(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ本体と、このクランプ本体に上下方向に可動に支持された上下方向に延びるクランプ出力部材と、このクランプ出力部材に可動に装着され且つ物品の穴の内面に係合可能な係合部材と、この係合部材に係合した上下方向に延びるクランプロッドと、このクランプロッドを上下方向に進退駆動可能な進退駆動機構とを有するクランプ装置において、
前記係合部材は前記クランプロッドの外周側の１又は複数位置に夫々配設された横向きロッド状の１又は複数の爪部材を有し、
前記クランプ出力部材は、前記１又は複数の爪部材が水平方向に進退可能に夫々装着された１又は複数の爪保持孔を有し、
前記クランプロッドは、上方程大径化し且つ前記１又は複数の爪部材を半径方向外側へクランプ駆動する為のテーパ軸部を有し、
前記クランプロッドの外周側に配設された弾性部材を有すると共にこの弾性部材の弾性付勢力により前記１又は複数の爪部材を退入方向へ駆動する復帰機構を設け、
前記復帰機構は、前記１又は複数の爪部材の下端側部分に夫々形成された１又は複数の係合部と、この１又は複数の係合部に夫々係合した１又は複数の鋼球と、この１又は複数の鋼球の下から支持する環状支持部材と、この環状支持部材を上方へ弾性付勢する前記弾性部材と、この弾性部材の下端部を受け止めると共に前記クランプ出力部材に支持されたスリーブ部材とを有する、
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記クランプロッドの下端部分に、前記進退駆動機構のピストン部材のロッド部の上端部分が固着され、
前記ピストン部材の上端部に、前記環状支持部材の下端部を上方へ押動可能な環状復帰部が形成された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】
前記テーパ軸部は、前記１又は複数の爪部材が夫々面接触で当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面以外の部分に形成された上方程大径化する部分円錐面とを有し、
前記クランプ出力部材は、前記１又は複数の爪保持孔以外の部分に形成され且つ前記部分円錐面が係合可能な環状テーパ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４】
前記１又は複数の爪部材は３つの爪部材から構成され、３つの爪部材は周方向３等分位置に配置され、これら３つの爪部材の外側端部には３段の歯が形成された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５】
前記１又は複数の爪部材の外側端部には、前記物品の穴の上端部の周縁部に係合可能な係合段部が形成された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６】
前記クランプ出力部材と前記クランプロッドと前記ピストン部材のロッド部を、クランプ本体に対して水平方向へ小距離だけ可動にする可動機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記クランプ出力部材と前記クランプロッドと前記ピストン部材のロッド部をクランプ本体に対して水平方向へ移動不能にして物品を位置決め可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項８】
前記クランプ出力部材の上端部に、クランプロッドの上方を塞ぐキャップ部材を設けたことを特徴とする請求項１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、ワーク等の物品の穴に挿入した係合部材を拡径させて穴の内面をクランプするクランプ装置に関し、特に、クランプ時には係合部材を構成する１又は複数の横向きロッド状の爪部材をクランプロッドにより水平方向に拡径駆動し、クランプ解除時には爪部材を復帰機構の弾性部材の弾性付勢力により退入駆動するクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上記のようにワーク等の物品の穴に挿入した係合部材（グリップ部材）のグリップ爪部をクランプロッドで拡径させることにより穴の内周面にグリップさせた状態で、クランプ本体側へ引き付けてクランプするようにした種々のクランプ装置（所謂、ホールクランプ又はエキスパンションクランプ）が、実用に供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のクランプ装置は、クランプ本体、グリップ部材、このグリップ部材を拡径させる為のテーパ軸部を有するクランプロッド、クランプロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。グリップ部材は４つのグリップ分割体で構成され、グリップ分割体には、クランプロッドの軸心と直交する断面の形状が偏平Ｄ形のグリップ爪部が形成されている。
【０００４】
また、特許文献２には、クランプ本体、環状の一体品のコレット（グリップ部材）、コレットの周壁によって構成される係合具（爪部）、プルロッド（クランプロッド）、プルロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。コレットは、１つの縦向きスリットを介して外径拡大側へ弾性変形可能に構成されている。
【０００５】
上記各クランプ装置においては、ワークの穴にグリップ部材とクランプロッドを挿入して、ワークをクランプ本体の着座面に当接し、クランプ駆動開始時に、クランプロッド（プルロッド）が下方に移動されると、クランプロッドによりグリップ部材やコレットが径拡大側へ拡径されてワークの穴の内周面に係合してクランプする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許第４０２０９８１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１，２のクランプ装置では、グリップ部材がほぼ全周に亙る環状に形成されているため、物品（ワーク）の穴に挿入したグリップ部材を拡径させて穴の内面を押圧することによりグリップさせる際の面圧を高めにくい。特に、穴の直径が大きくなるほどグリップ爪の接触面積が大きくなるため前記の面圧を高めにくくなる。
そのため、硬質の金属材料製のワークの場合、また、ワークが鋳造品であるため前記の穴が抜き勾配によりテーパ穴になっている場合には、グリップ爪部が穴の内面に対してスリップし易い。その場合、グリップ性能が低く、所期のクランプ力を発生できないため、クランプ不良となる。
【０００８】
特許文献１のクランプ装置では、グリップ部材のグリップ爪部が周方向に４分割され、４つの分割隙間が上方へ開放されているため、ワークの穴が貫通穴の場合、切削加工で発生する切粉等が前記の分割隙間又はグリップ爪部とクランプロッド間の隙間へ侵入してクランプ装置が正常に作動しなくなる。上記特許文献２のクランプ装置の場合でも、コレットが縦向きのスリットを有する構成なので、スリットから切粉等が侵入する虞がある。
【０００９】
また、特許文献１，２のクランプ装置の場合、グリップ爪部をＯリング等の弾性部材によりグリップ爪部を縮径させる構成であるため、その縮径性能と耐久性を高めにくい。
そして、ワークの穴の深さに応じて、グリップ爪部を長く形成すると、グリップ爪部の剛性が不足して変形しやすくなるため、耐久性が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、グリップ性能を向上させ得るクランプ装置を提供すること、クランプ装置の内部への切粉等の侵入を容易に防止可能なクランプ装置を提供すること、クランプ解除時に係合部材を弾性部材の弾性付勢力により退入方向へ駆動可能なクランプ装置を提供すること、などである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、このクランプ本体に上下方向に可動に支持された上下方向に延びるクランプ出力部材と、このクランプ出力部材に可動に装着され且つ物品の穴の内面に係合可能な係合部材と、この係合部材に係合した上下方向に延びるクランプロッドと、このクランプロッドを上下方向に進退駆動可能な進退駆動機構とを有するクランプ装置において、前記係合部材は前記クランプロッドの外周側の１又は複数位置に夫々配設された横向きロッド状の１又は複数の爪部材を有し、前記クランプ出力部材は、前記１又は複数の爪部材が水平方向に進退可能に夫々装着された１又は複数の爪保持孔を有し、前記クランプロッドは、上方程大径化し且つ前記１又は複数の爪部材を半径方向外側へクランプ駆動する為のテーパ軸部を有し、前記クランプロッドの外周側に配設された弾性部材を有すると共にこの弾性部材の弾性付勢力により前記１又は複数の爪部材を退入方向へ駆動する復帰機構を設け、前記復帰機構は、前記１又は複数の爪部材の下端側部分に夫々形成された１又は複数の係合部と、この１又は複数の係合部に夫々係合した１又は複数の鋼球と、この１又は複数の鋼球の下から支持する環状支持部材と、この環状支持部材を上方へ弾性付勢する前記弾性部材と、この弾性部材の下端部を受け止めると共に前記クランプ出力部材に支持されたスリーブ部材とを有することを特徴としている。
【００１２】
【００１３】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記クランプロッドの下端部分に、前記進退駆動機構のピストン部材の上端部分が固着され、前記ピストン部材の上端部に、前記環状支持部材の下端部を上方へ押動可能な環状復帰部が形成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項３のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記テーパ軸部は、前記１又は複数の爪部材が夫々面接触で当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面以外の部分に形成された上方程大径化する部分円錐面とを有し、前記クランプ出力部材は、前記１又は複数の爪保持孔以外の部分に形成され且つ前記部分円錐面が係合可能な環状テーパ面を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項４のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記１又は複数の爪部材は３つの爪部材から構成され、３つの爪部材は周方向３等分位置に配置され、これら３つの爪部材の外側端部には３段の歯が形成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項５のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記１又は複数の爪部材の外側端部には、前記物品の穴の上端部の周縁部に係合可能な係合段部が形成されたことを特徴としている。
【００１７】
請求項６のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記クランプ出力部材と前記クランプロッドと前記ピストン部材のロッド部を、クランプ本体に対して水平方向へ小距離だけ可動にする可動機構を設けたことを特徴としている。
【００１８】
請求項７のクランプ装置は、請求項２の発明において、前記クランプ出力部材と前記クランプロッドと前記ピストン部材のロッド部をクランプ本体に対して水平方向へ移動不能に構成して物品を位置決め可能に構成したことを特徴としている。
【００１９】
請求項８のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記クランプ出力部材の上端部に、クランプロッドの上方を塞ぐキャップ部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、クランプ駆動する場合は、クランプロッドを退入方向（クランプ方向）へ移動させると、クランプロッドのテーパ軸部により、横向きロッド状の１又は複数の爪部材が水平方向へ拡径駆動され、１又は複数の爪部材を、物品の穴の内面をグリップした係合状態（グリップ状態）にすることができる。
係合部材としての横向きロッド状の１又は複数の爪部材を穴の内面に押圧して係合させる構造であるため、１又は複数の爪部材が穴の内面を押圧する押圧面積を小さくし、グリップ時の面圧を高め、グリップ性能を高めることができる。
【００２１】
前記１又は複数の爪部材を弾性部材の弾性付勢力により退入方向へ駆動する復帰機構を設けたので、クランプ解除時には、クランプロッドの進出方向（アンクランプ方向）への移動に伴い、復帰機構の弾性部材により、１又は複数の爪部材が退入方向へ駆動され、１又は複数の爪部材を物品の穴に対する係合状態から解除することができ、係合解除性能を高めることができる。
【００２２】
また、１又は複数の爪部材は、クランプ出力部材の１又は複数の爪保持孔に水平方向に進退可能に夫々装着されているので、爪部材と対応する爪保持孔との間の摺動隙間は、クランプ出力部材の外周面に開放されることになる。従って、上記の摺動隙間から切粉等がクランプ装置の内部に侵入しなくなる。それ故、故障しにくくなり耐久性が向上する。
【００２３】
また、クランプ解除時に、スリーブ部材に支持された弾性部材が、環状支持部材を上方に弾性付勢して、鋼球を上方へ移動させて係合部に係合させることで、１又は複数の爪部材を退入方向へ駆動して、１又は複数の爪部材の係合状態を確実に解除することができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、クランプ解除時に環状支持部材が弾性部材の弾性付勢力により上方に復帰しない場合、クランプロッドとピストン部材を上方へ移動させ、環状復帰部を下方から環状支持部に当接させて、環状支持部材を強制的に上方へ押動することで、１又は複数の爪部材の係合状態を確実に解除することができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、クランプの際、クランプロッドを下方へ駆動すると、クランプロッドの１又は複数のテーパ平面が夫々１又は複数の爪部材に面接触で当接して、１又は複数の爪部材を進出方向へ拡径駆動し、１又は複数の爪部材が物品の穴の内面をグリップする。
【００２６】
前記クランプ出力部材は、１又は複数の爪保持孔以外の部分に形成され且つクランプロッドの部分円錐面が係合可能な環状テーパ面を有するので、クランプロッドが下方へ移動して部分円錐面が環状テーパ面に当接すると、クランプロッドとクランプ出力部材を相対的に移動不能になるから、クランプ出力部材をクランプロッドと共に下方へ移動駆動することができる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、前記１又は複数の爪部材は３つの爪部材から構成され、３つの爪部材は周方向３等分位置に配置され、これら３つの爪部材の外側端部には３段の歯が形成されたので、物品の穴の内面に対して、３つの爪部材が周方向等間隔に均等にグリップした係合状態にすることができる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、前記１又は複数の爪部材の外側端部には、前記物品の穴の上端部の周縁部に係合可能な係合段部が形成されたので、クランプ駆動する場合、係合段部が物品の穴の上端部の周縁部に係合して、穴の内面に係合した状態にすることができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、前記クランプ出力部材と前記クランプロッドと前記ピストン部材のロッド部を、クランプ本体に対してクランプ本体に対して水平方向へ小距離だけ可動にするセンタリング機能を有する可動機構を設けたので、物品の穴の軸心とクランプロッドの軸心とが僅かにズレている場合でも、可動機構により調心してクランプできる。
【００３０】
請求項７の発明によれば、前記クランプ出力部材とクランプロッドと前記ピストン部材のロッド部をクランプ本体に対して水平方向へ移動不能にして物品を位置決め可能に構成したので、物品を位置決めした状態で、物品をクランプすることができる。
【００３１】
請求項８の発明によれば、前記クランプ出力部材の上端部に、クランプロッドの上方を塞ぐキャップ部材を設けたので、クランプ出力部材の内部へ切粉等が上方から侵入するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１にかかるアンクランプ状態のクランプ装置の平面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】クランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図４】フルストローク状態のクランプ装置の断面図である。
【図５】図１のV-V線断面図である。
【図６】誤動作検出時の図１のV-V線断面図である。
【図７】図１のVII-VII線断面図である。
【図８】環状復帰部により爪部材を強制的に退入駆動する状態を示す断面図である。
【図９】実施例２にかかるクランプ装置の断面図である。
【図１０】実施例３にかかるクランプ装置の断面図である。
【図１１】実施例４にかかるクランプ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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】
【００３４】
図１〜図７に示すように、このクランプ装置Ｃは、機械加工に供するワークＷ（物品）の穴Ｈに係合部材３を挿入し、穴Ｈの内面に係合部材３を係合状態（グリップ状態）にしてワークＷをクランプするものである。このクランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、このクランプ本体１に上下方向に可動に支持された上下方向に延びるクランプ出力部材２と、このクランプ出力部材２に可動に装着され且つワークＷの穴Ｈの内面に係合可能な係合部材３と、この係合部材３に係合した上下方向に延びるクランプロッド４と、係合部材３を退入方向へ付勢する復帰機構５と、クランプロッド４を上下方向に進退駆動可能な進退駆動機構６と、係合部材３の拡径駆動を支持するサポート機構８と、クランプロッド４とピストン部材６２のロッド部材６８を水平方向へ小距離だけ可動にする可動機構と、クリーニング用エア通路９と、クランプ正常か否かを確認するクランプ動作確認機構１０などを備えている。
【００３５】
次に、クランプ本体１について説明する。
図１〜図４に示すように、クランプ本体１は、上部本体１１と下部本体１２とで構成され、クランプ本体１が、基部本体１３の装着穴１３ａに装着されている。上部本体１１は、平面視にてほぼ長方形の鋼製の部材である。この上部本体１１は、４つのボルト孔１４に挿通される４本のボルトで基部本体１３に固定される。下部本体１２は、シリンダ穴６１を形成する筒状部材であり、下部本体１２の上端部が上部本体１１の下面側の凹部１５に嵌合され、６本のボルト１６により固定されている。
【００３６】
クランプ出力部材２は、上部本体１１の中心部分の挿通孔１７を貫通して上方へ延びるように配設されている。上部本体１１の上端部には、加圧エア逃し用の４つの凹溝１８により４分割された円弧形の着座面１９が形成され、これら着座面１９にワークＷを着座させワークＷをクランプ状態にすることができる。前記着座面１９と凹溝１８を除き、上部本体１１の上面は緩い傾斜角の部分円錐面に形成されている。下部本体１２の外周部はシール部材１２ａで油密に封止されている。
【００３７】
次に、クランプ出力部材２について説明する。
図１〜図４に示すように、クランプ出力部材２は、上下方向に延びるほぼ筒状の筒状部材２１と、この筒状部材２１の上端部に設けられたキャップ部材２２とを有する。クランプ出力部材２の上端側部分には、３つの爪部材３１が水平方向に進退可能に夫々装着された３つの爪保持孔２３と、３つの爪保持孔２３以外の部分に形成され且つクランプロッド４の部分円錐面４６が係合可能な環状テーパ面２４とが形成されている。爪保持孔２３は、筒状部材２１の上端側部分の周方向３等分位置に形成されている。クランプ出力部材２の直径が例えば２０ｍｍである場合に、爪保持孔２３の直径は例えば５ｍｍ程度である。但し、上記のサイズに限定される訳ではない。
【００３８】
筒状部材２１には、後述する復帰機構５とクランプロッド４の下端側部分とピストン部材６２の上端側部分などを収容する収容穴２５と、この収容穴２５に連なる環状テーパ面２４と、この環状テーパ面２４に連なり且つキャップ部材２２を取り付ける為の取付穴２７とが形成されている。筒状部材２１の下端鍔部２１ａは、上部本体１１の円形凹部２８に収容され、円形凹部２８の上壁部と環状受圧部材８１の水平板部８１ｂとの間に可動に挟着されている。筒状部材２１の外周面と挿通孔１７の内周面との間には加圧エアが通過可能な環状隙間１７ａが形成され、下端鍔部２１ａの外周面と円形凹部２８の内周面との間には環状隙間２８ａが形成されている。
【００３９】
筒状部材２１の上端部の取付穴２７にはクランプロッド４の上方を塞ぐキャップ部材２２が螺着されている。キャップ部材２２の上端面の中心部分には、工具で操作するための六角孔２２ａが形成されている。キャップ部材２２の下面側に形成された凹部２２ｂには、クランプロッド４が上限位置のときにクランプロッド４の上端部が収容される。キャップ部材２２の上面は凸曲面状に形成され、キャップ部材２２が装着されたクランプ出力部材２の上端面も、外側に向けて緩やかに傾斜した凸曲面状に形成される。そのため、クランプ出力部材２を物品の穴に挿入する際に円滑に挿入できる。
【００４０】
図１〜図４に示すように、上部本体１１の挿通孔１７には、スクレーパ２９が装着されている。このスクレーパ２９は、クランプ出力部材２の外周側の環状隙間１７ａを塞ぎ切粉等の異物が内部に侵入するのを防ぎ、加圧エアがクランプ本体１内から外界へ漏出しにくくしている。スクレーパ２９は、クランプ出力部材２の外周面に摺接する合成樹脂などの弾性材料で構成されている。スクレーパ２９は、クランプ出力部材２の軸心を挿通孔１７の軸心に一致させるセンタリング機能も奏する。クランプ出力部材２は、進退駆動機構６により環状受圧部材８１と一体的に小距離だけ昇降可能であり、環状隙間１７ａ，２８ａとスクレーパ２９の弾性変形を介して、クランプ装置Ｃの軸心と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能に装着されている。
【００４１】
次に、係合部材３について説明する。
図１〜図４に示すように、係合部材３は、クランプロッド４の外周側の周方向３等分位置に配設された横向きロッド状の３つの爪部材３１を有し、ワークＷの穴Ｈの内面をグリップする為のものである。３つの爪部材３１は、例えば、高硬度の鋼材で断面円形のロッド状に夫々形成されている。３つの爪部材３１は、クランプ出力部材２のうちの、環状テーパ面２４の外側の壁部に形成された３つの爪保持孔２３に夫々挿通状に装着されている。３つの爪部材３１の外側端部には、ワークＷに形成された穴Ｈの内面をグリップする為の３段の歯３２が形成されている。爪部材３１の内側端部には、下方程クランプロッド４の軸心に接近するように傾斜したテーパ面３３が形成されている。尚、爪部材３１に、表面硬度を高めるため窒化処理や浸炭処理などの表面処理を施しても良い。
【００４２】
次に、クランプロッド４について説明する。
図２〜図４に示すように、クランプロッド４は、クランプ出力部材２の内部に縦向きに収容されている。クランプロッド４は、下端側部分のネジ軸部４１と、このネジ軸部４１から上方に連なる大径ロッド部４２と、この大径ロッド部４２から上方に連なる小径ロッド部４３と、この小径ロッド部４３の上方に連なるテーパ軸部４４とを有する。上方程大径化するテーパ軸部４４は、３つの爪部材３１を半径方向外側(拡径方向)へクランプ駆動可能である。テーパ軸部４４の上端部には、工具で操作する為の六角孔４４ａが形成されている。
【００４３】
テーパ軸部４４は、３つの爪部材３１が夫々面接触で当接する３つのテーパ平面４５と、これらテーパ平面４５以外の部分に形成された上方程大径化する部分円錐面４６とを有する。テーパ平面４５は、３つの爪保持孔２３に対応するように周方向３等分位置に形成されている。テーパ平面４５の鉛直方向に対する傾斜角度が、部分円錐面４６の鉛直方向に対する傾斜角度より大きく設定されている。クランプロッド４の下端部分のネジ軸部４１が、進退駆動機構６のピストン部材６２の上端部分（i.e.ロッド本体７６の上端部分）に螺合にて固着されている。テーパ軸部４４のテーパ平面４５は、後述する復帰機構５の弾性部材５４の弾性付勢力により爪部材３１のテーパ面３３に密着状に係合している。
【００４４】
次に、復帰機構５について説明する。
図２〜図４に示すように、復帰機構５は、クランプロッド４を上方へアンクランプ駆動する場合に、クランプロッド４の外周側に配設された弾性部材５４の弾性付勢力により３つの係合部５１を介して３つの爪部材３１を退入方向へ駆動して係合解除状態にする為のものである。
【００４５】
復帰機構５は、クランプ出力部材２の筒状部材２１の収容穴２５に装着されている。復帰機構５は、３つの爪部材３１の下端側部分に夫々形成された３つの係合部５１と、これら３つの係合部５１に夫々係合した３つの鋼球５２と、これら３つの鋼球５２を下から支持する環状支持部材５３と、この環状支持部材５３を上方へ弾性付勢する弾性部材５４と、この弾性部材５４の下端部を受け止めると共にクランプ出力部材２にストップリング５８を介して支持されたスリーブ部材５５とを有する。
【００４６】
係合部５１は、爪部材３１の長さ方向と直交する方向に向けた下端開放状の断面逆Ｖ字形の溝である。係合部５１の深さは鋼球５２の半径ほどの大きさである。尚、係合部５１は、逆Ｖ字形の溝に限らず、円錐状の凹部であってもよい。
３つの鋼球５２は、筒状部材２１の収容穴２５の上壁部分に夫々形成された３つの溝部５６に配置され、溝部５６の外側壁で外側へ移動しないように受け止められている。鋼球５２の下端部は環状支持部材５３の鍔部５３ａで受け止められている。
【００４７】
図２に示すアンクランプ状態においても、図３に示すクランプ状態においても、３つの鋼球５２は夫々係合部５１に部分的に受容されている。図２示すアンクランプ状態のとき、鋼球５２が係合部５１に最も深く係合し、図３に示すクランプ状態のとき、鋼球５２が係合部５１に浅く係合して爪部材３１を退入方向へ弾性付勢している。
【００４８】
環状支持部材５３は、クランプロッド４の大径ロッド部４２に上下方向に摺動自在に外嵌されている。３つの係合部５１に係合状態の３つの鋼球５２は、環状支持部材５３の上端面で支持されている。環状支持部材５３の下端部内周部には、下方に向けて突出した環状突出部５３ｂが一体形成されている。この環状突出部５３ｂの外径は、スリーブ部材５５の上端部の内径より僅かに小径に形成されている。それ故、環状突出部５３ｂはスリーブ部材５５の上端部の内周側へ挿入可能になっている。
【００４９】
弾性部材５４は金属製の圧縮コイルスプリングからなる。弾性部材５４は、クランプ出力部材２の筒状部材２１と環状支持部材５３とスリーブ部材５５との間に形成されたバネ収容室５７に圧縮状に収容され、環状支持部材５３の外周側に装着されている。弾性部材５４の上端は環状支持部材５３の鍔部５３ａで受け止められ、弾性部材５４の下端は、スリーブ部材５５の上端で受け止められ、環状支持部材５３を上方に弾性付勢している。
【００５０】
スリーブ部材５５は、クランプ出力部材２の収容穴２５に上下方向に摺動自在に内嵌され且つピストン部材６２のロッド部材６８に上下方向に摺動自在に外嵌されている。スリーブ部材５５の上端部の内周側部分には、外周側部分より段落ち状に形成された内周側受部５５ａが形成され、この内周側受部５５ａは環状支持部材５３の下端部５３ｃ（環状突出部５３ｂ以外の下端部）に隙間をあけて下方から対向し、上記の下端部５３ｃを受け止め可能になっている。スリーブ部材５５の下端部は、筒状部材２１の下端部の内周側に装着されたストップリング５８で受け止められている。この復帰機構５の場合、金属製の弾性部材５４により係合部材３を退入方向へ強く弾性付勢するので、信頼性と耐久性に優れる。
【００５１】
次に、進退駆動機構６について説明する。
図２〜図４に示すように、油圧シリンダ６０で構成された進退駆動機構６は、クランプロッド４を上下方向へ進退駆動する為のものである。この油圧シリンダ６０は、下部本体１２に形成されたシリンダ穴６１と、このシリンダ穴６１に装着されたピストン部６６を含むピストン部材６２と、ピストン部材６２の上側のクランプ用油室６４及びピストン部材６２の下側のアンクランプ用油室６３とを備えている。
【００５２】
シリンダ穴６１の底面は基部本体１３で塞がれている。ピストン部材６２はシリンダ穴６１の底壁面で受け止められて下限位置になり、シリンダ穴６１の上壁面で受け止められて上限位置になる。ピストン部材６２は、ピストン部６６とこのピストン部６６から上方へ一体的に延びる筒状ピストンロッド６７とを含む筒状ピストン部材６５と、この筒状ピストン部材６５に装着されたロッド部材６８（ピストンロッド部）とを備えている。
【００５３】
筒状ピストン部材６５の内部には、上部の小径孔７１と、中段部の中径孔７２と、下部の大径孔７３とが形成されている。中径孔７２の下部と大径孔７３には封鎖部材７４が装着され、ストップリング７５で抜け止めされている。ピストン部６６の外周部はシール部材６６ａで油密に封止され、筒状ピストンロッド６７の外周部はシール部材６７ａで油密に封止され、封鎖部材７４の外周部はシール部材７４ａで油密に封止されている。
【００５４】
ロッド部材６８は、上下方向に延びるロッド本体７６と、このロッド本体７６の下端部のフランジ部７７とを有する。ロッド本体７６の上端側部分には、上方に開放状のネジ穴７８が形成され、このネジ穴７８にクランプロッド４のネジ軸部４１が螺合されている。ロッド本体７６の上端部の外周側部分には、環状支持部材５３の環状突出部５３ｂの下端部を上方へ押動可能な環状復帰部７０が形成されている。
【００５５】
ロッド本体７６の下端寄り部分が小径孔７１内に収容され、フランジ部７７が中径孔７２内に収容されている。ロッド本体７６と小径孔７１の内周面との間には、約２〜３ｍｍの環状隙間７１ａが形成されている。ロッド本体７６の外周の環状溝７６ｂに太いＯリング７９が装着されている。このＯリング７９はロッド本体７６と筒状ピストンロッド６７との間に僅かに圧縮状態に装着されており、ピストン部材６２に対してロッド部材６８をセンタリングする。ロッド部材６８のフランジ部７７は、中径孔７２の上壁と封鎖部材７４の間に水平方向へ可動に装着されている。フランジ部７７の外周面と中径孔７２の内周面との間には環状隙間７２ａがある。フランジ部７７の下端部には、工具で操作する為の六角孔７７ａが形成されている。
【００５６】
ロッド部材６８とクランプロッド４は、筒状ピストン部材６５と一体的に昇降可能である。そして、環状隙間１７ａ，２８ａ，７１ａ，７２ａ及び環状隙間８７ａを設けたため、ロッド部材６８とクランプロッド４とスリーブ部材５５とクランプ出力部材２は、筒状ピストン部材６５に対して相対的に油圧シリンダ６０の軸心と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能である。尚、スクレーパ２９とＯリング７９が、クランプ出力部材２とロッド部材６８の軸心を油圧シリンダ６０の軸心に一致させる（センタリングする）ようにクランプ出力部材２とロッド部材６８を弾性付勢している。このように、スクレーパ２９とＯリング７９と環状隙間１７ａ，２８ａ，７１ａ，７２ａ及び環状隙間８７ａが、クランプ出力部材２とクランプロッド４とピストン部材６２のロッド部材６８を、クランプ本体１に対して水平方向へ小距離だけ可動にするセンタリング機能のある可動機構を構成している。
【００５７】
クランプ用油室６４は、下部本体１２とピストン部材６２と環状受圧部材８１とで形成されている。クランプ用油室６４には、油圧ポンプとバルブ類を備えた油圧供給源６９から油路６９ａ〜６９ｄを介して、ピストン部材６２をクランプ側（下方）へ付勢する油圧が供給可能に構成してある。
【００５８】
アンクランプ用油室６３は、下部本体１２と基部本体１３とピストン部材６２のピストン部６６と封鎖部材７４とで形成されている。アンクランプ用油室６３には、ピストン部材６２をアンクランプ側（上方）へ付勢する油圧が、上記と同様の油圧供給源６９から油路６９ｅ，６９ｆを介して供給可能に構成してある。
【００５９】
次に、サポート機構８について説明する。
図２〜図４に示すように、サポート機構８は、３つの爪部材３１を拡径させる際にクランプ出力部材２を油圧力で支持するものである。サポート機構８は、クランプ出力部材２の下端鍔部２１ａを支持する環状受圧部材８１と、この環状受圧部材８１の環状筒部８１ａにアンクランプ方向向き（上方向き）に油圧を受圧させるサポート油室８２と、油圧シリンダ６０のアンクランプ用油室６３からサポート油室８２に通ずる油路８３とを有する。
【００６０】
環状受圧部材８１は、環状筒部８１ａと、この環状筒部８１ａの上端に連なる水平板部８１ｂと、環状筒部８１ａの下端から下方へ連なり下端部がクランプ用油室６４に臨み且つクランプ用油室６４の油圧を受圧する筒形ピストン部８１ｃとを有し、水平板部８１ｂの上面にクランプ出力部材２の下端鍔部２１ａが載置支持されている。環状受圧部材８１の環状筒部８１ａと筒形ピストン部８１ｃには、筒状ピストンロッド６７が上下方向に摺動自在に内嵌し、環状受圧部材８１は下部本体１２の筒状シリンダ穴８４と円筒穴８５に摺動自在に内嵌されている。環状受圧部材８１の内周部は、シール部材６７ａで油密に封止され、外周部はシール部材１２ｂ，１２ｃで油密に封止されている。
【００６１】
上部本体１１には、筒状シリンダ穴８４の上端に連なる収容穴８６が形成されている。水平板部８１ｂは、収容穴８６に上下方向に摺動自在に装着されている。水平板部８１ｂの外周部には、環状筒部８１ａよりも僅かに大径の係止鍔部８１ｄが形成されている。係止鍔部８１ｄの外周側には加圧エアが通過可能な隙間がある。水平板部８１ｂの中心部の円形穴８７に、環状隙間８７ａを空けた状態でロッド部材６８が遊嵌状に挿通している。環状受圧部材８１が下限位置のとき係止鍔部８１ｄを収容穴８６の下端壁で受け止め、環状受圧部材８１が上限位置のとき水平板部８１ｂを収容穴８６の上端壁で受け止める。
【００６２】
サポート油室８２に油圧を供給する為の油路８３は、下部本体１２の下半部の外周側に形成されてアンクランプ用油室６３に連通した筒状油路８３ａと、下部本体１２に斜めに形成された絞り作用のある傾斜絞り油路８３ｂとで構成されている。こうして、サポート油室８２にはアンクランプ状態のときにアンクランプ用油室６３から油圧が供給され、クランプ動作開始から所定微小時間かけてサポート油室８２の油圧が傾斜絞り油路８３ｂを介して排出され、ドレン圧になる。
【００６３】
傾斜絞り油路８３ｂは、クランプ動作開始後、サポート油室８２からの油圧の排出を遅延させ、爪部材３１の拡径後に、サポート油室８２の油圧をドレン圧に切換える為のものである。但し、爪部材３１の拡径後においても、クランプ用油室６４から筒形ピストン部８１ｃに油圧が作用するため、サポート機構８は小さなサポート力を維持する。そして、クランプ動作開始後、サポート力の漸減に応じてクランプ力が徐々に増大していき、前記の所定微小時間かけて最大クランプ力になる。ワークＷに対する機械加工開始までには最大クランプ力になる。
【００６４】
図５，図６に示すように、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１９に密着したことを検出する着座センサ９０が設けられている。この着座センサ９０は、着座面１９に開口された加圧エア噴出孔９１と、この加圧エア噴出孔９１に連通するように上部本体１１内に形成されたエア通路９２，９３及び基部本体１３内に形成されたエア通路９４と、このエア通路９４にエア通路９５を介して加圧エアを供給する加圧エア供給源９６と、エア通路９５内の加圧エアの圧力が設定圧以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチ９７などで構成されている。尚、エア通路９２の右端部はプラグ９２ａで閉鎖されている。
【００６５】
次に、クリーニング用エア通路９について説明する。
図７に示すように、クリーニング用エア通路９は、クランプ出力部材２、係合部材３、クランプロッド４、復帰機構５、着座面１９等をエアブローにてクリーニングする為のものである。上部本体１１には、収容穴８６に連なるエア通路１０１，１０２，１０３が形成され、基部本体１３にはエア通路１０３に連なるエア通路１０４が形成され、このエア通路１０４はエア通路９５を介して加圧エア供給源９６に接続されている。環状受圧部材８１の係止鍔部８１ｄの外周の上端部を小径化することにより環状エア通路１０６が形成され、水平板部８１ｂには環状エア通路１０６を環状受圧部材８１の内側空間に連通させる複数のエア通路１０７が形成されている。上記エア通路１０１〜１０４と、環状エア通路１０６と、複数のエア通路１０７と、円形穴８７の環状隙間８７ａと、ロッド部材６８の外周側とスリーブ部材５５の内周側の隙間７６ａと、スリーブ部材５５の外周側とクランプ出力部材２の内周側の隙間２５ａとでクリーニング用エア通路９が形成されている。尚、エア通路１０２の右端部はプラグ１０２ａで閉鎖されている。
【００６６】
クランプ状態及びアンクランプ状態において、クリーニング用エア通路９に加圧エアが供給される。加圧エア供給源９６からの加圧エアは、エア通路１０１〜１０４と、収容穴８６の環状エア通路１０６と、複数のエア通路１０７と、円形穴８７の環状隙間８７ａを通って、クランプ出力部材２の収容穴２５に供給され、スリーブ部材５５の内周側と外周側の隙間７６ａ，２５ａを通って上方に流れ、復帰機構５とクランプロッド４と爪部材３１をエアブローし、爪部材３１と爪保持孔２３の内周面の間の隙間を通ってクランプ出力部材２の外部に排出される。外部に排出されたエアブローの一部は、クランプ出力部材２の外周側とワークＷの穴Ｈの内周側の隙間を通って下方に流れ、着座面１９をエアブローする。収容穴８６に供給された加圧エアの一部は、環状隙間２８ａと環状隙間１７ａを通って上方に流れ、クランプ出力部材２とスクレーパ２９の間の僅かな隙間を通って着座面１９をエアブローする。
【００６７】
次に、クランプ動作確認機構１０について説明する。
図５，図６に示すように、クランプ動作確認機構１０は、弁機構１１０と動作確認用エア通路１１１とを有する。弁機構１１０は、エア通路１１２の下方において下部本体１２の上端部に浅く形成された円形凹部１１３と、上部本体１１の下面に円形凹部１１３に対向する非常に浅く形成された円形凹部１１４と、この円形凹部１１４にエア通路１１２を開閉する為に装着された円形の弁板１１５と、この弁板１１５の下面側に配設され弁板１１５を上方へエア通路１１２を閉鎖する位置に付勢するＯリング１１６などを有する。エア通路１１２から弁板１１５の上面側に加圧エアが供給される。
【００６８】
動作確認用エア通路１１１は、クランプ動作確認用の加圧エアを供給するエア通路であり、エア通路９２〜９４と、エア通路１１２と、円形凹部１１４と、係止鍔部８１ｄの上部の外周側の環状エア通路１０６及び係止鍔部８１ｄと収容穴８６の内面間の隙間８１ｅと、クリーニング用エア通路９の下流部分とを有する。この動作確認用エア通路１１１の途中部に、弁板１１５とＯリング１１６を含む弁機構１１０が設けられている。
弁機構１１０が開弁した状態において、円形凹部１１４は、上記のエア通路を介してクリーニング用エア通路９の下流部分に連通し、大気開放される。
【００６９】
クランプ動作時に、爪部材３１が穴Ｈの内面に対してスリップする等のクランプ不良により、クランプ出力部材２が下限位置まで下降し、環状受圧部材８１が下限位置まで下降したときには、環状受圧部材８１の係止鍔部８１ｄが弁板１１５に当接して弁板１１５を下方へ押動し、弁機構１１０を開弁させる（図６参照）。クランプが正常で、環状受圧部材８１が下限位置まで下降しない状態では、弁機構１１０が閉弁状態に維持されるため、ワークＷの着座後は着座センサ９０が正常に作動し、エア通路９５のエア圧が低下することはない。
【００７０】
しかし、クランプ不良により、弁機構１１０が開弁すると、エア通路１１１の加圧エアが、クリーニング用エア通路９の下流部分へリークするため、エア通路９５のエア圧が上昇しない。このようにして、クランプ作動後に着座センサ９０がワークＷの着座を検出しないことを、圧力スイッチ９７の検出信号から検知することにより、クランプ不良を検出することができる。ここで、油圧供給源６９、エア供給源９６、圧力スイッチ９７等は制御ユニット（図示略）に電気的に接続されており、その制御ユニットにより制御される。尚、クランプ動作確認機構１０を機能させないようにする場合、円形凹部１１３に弁板１１５とＯリング１１６を上下逆に装着すればよい。
【００７１】
次に、上記のクランプ装置Ｃの作用について説明する。
機械加工に供するワークＷをクランプする場合、最初に、進退駆動機構６のアンクランプ用油室６３に油圧（加圧油）を充填し、クランプ用油室６４の油圧はドレン圧にする。
すると、図２に示すように、ピストン部材６２とクランプロッド４は上限位置まで上昇して停止状態となる。アンクランプ用油室６３から油路８３を介してサポート油室８２へ油圧が供給されるため、サポート油室８２の油圧を受圧する環状受圧部材８１は上限位置を保持し、クランプ出力部材２も上限位置を保持する。
このとき、復帰機構５の弾性部材５４の弾性付勢力により鋼球５２が係合部５１に係合し３つの爪部材３１を退入方向へ駆動する。それ故、３つの爪部材３１の歯３２がクランプ出力部材２の外周面から突出しない状態になり、３つの爪部材３１のテーパ面３３が、テーパ軸部４４のテーパ平面４５に面接触で当接した状態になる。この状態でワークＷを投入し、図２に示すように、ワークＷの穴Ｈにクランプ出力部材２を挿入し、ワークＷを着座面１９で支持する。
【００７２】
次に、クランプ状態に切換える際には、油圧供給源６９のバルブを切換えることで、アンクランプ用油室６３の油圧を抜く（ドレン圧にする）と同時に、クランプ用油室６４に油圧を供給する。このクランプ動作開始初期には、傾斜絞り油路８３ｂにより、サポート油室８２の油圧が急には低下しないため、環状受圧部材８１にはある程度大きな上向きの油圧力（サポート力）が作用する。それ故、環状受圧部材８１は上限位置を保持し、クランプ出力部材２も上限位置を保持するが、ピストン部材６２にはクランプ用油室６４から下方向きの油圧力が作用し、ピストン部材６２が下方へ駆動されるため、クランプロッド４が３つの爪部材３１に対して相対的に下方へ移動する。
【００７３】
その結果、クランプロッド４のテーパ軸部４４により３つの爪部材３１が水平方向に拡径駆動（進出駆動）されて、ワークＷの穴Ｈの内側にグリップした係合状態になり、３つの爪部材３１とクランプロッド４がワークＷに対して相対移動不能になる。このとき、３つの爪部材３１の水平方向への移動に伴い係合部５１の傾斜面を介して鋼球５２が下方に押動されて、弾性部材５４の弾性付勢力に抗して環状支持部材５３を下方へ押動する。
【００７４】
この直後に、アンクランプ用油室６３の油圧がドレン圧まで低下し、ピストン部材６２には下方向きの大きな油圧力が作用し、サポート油室８２の油圧も時間遅れを以てドレン圧まで低下する。爪部材３１が穴Ｈの内側に係合（グリップ）後には、図３に示すように、クランプ出力部材２と爪部材３１とクランプロッド４とピストン部材６２と環状受圧部材８１は一体的に下方へ小距離（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）だけ駆動され、ワークＷが着座面１９に強く押圧されたクランプ状態になる。サポート油室８２の油圧がドレン圧になった状態では、油圧シリンダ６０で発生可能な最大クランプ力で以てワークＷをクランプした状態になる。
【００７５】
このとき、図３に示すように、環状受圧部材８１の係止鍔部８１ｄと下部本体１２との間には隙間が残っているため、クランプ動作確認機構１０の弁機構１１０は閉弁状態を維持する。それ故、ワークＷが所期のクランプ力でクランプされて着座面１９に着座し、クランプが正常であることを着座センサ９０により確認することができる。
【００７６】
クランプ装置Ｃをアンクランプ駆動する場合は、アンクランプ用油室６３に油圧を充填し、クランプ用油室６４の油圧をドレン圧にする。すると、アンクランプ用油室６３の油圧によりピストン部材６２とクランプロッド４が上方へ移動して、３つの爪部材３１の係合状態を解除する。このとき、復帰機構５の弾性部材５４により、環状支持部材５３を介して３つの鋼球５２は上方に付勢されるので、爪部材３１は退入方向へ駆動されて係合状態が解除される。その後、時間遅れを以て、アンクランプ用油室６３から油路８３を介してサポート油室８２へ油圧が供給されるため、サポート油室８２の油圧を受圧する環状受圧部材８１は上限位置へ移動し、クランプ出力部材２も上限位置へ移動する。
【００７７】
ここで、アンクランプ駆動する場合に、何らかの理由により、弾性部材５４の弾性付勢力では環状支持部材５３が上方へ復帰動作しない場合、図８に示すように、ピストン部材６２とクランプロッド４との境界段部の環状復帰部７０が、アンクランプ用油室６３の油圧により、環状支持部材５３の下端部の環状突出部５３ｂに当接し、環状突出部５３ｂを上方に押動し、爪部材３１を強制的に退入駆動することができる。
【００７８】
ワークを投入することなく、クランプ装置Ｃをフルストローク状態に駆動した場合には、図４に示すようになる。即ち、クランプロッド４のテーパ軸部４４により、３つの爪部材３１が進出方向へ拡径駆動されるが、３つの爪部材３１はワークＷの穴Ｈの内面に当接しないため、３つの爪部材３１は最大限進出された状態になる。その後、クランプロッド４の下方への移動に伴いテーパ軸部４４の部分円錐面４６が、クランプ出力部材２の環状テーパ面２４に当接する。すると、クランプロッド４とクランプ出力部材２が相対的に移動不能となるので、クランプ出力部材２と爪部材３１とクランプロッド４とピストン部材６２と環状受圧部材８１は一体的に下方へ駆動され、下限位置に移動する。
【００７９】
次に、クランプ装置Ｃの効果について説明する。
クランプ駆動する場合は、クランプロッド４を退入方向（クランプ方向）へ移動させると、クランプロッド４のテーパ軸部４４により、横向きロッド状の３つの爪部材３１が水平方向へ拡径駆動され、３つの爪部材３１を、ワークＷの穴Ｈの内面をグリップした係合状態（グリップ状態）にすることができる。
係合部材としての横向きロッド状の３つの爪部材３１を穴の内面に押圧して係合させる構造であるため、３つの爪部材３１が穴の内面を押圧する押圧面積を小さくし、グリップ時の面圧を高め、グリップ性能を高めることができる。
【００８０】
前記３つの爪部材３１を弾性部材５４の弾性付勢力により退入方向へ駆動する復帰機構５を設けたので、クランプ解除時には、クランプロッド４の進出方向（アンクランプ方向）への移動に伴い、復帰機構５の弾性部材５４により、３つの爪部材３１が退入方向へ駆動され、３つの爪部材３１をワークＷの穴Ｈに対する係合状態から解除することができ、係合解除性能を高めることができ、金属製の弾性部材５４を用いるため、耐久性を確保することもできる。
【００８１】
３つの爪部材３１は、クランプ出力部材２の３つの爪保持孔２３に水平方向に進退可能に夫々装着されているので、爪部材３１と対応する爪保持孔２３との間の摺動隙間は、クランプ出力部材２の外周面に開放される。従って、上記の摺動隙間から切粉等がクランプ装置Ｃの内部に侵入しなくなる。それ故、故障しにくくなり耐久性が向上する。
【００８２】
クランプ解除時に、何らかの理由により、環状支持部材５３が弾性部材５４の弾性付勢力により上方に復帰しない場合、クランプロッド４とピストン部材６２を上方へ移動させ、環状復帰部７０を下方から環状突出部５３ｂに当接させて、環状支持部材５３を強制的に上方へ押動することで、３つの爪部材３１の係合状態を確実に解除することができる。
【００８３】
テーパ軸部４４は、３つの爪部材３１が面接触に夫々当接する３つのテーパ平面４５と、この３つのテーパ平面４５以外の部分に形成された上方程大径化する部分円錐面４６とを有するので、クランプロッド４が下方へ移動する場合、この３つのテーパ平面４５が３つの爪部材３１に面接触で夫々当接して、３つの爪部材３１を進出（拡径）方向へ駆動することができる。
【００８４】
クランプ出力部材２は、３つの爪保持孔２３以外の部分に形成され且つ部分円錐面４６が係合可能な環状テーパ面２４を有するので、クランプロッド４を下方へ移動させて部分円錐面４６を環状テーパ面２４に当接させると、クランプロッド４とクランプ出力部材２を相対的に移動不能になるため、クランプロッド４を下降させることでクランプ出力部材２を一体的に下降させることができる。
【００８５】
３つの爪部材３１は周方向３等分位置に配置され、これら３つの爪部材３１の外側端部には３段の歯３２が形成されたので、ワークＷの穴Ｈの内面に対して、３つの爪部材３１が周方向等間隔の位置に均等にグリップした係合状態にすることができる。
【００８６】
クランプロッド４とピストン部材６２のロッド部材６８（ロッド部）を、水平方向へ小距離だけ可動にするセンタリング機能のある可動機構を設けたので、ワークの穴の製作誤差によりワークＷの穴Ｈの軸心とクランプロッド４とピストン部材６２の軸心とが僅かにズレている場合でも、確実にクランプすることができるうえ、クランプ解除後にはセンタリング機能により、クランプロッド４とピストン部材６２の軸心を、クランプ本体１の軸心（進退駆動機構６の軸心）に一致させることができる。
【００８７】
クランプ出力部材２の上端部に、クランプロッド４の上方を塞ぐキャップ部材２２を設けたので、クランプ出力部材２の内部への切粉等が上方から侵入するのを容易に防止することができる。
【実施例２】
【００８８】
前記クランプ装置Ｃを部分的に変更したクランプ装置ＣＡについて説明する。
但し、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。尚、このクランプ装置ＣＡは、実施例１の着座面１９と着座センサ９０の構造を変更したものである。
【００８９】
図９に示すように、クランプ装置ＣＡにおいて、クランプ本体１の上部本体１１の外周部近傍であって基部本体１３の上端面に、複数の縦長の着座面形成部材１２０が上部本体１１を囲繞する状態に取り付けられている。着座面形成部材１２０は、上部本体１１の上下方向の長さより長く構成されている。着座面形成部材１２０の上端部には、ワークＷを着座させるための着座面１２１が形成されている。
【００９０】
何れか１つの着座面形成部材１２０には、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１２１に密着したことを検出する前記実施例１の着座センサ９０に代わる着座センサ９０Ａが設けられている。この着座センサ９０Ａは、着座面１２１に開口された加圧エア噴出孔１２２と、この加圧エア噴出孔１２２に連通するように着座面形成部材１２０内に形成されたエア通路１２３及び基部本体１３内に形成されたエア通路１２４と、このエア通路１２４にエア通路９５を介して加圧エアを供給する加圧エア供給源９６と、エア通路内の加圧エアの設定圧以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチ９７などで構成されている。
【００９１】
このように、着座面形成部材１２０が、着座面１２１を上端部に有する上部本体１１とは別部材にて構成され且つ上部本体１１の外周部近部の基部本体１３の上端面に取り付けられたため、複数の着座面形成部材１２０の位置と高さを調整することで、種々のワークＷの高さ位置に対応してワークＷをクランプすることできる。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００９２】
上記のクランプ装置Ｃを部分的に変更したクランプ装置ＣＢについて説明する。
但し、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。このクランプ装置ＣＢは、クランプロッド４とピストン部材６２Ａをクランプ本体１に対して水平方向へ移動不能にしてワークＷを位置決め可能に構成されている。
【００９３】
図１０に示すように、クランプ装置ＣＢにおいて、上部本体１１の中心部分には、実施例１の挿通孔１７より小径の挿通孔１７Ａが形成され、この挿通孔１７Ａにクランプ出力部材２が上下方向に摺動自在に挿通されている。クランプ出力部材２の下端鍔部２１ａは、上部本体１１の前記実施例１の円形凹部２８より小径の円形凹部２８Ａに収容されている。クランプ出力部材２は、円形凹部２８Ａの上壁部と環状受圧部材８１の水平板部８１ｂとの間に水平方向に移動不能に挟着されている。
【００９４】
このクランプ装置ＣＢには、前記実施例１のピストン部材６２を構成する筒状ピストン部材６５とロッド部材６８と封鎖部材７４とを一体的に形成したピストン部材６２Ａが装着されている。ピストン部材６２Ａには、下部から上部に向けて、ピストン部１３１、このピストン部１３１の上方に連なる大径ロッド部１３２、この大径ロッド部１３２の上方に連なる小径ロッド部１３３が順次形成されている。ピストン部１３１が、下部本体１２のシリンダ穴６１に油密摺動自在に挿通され、大径ロッド部１３２が環状受圧部材８１の環状筒部８１ａに油密摺動自在に挿通され、小径ロッド部１３３が水平板部８１ｂの円形穴８７を通り、スリーブ部材５５に摺動自在に挿通されている。
【００９５】
つまり、このクランプ装置ＣＢは、前記実施例１の可動機構のスクレーパ２９とＯリング７９と環状隙間１７ａ，２８ａ，７１ａ，７２ａを省略して、クランプロッド４とピストン部材６２Ａとクランプ出力部材２が、クランプ本体１に対して水平方向に移動不能に構成されている。このピストン部材６２Ａの上端部のネジ孔１３４には、クランプロッド４が螺合されている。ピストン部１３１の外周部はシール部材１３１ａで油密に封止され、大径ロッド部１３２の外周部はシール部材１３２ａで油密に封止されている。
【００９６】
このように、クランプ装置ＣＢは、クランプロッド４とピストン部材６２Ａとクランプ本体１とを水平方向へ移動不能に構成にして位置決め可能に構成しているので、クランプ出力部材２をワークＷの穴Ｈに挿入することで、ワークＷを位置決めし、この状態で係合部材３でワークＷの穴Ｈの内面にグリップした係合状態にしてクランプすることができる。つまり、位置決め機能を備えたクランプ装置ＣＢを提供することができる。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【実施例４】
【００９７】
上記のクランプ装置Ｃを部分的に変更したクランプ装置ＣＣについて説明する。但し、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。このクランプ装置ＣＣは、実施例１の係合部材３の爪部材３１の構造を変更したものである。
【００９８】
図１１に示すように、クランプ装置ＣＣにおいて、係合部材３Ａの３つの爪部材３１Ａの外側端部には、実施例１の３段の歯３２に代えて、ワークＷの穴Ｈの上端部の周縁部１４０に係合可能な係合段部１４１が形成されている。係合段部１４１は、爪部材３１の外側端部の中段部に、例えば、４５度の傾斜面で段落ち状に形成されている。クランプ解除位置では、この係合段部１４１がクランプ出力部材２の外周面外へ突出しないように、復帰機構５の弾性部材５４の弾性付勢力によりクランプ出力部材２内に退入される。
【００９９】
このように、３つの爪部材３１の外側端部には、ワークＷの穴Ｈの上端部の周縁部１４０に係合可能な係合段部１４１が形成されたので、クランプ駆動する場合、係合段部１４１がワークＷの穴Ｈの上端部の周辺部１４０に係合して、穴Ｈの内面を係合状態にすることができる。尚、係合段部１４１は、４５度の傾斜面に代えて９０度に屈曲した段落ち状に形成してもよい。
前記爪部材３１Ａに係合段部１４１を形成するため、ワークの加工中にワークに作用する上下振動を規制する振動規制性能を高めることができる。
【０１００】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
［１］前記実施例１〜４では、係合部材３は、３つの爪部材３１から構成されているが、特に３つの爪部材３１に限定する必要はなく、１つの爪部材３１で構成しても良いし、３つ以外の複数の爪部材３１で構成してもよい。この場合、クランプ出力部材２には、爪部材３１の数に対応するように爪保持孔２３が形成される。尚、１つの爪部材３１でクランプする場合、この爪部材３１がワークＷの穴Ｈをグリップすると、可動機構によりクランプ出力部材２が水平方向に移動して爪部材３１とは反対側の外周面がワークＷの穴Ｈに内側に当接状態になる。
【０１０１】
［２］前記クランプ装置Ｃ〜ＣＣのクランプ駆動するために油圧シリンダを採用したが、これに限定する必要はなく、クランプ用油室６４、アンクランプ用油室６３、サポート油室８２に代えてクランプ用エア室、アンクランプ用エア室、サポートエア室を設け、加圧エアによりピストン部材６２をクランプ駆動するように構成してもよい。
【０１０２】
［３］前記実施例１〜４のクランプ装置における、クランプ出力部材２の構造、係合部材３の爪部材３１の構造、クランプロッド４の構造、進退駆動機構６の構造、サポート機構８の構造などは、一例を示すものであり、これらの構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。例えば、４つの爪部材を採用する場合に、左右１対の爪部材の高さ位置と、前後１対の爪部材の高さ位置を異ならせることにより、深さの大きい穴の内面を安定的にクランプするように構成してもよい。クランプ装置におけるその他の構造についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、機械加工に供するためのワーク等の物品の穴に挿入した１又は複数の爪部材（係合部材）をクランプロッドで拡径させることにより穴の周面にグリップさせてクランプするようにしたクランプ装置や位置決め機能のあるクランプ装置を提供する。尚、このクランプ装置は搬送されるワークのクランプ等にも応用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｗ  ワーク（物品）
Ｈ  穴
Ｃ，ＣＡ〜ＣＣ  クランプ装置
１  クランプ本体
２  クランプ出力部材
３  係合部材
４  クランプロッド
５  復帰機構
６  進退駆動機構
９  クリーニング用エア通路
１０  クランプ動作確認機構
２２  キャップ部材
２３  爪保持孔
２４  環状テーパ面
３１  爪部材
３２  爪部材の歯
４４  テーパ軸部
４５  テーパ平面
４６  部分円錐面
５１  係合部
５２  鋼球
５３  環状支持部材
５４  弾性部材
５５  スリーブ部材
６２  ピストン部材
６８  ロッド部材（ロッド部）
７０  環状復帰部
１４０  係合段部
１４１  ワーク（物品）穴の上端部の周辺部
【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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