WO2004012902A1

WO2004012902A1 - クランプ装置

Info

Publication number: WO2004012902A1
Application number: PCT/JP2003/008630
Authority: WO
Inventors: Yosuke Haruna
Original assignee: Kosmek Ltd.
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2004-02-12
Also published as: AU2003281813A1; EP1552901B1; US20060055099A1; JP4541144B2; EP1552901A1; ATE362820T1; EP1552901A4; JPWO2004012902A1; CN100577349C; TWI266671B; DE60313991D1; US7232121B2; DE60313991T2; CN1675026A; TW200402345A

Abstract

クランプパレット(２)から環状のプラグ部分(２１)を上向きに突出し、そのプラグ部分(２１)に環状のシャトル部材(２３)を上下移動自在に支持する。そのシャトル部材(２３)のテーパ外周面(２８)に係合するテーパ内周面(１２)を、ワークパレット(３)に設ける。上記プラグ部分(２１)の筒孔(２１ａ)の上部に伝動具(２９)を挿入し、その筒孔(２１ａ)の下部にロッド(３１)を挿入する。上記ロッド(３１)を下向きにクランプ駆動したときは、そのロッド(３１)の出力部(３６)が係合ボール(３４)を介して前記のワークパレット(３)を下向きに移動させるとともに、上記ロッド(３１)の上端の押圧部(３１ａ)と前記の伝動具(２９)の受圧部(２９ｂ)との間に伝動隙間(Ｇ)を形成する。上記ロッド(３１)を上向きにアンクランプ駆動したときには、上記の押圧部(３１ａ)が上記の伝動具(２９)を介して上記ワークパレット(３)を上向きに押圧する。

Description

明細書クランプ装置技術分野

この発明は、クランプ装置に関し、より詳しくいえば、マシニングセンタのテーブル等の基準部材にワークパレツ卜等の可動部材をテ一パ係合を利用して強力に固定する装置に関する。背景技術

この種のクランプ装置には、従来では、日本国■特開平 7— 3 1 4 2フ 0号公報に記載されたものがある。その従来技術は、工作機械のテーブルの上面にパレツ卜を着脱可能に固定するものであり、次のように構成されている。上記テーブルから環状のプラグ部分を上向きに突出させ、そのプラグ部分の外周側に、先端方向へすぼまる亍ーパ外周面を設ける。そのテーパ外周面に係合するテーパ内周面を上記のパレットに設ける。クランプ時には、上記プラグ部分に揷入したロッドを上向きに駆動する。すると、そのロッドの出力部が複数の係合ボールを介して上記パレットを下向きに押圧し、そのパレッ卜の上記テーパ内周面が上記プラグ部分の前記テーパ外周面に係合するのである。上記の従来技術では、クランプ時に上記パレッ卜を上記テーブルに強力にテーパ係合させると、アンクランプ時に上記の亍一パ係合を解除することが困難となって、上記テーブルから上記パレッ卜を分離できなくなる。

本発明の目的は、テーブル等の基準部材とパレツ卜等の可動部材とを容易に分離できるクランプ装置を提供すると共に、そのクランプ装置をコンパク卜に造るとにあ。発明の開示

前述の目的を達成するための第 1の発明は、例えば、図 1から図 3、又は図 4 と図4巳、もしくは図 5 Aと図 5 Bに示すように、以下のように構成した。即ち、基準部材 Rに可動部材 Mを着脱可能に固定するクランプ装置であって、上記の基準部材 Rから環状のプラグ部分 2 1を突出させる。そのプラグ部分 2 1の外周側に、先端方向へすぼまるテーパ外周面 2 8 , 5 4を設ける。そのテーパ外周面 2 8 , 5 4に係合するテーパ內周面 1 2 , 5 3を上記の可動部材 M に設ける。上記プラグ部分 2 1の筒孔 2 1 aの先端部に伝動具 2 9を軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に、その伝動具 2 9よリも基端側で上記の筒孔 2 1 aにロッド 3 1を軸心方向へ移動自在に挿入する。上記の基準部材 Rに設けた駆動手段 Dによって上記ロッド 3 1を基端方向へクランプ駆動したときには、そのロッド 3 1の出力部 3 6が前記の可動部材 Mを前記の基準部材 Rへ向けて移動させると共に、上記ロッド 3 1の先端の押圧部 3 1 aと前記の伝動具 2 9の受圧部 2 9 bとの間に伝動隙間 Gを形成する。上記の駆動手段 Dによって上記のロッド 3 1を先端方向へアンクランプ駆動したときには、そのロッド 3 1の上記の押圧部 3 1 aが上記の伝動具 2 9を介して上記の可動部材 Mを押圧する。

この第 1の発明の構成により、アンクランプ駆動時に、前記ロッドが前記の伝動具を介して前記の可動部材を押圧して前記のテ一パ外周面と前記のテーパ内周面との両者間のテーパ係合を強制的に解除して、前記の基準部材から前記の可動部材を容易に取外すことができる。

しかも、上記ロッドをクランプ駆動したときに、そのロッドの先端の押圧部と前記の伝動具の受圧部との間に伝動隙間を形成したので、前述のアンクランプ時には、まず、上記のロッドが上記の伝動隙間を先端方向へ空走し、次いで、そのロッドが上記の伝動具に接当し、その後、上記ロッドが上記の伝動具を先端方向へ移動させる。即ち、上記のアンクランプ時において、上記の伝動具の先端方向への移動量は、上記ロッドの先端方向への全ストロークから上記の空走ストローク（伝動隙間）を差し引いた値となり、このため、その伝動具の先端方向への突出量が小さくなる。その結果、クランプ装置は、背丈を小さくしてコンパク卜に造れる。

また、本発明は、図 2または図 4 Aに示すように、前記のアンクランプ駆動時に、前記口ッド 3 1が上記の伝動具 2 9を介して前記の可動部材 Mを押圧することで、）前記のテーパ外周面 2 8 , 5 4と前記のテーパ内周面 1 2 , 5 3との間に係合隙間を形成することが望ましい。

上記のようにアンクランプ駆動時に係合隙間が形成されることで、上記の亍ーパ係合の強制解除がよリ確実となり、前記の基準部材からの前記の可動部材の取外しがさらに容易となる。

更には、上記構成の本発明において、前記のプラグ部分 2 1に、直径方向へ拡大および縮小される環状のシャトル部材 2 3の内周面を軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に外嵌し、そのシャトル部材 2 3の外周面に前記のテーパ外周面 2 8を設け、上記シャトル部材 2 3を前記のテーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段 2 4を設けることが望ましい。

あるいは、上記構成の本発明において、前記の可動部材 Mに、直径方向へ拡大および縮小される環状のシャトル部材 2 3の外周面を軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に嵌入し、そのシャトル部材 2 3の内周面に前記のテーパ内周面 5 3を設け、上記シャトル部材 2 3を前記の亍ーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段 2 4を設けることが望ましい。

また、前述の目的を達成するための第 2の発明は、例えば、図 1から図 3、又は図 4 Aと図 4 B、もしくは図 5 Aと図 5 Bに示すように、以下のように構成した。

即ち、基準部材 Rに可動部材 Mを心合わせして上記の基準部材 Rの支持面 S に上記の可動部材 Mの被支持面 Tを固定するようにしたクランプ装置であって. 上記の可動部材 Mの上記の被支持面 Tにソケット穴 1 1を開口させて、そのソケッ卜穴 1 1に位置決め孔 1 2と係止孔 1 3とを開口端から順に形成する。上記ソケッ卜穴 1 1へ挿入される環状のプラグ部分 2 1を上記の基準部材 Rから突設させる。上記プラグ部分 2 1と上記の位置決め孔 1 2との間に、直径方向へ拡大および縮小されるシャトル部材 2 3を配置する。そのシャトル部材 2 3 を、上記プラグ部分 2 1と上記の位置決め孔 1 2との両者のうちの一方 2 1 , 1 2に軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に支持するとともに他方 1 2 , 2 1にテーパ係合可能に構成する。そのシャトル部材 2 3のテーパ面 2 8 , 5 3 を上記の係止孔 1 3へ向けてすぼまるように形成し、上記シャトル部材 2 3を上記のテーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段 2 4を設ける。上記プラグ部分 2 1の筒孔 2 1 aの先端部に伝動具 2 9を軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に、その伝動具 2 9よりも基端側で上記の筒孔 2 1 a にロッド 3 1を軸心方向へ移動自在に挿入する。そのロッド 3 1の外周空間に、半径方向の外方の係合位置 Xと半径方向の内方の係合解除位置 Yとに移動される係合具 3 4を配置する。上記の基準部材 Rに設けた駆動手段 Dによって上記ロッド 3 1を基端方向へクランプ駆動することにより、そのロッド 3 1の出力部 3 6が上記の係合具 3 4を上記の係合位置 Xへ切り換えて前記の係止孔 1 3 へ係合させて、前記の可動部材 Mを前記の基準部材 Rへ向けて移動させる。そのクランプ駆動時には、上記ロッド 3 1の先端の押圧部 3 1 aと前記の伝動具 2 9の受圧部 2 9 bとの間に伝動隙間 Gを形成する。上記の駆動手段 Dによつて上記ロッド 3 1を先端方向へアンクランプ駆動することにより、同上の係合具 3 4が係合解除位置 Yへ切り換わるのを許容する。そのアンクランプ駆動時には、上記ロッド 3 1の前記の押圧部 3 1 aが前記の伝動具 2 9を介して前記ソケット穴 1 1の頂壁 1 1 aを押圧する。

この第 2の発明の構成によリ、基準部材に可動部材をクランプするときには、まず、シャトル部材のテーパ面のガイド作用によって上記の可動部材が自動的に調心移動されて、その可動部材の位置決め孔の軸心が上記の基準部材のブラグ部分の軸心に精密に合致する。次いで、上記シャトル部材が進出手段に抗して軸心方向へ移動し、上記の可動部材の被支持面が上記の基準部材の支持面によって受け止められると共に上記シャトル部材が上記の位置決め孔および上記プラグ部分に密着する。このため、上記の可動部材は、上記シャトル部材を介して上記プラグ部分によって拘束されると共に上記の支持面によっても拘束される。その結果、上記の可動部材を上記の基準部材に精密かつ強力に位置決め固定できる。

また、アンクランプ駆動時には、前記ロッドが前記の伝動具を介して前記ソケット穴の頂壁を押圧することで、前記シャ卜ル部材の強力なテーパ係合を強制的に解除して前記の基準部材から前記の可動部材を容易に取リ外すことがでさる。

しかも、上記ロッドをクランプ駆動したときに、そのロッドの先端の押圧部と前記の伝動具の受圧部との間に伝動隙間を形成したので、前述のアンクランプ時には、まず、上記のロッドが上記の伝動隙間を先端方向へ空走し、次いで、そのロッドが上記の伝動具に接当し、その後、上記ロッドが上記の伝動具を先端方向へ移動させる。即ち、上記のアンクランプ時において、上記の伝動具の先端方向へ移動量は、上記ロッドの先端方向への全ストロークから上記の空走ストローク（伝動隙間）を差し引いた値となり、このため、その伝動具の先端方向への突出量が小さくなる。その結果、クランプ装置は、背丈を小さくしてコンパク卜に造れる。

前記の構成において、前記のアンクランプ駆動時に、前記ロッド 3 1が上記の伝動具 2 9を介して前記の可動部材 Mを押圧することで、前記シャトル部材 2 3の亍ーパ面 2 8， 5 3上に係合隙間を形成すると共に、前記の支持面 S と前記の被支持面 Tとの間に接当隙間Sを形成するように構成することが望ましい。上記のように、アンクランプ駆動時に、前記シャトル部材のテーパ面上に接当隙間が形成され、前記の支持面と前記の被支持面との間に接当隙間が形成されることで、上記のテーパ係合の強制解除がより確実となり、前記の基準部材からの前記の可動部材の取外しがさらに容易となる。

また、前記の構成において、前記ロッド 3 1と前記の伝動具 2 9との間に、その伝動具 2 9を先端方向へ付勢する弾性体 3 2を装着することが好ましい。こうすることで、クランプ駆動の終期に、上記の弾性体によって上記の伝動具の先端を前記の可動部材に接当させておくことが可能となるので、前記の伝動隙間を大きくしてクランプ装置の背丈を小さくできる。しかも、上記の伝動具の内部空間と上記ロッドの先端部の内部空間との少なくとも一方の空間を上記の弾性体用の装着空間として利用できるので、クランプ装置の背丈をさらに小さくできる。

加えて、前記の構成において、前記の基準部材 Rにクリーニング流体の供給口 4 1を設けると共に前記の伝動具 2 9にクリーニング流体の噴出口 4 2を設け、上記の供給口 4 1と上記の噴出口 4 2とを前記口ッド 3 1内の流路 4 4によって連通させることが好ましい。

こうすることで、基準部材と可動部材との間の係合隙間や接当隙間を上記の噴出口から吐出されるクリーニング流体によって清掃できるので、上記の両部材の係合ミスを防止できる。図面の簡単な説明

図 1から図 3は、本発明のクランプ装置の第 1実施形態を示し、

図 1は、基準部材に可動部材を装着し始めた状態の立面視の断面図、図 2は、上記の基準部材に上記の可動部材を装着した状態を示し、上記の図

1に類似する図、

図 3は、上記の基準部材に上記の可動部材を固定した状態を示し、同上の図 1に類似する図、

図 4 Aと図 4 Bは、上記クランプ装置の第 2実施形態を示し、

図 4 Aは上記の図 2に類似する部分図で、

図 4 Bは上記の図 3に類似する部分図、

図 5 Aと図 5 Bは、上記クランプ装置の第 3実施形態を示し、

図 5 Aは、前記の図 1に類似する図で、

図 5 Bは、上記の図 5 Aの要部拡大図、

図 6 Aから図 6 Cは、上記クランプ装置の第 1変形例から第 3変形例を示し、それぞれ、前記の図 3に類似する部分図である。発明を実施するための形態

本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。最初に、図 1から図 3を参照して、第 1実施形態について説明する。図 1は、基準部材に可動部材を装着し始めた状態の立面視の断面図である。図 2は、上記の基準部材に上記の可動部材を装着した状態を示している。図 3は、上記の基準部材に上記の可動部材を固定した状態を示している。

まず、上記の図 1によって本発明のクランプ装置の構造を説明する。

マシニングセンタのテーブル 1の上面に、基準部材 Rであるクランプパレツ卜 2が固設される。そのクランプパレット 2には、可動部材 Mであるワークパレット 3力複数のデータム機能付きクランプ装置 4によって固定されるようになっている。なお、ここでは、上記クランプ装置 4を一つだけ図示してある。また、上記ワークパレット 3の上面には、図示していないが、複数のワークピースがワーククランプによって着脱可能になっている。

上記のクランプ装置 4は、上記クランプパレット 2に複数のポルト（図示せず）によって固定したデータ厶クランプ 5と、上記ワークパレット 3に複数のポルト（図示せず）によって固定したデータムリング 6とを備える。上記データムリング 6の中央部が下向きに突設され、その突設部の下面によつて被支持面 Tが構成され、その被支持面 Tにソケット穴 1 1が開口される。そのソケット穴 1 1は、上記データムリング 6および前記ワークパレット 3に形成されており、下側から順に設けた亍ーパ位置決め孔（テーパ内周面） 1 2 とテーパ係止孔 1 3とを有している。上記テーパ位置決め孔 1 2は上向きにすぼまるように形成され、上記テーパ係止孔 1 3は下向きにすぼまるように形成されている。

上記のデータムクランプ 5は、前記クランプパレツト 2に固定したカバーブロック 1 6と、そのカバーブロック 1 6と上記クランプパレツト 2との間に保密状に挿入したピストン 1 7と、そのピストン 1 7の下側に形成した油圧室 1 8と、上記ビストン 1 7と上記の力パーブロック 1 6との間に装着したクランプバネ 1 9とを備える。そのクランプパネ 1 9は、ここでは、上下方向に積層させた複数枚の皿バネによって構成しているが、圧縮コイルパネであってもよい。

上記ピストン 1 7と油圧室 1 8とクランプパネ 1 9によって駆動手段 Dを構成してある。

上記カバーブロック 1 6の中央部から環状のプラグ部分 2 1が上向きに突設され、そのプラグ部分 2 1が前記ソケット穴 1 1へ挿入されるようになっている。上記プラグ部分 2 1の下部の半径方向の外側で上記カバーブロック 1 6が少し上向きに突設され、その環状突設部の上面によって支持面 Sが構成されている。

上記プラグ部分 2 1の下半部に環状のシャトル部材 2 3が外嵌され、そのシャ卜ル部材 2 3力複数枚の皿パネ（進出手段） 2 4によって上向きに付勢されるともに止め輪 2 5によって受け止められている。第 1実施形態では、これらの皿パネ 2 4が、進出手段を構成する。

より詳しくいえば、上記の環状のシャトル部材 2 3は、その内周面をストレート面 2 7によって構成すると共に外周面をテ一パ面（テーパ外周面） 2 8によって構成してあり、そのシャトル部材 2 3の環状壁にスリツ卜を設けたり又は内周面に溝を設けたりすることにより（いずれも図示せず）、上記のテーパ面 2 8及びス卜レー卜面 2 7が直径方向へ拡大および縮小可能になっている。また、上記ス卜レート面 2 7を上記プラグ部分 2 1の外周面に軸心方向へ移動自在に支持してある。上記テーパ面 2 8は、前記のテーパ位置決め孔 1 2にテーパ係合するように上向きにすぼまるように形成してある。さらに、前記ブラグ部分 2 1の外周で前記カバーブロック 1 6に環状の装着溝 2 6が形成される, その装着溝 2 6に、前記の皿パネ 2 4が挿入されると共に上記シャトル部材 2 3の下部が嵌入される。

上記プラグ部分 2 1の筒孔 2 1 aの上端部に伝動具 2 9が上下方向へ所定範囲内で移動自在に支持されると共に、その伝動具 2 9よりも下側で上記の筒孔 2 1 aにロッド 3 1が上下方向へ移動自在に揷入される。上記ロッド 3 1の下部が前記ピストン 1 7に連結される。

上記の伝動具 2 9にパネ収容穴 3 0が形成され、そのパネ収容穴 3 0の頂壁と上記ロッド 3 1の上端面との間には、進出パネ（弾性体） 3 2が装着される。その進出バネ 3 2によって上記の伝動具 2 9が上向きに付勢され、その伝動具 2 9の所定以上の上向き移動がフランジ 2 9 aによって阻止されている。そして、図 1のアンクランプ状態では、上記の伝動具 2 9の下端の受圧部 2 9 と上記ロッド 3 1の上端の押圧部 3 1 aとの間には、接当防止用の隙間 Eが形成されている。

また、上記プラグ部分 2 1の上部に周方向へ所定間隔をあけて複数の貫通孔 3 3が形成され、各貫通孔 3 3に係合ポール（係合具） 3 4力《半径方向の外方の係合位置 X (図 3参照）と半径方向の内方の係合解除位置 Y (図 1参照）とに移動可能に支持される。なお、そのポール 3 4の飛び出しは、上記の貫通孔 3 3の外端の縮径部（図示せず）によって阻止される。前記ロッド 3 1の外周面の上部には、上記の各ボール 3 4に対応させて、クランプ用の出力面（出力部） 3 6と退避溝 3フとを上下に連ねて形成してある。

なお、上記ロッド 3 1と上記ピストン 1 7との両部材は、図示のように一体に形成することに代えて、これら両部材を個別に形成してボルト等によって連結してもよい。

さらに、上記クランプ装置 4の嵌合面同士をクリーニングする手段が設けられる。即ち、前記のクランプパレット 2に圧縮空気（クリーニング流体）の供給口 4 1が設けられると共に前記の伝動具 2 9の上部に噴出口 4 2が斜め上向きに設けられる。上記の供給口 4 1と上記の噴出口 4 2とが、前記カバープロック 1 6内の横流路 4 3と上記のロッド 3 1内の縦流路 4 4と前記バネ収容穴 3 0とによって連通されている。その縦流路 4 4は上下の Oリング 4 5 ■ 4 6 によってシールされている。上記の横流路 4 3の途中部が前記の装着溝 2 6に連通されている。

上記の噴出口 4 2は、周方向へ所定の間隔をあけて複数箇所設けることが好ましいが、 1箇所だけでも差し支えない。

上記クランプ装置 4は、図 1から図 3に示すように、次のように作動する。図 1の状態では、圧油給排路 4 8を経て前記の油圧室 1 8へ圧油を供給してある。これにより、その油圧室 1 8の油圧力によって上記ピストン 1 7が前記クランプバネ 1 9に抗して前記ロッド 3 1を上昇させ、前記の各ポール 3 4が前記の退避溝 3 7に対面して図示の係合解除位置 Yへ移動可能になっている。また、前記のシャトル部材 2 3が前記の皿パネ（進出手段） 2 4によって上昇位置に保持されている。

そして、上記の図 1に示すように、前記クランプパレット 2に対して前記ヮ一クバレツト 3が下降したときには、前記ソケッ卜穴 1 1の亍一パガイド孔 1 1 bが前記プラグ部分 2 1のテ一パガイド面 2 1 bによって案内されるので、上記ソケット穴 1 1の軸心が前記プラグ部分 2 1の軸心とほぼ一致する。上記の図 1の状態で前記の供給口 4 1へクリーニング用の圧縮空気を供給すると、その圧縮空気が前記の噴出口 4 2から勢い良く吐出される。その吐出された圧縮空気が、前記ソケット穴 1 1の頂面および周面をクリーニングして、その後、下向きに排出される。

前記のワークパレット 3がさらに下降すると、前記のテーパ位置決め孔 1 2 が前記シャトル部材 2 3のテーパ面 2 8によって案内されていき、引き続いて、図 2に示すように、前記ソケット穴 1 1の頂壁 1 1 aが前記の伝動具 2 9を介して前記ロッド 3 1の前記の押圧部 3 1 aに接当して、そのロッド 3 1によつて上記ワークパレツト 3が受け止められる。

上記の図 2の状態では、前記の噴出口 4 2から吐出された圧縮空気は、上記の頂壁 1 1 aと前記プラグ部分 2 1の上端面との間の隙間を通り、次いで、前記の係止孔 1 3の表面と、前記シャ卜ル部材 2 3のテ一パ面 2 8と前記のテーパ位置決め孔 1 2との間の係合隙間と、前記の支持面 Sと前記の被支持面 T との間の接当隙間 /3とを順にクリーニングし、その後、外部へ排出される。また、前記の装着溝 2 6へ供給された圧縮空気が、前記シャトル部材 2 3のストレー卜面 2 7の嵌合隙間と前記テ一パ面 2 8の下部の嵌合隙間をクリー二ングして外部へ排出される。

上記の図 2の状態で前記の油圧室 1 8の圧油を前記の給排路 4 8から排出すると、前記クランプバネ 1 9がビストン 1 7を介してロッド 3 1を強力に下降させていく。すると、まず、上記ロッド 3 1の下降に追従して前記ワークパレッ卜 3が自重で下降していき、前記のテーパ位置決め孔 1 2が前記シャトル部材 2 3のテーパ面 2 8に接当する。これにより、上記ワークパレット 3が上記シャトル部材 2 3を介して前記の皿パネ 2 4を僅かに圧縮すると共に、上記テーパ位置決め孔 1 2が調心移動されて、その軸心が前記プラグ部分 2 1の軸心に合致する。

これとほぼ同時に、図 3に示すように、上記ロッド 3 1の各出力面 3 6が前 JP2003/008630

1 2

記の各ボール 3 4を半径方向の外方の係合位置 Xへ押圧し、その半径方向の押圧力が前記のテーパ係止孔 1 3を介して下向きの力へ変換され、その下向き力によって上記ワークパレツト 3を強力に下降させる。

すると、前記の亍ーパ位置決め孔 1 2が前記シャトル部材 2 3のテーパ面 2 8に強力に亍ーパ係合して調心移動されて、そのテーパ位置決め孔 1 2の軸心が前記プラグ部分 2 1の軸心に精密に合致すると共に、前記の皿パネ 2 4に抗して上記シャトル部材 2 3がさらに下降され、前記の被支持面 Tが前記の支持面 Sによって受け止められる。これにより、上記ワークパレット 3は、上記の亍ーパ位置決め孔 1 2によって縮径されたシャ卜ル部材 2 3を介して上記ブラグ部分 2 1によって水平方向へ拘束されると共に上記の支持面 Sによって上下方向へ拘束されることになリ、その結果、上記のワークパレット 3を上記クランプパレツ卜 2に精密かつ強力に位置決め固定できる。

そして、上記クランプ状態では、同上の図 3に示すように、前記ピストン 1 7によって下降された上記ロッド 3 1の前記の押圧部 3 1 aと上記ワークパレット 3によって下降された前記の伝動具 2 9の前記の受圧部 2 9 bとの間には, 伝動隙間 Gが形成されている。

上記の図 3のクランプ状態から図 2のアンクランプ状態へ切換えるときには, その図 3の状態で前記の油圧室 1 8へ圧油を供給し、前記ピストン 1 7によつて前記ロッド 3 1を上昇させていく。すると、まず、上記ロッド 3 1が前記の伝動隙間 Gを上方へ空走し、引き続いて、図 2に示すように、前記の各ポール 3 4が前記の退避溝 3 7に対面して係合解除位置 Yへ切換わることが許容されると共に（この図 2では既に切換わった状態を示してある）、上記ロッド 3 1 が前記の伝動具 2 9を介して前記ソケット穴 1 1の頂壁 1 1 aに接当して前記ワークパレット 3を押し上げる。このため、その図 2に示すように、前記シャ卜ル部材 2 3の上側に前記の係合隙間 Ofが形成されると共に前記の支持面 Sの上側に接当隙間 iSが形成される。これにより、上記ワークパレット 3を上記クランプパレツ卜 2から容易に取り外すことができる。

上記アンクランプ時において、上記の伝動具 2 9の上方へ移動量は、上記口ッド 3 1の上方への全ストロークから前記の空走ストローク（図 3中の伝動隙間 G ) を差し引いた値となり、このため、その伝動具 2 9の上方への突出量が小さくなる。これにより、前記ソケット穴 1 1の高さも低くできる。

従って、クランプ装置 4は、全高を小さくしてコンパク卜に造れる。

前記シャトル部材 2 3を付勢する皿パネ 2 4は、複数枚を積層させたものに代えて、 1枚であってもよく、さらには、圧縮コイルパネ等の他の種類のバネまたはゴムによって代替可能である。

図 4 Aおよび図 4 Bは、本発明の第 2実施形態を示している。その図 4 Aは、前記クランプパレツ卜 2に前記ワークパレツ卜 3を装着した状態を示し、前記の図 2に類似する部分図である。上記の図 4 Bは、上記クランプパレット 2に上記ワークパレツト 3を固定した状態を示し、前記の図 3に類似する部分図でこの第 2実施形態においては、上記の第 1実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、その第 1実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。

前記ワークパレット 3に形成した前記ソケット穴 1 1の位置決め孔 1 2はス卜レートに形成されている。そのストレート位置決め孔 1 2に、前記シャトル部材 2 3の外周のストレート面が上下移動自在に支持される。上記シャトル部材 2 3がゴム製の弾性部材 2 4によって下向きに付勢され、そのシャトル部材 2 3の下降は、上記の位置決め孔 1 2の下部に嵌着した止め輪 2 5によって阻止されている。なお、上記の弾性部材 2 4は、ゴムに代えてパネであってもよい。

上記シャトル部材 2 3の内周に形成したテーパ面（テ一パ内周面） 5 3が前記プラグ部分 2 1の外周のテーパ外周面 5 4に係合している。上記テーパ面 5 3は、上向きにすぼまるように形成されている。

図 5 Aおよび図 5 Bは本発明の第 3実施形態を示している。図 5 Aは、前記の図 1に類似する図である。図 5 Bは、上記の図 5 Aの要部拡大図である。この第 3実施形態においても、前記の第 1実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、ここでは第 1実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。

この第 3実施形態においては、シャトル部材 2 3の下側に、進出手段としての環状ピストン 7 0が設置されている。具体的には、前記のカバーブロック 1 6に形成される前記の装着溝 2 6に、前記の環状ピストン 7 0が保密状に嵌合され、当該環状ピストン 7 0が上下移動自在とされている。

環状ビストン 7 0を上向きに押圧するための圧縮空気を供給するために、クランプパレット 2に第 2供給口 6 6が設けられる。この第 2供給口 6 6は、力バーブロック 1 6に形成された第 2横流路 6 7を介して、前記装着溝 2 6の下部に連通している。環状ピストン 7 0の下面には、第 2供給口 6 6から供給される圧縮空気の圧力を受ける、受圧面 7 2が構成されている。第 2供給口 6 6 は、図示しない適宜の配管を介して図略の圧力制御手段（例えば、圧力調整バルブ）に接続されており、前記受圧面 7 2に作用する圧縮空気の圧力を制御可能とされている。

また、上記の環状ピストン 7 0の下側には、上昇バネ 7 3が装着される。この上昇バネ 7 3は、上記の環状ピストン 7 0を介して、前記のシャトル部材 2 3を上方へ常時付勢している。ただし、この上昇パネ 7 3のバネカは、前述の第 1実施形態で設けられている皿パネ 2 4のパネ力よりも、弱く設定してある。この第 3実施形態の構成では、上述したように、シャトル部材 2 3を押動する環状ピストン 7 0に、圧力流体の圧力を受ける受圧面 7 2が形成されている。言い換えれば、環状ピストン 7 0は、第 2供給口 6 6に供給される圧縮空気の圧力を受圧面 7 2を介して受けることにより、シャトル部材 2 3を上方向（即ち、テーパ面 2 8と位置決め孔 1 2とのテーパ係合を緊密にする方向）に進出させる押動力を加える。

従って、第 1実施形態ではシャトル部材 2 3の進出力が前述の皿パネ 2 4の弾発力によって定まり、変更できなかったのに比し、上記第 3実施形態では、第 2供給口 6 6への圧縮空気の給排を制御することで、シャトル部材 2 3の上方向への進出力を自在に調整することができる。

例えば、第 3実施形態では、以下のような制御が可能である。即ち、クランプ装置をクランプ状態からアンクランプ状態に切リ替えるときに、第 2供給口 6 6の圧油を排出し、シャトル部材 2 3の上方向への進出力を弱めておく。こうすることで、アンクランプ状態となってワークパレツ卜 3が上下方向の拘束から解放された瞬間に、そのワークパレット 3が上記シャトル部材 2 3によつて上方向に強く押されて跳ね上げられることを防止できる。これにより、ヮークパレット 3や、当該ワークパレット 3上に載置されたワークへ、無用な衝撃が作用するのを回避できる。

また、上記の第 3実施形態では、前記クランプパレット 2に前記ワークパレット 3を装着する際に、以下のような制御も可能である。即ち、支持面 Sと被支持面 Tとが離間している状態では第 2供給口 6 6を圧抜きした状態としておく。次いで、ワークパレツト 3を下降させる。すると、前記の位置決め孔 1 2 が、前記の上昇バネ 7 3の弱い力で上昇されているシャ卜ル部材 2 3に軽くテーパ係合して、そのシャトル部材 2 3を下降させていく。引き続いて、前記の支持面 Sと被支持面 Tとが接触する。その後、第 2供給口 6 6に圧縮空気を供給して圧力を上昇させ、環状ビストン 7 0を介してシャトル部材 2 3を押動して進出させ、そのシャトル部材 2 3のテーパ面 2 8と位置決め子 L 1 2とを強力に亍ーパ係合させる。これにより、前記ワークパレツト 3力上記の位置決め孔 1 2と、上記の強力なテーパ係合によって縮径されたシャトル部材 2 3とを介して、前記プラグ部分 2 1に水平方向に拘束される。なお、前記上昇バネ 7 3が設けられていることで、環状ピストン 7 0の下側に圧縮空気が供給されていないとき（第 2供給口 6 6を圧抜きしたとき）でも、シャトル部材 2 3を上昇位置に保持することができる。このため、シャトル部材 2 3の上端面と前記の止め輪 2 5との間の隙間を無くすことが可能となる。これにより、上記のシャトル部材 2 3のストレート面 2 7とプラグ部分 2 1の外周面との間に切り粉などの異物が侵入することを防止できている。なお、この上昇パネ 7 3は、ゴム等で代替可能である。また、その上昇パネ 7 3は、クランプシステムの態様に応じて省略可能である。

また、前記の第 2供給口 6 6から給排される圧力流体としては、例示の圧縮空気に代えて、圧油などの他の流体を採用できる。

図 6 Aから図 6 Cは、クランプ装置の第 1変形例から第 3変形例を示し、それぞれ、前記クランプパレット（ここでは図示せず）に前記ワークパレット 3 を固定した状態を示し、前記の図 3に類似する部分図である。なお、これらの変形例においても、前記の第 1実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の符号を付けてあり、その第 1実施形態とは異なる構成についてだけ説明する。図 6 Aの第 1変形例は次のように構成されている。

前記口ッド 3 1の上部に形成した収容穴 6 0に前記の伝動具 2 9の下部が挿入される。上記の収容穴 6 0の底壁によって前記の押圧部 3 1 aを構成し、上記の伝動具 2 9の下部によって前記の受圧部 2 9 bを構成してある。上記の伝動具 2 9が進出パネ（弾性体） 3 2によって所定量以上に上向き移動することは、その伝動具 2 9に装着した止め輪 6 1によって阻止される。

図 6 Bの第 2変形例は、上記の図 6 Aの第 1変形例を次のように変更したものである。即ち、前記プラグ部分 2 1の上部と前記の伝動具 2 9の下フランジ 6 3との間に、その伝動具 2 9を下向きに付勢する後退パネ 6 4を装着してある。上記の伝動具 2 9の所定量以上の下向き移動は上フランジ 6 5によって阻止されている。 T JP2003/008630

図 6 Cの第 3変形例は、上記の図 6 B中の前記の後退バネ 6 4を省略して、前記の伝動具 2 9の所定量以上の移動を上下のフランジ 6 5 ■ 6 3によって阻止したものである。

上記の各実施形態や各変形例は次のように変更可能である。

前記の基準部材 Rは、例示したクランプパレツト 2に代えてマシニングセンタゃ各種機械のテーブルであってもよい。また、前記の可動部材 Mは、例示したワークパレツ卜 3に代えてワークピースであってもよい。上記の基準部材 R と可動部材 Mとは、上下逆に配置したものであってもよく、例示した上下方向へ連結することに代えて、水平方向または斜め方向へ連結するものであってもよい。

また、本発明のクランプ装置は、ワークパレットやワークピースのクランピングの用途に限定されるものではなく、金型やアタッチメント等のクランピングにも利用できることは勿論である。そのクランプ装置は、複数セットに限定されるものではなく、 1セッ卜だけでも利用可能である。

さらには、上記クランプ装置の前記シャトル部材 2 3は、例示した環状体に限定されるものではなく、複数の分割体を環状に並べたものであってもよい。また、上記クランプ装置の係合具 3 4は、例示のテーパ係止孔に対して係合するボールに代えて、ストレート係止孔に対して摩擦力や塑性変形力によって係合するコレットであってもよい。また、そのクランプ装置は、パネ力によつてクランプ駆動することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力によってクランプ駆動することも可能である。

前記のシャトル部材 2 3は省略してもよい。この場合、前記の図 1から図 3 の第 1実施形態では、前記の亍ーパ外周面 2 8が前記プラグ部分 2 1の外周面に一体に形成され、前記の図 4 Aおよび図 4 Bの第 2実施形態では、前記のテ一パ内周面 5 3が前記のソケット穴 1 1 と一体に形成される。

上記のようにプラグ部分 2 1と一体に形成したテーパ外周面 2 8又はソケッ卜穴 1 1と一体に形成したテーパ内周面 5 3は、例えば空洞部を設けたりすることによって、軸心方向および半径方向へ弾性変位可能に構成することが好ましい。

Claims

請求の範囲

1 ·基準部材（ R)に可動部材 (M)を着脱可能に固定するクランプ装置であって、上記の基準部材（R)から環状のプラグ部分（21)を突出させ、そのプラグ部分（21)の外周側に、先端方向へすぼまるテーパ外周面（28, 54)を設け、そのテーパ外周面（28, 54)に係合するテ一パ内周面（1 2, 53)を上記の可動部材（M)に設け、

上記プラグ部分（21)の筒孔（21 a)の先端部に伝動具（29)を軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に、その伝動具（29)よりも基端側で上記の筒孔（21 a)にロッド（31)を軸心方向へ移動自在に揷入し、

上記の基準部材（R)に設けた駆動手段（D)によって上記ロッド（31)を基端方向へクランプ駆動したときには、そのロッド（31)の出力部（36)が前記の可動部材（M)を前記の基準部材（R)へ向けて移動させると共に、上記ロッド（3 1 )の先端の押圧部（ 31 a )と前記の伝動具（29)の受圧部（ 29 b )との間に伝動隙間（G)を形成し、

上記の駆動手段（D)によって上記のロッド（31)を先端方向へアンクランプ駆動したときには、そのロッド（31)の上記の押圧部（31 a)が上記の伝動具 (29)を介して上記の可動部材（M)を押圧する、ことを特徴とするクランプ装置。

2. 請求の範囲第 1項に記載のクランプ装置において、

前記のアンクランプ駆動時に、前記ロッド（31)が上記の伝動具（29)を介して前記の可動部材（M)を押圧することで、前記のテーパ外周面（28， 54) と前記のテーパ内周面（1 2， 53)との間に係合隙間（）を形成する、ことを特徴とするクランプ装置。

3. 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のクランプ装置において、

前記のプラグ部分（21)に、直径方向へ拡大および縮小される環状のシャ卜ル部材（23)の内周面を軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に外嵌し、そのシャトル部材（23)の外周面に前記の亍ーパ外周面（28)を設け、

上記シャトル部材（23)を前記のテーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段（24)を設けた、ことを特徴とするクランプ装置。

4. 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のクランプ装置において、

前記の可動部材（M)に、直径方向へ拡大および縮小される環状のシャトル部材（23)の外周面を軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に嵌入し、そのシャトル部材（23)の内周面に前記のテ一パ内周面（53)を設け、

5. 基準部材（ R)に可動部材（M)を心合わせして上記の基準部材（ R)の支持面 (S)に上記の可動部材（M)の被支持面（丁）を固定するようにしたクランプ装置であって、

上記の可動部材（M)の上記の被支持面（T)にソケッ卜穴（1 1)を開口させて、そのソケット穴（1 1)に位置決め孔（1 2)と係止孔（1 3)とを開口端から順に形成し、

上記ソケット穴（1 1)へ挿入される環状のプラグ部分（21)を上記の基準部材（R)から突設させ、

上記プラグ部分（21)と上記の位置決め孔（1 2)との間に、直径方向へ拡大および縮小されるシャトル部材（23)を配置し、そのシャトル部材（23)を、上記プラグ部分（21)と上記の位置決め孔（1 2)との両者のうちの一方（21 ' 1 2)に軸心方向へ所定範囲内で往復移動自在に支持するとともに他方（1 2, 21)にテーパ係合可能に構成し、そのシャトル部材（23)のテーパ面（28， 53)を上記の係止孔（1 3)へ向けてすぼまるように形成し、上記シャ卜ル部材 (23)を上記の亍ーパ係合を緊密にする方向へ移動させる進出手段（24)を設け、上記プラグ部分（21)の筒孔（21 a)の先端部に伝動具（29)を軸心方向へ所定範囲内で移動自在に支持すると共に、その伝動具（29)よりも基端側で上記の筒孔（21 a)にロッド（31)を軸心方向へ移動自在に揷入し、そのロッド (31)の外周空間に、半径方向の外方の係合位置（X)と半径方向の内方の係合解除位置（ Y )とに移動される係合具（34)を配置し、

上記の基準部材（R)に設けた駆動手段（D)によって上記ロッド（31)を基端方向へクランプ駆動することにより、そのロッド（31)の出力部（36)が上記の係合具（34)を上記の係合位置（ X )へ切リ換えて前記の係止孔（13)へ係合させて、前記の可動部材（M)を前記の基準部材（R)へ向けて移動させ、そのクランプ駆動時には、上記ロッド（31)の先端の押圧部（31 a)と前記の伝動具 (29)の受圧部（ 29 b )との間に伝動隙間（G)を形成し、

上記の駆動手段（ D)によつて上記ロッド（ 31 )を先端方向ヘアンクランプ駆動することにより、同上の係合具（34)が係合解除位置（ Y )へ切り換わるのを許容し、そのアンクランプ駆動時には、上記ロッド（31)の前記の押圧部（31 a)が前記の伝動具（29)を介して前記ソケット穴（1 1)の頂壁（1 1 a)を押圧する、ことを特徴とするクランプ装置。

6. 請求の範囲第 5項に記載のクランプ装置において、

前記のアンクランプ駆動時に、前記ロッド（31)が上記の伝動具（29)を介して前記の可動部材（M)を押圧することで、前記シャ卜ル部材（23)の前記テーパ面（28, 53)上に係合隙間（を形成すると共に、前記の支持面（S)と前記の被支持面（T)との間に接当隙間（）を形成した、ことを特徴とするクランプ装置。

7. 請求の範囲第 1項から第 6項までのいずれかに記載のクランプ装置において、

前記ロッド（31)と前記の伝動具（29)との間に、その伝動具（29)を先端方向へ付勢する弾性体（32)を装着した、ことを特徴とするクランプ装置。

8. 請求の範囲第 1項から第 7項までのいずれかに記載のクランプ装置において、

前記の基準部材（R)にクリーニング流体の供給口（41 )を設けると共に前記の伝動具（29)【こクリーニング流体の噴出口（42)を設け、上記の供給口（4 1)と上記の噴出口（42)とを前記ロッド（31)内の流路（44)によって連通させた、ことを特徴とするクランプ装置。