特許 7190960 流体圧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-08

(45)【発行日】2022-12-16

(54)【発明の名称】流体圧装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20221209BHJP

   F15B 15/28 20060101ALI20221209BHJP

【ＦＩ】

F15B15/14 340A

F15B15/28 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019090881

(22)【出願日】2019-05-13

(65)【公開番号】P2019199965

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-11-15

(31)【優先権主張番号】P 2018093846

(32)【優先日】2018-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュンフイ ファン

(72)【発明者】

【氏名】土井 孝文

(72)【発明者】

【氏名】赤井 柊吉

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００７４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０３０５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３８１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５６７８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／１４

Ｆ１５Ｂ １５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面を含み、所定軸を中心とする円筒形状を有する第１部材と、
前記第１部材の内部に配置され、前記第１部材とともに、圧力流体が配置される流体室を区画形成する第２部材とを備え、
前記第１部材には、前記外周面に溝部が設けられ、
前記溝部は、少なくとも、前記所定軸の半径方向において前記流体室が前記外周面に投影される投影範囲において、前記所定軸の半径方向から見た場合に前記所定軸に対して傾斜するように設けられ、さらに、
前記溝部に配置される配線を備える、流体圧装置。

【請求項2】

前記溝部は、前記所定軸に沿って螺旋状に周回するように設けられる、請求項１に記載の流体圧装置。

【請求項3】

前記溝部は、前記投影範囲において、前記所定軸に対して第１角度α１（０°＜α１＜９０°）をなして延びる第１区間部と、前記投影範囲から外れた範囲において、前記所定軸に対して、前記第１角度α１よりも小さい第２角度α２（０°≦α２＜９０°）をなして延びる第２区間部とを有する、請求項１または２に記載の流体圧装置。

【請求項4】

前記溝部は、湾曲形状の断面をなす底部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体圧装置。

【請求項5】

前記第２部材は、前記流体室に配置された圧力流体からの圧力を受けることにより、前記所定軸の軸方向に移動するピストンを含み、さらに、
前記ピストンの位置を検出する位置検出センサを備え、
前記配線は、前記位置検出センサから延出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の流体圧装置。

【請求項6】

前記第１部材には、複数の前記溝部が設けられ、
複数の前記溝部のうちの少なくとも１つの前記溝部は、流体が流れる流路を形成する、請求項１に記載の流体圧装置。

【請求項7】

前記外周面を覆うように設けられる熱収縮チューブをさらに備える、請求項６に記載の流体圧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流体圧装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０００－３１７７０７号公報（特許文献１）には、工作機械の主軸装置が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示される工作機械の主軸装置は、工具主軸と、工具主軸の軸孔に挿入され、工具をクランプ方向に付勢するドローバーと、ドローバーをアンクランプ方向に移動させるアンクランプシリンダとを備える。アンクランプシリンダは、円筒形状を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの内側に配置されるピストンとを有する。シリンダブロックおよびピストンは、ピストンの作動油が供給される油室を区画形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－３１７７０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１に開示されるように、従来の流体圧装置の一例として、油圧により主軸をアンクランプ動作させるアンクランプシリンダが知られている。

【0006】

このようなアンクランプシリンダにおいて、たとえば、ピストンの位置を検出するための位置検出センサの配線を配索することを目的に、シリンダブロックの外周面に溝部が設けられる場合がある。しかしながら、シリンダブロックに溝部を設ける形態によっては、油室からの油圧の作用が原因で溝部に過大な応力集中が発生し、アンクランプシリンダの耐久性が損なわれるおそれがある。

【0007】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、過大な応力集中の発生が抑制される流体圧装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明の１つの局面に従った流体圧装置は、外周面を含み、所定軸を中心とする円筒形状を有する第１部材と、第１部材の内部に配置され、第１部材とともに、圧力流体が配置される流体室を区画形成する第２部材とを備える。流体圧装置は、第１部材には、外周面に溝部が設けられる。溝部は、少なくとも、所定軸の半径方向において流体室が外周面に投影される投影範囲において、所定軸の半径方向から見た場合に所定軸に対して傾斜するように設けられる。流体圧装置は、溝部に配置される配線をさらに備える。
この発明の別の局面に従った流体圧装置は、外周面を含み、所定軸を中心とする円筒形状を有する第１部材と、第１部材の内部に配置され、第１部材とともに、圧力流体が配置される流体室を区画形成する第２部材とを備える。第１部材には、外周面に溝部が設けられる。溝部は、少なくとも、所定軸の半径方向において流体室が外周面に投影される投影範囲において、所定軸の半径方向から見た場合に所定軸に対して傾斜するように設けられる。

【0009】

このように構成された流体圧装置によれば、流体室からの流体圧が第１部材に作用することによって、特に所定軸の半径方向において流体室が外周面に投影される投影範囲において、溝部に所定軸の周方向に広がる方向の力が加わる。この際、溝部は、少なくともその投影範囲において、所定軸の半径方向から見た場合に所定軸に対して傾斜するように設けられるため、所定軸の軸方向における溝部の両側には、第１部材の肉厚部分が存在することになる。これにより、所定軸の周方向に広がる方向の力に対して、第１部材の剛性を溝部の周りで高めることができるため、溝部に過大な応力集中が発生することを抑制できる。

【0010】

また好ましくは、溝部は、所定軸に沿って螺旋状に周回するように設けられる。
このように構成された流体圧装置によれば、溝部を所定軸に対して傾斜するように設けつつ、溝部を所望の位置まで延ばすことができる。

【0011】

また好ましくは、溝部は、投影範囲において、所定軸に対して第１角度α１（０°＜α１＜９０°）をなして延びる第１区間部と、投影範囲から外れた範囲において、所定軸に対して、第１角度よりも小さい第２角度α２（０°≦α２＜９０°）をなして延びる第２区間部とを有する。

【0012】

このように構成された流体圧装置によれば、溝部が所定軸に対してなす角度が大きいほど、所定軸の周方向に広がる方向の力に対して、第１部材の剛性を溝部の周りでより高めることができる。このため、投影範囲に設けられる第１区間部では、所定軸に対して相対的に大きい第１角度α１をなすように溝部を設け、投影範囲から外れた範囲に設けられる第２区間部では、所定軸に対して相対的に小さい第２角度α２をなすように溝部を設けることによって、溝部に過大な応力集中が発生することをより効果的に抑制することができる。

【0013】

また好ましくは、溝部は、湾曲形状の断面をなす底部を有する。
このように構成された流体圧装置によれば、溝部に過大な応力集中が発生することをより効果的に抑制することができる。

【0014】

また好ましくは、流体圧装置は、溝部に配置される配線をさらに備える。
このように構成された流体圧装置によれば、溝部に過大な応力集中が発生することを抑制しつつ、配線をシリンダの外周面に沿って配索することができる。

【0015】

また好ましくは、第２部材は、流体室に配置された圧力流体からの圧力を受けることにより、前記所定軸の軸方向に移動するピストンを含む。流体圧装置は、ピストンの位置を検出する位置検出センサをさらに備える。配線は、位置検出センサから延出する。

【0016】

このように構成された流体圧装置によれば、溝部に過大な応力集中が発生することを抑制しつつ、位置検出センサから延出する配線を、シリンダの外周面に沿って配索することができる。

【0017】

また好ましくは、第１部材には、複数の溝部が設けられる。複数の溝部のうちの少なくとも１つの溝部は、流体が流れる流路を形成する。

【0018】

このように構成された流体圧装置によれば、複数の溝部のうちの少なくとも１つの溝部が形成する流路に流体を流すことによって、流体圧装置の動作に伴って発熱する第１部材およびその周りを効果的に冷却することができる。

【0019】

また好ましくは、流体圧装置は、外周面を覆うように設けられる熱収縮チューブをさらに備える。

【0020】

このように構成された流体圧装置によれば、流体が流れる流路を形成する溝部の密閉度を高めて、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上に説明したように、この発明に従えば、過大な応力集中の発生が抑制される流体圧装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】この発明の実施の形態１におけるアンクランプシリンダ（クランプ状態）を示す断面図である。

【図2】この発明の実施の形態１におけるアンクランプシリンダ（アンクランプ状態）を示す断面図である。

【図3】外周側シリンダを示す斜視図である。

【図4】外周側シリンダを示す斜視図である。

【図5】平面状に展開された外周側シリンダの外周面を示す図である。

【図6】図５中の２点鎖線ＶＩで囲まれた範囲を示す図である。

【図7】図５中のＶＩＩ－ＶＩＩ線上の矢視方向から見た外周側シリンダを示す断面図である。

【図8】比較のための外周側シリンダを示す図である。

【図9】図５中に示す外周側シリンダの第１変形例を示す図である。

【図10】図９中の２点鎖線Ｘで囲まれた範囲を示す図である。

【図11】図５中に示す外周側シリンダの第２変形例を示す図である。

【図12】図１１中の２点鎖線ＸＩＩで囲まれた範囲を示す図である。

【図13】図１１中の２点鎖線ＸＩＩＩで囲まれた範囲を示す図である。

【図14】この発明の実施の形態２におけるアンクランプシリンダ（クランプ状態）を示す断面図である。

【図15】図１４中のアンクランプシリンダにおける外周側シリンダおよび熱収縮チューブを示す側面図である。

【図16】図１４中の２点鎖線ＸＶＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。

【図17】図１４中のアンクランプシリンダにおける外周側シリンダを示す側面図である。

【図18】図１４中のアンクランプシリンダにおける外周側シリンダを示す別の側面図である。

【図19】平面状に展開された外周側シリンダの外周面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0024】

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるアンクランプシリンダ（クランプ状態）を示す断面図である。図２は、この発明の実施の形態１におけるアンクランプシリンダ（アンクランプ状態）を示す断面図である。

【0025】

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるアンクランプシリンダ１０は、クランプされた工具を油圧によりアンクランプさせるための装置である。図１中には、工具のクランプ時におけるアンクランプシリンダ１０（クランプ状態）が示され、図２中には、工具のアンクランプ時におけるアンクランプシリンダ１０（アンクランプ状態）が示されている。

【0026】

代表的な例として、アンクランプシリンダ１０は、工作機械（マシニングセンタ）の工具主軸に搭載されている。図中の左側が、主軸の前方側（工具が装着される主軸先端側）に対応し、図中の右側が、主軸の後方側に対応する。

【0027】

アンクランプシリンダ１０は、外周側シリンダ２１と、ハウジング１４と、ピストン４１と、内周側シリンダ５１とを有する。

【0028】

外周側シリンダ２１は、全体として、中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する。中心軸１０１は、主軸における工具の回転中心軸と一致し、主軸前方側から主軸後方側に向けて延びている。外周側シリンダ２１は、前方部２６と、後方部２７とを有する。外周側シリンダ２１において、前方部２６は、主軸前方側に設けられ、後方部２７は、主軸後方側に設けられている。前方部２６は、後方部２７よりも小さい内径を有する。前方部２６および後方部２７は、同じ大きさの外径を有する。

【0029】

外周側シリンダ２１は、外周面２２を有する。外周面２２は、中心軸１０１を中心とする円筒面である。外周側シリンダ２１は、ハウジング１４の内部に嵌合されている。外周面２２は、ハウジング１４の内周面と接触している。

【0030】

内周側シリンダ５１は、外周側シリンダ２１の内部に配置されている。内周側シリンダ５１は、外周側シリンダ２１の内部に嵌合されている。

【0031】

内周側シリンダ５１は、全体として、中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する。内周側シリンダ５１は、前方部５２と、後方部５３とを有する。内周側シリンダ５１において、前方部５２は、主軸前方側に設けられ、後方部５３は、主軸後方側に設けられている。前方部５２および後方部５３は、同じ大きさの内径を有する。前方部５２は、後方部５３よりも小さい外径を有する。

【0032】

内周側シリンダ５１の後方部５３は、外周側シリンダ２１の後方部２７の内部に嵌合されている。内周側シリンダ５１の後方部５３は、外周側シリンダ２１の前方部２６から主軸後方側に距離を隔てた位置に設けられている。外周側シリンダ２１の前方部２６および内周側シリンダ５１の後方部５３の間において、外周側シリンダ２１の後方部２７と、内周側シリンダ５１の前方部５２とが、中心軸１０１の半径方向に距離を隔てて対向している。内周側シリンダ５１の前方部５２の外径は、外周側シリンダ２１の前方部２６の内径よりも小さい。

【0033】

ピストン４１は、外周側シリンダ２１の内部に配置されている。ピストン４１は、中心軸１０１の半径方向において、外周側シリンダ２１および内周側シリンダ５１の間に配置されている。ピストン４１は、外周側シリンダ２１および内周側シリンダ５１の間において、中心軸１０１の軸方向に移動（摺動）可能なように設けられている。

【0034】

ピストン４１は、全体として、中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する。ピストン４１は、前方部４６と、後方部４７とを有する。ピストン４１において、前方部４６は、主軸前方側に設けられて、後方部４７は、主軸後方側に設けられている。前方部４６および後方部４７は、同じ大きさの内径を有する。前方部４６は、後方部４７よりも小さい外径を有する。

【0035】

ピストン４１の前方部４６は、中心軸１０１の半径方向において、内周側シリンダ５１の前方部５２および外周側シリンダ２１の前方部２６の間に設けられている。ピストン４１の後方部４７は、中心軸１０１の半径方向において、内周側シリンダ５１の前方部５２および外周側シリンダ２１の後方部２７の間に設けられている。

【0036】

図１に示されるように、外周側シリンダ２１およびピストン４１は、油室７６を区画形成している。油室７６は、中心軸１０１の半径方向において、ピストン４１の前方部４６および外周側シリンダ２１の後方部２７の間に区画され、中心軸１０１の軸方向において、外周側シリンダ２１の前方部２６およびピストン４１の後方部４７の間に区画されている。ピストン４１には、油室７６に連通する油路４２が形成されている。

【0037】

図２に示されるように、外周側シリンダ２１、内周側シリンダ５１およびピストン４１は、油室７１を区画形成している。油室７１は、中心軸１０１の半径方向において、内周側シリンダ５１の前方部５２および外周側シリンダ２１の後方部２７の間に区画されている。油室７１は、中心軸１０１の軸方向において、ピストン４１の後方部４７および内周側シリンダ５１の後方部５３の間に区画されている。内周側シリンダ５１には、油室７１に連通する油路５６が形成されている。

【0038】

代表的に図１に示されるように、アンクランプシリンダ１０を搭載する主軸には、工具を把持可能なコレット（不図示）と、中心軸１０１の軸方向に沿って前後移動することによって、コレットを開閉動作させるドローバー１０５と、ドローバー１０５に嵌装される皿バネ（不図示）とが備わっている。

【0039】

図１に示されるクランプ状態において、ドローバー１０５は、皿バネのバネ力により主軸後方側に向けて引き込まれる。これにより、コレットが閉動作し、工具が閉動作したコレットに把持されることによってクランプ状態が得られる。油室７６は、作動油により満たされている。ピストン４１は、ピストン４１の後方部４７が、中心軸１０１の軸方向において内周側シリンダ５１の後方部５３と当接する主軸後方側のストローク端に位置決めされている。

【0040】

図１に示されるクランプ状態から図２に示されるアンクランプ状態に移行する場合、作動油が、油路５６を通じて油室７１に供給されるとともに、油室７６内の作動油が、油路４２を通じて外部に排出される。

【0041】

ピストン４１は、ピストン４１の後方部４７が、中心軸１０１の軸方向において外周側シリンダ２１の前方部２６と当接する主軸前方側のストローク端に位置決めされる。ドローバー１０５は、ピストン４１により主軸前方側に向けて押される。これにより、コレットが開動作し、工具が開動作したコレットから開放されることによってアンクランプ状態が得られる。

【0042】

図２に示されるアンクランプ状態から図１に示されるクランプ状態に移行する場合、作動油が、油路４２を通じて油室７６に供給されるとともに、油室７１内の作動油が、油路５６を通じて外部に排出される。

【0043】

図３および図４は、外周側シリンダを示す斜視図である。図５は、平面状に展開された外周側シリンダの外周面を示す図である。図５中において、０°と示された外周面２２の上側の辺と、３６０°と示された外周面２２の下側の辺とが、本来、中心軸１０１の軸周りの同位相で重なり合う。図５中には、中心軸１０１の半径方向から見た溝部３３（後述）が示されている。

【0044】

図１から図５を参照して、アンクランプシリンダ１０は、位置検出センサ６１と、配線６２とをさらに有する。位置検出センサ６１は、ピストン４１の位置を検出可能なように構成されている。配線６２は、位置検出センサ６１から延出する配線である。

【0045】

図１に示されるように、アンクランプシリンダ１０を搭載する主軸には、ドローバー１０５と一体に設けられた移動部材１１０が備わっている。移動部材１１０は、突起部１２０を有する。突起部１２０は、中心軸１０１の半径方向外側に突出し、中心軸１０１の周方向に延在する鍔形状をなしている。位置検出センサ６１は、中心軸１０１の半径方向において、移動部材１１０（突起部１２０）と対向して配置されている。

【0046】

位置検出センサ６１は、近接センサからなる。移動部材１１０がドローバー１０５とともに中心軸１０１に軸方向に移動すると、位置検出センサ６１に対する突起部１２０の位置関係が変化する。位置検出センサ６１により突起部１２０が検出されるか否かによって、主軸のクランプ状態およびアンクランプ状態が検知される。

【0047】

外周側シリンダ２１には、凹部３１と、溝部３３と、貫通孔３２とが設けられている。凹部３１は、中心軸１０１の軸周りの所定の位相位置において、外周面２２において凹形状の断面を有する。凹部３１は、外周側シリンダ２１の前方部２６に設けられている。凹部３１は、外周側シリンダ２１の主軸前方側に設けられている。凹部３１には、位置検出センサ６１が配置されている。

【0048】

貫通孔３２は、中心軸１０１の半径方向において外周側シリンダ２１を貫通する貫通孔からなる。貫通孔３２は、凹部３１から中心軸１０１の軸方向に距離を隔てた位置に設けられている。貫通孔３２は、外周側シリンダ２１の後方部２７に設けられている。貫通孔３２は、中心軸１０１の半径方向において内周側シリンダ５１の後方部５３と重なる位置に設けられている。

【0049】

溝部３３は、外周面２２に設けられている。溝部３３は、外周面２２において凹形状の断面を有する。溝部３３は、凹部３１および貫通孔３２の間で延びている。

【0050】

配線６２は、溝部３３に配置されている。位置検出センサ６１から延出した配線６２は、溝部３３を通って貫通孔３２に挿入されている。貫通孔３２に挿入された配線６２は、内周側シリンダ５１に設けられた配線用の孔（不図示）を通じて主軸後方側に引き出されている。

【0051】

続いて、外周側シリンダ２１に設けられた溝部３３の構成について詳細に説明する。図５を参照して、外周面２２上には、投影範囲８１と、非投影範囲８２および非投影範囲８３とが規定されている。

【0052】

投影範囲８１は、中心軸１０１の半径方向において油室７１および油室７６が外周面２２に投影される範囲である。

【0053】

投影範囲８１から中心軸１０１の半径方向内側に距離を隔てた位置に、作動油が流入可能に構成された油室７１および油室７６が存在する。主軸前方側における投影範囲８１の端部の位置は、図１に示される主軸前方側における油室７６の端部の位置と一致している。主軸後方側における投影範囲８１の端部の位置は、図２に示される主軸後方側における油室７１の端部の位置と一致している。

【0054】

非投影範囲８２および非投影範囲８３は、投影範囲８１から外れた範囲である。非投影範囲８２および非投影範囲８３は、中心軸１０１の半径方向において油室７１および油室７６が外周面２２に投影されない範囲である。

【0055】

非投影範囲８２は、投影範囲８１の主軸前方側に隣り合って規定されている。凹部３１は、非投影範囲８２に設けられている。非投影範囲８３は、投影範囲８１の主軸後方側に隣り合って規定されている。貫通孔３２は、非投影範囲８３に設けられている。

【0056】

図６は、図５中の２点鎖線ＶＩで囲まれた範囲を示す図である。図７は、図５中のＶＩＩ－ＶＩＩ線上の矢視方向から見た外周側シリンダを示す断面図である。

【0057】

図５および図６を参照して、溝部３３は、少なくとも投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。溝部３３は、少なくとも投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１と非平行となるように設けられている。

【0058】

溝部３３は、傾斜部３６と、平行部３７とを有する。傾斜部３６は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。傾斜部３６は、中心軸１０１と角度αをなしている（０°＜α＜９０°）。傾斜部３６は、中心軸１０１に沿って螺旋状に周回するように設けられている。傾斜部３６は、非投影範囲８２、投影範囲８１および非投影範囲８３の間に渡って設けられている。傾斜部３６は、主軸前方側の端部において、凹部３１に接続されている。

【0059】

角度αは、０°を超え、９０°未満の範囲であってもよい。角度αは、１５°以上９０°未満の範囲であってもよい。角度αは、３０°以上９０°未満の範囲であってもよい。角度αは、４５°以上９０°未満の範囲であってもよい。角度αは、６０°以上９０°未満の範囲であってもよい。角度αは、７５°以上９０°未満の範囲であってもよい。

【0060】

傾斜部３６は、中心軸１０１の周方向において、３６０°以上の角度範囲に渡って設けられている。傾斜部３６は、中心軸１０１の周方向において、１８０°以上３６０°未満の角度範囲に渡って設けられてもよい。傾斜部３６は、中心軸１０１の周方向において、９０°を超え１８０未満の角度範囲に渡って設けられてもよい。傾斜部３６は、中心軸１０１の周方向において、０°を超え９０未満の角度範囲に渡って設けられてもよい。

【0061】

平行部３７は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１と平行に設けられている。平行部３７は、非投影範囲８３に設けられている。平行部３７は、主軸前方側の端部において傾斜部３６に接続され、主軸後方側の端部において貫通孔３２に接続されている。

【0062】

溝部３３は、底部３４を有する。底部３４は、溝部３３の底部分である。底部３４は、湾曲形状の断面をなしている。底部３４は、半円形状の断面をなしている。

【0063】

図８は、比較のための外周側シリンダを示す図である。図８には、図６に対応する外周面２２上の範囲が示されている。図８を参照して、本比較例では、溝部３３が、投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１と平行に延びるように設けられている。

【0064】

油室７１および油室７６からの油圧が外周側シリンダ２１に作用することによって、特に投影範囲８１においては、溝部３３に中心軸１０１の周方向に広がる方向の力（図６および図８中の矢印に示す方向の力）が加わる。上記の比較例においては、溝部３３に応力集中が発生することによって、クランプ動作およびアンクランプ動作の繰り返しに伴い、底部３４に沿って線状のクラックが発生する懸念が生じる。

【0065】

図５から図７を参照して、これに対して、本実施の形態では、溝部３３が、少なくとも投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。

【0066】

このような構成によれば、中心軸１０１の軸方向における溝部３３の両側には、外周側シリンダ２１の肉厚部分２５が存在することになる。これにより、中心軸１０１の周方向に広がる方向の力に対して、外周側シリンダ２１の剛性を溝部３３の周りで高めることができる。結果、溝部３３に過大な応力集中が発生することを抑制して、外周側シリンダ２１の耐久性を向上させることができる。

【0067】

また、本実施の形態では、溝部３３の底部３４が、湾曲形状の断面をなしている。このような構成により、溝部３３に過大な応力集中が発生することをより効果的に抑制することができる。

【0068】

図９は、図５中に示す外周側シリンダの第１変形例を示す図である。図１０は、図９中の２点鎖線Ｘで囲まれた範囲を示す図である。図９および図１０は、それぞれ、図５および図６に対応する図である。

【0069】

図９および図１０を参照して、本変形例では、溝部３３の全体が、傾斜部３８から構成されている。傾斜部３８は、中心軸１０１に沿って螺旋状に周回するように設けられている。傾斜部３８は、主軸前方側の端部において凹部３１に接続され、主軸後方側の端部において貫通孔３２に接続されている。

【0070】

このような構成においても、溝部３３に過大な応力集中が発生することを抑制して、外周側シリンダ２１の耐久性を向上させることができる。

【0071】

図１１は、図５中に示す外周側シリンダの第２変形例を示す図である。図１２は、図１１中の２点鎖線ＸＩＩで囲まれた範囲を示す図である。図１１および図１２は、それぞれ、図５および図６に対応する図である。図１３は、図１１中の２点鎖線ＸＩＩＩで囲まれた範囲を示す図である。

【0072】

図１１から図１３を参照して、本変形例では、溝部３３が、第１傾斜部８６と、第２傾斜部８７とを有する。第１傾斜部８６および第２傾斜部８７は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。

【0073】

第１傾斜部８６は、中心軸１０１に沿って螺旋状に周回するように設けられている。第１傾斜部８６は、非投影範囲８２、投影範囲８１および非投影範囲８３の間に渡って設けられている。第１傾斜部８６は、主軸前方側の端部において、凹部３１に接続されている。

【0074】

第２傾斜部８７は、非投影範囲８３に設けられている。第２傾斜部８７は、主軸前方側の端部において第１傾斜部８６に接続され、主軸後方側の端部において貫通孔３２に接続されている。

【0075】

溝部３３は、投影範囲８１において、中心軸１０１に対して第１角度α１（０°＜α１＜９０°）をなして延びる第１区間部８６ｊと、非投影範囲８３において、中心軸１０１に対して第２角度α２（０°≦α２＜９０°）をなして延びる第２区間部８７ｊとを有する。第１区間部８６ｊは、第１傾斜部８６のうちの投影範囲８１に設けられる部分である。第２区間部８７ｊは、第２傾斜部８７の全部である。第２角度α２は、第１角度α１よりも小さい（α２＜α１）。

【0076】

溝部３３が中心軸１０１に対してなす角度が大きいほど、中心軸１０１の周方向に広がる方向の力に対して、外周側シリンダ２１の剛性を溝部３３の周りでより高めることができる。このため、投影範囲８１に配置される第１区間部８６ｊでは、中心軸１０１に対して相対的に大きい第１角度α１をなすように溝部３３を設け、非投影範囲８３に配置される第２区間部８７ｊでは、中心軸１０１に対して相対的に小さい第２角度α２をなすように溝部３３を設けることによって、溝部３３に過大な応力集中が発生することを効果的に抑制することができる。

【0077】

また、図９に示される第１変形例における外周側シリンダ２１と、図１１に示される第２変形例における外周側シリンダ２１とを比較する。溝部３３の始点位置（凹部３１の位置）および溝部３３の終点位置（貫通孔３２の位置）が、双方の変形例で同じであるとすると、図１１に示される第２変形例における外周側シリンダ２１の方が、中心軸１０１の軸方向において第１傾斜部８６の終点位置が始点位置に近づく分だけ、投影範囲８１において溝部３３が中心軸１０１となす角度を大きく設定することができる（図１２中のα１＞図１０中のα３）。このため、投影範囲８１と、非投影範囲８２および非投影範囲８３との間で、溝部３３の傾きに適切な大小関係を設けることによって、溝部３３に過大な応力集中が発生することをより効果的に抑制することができる。

【0078】

第１傾斜部８６および第２傾斜部８７は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられているが、第２区間部８７ｊにおいて溝部３３が中心軸１０１に対してなす角度α２は、０°であってもよく、この場合、第２区間部８７ｊは、図５に示される平行部３７と同じ形態となる。

【0079】

以上に説明した、この発明の実施の形態１における流体圧装置としてのアンクランプシリンダ１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるアンクランプシリンダ１０は、外周面２２を含み、所定軸としての中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する第１部材としての外周側シリンダ２１と、外周側シリンダ２１の内部に配置され、外周側シリンダ２１とともに、圧力流体としての作動油が配置される流体室としての油室７１および油室７６を区画形成する第２部材としてのピストン４１および内周側シリンダ５１とを備える。外周側シリンダ２１には、外周面２２に溝部３３が設けられる。溝部３３は、少なくとも、中心軸１０１の半径方向において油室７１および油室７６が外周面２２に投影される投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見て中心軸１０１に対して傾斜するように設けられる。

【0080】

このように構成された、この発明の実施の形態１におけるアンクランプシリンダ１０によれば、溝部３３において過大な応力集中が発生することを抑制して、外周側シリンダ２１の耐久性を向上させることができる。

【0081】

なお、本発明における流体圧装置は、上記のアンクランプシリンダ１０に限定されず、流体圧力が発生する各種の装置に適用される。本発明における流体圧装置は、たとえば、ワークを搬送するワーク搬送装置または自動工具交換装置における油圧アクチュエータに適用されてもよいし、油が流通する配管装置に適用されてもよい。また、流体圧装置で発生する圧力は、油圧に限られず、たとえば、空気圧であってもよいし、油以外の液体の圧力であってもよい。

【0082】

また、溝部に配置される配線は、センサ用の配線に限られず、各種の電力用ケーブルや信号用ケーブル、光ケーブルなどが溝部に配置されてもよい。さらに、本発明における溝部は、配線を配索するためのものに限られず、たとえば、センサ類を設置するための溝部であってもよいし、冷却水等の冷媒を流すための溝部であってもよいし、単に第１部材の外周上に空気層を設けるための溝部であってもよい。

【0083】

（実施の形態２）
図１４は、この発明の実施の形態２におけるアンクランプシリンダ（クランプ状態）を示す断面図である。図１４中には、アンクランプシリンダの上半分の断面が示されている。図１５は、図１４中のアンクランプシリンダにおける外周側シリンダおよび熱収縮チューブを示す側面図である。図１６は、図１４中の２点鎖線ＸＶＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。

【0084】

図１７および図１８は、図１４中のアンクランプシリンダにおける外周側シリンダを示す側面図である。図１９は、平面状に展開された外周側シリンダの外周面を示す図である。

【0085】

本実施の形態におけるアンクランプシリンダは、実施の形態１におけるアンクランプシリンダ１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

【0086】

図１４から図１９を参照して、本実施の形態では、外周側シリンダ２１に、螺旋溝２１０および貫通孔２１２と、螺旋溝２２０および貫通孔２２２とがさらに設けられている。

【0087】

貫通孔２１２および貫通孔２２２は、中心軸１０１の半径方向において外周側シリンダ２１を貫通する貫通孔からなる。貫通孔２１２および貫通孔２２２は、中心軸１０１の周方向において互いにずれた位相位置に設けられている。貫通孔２１２および貫通孔２２２は、非投影範囲８３に設けられている。貫通孔２１２および貫通孔２２２は、中心軸１０１の周方向において貫通孔３２からずれた位相位置に設けられている。

【0088】

螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、外周面２２に設けられている。螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、外周面２２において凹形状の断面を有する。

【0089】

螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、中心軸１０１に沿って螺旋状に周回している。螺旋溝２１０、溝部３３および螺旋溝２２０は、中心軸１０１の周方向において所定の位相だけ互いにずれながら、中心軸１０１を中心に螺旋状に周回している。螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、中心軸１０１の周方向において１８０°の位相だけずれながら、中心軸１０１を中心に螺旋状に周回している。螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、中心軸１０１の軸方向において、非投影範囲８２、投影範囲８１および非投影範囲８３の間に渡って設けられている。

【0090】

螺旋溝２１０は、外周側シリンダ２１の前方端と、貫通孔２１２との間で延びている。螺旋溝２２０は、外周側シリンダ２１の前方端と、貫通孔２２２との間で延びている。

【0091】

螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、少なくとも投影範囲８１において、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。

【0092】

図１９に示されるように、螺旋溝２１０は、傾斜部２１６と、第１平行部２１７と、第２平行部２１８とを有する。傾斜部２１６は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１に対して傾斜するように設けられている。傾斜部２１６は、溝部３３の傾斜部３６と平行に設けられている。螺旋溝２１０は、傾斜部２１６において、中心軸１０１に沿って螺旋状に周回している。傾斜部２１６は、非投影範囲８２、投影範囲８１および非投影範囲８３の間に渡って設けられている。

【0093】

第１平行部２１７および第２平行部２１８は、中心軸１０１の半径方向から見た場合に中心軸１０１と平行に設けられている。第１平行部２１７は、主軸前方側の端部において傾斜部２１６に接続され、主軸後方側の端部において貫通孔２１２に接続されている。第２平行部２１８は、主軸前方側の端部において外周側シリンダ２１の前方端に達し、主軸後方側の端部において傾斜部２１６に接続されている。第１平行部２１７および第２平行部２１８は、中心軸１０１の周方向において同一の位相位置に設けられている。傾斜部２１６は、第１平行部２１７および第２平行部２１８の間において、中心軸１０１を中心に３６０°周回している。

【0094】

螺旋溝２２０は、螺旋溝２１０の傾斜部２１６に対応する傾斜部２２６と、螺旋溝２１０の第１平行部２１７に対応する第１平行部２２７と、螺旋溝２１０の第２平行部２１８に対応する第２平行部２２８とを有する。傾斜部２２６、第１平行部２２７および第２平行部２２８は、それぞれ、螺旋溝２１０の傾斜部２１６、第１平行部２１７および第２平行部２１８と同じ態様で設けられている。傾斜部２２６は、非投影範囲８２、投影範囲８１および非投影範囲８３の間に渡って設けられている。

【0095】

螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、空気が流れる流路２４０を形成している（図１６を参照のこと）。図１４に示されるように、アンクランプシリンダの後端側から外周側シリンダ２１に空気（エアー）が導入される。空気は、貫通孔２１２および貫通孔２２２を通じて、それぞれ、螺旋溝２１０および螺旋溝２２０内の流路２４０に流入し、流路２４０を流れた後、アンクランプシリンダの前端側に排出される。

【0096】

このような構成によれば、アンクランプシリンダの動作に伴って発熱する外周側シリンダ２１およびその周辺を効果的に冷却することができる。

【0097】

図１４から図１６を参照して、本実施の形態におけるアンクランプシリンダは、熱収縮チューブ２５０をさらに有する。熱収縮チューブ２５０は、外周面２２を覆うように設けられている。

【0098】

熱収縮チューブ２５０は、第２平行部２１８および第２平行部２２８の一部を除いて、螺旋溝２１０および螺旋溝２２０の全体を覆うように設けられている。熱収縮チューブ２５０は、少なくとも、螺旋溝２１０の傾斜部２１６と、螺旋溝２２０の傾斜部２２６とを覆うように設けられている。熱収縮チューブ２５０は、貫通孔２１２および貫通孔２２２を覆うように設けられている。熱収縮チューブ２５０は、溝部３３および貫通孔３２を覆うように設けられている。

【0099】

熱収縮チューブ２５０は、外周側シリンダ２１に装着される前に、外周側シリンダ２１の外周面２２よりも大きい内径のチューブ形状を有している。熱収縮チューブ２５０の内側に外周側シリンダ２１が挿入された状態で、熱収縮チューブ２５０が加熱される。これにより、熱収縮チューブ２５０が熱収縮し、外周側シリンダ２１の外周面２２に密着する。

【0100】

このような構成によれば、熱収縮チューブ２５０によって、溝部３３からの配線６２の脱落を防ぐとともに、螺旋溝２１０および螺旋溝２２０内の流路２４０の密閉度を高めて、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。

【0101】

以上に説明した、この発明の実施の形態２におけるアンクランプシリンダにおいては、第１部材としての外周側シリンダ２１に、複数の溝部としての螺旋溝２１０、溝部３３および螺旋溝２２０が設けられている。複数の溝部のうちの少なくとも１つの溝部としての螺旋溝２１０および螺旋溝２２０は、流体としての空気が流れる流路２４０を形成している。

【0102】

なお、本発明において、流路用の溝部が設けられる形態は、特に限定されない。たとえば、本実施の形態では、外周側シリンダ２１に、２本の螺旋溝２１０、２２０が設けられる場合について説明したが、これに限られず、１本の螺旋溝が設けられてもよいし、３本以上の複数本の螺旋溝が設けられてもよい。各螺旋溝が中心軸１０１を中心に周回する位相範囲は、３６０°よりも大きくもよいし、３６０°よりも小さくてもよい。螺旋溝がなす開口面積は、配線用の溝部がなす開口面積以上であってもよいし、配線用の溝部がなす開口面積よりも小さくてもよい。また、流路用の溝部には、空気等の気体に限られず、たとえば、冷却水等の液体が流されてもよい。

【0103】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0104】

この発明は、油圧等の流体圧が発生する流体圧装置に適用される。

【符号の説明】

【0105】

１０ アンクランプシリンダ、１４ ハウジング、２１ 外周側シリンダ、２２ 外周面、２５ 肉厚部分、２６，４６，５２ 前方部、２７，４７，５３ 後方部、３１ 凹部、３２，２１２，２２２ 貫通孔、３３ 溝部、３４ 底部、３６，３８，２１６，２２６ 傾斜部、３７ 平行部、４１ ピストン、４２，５６ 油路、５１ 内周側シリンダ、６１ 位置検出センサ、６２ 配線、７１，７６ 油室、８１ 投影範囲、８２，８３ 非投影範囲、８６ 第１傾斜部、８６ｊ 第１区間部、８７ 第２傾斜部、８７ｊ 第２区間部、１０１ 中心軸、１０５ ドローバー、１１０ 移動部材、１２０ 突起部、２１０，２２０ 螺旋溝、２１７，２２７ 第１平行部、２１８，２２８ 第２平行部、２４０ 流路、２５０ 熱収縮チューブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】