JPH08323518A - 多重回転シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のピストンを同軸上に備えた回転シリン
ダにおいて、シリンダの全長寸法を短縮し、回転を安定
させる。 【構成】 シリンダ本体１の内側に隔壁部６を設け、そ
の外側に大径ピストン室７を、内側に小径ピストン室８
を軸線方向位置が重なるように設ける。大径ピストン室
７に第１ピストン１０を、小径ピストン室８には第２ピ
ストン１２を収容し、第２ピストン１２の小径ロッド１
４を第１ピストン１０の中空ロッド１１に貫通する。シ
リンダ本体１の後側に軸部１７を突設し、その外周に各
ピストン室７，８に作動油を供給する分配器１８を挿着
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤等の工作機械に取
り付けられるチャックを操作するための回転シリンダ、
特に、シリンダ本体に複数のピストンを備えた多重回転
シリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すような二重回転シリン
ダが知られている。このシリンダにおいては、チャック
（図示略）と一体に回転するシリンダ本体９１に前後一
対のピストン室９２，９３が同一軸線上に形成されてい
る。前側（旋盤等のスピンドル側）の大径ピストン室９
２には第１ピストン９４が、後側の小径ピストン室９３
には第２ピストン９５がそれぞれ摺動自在に収容され、
第２ピストン９５の小径ロッド９６は第１ピストン９４
の中空ロッド９７を貫通している。シリンダ本体９１の
後側には軸部９８が突設され、その外周には各ピストン
室９２，９３に作動油を供給する分配器９９が相対回転
可能つまり軸部９８の回転を許容するように挿着されて
いる。この二重回転シリンダによれば、一対のピストン
９４，９５が同軸上に並設されているため、シリンダの
全体を比較的細く構成できる利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の回転
シリンダによると、２つのピストン室９２，９３がシリ
ンダ本体９１の前後に離れた状態で設けられているた
め、シリンダの全長寸法が長くなり、シリンダ本体９１
をスピンドルの後端に取り付けて回転させるとき、回転
シリンダの張り出し量が大きくなって回転が不安定にな
るという問題点があった。また、分配器９９がシリンダ
本体９１の後側に突設されているので、これも全長寸法
を長くする別の要因であった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、シリンダの全長
寸法を短縮できる多重回転シリンダを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明による多重回転シリンダは、シリ
ンダ本体に複数のピストン室を同一軸線上に設け、各ピ
ストン室にピストンを摺動自在に収容し、少なくとも２
つのピストン室をそれぞれ異なる直径で軸線方向位置が
重なるように設けて構成される。

【０００６】請求項２の発明による多重回転シリンダ
は、シリンダ本体に複数のピストン室を同一軸線上に設
け、各ピストン室にピストンを摺動自在に収容し、少な
くとも２つのピストン室を隔壁により内外二重に設け、
外側の大径ピストン室に第１ピストンを収容し、内側の
小径ピストン室に第２ピストンを収容し、第１ピストン
に中空ロッドを設け、第２ピストンには中空ロッドを貫
通する小径ロッドを設け、小径及び大径ピストン室に作
動流体を供給する分配器を備えて構成される。

【０００７】請求項３の発明による多重回転シリンダ
は、小径ロッドを中空状に形成し、小径ロッドの内側に
分配器を挿入して構成される。

【０００８】請求項４の発明による多重回転シリンダ
は、小径ロッドを中空状に形成し、小径ロッドの内側に
シリンダ本体の筒状部を挿入し、筒状部の内側に分配器
を挿入して構成される。

【０００９】

【作用】請求項１の多重回転シリンダによれば、少なく
とも２つのピストン室がそれぞれ異なる直径で軸線方向
位置が重なるように設けられるので、シリンダの全長寸
法が短くなり、回転が安定する。

【００１０】請求項２の多重回転シリンダにおいては、
作動流体が分配器により大径及び小径ピストン室に供給
され、第１及び第２ピストンが隔壁部材の外側及び内側
で駆動され、中空ロッドが小径ロッドの外周面上で、小
径ロッドは中空ロッドの内周面に沿ってそれぞれ摺動さ
れる。従って、２つのピストンのストロークがほぼ同じ
軸線方向位置で重合されて、シリンダの全長が短縮され
るとともに、各ロッドの相互案内作用によってそれぞれ
のピストンが同一軸線上でスムーズに駆動される。

【００１１】請求項３の多重回転シリンダによれば、分
配器が小径ロッドの内側に挿入されるため、シリンダの
全長がさらに短縮される。

【００１２】請求項４の多重回転シリンダにおいては、
分配器が小径ロッドの内側にシリンダ本体の筒状部を介
して挿入され、小径ロッドが筒状部の外周面によって摺
動案内される。従って、分配器は小径ロッドの案内機能
を備える必要がなく、短い分配器を用いてシリンダの全
長を短縮でき、にもかかわらず、シリンダ本体に真直に
設けた筒状部によって小径ロッドを精度よく直進させる
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面に基
づいて説明する。図１は本発明を二重回転シリンダに具
体化した第一実施例を示すものである。回転シリンダの
シリンダ本体１は、外側椀状部材２に内側椀状部材３を
嵌入し、内側椀状部材３に栓部材４を嵌入して構成さ
れ、外側椀状部材２の前壁部５にて旋盤等のスピンドル
（図示略）に結合され、スピンドルを介してチャック
（図示略）と一体に回転される。内側椀状部材３は外側
椀状部材２の内部に突出する隔壁部６を備え、隔壁部６
と外側椀状部材２との間に環状の大径ピストン室７が形
成され、隔壁部６と栓部材４との間には小径ピストン室
８が形成されている。従って、シリンダ本体１には隔壁
部６により２つのピストン室７，８がそれぞれ異なる直
径で軸線方向位置が重なるように内外二重に設けられて
いる。また、外側椀状部材２の前壁部５と隔壁部６の前
壁６ａとの間には収容室９が形成されている。

【００１４】外側の大径ピストン室７には大径椀状の第
１ピストン１０が収容され、その前面には前壁部５を貫
通する中空ロッド１１が突設されている。内側の小径ピ
ストン室８には小径の第２ピストン１２がピン１３で回
り止めされた状態で収容され、その前面には隔壁部６の
前壁６ａ及び中空ロッド１１を貫通する小径ロッド１４
が突設されている。そして、各ピストン室７，８に供給
される作動油により第１及び第２ピストン１０，１２が
同一軸線上で駆動され、各ロッド１１，１４が相互に摺
動案内されて、ロッド１１，１４に別々に連結したドロ
ーバー（図示略）を介してチャックの爪及びコレットが
開閉操作されるようになっている。なお、第１ピストン
１０の前壁１０ａには、ピストン１０の移動に伴って収
容室９内の空気を前壁１０ａの前後に流動させるための
連通孔１５が形成されている。

【００１５】シリンダ本体１の後側、つまり、栓部材４
の後面には軸部１７が突設され、その外周には大径及び
小径ピストン室７，８に作動油を供給する分配器１８が
ベアリング（図示略）を介して相対回転可能に挿着され
ている。分配器１８には４つの供給ポート１９及び単一
のドレン回収ポート２０が設けられ、ドレン回収ポート
２０に接続される配管（図示略）を掛止することによっ
て、スピンドルの回転に対して分配器１８が停止状態に
保持される。

【００１６】シリンダ本体１の後部にはキャップ状のド
ッグ２１が軸線方向へ移動自在に被冠されている。栓部
材４及び内側椀状部材３には作動杆２２が軸線方向へ貫
通され、その前端は第１ピストン１０にねじ止めされて
いる掛止板２３を介して第１ピストン１０に掛止される
とともに、後端はボルト２４によりドッグ２１の面板部
２５に結合されている。これにより、ドッグ２１は作動
杆２２を介して第１ピストン１０に一体移動可能に連結
され、第１ピストン１０の前後のストロークエンドがド
ッグ２１の位置に基づきこれと対応して設けられた一対
の近接スイッチ（図示略）によって検出されるようにな
っている。

【００１７】上記のように構成された第一実施例の二重
回転シリンダにおいては、作動油が分配器１８により大
径及び小径ピストン室７，８に供給され、第１及び第２
ピストン１０，１２が隔壁部６の外側及び内側で駆動さ
れ、中空ロッド１１が小径ロッド１４の外周面上で、小
径ロッド１４は中空ロッド１１の内周面に沿ってそれぞ
れ摺動される。従って、２つのピストン１０，１２のス
トロークをほぼ同じ軸線方向位置で重合して、シリンダ
の全長寸法を短縮でき、回転を安定させることができる
とともに、各ロッド１１，１４の相互案内作用によって
それぞれのピストン１０，１２を同一軸線上でスムーズ
に駆動することができる。

【００１８】図２は本発明を二重回転シリンダに具体化
した第二実施例を示すものである。この実施例では、シ
リンダ本体３１がブロック部材３２に前壁部材３３をボ
ルト３４で組み付けて構成され、各部材３２，３３を貫
通する取付ボルト３５によりスピンドルに結合される。
ブロック部材３２の前面には筒状の隔壁部材３６が前壁
部材３３より前方へ突出するようにボルト３７により固
定され、隔壁部材３６の後端部外側にはブロック部材３
２との間に大径ピストン室３８が、内側には後述の小径
ロッド４５との間に小径ピストン室３９がそれらの軸線
方向位置を完全に重合した状態で内外二重に設けられて
いる。

【００１９】外側の大径ピストン室３８には第１ピスト
ン４１が収容され、その前面には中空ロッド４２が前壁
部材３３と隔壁部材３６との隙間を通って前方へ突出す
るように設けられている。内側の小径ピストン室３９に
は第２ピストン４３がピン４４で回り止めされた状態で
収容され、このピストン４３には中空の小径ロッド４５
が前方及び後方へ突出するように形成され、前方突出部
分は隔壁部材３６及び中空ロッド４２を貫通し、後方突
出部分はブロック部材３２を貫通している。そして、各
ピストン室に３８，３９に供給される作動油により第１
及び第２ピストン４１，４３が同一軸線上で駆動され、
中空ロッド４２が隔壁部材３６の外周面により、小径ロ
ッド４５は隔壁部材３６及びブロック部材３２の内周面
によってそれぞれ摺動案内されるようになっている。

【００２０】小径ロッド４５の内側には、大径及び小径
ピストン室３８，３９に作動油を供給する分配器４７が
ベアリング４８及びシール４９を介して相対回転可能か
つ軸線方向へ一体移動可能に挿入されている。分配器４
７の後端にはシリンダ本体３１より僅かに大きな径のポ
ート部材５１がボルト５２により結合され、ポート部材
５１には分配器４７の４本の油通路５３に接続される供
給ポート及びドレン回収ポート６２（一つのみ図示）が
設けられていて、これらのポート６２に接続される配管
（図示略）の一部を掛止することによりスピンドルの回
転時に分配器４７が停止状態に保持される。

【００２１】分配器４７と小径ロッド４５との間にはス
リーブ状の継手５４が小径ロッド４５と一体回転可能に
介装され、この継手５４には分配器４７の各油通路５３
を小径ロッド４５の油通路５５に接続するための環状溝
５６及び連通孔５７が形成されている。小径ロッド４５
の２つの油通路５５は第２ピストン４３の前後で小径ピ
ストン室３９に直接開口され、残りの２つの油通路５５
はブロック部材３２、隔壁部材３６、及び中空ロッド４
２にそれぞれ設けた幅広溝５８と通路５９とを介して大
径ピストン室３８に接続されている。なお、分配器４７
の前端部と小径ロッド４５との間には、ベアリング４８
を抜け止めするスリーブ６０が嵌合されるとともにこれ
らの相対回転部材間における油漏れを防止する周知構造
のメカニカルシール６０ａが介装され、スリーブ６０が
小径ロッド４５前端の抜止部材６１で保持されている。

【００２２】ブロック部材３２の後部にはキャップ状部
材６３が軸線方向へ移動自在に被冠され、その前端外周
には第１ドッグ６４が設けられている。ブロック部材３
２及び隔壁部材３６の鍔部６５には作動杆６６が軸線方
向へ貫通され、その前端は第１ピストン４１に、後端は
キャップ状部材６３の面板部６７にそれぞれ結合されて
いる。これにより、第１ドッグ６４が作動杆６６を介し
て第１ピストン４１に一体移動可能に連結され、第１ピ
ストン４１の前後のストロークエンドが第１ドッグ６４
の位置に基づきこれと対応して設けられた一対の近接ス
イッチ（図示略）によって検出される。また、ポート部
材５１の周壁部６８はキャップ状部材６３に移動自在に
外嵌され、その前端には第２ドッグ６９が設けられ、第
２ピストン４３の前後のストロークエンドが第２ドッグ
６９の位置に基づきこれと対応して設けられた一対の近
接スイッチ（図示略）によって検出される。

【００２３】上記のように構成された第二実施例の二重
回転シリンダにおいては、作動油がシリンダ本体３１の
内側から分配器４７により大径及び小径ピストン室３
８，３９に供給され、第１及び第２ピストン４１，４３
が隔壁部材３６の外側及び内側で駆動され、中空ロッド
４２が隔壁部材３６の外周面上で、小径ロッド４５は隔
壁部材３６の内周面に沿ってそれぞれ摺動される。従っ
て、２つのピストン４１，４３のストロークを同じ軸線
方向位置で完全に重合し、第１ピストン４１が第２ピス
トン４３のストローク内で往復動するように構成して、
シリンダの全長寸法を短縮することができるとともに、
各ロッド４２，４５を隔壁部材３６により直進案内し
て、ピストン４１，４３を同一軸線上でスムーズに駆動
することができる。また、特にこの第二実施例では、分
配器４７が小径ロッド４５の内側に挿入されているの
で、第一実施例とは異なり、シリンダ本体３１の後方に
軸部を突設する必要がなく、シリンダの全長寸法をさら
に短縮できる利点がある。

【００２４】図３は上記第二実施例の変更例を示すもの
である。この二重回転シリンダにおいては、大径及び小
径ピストン室３８，３９が同じ軸線方向位置で部分的に
重合するように設けられ、第２ピストン４３のストロー
クが第１ピストン４１のストロークより後方へずれた位
置に設定されている。従って、シリンダの全長寸法が第
二実施例と比較して僅かに長くなるが、各ピストン室３
８，３９が同じ軸線方向位置で重合している点において
第二実施例と同様の作用効果が得られる。なお、図中、
第二実施例と同一の符号は同一の部材を示すものであ
る。

【００２５】図４は本発明を二重回転シリンダに具体化
した第三実施例を示すものである。この実施例では、シ
リンダ本体７１が周壁部材７２と後壁部材７３とから構
成されている。後壁部材７３の前面には隔壁部材７４が
固定され、隔壁部材７４の外側に大径ピストン室７５
が、内側には小径ピストン室７６がそれらの軸線方向位
置を完全に重合した状態で内外二重に設けられている。
大径ピストン室７５には第１ピストン７８が収容され、
その前面には中空ロッド７９が周壁部材７２と隔壁部材
７４との隙間を通って前方へ突出するように設けられて
いる。内側の小径ピストン室７６には第２ピストン８０
が収容され、その前面には隔壁部材７４を貫通する中空
の小径ロッド８１が突設されている。

【００２６】後壁部材７３の前面には小径ロッド８１の
内側に挿入される筒状部８３が突設され、その内側には
大径及び小径ピストン室７５，７６に作動油を供給する
分配器８４がベアリング８５を介し相対回転可能に挿入
されている。分配器８４の後端にはポート部８６が形成
され、ここに４つの供給ポートと単一のドレン回収ポー
ト８７（２つのポートを図示）が設けられている。各ポ
ート８７は分配器８４の油通路８８、後壁部材７３の環
状溝８９及び連通孔９０、その他、図中に例示した通路
を介して大径及び小径ピストン室７５，７６に接続され
ている。そして、各ピストン室７５，７６に供給された
作動油により、第１及び第２ピストン７８，８０と中空
及び小径ロッド７９，８１とが隔壁部材７４の外側及び
内側において同一軸線上で摺動されるようになってい
る。

【００２７】従って、この第三実施例によっても、各ピ
ストン７８，８０のストロークを同じ軸線方向位置で完
全に重合させて、シリンダの全長寸法を短縮することが
できる。特に、分配器８４が筒状部８３の内側に挿入さ
れているので、小径ロッド８１を筒状部８３の外周面に
沿って摺動案内できる。それ故、分配器８４が小径ロッ
ド８１の案内機能を備える必要がなくなり、短い分配器
８４を用いてシリンダの全長をさらに短縮できる。しか
も、筒状部８３はシリンダ本体７１に一体的に設けられ
ているため、これを容易に真直加工することができ、シ
リンダの全長が短縮されているにもかかわらず、筒状部
８３によって小径ロッド８１を精度よく直進させること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、２つのピストン室をそれぞれ異なる直径で軸線
方向位置が重なるように設けたので、シリンダの全長寸
法を短縮でき、スピンドルに取り付けて回転するときの
張り出し量を小さくできて回転を円滑にできるという優
れた効果を奏する。

【００２９】請求項２の発明によれば、２つのピストン
室を隔壁により内外二重に設け、第１ピストンの中空ロ
ッドに第２ピストンの小径ロッドを貫通したので、シリ
ンダの全長寸法を短縮できるとともに、各ロッドの相互
案内作用で２つのピストンを同一軸線上でスムーズに駆
動できるという効果がある。

【００３０】請求項３の発明によれば、分配器を小径ロ
ッドの内側に挿入したので、シリンダの全長をより短縮
できるという効果がある。

【００３１】請求項４の発明によれば、分配器を小径ロ
ッドの内側にシリンダ本体の筒状部を介して挿入したの
で、短い分配器を用いてシリンダの全長をさらに短縮で
き、にもかかわらず、筒状部によって小径ロッドを精度
よく直進させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す二重回転シリンダの
断面図である。

【図２】本発明の第二実施例を示す二重回転シリンダの
断面図である。

【図３】第二実施例の変更例を示す二重回転シリンダの
断面図である。

【図４】本発明の第三実施例を示す二重回転シリンダの
断面図である。

【図５】従来の二重回転シリンダを示す断面図である。

【符号の説明】

１，３１，７１・・シリンダ本体、６・・隔壁部、７，
３８，７５・・大径ピストン室、８，３９，７６・・小
径ピストン室、１０，４１，７８・・第１ピストン、１
１，４２，７９・・中空ロッド、１２，４３，８０・・
第２ピストン、１４，４５，８１・・小径ロッド、１７
・・軸部、１８，４７，８４・・分配器、３３・・前壁
部材、３６，７４・・隔壁部材、８３・・筒状部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体に複数のピストン室を同一
   軸線上に設け、各ピストン室にピストンを摺動自在に収
   容した多重回転シリンダにおいて、少なくとも２つのピ
   ストン室をそれぞれ異なる直径で軸線方向位置が重なる
   ように設けてなる多重回転シリンダ。
2. 【請求項２】 シリンダ本体に複数のピストン室を同一
   軸線上に設け、各ピストン室にピストンを摺動自在に収
   容した多重回転シリンダにおいて、少なくとも２つのピ
   ストン室を隔壁により内外二重に設け、外側の大径ピス
   トン室に第１ピストンを収容し、内側の小径ピストン室
   に第２ピストンを収容し、第１ピストンに中空ロッドを
   設け、第２ピストンには中空ロッドを貫通する小径ロッ
   ドを設け、小径及び大径ピストン室に作動流体を供給す
   る分配器を備えてなる多重回転シリンダ。
3. 【請求項３】 小径ロッドを中空状に形成し、小径ロッ
   ドの内側に分配器を挿入してなる請求項２記載の多重回
   転シリンダ。
4. 【請求項４】 小径ロッドを中空状に形成し、小径ロッ
   ドの内側にシリンダ本体の筒状部を挿入し、筒状部の内
   側に分配器を挿入してなる請求項２記載の多重回転シリ
   ンダ。