JP4493952B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランプ装置に関し、より詳しく言えば、工作機械のテーブル等の基準部材にワークパレット等の可動部材をクランピングする装置に関する。

この種のクランプ装置としては例えば特許文献１に開示されるものがある。この特許文献１の構成はその第１図に示すように、治具上に複数の加工基準片と可動クランプ爪を取り付け、前記加工基準片には静止側クランプ基準面を備えて、この静止側クランプ基準面にワークの既加工面を密着支持可能となっている。前記治具は工作機械のベッド上に固着される。それぞれの加工基準片の上端の静止側クランプ基準面の中心には墳孔がそれぞれ穿設されて、この墳孔が圧縮空気源に連通されている。

この構成により、機械加工の切屑を前記墳孔からの噴流により清掃して、ワークのクランプ時に静止側クランプ基準面とワークの既加工面との間で切屑が挟み込まれることを防止できるようになっている。
特開昭５４−１７５８０号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、クランプが適切に行われたか否か、即ち、前記静止側クランプ基準面にワークの既加工面が完全に密着するようにクランプできているかを検知することができない。例えば、切屑等の異物が前記墳孔による噴流によっても完全に除去されず、前記静止側クランプ基準面と前記既加工面との間に挟みこまれて両面の間に隙間が生じていても、それを検知することができない。

この結果、上記のようなクランプ異常が発生しても工程を中断せず機械加工が継続されてしまうおそれがあった。これにより加工精度が低下したり、極端な場合には工具の破損などのトラブルを招いてしまっていた。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

（第１の発明）
本発明は、例えば図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、可動部材３に備えられた孔５に挿入可能となるように基準部材２から心柱１２を突出させ、前記心柱１２には、その突出方向先端に向かって軸心に近づく傾斜外面１３を設け、上記傾斜外面１３の外側に、周方向の少なくとも一部が拡径方向及び縮径方向に変形可能な環状の中間部材１５を配置し、この中間部材１５に、前記孔５の内周面に密着可能なストレート外面１６と上記傾斜外面１３に対面する傾斜内面１７とを設け、上記心柱１２の内部に引張部材２１を軸心方向へ移動自在に挿入して、その引張部材２１を上記中間部材１５に連結し、上記の基準部材２側にロック手段とリリース手段とを設け、前記ロック手段が前記引張部材２１を介して上記中間部材１５を基端方向へロック移動させ、前記リリース手段が前記引張部材２１を介して上記の中間部材１５を先端方向へリリース移動させるように構成するとともに、前記中間部材１５の前記ストレート外面１６には流体流通孔３８を備え、前記中間部材１５が前記ロック移動して前記ストレート外面１６が前記孔５の内周面に密着したときは、前記流体流通孔３８が前記孔５の内周面によって閉鎖されるクランプ装置として構成することができる（第１の発明）。
ここで「クランプ装置」とは、基準部材２に可動部材３を着脱可能とする装置であって、基準部材２に可動部材３を装着したときに、基準部材２に対する可動部材３の少なくとも一軸方向の移動を拘束できる装置をいう。

この構成は、前記中間部材１５の前記ストレート外面１６が上記孔５の内周面に密着したか否かを、前記流体流通孔３８の圧力を検知することで判定することができる。従って、切屑等の異物が前記ストレート外面１６と前記孔５の内周面との間に挟み込まれる等して隙間が生じた場合には、それを適切に検知することが可能であり、自動制御に好適な構成となっている。
（第２の発明）
また、本発明は、例えば図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、可動部材３に備えられた孔５に挿入可能となるように基準部材２から心柱１２を突出させ、前記心柱１２には、その突出方向先端に向かって軸心に近づく傾斜外面１３を設け、上記傾斜外面１３の外側に、径方向に移動可能な複数の押圧具４３を配置し、この押圧具４３に、前記孔５の内周面に密着可能なストレート外面１６と上記傾斜外面１３に対面する傾斜内面１７とを設け、上記心柱１２の内部に引張部材２１を軸心方向へ移動自在に挿入して、その引張部材２１を上記押圧具４３に連結し、上記の基準部材２側にロック手段とリリース手段とを設け、前記ロック手段が前記引張部材２１を介して上記押圧具４３を基端方向へロック移動させ、前記リリース手段が前記引張部材２１を介して上記の押圧具４３を先端方向へリリース移動させるように構成するとともに、前記押圧具４３の前記ストレート外面１６には流体流通孔３８を備え、前記押圧具４３が前記ロック移動して前記ストレート外面１６が前記孔５の内周面に密着したときは、前記流体流通孔３８が前記孔５の内周面によって閉鎖されるように構成することができる（第２の発明）。
この構成は、前記押圧具４３の前記ストレート外面１６が上記孔５の内周面に密着したか否かを、前記流体流通孔３８の圧力を検知することで判定することができる。従って、切屑等の異物が前記ストレート外面１６と前記孔５の内周面との間に挟み込まれる等して隙間が生じた場合には、それを適切に検知することが可能であり、自動制御に好適な構成となっている。
（第３の発明）
また、本発明は、例えば図６（ａ）に示すように、可動部材３に備えられた孔５に挿入可能となるように基準部材２から心柱１２を突出させ、この心柱１２に、径方向へ拡大及び縮小可能な内スリーブ６１を当該心柱１２の軸線方向に沿って移動自在となるように支持し、この内スリーブ６１の外周面にはテーパ外面１３を形成し、前記内スリーブ６１の外側には径方向へ拡大及び縮小可能な外スリーブ７１を配置し、この外スリーブ７１の内周面には前記テーパ外面１３にテーパ係合可能なテーパ内面１７を形成し、また、この外スリーブ７１の外周面には前記孔５の内周面に密着可能なストレート面１６を形成し、前記テーパ係合を緊密にする方向に前記内スリーブ６１を押動する進出手段２５を設けるとともに、前記ストレート外面１６には流体流通孔３８を開口させ、前記ストレート外面１６が前記孔５の内周面に密着したときに前記流体流通孔３８が前記孔５の内周面によって閉鎖されるように構成することができる（第３の発明）。
この構成は、前記外スリーブ７１の前記ストレート外面１６が上記孔５の内周面に密着したか否かを、前記流体流通孔３８の圧力を検知することで判定することができる。従って、切屑等の異物が前記ストレート外面１６と前記孔５の内周面との間に挟み込まれる等して隙間が生じていた場合には、それを適切に検知することが可能であり、自動制御に好適な構成となっている。
（第４の発明）
また、本発明は、例えば図７（ａ）に示すように、可動部材３に備えられた孔５に挿入可能となるように基準部材２から心柱１２を突出させ、この心柱１２に、径方向へ拡大及び縮小可能な中間部材１５を、当該心柱１２の軸線方向に沿って移動自在となるように支持し、この中間部材１５の外周面にはテーパ密着面１６を形成し、前記孔５には、前記テーパ密着面１６にテーパ係合可能なテーパ内面１７を形成し、前記テーパ係合を緊密にする方向に前記中間部材１５を押動する進出手段２５を設けるとともに、前記テーパ密着面１６には流体流通孔３８を開口させ、前記テーパ密着面１６が前記テーパ内面１７に密着したときに前記流体流通孔３８が前記テーパ内面１７によって閉鎖されるように構成することができる（第４の発明）。
この構成は、前記テーパ密着面１６が前記テーパ内面１７に密着したか否かを、前記流体流通孔３８の圧力を検知することで判定することができる。従って、切屑等の異物が前記テーパ密着面１６と前記テーパ内面との間に挟み込まれる等して隙間が生じていても、それを適切に検知することが可能であり、自動制御に好適な構成となっている。
（第５の発明・第６の発明）
ここで例えば図３（ｂ）や図５（ｂ）等に示すように、前記流体流通孔３８は、複数備えられていることが好ましい（第５の発明）。特に、周方向に複数備えられていることが望ましい（第６の発明）。これらの構成では、クランプ異常の検出の信頼性を向上させることができる。

（第７の発明）
この構成において、例えば図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、前記基準部材２側に取り付けられたハウジング９には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート３９を備えるとともに、前記ハウジング９の内部に流体通路４０を備えて、この流体通路４０を前記流体ポート３９に接続させ、前記流体通路４０は、前記心柱１２の前記傾斜外面１３に中継開口４１を形成しており、前記流体流通孔３８は、一端を前記ストレート外面１６に、他端を前記傾斜内面１７に、それぞれ開口させるように設け、その他端が前記中継開口４１に対面しているように構成することが好ましい（第７の発明）。この構成は、流体ポート３９側の圧力を調べることでクランプ異常が発生したか否かを簡単に検出することができる。

（第８の発明）
なお、例えば図３（ｂ）に示すように、前記流体流通孔３８は周方向に複数備えられており、前記流体通路４０は、前記心柱１２の前記傾斜外面１３又は前記中間部材１５の前記傾斜内面１７の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝４２に連通しており、それぞれの流体流通孔３８の前記傾斜内面１７側の開口が前記溝４２に対面するように形成することが好ましい（第８の発明）。この構成では、前記流体通路４０を前記溝４２で周方向に分岐させて各流体流通孔３８と連通させる構成であるから、流体経路の構成を簡素とできる。

（第９の発明）
ここで、例えば図６（ａ）に示すように、前記基準部材２側に取り付けられたハウジング９には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート３９を備えるとともに、前記ハウジング９の内部に流体通路４０を備えて、この流体通路４０を前記流体ポート３９に接続させ、前記流体通路４０は、前記心柱１２の外周面に中継開口４１を形成しており、前記流体流通孔３８は、一端を前記ストレート外面１６に、他端を前記テーパ内面１７に、それぞれ開口させるように設け、その他端が前記内スリーブ６１に貫通状に形成された連絡孔７９を経由して前記中継開口４１に接続しているように構成することが好ましい（第９の発明）。この構成は、流体ポート３９側の圧力を調べることでクランプ異常が発生したか否かを簡単に検出することができる。

（第１０の発明）
また、図示しないが、前記流体流通孔３８は周方向に複数備えられており、前記流体通路４０は、前記内スリーブ６１の前記傾斜外面１３又は前記外スリーブ７１の前記傾斜内面１７の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝に連通しており、それぞれの流体流通孔３８の前記傾斜内面１７側の開口が前記溝に対面しているように構成することが好ましい（第１０の発明）。この構成では、前記流体通路４０を前記溝で周方向に分岐させて各流体流通孔３８と連通させる構成であるから、流体経路の構成を簡素とできる。

（第１１の発明）
例えば図７（ａ）に示す構成において、前記基準部材２側に取り付けられたハウジング９には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート３９を備えるとともに、前記ハウジング９の内部に流体通路４０を備えて、この流体通路４０を前記流体ポート３９に接続させ、前記流体通路４０は、前記心柱１２の外周面に中継開口４１を形成しており、前記流体流通孔３８は、一端を前記テーパ密着面１６に、他端を前記中間部材１５の内周面に、それぞれ開口させるように設け、その他端が前記中継開口４１に対面しているように構成することが好ましい（第１１の発明）。この構成は、流体ポート３９側の圧力を調べることでクランプ異常が発生したか否かを簡単に検出することができる。

（第１２の発明）
また、図示しないが、前記流体流通孔３８は周方向に複数備えられており、前記流体通路４０は、前記中間部材１５の内周面又は前記心柱１２の外周面の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝に連通しており、それぞれの流体流通孔３８の中間部材１５の内周面側の開口が前記溝に対面しているように構成することが好ましい（第１２の発明）。この構成では、前記流体通路４０を前記溝で周方向に分岐させて各流体流通孔３８と連通させる構成であるから、流体経路の構成を簡素とできる。

〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態を、図１（ａ）から図２（ｂ）までを参照して説明する。図１（ａ）はクランプ装置のリリース状態を示す立面視の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のｂ−ｂ断面矢視図である。図２（ａ）は上記位置決め装置のロック状態を示す立面視の断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のｂ−ｂ断面矢視図である。

この実施形態の自動位置決め装置（クランプ装置）では、図１（ａ）に示すように、工作機械のテーブル１に基準部材であるベースプレート２を載置し、このベースプレート２に固設されるハウジングとしての基準ブロック９の支持面９ａに、可動部材としてのワークパレット３の被支持面３ａを受け止めるように構成している。また、上記の支持面９ａに前記被支持面３ａを受け止めたときは、上記ベースプレート２に上記ワークパレット３が心合わせした状態で上記ワークパレット３を水平方向に位置決めするように構成している。

上記ワークパレット３の下面に上記被支持面３ａが構成されており、この被支持面３ａには、精密に加工した円形の位置決め孔５が複数開口される。そして、この位置決め孔５のそれぞれに対応させて、上記ベースプレート２にプラグ手段６が設けられる。なお、図１・図２においては、複数セット設けられる位置決め孔５及びプラグ手段６のうちの１セットのみを図示している。

前記プラグ手段６の構成を以下に説明する。即ち図１（ａ）に示すように、、前記ベースプレート２の上面には装着穴８が形成され、この装着穴８に一部を埋入させるようにして、前記基準ブロック９が締付ボルト１０によって前記ベースプレート２に固定される。この基準ブロック９からは心柱１２が上向きに突出するよう一体形成されており、この心柱１２を、前記ワークパレット３に形成した前記位置決め孔５に挿入可能に構成している。この心柱１２の軸心は、前記装着穴８の軸心とほぼ同一となっている。

前記心柱１２の外周には、上方（当該心柱１２の先端方向）に向かうにつれて前記の軸心側へ近づく形状の傾斜外面１３が設けられている。

前記心柱１２の外側には環状の中間部材１５が配置される。この中間部材１５は円筒状に構成されるとともに、その周壁に一本のスリット１８が形成されることで、半径方向の外方へ弾性変形可能に構成されている。またこの中間部材１５は、その有する弾性復元力によって、半径方向の内方へ復帰可能となるように構成されている。

前記中間部材１５の外側には切れ目無し状に形成された外リング２０が外嵌されており、この外リング２０により、前記スリット１８を介して後述のプラグ部２７の内部に切屑等の異物が侵入することを防止している。

この中間部材１５の外周面には、前記の位置決め孔５の内周面に密着可能なストレート外面１６が形成される。一方、前記中間部材１５の内周面には、前記心柱１２の前記傾斜外面１３に対面する、傾斜内面１７が設けられている。この傾斜内面１７も前記傾斜外面１３と同様、上方（前記心柱１２の先端方向）に向かうにつれて前記の軸心側へ近づく形状に構成されている。

なお、前記心柱１２の外周面からはピン１９が径方向に突出しており、このピン１９の突出部分が前記中間部材１５の前記スリット１８に差し込まれることで、前記中間部材１５の回り止めが行われている。

前記基準ブロック９には引張部材２１が、前記心柱１２の軸線方向に沿って移動自在に支持されている。この引張部材２１は、前記基準ブロック９の下部に保密状に挿入したピストン２２と、このピストン２２から上向きに突出するように一体形成して前記心柱１２の軸孔に軸心方向に挿入されるピストンロッド２３と、このピストンロッド２３の上部にボルト２４によって固定されるキャップ３７と、このキャップ３７の下面と前記ピストンロッド２３の上端面との間に挟着される扁平形状のリング２６と、を備えている。

図１（ａ）に示すように、前記リング２６の外周面には鍔部が形成されており、この鍔部と前記キャップ３７とによって形成される環状の溝に、前記中間部材１５の上部に形成された上フランジが嵌入されている。こうして、前記引張部材２１と前記中間部材１５とが連結されている。

前記基準ブロック９内には、ロック手段とリリース手段とが設けられている。このうちロック手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の上側に配置されるコイルバネ状の付勢バネ３４と、によって構成される。また前記リリース手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の下側に形成したリリース用の油圧室３５と、によって構成される。

上記した本実施形態において本発明のプラグ部２７は、前記心柱１２、前記キャップ３７、前記中間部材１５、前記リング２６等によって構成されている。このプラグ部２７は前記位置決め孔５に挿入可能となるように、前記ベースプレート２から突出させた形となっている。そして、前記中間部材１５の外周面たる前記ストレート外面１６は、前記プラグ部２７の外周面、即ち、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な密着面を構成する。

そして上記密着面（ストレート外面）１６には、流体流通孔としての噴出孔３８が開口されている。この噴出孔３８は、後述のロック動作で前記密着面１６が前記ワークパレット３の前記位置決め孔５の内周面に密着したときに、当該位置決め孔５の内周面によって閉鎖されるように構成している。

なお、前記基準ブロック９の下面には流体ポートとしての空気供給ポート３９が設けられるとともに、前記心柱１２の前記傾斜外面１３には中継開口４１が形成されている。そして、前記空気供給ポート３９と前記中継開口４１は、前記基準ブロック９の内部に形成したエア通路４０を介して互いに連通している。そして前記中間部材１５に形成される前記噴出孔３８は、当該中間部材１５を径方向に貫通するように、即ち一端を前記ストレート外面１６に、他端を前記傾斜内面１７に、それぞれ開口させるように設けており、この他端が前記中継開口４１に対面している。

以上の構成の自動位置決め装置の作動を以下に説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すリリース状態では、前記の油圧室３５に圧油が供給されており、これによって、前記ピストン２２は前記付勢バネ３４の付勢力に抗して、前記ピストンロッド２３とともに上昇され、前記中間部材１５もそれに伴って上昇する。この結果、前記中間部材１５は縮径状態に切り換わっている。このとき、前記の心柱１２の上端面と上記リング２６の下面との間には、接当隙間が形成されている。

このリリース状態で前記ベースプレート２に前記ワークパレット３を位置決めするときには、先ず図１（ａ）に示すように、図示しない適宜の手段で上記ワークパレット３を下降させて、前記位置決め孔５に上記中間部材１５を挿入させるとともに、前記ワークパレット３の被支持面３ａを前記基準ブロック９の支持面９ａに接当させる。この状態で上記油圧室３５の圧油を排出すると、前記付勢バネ３４の付勢力によって前記ピストン２２が下降し、前記中間部材１５も下方（前記心柱１２の基端方向）へ強力にロック移動する。これにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、前記中間部材１５が拡径状態に切り換わって、その外周面のストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着する。こうしてワークパレット３の水平方向の固定（前述の心合わせ）が行われる。なお、このロック駆動時には、前記リング２６の下面が前記心柱１２の上端面に接当することで、上記中間部材１５の所定量以上の下降が阻止されるようになっている。

こうしてロック状態が現出され、前記ワークパレット３をベースプレート２に位置決めしてクランプすることができるが、ここで前記位置決め孔５の内周面に機械加工の切屑等が付着する等していた場合は、前述のクランプ時にこの切屑を上記位置決め孔５の内周面と前記中間部材１５の前記ストレート外面１６に挟み込んでクランプしてしまう等、クランプ異常が発生する場合が考えられる。

しかしながら本実施形態では前記ストレート外面１６に前述の噴出孔３８を形成しているので、前記クランプ動作を行った後に前記基準ブロック９の前記空気供給ポート３９に圧縮空気を導入することで、上記のクランプ異常を適切に検出することができる。

即ち、適切にクランプ動作が行われた場合、即ち前記のストレート外面１６が前記位置決め孔５に密着し、前記噴出孔３８が前記位置決め孔５の内周面によって閉鎖された場合は、当該噴出孔３８からの空気漏れを無くせるかあるいはその空気漏れを極微少量とできるので、前記空気供給ポート３９の圧力が上昇する。この圧力上昇を図示しない圧力センサで検知することで、クランプ動作が適切に行われたと判断することができる。

一方、例えば前述した切屑の挟み込み等の何らかの事情で前記のストレート外面１６と前記位置決め孔５との間に隙間が生じている場合は、前記噴出孔３８からその隙間を介して圧縮空気が多量に漏れるので、前記空気供給ポート３９の圧力は上昇しない。従って、前記空気供給ポート３９の圧力を計測して、所定の圧力を下回った場合は何らかのクランプ異常が発生したものと判断することができる。

特に本実施形態の前記プラグ手段６は、前述したとおりプラグ部２７を位置決め孔５に差し込み、当該プラグ部２７の外周面を位置決め孔５の内周面に密着させることでクランプする構成である。従って、クランプ動作時にはプラグ部２７が位置決め孔５の内部に隠れてしまい、クランプが適切に行われているか否かを外部から視認するのは全く不可能であるか極めて困難である。この点本実施形態では、前記空気供給ポート３９の圧力を基にクランプ動作の正常・異常を確実に検知可能な構成を実現できている。

リリース状態からロック状態に切り換える場合の動作を以上に説明したが、逆にロック状態から前記リリース状態に切り換えるときは、図２（ａ）の状態で前記油圧室３５に圧油を供給すればよい。これにより、前記ピストン２２とともに前記ピストンロッド２３が前記の付勢バネ３４に抗して上昇し、前記中間部材１５も上方（前記心柱１２の先端方向）にリリース移動する結果、当該中間部材１５は自己の弾性復元力によって縮径し、前記ロック状態が解除される。その後、適宜の手段で前記ワークパレット３を上昇させれば良い。

以上に本発明の第１実施形態を示したが、この実施形態は例えば以下のように変形して実施することができる。

第１実施形態では、前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給して前記噴出孔３８から空気が噴出するように構成したが、前記空気供給ポート３９から真空引きを行って、前記の噴出孔３８から空気が吸引されるように構成しても良い。即ち、符号３９のポート（流体ポート）を流体吸引ポートとし、符号３８の孔（流体流通孔）を流体吸引孔として構成するのである。この構成は、塵挨が舞い上がるのを嫌う例えばクリーンルーム内にクランプ装置を設置するような場合に有用である。ただし、圧縮空気を前記空気供給ポート３９に供給する前記第１実施形態の構成は、上記空気供給ポート３９に高圧（例えば１０気圧以上）の圧縮空気を供給して僅かな隙間も確実に検知し得る構成とできる点で、ゼロ気圧より下げることができない前述の真空引きに比べて有利である。

第１実施形態において前記中間部材１５は、周壁に前記のスリット１８を一つ設けたものに代えて、周壁の上面と下面に交互に開口する複数の径方向の貫通溝を周方向へ複数設けたものであっても良い。また、上記中間部材１５は、周方向へ並べた複数の分割体によって構成することも可能である。更には、前記中間部材１５は、その周方向全部が拡径方向・縮径方向に変形可能に構成する必要もなく、周方向の少なくとも一部が変形可能な構成であっても良い。

前記の心柱１２と前記中間部材１５は、直接に係合させることに代えて、別の部材を介して間接的に係合させても良い。

なお、前記のプラグ手段６にクリーニング手段を設けて、前記支持面９ａと前記被支持面３ａとの接当部や、前記位置決め孔５の内周面や、前記中間部材１５の前記ストレート外面１６や、前記心柱１２と前記中間部材１５との係合面等を、圧縮空気や窒素等、切削油等の圧力流体によってクリーニングすることが好ましい。

この場合、前記油圧室３５から圧油を排出する前（ロック動作の前）から前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給することで、前記噴出孔３８から噴出される圧縮空気が前記位置決め孔５の内周面や前記中間部材１５の前記ストレート外面等をクリーニングし、前述の切屑等を吹き飛ばして除去するように構成しても構わない。この場合、上記の空気供給ポート３９に供給するクランプ異常検知用の圧縮空気（圧力流体）をクリーニング流体として兼用させることで、前記プラグ手段６の構成を簡素化することができる。また、上記噴出孔３８に切屑等の異物が詰まった場合も、前記ストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着する前に前記噴出孔３８から空気を噴出させることで当該切屑等を外部に吹き飛ばして除去できる。従って、前記噴出孔３８の詰まりにより前記空気供給ポート３９側の圧力が上昇して正常にクランプされていると誤検知される事態を回避できる利点もある。

勿論、前記噴出孔３８の他にクリーニング流体噴出用の孔を前記プラグ部２７の外面に形成し、そこからクリーニング流体を噴出させても構わない。クリーニング流体噴出用の孔は、前記エア通路４０から分岐させて形成すれば良い。また、クリーニング流体専用のポートを上記基準ブロック９に形成するとともに、前記エア通路４０とは別の経路を介して前記クリーニング流体噴出用の孔と当該ポートとを接続させても良い。

前記空気供給ポート３９に供給される圧力流体は上記実施形態では（圧縮）空気としているが、他の流体を採用しても構わない。例えば切削用オイル等を前記噴出孔３８に供給する構成であっても良い。

〔第２実施形態〕
第２実施形態を図３（ａ）及び図３（ｂ）と図４を参照して説明する。図３（ａ）は本発明の第２実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示した立面断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図である。図４は、上記クランプ装置においてプラグ部の軸心が位置決め孔の軸心に対してズレており、噴出孔の一つが閉鎖された状態を示す平面断面図であり、図３（ｂ）に類似する図である。この第２実施形態においては、上記第１の実施形態と同じ部材又は類似する部材には、原則として同一の符号を付している。なおこれは、後述の第３実施形態以降においても同様である。

この第２実施形態の前記第１実施形態と異なる点は、上記プラグ部２７の外周面に前記噴出孔３８を周方向に複数形成した点である。以下、具体的に説明する。

図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、前記心柱１２の外周面（前記傾斜外面１３）には、平面視円弧状の連絡溝（連通路）４２を凹設している。この連絡溝４２の中間部に、前記エア通路４０の一端が前記中継開口４１を形成している。

一方、前記噴出孔３８は図３（ｂ）に示すように、前記中間部材１５に周方向に等しい間隔を空けて三つ設けられている。三つの噴出孔３８はいずれも、一端を前記ストレート外面１６に、他端を前記傾斜内面１７に開口するように形成されている。それぞれの噴出孔３８の前記他端側は、前記連絡溝４２に対面している。

以上の構成で、前記空気供給ポート３９に供給された圧縮空気は、上記エア通路４０を経由して上記中継開口４１から前記連絡溝４２に至り、そこから三つの前記噴出孔３８に分配されて各噴出孔３８から噴出する。

本実施形態では上記のように噴出孔３８が複数設けられているので、例えば噴出孔３８の一つに切屑が詰まる等してクランプ異常を検出できなくなったとしても、他の噴出孔３８が前記位置決め孔５の内周面で閉鎖されていれば前記空気供給ポート３９側の圧力は上昇し、閉鎖されていなければ空気供給ポート３９側の圧力上昇は発生しないことになる。即ち、複数ある前記噴出孔３８の全てが異物などによって閉鎖されない限り上記空気供給ポート３９側の圧力は上昇せず、クランプ異常と検出されることになるので、検出の信頼性を向上させることができ、誤検知を少なくすることができる。

特に本実施形態では噴出孔３８が周方向に複数設けられているから、図４に示すような状態も適切にクランプ異常として検出することができる。図４は、行われるべきロック動作が油圧機器の故障などの何らかの原因によって行われなかった場合を示している。図４に示すように、上記のストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着していないにもかかわらず、偶然に、あるいは前記ストレート外面１６と前記位置決め孔５の内周面との間の異物の噛み込みによって、前記のプラグ部２７と前記位置決め孔５との間に軸心ズレが生じて、前記複数の噴出孔３８のうち一つ（図４で左側に示すもの）が前記位置決め孔５の内周面に接触して閉鎖されている場合も考えられる。前述の第１実施形態の構成（図１（ｂ））では、単一の上記の噴出孔３８が閉鎖されてしまえば、前記空気供給ポート３９側の圧力が上昇してしまい、クランプが正常に行われていると誤検知してしまう。しかし、この第２実施形態では上記図４の状態であっても、他の二つの噴出孔３８が閉鎖されていないので前記の空気供給ポート３９側の圧力が上昇せず、クランプ異常として確実に検知することができることになる。

なお、前記ロック状態のみならず前記リリース状態においても前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給して上記のストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着していないことを確認する構成をとることも可能であるが、そのような構成においてもこの第２実施形態の構成は有用である。即ち、リリース状態では図４のように、上記のストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着していないにもかかわらず、偶然に、あるいは前記ストレート外面１６と前記位置決め孔５の内周面との間の異物の噛み込みによって、前記のプラグ部２７と前記位置決め孔５との間に軸心ズレが生じているために前記複数の噴出孔３８のうち一つ（図４で左側に示すもの）が前記位置決め孔５の内周面に接触して偶然閉鎖されている場合も考えられる。前述の第１実施形態の構成（図１（ｂ））では、単一の上記の噴出孔３８が閉鎖されてしまえば、前記空気供給ポート３９側の圧力が上昇してしまい、異常であると誤検知してしまう。しかし、この第２実施形態ではこの図４の状態も、他の二つの噴出孔３８が閉鎖されていないので前記の空気供給ポート３９側の圧力が上昇せず、上記のストレート外面１６が前記位置決め孔５の内周面に密着していないことを正しく検知できる。

また、本実施形態では、前記空気供給ポート３９から延びる前記エア通路４０が前記連絡溝４２を介して周方向に分岐してそれぞれの前記噴出孔３８へ連通している構成であるから、噴出孔３８それぞれの圧力を検知する必要はなく、上記空気供給ポート３９側の圧力を検知するだけでクランプの異常を検知することができる。従って、流体経路の構成や圧力検知のための構成を簡素化することが可能である。

前記噴出孔３８は第２実施形態では三つ形成されているが、二つでも良く、四つ以上であっても良い。また、前記連絡溝４２は、上記心柱１２の傾斜外面１３に設けることに代えて、前記中間部材１５の傾斜内面１７に凹設しても良い。

〔第３実施形態〕
第３実施形態を図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は本発明の第３実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示した立面断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図である。

図５（ｂ）に示すように、上記心柱１２の外面には周方向へ間隔をあけて三つの傾斜溝７５が形成されている。この傾斜溝７５の底面は傾斜形楔面に形成し、前記の傾斜外面１３を構成している。前記キャップ３７の下端から前記心柱１２の基端側に向かって支壁３７ａが筒状に延出され、この支壁３７ａは、スリット（切れ目）無しで周方向に連続した形状とされている。この支壁３７ａには、周方向へ間隔をあけて三つの押圧具４３が半径方向に移動可能に支持されている。この押圧具４３は、前記引張部材２１（具体的には、前記キャップ３７）に連結されている。

各押圧具４３の内面には、前記傾斜内面１７としての傾斜形楔面が構成されており、この傾斜内面１７を前記傾斜外面１３に上側から楔係合させている。各押圧具４３の外面は、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な前記ストレート外面１６とされており、このストレート外面１６のほぼ中央に前述の噴出孔３８を形成している。なお、前記キャップ３７は、前記心柱１２から上方に突出されるピン１９によって回り止めされている。

図５（ｂ）に示すように、それぞれの前記傾斜溝７５は平面視でＴ字状に形成しており、この傾斜溝７５の両側壁と前記押圧具４３の内端部との嵌合構造によって、前述のリリース移動のときに前記押圧具４３が半径方向内方へ復帰できるようになっている。即ち、この嵌合構造が復帰手段を形成している。

この第３実施形態の作動が前記第１実施形態と異なる点は、ロック作動時に、前記支壁３７ａに支持した前記の各押圧具４３が前記引張部材２１によって前記心柱１２の基端方向にロック移動するとともに半径方向の外方に突出して、各押圧具４３の外面が前記位置決め孔５に強力に密着することにある。即ち、各押圧具４３の外面たる前記のストレート外面１６が、前記プラグ部２７の外周面を構成するとともに、前記位置決め孔５の内周面に密着する密着面に相当することになる。なお、逆にリリース作動時には、前記の各押圧具４３が前記引張部材２１によって前記心柱１２の先端方向にリリース移動するとともに半径方向の内方に移動する。

なお、この第３実施形態でも、上記基準ブロック９に形成した前記空気供給ポート３９に前記エア通路４０を接続させ、このエア通路４０の一端が、前記傾斜外面１３に上記中継開口４１を形成している。それぞれの前記押圧具４３において前記噴出孔３８は、一端を前記ストレート外面１６に、他端を前記傾斜内面１７に、それぞれ開口させるように設けており、その他端が前記中継開口４１に対面している。

この第３実施形態では三つの前記押圧具４３全てに前記噴出孔３８が設けられているが、これに代えて、例えば三つのうち一つ或いは二つの押圧具４３にのみ前記の噴出孔３８を設けても良い。また、第３実施形態では押圧具４３は三つ設けられているが、これに限るものでもなく、二つであっても良いし、四つ以上であっても良い。

更に第３実施形態では、前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給して前記噴出孔３８から空気が噴出するように構成したが、前記空気供給ポート３９から真空引きを行って前記の噴出孔３８から空気が吸引されるように構成しても良い。なお、後述する第４〜第６実施形態においても同様に、前記空気供給ポート３９から真空引きを行って前記の噴出孔３８から空気が吸引されるように構成することができる。

また、前述の傾斜溝７５と押圧具４３との嵌合構造によって復帰手段を構成することに代えて、例えば押圧具４３を半径方向内方に付勢するバネやゴム等の弾性体によって復帰手段を構成しても良い。

〔第４実施形態〕
第４実施形態を図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は本発明の第４実施形態に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図である。

この第４実施形態においては図６（ａ）に示すように、前記基準ブロック９からは前記心柱１２が上向きに突出するよう一体形成されているが、この外周面は前記傾斜外面とせず、ストレート面としている。この心柱１２の基端部周囲において、前記基準ブロック９の上面を環状に少量突出させており、この突出部の上面に平坦な前記支持面９ａを形成している。この支持面９ａは前記ワークパレット３の前記被支持面３ａに対向している。

この心柱１２の外周には、内スリーブ６１を前記心柱１２の軸線方向（上下方向）に所定範囲内で移動可能となるよう外嵌している。上記内スリーブ６１の周壁には上下方向に延びる一つのスリット６２を形成しており、これにより、上記内スリーブ６１が直径方向へ拡大および縮小可能に構成されるとともに、自己の弾性復元力によって僅かに拡径されている。なお、図６（ｂ）に示すように、上記心柱１２には二本の回り止めピン６３・６４を径方向に突出させ、一方の回り止めピン６３は上記スリット６２に挿入するとともに、他方の回り止めピン６４は前記内スリーブ６１に形成した遊動孔６５に挿入されている。前記スリット６２には、ゴム等からなるシーリング部材（図略）を装着することが望ましい。

図６（ａ）に示すように、上記内スリーブ６１と前記基準ブロック９との間には一枚の皿バネ（進出手段）２５が配置されており、この皿バネ２５によって、前記内スリーブ６１が上方へ付勢されている。なお、上記の心柱１２の上部には止め輪６６が嵌着されており、この止め輪６６によって内スリーブ６１の上端が受け止められることで、当該内スリーブ６１の移動ストロークの上端が規定されている。

上記内スリーブ６１の外周には、上方（前記心柱１２の先端方向）に向かうにつれて軸心側へ近づく形状の傾斜外面１３がテーパ状に設けられている。

この内スリーブ６１の外側には環状の外スリーブ７１が配置される。この外スリーブ７１はコレット状かつ略円筒状に構成されており、その周壁に一本のスリット７２が形成されることで、当該外スリーブ７１が半径方向の外方へ弾性変形可能に構成されている。またこの外スリーブ７１は、その有する弾性復元力によって、半径方向の内方へ復帰可能となるように構成している。前記スリット７２には前記の回り止めピン６４が差し込まれており、これによって前記外スリーブ７１の回り止めが行われている。このスリット７２には、ゴム等からなるシーリング部材（図略）を装着することが望ましい。

この外スリーブ７１の外周面には、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な上記ストレート外面１６が形成される。一方、上記外スリーブ７１の内面には、前記内スリーブ６１の前記傾斜外面１３に対面する、傾斜内面１７が設けられている。この傾斜内面１７も、上方（前記心柱１２の先端方向）に向かうにつれて前記軸心に近づく形状に構成されている。

前記基準ブロック９内に前記引張部材２１が上下移動自在に挿入される。この引張部材２１は、前記第１実施形態とほぼ同様に、前記基準ブロック９の下部に保密状に挿入したピストン２２と、このピストン２２から上向きに突出するように一体形成して前記心柱１２の軸孔に軸心方向に挿入されるピストンロッド２３と、このピストンロッド２３の上部にボルト２４によって固定されるキャップ３７と、このキャップ３７の下面と前記ピストンロッド２３の上端面との間に挟着されるリング２６と、を備えている。前記リング２６の外周面には鍔部が形成されており、この鍔部と前記キャップ３７とによって形成される環状の溝に、前記外スリーブ７１の上部に形成された上フランジが嵌入されている。この結果、上記外スリーブ７１と前記引張部材２１とが連結されている。

この実施形態において本発明のプラグ部２７は、前記心柱１２と前記キャップ３７と前記内スリーブ６１と前記外スリーブ７１等とによって構成されている。このプラグ部２７は前記位置決め孔５に挿入可能となるように、前記ベースプレート２から突出させた形となっている。そして、前記外スリーブ７１の外周面たる前記ストレート外面１６は、前記プラグ部２７の外周面、即ち、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な密着面を構成する。

前記基準ブロック９内には、ロック手段とリリース手段とが設けられている。このうちロック手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の上側に形成されるロック用の油圧室５３とにより構成される。上記リリース手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の下側に形成されるリリース用の油圧室３５とにより構成される。なお、前記ピストン２２にはピン６７の一端が上下方向に差し込まれてその他端は前記基準ブロック９に係止されており、このピン６７により前記引張部材２１の回り止めが行われている。

前記基準ブロック９には空気供給ポート３９が設けられており、この空気供給ポート３９は、前記基準ブロック９の内部に形成したエア通路４０に接続される。このエア通路４０の一端は、前記心柱１２の外周面に中継開口４１を形成している。この中継開口４１は、前記内スリーブ６１に貫通状に形成された連絡孔７９を経由して、前記外スリーブ７１に形成される噴出孔３８に連通している。

前記基準ブロック９の前記支持面９ａには、着座確認手段が設けられる。即ち、前記支持面９ａには検出ノズル孔５９を開口し、この検出ノズル孔５９に検出用の圧縮空気を供給している。そして、前記被支持面３ａが前記支持面９ａに接当すると、上記検出ノズル孔５９の圧力が上昇する。この圧力上昇を図示しない圧力センサで検出することによって、前記ワークパレット３が前記基準ブロック９上に着座したことを確認可能に構成している。

また、前記基準ブロック９にはクリーニング手段が設けられる。即ち、前記基準ブロック９にクリーニングポート４４が設けられ、当該クリーニングポート４４にはクリーニング通路４５が接続している。以上の構成で前記クリーニングポート４４に圧縮空気を供給すると、圧縮空気は上記クリーニング通路４５を経由して、前記皿バネ２５や、前記内スリーブ６１・外スリーブ７１や、前記位置決め孔５の内周面等に吹き付けられ、切屑等の異物を吹き飛ばして除去することが可能になっている。

この第４実施形態のプラグ手段６の動作について説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すリリース状態では、前記ロック用の油圧室５３の圧油を排出するとともに、リリース用の油圧室３５に圧油を供給している。これにより、上記ピストン２２が上昇し、前記外スリーブ７１も上昇する結果、当該外スリーブ７１が縮径状態に切り換えられている。また、前記内スリーブ６１は、前記皿バネ２５によって進出ストロークだけ上昇しており、上記の外スリーブ７１に軽くテーパ係合するか、又は当該外スリーブ７１に僅かな隙間をあけて対面している。

このリリース状態で上記のワークパレット３を下降させて前記位置決め孔５を前記外スリーブ７１に外嵌させる。なお、この外嵌動作の際、前記クリーニングポート４４に圧縮空気を供給し、前記プラグ部２７等の各部に付着している切屑等を吹き飛ばして除去することが好ましい。前記のワークパレット３の下面は上記皿バネ２５によって受け止められており、この結果、前記被支持面３ａと前記支持面９ａとの間には、少量の隙間が形成されている。従って、この状態で前記検出ノズル孔５９に圧縮空気を供給しても、上記隙間からの空気漏れが生じるために圧力は上昇しない。

その後、リリース用の油圧室３５から圧油を排出するとともに、ロック用の油圧室５３に圧油を供給する。すると、前記ピストン２２が前記ピストンロッド２３と前記キャップ３７とを介して前記の外スリーブ７１を下降させ、その外スリーブ７１の前記の傾斜内面１７を前記の内スリーブ６１の前記の傾斜外面１３に楔係合させていく。これにより、上記の外スリーブ７１や上記の内スリーブ６１等が以下のように作用する。

まず、前記の皿バネ２５の付勢力によってほぼ上昇位置に保持された上記の内スリーブ６１を介して上記の外スリーブ７１が拡径し、その外スリーブ７１が前記の位置決め孔５に接当する。次いで、その外スリーブ７１が、上記の内スリーブ６１を介して前記の皿バネ２５を下方へ圧縮しながら拡径して前記の位置決め孔５の内周面に密着し、前記ワークパレット３が水平方向に位置決めされる。この水平位置決め段階では、前記の支持面９ａと前記の被支持面３ａとの間には接当隙間が存在している。

引き続いて、前記の位置決め孔５の内周面に密着した状態の上記の外スリーブ７１が上記の位置決め孔５を介して前記ワークパレット３を下向きに引っ張り、これと同時に、その外スリーブ７１が前記の皿バネ２５の付勢力に抗して前記の内スリーブ６１を下降させていく。これにより、上記ワークパレット３の前記の被支持面３ａを前記の基準ブロック９の前記の支持面９ａに接当させるとともに、上記の被支持面３ａを上記の支持面９ａに押圧する。その後、上記の支持面９ａによって下降が阻止された上記ワークパレット３の前記の位置決め孔５に対して前記の外スリーブ７１が摩擦摺動しながら下降していく。そして、上記の外スリーブ７１が前記の皿バネ２５の付勢力に抗して前記の内スリーブ６１を前記の進出ストロークに相当する距離だけ下降させたときに、その内スリーブ６１が上記の皿バネ２５を介して前記の基準ブロック９に受け止められる。すると、上記の内スリーブ６１に上記の外スリーブ７１が強力に楔係合して拡径し、その外スリーブ７１が前記の位置決め孔５の内周面に強力に密着する。その結果、上記ワークパレット３は、水平方向および上下方向に拘束され、強力にロックされる。

上記ロック状態では、前記検出ノズル孔５９が前記被支持面３ａによって閉鎖されるとともに、前記噴出孔３８が前記位置決め孔５の内周面によって閉鎖される。従って、前記空気供給ポート３９及び前記検出ノズル孔５９の圧力が上昇していれば、上記クランプ動作が適切に行われたものと判定することができる。

上記ロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、ロック用の油圧室５３の圧油を排出するとともにリリース用の油圧室３５へ圧油を供給すれば良い。これにより、前記ピストン２２・前記のピストンロッド２３・前記キャップ３７等からなる前記引張部材２１が前記外スリーブ７１を上昇させ、この上昇する外スリーブ７１が自己の弾性復元力によって縮径する結果、前記ロック状態が解除されることになる。

この第４実施形態では前記噴出孔３８の数は一つであるが、複数個形成することも可能である。この場合は前記第２実施形態（図３（ｂ））において前記連絡溝４２を設けたのとほぼ同様に、前記内スリーブ６１の傾斜外面１３又は前記外スリーブ７１の傾斜内面１７に流通路としての連絡溝を設けて、各噴出孔３８の前記傾斜内面１７側の開口端が前記連絡溝に対面するように構成すれば良い。

〔第５実施形態〕
第５実施形態を図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ）は本発明の第５実施形態に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図である。

この第５実施形態のクランプ装置においては図７（ａ）に示すように、前記ワークパレット３の下面には固定穴８０が形成され、この固定穴８０に位置決めリング８５が図示しないボルトによって固定される。上記の位置決めリング８５は位置決め孔５を有しており、この位置決め孔５の周囲において位置決めリング８５の下面が環状に突出され、この環状突出部の下面に被支持面３ａが構成されている。前記位置決め孔５の内周面の上部には縮径部８９が形成されており、この縮径部８９の上部には、下方（前記位置決め孔５の開口端側）に行くに従って窄まる形状のテーパ状の受圧面９０を有している。

上記ベースプレート２には基準ブロック９が図示しないボルトによって固定されており、この基準ブロック９から環状の心柱１２が、前記位置決め孔５の内部に挿入可能となるよう上向きに突出されている。この心柱１２の外周面はストレート面とされている。また、前記の心柱１２の基端部周囲において、上記基準ブロック９の上面が環状に突出され、この環状突出部の上面に、前記被支持面３ａに対面する支持面９ａが構成されている。

前記の心柱１２には中間部材１５が、上下方向変位自在に配置される。この中間部材１５の周壁には一本の前記スリット１８が形成されており、このスリット１８によって、前記中間部材１５は径方向へ拡大及び縮小するように変形可能とされる。

この中間部材１５の外周面には、テーパ密着面１６を形成している。またこれに対応して、前記位置決めリング８５の上記位置決め孔５の内周面には、前記テーパ密着面１６に係合可能なテーパ内面（傾斜内面）１７を形成している。

上記テーパ密着面１６は、前記位置決め孔５の内周面（前記テーパ内面１７）に密着可能な密着面を構成している。上記テーパ密着面１６及びテーパ内面１７は、前記心柱１２の先端方向に行くに従って軸心に近づくような形状に形成している。

前記中間部材１５と前記基準ブロック９との間には、複数枚の皿バネ（進出手段）２５が積層状に配置されている。これにより、前記中間部材１５は前記皿バネ２５によって、上方向（即ち、上記テーパ密着面１６と上記テーパ内面１７とのテーパ係合を緊密にする方向）に付勢されている。なお、上記心柱１２の中途部には、前記中間部材１５の上端部を受け止めるための止め輪６６が嵌着されており、これによって上記の中間部材１５の移動ストロークの上端が規定されている。

前記基準ブロック９の下部にはピストン２２が保密状に挿入される。このピストン２２から上向きに突出するようにピストンロッド２３が一体形成され、このピストンロッド２３は前記心柱１２の軸孔に軸心方向に挿入される。一方、前記心柱１２の上部には周方向へ所定の間隔をあけて複数の貫通孔８１が形成され、この貫通孔８１のそれぞれに、鋼球８２が半径方向に移動可能に支持される。なお前記貫通孔８１の外端部には縮径部が形成されており、この縮径部によって、前記鋼球８２が前記貫通孔８１から外れて落下することが防止されている。前記ピストンロッド２３の外周面の上部には、前記の鋼球８２に対面可能なように、出力傾斜面８３と退避溝８４とを上下に連ねて形成してある。本実施形態において引張部材２１は、前記ピストン２２と前記ピストンロッド２３と前記鋼球８２と前記出力傾斜面８３とを含んで構成される。

前記心柱１２の上端部には伝動具８６が保密状に支持され、上下方向移動自在とされている。この伝動具８６にはクリーニング孔８７が形成されており、前記の基準ブロック９に形成される図略のクリーニングポートに圧縮空気を供給すると、その圧縮空気が前記クリーニング孔８７から噴出して前記位置決め孔５の内周面（上記テーパ内面１７）等をクリーニングできるようになっている。前記伝動具８６と前記ピストンロッド２３の上端面との間には付勢バネ８８が弾設されて、この付勢バネ８８によって前記伝動具８６が上方に付勢されている。

この実施形態において本発明のプラグ部２７は、前記心柱１２と前記中間部材１５と前記鋼球８２と前記伝動具８６等とによって構成されている。このプラグ部２７は前記位置決め孔５に挿入可能となるように、前記ベースプレート２から突出させた形となっている。そして、前記中間部材１５の外周面たる前記テーパ密着面１６は、前記プラグ部２７の外周面、即ち、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な密着面を構成する。

前記基準ブロック９内には、ロック手段とリリース手段とが設けられている。このうちロック手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の上側に配置される付勢バネ３４と、によって構成される。本実施形態において付勢バネ３４は、複数枚積層された皿バネとして構成される。また前記リリース手段は、前記ピストン２２と、このピストン２２の下側に形成したリリース用の油圧室３５と、によって構成される。

なお、前記基準ブロック９の下面には空気供給ポート３９が設けられるとともに、前記心柱１２の前記外周面には中継開口４１が形成されている。そして、前記空気供給ポート３９と前記中継開口４１は、前記基準ブロック９の内部に形成したエア通路４０を介して互いに連通している。そして前記中間部材１５に形成される前記噴出孔３８は、当該中間部材１５を径方向に貫通するように、即ち一端を前記テーパ外面１３に、他端を内周面に、それぞれ開口させるように設けており、この他端が前記中継開口４１に対面している。

以上の構成のクランプ装置において、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すロック状態では、上記ワークパレット３は、上記位置決め孔５のテーパ内面１７によって縮径された上記中間部材１５を介して上記心柱１２によって水平二軸方向に拘束（クランプ）されるとともに、上記の支持面９ａによって上下の一軸方向に拘束（クランプ）される。こうして、上記ワークパレット３を上記のベースプレート２に精密かつ強力に位置決め固定できる。

そして、このロック状態において前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給すると、前記テーパ密着面１６が前記テーパ内面１７に密着し前記噴出孔３８が閉鎖されている場合には前記空気供給ポート３９の圧力が上昇し、何らかの原因で前記テーパ密着面１６と前記テーパ内面１７の間に隙間が生じているとき（クランプ異常のとき）は、前記噴出孔３８から空気が漏れるために圧力が上昇しない。従って、クランプが正常に行われたか否かを前記の空気供給ポート３９側の圧力センサで検出できることになる。

図７のロック状態からリリース状態へ切り替えるときには、リリース用の油圧室３５に圧油を供給する。すると、前記ピストン２２を介して上記のピストンロッド２３が上昇するので、前記鋼球８２が前記退避溝８４に対面し、内方へ移動することが許容される。また、前記ピストンロッド２３が前記伝動具８６を介して前記固定穴８０の天井壁９１を上方へ押動することによって、上記のワークパレット３を上方へ押し上げる。こうして前記ワークパレット３を上記のベースプレート２から取り外すことができる。

前記中間部材１５を上方へ付勢する皿バネ２５は、複数枚を積層させたものに代えて一枚であっても良く、また、コイルバネ状等の他の種類のバネやゴムによって代替可能である。また、皿バネ２５に代えて、空気圧や油圧によって上記中間部材１５を上方へ駆動するピストンを進出手段として設ける構成であってもよい。

この第５実施形態では前記噴出孔３８の数は一つであるが、複数個形成することも可能である。この場合は前記第２実施形態（図３（ｂ））において前記連絡溝４２を設けたのとほぼ同様に、前記心柱１２の外周面又は前記中間部材１５の内周面に流通路としての連絡溝を設けて、各噴出孔３８が前記中間部材１５の内周面に形成する開口端が前記連絡溝に対面するように構成すれば良い。

〔参考例〕
参考例を図８を参照して説明する。図８は、本発明の参考例に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図であって、図７（ａ）に類似する図である。

この参考例は前述の第５実施形態の変形例に相当するものであって、前記第５実施形態とは以下の点が異なる。即ち図８に示すように、前記中間部材１５は、前記の心柱１２に支持されるのではなく、前記位置決めリング８５に形成した支持穴９２に上下移動可能に支持されている。前記の中間部材１５は前記第５実施形態と同様に前記スリット１８を有するコレット状に形成しているが、その外周面にはストレート面を形成し、内周面にはテーパ内面（傾斜内面）１７を形成している。前記位置決めリング８５の前記支持穴９２の内周面はストレート面に形成しており、この内周面に、前記中間部材１５の外周面を支持させている。本参考例では前記中間部材１５の内周面たる前記テーパ内面１７が、前記位置決め孔５の内周面に相当する。

前記基準ブロック９から突出させた前記心柱１２は、その外周面をストレート面とせず、テーパ密着面１６を形成している。前記中間部材１５の内周面たる前記テーパ内面１７は、前記テーパ密着面１６にテーパ係合可能に構成されている。前記位置決めリング８５の前記支持穴９２の天井面には進出手段としての皿バネ２５が配設されて、上記の中間部材１５を下方（即ち、前記テーパ密着面１６と前記テーパ内面１７のテーパ係合を緊密にする方向）に付勢している。前記支持穴９２の下端部には、前記中間部材１５の下端部を受け止めるための止め輪６６が嵌着されており、これによって上記の中間部材１５の移動ストロークの下端が規定されている。

前記空気供給ポート３９に接続される上記のエア通路４０の一端は、前記心柱１２の外周面、即ち前記テーパ密着面１６に開口されている。

この参考例において本発明のプラグ部２７は、前記心柱１２と前記鋼球８２と前記伝動具８６等とによって構成されている。このプラグ部２７は前記位置決め孔５に挿入可能となるように、前記ベースプレート２から突出させた形となっている。そして、前記心柱１２の外周面たる前記テーパ密着面１６は、前記プラグ部２７の外周面、即ち、前記位置決め孔５の内周面に密着可能な密着面を構成する。

以上の構成のクランプ装置において、図８に示すロック状態で前記空気供給ポート３９に圧縮空気を供給すると、前記テーパ密着面１６が前記テーパ内面１７に密着し前記噴出孔３８が閉鎖されている場合には前記空気供給ポート３９の圧力が上昇し、何らかの原因で前記テーパ密着面１６と前記テーパ内面１７の間に隙間が生じているとき（クランプ異常のとき）は、前記噴出孔３８から空気が漏れるために圧力が上昇しない。従って、クランプが正常に行われたか否かを前記の空気供給ポート３９側の圧力センサで検出できることになる。

図８のロック状態からリリース状態へ切り替えるときには、リリース用の油圧室３５に圧油を供給する。すると、前記ピストン２２を介して上記のピストンロッド２３が上昇するので、前記鋼球８２が前記退避溝８４に対面し、内方へ移動することが許容される。また、前記ピストンロッド２３が前記伝動具８６を介して前記固定穴８０の天井壁９１を上方へ押動することによって、上記のワークパレット３を上方へ押し上げる。こうして前記ワークパレット３を上記のベースプレート２から取外すことができる。

この参考例では前記噴出孔３８の数は一つであるが、複数個形成することも可能である。この場合は前記エア通路４０を分岐状に設けて各噴出孔３８に接続するように構成すれば良い。

以上に本発明の好ましい５つの実施形態を示したが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることが可能であることは理解されよう。

図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示した立面断面図。図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 図２（ａ）は上記クランプ装置のロック状態を示した立面断面図。図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 図３（ａ）は本発明の第２実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示した立面断面図。図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 上記クランプ装置においてプラグ部の軸心が位置決め孔の軸心に対してズレており、噴出孔の一つが閉鎖された状態を示す平面断面図であり、図３（ｂ）に類似する図。 図５（ａ）は本発明の第３実施形態に係るクランプ装置のリリース状態を示した立面断面図。図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 図６（ａ）は本発明の第４実施形態に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図。図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 図７（ａ）は本発明の第５実施形態に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図。図７（ｂ）は図７（ａ）のｂ−ｂ断面矢視図。 本発明の参考例に係るクランプ装置のロック状態を示した立面断面図であって、図７（ａ）に類似する図。

符号の説明

２ベースプレート（基準部材）
３ワークパレット（可動部材）
５位置決め孔（孔）
９基準ブロック（ハウジング）
１３テーパ外面（傾斜外面）
１７テーパ内面（傾斜内面）
１５中間部材
１６密着面
２１引張部材
２７プラグ部
３８噴出孔（流体流通孔）
３９空気供給ポート（流体ポート）
４０エア通路（流体通路）
４１中継開口
４２連絡溝（溝、流通路）

Claims (12)

1. 可動部材（３）に備えられた孔（５）に挿入可能となるように基準部材（２）から心柱（１２）を突出させ、
   前記心柱（１２）には、その突出方向先端に向かって軸心に近づく傾斜外面（１３）を設け、
   上記傾斜外面（１３）の外側に、周方向の少なくとも一部が拡径方向及び縮径方向に変形可能な環状の中間部材（１５）を配置し、この中間部材（１５）に、前記孔（５）の内周面に密着可能なストレート外面（１６）と上記傾斜外面（１３）に対面する傾斜内面（１７）とを設け、
   上記心柱（１２）の内部に引張部材（２１）を軸心方向へ移動自在に挿入して、その引張部材（２１）を上記中間部材（１５）に連結し、
   上記の基準部材（２）側にロック手段とリリース手段とを設け、前記ロック手段が前記引張部材（２１）を介して上記中間部材（１５）を基端方向へロック移動させ、前記リリース手段が前記引張部材（２１）を介して上記の中間部材（１５）を先端方向へリリース移動させるように構成するとともに、
   前記中間部材（１５）の前記ストレート外面（１６）には流体流通孔（３８）を備え、前記中間部材（１５）が前記ロック移動して前記ストレート外面（１６）が前記孔（５）の内周面に密着したときは、前記流体流通孔（３８）が前記孔（５）の内周面によって閉鎖されることを特徴とする、クランプ装置。
2. 可動部材（３）に備えられた孔（５）に挿入可能となるように基準部材（２）から心柱（１２）を突出させ、
   前記心柱（１２）には、その突出方向先端に向かって軸心に近づく傾斜外面（１３）を設け、
   上記傾斜外面（１３）の外側に、径方向に移動可能な複数の押圧具（４３）を配置し、この押圧具（４３）に、前記孔（５）の内周面に密着可能なストレート外面（１６）と上記傾斜外面（１３）に対面する傾斜内面（１７）とを設け、
   上記心柱（１２）の内部に引張部材（２１）を軸心方向へ移動自在に挿入して、その引張部材（２１）を上記押圧具（４３）に連結し、
   上記の基準部材（２）側にロック手段とリリース手段とを設け、前記ロック手段が前記引張部材（２１）を介して上記押圧具（４３）を基端方向へロック移動させ、前記リリース手段が前記引張部材（２１）を介して上記の押圧具（４３）を先端方向へリリース移動させるように構成するとともに、
   前記押圧具（４３）の前記ストレート外面（１６）には流体流通孔（３８）を備え、前記押圧具（４３）が前記ロック移動して前記ストレート外面（１６）が前記孔（５）の内周面に密着したときは、前記流体流通孔（３８）が前記孔（５）の内周面によって閉鎖されることを特徴とする、クランプ装置。
3. 可動部材（３）に備えられた孔（５）に挿入可能となるように基準部材（２）から心柱（１２）を突出させ、
   この心柱（１２）に、径方向へ拡大及び縮小可能な内スリーブ（６１）を当該心柱（１２）の軸線方向に沿って移動自在となるように支持し、この内スリーブ（６１）の外周面にはテーパ外面（１３）を形成し、
   前記内スリーブ（６１）の外側には径方向へ拡大及び縮小可能な外スリーブ（７１）を配置し、この外スリーブ（７１）の内周面には前記テーパ外面（１３）にテーパ係合可能なテーパ内面（１７）を形成し、また、この外スリーブ（７１）の外周面には前記孔（５）の内周面に密着可能なストレート面（１６）を形成し、
   前記テーパ係合を緊密にする方向に前記内スリーブ（６１）を押動する進出手段（２５）を設けるとともに、
   前記ストレート外面（１６）には流体流通孔（３８）を開口させ、前記ストレート外面（１６）が前記孔（５）の内周面に密着したときに前記流体流通孔（３８）が前記孔（５）の内周面によって閉鎖されるように構成したことを特徴とする、クランプ装置。
4. 可動部材（３）に備えられた孔（５）に挿入可能となるように基準部材（２）から心柱（１２）を突出させ、
   この心柱（１２）に、径方向へ拡大及び縮小可能な中間部材（１５）を、当該心柱（１２）の軸線方向に沿って移動自在となるように支持し、
   この中間部材（１５）の外周面にはテーパ密着面（１６）を形成し、前記孔（５）には、前記テーパ密着面（１６）にテーパ係合可能なテーパ内面（１７）を形成し、
   前記テーパ係合を緊密にする方向に前記中間部材（１５）を押動する進出手段（２５）を設けるとともに、
   前記テーパ密着面（１６）には流体流通孔（３８）を開口させ、前記テーパ密着面（１６）が前記テーパ内面（１７）に密着したときに前記流体流通孔（３８）が前記テーパ内面（１７）によって閉鎖されるように構成したことを特徴とする、クランプ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクランプ装置であって、前記流体流通孔（３８）は複数備えられることを特徴とするクランプ装置。
6. 請求項５に記載のクランプ装置であって、前記流体流通孔（３８）は周方向に複数備えられることを特徴とするクランプ装置。
7. 請求項１又は請求項２に記載のクランプ装置であって、
   前記基準部材（２）側に取り付けられたハウジング（９）には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート（３９）を備えるとともに、
   前記ハウジング（９）の内部に流体通路（４０）を備えて、この流体通路（４０）を前記流体ポート（３９）に接続させ、
   前記流体通路（４０）は、前記心柱（１２）の前記傾斜外面（１３）に中継開口（４１）を形成しており、
   前記流体流通孔（３８）は、一端を前記ストレート外面（１６）に、他端を前記傾斜内面（１７）に、それぞれ開口させるように設け、その他端が前記中継開口（４１）に対面していることを特徴とする、クランプ装置。
8. 請求項７に記載のクランプ装置であって、
   前記流体流通孔（３８）は周方向に複数備えられており、
   前記流体通路（４０）は、前記心柱（１２）の前記傾斜外面（１３）又は前記中間部材（１５）の前記傾斜内面（１７）の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝（４２）に連通しており、
   それぞれの流体流通孔（３８）の前記傾斜内面（１７）側の開口が前記溝（４２）に対面していることを特徴とする、クランプ装置。
9. 請求項３に記載のクランプ装置であって、
   前記基準部材（２）側に取り付けられたハウジング（９）には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート（３９）を備えるとともに、
   前記ハウジング（９）の内部に流体通路（４０）を備えて、この流体通路（４０）を前記流体ポート（３９）に接続させ、
   前記流体通路（４０）は、前記心柱（１２）の外周面に中継開口（４１）を形成しており、
   前記流体流通孔（３８）は、一端を前記ストレート外面（１６）に、他端を前記テーパ内面（１７）に、それぞれ開口させるように設け、その他端が、前記内スリーブ（６１）に貫通状に形成された連絡孔（７９）を経由して前記中継開口（４１）に接続していることを特徴とする、クランプ装置。
10. 請求項９に記載のクランプ装置であって、
    前記流体流通孔（３８）は周方向に複数備えられており、
    前記流体通路（４０）は、前記内スリーブ（６１）の前記傾斜外面（１３）又は前記外スリーブ（７１）の前記傾斜内面（１７）の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝に連通しており、
    それぞれの流体流通孔（３８）の前記傾斜内面（１７）側の開口が前記溝に対面していることを特徴とするクランプ装置。
11. 請求項４に記載のクランプ装置であって、
    前記基準部材（２）側に取り付けられたハウジング（９）には、前記圧力流体の供給又は流体の排出のための流体ポート（３９）を備えるとともに、
    前記ハウジング（９）の内部に流体通路（４０）を備えて、この流体通路（４０）を前記流体ポート（３９）に接続させ、
    前記流体通路（４０）は、前記心柱（１２）の外周面に中継開口（４１）を形成しており、
    前記流体流通孔（３８）は、一端を前記テーパ密着面（１６）に、他端を前記中間部材（１５）の内周面に、それぞれ開口させるように設け、その他端が前記中継開口（４１）に対面していることを特徴とする、クランプ装置。
12. 請求項１１に記載のクランプ装置であって、
    前記流体流通孔（３８）は周方向に複数備えられており、
    前記流体通路（４０）は、前記中間部材（１５）の内周面又は前記心柱（１２）の外周面の少なくともいずれか一方に周方向に形成された溝に連通しており、それぞれの流体流通孔（３８）の中間部材（１５）の内周面側の開口が前記溝に対面していることを特徴とする、クランプ装置。

Images