以往在对工件进行切削加工等时，实际使用将工件夹紧或将工件锁紧在 任意位置并予以支承的油压式锁紧装置。这种油压式锁紧装置公开在例如日 本实用新型公开1984年第128902号公报、日本实用新型公开1994年第47710 号公报上。
日本实用新型公开1984年第128902号公报上揭示的油压式锁紧装置具 有：大致圆筒状的壳体构件；滑动自如地内嵌在壳体构件内且在直径缩小侧 可弹性变形的中空状的活塞构件；以及滑动自如地内嵌在该活塞构件内且设 成贯通壳体构件状态的活塞杆。采用该油压式锁紧装置，通过将油导入壳体 构件与活塞构件之间的油压室，使活塞构件产生弹性变形并与活塞杆压接， 活塞构件与活塞杆在轴向不能相对移动地被锁紧。
日本实用新型公开1994年第47710号公报上公开的油压式锁紧装置具 有：设有缸本体和滑动自如地内嵌在其中的活塞构件的油压缸；贯通缸本体 设置的、沿其轴向移动自如地贯通活塞构件的活塞杆；以及在活塞构件与活 塞杆之间外嵌在活塞杆上并沿其轴向不能相对移动地安装在活塞构件上的可 弹性变形的套筒。采用该油压式锁紧装置，可将油压导入形成于活塞构件中 的套筒外周侧的油压室并使套筒产生弹性变形。这样，该套筒与活塞杆的外 周面压接，并被锁紧成活塞杆相对活塞构件不移动。
在日本实用新型公开1984年第128902号公报和日本实用新型公开1994 年第47710号公报所揭示的油压式锁紧装置中，其结构是用油压使与活塞构 件一体或分体的套筒向直径缩小侧作弹性变形，从而利用作用于该套筒与活 塞杆之间的静摩擦力对活塞杆进行锁紧。在此结构的情况下，当使套筒弹性 变形的油压较低时，锁紧力也变小。因此，为了产生较大的锁紧力，需大型 的锁紧装置，在设备费用方面是不利的。或需要从油压供给源供给高压的油 压，那样会使油压供给源大型化，容易产生油压泄漏，成本上升。
本发明的目的是获得油压式锁紧装置的小型化和高输出化，以及获得油 压供给源的小型化和低压化等。
发明的公开
本发明油压式锁紧装置具有：作为输出构件的活塞杆；外嵌在该活塞杆 上且具有可向直径缩小侧弹性变形的薄壁筒部的套筒体；支承该套筒体的壳 体构件；形成于该套筒体的薄壁筒部外周侧的外周侧油压室，其特点是，在 所述壳体构件内设有具有与外周侧油压室连通的排出部的增压器，并设有从 外部将输入油压供给于该增压器输入油室的输入口，在所述外周侧油压室与 排出部设有充填成密封状的油，做成利用从所述输入口供给的输入油压驱动 增压器而在排出部与外周侧油压室产生比输入油压高的油压，以使套筒体的 薄壁筒部向直径缩小侧弹性变形并对活塞杆进行锁紧的结构。
现以从下方对由油压式锁紧装置供于机械加工的工件予以支承的情况为 例进行说明。在从该油压式锁紧装置的上方供给工件、使活塞杆与该工件抵 接的状态将活塞杆向下推压。当工件处于所希望的高度位置时，从输入口将 输入油压供给于增压器的输入油室。这样，增压器被驱动，比输入油压高的 油压发生在套筒外周侧的外周侧油压室与排出部。于是，套筒体的薄壁筒部 向直径缩小侧产生弹性变形并牢固地锁紧活塞杆。特别因为用低压的输入油 压来驱动增压器，将密封状充填在外周侧油压室与排出部的油增压成比输入 油压还高的高压，因此，不必使锁紧装置大型化就可获得高输出，可获得油 压供给源的小型化和低压化。
所述增压器具有外嵌在套筒体上的环状的活塞构件，最好该增压器的排 出部形成在套筒体的薄壁筒部的外周侧。不必使壳体构件在直径扩大方向过 分大型化，从而可有效利用套筒体外周侧的空间，并可在壳体构件内设置增 压器。
最好在所述活塞杆的轴心附近形成一端开放状的弹簧容纳孔，且设置部 分插入该弹簧容纳孔的可相对其移动的弹簧支承构件并固定在壳体构件的底 壁部上，设置安装在弹簧容纳孔中并被弹簧支承构件支承的压缩弹簧，用该 压缩弹簧对活塞杆向另一端作弹性施力。用压缩弹簧的弹力而可始终对活塞 杆向另一端作弹性施力。
最好在所述活塞杆的轴心附近形成一端开放状的弹簧容纳孔，且设置容 纳在该弹簧容纳孔内的弹簧以及对弹簧的一端部予以支承的弹簧支承活塞构 件，设置使油压作用于弹簧支承活塞构件的油压室，即从外部接受油压供给 的油压室。当将低压的输入油压从输入口供给于油压室时，弹簧支承活塞构 件克服弹簧的弹力而向另一端滑动，将弹簧压缩。于是活塞杆向另一端移动， 与设在该装置上方的工件抵接。接着，驱动增压器，比输入油压高的油压产 生在外周侧油压室与排出部。由此，套筒体的薄壁筒部向直径缩小侧弹性变 形而牢固地锁紧活塞杆。
所述增压器最好在壳体构件的内壁内设有形成于离开套筒体的位置处的 活塞构件容纳孔、和可动地容纳在活塞构件容纳孔内且具有受压部与加压部 的活塞构件。使工件与活塞杆抵接并推压，在工件所希望的高度位置，从输 入口使低压的输入油压受压在活塞构件的受压部。这样，活塞构件在活塞构 件容纳孔内滑动，在加压部将排出部的油加压，比输入油压高的油压产生在 外周侧油压室与排出部。由此，套筒体的薄壁筒部向直径缩小侧弹性变形而 牢固地锁紧活塞杆。
所述活塞杆最好设成从壳体构件的一端向外部突出的状态。在该油压式 锁紧装置中，使活塞杆与供于机械加工的工件等抵接并推压，在所希望的位 置，可锁紧活塞杆并夹紧工件或牢固地予以支承。
所述活塞杆最好设成贯通套筒体及壳体构件的状态。由此，在将贯通于 套筒体及壳体构件的活塞杆位置调节在任意位置后，可供给输入油压并锁紧 活塞杆。
附图的简单说明
图1～图6是本发明主要的实施形态的图，图1是表示将油压式锁紧装置 用作为工件支承时的使用例子的主要部分剖切主视图，图2是油压式锁紧装 置的纵剖视图(沿图3中Ⅱ-Ⅱ线的剖视图)，图3是油压式锁紧装置的俯视图， 图4是油压式锁紧装置的纵剖视图(沿图5中Ⅳ-Ⅳ线的剖视图)，图5是壳体 构件中油路与气路的配置图，图6是沿图4中Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。图6～图11 是本发明第1变更形态的图，图7是油压式锁紧装置的纵剖视图(沿图9中 Ⅶ-Ⅶ线的剖视图)，图8是油压式锁紧装置的纵剖视图，图9是壳体构件中 油路与气路的配置图，图10是沿图7中Ⅹ-Ⅹ线的剖视图，图11是表示将油 压式锁紧装置用作为夹紧装置时的使用例子的纵剖视图。图12是第2变更形 态的油压式锁紧装置的纵剖视图，图13是第3变更形态的油压式锁紧装置的 纵剖视图，图14是第4变更形态的油压式锁紧装置的主要部分纵剖视图。
实施发明的最佳形态
下面结合附图说明本发明的实施形态。
本实施形态是将本发明适用于工件支承装置的一例子。即，本实施形态 的油压式锁紧装置1如图1所示，是从下侧支承工件Wa中央部并防止切削加 工时工件Wa振动用的工件支承装置。
如图2～图6所示，油压式锁紧装置1具有从一端(下端)向上方外部形成开 放状的大致圆筒状的壳体构件2、作为输入构件的活塞杆3、金属制的套筒体 4、外周侧油压室5以及增压器7。
在壳体构件2的上部约1/3部分处形成有俯视看为矩形状的凸缘部2a。此 外，在壳体构件2上形成有活塞杆3的活塞杆容纳孔2b，直径比该活塞杆容 纳孔2b大的大直径的活塞容纳孔2c形成于壳体构件2内的上部约1/2部分处。 在壳体构件2的上端部，可拆卸地旋合有将盖装在活塞容纳孔2c上的环状的 盖部12。
如图2、图4所示，套筒体4从上部向下部依次包括固定环上部4b、中 筒部4d、薄壁筒部4a及固定环下部4c。它们中的固定环上部4b固定在壳体 构件2的盖部12上，固定环下部4c固定在壳体构件2的活塞杆容纳孔2b上。 特别是薄壁筒部4a，做成可向直径缩小侧弹性变形，在薄壁筒部4a的外周侧， 形成有环状的外周侧油压室5。
在活塞容纳孔2c内容纳有外嵌在套筒体4上的环状的活塞构件8。增压 器7具有该活塞构件8、输入油室15和排出部6，排出部6与外周侧油压室5 连通。此外，油被密封状地充填在外周侧油压室5与排出部6。
如图2、图4所示，在壳体构件2的底壁部，弹簧支承构件26被螺栓27 固定在活塞杆容纳孔2b的中心位置处。该弹簧支承构件26是壳体构件2的 底壁部的直径约1/3的直径尺寸的实心圆筒状。在该弹簧支承构件26的前端 部形成有外径尺寸稍大的卡合部26a。
活塞杆3的轴心附近形成有一端(下端)开放状的弹簧容纳孔28，弹簧容纳 孔28的一端形成有可与弹簧支承构件26的卡合部26相卡合的被卡合部28a。 弹簧支承构件26可部分插入该弹簧容纳孔3a并相对其可移动。在活塞杆3内， 在从其上部到约全长的1/3部分形成有与弹簧容纳孔28相连的螺钉孔3b，调 节螺钉29与该螺钉孔3b旋合。在弹簧容纳孔28内，安装有被弹簧支承构件 26支承的压缩弹簧30，该压缩弹簧30具有对调节螺钉29即活塞杆3向另一 端(上方)作弹性施力的功能。另外压缩弹簧30的弹力，通过对调节螺钉29的 上下位置进行调节就可变更成任意的强度。
然而，增压器7的活塞构件8包括形成于其上部约1/2处的环状的大直径 部8a和形成于下部1/2处的环状的小直径部8b。所述大直径部8a与小直径部 8b形成同一轴心，大直径部8a滑动自如地内嵌在活塞容纳孔2c中并滑动自 如地外嵌在套筒体4上，小直径部8b滑动自如地内嵌在活塞杆容纳孔2b中。 增压器7的输入油室15由盖部12的下面、活塞容纳孔2c、活塞构件8的大 直径部8a的上面和套筒体4的外周面所构成。在壳体构件2内的上部，在水 平方向上设有从外部将输入油压供给于该输入油室15的输入口16和连接接 头17。
如图2～图4所示，在壳体构件2的下部，配设有在图2中为左右对称且 与活塞杆3的轴心平行的将油充填在外周侧油压室5和排出部6用的1对油 路18。并且形成有在水平方向将油路18和外周侧油压室5及排出部6连通的 连通孔19。在各油路18的基端部，可拆卸地设有将充填后的油予以密封用的 密封球20和固定用螺钉21，在连通孔19的基端部上设有塞头22。
如图4～图6所示，在壳体构件2上设有过滤器、连接接头31、入口31a、 呼吸孔31b及呼吸道34a、34b、36，用于作动室32、33的呼吸。作动室32 是由活塞构件8的大直径部8a的下面和活塞容纳孔2c及小直径部8b的外周 面所构成的环状空间。作动室33是由活塞杆3的下面、活塞杆容纳孔2b、壳 体构件2的底壁部和弹簧支承构件26所构成的环状空间。
具体地说，在壳体构件2的上部，入口31a及连接接头31俯视看被配设 在与输入口16前后对称位置(参照图5)上，与入口31a连通的呼吸道34配设 在铅垂方向上。该呼吸道34通过水平方向配设的呼吸道35、36而与作动室32、 33连通。另外，9～11、13、14、23～25是密封构件。
下面说明该油压式锁紧装置1的作用。
对于因压缩弹簧30的弹力而处于突出状态的活塞杆3，使工件与活塞杆 3的前端部抵接，克服压缩弹簧30的弹力而下推活塞杆3。当工件处于所希 望的高度位置时，将低压的输入油压从连接接头17经由输入口16而供给于 输入油室15。这样，增压器7的活塞构件8向下方移动，比输入油压高的油 压产生在外周侧油压室5和排出部6。由此，可使套筒体4的薄壁筒部4a向 直径缩小侧弹性变形而使其牢固地与活塞杆3压接，可用作用于套筒体4与 活塞杆3之间的摩擦力将该活塞杆3锁紧。
具体地说，例如活塞构件8的大直径部8a的上面的受压面积与小直径部 8b的下面的加压面积的面积比设定为3∶1。这样，当将140kg/cm2的输入油压 供给于输入油室15时，产生在外周侧油压室5与排出部6的油压就增加到面 积比的3乘以140kg/cm2后的420kg/cm2。所述面积比是一例子，不限定于3∶1， 输入油压值也不限定于140kg/cm2。
因此，即使是大重量的工件，用该油压式锁紧装置1，也能可靠地进行工 件支承，与现有的油压式锁紧装置相比，可获得油压式锁紧装置的小型化和 高输出化，获得油压供给源的小型化和低压化。由于该增压器7的排出部6 形成于套筒体4的薄壁筒部4a的外周侧，故可有效利用套筒体4外周侧的空 间，在壳体构件2内设置增压器7。因此，可将增压器7内藏在油压式锁紧装 置1中的同时获得该油压式锁紧装置1的小型化，可抑制制造费用的增加。
下面说明局部变更本实施形态后的变更形态。但对于与前述实施形态相 同或大致相同的构件，标上相同的符号，省略详细说明。
1)油压式锁紧装置1A…(参照图7～图10)
如图7、图8所示，油压式锁紧装置1A具有壳体构件2、活塞杆40、金 属制的套筒体4、外周侧油压室5和增压器7。在壳体构件2内形成有活塞杆 40的活塞杆容纳孔2b，比该活塞杆容纳孔2b大的大直径的活塞容纳孔2c形 成于壳体构件2内的上部约1/2处。在壳体构件2的上端部，可拆卸地旋合有 将盖装在活塞容纳孔2c上的环状的盖部12，在壳体构件2的下端部，安装底 板构件41将其封住，构成有底筒状结构。
如图7、图8所示，在活塞杆40的轴心附近，从下端部形成有活塞杆40 的全长的约1/2长度的弹簧容纳孔42，圆筒状的弹簧容纳构件58内嵌在弹簧 容纳孔42中。在弹簧容纳构件58的一端(下端)，形成有凸缘部58a且一端形 成开放状，在弹簧容纳构件58的另一端(上端)形成有开口部58b。凸缘部58a 被夹持固定在底板构件41与壳体构件2的下端部之间。在弹簧容纳构件58 的内部，设有以规定行程滑动自如的弹簧支承活塞构件43，并容纳双重的弹 簧44、45。
所述弹簧44、45的一端部被弹簧支承活塞构件43支承。外侧弹簧44的 另一端部(上端部)被弹簧容纳构件58的上板部58c支承，内侧弹簧45的另一 端部通过开口部58b而被设在活塞杆40内中间附近的中间壁部40a支承。弹 簧支承活塞构件43包括大直径部43a和小直径部43b。大直径部43a滑动自 如地插入弹簧容纳构件58中，小直径部43b可滑动地插入形成于底板构件41 上的油孔内，构成油压室41a。46、47是密封构件。
在弹簧支承活塞构件43的大直径部43a上形成有轴心方向上的螺钉孔， 与该螺钉孔旋合的螺栓48贯通双重弹簧44、45的内部并贯通中间壁部40a而 配设成与弹簧支承活塞构件43为一体。另外，在活塞杆40内的中间壁部40a 的上部，形成有可将螺栓48头部插入的开口。
如图7、图9、图10所示，在壳体构件2的筒壁内及底板构件41上，形 成有从输入口16到油压室41a的将油压供给于油压室41a用的油路49。即， 油路49具有油路49a～油路49d。油路49a从输入口16到底板构件41沿铅垂 方向配设，油路49b从油路49a的下部沿水平方向配设。油路49c从油路49b 的前端部向铅垂方向下方到底板构件41内部配设，油路49d从油路49c的前 端部沿水平方向到油压室41a配设。因此，通过将油压供给到油压室41a，就 可使弹簧支承活塞构件43向上方滑动而将弹簧45的弹力传递给活塞杆40的 中间壁部40a，从而可使活塞杆40向另一端移动，与工件抵接。
另外，环状空间由活塞构件8的大直径部8a的下面、活塞容纳孔2c和小 直径部8b的外周面构成，活塞构件8用的呼吸孔或呼吸道从该环状空间向铅 垂下方到底板构件41贯通形成。该呼吸孔在装配油压式锁紧装置1A时，是 作为插入插销等并计测活塞构件8的行程量、从而确认是否将必要量的油封 入外周侧油压室5和排出部6用的。装配结束后该插销可取下。
下面说明该油压式锁紧装置1A的作用。
如图7所示，在活塞杆40退入后的状态下，低压的输入油压从连接接头 17经输入口16、油路49a、油路49b、油路49c、油路49d而供给到油压室41a。 于是，弹簧支承活塞构件43克服弹簧44、45的弹力而向另一端移动，压缩 弹簧44、45，就使活塞杆40向另一端移动与工件抵接。接着，向下方稍滑动 驱动增压器7的活塞构件8，下面与前述实施形态相同，比输入油压高的油压 产生在外周侧油压室5和排出部6。由此，可使套筒体4的薄壁筒部4a向直 径缩小侧弹性变形并牢固地使其与活塞杆40压接，锁紧该活塞杆40。
2)油压式锁紧装置1B…(参照图12)
如图12所示，油压式锁紧装置1B的中空状的活塞杆60被设成贯通于套 筒体4及壳体构件61的状态，其他结构与前述油压式锁紧装置1相同。采用 该油压式锁紧装置1B，可在装置下方配置工件，牢固地将该工件夹紧在活塞 杆60的下端部。另外，油压式锁紧装置1B还可适用于工件支承装置和夹紧 装置以外的装置。例如，可设置相对长条形活塞杆60的1对油压式锁紧装置 1B及使各油压式锁紧装置1B沿活塞杆60移动的油压缸，使1对油压式锁紧 装置1B配合动作，沿上下移动驱动长条形的活塞杆60。
3)油压式锁紧装置1C…(参照图13)
如图13所示，油压式锁紧装置1C具有从一端(下端)向上方外部形成开放 状的大致圆筒状的壳体构件50。壳体构件50是将上下2个拼合状的上部壳体 51和下部壳体52接合而成。该油压式锁紧装置1B具有所述上部壳体51、下 部壳体52、活塞杆3、套筒体4、外周侧油压室5和增压器53。
在下部壳体52的内壁内，活塞构件容纳孔54形成在离开套筒体4的位 置处。增压器53具有该活塞构件容纳孔54和可动作地容纳在活塞构件容纳 孔54中的活塞构件55。活塞构件55具有受压部55a和加压部55b，所述受压 部55a的受压面积与加压部55b的加压面积的面积比约形成为3∶1。
上部壳体51上设有输入口56和连接接头17。下部壳体52上配设1对油 路18，形成水平方向将油路18和外周侧油压室5连通的连通孔57。活塞构 件55的受压部55a与输入口56连通，加压部55b与连通孔57及油路18连通。 在各油路18的基端部上设有密封球20和固定用螺钉21，油充填在油路18中。
其他的密封球20、固定用螺钉21、弹簧支承构件26、压缩弹簧30、调 节螺钉29等与油压式锁紧装置1结构相同。采用油压式锁紧装置1C，由于活 塞构件55的受压部55a的受压面积设定成大于加压部55b的加压面积，故可 获得与前述实施形态相同的作用与效果。
4)油压式锁紧装置1D…(参照图14)
如图14所示，油压式锁紧装置1D是这样构成的：在前述油压式锁紧装 置1A上，设置从盖部12的上端部附近向活塞杆3吹空气从而将附着在活塞 杆3表面上的工件Wa的切屑等异物予以去除的送风机构70。该送风机构70 具有将空气供给于壳体构件2用的空气供给单元(图示省略)、形成在壳体构件 2和盖部12上的空气通道71。并且，通过该空气通道71供给于壳体构件2 的空气被导入环状的盖部12的上端内缘部并从此处吹向活塞杆3的表面。
空气通道71包括形成在壳体构件2内部的空气通道72、73、形成在壳体 构件2与盖部12之间的密封构件13上侧的环状的空气通道74、和形成在盖 部12上的多个(例如4条)空气通道75。其中，空气通道75从环状空气通 道75向活塞杆3的轴心并向斜上方延伸，在其前端部设有喷嘴76。另外，在 空气通道72的下端部的空气导入口72a上，通过连接塞头77a而连接有从空 气供给单元上延伸的空气管77。
采用该油压式锁紧装置1D，由于设有上述送风机构70，故能可靠地将附 着在活塞杆3表面上的工件Wa的切屑等异物予以去除。也就是说，由于工件 Wa的切屑等异物不会进入可进退的活塞杆3的表面和盖部12或套筒体4之 间，故可顺利地使活塞杆3进退，从而可防止活塞杆3与盖部12和套筒14 的滑动部的磨损。
下面补充说明变形例等。套筒体4最好是金属制或是钢制的，但并不限 定于此，例如也可是FRP制。在本实施形态中，本发明虽然适用于作为工件 支承装置或夹紧装置的油压式锁紧装置，但同样也可适用于各种工作机械和 工业机械的油压式锁紧装置。另外，在不脱离本发明宗旨的范围内，还可用 种种变更的形态附加在前述各实施形态中来实施。
工业上利用的可能性
如上所述，采用本发明的油压式锁紧装置，与现有的油压式锁紧装置相 比，可获得油压式锁紧装置的小型化和高输出化，并可获得油压供给源的小 型化和低压化。此外，具有可抑制制造成本的增加、使通用性得到提高等各 种效果，成为较佳的夹紧或锁紧种种工件的装置。