(57)【要約】【課題】高剛性で、且つ、コンパクトであるとともに、液漏れが発生し難い低コストな回転シリンダを提供する。【解決手段】シリンダ本体２における回転円盤部２ｂ外周面の回転軸部２ａ外周面との連続部分には、回転中心Ｃ１に沿って段差状に張り出す環状段差部２ｃが形成されている。回転支持体４には、環状段差部２ｃに摺接可能に外嵌合する第１嵌合凹部４０ａが形成されている。第１嵌合凹部４０ａの内周面及び環状段差部２ｃの外周縁部の互いに接する部分には、第１シール溝２ｆ及び第２シール溝４０ｃが設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心にスライド孔を有するシリンダ本体と、
上記スライド孔に上記回転中心に沿ってスライド可能に嵌挿されたピストンと、
上記シリンダ本体を上記回転中心周りに回転可能に支持する一体に形成された回転支持体とを備え、
上記シリンダ本体には、筒中心線が回転中心に一致する回転軸部と、該回転軸部に連続して形成され、中心軸が上記回転中心に一致する回転円盤部と、該回転円盤部の内方に形成され、上記回転中心周りに環状に延びるとともに上記スライド孔に開口するシリンダ室とが設けられ、
上記ピストンには、上記回転中心周りに環状に延び、且つ、上記シリンダ室に収容されて当該シリンダ室を第１及び第２空間に区画するフランジ部が設けられ、
上記シリンダ本体及び上記回転支持体には、上記第１及び第２空間に流体を出し入れすることにより上記ピストンを上記回転中心に沿ってスライドさせる流体出入通路が設けられた回転シリンダであって、
上記回転円盤部外周面の上記回転軸部外周面との連続部分には、上記回転中心に沿って段差状に張り出す環状段差部が形成され、
上記回転支持体には、上記環状段差部に摺接可能に外嵌合する嵌合凹部が形成され、
該嵌合凹部の内周面及び上記環状段差部の外周縁部の互いに接する部分には、液漏れ防止部が設けられていることを特徴とする回転シリンダ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転シリンダにおいて、
上記ピストンは、上記シリンダ本体より硬くなるように形成され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】
本発明は、旋盤等の工作機械に取り付けられ、チャック装置を回転可能に支持するとともに当該チャック装置による把持動作又は把持状態の解除動作を行う回転シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１に開示されている回転シリンダは、回転中心にスライド孔を有するシリンダ本体と、上記スライド孔に上記回転中心に沿ってスライド可能に嵌挿されたピストンと、上記シリンダ本体をベアリングを介して回転可能に支持する回転支持体とを備え、該回転支持体は、上記シリンダ本体側に位置する内側スリーブと該内側スリーブの外側に取り付けられた外側スリーブとからなっている。上記シリンダ本体は、筒中心線が回転中心に一致する回転軸部と、該回転軸部に連続して形成され、中心軸が上記回転中心に一致する回転円盤部とを備え、該回転円盤部には、回転中心周りに環状に延び、且つ、上記スライド孔に開口するシリンダ室が形成されている。上記ピストンは、上記回転中心周りに延びる環状のフランジ部を備え、該フランジ部は、上記シリンダ室に収容されて当該シリンダ室を回転中心に沿って第１及び第２空間に区画している。上記シリンダ本体及び上記回転支持体の外周壁には、一端が上記第１空間に開口するとともに他端が上記回転支持体の外周面に開口する第１流体出入通路と、一端が上記第２空間に開口するとともに他端が上記回転支持体の外周面に開口する第２流体出入通路とが設けられている。そして、流体を上記第１流体出入通路を介して上記第１空間に流入させる一方、流体を上記第２空間から上記第２流体出入通路を介して流出させるか、或いは、流体を上記第２流体出入通路を介して上記第２空間に流入させる一方、流体を上記第１空間から上記第１流体出入通路を介して流出させることにより、上記ピストンが上記回転中心に沿ってスライドするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５１０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、回転シリンダを回転中心の延長方向においてさらにコンパクトな構造にしたいという要求がある。しかし、シリンダ室の容量を確保したまま回転シリンダを回転中心の延長方向においてコンパクトな構造にしようとすると、回転円盤部を構成する部品の板厚を薄くする必要があり、シリンダをスライドさせる際にシリンダ室に流出入させる流体の液圧によって回転円盤部に変形や振動が発生してしまうおそれがある。
【０００５】
また、回転円盤部の回転軸部側には、第１及び第２流体出入通路を流れる流体が内側スリーブと外側スリーブとの間から漏れ出すのを防ぐためのリング状のシールプレートが固定されており、このシールプレートの分だけ部品点数が増えてコストが嵩んでしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、回転支持体が内側スリーブ及び外側スリーブの２つの部品から構成されている場合、外側スリーブと内側スリーブとの間には、リング状のゴム材からなるシール部材が介在しているので、当該シール部材を起因として内側スリーブに対して外側スリーブが不意に傾くことでシールプレートと回転支持体との間の接触位置が僅かにずれてしまい、シールプレート周りの部位から流体が漏れ易くなるというおそれがあった。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高剛性で、且つ、コンパクトであるとともに、液漏れが発生し難い低コストな回転シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、シリンダ本体の形状に工夫を凝らしたことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、回転中心にスライド孔を有するシリンダ本体と、上記スライド孔に上記回転中心に沿ってスライド可能に嵌挿されたピストンと、上記シリンダ本体を上記回転中心周りに回転可能に支持する一体に形成された回転支持体とを備え、上記シリンダ本体には、筒中心線が回転中心に一致する回転軸部と、該回転軸部に連続して形成され、中心軸が上記回転中心に一致する回転円盤部と、該回転円盤部の内方に形成され、上記回転中心周りに環状に延びるとともに上記スライド孔に開口するシリンダ室とが設けられ、上記ピストンには、上記回転中心周りに環状に延び、且つ、上記シリンダ室に収容されて当該シリンダ室を第１及び第２空間に区画するフランジ部が設けられ、上記シリンダ本体及び上記回転支持体には、上記第１及び第２空間に流体を出し入れすることにより上記ピストンを上記回転中心に沿ってスライドさせる流体出入通路が設けられた回転シリンダを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、第１の発明では、上記回転円盤部外周面の上記回転軸部外周面との連続部分には、上記回転中心に沿って段差状に張り出す環状段差部が形成され、上記回転支持体には、上記環状段差部に摺接可能に外嵌合する嵌合凹部が形成され、該嵌合凹部の内周面及び上記環状段差部の外周縁部の互いに接する部分には、液漏れ防止部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明では、第１の発明において、上記ピストンは、上記シリンダ本体より硬くなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明では、シリンダ本体における回転軸部及び回転円盤部の連続部分の厚みが環状段差部の分だけ厚くなるので、シリンダ本体の剛性を高くすることができ、シリンダ室の容量を確保したまま回転シリンダを回転中心の延長方向にコンパクトにしても回転円盤部に変形や振動を発生させないようにできる。また、特許文献１の如きシールプレートが必要ないので、部品点数を減らしてコストを下げることができる。さらに、回転支持体が一体に形成されているので、部品点数を減らすことができるだけでなく、回転支持体が２つの部品からなる場合のように各部品の位置関係がずれることに起因して液漏れが発生するといったことを防ぐことができる。
【００１３】
第２の発明では、シリンダ本体とピストンとの間で硬度差が生じるので、互いの摺動部分における傷の発生を抑制することができる。また、シリンダ本体とピストンとの間で硬度差を出すためにシリンダ本体よりもシンプルな形状であるピストンの硬度を上げる処理を施せばよいので、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る回転シリンダの断面図である。
【図２】ピストンがスライド移動している状態を示す図１相当図である。
【図３】図１のIII拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００１６】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る回転シリンダ１を示す。該回転シリンダ１は、旋盤等の工作機械に取り付けられるチャック装置（図示せず）を回転可能に支持するとともに当該チャック装置による把持動作又は把持状態の解除動作を行うものであり、側面視で略Ｔ字状をなすシリンダ本体２を備えている。
【００１７】
該シリンダ本体２は、円筒状をなす回転軸部２ａと、該回転軸部２ａの一端に連続して設けられ、中心軸が上記回転軸部２ａの筒中心線に一致する回転円盤部２ｂとを備え、上記回転軸部２ａの筒中心線及び上記回転円盤部２ｂの中心軸を回転中心Ｃ１として当該回転中心Ｃ１周りに回転可能となっている。
【００１８】
上記シリンダ本体２の回転中心Ｃ１には、両端が開口するスライド孔２０が形成され、上記回転円盤部２ｂの内方には、上記回転中心Ｃ１周りに環状に延び、且つ、上記スライド孔２０に開口するシリンダ室１０が形成されている。
【００１９】
上記回転円盤部２ｂ外周面の上記回転軸部２ａ外周面との連続部分には、上記回転中心Ｃ１に沿って段差状に張り出す環状段差部２ｃが形成され、該環状段差部２ｃの外周縁部には、上記回転中心Ｃ１に沿って環状に延びる第１シール溝２ｆが複数並設されている。
【００２０】
また、上記回転軸部２ａの他端には、回転中心Ｃ１と直交する方向に突出するとともに回転中心Ｃ１周りに延びるリング状のストッパ部材２ｇが取り付けられ、該ストッパ部材２ｇは、上記環状段差部２ｃから所定の間隔をあけた位置となっている。
【００２１】
さらに、上記回転軸部２ａの外周面には、環状をなす一対のベアリングＢ１が上記環状段差部２ｃと上記ストッパ部材２ｇとの間で、且つ、当該環状段差部２ｃと上記ストッパ部材２ｇにそれぞれ隣設するように嵌め込まれている。
【００２２】
それに加えて、上記回転軸部２ａ及び上記回転円盤部２ｂの外周壁には、一端が上記シリンダ室１０に開口する一方、他端が上記回転軸部２ａの外周面中途部に開口する第１流体案内孔２ｄ及び第２流体案内孔２ｅが形成されている。
【００２３】
上記スライド孔２０には、ピストン３が上記回転中心Ｃ１に沿ってスライド可能に嵌挿されている。
【００２４】
上記ピストン３は、筒中心線が上記回転中心Ｃ１に一致する円筒部３ａと、該円筒部３ａの外周面から外側方に突出するとともに上記回転中心Ｃ１周りに環状に延びるフランジ部３ｂとを備え、該フランジ部３ｂは、上記シリンダ室１０に収容されて当該シリンダ室１０を回転中心Ｃ１の延長方向に第１空間１０ａと第２空間１０ｂとに区画するようになっている。
【００２５】
上記ピストン３は、鍛造により形成され、上記シリンダ本体２より硬くなるように、ガス軟窒化によりその表面硬度が６００Ｈｖ以上にされている。
【００２６】
上記円筒部３ａ外周面は、ガス軟窒化処理が施された後、フィルム研磨加工により仕上げられている。
【００２７】
上記円筒部３ａの上記回転円盤部２ｂから離れている側の端部には、当該端部の開口部分を塞ぐように蓋カバー３ｃが取り付けられている。
【００２８】
上記回転軸部２ａの周りには、当該回転軸部２ａを上記回転中心Ｃ１周りに回転可能に支持する回転支持体４が設けられ、該回転支持体４は、一体に形成されている。
【００２９】
上記回転支持体４は、内径の中心が上記回転中心Ｃ１に一致する環状部４１と、該環状部４１の下部に取り付けられた上下に短い筒状をなす液溜め部４４と、上記環状部４１の一方の開口側周縁に固定され、上記回転軸部２ａの他端側及び上記ピストン３の蓋カバー３ｃ側を覆うカバー部材４５とを備えている。
【００３０】
上記環状部４１は、鋳造により一体に形成されたものであり、回転中心Ｃ１に上記回転軸部２ａが挿入される軸支孔４１ａを有している。
【００３１】
上記環状部４１の上記回転円盤部２ｂに近い側の開口部分には、上記両ベアリングＢ１の一方と上記環状段差部２ｃとに順に外嵌合する第１嵌合凹部４０ａが形成されている。
【００３２】
上記第１嵌合凹部４０ａの内周面には、一対の第２シール溝４０ｃが上記第１シール溝２ｆに対応するように形成され、上記第１シール溝２ｆと上記第２シール溝４０ｃとで本発明の液漏れ防止部５を構成している。
【００３３】
上記環状部４１の上記回転円盤部２ｂに近い側の開口部分における上記液溜め部４４の内方に対応する位置には、上記各第２シール溝４０ｃに連通する一対の流体通過孔４０ｄが形成されている。
【００３４】
一方、上記環状部４１の上記回転円盤部２ｂから遠い側の開口部分には、上記両ベアリングＢ１の他方と上記ストッパ部材２ｇと順に外嵌合する第２嵌合凹部４０ｂが形成されている。
【００３５】
そして、上記両ベアリングＢ１によって上記第１嵌合凹部４０ａの内周面が上記環状段差部２ｃの外周縁部に摺接しながら上記シリンダ本体２が上記回転支持体４に対して回転中心Ｃ１周りに回転するようになっていて、流体が上記第１シール溝２ｆ及び第２シール溝４０ｃに入り込むことによって液漏れが防止されるようになっている。
【００３６】
上記環状部４１の内周面には、回転中心Ｃ１周りに延びる環状の第１溝部４１ｃ及び第２溝部４１ｄが並設され、上記第１溝部４１ｃは、上記第１流体案内孔２ｄの他端に、上記第２溝部４１ｄは、上記第２流体案内孔２ｅの他端にそれぞれ対応している。
【００３７】
上記環状部４１の一側面には、図２に示すように、外周面に開口するとともに上記第１溝部４１ｃに連通する第１連通部４２と、外周面に開口するとともに上記第２溝部４１ｄに連通する第２連通部４３とが形成されている。
【００３８】
上記第１流体案内孔２ｄ、上記第１溝部４１ｃ及び上記第１連通部４２は、本発明の第１流体通路部１１ａを構成し、上記第２流体案内孔２ｅ、上記第２溝部４１ｄ及び上記第２連通部４３は、本発明の第２流体通路部１１ｂを構成しており、上記第１流体通路部１１ａの一端は上記第１空間１０ａに開口する一方、上記第２流体通路部１１ｂの一端は、上記第２空間１０ｂに開口している。
【００３９】
そして、上記ピストン３は、上記第１流体通路部１１ａによって上記第１空間１０ａに流体を流入させるとともに上記第２流体通路部１１ｂによって上記第２空間１０ｂから流体を流出させると、回転中心Ｃ１に沿って一方側にスライドする一方、上記第２流体通路部１１ｂによって上記第２空間１０ｂに流体を流入させるとともに上記第１流体通路部１１ａによって上記第１空間１０ａから流体を流出させると、回転中心Ｃ１に沿って他方側にスライドするよう構成されている。
【００４０】
以上より、本発明の実施形態によると、シリンダ本体２における回転軸部２ａ及び回転円盤部２ｂの連続部分の厚みが環状段差部２ｃの分だけ厚くなるので。シリンダ本体２の剛性を高くすることができ、シリンダ室１０の容量を確保したまま回転シリンダ１を回転中心Ｃ１の延長方向にコンパクトにしても回転円盤部２ｂに変形や振動を発生させないようにできる。また、特許文献１の如きシールプレートが必要ないので、部品点数を減らしてコストを下げることができる。さらに、回転支持体４の環状部４１が一体に形成されているので、部品点数を減らすことができるだけでなく、環状部４１が２つの部品からなる場合のように環状部４１において各部品の位置関係がずれることに起因して液漏れが発生するといったことを防ぐことができる。
【００４１】
また、ピストン３がシリンダ本体２より硬く形成されているので、シリンダ本体２とピストン３との間で硬度差が生じることで互いの摺動部分における傷の発生を抑制することができる。さらに、シリンダ本体２とピストン３との間で硬度差を出すためにシリンダ本体２よりもシンプルな形状であるピストン３の硬度を上げる処理を施せばよいので、生産性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、旋盤等の工作機械に取り付けられ、チャック装置を回転可能に支持するとともに当該チャック装置による把持動作又は把持状態の解除動作を行う回転シリンダに適している。
【符号の説明】
【００４３】
１        回転シリンダ
２        シリンダ本体
２ａ        回転軸部
２ｂ        回転円盤部
２ｃ        環状段差部
３        ピストン
３ｂ        フランジ部
４        回転支持体
５        液漏れ防止部
１０        シリンダ室
１０ａ        第１空間
１０ｂ        第２空間
１１ａ        第１流体通路部
１１ｂ        第２流体通路部
２０        スライド孔
４０ａ        第１嵌合凹部
Ｃ１        回転中心
【図１】
2018024047.tif 000003
【図２】
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【図３】
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