JPH0438523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、旋盤等に用いるチヤツクの爪作動を
制御するのに好適なチヤツ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） 旋盤等に用いるチヤツクの爪制御の為のチヤツ
ク用回転流体圧シリンダとしては、米国特許明細
書第3748968号記載のものがある。即ち、ピスト
ンを介在させてシリンダ室内を２分割すると共に
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、これによりチヤツクの爪作
動制御を行う一方、急激な油圧力低下が生じた際
のチヤツク把握力低下を防止する、逆止弁機構と
パイロツト機構からなる油圧ロツク機構を組込ん
で構成したものである。

この油圧ロツク機構は、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ツド
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個の環状ロツドを延設し、一方はスプ
リング付勢された環状ロツドから成る逆止弁機構
に、他方は環状ロツド内に作動油の一部が流出入
するパイロツト油路を形成したパイロツト機構に
構成して両者を軸方向に対向配置し、内筒内中空
部を作動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
各室内部と連結されるように構成されている。し
かして、一方のガイドロツドの内外筒間中空部は
一方のシリンダ室と、他方のガイドロツドの内外
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ツト機構
の位置関係は逆配置としなければならないのであ
る。

従つて、上記機構では、逆止弁機構とパイロツ
ト機構を共にガイドロツ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
抵抗が大となつて、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ツ
ドの外径寸法が大型化せざるを得ないのである。

又、パイロツト油路を形成した環状ロツドから
成るパイロツト機構を内外筒間中空部に設置する
構成となつているので、作動油の流出入油路断面
積を確保し更にパイロツト比を大きくするには環
状ロツ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ツドの外径及びシリ
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１：３程度のパイロツト比しか得ら
れない。従つて、パイロツ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、チヤ
ツク操作に長時間を要することとなる。

（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
望のパイロツト比を容易に得ることができるチヤ
ツ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、チヤツクに作動連結され
るピストンロツドと、該ピストンロツドに一体形
成された環状ピストンと、軸承部分を備えるハウ
ジングと、該ハウジングの内周面に形成され、前
記環状ピストンを摺動をガイドするシリンダ室
と、該シリンダ室の内部に懸架固定され、且つ、
前記ピストンロツドの軸方向と平行に配設され、
前記環状ピストンの回動を阻止する互いに平行な
少なくとも２本のガイドロツドとを有するものに
おいて、前記ガイドロツドには、その内部に逆止
弁機構が備えてあり、前記ハウジングには、その
内壁部にパイロツト機構が備えており、前記逆止
弁機構におけるチヤツク弁を着座させる弁座が、
パイロツト機構におけるパイロツトプランジヤを
配置するパイロツト室と、該パイロツト室と同軸
に配設された逆止弁機構におけるガイドロツドの
円筒部材との間に備えてあることを特徴としてい
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つて、ボルト７を介して接
合されたシリンダヘツド１と回転バルブ４から成
るハウジングＨ内に、外周上に環状ピストン３を
形成したピストンロツド２を相対摺動可能に嵌装
すると共に、ピストン３により前後シリンダ室２
９ａ，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
ロツド２を前後動させ、図示しないドローチユー
ブを介してチヤツク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ツド２の軸方
向と平行となるようシリンダヘツド１と回転バル
ブ４とに懸架固定された一対のガイドロツド５，
５′により案内される。上述した様に、ハウジン
グＨは構成要素の上からは、シリンダヘツド１と
回転バルブ４からなるものであり、該回転バルブ
４は、シリンダ室を備えるハウジング本体（第１
図において符号Ｘで示される部分）と該ハウジン
グ本体Ｘに軸方向に沿つて隣接しこれと同軸に連
結され、且つ、外周にベアリング１５を備える軸
承知部分（第１図において符号Ｙで示される部
分）とから一体的に形成されている。

回転バルブ４を構成する軸承部分Ｙの外周上に
は、一対のベアリング１５，１５′を介して相対
回動可能にスリーブ１４が嵌着されており、スリ
ーブ１４は、前端部でシリンダヘツド１の外周と
オーバーラツ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イ１３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にむけて開口した排油穴３０，
３０が形成されている。

ガイドロツド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３７，３
７′内壁に弁座Ｓ，S′を形成すると共に、リテー
ナ４３，４３′に支承され且つスリツト４６，４
６′を形成したガイドブルシユ４１，４１′で伸縮
ガイドされるスプリング４０，４０′によりチエ
ツク弁３９，３９′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、ガイドロツド５内部は開口部４７により後部
シリンダ室２９ｂと直接連通し、一方ガイドロツ
ド５′内部は開口部４４によりシリンダヘツド１
内壁部に形成した油路４８を経て前部シリンダ室
２９ａと連通している。

ガイドロツド５，５′を支承する回転バルブ４
内壁部には、ガイドロツド５，５′内の逆止弁機
構Ａ，Ａとピストンロツド２の軸方向に直列配置
されたパイロツトプランジヤ３２，３２′を相対
摺動可能に嵌装するパイロツト室３３，３３′及
びパイロツト室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と連通するパイロツト油路４５，４
５′から成るパイロツト機構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′，２８は夫々対応するパイロ
ツト室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ツド５，５′を
経て前後シリンダ室２９ａ，２９ｂへ作動油を圧
出入するようになつている。

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
スリーブボデイ１３に形成された外部接続口２
７，２７′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内への作動油の注入・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、フリンジヤ１８を
介して環状ストツパ１７がボルト１６により締着
されており、ストツパ１７の内周とスリーブボデ
イ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、スリーブボデイ１３内のドレン溜
め２３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ツパ１７及びフリンジヤ
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、スリーブボデイ１３には吸気孔２４，
２５，２６が形成されている。即ち、第７図示の
如く、ストツパ１７のフリンジ部１７Ａとフリン
ジヤ１８がスリープボデイ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
よつ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６９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、スリーブボデイ１３の
先端側に設けたスリーブカバー６２には、環状排
油室６４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ツド１が相
対回転することによつ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
によつてシール効果が得られることとなる。尚、
６３はフリンジヤ、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、フアン６０の回転によつてＺ域が負圧とな
り、ドレン溜め２３側からフアン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、フアン６０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、パイロツト機構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ヘツド１の内壁部にその
いずれか片方を配置し、ガイドロツド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
経てパイロツト機構Ｂのパイロツト室３３に導入
されると、パイロツトプランジヤ３２が第３図左
側に押圧移動されると共にスプリング４０の押圧
付勢力に抗してチエツク弁３９が弁座Ｓから押し
離され、ガイドロツド５の開口部３７・スリツト
４６・開口部４７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ユーブ側に
移動する。

一方、後部シリンダ室２９ｂに導入された作動
油の一部はパイロツト油路４５′を経てパイロツ
ト室３３′に導入され、この作動油の押圧力によ
り、パイロツトプランジヤ３２′が移動せしめら
れ、スプリング４０′の押圧付勢力に抗してチエ
ツク弁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
びガイドロツド５′の開口部４４・スリツト４
６′・開口部３７′を経て油路２８′に排出され、
外部接続口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
図示しない切換弁を切換え、前述した経路とは逆
の経路で作動油を流すことによつて、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
されてチヤツクの爪が被加工物を把握しピストン
３がドローチユ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の押圧付勢力の
働きによりチエツク弁３９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つた場合でも後部シ
リンダ室２９ｂ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がドローチユーブの反対側位置
に移動して停止し外部油圧装置からの作動油の流
れが止まつた場合も、同様にチエツク弁３９′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
ツド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、筒状部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４３，４
３′とシリンダヘツド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
のチエツク弁３９，３９′、スプリング４０，４
０′、ガイドブツシユ４１，４１′、リテーナ４
３，４３′をそのまま使用できることとなる。ち
なみにガイドロツドを一体構成した場合、ガイド
ロツ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、任意のパイロツト比とす
ることが可能である。

尚、任意のパイロツト比を得ることは、第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、一体形成されたガイドロツド５の弁
座域内側に異なる開口径を有する弁座補助用スペ
ーサを介装することで実現可能である。

第１０図は本発明の更に別の実施例を示し、第
９図示弁座部５１をプランジヤ摺動域まで拡大し
て構成されている。回転バルブ４内壁面に沿つて
プランジヤ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ヤ
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４３，４３′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、ガイドブツシユ４１，４１′の内周面に調整
ネジ４０３，４０３′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４０３，４０３′を
ガイドブツシユ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′のチエツク弁３９，３９′に対する押
圧力を変更することが可能になる。従つて、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エツク弁３
９，３９′の初期作動圧を一定とすることが出来
る。尚、シリンダヘツド１外側よりリテーナ４
３，４３′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。

（発明の効果） 本発明に係るチヤツク用回転チヤツク用回転流
体圧シリンダに依れば、パイロツト機構をガイド
ロツドの一端側を支承する部材内壁部に形成し、
ガイドロツド内部には逆止弁機構のみを配置する
構成としたので、ガイドロツ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
ドロツド内部の逆止弁機構をスプリングの押圧付
勢力で閉鎖するチエツク弁としたので、構造が極
めて簡単であると共に、ガイドロツドの径に関係
することなくパイロツトプランジヤの受圧面積を
大きくすることが出来るので、所謂パイロツト比
を１：７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
のチヤツキング、アンチヤツ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、チエツク弁は弁座に対し同芯状態にある
ガイドブツシユにより案内されている為、チヤツ
ク回転中にピストン作動させる場合であつてもチ
エツク弁が遠心方向に位置ズレを生ずることが防
止され、再シート（着座）性能を確実なものとし
ている。

更に、構造が極めて簡易であることから摺動抵
抗が小さくなり、容易に低圧力で逆止弁機構やパ
イロツト機構の作動を行うことが可能となる。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ヤツク用回転油圧シリ
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７
図は第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１
１図は夫々本発明の別の実施例を示す断面図であ
る。 １……シリンダヘツド、２……ピストンロツ
ド、３……環状ピストン、４……回転バルブ、
５，５′……ガイドロツド、１４……スリーブ、
３２，３２′……パイロツトプランジヤ、３９，
３９′……チエツク弁、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′，５０１，５０
１′……弁座部材、５２，５２′……円筒部材、
Ａ，A′……逆止弁機構、Ｂ，B′……パイロツト
機構、Ｈ……ハウジング、Ｓ，S′……弁座、Ｘ…
…ハウジング本体、Ｙ……軸承部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チヤツクに作動連結されるピストンロツド
   と、該ピストンロツドに一体形成された環状ピス
   トンと、軸承部分を備えるハウジングと、該ハウ
   ジングの内周面に形成され、前記環状ピストンを
   摺動をガイドするシリンダ室と、該シリンダ室の
   内部に懸架固定され、且つ、前記ピストンロツド
   の軸方向と平行に配設され、前記環状ピストンの
   回動を阻止する少なくとも２本のガイドロツドと
   を有するものにおいて、 前記ガイドロツドには、その内部に逆止弁機構
   が備えてあり 前記ハウジングには、その内壁部にパイロツト
   機構が備えており、 前記逆止弁機構におけるチエツク弁を着座させ
   る弁座が、パイロツト機構におけるパイロツトプ
   ランジヤを配置するパイロツト室と、該パイロツ
   ト室と同軸に配設された逆止弁機構におけるガイ
   ドロツドの円筒部材との間に備えてあることを特
   徴とするチヤツク用回転流体圧シリンダ。 ２ 前記ガイドロツドが弁座部材と円筒部材とに
   分割されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のチヤツク用回転流体圧シリンダ。 ３ 前記弁座部材が前記パイロツト室のパイロツ
   トプランジヤの摺動領域迄拡大されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のチヤツ
   ク用回転流体圧シリンダ。 ４ 前記チエツク弁を付勢するスプリングが押圧
   力調整可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のチヤツク用回転流体圧シリン
   ダ。 ５ 前記ハウジングが、シリンダヘツドと、回転
   バルブとから形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のチヤツク用回転流体
   圧シリンダ。 ６ 前記パイロツト室は、前記シリンダヘツド内
   の内壁部に備えられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のチヤツク用回転流体圧
   シリンダ。 ７ 前記パイロツト室が、前記回転バルブの内壁
   部に備えられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のチヤツク用回転流体圧シリン
   ダ。 ８ 前記ハウジングには、前記環状ピストンの互
   いに対向する側部へ、作動流体を交互に伝えるた
   めの流体通路手段が更に備えられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のチヤツク
   用回転流体圧シリンダ。