(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ブロック(１)に第２ブロック(２)を着脱自在に固定するクランプ装置であって、
上記の第２ブロック(２)に開口された位置決め孔(１２)と、その位置決め孔(１２)へ挿入されるように上記の第１ブロック(１)から突出させたプラグ部分(２１)と、そのプラグ部分(２１)と上記の位置決め孔(１２)との間の環状空間に介在されると共に直径方向へ拡大および縮小可能な中間部材(２３)とを備え、
上記の中間部材(２３)を、上記プラグ部分(２１)と上記の位置決め孔(１２)との両者のうちの一方(２１，１２)に軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に他方(１２，２１)にテーパ係合可能に構成し、上記の中間部材(２３)を弾性部材(２４)によって上記のテーパ係合を緊密にする方向へ付勢し、
上記のプラグ部分(２１)に伝動部材(３１)を挿入し、その伝動部材(３１)を、駆動手段(Ｄ)によって、前記の第１ブロック(１)に前記の第２ブロック(２)を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材(３１)の半径方向の内方で前記の第１ブロック(１)側に圧力流体用の第１継手(５１)を設けると共に、上記の位置決め孔(１２)の半径方向の内方で前記の第２ブロック(２)側に圧力流体用の第２継手(５２)を設け、これらの第１継手(５１)と第２継手(５２)とを保密状に接続させたときに上記の第１ブロック(１)と上記の第２ブロック(２)との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段(Ｄ)が前記の伝動部材(３１)をクランプ駆動することによって、その伝動部材(３１)が係合具(３４)を介して上記の第２ブロック(２)の被係止部(１３ｂ)を上記の第１ブロック(１)へ引っ張るように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１のクランプ装置において、
前記の第１継手(５１)に第１弁室(５４)と第１弁座(５５)とを先端方向へ順に設けると共に、前記の第２継手(５２)に第２弁室(６４)と第２弁座(６５)とを先端方向へ順に設け、
上記の第１弁座(５５)の周囲壁に設けた第１先端面(５６)と上記の第２弁座(６５)の周囲壁に設けた第２先端面(６６)との少なくとも一方の先端面(５６)に環状の封止具(５７)を設けて、その封止具(５７)を上記の少なくとも一方の先端面(５６)から突出させ、
上記の第１弁室(５４)に挿入した第１閉止部材(５８)を第１閉じバネ(５９)によって上記の第１弁座(５５)に接当させると共に上記の第１先端面(５６)よりも突出させ、上記の第２弁室(６４)に挿入した第２閉止部材(６８)を第２閉じバネ(６９)によって上記の第２弁座(６５)に接当させると共に上記の第２先端面(６６)よりも突出させた、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
第１ブロック(１)に第２ブロック(２)を着脱自在に固定するクランプ装置であって、
上記の第２ブロック(２)に開口された位置決め孔(１２)へ挿入されるように上記の第１ブロック(１)からプラグ部分(２１)を突出させ、
上記のプラグ部分(２１)に伝動部材(３１)を挿入し、その伝動部材(３１)を、駆動手段(Ｄ)によって、前記の第１ブロック(１)に前記の第２ブロック(２)を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材(３１)の半径方向の内方で上記の第１ブロック(１)側に圧力流体用の第１継手(５１)を設け、上記の位置決め孔(１２)の半径方向の内方で前記の第２ブロック(２)側に圧力流体用の第２継手(５２)を設け、
上記の第１継手(５１)に第１弁室(５４)と第１弁座(５５)とを先端方向へ順に設けると共に、上記の第２継手(５２)に第２弁室(６４)と第２弁座(６５)とを先端方向へ順に設け、
その第１弁座(５５)の周囲壁に設けた第１先端面(５６)と上記の第２弁座(６５)の周囲壁に設けた第２先端面(６６)との少なくとも一方の先端面(５６)に環状の封止具(５７)を設けて、その封止具(５７)を上記の少なくとも一方の先端面(５６)から突出させ、上記の第１弁室(５４)に挿入した第１閉止部材(５８)を第１閉じバネ(５９)によって上記の第１弁座(５５)に接当させると共に上記の第１先端面(５６)よりも突出させ、上記の第２弁室(６４)に挿入した第２閉止部材(６８)を第２閉じバネ(６９)によって上記の第２弁座(６５)に接当させると共に上記の第２先端面(６６)よりも突出させ、これにより、上記の第１継手(５１)と上記の第２継手(５２)とを保密状に接続させたときに前記の第１ブロック(１)と前記の第２ブロック(２)との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段(Ｄ)が前記の伝動部材(３１)をクランプ駆動することによって、その伝動部材(３１)が係合具(３４)を介して上記の第２ブロック(２)の被係止部(１３ｂ)を上記の第１ブロック(１)へ引っ張るように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求項２または３のクランプ装置において、
前記の伝動部材(３１)にスライド筒(３８)を移動自在に挿入し、そのスライド筒(３８)に前記の第１継手(５１)を設け、
上記スライド筒(３８)に接当する突出部材(１３)を前記の第２ブロック(２)から突出させ、その突出部材(１３)に前記の第２継手(５２)を設け、
上記スライド筒(３８)を先端方向へ進出させる付勢手段(４０)を設け、その付勢手段(４０)の付勢力を前記の第１閉じバネ(５９)の付勢力よりも大きい値に設定し、前記の第１ブロック(１)と前記の第２ブロック(２)とを接近させたときには、上記の突出部材(１３)が上記の付勢手段(４０)に抗して上記スライド筒(３８)を後退させるように構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかのクランプ装置において、
前記の第１閉止部材(５８)と前記の第２閉止部材(６８)とを、それぞれ、ボールによって構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クランプ装置に関し、例えば、工作機械のテーブルに載置されるクランプパレットにワークパレットを固定するために使用される。
【０００２】
【従来の技術】
この種のクランプ装置には次のように構成されたものがある。
例えば、特開２０００−３４６２６１号公報に示すように、クランプパレットとワークパレットとを固定する複数のクランプを設け、これらのクランプの外部に少なくとも一つの流体用連結器を配置し、その流体用連結器によって、上記のクランプパレット内の流路と上記のワークパレット内の流路とを接続するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は、複数のクランプと少なくとも一つの流体用連結器とが必要なので、クランプ装置の全体が大型になるという問題があった。
本発明の目的は、小型のクランプ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、例えば、図１から図３、図４、図５、図６に、それぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成した。
テーブル又はクランプパレット等の第１ブロック１にワークパレット等の第２ブロック２を着脱自在に固定するようにし、
上記の第２ブロック２に開口された位置決め孔１２と、その位置決め孔１２へ挿入されるように上記の第１ブロック１から突出させたプラグ部分２１と、そのプラグ部分２１と上記の位置決め孔１２との間の環状空間に介在されると共に直径方向へ拡大および縮小可能な中間部材２３とを備え、
上記の中間部材２３を、上記プラグ部分２１と上記の位置決め孔１２との両者のうちの一方２１(１２)に軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に他方１２(２１)にテーパ係合可能に構成し、上記の中間部材２３を弾性部材２４によって上記のテーパ係合を緊密にする方向へ付勢し、
上記のプラグ部分２１に伝動部材３１を挿入し、その伝動部材３１を、駆動手段Ｄによって、前記の第１ブロック１に前記の第２ブロック２を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材３１の半径方向の内方で前記の第１ブロック１側に圧力流体用の第１継手５１を設けると共に、上記の位置決め孔１２の半径方向の内方で前記の第２ブロック２側に圧力流体用の第２継手５２を設け、これらの第１継手５１と第２継手５２とを保密状に接続させたときに上記の第１ブロック１と上記の第２ブロック２との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段Ｄが前記の伝動部材３１をクランプ駆動することによって、その伝動部材３１が係合具３４を介して上記の第２ブロック２の被係止部１３ｂを上記の第１ブロック１へ引っ張るように構成した。
【０００５】
上記の請求項１の発明は、次の作用効果を奏する。
テーブル又はクランプパレット等の第１ブロックにワークパレット等の第２ブロックを固定するときには、上記の両ブロックを接近させていく。
すると、まず、前記の中間部材のテーパ面のガイド作用によって前記の位置決め孔が自動的に調心移動し、その位置決め孔の軸心が上記の第１ブロックのプラグ部分の軸心に精密に合致する。次いで、上記の中間部材が弾性部材の付勢力に抗して軸心方向へ移動し、上記の第２ブロックの被支持面が上記の第１ブロックの支持面に接当または接近する。
その後、前記の駆動手段によって前記の伝動部材をクランプ駆動し、その伝動部材が前記の係合具と前記の被係止部とを介して上記の第２ブロックを第１ブロックの支持面に引っ張る。すると、上記の第２ブロックは、上記の中間部材のテーパ面を介して上記プラグ部分によって拘束されると共に上記の支持面によっても拘束される。このため、その第２ブロックを第１ブロックにスムーズかつ精密に位置決め固定できる。これとほぼ同時に、上記の第１ブロックの第１継手と上記の第２ブロックの第２継手とが保密状に接続されて、上記の両ブロックの間に圧力流体を流通できる。
【０００６】
このため、圧力流体を流通させるための連結器を新たに設ける必要がなくなり、装置全体の構成が簡素になるうえ上記の圧力流体用の配管作業にも手間がかからない。しかも、上記の伝動部材の半径方向の内方に上記の第１継手を設けると共に上記の位置決め孔の半径方向の内方に上記の第２継手を設けたので、装置の全体をコンパクトに造れる。
【０００７】
請求項２の発明に示すように、上記の請求項１の発明に次の構成を加えることが好ましい。
前記の第１継手５１に第１弁室５４と第１弁座５５とを先端方向へ順に設けると共に、前記の第２継手５２に第２弁室６４と第２弁座６５とを先端方向へ順に設け、
上記の第１弁座５５の周囲壁に設けた第１先端面５６と上記の第２弁座６５の周囲壁に設けた第２先端面６６との少なくとも一方の先端面５６に環状の封止具５７を設けて、その封止具５７を上記の少なくとも一方の先端面５６から突出させ、
上記の第１弁室５４に挿入した第１閉止部材５８を第１閉じバネ５９によって上記の第１弁座５５に接当させると共に上記の第１先端面５６よりも突出させ、上記の第２弁室６４に挿入した第２閉止部材６８を第２閉じバネ６９によって上記の第２弁座６５に接当させると共に上記の第２先端面６６よりも突出させたものである。
【０００８】
上記の請求項２の発明は、次の作用効果を奏する。
上記の両継手を保密状に接続するにあたり、各弁座の各周囲壁に設けた先端面同士を封止するだけでよいので、上記の両継手の心ズレを容易に吸収できる。また、前記の二つの先端面のうちの少なくとも一方に封止具を設けるだけでよいので、上記の両継手は、接続構造が簡素となって安価に実施できる。
【０００９】
また、前記の目的を達成するため、請求項３の発明は、例えば、図１から図３、図４、図５に、それぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成したものである。
テーブル又はクランプパレット等の第１ブロック１にワークパレット等の第２ブロック２を着脱自在に固定するようにし、
上記の第２ブロック２に開口された位置決め孔１２へ挿入されるように上記の第１ブロック１からプラグ部分２１を突出させ、
上記のプラグ部分２１に伝動部材３１を挿入し、その伝動部材３１を、駆動手段Ｄによって、前記の第１ブロック１に前記の第２ブロック２を着脱する方向へ移動可能に構成し、
上記の伝動部材３１の半径方向の内方で上記の第１ブロック１側に圧力流体用の第１継手５１を設け、上記の位置決め孔１２の半径方向の内方で前記の第２ブロック２側に圧力流体用の第２継手５２を設け、
上記の第１継手５１に第１弁室５４と第１弁座５５とを先端方向へ順に設けると共に、上記の第２継手５２に第２弁室６４と第２弁座６５とを先端方向へ順に設け、
その第１弁座５５の周囲壁に設けた第１先端面５６と上記の第２弁座６５の周囲壁に設けた第２先端面６６との少なくとも一方の先端面５６に環状の封止具５７を設けて、その封止具５７を上記の少なくとも一方の先端面５６から突出させ、上記の第１弁室５４に挿入した第１閉止部材５８を第１閉じバネ５９によって上記の第１弁座５５に接当させると共に上記の第１先端面５６よりも突出させ、上記の第２弁室６４に挿入した第２閉止部材６８を第２閉じバネ６９によって上記の第２弁座６５に接当させると共に上記の第２先端面６６よりも突出させ、これにより、上記の第１継手５１と上記の第２継手５２とを保密状に接続させたときに前記の第１ブロック１と前記の第２ブロック２との間を圧力流体が流通可能に構成し、
前記の駆動手段Ｄが前記の伝動部材３１をクランプ駆動することによって、その伝動部材３１が係合具３４を介して上記の第２ブロック２の被係止部１３ｂを上記の第１ブロック１へ引っ張るように構成した。
【００１０】
上記の請求項３の発明は、次の作用効果を奏する。
テーブル又はクランプパレット等の第１ブロックにワークパレット等の第２ブロックを固定するときには、まず、上記の両ブロックを接近させていく。次いで、前記の駆動手段によって前記の伝動部材をクランプ駆動し、その伝動部材が前記の係合具と前記の被係止部とを介して上記の第２ブロックを第１ブロックの支持面に引っ張って固定する。これとほぼ同時に、上記の第１ブロックの第１継手と上記の第２ブロックの第２継手とが保密状に接続されて、上記の両ブロックの間に圧力流体を流通できる。
このため、圧力流体を流通させるための連結器を新たに設ける必要がなくなり、装置全体の構成が簡素になるうえ上記の圧力流体用の配管作業にも手間がかからない。しかも、上記の第１ブロックの伝動部材の半径方向の内方に上記の第１継手を設けると共に上記の第２ブロックの位置決め孔の半径方向の内方に上記の第２継手を設けたのでクランプ装置の全体をコンパクトに造れる。
しかも、上記の両継手を保密状に接続するにあたり、各弁座の各周囲壁に設けた先端面同士を封止するだけでよいので、上記の両継手の心ズレを容易に吸収できる。また、前記の二つの先端面のうちの少なくとも一方に封止具を設けるだけでよいので、上記の両継手は、接続構造が簡素となって安価に実施できる。
【００１１】
請求項４の発明に示すように、上記の請求項２または３の発明には次の構成を加えることが好ましい。
前記の伝動部材３１にスライド筒３８を移動自在に挿入し、そのスライド筒３８に前記の第１継手５１を設け、
上記スライド筒３８に接当する突出部材１３を前記の第２ブロック２から突出させ、その突出部材１３に前記の第２継手５２を設け、
上記スライド筒３８を先端方向へ進出させる付勢手段４０を設け、その付勢手段４０の付勢力を前記の第１閉じバネ５９の付勢力よりも大きい値に設定し、前記の第１ブロック１と前記の第２ブロック２とを接近させたときには、上記の突出部材１３が上記の付勢手段４０に抗して上記スライド筒３８を後退させるように構成したものである。
【００１２】
上記の請求項４の発明は、次の作用効果を奏する。
上記の両継手の接続時には、前記の二つの先端面を前記の封止具によって封止した後、前記の付勢手段に抗して前記スライド筒を軸心方向へ相対的に移動できる。このため、上記の両継手を接続する際の軸心方向の位置ズレを十分に吸収できる。そのうえ、上記の付勢手段の付勢力によって前記の封止具を常時押圧できるので、上記の両継手を確実に保密状態に保てる。
【００１３】
請求項５の発明に示すように、請求項２から４のいずれかのクランプ装置においては、前記の第１閉止部材５８と前記の第２閉止部材６８とを、それぞれ、ボールによって構成することが好ましい。
その請求項５の発明は、上記の両継手を接続するときに、半径方向の心ズレに加えて接続角度のズレも吸収できるのて、上記の両継手の接続が円滑になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１から図３は、本発明の第１実施形態を示している。まず、図１の立面視の断面図によって本発明のクランプ装置の構造を説明する。
マシニングセンタのテーブルＴの上面に、第１ブロックであるクランプパレット１が固設される。そのクランプパレット１には、第２ブロックであるワークパレット２がクランプ装置４よって位置決め固定されるようになっている。なお、上記ワークパレット２の上面には、図示してないが、複数のワーククランプによってワークピースが着脱されるようになっている。
上記のクランプ装置４は、上記クランプパレット１に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムクランプ５と、上記ワークパレット２に複数のボルト(図示せず)によって固定したデータムリング６とを備える。
【００１５】
上記データムリング６の下面に被支持面２ａが形成され、その被支持面２ａにソケット穴１１が開口される。そのソケット穴１１の下半部にテーパ位置決め孔１２が上向きにすぼまるように形成される。
また、上記の位置決め孔１２内にプルロッド(突出部材)１３が配置される。そのプルロッド１３は、同上の位置決め孔１２とほぼ同軸心上に配置されると共に前記ワークパレット２に直径方向へ所定範囲内で移動自在に支持される。より詳しくいえば、前記データムリング６の上面に平面視で円形の収容溝１４が形成され、その収容溝１４に上記プルロッド１３の上部の大径部分１３ａが直径方向へ所定の隙間をあけて挿入される。その大径部分１３ａの下面に前記データムリング６のフランジ部分６ａが軽く接当している。
【００１６】
前記データムクランプ５は、前記クランプパレット１に固定したカバーブロック１６と、そのカバーブロック１６と上記クランプパレット１との間に保密状に挿入したピストン１７と、そのピストン１７の下側に形成した油圧室１８と、上記ピストン１７と上記のカバーブロック１６との間に装着したクランプバネ１９とを備える。そのクランプバネ１９は、ここでは、上下方向に積層させた複数枚の皿バネによって構成しているが、圧縮コイルバネであってもよい。
上記ピストン１７と油圧室１８とクランプバネ１９によってクランプ装置４の駆動手段Ｄを構成してある。
【００１７】
上記のカバーブロック１６の中央部から環状のプラグ部分２１が上向きに突設され、そのプラグ部分２１が前記の位置決め孔１２へ挿入されるようになっている。また、上記プラグ部分２１の下部外周で上記カバーブロック１６が上向きに少し突設され、その環状突設部の上面によって支持面１ａ構成される。
上記プラグ部分２１に環状の中間部材２３が外嵌され、その中間部材２３が、３枚の皿バネ(弾性部材)２４によって上向きに付勢されるともに止め輪２５によって受け止められている。
【００１８】
より詳しくいえば、上記の環状の中間部材２３は、その内周面をストレート面２７によって構成すると共に外周面をテーパ面２８によって構成してあり、その中間部材２３の環状壁にスリットを設けたり又は内周面に溝を設けたりすることにより(いずれも図示せず)、上記のテーパ面２８及びストレート面２７が直径方向へ拡大および縮小可能になっている。また、上記ストレート面２７を上記プラグ部分２１の外周面に軸心方向へ移動自在に支持してある。上記テーパ面２８は、前記のテーパ位置決め孔１２にテーパ係合するように上向きにすぼまるように形成してある。さらに、上記プラグ部分２１の外周で前記カバーブロック１６に環状の装着溝２９が形成される。その装着溝２９に、前記の皿バネ２４が挿入されると共に上記の中間部材２３の下部が嵌入される。
【００１９】
また、前記プラグ部分２１の筒孔２１ａに筒状の伝動部材３１が軸心方向へ移動自在に挿入される。その伝動部材３１の上部に周方向へ所定間隔をあけて複数の貫通孔３３が形成され、各貫通孔３３に係合ボール(係合具)３４が半径方向の内方の係合位置Ｘ(後述の図３を参照)と半径方向の外方の係合解除位置Ｙ(図１または図２を参照)とに移動可能に支持される。
上記プラグ部分２１の筒孔２１ａには、上記の各係合ボール３４に対応させて、退避溝３６と押圧面３７とを上下に連ねて形成してある。
【００２０】
上記の伝動スリーブ３１の筒孔３１ａ内にスライド筒３８が上下移動自在に挿入され、そのスライド筒３８とバネ受け３９との間に進出バネ(付勢手段)４０が装着される。その進出バネ４０によって上記のスライド筒３８が上向きに押され、そのスライド筒３８の下端が上記の筒孔３１ａの肩部分によって受け止められる。これにより、上記スライド筒３８の上端面が上記の伝動部材３１の上端面とほぼ同じ高さに位置されている。
【００２１】
また、上記のクランプ装置４の嵌合面同士をクリーニングする手段が設けられる。即ち、前記クランプパレット１に圧縮空気(クリーニング流体)の供給口４１が設けられる。また、前記プラグ部分２１の前記の筒孔２１ａと上記の伝動部材３１の外周面３１ｂとの間に流路４２が形成され、その流路４２が連通孔４３によって前記の供給口４１へ連通される。さらに、上記の連通孔４３の途中部が前記の装着溝２９へ連通されている。
【００２２】
さらに、前記のワークパレット２の上面の所定位置に前記のワークピース(図示せず)が着座しているのを確認する手段が設けられる。その確認手段は、前記のスライド筒３８に設けた第１継手５１と前記プルロッド１３に設けた第２継手５２とを備える。
【００２３】
上記の第１継手５１は次のように構成されている。
上記スライド筒３８の筒孔に第１弁室５４と第１弁座５５とが先端方向である上方へ順に設けられ、上記の第１弁座５５の周囲壁に設けた第１先端面５６に環状の封止具５７が嵌着される。その封止具５７の先端は上記の第１先端面５６よりも上方へ突出されている。
【００２４】
上記の第１弁室５４にボール形の第１閉止部材５８が挿入される。その第１閉止部材５８が、第１閉じバネ５９によって上記の第１弁座５５に閉止接当されるとともに、上記の第１先端面５６および上記の封止具５７よりも上方へ突出されている。上記の第１閉じバネ５９の下端は、第１バネ受け６０を介して上記スライド筒３８によって受け止められる。上記の第１閉じバネ５９の付勢力よりも前記の進出バネ４０の付勢力を大きい値に設定してある。なお、上記の第１バネ受け６０の大径部には、周方向へ所定の間隔をあけて第１貫通孔６１を形成してある。
【００２５】
前記の第２継手５２は、上記の第１継手５１とほぼ同様に、次のように構成されている。
即ち、前記プルロッド１３の筒孔に第２弁室６４と第２弁座６５とが先端方向である下方へ順に設けられる。その第２弁座６５の周囲壁に、前記の第１先端面５６に対面する第２先端面６６が設けられる。上記の第２弁室６４に挿入したボール形の第２閉止部材６８が、第２閉じバネ６９によって上記の第２弁座６５に閉止接当されると共に、上記の第２先端面６６よりも下方へ突出される。上記の第２閉じバネ６９の上端は、第２バネ受け７０を介して上記プルロッド１３によって受け止められる。なお、上記の第２バネ受け７０の大径部にも、周方向へ所定の間隔をあけて第２貫通孔７１を形成してある。
【００２６】
上記のクランプ装置４は、図１から図３に示すように、次のように作動する。その図１は、前記のクランプパレット１に前記ワークパレット２を装着し始めた状態を示している。図２は、上記クランプパレット１に上記ワークパレット２を装着した状態を示している。また、図３は、上記クランプパレット１に上記ワークパレット２を固定した状態を示している。
【００２７】
図１の状態では、圧油給排路７３を経て前記の油圧室１８へ圧油を供給してある。これにより、その油圧室１８の油圧力によって前記ピストン１７が前記クランプバネ１９に抗して前記の伝動部材３１を上昇させ、前記の各係合ボール３４が前記の退避溝３６に対面してフリーになっている。また、前記の中間部材２３が前記の皿バネ２４の付勢力によって上昇されている。さらに、前記スライド筒３８が前記の進出バネ４０によって上昇し、前記の第１閉止部材５８が前記の第１弁座５５に接当すると共に前記の第２閉止部材６８が前記の第２弁座６５に接当している。
【００２８】
そして、上記の図１に示すように、前記クランプパレット１に対して前記ワークパレット２を下降させ始めたときには、前記の供給口４１へクリーニング用の圧縮空気を供給する。すると、その圧縮空気が前記の流路４２を通って前記の押圧面３７および係合ボール３４をクリーニングし、次いで、上記の流路４２の上端から勢い良く吐出され、その吐出された圧縮空気が、前記のプルロッド１３の被係止部１３ｂと前記ソケット穴１１の頂面および周面とをクリーニングし、引き続いて、前記プラグ部分２１の外周をクリーニングし、その後、横向きに排出される。また、前記の装着溝２９へ供給された圧縮空気が、前記の中間部材２３のストレート面２７の嵌合隙間と前記のテーパ面２８の下部の嵌合隙間をクリーニングして外部へ排出される。
【００２９】
なお、前記の伝動部材３１の筒孔３１ａの上部と前記スライド筒３８の外周面の上部との間の嵌合隙間４７を前記の連通孔４３へ連通させることが好ましい。この場合、上記の嵌合隙間４７へ供給された圧縮空気が、前記の係合ボール３４をクリーニングした後、その嵌合隙間４７の上端から吐出され、その吐出された圧縮空気が前記の被係止部１３ｂの下周面をクリーニングする。
【００３０】
前記ワークパレット２がさらに下降すると、前記のプルロッド１３の押圧部分１３ｄが前記の伝動部材３１の筒孔３１ａ内に侵入して前記スライド筒３８を下降させるとともに、前記テーパ位置決め孔１２が前記の中間部材２３のテーパ面２８によって案内されていき、引き続いて、図２に示すように、前記プルロッド１３の途中高さ部のフランジ部分１３ｃが前記の伝動部材３１の上端面に接当して、その伝動部材３１によって上記ワークパレット２が受け止められる。この受け止め状態では、前記の中間部材２３のテーパ面２８と前記のテーパ位置決め孔１２との間に係合隙間αが形成されると共に、前記の支持面１ａと前記の被支持面２ａとの間に接当隙間βが形成されている。そして、その状態では、前記の流路４２の上端から吐出された圧縮空気は、上記の係合隙間αと上記の接当隙間βとを勢い良くクリーニングして、その後、外部へ排出される。
【００３１】
また、上述したように上記プルロッド１３が上記スライド筒３８を下降させることにより、同上の図２に示すように、前記の第１閉止部材５８と前記の第２閉止部材６８とが突き合い、その第１閉止部材５８が第１弁座５５から離間すると共に前記の第２閉止部材６８が第２弁座６５から離間し、その後、前記の第１先端面５６と前記の第２先端面６６(図１参照)とが前記の封止具５７によって封止される。これにより、前記クランプパレット１の入口路７６が前記のカバーブロック１６の水平路７７と前記の伝動部材３１の横孔７８と前記スライド筒３８の横孔７９と上記の第１閉止部材５８の開弁隙間と上記の第２閉止部材６８の開弁隙間とを経て前記ワークパレット２の出口路８０へ連通される。
【００３２】
上記の図２の状態で前記の油圧室１８の圧油を前記の給排路７３から排出すると、前記クランプバネ１９がピストン１７を介して伝動部材３１を強力に下降させていく。すると、まず、上記の伝動部材３１の下降に追従して前記のワークパレット２が自重で下降していき、前記のテーパ位置決め孔１２が前記の中間部材２３のテーパ面２８に接当する。これにより、上記のワークパレット２が上記の中間部材２３を介して前記の皿バネ２４を僅かに圧縮すると共に、上記テーパ位置決め孔１２が調心移動されて、その軸心が前記プラグ部分２１の軸心に合致する。
【００３３】
これとほぼ同時に、図３に示すように、前記のプラグ部分２１の前記の押圧面３７が前記の各係合ボール３４を係合位置Ｘへ移動させ、前記の伝動部材３１が上記の係合ボール３４と前記プルロッド１３とを介して前記ワークパレット２を強力に下降させる。すると、前記のテーパ位置決め孔１２が前記の中間部材２３のテーパ面２８に強力にテーパ係合して調心移動されて、そのテーパ位置決め孔１２の軸心が前記プラグ部分２１の軸心に精密に合致すると共に、前記の皿バネ２４に抗して上記の中間部材２３がさらに下降され、前記の被支持面２ａが前記の支持面１ａによって受け止められる。これにより、上記ワークパレット２は、上記テーパ位置決め孔１２によって縮径された中間部材２３を介して上記プラグ部分２１によって水平方向へ拘束されると共に上記の支持面１ａによって上下方向へ拘束されることになり、その結果、上記のワークパレット２を上記クランプパレット１に精密かつ強力に位置決め固定できる。
なお、前記の押圧面３７を少し傾斜させることが好ましい。この場合、その傾斜押圧面の楔作用によって、上記の伝動部材３１の駆動力を倍力変換して上記プルロッド１３へ伝達できるので、上記ワークパレット２を強力に下降させることが可能となる。
【００３４】
上記の図３で示すクランプ完了後には、前記の図２中の接当隙間βが無くなって上記の支持面１ａと被支持面２ａとの間が気密状に封止されるので、前記のクリーニング用の圧縮空気の逃げ道がなくなり、前記の供給口４１の圧力が上昇する。その圧力上昇を圧力センサ(図示せず)によって検出することにより、上記のクランプ完了を自動的に確認できる。
さらに、前記の入口路７６へ着座確認用の圧縮空気を供給する。すると、前記のワークパレット２の上面に前記ワークピース(図示せず)が載置されているときには、前記の出口路８０が閉じられるので、上記の入口路７６へ供給された圧縮空気の圧力が上昇する。その圧力上昇を別の圧力センサ(図示せず)によって検出することにより、上記のワークピース(図示せず)が着座していることを確認できる。
【００３５】
上記の図３のクランプ状態から図２のアンクランプ状態へ切換えるときには、その図３の状態で前記の油圧室１８へ圧油を供給すればよい。すると、図２に示すように、その油圧室１８の油圧力によって前記ピストン１７が前記の伝動部材３１を上昇させ、前記の各ボール３４が前記の退避溝３６に対面して係合解除位置Ｙへ切換わることが許容されると共に(この図２では既に切換わった状態を示してある)、上記の伝動部材３１の上部が前記のプルロッド１３の前記フランジ部分１３ｃに接当してワークパレット２を押し上げる。このため、その図２に示すように、前記の中間部材２３の上側に前記の係合隙間αが形成されると共に前記の支持面１ａの上側に接当隙間βが形成される。これにより、上記ワークパレット２を上記クランプパレット１から容易に取り外すことができる。
【００３６】
また、上記の第１実施形態は次の長所を奏する。
前記の第１継手５１と第２継手５２とを保密状に接続するにあたり、各弁座５５・６５の各周囲壁に設けた先端面５６・６６同士を封止するだけでよいので、上記の両継手５１・５２の心ズレを容易に吸収できる。しかも、上記の二つの先端面５６・６６のうちの少なくとも一方に前記の封止具５７を設けるだけでよいので、連結構造が簡素となり、安価に製作できる。さらに、前記の第１閉止部材５８と第２閉止部材６８をボール状に構成したので、半径方向の心ズレに加えて接続角度のズレも吸収できることになり、上記の両継手５１・５２の接続が円滑になる。
【００３７】
前記の伝動部材３１にスライド筒３８を軸心方向へ移動可能で保密状に挿入して、そのスライド筒３８に前記の第１弁室５４および前記の第１弁座５５を設け、上記スライド筒３８を進出バネ４０によって先端方向へ付勢し、その進出バネ４０の付勢力を前記の第１閉じバネ５９の付勢力よりも大きい値に設定したので、次の長所を奏する。前記の両継手５１・５２の接続時には、前記の二つの先端面５６・６６を前記の封止具５７によって封止した後、上記の進出バネ４０に抗して上記スライド筒３８を上下方向へ相対的に移動できる。このため、上記の両継手５１・５２を接続する際の軸心方向の位置ズレを吸収できる。そのうえ、上記の進出バネ４０の付勢力によって上記の封止具５７を常時押圧できるので、上記の両継手５１・５２を確実に保密状態に保てる。
【００３８】
図４・図５・図６は、それぞれ、第２実施形態・第３実施形態・第４実施形態を示し、前記の図３に類似する図である。これらの別の実施形態においては、上記の第１実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、その第１実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。
【００３９】
図４の第２実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記ワークパレット２に形成した前記の位置決め孔１２はストレートに形成されている。そのストレート位置決め孔１２に、前記の中間部材２３の外周のストレート面２７が上下移動自在に支持される。上記の中間部材２３が複数の皿バネ(弾性部材)２４によって下向きに付勢され、その中間部材２３の下降は、上記の位置決め孔１２の下部に嵌着した止め輪２５によって阻止されている。上記の中間部材２３の内面に形成したテーパ面２８が前記のプラグ部分２１の外周面にテーパ係合している。上記テーパ面２８は、上向きにすぼまるように形成されている。
【００４０】
図５の第３実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記ワークパレット２の前記の被係止部１３ｂは、前記の位置決め孔１２の上側で前記ソケット孔１１に設けられる。また、前記の複数の係合ボール３４は、前記のプラグ部分２１に支持される。これら係合ボール３４のための前記の退避溝３６および前記の押圧面３７は、前記の伝動部材３１の外周面に形成される。そして、上記の伝動部材３１を下向きにクランプ駆動することにより、上記の押圧面３７が上記の係合ボール３４を外方の係合位置Ｘへ切換えるのである。
上記の伝動部材３１の上部に前記スライド筒３８が上下移動可能に挿入され、そのスライド筒３８に前記の第１継手５１が設けられる。また、上記ソケット孔１１の頂壁に突出部材１３がネジ止めされ、その突出部材１３に前記の第２継手５２が設けられる。
なお、上記プラグ部分２１の上部に、クリーニング用圧縮空気の複数の吐出口８２が斜め向きに形成されている。
【００４１】
図６の第４実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記の第１継手５１と第２継手５２とは、着座確認用の圧縮空気を供給することに代えて、前記ワークパレット２の上面に取り付けたワーククランプ(図示せず)に圧油を供給および排出するために使用される。より詳しくいえば、次の通りである。
【００４２】
上記の第１継手５１は、前記クランプパレット１に保密状にネジ止めしたケーシング８４と、そのケーシング８４内に装着した長尺ロッド状の第１閉止部材５８およびポペット状の第１逆止部材８５とを備える。そして、上記のケーシング８４に前記の伝動部材３１および前記ピストン１７が保密状に外嵌される。
また、前記の第２継手５２は、前記プルロッド１３内に装着した長尺ロッド状の第２閉止部材６８およびポペット状の第２逆止部材８６を備える。
【００４３】
そして、図示のように上記クランプパレット１に上記ワークパレット２を固定すると、上記プルロッド１３の下部が進出バネ４０に抗してスライド筒３８を下降させ、上記の第１閉止部材５８と第２閉止部材６８とが上下方向に突き合う。これにより、まず、上記の第１閉止部材５８の上端が第１弁座５５から離間すると共に上記の第２閉止部材６８の下端が第２弁座６５から離間し、次いで、前記の第１逆止部材８５が第１逆止弁座８８から離間すると共に上記の第２逆止部材８６が第２逆止弁座８９から離間する。
【００４４】
上記クランプパレット１から前記ワーククランプ(図示せず)へ圧油を供給するときには、そのクランプパレット１のクランプ用の入口路７６へ圧油を供給すればよい。すると、その圧油は、前記のケーシング８４内の第１円筒フィルタ９１と前記の第１逆止弁座８８の開き隙間と第２円筒フィルタ９２と第１弁座５５の開き隙間と第２弁座６５の開き隙間と第３円筒フィルタ９３と第２逆止弁座８９の開き隙間と第４円筒フィルタ９４と前記ワークパレット２の出口路８０を順に通って、前記ワーククランプ(図示せず)へ供給される。
なお、上記ワーククランプの圧油は、上記とは逆の経路で上記クランプパレット１の入口路７６へ排出される。
【００４５】
上記の圧油の供給または排出を終えた後に、上記クランプパレット１に対して上記ワークパレット２を上昇させる。すると、まず、前記の第１逆止部材８５が第１逆止バネ９６によって第１逆止弁座８８に接当すると共に前記の第２逆止部材８６が第２逆止バネ９７によって第２逆止弁座８９に接当し、その後、前記の進出バネ４０および第１閉じバネ５９によって前記の第１弁座５５が第１閉止部材５８の上端に接当すると共に第２閉じバネ６９によって第２閉止部材６８の下端が前記の第２弁座６５に接当する。
【００４６】
上記の各実施形態は次のように変更可能である。
上記クランプ装置の前記の中間部材２３は、例示した環状体に限定されるものではなく、複数の分割体を環状に並べたものであってもよい。その中間部材２３を押圧する弾性部材は、例示した皿バネ２４に代えて、圧縮コイルバネ等の他の種類のバネまたはゴム等で構成することも可能である。また、上記の中間部材２３は、前記の図５の第３実施形態や図６の第４実施形態においても、前記の図４の第２実施形態と同様に前記ワークパレット２に支持してもよい。さらには、本発明のクランプ装置から上記の中間部材２３を省略しても差し支えない。
また、上記クランプ装置の係合具３４は、例示したボールに代えて、フックやコレット等も利用可能である。また、そのクランプ装置は、バネ力によってクランプ駆動することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力によってクランプ駆動することも可能である。
【００４７】
上記クランプ装置のアンクランプ時には、前記の伝動部材３１の上端面を前記プルロッド１３のフランジ部分１３ｃに接当させて前記のワークパレット２を持ち上げるとしたが、これに代えて、上記の伝動部材３１の上記の上端面を前記の位置決め孔１２の頂壁(前記ソケット孔１１の頂壁)に接当させるようにしてもよい。また、上記プルロッド１３は、上記のワークパレット２に直径方向へ移動可能に支持することに代えて、そのワークパレット２に固定したものであってもよい。
前記の図１から図３の第１実施形態や図４の第２実施形態や図５の第３実施形態においても、図６の第４実施形態と同様に、前記の第１誌継手５１と第２継手５２によってワーククランプ用の圧油を給排させてもよい。
【００４８】
前記の第１ブロックは、例示のクランプパレット１に代えてマシニングセンタや各種機械のテーブルであってもよい。また、前記の第２ブロックは、例示のワークパレット２に代えてワークピースであってもよい。上記の第１ブロックと第２ブロックとは、上下逆に配置したものであってもよく、例示した上下方向へ連結することに代えて、水平方向または斜め方向へ連結するものであってもよい。
また、本発明のクランプ装置は、ワークパレットやワークピースのクランピングの用途に限定されるものではなく、金型やアタッチメント等のクランピングにも利用できることは勿論である。そのクランプ装置は、複数セットに限定されるものではなく、１セットだけでも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るクランプ装置の第１実施形態を示し、第１ブロックであるクランプパレットに第２ブロックであるワークパレットを装着し始めた状態の立面視の断面図である。
【図２】  上記クランプパレットに上記ワークパレットを装着した状態を示し、上記の図１に類似する図である。
【図３】  上記クランプパレットに上記ワークパレットを固定した状態を示し、同上の図１に類似する図である。
【図４】  上記クランプ装置の第２実施形態を示し、上記の図３に類似する図である。
【図５】  上記クランプ装置の第３実施形態を示し、同上の図３に類似する図である。
【図６】  上記クランプ装置の第４実施形態を示し、同上の図３に類似する図である。
【符号の説明】
１…第１ブロック(クランプパレット)、２…第２ブロック(ワークパレット)、１２…位置決め孔、１３…突出部材(プルロッド)、１３ｂ…被係止部、２１…プラグ部分、２３…中間部材、２４…弾性部材(皿バネ)、３１…伝動部材、３４…係合具(係合ボール)、３８…スライド筒、４０…付勢手段(進出バネ)、５１…第１継手、５２…第２継手、５４…第１弁室、５５…第１弁座、５６…第１先端面、５７…封止具、５８…第１閉止部材、５９…第１閉じバネ、６４…第２弁室、６５…第２弁座、６６…第２先端面、６８…第２閉止部材、６９…第２閉じバネ、Ｄ…駆動手段。
【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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