(57)【要約】  ハウジングに軸心方向へ移動自在に挿入したロッド(４)に、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレット(１０)を外嵌する。そのテーパコレット(１０)のテーパ外周面(１１)の外側に配置した多数のボール(Ｂ)によって上記テーパコレット(１０)を縮径させる。上記テーパコレット(１０)の内周に、上記ロッド(４)のストレート外周面(４０)に接当されるストレート内周面(４１)を、軸心方向へ間隔をあけて設ける。隣り合うストレート内周面(４１)(４１)の間に周溝(４２)を設ける。上記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)を、上記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)以上の値で前記ボール(Ｂ)の直径(ｄ)よりも小さい値に設定する。
2007132809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(２)に軸心方向へ移動自在に挿入したロッド(４)に、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレット(１０)を外嵌し、そのテーパコレット(１０)のテーパ外周面(１１)の外側に配置した多数のボール(Ｂ)によって上記テーパコレット(１０)を縮径させるように構成し、
上記テーパコレット(１０)の内周に、上記ロッド(４)のストレート外周面(４０)に接当される複数のストレート内周面(４１)を、軸心方向へ間隔をあけて設け、隣り合うストレート内周面(４１)(４１)の間に周溝(４２)を設け、
上記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)を、上記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)以上の値で前記ボール(Ｂ)の直径(ｄ)よりも小さい値に設定した、ことを特徴とするワークサポート。
【請求項２】
請求項１のワークサポートにおいて、
前記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)を、前記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)の半分以上の値に設定した、ことを特徴とするワークサポート。
【請求項３】
ハウジング(２)に軸心方向へ移動自在に挿入したロッド(４)に、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレット(１０)を外嵌し、そのテーパコレット(１０)のテーパ外周面(１１)の外側に配置した多数のボール(Ｂ)によって上記テーパコレット(１０)を縮径させるように構成し、
上記テーパコレット(１０)の内周に周溝(４２)を螺旋状に設けると共に、その螺旋状の周溝(４２)の間に、上記ロッド(４)のストレート外周面(４０)に接当されるストレート内周面(４１)を螺旋状に設け、
上記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)を、上記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)以上の値で前記ボール(Ｂ)の直径(ｄ)よりも小さい値に設定した、ことを特徴とするワークサポート。
【請求項４】
請求項３のワークサポートにおいて、
前記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)を、前記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)の半分以上の値に設定した、ことを特徴とするワークサポート。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかのワークサポートにおいて、
前記テーパコレット(１０)の前記テーパ外周面(１１)における半径方向の肉厚の最小値(ｔ１)と最大値(ｔ２)との平均値を、前記ボール(Ｂ)の前記の直径(ｄ)よりも大きい値に設定した、ことを特徴とするワークサポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械等に使用するワークサポートに関し、テーパコレットによってサポートロッドを所定の高さ位置に把持するのに好適な技術である。
【背景技術】
【０００２】
この種のワークサポートには、従来では、下記の特許文献１(日本国・特開平１０−１４６７３３号公報)に記載されたものがある。
その従来技術は、ハウジングに軸心方向へ移動自在に挿入したロッドに、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレットを外嵌し、そのテーパコレットのテーパ外周面の外側に配置した多数のボールによって上記テーパコレットを縮径させるように構成したものである。
上記構成において、従来では、上記テーパコレットの内周に所定のピッチで螺旋溝を形成すると共に、その螺旋溝の間に、同上の螺旋溝の幅寸法よりも大きい幅寸法に設定した螺旋状ストレート内周面を形成しており、そのストレート内周面を上記ロッドのストレート外周面に接当させていた。
【特許文献１】特開平１０−１４６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来技術は、ワークサポートのロック駆動時に、縮径状態に切り換えたテーパコレットのストレート内周面を上記ロッドのストレート外周面に接当させて、そのロッドを把持できる点で優れるが、その把持力をさらに増加させることが要望されていた。しかしながら、上記ロック駆動時において、上記ストレート外周面に対するストレート内周面の面圧を高くすると、そのストレート内周面が上記ストレート外周面を損傷させて、ロッドが軸心方向へ円滑に移動できなくなるという問題があった。
本発明の目的は、ワークサポートのロッドを円滑に移動させることと上記ロッドの把持力を大幅に増加させることとを両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、第１の発明は、例えば図１と図２に示すように、ワークサポートを次のように構成した。
ハウジング(２)に軸心方向へ移動自在に挿入したロッド(４)に、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレット(１０)を外嵌する。そのテーパコレット(１０)のテーパ外周面(１１)の外側に配置した多数のボール(Ｂ)によって上記テーパコレット(１０)を縮径させるように構成する。上記テーパコレット(１０)の内周に、上記ロッド(４)のストレート外周面(４０)に接当される複数のストレート内周面(４１)を、軸心方向へ間隔をあけて設ける。隣り合うストレート内周面(４１)(４１)の間に周溝(４２)を設ける。そして、上記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)を、上記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)以上の値で前記ボール(Ｂ)の直径(ｄ)よりも小さい値に設定した。【０００５】
なお、上記の第１発明においては、前記テーパコレットを能率良く機械加工するうえでは前記ストレート内周面(４１)を軸心方向へほぼ等間隔に設けることが好ましいが、そのストレート内周面の設置間隔を変化させてもよい。この場合、上記ストレート内周面の幅寸法または前記の周溝の幅寸法を、上記テーパコレットの軸心方向で規則的に変化(又は不規則に変化)させることが考えられる。【０００６】
上記の第１発明は次の作用効果を奏する。
テーパコレットの内周における周溝の幅寸法を、ストレート内周面の幅寸法以上の値でボールの直径よりも小さい値に設定したので、ワークサポートのロック駆動時に多数のボールを介して上記テーパコレットを縮径させたときに、上記ボールが上記テーパコレットの内周を半径方向の内方へ過度に撓ませることを防止して、前記ロッドのストレート外周面に上記ストレート内周面をほぼ均等に押圧できる。このため、上記ロック駆動時に、ストレート内周面の面圧が過度に高くなることを防止して、そのストレート内周面が上記ストレート外周面を損傷させることを防止できる。その結果、上記ロッドを軸心方向へ円滑に移動させることが可能になった。しかも、上記ストレート内周面は、その幅寸法を周溝の幅寸法よりも小さい値に設定したので、大きな面圧を確保でき、上記ロッドを把持する力が大幅に増加する。
従って、ワークサポートのロッドを円滑に移動させることと上記ロッドの把持力を大幅に増加させることとを両立できた。【０００７】
また、前記目的を達成するため、第２の発明は、例えば図１と図２に示すように、ワークサポートを次のように構成した。
ハウジング(２)に軸心方向へ移動自在に挿入したロッド(４)に、直径方向へ拡大および縮小可能なテーパコレット(１０)を外嵌する。そのテーパコレット(１０)のテーパ外周面(１１)の外側に配置した多数のボール(Ｂ)によって上記テーパコレット(１０)を縮径させるように構成する。上記テーパコレット(１０)の内周に周溝(４２)を螺旋状に設けると共に、その螺旋状の周溝(４２)の間に、上記ロッド(４)のストレート外周面(４０)に接当されるストレート内周面(４１)を螺旋状に設ける。上記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)を、上記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)以上の値で前記ボール(Ｂ)の直径(ｄ)よりも小さい値に設定した。【０００８】
上記の第２発明は、前記の第１発明と同様に、次の作用効果を奏する。
テーパコレットの内周における周溝の幅寸法を、ストレート内周面の幅寸法以上の値でボールの直径よりも小さい値に設定したので、ワークサポートのロック駆動時に多数のボールを介して上記テーパコレットを縮径させたときに、上記ボールが上記テーパコレットの内周を半径方向の内方へ過度に撓ませることを防止して、前記ロッドのストレート外周面に上記ストレート内周面をほぼ均等に押圧できる。このため、上記ロック駆動時に、ストレート内周面の面圧が過度に高くなることを防止して、そのストレート内周面が上記ストレート外周面を損傷させることを防止できる。その結果、上記ロッドを軸心方向へ円滑に移動させることが可能になった。しかも、上記ストレート内周面は、その幅寸法を周溝の幅寸法よりも小さい値に設定したので、大きな面圧を確保でき、上記ロッドを把持する力が大幅に増加する。
従って、ワークサポートのロッドを円滑に移動させることと上記ロッドの把持力を大幅に増加させることとを両立できた。【０００９】
上記の各発明においては、前記ストレート内周面(４１)の幅寸法(ｗ１)を、前記の周溝(４２)の幅寸法(ｗ２)の半分以上の値に設定することが好ましい。
この場合、ストレート内周面は、大きな面積を確保できるので、ワークサポートのロック駆動時に、面圧が過度に高くなることを防止できる。このため、そのストレート内周面が前記ロッドのストレート外周面を損傷させることを確実に防止できる。その結果、上記ロッドを長期間にわたって軸心方向へ円滑に移動させることが可能になった。【００１０】
また、上記の各発明においては、前記テーパコレット(１０)の前記テーパ外周面(１１)における半径方向の肉厚の最小値(ｔ１)と最大値(ｔ２)との平均値を、前記ボール(Ｂ)の前記の直径(ｄ)よりも大きい値に設定することが好ましい。
この場合、上記テーパコレットに十分な剛性を確保できるので、ワークサポートのロック駆動時に多数のボールを介して上記テーパコレットを縮径させたときに、上記ボールが上記テーパコレットの内周を半径方向の内方へ過度に撓ませることを確実に防止して、前記ロッドのストレート外周面に上記ストレート内周面を均等に押圧できる。このため、上記ロック駆動時に、面圧が過度に高くなることを防止して、そのストレート内周面が上記ストレート外周面を損傷させることを確実に防止できる。その結果、上記ロッドを軸心方向へ長期間にわたって円滑に移動させることが確実になった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示し、ワークサポートの縦断面図である。
【図２】上記ワークサポートの主要部の断面視の模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
２：ハウジング，４：ロッド，１０：テーパコレット，１１：テーパ外周面，４０：ストレート外周面，４１：ストレート内周面，４２：周溝，Ｂ：ボール，ｄ：ボールＢの直径，ｔ１：肉厚の最小値，ｔ２：肉厚の最大値，ｗ１：ストレート内周面４１の幅寸法，ｗ２：周溝４２の幅寸法．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図１と図２によって説明する。図１は、ワークサポートの縦断面図である。図２は、上記ワークサポートの主要部の断面視の模式図である。
この実施形態では、ワークサポート１が油圧力によってロックされると共にバネ力よってリリースされる構造を例示してある。
上記ワークサポート１のハウジング２は、上端壁２ａと下端壁２ｂと胴部２ｃとからなり、複数の締結ボルト３(ここでは１本だけ示している)によってテーブルＴに固定される。上記ハウジング２内にサポートロッド４が上下方向へ移動自在に挿入される。そのロッド４が進出バネ５によって上向きに突出され、そのロッド４の上部に設けたアタッチメント用ボルト６がワークピースＷに接当される。なお、上記ロッド４の突出量は、規制ボルト７によって規制可能とされている。【００１４】
上記ロッド４の外周面の下半部分に把持領域Ａが設けられ、その把持領域Ａに、直径方向へ拡大および縮小可能な筒状テーパコレット１０が外嵌される。そのコレット１０は、上すぼまりのテーパ外周面１１が形成されており、上下方向へ延びる１つのスリット１２によって弾性的に縮径されるようになっている。上記コレット１０の外周側に環状の伝動具１４が配置され、その伝動具１４のテーパ内周面１５が上記コレット１０のテーパ外周面１１に上側から対面される。
なお、図１に示すように、これらテーパ外周面１１とテーパ内周面１５の勾配αは同一に設定されている。【００１５】
上記テーパ外周面１１とテーパ内周面１５との間に形成した環状テーパ隙間Ｃには多数のボールＢが挿入される。これらボールＢは、上記の環状テーパ隙間Ｃの周方向に接触して挿入されると共に軸心方向にも接触するように積層されている。
上記ボールＢは、押圧バネ１７によって上記コレット１０の上フランジ１８へ押上げられて整列される。そのコレット１０は、押圧ゴム２０の弾性力と上スリーブ２１とによって前記の下端壁２ｂのストッパー２２へ押圧され、アンクランプ下降状態に位置決めされている。なお、上記の押圧バネ１７や押圧ゴム２０は省略可能である。【００１６】
上記の伝動具１４から径方向の外側へクランプ用ピストン２４(第１駆動手段Ｆ)が突出され、そのピストン２４の上側に油圧作動室２５が形成されるとともに下側にバネ室２６が形成される。上記の作動室２５に圧油給排口２７が連通され、バネ室２６に復帰用バネ２８(第２駆動手段Ｓ)が装着される。なお、上記バネ室２６の呼吸路２９にはフィルタ３０が装着されている。【００１７】
前記ワークピースＷは、例えば次の手順でワークサポート１によって支持される。
図１に示すリリース状態では、油圧作動室２５から圧油が排出され、ピストン２４及び伝動具１４が復帰用バネ２８によって上向き移動してコレット１０の縮径を解除し、サポートロッド４が進出バネ５によって上向きに突出されている。そのリリース状態で、ワークピースＷを上側から搬入して、そのワークピースＷの本体部分を支持台(図示せず)に受け止めるとともに図示のワークピース突出部分を上記サポートロッド４のアタッチメント用ボルト６に上側から接当させる。これにより、サポートロッド４が図示の高さ位置に退入される。【００１８】
その後、上記の油圧作動室２５内へ圧油を供給する。すると、その作動室２５からピストン２４へ作用する油圧力によって上記の伝動具１４が下向きに移動され、その伝動具１４のテーパ内周面１５が前記ボールＢを転動させながらコレット１０のテーパ外周面１１にスムーズに係合していき、ストッパー２２によって受け止められた上記コレット１０を縮径させる。これにより、その縮径されたコレット１０がサポートロッド４の把持領域Ａを求心方向へ押圧し、そのサポートロッド４を図示の高さ位置に固定する。
上記ロック状態でワークピースＷの上面を機械加工し、その加工時の押し下げ力を上記サポートロッド４と上記の把持領域Ａと上記コレット１０とを順に介して前記ハウジング２の前記の下端壁２ｂに受け止めるのである。【００１９】
上記の機械加工が終了した後、前記の油圧作動室２５から圧油を排出する。すると、同上ピストン２４及び伝動具１４が復帰用バネ２８によって上側へ押圧され、その伝動具１４のテーパ内周面１５が前記ボールＢを転動させながらスムーズに上向き移動し、コレット１０のテーパ外周面１１の前記の押圧状態が解除される。これにより、上記コレット１０が自己の弾性復元力によって拡径されて、上記サポートロッド４のロック状態が解除される。【００２０】
上記構成において、上記ロッド４及び上記コレット１０が図２に示すように、次のように構成される。
上記ロッド４の外周は、上下方向(軸心方向)へ延びる把持領域Ａの全体にわたって形成した円形のストレート外周面４０で構成されている。
上記コレット１０の内周には、上記ストレート外周面４０に接当されるストレート内周面４１が、上下方向(軸心方向)へほぼ等間隔に設けられる。また、上記の隣り合うストレート内周面４１・４１の間には周溝４２が設けられる。【００２１】
上記の周溝４２の幅寸法ｗ２が、上記ストレート内周面４１の幅寸法ｗ１以上の値で前記ボールＢの直径ｄよりも小さい値に設定される。また、そのストレート内周面４１の幅寸法ｗ１が、前記の周溝４２の幅寸法ｗ２の半分以上の値に設定される。さらに、前記テーパコレット１０の前記テーパ外周面１１における半径方向の肉厚の最小値ｔ１と最大値ｔ２との平均値が、前記ボールＢの前記の直径ｄよりも大きい値に設定される。【００２２】
上記のように各寸法を設定したので、ワークサポート１のロック駆動時に多数のボールＢを介して上記コレット１０を縮径させたときに、上記ボールＢが上記コレット１０の内周を半径方向の内方へ過度に撓ませることを防止して、前記ロッド４のストレート外周面４０に上記ストレート内周面４１をほぼ均等に押圧できる。このため、上記ロック駆動時に、ストレート内周面４１の面圧が過度に高くなることを防止して、そのストレート内周面４１が上記ストレート外周面４０を損傷させることを防止できる。その結果、上記ロッド４を軸心方向へ円滑に移動させることが可能になった。
しかも、上記ストレート内周面４１は、その幅寸法ｗ１を周溝４２の幅寸法ｗ２よりも小さい値に設定したので、大きな面圧を確保でき、上記ロッド４を把持する力が大幅に増加する。そのうえ、比較的に大きな幅寸法の上記の周溝４２は、上記ストレート内周面４１とロッド４のストレート外周面４０との両面間に介在される膜状の油を収容することが可能となるので、上記両面間の摩擦係数を大きくして上記ロッド４を把持する力をさらに大きくできる。【００２３】
上記ストレート内周面４１に対する上記の周溝４２の傾斜角度θは、約５度から約１０度の範囲内の小さい値に設定することが好ましい。
なお、上記の周溝４２は、例示した三角形に限定されるものではなく、頂部などの角部を円弧状に形成したものであってもよい。【００２４】
上記の実施形態は次のように変更可能である。
前記の図２において、前記コレット１０の内周に複数のストレート内周面４１を軸心方向へ間隔をあけて設けることに代えて、そのコレット１０の内周に周溝４２を螺旋状に設ける。そして、その螺旋状の周溝４２の間に、前記ロッド４のストレート外周面４０に接当されるストレート内周面４１を螺旋状に設けるのである。この変更形態では、その他の構成は上記の実施形態と同様であり、その実施形態と同様の作用効果を奏する。【００２５】
上記の実施形態や変更形態は、さらに次のように変更可能である。
前記の伝動具１４とピストン２４とは、図示のように一体に形成することに代えて、別体に形成することも可能である。また、前記の復帰用バネ２８の付勢力は、上記ピストン２４へ作用させることに代えて、伝動具１４へ作用させてもよい。【００２６】
ワークサポート１は、バネ力によってロックする共に油圧力によってリリースさせてもよく、ロック及びリリースを油圧力によって行うことも可能である。
前記ロッド４を上向きに進出させる手段は、前記の進出バネ５に代えてゴム等の他の種類の弾性体や圧縮空気を利用してもよい。
作動室２５へ供給される圧力流体は、圧油等の液体に代えて、空気等の気体であってもよい。
上記ワークサポート１は、ロッド４の軸心が垂直方向になるように設置することに代えて、その軸心が水平方向や斜め方向になるように設置することも可能である。
【図１】
2007132809.tif 000003
【図２】
2007132809.tif 000004
【国際調査報告】
2007132809.tif 000005
2007132809.tif 000006