(57)【要約】      （修正有）【課題】クランプ装置において、ピストン部材の検出対象の位置を自由に設定変更可能な流体圧シリンダを提供する。【解決手段】ピストン部材12に流体圧作動室13aに連通状に形成したロッド挿入穴31と、ヘッド側端壁部材15に設けられてロッド挿入穴に挿入可能な補助ロッド32と、補助ロッドに軸心方向に貫通状に形成されたロッド装着孔34と、ロッド装着孔34に装着されヘッド側端壁側の一端部分がロッド装着孔34から外部へ突出した可動ロッド35と、ピストン部12aの下端が第１領域に位置した状態では可動ロッドの移動を禁止すると共に、ピストン部の下端が第２領域に位置した状態では可動ロッドの移動を許容して、ロッド挿入穴の流体圧により可動ロッドをロッド装着孔から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させる移動規制機構36と、可動ロッドの移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチ37とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔を形成したシリンダ本体と、シリンダ孔にその軸心方向に可動に装着されたピストン部と出力ロッドとを有するピストン部材と、シリンダ孔内のピストン部とシリンダ本体のヘッド側端壁間に形成された少なくとも１つの流体圧作動室とを備えた流体圧シリンダにおいて、
前記ピストン部と出力ロッドの一部に前記流体圧作動室に連通状に形成されたロッド挿入穴と、
前記ヘッド側端壁にシリンダ孔内に突出するように設けられ且つ前記ロッド挿入穴に挿入可能な補助ロッドと、
前記ヘッド側端壁と補助ロッドに軸心方向に貫通状に形成されたロッド装着孔と、
前記ロッド装着孔に装着され且つ前記ヘッド側端壁側の一端部分が前記ロッド装着孔から外部へ突出した可動ロッドと、
前記ピストン部の下端がシリンダ孔内の第１領域に位置した状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を禁止すると共に、前記ピストン部の下端がシリンダ孔内の第２領域に位置した状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を許容して、前記ロッド挿入穴の流体圧により可動ロッドを前記ロッド装着孔から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させる移動規制機構と、
前記可動ロッドの移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチと、
を備えたことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
前記移動規制機構は、
前記可動ロッドの先端部分に他部分よりも大径に形成された大径部と、
前記大径部の外周部に装着されたシール部材と、
前記ロッド装着孔の一部に前記大径部が軸心方向へ可動に形成された大径孔部と、
前記可動ロッドの大径部に形成された環状凹部と、
前記補助ロッドのうち大径孔部の外周側の筒壁に形成された複数の球体保持穴と、
前記複数の球体保持穴に夫々径方向に可動に保持されて前記環状凹部に部分的に係合可能な複数の球体と、
前記ロッド挿入穴に形成された小径穴と大径穴であって、ピストン部の下端が第１領域にあるときに複数の球体を環状凹部に部分的に係合させる小径穴と、ピストン部の下端が第２領域にあるときに複数の球体を環状凹部から脱出可能にする大径穴とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
【請求項３】
前記ヘッド側端壁のうち前記ロッド装着孔の一部を形成する装着孔形成壁部と前記補助ロッドとを一体の補助ロッド部材で構成し、この補助ロッド部材を長さの異なる補助ロッド部材と交換可能にする為に補助ロッド部材を前記シリンダ本体に着脱可能に固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項４】
前記補助ロッド部材の外周部の一部に形成した雄ネジ部と、
前記ヘッド側端壁に形成され且つ前記補助ロッド部材が螺合されたネジ穴と、
前記ヘッド側端壁の外側において補助ロッド部材に螺合されたロックナットと、
前記ヘッド側端壁とロックナットの間において補助ロッド部材に外嵌されたシールワッシャとを備えたことを特徴とする請求項３に記載の流体圧シリンダ。
【請求項５】
前記ピストン部材の前記小径穴を形成する小径穴形成部材と、
前記ピストン部材に形成され且つ前記小径穴形成部材が軸心方向へ摺動自在に装着される摺動穴であって前記大径穴と同径の摺動穴と、
前記摺動穴よりも先端側において前記出力ロッドに形成されたネジ孔と、
前記小径穴形成部材に一体形成されて前記ネジ孔に螺合されたネジ軸と、
前記ネジ軸の先端部に形成された工具係合穴とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項６】
前記大径孔部に連通するように補助ロッドに形成されたバネ装着穴と、
前記大径孔部の一部とバネ装着穴に装着されて前記可動ロッドを前記ロッド挿入穴の奥端の方へ付勢する圧縮スプリングとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項７】
前記ピストン部の下端が第２領域にあるとき、前記ピストン部がロッド側端壁に当接又は接近することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項８】
前記ピストン部の下端が第２領域にあるとき、前記ピストン部がシリンダ孔の長さ方向の途中部に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかの流体圧シリンダを組み込んだことを特徴とする流体圧駆動型クランプ装置。
【請求項１０】
シリンダ孔を形成したシリンダ本体と、シリンダ孔にその軸心方向に可動に装着されたピストン部と出力ロッドとを有するピストン部材と、シリンダ孔内のピストン部とシリンダ本体のヘッド側端壁間に形成された少なくとも１つの流体圧作動室とを備えた流体圧駆動型クランプ装置において、
前記ピストン部と出力ロッドの一部に前記流体圧作動室に連通状に形成されたロッド挿入穴と、
前記ヘッド側端壁にシリンダ孔内に突出するように設けられ且つ前記ロッド挿入穴に挿入可能な補助ロッドと、
前記ヘッド側端壁と補助ロッドに軸心方向に貫通状に形成されたロッド装着孔と、
前記ロッド装着孔に装着され且つ前記ヘッド側端壁側の一端部分が前記ロッド装着孔から外部へ突出した可動ロッドと、
前記ピストン部材がアンクランプ位置にある状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を禁止すると共に、前記ピストン部材がクランプ位置にある状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を許容して、前記ロッド挿入穴の流体圧により可動ロッドを前記ロッド装着孔から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させる移動規制機構と、
前記可動ロッドの移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチと、
を備えたことを特徴とする流体圧駆動型クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧シリンダ及びクランプ装置に関し、特にピストン部材の検出対象の位置を自由に設定可能な検出機構を設け、その検出機構をコンパクトに構成可能にした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、機械加工に供するワーク等のクランプ対象物をクランプするクランプ装置などに採用される流体圧シリンダは、シリンダ本体と、このシリンダ本体に進退自在に装備されたピストン部材と、このピストン部材を進出側と退入側の少なくとも一方に駆動する為の流体圧作動室等を備えている。ここで、上記流体圧シリンダのピストン部材の軸心方向の前進限界位置、後退限界位置、途中位置等を検出する種々のロッド位置検知技術が実用化されている。
【０００３】
例えば、特許文献１の流体圧シリンダにおいては、シリンダ本体内のシリンダ孔に往復動型のピストンを収容し、シリンダ本体の両端壁に副室と検出ピストンを装備し、ピストンがストローク端に達した際には、ピストンで検出ピストンを外方へ押動させて、検出ピストンとそれに形成した流体通路を介してピストンを緩速停止させると共に、外部のストローク端検出用リミットスイッチでピストンがストローク端に達したことを検出する。
【０００４】
特許文献２の流体圧シリンダを含むクランプ装置は、流体圧シリンダに供給した流体圧を検出する圧力センサと、流体圧シリンダのピストン部材から外部に突出させた操作ロッドの下端部の被検出部の上昇位置と下降位置を検出する２つの位置センサとで、ピストンロッドの位置（ストローク端）を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５５−８４３０１号公報
【特許文献２】特開２００１−８７９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置では、シリンダ本体の両端壁に副室と検出ピストンを装備し、両端壁の外側に検出ロッドを検出するリミットスイッチを夫々設ける関係上、流体圧シリンダの長さが大型化すること、２つのリミットスイッチの配線等も長く複雑化すること等の問題がある。
【０００７】
特許文献２の流体圧シリンダを含むクランプ装置では、流体圧シリンダのピストン部材から操作ロッドを外部に突出させ、その操作ロッドの下端部に設けた被検出部の上昇位置と下降位置を２つの位置センサで検出するため、流体圧シリンダの下側に被検出部の移動と位置センサの設置のための検出スペースが必要となるため、クランプ装置が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、流体圧シリンダ及びクランプ装置において、ピストン部材の検出対象の位置を自由に設定可能にすること、ピストン部材の検出対象の位置を変更可能にすること、ピストン部材の位置検出の為の機構の大部分を流体圧シリンダ内に配置可能にすること等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の流体圧シリンダは、シリンダ孔を形成したシリンダ本体と、シリンダ孔にその軸心方向に可動に装着されたピストン部と出力ロッドとを有するピストン部材と、シリンダ孔内のピストン部とシリンダ本体のヘッド側端壁間に形成された少なくとも１つの流体圧作動室とを備えた流体圧シリンダにおいて、前記ピストン部と出力ロッドの一部に前記流体圧作動室に連通状に形成されたロッド挿入穴と、前記ヘッド側端壁にシリンダ孔内に突出するように設けられ且つ前記ロッド挿入穴に挿入可能な補助ロッドと、前記ヘッド側端壁と補助ロッドに軸心方向に貫通状に形成されたロッド装着孔と、前記ロッド装着孔に装着され且つ前記ヘッド側端壁側の一端部分が前記ロッド装着孔から外部へ突出した可動ロッドと、前記ピストン部の下端がシリンダ孔内の第１領域に位置した状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を禁止すると共に、前記ピストン部の下端がシリンダ孔内の第２領域に位置した状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を許容して、前記ロッド挿入穴の流体圧により可動ロッドを前記ロッド装着孔から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させる移動規制機構と、前記可動ロッドの移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２の流体圧シリンダは、請求項１の発明において、前記移動規制機構は、前記可動ロッドの先端部分に他部分よりも大径に形成された大径部と、前記大径部の外周部に装着されたシール部材と、前記ロッド装着孔の一部に前記大径部が軸心方向へ可動に形成された大径孔部と、前記可動ロッドの大径部に形成された環状凹部と、前記補助ロッドのうち大径孔部の外周側の筒壁に形成された複数の球体保持穴と、前記複数の球体保持穴に夫々径方向に可動に保持されて前記環状凹部に部分的に係合可能な複数の球体と、前記ロッド挿入穴に形成された小径穴と大径穴であって、ピストン部の下端が第１領域にあるときに複数の球体を環状凹部に部分的に係合させる小径穴と、ピストン部の下端が第２領域にあるときに複数の球体を環状凹部から脱出可能にする大径穴とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の流体圧シリンダは、請求項１又は２の発明において、前記ヘッド側端壁のうち前記ロッド装着孔の一部を形成する装着孔形成壁部と前記補助ロッドとを一体の補助ロッド部材で構成し、この補助ロッド部材を長さの異なる補助ロッド部材と交換可能にする為に補助ロッド部材を前記シリンダ本体に着脱可能に固定したことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の流体圧シリンダは、請求項３の発明において、前記補助ロッド部材の外周部の一部に形成した雄ネジ部と、前記ヘッド側端壁に形成され且つ前記補助ロッド部材が螺合されたネジ穴と、前記ヘッド側端壁の外側において補助ロッド部材に螺合されたロックナットと、前記ヘッド側端壁とロックナットの間において補助ロッド部材に外嵌されたシールワッシャとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５の流体圧シリンダは、請求項２の発明において、前記ピストン部材の前記小径穴を形成する小径穴形成部材と、前記ピストン部材に形成され且つ前記小径穴形成部材が軸心方向へ摺動自在に装着される摺動穴であって前記大径穴と同径の摺動穴と、前記摺動穴よりも先端側において前記出力ロッドに形成されたネジ孔と、前記小径穴形成部材に一体形成されて前記ネジ孔に螺合されたネジ軸と、前記ネジ軸の先端部に形成された工具係合穴とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６の流体圧シリンダは、請求項２の発明において、前記大径孔部に連通するように補助ロッドに形成されたバネ装着穴と、前記大径孔部の一部とバネ装着穴に装着されて前記可動ロッドを前記ロッド挿入穴の奥端の方へ付勢する圧縮スプリングとを備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７の流体圧シリンダは、請求項１又は２の発明において、前記ピストン部の下端が第２領域にあるとき、前記ピストン部がロッド側端壁に当接又は接近することを特徴としている。
【００１６】
請求項８の流体圧シリンダは、請求項１又は２の発明において、前記ピストン部の下端が第２領域にあるとき、前記ピストン部がシリンダ孔の長さ方向の途中部に位置することを特徴としている。
【００１７】
請求項９の流体圧駆動型クランプ装置は、請求項１〜８の何れかの流体圧シリンダを組み込んだことを特徴としている
【００１８】
請求項１０の流体圧駆動型クランプ装置は、シリンダ孔を形成したシリンダ本体と、シリンダ孔にその軸心方向に可動に装着されたピストン部と出力ロッドとを有するピストン部材と、シリンダ孔内のピストン部とシリンダ本体のヘッド側端壁間に形成された少なくとも１つの流体圧作動室とを備えた流体圧駆動型クランプ装置において、前記ピストン部と出力ロッドの一部に前記流体圧作動室に連通状に形成されたロッド挿入穴と、前記ヘッド側端壁にシリンダ孔内に突出するように設けられ且つ前記ロッド挿入穴に挿入可能な補助ロッドと、前記ヘッド側端壁と補助ロッドに軸心方向に貫通状に形成されたロッド装着孔と、前記ロッド装着孔に装着され且つ前記ヘッド側端壁側の一端部分が前記ロッド装着孔から外部へ突出した可動ロッドと、前記ピストン部材がアンクランプ位置にある状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を禁止すると共に、前記ピストン部材がクランプ位置にある状態では前記可動ロッドの前記軸心方向への移動を許容して、前記ロッド挿入穴の流体圧により可動ロッドを前記ロッド装着孔から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させる移動規制機構と、前記可動ロッドの移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチとを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明は前記の構成を有するため、次の効果を奏する。
ロッド挿入穴と、補助ロッドと、ロッド装着孔と、可動ロッドと、移動規制機構の大部分を流体圧シリンダ内に装備することができるため、検出の為の前記の諸部材や機構により流体圧シリンダが大型化するのを防止できる。また、移動規制機構を介して、第１，第２領域を自由に設定可能であるため、ピストン部材の検出対象の位置を自由に設定可能である。
【００２０】
また、ピストン部とヘッド側端壁間の少なくとも１つの流体圧作動室の流体圧により可動ロッドを突出量増大側へ移動させるため、ピストン部材が出力ロッド進出側へ所定量又は最大限移動したときのピストン部材の位置を検出するのに好適である。
【００２１】
請求項２の発明は前記の構成を有するため、次の効果を奏する。
前記移動規制機構は、大径部と、シール部材と、大径孔部と、環状凹部と、球体保持穴と、複数の球体と、ロッド挿入穴に形成された小径穴及び大径穴とを備えているため、ピストン部の下端が第１領域にあるとき、小径穴を介して複数の球体が環状凹部に係合し、可動ロッドの移動を規制し、ピストン部の下端が第２領域にあるとき、大径穴を介して複数の球体が環状凹部から脱出し、可動ロッドが流体圧作動室の流体圧で突出量増大側へ移動する。可動ロッドの移動からピストン部の下端がシリンダ孔内の第２領域にあることを検出スイッチで検出することができる。前記移動規制機構は、簡単な構成で耐久性に優れ、その大部分を流体圧シリンダ内に形成することができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、ヘッド側端壁のうちロッド装着孔を形成する装着孔形成壁部と補助ロッドとを一体の補助ロッド部材で構成し、この補助ロッド部材を長さの異なる補助ロッド部材と交換可能にする為に補助ロッド部材をシリンダ本体に着脱可能に固定したため、補助ロッド部材を長さの異なる補助ロッド部材と交換することで、第１，第２領域を変更し、ピストン部材の検出対象の位置を変えることができるうえ、補助ロッドをヘッド側端壁と一体に形成する場合と比べて製作費を低減可能である。
【００２３】
請求項４の発明によれば、請求項３の補助ロッド部材の外周面の一部に雄ネジ部を形成し、この補助ロッド部材をヘッド側端壁に形成したネジ孔に螺合し、ロックナットでロックし、シールワッシャでシールする構造にしたため、補助ロッド部材のシリンダ孔への吐出長さを適宜調整することができ、第１，第２領域を変更して、ピストン部材の検出対象の位置を変更することができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、請求項２の発明において、小径穴形成部材と、この小径穴形成部材が摺動自在に装着される摺動穴と、摺動穴よりも先端側のネジ孔と、小径穴形成部材に形成されたネジ軸であってネジ孔に螺合されたネジ軸と、ネジ軸の先端部の工具係合穴とを備えているため、小径穴形成部材の軸心方向の位置を調整することで、大径穴の長さを変えることで、第１，第２領域を変更することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項２の発明において、可動ロッドをロッド挿入穴の奥端の方へ付勢する圧縮スプリングを設けたため、ピストン部の下端が第２領域に位置しても可動ロッドは移動せず、流体圧作動室内の流体圧が所定の圧力以上になり、可動ロッドに作用する流体力が圧縮スプリングの付勢力よりも大きくなったときに可動ロッドが移動する。ピストン部材の位置と、流体圧作動室内の流体圧の両方が条件を満たした時だけ検出スイッチで検出することができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、ピストン部の下端が第２領域にあるとき、ピストン部がロッド側端壁に当接又は接近する。そのため、ピストン部がロッド側端壁に当接又は接近するときに可動ロッドが移動し、それを検出スイッチで検出することができる。
【００２７】
請求項８の発明によれば、ピストン部の下端が第２領域にあるとき、ピストン部がシリンダ孔の長さ方向の途中部に位置する。そのため、ピストン部材がシリンダ孔の長さ方向の途中部に位置するときに可動ロッドが移動し、それを検出スイッチで検出することができる。
【００２８】
請求項９の発明によれば、請求項１〜８の何れかの流体圧シリンダを組み込んだ流体圧駆動型クランプ装置を実現することができる。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、前記の構成を有するため、次の効果を奏する。
ロッド挿入穴と、補助ロッドと、ロッド装着孔と、可動ロッドと、移動規制機構の大部分を流体圧シリンダ内に装備することができるため、検出の為の前記諸部材や機構によりクランプ装置が大型化するのを防止できる。また、移動規制機構を介して、ピストン部材のアンクランプ位置とクランプ位置を自由に設定可能である。
【００３０】
また、ピストン部とヘッド側端壁間の少なくとも１つの流体圧作動室の流体圧により可動ロッドを突出量増大側へ移動させるため、ピストン部材が出力ロッド進出側へ所定量又は最大限移動したときのピストン部材の位置を検出するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係るワークパレットとクランプ装置等の平面図である。
【図２】ワークパレットに装備した第１クランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図３】前記第１クランプ装置（アンクランプ状態）の断面図である。
【図４】ワークパレットに装備した第２クランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図５】実施例２のクランプ装置（アンクランプ状態）の断面図である。
【図６】図５のクランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図７】実施例３のクランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図８】実施例４のクランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図９】実施例５のクランプ装置（アンクランプ状態）の断面図である。
【図１０】図９のクランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【図１１】実施例６のクランプ装置（クランプ状態）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３３】
実施例１のワークパレット１と、このワークパレット１に装備した流体圧駆動型の第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂ等について図１〜図４に基づいて説明する。
ワークパレット１は長方形の鋼製の厚板で構成され、このワークパレット１はワークＷを固定した状態でマシニングセンタ（図示略）のテーブル上に搬送してワークＷを機械加工に供するものである。
【００３４】
ワークパレット１の上面の一端側部分にはワークＷを受け止める受け止め治具４が固定され、ワークパレット１の上面の他端側部分にはプッシュ型の第１，第２クランプ装置２Ａ，２ＢがワークＷの方に向けて横向き姿勢に装備され、第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂはワークパレット１に固定されたクランプ取付部材３に固定されている。受け止め治具４の側部には１対のワーク受部４ａが間隔を空けて装備されている。第１，第２クランプ装置２Ａ，２ＢによりワークＷを受け止め治具４のワーク受部４ａに押圧してクランプする。
【００３５】
次に、第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂについて説明するが、以下の説明では第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂを縦向き姿勢にした状態を例にして説明する。
【００３６】
最初に、第１クランプ装置２Ａについて説明する。
図２、図３に示すように、第１クランプ装置２Ａは、流体圧シリンダ５Ａを主体にして構成されたものであるので、以下の説明はその流体圧シリンダ５Ａについての説明も含むものである。前記流体圧シリンダ５Ａは、本実施例の場合、加圧流体として加圧油を用いるが、加圧油に代えて加圧エアを用いるエアシリンダを採用してもよい。尚、以下の説明中で加圧油を油圧という場合もある。
【００３７】
第１クランプ装置２Ａは、基本構成として、シリンダ本体１０と、このシリンダ本体１０内に縦向きに形成されたシリンダ孔１１と、ピストン部材１２と、第１，第２流体圧作動室１３ａ，１３ｂとを備えている。シリンダ本体１０は、上部本体１０ａと下部本体１０ｂとを備え、下部本体１０ｂがクランプ取付部材３の円筒状の保持孔３ａに嵌入され、上部本体１０ａの下端の据付け面１０ｃがクランプ取付部材３の上面に当接し、上部本体１０ａが複数のボルト（図示略）でクランプ取付部材３に固定されている。
【００３８】
下部本体１０ｂは、円筒部１４と、シリンダ孔１１の下端を閉塞する板状のヘッド側端壁部材１５とを有し、このヘッド側端壁部材１５の上端部にはシリンダ孔１１の下端部に嵌合した嵌合部１５ａが形成され、ヘッド側端壁部材１５は複数のボルト（図示略）で円筒部１４の下端に固定されている。上記の嵌合部１５ａの下端近傍部の外周部にはシール部材１５ｂが装着されている。
【００３９】
ピストン部材１２は、シリンダ孔１１にその軸心方向に可動（摺動自在）に装着されたピストン部１２ａと、このピストン部１２ａから上方へ延びて上部本体１０ａのロッド側端壁１６に形成されたロッド孔１７を挿通してシリンダ本体１０の外部へ突出した出力ロッド１２ｂとを備えており、出力ロッド１２ｂの上端側部分には上端開放状のネジ穴１２ｃが形成され、このネジ穴１２ｃにはワークＷを押圧する押圧部材１８の脚部１８ａが螺合され、押圧部材１８の頭部１８ｂが出力ロッド１２ｂの上端に露出している。押圧部材１８の頭部１８ｂの上面は部分球面又は部分球面に近い曲面形状になっている。
【００４０】
ピストン部１２ａの外周部にはシール部材１９が装着され、ロッド孔１７の内周部にはシール部材２０と、スクレーパ２１とが装着されている。尚、ピストン部材１２を複数の部材で構成してもよい。
【００４１】
第１流体圧作動室１３ａは、シリンダ孔１１内でピストン部１２ａとヘッド側端壁部材１５（ヘッド側端壁）の間に形成されたクランプ用作動室である。尚、ヘッド側端壁部材１５のうちシリンダ孔１１に面する壁部が「ヘッド側端壁」に相当する。
第２流体圧作動室１３ｂは、シリンダ孔１１内でピストン部１２ａとロッド側端壁１６の間に形成されたアンクランプ用作動室である。第１流体圧作動室１３ａに加圧油を供給／排出するため第１油路２２と、第２流体圧作動室１３ｂに加圧油を供給／排出するため第２油路２３とが、クランプ本体１０の壁部内に形成され、これら第１，第２油路２２，２３が油圧供給源（図示略）に接続されている。
【００４２】
尚、第２流体圧作動室１３ｂは必須ものではなく、第２油路２３の代わりに呼吸通路を形成し、第２流体圧作動室１３ｂに代わるバネ装着室にピストン部１２ａを下方へ弾性付勢する圧縮スプリングを装着してもよい。
【００４３】
次に、第１クランプ装置２Ａに装備された本願特有の動作状態検出機構３０について説明する。この動作状態検出機構３０は、ロッド挿入穴３１と、補助ロッド３２を含む補助ロッド部材３３と、ロッド装着孔３４と、可動ロッド３５と、移動規制機構３６と、検出スイッチ３７等を備えている。
【００４４】
前記ロッド挿入穴３１は、ピストン部１２ａと出力ロッド１２ｂの一部に第１流体圧作動室１３ａに連通状に形成されている。ロッド挿入穴３１は、下端部分の大径穴３１ａと、この大径穴３１ａの上端に短いテーパ穴３１ｃを介して連なる小径穴３１ｂとを有する。補助ロッド３２は、ヘッド側端壁部材１５（ヘッド側端壁）にシリンダ孔１１内に突出するように設けられ且つロッド挿入穴３１に挿入可能に形成されている。
【００４５】
但し、本実施例においては、ヘッド側端壁部材１５のうちロッド装着孔３４の一部を形成する装着孔形成壁部１５ｃと補助ロッド３２とを一体の補助ロッド部材３３で構成し、この補助ロッド部材３３を長さの異なる補助ロッド部材３３Ｂと交換可能にする為に補助ロッド部材３３をシリンダ本体１０に着脱可能に固定している。装着孔形成壁部１５ｃと補助ロッド３２とは等しい外径に形成され、補助ロッド３２は補助ロッド部材３３の上部側の約２／３の部分に形成されている。本実施例の場合、補助ロッド３２の上端は、シリンダ孔１１の中段部に位置している。
【００４６】
補助ロッド部材３３の下端部にはフランジ部３３ａが形成され、ヘッド側端壁部材１５には、フランジ部３３ａを嵌入させる円形凹部３８と、この円形凹部３８の中心側部分に連通する縦向きの連通孔３９であって補助ロッド３２を挿通可能な連通孔３９が形成されている。補助ロッド部材３３を連通孔３９からシリンダ孔１１内へ挿入し、フランジ部３３ａを円形凹部３８に嵌入させた状態で、フランジ部３３ａが複数のボルト４０でヘッド側端壁部材１５に固定されている。連通孔３９の内周部にはシール部材４１が装着されている。
【００４７】
こうして、補助ロッド３２がヘッド側端壁部材１５の上面からシリンダ孔１１内へ突出して、補助ロッド３２がロッド挿入穴３１に挿入可能になっている。但し、前記のフランジ部３３ａは必須のものではなく、補助ロッド部材３３はフランジ部３３ａを採用する固定構造とは異なる固定構造でヘッド側端壁部材１５に固定してもよい。
【００４８】
ロッド装着孔３４は、ヘッド側端壁部材１５と補助ロッド３２に軸心方向に貫通状に形成されたものである。但し、本実施例の場合、ロッド装着孔３４の下部側部分はヘッド側端壁部材１５の一部である装着孔形成壁部１５ｃに形成されている。可動ロッド３５は、ロッド装着孔３４に上下方向に摺動自在に装着され且つヘッド側端壁部材１５側の一端部分がロッド装着孔３４から外部へ突出している。
【００４９】
移動規制機構３６は、ピストン部１２ａの下端がシリンダ孔１１内の第１領域に位置している状態では、可動ロッド３５の前記軸心方向への移動を禁止すると共に、ピストン部１２ａの下端がシリンダ孔１１内の第２領域に位置している状態では可動ロッド３５の前記軸心方向への移動を許容して、ロッド挿入穴３１の油圧により可動ロッド３５をロッド装着孔３４から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させるように構成されている。本実施例の場合、第１領域はシリンダ孔１１内の図２に示す領域ａであり、第２領域はシリンダ孔１１内の図２に示す領域ｂである。ピストン部１２ａの下端が第２領域ｂにあるとき、ピストン部１２ａがシリンダ孔１１の長さ方向の途中部に位置している。
【００５０】
移動規制機構３６は、ピストン部材１２がアンクランプ位置にある状態では可動ロッド３５の前記軸心方向への移動を禁止すると共に、ピストン部材１２がクランプ位置にある状態では可動ロッド３５の軸心方向への移動を許容して、ロッド挿入穴３１の油圧により可動ロッド３５をロッド装着孔３４から外部へ突出する突出量増大側へ所定距離移動させるように構成してある。第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂで固定するワークＷの形状により、第１クランプ装置２Ａは、ピストン部材１２ａがフルストロークの約１／２進出移動した状態でクランプ状態になる。他方、第２クランプ装置２Ｂは、ピストン部材１２がフルストローク近くまで進出移動した状態でクランプ状態になる。
【００５１】
移動規制機構３６は、可動ロッド３５の先端部分（上端側部分）に他部分（小径部３５ｂ）よりも大径に形成された大径部３５ａと、大径部３５ａの外周部に装着されたシール部材４２と、ロッド装着孔３４の一部に大径部３５ａが軸心方向へ可動に形成された大径孔部３４ａと、可動ロッド３５の大径部３５ａの外周部に形成された環状凹部４３と、補助ロッド３２のうち大径孔部３４ａの外周側の筒壁３３ｂに形成された複数の球体保持穴４４と、複数の球体保持穴４４に夫々径方向に可動に保持されて環状凹部４３に部分的に係合可能な複数の球体４５（鋼球）と、ロッド挿入穴３１に形成された小径穴３１ｂと大径穴３１ａとを備えている。
【００５２】
小径穴３１ｂは、ピストン部１２ａの下端が第１領域ａにあるときに複数の球体４５を環状凹部４３に部分的に係合させるように形成されている（図３参照）。大径穴３１ａは、ピストン部１２ａの下端が第２領域ｂにあるときに複数の球体４５を環状凹部４３から脱出可能にするように形成されている（図２参照）。小径穴３１ｂと大径穴３１ａの境界部には軸心方向の長さの短いテーパ穴３１ｃが形成されている。環状凹部４３の半断面は等脚台形であり、環状凹部４３は小径の円筒面４３ａと、この円筒面４３ａの上端に連なる上側部分円錐面４３ｂと、円筒面４３ａの下端に連なる下側部分円錐面４３ｃとで形成されている。尚、複数の球体４５が大径穴３１ａの内周面に当接している場合でも、各球体４５の極く一部は環状凹部４３内に突出している。
【００５３】
可動ロッド３５の移動の有無を検出して検出信号を出力する検出スイッチ３７が設けられ、この検出スイッチ３７はリミットスイッチ又は近接スイッチ等で構成され、ヘッド側端壁部材１５の外面側に取り付けられている。本実施例の場合、可動ロッド３５が突出量増大側へ移動した時に、検出スイッチ３７の検出信号がＯＮとなるように設定され、この検出スイッチ３７の検出信号は油圧供給源等を制御する制御ユニット（図示略）へ供給されている。
【００５４】
図４に示す第２クランプ装置２Ｂ（クランプ状態）は、流体圧シリンダ５Ｂを含み、基本的に第１クランプ装置２Ａと同様の構造のものであるが、ピストン部材１２がフルストローク近くまで進出移動した状態でクランプ状態になるように構成され、ピストン部１２ａの下端が第２領域にあるとき、ピストン部１２ａがロッド側端壁１５に当接又は接近する。そのため、補助ロッド部材３３Ｂの補助ロッド３２Ｂが第１クランプ装置２Ａの補助ロッド３２よりも長く形成されている。第１クランプ装置２Ａの構成要素と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
この第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂの作用、効果について説明する。
但し、第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂは同様の作用、効果を奏するため、第１クランプ装置２Ａの作用、効果について説明する。第２流体圧作動室１３ｂに油圧を充填すると、第１クランプ装置２Ａは図３に示すアンクランプ状態になる。この状態ではピストン部材１２のピストン部１２ａが下方限界位置まで下降しているため、複数の球体４５が小径穴３１ｂ内に位置して環状凹部４３に係合している。そのため、可動ロッド３５の上端に油圧が作用しても、可動ロッド３５は突出移動しないため、検出スイッチ３７の検出信号はＯＦＦである。
【００５６】
次に、第１流体圧作動室１３ａに油圧を充填すると、第１クランプ装置２Ａは図２に示すクランプ状態になる。この状態ではピストン部材１２のピストン部１２ａがシリンダ孔１１の中段部に位置し、複数の球体４５が大径穴３１ａ内に位置して、可動ロッド３５の上端にロッド挿入穴３１内の油圧が作用するため、環状凹部４３の上側部分円錐面４３ｂで複数の球体４５が外径側へ押動されて環状凹部４３からほぼ脱出した状態になる。
【００５７】
そのため、大径部３５ａの下端が大径孔部３４ａの下端と当接するまで、可動ロッド３５が下降移動し、可動ロッド３５の突出量が増大するため、可動ロッド３５が検出スイッチ３７を切換え、検出スイッチ３７の検出信号がＯＮになる。そのため、制御ユニットにおいて、第１クランプ装置２Ａがクランプ状態になったことが分かる。
【００５８】
この第１クランプ装置２Ａにおいては、ロッド挿入穴３１と、補助ロッド３２と、ロッド装着孔３４と、可動ロッド３５と、移動規制機構３６の大部分を流体圧シリンダ５Ａ内に装備することができるため、前記移動規制機構３６により流体圧シリンダ５Ａが大型化するのを防止できる。また、移動規制機構３６において、小径穴３１ｂと大径穴３１ａを介して第１，第２領域ａ，ｂを自由に設定可能であるため、ピストン部材１２の検出対象の位置を自由に設定可能である。
【００５９】
また、ピストン部１２ａとヘッド側端壁部材１５間の少なくとも１つの第１流体圧作動室１３ａの油圧により可動ロッド３５を突出量増大側へ移動させるため、ピストン部材１２が出力ロッド進出側へ所定量又は最大限移動したときのピストン部材１２の位置を検出するのに好適である。
【００６０】
移動規制機構３６は、大径部３５ａと、シール部材４２と、大径孔部３４ａと、環状凹部４３と、球体保持穴４４と、複数の球体４５と、ロッド挿入穴３１に形成された小径穴３１ｂ及び大径穴３１ａとを備えているため、ピストン部１２ａの下端が第１領域ａにあるとき、小径穴３１ｂを介して複数の球体４５が環状凹部４３に係合し、可動ロッド３５を移動しないように規制し、ピストン部１２ａの下端が第２領域ｂにあるとき、大径穴３１ａを介して複数の球体４５が環状凹部４３からほぼ脱出し、可動ロッド３５が第１流体圧作動室１３ａの油圧で突出量増大側へ移動する。可動ロッド３５の移動からピストン部１２ａの下端がシリンダ孔１１内の第２領域ｂにあることを検出スイッチ３７で検出することができる。しかも、移動規制機構３６は、簡単な構成で耐久性に優れ、その大部分を流体圧シリンダ５Ａ内に形成することができる。
【００６１】
ヘッド側端壁部材１５のうちロッド装着孔３４を形成する装着孔形成壁部１５ｃと補助ロッド３２とを一体の補助ロッド部材３３で構成し、この補助ロッド部材３３を長さの異なる補助ロッド部材３３Ｂと交換可能にする為に補助ロッド部材３３Ｂをシリンダ本体１０に着脱可能に固定するため、補助ロッド部材３３を長さの異なる補助ロッド部材３３Ｂと交換することで、第１，第２領域ａ，ｂを変更し、ピストン部材１２の検出対象の位置を変えることができるうえ、補助ロッド３２をヘッド側端壁部材１５（ヘッド側端壁）と一体に形成する場合と比べて製作費を低減可能である。
【実施例２】
【００６２】
実施例２のクランプ装置２Ｃと、これに含まれる流体圧シリンダ５Ｃは、基本的に実施例１と同様のものであるので、実施例１と同じ構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、主に異なる構成についてのみ図５、図６に基づいて説明する。
【００６３】
このクランプ装置２Ｃにおいては、補助ロッド３２Ｃがヘッド側端壁部材１５Ｃと一体的に形成され、補助ロッド３２Ｃはシリンダ孔１１内へ突出するように形成され、ピストン部１２ａの下端が図６のように前記第２領域にあるとき、ピストン部１２ａがロッド側端壁１６に当接又は接近する。ロッド装着孔３４Ｃは、補助ロッド３２Ｃとヘッド側端壁部材１５Ｃとにシリンダ孔１１の軸心と平行に貫通状に形成されている。この補助ロッド３２Ｃを採用した場合でも、ヘッド側端壁部材１５Ｃを交換することで、補助ロッド３２Ｃを交換することが可能である。実施例１の第１，第２クランプ装置２Ａ，２Ｂとほぼ同様の作用、効果を奏するため、その説明は省略する。
【実施例３】
【００６４】
実施例３のクランプ装置２Ｄと、これに含まれる流体圧シリンダ５Ｄは、基本的に実施例１と同様のものであるので、実施例１と同じ構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、主に異なる構成についてのみ図７に基づいて説明する。このクランプ装置２Ｄにおいては、補助ロッド３２Ｄを含む補助ロッド部材３３Ｄが、位置調節機構５０を介してヘッド側端壁部材１５Ｄに固定されている。ヘッド側端壁部材１５Ｄには、下端開放状の凹部５１が形成されている。
【００６５】
位置調節機構５０は、補助ロッド部材３３Ｄの外周部の一部に形成された雄ネジ部５２と、ヘッド側端壁部材１５Ｄの中心部分に縦向きに形成され且つ補助ロッド部材３３Ｄの雄ネジ部５２が螺合されたネジ孔５３と、ネジ孔５３の外側で雄ネジ部５２に螺合されたロックナット５４と、ヘッド側端壁１５ｄとロックナット５４の間において補助ロッド部材３３Ｄに外嵌されたシールワッシャ５５とを備えている。雄ネジ部５２は、補助ロッド部材３３Ｄの外周部のうちの上端側部分を除く領域に形成されている。尚、クランプ装置２Ｄを組み立てる時、ヘッド側端壁部材１５Ｄに補助ロッド部材３３Ｄを取り付けてからヘッド側端壁部材１５Ｄを下部本体１０ｂの円筒部１４に固定するものとする。
【００６６】
図７はクランプ装置２Ｄがクランプ状態にある状態を図示しているが、ワークのサイズや形状等によりクランプ状態のときピストン部１２ａがシリンダ孔１１の途中部（中段部）に位置する場合には、補助ロッド部材３３Ｄの外部への突出量が増大するように、位置調節機構５０を介して位置調節することができるため、汎用性に優れる。その他、実施例１のクランプ装置２Ａ，２Ｂとほぼ同様の作用、効果を奏する。
【実施例４】
【００６７】
実施例４のクランプ装置２Ｅと、これに含まれる流体圧シリンダ５Ｅは、基本的に実施例１と同様のものであるので、実施例１と同じ構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、主に異なる構成についてのみ図８に基づいて説明する。
このクランプ装置２Ｅでは、補助ロッド３２Ｅがヘッド側端壁部材１５Ｅと一体に形成されてシリンダ孔１１内へ突出している。
【００６８】
このクランプ装置２Ｅは、大径穴３１ａの長さを調節可能な大径穴長さ調節機構６０を有し、この大径穴長さ調節機構６０は、ピストン部材１２の小径穴３１ｂを形成する小径穴形成部材６１と、ピストン部材１２に形成され且つ小径穴形成部材６１が軸心方向へ摺動自在に装着される摺動穴６２であって前記大径穴３１ａと同径の摺動穴６２と、摺動穴６２よりも先端側において出力ロッド１２ｂに形成されたネジ孔６３と、小径穴形成部材６１に一体形成されてネジ孔６３に螺合されたネジ軸６１ａと、ネジ軸６１ａの先端部に形成された工具係合穴６４とを備え、ピストン部材１２に対して小径穴形成部材６１の位置を上下方向へ所定距離調節可能に構成してある。
【００６９】
前記工具係合穴６４にレンチを係合させて小径穴形成部材６１を回動させることで、ネジ孔６３とネジ軸６１ａを介して小径穴形成部材６１の上下方向位置を調節することで、大径穴３１ａの長さを増減することができる。例えば、ピストン部１２ａが図８の位置よりも低い位置にあるときにクランプ状態になるように設定する場合には、大径穴３１ａの長さが長くなるように、小径穴形成部材６１の上下方向位置を調節すればよい。このように大径穴長さ調節機構６０を介して大径穴３１ａの長さを調節可能であるので、汎用性に優れる。その他、実施例１のクランプ装置２Ａ，２Ｂとほぼ同様の作用、効果を奏する。
【実施例５】
【００７０】
実施例５のクランプ装置２Ｆと、これに含まれる流体圧シリンダ５Ｆは、基本的に実施例１と同様のものであるので、実施例１と同じ構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、主に異なる構成についてのみ図９、図１０に基づいて説明する。このクランプ装置２Ｆでは、補助ロッド３２Ｆがヘッド側端壁部材１５Ｆと一体形成されてシリンダ孔１１内へ突出している。
【００７１】
このクランプ装置２Ｆは、第１流体圧作用室１３ａ内の流体圧に感応する流体圧感応機構７０を有し、この流体圧感応機構７０は、大径孔部３４ａに連通するように補助ロッド３２Ｆに形成されたバネ装着穴７１と、大径孔部３４ａの一部とバネ装着穴７１に装着されて可動ロッド３５をロッド挿入穴３１の奥端（上端）の方へ付勢する圧縮スプリング７２とを備えている。
【００７２】
このクランプ装置２Ｆにおいては、ピストン部材１２がクランプ状態になっても、第１流体圧作動室１３ａ内の流体圧が、圧縮スプリング７２を介して設定される設定圧未満の間は、可動ロッド３５に作用する流体力よりも圧縮スプリング７２の付勢力が大きいため、可動ロッド３５は図９に示すように上方限界位置を保持する。第１流体圧作動室１３ａ内の流体圧が前記設定圧以上になると、流体力が圧縮スプリング７２の付勢力よりも大きくなるため、可動ロッド３５が図１０に示す下方限界位置まで下降し、検出スイッチ３７がＯＮに切換えらる。
【実施例６】
【００７３】
実施例６のクランプ装置２Ｇと、これに含まれる流体圧シリンダ５Ｇは、基本的に実施例１と同様のものであるので、実施例１と同じ構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、主に異なる構成についてのみ図１１に基づいて説明する。このクランプ装置２Ｇでは、補助ロッド３２Ｇがヘッド側端壁部材１５Ｇと一体形成されてシリンダ孔１１内へ突出している。
【００７４】
このクランプ装置２Ｇでは、ヘッド側端壁部材１５Ｇの厚さを大きくし、このヘッド側端壁部材１５Ｇの中心側部分の下部に、スイッチ収容凹部８０が下端開放状に形成され、このスイッチ収容凹部８０に検出スイッチ３７が収容されてスイッチ収容凹部８０の壁部に固定され、可動ロッド３５の下端部がスイッチ収容凹部８０に突出している。図１１に示すクランプ状態では、可動ロッド３５の下端部の突出量が増大して検出スイッチ３７を操作した状態になっている。尚、必要に応じて、スイッチ収容凹部８０の下端を金属製の蓋板８１で覆ってもよい。このクランプ装置２Ｇの場合、検出スイッチ３７や可動ロッド３５の下端部がヘッド側端壁部材１５Ｇの下端面外へ突出しないため、邪魔にならず、破損しにくくなる。
【００７５】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）前記クランプ装置は、流体圧としての油圧で駆動する方式のものであったが、流体圧としての加圧エアで駆動する方式のものに構成してもよい。
２）前記検出スイッチは、リミットスイッチや近接スイッチ以外のスイッチを採用してもよい。
【００７６】
３）前記クランプ装置は、 出力ロッドの先端でワークを押圧する形式のものであったが、クランプ装置は、リンク式クランプ装置、その他の種々のクランプ装置であってもよい。
４）前記移動規制機構に代えて異なる構造の移動規制機構を採用することも可能である。
５）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変更を付加した形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２Ａ〜２Ｇ      クランプ装置
５Ａ〜５Ｇ      流体圧シリンダ
１０            シリンダ本体
１１            シリンダ孔
１２            ピストン部材
１２ａ          ピストン部
１２ｂ          出力ロッド
１３ａ          第１流体圧作動室
１５，１５Ｃ〜１５Ｇ    ヘッド側端壁部材
１５ｃ                  装着孔形成壁部
３１                  ロッド挿入穴
３１ａ                  大径穴
３１ｂ                  小径穴
３２，３２Ｂ〜３２Ｇ    補助ロッド
３３，３３Ｂ，３３Ｄ    補助ロッド部材
３４              ロッド装着孔
３４ａ            大径孔部
３５              可動ロッド
３５ａ            大径部
３６              移動規制機構
３７              検出スイッチ
４２              シール部材
４３              環状凹部
４４              球体保持穴
４５              球体
５２              雄ネジ部
５３              ネジ穴
５４              ロックナット
５５              シールワッシャ
６１              小径穴形成部材
６１ａ            ネジ軸
６２              摺動穴
６３              ネジ穴
６４              工具係合穴
７１              バネ装着穴
７２              圧縮スプリング
【図１】
2015230025.tif 000003
【図２】
2015230025.tif 000004
【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】
2015230025.tif 000009
【図８】
2015230025.tif 000010
【図９】
2015230025.tif 000011
【図１０】
2015230025.tif 000012
【図１１】
2015230025.tif 000013