(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のスピンドルと共に回転する基体内の中空室に内蔵したピストンを、このピストンの前後上記中空室内にそれぞれ連通する両通路からの圧送流体により進退させると共に、上記ピストンの進退移動にともない伝動手段を介し上記基体の前面に設けてある複数のワーク把持爪を開閉させる形式のワーク支持装置において、上記基体の後面或いは外周面のいずれか複数の点在位置に流入口を設けて、この１つの流入口とピストンの前面側通路とが流入兼排出路を介し、またもう１つの流入口とピストンの後面側通路とが流入兼排出路を介し接続し、また上記各流入兼排出路の途中に上記流入口からの流体供給にともない開弁する逆止弁を設け、上記基体の回転停止状況下に上記各流入口に合致するように上記工作機械側に支持させたシリンダを設け、このシリンダのピストンロッドの軸芯貫通路の末端に上記通路以外の経路をへて流体を供給するように設けた第１供給路を設け、上記ピストンロッドのピストン後側と前側とに上記通路、上記第１供給路以外の経路をへて供給する流体により前記ピストンロッドを進退させる第２供給路及び第３供給路を設け、また、上記流入口とピストンロッドとの対向端の片方にパッキンを設けたことを特徴とするワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、把持爪の開閉ピストンの移動用流体の供給をスピンドルの軸芯から行わない方式のワーク支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工するワークの支持装置としては、ピストンの移動にともないダイヤフラムの変形を利用して、ダイヤフラムの前面に配置してある複数の把持爪を拡開或いは縮閉させて行なう。
【０００３】
そして、上記ピストンの移動は、ピストンの内蔵基体のドライブ用スピンドルの軸芯通路に挿通してあるチューブやパイプから供給する流体を、ピストンの前側、後側に作用させるようにしてある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−４３９１５号公報
【特許文献２】特開２０００−５２１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１及び２の構成によると、ピストンの内蔵基体のドライブ用スピンドルの軸芯に設けた通路に流体の供給チューブやパイプの複数本を挿通してあるので、スピンドルの回転にともないチューブやパイプに芯ぶれが発生する。
【０００５】
すると振動が発生して、その振動が加工ワークに悪影響が及び、加工精度に問題が発生した。
特にスピンドルの回転が高速になる程上記の問題が顕著になるので、高速回転加工に不向きであった。
【０００６】
また、把持爪の開閉以外にセンサーやクーラントチューブを並設するので、上記の問題が顕著になると共に、各チューブやパイプを整然と保持するのにスピンドルの通路に心振れ防止スペーサーの組み込みが必要になる問題もあった。
そこで、この発明は、上述の問題を解決したワーク支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、工作機械のスピンドルと共に回転する基体内の中空室に内蔵したピストンを、このピストンの前後上記中空室内にそれぞれ連通する両通路からの圧送流体により進退させると共に、上記ピストンの進退移動にともない伝動手段を介し上記基体の前面に設けてある複数のワーク把持爪を開閉させる形式のワーク支持装置において、上記基体の後面或いは外周面のいずれか複数の点在位置に流入口を設けて、この１つの流入口とピストンの前面側通路とが流入兼排出路を介し、またもう１つの流入口とピストンの後面側通路とが流入兼排出路を介し接続し、また上記各流入兼排出路の途中に上記流入口からの流体供給にともない開弁する逆止弁を設け、上記基体の回転停止状況下に上記各流入口に合致するように上記工作機械側に支持させたシリンダを設け、このシリンダのピストンロッドの軸芯貫通路の末端に上記通路以外の経路をへて流体を供給するように設けた第１供給路を設け、上記ピストンロッドのピストン後側と前側とに上記通路、上記第１供給路以外の経路をへて供給する流体により前記ピストンロッドを進退させる第２供給路及び第３供給路を設け、また、上記流入口とピストンロッドとの対向端の片方にパッキンを設けた構成を採用する。
【０００８】
すると、スピンドルと共に回転する基体側から把持爪の拡開、縮閉の流体供給ができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のワーク支持装置は、以上のように構成してあるので、スピンドルと共に回転する基体の周囲外側や基体の後側に位置するよう工作機械に支持させた各シリンダのピストン軸先端と回転停止した基体の流入口とを合致させ、この状況下で第２供給路から圧入する流体をシリンダ内のピストンの後面に作用させながらピストンロッドの前進をはかりながらパッキンを介しピストンロッドと流入口を気密状に接続して、第１供給路から圧入した流体により逆止弁を開弁しながら、流入兼排出路から基体内のピストンの前側や後側に流体圧を作用させるようにしてあるので、スピンドルの軸芯の通路に挿入した複数本のチューブやパイプを利用する必要がない。
【００１０】
このため、上記の軸芯の通路にチューブやパイプを挿入したために発生した振動にともないワークの加工精度に悪影響がおよぶ問題をなくすると共に、高速回転の加工ができる。
【００１１】
また、逆止弁を設置してあるので、第３通路から圧入した流体によりスピンドルを後退させた際の流体圧の封入維持をはかることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施形態では、図１から図４に示すように、工作機械ＡのスピンドルＢと共に回転する基体１内に設けてある中空室２にピストン３を内蔵すると共に、このピストン３の前後面の中空室２に連通する通路４、５から流体（エア）を作用させてピストン３を前後方向に移動させるようにしてある。
【００１３】
また、基体１の前面には、ピストン３の前後方向の移動にともない伝動手段Ｔを介し開閉するワークＷの把持用複数１組の把持爪１０が設けてある。
上記の伝動手段Ｔにより開閉する把持爪１０は、例えば図２に示すように、基体１の前面周縁にダイヤフラム６の周縁をボルト７を介し固定すると共に、ダイヤフラム６の前面放射線上にボルト１１を介し例えばワークＷの形状や寸法、そして内掴み、外掴みに応じて支援できるように取付けてあり、ピストン３の動きをダイヤフラム６の中心に伝達するためのピストン３から前方に、ダイヤフラム６から後方に突出する筒状体９の対向端をねじ込み方式により結合する連結部８によって行なうようになっているが、限定されない。
【００１４】
また、基体１の周面或いは後面のいずれかには、点在的に複数の流入口１２が設けてある。
【００１５】
そして、一つの流入口１２とピストン３の前面側の通路４とが流入兼排出路１３を介し、又もう一つの流入口１２とピストン３の後面側通路５とが流入兼排出路１４を介し接続してある。
【００１６】
なお、図示の場合流入口１２を三点に配置して、残るもう一つの流入口１２にワークＷの有無を検出するセンサー用ノズル１５に通路１６を介し接続したが、その他の使用目的数に応じて流体の流入口１２の数を増減すればよい。
【００１７】
さらに、流入兼排出路１３、１４、（通路１６）の途中には、それぞれ逆止弁１７が（この逆止弁１７に弁座１８にバネ１９を介し弁体２０を押し付けて形成し、流入口１２からの流体（エア）の圧入にともないバネ１９を圧縮しながら弁座１８から弁体２０が遊離するようになっている）設けてある。
【００１８】
また、基体１の回転停止状況下に各流入口１２に合致するように工作機械Ａに支持させたシリンダＳが設けてある。
【００１９】
そして、シリンダＳのピストンロッド２１の軸芯に設けてある通路２２の末端には、通路４、５以外の経路をへて流体（エア）の圧入第１供給路２３（ホース）が接続してあり、ピストンロッド２１のピストン２４の後側と前側とに供給流体（エア）によりピストンロッド２１を進退させる第２供給路２５及び第３供給路２６が（第２供給路２５に、通路４、５以外の経路をへて流体の圧入ホース２７が、第３供給路２６には、通路４、５以外の経路をへて流体の圧力ホース２８が接続してある）設けてある。
【００２０】
さらに、流入口１２とピストンロッド２１の対向面片方には、パッキン２９が設けてある。
【００２１】
上記のパッキン２９は、図示の場合ピストンロッド２１の先端面の環状溝３６に嵌め込んで設けたが、限定されず流入口１２側に設けてもよい。
【００２２】
図中３１は工作機械Ａの前面にボルト止めした環状体で、この環状体３１に各シリンダＳが支持させてある。３２はスピンドルＢの軸芯の透孔３３に挿入してあるクーラント液の供給パイプであり、このパイプ３２は回転しない。３４は防塵カバーである。
【００２３】
以下の説明に際し、把持爪１０の拡開用シリンダをＳとし、把持爪１０の縮閉用シリンダをＳ´とする。
【００２４】
上記のように構成すると、片方の把持爪１０の縮閉用シリンダＳ´側のホース２７から第２供給路２５に流体を圧入してピストン２４の後面に流体（エア）圧を作用させる。
【００２５】
すると、ピストンロッド２１を前進させながら、流入口１２にピストンロッド２１の先端パッキン２９を押し付けて気密を保つ。このとき、ピストンロッド２１によりバネ１９を圧縮しながら弁体２０を押し逃がすので、弁座１８から弁体２０を遊離させて逆止弁１７が開弁する。
【００２６】
この状況下で第１供給路２３から通路２２、流入口１２に流体を供給（圧入）する。
【００２７】
すると、圧入流体は、流入兼排出路１３から通路４をへて中空室２のピストン３の前側に流入してピストン３を後退させながらダイヤフラム６のセンター部分を引き戻して把持爪１０を縮径させるので、ワークＷのセットにそなえる。
【００２８】
ワークＷをセット（把持）するには、拡開用シリンダＳ側のホース２７から第２供給路２５に流体（エア）を圧入してピストン２４の後面に流体圧を作用させる。
【００２９】
すると、ピストンロッド２１を前進させながら流入口１２に流体を供給（圧入）する。
このとき、ピストンロッド２１によりバネ１９を圧縮しながら弁体２０を押し逃がすので、弁座１８から弁体２０を遊離させて逆止弁１７が開弁する。
【００３０】
この状況下で第１供給路２３から通路２２、流入口１２に流体を供給（圧入）すると同時に縮閉用シリンダＳ´側の供給路２３から通路２２、流入口１２の流体の供給を停止すると、ピストン３の後側の流体圧力によりピストン３の前側の流体を排出して把持爪１０が拡開し、ワークＷを把持する。
【００３１】
その後に拡開用シリンダＳと縮閉用シリンダＳ´のホース２７の流体の圧入を停止し、ホース２８から流体を圧入して第３供給路２６からピストン２４の前側に流体圧を作用させることで、ピストン２１を後退させる。
【００３２】
このとき、ピストンロッド２１が後退するので、バネ１９により弁体２０が移動して逆止弁１７が閉弁させられて、通路５内の圧入流体が維持させられ、その結果把持爪１０の拡開状態が続行されてワークＷを把持し続ける。
【００３３】
次に、アンクランプ状態とクランプ状態の動作を追記する。
ワークＷのセットにそなえる（アンクランプ状態の動作）。
縮閉用シリンダＳ´と拡開用シリンダＳのピストン２１を同時に前進させる。
その後に、縮閉用シリンダＳ´側の第１供給路２３から流体を供給（圧入）する。
このとき、ピストン３の前側の流体圧力により後側の流体は、拡開用シリンダＳの第１供給路２３から排出される。
【００３４】
ワークＷをクランプするには、
拡開用シリンダＳと縮閉用シリンダＳ´のピストン２１を同時に前進させる。
その後に拡開用シリンダＳ側の第１供給路２３から流体を供給（圧入）する。
このとき、ピストン３の後側の流体圧力により前側の流体は縮閉用シリンダＳ´の第１供給路２３から排出されるとワークＷをセットすることができる。
【００３５】
その後に、拡開用シリンダＳと縮閉用シリンダＳ´のピストンロッド２１を同時に後退させることで、機械のスピンドルＢが高速回転を行ない、ワークＷを加工できる状態となる。
【００３６】
なお、前述のダイヤフラム６に把持爪１０を設けた方式にかえて、その他の方式を図６，図７（例えば、実公昭５６−１０４８３号公報や、特願２００７−１０２４６８号の方式）に示すようにスピンドルＢと共に回転する基体１の前面複数の放射状の線上に設けた凹入溝１０１と、この各凹入溝１０１に掴みと掴み解除との範囲内スライドするように嵌め込んだ把持爪１０２付のマスタジョー１０３と、上記基体１内のマスタジョー１０３の後方中空室１０４に前後方向にスライドするように組み込んだピストン１０５と、このピストン１０５の進退スライドによって各マスタジョー１０３を掴み方向と掴み解除方向とにスライドさせるように設けた伝動手段Ｔと、上記基体１内の各マスタジョー１０３の後方に基体１の中心方向と周方向にスライドすると共に、バネ１０７により周方向の押圧力を付与したウエイト１０８と、中間に支点部１０９を有し、かつ両端をウエイト１０８とマスタジョー１０３とに可動的に係合したレバー１１０とからなり、中空室１０４のピストン１０５の前後に連通する流体の圧入通路４、５を設け構成のものであってもよい。
【００３７】
勿論、上記マスタジョー１０３形成のワーク支持装置に前述のダイヤフラム６形式のワーク支持装置に記述した回転基体１側に流入口１２、流入兼排出路１３、１４、逆止弁１７を、工作機械Ａ側に基体１の回転停止状況下に各流入口１２に合致するシリンダＳを（このシリンダＳの構成は、ダイヤフラム６形式と同様につき説明を省略する）設けておく。
【００３８】
なお、マスタジョー形式のワーク支持装置（図示）の作用（動作）は、前述のダイヤフラム６形式のワーク支持装置と同様につき説明を省略する。
図中１３１はクーラントパイプ３２の先端に設けたノズルである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態を示す縦断側面図。
【図２】同上の要部を示す縦断拡大側面図。
【図３】同縦断拡大正面図。
【図４】シリンダの作用を示す縦断正面図。
【図５】シリンダの作用を示す縦断正面図。
【図６】把持爪を開閉する他の例を示す正面図。
【図７】同上の縦断側面図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ          工作機械
Ｂ          スピンドル
Ｓ          シリンダ
Ｔ          伝動手段
Ｗ          ワーク
１          基体
２          中空室
３          ピストン
４，５      通路
６          ダイヤフラム
７，１１    ボルト
８          連結部
９          筒状体
１０        把持爪
１２        流入口
１３，１４  流入兼排出路
１５        センサー用ノズル
１６        通路
１７        逆止弁
１８        弁座
１９        バネ
２０        弁体
２１        ピストンロッド
２２        通路
２３        第１供給路
２４        ピストン
２５        第２供給路
２６        第３供給路
２７，２８  ホース
２９        パッキン
３６        環状溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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