JP6180104B2 - 工作機械に用いられる流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は工作機械などに使用する駆動用の流体圧シリンダ装置に関する。

チャックの駆動装置として、特開昭６０−９９５０７号公報には、シリンダ本体内に圧力媒体を密封する逆止弁手段と、密封したの圧力を監視する検出手段を備えた装置が例示されている。
この装置は、チャックが工作物を把握後に遮断するもので、圧力を監視する検出手段として、検知棒４８と密封加圧体の作用でシリンダ本体外周面から突出するようになされる検出ピストン４５と、これら両者間でスプリングにより常時検出ピストン側へ向けて弾撥押圧されているようになされる摺動板４２Ｂとからなり、密封加圧体の自動監視を行う回転流体圧シリンダが記載されている。
（文章中の付番は特開昭６０−９９５０７号に記載の付番と一致させている。）

特開昭６０−９９５０７号公報

前述の従来技術の回転流体圧シリンダにおいては、密封した圧力媒体の圧力を監視する検出手段は、検知棒と密封加圧体の作用でシリンダ本体外周面から突出するようになされた検知ピストンと、これら両者間でスプリングにより常時検出ピストン側へ向けて断撥押圧されているようになされる摺動板で構成される。
そのため、回転中の回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力を監視する場合、検知棒と検知ピストンに遠心力が作用し、検知棒と検知ピストンがシリンダ本体に押し付けられる。
したがって、従来の回転流体圧シリンダにおいては、検知棒と検知ピストンとシリンダ本体との間に摩擦抵抗が生じることにより、検出手段が回転動作時の圧力変化に対して正確な圧力測定ができす、正常な圧力の監視が出来ないという課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明は、工作機械に用いられる駆動用の回転流体圧シリンダ装置であって、ピストンにより２つの油室に区画されたシリンダ本体と、該シリンダ本体を経由して前記各油室に夫々が接続された油路Ａ、Ｂと、該油路Ａ、Ｂの夫々に対して具設された圧力検出手段と、前記各油室に夫々が接続され流体を流通させる流体路Ａ、Ｂと、該流体路Ａ、Ｂの夫々に対して具設されたプラグと、を備え、前記圧力検出手段とプラグは互い違いに前記回転流体圧シリンダ装置に対して回転軸まわりに等間隔に配置され、複数の圧力検出手段により検出された圧力値を差分演算することにより流体の圧力変動を検知することを特徴とする。
また、前記検出手段がシリンダの回転軸方向と平行に設けられていることを特徴とする。
また、前記圧力検出手段により検知された圧力変動を検知し、圧力異常を検出した際には、圧力異常信号を発信し、工作機械の運転を停止させる安全手段を備えることを特徴とする。

本発明は、密封した圧力媒体の圧力を検知する手段として、複数の圧力流体路の夫々に直接的に圧力媒体の圧力を測定する圧力検出手段を配設することにより、検出手段がシリンダの回転動作による遠心力の影響により生じる摩擦抵抗を受けることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。
さらに、シリンダピストンにより分割された圧力流体室のそれぞれに圧力検出手段を接続することにより、２系統の圧力検出手段の信号を演算することが可能となり、密封した圧力媒体に作用した遠心力の影響をうけることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。

本発明の実施例１に係る断面図である。 本発明の実施例１に係る図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１に係る図２のＢ−Ｂ断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、実施例を添付図面にもとづいて詳細に説明する。
尚、本実施例での圧力媒体は油圧駆動のための作動油としている。
図１は本発明に係る回転流体圧シリンダ装置の断面図である。
１はシリンダ本体、２はピストンロッド、３はシリンダピストンである。
シリンダ本体１の内部に設けられる油室４は、該シリンダピストン３により左右の２つの油室４Ａ、４Ｂに分割されており、Ｏリング５がシール材として備えられている。
前記ピストンロッド２には、回転フランジ６が嵌挿されて設けられている。
７及び８は、圧力検出手段として設けられるダイヤフラム式圧力センサーである。

圧力センサー７は、油路Ｂ１０に接続されており、油路Ｂ１０を介して油室４Ｂに密封された作動油の圧力を検出でき、圧力センサー８は、油路Ａ９に接続されており、油路Ａ９を介して油室４Ａに密封された作動油の圧力を検出できる。
これら２つの圧力センサー７、８の圧力検出部はシリンダ回転軸と平行に配設されている。また、２つの圧力センサー７と圧力センサー８は、互いにシリンダ回転軸に対して対称位置に取り付けられている。
２つの圧力センサー７及び８は、それぞれ配線Ａ１１と配線Ｂ１２を介して、無線送信機（図示せず）に接続されており、検出した回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力値をシリンダ本体の外部に配置した無線受信機（図示せず）に、送信している。
また、図２に示すピストンロッド２の右端は、図示しないドローチューブに連結されて設けられ、シリンダピストン３の左右動でチャック本体のジョーを動作させて工作物の把持、または開放が行なわれるようになされる。

図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ断面である。
本実施例のシリンダ本体１には、前述の油路Ａ９と油路Ｂ１０とは別系統の油路Ａ１７と油路Ｂ１８が設けられている。
油路Ａ１７は、油室４Ａに接続して設けられ、チャック本体１の外方端部へプラグＡ１５が取り付けられている。このプラグＡ１５は、シリンダピストン３の動作時に開放となる逆止弁機能を有している。
同様に油路Ｂ１８は、油室４Ｂに接続して設けられ、チャック本体１の外方端部へプラグＢ１６が取り付けられている。このプラグＢ１６は、シリンダピストン３の動作時に開放となる逆止弁機能を有している。

次に本発明に係る回転流体圧シリンダ装置の動作について説明する。
シリンダを動作させる場合、シリンダピストン３を右方向へ駆動させる際には、図示しない外部供給装置からの圧油が、プラグＡ１５を介して、油室４Ａに導かれ、油室４Ａ内の駆動油の圧力によりシリンダピストン３を右側方向に移動させる。この時、シリンダピストン３の右側への移動に伴って油室４Ｂの圧油は油路Ｂを通り、プラグＢ１６を介して、シリンダ本体１の外方へ回収される。

また、シリンダピストン３を左方向へ駆動させる際には、図示しない外部供給装置からの圧油が、プラグＢ１６を介して、油室４Ｂに導かれ、油室４Ｂ内の駆動油の圧力によりシリンダピストン３を左側方向に移動させる。この時、シリンダピストン３の左側への移動に伴って油室４Ａの圧油は油路Ａを通り、プラグＢ１５を介して、シリンダ本体１の外方へ回収される。

回転流体圧シリンダのピストン駆動後に、回転動作を行なっている際、密封した圧力媒体が万一漏出して圧力低下を来したり、密封圧力媒体の温度変化により圧力変化を来した場合、油室４Ａ、油室４Ｂの圧力を９の油路Ａと１０の油路Ｂを通じて圧力センサー７及び８で圧力変化を検出する。
回転流体圧シリンダが回転動作中においても、圧力センサー７及び８で圧力変化を検出するので、機械構造による摩擦抵抗が生じることなく、検出手段が回転動作時の圧力変化に対して正確な圧力測定ができ、油室４Ａ、油室４Ｂの圧力変化を誤差なく検出することが出来る。
また、シリンダピストン３により分割された２つの油室４Ａ及び油室４Ｂのそれぞれに圧力センサー７及び８を設けることにより、２つの圧力センサー７及び８の信号の差分を演算することにより、密封した圧力媒体に作用した遠心力の影響をうけることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。

次に本発明における圧力異常検知の方法について説明する。
まず、目標圧力値幅２０を設定する。
目標圧力値幅２０は、基準圧力値を決めて、その基準圧力値に対して前後の圧力値を定めて目標圧力の許容幅を定めるものである。
回転流体圧シリンダの動作を行なう際、圧力センサー７、８を用いて、シリンダの油室４Ａ、油室４Ｂ内部の実際の圧力値を測定し、２つの圧力センサー７及び８の信号の差分を演算することにより、測定圧力値２１を求める。
圧力センサー７、８により検出された測定圧力値２１と前記目標圧力値幅２０を比較し、測定圧力値２１が目標圧力値幅２０の内に入っている場合には、圧力異常と判断せず、圧力異常通知を行なわずに通常の回転流体圧シリンダの動作を継続させる。
万一、密封した圧力媒体が漏出して圧力低下を来したり、密封圧力媒体の温度変化により圧力変化を来し、圧力センサー７、８により検出された測定圧力値２１が目標圧力値幅２０を超過、または低下した場合は、圧力異常と判断し、圧力異常通知通知信号２５を出力させる。

この圧力異常通知通知信号２５を元に、運転を中止させる信号を発生させたり、警報を発生させたりすることが出来る。
本実施例では、目標圧力値幅２０は、１つの数値幅の例を示しているが、目標圧力値幅２０を複数個設定することにより、複数の条件での異常を感知することができる。
また、本実施例では、圧力通知信号を発生させる例を説明しているが、検出した測定圧力値を表示し、現状の圧力を常に通知することも出来る。

１ シリンダ本体
２ ピストンロッド
３ シリンダピストン
４ 油室
５ Ｏリング
６ 回転フランジ
７ 圧力センサー
８ 圧力センサー

Claims (3)

1. 工作機械に用いられる駆動用の回転流体圧シリンダ装置であって、
   ピストンにより２つの油室に区画されたシリンダ本体と、
   該シリンダ本体を経由して前記各油室に夫々が接続された油路Ａ、Ｂと、
   該油路Ａ、Ｂの夫々に対して具設された圧力検出手段と、
   前記各油室に夫々が接続され流体を流通させる流体路Ａ、Ｂと、
   該流体路Ａ、Ｂの夫々に対して具設されたプラグと、を備え、
   前記圧力検出手段とプラグは互い違いに前記回転流体圧シリンダ装置に対して回転軸まわりに等間隔に配置され、
   前記各圧力検出手段により検出された圧力値を差分演算することにより流体の圧力変動を検知することを特徴とする回転流体圧シリンダ装置。
2. 前記検出手段がシリンダの回転軸方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転流体圧シリンダ装置。
3. 前記圧力検出手段により検知された圧力変動を検知し、圧力異常を検出した際には、圧力異常信号を発信し、工作機械の運転を停止させる安全手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転流体圧シリンダ装置。