JP3787397B2 - 流体圧回路の圧損補償装置およびこれを備えたカム装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧発生源で発生される流体圧が、配管を介して油圧アクチュエータに供給されるようになった流体圧回路の圧損補償装置およびこれを備えたカム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体圧を用いてアクチュエータを駆動する流体圧回路は数多く存在し、例えば実開平４−６７９４１号公報（Int.Cl.B23Q 3/157 ）に開示されるピックアンドプレース装置に、流体圧として油圧を用いた油圧回路が用いられている。
【０００３】
ピックアンドプレース装置は、工作機械の工具交換に必要な出力軸の複合運動をギアによって作り出すようになっており、入力軸の回転に同期して工具のクランプおよびアンクランプを行うのに前記油圧回路が用いられる。即ち、前記油圧回路は入力軸の回転に同期して脈動油圧を発生させる油圧発生源としてのポンプ装置と、該ポンプ装置で発生される油圧が導入されるアクチュエータとを備え、該アクチュエータを工具のクランプ装置に設けて、アクチュエータに油圧が導入されることにより、アクチュエータに連動するロッドが突出して工具をアンクランプするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の流体圧回路にあっては、ポンプ装置とかアクチュエータ等の油圧機器自体の構造部分とか、これら油圧機器と配管との接続部分等から経時的に油漏れが生じ、これが圧損の原因となってアクチュエータに必要な圧力を供給することができず、作動不良を生じてしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、流体圧回路に対して必要に応じて、または定期的に作動油圧の圧損分を自動的に補償して、常に必要な流体圧を確保することができる流体圧回路の圧損補償装置およびこれを備えたカム装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の請求項１に係る流体圧回路の圧損補償装置は、流体圧発生源で発生される流体圧が、配管を介してアクチュエータに供給されるようになった流体圧回路において、前記配管の途中に、前記流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る流体圧回路の圧損補償装置は、請求項１に記載の流体圧回路の圧損補償装置において、前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３に係る流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置は、ハウジング内に、入力軸により回転駆動され出力軸に運動出力を出力する第１カムと、上記入力軸に上記第１カムと同軸で並設されてこれと同期して回転駆動される第２カムと、該第２カムに揺動レバーを介して駆動される流体圧発生源を設けるとともに、該流体圧発生源には配管を介してアクチュエータに流体圧を供給する流体圧回路を接続し、該流体圧回路の配管途中に該流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４に係る流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置は、請求項３に記載の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置において、前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする。
【００１２】
以上の構成による本発明の流体圧回路の圧損補償装置の作用を、以下に説明する。
【００１３】
請求項１の流体回路の圧損補償装置によれば、流体圧発生源で発生される流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に流体圧補充器を設けて、この流体圧補充器により流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償するようにしたので、流体圧回路内の作動流体圧を常時必要圧に確保することができ、アクチュエータを適正に作動させることができる。
この場合、シリンダ装置の作動圧導入室に空気圧を供給することにより、この空気圧がピストンの一端側に作用し、ピストンを押圧してピストンが他端側に移動し、他端側の流体圧生成室内の流体圧が上昇し、この流体圧生成室内の流体圧が分岐管を介して流体圧回路の配管に供給されることになり、流体圧回路内に生じた圧損を補償することができる。従って、流体圧回路内に常時一定の流体圧を発生させることができるので、アクチュエータを適正に作動させることができる。
また、分岐管に逆止弁を設けているので、流体圧回路内に一旦供給された流体圧が流体圧生成室内に逆流するのを防止できる。
さらに、作動圧導入室内に圧縮性流体である空気を導入しているので、緩衝作用をもってピストンを押圧することができ、流体圧生成室の急激な圧力変動をなくすことができ、流体圧回路への流体圧補償を滑らかに行うことができる。
さらに、作動圧導入室への空気圧の導入を停止すると、リターンスプリングによりピストンが作動圧導入室の方向へ移動し、流体圧生成室が負圧状態になり、これにより、流体導入管を介して流体タンク内の作動流体が流体圧生成室に導入され、次回に流体圧回路へ供給する流体圧を確保することができる。
さらに、流体導入管に逆止弁を設けて、流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容するようにしたので、流体圧生成室内に圧力が発生した場合に、流体導入管を介して流体タンクに流体圧が逃げるのを防止できる。
さらに、流体圧生成室で発生した流体圧を分岐管を介して流体圧回路に補償した場合に、過剰となった流体圧は逃し管から余剰圧導入ポートを介してドレンポートから排出されるため、流体圧回路内の流体圧を一定に保つことができる。
【００１４】
また、請求項２の流体回路の圧損補償装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出でき、これにより、流体圧回路内の作動流体に混入される空気をなくし、所定の圧力を発生させることができる。
【００１５】
さらに、請求項３の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、入力軸が回転すると、これに伴って第１カムが回転し、この第１カムの回転にしたがって出力軸が駆動する。また、第１カムと同軸上に並設した第２カムが同期して回転し、これにより揺動レバーが揺動して流体圧発生源が駆動する。そして、この流体圧発生源で発生した流体圧はアクチュエータに供給されてアクチュエータが駆動される。この際、流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に設けた流体圧補充器によって、流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償することができ、流体圧回路内の作動流体圧が常時必要圧に確保される。
また、流体圧発生源をハウジングに内蔵しているので、カム装置全体のコンパクト化を図ることができるとともに、出力軸を駆動する第１カムに対して流体圧発生源を駆動する第２カムを、同一の入力軸上に並設して同期回転させるようにしているので、出力軸の運動タイミングと流体圧発生源によるアクチュエータの駆動タイミングとを確実に一致させることができ、カム装置の高速運転が可能になる。さらに、流体圧補充器によってアクチュエータの作動タイミング遅れや作動不良を防止して、アクチュエータの作動の正確さが向上するため、この点からも装置の更なる高速運転が可能になる。
【００１６】
さらに、請求項４の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出でき、これにより、流体圧回路内の作動流体に混入される空気をなくし、所定の圧力を発生させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図１０は本発明の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置の第１実施形態を示し、図１は圧損補償装置の初期状態を示す流体圧回路の構成図、図２は流体圧回路に流体圧が発生された状態を示す構成図、図３は圧損補償装置の作動状態を示す流体圧回路の構成図、図４は図１中Ａ部分の要部拡大断面図、図５は図３中Ｂ部分の要部拡大断面図、図６は流体圧回路が用いられる工具交換装置の要部を断面した正面図、図７は流体圧発生源の圧力が発生していない状態の工具交換装置の要部を拡大した断面正面図、図８は工具交換装置の要部を拡大した断面平面図、図９は流体圧発生源の圧力が発生していない状態の工具交換装置の作動状態を示す要部を拡大した断面正面図、図１０は流体圧発生源の圧力が発生した状態の工具交換装置の作動状態を示す要部を拡大した断面正面図である。
【００２４】
本実施形態の図１から図３に示す圧損補償装置１０が備えられた流体圧回路１２については、図６に示すカム装置としての工具交換装置１４に適用した場合を例にとって説明する。前記流体圧回路１２は、流体圧発生源としての油圧ポンプ１６と、この油圧ポンプ１６で発生された脈動油圧が配管１８を介して供給されるアクチュエータ２０とを備える。
【００２５】
前記油圧ポンプ１６は、ケーシング１６ａ内にピストン１６ｂが摺動自在に嵌合され、このピストン１６ｂがシリンダ室１６ｃ側に移動されることにより、該シリンダ室１６ｃ内に油圧が発生される。一方、前記アクチュエータ２０では、シリンダ２０ａ内に摺動可能に嵌合されたピストン２０ｂが、油圧導入室２０ｃに導入される油圧により図中下方に移動される。前記配管１８は前記シリンダ室１６ｃと前記油圧導入室２０ｃとを連通している。
【００２６】
前記油圧ポンプ１６は、前記工具交換装置１４の工具交換に必要な複合運動を入力軸２２から作り出すためのローラギアカム２４が回転されることにより駆動される。即ち、前記工具交換装置１４は図７から図１０に示すように、ハウジング２６内に前記入力軸２２を取付け、この入力軸２２にグロボイダルカムとして形成される前記ローラギアカム２４が一体回転可能に取付けられている。ローラギアカム２４の外周面には所定の幾何学的曲線をもってテーパリブ２４ａが形成され、このテーパリブ２４ａに従節ターレット２８のカムフォロア３０が係合される。
【００２７】
そして、ローラギアカム２４の回転が前記従節ターレット２８に、揺動回転に変換されて取り出され、該従節ターレット２８にスプライン嵌合された出力軸３２を揺動回転し、図６に示したように該出力軸３２に取付けた工具保持アーム３４を１８０°旋回させるようになっている。図６では工具交換装置１４は天地を逆にして取り付けられている。
【００２８】
また、前記ローラギアカム２４の一側面（図７中向う側）にはエンドレスの第１溝カム３６が所定の幾何学的曲線をもって形成される（図９参照）と共に、他側面（図７中手前側）には同様にエンドレスの第２溝カム３８が所定の幾何学的曲線をもって形成される。前記第１溝カム３６の形成側には、基端部４０ａが枢軸４２を介してハウジング２６に回動可能に取付けられる第１揺動レバー４０が設けられ、この第１揺動レバー４０の先端部４０ｂに設けられたカムフォロア４４が、前記出力軸３２に設けられた周溝４６に係合されている。そして、前記第１揺動レバー４０の中間部に設けたカムフォロア４８を前記第１溝カム３６に係合することにより、ローラギアカム２４の回転により前記第１揺動レバー４０が枢軸４２を中心に上下揺動するようになっている。この第１揺動レバー４０の揺動により出力軸３２を軸方向に往復移動させて、前記工具保持アーム３４を上下往復移動させるようになっている。
【００２９】
一方、前記第２溝カム３８の形成側には、中間部５０ａが枢軸５２を介してハウジング２６に回動可能に取付けられる第２揺動レバー５０が設けられ、この第２揺動レバー５０の一端部５０ｂに設けられたカムフォロア５４が、第２溝カム３８に係合される。また、前記第２揺動レバー５０の他端部５０ｃに設けられたカムフォロア５６が、前記油圧ポンプ１６のピストン１６ｂに形成された係合溝１６ｄに係合される。
【００３０】
そして、前記ローラギアカム２４が回転されることにより、第２溝カム３８によって第２揺動レバー５０は枢軸５２を中心に回動して、他端部５０ｃのカムフォロア５６が係合したピストン１６ｂをシリンダ室１６ｃ方向に移動させるようになっている。従って、前記ピストン１６ｂがシリンダ室１６ｃ方向に移動することにより、該シリンダ室１６ｃ内に油圧が発生され、この油圧が前記アクチュエータ２０に供給されることになる。
【００３１】
前記アクチュエータ２０は、図６に示したように工作機械のスピンドル部６０に取付けられ、アクチュエータ２０のピストン２０ｂ下端が、スピンドル６２の中心部に上下動可能に配置される作動ロッド６４上端に当接される。そして、アクチュエータ２０の油圧導入室２０ｃに油圧が導入されてピストン２０ｂが下降すると、作動ロッド６４を押圧してスピンドル６２下端部に保持された工具６６を離脱させるようになっている。
【００３２】
ここで、前記流体圧回路１２の配管１８途中に、流体圧回路１２内の油圧の圧損分を補償する流体圧補充器としてのシリンダ装置７０が設けられる。このシリンダ装置７０は、ケーシング７２内に摺動自在に嵌装されるピストン７４と、ケーシング７２の一端側に設けられて、このピストン７４を押圧する作動圧が導入される作動圧導入室７６と、ピストン７４を挟んでケーシング７２の他端側に設けられて前記配管１８に分岐管７８を介して連通する流体圧生成室８０とを備えて構成される。また、前記分岐管７８には流体圧生成室８０から前記配管１８方向への流体移動のみを許容する逆止弁８２が設けられる。
【００３３】
更に、前記ピストン７４には、これに作動圧導入室７６方向への付勢力を与えるリターンスプリング８４が設けられると共に、前記ケーシング７２の流体圧生成室８０にはオイルパン８６に連通する流体導入管８８が接続され、かつ、該流体導入管８８には、流体圧生成室８０方向への流体移動のみを許容する逆止弁９０が設けられる。また、ケーシング７２にはその中間部分に位置してドレンポート７２ａが設けられると共に、ピストン７２が流体圧生成室８０方向に移動した時に、このドレンポート７２ａに連通する余剰圧導入ポート７２ｂが設けられ、この余剰圧導入ポート７２ｂは逃し管９２を介して前記配管１８に接続される。このとき、逃し管９２は、該配管１８が上方から下方に向かって湾曲または折曲されて、空気が溜りやすくなった部分１８ａに接続される。
【００３４】
前記余剰圧導入ポート７２ｂはケーシング７２の長さ方向寸法が、ピストン７４の移動量より若干長く形成されており、ピストン７４の外周に形成された鍔部７４ａがこの余剰圧導入ポート７２ｂ内に嵌合される。また、ピストン７４とケーシング７２との間には、余剰圧導入ポート７２ｂから前記ドレンポート７２ａに至る間でオリフィス機能を呈する隙間δが設けられると共に、前記鍔部７４ａは図４に示したようにピストン７４が下方に位置した状態で前記隙間δを閉止するようになっている。前記ドレンポート７２ａから排出されるオイルは前記オイルパン８６に戻される。ここで、前記作動圧導入室７６には、空圧源９６から供給される空気圧が圧力調整装置９８を介して導入されるようになっている。
【００３５】
以上の構成により本実施形態で例示している工具交換装置１４では図１から図３に示したように、流体圧回路１２の油圧ポンプ１６で発生された油圧が、アクチュエータ２０に供給されることにより、図６に示したスピンドル部６０の作動ロッド６４を押し込んで、工具６６をスピンドル６２から離脱させるようになっている。前記工具６６は工具保持アーム３４の両端部に保持されており、この工具保持アーム３４が工具交換装置１４によって上下移動および１８０°毎の旋回動作を行うことによって、前記スピンドル部６０にセットされる工具６６が自動交換されるようになっている。
【００３６】
詳述すると、前記工具交換装置１４は、入力軸２２が回転されると、これに伴ってローラギアカム２４が回転され、これの外周面に形成されたテーパリブ２４ａに係合されたカムフォロア３０，３０よって従節ターレット２８が揺動回転され、該従節ターレット２８にスプライン嵌合された出力軸３２が揺動回転される。一方、前記ローラギアカム２４の一側面に形成した第１溝カム３６によって第１揺動レバー４０が上下揺動されることにより、出力軸３２は従節ターレット２８とのスプライン嵌合部分における摺動を伴って上下往復運動される。
【００３７】
また、前記流体圧回路１２では油圧ポンプ１６は、前記工具交換装置１４の入力軸２２に設けたローラギアカム２４の回転により、第２溝カム３８に係合した第２揺動レバー５０の揺動で油圧が発生されるようになっており、つまりは、工具保持アーム３４の動作に同期して油圧が発生されるようになっている。即ち、スピンドル部６０に工具６６を保持させているクランプ状態では、ピストン１６ｂが下方に位置してシリンダ室１６ｃに油圧が発生しない状態にあり、一方、スピンドル部６０から工具６６を取り外すアンクランプ時には、ピストン１６ｂが上方に押し上げられてシリンダ室１６ｃに油圧が発生する状態となる。
【００３８】
このように、前記油圧ポンプ１６は工具交換装置１４の動作に同期して流体圧回路１２に脈動油圧を発生させるようになっており、図１の油圧が発生しない状態ではアクチュエータ２０のピストン２０ｂはリターンスプリング２０ｄによって上方に位置されてスピンドル部６０がクランプ状態にある。また、図２の油圧発生状態ではアクチュエータ２０のピストン２０ｂは下方に位置されて、スピンドル部６０がアンクランプ状態となる。
【００３９】
このような作動の下、工具交換装置１４は図７に示した状態では、スピンドル部６０が工具６６をクランプした直後であって、このとき工具保持アーム３４はスピンドル部６０に近接する上昇位置にある。図９に示した状態では、その後スピンドル部６０から退避させるべく工具保持アーム３４が下降されている。図１０には、工具保持アーム３４が旋回した後に再度上昇され、スピンドル部６０がアンクランプした工具６６を受け取っているところが示されいて、工具交換装置１４はこのような各動作を行うようになっている。
【００４０】
ここで、前記圧損補償装置１０に設けられたシリンダ装置７０について説明すると、図２に示したように油圧ポンプ１６のピストン１６ｂが下方に押し下げられて流体圧回路１２に油圧が発生している場合には、シリンダ装置７０の作動圧導入室７６には空気圧は供給されない。この状態ではリターンスプリング８４に押圧されてピストン７４は下方に位置しており、かつ、余剰圧導入ポート７２ｂとドレンポート７２ａとを結ぶ間隙δは、図４に示したように鍔部７４ａによって閉止された状態にある。したがって、流体圧回路１２内に発生している油圧は、分岐管７８において逆止弁８２によって逆流が阻止されると共に、逃し管９２において前記鍔部７４ａで間隙δが閉止されるため逆流が阻止される。このため、油圧ポンプ１６の油圧はアクチュエータ２０にそのまま供給されて、スピンドル部６０のアンクランプ作動を確実に行うことができる。
【００４１】
そして、前記流体圧回路１２内での経時的な油漏れ等により圧損が生じた場合に必要に応じてあるいは定期的に、前記シリンダ装置７０の作動圧導入室７６に空圧源９６から空気圧を供給すると、図３に示したようにピストン７４は押し上げられて流体圧生成室８０内に補償油圧が発生し、この補償油圧は分岐管７８を介して配管１８内に供給される。従って、流体圧回路１２はその回路内の油圧が前記補償油圧で補償されて、流体圧回路１２内の作動油圧としては常時必要圧を確保することができ、アクチュエータ２０を常時適正に作動させることができる。
【００４２】
ところで、前記シリンダ装置７０はピストン７４が上方移動して補償油圧の供給状態にある時は、図５に示したように鍔部７４ａが上昇して間隙δが余剰圧導入ポート７２ｂとドレンポート７２ａとの間を連通させるため、前記シリンダ装置７０から供給された補償油圧で流体圧回路１２内の油圧が過剰状態になった場合は、余剰油圧は逃し管９２を経て余剰圧導入ポート７２ｂから前記間隙δを介してドレンポート７２ａより排出される。このとき、前記間隙δはオリフィス機能を呈する狭い通路であるため、流体圧回路１２内の油圧が一挙に抜けることはなく、余剰分のみを適切に排出することができる。
【００４３】
また、前記逃し管９２は配管１８の空気が溜りやすくなった部分１８ａに接続されているため、過剰油圧が逃し管９２を介して排出される際に、配管１８内に溜った空気も一緒に排出することができ、これにより流体圧回路１２内の作動油に混入される空気をなくして所定通りの圧力を発生させることができて、タイミング遅れなどの作動不良を生じさせることなくアクチュエータ２０を確実に作動させることができる。
【００４４】
そして、流体圧回路１２内に油圧を補償した後作動圧導入室７６から空気圧を排除することにより、シリンダ装置７０は図１に示したように、ピストン７４がリターンスプリング８４により下方移動して初期状態に復帰する。このとき、流体圧生成室８０にはピストン７４の下方移動に伴って負圧が生じるため、流体導入管８８を介してオイルパン８６内の作動油が流体圧生成室８０内に補充されることとなる。
【００４５】
また、前記シリンダ装置７０を作動するために作動圧導入室７６に空気圧を導入するようになっているが、空気は圧縮性流体であるため、緩衝作用をもってピストン７４を押圧することができ、流体圧生成室８０の急激な圧力変動をなくして、流体圧回路１２への油圧補償を滑らかに行うことができる。
【００４６】
ところで、前記工具交換装置１４では油圧ポンプ１６をハウジング２６内に内蔵したことにより、該工具交換装置１４のコンパクト化を図ることができると共に、出力軸３２の揺動回転および上下往復運動を行うテーパリブ２４ａおよび第１溝カム３６が形成されたローラギアカム２４に、油圧ポンプ１６を駆動するための第２溝カム３８を形成したので、出力軸３２の作動タイミングと油圧ポンプ１６によるアクチュエータ２０の駆動タイミングとを確実に一致させることができ、工具交換装置１４の高速運転が可能となる。そして殊に、シリンダ装置７０によってアクチュエータ２０の作動タイミング遅れや作動不良を防止してアクチュエータ２０の作動の正確さが向上するため、この点からも工具交換装置１４の更なる高速運転が可能となる。
【００４７】
また、前記シリンダ装置７０から補償油圧を配管１８に供給するタイミング、つまり、空圧源９６の空気圧を作動圧導入室７６に供給するタイミングは、流体圧回路１２内の油圧低下がみられた時点で随時行ってもよく、また、工具交換装置１４に同期させて定期的に行うこともできる。上記実施形態にあっては、前記圧損補償装置１０を工具交換装置１４の流体圧回路１２に適用した場合を開示したが、これに限ることなく一般の流体圧回路にあっても該圧損補償装置１０を適用できることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に示す流体圧回路の圧損補償装置にあっては、流体圧発生源で発生される流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に流体圧補充器を設けて、この流体圧補充器により流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償するようにしたので、流体圧回路内の作動流体圧を常時必要圧に確保することができ、アクチュエータを適正に作動させることができる。
この場合、シリンダ装置の作動圧導入室に空気圧を供給してピストンを介して流体圧生成室内に流体圧を発生させ、この流体圧生成室内の流体圧を分岐管を介して流体圧回路の配管に供給するようにしたので、流体圧回路内に生じた圧損を補償することができる。従って、流体圧回路内に常時一定の流体圧を発生させることができるので、アクチュエータを適正に作動させることができる。
また、分岐管に逆止弁を設けているので、流体圧回路内に一旦供給された流体圧が流体圧生成室内に逆流するのを防止できる。
さらに、作動圧導入室内に圧縮性流体である空気を導入しているので、緩衝作用をもってピストンを押圧することができ、流体圧生成室の急激な圧力変動をなくすことができ、流体圧回路への流体圧補償を滑らかに行うことができる。
さらに、ピストンに作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングを設けているので、作動圧導入室への空気圧の供給を停止したときに、リターンスプリングによりピストンが作動圧導入室の方向へ移動して流体圧生成室が負圧状態になり、これにより、流体導入管を介して流体タンク内の作動流体を流体圧生成室に導入させることができ、次回に流体圧回路へ供給すべき流体圧を確保することができる。
さらに、流体導入管に逆止弁を設けて、流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容するようにしたので、流体圧生成室内に圧力が発生した場合に、流体導入管を介して流体タンクに流体圧が逃げるのを防止できる。
さらに、流体圧生成室で発生した流体圧を分岐管を介して流体圧回路に補償した場合に、過剰となった流体圧は逃し管から余剰圧導入ポートを介してドレンポートから排出されるので、流体圧回路内の流体圧を一定に保つことができる。
【００４９】
また、請求項２に示す流体圧回路の圧損補償装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出することができ、流体圧回路内の流体に混入される空気を排除して所定の圧力を発生させることができ、アクチュエータを確実に作動させることができる。
【００５０】
さらに、請求項３に示す流体圧回路の圧力補償装置を備えたカム装置にあっては、流体圧発生源をハウジングに内蔵しているので、カム装置全体のコンパクトを図ることができる。
また、出力軸を駆動する第１カムに対して、流体圧発生源を駆動する第２カムを、同一の入力軸上に並設して同期回転させるようにしたので、出力軸の運動タイミングと流体圧発生源によるアクチュエータの駆動タイミングとを確実に一致させることができ、カム装置の高速運転を可能にすることができる。
さらに、流体圧補充器によってアクチュエータの作動タイミング遅れや作動不良を防止して、アクチュエータの作動の正確さを向上させることができるので、この点からも装置の更なる高速運転を可能にすることができる。
【００５１】
さらに、請求項４に示す流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出することができ、流体圧回路内の流体に混入される空気を排除して所定の圧力を発生させることができ、アクチュエータを確実に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す圧損補償装置の初期状態の流体圧回路の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す流体圧回路に流体圧が発生された状態の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す圧損補償装置の作動状態の流体圧回路の構成図である。
【図４】図１中Ａ部分の要部拡大断面図である。
【図５】図３中Ｂ部分の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す流体圧回路の圧損補償装置を備えた工具交換装置の要部断面正面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生しない状態の工具交換装置の要部を拡大した断面正面図である。
【図８】本発明の一実施形態を示す工具交換装置の要部を拡大した断面平面図である。
【図９】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生しない状態の工具交換装置の作動状態の要部を拡大した断面正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生した状態の工具交換装置の作動状態の要部を拡大した断面正面図である。
【符号の説明】
１０ 圧損補償装置
１２ 流体圧回路
１４ 工具交換装置（カム装置）
１６ 油圧ポンプ（流体圧発生源）
１８ 配管
２０ アクチュエータ
２２ 入力軸
２４ ローラギアカム
２４ａ テーパリブ
２６ ハウジング
２８ 従節ターレット
３２ 出力軸
３６ 第１溝カム
３８ 第２溝カム
７０ シリンダ装置（流体圧補充器）
７２ ケーシング
７２ａ ドレンポート
７２ｂ 余剰圧導入ポート
７４ ピストン
７６ 作動圧導入室
７８ 分岐管
８０ 流体圧生成室
８２ 逆止弁
８４ リターンスプリング
８８ 流体導入管
９０ 逆止弁
９２ 逃し管
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧発生源で発生される流体圧が、配管を介して油圧アクチュエータに供給されるようになった流体圧回路の圧損補償装置およびこれを備えたカム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体圧を用いてアクチュエータを駆動する流体圧回路は数多く存在し、例えば実開平４−６７９４１号公報（Int.Cl.B23Q 3/157 ）に開示されるピックアンドプレース装置に、流体圧として油圧を用いた油圧回路が用いられている。
【０００３】
ピックアンドプレース装置は、工作機械の工具交換に必要な出力軸の複合運動をギアによって作り出すようになっており、入力軸の回転に同期して工具のクランプおよびアンクランプを行うのに前記油圧回路が用いられる。即ち、前記油圧回路は入力軸の回転に同期して脈動油圧を発生させる油圧発生源としてのポンプ装置と、該ポンプ装置で発生される油圧が導入されるアクチュエータとを備え、該アクチュエータを工具のクランプ装置に設けて、アクチュエータに油圧が導入されることにより、アクチュエータに連動するロッドが突出して工具をアンクランプするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の流体圧回路にあっては、ポンプ装置とかアクチュエータ等の油圧機器自体の構造部分とか、これら油圧機器と配管との接続部分等から経時的に油漏れが生じ、これが圧損の原因となってアクチュエータに必要な圧力を供給することができず、作動不良を生じてしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、流体圧回路に対して必要に応じて、または定期的に作動油圧の圧損分を自動的に補償して、常に必要な流体圧を確保することができる流体圧回路の圧損補償装置およびこれを備えたカム装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の請求項１に係る流体圧回路の圧損補償装置は、流体圧発生源で発生される流体圧が、配管を介してアクチュエータに供給されるようになった流体圧回路において、前記配管の途中に、前記流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る流体圧回路の圧損補償装置は、請求項１に記載の流体圧回路の圧損補償装置において、前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３に係る流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置は、ハウジング内に、入力軸により回転駆動され出力軸に運動出力を出力する第１カムと、上記入力軸に上記第１カムと同軸で並設されてこれと同期して回転駆動される第２カムと、該第２カムに揺動レバーを介して駆動される流体圧発生源を設けるとともに、該流体圧発生源には配管を介してアクチュエータに流体圧を供給する流体圧回路を接続し、該流体圧回路の配管途中に該流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４に係る流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置は、請求項３に記載の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置において、前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする。
【００１２】
以上の構成による本発明の流体圧回路の圧損補償装置の作用を、以下に説明する。
【００１３】
請求項１の流体回路の圧損補償装置によれば、流体圧発生源で発生される流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に流体圧補充器を設けて、この流体圧補充器により流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償するようにしたので、流体圧回路内の作動流体圧を常時必要圧に確保することができ、アクチュエータを適正に作動させることができる。
この場合、シリンダ装置の作動圧導入室に空気圧を供給することにより、この空気圧がピストンの一端側に作用し、ピストンを押圧してピストンが他端側に移動し、他端側の流体圧生成室内の流体圧が上昇し、この流体圧生成室内の流体圧が分岐管を介して流体圧回路の配管に供給されることになり、流体圧回路内に生じた圧損を補償することができる。従って、流体圧回路内に常時一定の流体圧を発生させることができるので、アクチュエータを適正に作動させることができる。
また、分岐管に逆止弁を設けているので、流体圧回路内に一旦供給された流体圧が流体圧生成室内に逆流するのを防止できる。
さらに、作動圧導入室内に圧縮性流体である空気を導入しているので、緩衝作用をもってピストンを押圧することができ、流体圧生成室の急激な圧力変動をなくすことができ、流体圧回路への流体圧補償を滑らかに行うことができる。
さらに、作動圧導入室への空気圧の導入を停止すると、リターンスプリングによりピストンが作動圧導入室の方向へ移動し、流体圧生成室が負圧状態になり、これにより、流体導入管を介して流体タンク内の作動流体が流体圧生成室に導入され、次回に流体圧回路へ供給する流体圧を確保することができる。
さらに、流体導入管に逆止弁を設けて、流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容するようにしたので、流体圧生成室内に圧力が発生した場合に、流体導入管を介して流体タンクに流体圧が逃げるのを防止できる。
さらに、流体圧生成室で発生した流体圧を分岐管を介して流体圧回路に補償した場合に、過剰となった流体圧は逃し管から余剰圧導入ポートを介してドレンポートから排出されるため、流体圧回路内の流体圧を一定に保つことができる。
【００１４】
また、請求項２の流体回路の圧損補償装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出でき、これにより、流体圧回路内の作動流体に混入される空気をなくし、所定の圧力を発生させることができる。
【００１５】
さらに、請求項３の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、入力軸が回転すると、これに伴って第１カムが回転し、この第１カムの回転にしたがって出力軸が駆動する。また、第１カムと同軸上に並設した第２カムが同期して回転し、これにより揺動レバーが揺動して流体圧発生源が駆動する。そして、この流体圧発生源で発生した流体圧はアクチュエータに供給されてアクチュエータが駆動される。この際、流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に設けた流体圧補充器によって、流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償することができ、流体圧回路内の作動流体圧が常時必要圧に確保される。
また、流体圧発生源をハウジングに内蔵しているので、カム装置全体のコンパクト化を図ることができるとともに、出力軸を駆動する第１カムに対して流体圧発生源を駆動する第２カムを、同一の入力軸上に並設して同期回転させるようにしているので、出力軸の運動タイミングと流体圧発生源によるアクチュエータの駆動タイミングとを確実に一致させることができ、カム装置の高速運転が可能になる。さらに、流体圧補充器によってアクチュエータの作動タイミング遅れや作動不良を防止して、アクチュエータの作動の正確さが向上するため、この点からも装置の更なる高速運転が可能になる。
【００１６】
さらに、請求項４の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出でき、これにより、流体圧回路内の作動流体に混入される空気をなくし、所定の圧力を発生させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図１０は本発明の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置の第１実施形態を示し、図１は圧損補償装置の初期状態を示す流体圧回路の構成図、図２は流体圧回路に流体圧が発生された状態を示す構成図、図３は圧損補償装置の作動状態を示す流体圧回路の構成図、図４は図１中Ａ部分の要部拡大断面図、図５は図３中Ｂ部分の要部拡大断面図、図６は流体圧回路が用いられる工具交換装置の要部を断面した正面図、図７は流体圧発生源の圧力が発生していない状態の工具交換装置の要部を拡大した断面正面図、図８は工具交換装置の要部を拡大した断面平面図、図９は流体圧発生源の圧力が発生していない状態の工具交換装置の作動状態を示す要部を拡大した断面正面図、図１０は流体圧発生源の圧力が発生した状態の工具交換装置の作動状態を示す要部を拡大した断面正面図である。
【００２４】
本実施形態の図１から図３に示す圧損補償装置１０が備えられた流体圧回路１２については、図６に示すカム装置としての工具交換装置１４に適用した場合を例にとって説明する。前記流体圧回路１２は、流体圧発生源としての油圧ポンプ１６と、この油圧ポンプ１６で発生された脈動油圧が配管１８を介して供給されるアクチュエータ２０とを備える。
【００２５】
前記油圧ポンプ１６は、ケーシング１６ａ内にピストン１６ｂが摺動自在に嵌合され、このピストン１６ｂがシリンダ室１６ｃ側に移動されることにより、該シリンダ室１６ｃ内に油圧が発生される。一方、前記アクチュエータ２０では、シリンダ２０ａ内に摺動可能に嵌合されたピストン２０ｂが、油圧導入室２０ｃに導入される油圧により図中下方に移動される。前記配管１８は前記シリンダ室１６ｃと前記油圧導入室２０ｃとを連通している。
【００２６】
前記油圧ポンプ１６は、前記工具交換装置１４の工具交換に必要な複合運動を入力軸２２から作り出すためのローラギアカム２４が回転されることにより駆動される。即ち、前記工具交換装置１４は図７から図１０に示すように、ハウジング２６内に前記入力軸２２を取付け、この入力軸２２にグロボイダルカムとして形成される前記ローラギアカム２４が一体回転可能に取付けられている。ローラギアカム２４の外周面には所定の幾何学的曲線をもってテーパリブ２４ａが形成され、このテーパリブ２４ａに従節ターレット２８のカムフォロア３０が係合される。
【００２７】
そして、ローラギアカム２４の回転が前記従節ターレット２８に、揺動回転に変換されて取り出され、該従節ターレット２８にスプライン嵌合された出力軸３２を揺動回転し、図６に示したように該出力軸３２に取付けた工具保持アーム３４を１８０°旋回させるようになっている。図６では工具交換装置１４は天地を逆にして取り付けられている。
【００２８】
また、前記ローラギアカム２４の一側面（図７中向う側）にはエンドレスの第１溝カム３６が所定の幾何学的曲線をもって形成される（図９参照）と共に、他側面（図７中手前側）には同様にエンドレスの第２溝カム３８が所定の幾何学的曲線をもって形成される。前記第１溝カム３６の形成側には、基端部４０ａが枢軸４２を介してハウジング２６に回動可能に取付けられる第１揺動レバー４０が設けられ、この第１揺動レバー４０の先端部４０ｂに設けられたカムフォロア４４が、前記出力軸３２に設けられた周溝４６に係合されている。そして、前記第１揺動レバー４０の中間部に設けたカムフォロア４８を前記第１溝カム３６に係合することにより、ローラギアカム２４の回転により前記第１揺動レバー４０が枢軸４２を中心に上下揺動するようになっている。この第１揺動レバー４０の揺動により出力軸３２を軸方向に往復移動させて、前記工具保持アーム３４を上下往復移動させるようになっている。
【００２９】
一方、前記第２溝カム３８の形成側には、中間部５０ａが枢軸５２を介してハウジング２６に回動可能に取付けられる第２揺動レバー５０が設けられ、この第２揺動レバー５０の一端部５０ｂに設けられたカムフォロア５４が、第２溝カム３８に係合される。また、前記第２揺動レバー５０の他端部５０ｃに設けられたカムフォロア５６が、前記油圧ポンプ１６のピストン１６ｂに形成された係合溝１６ｄに係合される。
【００３０】
そして、前記ローラギアカム２４が回転されることにより、第２溝カム３８によって第２揺動レバー５０は枢軸５２を中心に回動して、他端部５０ｃのカムフォロア５６が係合したピストン１６ｂをシリンダ室１６ｃ方向に移動させるようになっている。従って、前記ピストン１６ｂがシリンダ室１６ｃ方向に移動することにより、該シリンダ室１６ｃ内に油圧が発生され、この油圧が前記アクチュエータ２０に供給されることになる。
【００３１】
前記アクチュエータ２０は、図６に示したように工作機械のスピンドル部６０に取付けられ、アクチュエータ２０のピストン２０ｂ下端が、スピンドル６２の中心部に上下動可能に配置される作動ロッド６４上端に当接される。そして、アクチュエータ２０の油圧導入室２０ｃに油圧が導入されてピストン２０ｂが下降すると、作動ロッド６４を押圧してスピンドル６２下端部に保持された工具６６を離脱させるようになっている。
【００３２】
ここで、前記流体圧回路１２の配管１８途中に、流体圧回路１２内の油圧の圧損分を補償する流体圧補充器としてのシリンダ装置７０が設けられる。このシリンダ装置７０は、ケーシング７２内に摺動自在に嵌装されるピストン７４と、ケーシング７２の一端側に設けられて、このピストン７４を押圧する作動圧が導入される作動圧導入室７６と、ピストン７４を挟んでケーシング７２の他端側に設けられて前記配管１８に分岐管７８を介して連通する流体圧生成室８０とを備えて構成される。また、前記分岐管７８には流体圧生成室８０から前記配管１８方向への流体移動のみを許容する逆止弁８２が設けられる。
【００３３】
更に、前記ピストン７４には、これに作動圧導入室７６方向への付勢力を与えるリターンスプリング８４が設けられると共に、前記ケーシング７２の流体圧生成室８０にはオイルパン８６に連通する流体導入管８８が接続され、かつ、該流体導入管８８には、流体圧生成室８０方向への流体移動のみを許容する逆止弁９０が設けられる。また、ケーシング７２にはその中間部分に位置してドレンポート７２ａが設けられると共に、ピストン７２が流体圧生成室８０方向に移動した時に、このドレンポート７２ａに連通する余剰圧導入ポート７２ｂが設けられ、この余剰圧導入ポート７２ｂは逃し管９２を介して前記配管１８に接続される。このとき、逃し管９２は、該配管１８が上方から下方に向かって湾曲または折曲されて、空気が溜りやすくなった部分１８ａに接続される。
【００３４】
前記余剰圧導入ポート７２ｂはケーシング７２の長さ方向寸法が、ピストン７４の移動量より若干長く形成されており、ピストン７４の外周に形成された鍔部７４ａがこの余剰圧導入ポート７２ｂ内に嵌合される。また、ピストン７４とケーシング７２との間には、余剰圧導入ポート７２ｂから前記ドレンポート７２ａに至る間でオリフィス機能を呈する隙間δが設けられると共に、前記鍔部７４ａは図４に示したようにピストン７４が下方に位置した状態で前記隙間δを閉止するようになっている。前記ドレンポート７２ａから排出されるオイルは前記オイルパン８６に戻される。ここで、前記作動圧導入室７６には、空圧源９６から供給される空気圧が圧力調整装置９８を介して導入されるようになっている。
【００３５】
以上の構成により本実施形態で例示している工具交換装置１４では図１から図３に示したように、流体圧回路１２の油圧ポンプ１６で発生された油圧が、アクチュエータ２０に供給されることにより、図６に示したスピンドル部６０の作動ロッド６４を押し込んで、工具６６をスピンドル６２から離脱させるようになっている。前記工具６６は工具保持アーム３４の両端部に保持されており、この工具保持アーム３４が工具交換装置１４によって上下移動および１８０°毎の旋回動作を行うことによって、前記スピンドル部６０にセットされる工具６６が自動交換されるようになっている。
【００３６】
詳述すると、前記工具交換装置１４は、入力軸２２が回転されると、これに伴ってローラギアカム２４が回転され、これの外周面に形成されたテーパリブ２４ａに係合されたカムフォロア３０，３０よって従節ターレット２８が揺動回転され、該従節ターレット２８にスプライン嵌合された出力軸３２が揺動回転される。一方、前記ローラギアカム２４の一側面に形成した第１溝カム３６によって第１揺動レバー４０が上下揺動されることにより、出力軸３２は従節ターレット２８とのスプライン嵌合部分における摺動を伴って上下往復運動される。
【００３７】
また、前記流体圧回路１２では油圧ポンプ１６は、前記工具交換装置１４の入力軸２２に設けたローラギアカム２４の回転により、第２溝カム３８に係合した第２揺動レバー５０の揺動で油圧が発生されるようになっており、つまりは、工具保持アーム３４の動作に同期して油圧が発生されるようになっている。即ち、スピンドル部６０に工具６６を保持させているクランプ状態では、ピストン１６ｂが下方に位置してシリンダ室１６ｃに油圧が発生しない状態にあり、一方、スピンドル部６０から工具６６を取り外すアンクランプ時には、ピストン１６ｂが上方に押し上げられてシリンダ室１６ｃに油圧が発生する状態となる。
【００３８】
このように、前記油圧ポンプ１６は工具交換装置１４の動作に同期して流体圧回路１２に脈動油圧を発生させるようになっており、図１の油圧が発生しない状態ではアクチュエータ２０のピストン２０ｂはリターンスプリング２０ｄによって上方に位置されてスピンドル部６０がクランプ状態にある。また、図２の油圧発生状態ではアクチュエータ２０のピストン２０ｂは下方に位置されて、スピンドル部６０がアンクランプ状態となる。
【００３９】
このような作動の下、工具交換装置１４は図７に示した状態では、スピンドル部６０が工具６６をクランプした直後であって、このとき工具保持アーム３４はスピンドル部６０に近接する上昇位置にある。図９に示した状態では、その後スピンドル部６０から退避させるべく工具保持アーム３４が下降されている。図１０には、工具保持アーム３４が旋回した後に再度上昇され、スピンドル部６０がアンクランプした工具６６を受け取っているところが示されいて、工具交換装置１４はこのような各動作を行うようになっている。
【００４０】
ここで、前記圧損補償装置１０に設けられたシリンダ装置７０について説明すると、図２に示したように油圧ポンプ１６のピストン１６ｂが下方に押し下げられて流体圧回路１２に油圧が発生している場合には、シリンダ装置７０の作動圧導入室７６には空気圧は供給されない。この状態ではリターンスプリング８４に押圧されてピストン７４は下方に位置しており、かつ、余剰圧導入ポート７２ｂとドレンポート７２ａとを結ぶ間隙δは、図４に示したように鍔部７４ａによって閉止された状態にある。したがって、流体圧回路１２内に発生している油圧は、分岐管７８において逆止弁８２によって逆流が阻止されると共に、逃し管９２において前記鍔部７４ａで間隙δが閉止されるため逆流が阻止される。このため、油圧ポンプ１６の油圧はアクチュエータ２０にそのまま供給されて、スピンドル部６０のアンクランプ作動を確実に行うことができる。
【００４１】
そして、前記流体圧回路１２内での経時的な油漏れ等により圧損が生じた場合に必要に応じてあるいは定期的に、前記シリンダ装置７０の作動圧導入室７６に空圧源９６から空気圧を供給すると、図３に示したようにピストン７４は押し上げられて流体圧生成室８０内に補償油圧が発生し、この補償油圧は分岐管７８を介して配管１８内に供給される。従って、流体圧回路１２はその回路内の油圧が前記補償油圧で補償されて、流体圧回路１２内の作動油圧としては常時必要圧を確保することができ、アクチュエータ２０を常時適正に作動させることができる。
【００４２】
ところで、前記シリンダ装置７０はピストン７４が上方移動して補償油圧の供給状態にある時は、図５に示したように鍔部７４ａが上昇して間隙δが余剰圧導入ポート７２ｂとドレンポート７２ａとの間を連通させるため、前記シリンダ装置７０から供給された補償油圧で流体圧回路１２内の油圧が過剰状態になった場合は、余剰油圧は逃し管９２を経て余剰圧導入ポート７２ｂから前記間隙δを介してドレンポート７２ａより排出される。このとき、前記間隙δはオリフィス機能を呈する狭い通路であるため、流体圧回路１２内の油圧が一挙に抜けることはなく、余剰分のみを適切に排出することができる。
【００４３】
また、前記逃し管９２は配管１８の空気が溜りやすくなった部分１８ａに接続されているため、過剰油圧が逃し管９２を介して排出される際に、配管１８内に溜った空気も一緒に排出することができ、これにより流体圧回路１２内の作動油に混入される空気をなくして所定通りの圧力を発生させることができて、タイミング遅れなどの作動不良を生じさせることなくアクチュエータ２０を確実に作動させることができる。
【００４４】
そして、流体圧回路１２内に油圧を補償した後作動圧導入室７６から空気圧を排除することにより、シリンダ装置７０は図１に示したように、ピストン７４がリターンスプリング８４により下方移動して初期状態に復帰する。このとき、流体圧生成室８０にはピストン７４の下方移動に伴って負圧が生じるため、流体導入管８８を介してオイルパン８６内の作動油が流体圧生成室８０内に補充されることとなる。
【００４５】
また、前記シリンダ装置７０を作動するために作動圧導入室７６に空気圧を導入するようになっているが、空気は圧縮性流体であるため、緩衝作用をもってピストン７４を押圧することができ、流体圧生成室８０の急激な圧力変動をなくして、流体圧回路１２への油圧補償を滑らかに行うことができる。
【００４６】
ところで、前記工具交換装置１４では油圧ポンプ１６をハウジング２６内に内蔵したことにより、該工具交換装置１４のコンパクト化を図ることができると共に、出力軸３２の揺動回転および上下往復運動を行うテーパリブ２４ａおよび第１溝カム３６が形成されたローラギアカム２４に、油圧ポンプ１６を駆動するための第２溝カム３８を形成したので、出力軸３２の作動タイミングと油圧ポンプ１６によるアクチュエータ２０の駆動タイミングとを確実に一致させることができ、工具交換装置１４の高速運転が可能となる。そして殊に、シリンダ装置７０によってアクチュエータ２０の作動タイミング遅れや作動不良を防止してアクチュエータ２０の作動の正確さが向上するため、この点からも工具交換装置１４の更なる高速運転が可能となる。
【００４７】
また、前記シリンダ装置７０から補償油圧を配管１８に供給するタイミング、つまり、空圧源９６の空気圧を作動圧導入室７６に供給するタイミングは、流体圧回路１２内の油圧低下がみられた時点で随時行ってもよく、また、工具交換装置１４に同期させて定期的に行うこともできる。上記実施形態にあっては、前記圧損補償装置１０を工具交換装置１４の流体圧回路１２に適用した場合を開示したが、これに限ることなく一般の流体圧回路にあっても該圧損補償装置１０を適用できることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に示す流体圧回路の圧損補償装置にあっては、流体圧発生源で発生される流体圧をアクチュエータに供給する配管の途中に流体圧補充器を設けて、この流体圧補充器により流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償するようにしたので、流体圧回路内の作動流体圧を常時必要圧に確保することができ、アクチュエータを適正に作動させることができる。
この場合、シリンダ装置の作動圧導入室に空気圧を供給してピストンを介して流体圧生成室内に流体圧を発生させ、この流体圧生成室内の流体圧を分岐管を介して流体圧回路の配管に供給するようにしたので、流体圧回路内に生じた圧損を補償することができる。従って、流体圧回路内に常時一定の流体圧を発生させることができるので、アクチュエータを適正に作動させることができる。
また、分岐管に逆止弁を設けているので、流体圧回路内に一旦供給された流体圧が流体圧生成室内に逆流するのを防止できる。
さらに、作動圧導入室内に圧縮性流体である空気を導入しているので、緩衝作用をもってピストンを押圧することができ、流体圧生成室の急激な圧力変動をなくすことができ、流体圧回路への流体圧補償を滑らかに行うことができる。
さらに、ピストンに作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングを設けているので、作動圧導入室への空気圧の供給を停止したときに、リターンスプリングによりピストンが作動圧導入室の方向へ移動して流体圧生成室が負圧状態になり、これにより、流体導入管を介して流体タンク内の作動流体を流体圧生成室に導入させることができ、次回に流体圧回路へ供給すべき流体圧を確保することができる。
さらに、流体導入管に逆止弁を設けて、流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容するようにしたので、流体圧生成室内に圧力が発生した場合に、流体導入管を介して流体タンクに流体圧が逃げるのを防止できる。
さらに、流体圧生成室で発生した流体圧を分岐管を介して流体圧回路に補償した場合に、過剰となった流体圧は逃し管から余剰圧導入ポートを介してドレンポートから排出されるので、流体圧回路内の流体圧を一定に保つことができる。
【００４９】
また、請求項２に示す流体圧回路の圧損補償装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出することができ、流体圧回路内の流体に混入される空気を排除して所定の圧力を発生させることができ、アクチュエータを確実に作動させることができる。
【００５０】
さらに、請求項３に示す流体圧回路の圧力補償装置を備えたカム装置にあっては、流体圧発生源をハウジングに内蔵しているので、カム装置全体のコンパクトを図ることができる。
また、出力軸を駆動する第１カムに対して、流体圧発生源を駆動する第２カムを、同一の入力軸上に並設して同期回転させるようにしたので、出力軸の運動タイミングと流体圧発生源によるアクチュエータの駆動タイミングとを確実に一致させることができ、カム装置の高速運転を可能にすることができる。
さらに、流体圧補充器によってアクチュエータの作動タイミング遅れや作動不良を防止して、アクチュエータの作動の正確さを向上させることができるので、この点からも装置の更なる高速運転を可能にすることができる。
【００５１】
さらに、請求項４に示す流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置によれば、逃し管を、配管の空気が溜りやすい部位に接続しているので、過剰な流体圧が逃し管を介して排出される際に、配管内に溜った空気も一緒に排出することができ、流体圧回路内の流体に混入される空気を排除して所定の圧力を発生させることができ、アクチュエータを確実に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す圧損補償装置の初期状態の流体圧回路の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す流体圧回路に流体圧が発生された状態の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す圧損補償装置の作動状態の流体圧回路の構成図である。
【図４】図１中Ａ部分の要部拡大断面図である。
【図５】図３中Ｂ部分の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す流体圧回路の圧損補償装置を備えた工具交換装置の要部断面正面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生しない状態の工具交換装置の要部を拡大した断面正面図である。
【図８】本発明の一実施形態を示す工具交換装置の要部を拡大した断面平面図である。
【図９】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生しない状態の工具交換装置の作動状態の要部を拡大した断面正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示す流体圧発生源の圧力を発生した状態の工具交換装置の作動状態の要部を拡大した断面正面図である。
【符号の説明】
１０ 圧損補償装置
１２ 流体圧回路
１４ 工具交換装置（カム装置）
１６ 油圧ポンプ（流体圧発生源）
１８ 配管
２０ アクチュエータ
２２ 入力軸
２４ ローラギアカム
２４ａ テーパリブ
２６ ハウジング
２８ 従節ターレット
３２ 出力軸
３６ 第１溝カム
３８ 第２溝カム
７０ シリンダ装置（流体圧補充器）
７２ ケーシング
７２ａ ドレンポート
７２ｂ 余剰圧導入ポート
７４ ピストン
７６ 作動圧導入室
７８ 分岐管
８０ 流体圧生成室
８２ 逆止弁
８４ リターンスプリング
８８ 流体導入管
９０ 逆止弁
９２ 逃し管
Claims (4)
- 流体圧発生源で発生される流体圧が、配管を介してアクチュエータに供給されるようになった流体圧回路において、
前記配管の途中に、前記流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、
該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、
前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする流体圧回路の圧損補償装置。 - 前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする請求項１に記載の流体圧回路の圧損補償装置。
- ハウジング内に、入力軸により回転駆動され出力軸に運動出力を出力する第１カムと、上記入力軸に上記第１カムと同軸で並設されてこれと同期して回転駆動される第２カムと、該第２カムに揺動レバーを介して駆動される流体圧発生源を設けるとともに、
該流体圧発生源には配管を介してアクチュエータに流体圧を供給する流体圧回路を接続し、該流体圧回路の配管途中に該流体圧回路内の流体圧の圧損分を補償する流体圧補充器を設け、
該流体圧補充器は、ケーシング内に摺動自在に嵌装されるピストンと、ケーシングの一端側に設けられてピストンを押圧する空気圧が導入される作動圧導入室と、ケーシングの他端側に設けられて前記配管に分岐管を介して連通する流体圧生成室と、前記ケーシング内に設けられて前記ピストンに前記作動圧導入室方向への付勢力を与えるリターンスプリングと、前記分岐管に設けられて流体圧生成室から前記配管方向への流体の移動のみを許容する逆止弁とを有するシリンダ装置を備え、
前記ケーシングに余剰圧導入ポート及びドレンポートを設けて、前記ピストンが前記流体圧生成室方向に移動したときにのみに前記両ポート間を連通可能とし、前記余剰圧導入ポートと前記配管とを逃し管を介して連通し、さらに、前記流体圧生成室を流体導入管を介して流体タンクに連通するとともに、前記流体導入管に流体圧生成室方向への流体の移動のみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置。 - 前記逃し管を、前記配管の空気が溜りやすい部位に接続したことを特徴とする請求項３に記載の流体圧回路の圧損補償装置を備えたカム装置。
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