特許 5666460 ネジ係合式クランプ装置及びクランピングシステム並びに流体圧アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5666460

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】ネジ係合式クランプ装置及びクランピングシステム並びに流体圧アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20150122BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 302G

   B23Q3/06 304F

【請求項の数】19

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-532989(P2011-532989)

(86)(22)【出願日】2010年9月17日

(86)【国際出願番号】JP2010066232

(87)【国際公開番号】WO2011037091

(87)【国際公開日】20110331

【審査請求日】2013年7月5日

(31)【優先権主張番号】特願2009-222713(P2009-222713)

(32)【優先日】2009年9月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】391003989

【氏名又は名称】株式会社コスメック

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】米澤 慶多朗

【審査官】 足立 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１００９５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 登録実用新案第３０９８１２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−０４０１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０１４８０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メネジ孔(１２)を設けた被固定物(１０)を係合用ボルト(５０)のネジ係合力で引っ張って固定する装置であって、
ハウジング(５)に設けたシリンダ孔(２０)と、上記ハウジング(５)の先端側の中央部に設けたガイド筒(１５)との間に、ピストン(２１)を軸心方向へ往復移動可能かつ回転可能に挿入し、
上記ピストン(２１)と上記ハウジング(５)との間にボールネジ機構(２８)を設け、
上記ガイド筒(１５)の筒孔(２９)及び上記ピストン(２１)の筒孔(２４)に、出力ロッド(３０)を回転可能かつ軸心方向へ移動可能に挿入し、その出力ロッド(３０)の入力部(４１)を上記ピストン(２１)の出力部(４２)に回転伝動可能に連結し、上記の出力ロッド(３０)の先端部に設けた前記の係合用ボルト(５０)を前記の被固定物(１０)の前記メネジ孔(１２)に係合可能に構成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項2】

請求項１のクランプ装置において、
前記出力ロッド(３０)をリリース位置へ後退させるために圧力流体が供給される第１作動室(６２)を前記ピストン(２１)の先端側に形成し、前記出力ロッド(３０)をロック位置へ進出させるために圧力流体が供給される第２作動室(６４)を前記ピストン(２１)の基端側に形成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項3】

請求項２のクランプ装置において、
前記第１作動室(６２)における前記ピストン(２１)の受圧断面積を前記第２作動室(６４)における前記ピストン(２１)の受圧断面積よりも大きな値に設定した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項4】

請求項１のクランプ装置において、
前記ボールネジ機構(２８)は、前記ハウジング(５)に複数ピッチ形成したメス螺旋溝(５６)と、前記ピストン(２１)の基端側に設けた小径部(２１ａ)の外周面にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのオス螺旋溝(５７)と、上記メス螺旋溝(５６)と上記オス螺旋溝(５７)との間に転動自在に挿入した多数のボール(５８)とを備え、
上記メス螺旋溝(５６)の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁(６０)を上記ボール(５８)が乗り越えるのを許容するように、上記オス螺旋溝(５７)の始端部と終端部とを連通させる循環路(５９)を上記ピストン(２１)の小径部(２１ａ)の外周面に凹状に形成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項5】

請求項１のクランプ装置において、
前記ボールネジ機構(２８)は、前記ピストン(２１)の基端側に設けた小径部(２１ａ)の外周面に複数ピッチ形成したオス螺旋溝(５７)と、前記ハウジング(５)側にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのメス螺旋溝(５６)と、上記オス螺旋溝(５７)と上記メス螺旋溝(５６)との間に転動自在に挿入した多数のボール(５８)とを備え、
上記オス螺旋溝(５７)の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁(６０)を上記ボール(５８)が乗り越えるのを許容するように、上記メス螺旋溝(５６)の始端部と終端部とを連通させる循環路(５９)を上記のハウジング(５)側に凹状に形成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項6】

請求項５のクランプ装置において、
前記ハウジング(５)の筒孔内に、前記のメス螺旋溝(５６)を形成したボール循環部材(９６)を配置し、そのボール循環部材(９６)に、前記の循環路(５９)を形成した循環路ブロック(９７)を設けた、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項7】

請求項１のクランプ装置において、
上記出力ロッド(３０)が基端側へ後退したリリース状態では、その出力ロッド(３０)の先端が、前記の被固定物(１０)が支持される着座面(Ｓ)よりも退入した位置に配置される、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項8】

請求項１のクランプ装置において、
前記の出力ロッド(３０)を前記のメネジ孔(１２)へ向けて押圧する進出手段(４７)を設けた、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項9】

請求項１のクランプ装置において、
前記ハウジング(５)の基端部に、手動操作部(４４)を、回転可能かつ軸心方向への移動を阻止した状態で設け、その手動操作部(４４)に、前記出力ロッド(３０)の基端部を回転伝動可能に挿入した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項10】

請求項１のクランプ装置において、
前記係合用ボルト(５０)の外周面を多条ネジによって構成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項11】

請求項１のクランプ装置において、
前記ボールネジ機構(２８)を多条ネジによって構成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項12】

請求項１のクランプ装置において、
前記ハウジング(５)の前記ガイド筒(１５)の筒孔(２９)と前記の出力ロッド(３０)の外周面との間に、その出力ロッド(３０)の半径方向への移動を許容する環状隙間(７９)を形成した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項13】

請求項１のクランプ装置において、
前記の出力ロッド(３０)をリリース位置からロック位置へ移動させる途中で、前記ハウジング(５)の前記ガイド筒(１５)の筒孔(２９)に、前記の出力ロッド(３０)を、半径方向への移動を阻止した状態で挿入した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項14】

請求項１のクランプ装置において、
前記の出力ロッド(３０)をリリース位置からロック位置へ移動させる途中で、前記ハウジング(５)の前記ガイド筒(１５)の筒孔(２９)に、前記の出力ロッド(３０)を、所定の半径方向への移動を阻止すると共に、上記の所定の半径方向に直交する半径方向への移動を許容する状態で挿入した、ことを特徴とするネジ係合式クランプ装置。

【請求項15】

請求項１２から１４のいずれかに記載したネジ係合式クランプ装置を少なくとも一つ使用する、ことを特徴とするクランピングシステム。

【請求項16】

請求項１３のネジ係合式クランプ装置を一つ使用し、請求項１４のネジ係合式クランプ装置を一つ使用し、請求項１２のネジ係合式クランプ装置を少なくとも一つ使用する、ことを特徴とするクランピングシステム。

【請求項17】

請求項１２のネジ係合式クランプ装置を少なくとも二つ使用する、ことを特徴とするクランピングシステム。

【請求項18】

ハウジング(５)に設けたシリンダ孔(２０)に、ピストン(２１)を軸心方向へ往復移動可能かつ回転可能に挿入し、
上記ピストン(２１)と上記ハウジング(５)との間にボールネジ機構(２８)を設け、
前記ボールネジ機構(２８)は、前記ピストン(２１)の基端側に設けた小径部(２１ａ)の外周面に複数ピッチ形成したオス螺旋溝(５７)と、前記ハウジング(５)側にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのメス螺旋溝(５６)と、上記オス螺旋溝(５７)と上記メス螺旋溝(５６)との間に転動自在に挿入した多数のボール(５８)とを備え、
上記オス螺旋溝(５７)の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁(６０)を上記ボール(５８)が乗り越えるのを許容するように、上記メス螺旋溝(５６)の始端部と終端部とを連通させる循環路(５９)を上記のハウジング(５)側に凹状に形成した、ことを特徴とする流体圧アクチュエータ。

【請求項19】

請求項１８の流体圧アクチュエータにおいて、
前記ピストン(２１)を基端方向へ後退させるために圧力流体が供給される第１作動室(６２)を前記ピストン(２１)の先端側に形成し、前記ピストン(２１)を先端方向へ進出させるために圧力流体が供給される第２作動室(６４)を前記ピストン(２１)の基端側に形成した、ことを特徴とする流体圧アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、圧力流体を利用したネジ係合式クランプ装置及び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し、さらには、上記クランプ装置に使用するのに好適な流体圧アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のネジ係合式クランプ装置には、従来では、特許文献１(国際公開公報 WO 2006/100958)に記載されたものがある。
その従来技術は、次のように構成されている。
ハウジングのシリンダ孔に環状ピストンが上下方向に移動可能に挿入される。そのピストンの筒孔に回転部材が上下方向への移動を阻止した状態で挿入される。上記ピストンと上記の回転部材との間にボールネジ機構が設けられる。そして、ハウジング内のピストンを圧力流体によってロック移動させると、上記の回転部材が上記のボールネジ機構によって軸心回りに回転し、その回転部材が出力ロッドを回転させる。すると、その出力ロッドの先端部に設けた係合用ボルトが被固定物のメネジ孔に係合する。これにより、その被固定物をハウジングに引っ張って固定するのである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開公報 WO 2006/100958

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の従来技術では、被固定物をハウジングに強力に固定できる点で優れるが、次の点で改善の余地が残されていた。
上記ピストンの内側に上記の回転部材を挿入する必要があるため、その回転部材が挿入されたピストン部分の外径寸法が大きくなる。従って、ピストン本体の受圧断面積から上記ピストン部分の受圧断面積を差し引いた環状の受圧断面積(有効シリンダ面積)が小さくなり、クランプ装置の出力が低い。また、上記の回転部材が必要であることから、部品点数が多くなると共に、クランプ装置の小型化には制限があった。
本発明の目的は、高出力でコンパクトなネジ係合式クランプ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図６、又は図９から図１０Ｃに示すように、メネジ孔１２を設けた被固定物１０を係合用ボルト５０のネジ係合力で引っ張って固定する装置を次のように構成した。
ハウジング５に設けたシリンダ孔２０と、上記ハウジング５の先端側の中央部に設けたガイド筒１５との間に、ピストン２１を軸心方向へ往復移動可能かつ回転可能に挿入する。上記ピストン２１と上記ハウジング５との間にボールネジ機構２８を設ける。
上記ガイド筒１５の筒孔２９及び上記ピストン２１の筒孔２４に、出力ロッド３０を回転可能かつ軸心方向へ移動可能に挿入する。その出力ロッド３０の入力部４１を上記ピストン２１の出力部４２に回転伝動可能に連結する。上記の出力ロッド３０の先端部に設けた前記の係合用ボルト５０を前記の被固定物１０の前記メネジ孔１２に係合可能に構成した。

【0006】

本発明は、次の作用効果を奏する。
ロック駆動時には、ハウジング内のピストンを圧力流体によって先端方向へロック移動させる。すると、上記ピストンがボールネジ機構によって軸心回りに回転しながら先端方向へ移動し、これと同時に、そのピストンが出力ロッドを回転させる。すると、その出力ロッドの先端部に設けた係合ボルトが被固定物のメネジ孔に係合し、そのネジ係合力によって上記の被固定物をハウジングに引っ張って固定する。
そして、上記ピストンは、ボールネジ機構によって回転しながら往復移動して出力ロッドを回転させるので、前記の従来例とは異なり、出力ロッドを回転させるための別の部品をピストンの内側に設ける必要がない。そのため、本発明では、前記の従来例で上記の別の部品が挿入されていたピストン部分の外径寸法を小さくできる。従って、ピストン本体の受圧断面積から上記ピストン部分の受圧断面積を差し引いた環状の受圧断面積(有効シリンダ面積)が大きくなり、クランプ装置の出力が高くなる。また、上記の別の部品を省略できるので、シリンダ孔の内径を小さくでき、コンパクトで小型のクランプ装置を提供できる。さらに、上記の別の部品が不要になることから、部品点数が少なくなり、クランプ装置の製造コストを低減できる。

【0007】

本発明では、例えば、図３又は図９に示すように、前記出力ロッド３０をリリース位置へ後退させるために圧力流体が供給される第１作動室６２を前記ピストン２１の先端側に形成し、前記出力ロッド３０をロック位置へ進出させるために圧力流体が供給される第２作動室６４を前記ピストン２１の基端側に形成することが好ましい。
そして、図９の実施形態においては、圧力流体として圧油が用いられる場合に、ボールネジ機構を第２作動室内に配置することが可能となり、そのボールネジ機構が第２作動室に供給される圧油によって潤滑される。そのため、ボールネジ機構は、低摩擦・長寿命となり、長期間にわたって、メンテナンスが不要になる。

【0008】

本発明では、例えば、図３又は図９に示すように、前記第１作動室６２における前記ピストン２１の受圧断面積を前記第２作動室６４における前記ピストン２１の受圧断面積よりも大きな値に設定することが好ましい。
この場合、リリース駆動力をロック駆動力よりも大きい値に設定できる。

【0009】

本発明には、例えば、図３から図６に示すように、次の構成を加えることが好ましい。前記ボールネジ機構２８は、前記ハウジング５に複数ピッチ形成したメス螺旋溝５６と、前記ピストン２１の基端側に設けた小径部２１ａの外周面にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのオス螺旋溝５７と、上記メス螺旋溝５６と上記オス螺旋溝５７との間に転動自在に挿入した多数のボール５８とを備える。上記メス螺旋溝５６の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁６０を上記ボール５８が乗り越えるのを許容するように、上記オス螺旋溝５７の始端部と終端部とを連通させる循環路５９を上記ピストン２１の小径部２１ａの外周面に凹状に形成する。
この場合、ピストンの外周面を循環路の設置スペースとして有効に利用できるので、ハウジングの半径方向の大きさが小さくなる。その結果、クランプ装置がさらにコンパクトになる。

【0010】

本発明には、例えば図９から図１０Ｃに示すように、次の構成を加えることが好ましい。
前記ボールネジ機構２８は、前記ピストン２１の基端側に設けた小径部２１ａの外周面に複数ピッチ形成したオス螺旋溝５７と、前記ハウジング５側にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのメス螺旋溝５６と、上記オス螺旋溝５７と上記メス螺旋溝５６との間に転動自在に挿入した多数のボール５８とを備える。上記オス螺旋溝５７の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁６０を上記ボール５８が乗り越えるのを許容するように、上記メス螺旋溝５６の始端部と終端部とを連通させる循環路５９を上記のハウジング５側に凹状に形成する。
この場合、ハウジング側の内周面を循環路の設置スペースとして有効に利用できるので、ハウジングの半径方向の大きさが小さくなる。その結果、クランプ装置がさらにコンパクトになる。
また、ボールネジ機構のオス側の部品である上記ピストンの小径部の外周面には、複数ピッチのオス螺旋溝が形成される。そのため、ボールネジ加工は、メス側の部品に行う場合と比べて容易に行える。また、ボールネジ機構の部品としての上記ピストンは、ハウジングと比べて小型部品であるので、焼入れ等の硬化処理を行いやすい。

【0011】

本発明では、例えば、図９から図１０Ｃに示すように、前記ハウジング５の筒孔内に、前記のメス螺旋溝５６を形成したボール循環部材９６を配置し、そのボール循環部材９６に、前記の循環路５９を形成した循環路ブロック９７を設けることが好ましい。
この場合、上記の循環路は、ハウジングとは別部品の循環路ブロックに形成される。そのため、上記循環路の加工がしやすい。また、ボール循環部材から循環路ブロックを取り外すことによって、上記ボール循環部材に対してボールを組み付けたり取り外したりする作業が容易である。

【0012】

本発明では、例えば、図３又は図９に示すように、上記出力ロッド３０が基端側へ後退したリリース状態では、その出力ロッド３０の先端が、前記の被固定物１０が支持される着座面Ｓよりも退入した位置に配置されることが好ましい。
この場合、上記の被固定物を着座面上へ搬入するとき又は着座面上から搬出するときに、その被固定物を、着座面に垂直な方向からも着座面と平行な方向からも搬入・搬出が可能である。また、着座面の掃除が行いやすい。

【0013】

本発明においては、例えば、図３又は図９に示すように、前記の出力ロッド３０を前記のメネジ孔１２へ向けて押圧する進出手段４７を設けることが好ましい。
この場合、出力ロッドの係合用ボルトと被固定物のメネジ孔とのネジ係合の開始時に、回転しているボルトを進出手段がメネジ孔に押圧することにより、上記ネジ係合を確実に行える。
また、リリース状態において、出力ロッドの先端が上記の着座面よりも退入した位置に配置される場合においても、上記ピストンがロック駆動されると、そのピストンの先端側への移動に伴って上記の進出手段が出力ロッドを先端側に移動させることができる。

【0014】

本発明では、例えば、図３又は図９に示すように、前記ハウジング５の基端部に、手動操作部４４を、回転可能かつ軸心方向への移動を阻止した状態で設け、その手動操作部４４に、前記出力ロッド３０の基端部を回転伝動可能に挿入することが好ましい。
この場合、出力ロッドの係合用ボルトと被固定物のメネジ孔とが焼き付き等によって固着したときに、手動操作部を人力などで回転させることによって上記の固着状態を解除できる。そのため、上記の焼き付き等の発生時に、製造ラインを速やかに復帰できる。

【0015】

本発明には、次の(Ａ)または(Ｂ)の構成を加えることが好ましい。
(Ａ) 前記係合用ボルト５０の外周面を多条ネジ(好ましくは二条ネジ)によって構成する。
(Ｂ) 前記ボールネジ機構２８を多条ネジ(好ましくは二条ネジ)によって構成する。
この場合、係合用ボルトの１回転中に、その係合用ボルトとメネジ孔との噛み合わせが複数回あるので、その噛み合いが速やかになり、回転ロスが低減する。また、１回転で複数ピッチだけネジ込まれるので上記ピストンの回転数が少なくてもよく、そのピストンの移動距離を短くできる。そのため、ハウジングの高さを低くできるので、クランプ装置をさらにコンパクトに造れる。

【0016】

本発明においては、例えば、図３又は図９に示すように、前記ハウジング５の前記ガイド筒１５の筒孔２９と前記の出力ロッド３０の外周面との間に、その出力ロッド３０の半径方向への移動を許容する環状隙間７９を形成してもよい。
この場合、ハウジングに対して出力ロッドが半径方向へ移動することが許容されるので、被固定物のメネジ孔の軸心と出力ロッドの軸心との心ズレを吸収できる。

【0017】

本発明においては、例えば図５と図６に示すように、前記の出力ロッド３０をリリース位置からロック位置へ移動させる途中で、前記ハウジング５の前記ガイド筒１５の筒孔２９に、前記の出力ロッド３０を、半径方向への移動を阻止した状態で挿入してもよい。
この場合、その出力ロッドの軸心を位置決めの基準として利用できる。

【0018】

本発明においては、例えば図１２(図５と図６を参照)に示すように、前記の出力ロッド３０をリリース位置からロック位置へ移動させる途中で、前記ハウジング５の前記ガイド筒１５の筒孔２９に、前記の出力ロッド３０を、所定の半径方向への移動を阻止すると共に、上記の所定の半径方向に直交する半径方向への移動を許容する状態で挿入してもよい。
この場合、上記の所定の半径方向では位置決めを行うと共に、それに直交する半径方向では心ズレを許容できる。

【0019】

本発明のクランプ装置を利用したクランピングシステムとしては、上述した各発明に係るクランプ装置を少なくとも一つ使用すること、又は、複数の発明に係るクランプ装置を組み合わせて使用すること等が考えられる。

【0020】

また、本発明のクランプ装置に適用するのに好適な流体圧アクチュエータは、例えば、図９から図１０Ｃに示すように、次のように構成される。
ハウジング５に設けたシリンダ孔２０に、ピストン２１を軸心方向へ往復移動可能かつ回転可能に挿入する。上記ピストン２１と上記ハウジング５との間にボールネジ機構２８を設ける。
前記ボールネジ機構２８は、前記ピストン２１の基端側に設けた小径部２１ａの外周面に複数ピッチ形成したオス螺旋溝５７と、前記ハウジング５側にほぼ１ピッチ形成した少なくとも一つのメス螺旋溝５６と、上記オス螺旋溝５７と上記メス螺旋溝５６との間に転動自在に挿入した多数のボール５８とを備える。
上記オス螺旋溝５７の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁６０を上記ボール５８が乗り越えるのを許容するように、上記メス螺旋溝５６の始端部と終端部とを連通させる循環路５９を上記のハウジング５側に凹状に形成する。

【0021】

この場合、ハウジング側の内周面を循環路の設置スペースとして有効に利用できるので、ハウジングの半径方向の大きさが小さくなる。その結果、流体圧アクチュエータをコンパクトに造れる。
また、ボールネジ機構のオス側の部品である上記ピストンの小径部の外周面には、複数ピッチのオス螺旋溝が形成される。そのため、ボールネジ加工は、メス側の部品に行う場合と比べて容易に行える。また、ボールネジ機構の部品としての上記ピストンは、ハウジングと比べて小型部品であるので、焼入れ等の硬化処理を行いやすい。

【0022】

上記の流体圧アクチュエータの発明においては、例えば、図９に示すように、前記ピストン２１を基端方向へ後退させるために圧力流体が供給される第１作動室６２を前記ピストン２１の先端側に形成し、前記ピストン２１を先端方向へ進出させるために圧力流体が供給される第２作動室６４を前記ピストン２１の基端側に形成することが好ましい。
この場合、ボールネジ機構を第２作動室内に配置することが可能となり、圧力流体として圧油が用いられる場合に、そのボールネジ機構が第２作動室に供給される圧油によって潤滑される。そのため、ボールネジ機構は、低摩擦・長寿命となり、長期間にわたって、メンテナンスが不要になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態のネジ係合式クランプ装置の使用形態を示している。

【図2】上記の使用形態におけるクランプ装置の上面図である。

【図3】上記クランプ装置のリリース状態の立面視の断面図である

【図4】図４Ａは、上記クランプ装置の平面図である。図４Ｂは、上記クランプ装置に設けたボールネジ機構を示し、図３中の下部分の左側面視の部分断面図である。

【図5】上記クランプ装置のロック上昇の初期状態を示し、前記の図３に類似する図である。

【図6】上記クランプ装置のロック状態を示し、前記の図３に類似する図である。

【図7】前記の第１実施形態に係るクランプ装置の変形例を示し、前記図３に類似する部分図である。

【図8】図８は、前記の第１実施形態に係るクランプ装置の他の使用形態を示し、前記の図６に類似する図である。

【図9】本発明の第２実施形態のクランプ装置を示し、前記の図３に類似する図である。

【図10】図１０Ａは、上記の図９のクランプ装置に設けたボール循環部材の断面図である。図１０Ｂは、前記図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線の断面図である。図１０Ｃは、前記図１０Ａの１０Ｃ−１０Ｃ線の断面図である。

【図11】前記の第２実施形態に係るクランプ装置の変形例を示し、前記図９に類似する部分図である。

【図12】本発明のガイド筒の変形例を示す横断面図である。

【図13】本発明の係合用ボルトの変形例を示す縦断面図である。

【図14】上記の各クランプ装置を利用したクランピングシステムの平面視の模式図である。

【符号の説明】

【0024】

５：ハウジング，１０：被固定物(ワーク)，１２：メネジ孔，１５：ガイド筒，２０：シリンダ孔，２１：ピストン，２１ａ：小径部，２４：ピストン２１の筒孔，２８：ボールネジ機構，２９：ガイド筒１５の筒孔(ガイド孔)，３０：出力ロッド，４１：入力部，４２：出力部，４４：手動操作部，４７：進出手段(進出バネ)，５０：係合用ボルト，５６：メス螺旋溝，５７：オス螺旋溝，５８：ボール，５９：循環路，６０：区画壁，６２
：第１作動室(リリース室),６４：第２作動室(ロック室)，７９：環状隙間，９６：ボール循環部材，９７：循環路ブロック，Ｓ：着座面.

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１から図６は、本発明の第１実施形態を示している。
この第１実施形態では、ネジ係合式クランプ装置によってワークを固定および固定解除する場合を例示してある。まず、図１から図４によって上記クランプ装置の構成を説明する。

【0026】

工作機械等のテーブル１上には、支持台としての治具プレート２が設けられている。その治具プレート２はフランジ部２ａを備えている。そのフランジ部２ａの上面に、着座ブロック３が複数(ここでは図２に示すように３本)の取付けボルト３ｂによって固定されると共に、上記フランジ部２ａの下面に、クランプ装置４(４ａ)のハウジング５の上部が複数(ここでは図２に示すように２本)の取付けボルト５ａによって固定される。なお、ハウジング５の上面には、図４Ａに示すように、取付けボルト５ａ用の取付けボルト穴５ｂが複数(ここでは８個)形成されている。
被固定物としてのワーク１０には基準面１１とメネジ孔１２とが予め加工されている。そのメネジ孔１２は上記の基準面１１に下向きに開口されている。

【0027】

着座ブロック３は、図２に示すように、平面視で略半円形状の部材であって、その一端にはＵ字状の切り欠き３ａが形成されている。そして、着座ブロック３が治具プレート２に取り付けられると、クランプ装置４の出力ロッド３０は、上記の切り欠き３ａ内に配置される。着座ブロック３の上面において、上記の切り欠き３ａの近傍に、ワーク１０を支持する着座面Ｓが設けられる(図２において二点鎖線の斜線で示す部分を参照)。そして、図１又は図３に示すように、ワーク１０は、その右端が着座ブロック３の右端よりも右方に配置されるように着座ブロック３上に固定される。そのため、切削工具が着座ブロック３に干渉しなくなり、ワーク１０に対する５面加工が可能である。また、図２に示すように、クランプ装置４の出力ロッド３０が挿入される上記の切り欠き３ａは右方へ開放されているため、切粉や切削油が右方へ流出しやすくなり、切粉・切削油に対する対策が容易である。そして、治具パレットや組立治具等は、ワーク等の被固定物よりも少し大きくするだけでよいので、スペースが小さくてすみ、設備コストが低減される。

【0028】

なお、上記の着座面Ｓや上記の出力ロッド３０の先端(後述の係合用ボルト５０のオネジ部５３)にエアーを吹き付けるため、上記クランプ装置４又は着座ブロック３等に、エアブロー機構を備えるのが好ましい。

【0029】

上記フランジ部２ａに固定されたハウジング５の上ハウジング部分６に、下ハウジング部分７が複数の連結ボルト８によって固定されている。そして、上ハウジング部分６の中央部にガイド筒１５が挿入されている。そのガイド筒１５の上部フランジ１６が、多数(ここでは８本)の締結ボルト１７によって上ハウジング部分６の上部に固定される。
上ハウジング部分６の下部内には、環状の仕切部材１８が配置されている。その仕切部材１８は、上記の下ハウジング部分７の筒孔の周壁の上面に回り止めピン１９によって回り止めされている。上記の仕切り部材１８の外周上部には、後述のロック室(第２作動室)６４に供給される圧油の通路としての溝６５ａが形成されている。そして、上記の上ハウジング部分６に大径のシリンダ孔２０が形成される。
上記シリンダ孔２０とガイド筒１５の外周面との間に、環状ピストン２１が上下方向(軸心方向)へ往復移動可能かつ軸心まわりに回転可能に挿入される。

【0030】

上記ピストン２１の下端側(基端側)に小径部２１ａが設けられ、その小径部２１ａは、上記の仕切部材１８の筒孔と、上記の下ハウジング部分７に設けられたロッド収容孔２２と、に挿入される。なお、上記ピストン２１の上端側には、ピストン本体としての大径部２１ｂが設けられる。
上記ロッド収容孔２２は、上記シリンダ孔２０よりも小径に形成され、上記ピストン２１の小径部２１ａの内方に配置された出力ロッド３０の入力部４１及び基端部４３を上下方向へ移動可能に収容する。
また、上記ピストン２１の小径部２１ａと、上記ハウジング５のロッド収容孔２２との間には後述のボールネジ機構２８が設けられる。

【0031】

前記ガイド筒１５の筒孔によってガイド孔２９が構成される。そのガイド孔２９は、ピストン２１の筒孔２４よりも半径方向の内方に配置されている。上記ガイド孔２９に出力ロッド３０が軸心回りに回転可能かつ上下方向(軸心方向)へ移動可能に挿入される。
また、上記ガイド筒１５のガイド孔２９の上端と、出力ロッド３０の外周面との間には、ダストシール機能及び封止機能を備えたパッキン３１が装着されている。

【0032】

ガイド筒１５の前記ガイド孔２９には、上下方向(軸心方向)へ所定の間隔をあけてメス嵌合部３２・３２が半径方向の内方へ突出され、これらメス嵌合部３２・３２の間に環状凹溝３３が形成される。また、出力ロッド３０の外周面にも上下方向へ所定の間隔をあけてオス嵌合部３４・３４が形成され、これらオス嵌合部３４・３４の上側に環状凹溝３５・３５が形成される。

【0033】

そして、出力ロッド３０が下方へ後退した図３のリリース状態では、上記メス嵌合部３２とオス嵌合部３４とが上下方向へ離間して、ガイド孔２９内で上記の出力ロッド３０が半径方向へ移動可能となる。
これに対して、上記の出力ロッド３０が上方へ進出した図６のロック状態では、上記メス嵌合部３２とオス嵌合部３４とがほぼ全周で嵌合して、ガイド孔２９に出力ロッド３０が半径方向に拘束される。
これにより、この第１実施形態のクランプ装置４(４ａ)は、図６のロック状態では、出力ロッド３０が半径方向へ移動することが阻止され、後述の図１４のクランピングシステムにおいて、いわゆるデータム形のクランプ装置として構成されている。
上記オス嵌合部３４には、後述のロック状態検出用の圧縮空気の通路となる溝部３４ａが形成されている。そのため、上記メス嵌合部３２とオス嵌合部３４とがほぼ全周で嵌合した場合でも、出力ロッド３０とガイド孔２９との間の嵌合隙間７９は、上記オス嵌合部３４の上下で連通している。なお、上記の溝部３４ａは、オス嵌合部３４に設けることに代えて、メス嵌合部３２に設けてもよい。

【0034】

出力ロッド３０の入力部４１は、前記ピストン２１の出力部４２に回転伝動可能かつ上下方向(軸心方向)へ移動可能に挿入されている。ここでは、上記の出力ロッド３０の入力部４１は、六角形の断面形状を有しており、上記ピストン２１の出力部４２は、六角形の筒孔である。そして、上記の入力部４１の外周側には、上記の出力部４２の筒孔との間に環状隙間８０が形成される。

【0035】

出力ロッド３０の入力部４１の下方には基端部４３が設けられている。ハウジング５の下端部(基端部)には、手動操作部４４が回転可能かつ上下方向への移動を阻止した状態で設けられている。そして、上記の出力ロッド３０の基端部４３が手動操作部４４の筒孔に回転伝動可能に挿入されている。ここでは、上記の出力ロッド３０の基端部４３は、六角形の断面形状を有しており、上記の手動操作部４４は、六角形の筒孔を有している。そして、上記の基端部４３の外周面と、上記の手動操作部４４の筒孔との間には、環状隙間８１が形成される。
そのため、出力ロッド３０の係合用ボルト５０とワーク１０のメネジ孔１２とが焼き付き等によって固着してクランプ装置４のリリーストルクによって固着解除できないときには、手動操作部４４をスパナ等で回転させることでその固着状態を解除できる。

【0036】

なお、上記の出力ロッド３０の入力部４１と上記ピストン２１の出力部４２との間に形成される環状隙間８０、及び、上記の出力ロッド３０の基端部４３と上記の手動操作部４４の筒孔との間に形成される環状隙間８１は、後述のロック状態検出用の圧縮空気の排気用の通路となると共に、出力ロッド３０の心ズレを許容するためのものである。
また、上記の出力ロッド３０の入力部４１と上記ピストン２１の出力部４２との嵌合や、上記の出力ロッド３０の基端部４３と上記の手動操作部４４の筒孔との嵌合は、回転伝動可能かつ上下方向(軸心方向)へ相対移動可能であればよく、上記の六角形同士の嵌合に代えて、例えば四角形同士の嵌合であってもよい。

【0037】

出力ロッド３０の下部において、入力部４１と基端部４３との間にストッパ４５が装着されている。そして、そのストッパ４５と、前記の手動操作部４４の上部に配置された止め輪４６との間に、進出バネ４７(進出手段)が装着される。その進出バネ４７は、出力ロッド３０を上方へ付勢する弾性体として機能している。なお、ストッパ４５は、組立・分解を容易に行うために略半円径に２分割されている。

【0038】

上記の出力ロッド３０の上端部(先端部)に係合用ボルト５０が設けられる。そのボルト５０は、先細りのテーパ部５１と肩部５２とオネジ部５３とを、下向きに順に備える。そのオネジ部５３が、前記ワーク１０のメネジ孔１２のメネジ部１２ａに係合可能に構成されている。なお、この第１実施形態では、オネジ部５３及びメネジ部１２ａは、右ネジかつ平行ネジからなる。
さらに、出力ロッド３０には、入力部４１の上方に拡径部５４が設けられる。その拡径部５４の上面に、上スラストベアリング５５が載置される。上スラストベアリング５５は、低摩擦の滑り軸受けによって構成されている。

【0039】

前記ボールネジ機構２８は次のように構成されている。
上記の下ハウジング部分７のロッド収容孔２２にメス螺旋溝５６が複数ピッチ形成される。また、上記ピストン２１の小径部２１ａの外周面にオス螺旋溝５７がほぼ１ピッチ形成される。これらメス螺旋溝５６とオス螺旋溝５７との間に多数のボール５８が転動自在に挿入される。また、上記オス螺旋溝５７の始端部と終端部とを連通させる循環路５９が、上記のピストン２１の小径部２１ａの外周面に凹状に形成される。その循環路５９の作用により、上記ボール５８は、上記メス螺旋溝５６の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁６０を乗り越えることが許容される。
なお、この第１実施形態では、メス螺旋溝５６とオス螺旋溝５７とが右ネジによって構成されている。また、ほぼ１ピッチ形成した上記オス螺旋溝５７は、一つだけ設けることに代えて、軸心方向へ間隔をあけて複数設けてもよい。

【0040】

前記ピストン２１の上側に形成したリリース室(第１作動室)６２が圧油の第１給排口６３に連通され、そのピストン２１の下側に形成したロック室(第２作動室)６４が、前記の仕切り部材１８の溝６５ａを介して圧油の第２給排口６５に連通される。リリース室６２におけるピストン２１の受圧断面積をロック室６４におけるピストン２１の受圧断面積よりも大きな値に設定しており、これにより、ロック駆動力よりもリリース駆動力を大きい値に設定している。

【0041】

下ハウジング部分７の下部には、リリース状態検出用の圧縮空気が供給される第１供給口７１が設けられる。また、下ハウジング部分７の途中高さ部には、ロック状態検出用の圧縮空気が供給される第２供給口７２が設けられる。
上記の第１供給口７１は、下ハウジング部分７の下端部とピストン２１の下端面との間で上下方向に対面するように配置された第１開閉部７３を介して外部空間へ連通されている。また、上記の第２供給口７２は、後述する図６のロック状態で示したように、ハウジング５の一部を構成するガイド筒１５の下端面と上スラストベアリング５５の上面との間で上下方向に対面するように配置された第２開閉部７４を介して外部空間へ連通されている。

【0042】

上記クランプ装置４は、図３のリリース状態と、図５のロック上昇の初期状態と、図６のロック状態に示すように、次のように作動する。
図３のリリース状態では、ロック室６４の圧油が排出されると共にリリース室６２へ圧油が供給されており、ピストン２１が下降している。そのため、出力ロッド３０は、下側へ後退したリリース位置に配置される。このとき、出力ロッド３０は、前記の進出バネ４７の付勢力によって上方へ押圧されているが、前記ストッパ４５を介してピストン２１の出力部４２によって上昇が阻止されている。

【0043】

この状態で、ワーク１０が着座ブロック３に載置されると、ワーク１０の基準面１１の一部が着座ブロック３の着座面Ｓと接触した状態となる。ワーク１０のメネジ孔１２は出力ロッド３０のほぼ上方に配置される。このとき、出力ロッド３０の先端は、着座ブロック３の着座面Ｓよりも下側へ距離Ａだけ退入した位置に配置される。

【0044】

上記リリース状態では、第１供給口７１の圧縮空気は、第１開閉部７３でストップされている。このため、その第１供給口７１の圧力上昇を検出することにより、クランプ装置４がリリース状態であることを確認できる。
なお、そのリリース状態では、第２供給口７２の圧縮空気は、下ハウジング部分７の斜め路７６と、上ハウジング部分６の縦路７７と、ガイド筒１５の横路７８と、出力ロッド３０とガイド孔２９との間の嵌合隙間７９と、出力ロッド３０の入力部４１とピストン２１の出力部４２との間の嵌合隙間８０と、出力ロッド３０の基端部４３と手動操作部４４の筒孔との間の嵌合隙間８１と、を順に通って外部へ排出可能になっている。

【0045】

図３のリリース状態のクランプ装置４を図６のロック状態へ切り換えるときには、リリース室６２の圧油を排出すると共にロック室６４へ圧油を供給して、ピストン２１を上昇させる。すると、そのピストン２１は、出力ロッド３０を回転させながら上昇し、図５に示すようなロック上昇の初期状態となる。即ち、上記ボルト５０のテーパ部５１がワーク１０のメネジ孔１２内に挿入され、次いで、メネジ孔１２の周壁の下部に上記ボルト５０の肩部５２が当接する。この状態では、進出バネ４７の付勢力により、ボルト５０のオネジ部５３の上端がメネジ孔１２のメネジ部１２ａの下端に噛み合うようになっている。
なお、図３のリリース状態から図５のロック上昇の初期状態へ切り換えるときにおいて、メネジ孔１２の軸心と出力ロッド３０の軸心とが心ズレしている場合には、テーパ部５１がメネジ孔１２から挿入抵抗を受けるので、その抵抗によって、出力ロッド３０が半径方向へ調心移動する。

【0046】

引き続いて、リリース室６２の圧油を排出すると共にロック室６４へ圧油を供給して、ピストン２１を上昇させる。すると、図６に示すように、出力ロッド３０が底面視で時計回りの方向へ回転して、ボルト５０のオネジ部５３がメネジ部１２ａに螺合していく。
これにより、まず、出力ロッド３０が上昇して前記スラストベアリング５５がガイド筒１５の下端面に接当し、次いで、上記ボルト５０の螺合力によってワーク１０を着座ブロック３の着座面Ｓに強力に押圧する。なお、オネジ部５３がネジ込まれる山数は、ここでは、３山から５山程度に設定してある。

【0047】

なお、上記の螺合時において、上記ピストン２１は、１回転すると前記ボールネジ機構２８のボールネジのリード分だけ上昇し、上記の出力ロッド３０は、オネジ部５３のネジピッチ分だけ上昇する。即ち、上記ピストン２１が１回転したときのピストン２１と出力ロッド３０のそれぞれの移動量は、上記ボールネジのリードと上記オネジ部５３のネジピッチとの違いにより異なっている。
なお、前記の係合用ボルト５０又は前記ボールネジ機構２８を、二条ネジによって構成した場合には、上記のボルト５０が１回転する間に、そのボルト５０とメネジ孔１２との噛み合わせが２回ある(１８０°毎)ので、その噛み合いが速やかになり、回転ロスが１/２に低減する。また、上記のボルト５０は、１回転で２ピッチだけネジ込まれるので上記ピストン２１の回転数が少なくてもよく、そのピストン２１の昇降距離が１/２になる。そのため、ハウジング５の高さを低くできるので、クランプ装置４をさらにコンパクトに造れる。

【0048】

上記ロック状態では、第２供給口７２の圧縮空気は、斜め路７６、縦路７７及び横路７８を経て嵌合隙間７９の下端へ供給されるが、その下端の第２開閉部７４でストップされている。このため、その第２供給口７２の圧力上昇を検出することにより、クランプ装置４がロック状態であることを確認できる。
なお、そのロック状態では、第１供給口７１の圧縮空気は、出力ロッド３０の基端部４３と手動操作部４４の筒孔との嵌合隙間８１を通って外部へ排出可能になっている。

【0049】

図６のロック状態のクランプ装置４を図３のリリース状態へ切り換えるときには、ロック室６４の圧油を排出すると共にリリース室６２へ圧油を供給して、ピストン２１を下降させる。すると、図３に示すように、出力ロッド３０が底面視で反時計回りの方向へ回転し、ボルト５０のオネジ部５３とメネジ部１２ａとの螺合に従って出力ロッド３０が下降し、その螺合状態が解除される。その後、ワーク１０を移動させればよい。

【0050】

上記の第１実施形態は、次の長所を奏する。
ピストン２１は、ボールネジ機構２８によって回転しながら往復移動して出力ロッド３０を回転させるので、前記の従来例とは異なり、上記ピストン２１の内側に出力ロッド３０を回転させるための別の部品を設ける必要がない。そのため、ピストン２１の小径部２１ａの外径寸法を小さくできる。従って、ピストン２１の大径部２１ｂの受圧断面積から上記の小径部２１ａの受圧断面積を差し引いた環状の受圧断面積(有効シリンダ面積)が大きくなり、クランプ装置の出力が高くなる。また、上記の別の部品を省略できるので、シリンダ孔２０の内径を小さくでき、コンパクトで小型のクランプ装置を提供できる。さらに、上記の別の部品が不要になることから、部品点数が少なくなり、クランプ装置の製造コストを低減できる。
なお、後述する別の実施形態も上記と同様の長所を奏する。

【0051】

図７から図１４は、本発明の変形例や別の実施形態を示している。これらの変形例や別の実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の符号を付けて説明する。

【0052】

図７は、前記の第１実施形態の変形例を示し、前記図３に類似する部分図である。
本変形例では、下ハウジング部分７の下部とピストン２１の下端部との間に、所定厚さの環状スペーサ(図示せず)を挿入している。このため、図７に示すように、出力ロッド３０が下側へ後退したリリース状態において、出力ロッド３０の先端は、着座ブロック３の着座面Ｓよりも上方へ突出した位置に配置される。ここで、リリース状態では、ワークを下降させたときに、そのワーク１０のメネジ孔１２の周壁の下部が上記ボルト５０の肩部５２によって受け止められる。そのときにワーク１０の仮位置決めがなされる。
なお、前記の図３において、下ハウジング部分７の下部とピストン２１の下端部との間に、上記の所定厚さの環状スペーサを設けるのに代えて、下ハウジング部分７の下端部を上記スペーサ分だけ上方へ突出させてもよい。

【0053】

また、本変形例では、着座ブロック３の着座面Ｓに着座センシング用エア穴８５が設けられている。そのエア穴８５は、着座ブロック３の横路８６及び治具プレート２の縦路８７を介して、上ハウジング部分６の縦路７７と連通している。そして、上記エア穴８５は、ワーク１０が着座ブロック３の着座面Ｓ上に接当されることにより閉じられる。そのため、クランプ装置４の内部においてガイド筒１５の下端面と上スラストベアリング５５の上面との接当による圧力上昇だけでなく、ワーク１０と着座ブロック３の着座面Ｓとの接当による圧力上昇を同時に検出することにより、クランプ装置４がロック状態であることを確認できる。

【0054】

図８は、前記の第１実施形態に係るクランプ装置の他の使用形態を示し、その使用形態の要部の断面図であって、前記の図６に類似する図である。

【0055】

この使用形態は、被テスト物９２のメネジ孔１２にテスト用圧力流体を供給可能に構成されている。
ピストン２１に、前記の図６の出力ロッド３０に代えて中空ロッド９３が連結される。その中空ロッド９３の下部４３がノズル９４に連結される。

【0056】

図８の状態では、ピストン２１が上昇し、中空ロッド９３を回転させている。これにより、その中空ロッド９３の上端部に設けた係合用ボルト５０が前記の被テスト物９２のメネジ孔１２に保密状に接続されている。圧縮空気等のテスト用圧力流体は、ノズル９４と中空ロッド９３内の流通路９５を介して上記の被テスト物９２内へ供給される。
なお、被テスト物９２のメネジ孔１２及びボルト５０のオネジ部は、平行ネジに代えてテーパネジであってもよい。

【0057】

図９及び図１０は、本発明の第２実施形態のクランプ装置を示している。図９は、リリース状態を示し、前記の図３に類似する部分図である。図１０Ａは、上記の図９のクランプ装置に設けたボール循環部材の断面図である。図１０Ｂは、前記図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線の断面図であり、図１０Ｃは、前記図１０Ａの１０Ｃ−１０Ｃ線の断面図である。

【0058】

この第２実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
ハウジング５の上ハウジング部分６の下部内には、環状のボール循環部材９６が配置されている。そのボール循環部材９６は、下ハウジング部分７の筒孔の周壁の上面に取付ボルト１００によって固定されている。上記ボール循環部材９６は、半径方向へ延びる保持孔９６ａを有している。そして、その保持孔９６ａ内に、循環路ブロック９７が設けられている。また、上記ボール循環部材９６の外周面に環状の止め輪９９が装着されている。その止め輪９９は、循環路ブロック９７の回転止めと組み立て時の仮押さえを行うものである。

【0059】

前記ボールネジ機構２８は次のように構成されている。
上記ピストン２１の下側(基端側)に設けた小径部２１ａの外周面に、右ネジからなるオス螺旋溝５７が複数ピッチ形成される。また、上記ボール循環部材９６にメス螺旋溝５６がほぼ１ピッチ形成される。これらオス螺旋溝５７とメス螺旋溝５６との間に多数のボール５８が転動自在に挿入される。また、上記の循環路ブロック９７に、上記メス螺旋溝５６の始端部と終端部とを連通させる循環路５９が凹状に形成される。その循環路５９の作用により、上記ボール５８は、上記オス螺旋溝５７の隣り合う溝部分の間に形成された区画壁６０を乗り越えることが許容される。

【0060】

また、上記ガイド孔２９と出力ロッド３０の外周面との間には環状隙間７９が形成されている。これにより、この第２実施形態のクランプ装置４(４ｂ)は、出力ロッド３０が全周にわたって半径方向へ移動可能になっており、後述の図１４のクランピングシステムにおいて、いわゆるフリー形のクランプ装置として構成されている。

【0061】

上記の第２実施形態は、次の長所を奏する。
ボールネジ機構２８のオス側の部品である上記ピストン２１の小径部２１ａの外周面には、複数ピッチのオス螺旋溝５７が形成される。そのため、ボールネジ加工は、メス側の部品に行う場合と比べて容易に行える。また、ボールネジ機構２８の部品としての上記ピストン２１は、ハウジング５と比べて小型部品であるので、焼入れ等の硬化処理を行いやすい。
また、上記の循環路５９は、ハウジング５とは別部品の循環路ブロック９７に形成される。そのため、上記循環路５９の加工がしやすい。また、ボール循環部材９６から循環路ブロック９７を取り外すことによって、上記ボール循環部材９６に対してボール５８を組み付けたり取り外したりする作業が容易である。
さらに、ボールネジ機構２８がロック室６４内に配置されるので、そのボールネジ機構２８がロック室６４に供給される圧油によって潤滑される。そのため、ボールネジ機構２８は、低摩擦・長寿命となり、長期間にわたって、メンテナンスが不要になる。

【0062】

図１１は、前記の第２実施形態の変形例を示し、前記図９に類似する部分図である。
本変形例では、クランプ装置４のリリース状態またはロック状態がリミットスイッチ１０１によって検出される。そのリミットスイッチ１０１は、上下方向(軸心方向)へ所定の間隔をあけて配置されたリリース状態の検出スイッチ１０２とロック状態の検出スイッチ１０３とを備える。出力ロッド３０は、基端部４３の下方に設けられた突出部１０４を有している。その突出部１０４の下部に操作具１０５が固定されている。その操作具１０５が、上記の各スイッチ１０２・１０３を動作させる。
なお、クランプ装置４のリリース状態またはロック状態は、リミットスイッチに代えて、近接スイッチまたはリードスイッチ等によって検出してもよい。

【0063】

図１２は、本発明のガイド筒１５の変形例を示す図である。
上記ガイド筒１５のガイド孔２９が平面視で楕円形状に形成され、そのガイド孔２９に出力ロッド３０が挿入されている。これにより、そのガイド孔２９の周壁に、半径方向に対面する突出部１０６・１０６が設けられると共に、これら突出部１０６・１０６の間に逃し部１０７・１０７が設けられる。
そのため、出力ロッド３０がハウジング５に対して図１２上の左右方向へ移動可能かつ図１２上の上下方向へ移動不能に構成される。即ち、この変形例のクランプ装置４(４ｃ)は、後述の図１４のクランピングシステムにおいて、いわゆるダイヤモンドカット形のクランプ装置として構成されている。

【0064】

前記ハウジング５に対して上記突出部１０６・１０６の回転位相を変更する場合には、前記の締結ボルト１７を取り外して、ハウジング５に対するガイド筒１５の回転位相を変更すればよい。ちなみに、図４に示すように８本の締結ボルト１７を使用している場合には、回転位相を４５度の角度ごとに変更できる。

【0065】

なお、ガイド孔２９は、平面視で楕円形状に形成されるのに代えて、平面視で長方形状などに変更してもよい。また、ガイド筒１５のガイド孔２９に出力ロッド３０が直接に挿入されるのに代えて、上記ガイド孔２９と上記の出力ロッド３０との間に少なくとも一つの中間スリーブを配置してもよい。この場合は、その中間スリーブの外周面と上記ガイド孔との少なくとも一方に半径方向に対面する突出部１０６・１０６を設けると共に、これら突出部１０６・１０６の間に逃し部１０７・１０７を設けられる。このとき、中間スリーブは、上下方向(軸心方向)へ所定の間隔をあけて二つ配置することが好ましいが、比較的に長尺のものを一つだけ配置することも可能であり、三つ以上を配置してもよい。

【0066】

図１３は、本発明の係合用ボルト５０の変形例を示している。
本変形例では、係合用ボルト５０が、出力ロッド３０の上端部(先端部)に一体的に設けられるのに代えて、上記の出力ロッド３０の上端部に着脱可能にネジ止めされる。そのため、係合用ボルト５０のネジ径の変更や取り替えを容易に行える。

【0067】

図１４は、上記の各実施形態のクランプ装置を利用したクランピングシステムの平面視の模式図である。
この場合、ワーク１０に４つのメネジ孔１２１・１２２・１２３・１２４を対角線上に配置し、第１メネジ孔１２１に図３のデータム形のクランプ装置４ａを対応させ、第２メネジ孔１２２に図１２のダイヤモンドカット形のクランプ装置４ｃを対応させ、第３メネジ孔１２３及び第４のメネジ孔１２４には図９のフリー形のクランプ装置４ｂを対応させてある。
なお、ダイヤモンドカット形のクランプ装置４ｃの前記突出部１０６・１０６(図１２を参照)が対面する方向は、第１メネジ孔１２１を中心としてワーク１０が回転するのを阻止する方向に設定してある。

【0068】

上記の各実施形態や変形例は次のように変更可能である。
前記ボールネジ機構２８及び係合用ボルト５０は、例示した右ネジに代えて、左ネジであってもよい。
前述したリリース状態の検出手段とロック状態の検出手段とは、いずれか一方を省略してもよく、両方を省略してもよい。
本発明に係るクランプ装置の被固定物は、例示したワークに代えて、治具・パレット・金型・組み立て完成品などであってもよい。
クランプ装置の設置姿勢は、例示した姿勢とは上下逆の姿勢であってもよく、水平向きの姿勢や斜め向きの姿勢であってもよい。
前記クランピングシステムにおいては、各形式のクランプ装置４ａ・４ｂ・４ｃを、同じ形式のものだけを複数使用してもよく、また、異なる形式のものを一つ又は複数ずつ組み合わせて使用してもよい。
本発明に係る流体圧アクチュエータのピストンは、環状でなくてもよい。

【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】