WO2016181429A1 - 流体圧式クランプ装置および流体圧式クランプヘッド - Google Patents

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山田　厚
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黒田精工株式会社
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic clamping device and a hydraulic clamping head, and more particularly to a hydraulic clamping device that clamps a workpiece by sandwiching the workpiece from both sides and a hydraulic clamping head used for the clamping.
  • a movable clamp head that is moved up and down by an actuator is provided above the clamp base, and a shape member made of rubber tube is provided on the lower surface of the movable clamp head.
  • This clamping device uses an actuator to press the movable clamp head against a round bar, which is a workpiece (clamped object), with maximum clamping fixing force, and by supplying compressed air into the figure copying member.
  • the elastic bar is deformed elastically following the shape (circumferential surface), and the round bar is sandwiched from both sides by the clamp cradle and the movable clamp head in a state where the shape copying member is in surface contact with the surface shape of the round bar.
  • the clamp device described above requires a guide mechanism for guiding the vertical movement of the movable clamp head, an actuator such as a fluid pressure cylinder device for moving the movable clamp head up and down, and its control system, and has a complicated structure and a large-scale one. Become.
  • the problem to be solved by the present invention is to realize a clamping device that clamps a workpiece by clamping it from both sides without requiring a guide mechanism, an actuator, and its control system.
  • the fluid pressure type clamping device includes a workpiece mounting table (12) having a workpiece mounting surface (14) on which a workpiece (W) is mounted, and the workpiece mounting table (12) fixed to the workpiece mounting table (12).
  • a clamp head (20) having a facing surface (32) facing the surface (14) at a predetermined interval, the clamp head (20) extending in the same direction as the facing surface (32).
  • a working fluid chamber (34) defined by a clamp wall (36) on the side of the opposing surface (32), and a piston chamber (38) communicating with the working fluid chamber (34).
  • the working fluid is sealed in the chamber (34) and the piston chamber (38), and the clamp head (20) is provided in the piston chamber (38) so as to be movable in the axial direction, and the working fluid chamber (34). ) Increase or decrease the internal pressure
  • the hydraulic clamping device is provided with a ton member (40) and an operating screw member (48) that is screw-engaged with the clamp head (20) and moves the piston member (40) in the axial direction by screwing.
  • the clamp head (20) constitutes the clamp wall (36), is formed along the outer periphery of the clamp wall (36), protrudes to one side of the clamp wall (36), and the clamp wall
  • a first member (22) having a first protrusion (60) surrounding the entire circumference of (36) and the piston chamber (38) are formed, and an inner side surface of the first protrusion (60) ( 68) or a second protrusion (64) constituting an outer surface (70) or an inner surface (76) opposite to the outer surface (74), and the working fluid between the clamp wall (36)
  • the first member (22) and the second member (24) are joined to the inner surface (76).
  • the internal pressure of the working fluid chamber (34) is increased only by turning the working screw member (48), and the clamp wall (36) is elastically deformed so as to expand downward, so that the workpiece (W ),
  • a guide mechanism for guiding the vertical movement of the movable clamp head, an actuator such as a hydraulic cylinder device for moving the movable clamp head, and its control system are not required, and the structure becomes complicated.
  • the workpiece (W) can be sandwiched and clamped from both sides with a simple structure.
  • first side surface (68) or the outer side surface (74) of the first projection (60) facing each other and the outer side surface (70) or the inner side surface (76) of the second projection (64) are first. Since the member (22) and the second member (24) are joined, a sufficient joining area can be set regardless of the length of the upper surface of the first member 22 and the lower bottom surface 62 of the second member. The first member (22) and the second member (24) are bonded with high bonding strength.
  • the workpiece mounting surface (14) is constituted by groove surfaces of a plurality of V grooves (16) formed in parallel to each other on the workpiece mounting table (12),
  • the opposing surface (32) is a flat surface.
  • the clamp head (20) has an extended end (26) extended outside the clamp wall (36), and the extended end (26) It is fixed to the workpiece mounting table (12).
  • the clamp head (20) is fixed to the workpiece mounting table (12) without hindering the elastic deformation of the clamp wall (36).
  • the piston chamber (38) extends in a direction parallel to the facing surface (32).
  • the piston chamber (38) is formed without increasing the size of the clamp head (20).
  • the hydraulic clamp head includes a clamp wall (36) and an outer periphery of the clamp wall (36) and protrudes to one side of the clamp wall (36).
  • a first member (22) having a first protrusion (60) surrounding the entire circumference, and an outer surface facing the inner surface (68) or outer surface (74) of the first protrusion (60) (70) or a second protrusion (64) constituting an inner surface (76), and a working fluid chamber (34) is defined between the second projecting portion (64) and the clamp wall (36), and the working fluid chamber ( 34) and a second member (24) formed with a piston chamber (38) communicating therewith, and provided in the piston chamber (38) so as to be movable in the axial direction, thereby increasing or decreasing the internal pressure of the working fluid chamber (34).
  • the area can be set, and the first member (22) and the second member (24) can be bonded with high bonding strength.
  • the fluid pressure type clamping apparatus does not require a guide mechanism, an actuator, and its control system, and can clamp a workpiece by sandwiching it from both sides with a simple structure.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing one embodiment of a hydraulic clamping device according to the present invention.
  • Longitudinal sectional view of a hydraulic clamping device according to this embodiment Sectional view along line III-III in FIG.
  • Plan view of a hydraulic clamping device according to this embodiment The exploded perspective view of the clamp head of the fluid pressure type clamp device by this embodiment Sectional drawing which shows other embodiment of the hydraulic-type clamp apparatus by this invention (equivalent to sectional drawing along line III-III of FIG. 2)
  • the fluid pressure type clamp device 10 has a substantially rectangular parallelepiped metal work placing table 12 that is long in the left-right direction.
  • the work placing table 12 has a work placing surface 14 on which the work is placed.
  • a plurality of V-grooves 16 extending in parallel to each other in the front-rear direction at intervals in the left-right direction so as to collectively clamp a plurality of round bars W as workpieces (workpieces) on the work placement surface 14. Is formed.
  • a clamp head (fluid pressure clamp head) 20 is disposed on the workpiece mounting table 12.
  • the clamp head 20 is configured by a combination of a metal first member 22 and a second member 24.
  • the second member 24 has extended end portions 26 that are extended outward in the left-right direction of a clamp wall 36, which will be described later, at both left and right ends.
  • the extended end portion 26, the extended end portion 26, and the workpiece mounting table 12 are provided.
  • bolts 30 that pass through the spacer 28 disposed between the upper and lower ends and are screw-engaged with the left and right ends of the workpiece mounting table 12.
  • the clamp head 20 is fixed to the workpiece mounting table 12 without hindering the elastic deformation of the clamp wall 36.
  • the bottom surface of the first member 22 is a facing surface 32 that faces the workpiece placement surface 14 with a predetermined interval determined by the thickness of the spacer 28, and is opposed to the first member 22 and the first member 22.
  • the two members 24 cooperate with each other to define a working fluid chamber 34.
  • the working fluid chamber 34 is a rectangular space extending in the same direction as the facing surface 32, and the side (lower side) of the facing surface 32 is defined by a clamp wall (shell) 36 formed by the first member 22.
  • the clamp wall 36 has a rectangular shape that is long in the left-right direction in plan view, and is thinner than the other parts of the first member 22, is thin with a uniform thickness, and is more easily elastically deformed than the other parts. .
  • a piston chamber 38 is formed in the second member 24.
  • the piston chamber 38 is a hole having a circular cross section that is long in the left-right direction, extends in a direction parallel to the facing surface 32, and is closed at the left end.
  • a cylindrical piston member 40 is fitted in the piston chamber 38 in an airtight manner so as to be movable in the axial direction (left-right direction).
  • the piston chamber 38 is configured on the left side of the piston member 40 as a sealed chamber whose internal volume increases or decreases depending on the position of the piston member 40 in the axial direction.
  • the vicinity of the left end of the piston chamber 38 communicates with the working fluid chamber 34 through a communication hole 42 formed in the second member 24.
  • the piston chamber 38 extends in a direction parallel to the facing surface 32, the piston chamber 38 is formed without increasing the vertical dimension of the clamp head 20.
  • the working fluid chamber 34, the piston chamber 38 and the communication hole 42 are filled with an incompressible fluid such as oil.
  • the incompressible fluid is injected into the working fluid chamber 34, the piston chamber 38, and the communication hole 42 through the screw hole 46 described later in a state where the piston member 40 and the operating screw member 48 described later are removed from the second member 24. Is called.
  • no air remains in the working fluid chamber 34, the piston chamber 38 and the communication hole 42, and the inside of these members is completely filled with the incompressible fluid 24.
  • air vent holes 44 are formed with air vent holes 44 (see FIG. 2) communicating with the vicinity of the left and right ends of the working fluid chamber 34.
  • the air vent hole 44 is closed by a plug (not shown) after the air venting is completed.
  • a screw hole 46 is formed in the second member 24.
  • the screw hole 46 extends in the left-right direction on the same axis as that of the piston chamber 38, and opens at the end face of the main portion (a portion not including the enlarged end portion 26) of the second member 24.
  • a male screw portion 50 of an operating screw member 48 inserted from the open end side is screwed into the screw hole 46.
  • One end of the operating screw member 48 protrudes outward from the end surface of the second member 24, and a hexagonal column portion 52 for tool engagement is formed at the protruding end portion. Has been.
  • the piston member 40 moves in the axial direction to the left side, and the working fluid chamber 34 and the piston chamber are moved.
  • the pressure of the incompressible fluid sealed in 38 and the communication hole 42 increases.
  • the clamp wall 36 is elastically deformed so as to expand downward due to the pressure increase of the incompressible fluid.
  • the piston member 40 When the operating screw member 48 is turned to the slack side and screwed to the right side, the piston member 40 is moved axially to the right side by the pressure of the incompressible fluid, and is sealed in the working fluid chamber 34, the piston chamber 38 and the communication hole 42. The pressure of the incompressible fluid that falls is reduced. When the pressure of the incompressible fluid returns to the original state (approximately atmospheric pressure), the clamp wall 36 is not elastically deformed, and the clamp wall 36 returns to the original state.
  • a stopper plate 56 is attached to the rear surface of the work mounting table 12 with screws 54.
  • the stopper plate 56 abuts the rear end face Wb of the round bar W placed in each V-groove 16 to position the round bar W on the work table 12 in the axial direction (front-rear direction) in a door-to-door manner.
  • the workpiece placement surface 14 and the facing surface 32 are provided. Is set to such a size that the round bar W can be inserted into the V groove 16 from the front side without resistance. Accordingly, under the state where the clamp wall 36 is not elastically deformed, the round bar W is inserted into each V-groove 16 from the front side of the workpiece mounting table 12 until the rear end surface Wb of the round bar W abuts against the stopper plate 56.
  • the operating screw member 48 When the insertion of the round bar W into each V groove 16 is completed, the operating screw member 48 is turned to the screwing side by a tool and screwed to the left side. As a result, the pressure of the incompressible fluid sealed in the working fluid chamber 34, the piston chamber 38, and the communication hole 42 increases, and the clamp wall 36 is elastically deformed so as to expand downward. Due to the elastic deformation of the clamp wall 36, the round bar W is fixed to the workpiece mounting table 12 and the clamp head 20 so as to be sandwiched from both sides by the workpiece mounting table 12 and the clamp head 20. In this manner, the hydraulic clamping device 10 collectively clamps the plurality of round bars W.
  • the operating screw member 48 When releasing the collective clamp of the round bar W, the operating screw member 48 is turned to the slack side by a tool and screwed to the right side. As a result, the piston member 40 is axially moved to the right by the pressure of the incompressible fluid, and the pressure of the incompressible fluid sealed in the working fluid chamber 34, the piston chamber 38 and the communication hole 42 is restored to the original state. Returning, the elastic deformation of the clamp wall 36 is lost, the clamp wall 36 returns to its original state, and the collective clamping of the round bar W is released.
  • the round bar W is clamped and unclamped only by turning the operating screw member 48, so that the guide for guiding the vertical movement of the movable clamp head is guided.
  • an actuator such as a fluid pressure cylinder device that moves the mechanism or movable clamp head up and down, and its control system, and the structure is not complicated or large and has a simple structure.
  • the workpiece can be clamped from both sides. Further, since each round bar W is engaged with the V-groove 16 one by one, the plurality of round bars W can be clamped in parallel and evenly in a lump.
  • the collective clamping of the plurality of round bars W by the fluid pressure type clamp device 10 is performed by, for example, grinding the end surfaces on the non-clamping side (free end side) of the plurality of round bars W, that is, the front end face Wa by a surface grinder. Used for processing.
  • the hydraulic clamping device 10 is an independent device (assembly)
  • the hydraulic clamping device 10 is set up to clamp a plurality of round bars W
  • the hydraulic clamping device 10 is a processing machine such as a surface grinder. It can be performed in a separate state that is not installed. Thereby, the hydraulic clamping device 10 is prepared, and the work efficiency can be improved by performing the setup for clamping the plurality of round bars W to each of them, and the operating rate of the processing machine is also improved. be able to.
  • clamp head 20 can be easily removed from the workpiece mounting table 12 by loosening the bolt 30, it is possible to collectively clamp the round bars W having different diameters only by changing the thickness of the spacer 28. Can handle workpieces of different sizes.
  • the first member 22 is formed along the outer periphery (four sides) of the clamp wall 36 and is disposed on one side (upper side) of the main surface of the clamp wall 36. ) Integrally projecting the first projection 60.
  • the first protrusion 60 has a rectangular frame shape that continuously surrounds the entire circumference of the clamp wall 36.
  • the main surface of the clamp wall 36 refers to a surface that is not an end surface, and is a surface that extends parallel to the facing surface 32. In other words, the first protrusion 60 protrudes on the opposite side of the opposing surface 32 from the main surface.
  • the second member 24 is integrally formed with a rectangular parallelepiped second projection 64 that fits inside the first projection 60 below the lower bottom surface 62, and the second projection 64 and the clamp wall. A working fluid chamber 34 is defined between them. The vertical fitting of the second protrusion 64 to the inside of the first protrusion 60 is performed until the upper surface 66 of the first protrusion 60 contacts the lower bottom surface 62 of the second member 24.
  • the inner side surface 68 of the first projecting portion 60 faces the outer surface 70 of the second projecting portion 64. This opposition is continuous over the entire circumference of both the first protrusion 60 and the second protrusion 64, and the entire inner surface 68 and outer surface 70, the upper surface 66, and the lower bottom surface 62 are opposed to each other.
  • the entire surface of each is a brazing allowance.
  • the first member 22 and the second member 24 are joined by brazing with a copper braze or the like at these brazing allowances.
  • the processing that acts on the front end surface Wa side of the round bar W is performed.
  • the length of the cantilever beam is preferably short so that the round bar W is elastically deformed by the load and the free end side (rear end side) does not generate vibration called “chatter”. Since the clamping range of the round bar W by the hydraulic clamping device 10 is determined by the size of the front, rear, left and right of the clamp wall 36, the length of the cantilever of the round bar W is from the front edge of the clamp wall 36 to the rear end of the round bar W. It becomes the length. Therefore, in order to shorten the length of the cantilever, it is preferable that the dead length at which the clamping pressure indicated by the symbol L in FIG.
  • the dead length L is determined by the lengths in the front-rear direction of the upper surface 66 of the first member 22 and the lower bottom surface 62 of the second member 24, in order to shorten the dead length L, the upper surface 66 of the first member 22
  • the length in the front-rear direction of the lower bottom surface 62 of the second member 24 may be shortened.
  • the joining of the first member 22 and the second member 24 is performed by brazing or the like using the upper surface 66 of the first member 22 and the lower bottom surface 62 of the second member 24 as a joining allowance. If the length in the front-rear direction of the upper surface 66 of the first member 22 and the lower bottom surface 62 of the second member 24 is short, the area of the joining margin may be reduced, and the required joining strength may not be obtained. Since the load due to the elastic deformation of the clamp wall 36 acts in the peeling direction at the joint between the upper surface 66 of the first member 22 and the lower bottom surface 62 of the second member 24, the joint of the portion has sufficient strength. It is necessary to be performed, and shortening the dead length L is contrary to that.
  • the inner surface 68 of the first protrusion 60 and the outer surface 70 of the second protrusion 64 that are not related to the dead length L are the first member 22 and the second member 24. Since it is a joining allowance, it is possible to set a dimension for obtaining a sufficient joining area in this joining allowance. Thereby, even if the dead length L is short, the required bonding strength can be obtained, and both shortening the cantilever beam length that is in a contradictory relationship and obtaining high bonding strength can be achieved. .
  • the clamp head 20 having excellent durability is obtained, and the cutting processing or the like of the front end surface Wa of the round bar W generates vibration called “chatter”. This is done with high accuracy without any problems.
  • the clamp wall 36 is taken in by the first protrusion 60 integral with the clamp wall 36, the outer periphery of the clamp wall 36 is connected to the high-stiffness first protrusion 60 integral with the clamp wall 36.
  • a bonding layer such as a softer brazing layer is supported without being interposed, and displacement of the outer peripheral edge is reliably restrained over the entire area.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the hydraulic clamping device 10 according to the present invention. 6, parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3, and description thereof is omitted.
  • the second member 24 is integrally formed with a square frame-shaped protrusion (second protrusion) 72 that protrudes downward from the lower bottom surface 62 of the second member 24 along the outer periphery thereof.
  • the protrusion 72 is fitted to the outside of the first protrusion 60, and the outer surface 74 of the first protrusion 60 and the inner surface 76 of the protrusion 72 are opposed to each other. This facing is continuous over the entire circumference of both the first projecting portion 60 and the projecting portion 72, and the entire outer surface 74 and inner surface 76 and the entire upper surface 66 and lower bottom surface 62 are opposed to each other.
  • Each is a brazing allowance.
  • the outer surface 74 of the first protrusion 60 and the inner surface 76 of the protrusion 72 that are not related to the dead length L are used as a bonding margin.
  • the required bonding strength can be obtained even when the dead length L is short. Thereby, both shortening of the length of the cantilever beam that is in a bilaterally reciprocal relationship and obtaining a high joint strength come to be compatible.
  • the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to such embodiments and can be deviated from the spirit of the present invention, as will be readily understood by those skilled in the art. It is possible to change appropriately within the range not to be.
  • the joining of the first member 22 and the second member 24 is not limited to brazing, and may be performed by vibration welding or the like.
  • What is clamped by the fluid pressure type clamping device according to the present invention is not limited to the round bar W, and the fluid pressure type clamping device according to the present invention can clamp various bars and plates.
  • the mechanism for increasing the internal pressure of the working fluid chamber 34 can be performed by a pressurizing device installed outside the device, in addition to the piston member 40 and the operating screw member 48.

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Abstract

本発明は、ワークを両側から挟み込んでクランプするクランプ装置において、案内機構やアクチュエータおよびその制御系を必要とせず、簡素な構造のものとしたクランプ装置。 クランプヘッド（２０）を、クランプ壁（３６）を構成し、クランプ壁（３６）の外周に沿って形成されてクランプ壁（３６）の一方の側に突出し、クランプ壁（３６）の全周を取り囲む第１の突起部（６０）を有する第１の部材（２２）と、ピストン室（３８）を形成され、第１の突起部（６０）の内側面（６８）と対向する外側面（７０）を構成する第２の突起部（６４）を有し、前記クランプ壁（３６）との間に作動流体室（３４）を画成する第２の部材（２４）とを含む構造にし、互いに対向する第１の突起部（６０）の内側面（６８）と第２の突起部（６４）の外側面（７０）とにおいて第１の部材（２２）と第２の部材（２４）とが接合された構造にする。

Description

流体圧式クランプ装置および流体圧式クランプヘッド
　本発明は、流体圧式クランプ装置および流体圧式クランプヘッドに関し、更に詳細にはワークを両側から挟み込んでクランプする流体圧式クランプ装置およびそのクランプに用いられる流体圧式クランプヘッドに関する。
　ワークを両側から挟み込んでクランプするクランプ装置として、クランプ受台の上方にアクチュエータによって上下移動する可動クランプヘッドが設けられ、更に可動クランプヘッドの下面にゴムチューブによる姿倣い部材が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。
　このクランプ装置は、アクチュエータによって可動クランプヘッドをワーク（被クランプ物）である丸棒に最大クランプ固定力で押し付け、姿倣い部材内に圧縮空気を供給することにより、姿倣い部材が丸棒の表面形状（円周面）に倣って弾性変形し、姿倣い部材が丸棒の表面形状に面接触した状態で、クランプ受台と可動クランプヘッドとで丸棒を両側から挟み込んでクランプする。
特開平９－１５５６７０号公報
　上述のクランプ装置は、可動クランプヘッドの上下移動を案内する案内機構や可動クランプヘッドを上下移動させる流体圧シリンダ装置等のアクチュエータおよびその制御系が必要であり、構造が複雑で、大掛かりなものになる。
　本発明が解決しようとする課題は、ワークを両側から挟み込んでクランプするクランプ装置を、案内機構やアクチュエータおよびその制御系を必要とせず、簡素な構造のものとして実現することである。
　本発明による流体圧式クランプ装置は、ワーク（Ｗ）を載置されるワーク載置面（１４）を有するワーク載置台（１２）と、前記ワーク載置台（１２）に固定され、前記ワーク載置面（１４）に所定の間隔をおいて対向する対向面（３２）を有するクランプヘッド（２０）とを含み、前記クランプヘッド（２０）は、前記対向面（３２）と同方向に延在し且つ前記対向面（３２）の側をクランプ壁（３６）によって画定された作動流体室（３４）と、前記作動流体室（３４）に連通したピストン室（３８）とを有し、前記作動流体室（３４）および前記ピストン室（３８）には作動流体が密封され、前記クランプヘッド（２０）には、前記ピストン室（３８）に軸線方向に移動可能に設けられて前記作動流体室（３４）の内圧を増減するピストン部材（４０）と、前記クランプヘッド（２０）にねじ係合し螺進によって前記ピストン部材（４０）を軸線方向に移動させる作動ねじ部材（４８）が設けられている流体圧式クランプ装置であって、前記クランプヘッド（２０）は、前記クランプ壁（３６）を構成し、前記クランプ壁（３６）の外周に沿って形成されて前記クランプ壁（３６）の一方の側に突出し、前記クランプ壁（３６）の全周を取り囲む第１の突起部（６０）を有する第１の部材（２２）と、前記ピストン室（３８）が形成され、前記第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と対向する外側面（７０）あるいは内側面（７６）を構成する第２の突起部（６４）を有し、前記クランプ壁（３６）との間に前記作動流体室（３４）を画成する第２の部材（２４）とを含み、互いに対向する前記第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と前記第２の突起部（６４）の外側面（７０）あるいは内側面（７６）とにおいて前記第１の部材（２２）と前記第２の部材（２４）とが接合されている。
　この構成によれば、作動ねじ部材（４８）が廻されるだけで、作動流体室（３４）の内圧が上昇し、クランプ壁（３６）が下方に膨らむように弾性変形することにより、ワーク（Ｗ）のクランプが行われるので、可動クランプヘッドの上下移動を案内する案内機構や可動クランプヘッドを上下移動させる流体圧シリンダ装置等のアクチュエータおよびその制御系を必要することがなく、構造が複雑になったり、大掛かりなものになったりすることがなく、簡素な構造をもってワーク（Ｗ）を両側から挟み込んでクランプすることができる。
　更に、互いに対向する第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と第２の突起部（６４）の外側面（７０）あるいは内側面（７６）とにおいて第１の部材（２２）と第２の部材（２４）とが接合されているから、第１の部材２２の上面と第２の部材の下底面６２の長さに関係なく十分な接合面積を設定でき、第１の部材（２２）と第２の部材（２４）とが高い接合強度をもって接合される。
　本発明による流体圧式クランプ装置は、好ましくは、前記ワーク載置面（１４）は前記ワーク載置台（１２）に互いに平行に形成された複数のＶ溝（１６）の溝面によって構成され、前記対向面（３２）は平面である。
　この構成によれば、クランプするワーク（Ｗ）が丸棒である場合、各Ｖ溝（１６）に一つずつワーク（Ｗ）が載置されることにより、複数のワーク（Ｗ）が互いに平行に且つ均等に一括してクランプされる。
　本発明による流体圧式クランプ装置は、好ましくは、前記クランプヘッド（２０）は前記クランプ壁（３６）の外側に拡張された拡張端部（２６）を有し、前記拡張端部（２６）が前記ワーク載置台（１２）に固定されている。
　この構成によれば、クランプ壁（３６）の弾性変形を阻害することなくクランプヘッド（２０）がワーク載置台（１２）に固定される。
　本発明による流体圧式クランプ装置は、好ましくは、前記ピストン室（３８）は前記対向面（３２）と平行な方向に延在している。
　この構成によれば、クランプヘッド（２０）を大型化することなくピストン室（３８）が形成される。
　本発明による流体圧式クランプヘッドは、クランプ壁（３６）と、前記クランプ壁（３６）の外周に沿って形成されて前記クランプ壁（３６）の一方の側に突出し、前記クランプ壁（３６）の全周を取り囲む第１の突起部（６０）とを有する第１の部材（２２）と、前記第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と対向する外側面（７０）あるいは内側面（７６）を構成する第２の突起部（６４）を有し、前記クランプ壁（３６）との間に作動流体室（３４）を画成し且つ前記作動流体室（３４）に連通したピストン室（３８）を形成された第２の部材（２４）と、前記ピストン室（３８）に軸線方向に移動可能に設けられて前記作動流体室（３４）の内圧を増減するピストン部材（４０）と、前記クランプヘッド（２０）にねじ係合し螺進によって前記ピストン部材（４０）を軸線方向に移動させる作動ねじ部材（４８）とを具備し、互いに対向する前記第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と前記第２の突起部（６４）の外側面（７０）あるいは内側面（７６）とにおいて前記第１の部材（２２）と前記第２の部材（２４）とが接合されている。
　この構成によれば、互いに対向する第１の突起部（６０）の内側面（６８）あるいは外側面（７４）と第２の突起部（６４）の外側面（７０）あるいは内側面（７６）とにおいて第１の部材（２２）と第２の部材（２４）とが接合されているから、第１の部材２２の上面と第２の部材の下底面６２の長さに関係なく十分な接合面積を設定でき、第１の部材（２２）と第２の部材（２４）とを高い接合強度をもって接合することができる。
　本発明による流体圧式クランプ装置によれば、案内機構やアクチュエータおよびその制御系を必要とせず、簡素な構造をもってワークを両側から挟み込んでクランプすることができる。
本発明による流体圧式クランプ装置の一つの実施形態を示す部分断面斜視図 本実施形態による流体圧式クランプ装置の縦断面図 図２の線III－IIIに沿った断面図 本実施形態による流体圧式クランプ装置の平面図 本実施形態による流体圧式クランプ装置のクランプヘッドの分解斜視図 本発明による流体圧式クランプ装置の他の実施形態を示す断面図（図２の線III－IIIに沿った断面図相当）
　本発明に係る好適な実施形態を、添付図面を参照して説明する。
　流体圧式クランプ装置１０は、図１、図２、図４に示されているように、左右方向に長い略長方体形状の金属製のワーク載置台１２を有する。ワーク載置台１２は上面がワークを載置されるワーク載置面１４になっている。ワーク載置面１４には、被クランプ物（ワーク）である複数の丸棒Ｗを一括してクランプすべく、左右方向に間隔をおいて前後方向に互いに平行に延在する複数のＶ溝１６が形成されている。
　ワーク載置台１２の上部にはクランプヘッド（流体圧式クランプヘッド）２０が配置されている。クランプヘッド２０は、金属製の第１の部材２２および第２の部材２４の結合体によって構成されている。第２の部材２４は、左右両端に、後述するクランプ壁３６の左右方向の外側に拡張された拡長端部２６を有し、拡長端部２６および拡長端部２６とワーク載置台１２との間に配置されたスペーサ２８を上下に貫通してワーク載置台１２の左右の端部にねじ係合したボルト３０によってワーク載置台１２に固定されている。
　これにより、クランプ壁３６の弾性変形を阻害することなくクランプヘッド２０がワーク載置台１２に固定される。
　クランプヘッド２０は、第１の部材２２の下底面がワーク載置面１４にスペーサ２８の厚さによって決まる所定の間隔をおいて対向する対向面３２になっており、第１の部材２２と第２の部材２４とが互いに協働して作動流体室３４を画定している。作動流体室３４は、対向面３２と同方向に延在する長方体形状の空間であり、対向面３２の側（下側）を第１の部材２２によるクランプ壁（シェル）３６によって画定されている。クランプ壁３６は、平面視で左右方向に長い長方形状をしており、全体が第１の部材２２の他の部分より薄く、一様の厚さによる薄肉で、他の部分より弾性変形し易い。
　第２の部材２４にはピストン室３８が形成されている。ピストン室３８は、左右方向に長く、対向面３２と平行な方向に延在し、左端が閉じられた円形横断面の孔である。ピストン室３８には円柱状のピストン部材４０が軸線方向（左右方向）に移動可能に気密に嵌合している。厳密には、ピストン室３８は、ピストン部材４０の左側に、ピストン部材４０の軸線方向位置によって内容積が増減する密閉室として構成されている。ピストン室３８の左端近傍は第２の部材２４に形成された連通孔４２によって作動流体室３４に連通している。
　上述の如く、ピストン室３８が対向面３２と平行な方向に延在していることにより、クランプヘッド２０の上下寸法を大きくすることなく、ピストン室３８が形成される。
　作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２には油等による非圧縮性流体が封入されている。作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に対する非圧縮性流体の注入は、ピストン部材４０および後述の作動ねじ部材４８を第２の部材２４より取り外した状態で、後述するねじ孔４６より行われる。ピストン部材４０が装着された状態下で、作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に空気が残らず、これらの内部が非圧縮性流体によって完全に満たされるように、第２の部材２４には作動流体室３４の左右の端部近傍に連通する空気抜き孔４４（図２参照）が形成されている。空気抜き孔４４は空気抜き完了後にプラグ（不図示）によって閉塞される。
　第２の部材２４にはねじ孔４６が形成されている。ねじ孔４６は、ピストン室３８と同一軸線上に左右方向に延在し、第２の部材２４の主部（拡長端部２６を含まない部分）端面に開口している。ねじ孔４６には開口端の側から挿入された作動ねじ部材４８の雄ねじ部５０がねじ係合している。作動ねじ部材４８の一端（雄ねじ部５０とは反対側の端部）は第２の部材２４の前記端面より外方に突出しており、この突出端部に工具係合用の六角柱部５２が形成されている。
　作動ねじ部材４８は、六角柱部５２に係合する六角スパナ等の工具によってねじ込み側に廻され、左側に螺進すると、ピストン部材４０が左側に軸線方向移動し、作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に密閉されている非圧縮性流体の圧力が上昇する。非圧縮性流体の圧力上昇によってクランプ壁３６が下方に膨らむように弾性変形する。
　作動ねじ部材４８が弛み側に廻され、右側に螺進すると、非圧縮性流体の圧力によってピストン部材４０が右側に軸線方向移動し、作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に密閉されている非圧縮性流体の圧力が降下する。非圧縮性流体の圧力がもとの状態（略大気圧）に戻ると、クランプ壁３６の弾性変形がなくなり、クランプ壁３６が元の状態に戻る。
　ワーク載置台１２の後面にはねじ５４によってストッパ板５６が取り付けられている。ストッパ板５６は各Ｖ溝１６に入れられた丸棒Ｗの後端面Ｗｂが当接することにより、ワーク載置台１２上における丸棒Ｗの軸線方向（前後方向）の位置決めを戸当たり式に行う。
　作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に密閉されている非圧縮性流体の圧力が略大気圧で、クランプ壁３６の弾性変形していない状態では、ワーク載置面１４と対向面３２との上下間隔は、丸棒Ｗを前側からＶ溝１６に抵抗なく挿入できる大きさに設定されている。したがって、クランプ壁３６の弾性変形していない状態下で、ワーク載置台１２の前側から丸棒Ｗの後端面Ｗｂがストッパ板５６に突き当たるまで丸棒Ｗを各Ｖ溝１６に挿入する。
　各Ｖ溝１６に対する丸棒Ｗの挿入が完了すれば、工具によって作動ねじ部材４８をねじ込み側に廻して左側に螺進させる。これにより、作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に密閉されている非圧縮性流体の圧力が上昇し、クランプ壁３６が下方に膨らむように弾性変形する。クランプ壁３６の弾性変形によって、丸棒Ｗが、ワーク載置台１２とクランプヘッド２０とによって両側から挟まれるようにして、ワーク載置台１２およびクランプヘッド２０に固定される。このようにして、流体圧式クランプ装置１０は複数の丸棒Ｗを一括してクランプする。
　この丸棒Ｗの一括クランプを解除する場合は、工具によって作動ねじ部材４８を弛み側に廻して右側に螺進させる。これにより、非圧縮性流体の圧力によってピストン部材４０が右側に軸線方向移動し、作動流体室３４、ピストン室３８および連通孔４２に密閉されている非圧縮性流体の圧力がもとの状態に戻り、クランプ壁３６の弾性変形がなくなってクランプ壁３６が元の状態に戻り、丸棒Ｗの一括クランプが解除される。
　上述したように、本実施形態の流体圧式クランプ装置１０によれば、作動ねじ部材４８を廻すだけで、丸棒Ｗのクランプおよびアンクランプが行われるから、可動クランプヘッドの上下移動を案内する案内機構や可動クランプヘッドを上下移動させる流体圧シリンダ装置等のアクチュエータおよびその制御系を必要とすることがなく、構造が複雑になったり、大掛かりなものになったりすることがなく、簡素な構造をもってワークを両側から挟み込んでクランプすることができる。また、各丸棒Ｗが一本ずつＶ溝１６に係合していることにより、複数の丸棒Ｗが互いに平行に且つ均等に一括してクランプすることができる。
　この流体圧式クランプ装置１０による複数の丸棒Ｗの一括クランプは、例えば、平面研削盤によって複数の丸棒Ｗの非クランプ側（自由端側）の端面、つまり前端面Ｗａを一括して研削する加工に用いられる。
　流体圧式クランプ装置１０は、一つの独立した機器（組立体）であるから、流体圧式クランプ装置１０に複数の丸棒Ｗをクランプさせる段取りを、流体圧式クランプ装置１０を平面研削盤等の加工機に設置しない別置きの状態で行うことができる。これにより、流体圧式クランプ装置１０が準備され、その各々に複数の丸棒Ｗをクランプさせる段取りが行われることによって作業能率の向上を図ることができ、併せて加工機の稼働率の向上を図ることができる。
　また、クランプヘッド２０はボルト３０が弛めによってワーク載置台１２より簡単に取り外すことができるから、スペーサ２８の厚さを変更するだけで、異なる直径の丸棒Ｗを一括クランプすることができ、異なるサイズのワークに対応することができる。
　つぎに、クランプヘッド２０の第１の部材２２と第２の部材２４との接合構成について説明する。
　第１の部材２２は、図１、図３～図５に示されているように、クランプ壁３６の外周（４辺）に沿って形成されてクランプ壁３６の主面の一方の側（上側）に突出した第１の突起部６０を一体に有する。第１の突起部６０はクランプ壁３６の全周を連続して取り囲む四角枠状をしている。クランプ壁３６の主面とは、端面でない面を云い、対向面３２と平行に延在する面である。換言すると、第１の突起部６０は主面において対向面３２との反対の側に突出している。
　第２の部材２４は、下底面６２より下方に第１の突起部６０の内側に嵌合する直方体形状の第２の突起部６４を一体形成されており、第２の突起部６４とクランプ壁３６との間に作動流体室３４を画定している。第１の突起部６０の内側に対する第２の突起部６４の上下方向の嵌合は、第１の突起部６０の上面６６と第２の部材２４の下底面６２とが当接するまで行われる。
　第１の突起部６０の内側面６８は第２の突起部６４の外側面７０に対向している。この対向は第１の突起部６０および第２の突起部６４の双方の全周に亘って連続しており、互いに対向する内側面６８と外側面７０との全面および上面６６と下底面６２との全面が各々ろう付け代になっている。これらのろう付け代における銅ろう等によるろう付けによって第１の部材２２と第２の部材２４とが接合されている。
　丸棒Ｗの前端面Ｗａの加工が、流体圧式クランプ装置１０によって丸棒Ｗの後端側のみが支持した片持ち梁の状態で行われる場合、丸棒Ｗの前端面Ｗａ側に作用する加工荷重によって丸棒Ｗが弾性変形し、自由端側（後端側）が「びびり」と云われる振動を生じないためには、片持ち梁りの梁の長さが短いことがよい。流体圧式クランプ装置１０による丸棒Ｗのクランプ範囲はクランプ壁３６の前後左右の大きさによって決まるから、丸棒Ｗの片持ち梁の長さはクランプ壁３６の前縁から丸棒Ｗの後端までの長さになる。したがって、この片持ち梁の長さを短くするには、クランプ壁３６の前側で、図３に符号Ｌによって示されているクランプ圧が作用しない不感長が短いことが好ましい。
　不感長Ｌは、第１の部材２２の上面６６および第２の部材２４の下底面６２の前後方向長さによって決まるから、不感長Ｌを短くするには、第１の部材２２の上面６６と第２の部材２４の下底面６２の前後方向長さを短くすればよい。
　しかし、第１の部材２２と第２の部材２４との接合が、第１の部材２２の上面６６と第２の部材２４の下底面６２とを接合代としてろう付け等によって行われる場合、第１の部材２２の上面６６と第２の部材２４の下底面６２の前後方向長さが短いと、接合代の面積が小さくなり、所要の接合強度が得られなくなる虞がある。第１の部材２２の上面６６と第２の部材２４の下底面６２との接合部には、クランプ壁３６の弾性変形による荷重が剥離方向に作用するので、当該部分の接合は十分な強度をもって行われる必要があり、不感長Ｌの短縮はそのことに相反する。
　本実施形態では、不感長Ｌに関係することがない第１の突起部６０の内側面６８と第２の突起部６４の外側面７０とが第１の部材２２と第２の部材２４との接合代になっているから、この接合代において十分な接合面積を得る寸法設定をすることができる。これにより、不感長Ｌが短くても、所要の接合強度が得られ、二律相反の関係にあった片持ち梁長さを短縮することと高い接合強度を得ることとが両立するようになる。
　このように本実施形態の流体圧式クランプ装置１０によれば、耐久性に優れたクランプヘッド２０が得られると共に、丸棒Ｗの前端面Ｗａの切削加工等が「びびり」と云われる振動を生じることなく高精度に行われるようになる。
　また、クランプ壁３６がクランプ壁３６と一体の第１の突起部６０によって取り込まれているから、クランプ壁３６の外周が当該クランプ壁３６と一体の高剛性の第１の突起部６０に、これらより軟弱なろう付け層等の接合層が介在することなく支持され、外周縁の変位を全域に亘って確実に拘束される。これにより、作動流体室３４の流体圧によるクランプ壁３６の長手方向（左右方向）の各部の弾性変形のばらつきが減少し、複数の丸棒Ｗのクランプが大きいクランプのばらつきを生じることなく一様に行われるようになる。
　図６は、本発明による流体圧式クランプ装置１０の他の実施形態を示している。なお、図６において、図３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
　この実施形態では、第２の部材２４に、その外周に沿って第２の部材２４の下底面６２より下方に突出した四角枠状の突起部（第２の突起部）７２が一体形成されている。突起部７２は第１の突起部６０の外側に嵌合し、第１の突起部６０の外側面７４と突起部７２の内側面７６とが互いに対向している。この対向は第１の突起部６０および突起部７２の双方の全周に亘って連続しており、互いに対向する外側面７４と内側面７６との全面および上面６６と下底面６２との全面が各々ろう付け代になっている。
　この実施形態でも、不感長Ｌに関係することがない第１の突起部６０の外側面７４と突起部７２の内側面７６とが接合代になっているから、この接合代において十分な接合面積を得る寸法設定ができ、不感長Ｌが短くても、所要の接合強度が得られる。これにより、二律相反の関係にあった片持ち梁長さの短縮することと高い接合強度を得ることとが両立するようになる。
　以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。たとえば、第１の部材２２と第２の部材２４との接合は、ろう付けに限られることはなく、振動溶着等によって行われてもよい。本発明による流体圧式クランプ装置によってクランプするものは、丸棒Ｗに限られることなく、本発明による流体圧式クランプ装置は各種の棒材や板材をクランプすることができる。作動流体室３４の内圧を高める機構は、ピストン部材４０および作動ねじ部材４８による以外に、装置外部に設置された加圧装置によって行うこともできる。
　また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
　１０　　流体圧式クランプ装置
　１２　　ワーク載置台
　１４　　ワーク載置面
　１６　　Ｖ溝
　２０　　クランプヘッド
　２２　　第１の部材
　２４　　第２の部材
　２６　　拡長端部
　３２　　対向面
　３４　　作動流体室
　３６　　クランプ壁
　３８　　ピストン室
　４０　　ピストン部材
　４６　　ねじ孔
　４８　　作動ねじ部材
　５６　　ストッパ板
　６０　　第１の突起部
　６４　　第２の突起部
　Ｌ　　　不感長
　Ｗ　　　丸棒

Claims (5)

  1. 　ワークを載置されるワーク載置面を有するワーク載置台と、
    　前記ワーク載置台に固定され、前記ワーク載置面に所定の間隔をおいて対向する対向面を有すクランプヘッドとを含み、
    　前記クランプヘッドは、前記対向面と同方向に延在し且つ前記対向面の側をクランプ壁によって画定された作動流体室と、前記作動流体室に連通したピストン室とを有し、前記作動流体室および前記ピストン室には作動流体が密封され、
    　前記クランプヘッドには、前記ピストン室に軸線方向に移動可能に設けられて前記作動流体室の内圧を増減するピストン部材と、前記クランプヘッドにねじ係合し螺進によって前記ピストン部材を軸線方向に移動させる作動ねじ部材が設けられている流体圧式クランプ装置であって、
    　前記クランプヘッドは、
    　前記クランプ壁を構成し、前記クランプ壁の外周に沿って形成されて前記クランプ壁の一方の側に突出し、前記クランプ壁の全周を取り囲む第１の突起部を有する第１の部材と、
    　前記ピストン室が形成され、前記第１の突起部の内側面あるいは外側面と対向する外側面あるいは内側面を構成する第２の突起部を有し、前記クランプ壁との間に前記作動流体室を画成する第２の部材とを含み、
    　互いに対向する前記第１の突起部の内側面あるいは外側面と前記第２の突起部の外側面あるいは内側面とにおいて前記第１の部材と前記第２の部材とが接合されている流体圧式クランプ装置。
  2. 　前記ワーク載置面は前記ワーク載置台に互いに平行に形成された複数のＶ溝の溝面によって構成され、前記対向面は平面である請求項１に記載の流体圧式クランプ装置。
  3. 　前記クランプヘッドは前記クランプ壁の外側に拡張された拡張端部を有し、前記拡張端部が前記ワーク載置台に固定されている請求項１または２に記載の流体圧式クランプ装置。
  4. 　前記ピストン室は前記対向面と平行な方向に延在している請求項１から３の何れかに記載の流体圧式クランプ装置。
  5. 　クランプ壁と、前記クランプ壁の外周に沿って形成されて前記クランプ壁の一方の側に突出し、前記クランプ壁の全周を取り囲む第１の突起部とを有する第１の部材と、
    　前記第１の突起部の内側面あるいは外側面と対向する外側面あるいは内側面を構成する第２の突起部を有し、前記クランプ壁との間に作動流体室を画成し且つ前記作動流体室に連通したピストン室を形成された第２の部材と、
    　前記ピストン室に軸線方向に移動可能に設けられて前記作動流体室の内圧を増減するピストン部材と、
    　前記クランプヘッドにねじ係合し、螺進によって前記ピストン部材を軸線方向に移動させる作動ねじ部材とを具備し、
    　互いに対向する前記第１の突起部の内側面あるいは外側面と前記第２の部材の外側面あるいは内側面とにおいて前記第１の部材と前記第２の部材とが接合されている流体圧クランプヘッド。
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