(57)【要約】  クランプ装置(４)のリリース状態では、基準ブロック(Ｒ)の支持面(Ｓ)と可動ブロック(Ｍ)の被支持面(Ｔ)との間に所定の接当隙間(Ｂ)が形成される。そのクランプ装置(４)を上記リリース状態からロック状態へ切り換えることにより、上記の基準ブロック(Ｒ)に設けた出力部材(３１)が係合具(３４)を介して上記の可動ブロック(Ｍ)を基準ブロック(Ｒ)へ向けて移動させて上記の被支持面(Ｔ)を上記の支持面(Ｓ)に接当させる。流体カプラ(８)は、所定の開き状態を確保するための突き合わせストロークを上記の接当隙間(Ｂ)の寸法以下の値に設定し、かつ、上記リリース状態では第１継手(６１)と第２継手(６２)との先端部同士が接当するように構成する。これにより、上記クランプ装置(４)を上記ロック状態に切り換えたときに上記の流体カプラ(８)を上記所定の開き状態に切り換える。
2010071072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持面(Ｓ)を有する基準ブロック(Ｒ)に被支持面(Ｔ)を有する可動ブロック(Ｍ)を固定するクランプ装置(４)と、そのクランプ装置(４)に対して所定の軸間距離をあけて配置される流体カプラ(８)とを備え、
上記クランプ装置(４)のリリース状態では上記の支持面(Ｓ)と上記の被支持面(Ｔ)との間に所定の接当隙間(Ｂ)が形成されるように構成し、そのクランプ装置(４)を上記リリース状態からロック状態へ切り換えることにより、上記の基準ブロック(Ｒ)に設けた出力部材(３１)が係合具(３４)を介して上記の可動ブロック(Ｍ)を同上基準ブロック(Ｒ)へ向けて移動させて上記の被支持面(Ｔ)を上記の支持面(Ｓ)に接当させるように構成し、
上記の流体カプラ(８)は、上記の基準ブロック(Ｒ)に設けられると共に閉弁用弾性体(６７)によって閉じられた第１継手(６１)と上記の可動ブロック(Ｍ)に設けられると共に別の閉弁用弾性体(７４)によって閉じられた第２継手(６２)とを上記の両閉弁用弾性体(６７)(７４)の付勢力に抗して突き合わせることにより、所定の開き状態を確保するように構成し、
上記の流体カプラ(８)の上記所定の開き状態を確保するための突き合わせストロークを前記の接当隙間(Ｂ)の寸法以下の値に設定し、かつ、上記リリース状態では上記の第１継手(６１)と第２継手(６２)との先端部同士が接当または微小隙間をあけて対面するように構成し、これにより、上記クランプ装置(４)を上記ロック状態に切り換えたときに上記の流体カプラ(８)を上記所定の開き状態に切り換える、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【請求項２】
請求項１の流体カプラ付きクランピングシステムにおいて、
前記の係合具は、前記の出力部材(３１)のロック移動によって半径方向の外方へ移動されるボール(３４)であって周方向に所定の間隔をあけて上記の基準ブロック(Ｒ)に支持した複数のボール(３４)によって構成され、
前記の可動ブロック(Ｍ)には、上記の複数のボール(３４)が係合する係止孔(１３)を設け、
上記の出力部材(３１)のロック移動時には、その出力部材(３１)が上記の複数のボール(３４)と上記係止孔(１３)とを介して上記の可動ブロック(Ｍ)を前記の基準ブロック(Ｒ)に押圧する、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【請求項３】
請求項１の流体カプラ付きクランピングシステムにおいて、
前記の可動ブロック(Ｍ)の前記の被支持面(Ｔ)側にソケット穴(１１)を開口させて、そのソケット穴(１１)に位置決め孔(１２)と係止孔(１３)とを開口端から順に形成し、
上記ソケット穴(１１)へ挿入される環状のプラグ部分(２１)を前記の基準ブロック(Ｒ)から突設させ、
上記プラグ部分(２１)と上記の位置決め孔(１２)との間に、直径方向へ拡大および縮小されるシャトル部材(２３)を配置し、そのシャトル部材(２３)を、上記プラグ部分(２１)と上記の位置決め孔(１２)との両者のうちの一方(２１，１２)に軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に支持するとともに他方(１２，２１)にテーパ係合可能に構成し、そのシャトル部材(２３)のテーパ面(２８，５３)を上記の係止孔(１３)へ向けてすぼまるように形成し、上記シャトル部材(２３)を上記のテーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段(２４)を設け、
上記プラグ部分(２１)の筒孔(２１ａ)に前記の出力部材(３１)を軸心方向へ移動自在に挿入し、その出力部材(３１)の外周空間に、半径方向の外方の係合位置(Ｘ)と半径方向の内方の係合解除位置(Ｙ)とに移動される前記の係合具(３４)を配置し、
上記の出力部材(３１)を基端方向へクランプ駆動することにより、その出力部材(３１)の出力部(３６)が上記の係合具(３４)を上記の係合位置(Ｘ)へ切り換えて前記の係止孔(１３)へ係合させて、前記の可動ブロック(Ｍ)を前記の基準ブロック(Ｒ)へ向けて移動させる、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの流体カプラ付きクランピングシステムにおいて、
前記の第１継手(６１)と第２継手(６２)との両継手のうちの一方の継手(６１)は、筒状ケーシング(６４)の先端部内周に設けた弁座(６５)と、その筒状ケーシング(６４)内に設けられて前記の閉弁用弾性体(６７)によって上記の弁座(６５)に封止接当されるロッド状弁体(６６)とを備え、
上記の両継手のうちの他方の継手(６２)は、別の筒状ケーシング(７１)内に設けた別のロッド状弁体(７２)と、その別のロッド状弁体(７２)の先端部外周に前記の別の閉弁用弾性体(７４)によって基端側から封止接当される別の弁座(７３)とを備え、
上記の両継手(６１)(６２)を突き合わせることにより、上記の筒状ケーシング(６４)が上記の別の弁座(７３)を基端側へ後退させると共に、上記の別のロッド状弁体(７２)が上記ロッド状弁体(６６)を基端側へ後退させ、これにより、前記の流体カプラ(８)を前記所定の開き状態に切り換える、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかの流体カプラ付きクランピングシステムにおいて、
前記クランプ装置(４)をリリース状態に切り換えたときには、そのクランプ装置(４)の前記の出力部材(３１)が前記の可動ブロック(Ｍ)を受け止めて前記所定の接当隙間(Ｂ)を形成する、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかの流体カプラ付きクランピングシステムにおいて、
前記クランプ装置(４)をリリース状態に切り換えたときには、前記の第１継手(６１)が前記の第２継手(６２)を介して前記の可動ブロック(Ｍ)を受け止めて前記所定の接当隙間(Ｂ)を形成する、ことを特徴とする流体カプラ付きクランピングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークパレット等の可動ブロックを基準ブロックに固定するためのクランプ装置に流体カプラを付設したクランピングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のクランプ装置には、従来では、下記の特許文献１(国際公開番号ＷＯ２００４／０１２９０２)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
支持面を有する基準ブロックに被支持面を有する可動ブロックを固定するクランプ装置において、そのクランプ装置のリリース状態では、出力部材の上部が可動ブロックを押し上げて、上記の支持面と上記の被支持面との間に所定の接当隙間が形成される。そのクランプ装置を上記リリース状態からロック状態へ切り換えることにより、上記の出力部材が係合具を介して上記の可動ブロックを同上基準ブロックへ向けて移動させて上記の被支持面を上記の支持面に押圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００４／０１２９０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術のクランプ装置においては、ワークパレット等の可動ブロックと基準ブロックとを流体カプラを介して接続可能に構成し、その可動ブロックに取り付けたワーククランプに対して上記の流体カプラを介して圧力流体を供給および排出することが行われている。しかしながら、上記の流体カプラを接続するには所定の突き合わせストロークが要求されるので、クランピングシステムの背丈が大きくなるという問題があった。【０００５】
また、上記問題とは別に、次の問題があった。
即ち、基準ブロックに対してワークパレット等の可動ブロックを垂直方向に装着する場合において、その可動ブロック(及びワークやワーククランプ)が軽量であると、その可動ブロックを下降させて基準ブロックに装着したときに、流体カプラに内装した閉弁用バネの付勢力に基づく反力によって可動ブロックの被支持面が基準ブロックの支持面から許容範囲を越えて過度に離間してしまうことがある。この場合には、可動ブロックのクランプ用の係止孔に基準ブロックの係合具が円滑に係合しなくなるという問題が生じる。【０００６】
また、上記の可動ブロックの重量が比較的に大きいときでも、基準ブロックに対して可動ブロックを水平方向に装着する場合には、流体カプラに内装した閉弁用バネの付勢力に基づく反力によって可動ブロックの被支持面が基準ブロックの支持面から許容範囲を越えて過度に離間してしまうことがある。この場合でも、可動ブロックのクランプ用の係止孔に基準ブロックの係合具が円滑に係合しなくなるという問題が生じる。
本発明の目的は、上記の問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図４、又は図５に示すように、流体カプラ付きクランピングシステムを次のように構成した。
支持面Ｓを有する基準ブロックＲに被支持面Ｔを有する可動ブロックＭを固定するクランプ装置４と、そのクランプ装置４に対して所定の軸間距離をあけて配置される流体カプラ８とを備える。上記クランプ装置４のリリース状態では上記の支持面Ｓと上記の被支持面Ｔとの間に所定の接当隙間Ｂが形成されるように構成する。そのクランプ装置４を上記リリース状態からロック状態へ切り換えることにより、上記の基準ブロックＲに設けた出力部材３１が係合具３４を介して上記の可動ブロックＭを同上基準ブロックＲへ向けて移動させて上記の被支持面Ｔを上記の支持面Ｓに接当させるように構成する。上記の流体カプラ８は、上記の基準ブロックＲに設けられると共に閉弁用弾性体６７によって閉じられた第１継手６１と上記の可動ブロックＭに設けられると共に別の閉弁用弾性体７４によって閉じられた第２継手６２とを上記の両閉弁用弾性体６７，７４の付勢力に抗して突き合わせることにより、所定の開き状態を確保するように構成する。上記の流体カプラ８の上記所定の開き状態を確保するための突き合わせストロークを前記の接当隙間Ｂの寸法以下の値に設定し、かつ、上記リリース状態では上記の第１継手６１と第２継手６２との先端部同士が接当または微小隙間をあけて対面するように構成する。これにより、上記クランプ装置４を上記ロック状態に切り換えたときに上記の流体カプラ８を上記所定の開き状態に切り換える。
なお、上記の微小隙間は、前記所定の接当隙間Ｂよりも小さい隙間であって、上記クランプ装置４を上記ロック状態に切り換えたときに上記の流体カプラ８が前記所定の開き状態に切り換わる程度の小さな隙間であればよい。【０００８】
本発明は、次の作用効果を奏する。
クランプ装置のリリース状態では基準ブロックの支持面と可動ブロックの被支持面との間に所定の接当隙間が形成されるように構成すると共に、流体カプラの所定の開き状態を確保するための突き合わせストロークを上記所定の接当隙間の寸法以下の値に設定し、かつ、上記リリース状態では上記の流体カプラを構成する第１継手と第２継手との先端部同士が接当または微小隙間をあけて対面するように構成し、上記クランプ装置をロック状態に切り換えたときに上記の流体カプラが上記所定の開き状態に切り換えられる。このため、その流体カプラは、突き合わせ操作時に、十分な開度を確保することと必要な突き合わせストロークを小さくすることとを両立できる。その結果、クランピングシステムの背丈が小さくなる。
また、上述したように、リリース状態では第１継手と第２継手との先端部同士が接当または微小隙間をあけて対面するように構成したので、可動ブロックを基準ブロックに装着したときに、流体カプラに内装した閉弁用弾性体の付勢力に基づく反力が基準ブロックに殆んど作用しないか又は全く作用しない。このため、可動ブロックの被支持面が基準ブロックの支持面から許容範囲を越えて過度に離間してしまうことを防止でき、可動ブロックのクランプ用の係止孔に基準ブロックの係合具が円滑に係合する。【０００９】
本発明には次の構成を加えることが好ましい。
前記の係合具は、前記の出力部材３１のロック移動によって半径方向の外方へ移動されるボール３４であって周方向に所定の間隔をあけて上記の基準ブロックＲに支持した複数のボール３４によって構成される。前記の可動ブロックＭには、上記の複数のボール３４が係合する係止孔１３を設ける。上記の出力部材３１のロック移動時には、その出力部材３１が上記の複数のボール３４と上記係止孔１３とを介して上記の可動ブロックＭを前記の基準ブロックＲに押圧する。
上記構成によれば、クランプ装置を簡素に構成できる。【００１０】
また、本発明には次の構成を加えることが好ましい。
前記の可動ブロックＭの前記の被支持面Ｔ側にソケット穴１１を開口させて、そのソケット穴１１に位置決め孔１２と係止孔１３とを開口端から順に形成する。上記ソケット穴１１へ挿入される環状のプラグ部分２１を前記の基準ブロックＲから突設させる。上記プラグ部分２１と上記の位置決め孔１２との間に、直径方向へ拡大および縮小されるシャトル部材２３を配置する。そのシャトル部材２３を、上記プラグ部分２１と上記の位置決め孔１２との両者のうちの一方(２１，１２)に軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に支持するとともに他方(１２，２１)にテーパ係合可能に構成する。そのシャトル部材２３のテーパ面２８，５３を上記の係止孔１３へ向けてすぼまるように形成する。上記シャトル部材２３を上記のテーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段２４を設ける。上記プラグ部分２１の筒孔２１ａに前記の出力部材３１を軸心方向へ移動自在に挿入する。その出力部材３１の外周空間に、半径方向の外方の係合位置Ｘと半径方向の内方の係合解除位置Ｙとに移動される前記の係合具３４を配置する。上記の出力部材３１を基端方向へクランプ駆動することにより、その出力部材３１の出力部３６が上記の係合具３４を上記の係合位置Ｘへ切り換えて前記の係止孔１３へ係合させて、前記の可動ブロックＭを前記の基準ブロックＲへ向けて移動させる。
上記構成によれば、位置決め機能付きのクランピングシステムを提供できる。【００１１】
さらに、本発明には次の構成を加えることが好ましい。
前記の第１継手６１と第２継手６２との両継手のうちの一方の継手６１は、筒状ケーシング６４の先端部内周に設けた弁座６５と、その筒状ケーシング６４内に設けられて前記の閉弁用弾性体６７によって上記の弁座６５に封止接当されるロッド状弁体６６とを備える。上記の両継手のうちの他方の継手６２は、別の筒状ケーシング７１内に設けた別のロッド状弁体７２と、その別のロッド状弁体７２の先端部外周に前記の別の閉弁用弾性体７４によって基端側から封止接当される別の弁座７３とを備える。上記の両継手６１，６２を突き合わせることにより、上記の筒状ケーシング６４が上記の別の弁座７３を基端側へ後退させると共に、上記の別のロッド状弁体７２が上記ロッド状弁体６６を基端側へ後退させ、これにより、前記の流体カプラ８を前記所定の開き状態に切り換える。
上記構成によれば流体カプラを簡素に構成できる。【００１２】
本発明においては、前記クランプ装置４をリリース状態に切り換えたときには、そのクランプ装置４の前記の出力部材３１が前記の可動ブロックＭを受け止めて前記所定の接当隙間Ｂを形成することが好ましい。【００１３】
また、本発明においては、前記クランプ装置４をリリース状態に切り換えたときに、前記の第１継手６１が前記の第２継手６２を介して前記の可動ブロックＭを受け止めて前記所定の接当隙間Ｂを形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示し、クランピングシステムのロック状態の立面図である。
【図２】上記クランピングシステムにおいて、基準ブロックから可動ブロックを分離した状態の立面視の断面図である。
【図３】上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを装着したリリース状態を示し、上記の図２に類似する図である。
【図４】上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを固定したロック状態を示し、同上の図２に類似する図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示し、上記の図３に類似する部分図である。
【符号の説明】
【００１５】
２：クランプパレット，３：ワークパレット，４：クランプ装置，８：流体カプラ，１１：ソケット穴，１２：位置決め孔，１３：係止孔，２１：プラグ部分，２１ａ：筒孔，２３：シャトル部材，２４：進出手段(皿バネ)，２８：テーパ面，３１：出力部材（ロッド），３４：係合具(ボール)，３６：出力部(出力面)，５３：テーパ面，６１：第１継手，６２：第２継手，６４：筒状ケーシング，６５：弁座，６６：ロッド状弁体，６７：閉弁用弾性体(閉弁バネ)，７１：別の筒状ケーシング，７２：別のロッド状弁体，７３：別の弁座，７４：別の閉弁用弾性体(閉弁バネ)，Ｂ：所定の接当隙間，Ｍ：可動ブロック，Ｒ：基準ブロック，Ｓ：支持面，Ｔ：被支持面，Ｘ：係合位置，Ｙ：係合解除位置．
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１から図４によって説明する。
まず、図１と図２によってクランピングシステムの全体構造を説明する。図１は、クランピングシステムのロック状態の立面図である。図２は、上記クランピングシステムにおいて、基準ブロックから可動ブロックを分離した状態の立面視の部分断面図である。
【００１７】
マシニングセンタのテーブル(図示せず)の上面に、基準ブロックＲであるクランプパレット２が固設される。そのクランプパレット２には、可動ブロックＭであるワークパレット３が、複数のクランプ装置４によって固定されるようになっている。そのクランプ装置４に対して所定の軸間距離をあけて流体カプラ８(ここでは２つ)が配置されている。なお、上記ワークパレット３の上面には、図示していないが、複数のワーククランプによってワークが着脱可能になっている。
【００１８】
上記のクランプ装置４は、上記クランプパレット２に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムクランプ５と、上記ワークパレット３に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムリング６とを備える。
【００１９】
上記データムリング６の中央部が下向きに突設され、その突設部の下面によって被支持面Ｔが構成され、その被支持面Ｔにソケット穴１１が開口される。そのソケット穴１１は、上記データムリング６および前記ワークパレット３に形成されており、下側から順に設けた円形のテーパ位置決め孔１２とテーパ係止孔１３とを有している。
【００２０】
上記のデータムクランプ５は、前記クランプパレット２に固定したカバーブロック１６と、そのカバーブロック１６と上記クランプパレット２との間に保密状に挿入したピストン１７と、そのピストン１７の下側に形成した油圧室１８と、上記ピストン１７と上記のカバーブロック１６との間に装着したクランプバネ１９とを備える。そのクランプバネ１９は、ここでは、上下方向に積層させた複数枚の皿バネによって構成しているが、圧縮コイルバネであってもよい。
上記のピストン１７と油圧室１８とクランプバネ１９によって駆動手段Ｄを構成してある。
【００２１】
上記カバーブロック１６の中央部から環状のプラグ部分２１が上向きに突設され、そのプラグ部分２１が前記ソケット穴１１へ挿入されるようになっている。上記プラグ部分２１の下部の半径方向の外側で上記カバーブロック１６が少し上向きに突設され、その環状突設部の上面によって支持面Ｓが構成されている。
上記プラグ部分２１の下半部に環状のシャトル部材２３が外嵌され、そのシャトル部材２３が、複数枚の皿バネ(進出手段)２４によって上向きに付勢されるともに止め輪２５によって受け止められている。
【００２２】
より詳しくいえば、上記の環状のシャトル部材２３は、その内周面をストレート面２７によって構成すると共に外周面をテーパ面(テーパ外周面)２８によって構成してあり、そのシャトル部材２３の環状壁にスリット２３ａを設けたり又は内周面に溝(図示せず)を設けたりすることにより、上記のテーパ面２８及びストレート面２７が直径方向へ拡大および縮小可能になっている。また、上記ストレート面２７を上記プラグ部分２１の外周面に軸心方向へ移動自在に支持してある。上記テーパ面２８は、前記のテーパ位置決め孔１２にテーパ係合するように上向きにすぼまるように形成してある。さらに、前記プラグ部分２１の外周で前記カバーブロック１６に環状の装着溝２６が形成される。その装着溝２６に、前記の皿バネ２４が挿入されると共に上記シャトル部材２３の下部が嵌入される。
【００２３】
上記プラグ部分２１の筒孔２１ａの上端部に伝動具２９が上下方向へ所定範囲内で移動自在に支持されると共に、その伝動具２９よりも下側で上記の筒孔２１ａにロッド(出力部材)３１が上下方向へ移動自在に挿入される。上記ロッド３１の下部が前記ピストン１７に連結される。
上記の伝動具２９にバネ収容穴３０が形成され、そのバネ収容穴３０の頂壁と上記ロッド３１の上端面との間には、進出バネ３２が装着される。その進出バネ３２によって上記の伝動具２９が上向きに付勢され、その伝動具２９の所定以上の上向き移動がフランジ２９ａによって阻止されている。そして、図２の分離状態では、上記の伝動具２９の下端の受圧部２９ｂと上記ロッド３１の上端の押圧部３１ａとの間には、接当防止用の隙間Ｅが形成されている。
【００２４】
また、上記プラグ部分２１の上部に周方向へ所定間隔をあけて複数の貫通孔３３が形成され、各貫通孔３３に係合ボール(係合具)３４が半径方向の外方の係合位置Ｘ(図４参照)と半径方向の内方の係合解除位置Ｙ(図２又は図３を参照)とに移動可能に支持される。前記ロッド３１の外周面の上部には、上記の各ボール３４に対応させて、クランプ用の出力面(出力部)３６と退避溝３７とを上下に連ねて形成してある。
【００２５】
さらに、上記クランプ装置４の嵌合面同士をクリーニングする手段が設けられる。即ち、前記のクランプパレット２に圧縮空気(クリーニング流体)の供給口４１が設けられると共に前記の伝動具２９の上部に噴出口４２が斜め上向きに設けられる。上記の供給口４１と上記の噴出口４２とが、前記カバーブロック１６内の横流路４３と上記のロッド３１内の縦流路４４と前記バネ収容穴３０とによって連通されている。上記の横流路４３の途中部が前記の装着溝２６に連通されている。
【００２６】
上記クランプ装置４は、上記図２と図３及び図４に示すように、次のように作動する。その図３は、上記クランプパレット２にワークパレット３を装着したリリース状態を示し、上記の図２に類似する図である。図４は、上記クランプパレット２に上記ワークパレット３を固定したロック状態を示し、同上の図２に類似する図である。
【００２７】
図２の分離状態では、圧油給排路４８を経て前記の油圧室１８へ圧油を供給してある。これにより、その油圧室１８の油圧力によって上記ピストン１７が前記クランプバネ１９に抗して前記ロッド３１を上昇させ、前記の各ボール３４が前記の退避溝３７に対面して図示の係合解除位置Ｙへ移動可能になっている。また、前記のシャトル部材２３が前記の皿バネ(進出手段)２４によって上昇位置に保持されている。
【００２８】
上記ワークパレット３が下降すると、前記のテーパ位置決め孔１２が前記シャトル部材２３のテーパ面２８によって案内されていき、引き続いて、図３に示すように、前記ソケット穴１１の頂壁１１ａが前記の伝動具２９を介して前記ロッド３１の前記の押圧部３１ａに接当して、そのロッド３１によって上記ワークパレット３が受け止められる。この場合、前記の支持面Ｓと被支持面Ｔとの間には、所定の接当隙間Ｂが形成されている。
なお、上記所定の接当隙間Ｂの寸法は、この実施形態では約１ｍｍの値に設定しているが、約 0.5 ｍｍから約３ｍｍの範囲内の値に設定することが考えられる。
上記の図３の状態では、前記の噴出口４２から吐出された圧縮空気は、上記の頂壁１１ａと前記プラグ部分２１の上端面との間の隙間を通り、次いで、前記の係止孔１３の表面と、前記シャトル部材２３のテーパ面２８と前記のテーパ位置決め孔１２との間の係合隙間αと、前記の接当隙間Ｂとを順にクリーニングし、その後、外部へ排出される。
【００２９】
上記の図３の状態で前記の油圧室１８の圧油を前記の給排路４８から排出すると、前記クランプバネ１９がピストン１７を介してロッド３１を強力に下降させていく。すると、まず、上記ロッド３１の下降に追従して前記ワークパレット３が自重で下降していき、前記のテーパ位置決め孔１２が前記シャトル部材２３のテーパ面２８に接当する。これにより、上記ワークパレット３が上記シャトル部材２３を介して前記の皿バネ２４を僅かに圧縮すると共に、上記テーパ位置決め孔１２が調心移動されて、その軸心が前記プラグ部分２１の軸心に合致する。
【００３０】
これとほぼ同時に、図４に示すように、上記ロッド３１の各出力面３６が前記の各ボール３４を半径方向の外方の係合位置Ｘへ押圧し、その半径方向の押圧力が前記のテーパ係止孔１３を介して下向きの力へ変換され、その下向き力によって上記ワークパレット３を強力に下降させる。
すると、前記のテーパ位置決め孔１２が前記シャトル部材２３のテーパ面２８に強力にテーパ係合して調心移動されて、そのテーパ位置決め孔１２の軸心が前記プラグ部分２１の軸心に精密に合致すると共に、前記の皿バネ２４に抗して上記シャトル部材２３がさらに下降され、前記の被支持面Ｔが前記の支持面Ｓによって受け止められる。これにより、上記ワークパレット３は、上記のテーパ位置決め孔１２によって縮径されたシャトル部材２３を介して上記プラグ部分２１によって水平方向へ拘束されると共に上記の支持面Ｓによって上下方向へ拘束されることになり、その結果、上記のワークパレット３を上記クランプパレット２に精密かつ強力に位置決め固定できる。
そして、上記ロック状態では、同上の図４に示すように、前記ピストン１７によって下降された上記ロッド３１の前記の押圧部３１ａと上記ワークパレット３によって下降された前記の伝動具２９の前記の受圧部２９ｂとの間には、伝動隙間Ｇが形成されている。
【００３１】
上記の図４のロック状態から図３のリリース状態へ切換えるときには、その図４の状態で前記の油圧室１８へ圧油を供給し、前記ピストン１７によって前記ロッド３１を上昇させていく。すると、まず、上記ロッド３１が前記の伝動隙間Ｇを上方へ空走し、引き続いて、図３に示すように、前記の各ボール３４が前記の退避溝３７に対面して係合解除位置Ｙへ切換わることが許容されると共に(この図３では既に切換わった状態を示してある)、上記ロッド３１が前記の伝動具２９を介して前記ソケット穴１１の頂壁１１ａに接当して前記ワークパレット３を押し上げる。このため、その図３に示すように、前記シャトル部材２３の上側に前記の係合隙間αが形成されると共に前記の支持面Ｓの上側に前記の接当隙間Ｂが形成される。これにより、上記ワークパレット３を上記クランプパレット２から容易に取り外すことができる。
【００３２】
上記リリース時において、上記の伝動具２９の上方へ移動量は、上記ロッド３１の上方への全ストロークから前記の空走ストローク（図４中の伝動隙間Ｇ）を差し引いた値となり、このため、その伝動具２９の上方への突出量が小さくなる。これにより、前記ソケット穴１１の高さも低くできる。従って、クランプ装置４は、全高を小さくしてコンパクトに造れる。
【００３３】
上記クランピングシステムに設けた前記の流体カプラ８は、図２に示すように次のように構成されている。
その流体カプラ８は、前記クランプパレット２に設けた第１継手６１と前記ワークパレット３に設けた第２継手６２とからなる。
上記の第１継手６１は、筒状ケーシング６４の上端部(先端部)内周に設けた弁座６５と、その筒状ケーシング６４内に設けたロッド状弁体６６と、そのロッド状弁体６６を上記の弁座６５に封止接当させる閉弁バネ(閉弁用弾性体)６７とを備える。上記ロッド状弁体６６は、筒状ケーシング６４に取付けたガイド筒６８に支持されている。そのガイド筒６８とロッド状弁体６６との間に上記の閉弁バネ６７が装着されている。
【００３４】
前記の第２継手６２は、別の筒状ケーシング７１内に設けた別のロッド状弁体７２と、その別のロッド状弁体７２の下端部(先端部)外周に上側(基端側)から封止接当される別の弁座７３と、その弁座７３を下方へ付勢する別の閉弁バネ(閉弁用弾性体)７４とを備える。
より詳しくいえば、上記の別の筒状ケーシング７１の下半部分に摺動筒７６が上下移動可能で保密状に支持され、その摺動筒７６の下部内周に前記の弁座７３が設けられる。また、別の筒状ケーシング７１の上半部分にガイド部材７７が上下移動可能に支持され、そのガイド部材７７に前記の別のロッド状弁体７２の上部が取り付けられている。上記ガイド部材７７と摺動筒７６との間に前記の閉弁バネ７４が装着される。また、上記の摺動筒７６の下部には接当用の封止具７８が装着されている。
【００３５】
上記の流体カプラ８は次のように作動する。
前記の図２の分離状態では、第１継手６１の閉弁バネ６７がロッド状弁体６６の上部を筒状ケーシング６４の弁座６５に封止接当させると共に、第２継手６２の閉弁バネ７４が摺動筒７６の弁座７３をロッド状弁体７２の下部に封止接当させている。
【００３６】
前記ワークパレット３を図２の分離状態から図３のリリース状態に下降させると、その図３に示すように、上記ワークパレット３が前記の伝動具２９とロッド３１とを介して前記クランプパレット２に受け止められ、前記の支持面Ｓと被支持面Ｔとの間に前記所定の接当隙間Ｂが形成されている。また、その図３のリリース状態では、上記の第１継手６１の筒状ケーシング６４の上端面(先端面)と第２継手６２の摺動筒７６の下端面(先端面)とが接当すると共に、上記の両端面が前記の接当用の封止具７８によって封止される。このとき、上記クランプパレット２の上面とワークパレット３の下面との間の距離はＡになっている。
【００３７】
次いで、前記クランプ装置４を図３のリリース状態から図４のロック状態に切り換える。すると、その図４に示すように、前記クランプ装置４のロック駆動力により、上記の第１継手６１と第２継手６２とが２つの閉弁バネ６７，７４の付勢力に抗して突き合わされる。これにより、第１継手６１の筒状ケーシング６４が前記の別の弁座７３を上方(基端側)へ後退させると共に、第２継手６２のロッド状弁体７２が第１継手６１のロッド状弁体６６を下方(基端側)へ後退させる。
なお、その図４のロック状態では、前記クランプパレット２の上面とワークパレット３の下面との間の距離は、Ａ−Ｂになっている。
【００３８】
上記の流体カプラ８の開き状態では、第１継手６１の流体給排口８１が、ガイド筒６８の連通孔６８ａと、弁座６５とロッド状弁体６６との間の開き隙間と、別のロッド状弁体７２と別の弁座７３との間の開き隙間と、ガイド部材７７の連通孔７７ａとを介して、第２継手６２の流体給排口８２に連通される。
【００３９】
ここで、上記の流体カプラ８において、所定の開き状態を確保するための突き合わせストロークを前記の接当隙間Ｂの寸法以下の値に設定している。これにより、その流体カプラ８は、図４のロック状態では上記所定の開き状態以上の開度に切り換えられることになり、圧力流体を供給および排出するのに十分な開度を確保できる。このため、その流体カプラ８は、突き合わせ操作時に、十分な開度を確保することと必要な突き合わせストロークを小さくすることとを両立できる。その結果、クランピングシステムの背丈を小さくできる。
【００４０】
また、上述したように、図３のリリース状態では第１継手６１と第２継手６２との先端部同士が接当するように構成したので、ワークパレット３をクランプパレット２に装着したときに、前記の閉弁バネ６７，７４の付勢力に基づく反力が上記ワークパレット３に殆んど作用しない。このため、そのワークパレット３の被支持面Ｔがクランプパレット２の支持面Ｓから許容範囲を越えて過度に離間してしまうことを防止できる。その結果、前記ロック駆動時にはクランプパレット２の前記の係止孔１３に前記の係合ボール３４が確実かつ円滑に係合する。
【００４１】
なお、上記の流体カプラ８は、図４のロック状態から図３のリリース状態へ切り換えるときに、上述したロック駆動時の動作とほぼ逆の手順で動作する。
【００４２】
前記の図３のリリース状態では、上記の第１継手６１と第２継手６２との先端部同士は、例示したように接当させることに代えて、微小隙間をあけて対面するように構成してもよい。この場合、その微小隙間は、前記所定の接当隙間Ｂよりも小さい隙間であって、上記クランプ装置４を上記ロック状態に切り換えたときに流体カプラ８が前記所定の開き状態に切り換わる程度の小さな隙間であればよい。
【００４３】
また、そのクランプ装置４をリリース状態に切り換えたときには、前記ロッド３１がワークパレット３を受け止めて前記所定の接当隙間Ｂを形成することに代えて、前記の第１継手６１が前記の第２継手６２を介して上記ワークパレット３を受け止めて上記所定の接当隙間Ｂを形成するようにしてもよい。この場合、その第１継手６１の筒状ケーシング６４が前記の摺動筒７６を上方へ後退させると共に２つの閉弁バネ６７，７４の付勢力によって上記ワークパレット３を受け止めることが考えられる。
【００４４】
なお、上記の第１継手６１と第２継手６２とは、図示の配置とは上下逆に配置してもよく、さらには、例示した構造とは異なる構造であっても支障ない。また、前記の閉弁用弾性体は、例示した閉弁バネ６７，７４に代えてゴム等を利用することも可能である。
【００４５】
図５は、本発明の別の実施形態を示し、前記の図３に類似する部分図である。
この別の実施形態においては、上記の実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、その実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。
前記ワークパレット３に形成した前記ソケット穴１１の位置決め孔１２はストレートに形成されている。そのストレート位置決め孔１２に、前記シャトル部材２３の外周のストレート面が上下移動自在に支持される。上記シャトル部材２３がゴム製の進出手段２４によって下向きに付勢され、そのシャトル部材２３の下降は、上記の位置決め孔１２の下部に嵌着した止め輪２５によって阻止されている。なお、上記の進出手段２４は、ゴムに代えてバネであってもよい。
上記シャトル部材２３の内周に形成したテーパ面(テーパ内周面)５３が前記プラグ部分２１の外周のテーパ外周面５４に係合している。上記テーパ面５３は、上向きにすぼまるように形成されている。
【００４６】
上記の各実施形態は次のように変更可能である。
前記シャトル部材２３を付勢する皿バネ(進出手段)２４は、複数枚を積層させたものに代えて、１枚であってもよく、また、圧縮コイルバネ等の他の種類のバネまたはゴムによって代替可能である。さらには、上記の進出手段は、圧油や圧縮空気等の圧力流体が作用するピストンを利用することも可能である。
【００４７】
上記クランプ装置の前記シャトル部材２３は、例示した環状体に限定されるものではなく、複数の分割体を環状に並べたものであってもよい。
また、上記クランプ装置の係合具３４は、例示のテーパ係止孔に対して係合するボールに代えて、ストレート係止孔に対して摩擦力や塑性変形力によって係合するコレットであってもよい。また、そのクランプ装置は、バネ力によってクランプ駆動することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力によってクランプ駆動することも可能である。
【００４８】
前記のシャトル部材２３は省略してもよい。この場合、前記の図１から図４の実施形態では、前記のテーパ外周面２８が前記プラグ部分２１の外周面に一体に形成され、前記の図５の実施形態では、前記のテーパ内周面５３が前記のソケット穴１１と一体に形成される。
上記のようにプラグ部分２１と一体に形成したテーパ外周面２８又はソケット穴１１と一体に形成したテーパ内周面５３は、例えば空洞部を設けたりすることによって、軸心方向および半径方向へ弾性変位可能に構成することが好ましい。
【００４９】
前記の基準ブロックＲは、例示したクランプパレット２に代えてマシニングセンタや各種機械のテーブルであってもよい。また、前記の可動ブロックＭは、例示したワークパレット３に代えてワークピースであってもよい。上記の基準ブロックＲと可動ブロックＭとは、上下逆に配置したものであってもよく、例示した上下方向へ連結することに代えて、水平方向または斜め方向へ連結するものであってもよい。
また、本発明のクランプ装置は、ワークパレットやワークピースのクランピングの用途に限定されるものではなく、金型やアタッチメント等のクランピングにも利用できることは勿論である。そのクランプ装置は、複数セットに限定されるものではなく、１セットだけでも利用可能である。
【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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【国際調査報告】
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