(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置において、
前記ベース部に固定されるクランプ本体であって、ピストン収容穴及びこのピストン収容穴の上側に連続するバネ装着穴と、このバネ装着穴よりも小径のロッド挿通孔とが連通状に形成されたクランプ本体と、
前記クランプ本体のロッド挿通孔を挿通して先端部分がクランプ本体から突出するクランプロッドであって、先端部分に前記内周壁部又は側壁部に係合可能な係合部が形成されたクランプロッドと、
前記クランプ本体のピストン収容穴に移動自在に装着されたピストン部材と、
前記クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交する方向へ移動させて、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体に支持するロッド支持部と、
前記ピストン部材を前記クランプロッドのクランプ位置に対応するクランプ動作位置と前記クランプロッドのクランプ解除位置に対応するクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動するピストン駆動手段であって、前記バネ装着穴に装着されて前記ピストン部材をクランプ動作位置に駆動する圧縮コイルバネと、前記ピストン部材を油圧によってクランプ動作解除位置に駆動する油圧作動室とを有するピストン駆動手段と、
前記ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動手段の駆動力により、クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動するカム機構とを備え、
前記ロッド支持部はクランプロッドの長さ方向途中部をピン部材を介してクランプ本体の筒状壁部に回動自在に支持するように構成すると共に前記ロッド支持部を前記圧縮コイルバネの径方向内側に配置した、
ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記ピストン部材を前記クランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッドを前記クランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構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。
【請求項３】
前記クランプ本体のロッド挿通孔におけるクランプロッドの外周側のエア通路からロッド挿通孔の先端側へエアを噴射させるエアブロー手段を設け、
前記バネ装着穴をエアブロー手段のエア通路の一部として利用する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】
前記カム機構は、クランプロッドの基端部分に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにピストン部材に形成された傾斜部とを有する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】
前記ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、ピストン部材に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有することを特徴とする請求項３又は４に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記クランプロッドの係合部は、複数の環状エッジ部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記クランプ本体においてロッド挿通孔の先端部分に、クランプ本体とクランプロッドとの間をシールする環状シール部材を装着したことを特徴とする請求項１〜６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、クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワーク（クランプ対象物）をワークパレット等のワーク固定台に固定するクランプ装置として、種々の型式のものが提案され実用化されている。
例えば、ドイツ特許公開公報DE-4020981-A1 には、ワークをワーク固定台に引き付けて固定するクランプ装置が開示されている。
【０００３】
図９に示すように、このクランプ装置２００においては、クランプ本体２０１に昇降自在に且つ上方へ突出状にプルロッド２０２が装着され、このプルロッド２０２の上端部分に、平断面が上方程大きくなるテーパロッド部２０２ａが形成されている。プルロッド２０２の上部にはコレット部材２０３が外嵌され、このコレット部材２０３には、テーパロッド部２０２ａに外嵌され径拡大側へ弾性変形可能なコレット部２０３ａが設けられている。
【０００４】
また、このクランプ装置２００には、プルロッド２０２を下方へ駆動する油圧シリンダ２０４と、プルロッド２０２を上方へ弾性付勢するコイルバネ２０５と、コレット部材２０３を上方へ弾性付勢する板バネ２０６が設けられている。
プルロッド２０２の下端部が油圧シリンダ２０４のピストン２０４ａに連結され、このピストン２０４ａがコイルバネ２０５により上方へ弾性付勢されている。コレット部材２０３はコレット支持部材２０７により下方から支持され、このコレット支持部材２０７が板バネ２０６により上方へ弾性付勢されている。
【０００５】
ワークＷを固定する場合、ワークＷに形成された穴部Ｗａに、テーパロッド部２０２ａとコレット部２０３ａが下方から挿入された状態で、油圧シリンダ２０４に油圧が供給されると、プルロッド２０２が下方へ駆動されてテーパロッド部２０２ａが下降する。
【０００６】
このとき、コレット部材２０３は板バネ２０６により上方へ弾性付勢されているため、コレット部２０３ａが僅かに下降すると共に径拡大側へ弾性変形して穴部Ｗａに係合し、ワークＷがクランプ本体２０１のワーク受け面２０１ａに引き付けられて固定される。
特開平１１−１８８５５１号公報には、前記クランプ装置２００と主な構成は基本的に同じであるが、プルロッドが復動式の油圧シリンダにより昇降駆動されるクランプ装置が開示されている。
【特許文献１】
ドイツ特許公開公報DE-4020981-A1
【特許文献２】
特開平１１−１８８５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記公報のようなクランプ装置では、ワークを固定するためには、油圧供給装置で油圧シリンダに油圧を供給し続ける必要がある。それ故、このクランプ装置によりワークパレットにワークを固定した状態で、ワークパレットと共にワークを搬送するためには、ワークパレットに油圧供給装置を設ける必要がある。しかし、ワークパレットの搬送負荷が大きくなり、ワークパレット毎に油圧供給装置を設けると設備コストも高くなる。
【０００８】
本発明の目的は、クランプ装置において、クランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定すること、構造を簡単化し小型化して製作コストを低減すること、クランプ対象物の穴部の内周壁部と側壁部の何れにでも係合してクランプ対象物をベース部に固定可能にすること、油圧を供給することなくクランプ対象物をベース部に固定した状態を保持すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のクランプ装置は、クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置において、前記ベース部に固定されるクランプ本体であって、ピストン収容穴及びこのピストン収容穴の上側に連続するバネ装着穴と、このバネ装着穴よりも小径のロッド挿通孔とが連通状に形成されたクランプ本体と、前記クランプ本体のロッド挿通孔を挿通して先端部分がクランプ本体から突出するクランプロッドであって、先端部分に前記内周壁部又は側壁部に係合可能な係合部が形成されたクランプロッドと、前記クランプ本体のピストン収容穴に移動自在に装着されたピストン部材と、前記クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交する方向へ移動させて、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体に支持するロッド支持部と、前記ピストン部材を前記クランプロッドのクランプ位置に対応するクランプ動作位置と前記クランプロッドのクランプ解除位置に対応するクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動するピストン駆動手段であって、前記バネ装着穴に装着されて前記ピストン部材をクランプ動作位置に駆動する圧縮コイルバネと、前記ピストン部材を油圧によってクランプ動作解除位置に駆動する油圧作動室とを有するピストン駆動手段と、前記ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動手段の駆動力により、クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動するカム機構とを備え、前記ロッド支持部はクランプロッドの長さ方向途中部をピン部材を介してクランプ本体の筒状壁部に回動自在に支持するように構成すると共に前記ロッド支持部を前記圧縮コイルバネの径方向内側に配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
このクランプ装置では、クランプ本体がベース部に固定され、クランプロッドがクランプ本体のロッド挿通孔を挿通し、クランプロッドの先端部分の係合部がクランプ本体から突出している。このクランプロッドの長さ方向途中部がロッド支持部によりピン部材を介してクランプ本体の筒状壁部に回動自在に支持されて、クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交する方向（以下、適宜、クランプロッドの長さ方向と直交する方向をロッド直交方向という）へ移動させて、クランプロッドをクランプ動作位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能である。つまり、ピストン部材がクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動されると、クランプロッドは、その長さ方向へは移動することなく回動して、係合部が前記内周壁部又は側壁部に係合・係合解除する。
【００１１】
クランプ本体のピストン収容穴にピストン部材が移動自在に装着され、ピストン駆動手段の圧縮コイルバネによりピストン部材がクランプ動作位置に駆動され、ピストン駆動手段の油圧作動室の油圧によりピストン部材がクランプ動作解除位置に駆動される。
【００１２】
クランプ対象物をベース部に固定する場合には、先ず、クランプロッドがクランプ解除位置に位置している状態で、クランプ対象物の穴部にクランプロッドの係合部が挿入され、その穴部の内周壁部に係合部が近接した状態、或いは、クランプ対象物の側壁部にクランプロッドの係合部が近接した状態となるように、クランプ対象物をセットする。
この状態で、ピストン駆動手段により、ピストン部材がクランプ動作位置へ移動駆動されると、カム機構により、そのピストン駆動手段の駆動力でクランプロッドの係合部がクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動される。
【００１３】
つまり、クランプロッドがクランプ解除位置からクランプ位置に切り換えられ、その係合部が前記内周壁部又は側壁部に押圧されて密着状に係合して、クランプ対象物をベース部に固定することができる。ピストン駆動手段により、ピストン部材がクランプ動作解除位置へ移動駆動されると、クランプロッドがクランプ位置からクランプ解除位置に切り換えられ、係合部が前記内周壁部又は側壁部から係合解除して、クランプ対象物をベース部から固定解除することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のクランプ装置によれば、ピストン駆動手段によりピストン部材を駆動し、カム機構により、ピストン駆動手段の駆動力でクランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動することにより、その係合部をクランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に確実に係合させ、クランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定することができる。
【００１５】
ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動する圧縮コイルバネを有するため、圧縮コイルバネの弾性付勢力により、クランプロッドの係合部を前記内周壁部又は側壁部に係合させ、クランプ対象物をベース部に固定できる。つまり、クランプ装置に油圧を供給することなく、クランプ対象物をベース部に固定した状態で、ベース部と共にクランプ対象物を搬送することができる。
【００１６】
ピストン駆動手段は、ピストン部材を油圧によりクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室を有するため、油圧作動室に油圧が供給されて、圧縮コイルバネの付勢力に抗してピストン部材がクランプ動作解除位置へ駆動され、クランプロッドがクランプ解除位置へ駆動される。ここで、カム機構については、ピストン駆動手段の駆動力を倍力して、クランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動する駆動力に変換することができ、ピストン駆動手段を小型化することもできる。
【００１７】
しかも、クランプ装置は、クランプ本体、クランプロッド、ピストン部材、ロッド支持部、ピストン駆動手段、カム機構を有する、比較的簡単な構成となり部品点数も低減できるため、小型化することもでき、製作コストを低減することができる。
更に、クランプロッドの係合部をクランプ対象物の穴部の内周壁部と側壁部の何れにでも係合して、クランプ対象物をベース部に固定することができるため、クランプ装置のクランプ用途が増えて汎用性に優れたものになる。
【００１８】
次に、本発明の構成の各部の好ましい形態について説明する。
［クランプロッド］
【００１９】
クランプロッドの係合部は、複数の環状エッジ部を有する（請求項６）。クランプロッドの係合部が前記内周壁部又は側壁部に確実に係合して、クランプ対象物をベース部に確実に固定することができる。
［ロッド支持部］
【００２０】
（１）ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材に回動自在に支持するようにしてもよい。
【００２１】
［カム機構］
【００２２】
カム機構は、クランプロッドの基端部分に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにピストン部材に形成された傾斜部とを有する（請求項４）。この場合、ピストン駆動手段の駆動力を倍力して、クランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動する駆動力に確実に変換でき、係合部をクランプ方向へ円滑に駆動して前記内周壁部又は側壁に確実に係合させることができる。
【００２３】
［ロッド復帰機構］
【００２４】
前記ピストン部材を前記クランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッドを前記クランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構を設ける（請求項２）。ピストン駆動手段により、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ移動駆動することにより、ロッド復帰機構によりクランプロッドをクランプ解除位置へ確実に復帰させることができる。
【００２５】
ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、ピストン部材に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有する（請求項５）。これにより、ピストン部材がクランプ動作解除位置へ移動するのに連動して、クランプロッドをクランプ解除位置へ確実に切り換えることができる。
【００２６】
［環状シール部材］
【００２７】
クランプ本体においてロッド挿通孔の先端部分に、クランプ本体とクランプロッドとの間をシールする環状シール部材を装着する（請求項７）。ロッド挿通孔に、クランプ対象物の切屑やゴミや埃が入らないように防止できる。
［エアブロー手段］
【００２８】
クランプ本体のロッド挿通孔におけるクランプロッドの外周側のエア通路からロッド挿通孔の先端側へエアを噴射させるエアブロー手段を設け、バネ装着穴をエアブロー手段の一部として利用する（請求項３）。クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に付着した切屑やゴミや埃にエアを噴射させて除去し、それらがロッド挿通孔に入らないように極力防止し、係合部を前記内周壁部又は側壁部に確実に密着させて係合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。  本実施形態は、ワーク（クランプ対象物）に機械加工を施す際に、そのワークをワーク固定台（ベース部）に固定する為のクランプ装置に、本発明を適用した場合の一例である。尚、図２と図７の矢印ａとｂを上方と左方として説明する。
【実施例】（図１〜図５参照）
【００３０】
図２、図４に示すように、機械加工に供するワークＷには、上下方向向きの穴部Ｗａが貫通状に形成されている。この穴部Ｗａの直径は、クランプ装置１のクランプロッド３の先端部分（上端部分）の直径（例えば、６．５ｍｍ）よりも僅かに大径に形成されている。尚、穴部Ｗａとして、ワークＷに下側から非貫通状の穴部を形成してもよい。
【００３１】
ワークＷには１又は複数の穴部Ｗａが形成され、この１又複数の穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂにワーク固定台Ｔ（ベース部に相当する）に装着された１又は複数のクランプ装置１が解除可能に係合して、或いは、ワークＷの側壁部Ｗｃにワーク固定台Ｔに装着された１又は複数のクランプ装置１が解除可能に係合して、ワークＷがワーク固定台Ｔに固定され、この状態で、ワークＷの上面に工作機械により機械加工が施される。クランプ装置１について説明する。
【００３２】
図１〜図５に示すように、クランプ装置１は、ワーク固定台Ｔに固定されるクランプ本体２であってロッド挿通孔１２とピストン収容穴１５とが連通状に形成されたクランプ本体２と、クランプ本体２のロッド挿通孔１２を挿通して先端部分がクランプ本体２から突出するクランプロッド３であって、先端部分に前記内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに係合可能な係合部２５が形成されたクランプロッド３と、クランプ本体２のピストン収容穴１５に移動自在に装着されたピストン部材４と、クランプロッド３の係合部２５がクランプロッド３の長さ方向（上下方向）と略直交する方向（略左右方向）へ移動して、クランプロッド３をクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体２に支持するロッド支持部５と、ピストン部材４をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って上下方向へ移動駆動するピストン駆動機構６と、ピストン部材４をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動機構６の駆動力により、クランプロッド３の係合部２５をクランプ方向（略右方）へ駆動するカム機構７と、クランプ本体２とクランプロッド３の間のエア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の先端側（上端側）へエアを噴射させるエアブロー機構８と、ピストン部材４をクランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッド３をクランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構９を備えている。
【００３３】
クランプ本体２は、ヘッド部１０と、ヘッド部１０から下側へ延びる筒状部１１とを有する。ワーク固定台Ｔにはクランプ装着穴Ｔａが形成され、このクランプ装着穴Ｔａに筒状部１１が内嵌され、ヘッド部１０がワーク固定台Ｔの上面に当接されている。この状態で、ヘッド部１０が４本のボルト１ａでワーク固定台Ｔに締結されている。
ヘッド部１０にロッド挿通孔１２が形成され、ロッド挿通孔１２の上端部分にシール取付穴１３が形成され、このシール取付穴１３にクランプ本体２とクランプロッド３との間をシールする環状シール部材１４が装着されている。筒状部１１にロッド挿通孔１２よりも大径のピストン収容穴１５が形成され、筒状部１１の下端部の内周部には、ピストン部材４の下方への移動を規制するＣリングからなるストップリング１６が装着されている。
【００３４】
筒状部１１には、筒状部１１とワーク固定台Ｔとの間をシールするシール部材１７と、筒状部１１とピストン部材４との間をシールするシール部材１８が装着されている。
ヘッド部１０には、ピストン収容穴１５の上側に連続するバネ装着穴１９が形成され、このバネ装着穴１９にピストン部材４を下方のクランプ動作位置へ弾性付勢するバネ部材３５（付勢手段）が装着されている。
【００３５】
ヘッド部１０には、エアブロー機構８のエア通路４６が形成され、このエア通路４６は、ヘッド部１０の右端部の下面からバネ装着穴１９へ延びている。このエア通路４６の上流端は、ワーク固定台Ｔに形成されたエア通路４５に接続され、その接続部において、ヘッド部１０には、ヘッド部１０とワーク固定台Ｔとの間をシールするシール部材２０が装着されている。
【００３６】
クランプロッド３は、上端部分がクランプ本体２の上側へ突出し、長さ方向途中部（長さ方向中央部分）がロッド挿通孔１２を挿通し、下端部分がピストン部材４の内側に収容され、クランプロッド３は、ワーク固定台Ｔ、クランプ本体２に立設された状態となっている。クランプロッド３の上端部分の係合部２５は複数の環状エッジ部２６を有し、これら環状エッジ部２６はクランプロッド３に一体形成されている。クランプロッド３の下端部分の右部には、カム機構７の球体４０が回転自在に装着され、クランプロッド３の下端面には下方へ突出する被ガイド部２７が形成されている。
【００３７】
ピストン部材４は、クランプ本体２の筒状部１１と略同じ上下長を有する。ピストン部材４には、上側が開口する平断面が円形の凹部３０が形成され、この凹部３０に、クランプロッド３の下端部分及び球体４０が配設されている。凹部３０の底面には、クランプロッド３の被ガイド部２７をガイドすると共に被ガイド部２７が解除可能に係合する凹部からなるガイド部３１が形成されている。
【００３８】
凹部３０の底面にクランプロッド３の下面が当接し、ガイド部３１に被ガイド部２７が係合した状態で、ピストン部材４の上方への移動が規制され、ピストン部材４がクランプ動作解除位置に位置し、このとき、クランプロッド３は鉛直姿勢となってクランプ解除位置になり、クランプロッド３の軸心とロッド挿通孔１２の軸心が一致する（図２参照）。一方、ピストン部材４がストップリング１６に上側から当接した状態で、ピストン部材４の下方への移動が規制され、ピストン部材４が下限位置に位置し、このとき、クランプロッド３は鉛直姿勢から右側へ数度（例えば、２．２度）傾斜した傾斜姿勢になる。
【００３９】
ロッド支持部５は、クランプロッド３の長さ方向途中部をクランプ本体２に回動自在に支持する。具体的な構成は、クランプロッド３の長さ方向中央部分に、前後方向向きの支軸３２（ピン部材に相当する）が貫通し、この支軸３２の両端部が、クランプ本体２のロッド挿通孔１２を形成する筒状の壁部に支持されて、クランプロッド３は支軸３２を介してクランプ本体２に回動自在に支持されている。
【００４０】
ピストン駆動機構６は、クランプ本体２に対してピストン部材４を下方のクランプ動作位置へ弾性付勢する圧縮コイルバネからなるバネ部材３５と、ピストン部材４を上方のクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室３６を有する。
油圧作動室３６は、ピストン部材４の下側において、クランプ本体２とピストン部材４とクランプ固定台Ｔとで囲まれた部分に形成されている。クランプ固定台Ｔには、油圧作動室３６に接続される油圧通路３７が形成され、この油圧通路３７に油圧供給装置（図示略）が分離可能に接続されている。
【００４１】
図４の状態から、油圧供給装置により油圧通路３７を介して油圧作動室３６に油圧が供給されると、バネ部材３５の弾性付勢力に抗して、ピストン部材４が上方へ駆動されてクランプ動作解除位置（図２参照）になり、図２の状態から、油圧作動室３６から油圧が排出されると、バネ部材３５により弾性付勢されたピストン部材４が下方へ移動する。
カム機構７は、クランプロッド３の基端部分に回転自在に装着された球体４０と、この球体４０が接触するようにピストン部材４に形成された傾斜部４１とを有する。傾斜部４１は、ピストン部材４の凹部３０の平断面が上方程小さくなる壁部に形成されている。
【００４２】
ピストン部材４がバネ部材３５により下方へ駆動されると、傾斜部４１により球体４０が左方へ押され、ロッド支持部５により回動自在に支持されたクランプロッド３に、正面視にて時計回り方向へモーメントが作用し、クランプロッド３の係合部２５がクランプ方向へ駆動される。
【００４３】
ここで、ピストン部材４を下方へ駆動するバネ部材３５の駆動力は、カム機構７によって数倍に倍力されてクランプロッド３の下端部分に伝達される。クランプロッド３の係合部２５と回動中心間の距離と、クランプロッド３の下端部分と回動中心間の距離は略同じであるので、クランプロッド３に倍力されて伝達された力により、係合部２５がクランプ方向へ駆動される。つまり、カム機構７は、バネ部材３５による付勢力を増力してクランプロッド３によりワークＷをクランプするクランプ力を発生させる増力機構である。尚、クランプ本体２の上面には、クランプロッド３の係合部２５のクランプ方向を示すシール等の方向表示部２ａが設けられている。
【００４４】
エアブロー機構８は、ワーク固定台Ｔに形成されたエア通路４５、クランプ本体２に形成されたエア通路４６、ロッド挿通孔１２においてクランプ本体２とクランプロッド３の間に形成されたエア通路４７を有する。エア通路４５にエア供給装置（図示略）が分離可能に接続され、このエア供給装置によりエア通路４５に加圧エアが供給されると、エアがエア通路４５，４６、バネ装着穴１９、エア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の上端側へ噴射される。
【００４５】
ロッド復帰機構９は、クランプロッド３の下端部に下方へ突出状に設けられた被ガイド部２７と、ピストン部材４の凹部３０の底面に設けられ被ガイド部２７をガイドしてクランプロッド３をクランプ解除位置へ切り換える凹部からなるガイド部３１とを有する。
【００４６】
次に、クランプ装置１の作用・効果について説明する。
油圧作動室３６に油圧が供給されていない状態では、バネ部材３５により下方へ弾性付勢されたピストン部材４は下限位置に位置し、クランプロッド３は鉛直姿勢から右側へ数度傾斜した傾斜姿勢になっている。
【００４７】
ワークＷをクランプ固定台Ｔに固定する場合には、先ず、ピストン駆動機構６の油圧作動室３６に油圧が供給され、ピストン部材４がバネ部材３５のバネ力に抗して上方へ駆動される。ピストン部材４が上方へ移動すると、傾斜姿勢のクランプロッド３は正面視にて反時計回り方向へ回動可能となり、環状シール部材１４による弾性付勢力により、クランプロッド３は鉛直姿勢側（正面視にて反時計回り方向）へ回動されつつ、最終的には、クランプロッド３に設けられた被ガイド部２７がピストン部材４に設けられたガイド部３１にガイドされ、クランプロッド３がクランプ解除位置の方へ復帰していく。
【００４８】
ピストン部材４が上方へ駆動されてクランプ動作解除位置に達すると、クランプロッド３の軸心がロッド挿通孔１２の軸心と一致して、クランプロッド３が鉛直姿勢になってクランプ解除位置になり、ピストン部材４のガイド部３１にクランプロッド３の被ガイド部２７が係合して、クランプロッド３は回動不能に保持される。この状態で、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂを用いてワークＷをワーク固定台Ｔに固定する場合には、図２に示すように、ワークＷの穴部Ｗａにクランプロッド３の係合部２５が挿入され、その穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂに係合部２５が近接した状態となるように、ワークＷをセットする。
【００４９】
次に、油圧作動室３６から油圧を排除すると、ピストン駆動機構６のバネ部材３５により、ピストン部材４が下方へ移動駆動される。ピストン部材４がクランプ動作解除位置から少し下方へ移動すると、ピストン部材４のガイド部３１からクランプロッド３の被ガイド部２７が係合解除する。そして、バネ部材３５によりピストン部材４が下方へ移動駆動されると、カム機構７により、バネ部材３５の駆動力が倍力されてクランプロッド３の基端部分に伝達され、クランプロッド３が正面視にて時計回り方向へ回動駆動される。こうして、図４に示すように、バネ部材３５の駆動力でクランプロッド３の係合部２５がクランプ方向へ駆動され、係合部２５がワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂに押圧されて密着状に係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定することができる。
【００５０】
ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除する場合には、ピストン駆動機構６の油圧作動室３６に油圧が供給されて、前記のように、ピストン部材４が上方のクランプ動作解除位置へ移動駆動され、クランプロッド３が鉛直姿勢側へ回動され、係合部１５がクランプ解除方向へ移動して、ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除できる。
【００５１】
また、ワークＷの側壁部Ｗｃを用いてワークＷをワーク固定台Ｔに固定する場合には、クランプロッド３を鉛直姿勢にした状態で、図５に示すように、ワークＷの側壁部Ｗｃに係合部２５が左方から近接した状態となるように、ワークＷをセットし、その後、前記同様、油圧作動室３６から油圧を排除し、ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除する場合には、油圧作動室３６に油圧を供給する。
【００５２】
以上説明したように、このクランプ装置１によれば、ピストン駆動機構６によりピストン部材４を下方へ駆動し、カム機構７により、ピストン駆動機構６の駆動力でクランプロッド３の係合部２５をクランプ方向へ駆動することにより、その係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに確実に係合させ、ワークＷをワーク固定台Ｔに簡単に且つ確実に固定することができる。
【００５３】
また、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定するために、油圧供給装置で油圧シリンダに油圧を供給し続ける必要がないので、ワーク固定台ＴにワークＷを固定した状態で、ワーク固定台Ｔと共にワークＷを搬送することができる。つまり、ワーク固定台ＴとワークＷの搬送負荷を軽減でき、ワーク固定台Ｔ毎に油圧供給装置を設けなくてもよいので設備コストも低減できる。
【００５４】
しかも、クランプ装置１は、クランプ本体２、クランプロッド３、ピストン部材４、ロッド支持部５、ピストン駆動機構６、カム機構７、エアブロー機構８、ロッド復帰機構９を有する、比較的簡単な構成となり部品点数も低減できるため、小型化することもでき、製作コストを低減することができる。
【００５５】
更に、クランプロッド３の係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂと側壁部Ｗｃの何れにでも係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定できるため、クランプ装置１のクランプ用途が増えて汎用性に優れたものになる。
【００５６】
また、カム機構７は、クランプロッド３の基端部分に回転自在に装着された球体４０と、この球体４０が接触するようにピストン部材４に形成された傾斜部４１とを有するものであるので、バネ部材３５の駆動力を倍力して、クランプロッド３の係合部２５をクランプ方向へ駆動する駆動力に確実に変換でき、係合部２５をクランプ方向へ円滑に駆動して、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合させることができる。
この倍力機構であるカム機構７により、バネ部材３５が多少へたったとしても、係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合させることができる。
【００５７】
ピストン部材４をクランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッド３をクランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構９を設けたので、ピストン部材４をクランプ動作解除位置へ移動駆動することにより、ロッド復帰機構９によりクランプロッド３をクランプ解除位置へ確実に復帰させることができる。
【００５８】
そのロッド復帰機構９は、クランプロッド３に設けられた被ガイド部２７と、ピストン部材４に設けられ被ガイド部２７をガイドしてクランプロッド３をクランプ解除位置へ切り換えるガイド部３１とを有するので、ピストン部材４がクランプ動作解除位置へ移動するのに連動して、クランプロッド３をクランプ解除位置へ確実に切り換えることができる。
【００５９】
クランプロッド３の係合部２５は、複数の環状エッジ部２６を有するので、係合部２５がワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに確実に固定することができる。クランプ本体２においてロッド挿通孔１２の先端部分に、クランプ本体２とクランプロッド３との間をシールする環状シール部材１４を装着したので、ロッド挿通孔１２にワークＷの切屑やゴミや埃が入らないように防止することができる。更に、環状シール部材１４により、クランプロッド３を鉛直姿勢に復帰させるのを補助でき、これら両機能を備えた環状シール部材１４を設けたことで、クランプ装置１を確実に作動させると共に構造を一層簡単化することができる。
【００６０】
クランプ本体２とクランプロッド３の間のエア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の上端側へエアを噴射させるエアブロー機構８を設けたので、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定する際に、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに付着した切屑やゴミや埃にエアを噴射させて除去し、それらがロッド挿通孔１２に入らないように極力防止し、係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに確実に密着させて係合させることができる。
【００６１】
ここで、従来、ロボットによりワークを交換する場合、自動ワーク搬送ラインにおいてはワークを搬送する場合、ワーク形状に合わせてワーククランプ用ハンドリング治具を製作する必要があり、不合理な面が多大にあったが、本発明のクランプ装置１を適用することにより、ワーク形状が変わっても、ワークに穴さえ空いていれば、容易にハンドリング治具を共通化することが可能となる。
尚、クランプ時にはセルフロック作用が働くため、例えばワークＷに切削加工を施す際に、クランプロッド３にクランプ解除方向の力が働いても、クランプロッド３がクランプ解除位置に移動してクランプ解除されることはない。
【００６２】
この実施例１のクランプ装置１は、図６のクランプ装置１Ａのように変更することができる。クランプ装置１Ａは、球体４０Ａを有するカム機構７Ａを、ロッド挿通孔１２の軸心に対して前記カム機構７と反対側に設けたものである。それ故、バネ部材３５によりピストン部材４が下方のクランプ動作位置へ移動駆動されると、カム機構７Ａにより、バネ部材３５の駆動力でクランプロッド３Ａの係合部２５が略左方（クランプ方向）へ駆動される。このクランプ装置１Ａのその他の基本的な構成は、前記クランプ装置１と同じである。
【００６３】
尚、カム機構７，７Ａにおいて、傾斜部４１を、球体４０が線接触状に係合する断面円弧状の底面を有するテーパ溝に形成してもよい。また、球体４０，４０Ａの代わりに、前後方向向きローラをクランプロッド３に回転自在に装着してもよい。この場合、ピストン部材４に形成される傾斜部については、ローラが接触可能な平滑な傾斜面に形成することになる。
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
次に、実施例を部分的に変更した変更形態について説明する。
（１）図７に示すように、クランプ装置１のカム機構７において、球体４０の代わりに、その球体と同機能を有する従動子４０ａを、クランプロッド３の下端部において傾斜部４１側へ張り出すように一体的に形成してもよい。
【００８１】
【００８２】
（２）ロッド復帰機構においてはクランプロッドをクランプ解除位置へ単に弾性付勢するバネ部材を装着してもよい。この場合のバネ部材の付勢力は、クランプロッドのクランプ力よりもかなり小さな力に設定される。
（３）クランプロッドのサイズ、形状（例えば、クランプロッドの先端部分の形状）については適宜設定可能である。例えば、図８に示すように、クランプロッドの先端部分に、キャップ状の先端部材９５を装着し、この先端部材９５を止め輪９６で抜け止めして設けてもよい。
【００８３】
【００８４】
（４）ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材に回動自在に支持するようにしてもよい。
（５）カム機構は、ピストン部材に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにクランプロッドに形成された傾斜部とを有するものとしてもよい。尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を付加して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例に係るクランプ装置の平面図、
【図２】クランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図、
【図３】図２のIII −III 線断面図、
【図４】クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【図５】クランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。
【図６】実施例の変形例に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図７】変更形態に係るクランプ装置の縦断面図である。
【図８】変更形態に係るクランプ装置（クランプ状態）の縦断面図、
【図９】従来技術に係るクランプ装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｗ        クランプ対象物
Ｗａ      穴部
Ｗｂ      内周壁部
Ｗｃ      側壁部
Ｔ        ワーク固定台
１，１Ａ    クランプ装置
２  クランプ本体
３，３Ａ    クランプロッド
４  ピストン部材
５  ロッド支持部
６  ピストン駆動機構
７，７Ａ    カム機構
８  エアブロー機構
９  ロッド復帰機構
１２  ロッド挿通孔
１４  環状シール部材
１５  ピストン収容穴
２５  係合部
２６  環状エッジ部
２７  被ガイド部
３１  ガイド部
３２  支軸（ピン部材）
３５  バネ部材
３６  油圧作動室
４０，４０Ａ        球体
４１                傾斜部
【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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