JPH08336708A - 三重回転シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３つのピストンによりコンビネーションチャ
ック等を確実に３軸操作する。 【構成】 シリンダ本体１に第１ピストン８を設置し、
これに中空の第１ロッド１２を設ける。第１ピストン８
の後側に第２ピストン９を配置し、その第２ロッド１３
を第１ロッド１２に貫通する。第２ピストン９の内側に
第３ピストン１１を収容し、その第３ロッド１４を第２
ロッド１３に貫通する。シリンダ本体１の軸部１８に第
１及び第２ピストン８，９用の第１分配器１９を、第２
ピストン９のスリーブ２２には第３ピストン１１用の第
２分配器２３を挿着する。第１ピストン８のストローク
を第１ドッグ３７を介し近接スイッチ２９，３０で、第
２ピストン９のストロークを第２ドッグ４０を介し近接
スイッチ３１，３２で、第３ピストン１１のストローク
は第３ドッグ４２を介し近接スイッチ３３，３４でそれ
ぞれ検出する。

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、３軸操作を要するコンビネーションチャックに好
適な三重回転シリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ホイール形状ワークのチャッキン
グを自動化するためにコンビネーションチャックが開発
されている。このチャックは、図４に示すように、コレ
ット６５をテーパ部材６４とともに前進させてワークＷ
の中心孔に挿入し、その状態でコレット６５を僅かに後
退させてコレット６５を径方向へ開いてワークＷを芯出
しし、フィンガージョー５６を後退させてワークＷをチ
ャックボデー５１にクランプし、コレット６５を僅かに
前進させてコレット６５を閉じた後コレット６５をテー
パ部材６４とともに後退させ、ワークＷの内周面及び端
面を加工するようになっている。従って、コンビネーシ
ョンチャックに使用される回転シリンダには、コレット
６５の前後動、コレット６５の開閉、及びフィンガージ
ョー５６の前後動を含む３軸操作機能が必要とされる。
ところが、従来公知の二重回転シリンダは、通常のチャ
ックを２軸操作するために、一対のピストンを設けて構
成されているので、これをコンビネーションチャックに
適用することができなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、３軸操作機能を備えた新規な三重回転シリンダを提
供することにある。

【０００４】

【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の発明による三重回転シリンダは、シリ
ンダ本体に第１ピストンを設置し、第１ピストンに中空
の第１ロッドを設け、第１ピストンの後側に第２ピスト
ンを配置し、第２ピストンに第１ロッドを貫通する中空
の第２ロッドを設け、第２ピストンの内側に第３ピスト
ンを収容し、第３ピストンに第２ロッドを貫通する第３
ロッドを設け、第１乃至第３ピストンを同一軸線上で摺
動自在に備えて構成される。

【０００５】請求項２の発明による三重回転シリンダ
は、シリンダ本体の後側に軸部を突設し、軸部の外周に
第１及び第２ピストン用の第１作動流体分配器を備え、
第２ピストンの後側に軸部を貫通するスリーブを設け、
スリーブの外周に第３ピストン用の第２作動流体分配器
を備えて構成される。

【０００６】請求項３の発明による三重回転シリンダ
は、第１作動流体分配器に第１ピストンのストロークエ
ンドを検出する第１検出器と第２ピストンのストローク
エンドを検出する第２検出器とを設け、第２作動流体分
配器に第３ピストンのストロークエンドを検出する第３
検出器を設け、シリンダ本体の外周に第１検出器作動用
の第１ドッグを配設し、第２作動流体分配器の外周に第
２検出器作動用の第２ドッグを配設し、第３ピストンの
後側にスリーブを貫通するシャフトを延設し、シャフト
の後端に第３検出器作動用の第３ドッグを配設して構成
される。

【０００７】

【作用】請求項１の三重回転シリンダは、これをコンビ
ネーションチャックに適用した場合、例えば、第１ピス
トンがフィンガージョーを前後動し、第２ピストンはコ
レットを前後動し、第３ピストンがコレットを開閉する
ように作用し、これによってコンビネーションチャック
が確実に３軸操作される。また、３つのピストンは同一
軸線上に配列されるから、回転シリンダの全体が比較的
細くコンパクトに構成される。

【０００８】請求項２の三重回転シリンダは、第１作動
流体分配器が作動流体を第１及び第２ピストンの各ピス
トン室に供給し、第２作動流体分配器は作動流体を第３
ピストンのピストン室に供給するように作用する。ここ
でも、各分配器が同一軸線上に設けられるから、回転シ
リンダの全体が細くコンパクトに構成される。

【０００９】請求項３の三重回転シリンダにおいては、
第１ピストンのストロークエンドが第１ドッグの位置に
基づいて第１検出器で検出され、第２ピストンのストロ
ークエンドは第２ドッグの位置に基づいて第２検出器で
検出され、第３ピストンのストロークエンドが第３ドッ
グの位置に基づいて第３検出器で検出される。従って、
３つのピストンのストロークエンドをそれぞれ別個に検
出して、コンビネーションチャック等を正確に３軸操作
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１〜図３に示すように、三重回転
シリンダのシリンダ本体１は周壁部２と前壁部３と後壁
部４とから構成され、前壁部３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コンビネー
ションチャック（図４参照）と一体に回転される。周壁
部２の内側には隔壁５により前後一対のピストン室６，
７がほぼ同径で形成され、前側のピストン室６には第１
ピストン８が収容され、後側のピストン室７には第２ピ
ストン９がピン１５により回り止めされた状態で収容さ
れている。

【００１１】第２ピストン９はカップ状に形成され、そ
の内側のピストン室１０には小径の第３ピストン１１が
ピン１６により回り止めされた状態で収容されている。
第１ピストン８には前壁部３を貫通する中空の第１ロッ
ド１２が設けられ、第２ピストン９には第１ロッド１２
を貫通する中空の第２ロッド１３が設けられ、また、第
３ピストン１１には第２ロッド１３を貫通する第３ロッ
ド１４が設けられている。そして、各ロッド１２，１
３，１４の組合せにより、本実施例の三重回転シリンダ
はシリンダ本体１の内側で３つのピストン８，９，１１
が同一軸線に沿って摺動できるように構成されている。

【００１２】後壁部４の後面には軸部１８が突設され、
その外周にはピストン室６，７に作動油を供給する第１
分配器１９がベアリング２０及びシール２１を介して相
対回転可能に挿着されている。また、第２ピストン９の
後面には軸部１８を貫通するスリーブ２２が突設され、
その後端部外周には第３ピストン１１に作動油を供給す
る第２分配器２３がベアリング４３及びシール４４を介
して相対回転可能に挿着されている。第１及び第２分配
器１９，２３には供給ポート２４、環状溝２５、及びド
レン回収ポート２６がそれぞれ設けられ、ドレン回収ポ
ート２６に接続される配管（図示略）を掛止することに
よって、スピンドルの回転時に各分配器１９，２３が停
止状態に保持されるようになっている。

【００１３】第１分配器１９の外周には一対のブラケッ
ト２８が前後に延びるように固定され、それらの前端に
は第１ピストン８の前後のストロークエンドを検出する
第１検出器としての近接スイッチ２９，３０が取り付け
られ、後端には第２ピストン９の前後のストロークエン
ドを検出する第２検出器としての近接スイッチ３１，３
２が取り付けられている。また、第３ピストン１１のス
トロークエンドを検出する近接スイッチ３３，３４は第
２分配器２３の外周に固定されているブラケット３５に
取り付けられている。

【００１４】前壁部３の外周には近接スイッチ２９，３
０を作動させるための環状の第１ドッグ３７が前後へ摺
動自在に嵌合されている。前壁部３の外周面には３つの
切欠部３８が等角度で径方向に形成され、各切欠部３８
において第１ドッグ３７が作動杆３９を介し第１ロッド
１２に連結されている。第２分配器２３の外周には近接
スイッチ３１，３２を作動させるための扇形の第２ドッ
グ４０が固定されている。また、第３ピストン１１の後
側にはスリーブ２２を貫通するシャフト４１が延設さ
れ、その後端に近接スイッチ３３，３４を作動させるた
めの第３ドッグ４２が装着されている。なお、第３ドッ
グ４２にはコンビネーションチャック上のワークを確認
する着座確認用エアを供給するための回転継手４５が取
着され、この回転継手４５のエア供給口４６は第３ドッ
グ４２の孔４７を介しシャフト４１及び第３ロッド１４
のエア通路４８に接続されている。

【００１５】本実施例の三重回転シリンダによって操作
されるコンビネーションチャックは図４に例示するよう
に構成されている。チャックボデー５１の内側にスパイ
ダ５２が前後に摺動自在に収容され、その筒状部５３は
第１ドローバー５４を介して回転シリンダの第１ロッド
１２に連結される。スパイダ５２の前側には摺動杆５５
を介してフィンガージョー５６が支持され、ホイール等
のワークＷをチャックボデー５１前面の着座部５７との
間にクランプするようになっている。また、チャックボ
デー５１の中心部にはスライダ５８が前後に摺動自在に
配設され、その筒状部５９は第２ドローバー６０を介し
て回転シリンダの第２ロッド１３に連結される。

【００１６】スライダ５８の内側には作動部材６１が前
後動可能に支持され、中心位置のボルト６２によりら第
３ドローバー６３を介して回転シリンダの第３ロッド１
４に連結される。スライダ５８の前面にはテーパ部材６
４が結合され、その外周には複数のコレット６５が環状
に配列されている。各コレット６５はバネ部６６を備え
るとともに、テーパ部材６４の鍔部６７を貫通する３箇
所の支持筒７０とボルト６８により作動部材６１に固着
され、作動部材６１の前後動に伴いテーパ部材６４のテ
ーパ面に沿って前後動されて径方向へ開閉される。な
お、着座部５７には第３ロッド１４のエア通路４８に連
通孔７２，７３やエア通路７４を介して連通するエア吐
出口６９が設けられ、この吐出口６９がワークＷによっ
て閉鎖されたときに、エア供給側のエア圧の変化に基づ
いてワークＷの着座を確認できるように構成されてい
る。

【００１７】次に、本実施例の三重回転シリンダの作用
について説明する。作動油は第１分配器１９により第１
及び第２ピストン８，９の各シリンダ室６，７に供給さ
れるとともに、第２分配器２３によって第３ピストン１
１のピストン室１０に供給される。そして、第１ピスト
ン８の往復動に伴い、第１ロッド１２、第１ドローバー
５４、スパイダ５２、摺動杆５５を介してフィンガージ
ョー５６が前後動され、第２ピストン９の往復動に伴
い、第２ロッド１３、第２ドローバー６０、スライダ５
８を介してテーパ部材６４及びコレット６５が前後動さ
れ、第３ピストン１１の往復動に伴い、第３ロッド１
４、第３ドローバー６３、作動部材６１を介してコレッ
ト６５がテーパ部材６４に対して前後動されて開閉され
る。従って、本実施例の三重回転シリンダによれば、３
つのピストン８，９，１１を駆動することによって、コ
ンビネーションチャックを確実に３軸操作することがで
きる。

【００１８】なお、図４はワークＷの芯出しクランプ状
態を示すもので、第２ピストン９の前進により第３ピス
トンも一体に前進してコレット６５が閉じた状態でワー
クＷの中心孔に進入し、第３ピストン１１の後退により
コレット６５がテーパ部材６４に対して後退して径方向
へ開いてワークＷを芯出しし、第１ピストン８の後退に
よりフィンガージョー５６が後退してワークＷを着座部
５７にクランプしている。この状態で、第３ピストン１
１を前進してコレット６５を閉じ、第２ピストン９を後
退してコレット６５及びテーパ部材６４を後方へ退避さ
せた後に、ワークＷの内周面及び端面が加工される。

【００１９】本実施例の三重回転シリンダにおいては、
第１ピストン８のストロークエンドが第１ドッグ３７の
位置に基づいて近接スイッチ２９，３０で検出され、第
２ピストン９のストロークエンドは第２ドッグ４０の位
置に基づいて近接スイッチ３１，３２で検出され、第３
ピストン１１のストロークエンドは第３ドッグ４２の位
置に基づいて近接スイッチ３３，３４で検出される。従
って、３つのピストン８，９，１１のストロークエンド
をそれぞれ別個に検出して、コンビネーションチャック
を正確に３軸操作することができる。しかも、３つのピ
ストン８，９，１１が同一軸線上に配列されるととも
に、２つの分配器１９，２３も同一軸線上に設けられて
いるため、回転シリンダの全体を比較的細くコンパクト
に構成できるという利点もある。

【００２０】なお、本発明の三重回転シリンダはコンビ
ネーションチャックのみに適用されるものではなく、３
軸操作を必要とする各種の機器に応用することもでき
る。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、三重回転
シリンダの各部の構成並びに形状を任意に変更して具体
化することも可能である。

【００２１】

【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、第１乃至第３ピストンを同一軸線上で摺動自在
に設けたので、コンビネーションチャック等を確実に３
軸操作できるという優れた効果を奏する。

【００２２】請求項２の発明によれば、第１及び第２分
配器を同一軸線上に設けたので、回転シリンダの全体を
細くコンパクトに構成できる効果がある。

【００２３】請求項３の発明によれば、３つのピストン
のストロークエンドをそれぞれ別個の検出器で検出する
ので、コンビネーションチャック等を正確に３軸操作で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す三重回転シリンダの断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】コンビネーションチャックを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・シリンダ本体、８・・第１ピストン、９・・第２
ピストン、１１・・第３ピストン、１２・・第１ロッ
ド、１３・・第２ロッド、１４・・第３ロッド、１８・
・軸部、１９・・第１分配器、２２・・スリーブ、２３
・・第２分配器、２９〜３４・・近接スイッチ、３７・
・第１ドッグ、４０・・第２ドッグ、４１・・シャフ
ト、４２・・第３ドッグ、４５・・回転継手。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体に第１ピストンを設置し、
   第１ピストンに中空の第１ロッドを設け、第１ピストン
   の後側に第２ピストンを配置し、第２ピストンに第１ロ
   ッドを貫通する中空の第２ロッドを設け、第２ピストン
   の内側に第３ピストンを収容し、第３ピストンに第２ロ
   ッドを貫通する第３ロッドを設け、第１乃至第３ピスト
   ンを同一軸線上で摺動自在に備えてなる三重回転シリン
   ダ。
2. 【請求項２】 シリンダ本体の後側に軸部を突設し、軸
   部の外周に第１及び第２ピストン用の第１作動流体分配
   器を備え、第２ピストンの後側に軸部を貫通するスリー
   ブを設け、スリーブの外周に第３ピストン用の第２作動
   流体分配器を備えてなる請求項１記載の三重回転シリン
   ダ。
3. 【請求項３】 第１作動流体分配器に第１ピストンのス
   トロークエンドを検出する第１検出器と第２ピストンの
   ストロークエンドを検出する第２検出器とを設け、第２
   作動流体分配器に第３ピストンのストロークエンドを検
   出する第３検出器を設け、シリンダ本体の外周に第１検
   出器作動用の第１ドッグを配設し、第２作動流体分配器
   の外周に第２検出器作動用の第２ドッグを配設し、第３
   ピストンの後側にスリーブを貫通するシャフトを延設
   し、シャフトの後端に第３検出器作動用の第３ドッグを
   配設してなる請求項２記載の三重回転シリンダ。