クランプ装置およびその装置を利用したクランピングシステム
基準ブロック（１）から心柱（２０）を上方へ突出させ、その心柱（２０）の外周に内スリーブ（２１）を上下移動可能に嵌合する。その内スリーブ（２１）を皿バネ（２５）によって上方へ押す。可動ブロック（２）のソケット孔（３）に挿入される外スリーブ（３１）を、上記の内スリーブ（２１）に上側からテーパ係合する。上記の内スリーブ（２１）と上記の外スリーブ（３１）とを、それぞれ、直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。上記の心柱（２０）に出力部材（３６）を挿入し、その出力部材（３６）の上部を上記の外スリーブ（３１）に連結する。上記の基準ブロック（１）内の駆動機構（Ｄ）が上記の出力部材（３６）を介して上記の外スリーブ（３１）を下方へロック移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
この発明は、工作機械のテーブル等の基準ブロックにワークパレットやワーク等の可動ブロックを固定するためのクランプ装置に関し、さらには、そのクランプ装置を利用したクランピングシステムに関する。
【背景技術】
この種のクランプ装置には、従来では、米国特許第５８２０１１８に記載されたものがある。その従来技術は、ワークパレットに載置したワークの周囲に複数の旋回式クランプを配置し、各クランプのクランプ具が上記ワークを上側から押圧するように構成してある。
上記の従来技術では、前記ワークの周囲に複数のクランプを配置したので、そのワークの側面を加工するのが困難であり、そのうえ、前記クランプ具の押圧箇所で上記ワークの上面を加工できないという問題がある。
本発明の目的は、ワークやワークパレット等の可動ブロックの各面に容易にアクセス可能な新たなクランプ装置を提供すると共に、そのクランプ装置を利用した新たなクランピングシステムを提供することにある。
【発明の開示】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図２Ａ・図５Ａ・図６・図１０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。
基準ブロック１から環状の心柱２０を先端方向へ突出させ、上記の心柱２０に、内スリーブ２１を軸心方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌する。その内スリーブ２１を進出手段２５によって上記の先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させる。可動ブロック２のソケット孔３に挿入される外スリーブ３１を上記の内スリーブ２１に先端側から楔係合させる。その外スリーブ３１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。上記の環状の心柱２０の筒孔２０ａに出力部材３６を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材３６の先端部を上記の外スリーブ３１に連結する。上記の基準ブロック１にロック手段５１とリリース手段５２とを設ける。上記ロック手段５１が上記の出力部材３６を介して上記の外スリーブ３１を基端方向へロック移動させ、上記リリース手段５２が上記の出力部材３６を介して上記の外スリーブ３１を先端方向へリリース移動させる。
本発明は、例えば図２Ａに示すように、次のように作用する。
その図２Ａのリリース状態では、前記リリース手段５２が前記の出力部材３６を介して前記の外スリーブ３１を先端方向へ移動させ、前記の進出手段２５が前記の内スリーブ２１を先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させている。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を前記の外スリーブ３１に外嵌させ、その後、前記ロック手段５１によって前記の出力部材３６を基端方向へロック移動させて上記の外スリーブ３１を前記の内スリーブ２１に楔係合させていく。
すると、まず、上記の進出手段２５の押圧力によってほぼ進出位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の外スリーブ３１が拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に接当する。次いで、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を介して上記の進出手段２５を基端方向へ後退させながら拡径して上記ソケット孔３に密着すると共に、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を上記の進出手段２５の押圧力に抗して基端方向へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退したときに、その内スリーブ２１が前記の基準ブロック１に直接または間接的に受け止められる。すると、その基準ブロック１に受け止められた内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１が強力に楔係合して拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外スリーブ３１を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外スリーブ３１が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
本発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
なお、本発明においては、上記の外スリーブ３１の内側空間の天井部分を前記の出力部材３６の先端部に設けた天井壁によって保密状に覆うことが好ましい。この場合には、上記の外スリーブ３１の内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを上記の天井壁によって防止できるので、クランプ装置を長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。
また、前記の目的を達成するための別の発明は、例えば図７Ａに示すように、次のように構成した。
直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ３１に代えて、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を前記の内スリーブ２１の外周に配置する。上記の環状プラグ７１の周壁７１ａに、周方向へ間隔をあけて複数の押圧具７２を半径方向へ移動可能に支持する。各押圧具７２を上記の内スリーブ２１に先端側から楔係合させると共に、各押圧具７２を復帰手段７４によって半径方向の内方へ移動可能に構成する。前記の出力部材３６の先端部を上記の環状プラグ７１に連結する。
この別の発明は、例えば図７Ａに示すように、前記の発明とほぼ同様に次のように作用する。
その図７Ａのリリース状態では、前記リリース手段５２が前記の出力部材３６を介して前記の環状プラグ７１および複数の押圧具７２を先端方向へ移動させ、前記の進出手段２５が前記の内スリーブ２１を先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させている。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を上記の環状プラグ７１および複数の押圧具７２に外嵌させ、その後、前記ロック手段５１によって前記の出力部材３６を基端方向へロック移動させて上記の複数の押圧具７２を前記の内スリーブ２１に楔係合させていく。
すると、まず、上記の進出手段２５の押圧力によってほぼ進出位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の各押圧具７２が半径方向の外方へ移動して前記ソケット孔３に接当する。次いで、各押圧具７２が上記の内スリーブ２１を介して前記の進出手段２５を基端方向へ後退させながら拡径して上記ソケット孔３に密着すると共に、各押圧具７２が上記の内スリーブ２１を上記の進出手段２５の押圧力に抗して基端方向へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退したときに、その内スリーブ２１が前記の基準ブロック１に直接または間接的に受け止められる。すると、その基準ブロック１に受け止められた内スリーブ２１に前記の各押圧具７２が強力に楔係合して拡径し、各押圧具７２が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した押圧具７２を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧するのである。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の押圧具７２が次のように作動する。
上記の押圧具７２は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の複数の押圧具７２が上記ソケット孔３に強力に密着して、これら押圧具７２が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の押圧具７２が次のように作動する。
上記の押圧具７２が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の押圧具７２が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の複数の押圧具７２が上記ソケット孔３に強力に密着して、これらの押圧具７２が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記の別の発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
なお、上記の別の発明においては、前記の環状プラグ７１の内側空間の天井部分を前記の出力部材３６の先端部に設けた天井壁によって保密状に覆うことが好ましい。この場合には、上記の環状プラグ７１の内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを上記の天井壁によって防止できるので、クランプ装置を長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。
さらに、前述の目的を達成するため、さらに別の発明は、例えば、図２Ａ・図７Ａ・図１１・図１２Ａ・図１７Ａ・図１８Ａ・図２４にそれぞれ示すように、次のように構成した。
基準ブロック１から環状の心柱２０を先端方向へ突出させ、上記の心柱２０の外周に内係合具２１を配置する。可動ブロック２のソケット孔３に挿入される外係合具（３１，７２）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。その外係合具（３１，７２）を上記の内係合具２１に軸心方向に楔係合させると共に、その楔係合状態の外係合具（３１，７２）を基端方向かつ拡径方向へロック移動可能に構成する。上記の環状の心柱２０に出力部材３６を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材３６の出力部を、上記の外係合具（３１，７２）と上記の内係合具２１とのいずれか一方の係合具に連結する。上記の出力部材３６の入力部を駆動手段Ｄに連結可能に構成する。
なお、上記の駆動手段Ｄとしては、流体圧シリンダや電動機などのアクチュエータを利用して自動的に駆動する手段と、人力によって駆動する手段とが考えられる。
上記のさらに別の発明は、例えば前記の図２Ａ（又は図７Ａ）に示すように、前記の各発明とほぼ同様に次のように作用する。
上記の図２Ａ（又は図７Ａ）のリリース状態では、前記の駆動手段Ｄが前記の出力部材３６を先端方向へ移動させ、前記の外係合具３１（７２）が先端方向へ縮径移動している。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を前記の外係合具３１に外嵌し、その後、上記の駆動手段Ｄによって前記の出力部材３６を基端方向へ移動させて、上記の外係合具３１と前記の内係合具２１とを楔係合させていく。
すると、まず、上記の内係合具２１を介して上記の外係合具３１（７２）が拡径し、その外係合具３１が前記ソケット孔３に密着する。引き続いて、その外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、上記の内係合具２１に上記の外係合具３１が強力に楔係合して拡径し、その外係合具３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外係合具３１を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外係合具３１（７２）が次のように作動する。
上記の外係合具３１は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、上記の外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、その外係合具３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外係合具３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外係合具３１（７２）が次のように作動する。
上記の外係合具３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外係合具３１が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、上記の外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、その外係合具３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外係合具３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記のさらに別の発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
上記のさらに別の発明においては、例えば図２Ａ又は図１２Ａに示すように前記の外係合具を環状の外スリーブ３１によって構成することが好ましい。この場合、上記の外係合具を簡素かつコンパクトに造れる。
上記のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図７Ａ又は図１７Ａに示すように、前記の外係合具を、周方向へ間隔をあけて配置した複数の押圧具７２によって構成し、前記の内係合具２１の外周に、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を配置する。その環状プラグ７１の周壁７１ａに、上記の各押圧具７２を、半径方向へ移動可能に支持すると共に復帰手段７４によって半径方向の内方へ移動可能に構成する。前記の出力部材３６の出力部を、上記の環状プラグ７１と上記の内係合具２１とのいずれか一方（７１，２１）に連結する。
この場合、上記の押圧具を直径方向の外方へ大きく突出させることが可能となるので、その押圧具の外周面と前記ソケット孔との間の嵌合隙間が大きいときでも本発明を適用できる。
上述の各発明においては、例えば、図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成することが好ましい。この場合、前記のロック移動時において、前記の外スリーブ（又は外係合具）が上記の内スリーブ（又は内係合具）に楔係合していくときに上記の内スリーブ（又は内係合具）が縮径して、その内周面が前記の心柱の外周面に密着する。このため、前記の可動部材を上記の外スリーブ（又は外係合具）と内スリーブ（又は内係合具）と前記の心柱とを順に介して基準ブロックに拘束できる。これにより、位置決め機能付きのクランプ装置を提供できる。
前述のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の外係合具３１（７２）を進出手段２５によって前記の先端方向へ進出させ、前記のロック移動時には、上記の外係合具３１（７２）が上記の進出手段２５に抗して前記の基端方向へ拡径移動するものである。
この発明は、上記の進出手段の作用により、上記の外係合具を、拡径して前記ソケット孔に密着させた後に基端方向へ駆動することが可能となるので、強力なロック力を確保できる。
なお、上記の進出手段２５は、前記の外係合具３１（７２）を先端方向へ進出させるものであればよく、その進出手段２５が上記の外係合具３１（７２）を直接に進出させる場合と、その進出手段２５が前記の内係合具２１等の別の部材を介して上記の外係合具３１（７２）を間接的に進出させる場合とが考えられる。また、上記の進出手段２５としては、バネやゴム等の弾性体、又は、流体圧シリンダなどが考えられる。
また、前述のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図１８Ａ又は図２４に示すように、前記の内係合具２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、前記の心柱２０と上記の内係合具２１との間に環状隙間９２を形成し、前記のロック移動時には、前記の外係合具３１（７２）が上記の内係合具２１を縮径させて前記の基端方向へ拡径移動するものである。
この発明は、前記の進出手段の機能を上記の内係合具が具備するので、専用の進出手段を省略でき、クランプ装置を簡素に造れる。
前述のさらに別の発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内係合具２１に前記の外係合具３１（７２）を前記の先端側から楔係合させることが好ましい。この場合、前記ロック移動時に強力なロック力を確保できる。
上記のさらに別の発明においては、例えば、図１２Ａ又は図１７Ａに示すように、前記の内係合具２１に前記の外係合具３１（７２）を前記の基端側から楔係合させてもよい。
上述した各発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の心柱２０の外周面に、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成することが好ましい。この場合、前記の位置決め機能の位置決め精度がさらに向上する。
上述した各発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１の周壁に少なくとも一つのスリット２２を設けて、その内スリーブ（又は内係合具）２１を自己の弾性復元力によって拡径可能に構成することが好ましい。この場合、上記の内スリーブ（又は内係合具）を簡素かつコンパクトに造れる。
上述した各発明においては、例えば図４に示すように、前記の心柱２０の外周と前記の内係合具２１の内周または外周と前記の外スリーブ（又は外係合具）３１の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の逃し溝によって吸収できる。
上述した各発明においては、例えば図２Ａまたは図７Ａに示すように、前記の基準ブロック１に前記の心柱２０を固定することが好ましい。
また、例えば、図５Ａと図５Ｂ、又は図１５Ａと図１５Ｂに示すように、前記の心柱２０と前記の出力部材３６との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および外スリーブの半径方向への移動によって吸収できる。
上述した各発明においては、例えば、図６又は図１６に示すように、前記の基準ブロック１に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収できる。
また、上述した各発明は次のクランプ装置を含む。
例えば図２５に示すように、前記の出力部材３６を先端方向へリリース移動させた状態では、前記の可動ブロック２を上記の出力部材３６を介して前記の基準ブロック１に受け止めると共に、その基準ブロック１の支持面１ａと上記の可動ブロック２の被支持面２ａとの間に着座隙間αを形成したものである。
この発明は、基準ブロックに可動ブロックを装着するときに、その基準ブロックの支持面に上記の可動ブロックの被支持面が衝突するのを上記の出力部材によって阻止でき、これにより、上記の支持面が損傷するのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。
また、本発明の新たなクランピングシステムは、上述したクランプ装置を利用したものであり、例えば図１から図４に示すように、次のように構成した。
前記の可動ブロック２に前記ソケット孔３・３を所定の間隔をあけて二つ設ける。前記の基準ブロック１に上記の各ソケット孔３・３に対応する第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とを設ける。上記の各プラグ手段１１・１２は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備える。上記の第１プラグ手段１１は、上記の心柱２０の外周面に上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成する。上記の第２プラグ手段１２は、上記の心柱２０の外周と上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周または外周と前記の外スリーブ３１の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成する。この発明は、上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを簡素な構成で精度よく位置決めおよび固定できる。
上記クランピングシステムの発明は、例えば図１と図７Ａに示す次の構造を含む。
前記の可動ブロック２に前記ソケット孔３・３を所定の間隔をあけて二つ設ける。前記の基準ブロック１に上記の各ソケット孔３・３に対応する第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とを設ける。上記の各プラグ手段１１・１２は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備える。上記の第１プラグ手段１１は、上記の心柱２０の外周面に上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成し、上記の複数の押圧具７２を周方向へ間隔をあけて３つ以上配置する。上記の第２プラグ手段１２は、上記の複数の押圧具７２を半径方向に対面するように２つ配置する。この発明も、上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを簡素な構成で精度よく位置決めおよび固定できる。
上記クランピングシステムにおいては、例えば図１と図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記の可動ブロック２に、少なくとも一つの別のソケット孔３を設け、前記の基準ブロック１に上記の別のソケット孔３に対応するロック専用の第３プラグ手段１３を設けることが好ましい。この場合、上記の第３プラグ手段が前記の可動ブロックを前記の基準ブロックに強力に固定できる。
また、上記クランピングシステムにおいては、例えば図１と図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記の第３プラグ手段１３は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備え、上記の心柱２０を前記の基準ブロック１に固定する。上記の心柱２０と前記の出力部材３６との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および外スリーブの半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
例えば、図１と図７Ａ及び図７Ｂに示すように、前記の第３プラグ手段１３は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備え、上記の心柱２０を前記の基準ブロック１に固定し、上記の心柱２０に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合も、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および押圧具の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
また、例えば図１と図６に示すように、前記の第３プラグ手段１３が、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備え、前記の基準ブロック１に上記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
さらには、前記の第３プラグ手段１３が、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備え、前記の基準ブロック１に上記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合も、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
【図面の簡単な説明】
図１から図５Ｂは、本発明の第１実施形態を示し、
図１は、本発明を利用したクランピングシステムの原理を示す模式図であって、そのクランピングシステムの横断面図、
図２Ａは、上記クランピングシステムのクランプ装置のリリース状態の立面視の断面図であって、上記の図１中または図２Ｂ中の２Ａ−２Ａ線矢視に相当する図、
図２Ｂは、上記クランプ装置の平面図、
図３は、上記クランプ装置に設けた位置決め機構を示し、上記の図２Ａ中の３−３線矢視の拡大断面図、
図４は、上記クランプ装置に設けた別の位置決め機構を示し、上記の図３に類似する図、
図５Ａと図５Ｂは、上記クランピングシステムの別のクランプ装置を示し、
図５Ａは、前記の図２Ａに類似する部分図、
図５Ｂは、前記の図３に類似する図、
図６は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、上記の図５Ａに類似する図、
図７Ａから図８は、本発明の第２実施形態のクランプ装置を示し、
図７Ａは、図７Ｂ中の７Ａ−７Ａ線矢視に相当する図であって、前記の図２Ａに類似する図、
図７Ｂは、上記のクランプ装置の平面図であって、前記の図２Ｂに類似する図、
図８は、上記の図７Ａ中の主要部の横断面視の拡大図であって、押圧具の復帰手段を示し、
図９は、上記の復帰手段の変形例を示し、上記の図８に類似する図、
図１０は、前記の各種のクランプ装置に設けた進出手段の変形例を示し、前記の図２Ａに類似する部分図、
図１１は、本発明の第３実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図、
図１２Ａから図１５Ｂは、本発明の第４実施形態のクランプ装置を示し、
図１２Ａは、前記の図２Ａに類似する図、
図１２Ｂは、前記の図２Ｂに類似する図、
図１３は、上記のクランプ装置に設けた位置決め機構を示し、前記の図３に類似する図、
図１４は、同上のクランプ装置に設けた別の位置決め機構を示し、前記の図４に類似する図、
図１５Ａと図１５Ｂは、上記の第４実施形態における別のクランプ装置を示し、
図１５Ａは、前記の図５Ａに類似する図、
図１５Ｂは、前記の図５Ｂに類似する図、
図１６は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、前記の図６に類似する図、
図１７Ａと図１７Ｂは本発明の第５実施形態のクランプ装置を示し、
図１７Ａは、前記の図７Ａに類似する図、
図１７Ｂは、前記の図７Ｂに類似する図、
図１８Ａから図２１Ｂは、本発明の第６実施形態のクランプ装置を示し、
図１８Ａは、前記の図２Ａに類似する図、
図１８Ｂは、前記の図２Ｂに類似する図、
図１９Ａは、上記クランプ装置に設けた位置決め機構のリリース状態を示し、前記の図３に類似する図、
図１９Ｂは、上記の位置決め機構のロック状態を示し、上記の図１９Ａに類似する図、
図２０Ａは、上記クランプ装置に設けた別の位置決め機構のリリース状態を示し、前記の図４に類似する図、
図２０Ｂは、上記の別の位置決め機構のロック状態を示し、上記の図２０Ａに類似する図、
図２１Ａと図２１Ｂは、上記の第６実施形態における別のクランプ装置を示し、
図２１Ａは、前記の図５Ａに類似する図、
図２１Ｂは、前記の図５Ｂに類似する図、
図２２は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、前記の図６に類似する図、
図２３は、上記の第６実施形態のクランプ装置の異なる形態を示し、前記の図１８Ａに類似する部分図、
図２４は、本発明の第７実施形態のクランプ装置を示し、前記の図７Ａに類似する部分図、
図２５は、本発明の第８実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図である。
発明を実施するための形態
図１から図５Ｂは、本発明の第１実施形態を示し、本発明のクランプ装置をワークパレットのクランピングシステムに適用したものを例示してある。
この実施形態では、図１と図２Ａに示すように、工作機械のテーブルＴに基準ブロック１を載置し、その基準ブロック１の支持面１ａに、可動ブロックであるワークパレット２の被支持面２ａを受け止めるように構成してある。その被支持面２ａには、円形のストレート孔からなるソケット孔３が複数開口される。ここでは、四つのソケット孔３を図示している。
上記の基準ブロック１は、上記テーブルＴに固定したベースプレート４を備える。そのベースプレート４には、上記ソケット孔３に対応させて、位置決め機能とロック機能とを備えた第１プラグ手段１１および第２プラグ手段１２と、ロック機能だけを備えた二つの第３プラグ手段１３・１３とが設けられる。上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とが対角線上に配置されると共に、上記二つの第３プラグ手段１３・１３も対角線上に配置されている。
上記の第１プラグ手段１１は、図１に示すように、後述の外スリーブ３１を楔作用によって放射状に拡径して、その外スリーブ３１の周壁のほぼ全周を前記のソケット孔３に密着させ、前記の基準ブロック１に上記の外スリーブ３１を介して前記ワークパレット２を水平方向へ位置決めする。引き続いて、その密着した外スリーブ３１を下方へ駆動して、前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を固定する。
また、前記の第２プラグ手段１２は、同上の図１に示すように、後述の心柱２０・２０の軸心Ａ・Ｂ同士を結ぶ直線Ｌにほぼ直交する二方向へ上記の外スリーブ３１に拡径力を加えて、その外スリーブ３１の周方向の二箇所を前記ソケット孔３に密着させ、これにより、前記ワークパレット２が上記の軸心Ａの回りに旋回するのを阻止する。引き続いて、その密着した外スリーブ３１を下方へ駆動して、前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を固定する。
前記の第３プラグ手段１３は、後述の心柱２０に対して上記の外スリーブ３１を半径方向へ移動可能に構成してあり、このため、上記の位置決め機能を備えてない。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とは、後述する相違点を除いて同一の構造であって、基本的には下記の構造が共通している。
前記ベースプレート４の装着穴４ａにハウジング１５が精密に嵌入され、そのハウジング１５のフランジ１６が４本の締付けボルト１７によって上記の装着穴４ａの周壁に固定される。なお、参照数字１８はジャッキ用ボルトである。上記の装着穴４ａから上記ハウジング１５を抜き取るときには、上記ジャッキ用ボルト１８を下向きに螺進させて、そのボルト下端を上記ベースプレート４に押圧すればよい。
上記ハウジング１５から環状の心柱２０が上方（先端方向）へ突出される。その心柱２０の軸心は、前記の装着穴４ａの軸心とほぼ同一になっている。上記フランジ１６の上面が前述の支持面１ａを構成している。
また、上記の心柱２０の外周に、コレット形の内スリーブ（内係合具）２１を上下方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌してある。ここでは、上記の内スリーブ２１の周壁に上下方向へ延びる一つのスリット２２を形成してあり、これにより、その内スリーブ２１が直径方向へ拡大および縮小可能に構成されると共に自己の弾性復元力によって僅かに拡径される。なお、上記の心柱２０に固定した回り止めピン２３の先端を上記スリット２２に挿入してある。そのスリット２２には、ゴム等からなるシーリング部材（図示せず）を装着することが好ましい。
上記の内スリーブ２１を、一枚の皿バネ２５からなる進出手段によって上方へ付勢してある。その内スリーブ２１の上端を、上記の心柱２０の上部に嵌着した止め輪２６が受け止めている。
前記ソケット孔３に挿入される外スリーブ（外係合具）３１のテーパ内面を上記の内スリーブ２１のテーパ外面に上側からテーパ係合（楔係合）させてある。上記テーパ内面およびテーパ外面は上向きに狭まるように形成されている。上記の外スリーブ３１は、上記の内スリーブ２１と同様にコレット形に形成されている。即ち、上記の外スリーブ３１の周壁に上下方向へ延びる一つのスリット３２を形成してあり、これにより、その外スリーブ３１が直径方向へ拡大および縮小可能に構成されると共に自己の弾性復元力によって縮径される。なお、上記の内スリーブ２１に固定した回り止めピン３３の先端を上記スリット３２に挿入してある。そのスリット３２には、ゴム等からなるシーリング部材（図示せず）を装着することが好ましい。
前記ハウジング１５内に出力部材３６が上下移動自在に挿入される。その出力部材３６は、そのハウジング１５の下部のシリンダ孔３７に保密状に挿入したピストン３８と、そのピストン３８から上向きに突出されると共にロッド孔３９に保密状に挿入されたピストンロッド４０と、そのピストンロッド４０から上向きに突出されると共に前記の心柱２０の筒孔２０ａに挿入した出力ロッド４１と、その出力ロッド４１の上部に連結ボルト４２によって固定したキャップ４３と、そのキャップ４３によって上記の出力ロッド４１の上部に押圧されるリング４４とを備える。
上記リング４４の下フランジと上記キャップ４３の下面との間に前記の外スリーブ３１の上フランジ４５が半径方向へ摺動可能に嵌合されている。
上記構成によれば、上記の外スリーブ３１の内側空間を上記キャップ４３およびリング４４によって覆うことができ、その内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを防止できる。換言すれば、上記キャップ４３およびリング４４の下フランジが上記の外スリーブ３１の内側空間の天井壁を構成している。
上記ハウジング１５内には、駆動手段Ｄであるロック手段５１およびリリース手段５２が設けられる。そのロック手段５１は、上記ピストン３８と、そのピストン３８の上側に形成したロック室５３とによって構成される。そのロック室５３がロック用の圧油給排口５４へ連通される。また、上記リリース手段５２は、上記ピストン３８と、そのピストン３８の下側に形成したリリース室５６とによって構成される。そのリリース室５６にリリース用の圧油給排口５７が連通される。
また、第１プラグ手段１１には着座確認手段が設けられる。即ち、前記の支持面１ａに検出ノズル孔５９を開口し、その検出ノズル孔５９に検出用の圧縮空気を供給する。そして、前記の被支持面２ａが上記の支持面１ａに接当すると、上記の検出ノズル孔５９内の圧力が上昇する。その圧力上昇を圧力スイッチ等で検出することによって、前記ワークパレット２が前記ハウジング１５に着座したことを確認できる。
上記の第１プラグ手段１１の位置決め機構１１ａは、図３に示すように、前記の内スリーブ２１の内周面のほぼ全体を前記の心柱２０の外周面に密着可能に構成している。このため、上記内スリーブ２１が前記の外スリーブ３１の周壁のほぼ全周を半径方向の外方へ拡径させるようになっている（図１を参照）。
前記の第２プラグ手段１２の位置決め機構１２ａは、前記の第１プラグ手段１１の位置決め機構１１ａとは次の構造が異なる。
図４に示すように、前記の心柱２０の外周に半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成してある。これにより、上記の突出部６２・６２が前記の内スリーブ２１を介して前記の外スリーブ３１の周壁の対面する二箇所に拡径力を発生させるようになっている（図１を参照）。
なお、その突出部６２は、上記の心柱２０から突出させることに代えて、又は、これに加えて、上記の外スリーブ３１の内周面から内方へ突出させたり、その外スリーブ３１の外周面から外方へ突出させてもよい。さらには、上記の突出部６２は、前記の内スリーブ２１の内周面から内方へ突出させたり、その内スリーブ２１の外周面から外方へ突出させたものであってもよい。
前記の第３プラグ手段１３は、図５Ａと図５Ｂに示すように、上記の第１プラグ手段１１とは次の構造が異なる。なお、上記の図５Ａと図５Ｂは、それぞれ、前記の図２Ａと図３に類似する図である。
前記の内スリーブ２１の周壁をスリットなしで周方向へ連続させてある。その内スリーブ２１を前記の心柱２０に半径隙間６５を空けて半径方向へ移動可能に外嵌してある。また、前記と同様に、前記キャップ４３および前記リング４４の間に前記の外スリーブ３１を半径方向へ移動可能に支持してある。これにより、上記の心柱２０に対して上記の内スリーブ２１および外スリーブ３１が半径方向へ移動することが許容されるので、前記ソケット孔３の軸心と上記の心柱２０の軸心との心ズレを吸収できる。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２と第３プラグ手段１３とは、ほぼ同様に、次のように作動する。
上記の図２Ａのリリース状態では、前記ロック室５３の圧油を排出すると共に前記リリース室５６へ圧油を供給している。これにより、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１を上昇させ、その出力ロッド４１が前記のキャップ（出力部）４３および前記のリング４４を介して前記の外スリーブ３１を上昇させて、その外スリーブ３１が縮径状態へ切り換えられている。前記の内スリーブ２１は、前記の皿バネ２５によって進出ストロークだけ上昇して、上記の外スリーブ３１に軽くテーパ係合するか又は上記の外スリーブ３１に僅かな隙間をあけて対面している。
前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を位置決めするときには、まず、図１および図２Ａに示すように、上記リリース状態で上記ワークパレット２を下降させて前記ソケット孔３を上記の外スリーブ３１に外嵌させる。
次いで、前記リリース室５６の圧油を排出すると共に前記ロック室５３へ圧油を供給する。すると、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１および前記キャップ（出力部）４３を介して前記の外スリーブ３１を下降させ、その外スリーブ３１の前記のテーパ内面が前記の内スリーブ２１のテーパ外面に楔係合していく。
すると、前記の皿バネ２５の付勢力によってほぼ上昇位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の外スリーブ３１が拡径して前記のソケット孔３に接当する。次いで、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を介して上記の皿バネ２５を下方へ圧縮しながら拡径して上記ソケット孔３に密着し、その外スリーブ３１が、縮径された内スリーブ２１と前記の心柱２０とを介して上記のワークパレット２を水平方向に位置決めし、これと同時に、その外スリーブ３１が上記の皿バネ２５の付勢力に抗して上記の内スリーブ２１を下方へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が上記の皿バネ２５をほぼ全圧縮して前記の進出ストロークに相当する寸法だけ下降したときに、その内スリーブ２１が上記の皿バネ２５を介して前記のハウジング１５に受け止められる。すると、その受け止められた内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１が強力に楔係合して拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外スリーブ３１を介して前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の支持面１ａと上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１は、上記ソケット孔３に密着した後、そのソケット孔３に対して摺動しながら下降していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の皿バネ２５をほぼ全圧縮したときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記ワークパレット２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の支持面１ａと上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外スリーブ３１が上記ソケット孔３を介して前記ワークパレット２を下向きに引っ張る。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の皿バネ２５をほぼ全圧縮したときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記ワークパレット２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２の作動と同時に、ロック機能だけを備えた前記二つの第３プラグ手段１３・１３が上記の外スリーブ３１を介して上記ワークパレット２を前記の基準ブロック１に強力に固定するのである。
上記のロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、前述したように前記ロック室５３の圧油を排出すると共に前記リリース室５６へ圧油を供給すればよい。これにより、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１を介して前記の外スリーブ３１を上昇させて、その外スリーブ３１が自己の弾性復元力によって縮径するので、前記ロック状態が解除される。
なお、前記の第３プラグ手段１３は、前述した図５Ａおよび図５Ｂの心ズレ吸収構造に代えて、図６の変形例に示す構造を採用してもよい。
その図６は、上記の図５Ａに類似する図であって、前記ハウジング１５に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してある。より詳しくいえば、前記の出力ロッド４１の外周面と上記の心柱２０の筒孔２０ａとの間に第１の半径隙間６６を形成し、その心柱２０の外周面と上記ハウジング１５との間に第２の半径隙間６７を形成してある。
上記の第１実施形態や変形例は次のように変更可能である。
上記の外スリーブ３１の外面は、上下方向にストレートに形成することに代えて、鋸刃状または凹凸状に形成してもよい。
前記の拡縮形の内スリーブ２１と外スリーブ３１は、各周壁に一つのスリット２２・３２を設けたものに代えて、各周壁の上面と下面に交互に開口する複数の貫通溝を周方向へ複数設けたものであってよい。また、上記の各スリーブ２１・２２を、周方向へ並べた複数の分割体によって構成することも可能である。
上記の内スリーブ２１の外面は、例示したテーパ面に代えて、周方向へ所定の間隔をあけて配置した複数の傾斜形楔面であってもよい。この場合、その内スリーブ２１の外面に周方向へ所定の間隔をあけて複数の傾斜溝を配置して、その傾斜溝の底壁によって上記の楔面を構成してもよい。また、前記の外スリーブ３１の内面も、例示したテーパ面に代えて、周方向へ所定の間隔をあけて配置した複数の傾斜形楔面であってもよい。
前記の内スリーブ２１と外スリーブ３１とは、直接に係合させることに代えて、別の部材を介して間接的に係合させてもよい。
なお、上記の各プラグ手段１１・１２・１３にクリーニング手段を設けて、前記の支持面１ａと被支持面２ａとの接当部や、前記のソケット孔３と外スリーブ３１との嵌合部や、上記の外スリーブ３１と前記の内スリーブ２１との係合面などを圧縮空気等の圧力流体によってクリーニングすることが好ましい。
また、前記の図４の第２プラグ手段１２と前記の図５Ａと図５Ｂ（又は図６）の第３プラグ手段１３については、前記のロック移動の初期には前記の皿バネ２５から上記の内スリーブ２１に作用する付勢力を弱くしておくか又は上記の付勢力が全く作用しないようにしておき、そのロック移動の中期になってから上記の付勢力が内スリーブ２１に作用するように、上記の皿バネ２５を配置することが好ましい。これにより、前述したソケット孔３の軸心と心柱２０の軸心との心ズレの吸収時に、上記の内スリーブ２１（又は図６中の移動式の心柱２０と内スリーブ２１）に作用する半径方向の摩擦力が小さくなり、上記の内スリーブ２１及び前記の外スリーブ３１が半径方向へ円滑に移動する。
図７Ａから図２５は、本発明についての複数の実施形態および変形例を示している。これらの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符号を付けてある。
図７Ａおよび図７Ｂと図８は、本発明の第２実施形態の第１プラグ手段（クランプ装置）１１を示している。その図７Ａは、図７Ｂ中の７Ａ−７Ａ線矢視に相当する図であって、前記の図２Ａに類似する図である。上記の図７Ｂは、上記の第１プラグ手段１１の平面図であって、前記の図２Ｂに類似する図である。図８は、上記の図７Ａ中の主要部の横断面視の拡大図である。
この第２実施形態の第１プラグ手段１１は、上記の第１実施形態とは次の点が異なる。
図２Ａ中の直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ３１に代えて、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を前記の内スリーブ２１の外周に配置する。その環状プラグ７１の周壁７１ａは、スリットなしで周方向へ連続している。その周壁７１ａには、周方向へ間隔をあけて三つの押圧具（外係合具）７２を半径方向へ移動可能に支持してある。各押圧具７２の内面を上記の内スリーブ２１の外面に上側から楔係合させてある。また、各押圧具７２は、復帰手段７４（図８参照）によって半径方向の内方へ移動可能に構成されている。そして、前記の出力部材３６の上端部を前記キャップ４３を介して上記の環状プラグ７１に固定してある。
なお、前記の出力部材３６は、前記ピストン３８に挿入したピン７３によって回り止めしてある。
上記の図８の復帰手段７４は、前記の環状プラグ７１と前記の押圧具７２の貫通孔７２ａとの間に装着したロッド状のバネからなる。そのバネ製の復帰手段７４が上記の押圧具７２を前記の内スリーブ２１の外周面へ付勢している。
図９は、上記の復帰手段７４の変形例を示し、上記の図８に類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の外周面に周方向へ間隔をあけて傾斜溝７５を設け、その傾斜溝７５を平面視でＴ字状に形成し、上記の傾斜溝７５の両側壁と上記の押圧具７２の内端部との嵌合構造によって上記の復帰手段７４を構成してある。上記の傾斜溝７５の底壁に楔面７６を形成してある。
なお、上記の傾斜溝７５は、平面視でＴ字状に代えてＶ字状などに形成してもよい。
上記の第２実施形態の作動が前記の第１実施形態と異なる点は、ロック作動時に、前記の環状プラグ７１に支持した前記の各押圧具７２が半径方向の外方へ突出して、各押圧具７２の外面が前記ソケット孔３に強力に密着することにある。
上記の押圧具７２は、前記の内スリーブ２１の外面に直接に係合させることに代えて、別の部材を介して間接的に係合させてもよい。上記の押圧具７２は、例示した３つ設けることに代えて、２つ設けてもよく、４つ以上設けてもよい。
また、上記の押圧具７２の外面は、上下方向にストレートに形成することに代えて、鋸刃状または凹凸状に形成してもよい。
前記の基準ブロック１にクリーニング流体の供給口を設け、前記の環状プラグ７１の前記の周壁７１ａと前記の押圧具７２との嵌合隙間によってクリーニング流体の吐出口を構成して、その吐出口を上記の供給口に連通させることが好ましい。この場合、上記の嵌合隙間を自動的に清掃できるので、上記の押圧具７２が高精度かつ円滑に移動する。
前記の進出手段は、例示した１枚の皿バネ２５に代えて、上下方向へ積層させた複数枚の皿バネであってもよく、また、圧縮コイルバネ又はゴム等であってもよい。
また、上記の進出手段は、前記の外スリーブ３１を所定の力で上方へ押圧可能な機能を備えたものであればよく、上記バネ２５等の弾性体を利用することに代えて（又は、それに加えて）、例えば図１０の変形例に示すように、圧油や圧縮空気等の圧力流体を利用したシリンダ構造を採用可能である。
その図１０は、前記の図２Ａに類似する部分図である。この場合、前記の出力部材３６のピストンロッド４０の外周に環状の進出ピストン７８を挿入し、その進出ピストン７８の受圧面積を前記のピストン３８の受圧面積よりも小さい値に設定してある。そして、前記ロック室５３へ供給した圧油の圧力が上記の進出ピストン７８と複数の連結ロッド７９（ここでは１本のロッドだけを図示してある）と前記の内スリーブ２１とを順に経て前記の外スリーブ３１を上向きに押圧可能になっている。
図１１は、本発明の第３実施形態の第１プラグ手段１１を示し、前記の図２Ａに類似する図である。
この場合、前記の駆動手段Ｄを人力式に構成してある。より詳しくいえば、前記の出力部材３６は、前記の心柱２０のネジ孔８１に螺合させたボルト８２を備える。そして、ロック駆動時には、上記ボルト８２の頭部の入力穴（入力部）８３に六角レンチ８４を挿入して同上ボルト８２を平面視で時計回りの方向へ回転させる。すると、そのボルト８２の頭部が前記キャップ（出力部）４３を介して前記の外スリーブ３１を拡径させながら下降させるのである。
なお、前記の皿バネ（進出手段）２５は、前記の心柱２０の下部の周囲に設けた環状突起８５によって所定量以上に圧縮されるのを防止してある。この種の突起８５は、前述の各実施形態および後述の各実施形態にも設けることが好ましい。
図１２Ａおよび図１２Ｂと図１３は、本発明の第４実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１２Ａは前記の図２Ａに類似する図である。図１２Ｂは前記の図２Ｂに類似する図である。図１３は、前記の位置決め機構１１ａを示し、前記の図３に類似する図である。
この場合、前記キャップ４３およびリング４４に前記の内スリーブ２１の上部を半径方向へ移動可能に支持し、その内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１を下側から楔係合させ、その外スリーブ３１を複数枚の皿バネ２５によって上方へ付勢してある。その外スリーブ３１の所定量以上の上方移動を環状のストップ壁８７によって阻止してある。
なお、図１４は別の位置決め機構１２ａを示し、前記の図４に類似する図である。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、上記の第４実施形態における第３プラグ手段１３を示している。その図１５Ａは前記の図５Ａに類似する図で、図１５Ｂは前記の図５Ｂに類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の周壁をスリットなしで周方向へ連続させてある。その内スリーブ２１を前記の心柱２０に半径隙間６５を空けて挿入し、その内スリーブ２１の上部を前記キャップ４３に半径方向へ移動可能に支持してある。また、前記の外スリーブ３１の下部を前記ハウジング１５に半径方向へ移動可能に支持してある。これにより、上記の心柱２０に対して上記の内スリーブ２１および外スリーブ３１が半径方向へ移動することが許容されるので、前記のソケット孔３の軸心と上記の心柱２０の軸心との心ズレを吸収できる。
図１６は、上記の第３プラグ手段１３の変形例を示し、前記の図６に類似する図である。
その図１６では、前記ハウジング１５に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してある。より詳しくいえば、前記の出力ロッド４１外周面と上記の心柱２０の筒孔との間に第１の半径隙間６６を形成し、その心柱２０の外周面と上記ハウジング１５との間に第２の半径隙間６７を形成し、前記の外スリーブ３１の下部と上記ハウジング１５との間に第３の半径隙間９０を形成してある。
図１７Ａと図１７Ｂは、本発明の第５実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１７Ａは前記の図７Ａに類似する図である。図１７Ｂは前記の図７Ｂに類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の上部を前記キャップ４３に半径方向へ移動可能に支持し、その内スリーブ２１の外周に前記の環状プラグ７１を配置してある。その環状プラグ７１を前記の複数枚の皿バネ２５によって上方へ付勢して、上記の環状プラグ７１に支持した前記の複数の押圧具７２を上記の内スリーブ２１に下側から楔係合させてある。
図１８Ａから図１９Ｂは本発明の第６実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１８Ａは前記の図２Ａに類似する図である。図１８Ｂは前記の図２Ｂに類似する図である。図１９Ａは、位置決め機構１１ａのリリース状態を示し、前記の図３に類似する図である。図１９Ｂは、その機構１１ａのロック状態を示し、上記の図１９Ａに類似する図である。
この第６実施形態では、前記の内スリーブ２１の周壁に前記スリット２２を設けて、その内スリーブ２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成すると共に、前記の心柱２０と上記の内スリーブ２１との間に、比較的に大きな環状隙間９２を形成してある。リリース状態では、図１９Ａに示すように、上記の内スリーブ２１が僅かに拡径した状態に保たれている。そして、前記のロック移動時には、図１９Ｂに示すように、前記の外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を縮径させると同時に、その外スリーブ３１が拡径しながら下降する。
なお、上記の内スリーブ２１が縮径されるときの弾性抵抗力が前述した皿バネ（進出手段）の付勢力に相当することになる。
図２０Ａと図２０Ｂは、別の位置決め機構１２ａを示している。その図２０Ａは、リリース状態を示し、前記の図４に類似する図である。図２０Ｂは、ロック状態を示し、上記の図２０Ａに類似する図である。この別の位置決め機構１２ａが前記の位置決め機構１１ａと異なる点は、前記の心柱２０の外周面に、前記の突出部６２・６２および逃し溝６３・６３を設けたことにある。
図２１Ａと図２１Ｂは、上記の第６実施形態における第３プラグ手段１３を示している。図２１Ａは前記の図５Ａに類似する図である。図２１Ｂは前記の図５Ｂに類似する図である。
この場合、前記の心柱２０の外周に中間スリーブ９４を半径方向へ移動可能に挿入し、その中間スリーブ９４の外周に前記の環状隙間９２を空けて前記の内スリーブ２１を挿入し、その内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１を上側から楔係合させたものである。
図２２は、上記の第３プラグ手段１３の変形例を示し、前記の図６に類似する図である。この変形例が上記の図６と異なる点は、前記の半径方向へ移動可能な心柱２０と前記の内スリーブ２１との間に、比較的に大きな環状隙間９２を設けるとともに、前記の図６中の皿バネ２５（進出手段）を省略したことにある。
図２３は、上記の第６実施形態の第１プラグ手段１１の異なる形態を示し、前記の図１８Ａに類似する部分図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の内周にゴムリング製の抵抗手段９６を装着している。その抵抗手段９６は、上記の内スリーブ２１が縮径されるときの抵抗力を増加させるようになっている。
なお、上記の抵抗手段９６は、例示のゴムに代えて、プラスチック又は金属に代替可能である。また、その抵抗手段９６は、内スリーブ２１の内周に装着することに代えて（又は、それに加えて）、前記の心柱２０の外周に装着してもよい。
また、前記の外スリーブ３１の上半部に保護スリーブ９７を半径方向へ移動可能に装着してある。その保護スリーブ９７が前記スリット３２の上半部を覆うことにより、切粉などの異物が上記スリット３２内に侵入するのを大幅に軽減できる。上記の保護スリーブ９７を前記の各種クランプ装置に適用できることは勿論である。
図２４は、本発明の第７実施形態の第１プラグ手段１１を示し、前記の図７Ａに類似する部分図である。
この第７実施形態が上記の図７Ａと異なる点は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ２１との間に前記の環状隙間９２を設けると共に、その図７Ａ中の皿バネ（進出手段）２５を省略したことにある。
図２５は、本発明の第８実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図である。この第８実施形態が上記の図２Ａと異なる点は、次の通りである。
前記の出力部材３６を上方へリリース移動させた図示の状態では、前記ワークパレット２を、前記キャップ４３及び前記の連結ボルト４２の少なくとも一方と前記の出力部材３６とを順に介して前記の基準ブロック１に受け止める。また、その受け止め状態では、上記の基準ブロック１の支持面１ａと上記ワークパレット２の被支持面２ａとの間に着座隙間αを形成してある。
上記の受止め構造は次の長所を奏する。基準ブロック１にワークパレット２を装着するときに、その基準ブロックの支持面１ａに上記ワークパレット２の被支持面２ａが衝突するのを上記の出力部材３６によって阻止できる。これにより、上記の支持面１ａが損傷するのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。
上記の受止め構造は、前述した各実施形態や変形例にも適用可能である。
上述した各種の実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
クランピングシステムにおいては、ロック機能だけを備えた前記の第３プラグ手段１３は、例示した二つに代えて、一つだけ設置してもよく、又は三つ以上設置してもよい。その第３プラグ手段１３は例示の構造に限定されるものではなく、別の種類のクランプであってもよい。
各プラグ手段１１・１２・１３の駆動形式は、例示した油圧複動式に代えて、バネロックかつ油圧リリース式、又は、油圧ロックかつバネリリース式であってもよい。
ロック又はリリースに使用する圧力流体は、例示の圧油に代えて、圧縮空気等のガスであってもよい。また、クリーニング用の圧力流体は、例示の圧縮空気に代えて、窒素等のガスや液体であってもよい。
前記のロック駆動時における外スリーブ３１または押圧具７２の引き下げ力を十分に大きい値に設定した場合には、上記の第３プラグ手段１３を省略可能である。
また、このクランピングシステムにおいては、前記の第１プラグ手段１１を複数設置すると共に前記の第２プラグ手段１２を複数設置してもよい。さらには、上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２の両者のうちのいずれか一方だけを複数設置してもよい。
上記の複数のプラグ手段を並べて設置する方向としては、円周方向や直線方向などが考えられる。
前記の支持面１ａは、前記ハウジング１５の前記フランジ１６の上面に設けることに代えて、前記ベースプレート４に設けてもよい。
前記の心柱２０と上記ハウジング１５とは一体に形成することに代えて、別体に形成してもよい。この場合、上記の心柱２０をボルト締め又はネジ止め等によって上記ハウジング１５に強固に固定すればよい。
また、上記ハウジング１５と前記ベースプレート４とは、別体に形成することに代えて、一体に形成してもよい。
前記の基準ブロックと可動ブロックとの組み合わせは、例示したベースプレート４とワークパレット２の組み合わせに代えて、工作機械のテーブルとワークパレットの組み合わせ、ワークパレットと治具ベースの組み合わせ、治具ベースとワークピースの組み合わせ、溶接治具等の作業用治具とワークピース等の作業物の組み合わせであってもよい。また、本発明は、レーザー加工機や放電加工機などの各種の加工機械のワークピース・ツール等の位置決めにも適用可能である。
なお、本発明のクランプ装置は、複数セットで使用することに代えて、１セットだけで使用できることは勿論である。
【図１】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【技術分野】
この発明は、工作機械のテーブル等の基準ブロックにワークパレットやワーク等の可動ブロックを固定するためのクランプ装置に関し、さらには、そのクランプ装置を利用したクランピングシステムに関する。
【背景技術】
この種のクランプ装置には、従来では、米国特許第５８２０１１８に記載されたものがある。その従来技術は、ワークパレットに載置したワークの周囲に複数の旋回式クランプを配置し、各クランプのクランプ具が上記ワークを上側から押圧するように構成してある。
上記の従来技術では、前記ワークの周囲に複数のクランプを配置したので、そのワークの側面を加工するのが困難であり、そのうえ、前記クランプ具の押圧箇所で上記ワークの上面を加工できないという問題がある。
本発明の目的は、ワークやワークパレット等の可動ブロックの各面に容易にアクセス可能な新たなクランプ装置を提供すると共に、そのクランプ装置を利用した新たなクランピングシステムを提供することにある。
【発明の開示】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図２Ａ・図５Ａ・図６・図１０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。
基準ブロック１から環状の心柱２０を先端方向へ突出させ、上記の心柱２０に、内スリーブ２１を軸心方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌する。その内スリーブ２１を進出手段２５によって上記の先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させる。可動ブロック２のソケット孔３に挿入される外スリーブ３１を上記の内スリーブ２１に先端側から楔係合させる。その外スリーブ３１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。上記の環状の心柱２０の筒孔２０ａに出力部材３６を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材３６の先端部を上記の外スリーブ３１に連結する。上記の基準ブロック１にロック手段５１とリリース手段５２とを設ける。上記ロック手段５１が上記の出力部材３６を介して上記の外スリーブ３１を基端方向へロック移動させ、上記リリース手段５２が上記の出力部材３６を介して上記の外スリーブ３１を先端方向へリリース移動させる。
本発明は、例えば図２Ａに示すように、次のように作用する。
その図２Ａのリリース状態では、前記リリース手段５２が前記の出力部材３６を介して前記の外スリーブ３１を先端方向へ移動させ、前記の進出手段２５が前記の内スリーブ２１を先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させている。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を前記の外スリーブ３１に外嵌させ、その後、前記ロック手段５１によって前記の出力部材３６を基端方向へロック移動させて上記の外スリーブ３１を前記の内スリーブ２１に楔係合させていく。
すると、まず、上記の進出手段２５の押圧力によってほぼ進出位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の外スリーブ３１が拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に接当する。次いで、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を介して上記の進出手段２５を基端方向へ後退させながら拡径して上記ソケット孔３に密着すると共に、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を上記の進出手段２５の押圧力に抗して基端方向へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退したときに、その内スリーブ２１が前記の基準ブロック１に直接または間接的に受け止められる。すると、その基準ブロック１に受け止められた内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１が強力に楔係合して拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外スリーブ３１を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外スリーブ３１が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
本発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
なお、本発明においては、上記の外スリーブ３１の内側空間の天井部分を前記の出力部材３６の先端部に設けた天井壁によって保密状に覆うことが好ましい。この場合には、上記の外スリーブ３１の内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを上記の天井壁によって防止できるので、クランプ装置を長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。
また、前記の目的を達成するための別の発明は、例えば図７Ａに示すように、次のように構成した。
直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ３１に代えて、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を前記の内スリーブ２１の外周に配置する。上記の環状プラグ７１の周壁７１ａに、周方向へ間隔をあけて複数の押圧具７２を半径方向へ移動可能に支持する。各押圧具７２を上記の内スリーブ２１に先端側から楔係合させると共に、各押圧具７２を復帰手段７４によって半径方向の内方へ移動可能に構成する。前記の出力部材３６の先端部を上記の環状プラグ７１に連結する。
この別の発明は、例えば図７Ａに示すように、前記の発明とほぼ同様に次のように作用する。
その図７Ａのリリース状態では、前記リリース手段５２が前記の出力部材３６を介して前記の環状プラグ７１および複数の押圧具７２を先端方向へ移動させ、前記の進出手段２５が前記の内スリーブ２１を先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させている。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を上記の環状プラグ７１および複数の押圧具７２に外嵌させ、その後、前記ロック手段５１によって前記の出力部材３６を基端方向へロック移動させて上記の複数の押圧具７２を前記の内スリーブ２１に楔係合させていく。
すると、まず、上記の進出手段２５の押圧力によってほぼ進出位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の各押圧具７２が半径方向の外方へ移動して前記ソケット孔３に接当する。次いで、各押圧具７２が上記の内スリーブ２１を介して前記の進出手段２５を基端方向へ後退させながら拡径して上記ソケット孔３に密着すると共に、各押圧具７２が上記の内スリーブ２１を上記の進出手段２５の押圧力に抗して基端方向へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退したときに、その内スリーブ２１が前記の基準ブロック１に直接または間接的に受け止められる。すると、その基準ブロック１に受け止められた内スリーブ２１に前記の各押圧具７２が強力に楔係合して拡径し、各押圧具７２が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した押圧具７２を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧するのである。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の押圧具７２が次のように作動する。
上記の押圧具７２は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の複数の押圧具７２が上記ソケット孔３に強力に密着して、これら押圧具７２が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の押圧具７２が次のように作動する。
上記の押圧具７２が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の押圧具７２が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の進出ストロークに相当する寸法だけ後退してその後退が阻止されたときに、上記の複数の押圧具７２が上記ソケット孔３に強力に密着して、これらの押圧具７２が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記の別の発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
なお、上記の別の発明においては、前記の環状プラグ７１の内側空間の天井部分を前記の出力部材３６の先端部に設けた天井壁によって保密状に覆うことが好ましい。この場合には、上記の環状プラグ７１の内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを上記の天井壁によって防止できるので、クランプ装置を長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。
さらに、前述の目的を達成するため、さらに別の発明は、例えば、図２Ａ・図７Ａ・図１１・図１２Ａ・図１７Ａ・図１８Ａ・図２４にそれぞれ示すように、次のように構成した。
基準ブロック１から環状の心柱２０を先端方向へ突出させ、上記の心柱２０の外周に内係合具２１を配置する。可動ブロック２のソケット孔３に挿入される外係合具（３１，７２）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成する。その外係合具（３１，７２）を上記の内係合具２１に軸心方向に楔係合させると共に、その楔係合状態の外係合具（３１，７２）を基端方向かつ拡径方向へロック移動可能に構成する。上記の環状の心柱２０に出力部材３６を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材３６の出力部を、上記の外係合具（３１，７２）と上記の内係合具２１とのいずれか一方の係合具に連結する。上記の出力部材３６の入力部を駆動手段Ｄに連結可能に構成する。
なお、上記の駆動手段Ｄとしては、流体圧シリンダや電動機などのアクチュエータを利用して自動的に駆動する手段と、人力によって駆動する手段とが考えられる。
上記のさらに別の発明は、例えば前記の図２Ａ（又は図７Ａ）に示すように、前記の各発明とほぼ同様に次のように作用する。
上記の図２Ａ（又は図７Ａ）のリリース状態では、前記の駆動手段Ｄが前記の出力部材３６を先端方向へ移動させ、前記の外係合具３１（７２）が先端方向へ縮径移動している。
前記の基準ブロック１に前記の可動ブロック２を固定するときには、前記ソケット孔３を前記の外係合具３１に外嵌し、その後、上記の駆動手段Ｄによって前記の出力部材３６を基端方向へ移動させて、上記の外係合具３１と前記の内係合具２１とを楔係合させていく。
すると、まず、上記の内係合具２１を介して上記の外係合具３１（７２）が拡径し、その外係合具３１が前記ソケット孔３に密着する。引き続いて、その外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、上記の内係合具２１に上記の外係合具３１が強力に楔係合して拡径し、その外係合具３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外係合具３１を介して上記の可動ブロック２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外係合具３１（７２）が次のように作動する。
上記の外係合具３１は、上記ソケット孔３に密着した後、上記の基準ブロック１によって受け止められた上記の可動ブロック２の上記ソケット孔３に対して摺動しながら基端方向へ移動していく。そして、前述したように、上記の外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、その外係合具３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外係合具３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の基準ブロック１の上記の支持面１ａと上記の可動ブロック２の上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外係合具３１（７２）が次のように作動する。
上記の外係合具３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外係合具３１が上記ソケット孔３を介して前記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ向けて移動させる。そして、前述したように、上記の外係合具３１の基端方向への移動が阻止されたときに、その外係合具３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外係合具３１が上記の可動ブロック２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記のさらに別の発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
上記の可動ブロックは、六つの面のうちの上記の被支持面を除いた五つの面に容易にアクセス可能となった。従って、例えば、上記の可動ブロックがワークの場合には、一度のクランピング操作で五つの面を同時に加工できる。また、上記の可動ブロックがワークパレットの場合には、そのワークパレットの有効利用面積が大幅に増加する。
上記のさらに別の発明においては、例えば図２Ａ又は図１２Ａに示すように前記の外係合具を環状の外スリーブ３１によって構成することが好ましい。この場合、上記の外係合具を簡素かつコンパクトに造れる。
上記のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図７Ａ又は図１７Ａに示すように、前記の外係合具を、周方向へ間隔をあけて配置した複数の押圧具７２によって構成し、前記の内係合具２１の外周に、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を配置する。その環状プラグ７１の周壁７１ａに、上記の各押圧具７２を、半径方向へ移動可能に支持すると共に復帰手段７４によって半径方向の内方へ移動可能に構成する。前記の出力部材３６の出力部を、上記の環状プラグ７１と上記の内係合具２１とのいずれか一方（７１，２１）に連結する。
この場合、上記の押圧具を直径方向の外方へ大きく突出させることが可能となるので、その押圧具の外周面と前記ソケット孔との間の嵌合隙間が大きいときでも本発明を適用できる。
上述の各発明においては、例えば、図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成することが好ましい。この場合、前記のロック移動時において、前記の外スリーブ（又は外係合具）が上記の内スリーブ（又は内係合具）に楔係合していくときに上記の内スリーブ（又は内係合具）が縮径して、その内周面が前記の心柱の外周面に密着する。このため、前記の可動部材を上記の外スリーブ（又は外係合具）と内スリーブ（又は内係合具）と前記の心柱とを順に介して基準ブロックに拘束できる。これにより、位置決め機能付きのクランプ装置を提供できる。
前述のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の外係合具３１（７２）を進出手段２５によって前記の先端方向へ進出させ、前記のロック移動時には、上記の外係合具３１（７２）が上記の進出手段２５に抗して前記の基端方向へ拡径移動するものである。
この発明は、上記の進出手段の作用により、上記の外係合具を、拡径して前記ソケット孔に密着させた後に基端方向へ駆動することが可能となるので、強力なロック力を確保できる。
なお、上記の進出手段２５は、前記の外係合具３１（７２）を先端方向へ進出させるものであればよく、その進出手段２５が上記の外係合具３１（７２）を直接に進出させる場合と、その進出手段２５が前記の内係合具２１等の別の部材を介して上記の外係合具３１（７２）を間接的に進出させる場合とが考えられる。また、上記の進出手段２５としては、バネやゴム等の弾性体、又は、流体圧シリンダなどが考えられる。
また、前述のさらに別の発明は、次のクランプ装置を含む。
例えば、図１８Ａ又は図２４に示すように、前記の内係合具２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、前記の心柱２０と上記の内係合具２１との間に環状隙間９２を形成し、前記のロック移動時には、前記の外係合具３１（７２）が上記の内係合具２１を縮径させて前記の基端方向へ拡径移動するものである。
この発明は、前記の進出手段の機能を上記の内係合具が具備するので、専用の進出手段を省略でき、クランプ装置を簡素に造れる。
前述のさらに別の発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内係合具２１に前記の外係合具３１（７２）を前記の先端側から楔係合させることが好ましい。この場合、前記ロック移動時に強力なロック力を確保できる。
上記のさらに別の発明においては、例えば、図１２Ａ又は図１７Ａに示すように、前記の内係合具２１に前記の外係合具３１（７２）を前記の基端側から楔係合させてもよい。
上述した各発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の心柱２０の外周面に、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成することが好ましい。この場合、前記の位置決め機能の位置決め精度がさらに向上する。
上述した各発明においては、例えば図２Ａ又は図７Ａに示すように、前記の内スリーブ（又は内係合具）２１の周壁に少なくとも一つのスリット２２を設けて、その内スリーブ（又は内係合具）２１を自己の弾性復元力によって拡径可能に構成することが好ましい。この場合、上記の内スリーブ（又は内係合具）を簡素かつコンパクトに造れる。
上述した各発明においては、例えば図４に示すように、前記の心柱２０の外周と前記の内係合具２１の内周または外周と前記の外スリーブ（又は外係合具）３１の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の逃し溝によって吸収できる。
上述した各発明においては、例えば図２Ａまたは図７Ａに示すように、前記の基準ブロック１に前記の心柱２０を固定することが好ましい。
また、例えば、図５Ａと図５Ｂ、又は図１５Ａと図１５Ｂに示すように、前記の心柱２０と前記の出力部材３６との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および外スリーブの半径方向への移動によって吸収できる。
上述した各発明においては、例えば、図６又は図１６に示すように、前記の基準ブロック１に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収できる。
また、上述した各発明は次のクランプ装置を含む。
例えば図２５に示すように、前記の出力部材３６を先端方向へリリース移動させた状態では、前記の可動ブロック２を上記の出力部材３６を介して前記の基準ブロック１に受け止めると共に、その基準ブロック１の支持面１ａと上記の可動ブロック２の被支持面２ａとの間に着座隙間αを形成したものである。
この発明は、基準ブロックに可動ブロックを装着するときに、その基準ブロックの支持面に上記の可動ブロックの被支持面が衝突するのを上記の出力部材によって阻止でき、これにより、上記の支持面が損傷するのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。
また、本発明の新たなクランピングシステムは、上述したクランプ装置を利用したものであり、例えば図１から図４に示すように、次のように構成した。
前記の可動ブロック２に前記ソケット孔３・３を所定の間隔をあけて二つ設ける。前記の基準ブロック１に上記の各ソケット孔３・３に対応する第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とを設ける。上記の各プラグ手段１１・１２は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備える。上記の第１プラグ手段１１は、上記の心柱２０の外周面に上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成する。上記の第２プラグ手段１２は、上記の心柱２０の外周と上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周または外周と前記の外スリーブ３１の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成する。この発明は、上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを簡素な構成で精度よく位置決めおよび固定できる。
上記クランピングシステムの発明は、例えば図１と図７Ａに示す次の構造を含む。
前記の可動ブロック２に前記ソケット孔３・３を所定の間隔をあけて二つ設ける。前記の基準ブロック１に上記の各ソケット孔３・３に対応する第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とを設ける。上記の各プラグ手段１１・１２は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備える。上記の第１プラグ手段１１は、上記の心柱２０の外周面に上記の内スリーブ（又は内係合具）２１の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成し、上記の複数の押圧具７２を周方向へ間隔をあけて３つ以上配置する。上記の第２プラグ手段１２は、上記の複数の押圧具７２を半径方向に対面するように２つ配置する。この発明も、上記の基準ブロックに上記の可動ブロックを簡素な構成で精度よく位置決めおよび固定できる。
上記クランピングシステムにおいては、例えば図１と図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記の可動ブロック２に、少なくとも一つの別のソケット孔３を設け、前記の基準ブロック１に上記の別のソケット孔３に対応するロック専用の第３プラグ手段１３を設けることが好ましい。この場合、上記の第３プラグ手段が前記の可動ブロックを前記の基準ブロックに強力に固定できる。
また、上記クランピングシステムにおいては、例えば図１と図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記の第３プラグ手段１３は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備え、上記の心柱２０を前記の基準ブロック１に固定する。上記の心柱２０と前記の出力部材３６との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および外スリーブの半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
例えば、図１と図７Ａ及び図７Ｂに示すように、前記の第３プラグ手段１３は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備え、上記の心柱２０を前記の基準ブロック１に固定し、上記の心柱２０に前記の内スリーブ又は内係合具２１を半径方向へ移動可能に装着することが好ましい。この場合も、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の内スリーブ（又は内係合具）および押圧具の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
また、例えば図１と図６に示すように、前記の第３プラグ手段１３が、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の外スリーブ３１とを備え、前記の基準ブロック１に上記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
さらには、前記の第３プラグ手段１３が、前記の心柱２０と前記の内スリーブ（又は内係合具）２１と前記の環状プラグ７１と前記の複数の押圧具７２とを備え、前記の基準ブロック１に上記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してもよい。この場合も、前記ソケット孔の軸心と上記の心柱の軸心との心ズレを上記の心柱の半径方向への移動によって吸収することと、強力なロック力を確保することとを両立できる。
【図面の簡単な説明】
図１から図５Ｂは、本発明の第１実施形態を示し、
図１は、本発明を利用したクランピングシステムの原理を示す模式図であって、そのクランピングシステムの横断面図、
図２Ａは、上記クランピングシステムのクランプ装置のリリース状態の立面視の断面図であって、上記の図１中または図２Ｂ中の２Ａ−２Ａ線矢視に相当する図、
図２Ｂは、上記クランプ装置の平面図、
図３は、上記クランプ装置に設けた位置決め機構を示し、上記の図２Ａ中の３−３線矢視の拡大断面図、
図４は、上記クランプ装置に設けた別の位置決め機構を示し、上記の図３に類似する図、
図５Ａと図５Ｂは、上記クランピングシステムの別のクランプ装置を示し、
図５Ａは、前記の図２Ａに類似する部分図、
図５Ｂは、前記の図３に類似する図、
図６は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、上記の図５Ａに類似する図、
図７Ａから図８は、本発明の第２実施形態のクランプ装置を示し、
図７Ａは、図７Ｂ中の７Ａ−７Ａ線矢視に相当する図であって、前記の図２Ａに類似する図、
図７Ｂは、上記のクランプ装置の平面図であって、前記の図２Ｂに類似する図、
図８は、上記の図７Ａ中の主要部の横断面視の拡大図であって、押圧具の復帰手段を示し、
図９は、上記の復帰手段の変形例を示し、上記の図８に類似する図、
図１０は、前記の各種のクランプ装置に設けた進出手段の変形例を示し、前記の図２Ａに類似する部分図、
図１１は、本発明の第３実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図、
図１２Ａから図１５Ｂは、本発明の第４実施形態のクランプ装置を示し、
図１２Ａは、前記の図２Ａに類似する図、
図１２Ｂは、前記の図２Ｂに類似する図、
図１３は、上記のクランプ装置に設けた位置決め機構を示し、前記の図３に類似する図、
図１４は、同上のクランプ装置に設けた別の位置決め機構を示し、前記の図４に類似する図、
図１５Ａと図１５Ｂは、上記の第４実施形態における別のクランプ装置を示し、
図１５Ａは、前記の図５Ａに類似する図、
図１５Ｂは、前記の図５Ｂに類似する図、
図１６は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、前記の図６に類似する図、
図１７Ａと図１７Ｂは本発明の第５実施形態のクランプ装置を示し、
図１７Ａは、前記の図７Ａに類似する図、
図１７Ｂは、前記の図７Ｂに類似する図、
図１８Ａから図２１Ｂは、本発明の第６実施形態のクランプ装置を示し、
図１８Ａは、前記の図２Ａに類似する図、
図１８Ｂは、前記の図２Ｂに類似する図、
図１９Ａは、上記クランプ装置に設けた位置決め機構のリリース状態を示し、前記の図３に類似する図、
図１９Ｂは、上記の位置決め機構のロック状態を示し、上記の図１９Ａに類似する図、
図２０Ａは、上記クランプ装置に設けた別の位置決め機構のリリース状態を示し、前記の図４に類似する図、
図２０Ｂは、上記の別の位置決め機構のロック状態を示し、上記の図２０Ａに類似する図、
図２１Ａと図２１Ｂは、上記の第６実施形態における別のクランプ装置を示し、
図２１Ａは、前記の図５Ａに類似する図、
図２１Ｂは、前記の図５Ｂに類似する図、
図２２は、上記の別のクランプ装置の変形例を示し、前記の図６に類似する図、
図２３は、上記の第６実施形態のクランプ装置の異なる形態を示し、前記の図１８Ａに類似する部分図、
図２４は、本発明の第７実施形態のクランプ装置を示し、前記の図７Ａに類似する部分図、
図２５は、本発明の第８実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図である。
発明を実施するための形態
図１から図５Ｂは、本発明の第１実施形態を示し、本発明のクランプ装置をワークパレットのクランピングシステムに適用したものを例示してある。
この実施形態では、図１と図２Ａに示すように、工作機械のテーブルＴに基準ブロック１を載置し、その基準ブロック１の支持面１ａに、可動ブロックであるワークパレット２の被支持面２ａを受け止めるように構成してある。その被支持面２ａには、円形のストレート孔からなるソケット孔３が複数開口される。ここでは、四つのソケット孔３を図示している。
上記の基準ブロック１は、上記テーブルＴに固定したベースプレート４を備える。そのベースプレート４には、上記ソケット孔３に対応させて、位置決め機能とロック機能とを備えた第１プラグ手段１１および第２プラグ手段１２と、ロック機能だけを備えた二つの第３プラグ手段１３・１３とが設けられる。上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とが対角線上に配置されると共に、上記二つの第３プラグ手段１３・１３も対角線上に配置されている。
上記の第１プラグ手段１１は、図１に示すように、後述の外スリーブ３１を楔作用によって放射状に拡径して、その外スリーブ３１の周壁のほぼ全周を前記のソケット孔３に密着させ、前記の基準ブロック１に上記の外スリーブ３１を介して前記ワークパレット２を水平方向へ位置決めする。引き続いて、その密着した外スリーブ３１を下方へ駆動して、前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を固定する。
また、前記の第２プラグ手段１２は、同上の図１に示すように、後述の心柱２０・２０の軸心Ａ・Ｂ同士を結ぶ直線Ｌにほぼ直交する二方向へ上記の外スリーブ３１に拡径力を加えて、その外スリーブ３１の周方向の二箇所を前記ソケット孔３に密着させ、これにより、前記ワークパレット２が上記の軸心Ａの回りに旋回するのを阻止する。引き続いて、その密着した外スリーブ３１を下方へ駆動して、前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を固定する。
前記の第３プラグ手段１３は、後述の心柱２０に対して上記の外スリーブ３１を半径方向へ移動可能に構成してあり、このため、上記の位置決め機能を備えてない。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２とは、後述する相違点を除いて同一の構造であって、基本的には下記の構造が共通している。
前記ベースプレート４の装着穴４ａにハウジング１５が精密に嵌入され、そのハウジング１５のフランジ１６が４本の締付けボルト１７によって上記の装着穴４ａの周壁に固定される。なお、参照数字１８はジャッキ用ボルトである。上記の装着穴４ａから上記ハウジング１５を抜き取るときには、上記ジャッキ用ボルト１８を下向きに螺進させて、そのボルト下端を上記ベースプレート４に押圧すればよい。
上記ハウジング１５から環状の心柱２０が上方（先端方向）へ突出される。その心柱２０の軸心は、前記の装着穴４ａの軸心とほぼ同一になっている。上記フランジ１６の上面が前述の支持面１ａを構成している。
また、上記の心柱２０の外周に、コレット形の内スリーブ（内係合具）２１を上下方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌してある。ここでは、上記の内スリーブ２１の周壁に上下方向へ延びる一つのスリット２２を形成してあり、これにより、その内スリーブ２１が直径方向へ拡大および縮小可能に構成されると共に自己の弾性復元力によって僅かに拡径される。なお、上記の心柱２０に固定した回り止めピン２３の先端を上記スリット２２に挿入してある。そのスリット２２には、ゴム等からなるシーリング部材（図示せず）を装着することが好ましい。
上記の内スリーブ２１を、一枚の皿バネ２５からなる進出手段によって上方へ付勢してある。その内スリーブ２１の上端を、上記の心柱２０の上部に嵌着した止め輪２６が受け止めている。
前記ソケット孔３に挿入される外スリーブ（外係合具）３１のテーパ内面を上記の内スリーブ２１のテーパ外面に上側からテーパ係合（楔係合）させてある。上記テーパ内面およびテーパ外面は上向きに狭まるように形成されている。上記の外スリーブ３１は、上記の内スリーブ２１と同様にコレット形に形成されている。即ち、上記の外スリーブ３１の周壁に上下方向へ延びる一つのスリット３２を形成してあり、これにより、その外スリーブ３１が直径方向へ拡大および縮小可能に構成されると共に自己の弾性復元力によって縮径される。なお、上記の内スリーブ２１に固定した回り止めピン３３の先端を上記スリット３２に挿入してある。そのスリット３２には、ゴム等からなるシーリング部材（図示せず）を装着することが好ましい。
前記ハウジング１５内に出力部材３６が上下移動自在に挿入される。その出力部材３６は、そのハウジング１５の下部のシリンダ孔３７に保密状に挿入したピストン３８と、そのピストン３８から上向きに突出されると共にロッド孔３９に保密状に挿入されたピストンロッド４０と、そのピストンロッド４０から上向きに突出されると共に前記の心柱２０の筒孔２０ａに挿入した出力ロッド４１と、その出力ロッド４１の上部に連結ボルト４２によって固定したキャップ４３と、そのキャップ４３によって上記の出力ロッド４１の上部に押圧されるリング４４とを備える。
上記リング４４の下フランジと上記キャップ４３の下面との間に前記の外スリーブ３１の上フランジ４５が半径方向へ摺動可能に嵌合されている。
上記構成によれば、上記の外スリーブ３１の内側空間を上記キャップ４３およびリング４４によって覆うことができ、その内側空間に切粉や切削油等の異物が侵入するのを防止できる。換言すれば、上記キャップ４３およびリング４４の下フランジが上記の外スリーブ３１の内側空間の天井壁を構成している。
上記ハウジング１５内には、駆動手段Ｄであるロック手段５１およびリリース手段５２が設けられる。そのロック手段５１は、上記ピストン３８と、そのピストン３８の上側に形成したロック室５３とによって構成される。そのロック室５３がロック用の圧油給排口５４へ連通される。また、上記リリース手段５２は、上記ピストン３８と、そのピストン３８の下側に形成したリリース室５６とによって構成される。そのリリース室５６にリリース用の圧油給排口５７が連通される。
また、第１プラグ手段１１には着座確認手段が設けられる。即ち、前記の支持面１ａに検出ノズル孔５９を開口し、その検出ノズル孔５９に検出用の圧縮空気を供給する。そして、前記の被支持面２ａが上記の支持面１ａに接当すると、上記の検出ノズル孔５９内の圧力が上昇する。その圧力上昇を圧力スイッチ等で検出することによって、前記ワークパレット２が前記ハウジング１５に着座したことを確認できる。
上記の第１プラグ手段１１の位置決め機構１１ａは、図３に示すように、前記の内スリーブ２１の内周面のほぼ全体を前記の心柱２０の外周面に密着可能に構成している。このため、上記内スリーブ２１が前記の外スリーブ３１の周壁のほぼ全周を半径方向の外方へ拡径させるようになっている（図１を参照）。
前記の第２プラグ手段１２の位置決め機構１２ａは、前記の第１プラグ手段１１の位置決め機構１１ａとは次の構造が異なる。
図４に示すように、前記の心柱２０の外周に半径方向に対面する一対の突出部６２・６２を設けると共に、これら突出部６２・６２の間に逃し溝６３・６３を形成してある。これにより、上記の突出部６２・６２が前記の内スリーブ２１を介して前記の外スリーブ３１の周壁の対面する二箇所に拡径力を発生させるようになっている（図１を参照）。
なお、その突出部６２は、上記の心柱２０から突出させることに代えて、又は、これに加えて、上記の外スリーブ３１の内周面から内方へ突出させたり、その外スリーブ３１の外周面から外方へ突出させてもよい。さらには、上記の突出部６２は、前記の内スリーブ２１の内周面から内方へ突出させたり、その内スリーブ２１の外周面から外方へ突出させたものであってもよい。
前記の第３プラグ手段１３は、図５Ａと図５Ｂに示すように、上記の第１プラグ手段１１とは次の構造が異なる。なお、上記の図５Ａと図５Ｂは、それぞれ、前記の図２Ａと図３に類似する図である。
前記の内スリーブ２１の周壁をスリットなしで周方向へ連続させてある。その内スリーブ２１を前記の心柱２０に半径隙間６５を空けて半径方向へ移動可能に外嵌してある。また、前記と同様に、前記キャップ４３および前記リング４４の間に前記の外スリーブ３１を半径方向へ移動可能に支持してある。これにより、上記の心柱２０に対して上記の内スリーブ２１および外スリーブ３１が半径方向へ移動することが許容されるので、前記ソケット孔３の軸心と上記の心柱２０の軸心との心ズレを吸収できる。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２と第３プラグ手段１３とは、ほぼ同様に、次のように作動する。
上記の図２Ａのリリース状態では、前記ロック室５３の圧油を排出すると共に前記リリース室５６へ圧油を供給している。これにより、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１を上昇させ、その出力ロッド４１が前記のキャップ（出力部）４３および前記のリング４４を介して前記の外スリーブ３１を上昇させて、その外スリーブ３１が縮径状態へ切り換えられている。前記の内スリーブ２１は、前記の皿バネ２５によって進出ストロークだけ上昇して、上記の外スリーブ３１に軽くテーパ係合するか又は上記の外スリーブ３１に僅かな隙間をあけて対面している。
前記の基準ブロック１に前記ワークパレット２を位置決めするときには、まず、図１および図２Ａに示すように、上記リリース状態で上記ワークパレット２を下降させて前記ソケット孔３を上記の外スリーブ３１に外嵌させる。
次いで、前記リリース室５６の圧油を排出すると共に前記ロック室５３へ圧油を供給する。すると、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１および前記キャップ（出力部）４３を介して前記の外スリーブ３１を下降させ、その外スリーブ３１の前記のテーパ内面が前記の内スリーブ２１のテーパ外面に楔係合していく。
すると、前記の皿バネ２５の付勢力によってほぼ上昇位置に保持された内スリーブ２１を介して上記の外スリーブ３１が拡径して前記のソケット孔３に接当する。次いで、その外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を介して上記の皿バネ２５を下方へ圧縮しながら拡径して上記ソケット孔３に密着し、その外スリーブ３１が、縮径された内スリーブ２１と前記の心柱２０とを介して上記のワークパレット２を水平方向に位置決めし、これと同時に、その外スリーブ３１が上記の皿バネ２５の付勢力に抗して上記の内スリーブ２１を下方へ後退させていく。引き続いて、上記の内スリーブ２１が上記の皿バネ２５をほぼ全圧縮して前記の進出ストロークに相当する寸法だけ下降したときに、その内スリーブ２１が上記の皿バネ２５を介して前記のハウジング１５に受け止められる。すると、その受け止められた内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１が強力に楔係合して拡径し、その外スリーブ３１が前記ソケット孔３に強力に密着する。これにより、前記の出力部材３６が上記の強力に密着した外スリーブ３１を介して前記ワークパレット２の被支持面２ａを前記の基準ブロック１の支持面１ａに強力に押圧する。
なお、上記ロック移動の開始時に上記の支持面１ａと上記の被支持面２ａとがほぼ完全に接当して、その被支持面２ａが上記の支持面１ａに受け止められている場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１は、上記ソケット孔３に密着した後、そのソケット孔３に対して摺動しながら下降していく。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の皿バネ２５をほぼ全圧縮したときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記ワークパレット２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
これに対して、何らかの原因により、上記ロック移動の開始時において上記の支持面１ａと上記の被支持面２ａとの間に隙間が存在する場合には、そのロック移動時に上記の外スリーブ３１が次のように作動する。
上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に密着した後、その密着状態の外スリーブ３１が上記ソケット孔３を介して前記ワークパレット２を下向きに引っ張る。そして、前述したように、前記の内スリーブ２１が前記の皿バネ２５をほぼ全圧縮したときに、上記の外スリーブ３１が上記ソケット孔３に強力に密着して、その外スリーブ３１が上記ワークパレット２を上記の基準ブロック１へ強力に押圧する。
上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２の作動と同時に、ロック機能だけを備えた前記二つの第３プラグ手段１３・１３が上記の外スリーブ３１を介して上記ワークパレット２を前記の基準ブロック１に強力に固定するのである。
上記のロック状態から前記リリース状態へ切り換えるときには、前述したように前記ロック室５３の圧油を排出すると共に前記リリース室５６へ圧油を供給すればよい。これにより、前記ピストン３８が前記の出力ロッド４１を介して前記の外スリーブ３１を上昇させて、その外スリーブ３１が自己の弾性復元力によって縮径するので、前記ロック状態が解除される。
なお、前記の第３プラグ手段１３は、前述した図５Ａおよび図５Ｂの心ズレ吸収構造に代えて、図６の変形例に示す構造を採用してもよい。
その図６は、上記の図５Ａに類似する図であって、前記ハウジング１５に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してある。より詳しくいえば、前記の出力ロッド４１の外周面と上記の心柱２０の筒孔２０ａとの間に第１の半径隙間６６を形成し、その心柱２０の外周面と上記ハウジング１５との間に第２の半径隙間６７を形成してある。
上記の第１実施形態や変形例は次のように変更可能である。
上記の外スリーブ３１の外面は、上下方向にストレートに形成することに代えて、鋸刃状または凹凸状に形成してもよい。
前記の拡縮形の内スリーブ２１と外スリーブ３１は、各周壁に一つのスリット２２・３２を設けたものに代えて、各周壁の上面と下面に交互に開口する複数の貫通溝を周方向へ複数設けたものであってよい。また、上記の各スリーブ２１・２２を、周方向へ並べた複数の分割体によって構成することも可能である。
上記の内スリーブ２１の外面は、例示したテーパ面に代えて、周方向へ所定の間隔をあけて配置した複数の傾斜形楔面であってもよい。この場合、その内スリーブ２１の外面に周方向へ所定の間隔をあけて複数の傾斜溝を配置して、その傾斜溝の底壁によって上記の楔面を構成してもよい。また、前記の外スリーブ３１の内面も、例示したテーパ面に代えて、周方向へ所定の間隔をあけて配置した複数の傾斜形楔面であってもよい。
前記の内スリーブ２１と外スリーブ３１とは、直接に係合させることに代えて、別の部材を介して間接的に係合させてもよい。
なお、上記の各プラグ手段１１・１２・１３にクリーニング手段を設けて、前記の支持面１ａと被支持面２ａとの接当部や、前記のソケット孔３と外スリーブ３１との嵌合部や、上記の外スリーブ３１と前記の内スリーブ２１との係合面などを圧縮空気等の圧力流体によってクリーニングすることが好ましい。
また、前記の図４の第２プラグ手段１２と前記の図５Ａと図５Ｂ（又は図６）の第３プラグ手段１３については、前記のロック移動の初期には前記の皿バネ２５から上記の内スリーブ２１に作用する付勢力を弱くしておくか又は上記の付勢力が全く作用しないようにしておき、そのロック移動の中期になってから上記の付勢力が内スリーブ２１に作用するように、上記の皿バネ２５を配置することが好ましい。これにより、前述したソケット孔３の軸心と心柱２０の軸心との心ズレの吸収時に、上記の内スリーブ２１（又は図６中の移動式の心柱２０と内スリーブ２１）に作用する半径方向の摩擦力が小さくなり、上記の内スリーブ２１及び前記の外スリーブ３１が半径方向へ円滑に移動する。
図７Ａから図２５は、本発明についての複数の実施形態および変形例を示している。これらの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符号を付けてある。
図７Ａおよび図７Ｂと図８は、本発明の第２実施形態の第１プラグ手段（クランプ装置）１１を示している。その図７Ａは、図７Ｂ中の７Ａ−７Ａ線矢視に相当する図であって、前記の図２Ａに類似する図である。上記の図７Ｂは、上記の第１プラグ手段１１の平面図であって、前記の図２Ｂに類似する図である。図８は、上記の図７Ａ中の主要部の横断面視の拡大図である。
この第２実施形態の第１プラグ手段１１は、上記の第１実施形態とは次の点が異なる。
図２Ａ中の直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ３１に代えて、前記ソケット孔３に挿入される環状プラグ７１を前記の内スリーブ２１の外周に配置する。その環状プラグ７１の周壁７１ａは、スリットなしで周方向へ連続している。その周壁７１ａには、周方向へ間隔をあけて三つの押圧具（外係合具）７２を半径方向へ移動可能に支持してある。各押圧具７２の内面を上記の内スリーブ２１の外面に上側から楔係合させてある。また、各押圧具７２は、復帰手段７４（図８参照）によって半径方向の内方へ移動可能に構成されている。そして、前記の出力部材３６の上端部を前記キャップ４３を介して上記の環状プラグ７１に固定してある。
なお、前記の出力部材３６は、前記ピストン３８に挿入したピン７３によって回り止めしてある。
上記の図８の復帰手段７４は、前記の環状プラグ７１と前記の押圧具７２の貫通孔７２ａとの間に装着したロッド状のバネからなる。そのバネ製の復帰手段７４が上記の押圧具７２を前記の内スリーブ２１の外周面へ付勢している。
図９は、上記の復帰手段７４の変形例を示し、上記の図８に類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の外周面に周方向へ間隔をあけて傾斜溝７５を設け、その傾斜溝７５を平面視でＴ字状に形成し、上記の傾斜溝７５の両側壁と上記の押圧具７２の内端部との嵌合構造によって上記の復帰手段７４を構成してある。上記の傾斜溝７５の底壁に楔面７６を形成してある。
なお、上記の傾斜溝７５は、平面視でＴ字状に代えてＶ字状などに形成してもよい。
上記の第２実施形態の作動が前記の第１実施形態と異なる点は、ロック作動時に、前記の環状プラグ７１に支持した前記の各押圧具７２が半径方向の外方へ突出して、各押圧具７２の外面が前記ソケット孔３に強力に密着することにある。
上記の押圧具７２は、前記の内スリーブ２１の外面に直接に係合させることに代えて、別の部材を介して間接的に係合させてもよい。上記の押圧具７２は、例示した３つ設けることに代えて、２つ設けてもよく、４つ以上設けてもよい。
また、上記の押圧具７２の外面は、上下方向にストレートに形成することに代えて、鋸刃状または凹凸状に形成してもよい。
前記の基準ブロック１にクリーニング流体の供給口を設け、前記の環状プラグ７１の前記の周壁７１ａと前記の押圧具７２との嵌合隙間によってクリーニング流体の吐出口を構成して、その吐出口を上記の供給口に連通させることが好ましい。この場合、上記の嵌合隙間を自動的に清掃できるので、上記の押圧具７２が高精度かつ円滑に移動する。
前記の進出手段は、例示した１枚の皿バネ２５に代えて、上下方向へ積層させた複数枚の皿バネであってもよく、また、圧縮コイルバネ又はゴム等であってもよい。
また、上記の進出手段は、前記の外スリーブ３１を所定の力で上方へ押圧可能な機能を備えたものであればよく、上記バネ２５等の弾性体を利用することに代えて（又は、それに加えて）、例えば図１０の変形例に示すように、圧油や圧縮空気等の圧力流体を利用したシリンダ構造を採用可能である。
その図１０は、前記の図２Ａに類似する部分図である。この場合、前記の出力部材３６のピストンロッド４０の外周に環状の進出ピストン７８を挿入し、その進出ピストン７８の受圧面積を前記のピストン３８の受圧面積よりも小さい値に設定してある。そして、前記ロック室５３へ供給した圧油の圧力が上記の進出ピストン７８と複数の連結ロッド７９（ここでは１本のロッドだけを図示してある）と前記の内スリーブ２１とを順に経て前記の外スリーブ３１を上向きに押圧可能になっている。
図１１は、本発明の第３実施形態の第１プラグ手段１１を示し、前記の図２Ａに類似する図である。
この場合、前記の駆動手段Ｄを人力式に構成してある。より詳しくいえば、前記の出力部材３６は、前記の心柱２０のネジ孔８１に螺合させたボルト８２を備える。そして、ロック駆動時には、上記ボルト８２の頭部の入力穴（入力部）８３に六角レンチ８４を挿入して同上ボルト８２を平面視で時計回りの方向へ回転させる。すると、そのボルト８２の頭部が前記キャップ（出力部）４３を介して前記の外スリーブ３１を拡径させながら下降させるのである。
なお、前記の皿バネ（進出手段）２５は、前記の心柱２０の下部の周囲に設けた環状突起８５によって所定量以上に圧縮されるのを防止してある。この種の突起８５は、前述の各実施形態および後述の各実施形態にも設けることが好ましい。
図１２Ａおよび図１２Ｂと図１３は、本発明の第４実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１２Ａは前記の図２Ａに類似する図である。図１２Ｂは前記の図２Ｂに類似する図である。図１３は、前記の位置決め機構１１ａを示し、前記の図３に類似する図である。
この場合、前記キャップ４３およびリング４４に前記の内スリーブ２１の上部を半径方向へ移動可能に支持し、その内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１を下側から楔係合させ、その外スリーブ３１を複数枚の皿バネ２５によって上方へ付勢してある。その外スリーブ３１の所定量以上の上方移動を環状のストップ壁８７によって阻止してある。
なお、図１４は別の位置決め機構１２ａを示し、前記の図４に類似する図である。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、上記の第４実施形態における第３プラグ手段１３を示している。その図１５Ａは前記の図５Ａに類似する図で、図１５Ｂは前記の図５Ｂに類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の周壁をスリットなしで周方向へ連続させてある。その内スリーブ２１を前記の心柱２０に半径隙間６５を空けて挿入し、その内スリーブ２１の上部を前記キャップ４３に半径方向へ移動可能に支持してある。また、前記の外スリーブ３１の下部を前記ハウジング１５に半径方向へ移動可能に支持してある。これにより、上記の心柱２０に対して上記の内スリーブ２１および外スリーブ３１が半径方向へ移動することが許容されるので、前記のソケット孔３の軸心と上記の心柱２０の軸心との心ズレを吸収できる。
図１６は、上記の第３プラグ手段１３の変形例を示し、前記の図６に類似する図である。
その図１６では、前記ハウジング１５に前記の心柱２０を半径方向へ移動可能に支持してある。より詳しくいえば、前記の出力ロッド４１外周面と上記の心柱２０の筒孔との間に第１の半径隙間６６を形成し、その心柱２０の外周面と上記ハウジング１５との間に第２の半径隙間６７を形成し、前記の外スリーブ３１の下部と上記ハウジング１５との間に第３の半径隙間９０を形成してある。
図１７Ａと図１７Ｂは、本発明の第５実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１７Ａは前記の図７Ａに類似する図である。図１７Ｂは前記の図７Ｂに類似する図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の上部を前記キャップ４３に半径方向へ移動可能に支持し、その内スリーブ２１の外周に前記の環状プラグ７１を配置してある。その環状プラグ７１を前記の複数枚の皿バネ２５によって上方へ付勢して、上記の環状プラグ７１に支持した前記の複数の押圧具７２を上記の内スリーブ２１に下側から楔係合させてある。
図１８Ａから図１９Ｂは本発明の第６実施形態の第１プラグ手段１１を示している。図１８Ａは前記の図２Ａに類似する図である。図１８Ｂは前記の図２Ｂに類似する図である。図１９Ａは、位置決め機構１１ａのリリース状態を示し、前記の図３に類似する図である。図１９Ｂは、その機構１１ａのロック状態を示し、上記の図１９Ａに類似する図である。
この第６実施形態では、前記の内スリーブ２１の周壁に前記スリット２２を設けて、その内スリーブ２１を直径方向へ拡大および縮小可能に構成すると共に、前記の心柱２０と上記の内スリーブ２１との間に、比較的に大きな環状隙間９２を形成してある。リリース状態では、図１９Ａに示すように、上記の内スリーブ２１が僅かに拡径した状態に保たれている。そして、前記のロック移動時には、図１９Ｂに示すように、前記の外スリーブ３１が上記の内スリーブ２１を縮径させると同時に、その外スリーブ３１が拡径しながら下降する。
なお、上記の内スリーブ２１が縮径されるときの弾性抵抗力が前述した皿バネ（進出手段）の付勢力に相当することになる。
図２０Ａと図２０Ｂは、別の位置決め機構１２ａを示している。その図２０Ａは、リリース状態を示し、前記の図４に類似する図である。図２０Ｂは、ロック状態を示し、上記の図２０Ａに類似する図である。この別の位置決め機構１２ａが前記の位置決め機構１１ａと異なる点は、前記の心柱２０の外周面に、前記の突出部６２・６２および逃し溝６３・６３を設けたことにある。
図２１Ａと図２１Ｂは、上記の第６実施形態における第３プラグ手段１３を示している。図２１Ａは前記の図５Ａに類似する図である。図２１Ｂは前記の図５Ｂに類似する図である。
この場合、前記の心柱２０の外周に中間スリーブ９４を半径方向へ移動可能に挿入し、その中間スリーブ９４の外周に前記の環状隙間９２を空けて前記の内スリーブ２１を挿入し、その内スリーブ２１に前記の外スリーブ３１を上側から楔係合させたものである。
図２２は、上記の第３プラグ手段１３の変形例を示し、前記の図６に類似する図である。この変形例が上記の図６と異なる点は、前記の半径方向へ移動可能な心柱２０と前記の内スリーブ２１との間に、比較的に大きな環状隙間９２を設けるとともに、前記の図６中の皿バネ２５（進出手段）を省略したことにある。
図２３は、上記の第６実施形態の第１プラグ手段１１の異なる形態を示し、前記の図１８Ａに類似する部分図である。
この場合、前記の内スリーブ２１の内周にゴムリング製の抵抗手段９６を装着している。その抵抗手段９６は、上記の内スリーブ２１が縮径されるときの抵抗力を増加させるようになっている。
なお、上記の抵抗手段９６は、例示のゴムに代えて、プラスチック又は金属に代替可能である。また、その抵抗手段９６は、内スリーブ２１の内周に装着することに代えて（又は、それに加えて）、前記の心柱２０の外周に装着してもよい。
また、前記の外スリーブ３１の上半部に保護スリーブ９７を半径方向へ移動可能に装着してある。その保護スリーブ９７が前記スリット３２の上半部を覆うことにより、切粉などの異物が上記スリット３２内に侵入するのを大幅に軽減できる。上記の保護スリーブ９７を前記の各種クランプ装置に適用できることは勿論である。
図２４は、本発明の第７実施形態の第１プラグ手段１１を示し、前記の図７Ａに類似する部分図である。
この第７実施形態が上記の図７Ａと異なる点は、前記の心柱２０と前記の内スリーブ２１との間に前記の環状隙間９２を設けると共に、その図７Ａ中の皿バネ（進出手段）２５を省略したことにある。
図２５は、本発明の第８実施形態のクランプ装置を示し、前記の図２Ａに類似する図である。この第８実施形態が上記の図２Ａと異なる点は、次の通りである。
前記の出力部材３６を上方へリリース移動させた図示の状態では、前記ワークパレット２を、前記キャップ４３及び前記の連結ボルト４２の少なくとも一方と前記の出力部材３６とを順に介して前記の基準ブロック１に受け止める。また、その受け止め状態では、上記の基準ブロック１の支持面１ａと上記ワークパレット２の被支持面２ａとの間に着座隙間αを形成してある。
上記の受止め構造は次の長所を奏する。基準ブロック１にワークパレット２を装着するときに、その基準ブロックの支持面１ａに上記ワークパレット２の被支持面２ａが衝突するのを上記の出力部材３６によって阻止できる。これにより、上記の支持面１ａが損傷するのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。
上記の受止め構造は、前述した各実施形態や変形例にも適用可能である。
上述した各種の実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
クランピングシステムにおいては、ロック機能だけを備えた前記の第３プラグ手段１３は、例示した二つに代えて、一つだけ設置してもよく、又は三つ以上設置してもよい。その第３プラグ手段１３は例示の構造に限定されるものではなく、別の種類のクランプであってもよい。
各プラグ手段１１・１２・１３の駆動形式は、例示した油圧複動式に代えて、バネロックかつ油圧リリース式、又は、油圧ロックかつバネリリース式であってもよい。
ロック又はリリースに使用する圧力流体は、例示の圧油に代えて、圧縮空気等のガスであってもよい。また、クリーニング用の圧力流体は、例示の圧縮空気に代えて、窒素等のガスや液体であってもよい。
前記のロック駆動時における外スリーブ３１または押圧具７２の引き下げ力を十分に大きい値に設定した場合には、上記の第３プラグ手段１３を省略可能である。
また、このクランピングシステムにおいては、前記の第１プラグ手段１１を複数設置すると共に前記の第２プラグ手段１２を複数設置してもよい。さらには、上記の第１プラグ手段１１と第２プラグ手段１２の両者のうちのいずれか一方だけを複数設置してもよい。
上記の複数のプラグ手段を並べて設置する方向としては、円周方向や直線方向などが考えられる。
前記の支持面１ａは、前記ハウジング１５の前記フランジ１６の上面に設けることに代えて、前記ベースプレート４に設けてもよい。
前記の心柱２０と上記ハウジング１５とは一体に形成することに代えて、別体に形成してもよい。この場合、上記の心柱２０をボルト締め又はネジ止め等によって上記ハウジング１５に強固に固定すればよい。
また、上記ハウジング１５と前記ベースプレート４とは、別体に形成することに代えて、一体に形成してもよい。
前記の基準ブロックと可動ブロックとの組み合わせは、例示したベースプレート４とワークパレット２の組み合わせに代えて、工作機械のテーブルとワークパレットの組み合わせ、ワークパレットと治具ベースの組み合わせ、治具ベースとワークピースの組み合わせ、溶接治具等の作業用治具とワークピース等の作業物の組み合わせであってもよい。また、本発明は、レーザー加工機や放電加工機などの各種の加工機械のワークピース・ツール等の位置決めにも適用可能である。
なお、本発明のクランプ装置は、複数セットで使用することに代えて、１セットだけで使用できることは勿論である。
【図１】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準ブロック（１）から環状の心柱（２０）を先端方向へ突出させ、
上記の心柱（２０）に、内スリーブ（２１）を軸心方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌し、その内スリーブ（２１）を進出手段（２５）によって上記の先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させ、
可動ブロック（２）のソケット孔（３）に挿入される外スリーブ（３１）を上記の内スリーブ（２１）に先端側から楔係合させ、その外スリーブ（３１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、
上記の環状の心柱（２０）の筒孔（２０ａ）に出力部材（３６）を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材（３６）の先端部を上記の外スリーブ（３１）に連結し、
上記の基準ブロック（１）にロック手段（５１）とリリース手段（５２）とを設け、上記ロック手段（５１）が上記の出力部材（３６）を介して上記の外スリーブ（３１）を基端方向へロック移動させ、上記リリース手段（５２）が上記の出力部材（３６）を介して上記の外スリーブ（３１）を先端方向へリリース移動させる、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載したクランプ装置において、
直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ（３１）に代えて、前記ソケット孔（３）に挿入される環状プラグ（７１）を前記の内スリーブ（２１）の外周に配置し、
上記の環状プラグ（７１）の周壁（７１ａ）に、周方向へ間隔をあけて複数の押圧具（７２）を半径方向へ移動可能に支持し、各押圧具（７２）を上記の内スリーブ（２１）に先端側から楔係合させると共に、各押圧具（７２）を復帰手段（７４）によって半径方向の内方へ移動可能に構成し、前記の出力部材（３６）の先端部を上記の環状プラグ（７１）に連結した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
基準ブロック（１）から環状の心柱（２０）を先端方向へ突出させ、
上記の心柱（２０）の外周に内係合具（２１）を配置し、
可動ブロック（２）のソケット孔（３）に挿入される外係合具（３１，７２）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、その外係合具（３１，７２）を上記の内係合具（２１）に軸心方向に楔係合させると共に、その楔係合状態の外係合具（３１，７２）を基端方向かつ拡径方向へロック移動可能に構成し、
上記の環状の心柱（２０）に出力部材（３６）を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材（３６）の出力部を、上記の外係合具（３１，７２）と上記の内係合具（２１）とのいずれか一方の係合具に連結し、
上記の出力部材（３６）の入力部を駆動手段（Ｄ）に連結可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具を環状の外スリーブ（３１）によって構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具を、周方向へ間隔をあけて配置した複数の押圧具（７２）によって構成し、
前記の内係合具（２１）の外周に、前記ソケット孔（３）に挿入される環状プラグ（７１）を配置し、その環状プラグ（７１）の周壁（７１ａ）に、上記の各押圧具（７２）を、半径方向へ移動可能に支持すると共に復帰手段（７４）によって半径方向の内方へ移動可能に構成し、前記の出力部材（３６）の出力部を、上記の環状プラグ（７１）と上記の内係合具（２１）とのいずれか一方（７１，２１）に連結した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具（３１，７２）を進出手段（２５）によって前記の先端方向へ進出させ、前記のロック移動時には、その外係合具（３１，７２）が上記の進出手段（２５）に抗して前記の基端方向へ拡径移動する、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、前記の心柱（２０）と上記の内係合具（２１）との間に環状隙間（９２）を形成し、前記のロック移動時には、前記の外係合具（３１，７２）が上記の内係合具（２１）を縮径させて前記の基端方向へ拡径移動する、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）に前記の外係合具（３１，７２）を前記の先端側から楔係合させた、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１０】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）に前記の外係合具（３１，７２）を前記の基端側から楔係合させた、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１１】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の心柱（２０）の外周面に、前記の内係合具（２１）の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１２】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）の周壁に少なくとも一つのスリット（２２）を設けて、その内係合具（２１）を自己の弾性復元力によって拡径可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１３】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の心柱（２０）の外周と前記の内係合具（２１）の内周または外周と前記の外係合具（３１）の内周または外周のうちの少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部（６２）（６２）を設けると共に、これら突出部（６２）（６２）の間に逃し溝（６３）（６３）を形成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１４】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の基準ブロック（１）に前記の心柱（２０）を固定した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１５】
請求の範囲第４項に記載したクランプ装置において、
前記心柱（２０）と前記の出力部材（３６）との少なくとも一方に前記の内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１６】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の基準ブロック（１）に前記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１項または第３項に記載したクランプ装置において、
前記の出力部材（３６）を先端方向へリリース移動させた状態では、前記の可動ブロック（２）を上記の出力部材（３６）を介して前記の基準ブロック（１）に受け止めると共に、その基準ブロック（１）の支持面（１ａ）と上記の可動ブロック（２）の被支持面（２ａ）との間に着座隙間（α）を形成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１項または第４項に記載したクランプ装置を利用したクランピングシステムであって、
前記の可動ブロック（２）に前記ソケット孔（３）（３）を所定の間隔をあけて二つ設け、
前記の基準ブロック（１）に、上記の各ソケット孔（３）（３）に対応する第１プラグ手段（１１）と第２プラグ手段（１２）とを設け、
上記の各プラグ手段（１１）（１２）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、
上記の第１プラグ手段（１１）は、上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周面を上記の心柱（２０）の外周面にほぼ全周にわたって密着可能に構成し、
上記の第２プラグ手段（１２）は、上記の心柱（２０）の外周と上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周または外周と前記の外スリーブ（３１）の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部（６２）（６２）を設けると共に、これら突出部（６２）（６２）の間に逃し溝（６３）（６３）を形成して構成した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項１９】
請求の範囲第２項または第５項に記載したクランプ装置を利用したクランピングシステムであって、
前記の可動ブロック（２）に前記ソケット孔（３）（３）を所定の間隔をあけて二つ設け、
前記の基準ブロック（１）に、上記の各ソケット孔（３）（３）に対応する第１プラグ手段（１１）と第２プラグ手段（１２）とを設け、
上記の各プラグ手段（１１）（１２）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、
上記の第１プラグ手段（１１）は、上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周面を上記の心柱（２０）の外周面にほぼ全周にわたって密着可能に構成し、上記の複数の押圧具（７２）を周方向へ間隔をあけて３つ以上配置し、
上記の第２プラグ手段（１２）は、上記の複数の押圧具（７２）を半径方向に対面するように２つ配置した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２０】
請求の範囲第１８項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の可動ブロック（２）に、少なくとも一つの別のソケット孔（３）を設け、
前記の基準ブロック（１）に上記の別のソケット孔（３）に対応するロック専用の第３プラグ手段（１３）を設けた、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２１】
請求の範囲第１９項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の可動ブロック（２）に、少なくとも一つの別のソケット孔（３）を設け、
前記の基準ブロック（１）に上記の別のソケット孔（３）に対応するロック専用の第３プラグ手段（１３）を設けた、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２２】
請求の範囲第２０項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、上記の心柱（２０）を前記の基準ブロック（１）に固定し、
上記の心柱（２０）と前記の出力部材（３６）との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２３】
請求の範囲第２１項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、上記の心柱（２０）を前記の基準ブロック（１）に固定し、
上記の心柱（２０）に前記の内スリーブ又は内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２４】
請求の範囲第２０項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、前記の基準ブロック（１）に上記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２５】
請求の範囲第２１項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、前記の基準ブロック（１）に上記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項１】
基準ブロック（１）から環状の心柱（２０）を先端方向へ突出させ、
上記の心柱（２０）に、内スリーブ（２１）を軸心方向へ所定範囲内で移動可能に外嵌し、その内スリーブ（２１）を進出手段（２５）によって上記の先端方向へ所定の進出ストロークだけ進出させ、
可動ブロック（２）のソケット孔（３）に挿入される外スリーブ（３１）を上記の内スリーブ（２１）に先端側から楔係合させ、その外スリーブ（３１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、
上記の環状の心柱（２０）の筒孔（２０ａ）に出力部材（３６）を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材（３６）の先端部を上記の外スリーブ（３１）に連結し、
上記の基準ブロック（１）にロック手段（５１）とリリース手段（５２）とを設け、上記ロック手段（５１）が上記の出力部材（３６）を介して上記の外スリーブ（３１）を基端方向へロック移動させ、上記リリース手段（５２）が上記の出力部材（３６）を介して上記の外スリーブ（３１）を先端方向へリリース移動させる、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載したクランプ装置において、
直径方向へ拡大および縮小可能な前記の外スリーブ（３１）に代えて、前記ソケット孔（３）に挿入される環状プラグ（７１）を前記の内スリーブ（２１）の外周に配置し、
上記の環状プラグ（７１）の周壁（７１ａ）に、周方向へ間隔をあけて複数の押圧具（７２）を半径方向へ移動可能に支持し、各押圧具（７２）を上記の内スリーブ（２１）に先端側から楔係合させると共に、各押圧具（７２）を復帰手段（７４）によって半径方向の内方へ移動可能に構成し、前記の出力部材（３６）の先端部を上記の環状プラグ（７１）に連結した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
基準ブロック（１）から環状の心柱（２０）を先端方向へ突出させ、
上記の心柱（２０）の外周に内係合具（２１）を配置し、
可動ブロック（２）のソケット孔（３）に挿入される外係合具（３１，７２）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、その外係合具（３１，７２）を上記の内係合具（２１）に軸心方向に楔係合させると共に、その楔係合状態の外係合具（３１，７２）を基端方向かつ拡径方向へロック移動可能に構成し、
上記の環状の心柱（２０）に出力部材（３６）を軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力部材（３６）の出力部を、上記の外係合具（３１，７２）と上記の内係合具（２１）とのいずれか一方の係合具に連結し、
上記の出力部材（３６）の入力部を駆動手段（Ｄ）に連結可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具を環状の外スリーブ（３１）によって構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具を、周方向へ間隔をあけて配置した複数の押圧具（７２）によって構成し、
前記の内係合具（２１）の外周に、前記ソケット孔（３）に挿入される環状プラグ（７１）を配置し、その環状プラグ（７１）の周壁（７１ａ）に、上記の各押圧具（７２）を、半径方向へ移動可能に支持すると共に復帰手段（７４）によって半径方向の内方へ移動可能に構成し、前記の出力部材（３６）の出力部を、上記の環状プラグ（７１）と上記の内係合具（２１）とのいずれか一方（７１，２１）に連結した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の外係合具（３１，７２）を進出手段（２５）によって前記の先端方向へ進出させ、前記のロック移動時には、その外係合具（３１，７２）が上記の進出手段（２５）に抗して前記の基端方向へ拡径移動する、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）を直径方向へ拡大および縮小可能に構成し、前記の心柱（２０）と上記の内係合具（２１）との間に環状隙間（９２）を形成し、前記のロック移動時には、前記の外係合具（３１，７２）が上記の内係合具（２１）を縮径させて前記の基端方向へ拡径移動する、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）に前記の外係合具（３１，７２）を前記の先端側から楔係合させた、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１０】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）に前記の外係合具（３１，７２）を前記の基端側から楔係合させた、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１１】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の心柱（２０）の外周面に、前記の内係合具（２１）の内周面をほぼ全周にわたって密着可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１２】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の内係合具（２１）の周壁に少なくとも一つのスリット（２２）を設けて、その内係合具（２１）を自己の弾性復元力によって拡径可能に構成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１３】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の心柱（２０）の外周と前記の内係合具（２１）の内周または外周と前記の外係合具（３１）の内周または外周のうちの少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部（６２）（６２）を設けると共に、これら突出部（６２）（６２）の間に逃し溝（６３）（６３）を形成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１４】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の基準ブロック（１）に前記の心柱（２０）を固定した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１５】
請求の範囲第４項に記載したクランプ装置において、
前記心柱（２０）と前記の出力部材（３６）との少なくとも一方に前記の内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１６】
請求の範囲第３項に記載したクランプ装置において、
前記の基準ブロック（１）に前記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１項または第３項に記載したクランプ装置において、
前記の出力部材（３６）を先端方向へリリース移動させた状態では、前記の可動ブロック（２）を上記の出力部材（３６）を介して前記の基準ブロック（１）に受け止めると共に、その基準ブロック（１）の支持面（１ａ）と上記の可動ブロック（２）の被支持面（２ａ）との間に着座隙間（α）を形成した、ことを特徴とするクランプ装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１項または第４項に記載したクランプ装置を利用したクランピングシステムであって、
前記の可動ブロック（２）に前記ソケット孔（３）（３）を所定の間隔をあけて二つ設け、
前記の基準ブロック（１）に、上記の各ソケット孔（３）（３）に対応する第１プラグ手段（１１）と第２プラグ手段（１２）とを設け、
上記の各プラグ手段（１１）（１２）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、
上記の第１プラグ手段（１１）は、上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周面を上記の心柱（２０）の外周面にほぼ全周にわたって密着可能に構成し、
上記の第２プラグ手段（１２）は、上記の心柱（２０）の外周と上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周または外周と前記の外スリーブ（３１）の内周または外周との少なくとも一つに、半径方向に対面する一対の突出部（６２）（６２）を設けると共に、これら突出部（６２）（６２）の間に逃し溝（６３）（６３）を形成して構成した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項１９】
請求の範囲第２項または第５項に記載したクランプ装置を利用したクランピングシステムであって、
前記の可動ブロック（２）に前記ソケット孔（３）（３）を所定の間隔をあけて二つ設け、
前記の基準ブロック（１）に、上記の各ソケット孔（３）（３）に対応する第１プラグ手段（１１）と第２プラグ手段（１２）とを設け、
上記の各プラグ手段（１１）（１２）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、
上記の第１プラグ手段（１１）は、上記の内スリーブ又は内係合具（２１）の内周面を上記の心柱（２０）の外周面にほぼ全周にわたって密着可能に構成し、上記の複数の押圧具（７２）を周方向へ間隔をあけて３つ以上配置し、
上記の第２プラグ手段（１２）は、上記の複数の押圧具（７２）を半径方向に対面するように２つ配置した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２０】
請求の範囲第１８項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の可動ブロック（２）に、少なくとも一つの別のソケット孔（３）を設け、
前記の基準ブロック（１）に上記の別のソケット孔（３）に対応するロック専用の第３プラグ手段（１３）を設けた、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２１】
請求の範囲第１９項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の可動ブロック（２）に、少なくとも一つの別のソケット孔（３）を設け、
前記の基準ブロック（１）に上記の別のソケット孔（３）に対応するロック専用の第３プラグ手段（１３）を設けた、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２２】
請求の範囲第２０項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、上記の心柱（２０）を前記の基準ブロック（１）に固定し、
上記の心柱（２０）と前記の出力部材（３６）との少なくとも一方に前記の内スリーブ又は内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２３】
請求の範囲第２１項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、上記の心柱（２０）を前記の基準ブロック（１）に固定し、
上記の心柱（２０）に前記の内スリーブ又は内係合具（２１）を半径方向へ移動可能に装着した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２４】
請求の範囲第２０項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の外スリーブ（３１）とを備え、前記の基準ブロック（１）に上記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【請求項２５】
請求の範囲第２１項に記載したクランピングシステムにおいて、
前記の第３プラグ手段（１３）は、前記の心柱（２０）と前記の内スリーブ又は内係合具（２１）と前記の環状プラグ（７１）と前記の複数の押圧具（７２）とを備え、前記の基準ブロック（１）に上記の心柱（２０）を半径方向へ移動可能に支持した、ことを特徴とするクランピングシステム。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６７２２４
【国際公開日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【発行日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０４６７３（Ｐ２００５−５０４６７３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００３６５
【国際出願日】平成１６年１月１９日（２００４．１．１９）
【出願人】（３９１００３９８９）株式会社コスメック (45)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【発行日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００３６５
【国際出願日】平成１６年１月１９日（２００４．１．１９）
【出願人】（３９１００３９８９）株式会社コスメック (45)
【Ｆターム（参考）】
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