(57)【要約】      （修正有）【課題】クランプ穴の径が小さく、径に対するクランプ長さを大きく取ることができる内径クランプを提供する。【解決手段】クランプされるクランプ穴３ａを有する対象物３をクランプするクランプ装置１０であって、シリンダ１１ｂを有するボディ１１と、シリンダ１１ｂの内部を往復するピストン２１と、ピストンの回転を抑制する回り止め２５と、複数のローラ保持穴３３ｃを有する中空のフレーム３３と、円錐面３１ａを有し、フレーム３３の内部に配置され、ピストン２１に締結されたマンドレル３１と、ローラ保持穴３３ｃにそれぞれ保持され、円錐面３１ａとクランプ穴３ａとに接触する円錐状のローラ４１と、を備える。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
クランプされるクランプ穴を有する対象物をクランプするクランプ装置であって、
中空のシリンダを有するボディと、
軸方向に延びるガイドを有し、前記シリンダの内部を往復するピストンと、
前記シリンダに配置され、前記ガイドに摺動して前記ピストンの回転を抑制する回り止めと、
円周方向に配置された複数のローラ保持穴を有し、前記シリンダの前記一端から突出して配置された中空のフレームと、
円錐面を有し、前記フレームの内部に配置され、前記ピストンに締結されたマンドレルと、
前記ローラ保持穴にそれぞれ保持され、前記円錐面と前記クランプ穴とに接触する円錐状のローラと、を備える、
内径クランプ。
【請求項２】
前記円錐面は、先端に向かうにつれて径が小さくなる、請求項１の内径クランプ。
【請求項３】
前記ボディは、
前記シリンダに配置され、前記回り止めの回転方向を規制し、前記回り止めが軸方向に往復できる長溝と、
前記シリンダの外周に配置された雄ねじと、を有し、
前記内径クランプは、
前記シリンダとの半径方向外側に配置され、前記回り止めと一体となって移動するスライダと、
前記雄ねじとねじ対偶を構成し、前記スライダを軸方向に移動させる調整ナットと、
前記スライダを調整ナットに向かって押しつける調整弾性体と、を更に備える、
請求項１又は２の内径クランプ。
【請求項４】
前記回り止めは、前記スライダに設置され、半径方向に延びて設置されたピンであり、
前記ボディは、前記回り止めと、前記スライダと、前記調整弾性体と、を覆うスリーブを有する、
請求項３の内径クランプ。
【請求項５】
前記シリンダの内部に、前記ピストンの先端側に配置され、前記ピストンを基端方向に押し出す戻し弾性体と、
前記ボディに配置され、前記シリンダの基端側の流体室に接続する流体口と、を備える、
請求項１〜４のいずれかの内径クランプ。
【請求項６】
前記フレームは、前記マンドレルの中心軸を中心に回転可能に、前記シリンダに支持された、
請求項１〜５のいずれかの内径クランプ。
【請求項７】
前記フレームの回転を固定し、又は開放するブレーキを備える、 
請求項６の内径クランプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、内径クランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
クランプ本体に昇降自在に突出したプルロッドと、プルロッドの上端に配置されたテーパロッド部と、プルロッドの上半部に摺動可能に外嵌されたコレット部を有するコレット部材と、コレット部材を支持するコレット支持部材と、コレット支持部材を駆動する油圧シリンダとを含む、内径クランプが提案されている（例えば、特許第４０８６２８１号。以下、特許文献１）。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のクランプは、クランプ穴の径が小さく、径に対するクランプ長さを大きく取ることは困難である。本考案は、クランプ穴の径が小さく、径に対するクランプ長さを大きく取ることができる内径クランプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本考案の主な側面は、クランプされるクランプ穴を有する対象物をクランプするクランプ装置であって、
中空のシリンダを有するボディと、
ガイド溝を有し、前記シリンダの内部を往復するピストンと、
前記シリンダに配置され、前記ガイド溝に摺動して前記ピストンの回転を抑制する回り止めと、
円周方向に配置された複数のローラ保持部を有し、前記シリンダの前記一端から突出して配置された中空のフレームと、
円錐面を有し、前記フレームの内部に配置され、前記ピストンに締結されたマンドレルと、
前記ローラ保持部にそれぞれ保持され、前記円錐面と前記クランプ穴とに接触する円錐状のローラと、を備える。
【考案の効果】
【０００５】
本考案によれば、クランプ穴の径が小さく、径に対するクランプ長さを大きく取ることができる内径クランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態１の内径クランプの斜視図
【図２】実施形態１の内径クランプの縦断面図
【図３】実施形態２の内径クランプの縦断面図
【図４】実施形態２の内径クランプのクランプ径が調整された状態における縦断面図
【図５】実施形態３の内径クランプの縦断面図
【考案を実施するための形態】
【０００７】
（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態の内径クランプ１０は、ボディ１１と、フレーム３３と、マンドレル３１と、ローラ４１と、を含む。内径クランプ１０は、製品の加工、洗浄、乾燥や検査に適用され得る。
【０００８】
以下、便宜上、マンドレル３１の先端部に向かう方向を先端方向や先端側と、その反対側のボディ端部に向かう方向を基端方向や基端側という。以下、ピストン２１が先端方向に向けて移動することを前進と、ピストン２１が基端方向に向けて移動することを後退という。ピストン２１が前進してストローク端に到達した位置を前進端という。
【０００９】
マンドレル３１の中心軸１を通る平面で切断した断面図を図２に示す。図２の中心軸１の上側は、ピストン２１が後退端にある断面を、中心軸１の下側は、ピストン２１が前進端にある断面を、それぞれ示す。図２に示すように、内径クランプ１０は、ピストン２１と、回り止め２５と、を含む。内径クランプ１０は、ピストンシール２３を含んで良い。
【００１０】
対象物３は、例えば回転体である。対象物３は、クランプ穴３ａを持つ。クランプ穴３ａの直径は、例えば３ｍｍ〜６ｍｍである。クランプ長さ６は例えば、５〜２０ｍｍである。
【００１１】
ボディ１１は、シリンダ１１ｂと、マンドレル側エンド１１ｃと、キャップ側エンド１１ｄと、第１室１１ｅと、第１流体口１１ｆと、第１流路１１ｇと、第２室１１ｈと、第２流体口１１ｊと、第２流路１１ｋと、を含む。ボディ１１は、挿入部１１ａを含んで良い。シリンダ１１ｂは、中空円柱である。マンドレル側エンド１１ｃは、シリンダ１１ｂの先端に配置される。マンドレル側エンド１１ｃの先端面が着座面２である。対象物３は、着座面２に当接する。キャップ側エンド１１ｄは、シリンダ１１ｂの基端に配置される。挿入部１１ａは、キャップ側エンド１１ｄに配置される。挿入部１１ａは、例えば、直円柱である。挿入部１１ａはシャンクであって良い。第１流体口１１ｆは、例えば、キャップ側エンド１１ｄや挿入部１１ａに配置される。第１流体口１１ｆは、第１流路１１ｇにより、第１室１１ｅに接続する。第２流体口１１ｊは、例えばシリンダ１１ｂの先端部やマンドレル側エンド１１ｃに配置される。第２流路１１ｋは、第２流体口１１ｊと第２室１１ｈとを接続する。
【００１２】
ピストン２１は、シール溝２１ａと、ガイド溝（ガイド）２１ｂと、挿入穴２１ｃと、を有する。ピストン２１は、シリンダ１１ｂ内を基端側の第１室１１ｅと、先端側の第２室１１ｈに区分する。ピストン２１は、直円筒状であり、シリンダ１１ｂの内部を往復する。シール溝２１ａは、ピストン２１の外周を１周するように配置される。ガイド溝２１ｂは、ピストン２１の外周に軸方向に延びて配置される。挿入穴２１ｃは、有底円筒穴であり、ピストン２１の先端面に、中心軸１を中心に配置される。
【００１３】
ピストンシール２３は、往復シールであり、シール溝２１ａに配置される。
【００１４】
回り止め２５は、シリンダ１１ｂの内部に、半径方向内側に突出して設けられる。回り止め２５は、例えばピンやキーである。回り止め２５は、ガイド溝２１ｂを摺動し、ピストン２１がボディ１１に対して回転することを抑制する。回り止め２５は、ピストン２１の前進端や後退端でガイド溝２１ｂに衝突して良い。この場合、ガイド溝２１ｂがメカストッパとして利用される。
【００１５】
マンドレル３１は、直円筒状であり、ピストン２１の先端側に突出し、マンドレル側エンド１１ｃを貫通して設置される。マンドレル３１は、ピストン２１と一体となって往復する。マンドレル３１は、円錐面３１ａを有している。マンドレル３１は、フランジ３１ｂと、挿入部３１ｃと、を有して良い。円錐面３１ａは、マンドレル３１の先端部に配置され、先端に向かうにつれて径が小さくなる。フランジ３１ｂは、ピストン２１に当接して、その軸方向の位置が位置決めされる。挿入部３１ｃは、フランジ３１ｂの基端側に配置される。挿入部３１ｃは、挿入穴２１ｃに嵌合して挿入されて、マンドレル３１がピストン２１の中央に位置決めされる。
【００１６】
フレーム３３は、ボディ３３ａと、保持部３３ｂと、ローラ保持穴３３ｃと、を含む。ボディ３３ａは、中心軸１を中心とする円柱状で、シリンダ１１ｂの内部に配置される。ボディ３３ａは、例えば、マンドレル側エンド１１ｃに固定されて良い。ボディ３３ａは、前進端でフランジ３１ｂと衝突してもよい。この場合、ボディ３３ａはピストン２１のメカストッパとして働く。保持部３３ｂは、中空円筒状であり、ボディ３３ａの先端側に延びて、中心軸１を中心に、マンドレル３１の外周を囲むように配置される。保持部３３ｂの外径は、クランプ穴３ａよりも若干小さい。ローラ保持穴３３ｃは、軸方向に細く伸びて、円周方向に複数配置される。望ましくは、ローラ保持穴３３ｃは、円周方向に均等に配分されて配置される。ローラ保持穴３３ｃの横断面は、例えば長丸である。
【００１７】
ローラ４１は、ローラ保持穴３３ｃにそれぞれ１本ずつ配置される。ローラ４１は、円錐台であり、そのテーパは、円錐面３１ａの半分である。ローラ４１は、大径側が先端方向を向いて配置される。クランプ長さ６は、ローラ４１の先端から着座面２までの距離である。
【００１８】
内径クランプ１０の使用方法について説明する。第２流体口１１ｊから圧力流体（例えば圧縮空気や作動油）を第２室１１ｈ内に送る。ピストン２１が後退し、ローラ４１が外接する円筒面の径が縮小できる。縮小した外接円筒面の径４は、クランプ穴３ａの径よりも小さい。ローラ４１にクランプ穴３ａを挿入して、対象物３を装着する。ここで、対象物３は着座面２に当接される。
【００１９】
次に、第１流体口１１ｆから圧力流体を第１室１１ｅに送る。ピストン２１が前進し、マンドレル３１がローラ４１を半径方向外側に押し出す。このときのローラ４１の外接円筒面の径５は、クランプ穴３ａよりも若干大きい。ローラ４１が半径方向外側に押し出されて、ローラ４１が半径方向外側にクランプ穴３ａを押圧することにより、対象物３がクランプされる。対象物３が一つのクランプ穴３ａを有する場合、クランプ穴３ａが中心軸１に一致するように、対象物３がクランプされる。
【００２０】
続いて、第２流体口１１ｊから圧力流体を第２室１１ｈに送る。ピストン２１が後退し、対象物３がアンクランプする。
【００２１】
本実施形態の内径クランプ１０によれば、クランプ穴３ａに挿入される構成部材は、マンドレル３１、ローラ４１、フレーム３３である。マンドレル３１とローラ４１は、ピン状の部品であるため、細径にしやすい。また、フレーム３３は中空円柱状であるため、微細な寸法であっても加工しやすい。そのため、小径のクランプ穴３ａに適用できる内径クランプ１０を製作できる。
【００２２】
特許文献１に基づいてクランプ長さ６が長い内径クランプを製作するためには、小さいテーパのコレットやプルロッドを製作する必要がある。小さいテーパを持つ内径テーパは非常に制作しにくい。内径クランプ１０のテーパ部品は、マンドレル３１とローラ４１である。マンドレル３１とローラ４１はいずれも外径のテーパを有するため、小径であるテーパの小さい部品を製作しやすい。したがって、本実施形態によれば、クランプ穴３ａが小径であり、かつ、クランプ長さ６が長い内径クランプ１０を安価に提供できる。クランプ穴３ａの径５に対するクランプ長さ６の比率は、例えば、２〜８である。
【００２３】
（実施形態２）
図３及び図４は、本実施形態の内径クランプ１００の、中心軸１を通る断面による断面図である。図３及び図４の中心軸１の上側は、ピストン１２１が後退端にある断面を、中心軸１の下側は、ピストン１２１が前進端にある断面を、それぞれ示す。図３に示すように、内径クランプ１００は、ボディ１１１と、ピストン１２１と、調整ナット１１３と、スライダ１１４と、回り止めピン１２５と、戻しばね（戻し弾性体）１２７と、調整ばね（調整弾性体）１１５と、を含む。図３は、回り止めピン１２５が最も先端側に位置し、調整ナット１１３とスライダ１１４が接触した状態における、中心軸１を通る断面による断面図を示す。内径クランプ１００のその他の構成は内径クランプ１０と同一である。
【００２４】
ボディ１１１は、長溝１１１ｍと、雄ねじ１１１ｋと、を有する。ボディ１１１は、スリーブ１１１ｇを有しても良い。ボディ１１１は、第２流体口１１ｊ及び第２流路１１ｋを含まない。スリーブ１１１ｇは、シリンダ１１ｂの外径よりも大きい内径を持つ中空円柱であり、ボディ１１１の基端部に配置される。スリーブ１１１ｇとシリンダ１１ｂとの隙間には、中空円柱状の調整ばね室１１１ｎが広がる。長溝１１１ｍは、シリンダ１１ｂに、スリーブ１１１ｇの内側に配置される。長溝１１１ｍは、軸方向に延びて、シリンダ１１ｂの外径の一端から他端までを貫通する。長溝１１１ｍの幅は回り止めピン１２５の径２６と実質的に同一である。長溝１１１ｍの軸方向における長さ１２は、径２６と最大ストローク２２との和と実質的に同一である。雄ねじ１１１ｋは、シリンダ１１ｂの外周に、スリーブ１１１ｇの先端付近に配置される。雄ねじ１１１ｋのピッチは、例えば０．５〜２ｍｍである。
【００２５】
スライダ１１４は、断面が径方向に薄い矩形のリングである。スライダ１１４は、回り止めピン１２５に当接する。スライダ１１４は、調整ばね室１１１ｎに挿入される。
【００２６】
調整ばね１１５は、例えば、圧縮コイルばねである。調整ばね１１５は、補助ばね室１１１ｎの内部に、スライダ１１４の基端側に配置される。調整ばね１１５は、スライダ１１４を先端方向に押し出す。
【００２７】
調整ナット１１３は、雌ねじ１１３ａを有する。調整ナット１１３は、断面が矩形状のリングである。雌ねじ１１３ａは、雄ねじ１１１ｋとねじ対偶を構成する。調整ナット１１３は、雌ねじ１１３ａにより、軸方向位置を調整される。調整ナット１１３は、スライダ１１４を基端方向に押す。
【００２８】
ピストン１２１は、ガイド孔（ガイド）１２１ｇと、ばねガイド１２１ｄを有する。ガイド孔１２１ｇは、ピストン１２１を径方向に貫通し、軸方向に延びる。ガイド孔１２１ｇの断面は、長溝１１１ｍと実質的に同一である。ばねガイド１２１ｄは、ピストン１２１の胴部よりも小径で、ピストン１２１の先端に配置される。ばねガイド１２１ｄの後端面がストッパ１２１ｆである。
【００２９】
回り止めピン１２５は、ガイド孔１２１ｇと、長溝１１１ｍと、を貫通して配置される。回り止めピン１２５は、シリンダ１１ｂの両側に突出する。回り止めピン１２５は、スリーブ１１ｇによって脱落しないように保持される。回り止めピン１２５は、スライダ１１４を介して、調整ばね１１５によって調整ナット１１３に押し付けられる。ピストン１２１は、ガイド孔１２１ｇにより、ボディ１１１に対する回転を抑制される。
なお、スリーブ１１ｇに替えて、回り止めピン１２５に配置された止め輪を設けても良い。止め輪は、回り止めピン１２５が脱落しないように、回り止めピン１２５を保持する。
【００３０】
戻しばね１２７は例えば、圧縮コイルばねである。戻しばね１２７は、ピストン１２１の先端側に、ボディ３３ａとストッパ１２１ｆとの間に配置される。ばねガイド１２１ｄは、戻しばね１２７の内径を保持する。
【００３１】
図４に示すように、調整ナット１１３を回して後方に送ると、回り止めピン１２５がスライダ１１４と共に後方に移動する。すると、回り止めピン１２５からガイド孔１２１ｇの後端までの長さ２７が、調整ナット１１３の送り量に応じて小さくなる。長さ２７は、ピストン１２１及びマンドレル３１のストロークとなる。マンドレル３１のストロークが小さくなれば、ピストン１２１が前進したときのローラ４１の外接円筒径が小さくなる。本実施形態の内径クランプ１００によれば、クランプ穴３ａの穴径が異なる対象物３をクランプできる。
【００３２】
内径クランプ１００の使用方法を説明する。流体が第１流体口１１ｆから第１室１１ｅに流入すると、ピストン１２１がマンドレル３１と一体となって前進する。マンドレル３１の前進に伴い、ローラ４１が半径方向外側に押し出される。ローラ４１がクランプ穴３ａを半径方向外側に押圧し、対象物３がクランプされる。流体を第１室１１ｅから抜くと、戻しばね１２７の弾性力によりマンドレル３１が後退する。そして内径クランプ１００は、対象物３をアンクランプする。
【００３３】
（実施形態３）
図５は、本実施形態の内径クランプ２００の、中心軸１を通る断面による断面図である。図５の中心軸１の上側は、ピストン１２１が後退端にある断面を、中心軸１の下側は、ピストン１２１が前進端にある断面を、それぞれ示す。図５に示すように、内径クランプ２００は、フレーム２３３と、軸受２４５と、フレームハウジング２４７と、ブレーキ２４９と、を含む。内径クランプ２００のその他の構成は内径クランプ１００と同一である。
【００３４】
フレーム２３３は、シャフト２３３ｄを含む。シャフト２３３ｄは、中心軸１を中心とする段付き円柱であり、保持部３３ｂの後方に延びる。
【００３５】
フレームハウジング２４７は、中空円柱状であり、シリンダ１１ｂの内側の先端部に配置される。フレームハウジング２４７は、マンドレル側エンド１１ｃと一体であって良い。
【００３６】
軸受２４５は、フレームハウジング２４７の内径部に配置され、シャフト２３３ｄを支持する。
【００３７】
ブレーキ２４９は、回転ブレーキであり、シャフト２３３ｄをクランプ又はアンクランプする。
【００３８】
内径クランプ２００の使用方法を説明する。ブレーキ２４９がシャフト２３３ｄをクランプした状態において、クランプ穴３ａをフレーム２３３に装着する。流体を流体口１１ｆに送り、マンドレル３１が前進すると、ローラ４１が半径方向外側に移動し、クランプ穴３ａを固定する。次に、ブレーキ２４９がシャフト２３３ｄをアンクランプし、対象物３を回転させると、クランプ穴３ａにバニシング加工を施工できる。続いて流体を第１室１１ｅから抜くと、マンドレル３１が後退し、内径クランプ２００は対象物３をアンクランプする。
【００３９】
なお、ブレーキ２４９は省いても良い。例えば、ブレーキ２４９を含まない内径クランプ２００は、回転する対象物３をクランプするために利用できる。このとき、マンドレル３１によって、複数のローラ４１をクランプ穴３ａに押し付けて対象物３をクランプするため、対象物３を中心軸１に正確に支持した状態で、対象物３を回転できる。
【００４０】
本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１００、２００  内径クランプ
１１  ボディ
１１ｂ  シリンダ
２１、１２１  ピストン
２１ｂ  ガイド溝（ガイド）
１２１ｂ  ガイド孔（ガイド）
２５  回り止め
１２５  回り止めピン（回り止め）
３３、１３３  フレーム
３３ｃ  ローラ保持穴
４１  ローラ
【図１】
0003231582.tif 000003
【図２】
0003231582.tif 000004
【図３】
0003231582.tif 000005
【図４】
0003231582.tif 000006
【図５】
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