JP2018087058A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で円筒管と回転軸との固定及び固定の解除を可能にしたクランプ装置を提供する。【解決手段】クランプ装置は、回転軸３の第１送気路２３に連通した第１分岐路２７とシリンダ９の第１流路５９とを連通し、第１送気路２３からの圧搾空気によってシリンダ９の第１ピストン５１，５１を駆動して、可動ベアリング３３ａ、３３ａを移動させる。この移動により、複数の係止部３５の第２当接部４７の傾斜面４７ａと可動ベアリング３３ａ、３３ａの傾斜外周面３３ｃａ、３３ｃとを介して、複数の係止部３５が突出され、この複数の係止部３５を円筒管５の内周部に接触させて、クランプ機構７と円筒部５とを固定する。【選択図】図３

Description

本発明は、シート状の部材を巻いた円筒管を回転軸に固定する、及び、回転軸の回転力を円筒管に伝達させるクランプ装置に関するものである。

従来、紙、プラスチックフィルムまたはアルミ箔等の広幅シートを長手方向に沿って複数の細幅にスリットして、これらを細幅シート毎に巻取る巻取装置が知られている。この巻取装置は、複数の円筒管（紙管等）を巻取軸（回転軸）に装着して、これら円筒管の外周上に細幅シートを巻き取っている。一般的に、この巻取装置には、巻取軸に円筒管を固定する、及び、巻取軸の回転力を円筒管に伝達させるために、クランプ装置が設けられている。

このようなクランプ装置として、例えば特許文献１には、軸芯部に形成された軸方向路及び半径方向路（第２通路）に供給される圧縮空気を遮断したとき、係止力発生用の圧縮コイルバネの付勢力により、スライド環が付勢力方向にスライドされて、スライド環に連結されたリンク機構の傾斜角度が大きくなって、リンク機構を介してスライド環に連結された係止片が外周環から突出され、係止片を巻芯の内周面に接触させて、軸心部と巻芯とを固定するクランプ機構が開示されている。また、このクランプ機構は、軸心部に形成された軸方向路及び半径方向路（第１通路）に供給された圧縮空気により、複数の第１ピストンを軸芯部の半径方向外方に押圧して、軸芯部と外周環とを一体化させて、軸芯部の回転力を巻芯に伝達させている。更に、軸心部と巻芯との固定を解除する場合、軸方向路及び半径方向路を通る圧縮空気を第２ピストンに供給することで、第２ピストンによりスライド環を、圧縮コイルバネの付勢力に抗して付勢力と逆の軸方向にスライドさせて、リンク機構を介して係止片を引込むようにして、巻芯との固定を解除している。

特開２０１５−１３７１６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたクランプ機構では、次のような問題がある。クランプ機構は、係止片を外周環の外周面に対して出没させるために、軸心部に形成された軸方向路及び半径方向路に供給された圧縮空気により、第２ピストンの駆動を制御し、圧縮コイルバネの付勢力によって、スライド環をスライドさせて、リンク機構を介して係止部を出没させている。このように、軸心部と巻芯との固定及び固定の解除を行うために、多数の構成要素を必要としているので、複雑な構造であり、クランプ機構が大掛かりなものとなり、製造コストの増大を来すことにもなる。

また、特許文献１に記載されたクランプ機構では、第１ピストンは、軸心部の半径方向路内に配置されているので、第１ピストンの形状に沿って軸心部を加工する必要があり、加工工数の増加を招くものとなる。

更に、軸心部には、第１ピストン及び第２ピストンを駆動させるために、軸方向路及び複数の半径方向路が形成され、更に、樹脂パイプを挿入する軸方向に延びる孔が形成されている。このように、軸心部に複数の孔を形成することで軸心部の剛性が低下して、軸心部に固定する円筒管のサイズや軸心部の回転数の奴何によっては、軸心部が撓む又は曲がるという問題がある。また、特許文献１では、第１ピストンを半径方向路内に配置することで、半径方向路のサイズが大きくなることも、軸心部の強度の低下を招くこととなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的にするところは、簡単な構造で円筒管と回転軸との固定及び固定の解除を可能にしたクランプ装置を提供することにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の態様を例示するものであり、本発明の多様な構成要素の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。以下の各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明を実施する最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、または、さらに他の構成要素を付加した態様についても、本発明の一態様になり得るものである。

（１）軸方向に延びる複数の送気路が形成された回転軸に装着され、前記複数の送気路から圧搾空気の供給を受けて、前記回転軸に円筒管を固定するクランプ装置であって、
環状のホルダと、
該ホルダを前記回転軸に軸着する一対のベアリングと、
前記ホルダの外周面から放射方向に出没自在な係止部と、
前記ホルダの軸方向端面に隣接して配置され、前記ホルダよりも小さな外径を有する環状のシリンダと、を備え、
前記ホルダは、その軸方向両端面から前記一対のベアリングの軸方向一端面が露出するように前記一対のベアリングを保持する一対の環状チャンバと、前記ホルダの外周面から前記一対の環状チャンバの一方へと連なるように延び、前記係止部を摺動自在に保持する貫通孔とを備え、
前記一対のベアリングの一方は、前記貫通孔と連通する環状チャンバ内で軸方向に摺動可能に保持された可動ベアリングであり、他方のベアリングは、もう一方の前記環状チャンバ内で軸方向に不動に保持された固定ベアリングであり、
前記係止部は、一端に前記ホルダの外周面から出没して前記円筒管に当接可能な第１当接部を有し、他端に前記環状チャンバ内の前記可動ベアリングと当接する傾斜面を有する第２当接部を有し、
前記シリンダは、前記回転軸の複数の送気路の各々に連通する複数の流路が形成され、該流路の一つより圧搾空気の供給を受けて前記シリンダの軸方向端面から軸方向に出没し、前記ホルダの前記可動ベアリングを押圧可能な環状の第１ピストンと、該第１ピストンと同心状に配置され、前記流路の他の一つより圧搾空気の供給を受けて前記シリンダの軸方向端面から軸方向に出没し、前記ホルダの端面に密着可能な環状の第２ピストンとを含むクランプ装置（請求項１）。

本項に係るクランプ装置は、回転軸の送気路から送気された圧搾空気によって、シリンダを駆動させて、一対のベアリングの一方を軸方向に移動させる。また、クランプ装置において、ホルダは、その外周面から一対の環状チャンバの一方へと連なるように延び、係止部を摺動自在に保持する貫通孔を備えることから、ベアリング（可動ベアリング）を、係止部の第２当接部の傾斜面に当接させることとなる。この当接に伴って係止部は、放射方向に押される。具体的には、係止部は、一端にホルダの外周面から出没して円筒管に当接可能な第１当接部を有し、他端に環状チャンバ内の可動ベアリングと当接する傾斜面を有する第２当接部を有することで、可動ベアリングの軸方向の移動に伴って可動ベアリングと第２当接部の傾斜面とが当接し、ホルダの貫通孔から放射方向に係止部を突出させて、第１当接部が円筒管の内周面に接触して、円筒管を固定するものとなる。

更に、クランプ装置において、シリンダは、回転軸の複数の送気路の各々に連通する複数の流路を形成し、ホルダの可動ベアリングを押圧可能な環状の第１ピストンと、この第１ピストンと同心状に配置され、ホルダの端面に密着可能な環状の第２ピストンと、を含んでいる。これにより、送気路からの圧搾空気がシリンダの流路の一つを介して第１ピストンに供給されることで、第１ピストンが可動ベアリングを押圧し、また、シリンダの流路の他の一つを介して第２ピストンに供給されることで、第２ピストンが環状のホルダの端面に接触するものとなる。そして、第２ピストンは、圧搾空気によって押圧され、環状のホルダの端面と密着するので、回転軸の回転力を環状のホルダに伝達するものとなる。また、シリンダを回転軸の外周部に設けることにより、第１ピストン又は第２ピストンを回転軸内の送気路に配置することがなくなり、複雑な構造にならない。

このように、クランプ装置は、回転軸の複数の送気路とシリンダの複数の流路とを連通し、複数の送気路からの圧搾空気によってシリンダを駆動し、このシリンダの駆動によって、環状のホルダの一対のベアリングの一方を移動させ、この移動に伴って係止部を突出させて、この係止部を円筒管の内周部に接触させて、環状のホルダと円筒管とを固定している。このため、一方が移動可能な一対のベアリングと、この一対のベアリングの一方に当接可能な係止部と、一対のベアリングの一方を駆動させるシリンダと、このシリンダに圧搾空気を供給する複数の送気路を有した回転軸とによって、本クランプ装置にクランプ作用をもたらしているので、クランプ装置の構造が大掛かりものとならない。

（２）上記（１）項において、前記回転軸の前記複数の送気路には、前記第１ピストンの出没動作に係る第１送気路と、該第１送気路から前記回転軸の外周面に延びる第１分岐路と、前記第２ピストンの出没動作に係る第２送気路と、該第２送気路から前記回転軸の外周面に延びる第２分岐路とが含まれ、
前記シリンダの前記複数の流路には、前記第１分岐路に連通して前記第１ピストンに圧搾空気を供給する第１流路と、前記第２分岐路に連通して前記第２ピストンに圧搾空気を供給する第２流路とが含まれているクランプ装置（請求項２）。

本項に係るクランプ装置において、第１ピストンを駆動する場合、第１送気路及び第１分岐路を介して第１ピストンに圧搾空気を供給し、また、第２ピストンを駆動する場合、第２送気路及び第２分岐路を介して第２ピストンに圧搾空気を供給することで、各々適切なタイミングで第１ピストン及び第２ピストンを駆動させるものとなる。

また、本項に係るクランプ装置において、第１送気路、第１分岐路、第２送気路及び第１分岐路は、圧搾空気の流通機能のみ担持すればよいため、第１送気路、第１分岐路、第２送気路及び第１分岐路の孔径を、圧搾空気を流通させるための適切なサイズで形成することで、回転軸の強度の低下を防ぐものとなり、更に、加工工数の増加を招くものでもない。

（３）上記（１）又は（２）項において、前記ホルダの、前記シリンダが隣接する端面と軸方向に対峙する端面に隣接して配置され、前記回転軸に対する前記固定ベアリングの軸方向の移動を阻止する環状の固定部を備えているクランプ装置（請求項３）。

本項に係るクランプ装置において、環状の固定部を、ホルダのシリンダが隣接する端面と軸方向に対峙する端面に隣接して配置することで、第１ピストンによって押圧された可動ベアリングの軸方向に移動に伴う固定ベアリングの軸方向の移動、又は、第２ピストンによって押圧された環状のホルダの軸方向の移動を阻止するものとなる。更に、環状の固定部によって、固定ベアリングの軸方向の移動、又は、環状のホルダの軸方向の移動を阻止することで、係止部は、適切な位置で円筒管を保持するものとなる。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれか１項において、前記シリンダは、前記第１ピストン及び第２ピストンを各々軸方向に一対備え、
前記シリンダの軸方向の両端に隣接して、一対の前記ホルダが軸方向に対向配置されているクランプ装置（請求項４）。

本項に係るクランプ装置において、シリンダは、第１ピストン及び第２ピストンを各々軸方向に一対備え、シリンダの軸方向両端に環状の一対のホルダを軸方向に対向配置することで、１つの第１分岐路又は第２分岐路から一対の第１ピストン及び第２ピストンへの圧搾空気を供給し、第１ピストン及び第２ピストンを駆動することが可能となり、係止部による円筒管のクランプポイントを増加させる一方、回転軸内の圧搾空気が流れる経路の増加を来すことがない。

本発明は、以上のように構成したことにより、簡単な構造で円筒管と回転軸との固定及び固定の解除を可能にしたクランプ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るクランプ装置の斜視図であり、（ａ）がアンクランプ状態を、（ｂ）がクランプ状態を示すものである。 図１に示すクランプ装置を回転軸に装着した状態の平面図及びその部分断面図である。 図２に示すクランプ装置の要部拡大図であり、（ａ）がアンクランプ状態を、（ｂ）がクランプ状態を示すものである。

以下、本発明の一実施形態に係るクランプ装置の構成を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係るクランプ装置１は、巻取装置（便宜上全体図は省略する）の回転軸３に円筒管５を固定させる、及び、回転軸３の回転力を円筒管５に伝達させるものである。
図１〜図３に示すように、クランプ装置１は、回転軸３の外周部に複数個並置されるものであり、クランプ機構７と、シリンダ９と、固定部１１と、を備えている。

まず、本発明の一実施形態に係るクランプ装置１が用いられる巻取装置の、回転軸３について説明する。
図２及び図３に示すように、回転軸３は、巻取装置の駆動手段（図示せず）によって回転駆動され、圧搾空気が流れる複数の送気路２１を備えている。この複数の送気路２１は、図示の例では２系統であり、後述するシリンダ９の第１ピストン５１，５１を駆動させる圧搾空気を流す第１送気路２３と、後述するシリンダ９の第２ピストン５３，５３を駆動させる圧搾空気を流す第２送気路２５とを備えている。第１送気路２３及び第２送気路２５は、回転軸３の中心軸線に対して対称をなすようにして軸方向に延び、かつ、互いに平行に配置されている。また、複数の送気路２１は、後述するシリンダ９の第１流路５９と連通する、第１送気路２３から分岐する第１分岐路２７、及び、後述するシリンダ９の第２流路６１と連通する、第２送気路２５から分岐する第２分岐路２９を備えている。この第１分岐路２７及び第２分岐路２９は、回転軸３の中心軸線に対して放射方向外側に向かって延びている。第１送気路２３、第１分岐路２７、第２送気路２５及び第１分岐路２９は、第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３を作動させるための圧搾空気が流通可能な孔径で形成されている。第１送気路２３及び第２送気路２５は、外部の圧搾空気源（図示せず）に連通されており、この圧搾空気源から圧搾空気が供給される。

次に、クランプ装置１の各構成について説明する。
図２及び図３に示すように、クランプ機構７は、ホルダ３１と、一対のベアリング３３，３３と、駒状の複数の係止部３５と、環状の弾性部材３７とを備えている。ホルダ３１は、全体として環状であり、巻取装置の回転軸３の外周部に一対のベアリング３３，３３を介して取付けられている。この環状のホルダ３１は、一対のベアリング３３，３３を保持する一対の環状チャンバ３９，３９と、係止部３５を摺動自在に収容する貫通孔４１と、弾性部材３７を保持する保持溝４３（図１参照）とを備えている。一対の環状チャンバ３９，３９は、環状のホルダ３１の内周部に形成され、環状のホルダ３１の軸方向端面から一対のベアリング３３，３３の各々の軸方向一端面が露出するように、一対のベアリング３３，３３を保持している。貫通孔４１は、環状のホルダ３１の外周部に円周方向９０°の間隔を置いて設けられ、係止部３５の外形に倣った形状に穿孔されている。この貫通孔４１は、環状のホルダ３１の外周部から内周部に向かって延び、一対の環状チャンバ３３，３３の一方（後述する可動ベアリング３３ａ，３３ａを収容した側のチャンバ３３ａ）と連なるように形成されている（図２及び図３参照）。また、貫通孔４１は、本クランプ装置１による円筒管５のアンクランプ時（図２及び図３（ａ）参照）、係止部３５が環状のホルダ３１の外周面から突出することなく、貫通孔４１内に納まるように、所定の深さで形成されている。保持溝４３は、貫通孔４１のそれぞれを横切って連なるように、環状のホルダ３１の外周面に沿って、かつ、環状のホルダ３１の円周方向にわたって形成されている（図１及び図２参照）。この保持溝４３は、弾性部材３７が環状のホルダ３１の外周面から突出しないように、所定の深さで形成されている。また、保持溝４３は、貫通孔４１内に保持された係止部３５にも、後述する凹部４５ｂとして、同様の態様で設けられている。

一対のベアリング３３，３３は、ボールベアリングであり、回転軸３に環状のホルダ３１を軸着させるものである。この一対のベアリング３３，３３の一方は、一対の環状チャンバ３９，３９の一方（環状チャンバ３９ａ）の環状内壁部３９ｃ（図２及び図３参照）に対し、軸方向に摺動自在に保持された可動ベアリング３３ａである。また、一対のベアリング３３，３３の他方は、一対の環状チャンバ３９，３９の他方（環状チャンバ３９ｂ）の環状内壁部３９ｄ（図２及び図３参照）に対し、軸方向に不動に保持された固定ベアリング３３ｂである。可動ベアリング３３ａの外周部には、好ましくは、環状のホルダ３１の貫通孔４１を介して、係止部３５の第２当接部４７の傾斜面４７ａ（後述参照）に面接触するように、面取加工による傾斜外周面３３ｃを備えている。

複数の係止部３５は、図１（ｂ）及び図３（ｂ）を参照して、環状のホルダ３１から突出することで、円筒管５の内周部に接触して、円筒管５をクランプ機構７に固定するためのものである。この複数の係止部３５は、環状のホルダ５の複数の貫通孔４１内に出没可能に収納されており、円筒管５の内周部と当接する第１当接部４５と、シリンダ９の可動ピストン３３ａ，３３ａと当接する第２当接部４７とを備えている。係止部３５は、全体として駒状の部材であり、第１当接部４５は、短尺の円柱状をないしている（図２及び図３参照）。そして、円筒管５の内周部に面接触させるために、環状のホルダ３１の外周面に沿って湾曲する湾曲面４５ａが形成されている。また、第１当接部４５には、弾性部材３７を収容するための凹部４５ｂが形成されている。第２当接部４７は、截頭円錐形状であり、第１当接部４５の底部から貫通孔４１の底部に向かって延び、可動ベアリング３３ａの傾斜外周面３３ｃに係合する傾斜面４７ａが形成されている。

弾性部材３７は、回転軸３と円筒管５との固定を解除するとき、複数の係止部３５を突出位置（図１（ｂ）及び図３（ｂ）参照）から収納位置（図１（a）及び図３（a）参照）に戻すものであり、本実施形態では、所定の弾性力を有した細長く螺旋状に延びるばね部材が用いられている。このばね部材３７は、環状のホルダ３１の保持溝４３内及び複数の係止部３５の第１当接部４５の凹部４５ｂ内に収納されている。

シリンダ９は、回転軸３の外周部に取付けられ、ホルダ４９と、一対の第１ピストン５１，５１と、一対の第２ピストン５３，５３とを備えている。ホルダ４９は、環状であり、一対の第１チャンバ５５，５５と、一対の第２チャンバ５７，５７と、複数の流路（第１流路５９及び第２流路６１）とを備えている。一対の第１チャンバ５５，５５は、環状であり、環状のホルダ４９の軸方向端面から一対の第１ピストン５１，５１の軸方向一端面が露出するように、一対の第１ピストン５１，５１を収容している。一対の第２チャンバ５７，５７は、環状であり、一対の第１チャンバ５５，５５と同心状に設けられ、環状のホルダ４９の軸方向端面から一対の第２ピストン５３，５３の軸方向一端面が露出するように、一対の第２ピストン５３，５３を収容している。複数の流路は、第１流路５９と、第２流路６１とを含む。第１流路５９は、環状のホルダ４９の内周面から軸方向に延びた溝であり、一対の第１チャンバ５５，５５に連通し、更に、回転軸３の第１分岐路２７に連通している。第２流路６１は、環状のホルダ４９の内周部から放射方向外側に延びた流路６１ａと、この流路６１ａから分岐した分岐流路６１ｂとからなり、分岐流路６１ｂが一対の第２チャンバ５７，５７に連通し、流路６１ａが回転軸３の第２分岐路２９に連通している。環状のホルダ４９の外周側の流路６１ａ内には、圧搾空気が漏れないように、プラグ６３が設けられている。

シリンダ９の一対の第１ピストン５１，５１は、環状であり、可動ベアリング３３ａ，３３ａを軸方向に移動させるものである。この一対の第１ピストン５１，５１は、可動べリング３３ａ，３３ａの端面（環状チャンバ３９ａ，３９ａから露出した端面）に対向して、一対の第１チャンバ５５，５５内を軸方向に摺動自在に配置されている。また、一対の第１ピストン５１，５１の内周面及び外周面には、円周方向にわたって溝部５１ａが形成されている。この溝部５１ａには、Оリング５１ｂが嵌合されている。シリンダ９の一対の第２ピストン５３，５３は、環状であり、可動べリング３３ａ，３３ａが配置された側の環状のホルダ３１の端面に対向して、この端面に密着させることで、回転軸３の回転力を環状のホルダ３１に伝達させるものである。この一対の第２ピストン５３，５３は、一対の第１ピストン５１，５１と同心状に配置され、一対の第２チャンバ５７，５７内に軸方向に摺動自在に配置されている。また、一対の第２ピストン５３，５３の内周面及び外周面には、円周方向にわたって溝部５３ａが形成されている。この溝部５３ａには、Оリング５３ｂが嵌合されている。

固定部１１は、環状であり、第１ピストン５１，５１による可動ベアリング３３ａ，３３ａの軸方向の移動に伴う固定ベアリング３３ｂ，３３ｂの移動又は第２ピストン５３，５３による環状のホルダ３１の移動を阻止するものである。この固定部１１は、回転軸３の外周部に取付けれ、環状のホルダ３１の、シリンダ９が隣接する端面と軸方向に対峙する端面に隣接して配置されている。

次に、図示された一実施形態に係るクランプ装置１の動作について、以下に説明する。
まず、円筒管５を回転軸３にセットする（図２及び図３参照）。そして、円筒管５をセットした状態で、回転軸３を回転させるが、この時点では、回転軸３だけが回転し、円筒管５には回転軸３の回転力が伝達されないことから、円筒管５は回転しない（図３（a）参照）。

次に、回転軸３の第１送気管２３から第１分岐路２７及びシリンダ９の第１流路５９を介して一対の第１ピストン５１，５１に圧搾空気を供給する。これにより、一対の第１ピストン５１，５１は、軸方向（一対の第１チャンバ５５，５５の開口側）に移動する（図３（ｂ）参照）。この移動により、一対の第１ピストン５１，５１の端面が可動ベアリング３３ａ，３３ａの端面に当接し、可動ベアリング３３ａ，３３ａが押圧される。この押圧により、可動ベアリング３３ａ，３３ａを軸方向（一対の環状チャンバ３９ａ，３９ａの底部側）に移動する。このとき、一対の第１ピストン５１，５１によって押圧された可動ベアリング３３ａ，３３ａの軸方向に移動に伴う固定ベアリング３３ｂ，３３ｂの移動を環状の固定部１１によって阻止している。

そして、一対の第１ピストン５１，５１に押圧された可動ベアリング３３ａ，３３ａは、可動ベアリング３３ａ，３３ａの傾斜外周面３３ｃと複数の係止部３５の第２当接部４７の傾斜面４７ａとが面同士で係合する。この係合によって、複数の係止部３５が環状のホルダ３１から放射方向外側に突出する（図１（ｂ）及び図３（ｂ）参照）。この突出により、複数の係止部３５の第１当接部４５と円筒管５の内周部とが接触し、円筒管５とクランプ機構７とが固定される。

更に、回転軸３の第２送気管２５から第２分岐路２９及びシリンダ９の第２流路６１を介して一対の第２ピストン５３，５３に圧搾空気を供給する。これにより、一対の第２ピストン５３，５３が軸方向に移動する（図３（ｂ）参照）。この移動にり、一対の第２ピストン５３，５３の端面が環状のホルダ３１の端面に密着する。このとき、第２ピストン５３，５３による押圧に伴う環状のホルダ３１の軸方向の移動を環状の固定部１１によって阻止している。一対の第２ピストン５３，５３と環状のホルダ３１との密着によって、回転軸３の回転力が環状のホルダ３１に伝達され、環状のホルダ３１が回転軸３と共に回転し、これに伴い、複数の係止部３５によって固定された円筒管５も回転軸３と共に回転する。

この状態では、複数の係止部３５によって、回転軸３と円筒管５とが固定され、円筒管５が回転軸３と共に回転する、クランプ装置１のクランプ状態となる。

一方、回転軸３と円筒管５との固定、及び、環状のホルダ３１と第２ピストン５３，５３との密着を解除する場合、第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３への第１送気管２３及び第２送気管２５からの圧搾空気の供給を止める、あるいは、負圧による吸引を行う。これにより、第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３は、シリンダ９の第１チャンバ５５，５５及び第２チャンバ５７，５７に引き込まれ、かつ、複数の係止部３５の第１当接部４５の凹部４５ｂ内に配置された弾性部材３７の弾性力も作用し、複数の係止部３５が放射方向内側に移動して、貫通孔４１内に埋没する（図１（a）及び図３（a）参照）。これにより、複数の係止部３５の第１当接部４５と円筒管５の内周部とが非接触状態になり、固定が解除された、クランプ装置１のアンクランプ状態へと戻る。

また、一対の第１ピストン５１，５１及び一対の第２ピストン５３，５３の軸方向（一対の第１チャンバ５５，５５及び一対の第２チャンバ５７，５７の底部側）への移動に伴って、一対の第２ピストン５３，５３の端面と環状のホルダ３１の端面との密着が解除されて、回転軸３の回転力が環状のホルダ３１を介して円筒管５に伝達されなくなる。

上記構成を有する一実施形態のクランプ装置１によれば、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、回転軸３の第１送気路２３に連通した第１分岐路２７とシリンダ９の第１流路５９とを連通し、回転軸３の第１送気路２３からの圧搾空気によってシリンダ９の第１ピストン５１，５１を駆動し、この第１ピストン５１，５１の駆動によって、可動ベアリング３３ａ，３３ａを移動させる。この移動に伴って、複数の係止部３５の第２当接部４７の傾斜面４７ａと可動ベアリング３３ａ，３３ａの傾斜外周面３３ｃ，３３ｃとを介して第１ピストン５１，５１の軸方向の動作が係止部３５の放射方向の動作変換され、環状のホルダ３１の外周面から複数の係止部３５が突出し、この複数の係止部３５を円筒管５の内周部に接触させて、クランプ機構７と円筒部５とを固定する。このため、可動ベアリング３３ａ，３３ａと、この可動ベアリング３３ａ，３３ａに当接可能な複数の係止部３５と、可動ベアリング３３ａ，３３ａを駆動させるシリンダ９（第１ピストン５１，５１）と、このシリンダ９（第１ピストン５１，５１）に圧搾空気を供給する第１送気路２３及び第１分岐路２７を有した回転軸３とによって、すなわち、回転軸３の外周面に配置された要素のみによって構成され、クランプ作用をもたらしている。

具体的には、クランプ装置１によれば、シリンダ９を回転軸３の外周部に設けることにより、第１ピストン５１，５１又は第２ピストン５３，５３を回転軸３の送気路２１に配置することがなくなり、複雑な構造にならない。

また、クランプ装置１によれば、第１ピストン５１，５１を駆動する場合、第１送気路２３及び第１分岐路２７を介して第１ピストン５１，５１に圧搾空気を供給し、また、第２ピストン５３，５３を駆動する場合、第２送気路２５及び第２分岐路２９を介して第２ピストン５３，５３に圧搾空気を供給することで、各々適切なタイミングで第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３を駆動させることが可能となる。

また、クランプ装置１によれば、回転軸の第１送気路２３、第１分岐路２７、第２送気路２５及び第１分岐路２９は、圧搾空気の流通機能のみ担持すればよいため、第１送気路２３、第１分岐路２７、第２送気路２５及び第１分岐路２９の孔径を、圧搾空気を流通するための適切なサイズで形成することで、回転軸３の強度の低下を防ぐことが可能となる。更に、回転軸３の加工工数の増加を招くこともなく、加工難易度も下がり、加工時間を短縮することが可能となる。

また、クランプ装置１によれば、環状の固定部１１を、環状のホルダ３１のシリンダ９が隣接する端面と軸方向に対峙する端面に隣接して配置することで、第１ピストン５１，５１によって押圧された可動ベアリング３３ａ，３３ａの軸方向に移動に伴う固定ベアリング３３ｂ，３３ｂの軸方向の移動、又は、第２ピストン５３，５３によって押圧された環状のホルダ３１の軸方向の移動を阻止することが可能となる。更に、環状の固定部１１によって、固定ベアリング３３ｂ，３３ｂの軸方向の移動、又は、環状のホルダ３１の軸方向の移動を阻止することで、複数の係止部３５は、適切な位置で円筒管５を保持することが可能となる。

また、クランプ装置１によれば、シリンダ９は、第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３を各々軸方向に一対備え、シリンダ９の軸方向両端に環状の一対のホルダ３１を軸方向に対向配置することで、１つの第１分岐路２７又は第２分岐路２９から供給された圧搾空気によって、一対の第１ピストン５１，５１及び第２ピストン５３，５３を駆動することが可能となり、複数の係止部３５による円筒管５のクランプポイントを増加させつつ、回転軸３内の圧搾空気が流れる経路の増加を来すことがない。また、回転軸３内の経路を増加させないことで、回転軸３の強度の低下を防ぐことが可能となる。

なお、一実施形態に係るクランプ装置１において、可動ベアリング３３ａ，３３ａ及び固定ベアリング３３ｂ，３３ｂは、ボールベアリングであるが、ボールベアリング以外の適切な形式のベアリングを使用することも可能である。

また、一実施形態に係るクランプ装置１において、複数の係止部３５は、環状のホルダ３１の外周部に周方向９０°間隔を置いて設けられているが、６０°、１８０°等の間隔を置いて設置してもよく、少なくとも２個以上の係止部３５を設置すればよい。係止部３５の個数に応じて、環状のホルダ３１の貫通孔４１の個数も適宜変更される。

更に、一実施形態に係るクランプ装置１において、複数の係止部３５の第１当接部４５は、外表面が環状のホルダ３１の外周部に沿って湾曲する湾曲面４５ａが形成されて、環状のホルダ３１の外周面と整列されているが、係止部３５が貫通孔４１に没入するように第１当接部４５の高さを適宜変更してもよい。

また、一実施形態に係るクランプ装置１において、複数の係止部３５の第２当接部４７は、截頭円錐形状であるが、台形状、三角形状等の他の形状で傾斜面を形成するようにしてもよい。

また、一実施形態に係るクランプ装置１において、弾性部材３７は、細長く螺旋状に延びるばね部材を用いているが、紐、Оリング又はゴム等の所定の弾性力を有する部材を用いてもよい。

１…クランプ装置、３…回転軸、５…円筒管、９…シリンダ、２１…送気路、３１…環状のホルダ、３３…一対のベアリング、３３ａ…可動ベアリング、３３ｂ…固定ベアリング、３５…係止部、３９（３９ａ，３９ｂ）…一対の環状チャンバ、４５…第１当接部、４７…第２当接部、４７ａ…傾斜面、５１…第１ピストン、５３…第２ピストン、５９…第１流路（複数の流路）、６１…第２流路（複数の流路）

Claims (4)

1. 軸方向に延びる複数の送気路が形成された回転軸に装着され、前記複数の送気路から圧搾空気の供給を受けて、前記回転軸に円筒管を固定するクランプ装置であって、
   環状のホルダと、
   該ホルダを前記回転軸に軸着する一対のベアリングと、
   前記ホルダの外周面から放射方向に出没自在な係止部と、
   前記ホルダの軸方向端面に隣接して配置され、前記ホルダよりも小さな外径を有する環状のシリンダと、を備え、
   前記ホルダは、その軸方向両端面から前記一対のベアリングの軸方向一端面が露出するように前記一対のベアリングを保持する一対の環状チャンバと、前記ホルダの外周面から前記一対の環状チャンバの一方へと連なるように延び、前記係止部を摺動自在に保持する貫通孔とを備え、
   前記一対のベアリングの一方は、前記貫通孔と連通する環状チャンバ内で軸方向に摺動可能に保持された可動ベアリングであり、他方のベアリングは、もう一方の前記環状チャンバ内で軸方向に不動に保持された固定ベアリングであり、
   前記係止部は、一端に前記ホルダの外周面から出没して前記円筒管に当接可能な第１当接部を有し、他端に前記環状チャンバ内の前記可動ベアリングと当接する傾斜面を有する第２当接部を有し、
   前記シリンダは、前記回転軸の複数の送気路の各々に連通する複数の流路が形成され、該流路の一つより圧搾空気の供給を受けて前記シリンダの軸方向端面から軸方向に出没し、前記ホルダの前記可動ベアリングを押圧可能な環状の第１ピストンと、該第１ピストンと同心状に配置され、前記流路の他の一つより圧搾空気の供給を受けて前記シリンダの軸方向端面から軸方向に出没し、前記ホルダの端面に密着可能な環状の第２ピストンとを含むことを特徴とするクランプ装置。
2. 前記回転軸の前記複数の送気路には、前記第１ピストンの出没動作に係る第１送気路と、該第１送気路から前記回転軸の外周面に延びる第１分岐路と、前記第２ピストンの出没動作に係る第２送気路と、該第２送気路から前記回転軸の外周面に延びる第２分岐路とが含まれ、
   前記シリンダの前記複数の流路には、前記第１分岐路に連通して前記第１ピストンに圧搾空気を供給する第１流路と、前記第２分岐路に連通して前記第２ピストンに圧搾空気を供給する第２流路とが含まれていることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記ホルダの、前記シリンダが隣接する端面と軸方向に対峙する端面に隣接して配置され、前記回転軸に対する前記固定ベアリングの軸方向の移動を阻止する環状の固定部を備えてい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。
4. 前記シリンダは、前記第１ピストン及び第２ピストンを各々軸方向に一対備え、
   前記シリンダの軸方向の両端に隣接して、一対の前記ホルダが軸方向に対向配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクランプ装置。

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