(57)【要約】【課題】装置の小型化を図り操作性を向上させることができる穿孔装置のクランプ装置を提供すること。【解決手段】クランプ装置１は、穿孔装置のボディ２の前部に装着してワークＷにクランプする装置である。クランプ装置１は、ボディ２の前部に固定された固定ピストン８１と、穿孔装置の軸方向に移動自在にボディ２の前部に装着された移動シリンダ８２と、第１の圧力室（８２ａ）及び第２の圧力室（８２ｂ）と、第１の圧力室（８２ａ）及び第２の圧力室（８２ｂ）に圧力流体を供給して移動シリンダ８２を軸方向に移動する流体供給装置と、一端が移動シリンダ８２に連結された連結機構７と、連結機構７の他端に連結されワークＷの所定位置に固定されるクランプ手段１０と、を備えている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔装置のボディの前部に装着して当該穿孔装置をワークにクランプする穿孔装置のクランプ装置であって、
前記ボディの前部の外周部に固定された固定ピストンと、
この固定ピストンを覆うように前記穿孔装置の軸方向に移動自在に前記ボディの前部に装着された移動シリンダと、
この移動シリンダの内部に前記固定ピストンを仕切りにして両側に形成された第１の圧力室及び第２の圧力室と、
この第１の圧力室及び第２の圧力室に圧力流体を供給して前記移動シリンダを前記軸方向に移動する流体供給装置と、
一端が前記移動シリンダに連結された連結機構と、
この連結機構の他端に連結され前記ワークの所定位置に固定されるクランプ手段と、を備え、
前記連結機構は、前記移動シリンダに対して前記軸方向に一体として移動するように、当該移動シリンダと前記クランプ手段を連結し、
前記移動シリンダ及び前記連結機構を介して前記クランプ手段を一方向に移動させてクランプし、他方向に移動させてアンクランプすること、
を特徴とする穿孔装置のクランプ装置。
【請求項２】
前記クランプ手段を前記軸方向に直交する直交方向に移動自在に支持するガイド部材を備え、
前記連結機構は、リンク機構からなり、前記移動シリンダに対して前記軸方向に沿う方向の回動軸回りに回動自在に前記クランプ手段を支持すること、
を特徴とする請求項１に記載の穿孔装置のクランプ装置。
【請求項３】
前記クランプ手段は、
前記穿孔装置により前記ワークに加工された加工穴に挿入して前記ワークに位置決め支持されるクランプコレットと、
このクランプコレットに摺動自在に内挿され前記連結機構の他端に固定されたマンドレルと、
このマンドレルに対して前記クランプコレットを前進方向に付勢するばねと、
前記軸方向に移動不能に配設され、前記クランプコレットを摺動自在にガイドしながら所定の位置で前記軸方向の移動を規制するコレットガイドと、を備えたこと、
を特徴とする請求項２に記載の穿孔装置のクランプ装置。
【請求項４】
前記コレットガイドを前記ガイド部材により前記直交方向に移動自在に支持したこと、
を特徴とする請求項３に記載の穿孔装置のクランプ装置。
【請求項５】
前記穿孔装置はエア駆動ドリル装置であり、
前記圧力流体が圧縮エアである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクランプ装置を備え、
前記クランプ装置を作動させてクランプするクランプボタンと、前記エア駆動ドリル装置を作動させて穿孔加工するスタートボタンと、を独立して設けたこと、
を特徴とするエア駆動ドリル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに穴を施す穿孔装置をクランプする穿孔装置のクランプ装置、及び、クランプ装置を搭載したエア駆動ドリル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに穴を施す穿孔装置において、穿孔装置をワークに位置決め及びクランプして加工位置や加工姿勢を安定させた状態で加工する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、リターンスプリング及びエアシリンダによってカムを操作し、ヘッド及びコレットの拡径または縮径を行い、装置全体をワークに固定する穿孔装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、ドリルユニットに連結されているクランプ手段（クランプ機構）を軸として、モータ駆動による垂直方向の押圧によってクランプ機構のコレットが拡径または縮径し、装置全体をワークに固定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３６６３１１５号明細書（図３）
【特許文献２】米国特許第５０６２７４６号明細書（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の穿孔装置では、リターンスプリング及びノーズピースと平行に設けられたエアシリンダによってカムを操作しているので、エアシリンダにより先端周辺における構造が複雑化して装置が大型化するため操作性が悪化し、切り屑が詰まり易くなるという問題があった。
さらに、ワークとクランプ装置の位置が固定されているので、マンドレルの固定位置を調整することができなかった。
【０００６】
特許文献２に記載の穿孔装置では、ノーズピースと平行に設けられた電気モータによってクランプ機構を駆動しているため、電気モータにより制御が複雑化すると共に、粉塵やミストに対する防塵処理が必要となる。そのため、先端周辺における構造が複雑化して装置が大型化するという問題があった。
また、電気制御では、穿孔装置の駆動装置にエアモータを採用すると制御系が複雑化し操作性が悪く、動作のタイミングが合わせ難いという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、装置の小型化を図り操作性を向上することができる穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る穿孔装置のクランプ装置の発明は、穿孔装置のボディの前部に装着して当該穿孔装置をワークにクランプする穿孔装置のクランプ装置であって、前記ボディの前部の外周部に固定された固定ピストンと、この固定ピストンを覆うように前記穿孔装置の軸方向に移動自在に前記ボディの前部に装着された移動シリンダと、この移動シリンダの内部に前記固定ピストンを仕切りにして両側に形成された第１の圧力室及び第２の圧力室と、この第１の圧力室及び第２の圧力室に圧力流体を供給して前記移動シリンダを前記軸方向に移動する流体供給装置と、一端が前記移動シリンダに連結された連結機構と、この連結機構の他端に連結され前記ワークの所定位置に固定されるクランプ手段と、を備え、前記連結機構は、前記移動シリンダに対して前記軸方向に一体として移動するように、当該移動シリンダと前記クランプ手段を連結し、前記移動シリンダ及び前記連結機構を介して前記クランプ手段を一方向に移動させてクランプし、他方向に移動させてアンクランプすること、を特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、穿孔装置のクランプ装置は、移動シリンダが駆動すると、移動シリンダと一体に移動するクランプ手段が、それに連動してボディの前部の外周部を穿孔装置の加工軸に沿って進退する。クランプ装置は、固定ピストンがボディの前部の外周部に固定され、移動シリンダが固定ピストンを覆うように移動自在にボディの前部に装着されて、移動シリンダをボディの前部と同軸上に移動自在に配置することができるので、移動シリンダ及びクランプ手段をボディの前部の軸心に近い位置に配置してボディの前部でバランスよく支持すると共に、装置全体を簡素化してコンパクトにすることができる。このため、クランプ装置は、重心の位置をボディの前部の軸心に近寄った位置に配置することができるので、作業者がクランプ及び穿孔作業をする際に、装置がふら付くことなく、安定した状態で操作できるため、操作性及び作業性を向上させることができる。
例えば、クランプ装置は、移動シリンダを前進させてクランプ手段をワークの予め設定した所定位置に固定してクランプ状態で、また、移動シリンダを後退させることにより、クランプ手段をワークの所定位置から離間させてクランプ状態にすることにより、穿孔装置をワークの所定位置に容易にクランプ及びアンクランプさせることができる。
このため、クランプ手段は、連結機構を有することによって、クランプ装置を所定位置に位置決めした状態を維持しながら、穿孔装置を安定した状態で移動させて、さらに、正確な位置に複数の穴の穿孔作業を行うことができる。
本発明の穿孔装置のクランプ装置は、クランプ装置と穿孔装置が一体となっていることによって、クランプ装置の駆動系統と穿孔装置の駆動系統とを連動させ統括して制御することができる。そのため、駆動系統を簡素化して小型化を図り操作性を向上させると共に、確実な動作のタイミングでクランプができる。
【００１０】
また、穿孔装置のクランプ装置は、前記クランプ手段を前記軸方向に直交する直交方向に移動自在に支持するガイド部材を備え、前記連結機構は、リンク機構からなり、前記移動シリンダに対して前記軸方向に沿う方向の回動軸回りに回動自在に前記クランプ手段を支持することが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、穿孔装置のクランプ装置は、ガイド手段により、クランプ手段を軸方向に直交する方向に移動自在に支持できるので、ワークの所定位置にクランプ手段を位置決め固定すれば、穿孔装置をその所定位置を基準に直交方向に適宜移動させることができる。その結果、穿孔装置で直交方向に複数の穴を穿孔作業する場合、正確な位置に容易に穴を形成することができる。
【００１２】
また、前記クランプ手段は、前記穿孔装置により前記ワークに加工された加工穴に挿入して前記ワークに位置決め支持されるクランプコレットと、このクランプコレットに摺動自在に内挿され前記連結機構の他端に固定されたマンドレルと、このマンドレルに対して前記クランプコレットを前進方向に付勢するばねと、前記軸方向に移動不能に配設され、前記クランプコレットを摺動自在にガイドしながら所定の位置で前記軸方向の移動を規制するコレットガイドと、を備えていることが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、クランプ手段は、ワークに形成された加工穴にクランプコレットを挿入し、マンドレルを摺動させてクランプコレットを拡径及び縮径させることにより、ワークにクランプ及びアンクランプさせることができる。
【００１４】
また、穿孔装置のクランプ装置は、前記コレットガイドを前記ガイド部材により前記直交方向に移動自在に支持していることが好ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、穿孔装置のクランプ装置は、コレットガイドがガイド部材によって直交方向に移動自在に支持されていることにより、穿孔装置でワークに複数の穴の穿孔作業を行う際に、穿孔装置をワークの加工面に沿って移動するようにガイドさせることができるため、ワークの所定位置に容易に穴を形成することができ、穿孔作業の効率化を図ることができる。
【００１６】
また、前記穿孔装置はエア駆動ドリル装置であり、前記圧力流体が圧縮エアであるクランプ装置を備え、前記クランプ装置を作動させてクランプするクランプボタンと、前記エア駆動ドリル装置を作動させて穿孔加工するスタートボタンと、を独立して設けていることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、穿孔装置とエア駆動ドリル装置は、共に圧縮エアで駆動されるので、駆動系統を圧縮エアに統括して装置全体の構造を簡素化して小型化を図ることができる。また、エア駆動ドリル装置は、クランプ装置を作動させるクランプボタンと、エア駆動ドリル装置を作動させて穿孔加工するスタートボタンと、を独立して設けていることによって、クランプ装置とエア駆動ドリル装置の駆動タイミングを調整することができるため、クランプの誤操作がない状態で穿孔加工することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置は、装置の小型化を図り操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置を示す右側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置を縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置のカバー部材を取り外したときの状態を示す要部拡大側面図である。
【図５】オートリターンボタンの一例を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る穿孔装置の把持機構に保持されたドリルの組み付け状態を示す要部概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置のアンクランプ時の状態を示す要部概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置のクランプ時の状態を示す要部概略断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、連結機構の動きを示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置の組み付け状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置及びエア駆動ドリル装置の正面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る穿孔装置のクランプ装置の組み付け状態を示す要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る穿孔装置（エア駆動ドリル装置１００）のクランプ装置１及びエア駆動ドリル装置１００を説明する。
なお、クランプ装置１は、例えば、穿孔装置自体と、その穿孔装置によって加工されるワークＷと、をクランプする装置である。以下、本発明に係るクランプ装置１の実施形態の一例として、穿孔装置としてエア駆動ドリル装置１００を使用する場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
≪エア駆動ドリル装置の構成≫
図１に示すように、エア駆動ドリル装置１００（穿孔装置）は、工具を回転させてワークＷを加工する加工装置であればよく、以下、ドリルＴ等の穿孔工具を有するドリル装置を例に挙げて説明する。エア駆動ドリル装置１００は、油圧や空気圧や電動モータ等の駆動力を利用して、ドリルＴを回転及び進退（往復動）させることによってワークＷを加工する装置である。以下、圧力流体である圧縮エアを動力源としてドリルＴを回転及び往復動させるドリル装置を例に挙げて説明する。
なお、便宜上、作業者がグリップ１００ａを持った状態を基準として、ドリルＴが装着される側を前側（先端側）、その反対側を後側、グリップ１００ａが固定された側を下側、その反対側を上側として説明する。
【００２２】
図１に示すように、エア駆動ドリル装置１００は、図示しない作業者がグリップ１００ａを持ってテンプレート２００に形成されたガイド穴２１０にエア駆動ドリル装置１００の先端部１１０（図２参照）を挿入し、クランプ装置１によりワークＷに対してエア駆動ドリル装置１００を固定して穿孔作業を行うハンドツールである。
【００２３】
図１において、ドリルＴは、回転させ、送りを与えてワークＷに穴を加工する加工工具である。そして、クランプ装置１は、すでに加工され位置決め用として使用する加工穴Ｗａに後記するクランプコレット１２を縮径して挿入後、マンドレル１３を後退させることによってクランプコレット１２を拡径することで、エア駆動ドリル装置１００をワークＷにクランプする。
【００２４】
図２に示すように、エア駆動ドリル装置１００は、ドリルＴ（図１参照）の刃先から被加工部にミストエアを供給するミストエア供給管１２０と、切削加工時の送り速度を調整するレギュレータＲと、を備え、ミストエアを被加工部に供給しながら穿孔加工を行い、穿孔加工による切り屑は集塵パイプ（図示省略）で回収しながら排出することで、良好な穿孔加工を実現する。
【００２５】
図３に示すように、エア駆動ドリル装置１００は、略シリンダ形状のボディ２と、ボディ２に進退自在に内装されたラム３と、ラム３の後部に延設されたセンタバー３０と、センタバー３０内に形成されたエアモータ空気流路３０ａと、センタバー３０の後部に形成されたセンタバー後部エア室３０ｂと、ラム３及びドリルＴの前進を調整するラム前進推力調整機構４と、ラム３内に保持されたドリルＴを回転させる主軸エアモータ５と、ラム３を前進させる前進用圧力流体が流通する前進用流路Ｌ１、主軸エアモータ５を回転させるためのモータ用流路Ｌ２及び排気用流路Ｌ３と、ラム３を後退させる後退用圧力流体が流通する後退用流路Ｌ４と、各流路Ｌ１〜Ｌ４に圧縮エアを供給するメインエア供給口１００ｂと、ワークＷに穿孔加工を行う際に、テンプレート２００をクランプするクランプ装置１と、ドリルＴを把持してラム３と一体に進退する把持機構５０と、ボディ２の前部に配設されドリルＴを覆うアジャスティングスラストナット２６と、ボディ２の前部に配設されピストンシリンダ機構８を支持するノーズピース２２と、クランプ装置１を作動させてクランプさせるためのクランプボタン９２（図１参照）と、クランプボタン９２をアンクランプ状態に維持させるためのアンクランプボタン９１（図１参照）と、エア駆動ドリル装置１００を作動させて穿孔加工するスタートボタンＳＴと、スタートロックボタンＳＴＬと、を備えている。
【００２６】
≪ボディの構成≫
ボディ２は、図３に示すように、シリンダ形状を成し、ラム３、主軸エアモータ５、センタバー３０等を内装した筐体である。ボディ２は、このボディ２の後部を閉塞するように螺合して結合されているリアキャップ２５と、アジャスティングスラストナット２６と、ノーズピース２２と、を備えている。
ボディ２の内周部には、後退用流路Ｌ４となる凹部２１ａが円周状に形成され、この凹部２１ａを覆うようにモータハウジング部２１ｂが内嵌されている。そして、モータハウジング部２１ｂの後端部には凹部２１ａに連通する流通孔２１ｃが形成され、モータハウジング部２１ｂの先端部には凹部２１ａに連通する流通孔２１ｄが形成されている。
【００２７】
ハウジング２１には、メインエア供給口１００ｂとボディ２の上部に形成されたシリンダ室４２とを連通する前進用流路Ｌ１が形成されている。
ボディ２は、その上部にレギュレータＲが装着され、下部にラム３の外周部に形成されたエア圧力室（図示省略）に連通するメインエア供給口１００ｂを有するグリップ１００ａが固定されている。
【００２８】
図３に示すように、ラム３は、円筒形状をなし、ボディ２の内周部に往復移動自在に内装されている。ラム３の後端部には、センタバー３０がねじ込まれ一体として連結されている。ラム３は、把持機構５０を介在してドリルＴを圧縮エアによって往復移動させるための略円筒状の部材であり、ボディ２に進退自在に内装されている。
レギュレータＲは、例えば、ラム３の前進後退速度を調整するダンパをボディ２の上部に前後方向に向けて並設してなる。
【００２９】
図３に示すように、センタバー３０は、ラム３の後端部にねじ込まれて、ラム３の後端部を閉塞するようにして軸方向に延設された部材からなる。センタバー３０には、その内部にエアモータ空気流路３０ａが形成され、その後方にセンタバー後部エア室３０ｂが形成されている。
【００３０】
ピストン４１は、ラム３の進退に連動して前進及び後退する部材である。このピストン４１は、前後方向に延設されたピストンロッド４４が一体に形成され、ピストンロッド４４がシリンダ室４２及び大気開放空間４３の内壁に形成された軸孔に摺接して前後方向に進退するように設けられている。このピストン４１は、シリンダ室４２とセンタバー後部エア室３０ｂとの断面積差分によって前進推進力が発生されて移動する。
シリンダ室４２は、ラム３を後退させるための圧力室であり、ピストン４１の前側に形成されている。シリンダ室４２には、ボディ２に形成された後退用流路Ｌ４から圧縮エアが常時供給される。
大気開放空間４３は、ラム３の外周部のボディ２の上部内周部に形成されると共に、ピストン４１の後方に形成されて、大気開放されている。
【００３１】
図３に示すように、ピストンロッド４４は、中央部に配置されたピストン４１と、前端部に設けられたガイドバーホルダ４５及びガイドバーリング４６と、後端部に設けられたレギュレータストッパ４７及びスクリュサポータ４８（図４参照）と、を有して一体に前後方向に移動する。
レギュレータストッパ４７は、ピストンロッド４４が予め設定した位置まで前進した際に、レギュレータＲを押圧して送り速度が調整できるようになっている。
【００３２】
図４は、ボディ２の後部に設けられたカバー２３（図１参照）を取り外したエア駆動ドリル装置１００の後部を示す要部拡大平面図である。図４に示すように、ピストンロッド４４の後部には、ピストンロッド４４の前進移動の前進端を検出するためのマイクロアジャストスクリュ４９を備えた前記スクリュサポータ４８が設けられている。
マイクロアジャストスクリュ４９は、ピストンロッド４４の前進方向の移動を規制する前後方向の長さが調節可能な調整部であり、ピストンロッド４４及びスクリュサポータ４８と共に前進して、予め設定した位置まで移動すると、オートリターンボタンＡＲを押圧操作するように設置されている。
図５に示すように、オートリターンボタンＡＲは、ラム前進推力調整機構４の前進移動を抑制させるマイクロストッパであり、メインエアＭＡとリターンエアＲＡとの流れを切り換えるバルブである。
【００３３】
≪主軸エアモータの構成≫
図３に示すように、主軸エアモータ５は、ラム３に把持機構５０を介在してドリルＴを回転させるモータであり、例えば、圧縮エア供給源（図示省略）からエアモータ室（図示省略）に供給された圧縮エアによって回転するエアモータからなる。主軸エアモータ５の主軸５ａの先端部は、後記するドリルＴを把持する把持機構５０によって、ドリルＴに連結されている。主軸エアモータ５は、ラム３の内部の中央部のやや後方に配設され、モータ用流路Ｌ２から供給された圧縮エアによりモータ軸５ｂを介して主軸５ａを回転させ、主軸５ａに装着されたドリルＴにより穿孔加工を行うようになっている。
なお、主軸エアモータ５は、ドリルＴを回転駆動させるものであればよく、電動モータや、油圧で駆動する油圧モータであっても構わない。
【００３４】
≪エア流路の構成≫
エア流路Ｌは、不図示の圧縮エア供給源から供給された圧縮エアを、メインエア供給口１００ｂ、スタートボタンＳＴ、スタートロックボタンＳＴＬ、スプールバルブＶ２、主軸エアモータ５、ラム前進推力調整機構４等を介してピストンシリンダ機構８（図６参照）へ供給するための流路であり、各流路Ｌ１〜Ｌ４に連通するエアホースからなる。主軸エアモータ５、スライド支持機構６（図１０参照）及びピストンシリンダ機構８（図７参照）は、そのエア流路Ｌからの圧縮エアによって、回転または直線駆動するようになっている。
【００３５】
図１に示すように、ドリルＴには、スタートボタンＳＴ（図２参照）及びスタートロックボタンＳＴＬを操作すると、ミストタンク１３０からミストエア供給管１２０を介してミスト供給口１２０ａに供給されたミストエアが噴射されるようになっている。
ミストエアは、ミストエア供給管１２０からミスト供給口１２０ａを通って、ドリルＴの刃先まで形成された貫通孔（不図示）を通って加工部に供給されるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、把持機構５０は、ドリルＴを着脱自在に把持すると共に、主軸エアモータ５の回転をドリルＴに伝達するための連結部材である。図６に示すように、把持機構５０は、ドリルＴを把持するドリル用コレット５１と、このドリル用コレット５１が内嵌されて主軸５ａの先端部に形成されたコレットホルダ部５２と、ドリル用コレット５１をコレットホルダ部５２に固定するためのコレットナット５３と、ドリルＴの後端に配置された出代調整プラグ５４と、この出代調整プラグ５４を介在してドリルＴの後端面を押圧してドリルＴの出代（突出長さ）を調整するセットスクリュ５５と、を備えて構成されている。
【００３７】
図６に示すように、ドリル用コレット５１は、ドリルＴの後端面側が装着される略円筒状の部材であり、コレットホルダ部５２の内筒部に拡開して形成された拡開部５２ａに内嵌されるテーパ状の拡径部５１ａを外周面に有している。ドリル用コレット５１には、前記拡径部５１ａと、ドリルＴを挿通するためのドリル保持孔５１ｂと、ドリル用コレット５１を径方向に弾性変形し易くするための複数のスリ割り（図示省略）と、環状溝からなる係合溝５１ｄと、が形成されている。
コレットナット５３は、ドリル用コレット５１をコレットホルダ部５２に固定するため固定具であり、ドリル用コレット５１の頭部を内嵌させた状態で、コレットホルダ部５２の雄ねじ部５２ｂに螺合する雌ねじ部５３ａと、ドリル用コレット５１の外周部に形成された係合溝５１ｄに係合する係止凸部５３ｂと、を有している。
コレットホルダ部５２は、主軸５ａの先端部に形成された略筒状の部材であり、コレットナット５３を雄ねじ部５２ｂに螺合させた際に、ドリル用コレット５１の拡径部５１ａを軸心方向へ押圧して縮径させてドリル用コレット５１にドリルＴを固定させるための拡開部５２ａと、雌ねじ部５３ａが螺合することによってコレットナット５３、ドリル用コレット５１及びドリルＴを連結させるための前記雄ねじ部５２ｂと、を備えている。
【００３８】
図６に示すように、アジャスティングスラストナット２６は、ボディ２（図３参照）の前部に配設されて、把持機構５０の後端部側を覆うカバー部材である。
図７に示すように、ノーズピース２２の先端部内の雌ねじ部２２ｄには、連結用ナット２４が雄ねじ部２２ｃに螺合したエア駆動ドリル装置１００の先端部１１０が螺着されている。ノーズピース２２には、右側外周部にピストンシリンダ機構８が設けられ、左側外周部に連結機構７（リンク機構７０）が設けられている。
【００３９】
≪クランプ装置の構成≫
図７に示すように、クランプ装置１は、エア駆動ドリル装置１００のノーズピース２２に装着してエア駆動ドリル装置１００をテンプレート２００を介在してワークＷに保持する装置であり、エア駆動ドリル装置１００の先端部１１０に配置されている。クランプ装置１は、クランプする場合、まず、圧縮エアがピストンシリンダ機構８に供給されることによって駆動されて、連結機構７を介してクランプ手段１０のマンドレル１３を前進させて、クランプコレット１２をワークＷの加工済の加工穴Ｗａとテンプレート２００のガイド穴２１０に挿入してアンクランプ状態にする。その後、図８に示すように、圧縮エアの供給をクランプ状態にしてマンドレル１３を後退させて引き込んで、クランプコレット１２を拡径させてワークＷの位置決め用（固定用）の加工穴Ｗａに係合させ、ワークＷとテンプレート２００とを挟み込んでクランプする。
【００４０】
図７に示すように、このクランプ装置１は、ボディ２の先端部側に設けられたピストンシリンダ機構８と、このピストンシリンダ機構８に圧縮エアを供給して駆動させるための流体供給装置Ａと、一端がピストンシリンダ機構８の移動シリンダ８２に連結された連結機構７と、この連結機構７の他端に連結されワークＷに加工された加工穴Ｗａのうちの固定用に使用する穴に固定されるクランプ手段１０と、を備えている。
【００４１】
≪ピストンシリンダ機構の構成≫
図７に示すように、ピストンシリンダ機構８は、エア駆動ドリル装置１００に装着してクランプ手段１０を進退させることによって、ワークＷをクランプ及びアンクランプするエアピストンシリンダ機構からなり、ノーズピース２２の先端側外周部に設けられている。このピストンシリンダ機構８は、ノーズピース２２の外周部に固定された固定ピストン８１と、この固定ピストン８１を覆うようにエア駆動ドリル装置１００（穿孔装置）の軸方向に移動自在にノーズピース２２に装着された移動シリンダ８２と、この移動シリンダ８２の内部に固定ピストン８１を仕切りにして両側に形成された前方圧力室８２ａ及び後方圧力室８２ｂと、この前方圧力室８２ａ及び後方圧力室８２ｂに圧力流体を供給して移動シリンダ８２を軸方向に移動させる前記流体供給装置Ａと、を備えている。
【００４２】
固定ピストン８１は、円環形状のピストン部８１ａと、このピストン部８１ａが外周部に一体形成された筒部８１ｂと、から形成されている。この固定ピストン８１は、ノーズピース２２の外周側先端部に形成された段差付筒状の中径部２２ａに外嵌されると共に、先端の小径部２２ｂの外周面に形成された雄ねじ部２２ｃに連結用ナット２４を螺着することによって固定されている。
【００４３】
移動シリンダ８２は、固定ピストン８１の外周側にエア駆動ドリル装置１００の軸方向に進退自在に外嵌される部材であり、連結機構７を介在してマンドレル１３が連結されている。移動シリンダ８２は、固定ピストン８１を仕切にして、ピストン部８１ａの前端側に形成された前方圧力室８２ａ（第１の圧力室）と、その後端側に形成された後方圧力室８２ｂ（第２の圧力室）と、からなるシリンダ室を有している。移動シリンダ８２は、ピストン部８１ａの外周部に進退自在に配置された円筒部８２ｅと、筒部８１ｂの外周部後側に進退自在に配置されて円筒部の後端部側を閉塞して後方圧力室８２ｂを形成する後端側蓋部材８２ｃと、筒部８１ｂの外周部前側に進退自在に配置されて円筒部の前端部側を閉塞して前方圧力室８２ａを形成する前端側蓋部材８２ｄと、を備えて構成されている。
【００４４】
図７に示すように、ピストンシリンダ機構８は、前方圧力室８２ａに圧縮エアが供給されると、マンドレル１３が前進しながらクランプコレット１２内で前進方向に移動してクランプコレット１２が縮径し、エア駆動ドリル装置１００とワークＷとをアンクランプする。
【００４５】
図８に示すように、流体供給装置Ａから後方圧力室８２ｂに圧縮エアが供給されると、後記するマンドレル１３が後退しながらクランプコレット１２内で後退方向に移動してクランプコレット１２がワークＷの加工穴Ｗａ内で拡径しエア駆動ドリル装置１００をワークＷにクランプする。流体供給装置Ａと後方圧力室８２ｂとの間の圧縮エア供給流路には、後方圧力室８２ｂ内に送り込まれた圧縮エアの逆流を防止してクランプ状態を維持するための逆止弁Ｖ１が設けられている。逆止弁Ｖ１は、このクランプ状態のときに、前方圧力室８２ａに圧縮エアが供給されても、後方圧力室８２ｂ内の圧縮エアが逆流するのを阻止するため、移動シリンダ８２がアンクランプ状態になるのを抑制する。
【００４６】
そのため、前方圧力室８２ａと後方圧力室８２ｂは、図７に示すように、配管を介して切換弁９に接続されている。切換弁９は、流体供給装置Ａから供給された圧縮エアを、大気排気口９ａから排気させると同時に、前方圧力室８２ａに圧縮エアを供給するように切り換えて、アンクランプ状態にする。
【００４７】
なお、本実施形態においては図示を省略するが、供給される圧縮エアの圧力を調整する減圧弁を設けることで、クランプ力を調整することが可能となる。ワークＷの材質等に合わせてクランプ力を調整することで、引き込み力が強すぎてワークＷを傷付けたり、ワークＷが薄いためにワークＷを変形させたりすることを防止することができる。
【００４８】
≪連結機構の構成≫
連結機構７は、ノーズピース２２に進退自在に設けられた移動シリンダ８２に、ワークＷに着脱されるクランプ手段１０を軸直交方向に移動自在に連結するための連結部材であり、リンク機構７０から構成されている。連結機構７は、基端部側が移動シリンダ８２に回動自在に連結された第３クランプアーム７３と、基端部側がこの第３クランプアーム７３の先端部に回動自在に連結された第２クランプアーム７２と、基端部側がこの第２クランプアーム７２の先端部に回動自在に連結され、先端部側がコレットアジャスタ１５に連結された第１クランプアーム７１と、第１クランプアーム７１、第２クランプアーム７２及び第３クランプアーム７３を連結するクランプボルト７４と、を備えて、第１クランプアーム７１の軸心上に配置されたクランプ手段１０を軸直交方向に移動させる。
【００４９】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第３クランプアーム７３は、基端部側をボルト７４ａで移動シリンダ８２の上側左端部に連結されている。
第３クランプアーム７３と第２クランプアーム７２は、ボルト７４ｂによって連結されて、第２クランプアーム７２がボルト７４ｂを中心として揺動可能に軸支されている。
第２クランプアーム７２と第１クランプアーム７１は、ボルト７４ｃによって連結されて、第１クランプアーム７１がボルト７４ｃを中心として揺動可能に軸支されている。
図８に示すように、第１クランプアーム７１は、先端側をスライド支持機構６のガイド部６１ａに摺動自在に係合されたマンドレル１３の基端側に形成した雄ねじ部１３ａに螺着する雌ねじ部７１ａが形成されて、コレットガイド１１に進退自在に内嵌されたコレットアジャスタ１５が雄ねじ部１３ａによって当該第１クランプアーム７１に設けられている。
【００５０】
図１０に示すように、このため、連結機構７は、第１クランプアーム７１にコレットガイド１１及びマンドレル１３が設けられていることにより、コレットガイド１１がスライド支持機構６のガイド部６１ａに案内されて軸直交方向（矢印ａ方向）に移動すれば、リンク機構７０が変位するようになっている。また、連結機構７は、移動シリンダ８２に対して軸方向に沿う方向の回動軸回りに回動自在にクランプ手段１０を支持している。
【００５１】
≪クランプ手段の構成≫
図８に示すように、クランプ手段１０は、エア駆動ドリル装置１００の先端部位をワークＷの所定位置に着脱させる装置であり、例えば、移動シリンダ８２を連結機構７を介してクランプコレット１２を後退移動させることにより、ワークＷに加工されて形成された加工穴Ｗａにクランプし、前進移動させることによりアンクランプする固定装置からなる。
【００５２】
クランプ手段１０は、ワークＷの加工穴Ｗａに挿入してワークＷに固定されるクランプコレット１２と、このクランプコレット１２に摺動自在に内挿され連結機構７の前端部（他端）に固定されたマンドレル１３と、このマンドレル１３に対してクランプコレット１２を前進方向に付勢するばね１４と、このばね１４を支持し第１クランプアーム７１の固定されたコレットアジャスタ１５と、軸方向に移動不能に配設され、クランプコレット１２を摺動自在にガイドしながら所定の位置で軸方向の移動を規制するコレットガイド１１と、クランプ手段１０を軸直交方向に移動自在に支持したクランププレート６１（ガイド部材）と、を備えている。
なお、クランプ手段１０は、少なくとも、エア駆動ドリル装置１００の先端部位をワークＷの所定位置に着脱可能に固定できるものであればよく、例えば、マグネット式等のその他の方式のものであっても構わない。
【００５３】
図８に示すように、コレットガイド１１は、大径部１１ａと小径部１１ｂとからなる円筒状の部材からなり、外周面に、クランププレート６１のガイド部６１ａに係合されて、ガイド部６１ａ内をワークＷの表面に沿う軸直交方向に移動自在に支持されている。コレットガイド１１は、大径部１１ａ内にコレットアジャスタ１５及びクランプコレット１２の係止部１２ａが前後方向に摺動自在に挿入され、小径部１１ｂ内にクランプコレット１２の外周面が摺動自在に挿入されると共に、クランプコレット１２が前進した際に係止部１２ａが係止されるようになっている。
【００５４】
クランプコレット１２は、後端外周部に円環状に突出形成された係止部１２ａと、軸方向に沿って円周方向に複数配列された直線状のスリット１２ｂと、が形成された円筒状の部材からなる。クランプコレット１２は、内挿されたマンドレル１３が後退方向に移動すると拡径されてエア駆動ドリル装置１００をワークＷにクランプし、前進方向に移動すると縮径されてエア駆動ドリル装置１００とワークＷとをアンクランプする。クランプコレット１２は、拡径及び縮径が円滑に安定して実現できるように肉厚やスリット１２ｂの形状が設定されている。
【００５５】
図８に示すように、マンドレル１３は、クランプコレット１２に摺動自在に内挿された略円柱形状の部材であり、後端部に形成された雄ねじ部１３ａと、前端部に形成されたテーパ部１３ｂと、が形成されている。雄ねじ部１３ａは、クランプコレット１２、ばね１４及びコレットアジャスタ１５を介して第１クランプアーム７１の前端部に螺着される。テーパ部１３ｂは、移動シリンダ８２が後退したクランプ時に、クランプコレット１２のスリット１２ｂを外側に押圧して拡径させる部位である。
【００５６】
ばね１４は、クランプコレット１２を前方向に付勢させる圧縮コイルばねからなり、コレットアジャスタ１５内に設けられている。
コレットアジャスタ１５は、軸入されたマンドレル１３の雄ねじ部１３ａによって第１クランプアーム７１に固定された段付円筒状の部材であり、ばね１４のばね受けの機能も果たす。コレットアジャスタ１５には、マンドレル１３及びばね１４の後端部が挿入され、コレットガイド１１が進退自在に内嵌されている。
【００５７】
≪スライド支持機構の構成≫
図１０に示すように、スライド支持機構６とは、コレットガイド１１を軸直交方向に移動自在に支持する装置である。スライド支持機構６は、コレットガイド１１を移動自在にガイドするクランププレート６１と、クランププレート６１に連結されワークＷからの高さを調整する高さ調整プレート６２と、高さ調整用の高さ調整ボルト６３と、を備えている。
【００５８】
クランププレート６１は、挿入されたコレットガイド１１を水平方向に移動自在に支持するガイド部６１ａと、高さ調整ボルト６３が挿入される切欠溝６１ｂと、が形成されている。クランププレート６１は、水平方向に延設され、右端部が、エア駆動ドリル装置１００のノーズピース２２の先端部に連結され、左端部に、ワークＷの表面に当接して支持される高さ調整プレート６２が連結されている。クランププレート６１は、コレットガイド１１が横方向に長い長孔からなるガイド部６１ａに摺動自在に挿通されるため、マンドレル１３を加工穴Ｗａに挿入する際に、コレットガイド１１をワークＷの表面に沿って移動させ、位置決めの微調整ができるようになっている。
【００５９】
このため、クランプ装置１は、スライド支持機構６により、コレットガイド１１をワークＷの表面に沿って移動自在に支持することで、エア駆動ドリル装置１００に装着されたドリルＴとクランプコレット１２との距離を自在に調整することができる。
【００６０】
図１１及び図１２に示すように、高さ調整プレート６２は、テンプレート２００またはワークＷ（図１参照）に当接させて支持するアジャストプレートであり、上下方向に縦長で横断面視して半円形の部材からなる。この高さ調整プレート６２は、調整ボルト６３によって切欠溝６１ｂの適宜な位置に固定されている。高さ調整ボルト６３は、クランププレート６１のワークＷからの高さを調整して、コレットガイド１１をワークＷの表面に沿って平行に移動させるための機構であり、高さ調整ボルト６３を緩めてクランププレート６１の高さを調整する。
【００６１】
［作用］
以上のように構成された本実施形態に係るクランプ装置１の動作をエア駆動ドリル装置１００による穿孔作業順に、各図を参照しながら説明する。まず、クランプ装置１のクランプ手段１０のクランプコレット１２で、テンプレート２００を保持するクランプ時を説明する。
【００６２】
図１に示すように、エア駆動ドリル装置１００でワークＷに穴あけをする場合、準備工程として、ワークＷの基準孔となる加工穴Ｗａを形成する。ワークＷの加工済みの加工穴Ｗａに合わせてテンプレート２００をワークＷに位置決めした上で、ねじ部材（図示省略）でテンプレート２００をワークＷに固定する。
【００６３】
次に、図７に示すように、ワークＷの加工済み加工穴Ｗａに、この加工穴Ｗａに一致させたテンプレート２００のガイド穴２１０を介してクランプコレット１２及びマンドレル１３を挿入する挿入工程を行う。作業者は、テンプレート２００のガイド穴２１０にエア駆動ドリル装置１００の先端部１１０を挿入する。このとき、作業者は、ワークＷに加工する穴のピッチに合わせてスライド支持機構６によりコレットガイド１１を移動してドリルＴとクランプコレット１２との距離を調整しておく。
【００６４】
その後、図１に示すグリップ１００ａの上部に配置されたクランプボタン９２を押圧操作することにより、図８に示す流体供給装置Ａからクランプエアが前方圧力室８２ａ（第１の圧力室）内に供給されてピストンシリンダ機構８が駆動するピストンシリンダ駆動工程が行われる。
【００６５】
次に、後方圧力室８２ｂに圧縮エアが供給されると、移動シリンダ８２が後側方向に押圧されて移動し、連結機構７を介してマンドレル１３が引き込まれ、そのマンドレル１３のテーパ部１３ｂが、クランプコレット１２を拡径させる。クランプコレット１２は、ワークＷの加工穴Ｗａに当接して、ワークＷとテンプレート２００を挟み込み、ワークＷにクランプコレット１２をクランプ（固定）させるクランプ工程が行われる。
【００６６】
次に、図３に示すスタートロックボタンＳＴＬを押圧操作する。すると、このスタートロックボタンＳＴＬを介してスタートボタンＳＴに圧縮エアが供給されて、スタートボタンＳＴの操作が可能となる。スタートボタンＳＴを押圧操作すると、ドリルユニットのラム３、ドリルＴ等が前進する。そして、ラム３が予め設定した一定量移動した段階で、ドリルＴの刃先からミストエアが噴射されると共に、主軸エアモータ５が回転駆動して主軸５ａ、ドリルＴの回転が始まる。そして、穿孔加工が開始されて、ワークＷをドリルＴで複数の穴を穿孔加工する穿孔加工工程が実行される。
【００６７】
エア駆動ドリル装置１００は、ラム３が前進し、図４に示すマイクロアジャストスクリュ４９がオートリターンボタンＡＲを押圧することによって、ラム３の移動が止まり、さらに、ラム３が機械原点位置まで後退する。主軸５ａの回転は、ラム３が一定量移動した段階で止まる。
【００６８】
移動シリンダ８２の前進移動により、連結機構７を介してマンドレル１３及びコレットアジャスタ１５が前進して、さらに、コレットアジャスタ１５がばね１４を介してコレットガイド１１及びクランプコレット１２を前進させる。すると、マンドレル１３がクランプコレット１２を縮径状態にさせてクランプコレット１２は、ワークＷの加工穴Ｗａに対してアンクランプの状態にさせる。
【００６９】
そして、クランプ装置１を後側に引いて、コレットガイド１１をテンプレート２００の位置決め穴としての加工穴Ｗａから取り外すことによって、穿孔作業が終了する。
このように、本発明に係るクランプ装置１は、図７に示すように、ノーズピース２２の外周部に、ピストンシリンダ機構８をノーズピース２２と同一軸心上を移動シリンダ８２が進退するように配置されているので、ピストンシリンダ機構８をノーズピース２２の軸心近傍に配置して装置全体を簡素化してコンパクトにすることができる。このため、クランプ装置１は、重心の位置をノーズピース２２の軸心に近寄った位置に配置することができるので、装置全体を小型化することができると共に、作業者がクランプ及び穿孔作業をする際に、装置がふら付くことなくて安定した状態に把持することができるため、操作性及び作業性を向上させることができる。
【００７０】
また、エア駆動ドリル装置１００は、クランププレート６１のガイド部６１ａに係合させ、クランプコレット１２を進退自在に支持したコレットガイド１１を、ピストンシリンダ機構８の移動シリンダ８２に連結機構７（リンク機構７０）を介して連結したことによって、軸心方向及び軸直交方向に移動可能に配置することができる。このため、エア駆動ドリル装置１００は、ワークＷに複数の穴を穴あけする場合に、正確に早く穴を形成することができ、穿孔作業の作業性及び作業効率を向上させることができる。
【００７１】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００７２】
例えば、本実施形態において、穿孔装置として主軸エアモータ５で駆動するエア駆動ドリル装置１００を使用したが、これに限定されるものではなく、油圧式モータ、電動モータ等で駆動する穿孔装置に適用することもできる。
【００７３】
また、ラム前進推力調整機構４及びピストンシリンダ機構８は、圧縮エアによって駆動されるものに限定されず、油圧を利用したシリンダ機構や、モータ歯車機構等のその他の機構を使用したものであっても構わない。
【００７４】
前記実施形態では、工具の一例として、ドリルＴを挙げて説明したが、タップ、リーマ、エンドミル等の回転工具を回転及び往復動させてワークＷを加工するものであれば、適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１      クランプ装置
２      ボディ
６      スライド支持機構
７      連結機構
８      ピストンシリンダ機構
１０    クランプ手段
１１    コレットガイド
１２    クランプコレット
１３    マンドレル
１４    ばね
２２    ノーズピース（ボディの前部）
２６    アジャスティングスラストナット
６１    クランププレート（ガイド部材）
７０    リンク機構
８１    固定ピストン（ピストン）
８２    移動シリンダ
８２ａ  前方圧力室（第１の圧力室）
８２ｂ  後方圧力室（第２の圧力室）
９１    アンクランプボタン
９２    クランプボタン
１００  エア駆動ドリル装置（穿孔装置）
ＳＴ    スタートボタン
Ｔ      ドリル（穿孔工具）
Ｗ      ワーク
Ｗａ    加工穴
【図１】
2014111295.tif 000003
【図２】
2014111295.tif 000004
【図３】
2014111295.tif 000005
【図４】
2014111295.tif 000006
【図５】
2014111295.tif 000007
【図６】
2014111295.tif 000008
【図７】
2014111295.tif 000009
【図８】
2014111295.tif 000010
【図９】
2014111295.tif 000011
【図１０】
2014111295.tif 000012
【図１１】
2014111295.tif 000013
【図１２】
2014111295.tif 000014