(57)【要約】  ハウジング(２)に、断面視で円形のクランプ対象部分(１０)が挿入される収容孔(１１)を設ける。その収容孔(１１)の半径方向の外側に環状空所(１２)を配置し、その環状空所(１２)と収容孔(１１)とを区画する環状隔壁(１３)をハウジング２の一部として構成する。その環状隔壁(１３)に複数の支持孔(１４)を周方向へ等間隔に配置し、各支持孔(１４)にロック部材(１５)を半径方向へ移動可能に支持する。上記の環状空所(１２)に上下移動可能に挿入した環状の駆動スリーブ(１８)を、複数のロック部材(１５)に係合させる。環状空所(１２)の外周壁(４５)と駆動スリーブ(１８)との間に、環状のテーパ空間(４６)を上方へ狭くなるように形成する。そのテーパ空間(４６)にテーパスリーブ(４７)を挿入し、そのテーパスリーブ(４７)を上記の外周壁(４５)にテーパ係合させる。
2009093563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材としてのハウジング(２)に、断面視でほぼ円形のクランプ対象部分(１０)が挿入される収容孔(１１)と、その収容孔(１１)の半径方向の外側に配置された環状空所(１２)と、その環状空所(１２)と上記の収容孔(１１)とを区画すると共に上記ハウジング(２)の一部を構成する環状隔壁(１３)と、その環状隔壁(１３)に周方向へほぼ等間隔で配置されると共に同上の環状隔壁(１３)を半径方向へ貫通する複数の支持孔(１４)と、を設け、
上記の各支持孔(１４)に半径方向へ移動可能に支持されたロック部材(１５)と、上記の環状空所(１２)に軸心方向へ移動可能に挿入した環状の駆動スリーブ(１８)であって上記の複数のロック部材(１５)に係合して同上ロック部材(１５)を半径方向の内方のロック位置(Ｘ)へ移動させる駆動スリーブ(１８)と、上記の環状空所(１２)の外周壁(４５)と上記の駆動スリーブ(１８)との間で軸心方向の一方へ狭くなるように形成した環状のテーパ空間(４６)に挿入されると共に直径方向へ拡大および縮小可能に構成される環状のテーパスリーブ(４７)であって上記の外周壁(４５)と上記の駆動スリーブ(１８)との両者のうちのいずれか一方にテーパ係合されると共に他方に対して軸心方向へ相対移動可能なテーパスリーブ(４７)とを、半径方向の内方から外方へ順に配置し、
上記テーパスリーブ(４７)を押し手段(４９)によって上記テーパ係合が緊密になる方向へ押すことにより、上記の外周壁(４５)と上記テーパスリーブ(４７)との間の隙間を無くすと共に同上テーパスリーブ(４７)と上記の駆動スリーブ(１８)との間の隙間を無くすように構成する、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１のクランプ装置において、
固定側部材としての前記ハウジング(２)の一部を構成する前記の環状隔壁(１３)に、前記の支持孔(１４)を、周方向へほぼ等間隔に３つ配置した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項１のクランプ装置において、
前記の駆動スリーブ(１８)の内周部と前記ロック部材(１５)の外周部とに先端方向へ向かうにつれて軸心から遠ざかる傾斜面(４０)(４１)をそれぞれ設けると共にこれら傾斜面(４０)(４１)を係合させ、上記の駆動スリーブ(１８)を先端方向へ移動させることによって上記ロック部材(１５)を半径方向の内方のロック位置(Ｘ)へ移動させる、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求項１のクランプ装置において、
前記の駆動スリーブ(１８)の内周部と前記ロック部材(１５)の外周部とに基端方向へ向かうにつれて軸心から遠ざかる傾斜面(４０)(４１)をそれぞれ設けると共にこれら傾斜面(４０)(４１)を係合させ、上記の駆動スリーブ(１８)を基端方向へ移動させることによって上記ロック部材(１５)を半径方向の内方のロック位置へ移動させる、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求項３のクランプ装置において、
前記の駆動スリーブ(１８)に対して前記ロック部材(１５)を軸心方向へ相対移動可能かつ半径方向へ相対移動可能に係合させ、上記の駆動スリーブ(１８)を軸心方向へ往復移動させることによって上記ロック部材(１５)を半径方向の内方のロック位置(Ｘ)と半径方向の外方のリリース位置(Ｙ)とに切り換えるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求項４のクランプ装置において、
前記の駆動スリーブ(１８)に対して前記ロック部材(１５)を軸心方向へ相対移動可能かつ半径方向へ相対移動可能に係合させ、上記の駆動スリーブ(１８)を軸心方向へ往復移動させることによって上記ロック部材(１５)を半径方向の内方のロック位置(Ｘ)と半径方向の外方のリリース位置(Ｙ)とに切り換えるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
請求項１のクランプ装置において、
前記の環状空所(１２)の外周壁(４５)と前記の駆動スリーブ(１８)との間に形成される前記の環状のテーパ空間(４６)を先端方向へ狭くなるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
請求項１のクランプ装置において、
前記の環状空所(１２)の外周壁(４５)と前記の駆動スリーブ(１８)との間に形成される前記の環状のテーパ空間(４６)を基端方向へ狭くなるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかのクランプ装置において、
前記ハウジング(２)の前記の環状隔壁(１３)の先端寄り部に前記の支持孔(１４)を設けると共に前記の環状空所(１２)の先端寄り部に前記の駆動スリーブ(１８)を挿入し、上記の環状空所(１２)の基端寄り部に流体圧ピストン(１９)を軸心方向へ保密移動可能に挿入し、そのピストン(１９)に上記の駆動スリーブ(１８)を連結した、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】
この発明は、断面視でほぼ円形のクランプ対象部分を位置決め及びクランプする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のクランプ装置には、従来では、本発明者たちが先に提案した特許文献１(国際公開公報 WO 2005/18869)に記載されたものがある。その特許文献１の図１０Ａから図１２(又は図２０Ａと図２０Ｂ、若しくは図２９)には、下記の技術が記載されている。
固定側部材としてのハウジング内に可動部材としての駆動スリーブ(環状ソケット)を上下移動可能に挿入する。その駆動スリーブ内には、断面視でほぼ円形のクランプ対象部分が挿入可能とされる。上記の駆動スリーブの上部に複数の支持孔を周方向へ間隔をあけて設け、各支持孔にロック部材を半径方向へ移動可能に支持する。そのロック部材と上記ハウジングの環状壁との間に、直径方向へ拡大および縮小されるテーパスリーブを挿入する。そのテーパスリーブは、バネによって、テーパ係合が緊密になる方向へ付勢される。
【特許文献１】国際公開公報 WO 2005/18869
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来技術は、上記の駆動スリーブを軸心方向の一端へ駆動することにより、その駆動スリーブに支持したロック部材をテーパスリーブによって半径方向の内方へ進出させて上記クランプ対象部分を位置決めできる点で優れる。
しかしながら、上記の従来技術では、クランプ時に、クランプ対象部分に対して上記ロック部材が軸心方向へ摺動されるので、そのクランプ対象部分の外周面に摺動傷が付くおそれがあるうえ、上記クランプ対象部分の軸心方向の長さを大きくすることが要求されるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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から図１１の各図に示すように、クランプ装置を次のように構成した。
固定側部材としてのハウジング２に、断面視でほぼ円形のクランプ対象部分１０が挿入される収容孔１１と、その収容孔１１の半径方向の外側に配置された環状空所１２と、その環状空所１２と上記の収容孔１１とを区画すると共に上記ハウジング２の一部を構成する環状隔壁１３と、その環状隔壁１３に周方向へほぼ等間隔で配置されると共に同上の環状隔壁１３を半径方向へ貫通する複数の支持孔１４と、を設ける。上記の各支持孔１４にロック部材１５を半径方向へ移動可能に支持する。上記の環状空所１２に環状の駆動スリーブ１８を軸心方向へ移動可能に挿入し、その駆動スリーブ１８が、上記の複数のロック部材１５に係合して同上ロック部材１５を半径方向の内方のロック位置Ｘへ移動させるように構成する。上記の環状空所１２の外周壁４５と上記の駆動スリーブ１８との間に、環状のテーパ空間４６を軸心方向の一方へ狭くなるように形成する。そのテーパ空間４６に挿入された環状のテーパスリーブ４７を、直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。そのテーパスリーブ４７を、上記の環状空所１２の上記の外周壁４５と上記の駆動スリーブ１８との両者のうちのいずれか一方にテーパ係合可能に構成すると共に、他方に対して軸心方向へ相対移動可能に構成する。より詳しくいえば、上記ロック部材１５と駆動スリーブ１８とテーパスリーブ４７とを、半径方向の内方から外方へ順に配置している。また、上記テーパスリーブ４７を押し手段４９によって上記テーパ係合が緊密になる方向へ押すことにより、上記の外周壁４５と上記テーパスリーブ４７との間の隙間を無くすと共に同上テーパスリーブ４７と上記の駆動スリーブ１８との間の隙間を無くすように構成する。【０００５】
本発明は、例えば、上記の図１から図４(又は図６)に示すように、次のように作用する。
図１のリリース状態では、駆動スリーブ１８が下降し、複数のロック部材１５が半径方向の外方のリリース位置Ｙへ後退している。また、押し手段４９がテーパスリーブ４７を縮径させ、前記の外周壁４５と上記テーパスリーブ４７との間の半径方向の隙間を無くすと共に同上テーパスリーブ４７と上記の駆動スリーブ１８との間の半径方向の隙間を無くしている。
上記リリース状態で前記ハウジング２の前記の収容孔１１にクランプ対象部分１０が挿入される。【０００６】
上記リリース状態からロック状態へ切り換えるときには、図４に示すように、ピストン１９等の駆動手段によって上記の駆動スリーブ１８を上昇させる。すると、上述した半径方向の隙間が無い状態で、上記テーパスリーブ４７のストレート内周面４７ｂに対して駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａが摺動し(図６では、前記の外周壁４５のストレート内周面４５ａに対してテーパスリーブ４７のストレート外周面４７ａが摺動し)、その駆動スリーブ１８が複数のロック部材１５を半径方向の内方のロック位置Ｘへ進出させていく。
これにより、各ロック部材１５のロック面４３がクランプ対象部分１０の軸心を上記ハウジング２の軸心に一致させると共に、その同心状態で上記クランプ対象部分１０を把持する。そのクランプ対象部分１０からロック部材１５へ作用するクランプ反力は、上記の駆動スリーブ１８とテーパスリーブ４７とを介して前記の外周壁４５に受け止められる。【０００７】
本発明は、上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
本発明のロック部材は、クランプ対象部分に対して半径方向へ移動され、そのクランプ対象部分に対して軸心方向へ摺動させる必要がない。このため、そのクランプ対象部分の外周面に摺動傷が付くおそれがないうえ、上記クランプ対象部分の軸心方向の長さを短くできる。
また、前記の環状空所の外周壁とテーパスリーブと駆動スリーブとの隣り合う部材同士の間の半径方向の隙間が無い状態でロック作動を行えるので、クランプ対象部分の繰り返し位置決め精度が高い。
そのうえ、上記テーパスリーブを直径方向へ拡大および縮小可能に構成したので、そのテーパスリーブを縮径させる力を小さい値に設定することが可能である。
このため、位置決め力およびクランプ力は、不整に変化することがなくなり、安定した値を保持できる。また、上記テーパスリーブの内周面および外周面と、これらの周面に接当する面(前記の外周壁の内周面および駆動スリーブの外周面)との磨耗が少なくなり、クランプ装置の寿命が長くなる。また、仮に、長期間の使用によって上記の磨耗の量が多くなった場合でも、前記の押し手段が上記テーパスリーブを押すことによって上記の磨耗に追従できるので、メンテナンスに手間がかからない。【０００８】
本発明には、下記(ａ)から(ｇ)のいずれかの構成を加えることが考えられる。
(ａ)  例えば、図１から図４に示すように、固定側部材としての前記ハウジング２の一部を構成する前記の環状隔壁１３に、前記の支持孔１４を、周方向へほぼ等しい間隔をあけて３つ配置する。これにより、簡素な構成で位置決め精度が向上する。
(ｂ)  例えば、図１から図４、又は図５から図７の各図に示すように、前記の駆動スリーブ１８の内周部と前記ロック部材１５の外周部とに先端方向へ向かうにつれて軸心から遠ざかる傾斜面４０，４１をそれぞれ設けると共にこれら傾斜面４０，４１を係合させ、上記の駆動スリーブ１８を先端方向へ移動させることによって上記ロック部材１５を半径方向の内方のロック位置Ｘへ移動させることが好ましい。
上記構成により、ロック部材に対して駆動スリーブが先端方向へ突出することを防止できるので、ハウジングの背丈が小さくなり、クランプ装置をコンパクトに造れる。
(ｃ)  例えば、図８から図１１の各図に示すように、前記の駆動スリーブ１８の内周部と前記ロック部材１５の外周部とに基端方向へ向かうにつれて軸心から遠ざかる傾斜面４０，４１をそれぞれ設けると共にこれら傾斜面４０，４１を係合させ、上記の駆動スリーブ１８を基端方向へ移動させることによって上記ロック部材１５を半径方向の内方のロック位置へ移動させるように構成してもよい。
(ｄ)  例えば、図１から図４に示すように、前記の駆動スリーブ１８に対して前記ロック部材１５を軸心方向へ相対移動可能かつ半径方向へ相対移動可能に係合させ、上記の駆動スリーブ１８を軸心方向へ往復移動させることによって上記ロック部材１５を半径方向の内方のロック位置Ｘと半径方向の外方のリリース位置Ｙとに切り換えるように構成することが好ましい。
(ｅ)  例えば、図１から図４、又は図７・図８・図１１の各図に示すように、前記の環状空所１２の外周壁４５と前記の駆動スリーブ１８との間に形成される前記の環状のテーパ空間４６を先端方向へ狭くなるように構成する。
(ｆ)  例えば、図５・図６・図９・図１０の各図に示すように、前記の環状空所１２の外周壁４５と前記の駆動スリーブ１８との間に形成される前記の環状のテーパ空間４６を基端方向へ狭くなるように構成する。
(ｇ)  例えば、図１から図４に示すように、前記ハウジング２の前記の環状隔壁１３の先端寄り部に前記の支持孔１４を設けると共に前記の環状空所１２の先端寄り部に前記の駆動スリーブ１８を挿入し、上記の環状空所１２の基端寄り部に流体圧ピストン１９を軸心方向へ保密移動可能に挿入し、そのピストン１９に上記の駆動スリーブ１８を連結することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示し、図２中のI−I線矢視に相当する立面視の断面図である。
【図２】上記クランプ装置の平面視の模式図である。
【図３】上記の図１中のIII−III線矢視に相当する断面図である。
【図４】上記クランプ装置のロック状態を示し、上記の図１に相当する部分図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示し、上記の図１に相当する部分図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【図８】本発明の第５実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【図９】本発明の第６実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【図１０】本発明の第７実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【図１１】本発明の第８実施形態を示し、上記の図５に類似する図である。
【符号の説明】
【００１０】
２：ハウジング，１０：クランプ対象部分，１１：収容孔，１２：環状空所，１３：環状隔壁，１４：支持孔，１５：ロック部材，１８：駆動スリーブ，１９：ピストン，４０：駆動スリーブ１８の傾斜面，４１：ロック部材１５の傾斜面，４５：環状空所１２の外周壁，４６：テーパ空間，４７：テーパスリーブ，４９：押し手段(バネ)，Ｘ：ロック位置，Ｙ：リリース位置．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１から図４は、本発明の第１実施形態を示している。この第１実施形態のクランプ装置では、ワークを位置決め及び固定するために本発明を適用した構造を例示している。
図１は、上記クランプ装置のリリース状態を示し、図２中のI−I線矢視に相当する立面視の断面図である。図２は、上記クランプ装置の平面視の模式図である。図３は、上記の図１中のIII−III線矢視に相当する断面図である。図４は、上記クランプ装置のロック状態を示し、上記の図１に相当する部分図である。【００１２】
テーブル１の上部にハウジング２が複数の取付けボルト３によって固定される。そのハウジング２は、下ハウジング２ａと上ハウジング２ｂと後述する環状隔壁１３とを備える。なお、上記の下ハウジング２ａと上記の環状隔壁１３とは、ノックピン４によって互いに位置決めされる共に連結ボルト５によって固定されている。また、上ハウジング２ｂは、上記の取付けボルト３によって、下ハウジング２ａと共にテーブル１に固定されている。【００１３】
上記ハウジング２の水平方向の中央部には、ワーク９に設けたクランプ対象部分１０が挿入される収容孔１１を貫通させている。そのクランプ対象部分１０は、断面視でほぼ円形に形成されている。上記の収容孔１１は、平面視でほぼ円形に形成されており、その半径方向の外側で上記ハウジング２内に環状空所１２が配置される。その環状空所１２と上記の収容孔１１とが環状隔壁１３によって区画されている。その環状隔壁１３は、固定側部材としての上記ハウジング２の一部を構成している。【００１４】
上記の環状隔壁１３の上寄り部(先端寄り部)には、周方向へほぼ等間隔で３つの支持孔１４が配置される。その支持孔１４は、上記の環状隔壁１３を半径方向へ貫通している。上記の複数の支持孔１４には、それぞれ、ロック部材１５が半径方向へ移動可能に支持される。【００１５】
上記の環状空所１２の上半部に環状の駆動スリーブ１８が上下方向(軸心方向)へ移動可能に挿入される。また、同上の環状空所１２の下半部には、流体圧ピストン１９が、内封止具２０と外封止具２１とを介して上下方向へ保密移動可能に挿入される。上記の駆動スリーブ１８と上記ピストン１９とが連結スリーブ２２を介して一体に形成される。【００１６】
さらに、上記の環状空所１２の途中高さ部に中間スリーブ２５が装着される。その中間スリーブ２５の外周と前記の下ハウジング２ａとの間が別の封止具２６によって保密される。また、上記の中間スリーブ２５の内周と上記の駆動スリーブ１８の外周との間が中間封止具２７によって保密される。
上記ピストン１９の下側に形成したロック室２９がロックポート３０へ連通され、同上ピストン１９の上側に形成したリリース室３２がリリースポート３３へ連通される。【００１７】
上記の駆動スリーブ１８の内周部と前記ロック部材１５の外周部とが上下方向へ相対移動可能かつ半径方向へ相対移動可能に係合される。
即ち、駆動スリーブ１８の内周部には、平面視でＴ字状の嵌合溝３６が形成される。また、上記ロック部材１５の本体３７の外周部からＴ字状の突起３８が突出され、その突起３８が上記の嵌合溝３６に嵌合される。上記の嵌合溝３６の底部に、上方へ向かうにつれて軸心から遠ざかる傾斜面４０が形成される。その傾斜面４０に、上記の突起３８の外周部に設けた傾斜面４１が接当される。
また、上記ロック部材１５の本体３７の内周に形成されるロック面４３は、上記の傾斜面４１を基準に円弧状に機械加工される。その円弧状ロック面４３の半径寸法は、前記の収容孔１１に挿入され得る最大径のクランプ対象部分１０の半径寸法と同じか又はそれよりも少し大きい値に設定することが好ましい。【００１８】
上記の環状空所１２の外周壁４５に設けたテーパ内周面４５ａと上記の駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が、上方(先端方向)へ狭くなるように形成される。そのテーパ空間４６に環状のテーパスリーブ４７が挿入される。上記テーパスリーブ４７は、その周壁の上面と下面とに開口する一つのスリット４８を形成することにより、自己の弾性力で直径方向へ拡大および縮小可能に構成されている。
また、上記テーパスリーブ４７と前記の中間スリーブ２５との間に、複数の圧縮コイルバネ(押し手段)４９が周方向へ所定の間隔をあけて配置される。これらの圧縮コイルバネ４９が上記テーパスリーブ４７を前記テーパ係合が緊密になる方向(ここでは上方)へ付勢している。このため、上記テーパスリーブ４７が縮径して、そのテーパ外周面４７ａが上記の外周壁４５の上記テーパ内周面４５ａにテーパ係合され、同上テーパスリーブ４７のストレート内周面４７ｂが駆動スリーブ１８の上記の外周面１８ａに接当される。これにより、前記の外周壁４５と上記テーパスリーブ４７との間の隙間を無くすと共に同上テーパスリーブ４７と上記の駆動スリーブ１８との間の隙間を無くしている。【００１９】
上記クランプ装置は、上述したとおり、前記ハウジング２の一部を構成する環状隔壁１３に支持した前記３つのロック部材１５と環状の駆動スリーブ１８と環状のテーパスリーブ４７とが半径方向の内方から外方へ順に配置されており、次のように作動する。【００２０】
図１から図３に示すリリース状態では、ロック室２９の圧油を排出すると共にリリース室３２へ圧油を供給している。これにより、ピストン１９及び駆動スリーブ１８が下降し、３つのロック部材１５が、上記の駆動スリーブ１８とのＴ溝嵌合に従って半径方向の外方のリリース位置Ｙへ後退している。
上記リリース状態で前記ハウジング２の前記の収容孔１１にワーク９のクランプ対象部分１０を挿入する。【００２１】
上記リリース状態からロック状態へ切り換えるときには、図４に示すように、リリース室３２の圧油を排出すると共にロック室２９へ圧油を供給する。これにより、ピストン１９が駆動スリーブ１８を上昇させていく。すると、上述したように前記の外周壁４５とテーパスリーブ４７と駆動スリーブ１８との隣り合う部材同士の半径方向の隙間が無い状態で、上記テーパスリーブ４７のストレート内周面４７ｂに対して駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａが摺動し、その駆動スリーブ１８が複数のロック部材１５を半径方向の内方のロック位置Ｘへ進出させていく。【００２２】
これにより、各ロック部材１５のロック面４３がクランプ対象部分１０の軸心を上記ハウジング２の軸心に一致させると共に、その同心状態で上記クランプ対象部分１０を把持する。そのクランプ対象部分１０からロック部材１５へ作用するクランプ反力は、上記の駆動スリーブ１８とテーパスリーブ４７とを介して前記の外周壁４５に受け止められる。【００２３】
上記ロック作動時には、前述した半径方向の隙間が無い状態で駆動スリーブ１８が直進移動され、その駆動スリーブ１８のＴ溝３６の前記の傾斜面４０がロック部材１５の突起３８の傾斜面４１を半径方向の内方へ押圧してクランプ対象部分１０を把持するので、クランプ対象部分１０の繰り返し位置決め精度が高い。
上記の長所を確保するうえでは、上記駆動スリーブ１８の剛性を高くすることが好ましい。即ち、駆動スリーブ１８は、剛性を高くすることによってロック駆動時の半径方向の撓みが小さくなる。このため、前記テーパスリーブ４７に対する駆動スリーブ１８の摺動抵抗が小さくなり、その駆動スリーブ１８を円滑に移動できるのである。
また、上記テーパスリーブ４７を直径方向へ拡大および縮小可能に構成したので、そのテーパスリーブ４７を縮径させる力を小さい値に設定することが可能である。このため、位置決め力およびクランプ力は、不整に変化することがなくなり、安定した値を保持できる。【００２４】
さらに、上記ロック部材１５は、クランプ対象部分１０に対して半径方向へ移動され、そのクランプ対象部分１０に対して軸心方向へ摺動させる必要がない。このため、そのクランプ対象部分１０の外周面に摺動傷が付くおそれがないうえ、上記クランプ対象部分１０の軸心方向の長さを短くできる。
また、駆動スリーブ１８の傾斜面４０の上下移動によって上記ロック部材１５を半径方向へ進出させるので、そのロック部材１５の進出ストロークが大きい。このため、クランプ対象部分１０の外径の寸法誤差や外周面の凹凸の影響を受けにくい。
しかも、前記の環状のテーパ空間４６が狭くなる方向(上方)と前記の駆動スリーブ１８がロック駆動される方向(上方)とを同じ方向にしたので、そのロック駆動時に前記テーパスリーブ４７を確実にテーパ係合させることが可能である。【００２５】
前記ロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、図１に示すように、ロック室２９の圧油を排出すると共にリリース室３２へ圧油を供給して、ピストン１９を下降させる。すると、前記の外周壁４５に密着した状態のテーパスリーブ４７のストレート内周面４７ｂに対して駆動スリーブ１８が下降することが許容される。【００２６】
上記ロック時やリリース時には、圧縮空気等のクリーニング流体によってロック部材１５の支持構造をクリーニングすることが好ましい。即ち、前記の環状空所１２の上部に開口されたブローポート５１へ圧縮空気を供給すると、その圧縮空気は、前記の支持孔１４の周壁とロック部材１５の外周面との間の嵌合隙間を通って外部へ排出される。このため、ワーク９の切削加工時の切削油や切粉などの異物がハウジング２の内部へ侵入することを防止できる。そして、本発明によれば、ハウジング２の内部と外部とが連通される隙間を上記支持孔１４とロック部材１５との間の嵌合隙間だけにすることが可能なので、上記の異物の侵入を確実に防止できる。【００２７】
なお、上記ロック作動およびリリース作動を円滑に行うために、下記のように構成することが考えられる。
上記テーパスリーブ４７のテーパ外周面４７ａが前記外周壁４５のテーパ内周面４５ａに食い込むのを防止できるように、そのテーパ外周面４７ａの傾斜角度を、約５度から約１５度の範囲内(テーパ角度では約１０度から約３０度の範囲内)に設定することが好ましい。
上記テーパスリーブ４７の内周面４７ｂと駆動スリーブ１８の外周面１８ａとは、摺動時の摩擦係数が小さくなるように潤滑または表面処理することが好ましく、また、摩擦係数が小さくなる材質を組み合わせることが好ましい。この点は、同上テーパスリーブ４７の外周面４７ａと前記の外周壁４５の内周面４５ａとの関係についても同様である。【００２８】
上記の第１実施形態は次のように変更可能である。
前記の駆動スリーブ１８とロック部材１５とのＴ字状の嵌合構造は、Ｔ溝と突起とを前記図３の例示とは逆に配置することも可能である。
前記テーブル１には、図１中の二点鎖線図に示すように貫通孔５３を形成してもよい。これにより、長尺の棒状ワーク９を把持することが可能となる。
また、前記ハウジング２は、上記テーブル１に固定することに代えて、回転される部材に固定してもよい。【００２９】
図５から図１１は、本発明の第２実施形態から第８実施形態を示し、それぞれ、前記の図１の部分図に類似する図である。これら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同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。【００３０】
図５の第２実施形態は、上記の図１の第１実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のテーパ内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａとの間に環状のテーパ空間４６が下方(基端方向)へ狭くなるように形成される。そのテーパ空間４６に挿入したテーパスリーブ４７が、圧縮コイルバネ(押し手段)４９によって下方へ押されている。【００３１】
図６の第３実施形態は、上記の図５の第２実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のストレート内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のテーパ外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が下方(基端方向)へ狭くなるように形成される。
テーパスリーブ４７を下方へ押すための押し手段は、複数の皿バネ４９によって構成されている。上記の皿バネ４９が、前記の駆動スリーブ１８の上部に取り付けた止め輪６０によって受け止められる。
この第３実施形態では、ロック及びリリース作動時に、上記の外周壁４５のストレート内周面４５ａに対してテーパスリーブ４７のストレート外周面４７ａが摺動される。【００３２】
図７の第４実施形態は、上記の図６の第３実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のストレート内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のテーパ外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が上方(先端方向)へ狭くなるように形成される。また、前記テーパスリーブ４７を上方へ押すため皿バネ４９は、前記の連結スリーブ２２の上部によって受け止められる。【００３３】
図８の第５実施形態は、前記の図１の第１実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の駆動スリーブ１８のＴ溝３６の傾斜面４０と前記ロック部材１５の突起３８の傾斜面４１とが下方(基端方向)へ広がるように形成される。また、前記ピストン１９の上側に前記ロック室２９が形成されると共に同上ピストン１９の下側に前記リリース室３２が形成される。これにより、上記ピストン１９及び駆動スリーブ１８を下降駆動したときに上記ロック部材１５が半径方向の内方のロック位置へ進出される。
なお、前記の環状空所１２の外周壁４５のテーパ内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が上方(先端方向)へ狭くなるように形成される。そのテーパ空間４６に挿入したテーパスリーブ４７が、圧縮コイルバネ(押し手段)４９によって上方へ押されている。【００３４】
図９の第６実施形態は、上記の図８の第５実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のテーパ内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のストレート外周面１８ａとの間に形成される環状のテーパ空間４６は、下方(基端方向)へ狭くなるように形成される。そのテーパ空間４６に挿入したテーパスリーブ４７が、圧縮コイルバネ(押し手段)４９によって下方へ押されている。【００３５】
図１０の第７実施形態は、上記の図９の第６実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のストレート内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のテーパ外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が下方(基端方向)へ狭くなるように形成される。
そのテーパ空間４６に挿入したテーパスリーブ４７を下方へ押すための押し手段は、重ね合わせた皿バネ４９によって構成されている。上記の皿バネ４９が、前記の駆動スリーブ１８の上部に取り付けた止め輪６０によって受け止められる。【００３６】
図１１の第８実施形態は、上記の図１０の第７実施形態と比べて下記の点で異なっている。
前記の環状空所１２の外周壁４５のストレート内周面４５ａと前記の駆動スリーブ１８のテーパ外周面１８ａとの間に、環状のテーパ空間４６が上方(先端方向)へ狭くなるように形成される。また、前記テーパスリーブ４７を上方へ押すため皿バネ４９は、前記の連結スリーブ２２の上部によって受け止められる。【００３７】
上記の各実施形態は次のように変更可能である。
前記の環状テーパ空間４６とテーパスリーブ４７と押し手段４９とを設けることに加えて、これらと同様の構成をクランプ装置の下部に設けることが好ましい。より詳しくいえば次のとおりである。
前記ピストン１９の下部を下向きに突出させて、そのピストン突出部の外周面と前記の下ハウジング２ａとの間に、軸心方向の一方へ狭くなる別の環状テーパ空間を形成する。その別の環状テーパ空間に、前記テーパスリーブ４７と同様に構成した別のテーパスリーブを挿入する。その別のテーパスリーブを、上記の下ハウジング２ａと上記ピストン突出部との両者のうちのいずれか一方にテーパ係合させると共に、他方に対して軸心方向へ相対移動可能に構成する。その別のテーパスリーブを、別の押し手段によって上記テーパ係合が緊密になる方向へ押すように構成する。
上記構成により、上記ピストン１９の直進性が高まるので、前記の駆動スリーブ１８の位置決め精度が向上する。【００３８】
前記の支持孔１４およびロック部材１５は、例示した３つずつ配置することに代えて、２つ又は４つずつ配置することも可能である。
前記の駆動スリーブ１８とロック部材１５との嵌合は、断面視でＴ字状の嵌合に代えて、Ｖ字状などの他の形状の嵌合であってもよい。上記の駆動スリーブ１８とロック部材１５との係合構造は、上記の嵌合に代えて、バネ等の弾性部材によって上記ロック部材１５の傾斜面４１を駆動スリーブ１８の傾斜面４０に接当させるようにしたものであってもよい。
上記ロック部材１５の前記ロック面４３は、例示した円弧形状に限定されるものではなく、例えば平面であっても支障ない。【００３９】
前記テーパスリーブ４７は、外周面４７ａおよび内周面４７ｂが直径方向へ拡大および縮小する構成であればよい。例えば、上記テーパスリーブ４７の周壁の上面と下面とに開口する一つのスリット４８を設けることに代えて、複数のスリットを周方向へ所定の間隔をあけて設けて上記複数のスリットを上記テーパスリーブ４７の周壁の上面と下面とに交互に開口させてもよい。さらには、上記テーパスリーブ４７の周壁の内周や外周に、上下方向へ延びる溝を、周方向へ所定の間隔をあけて形成してもよい。
前記の押し手段は、例示のバネに代えて、ゴム等の弾性体であってもよく、さらには、圧縮空気などの圧力流体の作用力を利用することも可能である。【００４０】
前記の駆動スリーブ１８とピストン１９と連結スリーブ２２とは、一体に形成することに代えて、個別に製作したものを組み立てたものであってもよい。
上記ピストン１９は、前記ハウジング２の内部に配置することに代えて、そのハウジング２の外部に配置してもよい。この場合、上記ハウジング２の下方に流体圧シリンダを配置して、そのシリンダ内のピストンと前記の駆動スリーブ１８とを前記の連結スリーブ２２によって連結すればよい。【００４１】
上記ピストン１９を駆動する圧力流体は、例示した圧油等の液体に代えて、圧縮空気等のガス体であってもよい。本発明のクランプ装置は、例示した複動式に代えて、圧力流体でロックさせると共にバネ力でリリースさせたり、バネ力でロックさせると共に圧力流体でリリースさせてもよい。
さらには、上記の駆動スリーブ１８を駆動する手段は、例示した流体圧アクチュエータに代えて、電動機や人力などであってもよい。
【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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【国際調査報告】
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