JP3319224B2

JP3319224B2 - 回転シリンダ

Info

Publication number: JP3319224B2
Application number: JP14785395A
Authority: JP
Inventors: 伸 ▲吉▼田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JPH091408A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤等の工作機械に取
り付けられるチャックを操作するための回転シリンダに
係り、詳しくは、圧力異常発生時に安全を維持するパイ
ロットチェック弁及びリリーフ弁をシリンダに組み付け
るための構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転シリンダにおいては、図４に
示すように、チャック（図示略）と一体に回転するシリ
ンダ本体６１の内部にピストン室６２が形成され、ピス
トン室６２にはピストン６３が摺動自在に収容されてい
る。ピストン６３には中空状のロッド６４が前後に突設
され、前側部分はシリンダ本体６１の前壁部６５を貫通
し、後側部分はシリンダ本体６１の軸部６６を貫通して
いる。軸部６６の外周には分配器６７がベアリング６８
を介して相対回転可能に挿着され、その外周にハウジン
グ６９が固定されている。分配器６７には作動油の通路
７０と潤滑油の排出通路７１とが設けられ、排出通路７
１から流出したドレンがハウジング６９の内部に回収さ
れるようになっている。

【０００３】ハウジング６９には作動油の給排ポート７
３が一対設けられ、分配器６７の通路７０及びシリンダ
本体６１の油通路７４を介してピストン室６２に接続さ
れている。油通路７４の途中にはパイロットチェック弁
７５がシリンダ軸線と平行に設けられ、停電又は油漏れ
等の原因で作動油の供給圧が異常低下したときに、ピス
トン室６２からの作動油の逆流を阻止して、作動油をピ
ストン室６２に封じ込めるようになっている。また、ピ
ストン６３にはリリーフ弁７６がシリンダ軸線と平行に
組み付けられ、発熱等の原因でピストン室６２の作動油
圧力が異常に高くなったときに、作動油を一方のピスト
ン室６２からピストン６３の反対側へ逃がすようになっ
ている。従って、この回転シリンダをチャックに装備し
た場合には、シリンダ側で圧力異常が発生した際でも、
チャック爪の把持力低下を確実に防止できるなど、チャ
ックを安全に操作することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の回転
シリンダによると、リリーフ弁７６がピストン６３に組
み付けられているので、ピストン６３の直径とロッド６
４の直径とにあまり差がない場合にリリーフ弁の組付ス
ペースを確保できず、このため、ピストン径を不必要に
大きくしたり、逆に、ロッド径を過小に設計したりする
必要があって、ピストン６３及びロッド６４の設計上の
自由度が低下するという不都合があった。また、リリー
フ弁７６がピストン６３と共に移動するため、リリーフ
弁７６が嵌合する孔７７，７８をピストン室６２の前後
に設ける必要があり、シリンダ本体６１の加工工数が増
えるという不具合もあった。さらに、パイロットチェッ
ク弁７５がシリンダ本体６１にシリンダ軸線と平行に設
けられているので、シリンダの全長寸法が長くなるとい
う問題点もあった。

【０００５】そこで、本発明の課題は、パイロットチェ
ック弁及びリリーフ弁の組付構造を改良することによっ
て、ピストン及びロッドの設計上の自由度を向上でき、
シリンダ本体を簡単に加工できるとともに、シリンダの
全長寸法を短縮できる回転シリンダを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明による回転シリンダは、異常低圧
発生時に作動流体をピストン室に封じ込めるパイロット
チェック弁と、異常高圧発生時に作動流体をピストン室
から逃がすリリーフ弁とを備え、リリーフ弁をシリンダ
本体の内部に組み付け、シリンダ本体にその外周面を覆
うドレン回収用のハウジングを相対回転可能に装着し、
リリーフ弁の排出口をハウジングの内側でシリンダ本体
の外周面に開口して構成される。

【０００７】請求項２の発明では、上記回転シリンダ
が、シリンダ本体の後側に軸部を突設し、軸部の外周に
分配器を相対回転可能に挿着し、分配器にハウジングを
固定して構成される。

【０００８】請求項３の発明による回転シリンダは、異
常低圧発生時に作動流体をピストン室に封じ込めるパイ
ロットチェック弁と、異常高圧発生時に作動流体をピス
トン室から逃がすリリーフ弁とを備え、パイロットチェ
ック弁及びリリーフ弁をシリンダ本体の内部にシリンダ
軸線に対し直交する同一平面内に位置するように組み付
け、シリンダ本体にその外周面を覆うドレン回収用のハ
ウジングを相対回転可能に装着し、リリーフ弁の排出口
をハウジングの内側でシリンダ本体の外周面に開口して
構成される。

【０００９】請求項４の発明では、上記回転シリンダ
が、シリンダ本体に収納孔を穿設し、収納孔にパイロッ
トチェック弁及びリリーフ弁を同一軸線上で直列に収納
して構成される。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によれば、リリーフ弁がシリン
ダ本体の内部に組み付けられるので、リリーフ弁に係り
なくピストン及びロッドを自由に設計できる。また、リ
リーフ弁はピストンに設けられていないから、ピストン
室の形状が単純となり、シリンダ本体を簡単に加工でき
る。しかも、リリーフ弁の排出口がシリンダ本体の外周
面に開口するため、シリンダ本体に専用のドレン通路を
設けなくても、リリーフ弁のドレンをハウジングに直接
回収することができる。

【００１１】請求項２の発明によれば、ハウジングが分
配器を利用してシリンダ本体に相対回転可能に組み付け
られるので、ハウジングとシリンダ本体との間からベア
リング等の回転支持部材を省略して、部品点数を削減で
きる。

【００１２】請求項３の発明によれば、パイロットチェ
ック弁及びリリーフ弁がシリンダ本体の内部においてシ
リンダ軸線に対し直交する同一平面内にコンパクトに組
み付けられるため、シリンダ軸線方向における各弁の占
有スペースを最小にして、シリンダの全長寸法を短縮で
きる。

【００１３】請求項４の発明によれば、パイロットチェ
ック弁及びリリーフが収納孔に直列に収納されるので、
シリンダ本体の外周面に収納孔を真直ぐに穿設するだけ
の簡単な加工で、各弁の組付スペースを形成できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、回転シリンダの
シリンダ本体１は、椀状部材２の後面に後壁部材３をボ
ルト４で組み付けて構成され、椀状部材２にて旋盤等の
スピンドル（図示略）に結合され、スピンドルを介して
チャック（図示略）と一体に回転される。シリンダ本体
１の内側にはピストン室５が形成され、ピストン室５に
はピストン６がピン７によって回り止めされた状態で摺
動自在に収容されている。ピストン６には中空状のロッ
ド８が前後に突設され、前側部分は椀状部材２の前壁部
９を貫通し、後側部分は後壁部材３の軸部１０を貫通し
ている。そして、ロッド８はドローバー（図示略）を介
してチャックに連結され、ピストン６の往復動によりチ
ャック爪を開閉操作できるようになっている。

【００１５】軸部１０はシリンダ本体１の後側に突出す
るように後壁部材３に一体形成されていて、その外周に
はピストン室５に作動油を供給する分配器１２がベアリ
ング１３を介して相対回転可能、つまりシリンダ本体１
の回転を許容するように挿着されている。分配器１２に
はハウジング１４がボルト１５で固定され、このハウジ
ング１４によってシリンダ本体１及び分配器１２の外周
面が覆われている。分配器１２の下部には潤滑油の排出
通路２７が設けられ、この通路２７から流出したドレン
がハウジング１４の内部に回収される。ハウジング１４
の後側にはクーラントコレクタ１６がボルト１７で結合
され、ロッド８に長尺ワークを挿通して加工する際に、
ロッド８の後端から流出したクーラントがコレクタ１６
に回収される。コレクタ１６の上面には近接スイッチ１
８が取り付けられ、ロッド８の後端に螺着したドッグ１
９の位置に基づいて、ピストン６のストロークを検出で
きるようになっている。なお、ハウジング１４の前端部
とシリンダ本体１の外周面との間には、この相対回転部
からの油漏れを防止するシール材２８が介装されてい
る。また、ロッド８の後端付近に固着したシールリング
５０とハウジング１４の後端部との間にはクーラントの
浸入を防止するシール材５１が介装されている。

【００１６】次に、作動油の流路構成について説明す
る。ハウジング１４には２つの作動油の給排ポート２
０，２１が設けられ、各ポート２０，２１はハウジング
１４の内周溝２２、分配器１２の外周溝２３及び貫通孔
２４、内周溝２５及び軸部１０の油通路２６を介してパ
イロットチェック弁２９及びリリーフ弁３０に接続され
ている。図２に示すように、パイロットチェック弁２９
及びリリーフ弁３０は、シリンダ本体１の後壁部材３の
内部においてシリンダ軸線に対し直交する同一平面内に
位置するように組み付けられている。すなわち、後壁部
材３には一端が開口する一対の収納孔３１が１８０°離
れた位置で相平行状に穿設され、各収納孔３１にパイロ
ットチェック弁２９とリリーフ弁３０とが同一軸線上で
直列に収納され、掛止リング３３により抜け止めされて
いる。リリーフ弁３０の排出口３４はハウジング１４の
内側で後壁部材３の外周面に開口するように収納孔３１
の開口に臨接されている。パイロットチェック弁２９は
収納孔３１内に配置されているチェック弁３２ａとその
チェック弁３２ａを開放可能に収納孔３１に摺動自在に
収納されているプランジャー３２ｂを備えている。

【００１７】図３に示すように、軸部１０の一方の油通
路２６Ａ（便宜上、シリンダ軸線より上側の部材にＡ、
下側の部材にＢを付した）は連通孔３６Ａ及びパイロッ
ト孔３７Ｂを介しプランジャー３２ｂＡの前側及びプラ
ンジャー３２ｂＢの後側に接続されている。軸部１０の
他方の油通路２６Ｂは連通孔３６Ｂ及びパイロット孔３
７Ａを介しプランジャー３２ｂＢの前側及びプランジャ
ー３２ｂＡの後側に接続されている。パイロットチェッ
ク弁２９Ａの吐出口は径方向孔３８及びシリンダ本体１
の油通路３９を介し前側のピストン室５に連通されてい
る。パイロットチェック弁２９Ｂの吐出口は軸方向孔４
０を介し後側のピストン室５に連通されている。

【００１８】そして、給排ポート２０に作動油が供給さ
れると、そのパイロット圧によってプランジャー３２ｂ
Ａが図３において右へ移動し、チェック弁３２ａＡが開
くとともに、作動油が油通路２６Ｂ、連通孔３６Ｂ、パ
イロットチェック弁２９Ｂ、軸方向孔４０を通って後側
のピストン室５に流入し、ピストン６が前方へ摺動し、
前側のピストン室５の作動油が油通路３９、径方向孔３
８、パイロットチェック弁２９Ａ、連通孔３６Ａ、油通
路２６Ａを通って給排ポート２１から排出される。この
状態で、停電又は油漏れ等の原因により、給排ポート２
０の供給圧が異常低下すると、チェック弁３２ａＢが閉
じて作動油の逆流を阻止し、作動油が後側のピストン室
５に封じ込められる。また、発熱等の原因で後側のピス
トン室５の圧力が異常に高くなると、リリーフ弁３０Ｂ
が開いてピストン室５の作動油を逃がし、排出口３４Ｂ
のドレンが収納孔３１Ｂの開口からハウジング１４の内
部に回収される。

【００１９】一方、給排ポート２１に作動油が供給され
たときには、そのパイロット圧によってプランジャー３
２ｂＢが左へ移動し、チェック弁３２ａＢが開くととも
に、作動油が油通路２６Ａ、連通孔３６Ａ、パイロット
チェック弁２９Ａ、径方向孔２８を通って前側のピスト
ン室５に流入し、ピストン６が後方へ摺動し、後側のピ
ストン室５の作動油が軸方向孔４０、パイロットチェッ
ク弁２９Ｂ、連通孔３６Ｂ、油通路２６Ｂを通って給排
ポート２０から排出される。この状態で、給排ポート２
１の供給圧が異常低下すると、チェック弁３２ａＡが閉
じて作動油の逆流を阻止し、作動油が前側のピストン室
５に封じ込められる。また、前側のピストン室５の圧力
が異常に高くなった場合は、リリーフ弁３０Ａが開いて
ピストン室５の作動油を逃がし、排出口３４Ａのドレン
が収納孔３１Ａの開口からハウジング１４の内部に回収
される。

【００２０】このように、本実施例の回転シリンダによ
れば、パイロットチェック弁２９及びリリーフ弁３０が
シリンダ本体１の後壁部材３の内部に組み付けられてい
るので、各弁２９，３０に係りなく、ピストン６及びロ
ッド８の直径を自由に設計することができる。しかも、
各弁２９，３０がシリンダ軸線に対し直交する同一平面
内において後壁部材３に組み付けられているため、シリ
ンダ軸線方向における弁２９，３０の占有スペースを最
小にして、シリンダの全長寸法を短縮することも可能で
ある。

【００２１】また、パイロットチェック弁２９及びリリ
ーフ弁３０がピストン６に設けられていないから、ピス
トン室５の前後両端面をフラットな単純形状とし、椀状
部材２及び後壁部材３を簡単に加工できる。さらに、各
弁２９，３０が収納孔３１に直列に収納されているた
め、収納孔３１を後壁部材３の外周面に真直ぐに穿設す
るだけの簡単な加工で各弁２９，３０の組付スペースを
形成できる。この場合、リリーフ弁３０の排出口３４を
収納孔３１の開口に臨ませることで、後壁部材３の軸部
１０に専用のドレン通路を加工しなくても、リリーフ弁
３０のドレンをハウジング１４に直接回収できる。ハウ
ジング１４は分配器１２を利用してシリンダ本体１に相
対回転可能に組み付けられているので、ハウジング１４
とシリンダ本体１との間からベアリング等の回転支持部
材を省略し、部品点数を削減できる利点もある。

【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の
構成並びに形状を任意に変更して具体化することも可能
である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、リリーフ弁をシリンダ本体の内部に組み付けた
ので、リリーフ弁に係りなくピストン及びロッドを自由
に設計できるとともに、ピストン室の形状を単純にして
シリンダ本体を簡単に加工でき、しかも、リリーフ弁の
ドレンをハウジングに直接回収できるという優れた効果
を奏する。

【００２４】請求項２の発明によれば、ハウジングを分
配器に固定したので、ハウジングとシリンダ本体との間
からベアリング等の回転支持部材を省略して、部品点数
を削減できるという効果がある。

【００２５】請求項３の発明によれば、パイロットチェ
ック弁及びリリーフ弁をシリンダ本体の内部においてシ
リンダ軸線に対し直交する同一平面内にコンパクトに組
み付けたので、シリンダ軸線方向における弁の占有スペ
ースを最小にして、シリンダの全長寸法を短縮できると
いう効果がある。

【００２６】請求項４の発明によれば、パイロットチェ
ック弁及びリリーフを収納孔に直列に収納したので、収
納孔を真直ぐに穿設するだけの簡単な加工で、各弁の組
付スペースを形成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回転シリンダの断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】作動油の流路構成を示す断面図である。

【図４】従来の回転シリンダを示す断面図である。

【符号の説明】

１・・シリンダ本体、５・・ピストン室、６・・ピスト
ン、１０・・軸部、１２・・分配器、１４・・ハウジン
グ、２９・・パイロットチェック弁、３０・・リリーフ
弁、３１・・収納孔、３４・・排出口。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】異常低圧発生時に作動流体をピストン室
に封じ込めるパイロットチェック弁と、異常高圧発生時
に作動流体をピストン室から逃がすリリーフ弁とを備え
た回転シリンダにおいて、リリーフ弁をシリンダ本体の
内部に組み付け、シリンダ本体にその外周面を覆うドレ
ン回収用のハウジングを相対回転可能に装着し、リリー
フ弁の排出口をハウジングの内側でシリンダ本体の外周
面に開口してなる回転シリンダ。
【請求項２】シリンダ本体の後側に軸部を突設し、軸
部の外周に分配器を相対回転可能に挿着し、分配器にハ
ウジングを固定してなる請求項１記載の回転シリンダ。
【請求項３】異常低圧発生時に作動流体をピストン室
に封じ込めるパイロットチェック弁と、異常高圧発生時
に作動流体をピストン室から逃がすリリーフ弁とを備え
た回転シリンダにおいて、パイロットチェック弁及びリ
リーフ弁をシリンダ本体の内部にシリンダ軸線に対し直
交する同一平面内に位置するように組み付け、シリンダ
本体にその外周面を覆うドレン回収用のハウジングを相
対回転可能に装着し、リリーフ弁の排出口をハウジング
の内側でシリンダ本体の外周面に開口してなる回転シリ
ンダ。
【請求項４】シリンダ本体に収納孔を穿設し、収納孔
にパイロットチェック弁及びリリーフ弁を同一軸線上で
直列に収納してなる請求項３記載の回転シリンダ。