JP4583960B2 - 高さ調整装置及びレべリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の据え付けなどに用いられる高さ調整装置に関する。また、該高さ調整装置を備えたレべリング装置に関する。

従来より、工作機械を水平に据え付けるのに用いられるレべリング装置として、下型と、下型に重ねられた中型と、中型に重ねられた上型との３段重ね構成として、中型の後方に螺合された調整ボルトを支持部材で水平方向に軸支するようにしたものが知られている。

例えば、特許文献１には、平面プレート（下型に相当）と、該平面プレートの上側に重ねられる上面傾斜プレート（中型に相当）と、該上面傾斜プレートの上側に重ねられる下面傾斜プレート（上型に相当）と、上面傾斜プレートに螺合される調整ボルトと、該調整ボルトが回動自在に取り付けられる支持部材とからなる据付用レベル調整具（レべリング装置に相当）が記載されている。これにより、調整ボルトを回転させるだけで機械のレベルを微調整することが可能になり、正確なレベル調整を容易に行うことができるようになるとされている。

しかし、特許文献１の据付用レベル調整具は、上面傾斜プレートが平面プレートと下面傾斜プレートとの間に完全に入り込んだ状態となっている場合には、上面傾斜プレートの全長に亘って下面傾斜パネルを支持することができるものの、上面傾斜プレートが限界まで前方（調整ボルトの反対側）に押し出された状態となっている場合には、下面傾斜プレートの下側から上面傾斜プレートが前方に大きく突出してしまい、上面傾斜プレートの後方の一部でしか下面傾斜プレートを支持できないものであった。このため、上面傾斜プレートが前方に限界付近まで押し出されると、下面傾斜プレートが不安定になって、高さ調整の精度が著しく低下するだけでなく、上面傾斜プレートの後端部や支持部材などに大きな力が局所的に加わって、上面傾斜プレートなどが変形したり破損したりするおそれもあった。調整ボルトや上面傾斜プレートを短くするなどすれば、上面傾斜プレートが前方に大きく突出するのを防止することができるが、これでは上面傾斜プレートの移動できる範囲が狭くなり、高さ調整を行うことのできる範囲も狭くなってしまう。

また、特許文献２には、下面傾斜の上部ウェッジ（上型に相当）と、上面傾斜の下部ウェッジ（下型に相当）と、上部ウェッジと下部ウェッジとの間に配される作動ウェッジ（中型に相当）と、前記作動ウェッジに螺合されるねじ軸（調整ボルトに相当）と、該ねじ軸に螺合されるナット（支持部材に相当）とを備えてなり、前記ナットを選択的に位置決めするための第一及び第二のナット受け開口部が上部ウェッジ及び下部ウェッジに設けられてなる機械台が記載されている。これにより、機械台の高さを広い範囲で調整することが可能になるとされている。

しかし、特許文献２の機械台は、ねじ軸を回転操作して作動ウェッジを前後方向に移動させると、作動ウェッジに追従してねじ軸も前後方向に移動する構造のものとなっていた。このため、作動ウェッジを前方（ねじ軸の反対側）に押し込むと、ねじ軸の頭部が上部ウェッジと下部ウェッジとの間に入り込んでしまい、ねじ軸の回転操作がしづらくなる欠点があった。

実開平０５−０４７０４１号公報（請求項１、効果、図４） 特許第２７３０６６７号公報（請求項１、発明の効果、図４）

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、広い範囲で高さ調整の精度を維持できる高さ調整装置を提供するものである。すなわち、中型を前方や後方に大きく移動させた場合であっても、上型の安定性を維持できるだけでなく、上型や支持部材などの変形や破損を防止することもできる高さ調整装置を提供するものである。また、中型を前後方向に移動させた場合であっても、調整ボルトの位置が前後方向に動かず、調整ボルトの回転操作が容易な高さ調整装置を提供することも本発明の目的である。さらに、この高さ調整装置を備えたレべリング装置を提供することも本発明の目的である。

上記課題は、下型と、下型に重ねられた中型と、中型に重ねられた上型と、中型の後方に螺合された調整ボルトと、調整ボルトの後端側を水平方向に軸支しながら調整ボルトの前後方向への移動を拘束する支柱とを備えてなり、中型の後方（調整ボルトが螺合される側）に、支柱を飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_１）が設けられてなることを特徴とする高さ調整装置を提供することによって解決される。これにより、支柱が飲み込み溝（Ｇ_１）の底部に接触するまで中型を後方に移動させることが可能になるために、中型が移動できる範囲を犠牲にすることなく、中型が上型の下側から大きく突出するのを防止することができる。

高さ調整装置に、上型を下型側に付勢しながら連結するための付勢ピンが備えられ、中型の前方（調整ボルトが螺合される側の反対側）又は後方に、付勢ピンを飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_２）が設けられていると好ましい。これにより、上型の安定性をさらに向上させるだけでなく、高さ調整装置を持ち運ぶ際などに、上型が中型から脱落するのを防止することも可能になる。飲み込み溝（Ｇ_２）は、高さ調整装置の前端部に付勢ピンを配した場合には、中型の前方に設けられ、高さ調整装置の後端部に付勢ピンを配した場合には、中型の後方に設けられる。飲み込み溝（Ｇ_２）を中型の後方に設ける場合には、飲み込み溝（Ｇ_１）と飲み込み溝（Ｇ_２）とを１つの溝で集約してもよい。

高さ調整装置に、上型を位置決めして上型の傾きを防止するための合わせピンが備えられ、中型の前方又は後方に、合わせピンを飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_３）が設けられていることも好ましい。これにより、上型の上面をより高い精度で水平に保つことが可能になる。合わせピンは、付勢ピンから離れていればいるほど好ましい。例えば、高さ調整装置の前端部に付勢ピンを配した場合には、高さ調整装置の後端部に合わせピンを設けると好ましく、高さ調整装置の後端部に付勢ピンを配した場合には、高さ調整装置の前端部に合わせピンを設けると好ましい。飲み込み溝（Ｇ_３）は、高さ調整装置の前端部に合わせピンを配した場合には、中型の前方に設けられ、高さ調整装置の後端部に合わせピンを配した場合には、中型の後方に設けられる。飲み込み溝（Ｇ_３）を中型の後方に設ける場合には、飲み込み溝（Ｇ_１）と飲み込み溝（Ｇ_３）とを１つの溝で集約してもよい。

中型が上下に傾斜面を有する側面視くさび状のブロックからなり、支柱の下端部が下型の後端部に上下方向に設けられた案内孔（Ｈ_１）に挿入され、支柱の上端部が上型の後端部に上下方向に設けられた案内孔（Ｈ_２）に挿入されてなることも好ましい。これにより、中型が片面傾斜である場合と比較して、上型の高さをさらに広い範囲で調整することが可能になる。

以上のように、本発明によって、中型を前方や後方に移動させた場合であっても、上型の安定性や高さ調整の精度を維持することができるだけでなく、上型や支柱などの変形や破損を防止することもできる高さ調整装置を提供することが可能になる。従って、調整可能な範囲が広い高さ調整装置をコンパクトに実現することも可能になる。また、中型を前後方向に移動させた場合であっても、調整ボルトの位置が前後方向に動かず、調整ボルトの回転操作が容易な高さ調整装置を提供することも可能になる。さらに、工作機械の据え付けなどに好適に用いることのできるレべリング装置を提供することも可能になる。

本発明の高さ調整装置を図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明の高さ調整装置１００を分解した状態を示した斜視図である。本実施態様の高さ調整装置１００は、図１に示すように、下型１１０と、中型１２０と、上型１３０との３段重ね構成となっており、中型１２０の後方に螺合された調整ボルト１４０を支柱１５０で水平方向に軸支したものとなっている。調整ボルト１４０には、係止手段１６０が取り付けられ、上型１３０には、付勢ピン１７０と、合わせピン１８０とが挿入されている。

［下型］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、下型１１０として、上面に傾斜面（カム面）を有する側面視くさび状のブロックを採用している。下型１１０の上面は、前端部から後端部にかけて上り傾斜となっており、下型１１０の下面に対して５．６°の傾斜角度をなすように形成されている。下型１１０の後端部中央には、支柱１５０の下端部を挿入するための案内孔Ｈ_１と、合わせピン１８０の下端部（先端部）を挿入するための案内孔１１１とが、それぞれ上下方向に設けられており、下型１１０の前端部中央には、付勢ピン１７０の下端部（先端部）を螺合固定するためのねじ孔１１２が上下方向に設けられている。また、下型１１０の上面には、前後方向に溝１１３が設けられており、中型１２０が限界まで前方に移動した場合であっても、下型１１０の上面に調整ボルト１４０が接触することのないようになっている。下型１１０は、通常、基台や床などに設置される。

［中型］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、中型１２０として、上下に傾斜面（カム面）を有する側面視くさび状のブロックを採用している。中型１２０の上面は、前端部から後端部にかけて下り傾斜となっており、中型１２０の下面（カム面）は、前端部から後端部にかけて上り傾斜となっている。中型１２０の上面は、中型１２０の下面に対して１１．２°の傾斜角度をなすように形成されている。中型１２０は、下型１１０に重ねられ、前後方向に設けられたねじ孔１２１で調整ボルト１４０の先端側に螺合される。このため、中型１２０は、調整ボルト１４０を回転操作することによって、前後方向に移動させることができるようになっている。

中型１２０についてより詳しく説明する。中型１２０の後方には、支柱１５０を飲み込むための飲み込み溝Ｇ_１と合わせピン１８０を飲み込むための飲み込み溝Ｇ_３とが設けられている。本実施態様の高さ調整装置１００においては、飲み込み溝Ｇ_１と飲み込み溝Ｇ_３とが１つの溝に集約されている。飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３は、その底部が中型１２０の後端面から前方に向かって入り込んだ位置となるように、中型１２０の後端部中央を上下方向に貫通して形成されている。

飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３の深さ（Ｄ_１：飲み込み溝Ｇ_１の前後方向への長さ）は、中型１２０の寸法形状や支柱１５０の配置などによって異なり、特に限定されないが、通常、中型１２０の前後方向に亘る全長（Ｌ_１）の０．１倍以上に設定される。飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３の深さ（Ｄ_１）が中型１２０の全長（Ｌ_１）の０．１倍未満であると、中型１２０を前方に移動させた際に、中型１２０の上面と上型１３０の下面とが接触する長さが短くなって、上型１３０の安定性や高さ調整の精度を維持できなくなるおそれがあるためである。飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３の深さ（Ｄ_１）は、中型１２０の全長（Ｌ_１）の０．２倍以上であると好ましく、０．３倍以上であるとさらに好ましい。

ところが、飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３を深くしすぎると、中型１２０を後方に移動させた際に、中型１２０の上面と上型１３０の下面とが接触する長さが短くなって、上型１３０の安定性や高さ調整の精度が著しく低下したり、中型１２０の後端部が上型１３０の後端部よりも後方に突出してきて、調整ボルト１４０の操作を困難にしたりするおそれがある。飲み込み溝Ｇ_１，Ｇ_３の深さ（Ｄ_１）は、中型１２０の全長（Ｌ_１）の０．５倍以下であると好ましく、０．４倍以下であるとさらに好ましい。

また、中型１２０の前方には、付勢ピン１７０を飲み込むための飲み込み溝Ｇ_２が設けられている。飲み込み溝Ｇ_２は、その底部が中型１２０の前端面から後方に向かって入り込んだ位置となるように、中型１２０の前端部中央を上下方向に貫通して形成されている。飲み込み溝Ｇ_２の深さ（Ｄ_２：飲み込み溝Ｇ_２の前後方向への長さ）は、中型１２０の寸法形状や付勢ピン１７０の配置などによって異なり、特に限定されないが、できるだけ深く設定しておくと好ましい。飲み込み溝Ｇ_２の深さ（Ｄ_２）が浅いと、中型１２０を前方に移動させようとしても、中型１２０が付勢ピン１７０にすぐに引っかかり、中型１２０のストローク量を大きく確保できなくなるおそれがあるためである。本実施態様の高さ調整装置１００においては、飲み込み溝Ｇ_１と飲み込み溝Ｇ_２との境界には、調整ボルト１４０を螺合するのに必要な棒状部が残るだけとなっている。このため、中型１２０は、平面視で略Ｈ字形状となっている。

［上型］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、上型１３０として、下面に傾斜面（カム面）を有する側面視くさび状のブロックを採用している。上型１３０の下面は、前端部から後端部にかけて下り傾斜となっており、上型１３０の上面に対して５．６°の傾斜角度をなすように形成されている。上型１３０の後端部中央には、支柱１５０の上端部を挿入するための案内孔Ｈ_２と、合わせピン１８０を挿入するための案内孔１３１とが、それぞれ上下方向に設けられており、上型１３０の前端部中央には、付勢ピン１７０を挿入するための案内孔１３２が上下方向に設けられている。また、上型１３０の上面には、ねじ孔１３３が設けられており、工作機械の脚部などを螺合固定できるようになっている。さらに、図示してはいないが、上型１３０の下面には、下型１１０の上面に設けられた溝１１３と同様の溝が設けられている。上型１３０は、中型１２０に重ねられ、中型１２０が前後方向に移動して中型１２０の上面の高さが変化すると、該上面に追従して上下方向に移動するようになっている。

［調整ボルト］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、調整ボルト１４０として、回転操作される頭部と、該頭部に一体的に固定された軸部とを有するものを採用している。調整ボルト１４０は、その基端側を支柱１５０によって水平方向に軸支され、その中心軸が前後方向となるように配される。調整ボルト１４０の軸部には、調整ボルト１４０の前後方向への移動を拘束するための係止手段１６０が取り付けられる。本実施態様の高さ調整装置１００においては、係止手段１６０として、ナット１６１，１６２とワッシャ１６３，１６４とを採用している。このうち、支柱１５０の前側に取り付けられるナット１６１は、溶接などの固定手段によって調整ボルト１４０の軸部に一体的に固定される。

［支柱］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、支柱１５０として、略円柱形のブロックを採用している。支柱１５０の中央部には、調整ボルト１４０を軸支するための軸受孔１５１が前後方向に設けられている。軸受孔１５１は、内周面にねじ溝を有しておらず、調整ボルト１４０を滑らかに回転させることができるものとなっている。支柱１５０の下端部と上端部は、それぞれ下型１１０の案内孔Ｈ_１と上型１３０の案内孔Ｈ_２とに挿入される。このため、支柱１５０は、中型１２０が上下に移動すると、中型１２０に従動して上下方向に移動するようになっている。支柱１５０の前側と後側には、係止手段１６０が配されており、支柱１５０は、調整ボルト１４０に前後方向の力が加わっても、調整ボルト１４０が前後方向に動くことのないように係止できるようになっている。

［付勢ピン］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、付勢ピン１７０として、頭部と、該頭部に一体的に固定された拡径軸部と、該拡径軸部に一体的に固定された小径軸部（先端部）とからなるストリッパボルト１７１に、コイルスプリング１７２を外嵌したものを採用している。ストリッパボルト１７１の小径軸部の外周面には、ねじ溝が切られている。ストリッパボルト１７１は、その小径軸部が下型１１０のねじ孔１１２に螺合固定され、その拡径軸部が上型１３０の案内孔１３２に挿入され、その頭部でコイルスプリング１７２の上端部を係止する。コイルスプリング１７２の下端部は、案内孔１３２の内部で係止され、コイルスプリング１７２は、上型１３０を下型１１０の側へと付勢することができるようになっている（図２〜図４参照）。このため、高さ調整装置１００は、持ち運ぶ際などに、上型１３０が中型１２０の上側から脱落しないものとなっている。

［合わせピン］ 本実施態様の高さ調整装置１００においては、合わせピン１８０として、頭部と該頭部に一体的に固定された軸部とからなるものを採用している。合わせピン１８０は、その軸部の下端側が下型１１０の案内孔１１１に挿入され、その軸部の上端側が上型１３０の案内孔１３１に挿入される。合わせピン１８０の頭部は、案内孔１３１の内部で係止され、合わせピン１８０は、上型１３０に追従して上下方向に移動することができるようになっている（図２〜図４参照）。付勢ピン１７０によって上型１３０の前端部が下向きに付勢されると、高さ調整装置１００を持ち運ぶ際などに、上型１３０の後端部が浮き上がって下型１１０と中型１２０との間に指などを挟み込むおそれがあるが、このように合わせピン１８０を設けることによって、上型１３０の後端部が浮き上がるのを防止することができる。

［動作］ 続いて、本発明の高さ調整装置１００の動作について説明する。図２は、中型１２０が中間位置にあるときの高さ調整装置１００を調整ボルト１４０の中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。合わせピン１８０は、破線で示している。また、区間Ｓ_１は、中型１２０の上面（カム面）が存在する前後方向における範囲を示し、区間Ｓ_２は、上型１３０の下面（カム面）が存在する前後方向における範囲を示している。図２を見ると、区間Ｓ_２の全体が区間Ｓ_１に重なっており、上型１３０の下面の前後方向全体が中型１２０の上面によって支持されていることが分かる。すなわち、上型１３０の安定性が非常に優れており、上型１３０の高さを高い精度で調整できる状態となっていることが分かる。

図２の状態から調整ボルト１４０を一方に回転操作すると、中型１２０は、調整ボルト１４０から推力を受けて前方に移動する。このとき、調整ボルト１４０は、支柱１５０に係止された状態となっているために、前後方向には移動しない。中型１２０は、下型１１０の先端側の薄くなった部分で支持されるようになるために、徐々に下降していく。調整ボルト１４０と支柱１５０は、中型１２０に従動して、中型１２０が下降するのと同じ速さで下降する。上型１３０は、中型１２０の後端側の厚さが薄くなった部分で支持されるようになるために、徐々に下降していく。本実施態様の高さ調整装置１００において、上型１３０が下降する速さは、中型１２０が下降する速さの２倍となっている。上型１３０は、支柱１５０や付勢ピン１７０などによって水平方向への移動を拘束されている。付勢ピン１７０は、中型１２０が前方に移動するにつれて、中型１２０に設けられた飲み込み溝Ｇ_２（図１参照）に飲み込まれていく。

図３は、中型１２０が限界まで前方に移動したときの高さ調整装置１００を調整ボルト１４０の中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。このとき、飲み込み溝Ｇ_２（図１参照）の底部が上型１３０に係止されており、中型１２０はそれ以上前方に移動することができないようになっている。図３を見ると、区間Ｓ_２の約８０％の部分が区間Ｓ_１と重なっており、上型１３０の下面の前後方向における広い範囲が中型１２０の上面によって支持されていることが分かる。すなわち、中型１２０が限界まで前方に移動しているにも係らず、上型１３０の安定性が維持されており、上型１３０の高さを高い精度で調整できる状態となっていることが分かる。

一方、図２の状態から調整ボルト１４０を他方に回転操作すると、中型１２０は、調整ボルト１４０から推力を受けて後方に移動する。このとき、調整ボルト１４０は、支柱１５０に係止された状態となっているために、前後方向には移動しない。中型１２０は、下型１１０の後端側の厚くなった部分で支持されるようになるために、徐々に上昇していく。調整ボルト１４０と支柱１５０は、中型１２０に従動して、中型１２０が上昇するのと同じ速さで上昇する。上型１３０は、中型１２０の前端側の厚くなった部分で支持されるようになるために、徐々に上昇していく。本実施態様の高さ調整装置１００において、上型１３０が上昇する速さは、中型１２０が上昇する速さの２倍となっている。上型１３０は、支柱１５０や付勢ピン１７０などによって水平方向への移動を拘束されている。支柱１５０は、中型１２０が後方に移動するにつれて、中型１２０に設けられた飲み込み溝Ｇ_１（図１参照）に飲み込まれていく。

図４は、中型１２０が限界まで後方に移動したときの高さ調整装置１００を調整ボルト１４０の中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。このとき、飲み込み溝Ｇ_１の底部が支柱１５０に係止されており、中型１２０はそれ以上後方に移動することができないようになっている。図４を見ると、区間Ｓ_２の約７０％の部分が区間Ｓ_１と重なっており、上型１３０の下面の前後方向における広い範囲が中型１２０の上面によって支持されていることが分かる。すなわち、中型１２０が限界まで後方に移動しているにもかかわらず、上型１３０の安定性が維持されており、上型１３０の高さを高い精度で調整できる状態となっていることが分かる。

［用途］ 本発明の高さ調整装置１００は、高さ調整が必要な各種用途に利用することができる。なかでも、工作機械などを水平に据え付ける際に用いられるレべリング装置に備えるものとして好適である。レべリング装置は、通常、複数個の高さ調整装置１００を組み合わせて構成され、それぞれが工作機械などの各脚部を支持できるように配置される。

高さ調整装置を分解した状態を示した斜視図である。 中型が中間位置にあるときの高さ調整装置を調整ボルトの中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。 中型が限界まで前方に移動したときの高さ調整装置を調整ボルトの中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。 中型が限界まで後方に移動したときの高さ調整装置を調整ボルトの中心軸を含む鉛直面で切断した状態を示した断面図である。

符号の説明

１００ 高さ調整装置
１１０ 下型
１１１ 案内孔
１１２ ねじ孔
１１３ 溝
１２０ 中型
１２１ ねじ孔
１３０ 上型
１３１ 案内孔
１３２ 案内孔
１３３ ねじ孔
１４０ 調整ボルト
１５０ 支柱
１５１ 軸受孔
１６０ 係止手段
１６１ ナット
１６２ ナット
１６３ ワッシャ
１６４ ワッシャ
１７０ 付勢ピン
１７１ ストリッパボルト
１７２ コイルスプリング
１８０ 合わせピン
Ｇ_１ 飲み込み溝
Ｇ_２ 飲み込み溝
Ｇ_３ 飲み込み溝
Ｈ_１ 案内孔
Ｈ_２ 案内孔
Ｓ_１ 中型の上面（カム面）が存在する区間
Ｓ_２ 上型の下面（カム面）が存在する区間

Claims (4)

1. 下型と、下型に重ねられた中型と、中型に重ねられた上型と、中型の後方に螺合された調整ボルトと、調整ボルトの後端側を水平方向に軸支しながら調整ボルトの前後方向への移動を拘束する支柱とを備えてなり、中型の後方に、支柱を飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_１）が設けられるとともに、中型が上下に傾斜面を有する側面視くさび状のブロックか らなり、支柱の下端部が下型の後端部に上下方向に設けられた案内孔（Ｈ _１ ）に挿入され 、支柱の上端部が上型の後端部に上下方向に設けられた案内孔（Ｈ _２ ）に挿入されてなることを特徴とする高さ調整装置。
2. 上型を下型側に付勢しながら連結するための付勢ピンが備えられ、中型の前方又は後方に、付勢ピンを飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_２）が設けられてなる請求項１記載の高さ調整装置。
3. 上型を位置決めして上型の傾きを防止するための合わせピンが備えられ、中型の前方又は後方に、合わせピンを飲み込むための飲み込み溝（Ｇ_３）が設けられてなる請求項１又は２記載の高さ調整装置。
4. 請求項１〜３いずれか記載の高さ調整装置を備えてなるレべリング装置。

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