JP4000560B2 - Work support device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械でワークを加工する際に、ワークを支持するサポートロッドを任意の高さ位置で固定できるワーク支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワーク支持装置は、ボディ内に軸線方向に移動可能にサポートロッドを備えている。そのサポートロッドの外周面には、コレットが外嵌されている。コレットの外周面は、軸線方向一端側から他端側に向けて傾斜するテーパ外周面が形成されている。そのテーパ外周面に外側から対面するテーパ内周面を備えたピストンがコレットとボディの間に挿入されている。ピストンはコレットを縮径する方向または縮径を解除する方向に、流体圧またはばねで移動されるようになっている。ワークをサポートするときには、コレットの縮径を解除した状態で、サポートロッドの先端をワークに当接し、その状態でピストンを移動してコレットを縮径し、コレットの縮径によりサポートロッドを挟持固定する。このようなものとして、例えば、実公平6−7868号や特開平9−300154号や特開平10−146733号に開示のものがある。これらのものでは、コレットは弾性体によりボディの下壁に当接しており、サポートロッドを固定する際には、先ず、ピストンによってコレットをボディの下壁に押し当て、次いでコレットを縮径させてサポートロッドを挟持固定している。これによってボディが金属弾性変形によって上方に伸長するが、コレットは下壁に受け止められた高さにとどまっているので、サポートロッドが上方に持ち上げられワークが移動されることが無く、ワークの加工精度の低下を防止している。更に特開平10−146733号では、テーパ外周面とテーパ内周面間にボールを挿入することで、テーパ角度を小さくし、大きな挟持固定力を得られるようにしている。
【0003】
また、ワーク支持装置ではないが、特開昭63−38705号に開示のものでは、流体圧シリンダのピストンロッドをロック装置により固定するようになっている。このロック装置は、ロック装置のシリンダチューブ内に、ピストンロッドを貫通し外周面をテーパ面とした内筒(コレット)と、内筒の外側に内周面が内筒のテーパ面と平行なテーパ面の外筒を同軸に配置してある。内筒の両端はロッドカバに当接し、内筒と外筒間にはボールを介装してある。外筒には、一体的にピストンが設けられており、また、ばねにより内筒を縮径する方向に付勢されている。ロック装置は、外筒がばねに付勢されることで内筒を縮径し、ピストンロッドをロックしており、ロック解除の際には、ピストンによりばねの付勢力に抗して外筒を移動し、内筒の縮径を解除してピストンロッドの移動ができるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術に記載のワーク支持装置では、テーブル等の固定側部材にボディの下壁が固定されている場合には、サポートロッドを固定する際にコレットを介してボディ下壁に作用するピストンの押圧力が、固定側部材に受け止められるので下壁の変位がほとんど無く、コレットに挟持固定されたサポートロッドの上端位置の変位が防止される。しかしながら、特開平10−146733号のように、ボディの上壁側にボディより外側に広がって固定側部材に固定される固定部分を備えたものでは、サポートロッドを挟持固定する際のピストンの押圧力(締付力)が下壁を介して固定側部材に受け止められず、ボディの弾性変形による伸長で下壁が固定側部材に拘束されること無く押し下げられる。このため、ピストンと一緒にコレットに挟持されたサポートロッドが下がり、ワークを支持することができず、ワークの加工精度を低下させる問題がある。また、特開昭63−38705号でも、同様にロックシリンダの上壁に固定部を設けて固定側部材に固定した場合、ボディの下壁が固定されていないので、コレットに締付力が作用したときにボディが伸びてコレットと共にピストンロッドが変位する問題がある。本願の課題は、ボディの上壁側に固定側部材に固定される固定部分を備えたワーク支持装置であっても、コレットのサポートロッド挟持固定の際に、ボディの上下壁をコレットが押圧してボディの変位と共にコレットが移動せず、サポートロッドを軸線方向に移動させないワーク支持装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のため本願発明では、ボディ内に軸線方向に移動可能にサポートロッドを設け、サポートロッドを軸線方向に移動する移動手段と、サポートロッドの外周面とボディ内面間に設けられてサポートロッドを挟持固定するコレット装置とから構成されるワーク支持装置において、コレット装置を、サポートロッドの外周面に外嵌され、中央部分から軸線方向一端側へ向けて傾斜する第1テーパ外周面と軸線方向他端側へ向けて第1テーパ外周面と逆方向に傾斜する第2テーパ外周面とが形成されたコレットと、第1テーパ外周面と対面する第1テーパ内周面が形成されたコレット一端部分を縮径させる第1ピストンと、第2テーパ外周面と対面する第2テーパ内周面が形成されたコレット他端部分を縮径させる第2ピストンと、第1、第2ピストンによるコレットの縮径を解除する縮径解除手段とから構成し、コレットの両端面が夫々ボディの内端面に当接していることを特徴とする(請求項1)。これによれば、コレットに夫々逆方向に傾斜するテーパ外周面と、夫々のテーパ内周面を締付けるテーパ内周面が形成された夫々逆方向に移動する2つのピストンを備えているので、サポートロッドを挟持固定したとき、コレットには軸線方向の両方向に押圧力が作用するので、2つのピストンの押圧力が相殺され、ピストンの押圧力に起因するコレットのボディ一端側への押圧が防止されるので、ワークサポート挟持固定の際のコレットによるボディの弾性変形にともなうコレットの軸線方向移動が防止される。また、コレットの両端面がボディに当接しているので、コレットの軸線方向移動が規制され、ワークを支持したサポートロッドが移動しない。
【0006】
前記第1、第2テーパ外周面と第1、第2テーパ内周面間には、多数の鋼球が転動可能に介装されていることを特徴とする(請求項2)。これによれば、従来のものと同様にテーパ角度を小さくでき、大きな挟持固定力を得られる。
【0007】
前記コレットの一端部分に軸線方向に突出する突起部を形成し、突起部の端面がボディ内端面に当接することを特徴とする(請求項)。このように、ボディ内端面に突起部を当接することで、端面全体が当接するよりコレット端面とボディとの摩擦が小さくなり、コレットの縮径を妨げない。
【0008】
前記縮径解除手段は、第1ピストンと第2ピストンとの間に介装される縮径解除ばねであることを特徴とする(請求項)。
【0009】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について図1〜図5に基づいて説明する。ワーク支持装置1のボディ2は、円形の胴部3と、胴部3より外方に広がるボディ上側部分に方形に形成された取付部分4と、胴部3に螺着されボディ下壁となるキャップカバー5と、胴部3に螺着されボディ上壁となるロッドカバー6とから構成されている。ロッドカバー6は回り止めねじ7によりボディ2に対して回転が防止されている。取付部分4は、座ぐり孔4aを利用して図示しない複数の取付ボルトによって機械や治具ベース等の固定側部材8に固着される。ボディ2の下側部分には、ボディ内側に突出する受け部9が形成されており、この受け部9とキャップカバー5との間にピストンホルダ10の下端部分が挟着されている。
【0010】
ピストンホルダ10の中心にはサポートロッド用ピストン12が摺動自在に嵌合されている。ピストンホルダ10とキャップカバー5間には、図1、図5に示すようにシリンダ室11が形成されており、そのシリンダ室11にサポートロッド用ピストン12の下部が臨んでいる。ピストンホルダ10の上端部分とサポートロッド用ピストン12間には、引込み手段であるサポートロッド引込み用ばね13が介装されている。ピストンホルダ10の外周にはサポートロッド14が外嵌されている。そのサポートロッド14は、ロッドカバー6を貫通して先端部が外部に突出しており、連結ボルト16によりピストン12と連結され、連結ボルト16によってサポートロッド14の突出量が規制されている。また、サポートロッド14の先端部に螺合したコンタクトボルト17と連結ボルト16間には、サポートロッド14をボディ2から常時突出方向に付勢する付勢手段である付勢ばね18が介装されている。
【0011】
サポートロッド外周面19とボディ内面20との間にはコレット装置21が設けられている。コレット装置21はコレット22と第1、第2ピストン23,24と縮径解除手段25とから構成されている。コレット22は、図3に示すように略筒形状をしており、サポートロッド14の外周面19に外嵌され、コレット22の内周面26とピストンホルダ10の外周面27とでサポートロッド14を軸線方向に案内している。コレット22は、軸線方向に伸びるスリット28が設けられており、スリット28によって弾性的に縮径可能となっている。また、コレット22の外周面29は、略中央部分から軸線方向一端側(上方)へ向けて先すぼまりに傾斜する第1テーパ外周面30と、軸線方向他端側(下方)へ向けて逆方向に先すぼまりに傾斜する第2テーパ外周面31とに形成されている。
【0012】
また、コレット22は、一端部分に軸線方向に突出する突起部33が形成されており、突起部33の端面33aが一方のボディ内端面であるロッドカバー6の内側面34に当接し、コレット22の他端部分の端面35が他方のボディ内端面である受け部9の上内側面36に当接し、軸線方向への移動が規制されている。この突起部33の端面33aが図4に示すようにボディ内端面34に当接することで、コレット22の両端面全体がボディ内端面34,36に当接するより摩擦を小さくし、コレット22縮径時のコレット22と内端面34,36間の抵抗を小さくする。
【0013】
コレット22の外周側には、環状の第1ピストン23と第2ピストン24が配置されている。第1ピストン23は、第1テーパ外周面30と対面する第1テーパ内周面37が形成されており、第1テーパ内周面37と第1テーパ外周面30間には複数の鋼球38が周方向及び軸線方向に接触状態で積層状態で介装されており、また、ロッドカバー6との間に第1シリンダ室39を構成している。第2ピストン24は、第2テーパ外周面31と対面する第2テーパ内周面40が形成されており、第2テーパ内周面40と第2テーパ外周面31間にも複数の鋼球38が周方向及び軸線方向に接触状態で積層するように介装されており、また、胴部3との間に第2シリンダ室41を構成している。
【0014】
前記シリンダ室11と第1シリンダ室39と第2シリンダ室41とは、流体連通路42を介して配管ポート43に連通している。ボディ内面20とコレット外周面29と第1、第2ピストン23,24とで囲まれたばね室44には、第1ピストン23と第2ピストン24とを夫々軸線方向に離れるように、即ち第1ピストン23と第2ピストン24によるコレット22の縮径を解除する方向に、第1ピストン23と第2ピストン24とを付勢する縮径解除手段としての縮径解除ばね25が介装されている。また、ばね室44は、エアリザーブポート46にエア連通路47を介して連通している。
【0015】
ピストン12の流体圧作用面48と、第1ピストン23の第1流体圧作用面49と、第2ピストン24の第2流体圧作用面50とは、夫々の投影面積が、流体圧作用面48、第1流体圧作用面49、第2流体圧作用面50の順に大きくなっており、圧流体が配管ポート43から供給されると、ピストン12、第1ピストン23、第2ピストン24の順番で動くようになっている。
【0016】
次にワーク支持装置1の動作について説明する。ワークWを支持する際には、配管ポート43に圧油を供給する。すると、流体連通路42を介してシリンダ室11と第1シリンダ室39と第2シリンダ室41に圧油が供給され、先ず、ピストン12がサポートロッド引込み用ばね13に抗して上昇し、連結ボルト16と付勢ばね18を介してサポートロッド14が突出される。コンタクトボルト17がワークWに当接するとサポートロッド14の上昇は停止するが、更に、付勢ばね18を押し縮めながらピストン12がピストンホルダ10に当接するまで上昇する。次に、第1ピストン23が縮径解除ばね25を縮めながら下方に移動し、鋼球38を介してコレット22の第1テーパ外周面30を押圧して、第1テーパ外周面30に対応する部分を縮径し、コレット22の内周面26によりサポートロッド14を挟持固定する。更に、第2ピストン24が第1ピストン23より遅れて縮径解除ばね25を縮めながら上方に移動し、鋼球38を介してコレット22の第2テーパ外周面31を押圧して、第2テーパ外周面31に対応する部分を縮径し、コレット22の内周面26によりサポートロッド14を挟持固定する。これにより、サポートロッド14が図5に示すワークWを支持する高さ位置に固定される。
【0017】
このように、ピストン12、第1ピストン23、第2ピストン24の順で移動させることで、第1ピストン23の押圧力の下方向成分力と第2ピストン24の押圧力の上方向成分力とが相殺されて、第1、第2ピストン23,24の押圧力の軸線方向成分によるコレット22の軸線方向への移動が妨げられ、コレット22とサポートロッド14が軸線方向に変位するのが抑制される。更に、コレット22には、第1ピストン23と第2ピストン24の押圧力の軸線方向成分が夫々相殺するように働くので、従来のようにコレット22がボディ2の一方の端面を押圧してボディ2のひずみにより移動することが無く、コレット22と一体的にサポートロッド14が移動することも防止され、ボディ2上部の取付部分4により固定側部材8に取付けられたワーク支持装置1であっても、ワークWの加工精度の低下を招かない。また、第1ピストン23と第2ピストン24の押圧力の軸線方向成分が相殺された状態で、コレット22に外力が作用しても、コレット22はボディ2の上下両端面34,36に軸線方向への移動が規制されているので移動せず、コレット22に挟持されているサポートロッド14も移動しない。
【0018】
次に、ワークWの加工が完了すると、シリンダ室11と第1シリンダ室39と第2シリンダ室41への圧油の供給が停止され、縮径解除ばね25によって、第1ピストン23が上方に、第2ピストン24が下方に、夫々逆方向に移動され、コレット22は自己の弾性復元力により拡径する。サポートロッド14は、コレット22による挟持固定状態から開放され、サポートロッド引込み用ばね13により、ピストン12が下方に移動され、ピストン12と共にサポートロッド14がボディ2内に引込まれる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、ワーク支持装置のボディ内に軸線方向に移動手段によって移動可能に設けたサポートロッドに、外嵌され、挟持固定するコレット装置を、中央部分から上端方向へ向けて先すぼまりに傾斜する第1テーパ外周面と、中央部分から下端方向へ向けて先すぼまりに傾斜する第2テーパ外周面とが形成されたコレットと、第1テーパ外周面と対面する第1テーパ内周面が形成されたコレット上端部分を縮径させる第1ピストンと、第2テーパ外周面と対面する第2テーパ内周面が形成されたコレット下端部分を縮径させる第2ピストンと、第1、第2ピストンによるコレットの縮径を解除する縮径解除手段とから構成したので、サポートロッドを挟持固定したとき、第1ピストンと第2ピストンとのコレットに対する押圧力の上下方向(軸線方向)成分が相殺され、ピストンの押圧力によってコレットがボディの上端または下端に押付けられることが防止されるので、ボディの弾性変形による伸長に伴ってコレットが移動し、コレットに一体的に挟持固定されたサポートロッドが移動することがない。また、コレットの両端面がボディに当接しているので、コレットの軸線方向移動が規制され、ワークを支持したサポートロッドが移動しない。このため、ワークの加工精度の低下を防止できる。
また、第1テーパ外周面と第1テーパ内周面間及び第2テーパ外周面と第2テーパ内周面間に、夫々多数の鋼球を転動可能に介装したので、従来と同様に小さなテーパ角度で大きな挟持固定力を得られる。
また、コレットは、両端面をボディに当接することで位置が規制されており、更に一端部分に形成された軸線方向に突出する突起部でボディに当接させれば、コレットとボディ間の摩擦が小さくなり、挟持固定力の損失が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワーク支持装置の縦断面図である。
【図2】図1のII視図である。
【図3】コレットの斜視図である。
【図4】コレットの突起部とロッドカバー内側面との当接を示す図である。
【図5】ワークを支持した状態を示す図である。
【符号の説明】
1 ワーク支持装置
2 ボディ
14 サポートロッド
19 サポートロッド外周面
20 ボディ内面
21 コレット装置
22 コレット
23 第1ピストン
24 第2ピストン
25 縮径解除ばね(縮径解除手段)
30 第1テーパ外周面
31 第2テーパ外周面
33 突起部
33a 突起部端面
34 ロッドカバー内側面(ボディ内端面)
35 コレット端面
36 受け部上内側面(ボディ内端面)
37 第1テーパ内周面
38 鋼球
40 第2テーパ内周面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece support device capable of fixing a support rod supporting a workpiece at an arbitrary height position when machining the workpiece with a machine tool.
[0002]
[Prior art]
The workpiece support device includes a support rod that is movable in the axial direction within the body. A collet is fitted on the outer peripheral surface of the support rod. The outer peripheral surface of the collet is formed with a tapered outer peripheral surface that inclines from one end side in the axial direction toward the other end side. A piston having a taper inner peripheral surface facing the taper outer peripheral surface from the outside is inserted between the collet and the body. The piston is moved by fluid pressure or a spring in the direction of reducing the diameter of the collet or releasing the diameter. When supporting the workpiece, with the collet diameter reduced, the tip of the support rod comes into contact with the workpiece, and in that state the piston is moved to reduce the collet diameter, and the support rod is clamped and fixed by the collet diameter reduction. To do. Examples of such are disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 6-7868, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-300154, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-146733. In these devices, the collet is in contact with the lower wall of the body by an elastic body. When fixing the support rod, first, the collet is pressed against the lower wall of the body by the piston, and then the collet is reduced in diameter. The support rod is clamped and fixed. As a result, the body extends upward due to the elastic deformation of the metal, but the collet remains at the height received by the lower wall, so the support rod is not lifted upward and the workpiece is not moved. Is prevented. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-146733, a ball is inserted between a tapered outer peripheral surface and a tapered inner peripheral surface to reduce the taper angle and obtain a large clamping force.
[0003]
Moreover, although it is not a workpiece support device, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-38705, the piston rod of the fluid pressure cylinder is fixed by a lock device. This locking device has an inner cylinder (collet) that penetrates the piston rod and has a tapered outer surface in the cylinder tube of the locking device, and a tapered taper whose outer circumferential surface is parallel to the tapered surface of the inner cylinder outside the inner cylinder. The outer cylinder of the surface is arranged coaxially. Both ends of the inner cylinder are in contact with the rod cover, and a ball is interposed between the inner cylinder and the outer cylinder. The outer cylinder is integrally provided with a piston, and is urged by a spring in the direction of reducing the diameter of the inner cylinder. The locking device reduces the diameter of the inner cylinder by the outer cylinder being urged by the spring and locks the piston rod. When releasing the lock, the piston moves the outer cylinder against the urging force of the spring by the piston. The piston rod is moved by releasing the reduced diameter of the inner cylinder.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the workpiece support device described in the above-described conventional technique, when the lower wall of the body is fixed to a fixed member such as a table, the piston that acts on the lower wall of the body via the collet when fixing the support rod Since the pressing force is received by the fixed member, there is almost no displacement of the lower wall, and displacement of the upper end position of the support rod held and fixed to the collet is prevented. However, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-146733, in the case where a fixing portion that extends outward from the body and is fixed to the fixed member is provided on the upper wall side of the body, the piston is pushed when the support rod is clamped and fixed. The pressure (clamping force) is not received by the stationary member via the lower wall, and the lower wall is pushed down without being restrained by the stationary member by the elastic deformation of the body. For this reason, the support rod clamped by the collet together with the piston is lowered, so that the workpiece cannot be supported, and there is a problem that the machining accuracy of the workpiece is lowered. Similarly, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-38705, when a fixing portion is provided on the upper wall of the lock cylinder and fixed to the fixed member, the lower wall of the body is not fixed, so that a tightening force acts on the collet. When doing so, there is a problem that the body is extended and the piston rod is displaced together with the collet. The problem of the present application is that the collet presses the upper and lower walls of the body when the support rod is clamped and fixed even if the work support device has a fixed portion fixed to the fixed side member on the upper wall side of the body. Another object of the present invention is to provide a work support device in which the collet does not move with the displacement of the body and the support rod does not move in the axial direction.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a support rod is provided in the body so as to be movable in the axial direction, a moving means for moving the support rod in the axial direction, and a support rod provided between the outer peripheral surface of the support rod and the inner surface of the body. A work support device comprising a collet device for holding and fixing a first collimating device and a first taper outer peripheral surface that is fitted on the outer peripheral surface of the support rod and is inclined from the central portion toward one end in the axial direction. A collet formed with a second tapered outer peripheral surface inclined in the opposite direction to the first tapered outer peripheral surface toward the other end side, and one end of the collet formed with a first tapered inner peripheral surface facing the first tapered outer peripheral surface A first piston for reducing the diameter of the portion, a second piston for reducing the diameter of the other end portion of the collet formed with the second tapered inner peripheral surface facing the second tapered outer peripheral surface, Consist of a diameter canceling means for canceling the diameter of the collet by the second piston, both ends of the collet, characterized in that in contact with the inner end surface of the respective body (claim 1). According to this, since the collet is provided with two pistons each moving in the opposite direction, each formed with a tapered outer peripheral surface inclined in the opposite direction and a tapered inner peripheral surface for tightening each tapered inner peripheral surface. When the rod is clamped and fixed, a pressing force acts on the collet in both axial directions, so that the pressing forces of the two pistons cancel each other and the pressing of the collet to one end of the body due to the pressing force of the piston is prevented. Thus, the collet is prevented from moving in the axial direction due to the elastic deformation of the body by the collet when the work support is clamped and fixed. Further, since both end faces of the collet are in contact with the body, the movement of the collet in the axial direction is restricted, and the support rod that supports the workpiece does not move.
[0006]
A large number of steel balls are interposed between the first and second tapered outer peripheral surfaces and the first and second tapered inner peripheral surfaces so as to allow rolling (Claim 2). According to this, the taper angle can be reduced similarly to the conventional one, and a large clamping force can be obtained.
[0007]
Forming a protruding portion protruding in the axial direction at one end portion of said collet, the end surface of the protrusion is equal to or abutting the end face in the body (claim 3). Thus, by contacting the protrusion with the inner end surface of the body, the friction between the collet end surface and the body is smaller than when the entire end surface is in contact, and the diameter of the collet is not hindered.
[0008]
The diameter reduction release means is a diameter reduction release spring interposed between the first piston and the second piston (claim 4 ).
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The body 2 of the work support device 1 includes a circular body 3, a mounting portion 4 formed in a square shape on the upper side of the body that extends outward from the body 3, and a body lower wall that is screwed to the body 3. The cap cover 5 and the rod cover 6 which is screwed to the body portion 3 and serves as the upper body wall are configured. The rod cover 6 is prevented from rotating with respect to the body 2 by a non-rotating screw 7. The mounting portion 4 is fixed to a fixed member 8 such as a machine or a jig base by a plurality of mounting bolts (not shown) using the counterbore 4a. The lower portion of the body 2 is formed with a receiving portion 9 that protrudes to the inside of the body, and the lower end portion of the piston holder 10 is sandwiched between the receiving portion 9 and the cap cover 5.
[0010]
A support rod piston 12 is slidably fitted in the center of the piston holder 10. As shown in FIGS. 1 and 5, a cylinder chamber 11 is formed between the piston holder 10 and the cap cover 5, and a lower portion of the support rod piston 12 faces the cylinder chamber 11. Between the upper end portion of the piston holder 10 and the support rod piston 12, a support rod retracting spring 13 as a retracting means is interposed. A support rod 14 is fitted on the outer periphery of the piston holder 10. The support rod 14 penetrates the rod cover 6 and has a tip projecting outside. The support rod 14 is connected to the piston 12 by a connecting bolt 16, and the protruding amount of the support rod 14 is regulated by the connecting bolt 16. Further, a biasing spring 18, which is a biasing means for constantly biasing the support rod 14 in the protruding direction from the body 2, is interposed between the contact bolt 17 and the connecting bolt 16 that are screwed to the tip of the support rod 14. ing.
[0011]
A collet device 21 is provided between the support rod outer peripheral surface 19 and the body inner surface 20. The collet device 21 includes a collet 22, first and second pistons 23 and 24, and a diameter reducing means 25. As shown in FIG. 3, the collet 22 has a substantially cylindrical shape, and is fitted on the outer peripheral surface 19 of the support rod 14, and the support rod 14 is formed by the inner peripheral surface 26 of the collet 22 and the outer peripheral surface 27 of the piston holder 10. Is guided in the axial direction. The collet 22 is provided with a slit 28 extending in the axial direction, and the diameter can be elastically reduced by the slit 28. Further, the outer peripheral surface 29 of the collet 22 has a first tapered outer peripheral surface 30 that is inclined in a tapered manner from the substantially central portion toward one end side in the axial direction (upward), and toward the other end side in the axial direction (downward). It forms in the 2nd taper outer peripheral surface 31 which inclines to a taper in the reverse direction.
[0012]
Further, the collet 22 is formed with a protruding portion 33 protruding in the axial direction at one end portion, and the end surface 33a of the protruding portion 33 abuts on the inner side surface 34 of the rod cover 6 which is one body inner end surface, and the collet 22 The end surface 35 of the other end portion of the other abuts the upper inner surface 36 of the receiving portion 9 which is the other inner end surface of the body, and movement in the axial direction is restricted. As shown in FIG. 4, the end surface 33a of the projecting portion 33 abuts on the body inner end surface 34, thereby reducing the friction and reducing the collet 22 diameter. The resistance between the collet 22 and the inner end faces 34 and 36 is reduced.
[0013]
An annular first piston 23 and second piston 24 are arranged on the outer peripheral side of the collet 22. The first piston 23 is formed with a first taper inner peripheral surface 37 facing the first taper outer peripheral surface 30, and a plurality of steel balls 38 between the first taper inner peripheral surface 37 and the first taper outer peripheral surface 30. Are interposed in a stacked state in contact with each other in the circumferential direction and the axial direction, and a first cylinder chamber 39 is formed between the rod cover 6 and the cylinder. The second piston 24 is formed with a second taper inner peripheral surface 40 facing the second taper outer peripheral surface 31, and a plurality of steel balls 38 also between the second taper inner peripheral surface 40 and the second taper outer peripheral surface 31. Are disposed so as to be stacked in contact with each other in the circumferential direction and the axial direction, and a second cylinder chamber 41 is formed between the cylinder portion 3 and the body portion 3.
[0014]
The cylinder chamber 11, the first cylinder chamber 39, and the second cylinder chamber 41 communicate with the piping port 43 through the fluid communication path 42. In the spring chamber 44 surrounded by the body inner surface 20, the collet outer peripheral surface 29, and the first and second pistons 23 and 24, the first piston 23 and the second piston 24 are separated from each other in the axial direction. A diameter reduction spring 25 as a diameter reduction release means for biasing the first piston 23 and the second piston 24 is interposed in a direction to release the diameter reduction of the collet 22 by the piston 23 and the second piston 24. . The spring chamber 44 communicates with the air reserve port 46 via an air communication passage 47.
[0015]
The fluid pressure acting surface 48 of the piston 12, the first fluid pressure acting surface 49 of the first piston 23, and the second fluid pressure acting surface 50 of the second piston 24 have a projected area of the fluid pressure acting surface 48. The first fluid pressure acting surface 49 and the second fluid pressure acting surface 50 increase in this order. When pressurized fluid is supplied from the piping port 43, the piston 12, the first piston 23, and the second piston 24 are arranged in this order. It comes to move.
[0016]
Next, operation | movement of the workpiece | work support apparatus 1 is demonstrated. When supporting the workpiece W, pressure oil is supplied to the piping port 43. Then, pressure oil is supplied to the cylinder chamber 11, the first cylinder chamber 39, and the second cylinder chamber 41 via the fluid communication path 42, and first, the piston 12 rises against the support rod retracting spring 13 and is connected. The support rod 14 protrudes through the bolt 16 and the biasing spring 18. When the contact bolt 17 abuts against the workpiece W, the ascent of the support rod 14 stops, but further rises until the piston 12 abuts against the piston holder 10 while pressing and contracting the biasing spring 18. Next, the first piston 23 moves downward while contracting the diameter release spring 25, and presses the first taper outer peripheral surface 30 of the collet 22 via the steel ball 38 to correspond to the first taper outer peripheral surface 30. The diameter of the portion is reduced, and the support rod 14 is clamped and fixed by the inner peripheral surface 26 of the collet 22. Further, the second piston 24 moves upward while contracting the diameter release spring 25 with a delay from the first piston 23, and presses the second taper outer peripheral surface 31 of the collet 22 through the steel ball 38, thereby causing the second taper. The diameter corresponding to the outer peripheral surface 31 is reduced, and the support rod 14 is sandwiched and fixed by the inner peripheral surface 26 of the collet 22. Thereby, the support rod 14 is fixed to the height position which supports the workpiece | work W shown in FIG.
[0017]
Thus, by moving the piston 12, the first piston 23, and the second piston 24 in this order, the downward component force of the pressing force of the first piston 23 and the upward component force of the pressing force of the second piston 24 Is canceled, the axial component of the pressing force of the first and second pistons 23, 24 is prevented from moving in the axial direction of the collet 22, and the collet 22 and the support rod 14 are prevented from being displaced in the axial direction. The Further, the collet 22 works so that the axial components of the pressing force of the first piston 23 and the second piston 24 cancel each other, so that the collet 22 presses one end face of the body 2 as in the prior art. The workpiece support device 1 is attached to the fixed side member 8 by the attachment portion 4 at the top of the body 2 without being moved due to the strain of 2 and preventing the support rod 14 from moving integrally with the collet 22. However, the processing accuracy of the workpiece W is not lowered. Further, even if an external force is applied to the collet 22 in a state where the axial components of the pressing force of the first piston 23 and the second piston 24 are offset, the collet 22 is axially applied to the upper and lower end surfaces 34 and 36 of the body 2. Therefore, the support rod 14 held by the collet 22 does not move.
[0018]
Next, when the machining of the workpiece W is completed, the supply of pressure oil to the cylinder chamber 11, the first cylinder chamber 39, and the second cylinder chamber 41 is stopped, and the first piston 23 is moved upward by the diameter reducing spring 25. The second piston 24 is moved downward in the opposite direction, and the collet 22 is expanded in diameter by its own elastic restoring force. The support rod 14 is released from the clamped and fixed state by the collet 22, the piston 12 is moved downward by the support rod retracting spring 13, and the support rod 14 is drawn into the body 2 together with the piston 12.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the collet device that is externally fitted and clamped and fixed to the support rod that is movable in the axial direction in the body of the work support device is directed from the central portion toward the upper end. A collet formed with a first taper outer peripheral surface inclined in a tapered manner and a second taper outer peripheral surface inclined in a tapered manner toward the lower end from the central portion; and the first taper outer peripheral surface The first piston for reducing the diameter of the upper end portion of the collet formed with the first tapered inner peripheral surface, and the second for reducing the diameter of the lower end portion of the collet formed with the second tapered inner peripheral surface facing the second tapered outer peripheral surface. Since it is composed of a piston and a diameter reduction means for releasing the diameter reduction of the collet by the first and second pistons, when the support rod is clamped and fixed, the collet of the first piston and the second piston is opposed. Since the vertical direction (axis direction) component of the pressing force is canceled and the collet is prevented from being pressed against the upper end or lower end of the body by the pressing force of the piston, the collet moves as the body is elastically deformed, The support rod clamped and fixed integrally with the collet does not move. Further, since both end faces of the collet are in contact with the body, the movement of the collet in the axial direction is restricted, and the support rod that supports the workpiece does not move. For this reason, it is possible to prevent a reduction in workpiece machining accuracy.
In addition, since many steel balls are interposed between the first taper outer peripheral surface and the first taper inner peripheral surface and between the second taper outer peripheral surface and the second taper inner peripheral surface so as to be able to roll, A large clamping force can be obtained with a small taper angle.
Also, the position of the collet is regulated by abutting both end surfaces against the body, and if the abutment is projected to the body by an axially protruding protrusion formed at one end, the friction between the collet and the body Becomes smaller and the loss of the clamping force is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a workpiece support device.
FIG. 2 is a view taken along the line II in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a collet.
FIG. 4 is a diagram showing contact between a collet protrusion and an inner surface of a rod cover.
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a workpiece is supported.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work support apparatus 2 Body 14 Support rod 19 Support rod outer peripheral surface 20 Body inner surface 21 Collet apparatus 22 Collet 23 1st piston 24 2nd piston 25 Diameter reduction release spring (diameter reduction release means)
30 1st taper outer peripheral surface 31 2nd taper outer peripheral surface 33 Projection part 33a Projection part end surface 34 Rod cover inner surface (Body inner end surface)
35 Collet end face 36 Inner side of the receiving part (Body inner end face)
37 1st taper inner peripheral surface 38 Steel ball 40 2nd taper inner peripheral surface

Claims (4)

ボディ内に軸線方向に移動可能にサポートロッドを設け、サポートロッドを軸線方向に移動する移動手段と、サポートロッドの外周面とボディ内面間に設けられてサポートロッドを挟持固定するコレット装置とから構成されるワーク支持装置において、コレット装置を、サポートロッドの外周面に外嵌され、中央部分から軸線方向一端側へ向けて傾斜する第1テーパ外周面と軸線方向他端側へ向けて第1テーパ外周面と逆方向に傾斜する第2テーパ外周面とが形成されたコレットと、第1テーパ外周面と対面する第1テーパ内周面が形成されたコレット一端部分を縮径させる第1ピストンと、第2テーパ外周面と対面する第2テーパ内周面が形成されたコレット他端部分を縮径させる第2ピストンと、第1、第2ピストンによるコレットの縮径を解除する縮径解除手段とから構成し、コレットの両端面が夫々ボディの内端面に当接していることを特徴とするワーク支持装置。A support rod is provided in the body so as to be movable in the axial direction, and includes a moving means that moves the support rod in the axial direction, and a collet device that is provided between the outer peripheral surface of the support rod and the inner surface of the body and clamps and fixes the support rod. In the workpiece support device, the collet device is fitted on the outer peripheral surface of the support rod, and the first taper outer peripheral surface is inclined from the central portion toward one end side in the axial direction and the first taper is directed toward the other end side in the axial direction. A collet formed with a second tapered outer peripheral surface inclined in a direction opposite to the outer peripheral surface, and a first piston for reducing the diameter of one end portion of the collet formed with the first tapered inner peripheral surface facing the first tapered outer peripheral surface; A second piston for reducing the diameter of the other end portion of the collet formed with the second taper inner peripheral surface facing the second taper outer peripheral surface, and the collet contraction by the first and second pistons. It consists of a diameter canceling means for canceling a workpiece supporting device, characterized in that both end faces of the collet is in contact with the inner end face of each body. 第1、第2テーパ外周面と第1、第2テーパ内周面間には、多数の鋼球が転動可能に介装されていることを特徴とする請求項1記載のワーク支持装置。  2. The workpiece support device according to claim 1, wherein a large number of steel balls are interposed between the first and second tapered outer peripheral surfaces and the first and second tapered inner peripheral surfaces so as to be able to roll. コレットの一端部分に軸線方向に突出する突起部を形成し、突起部の端面がボディ内端面に当接することを特徴とする請求項記載のワーク支持装置。Forming a protruding portion protruding in the axial direction at one end portion of the collet, the work supporting device according to claim 1, wherein the end face of the protrusion is equal to or abutting the end face in the body. 縮径解除手段は、第1ピストンと第2ピストンとの間に介装される縮径解除ばねであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のワーク支持装置。Diameter releasing means, the work supporting device of any one of claims 1-3, characterized in that the diameter release spring interposed between the first piston and the second piston.
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