WO2014002684A1 - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

　ワークの穴に挿入されて当該穴の内周面をグリップ可能な複数の係合部材（２０）が設けられ、上記の係合部材（２０）の内周にクランプロッド（１５）の楔面（３２）が上側から係合される。ピストン（１２）のピストン本体（５４）から上方へ突出させたピストンロッド（５５）の上部がクランプロッド（１５）の下部に連結される。上記係合部材（２０）とクランプロッド（１５）とピストン（１２）とがハウジング（２）に設けられる。そのハウジング（２）とピストンロッド（５５）との間に環状の弁部材（７８）が装着される。上記ピストン（１２）がロック方向の下限領域へ移動したときには、ピストンロッド（５５）に設けた操作部（８９）が、上記弁部材（７８）に設けた被操作部（９９）を介して、当該弁部材（７８）を下方へ開弁させる。

Description

クランプ装置

　この発明は、ワークや金型等の被固定物に形成された穴の内周面を内張りすることによって上記の被固定物をテーブル等の固定側部材にクランプする装置に関し、より詳しくいえば、そのクランプ装置に動作異常の検出機構を設ける技術に関する。

　この種のクランプ装置には、従来では、特許文献１（日本国・特許第４２９７５１１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。
　ハウジング内にクランプロッドとピストンとが上下に配置され、そのクランプロッドの上部の外周に複数の係合部材（グリッパー）が周方向へ配置される。上記係合部材は、環状受圧部材に作用させた上向きの油圧力によって上昇位置に保持される。
　ロック駆動時には、まず、上記の複数の係合部材に対してワークを下降させて当該ワークの穴を係合部材に外嵌めする。引き続いて、上記ピストンがクランプロッドを下降させる。すると、クランプロッドの上部に設けた楔面が、環状受圧部材によって上昇位置に保持された係合部材を半径方向の外方へ移動させ、上記係合部材の上部に設けた薄肉のグリップ部がワークの穴の内周面を強力にグリップする。次いで、そのグリップ状態で、ピストンがクランプロッドの楔面を介して上記係合部材及び環状受圧部材を一体的に下降させ（ロックストローク）、その係合部材がワークを下方へ引っ張って固定側部材に固定する。そのロック状態のピストンには、上記ロックストロークの下側にロック余裕ストロークが形成されている。

　上記構成の従来技術では、クランプロッドのロック下降時において、ワークの穴の内周面に対して係合部材のグリップ部が下方へスリップした場合には、その係合部材に楔係合したクランプロッド及びピストンがロックストロークの領域を超えてロック余裕ストロークの領域へ下降し、上記の係合部材および環状受圧部材も一体となって下降する。これにより、その環状受圧部材の上部に設けた鍔部が弁部材を下方へ押し開き、これと同時に、上記の鍔部が、ハウジングに設けたストッパー部によって受け止められる（特許文献１の図５及び図６を参照）。
　上述した弁部材の開弁によって検出用の加圧エアの圧力が低下するので、その圧力低下を圧力スイッチで検出することにより、上記スリップによる動作異常が検出される。
　即ち、上記の従来技術では、係合部材（グリッパー）と一体的に下降する環状受圧部材が動作異常の操作部として機能している。

日本国特許公報「特許第４２９７５１１号公報」

　上記の従来技術は、次の問題がある。
　前記ワークが未搬入の状態でクランプ装置をロック駆動した場合(空クランプの場合)には、環状受圧部材に作用する上向きの油圧力によって上昇位置に保持された複数の係合部材は、クランプロッドの楔面によって半径方向の外方へ移動されるものの、ワークの穴の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。このため、上記クランプロッド及びピストンは、上記の係合部材および環状受圧部材を上昇位置に置き残して下降する。従って、操作部としての環状受圧部材は、上記の動作異常を検出できない。

　また、クランプ装置の係合部材によってワークを固定側部材に固定したロック状態において、クランプロッドの途中高さ部に形成された細径部が金属疲労などによって破断した場合には、その破断したクランプロッドの下半部とピストンが、上記の係合部材および環状受圧部材を置き残して下降していく。従って、この場合も、操作部としての環状受圧部材は、上記の動作異常を検出できない。

　ところで、上記クランプ装置の複数の係合部材に対してワークを下降させて当該係合部材にワークの穴を外嵌めするときに、その穴の周壁の下部がいずれかの係合部材に衝突し、その衝突時の衝撃により、薄肉に形成された前記グリップ部が欠損するおそれがある。
　上記グリップ部の欠損に気付かないままでクランプ装置をロック駆動すると、当該グリップ部を欠損した係合部材は、ワークの穴の内周面に受け止められずに過度に拡径し、残りの係合部材も上記穴の内周面に殆どグリップ力を作用させない。そのグリップ異常状態では、係合部材が環状受圧部材によって上昇位置に保持されるので、クランプロッド及びピストンが上記係合部材及び環状受圧部材を置き残して下降していく。従って、この場合も、操作部としての上記の環状受圧部材は、上記の動作異常を検出できない。
　本発明の目的は、上記の問題点を解消できるクランプ装置を提供することにある。

　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、又は図７、図９から図１２、図１３Ａと図１３Ｂ、図１４、図１５Ａから図１８、図２０にそれぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成した。
　被固定物１７の穴１８に挿入されて当該穴１８の内周面をグリップ可能な係合部材２０は、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材によって構成される。上記の係合部材２０の内周にクランプロッド１５の楔部３２が先端側から係合される。上記クランプロッド１５を軸心方向へ移動させるピストン１２は、上記クランプロッド１５に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド５５を有する。上記係合部材２０とクランプロッド１５とピストン１２とがハウジング２に設けられる。上記ハウジング２内には、上記ピストンロッド５５又は上記クランプロッド１５によって操作される弁機構７６が配置される。その弁機構７６は、上記ピストン１２の全ストロークＴのうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン１２が移動したときに開弁または閉弁される。上記弁機構７６の入口８６に加圧エアを供給可能に構成した。

図１は、本発明の第１実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態の立面視の断面図である。 図２は、上記クランプ装置のロック状態を示し、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空クランプ状態（動作異常状態）を示し、上記図１に類似する図である。 図４は、上記クランプ装置の第１変形例を示し、上記図１に相当する図である。 図５は、上記クランプ装置の第２変形例を示し、上記図１に相当する図である。 図６は、上記クランプ装置の第３変形例を示し、上記図１に相当する図である。 図７は、本発明の第２実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。 図８は、上記第２実施形態の変形例を示し、上記図７に相当する図である。 図９は、本発明の第３実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。 図１０は、上記クランプ装置のロック状態を示す図である。 図１１は、上記クランプ装置に設けた係合部材のスリップ状態（動作異常状態）を示す図である。 図１２は、上記クランプ装置の空クランプ状態（動作異常状態）を示す図である。 図１３Ａは、本発明の第４実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。図１３Ｂは、上記図１３Ａ中の１３Ｂ－１３Ｂの断面図である。 図１４は、本発明の第５実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。 図１５Ａは、本発明の第６実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。図１５Ｂは、上記図１５Ａ中の１５Ｂ－１５Ｂの断面図である。 図１６は、上記クランプ装置のロック状態を示す図である。 図１７は、上記クランプ装置のスリップ状態（動作異常状態）を示す図である。 図１８は、上記クランプ装置の空クランプ状態（動作異常状態）を示す図である。 図１９Ａは、上記第６実施形態の変形例を示し、クランプ装置のリリース状態を示す部分図である。図１９Ｂは、上記変形例のクランプ装置の空クランプ状態（動作異常状態）を示す部分図である。 図２０は、本発明の第７実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。

　図１から図３は、本発明のクランプ装置の第１実施形態を示している。
　まず、主として図１に基づいてクランプ装置の構造を説明する。
　工作機械のテーブルに載置されたベースプレート１に、クランプ装置のハウジング２が固定される。そのハウジング２は、下ハウジング３と上ハウジング４とを備える。
　下ハウジング３の下半部が、ベースプレート１の取付け穴１ａに保密状に挿入される。その下ハウジング３の上半部が、複数の取付けボルト（図示せず）によって上記ベースプレート１の上面に固定される。
　上ハウジング４は、複数の締結ボルト（図示せず）によって、下ハウジング３の上部に凹入形成した装着穴６の底面に固定される。

　上記ハウジング２の下部内に、駆動機構としての油圧シリンダ１０が配置される。その油圧シリンダ１０は、下ハウジング３の下面から上向きに形成されたシリンダ孔１１と、そのシリンダ孔１１に挿入されたピストン１２とを備える。
　そのピストン１２の全ストロークＴ（図１と図３を参照）は、ロックストロークＬと余裕ストロークＳとを有している（図２を参照）。その余裕ストロークＳは、下方へ順に形成されたロック余裕ストロークと異常ストロークとの合計である（いずれも参照符号なし）。即ち、その異常ストロークの領域は、上記の全ストロークＴのうちのロック方向の終期ストロークの領域（下限領域）に相当している。

　上記ハウジング２の上部内には、後述するように、クランプロッド１５が上下方向（軸心方向）へ移動可能かつ水平方向（半径方向）へ移動可能に配置される。なお、この第１実施形態（及び後述の別の実施形態）においては、クランプロッド１５は、ピストン１２で上方（先端方向）へ移動されることによってリリース駆動され、上記ピストン１２で下方（基端方向）へ移動されることによってロック駆動される。
　上記クランプロッド１５の上部の外周には、ワーク（被固定物）１７の穴１８に挿入される複数の係合部材２０と、筒状の支持部材２１とが、上下に配置される。上記係合部材２０の外周側で上ハウジング４の上面には、ワーク１７の下面を受け止める着座面２３が環状に形成される。

　この実施形態では、上記係合部材２０は、周方向へ所定の間隔をあけて４つ配置される。各係合部材２０は、上部に設けた薄肉のグリップ部２６と途中高さに設けた胴部２７と下フランジ２８とを備える。上記グリップ部２６の外周には、鋸刃状の突起２９が上下方向へ複数形成される。また、各グリップ部２６の内周には、下方へ向かうにつれて軸心に近づくように傾斜面３０が形成される。
　上記傾斜面３０に上側から係合する楔面（楔部）３２がクランプロッド１５の上部に形成される。その楔面３２は、上記傾斜面３０に対応して、４つ設けられる。この実施形態では、上記の楔面３２と傾斜面３０とが平面によって構成されている。

　上記４つの係合部材２０の胴部２７には、ゴム等の弾性体からなる薄肉のリング３４が装着される。そのリング３４の弾性力が係合部材２０を半径方向の内方へ付勢している。
　また、上ハウジング４の上孔４ａの周壁にはダストシール３６が装着される。そのダストシール３６の弾性力が、上記クランプロッド１５及び係合部材２０を、ピストン１２の軸心へ向けて半径方向の内方へ付勢している。

　前記の筒状の支持部材２１は、上記４つの係合部材２０を下方から受け止める上壁４０と、その上壁４０の外周部から下方へ突出させた環状壁４１と、その環状壁４１の下部から半径方向の外方へ突出されたフランジ４２とを備える。上記支持部材２１がハウジング２の上寄り部に設けた収容孔４４に上下移動可能に挿入される。また、支持部材２１の下側に配置したバネ室４６に、圧縮コイルバネからなる進出バネ４７が装着され、その進出バネ４７が支持部材２１を介して係合部材２０を上方へ付勢している。即ち、この実施形態では、上記進出バネ４７と支持部材２１とが、係合部材２０を所定の力で押し上げる支持機構４９を構成している。
　なお、下ハウジング３の筒孔の上端部に止め輪５０が装着される。その止め輪５０は、クランプ装置の組み立て時に、ハウジング２内に支持機構４９等を仮組みするための部材である。

　前記シリンダ孔１１は、上向きに順に形成された大径孔５１と小径孔５２とを備える。
　前記ピストン１２は、大径孔５１に保密状に挿入されたピストン本体５４と、そのピストン本体５４から上方へ突出させたピストンロッド５５とを備える。そのピストンロッド５５の途中高さ部が、封止部材６０を介して、下ハウジング３のロッド孔３ａに保密状に挿入される。上記ピストンロッド５５の上部にクランプロッド１５の下部が半径方向（水平方向）へ移動可能に嵌合される。

　上記ピストン本体５４の上側にロック室６２が形成されると共に、当該ピストン本体５４の下側にリリース室６３が形成される。上記ロック室６２が、下ハウジング３内の縦路６５及び横路６６を経てロック用の給排口（図示せず）へ連通される。また、上記リリース室６３がリリース用の給排口６７へ連通される。

　また、上ハウジング４の上部に形成した前記の着座面２３に、着座用の検出孔７０が開口される。その検出孔７０は、エア供給路７１を経て異常検出用の加圧エアの供給口（図示せず）へ連通される。
　さらに、エアブロー用の通路７３が前記バネ室４６の下部に開口される。上記の通路７３へ供給されたエアブロー用の加圧エアは、バネ室４６と、支持部材２１の上壁４０とピストンロッド５５の上端部との間に形成された隙間と、隣り合う係合部材２０同士の間の隙間などを通って、ハウジング２の外側へ排出される。

　上記構成のクランプ装置に動作異常（クランプ不良）の検出機構が設けられる。その検出機構は、図１から図３に示すように、次のように構成される。
　前記シリンダ孔１１の小径孔５２と前記ピストンロッド５５との間に環状空間が形成され、その環状空間によって弁機構７６の弁室７７が構成される。その弁室７７に、筒状の弁部材７８が、内封止部材７９及び外封止部材８０を介して保密状に挿入される。その弁部材７８の外径寸法は、前記ピストン本体５４の外径寸法よりも小さい値に設定されている。

　上記の小径孔５２と前記ロッド孔３ａとの間に段部８３が形成され、その段部８３の下部に形成した下向きの環状端面８４に、弁機構７６の入口８６が開口される。その入口８６は、入口路８７を経て前記エア供給路７１に連通される。
　上記弁部材７８の上端面（先端側の端面）に弁面８１が設けられる。その弁面８１は、上記入口８６の開口端の周囲に設けた弁座８８に、下側から対面される。

　また、弁機構７６の出口９１が前記段部８３の内周面とピストンロッド５５の外周面との間に形成される。その出口９１は、出口路９２に配置した逆止弁９３を介してハウジング２の外側へ連通される。
　上記逆止弁９３は、出口路９２に設けた弁座９４と、その弁座９４に外側から接当されるボール９５と、そのボール９５を弁座９４に弱い力で付勢するバネ９６と、そのバネ９６の左端部を受け止めるケース９７とを備える。そのケース９７には、外部空間へ連通する出口孔９８が形成されている。

　さらに、上記ピストンロッド５５の途中高さ部に、止め輪からなる操作部８９が外嵌めされる。その操作部８９は、後述の図３に示すように、ピストン１２が異常ストロークの領域（全ストロークＴのうちのロック方向の終期ストローク領域としての下限領域）へ下降したときに、弁部材７８に設けた被操作部９９を介して当該弁部材７８を下降させるように機能する。

　上記構成のクランプ装置は、図１から図３に示すように次のように作動する。
　図１のリリース状態では、前記ロック室６２の圧油を排出するとともに、リリース室６３に圧油を供給している。これにより、前記ピストン１２及びクランプロッド１５が上昇し、前記の支持部材２１と複数の係合部材２０が進出バネ４７によって上昇位置に保持され、上記係合部材２０がリング３４の弾性力によって縮径状態に切り換えられている。
　また、係合部材２０及びクランプロッド１５がダストシール３６の弾性力によってピストン１２の軸心と同軸上に位置されている。
　さらに、弁機構の７６の弁部材７８は、ピストン本体５４の上端面の中央寄り部に設けた環状突出部５４ａによって上昇され、弁面８１が弁座８８を閉じている。そのピストン本体５４の上端面の外周部とロック室６２の上壁との間には、接当隙間Ｇが形成されている。

　上記リリース状態で、ワーク１７を、何らかの昇降手段または自重によって下降させ、そのワーク１７の穴１８に係合部材２０を挿入させていく。すると、上記ワーク１７の下面が、ハウジング２の着座面２３に受け止められると共に着座用の検出孔７０を閉じる。

　クランプ装置を上記図１のリリース状態から図２のロック状態へ切り換えるときには、リリース室６３の圧油を排出するとともに、ロック室６２に圧油を供給する。
　すると、進出バネ４７の付勢力によって上昇位置に保持された支持部材２１及び係合部材２０に対してピストン１２及びクランプロッド１５が下降していく。
　これにより、図２のロック状態に示すように、クランプロッド１５の楔面３２によって係合部材２０が拡径され（半径方向の外方へ移動され）、当該係合部材２０がワーク１７の穴１８の内周面に係合する。引き続いて、クランプロッド１５の下降力により、穴１８の内周面に密着した状態の上記係合部材２０が上記の穴１８を介してワーク１７を下向きに引っ張り、これと同時に、係合部材２０及び支持部材２１が進出バネ４７の付勢力に抗して下降する。これによりワーク１７が上記の着座面２３に強力に押圧される。

　上記図２のロック状態では、前記弁機構７６の弁部材７８は、ロック室６２の圧力によって上昇され、弁面８１が弁座８８を閉じており、着座用の検出孔７０もワーク１７の下面によって閉じられている。
　従って、上記ロック状態では、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアの圧力が上昇するので、クランプ装置の動作が正常であることを確認できる。

　なお、クランプ装置を上記図２のロック状態から図１のリリース状態へ切り換えるときには、ロック室６２の圧油を排出すると共にリリース室６３へ圧油を供給すればよい。これにより、クランプ装置は、上述したロック動作とはほぼ逆の手順でリリース状態へ切り換えられる。

　上記クランプ装置は、動作異常時に次のように作動する。
　前記ワーク１７が未搬入の状態（又は当該ワーク１７が所定位置に搬入されていない状態）では、そのワーク１７が前記の着座用の検出孔７０を閉じないため、エア供給路７１の加圧エアが上記の検出孔７０を通ってハウジング２の外側へ排出される。このため、前記エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、ワーク１７が着座異常であることを検出できる。

　しかしながら、上記検出孔７０に切粉などの異物が詰まっている場合には、ワーク１７が未搬入の状態でもエア供給路７１の圧力が設定値に到達するので、ワーク１７が着座異常であることを検出できない。また、穴１８の内径が許容範囲よりも大きいワーク１７が搬入されてきた場合には、そのワーク１７の下面が前記の検出孔７０を閉じてエア供給路７１の圧力が設定値に到達するので、過大な穴径を有するワーク１７が搬入されたことを検出できない。
　上記ワーク１７の未搬入状態や過大な穴径を有するワーク１７が搬入されてきた状態でクランプ装置をロック駆動した場合(空クランプの場合)には、図３に示すように、進出バネ４７の付勢力によって上昇位置に保持された複数の係合部材２０は、クランプロッド１５の楔面３２によって半径方向の外方へ移動されるものの、ワーク１７の穴１８（図１又は図２を参照）の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。その過度な拡径状態では、上記クランプロッド１５及びピストン１２は、上記の係合部材２０及び支持部材２１を上昇位置に置き残して下降していく。

　そして、上記ピストン１２が、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降したときに、ピストンロッド５５に設けた前記操作部８９が、弁部材７８に設けた被操作部９９を介して当該弁部材７８を下降させると共に、上記ピストン１２の下面が前記リリース室６３の底壁（ベースプレート１の取付け穴１ａの底壁）に受け止められる。
　すると、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアは、弁機構７６の入口８６と弁室７７の内部空間の上部と出口９１と順に通って出口路９２へ流出し、次いで、その出口路９２に配置した逆止弁９３のボール９５をバネ９６に抗して弁座９４から離間させ、その後、出口孔９８を通ってハウジング２の外側へ排出される。
　このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、その圧力低下を圧力スイッチ等で検出することにより、クランプ装置が動作異常であることを検出できる。

　また、クランプ装置でワーク１７を固定したロック状態（図２を参照）において、例えば、金属疲労などによって、クランプロッド１５の途中高さ部で前記楔面３２の下側に形成された細径部１５ａが破断した場合には、その破断したクランプロッド１５の下半部とピストン１２が、進出バネ４７の付勢力によって上昇位置に保持された支持部材２１及び係合部材２０を置き残して下降していく。すると、上記図３の空クランプ時と同様に、ピストンロッド５５に設けた前記操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を下降させるので、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置の動作異常を検出できる。

　ところで、図１に示すように、上記クランプ装置の複数の係合部材２０に対してワーク１７を下降させて当該係合部材２０にワーク１７の穴１８を外嵌めするときに、その穴１８の周壁の下部が、いずれかの係合部材２０に衝突して、その衝突時の衝撃によって前記の薄肉のグリップ部２６が欠損した場合には、次のように作動する。
　上記グリップ部２６の欠損に気付かないままでクランプ装置をロック駆動すると、当該グリップ部２６を欠損した係合部材２０は、図３と同様に、ワーク１７の穴１８の内周面に受け止められずに過度に拡径し、残りの係合部材２０も上記穴１８の内周面にグリップ力を殆ど作用させない。そのグリップ異常状態では、係合部材２０が支持部材２１によって上昇位置に保持されるので、クランプロッド１５及びピストン１２が上記係合部材２０及び支持部材２１を置き残して下降していく。すると、上記の空クランプ時と同様に、ピストンロッド５５に設けた前記操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を下降させるので、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置の動作異常を検出できる。

　図４から図２０は、上記第１実施形態の変形例や別の実施形態を示している。これらの変形例や別の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ある。

　図４は、上記の第１実施形態の第１変形例を示し、前記の図１に相当する図である。この図４の第１変形例は、前記クランプロッド１５とピストンロッド５５との連結構造の具体例を示し、上記図１の構造とは異なる構成要素に参照数字を付けて説明する。
　即ち、前記ピストンロッド５５は、ロッド本体５６と、そのロッド本体５６の上部にネジ止めされた保持ナット５７とを備える。上記ロッド本体５６の上部と保持ナット５７の上部との間に、クランプロッド１５の下部にネジ止めした脚ナット５８が半径方向へ移動可能に嵌合される。上記保持ナット５７の下端部に前記操作部８９が一体的に設けられている。また、弁部材７８の筒孔の上部に前記の被操作部９９が設けられている。
　なお、上記クランプロッド１５とピストンロッド５５との連結構造は、上記図４の具体例の外に、種々の構造が考えられることは勿論である。この点は、後述する別の実施形態でも同様である。

　図５は、上記の第１実施形態の第２変形例を示し、前記の図１に相当する図である。この図５の第２変形例でも、上記図１の構造とは異なる構成部材に参照数字を付けて説明する。
　即ち、前記シリンダ孔１１と前記ピストンロッド５５との間で前記ロック室６２の上側に、環状の仕切り壁１０１が、内封止部材７９と外封止部材８０とを介して保密状に挿入される。その環状の仕切り壁１０１とピストンロッド５５との間に環状空間が形成され、その環状空間に筒状の弁部材７８が上下方向へ移動可能に挿入される。前記段部８３に設けた下向きの環状端面８４に弁機構７６の入口８６が開口される。その入口８６に弁部材７８が下側から対面可能に構成され、その弁部材７８の上端側の端面に弁面８１が設けられている。

　弁部材７８の下部と仕切り壁１０１の上部との間に下封止部材１０３が装着されると共に、弁部材７８の上部外周と下ハウジング３との間に上封止部材１０４が装着される。その弁部材７８は、上記の下封止部材１０３の弾性力によって弁座８８に接当される。弁機構７６の出口９１は、上記の筒状の弁部材７８の途中高さ部の外周側に環状に形成されており、出口路９２と逆止弁９３を介してハウジング２の外側へ連通されている。

　上記構造によれば、図５のリリース状態からロック駆動するときには、ロック室６２へ供給された圧力流体の圧力は、仕切り壁１０１を介して上記段部８３に受け止められ、上記の弁部材７８には作用しない。そして、クランプ装置の空クランプ時には、前記の操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を下封止部材１０３に抗して下降させる。
　すると、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアは、弁機構７６の入口８６と弁室７７の内部空間の上部と出口９１と順に通って出口路９２へ流出し、その後、ハウジング２の外側へ排出される。
　このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置の動作異常を検出できる。

　図６は、上記の第１実施形態の第３変形例を示し、前記の図１に相当する図である。この図６の第３変形例でも、上記図１の構造とは異なる構成部材に参照数字を付けて説明する。
　即ち、前記の下ハウジング３のロッド孔３ａの周壁には、前記バネ室４６と弁室７７とを連通するように、複数の貫通孔１０７が周方向へ間隔をあけて形成される（ここでは１つの貫通孔１０７だけを示している）。上記の各貫通孔１０７に操作ピン１０８が挿入されている。
　図６のリリース状態では、前記ピストン１２のピストン本体５４が上記操作ピン１０８を上昇させ、その操作ピン１０８の上端部と前記支持部材２１のフランジ４２との間には所定の接当隙間が形成されている。

　ロック駆動時において、前記ワーク１７の穴１８の内周面に対して前記の係合部材２０のグリップ部２６がスリップした場合には、係合部材２０及び支持部材２１が下降するので、上記フランジ４２が操作ピン１０８を介して弁部材７８を下方へ押し開く。その弁部材７８の開弁によって、エア供給路７１の異常検出用の加圧エアの圧力が低下するので、上記スリップによる動作異常が検出される。
　なお、前記の空クランプ等の動作異常時には、前記の第１実施形態と同様に、ピストンロッド５５に設けた前記の操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を下方へ押し開くので、上記の動作異常を検出できる。
　上記スリップによる支持部材２１の下降を例示の操作ピン１０８等を介して弁部材７８に伝達する構造は、前記図５の第２変形例に適用することが好ましい。

　図７は、本発明の第２実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。この第２実施形態は、上記の第１実施形態の図１とは次の点で異なる。
　前記ピストンロッド５５の外周側で前記の下ハウジング３に、弁機構７６の弁室７７が、当該ピストンロッド５５と平行状かつ円柱状に形成される。その円柱状の弁室７７に弁部材７８が封止部材１１１を介して揺動可能で保密状に挿入される。その弁部材７８がバネ（弾性体）１１２によって下方（閉弁方向）へ付勢される。
　上記弁室７７に弁機構７６の入口８６が上向きに開口される。また、その入口８６に対面する弁面８１が前記弁部材７８の下端に設けられる。さらに、弁部材７８の上部が、ピストンロッド５５の軸心へ向けて半径方向の内方へ突出される。その突出部に被操作部９９が設けられる。

　前記の空クランプ等の動作異常時には、前記の第１実施形態と同様に、ピストンロッド５５に設けた操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を時計回りの方向へ揺動させる。すると、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアは、弁機構７６の入口８６と弁室７７の下部空間と出口９１と出口路９２とを順に通ってハウジング２の外側へ排出される。このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置の動作異常を検出できる。
　なお、弁機構７６は、上記図７に示した配置構造に代えて、入口８６を下向きに開口させると共に弁部材７８を上向きに付勢するように配置することも可能である。

　図８は、上記の第２実施形態の変形例を示している。この変形例は、上記の図７の第２実施形態とは次の点で異なる。
　図８のリリース状態では、ピストンロッド５５に設けた別の操作部１１５が上記被操作部９９を介して弁部材７８を反時計回りの方向へ揺動させる。これにより、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアは、弁機構７６の入口８６と弁室７７の下部空間と出口９１と出口路９２とを順に通ってハウジング２の外側へ排出される。このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置がリリース状態であることを検出できる。

　上記図８のリリース状態からロック状態（図示せず）へ切換えたときには、被操作部９９が、前記操作部８９と別の操作部１１５との間に形成された溝１１６の上下方向の途中部に位置されるので、弁部材７８がバネ（弾性体）１１２によって弁座８８に接当される。このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達し、ロック状態であることを検出できる。
　さらに、前記の空クランプ等の動作異常時には、前記図７の第２実施形態と同様に、操作部８９が被操作部９９を介して弁部材７８を時計回りの方向へ揺動させて、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアがハウジング２の外側へ排出されるので、クランプ装置の動作異常を検出できる。

　図９から図１２は、本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
　図９のリリース状態に示すように、前記ピストン１２に貫通孔１２１が上下方向に形成され、その貫通孔１２１の上部に前記クランプロッド１５の下部が半径方向へ移動可能に挿入される。そのクランプロッド１５が下降することは、貫通孔１２１に保密状に挿入した保持ロッド１２２及び止め輪１２３によって防止される。この点は、前記図７（及び図８）の実施形態においても同様である。

　前記支持部材２１は、上ハウジング４とクランプロッド１５との間に、内封止部材１２６と外封止部材１２７を介して保密状に挿入される。
　前記弁機構７６は、下ハウジング３と上ハウジング４との接合端面の間に形成された小径の弁室７７と、その弁室７７に上下移動可能に保密状に挿入された筒状の弁部材７８とを備える。その弁部材７８の上端面によって弁面８１が構成され、上ハウジング４の下端面に弁座８８が形成される。上記弁室７７の下部に設けた入口８６が前記エア供給路７１に連通される。
　また、クランプロッド１５の途中高さ部に、止め輪からなる操作部８９が設けられると共に、前記支持部材２１の筒孔の途中高さ部に前記の被操作部９９が設けられる。

　図９のリリース状態では、前記の第１実施形態と同様に、前記ピストン１２及びクランプロッド１５が上昇し、前記の支持部材２１と複数の係合部材２０が進出バネ４７によって上昇位置に保持され、上記係合部材２０がリング３４の弾性力によって縮径状態に切り換えられている。弁部材７８は、エア供給路７１からの加圧エアによって上昇され、弁座８８を閉じている。また、ワーク１７の下面が、ハウジング２の着座面２３に受け止められ、着座用の検出孔７０を閉じている。

　クランプ装置を上記図９のリリース状態から図１０のロック状態へ切換えるときには、リリース室６３の圧油を排出するとともに、ロック室６２に圧油を供給すると、クランプ装置は前記の第１実施形態と同様に作動する。即ち、図１０のロック状態に示すように、前記ワーク１７が穴１８を介して着座面２３に強力に押圧される。また、支持部材２１の下面と弁部材７８の上端面との間には所定の接当隙間が形成されており、弁部材７８の弁面８１が弁座８８に接当されている。
　上記ロック状態では、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアの圧力が設定値に上昇するので、クランプ装置の動作が正常であることを確認できる。

　上記クランプ装置は、動作異常時に次のように作動する。
　クランプロッド１５のロック下降時において、ワーク１７の穴１８の内周面に対して係合部材２０のグリップ部２６が下方へスリップした場合には、図１１に示すように、上記係合部材２０及び支持部材２１が一体となって下降する。これにより、その支持部材２１の下端面が弁部材７８を下方へ押し開く。すると、エア供給路７１に供給された異常検出用の加圧エアは、弁機構７６の入口８６と、弁面８１と弁座８８との間の開き隙間と、出口９１と、内封止部材１２６のリップ部とピストンロッド５５の外周面との間などを順に通って、ハウジング２の外側へ排出される。このため、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、上記スリップによる動作異常が検出される。
　なお、上記図１１のスリップ異常の状態では、前記操作部８９と前記被操作部９９との間に、上下方向に所定の操作ストロークＤが形成されている。

　また、ワーク１７の未搬入状態でクランプ装置をロック駆動した場合(空クランプの場合)には、クランプ装置は前記の第１実施形態と同様に作動する。即ち、図１２に示すように、クランプロッド１５及びピストン１２は、係合部材２０及び支持部材２１を上昇位置に置き残したままで、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降していくので、クランプロッド１５の操作部８９が前記の被操作部９９を介して支持部材２１を下降させ、その支持部材２１の下端面が弁部材７８を開弁させる。
　すると、前記図１１のスリップ異常時と同様に、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。

　なお、金属疲労などによって、クランプロッド１５の途中高さ部で前記楔面３２の下側に形成された細径部１５ａが破断した場合や、薄肉に形成された前記グリップ部２６が欠損した場合にも、クランプ装置は、上記の空クランプ時と同様に作動して、動作異常を検出できる。

　図１３Ａと図１３Ｂは、本発明の第４実施形態を示している。図１３Ａは、クランプ装置のリリース状態を示している。図１３Ｂは、図１３Ａ中の１３Ｂ－１３Ｂの断面図である。
　この第４実施形態は、前記図９から図１２の第３実施形態とは次の点で異なる。
　前記ハウジング２は、上下に分割されずに一体物で構成される。
　図１３Ａ（及び後述の図１５Ｂを参照）に示すように、前記クランプロッド１５の上部に筒状のキャップ部材１３１が外嵌される。そのキャップ部材１３１の周壁に、周方向へ所定の間隔をあけて複数の横孔１３２が貫通される。各横孔１３２に係合部材２０が水平方向（半径方向）へ移動自在に挿入される。各係合部材２０が、クランプロッド１５の上部に設けた楔面３２（楔部）によって半径方向の外方へ移動される。係合部材２０の上半部に前記グリップ部２６が形成されている。

　前記ピストン本体５４の上側で前記シリンダ孔１１に環状の仕切り壁１０１が保密状に挿入される。その仕切り壁１０１とピストン本体５４との間に前記ロック室６２が形成される。そのロック室６２は、仕切り壁１０１内の貫通孔１３３を介して前記の縦路６５に連通される。上記仕切り壁１０１の上寄り部内に、弁機構７６の弁室７７が平面視で長方形状に形成される。その弁室７７に長方形状の弁部材７８が挿入され、その弁部材７８がバネ（弾性体）１１２によって弁座８８に接当される。

　ワーク１７の未搬入状態でクランプ装置をロック駆動した場合(空クランプの場合)には、クランプ装置は前記図１２の第３実施形態と同様に作動する。即ち、クランプロッド１５及びピストン１２は、係合部材２０とキャップ部材１３１及び支持部材２１を上昇位置に置き残したままで、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降していくので、ピストンロッド５５の操作部８９が、弁部材７８の半径方向の内端部に設けた被操作部９９を介して当該弁部材７８を開弁させる。これにより、エア供給路７１の圧力が設定値に到達せず、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。

　図１４は、本発明の第５実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。この図１４の第５実施形態は、上記図１３Ａ及び図１３Ｂの第４実施形態とは次の点で異なる。
　シリンダ孔１１に保密状に挿入した前記仕切り壁１０１の内周面に弁機構７６の入口８６が開口される。また、ピストンロッド５５の外周面に、上記入口８６を開閉する弁面８１が設けられる。
　図１４のリリース状態では、ピストンロッド５５を押バネ１３６と押板１３７とを介して上記入口８６へ付勢することにより、弁面８１が入口８６を確実に閉止している。

　空クランプ時には、クランプ装置は前記図１２の第３実施形態と同様に、クランプロッド１５及びピストン１２は、係合部材２０とキャップ部材１３１及び支持部材２１を上昇位置に置き残したままで、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降していくので、ピストンロッド５５の弁面８１の上側に設けた周溝１３８が前記入口８６に対面する。これにより、エア供給路７１へ供給した検出用の加圧エアの圧力が設定値に到達せず、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。

　図１５Ａから図１８は、本発明の第６実施形態を示している。図１５Ａは、クランプ装置のリリース状態を示す図である。図１５Ｂは、上記図１５Ａ中の１５Ｂ－１５Ｂの断面図である。
　上記の第６実施形態は、図１４の第５実施形態を次のように変更したものである。

　図１５Ａのリリース状態に示すように、前記支持機構４９のバネ室４６にエアブロー用の通路７３が上向きに開口され、その開口部が弁機構７６の入口８６として構成される。エアブロー用の加圧エアは、上記エアブロー用の通路７３から、バネ室４６と、支持部材２１内の斜め路１４１と、キャップ部材１３１内と、前記横孔１３２と係合部材２０との嵌合隙間などを通ってハウジング２の外側へ排出される。
　その図１５Ａのリリース状態では、進出バネ４７の付勢力が支持部材２１を介してキャップ部材１３１及び係合部材２０を上昇位置に保持しており、上記の係合部材２０に設けたワーク搭載面１４３にワーク１７が受け止められる。このため、ハウジング４の上端の着座面２３とワーク１７の下面と上の間には、所定の着座隙間Ｃが形成されている。

　クランプ装置を上記図１５Ａのリリース状態から図１６のロック状態へ切り換えるときには、リリース室６３の圧油を排出するとともに、ロック室６２に圧油を供給すると、クランプ装置は前記の各実施形態と同様に作動する。即ち、図１６のロック状態に示すように、クランプロッド１５の楔面（楔部）３２が、係合部材２０のグリップ部２６をワーク１７の穴１８の内周面に係合させると共に、上記進出バネ４７の付勢力に抗して係合部材２０とキャップ部材１３１及び支持部材２１を下降させている。その図１６のロック状態では、前記ワーク１７が穴１８を介して着座面２３に強力に押圧される。また、入口８６の外周に設けた弁座８８と支持部材２１の下端面に設けた弁面８１との間には所定の開き隙間が形成されている。
　上記図１６のロック状態では、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアの圧力が設定圧力に到達せず、これにより、クランプ装置の動作が正常であることを確認できる。

　上記クランプ装置は、異常時に次のように作動する。
　クランプロッド１５のロック下降時において、ワーク１７の穴１８の内周面に対して係合部材２０のグリップ部２６が下方へスリップした場合には、図１７に示すように、上記係合部材２０とキャップ部材１３１及び支持部材２１が一体となって下降する。これにより、その支持部材２１の下端面に設けた弁面８１が弁座８８に接当するので、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアの圧力が設定値に上昇し、上記スリップによる動作異常が検出される。
　なお、上記図１７のスリップ異常の状態では、クランプロッド１５に設けた操作部８９と支持部材２１に設けた被操作部９９との間に、上下方向に所定の操作ストロークＤが形成されている。

　クランプ装置の空クランプ時に、図１８に示すように、クランプロッド１５及びピストン１２がロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降していくので、上記の操作部８９が被操作部９９を介して支持部材２１を下降させ、その支持部材２１の下端面に設けた弁面８１が弁座８８に接当するので、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアの圧力が設定値に上昇し、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。
　また、金属疲労などによって、クランプロッド１５の途中高さ部で前記楔面３２の下側に形成された細径部１５ａが破断した場合や、薄肉に形成された前記グリップ部２６が欠損した場合にも、クランプ装置は、上記の空クランプ時と同様に作動して、クランプ装置の動作異常を検出できる。

　なお、前記の上ハウジング４の着座面２３には、前記の第１実施形態と同様に、着座用の検出孔７０（図１を参照）を開口することが好ましい。この点は、後述する各実施形態でも同様である。
　また、前記図１５Ａのリリース状態に示すように、係合部材２０等に設けたワーク搭載面１４３でワーク１７を受け止めて着座隙間Ｃを形成する構造は、前記の各実施形態や後述の各実施形態でも利用可能である。

　図１９Ａと図１９Ｂは、上記第６実施形態の変形例を示している。図１９Ａは、クランプ装置のリリース状態を示す部分図である。図１９Ｂは、上記クランプ装置の空クランプ状態（動作異常状態）を示す部分図である。
　図１９Ａのリリース状態に示すように、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアは、下ハウジング３の上部に凹入形成した前記の装着穴６の底隅部と、上ハウジング４の下部に設けた連通溝１４８と、前記支持機構４９のバネ室４６とを介して、支持部材２１内の斜め路１４１へ供給される。上記の連通溝１４８の半径方向の内端部が、弁機構７６の入口８６として構成される。その連通溝１４８の半径方向の内方で上記装着穴６の底面に、弁機構７６の弁座８８が形成される。
　図１９Ａのリリース状態では、支持部材２１の下端面に設けた弁面８１と上記弁座８８との間に所定の開き隙間が形成されている。
　図１９Ｂの空クランプ時には、前記図１８と同様に、上記の弁面８１が弁座８８に接当するので、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアの圧力が設定値に上昇し、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。

　図２０は、本発明の第７実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態を示す図である。
　この第７実施形態においても、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアは、前記支持機構４９のバネ室４６と、筒状の支持部材２１とピストンロッド５５との間の嵌合隙間と、クランプロッド１５の途中高さ部に設けたフランジ１５１の上端面と係合部材２０の下端面との間の隙間と、隣り合う係合部材２０同士の間の隙間を介して、ハウジング２の外側へ排出される。
　支持部材２１の筒孔の下寄り部が半径方向の内方へ突出され、その突出部１５２の上面によって弁機構７６の弁座８８が構成される。また、上記フランジ１５１の下端面に弁面８１が形成される。そして、上記突出部１５２の半径方向の内方空間によって弁機構７６の入口８６が構成されている。

　クランプ装置の空クランプ時には、上昇位置に保持された係合部材２０及び支持部材２１を置き残してクランプロッド１５及びピストン１２が前記の終期ストローク領域（下限領域）に後退するので、クランプロッド１５に設けた弁面８１が前記弁座８８に接当する。これにより、エアブロー用の通路７３に供給された加圧エアの圧力が設定値に上昇し、クランプ装置が空クランプ状態であることを検出できる。
　なお、上記構成に代えて、突出部１５２に弁面８１を設けると共に、フランジ１５１に弁座８８を設けるようにしてもよい。

　上記の各実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
　前記係合部材２０は、周方向へ４つ配置することに代えて、２つ又は３つ若しくは５つ配置してもよい。また、係合部材２０は、複数配置することに代えて、スリットを設けた一体形の環状コレットによって構成してもよい。
　前記クランプロッド１５とピストンロッド５５との両者の連結構造は、これら両者を同一軸心状に連結することに代えて、上記両者を、平行に配置すると共に横向きの連結具を介して相互に連結することも可能である。
　前記の支持機構４９は、例示したバネ等の弾性体の付勢力を利用することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力を利用することも可能である。

　動作異常の検出は、圧力スイッチによって加圧エアの圧力を検出することに代えて、流量スイッチによって加圧エアの流量を検出するようにしてもよい。
　前記ベースプレート１の取付け穴１ａを省略してもよい。この場合、下ハウジング３の下面が封止具（図示せず）を介してベースプレート１の上面に固定される。
　前記駆動機構は、例示した油圧シリンダ１０に代えて空圧シリンダであってもよい。流体圧シリンダは、例示した複動式に代えて、圧力流体でロック駆動すると共にバネ力でリリース駆動する場合と、バネ力でロック駆動すると共に圧力流体でリリース駆動する場合が考えられる。
　クランプ装置は、上下方向に配置することに代えて、上下逆に配置したり横向きに配置したり斜め向きに配置してもよい。
　本発明が適用される被固定物は、例示したワーク１７に代えてワークパレットや金型などであってもよい。
　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。

　前述した目的を達成するための本発明の概要は、例えば、図１から図３、又は図７、図９から図１２、図１３Ａと図１３Ｂ、図１４、図１５Ａから図１８、図２０にそれぞれ示すように、クランプ装置を次のように構成したことである。
　被固定物１７の穴１８に挿入されて当該穴１８の内周面をグリップ可能な係合部材２０は、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材によって構成される。上記の係合部材２０の内周にクランプロッド１５の楔部３２が先端側から係合される。上記クランプロッド１５を軸心方向へ移動させるピストン１２は、上記クランプロッド１５に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド５５を有する。上記係合部材２０とクランプロッド１５とピストン１２とがハウジング２に設けられる。上記ハウジング２内には、上記ピストンロッド５５又は上記クランプロッド１５によって操作される弁機構７６が配置される。その弁機構７６は、上記ピストン１２の全ストロークＴのうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン１２が移動したときに開弁または閉弁される。上記弁機構７６の入口８６に加圧エアを供給可能に構成した。

　なお、上記構成において、前記の加圧エアとしては、異常検出のために専用に供給される加圧エアや、前記の隣り合う複数の係合部材同士の間の隙間などをブローするために供給されるクリーニング用の加圧エア等が考えられる。

　本発明は、上記のように構成されることから、次の作用効果を奏する。
　ワーク等の被固定物が未搬入の状態（又は、上記の被固定物が所定位置に搬入されていない状態）や、搬入された被固定物の穴の内径が許容範囲よりも大きい状態などで、クランプ装置をロック駆動した場合(以下、「空クランプ」ともいう)には、係合部材は、クランプロッドの楔部によって半径方向の外方へ移動されるものの、被固定物の穴の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。その過度な拡径状態では、上記のクランプロッド及びピストンは、上記の係合部材を置き残して基端方向へ移動していく。

　そして、上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降したときに、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させる。
　すると、弁機構の入口に供給された加圧エアの圧力は、設定圧力よりも低下するか又は設定圧力に上昇する（又は加圧エアの出口流量が設定値よりも多くなるか又は設定値よりも少なくなる）ので、その状態の変化を検出することにより、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。

　また、クランプ装置で被固定物を固定したロック状態において、例えば、金属疲労などによって、クランプロッドの途中高さ部が破断した場合には、その破断したクランプロッドの下半部とピストンが係合部材を置き残して下降していく。上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降したときに、上記の空クランプ時と同様に、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させるので、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。

　さらには、係合部材に設けたグリップ部などの欠損に気付かないままでクランプ装置をロック駆動すると、係合部材は、被固定物の穴の内周面に受け止められずに過度に拡径し、上記穴の内周面にグリップ力を殆ど作用させない。そのグリップ異常状態では、クランプロッド及びピストンが上記係合部材を置き残して下降していく。上記ピストンが、ロック方向の終期ストローク領域（下限領域）としての異常ストローク領域へ下降したときに、上記の空クランプ時と同様に、ピストンロッド又はクランプロッドが弁機構を開弁または閉弁させるので、クランプ装置の動作が異常であることを検出できる。

　また、本発明によれば、クランプロッドに連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド又は上記クランプロッドが、弁機構を開弁または閉弁させるように構成したので、その弁機構を上記ピストンロッド又はクランプロッドの外周空間に配置することが可能となり、前記ハウジング内の余剰空間を有効に利用してクランプ装置をコンパクトに造れる。

　本発明では、例えば、前述した各図面に示すように、下記のように構成することが好ましい。
　即ち、前記係合部材２０を所定の力で先端方向へ押す支持機構４９を設ける。その支持機構４９には、上記の係合部材２０と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材２１を設ける。その支持部材２１の筒孔内に前記クランプロッド１５を挿入する。
　この場合、クランプ装置のロック駆動時に、支持機構の押力によって支持部材を介して係合部材を先端方向の所定位置に保持できるので、クランプロッドの楔部が係合部材を確実にロック駆動できる。

　本発明では、例えば、図１から図３、又は図７、図１３Ａと図１３Ｂにそれぞれ示すように、先端方向へ突出された前記ピストンロッド５５に、前記ピストン１２が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁機構７６を開弁または閉弁する操作部８９を設けることが好ましい。
　この場合、クランプ異常の検出装置を簡素に構成できるので、クランプ装置をコンパクトに造れる。

　本発明では、例えば、図１から図３に示すように、下記のように構成することが好ましい。
　前記ハウジング２のシリンダ孔１１と前記ピストンロッド５５との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構７６の弁部材７８を筒状に形成する。前記の環状空間に前記の筒状の弁部材７８を軸心方向へ移動可能かつ保密状に挿入する。前記シリンダ孔１１の段部８３の基端側に設けた環状端面８４に前記弁機構７６の入口８６を開口すると共に、その入口８６に前記弁部材７８を基端側から対面可能に構成する。その弁部材７８の先端側の端面に弁面８１を設ける。
　この場合も、弁機構を簡素に構成できるので、クランプ装置をコンパクトに造れる。

　本発明では、例えば、図５に示すように、下記のように構成することが好ましい。
　前記ハウジング２のシリンダ孔１１と前記ピストンロッド５５との間に環状の仕切り壁１０１を保密状に挿入する。その環状の仕切り壁１０１の筒孔と前記ピストンロッド５５との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構７６の弁部材７８を筒状に形成する。前記の環状空間に前記の筒状の弁部材７８を軸心方向へ移動可能に挿入する。前記シリンダ孔１１の段部８３の基端側に設けた環状端面８４に前記弁機構７６の入口８６を開口すると共に、その入口８６に前記弁部材７８を基端側から対面可能に構成する。その弁部材７８の先端側の端面に弁面８１を設ける。
　この場合、クランプ装置のロック駆動時に、上記仕切り壁によってロック用の圧力流体の圧力が弁部材に作用するのを防止できる。このため、弁部材を円滑に開弁または閉弁でき、クランプ装置の動作異常を確実に検出できる。

　本発明では、例えば、図７又は図８に示すように、下記のように構成してもよい。
　前記ピストンロッド５５の外周側で前記ハウジング２に、前記弁機構７６の弁室７７を、当該ピストンロッド５５と平行状に形成する。その弁室７７に弁部材７８を揺動可能で保密状に挿入する。その弁部材７８を閉弁方向へ付勢する弾性体１１２を設ける。上記弁室７７に前記弁機構７６の入口８６を開口すると共に、その入口８６に対面する弁面８１を前記弁部材７８に設ける。前記弁部材７８を前記ピストンロッド５５へ向けて半径方向の内方へ突出させ、その突出部に、前記操作部８９に所定の間隔をあけて対面する被操作部９９を設ける。

　本発明では、例えば、図９から図１２、又は図１５Ａから図１８に示すように、下記のように構成してもよい。
　前記クランプロッド１５に、前記弁機構７６を開弁または閉弁する操作部８９を設けると共に、その操作部８９が軸心方向に接当可能な被操作部９９を前記支持部材２１に設ける。前記ピストン１２が前記の終期ストローク領域に移動したときには、前記操作部８９が前記の被操作部９９を介して前記弁機構７６を開弁または閉弁するように構成する。

　本発明では、例えば、上記の図９から図１２、又は図１５Ａから図１８に示すように、下記のように構成することが好ましい。
　前記ピストン１２のロック駆動時に、前記の被固定物１７の穴１８の内周面に対して前記係合部材２０がスリップした場合には、前記ピストン１２が前記クランプロッド１５の前記楔部３２と前記係合部材２０と前記支持部材２１を介して前記弁機構７６を開弁または閉弁すると共に、前記操作部８９と前記被操作部９９との間に所定の操作ストロークＤを設けるように構成する。前記の操作ストロークＤの寸法を前記ピストン１２の前記の終期ストローク領域の寸法よりも小さい値に設定し、そのピストン１２が終期ストローク領域へ移動したときには、前記操作部８９が前記被操作部９９を介して前記弁機構７６を開弁または閉弁する。

　本発明では、例えば、図１４に示すように、前記ハウジング２のシリンダ孔１１の内周面に前記弁機構７６の入口８６を開口すると共に、前記ピストンロッド５５に上記入口８６を開閉する弁面８１を設けてもよい。

　本発明では、例えば、図２０に示すように、前記支持部材２１と前記クランプロッド１５の両者のうちの一方に前記弁機構７６の弁座８８を設けると共に前記両者のうちの他方に当該弁機構７６の弁面８１を設け、前記ピストン１２が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁座８８に前記弁面８１が接当するように構成してもよい。

　２：ハウジング，１１：シリンダ孔，１２：ピストン，１５：クランプロッド，１７：被固定物（ワーク），１８：穴，２０：係合部材，２１：支持部材，３２：楔部（楔面），４９：支持機構，５４：ピストン本体，５５：ピストンロッド，７６：弁機構，７７：弁室，７８：弁部材，８１：弁面，８３：段部，８４：環状端面，８６：入口，８８：弁座，８９：操作部，９９：被操作部，１０１：仕切り壁，１１２：弾性体（バネ），Ｄ：操作ストローク，Ｔ：ピストン１２の全ストローク．

Claims (13)

1. 　被固定物（１７）の穴（１８）に挿入されて当該穴（１８）の内周面をグリップ可能な係合部材（２０）であって、周方向へ所定の間隔をあけて配置された複数の係合部材または周方向へ環状に配置された一体形の係合部材と、その係合部材（２０）の内周に先端側から係合される楔部（３２）を有するクランプロッド（１５）と、そのクランプロッド（１５）を軸心方向へ移動させるピストン（１２）であって上記クランプロッド（１５）に連結されるように先端方向へ突出されたピストンロッド（５５）を有するピストン（１２）と、上記係合部材（２０）とクランプロッド（１５）とピストン（１２）とが設けられるハウジング（２）と、を備え、
   　上記ピストンロッド（５５）又は上記クランプロッド（１５）によって操作されるように上記ハウジング（２）内に配置した弁機構（７６）であって、上記ピストン（１２）の全ストローク（Ｔ）のうちのロック方向の終期ストローク領域に当該ピストン（１２）が移動したときに開弁または閉弁される弁機構（７６）を備え、
   　上記弁機構（７６）の入口（８６）に加圧エアを供給可能に構成した、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
2. 　請求項１のクランプ装置において、
   　前記係合部材（２０）を所定の力で先端方向へ押す支持機構（４９）であって、当該係合部材（２０）と共に軸心方向へ移動する筒状の支持部材（２１）を有する支持機構（４９）を備え、
   　前記支持部材（２１）の筒孔内に前記クランプロッド（１５）を挿入した、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
3. 　請求項２のクランプ装置において、
   　先端方向へ突出された前記ピストンロッド（５５）に、前記ピストン（１２）が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁機構（７６）を開弁または閉弁する操作部（８９）を設けた、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
4. 　請求項３のクランプ装置において、
   　前記ハウジング（２）のシリンダ孔（１１）と前記ピストンロッド（５５）との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構（７６）の弁部材（７８）を筒状に形成し、前記の環状空間に前記の筒状の弁部材（７８）を軸心方向へ移動可能かつ保密状に挿入し、
   　前記シリンダ孔（１１）の段部（８３）の基端側に設けた環状端面（８４）に前記弁機構（７６）の入口（８６）を開口すると共に、その入口（８６）に前記弁部材（７８）を基端側から対面可能に構成し、その弁部材（７８）の先端側の端面に弁面（８１）を設ける、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
5. 　請求項３のクランプ装置において、
   　前記ハウジング（２）のシリンダ孔（１１）と前記ピストンロッド（５５）との間に環状の仕切り壁（１０１）を保密状に挿入し、その環状の仕切り壁（１０１）の筒孔と前記ピストンロッド（５５）との間に環状空間を形成すると共に、前記弁機構（７６）の弁部材（７８）を筒状に形成し、前記の環状空間に前記の筒状の弁部材（７８）を軸心方向へ移動可能に挿入し、
   　前記シリンダ孔（１１）の段部（８３）の基端側に設けた環状端面（８４）に前記弁機構（７６）の入口（８６）を開口すると共に、その入口（８６）に前記弁部材（７８）を基端側から対面可能に構成し、その弁部材（７８）の先端側の端面に弁面（８１）を設ける、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
6. 　請求項３のクランプ装置において、
   　前記ピストンロッド（５５）の外周側で前記ハウジング（２）に、前記弁機構（７６）の弁室（７７）を、当該ピストンロッド（５５）と平行状に形成し、その弁室（７７）に弁部材（７８）を揺動可能で保密状に挿入し、その弁部材（７８）を閉弁方向へ付勢する弾性体（１１２）を設け、
   　上記弁室（７７）に前記弁機構（７６）の入口（８６）を開口すると共に、その入口（８６）に対面する弁面（８１）を前記弁部材（７８）に設け、
   　前記弁部材（７８）を前記ピストンロッド（５５）へ向けて半径方向の内方へ突出させ、その突出部に、前記操作部（８９）に所定の間隔をあけて対面する被操作部（９９）を設ける、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
7. 　請求項２のクランプ装置において、
   　前記クランプロッド（１５）に、前記弁機構（７６）を開弁または閉弁する操作部（８９）を設けると共に、その操作部（８９）が軸心方向に接当可能な被操作部（９９）を前記支持部材（２１）に設け、
   　前記ピストン（１２）が前記の終期ストローク領域に移動したときには、前記操作部（８９）が前記の被操作部（９９）を介して前記弁機構（７６）を開弁または閉弁するように構成した、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
8. 　請求項７のクランプ装置において、
   　前記ピストン（１２）のロック駆動時に、前記の被固定物（１７）の穴（１８）の内周面に対して前記係合部材（２０）がスリップした場合には、前記ピストン（１２）が前記クランプロッド（１５）の前記楔部（３２）と前記係合部材（２０）と前記支持部材（２１）を介して前記弁機構（７６）を開弁または閉弁すると共に、前記操作部（８９）と前記被操作部（９９）との間に所定の操作ストローク（Ｄ）を設けるように構成し、
   　前記の操作ストローク（Ｄ）の寸法を前記ピストン（１２）の前記の終期ストローク領域の寸法よりも小さい値に設定し、そのピストン（１２）が終期ストローク領域へ移動したときには、前記操作部（８９）が前記被操作部（９９）を介して前記弁機構（７６）を開弁または閉弁する、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
9. 　請求項２のクランプ装置において、
   　前記ハウジング（２）のシリンダ孔（１１）の内周面に前記弁機構（７６）の入口（８６）を開口すると共に、前記ピストンロッド（５５）に上記入口（８６）を開閉する弁面（８１）を設けた、
   　ことを特徴とするクランプ装置。
10. 　請求項２のクランプ装置において、
    　前記支持部材（２１）と前記クランプロッド（１５）の両者のうちの一方に前記弁機構（７６）の弁座（８８）を設けると共に前記両者のうちの他方に当該弁機構（７６）の弁面（８１）を設け、
    　前記ピストン（１２）が前記の終期ストローク領域に移動したときに前記弁座（８８）に前記弁面（８１）が接当するように構成した、
    　ことを特徴とするクランプ装置。
11. 　請求項１から３のいずれかのクランプ装置において、
    　前記の加圧エアは、前記ピストン（１２）の異常状態を検出するために供給される異常検出用エアである、
    　ことを特徴とするクランプ装置。
12. 　請求項１から３のいずれかのクランプ装置において、
    　前記の加圧エアは、少なくとも、前記の隣り合う複数の係合部材（２０）同士の間の隙間または前記の環状で一体形の係合部材（２０）の周壁に形成されたスリットの隙間を、エアブローするためのクリーニング用のエアである、
    　ことを特徴とするクランプ装置。
13. 　請求項２のクランプ装置において、
    　前記ハウジング（２）には、前記ピストンロッド（５５）が挿入されるロッド孔（３ａ）が形成され、
    　前記ロッド孔（３ａ）の周壁には、前記支持部材（２１）と前記弁機構（７６）とに対向する貫通孔（１０７）が軸心方向に形成され、
    　前記ピストン（１２）のロック駆動時に、前記被固定物（１７）の穴（１８）の内周面に対して前記係合部材（２０）がスリップした場合に、前記係合部材（２０）及び前記支持部材（２１）の基端方向への移動に応じて前記弁機構（７６）を開弁する操作ピン（１０８）を前記貫通孔（１０７）に挿入した、
    　ことを特徴とするクランプ装置。

Images