专利名称：工件支架的制作方法
技术领域：
本发明，涉及用油压使能弹性变形的套筒体进行弹性变形而将杆进行锁定形式的工件支架，尤其涉及提高工件支架的动作可靠性、并提高耐久性的改良结构。
背景技术：
以往，在进行工件的切削加工时等，实际使用的是将工件例如锁定支承在工件托盘上的工件支架。本案申请人曾提出申请过各种工件支架(也称油压锁定装置)的提案(参照日本专利实开昭59-128902号公报、实开平6-47710号公报等)，还特别提出申请过使结构简单化的工件支架的提案。
使结构简单化的工件支架，具有杆；外嵌在该杆上且向缩径侧能进行弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；外嵌在杆上被壳体构件的前端部保持且在杆的回复移动时、刮取杆的外周面的附着物的刮板；形成在套筒体的外周侧上的外周侧油压室；以及使杆向轴心方向进行移动的油压缸等。
在用该工件支架对工件进行支承时，从工件支架的上方装载工件，将油压从油压供给源向油压作动室进行供给。于是，使杆移动的油压缸进行工作，使油压缸的活塞构件向上方移动，利用一端被该活塞构件挡住的压缩螺旋弹簧的施力，使杆向上方进出移动。杆的前端的输出部以非常弱的力与工件轻轻地抵接。
接着，当油压缸的油压作动室通过油路与外周侧油压室连通时，在套筒体的外周侧的外周侧油压室中发生油压，套筒体向缩径侧进行弹性变形而将杆牢固地锁定，利用该杆对工件进行支承。该工件支架，为了在不使工件弹性变形、轻轻地挡住工件之后能将杆牢固锁定，需要预先将所述压缩螺旋弹簧的施力设定成非常弱。
但是，在以往的工件支架中，尤其在杆的回复移动时，附着在杆的表面上的微小切粉及尘埃、用刮板刮取后的微小切粉及尘埃，从杆与刮板之间的微小间隙向内部侵入，附着在刮板的内面及套筒体的内面上。该场合，杆与套筒体之间的滑动阻力增大，就会成为杆不能圆滑地进出移动的故障状态。也就是说，由于使杆向上方移动的压缩螺旋弹簧的施力非常弱，故杆与套筒体之间的滑动阻力使杆不能圆滑地进出移动。而且，当杆及套筒体受到损伤磨损时，耐久性显著降低。
又，当在刮板的内面附着有微小切粉及尘埃时，杆的表面的切削油就容易向内部侵入。工件支架，由于是通过杆与套筒体之间作用的摩擦力而对杆进行锁定的结构，故当切削油向杆与套筒体之间侵入时，杆与套筒体之间作用的摩擦力减小，工件支架的支承功能降低。该场合，例如，在机械加工中，在振动反复地作用于工件的期间，杆就容易进行微小的移动。
发明内容
本发明的目的在于，在工件支架中，可确保动作可靠性，以使微小切粉等不会从杆与刮板之间的微小间隙向内部侵入，并且可提高耐久性等。
本发明的工件支架，具有杆；外嵌在该杆上且向缩径侧能进行弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；外嵌在杆上被壳体构件的前端部保持且在杆的回复移动时、刮取杆的外周面的附着物的刮板；形成在套筒体的外周侧上的外周侧油压室；以及将油压向该外周侧油压室供给用的油路，其特征在于，具有在所述杆与套筒体的内周面之间形成的空气通路即、连通于杆与刮板之间的间隙的空气通路；将加压空气向所述空气通路供给的空气输入孔。
在用工件支架对工件进行支承时，将工件从该工件支架的上方装载，在使杆进出移动而与工件抵接时，通过油路将来自油压供给源的油压向外周侧油压室供给。由此，在套筒体的外周侧的外周侧油压室中发生油压，使套筒体向缩径侧弹性变形而将杆牢固地进行锁定。
在使杆进行回复移动时，当将油压供给源的阀向排出位置进行切换时，例如，利用压缩螺旋弹簧的弹性施力使杆进行回复移动。例如，在杆的回复移动时，使加压空气从空气输入孔向空气通路供给，并从杆与刮板之间的微小间隙喷出。在杆的回复移动时，刮板刮取杆的外周面的切削油、微小切粉及尘埃等的附着物，用喷出的加压空气使该刮取的附着物向外部可靠地吹散，能防止从杆与刮板之间的微小间隙向内部侵入。
但是，在工件支架的使用中及杆的回复动作中，也可以始终供给加压空气，而从杆与刮板之间的微小间隙喷出。
又，也可以是始终供给不从杆与刮板之间的微小间隙喷出那样程度的压力的加压空气并保持成充填状态，以防止异物向杆与刮板之间的微小间隙的侵入。
又，对于将刮板保持在壳体构件上的位置，也可以不限于壳体构件的前端部。并且，为了与杆与套筒体的内周面之间所形成的空气通路连通，也可以设置形成于壳体构件前端侧部分上的多个空气喷嘴，即设置为了将向壳体构件的前端外突出的杆的外周侧予以覆盖、而用于形成加压空气的气帘的多个喷嘴，又，也可以使所述空气通路不与杆与刮板之间的间隙连通。
该场合，在工件支架的使用中及杆的回复动作中，始终将加压空气从空气输入孔向空气通路供给，形成将从多个空气喷嘴向壳体构件的前端外突出的杆的外周侧覆盖形状的加压空气的气帘。切削油、微小切粉及尘埃等被加压空气的气帘遮断，能防止从多个空气喷嘴等向套筒体的内周面与杆之间侵入。以杆从壳体构件的前端进出的状态，在装入对杆进行驱动的油压缸的场合，若从油压供给源向该油压缸的油压作动室供给油压，则能从壳体构件的前端使杆进出地对工件进行支承。然后，在套筒体的外周侧的外周侧油压室中发生油压，使套筒体向缩径侧进行弹性变形而将杆牢固地锁定。
附图的简单说明
图1是将本发明的实施形态的工件支架和工件的主要部分开有缺口的纵剖主视图。
图2是工件支架(杆回复动作中)的纵剖视图。
图3是工件支架(工件支承状态)的纵剖视图。
图4是变更形态的工件支架(杆回复动作中)的纵剖视图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。
本实施形态的工件支架1，如图1所示，是用来对支承工件2的中央部从下侧将其支承并在切削加工时防止工件2振动的构件。如图2所示，工件支架1，具有大致圆筒状的壳体构件3；杆4；对杆4进行驱动的油压缸5；轴部6；轴构件7；压缩螺旋弹簧8、9；以及金属制的套筒体10等。
首先，对壳体构件3进行说明。如图2、图3所示，从下端侧向上方外部形成开放状的壳体构件3，由两端开放状的壳体本体11和外嵌固定在该壳体本体11上的壳体罩12构成。在壳体本体11上形成有杆收容孔13，并设有刮板14和密封构件15。现在，对刮板14进行说明，刮板14是合成树脂制，以外嵌于杆4的状态保持在壳体构件3的上端壁部上，其上端部在杆4的回复移动时，以刮取杆4外周面的附着物的形态，形成于向越是上方、直径越缩小一侧倾斜的圆锥部14a上。
壳体罩12，是有底筒状结构即、在其上部形成有凸缘部，利用该凸缘部被支承在规定的安装部上。在壳体罩12的底部壁上，形成有将油压向油压缸5的油压作动室16进行供给用的油压供给孔17和空气输入孔18。
接着，对套筒体10进行说明。在套筒体10上，从上部向下部依次地形成有固定环上部19、薄壁筒部20、固定环下部21，这些固定环上部19、薄壁筒部20、固定环下部21一体地形成。固定环上部19从上方被壳体本体11的上端壁部卡止，固定环下部21被夹持固定在壳体本体11与油压缸5之间。薄壁筒部20向直径缩小侧能弹性变形，在薄壁筒部20的外周侧，与壳体本体11之间形成有环状的外周侧油压室22，在外周侧油压室22中充填着油。
接着，对杆4进行说明。如图2、图3所示，杆4能滑动地向套筒体10插入，在杆4的下半部上，从下端部形成有杆4的全长的约2/5长度的圆筒孔23，在其上侧隔开有中间壁部24，形成有比圆筒孔23直径小的圆筒孔25。在圆筒孔23中，内嵌着油压缸5的缸本体27，杆4被套筒体10和缸本体27导向并能上下滑动。
在该杆4与套筒体10的内周面之间形成有空气通路28，从空气输入孔18向空气通路28供给刮板14的接触压力以上的压力(例如，0.02MPa)的加压空气50，使该加压空气50通过空气通路28向杆4与刮板14的微小间隙供给，形成向外部喷出的状态。
接着，对油压缸5进行说明。油压缸5具有缸构件26和活塞构件29。缸构件26，具有与壳体本体11的下端部内嵌螺合的缸基部30和与该缸基部30相连并向上方延伸的缸本体27。在缸构件26上，形成有缸孔26a和弹簧收容孔26b。在缸基部30上，形成有从空气输入孔18与空气通路28相连的通路30a，在缸本体27的上端部的上壁部38上形成有轴插通孔27a。又，还设有密封构件31、32、33。
在缸孔26a中，油密滑动自如地安装着活塞构件29。油压缸5的油压作动室16被缸孔26a的周面、活塞构件29、壳体罩12划分。形成有使油压作动室16与外周侧油压室22连通的倾斜油路34、环状油路35、1个或多个的细径油路36。倾斜油路34形成在缸基部30上，环状油路35形成在缸基部30与壳体本体11之间，细径油路36形成在固定环下部21的外周部侧。又，在活塞构件29上安装着密封构件37。
接着，对使活塞构件29和杆4向下方回复驱动用的压缩螺旋弹簧8进行说明。在缸孔26a的上部和弹簧收容孔26b上，收容有将活塞构件29和杆4向下方侧进行弹性施力的压缩螺旋弹簧8，该压缩螺旋弹簧8的下端部由活塞构件29挡住，压缩螺旋弹簧8的上端部由缸构件26的上壁部38挡住。
接着，对轴部6、轴构件7和压缩螺旋弹簧9进行说明。立向的轴部6与活塞构件29一体形成，在该轴部6的上端部螺合有带凸缘的轴构件7，这些活塞构件29、轴部6、轴构件7一体地进行上下移动。轴部6，由位于压缩螺旋弹簧8内侧的大径部6a和小径部6b构成。在杆4的上半部的内部形成有圆筒孔25，轴部6的小径部6b插通于轴插通孔27a与杆4的中间壁部24的贯通孔中，轴构件7能上下移动地插入于中间壁部24的上侧的圆筒孔25中。
使杆4进出驱动用的压缩螺旋弹簧9，其下端部由轴构件7的凸缘7a挡住，压缩螺旋弹簧9的上端部由螺合固定在杆4的上端的输出构件39挡住，使杆4对轴构件7向上方进行弹性施力。在支承工件时，在输出构件39与工件2抵接时，将压缩螺旋弹簧9的弹性力(即、弹簧长度和弹簧常数)设定成以工件2几乎不弹性变形那样的非常弱的弹性力使杆4与工件2抵接的状态、克服杆4的重量而使杆4能向上方进行驱动。
下面对该工件支架1的作用进行说明。
在机械加工的准备作业阶段，利用1个或多个工件支架1从下方对供给于机械加工的工件2进行支承时，如图2、图3所示，从工件支架1的上方放置工件2，在用未图示的多个夹紧装置可夹紧工件2的外周部分的状态下，开始从油压供给源向油压作动室16供给油压。于是，油压缸5进行工作，包含轴部6的活塞构件29和轴构件7克服压缩螺旋弹簧8的施力而向上方移动，压缩螺旋弹簧9收缩使其弹力增大，以压缩螺旋弹簧9的弱的施力使杆4向上方移动。
杆4的输出构件39与工件2抵接而使杆4成为停止状态，油压作用于套筒体10的外周侧的外周侧油压室22，套筒体10的薄壁筒部20向缩径侧进行弹性变形而将杆4牢固地锁定。这样，在用1个或多个工件支架1对工件2进行支承的状态下，使多个夹紧装置进行夹紧动作而将工件2固定，在该状态下进行机械加工。
又，由于设有细径油路36，在杆4上升后，油压就作用于外周侧油压室22，通过适当设定细径油路36的数量、长度及直径，可对油压作用于外周侧油压室22的时间适当地进行设定。
在工件2的加工结束后使杆4回复时，如图3所示，当将油压供给源例如阀切换至排出位置时，用压缩螺旋弹簧8的施力使包含轴部6的活塞构件29和轴构件7向下方移动，由于轴构件7的凸缘7a与中间壁部24抵接，故杆4与向活塞构件29的下方回复移动连动，也向下方进行回复移动。
在杆4的回复移动时，从未图示的加压空气供给源向空气输入孔18供给刮板14的接触压力以上的压力(例如，0.02MPa)的加压空气，从空气输入孔18向空气通路28供给，从杆4与刮板14之间的微小间隙喷出。在所述杆4的回复移动时，利用刮板14刮取附着在杆4的外周面上的切削油、微小切粉、尘埃等的附着物的绝大部分，被其刮取而从杆4的表面分离后的附着物，利用从杆4与刮板14之间的微小间隙喷出的加压空气喷流50可靠地吹散。
其结果，切削油、微小切粉、尘埃等就不会通过杆4与刮板14之间的微小间隙而向内部侵入。因此，能确保杆4的圆滑的动作并提高耐久性。也就是说，在杆4向上方移动时，能用压缩螺旋弹簧9的施力始终使杆4圆滑地移动，能防止杆4不能回复移动地被锁定等的动作不良情况。而且，能防止对杆4及套筒体10的损伤及磨损。
又，由于切削油也不会从杆4与刮板14之间的微小间隙向内部侵入，故也不会降低杆4与套筒体10之间的摩擦力，还能提高将杆4作成锁定状态的动作可靠性。
又，上述例子只是对使杆4回复动作的场合、将供给加压空气而喷出的场合作为例子作了说明，而在工件支架1的使用中及杆4的回复动作中，也可以始终供给加压空气地进行喷出。也就是说，在机械加工中，由于杆4进行振动，有微小切粉及尘埃等侵入杆4与刮板14之间的微小间隙中的可能性。但是，该场合，即使套筒体10向缩径侧进行弹性变形，也不会将空气通路28闭塞。
又，在向空气通路28供给与刮板14的接触压力相同程度的压力的加压空气、保持充填状态的场合，能将空气通路28内的加压空气作为内压进行保持，能防止切削油、微小切粉及尘埃等的侵入。
接着，对使本实施形态局部性变更后的变更形态进行说明。
但是，对与所述实施形态相同的构件标上相同的符号并适当省略说明。
1)如图4所示，在变更形态的工件支架1A中，在杆4与套筒体10的内周面之间形成有空气通路28A，在壳体本体11A的上端壁部上，与空气通路28A连通的多个(例如16个)的空气喷嘴41，周向留有等间隔地形成了越向外侧、越向上方倾斜的形状。这些空气喷嘴41，形成有加压空气喷流50的气帘，形成将向壳体本体11A的上端外突出的杆4的外周侧覆盖的状态。空气通路28A，成为了即使套筒体10弹性变形也具有作为空气通路的功能的空气通路。
在工件支架1的工作中及杆4的回复移动中，始终将加压空气从空气输入孔18向空气通路28A供给，将加压空气喷流50的气帘，形成将从多个空气喷嘴41向壳体构件3的上端外突出的杆4的外周侧覆盖的状态。所述切削油及微小切粉等，被气帘遮断，就不会从杆4与刮板14之间的微小间隙向内部侵入。
又，在杆4与刮板14之间有微小间隙的场合，还可从该微小间隙喷出加压空气。
2)在工件支架1上，在杆4的回复移动时，既可以将加压空气从空气输入孔18连续地向空气通路28供给，也可以间歇地进行供给。也可以根据刮板14的磨损情况及切削油的种类、工件2的材质等，将加压空气的空气压力设定成比0.02Mpa高或低。
3)所述工件支架1A中的多个空气喷嘴41的数量、直径、倾斜角度等不限于所述的例子，例如，既可以使多个空气喷嘴41与杆4平行地形成，也可以将各空气喷嘴41形成剖面圆弧状。其它，只要在不脱离本发明的宗旨的范围内，也能以所述实施形态中附加各种变更的形态来进行实施。
权利要求
1.一种工件支架，具有杆；外嵌在该杆上且向缩径侧能弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；外嵌在杆上并被壳体构件的前端部保持且在杆的回复移动时将杆的外周面的附着物予以刮取的刮板；形成在套筒体的外周侧上的外周侧油压室；以及将油压向该外周侧油压室供给用的油路，其特征在于，具有所述杆与套筒体的内周面之间形成的空气通路即连通于杆与刮板之间的间隙的空气通路；以及将加压空气向所述空气通路供给的空气输入孔。
2.一种工件支架，具有杆；外嵌在该杆上且向缩径侧能弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；外嵌在杆上并被壳体构件保持且在杆的回复移动时将杆的外周面的附着物予以刮取的刮板；形成在套筒体的外周侧上的外周侧油压室；以及将油压向该外周侧油压室供给用的油路，其特征在于，具有形成于所述杆与套筒体的内周面之间的空气通路；与所述空气通路连通地形成在壳体构件的前端侧部分上的多个空气喷嘴即、将向所述壳体构件的前端外突出的杆的外周侧覆盖形状的、用于形成加压空气的气帘的多个空气喷嘴；以及将加压空气向所述空气通路供给的空气输入孔。
3.如权利要求1或2所述的工件支架，其特征在于，为了所述杆从壳体构件的前端进出，而装入有对杆进行驱动的油压缸。
全文摘要
本发明的工件支架(1)，包括杆(4)、套筒体(10)、壳体构件(3)、刮板(14)、外周侧油压室(22)和油路(34、35、36)，其特征在于，具有杆(4)与套筒体(10)的内周面之间形成的空气通路(28)即连通于杆(4)与刮板(14)之间的微小间隙的空气通路(28)；以及将加压空气(50)向空气通路(18)供给的空气输入孔(18)，在杆(4)的回复移动时，将加压空气(50)从空气输入孔(18)向空气通路(28)供给，从杆(4)与刮板(14)之间的微小间隙喷出。能提供动作可靠性高、能提高耐久性的工件支架。
文档编号F15B15/14GK1558808SQ0182370
公开日2004年12月29日 申请日期2001年10月15日 优先权日2000年7月14日
发明者川上孝幸 申请人:巴斯卡尔工程技术股份有限公司