JP2001330041A

JP2001330041A - 液圧継手

Info

Publication number: JP2001330041A
Application number: JP2000152644A
Authority: JP
Inventors: Reiji Saito; 怜二斎藤; Masa Okutama; 雅奥玉; Hidenori Kawamura; 秀紀川村; Shigenobu Ono; 繁延大野
Original assignee: NAKAMURA JIKO KK
Current assignee: NAKAMURA JIKO KK
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成によって、液室への液の供給，圧
力の維持，減圧などを行うための注入口開閉用の弁体に
おける液漏れを防止する。【解決手段】液通路２８に、樹脂性フィルタ、あるい
は多孔性の金属または多孔性のセラミックなどのフィル
タ部材３０を設置する。フィルタ部材３０を設置したた
め、従来問題となっていたスピンドルの交換の際に液圧
継手を減圧するとき、液流出側から異物が弁体８内へ侵
入して弁部分に付着し、微細な液漏れを発生させること
を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に液室が設け
られ、この液室に通じる液注入口から注入口開閉用弁体
を介して圧入された液体の圧力により膨出壁を膨出させ
て他の部材に圧接させる構造の液圧継手に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】前記構造の液圧継手として、例えば図４
に示すような油圧継手の構造のものがある。図４におい
て、１は中央に通孔１ａが設けられた液圧（油圧）継
手、２は、液圧継手１の通孔１ａ中に挿入され、例えば
原動機に連結された円筒状の軸、３は、円筒状の軸２の
中に一端が挿入され、例えば圧延ローラを構成するスピ
ンドルであって、液圧継手１の内周と円筒状の軸２の外
周との間には隙間δ₁が形成され、円筒状の軸２の内周
とスピンドル３の外周との間には隙間δ₂が形成されて
いる。

【０００３】液圧継手１は、円筒の内周面から一定の肉
厚ｔの膨出壁４を介して、軸方向に任意の幅を有する液
室５が設けられており、液室５における軸方向の両端部
には円形の断面形状を有する拡大部６が形成されてい
る。さらに、液圧継手１の側部には液室５に通じる液注
入口７が設けられている。

【０００４】液注入口７には、例えば図５に示す構造の
注入口開閉用の弁体８が設置される。図５において、１
０は中央孔１０ａを有する弁本体であって、図の左側が
液注入側であり、右側が液流出側である。１１は弁本体
１０の中央孔１０ａにおける液流出側から螺合される止
め筒体、１２は、中央液通路１２ａが中央軸方向に設け
られ、かつ中央液通路１２ａと外部とを連通する複数の
側孔１２ｂが設けられて、止め筒体１１の内部に摺動可
能に配設されたバルブ体である。

【０００５】さらに１３は弁本体１０の中央孔１０ａに
おける液注入側に設けられたリング状パッキング、１４
は止め筒体１１の先端部１１ａとによりバルブパッキン
グ１５を挟持するカラー体、１６は、止め筒体１１の内
段部１１ｂとバルブ体１２との間に設けられて、バルブ
体１２をバルブパッキング１５に圧接させるスプリング
である。

【０００６】前記構成の液圧継手における動作を説明す
る。

【０００７】弁本体１０の中央孔１０ａにおける液注入
側に、リング状パッキング１３に密着するように図示し
ない液圧ポンプに連結された液注入用治具がセットされ
ると、その液注入用治具の先端がバルブ体１２の端部１
２ｃを押圧し、バルブ体１２をスプリング１６の付勢力
に抗して液流出側へ移動させる。この移動によりバルブ
体１２はバルブパッキング１５から離れて開弁状態にな
る。この状態で液圧ポンプにより圧力を受けた液体を流
入させる。液体は、バルブ体１２の外周とバルブパッキ
ング１５の内周の隙間を通り、さらにバルブ体１２の側
孔１２ｂを通って中央液通路１２ａを経て液室５に入
る。

【０００８】液室５内では、全壁に液圧が加わり、膨出
壁４が内部から押されるようになって、図４に２点鎖線
にて示すように膨出して、円筒状の軸２の外周面を押圧
する。この押圧を受けて円筒状の軸２が弾性変形してス
ピンドル３に圧接し、円筒状の軸２とスピンドル３とが
強固に結合される。

【０００９】この結合は、液注入用治具によるバルブ体
１２に対する押圧を解除することによって維持される。
すなわち、バルブ体１２に対する押圧が解除されると、
バルブ体１２がスプリング１６の付勢力を受けて、バル
ブパッキング１５に弾接する位置に戻ることにより閉弁
状態になり、よって、液室５内の圧力が保たれて前記結
合状態が維持されることになる。そして、スピンドル３
の交換などの際には、バルブ体１２を開弁して液圧を除
去することによって前記結合を解除する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の液圧継手の
構造では、スピンドル３の前記結合状態において、弁体
８を介して液を注入することにより加圧状態にし、また
スピンドル３を抜くときには、弁体８を介して液を抜き
取って減圧が行われる。例えばスピンドル３が圧延ロー
ラなどの加工手段を構成するものでは、加工回数が所定
数に達したときに交換され、特に精密な加工が行われる
装置に使用されるものでは、その加工精度を維持する必
要があることから比較的頻繁にスピンドル３の交換が行
われる。近年では繊細で精密度の高い加工が要求される
傾向にあって、スピンドル３の交換回数も多くなる傾向
にある。

【００１１】上述した繊細で精密度の高い加工が要求さ
れる傾向の中において、近年、問題になってきたことが
ある。それはスピンドル３を液圧継手から抜く際の減圧
時に、液室５側から異物が弁体８に移動してきてバルブ
体１２とバルブパッキング１５とのシール部分（弁部
分）に付着し、微細な液漏れを発生させることである。

【００１２】一般に、液室の圧力変化（圧力低下）ΔＰ
は、使用する液体の体積弾性係数をＫ、容積差をΔＶ、
液室容積をＶとすると（数１）で表せる。

【００１３】

【数１】ΔＰ＝Ｋ×ΔＶ／Ｖここで例えば、Ｋ＝２×１０⁴（ｋｇ／ｃｍ²）の液体を
使用し、１００ｃｍ³の液室５を有する液圧継手におい
て、０．５ｃｍ³の液漏れが発生したと仮定すると、液
室５の圧力変化（圧力低下）ΔＰは（数２）で表せる。

【００１４】

【数２】 ΔＰ＝（２×１０⁴）×０．５／１００＝１００（ｋｇ／ｃｍ²）液漏れが発生する前の液圧が５００ｋｇ／ｃｍ²である
とすると、２０％の圧力減少が生じることになる。この
ことにより、液圧継手におけるスピンドル３に対する結
合力が低下したり、円筒状の軸２とスピンドル３との間
に微小な隙間が生じてしまい、このことが、圧延加工に
おいて圧延している製品にチャタマークと呼ばれる不良
を発生させる原因となる。

【００１５】前記異物の発生は、その原因の調査，検討
の結果、主として次のようなことであった。

【００１６】すなわち、液圧継手の製造過程において、
図４に示すような一定の肉厚ｔの膨出壁４，環状の液室
５，拡大部６などを形成するため、複数の加工品を接合
して溶接し、かつ熱処理を行う。例えば液室を形成する
場合、筒状部材の内部に径の異なる筒状部材を嵌挿し
て、筒状部材の端部を溶接させることにより両筒状部材
における内径部と外径部との間に液室を形成させる製造
方法がある。この際、液室５側に発生するビード部分、
およびその近傍に生成される金属酸化皮膜が、液室５に
おける加圧，減圧の繰り返しによって剥離し、それが微
小異物となる。

【００１７】また、溶接後に焼入れ，焼戻し処理が行わ
れるが、この処理に際して液室５の内部、および液室５
と液注入口７間の液通路における内表面に金属酸化皮膜
が生成され、その金属酸化皮膜が加圧，減圧の繰り返し
によって剥離し、それが微小異物となる。

【００１８】さらに、液室５と液注入口７間の液通路
は、通常、機械加工により形成される。そして、その機
械加工の際に生成される切り粉は、除去作業によって比
較的容易に除去することができる。しかし、特に液通路
が交差する箇所では、液通路の内表面に微細な金属片が
付いた状態で残ってしまうことがあり、この微細な金属
片を全て除去することは現実には困難であって、残留し
ている前記微細な金属片が加圧，減圧の繰返しによって
分離し、それが微小異物となる。

【００１９】したがって、前記微小異物の発生は、液圧
継手の製造上、避けられない現象であるといえる。

【００２０】しかしながら、弁体８におけるバルブ体１
２とバルブパッキング１５とのシールド部分に付着する
微小異物が原因となる微細な液漏れは、液圧継手のよう
な高圧液体を使用するものでは、圧力減による動作の不
安定化を引き起こし、液圧継手を製品加工装置における
動力伝達機構の一部に組み込んで使用するものにあって
は、製品不良発生の原因となり、前記構成の液圧継手を
組み込む加工装置が、高精度で高品位の仕上げが要求さ
れるものであればある程、前記微小異物の対策は重要な
解決課題となる。

【００２１】前記異物のシールド部分への付着は、加
圧，減圧が多く繰り返されることに比例して発生しやす
い。上述したように、精密な加工が行われる装置に使用
されるものでは、その加工精度を維持する必要があるこ
とから比較的頻繁にスピンドル３の交換が行われ、近年
の繊細で精密度の高い加工が要求される傾向にあって、
スピンドル３の交換回数も多くなる傾向にある。特に圧
延装置の場合では、１日数回のスピンドル交換が行われ
る。

【００２２】本発明の目的は、前記従来の課題を解決
し、簡単な構成によって、液室への液の供給，圧力の維
持，減圧などを行うための注入口開閉用の弁体における
液漏れを防止することができるようにした液圧継手を提
供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、筒状体の内周面あるいは
柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方
向に任意の幅を有する液室が設けられ、注入口開閉用弁
体を介して前記液室に通じる液注入口から圧入された液
体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に
挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接さ
せる液圧継手において、前記注入口開閉用弁体に異物を
捕捉するためのフィルタ部材を設けたことを特徴とし、
この構成によって、注入口開閉用弁体における弁部分に
移動してくる異物をフィルタ部材によって捕捉すること
によって、従来のように異物の付着によって弁部分にお
ける密閉度を低下させて、加圧時における液漏れ，減圧
を引き起こすことを防止することが可能になる。

【００２４】請求項２記載の本発明は、筒状体の内周面
あるいは柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介し
て、軸方向に任意の幅を有する液室が設けられ、注入口
開閉用弁体を介して前記液室に通じる液注入口から圧入
された液体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒
状体内に挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材
に圧接させる液圧継手において、前記液注入口から液室
に至る液通路に異物を捕捉するためのフィルタ部材を設
けたことを特徴とし、この構成によって、液通路から注
入口開閉用弁体における弁部分に移動してくる異物をフ
ィルタ部材によって捕捉することによって、従来のよう
に異物の付着によって弁部分における密閉度を低下させ
て、加圧時における液漏れ，減圧を引き起こすことを防
止することが可能になる。

【００２５】請求項３記載の本発明は、筒状体の内周面
あるいは柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介し
て、軸方向に任意の幅を有する液室が設けられ、注入口
開閉用弁体を介して前記液室に通じる液注入口から圧入
された液体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒
状体内に挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材
に圧接させる液圧継手において、前記注入口開閉用弁体
に連結される液供給用高圧ホースの一部に異物を捕捉す
るためのフィルタ部材を設けたことを特徴とし、この構
成によって、注入口開閉用弁体に連結された液供給用高
圧ホースから弁部分に移動してくる異物をフィルタ部材
によって捕捉することによって、従来のように異物の付
着によって弁部分における密閉度を低下させて、加圧時
における液漏れ，減圧を引き起こすことを防止すること
が可能になる。

【００２６】請求項４記載の本発明は、筒状体の内周面
あるいは柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介し
て、軸方向に任意の幅を有する液室が設けられ、注入口
開閉用弁体を介して前記液室に通じる液注入口から圧入
された液体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒
状体内に挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材
に圧接させる液圧継手において、前記注入口開閉用弁体
を、前記液注入口に液体を送る液供給用高圧ホースが端
部に連結される注入口部材に設け、前記注入口開閉用弁
体に異物を捕捉するためのフィルタ部材を設けたことを
特徴とし、この構成によって、液供給用高圧ホースの端
部から注入口開閉用弁体における弁部分に移動してくる
異物をフィルタ部材によって捕捉することによって、従
来のように異物の付着によって弁部分における密閉度を
低下させて、加圧時における液漏れ，減圧を引き起こす
ことを防止することが可能になる。

【００２７】請求項５記載の本発明は、筒状体の内周面
あるいは柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介し
て、軸方向に任意の幅を有する液室が設けられ、注入口
開閉用弁体を介して前記液室に通じる液注入口から圧入
された液体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒
状体内に挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材
に圧接させる液圧継手において、前記注入口開閉用弁体
を、前記液注入口に液体を送る液供給用高圧ホースの端
部が連結される注入口部材の液通路に設け、この液通路
に異物を捕捉するためのフィルタ部材を設けたことを特
徴とし、この構成によって、注入口開閉用弁体の弁部分
に液供給用高圧ホースから注入口部材の液通路を通って
移動してくる異物をフィルタ部材によって捕捉すること
によって、従来のように異物の付着によって弁部分にお
ける密閉度を低下させて、加圧時における液漏れ，減圧
を引き起こすことを防止することが可能になる。

【００２８】請求項６記載の発明は、請求項１〜５いず
れか１項に記載の液圧継手において、注入口開閉用弁体
は、少なくとも弁本体と、この弁本体内に摺動可能に設
けられたバルブ体と、このバルブ体の一部に弾接するこ
とによって閉弁するパッキングとを備えたことを特徴と
し、この構成によって、異物の存在によって液漏れが生
じやすいバルブ体とパッキングとのシールド部分におけ
る異物の付着が防止され、この構成の弁体において、加
圧時における液漏れ，減圧を引き起こすことを効果的に
防止することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。なお、図４，図５
にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して
詳しい説明は省略する。

【００３０】図１は本発明の実施形態を説明するための
圧延機における液圧継手部分を示す一部断面図であり、
２１は自在継手であり、その一方のヨーク２１ａから延
出した軸２２は図示しない駆動装置に連結され、また他
方のヨーク２１ｂにはフランジ付円筒状の軸（以下、フ
ランジパイプという）２３が結合されている。フランジ
パイプ２３の外側には、図４にて説明した構成と同様の
液圧継手１が嵌挿されており、またフランジパイプ２３
の内側には従動側の圧延ローラを構成するスピンドル３
が挿入されている。

【００３１】液圧継手１の液注入口７には配管継手２４
が嵌着されており、配管継手２４の液注入側には、図示
しない液圧ポンプから高圧液を弁体８に供給するための
高圧ホース２５の一端が接続されている。さらに、液圧
継手１において、図２に示す図１のＡ部拡大断面図のよ
うに、弁体８の液流出側に液室５に通じる液通路２６が
形成されている。

【００３２】高圧ホース２５の他端は、軸２２上に設置
された注入口部材２７の液通路２８の一端に配管継手２
９を介して連結されており、図３に示すように、液通路
２８の他端には、図５にて説明した構成と同様の弁体８
が嵌着されている。

【００３３】また本実施形態では、図２に示す液通路２
６の一部と、図３に示す液通路２８の一部との少なくと
もいずれか一方に、樹脂性フィルタ、あるいは多孔性の
金属または多孔性のセラミックなどのフィルタ部材３０
を設置してある。

【００３４】このようにフィルタ部材３０を設置したこ
とにより、既述したように従来問題となっていたスピン
ドル３の交換の際に、液圧継手１を減圧するとき、液室
５側（液流出側）から異物が移動（逆流）して弁体８内
に侵入し、図５に示すバルブ体１２とバルブパッキング
１５とのシール部分に付着し、微細な液漏れを発生させ
ることを防止することができる。

【００３５】フィルタ部材３０が捕捉した異物はフィル
タ部材３０の洗浄により除去することができる。また異
物の捕捉量が多い場合には、フィルタ部材３０を交換す
るようにしてもよい。

【００３６】また、フィルタ部材３０は、弁体８内にお
けるバルブ体１２とバルブパッキング１５とのシール
（密閉）に影響しない部位に設置してもよい。さらに、
高圧ホース２５内部、および高圧ホース２５を構成する
一部分にフィルタ部材３０を設置すれば、弁体８に対す
る異物の移動防止の効果はさらに高まる。

【００３７】なお、本発明では、注入口開閉用の弁体の
設置位置は、図５に示すように、ホール類を介さずに弁
体８を液注入口７に直接設置する構成のものにおいても
適用することができる。

【００３８】さらに本発明は、液圧継手における液室あ
るいは弁体などの形状，構造として前記実施形態にて説
明したものに限るものではなく、筒状体の内周面あるい
は柱状体の外周面から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸
方向に任意の幅を有する液室が設けられ、この液室に通
じる液注入口から注入口開閉用弁体を介して圧入された
液体の圧力により前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内
に挿入もしくは前記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接
させる構造の液圧継手に適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液圧継手内部における異物の発生に着目し、注入口開閉
用弁体における弁部分に移動してくる異物をフィルタ部
材によって捕捉することによって、従来のような異物の
付着によって弁部分における密閉度を低下させて、加圧
時における液漏れ，減圧を引き起こすなどの不具合の発
生を防ぐことができるため、本液圧継手を使用して駆動
伝達する製品加工装置において、安定した製品加工が行
われ製品精度，品質の安定化が可能になるなど、実際的
な効果が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための圧延機にお
ける液圧継手部分を示す一部断面図

【図２】図１におけるＡ部を拡大して示す断面図

【図３】図１における注入口部材を拡大して示す断面図

【図４】液圧継手の構成例を示す断面図

【図５】弁体の構成例を示す断面図

【符号の説明】

１液圧継手２円筒状の軸３スピンドル４膨出壁５液室７液注入口８弁体１０弁本体１２バルブ体１５バルブパッキング２１自在継手２３フランジパイプ２４，２９配管継手２５高圧ホース２６，２８液通路２７注入口部材３０フィルタ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村秀紀東京都中央区築地３丁目10番10号株式会社中村自工内 (72)発明者大野繁延東京都中央区築地３丁目10番10号株式会社中村自工内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状体の内周面あるいは柱状体の外周面
から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方向に任意の幅を
有する液室が設けられ、注入口開閉用弁体を介して前記
液室に通じる液注入口から圧入された液体の圧力により
前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に挿入もしくは前
記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接させる液圧継手に
おいて、前記注入口開閉用弁体に異物を捕捉するための
フィルタ部材を設けたことを特徴とする液圧継手。
【請求項２】筒状体の内周面あるいは柱状体の外周面
から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方向に任意の幅を
有する液室が設けられ、注入口開閉用弁体を介して前記
液室に通じる液注入口から圧入された液体の圧力により
前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に挿入もしくは前
記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接させる液圧継手に
おいて、前記液注入口から液室に至る液通路に異物を捕
捉するためのフィルタ部材を設けたことを特徴とする液
圧継手。
【請求項３】筒状体の内周面あるいは柱状体の外周面
から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方向に任意の幅を
有する液室が設けられ、注入口開閉用弁体を介して前記
液室に通じる液注入口から圧入された液体の圧力により
前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に挿入もしくは前
記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接させる液圧継手に
おいて、前記注入口開閉用弁体に連結される液供給用高
圧ホースの一部に異物を捕捉するためのフィルタ部材を
設けたことを特徴とする液圧継手。
【請求項４】筒状体の内周面あるいは柱状体の外周面
から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方向に任意の幅を
有する液室が設けられ、注入口開閉用弁体を介して前記
液室に通じる液注入口から圧入された液体の圧力により
前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に挿入もしくは前
記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接させる液圧継手に
おいて、前記注入口開閉用弁体を、前記液注入口に液体
を送る液供給用高圧ホースの端部が連結される注入口部
材に設け、前記注入口開閉用弁体に異物を捕捉するため
のフィルタ部材を設けたことを特徴とする液圧継手。
【請求項５】筒状体の内周面あるいは柱状体の外周面
から一定の肉厚の膨出壁を介して、軸方向に任意の幅を
有する液室が設けられ、注入口開閉用弁体を介して前記
液室に通じる液注入口から圧入された液体の圧力により
前記膨出壁を膨出させて前記筒状体内に挿入もしくは前
記柱状体に挿嵌された他の部材に圧接させる液圧継手に
おいて、前記注入口開閉用弁体を、前記液注入口に液体
を送る液供給用高圧ホースの端部が連結される注入口部
材の液通路に設け、この液通路に異物を捕捉するための
フィルタ部材を設けたことを特徴とする液圧継手。
【請求項６】前記注入口開閉用弁体は、少なくとも弁
本体と、この弁本体内に摺動可能に設けられたバルブ体
と、このバルブ体の一部に弾接することによって閉弁す
るパッキングとを備えたことを特徴とする請求項１〜５
いずれか１項に記載の液圧継手。