(57)【要約】 【課題】  圧空により出力ピストンを駆動した後、ボディ内の切換弁により圧空の給排方向を切り替え、圧空の作用により作動油を圧空の推力より高推力として出力ピストに作用可能な空油圧式増圧シリンダ構造を提供するものである。【解決手段】  空気給排ポート３０，３１からの圧空により移動可能な早送りピストン８と切換ピストン１１間に、圧空を前後のシリンダ室１４ａ，１４ｂの何れかに供給可能な切換弁３９を構成する。第１、第２増圧室１６，１７は出力シリンダ３の前後のシリンダ室５ａ，５ｂに夫々連通している。駆動部分１３に負荷がかかると切換ピストン１１に対して早送りピストン８が相対移動し切換弁３９が切換わり、圧空が増圧ピストン１５に作用することで作動油が加圧され、その作動油で出力ピストン３が加圧され、駆動部分１３に油圧による高推力が作用する。【選択図】  図１
2006170401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディに出力ピストンを有する出力シリンダと早送りピストンを有する早送りシリンダを設け、早送りピストン内部に切換シリンダを設けて切換ピストンを早送りピストンに対して軸方向に相対移動可能とし、前記出力ピストンと切換ピストンとを一体とすると共に出力ピストンは被駆動部材を駆動する駆動部分を一体に有し、切換シリンダと早送りシリンダの各前後のシリンダ室と一対の空気給排ポートとを連通する空気流路を設け、さらにボディには、出力シリンダの前側シリンダ室に連通する第１増圧室を有する第１の増圧シリンダと、出力シリンダの後側シリンダ室に連通する第２増圧室を有する第２の増圧シリンダとを備えてこれら第１、第２増圧室から出力シリンダの前後のシリンダ室に油を充填し、出力シリンダの前、後側シリンダ室をバイパス回路で接続し、このバイパス回路は、出力ピストンの移動方向側のシリンダ室の油を反対側のシリンダ室に流入させるときに連通し、前記反対側のシリンダ室に対応する前記増圧室から増圧油が流入すると閉鎖するように構成され、更に前記増圧シリンダの前後のシリンダ室の一方に圧空を供給する給気専用流路と他方を大気に開放する排気専用流路を設け、これらの給、排気専用流路を増圧シリンダの前後のシリンダ室に対する圧空の給排を切換える切換弁を介して増圧シリンダの前後のシリンダ室と接続可能に構成し、この切換弁は早送りピストンと切換ピストンの相対移動により切換動作するように構成されていることを特徴とする空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項２】
ボディに設けた増圧シリンダ室に増圧ピストンを軸方向移動可能に嵌装し、その増圧ピストンの両側面から両側に増圧ロッドを突設し、一方側の増圧ロッドが第１増圧室に、他方側の増圧ロッドが第２増圧室にそれぞれ嵌装されて第１、第２の増圧シリンダが構成されていることを特徴とする請求項１記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項３】
一対の空気給排ポートの夫々と給気専用流路とを各空気給排ポートから給気専用流路に向けての圧空流れを許可するチェック弁を介して連通し、一対の空気給排ポートの夫々と排気専用流路とを排気専用流路から各空気給排ポートに向けての圧空流れを許可するチェック弁を介して連通したことを特徴とする請求項１または２記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項４】
バイパス回路は互いに並列な２系統のバイパス流路を含み、各バイパス流路には、互いに流れ方向を逆とするチェック弁を介在し、これらのチェック弁は、弁座と、弁座を開閉する弁体と、弁体を弁座に押し付ける弁封止プランジャを備えており、弁封止プランジャは空気給排ポートからの圧空により動作制御され、一方のチェック弁が開放動作するとき、他方のチェック弁は弁封止プランジャにより閉鎖されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項５】
早送りシリンダの外側を取り囲んで増圧シリンダを配置したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項６】
早送りピストンと一体の早送り軸を切換ピストンに設けた切換孔内に軸方向に摺動可能に嵌装し、第１、第２の増圧シリンダの前側シリンダ室に連通する前側流路と、第１、第２の増圧シリンダの後側シリンダ室に連通する後側流路の一方を切換孔の内周面に切換ピストンの軸方向に２個所開口するように設け、前側、後側流路の他方を前記一方の２つの開口の間に開口するように切換孔の内周面に設け、給気専用流路の先端と排気専用流路の先端とを早送り軸の外周面に出力ピストンの軸方向にずらして開口し、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続した状態と、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続した状態との間で切換える切換弁としたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項７】
早送りピストンと一体の早送り軸を切換ピストンに設けた切換孔内に軸方向移動可能に設け、早送り軸と切換孔間に給気室と排気室を構成し、給気室に給気専用流路の先端を接続し、排気室に排気専用流路の先端を接続し、第１、第２の増圧シリンダの前側シリンダ室に連通する前側流路と第１、第２の増圧シリンダの後側シリンダ室に連通する後側流路とを給気室及び排気室に連通し、給気室内の給気専用流路と前側流路の間と、給気専用流路と後側流路の間に弁座を設け、排気室内の排気専用流路と前側流路の間と、排気専用流路と後側流路の間に弁座を設け、前記各弁座を開閉可能な弁体を早送り軸に嵌装し、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続した状態と、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続した状態との間で切換える切換弁としたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の空油圧式増圧シリンダ構造。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項記載の増圧シリンダ構造を有し、ボディはシリンダボディであり、早送りピストンと一体の回転軸がシリンダボディ後方で回転体支持部に回転可能に支持され、回転体支持部に一対の給排ポートを備えていることを特徴とする回転シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧空によりボディ内の油を加圧し出力ピストンを増圧する空油圧式増圧シリンダ構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のものが公知である。遊動ピストンを圧空で移動し、第１、第２シリンダの液室内の油を加圧し、増圧ピストンを移動する。遊動ピストンと増圧ピストンの移動により各液室からの圧油がロッドを前進する。ラムの移動によりラム先端外周のピストンと嵌装部とによりラム外周を介したラム先端側の液室と液通路の連通が閉鎖され、ラム先端の弁体がラム内を介したラム先端側の液室と液通路との連通を閉鎖する。そして、ロッドに荷重がかかり、その状態でラムが前進すると、増圧ピストンのラム内に設けられた弁体が増圧ピストンの後側の液室と液通路との連通を閉鎖する。更にラムが前進するとラム先端側の液室内が加圧され、圧油によりラム先端外周の弁体が開きラム先端側の液室の高圧の圧油がロッドを加圧する。
【０００３】
特許文献２に記載のように、入力ピストンに一体に設けたピストンに圧空を作用させて出力シリンダを前進し、出力シリンダの出力軸に設けた移動体が受け部との間で物品を挟持すると、出力軸が停止し、入力ピストンの入力ピストン部で入力ピストンの外周部に設けたシリンダ内の油を加圧すると、シリンダが後退してクラッチ機構が作用してシリンダが固定され、その状態で入力ピストンの前進によりシリンダ内の油が加圧されると、圧油の作用により出力シリンダが加圧されるものも公知である。
【０００４】
また、特許文献３には、空気圧によって第１ピストンを前進させて第１、第２ピストン間の圧油により第２ピストンが前進され、第２ピストンに取付けた移動型が固体型に接すると、シリンダ外部の電磁切換弁に指令が与えられて切換えられ、圧空によって第３ピストンが前進し、そのピストンロッドが第１、第２ピストン間の油通路を塞ぐと共に第２シリンダ内の油を加圧し、その油圧で第２ピストンに高推力を与えるものが開示してある。
【特許文献１】特開昭６４−８３９０１号公報
【特許文献２】特開昭５４−３０３７４号公報
【特許文献３】特公昭５３−７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであって、圧空により出力ピストンを軸方向前後に移動した後、ボディ内の切換弁により圧空の給排方向を切換て、圧空の作用によりボディ内の作動油を増圧し、その増圧油で出力ピストンに高推力を発生させることができる空油圧式増圧シリンダ構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空油圧式増圧シリンダ構造は、ボディに出力ピストンを有する出力シリンダと早送りピストンを有する早送りシリンダを設け、早送りピストン内部に切換シリンダを設けて切換ピストンを早送りピストンに対して軸方向に相対移動可能とし、前記出力ピストンと切換ピストンとを一体とすると共に出力ピストンは被駆動部材を駆動する駆動部分を一体に有し、切換シリンダと早送りシリンダの各前後のシリンダ室と一対の空気給排ポートとを連通する空気流路を設け、さらにボディには、出力シリンダの前側シリンダ室に連通する第１増圧室を有する第１の増圧シリンダと、出力シリンダの後側シリンダ室に連通する第２増圧室を有する第２の増圧シリンダとを備えてこれら第１、第２増圧室から出力シリンダの前後のシリンダ室に油を充填し、出力シリンダの前、後側シリンダ室をバイパス回路で接続し、このバイパス回路は、出力ピストンの移動方向側のシリンダ室の油を反対側のシリンダ室に流入させるときに連通し、前記反対側のシリンダ室に対応する前記増圧室から増圧油が流入すると閉鎖するように構成され、更に前記増圧シリンダの前後のシリンダ室の一方に圧空を供給する給気専用流路と他方を大気に開放する排気専用流路を設け、これらの給、排気専用流路を増圧シリンダの前後のシリンダ室に対する圧空の給排を切換える切換弁を介して増圧シリンダの前後のシリンダ室と接続可能に構成し、この切換弁は早送りピストンと切換ピストンの相対移動により切換動作するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
ボディに設けた増圧シリンダ室に増圧ピストンを軸方向移動可能に嵌装し、その増圧ピストンの両側面から両側に増圧ロッドを突設し、一方側の増圧ロッドが第１増圧室に、他方側の増圧ロッドが第２増圧室にそれぞれ嵌装されて第１、第２の増圧シリンダが構成されていることを特徴とする。
【０００８】
一対の空気給排ポートの夫々と給気専用流路とを各空気給排ポートから給気専用流路に向けての圧空流れを許可するチェック弁を介して連通し、一対の空気給排ポートの夫々と排気専用流路とを排気専用流路から各空気給排ポートに向けての圧空流れを許可するチェック弁を介して連通したことを特徴とする。
【０００９】
バイパス回路は互いに並列な２系統のバイパス流路を含み、各バイパス流路には、互いに流れ方向を逆とするチェック弁を介在し、これらのチェック弁は、弁座と、弁座を開閉する弁体と、弁体を弁座に押し付ける弁封止プランジャを備えており、弁封止プランジャは空気給排ポートからの圧空により動作制御され、一方のチェック弁が開放動作するとき、他方のチェック弁は弁封止プランジャにより閉鎖されることを特徴とする。
【００１０】
早送りシリンダの外側を取り囲んで増圧シリンダを配置したことを特徴とする。
【００１１】
早送りピストンと一体の早送り軸を切換ピストンに設けた切換孔内に軸方向に摺動可能に嵌装し、第１、第２の増圧シリンダの前側シリンダ室に連通する前側流路と、第１、第２の増圧シリンダの後側シリンダ室に連通する後側流路の一方を切換孔の内周面に切換ピストンの軸方向に２個所開口するように設け、前側、後側流路の他方を前記一方の２つの開口の間に開口するように切換孔の内周面に設け、給気専用流路の先端と排気専用流路の先端とを早送り軸の外周面に出力ピストンの軸方向にずらして開口し、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続した状態と、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続した状態との間で切換える切換弁としたことを特徴とする。
【００１２】
早送りピストンと一体の早送り軸を切換ピストンに設けた切換孔内に軸方向移動可能に設け、早送り軸と切換孔間に給気室と排気室を構成し、給気室に給気専用流路の先端を接続し、排気室に排気専用流路の先端を接続し、第１、第２の増圧シリンダの前側シリンダ室に連通する前側流路と第１、第２の増圧シリンダの後側シリンダ室に連通する後側流路とを給気室及び排気室に連通し、給気室内の給気専用流路と前側流路の間と、給気専用流路と後側流路の間に弁座を設け、排気室内の排気専用流路と前側流路の間と、排気専用流路と後側流路の間に弁座を設け、前記各弁座を開閉可能な弁体を早送り軸に嵌装し、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続した状態と、給気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の他方と接続し、排気専用流路の開口が前側流路若しくは後側流路開口の一方と接続した状態との間で切換える切換弁としたことを特徴とする。
【００１３】
回転シリンダは、前記の増圧シリンダ構造を有し、ボディはシリンダボディであり、早送りピストンと一体の回転軸がシリンダボディ後方で回転体支持部に回転可能に支持され、回転体支持部に一対の給排ポートを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の請求項１の発明によれば、空圧で早送りピストンと切換ピストンを介して出力ピストンを移動して出力ピストンと一体の駆動部分を軸方向前後に移動し、駆動部分に負荷がかかると切換ピストンに対して早送りピストンが相対移動することでボディ内部に設けた切換弁が切換わり、増圧シリンダが作動し、増圧シリンダの増圧室から出力シリンダのシリンダ室に充填された油が増圧ピストンにより加圧され、その油圧により駆動部分に高推力を発生することができる。また、空圧の作用により内部に充填された油が駆動部材を加圧するので外部に油圧駆動装置を必要としない。また、早送りピストンと切換ピストンの相対移動で切換弁を切換えるようにしたので、切換弁駆動のための駆動装置を別途必要とせず、切換弁を内蔵したことにより、装置外部における配管が簡易になる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、増圧ピストンが１つで済み、構成が簡易となる。
【００１６】
また、請求項３の発明によれば、空圧作動シリンダを３つ有する増圧シリンダ装置であっても、空気給排ポートは一対設けるのみでよく、圧空源との配管接続が簡易である。
【００１７】
また、請求項４の発明によれば、バイパス回路のチェック弁制御も、空気給排ポートからの圧空だけで動作させることができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、早送りシリンダと切換シリンダと増圧シリンダが軸方向で重なっており、装置の軸方向長さを短くでき、コンパクトになる。特に、回転する主軸の後端に取付ける場合には、主軸後端からの突出長さが短くなると振動等の主軸回転に及ぼす影響が小さく好適である。
【００１９】
請求項６の発明によれば、早送りピストンと切換ピストンの軸方向の相対移動によって給気専用流路及び排気専用流路の開口が前側流路または後側流路の開口と直接接続するので弁構造が簡単である。
【００２０】
請求項７の発明によれば、早送りピストンと切換ピストンの軸方向の相対移動によって弁体が軸方向から弁座に対して圧接または離間する弁構造としたのでシール性が高く、漏れが少ない。
【００２１】
請求項８の発明によれば、回転シリンダの外部に油圧発生装置や油圧タンクが不要となるので、これらの配管や配管の取り回しがなく、省エネ、省コスト、省スペースとなる。また、回転シリンダ外部からの作動油の供給がないので、油圧発生装置からの作動油が回転体支持部を通って回転軸へ供給される場合のように、回転体支持部と回転軸との間や油圧発生装置での作動油の発熱が防止されるので、熱が回転シリンダを装着した主軸に伝わることによる主軸の変形が防止され、精度向上を実現できる。
【実施例】
【００２２】
本願発明の実施例について空油圧式増圧シリンダ構造を回転シリンダに適用したもので説明する。図１に示すように、回転シリンダ１のボディであるシリンダボディ２には、出力シリンダ３と早送りシリンダ４とが設けられている。出力シリンダ３は、ボディ２の前部分に設けたシリンダ孔５に出力ピストン６が摺動可能に嵌装されて構成されており、出力ピストン６はシリンダ孔５を前後のシリンダ室５ａ，５ｂに区画している。また、早送りシリンダ４は、シリンダボディ２の後部分に設けたシリンダ孔７に早送りピストン８が摺動可能に嵌装されて構成されており、早送りピストン８はシリンダ孔７を前後のシリンダ室７ａ，７ｂに区画している。早送りピストン４の内部には切換シリンダ９が設けられており、早送りピストン４に形成されたシリンダ孔１０に切換ピストン１１が摺動可能に嵌装され、切換ピストン１１が早送りピストン８に対して軸方向に相対移動可能となっていると共にシリンダ孔を前後のシリンダ室１０ａ，１０ｂに区画している。切換ピストン１１は、出力ピストン６の軸部１２に一体に固着されている。出力ピストン６は駆動部分（ピストンロッド）１３を一体に有し、駆動部分１３はボディ２の前面に突出している。
【００２３】
また、ボディ２には、早送りシリンダ４のシリンダ孔７の半径方向外側に増圧シリンダ室１４が同心環状に形成されており、その増圧シリンダ室１４に環状の増圧ピストン１５を軸方向移動可能に嵌装してあり、増圧シリンダ室１４は増圧ピストン１５により前後のシリンダ室１４ａ，１４ｂに区画されている。増圧シリンダ室１４の軸方向後側には第１増圧室１６が、軸方向前側には第２増圧室１７が夫々円周方向等間隔に複数形成されている。また、第１増圧室１６と第２増圧室１７は同数設けられている。増圧ピストン１５の両側面から両側に増圧ロッド１８が円周方向等間隔に増圧室１６，１７と同数突設されている。増圧ピストン１５の一方側（後側）の増圧ロッド１８が第１増圧室１６に嵌装されて第１増圧シリンダ１９を構成し、他方側（前側）の増圧ロッド１８が第２増圧室１７に嵌装されて第２増圧シリンダ２０を構成しており、第１、第２増圧シリンダ１９，２０は早送りシリンダ４の外側を取り囲むように配置されている。
【００２４】
図１、図２に示すように第１増圧室１６は出力シリンダ３の前側のシリンダ室５ａにシリンダボディ２に設けた油通路２１により連通しており、第２増圧室１７は出力シリンダ３の後側のシリンダ室５ｂに油通路２１により連通している。第１、第２増圧室１６,１７から出力シリンダ３の前後のシリンダ室５ａ，５ｂには作動油が充填されている。この出力シリンダ３の前後のシリンダ室５ａ，５ｂはバイパス回路２２で接続されている。バイパス回路２２は、互いに並列な２系統のバイパス流路２３，２４を含み、各バイパス流路２３，２４には、互いに流れの方向を逆とするチェック弁２５，２６を介在してある。
【００２５】
これらのチェック弁２５，２６は、弁座２７と、弁座２７を開閉する弁体２８と、弁体２８を弁座２７に押付ける弁封止プランジャ２９を備えている。弁封止プランジャ２９は一対の空気給排ポート３０，３１に空気流路３２，３３により接続されており、空気給排
ポート３０，３１からの圧空により動作制御される。チェック弁２５，２６は、後述のように早送りピストン８と切換ピストン１１の軸方向への移動に伴って出力ピストン６が移動したとき、出力ピストン６の移動方向側のシリンダ室の作動油を反対側のシリンダ室に流入させるように、一方のチェック弁の弁封止プランジャ２９は圧空により弁体２８を弁座２７に押付ける方向と反対方向に移動され弁体２８を弁座２７に対して開放可能状態とし、このようにして一方のチェック弁が開放動作するとき、他方のチェック弁の弁封止プランジャ２９は圧空により弁体２８を弁座２７に押付ける方向に移動されて封鎖動作する。また、後述のように切換弁３９が切換わり、増圧ピストン１５が反対側のシリンダ室に対応する増圧室側へ移動し、反対側のシリンダ室に対応する増圧室から反対側のシリンダ室へ作動油が流入したとき、一方のチェック弁の弁体２８は反対側のシリンダ室に流入した作動油の圧力により弁座２７に押付けられて一方のチェック弁が閉鎖動作し、他方のチェック弁は閉鎖動作を維持する。
【００２６】
前記早送りシリンダ４と切換シリンダ９の各前後のシリンダ室７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂは、前記空気流路３２，３３により空気給排ポート３０，３１と連通している。空気流路３２，３３は、早送りピストン８と一体でありシリンダボディ２から後方へ突出する回転軸であるディストリビュータシャフト３４に設けられている。ディストリビュータシャフト３４は、その後軸部３５が回転体支持部としてのディストリビュータハウジング３６に回転可能に支持されており、ディストリビュータハウジング３６に一対の空気給排ポート３０，３１が備えられている。また、ディストリビュータシャフト３４には、前記増圧シリンダ１９，２０の前後のシリンダ室１４ａ，１４ｂの一方に圧空を供給する給気専用流路３７と他方を大気に開放する排気専用流路３８を設けてある。これらの給、排気専用流路３７，３８を増圧シリンダ１９，２０の前後のシリンダ室１４ａ，１４ｂに対する圧空の給排を切換える切換弁３９を介して増圧シリンダ１９，２０の前後のシリンダ室１４ａ，１４ｂと接続可能に構成してある。
【００２７】
切換弁３９について説明する。ディストリビュータシャフト３４には、軸方向前方に延びる早送り軸４０が一体に設けられている。この早送り軸４０の外周面には、給気専用流路３７の先端と排気専用流路３８の先端が軸方向前後にずれて開口している。また、早送り軸４０は、切換ピストン１１に設けた切換孔４１内に軸方向に摺動可能に嵌装されている。切換孔４１の内周面には、第１、第２の増圧シリンダ１９，２０の前側のシリンダ室１４ａに連通する前側流路４２が軸方向前後に２箇所に開口し、後側のシリンダ室１４ｂに連通する後側流路４３が前側流路４２の開口４２ａ，４２ａ間に開口している。これら給気専用流路開口３７ａと排気専用流路開口３８ａと前側流路開口４２ａと後側流路開口４３ａとは、早送りピストン８と切換ピストン１１の相対移動、即ち早送り軸４０と切換孔４１との相対移動により、図７に示すように給気専用流路開口３７ａが前側流路開口４２ａと接続し、排気専用流路開口３８ａが後側流路開口４３ａと接続した状態と、図１、図４に示すように給気専用流路開口３７ａが後側流路開口４３ａと接続し、排気専用流路開口３８ａが前側流路開口４２ａと接続した状態との間で切換かわるようになっている。
【００２８】
前記一対の空気給排ポート３０，３１の夫々と給気専用流路３７は、図１、図２に示すように、空気流路３２，３３と、空気流路３２，３３と給気専用流路３７との間に設けたチェック弁４４，４５を介して連通している。チェック弁４４，４５は、図１、図３に示すようにディストリビュータシャフト３４に設けられており、各空気給排ポート３０，３１から給気専用流路３７に向けての圧空流れを許可する。また、一対の空気給排ポート３０，３１の夫々と排気専用流路３８は、空気流路３２，３３と、空気流路３２，３３と排気専用流路３８との間に設けたチェック弁４６，４７を介して連通している。チェック弁４６，４７は、図１、図３に示すようにディストリビュータシャフト３４に設けられており、排気専用流路３８から各空気給排ポート３０，３１に向けての圧空流れを許可する。各空気給排ポート３０，３１は、回転シリンダ１の外部に設けた切換弁４８により一方が圧空源４９に接続されると他方が大気に開放された状態とされる。尚、５０は回転シリンダ１に設けられたクーラント流路である。
【００２９】
次に回転シリンダ１の動作について説明する。回転シリンダ１は、図４に示すように、シリンダボディ２が図示しない工作機械の主軸後端に装着され、主軸先端に装着されたチャック５２の被駆動部材としてのドローバー５３に駆動部分１３が連結されている。先ず、図４に示すように、早送りピストン４と出力ピストン６と増圧ピストン１５が軸方向前側に位置しており、駆動部材１３が軸方向前側に前進してチャック５２の把握爪が開いた状態とする。このとき切換弁３９は、給気専用流路３７と後側流路４３とを接続すると共に排気専用流路３８と前側流路４２とを接続している。
【００３０】
先ず、この状態から駆動部分１３の引き動作を行う場合について説明する。空気給排ポート３０に圧空を供給し、空気給排ポート３１を大気に開放する。すると、圧空は空気流路３２を通じて早送りシリンダ４の前側のシリンダ室７ａと切換シリンダ９の前側のシリンダ室１０ａに供給され、圧空の作用により早送りピストン４と切換ピストン１１が軸方向後方に一緒に移動する。また、空気流路３２を流れる圧空はバイパス回路２２の各弁封止プランジャ２９に作用し、チェック弁２５を開放動作し、チェック弁２６を閉鎖する。これによって、バイパス流路２３を介して出力シリンダ３の後側のシリンダ室５ｂから前側のシリンダ室５ａへの作動油の流れを可能とし、バイパス流路２４を閉鎖する。更に、圧空は、チェック弁４４を押し開いて給気専用流路３７と後側流路４３を流れて増圧シリンダ１９，２０の後側のシリンダ室１４ｂに供給されており、増圧ピストン１５を軸方向前方に押圧している。切換ピストン１１の後退に伴う出力ピストン６の軸方向の後退により出力シリンダ３の後側のシリンダ室５ｂ内の作動油がチェック弁２５を通って前側のシリンダ室５ａに流入する。駆動部分１３も後退し、図５に示すようにチャック５２がワークＷを把握する。
【００３１】
チャック５２がワークＷを把握すると、その負荷により出力ピストン６の軸方向への後退が規制される。早送りピストン４の受圧面積は切換ピストン１１の受圧面積より大きいので、その差により早送りピストン４のみが切換ピストン１１に対して軸方向後に相対移動する。これにより切換弁３９が切換わり、図６に示すように給気専用流路３７と前側流路４２とが連通し、排気専用流路３８と後側流路４３とが連通する。
【００３２】
すると、図７に示すように、圧空により増圧ピストン１５が軸方向に後退され、後側の増圧ロッド１８により加圧された第１増圧室１６内の作動油が油路２１を通り増圧油として出力シリンダ３内の前側のシリンダ室５ａ内に流入し、出力シリンダ３の前側のシリンダ室５ａ内の作動油を昇圧する。そのシリンダ室５ａ内の作動油の圧力により、バイパス回路２２のチェック弁２５の弁体２８は弁座２７に押付けられ、チェック弁２５を閉鎖動作する。また、バイパス回路２２のチェック弁２６は閉鎖動作した状態であるので、チェック弁２５とチェック弁２６によりシリンダ室５ａとシリンダ室５ｂ間の作動油の移動が規制される。そのため、シリンダ室５ａ内の昇圧された作動油が出力ピストン６を軸方向後に移動するように増圧することとなり、駆動部分１３を介してチャック５２の把握爪を増し締めする。
【００３３】
次に、駆動部分１３の引き動作から押し動作を行う場合について説明する。圧空源４９からの圧空の供給を空気給排ポート３０から空気給排ポート３１に切換、空気給排ポート３０を大気に開放する。圧空はチェック弁４５を介して給気専用流路３７に供給され、切換弁３９により給気専用流路３７と前側流路４２が連通しているので前記増圧ピストン１５が軸方向後に位置した前記状態が保持される。また、空気給排ポート３１からの圧空は空気流路３３を介してバイパス回路２２のチェック弁２６の弁封止プランジャ２９を弁体２８を弁座２７に押付ける方向と反対方向に移動されチェック弁２６を開放動作すると共にチェック弁２５の弁封止プランジャ２９を弁体２８を弁座２７に押付ける方向に移動しチェック弁２５を封止し、バイパス流路２４を介して出力シリンダ３の前側のシリンダ室５ａから後側のシリンダ室５ｂへの作動油の流れを可能とし、バイパス流路２３を閉鎖する。更に圧空は、早送りシリンダ４と切換シリンダ９の後側のシリンダ室７ｂ、１０ｂに流入し、早送りピストン４と切換ピストン１１を軸方向前方に一緒に移動する。
【００３４】
切換ピストン１１の移動により出力ピストン６も前進し、前側のシリンダ室５ａから後側のシリンダ室５ｂへバイパス流路２４を介して作動油が移動すると共に駆動部分１３によりチャック５２の把握爪が開放される。チャック５２の把握爪が開ききると、それ以上出力ピストン６が軸方向に前進できない負荷がかかった状態となり切換ピストン１１の移動が停止し、早送りピストン４が切換ピストン１１に対して相対移動する。これにより切換弁３９が切換わり、給気専用流路３７と後側流路４３が連通すると共に、排気専用流路３８と前側流路４２が連通し、圧空が増圧ピストン１５を軸方向に前進し、前側の増圧ロッド１８により加圧された第２増圧室内の作動油が出力シリンダ３の後側のシリンダ室５ｂへ移動し、前記の駆動部分１３の引き動作を行う前の状態となる。
【００３５】
尚、この駆動部分１３の押し動作を行う場合において、チャック５２がワークＷを内径把握する場合には、ワークＷを内径把握した時点で出力ピストン６に負荷が作用し、切換弁３９が切換わり、圧空により軸方向前に前進した増圧ピストン１５の前側の増圧ロッド１８によって加圧された第２増圧室１７の作動油が増圧油として出力シリンダ３の後側のシリンダ室５ｂへ作用することにより、出力ピストン６が軸方向前に向けて加圧され、駆動部分１３による出力が増圧されてチャック５２が増し締めされる。
【００３６】
次に第２の実施例を説明する。これは、前記実施例の回転シリンダ１において切換弁の構成を変更したものであるので、以下に切換弁３９Ａについて図８〜図１０により説明する。また、他の構成は略同一であるので同一の部分には同一の記号を付けて説明を省略する。切換ピストン１１と一体の軸部１２に設けた切換孔４１内には、早送りピストン４と一体の早送り軸４０が摺動可能に嵌装されている。切換孔４１の前側部分と早送り軸４０との間には、軸方向の前側から排気室５４と給気室５５とが構成されている。給気室５５には、図９に示すように、ディストリビュータシャフト３４から軸部１２に亘って形成された給気専用流路３７の開口３７ａが接続している。排気室５４には、ディストリビュータシャフト３４から軸部１２に亘って形成された排気専用流路３８の開口３８ａが接続している。また、給気室５５には、給気専用流路３７の開口３７ａに対して軸方向前後に前側流路４２と後側流路４３の各開口４２ａ，４３ａが接続されている。排気室５４には、排気専用流路３８の開口３８ａに対して軸方向前後に前側流路４２と後側流路４３の各開口４２ａ，４３ａが接続されている。
【００３７】
給気室５５内の、前側流路開口４２ａと給気専用流路開口３７ａの間には弁座５６が、後側流路開口４３ａと給気専用流路開口３７ａの間には弁座５７が設けられている。また、排気室５４内の、前側流路開口４２ａと排気専用流路開口３８ａの間には弁座５８が、後側流路開口４３ａと排気専用流路開口３８ａの間には弁座５９が設けられている。早送り軸４０には、各弁座５６〜５９を夫々開閉可能な弁体６０〜６３が外嵌されており、弁体６０〜６３は対応する弁座５６〜５９に向けてバネ６４〜６７で付勢されており、弁体６０〜６３のバネ６４〜６７による軸方向への移動は早送り軸４０に形成した段部６８〜７１により規制されるようになっている。以上のように構成された切換弁３９Ａは、給気専用流路開口３７ａを前側流路開口４２ａ若しくは後側流路開口４３ａの一方と接続し、排気専用流路開口３８ａを前側流路開口４２ａ若しくは後側流路開口４３ａの他方と接続した状態と、給気専用流路開口３７ａを前側流路開口４２ａ若しくは後側流路開口４３ａの他方と接続し、排気専用流路開口３８ａを前側流路開口４２ａ若しくは後側流路開口４３ａの一方と接続した状態との間で切換える。
【００３８】
以上のように構成された切換弁３９Ａは、図８，図９に示すように、早送りピストン８と出力ピストン６が軸方向前側に位置するとき、弁体６１は段部６９に当接した状態で弁座５７との間を開放し給気専用流路３７と後側流路４３とを連通し、弁体６０はバネ６４を軸方向後に圧縮した状態で弁座５６との間を閉鎖し、弁体６３はバネ６７を軸方向後に圧縮した状態で弁座５９との間を閉鎖し、弁体６２は段部７０に当接した状態で弁座５８との間を開放し排気専用流路３８と前側流路４２とを連通している。この状態で供給された圧空は、給気室５５内で弁体６０を弁座５６に押付け、また、後側流路４３を介して排気室５４の弁体６３の後側に流入し弁体６３を弁座５９に押付けると共に、第１、第２増圧シリンダ１９，２０の後側のシリンダ室１４ｂから増圧ピストン１５を軸方向前へ押圧するように作用する。
【００３９】
また、第１の実施例のように空気圧により早送りピストン４と切換ピストン１１とが軸方向に後退し、駆動部材１３への負荷により切換ピストン１１が停止して早送りピストン８が相対的に後退すると、図１０に示すように、早送り軸４０が切換孔４１に対して後退し、弁体６１はバネ６５を軸方向前に圧縮した状態で弁座５７との間を閉鎖し、弁体６０は段部６８に当接した状態で弁座５６との間を開放し給気専用流路３７と前側流路４２とを連通し、弁体６３は段部７１に当接した状態で弁座５９との間を開放し排気専用流路３８と後側流路４３とを連通し、弁体６２はバネ６６を軸方向前に圧縮した状態で弁座５８との間を閉鎖するように切換弁３９Ａが切換わる。この状態では、供給された圧空は、給気室５５内で弁体６１を弁座５７に押付け、また、前側流路４２を介して排気室５４の弁体６２の後側に流入し弁体６２を弁座５８に押付けると共に、第１、第２増圧シリンダ１９，２０の前側のシリンダ室１４ａから増圧ピストン１５を軸方向後へ押圧するように作用する。増圧ピストン１５の移動によって、前記第１の実施例と同様に第１増圧室１６の作動油が加圧され、その作動油が増圧油として出力シリンダ３の前側のシリンダ室５ａに流入し、出力ピストン３を軸方向後に加圧する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本願発明の空油圧式増圧シリンダ構造を有する回転シリンダの断面説明図である。
【図２】空油圧回路図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】回転シリンダの駆動部分が前進位置にある状態を示す説明図である。
【図５】チャックのワーク把握状態を示す説明図である。
【図６】切換弁の切換わりを示す説明図である。
【図７】増圧ピストンによる出力ピストンの加圧を示す説明図である。
【図８】第２の実施例である。
【図９】第２の実施例での切換弁の拡大説明図である。
【図１０】第２の実施例での切換弁が切換わった回転シリンダを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  回転シリンダ
２  シリンダボディ（ボディ）
３  出力シリンダ
４  早送りシリンダ
５ａ，５ｂ  シリンダ室
６  出力ピストン
７ａ，７ｂ  シリンダ室
８  早送りピストン
９  切換シリンダ
１０ａ，１０ｂ  シリンダ室
１１  切換ピストン
１３  駆動部分
１４ａ，１４ｂ  シリンダ室
１６  第１増圧室
１７  第２増圧室
１８  増圧ロッド
１９  第１増圧シリンダ
２０  第２増圧シリンダ
２２  バイパス回路
２３，２４  バイパス流路
２５，２６  チェック弁
２７  弁座
２８  弁体
２９  弁封止プランジャ
３０，３１  空気給排ポート
３２，３３  空気流路
３４  ディストリビュータシャフト（回転軸）
３６  ディストリビュータハウジング（回転体支持部）
３７  給気専用流路
３７ａ  給気専用流路開口
３８  排気専用流路
３８ａ  排気専用流路開口
３９，３９Ａ  切換弁
４０  早送り軸
４１  切換孔
４２  前側流路
４２ａ  前側流路開口
４３  後側流路
４３ａ  後側流路開口
４４〜４７  チェック弁
５３  ドローバー（被駆動部材）
５４  排気室
５５  給気室
５６〜５９  弁座
６０〜６３  弁体
【図１】
2006170401.tif 000003
【図２】
2006170401.tif 000004
【図３】
2006170401.tif 000005
【図４】
2006170401.tif 000006
【図５】
2006170401.tif 000007
【図６】
2006170401.tif 000008
【図７】
2006170401.tif 000009
【図８】
2006170401.tif 000010
【図９】
2006170401.tif 000011
【図１０】
2006170401.tif 000012