JP6886653B2 - 仮ロック機能付きクランプ装置 - Google Patents

Description

この発明は、クランプ対象物を仮ロックする機能を備えるクランプ装置に関する。

この種のクランプ装置には、従来では、特許文献１(日本国・特開２００９−１９０１
３７号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。

ハウジングの上部に支持筒が上下方向に移動可能に挿入される。ハウジングの下部にピストンが上下方向に移動可能に挿入される。そのピストンの上部に連結されたクランプロッドが支持筒の内周孔に挿入される。そのピストンロッドの上部がハウジングから上方に突出し、そのクランプロッドにワークの孔が外嵌め可能となっている。前記の支持筒によって下方から支持される係合部材に、クランプロッドの上端部に形成された楔面が上方から楔係合する。その係合部材の外周面がワークの孔の内周面に係合可能となっている。

特開２００９−１９０１３７号公報（2009年8月27日公開）

上記の従来技術は次の問題がある。

上記のクランプ装置は、横向き姿勢となるように固定盤の壁面に固定される場合がある。この場合、そのクランプ装置のクランプロッドにワークの孔を外嵌めしたときに、何らかの外力がワークに作用することにより、例えば、ワークがバランスを崩したことにより、クランプ装置からワークが意図せずに取り外されることがある。

本発明の目的は、クランプ装置からクランプ対象物が意図せずに取り外されることを防止することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３または図４から図５Ｄまたは図６または図７に示すように、クランプ装置を次のように構成した。

ハウジング１に軸方向へ移動可能に挿入される支持筒１０が、クランプ対象物１４の孔１５に挿入される。前記支持筒１０を付勢手段２２が先端側へ所定の力で付勢する。前記ハウジング１の基端側にピストン２８が軸方向へ移動可能に挿入される。前記ピストン２８に連結されるクランプロッド３７が、前記支持筒１０の筒孔１３に挿入される。前記支持筒１０の筒壁に形成された第１開口部１１ａに第１係合部材４５が半径方向へ移動可能に支持される。その第１係合部材４５が、前記孔１５の前記基端側に形成された第１被係合部１５ａに係合可能に前記第１開口部１１ａに挿入される。また、前記クランプロッド３７の前記先端側に設けられた第１楔部４２が、第１係合部材４５に前記先端側から係合する。前記クランプロッド３７の前記先端側で前記支持筒１０に仮ロック機構５０が設けられる。前記仮ロック機構５０は、前記筒孔１３に軸方向へ移動可能に挿入される出力部材５１を有する。前記出力部材５１が第２駆動手段５７によって軸方向の前記基端側または前記先端側へ移動される。前記支持筒１０の筒壁に形成された第２開口部１１ｂに第２係合部材６０が半径方向の外方へ移動可能に挿入される。前記第２係合部材６０は、前記出力部材５１の外周面に形成された第２楔部５８に係合可能になっていると共に、前記孔１５の前記先端側に形成された第２被係合部１５ｂに係合可能となるように当該第２開口部１１ｂに挿入される。

本発明は次の作用効果を奏する。

そのクランプ装置の支持筒にクランプ対象物の孔を外嵌めしたときに、仮ロック機構の出力部材を駆動手段によってロック方向（軸方向の基端側）へ移動させると、その出力部材が第２楔部を介して第２係合部材を半径方向の外方へ移動させ、その第２係合部材が孔の第２被係合部に係合される（仮ロック状態）。その仮ロック状態でクランプ装置からクランプ対象物を取り外す方向の外力がクランプ対象物に作用すると、その外力が第２被係合部と第２係合部材とを介して出力部材に受け止められる。その結果、クランプ装置の支持筒からクランプ対象物が意図せずに取り外されることが防止される。

本発明は、下記の（１）から（５）のうちのいずれかの構成を加えることが好ましい。
（１）前記出力部材５１の外周面に前記第２楔部５８とストレート部５９とが前記基端側から前記先端側に連続して形成される。前記ストレート部５９に前記第２係合部材６０が係合可能となるように構成される。この場合、第２係合部材がストレート部に係合することにより、その第２係合部材が半径方向の外方に移動された状態が確実に維持される。
（２）前記ハウジング１の前記先端側に、前記クランプ対象物１４を載置する着座面３ａが形成される。前記着座面３ａに着座検出用の検出孔７５が形成される。前記検出孔７５に圧力流体が供給される。

この場合、クランプ対象物が着座面に載置された状態で供給路に圧力流体を供給すると、供給路の圧力が上昇する。その上昇圧力を検出することにより、クランプ対象物が着座面に載置されたことを確実に検出できる。
（３）前記筒孔１３の内周壁と前記クランプロッド３７の先端部の外周壁との間に前記出力部材５１が軸方向に移動可能で保密状に挿入される。前記筒孔１３内で前記出力部材５１の前記先端側に作動室５３が形成される。前記作動室５３が前記第２駆動手段５７の一部を構成する。

この場合、作動室に供給される圧力流体によって出力部材が基端側へ確実に駆動される。
（４）前記筒孔１３の先端壁７４から係止部材７６が当該筒孔１３内に突設される。前記係止部材７６の外周壁と前記筒孔１３の内周壁との間に前記出力部材５１が軸方向に移動可能に挿入される。前記第２駆動手段５７を構成する進出バネ５２が、前記先端壁７４と前記出力部材５１との間に装着される。前記進出バネ５２が前記出力部材５１を前記基端側に付勢する。

この場合、クランプ対象物をクランプ装置に搬入するときに、クランプ対象物の孔を支持筒に外嵌めしていく。すると、クランプ対象物の孔の周壁が第２係合部材を半径方向の内方へ移動させ、その第２係合部材が出力部材を進出バネに抗して先端側へ押動する。次いで、第２係合部材がクランプ対象物の孔の第２被係合部に係合可能な位置までクランプ対象物の孔を支持筒に外嵌めしたときに、進出バネが出力部材を介して第２係合部材を半径方向の外方へ押動させて、その第２係合部材が第２被係合部に確実に係合される（仮ロック状態）。その仮ロック状態でクランプ装置からクランプ対象物を取り外す方向の外力がクランプ対象物に作用すると、その外力が第２被係合部と第２係合部材とを介して出力部材に受け止められる。その結果、クランプ装置の支持筒からクランプ対象物が意図せずに取り外されることが防止される。
（５）前記筒孔１３の先端壁７４から係止部材７６が当該筒孔１３内に突設される。前記係止部材７６の外周壁と前記筒孔１３の内周壁との間に前記出力部材５１が軸方向に移動可能に挿入される。前記第２駆動手段５７を構成する進出バネ５２が、前記係止部材７６と前記出力部材５１との間に装着される。前記進出バネ５２が前記出力部材５１を前記先端側に付勢する。

この場合、本発明のクランプ装置の仮ロック機構によって支持筒からクランプ対象物が意図せずに取り外されることが防止される。

図１は、本発明の第１実施形態を示し、クランプ装置のアンクランプ状態を示す断面図である。 図２は、上記クランプ装置に設けられた仮ロック機構によってクランプ対象物を仮ロックした状態を示し、上記図１に類似する図である。 図３は、上記クランプ装置のクランプ状態を示し、上記図１に類似する図である。 図４は、本発明の第２実施形態を示し、上記図３に類似する図である。 図５Ａは、本発明の第１実施形態の仮ロック機構を部分拡大図である。図５Ｂは、図５Ａ中の５Ｂ-５Ｂ線の矢視図に相当する図である。図５Ｃは、本発明の第２実施形態の仮ロック機構を部分拡大図である。図５Ｄは、図５Ｃ中の５Ｄ-５Ｄ線の矢視図に相当する図である。 図６は、本発明の第３実施形態を示し、上記図２に類似する図である。 図７は、上記の図６の第３実施形態の変形例を示し、上記図６に類似する図である。

図１から図３または図４から図５Ｄまたは図６または図７は、本発明の実施形態を示している。本明細書において、「右」とは、図１〜図７に示される直交座標におけるＸ軸の正方向を意味するものとし、「左」とは、当該Ｘ軸の負方向を意味するものとする。「上」とは、Ｙ軸の正方向を意味するものとし、「下」とは、当該Ｙ軸の負方向を意味するものとする。従って、例えば、「左右方向」とはＸ軸に平行な方向を意味し、「右上」とはＸ軸の正方向とＹ軸の正方向とに対応する斜め方向を意味する。「右端部」とはＸ軸の正方向側に配置された端部を意味し、「左端壁」とはＸ軸の負方向側の端部に配置された壁を意味する。「右面」とはＸ軸の正方向側の面を意味する。また、ロック方向（軸方向の基端側）とは、Ｘ軸の正方向を意味する。特許請求の範囲に記載の「基端側」は、図１〜図７に示される態様においてはＸ軸の正方向に対応し、「先端側」とはＸ軸の負方向に対応する。

まず、アンクランプ状態を示す図１に基づいて上記クランプ装置の構造を説明する。

固定盤Ｗの左壁面にハウジング１が固定され、そのハウジング１は、右側（基端側）から順に形成された第１ハウジング２と第２ハウジング３とを有する。第１ハウジング２と第２ハウジング３とは、複数のボルト（図示せず）によって固定される。

第１ハウジング２にシリンダ孔５が左右方向（軸方向）に貫通され、そのシリンダ孔５に連通するように第２ハウジング３に収容孔６が左右方向に貫通される。その収容孔６に支持筒１０が左右方向に移動可能に挿入される。

上記の第１ハウジング２から左方へ突出された支持筒１０の先端部分１１が、ワーク１４（クランプ対象物）の孔１５に係合可能に挿入される。その先端部分１１は頂壁と周壁を有している。また、収容孔６に支持筒１０の基端部分１２が左右方向に移動可能に挿入される。その先端部分１１の内周孔と基端部分１２の内周孔とによって支持筒１０の筒孔１３が構成される。

上記の支持筒１０の右側に配置されたバネ室１８に、圧縮コイルバネからなる進出バネ１９が装着される。その進出バネ１９がバネ受け２０と筒部材２１と支持筒１０とを介して第１係合部材４５を左方へ所定の力で付勢している。即ち、この実施形態では、上記進出バネ１９とバネ受け２０と筒部材２１とが、支持筒１０を所定の力で左方へ押す付勢手段２２を構成している。

上記のシリンダ孔５にピストン２８が挿入される。上記ピストン２８は、右側から順に形成されたピストン本体２９とピストンロッド３０とを有する。そのピストン本体２９がシリンダ孔５の大径孔５ａに左右方向へ移動可能で保密状に挿入されると共に、ピストンロッド３０がシリンダ孔５の小径孔５ｂに保密状に挿入される。

上記ピストン本体２９の右側にアンクランプ室３１が形成され、ピストン本体２９の左側にクランプ室３２が形成される。また、固定盤Ｗに形成されたアンクランプ用の圧油給排路３３が、アンクランプ室３１に連通される。第１ハウジング２に形成されたクランプ用の圧油給排路３４がクランプ室３２に連通される。本実施形態において、ピストン２８とアンクランプ室３１とクランプ室３２とによって第１駆動手段としての油圧シリンダ２７が構成される。

上記の支持筒１０の筒孔１３にクランプロッド３７が挿入される。そのクランプロッド３７の軸心は、上記ピストン２８の軸心に対して下方へ所定の間隔を空けて平行に配置されている。そのクランプロッド３７は、右側から順に設けられた連結部材３８とクランプロッド本体３９とを有する。その連結部材３８の右上部に凹部３８ａが形成され、ピストンロッド３０の左端部から下方に突設された凸部３０ａに対面している。連結部材３８の凹部３８ａにピストンロッド３０の凸部３０ａが上方から挿入されることにより、ピストン２８のピストンロッド３０とクランプロッド３７の連結部材３８とが連結される。また、連結部材３８の左端部に形成されたＴ溝４０には、クランプロッド本体３９の右端部に形成されたＴ脚４１が装着される。クランプロッド本体３９の左部の外周に３つの第１楔面（第１楔部）４２が周方向へ所定の間隔をあけて形成され、その第１楔面４２が左方へ向かうにつれて軸から遠ざかるように形成される。

上記先端部分１１の周壁に３つの第１楔面４２に対応する３つの開口部１１ａが周方向へ所定の間隔をあけて半径方向に形成される。その開口部１１ａに第１係合部材４５が半径方向へ移動可能に挿入される。また、各第１係合部材４５の内周側に傾斜面が左方へ向かうにつれてクランプロッド３７の軸心から遠ざかるように形成されている。その傾斜面に、クランプロッド本体３９の左部に設けた第１楔面（第１楔部）４２が左側から楔係合する。各第１係合部材４５の外周面に鋸刃状の突起が左右方向に複数形成される。その第１係合部材４５が、上記の孔１５の右部にストレートに形成された第１被係合部１５ａに係合可能に開口部１１ａに挿入される。

上記の第１係合部材４５の外周部に溝が周方向に形成されると共に、その溝に対応する高さ位置で支持筒１０の外周部に溝が周方向に形成される。第１係合部材４５の溝と支持筒１０の溝とを通って、ゴムや板バネ等の弾性体からなる薄肉のリング４６が装着される。そのリング４６が第１係合部材４５を半径方向の内方へ付勢している。これにより、リング４６によって第１係合部材４５が支持筒１０の外周面よりも半径方向の内方へ収容される。その結果、ワーク１４の孔１５を支持筒１０に外嵌めするときに、ワーク１４が第１係合部材４５に衝突するのを防止できる。

また、上記の収容孔６と支持筒１０の外周壁との間にダストシール４７が配置されている。これにより、切り屑等の異物が収容孔６内に侵入するのを防止できる。

前記のクランプロッド３７の左側で支持筒１０に仮ロック機構５０が設けられる。その仮ロック機構５０は、次のように構成される。

前記の支持筒１０の筒孔１３に出力部材５１が左右方向へ移動可能で挿入される。その出力部材５１と筒孔１３の左端壁の右面との間に進出バネ５２が装着され、その進出バネ５２が出力部材５１を右方に付勢する。前記のクランプロッド本体３９の左端部に形成された小径部３９ａに、前記の出力部材５１の右端面に開口された内周孔５１ａが左右方向に移動可能で保密状に挿入される。その内周孔５１ａと小径部３９ａとによって作動室５３が区画形成される。その作動室５３が、クランプロッド３７に形成された連通路５４を通ってバネ室１８に連通される。そのバネ室１８が、ピストンロッド３０の外周に形成された環状空間５５に連通される。その環状空間５５が、第１ハウジング２に形成された流路５６に連通される。加圧エアの供給源（図示しない）から加圧エア（圧力流体）が流路５６と環状空間５５とバネ室１８と連通路５４とを介して前記の作動室５３に供給される。本実施形態において、出力部材５１を左右方向へ駆動させる第２駆動手段（駆動手段）５７が進出バネ５２と作動室５３とによって構成される。前記の出力部材５１の外周面に第２楔面（第２楔部）５８が右方に向かうにつれて軸心に近づくように形成され、その第２楔面５８の左側にストレート面５９が連続して形成される。前記の支持筒１０の周壁に複数の開口部１１ｂが周方向に所定の間隔をあけて形成され、各開口部１１ｂにボール（第２係合部材）６０が半径方向へ移動可能に挿入される。そのボール６０が、第２楔面５８またはストレート面５９に係合可能となっている。また、前記の支持筒１０がワーク１４の孔１５に外嵌めされたときに、ボール６０は、上記の孔１５に左方に向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成された第２被係合部１５ｂに係合可能となっている。

上記構成のクランプ装置にオーバーストローク検出用の弁機構６２が設けられる。その弁機構６２は、図１に示すように、次のように構成される。

前記の第２ハウジング３に弁機構６２の弁室６３が左右方向に形成される。その弁室６３の左端壁にエア供給路６４が連通される。その弁室６３とエア供給路６４との連結部分の周縁に弁座６５が形成される。弁室６３の内周壁にエア排出路６６が連通される。また、ピストンロッド３０の左端面に装着孔６７が開口され、その装着孔６７に弁部材６８の右部が左右方向へ移動可能に挿入される。また、弁部材６８の左部が弁室６３に左右方向へ移動可能で保密状に挿入される。その弁部材６８の左端面に弁面６９が形成され、その弁部材６８の右部と装着孔６７の底面との間に進出バネ７０が装着され、その進出バネ７０が弁部材６８を弁座６５に向けて左方に付勢する。また、上記の装着孔６７の内周面から上下方向に突設されたピン７１が、弁部材６８の左右方向の途中部に形成された長孔７２に挿入される。

前記の第２ハウジング３の左端面に着座面３ａが形成される。その着座面３ａが、ワーク１４の右端面に形成された被着座面１４ａに当接可能となっている。その着座面３ａに着座検出用の検出孔７５が開口される。その着座検出用の検出孔７５に前記のエア供給路６４が連通される。

上記構成のクランプ装置は、図１から図３に示すように、以下のように動作する。

図１のアンクランプ状態では、前記クランプ室３２の圧油が排出される共に、アンクランプ室３１に圧油が供給される。これにより、ピストン２８とクランプロッド３７とが左側位置に移動され、前記の支持筒１０が進出バネ１９によって左側位置に保持されている。

また、仮ロック機構５０の作動室５３に圧力流体としての加圧エアが供給されることにより、出力部材５１が進出バネ５２に抗して左側位置に移動されている。このため、ボール６０が半径方向の内方への移動が許容される。図１に示される２個のボール６０のうちの上側のボール６０は、重力の作用により半径方向の内方へ移動して出力部材５１の第２楔面５８と当接する位置に配置される。下側のボール６０は、重力の作用により出力部材５１の第２楔面５８と離間する位置に配置される。

また、弁機構６２の弁部材６８が進出バネ７０によって左側位置に移動され、弁面６９が弁座６５に当接されている。これにより、弁機構６２は、閉弁されている。

上記アンクランプ状態で、ワーク１４の孔１５を、何らかの搬入装置または手動によってクランプ装置の左方に搬入し、そのワーク１４の孔１５を支持筒１０の先端部分１１に外嵌める。すると、まず、上記ワーク１４の被着座面１４ａが、第２ハウジング３の着座面３ａに受け止められると共に着座検出用の検出孔７５を閉じる。次いで、この状態で検出孔７５に加圧エアを供給すると、検出孔７５の圧力が上昇する。その上昇圧力を圧力センサ（図示しない）によって検出することにより、ワーク１４の着座状態が検出される。その検出情報が制御装置（図示しない）に送信され、その制御装置が、仮ロック機構５０の作動室５３に加圧エアを供給するのを停止させる。引き続いて、進出バネ５２が出力部材５１を右方へ移動させると、図２に示すように、出力部材５１の第２楔面５８がボール６０を支持筒１０の半径方向の外方へ移動させる。そのボール６０が出力部材５１のストレート面５９に係合することにより、そのボール６０が半径方向の外側位置へ移動させた状態が維持される（仮ロック状態）。

ところで、その仮ロック状態でクランプ装置からワーク１４を取り外す方向への外力（意図しない外力）が第２被係合部１５ｂを介してボール６０に作用する場合がある。この場合には、そのボール６０を押す力がストレート面５９を介して出力部材５１に受け止められる。その結果、支持筒１０からワーク１４が外れて落下することが防止される。

ここで、支持筒１０の半径方向とは、図１〜図３に示される態様ではＹ軸方向を意味する。また、支持筒１０の半径方向の外方は、図１〜図３に示される上側のボール６０との関係ではＹ軸の正方向を意味し、下側のボール６０との関係ではＹ軸の負方向を意味する。

なお、上記の制御装置を省略してもよい。この場合、ワーク取付けの作業者が圧力供給源を手動で操作することにより、仮ロック機構５０の作動室５３に加圧エアを供給、又は、供給を停止する。

図２の仮ロック状態から図３のクランプ状態へ切り換えるときには、アンクランプ室３１の圧油を排出すると共に、クランプ室３２に圧油を供給する。すると、まず、進出バネ１９の付勢力（所定の力）によって左側位置に保持された支持筒１０に対して、ピストン２８とクランプロッド３７とが右方へ移動されていく。次いで、クランプロッド３７の第１楔面４２によって第１係合部材４５が縮径状態から拡径され（半径方向の外方へ移動され）、当該第１係合部材４５がワーク１４の孔１５の第１被係合部１５ａに係合する。引き続いて、第１被係合部１５ａに食い込んだ状態の第１係合部材４５が、その第１被係合部１５ａを介してワーク１４を進出バネ１９の付勢力に抗して右方へ引っ張る。これにより、ワーク１４の被着座面１４ａが第２ハウジング３の着座面３ａに強力に押圧される。その結果、クランプ装置は、図３のクランプ状態に切り換えられる。

このクランプ状態では、ピストン２８が右側位置に移動されたことにより、弁機構６２のピン７１も右側位置に移動されるが、ピン７１と長孔７２の右端面との間に当接隙間が残されている。このため、弁機構６２は、閉弁状態が維持されている。従って、上記クランプ状態では、加圧エアがエア供給路６４に供給されると、そのエア供給路６４の圧力が上昇する。その上昇圧力を検出することにより、ピストン２８が所定のクランプストローク領域に移動された（オーバーストローク状態でない）ことが検出される。

クランプ装置を図３のクランプ状態から図１のアンクランプ状態へ切り換えるときには、クランプ室３２の圧油を排出すると共にアンクランプ室３１へ圧油を供給する。これにより、クランプ装置は、上述したクランプ動作とはほぼ逆の手順でアンクランプ状態へ切り換えられる。

ところで、ワーク１４の孔１５の直径が許容範囲よりも大きい等の原因により、上記のクランプ駆動時に、孔１５の第１被係合部１５ａと拡径された第１係合部材４５との間に滑りが生じることがある。この場合には、上記ピストン２８とクランプロッド３７とが所定のクランプストローク領域よりも過度に右方に移動する（オーバーストローク状態になる）。このとき、ピストン２８がピン７１と弁部材６８の長孔７２の右端面とを介して弁部材６８を右側位置へ移動させ、その弁部材６８の弁面６９が弁座６５から離間され弁機構６２が開弁される。このため、エア供給路６４に供給された加圧エアが、開弁隙間と弁室６３とエア排出路６６とを通って外部へ排出され、エア供給路６４の圧力が下降する。これにより、クランプ装置がオーバーストローク状態であることが検知される。

上記のオーバーストローク状態では、第１係合部材４５が第１被係合部１５ａを十分な押圧力で押圧していないが、仮ロック機構５０の出力部材５１によってボール６０が半径方向の外方へ移動させたロック状態が維持されているので、ワーク１４が支持筒から外れて落下するのが防止されている。

上記の実施形態は次の長所を奏する。

上記のクランプ装置の支持筒１０にワーク１４の孔１５を外嵌めしたときに、仮ロック機構５０の作動室５３に加圧エアを供給するのを停止すると、進出バネ５２が出力部材５１を右方へ移動させる。すると、まず、その出力部材５１が第２楔面５８を介してボール６０を半径方向の外方へ移動させると、そのボール６０がワーク１４の孔１５の第２被係合部１５ｂに係合される。次いで、出力部材５１のストレート面５９にボール６０が係合することにより、そのボール６０が半径方向の外側位置に移動された状態が維持される（仮ロック状態）。この仮ロック状態でクランプ装置からワーク１４を取り外す方向の外力が当該ワーク１４に作用すると、その外力が第２被係合部１５ｂとボール６０とストレート面５９を介して出力部材５１に受け止められる。その結果、クランプ装置からワーク１４が意図せず取り外されることが防止される。

図４から図５Ｄまたは図６または図７は、本発明の第２実施形態および第３実施形態を示している。これらの各実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。

図４から図５Ｄに示す第２実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。

本実施形態では、支持筒１０の筒孔１３とクランプロッド本体３９の小径部３９ａとの間に筒状の出力部材５１が左右方向へ移動可能に挿入される。支持筒１０の筒孔１３の内周面と出力部材５１の外周面との間に封止部材が装着されると共に、出力部材５１の筒孔の内周面と小径部３９ａの外周面との間に封止部材が装着される。その出力部材５１の右壁とクランプロッド本体３９の左壁との間に進出バネ５２が装着され、その進出バネ５２が出力部材５１を左方に付勢する。支持筒１０の筒孔１３内で出力部材５１およびクランプロッド本体３９の小径部３９ａの左側に作動室５３が区画形成される。加圧エアの供給源（図示しない）から加圧エア（圧力流体）が流路５６と環状空間５５と連通路５４とを介して前記の作動室５３に供給される。本実施形態において、出力部材５１を左右方向へ駆動させる第２駆動手段（駆動手段）５７が進出バネ５２と作動室５３とによって構成される。前記の出力部材５１の外周面に第２楔面（第２楔部）５８が右方に向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成され、その第２楔面５８の右側にストレート面５９が連続して形成される。

図５Ｃおよび図５Ｄに示す第２実施形態のクランプ装置では、作動室５３が支持筒１０の筒孔１３とクランプロッド３９の小径部３９ａとの間に形成される。このため、第２実施形態の出力部材５１の受圧面積は、出力部材５１の内周孔５１ａ内に形成される第１実施形態の出力部材５１の受圧面積よりも大きく設定できる。

上記構成のクランプ装置の仮ロック機構５０は、図４に示すように、以下のように動作する。

上記の仮ロック機構５０の作動室５３に圧力流体としての加圧エアが供給されると、出力部材５１が進出バネ５２に抗して右側位置に移動される。このため、ボール６０が半径方向の内方への移動が許容される。２個のボール６０のうちの上側のボール６０は、重力の作用により半径方向の内方へ移動して出力部材５１の第２楔面５８と当接する位置に配置される。下側のボール６０は、重力の作用により出力部材５１の第２楔面５８と離間する位置に配置される。

また、仮ロック機構５０の作動室５３に加圧エアを供給するのを停止させると、進出バネ５２が出力部材５１を左方へ移動させる。すると、図４に示すように、出力部材５１の第２楔面５８がボール６０を支持筒１０の半径方向の外方へ移動させる。そのボール６０が出力部材５１のストレート面５９に係合することにより、そのボール６０が半径方向の外側位置へ移動させた状態が維持される（仮ロック状態）。この仮ロック状態でクランプ装置からワーク１４を取り外す方向の外力が当該ワーク１４に作用すると、その外力が第２被係合部１５ｂとボール６０とストレート面５９を介して出力部材５１に受け止められる。その結果、クランプ装置からワーク１４が意図せず取り外されることが防止される。

上記の第２実施形態は次の長所を奏する。

上記の作動室５３の加圧エアによって出力部材５１が右方へ確実に仮ロック解除駆動される。

図６に示す第３実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。

本実施形態の仮ロック機構５０は、次のように構成される。

前記の支持筒１０の筒孔１３内で支持筒１０の左端壁７４から係止部材７６が右方へ突設される。係止部材７６が、左方から順に形成される小径部７６ａと大径部７６ｂとを有する。係止部材７６と筒孔１３の内周面との間に筒状の出力部材５１が左右方向へ移動可能で挿入される。その出力部材５１と筒孔１３の左端壁７４との間に進出バネ５２が装着され、その進出バネ５２が出力部材５１を右方に付勢する。その出力部材５１が、係止部材７６の大径部７６ｂに右方から受け止められている。また、出力部材５１の外周面に第２楔面（第２楔部）５８が右方に向かうにつれて軸心に近づくように形成される。その第２楔面５８にボール６０が係合可能となっている。そのボール６０が支持筒１０の開口部１１ｂに沿って半径方向の内方へ移動されたときに、そのボール６０が係止部材７６の大径部７６ｂの外周面に半径方向の内方から受け止め可能となっている。

なお、本実施形態では、作動室５３が省略されており、進出バネ５２によって第２駆動手段（駆動手段）５７が構成される。

上記の第３実施形態のクランプ装置は次の作用効果を奏する。

上記のクランプ装置にワーク１４が搬入される前の初期状態では、仮ロック機構５０の出力部材５１は、進出バネ５２によって右側位置に移動され、係止部材７６の大径部７６ｂに左方から受け止められている。このため、ボール６０が半径方向の外方（上下方向）へ移動されている。

そして、上記アンクランプ状態で、何らかの搬入装置または手動によってクランプ装置の左方にワーク１４が搬入され、そのワーク１４の孔１５を支持筒１０の先端部分１１に外嵌めていく。すると、そのワーク１４の孔１５の周壁がボール６０を半径方向の内方へ移動させ、そのボール６０が第２楔面５８を介して出力部材５１を左方へ押動させる。次いで、図６に示すように、ボール６０がワーク１４の孔１５の第２被係合部１５ｂに係合される。これにより、出力部材５１の第２楔面５８がボール６０を半径方向の外側位置に移動させた状態が進出バネ５２の付勢力によって維持される（仮ロック状態）。この仮ロック状態でクランプ装置からワーク１４を取り外す外力が当該ワーク１４に作用すると、その外力が第２被係合部１５ｂとボール６０と第２楔面５８と出力部材５１と進出バネ５２とを介して左端壁７４に左側から受け止められる。その結果、クランプ装置からワーク１４が意図せず取り外されることが防止される。

また、仮ロック状態のワークをクランプ装置から取り外すときには、進出バネ５２の右方への付勢力よりも大きな左方への外力を出力部材５１に作用させることにより、クランプ装置からワークを取り外すことができる。

また、停電等によって油圧供給源からの圧油の供給が停止されたときには、仮ロック機構５０の進出バネ５２が出力部材５１を右側へ移動させることにより、出力部材５１がボール６０を半径方向の外方に移動させた仮ロック状態が維持される。これにより、クランプ装置からワーク１４が落下することが防止される。

上記の第３実施形態は、次のように変更可能である。

図７に示すように、進出バネ５２が係止部材７６の大径部７６ｂと出力部材５１との間に装着される。進出バネ５２が係止部材７６に対して出力部材５１を左方（先端側）に付勢する。また、第２楔面５８が出力部材５１の外周部に左方へ向かうにつれて軸心に近づく（先細りする）ように形成される。

上記の各実施形態は、次のように変更可能である。

クランプ装置の配置姿勢は、図示の横向き姿勢に代えて、縦向き姿勢や、斜め向き姿勢であってもよい。

上記の第１駆動手段としての油圧シリンダ２７は、複動式のシリンダに代えて単動式のシリンダであってもよい。さらには、第１駆動手段は、例示の油圧シリンダ２７に代えて、空圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。

本発明が適用されるクランプ対象物は、例示したワーク１４に代えてワークパレットや金型などであってもよい。

上記の第１楔面４２及び第１係合部材４５は、周方向へ所定の間隔を空けて３つ配置する例を示したが、１つまたは２つまたは４つ以上配置してもよい。

上記の支持筒１０の頂壁を省略してもよい。

上記の付勢手段２２は、例示した進出バネ１９などによって構成されるのに代えて、油圧シリンダ等の流体圧シリンダによって構成されてもよい。

上記の仮ロック機構５０または弁機構６２に供給される圧力流体は、例示した加圧エアに代えて、他の気体や圧油などの他の液体であってもよい。

上記の出力部材５１のストレート面５９を省略してもよい。

上記の第２楔面５８及び第２係合部材としてのボール６０は、支持筒１０の周壁に周方向へ所定の間隔を空けて複数配置するのに代えて、支持筒１０の周壁に１つ設けてもよい。

その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１：ハウジング,３ａ：着座面,１０：支持筒,１１ａ：第１開口部,１１ｂ：第２開口部,１３：筒孔,１４：ワーク（クランプ対象物），１５：孔,１５ａ：第１被係合部,１５ｂ：第２被係合部,２２：付勢手段,２８：ピストン,３７：クランプロッド，４２：第１楔面（第１楔部），４５：第１係合部材，５０：仮ロック機構，５１：出力部材,５２：進出バネ,５３：作動室,５７：第２駆動手段（駆動手段）,５８：第２楔面（第２楔部）,５９：ストレート面,６０：ボール（第２係合部材）,７４：先端壁,７５：検出孔,７６：係止部材．

Claims (5)

1. クランプ対象物（１４）の孔（１５）に挿入されると共に、ハウジング（１）に軸方向へ移動可能に挿入される支持筒（１０）と、
   前記支持筒（１０）を先端側へ所定の力で付勢する付勢手段（２２）と、
   前記ハウジング（１）の基端側に軸方向へ移動可能に挿入されるピストン（２８）と、
   前記支持筒（１０）の筒孔（１３）に挿入されると共に、前記ピストン（２８）に連結されるクランプロッド（３７）と、
   前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第１開口部（１１ａ）に半径方向へ移動可能に支持されると共に、前記孔（１５）の前記基端側に形成された第１被係合部（１５ａ）に係合可能に前記第１開口部（１１ａ）に挿入される第１係合部材（４５）であって、前記クランプロッド（３７）の前記先端側に設けられた第１楔部（４２）が前記先端側から係合する第１係合部材（４５）と、
   前記クランプロッド（３７）の前記先端側で前記支持筒（１０）に設けられる仮ロック機構（５０）と、を備え、
   前記仮ロック機構（５０）は、
   前記筒孔（１３）に軸方向へ移動可能に挿入される出力部材（５１）と、
   前記出力部材（５１）を軸方向の前記基端側または前記先端側へ移動させる駆動手段（５７）と、
   前記出力部材（５１）の外周面に形成された第２楔部（５８）に係合可能となっていると共に、前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第２開口部（１１ｂ）に半径方向の外方へ移動可能に挿入された第２係合部材（６０）であって、前記孔（１５）の前記先端側に形成された第２被係合部（１５ｂ）に係合可能となるように当該第２開口部（１１ｂ）に挿入される第２係合部材（６０）と、を備え、
   前記筒孔（１３）の内周壁と前記クランプロッド（３７）の先端部の外周壁との間に前記出力部材（５１）が軸方向に移動可能で保密状に挿入され、
   前記筒孔（１３）内で前記クランプロッド（３７）の前記先端側に作動室（５３）が形成され、前記作動室（５３）が前記駆動手段（５７）の一部を構成する、
   ことを特徴とするクランプ装置。
2. クランプ対象物（１４）の孔（１５）に挿入されると共に、ハウジング（１）に軸方向へ移動可能に挿入される支持筒（１０）と、
   前記支持筒（１０）を先端側へ所定の力で付勢する付勢手段（２２）と、
   前記ハウジング（１）の基端側に軸方向へ移動可能に挿入されるピストン（２８）と、
   前記支持筒（１０）の筒孔（１３）に挿入されると共に、前記ピストン（２８）に連結されるクランプロッド（３７）と、
   前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第１開口部（１１ａ）に半径方向へ移動可能に支持されると共に、前記孔（１５）の前記基端側に形成された第１被係合部（１５ａ）に係合可能に前記第１開口部（１１ａ）に挿入される第１係合部材（４５）であって、前記クランプロッド（３７）の前記先端側に設けられた第１楔部（４２）が前記先端側から係合する第１係合部材（４５）と、
   前記クランプロッド（３７）の前記先端側で前記支持筒（１０）に設けられる仮ロック機構（５０）と、を備え、
   前記仮ロック機構（５０）は、
   前記筒孔（１３）に軸方向へ移動可能に挿入される出力部材（５１）と、
   前記出力部材（５１）を軸方向の前記基端側または前記先端側へ移動させる駆動手段（５７）と、
   前記出力部材（５１）の外周面に形成された第２楔部（５８）に係合可能となっていると共に、前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第２開口部（１１ｂ）に半径方向の外方へ移動可能に挿入された第２係合部材（６０）であって、前記孔（１５）の前記先端側に形成された第２被係合部（１５ｂ）に係合可能となるように当該第２開口部（１１ｂ）に挿入される第２係合部材（６０）と、を備え、
   前記出力部材（５１）の外周面に前記第２楔部（５８）とストレート部（５９）とが前記基端側から前記先端側、または、前記先端側から前記基端側に連続して形成され、前記ストレート部（５９）に前記第２係合部材（６０）が係合可能となるように構成され、
   前記第２係合部材（６０）が前記第２楔部（５８）と前記ストレート部（５９）との間を移動するように、前記駆動手段（５７）により前記出力部材（５１）を駆動する、
   ことを特徴とするクランプ装置。
3. クランプ対象物（１４）の孔（１５）に挿入されると共に、ハウジング（１）に軸方向へ移動可能に挿入される支持筒（１０）と、
   前記支持筒（１０）を先端側へ所定の力で付勢する付勢手段（２２）と、
   前記ハウジング（１）の基端側に軸方向へ移動可能に挿入されるピストン（２８）と、
   前記支持筒（１０）の筒孔（１３）に挿入されると共に、前記ピストン（２８）に連結されるクランプロッド（３７）と、
   前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第１開口部（１１ａ）に半径方向へ移動可能に支持されると共に、前記孔（１５）の前記基端側に形成された第１被係合部（１５ａ）に係合可能に前記第１開口部（１１ａ）に挿入される第１係合部材（４５）であって、前記クランプロッド（３７）の前記先端側に設けられた第１楔部（４２）が前記先端側から係合する第１係合部材（４５）と、
   前記クランプロッド（３７）の前記先端側で前記支持筒（１０）に設けられる仮ロック機構（５０）と、を備え、
   前記仮ロック機構（５０）は、
   前記筒孔（１３）に軸方向へ移動可能に挿入される出力部材（５１）と、
   前記出力部材（５１）を軸方向の前記基端側または前記先端側へ移動させる駆動手段（５７）と、
   前記出力部材（５１）の外周面に形成された第２楔部（５８）に係合可能となっていると共に、前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第２開口部（１１ｂ）に半径方向の外方へ移動可能に挿入された第２係合部材（６０）であって、前記孔（１５）の前記先端側に形成された第２被係合部（１５ｂ）に係合可能となるように当該第２開口部（１１ｂ）に挿入される第２係合部材（６０）と、を備え、
   前記筒孔（１３）の先端壁（７４）から係止部材（７６）が当該筒孔（１３）内に突設され、
   前記係止部材（７６）の外周壁と前記筒孔（１３）の内周壁との間に前記出力部材（５１）が軸方向に移動可能に挿入され、
   前記駆動手段（５７）を構成する進出バネ（５２）が、前記先端壁（７４）と前記出力部材（５１）との間に装着され、
   前記進出バネ（５２）が前記出力部材（５１）を前記基端側に付勢する、
   ことを特徴とするクランプ装置。
4. クランプ対象物（１４）の孔（１５）に挿入されると共に、ハウジング（１）に軸方向へ移動可能に挿入される支持筒（１０）と、
   前記支持筒（１０）を先端側へ所定の力で付勢する付勢手段（２２）と、
   前記ハウジング（１）の基端側に軸方向へ移動可能に挿入されるピストン（２８）と、
   前記支持筒（１０）の筒孔（１３）に挿入されると共に、前記ピストン（２８）に連結されるクランプロッド（３７）と、
   前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第１開口部（１１ａ）に半径方向へ移動可能に支持されると共に、前記孔（１５）の前記基端側に形成された第１被係合部（１５ａ）に係合可能に前記第１開口部（１１ａ）に挿入される第１係合部材（４５）であって、前記クランプロッド（３７）の前記先端側に設けられた第１楔部（４２）が前記先端側から係合する第１係合部材（４５）と、
   前記クランプロッド（３７）の前記先端側で前記支持筒（１０）に設けられる仮ロック機構（５０）と、を備え、
   前記仮ロック機構（５０）は、
   前記筒孔（１３）に軸方向へ移動可能に挿入される出力部材（５１）と、
   前記出力部材（５１）を軸方向の前記基端側または前記先端側へ移動させる駆動手段（５７）と、
   前記出力部材（５１）の外周面に形成された第２楔部（５８）に係合可能となっていると共に、前記支持筒（１０）の筒壁に形成された第２開口部（１１ｂ）に半径方向の外方へ移動可能に挿入された第２係合部材（６０）であって、前記孔（１５）の前記先端側に形成された第２被係合部（１５ｂ）に係合可能となるように当該第２開口部（１１ｂ）に挿入される第２係合部材（６０）と、を備え、
   前記筒孔（１３）の先端壁（７４）から係止部材（７６）が当該筒孔（１３）内に突設され、
   前記係止部材（７６）の外周壁と前記筒孔（１３）の内周壁との間に前記出力部材（５１）が軸方向に移動可能に挿入され、
   前記駆動手段（５７）を構成する進出バネ（５２）が、前記係止部材（７６）と前記出力部材（５１）との間に装着され、
   前記進出バネ（５２）が前記出力部材（５１）を前記先端側に付勢する、
   ことを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のクランプ装置において、
   前記ハウジング（１）の前記先端側に、前記クランプ対象物（１４）を載置する着座面（３ａ）が形成され、前記着座面（３ａ）に着座検出用の検出孔（７５）が形成され、前記検出孔（７５）に圧力流体が供給される、
   ことを特徴とするクランプ装置。

Images