(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、ロッドに外嵌状にケース部材の先端部に保持され且つロッドの復帰移動時にロッドの外周面の付着物を掻取るスクレーパと、スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室と、この外周側油圧室に油圧を供給する為の油路とを備え、前記外周側油圧室に供給された油圧でスリーブ体を縮径側へ弾性変形させることによりワークを支持したロッドをロックすると共に外周側油圧室の油圧を抜くことによりスリーブ体を拡径側へ弾性変形させてロッドのロックを解除するように構成したワークサポートにおいて、
前記ロッドとスリーブ体の内周面との間に形成されたエアー通路であってロッドとスクレーパ間の隙間に連通したエアー通路と、前記エアー通路に加圧エアを供給するエア入力ポートと、
を備えたことを特徴とするワークサポート。
【請求項２】
ロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、ロッドに外嵌状にケース部材の先端部に保持され且つロッドの復帰移動時にロッドの外周面の付着物を掻取るスクレーパと、スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室と、この外周側油圧室に油圧を供給する為の油路とを備え、前記外周側油圧室に供給された油圧でスリーブ体を縮径側へ弾性変形させることによりワークを支持したロッドをロックすると共に外周側油圧室の油圧を抜くことによりスリーブ体を拡径側へ弾性変形させてロッドのロックを解除するように構成したワークサポートにおいて、
前記ロッドとスリーブ体の内周面との間に形成されたエアー通路と、前記エアー通路に連通するようにケース部材の先端側部分に形成された複数のエアノズルであって、前記ケース部材の先端外へ突出するロッドの外周側を覆うように加圧エアのカーテンを形成する為の複数のエアノズルと、前記エアー通路に加圧エアを供給するエア入力ポートと、を備えたことを特徴とするワークサポート。
【請求項３】
前記ロッドがケース部材の先端から進出するようにロッドを駆動する油圧シリンダを組み込んだことを特徴とする請求項１又は２に記載のワークサポート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性変形可能なスリーブ体を油圧で弾性変形させてロッドをロックする形式のワークサポートに関し、特にワークサポートの作動の確実性を高め、耐久性を向上する構造にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの切削加工時等に際し、ワークを例えばワークパレット上にロックしてサポートするワークサポートが実用に供されている（実開昭５９−１２８９０２号公報参照）。本願出願人は種々のワークサポート（油圧ロック装置ともいう）を提案し出願しているが（実開平６−４７７１０号公報参照）、特に構造を簡単化したワークサポートを提案し出願している。
【０００３】
前記構造を簡単化したワークサポートは、ロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、ロッドに外嵌状にケース部材の先端部に保持され且つロッドの復帰移動時にロッドの外周面の付着物を掻取るスクレーパと、スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備え、ロッドを軸心方向へ移動させる油圧シリンダが設けられている。
【０００４】
このワークサポートでワークを支持する際には、ワークサポートの上方からワークをセットし、油圧供給源から油圧作動室へ油圧を供給すると、ロッドを移動させる油圧シリンダが作動して油圧シリンダのピストン部材が上方に移動し、このピストン部材で一端が受け止められている圧縮コイルバネの付勢力でロッドが上方に進出移動する。ロッドの先端の出力部がワークに非常に弱い力で軽く当接する。
【０００５】
次に、油圧シリンダの油圧作動室が油路を介して外周側油圧室に連通すると、油圧がスリーブ体の外周側の外周側油圧室に発生し、スリーブ体が縮径側へ弾性変形してロッドを強固にロックし、このロッドによりワークが支持される。このワークサポートは、ワークを弾性変形させることなくワークを軽く受け止めてからロッドを強固にロックしておく必要があるため、前記圧縮コイルバネの付勢力を非常に弱く設定しておく必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のワークサポートでは、特にロッドの復帰移動の際、ロッドの表面に付着している微小切粉やダスト、スクレーパで掻取られた微小切粉やダストがロッドとスクレーパ間の微小隙間から、内部へ侵入し、スクレーパの内面やスリーブ体の内面に付着する。その場合、ロッドとスリーブ体間の摺動抵抗が大きくなってロッドが円滑に進出移動しなくなり故障状態となってしまう。即ち、ロッドを上方に移動させる圧縮コイルバネの付勢力は非常に弱いため、ロッドとスリーブ体間の摺動抵抗によりロッドが円滑に進出移動しなくなる。しかも、ロッドやスリーブ体に傷が付き磨耗すると耐久性が著しく低下する。
【０００７】
更に、スクレーパの内面に微小切粉やダストが付着すると、ロッドの表面の切削油が内部へ侵入しやすくなる。ワークサポートは、ロッドとスリーブ体間に作用する摩擦力を介してロッドをロックする構造であるため、ロッドとスリーブ体間に切削油が侵入すると、ロッドとスリーブ体間に作用する摩擦力が低下し、ワークサポートのサポート機能が低下する。この場合、例えば、機械加工中に、ワークに振動が繰り返し作用する間にロッドが微小に移動しやすくなる。本発明の目的は、ワークサポートにおいて、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から内部へ微小切粉などが侵入しないようにして作動確実性を確保すること、耐久性を高めること、などである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のワークサポートは、ロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、ロッドに外嵌状にケース部材の先端部に保持され且つロッドの復帰移動時にロッドの外周面の付着物を掻取るスクレーパと、スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室と、この外周側油圧室に油圧を供給する為の油路とを備え、前記外周側油圧室に供給された油圧でスリーブ体を縮径側へ弾性変形させることによりワークを支持したロッドをロックすると共に外周側油圧室の油圧を抜くことによりスリーブ体を拡径側へ弾性変形させてロッドのロックを解除するように構成したワークサポートにおいて、前記ロッドとスリーブ体の内周面との間に形成されたエアー通路であってロッドとスクレーパ間の隙間に連通したエアー通路と、前記エアー通路に加圧エアを供給するエア入力ポートとを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
ワークサポートでワークを支持する際には、このワークサポートの上方からワークをセットし、ロッドを進出移動させワークに当接させたうえで、油圧供給源からの油圧を油路を介して外周側油圧室に供給する。これにより油圧がスリーブ体の外周側の外周側油圧室に発生し、スリーブ体が縮径側へ弾性変形してロッドを強固にロックする。
【００１０】
ロッドを復帰移動する際には、油圧供給源のバルブを排出位置に切換えると、スリーブ体が拡径側へ弾性変形して、例えば圧縮コイルバネの弾性付勢力によりロッドが復帰移動する。例えば、ロッドの復帰移動のときに、エア入力ポートからエアー通路に加圧エアを供給し、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から噴出させる。ロッドの復帰移動のときスクレーパがロッドの外周面の切削油や微小切粉やダストなどの付着物を掻取るが、その掻取った付着物を噴出する加圧エアで外部に確実に吹き飛ばし、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から内部へ侵入するのを防止することができる。
【００１１】
但し、ワークサポートの使用中やロッドの復帰作動中には常時、加圧エアを供給して、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から噴出させてもよい。また、常時、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から噴出しない程度の圧力の加圧エアを供給して充填状態に保持して、ロッドとスクレーパ間の微小隙間への異物の侵入を防止するようにしてもよい。
【００１２】
請求項２のワークサポートは、ロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、ロッドに外嵌状にケース部材の先端部に保持され且つロッドの復帰移動時にロッドの外周面の付着物を掻取るスクレーパと、スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室と、この外周側油圧室に油圧を供給する為の油路とを備え、前記外周側油圧室に供給された油圧でスリーブ体を縮径側へ弾性変形させることによりワークを支持したロッドをロックすると共に外周側油圧室の油圧を抜くことによりスリーブ体を拡径側へ弾性変形させてロッドのロックを解除するように構成したワークサポートにおいて、前記ロッドとスリーブ体の内周面との間に形成されたエアー通路と、前記エアー通路に連通するようにケース部材の先端側部分に形成された複数のエアノズルであって、前記ケース部材の先端外へ突出するロッドの外周側を覆うように加圧エアのカーテンを形成する為の複数のエアノズルと、前記エアー通路に加圧エアを供給するエア入力ポートとを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
ワークサポートの使用中やロッドの復帰移動中には、常時、エア入力ポートからエアー通路に加圧エアを供給し、複数のエアノズルからケース部材の先端外へ突出するロッドの外周側を覆うように加圧エアのカーテンを形成する。切削油や微小切粉やダスト等が、加圧エアのカーテンに遮断されて、複数のエアノズル等からスリーブ体の内周面とロッドとの間に侵入するのを防止できる。
【００１４】
請求項３のワークサポートは、請求項１又は２の発明において、前記ロッドがケース部材の先端から進出するようにロッドを駆動する油圧シリンダを組み込んだことを特徴とするものである。油圧供給源からこの油圧シリンダの油圧作動室へ油圧を供給すると、ロッドがケース部材の先端から進出しワークを支持することができる。その後、油圧がスリーブ体の外周側の外周側油圧室に発生し、スリーブ体が縮径側へ弾性変形してロッドを強固にロックする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態のワークサポート１は、図１に示すように、ワーク２の中央部を下側からサポートして切削加工時におけるワーク２の振動を防止する為のものである。図２に示すように、ワークサポート１は、略円筒状のケース部材３と、ロッド４と、ロッド４を駆動する油圧シリンダ５と、軸部６、軸部材７と、圧縮コイルバネ８，９と、金属製のスリーブ体１０などを有する。
【００１６】
最初に、ケース部材３について説明する。図２、図３に示すように、下端側から上方外部へ開放状に形成されたケース部材３は、両端開放状のケース本体１１と、このケース本体１１に外嵌して固定されたケースカバー１２からなる。ケース本体１１には、ロッド収容孔１３が形成され、スクレーパ１４とシール部材１５が設けられている。スクレーパ１４について説明すると、スクレーパ１４は、合成樹脂製でロッド４に外嵌状にケース部材３の上端壁部に保持され且つロッド４の復帰移動時にロッド４の外周面の付着物を掻取るように上方に向かう程径縮小側に傾斜するテーパ部１４ａが形成されている。
【００１７】
ケースカバー１２は、有底筒状構造であってその上部にはフランジ部が形成され、このフランジ部により支持されている。ケースカバー１２の底壁部には、油圧シリンダ５の油圧作動室１６に油圧を供給する為の油路１７と、エア入力ポート１８が形成されている。
【００１８】
次に、スリーブ体１０について説明する。スリーブ体１０には、上部から下部に向け順次、固定リング上部１９、薄肉筒部２０、固定リング下部２１が形成され、これら固定リング上部１９と薄肉筒部２０と固定リング下部２１は一体形成されている。固定リング上部１９がケース本体１１の上端壁部に上方から係止され、固定リング下部２１がケース本体１１と油圧シリンダ５との間に挟持されて固定されている。薄肉筒部２０は径縮小側へ弾性変形可能に構成され、薄肉筒部２０の外周側には環状の外周側油圧室２２が形成され、外周側油圧室２２には油が充填されている。
【００１９】
次に、ロッド４について説明する。図２、図３に示すように、ロッド４はスリーブ体１０に摺動可能に挿入され、ロッド４の下半部には、下端部からロッド４の全長の約２／５長さの円筒穴２３が形成され、中間壁部２４を隔てて円筒穴２３よりも小径の円筒穴２５が形成されている。円筒穴２３には、油圧シリンダ５のシリンダ本体２７が内嵌され、ロッド４はスリーブ体１０とシリンダ本体２７にガイドされ上下摺動可能に構成されている。
【００２０】
このロッド４とスリーブ体１０の内周面との間にはエアー通路２８が形成され、エア入力ポート１８からエアー通路２８に、スクレーパ１４の接触圧力以上の圧力（例えば０．０２ＭＰａ）の加圧エア５０を供給し、その加圧エア５０をエアー通路２８を通ってロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間に供給し、外部へ噴出させるようになっている。
【００２１】
次に、油圧シリンダ５について説明する。油圧シリンダ５はシリンダ部材２６とピストン部材２９とを有する。シリンダ部材２６は、ケース本体１１の下端部に内嵌螺合されたシリンダ基部３０と、このシリンダ基部３０に連なり上方へ延びたシリンダ本体２７とを有する。シリンダ部材２６には、シリンダ穴２６ａとバネ収容穴２６ｂとが形成されている。シリンダ基部３０には、エア入力ポート１８からエアー通路２８に連なる通路３０ａが形成され、シリンダ本体２７の上端部の上壁部３８には開口部２７ａが形成されている。尚、シール部材３１，３２，３３も設けられている。
【００２２】
シリンダ穴２６ａには、ピストン部材２９が油密摺動自在に装着されている。油圧シリンダ５の油圧作動室１６はシリンダ穴２６ａの外周面とピストン部材２９とケースカバー１２とで画成され、シリンダ基部３０には、油圧作動室１６を外周側油圧室２２に連通する斜め油路３４、環状油路３５、１又は複数の細径油路３６が形成されている。尚、ピストン部材２９にはシール部材３７が装着されている。
【００２３】
次に、ピストン部材２９とロッド４を下方へ復帰駆動する為の圧縮コイルバネ８について説明する。シリンダ穴２６ａの上部とバネ収容穴２６ｂには、ピストン部材２９とロッド４を下方側へ弾性付勢する圧縮コイルバネ８が収容され、この圧縮コイルバネ８の下端部はピストン部材２９で受け止められ、圧縮コイルバネ８の上端部はシリンダ部材２６の上壁部３８で受け止められている。
【００２４】
次に、軸部６、軸部材７と圧縮コイルバネ９について説明する。ピストン部材２９には立向きの軸部６が一体形成され、この軸部６の上端部にフランジ付きの軸部材７が螺合され、これらピストン部材２９と軸部６と軸部材７とが一体的に上下動する。軸部６は、圧縮コイルバネ８の内部にある大径部６ａと小径部６ｂとからなる。ロッド４の上半部の内部には円筒穴２５が形成されており、軸部６の小径部６ｂは開口部２７ａを通りロッド４の中間壁部２４の貫通穴を挿通し、軸部材７が中間壁部２４の上側の円筒穴２５に上下動可能に挿入されている。
【００２５】
ロッド４を進出駆動する為の圧縮コイルバネ９は、その下端部が軸部材７のフランジ７ａで受け止められ、圧縮コイルバネ９の上端部がロッド４の上端に螺合固定された出力部材３９で受け止められ、ロッド４を上方へ弾性付勢している。ワークをサポートする際に、出力部材３９がワーク２に当接する時に、ワーク２が殆ど弾性変形しないような非常に弱い付勢力でロッド４がワーク２に当接するように、ロッド４の重量に抗してロッド４を上方へ上方へ駆動できるように圧縮コイルバネ９の付勢力（つまり、バネ長とバネ定数）が設定されている。
【００２６】
次に、このワークサポート１の作用について説明する。機械加工の準備作業段階において、機械加工に供するワーク２を１又は複数のワークサポート１により下方から支持する際には、図２、図３に示すように、このワークサポート１の上方からワーク２をセットし、図示外の複数のクランプ装置でワーク２の外周部分をクランプできる状態にしてから、油圧供給源から油圧作動室１６へ油圧を供給すると、油圧シリンダ５が作動し、軸部６を含むピストン部材２９と軸部材７が圧縮コイルバネ８の付勢力に抗して上方に移動し、圧縮コイルバネ９が収縮してその付勢力が増し、圧縮コイルバネ９の弱い付勢力でロッド４が上方に移動する。
【００２７】
ロッド４の出力部材３９がワーク２に当接してロッド４は停止状態となり、油圧がスリーブ体１０の外周側の外周側油圧室２２に作用し、スリーブ体１０の薄肉筒部２０が縮径側へ弾性変形してロッド４を強固にロックする。そのように、ワーク２を１又は複数のワークサポート１でサポートした状態で、複数のクランプ装置をクランプ作動させてワーク２を固定し、その状態で機械加工を行う。尚、細径油路３６を設けてあるため、ロッド４の上昇後に外周側油圧室２２に油圧が作用するようにしてあるが、細径油路３６の数や長さや径を適宜設定することで、外周側油圧室２２に油圧が作用するタイミングを適宜設定する。
【００２８】
ワーク２の加工完了後にロッド４を復帰させる際には、図３に示すように、油圧供給源の例えばバルブを排出位置に切換えると、外周側油室２２の油圧が抜かれ、スリーブ体１０の薄肉部２０が拡径側へ弾性変形してロッド４のロックが解除され、圧縮コイルバネ８の付勢力で軸部６を含むピストン部材２９と軸部材７とが下方に移動し、軸部材７のフランジ７ａが中間壁部２４に当接するため、ピストン部材２９の下方への復帰移動に連動してロッド４も下方へ復帰移動する。
【００２９】
ロッド４の復帰移動の際、図示外の加圧エア供給源からエア入力ポート１８にスクレーパ１４の接触圧力以上の圧力（例えば０．０２ＭＰａ）の加圧エアを供給し、エア入力ポート１８からエアー通路２８に供給し、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間から噴出させる。前記ロッド４の復帰移動のときスクレーパ１４によりロッド４の外周面に付着した切削油、微小切粉、ダスト等の付着物の殆どが掻取られるが、その掻取られてロッド４の表面から分離された付着物が、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間から噴出する加圧エア噴流５０で確実に吹き飛ばされる。
【００３０】
その結果、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間を通って内部へ切削油、微小切粉、ダスト等が侵入しなくなる。そのため、ロッド４の円滑な作動を確保でき、耐久性も向上する。つまり、ロッド４を上方に移動する際、圧縮コイルバネ９の付勢力でロッド４を常に円滑に移動することができ、ロッド４が復帰移動不能にロックしてしまう等の作動不良を防止することができる。しかもロッド４やスリーブ体１０に対する傷や磨耗を防止することができる。また、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間より内部へ切削油も侵入しないので、ロッド４とスリーブ体１０間の摩擦力が低下することもなく、ロッド４をロック状態にする作動確実性も向上する。
【００３１】
尚、前記の例では、ロッド４を復帰作動させる場合だけ、加圧エアを供給して噴出させる場合を例にして説明したが、ワークサポート１の使用中及びロッド４の復帰作動中には常時加圧エアを供給して噴出させてもよい。即ち、機械加工中にはロッド４が振動するから、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間に微小切粉やダスト等が侵入する可能性があるからである。但し、この場合、スリーブ体１０が縮径側へ弾性変形してもエア通路２８が閉塞されないように形成する。尚、エアー通路２８にスクレーパ１４の接触圧力と同程度の圧力の加圧エアを供給して充填状態に保持する場合には、エアー通路２８内の加圧エアが内圧として保持されて切削油や微小切粉やダスト等の侵入を防止することができる。
【００３２】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同じ部材には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
１）図４に示すように、変更形態に係るワークサポート１Ａでは、ロッド４とスリーブ体１０の内周面との間にエアー通路２８Ａが形成され、ケース本体１１Ａの上端壁部にはエアー通路２８Ａに連通する複数本（例えば１６本）のエアノズル４１が周方向等間隔おきに且つ外側程上方に向かうように傾斜状に形成されている。これらエアノズル４１は、ケース本体１１Ａの上端外へ突出するロッド４の外周側を覆うように加圧エア噴流５０のエアカーテンを形成するように構成されている。エア通路２８Ａは、スリーブ体１０が弾性変形してもエアー通路として機能するようなエア通路に構成されている。
【００３３】
ワークサポート１の作動中及びロッド４の復帰移動中には、常時エア入力ポート１８からエアー通路２８Ａに加圧エアを供給し、複数のエアノズル４１から、ケース部材３の上端外へ突出するロッド４の外周側を覆うように加圧エア噴流５０のエアカーテンを形成する。前記切削油や微小切粉等が、エアカーテンに遮断されて、ロッド４とスクレーパ１４間の微小隙間から内部へ侵入しなくなる。また、ロッド４とスクレーパ１４間に微小隙間がある場合には、その微小隙間からも加圧エアが噴出する。
【００３４】
２）ワークサポート１では、ロッド４の復帰移動のときに、加圧エアをエア入力ポート１８からエアー通路２８に連続的に供給してもよく、間欠的に供給してもよい。スクレーパ１４の磨耗具合や切削油の種類、ワーク２の材質等に応じて加圧エアのエア圧を０．０２ＭＰａより高く又は低く設定してもよい。
【００３５】
３）前記ワークサポート１Ａにおける複数のエアノズル４１の数、径、傾斜角度などは前記の例に限定されるものではなく、例えば複数のエアノズル４１をロッド４と平行に形成してもよく、各エアノズル４１は断面円弧状に形成してもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ロッドの復帰移動のときに、エア入力ポートからエアー通路に加圧エアを供給し、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から加圧エアを噴出させることによって、ロッドの復帰移動時にスクレーパで掻取った切削油や微小切粉やダスト等の付着物を加圧エアで外部に吹き飛ばし、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から内部へ侵入するのを確実に防止できる。
【００３７】
その結果、ロッドを進出移動させる際に圧縮コイルバネの比較的弱い付勢力でロッドを円滑に移動させることができる。そして、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から内部へ切削油などが侵入してスリーブ体の摩擦力が低下するのも防止できるから、ワークサポートの作動確実性を確保できる。また、微小切粉やダストによるロッドやスクレーパの摩耗も低減するから、ワークサポートの耐久性を向上できる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、切削油や微小切粉やダスト等を加圧エアのカーテンに遮断して、ロッドとスクレーパ間の微小隙間から内部に侵入するのを確実に防止できるから、請求項１と略同様の効果が得られる。請求項３の発明によれば、油圧供給源からこの油圧シリンダの油圧作動室へ油圧を供給すると、ロッドがケース部材の先端から進出しワークを支持することができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るワークサポートとワークの要部切欠縦断正面図である。
【図２】ワークサポート（ロッド復帰作動中）の縦断面図である。
【図３】ワークサポート（ワーク支持状態）の縦断面図である。
【図４】変更形態のワークサポート（ロッド復帰作動中）の縦断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ      ワークサポート
３      ケース部材
４      ロッド
５      油圧シリンダ
１０    スリーブ体
１４    スクレーパ
１８    エア入力ポート
２２    外周側油圧室
２８，２８Ａ    エアー通路
３４    斜め油路
３５    環状油路
３６    細径油路
４１    エアノズル
５０    加圧エア噴流
【図１】
0004232933.tif 000002
【図２】
0004232933.tif 000003
【図３】
0004232933.tif 000004
【図４】
0004232933.tif 000005