JPH1047310A

JPH1047310A - 流体圧シリンダ装置

Info

Publication number: JPH1047310A
Application number: JP8204622A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Yonezawa; 慶多朗米澤
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】雰囲気中の水溶性切削油や水分等の液体がシ
リンダ孔内に侵入するのを防止して、流体圧シリンダ装
置を長期間にわたってメンテナンスフリーにする。【解決手段】ハウジング７のシリンダ孔９に挿入した
ピストン１０の下側にバネ室１１を形成する。そのバネ
室１１を、圧抜き用の第１通路２１と高真空防止用の第
２通路２２とによって大気側へ連通させる。上記の第１
通路２１に設けた第１逆止部材３６は、上記バネ室１１
の内圧が例えば0.7kgf/cm²以上までに昇圧されたとき
に、第１逆止バネ３７に抗して第１逆止弁座３４から離
間される。前記の第２通路２２に設けた第２逆止部材４
６は、同上バネ室１１の内圧が例えば−0.25kgf/cm²程
度の中真空状態へ低下されたときに、第２逆止バネ４７
に抗して第２逆止弁座４４から離間される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流体圧シリンダ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体圧シリンダ装置は、ハウジ
ングのシリンダ孔にピストンを挿入して、そのピストン
の一端側に形成した第１室を呼吸路によってハウジング
の外側空間へ連通し、上記ピストンの他端側に形成した
第２室に対して圧力流体を供給・排出させるようになっ
ている。

【０００３】そして、上記の第２室へ圧力流体を供給す
ると、ピストンが第１室を収縮させて同上の第１室の内
圧を上昇させるので、その第１室の空気が呼吸路を通っ
てハウジングの外部へ流出される。これとは逆に、上記
の第２室から圧力流体を排出すると、バネの付勢力によ
って上記ピストンが第１室を膨張させるので、その第１
室の内圧が大気圧力よりも低下し、ハウジング外の雰囲
気が上記の呼吸路を通って第１室へ流入する。

【０００４】従来では、上記の呼吸路の途中部に金網製
のフィルタや焼結金属製のフィルタを装着していた。こ
れにより、ハウジング外の雰囲気が呼吸路を通るとき
に、その雰囲気中の塵埃や切り粉等の異物が上記フィル
タによって捕捉され、その異物がハウジング内へ侵入す
ることを阻止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記フィル
タは、塵埃や切り粉等の固体状の異物を捕捉できるが、
液体や気体を捕捉できない。このため、腐食性の液体や
気体を含む雰囲気中で流体圧シリンダ装置を使用すると
次の問題が生じる。例えば、水溶性切削油を使用するＮ
Ｃ旋盤のワーク用クランプに上記の流体圧シリンダ装置
を利用した場合には、そのシリンダ装置の周囲に多量の
水溶性切削油が飛散されるうえ、雰囲気中にも霧状の水
滴が多量に含まれる。

【０００６】上記の水溶性切削油や霧状の水滴は、ハウ
ジング外の雰囲気が呼吸孔を通ってハウジング内へ流入
するときに、上記フィルタを容易に通過してハウジング
内へ侵入する。その侵入した水溶性切削油や水滴は、ハ
ウジング内で劣化・変質してシリンダ孔の摺動面やピス
トンの摺動面を腐食させるので、ピストンがスムーズに
摺動できなくなる。その結果、流体圧シリンダ装置が短
期間で使用できなくなる。本発明の目的は、腐食性の液
体や気体を含む雰囲気下でも流体圧シリンダ装置を長期
間にわたって良好に使用できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

(請求項１の発明)上記の目的を達成するため、請求項１
の発明は、例えば、図１から図３、又は図４と図５に示
すように、流体圧シリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング７に挿入されたピストン１０の一端側に形成
した第１室１１を大気側へ連通すると共に同上ピストン
１０の他端側に形成した第２室１２に対して圧力流体を
供給・排出可能に構成して、上記ピストン１０を上記の
他端側へ付勢するバネ１５を設けた、流体圧シリンダ装
置において、上記の第１室１１を第１通路２１と第２通
路２２との二つの通路によって大気側へ連通させて、上
記の第１通路２１に第１逆止弁３１を設けるとともに上
記の第２通路２２に第２逆止弁３２を設け、上記の第１
逆止弁３１は、第１の弾性力と大気圧力との合力によっ
て第１逆止部材３６が第１逆止弁座３４に閉じられるよ
うに構成して、上記の第１室１１の圧力が大気圧力より
も高い第１設定圧力Ｐ₁ 以上になったときに上記の第１
の弾性力に抗して上記の第１逆止部材３６が開かれるよ
うに構成し、上記の第２逆止弁３２は、第２の弾性力と
上記の第１室１１の圧力との合力によって第２逆止部材
４６が第２逆止弁座４４に閉じられるように構成して、
その第１室１１の圧力が大気圧力よりも低い第２設定圧
力Ｐ₂ 以下になったときに上記の第２の弾性力に抗して
第２逆止部材４６が開かれるように構成した。

【０００８】上記の請求項１の発明は、例えば、図１か
ら図３、又は図４と図５に示すように、次のように作用
する。流体圧シリンダの作動時には、第１室１１の収縮
・膨張に伴って同上の第１室１１の圧力が上昇・下降す
る。図３中の(ａ)または(ｂ)に示すように、上記の第１
室１１の圧力が第１設定圧力Ｐ₁(例えば、ゲージ圧力で
0.7kgf/cm²)と第２設定圧力Ｐ₂(例えば、ゲージ圧力で
−0.25kgf/cm²)との間にある正常状態で変化する場合に
は、第１と第２の二つの逆止弁３１・３２が常に閉止状
態に保たれる。

【０００９】より詳しく説明すると、第２室１２へ圧力
流体を供給すると、ピストン１０が第１室１１を収縮さ
せてその内圧を上昇させるが、その上昇した圧力が第１
設定圧力Ｐ₁よりも低いので、第１逆止部材３６が第１
逆止弁座３４に閉止した状態に保たれる。また、第２逆
止部材４６も、上記の第１室１１の圧力と閉弁用の弾性
力(ここでは第２逆止バネ４７の弾性力)との合力によっ
て第２逆止弁座４４に閉止した状態に保たれる。

【００１０】これとは逆に、上記の第２室１２から圧力
流体を排出すると、バネ１５の付勢力によって上記の第
１室１１が膨張されるので同上の第１室１１の内圧が低
下していくが、その低下した圧力が第２設定圧力Ｐ₂よ
りも高いので、第２逆止部材４６が第２逆止弁座４４に
閉止した状態に保たれる。また、前記の１逆止部材３６
は上記の第１室１１の内外の差圧力と閉弁用の弾性力
(ここでは第１逆止バネ３７の弾性力)との合力によって
第１逆止弁座３４に閉止接当された状態に保たれる。

【００１１】上述のように、第１と第２の二つの逆止弁
３１・３２が常に閉止状態に保たれるので、上記ハウジ
ング７の周囲に多量の水溶性切削油が飛散されたり雰囲
気中に霧状の水滴が多量に含まれている場合であって
も、これら水溶性切削油や霧状の水滴が上記の第１室１
１内へ侵入しない。これと同様に、雰囲気中に腐食性の
気体が存在する場合であっても、その腐食性の気体が第
１室１１へ侵入するのを上記の二つの逆止弁３１・３２
によって阻止できる。

【００１２】本発明は、上記の２つの逆止弁３１・３２
によって、さらに次のように作用する。何らかの原因に
よって、第２室１２へ供給された圧力流体が上記の第１
室１１へリークしてきた場合には、図３中の(ｃ)に示す
ように、上記の第１室１１の圧力が上昇する。この場合
には、その第１室１１が収縮して第１設定圧力Ｐ₁(約0.7
kgf/cm²)以上となると、その圧力によって前記の第１逆
止弁３１が開かれる。このため、その第１室１１の圧力
が過度に上昇して前記ピストン１０の駆動抵抗となるの
を防止できる。なお、第２室１２へ供給される圧力流体
が圧油等の液体である場合には、さらに次の作用効果を
奏する。即ち、その第２室１２から第１室１１へリーク
した液体を第１逆止弁３１から自動的に排出できるの
で、第１室１１内に液体が充満されるのを防止できる。
その結果、そのリークした液体によってシリンダ装置が
ロックされてしまうのを防止できる。

【００１３】さらに、何らかの原因で第１室１１が膨張
時に負圧になった場合には、図３中の(ｄ)に示すよう
に、その圧力が第２設定圧力Ｐ₂(ここでは−0.25kgf/cm
²)以下となったときに、前記の第２逆止弁３２が開かれ
て雰囲気が第１室１１内へ供給される。このため、その
第１室１１が過度に負圧になることを阻止して、その負
圧力が前記ピストン１０の駆動抵抗となるのを防止でき
る。

【００１４】(請求項２の発明)請求項２の発明は、例え
ば、同上の図４と図５に示すように、上記の請求項１の
構成に次の構成を加えたものである。前記の第１逆止部
材３６を筒状に形成して、その筒状の第１逆止部材３６
を第１逆止バネ３７によって前記の第１逆弁座３４へ付
勢し、上記の筒状の第１逆止部材３６の外周空間に前記
の第１通路２１の一部分を設け、その第１逆止部材３６
の筒孔３６ａの周壁部分に前記の第２逆止弁座４４を設
けて、前記の第２逆止部材４６を第２逆止バネ４７によ
って上記の第２逆止弁座４４へ付勢し、その第２逆止部
材４６の外周空間と上記の筒孔３６ａとによって前記の
第２通路２２の一部分を構成した。

【００１５】上記の請求項２の発明は、基本的には前記
の請求項１の発明と同様に作用するが、例えば図４と図
５に示すように、さらに次のように作用する。前記の第
１室１１の圧力が第１設定圧力(例えば0.7kgf/cm²程度)
以上になったときには、第１逆止部材３６が第１逆止バ
ネ３７に抗して第１逆止弁座３４から離間される。これ
により、第１室１１の圧力が第２逆止部材４６の外周空
間と第１逆止部材３６の外周空間とを順に通って排出さ
れ、その第１室１１の圧力が過度に上昇するのを防止で
きる。

【００１６】また、同上の第１室１１の圧力が第２設定
圧力(例えば−0.25kgf/cm²程度)以下になったときに
は、第２逆止部材４６が第２逆止バネ４７に抗して上記
の第１逆止部材３６から離間される。これにより、ハウ
ジング７外の大気が第１逆止部材３６の筒孔３６ａと第
２逆止部材４６の外周空間とを順に通って上記の第１室
１１へ供給され、その第１室１１が過度に負圧になるの
を防止できる。

【００１７】(請求項３の発明)請求項３の発明は、例え
ば、図６に示すように、流体圧シリンダ装置を次のよう
に構成した。ハウジング７に挿入されたピストン１０の
一端側に形成した第１室１１を大気側へ連通すると共に
同上ピストン１０の他端側に形成した第２室１２に対し
て圧力流体を供給・排出可能に構成して、上記ピストン
１０を上記の他端側へ付勢するバネ１５を設けた、流体
圧シリンダ装置において、上記の第１室１１を第１通路
２１と第２通路２２との二つの通路によって大気側へ連
通させて、上記の第１通路２１に第１弁３１を設けると
ともに上記の第２通路２２に第２弁３２を設け、上記の
第１弁３１を開閉弁によって構成し、上記の第２弁３２
は、第２逆止部材４６が弾性力と上記の第１室１１の圧
力との合力によって第２逆止弁座４４に閉じられるよう
に構成して、その第１室１１の圧力が大気圧力よりも低
い設定圧力Ｐ₂ 以下になったときに上記の弾性力に抗し
て上記の第２逆止部材４６が開かれるように構成した。

【００１８】上記の請求項３の発明は、例えば図６に示
すように、次のように作用する。流体圧シリンダの作動
時には、第１室１１の収縮・膨張に伴って同上の第１室
１１の圧力が上昇・下降する。上記の第１室１１の圧力
が設定圧力Ｐ₂(例えば、−0.25kgf/cm²)よりも高い正常
状態で変化する場合には、第１と第２の二つの弁３１・
３２が常に閉止状態に保たれる。即ち、第１弁３１を閉
じた状態で第２室１２へ圧力流体を供給すると、ピスト
ン１０が第１室１１を収縮させてその内圧を上昇させる
ので、その第１室１１の圧力と閉弁用の弾性力との合力
によって第２逆止部材４６が第２逆止弁座４４に閉止接
当した状態に保たれる。

【００１９】これとは逆に、同上の第１弁３１を閉じた
状態で上記の第２室１２から圧力流体を排出すると、バ
ネ１５の付勢力によって上記の第１室１１が膨張される
ので同上の第１室１１の内圧が低下していくが、その低
下した圧力が設定圧力Ｐ₂(例えば、−0.25kgf/cm²)より
も高いので、第２逆止部材４６が第２逆止弁座４４に閉
止接当した状態に保たれる。

【００２０】上述のように、第１と第２の二つの弁３１
・３２が常に閉止状態に保たれるので、上記ハウジング
７の周囲に多量の水溶性切削油が飛散されたり雰囲気中
に霧状の水滴が多量に含まれている場合であっても、こ
れら水溶性切削油や霧状の水滴が上記の第１室１１内へ
侵入しない。これと同様に、雰囲気中に腐食性の気体が
存在する場合であっても、その腐食性の気体が第１室１
１へ侵入するのを上記の二つの弁３１・３２によって阻
止できる。

【００２１】上記の第２室１２の作動流体が第１室１１
へリークしているおそれがある場合には、水溶性切削油
や水分等が少ない雰囲気下で、流体圧シリンダの収縮操
作に先立って上記の開閉弁３１を開いておき、その状態
で第１室１１を収縮させる。すると、第１室１１へ侵入
していた作動流体が上記の収縮に伴って排出されるの
で、その第１室１１が過度に高圧になるのを防止して流
体圧シリンダを円滑に駆動できる。なお、上記の開閉
弁３１は、上記の第１室１１の収縮の終了後に閉じてお
けばよい。

【００２２】また、何らかの原因で上記の第１室１１が
大気圧よりも低い設定圧力Ｐ₂ (例えば、−0.25kgf/c
m²)以下になったときには、その第１室１１の内外の圧
力差によって第２逆止部材４６が閉弁用弾性力に抗して
開かれる。このため、上記の第１室１１が過度に負圧に
なるのを阻止して流体圧シリンダを円滑に駆動できる。

【００２３】(請求項４の発明)請求項４の発明は、例え
ば、図７に示すように、流体圧シリンダ装置を次のよう
に構成した。ハウジング７に挿入されたピストン１０の
一端側に形成した第１室１１を大気側へ連通すると共に
同上ピストン１０の他端側に形成した第２室１２に対し
て圧力流体を供給・排出可能に構成して、上記ピストン
１０を上記の他端側へ付勢するバネ１５を設けた、流体
圧シリンダ装置において、上記の第１室１１を第１通路
２１と第２通路２２との二つの通路によって大気側へ連
通させて、上記の第１通路２１に第１弁３１を設けると
ともに上記の第２通路２２に第２弁３２を設け、上記の
第１弁３１を逆止弁によって構成して、その第１弁３１
は、第１逆止部材３６が弾性力と大気圧力との合力によ
って第１逆止弁座３４に閉じられるように構成して、上
記の第１室１１の圧力が大気圧力よりも高い第１設定圧
力Ｐ₁ 以上になったときに上記の弾性力に抗して上記の
第１逆止部材３６が開かれるように構成し、前記の第２
弁３２を開閉弁によって構成した。

【００２４】上記の請求項４の発明は、例えば図７に示
すように、次のように作用する。流体圧シリンダの作動
時には、第１室１１の収縮・膨張に伴って同上の第１室
１１の圧力が上昇・下降する。上記の第１室１１の圧力
が設定圧力Ｐ₁(例えば、0.7kgf/cm²)よりも低い正常状
態で変化する場合には、第１と第２の二つの弁３１・３
２が常に閉止状態に保たれる。即ち、第２弁３２を閉じ
た状態で第２室１２へ圧力流体を供給すると、ピストン
１０が第１室１１を収縮させてその内圧を上昇させる
が、その圧力が上記の設定圧力Ｐ₁よりも低いので、第
１逆止部材３６が第１逆止弁座３４に閉止接当した状態
に保たれる。

【００２５】これとは逆に、同上の第２弁３２を閉じた
状態で上記の第２室１２から圧力流体を排出すると、バ
ネ１５の付勢力によって上記の第１室１１が膨張される
ので同上の第１室１１の内圧が低下していく。これによ
り、その第１室１１の内外の圧力差と閉弁用弾性力によ
って第１逆止部材３６が第１逆止弁座３４に閉止接当し
た状態に保たれる。

【００２６】上述のように、第１と第２の二つの弁３１
・３２が常に閉止状態に保たれるので、上記ハウジング
７の周囲に多量の水溶性切削油が飛散されたり雰囲気中
に霧状の水滴が多量に含まれている場合であっても、こ
れら水溶性切削油や霧状の水滴が上記の第１室１１内へ
侵入しない。これと同様に、雰囲気中に腐食性の気体が
存在する場合であっても、その腐食性の気体が第１室１
１へ侵入するのを上記の二つの弁３１・３２によって阻
止できる。

【００２７】上記の第２室１２の圧力流体が第１室１１
へリークしている場合には、その第１室１１が設定圧力
Ｐ₁以上へ上昇したときに第１逆止弁座３４から第１逆
止部材３６が離間するので、その第１室１１が過度に高
圧になることを防止して流体圧シリンダを円滑に駆動で
きる。また、何らかの原因で上記の第１室１１が大気圧
よりも低い設定圧力Ｐ₂ (例えば−0.25kgf/cm²)以下に
なるおそれがあるときには、水溶性切削油や水分等が少
ない雰囲気下で、流体圧シリンダの膨張操作に先立って
上記の開閉弁３２を開いておき、その状態で第１室１１
を膨張させる。これにより、上記の第１室１１が過度に
負圧になるのを阻止して、流体圧シリンダを円滑に駆動
できる。

【００２８】なお、上記の各請求項の発明において、前
記の逆止部材を逆止弁座に接当させる弾性力としては、
その逆止部材をバネやゴム等の弾性体によって付勢する
場合と、その逆止部材を弾性体によって構成してそれ自
体の弾性力を利用する場合とが考えられる。また、前記
の第２の設定圧力Ｐ₂ は、低真空域から中真空域の圧力
値に設定することによって、前記の第１室１１内が高真
空になるのを防止することが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】

(第１実施形態)図１から図３は、本発明の第１実施形態
を示し、本発明のシリンダ装置を油圧クランプに適用し
たものを例示してある。まず、図１と図２によって上記
の油圧クランプの構成を説明する。図１(Ａ)は、その油
圧クランプの縦断面図である。図１(Ｂ)は、上記の図１
(Ａ)中の矢印Ｂ部分の拡大図である。図１(Ｃ)は、同上
の図１(Ａ)中の矢印Ｃ部分の拡大図である。図２は、上
記の油圧クランプの模式図である。

【００３０】ワークパレット１の上面に載置したワーク
ピース２が油圧クランプ３のクランプ部材４によって固
定される。そのクランプ部材４は、上下方向へ延びるロ
ッド５と、その上部に固定したアーム６とによって構成
される。そのアーム６の先端部分に押ボルト６ａが高さ
調節可能に固定される。なお、上記クランプ３のハウジ
ング７は、複数のボルト(図示せず)によって上記ワーク
パレット１に固定されている。

【００３１】上記ハウジング７のシリンダ孔９にピスト
ン１０がＯリング１４によって保密状に挿入され、その
ピストン１０の下側にバネ室(第１室)１１が形成される
とともに同上ピストン１０の上側にクランプ用作動室
(第２室)１２が形成される。上記バネ室１１には復帰バ
ネ１５が装着される。

【００３２】圧油の給排口１６から上記の作動室１２へ
圧油を供給すると、上記の復帰バネ１５に抗してピスト
ン１０が下降され、そのピストン１０に固設したクラン
プ部材４が図示のクランプ状態Ｘへ移動され、押ボルト
６ａがワークピース２をワークパレット１に押圧固定す
る。これとは逆に、上記の作動室１２から圧油を排出す
ると、上記バネ１５の付勢力によってピストン１０が上
昇されて、上記クランプ状態が解除される。

【００３３】次に、上記の油圧クランプ３に設けた呼吸
手段１８について説明する。前記バネ室１１が、圧抜き
用の第１通路２１と高真空防止用の第２通路２２との二
つの通路によって大気側へ連通される。上記の第１通路
２１に第１逆止弁３１が設けられ、上記の第２通路２２
に第２逆止弁３２が設られる。

【００３４】図１(Ｂ)に示すように、上記の第１逆止弁
３１は、バネ室１１の内側から外側へ向けて順に配置し
た第１逆止弁座３４及び第１逆止弁室３５と、その第１
逆止弁室３５に挿入したボール状の第１逆止部材３６
と、第１逆止バネ３７とによって構成される。その第１
逆止弁室３５は、ハウジング７の周壁７ｃに圧入固定し
た第１スリーブ３８の内部空間によって構成されてい
る。その第１スリーブ３８の周面に形成した溝３９によ
って前記の第１通路２１の一部分が構成される。

【００３５】上記バネ室１１の圧力が設定範囲内の正常
な状態では、上記の第１逆止バネ３７の弾性力と大気圧
力との合力によって上記の第１逆止部材３６が第１逆止
弁座３４に閉止接当される。そして、上記バネ室１１の
圧力が第１設定圧力Ｐ₁(図３中の(ｃ)又は(ｄ)参照、こ
こでは約0.7kgf/cm²)以上になったときに、そのバネ室
１１の圧力と大気圧力との差圧力によって、上記の第１
逆止部材３６が第１逆止バネ３７に抗して第１逆止弁座
３４から離間される。

【００３６】前記の第２逆止弁３２は、図１(Ｃ)に示す
ように、バネ室１１の外側から内側へ向けて順に配置し
た第２逆止弁座４４及び第２逆止弁室４５と、その第２
逆止弁室４５に挿入したボール状の第２逆止部材４６
と、第２逆止バネ４７とによって構成される。上記の第
２逆止弁室４５は、ハウジング７の周壁７ｃに圧入固定
した第２スリーブ４８の内部空間によって構成されてい
る。その第２スリーブ４８に形成した半径方向へ延びる
複数のラジアル孔４９(ここでは２つだけ示している)に
よって前記の第２通路２２の一部分が構成されている。

【００３７】上記バネ室１１の圧力が設定範囲内の正常
状態では、上記の第２逆止バネ４７の弾性力と同上バネ
室１１の圧力との合力によって、上記の第２逆止部材４
６が第２逆止弁座４４に閉止接当される。そして、上記
のバネ室１１の圧力が大気圧よりも低い第２設定圧力Ｐ
₂(図３中の(ｄ)参照、ここでは約−0.25kgf/cm²)以下に
なったときに、大気圧力と上記バネ室１１の圧力との差
圧力によって、上記の第２逆止部材４６が上記の第２逆
止バネ４７に抗して第２逆止弁座４４から離間される。

【００３８】なお、マシニングセンタ等において前記ワ
ークピース２を切削加工するときには、油圧クランプ３
の周りにも切削液が勢いよく噴出されるが、その切削液
の噴出圧力が第２逆止部材４６へ直接作用することを前
記スリーブ４８の端壁４８ａによって阻止できる。この
ため、その第２逆止部材４６が上記の切削液の噴出圧力
で開かれるのを防止できる。

【００３９】上記の油圧クランプ３の使用例を、図２の
模式図によってさらに具体的に説明する。まず、ワーク
交換ステーションでワークパレット１の所定位置に未加
工のワークピース２が載置される。次いで、油圧クラン
プ３がクランプ状態へ切換えられて、そのワークピース
２がワークパレット１に固定される。引き続いて、上記
クランプ状態のままでワークパレット１がマシニングセ
ンタ内の加工ステーションへ移送され、そこで多量の水
溶性切削油が飛散する状況下で加工される。その加工が
終了すると、上記ワークパレット１が前記ワーク交換ス
テーションに戻されて、上記の油圧クランプ３がアンク
ランプ状態へ切換えられ、加工済みのワークピース２が
搬出される。

【００４０】同上の図２と図３の作動説明図に示すよう
に、上記の油圧クランプ３の使用時に前記の呼吸手段１
８が次のように作動する。前記バネ室１１の圧力が第１
設定圧力Ｐ₁(ここではゲージ圧力で0.7kgf/cm²)と第２
設定圧力Ｐ₂(ここではゲージ圧力で−0.25kgf/cm²)との
間にある正常状態では、前記の第１と第２の二つの逆止
弁３１・３２が共に閉止状態に保たれる。このため、図
３中の(ａ)に示すように、上記バネ室１１は、クランプ
状態Ｘでは収縮されて内圧が僅かに上昇し(ここでは0.
１から0.2kgf/cm²程度の圧力)、アンクランプ状態Ｙで
は膨張して上記の内圧がほぼ大気圧力へ戻る。

【００４１】仮に、上述のクランプ状態Ｘにおいて第１
逆止弁３１がシート漏れした場合には、図３中の(ｂ)に
示すように作動する。まず、上記シート漏れによってク
ランプ状態Ｘの終期に上記バネ室１１の内圧が大気圧ま
で下降する。このため、上記バネ室１１は、アンクラン
プ状態Ｙの膨張時に負圧になり(ここでは−0.１から−
0.2kgf/cm²程度の圧力)、次のクランプ状態Ｘの収縮時
にほぼ大気圧力まで上昇する。その後、上記バネ室１１
は、クランプ状態Ｘとアンクランプ状態Ｙとの切換えご
とに上記の圧力変化を繰り返す。この場合も、前記の第
２逆止弁３２は閉止状態に保たれている。

【００４２】上記の油圧クランプ３を長期間使用する
と、バネ室１１内に作動油が蓄積されてくる。より詳し
くいえば、ピストン１０のシール用Ｏリング１４(図１
(Ａ)参照)の摩耗や膨潤などによって、前記の作動室１
２内の作動油が上記バネ室１１に侵入してくる。また、
上記ピストン１０の移動によって掻き出された油膜が同
上バネ室１１の底部分に次第に蓄積されていく。

【００４３】そして、上記バネ室１１の容積の30％から
60％程度の作動油が蓄積されると、その蓄積分だけバネ
室１１内の気相部分の容積が減少するので、図３中の
(ｃ)に示すようにバネ室１１の内圧が上昇する。その内
圧が、クランプ状態Ｘの収縮時に第１設定圧力Ｐ₁(ここ
では約0.7kgf/cm²)以上となると、その圧力によって前
記の第１逆止弁３１が開かれ、バネ室１１の底部分に蓄
積されていた作動油の一部分がハウジング７の外部へ吐
出される。その後、バネ室１１の内圧は、第１設定圧力
Ｐ₁の付近で上記の圧力変化を繰り返す。

【００４４】また、油圧クランプ３の使用状態によって
は上記バネ室１１のほぼ全部に作動油が充満される場合
がある。例えば、上記の油圧クランプ３を図２とは上下
逆の姿勢で使用した場合には、前記の第１逆止弁３１の
開弁時にバネ室１１の上部空間の気体だけが吐出される
ので、上記バネ室１１に作動油が次第に蓄積されてい
き、そのバネ室１１の容積の100％近くまで作動油が充
満されるのである。

【００４５】この場合、図３中の(ｄ)に示すように、油
圧クランプ３がクランプ状態Ｘへ切換えられたときにバ
ネ室１１内の作動油のほぼ全量が第１逆止弁３１から吐
出されるので、次のアンクランプ状態Ｙの膨張時には上
記バネ室１１内が高真空にまで低下しようとする。する
と、前記の第２逆止弁３２が開かれて大気がバネ室１１
内へ供給されるので、そのバネ室１１が過度に負圧にな
ることを防止できる。従って、上記の負圧力が前記ピス
トン１０の復帰抵抗となるのを防止して、そのピストン
１０を復帰バネ１５によって速やかに復帰できる。その
後、バネ室１１は、上記の第２設定圧力Ｐ₂の付近で前
記の図３中の(ａ)と同様の圧力変化を繰り返す。

【００４６】なお、上記の油圧クランプ３がアンクラン
プ状態Ｙへ切換えられるのは前述のワーク交換ステーシ
ョンであり、そのワーク交換ステーションは加工ステー
ションと比べると切削油が飛散されてないうえ湿度も低
いので、第２逆止弁３２が開いても切削油や水分などの
バネ室１１への侵入量は極めて少ない。

【００４７】上記の第１実施形態は次のように変更可能
である。前記の第１逆止弁３１の逆止バネ３７の付勢力
を上記の実施形態の場合よりも強い値に設定して、前記
バネ室１１内に空気等のガスを所定の圧力(例えば、0.2
kgf/cm²から数kgf/cm²程度の圧力)で常時封入するよう
に構成してもよい。この場合、上記バネ室１１内が負圧
になるのを阻止できるので、その負圧力によって復帰バ
ネ１５の付勢力が相殺されず、ピストン１０をさらに確
実に復帰できるうえ、上記バネ室１１に雰囲気中の異物
が侵入するのを確実に防止できる。なお、前記の第２逆
止弁３２のラジアル孔４９にガス充填金具を接続可能に
構成することにより、その第２逆止弁３２から上記バネ
室１１へガスを充填することが可能である。

【００４８】前記の各スリーブ３８・４８は、圧入固定
されるものに代えてネジ止め固定されるものであっても
よい。なお、上記スリーブ３８・４８を省略して、各逆
止弁室３５・４５をハウジング７に直接に形成してもよ
い。上記の各逆止弁３１・３２は、図示のようにハウジ
ング７の周壁７ｃに設けることに代えて、下壁７ｂに設
けてもよい。

【００４９】上記ボール状の逆止部材３６・４６の材質
としては、鋼・ゴム・プラスチック等が考えられる。ま
た、上記の各逆止部材３６・４６は、ボール形のものに
代えて円板形や円錐形であってもよい。さらに、上記の
各逆止弁３１・３２は、リード式の逆止弁であってもよ
い。この場合、逆止部材は自己か保有する弾性力によっ
て逆止弁座に閉止接当される。その逆止弁座は、ハウジ
ング７の外周面や下面に形成してもよい。

【００５０】図４および図５、図６、図７は、それぞ
れ、第２実施形態と第３実施形態と第４実施形態を示
し、上記の第１実施形態と異なる構成について説明す
る。なお、これらの実施形態においては、上記の第１実
施形態と同じ機能の部材には同一の符号を付けて説明す
る。

【００５１】(第２実施形態)図４と図５の第２実施形態
では、前記の呼吸手段１８が次のように構成されてい
る。図４は、前記の図２に相当する模式図である。図５
は、その呼吸手段１８の縦断面図であって、前記の図１
(Ｂ)及び図１(Ｃ)に相当する図である。前記ハウジング
７の周壁７ｃにカセット筒５１がネジ止めされる。その
カセット筒５１内に第１逆止弁室３５と第２逆止弁室４
５とが直列に形成される。上記の第１逆止弁室３５に筒
状の第１逆止部材３６が装入され、その第１逆止部材３
６が第１逆止バネ３７によって第１逆弁座３４へ付勢さ
れる。上記の第１逆止部材３６の弁面は、その筒孔３６
ａの周壁部分に嵌着した封止用Ｏリング５２によって構
成される。

【００５２】上記の第２逆止弁室４５に有底筒状の第２
逆止部材４６が装入され、その第２逆止部材４６が第２
逆止バネ４７によって上記の封止用Ｏリング５２へ付勢
される。即ち、そのＯリング５２によって前記の第２逆
止弁座４４が構成される。第２逆止部材４６の外周に形
成した複数の溝５４(ここでは２つだけ示している)と、
前記の第１逆止部材３６の筒孔３６ａによって前記の第
２通路２２の一部分が構成されている。

【００５３】上記の第１逆止弁座３４に対するＯリング
５２の封止断面積は、そのＯリング５２に対する第２逆
止部材４６の封止断面積よりも大きい値に設定され、ま
た、第１逆止バネ３７の弾性力は第２逆止バネ４７の弾
性力よりも大きい値に設定されている。

【００５４】そして、上記のバネ室１１の圧力が前述し
た図３の第１設定圧力Ｐ₁(ここでは0.7kgf/cm²)以上に
なったときには、そのバネ室１１の圧力と大気圧力との
差圧力によって上記の第１逆止部材３６が開かれる。こ
れにより、上記バネ室１１の圧力が、カセット筒５１の
貫通孔５５と、第２逆止部材４６の複数の溝５４と、第
１逆止弁座３４とＯリング５２との間の開き隙間と、第
１逆止部材３６の外周面に形成した複数の溝５３(ここ
では１つだけ示している)と、複数のラジアル孔５６(こ
こでは２つだけ示している)との各通路を順に通って、
大気側へ排出される。即ち、これらの通路によって前述
した圧抜き用の第１通路２１が構成されている。

【００５５】これに対して、同上バネ室１１の圧力が前
述した図３の第２設定圧力Ｐ₂(ここでは−0.25kgf/cm²)
以下に低下したときには、大気圧力と上記バネ室１１と
の差圧力によって前記の第２逆止部材４６が開かれる。
これにより、ハウジング７外の雰囲気が、前記のラジア
ル孔５６と、第１逆止部材３６の筒孔３６ａと、Ｏリン
グ５２と第２逆止部材４６との間の開き隙間と、その第
２逆止部材４６の溝５４と、前記の貫通孔５５との各通
路を順に通って、バネ室１１へ供給される。即ち、これ
らの通路によって前述した高真空防止用の第２通路２２
が構成されている。

【００５６】上記の第２実施形態は次のように変更可能
である。前記の第２逆止弁座４４は、前記の封止用Ｏリ
ング５２によって兼用することに代えて、そのＯリング
５２とは異なる箇所で前記の筒孔３６ａの周壁に設けて
もよい。なお、上記の第２実施形態も、前述した第１実
施形態の同様の各種の変形を行うことが可能である。例
えば、上記カセット筒５１は、周壁７ｃに取り付けるこ
とに代えて下壁７ｂに取り付けてもよく、クランプ３
は、油圧力でクランプするものに代えてバネ力でクラン
プするものであってもよい。

【００５７】(第３実施形態)図６は、第３実施形態を示
し、前記の図２に相当する図である。この第３実施形態
では、圧抜き用の第１通路２１に開閉弁３１(第１弁)が
設けられ、高真空防止用の第２通路２２に前述の第２逆
止弁(第２弁)３２が設けられる。上記の開閉弁３１は、
手動操作または自動操作によって開閉可能に構成されて
おり、次のように使用される。

【００５８】前述したワーク交換ステーションにおい
て、油圧クランプ３をクランプ駆動するときには、それ
に先立って上記の開閉弁３１を開いておく。すると、仮
にクランプ用作動室１２からバネ室１１へ作動油が侵入
していた場合には、その作動油が上記バネ室１１の収縮
に伴って排出される。このため、そのバネ室１１が過度
に高圧になることを防止して油圧クランプ３を円滑にク
ランプ駆動できる。なお、上記の開閉弁３１は、上記
クランプ駆動の終了後に閉じておけばよい。

【００５９】また、上記の第２逆止弁３２が前記と同様
に作動する。即ち、上記バネ室１１が大気圧よりも低い
前述の図３の第２設定圧力Ｐ₂ (ここでは−0.25kgf/c
m²)以下になったときには第２逆止部材４６が上記の第
２逆止バネ(ここでは図示せず)に抗して第２逆止弁座４
４から離間される。このため、仮に作動室１２からの作
動油がバネ室１１内に充満する事態が生じても、油圧ク
ランプ３のアンクランプ駆動時に上記バネ室１１が高真
空になるのを防止でき、そのアンクランプ駆動を円滑に
行える。

【００６０】なお、上記の開閉弁３１は、手動で開閉す
る場合や空圧シリンダ等のアクチュエータによって開閉
する場合が考えられ、さらには、電磁弁や電動弁などの
アクチュエータ付きバルブによって構成してもよい。

【００６１】(第４実施形態)図７は、第４実施形態を示
し、前記の図２に相当する図である。この第４実施形態
では、油圧クランプ３が上下逆の姿勢で配置され、圧抜
き用の第１通路２１に前述の第１逆止弁(第１弁)３１が
設けられ、第２通路２２に開閉弁３２(第２弁)が設けら
れる。

【００６２】上記の第１逆止弁３１が前記と同様に作動
する。即ち、前記バネ室１１が前述の図３の第１設定圧
力Ｐ₁ (ここでは0.7kgf/cm²)以上になったときには、第
１逆止部材３６が第１逆止バネ(ここでは図示せず)に抗
して第１逆止弁座３４から離間される。このため、ワー
ク交換ステーションで油圧クランプ３をクランプ駆動す
るときに、上記バネ室１１が過度に高圧になることを防
止して、そのクランプ駆動を円滑に行える。

【００６３】前記の開閉弁３２は、前述した図６の開閉
弁３１と同様に構成されており、次のように使用され
る。前述したワーク交換ステーションにおいて、油圧ク
ランプ３をアンクランプ駆動するときには、それに先立
って上記の開閉弁３２を開いておく。これにより、クラ
ンプ用作動室１２からの作動油がバネ室１１へ多量に蓄
積されていた場合であっても、上記バネ室１１が高真空
になること防止できる。このため、その油圧クランプ３
を円滑にアンクランプ駆動できる。

【００６４】前述の各実施形態において、前記の作動室
１２へ供給される流体は、圧油に代えて、他の種類の液
体や気体であってもよい。また、図６や図７の実施形態
において、クランプ３を図示のものとは上下逆の姿勢に
配置してもよい。本発明は、流体圧力でクランプ状態へ
切換えてバネ力でアンクランプ状態へ切換えるクランプ
に代えて、バネ力でクランプ状態へ切換えて流体圧力で
アンクランプ状態へ切換えるクランプにも適用可能であ
る。本発明の流体圧シリンダ装置は、クランプに適用す
ることに代えて、移送用押圧手段などの他の種類の装置
に適用してもよい。

【００６５】

【発明の効果】

(請求項１の発明)請求項１の発明は、次の効果を奏す
る。バネ室の内圧が二つの設定圧力の範囲内にある正常
状態では、第１と第２の二つの逆止弁が常に閉止状態に
保たれるので、ハウジングの周囲に多量の水溶性切削油
が飛散されたり雰囲気中に霧状の水滴が多量に含まれて
いる場合であっても、これら水溶性切削油や霧状の水滴
が上記の第１室内へ侵入しない。これと同様に、雰囲気
中に腐食性の気体が存在する場合であっても、その腐食
性の気体が第１室へ侵入するのを上記の二つの逆止弁に
よって阻止できる。従って、シリンダ孔の摺動面やピス
トンの摺動面を長期間にわたって良好な状態に保つこと
ができ、流体圧シリンダ装置を長期間にわたってメンテ
ナンスフリーで使用できる。

【００６６】また、何らかの原因によって、上記の第１
室の圧力が第１設定圧力以上となったときには、その異
常圧力によって第１逆止弁が開かれるので、その第１室
の圧力がピストンの駆動抵抗となるのを防止できる。さ
らに、何らかの原因で第１室の圧力が第２設定圧力以下
となったときには、第２逆止弁が開かれて雰囲気が第１
室内へ供給されるので、その第１室が過度に負圧になる
ことを阻止できる。その結果、その負圧力が前記ピスト
ンの駆動抵抗となるのを防止できる。

【００６７】(請求項２の発明)請求項２の発明は、上記
の請求項１の発明の効果に加えて、さらに次の効果を奏
する。第１逆止弁と第２逆止弁との二つの弁を一体にし
てハウジングに取り付けることが可能となるので、二つ
の逆止弁を個別に取り付ける場合と比べて取付け作業に
手間がかからない。

【００６８】(請求項３の発明)請求項３の発明は、基本
的には上記の請求項１の発明と同様の効果を奏する。即ち、雰囲気が第１室へ侵入するのを防止できるので、
シリンダ孔の摺動面やピストンの摺動面を長期間にわた
って良好な状態に保つことができ、流体圧シリンダ装置
を長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。

【００６９】また、第２室の作動流体が第１室へリーク
しているおそれがある場合には、水溶性切削油や水分等
が少ない雰囲気下で、流体圧シリンダの収縮操作に先立
って開閉弁を開いておく。すると、第１室へ侵入してい
た作動流体が上記の収縮に伴って排出されるので、その
第１室が過度に高圧になることを防止して流体圧シリン
ダを円滑に駆動できる。さらに、何らかの原因で上記の第１室が大気圧よりも低
い設定圧力以下になったときには、閉弁用弾性力に抗し
て第２逆止部材が開かれるので、上記の第１室が過度に
負圧になるのを阻止して、流体圧シリンダを円滑に駆動
できる。

【００７０】(請求項４の発明)請求項４の発明は、基本
的には上記の請求項１の発明と同様の効果を奏する。即
ち、雰囲気が第１室へ侵入するのを防止できるので、シ
リンダ孔の摺動面やピストンの摺動面を長期間にわたっ
て良好な状態に保つことができ、流体圧シリンダ装置を
長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。

【００７１】また、何らかの原因で上記の第２室の作動
流体が第１室へリークしている場合には、その第１室が
設定圧力以上へ上昇したときに第１逆止弁座から第１逆
止部材が離間するので、その第１室が過度に高圧になる
ことを防止して流体圧シリンダを円滑に駆動できる。さ
らに、何らかの原因で上記の第１室が負圧になるおそれ
があるときには、水溶性切削油や水分等が少ない雰囲気
下で、流体圧シリンダの膨張操作に先立って開閉弁を開
いておき、その状態で第１室を膨張させる。これによ
り、上記の第１室が過度に負圧になるのを阻止して、流
体圧シリンダを円滑に駆動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示している。図１(Ａ)
は、流体圧シリンダ装置を適用した油圧クランプの縦断
面図である。図１(Ｂ)は、その図１(Ａ)中の矢印Ｂ部分
の拡大図である。図１(Ｃ)は、同上の図１(Ａ)中の矢印
Ｃ部分の拡大図である。

【図２】上記の油圧クランプの模式図である。

【図３】同上の油圧クランプの作動説明図である。

【図４】本発明の第２実施形態の油圧クランプの模式図
であって、前記の図２に相当する図である。

【図５】その第２実施形態の油圧クランプに設けた呼吸
手段の縦断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態を示し、前記の図２に相
当する図である。

【図７】本発明の第４実施形態を示し、同上の図２に相
当する図である。

【符号の説明】

７…ハウジング、１０…ピストン、１１…第１室（バネ
室)、１２…第２室(クランプ用作動室)、１５…バネ(復
帰バネ)、２１…第１通路、２２…第２通路、３１…第
１逆止弁(第１弁)、３２…第２逆止弁(第２弁)、３４…
第１逆止弁座、３６…第１逆止部材、３６ａ…筒孔、３
７…第１逆止バネ(第１弾性力)、４４…第２逆止弁座、
４６…第２逆止部材、４７…第２逆止バネ(第２弾性
力)、Ｐ₁ …第１設定圧力、Ｐ₂ …第２設定圧力。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング(７)に挿入されたピストン
(１０)の一端側に形成した第１室(１１)を大気側へ連通
すると共に同上ピストン(１０)の他端側に形成した第２
室(１２)に対して圧力流体を供給・排出可能に構成し
て、上記ピストン(１０)を上記の他端側へ付勢するバネ
(１５)を設けた、流体圧シリンダ装置において、上記の第１室(１１)を第１通路(２１)と第２通路(２２)
との二つの通路によって大気側へ連通させて、上記の第
１通路(２１)に第１逆止弁(３１)を設けるとともに上記
の第２通路(２２)に第２逆止弁(３２)を設け、上記の第１逆止弁(３１)は、第１の弾性力と大気圧力と
の合力によって第１逆止部材(３６)が第１逆止弁座(３
４)に閉じられるように構成して、上記の第１室(１１)
の圧力が大気圧力よりも高い第１設定圧力(Ｐ₁)以上に
なったときに上記の第１の弾性力に抗して上記の第１逆
止部材(３６)が開かれるように構成し、上記の第２逆止弁(３２)は、第２の弾性力と上記の第１
室(１１)の圧力との合力によって第２逆止部材(４６)が
第２逆止弁座(４４)に閉じられるように構成して、その
第１室(１１)の圧力が大気圧力よりも低い第２設定圧力
(Ｐ₂)以下になったときに上記の第２の弾性力に抗して
上記の第２逆止部材(４６)が開かれるように構成した、
ことを特徴とする流体圧シリンダ装置。
【請求項２】請求項１に記載の流体圧シリンダ装置に
おいて、前記の第１逆止部材(３６)を筒状に形成して、その筒状
の第１逆止部材(３６)を第１逆止バネ(３７)によって前
記の第１逆弁座(３４)へ付勢し、上記の筒状の第１逆止
部材(３６)の外周空間に前記の第１通路(２１)の一部分
を設け、その第１逆止部材(３６)の筒孔(３６ａ)の周壁部分に前
記の第２逆止弁座(４４)を設けて、前記の第２逆止部材
(４６)を第２逆止バネ(４７)によって上記の第２逆止弁
座(４４)へ付勢し、その第２逆止部材(４６)の外周空間
と上記の筒孔(３６ａ)とによって前記の第２通路(２２)
の一部分を構成した、ことを特徴とする流体圧シリンダ
装置。
【請求項３】ハウジング(７)に挿入されたピストン
(１０)の一端側に形成した第１室(１１)を大気側へ連通
すると共に同上ピストン(１０)の他端側に形成した第２
室(１２)に対して圧力流体を供給・排出可能に構成し
て、上記ピストン(１０)を上記の他端側へ付勢するバネ
(１５)を設けた、流体圧シリンダ装置において、上記の第１室(１１)を第１通路(２１)と第２通路(２２)
との二つの通路によって大気側へ連通させて、上記の第
１通路(２１)に第１弁(３１)を設けるとともに上記の第
２通路(２２)に第２弁(３２)を設け、上記の第１弁(３１)を開閉弁によって構成し、上記の第２弁(３２)は、弾性力と上記の第１室(１１)の
圧力との合力によって第２逆止部材(４６)が第２逆止弁
座(４４)に閉じられるように構成して、その第１室(１
１)の圧力が大気圧よりも低い設定圧力(Ｐ₂)以下になっ
たときに上記の弾性力に抗して上記の第２逆止部材(４
６)が開かれるように構成した、ことを特徴とする流体
圧シリンダ装置。
【請求項４】ハウジング(７)に挿入されたピストン
(１０)の一端側に形成した第１室(１１)を大気側へ連通
すると共に同上ピストン(１０)の他端側に形成した第２
室(１２)に対して圧力流体を供給・排出可能に構成し
て、上記ピストン(１０)を上記の他端側へ付勢するバネ
(１５)を設けた、流体圧シリンダ装置において、上記の第１室(１１)を第１通路(２１)と第２通路(２２)
との二つの通路によって大気側へ連通させて、上記の第
１通路(２１)に第１弁(３１)を設けるとともに上記の第
２通路(２２)に第２弁(３２)を設け、上記の第１弁(３１)を逆止弁によって構成して、その第
１弁(３１)は、弾性力と大気圧力との合力によって第１
逆止部材(３６)が第１逆止弁座(３４)に閉じられるよう
に構成して、上記の第１室(１１)の圧力が大気圧力より
も高い設定圧力(Ｐ₁)以上になったときに上記の弾性力
に抗して上記の第１逆止部材(３６)が開かれるように構
成し、前記の第２弁(３２)を開閉弁によって構成した、
ことを特徴とする流体圧シリンダ装置。