JP2018183857A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被保持部材を確実に保持することができるクランプ装置を提供する。【解決手段】本体部内周面１３０により形成される本体部内側空間１１０ａに筒状のスリーブ１５０が挿入される。スリーブ外周面１６０およびスリーブ内周面１７０は、保持部１５１、第１および第２の固定部１５２，１５３、第１および第２の伸縮部１５４，１５５に対応する領域に第１〜第５のスリーブ外周面部分１６１〜１６５およびスリーブ内周面部分１７１〜１７５を有する。第２および第３のスリーブ外周面部分１６２，１６３は、第１の本体部内周面部分１３１にロウ付けされる。スリーブ内周面により形成されるスリーブ内側空間１５０ａには、工具の工具シャンク部が挿入される。保持部は、径方向内側に弾性変形可能であり、第１の伸縮部（第２の伸縮部）は、径方向および周方向に延在する第１の部材１５４ａ，１５４ｂ（１５５ａ，１５５ｂ）を有し、軸方向に弾性変形可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークや工具等の被保持部材を保持するクランプ装置に関する。

工具を用いてワーク（被加工物）を加工する際には、工具やワーク等の被保持部材を保持するクランプ装置が用いられる。
図７および図８に、特許文献１（特表２００３−５２２６５０号広報）に開示されているクランプ装置４００が示されている。なお、図７は、クランプ装置４００の概略構成を示す図であり、図８は、図７の矢印ＶＩＩＩで示す部分を拡大した図である。クランプ装置４００は、工具１０のシャンク部１１のシャンク部外周面１１ａを保持する工具クランプ装置として構成されている。
クランプ装置４００は、本体部４１０と、筒状のスリーブ４５０を備えている。スリーブ４５０は、本体部４１０の本体部内周面４３０（第１〜第３の本体部内周面部分４３１〜４３３）により形成される本体部内側空間４１０ａ内に挿入される。スリーブ４５０のスリーブ外周面４６０は、保持部４５１に対応する領域に形成された第１のスリーブ外周面部分４６１、第１の固定部４５２および第２の固定部４５３に対応する領域に形成された第２のスリーブ外周面部分４６２および第３のスリーブ外周面部分４６３を有している。第１のスリーブ外周面部分４６２および第２のスリーブ外周面部分４６３は、本体部内周面４３０（第１の本体部内周面部分４３１）にロウ付けされる。また、第１のスリーブ外周面部分４６１と本体部内周面４３０（第１の本体部内周面部分４３１）との間に加圧空間４８０が形成される。工具１０のシャンク部１１は、スリーブ４５０のスリーブ内周面４７０により形成されるスリーブ内側空間４５０ａ内に挿入される。
この状態で、流体通路４４０を介して加圧空間４８０内に油を供給すると、加圧空間４８０内の圧力が増大し、保持部４５１（スリーブ内周面４７０、第１のスリーブ外周面部分４６１）が径方向内側に弾性変形する。これにより、スリーブ内周面４７０が工具１０のシャンク部１１のシャンク部外周面１１ａに当接し、工具１０が本体部４１０に保持（挟持）される。

また、特許文献２（実開平５−５６３３７号公報）には、異なる構成のクランプ装置が開示されている。特許文献２に開示されているクランプ装置は、ワークの内周面を保持するワーククランプ装置として構成されている。
特許文献２に開示されているクランプ装置は、本体部と、筒状のスリーブと、筒状のコレットを備えている。本体部は装着部を有し、装着部は、スリーブのスリーブ内周面により形成されるスリーブ内側空間に挿入される。スリーブは、コレットのコレット内周面により形成されるコレット内側空間に挿入される。コレットは、ワークのワーク内周面により形成されるワーク内側空間に挿入される。
スリーブのスリーブ内周面は、保持部に対応する領域に形成された第１のスリーブ内周面部分、第１の固定部および第２の固定部に対応する領域に形成された第２のスリーブ内周面部分および第３のスリーブ内周面部分を有している。第２のスリーブ内周面部分および第３のスリーブ内周面部分は、装着部外周面にロウ付けされる。また、第１のスリーブ内周面部分と装着部外周面との間に加圧空間が形成される。コレットは、ワークのワーク内周面により形成されるワーク内側空間に挿入される。
この状態で、流体通路を介して加圧空間内に油を供給すると、加圧空間内の圧力が増大し、保持部（スリーブ外周面、第１のスリーブ内周面部分）が径方向外側に弾性変形して、第１のスリーブ外周面がコレットのコレット内周面に当接する。これにより、コレット外周面が径方向外側に膨張してワークのワーク内周面に当接し、ワークが本体部に保持される。

特表２００３−５２２６５０号公報 実開平５−５６３３７号公報

特許文献１に開示されているクランプ装置４００では、加圧空間４８０内の圧力を増大させると、スリーブ４５０の保持部４５１（第１のスリーブ外周面部分４６１、スリーブ内周面４７０）は、図８に破線で示されているように、径方向内側に円弧状に弾性変形する。このため、第１のスリーブ外周面部分４６１と第２のスリーブ外周面部分４６２との接続部（図８にＡで示されている箇所）および第１のスリーブ外周面部分４６１と第３のスリーブ外周面部分４６３との接続部（図８にＢで示されている箇所）に大きな力が作用し、第２のスリーブ外周面部分４６２および第３のスリーブ外周面部分４６３が本体部内周面４３１からはがれるおそれがある。このため、被保持部材である工具を安定して保持することができない。
同様に、特許文献２に開示されているクランプ装置においても、加圧空間内の圧力を増大させると、スリーブの保持部（スリーブ外周面、第１のスリーブ内周面部分）は、径方向外側に円弧状に弾性変形する。このため、第１のスリーブ内周面部分と第２のスリーブ内周面部分との接続部および第１のスリーブ内周面部分と第３のスリーブ内周面部分との接続部に大きな力が作用し、第２のスリーブ内周面部分および第３のスリーブ内周面部分が装着部外周面からはがれるおそれがある。このため、被保持部材であるワークを安定して保持することができない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、被保持部材を確実に保持することができるクランプ装置を提供することを目的とする。

本発明のクランプ装置は、本体部と、軸方向に沿って延在する筒状のスリーブとを備えている。
スリーブは、保持部と、保持部に対して軸方向一方側および軸方向他方側に設けられた第１の固定部および第２の固定部とを有している。第１の固定部および第２の固定部は、本体部に固定され、保持部は、第１の固定部および第２の固定部が本体部に固定されている状態で、径方向に沿って弾性変形可能に構成されている。第１の固定部および第２の固定部を本体部に固定する態様としては、例えば、スリーブ外周面あるいはスリーブ内周面の、第１の固定部および第２の固定部に対応する領域の少なくとも一部分を、本体部にロウ付けする態様を用いることができる。また、保持部を径方向に沿って弾性変形可能に構成する態様としては、例えば、保持部に対応する部分の径方向に沿った厚さを、第１の固定部および第２の固定部に対応する部分の径方向に沿った厚さより薄くする（薄肉に構成する）態様を用いることができる。また、径方向に沿って弾性変形させる態様としては、径方向内側に弾性変形させる態様あるいは径方向外側に弾性変形させる態様を用いることができる。
本発明では、スリーブは、保持部と第１の固定部との間および保持部と第２の固定部との間に、軸方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部を有している。第１の伸縮部および第２の伸縮部は、軸方向に沿って弾性変形可能（軸方向に沿った長さが可変）であればよく、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能であってもよい。
保持部と第１の固定部および第２の固定部との間に、軸方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部が設けられていることにより、保持部が弾性変形する際における保持部の中央部の変形量と保持部の両端部の変形量の差を小さくすることができる。これにより、第１の固定部および第２の固定部に作用する力を低減することができる。
本発明では、被保持部材を確実に保持することができる。
本発明の他の形態では、スリーブは、スリーブ外周面とスリーブ内周面を有している。
第１の伸縮部は、スリーブ外周面とスリーブ内周面との間に、径方向および周方向に沿って延在する第１の部材を有し、第２の伸縮部は、スリーブ外周面とスリーブ内周面との間に、径方向および周方向に沿って延在する第２の部材を有している。第１の部材および第２の部材は、保持部が径方向に沿って弾性変形する際に、軸方向に沿って弾性変化するように構成されている。第１の部材および第２の部材は、軸方向に沿って弾性変形可能であればよく、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能であってもよい。また、第１の弾性部材および第２の弾性部材は、好適には、周方向全体に連続して形成されるが、これに限定されない。また、第１の部材および第２の部材は、好適には、２つ以上（少なくとも２つ）設けられる。
本形態では、軸方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部を有するスリーブを簡単に構成することができる。
本発明の他の形態では、第１の伸縮部は、スリーブ外周面とスリーブ内周面のうちの一方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも１つの第１の溝と、他方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも２つの第２の溝とを有している。そして、第１の溝と第２の溝のうちの一方および他方との間に第１の部材が形成されている。
また、第２の伸縮部は、スリーブ外周面とスリーブ内周面のうちの一方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも１つの第３の溝と、他方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも２つの第４の溝とを有している。そして、第３の溝と第４の溝のうちの一方および他方との間に第２の部材が形成されている。
第１〜第４の溝は、好適には、周方向全体に連続して形成されるが、これに限定されない。また、第１〜第４の溝の断面形状は、円錐形状や四角形状等の種々の形状を選択することができる。
本形態では、軸方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部を有するスリーブをより簡単に構成することができる。
本発明の他の形態では、本体部は、スリーブが挿入される本体部内側空間を形成する本体部内周面を有している。
スリーブ外周面およびスリーブ内周面は、保持部、第１および第２の固定部、第１および第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分および第１〜第５のスリーブ内周面部分を有している。第２および第３のスリーブ外周面部分は、本体部内周面に固定され、第１のスリーブ外周面部分と本体部内周面との間に加圧空間が形成されている。好適には、本体部は、加圧空間に連通された流体通路を有する。また、第１の部材は、第４のスリーブ外周面部分と第４のスリーブ内周面部との間に形成され、第２の部材は、第５のスリーブ外周面部分と第５のスリーブ内周面部分との間に形成されている。
そして、加圧空間内の圧力が増加すると、保持部が、径方向内側に弾性変形するとともに、第１および第２の伸縮部が、軸方向に沿って弾性変形して被保持部材が保持されるように構成されている。
本形態は、被保持部材の外周面を保持する際に好適に使用することができる。
本発明の他の形態では、本体部は、装着部を有し、装着部は、装着部外周面を有し、スリーブ内周面によって、装着部が挿入されるスリーブ内側空間が形成されている。
スリーブ外周面およびスリーブ外周面は、保持部、第１および第２の固定部、第１および第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分および第１〜第５のスリーブ内周面部分を有している。第２および第３のスリーブ内周面部分は、装着部外周面に固定され、第１のスリーブ内周面部分と装着部外周面との間に、加圧空間が形成されている。好適には、本体部は、加圧空間に連通された流体通路を有する。また、第１の部材は、第４のスリーブ内周面部分と第４のスリーブ外周面部分との間に形成され、第２の部材は、第５のスリーブ内周面部分と第５のスリーブ外周面部分との間に形成されている。
そして、加圧空間内の圧力が増加すると、保持部が、径方向外側に弾性変形するとともに、第１および第２の伸縮部が、軸方向に沿って弾性変形して被保持部材が保持されるように構成されている。
本形態は、被保持部材の内周面を保持する際に好適に使用することができる。

本発明では、被保持部材を確実に保持することができる。

本発明のクランプ装置の第１の実施形態を示す図である。 図１の矢印ＩＩで示す部分を拡大した図である。 スリーブ内側空間に工具の工具シャンク部を挿入した状態を示す図である。 工具を保持した状態を示す図である。 本発明のクランプ装置の第２の実施形態を示す図である。 本発明のクランプ装置の第３の実施形態を示す図である。 従来のクランプ装置を示す図である。 図７の矢印ＶＩＩＩで示す部分を拡大した図である。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本明細書では、スリーブの延在方向（図１、図６に示されているＡ方向）を「軸方向」という。また、軸方向と直交する断面において、スリーブの回転中心（回転中心線Ｐ）を中心とする円弧に沿った方向を「周方向」といい、スリーブの回転中心を通る線の方向を「径方向」という。

本発明のクランプ装置の第１の実施形態を、図１および図２を参照して説明する。第１の実施形態のクランプ装置１００は、工具の外周面（工具外周面）を保持する工具クランプ装置として構成されている。
なお、図１は、第１の実施形態のクランプ装置１００の概略構成を示す図であり、図２は、図１の矢印ＩＩで示されている部分を拡大した図である。
本実施形態のクランプ装置１００では、工具１０は、図１の右側からスリーブ内側空間１５０ａ内に挿入される（図３参照）。したがって、以下では、図１において、軸方向Ａに沿って右側（Ａ１側）を「軸方向に沿った一方側」あるいは「軸方向に沿った先端側」といい、軸方向Ａに沿って左側（Ａ２側）を「軸方向に沿った他方側」あるいは「軸方向に沿った後端側」という。勿論、「軸方向に沿った一方側」および「軸方向に沿った他方側」を、逆方向に設定することもできる。

第１の実施形態のクランプ装置１００は、本体部１１０とスリーブ１５０を備えている。
本体部１１０は、本体部外周面１２０と本体部内周面１３０を有している。
本体部内周面１３０によって、本体部１１０の内側に本体部内側空間１１０ａが形成される。本体部内周面１３０は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心（回転中心線Ｐ）を中心とする円形形状を有している。
本体部内周面１３０は、第１〜第３の本体部内周面部分１３１〜１３３を有している。第２の本体部内周面部分１３２は、内径が異なる第１の本体部内周面部分１３１と第３の本体部内周面部分１３３を接続する段差面として形成されている。第１の本体部内周面部分１３１によって、スリーブ１５０が挿入されるスリーブ挿入空間が形成される。なお、以下では、特に断りがない限り、第１の本体部内周面部分１３１のみを示す場合も「本体部内周面１３０」という記載を用い、また、スリーブ挿入空間のみを示す場合も「本体部内側空間１１０ａ」という記載を用いる。
本体部内周面１３０（あるいは、第１の本体部内周面部分１３１）が、本発明の「本体部内周面」に対応し、本体部内側空間１１０ａ（あるいは、スリーブ挿入空間）が本発明の「本体部内側空間」に対応する。

スリーブ１５０は、筒状に形成され、軸方向に沿って延在する。
スリーブ１５０は、保持部１５１、第１の固定部１５２、第２の固定部１５３、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５を有している。
保持部１５１、第１の固定部１５２、第２の固定部１５３、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５が、本発明の「保持部」、「第１の固定部」、「第２の固定部」、「第１の伸縮部」および「第２の伸縮部」に対応する。

保持部１５１は、径方向に沿って弾性変形可能な部分である。保持部１５１が径方向に沿って弾性変形することによって、被保持部材（本実施形態では、工具１０）が本体部１１０に保持される。本実施形態では、保持部１５１が径方向内側に弾性変形することによって、工具１０が本体部１１０に保持される。
保持部１５１は、被保持部材を強固に保持可能とするために、軸方向に沿って所定の長さを有している。

第１の固定部１５２および第２の固定部１５３は、本体部１１０に固定される部分である、第１の固定部１５２および第２の固定部１５３は、保持部１５１に対して軸方向一方側および軸方向他方側に設けられている。保持部１５１は、第１の固定部１５２および第２の固定部１５３が本体部１１０に固定されている状態において径方向に沿って弾性変形可能に構成されていればよい。

第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５は、軸方向に沿って弾性変形可能な部分である。第１の伸縮部１５４は、保持部１５１と第１の固定部１５２との間に設けられ、第２の伸縮部１５５は、保持部１５１と第２の固定部１５３との問に設けられている。第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５は、軸方向に沿って弾性変形可能に構成されていればよいが、好適には、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能に構成される。
従来のクランプ装置では、保持部の両端部に、保持部に連続して第１および第２の固定部が設けられているため、保持部が径方向に沿って弾性変形する際に、保持部の中央部の変形量と保持部の両端部の変形量との差が大きかった。これに対し、本実施形態では、保持部１５１と第１の固定部１５２および第２の固定部１５３との間に第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５が設けられている。これにより、保持部１５１が径方向に沿って弾性変形する際に、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５が軸方向に沿って弾性変形することによって、保持部１５１の中央部の変形量と保持部１５１の両端部の変形量との差が小さくなる。

スリーブ１５０は、例えば、スチールにより形成され、スリーブ外周面１６０とスリーブ内周面１７０を有している。
スリーブ外周面１６０は、保持部１５１、第１の固定部１５２、第２の固定部１５３、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分１６１〜１６５を有している。
第２および第３のスリーブ外周面部分１６２および１６３は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有し、本体部内周面１３０（第１の本体部内周面部分１３１）に固定される。本実施形態では、第２および第３のスリーブ外周面部分１６２および１６３は、本体部内周面１３０にロウ付けされている。勿論、第２および第３のスリーブ外周面部分１６２および１６３を本体部内周面１３０に固定する方法は、ロウ付けに限定されない。
第１のスリーブ外周面部分１６１は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有している。第１のスリーブ外周面部分１６１と本体部内周面１３０との間には、加圧空間１８０が形成される。すなわち、第１のスリーブ外周面部分１６１の外径は、第１および第２のスリーブ外周面部分１６２および１６３の外径より小さく設定されている。
なお、本体部１１０には、加圧空間１８０に連通している流体通路１４０が形成されている。図示は省略しているが、加圧空間１８０内の圧力を調整する圧力調整装置が設けられている。流体通路１４０を介して加圧空間１８０内に加圧流体を供給し、加圧空間１８０内の圧力を高めることによって、保持部１５１が径方向内側に弾性変形する。また、流体通路１４０を介して加圧空間１８０から加圧流体を抜き、加圧空間１８０内の圧力を低下させることによって、保持部１５１が弾性変形前の状態に復帰する。本実施形態では、加圧流体として油が用いられている。勿論、加圧流体としては、油以外の種々の流体を用いることができる。
スリーブ外周面１６０が、本発明の「スリーブ外周面」に対応し、第１〜第５のスリーブ外周面部分１６１〜１６５が、本発明の「第１〜第５のスリーブ外周面部分」に対応する。

スリーブ内周面１７０によって、被保持部材（本実施形態では、工具１０）が挿入されるスリーブ内側空間１５０ａが形成される。スリーブ内周面１７０は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有している。
スリーブ内周面１７０は、保持部１５１、第１の固定部１５２、第２の固定部１５３、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ内周面部分１７１〜１７５を有している。
スリーブ内周面１７０が、本発明の「スリーブ内周面」に対応し、第１〜第５のスリーブ内周面部分１７１〜１７５が、本発明の「第１〜第５のスリーブ内周面部分」に対応する。

次に、第１の伸縮部１５４について説明する。
第１の伸縮部１５４は、第４のスリーブ外周面部分１６４と第４のスリーブ内周面部分１７４を有している。
第４のスリーブ外周面部分１６４と第４のスリーブ内周面部分１７４のうちの一方に、周方向に沿って延在する第１の溝が形成され、他方に、周方向に沿って延在する第２の溝が形成される。本実施形態では、第４のスリーブ内周面部分１７４に２つの第１の溝１７４ａ、１７４ｂが形成され、第４のスリーブ外周面部分１６４に１つの第２の溝１６４ａが形成されている。第１の溝１７４ａ、１７４ｂおよび第２の溝１６４ａは、周方向全体に、連続して形成されている。また、第１の溝１７４ａ、１７４ｂおよび第２の溝１６４ａは、軸方向に沿った断面で見て、内径が、開口端から溝の底部に向けて徐々に小さくなる円錐形状を有している。
また、第４のスリーブ内周面部分１７４と第４のスリーブ外周面部分１６４のうちの一方に形成される第１の溝と、他方に形成される第２の溝は、軸方向に沿って第１の溝と第２の溝が交互に配置されるように形成される。本実施形態では、軸方向一方側から軸方向他方側に、一方の第１の溝１７４ａ、第２の溝１６４ａ、他方の第１の溝１７４ｂの順に配置されている。
そして、第１の溝と第２の溝との間に、径方向および周方向に沿って延在し、径方向に沿って弾性変形可能な部材が形成される。本実施形態では、軸方向一方側に形成されている第１の溝１７４ａと第２の溝１６４ａとの間に、径方向および軸方向に沿って延在するとともに、周方向に沿って、周方向全体に連続する第１の部材１５４ａが形成されている。また、第２の溝１６４ａと軸方向他方側に形成されている第１の溝１７４ｂとの間に、径方向および軸方向に沿って延在するとともに、周方向に沿って、周方向全体に連続する第２の部材１５４ｂが形成されている。本実施形態では、第１の部材１５４ａと第２の部材１５４ｂは、第４のスリーブ内周面部分１７４の共通部分から第４のスリーブ外周面部分１６４側に延在するように形成されている。すなわち、第１の部材１５４ａと第２の部材１５４ｂが、Ｖ字状（蛇腹状）に配置されている。なお、第１の部材１５４ａと第２の部材１５４ｂは、径方向に沿った弾性変形を可能とするために、薄肉に形成されている。
第１の部材１５４ａ、１５４ｂが、本発明の「第１の部材」に対応し、第２の部材１５４ｂが、本発明の「第２の部材」に対応する。

第２の伸縮部１５５は、基本的には、第１の伸縮部１５４と同様に構成されている。
第２の伸縮部１５５は、第５のスリーブ外周面部分１６５と第５のスリーブ内周面部分１７５を有している。
第５のスリーブ外周面部分１６５と第５のスリーブ内周面部分１７５のうちの一方に、周方向に沿って延在する第３の溝が形成され、他方に、周方向に沿って延在する第４の溝が形成される。本実施形態では、第５のスリーブ内周面部分１７５に２つの第３の溝１７５ａ、１７５ｂが形成され、第５のスリーブ外周面部分１６５に１つの第４の溝１６５ａが形成されている。第３の溝１７５ａ、１７５ｂは、第１の溝１７４ａ、１７４ｂと同様の構成であり、第４の溝１６５ａは、第２の溝１６４ａと同様の構成である。
また、第５のスリーブ内周面部分１７５と第５のスリーブ外周面部分１６５のうちの一方に形成される第３の溝と、他方に形成される第４の溝は、軸方向に沿って第３の溝と第４の溝が交互に配置されるように形成される。本実施形態では、軸方向一方側から軸方向他方側に、一方の第３の溝１７５ａ、第２の溝１６５ａ、他方の第３の溝１７５ｂの順に配置されている。
そして、第３の溝と第４の溝との間に、径方向および周方向に沿って延在し、径方向に沿って弾性変形可能な部材が形成される。本実施形態では、軸方向一方側に形成されている第３の溝１７５ａと第２の溝１６５ａとの間に第３の部材１５５ａが形成され、第４の溝１６５ａと軸方向他方側に形成されている第３の溝１７５ｂとの間に第４の部材１５５ｂが形成されている。第３の部材１５５ａは、第１の部材１５４ａと同様の構成であり、第４の部材１５５ｂは、第２の部材１５４ｂと同様の構成である。
第３の部材１５５ａ、１５５ｂが、本発明の「第３の部材」に対応し、第４の部材１６５ａが、本発明の「第４の部材」に対応する。

次に、本実施形態のクランプ装置１００の動作を、図３、図４を参照して説明する。
図３に示されているように、スリーブ１５０の保持部１５１が径方向に弾性変形していない状態で、工具１０の工具シャンク部１１を、スリーブ１５０のスリーブ内側空間１５０ａ内に軸方向一方側（図３において右側）から挿入する。
次に、圧力調整装置（図示省略）により、流体通路１４０を介して加圧空間１８０内に加圧流体（本実施形態では、油）を供給することによって加圧空間１８０内の圧力を高め、保持部１５１に対応するスリーブ外周面部分１６１に印加される圧力を高める。これにより、スリーブ１５０の保持部１５１は、径方向内側に弾性変形する。すなわち、保持部１５１に対応する第１のスリーブ内周面部分１７１が縮径する。
保持部１５１が径方向内側に弾性変形していくと、第１のスリーブ内周面部分１７１が工具シャンク部１１のシャンク部外周面１１ａに当接する。第１のスリーブ内周面部分１７１がシャンク部外周面１１ａに当接した状態で、加圧空間１８０内の圧力がさらに高められると、第１のスリーブ内周面部分１７１に、シャンク部外周面１１ａから回転中心側への反力が加わり、保持部１５１がさらに弾性変形する。これにより、保持部１５１の第１のスリーブ内周面部分１７１によって工具シャンク部１１のシャンク部外周面１１ａが強固に保持（把持）される。

この時、保持部１５１が径方向内側に弾性変形することにともなって、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５に、軸方向に沿って保持部１５１側に移動させる力（図４の黒色矢印参照）が作用する。本実施形態では、第１の伸縮部１５４は、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能な第１の部材１５４ａおよび第２の部材１５４ｂを有し、第２の伸縮部１５５は、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能な第３の部材１５５ａおよび第４の部材１５５ｂを有している。このため、保持部１５１が径方向内側に弾性変形するに伴って、第１の伸縮部１５４および第２の伸縮部１５５が軸方向および径方向に沿って弾性変形する。すなわち、保持部１５１の中央部の弾性変形量と保持部１５１の両端部の弾性変形量との差が小さくなる。したがって、第１の固定部１５２に対応する第２のスリーブ外周面部分１６２および第２の固定部１５３に対応する第３のスリーブ外周面部分１６３に加わる力を低減することができ、第２のスリーブ外周面部分１６２および第３のスリーブ外周面部分１６３が本体部内周面１３０からはがれるのを防止することができる。また、保持部１５１の中央部の弾性変形量と保持部１５１の両端部の弾性変形量との差が小さくなることにより、保持部１５１（第１のスリーブ内周面部分１７１）と工具１０（工具シャンク部外周面１１ａ）との接触面積が大きくなり、工具１０を保持する保持力が向上する。
工具１０を取り外す際には、加圧空間１８０内の圧力を低下させて、保持部１５１を弾性変形前の状態に復帰させる。

本発明のクランプ装置の第２の実施形態を、図５を参照して説明する。第２の実施形態のクランプ装置２００は、第１の実施形態のクランプ装置１００と同様に、工具の外周面（工具外周面）を保持する工具クランプ装置として構成されている。図５は、第２の実施形態のクランプ装置２００の要部を示す図である。
第２の実施形態のクランプ装置２００は、第１の伸縮部の第１の溝と第２の溝および第２の伸縮部の第３の溝と第４の溝の形状以外は、第１の実施形態のクランプ装置１００と同様の構成である。
したがって、以下では、第１の伸縮部の第１の溝と第２の溝および第２の伸縮部の第３の溝と第４の溝の形状のみを説明する。なお、図５おいて、第１の実施形態のクランプ装置１００の各構成要素に付されている符号と、１００番台以外が一致する符号が付されている構成要素は、同一の構成要素である。
本実施形態のクランプ装置２００では、第１の伸縮部２５４に対応する第４のスリーブ内周面部分２７４に形成されている第１の溝２７４ａ、２７４ｂと第４のスリーブ外周面部分２６４に形成されている第２の溝２６４ａ、第２の伸縮部２５５に対応する第５のスリーブ内周面部分２７５に形成されている第３の溝２７５ａ、２７５ｂと第５のスリーブ外周面部分２６５に形成されている第４の溝２６５ａは、軸方向に沿った断面で見て、内径が同じである円形形状あるいは四角形状を有している。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有する。

本発明のクランプ装置の第３の実施形態を、図６を参照して説明する。第３の実施形態のクランプ装置３００は、ワークの内周面（ワーク内周面）を保持するワーククランプ装置として構成されている。図６は、第３の実施形態のクランプ装置３００の要部を示す図である。
本実施形態のクランプ装置３００では、図６において、左側にフランジ３２０が配置されている。したがって、以下では、図６において、軸方向Ａに沿って右側（Ａ１側）を「軸方向に沿った一方側」あるいは「フランジと反対側」といい、軸方向Ａに沿って左側（Ａ２側）を「軸方向に沿った他方側」あるいは「フランジ側」という。勿論、「軸方向に沿った一方側」および「軸方向に沿った他方側」を、逆方向に設定することもできる。

第３の実施形態のクランプ装置３００は、本体部３１０、スリーブ３５０、コレット３９０を備えている。
本体部３１０は、フランジ３２０と装着部３３０を有している。
フランジ３２０は、装着部３３０側に端面３２１を有している。
装着部３３０は、装着部外周面３３１を有している。装着部外周面３３１は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心（回転中心線Ｐ）を中心とする円形形状を有している。
装着部外周面３３１が、本発明の「装着部外周面」に対応する。

スリーブ３５０は、筒状に形成され、軸方向に沿って延在する。
スリーブ３５０は、保持部３５１、第１の固定部３５２、第２の固定部３５３、第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５を有している。
保持部３５１は、径方向に沿って弾性変形可能である。本実施形態では、保持部３５１は、径方向外側に弾性変形可能に構成されている。
保持部３５１に対して軸方向一方側および軸方向他方側に設けられている第１の固定部３５２および第２の固定部３５３は、装着部３３０に固定される。保持部３５１は、第１の固定部３５２および第２の固定部３５３が装着部３３０に固定されている状態において径方向に沿って弾性変形可能に構成されていればよい。
第１の伸縮部３５４は、軸方向に沿って弾性変形可能であり、保持部３５１と第１の固定部３５２との間に設けられている。第２の伸縮部３５５は、軸方向に沿って弾性変形可能であり、保持部３５１と第２の固定部３５３との問に設けられている。第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５は、軸方向に沿って弾性変形可能に構成されていればよいが、好適には、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能に構成される。

スリーブ３５０は、スリーブ外周面３６０とスリーブ内周面３７０を有している。
スリーブ外周面３６０は、保持部３５１、第１の固定部３５２、第２の固定部３５３、第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分３６１〜３６５を有している。
スリーブ外周面３６０は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有している。
スリーブ内周面３７０によって、装着部３３０が挿入されるスリーブ内側空間が形成される。
スリーブ内周面３７０は、保持部３５１、第１の固定部３５２、第２の固定部３５３、第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ内周面部分３７１〜３７５を有している。
第２のスリーブ内周面部分３７２および第３のスリーブ内周面部分３７３は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有し、装着部外周面３３１に固定される。本実施形態では、第２のスリーブ内周面部分３７２および第３のスリーブ内周面部分３７３は、装着部外周面３３１にロウ付け等により固定されている。
第１のスリーブ内周面部分３７１は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有している。第１のスリーブ内周面部分３７１と装着部外周面３３１との間には、加圧空間３８０が形成される。すなわち、第１のスリーブ内周面部分３７１の内径は、第２のスリーブ内周面部分３７２および第３のスリーブ内周面部分３７３の内径より大きく設定されている。
なお、本体部３１０には、加圧空間３８０に連通している流体通路３４０が形成されている。

コレット３９０は、コレット外周面３９１とコレット内周面３９２を有している。
コレット内周面３９２は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心を中心とする円形形状を有している。コレット内周面３９２によって、スリーブ３５０が挿入されるコレット内側空間が形成される。
ワーク２０は、ワーク内周面２１を有している。ワーク内周面２１によって、コレット３９０が挿入されるワーク内側空間が形成される。
ワーク２０の、コレット３９０に対する軸方向に沿った位置は、位置調整部材３９５によって調整可能である。

第１の伸縮部３５４は、第４のスリーブ外周面部分３６４と第４のスリーブ内周面部分３７４を有している。第４のスリーブ外周面部分３６４と第４のスリーブ内周面部分３７４のうちの一方に、周方向に沿って延在する第１の溝が形成され、他方に、周方向に沿って延在する第２の溝が形成される。本実施形態では、第４のスリーブ外周面部分３６４に２つの第１の溝３６４ａ、３６４ｂが形成され、第４のスリーブ内周面部分３７４に１つの第２の溝３７４ａが形成されている。
そして、第１の溝と第２の溝との間に、径方向および周方向に沿って延在し、径方向に沿って弾性変形可能な部材が形成される。本実施形態では、軸方向一方側に形成されている第１の溝３６４ａと第２の溝３７４ａとの間に、径方向および軸方向に沿って延在するとともに、周方向に沿って、周方向全体に連続する第１の部材３５４ａが形成されている。また、第２の溝３７４ａと軸方向他方側に形成されている第１の溝３６４ｂとの間に、径方向および軸方向に沿って延在するとともに、周方向に沿って、周方向全体に連続する第２の部材３５４ｂが形成されている。

第２の伸縮部３５５は、第５のスリーブ外周面部分３６５と第５のスリーブ内周面部分３７５を有している。第５のスリーブ外周面部分３６５と第５のスリーブ内周面部分３７５のうちの一方に、周方向に沿って延在する第３の溝が形成され、他方に、周方向に沿って延在する第４の溝が形成される。本実施形態では、第５のスリーブ外周面部分３６５に２つの第３の溝３６５ａ、３６５ｂが形成され、第５のスリーブ内周面部分３７５に１つの第４の溝３７５ａが形成されている。
そして、第３の溝と第４の溝との間に、径方向および周方向に沿って延在し、径方向に沿って弾性変形可能な部材が形成される。本実施形態では、軸方向一方側に形成されている第３の溝３６５ａと第２の溝３７５ａとの間に第３の部材３５５ａが形成され、第４の溝３７５ａと軸方向他方側に形成されている第３の溝３６５ｂとの間に第４の部材３５５ｂが形成されている。
なお、第１の溝３６４ａ、３６４ｂ、第２の溝３７４ａ、第３の溝３６５ａ、３６５ｂ、第４の溝３７５ａ、第１の部材３５４ａ、第２の部材３５４ｂ、第３の部材３５５ａ、第４の部材３５５ｂは、第１の実施形態あるいは第２の実施形態の第１の溝、第２の溝、第３の溝、第４の溝、第１の部材、第２の部材、第３の部材、第４の部材と同様の構成である。

次に、本実施形態のクランプ装置３００の動作を説明する。
スリーブ３５０の保持部３５１が径方向に弾性変形していない状態で、ワーク２０のワーク内側空間内にコレット３９０が挿入されるようにワーク２０を配置する。
次に、加圧空間３８０内の圧力を高め、保持部３５１に対応するスリーブ外周面部分３７１に印加される圧力を高める。これにより、スリーブ３５０の保持部３５１は、径方向外側に弾性変形する。すなわち、保持部３５１に対応する第１のスリーブ外周面部分３６１が拡開する。
保持部３５１が径方向外側に弾性変形していくと、第１のスリーブ外周面部分３６１がコレット３９０のコレット内周面３９２に当接する。第１のスリーブ外周面部分３６１がコレット内周面３９２に当接した状態で、加圧空間３８０内の圧力がさらに高められると、保持部３５１がさらに弾性変形する。そして、コレット外周面３９１が径方向外側に膨張してワーク内周面２１に当接する。これにより、ワーク２０が本体部３１０に強固に保持される。
この時、保持部３５１が径方向外側に弾性変形することにともなって、第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５に、軸方向に沿って保持部３５１側に移動させる力が作用し、第１の伸縮部３５４および第２の伸縮部３５５が軸方向および径方向に沿って弾性変形する。したがって、保持部３５１の中央部の弾性変形量と保持部３５１の両端部の弾性変形量との差が小さくなり、第１の固定部３５２に対応する第２のスリーブ内周面部分３７２および第２の固定部３５３に対応する第３のスリーブ内周面部分３７３に加わる力を低減することができ、第２のスリーブ外周面部分３７２および第３のスリーブ外周面部分３７３が装着部外周面３３１からはがれるのを防止することができる。

以上のように、第１〜第３の実施形態では、スリーブが、径方向に沿って弾性変形可能な保持部と、スリーブを固定する第１の固定部および第２の固定部との間に、軸方向および径方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部を設けている。これにより、保持部が径方向に沿って弾性変形する際に、保持部の中央部における変形量と保持部の両端部における変形量との差を低減することができる。したがって、スリーブの第１の固定部および第２の固定部に加わる力を低減して、第１の固定部および第２の固定部がはがれるのを防止することができるため、被保持部材を確実に保持することができる。

本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
第１の伸縮部および第２の伸縮部に設けられる部材（第１〜第４の部材）を軸方向および径方向に沿って弾性変形可能に構成したが、少なくとも軸方向に沿って弾性変形可能に構成されていればよい。
第１の伸縮部および第２の伸縮部に２つの部材（第１〜第４の部材）を設けたが、第１の伸縮部および第２の伸縮部に設ける部材の数は、１つでもよく、あるいは３以上であってもよい。好適には、少なくとも２つ設けられる。３以上の部材を設ける場合には、第１の伸縮部に、第１の部材と第２の部材が軸方向に沿って交互に配置されるように、また、第２の伸縮部に、第３の部材と第４の部材が軸方向に沿って交互に配置されるように構成するのが好ましい。
第１の伸縮部の第１の溝および第２の溝は、第４のスリーブ内周面部分および第４のスリーブ外周面部分のいずれに形成してもよい。同様に、第２の伸縮部の第３の溝および第４の溝は、第５のスリーブ内周面部分と第５のスリーブ外周面部分に形成したが、逆に、第５のスリーブ外周面部分および第５のスリーブ内周面部分のいずれに形成してもよい。
第１の伸縮部の第１の部材および第２の部材を、第１の溝と第２の溝との間に形成し、第２の伸縮部の第３の部材および第４の部材を、第３の溝と第４の溝との間に形成したが、第１〜第４の部材を形成する方法は、これに限定されない。
本発明のクランプ装置は、工具あるいはワークを保持するクランプ装置として用いることができる。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせても用いることもできる。

１０ 工具
１１ 工具のシャンク部
１１ａ シャンク部外周面
２０ ワーク
２１ ワーク内周面
１００、２００、４００ 工具クランプ装置
１１０、２１０、４１０ 本体部
１１０ａ、２１０ａ、４１０ａ 本体部内側空間
１２０、２２０、４２０ 本体部外周面
１３０、２３０、４３０ 本体部内周面
１３１、２３１、４３１ 第１の本体部内周面部分
１３２、２３２、４３２ 第２の本体部内周面部分
１３３、２３３、４３３ 第３の本体部内周面部分
１４０、２４０、４４０ 流体通路
１５０、２５０、４５０ スリーブ
１５０ａ、２５０ａ、４５０ａ スリーブ内側空間
１５１、２５１、４５１ 保持部
１５２、２５２、４５２ 第１の固定部
１５３、２５３、４５３ 第２の固定部
１５４、２５４ 第１の伸縮部
１５４ａ、２５４ａ 第１の部材
１５４ｂ、２５４ｂ 第２の部材
１５５、２５５ 第２の伸縮部
１５５ａ、２５５ａ 第３の部材
１５５ｂ、２５５ｂ 第４の部材
１６０、２６０、４６０ スリーブ外周面
１６１、２６１、４６１ 第１のスリーブ外周面部分
１６２、２６２、４６２ 第２のスリーブ外周面部分
１６３、２６３、４６３ 第３のスリーブ外周面部分
１６４、２６４ 第４のスリーブ外周面部分
１６４ａ、２６４ａ 第２の溝
１６５、２６５ 第５のスリーブ外周面部分
１６５ａ、２６５ａ 第４の溝
１７０、２７０、４７０ スリーブ内周面
１７１、２７１ 第１のスリーブ内周面部分
１７２、２７２ 第２のスリーブ内周面部分
１７３、２７３ 第３のスリーブ内周面部分
１７４、２７４ 第４のスリーブ内周面部分
１７４ａ、１７４ｂ、２７４ａ、２７４ｂ 第１の溝
１７５、２７５ 第５のスリーブ内周面部分
１７５ａ、１７５ｂ、２７５ａ、２７５ｂ 第３の溝
１８０、２８０、４８０ 加圧空間
３００ ワーククランプ装置
３１０ 本体部
３２０ フランジ
３２１ 端面
３３０ 装着部
３３１ 装着部外周面
３４０ 流体通路
３５０ スリーブ
３５１ 保持部
３５２ 第１の固定部
３５３ 第２の固定部
３５４ 第１の伸縮部
３５４ａ 第１の部材
３５４ｂ 第２の部材
３５５ 第２の伸縮部
３５５ａ 第３の部材
３５５ｂ 第４の部材
３６０ スリーブ外周面
３６１ 第１のスリーブ外周面部分
３６２ 第２のスリーブ外周面部分
３６３ 第３のスリーブ外周面部分
３６４ 第４のスリーブ外周面部分
３６４ａ、３６４ｂ 第１の溝
３６５ 第５のスリーブ外周面部分
３６５ａ、３６５ｂ 第３の溝
３７０ スリーブ内周面
３７１ 第１のスリーブ内周面部分
３７２ 第２のスリーブ内周面部分
３７３ 第３のスリーブ内周面部分
３７４ 第４のスリーブ内周面部分
３７４ａ 第２の溝
３７５ 第５のスリーブ内周面部分
３７５ａ 第４の溝
３９０ コレット
３９１ コレット外周面
３９２ コレット内周面
３９５ 位置調整部材

Claims (5)

1. 本体部と、軸方向に沿って延在する筒状のスリーブとを備え、前記スリーブは、保持部と、前記保持部に対して軸方向一方側および軸方向他方側に設けられ、前記本体部に固定される第１の固定部および第２の固定部とを有し、前記第１の固定部および前記第２の固定部が前記本体部に固定されている状態において前記保持部が径方向に沿って弾性変形可能であり、前記保持部が径方向に沿って弾性変形することによって被保持部材が前記本体部に保持されるように構成されているクランプ装置であって、
   前記保持部と前記第１の固定部との間および前記保持部と前記第２の固定部との間に、軸方向に沿って弾性変形可能な第１の伸縮部および第２の伸縮部を有していることを特徴とするクランプ装置。
2. 請求項１に記載のクランプ装置であって、
   前記スリーブは、スリーブ外周面とスリーブ内周面を有し、
   前記第１の伸縮部は、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面との間に、径方向および周方向に沿って延在する第１の部材を有し、
   前記第２の伸縮部は、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面との間に、径方向および周方向に沿って延在する第２の部材を有し、
   前記第１の部材および前記第２の部材は、前記保持部が径方向に沿って弾性変形する際に、軸方向に沿って弾性変化するように構成されていることを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項２に記載のクランプ装置であって、
   前記第１の伸縮部は、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面のうちの一方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも１つの第１の溝と、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面のうちの他方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも２つの第２の溝とを有し、前記第１の部材は、前記第１の溝と前記第２の溝のうちの一方との間および前記第１の溝と前記第２の溝のうちの他方との間に形成され、
   前記第２の伸縮部は、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面のうちの一方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも１つの第３の溝と、前記スリーブ外周面と前記スリーブ内周面のうちの他方に形成され、周方向に沿って延在する少なくとも２つの第４の溝とを有し、前記第２の部材は、前記第３の溝と前記第４の溝のうちの一方との間および前記第３の溝と前記第４の溝のうちの他方との間に形成されることを特徴とするクランプ装置。
4. 請求項２または３に記載のクランプ装置であって、
   前記本体部は、前記スリーブが挿入される本体部内側空間を形成する本体部内周面を有し、
   前記スリーブ外周面は、前記保持部、前記第１の固定部、前記第２の固定部、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分を有し、
   前記スリーブ内周面は、前記保持部、前記第１の固定部、前記第２の固定部、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ内周面部分を有し、
   前記第２のスリーブ外周面部分および前記第３のスリーブ外周面部分は、前記本体部内周面に固定され、
   前記第１のスリーブ外周面部分と前記本体部内周面との間に、加圧空間が形成され、
   前記第１の部材は、前記第４のスリーブ外周面部分と前記第４のスリーブ内周面部との間に形成され、
   前記第２の部材は、前記第５のスリーブ外周面部分と前記第５のスリーブ内周面部分との間に形成され、
   前記加圧空間内の圧力が増加すると、前記保持部が、径方向に沿って内側に弾性変形するとともに、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部が、軸方向に沿って弾性変形して被保持部材が保持されるように構成されていることを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項２または３に記載のクランプ装置であって、
   前記本体部は、装着部を有し、
   前記装着部は、装着部外周面を有し、
   前記スリーブ内周面によって、前記装着部が挿入されるスリーブ内側空間が形成され、
   前記スリーブ外周面は、前記保持部、前記第１の固定部、前記第２の固定部、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ外周面部分を有し、
   前記前記スリーブ内周面は、前記保持部、前記第１の固定部、前記第２の固定部、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部に対応する領域に形成された第１〜第５のスリーブ内周面部分を有し、
   前記第２のスリーブ内周面部分および前記第３のスリーブ内周面部分は、前記装着部外周面に固定され、
   前記第１のスリーブ内周面部分と前記装着部外周面との間に、加圧空間が形成され、
   前記第１の部材は、前記第４のスリーブ内周面部分と前記第４のスリーブ外周面部との間に形成され、
   前記第２の部材は、前記第５のスリーブ内周面部分と前記第５のスリーブ外周面部分との間に形成され、
   前記加圧空間内の圧力が増加すると、前記保持部が、径方向に沿って外側に弾性変形するとともに、前記第１の伸縮部および前記第２の伸縮部が、軸方向に沿って弾性変形して被保持部材が保持されるように構成されていることを特徴とするクランプ装置。

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