(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-02
(45)【発行日】2024-05-14
(54)【発明の名称】ワークサポート
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/02 20060101AFI20240507BHJP
B23Q 3/10 20060101ALI20240507BHJP
B23Q 3/06 20060101ALI20240507BHJP
F15B 15/14 20060101ALI20240507BHJP
F15B 15/26 20060101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
B23Q3/02 A
B23Q3/10
B23Q3/06 304H
F15B15/14 A
F15B15/14 340Z
F15B15/14 345Z
F15B15/26
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021542677
(86)(22)【出願日】2020-08-03
(86)【国際出願番号】 JP2020029604
(87)【国際公開番号】W WO2021039293
(87)【国際公開日】2021-03-04
【審査請求日】2023-07-27
(31)【優先権主張番号】P 2019159123
(32)【優先日】2019-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】391003989
【氏名又は名称】株式会社コスメック
(74)【代理人】
【識別番号】110001841
【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ
(72)【発明者】
【氏名】吉村 画
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１１８６９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３０７２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１０２８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２７６２１６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ ３／０２
Ｂ２３Ｑ ３／１０
Ｂ２３Ｑ ３／０６
Ｆ１５Ｂ １５／１４
Ｆ１５Ｂ １５／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング（１）の先端部に形成される挿通孔（２）に挿入されるサポートロッド(３)であって、前記ハウジング（１）内で当該サポートロッド（３）の軸方向の先端側および基端側へ移動可能となっているサポートロッド（３）と、前記サポートロッド(３)の外周壁に外嵌めされるコレット(５)と、
前記ハウジング（１）内に前記軸方向へ移動可能に挿入されるピストン（１２）であって、作動室（１３）に供給される圧縮ガスによって前記コレット（５）を介して前記サポートロッド（３）をロック駆動するピストン（１２）と、
前記ハウジング（１）の基端部に形成されるシリンダ孔（２２）に前記軸方向へ移動可能となるように挿入される出力部材（２４）と、
前記サポートロッド（３）と前記出力部材（２４）とを離間させるように付勢する付勢手段と、
前記シリンダ孔（２２）内であって、前記出力部材（２４）の前記軸方向の基端側に形成される入口室（２９）と、
前記シリンダ孔（２２）内であって、前記出力部材（２４）の前記軸方向の先端側に形成される出口室（３２）と、
前記シリンダ孔（２２）の周壁面に開口される連通孔（４１）と前記出力部材（２４）の外周面とによって構成される切換え手段（４０）であって、前記出力部材（２４）の外周面が前記連通孔（４１）を跨いで移動することにより、前記作動室（１３）が前記連通孔（４１）を介して前記入口室（２９）に連通される状態と前記作動室（１３）が前記連通孔（４１）を介して前記出口室（３２）に連通される状態とに切換える切換え手段（４０）と、
前記挿通孔（２）と前記サポートロッド（３）との間に形成される環状空間（２ａ）、及び、前記ハウジング（１）の先端部に形成される排出口（４２ａ）とを有する排出路（４２）であって、前記出口室（３２）の圧縮ガスを前記環状空間（２ａ）を通って前記排出口（４２ａ）から前記ハウジング（１）の外部へ排出する排出路（４２）と、を備え、
前記出力部材（２４）が前記軸方向の基端側限界位置から先端側限界位置まで移動するときに、当該出力部材（２４）が前記出口室（３２）から押し出すガスの排出量が、前記サポートロッド（３）が基端側限界位置から先端側位置へ移動されることにより当該サポートロッド（３）の基端側に形成される収容室（４５）の容積よりも多くなるように設定される、
ことを特徴とするワークサポート。
【請求項2】
請求項１のワークサポートにおいて、前記排出路（４２）に開閉弁（４４）が設けられ、
前記開閉弁（４４）が、前記挿通孔（２）の内周壁に装着されるダストシール（４３）とそのダストシール（４３）のリップ部（４３ａ）が摺動可能に密着される前記サポートロッド（３）の外周面とによって構成される、
ことを特徴とするワークサポート。
【請求項3】
請求項１のワークサポートにおいて、前記環状空間（２ａ）と前記ハウジング（１）の外部とを連通させる通路（４７，５２）が前記ハウジング（１）の先端部に形成され、その通路（４７，５２）が前記排出路（４２）の一部を構成し、
前記通路（４７，５２）に開閉弁（４８，５３）が設けられ、
前記開閉弁（４８，５３）は、前記環状空間（２ａ）から前記ハウジング（１）の外部への圧縮ガスの流れを許容すると共にその逆の流れを制限する、
ことを特徴とするワークサポート。
【請求項4】
請求項１のワークサポートにおいて、前記サポートロッド（３）に形成された筒孔（３ｃ）と前記サポートロッド（３）の先端部における外部とを連通させる入口路（６６）が前記サポートロッド（３）の先端部に形成され、その入口路（６６）および前記筒孔（３ｃ）が前記排出路（４２）の一部を構成し、
前記入口路（６６）に開閉弁（６１）が設けられ、
前記開閉弁（６１）は、前記筒孔（３ｃ）から前記サポートロッド（３）の先端部における外部への圧縮ガスの流れを許容すると共にその逆の流れを制限する、
ことを特徴とするワークサポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、コレットを縮径させてサポートロッドをロックする形式のワークサポートに関する。
【背景技術】
【0002】
ワークサポートは、ワークを支持する装置である。この種のワークサポートには、従来では、特許文献１(日本国・特開２００３－３０７２０５号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
【0003】
固定台としてのテーブルに形成された装着孔にワークサポートのハウジングが固定されている。ハウジング内で上下方向へ移動可能となるサポートロッドが当該ハウジングの上端壁に挿入される。サポートロッドの外周にコレットが外嵌めされる。作動室に供給される圧縮エアによって第１ピストンがハウジング内に下方へ移動され、その第１ピストンがコレットを介してサポートロッドをロックする。ハウジングのシリンダ孔に出力部材が上下方向へ移動可能に挿入される。その出力部材は、下側から順に形成される第２ピストンとピストンロッドとを有する。そのピストンロッドの先端にピストンロッドの本体部分より大径のフランジ部が形成される。サポートロッドとフランジ部とを離間させるようにバネが付勢する。そのシリンダ孔内であって、第２ピストンの下側に入口室が設けられ、その入口室に、テーブルに形成される給排路に連通される。また、第２ピストンの上側に出口室が設けられる。シリンダ孔の周壁面に連通孔が開口される。連通孔と出力部材の外周面とによって切換え手段が構成される。その切換え手段の開口部を出力部材の外周面が跨いで移動することにより、作動室が連通孔を介して入口室に連通される状態と作動室が連通孔を介して出口室に連通される状態とに切換える。そして、第２ピストンが上昇されていくときに、出口室内の圧縮エアが、サポートロッドの下側に形成される収容室に供給される。このとき、出口室からのエア排出量に対して収容室の増加容量の方が多ければ、テーブル内に形成される通路およびハウジングの下壁に形成された呼吸孔から外気がハウジング内に供給される。また、出口室からのエア排出量に対して収容室の増加容量の方が少なければ、テーブル内の通路および呼吸路を通って外部へ排出される。また、第２ピストンが下降されていくと共に、第１ピストンが下降されていくときに、第１ピストンによって作動室の圧縮エアは出口室と呼吸路とを通って外部へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００３－３０７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のワークサポートでは、テーブル内に給排路と排出路とを設ける必要があるので、複雑な構造となっている。また、ハウジングの下壁内に呼吸路が設けられるので、ハウジングの径方向の寸法がその排出路の寸法分だけ大きくなっている。
【0006】
本発明の目的は、簡素な構造で小型のワークサポートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
【0008】
ハウジング１の先端部に形成される挿通孔２に、サポートロッド３が挿入される。前記ハウジング１内でサポートロッド３が当該サポートロッド３の軸方向の先端側および基端側へ移動可能となっている。前記サポートロッド３の外周壁にコレット５が外嵌めされる。前記ハウジング１内にピストン１２が前記軸方向へ移動可能に挿入される。作動室１３に供給される圧縮ガスによってピストン１２が前記コレット５を介して前記サポートロッド３をロック駆動する。前記ハウジング１の基端部に形成されるシリンダ孔２２に出力部材２４が前記軸方向へ移動可能となるように挿入される。前記サポートロッド３と前記出力部材２４とを離間させるように付勢手段が付勢する。前記シリンダ孔２２内であって、前記出力部材２４の前記軸方向の基端側に入口室２９が形成される。前記シリンダ孔２２内であって、前記出力部材２４の前記軸方向の先端側に出口室３２が形成される。前記シリンダ孔２２の周壁面に開口される連通孔４１と前記出力部材２４の外周面とによって切換え手段４０が構成される。前記出力部材２４の外周面が前記連通孔４１を跨いで移動することにより、前記作動室１３が前記連通孔４１を介して前記入口室２９に連通される状態と前記作動室１３が前記連通孔４１を介して前記出口室３２に連通される状態とが切換え手段４０によって切換えられる。前記挿通孔２と前記サポートロッド３との間に形成される環状空間２ａ、及び、前記ハウジング１の先端部に形成される排出口４２ａとを排出路４２が有する。前記出口室３２の圧縮ガスを前記排出路４２の前記環状空間２ａを通って前記排出路４２の前記排出口４２ａから前記ハウジング１の外部へ排出する。前記出力部材２４が前記軸方向の基端側限界位置から先端側限界位置まで移動するときに、当該出力部材２４が前記出口室３２から押し出すガスの排出量が、前記サポートロッド３が基端側限界位置から先端側位置へ移動されることにより当該サポートロッド３の基端側に形成される収容室４５の容積よりも多くなるように設定される。
【0009】
上記の発明は次の作用効果を奏する。
【0010】
本発明のワークサポートでは、排出路が、ハウジングの先端部に形成される挿通孔とサポートロッドとの間に形成される環状空間と、ハウジングの先端部に形成される排出口とを有する。このため、ワークサポートをロック駆動させて出力部材を基端側限界位置から先端側限界位置へ移動させていくときに、その出力部材が出口室のガスを押し出して、押し出したガスをサポートロッドの基端側に形成される収容室に供給していく。サポートロッドはワークの基端面に当接されて停止されるが、出力部材は引き続き先端側限界位置まで移動される。すると、出口室から押し出されたガスが収容室の容積を超えて供給されるので、その過剰供給分のガスが排出路の環状空間を通って排出路の排出口からハウジングの外部へ排出される。また、ワークサポートをリリース駆動させてピストンを基端側へ移動させていくときに、ピストンが作動室のガスを出口室と環状空間とを通って排出口からハウジングの外部へ排出する。このため、本発明のワークサポートでは、上記の従来技術のようにハウジング外部のガスをハウジング内に取り込み、または、排出する呼吸孔を基端壁に設ける必要がなく、また、その呼吸孔につながる通路をテーブル内に設ける必要がない。従って、本発明では、ワークサポートを簡素な構造で小さく作ることができる。
【0011】
上記の本発明は、下記の（１）から（３）の構成を加えることが好ましい。
【0012】
（１）例えば、図１から図３に示すように、前記排出路４２に開閉弁４４が設けられる。前記開閉弁４４が、前記挿通孔２の内周壁に装着されるダストシール４３とそのダストシール４３のリップ部４３ａが摺動可能に密着される前記サポートロッド３の外周面とによって構成される。
【0013】
この場合、出口室のガスが環状空間と、リップ部とサポートロッドとの間に形成される開弁隙間とを通ってハウジングの外部へ排出されることにより、ダストシールとサポートロッドとの間に堆積する切子などの異物を、排出ガスが吹き飛してリップ部上をクリーニングできる。
【0014】
（２）例えば、図４および図５に示すように、前記環状空間２ａと前記ハウジング１の外部とを連通させる通路４７，５２が前記ハウジング１の先端部に形成される。その通路４７，５２が前記排出路４２の一部を構成する。前記通路４７，５２に開閉弁４８，５３が設けられる。前記開閉弁４８，５３は、前記環状空間２ａから前記ハウジング１の外部への圧縮ガスの流れを許容すると共にその逆の流れを制限する。
【0015】
この場合、排出路からのガスが必要な箇所に向けて排出されるように、ハウジングの先端部の所望する場所に排出口が設けられる。または、排出路からのガスが不要な箇所を避けて排出されるように、ハウジングに排出口が設けられる。
【0016】
（３）例えば、図６に示すように、前記サポートロッド３に形成された筒孔３ｃと前記サポートロッド３の先端部における外部とを連通させる入口路６６が前記サポートロッド３の先端部に形成される。その入口路６６および前記筒孔３ｃが前記排出路４２の一部を構成する。前記入口路６６に開閉弁６１が設けられる。前記開閉弁６１は、前記筒孔３ｃから前記サポートロッド３の先端部における外部への圧縮ガスの流れを許容すると共にその逆の流れを制限する。
【0017】
この場合、排出路からのガスが必要な箇所に向けて排出されるように、サポートロッドの先端部の所望する場所に排出口が設けられる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、簡素な構造で小型のワークサポートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
【0021】
固定台としてのテーブルＴに収容穴が形成され、収容孔の内周壁に雌ネジ部が形成される。その雌ネジ部に、ハウジング１の外周壁に形成される雄ネジ部がねじ込まれて当該ハウジング１が収容孔に固定される。そのハウジング１は、上壁（先端部）１ａと筒状の胴部１ｂと支持部材１ｃと下ブロック１ｄとを有する。その胴部１ｂの筒孔の下部に筒状の支持部材１ｃが固定される。その支持部材１ｃの筒孔に下ブロック（基端部）１ｄが固定される。そのハウジング１の上壁１ａに挿通孔２が上下方向へ形成され、その挿通孔２にサポートロッド３が上下方向（当該サポートロッド３の軸方向の先端側および基端側）へ移動可能に挿入される。そのサポートロッド３は、筒状のロッド本体３ａとそのロッド本体３ａの上端部に螺合される押ボルト３ｂを有する。ロッド本体３ａは、上下方向に形成される筒孔３ｃを備える。なお、本実施形態において、上壁１ａ，胴部１ｂ，支持部材１ｃ，下ブロック１ｄを別々の部材によって設けられることに代えて、それら部材のうちの２または３の部材を一体に形成するようにしてもよい。
【0022】
上記サポートロッド３の外周面の下半部分に狭持固定領域Ｒが設けられ、その狭持固定領域Ｒに筒状のコレット５が外嵌される。そのコレット５は、上すぼまりのテーパ外周面５ａを備え、上下方向へ延びる１つのスリット５ｂによって弾性的に縮径されるようになっている。そのコレット５の外周側に環状の伝動具６が配置され、その伝動具６のテーパ内周面６ａがコレット５のテーパ外周面５ａに上側から対面される。そのテーパ外周面５ａとテーパ内周面６ａとの間に形成した環状テーパ隙間７には多数のボール８が挿入されている。なお、本実施形態では、伝動具６と後述する第１ピストン（ピストン）１２とが別々に設けられているが、このような構成に限られず、伝動具６と第１ピストン１２とを一体に形成してもよい。
【0023】
作動用の第１シリンダ１０は、ハウジング１の胴部１ｂ内に形成された第１シリンダ孔（シリンダ孔）１１と、その第１シリンダ孔１１と伝動具６との間に挿入された環状の第１ピストン（ピストン）１２と、その第１ピストン１２を下降させる作動室１３と、その第１ピストン１２を上昇させる第１バネ１４とを備える。その第１バネ１４は、伝動具６の下側に形成されるバネ室１５に装着されている。
【0024】
より詳しくいえば、上記の第１ピストン１２の上部が封止部材１６によって上壁１ａに保密状に案内されると共に、第１ピストン１２の下部が別の封止部材１７によって支持部材１ｃに保密状に案内されている。そして、作動室１３へ圧縮エア（圧縮ガス）を供給することにより、第１ピストン１２の上端部に形成した大面積の環状受圧面に下向きの力が作用すると共に、第１ピストン１２の下端部に形成した小面積の環状受圧面に上向きの力が作用して、これらの上下の差力によって第１ピストン１２が下降する（基端側へ移動する）。
【0025】
前記の第１バネ１４は、ここでは圧縮コイルバネからなり、伝動具６の下面に装着した上バネ受け１９とコレット５の下端部に装着した下バネ受け２０との間に装着されている。なお、上バネ受け１９が多数のボール８を受け止めている。また、第１バネ１４が下バネ受け２０を介してコレット５の下端面を支持部材１ｃに当接させている。
【0026】
上記の支持部材１ｃの筒孔内および下ブロック１ｄの筒孔内に進退用の第２シリンダ２１が設けられる。その第２シリンダ２１は、次のように構成されている。下ブロック１ｄの筒孔に大径の第２シリンダ孔（シリンダ孔）２２と、支持部材１ｃの筒孔内に第２シリンダ孔２２よりも小径のロッド孔２３とが形成される。その第２シリンダ孔２２に出力部材２４の第２ピストン２５が封止部材２５ａを介して保密状で上下方向（サポートロッド３の軸方向）の下限位置（基端側限界位置）と上限位置（先端側限界位置）との間で移動可能となるように挿入されると共に、ロッド孔２３に出力部材２４のピストンロッド２６が挿入される。出力部材２４は、ハウジング１の基端部に形成される上記第２シリンダ孔２２に上下方向（サポートロッド３の軸方向）へ移動可能となるように挿入される。出力部材２４は、第２ピストン２５とピストンロッド２６とで構成される。
【0027】
上記の第２シリンダ孔２２内であって、出力部材２４の軸方向（サポートロッド３の軸方向）の基端側に入口室２９が形成される。その入口室２９に圧縮エアの給排口３０が連通される。また、第２シリンダ孔２２内であって、出力部材２４の軸方向（サポートロッド３の軸方向）の先端側に出口室３２が形成される。第２ピストン２５を下向きに後退させる第２バネ３３がロッド孔２３の上壁３１と第２ピストン２５の上面との間に装着される。本実施形態において、第２バネ３３は、圧縮コイルバネによって構成されている。
【0028】
前記ピストンロッド２６の先端部がサポートロッド３の筒孔３ｃに挿入されている。そのピストンロッド２６の先端側の外周壁に案内溝３５が上下方向へ形成される。サポートロッド３の筒壁に形成される貫通孔にピン３６が装着され、そのピン３６が案内溝３５に挿入される。その案内溝３５の上端壁に上係合部３５ａが形成され、その下端壁に下係合部３５ｂが形成される。また、上係合部３５ａに係合可能な上係止部３６ａがピン３６の上側壁面に形成され、下係合部３５ｂに係合可能な下係止部３６ｂがピン３６の下側壁面に形成される。そのピストンロッド２６の先端面と押ボルト３ｂの下端面との間に、サポートロッド３とピストンロッド２６とを離間させる方向に付勢する進出バネ(付勢手段)３８が装着される。本実施形態の進出バネ３８は、圧縮コイルバネによって構成されている。ここで、本実施形態において、サポートロッド３の外径の寸法と第２ピストン２５の外径の寸法とは、略同じになるように形成されている。また、ピストンロッド２６の外径の寸法とサポートロッド３の筒孔３ｃの内径の寸法とは、略同じになるように形成されている。
【0029】
さらに、入口室２９と出口室３２とのうちの一方を作動室１３に連通させる切換え手段４０がワークサポートの基端側部分に設けられる。より詳しくいえば、下ブロック１ｄの筒壁に連通孔４１が貫通される。連通孔４１は、第２シリンダ孔２２の周壁面に開口する。その連通孔４１と作動室１３とを連通させる通路が、支持部材１ｃに形成される。連通孔４１と第２ピストン２５（出力部材２４）の外周面とによって切換え手段４０が構成されている。
【0030】
上記の出口室３２内の圧縮エアは、ハウジング１内に形成される排出路４２を通って当該ハウジング１の外部へ排出される。なお、本実施形態の排出路４２は、ピストンロッド２６と支持部材１ｃの筒孔との間に形成される環状空間と、サポートロッド３の下端部に形成される連通溝３ｄと、コレット５のスリット５ｂと、上壁１ａの挿通孔２とサポートロッド３との間に形成される環状空間２ａ等と、ハウジング１の先端部に形成される排出口４２ａとを有する。その排出路４２の上端部（先端部）であって、上壁１ａの挿通孔２の内周壁にダストシール４３が装着され、そのダストシール４３のリップ部４３ａがサポートロッド３の外周面に密着している。本実施形態では、上記ダストシール４３と、ダストシール４３のリップ部４３ａが摺動可能に密着されるサポートロッド３の外周面とによって開閉弁４４が構成される。そして、排出路４２内の圧縮エアの圧力が所定の圧力を上回ったときに、その排出路４２の圧縮エアがサポートロッド３の外周面からリップ部４３ａを離間させる。これにより、開閉弁４４は開弁され、排出路４２内の圧縮エアが排出口４２ａからハウジング１の外部へ排出される。
【0031】
上記ワークサポートの作動を図１から図３を参照して説明する。図１に示すリリース状態では、第１ピストン１２及び伝動具６が第１バネ１４によって上昇されていることにより、コレット５が当該コレット５の弾性復元力によって拡径している。また、第２ピストン２５及びピストンロッド２６が第２バネ３３によって下降されている。これにより、ピストンロッド２６が進出バネ３８に抗して上係合部３５ａと上係止部３６ａとを介してサポートロッド３を下限位置に下降させている。
【0032】
上記リリース状態で、ワークＷを押ボルト３ｂの上方位置に水平方向へ搬入する。
【0033】
そして、上記ワークサポートを図１のリリース状態から図３のロック状態に駆動させるときに、圧縮エアを給排口３０から入口室２９へ供給する。すると、まず、入口室２９の圧縮エアが第２ピストン２５およびピストンロッド２６を第２バネ３３に抗して上昇させていく。次いで、ピストンロッド２６が進出バネ３８を介してサポートロッド３を上昇させていく。このとき、出口室３２内のエアが第２ピストン２５によって当該出口室３２の外部へ押し出されていく。ここで、本実施形態では、第２ピストン２５が出口室３２から後述の収容室４５へ押し出すエアの排出量は、サポートロッド３が基端側限界位置から先端側位置へ上昇されることにより当該サポートロッド３の基端側に形成される収容室４５の容量よりも多くなるように設定されている。よって、出口室３２から押し出されたエアが、サポートロッド３の下端面と支持部材１ｃの上端面との間に形成される収容室４５に流れ込むと共に、収容室４５の容量を超えたエアは、排出路４２を通ってハウジング１の外部へ排出される。その後、図２に示すように、押ボルト３ｂの上端面がワークＷに当接する。
【0034】
上記の第２ピストン２５が上限位置へ移動することにより、第２ピストン２５の封止部材２５ａが連通孔４１の開口部を通り越える。すると、給排口３０の圧縮エアが入口室２９と連通孔４１を順に通って作動室１３へ供給される。そして、その作動室１３の圧力が所定の設定圧力（第１バネ１４の上方への付勢力に相当する押圧力）を越えると、その作動室１３から第１ピストン１２へ作用する空圧力の上下方向の差力が伝動具６に作用する。その下向きの差力が伝動具６を下方へ移動させると、その伝動具６のテーパ内周面６ａがボール８を下方へ転動させながらコレット５のテーパ外周面５ａにスムーズに係合していき、そのコレット５を縮径させる。これにより、その縮径されたコレット５がサポートロッド３の狭持固定領域Ｒを当該サポートロッド３の軸心に向けて押圧し、そのサポートロッド３を図３に示す高さ位置で狭持固定する。ロック状態でワークＷの上面を機械加工し、その加工時の押し下げ力をサポートロッド３のサポート力によって下方から強力に受け止めるのである。
【0035】
上記の機械加工が終了した後、入口室２９の圧縮エアが給排口３０を通って排出される。すると、まず、第２ピストン２５およびピストンロッド２６が下降していく。その後、サポートロッド３のロック状態が解除される。より詳しくいえば、次の通りである。
【0036】
上記の圧縮エアの排出により、まず、第２バネ３３によって第２ピストン２５とピストンロッド２６とが下降していき、第２ピストン２５の封止部材２５ａが連通孔４１の開口部を通り越す。このとき、作動室１３の圧縮エアが、前記の連通孔４１と、出口室３２と、前記の排出路４２とを通って外部へ排出されていく。そして、作動室１３の圧力が所定の設定圧力を下回ると、第１ピストン１２及び伝動具６が第１バネ１４によって上側へ押圧され、その伝動具６がテーパ内周面６ａを介してボール８を転動させながらスムーズに上方へ移動する。これにより、コレット５が自己の弾性復元力によって拡径して、サポートロッド３のロック状態が解除される。このため、第２ピストン２５およびピストンロッド２６がさらに下降して、そのピストンロッド２６が上係合部３５ａと上係止部３６ａとを介してサポートロッド３を図１の下限位置に復帰させる。
【0037】
前記の実施形態は次の作用効果を奏する。
【0038】
上記の実施形態に示すワークサポートでは、排出路４２が、サポートロッド３の外周面とハウジング１の挿通孔２の内周面との間に形成される環状空間２ａと、そのハウジング１の先端部に形成される排出口４２ａとを有する。そのワークサポート３をロック駆動させて第２ピストン２５を上昇させていくときに、その第２ピストン２５が出口室３２のエアを押し出して、押し出したエアをサポートロッド３の下側に形成される収容室４５に供給していく。サポートロッド３は、ワークＷの裏面に当接されて停止されるが、第２ピストン２５は引き続き上限位置まで上昇される。すると、出口室３２から押し出されたエアが収容室４５の容積を超えて供給されるので、その過剰供給分のエアが排出路４２の環状空間２ａと開閉弁４４の開弁隙間とを通って排出口４２ａからハウジング１の外部へ排出される。また、ワークサポート３をリリース駆動させて第１ピストン１２を下降させていくときに、第１ピストン１２が作動室１３のエアを出口室３２と環状空間２ａと開閉弁４４の開弁隙間を通って排出口４２ａからハウジング１の外部へ排出する。このため、本実施形態のワークサポートでは、上記の従来技術のようにハウジング外部のエアをハウジング内に取り込み、または、排出する呼吸孔を基端壁に設ける必要がなく、また、その呼吸孔につながる通路をテーブル内に設ける必要がない。従って、本実施形態では、ワークサポートを簡素な構造で小さく作ることができる。
【0039】
また、本実施形態のワークサポートは、前述のように、従来技術の呼吸路を省略しており、その呼吸路の分だけハウジング１の下ブロック１ｄおよび支持部材１ｃの直径寸法を小さくすることに加えて、さらにワークサポートを小さくために、次のように構成される。
【0040】
本実施形態のピストンロッド２６は、円柱状に形成されており、従来技術のピストンロッドのようなピストンロッド本体部より大径に形成されるフランジ部をピストンロッドの先端部に有していない。このため、ピストンロッド２６およびサポートロッド３の半径方向の寸法を小さく作ることができる。サポートロッド３が小さくなったことにより当該サポートロッド３の自重も低減されるので、サポートロッド３と出力部材２４とを下降させる第２バネ３３を細く（弱く）または／および短くすることができる。これにより、第２ピストン２５の上面から支持部材１ｃの上端部までの距離を小さくできる。
【0041】
また、本実施形態では、小さくなったサポートロッド３に対して第２ピストン２５はほぼ従来通りの大きさである。前述したように、ピストン２５の直径寸法とサポートロッド３の外径寸法とは略同じに形成されると共に、ピストン２５の最大ストロークとサポートロッド３の最大ストロークとが同じになるように設定している。また、ロック駆動時には、サポートロッド３はワークＷに当接されて、ストロークの途中で停止される（最大ストロークだけ移動されない）が、第２ピストン２５は全ストローク移動するので、第２ピストン２５が出口室３２のエアを押し出す排出量は、サポートロッド３の下側に形成される収容室４５の容量を上回る。このため、ロック駆動時の排出路４２内の圧力は、リリース状態の停止時に比べて上昇されることとなる。そして、排出路４２内の上昇圧力が所定の圧力を上回ると、排出路４２の圧縮エアが開閉弁４４を構成するダストシール４３のリップ部４３ａをサポートロッド３の外周面から離間させてハウジング１の外部へ排出される。なお、本実施形態では、第２ピストン２５の直径寸法とサポートロッド３の外径寸法とを略同じに設定しているが、第２ピストン２５の直径寸法がサポートロッド３の外径寸法よりも大きくなるように設定してもよい。また、第２ピストン２５の直径寸法がサポートロッド３の外径寸法よりも小さくなるように設定してもよい。この場合、第２ピストン２５の全ストロークをサポートロッド３のストロークより長くすることにより、ロック駆動時に第２ピストン２５が出口室３２のエアを押し出す排出量が、サポートロッド３の下側に形成される収容室４５の増加容量に対して上回ればよい。
【0042】
図４および図５は、上記の第１実施形態の変形例および本発明の第２実施形態を示している。この第１実施形態の変形例および第２実施形態では、上記の第１実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の参照符号を付けてあり、その第１実施形態と異なる構成について説明する。
【0043】
図４に示す第１実施形態の変形例が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
【0044】
図４のワークサポートでは、ハウジング１の上壁１ａに形成された挿入孔２にダストシール５１が装着される。そのダストシール５１は、サポートロッド３の外周面に摺動可能に密着される第１リップ部５１ａと、挿通孔２の内周面に密着される第２リップ部５１ｂとを有する。そのダストシール５１の下壁にサポートロッド３の半径方向に溝状の通路５２が形成される。その通路５２は、排出路４２の一部を構成する。その通路５２に開閉弁５３が設けられ、その開閉弁５３は、上記ダストシール５１と、ダストシール５１の第２リップ部５１ｂが密着される挿通孔２の内周面とによって構成されている。このため、排出路４２内の圧力が所定圧力を上回ると、排出路４２の圧縮エアが通路５２を通ってダストシール５１の第２リップ部５１ｂと挿通孔２の内周面との間の開弁隙間とを通って排出口４２ａからハウジング１の外部へ排出される。
【0045】
前記第１実施形態のワークサポートでは、サポートロッド３の周壁に形成される貫通孔にピン３６が装着されると共にピストンロッド２６の外周壁に案内溝３５が形成される。これに代えて、図４に示す変形例では、ピストンロッド２６の外周壁からピン４９がサポートロッド３の半径方向の外方へ向けて突設されると共に、サポートロッド３の周壁に長孔５０が上下方向に形成される。そのピン４９が長孔５０に挿入されている。また、その長孔５０の上端壁に上係止部５０ａが形成されると共に、長孔５０の下端壁に下係止部５０ｂが形成される。さらに、上係止部５０ａに当接可能な上係合部４９ａがピン４９の上側壁面に形成されると共に、下係止部５０ｂに当接可能な下係合部４９ｂがピン４９の下側壁面に形成される。
【0046】
図５に示す第２実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
【0047】
図５の第２実施形態において、サポートロッド３をピストンロッド２６から離間させるように付勢する付勢手段は、次のように構成される。ピストンロッド２６の先端部の外周壁に装着溝が周方向に形成され、その装着溝に封止部材４６が装着される。そのピストンロッド２６がサポートロッド３の筒孔３ｃに保密状で上下方向へ移動可能に挿入されている。サポートロッド３の筒孔３ｃとピストンロッド２６と封止部材４６とによってエア室（流体室）５４が区画形成される。これにより、サポートロッド３に対してピストンロッド２６が近づく方向へ移動されると、エア室５４内のエアが圧縮される。その結果、エア室５４内の圧縮エア（エアバネ）によってピストンロッド２６に対してサポートロッド３が上方へ付勢される。なお、本実施形態において、流体室５４にエア（空気）が封入されていることに代えて、他の流体、例えば、窒素などが流体室５４に封入されてもよい。本実施形態において、サポートロッド３と出力部材２４とを離間させるように付勢する付勢手段は、上記封止部材４６と、封止部材４６等によって区画形成される上記エア室５４とで構成される。
【0048】
上記サポートロッド３の外周面と上壁１ａに形成された挿通孔２の内周面との間に形成される環状空間２ａと、ハウジング１の外部とを連通させる通路４７が、ハウジング１の先端部に形成される。その通路４７が排出路４２の一部を構成している。その通路４７の途中部に上壁１ａと胴部１ｂの上部とに跨って開閉弁４８が設けられる。上記の環状空間２ａ内の圧縮エアの圧力が所定の圧力を上回ると、その圧縮エアの圧力による右方への押圧力が開閉弁４８の閉弁バネの左方への付勢力に抗して弁体であるボールを右方へ移動させて開閉弁４８を開弁させる。環状空間２ａ内の圧縮エアの圧力が所定の圧力を下回っているときには、閉弁バネの左方への付勢力によってボールが弁座に係合されて開閉弁４８は閉弁される。
【0049】
図６は、第３実施形態を示している。この第３実施形態では、上記の第１実施形態および第２実施形態と同じ構成の部材には原則として同一の参照符号を付けてあり、その第１実施形態および第２実施形態と異なる構成について説明する。
【0050】
固定台としてのテーブルＴに収容穴が形成され、その収容孔にハウジング１の胴部１ｂが挿入されて固定される。ハウジング１の胴部１ｂの上部にフランジ部１ｅが設けられる。そのフランジ部１ｅに給排ポート６０が形成される。その給排ポート６０が、ハウジング１内に形成される給排路３０を通って入口室２９に連通される。圧縮エア源からの圧縮エアが給排ポート６０と給排路３０とを通って入口室２９に供給される。
【0051】
サポートロッド３のロッド本体３ａに形成された筒孔３ｃとサポートロッド３の先端部における外部とを連通させる入口路６６が押ボルト３ｂ内に形成される。その入口路６６に開閉弁６１が設けられる。開閉弁６１は、筒孔３ｃからサポートロッド３の先端部における外部への圧縮エアの流れを許容すると共にその逆の流れを制限するものであって、例えば次のように構成される。
【0052】
開閉弁６１の弁室６２の下端面にテーパ状の弁面６３が形成される。その弁面６３に係合可能となるように、弁部材としてのボール６４が弁室６２内に当該弁室６２の軸方向に移動可能となるように挿入される。その弁室６２内であって、弁室６２の天井面とボール６４との間に閉弁バネ６５が装着され、その閉弁バネ６５がボール６４を弁面６３に向けて付勢している。なお、上記の入口路６６は、ワークサポートの外部に出口路６７を介して連通される。
【0053】
本実施形態の排出路４２は、前記の環状空間２ａ、およびハウジング１の先端部に形成された排出口４２ａ等に加えて、サポートロッド３のロッド本体３ａに形成された筒孔３ｃ、および上記入口路６６を有する。これにより、排出路４２内の圧縮エアの圧力が所定の圧力を上回ったときに、その排出路４２の圧縮エアがボール６４を弁面６３から離間させる。その結果、開閉弁６１は開弁され、排出路４２内の圧縮エアが排出口６７ａからワークサポートの外部へ排出される。
【0054】
上記の実施形態は次のように変更可能である。
【0055】
前記の入口室２９に供給される圧縮ガスとして圧縮エアに代えて、圧縮窒素などの他の圧縮ガスが用いられてもよい。前記出力部材２４を下方へ移動させる駆動手段は、例示の第２バネ３３に代えて、ゴム等の弾性体であってもよい。
【0056】
前記の多数のボール８に代えて、低摩擦機能を備えた円柱部材が用いられてもよい。
【0057】
前記の切換え手段４０は、作動室１３が入口室２９に連通される状態と作動室１３が出口室３２に連通される状態とに切り換えるものであればよい。従って、第２ピストン２５の外周面が連通孔４１の開口部を全閉する瞬間があっても差し支えなく、又は、連通孔４１が入口室２９と出口室３２との両方へ連通する瞬間があっても差し支えない。さらには、その切換え手段４０は、連通孔４１の開口部と第２ピストン２５の外周面との組み合わせに限定されるものでないことは勿論である。
【0058】
前記連通孔４１に、絞り路を設けてもよい。この場合、第１シリンダ孔１１と第１ピストン１２との間に形成される環状隙間や連通孔４１の流動抵抗が大きくなるので、作動室１３の昇圧時間および降圧時間が長くなる。これにより、第１ピストン１２の下降開始および上昇開始が遅くなる。以上により、第１ピストン１２によるサポートロッド３のロック開始およびロック解除の開始を遅らせることができるので、ピストンロッド２６が上昇および下降した後にサポートロッド３を確実にロックおよびロック解除させることできる。
【0059】
前記の開閉弁４４，４８，５３を省略してもよい。この場合、上記排出路４２の端部をハウジング１の外部へ直接開口させてもよい。
【0060】
本発明は、例示した構造のワークサポートに適用することに代えて、別の構造のワークサポートに適用可能であり、さらには、ワークサポートとは異なる用途にも適用可能である。
【符号の説明】
【0061】
１：ハウジング，１ａ：上壁（先端部），１ｄ：下ブロック（基端部），２：挿通孔，２ａ：環状空間，３：サポートロッド，５：コレット，１２：第１ピストン（ピストン），１３：作動室，２２：第２シリンダ孔（シリンダ孔），２４：出力部材，２９：入口室，３２：出口室，３８：進出バネ(付勢手段)，４０：切換え手段，４１：連通孔，４２：排出路，４２ａ：排出口，４３：ダストシール，４３ａ：リップ部，４４：開閉弁，４７：通路，４８：開閉弁，５２：通路，５３：開閉弁，６１：開閉弁，６６：入口路．
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】