JP2004276119A - Locking device for locking shaft member and locking device for cylindrical member lock up - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸部材ロック用のロック装置及び筒部材ロック用のロック装置に関し、特に、軸部材及び筒部材を効率よくロック可能で且つ耐久性に優れたものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、本体ハウジングに対して進退不能にロックしたロッドによりワークを下方から支持するワークサポートや、軸状又は筒状のワークを固定するクランプ装置など、本体ハウジングに内嵌あるいは外嵌される軸部材又は筒部材を本体ハウジングに対して所定の位置にロックするロック装置としては、種々の型式のものが提案されているが、その中でも、軸部材に外嵌されたスリーブやコレット等を径縮小側へ弾性変形させて軸部材をロックするように構成されているものがある。
【0003】
例えば、特許文献1に記載のコレット式クランプ装置においては、本体ハウジングに挿入されたロッドにコレットが外嵌されており、このコレットのテーパー外周面とこのテーパー外周面に対向するピストン部材のテーパー内周面との間に形成された環状テーパー隙間には、複数のボールが周方向及び軸心方向に並べて介装されている。そして、ピストン部材が下方へ駆動されると、ピストン部材のテーパー内周面から複数のボールに力が作用して、これら複数のボールが転動しながらコレットのテーパー外周面に押し付けられて、コレットが径縮小側に弾性変形してロッドがロックされる。
【0004】
一方、特許文献2に記載のチャック装置においては、工具ホルダの先端側に設けられたチャック胴の断面円形のテーパー孔に、テーパー孔と対向する断面円形のテーパー外周面を有し工具に外嵌されるコレット状の圧入体が装着されている。ここで、チャック胴のテーパー孔と圧入体のテーパー外周面には複数組の角溝が周方向に形成されており、これら複数組の角溝で形成される隙間には複数のローラが軸心方向に並べて装着されている。そして、締付けリングが操作されて圧入体が軸心方向に移動したときには、複数のローラがチャック胴のテーパー孔と圧入体のテーパー外周面に夫々係合し、これら複数のローラを介して圧入体が縮径側に弾性変形して工具がロックされる。
【0005】
【特許文献1】特開平10−146733号公報(第3−5頁、図1−8)
【特許文献2】国際公開第95/07161号パンフレット(第7−8頁、図11−13)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特許文献1に記載のクランプ装置においては、ロッドをロックする際に複数のボールがコレットのテーパー外周面に押し付けられることになるが、ボールとテーパー外周面との接触面積はかなり小さく、ほとんど点接触の状態でボールからテーパー外周面に力が伝達される。すると、コレットのテーパー外周面に局所的に大きな力がボールから作用することになるため、クランプ装置を繰り返し使用するにつれて、テーパー外周面にボールの圧痕がついてしまう。そうなると、ピストン部材からコレットに十分な力が伝達されなって確実にロッドをロックできなくなるため、耐久性の面で不利である。
【0007】
一方、特許文献2に記載のチャック装置においては、チャック胴のテーパー孔と圧入体のテーパー外周面との間にはローラが介装されているので、前記特許文献1のように複数のボールを介装した場合に比べると、ローラとテーパー外周面との接触面積が大きく、線接触の状態でローラからテーパー外周面に力が伝達されるため、テーパー外周面に局所的にそれほど大きな力は作用しなくなる。しかし、チャック胴のテーパー孔と圧入体のテーパー外周面は、夫々断面円形の内周面及び外周面に形成されているため、テーパー孔とテーパー外周面との間には長さの短いローラしか装着することができない。従って、ローラを周方向に数多く並べて装着する必要があるため、製作コスト及び組み付けの面で不利である。
本発明の目的は、軸部材や筒部材に効率よく力を作用させて確実にロックすることが可能で且つ耐久性の高いロック装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の軸部材ロック用のロック装置は、本体ハウジングに形成された挿通孔に挿通される軸部材を本体ハウジングにロック解除可能にロックするロック装置において、前記軸部材に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径縮小側に弾性変形可能なコレット部材と、このコレット部材に軸心方向へ移動自在に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有する筒状体と、前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に軸部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、前記筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第1の駆動手段と、前記筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、前記第1の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径縮小側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とするものである。
【0009】
このロック装置は、本体ハウジングの挿通孔に挿通される、ワークサポート又はクランプ装置のロッド、あるいは、機械加工に供されるワーク等の軸部材を、本体ハウジングにロック解除可能にロックするものである。軸部材にはコレット部材が外嵌され、さらに、筒状体がこのコレット部材に軸心方向に移動自在に外嵌されている。コレット部材には、一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第1のテーパー面が設けられており、筒状体には、一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成する複数の第2のテーパー面が設けられている。
【0010】
ここで、第1の駆動手段により筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動すると、複数のローラ部材が第1、第2のテーパー面間の隙間において転動しつつ第1、第2のテーパー面に係合し、これら複数のローラ部材を介してコレット部材が径縮小側へ押圧されて弾性変形して、コレット部材により軸部材がロックされる。逆に、軸部材がロックされた状態から第2の駆動手段により筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動すると、コレット部材に力が作用しなくなってその弾性変形が解除され、軸部材のロック状態も解除される。
【0011】
請求項2の軸部材ロック用のロック装置は、請求項1の発明において、前記第1、第2の駆動手段の少なくとも一方が、本体ハウジング内に配設された流体圧シリンダを有することを特徴とするものである。従って、流体圧シリンダにより筒状体がコレット部材に対して相対的に一端側又は他端側へ駆動されることになる。
【0012】
請求項3の軸部材ロック用のロック装置は、請求項2の発明において、前記第1の駆動手段が流体圧シリンダを有し、この流体圧シリンダは、本体ハウジング内に摺動自在に配設され且つ筒状体に外嵌された筒状ピストン部材を有することを特徴とするものである。流体圧シリンダの筒状ピストン部材が本体ハウジング内で他端側へ移動したときに、筒状体も筒状ピストン部材と共に他端側へ移動し、複数のローラ部材を介してコレット部材が径縮小側へ弾性変形することになる。
【0013】
請求項4の軸部材ロック用のロック装置は、請求項3の発明において、前記第2の駆動手段が流体圧シリンダの駆動力に抗して筒状体を一端側へ駆動する圧縮バネ部材を有することを特徴とするものである。従って、この圧縮バネ部材により第1の駆動手段の流体圧シリンダの駆動力に抗して筒状体を一端側へ駆動すると、コレット部材に力が作用しなくなって軸部材のロック状態が解除される。
【0014】
請求項5の軸部材ロック用のロック装置は、請求項1〜4の発明において、前記筒状体の他端側部分に、前記複数のローラ部材を他端側から受け止めるローラ受け部材を設けたことを特徴とするものである。第1の駆動手段により筒状体をコレット部材に対して他端側へ駆動したときには、複数のローラ部材が第1、第2のテーパー面間の隙間を転動しつつこれら第1、第2のテーパー面に確実に係合し、第1の駆動手段の駆動力が効率よくコレット部材に伝達されることになる。
【0015】
請求項6の軸部材ロック用のロック装置は、請求項1〜5の発明において、前記複数のローラ部材のコレット部材に対する周方向の位置を規制する位置規制部を設けたことを特徴とするものである。従って、第1、第2のテーパー面間の隙間において、ローラ部材が周方向に移動することなく軸心方向にのみ転動するため、第1の駆動手段の駆動力が効率よくコレット部材に伝達される。
【0016】
請求項7の軸部材ロック用のロック装置は、本体ハウジングと、この本体ハウジングにその軸心方向に相対移動可能に装着される軸部材とを有し、軸部材を本体ハウジングにロック解除可能にロックするロック装置において、前記軸部材に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径縮小側に弾性変形可能なコレット部材と、このコレット部材に軸心方向へ移動自在に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有する筒状体と、前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に軸部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、前記筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第1の駆動手段と、前記筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、前記第1の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径縮小側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とするものである。
【0017】
この軸部材ロック用のロック装置は、本体ハウジングに対してその軸心方向に相対移動可能な軸部材を本体ハウジングにロック解除可能にロックするものであるが、その作用は請求項1と略同様であるので、説明を省略する。
【0018】
請求項8の筒部材ロック用のロック装置は、本体ハウジングに外嵌される筒部材を本体ハウジングにロック解除可能にロックするロック装置において、前記筒部材に内嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径拡大側に弾性変形可能なコレット部材と、このコレット部材に軸心方向へ移動自在に内嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有するピストン部材と、前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に筒部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、前記ピストン部材をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第1の駆動手段と、前記ピストン部材をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、前記第1の駆動手段によりピストン部材を一端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径拡大側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とするものである。
【0019】
このロック装置は、本体ハウジングに外嵌される、筒状のワークなどの筒部材を、本体ハウジングにロック解除可能にロックするものである。筒部材にはコレット部材が外嵌され、さらに、ピストン部材がこのコレット部材に軸心方向に移動自在に内嵌されている。コレット部材には、一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成する複数の第1のテーパー面が設けられており、ピストン部材には、一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第2のテーパー面が設けられている。
【0020】
ここで、第1の駆動手段によりピストン部材をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動すると、複数のローラ部材が第1、第2のテーパー面間の隙間において転動しつつ第1、第2のテーパー面に係合し、これら複数のローラ部材を介してコレット部材が径拡大側へ押圧されて弾性変形して、コレット部材により筒部材がロックされる。逆に、筒部材がロックされた状態から第2の駆動手段により筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動すると、コレット部材に力が作用しなくなってその弾性変形が解除され、筒部材のロック状態も解除される。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、機械加工に供するワークを下方から支持してワークの弾性変形や振動を防止するワークサポートに本発明を適用した一例である。尚、図1、図2における上下方向を上下方向として以下説明する。
【0022】
図1〜図5に示すように、ワークサポート1は、本体ハウジング3と、この本体ハウジング3に形成された挿通孔12に挿通された出力部材としてのロッド4(軸部材に相当する)と、ロッド4に外嵌され径縮小側に弾性変形可能なコレット部材5と、本体ハウジング3内に配設されてコレット部材5に軸心方向へ移動自在に外嵌された筒状体6と、筒状体6をコレット部材5に対して相対的に下方へ駆動する第1油圧シリンダ7と、筒状体6をコレット部材5に対して相対的に上方へ駆動するコイルバネ8(圧縮バネ部材)と、ロッド4を上方へ進出駆動する第2油圧シリンダ9などを有する。そして、ワーク2に機械加工を施す際には、図1に示すように、複数のワークサポート1のロッド4を下方からワーク2に当接させてワーク2を支持する。
【0023】
図2〜図5に示すように、本体ハウジング3は、略筒状の上部本体10と、この上部本体10の下半部に内嵌された略筒状の下部本体11からなる。上部本体10の上端側部分には、ロッド4を挿通する為の挿通孔12が形成され、さらに、上部本体10の内部には、この挿通孔12の下端に連なる第1油圧シリンダ7のシリンダ穴13も形成されている。挿通孔12の上端部には、塵や切削切粉等が本体ハウジング3内に侵入するのを防止するダストシール14が装着されている。
【0024】
下部本体11の上端部には、上方へ突出する筒部11aが設けられ、下部本体11の内部には、第2油圧シリンダ9のシリンダ穴15が形成されている。さらに、下部本体11の上端側部分には、コイルバネ8を受け止める受け部11bが形成されている。
【0025】
ロッド4は、略円筒状のロッド本体4aと、このロッド本体4aの先端部に螺合された出力部4bを有し、ロッド4は本体ハウジング3に対して昇降自在に挿通孔12に挿通されている。ロッド本体4aの下端部には円筒穴16が形成され、さらに、ロッド本体4aには、中間壁部17を隔てて円筒穴16の上端に連なり円筒穴16よりも小径のバネ収容穴18も形成されている。バネ収容穴18には、ロッド4を上方へ付勢するコイルバネ19と、このコイルバネ19を下方から受けるバネ受け部材20が配設されており、バネ受け部材20は、第2油圧シリンダ9のピストン部材51に連結され中間壁部17の連通穴を貫通する連結ロッド21により下方から支持されている。ここで、連結ロッド21の上端部は連通穴よりも大径に形成されており、バネ受け部材20が下方へ移動したときに、連結ロッド21と中間壁部17とが係合してロッド4が下方へ押し下げられるように構成されている。
【0026】
図4〜図8に示すように、コレット部材5は、ロッド本体4aの下半部に外嵌されており、さらに、コレット部材5の下端は下部本体11の上端部に当接し、コレット部材5は下方へ移動しないように規制されている。このコレット部材5は、周方向に並ぶ複数(例えば、10個)のコレット分割体30と、これらコレット分割体30と一体的に形成された基部31を備え、複数のコレット分割体30の間には夫々複数のスリット30aが形成され、これら複数のスリット30aによりコレット部材5は径縮小側に弾性変形可能に構成されている。複数のコレット分割体30の上端部には、夫々径方向外側へ突出する突出部30bが形成され、さらに、複数のコレット分割体30の外面部には、夫々第1テーパー面30cが形成されている。そして、図7、図8に示すように、これら複数の第1テーパー面30cにより、コレット部材5に上端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の外周面が形成されている。
【0027】
図4〜図9に示すように、筒状体6の下側2/3の部分は、複数のコレット分割体30に軸心方向へ移動自在に外嵌されており、筒状体6は、上端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の内周面を形成すると共に複数の第1テーパー面30cとの間に所定の隙間を形成する複数の第2テーパー面6aを有する。
即ち、筒状体6の上半部の内周面は、径の変化しない略正五角形の内周面に形成され、一方、筒状体6の下半部の内周面は、複数の第2テーパー面6aにより上端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の内周面に形成されている。さらに、筒状体6の外周面は円柱面に形成されており、この筒状体6には、第1油圧シリンダ7の筒状ピストン部材40が外嵌されている。
【0028】
ところで、複数組の第1、第2のテーパー面30c,6a間の隙間34には、複数(例えば、各々の隙間34に5つ)のローラ部材32が夫々ロッド4の軸心方向へ転動可能に装着されている。そして、後述の第1油圧シリンダ7により筒状体6が下方へ駆動されたときには、これら複数のローラ部材32を介してコレット部材5に第1油圧シリンダ7の駆動力が作用し、コレット部材5が径縮小側へ弾性変形するように構成されている。
【0029】
ここで、図7、図8に示すように、各ローラ部材32は、コレット部材5及び筒状体6の正五角形の内外周面の一面を形成する2組の第1、第2テーパー面30c,6aの間に装着されるため、ローラ部材32の長さを十分長くすることができる。これら複数のローラ部材32は、筒状体6の下端側部分に設けられたローラ受け部材33により下方から受け止められ、さらに、複数のローラ部材32はコレット部材5の突出部30bにより上方へそれ以上転動しないように規制されている。尚、図6〜図8に示すように、コレット分割体30のスリット30a側の端部には、複数のローラ部材32のコレット部材5に対する周方向の位置を規制する位置規制部30dが径方向外側に突出するように設けられている。
【0030】
第1油圧シリンダ7は、上部本体10に形成されたシリンダ穴13と、このシリンダ穴13に摺動自在に内嵌された筒状ピストン部材40と、この筒状ピストン部材40を下方へ駆動する環状油室41などを備えている。
筒状ピストン部材40は、上端部の小径筒部40aと、この小径筒部40aの下端から周方向へ拡がる壁部40bと、壁部40bから下方へ延びる大径筒部40cとを一体形成したものである。小径筒部40aは、上部本体10の挿通孔12に摺動自在に内嵌され、挿通孔12と小径筒部40aとの間にはシール部材42が装着されている。一方、大径筒部40cは、シリンダ穴13に摺動自在に内嵌され、大径筒部40cの下端部は、上部本体10と下部本体11との間に形成された環状隙間43に挿入され、下部本体11と大径筒部40cとの間にもシール部材44が装着されている。
【0031】
壁部40bとシリンダ穴13の上端部との間には環状油室41が形成されており、この環状油室41に、後述の第2油圧シリンダ9に供給された油圧の一部が、下部本体11内の油路45、環状隙間43、シリンダ穴13と大径筒部40cとの間に形成された油路(図示略)を介して供給可能に構成されている。
【0032】
第2油圧シリンダ9は、下部本体11に形成されたシリンダ穴15と、このシリンダ穴15に摺動自在に装着されたピストン部材51と、ピストン部材51を上方へ駆動する駆動力を発生させる油室52と、ピストン部材51を下方へ付勢するコイルバネ53を有する。ピストン部材51の上半部には、連結ロッド21の下端部が螺合連結されており、ピストン部材51は、連結ロッド21、バネ受け部材20を介してロッド4と連結されている。
【0033】
ピストン部材51の下側には油室52が形成されており、この油室52には、図示しない外部の油圧供給源との間で油圧が給排される。また、油室52は、油路45、環状隙間43、及びシリンダ穴13と大径筒部40cとの間の油路(図示略)を介して、第1油圧シリンダ7の環状油室41と連通している。コイルバネ53は、下部本体11内に形成されたバネ収容室54内に配設され、コイルバネ53の下端はピストン部材51の上端に当接している。
【0034】
筒状体6を上方へ付勢するコイルバネ8は、下部本体11と筒状体6の間に形成されたバネ収容室60に配設されており、このコイルバネ8は、ローラ受け部材33と下部本体11のバネ受け部11bに夫々当接している。従って、筒状体6はコイルバネ8により付勢されて、筒状体6の上端が筒状ピストン部材40の壁部40bの下面に当接し、筒状体6は筒状ピストン部材40と一体的に上下に移動可能である。そして、第1油圧シリンダ7の環状油室41から油圧が排出されて第1油圧シリンダ7の駆動力が低下したときには、コイルバネ8は第1油圧シリンダ7の駆動力に抗して筒状体6を上方へ駆動する。
【0035】
次に、ワークサポート1の作用について説明する。
図4に示すように、ロッド4が最大限退入している状態から、第2油圧シリンダ9の油室52に油圧を供給すると、油室52に発生した駆動力によりピストン部材51がコイルバネ53の付勢力に抗して上方へ駆動される。すると、ピストン部材51に連結ロッド21を介して連結されたバネ受け部材20もコイルバネ19の付勢力に抗して上方へ駆動され、ロッド4が上方へ進出する。
【0036】
同時に、油室52から、油路45、環状隙間43を介して第1油圧シリンダ7の環状油室41にも油圧が供給されて、環状油室41に発生した第1油圧シリンダの駆動力により筒状ピストン部材40が下方へ駆動され、筒状体6も筒状ピストン部材40と共にコレット部材5に対してコイルバネ8の付勢力に抗して下方へ移動する。このとき、コレット部材5の第1テーパー面30cと筒状体6の第2テーパー面6aとの間の隙間34において、複数のローラ部材32が軸心方向に転動しつつ第1、第2テーパー面30c,6aに夫々係合するため、第1、第2テーパー面30c,6a間の摩擦が低減されて、第1油圧シリンダ7の駆動力がコレット部材5に効率よく伝達され、コレット部材5が径縮小側に弾性変形する。そして、コレット部材5によりロッド4の下半部が確実に把持され、ロッド4が進出した状態でロックされて、図5に示すように、出力部4bがワーク2に当接してワーク2が下方から支持される。
【0037】
逆に、図5に示すように、ロッド4が進出位置でロックされている状態から、油室の油圧を排出していくと、環状油室41からも油圧が排出されて筒状体6及び筒状ピストン部材40がコイルバネ8の付勢力により上方へ駆動される。すると、コレット部材5に径縮小側へ弾性変形させる力が作用しなくなり、ロッド4のロック状態が解除されて、コイルバネ8の付勢力によりロッド4が下方へ駆動されて、ロッド4が退入する。
【0038】
以上説明したワークサポート1によれば、次のような効果が得られる。
1)第1、第2のテーパー面30c,6a間の隙間34に装着された複数のローラ部材32を転動させつつコレット部材5を径縮小側へ弾性変形させてロッド4をロックするので、第1、第2テーパー面30c,6a間の摩擦を低減して第1油圧シリンダ7の駆動力を効率よくコレット部材5に伝達させることができ、ワークサポート1を小型化することも可能になる。
【0039】
また、複数のボールを用いて第1、第2テーパー面30c,6a間の摩擦を低減する場合に比べて、複数のローラ部材32とコレット部材5との接触面積は大きくなるので、線接触の状態でローラ部材32からコレット部材5に力が伝達され、コレット部材5に局所的に大きな力が作用せず、長期間に亙ってワークサポート1を繰り返し使用しても第1、第2テーパー面30c,6aに圧痕がつきにくく、耐久性に優れる。
【0040】
さらに、各ローラ部材32は、コレット部材5及び筒状体6の正五角形の内外周面の夫々一面を形成する2組の第1、第2テーパー面30c,6aの間に装着されるため、比較的長さの長いローラ部材32を装着することができ、ローラ部材32の数を少なくできるし、ローラ部材32の組付けも容易になる。
【0041】
2)筒状体6が、第1油圧シリンダ7の筒状ピストン部材40に内嵌されており、筒状体6と筒状ピストン部材40が別部材に構成されているため、筒状体6に複数の第2テーパー面6aで多角形内周面を形成することが容易になる。
3)筒状体6の下端側部分に、前記複数のローラ部材32を下端側から受け止めるローラ受け部材33を設けたので、第1油圧シリンダ7により筒状体6をコレット部材5に対して下方へ駆動したとき、複数のローラ部材32が第1、第2テーパー面30c,6a間の隙間34を転動しつつ第1、第2テーパー面30c,6aに確実に係合するため、第1油圧シリンダ7の駆動力をコレット部材5に効率よく伝達することができる。
【0042】
4)コレット分割体30に、複数のローラ部材32のコレット部材5に対する周方向の位置を規制する位置規制部30dが設けられているので、第1、第2テーパー面30c,6a間の隙間34において、ローラ部材32が周方向に移動することなく軸心方向に転動できるため、第1油圧シリンダ7の駆動力をコレット部材5に効率よく伝達することができる。
【0043】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同じ構成のものについては、前記実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
1]筒状体6と筒状ピストン部材40とを一体形成してもよく、この場合には、ワークサポート1の部品数を減らすことができる。
2]第1、第2テーパー面30c,6aの数は5つに限るものではなく、コレット部材5の外周面と筒状体6の内周面を、五角形以外の他の多角形の外周面及び内周面に形成してもよい。
【0044】
3]図10、図11に示すように、コレット部材5に位置規制部30dを設ける代わりに、複数のローラ部材32のコレット部材5に対する周方向の位置を規制する複数の位置規制部材70を設けてもよい。各位置規制部材70は、2つのローラ部材32の間に配設された円筒分割体状の規制部70aと、この規制部70aの下端に一体的に設けられた基部70bとを有する。これら複数の位置規制部材70により、ローラ部材32の周方向の位置が規制されて、第1、第2テーパー面30c,6a間の隙間34において、ローラ部材32が周方向に移動することなく軸心方向に転動できるため、第1油圧シリンダ7の駆動力をコレット部材5に効率よく伝達することができる。
【0045】
4]前記実施形態とは逆に、以下に説明するワークサポート1Bのように、コレット部材155の複数の第1テーパー面181aが下端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成し、筒状体156の複数の第2テーパー面156aが下端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成するようにしてもよい。
【0046】
図12〜図14に示すように、ワークサポート1Bは、本体ハウジング153と、この本体ハウジング153に上下方向に相対移動可能に装着された出力部材としてのロッド154(軸部材に相当する)と、ロッド154に外嵌され径縮小側に弾性変形可能なコレット部材155と、本体ハウジング153内に配設されてコレット部材155にロッド154の軸心方向へ移動自在に外嵌された筒状体156と、この筒状体156をコレット部材155に対して相対的に上方へ駆動する第1油圧シリンダ157(第1の駆動手段)と、筒状体156をコレット部材155に対して相対的に上方へ駆動するコイルバネ158(第2の駆動手段)と、ロッド154を上方へ進出駆動する第2油圧シリンダ159などを有する。
【0047】
本体ハウジング153は、上部本体160と下部本体161を有し、上部本体160の上端側部分には、径方向内側へ突出する環状突出部162が形成され、この環状突出部の内側に、ロッド154をコレット部材155を介して挿通する為の挿通孔163が形成されている。さらに、本体ハウジング153の内部において環状突出部162の下側には、収容穴164と、この収容穴164に連なる第1油圧シリンダ157のシリンダ穴165が形成されている。
【0048】
ロッド154は、コレット部材155を介して本体ハウジング153の挿通孔163に挿通されている。このロッド154の内部には、前記実施形態と同様に、バネ収容穴170が形成されている。そして、このバネ収容穴170には、ロッド154を上方へ付勢するコイルバネ171と、このコイルバネ171を下方から受けるバネ受け部材172とが配設されており、バネ受け部材172は、第2油圧シリンダ159のピストン部材195に連結された連結ロッド173により下方から支持されている。
【0049】
コレット部材155は、径方向外側に水平に突出する突出部180と、この突出部180から下方へ延び且つ周方向に並ぶ複数(例えば、10個)のコレット分割体181とを一体形成したものである。突出部180は、上部本体160の上端部に内嵌螺合され且つ環状突出部162に係合しており、突出部180の径方向内側部分にはダストシール182が装着されている。複数のコレット分割体181の上端部は上部本体160の挿通孔163に挿通されている。一方、複数のコレット分割体181の下側略2/3の部分の外周部には、夫々第1テーパー面181aが形成されている。そして、これら複数の第1テーパー面181aにより、コレット部材155に下端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の外周面が形成されている。
【0050】
筒状体156は、複数のコレット分割体181に上下方向(ロッド154の軸心方向)へ移動自在に外嵌され且つ本体ハウジング153の収容穴164に摺動自在に装着されている。この筒状体156は、下端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の内周面を形成すると共に複数の第1テーパー面181aとの間に所定の隙間184を形成する複数の第2テーパー面156aを有する。
【0051】
前記実施形態と同様に、複数組の第1、第2のテーパー面181a,156a間の隙間184には、複数(例えば、各々の隙間184に5つ)のローラ部材185が夫々ロッド154の軸心方向へ転動可能に装着されている。ところで、図12、図14に示すように、筒状体156の上端部には、径方向内側(ロッド154の軸心側)へ突出する突出部156bが設けられており、この突出部156bにより、複数のローラ部材185がそれ以上筒状体156に対して上方へ移動しないようになっている。さらに、複数のローラ部材185は、筒状体156の下側のローラ受け部材186により下方から受け止められ、このローラ受け部材186はコイルバネ187により上方へ付勢されている。
【0052】
第1油圧シリンダ157は、上部本体160に形成されたシリンダ穴165と、このシリンダ穴165に摺動自在に装着されたピストン部材190と、このピストン部材190を上方へ駆動する駆動力を発生させる油室191などを備えている。ピストン部材190は、下部本体161の筒部161aに摺動自在に外嵌され、ピストン部材190の上端は、筒状体156の下端に当接している。そして、このピストン部材190の下側には、油室191が形成されている。
【0053】
筒状体156を下方へ付勢するコイルバネ158は、上部本体160の環状突出部162と筒状体156の上端との間に配設されている。
第2油圧シリンダ159は、ピストン部材195と、このピストン部材195を上方へ駆動する駆動力を発生させる油室196などを備え、前記実施形態と略同様の構成を有するためその説明を省略する。尚、この第2油圧シリンダ159の油室196は、第1油圧シリンダ157の油室191と油路197を介して連通している。
【0054】
次に、このワークサポート1Bの作用について説明する。
図12に示すように、ロッド154が最大限退入している状態から、第2油圧シリンダ159の油室196に油圧を供給すると、油室196に発生した駆動力によりピストン部材195が上方へ駆動される。すると、ピストン部材195に連結ロッド173を介して連結されたバネ受け部材172も上方へ駆動されるため、ロッド154が上方へ進出する。
【0055】
同時に、油室196から、油路197を介して第1油圧シリンダ157の油室191にも油圧が供給され、油室191に発生した第1油圧シリンダ157の駆動力により筒状体156が上方へ駆動される。このとき、コレット部材155の第1テーパー面181aと筒状体156の第2テーパー面156aとの間の隙間184において、複数のローラ部材185が軸心方向に転動しつつ第1、第2テーパー面181a,156aに夫々係合するため、第1、第2テーパー面181a,156a間の摩擦が低減されて、第1油圧シリンダ157の駆動力がコレット部材155に効率よく伝達され、コレット部材155が径縮小側に弾性変形する。そして、コレット部材155によりロッド154の下半部が確実に把持され、ロッド154が進出した状態でロックされて、図14に示すように、ワーク2がロッド154により下方から支持される。
【0056】
逆に、図14に示すように、ロッド154が進出位置でロックされている状態から、第1油圧シリンダ157の油室191の油圧を排出していくと、筒状体156がコイルバネ158の付勢力により下方へ駆動される。すると、コレット部材155に径縮小側へ弾性変形させる力が作用しなくなり、ロッド154のロック状態が解除されて、コイルバネ158の付勢力によりロッド154が下方へ駆動されて、ロッド154が退入する。
【0057】
このワークサポート1Bによれば、前記実施形態と略同様の効果が得られる。
即ち、第1、第2のテーパー面181a,156a間の隙間184に装着された複数のローラ部材185を転動させつつコレット部材155を径縮小側へ弾性変形させてロッド154をロックするので、第1、第2テーパー面181a,156a間の摩擦を低減して第1油圧シリンダ157の駆動力を効率よくコレット部材155に伝達させることができ、ワークサポート1Bを小型化することも可能になる。
【0058】
また、複数のボールを用いて第1、第2テーパー面181a,156a間の摩擦を低減する場合に比べて、複数のローラ部材185とコレット部材155との接触面積は大きくなるので、線接触の状態でローラ部材185からコレット部材155に力が伝達され、コレット部材155に局所的に大きな力が作用せず、長期間に亙ってワークサポート1Bを繰り返し使用しても第1、第2テーパー面181a,156aに圧痕がつきにくく、耐久性に優れる。
【0059】
5]図15に示すように、長い軸状に形成されたワーク等の軸部材84をその途中部において固定する軸部材ロック用のロック装置80に本発明を適用することもできる。このロック装置80の本体ハウジング83は上部本体90と下部本体91とを有し、上部本体90及び下部本体91には、夫々軸部材84を挿通する為の挿通孔92,93が形成されている。軸部材84が挿通孔92,93に挿通されて軸部材84が本体ハウジング83に貫通状に装着された状態では、軸部材84には、径縮小側に弾性変形可能なコレット部材5が外嵌されている。さらに、本体ハウジング83内にはこのコレット部材5に軸心方向へ移動自在に外嵌された筒状体6も配設されている。
【0060】
これらコレット部材5及び筒状体6は、図8、図9に示される前記実施形態のものと略同じ構成を有するものである。即ち、コレット部材5には、略正五角形の外周面を形成する5つの第1テーパー面30cが設けられ、筒状体6には、略正五角形の内周面を形成する5つの第2テーパー面6aが設けられている。そして、各組の第1、第2テーパー面30c,6a間の隙間34には、軸部材84の軸心方向へ転動可能な複数(例えば、5つ)のローラ部材32が装着されている。
【0061】
さらに、このロック装置80には、コレット部材5を下方へ駆動する油圧シリンダ87も設けられている。この油圧シリンダ87は、本体ハウジング83のシリンダ穴94に摺動自在に配設され且つ筒状体に外嵌された筒状ピストン部材40と、筒状ピストン部材40を下方へ駆動する駆動力を発生させる環状油室41とを有する。環状油室41は、油路95、環状隙間96を介して外部の油圧供給源(図示略)と接続されている。さらに、コレット部材5を上方へ駆動するコイルバネ88も設けられている。
【0062】
油圧シリンダ87の環状油室41に油圧が供給されると、この環状油室41に発生した駆動力により筒状ピストン部材40が下方へ駆動され、筒状ピストン部材40と共に筒状体6もコイルバネ88の付勢力に抗して下方へ移動する。このとき、コレット部材5の第1テーパー面30cと筒状体6の第2テーパー面6aとの間の隙間34において、複数のローラ部材32が軸心方向に転動しつつ第1、第2テーパー面30c,6aに夫々係合し、第1、第2テーパー面30c,6a間の摩擦が低減されるため、油圧シリンダ87の駆動力がコレット部材5に効率よく伝達され、コレット部材5が径縮小側に弾性変形する。そして、コレット部材5により軸部材4が確実に把持されてロックされる。
【0063】
6]その他、機械加工用の工具を主軸等に固定する工具固定装置や、軸状のワークを固定するクランプ装置など、種々の軸部材をロックするロック装置に本発明を適用できるのは言うまでもない。
【0064】
次に、本発明の別実施形態について説明する。この別実施形態は、筒状のワーク等の筒部材をロックする筒部材ロック用のロック装置に本発明を適用した一例である。
図16、図17に示すように、ロック装置100は、筒状に形成されたワーク等の筒部材104に内嵌される本体ハウジング103と、筒部材104に内嵌され径拡大側に弾性変形可能なコレット部材105と、本体ハウジング103内に配設されてコレット部材105に軸心方向へ移動可能に内嵌されたピストン部材106と、ピストン部材106をコレット部材105に対して相対的に上方へ駆動する油圧シリンダ107と、ピストン部材106をコレット部材105に対して相対的に下方へ駆動するコイルバネ108とを有し、このロック装置100は、本体ハウジング103に外嵌される筒部材104を本体ハウジング103に対してロック解除可能にロックする。
【0065】
本体ハウジング103は、上部本体110と、この上部本体110の下端部に固定された下部本体111とを備えている。上部本体110は、上側の鍔部110aとこの鍔部110aから下方へ延びる軸部110bを有し、この軸部110bの下端部に下部本体111が外嵌されて、ボルト112により上部本体110に下部本体111が固定されている。下部本体111の上半部には筒部111aが形成され、この筒部111aの内側に油圧シリンダ107のシリンダ穴113が形成されている。尚、上部本体110の鍔部110aの外径と下部本体111の外径は同径に形成されている。
【0066】
図16〜図18に示すように、コレット部材105は、上部本体110の鍔部110aと下部本体111の筒部111aとの間に装着され、これら鍔部110aと筒部111aにより、コレット部材105は上下方向に移動しないように規制されている。このコレット部材105の外径は、上部本体110の鍔部110a及び下部本体111の外径と略同径に形成されており、筒部材104は本体ハウジング103と同じく筒部材104に内嵌される。
【0067】
コレット部材105は、周方向に並ぶ複数(例えば、10個)のコレット分割体120を有し、複数のコレット分割体120の間には夫々複数のスリット120aが形成され、これら複数のスリット120aによりコレット部材105は径拡大側に弾性変形可能に構成されている。複数のコレット分割体120の下端部には、夫々径方向内側へ突出する突出部120bが形成され、さらに、複数のコレット分割体120の内面部には、夫々第1テーパー面120cが形成されている。そして、図18に示すように、コレット部材105の上半部の内周面は、径の変化しない略正五角形の内周面に形成され、コレット部材105の下半部の内周面には、複数の第1テーパー面120cにより上端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の外周面が形成されている。
【0068】
ピストン部材106は、上部本体110の軸部110aの上下方向途中部に摺動自在に外嵌され、さらに、ピストン部材106の上側略2/3の部分は、複数のコレット分割体120に軸心方向(上下方向)に移動自在に内嵌されている。図16、図17、図19に示すように、このピストン部材106は、上端側程径縮小側へテーパー化した略正五角形の外周面を形成すると共に複数の第1テーパー面120cとの間に所定の隙間124を形成する複数(例えば、5つ)の第2テーパー面106aを有する。ピストン部材106の上端部には、内側へ突出する環状突出部106bが形成され、さらに、ピストン部材106の上端部の軸心側部分には、コイルバネ108を下方から受ける環状のバネ受け部106cも形成されている。
【0069】
ところで、複数組の第1、第2テーパー面120c,106a間の隙間124には、複数(例えば、各々の隙間124に6つ)のローラ部材125が夫々筒部材104の軸心方向へ転動可能に装着されている。そして、後述の油圧シリンダ107によりピストン部材106が上方へ駆動されたときには、これら複数のローラ部材125を介してコレット部材105に油圧シリンダ107の駆動力が作用し、コレット部材105が径拡大側へ弾性変形するように構成されている。これら複数のローラ部材125は、コレット部材105の突出部120bにより下方から受け止められ、さらに、複数のローラ部材125はピストン部材106の環状突出部106bにより上方へそれ以上転動しないように規制されている。
【0070】
油圧シリンダ107は、下部本体111に形成されたシリンダ穴113と、上部本体110の軸部110aに摺動自在に外嵌され且つシリンダ穴113に摺動自在に内嵌された環状ピストン部材126と、この環状ピストン部材126の下側に形成され環状ピストン部材126を上方へ駆動する環状油室127などを備えている。環状ピストン部材126の上端はピストン部材106の下端に当接しており、ピストン部材106と環状ピストン部材126は一体的に上方へ移動可能に構成されている。環状油室127は、下部本体111に形成された油圧供給口128及び油路129を介して外部の油圧供給源(図示略)と接続され、環状油室127に油圧を給排可能である。
【0071】
ピストン部材106を下方へ付勢するコイルバネ108は、上部本体110とピストン部材106の間に形成されたバネ収容室130に配設されており、このコイルバネ108は、上部本体110の鍔部110aの下面と下部本体111のバネ受け部106cに夫々当接している。そして、油圧シリンダ107の環状油室127から油圧が排出されて油圧シリンダ107の駆動力が低下したときには、コイルバネ108は油圧シリンダ107の駆動力に抗してピストン部材106を下方へ駆動する。
【0072】
次に、ロック装置100の作用及び効果について説明する。
図16に示すように、本体ハウジング103に筒部材104を外嵌させてから、油圧シリンダ107の環状油室127に油圧を供給すると、環状油室127に発生した駆動力により環状ピストン部材126がコイルバネ108の付勢力に抗して上方へ駆動される。すると、図17に示すように、ピストン部材106も環状ピストン部材126と共に上方へ駆動される。
【0073】
このとき、コレット部材105の第1テーパー面120cとピストン部材106の第2テーパー面106aとの間の隙間124において、複数のローラ部材125が軸心方向に転動しつつ第1、第2テーパー面120c,106aに夫々係合するため、第1、第2テーパー面120c,106a間の摩擦が低減されて、油圧シリンダ107の駆動力がコレット部材105に効率よく伝達され、コレット部材105が径拡大側に弾性変形する。そして、複数のコレット分割体120が筒部材104の内周面に密着して、筒部材104がロックされる。
【0074】
逆に、図17に示すように、筒部材104がロックされている状態から、環状油室127の油圧を排出していくと、ピストン部材106及び環状ピストン部材126がコイルバネ108の付勢力により下方へ駆動される。すると、コレット部材105に径拡大側へ弾性変形させる力が作用しなくなり、筒部材104のロック状態が解除される。
【0075】
このロック装置100によれば、複数のローラ部材125とコレット部材105との接触面積は大きくなるので、コレット部材105に局所的に大きな力が作用せず、長期間に亙ってロック装置100を繰り返し使用しても第1、第2テーパー面120c,106aに圧痕がつきにくく、耐久性に優れる。その他、前記実施形態と略同様の効果が得られる。
【0076】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、第1、第2のテーパー面間の隙間に装着された複数のローラ部材を転動させつつコレット部材を径縮小側へ弾性変形させて軸部材をロックするので、第1、第2のテーパー面間の摩擦を低減して第1の駆動手段の駆動力を効率よくコレット部材に伝達させることができ、ロック装置を小型化することも可能になる。また、複数のローラ部材とコレット部材との接触面積が比較的大きくなり、線接触の状態でローラ部材からコレット部材に力が伝達されるため、コレット部材に局所的に大きな力が作用せず、長期間に亙ってロック装置を使用しても第1、第2のテーパー面に圧痕がつきにくくなるため、耐久性に優れる。
【0077】
さらに、複数の第1のテーパー面によりコレット部材に多角形外周面が形成され、複数の第2のテーパー面により筒状体に多角形内周面が形成されており、各ローラ部材がコレット部材及び筒状体の多角形内外周面の夫々一面を構成する第1、第2テーパー面間の隙間に装着されるため、比較的長さの長いローラ部材を装着することができ、ローラ部材の数を少なくできるし、ローラ部材の組付けも容易になる。
【0078】
請求項2の発明によれば、第1、第2の駆動手段の少なくとも一方が、本体ハウジング内に配設された流体圧シリンダを有するので、流体圧シリンダにより筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側又は他端側へ駆動して、軸部材を確実にロック状態又はロック解除状態にすることができる。
【0079】
請求項3の発明によれば、第1の駆動手段が流体圧シリンダを有し、この流体圧シリンダは、本体ハウジング内に摺動自在に配設され且つ筒状体に外嵌された筒状ピストン部材を有するので、流体圧シリンダの筒状ピストン部材を他端側へ移動させることで、筒状体も筒状ピストン部材と共に他端側へ移動させて、複数のローラ部材を介してコレット部材を径縮小側へ弾性変形させることができる。また、筒状体と筒状ピストン部材とを別部材とすることで、筒状体に複数の第2のテーパー面で多角形内周面を形成することが容易になる。
【0080】
請求項4の発明によれば、第2の駆動手段が流体圧シリンダの駆動力に抗して筒状体を一端側へ駆動する圧縮バネ部材を有するので、この圧縮バネ部材により第1の駆動手段の流体圧シリンダの駆動力に抗して筒状体を一端側へ駆動して、軸部材のロック状態を解除することができる。
【0081】
請求項5の発明によれば、筒状体の他端側部分に、前記複数のローラ部材を他端側から受け止めるローラ受け部材を設けたので、第1の駆動手段により筒状体をコレット部材に対して他端側へ駆動したときには、複数のローラ部材が第1、第2のテーパー面間の隙間を転動しつつこれら第1、第2のテーパー面に確実に係合するため、第1の駆動手段の駆動力をコレット部材に効率よく伝達することができる。
【0082】
請求項6の発明によれば、複数のローラ部材のコレット部材に対する周方向の位置を規制する位置規制部を設けたので、第1、第2のテーパー面間の隙間において、ローラ部材が周方向に移動することなく軸心方向に転動できるため、第1の駆動手段の駆動力をコレット部材に効率よく伝達することができる。
請求項7の発明によれば、請求項1の発明と略同様の効果が得られるため、その説明を省略する。
【0083】
請求項8の発明によれば、第1、第2のテーパー面間の隙間に装着された複数のローラ部材を転動させつつコレット部材を径拡大側へ弾性変形させて筒部材をロックするので、第1、第2のテーパー面間の摩擦を低減して第1の駆動手段の駆動力を効率よくコレット部材に伝達させることができ、ロック装置を小型化することも可能になる。また、複数のローラ部材とコレット部材との接触面積が比較的大きくなるので、コレット部材に局所的に大きな力が作用せず、長期間に亙ってロック装置を使用しても第1、第2のテーパー面に圧痕がつきにくくなるため、耐久性に優れる。
【0084】
さらに、複数の第1のテーパー面によりコレット部材に多角形内周面が形成され、複数の第2のテーパー面によりピストン部材に多角形外周面が形成されており、各ローラ部材がコレット部材及びピストン部材の多角形内外周面の夫々一面を構成する第1、第2テーパー面間の隙間に装着されるため、比較的長さの長いローラ部材を装着することができ、ローラ部材の数を少なくできるし、ローラ部材の組付けも容易になる。
【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及び周辺装置の構成図である。
【図2】ワークサポートの正面図である。
【図3】ワークサポートの平面図である。
【図4】ロッド退入状態におけるワークサポートのIV−IV線断面図である。
【図5】ワーク支持状態におけるワークサポートの図4相当図である。
【図6】図4のVI−VI線断面図である。
【図7】図4のVII−VII線断面図である。
【図8】コレット部材及びローラ部材の斜視図である。
【図9】筒状体の斜視図である。
【図10】変更形態の図7相当図である。
【図11】位置規制部材の斜視図である。
【図12】変更形態の図4相当図である。
【図13】図12のXIII−XIII線断面図である。
【図14】変更形態の図5相当図である。
【図15】変更形態の図4相当図である。
【図16】別実施形態の図4相当図である。
【図17】別実施形態の図5相当図である。
【図18】別実施形態のコレット部材の下方から見た斜視図である。
【図19】別実施形態のピストン部材及びローラ部材の斜視図である。
【符号の説明】
1,1A,1B ワークサポート
3 本体ハウジング
4 ロッド
5 コレット部材
6 筒状体
6a 第2テーパー面
7 第1油圧シリンダ
8 コイルバネ
9 第2油圧シリンダ
12 挿通孔
30c 第1テーパー面
30d 位置規制部
32 ローラ部材
33 ローラ受け部材
34 隙間
40 筒状ピストン部材
70 位置規制部材
80 ロック装置
83 本体ハウジング
84 軸部材
87 油圧シリンダ
88 コイルバネ
100 ロック装置
103 本体ハウジング
104 筒部材
105 コレット部材
106 ピストン部材
106a 第2テーパー面
107 油圧シリンダ
108 コイルバネ
120c 第1テーパー面
124 隙間
125 ローラ部材
153 本体ハウジング
154 ロッド
155 コレット部材
156 筒状体
156a 第2テーパー面
157 第1油圧シリンダ
158 コイルバネ
159 第2油圧シリンダ
181a 第1テーパー面
184 隙間
185 ローラ部材[0001]
BACKGROUND OF THE
[0002]
2. Description of the Related Art Conventionally, a work support which supports a work from below by a rod which is locked to a main body housing so as to be unable to advance and retreat, a clamp device for fixing a shaft-like or cylindrical work, and the like, are fitted or fitted in a main body housing. Various types of lock devices have been proposed as lock devices for locking a shaft member or a tubular member to be externally fitted to a predetermined position with respect to the main body housing. Among them, a sleeve or a sleeve externally fitted to the shaft member has been proposed. There is one configured to lock a shaft member by elastically deforming a collet or the like toward a diameter reducing side.
[0003]
For example, in the collet-type clamp device described in
[0004]
On the other hand, in the chuck device described in
[0005]
[Patent Document 1] JP-A-10-146733 (page 3-5, FIG. 1-8)
[Patent Document 2] International Publication No. 95/07161 pamphlet (pages 7-8, FIGS. 11-13)
[0006]
In the clamp device described in
[0007]
On the other hand, in the chuck device described in
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly durable locking device that can securely apply a force to a shaft member and a cylindrical member to securely lock the shaft member and the cylindrical member.
[0008]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a locking device for locking a shaft member, wherein the shaft member inserted through an insertion hole formed in the main body housing is releasably locked to the main body housing. A collet member that has a plurality of first tapered surfaces that form a polygonal outer peripheral surface that is externally fitted to the shaft member and that tapers toward the diameter reducing side toward one end, and is elastically deformable toward the diameter reducing side; The collet member has a polygonal inner peripheral surface which is fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction, and is tapered toward the diameter decreasing side toward one end, and a predetermined gap is formed between the collet member and the plurality of first tapered surfaces. A cylindrical body having a plurality of second tapered surfaces, and a plurality of roller members mounted in gaps between the plurality of sets of the first and second tapered surfaces so as to be rollable in the axial direction of the shaft member. , The cylindrical body as a collet member A first driving means for driving the cylindrical body relatively to the other end side, and a second driving means for driving the cylindrical body relatively to the one end side with respect to the collet member; When the cylindrical body is driven to the other end by the driving means, the collet member is elastically deformed toward the diameter reducing side via a plurality of roller members.
[0009]
This lock device locks a shaft member such as a rod of a work support or a clamp device or a workpiece provided for machining to be inserted into an insertion hole of a main body housing so as to be unlockable to the main body housing. . A collet member is externally fitted to the shaft member, and a cylindrical body is externally fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction. The collet member is provided with a plurality of first tapered surfaces that form a polygonal outer peripheral surface that tapers to a diameter decreasing side toward one end, and the cylindrical body tapers to a diameter decreasing side toward one end. A plurality of second tapered surfaces forming the polygon inner peripheral surface are provided.
[0010]
Here, when the cylindrical body is driven to the other end side relative to the collet member by the first driving means, the plurality of roller members roll while rolling in the gap between the first and second tapered surfaces. The collet member is engaged with the first and second tapered surfaces, is pressed toward the diameter reducing side via the plurality of roller members, and is elastically deformed, whereby the shaft member is locked by the collet member. Conversely, when the cylindrical member is driven to the one end side relative to the collet member by the second driving means from the locked state of the shaft member, no force acts on the collet member, and the elastic deformation is released. Also, the locked state of the shaft member is released.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the locking device for locking a shaft member, at least one of the first and second driving means has a fluid pressure cylinder disposed in a main body housing. It is assumed that. Therefore, the cylindrical body is driven toward the one end or the other end relative to the collet member by the fluid pressure cylinder.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the locking device for locking a shaft member according to the second aspect of the present invention, the first driving means has a hydraulic cylinder, and the hydraulic cylinder is slidably disposed in the main body housing. And a cylindrical piston member externally fitted to the cylindrical body. When the cylindrical piston member of the fluid pressure cylinder moves to the other end side in the main body housing, the cylindrical body also moves to the other end side together with the cylindrical piston member, and the collet member is reduced in diameter through a plurality of roller members. It will be elastically deformed to the side.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a locking device for locking a shaft member according to the third aspect of the present invention, wherein the second driving means drives the cylindrical body to one end side against a driving force of a fluid pressure cylinder. It is characterized by having. Therefore, when the cylindrical body is driven to one end side against the driving force of the fluid pressure cylinder of the first driving means by the compression spring member, no force acts on the collet member and the locked state of the shaft member is released. You.
[0014]
The lock device for locking a shaft member according to
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the locking device for locking a shaft member according to the first to fifth aspects, a position regulating portion for regulating a circumferential position of the plurality of roller members with respect to the collet member is provided. It is. Accordingly, in the gap between the first and second tapered surfaces, the roller member rolls only in the axial direction without moving in the circumferential direction, so that the driving force of the first driving means is efficiently transmitted to the collet member. Is done.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a locking device for locking a shaft member, comprising: a main body housing; and a shaft member mounted on the main body housing so as to be relatively movable in an axial direction thereof. In a locking device for locking, the locking device has a plurality of first tapered surfaces which are fitted to the shaft member and form a polygonal outer peripheral surface which is tapered toward a diameter decreasing side toward one end side, and are elastically deformable toward the diameter decreasing side. A predetermined inner space is formed between the collet member and a plurality of first tapered surfaces which form a polygonal inner peripheral surface which is fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction and which is tapered toward the diameter reducing side toward one end. And a plurality of cylindrical bodies having a plurality of second tapered surfaces forming a gap between the first and second sets of first and second tapered surfaces so as to be rollable in the axial direction of the shaft member. Roller member and the cylindrical body A first driving unit that drives the cylindrical member toward the other end relative to the collet member; and a second driving unit that drives the cylindrical body toward the one end relative to the collet member. When the cylindrical body is driven to the other end by the first driving means, the collet member is elastically deformed to the diameter reducing side via a plurality of roller members.
[0017]
The locking device for locking the shaft member locks the shaft member which is relatively movable in the axial direction with respect to the main body housing so as to be unlockable to the main body housing. Therefore, the description is omitted.
[0018]
The lock device for locking a cylindrical member according to
[0019]
This locking device locks a tubular member, such as a cylindrical work, which is fitted to the main body housing, to the main body housing so as to be unlockable. A collet member is externally fitted to the cylindrical member, and a piston member is internally fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction. The collet member is provided with a plurality of first tapered surfaces that form a polygonal inner peripheral surface that tapers to a diameter decreasing side toward one end, and the piston member tapers to a diameter decreasing side toward one end. A plurality of second tapered surfaces forming a polygonal outer peripheral surface are provided.
[0020]
Here, when the piston member is driven toward the one end side relative to the collet member by the first driving means, the plurality of roller members roll while rolling in the gap between the first and second tapered surfaces. The collet member is engaged with the second tapered surface, is pressed toward the diameter-enlargement side via the plurality of roller members, and is elastically deformed, so that the cylindrical member is locked by the collet member. Conversely, when the cylindrical member is driven toward the other end relative to the collet member by the second driving means from the locked state of the cylindrical member, no force acts on the collet member and the elastic deformation is released. Then, the locked state of the tubular member is also released.
[0021]
Embodiments of the present invention will be described. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a work support that supports a workpiece to be machined from below and prevents elastic deformation and vibration of the workpiece. The vertical direction in FIGS. 1 and 2 will be described below as the vertical direction.
[0022]
As shown in FIGS. 1 to 5, the
[0023]
As shown in FIGS. 2 to 5, the
[0024]
An upper end of the lower
[0025]
The
[0026]
As shown in FIGS. 4 to 8, the
[0027]
As shown in FIGS. 4 to 9, the lower 2/3 portion of the
That is, the inner peripheral surface of the upper half of the
[0028]
By the way, a plurality of (for example, five in each gap 34)
[0029]
Here, as shown in FIGS. 7 and 8, each of the
[0030]
The first
The
[0031]
An
[0032]
The second
[0033]
An
[0034]
A
[0035]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 4, when the hydraulic pressure is supplied to the
[0036]
At the same time, oil pressure is also supplied from the
[0037]
Conversely, as shown in FIG. 5, when the oil pressure in the oil chamber is discharged from the state in which the
[0038]
According to the
1) Since the
[0039]
In addition, the contact area between the plurality of
[0040]
Furthermore, since each
[0041]
2) Since the
3) Since the roller receiving member 33 for receiving the plurality of
[0042]
4) Since the collet split
[0043]
Next, modified embodiments in which various modifications are made to the above-described embodiment will be described. However, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the above-described embodiment, and the description thereof will be appropriately omitted.
1] The
2] The number of the first and second
[0044]
3] As shown in FIGS. 10 and 11, instead of providing the
[0045]
4] Contrary to the above-described embodiment, as in a
[0046]
As shown in FIGS. 12 to 14, the
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
Similarly to the above-described embodiment, a plurality of (for example, five in each gap 184)
[0052]
The first
[0053]
A
The second
[0054]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 12, when the hydraulic pressure is supplied to the
[0055]
At the same time, oil pressure is also supplied from the
[0056]
Conversely, as shown in FIG. 14, when the oil pressure in the
[0057]
According to the
That is, since the
[0058]
Further, the contact area between the plurality of
[0059]
5] As shown in FIG. 15, the present invention can be applied to a
[0060]
The
[0061]
Further, the
[0062]
When hydraulic pressure is supplied to the
[0063]
6] In addition, it goes without saying that the present invention can be applied to a lock device that locks various shaft members, such as a tool fixing device that fixes a tool for machining to a main shaft or the like, or a clamp device that fixes an axial work. .
[0064]
Next, another embodiment of the present invention will be described. This alternative embodiment is an example in which the present invention is applied to a lock device for locking a tubular member that locks a tubular member such as a cylindrical work.
As shown in FIGS. 16 and 17, the
[0065]
The
[0066]
As shown in FIGS. 16 to 18, the
[0067]
The
[0068]
The
[0069]
By the way, in the
[0070]
The
[0071]
A
[0072]
Next, the operation and effects of the
As shown in FIG. 16, when the
[0073]
At this time, in the
[0074]
Conversely, as shown in FIG. 17, when the oil pressure in the
[0075]
According to the
[0076]
According to the first aspect of the present invention, the plurality of roller members mounted in the gap between the first and second tapered surfaces are rolled, and the collet member is elastically deformed to the diameter reducing side while the shaft is rotated. Since the member is locked, the friction between the first and second tapered surfaces can be reduced and the driving force of the first driving means can be efficiently transmitted to the collet member, and the locking device can be downsized. become. Further, the contact area between the plurality of roller members and the collet member becomes relatively large, and a force is transmitted from the roller member to the collet member in a line contact state, so that a large force does not locally act on the collet member, Even if the lock device is used for a long period of time, the first and second tapered surfaces are less likely to have indentations, and thus have excellent durability.
[0077]
Further, a polygonal outer peripheral surface is formed on the collet member by the plurality of first tapered surfaces, and a polygonal inner peripheral surface is formed on the cylindrical body by the plurality of second tapered surfaces. And a roller member having a relatively long length can be mounted because the roller member is mounted in a gap between the first and second tapered surfaces that form one surface of the polygonal inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical body. The number can be reduced, and the assembly of the roller members becomes easy.
[0078]
According to the second aspect of the present invention, at least one of the first and second driving means has a fluid pressure cylinder disposed in the main body housing, so that the cylindrical body is moved by the fluid pressure cylinder with respect to the collet member. By driving relatively to one end side or the other end side, the shaft member can be reliably brought into the locked state or the unlocked state.
[0079]
According to the third aspect of the present invention, the first driving means has a fluid pressure cylinder, and the fluid pressure cylinder is slidably disposed in the main body housing and fitted to the tubular body. Since the piston member is provided, by moving the cylindrical piston member of the fluid pressure cylinder to the other end, the cylindrical body is also moved to the other end together with the cylindrical piston member, and the collet member is moved through the plurality of roller members. Can be elastically deformed toward the diameter reduction side. Further, by forming the cylindrical body and the cylindrical piston member as separate members, it becomes easy to form a polygonal inner peripheral surface with a plurality of second tapered surfaces in the cylindrical body.
[0080]
According to the fourth aspect of the present invention, since the second driving means has the compression spring member for driving the cylindrical body to one end side against the driving force of the fluid pressure cylinder, the first drive is performed by the compression spring member. The locked state of the shaft member can be released by driving the cylindrical body to one end side against the driving force of the fluid pressure cylinder of the means.
[0081]
According to the invention of
[0082]
According to the sixth aspect of the present invention, since the position regulating portion for regulating the circumferential position of the plurality of roller members with respect to the collet member is provided, the roller member is arranged in the circumferential direction in the gap between the first and second tapered surfaces. Since the roller can be rolled in the axial direction without moving, the driving force of the first driving means can be efficiently transmitted to the collet member.
According to the seventh aspect of the invention, substantially the same effects as those of the first aspect of the invention can be obtained, and the description thereof is omitted.
[0083]
According to the invention of
[0084]
Furthermore, a polygonal inner peripheral surface is formed on the collet member by the plurality of first tapered surfaces, and a polygonal outer peripheral surface is formed on the piston member by the plurality of second tapered surfaces. Since the piston member is mounted in the gap between the first and second tapered surfaces that form one surface of each of the polygon inner and outer peripheral surfaces, a relatively long roller member can be mounted, and the number of roller members can be reduced. It can be reduced, and the assembly of the roller member becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a work support and peripheral devices according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a work support.
FIG. 3 is a plan view of a work support.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the work support in a rod retracted state.
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 of a work support in a work supporting state.
FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4;
FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 4;
FIG. 8 is a perspective view of a collet member and a roller member.
FIG. 9 is a perspective view of a tubular body.
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 7 of a modified embodiment.
FIG. 11 is a perspective view of a position regulating member.
FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 4 of a modified embodiment.
FIG. 13 is a sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 12;
FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 5 of a modified embodiment.
FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 4 of a modified embodiment.
FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 4 of another embodiment.
FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 5 of another embodiment.
FIG. 18 is a perspective view of a collet member according to another embodiment as viewed from below.
FIG. 19 is a perspective view of a piston member and a roller member according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1,1A, 1B Work support
3 Body housing
4 rod
5 Collet material
6 cylindrical body
6a Second tapered surface
7 First hydraulic cylinder
8 coil spring
9 Second hydraulic cylinder
12 insertion hole
30c 1st taper surface
30d Position regulation unit
32 roller member
33 Roller receiving member
34 gap
40 cylindrical piston member
70 Position regulating member
80 Locking device
83 Body housing
84 Shaft member
87 hydraulic cylinder
88 coil spring
100 locking device
103 Body housing
104 tube member
105 collet member
106 Piston member
106a 2nd taper surface
107 hydraulic cylinder
108 coil spring
120c 1st taper surface
124 gap
125 Roller member
153 Body housing
154 rod
155 collet member
156 cylindrical body
156a 2nd taper surface
157 1st hydraulic cylinder
158 Coil spring
159 Second hydraulic cylinder
181a First tapered surface
184 gap
185 Roller member
Claims (8)
前記軸部材に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径縮小側に弾性変形可能なコレット部材と、
このコレット部材に軸心方向へ移動自在に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有する筒状体と、
前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に軸部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、
前記筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第1の駆動手段と、
前記筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径縮小側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする軸部材ロック用のロック装置。A lock device that locks a shaft member inserted into an insertion hole formed in a main body housing so as to be unlockable to the main body housing,
A collet member externally fitted to the shaft member and having a plurality of first tapered surfaces forming a polygonal outer peripheral surface tapered toward the diameter reducing side toward one end side and elastically deformable toward the diameter reducing side;
The collet member has a polygonal inner peripheral surface which is fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction, and is tapered toward the diameter decreasing side toward one end, and a predetermined gap is formed between the collet member and the plurality of first tapered surfaces. A cylindrical body having a plurality of second tapered surfaces,
A plurality of roller members rotatably mounted in a gap between the plurality of sets of first and second tapered surfaces in the axial direction of the shaft member;
First driving means for driving the cylindrical body toward the other end relative to the collet member;
Second driving means for driving the cylindrical body toward one end relative to the collet member,
When the cylindrical body is driven to the other end by the first driving means, the collet member is elastically deformed toward the diameter reducing side via a plurality of roller members, and the shaft member is locked. Locking device.
前記軸部材に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径縮小側に弾性変形可能なコレット部材と、
このコレット部材に軸心方向へ移動自在に外嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有する筒状体と、
前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に軸部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、
前記筒状体をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第1の駆動手段と、
前記筒状体をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径縮小側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする軸部材ロック用のロック装置。A lock device that has a main body housing and a shaft member mounted on the main body housing so as to be relatively movable in the axial direction, and locks the shaft member to the main body housing so as to be unlockable.
A collet member externally fitted to the shaft member and having a plurality of first tapered surfaces forming a polygonal outer peripheral surface tapered toward the diameter reducing side toward one end side and elastically deformable toward the diameter reducing side;
The collet member has a polygonal inner peripheral surface which is fitted to the collet member so as to be movable in the axial direction, and is tapered toward the diameter decreasing side toward one end, and a predetermined gap is formed between the collet member and the plurality of first tapered surfaces. A cylindrical body having a plurality of second tapered surfaces,
A plurality of roller members rotatably mounted in a gap between the plurality of sets of first and second tapered surfaces in the axial direction of the shaft member;
First driving means for driving the cylindrical body toward the other end relative to the collet member;
Second driving means for driving the cylindrical body toward one end relative to the collet member,
When the cylindrical body is driven to the other end by the first driving means, the collet member is elastically deformed toward the diameter reducing side via a plurality of roller members, and the shaft member is locked. Locking device.
前記筒部材に内嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形内周面を形成する複数の第1のテーパー面を有し且つ径拡大側に弾性変形可能なコレット部材と、
このコレット部材に軸心方向へ移動自在に内嵌され且つ一端側程径縮小側へテーパー化した多角形外周面を形成すると共に複数の第1のテーパー面との間に所定の隙間を形成する複数の第2のテーパー面を有するピストン部材と、
前記複数組の第1、第2のテーパー面間の隙間に筒部材の軸心方向へ転動可能に装着された複数のローラ部材と、
前記ピストン部材をコレット部材に対して相対的に一端側へ駆動する第1の駆動手段と、
前記ピストン部材をコレット部材に対して相対的に他端側へ駆動する第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段によりピストン部材を一端側へ駆動するとき、複数のローラ部材を介してコレット部材を径拡大側へ弾性変形させるように構成したことを特徴とする筒部材ロック用のロック装置。In a lock device for locking a tubular member externally fitted to a main body housing to a main body housing so as to be unlocked,
A collet member which has a plurality of first tapered surfaces forming a polygonal inner peripheral surface which is internally fitted into the cylindrical member and which is tapered toward the diameter reducing side toward one end side, and which is elastically deformable toward the diameter increasing side;
The collet member has a polygonal outer peripheral surface which is movably fitted in the axial direction and is tapered toward the diameter decreasing side toward one end, and a predetermined gap is formed between the collet member and the plurality of first tapered surfaces. A piston member having a plurality of second tapered surfaces;
A plurality of roller members rotatably mounted in the gap between the plurality of first and second tapered surfaces in the axial direction of the cylindrical member;
First driving means for driving the piston member toward one end relative to the collet member;
Second driving means for driving the piston member toward the other end relative to the collet member,
A lock device for locking a cylinder member, wherein the collet member is elastically deformed toward a diameter-enlarged side via a plurality of roller members when the piston member is driven to one end side by the first driving means. .
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2003
- 2003-03-12 JP JP2003066295A patent/JP2004276119A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102744623A (en) * | 2012-07-19 | 2012-10-24 | 东风汽车有限公司 | Vertical auxiliary supporting structure capable of realizing horizontal displacement |
TWI745043B (en) * | 2019-09-15 | 2021-11-01 | 日商克斯美庫股份有限公司 | Workpiece support |
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081118 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090331 |