JPS622007A - チヤツク用回転流体圧シリンダ - 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） 本発明は、旋盤等に用いるチャックの爪作動を制御する
のに好適なチャック用回転流体圧シリンダに関する。

（従来技術及びその問題点） 旋ｉ等に用いるチャックの低制御の為のチャック用回転
流体圧シリンダとしては、米国特許明細書第３７４８９
６８号記載のものがある。叩ら、ピストンを介在させて
シリンダ室内を２分寓すると共に各分割室内に交互に作
動油を圧送することによりピストンを進退させ、これに
よりチャックの爪作動１１１ｇを行う一方、急激な油圧
力低下が生じた際のチャック把握力低下を防止する、逆
止弁機構とパイロット機構からなる油圧ロック機構を組
込んで構成したものであこの油圧ロック機構は、シリン
ダ室内においてピストンの往復動を案内する一対のガイ
ドロッドを２重の中空円筒構造とすると共に、内外筒間
の中空部に２個の環状ロッドを延設し、一方はスプリン
グ付勢された環状ロッドから成る逆止弁機構に、他力は
環状口、ド内に作動油の一部が流出入するパイロット油
路を形成したパイロット機構に構成して両者を軸方向に
対向配２ＬＬ、内筒内中空部を作仙油の流出入油路とし
て使用すると共に内外筒間中空部を経て外筒の油路口を
介しシリンダ各室内部と連絡されるように構成されてい
る。しかして、一方のガイドロッドの内外筒間中空部は
一方のシリンダ室と、他方のガイドロッドの内外筒間中
空部は他方のシリンダ室と連絡する必要上、双方におけ
る逆止弁機構及びパイロット機構の位置関係は逆配置と
しなければならないのである。

従って、上記機構では、逆止弁機構とパイロット機構を
共にガイドロッドの内外筒間中空部に環状に延設してい
る為、構造が複雑であるから摺動抵抗が大となって、そ
の作動に高油圧を必要とすると共に内外筒の２重構造で
あるからガイドロッドの外径寸法が大型化せざるを得な
いのである。

又、パイロット油路を形成した環状ロッドから成るパイ
ロット機構を内外筒間中空部に設置する構成となってい
るので、作動油の流出入油路断面積を確保し更にパイロ
ット比を大きくするには環状ロッドの受圧面積を増大す
ればよいのであるが、これはただちにガイドロッドの外
径及びシリンダ外径の大径化につながる為、構造的制限
を受けてせいぜいｌ：３程度のパイロット比しか得られ
ない、従って、パイロット比が小さいことから作動油の
油圧変化に対する対応が鈍くなり、チャック操作に長時
間を妻することとなる。

（発明の目的） 本発明は、上記の如き事情に鑑み、機構が簡単でシリン
ダ外径が小さく且つ装置全体が小型化でき、更に流体圧
変化への対応を機敏に行うべく所望のパイロット比を容
易に得ることができるチャック用回転流体圧シリンダを
提供をすること、を目的とする。

（発明の構成） この為、本発明では、チャック用回転流体圧シリンダに
おけるピストンロッドの軸方向に並列配置されたガイド
ロッドの内部にスプリング付勢されたチェック弁から成
る逆止弁機構を形成すると共に、該逆止弁機構を作動さ
せるパイロット機構をガイドロッドの一端側を支承する
部材内壁部に形成したものである。

（実施例） 第１及び第２図示回転油圧シリンダは、油を作動流体に
用いる例であって、ポルト７を介して接合されたシリン
ダへラドｌと回転バルブ４から成るハウジング内に、外
周上に環状ピストン３を形成したピストンロッド２を相
対−動可能に嵌装すると共に、ピストン３により前後シ
リンダ室２９ａ・２９ｂに区画されるシリンダ室２９を
形成し、各シリンダ室２９ａ・２９ｂに交互に作動油を
圧送することにより、ピストン３及びピストンロッド２
を前後動させ、図示しないドローチューブを介してチャ
５・りの爪を開閉動させるよう構成されている。尚、ピ
ストン３の前後動は、ピストン３の径方向対向位置でピ
ストンロッド２の軸方向と平行となるようシリンダヘッ
ドｌと回転バルブ４とに縣架固定された一対のガイドロ
ッド５・５′により案内される。

回転バルブ４の外周上には、一対のベアリング１５◆１
５’　を介して相対回動可部にスリーブ１４が嵌着され
ており、スリーブ１４は、前端部でシリンダへラド１の
外周とオーバーランプしてこれを被包すると共に下方部
に外部接続口２３”を有するドレン溜め２３を形成した
スリーブボディＩ３に、ボルト２０を介して位置決め固
定されている。尚、スリーブ１４にはドレン溜め２３に
むけて開口した緋油穴３０・３０が形成されていガイド
ロッド５・５°は、第３図示の如く。

回転バルブ４に支承された端部側開口部３７・３７′内
壁に弁座Ｓ−Ｓ”を形成すると共に、リテーナ４３・４
３゛に支斌され且つスリット４Ｂ・４８゛　を形成した
ガイドブツシュ４１−４１”で伸縮ガイドされるスプリ
ング４０・４０°によりチェック弁３８・３８′を弁座
ｓ−ｓ’方向に押圧付勢して成る逆止弁機構Ａ−Ａ’を
夫々内蔵している。又、ガイドロフ・ド５内部は開［１
部４７により後部シリンダ室２９ｂと直接連通し、一方
ガイドロッド５゛内部は開口部４４によりシリンダへラ
ドｌ内壁部に形成した油路４８を経て前部シリンダ室２
９ａと連通している。

ガイドロッド５・５′を支承する回転バルブ４内壁部に
は、ガイドロッド５・５°内の逆止弁機構Ａ−Ａ’とピ
ストンロッド２の軸方向に直列配置されたパイロットプ
ランジャ ３２・３２°を相対摺動可能に嵌装するパイロット室３
３拳３３°及びパイロット室３３−３３　’内に一端側
が開口し、他端側が夫々前部シリンダ室２９ａ乃至後部
シリンダ室２９ｂと連通ずるパイロット油路４５・４５
°から成るパイロット機構Ｂ−Ｂ’が形成されている。

前後シリンダ室２９ａ・２９ｂへの作動油注入・排出油
路２８’　２Ｂは夫々対応するパイロット室３３“　・
３３に連通開口されており、逆止弁機構Ａ−Ａ’を内蔵
したガイドロッド５会５°を経て前後シリンダ室２９ａ
　・２９ｂへ作動油を圧出入するようになっている。

作動油注入・排出油路２８・２８°は、第１図示の如く
、スリーブ１４に形成された油路を経てスリーブボディ
１３に形成された外部接続口２７・２７″に連通してお
り、この外部接続口２７・２７”を図示しない外部油圧
装置と連結することによりシリンダ室２９内への作動油
の汗人参排出を行なうよう構成されている。

回転バルブ４の後端部には、フリンジ部１８を介して環
状ストッパ１７がボルト１Ｂにより締着されており、ス
トッパ１７の内周とスリーブボディ１３の後端部とは相
互にラビリンスシール構造を呈する凹凸形状に形成され
ている。この為、外部から侵入する油は排油溝２１から
外部へ排出し、これに対して内部から漏洩する作動油は
排油溝２２を経て、スリーブボディ１３内のドレン溜め
２３内に回収される。このとき、この排出及び回収の分
離及び区別をストッパ１７及びフリンジ部１８のフリン
ジ効果を利用して容易且つ確実となすために、スリーブ
ボディ１３には吸気孔２４．２５．２８が形成されてい
る。即ち、第７図示の如く、ストシバ！７のフリンジ部
１７Ａとフリンジ部１８がスリーブボディ　１３に対し
て相対回転することにより矢印で示す如き空気流が発生
し、Ｘ部分に於いて空気の流れが逆方向となることによ
ってシール効果が得られるものである。外部より侵入す
る油は排油室７０を又内部より漏洩する作動油は排油室
８９を経て夫々排出されることとなる。尚、７１は空気
室である。

一方、第８図示の如く、スリーブボディ１３の先端側に
設けたスリーブカバー６２には、環状排油室８４と環状
空気室６５が形成されており、スリーブカバー６２に対
してシリンダヘッドｌが相対回転することによって矢印
で示す如き空気流が発生し、ｙ部分に於いて空気が逆方
向となることによってシール効果が得られることとなる
。

尚、６３はフリンジ部、６６はドレン溜め２３と環状排
油室６４との連通口を夫々示す、この構成により、ファ
ン６０の回転によってＺ域が負圧となり、ドレン溜め２
３側からファン６０側に向けて発生していた空気流を矢
印の如く変更することができ、ファン８０側への作動油
の漏洩を防止し得るものである。

尚、本実施例においては、パイロット機構Ｂ−Ｂ’を共
に回転バルブ４の内壁部に形成しているが、これと逆に
シリンダへラドＩの内壁部にそのいずれか片方を配置し
、ガイドロッド５・５′内の逆止弁機構Ａ−Ａ’を互い
に逆配置とすることも出来る。

上記の如く構成した回転油圧シリンダでは。

作動油が第１図示の外部接続口２７から油路２８を経て
パイロット機構Ｂのパイロット室３３に導入されると、
パイロ７）・プランジャ３２が第３図左側に抑圧移動さ
れると共にスプリング４０（７）抑圧付勢力に抗してチ
ェー７り弁３９が弁座Ｓから押し離され、ガイド（ｆｆ
、ド５の開０？Ｂ　３７φスリット４１１ｉ−開口部４
７を経て後部シリンダ室２９ｂに作動油が導入される。

これによりピストン３が、第４図に示される矢印方向の
ドローチューブ側に移動する。

一方、後部シリンダ室２９ｂに導入された作動油の一部
はパイロット油路４５゛を経てパイロット室３３゛に導
入され、この作動油の押圧力により、パイロットプラン
ジャ３２′が移動せしめられ、スプリング４Ｇ’の抑圧
付勢力に抗してチェック弁３９′を弁座Ｓ°から押し離
す、これにより、前部シリンダ室２９ａ中の作動油が、
油路４８及びガイドロー、ド５′の開口部４４・スリッ
ト４６′　　・開口部３７゛を経て油路２８゛に排出さ
れ。

外部接続１ニア２７’より図示しない油槽へ回収される
。これにより第５図に示される如くピストン３の移動が
停止し、往行程が終了する。

ピストン３の復行程は、外部接続口２７′が注油口に、
又外部接続口２７が排油口となるように図示しない！／
Ｊ！！！弁を切換え、前述した経路とは逆の経路で作動
油を流すことによって、ピストン３を第６図の矢印方向
に移動させることができる。

而して、後部シリンダ室２９ｂに作動油が導入されてチ
ャックの爪が被加工物を把握しピストン３がドローチュ
ーブ側位置に停止した状態で維持されている時は、後部
シリンダ室２９ｂへの作動油の流入が止まり、同時に外
部油圧装置からの作動油の圧力に抗しスプリング４０の
抑圧付勢力の働きによりチェー２り弁３８が弁座Ｓに押
圧され、後部シリンダ室２９ｂと油路２８との連絡が遮
断される。これにより、仮に外部油圧装置からの作動油
の圧力が低下して零となった場合でも後部シリンダ室２
９ｂの圧力が所定圧力に保たれることから、ピストン３
を所定位置に停止した状態で保持することが可能となる
。

又、逆に前部シリンダ室２９ａに作動油が導入されてピ
ストン３がドローチューブの反対側位置に移動して停止
し外部油圧装置からの作動油の流れが止まった場合も、
同様にチェック弁３８゛が弁座Ｓ゛に押圧されて前部シ
リンダ室２９ａと油路２８′との連絡が遮断され、ピス
トン３を所定位置に停止した状態で保持することが可能
となる。

第９図は本発明の別の実施例を示し、ガイドロッド５を
弁座部５１と一端に弁座を支承する円筒状部５２とに分
割構成したものである。この分割構成に依れば、弁座の
加工をより正確に行うことができ逆止弁のシール効果を
精密なものとすることができる。又、ストロークの異な
るシリンダに対しては、筒状？＄５２を交換する丈で対
応出来る。即ち、筒状部５２・５２′をシリンダストロ
ークに合致する長さの別の筒状部５２・５２゛と交換し
、交換後の筒状部５２・５２゛長さに対応するスペーサ
ー９０＠９０°をリテーナ４３・４３°とシリンダヘッ
ド１内壁面間に挿置することにより、シリンダストロー
ク長さに拘らず、同一のチェック弁３９−３９’、スプ
リング４０−４０’、ガイドブシシュ４１・４１゛、リ
テーナ４３・４３°をそのまま使用できることとなる。

ちなみにガイドロッドを一体構成した場合、ガイドロッ
ド全体を変換する必要がある。更に、この実施例のもの
では、弁座部５１を異なる開口径を持つものと交換する
丈で、任意のパイロット比とすることが可能である。

尚、任意のパイロ−２ト比を得ることは、＠９図示実施
例の如く弁座部５１と筒状部５２とに分割しなくとも、
一体形成されたカイトロッド５の弁座域内側に異なる開
口径を有する前座補助用スペーサを介装することで実現
可能である。

第１Ｏ図は本発明の更に別の実施例を示し。

第９図示弁座部５１をプランジャ摺動域まで拡大して構
成されている０回転バルブ４内壁面に沿ってプランジャ
３２を摺動させる場合、内壁面の焼入れヒズミにより寸
法誤差が生ずるが、この拡大弁座部５０１を精密加工す
ることによりプランジャ摺動域の寸法精度が増すもので
ある。

第１１図は本発明の更に別の実施例を示し、リテーナ４
３０４３′とスプリング４０−４０”との間に調整ネジ
４０３・４０３′を介在させると共に、ガ・ｆドブッシ
ュ４１・４１’の内周面にｔＡ整木ネジ４０３４０３′
を螺合する螺子状部４１ａ・４１ａ’を形成して構成さ
れている。このように構成することにより、調整ネジ４
０３・４０３′をガイドブツシュ４１・４１゛の内周面
に対して第１１図左右方向に螺進退させることでスプリ
ング４０−４０°のチェック弁３９・３９′に対する押
圧力を変更することが可能となる。従って、シリンダ回
転数に応じて適宜押圧力調整することにより、シリンダ
回転数の高低に拘らずチェック弁３９・３９°の初期作
動圧を一定とすることが出来る。尚、シリンダヘッドｌ
外側よりリテーナ４３・４３′を介して調整ネジ４０３
・４０３゛の回転操作を行い得る構成とすればスプリン
グ押圧力調整を容易に行い得ることとなる。

Ｃ発す１の効果） 本発明に係るチャック用回転チャック用回転流体圧シリ
ンダに依れば、パイロット機構をガイトロシトの一端側
を支承する部材内壁部に形成し、ガイトロ９ド内部には
逆止弁機構のみを配置する構成としたので、ガイトロ７
ド及びシリンダ室の小径化及び短尺化を図ることが出来
る。　又、ガイドロッド内部の逆止弁機構をスプリング
の抑圧付勢力で閉鎖するチェック弁としたので、構造が
極めて簡単であると共に、ガイドロッドの径に関係する
ことなくパイロットプランジャの受圧面積を大きくする
ことが出来るので、所謂パイロット比をｌニア程度迄上
げることが容易に可能となり、作動流体の流体圧変化に
機敏に反応し、被加工物のチャッキング、アンチャッキ
ング操作が速くなるため、加工時間の短縮を図ることが
できる。

一方、チェック弁は弁座に対し同君状態にあるガイドブ
ツシュにより案内されている為、チャック回転中にピス
トン作動させる場合であってもチェック弁が遠心方向に
位置ズレを生ずることが防止され、再シー）　ＣＭ座）
件部を確実なものとしている。

更に、構造が極めて簡易であることがら摺動抵抗が小さ
くなり、容易に低圧力で逆止弁機構やパイロット機構の
作動を行うことが可鋤となる。加えて慣性力の小さな構
造にもできることから特に薄物の被加工物の加工に必要
な高精度な把握力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチャック用回転油圧シリンダの一
実施例を示す断面図、第２図はその斜視図、第３図はシ
リンダ内部のピストン部を示す要部拡大断面図、第４図
はピストン移動時の作用説明図、第５図はピストン停止
時の作用説明図、第６図はピストン逆方向移動時の作用
説明図、第７ｒｉａは第１図■矢視部分の拡大図、第８
図は第１図■矢視部分の拡大図、第９図。 第１０図及び第１１図は夫々本発明の別の実施例を示す
断面図である。 １・・・シリンダヘッド　２・・・ピストンロッド３・
・・環状ピストン４・・・回転パルプ５・５′・・・ガ
イドロッド １４・・・スリーブ ３２・３２”・・・パイロットプランジャ３９・３９°
・・・チェック弁 ４０・４０°・・・スプリング手段 ４０３−４０３°・・・押圧力調整手段４４−４４’・
・・開口部 ５１・５１’、５０１・５０１°・・・弁座部材５２Φ
５２°・・・円筒部材 Ａ−Ａ’・・・逆止弁機構 Ｂ−Ｂ’・・・パイロット機構 ｓ−ｓ’・・・弁座 特許出願人　　株式会社北川鉄工所 ＦＩＧ、　　／ ＦＩＧ、３ Δ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、　　ｆｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャック用回転流体圧シリンダにおけるピストン
   ロッドの軸方向に並列配置されたガイドロッドの内部に
   スプリング付勢されたチェック弁から成る逆止弁機構を
   形成すると共に、該逆止弁機構を作動させるパイロット
   機構をガイドロッドの一端側を支承する部材内壁部に形
   成したこと、を特徴とするチャック用回転流体圧シリン
   ダ。
2. （２）前記ガイドロッドが弁座部材と円筒部材に分割さ
   れた特許請求の範囲第（１）項に記載のチャック用回転
   流体圧シリンダ。
3. （３）前記弁座部材が前記パイロット機構のプランジャ
   摺動域迄拡大された特許請求の範囲 第（２）項に記載のチャック用回転流体圧シリンダ。
4. （４）前記チェック弁を付勢するスプリングが押圧力調
   整可能である特許請求の範囲第（１）項に記載のチャッ
   ク用回転流体圧シリンダ。