JP4663901B2 - ガススプリング及びそのガス充填方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ガススプリングに関し、特にロッド部材の進出移動を規制する機構を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の機械に用いられるガススプリングは、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に内嵌されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成され圧縮ガス（主に窒素ガス）が充填されるガス充填室などを備えている。このガス充填室には約７〜１０ＭＰａの高圧の圧縮ガスが充填され、この圧縮ガスによりロッド部材は進出駆動されるが、ロッド部材が所定ストローク以上に進出しないように、ガススプリングにはロッド部材の進出動作を規制する種々の機構が設けられている。
【０００３】
例えば、本願出願人は、図１０に示すようなガススプリングを提案している。
即ち、このガススプリング１００は、シリンダ本体１０１と、このシリンダ本体１０１を貫通する筒状のピストン付きロッド部材１０２と、シリンダ本体１０１とロッド部材１０２との間に形成され内部の圧縮ガス圧によりロッド部材１０２を上方へ付勢するガス充填室１０３と、ロッド部材１０２に軸心対称に設けられた複数のピン部材１０４と、これらピン部材１０４が係合してシリンダ本体１０１に対するロッド部材１０２の移動範囲を規制する長穴１０５などを備えており、ロッド部材１０２が上方へ所定ストローク進出移動すると、ピン部材１０４が長穴１０５の上端に係合してロッド部材１０２の移動を規制する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のガススプリングでは、ガス充填室１０３に圧縮ガスを充填した後に、ロッド部材１０２をシリンダ本体１０１に対して下方に押し下げてガス充填室１０３を密閉状態にしてから、ロッド部材１０２の移動を規制するためにロッド部材１０２のネジ穴にピン部材１０４を螺合固定する作業が必要となり、充填作業の工数が増える。また、ガススプリングの構造が複雑になる可能性もある。
本発明の目的は、ガス充填室に圧縮ガスを充填封入したときに同時にロッド部材を上限位置に規制するように構成すること、ロッド部材の進出移動を規制する機構を簡略化すること、等である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のガススプリングは、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に挿通されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成されて圧縮ガスが充填され前記ロッド部材の受圧部にガス圧を作用させてロッド部材を第１方向へ付勢するガス充填室を備えたガススプリングであって、前記第１方向と反対の第２方向側のシリンダ本体の端壁部分にロッド部材が挿通するロッド挿通孔が形成され、このロッド挿通孔よりも第２方向側で、ロッド部材に摺動自在に外嵌された環状カラーを設け、この環状カラーに第２方向側端部が開放状の環状溝を形成し、ロッド部材に形成した環状のリング装着溝に係止リングを係合させて保持し、この係止リングをロッド部材と共に第１方向へ移動させて環状カラーの環状溝に係合させ、ロッド部材と係止リングを受け止める環状カラーを、シリンダ本体の端壁部分で係止するように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
係止リングはロッド部材のリング装着溝に係合した状態で、ガス充填室に充填された圧縮ガスのガス圧によりロッド部材が第１方向へ移動すると、係止リングはロッド部材と共に第１方向へ移動する。ロッド部材が第１方向へ所定ストローク移動したときには、係止リングが環状カラーの環状溝に係合し、環状カラーがロッド部材と係止リングを受け止めて且つ第１方向へ移動し、環状カラーはシリンダ本体の端壁部分で係止されるので、ロッド部材の第１方向への移動が規制される。
【０００７】
請求項２に記載のガススプリングは、請求項１の発明において前記係止リングは１つの分断部を介して縮径可能に構成されたことを特徴とするものである。従って、係止リングがリング装着溝から離れた位置にあるときは、係止リングは拡径してロッド部材に外嵌し、係止リングがリング装着溝の位置に達したときには係止リングは縮径してリング装着溝に確実に係合して保持される。
【０００８】
請求項３に記載のガススプリングのガス充填方法は、請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するガス充填方法であって、前記ガス充填室にガス充填用治具を用いて圧縮ガスを充填し、圧縮ガスの充填後に前記ロッド部材を第２方向へ移動させて前記リング装着溝に前記係止リングを係合させ、係止リングがリング装着溝に係合した状態で圧縮ガスのガス圧によりロッド部材を第１方向へ移動させて係止リングを環状カラーの環状溝に導入させ、環状カラーをシリンダ本体の端壁部分に係止させるものである。
【０００９】
請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するときには、ガススプリングをガス充填用治具に装着し、係止リングがリング装着溝に係合していない状態でガス充填室に圧縮ガスを充填した後、外部から流体圧シリンダ等の駆動手段により出力ロッドを第２方向へ駆動する。出力ロッドが第２方向へ移動すると、リング装着溝が係止リングの位置に到達して係止リングがリング装着溝に係合する。次に、駆動手段による付勢力を解除すると、出力ロッドは圧縮ガスのガス圧により第１方向へ駆動され、この出力ロッドの移動と共に係止リングがリング装着溝に係合した状態で第１方向へ移動し、係止リングは環状カラーの環状溝に導入される。環状カラーは出力ロッドと係止リングを受け止めてシリンダ本体の端壁部材に係止され、出力ロッドの第１方向への移動が規制される。
【００１０】
請求項４に記載のガススプリングのガス充填方法は、請求項３の発明において前記ガス充填用治具は、ケース本体と、このケース本体の内部に形成されガススプリングが収容される収容室と、ケース本体に形成され前記収容室内に圧縮ガスを充填するガス充填孔とを備え、前記ケース本体は、前記ロッド部材の第１方向側部分に外嵌される外筒部材と、ロッド部材の第２方向側部分を収容するロッド収容部材と、ロッド収容部材の第１方向側の端部から第１方向へ延びシリンダ本体を収容する内筒部材とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
ガススプリングのガス充填室に圧縮ガスを充填するときには、ロッド部材の第１方向側部分に外筒部材を外嵌させ、ロッド部材の第２方向側部分をロッド収容部材に収容し、内筒部材にシリンダ本体を収容してガススプリングをガス充填用治具に装着する。次に、外筒部材を第１方向側へ移動させて、ロッド部材をシリンダ本体に対して相対的に第１方向側へ移動させ、ロッド部材とロッド挿通孔に装着されたシール部材との間に隙間を生じさせる。その後、ガス充填孔に外部のガス充填装置を接続し、ガス充填孔を介して収容室からガス充填室に圧縮ガスを充填する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態は、工作機械の主軸の先端部に工具を固定解除可能に固定する工具固定装置に、本発明を適用したものである。
図１に示すように、工作機械の主軸２は複数のベアリング２ａを介して回転自在に支持され、その先端部分に先端側程大径化するテーパ状の工具保持部１０が形成されている。
【００１３】
主軸２を支持するフレーム４には、工具固定装置１と、主軸２を回転駆動するためのコイル９などが備えられている。工具固定装置１は、工具３の基端の被係合部３ａを係合解除可能に係合するコレット５と、コレット５に連係したドローバー６と、ドローバー６に連結されドローバー６を基端側（工具固定側、つまり図１における上方）へ付勢する本願特有のガススプリング７と、ガススプリング７の付勢力に抗してドローバー６を先端側（工具固定解除側、つまり図１における下方）へ駆動可能な固定解除機構８などで構成されている。
【００１４】
主軸２には、工具保持部１０と、コレット５が収容される収容孔１１と、ドローバー６が挿通する挿通孔１２と、ガススプリング７を収容する収容穴１３とが先端部から基端側へ直列状に形成されている。収容穴１１の先端部には、コレット５のチャック部を径縮小側へ弾性変形させるテーパー穴１１ａが形成されている。図１，図２に示すように、収容穴１３はロッド部材２１の大径部２１ｂが摺動自在に内嵌されるロッド摺動孔１３ａと、ロッド摺動孔１３ａよりもやや小径に形成されガススプリング７のシリンダ本体２０が収容されるシリンダ収容穴１３ｂと、このシリンダ収容穴１３ｂに連なる凹穴１３ｃと、この凹穴１３ｃよりも小径の円筒穴１３ｄとを有し、これらの穴１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは基端側から直列状に配列されている。凹穴１３ｃには筒状部材１４が内嵌され、筒状部材１４の基端側端面にシリンダ本体２０の先端側端面が当接する。
【００１５】
工具３は、前記係合部３ａ及びテーパ軸部３ｂと、テーパ軸部３ｂの先端側に設けられた大径の円板部３ｃを有する。
コレット５は、先端部側が３又は４分割された弾性のあるチャック部を有し、ドローバー６が挿通する軸孔５ａと、軸孔５ａの先端側に設けられ軸孔５ａより大径の大径孔５ｂを有し、この大径孔５ｂにドローバー６の先端部に固着された係止部６ａが内嵌されている。
【００１６】
ドローバー６が工具固定側へ移動すると、軸孔５ａと大径孔５ｂの境界の段部５ｃに係止部６ａが係止されコレット５も基端側へ移動する。すると、テーパー穴１１ａによりコレット５の先端部側のチャック部が閉じながら収容孔１１の奥側に入り込み、その途中で工具３の係合部３ａに係合し、その後、係合部３ａが基端側へ引っ張られて、工具３はそのテーパ軸部３ｂが工具保持部１０に当接した状態で固定される。ドローバー６が固定解除側へ移動すると、係止部６ａによる段部５ｃへの係止が解除され、コレット５の先端部側の弾性のあるチャック部も開きながら先端側へ移動するため、工具３の係合部３ａとコレット５との係合が解除され工具３が解除される。
【００１７】
つまり、ガススプリング７により、ドローバー６をその基端部に固着された係合軸部６ｂを介して工具固定側へ付勢することにより、ドローバー６を固定解除位置から工具固定位置へ駆動するとともに、ドローバー６を工具固定位置に保持して、工具３を工具保持部１０に固定することができる。尚、固定解除機構８は、図１に示すように、油圧供給源を含む駆動制御部により駆動制御される油圧シリンダ６０を有し、この油圧シリンダ６０によりガススプリング７のロッド部材２１を進出位置から退入位置に駆動して、ロッド部材２１に連結されたドローバー６を固定解除側へ駆動する。
【００１８】
次にガススプリング７について説明する。
図２，図３に示すように、ガススプリング７は、主軸２に内嵌されたシリンダ本体２０と、このシリンダ本体２０に摺動自在に挿通されたロッド部材２１と、シリンダ本体２０の内部に形成されて圧縮ガス２２が充填されロッド部材２１の受圧部４２，４３にガス圧を作用させてロッド部材２１を上方（第１方向）へ駆動するガス充填室２３とを備えている。シリンダ本体２０のロッド挿通孔３２よりも下側（第２方向側）で筒状部材１４の内周側には、ロッド部材２１に摺動自在に外嵌された環状カラー２４が設けられ、ロッド部材２１には環状のリング装着溝２５が形成され、このリング装着溝２５には係止リング２６が係合して保持されている。
【００１９】
シリンダ本体２０の上端側と下端側の端壁部分２０ａ，２０ｂには夫々ロッド部材２１が挿通するロッド挿通孔３１，３２が設けられ、シリンダ本体２０の内部にはガス充填室２３が形成され、このガス充填室２３には後述のガス充填用治具５０を用いて高圧（７〜１０ＭＰａ）の圧縮ガス２２（例えば窒素ガス）が充填される。ガス充填室２３の上端側にはシリンダ本体２０とロッド部材２１との間をシールするシール部材３３が装着され、このシール部材３３の付近のガス充填室２３側にはリング部材３４が装着され、シール部材３３とリング部材３４との間にグリースが充填されるグリース充填室３５が形成されている。同様に、ガス充填室２３の下端側においても、シール部材３６とリング部材３７が装着され、シール部材３６とリング部材３７との間にグリース充填室３８が形成されている。シリンダ本体２０とシリンダ収容穴１３ｂとの間にはシール部材３９，４０も装着されている。
【００２０】
ロッド部材２１は、油圧シリンダ６０の出力部材６０ａと接続される接続部２１ａと、ロッド摺動孔１３ａに摺動自在に内嵌される大径部２１ｂと、ロッド挿通孔３１に摺動自在に内嵌される中径部２１ｃと、ロッド挿通孔３２に摺動自在に内嵌され下端でドローバー６と連結されるロッド部２１ｄとが上側から直列的に一体形成されたものである。油圧シリンダ６０によりロッド部材２１が下方へ移動したときには大径部２１ｂはロッド摺動孔１３ａの下端に達し、大径部２１ｂはロッド摺動孔１３ａとシリンダ収容穴１３ｂの境界の段部４１に係止され、それ以上のロッド部材２１の下方への移動が制限される。中径部２１ｃとロッド部２１ｄとの間にはテーパー状の受圧部４２が形成され、ロッド部２１ｄの途中部にも受圧部４３が形成され、受圧部４２，４３に圧縮ガス２２のガス圧が作用してロッド部材２１は上方へ付勢される。大径部２１ｂには主軸２との間をシールするシール部材４４が装着されている。
【００２１】
次に環状カラー２４及び係止リング２６について説明する。
図２，図３に示すように、環状カラー２４はロッド部材２１のロッド部２１ｄに外嵌された状態で筒状部材１４に摺動自在に内嵌され、環状カラー２４の下端部には下端開放状の環状溝２４ａが形成され、この環状溝２４ａは環状カラー２４の下半部に形成されている。ガススプリング７に圧縮ガス２２が充填封入された状態においては、ロッド部材２１のロッド部２１ｄに形成されたリング装着溝２５には係止リング２６が係合して保持されており、図４に示すように、この係止リング２６は鋼製の分断リングからなり、１つの分断部２６ａを介して縮径可能に構成されている。ロッド部材２１が下方へ移動した状態では、係止リング２６はリング装着溝２５に係合して保持された状態であり、この状態でロッド部材２１が圧縮ガス２２の付勢力で上方へ移動すると、係止リング２６はロッド部材２１と共に上方へ移動し、ロッド部材２１が所定ストローク移動したときには、係止リング２６は環状溝２４ａに係合し、環状カラー２４はロッド部材２１と係止リング２６を受け止めつつ上方へ移動し、シリンダ本体２０の端壁部分２１ｂで係止されるので、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。
【００２２】
次に、ガススプリング７に圧縮ガス２２を充填するガス充填用治具５０について説明する。図５，図６に示すように、ガス充填用治具５０は、ケース本体５１と、このケース本体５１の内部に形成されガススプリング７が収容される収容室５２と、ケース本体５１に形成され収容室５２内に圧縮ガス２２を充填するガス充填孔５３ａを備えている。ケース本体５１は、ロッド部材２１の上端部分に外嵌される外筒部材５３と、ロッド部材２１の下半部を収容するロッド収容部材５４と、ロッド収容部材５４の上端から上方へ延びシリンダ本体２０を収容する内筒部材５５などで構成されている。外筒部材５３の側面にはガス充填孔５３ａが形成され、外筒部材５３の上端には閉塞部材５７がボルトで固定され、ガススプリング７をセットした状態では閉塞部材５７の下面にロッド部材２１の上端が当接する。
【００２３】
ロッド収容部材５４には、シリンダ本体２０の下端部が収容される収容穴５４ａと、収容穴５４ａの下端に連なりロッド部材２１のロッド部２１ｄが収容されるロッド収容孔５４ｂが形成され、このロッド収容孔５４ｂには筒状のスリーブ部材５８が内嵌され、このスリーブ部材５８にロッド部２１ｄが摺動自在に内嵌される。ロッド収容孔５４ｂの下端部には段付部５４ｃが形成され、この段付部５４ｃによりスリーブ部材５８は下方への移動を規制され、ロッド部２１ｄのみが上下に移動可能である。
内筒部材５５にはシリンダ本体２０が内嵌状に収容され、内筒部材５５の上端部には外筒部材５３の下端部が摺動自在に外嵌される。
【００２４】
次に、ガススプリング７の作用について説明する。先ず、圧縮ガス２２をガススプリング７に充填するために、ガススプリング７をガス充填用治具５０にセットする。即ち、スリーブ部材５８の上端面に係止リング２６と環状カラー２４を配置し、環状カラー２４と係止リング２６にロッド部材２１のロッド部２１ｄを内嵌させてロッド収容部材５４内に収容し、同時にシリンダ本体２０を内筒部材５５に内嵌させる。その後、外筒部材５３をロッド部材２１の大径部２１ｂに外嵌させる。
【００２５】
この状態でガススプリング７に圧縮ガス２２を充填するには、図５のように、シール部材３３が受圧部４２の位置でロッド部材２１に外嵌するようにロッド部材２１をシリンダ本体２０に対して相対的に上方へ移動させ、ロッド部材２１とシール部材３３との間に隙間５９を生じさせた状態で、ガス充填孔５３ａにガス充填装置５６を接続し、収容室５２から前記の隙間５９を介してガス充填室２３へ圧縮ガス２２を充填する。このとき、図７に示すように、リング装着溝２５は環状カラー２４よりも上方に位置しており、係止リング２６はリング装着溝２５に係合せずに拡径してロッド部材２１に外嵌された状態である。
【００２６】
ガス充填室２３に圧縮ガス２２が充填された後、流体圧シリンダ等の駆動手段により、外筒部材５３とともにロッド部材２１を下方へ押し下げると、ロッド部材２１が下方へ移動してシール部材３３がロッド部材２１の中径部２１ｃに外嵌する状態になり、ロッド部材２１とシール部材３３との間の隙間５９が無くなり、ガス充填室２３が密閉状態になる。このときに、図８に示すように、リング装着溝２５が係止リング２６の位置に達し、係止リング２６が縮径してリング装着溝２５に係合する。
【００２７】
この状態で、駆動手段による付勢力を解除すると、図６に示すように、ロッド部材２１は圧縮ガス２２のガス圧により、再び上方へ進出するが、図９に示すように、係止リング２６はロッド部材２１と一体に上方へ移動し、ロッド部材２１が所定ストローク上方へ移動したときに、係止リング２６は環状溝２４ａに導入され、環状カラー２４がロッド部材２１と一体に上方へ移動して環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂに当接して係止され、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。その後、ガス充填用治具５０からガススプリング７を取り外して充填作業が完了する。
【００２８】
図２に示すように、圧縮ガス２２を充填したガススプリング７を主軸２に装着して使用する場合には、固定解除機構８の油圧シリンダ６０によってロッド部材２１が下方へ駆動されていない状態では、ロッド部材２１の受圧部４２，４３に作用する圧縮ガス２２のガス圧によりロッド部材２１は上方へ駆動される。このとき、図３に示すように、係止リング２６はリング装着溝２５に係合して保持された状態で、係止リング２６はロッド部材２１と共に上方へ移動し、係止リング２６は環状カラー２４の環状溝２４ａに係合する。係止リング２６が環状溝２４ａに係合すると、環状カラー２４はロッド部材２１と係止リング２６を受け止め且つロッド部材２１とともに上方へ移動し、ロッド部材２１が上方へ所定ストローク移動したときに、環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂに当接し、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。
【００２９】
ロッド部材２１を下方へ移動させるときには、油圧シリンダ６０により圧縮ガス２２のガス圧による付勢力に抗してロッド部材２１を下方へ駆動すると、係止リング２６がロッド部材２１と共に下方へ移動し、係止リング２６と環状溝２４ａとの係合が解除される。
【００３０】
以上のガススプリング７によれば、係止リング２６が環状カラー２４の環状溝２４ａに係合して、環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂで係止されるので、環状カラー２４を介してロッド部材２１の上方への移動を確実に規制することができる。また、係止リング２６は、１ヵ所の分断部２６ａを介して縮径可能に構成されているので、係止リング２６がリング装着溝２５に確実に係合して外れることがない。
【００３１】
圧縮ガス２２の充填後に駆動手段による付勢力を解除するだけで、係止リング２６と環状カラー２４によりロッド部材２１の上方への移動を規制できるので、充填作業を短縮することができ、また、ガススプリング７の構造を簡略化することも可能である。
【００３２】
尚、ガス充填用治具５０は前記の構造のものに限る訳ではなく、要は、圧縮ガス２２の充填後にロッド部材２１が進退移動したときに、係止リング２６と環状カラー２４によってロッド部材２１を上限位置に規制することが可能な治具であれば、何れのものにも本発明を適用できる。また、ガス充填用治具５０を使用せず、ガス充填用バルブを備えこのバルブを介して圧縮ガスを充填するガススプリングにも本発明を適用できる。さらには、主軸２への工具固定装置１以外に、付勢機能を有する種々の機械や装置に使用されるガススプリングにも本発明を適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に挿通されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成されて圧縮ガスが充填されロッド部材を第１方向へ付勢するガス充填室を備えたガススプリングであって、第１方向と反対の第２方向側のシリンダ本体の端壁部分にロッド部材が挿通するロッド挿通孔が形成され、このロッド挿通孔よりも第２方向側で、ロッド部材に摺動自在に外嵌された環状カラーを設け、この環状カラーに環状溝を形成し、ロッド部材に形成した環状のリング装着溝に係止リングを係合させて保持し、ロッド部材の第１方向への移動時には、係止リングをロッド部材と共に第１方向へ移動させて環状カラーの環状溝に係合させ、ロッド部材と係止リングを受け止める環状カラーを、シリンダ本体の端壁部分で係止するように構成したので以下の効果を有する。
【００３４】
係止リングが環状カラーの環状溝に係合して、環状カラーがシリンダ本体の端壁部分で係止されるので、環状カラーを介してロッド部材を進出限位置に確実に規制することができる。また、圧縮ガスをガス充填室に充填した後、圧縮ガスのガス圧によりロッド部材が第１方向へ移動すると、係止リングがリング装着溝に保持された状態で、係止リングがロッド部材と共に移動して環状カラーの環状溝に係合し、環状カラーはロッド部材と係止リングを受け止めて第１方向へ移動してシリンダ本体の端壁部分に係止されてロッド部材は第１方向への移動を規制されるので、圧縮ガスの充填後に特別な作業をすることなくロッド部材を上限位置に規制することができ、充填作業を簡略化できる。さらに、ロッド部材に外嵌された環状のカラーと係止リングのみでロッド部材の移動を規制できるので、ガススプリングの構造を簡略化することができる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、係止リングは１つの分断部を介して縮径可能に構成されているので、係止リングがリング装着溝から離れた位置にあるときは、係止リングは拡径してロッド部材に外嵌し、係止リングがリング装着溝の位置に達したときには係止リングは縮径してリング装着溝に確実に係合して保持されるので、係止リングがリング装着溝から外れることがない。
【００３６】
請求項３の発明によれば、請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するガス充填方法であって、ガス充填室にガス充填用治具を用いて圧縮ガスを充填し、圧縮ガスの充填後にロッド部材を第２方向へ移動させてリング装着溝に係止リングを係合させ、係止リングがリング装着溝に係合した状態で圧縮ガスのガス圧によりロッド部材を第１方向へ移動させて係止リングを環状カラーの環状溝に導入させ、環状カラーをシリンダ本体の端壁部分に係止させるので、圧縮ガスの充填後に特別な作業をすることなくロッド部材を上限位置に規制することができ、充填作業を簡略化できる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、ガス充填用治具は、ケース本体と、このケース本体の内部に形成されガススプリングが収容される収容室と、ケース本体に形成され収容室内に圧縮ガスを充填するガス充填孔とを備え、ケース本体は、ロッド部材の第１方向側部分に外嵌される外筒部材と、ロッド部材の第２方向側部分を収容するロッド収容部材と、ロッド収容部材の第１方向側の端部から第１方向へ延びシリンダ本体を収容する内筒部材とを有するので以下の効果が得られる。
【００３８】
ガススプリングのガス充填室に圧縮ガスを充填するときには、ロッド部材の第１方向側部分に外筒部材を外嵌させ、ロッド部材の第２方向側部分をロッド収容部材に収容し、内筒部材にシリンダ本体を収容してガススプリングをガス充填用治具に装着する。次に、外筒部材を第１方向側へ移動させて、ロッド部材をシリンダ本体に対して相対的に第１方向側へ移動させ、ロッド部材とロッド挿通孔に装着されたシール部材との間に隙間を生じさせる。その後、ガス充填孔に外部のガス充填装置を接続して収容室に圧縮ガスを導入し、前記の隙間を介して収容室からガス充填室に圧縮ガスを充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るガススプリングを含む工具固定装置の縦断面図である。
【図２】ガススプリングの縦断面図である。
【図３】環状カラー付近（ガススプリング使用状態）の拡大断面図である。
【図４】係止リングの端面図である。
【図５】ガススプリング（圧縮ガス充填中）の縦断面図である。
【図６】ガススプリング（圧縮ガス充填完了時）の縦断面図である。
【図７】環状カラー付近（圧縮ガス充填中）の拡大断面図である。
【図８】環状カラー付近（圧縮ガス封入時）の拡大断面図である。
【図９】環状カラー付近（圧縮ガス充填完了時）の縦断面図である。
【図１０】従来のガススプリングの縦断面図である。
【符号の説明】
７ ガススプリング
２０ シリンダ本体
２１ｂ 端壁部分
２１ ロッド部材
２２ 圧縮ガス
２３ ガス充填室
２４ 環状カラー
２４ａ 環状溝
２５ リング装着溝
２６ 係止リング
２６ａ 分断部
５０ ガス充填用治具
５１ ケース本体
５２ 収容室
５３ 外筒部材
５３ａ ガス充填孔
５４ ロッド収容部材
５５ 内筒部材
【発明の属する技術分野】
ガススプリングに関し、特にロッド部材の進出移動を規制する機構を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の機械に用いられるガススプリングは、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に内嵌されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成され圧縮ガス（主に窒素ガス）が充填されるガス充填室などを備えている。このガス充填室には約７〜１０ＭＰａの高圧の圧縮ガスが充填され、この圧縮ガスによりロッド部材は進出駆動されるが、ロッド部材が所定ストローク以上に進出しないように、ガススプリングにはロッド部材の進出動作を規制する種々の機構が設けられている。
【０００３】
例えば、本願出願人は、図１０に示すようなガススプリングを提案している。
即ち、このガススプリング１００は、シリンダ本体１０１と、このシリンダ本体１０１を貫通する筒状のピストン付きロッド部材１０２と、シリンダ本体１０１とロッド部材１０２との間に形成され内部の圧縮ガス圧によりロッド部材１０２を上方へ付勢するガス充填室１０３と、ロッド部材１０２に軸心対称に設けられた複数のピン部材１０４と、これらピン部材１０４が係合してシリンダ本体１０１に対するロッド部材１０２の移動範囲を規制する長穴１０５などを備えており、ロッド部材１０２が上方へ所定ストローク進出移動すると、ピン部材１０４が長穴１０５の上端に係合してロッド部材１０２の移動を規制する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のガススプリングでは、ガス充填室１０３に圧縮ガスを充填した後に、ロッド部材１０２をシリンダ本体１０１に対して下方に押し下げてガス充填室１０３を密閉状態にしてから、ロッド部材１０２の移動を規制するためにロッド部材１０２のネジ穴にピン部材１０４を螺合固定する作業が必要となり、充填作業の工数が増える。また、ガススプリングの構造が複雑になる可能性もある。
本発明の目的は、ガス充填室に圧縮ガスを充填封入したときに同時にロッド部材を上限位置に規制するように構成すること、ロッド部材の進出移動を規制する機構を簡略化すること、等である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のガススプリングは、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に挿通されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成されて圧縮ガスが充填され前記ロッド部材の受圧部にガス圧を作用させてロッド部材を第１方向へ付勢するガス充填室を備えたガススプリングであって、前記第１方向と反対の第２方向側のシリンダ本体の端壁部分にロッド部材が挿通するロッド挿通孔が形成され、このロッド挿通孔よりも第２方向側で、ロッド部材に摺動自在に外嵌された環状カラーを設け、この環状カラーに第２方向側端部が開放状の環状溝を形成し、ロッド部材に形成した環状のリング装着溝に係止リングを係合させて保持し、この係止リングをロッド部材と共に第１方向へ移動させて環状カラーの環状溝に係合させ、ロッド部材と係止リングを受け止める環状カラーを、シリンダ本体の端壁部分で係止するように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
係止リングはロッド部材のリング装着溝に係合した状態で、ガス充填室に充填された圧縮ガスのガス圧によりロッド部材が第１方向へ移動すると、係止リングはロッド部材と共に第１方向へ移動する。ロッド部材が第１方向へ所定ストローク移動したときには、係止リングが環状カラーの環状溝に係合し、環状カラーがロッド部材と係止リングを受け止めて且つ第１方向へ移動し、環状カラーはシリンダ本体の端壁部分で係止されるので、ロッド部材の第１方向への移動が規制される。
【０００７】
請求項２に記載のガススプリングは、請求項１の発明において前記係止リングは１つの分断部を介して縮径可能に構成されたことを特徴とするものである。従って、係止リングがリング装着溝から離れた位置にあるときは、係止リングは拡径してロッド部材に外嵌し、係止リングがリング装着溝の位置に達したときには係止リングは縮径してリング装着溝に確実に係合して保持される。
【０００８】
請求項３に記載のガススプリングのガス充填方法は、請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するガス充填方法であって、前記ガス充填室にガス充填用治具を用いて圧縮ガスを充填し、圧縮ガスの充填後に前記ロッド部材を第２方向へ移動させて前記リング装着溝に前記係止リングを係合させ、係止リングがリング装着溝に係合した状態で圧縮ガスのガス圧によりロッド部材を第１方向へ移動させて係止リングを環状カラーの環状溝に導入させ、環状カラーをシリンダ本体の端壁部分に係止させるものである。
【０００９】
請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するときには、ガススプリングをガス充填用治具に装着し、係止リングがリング装着溝に係合していない状態でガス充填室に圧縮ガスを充填した後、外部から流体圧シリンダ等の駆動手段により出力ロッドを第２方向へ駆動する。出力ロッドが第２方向へ移動すると、リング装着溝が係止リングの位置に到達して係止リングがリング装着溝に係合する。次に、駆動手段による付勢力を解除すると、出力ロッドは圧縮ガスのガス圧により第１方向へ駆動され、この出力ロッドの移動と共に係止リングがリング装着溝に係合した状態で第１方向へ移動し、係止リングは環状カラーの環状溝に導入される。環状カラーは出力ロッドと係止リングを受け止めてシリンダ本体の端壁部材に係止され、出力ロッドの第１方向への移動が規制される。
【００１０】
請求項４に記載のガススプリングのガス充填方法は、請求項３の発明において前記ガス充填用治具は、ケース本体と、このケース本体の内部に形成されガススプリングが収容される収容室と、ケース本体に形成され前記収容室内に圧縮ガスを充填するガス充填孔とを備え、前記ケース本体は、前記ロッド部材の第１方向側部分に外嵌される外筒部材と、ロッド部材の第２方向側部分を収容するロッド収容部材と、ロッド収容部材の第１方向側の端部から第１方向へ延びシリンダ本体を収容する内筒部材とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
ガススプリングのガス充填室に圧縮ガスを充填するときには、ロッド部材の第１方向側部分に外筒部材を外嵌させ、ロッド部材の第２方向側部分をロッド収容部材に収容し、内筒部材にシリンダ本体を収容してガススプリングをガス充填用治具に装着する。次に、外筒部材を第１方向側へ移動させて、ロッド部材をシリンダ本体に対して相対的に第１方向側へ移動させ、ロッド部材とロッド挿通孔に装着されたシール部材との間に隙間を生じさせる。その後、ガス充填孔に外部のガス充填装置を接続し、ガス充填孔を介して収容室からガス充填室に圧縮ガスを充填する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態は、工作機械の主軸の先端部に工具を固定解除可能に固定する工具固定装置に、本発明を適用したものである。
図１に示すように、工作機械の主軸２は複数のベアリング２ａを介して回転自在に支持され、その先端部分に先端側程大径化するテーパ状の工具保持部１０が形成されている。
【００１３】
主軸２を支持するフレーム４には、工具固定装置１と、主軸２を回転駆動するためのコイル９などが備えられている。工具固定装置１は、工具３の基端の被係合部３ａを係合解除可能に係合するコレット５と、コレット５に連係したドローバー６と、ドローバー６に連結されドローバー６を基端側（工具固定側、つまり図１における上方）へ付勢する本願特有のガススプリング７と、ガススプリング７の付勢力に抗してドローバー６を先端側（工具固定解除側、つまり図１における下方）へ駆動可能な固定解除機構８などで構成されている。
【００１４】
主軸２には、工具保持部１０と、コレット５が収容される収容孔１１と、ドローバー６が挿通する挿通孔１２と、ガススプリング７を収容する収容穴１３とが先端部から基端側へ直列状に形成されている。収容穴１１の先端部には、コレット５のチャック部を径縮小側へ弾性変形させるテーパー穴１１ａが形成されている。図１，図２に示すように、収容穴１３はロッド部材２１の大径部２１ｂが摺動自在に内嵌されるロッド摺動孔１３ａと、ロッド摺動孔１３ａよりもやや小径に形成されガススプリング７のシリンダ本体２０が収容されるシリンダ収容穴１３ｂと、このシリンダ収容穴１３ｂに連なる凹穴１３ｃと、この凹穴１３ｃよりも小径の円筒穴１３ｄとを有し、これらの穴１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは基端側から直列状に配列されている。凹穴１３ｃには筒状部材１４が内嵌され、筒状部材１４の基端側端面にシリンダ本体２０の先端側端面が当接する。
【００１５】
工具３は、前記係合部３ａ及びテーパ軸部３ｂと、テーパ軸部３ｂの先端側に設けられた大径の円板部３ｃを有する。
コレット５は、先端部側が３又は４分割された弾性のあるチャック部を有し、ドローバー６が挿通する軸孔５ａと、軸孔５ａの先端側に設けられ軸孔５ａより大径の大径孔５ｂを有し、この大径孔５ｂにドローバー６の先端部に固着された係止部６ａが内嵌されている。
【００１６】
ドローバー６が工具固定側へ移動すると、軸孔５ａと大径孔５ｂの境界の段部５ｃに係止部６ａが係止されコレット５も基端側へ移動する。すると、テーパー穴１１ａによりコレット５の先端部側のチャック部が閉じながら収容孔１１の奥側に入り込み、その途中で工具３の係合部３ａに係合し、その後、係合部３ａが基端側へ引っ張られて、工具３はそのテーパ軸部３ｂが工具保持部１０に当接した状態で固定される。ドローバー６が固定解除側へ移動すると、係止部６ａによる段部５ｃへの係止が解除され、コレット５の先端部側の弾性のあるチャック部も開きながら先端側へ移動するため、工具３の係合部３ａとコレット５との係合が解除され工具３が解除される。
【００１７】
つまり、ガススプリング７により、ドローバー６をその基端部に固着された係合軸部６ｂを介して工具固定側へ付勢することにより、ドローバー６を固定解除位置から工具固定位置へ駆動するとともに、ドローバー６を工具固定位置に保持して、工具３を工具保持部１０に固定することができる。尚、固定解除機構８は、図１に示すように、油圧供給源を含む駆動制御部により駆動制御される油圧シリンダ６０を有し、この油圧シリンダ６０によりガススプリング７のロッド部材２１を進出位置から退入位置に駆動して、ロッド部材２１に連結されたドローバー６を固定解除側へ駆動する。
【００１８】
次にガススプリング７について説明する。
図２，図３に示すように、ガススプリング７は、主軸２に内嵌されたシリンダ本体２０と、このシリンダ本体２０に摺動自在に挿通されたロッド部材２１と、シリンダ本体２０の内部に形成されて圧縮ガス２２が充填されロッド部材２１の受圧部４２，４３にガス圧を作用させてロッド部材２１を上方（第１方向）へ駆動するガス充填室２３とを備えている。シリンダ本体２０のロッド挿通孔３２よりも下側（第２方向側）で筒状部材１４の内周側には、ロッド部材２１に摺動自在に外嵌された環状カラー２４が設けられ、ロッド部材２１には環状のリング装着溝２５が形成され、このリング装着溝２５には係止リング２６が係合して保持されている。
【００１９】
シリンダ本体２０の上端側と下端側の端壁部分２０ａ，２０ｂには夫々ロッド部材２１が挿通するロッド挿通孔３１，３２が設けられ、シリンダ本体２０の内部にはガス充填室２３が形成され、このガス充填室２３には後述のガス充填用治具５０を用いて高圧（７〜１０ＭＰａ）の圧縮ガス２２（例えば窒素ガス）が充填される。ガス充填室２３の上端側にはシリンダ本体２０とロッド部材２１との間をシールするシール部材３３が装着され、このシール部材３３の付近のガス充填室２３側にはリング部材３４が装着され、シール部材３３とリング部材３４との間にグリースが充填されるグリース充填室３５が形成されている。同様に、ガス充填室２３の下端側においても、シール部材３６とリング部材３７が装着され、シール部材３６とリング部材３７との間にグリース充填室３８が形成されている。シリンダ本体２０とシリンダ収容穴１３ｂとの間にはシール部材３９，４０も装着されている。
【００２０】
ロッド部材２１は、油圧シリンダ６０の出力部材６０ａと接続される接続部２１ａと、ロッド摺動孔１３ａに摺動自在に内嵌される大径部２１ｂと、ロッド挿通孔３１に摺動自在に内嵌される中径部２１ｃと、ロッド挿通孔３２に摺動自在に内嵌され下端でドローバー６と連結されるロッド部２１ｄとが上側から直列的に一体形成されたものである。油圧シリンダ６０によりロッド部材２１が下方へ移動したときには大径部２１ｂはロッド摺動孔１３ａの下端に達し、大径部２１ｂはロッド摺動孔１３ａとシリンダ収容穴１３ｂの境界の段部４１に係止され、それ以上のロッド部材２１の下方への移動が制限される。中径部２１ｃとロッド部２１ｄとの間にはテーパー状の受圧部４２が形成され、ロッド部２１ｄの途中部にも受圧部４３が形成され、受圧部４２，４３に圧縮ガス２２のガス圧が作用してロッド部材２１は上方へ付勢される。大径部２１ｂには主軸２との間をシールするシール部材４４が装着されている。
【００２１】
次に環状カラー２４及び係止リング２６について説明する。
図２，図３に示すように、環状カラー２４はロッド部材２１のロッド部２１ｄに外嵌された状態で筒状部材１４に摺動自在に内嵌され、環状カラー２４の下端部には下端開放状の環状溝２４ａが形成され、この環状溝２４ａは環状カラー２４の下半部に形成されている。ガススプリング７に圧縮ガス２２が充填封入された状態においては、ロッド部材２１のロッド部２１ｄに形成されたリング装着溝２５には係止リング２６が係合して保持されており、図４に示すように、この係止リング２６は鋼製の分断リングからなり、１つの分断部２６ａを介して縮径可能に構成されている。ロッド部材２１が下方へ移動した状態では、係止リング２６はリング装着溝２５に係合して保持された状態であり、この状態でロッド部材２１が圧縮ガス２２の付勢力で上方へ移動すると、係止リング２６はロッド部材２１と共に上方へ移動し、ロッド部材２１が所定ストローク移動したときには、係止リング２６は環状溝２４ａに係合し、環状カラー２４はロッド部材２１と係止リング２６を受け止めつつ上方へ移動し、シリンダ本体２０の端壁部分２１ｂで係止されるので、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。
【００２２】
次に、ガススプリング７に圧縮ガス２２を充填するガス充填用治具５０について説明する。図５，図６に示すように、ガス充填用治具５０は、ケース本体５１と、このケース本体５１の内部に形成されガススプリング７が収容される収容室５２と、ケース本体５１に形成され収容室５２内に圧縮ガス２２を充填するガス充填孔５３ａを備えている。ケース本体５１は、ロッド部材２１の上端部分に外嵌される外筒部材５３と、ロッド部材２１の下半部を収容するロッド収容部材５４と、ロッド収容部材５４の上端から上方へ延びシリンダ本体２０を収容する内筒部材５５などで構成されている。外筒部材５３の側面にはガス充填孔５３ａが形成され、外筒部材５３の上端には閉塞部材５７がボルトで固定され、ガススプリング７をセットした状態では閉塞部材５７の下面にロッド部材２１の上端が当接する。
【００２３】
ロッド収容部材５４には、シリンダ本体２０の下端部が収容される収容穴５４ａと、収容穴５４ａの下端に連なりロッド部材２１のロッド部２１ｄが収容されるロッド収容孔５４ｂが形成され、このロッド収容孔５４ｂには筒状のスリーブ部材５８が内嵌され、このスリーブ部材５８にロッド部２１ｄが摺動自在に内嵌される。ロッド収容孔５４ｂの下端部には段付部５４ｃが形成され、この段付部５４ｃによりスリーブ部材５８は下方への移動を規制され、ロッド部２１ｄのみが上下に移動可能である。
内筒部材５５にはシリンダ本体２０が内嵌状に収容され、内筒部材５５の上端部には外筒部材５３の下端部が摺動自在に外嵌される。
【００２４】
次に、ガススプリング７の作用について説明する。先ず、圧縮ガス２２をガススプリング７に充填するために、ガススプリング７をガス充填用治具５０にセットする。即ち、スリーブ部材５８の上端面に係止リング２６と環状カラー２４を配置し、環状カラー２４と係止リング２６にロッド部材２１のロッド部２１ｄを内嵌させてロッド収容部材５４内に収容し、同時にシリンダ本体２０を内筒部材５５に内嵌させる。その後、外筒部材５３をロッド部材２１の大径部２１ｂに外嵌させる。
【００２５】
この状態でガススプリング７に圧縮ガス２２を充填するには、図５のように、シール部材３３が受圧部４２の位置でロッド部材２１に外嵌するようにロッド部材２１をシリンダ本体２０に対して相対的に上方へ移動させ、ロッド部材２１とシール部材３３との間に隙間５９を生じさせた状態で、ガス充填孔５３ａにガス充填装置５６を接続し、収容室５２から前記の隙間５９を介してガス充填室２３へ圧縮ガス２２を充填する。このとき、図７に示すように、リング装着溝２５は環状カラー２４よりも上方に位置しており、係止リング２６はリング装着溝２５に係合せずに拡径してロッド部材２１に外嵌された状態である。
【００２６】
ガス充填室２３に圧縮ガス２２が充填された後、流体圧シリンダ等の駆動手段により、外筒部材５３とともにロッド部材２１を下方へ押し下げると、ロッド部材２１が下方へ移動してシール部材３３がロッド部材２１の中径部２１ｃに外嵌する状態になり、ロッド部材２１とシール部材３３との間の隙間５９が無くなり、ガス充填室２３が密閉状態になる。このときに、図８に示すように、リング装着溝２５が係止リング２６の位置に達し、係止リング２６が縮径してリング装着溝２５に係合する。
【００２７】
この状態で、駆動手段による付勢力を解除すると、図６に示すように、ロッド部材２１は圧縮ガス２２のガス圧により、再び上方へ進出するが、図９に示すように、係止リング２６はロッド部材２１と一体に上方へ移動し、ロッド部材２１が所定ストローク上方へ移動したときに、係止リング２６は環状溝２４ａに導入され、環状カラー２４がロッド部材２１と一体に上方へ移動して環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂに当接して係止され、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。その後、ガス充填用治具５０からガススプリング７を取り外して充填作業が完了する。
【００２８】
図２に示すように、圧縮ガス２２を充填したガススプリング７を主軸２に装着して使用する場合には、固定解除機構８の油圧シリンダ６０によってロッド部材２１が下方へ駆動されていない状態では、ロッド部材２１の受圧部４２，４３に作用する圧縮ガス２２のガス圧によりロッド部材２１は上方へ駆動される。このとき、図３に示すように、係止リング２６はリング装着溝２５に係合して保持された状態で、係止リング２６はロッド部材２１と共に上方へ移動し、係止リング２６は環状カラー２４の環状溝２４ａに係合する。係止リング２６が環状溝２４ａに係合すると、環状カラー２４はロッド部材２１と係止リング２６を受け止め且つロッド部材２１とともに上方へ移動し、ロッド部材２１が上方へ所定ストローク移動したときに、環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂに当接し、ロッド部材２１の上方への移動が規制される。
【００２９】
ロッド部材２１を下方へ移動させるときには、油圧シリンダ６０により圧縮ガス２２のガス圧による付勢力に抗してロッド部材２１を下方へ駆動すると、係止リング２６がロッド部材２１と共に下方へ移動し、係止リング２６と環状溝２４ａとの係合が解除される。
【００３０】
以上のガススプリング７によれば、係止リング２６が環状カラー２４の環状溝２４ａに係合して、環状カラー２４がシリンダ本体２０の下端部の端壁部分２１ｂで係止されるので、環状カラー２４を介してロッド部材２１の上方への移動を確実に規制することができる。また、係止リング２６は、１ヵ所の分断部２６ａを介して縮径可能に構成されているので、係止リング２６がリング装着溝２５に確実に係合して外れることがない。
【００３１】
圧縮ガス２２の充填後に駆動手段による付勢力を解除するだけで、係止リング２６と環状カラー２４によりロッド部材２１の上方への移動を規制できるので、充填作業を短縮することができ、また、ガススプリング７の構造を簡略化することも可能である。
【００３２】
尚、ガス充填用治具５０は前記の構造のものに限る訳ではなく、要は、圧縮ガス２２の充填後にロッド部材２１が進退移動したときに、係止リング２６と環状カラー２４によってロッド部材２１を上限位置に規制することが可能な治具であれば、何れのものにも本発明を適用できる。また、ガス充填用治具５０を使用せず、ガス充填用バルブを備えこのバルブを介して圧縮ガスを充填するガススプリングにも本発明を適用できる。さらには、主軸２への工具固定装置１以外に、付勢機能を有する種々の機械や装置に使用されるガススプリングにも本発明を適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に挿通されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成されて圧縮ガスが充填されロッド部材を第１方向へ付勢するガス充填室を備えたガススプリングであって、第１方向と反対の第２方向側のシリンダ本体の端壁部分にロッド部材が挿通するロッド挿通孔が形成され、このロッド挿通孔よりも第２方向側で、ロッド部材に摺動自在に外嵌された環状カラーを設け、この環状カラーに環状溝を形成し、ロッド部材に形成した環状のリング装着溝に係止リングを係合させて保持し、ロッド部材の第１方向への移動時には、係止リングをロッド部材と共に第１方向へ移動させて環状カラーの環状溝に係合させ、ロッド部材と係止リングを受け止める環状カラーを、シリンダ本体の端壁部分で係止するように構成したので以下の効果を有する。
【００３４】
係止リングが環状カラーの環状溝に係合して、環状カラーがシリンダ本体の端壁部分で係止されるので、環状カラーを介してロッド部材を進出限位置に確実に規制することができる。また、圧縮ガスをガス充填室に充填した後、圧縮ガスのガス圧によりロッド部材が第１方向へ移動すると、係止リングがリング装着溝に保持された状態で、係止リングがロッド部材と共に移動して環状カラーの環状溝に係合し、環状カラーはロッド部材と係止リングを受け止めて第１方向へ移動してシリンダ本体の端壁部分に係止されてロッド部材は第１方向への移動を規制されるので、圧縮ガスの充填後に特別な作業をすることなくロッド部材を上限位置に規制することができ、充填作業を簡略化できる。さらに、ロッド部材に外嵌された環状のカラーと係止リングのみでロッド部材の移動を規制できるので、ガススプリングの構造を簡略化することができる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、係止リングは１つの分断部を介して縮径可能に構成されているので、係止リングがリング装着溝から離れた位置にあるときは、係止リングは拡径してロッド部材に外嵌し、係止リングがリング装着溝の位置に達したときには係止リングは縮径してリング装着溝に確実に係合して保持されるので、係止リングがリング装着溝から外れることがない。
【００３６】
請求項３の発明によれば、請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するガス充填方法であって、ガス充填室にガス充填用治具を用いて圧縮ガスを充填し、圧縮ガスの充填後にロッド部材を第２方向へ移動させてリング装着溝に係止リングを係合させ、係止リングがリング装着溝に係合した状態で圧縮ガスのガス圧によりロッド部材を第１方向へ移動させて係止リングを環状カラーの環状溝に導入させ、環状カラーをシリンダ本体の端壁部分に係止させるので、圧縮ガスの充填後に特別な作業をすることなくロッド部材を上限位置に規制することができ、充填作業を簡略化できる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、ガス充填用治具は、ケース本体と、このケース本体の内部に形成されガススプリングが収容される収容室と、ケース本体に形成され収容室内に圧縮ガスを充填するガス充填孔とを備え、ケース本体は、ロッド部材の第１方向側部分に外嵌される外筒部材と、ロッド部材の第２方向側部分を収容するロッド収容部材と、ロッド収容部材の第１方向側の端部から第１方向へ延びシリンダ本体を収容する内筒部材とを有するので以下の効果が得られる。
【００３８】
ガススプリングのガス充填室に圧縮ガスを充填するときには、ロッド部材の第１方向側部分に外筒部材を外嵌させ、ロッド部材の第２方向側部分をロッド収容部材に収容し、内筒部材にシリンダ本体を収容してガススプリングをガス充填用治具に装着する。次に、外筒部材を第１方向側へ移動させて、ロッド部材をシリンダ本体に対して相対的に第１方向側へ移動させ、ロッド部材とロッド挿通孔に装着されたシール部材との間に隙間を生じさせる。その後、ガス充填孔に外部のガス充填装置を接続して収容室に圧縮ガスを導入し、前記の隙間を介して収容室からガス充填室に圧縮ガスを充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るガススプリングを含む工具固定装置の縦断面図である。
【図２】ガススプリングの縦断面図である。
【図３】環状カラー付近（ガススプリング使用状態）の拡大断面図である。
【図４】係止リングの端面図である。
【図５】ガススプリング（圧縮ガス充填中）の縦断面図である。
【図６】ガススプリング（圧縮ガス充填完了時）の縦断面図である。
【図７】環状カラー付近（圧縮ガス充填中）の拡大断面図である。
【図８】環状カラー付近（圧縮ガス封入時）の拡大断面図である。
【図９】環状カラー付近（圧縮ガス充填完了時）の縦断面図である。
【図１０】従来のガススプリングの縦断面図である。
【符号の説明】
７ ガススプリング
２０ シリンダ本体
２１ｂ 端壁部分
２１ ロッド部材
２２ 圧縮ガス
２３ ガス充填室
２４ 環状カラー
２４ａ 環状溝
２５ リング装着溝
２６ 係止リング
２６ａ 分断部
５０ ガス充填用治具
５１ ケース本体
５２ 収容室
５３ 外筒部材
５３ａ ガス充填孔
５４ ロッド収容部材
５５ 内筒部材
Claims (4)
- シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に挿通されたロッド部材と、シリンダ本体の内部に形成されて圧縮ガスが充填され前記ロッド部材の受圧部にガス圧を作用させてロッド部材を第１方向へ付勢するガス充填室を備えたガススプリングであって、
前記第１方向と反対の第２方向側のシリンダ本体の端壁部分にロッド部材が挿通するロッド挿通孔が形成され、
このロッド挿通孔よりも第２方向側で、ロッド部材に摺動自在に外嵌された環状カラーを設け、この環状カラーに第２方向側端部が開放状の環状溝を形成し、
ロッド部材に形成した環状のリング装着溝に係止リングを係合させて保持し、
この係止リングをロッド部材と共に第１方向へ移動させて環状カラーの環状溝に係合させ、ロッド部材と係止リングを受け止める環状カラーを、シリンダ本体の端壁部分で係止するように構成したことを特徴とするガススプリング。 - 前記規制リングは１つの分断部を介して縮径可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
- 請求項１に記載のガススプリングに圧縮ガスを充填するガス充填方法であって、前記ガス充填室にガス充填用治具を用いて圧縮ガスを充填し、圧縮ガスの充填後に前記ロッド部材を第２方向へ移動させて前記リング装着溝に前記係止リングを係合させ、係止リングがリング装着溝に係合した状態で圧縮ガスのガス圧によりロッド部材を第１方向へ移動させて係止リングを環状カラーの環状溝に導入させ、環状カラーをシリンダ本体の端壁部分に係止させるガススプリングのガス充填方法。
- 前記ガス充填用治具は、ケース本体と、このケース本体の内部に形成されガススプリングが収容される収容室と、ケース本体に形成され前記収容室内に圧縮ガスを充填するガス充填孔とを備え、前記ケース本体は、前記ロッド部材の第１方向側部分に外嵌される外筒部材と、ロッド部材の第２方向側部分を収容するロッド収容部材と、ロッド収容部材の第１方向側の端部から第１方向へ延びシリンダ本体を収容する内筒部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のガススプリングのガス充填方法。
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