JP4550213B2 - 油圧式ロック装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性変形可能なスリーブ体を油圧で弾性変形させてロッドをロックする形式の油圧式ロック装置に関し、特にケース部材内に設けた増圧器により高圧の油圧を発生させてスリーブ体を弾性変形させるように構成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの切削加工時等に際し、ワークをクランプしたりワークを任意の位置にロックしてサポートする油圧式ロック装置が実用に供されている。この種の油圧式ロック装置としては、例えば、実開昭５９−１２８９０２号公報、実開平６−４７７１０号公報に記載のものがある。
【０００３】
実開昭５９−１２８９０２号公報には、略円筒状のケース部材と、ケース部材に摺動自在に内嵌され且つ径縮小側に弾性変形可能な中空状のピストン部材と、このピストン部材に摺動自在に内嵌され且つケース部材を貫通する状態に設けられたロッドとを有する油圧式ロック装置が記載されている。この油圧式ロック装置によれば、ケース部材とピストン部材との間の油圧室に油圧を導入することで、ピストン部材が弾性変形してロッドに圧接し、ピストン部材とロッドとを軸方向に相対移動不能にロックすることができる。
【０００４】
実開平６−４７７１０号公報には、シリンダ本体とそれに摺動自在に内嵌されたピストン部材とを備えた油圧シリンダと、シリンダ本体を挿通するように設けられピストン部材にその軸方向に移動自在に挿通されたロッドと、ピストン部材とロッド間においてロッドに外嵌されるとともにピストン部材にその軸方向に相対移動不能に装着された弾性変形可能なスリーブ体とを有する油圧式ロック装置が記載されている。
【０００５】
この油圧式ロック装置によれば、ピストン部材のうちのスリーブ体の外周側に形成された油圧室に油圧を導入してスリーブ体を弾性変形させ、そのスリーブ体をロッドの外周面に圧接させてピストン部材にロッドを相対移動しないようにロックすることができる。
【０００６】
一方、本願出願人は、油圧式ロック装置の小型化と高出力化、油圧供給源の小型化低圧化を図ることができる油圧式ロック装置を提案している。この油圧式ロック装置は、ケース部材内に外周側油圧室に連通した吐出部を有する増圧器が設けられ、油が外周側油圧室に密封状に充填され、入力油圧により増圧器を駆動して、外周側油圧室に入力油圧よりも高圧の油圧を発生させ、スリーブ体の薄肉筒部を径縮小側へ弾性変形させてロッドをロックするように構成されている。また、１つの油圧供給ポートから、ロッド移動用油圧シリンダに油圧を供給し、増圧器の入力油室に通ずる油路に油圧を供給するように構成され、油圧供給ポートからの入力油圧でもって、ロッド移動用油圧シリンダによりロッドを移動させてワークに当接させてから増圧器によりロッドをロックする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５９−１２８９０２号公報と実開平６−４７７１０号公報に記載の油圧式ロック装置においては、ピストン部材と一体又は別体のスリーブ体を油圧で径縮小側へ弾性変形させて、そのスリーブ体とロッド間に作用する静摩擦力によりロッドをロックする構造である。この構造の場合、スリーブ体を弾性変形させる油圧が低圧であると、ロック力も小さくなってしまう。そこで、大きなロック力を発生させる為には大型のロック装置が必要となり、設備費の面で不利になる。或いは、油圧供給源から高圧の油圧を供給する必要があり、油圧供給源が大型化し、油圧リークが生じやすくなり、高価になる。
【０００８】
本願出願人が提案している油圧式ロック装置では、共通の油圧供給ポートからロッド移動用油圧シリンダと増圧器に油圧を同時に供給しているので、ロッドが十分に移動しないうちに、つまりロッドがワークに当接しないうちに増圧器が作動しロッドをロックしてしまう場合があり、作動の確実性、信頼性に欠けるという問題があった。
本発明の目的は、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めること、油圧式ロック装置の小型化と高出力化を図ること、油圧供給源の小型化及び低圧化を図ること、等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の油圧式ロック装置は、出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に前記外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる供給油路に絞り弁を介装するとともに、前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる排出油路に入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
油圧式ロック装置により機械加工に供するワークを下方から支持する場合を例として説明すると、この油圧式ロック装置の上方からワークを供給し、油圧供給源から油圧供給ポートへ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダが作動しロッドが上方に移動する。これに並行して絞り弁から増圧器の入力油室に油圧が徐々に供給される。ロッドの移動完了後つまりロッドがワークに当接した後に増圧器が駆動されて入力油圧よりも高圧の油圧がスリーブ体の外周側の外周側油圧室に発生する。これにより、スリーブ体の薄肉筒部が縮径側へ弾性変形してロッドを強固にロックする。入力油圧により増圧器を駆動して、スリーブ体の外周側油圧室内の油を加圧するので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００１１】
ワークの加工完了後などロッドを復帰させる際には、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポートから油圧を排出させると、逆止弁が開弁し、増圧器の入力油室の油圧が排出油路を介して油圧供給ポートに排出される。その結果、増圧器が元の状態に復帰し、スリーブ体の薄肉筒部が拡径側へ復帰してロッドのロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダのドレン圧の油を排出しつつロッドを例えば手動により下方に移動させることができる。特に、絞り弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる供給油路に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してから、つまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。
【００１２】
請求項２の油圧式ロック装置は、出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる油路に、油圧供給ポート内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネのバネ力に抗して開弁するシーケンス弁を設け、前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる油路に前記入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この油圧式ロック装置の上方からワークを供給し、油圧供給源から油圧供給ポートへ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダが作動しロッドが上方に移動する。ロッドの移動完了後つまりロッドがワークに当接した後、油圧供給ポート内油圧が、入力油圧よりも高圧に加圧されて所定圧まで上昇する。その後、シーケンス弁が開弁バネのバネ力に抗して開弁し、増圧器の入力油室へ油圧が供給される。以下、請求項１と同様に、ロッドを強固にロックすることができ、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００１４】
ワークの加工完了後などロッドを復帰させる際には、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポートから油圧を排出させると、逆止弁が開弁し、増圧器の入力油室の油圧が油路を介して油圧供給ポートに排出される。その結果、増圧器が元の状態に復帰し、スリーブ体の薄肉筒部が拡径側へ復帰してロッドのロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダのドレン圧の油を排出しつつロッドを例えば手動により下方に移動させることができる。
【００１５】
特に、シーケンス弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる油路に設け、油圧供給ポート内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネのバネ力に抗して開弁するように構成したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してからつまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。
【００１６】
請求項３の油圧式ロック装置は、請求項２の発明において、前記逆止弁の弁体の内部にシーケンス弁を組み込んだことを特徴とするものである。それ故、油圧式ロック装置の構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、ワークサポート装置に本発明を適用した場合の一例である。即ち、本実施形態の油圧式ロック装置１は、図１に示すようにワークＷの中央部を下側からサポートして切削加工時におけるワークＷの振動を防止するためのワークサポート装置である。
【００１８】
図２〜図５に示すように、油圧式ロック装置１は、下端側から上方外部へ開放状に形成された略円筒状のケース部材２、出力部材としてのロッド３、ロッド移動用油圧シリンダ４、金属製のスリーブ体５、外周側油圧室６、増圧器７、絞り弁８、逆止弁９とを有する。ケース部材２について説明すると、図２、図３に示すように、ケース部材２には、その上部約１／３部分に平面視矩形状のフランジ部２ａが形成され、ロッド３のロッド収容孔２ｂが形成されている。ケース部材２内の上部約１／２部分には、ロッド収容孔２ｂよりも大径のピストン収容孔２ｃが形成され、ケース部材２の上端部にはリング状の蓋部１０がピストン収容孔２ｃに蓋をするように取外し可能に螺合されている。ケース部材２の下端部には底板部材１１が取付けられて閉鎖され、有底筒状構造になっている。
【００１９】
スリーブ体５について説明すると、図２、図３に示すように、スリーブ体５には、上部から下部に向け順次、固定リング上部１２、薄肉筒部１３、固定リング下部１４が形成され、固定リング上部１２、薄肉筒部１３、固定リング下部１４は一体形成されている。固定リング上部１２がケース部材２の蓋部１０に固定され、固定リング下部１４がケース部材２のロッド収容孔２ｂに固定されている。特に、薄肉筒部１３は径縮小側へ弾性変形可能に構成され、薄肉筒部１３の外周側には環状の外周側油圧室６が形成され、外周側油圧室６には油が密封状に充填されている。ピストン収容孔２ｃには、スリーブ体５に外嵌された環状のピストン部材１５が収容されている。
【００２０】
ロッド３とロッド移動用油圧シリンダ４について説明すると、図２、図３に示すように、ロッド３の軸心付近部には、下端部からロッド３の全長の約１／２長さの円筒穴１７が形成され、円筒穴１７には円筒状のシリンダ部材１８が内嵌されている。シリンダ部材１８の下端側には、フランジ部が形成され、シリンダ部材１８にはバネ収容穴１８ａとシリンダ穴１８ｂとが形成され、シリンダ部材１８の上端には開口部が形成されている。フランジ部は底板部材１１とケース部材２の下端部との間に挟持され固定されている。シリンダ部材１８のシリンダ穴１８ｂには、バネ受けピストン部材１９が所定ストローク摺動自在に設けられ、バネ収容穴１８ａには２重の圧縮スプリング２０，２１が収容されている。
【００２１】
これらスプリング２０，２１の下端部はバネ受けピストン部材１９で受け止められている。外側のスプリング２０の上端部はシリンダ部材１８の上板部で受け止められ、内側のスプリング２１の上端部は、シリンダ部材１８の開口部を通りロッド３の中段付近の中間壁部３ａで受け止められている。バネ受けピストン部材１９は、大径部と小径部とからなり、大径部はシリンダ穴１８ｂに摺動自在に装着され、小径部は、底板部材１１に形成された油穴に摺動可能に装着され、ロッド移動用油圧シリンダ４の油圧室２２を画成している。尚、符号２３，２４はシール部材を示す。
【００２２】
バネ受けピストン部材１９には立向きのボルト２５が螺合され、ボルト２５とバネ受けピストン部材１９とが一体的に上下動するように構成されている。ボルト２５は、２重のスプリング２０，２１の内部を貫通し中間壁部３ａを貫通して、その頭部が中間壁部３ａの上側の開口穴３ｂに上下動可能に挿入されている。
【００２３】
図２に示すように、ケース部材２の肉壁内及び底板部材１１には、油圧室２２に油圧を供給する為の油路２６が、油圧供給ポート２７から油圧室２２まで形成されている。ロッド移動用油圧シリンダ４を作動させる際には、油圧供給ポート２７から油圧室２２に油圧を供給することで、バネ受けピストン部材１９が上方に移動してスプリング２１の付勢力をロッド３の中間壁部３ａに伝達し、ロッド３を上方へ移動させ、ワークＷに当接させることができる。
【００２４】
増圧器７について説明すると、図２〜図４に示すように、増圧器７は、環状のピストン部材１５と環状の入力油室１６を有し、ピストン部材１５は、その上部約１／２に形成された環状の大径部１５ａと、下部１／２に形成された環状の小径部１５ｂとからなり、これら大径部１５ａと小径部１５ｂとは同一軸心に形成され、大径部１５ａがピストン収容孔２ｃに摺動自在に内嵌されると共にスリーブ体５に摺動自在に外嵌され、小径部１５ｂがロッド収容孔２ｂに摺動自在に内嵌され、小径部１５ｂが外周側油室６の上端側を閉塞し、小径部１５ｂが外周側油室６内の油を加圧可能になっている。
【００２５】
増圧器７の入力油室１６は、蓋部１０の下面とピストン収容孔２ｃとピストン部材１５の大径部１５ａの上面とスリーブ体５の外周面とで画成され、ケース部材２内上部には、この入力油室１６に外部から入力油圧を供給する油圧供給ポート２７と接続金具２８が設けられている。小径部１５ｂの下面の加圧面積は、大径部１５ａの上面の受圧面積の約１／３〜１／５位に小さく設定されて、外周側油圧室６の油圧を入力油室１６の油圧の約３倍〜５倍の高圧に増圧するように構成されている。
【００２６】
絞り弁８について説明すると、図４に示すように、油圧供給ポート２７から増圧器７の入力油室１６に通ずる供給油路２９が形成され、供給油路２９には絞り弁８が内嵌螺合されている。絞り弁８は、細い絞り通路８ａが軸心方向に貫通状に形成された絞り弁体で構成され、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動して移動完了した後に増圧器８を作動させる為のものである。
【００２７】
逆止弁９について説明すると、図２、図４、図５に示すように、入力油室１６から油圧供給ポート２７に通ずる十分に大径の排出油路３０には逆止弁９が設けられ、入力油室１６の油圧を排出可能に構成されている。即ち、逆止弁９は、排出油路３０の油路形成穴に内嵌された弁ケース３２、弁ケース３２内に形成された弁体収容孔３２ａに移動可能に収容された弁体３４、排出油路３０のうちの段付き部に形成された弁座３１、弁体３４を弁座３１に付勢する圧縮スプリング３３などから構成されている。
【００２８】
弁体３４は小径部３４ａ、大径部３４ｂ、この大径部３４ｂに連なるテーパ状の弁部３４ｃとからなり、油圧供給ポート２７の油圧が立っているときには、弁体収容孔３２ａの油圧と、圧縮スプリング３３の付勢力で弁部３４ｃが弁座３１に当接して閉弁状態を維持し、油圧供給ポート２７から入力油室１６への油の流れを阻止するとともに入力油室１６の油圧を排出させないように構成されている。加工完了後、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、スプリング３３の付勢力に抗して弁部３４ｃが弁座３１から離隔して逆止弁９は開弁するように構成されている。符号３５はシール部材を示す。
【００２９】
図３、図４に示すように、ケース部材２の上部にはフィルター、接続金具３６、ポート３７、呼吸孔３８、呼吸路３９，４０，４１が設けられ、作動室４２，４３及びロッド３の昇降によりロッド３の下端側の作動室の呼吸の為に使用される。作動室４２は、ピストン部材１５の大径部１５ａの下面とピストン収容孔２ｃと小径部１５ｂの外周面とで画成された環状空間である。作動室４３は、バネ受けピストン部材１９の大径部の下面とシリンダ部材１８と底板部材１１の突出部の上面とバネ受けピストン部材１９の小径部とで画成された環状空間である。尚、シール部材７０〜７８も設けられている。
【００３０】
次に、この油圧式ロック装置１の作用について説明する。この油圧式ロック装置１により機械加工に供するワークＷを下方から支持する際には、油圧式ロック装置１の上方にワークＷを供給してクランプ装置で固定し、油圧供給源から油圧供給ポート２７へ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動する。これに並行して絞り弁８を介して増圧器７の入力油室１６に油圧が徐々に供給される。ロッド３がワークＷに当接した後に増圧器７が駆動されて入力油圧よりも高圧の油圧がスリーブ体５の外周側の外周側油圧室６に発生する。これにより、スリーブ体５の薄肉筒部１３が縮径側へ弾性変形してロッド３を強固にロックする。入力油圧により増圧器７を駆動して、スリーブ体５の外周側油圧室６内の油を加圧するので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００３１】
例えば、ピストン部材１５の大径部１５ａの上面の受圧面積と、小径部１５ｂの下面の加圧面積の面積比が４：１に設定されているならば、外周側油圧室６の油を入力油圧の約４倍の油圧まで増圧することができる。ワークＷの加工完了後にロッド３を退入位置に復帰させる際には、油圧供給源のバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、逆止弁９が開弁し、増圧器７の入力油室１６の油圧が排出油路３０を介して油圧供給ポート２７に排出される。その結果、増圧器７が元の状態に復帰し、スリーブ体５の薄肉筒部１３が拡径側へ復帰してロッド３のロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダ４のドレン圧の油を排出されて、スプリング２０、２１の付勢力でロッド３を下方に移動させることができる。
【００３２】
特に、絞り弁８を油圧供給ポート２７から入力油室１６に通ずる供給油路２９に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダ４より増圧器７の作動を遅らせることができるから、ロッド３がワークＷに当接した後にロッド３をロックすることができ、油圧式ロック装置１の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポート２７から油圧排出時に開弁する逆止弁９を設けたので、増圧器７の復帰作動が速くなる。
【００３３】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態に係る油圧式ロック装置１Ａについて説明する。但し、前記実施形態と同一またはほぼ同一の部材には、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。図６〜図８に示すように、入力油室１６から油圧供給ポート２７に通ずる油路５１には逆止弁５０とシーケンス弁５７とが設けられている。油圧供給ポート２７から油圧排出時に入力油室１６から油路５１と逆止弁５０を介して油圧を排出可能に構成されている。
【００３４】
図７、図８に示すように、逆止弁５０は、油路５１の油路形成穴に内嵌された弁ケース５４、弁ケース５４内の弁体収容孔５４ａに移動可能に収容された弁体５６、油路５１のうちの段付き部に形成された弁座５３、弁体５６を弁座５３に付勢する圧縮スプリング５５などから構成されている。弁体５６は小径部５６ａ、大径部５６ｂ、この大径部５６ｂに連なるテーパ状の弁部５６ｃとを有する。油圧供給ポート２７の油圧が立っているときには、弁体収容孔５４ａの油圧と、圧縮スプリング５５の付勢力で弁部５６ｃが弁座５３に当接して閉弁状態を維持し、油圧供給ポート２７から入力油室１６への油の流れを阻止するとともに入力油室１６の油圧を排出させないように構成されている。加工完了後、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、スプリング５５の付勢力に抗して弁部５６ｃが弁座５３から離隔して逆止弁５０は開弁するように構成されている。
【００３５】
前記絞り弁８の代わりのシーケンス弁５７について説明すると、図６〜図８に示すように、シーケンス弁５７は、弁体５６、この弁体５６内に移動可能に収容されたボール弁体５９、油路５８内に形成された弁座５８ａ、ボール弁体５９を弁座５８ａに付勢する閉弁バネ６０、閉弁バネ６０を弁体５６内に係止する為の止輪６１などから構成されている。このシーケンス弁５７は、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動して移動完了し、油圧供給ポート２７内油圧が所定圧まで上昇した後に閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁するようになっている。その他前記実施形態と略同様の構成となっている。
【００３６】
次に、この油圧式ロック装置１Ａの作用について説明する。油圧式ロック装置１Ａにより機械加工に供するワークＷを下方から支持する際には、油圧式ロック装置１Ａの上方にワークＷを供給してクランプ装置で固定し、油圧供給源から油圧供給ポート２７へ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動する。ロッド３がワークＷに当接した後、油圧供給ポート２７内油圧が、供給された油圧まで上昇すると、シーケンス弁５７が閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁し、増圧器７の入力油室１６へ油圧が供給されて増圧器７が駆動される。以下、前記実施形態と同様に、ロッド３を強固にロックすることができ、ロック装置１Ａを大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００３７】
ワークＷの加工完了後にロッド３を退入位置に復帰させる際には、油圧供給源のバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、逆止弁５０が開弁し、入力油室１６の油圧が油路５１を介して油圧供給ポート２７に排出される。その結果、増圧器７が元の状態に復帰し、スリーブ体５の薄肉筒部１３が拡径側へ復帰してロッド３のロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダ４のドレン圧の油を排出されてロッド３をスプリング２０、２１の付勢力で下方に移動させることができる。
【００３８】
特に、シーケンス弁５７を油圧供給ポート２７から入力油室１６に通ずる油路５１に設け、油圧供給ポート２７内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁するように構成したので、ロッド移動用油圧シリンダ４より増圧器７の作動を遅らせることができるから、ロッド３が十分に移動してから、つまりロッド３がワークＷに当接した後にロッド３をロックすることができ、油圧式ロック装置１Ａの作動の確実性、信頼性を高めることができる。
【００３９】
油圧供給ポート２７から油圧排出時に開弁する逆止弁５０を設けたので、増圧器７の復帰作動が速くなる。逆止弁５０の弁体５６の内部にシーケンス弁５７を組み込んだので、油圧式ロック装置１Ａの構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。
【００４０】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。１）シーケンス弁を、逆止弁５０の弁体５６の内部に必ずしも組み込む必要はなく、逆止弁５０と別体構造にしてもよい。２）スリーブ体５は金属製好ましくは鋼製のものであるが、金属製のものに限定されず、例えばＦＲＰ製でもよい。本実施形態では、ワークサポート装置としての油圧式ロック装置に本発明を適用したが、各種工作機械や産業機械の油圧式ロック装置に対しても本発明を同様に適用できる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記各実施形態に種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、入力油圧により増圧器を駆動して、スリーブ体の外周側油圧室内の油を加圧し、スリーブ体の薄肉筒部を縮径側へ弾性変形させてロッドを強固にロックすることができるので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００４２】
特に、絞り弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる供給油路に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してから、つまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。それ故、ワークの切削加工のサイクルタイムを短縮することができる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、この油圧式ロック装置は、請求項１の発明の絞り弁の代わりにシーケンス弁を適用した構成であるので、基本的に請求項１と略同様の効果を奏する。
請求項３の発明によれば、逆止弁の弁体の内部にシーケンス弁を組み込んだので、油圧式ロック装置の構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。その他請求項２と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧式ロック装置をワークサポートとして適用した場合の使用例を示す要部切り欠き正面図である。
【図２】油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図３】油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図４】ケース部材における呼吸路と油路の配置を示す横断面図である。
【図５】逆止弁の部分拡大横断面図である。
【図６】変更形態に係る油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図７】変更形態に係る図４相当図である。
【図８】逆止弁とシーケンス弁の部分拡大横断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 油圧式ロック装置
２ ケース部材
３ ロッド
４ ロッド移動用油圧シリンダ
５ スリーブ体
６ 外周側油圧室
７ 増圧器
８ 絞り弁
９，５０ 逆止弁
２７ 油圧供給ポート
２９ 供給油路
３０ 排出油路
５１，５８ 油路
５６ 弁体
５７ シーケンス弁
６０ 閉弁バネ
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性変形可能なスリーブ体を油圧で弾性変形させてロッドをロックする形式の油圧式ロック装置に関し、特にケース部材内に設けた増圧器により高圧の油圧を発生させてスリーブ体を弾性変形させるように構成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの切削加工時等に際し、ワークをクランプしたりワークを任意の位置にロックしてサポートする油圧式ロック装置が実用に供されている。この種の油圧式ロック装置としては、例えば、実開昭５９−１２８９０２号公報、実開平６−４７７１０号公報に記載のものがある。
【０００３】
実開昭５９−１２８９０２号公報には、略円筒状のケース部材と、ケース部材に摺動自在に内嵌され且つ径縮小側に弾性変形可能な中空状のピストン部材と、このピストン部材に摺動自在に内嵌され且つケース部材を貫通する状態に設けられたロッドとを有する油圧式ロック装置が記載されている。この油圧式ロック装置によれば、ケース部材とピストン部材との間の油圧室に油圧を導入することで、ピストン部材が弾性変形してロッドに圧接し、ピストン部材とロッドとを軸方向に相対移動不能にロックすることができる。
【０００４】
実開平６−４７７１０号公報には、シリンダ本体とそれに摺動自在に内嵌されたピストン部材とを備えた油圧シリンダと、シリンダ本体を挿通するように設けられピストン部材にその軸方向に移動自在に挿通されたロッドと、ピストン部材とロッド間においてロッドに外嵌されるとともにピストン部材にその軸方向に相対移動不能に装着された弾性変形可能なスリーブ体とを有する油圧式ロック装置が記載されている。
【０００５】
この油圧式ロック装置によれば、ピストン部材のうちのスリーブ体の外周側に形成された油圧室に油圧を導入してスリーブ体を弾性変形させ、そのスリーブ体をロッドの外周面に圧接させてピストン部材にロッドを相対移動しないようにロックすることができる。
【０００６】
一方、本願出願人は、油圧式ロック装置の小型化と高出力化、油圧供給源の小型化低圧化を図ることができる油圧式ロック装置を提案している。この油圧式ロック装置は、ケース部材内に外周側油圧室に連通した吐出部を有する増圧器が設けられ、油が外周側油圧室に密封状に充填され、入力油圧により増圧器を駆動して、外周側油圧室に入力油圧よりも高圧の油圧を発生させ、スリーブ体の薄肉筒部を径縮小側へ弾性変形させてロッドをロックするように構成されている。また、１つの油圧供給ポートから、ロッド移動用油圧シリンダに油圧を供給し、増圧器の入力油室に通ずる油路に油圧を供給するように構成され、油圧供給ポートからの入力油圧でもって、ロッド移動用油圧シリンダによりロッドを移動させてワークに当接させてから増圧器によりロッドをロックする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５９−１２８９０２号公報と実開平６−４７７１０号公報に記載の油圧式ロック装置においては、ピストン部材と一体又は別体のスリーブ体を油圧で径縮小側へ弾性変形させて、そのスリーブ体とロッド間に作用する静摩擦力によりロッドをロックする構造である。この構造の場合、スリーブ体を弾性変形させる油圧が低圧であると、ロック力も小さくなってしまう。そこで、大きなロック力を発生させる為には大型のロック装置が必要となり、設備費の面で不利になる。或いは、油圧供給源から高圧の油圧を供給する必要があり、油圧供給源が大型化し、油圧リークが生じやすくなり、高価になる。
【０００８】
本願出願人が提案している油圧式ロック装置では、共通の油圧供給ポートからロッド移動用油圧シリンダと増圧器に油圧を同時に供給しているので、ロッドが十分に移動しないうちに、つまりロッドがワークに当接しないうちに増圧器が作動しロッドをロックしてしまう場合があり、作動の確実性、信頼性に欠けるという問題があった。
本発明の目的は、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めること、油圧式ロック装置の小型化と高出力化を図ること、油圧供給源の小型化及び低圧化を図ること、等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の油圧式ロック装置は、出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に前記外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる供給油路に絞り弁を介装するとともに、前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる排出油路に入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
油圧式ロック装置により機械加工に供するワークを下方から支持する場合を例として説明すると、この油圧式ロック装置の上方からワークを供給し、油圧供給源から油圧供給ポートへ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダが作動しロッドが上方に移動する。これに並行して絞り弁から増圧器の入力油室に油圧が徐々に供給される。ロッドの移動完了後つまりロッドがワークに当接した後に増圧器が駆動されて入力油圧よりも高圧の油圧がスリーブ体の外周側の外周側油圧室に発生する。これにより、スリーブ体の薄肉筒部が縮径側へ弾性変形してロッドを強固にロックする。入力油圧により増圧器を駆動して、スリーブ体の外周側油圧室内の油を加圧するので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００１１】
ワークの加工完了後などロッドを復帰させる際には、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポートから油圧を排出させると、逆止弁が開弁し、増圧器の入力油室の油圧が排出油路を介して油圧供給ポートに排出される。その結果、増圧器が元の状態に復帰し、スリーブ体の薄肉筒部が拡径側へ復帰してロッドのロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダのドレン圧の油を排出しつつロッドを例えば手動により下方に移動させることができる。特に、絞り弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる供給油路に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してから、つまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。
【００１２】
請求項２の油圧式ロック装置は、出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる油路に、油圧供給ポート内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネのバネ力に抗して開弁するシーケンス弁を設け、前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる油路に前記入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この油圧式ロック装置の上方からワークを供給し、油圧供給源から油圧供給ポートへ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダが作動しロッドが上方に移動する。ロッドの移動完了後つまりロッドがワークに当接した後、油圧供給ポート内油圧が、入力油圧よりも高圧に加圧されて所定圧まで上昇する。その後、シーケンス弁が開弁バネのバネ力に抗して開弁し、増圧器の入力油室へ油圧が供給される。以下、請求項１と同様に、ロッドを強固にロックすることができ、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００１４】
ワークの加工完了後などロッドを復帰させる際には、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポートから油圧を排出させると、逆止弁が開弁し、増圧器の入力油室の油圧が油路を介して油圧供給ポートに排出される。その結果、増圧器が元の状態に復帰し、スリーブ体の薄肉筒部が拡径側へ復帰してロッドのロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダのドレン圧の油を排出しつつロッドを例えば手動により下方に移動させることができる。
【００１５】
特に、シーケンス弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる油路に設け、油圧供給ポート内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネのバネ力に抗して開弁するように構成したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してからつまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。
【００１６】
請求項３の油圧式ロック装置は、請求項２の発明において、前記逆止弁の弁体の内部にシーケンス弁を組み込んだことを特徴とするものである。それ故、油圧式ロック装置の構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、ワークサポート装置に本発明を適用した場合の一例である。即ち、本実施形態の油圧式ロック装置１は、図１に示すようにワークＷの中央部を下側からサポートして切削加工時におけるワークＷの振動を防止するためのワークサポート装置である。
【００１８】
図２〜図５に示すように、油圧式ロック装置１は、下端側から上方外部へ開放状に形成された略円筒状のケース部材２、出力部材としてのロッド３、ロッド移動用油圧シリンダ４、金属製のスリーブ体５、外周側油圧室６、増圧器７、絞り弁８、逆止弁９とを有する。ケース部材２について説明すると、図２、図３に示すように、ケース部材２には、その上部約１／３部分に平面視矩形状のフランジ部２ａが形成され、ロッド３のロッド収容孔２ｂが形成されている。ケース部材２内の上部約１／２部分には、ロッド収容孔２ｂよりも大径のピストン収容孔２ｃが形成され、ケース部材２の上端部にはリング状の蓋部１０がピストン収容孔２ｃに蓋をするように取外し可能に螺合されている。ケース部材２の下端部には底板部材１１が取付けられて閉鎖され、有底筒状構造になっている。
【００１９】
スリーブ体５について説明すると、図２、図３に示すように、スリーブ体５には、上部から下部に向け順次、固定リング上部１２、薄肉筒部１３、固定リング下部１４が形成され、固定リング上部１２、薄肉筒部１３、固定リング下部１４は一体形成されている。固定リング上部１２がケース部材２の蓋部１０に固定され、固定リング下部１４がケース部材２のロッド収容孔２ｂに固定されている。特に、薄肉筒部１３は径縮小側へ弾性変形可能に構成され、薄肉筒部１３の外周側には環状の外周側油圧室６が形成され、外周側油圧室６には油が密封状に充填されている。ピストン収容孔２ｃには、スリーブ体５に外嵌された環状のピストン部材１５が収容されている。
【００２０】
ロッド３とロッド移動用油圧シリンダ４について説明すると、図２、図３に示すように、ロッド３の軸心付近部には、下端部からロッド３の全長の約１／２長さの円筒穴１７が形成され、円筒穴１７には円筒状のシリンダ部材１８が内嵌されている。シリンダ部材１８の下端側には、フランジ部が形成され、シリンダ部材１８にはバネ収容穴１８ａとシリンダ穴１８ｂとが形成され、シリンダ部材１８の上端には開口部が形成されている。フランジ部は底板部材１１とケース部材２の下端部との間に挟持され固定されている。シリンダ部材１８のシリンダ穴１８ｂには、バネ受けピストン部材１９が所定ストローク摺動自在に設けられ、バネ収容穴１８ａには２重の圧縮スプリング２０，２１が収容されている。
【００２１】
これらスプリング２０，２１の下端部はバネ受けピストン部材１９で受け止められている。外側のスプリング２０の上端部はシリンダ部材１８の上板部で受け止められ、内側のスプリング２１の上端部は、シリンダ部材１８の開口部を通りロッド３の中段付近の中間壁部３ａで受け止められている。バネ受けピストン部材１９は、大径部と小径部とからなり、大径部はシリンダ穴１８ｂに摺動自在に装着され、小径部は、底板部材１１に形成された油穴に摺動可能に装着され、ロッド移動用油圧シリンダ４の油圧室２２を画成している。尚、符号２３，２４はシール部材を示す。
【００２２】
バネ受けピストン部材１９には立向きのボルト２５が螺合され、ボルト２５とバネ受けピストン部材１９とが一体的に上下動するように構成されている。ボルト２５は、２重のスプリング２０，２１の内部を貫通し中間壁部３ａを貫通して、その頭部が中間壁部３ａの上側の開口穴３ｂに上下動可能に挿入されている。
【００２３】
図２に示すように、ケース部材２の肉壁内及び底板部材１１には、油圧室２２に油圧を供給する為の油路２６が、油圧供給ポート２７から油圧室２２まで形成されている。ロッド移動用油圧シリンダ４を作動させる際には、油圧供給ポート２７から油圧室２２に油圧を供給することで、バネ受けピストン部材１９が上方に移動してスプリング２１の付勢力をロッド３の中間壁部３ａに伝達し、ロッド３を上方へ移動させ、ワークＷに当接させることができる。
【００２４】
増圧器７について説明すると、図２〜図４に示すように、増圧器７は、環状のピストン部材１５と環状の入力油室１６を有し、ピストン部材１５は、その上部約１／２に形成された環状の大径部１５ａと、下部１／２に形成された環状の小径部１５ｂとからなり、これら大径部１５ａと小径部１５ｂとは同一軸心に形成され、大径部１５ａがピストン収容孔２ｃに摺動自在に内嵌されると共にスリーブ体５に摺動自在に外嵌され、小径部１５ｂがロッド収容孔２ｂに摺動自在に内嵌され、小径部１５ｂが外周側油室６の上端側を閉塞し、小径部１５ｂが外周側油室６内の油を加圧可能になっている。
【００２５】
増圧器７の入力油室１６は、蓋部１０の下面とピストン収容孔２ｃとピストン部材１５の大径部１５ａの上面とスリーブ体５の外周面とで画成され、ケース部材２内上部には、この入力油室１６に外部から入力油圧を供給する油圧供給ポート２７と接続金具２８が設けられている。小径部１５ｂの下面の加圧面積は、大径部１５ａの上面の受圧面積の約１／３〜１／５位に小さく設定されて、外周側油圧室６の油圧を入力油室１６の油圧の約３倍〜５倍の高圧に増圧するように構成されている。
【００２６】
絞り弁８について説明すると、図４に示すように、油圧供給ポート２７から増圧器７の入力油室１６に通ずる供給油路２９が形成され、供給油路２９には絞り弁８が内嵌螺合されている。絞り弁８は、細い絞り通路８ａが軸心方向に貫通状に形成された絞り弁体で構成され、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動して移動完了した後に増圧器８を作動させる為のものである。
【００２７】
逆止弁９について説明すると、図２、図４、図５に示すように、入力油室１６から油圧供給ポート２７に通ずる十分に大径の排出油路３０には逆止弁９が設けられ、入力油室１６の油圧を排出可能に構成されている。即ち、逆止弁９は、排出油路３０の油路形成穴に内嵌された弁ケース３２、弁ケース３２内に形成された弁体収容孔３２ａに移動可能に収容された弁体３４、排出油路３０のうちの段付き部に形成された弁座３１、弁体３４を弁座３１に付勢する圧縮スプリング３３などから構成されている。
【００２８】
弁体３４は小径部３４ａ、大径部３４ｂ、この大径部３４ｂに連なるテーパ状の弁部３４ｃとからなり、油圧供給ポート２７の油圧が立っているときには、弁体収容孔３２ａの油圧と、圧縮スプリング３３の付勢力で弁部３４ｃが弁座３１に当接して閉弁状態を維持し、油圧供給ポート２７から入力油室１６への油の流れを阻止するとともに入力油室１６の油圧を排出させないように構成されている。加工完了後、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、スプリング３３の付勢力に抗して弁部３４ｃが弁座３１から離隔して逆止弁９は開弁するように構成されている。符号３５はシール部材を示す。
【００２９】
図３、図４に示すように、ケース部材２の上部にはフィルター、接続金具３６、ポート３７、呼吸孔３８、呼吸路３９，４０，４１が設けられ、作動室４２，４３及びロッド３の昇降によりロッド３の下端側の作動室の呼吸の為に使用される。作動室４２は、ピストン部材１５の大径部１５ａの下面とピストン収容孔２ｃと小径部１５ｂの外周面とで画成された環状空間である。作動室４３は、バネ受けピストン部材１９の大径部の下面とシリンダ部材１８と底板部材１１の突出部の上面とバネ受けピストン部材１９の小径部とで画成された環状空間である。尚、シール部材７０〜７８も設けられている。
【００３０】
次に、この油圧式ロック装置１の作用について説明する。この油圧式ロック装置１により機械加工に供するワークＷを下方から支持する際には、油圧式ロック装置１の上方にワークＷを供給してクランプ装置で固定し、油圧供給源から油圧供給ポート２７へ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動する。これに並行して絞り弁８を介して増圧器７の入力油室１６に油圧が徐々に供給される。ロッド３がワークＷに当接した後に増圧器７が駆動されて入力油圧よりも高圧の油圧がスリーブ体５の外周側の外周側油圧室６に発生する。これにより、スリーブ体５の薄肉筒部１３が縮径側へ弾性変形してロッド３を強固にロックする。入力油圧により増圧器７を駆動して、スリーブ体５の外周側油圧室６内の油を加圧するので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００３１】
例えば、ピストン部材１５の大径部１５ａの上面の受圧面積と、小径部１５ｂの下面の加圧面積の面積比が４：１に設定されているならば、外周側油圧室６の油を入力油圧の約４倍の油圧まで増圧することができる。ワークＷの加工完了後にロッド３を退入位置に復帰させる際には、油圧供給源のバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、逆止弁９が開弁し、増圧器７の入力油室１６の油圧が排出油路３０を介して油圧供給ポート２７に排出される。その結果、増圧器７が元の状態に復帰し、スリーブ体５の薄肉筒部１３が拡径側へ復帰してロッド３のロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダ４のドレン圧の油を排出されて、スプリング２０、２１の付勢力でロッド３を下方に移動させることができる。
【００３２】
特に、絞り弁８を油圧供給ポート２７から入力油室１６に通ずる供給油路２９に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダ４より増圧器７の作動を遅らせることができるから、ロッド３がワークＷに当接した後にロッド３をロックすることができ、油圧式ロック装置１の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポート２７から油圧排出時に開弁する逆止弁９を設けたので、増圧器７の復帰作動が速くなる。
【００３３】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態に係る油圧式ロック装置１Ａについて説明する。但し、前記実施形態と同一またはほぼ同一の部材には、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。図６〜図８に示すように、入力油室１６から油圧供給ポート２７に通ずる油路５１には逆止弁５０とシーケンス弁５７とが設けられている。油圧供給ポート２７から油圧排出時に入力油室１６から油路５１と逆止弁５０を介して油圧を排出可能に構成されている。
【００３４】
図７、図８に示すように、逆止弁５０は、油路５１の油路形成穴に内嵌された弁ケース５４、弁ケース５４内の弁体収容孔５４ａに移動可能に収容された弁体５６、油路５１のうちの段付き部に形成された弁座５３、弁体５６を弁座５３に付勢する圧縮スプリング５５などから構成されている。弁体５６は小径部５６ａ、大径部５６ｂ、この大径部５６ｂに連なるテーパ状の弁部５６ｃとを有する。油圧供給ポート２７の油圧が立っているときには、弁体収容孔５４ａの油圧と、圧縮スプリング５５の付勢力で弁部５６ｃが弁座５３に当接して閉弁状態を維持し、油圧供給ポート２７から入力油室１６への油の流れを阻止するとともに入力油室１６の油圧を排出させないように構成されている。加工完了後、油圧供給源の例えばバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、スプリング５５の付勢力に抗して弁部５６ｃが弁座５３から離隔して逆止弁５０は開弁するように構成されている。
【００３５】
前記絞り弁８の代わりのシーケンス弁５７について説明すると、図６〜図８に示すように、シーケンス弁５７は、弁体５６、この弁体５６内に移動可能に収容されたボール弁体５９、油路５８内に形成された弁座５８ａ、ボール弁体５９を弁座５８ａに付勢する閉弁バネ６０、閉弁バネ６０を弁体５６内に係止する為の止輪６１などから構成されている。このシーケンス弁５７は、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動して移動完了し、油圧供給ポート２７内油圧が所定圧まで上昇した後に閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁するようになっている。その他前記実施形態と略同様の構成となっている。
【００３６】
次に、この油圧式ロック装置１Ａの作用について説明する。油圧式ロック装置１Ａにより機械加工に供するワークＷを下方から支持する際には、油圧式ロック装置１Ａの上方にワークＷを供給してクランプ装置で固定し、油圧供給源から油圧供給ポート２７へ入力油圧を供給すると、ロッド移動用油圧シリンダ４が作動しロッド３が上方に移動する。ロッド３がワークＷに当接した後、油圧供給ポート２７内油圧が、供給された油圧まで上昇すると、シーケンス弁５７が閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁し、増圧器７の入力油室１６へ油圧が供給されて増圧器７が駆動される。以下、前記実施形態と同様に、ロッド３を強固にロックすることができ、ロック装置１Ａを大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００３７】
ワークＷの加工完了後にロッド３を退入位置に復帰させる際には、油圧供給源のバルブを切換えて油圧供給ポート２７から油圧を排出させると、逆止弁５０が開弁し、入力油室１６の油圧が油路５１を介して油圧供給ポート２７に排出される。その結果、増圧器７が元の状態に復帰し、スリーブ体５の薄肉筒部１３が拡径側へ復帰してロッド３のロック状態が解除され、ロッド移動用油圧シリンダ４のドレン圧の油を排出されてロッド３をスプリング２０、２１の付勢力で下方に移動させることができる。
【００３８】
特に、シーケンス弁５７を油圧供給ポート２７から入力油室１６に通ずる油路５１に設け、油圧供給ポート２７内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネ６０のバネ力に抗して開弁するように構成したので、ロッド移動用油圧シリンダ４より増圧器７の作動を遅らせることができるから、ロッド３が十分に移動してから、つまりロッド３がワークＷに当接した後にロッド３をロックすることができ、油圧式ロック装置１Ａの作動の確実性、信頼性を高めることができる。
【００３９】
油圧供給ポート２７から油圧排出時に開弁する逆止弁５０を設けたので、増圧器７の復帰作動が速くなる。逆止弁５０の弁体５６の内部にシーケンス弁５７を組み込んだので、油圧式ロック装置１Ａの構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。
【００４０】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。１）シーケンス弁を、逆止弁５０の弁体５６の内部に必ずしも組み込む必要はなく、逆止弁５０と別体構造にしてもよい。２）スリーブ体５は金属製好ましくは鋼製のものであるが、金属製のものに限定されず、例えばＦＲＰ製でもよい。本実施形態では、ワークサポート装置としての油圧式ロック装置に本発明を適用したが、各種工作機械や産業機械の油圧式ロック装置に対しても本発明を同様に適用できる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記各実施形態に種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、入力油圧により増圧器を駆動して、スリーブ体の外周側油圧室内の油を加圧し、スリーブ体の薄肉筒部を縮径側へ弾性変形させてロッドを強固にロックすることができるので、ロック装置を大型化することなく高出力化を図ることができ、油圧供給源の小型化と低圧化を図ることができる。
【００４２】
特に、絞り弁を油圧供給ポートから入力油室に通ずる供給油路に介装したので、ロッド移動用油圧シリンダより増圧器の作動を遅らせることができるから、ロッドが十分に移動してから、つまりロッドがワークに当接した後にロッドをロックすることができ、油圧式ロック装置の作動の確実性、信頼性を高めることができる。油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたので、増圧器の復帰作動が速くなる。それ故、ワークの切削加工のサイクルタイムを短縮することができる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、この油圧式ロック装置は、請求項１の発明の絞り弁の代わりにシーケンス弁を適用した構成であるので、基本的に請求項１と略同様の効果を奏する。
請求項３の発明によれば、逆止弁の弁体の内部にシーケンス弁を組み込んだので、油圧式ロック装置の構造が簡単化し、部品点数を少なくすることができるから、製作費を低減することができると共に、ロック装置自体をコンパクト化できる。その他請求項２と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧式ロック装置をワークサポートとして適用した場合の使用例を示す要部切り欠き正面図である。
【図２】油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図３】油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図４】ケース部材における呼吸路と油路の配置を示す横断面図である。
【図５】逆止弁の部分拡大横断面図である。
【図６】変更形態に係る油圧式ロック装置の縦断面図である。
【図７】変更形態に係る図４相当図である。
【図８】逆止弁とシーケンス弁の部分拡大横断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 油圧式ロック装置
２ ケース部材
３ ロッド
４ ロッド移動用油圧シリンダ
５ スリーブ体
６ 外周側油圧室
７ 増圧器
８ 絞り弁
９，５０ 逆止弁
２７ 油圧供給ポート
２９ 供給油路
３０ 排出油路
５１，５８ 油路
５６ 弁体
５７ シーケンス弁
６０ 閉弁バネ
Claims (3)
- 出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、
前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に前記外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、
前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、
前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、
前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる供給油路に絞り弁を介装するとともに、前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる排出油路に入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とする油圧式ロック装置。 - 出力部材としてのロッドと、このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能な薄肉筒部を備えたスリーブ体と、このスリーブ体を支持するケース部材と、前記スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備えた油圧式ロック装置において、
前記ロッドを軸心方向へ移動させるロッド移動用油圧シリンダを設け、前記ケース部材内に外周側油圧室内の油を加圧する環状の増圧器を設け、
前記増圧器は、環状の入力油室と、前記スリーブ体に油密に摺動自在に外嵌された環状のピストン部材であって、前記入力油室の油圧を受圧する環状の大径部と、前記外周側油圧室内の油を加圧可能な前記大径部より小径の小径部とを有するピストン部材を備え、
前記ケース部材にロッド移動用油圧シリンダと前記増圧器の入力油室に油圧を供給する油圧供給ポートを設け、
前記油圧供給ポートから前記入力油室に通ずる油路に、油圧供給ポート内油圧が所定圧まで上昇後に閉弁バネのバネ力に抗して開弁するシーケンス弁を設け、
前記入力油室から油圧供給ポートに通ずる油路に前記入力油室の油圧を排出可能な逆止弁であって油圧供給ポートから油圧排出時に開弁する逆止弁を設けたことを特徴とする油圧式ロック装置。 - 前記逆止弁の弁体の内部にシーケンス弁を組み込んだことを特徴とする請求項２に記載の油圧式ロック装置。
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