(57)【要約】      （修正有）【課題】保持効率、把持トルクが向上され、長期間安定したクランプが達成されるクランプ装置の提供。【解決手段】初期クリアランスを無くすために、クランプ装置本体１０の保持内径をテーパ穴２１に形成し、その保持内径へ、外径が該テーパ形状に見合う形状で、内径が被保持部材の直径に見合う大きさの割りコレット３０を介在し、被保持部材を割りコレットへ保持した状態で該保持内径へ挿入して所定位置まで押し込んで保持部材の軸方向位置きめをしてから、割りコレットを軸方向奥側へ押し込んで初期隙間を無くした後に該割りコレットを半径方向に収縮或いは膨張させるよう構成した。【選択図】図１
2005219163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径がテーパ状の薄肉円筒部材を内径に組み込んでなるクランプ装置本体と、該薄肉円筒部材のテーパ穴形状に見合う外形テーパを有し、被保持部材の外形に見合う大きさの内径を有する割りコレットとを有し、被保持部材を割りコレットの内径へ挿入した状態でクランプ装置本体の薄肉円筒部材テーパ穴へ挿入し、被保持部材の長手方向位置を設定した後に該割りコレットを軸方向奥側へ押し込んで初期隙間を無くした後に該薄肉円筒部材を変形操作させることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
外径がテーパ状の薄肉円筒部材を外径に組み込んでなるクランプ装置本体と、該薄肉円筒部材のテーパ形状に見合う外形テーパを有し、被保持部材の内径に見合う大きさの外径を有する割りコレットとを有し、被保持部材を割りコレットの外径へ挿入した状態でクランプ装置本体の薄肉円筒部材の外径テーパへ挿入し、被保持部材の長手方向位置を設定した後に該割りコレットを軸方向奥側へ押し込んで初期隙間を無くした後に該薄肉円筒部材を変形操作させることを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
割りコレットをクランプ装置本体に対して軸線方向に出し入れする手段を有する請求項１或いは請求項２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、機械加工や製品測定などにおいて、非加工物や加工工具を保持固定する膨張方式のクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこのようなクランプ装置は、非圧縮性液体である油や水、更にゲル状物質を充填した薄肉円筒体を膨張収縮させることで、その内径側あるいは外径側で非加工物や加工工具を強固に把持するものであり、図６に示すようなものがあり、古くから機械分野において実用に供されている。
【０００３】
このようなクランプ装置においては、ワークや工具Ｔの挿入をスムースに行うために、挿入穴の直径は挿入する工具Ｔの直径より大きく、クリアランス（隙間）を形成してある。
【０００４】
しかし、従来から、このような工具ホルダにおいては、保持操作の際、図７に示すように、ワークや工具Ｔを挿入して操作ねじＳを回すことで工具ホルダ内のピストンＰを押し下げて通路Ｎ内の非圧縮性液体やゲル状物質を押圧し、薄肉筒体Ｃを収縮させて挿入穴Ｈと工具Ｔとの隙間を無くしてから、更に操作ねじＳを回すことでようやくワークや工具Ｔを締め付けることが出来る。つまり従来のこのようなクランプ装置は、クランプ作業に時間がかかるものであった。それと共に、薄肉筒体Ｃの膨張収縮量を大きく取る必要が有り、そのためには薄肉筒体を膨張収縮させるための押圧操作部の大型化が必要となり、クランプ装置全体の大型化が裂けられないという問題点を有していた。また、特許文献１に示すように、薄肉円筒部材内面をテーパ面にしてテーパ状被保持物を密着保持できるものが公知になっている。これにより、テーパ状被保持物における初期クリアランスは無くすことが出来るが被保持部材が円柱状や円筒状のいわゆるストレート形状の場合にはクランプができないということになる。
【０００５】
【特許文献１】実公昭６１−３５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、クランプ操作を行なう際に、被クランプ部材の外形とクランプ装置の保持穴直径との間のクリアランスが大きいため、先ずクリアランス分薄肉円筒部材を収縮或いは膨張操作して初期クリアランスを無くして（ゼロにして）から初めてクランプ動作が始まる点であり、作業ロスがあり、操作性が低い問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記初期クリアランスを無くすために、クランプ装置本体の保持内径をテーパ穴に形成し、その保持内径へ、外径が該テーパ形状に見合う形状で、内径が被保持部材の直径に見合う大きさの割りコレットを介在し、被保持部材を割りコレットへ保持した状態で該保持内径へ挿入して所定位置まで押し込んで保持部材の軸方向位置きめをしてから、割りコレットを軸方向奥側へ押し込んで初期隙間を無くした後に該割りコレットを半径方向に収縮或いは膨張させることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のクランプ装置は、初期クリアランス分の収縮（膨張）を工具またはワーククランプへと変換でき、保持効率が向上すると共に、つかみ始めまでに働く圧力即ち、初期クリアランス分の収縮（膨張）を最初からクランプ力へと変換できる為、従来に比べ把持トルクを向上することができる。また、従来構造における初期クリアランス分の収縮（膨張）量（ロス）を無くせたので、薄肉円筒部材の変形量を少なく抑えられ、従来より長期間安定したワーク等のクランプを達成できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を、図示の実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１から明らかなように、本発明のクランプ装置は、一端に機械側主軸への取り付け部１１を有し、他端側には中心部に穴１２ａを形成した円筒部１２を有するクランプ装置本体（ボディ）１０と、該クランプ装置本体１０の円筒部１２の穴１２ａ内へ挿入固着した、内面をテーパ状穴２１に形成した薄肉円筒部材２０と、この薄肉円筒部材２０内へ挿入される、外形がこの薄肉円筒部材２０のテーパ状穴２１に見合う形状を有し、内径がストレート穴３３を有したテーパ状割りコレット３０とから構成しており、該薄肉円筒部材２０は外形の軸方向中央部分が小径テーパ溝２２となり、前記テーパ穴２１のテーパ角度に形成されている。該クランプ装置本体１０の穴１２ａ部は図１に示すように、長手方向の略中央部分が若干大径１２ｂに形成され、その両側に環状溝を設けてＯリング等のシール材４０，４１が装着してある。この該クランプ装置本体１０の保持円筒部１２内薄肉円筒部材２０がへ固着された時、その内径の軸方向中央部の大径部１２ｂとで環状空間Ｂを示している。固着手段としては圧入等による。
また、テーパ状割りコレット３０は、図２に明示されているように、小径側と大径側と両方から所定間隔で円周面にすり割り（スロット）３１，３２が形成されて、半径方向内側への変形を容易にしている。このテーパ状割りコレット３０の内径へ被保持部材Ｔが挿入されるもので、ストレート穴３３が貫通形成してある。
【００１１】
そして、図１において、図中１３は前記環状空間Ｂと操作手段５０のピストン５１収容部とを結ぶ通路を示しており,操作ねじ５２を回してピストン５１を押し込むことで、通路１３内に充填した油などの非圧縮性流体やゲル状物質、エラストマーなどが押し込まれる結果、薄肉円筒部材２０が半径方向内側へ弾性変形し内径に保持した被保持部材Ｔ１を押圧固定するように構成されている。
【００１２】
実際に被保持部材T１を装着する際には、先ず、被保持部材T１を挿入した形でテーパ状割りコレット３０を、該クランプ装置本体１０に固着されている薄肉円筒部材２０のテーパ状穴２１へ挿入し、例えば被保持部材T１の後端を穴２１底面へ当てるなどして位置決めし、それから該テーパ状割りコレット３０を矢印のように押し込む。これによりテーパ状穴２１とテーパ状割りコレット３０の外周面が接していると共に、該テーパ状割りコレット３０内径面と被保持部材T１外径面とが接しているので、初期段階におけるクリアランス(隙間)はほぼゼロとなっている。
【００１３】
そして次に操作ねじ５２を回してピストン５１を押し込めば、薄肉円筒部材２０は弾性変形して内径側に押圧され、被保持部材T１は更に強固に押圧固定され、取付を完了する。取り外す場合は、操作ねじ５２を緩めることで、薄肉円筒部材２０を変形させている力は無くなるので、該テーパ状割りコレット３０は手で容易に引き出せて、被保持部材T１を取り外すことが出来る。  
【００１４】
説明した実施例は、半径方向内側に変形させる例を示したが,それに限定されず、図４に示したように半径方向外側に変形させる方式のクランプ装置として実施することがことが可能である。
【実施例２】
【００１５】
この実施例２のクランプ装置はいわゆるマンドレルと呼ばれるもので,図４において中央部分に小径部１０１ａを形成した円柱部１０１を有するマンドレル本体１００と、この円柱部１０１へ嵌合する内径１１１とテーパ状外形１１２を有する薄肉テーパ円筒部材１１０と、この薄肉テーパ円筒部材１１０のテーパ状外形１１２へ係合するテーパ状穴１２１を有する割りコレット１２０とを有しており、図中、Ｔ２は被保持部材を示しており、スペーサ１３０を介して工具等を示している。図中、薄肉テーパ円筒部材１１０の中央内径が大径部１１１ａに形成され、前記小径部１０１ａとにより環状空間Ｃが形成され、前記実施例と同様に、油等の非圧縮性流体やエラストマーなどが充填されている。この環状空間Ｃは通路１０２を介して前記実施例装置と同様な操作手段と接続されており、説明を省略する。
【００１６】
この装置においては、被保持部材Ｔ２の内径へ割りコレット１２０を挿入し、薄肉テーパ円筒部材１１０の外径へ挿入する。次いで被保持部材Ｔ２の端面をスペーサ１３０へ突き当てて位置決めし、更にこの割りコレット１２０を押し込むことによって初期設定を完了、即ちクリアランスをゼロ状態にする。そして図示しない操作手段を動作させて薄肉テーパ円筒部材１１０を外方へ変形させ、被保持部材Ｔ２を更に強固に保持固定する。なお、このスペーサ１３０は、無くしても同様に実施することが可能である。
【００１７】
以上説明してきたように、本発明は、薄肉円筒部材の半径方向内側あるいは外側へ弾性変形させて被保持部材を制度良く保持する形式のクランプ装置であって、且つ初期クリアランスを無くした状態でクランプ作用をすることに特徴がある。
【実施例３】
【００１８】
更に、強固に取付をするため、図５に示すように、第１実施例の薄肉円筒部材２００を、クランプ装置本体２００の端部へ形成したねじ部２０１へ螺合する締め付けナット２１０で割りコレット２２０を押し込むように構成してコレットチャック形式とすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
機械加工分野における工具保持や被加工物であるワーク保持だけでなく、測定分野において、測定工具あるいは被測定物を精度良く保持するなど、多分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明装置の実施例１であるクランプ装置の正面部分断面図
【図２】図１に示したテーパ状割りコレット３０の外観斜視図
【図３】図１の保持部分における動作後の状態を示す断面図
【図４】実施例２によるクランプ装置の正面部分断面図
【図５】実施例３としてコレットチャック応用構造の部分断面図
【図６】従来のクランプ装置を示す正面部分断面図
【図７】図６の動作後を示す断面図
【符号の説明】
【００２１】
１０    クランプ装置本体
１２    円筒部
２０    薄肉円筒部材
２１    テーパ状穴
３０    テーパ状割りコレット
３１、３２    すり割り
５０    操作手段
５１    操作ねじ
５２    ピストン
【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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