JPS62102903A - 油圧ロ−タリアクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 現代の工作機械の自動制御においては、例えば工作物も
しくは工作物を形作る棒状未加工材を回転させるコレッ
トを確実に開開する操作手段が必要であり、この操作手
段は従来技術で公知のものよりも適応性があり信頼性が
なければならない。更に、この締め付は手段は高速回転
時大きなトルクを発生できるものでなければならない。

〔従来技術〕

この技術においては油圧制御装置を使用することが知ら
れている。しかしその設計にあっては、油圧回路の固定
部分から回転部分に制御流体の圧力を伝達するときに生
じる種々の問題を適切に解決しなければならないことも
周知の事実である。従来より使用されている回転シール
では高速で作動し高圧力を伝達すると許容範囲以上の熱
を発生しやすく、この傾向は工作機械の信頼性及び耐久
性にとって好ましいものではない。

このため、例えばフランス特許第２１８０４２５号の明
１１１機では圧力を入口接続部より伝達するために固定
部分の穴の中に環状溝と、回転部分にこの溝と対向する
穴とを設け、この対向穴を通して通常は１弁により閉鎖
されている管路を通りアクチュエータのシリンダーに連
通する室に油圧を伝達することが提案されている。圧力
伝達においては、回転部分と固定部分との間にラビリン
スバッキングとして機能し、かつ大きな圧力低下を引き
起こす間隙を設けることが必要である。この構成及び同
種の他の構成、例えば米国特許第３９３３０６１号に記
載されかつ圧力を継続的に伝達する圧力分配装置を回転
シール中に設けるものでは上述した不利な情況が発生さ
れる。

（発明の目的） 本発明はこの問題に対して新しい解決法を提案すること
を目的とし、そのため、引き棒と一体のピストンと、主
軸体と一体のシリンダーと、固定要素によって支持され
た静止部分と主軸体によって支持された回転部分とを有
する油圧制御回路とから構成される工作機械のコレット
もしくは心棒の締め付けもしくは解放の制御用油圧回転
アクチュエータを設けることにより上記目的を達成する
。この油圧回転アクチュエータにおいては、制御回路の
回転部分が制御用流体を保持する手段とこの流体を加圧
維持する手段とを有し、この油圧回路の両部会を制御操
作のみ一時的に接続する伝達手段が両部分間に位置して
設けられることを特徴とする。

〔実施例〕

図面に示される装置には油圧回路の回転部分に関連し、
かつ命令が一度与えられるとシリンダーの圧力を一定に
維持する手段が設けられ、その結果、従来技術の＠置の
ように水シールで圧力を継続的に伝達させることはもは
や必要ではない。この性能は以下に述べるように、伝達
ブロックにかかる圧力によってもたらされるものである
。

第１図は本装置の原理を概略的に表わしている。図中フ
レーム１は、例えば旋盤の主軸台である。この主軸台に
おいて、図示しない装置により回転される主軸体３がベ
アリング２によって支持されている。主軸体３の正面部
分には享４が設けられ、室４の壁はシリンダー５を形成
し、その中では締め付はチャックと一体になったピスト
ン６が摺動される。

この締め付はチャックは公知の手段によりコレット（図
示せず）に接続され、締め付（プチャック７が軸方向に
前進位置と退避位置との間を変位すると、工作物もしく
はロッド、もしくは本装置が工具の制御のために使用さ
れるのであれば工具保持体の上でコレラトガ聞かれ及び
／もしくは閉じられる。

シリンダー５にはその左側面に環状かつ平らな伝達面８
が設けられ、シリンダー５の内部に形成されかつピスト
ン６の２つの側のそれぞれに延びて終る管路９と１０と
に連通ずるオリフィスが伝達面８に開口している。シリ
ンダー５の内部の管路９と１０との途中には保持手段１
１と１２とが配置されている。これらの保持手段１１と
１２は第１図にいては簡単な玉押で表わされるが、以下
の記載でわかるように、これらの装置は命令が与えられ
たら直ぐに移動し、脱圧用管路を開けかつそれらを開は
続ける一方、加工用管路を圧力を損失させることなく油
を通す分だけ開けるように設けられている。更にこれら
２つの装置１１と１２はピストン６の制御の対象になる
運動の方向により加圧用もしくは脱圧用のどちらか反対
の機能をもつ。

主軸台フレーム１と主軸体３との間に位置されて主軸体
３に同軸の環状片よりなる伝達ブロック１３が設けられ
る。この環状片にはピストンとして作用するフランジ１
４が設けられ、このフランジ１４はバネ１５で付勢され
、かつ加圧下の油がフレーム１を横切って管路１７によ
り供給されることができる凹部１６に収容されている。

この伝達ブロック１３には伝達面８に対向する平らで環
状の而１８が設けられ、この面１８には２つの環状溝１
９と２０が形成される。

これらの環状溝１９と２０のそれぞれの半径は本装置の
回転軸と伝達面８上での管路９と１０の開口との間の距
離に対応する。伝達面８は回転面であるが、伝達面８は
静１面である。通常は、バネ１５により伝達ブロック１
３は伝達面８から離れている。しかし締め付はチャック
１の移動の命令が出されると、ピストン１４の裏側に与
えられた油圧により環状の面１８が伝達面８に押し付け
られる。従って、２つの制御用管路２１と２２に連通ず
る溝１９と２０のどちらか一方には圧縮されたオイルが
供給され、他方は脱圧用管路に連通ずる。これらの操作
はバルブ２３により制御される。バルブ２３により管路
２１と２２は互に反対に加圧用及び脱圧用管路として使
用されるが、バルブ２４により本装置に接続される管路
１１は移動の度に圧縮オイルを運搬する。

従って、環状の面１８と伝達面８との簡には制御操作の
間のみｒ！Ｊ擦が生じる。しかしシリンダー５の内部に
は室４を加圧状態に保つための圧力維持手段が設けられ
る。第１図においては、これらの装置は、バネ２７の力
を設ける自由ピストン２６が藩動される円筒状室２５に
よって表わされる。

バネ２７に対向する室２５の端部は管路２８と１弁２９
によって圧縮されたオイルが入れられる室４の端部と連
通される。このため、室４に入ってきたオイルは一方で
はピストン６を移動させ、他方では室２５の中でピスト
ン２６をバネ２７の作用に抗して押し返す。この方法で
送られるオイルの体積はバネ２６に加わる力に一致する
ので、本装置の操作中オイル漏れが生じたとしてもバネ
２６はこれ以後ピストン６を加圧状態に維持するであろ
う。この点については、シリンダー４及び２５に入って
くるオイルの量はバネ２１に必ず必要な値の圧力をかけ
るので、制御移動の度にオイルの漏れた分が自動的に補
われるということが注目されるであろう。

第２図及び第３図には第１図に原理を示した本発明の一
実施例が詳細に示される。第２図にはフレーム１と、ベ
アリング２と、ここでは詳しくは記載する必要のないい
くつかの部材で構成される主軸体３と、室４を画成し締
め付はチャック７と一体のピストン６が摺動する制御用
シリンダーを構成する主軸体の部分５とが示される。こ
の締め付はチャック７の正面にはネジ切り部分３０が見
られる。ネジ３０によりチャックの締め付は円錐部分を
作動することのできる引き棒をこのチャックに装着する
ことができる。伝達ブロック１３の静止伝達面１８がシ
リンダー５の伝達面８の方に移動している。伝達ブロッ
ク１３の棲面フランジ１４が圧縮オイルが入口接続部３
１を通り供給される口とのできるケース中に係合され、
入口接続部３１には第１図において１７で示された管路
が接続されるであろう。第１図に示されたバネ１５の作
用はこの場合ブツシュ３３の中を移動し、かつバネ３４
に付勢されたスクリュー３２によって代行され、スクリ
ュー３２により伝達ブロック１３はシリンダー５から通
常隔置されている。

伝達ブロックを送るために、その伝達ブロックの円筒状
の外表面には溝３５と３６が設けられ、溝３５と３６は
伝達ブロックが動作位置にくると、フレーム１に形成さ
れ、かつフレーム１の外周で加圧脱圧用バイブ２１と２
２に接続する管路（図示）に連通される。問題の接続部
は第２図中で３７と３８で示されている。伝達表面１８
に形成された溝１９と２０に関しては、これらの溝はそ
れぞれの穴３９を通して供給用溝３５と３６に、従って
管２１と２２に連通される。

圧力維持装置に関しては、第２図に示される実施例では
保持リング４０を有し、この保持リング４０にはシリン
ダー５のいくつかのハウジング４２に係合する一連のロ
ンドが固定され、これらのハウジングにはバネ４３Ｂ挿
入されている。従ってリング４０は常にシリンダー５の
環状正面側表面に押され、この表面には第１図に示され
た実施例のハウジング２５に相当する円筒状のハウジン
グがいくつか開口されている。ハウジング２５とハウジ
ング４２はシリンダー５の外周に配置されているという
ことがわかる。ハウジング２５のそれぞれには１弁装置
２９の作用をする２つのピストン４４と４５が挿入され
ている。実際には、２つのピストン４４と４５との間の
空間が穴４６を通して室４の後端部に連通し、ピストン
４５とハウジング２５の底部との間の空間が穴４７を通
して室４の他端部と連通されている。従って、油圧が室
４の後端部にくると、この油圧は２つのピストン４４と
４５との間のハウジング２５に伝えられ、このためピス
トン４４だけがバネ４３に抵抗して左方に押し返される
。このときピストン４５は管路４７に対して閉塞弁体と
して作用する。室４の右端部、すなわちピストン６の正
面側はそのためここでは示されないが復程記載される装
置によって脱圧用管路に連通されるということが理解さ
れるであろう。リング４０は後方にかなり長い距離を移
動することができるので、２つのピストン４４と４５の
間に入ることのできるオイルの体積によって本装置の動
作中オイル漏れがあったとしても室４の圧力を下げるこ
となく漏れ分を補うことができるということが分るであ
ろう。

ピストン６を右から左に移動する命令があると、油圧は
室４の右端部に伝達されるので、ピストン４５の正面端
部に油圧がかかる。このため２つのピストンがバネ４３
の作用に抗して左方に押される。この間は室４の左側部
分は脱圧用管路に連通され、所望の工程が得られシリン
ダー５の内部に形成された２つの平行な穴には２つの流
体保持装置１１と１２が取付けられる。これらの装置の
それぞれは一方の側で管路４８と４９により伝達ブロッ
クの溝１９と２０とに、他方側で室４の両端部に連通し
ている。第３図には保持装置１１が示されている。

すなわち本装置の中央の室５０には２つのロッド５２を
有するピストン５１が摺動される。シリンダー５０はピ
ストン５１の一方の側で管路４８と４９の一方に、他方
の側で他方の管路に接続されている。シリンダー５０は
その両端をそれぞれのシート５３により制限され、この
シート５３にはバネ５５により付勢されたボール５４が
それぞれ押されている。これらのシートはこの保持装置
を収容する横穴の中の広くなった部分に収容されている
。図示される通り、シート５３のそれぞれにより２つの
管路４８と４９のうちの１つと、ボール５４が配置され
た２つの室のうちの１つとが連通される。これらの室の
それぞれには本保持装置を室４の２つの端部のうちの一
方に接続する管５６が開口している。

本保持装置の動作は下記の通りである。

例えば油圧がバルブ２３から接続部３８にかけられると
、伝達ブロックの溝３６が、従ってシリンダー５の管路
４８が加圧される。この場合、装置１２のピストン５１
は右方に変位する。油圧により左側に位置する方のボー
ル５４が押し上り、その結果それに対応する管路５６に
油圧がかかる。一方もう１つのボール５４もそのシート
から離れるが、これはロッド５２の作用によるものであ
る。装置１２の左側の管路５６には圧力が継続する間中
圧縮オイルが供給される。

他方、装置１２の他方端に配置されかつ室４の他方端部
に接続する方の管路５Ｇはそのボール５４がシートから
ピストン５１によって離されている間はずっと脱圧用管
路に接続されるであろう。もし油圧が管路４９を通り室
５０の内部に着いたときは、管路はそれぞれ反対の機能
をもち、ピストンは反対の方向に移動されるであろう。

２つの装置１１と１２は並行して作動され、本装置を２
つ設けることにより動作の信頼性と安全性を高めること
ができる。

上記に記載した礪能要素の移動の命令は工作機械で通常
採用される制御システムに接続される電気回路により与
えられる。従って油圧を管路２１もしくは２２のどちら
か一方に振り分け、他方を脱圧状態にするバルブ２３は
、予め設定されたプログラムによって作動される。

更に、位置検知２！ｉ５７と５８はリング４０と締めイ
ー１けチャック７をそれぞれ検知する。問題の機械要素
が最終位置に来るとこれらの検知器により圧縮オイルの
供給がストップされる。

信頼性があり、コンパクトで、油圧操作効率の非常に良
い装置がこのようにして速成される。この装置において
は、固定部分と回転部分とで圧力が伝ｊヱされるのは制
ｍ　ｆ、１１作中のみなので、高速で回転している主軸
に取付けられた締め付はチャックを制御することが可能
である。圧縮オイルが入っている主軸体の内部空間はバ
ネ４３の影響下に作動される圧力維持手段に連通されて
いる。このようにして従来は避けることのできなかった
漏れやすい回転シールによるオイル損失とシールがきつ
い場合の発熱との両方を防止することができる。

この制御装置はこれのみで完結した１個の装置であり、
旋盤の主軸台、例えばその後部に補助手段として取付け
ることができる。もしくは主軸台に一体化されて取り付
けられてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の動作原理とその主要構成要素を
示す概略図。 第２図は装置の実施例を詳細に示した断面図。 そして第３図は主軸に取り付けられた流体保持手段の１
つを示す第２図の■−■線から見た拡大一部所面図。 １・・・フレーム、３・・・主軸台、５・・・シリンダ
ー、６・・・ピストン、７・・・締め付はチャック、９
．１０・・・管路、１１．１２・・・保持手段、１３・
・・伝達ブロック、１９、２０・・・環状溝、２１．２
２・・・制御用管路、２３．２４・・・パルプ、２６・
・・自由ピストン、２７・・・バネ、３２・・・スクリ
ュー、３５．３６・・・溝、２５．４２・・・ハウジン
グ、４４、４５・・・ピストン、４８・・・４９・・・
管路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械のコレットもしくは心棒の締め付けの制
   御をする油圧ロータリアクチュエータにおいて、前記油
   圧ロータリアクチュエータは、 引き棒と一体化されたピストンと、主軸体と一体化され
   た制御用シリンダーと、 固定要素に支持される静止部分と主軸体に支持される回
   転部分とで構成される油圧制御回路とを有し、前記制御
   回路の前記回転部分は制御流体保持手段と前記制御流体
   を加圧維持する手段とを有し、前記油圧制御回路のそれ
   ぞれの部分の間にそれらの部分を制御動作の間一時的に
   接続する伝達手段が配置されることを特徴とする油圧ロ
   ータリアクチュエータ。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のアクチュエータに
   おいて、前記伝達手段は、主軸体と伝達ブロックのそれ
   ぞれの対向する伝達面が互いに押付けられる動作位置と
   、前記２つの面が離れる非動作位置との間をどちらかに
   移動することができる伝達ブロックで構成され、前記伝
   達ブロックには該ブロックの伝達面に配置される外部開
   口に接続する内部管路が設けられることを特徴とするア
   クチュエータ。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載のアクチュエータに
   おいて、前記外部開口が前記ブロックの前記伝達面全体
   に配置される環状溝で形成され、前記油圧制御回路の前
   記回転部分がこの回転部分の前記伝達面に開口し且つ前
   記溝に対向する制御用管路を有し、前記管路がシリンダ
   ー室のそれぞれの端部に接続され、前記管路のそれぞれ
   に制御流体保持手段が設けられることを特徴とするアク
   チュエータ。
4. （４）特許請求の範囲第３項に記載のアクチュエータに
   おいて、前記制御流体保持手段のそれぞれが対向するバ
   ルブ体に配置されたバネ付勢の２つの閉塞弁体と、２つ
   の対向するロッドを有するバルブピストンが摺動する前
   記バルブ体間に設けられる室とを有するバルブ手段を構
   成し、よって一方の閉塞弁体が閉鎖位置にある時は他方
   の閉塞弁体が必ず開口位置にくるように前記バルブピス
   トンが維持されることを特徴とするアクチュエータ。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載のアクチュエータに
   おいて、液体を加圧状態に維持する前記手段のそれぞれ
   が、蓄圧器として作用する一連の平行なケーシングと、
   前記ケーシングを摺動するピストンと、前記ケーシング
   に平行に作用し、前記ケーシング間に配置された一連の
   バネと、前記バネと前記ピストンに付勢された接続用リ
   ングとを有し、よって制御シリンダーが加圧されるとこ
   の流体圧が前記補助ピストンに作用し、前記バネに応力
   を加えるように前記接続用リングが移動し、よってオイ
   ル漏れがあると制御シリンダーとケーシングで発生する
   圧力低下が防止されることを特徴とするアクチュエータ
   。
6. （６）前記ピストンと前記接続用リングのそれぞれの行
   程がアクチュエータの制御流体の供給の開始を自動的に
   制御する位置検知器によって検出されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項に記載のアクチュエータ。
7. （７）特許請求の範囲第２項に記載のアクチュエータに
   おいて、前記伝達ブロックが制御回路の回転部分の伝達
   面から伝達ブロックを離れさせる弾性要素により付勢さ
   れ、油圧制御手段が回転部分の前記伝達表面に前記伝達
   ブロックを作動時押し付けるように作用することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載のアクチュエータ。
8. （８）特許請求の範囲第７項に記載のアクチュエータに
   おいて、前記伝達ブロックが前記主軸と同軸の環状部材
   であり、前記ブロックの伝達面は平らであり、前記伝達
   ブロックの変位が前記主軸の軸線に平行であることを特
   徴とするアクチュエータ。
9. （９）制御流体を加圧状態に維持する前記手段が前記ピ
   ストンの中に取付けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のアクチュエータ。
10. （１０）制御流体を加圧状態に維持する前記手段が前記
    制御シリンダーの中に取付けられていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載のアクチュエータ。