特開 2024-33756 クランプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033756

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 301D

B23Q3/06 304F

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137553

(22)【出願日】2022-08-31

(71)【出願人】

【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】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】後藤 純一

【テーマコード（参考）】

3C016

【Ｆターム（参考）】

3C016CA01

3C016CA04

3C016CB03

3C016CC01

3C016CE05

(57)【要約】

【課題】回転するような荷重がクランプロッドに作用することを抑制することができる、クランプロッドの軸心がピストンの軸心からずれたクランプ装置を提供すること。
【解決手段】クランプ装置は、ピストン（８）と、クランプロッド（２９）と、ハウジング（１）の内部に配置されたリンク部材（４９）とを備える。リンク部材（４９）の他方の端部である第２端部（５３）がピストンロッド（１１）の先端部で押されることで、クランプロッド（２９）の軸心（Ｃ２）部、または、当該軸心（Ｃ２）部まわりで等配の位置にあるクランプロッド（２９）の複数部分、をリンク部材（４９）の第１端部（５１）が押し、その結果、クランプロッド（２９）が軸心方向のうちの基端側方向へ移動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（１）と、
前記ハウジング（１）に形成されたシリンダ孔（７）に当該シリンダ孔（７）の軸心方向へ移動可能に挿入されたピストン（８）であって、ピストン本体（９）およびピストンロッド（１１）を備える流体圧駆動のピストン（８）と、
前記ハウジング（１）に前記軸心方向へ移動可能に挿入されたクランプロッド（２９）であって、前記軸心方向に対して直交する方向へ前記ピストン（８）の軸心（Ｃ１）から離れた軸心（Ｃ２）を有するクランプロッド（２９）と、
前記ハウジング（１）の内部に配置されたリンク部材（４９）であって、前記クランプロッド（２９）と前記ピストンロッド（１１）とを連動させるリンク部材（４９）と、
を備え、
前記リンク部材（４９）の一方の端部である第１端部（５１）が前記クランプロッド（２９）側に配置されており、
前記リンク部材（４９）の他方の端部である第２端部（５３）が前記ピストンロッド（１１）の先端部で押されることで、前記クランプロッド（２９）の軸心（Ｃ２）部、または、当該軸心（Ｃ２）部まわりで等配の位置にある前記クランプロッド（２９）の複数部分、を前記第１端部（５１）が押し、前記クランプロッド（２９）が前記軸心方向のうちの基端側方向へ移動する、
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、
前記クランプロッド（２９）の側面に形成された凹部（５２）に前記第１端部（５１）が挿入されており、
前記第２端部（５３）が前記ピストンロッド（１１）の先端部で押されることで、前記凹部（５２）における前記クランプロッド（２９）の軸心（Ｃ２）部を前記第１端部（５１）が前記基端側方向へ押し、前記クランプロッド（２９）が前記基端側方向へ移動する、
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、
前記クランプロッド（２９）の側面に形成された凹部（６４）に前記第１端部（５１）が挿入されており、
前記第２端部（５３）が前記ピストンロッド（１１）の先端部で押されることで、前記凹部（６４）における前記クランプロッド（２９）の軸心（Ｃ２）部まわりで等配の位置にある前記クランプロッド（２９）の複数部分を前記第１端部（５１）が前記基端側方向へ押し、前記クランプロッド（２９）が前記基端側方向へ移動する、
クランプ装置。

【請求項4】

請求項３のクランプ装置において、
前記第１端部（５１）は、第１－１端部（６５）および第１－２端部（６６）を有する二股形状とされており、
前記第１－１端部（６５）と前記第１－２端部（６６）との間に、前記クランプロッド（２９）の軸心（Ｃ２）を通る、前記クランプロッド（２９）の一部を構成する壁体（６７）が設けられている、
クランプ装置。

【請求項5】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記基端側方向は、前記クランプロッド（２９）のロック方向であって、
前記ピストンロッド（１１）は、前記ピストン本体（９）から前記軸心方向のうちの先端側方向へ突出しており、
前記ピストンロッド（１１）が前記先端側方向へ移動することで、前記リンク部材（４９）を介して、前記先端側方向とは逆方向の前記基端側方向へ前記クランプロッド（２９）が移動する、
クランプ装置。

【請求項6】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記リンク部材（４９）は回動支軸（５０）で支持されており、
前記回動支軸（５０）は前記ハウジング（１）で支持されている、
クランプ装置。

【請求項7】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記リンク部材（４９）は回動支軸（５０）で支持されており、
前記回動支軸（５０）は前記クランプロッド（２９）で支持されている、
クランプ装置。

【請求項8】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記リンク部材（４９）は回動支軸（５０）で支持されており、
前記回動支軸（５０）は前記ピストンロッド（１１）の先端部で支持されている、
クランプ装置。

【請求項9】

請求項１または２のクランプ装置において、
被固定物（Ｗ）の孔（３２）に挿入されて当該孔（３２）の内周面に密着するように前記クランプロッド（２９）の先端部外周側に配置された押圧部材（３５）と、
前記押圧部材（３５）を前記軸心方向のうちの先端側方向へ押すように前記ハウジング（１）の内部に配置された支持筒（３４）であって、前記クランプロッド（２９）が挿入される筒孔（３４ａ）を有する支持筒（３４）と、
前記支持筒（３４）を前記先端側方向へ付勢する付勢手段（４５、５９）であって、前記ハウジング（１）の内部に配置された付勢手段（４５、５９）と、
を備える、クランプ装置。

【請求項10】

請求項９のクランプ装置において、
前記付勢手段（５９）は、流体圧駆動の支持ピストン（５９）である、
クランプ装置。

【請求項11】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記リンク部材（４９）は、前記ハウジング（１）の内部に形成されたリンク室（４８）に配置されており、
前記ハウジング（１）に形成されたエア供給路（５４）から前記リンク室（４８）にエアブロー用の圧縮空気が供給される、
クランプ装置。

【請求項12】

請求項１または２のクランプ装置において、
前記クランプロッド（２９）は、先端側から順に、クランプロッド本体（３０）と、連結部材（３１）とを有する、
クランプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランプロッドの軸心がピストンの軸心からずれたクランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記のクランプ装置として、下記の特許文献１に記載されたものがある。そのクランプ装置は、次のように構成されている。

【0003】

クランプ装置は、クランプロッドの入力部とピストンの出力部とを連結する連結部材を備えている。ピストンの出力部には半径方向へ突出する凸部が設けられている。当該凸部に半径方向へ係合する凹部が連結部材に設けられている。連結部材は、ピストンの軸心方向へピストンとともに移動可能となるようにハウジング内に挿入されている。

【0004】

リリース状態からロック状態へクランプ装置が切り換わるとき、連結部材は、ピストンで引っ張られて下降する。なお、特許文献１では、連結部材を、クランプロッドとは別の部材としているが、連結部材を、クランプロッドを構成する一部材ととらえてもよい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－１０８４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のクランプ装置には改良の余地があった。ピストンの出力部に設けられた凸部で連結部材の右側部分をピストンが下方に引っ張ることになるので、連結部材が回転するような荷重がピストンから連結部材に作用することがある。そのため、最悪の状態として、例えば、連結部材の左下部分および右上部分が筒孔の内面に強く接触し、連結部材が滑らかに動かなくなることが懸念される。また、筒孔の内面に連結部材が局部的に強く接触することで当該内面に偏摩耗が生じることも懸念される。この場合、ロック駆動の際に、連結部材が傾いて下降しかねない。

【0007】

本発明の目的は、回転するような荷重がクランプロッドに作用することを抑制することができる、クランプロッドの軸心がピストンの軸心からずれたクランプ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明に係るクランプ装置は、例えば、図１から図９に示すように、次のように構成される。

【0009】

（１）本願で開示するクランプ装置は、ハウジング１と、前記ハウジング１に形成されたシリンダ孔７に当該シリンダ孔７の軸心方向へ移動可能に挿入されたピストン８であって、ピストン本体９およびピストンロッド１１を備える流体圧駆動のピストン８と、前記ハウジング１に前記軸心方向へ移動可能に挿入されたクランプロッド２９であって、前記軸心方向に対して直交する方向へ前記ピストン８の軸心Ｃ１から離れた軸心Ｃ２を有するクランプロッド２９と、前記ハウジング１の内部に配置されたリンク部材４９であって、前記クランプロッド２９と前記ピストンロッド１１とを連動させるリンク部材４９と、を備える。前記リンク部材４９の一方の端部である第１端部５１が前記クランプロッド２９側に配置されている。前記リンク部材４９の他方の端部である第２端部５３が前記ピストンロッド１１の先端部で押されることで、前記クランプロッド２９の軸心Ｃ２部、または、当該軸心Ｃ２部まわりで等配の位置にある前記クランプロッド２９の複数部分、を前記第１端部５１が押し、前記クランプロッド２９が前記軸心方向のうちの基端側方向へ移動する。

【0010】

本願で開示するクランプ装置は次の作用効果を奏する。クランプロッドの軸心部、または、当該軸心部まわりで等配の位置にあるクランプロッドの複数部分、がリンク部材によって押されるので、クランプロッドが回転するような荷重は発生しにくい。すなわち、当該クランプ装置によると、回転するような荷重がクランプロッドに作用することを抑制することができる。

【0011】

（２）（１）のクランプ装置において、例えば、図１から図８に示すように、前記クランプロッド２９の側面に形成された凹部５２に前記第１端部５１が挿入されており、前記第２端部５３が前記ピストンロッド１１の先端部で押されることで、前記凹部５２における前記クランプロッド２９の軸心Ｃ２部を前記第１端部５１が前記基端側方向へ押し、前記クランプロッド２９が前記基端側方向へ移動してもよい。

【0012】

この構成によると、回転するような荷重がクランプロッドに作用することを抑制することができる。

【0013】

（３）（１）のクランプ装置において、例えば、図９に示すように、前記クランプロッド２９の側面に形成された凹部６４に前記第１端部５１が挿入されており、前記第２端部５３が前記ピストンロッド１１の先端部で押されることで、前記凹部６４における前記クランプロッド２９の軸心Ｃ２部まわりで等配の位置にある前記クランプロッド２９の複数部分を前記第１端部５１が前記基端側方向へ押し、前記クランプロッド２９が前記基端側方向へ移動してもよい。

【0014】

この構成によると、クランプロッドの複数部分がリンク部材によって押されるので、クランプロッドの１か所がリンク部材によって押される場合に比べて、クランプロッドの動きが安定する。

【0015】

（４）（３）のクランプ装置において、例えば、図９Ａから図９Ｃに示すように、前記第１端部５１は、第１－１端部６５および第１－２端部６６を有する二股形状とされており、前記第１－１端部６５と前記第１－２端部６６との間に、前記クランプロッド２９の軸心Ｃ２を通る、前記クランプロッド２９の一部を構成する壁体６７が設けられていてもよい。

【0016】

この構成によると、クランプロッドの剛性を壁体により高めることができ、その結果、クランプロッドの動きが安定する。

【0017】

（５）（１）から（４）のいずれかのクランプ装置において、前記基端側方向は、前記クランプロッド２９のロック方向であって、前記ピストンロッド１１は、前記ピストン本体９から前記軸心方向のうちの先端側方向へ突出しており、前記ピストンロッド１１が前記先端側方向へ移動することで、前記リンク部材４９を介して、前記先端側方向とは逆方向の前記基端側方向へ前記クランプロッド２９が移動してもよい。

【0018】

この構成によると、ロック駆動のときのピストン出力が、リリース駆動のときのピストン出力よりも大きくなる。そのため、ロック駆動においてクランプロッドを大きな力で移動させることができる。

【0019】

（６）（１）から（５）のいずれかのクランプ装置において、例えば、図１および図２に示すように、前記リンク部材４９は回動支軸５０で支持されており、前記回動支軸５０は前記ハウジング１で支持されていてもよい。

【0020】

この構成によると、無駄のない簡単な構成でリンク部材を容易に動作させることができる。

【0021】

（７）（１）から（５）のいずれかのクランプ装置において、例えば、図４および図５に示すように、前記リンク部材４９は回動支軸５０で支持されており、前記回動支軸５０は前記クランプロッド２９で支持されていてもよい。

【0022】

この構成によると、リンク部材を容易に動作させることができる。

【0023】

（８）（１）から（５）のいずれかのクランプ装置において、例えば、図６に示すように、前記リンク部材４９は回動支軸５０で支持されており、前記回動支軸５０は前記ピストンロッド１１の先端部で支持されていてもよい。

【0024】

この構成によると、リンク部材を容易に動作させることができる。

【0025】

（９）（１）から（８）のいずれかのクランプ装置において、クランプ装置は、被固定物Ｗの孔３２に挿入されて当該孔３２の内周面に密着するように前記クランプロッド２９の先端部外周側に配置された押圧部材３５と、前記押圧部材３５を前記軸心方向のうちの先端側方向へ押すように前記ハウジング１の内部に配置された支持筒３４であって、前記クランプロッド２９が挿入される筒孔３４ａを有する支持筒３４と、前記支持筒３４を前記先端側方向へ付勢する付勢手段４５、５９であって、前記ハウジング１の内部に配置された付勢手段４５、５９と、を備えてもよい。

【0026】

この構成によると、被固定物の孔に押圧部材を密着させて当該被固定物をハウジングに固定するための構成がコンパクトなものとなる。

【0027】

（１０）（９）のクランプ装置において、例えば、図３に示すように、前記付勢手段５９は、流体圧駆動の支持ピストン５９であってもよい。

【0028】

この構成によると、支持筒を先端側方向へ容易に付勢することができる。

【0029】

（１１）（１）から（１０）のいずれかのクランプ装置において、前記リンク部材４９は、前記ハウジング１の内部に形成されたリンク室４８に配置されており、前記ハウジング１に形成されたエア供給路５４から前記リンク室４８にエアブロー用の圧縮空気が供給されてもよい。

【0030】

この構成によると、ごみなどがリンク室４８に侵入することをより抑制することができ、その結果、ごみなどでリンク部材が摩耗したり破損したりするのを防止することができる。

【0031】

（１２）（１）から（１１）のいずれかのクランプ装置において、前記クランプロッド２９は、先端側から順に、クランプロッド本体３０と、連結部材３１とを有してもよい。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、回転するような荷重がクランプロッドに作用することを抑制することができる、クランプロッドの軸心がピストンの軸心からずれたクランプ装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図2】図２は、図１に示すクランプ装置のロック状態における側面視の断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の変形例を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図4】図４は、本発明の第２実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図5】図５は、図４に示すクランプ装置のロック状態における側面視の断面図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図7】図７は、第１実施形態の変形例を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図8】図８は、第１実施形態の変形例を示し、クランプ装置のリリース状態における側面視の断面図である。

【図9A】図９Ａは、リンク部材の変形例およびクランプロッドを構成する連結部材の変形例を示す側面視の断面図である。

【図9B】図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ－９Ｂ断面図である。

【図9C】図９Ｃは、図９Ａの９Ｃ－９Ｃ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１および図２は、本発明の第１実施形態を示している。まず、図１および図２に基づいて、第１実施形態のクランプ装置の構成を説明する。

【0035】

テーブル等の固定台Ｔにクランプ装置のハウジング１が固定される。ハウジング１は、第１ハウジングとしての下ハウジング２と、第２ハウジングとしての上ハウジング３と、下ハウジング２の下端部に固定される下端壁４とを備える。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。

【0036】

下ハウジング２の下部（基端側部分）に第１シリンダ孔５が形成され、第１シリンダ孔５の上側（先端側）に第２シリンダ孔６が形成される。第１シリンダ孔５と第２シリンダ孔６とでシリンダ孔７を構成する。

【0037】

上記シリンダ孔７にピストン８がシリンダ孔７の軸心方向Ｚへ移動可能に挿入される。ピストン８は、ピストン本体としての第１ピストン本体９と、ピストンロッド１１と、第２ピストン本体１０とを備える流体圧駆動のピストンである。

【0038】

シリンダ孔７の下部部分である第１シリンダ孔５内に第１ピストン本体９が上下方向（シリンダ孔７の軸心方向Ｚ）に移動可能で保密状に挿入される。この第１ピストン本体９にピストンロッド１１がボルト１２で固定されている。ピストンロッド１１は、ピストンロッド１１の端部において第１ピストン本体９に固定されており、第１ピストン本体９から上記軸心方向Ｚのうちの上方向（先端側方向）へ突出している。ピストンロッド１１は、第１ピストン本体９から下方向（基端側方向）へは突出していない。

【0039】

なお、第１ピストン本体９とピストンロッド１１とは一体であってもよい。すなわち、第１ピストン本体９とピストンロッド１１とは１つの素材から形成されてもよい。

【0040】

第１ピストン本体９の上側（先端側）で第２シリンダ孔６内に上記第２ピストン本体１０が上下方向（シリンダ孔７の軸心方向Ｚ）に移動可能で保密状に挿入される。この第２ピストン本体１０にピストンロッド１１が保密状に挿入される。第２ピストン本体１０は、ピストンロッド１１の外周に形成された段差部１１ａによって上方向（先端側方向）への移動が制限されており、ピストンロッド１１を先端側方向へ押すように構成されている。なお、第２ピストン本体１０は、ピストンロッド１１に固定されてもよい。

【0041】

第１シリンダ孔５は第２シリンダ孔６よりも径が大きく、第１シリンダ孔５と第２シリンダ孔６との境界部分に段差部１３が形成される。この段差部１３に、第１シリンダ孔５と第２シリンダ孔６とにシリンダ孔７を仕切る隔壁１４が保密状に挿入される。隔壁１４は、段差部１３と止め輪１５とで下ハウジング２に固定されている。ピストンロッド１１は、隔壁１４に形成される挿入孔に封止部材を介して保密状に挿入されている。

【0042】

第１ピストン本体９を上方（先端側）へ移動させるための第１ロック室１６が、下端壁４と第１ピストン本体９との間（第１ピストン本体９の下方（基端側））に設けられるとともに、第２ピストン本体１０を上方（先端側）へ移動させるための第２ロック室１７が、隔壁１４と第２ピストン本体１０との間に設けられる。上記第１ロック室１６および第２ロック室１７に、ロック用の圧力流体としての圧縮空気がロックポート１８を介して給排される。ロックポート１８と第２ロック室１７とは、下ハウジング２に形成されたポート側通路１９で接続され、第２ロック室１７と第１ロック室１６とは、ピストンロッド１１の内部に形成されたロック用第１連通路２０およびボルト１２に形成されたロック用第２連通路２１で連通される。ポート側通路１９とロック用第１連通路２０とロック用第２連通路２１とで、第１ロック室１６および第２ロック室１７に圧力流体を給排するロック用通路２２を構成する。ロック用第１連通路２０は、ピストンロッド１１の外周面から径内方向へ向けてあけられた孔２０ａと、ピストンロッド１１の軸方向に延びる孔２０ｂとを有する。なお、ロックポート１８への圧縮空気の給排通路の図示は省略されている。

【0043】

第１ピストン本体９の下面の面積（受圧面積）は、第１ピストン本体９の上面の面積（受圧面積）よりも、ピストンロッド１１の断面積分、大きくなる。したがって、ピストンロッド１１の上昇駆動力は、ピストンロッド１１の下降駆動力よりも大きい。下方向（基端側方向）は、クランプロッド２９のロック方向である。ピストンロッド１１が上方向（先端側方向）へ移動（上昇）することで、リンク部材４９を介して、クランプロッド２９は、先端側方向とは逆方向の基端側方向、すなわちロック方向へ移動する。以上より、ロック駆動のときのピストン出力が、リリース駆動のときのピストン出力よりも大きくなる。そのため、ロック駆動においてクランプロッド２９を大きな力で移動させることができる。また、ロック駆動力が大きいので、大型なピストン８とする必要はなく、コンパクトなクランプ装置とすることも可能である。

【0044】

特許文献１に記載の従来のクランプ装置は、ピストンが下方向へ移動することでワークをロックする。本実施形態のクランプ装置は、従来のクランプ装置におけるピストンの下降駆動力よりも大きな、ピストン８（ピストンロッド１１）の上昇駆動力をリンク部材４９で反転させてクランプロッド２９に下方向（ロック方向）に作用させている。このため、本実施形態のクランプ装置によると、従来のクランプ装置に比べてロック駆動力を大きくすることができ、その結果、従来と同じ径寸法のピストンで、従来よりも強力に被固定物（ワークＷ）をクランプすることができる。

【0045】

第１ロック室１６には、第１ピストン本体９を上方（先端側）へ付勢する第１付勢手段としての第１バネ２７が配置されている。第１バネ２７は圧縮コイルバネであり、本実施形態では、２本の第１バネ２７が第１ロック室１６に配置されている。第２ロック室１７には、第２ピストン本体１０を上方（先端側）へ付勢する第２付勢手段としての第２バネ２８が配置されている。第２バネ２８は圧縮コイルバネであり、本実施形態では、２本の第２バネ２８が第２ロック室１７に配置されている。第１バネ２７および第２バネ２８は、２本に限定されるものではない。第１バネ２７および第２バネ２８を設けることで、ロック駆動のときのピストン出力をより大きくすることができる。なお、第１バネ２７および第２バネ２８は、無くてもよい。

【0046】

第１ピストン本体９と隔壁１４との間に第１リリース室２３が設けられるとともに、第２ピストン本体１０の上方（先端側）に第２リリース室２４が設けられる。上記第１リリース室２３に、リリース用の圧力流体としての圧縮空気が下ハウジング２に形成された第１リリース用通路２５から給排される。同様に、第２リリース室２４に、リリース用の圧力流体としての圧縮空気が下ハウジング２に形成された第２リリース用通路２６から給排される。なお、第１リリース用通路２５および第２リリース用通路２６に連通するリリースポートの図示は省略されている。

【0047】

上ハウジング３に、軸心方向Ｚへ移動可能にクランプロッド２９が挿入される。クランプロッド２９は、ピストン８で下方（基端側）へ移動されることによってロック駆動される。クランプロッド２９の軸心Ｃ２は、軸心方向Ｚに対して直交する方向へピストン８の軸心Ｃ１から所定の距離離されている。軸心Ｃ１と軸心Ｃ２とは平行である。クランプロッド２９は、先端側から順に、クランプロッド本体３０と、連結部材３１とを有する。クランプロッド本体３０と連結部材３１とは同軸上に配置される。連結部材３１の上端部分にＴ溝３１ａが形成されており、このＴ溝３１ａに、クランプロッド本体３０の下端に設けられたＴ脚３０ａが係合される。Ｔ脚３０ａ（クランプロッド本体３０）と連結部材３１とはピン部材３６で連結されている。ピン部材３６は、無くてもよい。クランプロッド本体３０は、上記Ｔ溝３１ａとＴ脚３０ａとによって、連結部材３１に対して水平方向に移動可能に連結されている。

【0048】

連結部材３１の動きを滑らかなものとするために、連結部材３１の側面（外周面）には、当該連結部材３１の周方向に延びる溝３１ｂが形成されている。溝３１ｂは複数形成されている。当該溝３１ｂ部分に油だまりが形成されることにより、後述する支持筒３４の筒孔３４ａと連結部材３１の側面との間に働く摩擦力を小さくすることができ、連結部材３１の動きを滑らかなものとすることができる。

【0049】

クランプロッド本体３０の先端部の外周側には、被固定物としてのワークＷの孔３２に挿入される筒形状の（キャップ形状の）カバー部材３３が配置され、カバー部材３３の下に支持筒３４が配置される。カバー部材３３の側面に複数の開口３３ａが形成されており、これらの開口３３ａのそれぞれの内部に押圧部材としてのグリッパ３５が配置される。グリッパ３５（カバー部材３３）の外周側で上ハウジング３の上面には、ワークＷを受け止める着座面５７が環状に形成される。グリッパ３５は、孔３２の内周面を内張りするための把持部材として機能する。グリッパ３５は、上記の形態で、クランプロッド本体３０の先端部の外周側に配置されている。なお、カバー部材３３は、無くてもよい。この場合、グリッパ３５の下に支持筒３４が直接配置されることとなる。

【0050】

本実施形態では、グリッパ３５は、周方向へ所定の間隔をあけて３つ配置される。各グリッパ３５は、先端部に設けられた密着部３７と下フランジ３８とを備える。密着部３７の外周には、鋸刃状の突起３７ａが上下方向へ複数形成される。密着部３７の内周には、下方へ向かうにつれてクランプロッド本体３０の軸心Ｃ２に近づくように傾斜面３７ｂが形成される。

【0051】

上記傾斜面３７ｂに上側から係合する楔面（楔部）３０ｂがクランプロッド本体３０の先端部に形成される。この楔面３０ｂは、上記傾斜面３７ｂの数に対応して３つ設けられる。本実施形態では、楔面３０ｂおよび傾斜面３７ｂはいずれも平面によって構成されている。

【0052】

３つのグリッパ３５の下フランジ３８およびカバー部材３３の下部には、ゴムなどの弾性体からなる薄肉のリング３９が装着される。このリング３９の弾性力によって、各グリッパ３５は、クランプロッド本体３０の軸心Ｃ２へ向けて半径方向の内方へ付勢される。

【0053】

上ハウジング３の上孔３ａの周壁にダストシール４０が装着され、異物が上孔３ａからハウジング１内に入ることがダストシール４０によって防止されている。このダストシール４０の弾性力によって、各グリッパ３５とカバー部材３３とクランプロッド２９とは、上孔３ａの軸心に向けて半径方向の内方へ付勢される。

【0054】

前記の支持筒３４は、カバー部材３３を介して各グリッパ３５を下方から支持する上壁４１と、上壁４１の外周部から下方へ延在する環状壁４２とを備える。上壁４１と環状壁４２の内周面とにより、支持筒３４の筒孔３４ａが形成される。この筒孔３４ａに、クランプロッド２９を構成する連結部材３１が挿入される。支持筒３４は、上ハウジング３に設けられた収容孔４３に上下移動可能に挿入される。また、支持筒３４の下方で下ハウジング２の内部に形成されたバネ室４４には、支持筒３４を上方向（先端側方向）へ付勢する付勢手段としてのバネ４５が配置されている。バネ４５は圧縮コイルバネである。バネ４５の上には、円板状のバネ受け４６が設けられている。バネ受け４６は、支持筒３４の環状壁４２の下端を支持する。このバネ４５が、バネ受け４６、支持筒３４、およびカバー部材３３を介してグリッパ３５を上方向（先端側方向）へ付勢している。

【0055】

支持筒３４の動きを滑らかなものとするために、上記環状壁４２の外周面には、当該環状壁４２の周方向に延びる溝４２ａが形成されている。溝４２ａは複数形成されている。当該溝４２ａ部分に油だまりが形成されることにより、収容孔４３の内周面と環状壁４２の外周面との間に働く摩擦力を小さくすることができ、支持筒３４の動きを滑らかなものとすることができる。

【0056】

バネ室４４には、上記バネ４５に加えて、リリースバネ４７が配置されている。リリースバネ４７は圧縮コイルバネである。このリリースバネ４７が、クランプロッド２９を上方向（先端側方向）へ付勢している。

【0057】

ピストンロッド１１の上方で上ハウジング３の内部に形成されたリンク室４８には、クランプロッド２９とピストンロッド１１とを連動させるリンク部材４９が配置される。リンク部材４９は、回動支軸５０で支持されており、当該回動支軸５０の軸回りに回転可能である。回動支軸５０は、その両端部において上ハウジング３に固定されている。すなわち、回動支軸５０は上ハウジング３で支持されている。本実施形態では、回動支軸５０は回動不能で、リンク部材４９が回動支軸５０に対して回動可能とされているが、回動支軸５０が上ハウジング３に対して回動可能とされて、リンク部材４９は回動支軸５０に固定されてもよい。

【0058】

上ハウジング３（ハウジング１）の内部にリンク部材４９が配置されるので、外部のごみなどでリンク部材４９が摩耗したり破損したりするのを防止することができる。また、後述するように、エアブロー用の圧縮空気がリンク室４８に供給されるので、リンク室４８（リンク部材４９が配置されたハウジング１）内にごみなどが侵入することをより抑制することができ、その結果、ごみなどでリンク部材が摩耗したり破損したりするのをより防止することができる。また、リンク部材４９がハウジング１の内部に配置されるので、コンパクトなクランプ装置とすることができる。

【0059】

リンク部材４９の一方の端部である第１端部５１はクランプロッド２９側に配置される。クランプロッド２９を構成する連結部材３１の下部の側面に、上記第１端部５１が挿入される凹部５２が形成されている。当該凹部５２における下側（基端側）のクランプロッド２９の軸心Ｃ２部を、第１端部５１がほぼ真っすぐ下方向（基端側方向）に押すように第１端部５１は形成される。そのため、クランプロッド２９をロック駆動したときに、クランプロッド２９の軸心Ｃ２が傾斜するような荷重は発生しにくい。リンク部材４９の他方の端部である第２端部５３は、ピストンロッド１１の先端部で下方から押される。

【0060】

また、エアブロー用のエア供給路５４が下ハウジング２の内部に形成される。エア供給路５４に供給されたエアブロー用の圧縮空気は、例えば、リンク室４８、バネ室４４、連結部材３１の下端に形成された孔５５、孔５５よりも上方で連結部材３１に形成された孔５６、およびグリッパ３５とカバー部材３３との隙間、をこの順で通って、ハウジング１の外部へ排出される。

【0061】

また、上ハウジング３の上面に形成された着座面５７で開口するエア通路５８が、上ハウジング３に形成されている。エア供給路５４に供給されたエアブロー用の圧縮空気は、上記の経路に加えて、リンク室４８、およびエア通路５８をこの順で通って、ハウジング１の外部へ排出される。

【0062】

上記構成のクランプ装置は次のように動作する。

【0063】

図１に示すリリース状態では、第１ロック室１６および第２ロック室１７から圧縮空気が排出されているとともに、第１リリース室２３および第２リリース室２４に圧縮空気が供給されている。これにより、ピストンロッド１１が下降し、クランプロッド２９がリリースバネ４７によって上昇させられている。また、支持筒３４とカバー部材３３とグリッパ３５とがバネ４５によって上昇位置に保持され、グリッパ３５はリング３９の弾性力によって縮径状態とされている。また、グリッパ３５およびクランプロッド本体３０は、ダストシール４０の弾性力によって連結部材３１の軸心と同軸上に位置されている。

【0064】

図１に示すリリース状態から図２に示すロック状態へ切り換えるときは、まず、上記リリース状態で、何らかの昇降手段または自重によってワークＷを下降させ、グリッパ３５が配置されたクランプロッド本体３０の先端部分をワークＷの孔３２に挿入していく。クランプロッド本体３０の先端部分を挿入していくと、ワークＷの下面が、上ハウジング３の着座面５７に受け止められる。

【0065】

次いで、第１リリース室２３および第２リリース室２４の圧縮空気を排出するとともに、第１ロック室１６および第２ロック室１７に圧縮空気を供給する。すると、第１ロック室１６の圧縮空気によって第１ピストン本体９がピストンロッド１１を上方に押すとともに、第２ロック室１７の圧縮空気によって第２ピストン本体１０がピストンロッド１１を上方に押す。これにより、ピストンロッド１１は上昇する（先端側方向へ移動する）。ピストンロッド１１が上昇すると、ピストンロッド１１の先端部がリンク部材４９の第２端部５３を下方から押す。第２端部５３が下方から押されることで、リンク部材４９は、図示上、反時計回りに回動し、リンク部材４９の第１端部５１が、連結部材３１（クランプロッド２９）の軸心Ｃ２部を下方向（基端側方向）に押す。すると、クランプロッド２９（クランプロッド本体３０および連結部材３１）は、バネ４５によって上昇位置に保持されたグリッパ３５に対して、リリースバネ４７の付勢力に抗して下降していく。すなわち、クランプロッド２９は、軸心方向Ｚのうちの基端側方向へ移動する。基端側方向は、クランプロッド２９のロック方向である。なお、第１端部５１が押す箇所は、正確な軸心Ｃ２ではなく、軸心Ｃ２から少しだけずれた箇所を第１端部５１が押してもよい（他の実施形態および変形例についても同様）。

【0066】

これにより、クランプロッド本体３０の楔面３０ｂによってグリッパ３５が拡径され（半径方向の外方へ移動され）、グリッパ３５がワークＷの孔３２の内周面に係合する。引き続いて、クランプロッド２９の下降力により、孔３２の内周面に食い込んで密着した状態のグリッパ３５が孔３２を介してワークＷを下向きに引っ張り、グリッパ３５、カバー部材３３、および支持筒３４は、バネ４５の付勢力に抗して下降する。これにより、ワークＷは、上ハウジング３の着座面５７に強力に押し付けられた状態となる。

【0067】

図２に示すロック状態から図１に示すリリース状態へ切り換えるときは、第１ロック室１６および第２ロック室１７の圧縮空気を排出するとともに、第１リリース室２３および第２リリース室２４に圧縮空気を供給する。すると、第１リリース室２３の圧縮空気によって第１ピストン本体９がピストンロッド１１を下方に押すとともに、第２リリース室２４の圧縮空気によって第２ピストン本体１０が下降する。これにより、ピストンロッド１１は下降する。ピストンロッド１１が下降すると、ピストンロッド１１の先端部がリンク部材４９の第２端部５３から離れようとし、リンク部材４９は、ピストンロッド１１による拘束から解放される。その結果、バネ４５の付勢力によって、支持筒３４、カバー部材３３、およびグリッパ３５が上昇するとともに、リリースバネ４７の付勢力によってクランプロッド２９（クランプロッド本体３０および連結部材３１）が上昇する。また、リンク部材４９の第１端部５１が連結部材３１で引き上げられることで、リンク部材４９は、図示上、時計回りに回動する。そして、支持筒３４、カバー部材３３、およびグリッパ３５は、バネ４５によって上昇位置に保持され、グリッパ３５は、リング３９の弾性力によって縮径する（半径方向の内方へ移動する）。

【0068】

図３は、第１実施形態の変形例を示す。この変形例のクランプ装置は、支持筒３４を上方向（先端側方向）へ付勢する付勢手段が、第１実施形態と相違する。なお、当該変形例のクランプ装置を構成する各部材について、第１実施形態のクランプ装置を構成する各部材と同様の部材については、同じ符号を付している（図４以降に示す実施形態および変形例についても同様）。

【0069】

第１実施形態のクランプ装置の構成と、本変形例のクランプ装置の構成との相違点は次のとおりである。

【0070】

支持筒３４を上方向（先端側方向）へ付勢する付勢手段として、流体圧駆動の支持ピストン５９が本変形例では用いられている。支持ピストン５９は、第１実施形態における付勢手段としてのバネ４５と同様、支持筒３４の下方で下ハウジング２の内部に形成されたバネ室４４に配置される。支持ピストン５９は、バネ室４４内に上下方向（軸心方向Ｚ）に移動可能で保密状に挿入される。支持ピストン５９は、リリースバネ４７の配置スペースを確保するための筒孔５９ａを有し、ピストン本体に類似する大径部６０と、ピストンロッドに類似する小径部６１とを備える。

【0071】

大径部６０の下に環状の付勢室６２が設けられる。この付勢室６２に、圧力流体としての圧縮空気が下ハウジング２に形成された付勢用通路６３から給排される。付勢用通路６３は、第２ロック室１７（ロック室）またはポート側通路１９（ロック用通路）に連通されている。

【0072】

第１実施形態における付勢手段としてのバネ４５は、支持筒３４を上方向（先端側方向）へ常時付勢する。本変形例における上記支持ピストン５９は、クランプ装置がリリース状態からロック状態へ切り換えられたとき、およびロック状態のときに、支持筒３４を上方向（先端側方向）へ付勢する。リリース状態のときには、リリースバネ４７が連結部材３１と支持筒３４とカバー部材３３とを介してグリッパ３５を上方に付勢する。

【0073】

図４および図５は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態のクランプ装置は、回動支軸５０を支持する箇所が第１実施形態と相違する。

【0074】

第１実施形態では、回動支軸５０は上ハウジング３で支持されている。これに対して、第２実施形態では、回動支軸５０は、クランプロッド２９を構成する連結部材３１で支持される。第２実施形態において、回動支軸５０は、リンク部材４９の第１端部５１側に配置される。

【0075】

リンク部材４９は、回動支軸５０で支持されており、当該回動支軸５０の軸回りに回転可能である。回動支軸５０は、その端部において連結部材３１に固定されている。本実施形態では、回動支軸５０は回動不能で、リンク部材４９が回動支軸５０に対して回動可能とされているが、回動支軸５０が連結部材３１に対して回動可能とされて、リンク部材４９は回動支軸５０に固定されてもよい。

【0076】

リンク部材４９は、第１端部５１と第２端部５３との間の上面に形成された山部４９ａ（凸部）を有する。クランプ装置が図４に示すリリース状態から図５に示すロック状態へ切り換えられるとき、リンク部材４９は、第２端部５３が下方から押されることで、図示上、反時計回りに回動する。このとき、上記山部４９ａが、リンク室４８の天井壁に当たり、当該山部４９ａを支点にして、第１端部５１が、連結部材３１（クランプロッド２９）の軸心Ｃ２部を下方向（基端側方向）に押す。なお、山部４９ａはリリース状態のときからリンク室４８の天井壁に当たっていてもよい。

【0077】

図６は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態のクランプ装置は、第２実施形態のクランプ装置と同様、回動支軸５０を支持する箇所が第１実施形態と相違する。

【0078】

第３実施形態では、回動支軸５０は、ピストンロッド１１の先端部で支持される。第３実施形態において、回動支軸５０は、リンク部材４９の第２端部５３側に配置される。

【0079】

リンク部材４９は、回動支軸５０で支持されており、当該回動支軸５０の軸回りに回転可能である。回動支軸５０は、ピストンロッド１１の先端部に固定されている。本実施形態では、回動支軸５０は回動不能で、リンク部材４９が回動支軸５０に対して回動可能とされているが、回動支軸５０がピストンロッド１１に対して回動可能とされて、リンク部材４９は回動支軸５０に固定されてもよい。

【0080】

第２実施形態と同様、リンク部材４９は、第１端部５１と第２端部５３との間の上面に形成された山部４９ａ（凸部）を有する。クランプ装置がリリース状態からロック状態へ切り換えられるとき、リンク部材４９は、第２端部５３が下方から押されることで、ピストンロッド１１とともに第２端部５３側が押し上げられるとともに、図示上、反時計回りに回動する。このとき、上記山部４９ａが、リンク室４８の天井壁に当たり、当該山部４９ａを支点にして、第１端部５１が、連結部材３１（クランプロッド２９）の軸心Ｃ２部を下方向（基端側方向）に押す。なお、山部４９ａはリリース状態のときからリンク室４８の天井壁に当たっていてもよい。

【0081】

図７は、第１実施形態の変形例を示す。この変形例のクランプ装置は、ピストン８の構成が第１実施形態と相違する。

【0082】

第１実施形態におけるピストン８は、いわゆるタンデム形式のピストンであって、２つの（複数の）ピストン本体を備えている。これに対して、当該変形例におけるピストン８は、１つのピストン本体９のみを備える。ピストン８は、ピストン本体９とピストンロッド１１とを備え、ピストン本体９とピストンロッド１１とは一体とされている。なお、ピストン本体９とピストンロッド１１とは、第１実施形態のように別体とされてもよい。１つのピストン本体９のみを備えるため、ロック室１６も１つであり、リリース室２３も１つである。また、リリース用通路２６も１つである。

【0083】

図８は、第１実施形態の変形例を示す。この変形例のクランプ装置は、クランプロッド２９を上方向（先端側方向）へ付勢する付勢手段が第１実施形態と相違する。

【0084】

第１実施形態では、バネ室４４に配置されたリリースバネ４７が、クランプロッド２９を上方向（先端側方向）へ付勢する付勢手段を構成している。これに対して、当該変形例では、リンク室４８にリリースバネ４７が配置される。リリースバネ４７は、リンク部材４９の上面に形成された穴４９ｂに一方の端部が装着され、リンク室４８の天井壁に形成された穴４８ａに他方の端部が装着される。当該変形例におけるリリースバネ４７は、リンク部材４９を介して、クランプロッド２９（連結部材３１）を上方向（先端側方向）へ付勢する。

【0085】

図９Ａから図９Ｃは、リンク部材４９の変形例およびクランプロッド２９を構成する連結部材３１の変形例を示す。図９Ａは、図１に示すクランプ装置の図示において、リンク部材４９および連結部材３１を示す部分のみを拡大した図に相当する。図９Ａおよび図９Ｃに示す回動支軸５０は、図１に示すクランプ装置の場合と同じく、上ハウジング３で支持されている。なお、図９Ａおよび図９Ｃに示す回動支軸５０は、リンク部材４９における位置が変更されることなどによって、図４に示すクランプ装置のように、連結部材３１で支持されるように構成されてもよい。同様に、図９Ａおよび図９Ｃに示す回動支軸５０は、リンク部材４９における位置が変更されることなどによって、図６に示すクランプ装置のように、ピストンロッド１１の先端部で支持されるように構成されてもよい。

【0086】

図９Ａから図９Ｃに示すリンク部材４９の第１端部５１は、第１－１端部６５および第１－２端部６６を有する二股形状とされている。

【0087】

連結部材３１の側面に、第１－１端部６５が挿入される凹部６４ａが形成されるとともに、第１－２端部６６が挿入される凹部６４ｂが形成される。凹部６４ａおよび凹部６４ｂは、連結部材３１の側面の互いに反対側に形成される。凹部６４ａと凹部６４ｂとで、第１端部５１が挿入される凹部６４が構成される。当該凹部６４における下側（基端側）の、連結部材３１の面のうちの部分６９ａを、第１－１端部６５がほぼ真っすぐ下方向（基端側方向）に押す。また、凹部６４における下側（基端側）の、連結部材３１の面のうちの部分６９ｂを、第１－２端部６６がほぼ真っすぐ下方向（基端側方向）に押す。

【0088】

部分６９ａおよび部分６９ｂは、クランプロッド２９の軸心Ｃ２部まわりで等配の位置にある、クランプロッド２９の複数部分に相当する。「軸心Ｃ２部まわりで等配の位置」とは、軸心Ｃ２を中心とする軸心Ｃ２まわりにおいて互いに等位相差の位置であり、且つ軸心Ｃ２からの距離が等しい位置のことをいう。本実施形態を例にして説明すると、凹部６４における部分６９ａおよび部分６９ｂは、軸心Ｃ２まわりにおいて角度：１８０度差の位置にあり、且つ軸心Ｃ２からの距離が等しい位置にある。

【0089】

ピストンロッド１１の先端部で第２端部５３が下方から押されることで、凹部６４におけるクランプロッド２９の軸心Ｃ２部まわりで等配の位置にあるクランプロッド２９（連結部材３１）の複数部分（本実施形態では、部分６９ａおよび部分６９ｂ）を第１端部５１が下方向（基端側方向）へ押し、その結果、クランプロッド２９が基端側方向へ移動する。この場合、クランプロッド２９（連結部材３１）の１か所がリンク部材によって押される場合に比べて、クランプロッドの動きがより安定する。

【0090】

クランプロッド２９（連結部材３１）における第１端部５１が押す複数部分は、部分６９ａおよび部分６９ｂというような２つの部分に限定されない。第１端部５１が押す複数部分は、例えば、軸心Ｃ２まわりにおいて角度：１２０度差の位置にある３つの部分であってもよいし、軸心Ｃ２まわりにおいて角度：９０度差の位置にある４つの部分であってもよい。すなわち、クランプロッド２９（連結部材３１）における第１端部５１が押す複数部分は、軸心Ｃ２まわりにおいて互いに等位相差の位置にあり、且つ軸心Ｃ２からの距離が等しい位置にある複数部分であればよい。なお、第１端部５１（リンク部材４９）は、上記に合わせて、形状および寸法が適宜設計される。本実施形態では、前記のとおり、第１端部５１は、第１－１端部６５および第１－２端部６６を有する二股形状とされている。

【0091】

第１－１端部６５と第１－２端部６６との間に、クランプロッド２９の軸心Ｃ２を通る、クランプロッド２９（連結部材３１）の一部を構成する壁体６７が設けられている。この壁体６７によって、クランプロッド２９（連結部材３１）の剛性を高めることができ、その結果、クランプロッド２９の動きが安定する。なお、壁体６７は無くてもよい。

【0092】

壁体６７に形成された壁体６７を貫通する孔６８は、エアブロー用の圧縮空気が流れる孔である。

【0093】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記実施形態の要素を適宜組み合わせたり、上記実施形態に種々の変更を加えたりすることが可能である。

【0094】

例えば、上記の実施形態は次のように変更可能である。

【0095】

図１から図３、図７から図９（図９Ａから図９Ｃ）に示すリンク部材４９において、ピストンロッド１１の先端部とリンク部材４９（第２端部５３）との係合位置から回動支軸５０の軸心までの水平方向の距離が、連結部材３１とリンク部材４９（第１端部５１）との係合位置から回動支軸５０の軸心までの水平方向の距離よりも長くなるようにされてもよい。この場合、ピストンロッド１１が連結部材３１を下方向（基端側方向）に押す力が、リンク部材４９を介して増加されて連結部材３１に伝達される。このため、被固定物（ワークＷ）をより強力にクランプすることができる。

【0096】

上記のいずれの実施形態および変形例においても、リンク部材４９が回動支軸５０で支持されているところ、回動支軸５０は省略されてもよい。回動支軸５０が無くても、リンク部材４９の形状および各部寸法を適切に設計することで、リンク室４８の天井壁を支点にしてリンク部材４９を回動させて、クランプロッド２９の軸心Ｃ２部を第１端部５１が押すようにすることができる。

【0097】

クランプ装置の姿勢は、例示した上下姿勢に対して、上下逆にしたり、横向きにしたり、さらには斜め向きにしたりしてもよい。

【0098】

クランプ装置を動作させるために使用する圧力流体は、圧縮空気に代えて、圧油でもよく、さらにはその他の液体でもよい。

【0099】

グリッパ３５および楔面３０ｂが、周方向へ所定の間隔をあけて３つ配置される例を示したが、グリッパ３５および楔面３０ｂは、２つ、４つ、または５つ以上配置されてもよい。

【0100】

被固定物は、ワークＷではなく、ワークパレット、金型などであってもよい。

【符号の説明】

【0101】

１：ハウジング、７：シリンダ孔、８：ピストン、９：第１ピストン本体（ピストン本体）、１１：ピストンロッド、２９：クランプロッド、３０：クランプロッド本体、３１：連結部材、３２：孔、３４：支持筒、３４ａ：筒孔、３５：グリッパ（押圧部材）、４５：バネ（付勢手段）、４８：リンク室、４９：リンク部材、５０：回動支軸、５１：第１端部、５２：凹部、５３：第２端部、５４：エア供給路、５９：支持ピストン（付勢手段）、６４：凹部、６５：第１－１端部、６６：第１－２端部、６７：壁体、Ｃ１：ピストンの軸心、Ｃ２：クランプロッドの軸心、Ｗ：ワーク（被固定物）．

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】