(57)【要約】      （修正有）【課題】クランプ本体に着脱可能なクランプロッドをクランプ本体へ駆動するクランプ力を強化し且つ正確に制御する。【解決手段】クランプロッドは軸心方向に４つの環状係合部を有し、クランプ本体は、ロッド挿入穴の一部を形成するように環状に配置され且つ平行移動によって縮径／拡径可能な複数のコレット部材であって、その軸心方向の４個所の４つの環状押圧部を有する４つのコレット部材と、４つのコレット部材とクランプロッドを退入方向へクランプ駆動する為の油圧シリンダと、油圧シリンダによるクランプ駆動の際に、４つのコレット部材が縮径して複数の環状押圧部が４つの環状係合部に上方から係合するように４つのコレット部材を案内すると共に、クランプ解除時に４つのコレット部材が上方移動する際に、４つのコレット部材が拡径して４つの環状押圧部が４つの環状係合部から離隔するように４つのコレット部材を案内する第１案内機構とを有する。【選択図】図１
2011121144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプロッドを上方から部分的に挿入可能なロッド挿入穴を有するクランプ本体と、前記ロッド挿入穴に着脱可能な縦向きのクランプロッドとを備え、前記クランプロッドをクランプ本体の方へ退入駆動してクランプ対象物を固定するクランプ装置において、
前記クランプロッドはその軸心方向の複数個所に形成された複数の環状係合部を有し、  前記クランプ本体は、
前記ロッド挿入穴の一部を形成するように環状に配置され且つ平行移動によって縮径／拡径可能な複数のコレット部材であって、その軸心方向の複数個所に形成された複数の環状押圧部を有する複数のコレット部材と、
前記複数のコレット部材とクランプロッドを退入方向へクランプ駆動する為のクランプ用アクチュエータと、
前記クランプ用アクチュエータによるクランプ駆動の際に、複数のコレット部材が縮径して複数の環状押圧部が複数の環状係合部に上方から係合するように複数のコレット部材を案内すると共に、クランプ解除時に複数のコレット部材が上方移動する際に、複数のコレット部材が拡径して複数の環状押圧部が複数の環状係合部から離隔するように複数のコレット部材を案内する第１案内機構とを有することを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記各環状押圧部は、クランプロッドの軸心と直交又は略直交する下向きの環状の押圧面を有し、前記各環状係合部は、前記環状の押圧面に面接触して押圧される上向きの環状の係合面を有する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】
前記クランプ用アクチュエータは流体圧シリンダで構成され、この流体圧シリンダは、環状ピストン部材と、この環状ピストン部材の上面側に流体圧を作用させる環状流体圧作動室を備え、クランプ解除の際、複数のコレット部材と前記流体圧シリンダの環状ピストン部材をクランプ解除位置へ復帰させる第１復帰機構を設け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】
前記流体圧シリンダは、その環状ピストン部材に摺動自在に外嵌され、前記環状流体圧作動室の流体圧を下面側に受圧する補助環状ピストンを有し、
前記クランプ本体の本体ケースは、前記ロッド挿入穴の一部を形成する上壁部を有し、  前記第１案内機構は、複数のコレット部材の上端側部分の外周面及び内周面に夫々形成された縮径用テーパ面及び拡径用テーパ面と、前記補助環状ピストンの上端部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ駆動時に前記縮径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を縮径させる縮径用テーパ案内面と、前記本体ケースの上壁部の下部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ解除時に前記拡径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を拡径させる拡径用テーパ案内面とを備え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５】
前記クランプ本体の本体ケースは、前記ロッド挿入穴の一部を形成する上壁部と、複数のコレット部材の外周側の外周壁部を有し、
前記第１案内機構は、複数のコレット部材の上端側部分の外周面及び内周面に夫々形成された縮径用テーパ面及び拡径用テーパ面と、前記外周壁部の内周部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ駆動時に前記縮径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を縮径させる縮径用テーパ案内面と、前記本体ケースの上壁部の下部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ解除時に前記拡径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を拡径させる拡径用テーパ案内面とを備え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】
前記複数のコレット部材は、前記流体圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、
前記フランジ部の上面部と環状ピストン部材間に、複数のコレット部材の縮径／拡径を許容し且つ複数のコレット部材の鉛直軸心周りの回転を規制する回転規制機構を設けたことを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記複数のコレット部材は、前記流体圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、
複数のコレット部材のフランジ部の内周部に形成された下方程大径化するテーパ従動面と、このテーパ従動面に係合するテーパ係合面を有する環状係合部材と、この環状係合部材を上方へ弾性付勢する圧縮スプリングとを備えた第２案内機構を設けたことを特徴とする請求項３〜６の何れか１つに記載のクランプ装置。
【請求項８】
前記複数のコレット部材は、前記流体圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、
前記フランジ部の上面に形成され且つ上方程小径化するテーパ従動面と、このテーパ従動面に当接するように前記環状ピストン部材に形成されたテーパ押圧面とを備えた第３案内機構を設けたことを特徴とする請求項３〜７の何れか１つに記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランブ装置に関し、特にクランプロッドをクランプ本体に対して着脱可能に構成し、クランプロッドをワークの穴に挿通させた状態でクランプ本体側へ退入駆動することで固定するようにしたクランブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、機械加工に供する種々の形状、構造のワークのうち、例えば、ブッシュ状部材やスリーブ状部材など、大径穴と小径穴とからなる段付き穴を有するワークの上端面や外周面を機械加工する場合には、ボルト方式クランプ装置が広く採用されている。
このボルト方式クランプ装置ＣＬは、例えば、図１８に示すように、ワーク取り付け用の厚板状のワークパレット２００と、複数のボルト２０１とで構成されている。ワークパレット２００に複数のボルト穴２０２を縦横方向に適当間隔おきに形成し、複数のボルト穴２０２の位置に複数のワークＷを夫々配置し、各ワークＷの大径穴２０３と小径穴２０４とからなる段付き穴２０５にボルト２０１を挿通させてボルト穴２０２に螺合し、ボルト頭部２０１ａを大径穴２０３内に収容し、ボルト頭部２０１ａで段付き穴２０５の段部を押圧することでワークＷをワークパレット２００に固定する。このクランプ状態において、ワークＷの上端面や外周面を機械加工することができる。
【０００３】
特許文献１には、ボルトを用いてワークの端部を挟持固定する複数種類のワーク位置決め固着治具が開示されている。例えば、文献１の図９に示すワーク位置決め固着治具は、テーブルの上面に載置された基台部材と、この基台部材のネジ孔に螺合させた調節部材と、調節部材とワークの上面に配置されたクランプ金具と、テーブルのＴ溝にボルト頭部を係止したボルト部材であって、基台部材と調節部材とクランプ金具をテーブルに固定するボルト部材とを有する。
【０００４】
特許文献２には、ワークの下面側にプルスタッドとほぼ同様のプルボルト（クランプロッド）を螺合にて装備し、このプルボルトを着脱可能に固定するように構成したボールロック機構付きクランプ装置が開示されている。
【０００５】
このクランプ装置は、ハウジングと、ハウジング内部に設けられた環状ピストンを有する油圧シリンダと、この環状ピストンを貫通状に装着されて油圧シリンダでクランプ駆動され且つスプリングによりクランプ解除駆動されるスリーブと、スリーブの複数のボール保持穴に径方向へ移動可能に装着された複数のボール（鋼球）と、これらボールを半径方向の軸心側へ誘導可能なテーパ面を有するリング状操作部材とを有する。ワークをクランプするとき、プルボルトを上方からスリーブに挿入した状態で、油圧シリンダをクランプ駆動してスリーブを下降させ、リング状操作部材のテーパ面を介して複数のボールを半径方向の軸心側へ移動させてプルボルトの大径部に係合させ、複数のボールを介して下方へ引き付けて固定する。
【０００６】
特許文献３には、ワークの下面側にプルスタッドを螺合にて装備し、このプルスタッドを着脱可能に固定するように構成したコレットチャック付きパレットクランプ装置が開示されている。コレットチャックは、例えば４つのコレットの先端部に爪部を夫々形成し、４つのコレットを油圧シリンダで進退移動させ、４つのコレットを揺動させて、４つの爪部を拡径状態と縮径状態とに切換えるようになっている。クランプの際には、拡径状態の４つの爪部内にプルスタッドを導入してから、４つの爪部を縮径状態にして４つの爪部によりプルスタッドをクランプする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９３６２６号公報
【特許文献２】特開平９−２８５９２５号公報
【特許文献３】特開２００５−８１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記ボルト方式クランプ装置においては、ワークのクランプの為に複数のボルトの締結に多大の労力を要するうえ、ナットランナ等で行なうボルト締結の作業を高速化することも難しい。複数のワークを実際の使用状態下に付加される荷重条件と等しい荷重条件で押圧した状態で機械加工することが望ましいにもかかわらず、複数のワークを固定する複数のボルトを一定のトルクで締結したとしても、ボルトのネジ部の摩耗や微細切粉の付着や潤滑状態の違いによる摩擦等により、ワークをクランプする押圧力にバラツキが生じるため、ワークに応じた所期のクランプ力にてワークを固定することができず、クランプ力を正確に管理又は制御することができないという問題もある。
【０００９】
特許文献１のワーク位置決め固着治具においては、ボルトを介してワークを固定するため、前記ボルト方式クランプ装置と同様の問題がある。しかも、ワークの上面の少なくとも一部をワーク位置決め固着装置のクランプ金具で押圧するため、ワークの上面の全面を機械加工するようなワークには適用することができない。
【００１０】
特許文献２のボールロック機構付きクランプ装置においては、ボールとプルボルトとの接触部分は、面接触ではなく、線接触（正しくは円弧接触）になるため、接触部分の面圧が極めて高くなることから、クランプ力を強化した場合にクランプの都度プルボルトやボール保持穴に圧痕が生じ、耐久性を高めることは到底困難である。しかも、ボールロック機構の場合、環状に配置する複数のボールを複数段に配置することはできないから、ボルト方式クランプ装置のようにクランプ力を強化することも難しい。
特許文献３のクランプ装置においても、複数のコレットがプルスタッドの頭部をクランプするため、特許文献２のボールロック機構付きクランプ装置と同様の問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、クランプ対象物を固定するクランプロッドを着脱可能なクランプ装置であって、クランプ力を強化可能で且つクランプ力を正確に管理又は制御可能にし、耐久性を高め得るクランプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、クランプロッドを上方から部分的に挿入可能なロッド挿入穴を有するクランプ本体と、前記ロッド挿入穴に着脱可能な縦向きのクランプロッドとを備え、前記クランプロッドをクランプ本体の方へ退入駆動してクランプ対象物を固定するクランプ装置において、前記クランプロッドはその軸心方向の複数個所に形成された複数の環状係合部を有し、前記クランプ本体は、前記ロッド挿入穴の一部を形成するように環状に配置され且つ平行移動によって縮径／拡径可能な複数のコレット部材であって、その軸心方向の複数個所に形成された複数の環状押圧部を有する複数のコレット部材と、前記複数のコレット部材とクランプロッドを退入方向へクランプ駆動する為のクランプ用アクチュエータと、前記クランプ用アクチュエータによるクランプ駆動の際に、複数のコレット部材が縮径して複数の環状押圧部が複数の環状係合部に上方から係合するように複数のコレット部材を案内すると共に、クランプ解除時に複数のコレット部材が上方移動する際に、複数のコレット部材が拡径して複数の環状押圧部が複数の環状係合部から離隔するように複数のコレット部材を案内する第１案内機構とを有することを特徴としている。
【００１３】
請求項１の発明では、環状に配置された複数のコレット部材が、平行移動によって縮径／拡径可能であり、その複数のコレット部材にその軸心方向の複数個所に、複数の環状押圧部を形成し、クランプ用アクチュエータによるクランプ駆動の際に、複数の環状押圧部をクランプロッドの軸心方向の複数個所に形成された複数の環状係合部に係合させる。それ故、複数の環状押圧部と複数の環状係合部との接触面積を著しく大きくすることができ、クランプ力を強化しつつも、クランプロッドの環状押圧部とコレット部材の環状係合部に作用する面圧を低く抑えることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各環状押圧部は、クランプロッドの軸心と直交又は略直交する下向きの環状の押圧面を有し、前記各環状係合部は、前記環状の押圧面に面接触して押圧される上向きの環状の係合面を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記クランプ用アクチュエータは流体圧シリンダで構成され、この流体圧シリンダは、環状ピストン部材と、この環状ピストン部材の上面側に流体圧を作用させる環状流体圧作動室を備え、クランプ解除の際、複数のコレット部材と前記流体圧シリンダの環状ピストン部材をクランプ解除位置へ復帰させる第１復帰機構を設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記流体圧シリンダは、その環状ピストン部材に摺動自在に外嵌され、前記環状流体圧作動室の流体圧を下面側に受圧する補助環状ピストンを有し、前記クランプ本体の本体ケースは、前記ロッド挿入穴の一部を形成する上壁部を有し、前記第１案内機構は、複数のコレット部材の上端側部分の外周面及び内周面に夫々形成された縮径用テーパ面及び拡径用テーパ面と、前記補助環状ピストンの上端部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ駆動時に前記縮径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を縮径させる縮径用テーパ案内面と、前記本体ケースの上壁部の下部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ解除時に前記拡径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を拡径させる拡径用テーパ案内面とを備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記クランプ本体の本体ケースは、前記ロッド挿入穴の一部を形成する上壁部と、複数のコレット部材の外周側の外周壁部を有し、前記第１案内機構は、複数のコレット部材の上端側部分の外周面及び内周面に夫々形成された縮径用テーパ面及び拡径用テーパ面と、前記外周壁部の内周部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ駆動時に前記縮径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を縮径させる縮径用テーパ案内面と、前記本体ケースの上壁部の下部に形成され且つ流体圧シリンダのクランプ解除時に前記拡径用テーパ面を案内して前記複数のコレット部材を拡径させる拡径用テーパ案内面とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項３〜５の何れか１つの発明において、前記複数のコレット部材は、前記流体圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、前記フランジ部の上面部と環状ピストン部材とに、複数のコレット部材の縮径／拡径を許容し且つ複数のコレット部材の鉛直軸心周りの回転を規制する回転規制機構を設けたことを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項３〜６の何れか１つの発明において、前記複数のコレット部材は、前記流体圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、複数のコレット部材のフランジ部の内周部に形成された下方程大径化するテーパ従動面と、このテーパ従動面に係合するテーパ係合面を有する環状係合部材と、この環状係合部材を上方へ弾性付勢する圧縮スプリングとを備えた第２案内機構を設けたことを特徴としている。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項３〜７の何れか１つの発明において、前記複数のコレット部材は、前記油圧シリンダの環状ピストン部材が上方から対向するように下端部分に形成されたフランジ部を有し、前記フランジ部の上面に形成され且つ上方程小径化するテーパ従動面と、このテーパ従動面に当接するように前記環状ピストン部材に形成されたテーパ押圧面とを備えた第３案内機構を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、環状に配置される複数のコレットの軸心方向の複数個所に複数の環状押圧部を設け、クランプロッドの軸心方向の複数個所に複数の環状係合部を設け、クランプ駆動時に、第１案内機構を介して、複数のコレット部材を平行移動により縮径させて、複数の環状押圧部を複数の環状係合部を上方から係合させるように構成したため、クランプ力を格段に強化することができるうえ、環状押圧部と環状係合部の接触部の面積を格段に大きくして面圧を低く維持することができ、クランプ装置の耐久性を高めることができ、クランプ用アクチュエータの駆動力を介してクランプ力を正確に管理または制御することができ、安定したクランプ力を発生させることができる。
【００２２】
クランプ解除時には、第１案内機構を介して、複数のコレット部材を平行移動により拡径させて、複数の環状押圧部を複数の環状係合部から離隔させるため、クランプロッドをロッド挿入穴から引き抜くことができる。そのため、ワークの穴にクランプロッドを挿通させた状態にしてクランプすることも可能である。
【００２３】
請求項２の発明によれば、各環状押圧部は、クランプロッドの軸心と直交又は略直交する下向きの環状の押圧面を有し、各環状係合部は、環状の押圧面に面接触して押圧される上向きの環状の係合面を有するため、クランプ用アクチュエータによるクランプ駆動の駆動力をクランプロッドに伝達する伝達効率を高め、クランプ装置の小型化を図ることができる。
請求項３の発明によれば、クランプ解除の際、第１復帰機構により流体圧シリンダの環状ピストン部材をクランプ解除位置へ復帰させることができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、第１案内機構は、複数のコレット部材の上端部分に形成された縮径用テーパ面と拡径用テーパ面と、補助環状ピストンの上端部に形成された縮径用テーパ案内面と、本体ケースの上壁部に形成された拡径用テーパ案内面とを有するため、クランプ駆動時に複数のコレット部材の下降に連動して複数のコレット部材を縮径させることができ、クランプ解除時に複数のコレット部材の上昇に連動して複数のコレット部材を拡径させることができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、本体ケースの外周壁部に縮径用テーパ案内面を形成したため補助環状ピストンを用いることなく、請求項４と同様の効果が得られる。
請求項６の発明によれば、複数のコレット部材のフランジ部と、環状ピストン部材間に、複数のコレット部材の縮径／拡径を許容し且つ鉛直軸心周りの回転を規制する回転規制機構を設けたため、複数のコレット部材の縮径／拡径の動作の安定性を高めることができる。例えば、複数のコレット部材が拡径状態のとき、隣接するコレット部材の隙間が無い状態になると、縮径の動作が不安定になる虞がある。
【００２６】
請求項７の発明によれば、複数のコレット部材のフランジ部に形成したテーパ従動面と、このテーパ従動面に係合するテーパ係合面を有する環状係合部材と、この環状係合部材を上方へ弾性付勢する圧縮スプリングとを備えた第２案内機構を設けたため、クランプ解除時に、第１案内機構により複数のコレット部材が拡径する動作を、第２案内機構によりアシストすることができる。
【００２７】
請求項８の発明によれば、複数のコレット部材のフランジ部の上面に形成され且つ上方程小径化するテーパ従動面と、このテーパ従動面に当接するように環状ピストン部材に形成されたテーパ押圧面とを備えた第３案内機構を設けたため、クランプ駆動時に、第１案内機構により複数のコレット部材が縮径する動作を、第３案内機構により強力にアシストすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係るクランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図である。
【図２】クランプロッドの正面図である。
【図３】４つのコレット部材の斜視図である。
【図４】４つのコレット部材の縦断面図である。
【図５】コレット部材を上方から見た平面図である。
【図６】クランプ装置（クランプ駆動途中状態）の縦断面図である。
【図７】クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【図８】実施例２に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図９】実施例３に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図１０】実施例４に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図１１】実施例５に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図１２】実施例６に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図１３】実施例７に係る４つのコレット部材の斜視図である。
【図１４】４つのコレット部材の平面図である。
【図１５】４つのコレット部材の縦断面図である。
【図１６】４つのコレット部材の底面図である。
【図１７】実施例７に係る縮径／拡径用アクチュエータの縦断面図である。
【図１８】従来技術に係るボルト方式クランプ装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施する為の最良の形態について実施例に基づいて説明する。
尚、以下の実施例において、図における上下方向を、クランプ装置の使用状態における上下方向として説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下、実施例１のクランプ装置について図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図６に示すように、このクランプ装置１は、基本的に、クランプロッド１０と、このクランプロッド１０を下方へクランプ駆動するクランプ本体３０とを備えている。このクランプ装置１は、通常ユーザー側が準備するワークパレット２に組み込んだ状態で使用に供される。ワークパレット２には、複数のクランプ装置１が所定間隔おきに配置され、複数のクランプ装置１の各々により、ワークＷ（クランプ対象物）がワークパレット２の載置面２ａ上に固定され、機械加工に供される。但し、クランプ装置１は、ワークパレット２を省略し、クランプ本体３０の上面を載置面とした形態で使用することもできる。
【００３１】
図示のワークＷは一例を示すものであり、このワークＷは、上端面に解放された凹部  ３ａと、この凹部３ａの下端中央部から下面まで貫通した貫通孔３ｂを有し、外周面は例えば円筒面をなし、このワークＷをクランプ装置１によりワークパレット２にクランプした状態において、ワークＷの上端面及び／又は外周面が機械加工される。
【００３２】
ワークパレット２には、鉛直な貫通孔４と、この貫通孔４の周囲の４つのボルト穴５が載置面２ａから内部の収容空間２ｂまで貫通状に形成されている。クランプ本体３０は、収容空間２ｂに収容され、ボルト穴５に挿通させた４本のボルト６によりワークパレット２に固定されている。
【００３３】
クランプロッド１０は、上端部分に形成され且つ凹部３ａ内に収容可能なヘッド部１１と、ヘッド部１１よりも小径で且つヘッド部１１の下端から下方に所定長さ延びるロッド部１２と、ロッド部１２の下端から下方へ延びる下端側の所定範囲部分（下端面から上方へ所定範囲）に形成された係合ロッド部１３とから一体的に形成されている。ヘッド部１１は円柱状であり、ロッド部１２と係合ロッド部１３は、共通の鉛直の軸心Ａを有し、ロッド部１２と係合ロッド部１３の水平断面は円形である。
【００３４】
ヘッド部１１は貫通孔３ｂよりも大径に形成され、ロッド部１２と係合ロッド部１３は、貫通孔３ｂ，４に挿入可能であり、ロッド部１２の下半部と、係合ロッド部１３は、クランプ本体３０のロッド挿入穴３１に着脱可能に挿入される。それ故、クランプ状態において、クランプロッド１０がクランプ本体３０の方へ引っ張り駆動（クランプ駆動）されたとき、ヘッド部１１の下端面は凹部３ａの底面を下方へ押圧する。このとき、ヘッド部１１の上端面はワークＷの上端面よりも下方に位置する。
【００３５】
図１〜図５に示すように、係合ロッド部１３には、軸心方向に等間隔の４個所に４つの環状係合部１４が形成されている。各環状係合部１４は、上方程大径化するテーパ面１４ａと、テーパ面１４ａの上端から上方へ円筒状（クランプロッド１０の軸心Ａと平行）に形成された外周面１４ｂと、外周面１４ｂの上端の位置且つ上端よりも小径側の位置にクランプロッド１０の軸心Ａに直交又は略直交するように形成された上向きの環状の係合面１４ｃとを有する。この係合面１４ｃの内周から上方へ延び且つテーパ面１４ａの最小径と等しい直径を有する円筒面１４ｄも形成されている。テーパ面１４ａの鉛直方向に対する傾斜角は約２０〜２５度である。クランプロッド１０の軸心Ａから外周面１４ｂまでの半径は、ロッド部１２の半径と等しく設定されている。尚、ロッド部１２の下端部には、テーパ面１４ａと同様のテーパ面１４ｅが形成されている。
【００３６】
尚、クランプロッド１０は、ヘッド部１１の下端面でワークＷを押圧する構造のものを例にして説明したが、ヘッド部１１に雄ネジ部を形成し、その雄ネジ部をワークＷに形成した雌ネジ部に締結するように構成したクランプロッド１０であってもよい。
【００３７】
クランプ装置１のクランプ本体３０は、本体ケース３２と、油圧シリンダ３３（クランプ用アクチュエータに相当する）と、４つのコレット部材３４と、第１案内機構３５と、第１復帰機構３６と、第２復帰機構３７と、回動規制機構３８等を備えている。
【００３８】
次に、本体ケース３２について説明する。
本体ケース３２は、その上端部分を形成する上壁部材４０と、筒状のシリンダ部材４１と、シリンダ部材４１の下端部を塞ぐ閉塞部材４２と、シリンダ部材４１の下端部のネジ孔に螺合されて閉塞部材４２を固定するリング部材４３とを有する。上壁部材４０は、その中央部分の下端から下方へ延びる筒壁部４４と、貫通孔４の下方に連なるように上壁部材４０に形成されたロッド挿入穴３１の上部である上部ロッド挿入穴３１ａと、複数のボルト穴４６などを有する。複数のボルト穴４６に挿入した複数のボルト４７をシリンダ部材４１の複数のボルト穴４８に螺合することにより、上壁部材４０がシリンダ部材４１に固定されている。
【００３９】
筒壁部４４の下端部の外周部には、クランプ解除時に４つのコレット部材３４を拡径させるための上方程大径化する拡径用テーパ案内面４５が形成されている。上部ロッド挿入穴３１ａの上端近傍部には、クランプロッド１０の外周に摺接可能な環状のダストシール４９が装着されている。
【００４０】
シリンダ部材４１の上部（全長の約２／５部分）の内部には、補助環状ピストン部材５５を上下動自在に案内する第１シリンダ孔５１が形成され、シリンダ部材４１の下部（全長の約３／５部分）の内部には、第１シリンダ孔５１よりも大径の第２シリンダ孔５２であって環状ピストン部材５３のピストン部５３ａが油密摺動自在に装着された第２シリンダ孔５２が形成されている。ワークパレット２とシリンダ部材４１には、環状油圧作動室５４に油圧を供給／排出可能な油路５４ａ，５４ｂが形成されている。尚、上壁部材４０にはシール部材７ａが装着され、シリンダ部材４１にはシール部材７ｂ〜７ｆが装着され、環状ピストン部材５３にはシール部材８ａが装着され、補助環状ピストン部材５５にはシール部材８ｂが装着されている。
【００４１】
次に、油圧シリンダ３３について説明する。
油圧シリンダ３３（流体圧シリンダに相当する）は、４つのコレット部材３４とクランプロッド１０とを退入方向（下方）へクランプ駆動するものであり、本体ケース３２内に設けられている。油圧シリンダ３３は、環状ピストン部材５３と、この環状ピストン部材５３の上面側に油圧を作用させる環状油圧作動室５４（環状流体圧作動室に相当する）と、環状ピストン部材５３の上側に配置されて環状油圧作動室５４の油圧を下面側に受圧する補助環状ピストン部材５５とを有する。環状油圧作動室５４は、本体ケース３０のシリンダ部材４１と、環状ピストン部材５３と、補助環状ピストン部材５５とで形成されている。環状油圧作動室５４には、外部の油圧供給源から油路５４ａ，５４ｂを介して油圧が供給される。
【００４２】
環状ピストン部材５３は、ピストン部５３ａと、このピストン部５３ａから上方へ延びる筒状部５３ｂとを有し、４つのコレット部材３４の大部分が環状ピストン部材５３の内部に収容されている。補助環状ピストン部材５５は、ピストン部５５ａと、このピストン部５５ａから上方へ延びる筒状部５５ｂと、この筒状部５５ｂの上端部に形成され且つ筒状部５３ｂに上方から対向する環状部５５ｃとを有し、ピストン部５５ａと筒状部５５ｂが筒状部５３ｂに油密摺動自在に外嵌されている。環状部５５ｃの内周部には、上方程大径化する縮径用テーパ案内面５６が形成されている。ピストン部５５ａの外径はピストン部５３ａの外径よりも小さく、環状ピストン部材５３の受圧面積は、補助環状ピストン部材５５の受圧面積の約２〜３倍の大きさに設定されている。
【００４３】
次に、４つのコレット部材３４について説明する。
４つのコレット部材３４は、クランプ駆動時には平行移動により縮径してクランプロッド１０に係合し、クランプ力をクランプロッド１０に伝達し、クランプ解除時に平行移動により拡径してクランプロッド１０から離隔し、クランプロッド１０を上方へ引き抜き可能にするものである。
【００４４】
４つのコレット部材３４は、本体ケース３２内に環状に配置されて、ロッド挿入穴３１の一部であるコレット内ロッド挿入穴３１ｂを形成し、平行移動によりクランプロッド１０に係合する縮径位置とクランプロッド１０から離隔した拡径位置と切換え可能である。４つのコレット部材３４は、環状に一体形成した環状コレット体を周方向に４等分割した構造のものである。
【００４５】
４つのコレット部材３４は、その上端側部分に形成された上方程大径化したテーパ壁部５７と、このテーパ壁部５７の下端から下方へ延びる筒状部５８と、この筒状部５８の下端部分に一体形成されたフランジ部５９であって、油圧シリンダ３３の環状ピストン部材５３が上方から対向するように形成されたフランジ部５９とを備えている。
【００４６】
４つのコレット部材３４の筒状部５８の軸心方向に等間隔の４個所には４つの環状押圧部６４であって、クランプロッド１０の４つの環状係合部１４に上方から夫々面接触して押圧可能な４つの環状押圧部６４が形成されている。各環状押圧部６４は、下方程大径化するテーパ面６４ａと、テーパ面６４ａの下端から下方へ延びるようにクランプロッド１０の軸心Ａと平行に形成された外周面６４ｂと、外周面６４ｂの下端の位置（下端よりも小径側の位置）にクランプロッド１０の軸心Ａと直交又は略直交するように形成された下向きの環状の押圧面６４ｃとを有する。この押圧面６４ｃの内周から下方へ延び且つテーパ面６４ａの最小径と等しい直径を有する円筒面６４ｄも形成されている。尚、筒状部５８の下端部にもテーパ面６４ａと同様のテーパ面６４ｅが形成されている。
【００４７】
４つのコレット部材３４のテーパ壁部５７（上端側部分）の外周には、上方程大径化する縮径用テーパ面６６であって、補助環状ピストン部材５５の縮径用テーパ案内面５６に摺動可能な縮径用テーパ面６６と、この縮径用テーパ面６６の上端から上方へ延びる円筒面６７が形成されている。上記テーパ壁部５７（上端側部分）の内周には、上壁部４４の拡径用テーパ案内面４５に摺動可能な拡径用テーパ面６８が形成されている。
【００４８】
次に、第１案内機構３５について説明する。
第１案内機構３５は、クランプ駆動時に４つのコレット部材３４を平行移動させて縮径状態に切換え、クランプ解除時に４つのコレット部材３４を平行移動させて拡径状態に切換えるものである。第１案内機構３５は、油圧シリンダ３３によるクランプ駆動の際に、４つのコレット部材３４が縮径して４つの環状押圧部６４が４つの環状係合部１４に上方から係合するように４つのコレット部材３４を案内すると共に、クランプ解除時に４つのコレット部材３４が上方移動する際に、４つのコレット部材３４が拡径して４つの環状押圧部６４が４つの環状係合部１４から離隔するように４つのコレット部材３４を案内するように構成されている。
【００４９】
本実施例では、第１案内機構３５は、４つのコレット部材３４に形成された前記の縮径用テーパ面６６及び拡径用テーパ面６８と、補助環状ピストン部材５５の環状部５５ｃの縮径用テーパ案内面５６と、上壁部材４０の筒壁部４４の拡径用テーパ案内面４５とで構成されている。尚、図１に示す断面図において、上記の４つの面６６，６８，５６，４５は平行である。
【００５０】
次に、第１復帰機構３６について説明する。
第１復帰機構３６は、クランプ解除の際、４つのコレット部材３４と油圧シリンダ３３の環状ピストン部材５３を上方へクランプ解除位置へ復帰させるものであり、次のように構成されている。環状ピストン部材５３のピストン部５３ａの内側には、４つのコレット部材３４のフランジ部５９を収容する第１収容穴６０と、この第１収容穴６０の下端に連なる第２収容穴６１とが形成されている。第２収容穴６１は第１収容穴６０よりも僅かに大径であり、第２収容穴６１には中心穴７０を有する環状の環状板７１が装着されている。環状板７１は第２収容穴６１の上端の段部６１ａで受け止められ、４つのコレット部材３４のフランジ部５９が半径方向へ移動するのを許容している。
【００５１】
前記第２シリンダ孔５２内において、環状板７１と閉塞部材４２の間には、外部の加圧エア供給源からエア通路７２ａ，７２ｂを介して加圧エアが導入されるスプリング収容室７２が形成され、このスプリング収容室７２に第１圧縮コイルバネ７３と、この第１圧縮コイルバネ７３の外側を囲む第２圧縮コイルバネ７４とが装着され、第１，第２圧縮コイルバネ７３，７４により環状板７１を介して環状ピストン部材５３と４つのコレット部材３４とが上方（クランプ解除方向）へ弾性付勢されている。
【００５２】
次に、第２復帰機構構３７について説明する。
第２復帰機構構３７は、クランプ解除の際、クランプロッド１０をクランプ解除位置へ復帰させるものであり、次のように構成されている。閉塞部材４２の中心側部分には上側へ突出するボス部４２ａが形成され、このボス部４２ａの上壁には貫通孔７５が形成されている。クランプロッド１０を復帰させる為のロッド支持部材７６が設けられ、ロッド支持部材７６の上半部は厚肉の管状に構成され、下半部は薄肉の管状に形成され、その下半部内にバネ受け穴７７が形成されている。
【００５３】
ロッド支持部材７６の上端面がクランプロッド１０の下端に当接し、ロッド支持部材７６の下部が貫通孔７５に挿入されている。ロッド支持部材７６の下端部には、ボス部４２ａの上壁で係止されるフランジ７６ａが形成され、ボス部４２ａの内部空間とバネ受け穴７７には、ロッド支持部材７６とクランプロッド１０を上方へ弾性付勢する圧縮コイルバネ７８が装着され、圧縮コイルバネ７８の下端は穴付きのバネ受け具７９で支持され、バネ受け具７９はストップリング８０で支持されている。
【００５４】
次に、回動規制機構３８について説明する。
回動規制機構３８は、４つのコレット部材３４のフランジ部５９の上面部と環状ピストン部材５３とに設けられている。この回動規制機構３８は、４つのコレット部材３４の縮径／拡径を許容し且つ４つのコレット部材３４の軸心周りの回転を規制するものであり、次のように構成されている。各コレット部材３４のフランジ部５９の上面の周方向中央部には、半径方向向きの規制溝８１が形成され、環状ピストン部材５３のピストン部５３ａの水平壁部には、４つの規制溝８１の各々に対向する２つの半球凹部８２が形成され、これら各組の半球凹部８２に２つの鋼球８３が回転可能に装着され、２つの鋼球８３は対応する規制溝８１に回転可能に係合されている。
【００５５】
次に、エアブロー機構について説明する。
クランプ解除状態においてクランプロッド１０を引き抜いた状態のとき、エア通路７２ａ，７２ｂから加圧エアを供給し、スプリング収容室７２、環状板７１の中心穴７０、コレット内ロッド挿入穴３１ｂ、上部ロッド挿入穴３１ａ、貫通穴４の順に加圧エアを噴出させることにより、それらの内部をクリーニングし、切粉等の異物が付着するのを防止する。油圧シリンダ３３の油圧を抜いてクランプ解除する際にも、上記と同様にエアブローを行って、切粉の侵入を防止する。
【００５６】
次に、以上説明したクランプ装置１の作用、効果について説明する。
このクランプ装置１は、図１に示すクランプ解除状態と、図６に示す４つのコレット部材３４が縮径したクランプ駆動途中状態と、図７に示すクランプ状態とにわたって作動する。
【００５７】
図１に示すように、油圧シリンダ３３の環状油圧作動室５４に油圧（正しくは、加圧油）を供給しない状態では、環状ピストン部材５３と、補助環状ピストン部材５５と、４つコレット部材３４が図示のような上限位置に保持される。この状態においては、４つのコレット部材３４が拡径状態を保持し、４つのコレット部材３４の内側のコレット内ロッド挿入孔３１ｂの内径は、クランプロッド１０の外径よりも大きいため、クランプロッド１０をクランプ本体３０に対して着脱可能である。この状態でワークＷをセットする際には、クランプロッド１０を上方へ抜き取り、ワークＷをセットしてから、クランプロッド１０を貫通孔３ｂ，４と、ロッド挿入穴３１に挿入して図１の状態にする。
【００５８】
図１の状態において、４つのコレット部材３４の縮径用テーパ面６６が縮径用テーパ案内面５６に平行に近接しており、拡径用テーパ面６８が拡径用テーパ案内面４５に平行に近接している。そして、クランプロッド１０は第２復帰機構３７により図示のような上限位置に保持されており、クランプロッド１０のヘッド部１１の下端から凹部３ａの底面までの距離は、ロッド支持部材７６のフランジ部７６ａとバネ受け具７９間の距離よりも小さい。
【００５９】
次に、図６に示すように、油圧シリンダ３３の環状油圧作動室５４に油圧を供給すると、最初は補助環状ピストン部材５５が油圧により上方へ付勢されるため上限位置を保持したまま、環状ピストン部材５３が下降するため、４つのコレット部材３４は、その縮径用テーパ面６６が縮径用テーパ案内面５６で案内されて縮径側へ平行移動し、環状ピストン部材５３と一体的に下降する。このとき、４つのコレット部材３４はその軸心をクランプロッド１０の軸心Ａにほぼ一致させた状態で平行移動により縮径する。
【００６０】
その結果、図示のように、４つのコレット部材３４の４つの環状押圧部６４がクランプロッド１０の４つの環状係合部１４に上方から係合し、各環状押圧面６４ｃが対応する環状係合面１４ｃに面接触状態になる。尚、テーパ面１４ａ，６４ａの鉛直方向に対する傾斜角は、テーパ面６６，６８の傾斜角とほぼ等しく設定されている。尚、図６のクランプ途中状態では、クランプロッド１０のヘッド部１１が未だワークＷを押圧していない。
【００６１】
上記のように、４つのコレット部材３４が縮径状態になると、図７に示すように、環状ピストン部材５３と補助環状ピストン部材５５と４つのコレット部材３４が一体的に下方へクランプ駆動されて、ヘッド部１１がワークＷを強力に押圧したクランプ状態になる。  クランプ解除する際には、環状油圧作動室５４の油圧を抜くと、第１，第２復帰機構３６，３７の復帰力により、環状ピストン部材５３と補助環状ピストン部材５５と４つのコレット部材３４が一体的に上方へクランプ解除駆動されて図６の状態になる。
【００６２】
環状ピストン部材５３と補助環状ピストン部材５５と４つのコレット部材３４が更に上昇すると、４つのコレット部材３４の拡径用テーパ面６８が拡径用テーパ案内面４５で案内されるため、４つのコレット部材３４が上方へ移動しながら平行移動により拡径して図１の状態になる。このとき、４つのコレット部材３４は、その軸心をクランプロッド１０の軸心Ａとほぼ一致させた状態で平行移動する。
【００６３】
このクランプ装置１によれば、次の効果が得られる。
クランプ駆動時に、第１案内機構３５を介して、４つのコレット部材３４を平行移動により縮径させて、４つの環状押圧部６４を４つの環状係合部１４に上方から係合させるように構成したため、クランプ力を格段に強化しつつ、環状押圧部６４と環状係合部１４の接触部の面積を大きくして面圧を低く維持することができ、クランプ装置１の耐久性を高めることができ、油圧シリンダ３３に供給する油圧の圧力を介して、クランプ力の大きさを適宜設定し、クランプ力を正確に管理または制御することができ、安定したクランプ力を発生させることができる。例えば、ワークＷを使用状態における荷重条件と同じ荷重条件で押圧した状態にして、機械加工することもできる。  
【００６４】
各環状押圧部６４は、クランプロッド１０の軸心Ａと直交又は略直交する下向きの環状の押圧面６４ｃを有し、各環状係合部１４は、環状の押圧面６４ｃに面接触して押圧される上向きの環状の係合面１４ｃを有するため、油圧シリンダ３３によるクランプ駆動の駆動力をクランプロッド１０に伝達する伝達効率を高め、クランプ装置１の小型化を図ることができる。
【００６５】
クランプ解除時には、第１案内機構３５を介して、４つのコレット部材３４を平行移動により拡径させて、４つの環状押圧部６４を４つの環状係合部１４から離隔させるため、クランプロッド１０をロッド挿入穴３１から引き抜くことができる。そのため、ワークＷの貫通穴３ｂにクランプロッド１０を挿通させた状態でクランプすることも可能である。
【００６６】
第１案内機構３５は、４つのコレット部材３４に形成した縮径用テーパ面６６及び拡径用テーパ面６８と、補助環状ピストン部材５５に形成した縮径用テーパ案内面５６と、本体ケース３２の筒壁部４４に形成した拡径用テーパ案内面４５とを有するため、クランプ駆動時に４つのコレット部材３４の下降に連動して４つのコレット部材３４を縮径させることができ、クランプ解除時に４つのコレット部材３４の上昇に連動して４つのコレット部材３４を拡径させることができる。そのため、油圧シリンダ３３以外に、４つのコレット部材３４の縮径／拡径の為の専用のアクチュエータを設ける必要がないから有利である。
【００６７】
図３に示すように、拡径状態のとき、コレット部材３４同士間には隙間３４ａがあり、縮径状態のときその隙間３４ａが微小になるように構成されている。回動規制機構３８を設け、４つのコレット部材３４の縮径／拡径を許容し且つ４つのコレット部材３４の鉛直軸心周りの回転を規制するため、コレット部材３４同士間の４つの隙間３４ａが均等に維持され、縮径動作と拡径動作の安定性が損なわれることがない。
【実施例２】
【００６８】
次に、実施例２のクランプ装置１Ａについて図８に基づいて説明する。
このクランプ装置１Ａは、前記油圧シリンダ３３の代わりに複動型の油圧シリンダ３３Ａが採用されている。実施例１と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、図８においては、図の左半部分はクランプ解除状態を示し、図の右半部分はクランプ駆動途中状態を示している。
【００６９】
油圧シリンダ３３Ａは、環状ピストン部材５３の上側の環状油圧作動室５４と、環状ピストン部材５３の下側の油圧作動室７２Ａとを有し、４つのコレット部材３４のフランジ部５９を支持する環状板７１Ａがストップリング８６により抜け止めされ、環状板７１Ａの外周部には油密にシールするシール部材８７が装着され、環状板７１Ａの中心穴７０Ａにロッド支持部材７６が油密に摺動自在に挿入され、中心穴７０Ａの内周部にシール部材８８が装着されている。第１復帰機構３６Ａが油圧作動室７２Ａと環状板７１Ａ等で構成されている。
【００７０】
閉塞部材４２Ａは厚肉に形成され、その上壁部にはロッド支持部材７６との間をシールするシール部材８９が装着されている。そして、上記の油圧作動室７２Ａに外部の油圧供給源から油圧を供給する油路７２ｃ，７２ｄが設けられている。このクランプ装置１Ａの作用、効果は実施例１のクランプ装置１とほぼ同様である。但し、油圧作動室７２Ａに供給する油圧により環状ピストン部材５３と４つのコレット部材３４を上方へ復帰駆動するため、復帰力を強化することができる。尚、上記の油圧作動室７２Ａの代わりにエア作動室を設け、そこに加圧エアを供給するように構成してもよい。
エアブロー機構として、バネ収容穴９０の下端部に加圧エアを供給すると、加圧エアはロッド支持部材７６内の通路７６ａを通って４つのコレット部材３４内へ流れる。
【実施例３】
【００７１】
次に、実施例３のクランプ装置１Ｂについて図９に基づいて説明する。
このクランプ装置１Ｂは、実施例２のクランプ装置１Ａの一部を変更したものであるので、実施例２と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、図９においては、図の左半部分はクランプ解除状態を示し、図の右半部分はクランプ駆動途中状態を示している。
【００７２】
油圧シリンダ３３Ａの環状油圧作動室５４Ｂに圧縮コイルバネ９１が装着され、この圧縮コイルバネ９１により環状ピストン部材５３Ｂが下方へ弾性付勢され、補助環状ピストン部材５５Ｂが上方へ弾性付勢されている。クランプ駆動力の一部を環状油圧作動室５４Ｂの油圧で発生させ、クランプ駆動力の一部を圧縮コイルバネ９１で発生させるように構成してある。このクランプ装置１Ｂにおいては、環状油圧作動室５４Ｂの油圧が油のリーク等で低下した場合にも、圧縮コイルバネ９１の弾性力に応じたクランプ駆動力を維持することができる。
【実施例４】
【００７３】
次に、実施例４のクランプ装置１Ｃについて図１０に基づいて説明する。
このクランプ装置１Ｃは、前記クランプ装置１の油圧シリンダ３３の補助環状ピストン部材５５を省略し、補助環状ピストン部材５５に形成した縮径用テーパ案内面５６の代わりの縮径用テーパ案内面５６Ｃを、本体ケース３２Ｃの外周壁部４１ａに形成した。実施例１と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、図１０においては、図の左半部分はクランプ解除状態を示し、図の右半部分はクランプ駆動途中状態を示している。
【００７４】
前記４つのコレット部材３４Ｃの外周側に位置する前記シリンダ部材４１Ｃの外周壁部４１ａが前記補助環状ピストン部材５５が占めていた領域まで拡張され、外周壁部４１ａに縮径用テーパ案内面５６Ｃが形成されている。それ故、第１案内機構３５Ｃは、４つのコレット部材３４Ｃのテーパ壁部５７Ｃの外周面及び内周面に形成された縮径用テーパ面６６及び拡径用テーパ面６８と、上記の縮径用テーパ案内面５６Ｃと、上壁部材４０の上壁部４４に形成された拡径用テーパ案内面４５とで構成されている。４つのコレット部材３４Ｃのテーパ壁部５７Ｃの外径が縮小され、拡径用テーパ面６８の上端に連なる外周円筒面６７Ｃが形成されている。補助環状ピストン部材５５を省略した分だけ、クランプ装置１Ｃの構造が簡単になった。
【実施例５】
【００７５】
次に、実施例５のクランプ装置１Ｄについて図１１に基づいて説明する。
このクランプ装置１Ｄは、実施例４のクランプ装置１Ｃの一部を変更したものであるので、実施例４と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、図１１においては、図の左半部分はクランプ解除状態を示し、図の右半部分はクランプ駆動途中状態を示している。
【００７６】
このクランプ装置１Ｄには、クランプ解除時に、４つのコレット部材３４Ｄの拡径をアシストする第２案内機構９４が設けられている。この第２案内機構９４は、４つのコレット部材３４Ｄのフランジ部５９Ｄの内周部に形成された下方程大径化するテーパ従動面９５と、このテーパ従動面９５に係合するテーパ係合面９６を有する環状係合部材９７と、この環状係合部材９７を上方へ弾性付勢する圧縮スプリング９８とを備えている。
第２案内機構９４を設けたので、クランプ解除時に、第１案内機構３５Ｃで４つのコレット部材３４Ｄを拡径させる拡径動作を効果的にアシストし、４つのコレット部材３４Ｄの下部の拡径動作を安定させることができる。
【実施例６】
【００７７】
次に、実施例６のクランプ装置１Ｅについて図１２に基づいて説明する。
このクランプ装置１Ｅは、実施例５のクランプ装置１Ｄの一部を変更したものであるので、実施例５と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、図１２においては、図の左半部分はクランプ解除状態を示し、図の右半部分はクランプ駆動途中状態を示している。
【００７８】
このクランプ装置１Ｅにおいては、クランプ駆動時に、４つのコレット部材３４Ｅの下部のフランジ部５９Ｅの縮径動作をアシストする第３案内機構１００を設けた。
第３案内機構１００は、フランジ部５９Ｅの上面に形成され且つ上方程小径化するテーパ従動面１０１と、このテーパ従動面１０１に当接するように環状ピストン部材５３Ｅに形成されたテーパ押圧面１０２とを備えている。クランプ駆動時に、環状ピストン部材５３Ｅのテーパ押圧面１０２からフランジ部５９Ｅのテーパ従動面１０１に下方に駆動する力だけでなくクランプロッド１０の軸心Ａの方へ押圧する力が作用するため、４つのコレット部材３４Ｅのフランジ部５９Ｅの縮径動作をアシストし、縮径動作を安定させることができる。尚、クランプ装置１の回動規制機構３８と同様の回動規制機構３８Ｅも設けられている。
【実施例７】
【００７９】
次に、実施例７に係る４つのコレット部材と回動規制機構について説明する。
図１３〜図１６に示すように、各コレット部材３４Ｆのフランジ部５９Ｆの上面には、複数の鋼球８２の下半部を収容可能な下側矩形凹部１０３が形成され、環状ピストン部材には、前記２つの凹部８２の代わりに、複数の鋼球８２の上半部を収容可能な上側矩形凹部（図示略）が形成され、４つのコレット部材３４Ｆの各々における下側矩形凹部１０３と上側矩形凹部に複数の鋼球８２が収容される。
【００８０】
更に、各コレット部材３４Ｆのフランジ部５９Ｆの下面には、複数の鋼球８２の上半部を収容可能な上側矩形凹部１０４が形成され、環状板には複数の鋼球８２の下半部を収容可能な下側矩形凹部（図示略）が形成され、４つのコレット部材３４Ｆの各々における上側矩形凹部１０４と下側矩形凹部に複数の鋼球８２が収容される。以上の構成により、４つのコレット部材３４Ｆの円滑な縮径／拡径を可能にしながら、クランプロッドの軸心周りの回動が規制される。
【実施例８】
【００８１】
次に、実施例８に係る縮径／拡径用アクチュエータについて、図１０、図１７に基づいて説明する。例えば、実施例４のクランプ装置１Ｃにおいて、環状ピストン部材５３の筒状部５３ｂを省略し、その省略によるスペースとその外側に拡張した拡張スペースに、図１７に示す縮径／拡径用アクチュエータ１１０（これが、第１案内機構に相当する）を４つのコレット部材３４Ｃと一体的に昇降するように装着する。このクランプ装置１Ｃでは、テーパ面６６，６８、テーパ案内面５６Ｃ，４５を省略可能であるが、それらを省略することなく併用してもよい。
【００８２】
この縮径／拡径用アクチュエータ１１０は、水平断面Ｃ形の拡径用板バネ部材１１１と、この板バネ部材１１１の外周側に設けた弾性のある合成樹脂製の環状チューブ１１２であって、油圧を充填することで拡径用板バネ部材１１１を縮径可能な環状チューブ１１２と、環状チューブ１１２の外周面に固定された環状低摩擦部材１１３と、環状チューブ１１２内の油室１１２ａに外部の油圧供給源から油圧を供給・排出可能な油圧供給手段（図示略）を有する。この縮径／拡径用アクチュエータ１１０は、４つのコレット部材３４Ｃの筒状部５８に外嵌状態に装着され、拡径用板バネ部材１１１が筒状部５８に接触した状態になる。
【００８３】
前記環状チューブ１１２の内周面の中段部が板バネ部材１１１に固着され、環状チューブ１１２の外周面の中段部が環状低摩擦部材１１３に固着されている。また、各コレット部材３４Ｃに対応するように、板バネ部材１１１には複数の周方向に細長い長穴１１１ａが形成され、各長穴１１１ａに外側から挿通させた頭部付きのボルト１１１ｂが板バネ部材１１１に螺合にて固着されている。それ故、板バネ部材１１１の拡径動作により４つのコレット部材３４Ｃを拡径させることができる。
【００８４】
クランプ駆動する際、油圧シリンダ３３に油圧を供給し且つ油圧供給手段により環状チューブ１１２内の油室１１２ａに油圧を充填することにより、拡径用板バネ部材１１１と４つのコレット部材３４Ｃを下降させつつ平行移動により縮径させ、クランプ状態にする。クランプ解除の際に、油圧シリンダ３３の油圧と環状チューブ１１２の油圧を抜くと、拡径用板バネ部材１１１の弾性力で４つのコレット部材３４Ｃが上昇しながら平行移動により拡径し、クランプ解除状態になる。この縮径／拡径用アクチュエータ１１０は４つのコレット部材３４Ｃの筒状部５８に外嵌状態に装着され、筒状部５８を縮径側へ駆動するため、縮径動作を安定させることができる。同様に、板バネ部材１１１により筒状部５８を拡径側へ駆動するため、拡径動作を安定させることができる。
【００８５】
前記実施例１〜７を部分的に変更する例について説明する。
１］周方向に４等分割した４つのコレット部材３４の代わりに、周方向に３〜６等分割した３〜６のコレット部材を採用してもよい。
【００８６】
２］環状係合部１４の数、環状押圧部６４の数は、４に限定されず、適宜の複数の環状係合部１４や、環状押圧部６４を設けてもよい。環状係合部１４の形状も図示のものに限定されず、付加される荷重に耐える環状係合面１４ｃを有する環状係合部１４であればよく、同様に、環状押圧部６４の形状も図示のものに限定されず、付加される荷重に耐える環状係合面６４ｃを有する環状係合部６４であればよい。
【００８７】
３］前記クランプ用アクチュエータとして、油圧シリンダの代わりにエアシリンダを採用してもよく、電動モータ、電動リニアアクチュエータ等を採用することもできる。
４］クランプロッド１０は、ワークＷに応じて、長さの異なるクランプロッドが採用される。また、クランプロッド１０からワークＷに荷重を伝達する構造は、種々の構造を採用可能である。
５］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそれらをも包含するものである。
【符号の説明】
【００８８】
Ｗ                    ワーク（クランプ対象物）
１，１Ａ〜１Ｅ        クランプ装置
１０                  クランプロッド
１４                  環状係合部
１４ｃ                係合面
３０                  クランプ本体
３２                  本体ケース
３３，３３Ａ            油圧シリンダ
３４，３４Ｃ〜３４Ｆ    コレット部材
３５                    第１案内機構
３６，３６Ａ            第１復帰機構
３７                    第２復帰機構
３８，３８Ｅ            回動規制機構
４０                    上壁部材
４１ａ                  外周壁部
４４                    筒壁部
４５                    拡径用テーパ案内面
５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｅ    環状ピストン部材
５４，５４Ｂ            環状油圧作動室
５５，５５Ｂ            補助環状ピストン部材
５６，５６Ｃ            縮径用テーパ案内面
５７                    テーパ壁部（上端側部分）
５９，５９Ｄ〜５９Ｆ    フランジ部
６４                    環状押圧部
６４ｃ                  押圧面
６６                    縮径用テーパ面
６８                    拡径用テーパ面
９４                    第２案内機構
９５                    テーパ従動面
９７                    環状係合部材
９８                    圧縮スプリング
１００                  第３案内機構
１０１                  テーパ従動面
１０２                  テーパ押圧面
１１０                  縮径／拡径用アクチュエータ
【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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