリンダ孔形成部８２ｂとを有する。このクランプ装置ＣＡを設置する場合、基台８４の鉛直の取り付け穴８４ａに、シリンダ孔形成部８２ｂと端壁部材８３とを挿入し、フランジ部８２ａの下面を基台８４の上面に当接させ、フランジ部８２ａの複数のボルト穴８５に通した複数のボルト（図示外）を基台８４に螺合する。
【００８３】
ピストン部材８１は、ピストン部８１ａと、このピストン部８１ａから主クランプ本体８２の上部中央の挿通孔８６を気密摺動自在に挿通して上方へ延びるピストンロッド８１ｂとを有する。ピストン部８１ａの外周部はシール部材８７でシールされ、ピストンロッド８１ｂの外周側は挿通孔８６の内周壁部に装着したシール部材８８でシールされ、挿通孔８６の上端近傍の内周壁部にはダストシール８９が装着されている。
【００８４】
尚、このクランプ装置ＣＡのピストンロッド８１ｂの上端部にはワークピースを押圧するクランプ部材（図示省略）が連結される。このクランプ装置ＣＡは、クランプ時にピストンロッド８１ｂを往動方向（下方）へ駆動するように構成されているが、クランプ時にピストンロッド８１ｂを復動方向へ駆動するように構成する場合もある。
【００８５】
シリンダ孔８０ａ内のピストン部８１ａの上側に、ピストン部材８１を加圧エアによりピストンロッド８１ｂが退入する往動方向へ駆動する第１作動室９１（往動作動室）が形成されている。シリンダ孔８０ａ内のピストン部８１ａの下側に、ピストン部材８１を加圧エアにより往動方向と反対の復動方向へ駆動する第２作動室９２（復動作動室）が形成されている。
【００８６】
図２２に示すように、フランジ部８２ａに、加圧エアを供給するエア供給口９３が形成され、このエア供給口９３はエア通路９４，９５を介して第１作動室９１に連通している。本実施例では、エア供給口９３の側面はプラグ部材９６で封鎖され、エア供給口９３に連なる補助エア供給口９３ａが下向きに形成され、加圧エア供給源９７から、外部エア通路９８と、基台８４に形成したエア通路９９を介して補助エア供給口９３ａとエア供給口９３に加圧エアが供給される。
【００８７】
図２３に示すように、フランジ部８２ａに、加圧エアを供給するエア供給口１００が形成され、このエア供給口１００はエア通路１０２，１０３を介して第２作動室９２に連通している。本実施例では、エア供給口１００の側面はプラグ部材１０４で封鎖され、エア供給口１００に連なる補助エア供給口１００ａが下向きに形成され、加圧エア供給源９７から、外部エア通路１０５と、基台８４に形成したエア通路１０６を介して補助エア供給口１００ａとエア供給口１００に加圧エアが供給される。
【００８８】
次に、本願特有の構成について図２４〜図２８に基づいて説明する。
最初に、ピストン部材８１が往動限界位置に達したことを検知する為の第３開閉弁機構１１０と、これに関連するエア通路について図２４〜図２６に基づいて説明する。
前記端壁部材８３の中央部には、弁ケース１１１が螺合にて取り付けられ、この弁ケース１１１に、外部の加圧エア供給源９７に接続されるエア供給通路１１２と、エア供給通路１１２を第２作動室９２に接続する第３エア通路１１３と、第３エア通路１１３に介装され且つピストン部材８１が往動限界位置に達した時に開弁する第３開閉弁機構１１０とが設けられている。
【００８９】
ピストン部材８１が往動限界位置に達して第３開閉弁機構１１０が開弁した際に、検知用加圧エアを第３エア通路１１３を介して第２作動室９２に排出するように構成してある。エア供給通路１１２は、基台８４に形成されたエア通路１１５と、外部エア通路１１６を介して加圧エア供給源９７に接続され、この外部エア通路１１６には圧力スイッチ１１７又は圧力センサが接続され、このエア供給通路１１２のエア圧を介してピストン部材８１が往動限界位置に達した作動状態を検知可能に構成してある。
【００９０】
図２４〜図２６に示すように、弁ケース１１１は端壁部材８３に形成された装着穴１１８に装着されている。装着穴１１８は、下半部のネジ穴１１８ａ及び大径穴１１８ｂと、小径穴１１８ｃと、仕切壁部１０７に形成された貫通穴１１８ｄとを有する。小径穴１１８ｃの上端側には、第２作動室９２と装着穴１１８間を仕切る仕切壁部１０７が形成されている。前記エア供給通路１１２は弁ケース１１１の下半部に形成されている。
前記第３エア通路１１３は、弁ケース１１１の中段部の傾斜エア通路１１３ａと、小径穴１１８ｃ内における弁ケース１１１の上半部の外周側と上側に形成されたエア通路１１３ｂと、貫通穴１１８ｄにおける弁体１２０の突出部１２０ｂの外周側の通路穴１１３ｃ（これは、第２作動室９２に連通している）とを備えている。
【００９１】
第３開閉弁機構１１０は、弁ケース１１１に形成した収容穴１１９と、この収容穴１１９の大径穴１１９ａに上下に摺動自在に装着された弁体１２０と、加圧エアを導入する内部空間１２１と、圧縮スプリング１２２などを備えている。
【００９２】
収容穴１１９は、大径穴１１９ａと小径穴１１９ｂとを有する。弁体１２０は、大径穴１１９ａに気密摺動自在に装着された大径部１２０ａと、この大径部１２０ａの上端の中心部分から突出して貫通穴１１８ｄを貫通した突出部１２０ｂとを有する。大径部１２０ａの外周部はシール部材ａでシールされている。内部空間１２１は、大径部１２０ａの凹部１２０ｃと、大径穴１１９ａの下端部分と、小径穴１１９ｂとで構成され、この内部空間１２１に弁体１２０を上方へ付勢する圧縮スプリング１２２が装着されている。
【００９３】
弁体１２０の大径部１２０ａの上端には、突出部１２０ｂより外周側に位置する環状凸部１２０ｖ（弁部）が形成され、この環状凸部１２０ｖが仕切壁部１０７の下面に密着すると第３エア通路１１３を分断する閉弁状態になり、環状凸部１２０ｖが仕切壁部１０７の下面から離隔すると第３エア通路１１３が全通した開弁状態となる。突出部１２０ｂには第２作動室９２の加圧エアを内部空間１２１に導入する連通路１２３が形成され、通常、加圧エアの圧力と圧縮スプリング２２の弾性力により付勢されるため、弁体１２０はその上限位置に位置して閉弁状態になり、突出部１２０ｂの先端が仕切壁部１０７の上面よりも上方へ例えば２〜３ｍｍ突出している（図２５参照）。但し、ピストン部材８１が往動限界位置まで下降した際には、ピストン部８１ａの下面が突出部１２０ｂの先端を下方へ押動するため開弁状態となる（図２６参照）。
【００９４】
第２作動室９２が大気開放状態（加圧エア排出中）のとき、第３開閉弁機構１１０が開弁状態になると、エア供給通路１１２のエア圧が設定値より低下し、圧力スイッチ１１７がＯＮからＯＦＦに切換わるため、ピストン部材８１が往動限界位置に達したことを検知することができる。ピストン部材８１が往動する際には、第２作動室９２はエア通路１０２，１０３、エア供給口１００、エア通路１０６を介して大気開放されているため、第２作動室９２を有効活用して検知用加圧エアを排出することができる。検知用加圧エアを排出する排気通路の少なくとも一部を省略できるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【００９５】
次に、ピストン部材８１が復動限界位置に達したことを検知する為の第４開閉弁機構１３０と、これに関連するエア通路について図２４、図２７、図２８に基づいて説明する。
前記フランジ部８２ａに弁ケース１３１が装着され、フランジ部８２ａには外部の加圧エア供給源９７に接続されるエア供給通路１３２と、このエア供給通路１３２を第１作動室９１に接続する第４エア通路１３６と、第４エア通路１３６に介装され且つピストン部材８１が復動限界位置に達した時に開弁する第４開閉弁機構１３０とが設けられている。
【００９６】
ピストン部材８１が復動限界位置に達して第４開閉弁機構１３０が開弁した際に、検知用加圧エアを第４エア通路１３６を介して第１作動室９１に排出するように構成してある。エア供給通路１３２は、基台８４に形成されたエア通路１３３と、外部エア通路１３４を介して加圧エア供給源９７に接続され、この外部エア通路１３４には圧力スイッチ１３５又は圧力センサが接続され、このエア供給通路１３２のエア圧を介してピストン部材８１が復動限界位置に達した作動状態を検知可能に構成してある。
【００９７】
図２４、図２７、図２８に示すように、弁ケース１３１はフランジ部８２ａに形成された縦向きの装着穴１３７に装着され、止め輪１３８で抜け止めされている。装着穴１３７は、上下に長い円筒穴１３７ａと、この円筒穴１３７ａの下端側の仕切壁部１０８に形成された貫通穴１３７ｂとを有する。弁ケース１３１の下端側部分は、円筒穴１３７ａよりも小径に形成され、この弁ケース１３１の下端側部分の外周側と下側にエア通路１３６ａが形成されている。
【００９８】
前記エア供給通路１３２はフランジ部８２ａの下端付近に水平に形成されてエア通路１３６ａに連通されている。第４エア通路１３６は、前記エア通路１３６ａと、仕切壁部１０８に形成した貫通穴１３７ｂの外周側部分の環状の通路穴１３６ｂで構成されている。
【００９９】
第４開閉弁機構１３０は、弁ケース１３１に形成した収容穴１３８と、この収容穴１３８の大径穴１３８ａに上下に摺動自在に装着された弁体１３９と、加圧エアを導入する内部空間１４０と、圧縮スプリング１４１などを備えている。
【０１００】
収容穴１３８は、大径穴１３８ａと小径穴１３８ｂとを有する。弁体１３９は、大径穴１３８ａに気密摺動自在に装着された大径部１３９ａと、この大径部１３９ａの下端の中心部分から突出して貫通穴１３７ｂを貫通する突出部１３９ｂとを有する。大径部１３９ａの外周部はシール部材１３９ｃでシールされている。大径部１３９ａの凹部１４０ａと大径穴１３８ａの上端部分と小径穴１３８ｂとで内部空間１４０が形成され、この内部空間１４０に弁体１３９を下方へ付勢する圧縮スプリング１４１が装着されている。
【０１０１】
弁体１３９の大径部１３９ａの下端には、突出部１３９ｂより外周側に位置する環状凸部１３９ｖ（弁部）が形成され、この環状凸部１３９ｖが仕切壁部１０８の上面に密着すると第４エア通路１３６を分断する閉弁状態になり、環状凸部１３９ｖが仕切壁部１０８の上面から離隔すると第４エア通路１３６が全通した開弁状態となる。突出部１３９ｂには第１作動室９１の加圧エアを内部空間１４０に導入する連通路１４２が形成され、通常、弁体１３９はその下限位置に位置して閉弁状態になり、突出部１３９ｂの先端が仕切壁部１０８の下面よりも下方へ例えば２〜３ｍｍ突出している（図２８参照）。但し、ピストン部材８１が復動限界位置まで上昇した際には、ピストン部８１ａの上面が突出部１３９ｂの先端を上方へ押動するため開弁状態となる（図２７参照）。
【０１０２】
第４開閉弁機構１３０が開弁状態になると、エア供給通路１３２のエア圧が設定値より低下し、圧力スイッチ１３５がＯＮからＯＦＦに切換わるため、ピストン部材８１が復動限界位置に達したことを検知することができる。ピストン部材８１が復動する際には、第１作動室９１はエア通路１３６、エア供給通路１３２、エア通路１３３，１３４を介して大気開放されているため、第１作動室９１を有効活用して検知用加圧エアを排出することができる。検知用加圧エアを排出する排気通路の少なくとも一部を省略できるから、コンパクト化と製作費の低減を図ることができる。
【０１０３】
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）クランプ本体１は、本体筒部１ｔを備えていない構造になる場合もある。
（２）サポート機構６は、第１作動室２１の加圧エアを環状受圧部材４１に受圧させる構造を例として説明したが、第１作動室２１とは独立の作動室に供給した加圧エアを環状受圧部材４１に受圧させる構造にしてもよい。
（３）サポート機構６として、皿バネ又はコイルスプリング等のスプリング部材によりグリップ部材を支持する種々の構造のサポート機構も採用可能である。
【０１０４】
（４）弁機構には、加圧エアを受圧する受圧部の受圧面積差を利用した付勢機構、加圧エアの圧力差を利用した付勢機構、スプリング部材の弾性力だけで閉弁させる付勢機構などの種々の付勢機構を採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、エア圧を介して作動状態を検知する機構を組み込んだ種々の形式のクランプ装置に適用可能な技術であって、クランプ装置をコンパクト化し且つ製作費を低減できる技術を提供する。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｗ        ワーク
Ｈ        穴
Ｃ        クランプ装置
１        クランプ本体
１ｓ      着座面
２        グリップ部材
３        クランプロッド
４        スクレーパ
６        サポート機構
８        クランプミス検知機構
９        アンクランプ検知機構
１６      加圧エア供給源
２０      ピストン部材
２１      第１作動室
２２      第２作動室
４０      サポート部材
４１      環状受圧部材
４２      フランジ部
４８      圧力スイッチ
５０      エア供給通路
５０ａ    傾斜通路
５０ｂ    鉛直通路
５１      開放孔
５４，５４Ａ    第１エア通路
５５，７０      第１開閉弁機構
５６ｖ    環状凸部
６０，６０Ａ    第２エア通路
６１，６１Ａ    第２開閉弁機構
６０ａ，６０ｂ  エア通路
６３ｖ    環状凸部
ＣＡ      クランプ装置
７２ｖ    環状凸部
８０      クランプ本体
８１      ピストン部材
８１ａ    ピストン部
８１ｂ    ピストンロッド
９１，９２      第１，第２作動室
９７      加圧エア供給源
１１０    第３開閉弁機構
１１２，１３２  エア供給通路
１１３    第３エア通路
１１７，１３５    圧力スイッチ
１２０ｖ，１３９ｖ  環状凸部
１３０    第４開閉弁機構
１３６    第４エア通路
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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