クランプ装置
【課題】スクレーパの耐久性向上、エアブローの消費量低減、クランプロッドの強度確保したクランプ装置を提供する。
【解決手段】クランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、グリップ部材２と、クランプロッド３と、スクレーパ２６と、駆動手段５とを有し、グリップ部材は、クランプロッドの外周側に位置するグリップ形成部材２１で構成され、クランプロッドは、中段ロッド部３３と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分にグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４とを備え、テーパ部は、グリップ形成部材のグリップ爪部２２が面接触的に当接するテーパ平面３５と、テーパ平面の下部の端縁同士間に形成された部分円錐面３６とを有し、スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されている。
【解決手段】クランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、グリップ部材２と、クランプロッド３と、スクレーパ２６と、駆動手段５とを有し、グリップ部材は、クランプロッドの外周側に位置するグリップ形成部材２１で構成され、クランプロッドは、中段ロッド部３３と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分にグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４とを備え、テーパ部は、グリップ形成部材のグリップ爪部２２が面接触的に当接するテーパ平面３５と、テーパ平面の下部の端縁同士間に形成された部分円錐面３６とを有し、スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの穴に挿入したグリップ部材を拡径させて穴の内周面をグリップするクランプ装置に関し、スクレーパの近傍部において、グリップ部材及びクランプロッドとスクレーパの間に隙間が生じないように構成したクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上記のようにワークの穴に挿入したグリップ部材のグリップ爪部をクランプロッドで拡径させることにより穴の内周面にグリップさせてクランプ本体側へ引き付けてクランプするようにした種々のクランプ装置（所謂、ホールクランプ又はエキスパンションクランプ）が、実用に供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のクランプ装置は、クランプ本体、グリップ部材、このグリップ部材を拡径させる為のクランプロッド、クランプロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。グリップ部材は４つのグリップ形成部材で構成され、グリップ形成部材には、クランプロッドの軸心と直交する断面の形状が偏平Ｄ形のグリップ爪部が形成されている。クランプロッドの下部と中段部分はクランプロッドの軸心と直交する断面形状が円形のロッド状に形成され、クランプロッドの上端側部分には上方程大径化する倒立４角錐台状のテーパ部が形成されている。グリップ形成部材の下端には基端鍔部が形成され、クランプ本体には、グリップ形成部材の基端鍔部を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構も設けられている。
【０００４】
特許文献２には、クランプ本体、環状の一体品のコレット（グリップ部材）、プルロッド（クランプロッド）、プルロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。コレットは、１つの縦向きスリットを介して外径拡大側へ弾性変形可能に構成されている。
【０００５】
この種のクランプ装置において、グリップ部材とクランプロッドの上端側部分はクランプ本体の上端部の挿通孔を挿通して上方へ延びる構造であるため、前記挿通孔の内のグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間から、切粉等の異物が内部へ侵入しないように、上記の環状隙間を塞ぐ為の可撓性のあるスクレーパをクランプ本体に設けた本願出願人による特許文献３のクランプ装置も公知である。
【０００６】
このクランプ装置において、グリップ部材が４つのスリットで分断された４つのグリップ形成部材で構成され、クランプロッドは、断面円形の中段ロッド部と、この中段ロッド部の上端に連なるテーパ部を有する。テーパ部には４つのグリップ形成部材のグリップ爪部が当接する４つのテーパ面が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許第４０２０９８１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８５５１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献３のクランプ装置においては、クランプロッドを下方へクランプ駆動して４つのグリップ形成部材を拡径させてワークの穴の内周面をグリップしてからワークをクランプ本体側へ引き付ける。この４つのグリップ形成部材が拡径すると、グリップ形成部材間のスリットが拡大するが、それら４つのスリットは開放されたままになる。
しかも、グリップ部材に対してクランプロッドが相対的に下降すると、４つのグリップ形成部材とクランプロッド間の隙間（これを内部隙間という）も拡大するだけでなく、スクレーパの近傍部において、グリップ部材とクランプロッドの断面（クランプロッドの軸心と直交する断面）が円形になっていない。
【０００９】
それ故、上記の４つのスリットと上記の内部隙間をスクレーパによって塞ぐことができないだけでなく、グリップ部材及びクランプロッドの外周とスクレーパ間にも隙間（これを外周側隙間という）が生じ、この外周側隙間もスクレーパで十分塞ぐことができない。
そのため、クランプしたワークを機械加工すると、切粉等の異物が上記の種々の隙間からクランプ装置の内部へ侵入し、クランプ装置の故障原因となる。
他方、上記の切粉等の異物の侵入を防止するために、機械加工中には、クランプ本体の内部へ加圧エアを供給し、その加圧エアを上記の種々の隙間から噴出させるようにしている。しかし、上記の種々の隙間が大きいため、上記の加圧エアの消費量が多くなり、加圧エアのコストが高価になる。
【００１０】
一方、グリップ形成部材のグリップ爪部の幅方向両端のエッジ部が前記スクレーパに食い込み、スクレーパを傷付け、スクレーパの耐久性が著しく低下するという問題がある。
【００１１】
他方、ワークのクランプに供する穴の直径が６ｍｍ程度の大きさになる場合があるため、小型のクランプ装置が必要になることがある。この種の小型のクランプ装置の場合、グリップ部材のグリップ爪部の外径も６ｍｍ程度の大きさになり、クランプロッドのロッド部の直径が２，３ｍｍ程度の大きさになる。この種の小型のクランプ装置においては、クランプロッドの中段ロッド部（水平断面が円形）の直径が非常に小さくなるため、クランプ駆動の為のクランプロッドの引っ張り強度を確保するのが困難になる。
【００１２】
本発明の目的は、スクレーパの耐久性を向上可能なクランプ装置を提供すること、エアブローによる加圧エアの消費量を低減可能なクランプ装置を提供すること、クランプロッドの引っ張り強度を確保可能なクランプ装置を提供すること、などである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、このクランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合した鉛直方向に延びるクランプロッドと、前記挿通孔のうちのグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間を塞ぐゴム又は合成樹脂製のスクレーパと、前記クランプロッドを進退駆動する駆動手段とを有するクランプ装置において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、アンクランプ状態のときに前記クランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触することを特徴としている。
【００１５】
請求項３のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記テーパ平面と前記部分円錐面のクランプロッド軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたことを特徴としている。
【００１７】
請求項５のクランプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、前記中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つ前記クランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成され、前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６のクランプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、前記中段ロッド部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成され、前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたため、次の効果を奏する。
【００２０】
クランプロッドがクランプ側に駆動された場合、前記スクレーパの近傍部において、グリップ形成部材とクランプロッドの円形断面の外径が径方向に拡大して、スクレーパの内周部が周方向と径方向に弾性変形し、グリップ部材及びクランプロッドとスクレーパの間に殆ど隙間が生じない状態になる。従って、クランプ本体内に異物の侵入を防止可能なので、クランプ作動中のエアブローを停止させることが可能になる。また、エアブローを継続しても加圧エアの消費量を著しく少なくすることができ、省エネの効果を奏する。
【００２１】
前記スクレーパの近傍部において、１又は複数のグリップ形成部材の端縁がクランプロッドの外面よりも突出しないため、スクレーパが１又は複数のグリップ形成部材の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパの耐久性を確保することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、アンクランプ状態のときにクランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触するので、クランプ駆動に伴いクランプロッドが下方に移動し始めた直後から、テーパ部の部分円錐面によりスクレーパの内周部を弾性変形させることができ、スクレーパとクランプロッド間に殆ど隙間が生じない。
【００２３】
請求項３の発明によれば、グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたので、クランプロッドのテーパ平面にグリップ形成部材を係合させることで、クランプロッドとグリップ部材の断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、テーパ平面と部分円錐面のクランプロッドの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたので、クランプロッドの下方への移動に伴いグリップ形成部材が拡径しても、グリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心に直交する断面を円形に維持することができる。従って、スクレーパの内周部を周方向と径方向に弾性変形させることができるので、スクレーパとクランプロッド間に殆ど隙間が生じない状態となる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、グリップ部材は、クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つクランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成されたので、小型のクランプ装置においても、ストレート面に対応するようにグリップ形成部材を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部の水平断面積を極力大きくしてクランプロッドの引っ張り強度を確保することができる。
【００２６】
テーパ部の下部の水平断面が、テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたので、３つのグリップ形成部材を係合すると、前記スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドからなるクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができるため、スクレーパの耐久性を確保できる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、グリップ部材は、クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、中段ロッド部の水平断面が、テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されたので、小型のクランプ装置においても、中段ロッド部の両側に１対のグリップ形成部材を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部の水平断面積を極力大きくしてクランプロッドの引っ張り強度を確保することができる。
【００２８】
テーパ部の下部の水平断面が、テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたので、これらテーパ平面の下部の端縁同士間に上方程半径が大きくなる部分円錐面を形成することができ、前記スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドからなるクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができるため、スクレーパの耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１のクランプ装置の平面図である。
【図２】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】クランプロッドの斜視図である。
【図９】クランプロッドの正面図である。
【図１０】クランプロッドの側面図である。
【図１１】実施例２のクランプ装置の平面図である。
【図１２】アンクランプ状態のクランプ装置の要部拡大断面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線断面図である。
【図１４】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図１５】図１４のXV-XV線断面図である。
【図１６】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図１７】図１６のXVII-XVII線断面図である。
【図１８】実施例３のクランプ装置の平面図である。
【図１９】アンクランプ状態のクランプ装置の要部拡大断面図である。
【図２０】図１９のXX-XX線断面図である。
【図２１】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２２】図２１のXXII-XXII線断面図である。
【図２３】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２４】図２３のXXIV-XXIV線断面図である。
【図２５】実施例４のクランプ装置の平面図である。
【図２６】アンクランプ状態のクランプ装置の要部断面図である。
【図２７】図２６のXXVII-XXVII線断面図である。
【図２８】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２９】図２８のXXIX-XXIX線断面図である。
【図３０】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図３１】図３０のXXXI-XXXI線断面図である。
【図３２】実施例５のクランプ装置の平面図である。
【図３３】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３４】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３５】上部本体とクランプロッドとスクレーパとＯリングとを取り外した状態のクランプ装置の平面図である。
【図３６】グリップ部材とクランプロッドの要部拡大斜視図である。
【図３７】図３４のXXXVII-XXXVII線断面図である。
【図３８】クランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３９】グリップ部材とクランプロッド（クランプ状態）の要部拡大斜視図である。
【図４０】グリップ部材とクランプロッド（クランプ状態）の要部拡大断面図である。
【図４１】フルストローク状態のクランプ装置の断面図である。
【図４２】フルストローク状態におけるグリップ部材とクランプロッドの要部拡大斜視図である。
【図４３】フルストローク状態におけるグリップ部材とクランプロッドの要部拡大断面図である。
【図４４】変更形態に係る上部本体とクランプロッドとスクレーパとＯリングとを取り外した状態のクランプ装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１〜図１０に示すように、このクランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、このクランプ本体１の上端部分の挿通孔１７を挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能なグリップ部材２と、このグリップ部材２に係合した鉛直方向に延びるクランプロッド３と、このクランプロッド３を進退駆動する駆動手段４と、サポート機構５と、スクレーパ２６などを有する。クランプ本体１は、上部本体１１と下部本体１２とで構成され、クランプ本体１がベース部材１３に組み付けられる。
【００３２】
上部本体１１は平面視にて左右両端が湾曲状に形成されたほぼ矩形状をなし、この上部本体１１は、４つのボルト孔９に挿入される４本のボルトでベース部材１３に固定される。下部本体１２はシリンダ穴４１を形成する筒状部材であり、この下部本体１２の上端部が上部本体１１の下面側の凹部１５に嵌合され、４本のボルト１６により上部本体１１に固定されている。クランプ本体１の上半部の中心部に上方へ突出する円筒状の本体筒部１１ａが設けられている。
【００３３】
本体筒部１１ａの上端部の中心部分の挿通孔１７を上下に貫通するようにグリップ部材２とクランプロッド３が配設されている。本体筒部１１ａの上面には、グリップ部材２を囲む４つの円弧状の着座面１８が形成され、これら着座面１８にワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプする。本体筒部１１ａの上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１９が十文字状に形成されている。
【００３４】
次に、グリップ部材２について説明する。
図１〜図７に示すように、グリップ部材２は、クランプロッド３と共にクランプ本体１の上端部分の挿通孔１７を挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材２は、クランプロッド３の外周側に等間隔に配設された３つの鋼製のグリップ形成部材２１で構成されている。３つのグリップ形成部材２１は、外径が拡大・縮小可能である。グリップ形成部材２１の上部にはグリップ爪部２２が形成され、グリップ形成部材２１の下端部には、円弧状の基端鍔部２３が形成されている。グリップ形成部材２１の下半部の内面には、クランプロッド３の軸心と平行なストレート平面２４が形成されている。
【００３５】
グリップ爪部２２の上下方向の長さは、グリップ部材２の全高の約１／３である。グリップ爪部２２のクランプロッド３の軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２の上半部の内面には、上方程クランプロッド３の軸心から離隔するテーパ面２２ａが形成され、このテーパ面２２ａがクランプロッド３のテーパ部３４のテーパ平面３５に密着状に係合可能である。グリップ爪部２２の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップする為の３段の歯２２ｂが形成されている。
【００３６】
図２に示すように、上部本体１１の挿通孔１７のうちグリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ２６が装着されている。スクレーパ２６は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾力性のある材料で構成されている。スクレーパ２６は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の環状隙間から切粉等の異物が内部に侵入するのを防ぎ、加圧エアがクランプ本体内から外界へ漏出しにくくし、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３を束ねるものである。グリップ部材２の下部には、３分割された３つのグリップ形成部材２１を縮径方向へ付勢するＯリング２７が装着されている。
【００３７】
グリップ部材２の基端鍔部２３は、本体筒部１１ａの円形凹部２８に収容され、基端鍔部２３の外周側には隙間２９が形成されている。グリップ部材２の基端鍔部２３は、円形凹部２８の上壁部とサポート部材５２の水平板部５２ｂとの間に水平方向へ可動に挟着され、サポート部材５２で支持されている。グリップ部材２は、サポート部材５２及び環状の受圧ピストン部材５１と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部２８の外周部の環状隙間２９とスクレーパ２６の弾性変形を介して、クランプ装置Ｃの軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。
【００３８】
次に、クランプロッド３について説明する。
図１〜図１０に示すように、クランプロッド３は、グリップ部材２を挿通し且つグリップ部材２に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３は、下端側部分のＴ形係合部３１と、このＴ形係合部３１から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３と、この中段ロッド部３３から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ３つのグリップ形成部材２１を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４とを備えている。小径ロッド部３２の水平断面は円形である。
【００３９】
図８〜図１０に示すように、中段ロッド部３３は、下記の３つのストレート面３３ａ以外は上方程外径が拡大する部分円錐状に形成されている。この中段ロッド部３３に、クランプロッド３の軸心と平行な３つのストレート面３３ａが周方向に等間隔に形成されている。ストレート面３３ａは、中段ロッド部３３の上下方向のほぼ全長に亙って形成され、テーパ平面３５の下端部に連なり且つクランプロッド３の軸心と平行になっている。このストレート面３３ａに、グリップ形成部材２１のストレート平面２４が面接触的に当接している。中段ロッド部３３のストレート面３３ａを除く部分円錐面３３ｂは、後述の部分円筒面３６ａを介してテーパ部３４の部分円錐面３６の下端部に連なっている。
【００４０】
テーパ部３４は、３つのグリップ形成部材２１のグリップ爪部２２が面接触的に当接する３つのテーパ平面３５と、この３つのテーパ平面３５の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６と、部分円錐面３６の下端に連なる上下に短い部分円筒面３６ａと、部分円錐面３６の上方に連なる部分円筒面３７を有している。尚、部分円筒面３６ａは必須ものではないので、部分円錐面３６を部分円筒面３６ａの領域まで拡張してもよい。
テーパ平面３５は、テーパ部３４の上下方向の略全長に亙って形成されている。テーパ部３４の下部の水平断面が、テーパ平面３５と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されている。スクレーパ２６の近傍部における、テーパ部３４の断面三角形状の各頂部に相当する部分円錐面３６がスクレーパ２６の内周部に当接可能である。
【００４１】
図３〜図７に示すように、クランプ状態及びアンクランプ状態のときのスクレーパ２６の近傍部における、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５と部分円錐面３６のクランプロッド３の軸心に対する傾斜角度が同じになっている（図２参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３の部分円錐面３６の下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触する。
【００４２】
クランプ装置Ｃにおける、図２，図３のアンクランプ状態から、図４，図６に示すようにクランプロッド３が下方へ徐々に移動してグリップ部材２が拡径駆動されると、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の円筒形状部の外径が徐々に拡大し、図５，図７に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形し、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の外周面に密着状態を維持する。
【００４３】
次に、駆動手段４について説明する。
図１〜図２に示すように、駆動手段４は、クランプロッド３をクランプ本体１に対して油圧により進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段４は、下部本体１２に形成された縦向きのシリンダ穴４１と、ピストン部材４２と、このピストン部材４２のピストン部４５の上側のクランプ用油室４３と、ピストン部４５の下側のアンクランプ用油室４４などを備えている。
【００４４】
ピストン部材４２は、シリンダ穴４１に油密摺動自在に装着されたピストン部４５と、このピストン部４５から上方へ本体筒部１１ａ内まで延びるロッド部４６を有する。ピストン部４５の外周部はシール部材４５ａで油密に封止され、ロッド部４６の外周部はシール部材４６ａで油密に封止されている。ピストン部４５の下端部の中央部には、六角穴４５ｂが形成されている。ロッド部４６の上端側部分には、ネジ軸部４７が形成され、このネジ軸部４７には、逆Ｔ形のＴ溝４９を形成するＴ溝形成部材４８が螺合にて取り付けられている。
【００４５】
このＴ溝形成部材４８のＴ溝４９には、クランプロッド３のＴ形係合部３１が水平方向側方から係合されている。Ｔ溝形成部材４８の下端には、環状の受圧ピストン部材５１の薄肉スリーブ５１ｃの上端で係止される被係止部４８ａが形成されている。Ｔ形係合部３１とＴ溝形成部材４８の間には僅かな隙間があるため、クランプロッド３は、Ｔ溝形成部材４８に対して相対的に水平方向へ移動可能である。
【００４６】
クランプ用油室４３は、下部本体１２とピストン部材４２と受圧ピストン部材５１で形成されている。クランプ用油室４３には、ピストン部４５をクランプ側（下方）へ付勢する油圧が、油圧供給源５９から油路５９ａ〜５９ｃを介して供給可能である。アンクランプ用油室４４は、下部本体１２とベース部材１３とピストン部４５とで形成されている。アンクランプ用油室４４には、ピストン部４５をアンクランプ側へ付勢する油圧が、油圧供給源５８から油路５８ａを介して供給可能である。
【００４７】
次に、サポート機構５について説明する。
図２に示すように、サポート機構５は、ピストン部材４２のロッド部４６に可動に外嵌された環状の受圧ピストン部材５１と、この受圧ピストン部材５１で基端部（下端部）が支持され且つグリップ部材２の基端を支持するサポート部材５２と、受圧ピストン部材５１にクランプ方向と反対向きに油圧を受圧させるサポート油室５３と、駆動手段４のアンクランプ用油室４４からサポート油室５３に通ずる油路５４とを有する。サポート機構５は、グリップ部材２を拡径させてワークＷの穴Ｈの内周面をグリップさせる際に、受圧ピストン部材５１に作用する油圧力でグリップ部材２を支持する。油路５４は下部本体１２とベース部材１３との間に形成された環状油路５４ａと下部本体１２内に斜めに形成された絞り油路５４ｂとを有する。
【００４８】
受圧ピストン部材５１は、環状ピストン部５１ａの上端部に形成された係止鍔部５１ｂと、環状ピストン部５１ａの上端の内周部から上方へ所定長さ延びる薄肉スリーブ５１ｃと、環状ピストン部５１ａの下端から下方へ連なり下端部がクランプ用油室４３に臨む小径ピストン部５１ｄを有する。受圧ピストン部材５１は、ロッド部４６に摺動自在に外嵌され且つ下部本体１２の円筒穴５５ａ，５５ｂに摺動自在に内嵌されている。受圧ピストン部材５１の内周部はシール部材４６ａで油密に封止され、外周部はシール部材１２ａ，５１ｅで油密に封止されている。
【００４９】
受圧ピストン部材５１の係止鍔部５１ｂは、下部本体１２と上部本体１１とで形成された収容穴５６に昇降可能に装着されている。受圧ピストン部材５１が下限位置のとき、係止鍔部５１ｂを収容穴５６の下端壁で受け止め、受圧ピストン部材５１が上限位置のとき、係止鍔部５１ｂを収容穴５６の上端壁で受け止める。
【００５０】
サポート部材５２は、本体筒部１１ａの内側収容穴１１ｂに内嵌されたロッド部４６とＴ溝形成部材４８と薄肉スリーブ５１ｃに外嵌された筒部５２ａと、この筒部５２ａの上端の水平板部５２ｂとを有する。クランプロッド３は水平板部５２ｂの円形穴５７を貫通している。この円形穴５７は、クランプロッド３を通過可能な大きさを有する。サポート部材５２の上端の水平板部５２ｂがグリップ部材２の基端鍔部２３の下面に当接して支持し、筒部５２ａの下端は受圧ピストン部材５１の環状ピストン部５１ａの上端に当接して支持され、サポート部材５２は受圧ピストン部材５１と一体的に昇降する。
【００５１】
次に、加圧エア導入手段６について説明する。
図２に示すように、加圧エア導入手段６は、グリップ部材２とクランプロッド３と着座面１８をエアブローする為の加圧エアを、クランプ本体１内のうちの受圧ピストン部材５１よりも上方の部分に導入するものである。加圧エア導入手段６は、ベース部材１３に形成されたエア通路６０ａであって加圧エア供給源６０に接続されたエア通路６０ａと、上部本体１１に形成された複数のエア通路６０ｂ，６０ｃとエア噴出孔６０ｄとを有する。 尚、エア通路６０ｃの右端部はプラグで閉鎖されている。
【００５２】
上部本体１１とサポート部材５２との間に環状隙間６０ｅが形成され、サポート部材５２の筒部材５２ａの下端近傍部に小孔６０ｆが形成されている。加圧エア供給源６０からの加圧エアは、エア通路６０ａ〜６０ｃ、エア噴出口６０ｄを介して環状隙間６０ｅと小孔６０ｆに供給され、サポート部材５２の外周側と内周側の隙間を通って上方に流れ、グリップ部材２とクランプロッド３と着座面１８をエアブローする。クランプ状態及びアンクランプ状態において加圧エアが供給される。アンクランプ状態のときにはグリップ部材２及びクランプロッド３とスクレーパ２６の間の僅かな隙間を通って着座面１８をエアブローする。
【００５３】
次に、上記のクランプ装置Ｃの作用について説明する。
クランプ装置Ｃにより、ワークＷをクランプする場合、最初に、クランプ用油室４３の油圧をドレン圧にし、アンクランプ用油室４４とサポート油室５３に油圧を供給する。
すると、図２，図３に示すように、クランプロッド３とグリップ部材２とピストン部材４２と受圧ピストン部材５１が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材２はスクレーパ２６やＯリング２７により縮径状態を保持し、スクレーパ２６の近傍部においては、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の部分円錐面３６とから円筒状の外形が形成されている。つまり、スクレーパ２６の近傍部において、クランプロッド３と３つのグリップ形成部材２１の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、グリップ部材２及びクランプロッド３とスクレーパ２６との間に殆ど隙間が生じないので、加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、従来の同種のクランプ装置と比較して、加圧エアの消費量が非常に僅少になる。
【００５４】
次に、ワークＷを搬入して、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３とを挿入し、ワークＷを着座面１８で支持する。次に、アンクランプ用油室４４の油圧をドレン圧にし、クランプ用油室４３に油圧を供給し、ピストン部材３に下方向きの油圧を作用させる。すると、絞り油路５４ｂによりサポート油室５３の油圧の低下が遅延するため、受圧ピストン部材５１はサポート油室５３の油圧を受圧して前記の上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持するが、ピストン部材４２は下方向きの油圧により下方へ駆動されるため、クランプロッド３がグリップ部材２に対して相対的に下方へ移動する。
【００５５】
その結果、クランプロッド３のテーパ部３４の３つのテーパ平面３５によりグリップ部材２の３つのグリップ爪部２２が拡径駆動され、ワークＷの穴Ｈの内周面にグリップ状態になり、グリップ部材２とクランプロッド３がワークＷに対して相対移動不能になる。その状態から、ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と受圧ピストン部材５１は一体的に下方へ小距離（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）だけ駆動され、ワークＷが着座面１８に強く押圧されたクランプ状態になる。
【００５６】
このとき、スクレーパ２６の近傍部においては、テーパ部３４の下方への移動に伴い部分円錐面３６も下方へ移動するため、グリップ形成部材２１と部分円錐面３６とからなる円形の水平断面の外径が徐々に大きくなり、図３，図５，図７に示すように、スクレーパ２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形し、スクレーパ２６とグリップ部材２とクランプロッド３との間に隙間が殆ど生じない状態になる。
【００５７】
次に、上記のクランプ装置Ｃの効果について説明する。
スクレーパ２６の近傍部において、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形に形成されたため、クランプロッド３が下方に駆動された場合に、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の円形断面の外径が拡大し、スクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形するので、スクレーパ２６とクランプロッド３間に隙間が生じない状態になる。従って、クランプ本体１内への異物の侵入を防止可能であり、クランプ状態においてエアブローを継続しても加圧エアの消費量を僅少にすることができ、省エネとなる。尚、必要に応じて、クランプ状態におけるエアブローを省略してもよい。
【００５８】
スクレーパ２６の近傍部において、３つのグリップ形成部材２１の端縁がクランプロッド３の外面よりも突出しないため、スクレーパ２６が３つのグリップ形成部材２１の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ２６の耐久性を確保することができる。
アンクランプ状態のときにクランプロッド３の部分円錐面３６の下端部が、スクレーパ２６に接触するので、クランプ駆動に伴いクランプロッド３が下方に移動し始めた直後から、テーパ部３４の部分円錐面３６によりスクレーパ２６の内周部を弾性変形させることができ、スクレーパ２６とクランプロッド３間に殆ど隙間が生じない状態になる。
【００５９】
各グリップ形成部材２１のグリップ爪部２２のクランプロッド３の軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたので、クランプロッド３のテーパ平面３５にグリップ形成部材２１を係合させることで、クランプロッド３とグリップ部材２の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面を円形に形成することができる。
テーパ平面３５と部分円錐面３６のクランプロッド３の軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成したので、クランプロッド３の下方への移動に伴いグリップ形成部材２１が拡径しても、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心に直交する断面を円形に維持することができる。従って、スクレーパ２６の内周部を弾性変形させることができるので、スクレーパ２６とクランプロッド３間に殆ど隙間が生じない。
【００６０】
グリップ部材２は、クランプロッド３の外周側に周方向に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材２１で構成され、中段ロッド部３３に各テーパ平面３５の下端部に連なり且つクランプロッド３の軸心と平行なストレート面３３ａが形成されたので、小型のクランプ装置Ｃにおいても、ストレート面３３ａに対応するようにグリップ形成部材２１を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部３３の水平断面積を極力大きくしてクランプロッド３の引っ張り強度を確保することができる。
【００６１】
テーパ部３４の下部の水平断面が、テーパ平面３５と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたので、３つのグリップ形成部材２１を係合させた状態において、スクレーパ２６の近傍部における、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面を円形にすることができるため、スクレーパ２６の耐久性を確保することができる。
【００６２】
以下の実施例では、上記のクランプ装置Ｃを部分的に変更した例及びこれらの例を部分的に変更した種々の例について説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
【実施例２】
【００６３】
図１１〜図１７に示すように、このクランプ装置ＣＡは、クランプ本体１と、グリップ部材２Ａと、クランプロッド３Ａと、このクランプロッド３Ａを進退駆動する駆動手段４などを有するが、このクランプ装置ＣＡは、グリップ部材２Ａとクランプロッド３Ａを変更した以外は、前記実施例１と同様であるので、グリップ部材２Ａとクランプロッド３Ａについてのみ説明する。
【００６４】
先ず、グリップ部材２Ａについて説明する。
図１２〜図１７に示すように、グリップ部材２Ａは、クランプロッド３Ａの両側に対向状に配設された１対の鋼製のグリップ形成部材２１Ａで構成されている。１対のグリップ形成部材２１Ａは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ａの上部にはグリップ爪部２２Ａが形成され、グリップ形成部材２１Ａの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部２３Ａが形成されている。グリップ形成部材２１Ａの下半部の内面には、ストレート平面２４Ａが形成されている。
【００６５】
グリップ爪部２２Ａの断面であってクランプロッド３Ａの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ａの上半部の内面には、上方程クランプロッド３Ａの軸心から離隔するテーパ面２２Ａａが形成され、このテーパ面２２Ａａがクランプロッド３Ａのテーパ部３４Ａの１対のテーパ平面３５Ａに密着状に夫々係合するようになっている。
【００６６】
次に、クランプロッド３Ａについて説明する。
図１２〜図１７に示すように、クランプロッド３Ａは、１対のグリップ部材２Ａに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ａは、下端側部分のＴ形係合部と、このＴ形係合部から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ａと、この中段ロッド部３３Ａから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１対のグリップ形成部材２１Ａを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ａとを備えている。
【００６７】
中段ロッド部３３Ａは、小径ロッド部３２より大径のロッド状に形成され、その側面にクランプロッド３Ａの軸心と平行な１対のストレート面３３Ａａが対向状に形成されている。ストレート面３３Ａａは、各テーパ平面３５Ａの下端部に連なり且つクランプロッド３Ａの軸心と平行に形成されている。このストレート面３３Ａａに、グリップ形成部材２１Ａのストレート平面２４Ａが面接触的に当接している。
【００６８】
テーパ部３４Ａは、１対のグリップ形成部材２１Ａのグリップ爪部２２Ａが当接する上方程離隔距離が拡大する１対のテーパ平面３５Ａと、これらテーパ平面３５Ａの下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ａと、この部分円錐面３６Ａの上方に連なる部分円筒面３７Ａを有している。テーパ平面３５Ａは、テーパ部３４Ａの上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ａの下半部の水平断面がテーパ平面３５Ａと平行な長辺を有する長円形に形成されている。この断面長円形の長手方向の両端部に相当する部分円錐面３６Ａが、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００６９】
図１２〜図１７に示すように、スクレーパ２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材２１Ａとクランプロッド３Ａの断面であってクランプロッド３Ａの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ａと部分円錐面３６Ａのクランプロッド３Ａの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図１２参照）。アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ａの部分円錐面３６Ａの下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７０】
クランプ装置ＣＡにおいて、図１２，図１３のアンクランプ状態から、図１４，図１６に示すようにクランプロッド３Ａが下方へ徐々に移動してグリップ部材２Ａが拡径駆動されると、１対のグリップ形成部材２１Ａとクランプロッド３Ａの円形断面の外径が径方向に徐々に拡大し、図１５，図１７に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形する。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００７１】
図１８〜図２４に示すように、このクランプ装置ＣＢは、クランプ本体１と、グリップ部材２Ｂと、クランプロッド３Ｂと、このクランプロッド３Ｂを進退駆動する駆動手段４などを有するが、このクランプ装置ＣＢは、グリップ部材２Ｂとクランプロッド３Ｂを変更した以外は、前記実施例１と同様であるので、本実施例ではグリップ部材２Ｂとクランプロッド３Ｂについてのみ説明する。
【００７２】
先ず、グリップ部材２Ｂについて説明する。
図１９〜図２４に示すように、グリップ部材２Ｂは、クランプロッド３Ｂの外周側に配設された１つの鋼製のグリップ形成部材２１Ｂで構成されている。１つのグリップ形成部材２１Ｂは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ｂの上部にはグリップ爪部２２Ｂが形成され、グリップ形成部材２１Ｂの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部２３Ｂが形成されている。グリップ形成部材２１Ｂの下半部の内面には、ストレート平面２４Ｂが形成されている。
【００７３】
グリップ爪部２２Ｂの断面であってクランプロッド３Ｂの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ｂの内面には、上方程クランプロッド３Ｂの軸心から離隔するテーパ面２２Ｂａが形成され、このテーパ面２２Ｂａがクランプロッド３Ｂのテーパ部３４Ｂの１つのテーパ平面３５Ｂに密着状に係合するようになっている。
【００７４】
次に、クランプロッド３Ｂについて説明する。
図１９〜図２４に示すように、クランプロッド３Ｂは、グリップ形成部材２１Ｂに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ｂは、下端側部分のＴ形係合部と、このＴ形係合部から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ｂと、この中段ロッド部３３Ｂから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１つのグリップ形成部材２１Ｂを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ｂとを備えている。
【００７５】
中段ロッド部３３Ｂは、小径ロッド部３２より大径のロッド状に形成され、その側面にクランプロッド３Ｂの軸心と平行な１つのストレート面３３Ｂａが形成されている。ストレート面３３Ｂａは、テーパ平面３５Ｂの下端部に連なり且つクランプロッド３Ｂの軸心と平行に形成されている。このストレート面３３Ｂａに、グリップ形成部材２１Ｂのストレート平面２４Ｂが面接触的に当接している。
【００７６】
テーパ部３４Ｂは、１つのグリップ形成部材２１Ｂのグリップ爪部２２Ｂが当接する上方程離隔距離が拡大する１つのテーパ平面３５Ｂと、これらテーパ平面３５Ｂの下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ｂと、この部分円錐面３６Ｂの上方に連なる部分円筒面３７Ｂを有している。テーパ平面３５Ｂは、テーパ部３４Ｂの上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ｂの下半部の水平断面がテーパ平面３５Ｂと平行な辺を有するＤ形に形成されている。この断面Ｄ形の湾曲部側に相当する部分円錐面３６Ｂが、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７７】
図１９〜図２４に示すように、スクレーパ２６の近傍部における、１つのグリップ形成部材２１Ｂとクランプロッド３Ｂの断面であってクランプロッド３Ｂの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ｂと部分円錐面３６Ｂのクランプロッド３Ｂの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図１９参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ｂの部分円錐面３６Ｂの下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７８】
クランプ装置ＣＢにおいて、図１９，図２０のアンクランプ状態から、図２１，図２３に示すようにクランプロッド３Ｂが下方へ徐々に移動してグリップ部材２Ｂが拡径駆動されると、１つのグリップ形成部材２１Ｂとクランプロッド３Ｂの円形断面の外径が径方向に均等に徐々に拡大し、図２２，図２４に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向へ徐々に引っ張られて弾性変形する。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。
【実施例４】
【００７９】
図２５〜図３１に示すように、このクランプ装置ＣＣは、クランプ本体１Ｃと、グリップ部材２Ｃと、クランプロッド３Ｃと、このクランプロッド３Ｃを進退駆動する駆動手段４Ｃなどを有する。クランプ本体１Ｃは、上部本体１１Ｃと下部本体１２Ｃとで構成され、クランプ本体１Ｃがベース部材１３Ｃに組み付けられる。
【００８０】
上部本体１１Ｃは平面視にて両端の角部が湾曲状に形成されたほぼ長方形であり、この上部本体１１Ｃは４つのボルト穴９Ｃに挿入される４つのボルトでベース部材１３Ｃに固定される。下部本体１２Ｃはシリンダ穴６１を形成する筒状部材であり、この下部本体１２Ｃの上端部が上部本体１１Ｃの下面側の凹部１５Ｃに嵌合され、６つのボルト１６Ｃにより上部本体１１Ｃに固定されている。
【００８１】
上部本体１１Ｃの中心部分の挿通孔１７Ｃを上下に貫通するようにグリップ部材２Ｃとクランプロッド３Ｃが配設されている。上部本体１１Ｃの上面には、グリップ部材２Ｃを囲む４つの円弧状の着座面１８Ｃが形成され、これら着座面１８ＣにワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプする。上部本体１１Ｃの上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１９Ｃが十文字状に形成されている。
【００８２】
次に、グリップ部材２Ｃについて説明する。
図２６〜図３１に示すように、グリップ部材２Ｃは、クランプロッド３Ｃと共にクランプ本体１Ｃの上端部分の挿通孔１７Ｃを挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材２Ｃは、クランプロッド３Ｃの外周側に周方向に等間隔に配設された４つのグリップ形成部材２１Ｃで構成されている。４つのグリップ形成部材２１Ｃは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ｃの上部にはグリップ爪部２２Ｃが形成され、グリップ形成部材２１Ｃの下端部には、円弧状の水平な基端鍔部２３Ｃが形成されている。４つのグリップ形成部材２１Ｃの下半部の内面には、ストレート平面２４Ｃが形成されている。
【００８３】
グリップ爪部２２Ｃの断面であってクランプロッド３Ｃの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ｃの内面には、上方程クランプロッド３Ｃの軸心から離隔するテーパ面２２Ｃａが形成され、このテーパ面２２Ｃａがクランプロッド３Ｃのテーパ部３４Ｃのテーパ平面３５Ｃに密着状に係合するようになっている。グリップ爪部２２Ｃの外周面には、ワークＷの穴の内周面をグリップし易くする３段の歯が形成されている。
【００８４】
図２６に示すように、上部本体１１Ｃの挿通孔１７Ｃのうちグリップ部材２Ｃ及びクランプロッド３Ｃの外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ２６Ｃが装着されている。スクレーパ２６Ｃは、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃを束ねるものである。グリップ部材２Ｃの下部には、４分割された４つのグリップ形成部材２１Ｃを縮径方向へ付勢するＯリング２７Ｃが装着されている。
【００８５】
グリップ部材２Ｃの基端鍔部２３Ｃは、上部本体１１Ｃの円形凹部２８Ｃに収容され、基端鍔部２３Ｃの外周側には隙間が形成されている。グリップ部材２Ｃの基端鍔部２３Ｃは、円形凹部２８Ｃの上壁部とサポート機構５Ｃの環状受圧部材７１の水平板部７１ｃとの間に水平方向へ可動に挟着され、環状受圧部材７１で支持されている。グリップ部材２Ｃは、環状受圧部材７１と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部２８Ｃの外周部の環状隙間とスクレーパ２６Ｃの弾性変形を介して、クランプ装置ＣＣの軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。
【００８６】
次に、クランプロッド３Ｃについて説明する。
図２６〜図３１に示すように、クランプロッド３Ｃは、グリップ部材２Ｃに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ｃは、下端側部分の大径鍔部３１Ｃと、この大径鍔部３１Ｃから上方に連なる大径ロッド部３２Ｃと、この大径ロッド部３２Ｃから上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ｃと、この中段ロッド部３３Ｃから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ４つのグリップ形成部材２１Ｃを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ｃとを備えている。大径ロッド部３２Ｃの水平断面は円形である。
【００８７】
中段ロッド部３３Ｃは、大径ロッド部３２Ｃより僅かに大径に形成されている。この中段ロッド部３３Ｃの側面に、クランプロッド３Ｃの軸心と平行な４つのストレート面３３Ｃａが周方向に等間隔に形成されている。ストレート面３３Ｃａは、中段ロッド部３３Ｃの上下方向のほぼ全長に亙って形成されている。ストレート面３３Ｃａは、各テーパ平面３５Ｃの下端部に連なり且つクランプロッド３Ｃの軸心と平行になっている。このストレート面３３Ｃａに、グリップ形成部材２１Ｃのストレート平面２４Ｃが面接触的に当接している。中段ロッド部３３Ｃのストレート面３３Ｃａを除く角部は、テーパ部３４Ｃの部分円錐面３６Ｃの下端部に連なっている。
【００８８】
テーパ部３４Ｃは、４つのグリップ形成部材２１Ｃのグリップ爪部２２Ｃが面接触的に当接する４つのテーパ平面３５Ｃと、この４つのテーパ平面３５Ｃの下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ｃと、この部分円錐面３６Ｃの上方に連なる部分円筒面３７Ｃを有している。テーパ平面３５Ｃは、テーパ部３４Ｃの上下方向のほぼ全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ｃの下部の水平断面が、テーパ平面３５Ｃと平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる四角形状に形成されている。スクレーパ２６Ｃの近傍部における、テーパ部３４Ｃの断面四角形状の各頂部に相当する部分円錐面３６Ｃは、スクレーパ２６Ｃの内周部に接触している。
【００８９】
図２６〜図３１に示すように、スクレーパ２６Ｃの近傍部における、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃの断面であってクランプロッド３Ｃの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ｃと部分円錐面３６Ｃのクランプロッド３Ｃの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図２６参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ｃの部分円錐面３６Ｃの下端部は、スクレーパ２６Ｃの内周部に接触している。
【００９０】
クランプ装置ＣＣにおける、図２６，図２７のアンクランプ状態から、図２８，図３０に示すようにクランプロッド３Ｃが下方へ移動してグリップ部材２Ｃが拡径駆動されると、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃの円形断面の外径が径方向に徐々に拡大し、図２９，図３１に示すようにスクレーパ２６Ｃの内周部が周方向と径方向へ弾性変形する。
【００９１】
次に、駆動手段４Ｃについて説明する。
図２６に示すように、駆動手段４は、クランプロッド３Ｃをクランプ本体１Ｃに対して油圧で進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段４Ｃは、下部本体１２Ｃとベース部材１３Ｃとで形成された立向きのシリンダ穴６１と、ピストン部６５とこのピストン部６５から上方へ延びる筒状ピストンロッド６６とからなるピストン部材６２と、ピストン部６５の上側のクランプ用油室６３及びピストン部６５の下側のアンクランプ用油室６４とを備えている。クランプ用油室６３には、油圧供給源（図示略）から油路を介して油圧が供給される。アンクランプ用油室６４は、油圧供給源８１から油路８１ａを介して油圧が供給される。
【００９２】
シリンダ穴６１の底面はベース部材１３Ｃで塞がれている。ピストン部材６２はベース部材１３Ｃの穴の底壁面で受け止められて下限位置になる。ピストン部材６２には、上部の小径孔６２ａと、中段部の中径孔６２ｂと、下部の大径孔６２ｃとが形成されている。中径孔６２ｂの下部と大径孔６２ｃには封鎖部材６７が装着され、ストップリング６８で抜け止めされている。ピストン部６５の外周部はシール部材で油密に封止され、筒状ピストンロッド６６の外周部はシール部材で油密に封止され、封鎖部材６７の外周部はシール部材で油密に封止されている。
【００９３】
クランプロッド３Ｃの大径ロッド部３２Ｃが小径孔６２ａ内に位置し、大径鍔部３１Ｃが中径孔６２ｂ内に位置している。大径ロッド部３２Ｃと小径孔６２ａの内周面との間には環状隙間が形成され、大径ロッド部３２Ｃの外周の環状溝に太いＯリング６９が装着され、このＯリング６９は大径ロッド部３２Ｃと筒状ピストンロッド６６の間に僅かに圧縮状態に装着されている。
【００９４】
大径鍔部３１Ｃは中径孔６２ｂの上壁と封鎖部材６７の間に水平方向へ可動に装着されている。大径鍔部３１Ｃの外周面と中径孔６２ｂの内周面との間には僅かな隙間がある。それ故、クランプロッド３Ｃは、ピストン部材６２と一体的に昇降移動するが、ピストン部材６２に対して相対的に駆動手段４Ｃの軸心と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能である。グリップ部材２Ｃはクランプロッド３Ｃと一体的に上記軸心と直交する水平方向へ移動可能である。
【００９５】
次に、サポート機構５Ｃについて説明する。
図２６に示すように、サポート機構５Ｃは、環状の受圧ピストン部材７１と、この受圧ピストン部材７１の筒部７１ａにクランプ方向と反対方向向きに油圧を受圧させるサポート油室７２と、油圧シリンダのアンクランプ用油室６４からサポート油室７２に通ずる環状油路７３ａと斜め絞り油路７３ｂからなる油路７３とを有する。
【００９６】
受圧ピストン部材７１は、筒部７１ａと、筒部７１ａの上端部に形成された係止鍔部７１ｂと、筒部７１ａの上端に一体形成された水平板部７１ｃと、筒部７１ａの下端部から下方へ連なる下端部がクランプ用油室６３に臨む筒部７１ｄを有する。筒部７１ａの下端外周側には環状受圧面７１ｅが形成されている。受圧ピストン部材７１は、筒状ピストンロッド６６に摺動自在に外嵌され且つ下部本体１２Ｃの円筒穴７０ａ，７０ｂに摺動自在に内嵌されている。
【００９７】
受圧ピストン部材７１の係止鍔部７１ｂは、下部本体１２Ｃと上部本体１１Ｃとで形成された収容穴５６Ｃに上下方向に昇降可能に装着されている。受圧ピストン部材７１が下限位置のとき、係止鍔部７１ｂを収容穴５６Ｃの下端壁で受け止め、受圧ピストン部材７１が上限位置のとき、水平板部７１ｃを収容穴５６Ｃの上端壁で受け止める。
【００９８】
サポート油室７２は、筒部７１ａと筒部７１ｄと下部本体１２Ｃとで形成されている。筒部７１ｄの外周側はシール部材で油密に封止されている。筒部７１ｄは、下部本体１２Ｃと筒状ピストンロッド６６とで形成される円筒穴７０ｂに挿入されてクランプ用油室６３の油圧を受圧する。
【００９９】
尚、図示省略したが、前記実施例１と同様に、加圧エア導入手段がクランプ本体１Ｃ内に設けられている。このクランプ装置ＣＣは、前記実施例１のクランプ装置Ｃと比較して、高さ方向に対しては小型に構成されているが、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので詳細な説明は省略する。
【実施例５】
【０１００】
図３２〜図４３に示すように、このクランプ装置ＣＤは、クランプ本体１０１と、グリップ部材１０２と、クランプロッド１０３と、このクランプロッド１０３を進退駆動する駆動手段１０４と、スクレーパ１２６と、案内支持機構１２８などを有する。クランプ本体１０１は、上部本体１１１と下部本体１１２とで構成され、クランプ本体１０１がベース部材１１３に組み付けられる。
【０１０１】
上部本体１１１は、平面視にてほぼ正方形の鋼製の部材である。この上部本体１１１は、４つのボルト穴１１４に挿入される４本のボルトでベース部材１１３に固定される。下部本体１１２はシリンダ穴１４１を形成する筒状部材であり、この下部本体１１２の上端部が上部本体１１１の下面側の凹部１１５に嵌合され、４本のボルト１１６により固定されている。
【０１０２】
上部本体１１１の中心部分の挿通孔１１７を上下に貫通するようにグリップ部材１０２が配設されている。上部本体１１１の上面には、グリップ部材１０２を囲む４つの円弧状の着座面１１８が形成され、ワークＷをクランプした状態では、これら着座面１１８にワークＷが着座している。上部本体１１１の上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１１９が十文字状に形成されている。４つの着座面１１８と４つの凹溝１１９を除き、上部本体１１１の上面は、緩い傾斜角の部分円錐面に形成されている。
【０１０３】
次に、グリップ部材１０２について説明する。
図３２〜図３７に示すように、グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３と共に、クランプ本体１０１の上端部分の挿通孔１１７を挿通してワークＷの穴Ｈに挿入され、穴Ｈの内周面をグリップ可能である。グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３の両側に対向状に配設された１対の鋼製のグリップ形成部材１２１で構成されている。１対のグリップ形成部材１２１は、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材１２１の上部にはグリップ爪部１２２が形成され、グリップ形成部材１２１の下端部には半円円弧状の水平な基端鍔部１２３が形成されている。１対のグリップ形成部材１２１の下半部の内面には、ストレート平面１２４が形成されている。
【０１０４】
グリップ爪部１２２の上下方向の長さは、グリップ部材１０２の全高の約１／３である。グリップ爪部１２２のクランプロッド１０３の軸心と直交する断面は偏平Ｄ形であり、このグリップ爪部１２２の内面には、上方程クランプロッド１０３の軸心から離隔するテーパ面１２２ｂが形成され、このテーパ面１２２ｂがクランプロッド１０３のテーパ部１３４のテーパ平面１３５に密着状に係合するようになっている。グリップ爪部１２２の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップし易くする２段の歯１２２ａが形成されている。
【０１０５】
図３５に示すように、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３の周方向の両端部が、グリップ爪部１２２よりもクランプロッド１０３側へ突出している。１対の基端鍔部１２３の間に僅かな隙間があけられている。
【０１０６】
図３３、図３４に示すように、クランプ本体１０１の内部には、１対のグリップ形成部材１２１の１対の基端鍔部１２３を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構１２８が設けられている。基端鍔部１２３は、上部本体１１１の円形凹部１２９に収容され、円形凹部１２９の上壁部と環状受圧部材１５１の水平板部１６２との間に水平方向に可動に挟着されている。この円形凹部１２９と水平板部１６２が、案内支持機構１２８に相当する。
【０１０７】
図３２〜図３８に示すように、上部本体１１１の挿通孔１１７のうちグリップ部材１０２及びクランプロッド１０３の外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ１２６であって、グリップ部材２及びクランプロッド１０３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾力性のある材料からなるスクレーパ１２６が装着されている。スクレーパ１２６は、グリップ部材１０２及びクランプロッド１０３の外周側の環状隙間から切粉等の異物が内部に侵入するのを防ぎ、エアブローのエアの漏出を少なくし、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３を束ねるものである。グリップ部材１０２の下部には、２分割された１対のグリップ形成部材１２２を縮径方向（相接近方向）へ付勢するＯリング１２７が装着されている。
【０１０８】
グリップ部材１０２は、駆動手段１０４により環状受圧部材１５１と一体的に小距離だけ昇降可能であり、円形凹部１２９の外周部の環状隙間とスクレーパ１２６の弾性変形を介して、駆動手段１０４の軸心（つまり、クランプ装置ＣＤの軸心）と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能に装着されている。
【０１０９】
次に、クランプロッド１０３について説明する。
図３４〜図３８に示すように、クランプロッド１０３は、グリップ部材１０２のストレート平面１２４を挿通し且つグリップ部材１０２に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド１０３は、下端側部分の大径鍔部１３１と、この大径鍔部１３１から上方に連なる大径ロッド部１３２と、この大径ロッド部１３２からテーパロッド部１３２ａを介して上方へ連なる中段部分の中段ロッド部１３３と、この中段ロッド部１３３から上方へ連なる上端側部分に形成され且つ１対のグリップ形成部材１２１を拡径させるテーパ部１３４とを備えている。大径ロッド部１３２の水平断面は円形である。
【０１１０】
中段ロッド部１３３の水平断面が、テーパ部１３４のテーパ平面１３５と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されている。中段ロッド部１３３の対向する長辺側側面１３３ａの上端部は、テーパ部１３４のテーパ平面１３５の下端部に連なっている。中段ロッド部１３３の対向する短辺側部分円筒面１３３ｂの上端部は、テーパ部１３４の部分円錐面１３６の下端部に連なっている。長辺側側面１３３ａと短辺側部分円筒面１３３ｂの下端部は、テーパロッド部１３２ａの上端の外表面に連なっている。
【０１１１】
図３３、図３４、図３６〜図４０に示すように、テーパ部１３４は、１対のグリップ形成部材１２１のグリップ爪部１２２が当接する上方程離隔距離が拡大する１対のテーパ平面１３５と、これらテーパ平面１３５の下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面１３６と、部分円錐面１３６の上方に連なる部分円筒面１３７を有している。テーパ平面１３５は、テーパ部１３４の上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部１３４の上端中央部にはセンター孔１３４ａが形成されている。テーパ部１３４の下半部の水平断面がテーパ平面１３５と平行な長辺を有する長円形に形成されている。
【０１１２】
スクレーパ１２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の外形が円筒状に形成されている。つまり、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の断面であってクランプロッド１０３の軸心と直交する断面が円形に形成されている。グリップ部材１０２が拡径駆動される際に、この円筒状の外形が拡大し、図３７，図４０，図４３に示すように、スクレーパ１２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形する。
【０１１３】
次に、駆動手段１０４について説明する。
図３３，図３４，図３５，図３８，図４１に示すように、駆動手段１０４は、グリップ部材１０２とクランプロッド１０３とを軸心方向（上下方向）に進退駆動するものであり、油圧シリンダの油圧力でクランプ駆動し、コイルバネ１４７，１４８の弾性力でクランプ解除駆動するものである。
【０１１４】
この駆動手段１０４は、下部本体１１２に形成された縦向きのシリンダ穴１４１と、このシリンダ穴１４１に装着されたピストン部１４３とこのピストン部１４３から上方へ延びる筒状ピストンロッド１４４とを含む筒状のピストン部材１４２と、ピストン部材１４２の上側のクランプ用油室１４５と、ピストン部材１４２の下側のバネ収容室１４６と、バネ収容室１４６に圧縮状に収容された小径のコイルバネ１４７及び大径のコイルバネ１４８などを備えている。クランプ用油室１４５は、下部本体１１２とピストン部材１４２と受圧ピストン部材１５１とで形成されている。
【０１１５】
シリンダ穴１４１の下端部に閉塞部材１５２が装着され、閉塞部材１５２は、ストップリング１５３で抜け止めされ、回転規制ピン１５４で回転規制されている。閉塞部材１５２の外周部は、シール部材１５２ａで気密に封止されている。尚、ピストン部材１４２が下限位置のとき、閉塞部材１５２の上端面で受け止められる。コイルバネ１４７，１４８の下端は閉塞部材１５２で受け止められ、コイルバネ１４７の上端はクランプロッド１０３の大径鍔部１３１で受け止められ、コイルバネ１４８の上端はピストン部材１４２で受け止められている。クランプロッド１０３はコイルバネ１４７で上方へ付勢されて筒状ピストンロッド１４４の下端に当接している。ピストン部材１４２は、コイルバネ１４７，１４８で上方（クランプ解除側）へ付勢されている。
【０１１６】
ピストン部材１４２には、上部の小径孔１５５と、中段部の中径孔１５６と、下部の大径孔１５７とが形成されている。ピストン部材１４２の中段部外周には、テーパ外周面１５８が形成されている。ピストン部材１４２の外周部は、シール部材１４２ａ，１４２ｂで油密に封止されている。
【０１１７】
クランプロッド１０３の大径鍔部１３１が中径孔１５６内に収容され、クランプロッド１０３の大径ロッド部１３２が小径孔１５５内に位置している。大径鍔部１３１の外周側には環状隙間があり、大径ロッド部１３２の外周側には環状隙間がある。円形穴１６３の内のクランプロッド１０３の外周側には環状隙間がある。それ故、クランプロッド１０３は、コイルバネ１４７の付勢力とピストン部材１４２に作用する油圧力によりピストン部材１４２と一体的に昇降移動し、ピストン部材１４２に対して相対的に駆動手段１０４の軸心（つまり、クランプ装置ＣＤの軸心）と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能である。
【０１１８】
受圧ピストン部材１５１は、筒部１６１と、この筒部１６１の上端に連なる水平板部１６２とを有し、この水平板部１６２の上面にグリップ部材１０２の基端鍔部１２３が載置されて支持されている。水平板部１６２の中心部の円形穴１６３に、クランプロッド１０３の中段ロッド部１３３が遊嵌状に挿通し、水平板部１６２の外周部には、筒部１６１よりも僅かに大径の係止鍔１６２ａが形成されている。シリンダ穴１４１は、テーパ状の内周面を有する中段シリンダ穴１６４と、上端側部分に形成された上部シリンダ穴１６５とを有する。
【０１１９】
上部本体１１１には、上部シリンダ穴１６５の上端に連なる収容穴１６６が形成されている。この収容穴１６６の深さは係止鍔１６２ａの厚さよりも僅かに大きい。受圧ピストン部材１５１の筒部１６１は、上部シリンダ穴１６５の内周面と筒状ピストンロッド１４４間の筒状シリダン穴に上下方向に摺動自在に装着され、筒部１６１の内周側はシール部材１４２ａで封止され、外周側はシール部材１１２ａで封止されている。水平板部１６２は、収容穴１６６に上下方向に可動に装着されている。
【０１２０】
受圧ピストン部材１５１の筒部１６１の下端は、クランプ用油室１４５に臨んでその油圧を受圧する。クランプ用油室１４５は、下部本体１１２に形成された油路１７１、下部本体１１２とベース部材１１３間の環状隙間１７２、ベース部材１１３内に形成された油路１７３を介して油圧供給源（図示略）に接続されている。
【０１２１】
図３２、図３３、図３８、図４１に示すように、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１１８に密着したことを検出する着座センサが設けられている。この着座センサは、着座面１１８に開口した加圧エア噴出孔１７６と、この加圧エア噴出孔１７６に連通する上部本体１１１内及び下部本体１１２内のエア通路１７７，１７８と、下部本体１１２とベース部材１１３間の環状隙間１７９と、ベース部材１１３内のエア通路１８０と、これらのエア通路を介して加圧エア噴出孔１７６に加圧エア供給源（図示略）から加圧エアを供給する状態においてエア通路１８０内の加圧エアの圧力が設定圧以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチ（図示略）等で構成されている。
【０１２２】
図３３，図３４，図３８，図４１に示すように、ベース部材１１３に下部本体１１２を装着する装着穴が形成され、この装着穴は上部の大径穴１１３ａと、中段部に形成され且つ大径穴１１３ａよりも僅かに小径の中径穴１１３ｂと、下端側部分に形成され且つ中径穴１１３ｂより僅かに小径の小径穴１１３ｃとを有する。下部本体１１２は、その上半部に形成された大径部１１２ｅと、その下半部に大径部１１２ｅよりも小径に形成された小径部１１２ｆとを備えている。大径部１１２ｅは、大径穴１１３ａと中径穴１１３ｂの上端部に内嵌され、この大径部１１２ｅの外周面と大径穴１１３ａの内周面間には所定幅の環状隙間１７９が形成され、大径部１１２ｅの上端近傍部と下端部にはシール部材１１２ｂ，１１２ｃが装着されている。
【０１２３】
小径部１１２ｆは、中径穴１１３ｂと小径穴１１３ｃに内嵌され、小径部１１２ｆの外周面と中径穴１１３ｂの内周面間には環状隙間１７２が形成され、小径穴１１３ｃの上端部に対応する部位において小径部１１２ｆにはシール部材１１２ｄが装着されている。
【０１２４】
閉塞部材１５２の中央部にはエア供給孔１８１が形成され、クランプロッド１０３内にはエア通路１８２が形成されている。エア供給孔１８１は、下部本体１１２とベース部材１１３間の下端隙間１８３及び環状隙間１８４、ベース部材１１３内のエア通路１８５を介して加圧エア供給源に接続されている。加圧エア供給源から供給される加圧エアが、エア通路１８５、下端隙間１８３、エア供給孔１８１、バネ収容室１４６、クランプロッド１０３内のエア通路１８２、小径孔１５５、円形穴１６３、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３間の隙間を通って、４つの着座面１１８の方へ流れ、４つの着座面１１８をエアブローする。
【０１２５】
下部本体１１２の外周部は、複数のシール部材１１２ｂ〜１１２ｄで気密又は油密に封止されている。上記環状隙間１７２，１７９，１８４は下方の環状隙間程小径に形成されているので、クランプ本体１０１をベース部材１１３の装着穴１１３ａに組み付ける際に、油路１７３とエア通路１８０，１８５が環状隙間１７２，１７９，１８４に開口するエッジ部により、シール部材１１２ｂ〜１１２ｄが損傷するのを確実に防止できる。しかも、油路１７３とエア通路１８０，１８５をベース部材１１３に形成する際に、それらを、夫々、環状隙間１７２，１７９，１８４に連通させればよいため、油路１７３とエア通路１８０，１８５の配置や方向の自由度（つまり、設計の自由度）が向上する。特に、ワークＷが着座面１１８の一部分にしか当接されない場合であっても、環状隙間１７９を介して加圧エア噴出孔１７６に加圧エアが供給される構造なので、クランプ本体１０１の周方向の位置を調整するだけで、加圧エア噴出孔１７６の位置をワークＷの形状に応じて調整することができる。
【０１２６】
上記のクランプ装置ＣＤの作用について説明する。
クランプ装置ＣＤにより、ワークＷをクランプする場合、最初に、クランプ用油室１４５の油圧をドレン圧にする。すると、バネ収容室１４６内のコイルバネ１４７，１４８の付勢力により、図３３〜図３６に示すように、クランプロッド１０３とグリップ部材１０２と筒状ピストン部材１４２と受圧ピストン部材１５１が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材１０２はスクレーパ１２６やＯリング１２７により縮径状態を保持し、スクレーパ１２６の近傍部においては、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の１対の短辺側部分円筒面１３３ｂとからなる円筒状の外形が形成されている（図３７参照）。つまり、クランプロッド１０３と１対のグリップ形成部材１２１の断面であってクランプロッド１０３の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、クランプロッド１０３と１対のグリップ形成部材１２１とスクレーパ１２６の間に隙間が殆ど生じることがないから、エアブローの加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、加圧エアの消費量が非常に少なくなる。
【０１２７】
次に、ワークＷを搬入して、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材１０２とクランプロッド１０３とを挿入し、ワークＷを着座面１１８で支持する。次に、クランプ用油室１４５に油圧を供給し、筒状ピストン部材１４２に下方向きの油圧力を作用させる。すると、受圧ピストン部材１５１はクランプ用油室１４５の油圧を受圧して前記の上限位置を保持し、グリップ部材１０２も上限位置を保持するが、筒状ピストン部材１４２は下方向きの油圧力により、コイルバネ１４７，１４８の付勢力に抗して下方へ駆動されるため、クランプロッド１０３がグリップ部材１０２に対して相対的に下方へ移動する。
【０１２８】
その結果、クランプロッド１０３のテーパ部１３４の１対のテーパ平面１３５によりグリップ部材１０２の１対のグリップ爪部１２２が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態（グリップ状態）になり、グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３と相対移動不能になる。その状態から、図３８〜図４０に示すように、筒状ピストン部材１４２とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３と受圧ピストン部材１５１は一体的に下方へ小距離（例えば、０．２ｍｍ）だけ駆動され、ワークＷが着座面１１８に強く押圧されたクランプ状態になって停止する。このとき、スクレーパ１２６の近傍部においては、テーパ部１３４の下方への移動に伴い部分円錐面１３６の直径が大きくなるため、グリップ形成部材１２１と部分円錐面１３６との円形断面の外径が大きくなり、スクレーパ１２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形し、スクレーパ１２６とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３との間に隙間が生じない状態になる。
【０１２９】
尚、ワークＷをセットしない状態でのクランプ装置ＣＤのフルストローク状態では、クランプ用油室１４５に油圧を供給すると、筒状ピストン部材１４２には下方向きの油圧力が作用し、図４１〜図４３に示すように、受圧ピストン部材１５１とグリップ部材１０２は上限位置を保持したまま、筒状ピストン部材１４２は下限位置に移動して閉塞部材１５２に当接し、クランプロッド１０３のテーパ部１３４によりグリップ部材１０２のグリップ爪部１２２が外径拡大側へ最大限拡径駆動される。このとき、スクレーパ１２６の近傍部においては、グリップ形成部材１２１と部分円錐面１３６との円形断面の外径が最大になり、スクレーパ１２６が周方向と径方向へ最大限弾性変形し、スクレーパ１２６とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３との間に隙間が生じない状態になる。
【０１３０】
上記のクランプ装置ＣＤの効果について説明する。
スクレーパ１２６の近傍部において、１対のグリップ形成部材１２１の端縁がクランプロッド１０３の外面よりも突出しないため、スクレーパ１２６が１対のグリップ形成部材１２１の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ１２６の耐久性を確保することができる。
【０１３１】
中段ロッド部１３３の水平断面が、テーパ平面１３５と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されたので、小型のクランプ装置においても、中段ロッド部１３３の両側に１対のグリップ形成部材１２１を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部１３３の水平断面積を極力大きくしてクランプロッド１０３の引っ張り強度を確保することができる。
【０１３２】
テーパ部１３４の下半部の水平断面が、テーパ平面１３５と平行な長辺を有する長円形に形成されたので、これらテーパ平面１３５の下半部の端円同士間に上方程半径が大きくなる部分円錐面１３６を形成することができ、スクレーパ１２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の断面を円形に形成することができるため、スクレーパ１２６の耐久性を確保することができる。その他の効果は、前記実施例１とほぼ同様の効果を奏する。
【０１３３】
ところで、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３が案内支持機構１２８により水平方向へ移動可能に案内し支持されているものの、クランプ駆動時、グリップ形成部材１２１には転倒モーメントが作用する。小型のクランプ装置では小型のグリップ形成部材が採用されるが、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３の転倒モーメントに抗する幅も小さいため、グリップ形成部材１２１の転倒モーメントに抗する安定性を確保することも難しい。そのため、各グリップ形成部材１２１の下端部に半円円弧状の水平な基端鍔部１２３を設け、クランプ本体１０１に、１対のグリップ形成部材１２１の１対の基端鍔部１２３を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構１２８を設け、各グリップ部材１０２の基端鍔部１２３の周方向の少なくとも一端部が、グリップ爪部１２２よりもクランプロッド１０３側へ突出しているため、クランプ駆動時に、グリップ形成部材１２１に作用する転倒モーメントに抗する安定性を高めることができる。
【０１３４】
クランプロッド１０３とグリップ部材１０２をクランプ装置ＣＤの軸心と直交する水平方向へ小距離だけ可動に構成してあるため、複数のクランプ装置ＣＤにより、ワークＷの複数の穴Ｈをクランプする場合に、クランプ装置Ｃの軸心間距離と、穴Ｈの中心間距離が正確に一致せずに、製作誤差によりズレている場合にも、複数のクランプ装置ＣでワークＷをクランプすることができる。
【０１３５】
尚、前記クランプ装置ＣＤにおいて、図４４に示すように、グリップ部材１０２Ａの基端鍔部１２３Ａの周方向の少なくとも一端部を延長して、基端鍔部１２３Ａを平面視にてほぼＪ字形に夫々形成しても良い。
【０１３６】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
［１］前記実施例１〜４に記載したクランプ装置のクランプ駆動、アンクランプ駆動するために油圧を用いているが、これに限定する必要はなく、クランプ用油室、アンクランプ用油室、サポート油室に代えてクランプ用エア室、アンクランプ用エア室、サポートエア室を設け、加圧エア等の流体圧を用いてピストン部材をクランプ駆動、アンクランプ駆動するように構成しても良い。また、クランプ力をスプリングで発生させ、アンクランプ力を流体圧で発生させるように構成してもよい。
［２］前記実施例１〜５に記載したクランプ装置における、グリップ部材の構造、クランプロッドの構造、サポート機構の構造などは、一例を示すものであり、これらの構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。クランプ装置におけるその他の構造についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、機械加工に供するためのワークの穴に挿入したグリップ部材のグリップ爪部をクランプロッドで拡径させることにより穴の周面にグリップさせてクランプするようにした種々のクランプ装置に適用でき、また、このクランプ装置はワークの搬送等にも応用できる。
【符号の説明】
【０１３８】
Ｃ，ＣＡ〜ＣＤ クランプ装置
１ クランプ本体
２，２Ａ〜２Ｃ グリップ部材
３，３Ａ〜３Ｃ クランプロッド
４，４Ｃ 駆動手段
２１，２１Ａ〜２１Ｃ グリップ形成部材
２２，２２Ａ〜２２Ｃ グリップ爪部
２２ａ，２２Ａａ〜２２Ｂａ テーパ面
２３，２３Ａ〜２３Ｃ 基端鍔部
２４，２４Ａ〜２４Ｃ ストレート平面
２６ スクレーパ
３３，３３Ａ〜３３Ｃ 中段ロッド部
３３ａ，３３Ａａ〜３３Ｃａ ストレート面
３４，３４Ａ〜３４Ｃ テーパ部
３５，３５Ａ〜３５Ｃ テーパ平面
３６，３６Ａ〜３６Ｃ 部分円錐面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの穴に挿入したグリップ部材を拡径させて穴の内周面をグリップするクランプ装置に関し、スクレーパの近傍部において、グリップ部材及びクランプロッドとスクレーパの間に隙間が生じないように構成したクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上記のようにワークの穴に挿入したグリップ部材のグリップ爪部をクランプロッドで拡径させることにより穴の内周面にグリップさせてクランプ本体側へ引き付けてクランプするようにした種々のクランプ装置（所謂、ホールクランプ又はエキスパンションクランプ）が、実用に供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のクランプ装置は、クランプ本体、グリップ部材、このグリップ部材を拡径させる為のクランプロッド、クランプロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。グリップ部材は４つのグリップ形成部材で構成され、グリップ形成部材には、クランプロッドの軸心と直交する断面の形状が偏平Ｄ形のグリップ爪部が形成されている。クランプロッドの下部と中段部分はクランプロッドの軸心と直交する断面形状が円形のロッド状に形成され、クランプロッドの上端側部分には上方程大径化する倒立４角錐台状のテーパ部が形成されている。グリップ形成部材の下端には基端鍔部が形成され、クランプ本体には、グリップ形成部材の基端鍔部を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構も設けられている。
【０００４】
特許文献２には、クランプ本体、環状の一体品のコレット（グリップ部材）、プルロッド（クランプロッド）、プルロッドを駆動する油圧シリンダなどを備えている。コレットは、１つの縦向きスリットを介して外径拡大側へ弾性変形可能に構成されている。
【０００５】
この種のクランプ装置において、グリップ部材とクランプロッドの上端側部分はクランプ本体の上端部の挿通孔を挿通して上方へ延びる構造であるため、前記挿通孔の内のグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間から、切粉等の異物が内部へ侵入しないように、上記の環状隙間を塞ぐ為の可撓性のあるスクレーパをクランプ本体に設けた本願出願人による特許文献３のクランプ装置も公知である。
【０００６】
このクランプ装置において、グリップ部材が４つのスリットで分断された４つのグリップ形成部材で構成され、クランプロッドは、断面円形の中段ロッド部と、この中段ロッド部の上端に連なるテーパ部を有する。テーパ部には４つのグリップ形成部材のグリップ爪部が当接する４つのテーパ面が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許第４０２０９８１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８５５１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献３のクランプ装置においては、クランプロッドを下方へクランプ駆動して４つのグリップ形成部材を拡径させてワークの穴の内周面をグリップしてからワークをクランプ本体側へ引き付ける。この４つのグリップ形成部材が拡径すると、グリップ形成部材間のスリットが拡大するが、それら４つのスリットは開放されたままになる。
しかも、グリップ部材に対してクランプロッドが相対的に下降すると、４つのグリップ形成部材とクランプロッド間の隙間（これを内部隙間という）も拡大するだけでなく、スクレーパの近傍部において、グリップ部材とクランプロッドの断面（クランプロッドの軸心と直交する断面）が円形になっていない。
【０００９】
それ故、上記の４つのスリットと上記の内部隙間をスクレーパによって塞ぐことができないだけでなく、グリップ部材及びクランプロッドの外周とスクレーパ間にも隙間（これを外周側隙間という）が生じ、この外周側隙間もスクレーパで十分塞ぐことができない。
そのため、クランプしたワークを機械加工すると、切粉等の異物が上記の種々の隙間からクランプ装置の内部へ侵入し、クランプ装置の故障原因となる。
他方、上記の切粉等の異物の侵入を防止するために、機械加工中には、クランプ本体の内部へ加圧エアを供給し、その加圧エアを上記の種々の隙間から噴出させるようにしている。しかし、上記の種々の隙間が大きいため、上記の加圧エアの消費量が多くなり、加圧エアのコストが高価になる。
【００１０】
一方、グリップ形成部材のグリップ爪部の幅方向両端のエッジ部が前記スクレーパに食い込み、スクレーパを傷付け、スクレーパの耐久性が著しく低下するという問題がある。
【００１１】
他方、ワークのクランプに供する穴の直径が６ｍｍ程度の大きさになる場合があるため、小型のクランプ装置が必要になることがある。この種の小型のクランプ装置の場合、グリップ部材のグリップ爪部の外径も６ｍｍ程度の大きさになり、クランプロッドのロッド部の直径が２，３ｍｍ程度の大きさになる。この種の小型のクランプ装置においては、クランプロッドの中段ロッド部（水平断面が円形）の直径が非常に小さくなるため、クランプ駆動の為のクランプロッドの引っ張り強度を確保するのが困難になる。
【００１２】
本発明の目的は、スクレーパの耐久性を向上可能なクランプ装置を提供すること、エアブローによる加圧エアの消費量を低減可能なクランプ装置を提供すること、クランプロッドの引っ張り強度を確保可能なクランプ装置を提供すること、などである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１のクランプ装置は、クランプ本体と、このクランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合した鉛直方向に延びるクランプロッドと、前記挿通孔のうちのグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間を塞ぐゴム又は合成樹脂製のスクレーパと、前記クランプロッドを進退駆動する駆動手段とを有するクランプ装置において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２のクランプ装置は、請求項１の発明において、アンクランプ状態のときに前記クランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触することを特徴としている。
【００１５】
請求項３のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４のクランプ装置は、請求項１の発明において、前記テーパ平面と前記部分円錐面のクランプロッド軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたことを特徴としている。
【００１７】
請求項５のクランプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、前記中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つ前記クランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成され、前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６のクランプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、前記中段ロッド部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成され、前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたため、次の効果を奏する。
【００２０】
クランプロッドがクランプ側に駆動された場合、前記スクレーパの近傍部において、グリップ形成部材とクランプロッドの円形断面の外径が径方向に拡大して、スクレーパの内周部が周方向と径方向に弾性変形し、グリップ部材及びクランプロッドとスクレーパの間に殆ど隙間が生じない状態になる。従って、クランプ本体内に異物の侵入を防止可能なので、クランプ作動中のエアブローを停止させることが可能になる。また、エアブローを継続しても加圧エアの消費量を著しく少なくすることができ、省エネの効果を奏する。
【００２１】
前記スクレーパの近傍部において、１又は複数のグリップ形成部材の端縁がクランプロッドの外面よりも突出しないため、スクレーパが１又は複数のグリップ形成部材の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパの耐久性を確保することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、アンクランプ状態のときにクランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触するので、クランプ駆動に伴いクランプロッドが下方に移動し始めた直後から、テーパ部の部分円錐面によりスクレーパの内周部を弾性変形させることができ、スクレーパとクランプロッド間に殆ど隙間が生じない。
【００２３】
請求項３の発明によれば、グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたので、クランプロッドのテーパ平面にグリップ形成部材を係合させることで、クランプロッドとグリップ部材の断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、テーパ平面と部分円錐面のクランプロッドの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたので、クランプロッドの下方への移動に伴いグリップ形成部材が拡径しても、グリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心に直交する断面を円形に維持することができる。従って、スクレーパの内周部を周方向と径方向に弾性変形させることができるので、スクレーパとクランプロッド間に殆ど隙間が生じない状態となる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、グリップ部材は、クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つクランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成されたので、小型のクランプ装置においても、ストレート面に対応するようにグリップ形成部材を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部の水平断面積を極力大きくしてクランプロッドの引っ張り強度を確保することができる。
【００２６】
テーパ部の下部の水平断面が、テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたので、３つのグリップ形成部材を係合すると、前記スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドからなるクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができるため、スクレーパの耐久性を確保できる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、グリップ部材は、クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、中段ロッド部の水平断面が、テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されたので、小型のクランプ装置においても、中段ロッド部の両側に１対のグリップ形成部材を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部の水平断面積を極力大きくしてクランプロッドの引っ張り強度を確保することができる。
【００２８】
テーパ部の下部の水平断面が、テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたので、これらテーパ平面の下部の端縁同士間に上方程半径が大きくなる部分円錐面を形成することができ、前記スクレーパの近傍部における、グリップ形成部材とクランプロッドからなるクランプロッドの軸心と直交する断面を円形に形成することができるため、スクレーパの耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１のクランプ装置の平面図である。
【図２】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】クランプロッドの斜視図である。
【図９】クランプロッドの正面図である。
【図１０】クランプロッドの側面図である。
【図１１】実施例２のクランプ装置の平面図である。
【図１２】アンクランプ状態のクランプ装置の要部拡大断面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線断面図である。
【図１４】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図１５】図１４のXV-XV線断面図である。
【図１６】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図１７】図１６のXVII-XVII線断面図である。
【図１８】実施例３のクランプ装置の平面図である。
【図１９】アンクランプ状態のクランプ装置の要部拡大断面図である。
【図２０】図１９のXX-XX線断面図である。
【図２１】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２２】図２１のXXII-XXII線断面図である。
【図２３】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２４】図２３のXXIV-XXIV線断面図である。
【図２５】実施例４のクランプ装置の平面図である。
【図２６】アンクランプ状態のクランプ装置の要部断面図である。
【図２７】図２６のXXVII-XXVII線断面図である。
【図２８】クランプロッドが１ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図２９】図２８のXXIX-XXIX線断面図である。
【図３０】クランプロッドが３．６ｍｍ下方へ移動した状態のクランプ装置の要部拡大正面図である。
【図３１】図３０のXXXI-XXXI線断面図である。
【図３２】実施例５のクランプ装置の平面図である。
【図３３】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３４】アンクランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３５】上部本体とクランプロッドとスクレーパとＯリングとを取り外した状態のクランプ装置の平面図である。
【図３６】グリップ部材とクランプロッドの要部拡大斜視図である。
【図３７】図３４のXXXVII-XXXVII線断面図である。
【図３８】クランプ状態のクランプ装置の断面図である。
【図３９】グリップ部材とクランプロッド（クランプ状態）の要部拡大斜視図である。
【図４０】グリップ部材とクランプロッド（クランプ状態）の要部拡大断面図である。
【図４１】フルストローク状態のクランプ装置の断面図である。
【図４２】フルストローク状態におけるグリップ部材とクランプロッドの要部拡大斜視図である。
【図４３】フルストローク状態におけるグリップ部材とクランプロッドの要部拡大断面図である。
【図４４】変更形態に係る上部本体とクランプロッドとスクレーパとＯリングとを取り外した状態のクランプ装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１〜図１０に示すように、このクランプ装置Ｃは、クランプ本体１と、このクランプ本体１の上端部分の挿通孔１７を挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能なグリップ部材２と、このグリップ部材２に係合した鉛直方向に延びるクランプロッド３と、このクランプロッド３を進退駆動する駆動手段４と、サポート機構５と、スクレーパ２６などを有する。クランプ本体１は、上部本体１１と下部本体１２とで構成され、クランプ本体１がベース部材１３に組み付けられる。
【００３２】
上部本体１１は平面視にて左右両端が湾曲状に形成されたほぼ矩形状をなし、この上部本体１１は、４つのボルト孔９に挿入される４本のボルトでベース部材１３に固定される。下部本体１２はシリンダ穴４１を形成する筒状部材であり、この下部本体１２の上端部が上部本体１１の下面側の凹部１５に嵌合され、４本のボルト１６により上部本体１１に固定されている。クランプ本体１の上半部の中心部に上方へ突出する円筒状の本体筒部１１ａが設けられている。
【００３３】
本体筒部１１ａの上端部の中心部分の挿通孔１７を上下に貫通するようにグリップ部材２とクランプロッド３が配設されている。本体筒部１１ａの上面には、グリップ部材２を囲む４つの円弧状の着座面１８が形成され、これら着座面１８にワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプする。本体筒部１１ａの上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１９が十文字状に形成されている。
【００３４】
次に、グリップ部材２について説明する。
図１〜図７に示すように、グリップ部材２は、クランプロッド３と共にクランプ本体１の上端部分の挿通孔１７を挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材２は、クランプロッド３の外周側に等間隔に配設された３つの鋼製のグリップ形成部材２１で構成されている。３つのグリップ形成部材２１は、外径が拡大・縮小可能である。グリップ形成部材２１の上部にはグリップ爪部２２が形成され、グリップ形成部材２１の下端部には、円弧状の基端鍔部２３が形成されている。グリップ形成部材２１の下半部の内面には、クランプロッド３の軸心と平行なストレート平面２４が形成されている。
【００３５】
グリップ爪部２２の上下方向の長さは、グリップ部材２の全高の約１／３である。グリップ爪部２２のクランプロッド３の軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２の上半部の内面には、上方程クランプロッド３の軸心から離隔するテーパ面２２ａが形成され、このテーパ面２２ａがクランプロッド３のテーパ部３４のテーパ平面３５に密着状に係合可能である。グリップ爪部２２の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップする為の３段の歯２２ｂが形成されている。
【００３６】
図２に示すように、上部本体１１の挿通孔１７のうちグリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ２６が装着されている。スクレーパ２６は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾力性のある材料で構成されている。スクレーパ２６は、グリップ部材２及びクランプロッド３の外周側の環状隙間から切粉等の異物が内部に侵入するのを防ぎ、加圧エアがクランプ本体内から外界へ漏出しにくくし、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３を束ねるものである。グリップ部材２の下部には、３分割された３つのグリップ形成部材２１を縮径方向へ付勢するＯリング２７が装着されている。
【００３７】
グリップ部材２の基端鍔部２３は、本体筒部１１ａの円形凹部２８に収容され、基端鍔部２３の外周側には隙間２９が形成されている。グリップ部材２の基端鍔部２３は、円形凹部２８の上壁部とサポート部材５２の水平板部５２ｂとの間に水平方向へ可動に挟着され、サポート部材５２で支持されている。グリップ部材２は、サポート部材５２及び環状の受圧ピストン部材５１と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部２８の外周部の環状隙間２９とスクレーパ２６の弾性変形を介して、クランプ装置Ｃの軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。
【００３８】
次に、クランプロッド３について説明する。
図１〜図１０に示すように、クランプロッド３は、グリップ部材２を挿通し且つグリップ部材２に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３は、下端側部分のＴ形係合部３１と、このＴ形係合部３１から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３と、この中段ロッド部３３から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ３つのグリップ形成部材２１を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４とを備えている。小径ロッド部３２の水平断面は円形である。
【００３９】
図８〜図１０に示すように、中段ロッド部３３は、下記の３つのストレート面３３ａ以外は上方程外径が拡大する部分円錐状に形成されている。この中段ロッド部３３に、クランプロッド３の軸心と平行な３つのストレート面３３ａが周方向に等間隔に形成されている。ストレート面３３ａは、中段ロッド部３３の上下方向のほぼ全長に亙って形成され、テーパ平面３５の下端部に連なり且つクランプロッド３の軸心と平行になっている。このストレート面３３ａに、グリップ形成部材２１のストレート平面２４が面接触的に当接している。中段ロッド部３３のストレート面３３ａを除く部分円錐面３３ｂは、後述の部分円筒面３６ａを介してテーパ部３４の部分円錐面３６の下端部に連なっている。
【００４０】
テーパ部３４は、３つのグリップ形成部材２１のグリップ爪部２２が面接触的に当接する３つのテーパ平面３５と、この３つのテーパ平面３５の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６と、部分円錐面３６の下端に連なる上下に短い部分円筒面３６ａと、部分円錐面３６の上方に連なる部分円筒面３７を有している。尚、部分円筒面３６ａは必須ものではないので、部分円錐面３６を部分円筒面３６ａの領域まで拡張してもよい。
テーパ平面３５は、テーパ部３４の上下方向の略全長に亙って形成されている。テーパ部３４の下部の水平断面が、テーパ平面３５と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されている。スクレーパ２６の近傍部における、テーパ部３４の断面三角形状の各頂部に相当する部分円錐面３６がスクレーパ２６の内周部に当接可能である。
【００４１】
図３〜図７に示すように、クランプ状態及びアンクランプ状態のときのスクレーパ２６の近傍部における、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５と部分円錐面３６のクランプロッド３の軸心に対する傾斜角度が同じになっている（図２参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３の部分円錐面３６の下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触する。
【００４２】
クランプ装置Ｃにおける、図２，図３のアンクランプ状態から、図４，図６に示すようにクランプロッド３が下方へ徐々に移動してグリップ部材２が拡径駆動されると、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の円筒形状部の外径が徐々に拡大し、図５，図７に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形し、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の外周面に密着状態を維持する。
【００４３】
次に、駆動手段４について説明する。
図１〜図２に示すように、駆動手段４は、クランプロッド３をクランプ本体１に対して油圧により進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段４は、下部本体１２に形成された縦向きのシリンダ穴４１と、ピストン部材４２と、このピストン部材４２のピストン部４５の上側のクランプ用油室４３と、ピストン部４５の下側のアンクランプ用油室４４などを備えている。
【００４４】
ピストン部材４２は、シリンダ穴４１に油密摺動自在に装着されたピストン部４５と、このピストン部４５から上方へ本体筒部１１ａ内まで延びるロッド部４６を有する。ピストン部４５の外周部はシール部材４５ａで油密に封止され、ロッド部４６の外周部はシール部材４６ａで油密に封止されている。ピストン部４５の下端部の中央部には、六角穴４５ｂが形成されている。ロッド部４６の上端側部分には、ネジ軸部４７が形成され、このネジ軸部４７には、逆Ｔ形のＴ溝４９を形成するＴ溝形成部材４８が螺合にて取り付けられている。
【００４５】
このＴ溝形成部材４８のＴ溝４９には、クランプロッド３のＴ形係合部３１が水平方向側方から係合されている。Ｔ溝形成部材４８の下端には、環状の受圧ピストン部材５１の薄肉スリーブ５１ｃの上端で係止される被係止部４８ａが形成されている。Ｔ形係合部３１とＴ溝形成部材４８の間には僅かな隙間があるため、クランプロッド３は、Ｔ溝形成部材４８に対して相対的に水平方向へ移動可能である。
【００４６】
クランプ用油室４３は、下部本体１２とピストン部材４２と受圧ピストン部材５１で形成されている。クランプ用油室４３には、ピストン部４５をクランプ側（下方）へ付勢する油圧が、油圧供給源５９から油路５９ａ〜５９ｃを介して供給可能である。アンクランプ用油室４４は、下部本体１２とベース部材１３とピストン部４５とで形成されている。アンクランプ用油室４４には、ピストン部４５をアンクランプ側へ付勢する油圧が、油圧供給源５８から油路５８ａを介して供給可能である。
【００４７】
次に、サポート機構５について説明する。
図２に示すように、サポート機構５は、ピストン部材４２のロッド部４６に可動に外嵌された環状の受圧ピストン部材５１と、この受圧ピストン部材５１で基端部（下端部）が支持され且つグリップ部材２の基端を支持するサポート部材５２と、受圧ピストン部材５１にクランプ方向と反対向きに油圧を受圧させるサポート油室５３と、駆動手段４のアンクランプ用油室４４からサポート油室５３に通ずる油路５４とを有する。サポート機構５は、グリップ部材２を拡径させてワークＷの穴Ｈの内周面をグリップさせる際に、受圧ピストン部材５１に作用する油圧力でグリップ部材２を支持する。油路５４は下部本体１２とベース部材１３との間に形成された環状油路５４ａと下部本体１２内に斜めに形成された絞り油路５４ｂとを有する。
【００４８】
受圧ピストン部材５１は、環状ピストン部５１ａの上端部に形成された係止鍔部５１ｂと、環状ピストン部５１ａの上端の内周部から上方へ所定長さ延びる薄肉スリーブ５１ｃと、環状ピストン部５１ａの下端から下方へ連なり下端部がクランプ用油室４３に臨む小径ピストン部５１ｄを有する。受圧ピストン部材５１は、ロッド部４６に摺動自在に外嵌され且つ下部本体１２の円筒穴５５ａ，５５ｂに摺動自在に内嵌されている。受圧ピストン部材５１の内周部はシール部材４６ａで油密に封止され、外周部はシール部材１２ａ，５１ｅで油密に封止されている。
【００４９】
受圧ピストン部材５１の係止鍔部５１ｂは、下部本体１２と上部本体１１とで形成された収容穴５６に昇降可能に装着されている。受圧ピストン部材５１が下限位置のとき、係止鍔部５１ｂを収容穴５６の下端壁で受け止め、受圧ピストン部材５１が上限位置のとき、係止鍔部５１ｂを収容穴５６の上端壁で受け止める。
【００５０】
サポート部材５２は、本体筒部１１ａの内側収容穴１１ｂに内嵌されたロッド部４６とＴ溝形成部材４８と薄肉スリーブ５１ｃに外嵌された筒部５２ａと、この筒部５２ａの上端の水平板部５２ｂとを有する。クランプロッド３は水平板部５２ｂの円形穴５７を貫通している。この円形穴５７は、クランプロッド３を通過可能な大きさを有する。サポート部材５２の上端の水平板部５２ｂがグリップ部材２の基端鍔部２３の下面に当接して支持し、筒部５２ａの下端は受圧ピストン部材５１の環状ピストン部５１ａの上端に当接して支持され、サポート部材５２は受圧ピストン部材５１と一体的に昇降する。
【００５１】
次に、加圧エア導入手段６について説明する。
図２に示すように、加圧エア導入手段６は、グリップ部材２とクランプロッド３と着座面１８をエアブローする為の加圧エアを、クランプ本体１内のうちの受圧ピストン部材５１よりも上方の部分に導入するものである。加圧エア導入手段６は、ベース部材１３に形成されたエア通路６０ａであって加圧エア供給源６０に接続されたエア通路６０ａと、上部本体１１に形成された複数のエア通路６０ｂ，６０ｃとエア噴出孔６０ｄとを有する。 尚、エア通路６０ｃの右端部はプラグで閉鎖されている。
【００５２】
上部本体１１とサポート部材５２との間に環状隙間６０ｅが形成され、サポート部材５２の筒部材５２ａの下端近傍部に小孔６０ｆが形成されている。加圧エア供給源６０からの加圧エアは、エア通路６０ａ〜６０ｃ、エア噴出口６０ｄを介して環状隙間６０ｅと小孔６０ｆに供給され、サポート部材５２の外周側と内周側の隙間を通って上方に流れ、グリップ部材２とクランプロッド３と着座面１８をエアブローする。クランプ状態及びアンクランプ状態において加圧エアが供給される。アンクランプ状態のときにはグリップ部材２及びクランプロッド３とスクレーパ２６の間の僅かな隙間を通って着座面１８をエアブローする。
【００５３】
次に、上記のクランプ装置Ｃの作用について説明する。
クランプ装置Ｃにより、ワークＷをクランプする場合、最初に、クランプ用油室４３の油圧をドレン圧にし、アンクランプ用油室４４とサポート油室５３に油圧を供給する。
すると、図２，図３に示すように、クランプロッド３とグリップ部材２とピストン部材４２と受圧ピストン部材５１が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材２はスクレーパ２６やＯリング２７により縮径状態を保持し、スクレーパ２６の近傍部においては、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の部分円錐面３６とから円筒状の外形が形成されている。つまり、スクレーパ２６の近傍部において、クランプロッド３と３つのグリップ形成部材２１の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、グリップ部材２及びクランプロッド３とスクレーパ２６との間に殆ど隙間が生じないので、加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、従来の同種のクランプ装置と比較して、加圧エアの消費量が非常に僅少になる。
【００５４】
次に、ワークＷを搬入して、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材２とクランプロッド３とを挿入し、ワークＷを着座面１８で支持する。次に、アンクランプ用油室４４の油圧をドレン圧にし、クランプ用油室４３に油圧を供給し、ピストン部材３に下方向きの油圧を作用させる。すると、絞り油路５４ｂによりサポート油室５３の油圧の低下が遅延するため、受圧ピストン部材５１はサポート油室５３の油圧を受圧して前記の上限位置を保持し、グリップ部材２も上限位置を保持するが、ピストン部材４２は下方向きの油圧により下方へ駆動されるため、クランプロッド３がグリップ部材２に対して相対的に下方へ移動する。
【００５５】
その結果、クランプロッド３のテーパ部３４の３つのテーパ平面３５によりグリップ部材２の３つのグリップ爪部２２が拡径駆動され、ワークＷの穴Ｈの内周面にグリップ状態になり、グリップ部材２とクランプロッド３がワークＷに対して相対移動不能になる。その状態から、ピストン部材４２とグリップ部材２とクランプロッド３と受圧ピストン部材５１は一体的に下方へ小距離（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）だけ駆動され、ワークＷが着座面１８に強く押圧されたクランプ状態になる。
【００５６】
このとき、スクレーパ２６の近傍部においては、テーパ部３４の下方への移動に伴い部分円錐面３６も下方へ移動するため、グリップ形成部材２１と部分円錐面３６とからなる円形の水平断面の外径が徐々に大きくなり、図３，図５，図７に示すように、スクレーパ２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形し、スクレーパ２６とグリップ部材２とクランプロッド３との間に隙間が殆ど生じない状態になる。
【００５７】
次に、上記のクランプ装置Ｃの効果について説明する。
スクレーパ２６の近傍部において、３つのグリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面が円形に形成されたため、クランプロッド３が下方に駆動された場合に、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の円形断面の外径が拡大し、スクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形するので、スクレーパ２６とクランプロッド３間に隙間が生じない状態になる。従って、クランプ本体１内への異物の侵入を防止可能であり、クランプ状態においてエアブローを継続しても加圧エアの消費量を僅少にすることができ、省エネとなる。尚、必要に応じて、クランプ状態におけるエアブローを省略してもよい。
【００５８】
スクレーパ２６の近傍部において、３つのグリップ形成部材２１の端縁がクランプロッド３の外面よりも突出しないため、スクレーパ２６が３つのグリップ形成部材２１の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ２６の耐久性を確保することができる。
アンクランプ状態のときにクランプロッド３の部分円錐面３６の下端部が、スクレーパ２６に接触するので、クランプ駆動に伴いクランプロッド３が下方に移動し始めた直後から、テーパ部３４の部分円錐面３６によりスクレーパ２６の内周部を弾性変形させることができ、スクレーパ２６とクランプロッド３間に殆ど隙間が生じない状態になる。
【００５９】
各グリップ形成部材２１のグリップ爪部２２のクランプロッド３の軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたので、クランプロッド３のテーパ平面３５にグリップ形成部材２１を係合させることで、クランプロッド３とグリップ部材２の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面を円形に形成することができる。
テーパ平面３５と部分円錐面３６のクランプロッド３の軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成したので、クランプロッド３の下方への移動に伴いグリップ形成部材２１が拡径しても、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心に直交する断面を円形に維持することができる。従って、スクレーパ２６の内周部を弾性変形させることができるので、スクレーパ２６とクランプロッド３間に殆ど隙間が生じない。
【００６０】
グリップ部材２は、クランプロッド３の外周側に周方向に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材２１で構成され、中段ロッド部３３に各テーパ平面３５の下端部に連なり且つクランプロッド３の軸心と平行なストレート面３３ａが形成されたので、小型のクランプ装置Ｃにおいても、ストレート面３３ａに対応するようにグリップ形成部材２１を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部３３の水平断面積を極力大きくしてクランプロッド３の引っ張り強度を確保することができる。
【００６１】
テーパ部３４の下部の水平断面が、テーパ平面３５と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたので、３つのグリップ形成部材２１を係合させた状態において、スクレーパ２６の近傍部における、グリップ形成部材２１とクランプロッド３の断面であってクランプロッド３の軸心と直交する断面を円形にすることができるため、スクレーパ２６の耐久性を確保することができる。
【００６２】
以下の実施例では、上記のクランプ装置Ｃを部分的に変更した例及びこれらの例を部分的に変更した種々の例について説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
【実施例２】
【００６３】
図１１〜図１７に示すように、このクランプ装置ＣＡは、クランプ本体１と、グリップ部材２Ａと、クランプロッド３Ａと、このクランプロッド３Ａを進退駆動する駆動手段４などを有するが、このクランプ装置ＣＡは、グリップ部材２Ａとクランプロッド３Ａを変更した以外は、前記実施例１と同様であるので、グリップ部材２Ａとクランプロッド３Ａについてのみ説明する。
【００６４】
先ず、グリップ部材２Ａについて説明する。
図１２〜図１７に示すように、グリップ部材２Ａは、クランプロッド３Ａの両側に対向状に配設された１対の鋼製のグリップ形成部材２１Ａで構成されている。１対のグリップ形成部材２１Ａは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ａの上部にはグリップ爪部２２Ａが形成され、グリップ形成部材２１Ａの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部２３Ａが形成されている。グリップ形成部材２１Ａの下半部の内面には、ストレート平面２４Ａが形成されている。
【００６５】
グリップ爪部２２Ａの断面であってクランプロッド３Ａの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ａの上半部の内面には、上方程クランプロッド３Ａの軸心から離隔するテーパ面２２Ａａが形成され、このテーパ面２２Ａａがクランプロッド３Ａのテーパ部３４Ａの１対のテーパ平面３５Ａに密着状に夫々係合するようになっている。
【００６６】
次に、クランプロッド３Ａについて説明する。
図１２〜図１７に示すように、クランプロッド３Ａは、１対のグリップ部材２Ａに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ａは、下端側部分のＴ形係合部と、このＴ形係合部から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ａと、この中段ロッド部３３Ａから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１対のグリップ形成部材２１Ａを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ａとを備えている。
【００６７】
中段ロッド部３３Ａは、小径ロッド部３２より大径のロッド状に形成され、その側面にクランプロッド３Ａの軸心と平行な１対のストレート面３３Ａａが対向状に形成されている。ストレート面３３Ａａは、各テーパ平面３５Ａの下端部に連なり且つクランプロッド３Ａの軸心と平行に形成されている。このストレート面３３Ａａに、グリップ形成部材２１Ａのストレート平面２４Ａが面接触的に当接している。
【００６８】
テーパ部３４Ａは、１対のグリップ形成部材２１Ａのグリップ爪部２２Ａが当接する上方程離隔距離が拡大する１対のテーパ平面３５Ａと、これらテーパ平面３５Ａの下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ａと、この部分円錐面３６Ａの上方に連なる部分円筒面３７Ａを有している。テーパ平面３５Ａは、テーパ部３４Ａの上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ａの下半部の水平断面がテーパ平面３５Ａと平行な長辺を有する長円形に形成されている。この断面長円形の長手方向の両端部に相当する部分円錐面３６Ａが、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００６９】
図１２〜図１７に示すように、スクレーパ２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材２１Ａとクランプロッド３Ａの断面であってクランプロッド３Ａの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ａと部分円錐面３６Ａのクランプロッド３Ａの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図１２参照）。アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ａの部分円錐面３６Ａの下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７０】
クランプ装置ＣＡにおいて、図１２，図１３のアンクランプ状態から、図１４，図１６に示すようにクランプロッド３Ａが下方へ徐々に移動してグリップ部材２Ａが拡径駆動されると、１対のグリップ形成部材２１Ａとクランプロッド３Ａの円形断面の外径が径方向に徐々に拡大し、図１５，図１７に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向と径方向に弾性変形する。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００７１】
図１８〜図２４に示すように、このクランプ装置ＣＢは、クランプ本体１と、グリップ部材２Ｂと、クランプロッド３Ｂと、このクランプロッド３Ｂを進退駆動する駆動手段４などを有するが、このクランプ装置ＣＢは、グリップ部材２Ｂとクランプロッド３Ｂを変更した以外は、前記実施例１と同様であるので、本実施例ではグリップ部材２Ｂとクランプロッド３Ｂについてのみ説明する。
【００７２】
先ず、グリップ部材２Ｂについて説明する。
図１９〜図２４に示すように、グリップ部材２Ｂは、クランプロッド３Ｂの外周側に配設された１つの鋼製のグリップ形成部材２１Ｂで構成されている。１つのグリップ形成部材２１Ｂは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ｂの上部にはグリップ爪部２２Ｂが形成され、グリップ形成部材２１Ｂの下端部には、半円円弧状の水平な基端鍔部２３Ｂが形成されている。グリップ形成部材２１Ｂの下半部の内面には、ストレート平面２４Ｂが形成されている。
【００７３】
グリップ爪部２２Ｂの断面であってクランプロッド３Ｂの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ｂの内面には、上方程クランプロッド３Ｂの軸心から離隔するテーパ面２２Ｂａが形成され、このテーパ面２２Ｂａがクランプロッド３Ｂのテーパ部３４Ｂの１つのテーパ平面３５Ｂに密着状に係合するようになっている。
【００７４】
次に、クランプロッド３Ｂについて説明する。
図１９〜図２４に示すように、クランプロッド３Ｂは、グリップ形成部材２１Ｂに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ｂは、下端側部分のＴ形係合部と、このＴ形係合部から上方に連なる小径ロッド部３２と、この小径ロッド部３２から上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ｂと、この中段ロッド部３３Ｂから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１つのグリップ形成部材２１Ｂを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ｂとを備えている。
【００７５】
中段ロッド部３３Ｂは、小径ロッド部３２より大径のロッド状に形成され、その側面にクランプロッド３Ｂの軸心と平行な１つのストレート面３３Ｂａが形成されている。ストレート面３３Ｂａは、テーパ平面３５Ｂの下端部に連なり且つクランプロッド３Ｂの軸心と平行に形成されている。このストレート面３３Ｂａに、グリップ形成部材２１Ｂのストレート平面２４Ｂが面接触的に当接している。
【００７６】
テーパ部３４Ｂは、１つのグリップ形成部材２１Ｂのグリップ爪部２２Ｂが当接する上方程離隔距離が拡大する１つのテーパ平面３５Ｂと、これらテーパ平面３５Ｂの下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ｂと、この部分円錐面３６Ｂの上方に連なる部分円筒面３７Ｂを有している。テーパ平面３５Ｂは、テーパ部３４Ｂの上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ｂの下半部の水平断面がテーパ平面３５Ｂと平行な辺を有するＤ形に形成されている。この断面Ｄ形の湾曲部側に相当する部分円錐面３６Ｂが、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７７】
図１９〜図２４に示すように、スクレーパ２６の近傍部における、１つのグリップ形成部材２１Ｂとクランプロッド３Ｂの断面であってクランプロッド３Ｂの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ｂと部分円錐面３６Ｂのクランプロッド３Ｂの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図１９参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ｂの部分円錐面３６Ｂの下端部は、スクレーパ２６の内周部に接触している。
【００７８】
クランプ装置ＣＢにおいて、図１９，図２０のアンクランプ状態から、図２１，図２３に示すようにクランプロッド３Ｂが下方へ徐々に移動してグリップ部材２Ｂが拡径駆動されると、１つのグリップ形成部材２１Ｂとクランプロッド３Ｂの円形断面の外径が径方向に均等に徐々に拡大し、図２２，図２４に示すようにスクレーパ２６の内周部が周方向へ徐々に引っ張られて弾性変形する。その他の構成、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。
【実施例４】
【００７９】
図２５〜図３１に示すように、このクランプ装置ＣＣは、クランプ本体１Ｃと、グリップ部材２Ｃと、クランプロッド３Ｃと、このクランプロッド３Ｃを進退駆動する駆動手段４Ｃなどを有する。クランプ本体１Ｃは、上部本体１１Ｃと下部本体１２Ｃとで構成され、クランプ本体１Ｃがベース部材１３Ｃに組み付けられる。
【００８０】
上部本体１１Ｃは平面視にて両端の角部が湾曲状に形成されたほぼ長方形であり、この上部本体１１Ｃは４つのボルト穴９Ｃに挿入される４つのボルトでベース部材１３Ｃに固定される。下部本体１２Ｃはシリンダ穴６１を形成する筒状部材であり、この下部本体１２Ｃの上端部が上部本体１１Ｃの下面側の凹部１５Ｃに嵌合され、６つのボルト１６Ｃにより上部本体１１Ｃに固定されている。
【００８１】
上部本体１１Ｃの中心部分の挿通孔１７Ｃを上下に貫通するようにグリップ部材２Ｃとクランプロッド３Ｃが配設されている。上部本体１１Ｃの上面には、グリップ部材２Ｃを囲む４つの円弧状の着座面１８Ｃが形成され、これら着座面１８ＣにワークＷを着座させた状態で、ワークＷをクランプする。上部本体１１Ｃの上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１９Ｃが十文字状に形成されている。
【００８２】
次に、グリップ部材２Ｃについて説明する。
図２６〜図３１に示すように、グリップ部材２Ｃは、クランプロッド３Ｃと共にクランプ本体１Ｃの上端部分の挿通孔１７Ｃを挿通して上方へ延びワークＷの穴Ｈの内周面をグリップ可能である。このグリップ部材２Ｃは、クランプロッド３Ｃの外周側に周方向に等間隔に配設された４つのグリップ形成部材２１Ｃで構成されている。４つのグリップ形成部材２１Ｃは、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材２１Ｃの上部にはグリップ爪部２２Ｃが形成され、グリップ形成部材２１Ｃの下端部には、円弧状の水平な基端鍔部２３Ｃが形成されている。４つのグリップ形成部材２１Ｃの下半部の内面には、ストレート平面２４Ｃが形成されている。
【００８３】
グリップ爪部２２Ｃの断面であってクランプロッド３Ｃの軸心と直交する断面（水平断面）が、偏平Ｄ形に形成されている。グリップ爪部２２Ｃの内面には、上方程クランプロッド３Ｃの軸心から離隔するテーパ面２２Ｃａが形成され、このテーパ面２２Ｃａがクランプロッド３Ｃのテーパ部３４Ｃのテーパ平面３５Ｃに密着状に係合するようになっている。グリップ爪部２２Ｃの外周面には、ワークＷの穴の内周面をグリップし易くする３段の歯が形成されている。
【００８４】
図２６に示すように、上部本体１１Ｃの挿通孔１７Ｃのうちグリップ部材２Ｃ及びクランプロッド３Ｃの外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ２６Ｃが装着されている。スクレーパ２６Ｃは、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃを束ねるものである。グリップ部材２Ｃの下部には、４分割された４つのグリップ形成部材２１Ｃを縮径方向へ付勢するＯリング２７Ｃが装着されている。
【００８５】
グリップ部材２Ｃの基端鍔部２３Ｃは、上部本体１１Ｃの円形凹部２８Ｃに収容され、基端鍔部２３Ｃの外周側には隙間が形成されている。グリップ部材２Ｃの基端鍔部２３Ｃは、円形凹部２８Ｃの上壁部とサポート機構５Ｃの環状受圧部材７１の水平板部７１ｃとの間に水平方向へ可動に挟着され、環状受圧部材７１で支持されている。グリップ部材２Ｃは、環状受圧部材７１と一体的に昇降可能であると共に、円形凹部２８Ｃの外周部の環状隙間とスクレーパ２６Ｃの弾性変形を介して、クランプ装置ＣＣの軸心と直交する水平方向へ移動可能に装着されている。
【００８６】
次に、クランプロッド３Ｃについて説明する。
図２６〜図３１に示すように、クランプロッド３Ｃは、グリップ部材２Ｃに係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド３Ｃは、下端側部分の大径鍔部３１Ｃと、この大径鍔部３１Ｃから上方に連なる大径ロッド部３２Ｃと、この大径ロッド部３２Ｃから上方へ連なる中段部分の中段ロッド部３３Ｃと、この中段ロッド部３３Ｃから上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ４つのグリップ形成部材２１Ｃを外径拡大側へ駆動可能なテーパ部３４Ｃとを備えている。大径ロッド部３２Ｃの水平断面は円形である。
【００８７】
中段ロッド部３３Ｃは、大径ロッド部３２Ｃより僅かに大径に形成されている。この中段ロッド部３３Ｃの側面に、クランプロッド３Ｃの軸心と平行な４つのストレート面３３Ｃａが周方向に等間隔に形成されている。ストレート面３３Ｃａは、中段ロッド部３３Ｃの上下方向のほぼ全長に亙って形成されている。ストレート面３３Ｃａは、各テーパ平面３５Ｃの下端部に連なり且つクランプロッド３Ｃの軸心と平行になっている。このストレート面３３Ｃａに、グリップ形成部材２１Ｃのストレート平面２４Ｃが面接触的に当接している。中段ロッド部３３Ｃのストレート面３３Ｃａを除く角部は、テーパ部３４Ｃの部分円錐面３６Ｃの下端部に連なっている。
【００８８】
テーパ部３４Ｃは、４つのグリップ形成部材２１Ｃのグリップ爪部２２Ｃが面接触的に当接する４つのテーパ平面３５Ｃと、この４つのテーパ平面３５Ｃの下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面３６Ｃと、この部分円錐面３６Ｃの上方に連なる部分円筒面３７Ｃを有している。テーパ平面３５Ｃは、テーパ部３４Ｃの上下方向のほぼ全長に亙って形成されている。テーパ部３４Ｃの下部の水平断面が、テーパ平面３５Ｃと平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる四角形状に形成されている。スクレーパ２６Ｃの近傍部における、テーパ部３４Ｃの断面四角形状の各頂部に相当する部分円錐面３６Ｃは、スクレーパ２６Ｃの内周部に接触している。
【００８９】
図２６〜図３１に示すように、スクレーパ２６Ｃの近傍部における、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃの断面であってクランプロッド３Ｃの軸心と直交する断面が円形に形成されている。テーパ平面３５Ｃと部分円錐面３６Ｃのクランプロッド３Ｃの軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されている（図２６参照）。尚、アンクランプ状態のときにクランプロッド３Ｃの部分円錐面３６Ｃの下端部は、スクレーパ２６Ｃの内周部に接触している。
【００９０】
クランプ装置ＣＣにおける、図２６，図２７のアンクランプ状態から、図２８，図３０に示すようにクランプロッド３Ｃが下方へ移動してグリップ部材２Ｃが拡径駆動されると、４つのグリップ形成部材２１Ｃとクランプロッド３Ｃの円形断面の外径が径方向に徐々に拡大し、図２９，図３１に示すようにスクレーパ２６Ｃの内周部が周方向と径方向へ弾性変形する。
【００９１】
次に、駆動手段４Ｃについて説明する。
図２６に示すように、駆動手段４は、クランプロッド３Ｃをクランプ本体１Ｃに対して油圧で進退駆動する油圧シリンダで構成されている。駆動手段４Ｃは、下部本体１２Ｃとベース部材１３Ｃとで形成された立向きのシリンダ穴６１と、ピストン部６５とこのピストン部６５から上方へ延びる筒状ピストンロッド６６とからなるピストン部材６２と、ピストン部６５の上側のクランプ用油室６３及びピストン部６５の下側のアンクランプ用油室６４とを備えている。クランプ用油室６３には、油圧供給源（図示略）から油路を介して油圧が供給される。アンクランプ用油室６４は、油圧供給源８１から油路８１ａを介して油圧が供給される。
【００９２】
シリンダ穴６１の底面はベース部材１３Ｃで塞がれている。ピストン部材６２はベース部材１３Ｃの穴の底壁面で受け止められて下限位置になる。ピストン部材６２には、上部の小径孔６２ａと、中段部の中径孔６２ｂと、下部の大径孔６２ｃとが形成されている。中径孔６２ｂの下部と大径孔６２ｃには封鎖部材６７が装着され、ストップリング６８で抜け止めされている。ピストン部６５の外周部はシール部材で油密に封止され、筒状ピストンロッド６６の外周部はシール部材で油密に封止され、封鎖部材６７の外周部はシール部材で油密に封止されている。
【００９３】
クランプロッド３Ｃの大径ロッド部３２Ｃが小径孔６２ａ内に位置し、大径鍔部３１Ｃが中径孔６２ｂ内に位置している。大径ロッド部３２Ｃと小径孔６２ａの内周面との間には環状隙間が形成され、大径ロッド部３２Ｃの外周の環状溝に太いＯリング６９が装着され、このＯリング６９は大径ロッド部３２Ｃと筒状ピストンロッド６６の間に僅かに圧縮状態に装着されている。
【００９４】
大径鍔部３１Ｃは中径孔６２ｂの上壁と封鎖部材６７の間に水平方向へ可動に装着されている。大径鍔部３１Ｃの外周面と中径孔６２ｂの内周面との間には僅かな隙間がある。それ故、クランプロッド３Ｃは、ピストン部材６２と一体的に昇降移動するが、ピストン部材６２に対して相対的に駆動手段４Ｃの軸心と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能である。グリップ部材２Ｃはクランプロッド３Ｃと一体的に上記軸心と直交する水平方向へ移動可能である。
【００９５】
次に、サポート機構５Ｃについて説明する。
図２６に示すように、サポート機構５Ｃは、環状の受圧ピストン部材７１と、この受圧ピストン部材７１の筒部７１ａにクランプ方向と反対方向向きに油圧を受圧させるサポート油室７２と、油圧シリンダのアンクランプ用油室６４からサポート油室７２に通ずる環状油路７３ａと斜め絞り油路７３ｂからなる油路７３とを有する。
【００９６】
受圧ピストン部材７１は、筒部７１ａと、筒部７１ａの上端部に形成された係止鍔部７１ｂと、筒部７１ａの上端に一体形成された水平板部７１ｃと、筒部７１ａの下端部から下方へ連なる下端部がクランプ用油室６３に臨む筒部７１ｄを有する。筒部７１ａの下端外周側には環状受圧面７１ｅが形成されている。受圧ピストン部材７１は、筒状ピストンロッド６６に摺動自在に外嵌され且つ下部本体１２Ｃの円筒穴７０ａ，７０ｂに摺動自在に内嵌されている。
【００９７】
受圧ピストン部材７１の係止鍔部７１ｂは、下部本体１２Ｃと上部本体１１Ｃとで形成された収容穴５６Ｃに上下方向に昇降可能に装着されている。受圧ピストン部材７１が下限位置のとき、係止鍔部７１ｂを収容穴５６Ｃの下端壁で受け止め、受圧ピストン部材７１が上限位置のとき、水平板部７１ｃを収容穴５６Ｃの上端壁で受け止める。
【００９８】
サポート油室７２は、筒部７１ａと筒部７１ｄと下部本体１２Ｃとで形成されている。筒部７１ｄの外周側はシール部材で油密に封止されている。筒部７１ｄは、下部本体１２Ｃと筒状ピストンロッド６６とで形成される円筒穴７０ｂに挿入されてクランプ用油室６３の油圧を受圧する。
【００９９】
尚、図示省略したが、前記実施例１と同様に、加圧エア導入手段がクランプ本体１Ｃ内に設けられている。このクランプ装置ＣＣは、前記実施例１のクランプ装置Ｃと比較して、高さ方向に対しては小型に構成されているが、作用及び効果は前記実施例１とほぼ同様であるので詳細な説明は省略する。
【実施例５】
【０１００】
図３２〜図４３に示すように、このクランプ装置ＣＤは、クランプ本体１０１と、グリップ部材１０２と、クランプロッド１０３と、このクランプロッド１０３を進退駆動する駆動手段１０４と、スクレーパ１２６と、案内支持機構１２８などを有する。クランプ本体１０１は、上部本体１１１と下部本体１１２とで構成され、クランプ本体１０１がベース部材１１３に組み付けられる。
【０１０１】
上部本体１１１は、平面視にてほぼ正方形の鋼製の部材である。この上部本体１１１は、４つのボルト穴１１４に挿入される４本のボルトでベース部材１１３に固定される。下部本体１１２はシリンダ穴１４１を形成する筒状部材であり、この下部本体１１２の上端部が上部本体１１１の下面側の凹部１１５に嵌合され、４本のボルト１１６により固定されている。
【０１０２】
上部本体１１１の中心部分の挿通孔１１７を上下に貫通するようにグリップ部材１０２が配設されている。上部本体１１１の上面には、グリップ部材１０２を囲む４つの円弧状の着座面１１８が形成され、ワークＷをクランプした状態では、これら着座面１１８にワークＷが着座している。上部本体１１１の上面には、エアブローされた加圧エアが流れる４つの凹溝１１９が十文字状に形成されている。４つの着座面１１８と４つの凹溝１１９を除き、上部本体１１１の上面は、緩い傾斜角の部分円錐面に形成されている。
【０１０３】
次に、グリップ部材１０２について説明する。
図３２〜図３７に示すように、グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３と共に、クランプ本体１０１の上端部分の挿通孔１１７を挿通してワークＷの穴Ｈに挿入され、穴Ｈの内周面をグリップ可能である。グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３の両側に対向状に配設された１対の鋼製のグリップ形成部材１２１で構成されている。１対のグリップ形成部材１２１は、径方向に拡縮可能である。グリップ形成部材１２１の上部にはグリップ爪部１２２が形成され、グリップ形成部材１２１の下端部には半円円弧状の水平な基端鍔部１２３が形成されている。１対のグリップ形成部材１２１の下半部の内面には、ストレート平面１２４が形成されている。
【０１０４】
グリップ爪部１２２の上下方向の長さは、グリップ部材１０２の全高の約１／３である。グリップ爪部１２２のクランプロッド１０３の軸心と直交する断面は偏平Ｄ形であり、このグリップ爪部１２２の内面には、上方程クランプロッド１０３の軸心から離隔するテーパ面１２２ｂが形成され、このテーパ面１２２ｂがクランプロッド１０３のテーパ部１３４のテーパ平面１３５に密着状に係合するようになっている。グリップ爪部１２２の外周面には、ワークＷの穴Ｈの内周面をグリップし易くする２段の歯１２２ａが形成されている。
【０１０５】
図３５に示すように、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３の周方向の両端部が、グリップ爪部１２２よりもクランプロッド１０３側へ突出している。１対の基端鍔部１２３の間に僅かな隙間があけられている。
【０１０６】
図３３、図３４に示すように、クランプ本体１０１の内部には、１対のグリップ形成部材１２１の１対の基端鍔部１２３を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構１２８が設けられている。基端鍔部１２３は、上部本体１１１の円形凹部１２９に収容され、円形凹部１２９の上壁部と環状受圧部材１５１の水平板部１６２との間に水平方向に可動に挟着されている。この円形凹部１２９と水平板部１６２が、案内支持機構１２８に相当する。
【０１０７】
図３２〜図３８に示すように、上部本体１１１の挿通孔１１７のうちグリップ部材１０２及びクランプロッド１０３の外周側の環状隙間を塞ぐスクレーパ１２６であって、グリップ部材２及びクランプロッド１０３の外周面に摺接するゴムや合成樹脂等の弾力性のある材料からなるスクレーパ１２６が装着されている。スクレーパ１２６は、グリップ部材１０２及びクランプロッド１０３の外周側の環状隙間から切粉等の異物が内部に侵入するのを防ぎ、エアブローのエアの漏出を少なくし、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３を束ねるものである。グリップ部材１０２の下部には、２分割された１対のグリップ形成部材１２２を縮径方向（相接近方向）へ付勢するＯリング１２７が装着されている。
【０１０８】
グリップ部材１０２は、駆動手段１０４により環状受圧部材１５１と一体的に小距離だけ昇降可能であり、円形凹部１２９の外周部の環状隙間とスクレーパ１２６の弾性変形を介して、駆動手段１０４の軸心（つまり、クランプ装置ＣＤの軸心）と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能に装着されている。
【０１０９】
次に、クランプロッド１０３について説明する。
図３４〜図３８に示すように、クランプロッド１０３は、グリップ部材１０２のストレート平面１２４を挿通し且つグリップ部材１０２に係合して鉛直方向に延びている。クランプロッド１０３は、下端側部分の大径鍔部１３１と、この大径鍔部１３１から上方に連なる大径ロッド部１３２と、この大径ロッド部１３２からテーパロッド部１３２ａを介して上方へ連なる中段部分の中段ロッド部１３３と、この中段ロッド部１３３から上方へ連なる上端側部分に形成され且つ１対のグリップ形成部材１２１を拡径させるテーパ部１３４とを備えている。大径ロッド部１３２の水平断面は円形である。
【０１１０】
中段ロッド部１３３の水平断面が、テーパ部１３４のテーパ平面１３５と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されている。中段ロッド部１３３の対向する長辺側側面１３３ａの上端部は、テーパ部１３４のテーパ平面１３５の下端部に連なっている。中段ロッド部１３３の対向する短辺側部分円筒面１３３ｂの上端部は、テーパ部１３４の部分円錐面１３６の下端部に連なっている。長辺側側面１３３ａと短辺側部分円筒面１３３ｂの下端部は、テーパロッド部１３２ａの上端の外表面に連なっている。
【０１１１】
図３３、図３４、図３６〜図４０に示すように、テーパ部１３４は、１対のグリップ形成部材１２１のグリップ爪部１２２が当接する上方程離隔距離が拡大する１対のテーパ平面１３５と、これらテーパ平面１３５の下半部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面１３６と、部分円錐面１３６の上方に連なる部分円筒面１３７を有している。テーパ平面１３５は、テーパ部１３４の上下方向の全長に亙って形成されている。テーパ部１３４の上端中央部にはセンター孔１３４ａが形成されている。テーパ部１３４の下半部の水平断面がテーパ平面１３５と平行な長辺を有する長円形に形成されている。
【０１１２】
スクレーパ１２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の外形が円筒状に形成されている。つまり、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の断面であってクランプロッド１０３の軸心と直交する断面が円形に形成されている。グリップ部材１０２が拡径駆動される際に、この円筒状の外形が拡大し、図３７，図４０，図４３に示すように、スクレーパ１２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形する。
【０１１３】
次に、駆動手段１０４について説明する。
図３３，図３４，図３５，図３８，図４１に示すように、駆動手段１０４は、グリップ部材１０２とクランプロッド１０３とを軸心方向（上下方向）に進退駆動するものであり、油圧シリンダの油圧力でクランプ駆動し、コイルバネ１４７，１４８の弾性力でクランプ解除駆動するものである。
【０１１４】
この駆動手段１０４は、下部本体１１２に形成された縦向きのシリンダ穴１４１と、このシリンダ穴１４１に装着されたピストン部１４３とこのピストン部１４３から上方へ延びる筒状ピストンロッド１４４とを含む筒状のピストン部材１４２と、ピストン部材１４２の上側のクランプ用油室１４５と、ピストン部材１４２の下側のバネ収容室１４６と、バネ収容室１４６に圧縮状に収容された小径のコイルバネ１４７及び大径のコイルバネ１４８などを備えている。クランプ用油室１４５は、下部本体１１２とピストン部材１４２と受圧ピストン部材１５１とで形成されている。
【０１１５】
シリンダ穴１４１の下端部に閉塞部材１５２が装着され、閉塞部材１５２は、ストップリング１５３で抜け止めされ、回転規制ピン１５４で回転規制されている。閉塞部材１５２の外周部は、シール部材１５２ａで気密に封止されている。尚、ピストン部材１４２が下限位置のとき、閉塞部材１５２の上端面で受け止められる。コイルバネ１４７，１４８の下端は閉塞部材１５２で受け止められ、コイルバネ１４７の上端はクランプロッド１０３の大径鍔部１３１で受け止められ、コイルバネ１４８の上端はピストン部材１４２で受け止められている。クランプロッド１０３はコイルバネ１４７で上方へ付勢されて筒状ピストンロッド１４４の下端に当接している。ピストン部材１４２は、コイルバネ１４７，１４８で上方（クランプ解除側）へ付勢されている。
【０１１６】
ピストン部材１４２には、上部の小径孔１５５と、中段部の中径孔１５６と、下部の大径孔１５７とが形成されている。ピストン部材１４２の中段部外周には、テーパ外周面１５８が形成されている。ピストン部材１４２の外周部は、シール部材１４２ａ，１４２ｂで油密に封止されている。
【０１１７】
クランプロッド１０３の大径鍔部１３１が中径孔１５６内に収容され、クランプロッド１０３の大径ロッド部１３２が小径孔１５５内に位置している。大径鍔部１３１の外周側には環状隙間があり、大径ロッド部１３２の外周側には環状隙間がある。円形穴１６３の内のクランプロッド１０３の外周側には環状隙間がある。それ故、クランプロッド１０３は、コイルバネ１４７の付勢力とピストン部材１４２に作用する油圧力によりピストン部材１４２と一体的に昇降移動し、ピストン部材１４２に対して相対的に駆動手段１０４の軸心（つまり、クランプ装置ＣＤの軸心）と直交する水平方向へ小距離だけ移動可能である。
【０１１８】
受圧ピストン部材１５１は、筒部１６１と、この筒部１６１の上端に連なる水平板部１６２とを有し、この水平板部１６２の上面にグリップ部材１０２の基端鍔部１２３が載置されて支持されている。水平板部１６２の中心部の円形穴１６３に、クランプロッド１０３の中段ロッド部１３３が遊嵌状に挿通し、水平板部１６２の外周部には、筒部１６１よりも僅かに大径の係止鍔１６２ａが形成されている。シリンダ穴１４１は、テーパ状の内周面を有する中段シリンダ穴１６４と、上端側部分に形成された上部シリンダ穴１６５とを有する。
【０１１９】
上部本体１１１には、上部シリンダ穴１６５の上端に連なる収容穴１６６が形成されている。この収容穴１６６の深さは係止鍔１６２ａの厚さよりも僅かに大きい。受圧ピストン部材１５１の筒部１６１は、上部シリンダ穴１６５の内周面と筒状ピストンロッド１４４間の筒状シリダン穴に上下方向に摺動自在に装着され、筒部１６１の内周側はシール部材１４２ａで封止され、外周側はシール部材１１２ａで封止されている。水平板部１６２は、収容穴１６６に上下方向に可動に装着されている。
【０１２０】
受圧ピストン部材１５１の筒部１６１の下端は、クランプ用油室１４５に臨んでその油圧を受圧する。クランプ用油室１４５は、下部本体１１２に形成された油路１７１、下部本体１１２とベース部材１１３間の環状隙間１７２、ベース部材１１３内に形成された油路１７３を介して油圧供給源（図示略）に接続されている。
【０１２１】
図３２、図３３、図３８、図４１に示すように、ワークＷをクランプした状態で、ワークＷの下面が着座面１１８に密着したことを検出する着座センサが設けられている。この着座センサは、着座面１１８に開口した加圧エア噴出孔１７６と、この加圧エア噴出孔１７６に連通する上部本体１１１内及び下部本体１１２内のエア通路１７７，１７８と、下部本体１１２とベース部材１１３間の環状隙間１７９と、ベース部材１１３内のエア通路１８０と、これらのエア通路を介して加圧エア噴出孔１７６に加圧エア供給源（図示略）から加圧エアを供給する状態においてエア通路１８０内の加圧エアの圧力が設定圧以上に昇圧したことを検出する圧力スイッチ（図示略）等で構成されている。
【０１２２】
図３３，図３４，図３８，図４１に示すように、ベース部材１１３に下部本体１１２を装着する装着穴が形成され、この装着穴は上部の大径穴１１３ａと、中段部に形成され且つ大径穴１１３ａよりも僅かに小径の中径穴１１３ｂと、下端側部分に形成され且つ中径穴１１３ｂより僅かに小径の小径穴１１３ｃとを有する。下部本体１１２は、その上半部に形成された大径部１１２ｅと、その下半部に大径部１１２ｅよりも小径に形成された小径部１１２ｆとを備えている。大径部１１２ｅは、大径穴１１３ａと中径穴１１３ｂの上端部に内嵌され、この大径部１１２ｅの外周面と大径穴１１３ａの内周面間には所定幅の環状隙間１７９が形成され、大径部１１２ｅの上端近傍部と下端部にはシール部材１１２ｂ，１１２ｃが装着されている。
【０１２３】
小径部１１２ｆは、中径穴１１３ｂと小径穴１１３ｃに内嵌され、小径部１１２ｆの外周面と中径穴１１３ｂの内周面間には環状隙間１７２が形成され、小径穴１１３ｃの上端部に対応する部位において小径部１１２ｆにはシール部材１１２ｄが装着されている。
【０１２４】
閉塞部材１５２の中央部にはエア供給孔１８１が形成され、クランプロッド１０３内にはエア通路１８２が形成されている。エア供給孔１８１は、下部本体１１２とベース部材１１３間の下端隙間１８３及び環状隙間１８４、ベース部材１１３内のエア通路１８５を介して加圧エア供給源に接続されている。加圧エア供給源から供給される加圧エアが、エア通路１８５、下端隙間１８３、エア供給孔１８１、バネ収容室１４６、クランプロッド１０３内のエア通路１８２、小径孔１５５、円形穴１６３、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３間の隙間を通って、４つの着座面１１８の方へ流れ、４つの着座面１１８をエアブローする。
【０１２５】
下部本体１１２の外周部は、複数のシール部材１１２ｂ〜１１２ｄで気密又は油密に封止されている。上記環状隙間１７２，１７９，１８４は下方の環状隙間程小径に形成されているので、クランプ本体１０１をベース部材１１３の装着穴１１３ａに組み付ける際に、油路１７３とエア通路１８０，１８５が環状隙間１７２，１７９，１８４に開口するエッジ部により、シール部材１１２ｂ〜１１２ｄが損傷するのを確実に防止できる。しかも、油路１７３とエア通路１８０，１８５をベース部材１１３に形成する際に、それらを、夫々、環状隙間１７２，１７９，１８４に連通させればよいため、油路１７３とエア通路１８０，１８５の配置や方向の自由度（つまり、設計の自由度）が向上する。特に、ワークＷが着座面１１８の一部分にしか当接されない場合であっても、環状隙間１７９を介して加圧エア噴出孔１７６に加圧エアが供給される構造なので、クランプ本体１０１の周方向の位置を調整するだけで、加圧エア噴出孔１７６の位置をワークＷの形状に応じて調整することができる。
【０１２６】
上記のクランプ装置ＣＤの作用について説明する。
クランプ装置ＣＤにより、ワークＷをクランプする場合、最初に、クランプ用油室１４５の油圧をドレン圧にする。すると、バネ収容室１４６内のコイルバネ１４７，１４８の付勢力により、図３３〜図３６に示すように、クランプロッド１０３とグリップ部材１０２と筒状ピストン部材１４２と受圧ピストン部材１５１が上昇して上限位置になる。このとき、グリップ部材１０２はスクレーパ１２６やＯリング１２７により縮径状態を保持し、スクレーパ１２６の近傍部においては、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の１対の短辺側部分円筒面１３３ｂとからなる円筒状の外形が形成されている（図３７参照）。つまり、クランプロッド１０３と１対のグリップ形成部材１２１の断面であってクランプロッド１０３の軸心と直交する断面が円形になっている。このため、クランプロッド１０３と１対のグリップ形成部材１２１とスクレーパ１２６の間に隙間が殆ど生じることがないから、エアブローの加圧エアの外界へのリーク量が僅少になり、加圧エアの消費量が非常に少なくなる。
【０１２７】
次に、ワークＷを搬入して、ワークＷの穴Ｈにグリップ部材１０２とクランプロッド１０３とを挿入し、ワークＷを着座面１１８で支持する。次に、クランプ用油室１４５に油圧を供給し、筒状ピストン部材１４２に下方向きの油圧力を作用させる。すると、受圧ピストン部材１５１はクランプ用油室１４５の油圧を受圧して前記の上限位置を保持し、グリップ部材１０２も上限位置を保持するが、筒状ピストン部材１４２は下方向きの油圧力により、コイルバネ１４７，１４８の付勢力に抗して下方へ駆動されるため、クランプロッド１０３がグリップ部材１０２に対して相対的に下方へ移動する。
【０１２８】
その結果、クランプロッド１０３のテーパ部１３４の１対のテーパ平面１３５によりグリップ部材１０２の１対のグリップ爪部１２２が拡径駆動されて、ワークＷの穴Ｈの内周面に食いついて係合状態（グリップ状態）になり、グリップ部材１０２は、クランプロッド１０３と相対移動不能になる。その状態から、図３８〜図４０に示すように、筒状ピストン部材１４２とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３と受圧ピストン部材１５１は一体的に下方へ小距離（例えば、０．２ｍｍ）だけ駆動され、ワークＷが着座面１１８に強く押圧されたクランプ状態になって停止する。このとき、スクレーパ１２６の近傍部においては、テーパ部１３４の下方への移動に伴い部分円錐面１３６の直径が大きくなるため、グリップ形成部材１２１と部分円錐面１３６との円形断面の外径が大きくなり、スクレーパ１２６の内周部が周方向と径方向へ弾性変形し、スクレーパ１２６とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３との間に隙間が生じない状態になる。
【０１２９】
尚、ワークＷをセットしない状態でのクランプ装置ＣＤのフルストローク状態では、クランプ用油室１４５に油圧を供給すると、筒状ピストン部材１４２には下方向きの油圧力が作用し、図４１〜図４３に示すように、受圧ピストン部材１５１とグリップ部材１０２は上限位置を保持したまま、筒状ピストン部材１４２は下限位置に移動して閉塞部材１５２に当接し、クランプロッド１０３のテーパ部１３４によりグリップ部材１０２のグリップ爪部１２２が外径拡大側へ最大限拡径駆動される。このとき、スクレーパ１２６の近傍部においては、グリップ形成部材１２１と部分円錐面１３６との円形断面の外径が最大になり、スクレーパ１２６が周方向と径方向へ最大限弾性変形し、スクレーパ１２６とグリップ部材１０２とクランプロッド１０３との間に隙間が生じない状態になる。
【０１３０】
上記のクランプ装置ＣＤの効果について説明する。
スクレーパ１２６の近傍部において、１対のグリップ形成部材１２１の端縁がクランプロッド１０３の外面よりも突出しないため、スクレーパ１２６が１対のグリップ形成部材１２１の端縁で傷付けられることがなくなるから、スクレーパ１２６の耐久性を確保することができる。
【０１３１】
中段ロッド部１３３の水平断面が、テーパ平面１３５と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成されたので、小型のクランプ装置においても、中段ロッド部１３３の両側に１対のグリップ形成部材１２１を配置するスペースを確保しつつ、中段ロッド部１３３の水平断面積を極力大きくしてクランプロッド１０３の引っ張り強度を確保することができる。
【０１３２】
テーパ部１３４の下半部の水平断面が、テーパ平面１３５と平行な長辺を有する長円形に形成されたので、これらテーパ平面１３５の下半部の端円同士間に上方程半径が大きくなる部分円錐面１３６を形成することができ、スクレーパ１２６の近傍部における、１対のグリップ形成部材１２１とクランプロッド１０３の断面を円形に形成することができるため、スクレーパ１２６の耐久性を確保することができる。その他の効果は、前記実施例１とほぼ同様の効果を奏する。
【０１３３】
ところで、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３が案内支持機構１２８により水平方向へ移動可能に案内し支持されているものの、クランプ駆動時、グリップ形成部材１２１には転倒モーメントが作用する。小型のクランプ装置では小型のグリップ形成部材が採用されるが、グリップ形成部材１２１の基端鍔部１２３の転倒モーメントに抗する幅も小さいため、グリップ形成部材１２１の転倒モーメントに抗する安定性を確保することも難しい。そのため、各グリップ形成部材１２１の下端部に半円円弧状の水平な基端鍔部１２３を設け、クランプ本体１０１に、１対のグリップ形成部材１２１の１対の基端鍔部１２３を水平方向へ移動可能に案内し支持する案内支持機構１２８を設け、各グリップ部材１０２の基端鍔部１２３の周方向の少なくとも一端部が、グリップ爪部１２２よりもクランプロッド１０３側へ突出しているため、クランプ駆動時に、グリップ形成部材１２１に作用する転倒モーメントに抗する安定性を高めることができる。
【０１３４】
クランプロッド１０３とグリップ部材１０２をクランプ装置ＣＤの軸心と直交する水平方向へ小距離だけ可動に構成してあるため、複数のクランプ装置ＣＤにより、ワークＷの複数の穴Ｈをクランプする場合に、クランプ装置Ｃの軸心間距離と、穴Ｈの中心間距離が正確に一致せずに、製作誤差によりズレている場合にも、複数のクランプ装置ＣでワークＷをクランプすることができる。
【０１３５】
尚、前記クランプ装置ＣＤにおいて、図４４に示すように、グリップ部材１０２Ａの基端鍔部１２３Ａの周方向の少なくとも一端部を延長して、基端鍔部１２３Ａを平面視にてほぼＪ字形に夫々形成しても良い。
【０１３６】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
［１］前記実施例１〜４に記載したクランプ装置のクランプ駆動、アンクランプ駆動するために油圧を用いているが、これに限定する必要はなく、クランプ用油室、アンクランプ用油室、サポート油室に代えてクランプ用エア室、アンクランプ用エア室、サポートエア室を設け、加圧エア等の流体圧を用いてピストン部材をクランプ駆動、アンクランプ駆動するように構成しても良い。また、クランプ力をスプリングで発生させ、アンクランプ力を流体圧で発生させるように構成してもよい。
［２］前記実施例１〜５に記載したクランプ装置における、グリップ部材の構造、クランプロッドの構造、サポート機構の構造などは、一例を示すものであり、これらの構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。クランプ装置におけるその他の構造についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、機械加工に供するためのワークの穴に挿入したグリップ部材のグリップ爪部をクランプロッドで拡径させることにより穴の周面にグリップさせてクランプするようにした種々のクランプ装置に適用でき、また、このクランプ装置はワークの搬送等にも応用できる。
【符号の説明】
【０１３８】
Ｃ，ＣＡ〜ＣＤ クランプ装置
１ クランプ本体
２，２Ａ〜２Ｃ グリップ部材
３，３Ａ〜３Ｃ クランプロッド
４，４Ｃ 駆動手段
２１，２１Ａ〜２１Ｃ グリップ形成部材
２２，２２Ａ〜２２Ｃ グリップ爪部
２２ａ，２２Ａａ〜２２Ｂａ テーパ面
２３，２３Ａ〜２３Ｃ 基端鍔部
２４，２４Ａ〜２４Ｃ ストレート平面
２６ スクレーパ
３３，３３Ａ〜３３Ｃ 中段ロッド部
３３ａ，３３Ａａ〜３３Ｃａ ストレート面
３４，３４Ａ〜３４Ｃ テーパ部
３５，３５Ａ〜３５Ｃ テーパ平面
３６，３６Ａ〜３６Ｃ 部分円錐面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ本体と、このクランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合した鉛直方向に延びるクランプロッドと、前記挿通孔のうちのグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間を塞ぐゴム又は合成樹脂製のスクレーパと、前記クランプロッドを進退駆動する駆動手段とを有するクランプ装置において、
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、
前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、
前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、
前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
アンクランプ状態のときに前記クランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記テーパ平面と前記部分円錐面のクランプロッド軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つ前記クランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクランプ装置。
【請求項１】
クランプ本体と、このクランプ本体の上端部分の挿通孔を挿通して上方へ延びワークの穴の内周面をグリップ可能なグリップ部材と、このグリップ部材に係合した鉛直方向に延びるクランプロッドと、前記挿通孔のうちのグリップ部材及びクランプロッドの外周側の環状隙間を塞ぐゴム又は合成樹脂製のスクレーパと、前記クランプロッドを進退駆動する駆動手段とを有するクランプ装置において、
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に位置する１又は複数のグリップ形成部材で構成され、
前記クランプロッドは、その中段部分の中段ロッド部と、この中段ロッド部から上方へ連なる上端側部分に上方程外径が拡大するように形成され且つ１又は複数のグリップ形成部材を外径拡大側へ駆動可能なテーパ部とを備え、
前記テーパ部は、１又は複数のグリップ形成部材のグリップ爪部が面接触的に当接する１又は複数のテーパ平面と、この１又は複数のテーパ平面の下部の端縁同士間に形成された上方程半径が大きくなる部分円錐面とを有し、
前記スクレーパの近傍部における、前記１又は複数のグリップ形成部材とクランプロッドの断面であってクランプロッドの軸心と直交する断面が円形に形成されたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
アンクランプ状態のときに前記クランプロッドの部分円錐面の下端部が、スクレーパに接触することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記グリップ形成部材のグリップ爪部のクランプロッドの軸心と直交する断面が、偏平Ｄ形に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記テーパ平面と前記部分円錐面のクランプロッド軸心に対する傾斜角度が同じになるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの外周側に等間隔に配設された３つのグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部に各テーパ平面の下端部に連なり且つ前記クランプロッドの軸心と平行なストレート面が形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な辺を有し且つ頂部が円弧からなる三角形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記グリップ部材は、前記クランプロッドの両側に対向状に配設された１対のグリップ形成部材で構成され、
前記中段ロッド部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する偏平な長円形に形成され、
前記テーパ部の下部の水平断面が、前記テーパ平面と平行な長辺を有する長円形に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のクランプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【公開番号】特開２０１１−２０１００８（Ｐ２０１１−２０１００８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１５６０（Ｐ２０１０−１４１５６０）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（５９６０３７１９４）パスカルエンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（５９６０３７１９４）パスカルエンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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