JPWO2005084882A1 - クランプ装置及びクランプ方法 - Google Patents

Abstract

クランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定し、構造を簡単化して製作コストを低減し、クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に係合してクランプ対象物をベース部に固定可能な、クランプ装置を提供する。 クランプ装置（１）は、クランプロッド（３）の係合部（２５）がクランプロッド（３）の長さ方向と略直交する方向へ移動して、クランプロッド（３）をクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体（２）に回動自在に支持するロッド支持部（５）、ピストン部材（４）をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動するピストン駆動機構（６）、ピストン部材（４）をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動機構（６）の駆動力により、クランプロッド（３）の係合部（２５）をクランプ方向（略右方）へ駆動するカム機構（７）を有する。

Description

本発明は、クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置に関するものである。

従来、ワーク（クランプ対象物）をワークパレット等のワーク固定台に固定するクランプ装置として、種々の型式のものが提案され実用化されている。
例えば、ドイツ特許公開公報ＤＥ−４０２０９８１−Ａ１には、ワークをワーク固定台に引き付けて固定するクランプ装置が開示されている。
図１９に示すように、このクランプ装置２００においては、クランプ本体２０１に昇降自在に且つ上方へ突出状にプルロッド２０２が装着され、このプルロッド２０２の上端部分に、平断面が上方程大きくなるテーパロッド部２０２ａが形成されている。プルロッド２０２の上部にはコレット部材２０３が外嵌され、このコレット部材２０３には、テーパロッド部２０２ａに外嵌され径拡大側へ弾性変形可能なコレット部２０３ａが設けられている。
また、このクランプ装置２００には、プルロッド２０２を下方へ駆動する油圧シリンダ２０４と、プルロッド２０２を上方へ弾性付勢するコイルバネ２０５と、コレット部材２０３を上方へ弾性付勢する板バネ２０６が設けられている。
プルロッド２０２の下端部が油圧シリンダ２０４のピストン２０４ａに連結され、このピストン２０４ａがコイルバネ２０５により上方へ弾性付勢されている。コレット部材２０３はコレット支持部材２０７により下方から支持され、このコレット支持部材２０７が板バネ２０６により上方へ弾性付勢されている。
ワークＷを固定する場合、ワークＷに形成された穴部Ｗａに、テーパロッド部２０２ａとコレット部２０３ａが下方から挿入された状態で、油圧シリンダ２０４に油圧が供給されると、プルロッド２０２が下方へ駆動されてテーパロッド部２０２ａが下降する。このとき、コレット部材２０３は板バネ２０６により上方へ弾性付勢されているため、コレット部２０３ａが僅かに下降すると共に径拡大側へ弾性変形して穴部Ｗａに係合し、ワークＷがクランプ本体２０１のワーク受け面２０１ａに引き付けられて固定される。
特開平１１−１８８５５１号公報には、前記クランプ装置２００と主な構成は基本的に同じであるが、プルロッドが復動式の油圧シリンダにより昇降駆動されるクランプ装置が開示されている。
しかし、前記公報のようなクランプ装置では、ワークを固定するためには、油圧供給装置で油圧シリンダに油圧を供給し続ける必要がある。それ故、このクランプ装置によりワークパレットにワークを固定した状態で、ワークパレットと共にワークを搬送するためには、ワークパレットに油圧供給装置を設ける必要がある。しかし、ワークパレットの搬送負荷が大きくなり、ワークパレット毎に油圧供給装置を設けると設備コストも高くなる。
本発明の目的は、クランプ装置において、クランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定すること、構造を簡単化し小型化して製作コストを低減すること、クランプ対象物の穴部の内周壁部と側壁部の何れにでも係合してクランプ対象物をベース部に固定可能にすること、油圧を供給することなくクランプ対象物をベース部に固定した状態を保持すること、等である。

本発明のクランプ装置は、クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置において、前記ベース部に固定されるクランプ本体であってロッド挿通孔とピストン収容穴とが連通状に形成されたクランプ本体と、前記クランプ本体のロッド挿通孔を挿通して先端部分がクランプ本体から突出するクランプロッドであって、先端部分に前記内周壁部又は側壁部に係合可能な係合部が形成されたクランプロッドと、前記クランプ本体のピストン収容穴に移動自在に装着されたピストン部材と、前記クランプロッドの係合部がクランプロッドの長さ方向と略直交する方向へ移動して、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体又はピストン部材に支持するロッド支持部と、前記ピストン部材をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動するピストン駆動手段と、前記ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動手段の駆動力により、クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動するカム機構と、を備えたことを特徴とするものである（請求の範囲第１項）。
このクランプ装置では、クランプ本体がベース部に固定され、クランプロッドがクランプ本体のロッド挿通孔を挿通し、クランプロッドの先端部分の係合部がクランプ本体から突出している。このクランプロッドがロッド支持部によりクランプ本体又はピストン部材に支持されて、クランプロッドの係合部がクランプロッドの長さ方向と略直交する方向（以下、適宜、クランプロッドの長さ方向と直交する方向をロッド直交方向という）へ移動して、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能である。クランプ本体のピストン収容穴にピストン部材が移動自在に装着され、ピストン駆動手段により、ピストン部材がクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動される。
このピストン駆動手段としては、ピストン部材をクランプ動作位置又はクランプ 動作解除位置へ付勢する弾性部材（例えば、バネ部材）と、ピストン部材をクランプ動作解除位置又はクランプ動作位置へ駆動可能な単動式の流体圧シリンダ（例えば、油圧シリンダ）を適用してもよいし、ピストン部材をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置の両方へ駆動可能な複動式の流体圧シリンダ（例えば、油圧シリンダ）を適用してもよい。
クランプ対象物をベース部に固定する場合には、先ず、クランプロッドがクランプ解除位置に位置している状態で、クランプ対象物の穴部にクランプロッドの係合部が挿入され、その穴部の内周壁部に係合部が近接した状態、或いは、クランプ対象物の側壁部にクランプロッドの係合部が近接した状態となるように、クランプ対象物をセットする。
この状態で、ピストン駆動手段により、ピストン部材がクランプ動作位置へ移動駆動されると、カム機構により、そのピストン駆動手段の駆動力でクランプロッドの係合部がクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動される。つまり、クランプロッドがクランプ解除位置からクランプ位置に切り換えられ、その係合部が前記内周壁部又は側壁部に押圧されて密着状に係合して、クランプ対象物をベース部に固定することができる。
ピストン駆動手段により、ピストン部材がクランプ動作解除位置へ移動駆動されると、クランプロッドがクランプ位置からクランプ解除位置に切り換えられ、係合部が前記内周壁部又は側壁部から係合解除して、クランプ対象物をベース部から固定解除することができる。
ここで、カム機構については、ピストン駆動手段の駆動力を倍力して、クランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動する駆動力に変換することができ、ピストン駆動手段を小型化することもできる。
以上説明したように、このクランプ装置によれば、ピストン駆動手段によりピストン部材を駆動し、カム機構により、ピストン駆動手段の駆動力でクランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動することにより、その係合部をクランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に確実に係合させ、クランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定することができる。しかも、クランプ装置は、クランプ本体、クランプロッド、ピストン部材、ロッド支持部、ピストン駆動手段、カム機構を有する、比較的簡単な構成となり部品点数も低減できるため、小型化することもでき、製作コストを低減することができる。
更に、クランプロッドの係合部をクランプ対象物の穴部の内周壁部と側壁部の何れにでも係合して、クランプ対象物をベース部に固定することができるため、クランプ装置のクランプ用途が増えて汎用性に優れたものになる。
次に、本発明の構成の好ましい形態、実施可能な形態について説明する。
〔クランプロッド〕
クランプロッドの係合部は、複数の環状エッジ部を有する（請求の範囲第１１項）。クランプロッドの係合部が前記内周壁部又は側壁部に確実に係合して、クランプ対象物をベース部に確実に固定することができる。
〔ロッド支持部〕
（１）ロッド支持部は、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体に回動自在に支持する（請求の範囲第３項）。ピストン部材がクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動されると、クランプロッドは、その長さ方向へは移動することなく回動して、係合部が前記内周壁部又は側壁部に係合・係合解除する。
（２）ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材に回動自在に支持するようにしてもよい。
（３）ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材にクランプロッドの長さ方向と直交する方向へスライド自在に支持する（請求の範囲第６項）。ピストン部材がクランプロッドの長さ方向へ移動駆動されると、クランプロッドは、その長さ方向へピストン部材と共に移動しながらロッド直交方向へスライドして、係合部が前記内周壁部又は側壁部に係合・係合解除する。
（４）ロッド支持部は、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体にロッド直交方向へスライド自在に支持するようにしてもよい。
〔ピストン駆動手段〕
（１）ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作位置へ弾性付勢するバネ部材を有する（請求の範囲第９項）。クランプ装置に油圧を供給することなく、バネ部材の弾性付勢力により、クランプロッドの係合部を前記内周壁部又は側壁部に係合させ、クランプ対象物をベース部に固定できる。つまり、クランプ対象物をベース部に固定した状態で、ベース部と共にクランプ対象物を搬送することができる。
（２）前記（１）の場合、ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室を有する（請求の範囲第１０項）。油圧作動室に油圧が供給されて、バネ部材の付勢力に抗してピストン部材が移動駆動され、クランプロッドの係合部がクランプ解除方向へ移動可能となる。
（３）ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動する油圧作動室を有するものとしてもよい。
（４）前記（３）の場合、ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ弾性付勢するバネ部材を有するものとしてもよい。
（５）前記（３）の場合、ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室を有するものとしてもよい。
〔カム機構〕
（１）カム機構は、クランプロッドの基端部分に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにピストン部材に形成された傾斜部とを有する（請求の範囲第４項）。この場合、前記ロッド支持部を前記（１）又は（４）とした場合に適用することが好ましい。ピストン駆動手段の駆動力を倍力して、クランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動する駆動力に確実に変換でき、係合部をクランプ方向へ円滑に駆動して前記内周壁部又は側壁に確実に係合させることができる。
（２）カム機構は、クランプ本体のロッド挿通孔の内壁部に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにクランプロッドに形成された傾斜部とを有する（請求項の範囲第７項）。この場合、前記ロッド支持部を前記（２）又は（３）とした場合に適用することが好ましい。ピストン駆動手段の駆動力を倍力して、クランプロッドの係合部をクランプ方向へ駆動する駆動力に確実に変換でき、係合部をクランプ方向へ円滑に駆動して前記内周壁部又は側壁に確実に係合させることができる。
〔ロッド復帰機構〕
前記ピストン部材を前記クランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッドを前記クランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構を設ける（請求の範囲第２項）。ピストン駆動手段により、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ移動駆動することにより、ロッド復帰機構によりクランプロッドをクランプ解除位置へ確実に復帰させることができる。
（１）ロッド支持部が、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体に回動自在に支持する構成とする場合、ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、ピストン部材に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有するものにしてもよい。これにより、ピストン部材がクランプ動作解除位置へ移動するのに連動して、クランプロッドをクランプ解除位置へ確実に切り換えることができる。
（２）ロッド支持部が、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体に回動自在に支持する構成とする場合、ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、クランプ本体に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有するものにしてもよい。これにより、前記（１）と同様の効果を奏する。
〔環状シール部材〕
クランプ本体においてロッド挿通孔の先端部分に、クランプ本体とクランプロッドとの間をシールする環状シール部材を装着する（請求の範囲第１２項）。ロッド挿通孔に、クランプ対象物の切屑やゴミや埃が入らないように防止できる。〔エアブロー手段〕
クランプ本体とクランプロッドの間のエア通路を通って、ロッド挿通孔の先端側へエアを噴射させるエアブロー手段を設ける（請求の範囲第１３項）。クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に付着した切屑やゴミや埃にエアを噴射させて除去し、それらがロッド挿通孔に入らないように極力防止し、係合部を前記内周壁部又は側壁部に確実に密着させて係合させることができる。
尚、前記ピストン部材やピストン駆動手段等は必須ではなく、省略することも可能である。但し、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って移動駆動する駆動手段を有するものとなる。
即ち、本発明のクランプ装置は、クランプ対象物をベース部に載置した状態で固定するクランプ装置において、前記ベース部又はベース部に連結されるクランプ本体に立設されるクランプロッドと、前記クランプロッドをベース部に対して移動させ、移動後の位置に保持可能なクランプロッド駆動手段とを備え、前記クランプ対象物に設けられた開口空間の内壁又は外壁にクランプロッドの少なくとも一部を当接させるものに構成することができる（請求の範囲第１４項）。
このクランプ装置では、クランプロッド駆動手段として、前記のクランプ装置のように、ピストン部材、ロッド支持部、ピストン駆動手段、カム機構等を採用できる他、クランプバネ、ギヤ機構、外部操作手段、ラチェット機構等の部材や機構のうちの１又は複数からなる構成とすることができる。
ここで、前記クランプロッドが前記内壁又は外壁に当接するクランプ位置と前記内壁又は外壁から離間したクランプ解除位置とに亙って、クランプロッドを切り換え可能にベース部又はクランプ本体に支持するロッド支持部を設けることが好ましい（請求の範囲第１５項）。
また、前記クランプロッド駆動手段は、クランプロッドをクランプ解除位置又はクランプ位置の方へ移動可能にするアクチュエータと、クランプロッドをクランプ位置又はクランプ解除位置の方へ付勢する付勢手段とを有する構成とすることが好ましい（請求の範囲第１６項）。
また、前記ベース部又はクランプ本体に、前記付勢手段による付勢力を増力してクランプロッドによりクランプ対象物をクランプするクランプ力を発生させる増力機構を設けてもよい（請求の範囲第１７）。
また、本発明のクランプ方法は、クランプ対象物をベース部に固定するクランプ方法において、前記クランプ対象物に複数の穴部を設け、これら複数の穴部のうちの１又は複数の穴部に対応させてベース部にガイドロッドを設けると共にクランプロッドを可動に設けておき、前記クランプ対象物の穴部にガイドロッドを挿入すると共に、クランプ対象物の他の穴部にクランプロッドを挿入し、前記クランプロッドをその長さ方向と略直交する方向へアクチュエータにより駆動し、このクランプロッドの先端部分を穴部の内周壁部に係合させて、クランプ対象物をガイドロッドで位置決めしてベース部に固定することを特徴とするものである（請求の範囲第１８項）。
このクランプ方法によれば、次の効果を有する。
クランプ対象物をベース部に確実に位置決めして固定でき、また、クランプ対象物を上から押え付けてクランプしないので、クランプによるクランプ対象物の歪みが非常に小さくなり、そのクランプ対象物；ワークに非常に高精度の面加工を施すことが可能になる。
クランプ対象物の穴部にクランプロッドを挿入してクランプ対象物をベース部に固定するため、クランプロッド等がクランプ対象物の表面側へ露出しない。従って、加工装置のツールがクランプロッド等と干渉することなく、クランプ対象物；ワークの表面の略全部に加工を施すことが可能になる。
また、加工装置のツールがクランプロッド等と干渉しないため、その干渉を避ける為の余分なツールの移動を無くし、ワークのエアーカット時間等の加工時間を短縮することが可能になる。ベース部に、そのベース面積と略同じ大きさのクランプ対象物を固定することが可能になる。
尚、これらの効果の大部分は前記クランプ装置における効果でもある。
また、本発明のクランプ装置は、クランプ対象物を載置又は保持するベース部にクランプ対象物を固定するクランプ装置において、前記ベース部に連結されるクランプ本体と、前記クランプ本体に立設されたクランプロッドと、前記クランプロッドをベース部に対して移動させ、その位置に保持するクランプロッド駆動手段とを備え、前記クランプ対象物に設けられた開口空間の内壁又は外壁にクランプロッドの少なくとも一部を当接させることを特徴とするものである（請求項１６）。
このクランプ装置では、クランプロッド駆動手段として、前記のクランプ装置のように、ロッド支持部、ピストン部材、ロッド支持部、ピストン駆動手段、カム機構等を採用できる他、クランプバネ、ギヤ機構、外部操作手段、ラチェット機構等の部材や機構のうちの１又は複数からなる構成とすることができる。
このクランプ装置によれば、開口空間の内壁又は外壁にクランプロッドの少なくとも一部を当接させてクランプ対象物をベース部に簡単に且つ確実に固定することができ、また、前記当接を解除してクランプ対象物をベース部から簡単に且つ確実に固定解除することができる。

図１〜図５は第１実施形態に係る図であり、図１はクランプ装置の平面図、図２はクランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４と図５はクランプ装置（クランプ状態）の縦断面図である。図６は第１実施形態の変形例に係るクランプ装置の縦断面図である。図７〜図９は第２実施形態に係る図であり、図７はクランプ装置（クランプ解除状態）の縦断面図、図８はクランプ装置（クランプ状態）の縦断面図、図９はクランプ装置（突出状態）の縦断面図である。図１０〜図１３は変更形態に係るクランプ装置の縦断面図である。図１４、図１５は第３実施形態に係るクランプ装置を含むベース部の縦断面図である。図１６〜図１８は第４実施形態に係る図であり、図１６はクランプ装置の平面図、図１７はクランプ装置の側面図、図１８はクランプ装置の要部の平面図である。図１９は従来技術に係るクランプ装置の縦断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、ワーク（クランプ対象物）に機械加工を施す際に、そのワークをワーク固定台（ベース部）に固定する為のクランプ装置に、本発明を適用した場合の一例である。尚、図２と図７の矢印ａとｂを上方と左方として説明する。
［１］第１実施形態（図１〜図５参照）
図２、図４に示すように、機械加工に供するワークＷには、上下方向向きの穴部Ｗａが貫通状に形成されている。この穴部Ｗａの直径は、クランプ装置１のクランプロッド３の先端部分（上端部分）の直径（例えば、６．５ｍｍ）よりも僅かに大径に形成されている。尚、穴部Ｗａとして、ワークＷに下側から非貫通状の穴部を形成してもよい。
ワークＷには１又は複数の穴部Ｗａが形成され、この１又複数の穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂにワーク固定台Ｔに装着された１又は複数のクランプ装置１が解除可能に係合して、或いは、ワークＷの側壁部Ｗｃにワーク固定台Ｔに装着された１又は複数のクランプ装置１が解除可能に係合して、ワークＷがワーク固定台Ｔに固定され、この状態で、ワークＷの上面に工作機械により機械加工が施される。クランプ装置１について説明する。
図１〜図５に示すように、クランプ装置１は、ワーク固定台Ｔに固定されるクランプ本体２であってロッド挿通孔１２とピストン収容穴１５とが連通状に形成されたクランプ本体２と、クランプ本体２のロッド挿通孔１２を挿通して先端部分がクランプ本体２から突出するクランプロッド３であって、先端部分に前記内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに係合可能な係合部２５が形成されたクランプロッド３と、クランプ本体２のピストン収容穴１５に移動自在に装着されたピストン部材４と、クランプロッド３の係合部２５がクランプロッド３の長さ方向（上下方向）と略直交する方向（略左右方向）へ移動して、クランプロッド３をクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体２に支持するロッド支持部５と、ピストン部材４をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って上下方向へ移動駆動するピストン駆動機構６と、ピストン部材４をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動機構６の駆動力により、クランプロッド３の係合部２５をクランプ方向（略右方）へ駆動するカム機構７と、クランプ本体２とクランプロッド３の間のエア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の先端側（上端側）へエアを噴射させるエアブロー機構８と、ピストン部材４をクランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッド３をクランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構９を備えている。
クランプ本体２は、ヘッド部１０と、ヘッド部１０から下側へ延びる筒状部１１とを有する。ワーク固定台Ｔにはクランプ装着穴Ｔａが形成され、このクランプ装着穴Ｔａに筒状部１１が内嵌され、ヘッド部１０がワーク固定台Ｔの上面に当接されている。この状態で、ヘッド部１０が４本のボルト１ａでワーク固定台Ｔに締結されている。
ヘッド部１０にロッド挿通孔１２が形成され、ロッド挿通孔１２の上端部分にシール取付穴１３が形成され、このシール取付穴１３にクランプ本体２とクランプロッド３との間をシールする環状シール部材１４が装着されている。筒状部１１にロッド挿通孔１２よりも大径のピストン収容穴１５が形成され、筒状部１１の下端部の内周部には、ピストン部材４の下方への移動を規制するＣリングからなるストップリング１６が装着されている。筒状部１１には、筒状部１１とワーク固定台Ｔとの間をシールするシール部材１７と、筒状部１１とピストン部材４との間をシールするシール部材１８が装着されている。
ヘッド部１０には、ピストン収容穴１５の上側に連続するバネ装着穴１９が形成され、このバネ装着穴１９にピストン部材４を下方のクランプ動作位置へ弾性付勢するバネ部材３５（付勢手段）が装着されている。
ヘッド部１０には、エアブロー機構８のエア通路４６が形成され、このエア通路４６は、ヘッド部１０の右端部の下面からバネ装着穴１９へ延びている。このエア通路４６の上流端は、ワーク固定台Ｔに形成されたエア通路４５に接続され、その接続部において、ヘッド部１０には、ヘッド部１０とワーク固定台Ｔとの間をシールするシール部材２０が装着されている。
クランプロッド３は、上端部分がクランプ本体２の上側へ突出し、長さ方向途中部（長さ方向中央部分）がロッド挿通孔１２を挿通し、下端部分がピストン部材４の内側に収容され、クランプロッド３は、ワーク固定台Ｔ、クランプ本体２に立設された状態となっている。クランプロッド３の上端部分の係合部２５は複数の環状エッジ部２６を有し、これら環状エッジ部２６はクランプロッド３に一体形成されている。クランプロッド３の下端部分の右部には、カム機構７の球体４０が回転自在に装着され、クランプロッド３の下端面には下方へ突出する被ガイド部２７が形成されている。
ピストン部材４は、クランプ本体２の筒状部１１と略同じ上下長を有する。ピストン部材４には、上側が開口する平断面が円形の凹部３０が形成され、この凹部３０に、クランプロッド３の下端部分及び球体４０が配設されている。凹部３０の底面には、クランプロッド３の被ガイド部２７をガイドすると共に被ガイド部２７が解除可能に係合する凹部からなるガイド部３１が形成されている。
凹部３０の底面にクランプロッド３の下面が当接し、ガイド部３１に被ガイド部２７が係合した状態で、ピストン部材４の上方への移動が規制され、ピストン部材４がクランプ動作解除位置に位置し、このとき、クランプロッド３は鉛直姿勢となってクランプ解除位置になり、クランプロッド３の軸心とロッド挿通孔１２の軸心が一致する（図２参照）。一方、ピストン部材４がストップリング１６に上側から当接した状態で、ピストン部材４の下方への移動が規制され、ピストン部材４が下限位置に位置し、このとき、クランプロッド３は鉛直姿勢から右側へ数度（例えば、２．２度）傾斜した傾斜姿勢になる。
ロッド支持部５は、クランプロッド３の長さ方向途中部をクランプ本体２に回動自在に支持する。具体的な構成は、クランプロッド３の長さ方向中央部分に、前後方向向きの支軸３２が貫通し、この支軸３２の両端部が、クランプ本体２のロッド挿通孔１２を形成する筒状の壁部に支持されて、クランプロッド３は支軸３２を介してクランプ本体２に回動自在に支持されている。
ピストン駆動機構６は、クランプ本体２に対してピストン部材４を下方のクランプ動作位置へ弾性付勢する圧縮コイルバネからなるバネ部材３５と、ピストン部材４を上方のクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室３６を有する。
油圧作動室３６は、ピストン部材４の下側において、クランプ本体２とピストン部材４とクランプ固定台Ｔとで囲まれた部分に形成されている。クランプ固定台Ｔには、油圧作動室３６に接続される油圧通路３７が形成され、この油圧通路３７に油圧供給装置（図示略）が分離可能に接続されている。
図４の状態から、油圧供給装置により油圧通路３７を介して油圧作動室３６に油圧が供給されると、バネ部材３５の弾性付勢力に抗して、ピストン部材４が上方へ駆動されてクランプ動作解除位置（図２参照）になり、図２の状態から、油圧作動室３６から油圧が排出されると、バネ部材３５により弾性付勢されたピストン部材４が下方へ移動する。
カム機構７は、クランプロッド３の基端部分に回転自在に装着された球体４０と、この球体４０が接触するようにピストン部材４に形成された傾斜部４１とを有する。傾斜部４１は、ピストン部材４の凹部３０の平断面が上方程小さくなる部に形成されている。
ピストン部材４がバネ部材３５により下方へ駆動されると、傾斜部４１により球体４０が左方へ押され、ロッド支持部５により回動自在に支持されたクランプロッド３に、正面視にて時計回り方向へモーメントが作用し、クランプロッド３の係合部２５がクランプ方向へ駆動される。
ここで、ピストン部材４を下方へ駆動するバネ部材３５の駆動力は、カム機構７によって数倍に倍力されてクランプロッド３の下端部分に伝達される。クランプロッド３の係合部３と回動中心間の距離と、クランプロッド３の下端部分と回動中心間の距離は略同じであるので、クランプロッド３に倍力されて伝達された力により、係合部２５がクランプ方向へ駆動される。つまり、カム機構７は、バネ部材３５による付勢力を増力してクランプロッド３によりワークＷをクランプするクランプ力を発生させる増力機構である。尚、クランプ本体２の上面には、クランプロッド３の係合部２５のクランプ方向を示すシール等の方向表示部２ａが設けられている。
エアブロー機構８は、ワーク固定台Ｔに形成されたエア通路４５、クランプ本体２に形成されたエア通路４６、ロッド挿通孔１２においてクランプ本体２とクランプロッド３の間に形成されたエア通路４７を有する。エア通路４５にエア供給装置（図示略）が分離可能に接続され、このエア供給装置によりエア通路４５に加圧エアが供給されると、エアがエア通路４５，４６、バネ装着穴１９、エア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の上端側へ噴射される。
ロッド復帰機構９は、クランプロッド３の下端部に下方へ突出状に設けられた被ガイド部２７と、ピストン部材４の凹部３０の底面に設けられ被ガイド部２７をガイドしてクランプロッド３をクランプ解除位置へ切り換える凹部からなるガイド部３１とを有する。
次に、クランプ装置１の作用・効果について説明する。
油圧作動室３６に油圧が供給されていない状態では、バネ部材３５により下方へ弾性付勢されたピストン部材４は下限位置に位置し、クランプロッド３は鉛直姿勢から右側へ数度傾斜した傾斜姿勢になっている。
ワークＷをクランプ固定台Ｔに固定する場合には、先ず、ピストン駆動機構６の油圧作動室３６に油圧が供給され、ピストン部材４がバネ部材３５のバネ力に抗して上方へ駆動される。ピストン部材４が上方へ移動すると、傾斜姿勢のクランプロッド３は正面視にて反時計回り方向へ回動可能となり、環状シール部材１４による弾性付勢力により、クランプロッド３は鉛直姿勢側（正面視にて反時計回り方向）へ回動されつつ、最終的には、クランプロッド３に設けられた被ガイド部２７がピストン部材４に設けられたガイド部３１にガイドされ、クランプロッド３がクランプ解除位置の方へ復帰していく。
ピストン部材４が上方へ駆動されてクランプ動作解除位置に達すると、クランプロッド３の軸心がロッド挿通孔１２の軸心と一致して、クランプロッド３が鉛直姿勢になってクランプ解除位置になり、ピストン部材４のガイド部３１にクランプロッド３の被ガイド部２７が係合して、クランプロッド３は回動不能に保持される。この状態で、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂを用いてワークＷをワーク固定台Ｔに固定する場合には、図２に示すように、ワークＷの穴部Ｗａにクランプロッド３の係合部２５が挿入され、その穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂに係合部２５が近接した状態となるように、ワークＷをセットする。
次に、油圧作動室３６から油圧を排除すると、ピストン駆動機構６のバネ部材３５により、ピストン部材４が下方へ移動駆動される。ピストン部材４がクランプ動作解除位置から少し下方へ移動すると、ピストン部材４のガイド部３１からクランプロッド３の被ガイド部２７が係合解除する。そして、バネ部材３５によりピストン部材４が下方へ移動駆動されると、カム機構７により、バネ部材３５の駆動力が倍力されてクランプロッド３の基端部分に伝達され、クランプロッド３が正面視にて時計回り方向へ回動駆動される。こうして、図４に示すように、バネ部材３５の駆動力でクランプロッド３の係合部２５がクランプ方向へ駆動され、係合部２５がワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂに押圧されて密着状に係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定することができる。
ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除する場合には、ピストン駆動機構６の油圧作動室３６に油圧が供給されて、前記のように、ピストン部材４が上方のクランプ動作解除位置へ移動駆動され、クランプロッド３が鉛直姿勢側へ回動され、係合部１５がクランプ解除方向へ移動して、ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除できる。
また、ワークＷの側壁部Ｗｃを用いてワークＷをワーク固定台Ｔに固定する場合には、クランプロッド３を鉛直姿勢にした状態で、図５に示すように、ワークＷの側壁部Ｗｃに係合部２５が左方から近接した状態となるように、ワークＷをセットし、その後、前記同様、油圧作動室３６から油圧を排除し、ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除する場合には、油圧作動室３６に油圧を供給する。
以上説明したように、このクランプ装置１によれば、ピストン駆動機構６によりピストン部材４を下方へ駆動し、カム機構７により、ピストン駆動機構６の駆動力でクランプロッド３の係合部２５をクランプ方向へ駆動することにより、その係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに確実に係合させ、ワークＷをワーク固定台Ｔに簡単に且つ確実に固定することができる。
また、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定するために、油圧供給装置で油圧シリンダに油圧を供給し続ける必要がないので、ワーク固定台ＴにワークＷを固定した状態で、ワーク固定台Ｔと共にワークＷを搬送することができる。つまり、ワーク固定台ＴとワークＷの搬送負荷を軽減でき、ワーク固定台Ｔ毎に油圧供給装置を設けなくてもよいので設備コストも低減できる。
しかも、クランプ装置１は、クランプ本体２、クランプロッド３、ピストン部材４、ロッド支持部５、ピストン駆動機構６、カム機構７、エアブロー機構８、ロッド復帰機構９を有する、比較的簡単な構成となり部品点数も低減できるため、小型化することもでき、製作コストを低減することができる。
更に、クランプロッド３の係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂと側壁部Ｗｃの何れにでも係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定できるため、クランプ装置１のクランプ用途が増えて汎用性に優れたものになる。
また、カム機構７は、クランプロッド３の基端部分に回転自在に装着された球体４０と、この球体４０が接触するようにピストン部材４に形成された傾斜部４１とを有するものであるので、バネ部材３５の駆動力を倍力して、クランプロッド３の係合部２５をクランプ方向へ駆動する駆動力に確実に変換でき、係合部２５をクランプ方向へ円滑に駆動して、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合させることができる。この倍力機構であるカム機構７により、バネ部材３５が多少へたったとしても、係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合させることができる。
ピストン部材４をクランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッド３をクランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構９を設けたので、ピストン部材４をクランプ動作位置へ移動駆動することにより、ロッド復帰機構９によりクランプロッド３をクランプ解除位置へ確実に復帰させることができる。
そのロッド復帰機構９は、クランプロッド３に設けられた被ガイド部２７と、ピストン部材４に設けられ被ガイド部２７をガイドしてクランプロッド３をクランプ解除位置へ切り換えるガイド部３１とを有するので、ピストン部材４がクランプ動作解除位置へ移動するのに連動して、クランプロッド３をクランプ解除位置へ確実に切り換えることができる。
クランプロッド３の係合部２５は、複数の環状エッジ部２６を有するので、係合部２５がワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁Ｗｃに確実に係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに確実に固定することができる。
クランプ本体２においてロッド挿通孔１２の先端部分に、クランプ本体２とクランプロッド３との間をシールする環状シール部材１４を装着したので、ロッド挿通孔１２にワークＷの切屑やゴミや埃が入らないように防止することができる。更に、環状シール部材１４により、クランプロッド３を鉛直姿勢に復帰させるのを補助でき、これら両機能を備えた環状シール部材１４を設けたことで、クランプ装置１を確実に作動させると共に構造を一層簡単化することができる。
クランプ本体２とクランプロッド３の間のエア通路４７を通って、ロッド挿通孔１２の上端側へエアを噴射させるエアブロー機構８を設けたので、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定する際に、ワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに付着した切屑やゴミや埃にエアを噴射させて除去し、それらがロッド挿通孔１２に入らないように極力防止し、係合部２５をワークＷの穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに確実に密着させて係合させることができる。
ここで、従来、ロボットによりワークを交換する場合、自動ワーク搬送ラインにおいてはワークを搬送する場合、ワーク形状に合わせてワーククランプ用ハンドリング治具を製作する必要があり、不合理な面が多大にあったが、本発明のクランプ装置１を適用することにより、ワーク形状が変わっても、ワークに穴さえ空いていれば、容易にハンドリング治具を共通化することが可能となる。
尚、クランプ時にはセルフロック作用が働くため、例えばワークＷに切削加工を施す際に、クランプロッド３にクランプ解除方向の力が働いても、クランプロッド３がクランプ解除位置に移動してクランプ解除されることはない。
この第１実施形態のクランプ装置１は、図６のクランプ装置１Ａのように変更することができる。クランプ装置１Ａは、球体４０Ａを有するカム機構７Ａを、ロッド挿通孔１２の軸心に対して前記カム機構７と反対側に設けたものである。それ故、バネ部材３５によりピストン部材４が下方のクランプ動作位置へ移動駆動されると、カム機構７Ａにより、バネ部材３５の駆動力でクランプロッド３の係合部２５が略左方（クランプ方向）へ駆動される。このクランプ装置１Ａのその他の基本的な構成は、前記クランプ装置１と同じである。
尚、カム機構７，７Ａにおいて、傾斜部４１を、球体４０が線接触状に係合する断面円弧状の底面を有するテーパ溝に形成してもよい。また、球体４０，４０Ａの代わりに、前後方向向きローラをクランプロッド３に回転自在に装着してもよい。この場合、ピストン部材４に形成される傾斜部については、ローラが接触可能な平滑な傾斜面に形成することになる。
［２］第２実施形態（図７〜図９参照）
図７〜図９に示すように、クランプ装置１Ｂは、クランプ本体２Ｂ、クランプロッド３Ｂ、ピストン部材４Ｂ、ロッド支持部５Ｂと、ピストン駆動機構６Ｂ、カム機構７Ｂ、エアブロー機構８Ｂ、ロッド復帰機構９Ｂを備えている。これら部材及び機構２Ｂ〜９Ｂの基本的な構成・機能は、第１実施形態のクランプ装置１の部材及び機構２〜９と同様であり、以下、前記部材及び機構２〜９と基本的に同じものについては、簡単に説明する。
クランプ本体２Ｂはヘッド部５０と筒状部５１とを有し、ワーク固定台Ｔのクランプ装着穴Ｔａに筒状部５１が内嵌され、ヘッド部５０が４本のボルト１ｂでワーク固定台Ｔに締結されている。ヘッド部５０には、ロッド挿通孔５２、シール取付穴５３、バネ装着穴５９、エア通路８６が形成されている。シール取付穴５３に環状シール部材５４が装着され、バネ装着穴５９にバネ部材７５（付勢手段）が装着され、ヘッド部５０のロッド挿通孔５２の左内壁部に、カム機構７Ｂの前後方向向きのローラ８０が回転自在に装着され、ヘッド部５０のロッド挿通孔５２の右内壁部に、ロッド復帰機構９Ｂのガイド部としての球体９１が回転自在に装着され、また、ヘッド部５０にはシール部材６０も装着されている。筒状部５１にピストン収容穴５５が形成され、この筒状部５１にはストップリング５６とシール部材５７も装着されている。
クランプロッド３Ｂは、上端部分の係合部６５がクランプ本体２Ｂの上側へ突出し、長さ方向途中部がロッド挿通孔５２を挿通し、下端部がピストン部材４Ｂの内側に収容され、クランプロッド３Ｂは、ワーク固定台Ｔ、クランプ本体２Ｂに立設された状態となっている。クランプロッド３Ｂのうちロッド挿通孔５２を挿通する部分の左部に、カム機構７Ｂの傾斜部８１が形成され、ロッド挿通孔５２の同部分の右部に、ロッド保持機構９Ｂの被ガイド部としてのテーパ部９０が形成されている。係合部６５は、前記係合部２５のように、複数の環状エッジ部を有するものにしてもよい。
ピストン部材４Ｂには、上側から第１凹部７０が形成され、この第１凹部７０から下側へ凹む第２凹部７１が形成されている。第１凹部７０には、ロッド支持部５Ｂのスライド部材７２が装着され、第２凹部７１には、スライド部材７２に挿通状に固定されたクランプロッド３Ｂの下端が臨んでいる。ピストン部材４Ｂには、ピストン部材４Ｂと筒状部５１ピストン部材４Ｂとの間をシールするシール部材７２が装着されている。
ピストン部材４Ｂの上側には上壁部材７３が設けられ、この上壁部材７３がクランプ本体５０のロッド挿通孔５２を形成する環状壁部に下側から当接した状態で、ピストン部材４Ｂの上方への移動が規制され、ピストン部材４Ｂがクランプ動作解除位置に位置する。
ロッド支持部５Ｂは、クランプロッド３Ｂの基端部（下端部）をピストン部材４Ｂにクランプロッド３Ｂの長さ方向と直交する左右方向へスライド自在に支持する。具体的な構成は、クランプロッド３Ｂの下端部の小径部がスライド部材７２に挿通されて固定され、このスライド部材７２が第１凹部７０に装着され、この状態で、ピストン部材４Ｂの上側に上壁部材７３が固定されて、スライド部材７２が左右方向へスライド自在に支持されている。上壁部材７３には挿通穴７３ａが形成され、この挿通穴７３ａにクランプロッド３Ｂが挿通している。この挿通穴７３ａは、クランプロッド３Ｂの左右方向への移動を許容する径に形成されている。
ピストン駆動機構６Ｂは、クランプ本体２Ｂに対してピストン部材４Ｂを下方のクランプ動作位置へ弾性付勢する圧縮コイルバネからなるバネ部材７５と、ピストン部材４Ｂを上方のクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室７６を有する。クランプ固定台Ｔには、油圧作動室７６に接続される油圧通路７７が形成されている。
カム機構７Ｂは、クランプ本体２Ｂのロッド挿通孔５２の左側の内壁部に回転自在に装着された前後方向向きのローラ８０と、このローラ８０が接触するようにクランプロッド３Ｂに形成された傾斜部８１とを有する。傾斜部８１は下側程中心側に接近するように傾斜する切欠部に形成されている。
ピストン部材４Ｂがバネ部材７５により下方へ駆動されると、そのピストン部材４Ｂと一体的にクランプロッド３Ｂが下方へ移動し、その際、ローラ８０によりクランプロッド３Ｂの傾斜部８１が右方へ押され、クランプロッド３Ｂの係合部６５がクランプ方向（右方）へ駆動される。ここで、ピストン部材４Ｂを下方へ駆動するバネ部材７５の駆動力は、カム機構７Ｂによって数倍に倍力されてクランプロッド３Ｂに伝達される。つまり、カム機構７Ｂは、バネ部材７５による付勢力を増力してクランプロッド３ＢによりワークＷをクランプするクランプ力を発生させる増力機構である。
エアブロー機構８Ｂは、ワーク固定台Ｔに形成されたエア通路８５、クランプ本体２に形成されたエア通路８６、上壁部材７３の上面部に径方向に形成され複数の溝７３ｂ、ロッド挿通孔５２においてクランプ本体２Ｂとクランプロッド３Ｂの間に形成されたエア通路８７を有する。エア供給装置によりエア通路８５に加圧エアが供給されると、エアがエア通路８５，８６、バネ装着穴５９、エア通路８７を通って、ロッド挿通孔５２の上端側へ噴射され、上壁部材７３がロッド挿通孔５２を形成する環状壁部に下側から当接した状態でも、上壁部材７３の溝７３ｂを通ってエアが通過するためロッド挿通孔５２の上端側へ噴射される。
ロッド復帰機構９Ｂは、クランプロッド３Ｂの長さ方向中央部分に形成された被ガイド部としてのテーパ部９０と、クランプ本体２Ｂのヘッド部５０のロッド挿通孔５２の右内壁部に装着されテーパ部９０をガイドしてクランプロッド３Ｂをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部としての球体９１とを有する。
次に、クランプ装置１Ｂの作用・効果について説明する。
図９に示すように、油圧作動室７６に油圧が供給されていない状態では、バネ部材７５により下方へ弾性付勢されたピストン部材４Ｂはクランプ動作位置に位置し、クランプロッド３は右方へ移動した状態になっている。
ワークＷをクランプ固定台Ｔに固定する場合には、先ず、ピストン駆動機構６Ｂの油圧作動室７６に油圧が供給され、ピストン部材４Ｂがバネ部材７５のバネ力に抗して上方へ駆動される。ピストン部材４Ｂが上方へ移動すると、クランプロッド３Ｂは左方へ移動可能となり、ロッド復帰機構９Ｂおいて、テーパ部９０が球体９１によりガイドされて、クランプロッド３Ｂは左方へ押されて移動していく。このとき、カム機構７Ｂにおいて、ローラ８０は傾斜部８１を形成するために切り欠いた部分に入り込み、これらローラ８０と傾斜部８１が相互干渉することはなく、クランプロッド３Ｂの左方への移動が許容される。
ピストン部材４Ｂが上方へ駆動されてクランプ動作解除位置に達すると、ピストン部材４Ｂの軸心がロッド挿通孔５２の軸心と一致してクランプ解除位置となり、この状態でクランプロッド３Ｂが保持される。この状態で、図７に示すように、ワークＷの穴部Ｗａにクランプロッド３の係合部６５が挿入され、その穴部Ｗａの内周壁部Ｗｂに係合部６５が近接した状態となるように、或いは、ワークＷの側壁部Ｗｃに係合部６５が左方から近接した状態となるように、ワークＷをセットする。
次に、油圧作動室７６から油圧を排除すると、ピストン駆動機構６Ｂのバネ部材７５により、ピストン部材４Ｂが下方へ移動駆動される。すると、カム機構７Ｂにより、バネ部材７５の駆動力が倍力されてクランプロッド３Ｂに伝達され、クランプロッド３Ｂが右方へ移動駆動される。こうして、図８に示すように、バネ部材７５の駆動力でクランプロッド３Ｂの係合部６５がクランプ方向へ駆動され、係合部６５がワークＷの穴部Ｗａ内周壁部Ｗｂ又は側壁部Ｗｃに押圧されて密着状に係合して、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定することができる。
ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除する場合には、ピストン駆動機構６Ｂの油圧作動室７６に油圧が供給されて、前記のように、ピストン部材４Ｂが上方へ移動駆動され、クランプロッド３Ｂの係合部６５がクランプ解除方向へ移動して、ワークＷをワーク固定台Ｔから固定解除することができる。このクランプ装置１Ｂによれば、第１実施形態のクランプ装置１と略同様の効果を奏する。
尚、カム機構７Ｂにおいて、ローラ８０の代わりに、球体をクランプ本体２Ｂに回転自在に装着してもよい。この場合、傾斜部８１を、球体が線接触状に係合する断面円弧状の底面を有するテーパ溝に形成してもよい。
［３］第１，第２実施形態を部分的に変更した変更形態
（１）図１０に示すように、クランプ装置１Ｂにおいて、ロッド復帰機構の被ガイド部としてのテーパ部、ガイド部としての球体を省略してもよい。この場合でも、シール取付穴５３に装着された環状シール部材５４の弾性力により、クランプロッド３Ｂをクランプ解除位置に復帰可能に構成できる。クランプ装置１，１Ａにおいても、ロッド復帰機構の被ガイド部とガイド部を省略可能であり、上記同様に、クランプロッド３をクランプ解除位置に復帰させる機能は得られる。
（２）図１１に示すように、クランプ装置１のカム機構７において、球体４０の代わりに、その球体と同機能を有する従動子４０ａを、クランプロッド３の下端部において傾斜部４１側へ張り出すように一体的に形成してもよい。
（３）クランプ装置１Ｂのカム機構７Ｂにおいても、ローラ８０の代わりに、そのローラと同機能を有する従動子を、クランプ本体２Ｂにおいて傾斜部４１側へ張り出すように一体的に形成してもよい。
（４）クランプ装置１Ｂのロッド復帰機構９Ｂにおいて、球体９１の代わりに、その球体と同機能を有するガイド部を、クランプ本体２Ｂにおいて傾斜部４１側へ張り出すように一体的に形成してもよい。
（５）クランプ装置１において、ロッド復帰機構９を省略し、クランプ装置１Ｂのロッド復帰機構９Ｂと同様のロッド復帰機構を設けてもよい。
（６）ロッド復帰機構においてはクランプロッドをクランプ解除位置へ単に弾性付勢するバネ部材を装着してもよい。この場合のバネ部材の付勢力は、クランプロッドのクランプ力よりもかなり小さな力に設定される。
（７）クランプロッドのサイズ、形状（例えば、クランプロッドの先端部分の形状）については適宜設定可能である。例えば、図１２に示すように、クランプロッドの先端部分に、キャップ状の先端部材９５を装着し、この先端部材９５を止め輪９６で抜け止めして設けてもよい。
（８）第２実施形態のクランプ装置１Ｂは、図１３のように変更してもよい。ピストン部材４Ｂは、筒状の第１ピストン部９７と、この第１ピストン部９７に下側から螺合されて一体化された第２ピストン部９８とからなる。第１ピストン部９７にロッド挿通孔９７ａが形成され、このロッド挿通孔９７ａの下側において第１，第２ピストン部９７，９８に囲まれた部分にスライド穴９７ｂが形成されている。このスライド穴９７ｂに、クランプロッド３Ｂの基端部に装着或いは一体形成されたスライド部材７２が左右方向へスライド自在に装着されて、ロッド支持部５Ｂを構成している。尚、その他、クランプロッド３Ｂの基端部を左右方向へスライド自在に支持するために、種々のピストン部材を適用可能である。
（９）ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材に回動自在に支持するようにしてもよい。
（１０）ロッド支持部は、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体にロッド直交方向へスライド自在に支持するようにしてもよい。
（１１）ピストン駆動機構は、クランプロッドの係合部がクランプ方向へ移動するようにピストン部材をクランプ動作位置へ駆動する油圧作動室と、クランプロッドの係合部がクランプ解除方向へ移動するようにクランプ本体に対してピストン部材をクランプ動作解除位置へ弾性付勢するバネ部材を有するものとしてもよい。
（１２）ピストン駆動機構は、クランプロッドの係合部がクランプ方向へ移動するようにピストン部材をクランプ動作位置へ駆動する第１油圧作動室と、クランプロッドの係合部がクランプ解除方向へ移動するようにピストン部材をクランプ動作解除位置へ駆動する第２油圧作動室とを有するものとしてもよい。
（１３）カム機構は、ピストン部材に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにクランプロッドに形成された傾斜部とを有するものとしてもよい。
［４］第３実施形態
図１４、図１５に示すように、このクランプ装置１Ｃは、ベース部であるワーク固定台Ｔに固定されるクランプ本体１００と、クランプ本体１００に立設された状態で装着されたクランプロッド１０１であって先端部分にクランプ対象物であるワークＷに形成された穴部Ｗａの内周壁部又は側壁部に係合可能な係合部１０１ａが形成されたクランプロッド１０１と、クランプロッド１０１の係合部１０１ａがクランプロッド１０１の長さ方向と略直交する方向へ移動して、クランプロッド１０１をクランプ位置（図１５参照）とクランプ解除位置（図１４参照）とに亙って切り換え可能にクランプ本体１００に支持するロッド支持部１０２と、クランプロッド１０１をクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って移動駆動する駆動手段としての油圧シリンダ１０３と復帰バネ１０４とを備えている。
クランプ本体１００はワーク固定台Ｔに固定された穴Ｔｂに嵌合され、このクランプ本体１００に形成された装着穴１００ａにクランプロッド１０１の大部分が収容され、クランプロッド１０１の係合部がクランプ本体１００（ワーク固定台Ｔ）の上側へ突出している。ロッド支持部１０２は、クランプロッド１０１の長さ方向途中部をクランプ本体１００に回動自在に支持する。
油圧シリンダ１０３は、クランプロッド１０１の基端部を押動可能な位置に配設され、クランプロッド１０１の基端部を押動することで、クランプロッド１０１がクランプ位置に回動駆動され、係合部１０１ａが穴部Ｗａの内周壁部に係合する。油圧シリンダ１０３による駆動力が解除されると、復帰バネ１０４により、クランプロッド１０１がクランプ位置に回動駆動され復帰する。尚、クランプ本体１００を省略し、ワーク固定台Ｔにクランプロッド１０１を装着して回動自在に支持するようにしてもよい。また、クランプロッド１０１をバネ部材によりクランプ位置へ回動付勢し、油圧シリンダ等のアクチュエータによりクランプ解除位置へ駆動するようにしてもよい。
ここで、このクランプ装置１Ｃを用いて、ワークＷをワーク固定台Ｔに固定するクランプ方法について説明する。
ワークＷには１又は複数の穴部Ｗａが設けられ、これら複数の穴部Ｗａのうちの１又は複数の穴部Ｗａに対応させて、ワーク固定台Ｔには、１又は複数のガイドロッドＴｃと１又は複数のクランプ装置１Ｃが設けられ、１又は複数のクランプロッド１０１が可動に設けられている。１又は複数のガイドロッドＴｃはワーク固定台Ｔに固設されている。
ワーク固定台ＴにワークＷを固定する場合、先ず、図１４に示すように、ワークＷの穴部ＷａにガイドロッドＴｃを挿入すると共に、ワークＷの他の穴部Ｗａにクランプロッド１０１を挿入し、その後、クランプロッド１０１をその長さ方向と略直交する方向へ油圧シリンダ１０３により駆動する。
すると、図１５に示すように、クランプロッド１０１の先端部分の係合部１０１ａが穴部Ｗａの内周壁部に係合して、ワークＷがガイドロッドＴｃで位置決めされてワーク固定台Ｔに固定される。ここで、複数のクランプ装置１Ｃを設けた場合、複数のクランプロッド１０１を同一方向へ移動駆動することにより、ワークＷがガイドロッドＴｃで確実に位置決めされワーク固定台Ｔに固定される。
このクランプ方法によれば、ワークＷをワーク固定台Ｔに確実に位置決めして固定でき、また、ワークＷを上から押え付けてクランプしないので、クランプによるワークＷの歪みが非常に小さくなり、そのワークＷに非常に高精度の面加工を施すことが可能になる。
ワークＷの穴部Ｗａにクランプロッド１０１を挿入してワークＷをワーク固定台Ｔに固定するため、クランプロッド１０１等がワークＷの表面側へ露出しない。従って、加工装置のツールがクランプロッド１０１等と干渉することなく、ワークＷの表面の略全部に加工を施すことが可能になる。
また、加工装置のツールがクランプロッド１０１等と干渉しないため、その干渉を避ける為の余分なツールの移動を無くし、ワークＷのエアーカット時間等の加工時間を短縮することが可能になる。ワーク固定台Ｔに、その面積と略同じ大きさのワークＷを固定することが可能になる。尚、このクランプ装置１Ｃの代わりに、前記クランプ装置１，１Ａ，１Ｂを適用して、前記クランプ方法を達成でき、上記と同様の効果が得られる。
［５］第４実施形態（図１６〜図１８参照）
図１６〜図１８に示すように、このクランプ装置１Ｄは、ワークＷを載置又は保持するベース部であるワーク固定台ＴにワークＷを固定するクランプ装置であり、ワーク固定台Ｔに連結されるクランプ本体１１０と、クランプ本体１１０に立設されたクランプロッド１１１と、クランプロッド１１１をワーク固定台Ｔに対して移動させ、移動後の位置に保持するクランプロッド駆動機構１１２とを備え、ワークＷに設けられた開口空間の内壁又は外壁にクランプロッド１１１の少なくとも一部を当接させるように構成したものである。
クランプ本体１１０は、ワーク固定台Ｔに回動自在に支持された支軸１１３と、この支軸１１３が中心部に内嵌状に固定された大歯車１１４を有し、大歯車１１４にクランプロッド１１１が立設されている。
クランプロッド駆動機構１１２は、大歯車１１４を矢印ａの方向へ回動付勢するクランプバネ１１５、支軸１１３が中心部に内嵌状に固定されたラチェット部材１１６、軸１１７ａによりワーク固定台Ｔに回動可能に支持され且つラチェット部材１１６の歯に解除可能に係合してラチェット部材１１６（大歯車１１４）が矢印ａの方向へ回動しないように規制する係合部材１１７、係合部材１１７をラチェット部材１１６の歯に係合する方向へ付勢するラチェットバネ１１８、大歯車１１４に噛合された小歯車１１９、小歯車１１９に操作軸１２０を介して固定されナットランナー等の外部操作装置により回動されるナット部材１２１等で構成されている。
ワーク固定台Ｔの所定位置にワークＷをセットした状態で、何らかの操作機構により係合部材１１７をラチェットバネ１１８の付勢力に抗して回動させ、係合部材１１７をラチェット部材１１６の歯から係合解除させると、クランプバネ１１５により大歯車１１４が回動してクランプロッド１１１がワークＷに当接するまで移動し、クランプバネ１１５の付勢力によりクランプロッド１１１がワークＷに強力に係合して、ワークＷがワーク固定台Ｔに固定される。
ナットランナーによりナット部材１２１を回動させて小歯車１１９を回動させ、大歯車１１４を矢印ｂの方向へ回動させると、クランプロッド１１１がワークＷから離隔して、ワークＷが固定解除され、ワークＷの着脱が可能となる。
このとき、ラチェット部材１１６の歯に係合部材１１７が係合するため、ナットランナーによる固定解除操作をやめた場合でも、大歯車１１４が殆ど矢印ａの方向へ回動することなくその位置にクランプロッド１１１が保持される。
尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を付加して実施することが可能である。

Claims (18)

1. クランプ対象物の穴部の内周壁部又は側壁部に解除可能に係合してクランプ対象物をベース部に固定するクランプ装置において、
   前記ベース部に固定されるクランプ本体であってロッド挿通孔とピストン収容穴とが連通状に形成されたクランプ本体と、
   前記クランプ本体のロッド挿通孔を挿通して先端部分がクランプ本体から突出するクランプロッドであって、先端部分に前記内周壁部又は側壁部に係合可能な係合部が形成されたクランプロッドと、
   前記クランプ本体のピストン収容穴に移動自在に装着されたピストン部材と、前記クランプロッドの係合部がクランプロッドの長さ方向と略直交する方向へ移動して、クランプロッドをクランプ位置とクランプ解除位置とに亙って切り換え可能にクランプ本体又はピストン部材に支持するロッド支持部と、
   前記ピストン部材をクランプ動作位置とクランプ動作解除位置とに亙って移動駆動するピストン駆動手段と、
   前記ピストン部材をクランプ動作位置へ駆動するピストン駆動手段の駆動力により、クランプロッドの係合部をクランプロッドの長さ方向と略直交するクランプ方向へ駆動するカム機構と、
   を備えたことを特徴とするクランプ装置。
2. 前記ピストン部材を前記クランプ動作解除位置へ移動させる場合に、クランプロッドを前記クランプ解除位置へ復帰させるロッド復帰機構を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のクランプ装置。
3. 前記ロッド支持部は、クランプロッドの長さ方向途中部をクランプ本体に回動自在に支持することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のクランプ装置。
4. 前記カム機構は、クランプロッドの基端部分に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにピストン部材に形成された傾斜部とを有することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のクランプ装置。
5. 前記ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、ピストン部材に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有することを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載のクランプ装置。
6. 前記ロッド支持部は、クランプロッドの基端部をピストン部材にクランプロッドの長さ方向と直交する方向へスライド自在に支持することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のクランプ装置。
7. 前記カム機構は、クランプ本体のロッド挿通孔の内壁部に回転自在に装着された球体又はローラと、この球体又はローラが接触するようにクランプロッドに形成された傾斜部とを有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載のクランプ装置。
8. 前記ロッド復帰機構は、クランプロッドに設けられた被ガイド部と、クランプ本体に設けられ前記被ガイド部をガイドしてクランプロッドをクランプ解除位置へ切り換えるガイド部とを有することを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載のクランプ装置。
9. 前記ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作位置へ弾性付勢するバネ部材を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第８項の何れかに記載のクランプ装置。
10. 前記ピストン駆動手段は、ピストン部材をクランプ動作解除位置へ駆動する油圧作動室を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第９項の何れかに記載のクランプ装置。
11. 前記クランプロッドの係合部は、複数の環状エッジ部を有することを特徴とする請求の範囲第１〜第１０項の何れかに記載のクランプ装置。
12. 前記クランプ本体においてロッド挿通孔の先端部分に、クランプ本体とクランプロッドとの間をシールする環状シール部材を装着したことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１項の何れかに記載のクランプ装置。
13. 前記クランプ本体とクランプロッドの間のエア通路を通って、ロッド挿通孔の先端側へエアを噴射させるエアブロー手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１２項の何れかに記載のクランプ装置。
14. クランプ対象物をベース部に載置した状態で固定するクランプ装置において、
    前記ベース部又はベース部に連結されるクランプ本体に立設されるクランプロッドと、
    前記クランプロッドをベース部に対して移動させ、移動後の位置に保持可能なクランプロッド駆動手段とを備え、
    前記クランプ対象物に設けられた開口空間の内壁又は外壁にクランプロッドの少なくとも一部を当接させることを特徴とするクランプ装置。
15. 前記クランプロッドが前記内壁又は外壁に当接するクランプ位置と前記内壁又は外壁から離間したクランプ解除位置とに亙って、クランプロッドを切り換え可能にベース部又はクランプ本体に支持するロッド支持部を設けたことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のクランプ装置。
16. 前記クランプロッド駆動手段は、クランプロッドをクランプ解除位置又はクランプ位置の方へ移動可能にするアクチュエータと、クランプロッドをクランプ位置又はクランプ解除位置の方へ付勢する付勢手段とを有することを特徴とする請求の範囲第１４項又は第１５項に記載のクランプ装置。
17. 前記ベース部又はクランプ本体に、前記付勢手段による付勢力を増力してクランプロッドによりクランプ対象物をクランプするクランプ力を発生させる増力機構を設けたことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のクランプ装置。
18. クランプ対象物をベース部に固定するクランプ方法において、
    前記クランプ対象物に複数の穴部を設け、これら複数の穴部のうちの１又は複数の穴部に対応させてベース部にガイドロッドを設けると共にクランプロッドを可動に設けておき、
    前記クランプ対象物の穴部にガイドロッドを挿入すると共に、クランプ対象物の他の穴部にクランプロッドを挿入し、
    前記クランプロッドをその長さ方向と略直交する方向へアクチュエータにより駆動し、このクランプロッドの先端部分を穴部の内周壁部に係合させて、クランプ対象物をガイドロッドで位置決めしてベース部に固定することを特徴とするクランプ方法。

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