JP2007263257A - 浮動性継手装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高荷重にも対応可能で、小径化が可能な浮動性継手装置を提供する。
【解決手段】被動体側に、他方の継手側部材を偏心、偏角を吸収可能に係合する浮動性継手装置において、前記被動体の被動体側部材３３に係止される連絡部材１０と、前記連絡部材に締結され一体化されるフランジ継手部材２と、該フランジ継手部材２に、偏心・偏角を吸収可能にクリアランスを介して係合され、他端が他方の継手側本体２２に締結される前記他方の継手側部材２３とからなる。フランジ継手部材の大径化を招くことなく被動体側部材との連絡が可能になり、装置全体の小径化が可能になる。また、継手側部材２３とフランジ継手部材２との間に緩衝部材６を介設することで高圧縮荷重にも容易に対応できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプ側などの被動体側とアクチュエータなどの他方の継手側部材とを偏心、偏角を吸収可能に係合する浮動性継手装置（フローティングジョイント）に関するものである。

油圧・空圧シリンダの先端に接続し、被動体とシリンダ軸との偏芯、偏角を吸収する機構をもった油空圧機器の一種として浮動性継手装置（フローティングジョイント）が用いられている。該浮動性継手装置は、接続時の利点として、高度な軸合わせの不要、高級な加工精度の不要、取付け時間短縮、被動体ガイド部およびシリンダ軸受け部のかじり防止などの利点を有している。

該浮動性継手装置としては、種々の構造が提案されており、例えば、軸方向長さを小さくするために、特許文献１では、スタッドの椀状の半球体を部分球状の摺動板と摺動リングで狭持し、該摺動板と摺動リングの背面をクリアランスを有してケースとソケットとで狭持固着してスタッドをケースに対し揺動と偏芯スライドとを可能にした浮動性継手装置が提案されている。また、特許文献２では、球関節によってケーシングと関節軸とを回動自在に結合し、球関節の球体を中心が同じで半径が異なる２つの球面体に分けて２つの球面体の凸球面に２つの球受け座を摺接させ、少なくとも一つの球面体を関節軸に設けた浮動性継手装置が提案されている。
また、浮動性継手装置を構成する場合、図４に示すように、フランジ分割型のジョイント４０を用いる場合がある。このジョイント４０では、アクチュエータ側のシリンダコネクタ２１をジョイント４０に偏心・偏角を吸収可能に係合し、ジョイント４０をシリンダコネクタ２１の外周側に配置したボルト４２…４２によって被動体側部材に結合している。
特開昭６３−１１１３０７号公報 特開２０００−３２０５３３号公報

しかし、前記した従来のフローティングジョイントは高荷重引張圧縮に対応する為、比較的大型になりがちで、本体の外径も大きい。特許文献１、２に示されるような構造でも、構造上大径化が避けられず、小径化することは非常に困難である。また、図４に示すようなジョイント４０を用いる場合にも、フランジを固定するボルト４２が、シリンダコネクタ２１の径より外側に配置されるため、小径化が難しくなる。
特に、図５に示すように、油圧／空圧シリンダなどのアクチュエータ２０のシリンダ２１とピストン式のポンプ３０のピストン３１とをシリンダチューブ内径側で浮動性継手装置で接続する場合には、浮動性継手装置の小径化がなされないと適応自体が困難であり、従来は、高荷重にも耐え、かつ小型化が可能な浮動性継手装置は実用化されていないのが実情である。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、小径化が可能であり、被動体側であるポンプのシリンダ内などにおいてもピストンへの接続が容易であり、また高荷重にも対応可能な浮動性継手装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の浮動性継手装置のうち、請求項１記載の発明は、被動体側に、他方の継手側部材を偏心、偏角を吸収可能に係合する浮動性継手装置において、前記被動体側部材に係止される連絡部材と、前記連絡部材に締結され一体化されるフランジ継手部材と、該フランジ継手部材に、偏心・偏角を吸収可能にクリアランスを介して係合され、他端が他方の継手側本体に締結される前記他方の継手側部材とからなる、ことを特徴とする。

すなわち、本発明の浮動性継手装置では、被動体側部材とフランジ継手部材とが連絡部材で連絡されるため、フランジ継手部材の大径化を招くことなく被動体側部材との連絡が可能になり、装置全体の小径化が可能になる。偏心、偏角は、他方の継手側部材とフランジ継手部材との係合によって吸収可能となる。フランジ継手部材は、軸方向に沿って分割することで他方の継手側部材との係合を容易に行うことができる。また、被動側部材と連絡部材とを着脱可能とすることで、装置の組み立てを容易に行うことができる。

請求項２記載の浮動性継手装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記被動体側がシリンダを有するポンプであり、前記連絡部材が前記シリンダ内でピストンに係止されるものであることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、被動体側のポンプに対し、シリンダ内部でピストンとの継手の接合が可能になる。これにより、油空圧シリンダのチューブ径以下のチューブ径を有するピストンポンプへの適応も可能になる。
なお、本発明は、請求項２に示されるように、ポンプのシリンダ内での接合において特に効果を発揮するが、被動体側がこれに限定されるものではない。

請求項３記載の浮動性継手装置の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記連絡部材と一体化される前記フランジ継手部材との締結をボルトにより締結するとともに、前記ボルトのピッチ円径が、前記他方の継手側部材の外径以下であることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、ボルトのピッチ円径が他方の継手側部材の外径以下であるので、ボルト固定のためのスペースを外径側に有することなく連絡部材とフランジ継手部材との係合が可能になり、小径化が一層容易となる。

請求項４記載の浮動性継手装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記連絡部材と前記フランジ継手部材とがインロウによって嵌合されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、連絡部材とフランジ継手部分とを軸方向によって位置決めすることができ、小径化が容易となる。また、分割したフランジ継手部材を該嵌合によってガタを防止し、また固定するものであってもよい。なお、インロウは、連絡部材、フランジ継手部材のいずれに設けるものであってもよい。

請求項５記載の浮動性継手装置の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記フランジの内端面にある前記コネクタとの当接面に、緩衝部材が介装されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、偏角吸収時に部材間の偏耗等が避けられ、高圧縮荷重にも対応することができる。また、軸方向のクリアランスを緩衝部材の厚みによって容易に調整することができる。

以上説明したように、本発明の浮動性継手装置によれば、被動体側に、他方の継手側部材を偏心、偏角を吸収可能に係合する浮動性継手装置において、前記被動体側部材に係止される連絡部材と、前記連絡部材に締結され一体化されるフランジ継手部材と、該フランジ継手部材に、偏心・偏角を吸収可能にクリアランスを介して係合され、他端が他方の継手側本体に締結される前記他方の継手側部材とからなるので、外径側での係合部分を要することなく連絡部材によって被動体側部材とフランジ継手部材とを連結することができ、小径化が容易になる。これにより被動体側部材がポンプ内のピストンである場合にも容易に適用が可能になる。

次に、本発明の一実施形態を説明する。
この実施形態の浮動性継手装置１は、図１に示すように、油圧シリンダ２０と、被動体側としてのポンプ３０とを接続するために、ポンプ３０におけるシリンダ３２内のピストン３３と、油圧シリンダ２０におけるシリンダロッド２２に固定したシリンダコネクタ２３との間に介設されている。この実施形態では、シリンダロッド２２が他方の継手側本体に相当し、シリンダコネクタ２３が他方の継手部材に相当する。シリンダコネクタ２３は、その基端に形成した雄ねじ部２３ａをシリンダロッド２２の先端に形成した雌ねじ部２２ａに締結することで両者が係合されている。

浮動性継手装置１は、図２に詳細を示すように、軸方向に沿って２分割し、前記シリンダコネクタ２３が係合されるフランジ継手部材２と、前記ピストン３３が係止される連絡部材としてのピストン連結ロッド１０とを備えている。なお、フランジ継手部材２は、分割材同士が密着する他、互いに小隙間を有するものであってもよい。
前記したシリンダコネクタ２３は、図３（ａ）に示すように、先端部が大径に形成された円柱状の係合部２４を有しており、該係合部２４は、先端面２４ａが球面の一部で形成されている。なお、シリンダコネクタ２３の油圧シリンダ２０側には、上記したように雄ねじ部２３ａが形成されている。

フランジ継手部材２は、シリンダコネクタ２３側に、上記係合部２４がクリアランスを有して収納可能な円柱形状の空隙４を有しており、該空隙４のシリンダコネクタ２３側の端部には、内周側に屈曲したリング状の係止爪部５が形成されている。該係止爪部５内面と係合部２４との間にもクリアランスが確保される。

また、フランジ継手部材２の空隙４の内端面であって、シリンダコネクタ２３の先端面２４ａが当接する当接面には、浅い円形状の凹部４ａが形成されて緩衝部材６が嵌め込まれるようにして介設されている。該緩衝部材６はその厚みの調整によって、上記係合部２４を空隙４に収納した際に、係止爪部５との間の軸方向クリアランス量を調整する機能を果たす。

上記空隙４に上記係合部２４を係合させる際には、フランジ継手部材２を分割した形で開き、空隙４に係合部２４を納めて分割したフランジ継手部材２を閉じる。これにより、係合部２４は、空隙４において、フランジ継手部材２と径方向および軸方向においてクリアランスが確保されて偏心が可能になり、また、係合部２４の先端面２４ａが緩衝部材６に当接してその曲面によって回転許容されて偏角が可能になる。上記クリアランス量や曲面の曲率の変更によって許容偏心量や許容偏角量を設定することができる。

また、フランジ継手部材２は、ピストン３３側端面中央に、外周形状が円周形状となるインロウ７が形成されている。また、インロウ７の外周側の位置には、前記したシリンダコネクタ２３の外周径よりも内側のピッチ円径で６０度間隔で周方向に沿って雌ねじを形成したネジ穴８…８が形成されている。

また、ピストン連結ロッド１０は、薄板の円柱状のロッド本体１１と、ピストン側に伸長する小径の嵌め込みロッド１５とを有しており、ロッド本体１１のフランジ継手部材２側端部に前記インロウ７が嵌合する嵌合穴１２が形成されている。また、ロッド本体１１には、前記フランジ継手部材２のボルト穴８に締結するボルト１６…１６が貫通するボルト貫通穴１３…１３が形成されている。なお、同一円周上にある１４、１４は、ノックピン嵌合穴である。また、嵌め込みロッド１５の軸方向中央部には、ロッド本体側がやや小径となるテーパ部１５ａが形成されている。

ピストン３３のピストン連結ロッド１０側の端部には、前記嵌め込みロッド１５がすきまばめされる嵌め込み穴３４が形成されており、また該嵌め込み穴３４に連通して径方向に沿ってスクリュウ穴３５が形成されている。前記嵌め込みロッド１５が嵌め込み穴３４に嵌め込まれた際には、前記テーパ部１５ａがスクリュウ穴３５の伸長方向側に位置し、該スクリュウ穴３５にセットスクリュウ１８を押し込むことで嵌め込み穴３４からの嵌め込みロッド１５の抜けが阻止されて固定される。

次に、上記実施形態の動作について説明すると、油圧シリンダ２０のシリンダロッド２２はシリンダコネクタ２３に接続されており、該シリンダコネクタ２３は、フランジ継手部材２に偏心・偏角を吸収可能に係合されている。すなわち、フランジ継手部材２の空隙４との径方向のクリアランスによって偏心吸収が可能であり、係合部２４の先端面２４ａの緩衝部材６に対する回転許容によって偏角吸収が可能となっている
また、フランジ継手部材２は、インロウ７によって位置決めされ、かつボルト１６…１６をボルト貫通穴１３…１３を通してボルト穴８…８に締結することでピストン連結ロッド１０に連結されている。なお、一部のボルト穴８は、ノックピン嵌合穴１４との間でノックピンを挿入してボルト締結時のボルト穴８のガタを規制する。
また、上記ピストン連結ロッド１０とピストン３３とは、上記したように嵌め込みロッド１５のすきまばめによって係合されている。
上記において、浮動性継手装置１は、油圧シリンダ２０よりも小径に構成されて、ポンプ３０のシリンダ３２内で油圧シリンダ２０とポンプ３０とをフローティング状態で接合しており、浮動性継手装置の小径化によって、ポンプシリンダ内での接合を可能にしている。

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は、上記説明の内容に限定をされるものではなく、本発明の範囲内において適宜の変更が可能である。

本発明の一実施形態における浮動性継手装置によって接続された油圧シリンダおよびピストンを示す図である。を 同じく、浮動性継手装置を示す断面図である。 同じく、浮動性継手装置を構成する各部材を示す図である。 従来の浮動性継手装置の構成部材を示す図である。 同じく、浮動性継手装置で接続される油圧シリンダとピストンとを示す図である。

符号の説明

１ 浮動性継手装置
２ フランジ継手部材
４ 空隙
４ａ 凹部
５ 係止爪部
６ 緩衝部材
７ インロウ
８ ボルト穴
１０ ピストン連結ロッド
１１ ロッド本体
１２ 嵌合穴
１３ ボルト貫通穴
１５ 嵌め込みロッド
１５ａ テーパ部
１６ ボルト
２０ 油圧シリンダ
２２ シリンダロッド
２３ シリンダコネクタ
２４ 係合部
２４ａ 先端面
３０ ポンプ
３２ シリンダ
３３ ピストン
３４ 嵌め込み穴
３５ スクリュウ穴

Claims (5)

1. 被動体側に、他方の継手側部材を偏心、偏角を吸収可能に係合する浮動性継手装置において、
   前記被動体側部材に係止される連絡部材と、前記連絡部材に締結され一体化されるフランジ継手部材と、該フランジ継手部材に、偏心・偏角を吸収可能にクリアランスを介して係合され、他端が他方の継手側本体に締結される前記他方の継手側部材とからなる、ことを特徴とする浮動性継手装置。
2. 前記被動体側がシリンダを有するポンプであり、前記連絡部材が前記シリンダ内でピストンに係止されるものであることを特徴とする請求項１記載の浮動性継手装置。
3. 前記連絡部材と一体化される前記フランジ継手部材との締結をボルトにより締結するとともに、前記ボルトのピッチ円径が、前記他方の継手側部材の外径以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の浮動性継手装置。
4. 前記連絡部材と前記フランジ継手部材とがインロウによって嵌合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮動性継手装置。
5. 前記フランジの内端面にある前記コネクタとの当接面に、緩衝部材が介装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浮動性継手装置。

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