KR101779557B1

KR101779557B1 - 클램프 장치

Info

Publication number: KR101779557B1
Application number: KR1020127022732A
Authority: KR
Inventors: 타카유키 카와카미
Original assignee: 파스칼 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2017-10-10
Also published as: CN102781623A; KR20130002986A; JP2011201008A; CN102781623B; US8800982B2; JP5674191B2; EP2543468A1; TWI519378B; EP2543468A4; EP2543468B1; WO2011108352A1; US20120319340A1; TW201143965A

Abstract

본 발명의 클램프 장치(C)는, 클램프 본체(1)와, 그립 부재(2)와, 클램프 로드(3)와, 스크레이퍼(26)와, 구동 수단(5)을 가지며, 그립 부재(2)는, 클램프 로드(3)의 외주측에 위치하는 하나 또는 복수의 그립 형성 부재(21)로 구성되고, 클램프 로드(3)는, 그 중간단 부분의 중간단 로드부(33)와, 상기 중간단 로드부(33)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 하나 또는 복수의 그립 형성 부재(21)를 외경이 확대되는 쪽으로 구동할 수 있는 테이퍼부(34)를 구비하고, 테이퍼부(34)는, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재(21)의 그립 클로부(22)가 면접촉적으로 맞닿는 하나 또는 복수의 테이퍼 평면(35)과, 상기 하나 또는 복수의 테이퍼 평면(35) 하부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(36)을 가지며, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재와 클램프 로드의 단면이자 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되어 있다.

Description

클램프 장치{CLAMPING DEVICE}

본 발명은, 공작물의 구멍에 삽입한 그립 부재의 직경을 확대시켜 구멍의 내주면을 그립하는 클램프 장치에 관한 것으로서, 스크레이퍼의 근방부에 있어서, 그립 부재 및 클램프 로드와 스크레이퍼의 사이에 틈새가 생기지 않도록 구성한 클램프 장치에 관한 것이다.

종래부터, 상기한 바와 같이 공작물의 구멍에 삽입된 그립 부재의 그립 클로부를 클램프 로드에 의해 직경을 확대시킴으로써 구멍의 내주면에 그립시키고 클램프 본체쪽으로 잡아당겨 클램프하도록 한 각종 클램프 장치(이른바, 홀 클램프 또는 익스팬션 클램프)가, 실용(實用)에 제공되고 있다.

예컨대, 특허문헌 1에 기재된 클램프 장치는, 클램프 본체, 그립 부재, 상기 그립 부재의 직경을 확대시키기 위한 클램프 로드, 클램프 로드를 구동하는 유압 실린더 등을 구비하고 있다. 그립 부재는 4개의 그립 형성 부재로 구성되며, 그립 형성 부재에는, 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면의 형상이 편평한 D형인 그립 클로부가 형성되어 있다. 클램프 로드의 하부와 중간단 부분은 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면형상이 원형인 로드형상으로 형성되며, 클램프 로드의 상단측 부분에는 상방으로 갈수록 직경이 커지는 도립(倒立) 사각뿔대 형상의 테이퍼부가 형성되어 있다. 그립 형성 부재의 하단에는 기단 플랜지부가 형성되어 있으며, 클램프 본체에는, 그립 형성 부재의 기단 플랜지부를 수평방향으로 이동가능하도록 안내하여 지지하는 안내 지지 기구도 설치되어 있다.

특허문헌 2에는, 클램프 본체, 링형상의 일체품인 콜릿(collet ; 그립 부재), 풀 로드(클램프 로드), 풀 로드를 구동하는 유압 실린더 등을 구비하고 있다. 콜릿은, 1개의 세로 방향 슬릿을 통해 외경이 확대되는 쪽으로 탄성변형이 가능하도록 구성되어 있다.

이러한 종류의 클램프 장치에 있어서, 그립 부재와 클램프 로드의 상단측 부분은 클램프 본체의 상단부의 관통 삽입 구멍에 관통 삽입되어 상방으로 연장되는 구조이기 때문에, 상기 관통 삽입 구멍 내의 그립 부재 및 클램프 로드의 외주측의 링형상 틈새로부터, 절삭 가루 등의 이물이 내부로 침입하지 않도록, 상기 링형상 틈새를 막기 위한 가요성이 있는 스크레이퍼를 클램프 본체에 설치한 본원 출원인에 의한 특허문헌 3의 클램프 장치도 공지되어 있다.

상기 클램프 장치에 있어서, 그립 부재가 4개의 슬릿에 의해 분단된 4개의 그립 형성 부재로 구성되며, 클램프 로드는, 단면이 원형인 중간단 로드부와, 상기 중간단 로드부의 상단으로 이어지는 테이퍼부를 갖는다. 테이퍼부에는 4개의 그립 형성 부재의 그립 클로부가 맞닿는 4개의 테이퍼면이 형성되어 있다.

독일 특허공보 제4020981호 일본 특허공개공보 H11-188551호 일본 특허공개공보 제2010-125537호

상기 특허문헌 3의 클램프 장치에 있어서는, 클램프 로드를 하방으로 클램프 구동하여 4개의 그립 형성 부재의 직경을 확대시켜 공작물의 구멍의 내주면을 그립하고 나서 공작물을 클램프 본체측으로 잡아 당긴다. 상기 4개의 그립 형성 부재의 직경이 확대되면, 그립 형성 부재 사이의 슬릿이 확대되지만, 이들 4개의 슬릿은 개방된 그대로의 상태가 된다.

또한, 그립 부재에 대하여 클램프 로드가 상대적으로 하강하면, 4개의 그립 형성 부재와 클램프 로드 사이의 틈새(이것을 내부 틈새라 함)도 확대될 뿐만 아니라, 스크레이퍼의 근방부에 있어서, 그립 부재와 클램프 로드의 단면(클램프 로드의 축심과 직교하는 단면)이 원형으로 되어 있지 않다.

이 때문에, 상기 4개의 슬릿과 상기의 내부 틈새를 스크레이퍼에 의해 막을 수 없을 뿐만 아니라, 그립 부재 및 클램프 로드의 외주와 스크레이퍼 사이에도 틈새(이것을 외주측 틈새라 함)가 생기며, 이러한 외주측 틈새도 스크레이퍼에 의해 충분히 막을 수가 없다.

이 때문에, 클램프한 공작물을 기계 가공하면, 절삭가루 등의 이물(異物)이 상기의 여러 틈새로부터 클램프 장치의 내부로 침입하여, 클램프 장치의 고장의 원인이 된다.

한편, 상기 절삭가루 등의 이물이 침입하는 것을 방지하기 위하여, 기계가공 중에는, 클램프 본체의 내부에 가압 공기를 공급하여, 그 가압 공기를 상기 여러 틈새로부터 분출시키도록 하고 있다. 그러나, 상기 여러 틈새가 크기 때문에, 상기 가압 공기의 소비량이 많아져, 가압 공기의 비용이 고가가 된다.

한편, 그립 형성 부재의 그립 클로부의 폭방향 양단의 에지부가 상기 스크레이퍼에 물려 들어가, 스크레이퍼를 손상시킴에 따라 스크레이퍼의 내구성이 현저하게 저하된다는 문제가 있다.

다른 한편으로, 공작물의 클램프에 제공되는 구멍의 직경이 6mm 정도의 크기가 되는 경우가 있기 때문에, 소형 클램프 장치가 필요하게 되는 경우가 있다. 이러한 종류의 소형 클램프 장치의 경우, 그립 부재의 그립 클로부의 외경도 6mm 정도의 크기가 되어, 클램프 로드의 로드부의 직경이 2, 3mm 정도의 크기가 된다. 이러한 종류의 소형 클램프 장치에 있어서는, 클램프 로드의 중간단 로드부(수평단면이 원형)의 직경이 매우 작아지기 때문에, 클램프 구동을 위한 클램프 로드의 인장 강도를 확보하기가 어려워진다.

본 발명의 목적은, 스크레이퍼의 내구성을 향상시킬 수 있는 클램프 장치를 제공하는 것, 에어 블로잉에 따른 가압 공기의 소비량을 저감시킬 수 있는 클램프 장치를 제공하는 것, 클램프 로드의 인장 강도를 확보할 수 있는 클램프 장치를 제공하는 것, 등이다.

본 발명의 클램프 장치는, 클램프 본체와, 상기 클램프 본체의 상단(上端)부분의 관통 삽입 구멍에 관통 삽입되며 상방(上方)으로 연장되어 공작물의 구멍의 내주면(內周面)을 그립할 수 있는 그립 부재와, 이 그립 부재에 걸림결합된 연직방향으로 연장되는 클램프 로드와, 상기 관통 삽입 구멍 내의 그립 부재 및 클램프 로드의 외주측의 링형상 틈새를 막는 고무 또는 합성 수지제의 스크레이퍼와, 상기 클램프 로드를 진퇴 구동하는 구동 수단을 갖는 클램프 장치에 있어서, 상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 외주측에 위치하는 하나 또는 복수의 그립 형성 부재로 구성되며, 상기 클램프 로드는, 그 중간단 부분의 중간단 로드부와, 상기 중간단 로드부로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경(外徑)이 확대되도록 형성되며 또한 하나 또는 복수의 그립 형성 부재를 외경이 확대되는 쪽으로 구동할 수 있는 테이퍼부를 구비하고, 상기 테이퍼부는, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재의 그립 클로부가 면접촉적으로 맞닿는 하나 또는 복수의 테이퍼 평면과, 상기 하나 또는 복수의 테이퍼 평면 하부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면을 가지며, 상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서의, 상기 하나 또는 복수의 그립 형성 부재와 클램프 로드의 단면이자 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이 언클램프 상태로부터 클램프 상태에 걸쳐 원형으로 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 외주측에 위치하는 하나 또는 복수의 그립 형성 부재로 구성되며, 상기 클램프 로드는, 그 중간단 부분의 중간단 로드부와, 이 중간단 로드부로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 하나 또는 복수의 그립 형성 부재를 외경이 확대되는 쪽으로 구동할 수 있는 테이퍼부를 구비하고, 상기 테이퍼부는, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재의 그립 클로부가 면접촉적으로 맞닿는 하나 또는 복수의 테이퍼 평면과, 상기 하나 또는 복수의 테이퍼 평면의 하부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면을 가지며, 상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서의, 상기 하나 또는 복수의 그립 형성 부재와 클램프 로드의 단면이자 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이 언클램프 상태로부터 클램프 상태에 걸쳐 원형으로 형성되었기 때문에, 다음과 같은 효과를 거둔다.

클램프 로드가 클램프측으로 구동되었을 경우, 상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서, 그립 형성 부재와 클램프 로드의 원형 단면의 외경이 직경방향으로 확대되며, 스크레이퍼의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형하여, 그립 부재 및 클램프 로드와 스크레이퍼의 사이에 거의 틈새가 생기지 않는 상태가 된다. 따라서, 클램프 본체 내에 이물이 침입하는 것을 방지할 수 있으므로, 클램프 작동중의 에어 블로잉을 정지시킬 수 있게 된다. 또한, 계속해서 에어 블로잉하여도 가압 공기의 소비량을 현저하게 적게 할 수 있어, 에너지 절약의 효과를 거둔다.

상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재의 단부 가장자리가 클램프 로드의 외면(外面)보다 돌출되지 않기 때문에, 스크레이퍼가 하나 또는 복수의 그립 형성 부재의 단부 가장자리에 의해 손상되는 일이 없게 되어, 스크레이퍼의 내구성을 확보할 수가 있다.

본 발명의 상기의 구성에 추가하여, 다음과 같은 각종 구성을 채용하여도 무방하다.

(1) 언클램프 상태일 때, 상기 클램프 로드의 부분 원추면의 하단부가 스크레이퍼에 접촉한다.

이러한 구성에 따르면, 언클램프 상태일 때 클램프 로드의 부분 원추면의 하단부가 스크레이퍼에 접촉하므로, 클램프 구동에 따라 클램프 로드가 하방으로 이동하기 시작한 직후부터, 테이퍼부의 부분 원추면에 의해 스크레이퍼의 내주부를 탄성변형시킬 수 있어, 스크레이퍼와 클램프 로드 사이에 거의 틈새가 생기지 않는다.

(2) 상기 그립 형성 부재의 그립 클로부의 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이, 편평한 D형으로 형성되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 그립 형성 부재의 그립 클로부의 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이, 편평한 D형으로 형성되었기 때문에, 클램프 로드의 테이퍼 평면에 그립 형성 부재를 걸림결합시킴으로써, 클램프 로드와 그립 부재의 단면이자 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면을 원형으로 형성할 수가 있다.

(3) 상기 테이퍼 평면과 상기 부분 원추면의 클램프 로드의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 테이퍼 평면과 부분 원추면의 클램프 로드의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성되었기 때문에, 클램프 로드의 하방으로의 이동에 따라 그립 형성 부재의 직경이 확대되어도, 그립 형성 부재와 클램프 로드의 단면이자 클램프 로드의 축심에 직교하는 단면을 원형으로 유지할 수 있다. 따라서, 스크레이퍼의 내주부를 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형시킬 수 있으므로, 스크레이퍼와 클램프 로드 사이에 거의 틈새가 생기지 않는 상태가 된다.

(4) 상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 외주측에 등간격으로 설치된 3개의 그립 형성 부재로 구성되고, 상기 중간단 로드부에 각 테이퍼 평면의 하단부로 이어지며 또한 상기 클램프 로드의 축심과 평행한 스트레이트면이 형성되고, 상기 테이퍼부 하부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 변을 가지며 또한 정상부(頂部)가 원호로 이루어지는 삼각형상으로 형성되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 그립 부재는, 클램프 로드의 외주측에 등간격으로 설치된 3개의 그립 형성 부재로 구성되고, 중간단 로드부에 각 테이퍼 평면의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드의 축심과 평행한 스트레이트면이 형성되었기 때문에, 소형의 클램프 장치에 있어서도, 스트레이트면에 대응되도록 그립 형성 부재를 배치하는 공간을 확보하면서, 중간단 로드부의 수평 단면적을 극력히 크게 하여 클램프 로드의 인장 강도를 확보할 수가 있다.

또한, 테이퍼부 하부의 수평 단면이, 테이퍼 평면과 평행한 변을 가지며 또한 정상부가 원호로 이루어지는 삼각형상으로 형성되었기 때문에, 3개의 그립 형성 부재를 걸림결합하면, 상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서의, 그립 형성 부재와 클램프 로드로 이루어지는 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면을 원형으로 형성할 수 있어, 스크레이퍼의 내구성을 확보할 수가 있다.

(5) 상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 양측에 대향 형상으로 설치된 한 쌍의 그립 형성 부재로 구성되며, 상기 중간단 로드부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 편평한 타원형으로 형성되어 있고, 상기 테이퍼부 하부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 그립 부재는, 클램프 로드의 양측에 대향 형상으로 설치된 한 쌍의 그립 형성 부재로 구성되며, 중간단 로드부의 수평 단면이, 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 편평한 타원형으로 형성되었기 때문에, 소형의 클램프 장치에 있어서도, 중간단 로드부의 양측에 한 쌍의 그립 형성 부재를 배치하는 공간을 확보하면서, 중간단 로드부의 수평 단면적을 극력히 크게 하여 클램프 로드의 인장 강도를 확보할 수가 있다.

또한, 테이퍼부 하부의 수평 단면이, 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성되었기 때문에, 이들 테이퍼 평면 하부의 단부 가장자리들 사이에 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면을 형성할 수 있으며, 상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서의, 그립 형성 부재와 클램프 로드로 이루어지는 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면을 원형으로 형성할 수 있어, 스크레이퍼의 내구성을 확보할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 클램프 장치의 평면도이다.
도 2는 언클램프 상태의 클램프 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선 단면도이다.
도 4는 클램프 로드가 1mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선 단면도이다.
도 6은 클램프 로드가 3.6mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선 단면도이다.
도 8은 클램프 로드의 사시도이다.
도 9는 클램프 로드의 정면도이다.
도 10은 클램프 로드의 측면도이다.
도 11은 실시예 2의 클램프 장치의 평면도이다.
도 12는 언클램프 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 단면도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII선 단면도이다.
도 14는 클램프 로드가 1mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV선 단면도이다.
도 16은 클램프 로드가 3.6mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 17은 도 16의 XVII-XVII선 단면도이다.
도 18은 실시예 3의 클램프 장치의 평면도이다.
도 19는 언클램프 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 단면도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX선 단면도이다.
도 21은 클램프 로드가 1mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 22는 도 21의 XXII-XXII선 단면도이다.
도 23은 클램프 로드가 3.6mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 24는 도 23의 XXIV-XXIV선 단면도이다.
도 25는 실시예 4의 클램프 장치의 평면도이다.
도 26은 언클램프 상태의 클램프 장치의 주요부 단면도이다.
도 27은 도 26의 XXVII-XXVII선 단면도이다.
도 28은 클램프 로드가 1mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 29는 도 28의 XXIX-XXIX선 단면도이다.
도 30은 클램프 로드가 3.6mm 하방으로 이동한 상태의 클램프 장치의 주요부 확대 정면도이다.
도 31은 도 30의 XXXI-XXXI선 단면도이다.
도 32는 실시예 5의 클램프 장치의 평면도이다.
도 33은 언클램프 상태의 클램프 장치의 단면도이다.
도 34는 언클램프 상태의 클램프 장치의 단면도이다.
도 35는 상부 본체와 클램프 로드와 스크레이퍼와 O링을 분리한 상태의 클램프 장치의 평면도이다.
도 36은 그립 부재와 클램프 로드의 주요부 확대 사시도이다.
도 37은 도 34의 XXXVII-XXXVII선 단면도이다.
도 38은 클램프 상태인 클램프 장치의 단면도이다.
도 39는 그립 부재와 클램프 로드(클램프 상태)의 주요부 확대 사시도이다.
도 40은 그립 부재와 클램프 로드(클램프 상태)의 주요부 확대 단면도이다.
도 41은 풀 스트로크 상태의 클램프 장치의 단면도이다.
도 42는 풀 스트로크 상태에 있어서의 그립 부재와 클램프 로드의 주요부 확대 사시도이다.
도 43은 풀 스트로크 상태에 있어서의 그립 부재와 클램프 로드의 주요부 확대 단면도이다.
도 44는 변경 형태에 관한 상부 본체와 클램프 로드와 스크레이퍼와 O링을 분리한 상태의 클램프 장치의 평면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 실시예에 근거하여 설명한다.

[실시예 1]

도 1~도 10에 나타내는 바와 같이, 본 클램프 장치(C)는, 클램프 본체(1)와, 상기 클램프 본체(1)의 상단 부분의 관통 삽입 구멍(17)에 관통 삽입되어 상방으로 연장되며 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 그립할 수 있는 그립 부재(2)와, 상기 그립 부재(2)에 걸림결합된 연직방향으로 연장되는 클램프 로드(3)와, 상기 클램프 로드(3)를 진퇴 구동시키는 구동수단(4)과, 서포트 기구(5)와, 스크레이퍼(26) 등을 갖는다. 클램프 본체(1)는, 상부 본체(11)와 하부 본체(12)로 구성되며, 클램프 본체(1)가 베이스 부재(13)에 조립 설치된다.

상부 본체(11)는 평면에서 볼 때 좌우 양단이 만곡된 형상으로 형성된 거의 직사각형상을 이루며, 상기 상부 본체(11)는, 4개의 볼트 구멍(9)에 삽입되는 4개의 볼트에 의해 베이스 부재(13)에 고정된다. 하부 본체(12)는 실린더 구멍(41)을 형성하는 통형상 부재로서, 상기 하부 본체(12)의 상단부가 상부 본체(11)의 하면측의 오목부(15)에 끼움결합되어, 4개의 볼트(16)에 의해 상부 본체(11)에 고정되어 있다. 클램프 본체(1)의 상반부의 중심부에 상방으로 돌출하는 원통형상의 본체 통형상부(11a)가 설치되어 있다.

본체 통형상부(11a)의 상단부 중심부분의 관통 삽입 구멍(17)을 상하로 관통하도록 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)가 설치되어 있다. 본체 통형상부(11a)의 상면에는, 그립 부재(2)를 둘러싸는 4개의 원호형상의 착좌면(18)이 형성되며, 이들 착좌면(18)에 공작물(W)을 착좌시킨 상태에서, 공작물(W)을 클램프한다. 본체 통형상부(11a)의 상면에는, 에어 블로잉된 가압 공기가 흐르는 4개의 오목홈(19)이 십자(十字) 형상으로 형성되어 있다.

다음으로, 그립 부재(2)에 대해 설명한다.

도 1~도 7에 나타내는 바와 같이 그립 부재(2)는, 클램프 로드(3)와 함께 클램프 본체(1)의 상단 부분의 관통 삽입 구멍(17)에 관통 삽입되어 상방으로 연장되며 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 그립할 수 있다. 상기 그립 부재(2)는, 클램프 로드(3)의 외주측에 등간격으로 설치된 3개의 강제(鋼製)의 그립 형성 부재(21)로 구성되어 있다. 3개의 그립 형성 부재(21)는, 외경의 확대·축소가 가능하다. 그립 형성 부재(21)의 상부에는 그립 클로부(22)가 형성되어 있으며, 그립 형성 부재(21)의 하단부에는, 원호형상의 기단 플랜지부(23)가 형성되어 있다. 그립 형성 부재(21)의 하반부의 내면에는, 클램프 로드(3)의 축심과 평행한 스트레이트 평면(24)이 형성되어 있다.

그립 클로부(22)의 상하 방향의 길이는, 그립 부재(2)의 전체 높이의 약 1/3이다. 그립 클로부(22)의 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면(수평 단면)이, 편평한 D형으로 형성되어 있다. 그립 클로부(22)의 내면이자 그립 형성 부재(21)의 상단부로부터 중간 단부에 걸친 내면에는, 상방으로 갈수록 클램프 로드(3)의 축심으로부터 이격되는 테이퍼면(22a)이 형성되며, 상기 테이퍼면(22a)이 클램프 로드(3)의 테이퍼부(34)의 테이퍼 평면(35)에 밀착상태로 걸림결합될 수 있다. 그립 클로부(22)의 외주면에는, 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 그립하기 위한 3단의 톱니(22b)가 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상부 본체(11)의 관통 삽입 구멍(17) 내에 그립 부재(2) 및 클램프 로드(3)의 외주측의 링형상 틈새를 막는 스크레이퍼(26)가 장착되어 있다. 스크레이퍼(26)는, 그립 부재(2) 및 클램프 로드(3)의 외주면에 슬라이딩 접촉하는 고무나 합성 수지 등의 탄력성이 있는 재료로 구성되어 있다. 스크레이퍼(26)는, 그립 부재(2) 및 클램프 로드(3) 외주측의 링형상 틈새로부터 절삭가루 등의 이물이 내부에 침입하는 것을 막으며, 가압 공기가 클램프 본체 내부로부터 외부로 누출되기 어렵게 하여, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)를 묶는 것이다. 그립 부재(2)의 하부에는, 3분할된 3개의 그립 형성 부재(21)를 직경 축소 방향으로 가압하는 O링(27)이 장착되어 있다.

그립 부재(2)의 기단 플랜지부(23)는, 본체 통형상부(11a)의 원형 오목부(28)에 수용되며, 기단 플랜지부(23)의 외주측에는 틈새(29)가 형성되어 있다. 그립 부재(2)의 기단 플랜지부(23)는, 원형 오목부(28)의 상벽부와 서포트 부재(52)의 수평판부(52b)의 사이에 수평방향으로 움직일 수 있게 끼움부착되어, 서포트 부재(52)에 의해 지지되어 있다. 그립 부재(2)는, 서포트 부재(52) 및 링형상의 압력받이 피스톤 부재(51)와 일체적으로 승강가능한 동시에, 원형 오목부(28) 외주부의 링형상 틈새(29)와 스크레이퍼(26)의 탄성변형을 통해, 클램프 장치(C)의 축심과 직교하는 수평방향으로 이동가능하게 장착되어 있다.

다음으로, 클램프 로드(3)에 대해 설명한다.

도 1~도 10에 나타내는 바와 같이, 클램프 로드(3)는, 그립 부재(2)에 관통 삽입되며 또한 그립 부재(2)에 걸림결합되어 연직방향으로 연장되어 있다. 클램프 로드(3)는, 하단측 부분의 T형 걸림결합부(31)와, 상기 T형 걸림결합부(31)로부터 상방으로 이어지는 소직경(小徑) 로드부(32)와, 상기 소직경 로드부(32)로부터 상방으로 이어지는 중간단 부분의 중간단 로드부(33)와, 상기 중간단 로드부(33)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 3개의 그립 형성 부재(21)를 외경이 확대되는 쪽으로 구동시킬 수 있는 테이퍼부(34)를 구비하고 있다. 소직경 로드부(32)의 수평 단면은 원형이다.

도 8~도 10에 나타내는 바와 같이, 중간단 로드부(33)는, 하기 3개의 스트레이트 면(33a) 이외에는 상방으로 갈수록 외경이 확대되는 부분 원추형상으로 형성되어 있다. 상기 중간단 로드부(33)에, 클램프 로드(3)의 축심과 평행한 3개의 스트레이트 면(33a)이 둘레방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 스트레이트 면(33a)은, 중간단 로드부(33)의 상하 방향의 거의 전체 길이에 걸쳐 형성되고, 테이퍼 평면(35)의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드(3)의 축심과 평행하게 되어 있다. 상기 스트레이트 면(33a)에, 그립 형성 부재(21)의 스트레이트 평면(24)이 면접촉적으로 맞닿아 있다. 중간단 로드부(33)의 스트레이트 면(33a)을 제외한 부분 원추면(33b)은, 후술하는 부분 원통면(36a)을 통해 테이퍼부(34)의 부분 원추면(36)의 하단부로 이어져 있다.

테이퍼부(34)는, 3개의 그립 형성 부재(21)의 그립 클로부(22)가 면접촉적으로 맞닿는 3개의 테이퍼 평면(35)과, 이들 3개의 테이퍼 평면(35) 하부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(36)과, 부분 원추면(36)의 하단으로 이어지는 상하로 짧은 부분 원통면(36a)과, 부분 원추면(36)의 상방으로 이어지는 부분 원통면(37)을 구비하고 있다. 한편, 부분 원통면(36a)은 필수는 아니므로, 부분 원추면(36)을 부분 원통면(36a)의 영역까지 확장시켜도 무방하다.

테이퍼 평면(35)은, 테이퍼부(34)의 상하 방향의 대략 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 테이퍼부(34) 하부의 수평 단면이, 테이퍼 평면(35)과 평행한 변을 가지며 또한 정상부가 원호로 이루어지는 삼각형상으로 형성되어 있다. 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 테이퍼부(34)의 단면이 삼각형상인 각 정상부에 상당하는 부분 원추면(36)이 스크레이퍼(26)의 내주부에 맞닿을 수 있다.

도 3~도 7에 나타내는 바와 같이, 클램프 상태 및 언클램프 상태일 때의 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되어 있다. 테이퍼 평면(35)과 부분 원추면(36)의 클램프 로드(3)의 축심에 대한 경사각도가 동일하게 되어 있다(도 2 참조). 한편, 언클램프 상태일 때 클램프 로드(3)의 부분 원추면(36)의 하단부는, 스크레이퍼(26)의 내주부에 접촉한다.

클램프 장치(C)에 있어서의, 도 2, 도 3의 언클램프 상태로부터, 도 4, 클램프 상태의 도 6에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3)가 하방으로 서서히 이동하여 그립 부재(2)의 직경이 확대되도록 구동되면, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 원통부의 외경이 서서히 확대되어, 도 5, 도 7에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(26)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성 변형하여, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 외주면에 밀착된 상태를 유지한다.

다음으로, 구동수단(4)에 대해 설명한다.

도 1~도 2에 나타내는 바와 같이 구동수단(4)은, 클램프 로드(3)를 클램프 본체(1)에 대하여 유압에 의해 진퇴 구동시키는 유압 실린더로 구성되어 있다. 구동수단(4)은, 하부 본체(12)에 형성된 세로 방향의 실린더 구멍(41)과, 피스톤 부재(42)와, 상기 피스톤 부재(42)의 피스톤부(45) 상측의 클램프용 오일챔버(43)와, 피스톤부(45) 하측의 언클램프용 오일챔버(44) 등을 구비하고 있다.

피스톤 부재(42)는, 실린더 구멍(41)에 유밀(油密)하게 슬라이딩 가능하도록 장착된 피스톤부(45)와, 상기 피스톤부(45)로부터 상방으로 본체 통형상부(11a) 내측까지 연장되는 로드부(46)를 갖는다. 피스톤부(45)의 외주부는 시일 부재(45a)에 의해 유밀하게 시일되어 있으며, 로드부(46)의 외주부는 시일 부재(46a)에 의해 유밀하게 시일되어 있다. 피스톤부(45) 하단부의 중앙부에는, 육각 구멍(45b)이 형성되어 있다. 로드부(46)의 상단측 부분에는 나사 축부(47)가 형성되며, 상기 나사 축부(47)에는, 역 T형의 T홈(49)을 형성하는 T홈 형성부재(48)가 나사결합에 의해 부착되어 있다.

상기 T홈 형성부재(48)의 T홈(49)에는, 클램프 로드(3)의 T형 걸림결합부(31)가 수평방향 측방으로부터 걸림결합되어 있다. T홈 형성부재(48)의 하단에는, 링형상의 압력받이 피스톤 부재(51)의 두께가 얇은 슬리브(51c)의 상단에 의해 걸림고정되는 피걸림고정부(48a)가 형성되어 있다. T형 걸림결합부(31)와 T홈 형성부재(48)의 사이에는 약간의 틈새가 있기 때문에, 클램프 로드(3)는, T홈 형성부재(48)에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동가능하다.

클램프용 오일챔버(43)는, 하부 본체(12)와 피스톤 부재(42)와 압력받이 피스톤 부재(51)로 형성되어 있다. 클램프용 오일챔버(43)에는, 피스톤부(45)를 클램프측(하방)으로 가압하는 유압이, 유압 공급원(59)으로부터 오일 통로(59a∼59c)를 통해 공급될 수 있다. 언클램프용 오일챔버(44)는, 하부 본체(12)와 베이스 부재(13)와 피스톤부(45)로 형성되어 있다. 언클램프용 오일챔버(44)에는, 피스톤부(45)를 언클램프쪽으로 가압하는 유압이, 유압공급원(58)으로부터 오일 통로(58a)를 통해 공급될 수 있다.

다음으로, 서포트 기구(5)에 대해 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이 서포트 기구(5)는, 피스톤 부재(42)의 로드부(46)에 움직임 가능하도록 외부로부터 끼워진 링형상의 압력받이 피스톤 부재(51)와, 상기 압력받이 피스톤 부재(51)에 의해 기단부(하단부)가 지지되며 또한 그립 부재(2)의 기단을 지지하는 서포트 부재(52)와, 압력받이 피스톤 부재(51)에 클램프 방향과 반대 방향으로 유압을 받도록 하는 서포트 오일챔버(53)와, 구동수단(4)의 언클램프용 오일챔버(44)로부터 서포트 오일챔버(53)로 통하는 오일 통로(54)를 갖는다. 서포트 기구(5)는, 그립 부재(2)의 직경을 확대시켜 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 그립시킬 때, 압력받이 피스톤 부재(51)에 작용하는 유압력에 의해 그립 부재(2)를 지지한다. 오일 통로(54)는 하부 본체(12)와 베이스 부재(13) 사이에 형성된 링형상 오일 통로(54a)와 하부 본체(12) 내에 비스듬히 형성된 스로틀 오일 통로(54b)를 갖는다.

압력받이 피스톤 부재(51)는, 링형상 피스톤부(51a)의 상단부에 형성된 걸림고정 플랜지부(51b)와, 링형상 피스톤부(51a) 상단의 내주부로부터 상방으로 소정 길이 연장되는 두께가 얇은 슬리브(51c)와, 링형상 피스톤부(51a)의 하단으로부터 하방으로 이어지며 하단부가 클램프용 오일챔버(43)에 면하는 소직경 피스톤부(51d)를 갖는다. 압력받이 피스톤 부재(51)는, 로드부(46)에 슬라이딩 가능하도록 외부로부터 끼워지며 또한 하부 본체(12)의 원통구멍(55a,55b)에 슬라이딩 가능하도록 내부로부터 끼워져 있다. 압력받이 피스톤 부재(51)의 내주부는 시일 부재(46a)에 의해 유밀하게 시일되고, 외주부는 시일부재(12a,51e)에 의해 유밀하게 시일되어 있다.

압력받이 피스톤 부재(51)의 걸림고정 플랜지부(51b)는, 하부 본체(12)와 상부 본체(11)로 형성된 수용 구멍(56)에 승강가능하게 장착되어 있다. 압력받이 피스톤 부재(51)가 하한 위치일 때, 걸림고정 플랜지부(51b)를 수용 구멍(56)의 하단벽으로 받고, 압력받이 피스톤 부재(51)가 상한 위치일 때, 걸림고정 플랜지부(51b)를 수용 구멍(56)의 상단벽으로 받는다.

서포트 부재(52)는, 본체 통형상부(11a)의 내측 수용 구멍(11b)의 내부로 끼워진 로드부(46)와 T홈 형성부재(48)와 두께가 얇은 슬리브(51c)에 외부로부터 끼워진 통형상부(52a)와, 상기 통형상부(52a) 상단의 수평판부(52b)를 갖는다. 클램프 로드(3)는 수평판부(52b)의 원형 구멍(57)을 관통하고 있다. 상기 원형 구멍(57)은, 클램프 로드(3)가 통과가능한 크기를 갖는다. 서포트 부재(52) 상단의 수평판부(52b)가 그립 부재(2)의 기단 플랜지부(23)의 하면에 맞닿아 지지되고, 통형상부(52a)의 하단은 압력받이 피스톤 부재(51)의 링형상 피스톤부(51a)의 상단에 맞닿아 지지되며, 서포트 부재(52)는 압력받이 피스톤 부재(51)와 일체적으로 승강한다.

다음으로, 가압공기 도입수단(6)에 대해 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이 가압공기 도입수단(6)은, 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)와 착좌면(18)을 에어 블로잉하기 위한 가압 공기를, 클램프 본체(1) 내의 압력받이 피스톤 부재(51)보다 상방의 부분으로 도입하는 것이다. 가압공기 도입수단(6)은, 베이스 부재(13)에 형성된 공기 통로(60a)로서 가압 공기 공급원(60)에 접속된 공기 통로(60a)와, 상부 본체(11)에 형성된 복수의 공기 통로(60b,60c)와 공기 분출 구멍(60d)을 갖는다. 한편, 공기 통로(60c)의 우측단부는 플러그에 의해 폐쇄되어 있다.

상부 본체(11)와 서포트 부재(52)의 사이에 링형상 틈새(60e)가 형성되어 있고, 서포트 부재(52)의 통형상부(52a)의 하단 근방부에 소형 구멍(60f)이 형성되어 있다. 가압 공기 공급원(60)으로부터의 가압 공기는, 공기 통로(60a∼60c), 공기 분출구(60d)를 통해 링형상 틈새(60e)와 소형 구멍(60f)에 공급되며, 서포트 부재(52)의 외주측과 내주측의 틈새를 지나 상방으로 흘러, 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)와 착좌면(18)을 에어 블로잉한다. 클램프 상태 및 언클램프 상태에서 가압 공기가 공급된다. 언클램프 상태일 때는 그립 부재(2) 및 클램프 로드(3)와 스크레이퍼(26) 사이의 약간의 틈새를 통해 착좌면(18)을 에어 블로잉한다.

다음으로, 상기 클램프 장치(C)의 작용에 대해 설명한다.

클램프 장치(C)에 의해, 공작물(W)을 클램프할 경우, 맨 먼저 클램프용 오일챔버(43)의 유압을 드레인압으로 하고, 언클램프용 오일챔버(44)와 서포트 오일챔버(53)에 유압을 공급한다.

그러면, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 클램프 로드(3)와 그립 부재(2)와 피스톤 부재(42)와 압력받이 피스톤 부재(51)가 상승하여 상한 위치가 된다. 이때, 그립 부재(2)는 스크레이퍼(26)나 O링(27)에 의해 직경 축소 상태를 유지하며, 스크레이퍼(26)의 근방부에서는, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 부분 원추면(36)에 의해 원통형상의 외형이 형성되어 있다. 즉, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서, 클램프 로드(3)와 3개의 그립 형성 부재(21)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 되어 있다. 이 때문에, 그립 부재(2) 및 클램프 로드(3)와 스크레이퍼(26)의 사이에 거의 틈새가 생기지 않으므로, 가압 공기의 외부로의 누출량이 작아져, 종래의 동종의 클램프 장치에 비해 가압 공기의 소비량이 매우 작아진다.

다음으로, 공작물(W)을 반입하고, 공작물(W)의 구멍(H)에 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)를 삽입하여 공작물(W)을 착좌면(18)에 의해 지지한다. 다음으로, 언클램프용 오일챔버(44)의 유압을 드레인압으로 하고, 클램프용 오일챔버(43)에 유압을 공급하여, 피스톤 부재(3)에 하방을 향하는 유압을 작용시킨다. 그러면, 스로틀 오일 통로(54b)에 의해 서포트 오일챔버(53)의 유압의 저하가 지연되기 때문에, 압력받이 피스톤 부재(51)는 서포트 오일챔버(53)의 유압을 받아 상기의 상한 위치를 유지하며, 그립 부재(2)도 상한 위치를 유지하는데, 피스톤 부재(42)는 하방을 향하는 유압에 의해 하방으로 구동되기 때문에, 클램프 로드(3)가 그립 부재(2)에 대하여 상대적으로 하방으로 이동한다.

그 결과, 클램프 로드(3)의 테이퍼부(34)의 3개의 테이퍼 평면(35)에 의해 그립 부재(2)의 3개의 그립 클로부(22)가 직경이 확대되도록 구동되며, 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면에 그립 상태가 되어, 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)가 공작물(W)에 대하여 상대이동이 불가능하게 된다. 이 상태에서, 피스톤 부재(42)와 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)와 압력받이 피스톤 부재(51)는 일체적으로 하방으로 작은 거리(예컨대, 0.2~0.5mm)만큼 구동되어, 공작물(W)이 착좌면(18)에 강하게 가압된 클램프 상태가 된다.

이때, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서는, 언클램프 상태로부터 클램프 상태에 걸쳐 테이퍼부(34)의 하방으로의 이동에 따라 부분 원추면(36)도 하방으로 이동하기 때문에, 그립 형성 부재(21)와 부분 원추면(36)으로 이루어지는 원형의 수평 단면의 외경이 서서히 커지며, 도 3, 도 5, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스크레이퍼(26)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형하여, 스크레이퍼(26)와 그립 부재(2)와 클램프 로드(3)의 사이에 틈새가 거의 생기지 않는 상태가 된다.

다음으로, 상기의 클램프 장치(C)의 효과에 대해 설명한다.

스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서, 3개의 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되었기 때문에, 클램프 로드(3)가 하방으로 구동되었을 경우에, 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 원형단면의 외경이 확대되어, 스크레이퍼(26)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형하므로, 스크레이퍼(26)와 클램프 로드(3) 사이에 틈새가 생기지 않는 상태가 된다. 따라서, 클램프 본체(1) 내부로의 이물의 침입을 방지할 수 있으며, 클램프 상태에 있어서 계속해서 에어 블로잉하여도 가압 공기의 소비량을 작게 할 수 있어 에너지를 절약하게 된다. 한편, 필요에 따라, 클램프 상태에 있어서의 에어 블로잉을 생략하여도 무방하다.

스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서, 3개의 그립 형성 부재(21)의 단부 가장자리가 클램프 로드(3)의 외면보다 돌출하지 않기 때문에, 스크레이퍼(26)가 3개의 그립 형성 부재(21)의 단부 가장자리에 의해 손상되는 일이 없어져, 스크레이퍼(26)의 내구성을 확보할 수가 있다.

언클램프 상태일 때 클램프 로드(3)의 부분 원추면(36)의 하단부가 스크레이퍼(26)에 접촉하므로, 클램프 구동에 따라 클램프 로드(3)가 하방으로 이동하기 시작한 직후부터, 테이퍼부(34)의 부분 원추면(36)에 의해 스크레이퍼(26)의 내주부를 탄성변형시킬 수 있어, 스크레이퍼(26)와 클램프 로드(3) 사이에 거의 틈새가 생기지 않는 상태가 된다.

각 그립 형성 부재(21)의 그립 클로부(22)의 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면이, 편평한 D형으로 형성되었기 때문에, 클램프 로드(3)의 테이퍼 평면(35)에 그립 형성 부재(21)를 걸림결합시킴으로써, 클램프 로드(3)와 그립 부재(2)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면을 원형으로 형성할 수가 있다.

테이퍼 평면(35)과 부분 원추면(36)의 클램프 로드(3)의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성하였기 때문에, 클램프 로드(3)의 하방으로의 이동에 따라 그립 형성 부재(21)의 직경이 확대되어도, 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심에 직교하는 단면을 원형으로 유지할 수가 있다. 따라서, 스크레이퍼(26)의 내주부를 탄성변형시킬 수 있으므로, 스크레이퍼(26)와 클램프 로드(3) 사이에 틈새가 거의 생기지 않는다.

그립 부재(2)는, 클램프 로드(3)의 외주측에 둘레방향으로 등간격으로 설치된 3개의 그립 형성 부재(21)로 구성되고, 중간단 로드부(33)에 각 테이퍼 평면(35)의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드(3)의 축심과 평행한 스트레이트 면(33a)이 형성되었기 때문에, 소형의 클램프 장치(C)에 있어서도, 스트레이트 면(33a)에 대응하도록 그립 형성 부재(21)를 배치하는 공간을 확보하면서, 중간단 로드부(33)의 수평단면적을 극력히 크게 하여 클램프 로드(3)의 인장 강도를 확보할 수가 있다.

테이퍼부(34) 하부의 수평단면이, 테이퍼 평면(35)과 평행한 변을 가지며 또한 정상부가 원호로 이루어지는 삼각형상으로 형성되었기 때문에, 3개의 그립 형성 부재(21)를 걸림결합시킨 상태에서, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 그립 형성 부재(21)와 클램프 로드(3)의 단면이자 클램프 로드(3)의 축심과 직교하는 단면을 원형으로 할 수 있어, 스크레이퍼(26)의 내구성을 확보할 수가 있다.

이하의 실시예에서는, 상기 클램프 장치(C)를 부분적으로 변경한 예 및 이들 예를 부분적으로 변경한 각종 예에 대해 설명하는데, 실시예 1과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명을 생략하고, 다른 구성 요소에 대해서만 설명하도록 한다.

[실시예 2]

도 11~도 17에 나타내는 바와 같이 본 클램프 장치(CA)는, 클램프 본체(1)와, 그립 부재(2A)와, 클램프 로드(3A)와, 상기 클램프 로드(3A)를 진퇴 구동하는 구동 수단 등을 갖는데, 상기 클램프 장치(CA)는, 그립 부재(2A)와 클램프 로드(3A)를 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하므로, 그립 부재(2A)와 클램프 로드(3A)에 대해서만 설명하기로 한다.

우선, 그립 부재(2A)에 대해 설명한다.

도 12~도 17에 나타내는 바와 같이, 그립 부재(2A)는, 클램프 로드(3A)의 양측에 대향 형상으로 설치된 한 쌍의 강제의 그립 형성 부재(21A)로 구성되어 있다. 한 쌍의 그립 형성 부재(21A)는, 직경방향으로 확대 및 축소가 가능하다. 그립 형성 부재(21A)의 상부에는 그립 클로부(22A)가 형성되며, 그립 형성 부재(21A)의 하단부에는, 반원 원호형상의 수평한 기단 플랜지부(23A)가 형성되어 있다. 그립 형성 부재(21A)의 하반부의 내면에는, 스트레이트 평면(24A)이 형성되어 있다.

그립 클로부(22A)의 상하 방향의 길이는, 그립 부재(2A)의 전체 높이의 약 1/3이다. 그립 클로부(22A)의 단면이자 클램프 로드(3A)의 축심과 직교하는 단면(수평 단면)은, 편평한 D형으로 형성되어 있다. 그립 클로부(22A)의 내면에는, 상방으로 갈수록 클램프 로드(3A)의 축심으로부터 이격되는 테이퍼면(22aA)이 형성되며, 상기 테이퍼면(22aA)이 클램프 로드(3A)의 테이퍼부(34A)의 한 쌍의 테이퍼 평면(35A)에 밀착된 형상으로 각각 걸림결합되게 되어 있다.

다음으로, 클램프 로드(3A)에 대해 설명한다.

도 12~도 17에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3A)는, 한 쌍의 그립 부재(2A)에 걸림결합되어 연직방향으로 연장되어 있다. 클램프 로드(3A)는, 하단측 부분의 T형 걸림결합부와, 상기 T형 걸림결합부로부터 상방으로 이어지는 소직경 로드부(32)와, 상기 소직경 로드부(32)로부터 상방으로 이어지는 중간단 부분의 중간단 로드부(33A)와, 상기 중간단 로드부(33A)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 한 쌍의 그립 형성 부재(21A)를 외경이 확대되는 쪽으로 구동시킬 수 있는 테이퍼부(34A)를 구비하고 있다.

중간단 로드부(33A)는, 소직경 로드부(32)보다 직경이 큰 로드형상으로 형성되며, 그 측면에 클램프 로드(3A)의 축심과 평행한 한 쌍의 스트레이트 면(33aA)이 대향 형상으로 형성되어 있다. 스트레이트 면(33aA)은, 각 테이퍼 평면(35A)의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드(3A)의 축심과 평행하게 형성되어 있다. 상기 스트레이트 면(33aA)에, 그립 형성 부재(21A)의 스트레이트 평면(24A)이 면접촉적으로 맞닿아 있다.

테이퍼부(34A)는, 한 쌍의 그립 형성 부재(21A)의 그립 클로부(22A)가 맞닿는 상방으로 갈수록 이격 거리가 확대되는 한 쌍의 테이퍼 평면(35A)과, 이들 테이퍼 평면(35A) 하반부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(36A)과, 상기 부분 원추면(36A)의 상방으로 이어지는 부분 원통면(37A)을 구비하고 있다. 테이퍼 평면(35A)은, 테이퍼부(34A)의 상하 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 테이퍼부(34A) 하반부의 수평 단면이 테이퍼 평면(35A)과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성되어 있다. 상기 단면이 타원형인 길이방향의 양단부에 상당하는 부분 원추면(36A)이, 스크레이퍼(26)의 내주부에 접촉되어 있다.

도 12~도 17에 나타내는 바와 같이, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 한 쌍의 그립 형성 부재(21A)와 클램프 로드(3A)의 단면이자 클램프 로드(3A)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되어 있다. 테이퍼 평면(35A)과 부분 원추면(36A)의 클램프 로드(3A)의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성되어 있다(도 12 참조). 언클램프 상태일 때 클램프 로드(3A)의 부분 원추면(36A)의 하단부는, 스크레이퍼(26)의 내주부에 접촉되어 있다.

클램프 장치(CA)에 있어서, 도 12, 도 13의 언클램프 상태로부터, 도 14, 도 16에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3A)가 하방으로 서서히 이동하여 그립 부재(2A)의 직경이 확대되도록 구동되면, 한 쌍의 그립 형성 부재(21A)와 클램프 로드(3A)의 원형단면의 외경이 직경방향으로 서서히 확대되어, 도 15, 도 17에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(26)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형한다. 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 실시예 1과 거의 동일하므로 설명은 생략한다.

[실시예 3]

도 18~도 24에 나타내는 바와 같이 본 클램프 장치(CB)는, 클램프 본체(1)와, 그립 부재(2B)와, 클램프 로드(3B)와, 상기 클램프 로드(3B)를 진퇴 구동하는 구동 수단 등을 갖는데, 상기 클램프 장치(CB)는, 그립 부재(2B)와 클램프 로드(3B)를 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하므로, 본 실시예에서는 그립 부재(2B)와 클램프 로드(3B)에 대해서만 설명한다.

우선, 그립 부재(2B)에 대해 설명한다.

도 19~도 24에 나타내는 바와 같이 그립 부재(2B)는, 클램프 로드(3B)의 외주측에 설치된 1개의 강제의 그립 형성 부재(21B)로 구성되어 있다. 1개의 그립 형성 부재(21B)는, 직경방향으로 확대 및 축소가 가능하다. 그립 형성 부재(21B)의 상부에는 그립 클로부(22B)가 형성되며, 그립 형성 부재(21B)의 하단부에는, 반원 원호형상의 수평한 기단 플랜지부(23B)가 형성되어 있다. 그립 형성 부재(21B)의 하반부의 내면에는, 스트레이트 평면(24B)이 형성되어 있다.

그립 클로부(22B)의 상하 방향의 길이는, 그립 부재(2B)의 전체 높이의 약 1/3이다. 그립 클로부(22B)의 단면이자 클램프 로드(3B)의 축심과 직교하는 단면(수평 단면)이, 편평한 D형으로 형성되어 있다. 그립 클로부(22B)의 내면에는, 상방으로 갈수록 클램프 로드(3B)의 축심으로부터 이격되는 테이퍼면(22aB)이 형성되며, 상기 테이퍼면(22aB)이 클램프 로드(3B)의 테이퍼부(34B)의 1개의 테이퍼 평면(35B)에 밀착된 상태로 걸림결합되어 있다.

다음으로, 클램프 로드(3B)에 대해 설명한다.

도 19~도 24에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3B)는, 그립 형성 부재(21B)에 걸림결합되어 연직방향으로 연장되어 있다. 클램프 로드(3B)는, 하단측 부분의 T형 걸림결합부와, 상기 T형 걸림결합부로부터 상방으로 이어지는 소직경 로드부(32)와, 상기 소직경 로드부(32)로부터 상방으로 이어지는 중간단 부분의 중간단 로드부(33B)와, 상기 중간단 로드부(33B)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 1개의 그립 형성 부재(21B)를 외경이 확대되는 쪽으로 구동시킬 수 있는 테이퍼부(34B)를 구비하고 있다.

중간단 로드부(33B)는, 소직경 로드부(32)보다 직경이 큰 로드형상으로 형성되어 있으며, 그 측면에 클램프 로드(3B)의 축심과 평행한 1개의 스트레이트 면(33aB)이 형성되어 있다. 스트레이트 면(33aB)은, 테이퍼 평면(35B)의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드(3B)의 축심과 평행하게 형성되어 있다. 상기 스트레이트 면(33aB)에, 그립 형성 부재(21B)의 스트레이트 평면(24B)이 면접촉적으로 맞닿아 있다.

테이퍼부(34B)는, 1개의 그립 형성 부재(21B)의 그립 클로부(22B)가 맞닿는 상방으로 갈수록 이격 거리가 확대되는 1개의 테이퍼 평면(35B)과, 상기 테이퍼 평면(35B)의 하반부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(36B)과, 상기 부분 원추면(36B)의 상방으로 이어지는 부분 원통면(37B)을 구비하고 있다. 테이퍼 평면(35B)은, 테이퍼부(34B)의 상하 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 테이퍼부(34B)의 하반부의 수평단면이 테이퍼 평면(35B)과 평행한 변을 갖는 D형으로 형성되어 있다. 상기 단면이 D형인 만곡부측에 상당하는 부분 원추면(36B)이, 스크레이퍼(26)의 내주부에 접촉되어 있다.

도 19~도 24에 나타내는 바와 같이, 스크레이퍼(26)의 근방부에 있어서의, 1개의 그립 형성 부재(21B)와 클램프 로드(3B)의 단면이자 클램프 로드(3B)의 축심과 직교하는 단면은 원형으로 형성되어 있다. 테이퍼 평면(35B)과 부분 원추면(36B)의 클램프 로드(3B)의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성되어 있다(도 19 참조). 한편, 언클램프 상태일 때 클램프 로드(3B)의 부분 원추면(36B)의 하단부는, 스크레이퍼(26)의 내주부에 접촉되어 있다.

클램프 장치(CB)에 있어서, 도 19, 도 20의 언클램프 상태로부터, 도 21, 도 23에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3B)가 하방으로 서서히 이동하여 그립 부재(2B)의 직경이 확대되도록 구동되면, 1개의 그립 형성 부재(21B)와 클램프 로드(3B)의 원형단면의 외경이 직경방향으로 균등하게 서서히 확대되며, 도 22, 도 24에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(26)의 내주부가 둘레방향으로 서서히 잡아 당겨져 탄성변형한다. 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 실시예 1과 거의 동일하므로 설명은 생략한다.

[실시예 4]

도 25~도 31에 나타내는 바와 같이 본 클램프 장치(CC)는, 클램프 본체(1C)와, 그립 부재(2C)와, 클램프 로드(3C)와, 상기 클램프 로드(3C)를 진퇴 구동하는 구동수단(4C) 등을 갖는다. 클램프 본체(1C)는, 상부 본체(11C)와 하부 본체(12C)로 구성되며, 클램프 본체(1C)가 베이스 부재(13C)에 조립 설치된다.

상부 본체(11C)는 평면에서 볼 때 양단의 모서리부가 만곡된 형상으로 형성된 거의 직사각형이며, 상기 상부 본체(11C)는 4개의 볼트 구멍(9C)에 삽입되는 4개의 볼트에 의해 베이스 부재(13C)에 고정된다. 하부 본체(12C)는 실린더 구멍(61)을 형성하는 통형상 부재이며, 상기 하부 본체(12C)의 상단부가 상부 본체(11C)의 하면측의 오목부(15C)에 끼움결합되어, 6개의 볼트(16C)에 의해 상부 본체(11C)에 고정되어 있다.

상부 본체(11C)의 중심부분의 관통 삽입 구멍(17C)을 상하로 관통하도록 그립 부재(2C)와 클램프 로드(3C)가 설치되어 있다. 상부 본체(11C)의 상면에는, 그립 부재(2C)를 둘러싸는 4개의 원호형상의 착좌면(18C)이 형성되며, 이들 착좌면(18C)에 공작물(W)을 착좌시킨 상태에서, 공작물(W)을 클램프한다. 상부 본체(11C)의 상면에는, 에어 블로잉된 가압 공기가 흐르는 4개의 오목홈(19C)이 십자형상으로 형성되어 있다.

다음으로, 그립 부재(2C)에 대해 설명한다.

도 26~도 31에 나타내는 바와 같이 그립 부재(2C)는, 클램프 로드(3C)와 함께 클램프 본체(1C)의 상단부분의 관통 삽입 구멍(17C)에 관통 삽입되어 상방으로 연장되며 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 그립할 수 있다. 상기 그립 부재(2C)는, 클램프 로드(3C)의 외주측에 둘레방향으로 등간격으로 설치된 4개의 그립 형성 부재(21C)로 구성되어 있다. 4개의 그립 형성 부재(21C)는, 직경방향으로 확대 및 축소 가능하다. 그립 형성 부재(21C)의 상부에는 그립 클로부(22C)가 형성되어 있고, 그립 형성 부재(21C)의 하단부에는 원호형상의 수평한 기단 플랜지부(23C)가 형성되어 있다. 4개의 그립 형성 부재(21C)의 하반부의 내면에는, 스트레이트 평면(24C)이 형성되어 있다.

그립 클로부(22C)의 상하 방향의 길이는, 그립 부재(2C)의 전체 높이의 약 1/3이다. 그립 클로부(22C)의 단면이자 클램프 로드(3C)의 축심과 직교하는 단면(수평 단면)이, 편평한 D형으로 형성되어 있다. 그립 클로부(22C)의 내면에는, 상방으로 갈수록 클램프 로드(3C)의 축심으로부터 이격되는 테이퍼면(22aC)이 형성되며, 상기 테이퍼면(22aC)이 클램프 로드(3C)의 테이퍼부(34C)의 테이퍼 평면(35C)에 밀착형상으로 걸림결합되어 있다. 그립 클로부(22C)의 외주면에는, 공작물(W)의 구멍의 내주면을 그립하기 용이하게 하는 3단의 톱니가 형성되어 있다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 상부 본체(11C)의 관통 삽입 구멍(17C) 내에 그립 부재(2C) 및 클램프 로드(3C)의 외주측의 링형상 틈새를 막는 스크레이퍼(26C)가 장착되어 있다. 스크레이퍼(26C)는, 4개의 그립 형성 부재(21C)와 클램프 로드(3C)를 묶는 것이다. 그립 부재(2C)의 하부에는, 4분할된 4개의 그립 형성 부재(21C)를 직경 축소 방향으로 가압하는 O링(27C)이 장착되어 있다.

그립 부재(2C)의 기단 플랜지부(23C)는, 상부 본체(11C)의 원형 오목부(28C)에 수용되어 있으며, 기단 플랜지부(23C)의 외주측에는 틈새가 형성되어 있다. 그립 부재(2C)의 기단 플랜지부(23C)는, 원형 오목부(28C)의 상벽부와 서포트 기구(5C)의 링형상 압력받이부재(71)의 수평판부(71c)의 사이에 수평방향으로 움직일 수 있도록 끼움부착되어, 링형상 압력받이부재(71)에 의해 지지되어 있다. 그립 부재(2C)는, 링형상 압력받이부재(71)와 일체적으로 승강가능한 동시에, 원형 오목부(28C) 외주부의 링형상 틈새와 스크레이퍼(26C)의 탄성변형을 통해, 클램프 장치(CC)의 축심과 직교하는 수평방향으로 이동가능하도록 장착되어 있다.

다음으로, 클램프 로드(3C)에 대해 설명한다.

도 26~도 31에 나타내는 바와 같이, 클램프 로드(3C)는 그립 부재(2C)에 걸림결합되어 연직방향으로 연장되어 있다. 클램프 로드(3C)는, 하단측 부분의 대직경(大徑) 플랜지부(31C)와, 상기 대직경 플랜지부(31C)로부터 상방으로 이어지는 대직경 로드부(32C)와, 상기 대직경 로드부(32C)로부터 상방으로 이어지는 중간단 부분의 중간단 로드부(33C)와, 상기 중간단 로드부(33C)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경이 확대되도록 형성되며 또한 4개의 그립 형성 부재(21C)를 외경이 확대되는 쪽으로 구동할 수 있는 테이퍼부(34C)를 구비하고 있다. 대직경 로드부(32C)의 수평 단면은 원형이다.

중간단 로드부(33C)는, 대직경 로드부(32C)보다 약간 직경이 크게 형성되어 있다. 상기 중간단 로드부(33C)의 측면에, 클램프 로드(3C)의 축심과 평행한 4개의 스트레이트 면(33aC)이 둘레방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 스트레이트 면(33aC)은, 중간단 로드부(33C)의 상하 방향의 거의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 스트레이트 면(33aC)은, 각 테이퍼 평면(35C)의 하단부로 이어지며 또한 클램프 로드(3C)의 축심과 평행하게 되어 있다. 상기 스트레이트 면(33aC)에, 그립 형성 부재(21C)의 스트레이트 평면(24C)이 면접촉적으로 맞닿아 있다. 중간단 로드부(33C)의 스트레이트 면(33aC)을 제외한 모서리부는, 테이퍼부(34C)의 부분 원추면(36C)의 하단부로 이어져 있다.

테이퍼부(34C)는, 4개의 그립 형성 부재(21C)의 그립 클로부(22C)가 면접촉적으로 맞닿는 4개의 테이퍼 평면(35C)과, 이들 4개의 테이퍼 평면(35C) 하부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(36C)과, 상기 부분 원추면(36C)의 상방으로 이어지는 부분 원통면(37C)을 갖는다. 테이퍼 평면(35C)은, 테이퍼부(34C)의 상하 방향의 거의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 테이퍼부(34C) 하부의 수평단면이, 테이퍼 평면(35C)과 평행한 변을 가지며 또한 정상부가 원호로 이루어지는 사각형상으로 형성되어 있다. 스크레이퍼(26C)의 근방부에 있어서의, 테이퍼부(34C)의 단면이 사각형상인 각 정상부에 상당하는 부분 원추면(36C)은, 스크레이퍼(26C)의 내주부에 접촉되어 있다.

도 26~도 31에 나타내는 바와 같이, 스크레이퍼(26C)의 근방부에 있어서의, 4개의 그립 형성 부재(21C)와 클램프 로드(3C)의 단면이자 클램프 로드(3C)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되어 있다. 테이퍼 평면(35C)과 부분 원추면(36C)의 클램프 로드(3C)의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성되어 있다(도 26 참조). 한편, 언클램프 상태일 때 클램프 로드(3C)의 부분 원추면(36C)의 하단부는, 스크레이퍼(26C)의 내주부에 접촉되어 있다.

클램프 장치(CC)에 있어서의, 도 26, 도 27의 언클램프 상태로부터, 도 28, 도 30에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(3C)가 하방으로 이동하여 그립 부재(2C)의 직경이 확대되도록 구동되면, 4개의 그립 형성 부재(21C)와 클램프 로드(3C)의 원형단면의 외경이 직경방향으로 서서히 확대되어, 도 29, 도 31에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(26C)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형한다.

다음으로, 구동수단(4C)에 대해 설명한다.

도 26에 나타내는 바와 같이 구동수단(4)은, 클램프 로드(3C)를 클램프 본체(1C)에 대하여 유압에 의해 진퇴 구동하는 유압 실린더로 구성되어 있다. 구동수단(4C)은, 하부 본체(12C)와 베이스 부재(13C)로 형성된 세로 방향의 실린더 구멍(61)과, 피스톤부(65)와 상기 피스톤부(65)로부터 상방으로 연장되는 통형상 피스톤 로드(66)로 이루어지는 피스톤 부재(62)와, 피스톤부(65) 상측의 클램프용 오일챔버(63) 및 피스톤부(65) 하측의 언클램프용 오일챔버(64)를 구비하고 있다. 클램프용 오일챔버(63)에는, 유압공급원(도시 생략)으로부터 오일 통로를 통해 유압이 공급된다. 언클램프용 오일챔버(64)는, 유압 공급원(81)으로부터 오일 통로(81a)를 통해 유압이 공급된다.

실린더 구멍(61)의 바닥면은 베이스 부재(13C)에 의해 막혀 있다. 피스톤 부재(62)는 베이스 부재(13C)의 구멍의 바닥벽면에 의해 받아져 하한 위치가 된다. 피스톤 부재(62)에는, 상부의 소직경 구멍(62a)과, 중간단부의 중직경(中徑) 구멍(62b)과, 하부의 대직경 구멍(62c)이 형성되어 있다. 중직경 구멍(62b)의 하부와 대직경 구멍(62c)에는 봉쇄(封鎖)부재(67)가 장착되며, 멈춤 링(68)에 의해 탈락이 방지되어 있다. 피스톤부(65)의 외주부는 시일부재에 의해 유밀하게 시일되고, 통형상 피스톤 로드(66)의 외주부는 시일부재에 의해 유밀하게 시일되며, 봉쇄부재(67)의 외주부는 시일부재에 의해 유밀하게 시일되어 있다.

클램프 로드(3C)의 대직경 로드부(32C)가 소직경 구멍(62a) 내에 위치하고, 대직경 플랜지부(31C)가 중직경 구멍(62b) 내에 위치하고 있다. 대직경 로드부(32C)와 소직경 구멍(62a)의 내주면의 사이에는 링형상 틈새가 형성되고, 대직경 로드부(32C) 외주의 링형상 홈에 굵은 O링(69)이 장착되며, 상기 O링(69)은 대직경 로드부(32C)와 통형상 피스톤 로드(66)의 사이에 약간 압축된 상태로 장착되어 있다.

대직경 플랜지부(31C)는 중직경 구멍(62b)의 상벽과 봉쇄부재(67)의 사이에 수평방향으로 움직일 수 있도록 장착되어 있다. 대직경 플랜지부(31C)의 외주면과 중직경 구멍(62b)의 내주면의 사이에는 약간의 틈새가 있다. 이 때문에, 클램프 로드(3C)는, 피스톤 부재(62)와 일체적으로 승강이동하는데, 피스톤 부재(62)에 대해 상대적으로 구동수단(4C)의 축심과 직교하는 수평방향으로 작은 거리만큼 이동이 가능하다. 그립 부재(2C)는 클램프 로드(3C)와 일체적으로 상기 축심과 직교하는 수평방향으로 이동가능하다.

다음으로, 서포트 기구(5C)에 대해 설명한다.

도 26에 나타내는 바와 같이 서포트 기구(5C)는, 링형상의 압력받이 피스톤 부재(71)와, 상기 압력받이 피스톤 부재(71)의 통형상부(71a)에 클램프 방향과 반대 방향을 향해 유압을 받도록 하는 서포트 오일챔버(72)와, 유압 실린더의 언클램프용 오일챔버(64)로부터 서포트 오일챔버(72)로 통하는 링형상 오일 통로(73a)와 경사 스로틀 오일 통로(73b)로 이루어지는 오일 통로(73)를 갖는다.

압력받이 피스톤 부재(71)는, 통형상부(71a)와, 통형상부(71a)의 상단부에 형성된 걸림고정 플랜지부(71b)와, 통형상부(71a)의 상단에 일체로 형성된 수평판부(71c)와, 통형상부(71a)의 하단부로부터 하방으로 이어지는 하단부가 클램프용 오일챔버(63)에 면하는 통형상부(71d)를 갖는다. 통형상부(71a)의 하단 외주측에는 링형상 압력받이면(71e)이 형성되어 있다. 압력받이 피스톤 부재(71)는, 통형상 피스톤 로드(66)에 슬라이딩 가능하도록 외부로부터 끼워지며, 또한 하부 본체(12C)의 원통 구멍(70a,70b)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 끼워져 있다.

압력받이 피스톤 부재(71)의 걸림고정 플랜지부(71b)는, 하부 본체(12C)와 상부 본체(11C)로 형성된 수용 구멍(56C)에 상하 방향으로 승강가능하게 장착되어 있다. 압력받이 피스톤 부재(71)가 하한 위치일 때, 걸림고정 플랜지부(71b)를 수용 구멍(56C)의 하단벽으로 받고, 압력받이 피스톤 부재(71)가 상한위치일 때, 수평판부(71c)를 수용 구멍(56C)의 상단벽으로 받는다.

서포트 오일챔버(72)는, 통형상부(71a)와 통형상부(71d)와 하부 본체(12C)로 형성되어 있다. 통형상부(71d)의 외주측은 시일부재에 의해 유밀하게 시일되어 있다. 통형상부(71d)는, 하부 본체(12C)와 통형상 피스톤 로드(66)에 의해 형성되는 원통 구멍(70b)에 삽입되어 클램프용 오일챔버(63)의 유압을 받는다.

한편, 도시가 생략되었지만, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 가압공기 도입수단이 클램프 본체(1C) 내에 설치되어 있다. 상기 클램프 장치(CC)는, 상기 실시예 1의 클램프 장치(C)와 비교하여, 높이 방향에 대해서는 소형으로 구성되어 있으나, 작용 및 효과는 상기 실시예 1과 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

[실시예 5]

도 32~도 43에 나타내는 바와 같이, 본 클램프 장치(CD)는, 클램프 본체(101)와, 그립 부재(102)와, 클램프 로드(103)와, 상기 클램프 로드(103)를 진퇴 구동하는 구동수단(104)과, 스크레이퍼(126)와, 안내 지지 기구(128) 등을 갖는다. 클램프 본체(101)는, 상부 본체(111)와 하부 본체(112)로 구성되며, 클램프 본체(101)가 베이스 부재(113)에 조립 설치된다.

상부 본체(111)는, 평면에서 볼 때 거의 정사각형인 강제의 부재이다. 상기 상부 본체(111)는, 4개의 볼트 구멍(114)에 삽입되는 4개의 볼트에 의해 베이스 부재(113)에 고정된다. 하부 본체(112)는 실린더 구멍(141)을 형성하는 통형상 부재이며, 상기 하부 본체(112)의 상단부가 상부 본체(111) 하면측의 오목부(115)에 끼움결합되어, 4개의 볼트(116)에 의해 고정되어 있다.

상부 본체(111)의 중심 부분의 관통 삽입 구멍(117)을 상하로 관통하도록 그립 부재(102)가 설치되어 있다. 상부 본체(111)의 상면에는, 그립 부재(102)를 둘러싸는 4개의 원호형상의 착좌면(118)이 형성되어, 공작물(W)을 클램프한 상태에서는, 이들 착좌면(118)에 공작물(W)이 착좌되어 있다. 상부 본체(111)의 상면에는, 에어 블로잉된 가압 공기가 흐르는 4개의 오목홈(119)이 십자형상으로 형성되어 있다. 4개의 착좌면(118)과 4개의 오목홈(119)을 제외하고, 상부 본체(111)의 상면은 완만한 경사각의 부분 원추면으로 형성되어 있다.

다음으로, 그립 부재(102)에 대해 설명한다.

도 33~도 43에 나타내는 바와 같이 그립 부재(102)는, 클램프 로드(103)와 함께, 클램프 본체(101)의 상단부분의 관통 삽입 구멍(117)에 관통 삽입되며 공작물(W)의 구멍(H)에 삽입되어, 구멍(H)의 내주면을 그립할 수 있다. 그립 부재(102)는, 클램프 로드(103)의 양측에 대향 형상으로 설치된 한 쌍의 강제의 그립 형성 부재(121)로 구성되어 있다. 한 쌍의 그립 형성 부재(121)는, 직경방향으로 확대 및 축소가 가능하다. 그립 형성 부재(121)의 상부에는 그립 클로부(122)가 형성되어 있으며, 그립 형성 부재(121)의 하단부에는 반원 원호형상의 수평한 기단 플랜지부(123)가 형성되어 있다. 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 중간단부로부터 하단부에 걸친 내면에는, 스트레이트 평면(124)이 형성되어 있다.

그립 클로부(122)의 상하 방향의 길이는, 그립 부재(102)의 전체 높이의 약 1/3이다. 그립 클로부(122)의 클램프 로드(103)의 축심과 직교하는 단면은 편평한 D형이며, 상기 그립 클로부(122)의 내면에는, 상방으로 갈수록 클램프 로드(103)의 축심으로부터 이격되는 테이퍼면(122b)이 형성되고, 상기 테이퍼면(122b)이 클램프 로드(103)의 테이퍼부(134)의 테이퍼 평면(135)에 밀착상태로 걸림결합되어 있다. 그립 클로부(122)의 외주면에는, 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면을 용이하게 그립하게 하는 2단의 톱니(122a)가 형성되어 있다.

도 35에 나타내는 바와 같이, 그립 형성 부재(121)의 기단 플랜지부(123)의 둘레방향의 양단부가, 그립 클로부(122)보다 클램프 로드(103)쪽으로 돌출되어 있다. 한 쌍의 기단 플랜지부(123)의 사이에 약간의 틈새가 형성되어 있다.

도 33, 도 34, 도 38, 도 41에 나타내는 바와 같이, 클램프 본체(101)의 내부에는, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 한 쌍의 기단 플랜지부(123)를 수평방향으로 이동가능하도록 안내하여 지지하는 안내 지지 기구(128)가 설치되어 있다. 기단 플랜지부(123)는, 상부 본체(111)의 원형 오목부(129)에 수용되어, 원형 오목부(129)의 상벽부와 링형상 압력받이부재(151)의 수평판부(162)의 사이에 수평방향으로 움직일 수 있도록 끼움부착되어 있다. 상기 원형 오목부(129)와 수평판부(162)가 안내 지지 기구(128)에 상당한다.

도 32~도 34, 도 36~도 43에 나타내는 바와 같이, 상부 본체(111)의 관통 삽입 구멍(117) 내의 그립 부재(102) 및 클램프 로드(103) 외주측의 링형상 틈새를 막는 스크레이퍼(126)로서, 그립 부재(2) 및 클램프 로드(103)의 외주면에 슬라이딩 접촉하는 고무나 합성 수지 등의 탄력성이 있는 재료로 이루어진 스크레이퍼(126)가 장착되어 있다. 스크레이퍼(126)는, 그립 부재(102) 및 클램프 로드(103)의 외주측의 링형상 틈새로부터 절삭가루 등의 이물이 내부로 침입하는 것을 막고, 에어 블로잉되는 공기의 누출을 적게 하며, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103)를 묶는 것이다. 그립 부재(102)의 중간단부에는, 2분할된 한 쌍의 그립 형성 부재(122)를 직경 축소 방향(서로 접근하는 방향)으로 가압하는 O링(127)이 장착되어 있다.

그립 부재(102)는, 구동수단(104)에 의해 링형상 압력받이부재(151)와 일체적으로 작은 거리만큼 승강가능하며, 원형 오목부(129) 외주부의 링형상 틈새와 스크레이퍼(126)의 탄성변형을 통해, 구동수단(104)의 축심(즉, 클램프 장치(CD)의 축심)과 직교하는 수평방향으로 작은 거리만큼 이동가능하게 장착되어 있다.

다음으로, 클램프 로드(103)에 대해 설명한다.

도 32~도 34, 도 36~도 43에 나타내는 바와 같이 클램프 로드(103)는, 그립 부재(102)의 스트레이트 평면(124)에 관통 삽입되며 또한 그립 부재(102)에 걸림결합되어 연직방향으로 연장되어 있다. 클램프 로드(103)는, 하단측 부분의 대직경 플랜지부(131)와, 상기 대직경 플랜지부(131)로부터 상방으로 이어지는 대직경 로드부(132)와, 상기 대직경 로드부(132)로부터 테이퍼 로드부(132a)를 통해 상방으로 이어지는 중간단 부분의 중간단 로드부(133)와, 상기 중간단 로드부(133)로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 형성되며 또한 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 직경을 확대시키는 테이퍼부(134)를 구비하고 있다. 대직경 로드부(132)의 수평 단면은 원형이다.

중간단 로드부(133)의 수평 단면이, 테이퍼부(134)의 테이퍼 평면(135)과 평행한 긴 변을 갖는 편평한 타원형으로 형성되어 있다. 중간단 로드부(133)의 대향되는 긴 변측 측면(133a)의 상단부는, 테이퍼부(134)의 테이퍼 평면(135)의 하단부로 이어져 있다. 중간단 로드부(133)의 대향되는 단변측 부분 원통면(133b)의 상단부는, 테이퍼부(134)의 부분 원추면(136)의 하단부로 이어져 있다. 긴 변측 측면(133a)과 짧은 변측 부분 원통면(133b)의 하단부는, 테이퍼 로드부(132a)의 상단의 외표면으로 이어져 있다.

도 33, 도 34, 도 36~도 40에 나타내는 바와 같이, 테이퍼부(134)는, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 그립 클로부(122)가 맞닿는 상방으로 갈수록 이격 거리가 확대되는 한 쌍의 테이퍼 평면(135)과, 이들 테이퍼 평면(135)의 하반부의 단부 가장자리들 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(136)과, 부분 원추면(136)의 상방으로 이어지는 부분 원통면(137)을 구비하고 있다. 테이퍼 평면(135)은, 테이퍼부(134)의 상하 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 테이퍼부(134)의 상단 중앙부에는 센터 구멍(134a)이 형성되어 있다. 테이퍼부(134) 하반부의 수평단면이 테이퍼 평면(135)과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성되어 있다.

스크레이퍼(126)의 근방부에 있어서의, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103)의 외형이 원통 형상으로 형성되어 있다. 즉, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103)의 단면이자 클램프 로드(103)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 형성되어 있다. 그립 부재(102)의 직경이 확대되도록 구동될 때, 상기 원통형상의 외형이 확대되어, 도 37, 도 40, 도 43에 나타내는 바와 같이, 스크레이퍼(126)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형한다.

다음으로, 구동수단(104)에 대해 설명한다.

도 33, 도 34, 도 38, 도 41에 나타내는 바와 같이 구동수단(104)은, 그립 부재(102)와 클램프 로드(103)를 축심방향(상하 방향)으로 진퇴 구동하는 것으로서, 유압 실린더의 유압력에 의해 클램프 구동하며, 코일 스프링(147,148)의 탄성력에 의해 클램프 해제 구동하는 것이다.

상기 구동수단(104)은, 하부 본체(112)에 형성된 세로 방향의 실린더 구멍(141)과, 상기 실린더 구멍(141)에 장착된 피스톤부(143)와 상기 피스톤부(143)로부터 상방으로 연장되는 통형상 피스톤 로드(144)를 포함하는 통형상의 피스톤 부재(142)와, 피스톤 부재(142) 상측의 클램프용 오일챔버(145)와, 피스톤 부재(142) 하측의 스프링 수용챔버(146)와, 스프링 수용챔버(146)에 압축상태로 수용된 직경이 작은 코일 스프링(147) 및 직경이 큰 코일 스프링(148) 등을 구비하고 있다. 클램프용 오일챔버(145)는, 하부 본체(112)와 피스톤 부재(142)와 압력받이 피스톤 부재(151)로 형성되어 있다.

실린더 구멍(141)의 하단부에 폐쇄부재(152)가 장착되며, 폐쇄부재(152)는, 멈춤 링(153)에 의해 탈락이 방지되고, 회전 규제 핀(154)에 의해 회전이 규제되어 있다. 폐쇄부재(152)의 외주부는, 시일부재(152a)에 의해 기밀(氣密)하게 시일되어 있다. 한편, 피스톤 부재(142)가 하한 위치일 때, 폐쇄부재(152)의 상단면에 의해 받아진다. 코일 스프링(147,148)의 하단은 폐쇄부재(152)에 의해 받아지고, 코일 스프링(147)의 상단은 클램프 로드(103)의 대직경 플랜지부(131)로 받아지며, 코일 스프링(148)의 상단은 피스톤 부재(142)에 의해 받아져 있다. 클램프 로드(103)는 코일 스프링(147)에 의해 상방으로 가압되어 통형상 피스톤 로드(144)의 하단에 맞닿아 있다. 피스톤 부재(142)는, 코일 스프링(147,148)에 의해 상방(클램프 해제측)으로 가압되어 있다.

피스톤 부재(142)에는, 상부의 소직경 구멍(155)과, 중간단부의 중직경 구멍(156)과, 하부의 대직경 구멍(157)이 형성되어 있다. 피스톤 부재(142)의 중간단부 외주에는, 테이퍼 외주면(158)이 형성되어 있다. 피스톤 부재(142)의 외주부는, 시일 부재(142a,142b)에 의해 유밀하게 시일되어 있다.

클램프 로드(103)의 대직경 플랜지부(131)가 중직경 구멍(156) 내에 수용되고, 클램프 로드(103)의 대직경 로드부(132)가 소직경 구멍(155) 내에 위치하고 있다. 대직경 플랜지부(131)의 외주측에는 링형상 틈새가 있으며, 대직경 로드부(132)의 외주측에는 링형상 틈새가 있다. 원형 구멍(163) 내의 클램프 로드(103)의 외주측에는 링형상 틈새가 있다. 이 때문에, 클램프 로드(103)는, 코일 스프링(147)의 가압력과 피스톤 부재(142)에 작용하는 유압력에 의해 피스톤 부재(142)와 일체적으로 승강 이동하며, 피스톤 부재(142)에 대해 상대적으로 구동수단(104)의 축심(즉, 클램프 장치(CD)의 축심)과 직교하는 수평방향으로 작은 거리만큼 이동이 가능하다.

압력받이 피스톤 부재(151)는, 통형상부(161)와, 상기 통형상부(161)의 상단에 이어지는 수평판부(162)를 가지며, 상기 수평판부(162)의 상면에 그립 부재(102)의 기단 플랜지부(123)가 재치(載置)되어 지지되어 있다. 수평판부(162) 중심부의 원형 구멍(163)에, 클램프 로드(103)의 중간단 로드부(133)가 헐겁게 끼워진 상태로 관통 삽입되며, 수평판부(162)의 외주부에는, 통형상부(161)보다 약간 직경이 큰 걸림고정 플랜지(162a)가 형성되어 있다. 실린더 구멍(141)은, 테이퍼 형상의 내주면을 갖는 중간단 실린더 구멍(164)과, 상단측 부분에 형성된 상부 실린더 구멍(165)을 갖는다.

상부 본체(111)에는, 상부 실린더 구멍(165)의 상단에 이어지는 수용 구멍(166)이 형성되어 있다. 상기 수용 구멍(166)의 깊이는 걸림고정 플랜지(162a)의 두께보다 약간 크다. 압력받이 피스톤 부재(151)의 통형상부(161)는, 상부 실린더 구멍(165)의 내주면과 통형상 피스톤 로드(144) 사이의 통형상 실린더 구멍에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 장착되며, 통형상부(161)의 내주측은 시일 부재(142a)에 의해 시일되고, 외주측은 시일 부재(112a)에 의해 시일되어 있다. 수평판부(162)는, 수용 구멍(166)에 상하 방향으로 움직일 수 있게 장착되어 있다.

압력받이 피스톤 부재(151)의 통형상부(161)의 하단은, 클램프용 오일챔버(145)에 면하여 그 유압을 받는다. 클램프용 오일챔버(145)는, 하부 본체(112)에 형성된 오일 통로(171), 하부 본체(112)와 베이스 부재(113) 사이의 링형상 틈새(172), 베이스 부재(113) 내에 형성된 오일 통로(173)를 통해 유압공급원(도시 생략)에 접속되어 있다.

도 32, 도 33, 도 38, 도 41에 나타내는 바와 같이, 공작물(W)을 클램프 한 상태에서, 공작물(W)의 하면이 착좌면(118)에 밀착되었음을 검출하는 착좌 센서가 설치되어 있다. 상기 착좌 센서는, 착좌면(118)에 개구된 가압공기 분출구멍(176)과, 상기 가압공기 분출구멍(176)에 연통되는 상부 본체(111) 내 및 하부 본체(112) 내의 공기 통로(177,178)와, 하부 본체(112)와 베이스 부재(113) 사이의 링형상 틈새(179)와, 베이스 부재(113) 내의 공기 통로(180)와, 이들 공기 통로를 통해 가압공기 분출구멍(176)에 가압 공기 공급원(도시 생략)으로부터 가압 공기를 공급하는 상태에 있어서 공기 통로(180) 내의 가압 공기의 압력이 설정압 이상으로 상승하였음을 검출하는 압력 스위치(도시 생략) 등으로 구성되어 있다.

도 33, 도 34, 도 38, 도 41에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재(113)에 하부 본체(112)를 장착하는 장착 구멍이 형성되며, 상기 장착 구멍은 상부의 대직경 구멍(113a)과, 중간 단부에 형성되고 또한 대직경 구멍(113a)보다 약간 직경이 작은 중직경 구멍(113b)과, 하단측 부분에 형성되며 또한 중직경 구멍(113b)보다 약간 직경이 작은 소직경 구멍(113c)을 갖는다. 하부 본체(112)는, 그 상반부에 형성된 대직경부(112e)와, 그 하반부에 대직경부(112e)보다 작은 직경으로 형성된 소직경부(112f)를 구비하고 있다. 대직경부(112e)는, 대직경 구멍(113a)과 중직경 구멍(113b)의 상단부의 내부에 끼워지며, 상기 대직경부(112e)의 외주면과 대직경 구멍(113a)의 내주면 사이에는 소정 폭의 링형상 틈새(179)가 형성되어 있고, 대직경부(112e)의 상단 근방부와 하단부에는 시일부재(112b,112c)가 장착되어 있다.

소직경부(112f)는, 중직경 구멍(113b)과 소직경 구멍(113c)의 내부에 끼워지고, 소직경부(112f)의 외주면과 중직경 구멍(113b)의 내주면 사이에는 링형상 틈새(172)가 형성되며, 소직경 구멍(113c)의 상단부에 대응하는 부위에 있어서 소직경부(112f)에는 시일부재(112d)가 장착되어 있다.

폐쇄부재(152)의 중앙부에는 공기 공급 구멍(181)이 형성되어 있고, 클램프 로드(103) 내에는 공기 통로(182)가 형성되어 있다. 공기 공급 구멍(181)은, 하부 본체(112)와 베이스 부재(113) 사이의 하단 틈새(183) 및 링형상 틈새(184), 베이스 부재(113) 내의 공기 통로(185)를 통해 가압공기 공급원에 접속되어 있다. 가압공기 공급원으로부터 공급되는 가압공기가, 공기 통로(185), 링형상 틈새(184), 하단 틈새(183), 공기 공급 구멍(181), 스프링 수용챔버(146), 클램프 로드(103) 내의 공기 통로(182), 소직경 구멍(155), 원형 구멍(163), 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103) 사이의 틈새를 지나, 4개의 착좌면(118)측으로 흘러, 4개의 착좌면(118)을 에어 블로잉한다.

하부 본체(112)의 외주부는, 복수의 시일부재(112b∼112d)에 의해 기밀 또는 유밀하게 시일되어 있다. 상기 링형상 틈새(172,179,184)는 하방의 링형상 틈새일수록 소직경으로 형성되어 있기 때문에, 클램프 본체(101)를 베이스 부재(113)의 장착 구멍(113a)에 조립 설치할 때, 오일 통로(173)와 공기 통로(180,185)가 링형상 틈새(172,179,184)에 개구되는 에지부에 의해, 시일부재(112b∼112d)가 손상되는 것을 확실히 방지할 수가 있다. 또한, 오일 통로(173)와 공기 통로(180,185)를 베이스 부재(113)에 형성할 때, 이들을 각각, 링형상 틈새(172,179,184)에 연통(連通)시키면 되기 때문에, 오일 통로(173)와 공기 통로(180,185)의 배치나 방향의 자유도(즉, 설계의 자유도)가 향상된다. 특히, 공작물(W)이 착좌면(118)의 일부분에만 맞닿는 경우에도, 링형상 틈새(179)를 통해 가압공기 분출구멍(176)에 가압 공기가 공급되는 구조이기 때문에, 클램프 본체(101)의 둘레방향의 위치를 조정하는 것만으로, 가압공기 분출구멍(176)의 위치를 공작물(W)의 형상에 따라 조정할 수가 있다.

상기 클램프 장치(CD)의 작용에 대해 설명한다.

클램프 장치(CD)에 의해, 공작물(W)을 클램프할 경우, 맨 먼저, 클램프용 오일챔버(145)의 유압을 드레인압으로 한다. 그러면, 스프링 수용챔버(146) 내의 코일 스프링(147,148)의 가압력에 의해, 도 33, 도 34, 도 36, 도 37에 나타내는 바와 같이, 클램프 로드(103)와 그립 부재(102)와 통형상 피스톤 부재(142)와 압력받이 피스톤 부재(151)가 상승하여 상한 위치가 된다. 이때, 그립 부재(102)는 스크레이퍼(126)나 O링(127)에 의해 직경 축소 상태를 유지하고, 스크레이퍼(126)의 근방부에 있어서는, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103)의 한 쌍의 짧은 변측 부분 원통면(133b)으로 이루어지는 원통형상의 외형이 형성되어 있다 (도 37 참조). 즉, 클램프 로드(103)와 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 단면이자 클램프 로드(103)의 축심과 직교하는 단면이 원형으로 되어 있다. 이 때문에, 클램프 로드(103)와 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 스크레이퍼(126)의 사이에 틈새가 거의 생기는 일이 없기 때문에, 에어 블로잉되는 가압 공기가 외부로 누출되는 양이 작아져, 가압 공기의 소비량이 매우 적어지게 된다.

다음으로, 공작물(W)을 반입하고, 공작물(W)의 구멍(H)에 그립 부재(102)와 클램프 로드(103)를 삽입하여, 공작물(W)을 착좌면(118)에 의해 지지한다. 다음으로, 클램프용 오일챔버(145)에 유압을 공급하여, 통형상 피스톤 부재(142)에 하방을 향하는 유압력을 작용시킨다. 그러면, 압력받이 피스톤 부재(151)는 클램프용 오일챔버(145)의 유압을 받아 상기의 상한 위치를 유지하며, 그립 부재(102)도 상한 위치를 유지하는데, 통형상 피스톤 부재(142)는 하방을 향하는 유압력에 의해, 코일 스프링(147,148)의 가압력에 대항하여 하방으로 구동되기 때문에, 클램프 로드(103)가 그립 부재(102)에 대하여 상대적으로 하방으로 이동한다.

그 결과, 클램프 로드(103)의 테이퍼부(134)의 한 쌍의 테이퍼 평면(135)에 의해 그립 부재(102)의 한 쌍의 그립 클로부(122)가 직경이 확대되도록 구동되어, 공작물(W)의 구멍(H)의 내주면에 물려 걸림결합상태(그립 상태)가 되며, 그립 부재(102)는, 클램프 로드(103)와 상대이동이 불가능하게 된다. 이 상태에서, 도 38~도 40에 나타내는 바와 같이, 통형상 피스톤 부재(142)와 그립 부재(102)와 클램프 로드(103)와 압력받이 피스톤 부재(151)는 일체적으로 하방으로 작은 거리(예컨대, 0.2mm)만큼 구동되어, 공작물(W)이 착좌면(118)에 강하게 가압된 클램프 상태가 되어 정지한다. 이때, 스크레이퍼(126)의 근방부에서는, 테이퍼부(134)의 하방으로의 이동에 따라 부분 원추면(136)의 직경이 커지기 때문에, 그립 형성 부재(121)와 부분 원추면(136)의 원형 단면의 외경이 커지고, 스크레이퍼(126)의 내주부가 둘레방향과 직경방향으로 탄성변형하여, 스크레이퍼(126)와 그립 부재(102)와 클램프 로드(103)의 사이에 틈새가 생기지 않는 상태가 된다.

한편, 공작물(W)을 세팅하지 않는 상태에서의 클램프 장치(CD)의 풀 스트로크 상태에서는, 클램프용 오일챔버(145)에 유압을 공급하면, 통형상 피스톤 부재(142)에는 하방을 향하는 유압력이 작용하여, 도 41~도 43에 나타내는 바와 같이, 압력받이 피스톤 부재(151)와 그립 부재(102)는 상한위치를 유지한 채, 통형상 피스톤 부재(142)가 하한 위치로 이동하여 폐쇄부재(152)에 맞닿고, 클램프 로드(103)의 테이퍼부(134)에 의해 그립 부재(102)의 그립 클로부(122)의 외경이 최대한 확대되는 쪽으로 구동된다. 이때, 스크레이퍼(126)의 근방부에 있어서는, 그립 형성 부재(121)와 부분 원추면(136)의 원형단면의 외경이 최대가 되어, 스크레이퍼(126)가 둘레방향과 직경방향으로 최대한 탄성변형하여, 스크레이퍼(126)와 그립 부재(102)와 클램프 로드(103)의 사이에 틈새가 생기지 않는 상태가 된다.

상기 클램프 장치(CD)의 효과에 대해 설명한다.

스크레이퍼(126)의 근방부에 있어서, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 단부 가장자리가 클램프 로드(103)의 외면보다 돌출하지 않기 때문에, 스크레이퍼(126)가 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 단부 가장자리에 의해 손상되는 일이 없어져, 스크레이퍼(126)의 내구성을 확보할 수가 있다.

중간단 로드부(133)의 수평단면이, 테이퍼 평면(135)과 평행한 긴 변을 갖는 편평한 타원형으로 형성되었기 때문에, 소형 클램프 장치에 있어서도, 중간단 로드부(133)의 양측에 한 쌍의 그립 형성 부재(121)를 배치하는 공간을 확보하면서, 중간단 로드부(133)의 수평 단면적을 극력히 크게 하여 클램프 로드(103)의 인장 강도를 확보할 수가 있다.

테이퍼부(134) 하반부의 수평단면이, 테이퍼 평면(135)과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성되었기 때문에, 이들 테이퍼 평면(135) 하반부의 단원(端圓)들 사이에 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면(136)을 형성할 수 있고, 스크레이퍼(126)의 근방부에 있어서의, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)와 클램프 로드(103)의 단면을 원형으로 형성할 수 있어, 스크레이퍼(126)의 내구성을 확보할 수가 있다. 그 밖의 효과는, 상기 실시예 1과 거의 동일한 효과를 거둔다.

그런데, 그립 형성 부재(121)의 기단 플랜지부(123)가 안내 지지 기구(128)에 의해 수평방향으로 이동가능하도록 안내되어 지지되어 있지만, 클램프 구동시, 그립 형성 부재(121)에는 전도 모멘트가 작용한다. 소형 클램프 장치에서는 소형의 그립 형성 부재가 이용되는데, 그립 형성 부재(121)의 기단 플랜지부(123)의 전도(轉倒) 모멘트에 대항하는 폭도 작기 때문에, 그립 형성 부재(121)의 전도 모멘트에 대항하는 안정성을 확보하기도 어렵다. 이 때문에, 각 그립 형성 부재(121)의 하단부에 반원 원호형상의 수평한 기단 플랜지부(123)를 설치하고, 클램프 본체(101)에, 한 쌍의 그립 형성 부재(121)의 한 쌍의 기단 플랜지부(123)를 수평방향으로 이동가능하게 안내하여 지지하는 안내 지지 기구(128)를 설치하며, 각 그립 부재(102)의 기단 플랜지부(123)의 둘레방향의 적어도 일단부가, 그립 클로부(122)보다 클램프 로드(103)측으로 돌출되어 있기 때문에, 클램프 구동시에, 그립 형성 부재(121)에 작용하는 전도 모멘트에 대항하는 안정성을 향상시킬 수 있다.

클램프 로드(103)와 그립 부재(102)를 클램프 장치(CD)의 축심과 직교하는 수평방향으로 작은 거리만큼 움직일 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 복수의 클램프 장치(CD)에 의해, 공작물(W)의 복수의 구멍(H)을 클램프할 경우에, 클램프 장치(C)의 축심간 거리와, 구멍(H)의 중심간 거리가 정확하게 일치하지 않고 제작 오차에 의해 어긋나 있을 경우에도, 복수의 클램프 장치(C)에 의해 공작물(W)을 클램프할 수가 있다.

한편, 상기 클램프 장치(CD)에 있어서, 도 44에 나타내는 바와 같이, 그립 부재(102A)의 기단 플랜지부(123A)의 둘레방향의 적어도 일단부를 연장하여, 기단 플랜지부(123A)를 평면에서 볼 때 거의 J자형으로 각각 형성하여도 무방하다.

다음으로, 상기 실시예를 부분적으로 변경한 변경예에 대해 설명한다.

[1] 상기 실시예 1~4에 기재된 클램프 장치의 클램프 구동, 언클램프 구동을 위해 유압을 이용하지만, 이것으로 한정할 필요는 없으며, 클램프용 오일챔버, 언클램프용 오일챔버, 서포트 오일챔버 대신에 클램프용 공기챔버, 언클램프용 공기챔버, 서포트 공기챔버를 설치하고, 가압 공기 등의 유체압을 이용하여 피스톤 부재를 클램프 구동, 언클램프 구동하도록 구성하여도 무방하다. 또한, 클램프력을 스프링에 의해 발생시키고, 언클램프력을 유체압에 의해 발생시키도록 구성하여도 무방하다.

[2] 상기 실시예 1~5에 기재된 클램프 장치에 있어서의, 그립 부재의 구조, 클램프 로드의 구조, 서포트 기구의 구조 등은, 일례를 나타내는 것이며, 이들 구조에, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경을 부가하여 실시할 수 있다. 클램프 장치에 있어서의 그 밖의 구조에 대해서도, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경을 부가하여 실시할 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명은, 기계가공에 제공하기 위한 공작물의 구멍에 삽입된 그립 부재의 그립 클로부를 클램프 로드에 의해 직경을 확대시킴으로써 구멍의 둘레면에 그립시켜 클램프하도록 한 각종 클램프 장치에 적용할 수 있으며, 또한, 본 클램프 장치는 공작물의 반송 등에도 응용할 수 있다.

C, CA~CD : 클램프 장치
1,1C : 클램프 본체
2, 2A~2C : 그립 부재
3, 3A~3C : 클램프 로드
4, 4C : 구동 수단
21, 21A~21C : 그립 형성 부재
22, 22A~22C : 그립 클로부
22a, 22aA~22aC : 테이퍼면
23, 23A~23C : 기단 플랜지부
24, 24A~24C : 스트레이트 평면
26 : 스크레이퍼
33, 33A~33C : 중간단 로드부
33a, 33aA~33Ac : 스트레이트면
34, 34A~34C : 테이퍼부
35, 35A~35C : 테이퍼 평면
36, 36A~36C : 부분 원추면

Claims

클램프 본체와, 상기 클램프 본체의 상단(上端)부분의 관통 삽입 구멍에 관통 삽입되어 상방(上方)으로 연장되며 공작물의 구멍의 내주면(內周面)을 그립할 수 있는 그립 부재와, 상기 그립 부재에 걸림결합된 연직방향으로 연장되는 클램프 로드와, 상기 관통 삽입 구멍 내의 그립 부재 및 클램프 로드의 외주측의 링형상 틈새를 막는 고무 또는 합성 수지제의 스크레이퍼와, 상기 클램프 로드를 진퇴 구동하는 구동 수단을 갖는 클램프 장치로서,
상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 외주측에 위치하는 하나 또는 복수의 그립 형성 부재로 구성되고,
상기 클램프 로드는, 그 중간단 부분의 중간단 로드부와, 상기 중간단 로드부로부터 상방으로 이어지는 상단측 부분에 상방으로 갈수록 외경(外徑)이 확대되도록 형성되며 또한 하나 또는 복수의 그립 형성 부재를 외경이 확대되는 쪽으로 구동할 수 있는 테이퍼부를 구비하며,
상기 테이퍼부는, 하나 또는 복수의 그립 형성 부재의 그립 클로부가 면접촉적으로 맞닿는 하나 또는 복수의 테이퍼 평면과, 상기 하나 또는 복수의 테이퍼 평면 하부의 단부 가장자리끼리 사이에 형성된 상방으로 갈수록 반경이 커지는 부분 원추면을 가지고,
상기 스크레이퍼의 근방부에 있어서의, 상기 하나 또는 복수의 그립 형성 부재와 클램프 로드의 단면이자 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이 언클램프 상태로부터 클램프 상태에 걸쳐 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제 1항에 있어서,
언클램프 상태일 때 상기 클램프 로드의 부분 원추면의 하단부가, 스크레이퍼에 접촉하는 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제 1항에 있어서,
상기 그립 형성 부재의 그립 클로부는 클램프 로드의 축심과 직교하는 단면이, 편평한 D형으로 형성된 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 평면과 상기 부분 원추면의 클램프 로드의 축심에 대한 경사각도가 동일해지도록 형성된 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 외주측에 등간격으로 설치된 3개의 그립 형성 부재로 구성되고,
상기 중간단 로드부에 각 테이퍼 평면의 하단부로 이어지며 또한 상기 클램프 로드의 축심과 평행한 스트레이트면이 형성되며,
상기 테이퍼부의 하부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 변을 가지며 또한 정상부(頂部)가 원호로 이루어지는 삼각형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그립 부재는, 상기 클램프 로드의 양측에 대향 형상으로 설치된 한 쌍의 그립 형성 부재로 구성되고,
상기 중간단 로드부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 편평한 타원형으로 형성되며,
상기 테이퍼부 하부의 수평 단면이, 상기 테이퍼 평면과 평행한 긴 변을 갖는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 클램프 장치.