JP5497932B2 - クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの穴をグリップ部材でグリップして固定するクランプ装置に関し、特にクランプ駆動時にグリップ部材が穴に対してスリップしたクランプミスを検知可能にしたものに関する。

ワークの上面を機械加工するような場合には、ワークの端部を上方から押圧具で押圧する形式のクランプ装置を採用することができないため、上記のようなクランプ装置（所謂、ホールクランプ）が採用される。このクランプ装置では、本体部材にクランプ対象のワークを着座させる着座面が形成され、ワーク投入時にワークを着座面に搭載して支持し、ワークの穴にグリップ部材と、このグリップ部材に挿入されたクランプロッドのテーパ軸部を挿入し、クランプロッドを着座面側へ引き付けることで、テーパ軸部によりグリップ爪を拡径させて穴の内周面に係合（グリップ）させてから、そのグリップ部材を更に着座面側へ引き付けることで、ワークを着座面に固定する。この種のクランプ装置が、特許文献１，２に記載されている。

前記特許文献１，２に記載のクランプ装置では、クランプ装置の本体部材の中央部からグリップ部材とテーパ軸部が短い所定長さ突出するように構成され、本体部材はグリップ部材の直径の４倍以上の外径を有する。

前記のホールクランプでクランプする種々のワークの中には、ケース部材の蓋部材などのように、フランジ部を相手方のケース本体のフランジ部にボルト結合するようにしたワークが多々含まれ、そのワークのフランジ部材の外面側に複数のリブが突設され、複数のボルト穴の近傍部には浅い座ぐり部が形成されている。ワークを切削加工する際には、ワークの外面側を下方に向けてクランプし、フランジ部の合せ面に切削加工を施す。

従来のホールクランプでは、本体部材の中央部からグリップ部材とテーパ軸部が短い所定長さ突出するように構成され、本体部材はグリップ部材の直径の４倍以上の外径を有する太い構造のものであった。そのため、上記のようなワークをクランプする場合に、ワークのフランジ部が邪魔になるため、クランプ装置のグリップ部材とテーパ軸部をワークのボルト穴に挿入できないためクランプできないことがあった。また、ワークのボルト穴の座ぐり部の表面を本体部材で支持すると、グリップ部材とテーパ軸部をワークのボルト穴に十分に挿入できないため正常にクランプできないこともあった。

このように、従来のホールクランプでは、ワークのクランプ対象の穴の付近に凸部が存在する場合、穴の周辺に凹部が存在する場合、穴の付近に段付き部が存在する場合など、ワークをクランプできないことが多かった。
そこで、クランプ装置の本体部材の上半部を細く形成し、その小径部分の上端からグリップ部材とテーパ軸部を突出させるように構成することが望ましい。この場合、グリップ部材とクランプロッドの外周側には、グリップ部材をサポートする小径のサポート部材が必要になる

特許第３５５００１０号公報 ドイツ特許第４０２０９８１号公報

この種のクランプ装置では、アンクランプ状態を確認する為サポート部材の上限位置を検出する必要がある。また、ワークの材質が硬い場合や、鋳造品のワークで穴が僅かにテーパ状の場合、クランプする際にグリップ部材が穴の内周面に対してスリップしてクランプミスが発生する場合あるため、スリップ検出の為クランプロッドの下限位置を検出する必要がある。クランプロッドは、サポート部材から独立に下降可能な構成であったため、クランプロッドの下限位置を検出することが難しく、また、クランプロッドを下限位置に停止させる為のストッパを本体部材に設ける必要もあった。

本発明の目的は、グリップがワークの穴の内周面に対しスリップしたクランプミスを検知可能なクランプ装置を提供すること、サポート部材の上限位置（アンクランプ状態）とクランプロッドの下限位置（クランプミス状態）を共通の検出手段で検出可能なクランプ装置を提供すること、などである。

請求項１のクランプ装置は、ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドとを軸心方向へ昇降駆動可能な流体圧シリンダと、前記グリップ部材とクランプロッドと流体圧シリンダが付設される本体部材とを有するクランプ装置において、前記流体圧シリンダのピストン部材を構成するピストン部及びこのピストン部から上方へ本体筒部内まで延びるロッド部と、前記本体部材内の収容部に上下方向へ可動に収容されて前記ロッド部に外嵌され且つ付勢手段で上方へ付勢された環状受圧部材と、前記ロッド部に可動に外嵌されて且つ前記環状受圧部材と一体的に動作して前記グリップ部材を下方から支持するサポート部材と、前記収容部を形成する壁部の一部の上向き水平壁部に前記環状受圧部材に対向状に開口されたエア噴出孔とこのエア噴出孔に加圧エアを供給するエア通路と前記エア通路内のエア圧の有無を検出するエア圧検出手段とを有し、ワークの穴に対してグリップ部材がスリップしたことを検知可能な作動確認手段とを備えたことを特徴としている。

請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記環状受圧部材が前記収容部の上端壁に当接した上限位置と、前記環状受圧部材が前記収容部の前記水平壁部に当接した下限位置とに亙って前記環状受圧部材が移動可能に構成したことを特徴としている。

請求項３のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記サポート部材は前記環状受圧部材から分割した形に構成され、前記サポート部材の下端が前記環状受圧部材の上端に当接していることを特徴としている。

請求項４のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記グリップ部材とクランプロッドとは、前記軸心と直交方向へ可動に形成されたことを特徴としている。

請求項５のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記作動確認手段により、前記環状受圧部材が上限位置及び下限位置にある状態を検出可能に構成したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、本体部材でワークを支持し、グリップ部材とテーパ軸部を穴に挿入し、グリップ部材を流体圧で上方へ付勢される環状受圧部材及びサポート部材で支持した状態で、クランプロッドを下降駆動してグリップ部材を穴の壁面に食い込ませてから、クランプロッドを下降駆動することで、ワークをクランプできる。

しかも、環状受圧部材を収容する収容部の上向き水平壁部に前記環状受圧部材に対向状に開口されたエア噴出孔とこのエア噴出孔に加圧エアを供給するエア通路と前記エア通路内のエア圧の有無を検出するエア圧検出手段とを有し、ワークの穴に対してグリップ部材がスリップしたことを検知可能な作動確認手段を設けたため、グリップ部材がワークの穴に対してスリップしてクランプミスが発生したことを確実に検知することができる。

請求項２の発明によれば、環状受圧部材が前記収容部の上端壁に当接した上限位置と、前記環状受圧部材が前記収容部の前記水平壁部に当接した下限位置とに亙って前記環状受圧部材が移動可能に構成したため、環状受圧部材が下限位置になったときエア噴出孔が封鎖されてエア通路のエア圧が高くなるためグリップ部材のスリップを確実に検知できる。

請求項３の発明によれば、前記サポート部材は前記環状受圧部材から分割した形に構成され、前記サポート部材の下端が前記環状受圧部材の上端に当接しているため、サポート部材と環状受圧部材を製作する上で有利である。

請求項４の発明によれば、前記グリップ部材とクランプロッドとは、前記軸心と直交方向へ可動に形成されたため、ワークのクランプ対象の穴の大きさや位置に製作誤差がある場合にも、グリップ部材を穴の壁面に食い付かせることができる。

請求項５の発明によれば、前記作動確認手段により、前記環状受圧部材が上限位置及び下限位置にある状態を検出可能に構成したため、前記環状受圧部材が上限位置にあるアンクランプ状態を検知することができ、グリップ部材のスリップにより前記環状受圧部材が下限位置にあるクランプミスを検知することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例に基づいて説明する。

図１〜図４に示すように、このクランプ装置Ｃは、本体部材１と、ワークＷを固定するためのクランプ部材であるグリップ部材２と、クランプロッド３と、グリップ部材２とクランプロッド３を軸心方向（上下方向）に駆動可能な油圧シリンダ４と、油圧シリンダ４に含まれる環状受圧部材５及びサポート部材６とを備えている。前記本体部材１は、 上部本体部材１１と下部本体部材１２とを備え、このクランプ装置Ｃは、基部本体部材１３に組付けられて使用される。

上部本体部材１１は平面視にてほぼ長円形であり、この上部本体部材１１は４つのボルト穴９に挿入される４つのボルトで基部本体部材１３に固定される。下部本体部材１２はシリンダ穴４４を形成する筒状部材であり、この下部本体部材１２の上端部が上部本体部材１１の下面側の凹部１５に嵌合され、４つのボルト１６により上部本体部材１１に固定されている。

前記本体部材１の上半部の中心部に上方へ突出する円筒状の本体筒部１１ａであって、アンクランプ状態のときのグリップ部材２のグリップ爪部２２の外径の３倍以下の外径を有する本体筒部１１ａが設けられている。アンクランプ状態のとき、グリップ部材２の上半部とクランプロッド３のテーパ軸部３１が本体筒部１１ａの上端外へ突出するように構成されている。
ここで、本体筒部１１ａの外径は、アンクランプ状態のときのグリップ部材２のグリップ爪部２２の外径の１．８〜３．０倍の範囲に設定することが望ましく、本実施例の本体筒部１１ａの外径は、アンクランプ状態のときのグリップ部材２のグリップ爪部２２の外径の２．６倍に設定してある。

図１〜図４に示すように、前記グリップ部材２は、本体筒部１１ａの上端部の中心部分の開口穴１７を上下に貫通している。本体筒部１１ａの上面には、グリップ部材２を囲む４つの円弧状の着座面１８が形成され、これら着座面１８にワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプすることができる。本体筒部１１ａの上面には、加圧エアのエアブロー流が流れる４つの凹溝１９が十文字状に形成されている。

グリップ部材２は、ワークＷの穴Ｈに挿入されて穴Ｈの内周面をグリップ可能なものである。このグリップ部材２は、ロッド挿通孔２１と、グリップ爪部２２と、基端鍔部２３とを備えている。グリップ部材２は、４つのスリット( 図示略) により４等分に分割され、４つの分割体により環状に形成されている。

金属製のグリップ部材２におけるグリップ爪部２２の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップし易くする３段の歯２２ａが形成されている。グリップ部材２のロッド挿通孔２１にはクランプロッド３が挿通されている。このロッド挿通孔２１のうちのグリップ爪部対応部分は、クランプロッド３のテーパ軸部３１が密着状に係合するテーパ孔部２１ａに形成されている。

図１〜図４に示すように、本体筒部１１ａの上端の開口穴１７にはグリップ部材２の外周面に摺接する弾性材料（ゴムや合成樹脂）製のスクレーパ２８（弾性付勢手段）が装着されている。このスクレーパ２８は、異物の侵入を防止する機能と、アンクランプ状態のときグリップ部材２とクランプロッド３の軸心が油圧シリンダ４の軸心と一致するようにセンタリングする機能とを得る為のものである。また、グリップ部材２の下部には４つの分割体を縮径方向へ付勢するＯリング２９が装着されている。

グリップ部材２の基端鍔部２３は本体筒部１１ａの円形凹部２５に収容され、基端鍔部２３の外周側には隙間２６が形成されている。グリップ部材２の基端鍔部２３は、円形凹部２５の上壁部とサポート部材６の水平板部６２との間に水平方向へ可動に挟着され、サポート部材６で支持されている。グリップ部材２は、サポート部材６及び環状受圧部材５と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部２５の外周部の環状隙間２６とスクレーパ２８の弾性変形を介して、油圧シリンダ４の軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。それ故、ワークＷをクランプする際、クランプ対象の穴Ｈの軸心がクランプ装置Ｃの軸心（油圧シリンダ４の軸心）からズレている場合に、そのズレを吸収してクランプすることができる。

クランプロッド３は、テーパ軸部３１と、このテーパ軸部３１の下端に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２の下端に連なるＴ形係合部３３とで構成されている。 テーパ軸部３１と小径ロッド部３２とがグリップ部材２のロッド挿通孔２１に挿通されている。上記テーパ軸部３１は上方程大径化するようにクランプロッド３の上端部分に形成され、テーパ軸部３１がグリップ部材２のテーパ孔部２１ａに可動に内嵌係合されている。

図２〜図８に示すように、前記油圧シリンダ４は、グリップ部材２とクランプロッド３とを軸心方向へ進退駆動する為のものである。この油圧シリンダ４は、ピストン部材４１と、クランプ用油室４２と、アンクランプ用油室４３と、環状受圧部材５などを備えている。ピストン部材４１は、立向きのシリンダ穴４４に昇降自在に装着されたピストン部４５と、このピストン部４５の上端から上方へ本体筒部１１ａ内まで延びるロッド部４６とを有する。ピストン部４５にはシール部材４５ａが装着されている。ロッド部４６の上端部分には、クランプロッド３のＴ形係合部３３が水平方向側方から係合可能なＴ形係合凹部４７が形成されている。

ロッド部４１の上半部の上端部分と外周側部分はＴ形係合凹部４７を形成する外周側分割体４８に形成され、ロッド部４６の上半部の中心側部分にネジ軸部４９が形成され、外周側分割体４８の下半部がネジ軸部４９に螺合されている。外周側分割体４８の外径は、ロッド部４６の下部の外径よりも僅かに大きく形成され、外周側分割体４８の下端には、環状受圧部材５の後述する薄肉スリーブ５３の上端で係止される被係止部４８ａが形成されている。

前記クランプロッド３のＴ形係合部３３をＴ形係合凹部４７に装着するとき、図５〜図８（特に図６，図７）に示すように、外周側分割体４８のネジ軸部４９に対する螺合を例えば約２〜３ｍｍだけ上方へ緩めた状態にして、水平方向側方からＴ形係合部３３をＴ形係合凹部４７に装着し、その後外周側分割体４８をネジ軸部４９に対して完全に螺合させると、図２〜図４に示す状態になる。この状態では、ピストン部材４１とクランプロッド３とが一体的に昇降移動する。

ここで、Ｔ形係合部３３と外周側分割体４８の間には、例えば約０．５〜１ｍｍ位の隙間が形成されていて、クランプロッド３は、Ｔ形係合凹部４７に対して相対的に水平方向へ上記の隙間の分だけ移動可能である。尚、外周側分割体４８の上端の開口部４７ａの幅は、クランプロッド３のテーパ軸部３１よりも小さい。 クランプ用油室４２はピストン部４５の上側に形成され、アンクランプ用油室４３はピストン部４５の下側に下部本体部材１２と基部本体部材１３とで形成されている。

環状受圧部材５は、筒状ピストン５１と、この筒状ピストン５１の上端部の係止鍔部５２と、この係止鍔部５２の上端の内周部から上方へ所定長さ延びる薄肉スリーブ５３とで構成されている。環状受圧部材５は、ロッド４６と本体部材１とで形成された収容部１４に上下方向へ可動に収容されている。収容部１４の下部の約３／４部分の外周面は下部本体部材１２の円筒穴１２ｂで形成され、収容部１４のの上部の約１／４部分の外周面は上部本体部材１１の大径円筒穴１１ｂで形成されている。

環状受圧部材５の筒状ピストン５１はロッド部４６に摺動自在に外嵌され且つ下部本体部材１２の円筒穴１２ｂに摺動自在に内嵌されている。環状受圧部材５の係止鍔部５２は、その外周面と大径円筒穴１１ｂとの間に僅かの隙間を空けて大径円筒穴１１ｂに摺動自在に内嵌されている。環状受圧部材５とロッド部４６の間はシール部材５ａでシールされ、筒状ピストン５１の外周部にはシール部材５ｂが装着されている。

図２に示すアンクランプ状態において、薄肉スリーブ５３の上端と外周側分割体４８の被係止部４８ａとの間には、例えば約３〜４ｍｍの隙間Ｇ１が、「グリップ部材拡径用ストローク」として形成されている。

環状受圧部材５の係止鍔部５２は、収容部１４に上下方向へ例えば約２ｍｍ昇降可能に装着されている。係止鍔部５２をこの係止鍔部５２に下方から対向する水平壁部１４ｂで係止することで環状受圧部材５の下限位置が規定され、係止鍔部５２を収容部１４の上端壁１４ａで係止することで環状受圧部材５の上限位置が規定される。上記の約２ｍｍの隙間Ｇ２がクランプの為の最大「引き込みストローク」である。但し、クランプ時の実際の引き込みストロークは約０．５〜１．０ｍｍ位である。

前記サポート部材６は、薄肉スリーブ５３及びロッド部４６に外嵌された薄肉筒部６１と、この薄肉筒部６１の上端の水平板部６２とで構成されている。クランプロッド３は水平板部６２の穴６３を貫通しているが、この穴６３はクランプロッド３を通過可能な大きさに形成されている。サポート部材６の上端の水平板部６２がグリップ部材２の基端鍔部２３の下面に当接して支持し、薄肉筒部６１の下端は環状受圧部材５の上端に当接して支持され、サポート部材６は環状受圧部材５と一体的に昇降するようになっている。

上記環状受圧部材５の下端は、クランプ用油圧室４２に臨んでその油圧を受圧する。クランプ用油室４２は、油路７０〜７３を介して油圧供給源に接続され、油路７３の油圧を検出する油圧検出センサ７４も設けられている。アンクランプ用油室４３は、油路７５を介して油圧供給源に接続され、油路７５の油圧を検出する油圧検出センサ７６も設けられている。

図１〜図４に示すように、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１８に密着したことを検出する着座検出手段（図示略）も設けられている。この着座検出手段は、着座面１８に開口された加圧エア噴出孔と、この加圧エア噴出孔に連通するように本体部材１や基部本体部材１３に形成されたエア通路と、このエア通路を加圧エア供給源に接続するエア通路と、このエア通路内の加圧エアの圧力が設定圧以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチなどで構成されている。

図９に示すように、基部本体部材１３に形成されたエア通路７８と上部本体部材１１に形成されたエア通路７７から本体筒部１１ａとサポート部材６の間の隙間に加圧エアが供給され、その加圧エアがグリップ部材２の基端鍔部２３の外周側の隙間２６へ流れ、グリップ部材２の４つのスリットから４つの着座面１８及び凹溝１９の方へ流れ、４つの着座面１８をエアブローし、これら着座面１８をクリーンにする。

次に、作動確認機構８０について説明する。
図１０に示すように、前記作動確認機構８０は、環状受圧部材５が上限位置及び下限位置にある状態を検出するものである。この作動確認機構８０は、収容部１４を形成する壁部の一部の上向きの水平壁部１２ｂに係止鍔部５２に対向状に開口されたエア噴出孔８１と、このエア噴出孔８１に加圧エアを供給するエア通路８２〜８５と、このエア通路８５内のエア圧の高低を検出する圧力スイッチ８６とを有する。

エア通路８２は下部本体部材１２に形成されてエア噴出孔８１に連通している。エア通路８３，８４は上部本体部材１１に形成されてエア通路８２に連通している。エア通路８５は基部本体部材１３に形成されてエア通路８４に連通している。

図５に示すように、ピストン部材４１と環状受圧部材５とが下限位置にあるとき、係止鍔部５２が水平壁部１４ｂに当接してエア噴出孔８１を塞ぐため圧力スイッチ８６によりエア圧「高」が検出される。図４に示すように、係止鍔部５２が水平壁部１４ｂにも上端壁１４ａにも当接していない状態においては、エア噴出孔８１から大径円筒穴１４に供給された加圧エアは係止鍔部５２の外周側の隙間を通って環状受圧部材５の上側へリークするため、圧力スイッチ８６によりエア圧「低」が検出される。

図２，図３に示すように、ピストン部材４１と環状受圧部材５とが上限位置にあるとき、係止鍔部５２が上端壁１４ａに当接してエア通路が遮断されるため圧力スイッチ８６によりエア圧「高」が検出される。尚、油圧供給源、エア供給源、センサ類は図示外の制御ユニットに電気的に接続されており、その制御ユニットにより制御される。

以上のクランプ装置Ｃの作用、効果について説明する。
クランプ装置ＣによりワークＷを固定する場合、先ず最初に、クランプ用油室４２とアンクランプ用油室４３にほぼ同圧の油圧を供給する。すると、ピストン部材４１におけるクランプ用油室４２の受圧面積よりもアンクランプ用油室４３の受圧面積の方が大きいため、図２に示すように、ピストン部材４１は上限位置まで上昇して停止状態となる。また、環状受圧部材５がクランプ用油室４２の油圧を受圧するため、環状受圧部材５とサポート部材６は上限位置になり、グリップ部材２及びクランプロッド３が上限位置になる。

この状態において、ワークＷを投入して、図２に示すように、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３のテーパ軸部３１とを挿入し、ワークＷを着座面１８で支持する。次に、アンクランプ用油室４３の油圧をクランプ用油室４２の油圧よりも低い所定の油圧に切換え、ピストン部材４１に下方向きの所定の油圧力を作用させる。
すると、クランプ用油室４２の油圧を受圧する環状受圧部材５は、前記と同様に上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持するが、ピストン部材４１には下方向きの油圧力が作用し、ピストン部材４１が隙間Ｇ１の範囲内で下方へ駆動されるため、クランプロッド３がグリップ部材２に対して相対的に下方へ移動する。

その結果、クランプロッド３のテーパ軸部３１によりグリップ部材２のグリップ爪部２４が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態になる。この状態において、ピストン部材４１は停止状態になる。次に、クランプ作動のため、アンクランプ用油室４３の油圧をドレン圧まで低下させると、ピストン部材４１には下方向きの大きな油圧力が作用し、グリップ部材２とクランプロッド３とは相対移動不能になっているため、ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と環状受圧部材５は一体的に下方へ僅かに駆動され、ワークＷが着座面１８に強く押圧されたクランプ状態になって停止する。

このとき、図４に示すように、係止鍔部５２と水平壁部１４ｂとの間には隙間が残っており、係止鍔部５２と上端壁１４ａとの間には隙間が残っているため、作動確認機構８０の圧力スイッチ８６によりエア圧「低」が検出され、ワークＷが正常にクランプされたことを確認することができる。

ところで、ワークＷが鋳造品で、その穴Ｈが下方程大径化するようなテーパ穴である場合、また、ワークＷが硬い金属材料製である場合など、アンクランプ用油室４３の油圧をドレン圧にして、ピストン部材４１等を下降駆動させ始めた時に、グリップ爪部２２が穴Ｈの内周面から下方へスリップすることがある。

この場合、図５に示すように、ピストン部材４１及び環状受圧部材５が下限位置まで下降するため、作動確認機構８０の圧力スイッチ８６によりエア圧「高」が検出され、ワークが正常にクランプされてないことが検知される。このことは、ワークＷの穴Ｈが大き過ぎてグリップ部材２でクランプできない場合、ワークＷが着座面１８から浮いた状態のままクランプした場合にも同様であり、作動確認機構８０によりワークＷが正常にクランプされてないことを検出することができる。

尚、クランプ正常やクランプミスを、圧力スイッチ８６の検出信号を用いて判定する場合に、圧力検出センサ７６で検出されるアンクランプ油室４３の油圧の情報と組み合わせて判定する場合もある。

複数のクランプ装置ＣでワークＷをクランプするような場合、個々のワークＷの製作誤差によりワークＷの穴Ｈの中心の位置が僅かにズレている場合には、クランプロッド３とグリップ部材２を穴Ｈに挿入したとき、又はクランプしたとき、スクレーパ２８の弾性変形を介して、クランプロッド３とグリップ部材２の軸心が、油圧シリンダ４の軸心からズレることなる。しかし、ワークＷの機械加工後に、クランプ装置Ｃをアンクランプ状態に復帰させると、スクレーパ２８の弾性力により、クランプロッド３とグリップ部材２の軸心が、油圧シリンダ４の軸心と一致するように自動的に復帰する。

本体筒部１１ａの外径をＤ、アンクランプ状態のグリップ部材２のグリップ爪部２２の外径をｄとしたとき、Ｄ＝（１．８〜３．０）×ｄの範囲に設定することが望ましい。Ｄ＜１．８ｄにすることは、クランプ装置Ｃの製作技術上とうてい困難である。Ｄ＞３．０ｄになると、クランプ装置ＣでワークＷをクランプする際の使い勝手が悪化する。

例えば、ワークＷの外周部のフランジ部の下面に複数のリブが小間隔おきに突設されているような場合に、リブ間のスペースに本体筒部１１ａを挿入できないため、グリップ部材２とクランプロッド３をワークの穴に挿入できず、ワークをクランプすることができない。或いは、ワークの外周部に形成されたボルト穴をクランプするような場合、ボルト穴の下面側の外周部に座ぐり部がある場合に、本体筒部１１ａの外径Ｄが座ぐり部の外径よりも大きいときにはそのボルト穴をクランプすることができない。

結局、ワークのクランプ対象の穴の付近に凸部、凹部又は段付き部などがある場合に、これら凸部、凹部又は段付き部と本体部材１１ａとの干渉を避ける為には、本体筒部１１ａが極力小径であることが望ましい。

上記のように本体筒部１１ａを本体部材１の上半部の中央部に形成し、本体筒部１１ａの上下方向の長さを本体部材１の全高の約半分の大きさに長く形成し、上記のように本体筒部１１ａの外径ＤをＤ＝（１．８〜３．０）×ｄの範囲に設定するため、クランプ装置Ｃの使い勝手が改善され、クランプ装置Ｃの汎用性を格段に高めることができる。
しかも、油圧シリンダ４の軸心と、グリップ部材２及びクランプロッド３の軸心が一致しているため、種々の部品の構造が複雑化せず、クランプ装置Ｃの製作費を節減できる。

着座面１８にワークＷを支持し、グリップ部材２とテーパ軸部３１を穴Ｈに挿入し、油圧で上方へ付勢される環状受圧部材５及びサポート部材６でグリップ部材２を支持した状態で、クランプロッド３を下降駆動してグリップ部材２を穴Ｈの壁面に食い込ませてから、クランプロッド３を下降駆動することで、ワークＷをクランプできる。

クランプロッド３の下端部分にＴ形係合部３３を形成し、このＴ形係合部３３をロッド部４６の上端部分のＴ形係合凹部４７に水平方向側方から係合可能に構成したため、油圧シリンダ４のピストン部材４１のロッド部４６を小径化して、本体筒部１１ａを小径化することが可能になる。

ロッド部４６の上半部の上端部分と外周側部分はＴ形係合凹部４７を形成する外周側分割体４８に形成され、ロッド部４６の上半部の中心側部分にネジ軸部４９が形成され、外周側分割体４８の下半部がネジ軸部４９に螺合されたため、Ｔ形係合凹部４７の製作と、クランプロッド３のＴ形係合部３３のＴ形係合凹部４７への組付けの面で有利である。

油圧シリンダ４のピストン部４５と環状受圧部材５との間に、環状受圧部材５に上方向きの油圧を作用させるクランプ用油室４２が形成されたため、クランプ用油室４２の油圧により環状受圧部材５及びサポート部材６を常時上方へ付勢してサポート部材６でもってグリップ部材２を支持することができる。

収容部１４の上壁部１４ａと水平壁部１４ｂとで環状受圧部材５を受け止めることで、環状受圧部材の上限位置と下限位置を規定することができる。そして、外周側分割体４８の下端の被係止部４８ａを下限位置にある環状受圧部材５の薄肉スリーブ５３で受け止めることにより、クランプロッド３及びピストン部材４１の下限位置を規定するため、クランプロッド３及びピストン部材４１を下限位置に受け止めるストッパ部材を本体部材１に設ける必要がない。

サポート部材６を環状受圧部材５から分割した形に構成したため、前記のように外周側分割体４８の下端の被係止部４８ａを環状受圧部材５の薄肉スリーブ５３で受け止めて下限位置を規定することが可能になった。しかせ、サポート部材６と環状受圧部材５を製作する上で有利になった。
グリップ部材２とクランプロッド３が本体筒部１１ａ及びピストン部材４１に対して水平方向へ可動であるため、ワークＷの穴Ｈの位置に製作誤差がある場合にも、グリップ部材２を穴Ｈの壁面に食い付かせることができる。

アンクランプ状態のとき、スクレーパ２８により、グリップ部材２とクランプロッド３の軸心が油圧シリンダ４の軸心に一致するように復帰させることができる。
作動確認機構８０により、環状受圧部材５が上限位置及び下限位置にある状態を検出できるため、グリップ部材２と環状受圧部材５が上限位置になったアンクランプ状態を確認でき、クランプ時にグリップ部材２がワークＷの穴Ｈの壁面をグリップしないでグリップ部材２と環状受圧部材５が下限位置になったクランプミス状態を検出できる。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）前記隙間Ｇ１，Ｇ２、その他の諸寸法として示した数値は、あくまで例示に過ぎず、それらの数値に限定されるものではない。
２）上部本体１１の平面視の形状は図示のものに限らず、円形に形成してもよい。また、このクランプ装置は油圧シリンダ４を採用したが、油圧シリンダの代わりにエアシリンダを採用してもよい。
３）その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を付加した形態で実施することができる。

機械加工に供する穴付きのワークの上面側に切削加工を施す場合に、ワークの穴を利用してクランプすることができるため、工業上の種々の利用可能性がある。

本発明の実施例に係るクランプ装置の平面図である。 図１のII−II線断面図（アンクランプ状態）である。 図２と同じ断面図（グリップ状態）である。 クランプ装置のクランプ状態のときの要部断面図である。 クランプ装置のクランプミス状態のときの断面図である。 下部本体部材とピストン部材とクランプロッドの分解斜視図である。 ピストン部材にクランプロッドを連結した状態における図６のＶII−ＶII線断面図である。 図１のＶIII −ＶIII 線断面図である。 図１のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。

Ｃ クランプ装置
１ 本体部材
２ グリップ部材
３ クランプロッド
４ 油圧シリンダ
５ 環状受圧部材
６ サポート部材
１１ 上部本体部材
１１ａ 本体筒部
１２ 下部本体部材
１４ 収容部
１４ａ 上端壁
１４ｂ 水平壁部
１８ 着座面
２２ グリップ爪部
２８ スクレーパ（弾性付勢手段）
３３ Ｔ形係合部
４１ ピストン部材
４２ クランプ用油室
４３ アンクランプ用油室
４５ ピストン部
４６ ロッド部
４７ Ｔ形係合凹部
４８ 外周側分割体
４９ ネジ軸部
５２ 係止鍔部
８０ 作動確認機構
８１ エア噴出孔
８２〜８５ エア通路
８６ 圧力スイッチ

Claims (5)

1. ワークの穴に挿入されて穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌係合させたテーパ軸部を有するクランプロッドと、前記グリップ部材とクランプロッドとを軸心方向へ昇降駆動可能な流体圧シリンダと、前記グリップ部材とクランプロッドと流体圧シリンダが付設される本体部材とを有するクランプ装置において、 前記流体圧シリンダのピストン部材を構成するピストン部及びこのピストン部から上方へ本体筒部内まで延びるロッド部と、
   前記本体部材内の収容部に上下方向へ可動に収容されて前記ロッド部に外嵌され且つ付勢手段で上方へ付勢された環状受圧部材と、
   前記ロッド部に可動に外嵌されて且つ前記環状受圧部材と一体的に動作して前記グリップ部材を下方から支持するサポート部材と、
   前記収容部を形成する壁部の一部の上向き水平壁部に前記環状受圧部材に対向状に開口されたエア噴出孔とこのエア噴出孔に加圧エアを供給するエア通路と前記エア通路内のエア圧の有無を検出するエア圧検出手段とを有し、ワークの穴に対してグリップ部材がスリップしたことを検知可能な作動確認手段と、
   を備えたことを特徴とするクランプ装置。
2. 前記環状受圧部材が前記収容部の上端壁に当接した上限位置と、前記環状受圧部材が前記収容部の前記水平壁部に当接した下限位置とに亙って前記環状受圧部材が移動可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記サポート部材は前記環状受圧部材から分割した形に構成され、前記サポート部材の下端が前記環状受圧部材の上端に当接し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。
4. 前記グリップ部材とクランプロッドとは、前記軸心と直交方向へ可動に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
5. 前記作動確認手段により、前記環状受圧部材が上限位置及び下限位置にある状態を検出可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。