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可弹性变形的套筒体发生弹性变形而将杆锁定方式的工件支架，特别是涉及具有可靠性优良的支承功能的工件支架。
背景技术：
以往，在将工件固定在工件台等上进行机械加工时，因工件的弹性变形和高频振动而使加工精度下降。为此，有一种实用性的、从机械加工侧的反向侧挡住供机械加工的工件的工件支架。本申请人曾提出过多种工件支架(也称油压锁定装置)的方案，特别是提出了结构简单的工件支架的方案并已实用化(参照日本专利实开昭59-128902号公报、实开平6-47710号公报)。
这些工件支架的结构是利用油压，使与活塞构件一体或分体的套筒体向缩径侧弹性变形，依靠作用于该套筒体与杆间的静摩擦力，将杆锁定。
采用这种结构，若使套筒体弹性变形的油压是低压，则锁定力也小。为了发生大的锁定力，需要有大型的工件支架，不利于降低设备的费用、或者需要从油压供给源供给高压的油压，会使油压供给源大型化，容易发生油压泄漏，增加成本。
为此，本发明人设想并正在开发一种能使工件支架小型化、高输出化且利用加压气体将杆锁定的工件支架。在该工件支架中，预先将油封入套筒体的外周侧形成的外周侧油压室和与该外周侧油压室连通的环状油室，利用加压气体使该油通过增压活塞构件而进行加压。
在用该工件支架支承工件时，在放置工件并用另外的夹持装置等固定之后，将加压气体从加压气体供给源向空气输入口供给。这样，活塞构件克服将杆进行复位驱动的压缩螺旋弹簧的施力而向上方进行前进移动，利用将杆进行前进驱动的压缩螺旋弹簧的施力，使杆向上方进行前进移动。
在以弱小的力轻轻地与杆前端的输出部抵接之后，向增压活塞构件下侧的气体工作室供给加压气体，对增压活塞构件向上方进行滑动驱动。这样，外周侧油压室的油被加压，套筒体的薄壁筒部向缩径侧弹性变形，与杆牢固地压接而将杆锁定，工件被该杆挡住·支承。
杆在复位移动时，停止向所述下侧的气体工作室和与活塞构件连通的所述空气输入口的加压气体供给，向增压活塞构件上侧的气体工作室供给加压气体，将增压活塞构件向下方滑动驱动。然后，利用压缩螺旋弹簧的施力使活塞构件进行退入移动，使杆复位移动至退入侧。
但是，在由上述加压气体将杆锁定方式的工件支架中，使杆复位移动时，若利用加压气体将增压活塞朝下方强制性地滑动驱动，则增压活塞构件内周侧的环状油室成为负压。这样，空气和加压气体会侵入环状油室和外周侧油压室中。一旦压缩性气体侵入外周侧油压室，油压就不会上升，降低了杆与套筒体的摩擦力，降低工件支架的支承功能。
本发明目的在于，提供可消除与外周侧油压室连通的油室的负压、具有可靠性优良的支承功能的工件支架。
发明内容
本发明的工件支架，包括杆；外嵌于该杆上、且可向缩径侧弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；与杆外嵌状地保持在壳体构件的前端部、且在杆复位移动时将杆外周面上的附着物刮去的刮板；以及形成于套筒体外周侧的外周侧油压室，其特征在于，具有利用加压气体将充填于所述外周侧油压室的油、通过增压活塞构件进行加压的增压加压装置；形成于所述杆与套筒体的内周面之间的空气通路即、连通于杆与套筒体间的间隙的空气通路；以及向该空气通路供给加压气体的加压气体供给装置，所述增压活塞构件的结构是横截状分割的分割构造，在增压活塞构件的分割面的至少一方，形成有从加压气体供给装置通向空气通路的空气通路用的多个槽部。
在用工件支架将供机械加工的工件挡住·支承时，从该工件支架的上方放置工件，用另外设置的夹持装置等作成固定的状态。然后，将杆前进驱动，以非常弱小的力轻轻地使杆前端的输出部与工件抵接后，对增压加压装置的增压活塞构件进行滑动驱动。这样，外周侧油压室的油被加压，套筒体向缩径侧弹性变形，与杆牢固地压接而将杆锁定，工件被该杆挡住·支承。
在使杆复位移动时，停止增压加压装置的驱动，由加压气体供给装置将加压气体通过多个槽部向空气通路供给，从杆与刮板间的微小间隙中喷出。
同时，利用所述加压气体，使增压活塞构件的输入侧分割体从输出侧分割体分离并进行滑动驱动，稍后输出侧分割体移动，外周侧油压室的油压下降。并且，解除杆的锁定状态，使杆复位移动至退入侧。
此时，首先，利用加压气体强制性地只将增压活塞构件的输入侧分割体进行滑动驱动，其次，利用套筒体的弹性复位使增压活塞构件的输出侧分割体向下方移动，因此，通向外周侧油压室的油室不会成为负压，可防止空气和加压气体侵入外周侧油压室中。这样，因压缩性气体不侵入外周侧油压室，故通过可靠地对外周侧油压室的油进行加压，能可靠地将杆锁定，从而对工件进行支承。
另外，工件支架具有利用加压气体将充填于所述外周侧油压室的油、通过增压活塞构件进行加压的增压加压装置；为了对所述杆朝进出侧施力、在杆的基端侧部分承受加压气体的受压室；以及向该受压室供给加压气体的加压气体供给装置，在该工件支架上，所述增压活塞构件的结构是横截状分割的分割构造，在增压活塞构件的分割面的至少一方，形成有从加压气体供给装置通向受压室的空气通路用的多个槽部。
在此场合，在用工件支架将工件挡住·支承时，从该工件支架的上方放置工件，用另外设置的夹持装置等作成固定的状态。其次，若由加压气体供给装置将加压气体通过多个槽部供给至受压室，杆向上方进行前进移动，以非常弱小的力轻轻地使杆前端的输出部与工件抵接。
然后，若对增压加压装置的增压活塞构件进行滑动驱动，则外周侧油压室的油被加压，套筒体向缩径侧弹性变形，与杆牢固地压接而将杆锁定，工件被该杆挡住·支承。
杆在复位移动时，一旦停止增压加压装置的驱动，则利用加压气体供给装置供给的加压气体，使增压活塞构件的输入侧分割体从输出侧分割体分离并进行滑动驱动，稍后使输出侧分割体移动。
另外，也可在增压加压装置的增压活塞构件的上下两侧，分别形成气体工作室。在此场合，通过将加压气体向下侧的工作室供给，将增压活塞构件的输入侧分割体和输出侧分割体一体地向上方进行驱动，使外周侧油压室的油加压。
此时，增压加压装置，也可在增压活塞构件的内周侧具有与外周侧油压室连通的环状油室。在此场合，将增压活塞构件进行滑动驱动，增减环状油室的容量，可控制外周侧油压室的油压。
另外，也可在工件支架上，设置将杆前进驱动的压缩螺旋弹簧。并且，也可设置将杆进行复位驱动的螺旋弹簧。
附图的简单说明图1为本发明实施例中的工件支架和工件的要部切开的纵剖面主视图。
图2为工件支架(杆复位动作中)的纵剖视图。
图3为工件支架(锁定状态)的纵剖视图。
图4为工件支架(锁定解除状态)的纵剖视图。
图5为变更例的工件支架(锁定解除状态)的纵剖视图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施例。本实施例的工件支架1，如图1所示，用于从下侧对供机械加工的工件2的中央部进行支承，以防止工件2的弹性变形和振动。
如图2～图4所示，工件支架1包括大致圆筒状的壳体构件3；杆4；驱动杆4的气缸5；加压气体供给机构6；压缩螺旋弹簧7、8；滑动自如地外嵌在杆4上的套筒体9；以及利用加压气体、通过增压活塞构件10对油进行加压的增压加压机构11等。
先说明壳体构件3。如图2～图4所示，壳体构件3用于安装并支承杆4和套筒体9，由两端开放状的外壳12、下壳13和内壳14等构成。外壳12的下端部与下壳13内嵌螺合，在该下壳13上形成有空气输入口15、16、17。外壳12的上端部与内壳14内嵌螺合，该内壳14的内周侧形成有套筒体收容孔18，并安装着刮板19和密封构件20、21。
合成树脂制的刮板19，与杆4外嵌状地被保持在内壳14的上端壁部，并形成有杆4复位移动时刮去杆4外周面的附着物的、尖形的前端部19a。内壳14下半部的大径部26和小径部27形成同一轴心。在大径部26、小径部27间的台阶部附近的壁部，形成有水平方向的多个连通路28，增压活塞构件10的一部分滑动自如地被外嵌于这些大径部26和小径部27上。另外，还安装着密封构件25a、25b、25c。
下面说明杆4。如图2～图4所示，杆4滑动自如地被插入套筒体9中。在杆4的下半部形成有杆4全长约2/5长度的圆筒孔29，杆4的上半部，隔着中间壁部30地形成有比圆筒孔29直径小的圆筒孔31。气缸5的气缸本体32被内嵌在圆筒孔29中，杆4受套筒体9和气缸本体32的引导且可上下滑动。在杆4的上端螺合固定着输出部33，支承工件2时，输出部33与工件2抵接。
下面说明套筒体9。套筒体9由外侧金属制的外套筒34和内侧的合成树脂制的内套筒35构成，内套筒35几乎无间隙且滑动自如地外嵌在杆4上。在外套筒34上，从上部向下部依次形成有固定环上部36、薄壁筒部37、固定环下部38，这些固定环上部36、薄壁筒部37和固定环下部38一体形成。
固定环上部36从上方被卡止在内壳14的上端壁部，内套筒35的上端部从上方被卡止在刮板19上。形成于内套筒35下端部的凸缘部35a，与固定环下部38一体状卡合，这些凸缘部35a和固定环下部38被夹持固定于内壳14与气缸5间。薄壁筒部37可向缩径侧弹性变形，在薄壁筒部37的外周侧形成有环状的外周侧油压室39。在外周侧油压室39中，装入了从内壳14上端壁部形成的多个充填口40充填的油。
在杆4与内套筒35的内周面之间形成空气通路41，从空气输入口17向空气通路41供给刮板19的接触压力以上的压力(例如0.02MPa)的加压气体，该加压气体通过空气通路41供给至杆4与刮板19间的微小间隙δ，向外部喷出。
下面说明气缸5。如图2～图4所示，气缸5具有气缸本体32和活塞构件42。在气缸本体32外周的长度方向途中部形成有凸缘部43，该凸缘部43与内壳14的下端部内嵌螺合。在凸缘部43上形成有多个竖立状的连通路43a，将由加压气体供给机构6供给气体工作室44a的加压气体引向空气通路41。
在气缸本体32上形成有兼用于弹簧收容孔的气缸孔45，在气缸孔45中安装着滑动自如的活塞构件42。在气缸本体32上端部的上壁部46形成有开口部47。气缸5的空气工作室48由气缸孔45的内周面、活塞构件42和下壳13构成，从未图示的加压气体供给源将加压气体通过空气输入口15供给至空气工作室48，向上方对活塞构件42进行滑动驱动。另外，还设置有密封构件49。
下面说明向下方对活塞构件42和杆4进行复位驱动的压缩螺旋弹簧7。在气缸孔45中，收容有向下方侧对活塞构件42和杆4施加弹性力的压缩螺旋弹簧7。压缩螺旋弹簧7的下端部被活塞构件42挡住，压缩螺旋弹簧7的上端部被上壁部46挡住。在图2所示的气缸5的非动作状态时，利用压缩螺旋弹簧7的施力，向下方对活塞构件42和杆4进行复位驱动。
下面说明活塞杆50、轴构件51、压缩螺旋弹簧8。活塞构件42与竖立状的活塞杆50连结成一体，活塞杆50由大径部50a和小径部50b构成，小径部50b的上端部与带凸缘部51a的轴构件51螺合。小径部50b插通于上壁部46的开口部47和中间壁部30的中心孔，向圆筒孔31内延伸，轴构件51可上下运动地被插入中间壁部30上侧的圆筒孔31中。
用于将杆4前进驱动的压缩螺旋弹簧8，其下端部被轴构件51的凸缘部51a挡住，压缩螺旋弹簧8的上端部被与杆4上端部螺合固定的输出部33挡住，向上方对杆4施加弹性力。压缩螺旋弹簧8的施力(即、弹簧长度和弹簧常数)被设定成支承工件2时，以工件2几乎无弹性变形的非常小的施力，使杆4与工件2抵接，克服杆4的重量可向上方对杆4进行驱动。
下面说明增压加压机构11。如图2～图4所示，在由外壳12、内壳14、气缸本体32和下壳13构成的环状空间中，上下滑动自如地设置有增压加压机构11的增压活塞构件10。增压活塞构件10具有构成上半部的第1活塞构件52，构成下半部的第2活塞构件53，构成了横截状分割的分割构造，增压活塞构件10的上侧形成有气体工作室44b，增压活塞构件10的下侧形成气体工作室44c。
增压活塞构件10的分割面中，在第1活塞构件52的下面，形成有从加压气体供给源经由气体工作室44a、多个连通路43a通向空气通路41的空气通路用的多个槽部54。第1活塞构件52的上端侧部分，滑动自如地被外嵌在内壳14的大径部26上，下端侧部分滑动自如地被外嵌在内壳14的小径部27上，还安装有密封构件55、56。在该第1活塞构件52的内周侧，形成有通过多个连通路28与外周侧油压室39连通的环状油室57。
第2活塞构件53包括形成上半部的大径部58；以及形成下半部且与大径部58一体连结的小径部59。大径部58的外周面滑动自如地被内嵌在下壳13中，小径部59的内周面滑动自如地被外嵌在气缸本体32上，气体工作室44a主要由气缸本体32和第2活塞构件53构成。还设置有密封构件60、61。通过将加压气体从加压气体供给源供给至空气输入口16，通过将第1、第2活塞构件52、53一体地进行上方驱动，可减小环状油室57的容量，对外周侧油压室39的油进行加压。
下面说明加压气体供给机构6。
向空气通路41供给加压气体的加压气体供给机构6，由加压气体供给源、空气输入口17、多个通路62、63、64、槽部54、空气通路41等构成。在下壳13上，形成有从空气输入口17向上倾斜状延伸的斜状通路62、环状通路63、下壳13的螺纹部上局部性形成的槽状通路64。加压气体从加压气体供给源向空气输入口17供给，通过斜状通路62、环状通路63、槽状通路64，再通过多个槽部54以及多个连通路43a，向空气通路41供给。
下面说明该工件支架1的作用。
在由1个或多个工件支架1、从下方将供机械加工的工件2挡住·支承的场合，如图1所示，从该工件支架1的上方放置工件2，由未图示的多个夹持装置将工件2的外周侧部分固定，然后，将加压气体从加压气体供给源通过空气输入口15向空气工作室48供给，对气缸5进行驱动。
这样，如图2所示，活塞构件42、活塞杆50和轴构件51克服压缩螺旋弹簧7的施力，向上方进行滑动驱动，压缩螺旋弹簧8收缩使其施力稍许增大，以该压缩螺旋弹簧8的弱小施力使杆4向上方移动。杆4的输出部33以弱小的力轻轻地与工件2抵接，在杆4处于停止状态之后，对增压加压机构11的增压活塞构件10进行滑动驱动。
即，如图3所示，将加压气体从加压气体供给源向空气输入口16供给，将第1、第2活塞构件52、53一体地上方驱动，可减小环状油室57的容量，由此，对外周侧油压室39的油进行加压，外套筒34的薄壁筒部37向缩径侧弹性变形，将内套筒35牢固地与杆4压接而将杆4锁定，工件2被杆4挡住而得到支承。这样，在由1个或多个工件支架1支承工件2的状态下，根据需要使夹持装置进行夹持动作而将工件2固定，在此状态下进行机械加工。
工件2加工结束后，在使杆4复位移动时，如图4所示，将气缸5和增压加压机构11的驱动停止，对加压气体供给机构6进行驱动。即，改变方向切换阀，将从加压气体供给源供给的加压气体引向空气输入口17。再使供给刮板19的接触压力以上的压力(例如0.02MPa)的加压气体，通过斜状通路62、环状通路63、槽状通路64、多个槽部54，空气工作室44a、再通过多个连通路43a向空气通路41供给，从杆4与刮板19间的微小间隙δ喷出。
杆4在复位移动时，通过刮板19基本上可将附在杆4外周面上的切削油、微小切削粉、尘埃等的附着物刮去，但被刮去的与杆4表面分离的附着物，能可靠地被从微小间隙δ喷出的加压气体喷流65吹走。
利用该加压气体，第2活塞构件53从第1活塞构件52分离后朝下方滑动驱动，稍后，第1活塞构件52利用套筒体9的弹性复位而向下方移动。由此，环状油室57的容量增加，降低外周侧油压室39的油压。在解除了套筒体9对杆4的锁定状态之后，利用压缩螺旋弹簧7的施力，使活塞构件42、活塞杆50和轴构件51向下方退入移动，凸缘部51a与中间壁部30抵接，如图2所示，杆4也随着轴构件51向下方的复位移动连动地向下方复位移动。
在上述的工件支架1中，增压活塞构件10采用了横截状分割的分割构造，在第1活塞构件52的下面，形成有从加压气体供给源通向空气通路41的空气通路用的多个槽部54，因此，在将增压活塞构件10向下方进行滑动驱动时，首先只有第2活塞构件53由加压气体进行强制性滑动驱动，然后再使第1活塞构件52向下方复位移动。
这样，环状油室57不会成为负压，可防止空气和加压气体侵入环状油室57和外周侧油压室39中。由此，压缩性空气不会侵入外周侧油压室39，故能可靠地对外周侧油压室39的油进行加压。能可靠地将杆4锁定而将工件2支承。另外，由于杆4和增压活塞构件10可仅有加压气体和压缩螺旋弹簧7、8进行驱动，因此，不需要油压供给单元，可减少设备费用。
下面说明本实施例的局部性变更的变更例。
与前述的实施例相同的构件上标记同一符号，适当地省略说明。
1]、如图5所示，在变更例的工件支架1A中，为了对杆4施加朝进出侧的力，在杆4的基端侧部分形成有承受加压气体的环状的受压室70，该受压室70由杆4的下半部、套筒体9和大致圆筒状的杆支承构件71构成。还设置有向受压室70供给加压气体的加压气体供给机构72。
在杆支承构件71的下端部形成有凸缘部73，该凸缘部73与内壳14的下端部内嵌螺合。在凸缘部73上，形成有将从加压气体供给机构72供给至气体工作室44a的加压气体、引向受压室70的多个竖立状的连通路73a。在杆支承构件71上形成有活塞收容孔74，可上下滑动地对第2活塞构件53A的中心轴75进行引导·支承。
在杆支承构件71的上端部，通过锥状部76与轴部77一体形成，该轴部77的上端部与轴构件51螺合。轴部77的一部分被插通在中间壁部30的中心孔中，向圆筒孔31内延伸，轴构件51插入圆筒孔31中。用于杆4的复位驱动的压缩螺旋弹簧78，其下端部与轴构件51的凸缘部51a固接，压缩螺旋弹簧78的上端部与杆4的输出部33固接，对杆4施加向下方的弹性力。
在用该工件支架1A将工件2支承时，与上述的实施例一样，从工件支架1A的上方放置工件2，用夹持装置等固定后，向空气输入口17供给加压气体，使杆4的基端侧部分受压。由此，杆4克服为了将杆4进行复位驱动的压缩螺旋弹簧78的施力而向上方进行前进移动，其前端的输出部33以弱小的力轻轻地与工件2抵接。
其次，将加压气体从加压气体供给源向空气输入口16供给，将第1、第2活塞构件52、53A一体地向上方滑动驱动，减少环状油室57的容量，然后，与前述的实施例一样，将工件2固定之后进行机械加工。此时，加压气体通过斜状通路62、环状通路63、槽状通路64、多个槽部54，再通过气体工件室44a、多个连通路43a，向空气通路41供给，从杆4与刮板19间的微小间隙δ喷出，可防止切削油、微小切削粉、尘埃等侵入杆4与套筒体9之间。
杆4在复位移动时，一旦停止增压加压机构11的驱动，则利用从加压气体供给机构72供给的加压气体，第2活塞构件53A从第1活塞构件52分离而向下方滑动驱动，稍后，第1活塞构件52利用套筒体9的弹性复位而向下方移动。在解除了套筒体9对杆4的锁定状态之后，利用压缩螺旋弹簧78的施力，杆4向下方复位移动。从而可获得与前述实施例大致相同的效果。
2]、在第2活塞构件53的上面，也可形成空气通路用的多个槽部，也可只在第1活塞构件和第2活塞构件中的某一方上形成多个槽部。
3]、套筒体也可使用将合成树脂制的内套筒省略的单一金属制的套筒体。其它方面，在不脱离本发明宗旨的范围内，在前述的各实施例中，能以附加各种变更的形态实施。
权利要求
1.一种工件支架，包括杆；外嵌于该杆上、且可向缩径侧弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；与杆外嵌状保持在壳体构件的前端部、且在杆复位移动时将杆外周面上的附着物刮去的刮板；以及形成于套筒体外周侧的外周侧油压室，其特征在于，具有利用加压气体对充填于所述外周侧油压室的油由增压活塞构件进行加压的增压加压装置；形成于所述杆与套筒体的内周面之间的空气通路、即连通于杆与套筒体间的间隙的空气通路；以及向该空气通路供给加压气体的加压气体供给装置，所述增压活塞构件的结构是分割成横截状的分割构造，在增压活塞构件的分割面的至少一方，形成有从加压气体供给装置通向空气通路的空气通路用的多个槽部。
2.一种工件支架，包括杆；外嵌于该杆上、且可向缩径侧弹性变形的套筒体；支承该套筒体的壳体构件；以及形成于套筒体外周侧的外周侧油压室，其特征在于，具有利用加压气体对充填于所述外周侧油压室的油由增压活塞构件进行加压的增压加压装置；为了对所述杆朝进出侧施力、而使杆的基端侧部分承受加压气体的受压室；以及向该受压室供给加压气体的加压气体供给装置，所述增压活塞构件的结构是分割成横截状的分割构造，在增压活塞构件的分割面的至少一方，形成有从加压气体供给装置通向受压室的空气通路用的多个槽部。
3.如权利要求1或2所述的工件支架，其特征在于，在所述增压加压装置的增压活塞构件的上下两侧，分别形成气体工作室。
4.如权利要求3所述的工件支架，其特征在于，所述增压加压装置，具有在增压活塞构件的内周侧且与外周侧油压室连通的环状油室。
5.如权利要求1所述的工件支架，其特征在于，设置有对所述杆进行进出驱动的压缩螺旋弹簧。
6.如权利要求1或2所述的工件支架，其特征在于，设置有对所述杆进行复位移动的螺旋弹簧。
全文摘要
一种工件支架，具有向该空气通路(41)供给加压气体的加压气体供给机构(6)，增压活塞构件(10)的结构是分割成横截状的分割构造，在增压活塞构件(10)的第1活塞构件(52)的下面，形成有从加压气体供给机构(6)通向空气通路(41)的空气通路用的多个槽部(54)，在使增压活塞构件(10)朝下方移动时，利用加压气体强制性地只对增压活塞构件(10)的第2活塞构件(53)进行驱动，其次，利用套筒体(9)的弹性复位使第1活塞构件(52)向下方移动，因此，可消除通向外周侧油压室(39)的环状油室(57)的负压，防止空气和加压气体的侵入。由此，本发明可消除与外周侧油压室连通的油室的负压、具有可靠性优良的支承功能。
文档编号F15B15/26GK1558809SQ0182372
公开日2004年12月29日 申请日期2001年10月19日 优先权日2001年10月19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