特許 6683472 クランプ装置

(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】6683472

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 304F

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-245641(P2015-245641)

(22)【出願日】2015年11月30日

(65)【公開番号】特開2017-100271(P2017-100271A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2018年8月22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】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】吉村 画

【審査官】 中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０７４７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０６６３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５１３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３１５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５１９０２７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０９６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１４２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１１５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０６０９８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１１１６６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０４２１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２３８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１５７９７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／００−３／１５４

Ｂ２３Ｑ ３／１６−３／１８

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（１）の基端側に配置される駆動手段（５）と、
クランプ対象物（２６）の孔（２６ａ）に挿入される第１筒部分（３１）と、前記ハウジング（１）の収容孔（１９）に軸心方向へ移動可能に挿入される第２筒部分（３２）であって外周面が当該軸心方向と平行なストレート面とされた第２筒部分（３２）とを有する支持筒（３０）と、
前記支持筒（３０）に挿入されると共に、前記駆動手段（５）に連結されるクランプロッド（２０）と、
前記第１筒部分（３１）の筒壁に半径方向へ移動可能に支持された係合部材（２７）であって、前記クランプロッド（２０）の先端側に設けた楔部（２５）が先端側から係合する係合部材（２７）と、
前記支持筒（３０）を先端側へ所定の力で付勢する付勢手段（３８）と、
前記第１筒部分（３１）の外周に設けられて前記孔（２６ａ）の内周面に嵌合可能な第１位置決め部分（４５）であって、前記第１筒部分（３１）の先端側の外周面よりも径方向外側へ突出するように前記係合部材（２７）よりも前記第１筒部分（３１）の基端側に形成された第１位置決め部分（４５）と、
前記第２筒部分（３２）の外周に設けられて前記収容孔（１９）の内周面に嵌合可能な第２位置決め部分（５０）であって、径方向外側へ突出するように形成された第２位置決め部分（５０）と、を備える、
ことを特徴とする位置決め機能付きクランプ装置。

【請求項2】

請求項１のクランプ装置において、
前記第１位置決め部分（４５）は、前記第１筒部分（３１）に周方向に連続して形成される、
ことを特徴とする位置決め機能付きクランプ装置。

【請求項3】

請求項１のクランプ装置において、
前記第１位置決め部分（４５）は、前記第１筒部分（３１）の軸心を挟んで対向するように形成された一対の第１突起部（４６）（４６）を備え、これら第１突起部（４６）（４６）の間に第１逃し部（４８）（４８）が形成されている、
ことを特徴とする位置決め機能付きクランプ装置。

【請求項4】

請求項１のクランプ装置において、
前記第２位置決め部分（５０）は、前記第２筒部分（３２）に周方向に連続して形成される、
ことを特徴とする位置決め機能付きクランプ装置。

【請求項5】

請求項１のクランプ装置において、
前記第２位置決め部分（５０）は、前記第２筒部分（３２）の軸心を挟んで対向するように形成された一対の第２突起部（５１）（５１）を備え、これら第２突起部（５１）（５１）の間に第２逃し部（５３）（５３）が形成されている、
ことを特徴とする位置決め機能付きクランプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、位置決め機能を備えたクランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のクランプ装置には、従来では、特許文献１（日本国・特開２００９−２１４２９３号公報）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。
ハウジングの上部に支持筒が上下方向に移動可能に挿入される。ハウジングの下部にピストンが上下方向に移動可能に挿入される。そのピストンに水平方向へ移動可能に連結されたクランプロッドが支持筒に挿入される。クランプ対象物の孔に係合可能な係合部材が支持筒に下方から支持される。その係合部材に、クランプロッドの上端部に形成された楔面が上方から楔係合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】 特開２００９−２１４２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の従来技術は次の問題がある。
上記のクランプロッドにクランプ対象物の孔を外嵌めするときに、クランプロッドとクランプ対象物の孔との間に心ずれが生じている場合がある。その場合に、その心ずれを吸収するようにクランプロッドが水平方向へ移動可能となっている。このため、ハウジングに対してクランプ対象物を位置決めできない。
本発明の目的は、ハウジングに対してクランプ対象物を位置決めすることにある。

【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３Ｂ，図４Ａと図４Ｂ，図５Ａと図５Ｂ，又は図６に示すように、クランプ装置を次のように構成した。
ハウジング１の基端側に駆動手段５が配置される。クランプ対象物２６の孔２６ａに支持筒３０の第１筒部分３１が挿入される。前記ハウジング１の収容孔１９に支持筒３０の第２筒部分３２が軸心方向へ移動可能に挿入される。前記支持筒３０に挿入されるクランプロッド２０が、前記駆動手段５に連結される。前記第１筒部分３１の筒壁に係合部材２７が半径方向へ移動可能に支持される。前記クランプロッド２０の先端側に設けた楔部２５が係合部材２７に先端側から係合する。前記支持筒３０を付勢手段３８が先端側へ所定の力で付勢する。前記孔２６ａの内周面に嵌合可能な第１位置決め部分４５が、前記第１筒部分３１の外周に設けられる。前記収容孔１９の内周面に嵌合可能な第２位置決め部分５０，８０，９０が、前記第２筒部分３２の外周に設けられる。

【0006】

本発明は次の作用効果を奏する。
上記の第２位置決め部分がハウジングの収容孔に対して支持筒の第２筒部分を半径方向（軸心方向に直交する方向）へ位置決めすると共に、第１位置決め部分が支持筒の第１支持部分に対して前記クランプ対象物を半径方向へ位置決めする。これにより、本発明のクランプ装置は、ハウジングに対してクランプ対象物を半径方向に位置決めできる。

【0007】

本発明は、下記（１）から（５）の構成を加えることが好ましい。
（１） 前記第１位置決め部分４５は、前記第１筒部分３１に周方向に連続して形成される。
この場合、第１位置決め部分がクランプ対象物の孔に嵌合されることにより、第１筒部分に対してクランプ対象物を半径方向に位置決めできる。

【0008】

（２） 前記第１位置決め部分４５は、前記第１筒部分３１の軸心を挟んで対向するように形成された一対の第１突起部４６，４６を備え、これら第１突起部４６，４６の間に第１逃し部４８，４８が形成されている。
この場合、前記一対の第１突起部が対向する方向へクランプ対象物を位置決めできる。
また、前記一対の第１逃がし部が対向する方向に収容孔とクランプ対象物の孔との心ずれが生じたときに、その心ずれが第１逃し部によって吸収される。

【0009】

（３） 前記第２位置決め部分５０は、前記第２筒部分３２に周方向に連続して形成される。
この場合、第２位置決め部分が収容孔の内周面に嵌合されることにより、前記ハウジングの収容孔に対して前記第２筒部分を半径方向へ位置決めする。

【0010】

（４） 前記第２位置決め部分５０は、前記第２筒部分３２の軸心を挟んで対向するように形成された一対の第２突起部５１，５１を備え、これら第２突起部５１，５１の間に第２逃し部５３，５３が形成されている。
この場合、第２筒部分に対してクランプ対象物を、前記一対の第２突起部が対向する方向へ位置決めできる。また、前記一対の第２逃がし部が対向する方向に収容孔とクランプ対象物の孔との心ずれが生じたときに、その心ずれが第２逃し部によって吸収される。

【0011】

（５） 前記第２位置決め部分８０，９０は、中間部材８２，９２を介して前記収容孔１９の内周面に嵌合可能となっている。
この場合、支持筒の第２筒部分が中間部材を介して収容孔の内周面に嵌合されることにより、収容孔に対して前記支持筒の第２筒部分を半径方向へ位置決めする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態を示し、クランプ装置のアンクランプ状態の断面図である。

【図2】図２は、上記のクランプ装置のクランプ状態を示し、上記図１に類似する図である。

【図3】図３Ａは、図２中のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線の矢視図に相当する部分拡大図である。図３Ｂは、図２中のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線の矢視図に相当する部分拡大図である。

【図4】図４Ａは、第１実施形態の第１変形例を示し、上記の図３Ａに類似する図である。図４Ｂは、上記の図３Ｂに類似する図である。

【図5】図５Ａは、第１実施形態の第２変形例を示し、上記の図３Ａに類似する図である。図５Ｂは、図５Ａ中のＶＢ−ＶＢ線の矢視図に相当する部分図である。

【図6】図６は、本発明の第２実施形態を示し、図１に類似する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１から図３Ｂは、本発明の第１実施形態を示している。まず、アンクランプ状態を示す図１に基づいて上記クランプ装置の構造を説明する。
固定台としてのテーブルＴにハウジング１が固定され、そのハウジング１は、下側から順に形成された下ハウジング２と上ハウジング３とを有する。下ハウジング２と上ハウジング３とは、複数のボルト（図示せず）によって固定される。

【0014】

上記の下ハウジング２内に、油圧シリンダ（駆動手段）５が配置される。その油圧シリンダ５は、下ハウジング２の下面から上向きに貫通されたシリンダ孔６と、そのシリンダ孔６に挿入されたピストン１０とを備える。上記ピストン１０は、下方から順に形成されたピストン本体１１とピストンロッド１２とを有する。そのピストン本体１１がシリンダ孔６の大径孔６ａに上下方向（軸心方向）へ移動可能で保密状に挿入され、ピストンロッド１２がシリンダ孔６の小径孔６ｂに保密状に挿入される。

【0015】

上記ピストン本体１１の下側に油圧シリンダ５のアンクランプ室１３が形成され、ピストン本体１１の上側に油圧シリンダ５のクランプ室１４が形成される。また、テーブルＴに形成されたアンクランプ用の圧油給排路１５が、アンクランプ室１３に連通される。下ハウジング２に形成されたクランプ用の圧油給排路１６がクランプ室１４に連通される。

【0016】

図２に示すように、上記の上ハウジング３から上方へ突出された支持筒３０の第１筒部分３１が、ワーク（クランプ対象物）２６の孔２６ａに係合可能に挿入される。その第１筒部分３１は頂壁と周壁を有している。また、シリンダ孔６に連通するように上ハウジング３に形成された収容孔１９に、支持筒３０の第２筒部分３２が上下方向に移動可能に挿入される。その第１筒部分３１の内周孔と第２筒部分３２の内周孔とによって支持筒３０の筒孔３４が構成される。

【0017】

上記の筒孔３４にクランプロッド２０が挿入される。そのクランプロッド２０の軸心は、上記ピストン１０の軸心に対して左方へ所定の間隔を空けて平行に配置されている。そのクランプロッド２０は、下側から順に設けられた連結部材２１とクランプロッド本体２２とを有する。その連結部材２１の右下部に凹部２１ａが形成され、ピストンロッド１２の上端部から左方に突設された凸部１２ａに対面している。連結部材２１の凹部２１ａにピストンロッド１２の凸部１２ａが右方から挿入されることにより、ピストン１０のピストンロッド１２とクランプロッド２０の連結部材２１とが連結される。また、連結部材２１の上部に形成されたＴ溝２１ｂには、クランプロッド本体２２の下端部に形成されたＴ脚２２ａが装着される。クランプロッド本体２２の上部の外周に３つ楔面（楔部）２５が周方向へ所定の間隔をあけて形成され、その楔面２５が上方へ向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成される。

【0018】

図３Ｂ（及び図１）に示すように、上記第１筒部分３１の周壁に開口部３３が周方向へ所定の間隔をあけて半径方向に形成される。その開口部３３に係合部材２７が半径方向へ移動可能に下方から支持される。その係合部材２７は、ワーク２６の孔２６ａに係合可能に挿入される。また、図１に示すように、各係合部材２７の内周壁に傾斜面２８が上方へ向かうにつれてクランプロッド２０の軸心から遠ざかるように形成されている。その傾斜面２８にクランプロッド本体２２の楔面２５が上側から楔係合される。その係合部材２７が、クランプロッド２０の先端側に設けた楔部２５に先端側から係合される。各係合部材２７の外周部に鋸刃状の突起２９が上下方向に複数形成される。

【0019】

上記の支持筒３０の下側に配置されたバネ室３５に、圧縮コイルバネからなる進出バネ３６が装着される。その進出バネ３６がバネ受け３７と支持筒３０とを介して係合部材２７を上方へ所定の力で付勢している。即ち、この実施形態では、上記進出バネ３６とバネ受け３７とが、支持筒３０を所定の力で押し上げる付勢手段３８を構成している。

【0020】

上記の係合部材２７の外周部に溝２７ａが周方向に形成されると共に、その溝２７ａに対応する高さ位置で支持筒３０の外周部に溝３０ａが周方向に形成される。係合部材２７の溝２７ａと支持筒３０の溝３０ａとに、ゴムや板バネ等の弾性体からなる薄肉のリング４０が装着される。そのリング４０が係合部材２７を半径方向の内方へ付勢している。これにより、リング４０によって係合部材２７が支持筒３０の外周面よりも半径方向の内方へ収容される。その結果、ワーク２６の孔２６ａを支持筒３０に外嵌めするときに、ワーク２６が係合部材２７に衝突するのを防止できる。
また、上記の収容孔１９と支持筒３０の外周壁との間にダストシール４１が配置されている。

【0021】

図３Ｂに示すように、支持筒３０の第１筒部分３１の外周部に第１位置決め部分４５が周方向に連続して形成される。その第１位置決め部分４５が第１嵌合隙間４７をあけてワーク２６の孔２６ａに嵌合される。その第１嵌合隙間４７の寸法は、０．００５ｍｍから０．０３０ｍｍの範囲内に設定するのが好ましく、より好ましくは、０．００５ｍｍから０．０１０ｍｍの範囲内である。

【0022】

上記の第２筒部分３２に第２位置決め部分５０が周方向に連続して形成される。その第２位置決め部分５０が第２嵌合隙間５２をあけて収容孔１９の内周面に嵌合される。その第２嵌合隙間５２の寸法は、０．００５ｍｍから０．０３０ｍｍの範囲内に設定するのが好ましく、より好ましくは、０．００５ｍｍから０．０１０ｍｍの範囲内である。

【0023】

上記構成のクランプ装置に動作異常（クランプ不良）の検出機構５５が設けられる。その検出機構５５は、図１に示すように、次のように構成される。
上ハウジング３の上面３ａに着座検出孔５７が開口される。その着座検出孔５７がエア供給路５８に連通されている。上記のエア供給路５８がクランプ不良の検出機構５５の弁室６０に連通され、その弁室６０に弁座６２が形成される。その弁室６０が、上ハウジング３に形成されたエア排出路６１に連通される。また、ピストンロッド１２の上部に装着孔６３が形成され、その装着孔６３に弁部材６４の下部が上下移動可能に挿入されると共に、弁部材６４の上部が弁室６０に上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。その弁部材６４の上部に弁面６５が形成され、その弁部材６４の下側に装着された進出バネ６６が弁部材６４を弁座６２に向けて付勢する。また、上記の装着孔６３の内周壁から水平方向に突設されたピン６７が、弁部材６４の高さ方向の途中部に形成された長孔６８に挿入される。

【0024】

上記構成のクランプ装置は、図１および図２に示すように、以下のように動作する。
図１のアンクランプ状態では、前記クランプ室１４の圧油が排出される共に、アンクランプ室１３に圧油が供給される。これにより、ピストン１０とクランプロッド２０とが上昇位置に移動され、前記の支持筒３０が進出バネ３６によって上昇位置に保持されている。このとき、上記係合部材２７がリング４０の弾性力によって縮径状態に切り換えられている。
また、検出機構５５の弁部材６４が進出バネ６６によって上昇され、弁面６５が弁座６２に当接されている。これにより、クランプ不良の検出機構５５は、閉弁されている。

【0025】

上記アンクランプ状態で、ワーク２６を、何らかの昇降手段または自重によって下降させ、そのワーク２６の孔２６ａが支持筒３０の第１筒部分３１に外嵌められていく。すると、ワーク２６の孔２６ａの内周壁が第１位置決め部分４５に嵌合する。次いで、上記ワーク２６の下面２６ｂが、上ハウジング３の上面３ａに受け止められると共に着座検出孔５７を閉じる。引き続いて、この状態で着座検出孔５７に加圧エアを供給すると、検出圧力が上昇する。その結果、ワーク２６の着座状態が検知される。

【0026】

クランプ装置を上記図１のアンクランプ状態から図２のクランプ状態へ切り換えるときには、アンクランプ室１３の圧油を排出するとともに、クランプ室１４に圧油を供給する。すると、まず、進出バネ３６の付勢力（所定の力）によって上昇位置に保持された支持筒３０に対して、ピストン１０とクランプロッド２０とが下降されていく。次いで、クランプロッド２０の楔面２５によって係合部材２７が縮径状態から拡径され（半径方向の外方へ移動され）、当該係合部材２７がワーク２６の孔２６ａの内周面に係合する。引き続いて、孔２６ａの内周面に食い込んだ状態の係合部材２７が、上記の孔２６ａを介してワーク２６を下向きに引っ張る。これと同時に、係合部材２７が支持筒３０を進出バネ３６の付勢力（所定の力）に抗して下方へ押圧する。これにより、ワーク２６が上ハウジング３の上面３ａに強力に押圧される。その結果、クランプ装置は、図２のクランプ状態に切り換えられる。

【0027】

このクランプ状態では、ピストン１０が下降位置に移動されたことにより、検出機構５５のピン６７も下降位置に移動されるが、ピン６７と長孔６８の下端壁との間に当接隙間が残されている。このため、検出機構５５は、閉弁状態が維持されている。従って、上記クランプ状態では、クランプ不良検出用の加圧エアがエア供給路５８に供給されると、そのエア供給路５８の圧力が上昇する。その上昇圧力を検出することにより、ピストン１０が所定のクランプストローク領域に移動された（クランプ不良状態ではない）ことが検知される。

【0028】

クランプ装置を図２のクランプ状態から図１のアンクランプ状態へ切り換えるときには、クランプ室１４の圧油を排出すると共にアンクランプ室１３へ圧油を供給する。これにより、クランプ装置は、上述したクランプ動作とはほぼ逆の手順でアンクランプ状態へ切り換えられる。

【0029】

ところで、ワーク２６の孔２６ａの直径が許容範囲よりも大きい等の原因により、上記のクランプ駆動時に、孔２６ａの内周面と拡径された係合部材２７との間に滑りが生じることがある。この場合には、上記ピストン１０とクランプロッド２０とが所定のクランプストローク領域よりも過度に下降する（クランプ不良状態になる）。このとき、ピストン１０がピン６７と弁部材６４の長孔６８の下端壁とを介して弁部材６４を下降させ、その弁部材６４の弁面６５が弁座６２から離れて検出機構５５が開弁される。このため、エア供給路５８に供給された加圧エアが、開弁隙間と弁室６０とエア排出路６１とを通って外部へ排出され、エア供給路５８の検出圧力が下降する。これにより、クランプ装置がクランプ不良状態であることが検知される。

【0030】

上記の実施形態は次の長所を奏する。
前記の第２位置決め部分５０が第２嵌合隙間５２をあけて上ハウジング３の収容孔１９に嵌合されることにより、上ハウジング３に対して支持筒３０を半径方向に位置決めする。また、第１位置決め部分４５が第１嵌合隙間４７をあけてワーク２６の孔２６ａに嵌合されることにより、支持筒３０に対してワーク２６を半径方向に位置決めする。その結果、上記のクランプ装置は、ハウジング１に対してワーク２６を半径方向に位置決めできる。
また、係合部材２７がワーク２６の孔２６ａの上部に係合されると共に、第１位置決め部分４５が孔２６ａの下部に嵌合される。孔２６ａの上部の直径と孔２６ｂの下部の直径とは同じ寸法に設定されているので、孔２６ａの加工が容易である。

【0031】

図４Ａおよび図４Ｂと図５Ａおよび図５Ｂと図６は、本発明の第１実施形態の第１変形例と第１実施形態の第２変形例と第２実施形態とを示している。この第１実施形態の第１変形例と第１実施形態の第２変形例と第２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参照数字を付けて説明する。

【0032】

図４Ａおよび図４Ｂに示す第１実施形態の第１変形例では、第１位置決め部分４５が、第１筒部分３１の軸心を挟んで対向するように形成された一対の第１突起部４６，４６を備え、これら第１突起部４６，４６の間に第１逃し部４８，４８が形成されている。これにより、第１筒部分３１に対してワーク２６を、一対の第１突起部４６，４６が対向する方向へ位置決めできる。また、支持筒３０に対してワーク２６が上記第１逃し部４８，４８の対向方向へ心ずれしているときに、その心ずれが第１逃し部４８，４８によって吸収される。

【0033】

図５Ａおよび図５Ｂに示す第１実施形態の第２変形例では、第２位置決め部分５０が、第２筒部分３２の軸心を挟んで対向するように第２筒部分３２の外周に形成された一対の第２突起部５１，５１を備え、これら第２突起部５１，５１の間に第２逃し部５３，５３が形成されている。これにより、上ハウジング３の収容孔１９に対して支持筒３０を、一対の第２突起部５１，５１が対向する方向へ位置決めできる。また、支持筒３０に対して
ワーク２６が、一対の第２逃し部５３，５３が対向する方向へ心ずれしているときに、その心ずれが第２逃し部５３によって吸収される。

【0034】

図６に示す第２実施形態では、下ハウジング２のシリンダ孔６にピストン１０のピストン本体１１が上下方向に移動可能で保密状に挿入される。そのピストン１０のピストン本体１１からピストン１０のピストンロッド１２が上方に突設される。シリンダ孔６に連通する収容孔１９が下ハウジング２に形成される。その収容孔１９に支持筒３０が上下方向に移動可能に挿入される。支持筒３０の筒孔３４にクランプロッド２０が挿入される。上記のピストンロッド１２の上部に形成されたＴ溝７６に、クランプロッド２０の下端部に形成されたＴ脚７７が装着される。クランプロッド２０の軸心とピストン１０の軸心とがほぼ一致するように配置されている。

【0035】

前記の第２筒部分３２の外周に設けられる第２位置決め部分８０，９０が、中間部材としての楔部材８２，９２を介して前記収容孔１９の内周面に嵌合可能となっている。より詳しくいえば、下ハウジング２の収容孔１９と支持筒３０の第２筒部分３２の外周部との間に下側の楔空間８１と上側の楔空間９１とが形成される。その下側の楔空間８１が上方へ向かうにつれて狭まるように形成されている。その下側の楔空間８１に向けて環状の楔部材８２が進出バネ３６によって上方に付勢される。楔部材８２の周壁にスリット８２ａが形成される。その楔部材８２の内周壁に押面８４が上方に向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成される。その押面８４が、支持筒３０の第２筒部分３２の外周部に形成された上記の第２位置決め部分８０に係合される。また、楔部材８２の外周壁に形成された嵌合面８６が、収容孔１９に嵌合可能に対面されている。
また、上記の上側の楔空間９１は、下方へ向かうにつれて狭まるように形成されている。その上側の楔空間９１に向けて中間部材としての楔部材９２が進出バネ９３によって下方に付勢される。楔部材９２の周壁にスリット９２ａが形成される。その楔部材９２の内周壁に押面９４が下方に向かうにつれて軸心から遠ざかるように形成される。その押面９４が、支持筒３０の第２筒部分３２の外周部に形成された第２位置決め部分９０に係合される。また、楔部材９２の外周壁に形成された嵌合面９６が、下ハウジング２の収容孔１９に嵌合可能に対面されている。
なお、下側の進出バネ３６のバネ定数は、上側の進出バネ９３のバネ定数よりも大きく設定されている。

【0036】

上記構成のクランプ装置は、以下のように動作する。
図６のアンクランプ状態では、前記クランプ室１４の圧油が排出される共に、アンクランプ室１３に圧油が供給される。これにより、ピストン１０とクランプロッド２０とが上昇位置に移動され、進出バネ３６が楔部材８２を介して支持筒３０を上昇位置に保持している。このとき、上記係合部材２７がリング４０の弾性力によって拡径状態から縮径状態に切り換えられている。

【0037】

上記アンクランプ状態で、まず、ワーク２６を、何らかの昇降手段または自重によって下降させ、支持筒３０にワーク２６の孔２６ａを外嵌めさせていくと、ワーク２６の孔２６ａの内周壁が第１位置決め部分４５の第１突起部４６に嵌合する。次いで、上記ワーク２６の下面２６ｂが、上ハウジング３の着座面３ａに受け止められると共に着座検出孔５７を閉じる。引き続いて、この状態で着座検出孔５７に加圧エアを供給すると、検出圧力が上昇する。その結果、ワーク２６の着座状態が検知される。

【0038】

クランプ装置を上記図６のアンクランプ状態からクランプ状態へ切り換えるときには、アンクランプ室１３の圧油を排出するとともに、クランプ室１４に圧油を供給する。すると、まず、進出バネ３０によって上昇位置に保持された支持筒３０に対して、ピストン１０とクランプロッド２０とが下降していく。次いで、クランプロッド２０の楔面２５によって係合部材２７が縮径状態から拡径され、当該係合部材２７がワーク２６の孔２６ａの内周面に係合する。これにより、クランプ装置は、クランプ状態に切り換えられる。
このとき、進出バネ３６が下側の楔部材８２を上方へ押圧すると、その下側の楔部材８２が縮径状態から半径方向の外方へ拡径される。これにより、下側の楔部材８２の押面８４が第２筒部分３２の受け面８５に下方から楔係合されると共に、下側の楔部材８２の嵌合面８６が収容孔１９の内周壁に嵌合される。さらに、進出バネ９３が上側の楔部材９２を下方へ押圧し、その上側の楔部材９２が縮径状態から半径方向の外方へ拡径される。これにより、上側の楔部材９２の押面９４が第２筒部分３２の受け面９５に上方から楔係合されると共に、上側の楔部材９２の嵌合面９６が収容孔１９の内周壁に嵌合される。その結果、支持筒３０は、楔部材（中間部材）８２を介して収容孔１９の下部に半径方向に位置決めされると共に、楔部材（中間部材）９２を介して収容孔１９の上部に半径方向に位置決めされる。

【0039】

クランプ装置を上記クランプ状態から図６のアンクランプ状態へ切り換えるときには、クランプ室１４の圧油を排出すると共にアンクランプ室１３へ圧油を供給すればよい。これにより、クランプ装置は、上述したクランプ動作とはほぼ逆の手順でアンクランプ状態へ切り換えられる。

【0040】

上記の実施形態は次の長所を奏する。
上記の第２筒部分３２の第２位置決め部分８０，９０が楔部材８２，９２を介して下ハウジング２の収容孔１９に嵌合されることにより、下ハウジング２に対して支持筒３０を半径方向に位置決めする。また、支持筒３０の位置決め部分４５が第１嵌合隙間４７をあけてワーク２６の孔２６ａに嵌合されることにより、支持筒３０に対してワーク２６を半径方向に位置決めする。これにより、上記のクランプ装置は、ハウジング１に対してワーク２６を半径方向に位置決めできる。

【0041】

上記の実施形態は、次のように変更可能である。
クランプ装置の配置姿勢は、図示の姿勢に代えて、上下逆にしたり、横向きにしたり、斜め向きにしてもよい。
上記の駆動手段５は、複動式のシリンダに代えて単動式のシリンダであってもよい。
さらには、駆動手段は、例示の油圧シリンダ５に代えて、空圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
上記のピストン１０とクランプロッド２０とを別体に構成するのに代えて、ピストンとクランプロッドとを一体形成またはネジ等で一体的に固定するように構成してもよい。
本発明が適用されるクランプ対象物は、例示したワーク２６に代えてワークパレットや金型などであってもよい。
上記の楔面２５及び係合部材２７は、周方向へ所定の間隔を空けて３つ配置する例を示したが、１つまたは２つまたは４つ以上配置してもよい。
上記の支持筒３０の頂壁を省略してもよい。
上記の付勢手段３８は、例示した進出バネ３６とバネ受け３７とから構成されるのに代えて、油圧シリンダ等の流体圧シリンダによって構成してもよい。
上記の突起部４６，５１は、支持筒３０に一体的に形成した構成に代えて、支持筒と別体に形成した構成であってもよい。また、その突起部の材質は、鉄や非鉄金属や特殊合金などの金属に限られず、合成樹脂やゴムなどであってもよい。
上記の中間部材は、例示したように、上側の楔部材８２と下側の楔部材９２とを備えるのに代えて、上側の楔部材８２および下側の楔部材９２のうちのいずれか一方のみを備えるようにしてもよい。
前記の下側の楔空間８１は、上方へ向かうにつれて狭まるように形成される構成に代えて、下方へ向かうにつれて狭まるように形成される構成であってもよい。また、上側の楔空間９１は、下方へ向かうにつれて狭まるように形成される構成に代えて、上方へ向かうにつれて狭まるように形成される構成であってもよい。
上記の検出機構５５に供給される圧力流体は、例示した加圧エアに代えて、他の気体や圧油などの他の液体であってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

【符号の説明】

【0042】

１：ハウジング，５：駆動手段，１９：収容孔，２０：クランプロッド，２５：楔面（楔部），２６：ワーク（クランプ対象物），２６ａ：孔，２７：係合部材，３０：支持筒，３１：第１筒部分，３２：第２筒部分，３８：付勢手段，４５：第１位置決め部分，４６：第１突起部，４８：第１逃し部，５０：第２位置決め部分，５１：第２突起部，５３：第２逃し部，８０：第２位置決め部分，８２：楔部材（中間部材），９０：第２位置決め部分，９２楔部材（中間部材）．

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】