JP4226937B2 - 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 - Google Patents
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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、軸部材や筒部材に効率よく力を作用させるとともに確実にロック可能なものに関する。
【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には、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１又は複数のスリットを有する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】
【特許文献１】
特開平１０−１４６７３３号公報（第３−５頁、図１−８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載のクランプ装置においては、複数のボールを介してコレットを弾性変形させるため、コレットのテーパー外周面とピストン部材のテーパー内周面との間の摩擦を減らしてコレットに効率よく力を作用させることが可能である。しかしながら、コレットの１又は複数のスリットにボールが係合してしまう虞があり、その場合には、コレットが径縮小側に十分弾性変形できなくなったり、ロッドに対して不均一に力が作用してしまったりして、ロッドを確実にロックすることができなくなる。
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るとともに確実にロック可能なロック装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１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テーパー外周面と軸部材の軸心へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
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や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。軸部材を本体ハウジングの挿通孔に挿通した状態では軸部材にコレット部材が外嵌され、さらに、このコレット部材に筒状体が軸心方向に移動自在に外嵌されている。
【０００８】
このロック装置により軸部材をロックする場合には、流体圧シリンダ等の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動して、コレット部材のテーパー外周面と筒状体のテーパー内周面との間の筒状隙間に介装されたボールを転動させて摩擦を低減しつつ、コレット部材に効率よく力を作用させてコレット部材を径縮小側へ弾性変形させる。ここで、コレット部材に設けられた係合防止部材により、ボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材が十分に径縮小側へ弾性変形できるようになり、軸部材を確実ロックすることができる。
【０００９】
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、前記係合防止部材は、前記スリットに部分的に係合し且つテーパー外周面から径方向外側に部分的に突出するロッド部材で構成されたことを特徴とするものである。従って、このロッド部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを阻止されることになる。
【００１０】
請求項３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、前記係合防止部材は、前記コレット部材のうちのスリットの両端付近部に固定されて径方向に突出する突出部材で構成されたことを特徴とするものである。従って、この突出部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのが阻止される。
【００１１】
請求項４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テーパー外周面と軸部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
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。
【００１３】
請求項５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テーパー内周面と筒部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー内周面との間に所定の隙間を形成するテーパー外周面を有するピストン部材と、前記テーパー内周面とテーパー外周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
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。筒部材を本体ハウジングに外嵌させた状態では、筒部材にコレット部材が内嵌され、さらに、このコレット部材にピストン部材が軸心方向に移動自在に内嵌されている。
【００１５】
このロック装置により筒部材をロックする場合には、流体圧シリンダ等の駆動手段によりピストン部材を一端側へ駆動して、コレット部材のテーパー内周面とピストン部材のテーパー外周面との間の筒状隙間に介装されたボールを転動させて摩擦を低減しつつ、コレット部材に効率よく力を作用させてコレット部材を径拡大側へ弾性変形させる。ここで、コレット部材に設けられた係合防止部材により、ボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材が十分に径縮小側へ弾性変形できるようになり、筒部材を確実ロックすることができる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１〜図５に示すように、ワークサポート１（ロック装置に相当する）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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３つのコレット分割体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とを備えている。３つのコレット分割体３０の間には夫々上下方向（ロッド４の軸心方向）に延びる３つのスリット３０ａが形成され、これら３つのスリット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。３つのコレット分割体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、コレット分割体３０には上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面３０ｃが形成されている。
【００２２】
図４〜図９に示すように、筒状体６の下側２／３の部分は、３つのコレット分割体３０に軸心方向へ移動自在に外嵌されており、筒状体６は、上端側程小径化してコレット部材５のテーパー外周面３０ｃとの間に所定の筒状隙間３４を形成するテーパー内周面６ａを有する。さらに、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。
【００２３】
ところで、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間に形成される筒状隙間３４には、複数のボール３２が介装されており、後述の第１油圧シリンダ７により筒状体６がコレット部材５に対して下方へ駆動されたときに、これら複数のボール３２が転動してテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａとの間の摩擦を低減しつつ、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ように構成されている。
【００２４】
さらに、コレット部材５には、ボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材３５が装着されている。図６〜図８に示すように、コレット部材５の３つのスリット３０ａは、夫々径方向外側程間隔が大きく形成されており、３本のロッド部材３５は、スリット３０ａの上半部において、夫々スリット３０ａに部分的に係合し且つテーパー外周面３０ｃから径方向外側に部分的に突出している。ただし、ロッド部材３５の径はボール３２の径よりも小さく、ロッド部材３５がスリット３０ａと筒状体６のテーパー内周面６ａの両方に係合することはない。尚、これら複数のボール３２及び３本のロッド部材３５は、筒状体６の下端側部分に設けられたボール受け部材３３により下方から受け止められている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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５５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。
【００３０】
次に、ワークサポート１の作用及び効果について説明する。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
このとき、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間の筒状隙間３４において、複数のボール３２が軸心方向に転動しつつテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａに夫々係合するため、テーパー外周面３０ｃとテーパー内周面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。
【００３３】
ここで、コレット部材５には、ボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材３５が装着されており、コレット部材５が径縮小側に弾性変形する際には、ロッド部材３５は、スリット３０ａに部分的に係合した状態で、少し径方向へ押し出されてテーパー外周面３０ｃからさらに径方向外側に突出する。そして、このロッド部材３５により、コレット部材５と筒状体６との間に介装されたボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材５の弾性変形がボール３２により妨げられることがないし、複数のボール３２を介して均等にコレット部材５に力を作用させることができ、ロッド４を確実にロックすることができる。
【００３４】
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、逆に、油室５２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。
【００３５】
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。
【００３６】
２］図１０、図１１に示すように、前記実施形態のロッド部材３５の代わりに、コレット部材５のうちの３つのスリット３０ａの両端付近部に、夫々径方向外側に突出する６つの突出部材６０を設けてもよい。これら突出部材６０によって、コレット部材５と筒状体６との間に介装されたボール３２がスリット３０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材５の弾性変形がボール３２により妨げられることがなく、ロッド４を確実にロックすることができる。尚、突出部材６０は、コレット分割体３０と一体形成することもできる。
【００３７】
３］前記実施形態とは逆に、以下に説明するワークサポート１Ａのように、コレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａが下端側程径縮小側へテーパー化するように形成され、一方、筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａも下端側程小径化するように形成されていてもよい。
【００３８】
図１２〜図１４に示すように、ワークサポート１Ａ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。
【００３９】
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１６２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。
【００４０】
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。
【００４１】
図１２〜図１４に示すように、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３つのコレット分割体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。３つのコレット分割体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、３つのコレット分割体１８１の下側略２／３の部分の外周部には、夫々下端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面１８１ａが形成されている。さらに、図１３に示すように、３つのコレット分割体１８１の間には、夫々上下方向に延びる３つのスリット１８１ｂが形成されており、これら３つのスリット１８１ｂによりコレット部材１５５は径縮小側に弾性変形可能に構成されている。
【００４２】
筒状体１５６は、３つのコレット分割体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、下端側程小径化してコレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａとの間に所定の筒状隙間１８４を形成するテーパー内周面１５６ａを有する。
【００４３】
前記実施形態と同様に、コレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａと筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａとの間の筒状隙間１８４には、複数のボール１８５が介装されている。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、複数のボール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、図１３に示すように、前記実施形態と同様に、コレット部材１５５には、ボール１８５が３つのスリット１８１ｂに係合するのを防止する３本のロッド部材１８８が装着されている。そして、複数のボール１８５及び３本のロッド部材１８８は、筒状体１５６の下側のボール受け部材１８６により下方から受け止められ、このボール受け部材１８６はコイルバネ１８７により上方へ付勢されている。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
このワークサポート１Ａによれば前記実施形態と略同様の作用を奏し、略同様の効果が得られる。即ち、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。
【００４７】
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のテーパー外周面１８１ａと筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａとの間の筒状隙間１８４において、複数のボール１８５がロッド１５４の軸心方向に転動しつつテーパー外周面１８１ａとテーパー内周面１５６ａとに夫々係合するため、テーパー外周面１８１ａとテーパー内周面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。
【００４８】
ここで、コレット部材１５５には、３本のロッド部材１８８が装着されており、これらロッド部材１８８によりボール１８５が３つのスリット１８１ｂに係合するのを防止できるため、コレット部材１５５の径縮小側への弾性変形が妨げられることがないし、複数のボール１８５を介して均等にコレット部材１５５に力を作用させることができるため、ロッド１５４を確実にロックすることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
４］図１５、図１６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。
【００５１】
これらコレット部材５及び筒状体６は、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、上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面３０ｃが形成され、筒状体６には、上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー内周面６ａが形成されている。そして、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間に形成される筒状隙間３４には、複数のボール３２が介装されており、さらに、コレット部材５には、ボール３２が複数のスリット３０ａに係合するのを防止する複数のロッド部材３５が装着されている。
【００５２】
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６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。
【００５３】
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のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間の隙間３４において、複数のボール３２が軸心方向に転動しつつテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａに夫々係合し、テーパー外周面３０ｃとテーパー内周面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。
【００５４】
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ロック装置に本発明を適用した一例である。
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に対して下方へ駆動するコイルバネ１０８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に対しロック解除可能にロックする。
【００５５】
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る下部本体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とを有し、この軸部１１０ｂに下部本体１１１が外嵌されて、下部本体１１１は上部本体１１０にボルト１１２で固定されている。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。
【００５６】
図１７、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、コレット部材１０５は本体ハウジング１０３と同じく筒部材１０４に内嵌される。
【００５７】
図１８に示すように、このコレット部材１０５は、周方向に並ぶ３つのコレット分割体１２０を備えている。３つのコレット分割体１２０の間には夫々上下方向（筒部材１０４の軸心方向）に延びる３つのスリット１２０ａが形成され、これら３つのスリット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。３つのコレット分割体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、コレット分割体１２０には上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー内周面１２０ｃが形成されている。
【００５８】
図１７、図１８に示すように、ピストン部材１０６は、上部本体１１０の軸部１１０ｂ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、３つのコレット分割体１２０に軸心方向へ移動自在に内嵌されている。このピストン部材１０６は、上端側程小径化してコレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとの間に所定の筒状隙間１２４を形成するテーパー外周面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。
【００５９】
ところで、コレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａとの間に形成される筒状隙間１２４には、複数のボール１２２が介装されており、後述の油圧シリンダ１０７によりピストン部材１０６がコレット部材１０５に対して下方へ駆動されたときに、これら複数のボール１２２を介してコレット部材１０５に油圧シリンダ１０７の駆動力が作用して、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。
【００６０】
さらに、図１８、図１９に示すように、コレット部材１０５には、ボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止する、前記実施形態と略同様の３つのロッド部材１２５が装着されている。コレット部材１０５の３つのスリット１２０ａは、夫々径方向内側程間隔が大きく形成されており、ロッド部材１２５は、スリット１２０ａに部分的に係合し且つテーパー内周面１２０ｃから径方向内側に部分的に突出している。
【００６１】
ただし、ロッド部材１２５の径はボール１２２の径よりも小さく、ロッド部材１２５がスリット１２０ａとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａの両方に係合することはない。尚、これら複数のボール１２２及び３本のロッド部材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、複数のボール１２２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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内に配設されており、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。
【００６４】
次に、ロック装置１００の作用及び効果について説明する。
図１７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、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。
【００６５】
このとき、コレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａとの間の筒状隙間１２４において、複数のボール１２２が軸心方向に転動しつつテーパー内周面１２０ｃとテーパー外周面１０６ａに夫々係合するため、テーパー内周面１２０ｃとテーパー外周面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、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。
【００６６】
ここで、コレット部材１０５には、ボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材１２５が装着されており、このロッド部材１２５により、コレット部材１０５とピストン部材１０６との間に介装されたボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材１０５の弾性変形がボール１２２により妨げられることがないし、複数のボール１２２を介して均等にコレット部材１０５に力を作用させることができるため、筒部材１０４を確実にロックすることができる。
【００６７】
筒部材１０４がロックされている状態から、逆に、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の付勢力により上方へ駆動される。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。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コレット部材に、ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたので、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがないし、複数のボールを介して均等にコレット部材に力を作用させることができるため、軸部材を確実にロックすることができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、スリットに部分的に係合し且つテーパー外周面から径方向外側に部分的に突出するロッド部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがなく、軸部材を確実にロックすることができる。
【００７０】
請求項３の発明によれば、コレット部材のうちのスリットの両端付近部に固定されて径方向に突出する突出部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがなく、軸部材を確実にロックすることができる。
請求項４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。
【００７１】
請求項５の発明によれば、コレット部材に、ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたので、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがないし、複数のボールを介して均等にコレット部材に力を作用させることができるため、筒部材を確実にロックすることができる。
【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】コレット部材及びロッド部材の斜視図である。
【図７】図４のVII-VII線断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【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】変更形態の図８相当図である。
【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】図１５のXVI-XVI線断面図である。
【図１７】別実施形態の図４相当図である。
【図１８】図１７のXVIII-XVIII線断面図である。
【図１９】図１８の一部拡大図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 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 テーパー内周面
３０ａ スリット
３０ｃ テーパー外周面
３２ ボール
３４ 筒状隙間
３５ ロッド部材
６０ 突出部材
８０ ロック装置
８３ 本体ハウジング
８４ 軸部材
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 テーパー外周面
１２０ａ スリット
１２０ｃ テーパー内周面
１２２ ボール
１２４ 筒状隙間
１２５ ロッド部材
１５３ 本体ハウジング
１５４ ロッド
１５５ コレット部材
１５６ 筒状体
１５６ａ テーパー内周面
１８１ａ テーパー外周面
１８１ｂ スリット
１８４ 筒状隙間
１８５ ボール
１８８ ロッド部材
【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、軸部材や筒部材に効率よく力を作用させるとともに確実にロック可能なものに関する。
【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には、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１又は複数のスリットを有する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】
【特許文献１】
特開平１０−１４６７３３号公報（第３−５頁、図１−８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載のクランプ装置においては、複数のボールを介してコレットを弾性変形させるため、コレットのテーパー外周面とピストン部材のテーパー内周面との間の摩擦を減らしてコレットに効率よく力を作用させることが可能である。しかしながら、コレットの１又は複数のスリットにボールが係合してしまう虞があり、その場合には、コレットが径縮小側に十分弾性変形できなくなったり、ロッドに対して不均一に力が作用してしまったりして、ロッドを確実にロックすることができなくなる。
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るとともに確実にロック可能なロック装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１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テーパー外周面と軸部材の軸心へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
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や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。軸部材を本体ハウジングの挿通孔に挿通した状態では軸部材にコレット部材が外嵌され、さらに、このコレット部材に筒状体が軸心方向に移動自在に外嵌されている。
【０００８】
このロック装置により軸部材をロックする場合には、流体圧シリンダ等の駆動手段により筒状体を他端側へ駆動して、コレット部材のテーパー外周面と筒状体のテーパー内周面との間の筒状隙間に介装されたボールを転動させて摩擦を低減しつつ、コレット部材に効率よく力を作用させてコレット部材を径縮小側へ弾性変形させる。ここで、コレット部材に設けられた係合防止部材により、ボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材が十分に径縮小側へ弾性変形できるようになり、軸部材を確実ロックすることができる。
【０００９】
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、前記係合防止部材は、前記スリットに部分的に係合し且つテーパー外周面から径方向外側に部分的に突出するロッド部材で構成されたことを特徴とするものである。従って、このロッド部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを阻止されることになる。
【００１０】
請求項３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、前記係合防止部材は、前記コレット部材のうちのスリットの両端付近部に固定されて径方向に突出する突出部材で構成されたことを特徴とするものである。従って、この突出部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのが阻止される。
【００１１】
請求項４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テーパー外周面と軸部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
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。
【００１３】
請求項５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テーパー内周面と筒部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー内周面との間に所定の隙間を形成するテーパー外周面を有するピストン部材と、前記テーパー内周面とテーパー外周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
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。筒部材を本体ハウジングに外嵌させた状態では、筒部材にコレット部材が内嵌され、さらに、このコレット部材にピストン部材が軸心方向に移動自在に内嵌されている。
【００１５】
このロック装置により筒部材をロックする場合には、流体圧シリンダ等の駆動手段によりピストン部材を一端側へ駆動して、コレット部材のテーパー内周面とピストン部材のテーパー外周面との間の筒状隙間に介装されたボールを転動させて摩擦を低減しつつ、コレット部材に効率よく力を作用させてコレット部材を径拡大側へ弾性変形させる。ここで、コレット部材に設けられた係合防止部材により、ボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材が十分に径縮小側へ弾性変形できるようになり、筒部材を確実ロックすることができる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１〜図５に示すように、ワークサポート１（ロック装置に相当する）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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３つのコレット分割体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とを備えている。３つのコレット分割体３０の間には夫々上下方向（ロッド４の軸心方向）に延びる３つのスリット３０ａが形成され、これら３つのスリット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。３つのコレット分割体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、コレット分割体３０には上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面３０ｃが形成されている。
【００２２】
図４〜図９に示すように、筒状体６の下側２／３の部分は、３つのコレット分割体３０に軸心方向へ移動自在に外嵌されており、筒状体６は、上端側程小径化してコレット部材５のテーパー外周面３０ｃとの間に所定の筒状隙間３４を形成するテーパー内周面６ａを有する。さらに、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。
【００２３】
ところで、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間に形成される筒状隙間３４には、複数のボール３２が介装されており、後述の第１油圧シリンダ７により筒状体６がコレット部材５に対して下方へ駆動されたときに、これら複数のボール３２が転動してテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａとの間の摩擦を低減しつつ、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ように構成されている。
【００２４】
さらに、コレット部材５には、ボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材３５が装着されている。図６〜図８に示すように、コレット部材５の３つのスリット３０ａは、夫々径方向外側程間隔が大きく形成されており、３本のロッド部材３５は、スリット３０ａの上半部において、夫々スリット３０ａに部分的に係合し且つテーパー外周面３０ｃから径方向外側に部分的に突出している。ただし、ロッド部材３５の径はボール３２の径よりも小さく、ロッド部材３５がスリット３０ａと筒状体６のテーパー内周面６ａの両方に係合することはない。尚、これら複数のボール３２及び３本のロッド部材３５は、筒状体６の下端側部分に設けられたボール受け部材３３により下方から受け止められている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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５５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。
【００３０】
次に、ワークサポート１の作用及び効果について説明する。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
このとき、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間の筒状隙間３４において、複数のボール３２が軸心方向に転動しつつテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａに夫々係合するため、テーパー外周面３０ｃとテーパー内周面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。
【００３３】
ここで、コレット部材５には、ボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材３５が装着されており、コレット部材５が径縮小側に弾性変形する際には、ロッド部材３５は、スリット３０ａに部分的に係合した状態で、少し径方向へ押し出されてテーパー外周面３０ｃからさらに径方向外側に突出する。そして、このロッド部材３５により、コレット部材５と筒状体６との間に介装されたボール３２が３つのスリット３０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材５の弾性変形がボール３２により妨げられることがないし、複数のボール３２を介して均等にコレット部材５に力を作用させることができ、ロッド４を確実にロックすることができる。
【００３４】
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、逆に、油室５２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。
【００３５】
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。
【００３６】
２］図１０、図１１に示すように、前記実施形態のロッド部材３５の代わりに、コレット部材５のうちの３つのスリット３０ａの両端付近部に、夫々径方向外側に突出する６つの突出部材６０を設けてもよい。これら突出部材６０によって、コレット部材５と筒状体６との間に介装されたボール３２がスリット３０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材５の弾性変形がボール３２により妨げられることがなく、ロッド４を確実にロックすることができる。尚、突出部材６０は、コレット分割体３０と一体形成することもできる。
【００３７】
３］前記実施形態とは逆に、以下に説明するワークサポート１Ａのように、コレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａが下端側程径縮小側へテーパー化するように形成され、一方、筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａも下端側程小径化するように形成されていてもよい。
【００３８】
図１２〜図１４に示すように、ワークサポート１Ａ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。
【００３９】
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１６２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。
【００４０】
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。
【００４１】
図１２〜図１４に示すように、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３つのコレット分割体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。３つのコレット分割体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、３つのコレット分割体１８１の下側略２／３の部分の外周部には、夫々下端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面１８１ａが形成されている。さらに、図１３に示すように、３つのコレット分割体１８１の間には、夫々上下方向に延びる３つのスリット１８１ｂが形成されており、これら３つのスリット１８１ｂによりコレット部材１５５は径縮小側に弾性変形可能に構成されている。
【００４２】
筒状体１５６は、３つのコレット分割体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、下端側程小径化してコレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａとの間に所定の筒状隙間１８４を形成するテーパー内周面１５６ａを有する。
【００４３】
前記実施形態と同様に、コレット部材１５５のテーパー外周面１８１ａと筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａとの間の筒状隙間１８４には、複数のボール１８５が介装されている。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、複数のボール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、図１３に示すように、前記実施形態と同様に、コレット部材１５５には、ボール１８５が３つのスリット１８１ｂに係合するのを防止する３本のロッド部材１８８が装着されている。そして、複数のボール１８５及び３本のロッド部材１８８は、筒状体１５６の下側のボール受け部材１８６により下方から受け止められ、このボール受け部材１８６はコイルバネ１８７により上方へ付勢されている。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
このワークサポート１Ａによれば前記実施形態と略同様の作用を奏し、略同様の効果が得られる。即ち、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。
【００４７】
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のテーパー外周面１８１ａと筒状体１５６のテーパー内周面１５６ａとの間の筒状隙間１８４において、複数のボール１８５がロッド１５４の軸心方向に転動しつつテーパー外周面１８１ａとテーパー内周面１５６ａとに夫々係合するため、テーパー外周面１８１ａとテーパー内周面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。
【００４８】
ここで、コレット部材１５５には、３本のロッド部材１８８が装着されており、これらロッド部材１８８によりボール１８５が３つのスリット１８１ｂに係合するのを防止できるため、コレット部材１５５の径縮小側への弾性変形が妨げられることがないし、複数のボール１８５を介して均等にコレット部材１５５に力を作用させることができるため、ロッド１５４を確実にロックすることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
４］図１５、図１６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。
【００５１】
これらコレット部材５及び筒状体６は、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、上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー外周面３０ｃが形成され、筒状体６には、上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー内周面６ａが形成されている。そして、コレット部材５のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間に形成される筒状隙間３４には、複数のボール３２が介装されており、さらに、コレット部材５には、ボール３２が複数のスリット３０ａに係合するのを防止する複数のロッド部材３５が装着されている。
【００５２】
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６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。
【００５３】
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のテーパー外周面３０ｃと筒状体６のテーパー内周面６ａとの間の隙間３４において、複数のボール３２が軸心方向に転動しつつテーパー外周面３０ｃとテーパー内周面６ａに夫々係合し、テーパー外周面３０ｃとテーパー内周面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。
【００５４】
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ロック装置に本発明を適用した一例である。
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に対して下方へ駆動するコイルバネ１０８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に対しロック解除可能にロックする。
【００５５】
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る下部本体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とを有し、この軸部１１０ｂに下部本体１１１が外嵌されて、下部本体１１１は上部本体１１０にボルト１１２で固定されている。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。
【００５６】
図１７、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、コレット部材１０５は本体ハウジング１０３と同じく筒部材１０４に内嵌される。
【００５７】
図１８に示すように、このコレット部材１０５は、周方向に並ぶ３つのコレット分割体１２０を備えている。３つのコレット分割体１２０の間には夫々上下方向（筒部材１０４の軸心方向）に延びる３つのスリット１２０ａが形成され、これら３つのスリット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。３つのコレット分割体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、コレット分割体１２０には上端側程径縮小側へテーパー化したテーパー内周面１２０ｃが形成されている。
【００５８】
図１７、図１８に示すように、ピストン部材１０６は、上部本体１１０の軸部１１０ｂ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、３つのコレット分割体１２０に軸心方向へ移動自在に内嵌されている。このピストン部材１０６は、上端側程小径化してコレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとの間に所定の筒状隙間１２４を形成するテーパー外周面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。
【００５９】
ところで、コレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａとの間に形成される筒状隙間１２４には、複数のボール１２２が介装されており、後述の油圧シリンダ１０７によりピストン部材１０６がコレット部材１０５に対して下方へ駆動されたときに、これら複数のボール１２２を介してコレット部材１０５に油圧シリンダ１０７の駆動力が作用して、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。
【００６０】
さらに、図１８、図１９に示すように、コレット部材１０５には、ボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止する、前記実施形態と略同様の３つのロッド部材１２５が装着されている。コレット部材１０５の３つのスリット１２０ａは、夫々径方向内側程間隔が大きく形成されており、ロッド部材１２５は、スリット１２０ａに部分的に係合し且つテーパー内周面１２０ｃから径方向内側に部分的に突出している。
【００６１】
ただし、ロッド部材１２５の径はボール１２２の径よりも小さく、ロッド部材１２５がスリット１２０ａとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａの両方に係合することはない。尚、これら複数のボール１２２及び３本のロッド部材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、複数のボール１２２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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内に配設されており、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。
【００６４】
次に、ロック装置１００の作用及び効果について説明する。
図１７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、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。
【００６５】
このとき、コレット部材１０５のテーパー内周面１２０ｃとピストン部材１０６のテーパー外周面１０６ａとの間の筒状隙間１２４において、複数のボール１２２が軸心方向に転動しつつテーパー内周面１２０ｃとテーパー外周面１０６ａに夫々係合するため、テーパー内周面１２０ｃとテーパー外周面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、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。
【００６６】
ここで、コレット部材１０５には、ボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止する３本のロッド部材１２５が装着されており、このロッド部材１２５により、コレット部材１０５とピストン部材１０６との間に介装されたボール１２２が３つのスリット１２０ａに係合するのを防止できるため、コレット部材１０５の弾性変形がボール１２２により妨げられることがないし、複数のボール１２２を介して均等にコレット部材１０５に力を作用させることができるため、筒部材１０４を確実にロックすることができる。
【００６７】
筒部材１０４がロックされている状態から、逆に、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の付勢力により上方へ駆動される。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。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コレット部材に、ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたので、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがないし、複数のボールを介して均等にコレット部材に力を作用させることができるため、軸部材を確実にロックすることができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、スリットに部分的に係合し且つテーパー外周面から径方向外側に部分的に突出するロッド部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがなく、軸部材を確実にロックすることができる。
【００７０】
請求項３の発明によれば、コレット部材のうちのスリットの両端付近部に固定されて径方向に突出する突出部材により、コレット部材と筒状体との間に介装されたボールが複数のスリットに係合するのを防止できるため、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがなく、軸部材を確実にロックすることができる。
請求項４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。
【００７１】
請求項５の発明によれば、コレット部材に、ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたので、コレット部材の弾性変形がボールにより妨げられることがないし、複数のボールを介して均等にコレット部材に力を作用させることができるため、筒部材を確実にロックすることができる。
【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】コレット部材及びロッド部材の斜視図である。
【図７】図４のVII-VII線断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【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】変更形態の図８相当図である。
【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】図１５のXVI-XVI線断面図である。
【図１７】別実施形態の図４相当図である。
【図１８】図１７のXVIII-XVIII線断面図である。
【図１９】図１８の一部拡大図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 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 テーパー内周面
３０ａ スリット
３０ｃ テーパー外周面
３２ ボール
３４ 筒状隙間
３５ ロッド部材
６０ 突出部材
８０ ロック装置
８３ 本体ハウジング
８４ 軸部材
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 テーパー外周面
１２０ａ スリット
１２０ｃ テーパー内周面
１２２ ボール
１２４ 筒状隙間
１２５ ロッド部材
１５３ 本体ハウジング
１５４ ロッド
１５５ コレット部材
１５６ 筒状体
１５６ａ テーパー内周面
１８１ａ テーパー外周面
１８１ｂ スリット
１８４ 筒状隙間
１８５ ボール
１８８ ロッド部材
Claims (5)
- 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テーパー外周面と軸部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、
前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、
前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とする軸部材ロック用のロック装置。 - 前記係合防止部材は、前記スリットに部分的に係合し且つテーパー外周面から径方向外側に部分的に突出するロッド部材で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸部材ロック用のロック装置。
- 前記係合防止部材は、前記コレット部材のうちのスリットの両端付近部に固定されて径方向に突出する突出部材で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸部材ロック用のロック装置。
- 本体ハウジングとこの本体ハウジングに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テーパー外周面と軸部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー外周面との間に所定の隙間を形成するテーパー内周面を有する筒状体と、
前記テーパー外周面とテーパー内周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、
前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とする軸部材ロック用のロック装置。 - 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テーパー内周面と筒部材の軸心方向へ延びる複数のスリットとを有し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小径化してテーパー内周面との間に所定の隙間を形成するテーパー外周面を有するピストン部材と、
前記テーパー内周面とテーパー外周面の間に形成される筒状隙間に介装された複数のボールとを有し、
前記コレット部材に、前記ボールが複数のスリットに係合するのを防止する複数の係合防止部材を設けたことを特徴とする筒部材ロック用のロック装置。
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