JPS6010204B2 - 差圧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 油圧送り方式の工作機械による旋削やドリル等の作業か
ら出る連続した長い切屑は、からみつき其他のことがお
こるため、作業妨碍が甚だしく、けがなどの災害もひき
おこすから、これを、切削しながら短かし、片々にして
しまうことによってからみつきをなくし、妨碍等を除去
するとともに、機械加工の完全自動化と切屑の自動処理
とを達成することが望まれている。

この発明の装置は、上述の目的に沿い、油圧送りシリン
ダのピストンに蓮設されている刃具が、切削前進してい
るとき、油圧送りシリングのロッド側に一定の時間間隔
で小量の高圧油を投入し、投入油量に対応する距離を、
ピストンを瞬間的に後退させて切削を中断し、後退点か
らもとの切削前進の状態に戻して「次の後退が行なわれ
るまで切削前進させる作動方式の装置である。

即ち、この装置は、後退と後退の間にはもとの前進がは
さまれているから、後退と前進とを組合せたサイクルを
繰り返させる装置である。切屑は刃臭後退のつど連続を
断たれ、短かし、片々となって落ち、自動的に処理し易
い切屑群となる。

このような刃具の前進後退の作動を、第１図、第２図、
第３図に示すように、刃具の前進距離を横軸に、経過時
間を縦軸にとった座標上のダイヤグラムによって見る。

刃臭は定点Ｋを発進し、与えられた条件によってＬに後
退し、ＬからＭを経てＮまで前進し、Ｎから次のサイク
ル作動になつて、前記と同様にＰに後退し、ＰからＱの
方向に前進を続ける。ところで、これらの図形を詳細に
見ると、図中に記入したように、第１図と第２図とを比
較してみると、１サイクルの作動時間、即ち６の砂を１
分間のサイクル数で割った時間ら秒が等しく、後退距離
則ちＮＰの×鞠上の投影距離ｅが等しく、後退作動の所
要時間ｐｔｏ秒が第１図の方が第２図より小さい。

この場合は、１サイクル当りの前進距離、即ちＬＮの×
軸上の投影距離１は第１図より第２図の方が短かくなる
。このことは、他の諸条件が同じでも後退作動の時間ｐ
ｔｏ秒が小さい第１図の方が、作業能率高く切削前進す
ることを示している。又第１図と第３図とを比較すると
、この場合は両図ともに１が等しく、ｅが等しくて、後
退作動の時間ｐｔｏ秒が第３図の方が大きい場合である
。

この場合には、１サイクルの作動時鷹制。秒は第３図の
方が第１図より大きく必要となる。このことは、横軸上
に表わされる前進距離１を等しく設定しても、その切削
時間ｔｏ秒は第１図の方が短かく、作業能率が高いこと
を示している。即ち、刃具後退の時間ｐら秒は短かし、
程効率がよく、殊に近時一般的に切削速度が高くなり、
ともなって高いサイクル数毎分が要求されているかり、
ｐら秒の時間は、適用上許される限り小さく得ることが
必要である。

この発明の装置の構造において、この点は重要なポイン
トである。自動切屑裁断装置は、適用機械の油圧送り機
構と、差圧発生装置とこれに含まれる回転バルブ機構と
の組合わせによって成り立つ。

差圧発生装置は、２〜３の市販バルブ類を組みあわせて
利用することもあるが、適用機械の油圧配管回路に枝管
等の方法で追設できる構成である。油圧送りの配管回路
構成は殆んどすべての機械において原理的に同じだから
、差圧発生装置の構成も造設の方式も、適用機械によっ
て変ることは殆んどない。第４図は、この発明の差圧発
生装置の縦断面図である。円筒体１の中央にロー夕−２
が回転自在に鉄合する鉄合穴を設け、ローター２をロー
ター軸受３と４によって支える。

円筒体１の左右両端面にころがり軸受を利用した斜板５
と６とを懐斜させて保持した左蓋７と右蓋８とを、ボル
ト９と１０とで取付ける。ローターの中央左側に油圧シ
リンダ１５を設け、隔壁１７をへだてて差圧室１６を設
け、ねじ蓋１８と１９とで油圧シリンダと差圧室を密閉
する。

油圧シリンダ１５にピストンプランジャ１４の左側大径
部のピストン部１４ａを隊袋して、シリンダ１５を左室
１５ａと右室１５ｂとに分け、ピストン部１４ａから右
方に延びた小軽部のプランジャ部１４ｂを隔壁を貫通し
て差圧室内に突き出させておく。

ローターの左端面のねじ蓋１８の中央にねじで出入調整
できる調整ねじ１０１をねじ入れてロックナット１０２
で固定し「ピストンプランジャー４の左方移動に対する
停止位置の調整を可能にする。

右端面のねじ蓋１９は右方に延長部１０３を突き出させ
て右蓋８を貫通させ、右外部からも作動中におけるロー
ターの回転観察ができるようにする。第５図は、油圧モ
ーター部分の横断面図である。

第４図と第５図に示すように、ローター２に環状に配置
して、軸方向に貫通する複数個のプランジャ孔１１を設
け、１孔に１組２個づつのプランジャ１２と１３を対向
させて鉄入し、これらプランジャの外端を斜板５と６の
ころがり軸受の内輪の端面に接触させる。プランジャ孔
１１の中間よりローター外周に開□する給排放射方向孔
２０を設ける。円筒体の円筒穴内面に「 ローターの回
転に際して通過する給緋放射方向孔２０の１個を余裕を
もってカバーする程度の長さの死点幅３９と４０を１８
０度対称に設け、その死点幅を除いた残りの部分には円
周方向にふたつの最溝、即ち給油長溝２９と排油長溝３
０を設け、それぞれの長溝に給排放射方向孔２０の約半
数づつをカバーさせて、通油できるようにする。

給油長溝に給油口３１を設け、９Ｅ油長溝に排油口３２
を設けて配管稜線可能にする。かくて、給油口３１から
給油し、排油口３２から排油することにより、ロ−ター
が円筒体に対して回転する対向式アキシアルプランジャ
型油圧モーターが構成される。第６図は、給油孔６１を
含む部分の横断面図である。

給油孔６１は配管可能な油口２８に通ずる。ローターが
接合する鉄合穴内面に開口する給油孔６１を１８０度対
称にふたつ設ける。

同様の形状寸度の雛油孔６２ふたつを９０度ずらして設
ける。各説明図中、１８０度対称に設けた同−番数を付
した部分は、偏圧を相殺する目的の対称構造で、以下対
称構造に関する説明を省略する。上記給油孔６１、排油
孔６２は、油圧シリングの左室１５ａに通油可能の位相
断面にあるものとする。

第７図は、給油孔６３を含む部分の横断面図である。

ローターが鉄合する鉄合穴内面に関口する給油孔６３を
設け、これと９０度ずらして鱗油孔６４を設ける。

これらの絵・鱗油孔は、油圧シリンダの石室１５ｂに通
油可能の位相断面にあるものとする。第８図は排油孔７
１および差圧油孔７５を含む部分の横断面図である。

排油孔７１は配管可能な油口３４に通じ、差圧油孔７５
は配管可能な瀬口３６に通ずる。ローターが競合する円
筒体の鉄合穴内面に閉口する９Ｅ油孔７１を設け、この
擬油孔の上方鉄合穴内周方向に、競合穴下半円を延長し
て、１８０度を超え、排油孔７１の直径を余裕をつけて
カバーする程度の長さの死点幅７２を蓮設し、残りの１
８０度未満の穴上半円に内周長溝７４を設け、その一部
に筆圧油孔７５を設け、蓮通して配管可能な油口３６を
設ける。

これらの排油孔および内周長孔は、差圧油室１６に通油
可能の位相断面にあるものとする。第６図、第７図、第
８図に示すように、各図の位相断面において、ロータ−
外周上周方向に沿い、長溝６５，６６，７３を設ける。

これらの長溝は、ローターの回転にともなって絵・排油
孔６１，６３，６２，６４．７１等を蔽っている間は通
油し、通過してローター外周の溝のない部分が絵・排油
孔を蔽うときは、絵・排油孔は通油を遮断される。即ち
この構成は、回転バルブである。第９図は、第６図の下
に第７図を重ね、点線で示し、部番をかっこして示した
図で、第１０図は、第９図と同位相における第８図の、
ともに拡大図で、蓮通油藤を省略したものである。長騰
６５，６６，７３には、それぞれ油圧シリンダ１５と蓋
圧室１６に溝底から通ずる放射方向孔６７，６８，７６
を設ける。

又給油孔６１と６３とを軸万向の縦油路６９で運通し、
更にこれらの縦油路を蓮麹油路７７で蓮適する。同機に
排油孔６２と６４および７１を縦油路７０で蓬通し、更
にこれらの縦油路を蓮通油路７８で蓮適する。第１０図
に示す角度ｙは、ローターがこの角度を回転する間排油
孔７１が閉じて、差圧室にプランジヤ部が突き入れられ
て発生する高圧油が、差圧油孔７５から油圧送りシリン
ダのロッド側に投入される瞬間的な作動角度で、前述の
刃臭後退の時間ｐら秒はこのタイミング角Ｙの回転時間
のうちに含まれる。ｙが小さく設定できることが、この
発明の装置の重要な特長である。長溝６５，６６，７３
、および給・雛油孔６１，６３，６２，６４，７１は同
調作動が必要で、そのために各溝と孔とはそれぞれ次の
ような位置関係にあるように構成する。

ロータ−の回転方向を、図において時計回りとする。

第９図の最澄６５の前縁Ｅが給油孔６１の後縁に達して
油路が開かれようとするとき、長溌６６の前緑８が排油
孔６４の後縁に達して油路が開かれようとする位置にあ
り、第１０図における最澄７３の後縁Ｇは排油孔７１の
前縁にあって、油路を閉じようとする位贋にあるような
関係位置に設ける。タイミング角ッは、長溝７３の後縁
Ｇが雛油孔７１の後縁を閉じ終ろうとするときから、長
溝の前縁日が排油孔の前縁Ｊに達するまでの回転角で、
この角を回転し終らないうちにピストンプランジャのピ
ストン部１４ａは右方移動を終り、プランジヤ部１４ｂ
‘ま差圧室内に突き入れ終っていることが必要であるが
、ｙを大きく設けなくては、この必要が満たされなくな
る条件の場合もあり得る。

又ｙの大きい方の限界も一律に決められないが、範囲と
して実用的に１サイクルの３割程度以下である。これに
対し、長溝６５，６６の通油の回転角は実用的に充分に
大きく設けられるから、通油される減量不足のためにピ
ストンプランジャの作動が中途で停止するようなことは
ないがトピストンプランジャの右方作動の途中で、長溝
７３の前縁日が擬油孔７１の後縁Ｊに達して差圧室１６
の雛油が始まってしまい、送りピストン８３が切削前進
を開始してしまうことは起り得る。この場合は、刃具の
後退作動不足となって、切屑の連続は断たれないから短
かし、片々にならない。又、ローターが高速回転されて
、高サイクルを適用されようとする場合も、ｙの角度が
大きく設けられても通油時間が不足し、油量不足から刃
具の後退作動が中途半端になって、切屑の連続が断たれ
ないことも起る。このような諸現象は、高サイクル城に
おける機能の限界を示すもので、この限界を引き上げる
こと艮０ち高サイクル城の機能の向上拡大は、円筒体の
舷合穴に開口する絵・緋油口と、これに回転しつつ通油
するローター外周の通油路との間の油路面積を増大する
ことが、唯一の方法であることが明らかになった。

この発明の方法の、長溝適用可能の構造としたことによ
って上記の諸点は大きく改善され、高サイクル城の機能
は向上拡大した。第１１図は、油圧送り方式機械の標準
的な油圧配管回路にこの発明の菱圧発生装置を挿入した
油圧回路図である。差圧発生装置は主として配管する油
口の位置を示し、主切換弁９３以前の回路を省略した。
主切換弁９３のＰ口から供総合される圧力油は、切換操
作によってＡ口とＢ口とに切換えられる。

Ｂ口からは送りピストン８３の左側、油圧送りシリンダ
の加圧側８１に配管８４で、Ａ口からはロッド側８２に
配管９２で接続される。加圧側配管８４の中間から、枝
管８５をとり、油口２８に接続し、もひとつの枝管８６
をとって、流量調整弁９４を経由し、油口３１‘こ接続
する。

ロッド側配管９２は、送りシリンダ側に絞り弁８７と逆
止弁８８を並設した送り速度調整弁を設け、次に主切換
弁側に停止弁９０と逆止弁９１を並談した転換弁を蓮設
して主切換弁に接続し、それらの中間から枝管８９をと
って油口３６に薮綾する。

油口３４はＡ口に接続し、油口３２は油槽配管とする。

以上の構成において、第１１図の主切換弁９３を切換え
「送りシリンダの加圧側８１に圧力油を供Ｖ給すると「
送りピストン８３は蓮設するピストンロッド、摺動部、
刃具等とともに絞り弁８７で調節された速度で切削前進
する。このときロッド側８２の排油は絞り弁８７で調整
され、枝管８９から差圧発生装置に向う流れと、転換弁
に向う流れとに分れる。停止弁９０が開いていれば、油
槽に通ずる断面積の大きい油路が開放されるから、差圧
室から枝管８９を通じて小量の高圧油が送られてきても
、送りピストンの作動に影響することなく油槽に排出さ
れる。

転換弁の停止弁９０は、刃具後退をともなう切削を中止
する場合に備えるものである。以下、停止弁を閉じた状
態における作用効果についてのべる。送りピストン８３
が、上述のように切削前進しているとき、流量調整弁９
４によって調整された油童が給油口３１から供給され、
給油長溝２９を通じてそのカバーする範囲にある給排放
射方向孔２０からプランジャ穴１１に給油する。

プランジャ穴１１に鼓入されているプランジャ１２，１
３はその中間に圧力油を給油されてともに外方に押され
、斜板５，６のころがり軸受の内輪端面に押しつけられ
「斜面分力を発生してローターを回転させる。１８０度
反対側は排油長溝３川こ、プランジャ１２，１３が押し
縮められて排出する排油が集められ、排油口３２から油
槽に排出され、ロ−ターは給油された油量に対応した回
転数で回転する。

アキシアルブラソジャ型モーターは周知であるが、斜板
にころがり軸受の内輪毒害を利用し、対向式プランジャ
としたこの発明に適用したものは「摩擦が極めて軽く「
高トルクを発生する点において、機能の安定に大きく寄
与している。

油口２８から給油系に供給される圧力油は縦油路６９と
蓮通油路７７とで蓮通されて、給油孔６１，６３から油
圧シリンダのそれぞれ左室１５ａと右室１５ｂに給油可
能の状態となり、油槽に通ずる油口３４に通ずる排油系
は、縦油路７０と蓮通油路７８とで蓮通されて、排油孔
６２，６４から油圧シリンダのそれぞれ左室１５ａと右
室１５ｂとを排油可能の状態とし、排油孔７１から菱圧
室１６の雛油を可能の状態とする。

いま、ローターの回転位置が第９図、第１０図の状態に
なったとすると、第６図位置では圧力油は給油孔６１か
ら縦油路６９、蓮通油路７７、長簿６５、放射方向孔６
７を経て油圧シリンダ左室１５ａに供給されようとする
位置にあり、第７図位置では油圧シリング右室１６ｂ内
の油が、放射方向孔６８、最澄６６、緋油孔６４、縦油
路７０、蓮通油路７８を経て油口３４から油槽に排減さ
れようとする位置にあり、ローターの回転が進むと共に
、圧力油は左室１５ａに侵入して右室１５ｂを鱗油させ
、ピストン部１４ａを急速に右方に移動させ、プランジ
ャ部１４ｂを差圧室に突き入れる。

第１０図においては、ローターは排油孔７１を閉じよう
とする位置にあり、ローターの回転が進むと共に差圧室
は排油孔７１を閉じられてプランジャ部１４ｂを突き入
れられ、ピストン部１４ａとの面積比に従がう高圧油を
発生し、第１１図に示す枝管８９を通じ、送り速度調整
弁の主として逆止弁８８を通って送りシリンダのロッド
側８２に投入され、送りピストン８３を後退させる。

その後退距離は差圧室に突き入れたプランジャ部の移動
容積を、ロッド側８２の有効受圧面積で割った数値に相
当し、調整ねじ１０１によって調整されるピストンプラ
ンジャ１４の移動距離調整によって調整される。ロータ
ーが角度ｙを回転する間排油孔７１は閉じられているか
ら、その間に刃具後退の作動は終り、榎Ｅ油孔７１が開
いて差圧室から排油しはじめると共に送りピストン８３
は切削前進状態にはいり、擬油は最溝７３、放射方向孔
７６、縦油路７０、運通油路７８等を蓮通しつつ油口３
４から主切換弁のＡ口を通じ油槽に擬油される。

このように、ローターの回転にともなって、ピストンプ
ランジャのピストン部１４ａは、左室１５ａに圧力油が
供給されると同時に石室１５ｂが排油系に通ずるから、
右方に急速移動し、差圧室にプランジャ部を突き入れ、
ローターが９０度回転すると右室１５ｂに圧力油が供給
されると同時に左室１５ａが排油系に通じて、ピストン
プランジャ１４は左方に移動する。即ち、プランジャ部
が差圧室に突き入れる作動はローター１８０度回転ごと
に起り、その中間にもとに戻る作動がはさまれる。この
戻り作動は空転作動である。この発明に差圧発生装置の
ローター外周の長溝の効果は次のように説明される。

従来の方法は、回転バルブの構造部分について、第１２
図に示すように、円筒体側の給・排油孔２０２とロータ
ー側の通油孔２０１とは、同寸法の円孔としていた。

その理由は、油圧モーターと回転バルブとを別々の装置
とし、両者を触接手で接続する構造としていたために、
長溝を設けるスペースが得られなかったためで、この発
明の構造では回転バルブと油圧モーターとを同じロータ
ーの中に設けたことが、無理なく最溝適用のスペースを
得ることができる理由となっている。この点においてピ
ストンプランジャの差圧機構と回転バルブ機構とを同じ
ローターに構成したことはこの発明の重要要素である。
このような第１２図の方法とこの発明の長溝の場合との
比較を第１３図と第１４図に示す。図は、通油孔の重な
り合いの進行状況を左から一定の進行度ごとに（１｝，
‘２１，‘３｝・…・・の順序に示しト第１２図の場合
を第１３図に、給油孔６１に対する長溝６５の場合を第
１４図上に、９Ｅ油孔７１に対する最溝７３の関係を第
１４図下に示したものである。

第１３図、第１４図上ともに、油路面糟全開の【４｝位
置までは同じであるが、第１３図ではその後面積縮小し
て閉じ、第１４図上では面積は変らず経線するが、長溝
の面積に対する開放の慣性の効果もともなって、より効
率の高い通油が行なわれる。

この効果で、この発明の差圧発生装置はその機能を高サ
イクル城に大きく拡大した。尚、油圧機器としての所要
のパッキン、ガスケット類の説明は省略した。

又この差圧発生装置はピストンプランジャのピストン直
径に対するプランジャ直径の選択によっているいるな差
圧室内の差圧を得ることができ、切屑裁断装置関係の用
途以外にも適用を考えられる機能要素の幅広い選択範囲
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、この発明の装置による刃具
作動の、座標上におけるサイクル比較図：第４図はこの
発明の一例の縦断面図；第５図は油圧モーター部分の横
断面図；第６図、第７図はピストンプランジャ関係油路
部分を示す横断面図；第８図は差圧室関係油路部分を示
す横断面図；第９図は第６図と第７図を重ねた部分拡大
図；第１０図は第９図と同位相における第８図の部分拡
大図、第１１図はこの発明の実施例の油圧配管回路図；
第１２図は従釆の回転バルブの通油孔を示す断面図；第
１３図、第１４図は回転バルブにおける円孔と最溝との
油路面積の変化比較図。 １…・・・円筒体、２…・・・ロータ−、３，４……ロ
ーター軸受、５，６・・・・・・斜板、７…・・・左蓋
、８・・・・・・右蓋、９，１０・・・・・・ボルト、
１１…・・・プランジヤ孔、１２，１３……プランジヤ
、１４……ピストンプランジャ、１４ａ……ピストン部
、１４ｂ・・・…プランジャ部、１５・・・・・・油圧
シリンダ、１５ａ・・・・・・左室、１５ｂ・・・・・
・石室、１６・・…・差圧室、１７・・・・・・隔壁、
１８，１９・・…・ねじ蓋、２０・・・・・−給排放射
方向孔、２８・…・・油口、２９…・・・給油長溝、３
０・・・・・・排油長溝、３１・・…・給油口、３２・
・・・・・排油口、３４，３６・・・…油口、３９，４
０……死点幅、６１，６３・・・・・・給油孔、６２，
６４・・・…排油孔、６５，６６・・・・・・長溝、６
７，６８・・…・放射方向孔、６９，７０・・…・縦油
路、７１…・・・鱗油孔、７２・…・・死点幅、７３…
…長溌、７４・…・・内周長溝、７５……差圧油孔、７
６……放射方向孔、７７，７８・・…・運通油路、８１
…・・・送りシリンダ加圧側、８２……送りシリンダロ
ッド側、８３……送りピストン、８４……加圧側配管、
８６，８６……枝管、８７…・・・絞り弁、８８・・・
・・・逆止弁、８９……枝管、９０・・…・停止弁、９
１・・・・・・逆止弁、９２……ロッド側配管、９３・
・・・・・主切換弁、９４…・・・流量調整弁、１０１
・・・…調整ねじ、１０２・…川ロックナット、１０３
・・・・・・ねじ蓋延長部、Ｅ，Ｅ′…・・・最溝前縁
、Ｆ，Ｆ‘，Ｇ……長瀞後縁、日・…・・最澄前綾、Ｊ
・…・・排油孔後縁、ｙ……タイミング角。 オー図 矛久図 次３図 オー１図 夕１２図 が４図 オフ囚 がら楓 ゲヮ髄 が８四 次？図 汐ーの刃 オー３図 料４四

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒体に回転自在に嵌合されたローター；前記円筒
   体の、ローターが嵌合する円筒穴内面に開口する給・排
   油孔；前記ローターに、隔壁をへだてて設けた油圧シリ
   ンダと差圧室；前記油圧シリンダに、往復自在に嵌合す
   るピストン部と、延びて隔壁を貫通し、差圧室に突き出
   しているプランジヤ部とが一体に構成されたピストンプ
   ランジヤ；前記ローターの外周の円周方向に延び、ロー
   ターの所要の回転角の間、前記給・排油孔との通油を可
   能とする長さに設けた長溝；前記長溝の底と、前記油圧
   シリンダおよび差圧室のそれぞれとを連通させる放射方
   向孔；前記ローターに、軸方向に貫通する複数個のプラ
   ンジヤ孔を環状に配置し、その中間よりローター外周に
   開口する給排放射方向孔を設け、上記プランジヤ孔に、
   １孔２個づつのプランジヤを対向して嵌入し、前記円筒
   穴周方向に延びる給油長溝と排油長溝とに、給排放射方
   向孔の約半数づつを開口させ、円筒体両端の蓋に傾斜さ
   せて保持したころがり軸受の内輪鍔に、プランジヤの一
   端を接触させた対向式アキシアルプランジヤ型油圧モー
   ター；前記ローターの端面に、ロツクナツトと共に設け
   たねじに、出入調整可能にねじ込み、延びた先端を前記
   ピストンプランジヤの端面に接触するようにしたピスト
   ンプランジヤ往復作動範囲調整ねじ；からなる差圧発生
   装置。