JP3710390B2 - トラニオン金具の取り付け方法および装置並びに流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラニオン金具の取り付け方法および装置並びに流体圧シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種の産業用機械、業務用機械、一般用機械などに、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、または水圧シリンダなどの流体圧シリンダが用いられる。
【０００３】
流体圧シリンダを使用するに当たって、取り付けのための金具が用いられる。流体圧シリンダのほぼ中央部を揺動可能に支持するためには、トラニオン金具が用いられる。
【０００４】
図５はトラニオン金具を用いた一般的な流体圧シリンダ１の外観を示す図、図６は従来のトラニオン金具の取り付け方法を示す図である。以下の説明において、特に従来の部材を示す場合には、その部材の符号に「ｊ」を付す。
【０００５】
図５において、流体圧シリンダ１は、シリンダチューブ１１、シリンダチューブ１１の内周面を摺動するピストン、ピストンに連結されたピストンロッド１３、ロッドカバー１４、ヘッドカバー１５、トラニオン金具１６、４本のタイボルト１７，１７…、他の４本のタイボルト１８，１８…、などからなる。
【０００６】
トラニオン金具１６は、シリンダチューブ１１の外周面に対して軸方向に移動可能に嵌合し、ロッドカバー１４およびヘッドカバー１５との間で４本ずつのタイボルト１７，１７…、１８，１８…がナット１９，１９…によって締結されることによって固定されている。
【０００７】
図６において、シリンダチューブ１１ｊの外周面８１ａには、加工して外径が小さくなった表面部８１ｂ、さらに加工して外径が小さくなった表面部８１ｃが形成されている。
【０００８】
トラニオン金具１６ｊは、シリンダチューブ１１の表面部８１ｃの側から挿入し、内周面８３が表面部８１ｂに嵌合する位置とする。この状態で、タイボルト１７、１８によって固定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上に述べた従来のトラニオン金具の取り付け方法によると、トラニオン金具１６はタイボルト１７、１８の引っ張り応力によってのみ取り付けられているので、流体圧シリンダ１の作動による出力（推力）の変動がタイボルト１７、１８に直接的にかかることとなる。
【００１０】
そのため、タイボルト１７、１８の応力振幅が大幅に大きくなる。例えば、フランジ金具またはフート金具などの他の取り付け金具の場合には内力係数が０．２程度であるに対して、トラニオン金具の場合にはそれが１に近くなる。そのため、タイボルト１７、１８の寿命が短くなるので、応力振幅を下げるか、またはタイボルト１７、１８の強度を上げておく必要がある。
【００１１】
そこで、トラニオン金具１６をシリンダチューブ１１に対して軸方向の一方に当接させ、トラニオン金具１６が軸方向に移動しないように取り付けることが考えられる。
【００１２】
しかし、その場合に、図６に示す外周面８１ａと表面部８１ｂとの段差部分にトラニオン金具１６を当接させたのでは、段差部分との当接面積が小さいために当接面にへたりが生じたりし、しっかりと取り付けることができない。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、トラニオン金具をシリンダチューブの表面にしっかりと固定し、タイボルトの応力振幅を抑えてその寿命を延ばすことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る方法は、シリンダチューブの外周面に環状の段部を形成し、前記段部にストップリングを装着し、前記トラニオン金具を前記シリンダチューブの外周面に嵌合させた状態で、第１のシリンダカバーとの間でタイボルトを締めつけることにより、前記トラニオン金具に設けた当たり面を前記ストップリングに軸方向の一方向に当接させ、且つ前記ストップリングを前記段部に軸方向の同じ方向に当接させ、前記トラニオン金具の当たり面と前記ストップリング、および前記ストップリングと前記段部のそれぞれの当接が維持されるよう、第２のシリンダカバーとの間でタイボルトを締めつける。
【００１５】
本発明に係る装置は、前記シリンダチューブの外周面に形成された環状の段部と、前記段部に装着されたストップリングと、前記トラニオン金具に設けた当たり面が前記ストップリングに軸方向の一方向に当接し、且つ前記ストップリングが前記段部に軸方向の同じ方向に当接した状態で、前記トラニオン金具と第１のシリンダカバーとの間を締結する第１のタイボルトと、前記当たり面と前記ストップリング、および前記ストップリングと前記段部のそれぞれの当接を維持した状態で、前記トラニオン金具と第２のシリンダカバーとの間を締結する第２のタイボルトとを有する。
【００１６】
好ましくは、前記ストップリングは、前記シリンダチューブの段部との当接面が軸方向に対して垂直な面であり、前記トラニオン金具との当接面が軸方向に対して傾斜角を有したテーパ面である。
【００１７】
また、前記段部は、前記トラニオン金具の軸方向の寸法に等しいかまたはこれより大きい寸法を有した凹溝であり、前記ストップリングは、前記凹溝に嵌入し、前記シリンダチューブの外周面よりも大きい外径のスリーブ部と、前記スリーブ部の外周面よりも大きい外径のストップ部と、を有し、前記トラニオン金具は、その内周面が前記スリーブ部の外周面に嵌合し、且つ前記当たり面が前記ストップ部に当接する。
【００１８】
また、前記ストップリングは、周方向に２つに分割されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る取り付け装置３の正面断面図、図２は図１の取り付け装置３を右方から見た断面図である。
【００２０】
これらの図において、シリンダチューブ１１の外周面３１ａには、加工して外径が小さくなった表面部３１ｂ、さらに加工して外径が小さくなった表面部３１ｃが形成されている。
【００２１】
表面部３１ｂの端部には、環状の凹溝からなる段部３２が形成されている。
トラニオン金具１６は、トラニオン本体４１、およびトラニオン本体４１から半径方向外方に突出する円柱状のトラニオン軸部４２ａ，４２ｂからなる。
【００２２】
トラニオン金具１６の内周面４３は、シリンダチューブ１１の表面部３１ｂに嵌合するよう、機械加工によって仕上げられている。トラニオン金具１６の一方の端面には、テーパ状の当たり面４４が形成されている。トラニオン本体４１の四隅には、タイボルト１７、１８と螺合する４つのねじ穴４５，４５…が設けられている。
【００２３】
段部３２には、環状のストップリング２１が嵌入している。ストップリング２１は、２つのストップリング片２１ａ，２１ｂからなる。つまり、２つ割りになっている。
【００２４】
ストップリング２１は、段部３２との当接面２２が軸方向に対して垂直な面となっており、トラニオン金具１６との当接面２３が、トラニオン金具１６の当たり面４４と同じテーパ状の面となっている。
【００２５】
この状態で、トラニオン金具１６とロッドカバー１４との間でタイボルト１７（ナット１９）を締めつける。これにより、トラニオン金具１６は図の左方に引き寄せられ、当たり面４４が当接面２３に押当し、これによってストップリング２１が左方に押され、当接面２２が段部３２の左端面に押当する。そして、タイボルト１７を適度な強さで締めつけておく。
【００２６】
このとき、段部３２が充分に深く、当接面２２との間で充分大きな当接面積が得られるので、端面のへたりなどが生じることなく、トラニオン金具１６をシリンダチューブ１１の表面にしっかりと固定することができる。
【００２７】
ストップリング２１の当接面２３がテーパ状であるので、当接面積が大きくなり、ストップリング２１を小型にできる。また、調芯作用がある。
そして、トラニオン金具１６とヘッドカバー１５との間でタイボルト１８（ナット１９）を締めつける。このとき、トラニオン金具１６はタイボルト１８によって図の右方に引き寄せられようとするが、当たり面４４と当接面２３との押当が維持されるように締めつける。
【００２８】
このような状態でトラニオン金具１６はシリンダチューブ１１に取り付けられる。
したがって、トラニオン金具１６のトラニオン軸部４２ａ，４２ｂを図示しない軸受けにより支持した状態で、ポートＰＴ２に圧流体を供給して前進駆動し、ピストンロッド１３の先端で負荷を押した場合には、その反力でヘッドカバー１５が図５の右方（矢印Ｍ４方向）に押される。これによって、トラニオン金具１６は同じ矢印Ｍ４方向に引っ張られるが、圧流体の圧力によってシリンダチューブ１１が径方向に膨らみ且つ軸方向に縮む。しかし、トラニオン金具１６とロッドカバー１４との位置関係は一定であるため、タイボルト１７、１８にかかる荷重は余り変化しない。
【００２９】
したがって、タイボルト１７、１８にかかる応力振幅が下がり、タイボルト１７、１８の寿命を延ばすことができる。
シリンダチューブ１１の外周面３１ａに設ける段部３２を深くする割にはシリンダチューブ１１の肉厚をそれ程低下させずに済むので、シリンダチューブ１１の強度を落とさなくて済む。
【００３０】
上の実施形態では、トラニオン金具１６の左端面に当たり面４４を設けたが、トラニオン金具１６の右端面に当たり面４４を設けてもよい。また、両端面の間の適当な位置に当たり面４４を設けてもよい。
【００３１】
次に、他の実施形態の取り付け装置３Ｂについて説明する。
図３は本発明に係る他の実施形態の取り付け装置３Ｂの正面断面図である。
図３において、シリンダチューブ１１の外周面３１ａには、トラニオン金具１６Ｂの軸方向の寸法にほぼ等しい寸法を有した凹溝３２Ｂが形成されている。表面部３１ｃは、僅かではあるが機械加工され、外周面３１ａよりも外径が小さくなっている。
【００３２】
トラニオン金具１６の内周面４３Ｂは、シリンダチューブ１１の表面部３１ｃの外径より大きく、外周面３１ａとほぼ同じか僅かに大きくなっている。トラニオン金具１６の端面には、当たり面４４Ｂが設けられている。
【００３３】
ストップリング２４は、断面が矩形の線材を適当な長さに切断し、且つ円弧状に曲げて作製される。ストップリング２４は２つ割りであり、２つのストップリング片からなっている。
【００３４】
スリーブ２５は、鉄板を適当な大きさの矩形に切断し、且つ円筒面状に曲げて作製される。スリーブ２５は２つ割りであり、２つのスリーブ片からなっている。スリーブ２５の厚さは凹溝３２Ｂの深さよりも若干大きい寸法である。したがって、スリーブ２５の外径は表面部３１ｃの外径よりも大きく、トラニオン金具１６の内周面４３Ｂに丁度嵌合する程度である。スリーブ２５の長さは、凹溝３２Ｂ内にストップリング２４とスリーブ２５とが丁度嵌まり込む程度である。
【００３５】
これら、ストップリング２４およびスリーブ２５を凹溝３２Ｂ内に嵌めた状態で、トラニオン金具１６Ｂをシリンダチューブ１１に図３の右方から挿入し、当たり面４４Ｂをストップリング２４に当接させる。
【００３６】
この状態で、先の実施形態の場合と同様に、タイボルト１７、１８を締めつける。これによって、トラニオン金具１６Ｂはシリンダチューブ１１に取り付けられる。
【００３７】
この例の取り付け装置３Ｂによると、ストップリング２４およびスリーブ２５を低コストで製作することができる。表面部３１ｃを機械加工したが、機械加工しなくてもよい。その場合には、シリンダチューブ１１の外周面に凹溝３２Ｂのみを設ければよく、加工が容易である。
【００３８】
なお、ストップリング２４およびスリーブ２５を別体で作製したが、それらを一体に作製してもよい。
図４はさらに他の実施形態の取り付け装置３Ｃの正面断面図である。
【００３９】
図４において、シリンダチューブ１１の外周面３１ａには段部３２Ｃが形成されている。この段部３２Ｃは、ストップリング２４が当接する側のみの端部に段差を有し、他方の端部は開放されている。つまり、この場合には、段部３２Ｃの円筒面は、シリンダチューブ１１の外周面３１ｂと一致する。そして、シリンダチューブ１１の外周面３１ｂは、同じ外径のままでシリンダチューブ１１の端面まで延びている。
【００４０】
したがって、トラニオン金具１６Ｃの内周面を外周面３１ｂに嵌合可能な寸法としておくことによって、トラニオン金具１６Ｃをシリンダチューブ１１の端面から挿入して所定の位置に装着することができる。したがって、図１および図３のように複数の段差を設ける必要がなく、シリンダチューブ１１の外周面３１ｂの加工が容易である。なお、外周面３１ｂは、旋盤などによって適当な精度に切削加工を施しておけばよい。
【００４１】
上の実施形態において、ストップリング２１，２４などを２つ割りにしたが、弾性的に装着可能であれば２つ割にする必要はない。ストップリング２１の当接面２３をテーパ状としたが、垂直状の面でもよい。また、曲面でもよい。
【００４２】
上の実施形態において、段部３２および凹溝３２Ｂを環状の凹溝によって形成したが、凹溝ではなく、一方の端部が開放された円筒面であってもよい。つまり、その場合には、段部は、ストップリング２１と当接する側のみに段差を有することとなり、その円筒面はシリンダチューブ１１の外周面と一致する。
【００４３】
その他、流体圧シリンダ１、シリンダチューブ１１の外周面の形状、トラニオン金具１６、ストップリング２１，２４などの全体または各部の構成、形状、寸法、および材質などは、本発明の趣旨に沿って上述した以外の種々のものとすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、トラニオン金具をシリンダチューブの表面にしっかりと固定し、タイボルトの応力振幅を抑えてその寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る取り付け装置の正面断面図である。
【図２】図１の取り付け装置を右方から見た断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態の取り付け装置の正面断面図である。
【図４】さらに他の実施形態の取り付け装置の正面断面図である。
【図５】トラニオン金具を用いた一般的な流体圧シリンダの外観を示す図である。
【図６】従来のトラニオン金具の取り付け方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 流体圧シリンダ
３，３Ｂ，３Ｃ 取り付け装置
１１ シリンダチューブ
１４ ロッドカバー（第１のシリンダカバー、第２のシリンダカバー）
１５ ヘッドカバー（第１のシリンダカバー、第２のシリンダカバー）
１６，１６Ｂ トラニオン金具
１７，１８ タイボルト
２１ ストップリング
２４ ストップリング（ストップ部）
２５ スリーブ（スリーブ部）
３２ 段部
３２Ｂ 凹溝（段部）
３２Ｃ 段部

Claims (6)

1. 第１のシリンダカバーおよび第２のシリンダカバーによって両端が閉塞されるシリンダチューブの外周面に装着され、前記シリンダカバーとの間でタイボルトを締結することにより固定されるトラニオン金具の取り付け方法であって、
   前記シリンダチューブの外周面に環状の段部を形成し、
   前記段部にストップリングを装着し、
   前記トラニオン金具を前記シリンダチューブの外周面に嵌合させた状態で、第１のシリンダカバーとの間でタイボルトを締めつけることにより、前記トラニオン金具に設けた当たり面を前記ストップリングに軸方向の一方向に当接させ、且つ前記ストップリングを前記段部に軸方向の同じ方向に当接させ、
   前記トラニオン金具の当たり面と前記ストップリング、および前記ストップリングと前記段部のそれぞれの当接が維持されるよう、第２のシリンダカバーとの間でタイボルトを締めつける、
   ことを特徴とするトラニオン金具の取り付け方法。
2. 第１のシリンダカバーおよび第２のシリンダカバーによって両端が閉塞されるシリンダチューブの外周面に装着され、前記シリンダカバーとの間でタイボルトを締結することにより固定されるトラニオン金具の取り付け装置であって、
   前記シリンダチューブの外周面に形成された環状の段部と、
   前記段部に装着されたストップリングと、
   前記トラニオン金具に設けた当たり面が前記ストップリングに軸方向の一方向に当接し、且つ前記ストップリングが前記段部に軸方向の同じ方向に当接した状態で、前記トラニオン金具と第１のシリンダカバーとの間を締結する第１のタイボルトと、
   前記当たり面と前記ストップリング、および前記ストップリングと前記段部のそれぞれの当接を維持した状態で、前記トラニオン金具と第２のシリンダカバーとの間を締結する第２のタイボルトと、
   を有することを特徴とするトラニオン金具の取り付け装置。
3. 前記ストップリングは、前記シリンダチューブの段部との当接面が軸方向に対して垂直な面であり、前記トラニオン金具との当接面が軸方向に対して傾斜角を有したテーパ面である、
   請求項２記載のトラニオン金具の取り付け装置。
4. 前記段部は、前記トラニオン金具の軸方向の寸法に等しいかまたはこれより大きい寸法を有した凹溝であり、
   前記ストップリングは、前記凹溝に嵌入し、前記シリンダチューブの外周面よりも大きい外径のスリーブ部と、前記スリーブ部の外周面よりも大きい外径のストップ部と、を有し、
   前記トラニオン金具は、その内周面が前記スリーブ部の外周面に嵌合し、且つ前記当たり面が前記ストップ部に当接する、
   請求項２記載のトラニオン金具の取り付け装置。
5. 前記ストップリングは、周方向に２つに分割されている、
   請求項２ないし４のいずれかに記載のトラニオン金具の取り付け装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれかに記載のトラニオン金具の取り付け装置を用いて組み立てられた流体圧シリンダ。

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