特許 6018942 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

(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】6018942

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20161020BHJP

   B23Q 3/02 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 304F

   B23Q3/02 A

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-19785(P2013-19785)

(22)【出願日】2013年2月4日

(65)【公開番号】特開2014-148035(P2014-148035A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2015年11月5日

(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】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】吉村 画

(72)【発明者】

【氏名】梶 健太

【審査官】 長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／０３２７６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／１００９５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０３７０９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２３１５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３９１４５１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／０６

Ｂ２３Ｑ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（２）内に設けたシリンダ孔（１１）と、
そのシリンダ孔（１１）に軸心方向へ移動可能に挿入されたピストン（１２）と、
そのピストン（１２）から先端方向へ一体的に突出された出力ロッド（１５）と、
その出力ロッド（１５）と連動するように当該出力ロッド（１５）の外周側に配置される共に被固定物（１７）の孔（１８）に係合可能な係合部材（２０）と、
前記ピストン（１２）の外周面に軸心（Ｃ）を挟んで対向するように設けた一対の突起部（７０，７０）（７２，７２）であって、前記シリンダ孔（１１）に嵌合された突起部と、
前記一対の突起部の間で周方向へ延びるように形成された一対の逃がし部（７１，７１）（７３，７３）と、
を備える、ことを特徴とするクランプ装置。

【請求項2】

前記ピストン（１２）は、基端側に設けた大径部（１３）と先端側に設けた小径部（１４）とを有し、前記大径部（１３）と前記小径部（１４）との少なくも一方に前記一対の突起部（７０，７０）（７２，７２）を設けた、請求項１のクランプ装置。

【請求項3】

前記大径部（１３）に前記一対の突起部（７０，７０）を設けると共に、前記小径部（１４）にも前記一対の突起部（７２，７２）を設けた、請求項２のクランプ装置。

【請求項4】

前記シリンダ孔（１１）は、その基端側に設けた大径孔（１１ａ）と先端側に設けた小径孔（１１ｂ）とを有し、
前記大径部（１３）の基端側に形成された第１大径部（５３）に前記一対の突起部（７０，７０）を設け、その突起部（７０）と前記大径孔（１１ａ）との間に形成された第１隙間（Ｇ１）を、当該大径部（１３）の先端側に形成された第２大径部（５４）と前記大径孔（１１ａ）との間に形成された第２隙間（Ｇ２）よりも小さい値に設定し、
前記小径部（１４）の先端側に形成された第１小径部（５８）に前記一対の突起部（７２，７２）を設け、その突起部（７２）と前記小径孔（１１ｂ）との間に形成された第３隙間（Ｇ３）を、当該小径部（１４）の基端側に形成された第２小径部（５９）と前記小径孔（１１ｂ）との間に形成された第４隙間（Ｇ４）よりも小さい値に設定した、
請求項３のクランプ装置。

【請求項5】

ハウジング（２）内に設けたシリンダ孔（１１）であって、その基端側に設けた大径孔（１１ａ）と先端側に設けた小径孔（１１ｂ）とを有するシリンダ孔（１１）と、
前記シリンダ孔（１１）に軸心方向へ移動可能に挿入されたピストン（１２）であって、前記大径孔（１１ａ）に挿入された大径部（１３）と前記小径孔（１１ｂ）に挿入された小径部（１４）とを有するピストン（１２）と、
その小径部（１４）から先端方向へ一体的に突出された出力ロッド（１５）と、
その出力ロッド（１５）と連動するように当該出力ロッド（１５）の外周側に配置される共に被固定物（１７）の孔（１８）に係合可能な係合部材（２０）と、を備え、
前記大径部（１３）の基端側に形成された第１大径部（５３）と前記大径孔（１１ａ）との間に形成された第１隙間（Ｇ１）を、当該大径部（１３）の先端側に形成された第２大径部（５４）と前記大径孔（１１ａ）との間に形成された第２隙間（Ｇ２）よりも小さい値に設定し、
前記小径部（１４）の先端側に形成された第１小径部（５８）と前記小径孔（１１ｂ）との間に形成された第３隙間（Ｇ３）を、当該小径部（１４）の基端側に形成された第２小径部（５９）と前記小径孔（１１ｂ）との間に形成された第４隙間（Ｇ４）よりも小さい値に設定した、
ことを特徴とするクランプ装置。

【請求項6】

請求項１から４のいずれかに記載したクランプ装置と請求項５に記載した別のクランプ装置とを所定の間隔を空けて配置したクランピングシステムであって、
前記の別のクランプ装置の軸心（Ｃ）の回りに前記クランプ装置の軸心（Ｃ）が回転するのを阻止するように、当該クランプ装置の前記一対の突起部（７０，７０）（７２，７２）が対向する方向を方向付けた、
ことを特徴とするクランピングシステム。

【請求項7】

請求項１から４のいずれかに記載したクランプ装置を所定の間隔を空けて２つ配置したクランピングシステムであって、
前記２つのクランプ装置のうちの一方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部（７０，７０）（７２，７２）が対向する方向と、他方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部が対向する方向とを交差させた、
ことを特徴とするクランピングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークや金型等の被固定物に形成した孔の内周面に係合部材を係合させることによって、被固定物をベースプレート等の固定側部材にクランプする装置に関し、より詳しくいえば、その被固定物を固定側部材に位置決めしてクランプする技術に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の位置決め機能付きのクランプ装置として、特許文献１（特開2010-137343号公報（2010年6月24日公開））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。

【0003】

ハウジングとしてのクランプ本体に設けたシリンダ孔にピストンが上下移動可能に挿入される。そのピストンにクランプロッド（出力ロッド）が水平移動可能に連結される。そのクランプロッドの上部にグリップ部材（係合部材）が外嵌めされ、そのグリップ部材にワークの穴が上側から嵌合可能とされる。その穴の下側で前記ワークに位置決め用の嵌合凹部が形成される。その嵌合凹部に嵌合してワークを水平方向へ位置決めする嵌合部が、グリップ部材の外周側でクランプ本体の上端部に形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2010-137343号公報（2010年6月24日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記従来技術は、ピストンにクランプロッドを水平移動可能に連結したため、そのクランプロッドに外嵌めしたグリップ部材とワークの穴との心ズレを吸収できるものの、下記の問題がある。

【0006】

クランプ本体の上部に設けた嵌合部は、ワークの嵌合凹部と嵌合するため、クランプ本体の上方へ突出させて外部に開放させる必要がある。このため、ワークの機械加工時に発生する塵埃や切粉等の異物が前記嵌合部と嵌合凹部との間に噛み込んで、クランプ装置の位置決め機能を低下させるおそれがある。

【0007】

また、前記ワークには嵌合凹部を加工する必要があるので、その加工に手間がかかる。

【0008】

本発明の目的は、異物の噛み込みによる位置決め機能の低下を防止すると共にワーク等の被固定物に施す加工を削減できるクランプ装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記クランプ装置を利用したクランピングシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の目的を達成するため、本発明のクランプ装置は、例えば、図１と図２Ａ及び図２Ｂに示すように、次のように構成される。

【0010】

即ち、ハウジング２内に設けたシリンダ孔１１にピストン１２を軸心方向へ移動可能に挿入する。そのピストン１２から出力ロッド１５を先端方向へ一体的に突出させる。その出力ロッド１５の外周側に、被固定物１７の孔１８に係合可能な係合部材２０を、出力ロッド１５と連動するように配置する。前記ピストン１２の外周面に、前記シリンダ孔１１に嵌合される一対の突起部７０，７０（７２，７２）を、軸心Ｃを挟んで対向するように設ける。前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）の間に一対の逃がし部７１，７１（７３，７３）を周方向へ延びるように形成する。

【0011】

ここで、前記の「一体的に」とは、前記ピストンと前記出力ロッドとの両者を一体形成する場合と、前記両者を別体に形成して当該両者をネジ止め等によって固定する場合とが考えられる。

【0012】

本発明の前記クランプ装置は次の作用効果を奏する。

【0013】

そのクランプ装置の位置決め時には、前記ハウジングのシリンダ孔と前記ピストンに設けた突起部との間の隙間が、位置決め用の嵌合隙間として機能する。従って、前記シリンダ孔に対して前記ピストンが、前記一対の突起部が対向する方向へ位置決めされる。このため、前記ハウジングに対して、ピストンと当該ピストンから一体的に突出された出力ロッドと係合部材とを介して、被固定物を位置決めできる。なお、前記一対の突起部の間に形成された一対の逃がし部は、当該一対の逃がし部が対向する方向の位置決め誤差を吸収するように機能する。

【0014】

また、前記シリンダ孔と前記突起部との間に形成される位置決め用の嵌合隙間は、ハウジング内に配置されるので、機械加工時に発生する塵埃や切粉等の異物が噛み込むのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。さらに、本発明は、前記の従来技術とは異なり、被固定物に嵌合凹部を加工する必要がないので、その被固定物に施す加工を削減できる。

【0015】

前記発明において、前記ピストン１２の基端側に設けた大径部１３と当該ピストン１２の先端側に設けた小径部１４との少なくも一方に、前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）を設けることが考えられる。

【0016】

前記発明においては、前記大径部１３に前記一対の突起部７０，７０を設けると共に、前記小径部１４にも前記一対の突起部７２，７２を設けることが好ましい。この構成によれば、ピストンの大径部に形成された一対の突起部とピストンの小径部に形成された一対の突起部との間の軸心方向の長さが大きいので、その大きな距離でシリンダ孔にピストンを支持できる。このため、ピストン及び出力ロッドの傾きを小さくして、位置決め精度をより向上させることができる。

【0017】

また、前記発明においては、次のように構成することが好ましい。

【0018】

即ち、前記シリンダ孔１１は、その基端側に設けた大径孔１１ａと先端側に設けた小径孔１１ｂとを有する。前記大径部１３の基端側に形成された第１大径部５３に前記一対の突起部７０，７０を設ける。その突起部７０と前記大径孔１１ａとの間に形成された第１隙間Ｇ１を、当該大径部１３の先端側に形成された第２大径部５４と前記大径孔１１ａとの間に形成された第２隙間Ｇ２よりも小さい値に設定する。また、前記小径部１４の先端側に形成された第１小径部５８に前記一対の突起部７２，７２を設ける。その突起部７２と前記小径孔１１ｂとの間に形成された第３隙間Ｇ３を、当該小径部１４の基端側に形成された第２小径部５９と前記小径孔１１ｂとの間に形成された第４隙間Ｇ４よりも小さい値に設定する。

【0019】

この構成によれば、ピストンの第１大径部に形成された一対の突起部とピストンの第１小径部に形成された一対の突起部との間の軸心方向の長さがさらに大きくなるので、その大きな距離でシリンダ孔にピストンを支持できる。このため、ピストン及び出力ロッドの傾きをさらに小さくして、位置決め精度をさらに高められる。

【0020】

また、前記目的を達成するために、本発明に係る別のクランプ装置は、例えば、図１と図３Ａ及び図３Ｂに示すように、次のように構成される。

【0021】

即ち、ハウジング２内に設けたシリンダ孔１１は、その基端側に設けた大径孔１１ａと先端側に設けた小径孔１１ｂとを有する。前記シリンダ孔１１に軸心方向へ移動可能に挿入されたピストン１２は、前記大径孔１１ａに挿入された大径部１３と前記小径孔１１ｂに挿入された小径部１４とを有する。その小径部１４から出力ロッド１５を先端方向へ一体的に突出せる。その出力ロッド１５の外周側に、被固定物１７の孔１８に係合可能な係合部材２０を、出力ロッド１５と連動するように配置する。前記大径部１３の基端側に形成された第１大径部５３と前記大径孔１１ａとの間に形成された第１隙間Ｇ１を、当該大径部１３の先端側に形成された第２大径部５４と前記大径孔１１ａとの間に形成された第２隙間Ｇ２よりも小さい値に設定する。また、前記小径部１４の先端側に形成された第１小径部５８と前記小径孔１１ｂとの間に形成された第３隙間Ｇ３を、当該小径部１４の基端側に形成された第２小径部５９と前記小径孔１１ｂとの間に形成された第４隙間Ｇ４よりも小さい値に設定する。

【0022】

ここで、前記の「一体的に」とは、前記ピストンの小径部と前記出力ロッドとの両者を一体形成する場合と、前記両者を別体に形成して当該両者をネジ止め等によって固定する場合とが考えられる。

【0023】

前記の別のクランプ装置は、次の作用効果を奏する。

【0024】

その別のクランプ装置の位置決め時には、前記ハウジングに形成したシリンダ孔の大径孔と前記ピストンの第１大径部との間に形成された第１隙間および当該シリンダ孔の小径孔と前記ピストンの第１小径部との間に形成された第３隙間が、位置決め用の嵌合隙間として機能する。従って、シリンダ孔の大径孔に対して前記第１大径部が半径方向へ位置決めされると共に当該シリンダ孔の小径孔に対して前記第１小径部が半径方向へ位置決めされる。このため、前記ハウジングに対して、前記ピストンと当該ピストンの小径部から一体的に突出された出力ロッドと係合部材とを介して、被固定物を半径方向へ位置決めできる。その位置決め時には、前記第１大径部と前記第１小径部との間の軸心方向の長さが大きいので、その大きな距離でシリンダ孔にピストンを支持できる。その結果、ピストン及び出力ロッドの傾きを小さくして、位置決め精度を高められる。

【0025】

また、前記第１隙間および前記第３隙間としての位置決め用の嵌合隙間は、ハウジング内に配置されるので、機械加工時に発生する塵埃や切粉等の異物が噛み込むのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。さらに、本発明は、前記の従来技術とは異なり、被固定物に嵌合凹部を加工する必要がないので、その被固定物に施す加工を削減できる。

【0026】

また、本発明に係るクランピングシステムは、例えば、図１〜図３Ｂに示すように、次のように構成される。

【0027】

即ち、前記クランプ装置と前記別のクランプ装置とを所定の間隔を空けて配置する。前記の別のクランプ装置の軸心Ｃの回りに前記クランプ装置の軸心Ｃが回転するのを阻止するように、当該クランプ装置の前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向を方向付けた。

【0028】

上記クランピングシステムによれば、前記クランプ装置の係合部材と前記別のクランプ装置の係合部材とがそれぞれ挿入される被固定物の２つの孔の中心間距離に誤差がある場合であっても、前記クランプ装置に設けた前記一対の突起部が対向する方向へ被固定物を位置決めできると共に、当該クランプ装置に設けた前記一対の逃がし部が上記誤差を吸収できるので、クランプ装置を円滑に動作できる。

【0029】

さらに、本発明に係る他のクランピングシステムは、例えば、図１と図２Ａ及び図２Ｂに示すように、次のように構成される。

【0030】

即ち、前記クランプ装置を所定の間隔を空けて２つ配置する。これら２つのクランプ装置のうちの一方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向と、他方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部が対向する方向とを交差させる。

【0031】

上記他のクランピングシステムによれば、一方のクランプ装置の係合部材と他方のクランプ装置の係合部材とがそれぞれ挿入される被固定物の２つの孔の中心間距離に誤差がある場合であっても、各クランプ装置に設けた前記一対の突起部が対向する方向へ被固定物を位置決めできると共に、各クランプ装置に設けた前記一対の逃がし部が上記誤差を吸収できるので、クランプ装置を円滑に動作できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るクランプ装置の立面図である。

【図2】図２Ａは、図１の２Ａ−２Ａ線の矢視断面図である。図２Ｂは、図１の矢印２Ｂ部分の平面視の拡大断面図である。

【図3】図３Ａと図３Ｂは、本発明の実施形態に係る別のクランプ装置を示している。図３Ａは、前記の図２Ａに類似する図である。図３Ｂは、前記の図２Ｂに類似する図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施形態について説明する。

【0034】

まず、図１〜図２Ｂにより、クランプ装置の構成を説明する。

【0035】

（クランプ装置の構成）
工作機械のテーブルに載置されたベースプレート１に、クランプ装置のハウジング２が固定される。そのハウジング２は、下ハウジング３と上ハウジング４とを備える。下ハウジング３の下半部が、ベースプレート１の取付け穴１ａに保密状に挿入される。上ハウジング４は、下ハウジング３を覆うように配置され、複数の締結ボルト（図示せず）によってベースプレート１の上面に固定される。

【0036】

前記ハウジング２の下部内に、駆動機構としての油圧シリンダ１０が配置される。その油圧シリンダ１０は、下ハウジング３の下面から上向きに形成されたシリンダ孔１１と、シリンダ孔１１に挿入されたピストン１２とを備える。シリンダ孔１１は、大径孔１１ａと小径孔１１ｂとを上向きに（先端方向へ）連ねて形成される。ピストン１２は、大径孔１１ａに挿入される大径部１３と小径孔１１ｂに挿入される小径部１４とを有する。ここでは、大径部１３と小径部１４とが一体に形成されている。また、小径部１４から上方（先端方向）へ突出された出力ロッド１５もピストン１２と一体的に形成されている。

【0037】

なお、この実施形態においては、出力ロッド１５は、ピストン１２で上方（先端方向）へ移動されることによってリリース駆動され、当該ピストン１２で下方（基端方向）へ移動されることによってロック駆動される。

【0038】

出力ロッド１５の上部の外周には、ワーク（被固定物）１７の穴１８に挿入される複数の係合部材２０と、筒状の支持部材２１とが、上下に配置される。係合部材２０の外周側で上ハウジング４の上面には、ワーク１７の下面を受け止める着座面２３が環状に形成される。この実施形態では、係合部材２０は、周方向へ所定の間隔をあけて４つ配置される。各係合部材２０は、上部に設けた薄肉のグリップ部２６と途中高さに設けた胴部２７と下フランジ２８とを備える。前記グリップ部２６の外周には、鋸刃状の突起２９が上下方向へ複数形成される。また、各グリップ部２６の内周には、下方へ向かうにつれてピストン１２の軸心Ｃに近づくように傾斜面３０が形成される。前記傾斜面３０に上側から係合する楔面３２が出力ロッド１５の上部に形成される。その楔面３２は、前記傾斜面３０に対応して、４つ設けられる。この実施形態では、前記の楔面３２と傾斜面３０とが平面によって構成されている。

【0039】

前記４つの係合部材２０の胴部２７には、ゴム等の弾性体からなるＯリング３４が装着される。そのＯリング３４の弾性力が係合部材２０を半径方向の内方へ付勢している。また、上ハウジング４の上孔４ａの周壁にはスクレーパ３６が装着される。そのスクレーパ３６の弾性力が、前記出力ロッド１５及び係合部材２０を、ピストン１２の軸心Ｃへ向けて半径方向の内方へ付勢している。

【0040】

前記の筒状の支持部材２１は、前記４つの係合部材２０を下方から受け止める上壁４０と、その上壁４０の外周部から下方へ突出させた環状壁４１とを備える。その支持部材２１が、上ハウジング４の下部に設けた収容孔４４に上下移動可能に挿入される。また、支持部材２１の下側に配置したバネ室４６に、複数の皿バネからなる進出バネ４７が装着され、その進出バネ４７が支持部材２１を介して係合部材２０を上方へ付勢している。即ち、この実施形態では、進出バネ４７と支持部材２１とが、係合部材２０を所定の力で押し上げる支持機構４９を構成している。

【0041】

前記ピストン１２の大径部１３は、下側に形成された第１大径部５３と、上側に形成された第２大径部５４と、これら第１大径部５３と第２大径部５４との間に形成された大径溝５５とを有する。大径溝５５には封止部材５６が装着される。前記ピストン１２の小径部１４は、上側に形成された第１小径部５８と、下側に形成された第２小径部５９と、これら第１小径部５８と第２小径部５９との間に形成された小径溝６０とを有する。小径溝６０には封止部材６１が装着される。

【0042】

前記の第１大径部５３に一対の突起部７０，７０が前記軸心Ｃを挟んで対向するように設けられる。その突起部７０と前記大径孔１１ａとの間に形成された第１隙間Ｇ１が、第２大径部５４と大径孔１１ａとの間に形成された第２隙間Ｇ２よりも小さい値に設定される。例えば、第１隙間Ｇ１は、０．０２ｍｍ以上で０．０３ｍｍ以下の値であり、第２隙間Ｇ２は、０．１ｍｍ以上で０．２ｍｍ以下の値である。

【0043】

そして、前記一対の突起部７０，７０の間で、一対の逃がし部７１，７１が周方向へ延びるように形成される（図２Ｂ）。逃がし部７１と大径孔１１ａとの間の隙間は、例えば、０．１ｍｍ以上で０．２ｍｍ以下の値である。

【0044】

また、前記の第１小径部５８にも一対の突起部７２，７２が前記軸心Ｃを挟んで対向するように設けられる。その突起部７２と前記小径孔１１ｂとの間に形成された第３隙間Ｇ３が、第２小径部５９と小径孔１１ｂとの間に形成された第４隙間Ｇ４よりも小さい値に設定される。例えば、第３隙間Ｇ３は、０．０２ｍｍ以上で０．０３ｍｍ以下の値であり、第４隙間Ｇ４は、０．１ｍｍ以上で０．２ｍｍ以下の値である。

【0045】

そして、前記一対の突起部７２，７２の間で、一対の逃がし部７３，７３が周方向へ延びるように形成される（図２Ａ）。逃がし部７３と小径孔１１ｂとの間の隙間は、例えば、０．１ｍｍ以上で０．２ｍｍ以下の値である。

【0046】

前記ピストン１２の大径部１３の上側にロック室６２が形成されると共に、当該大径部１３の下側にリリース室６３が形成される。前記ロック室６２が、下ハウジング３内の縦路６４及び上ハウジング４内の横路６５を経てロック用の給排口６８へ連通される。大径部１３の上面には、ピストン１２の回転を拘束するためのピン６６の下部が圧入される。そのピン６６の上部は、縦路６４に挿入される。また、前記リリース室６３がリリース用の給排口６７へ連通される。

【0047】

（クランプ装置の動作）
前記構成のクランプ装置は、図１〜図２Ｂに示すように、以下のように動作する。

【0048】

図１に示すリリース状態では、前記ロック室６２の圧油を排出するとともに、前記リリース室６３に圧油を供給している。これにより、ピストン１２及び出力ロッド１５が上昇し、前記の支持部材２１と複数の係合部材２０とが進出バネ４７によって上昇位置に保持され、係合部材２０がＯリング３４の弾性力によって縮径状態に切り換えられている。また、係合部材２０及び出力ロッド１５がスクレーパ３６の弾性力によってピストン１２の軸心Ｃと同軸上に位置されている。

【0049】

前記リリース状態で、ハウジング２の上側にワーク１７を搬入し、そのワーク１７を、何らかの昇降手段または自重によって下降させ、ワーク１７の孔１８に係合部材２０を挿入させていく。すると、ワーク１７の下面が、ハウジング２の着座面２３に受け止められる（図１中の二点鎖線図を参照）。

【0050】

クランプ装置を前記図１のリリース状態からロック状態へ切り換えるときには、リリース室６３の圧油を排出するとともに、前記ロック用の給排口６８に圧油を供給する。すると、その圧油は、横路６５を通って縦路６４に供給され、その縦路６４の内周面とピン６６との間の隙間によって絞られてロック室６２へ緩やかに流入していく。このため、ロック室６２へ供給された圧油がピストン１２に与える衝撃力が小さくなり、そのピストン１２に連結された細径の出力ロッド１５が破損するのを防止できる。

【0051】

次に、進出バネ４７の付勢力によって上昇位置に保持された支持部材２１及び係合部材２０に対してピストン１２及び出力ロッド１５が下降していく。これにより、出力ロッド１５の楔面３２によって係合部材２０が拡径され（半径方向の外方へ移動され）、係合部材２０がワーク１７の孔１８の内周面に係合する。引き続いて、出力ロッド１５の下降力により、孔１８の内周面に密着した状態の係合部材２０が孔１８を介してワーク１７を下向きに引っ張り、これと同時に、係合部材２０及び支持部材２１が進出バネ４７の付勢力に抗して下降する。これによりワーク１７が前記の着座面２３に強力に押圧される。

【0052】

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

【0053】

前記構成のクランプ装置は次の長所を奏する。

【0054】

そのクランプ装置の位置決め時には、ハウジング２の大径孔１１ａとピストン１２の第１大径部５３に設けた突起部７０との間の第１隙間Ｇ１と、小径孔１１ｂと第１小径部５８に設けた突起部７２との間の第３隙間Ｇ３とが、位置決め用の嵌合隙間として機能する。従って、前記シリンダ孔１１に対して前記ピストン１２が、前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する水平方向へ位置決めされる。このため、前記ハウジング２に対して、ピストン１２と当該ピストン１２から一体的に突出された出力ロッド１５と係合部材２０とを介して、ワーク１７を位置決めできる。なお、前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）の間に形成された一対の逃がし部７１，７１（７３，７３）は、当該一対の逃がし部が対向する方向の位置決め誤差を吸収するように機能する。

【0055】

また、前記大径孔１１ａと前記突起部７０との間に形成される第１隙間Ｇ１と、前記小径孔１１ｂと前記突起部７２との間に形成される第３隙間Ｇ３とは、ハウジング２内に配置されるので、機械加工時に発生する塵埃や切粉等の異物が噛み込むのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。さらに、本発明は、前記の従来技術とは異なり、ワーク１７に前記嵌合凹部を加工する必要がないので、そのワーク１７に施す加工を削減できる。

【0056】

さらには、ピストン１２の第１大径部５３に形成された一対の突起部７０，７０と当該ピストン１２の第１小径部５８に形成された一対の突起部７２，７２との間の軸心方向の長さが大きいので、その大きな距離でシリンダ孔１１にピストン１２を支持できる。このため、ピストン１２及び出力ロッド１５の傾きを小さくして、位置決め精度をより向上させることができる。

【0057】

（別のクランプ装置）
図３Ａと図３Ｂは、前記実施形態における別のクランプ装置を示し、それぞれ、前記の図２Ａと図２Ｂに類似する図である。

【0058】

その別のクランプ装置では、第１大径部５３及び第１小径部５８を除いた構成は、前記クランプ装置と同様であるので、同様の構成については説明を省略し、異なる構成について上記図３Ａと図３Ｂ（及び図１）を参照して説明する。

【0059】

第１大径部５３と大径孔１１ａとの間の第１隙間Ｇ１は、全周に渡って例えば０．０２ｍｍ以上で０．０３ｍｍ以下の値に設定される（図３Ｂを参照）。また、第１小径部５８と小径孔１１ｂとの間の第３隙間Ｇ３も、全周に渡って例えば０．０２ｍｍ以上で０．０３ｍｍ以下の値に設定されている（図３Ａを参照）。

【0060】

その別のクランプ装置の位置決め時には、第１隙間Ｇ１および第３隙間Ｇ３が、位置決め用の嵌合隙間として機能する。従って、シリンダ孔１１の大径孔１１ａに対して前記第１大径部５３が半径方向へ位置決めされると共に当該シリンダ孔１１の小径孔１１ｂに対して前記第１小径部５８が半径方向へ位置決めされる。このため、前記ハウジング２に対して、前記ピストン１２と当該ピストン１２の小径部１４から一体的に突出された出力ロッド１５と係合部材２０とを介して、ワーク１７を半径方向へ位置決めできる。その位置決め時には、前記第１大径部５３と前記第１小径部５８との間の上下方向の長さが大きいので、その大きな距離でシリンダ孔１１にピストン１２を支持できる。その結果、ピストン１２及び出力ロッド１５の傾きを小さくして、位置決め精度を高められる。

【0061】

また、前記第１隙間Ｇ１および前記第３隙間Ｇ３としての位置決め用の嵌合隙間は、ハウジング２内に配置されるので、機械加工時に発生する塵埃や切粉等の異物が噛み込むのを防止できる。このため、クランプ装置の位置決め機能を長期間にわたって良好に保てる。さらに、本発明は、前記の従来技術とは異なり、ワーク１７に前記嵌合凹部を加工する必要がないので、そのワーク１７に施す加工を削減できる。

【0062】

（クランピングシステムの構成）
前記クランプ装置は、前記別のクランプ装置と協働してワークをクランプするクランピングシステムに適用される。そのクランピングシステムにおいては、前記クランプ装置と前記別のクランプ装置とを所定の間隔を空けて配置する。前記クランプ装置の前記一対の突起部７０，７０は、前記クランプ装置の軸心Ｃと前記別のクランプ装置の軸心Ｃとを結ぶ直線とほぼ直交する方向に配置される。前記一対の突起部７２，７２も、前記直線とほぼ直交する方向に配置される。なお、一対の突起部７０，７０は、前記軸心Ｃを結ぶ直線の両側に配置されていればよく、前記軸心を結ぶ直線と交差する方向に配置されていればよい。前記一対の突起部７２，７２は、前記一対の突起部７０，７０と同じ方向に配置されていればよい。即ち、前記の別のクランプ装置の軸心Ｃの回りに前記クランプ装置の軸心Ｃが回転するのを阻止するように、当該クランプ装置の前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向が方向付けられる。

【0063】

前記クランピングシステムは次の長所を奏する。

【0064】

前記クランプ装置の係合部材２０と前記別のクランプ装置の係合部材２０とがそれぞれ挿入されるワーク１７の２つの孔１８，１８の中心間距離に誤差がある場合であっても、前記クランプ装置に設けた前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向へワーク１７を位置決めできると共に、当該クランプ装置に設けた前記一対の逃がし部７１，７１（７３，７３）が上記誤差を吸収できるので、クランプ装置を円滑に動作できる。

【0065】

（他のクランピングシステムの構成）
前記クランプ装置を所定の間隔をあけて２つ配置することにより、これら２つのクランプ装置が協働してワークをクランプするクランピングシステムに適用される。上記の他のクランピングシステムにおいては、所定の間隔を空けて配置した２つのクランプ装置のうちの一方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向と、他方のクランプ装置に設けた前記一対の突起部が対向する方向とを交差させる。

【0066】

前記他のクランピングシステムは次の長所を奏する。

【0067】

一方のクランプ装置の係合部材２０と他方のクランプ装置の係合部材２０とがそれぞれ挿入されるワーク１７の２つの孔１８，１８の中心間距離に誤差がある場合であっても、各クランプ装置に設けた前記一対の突起部７０，７０（７２，７２）が対向する方向へワーク１７を位置決めできると共に、各クランプ装置に設けた前記一対の逃がし部７１，７１（７３，７３）が上記誤差を吸収できるので、クランプ装置を円滑に動作できる。

【0068】

（変更例）
図１に示すクランプ装置では、第１大径部５３と大径孔１１ａとの間の第１隙間Ｇ１が第２大径部５４と大径孔１１ａとの間の第２隙間Ｇ２よりも狭くなっており、第１小径部５８と小径孔１１ｂとの間の第３隙間が第２小径部５９と小径孔１１ｂとの間の第４隙間Ｇ４よりも狭くなっている例を示した。

【0069】

しかしながら、本発明はこれに限定されない。即ち、前記第１隙間Ｇ１と前記第２隙間Ｇ２とのいずれか一方が他方よりも狭くなっており、前記第３隙間Ｇ３と前記第４隙間Ｇ４とのいずれか一方が他方よりも狭くなっていればよい。例えば、第１隙間Ｇ１が第２隙間Ｇ２よりも狭くなっており、第４隙間Ｇ４が第３隙間Ｇ３よりも狭くなっていてもよい。また、第２隙間Ｇ２が第１隙間Ｇ１よりも狭くなっており、第３隙間Ｇ３が第４隙間Ｇ４よりも狭くなっていてもよい。さらに、第２隙間Ｇ２が第１隙間Ｇ１よりも狭くなっており、第４隙間Ｇ４が第３隙間Ｇ３よりも狭くなっていてもよい。

【0070】

突起部７０及び逃がし部７１を円弧状に形成する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１大径部５３の外周面を楕円状に形成し、その外周面のうち長軸側の両端部を突起部７０，７０として構成すると共に、短軸側の外周面を逃がし部７１，７１として構成してもよい。その他に、突起部７０（７２）及び逃がし部７１（７３）の形状を種々に変更できることは、当業者であれば明らかである。

【0071】

また、ピストン１２の大径部１３に一対の突起部７０，７０を設けるとともに、小径部１４に一対の突起部７２，７２を設ける例を示したが、本発明はこれに限定されない。一対の突起部は、大径部１３と小径部１４との少なくとも一方に設ければよい。

【0072】

また、複数のクランピング装置でワーク１７を支持する例を示したが、円形状のワーク１７の中央にクランプ装置用の孔を形成し、１個のクランプ装置でクランプしてもよい。

【0073】

図１に示す実施形態では、突起２９を形成したグリップ部２６を有する複数の係合部材２０の例を示したが、本発明はこれに限定されない。係合部材２０は、出力ロッド１５と連動するように当該出力ロッド１５の外周側に配置される共に被固定物１７の孔１８に係合可能であればよい。例えば、係合部材２０は、環状に配置されて半径方向へ拡径・縮径する一体形のコレット部材でもよく、また、出力ロッド１５の移動に応じて半径方向の外方へ移動してワーク１７を引き下げる係合ボールであってもよい。

【0074】

さらに、図１に示す実施形態では、大径孔１１ａと小径孔１１ｂとを同一軸心Ｃ上に形成した例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、ピストン１２の軸心から出力ロッド１５の軸心をオフセットさせた技術に対しても本発明を適用することができる。

【0075】

クランプ装置の配置姿勢は、図示の姿勢とは、上下逆にしたり、横向きにしたり、斜め向きにしてもよい。

【0076】

また、クランプ装置に使用する圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の液体でもよく、圧縮空気等の気体でもよい。

【0077】

本発明が適用される被固定物は、例示したワーク１７に代えてワークパレットや金型などであってもよい。

【0078】

前記の支持機構４９は、例示したバネ等の弾性体の付勢力を利用することに代えて、油圧力や空圧力などの流体圧力を利用することも可能である。

【0079】

前記ベースプレート１の取付け穴１ａを省略してもよい。この場合、下ハウジング３の下面が封止具（図示せず）を介してベースプレート１の上面に固定される。

【0080】

前記駆動機構は、例示した油圧シリンダ１０に代えて空圧シリンダであってもよい。流体圧シリンダは、例示した複動式に代えて、圧力流体でロック駆動すると共にバネ力でリリース駆動する場合と、バネ力でロック駆動すると共に圧力流体でリリース駆動する場合が考えられる。

【0081】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0082】

２：ハウジング，１１：シリンダ孔，１１ａ：大径孔，１１ｂ：小径孔，１２：ピストン，１３：大径部，１４：小径部，１５：出力ロッド，１７：ワーク（被固定物），１８：ワーク１７の孔，２０：係合部材，５３：第１大径部，５４：第２大径部，５８：第１小径部，５９：第２小径部，７０：突起部，７１：逃がし部，７２：突起部，７３：逃がし部，Ｃ：軸心，Ｇ１：第１隙間，Ｇ２：第２隙間，Ｇ３：第３隙間，Ｇ４：第４隙間．

【図1】

【図2】

【図3】