JP5759769B2 - 流体圧シリンダの取付け装置 - Google Patents

Description

この発明は、油圧シリンダ・空圧シリンダ・ガスバランサ等の流体圧シリンダの取付け装置に関し、特には、工作機械にガスバランサを取付けるのに好適な技術に関する。

この種の流体圧シリンダの取付け装置には、従来では、特許文献１(国際公開番号ＷＯ２００８／０２３４２８)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
工作機械の支持部材に設けた貫通孔にガスバランサ（流体圧シリンダ）のシリンダ本体の下部を挿入すると共に、そのシリンダ本体に設けたフランジを上記支持部材の上面に載置する。その支持部材のボルト孔に複数の取付けボルトを下側から挿入し、上記の取付けボルトの下部に設けた操作部を締め付け回転することにより、その取付けボルトの上部に設けたネジ部を上記フランジのメネジ孔に螺合させ、そのフランジを支持部材の上面に引っ張って固定するように構成してある。

ところで、上記ガスバランサに圧縮ガスが充填されたセットアップ状態において、誤って上記フランジから取付けボルトを取り外した場合には、その充填ガスの圧力により、上記シリンダ本体に挿入したロッド部材に対して当該シリンダ本体が急激に上昇するおそれがある。これを防止するため、上記複数の取付けボルトの操作部を下側から覆うカバー板が上記支持部材の下面に取り付けられている。

国際公開番号ＷＯ２００８／０２３４２８

上記の従来技術では、支持部材から上記カバー板を取り外すと取付けボルトの操作部が外部に露出する。このため、上記支持部材から取付けボルトを誤って取り外すおそれがあり、その支持部材にシリンダ本体を保持できなくなるという問題が残されていた。
本発明の目的は、流体圧シリンダの取付けボルトを誤って取り外した場合であっても上記流体圧シリンダのシリンダ本体を支持部材に保持できるようにすることにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図６(主として図４を参照)に示すように、流体圧シリンダの取付け装置を次のように構成した。
支持部材２に設けた貫通孔７に流体圧シリンダ３のシリンダ本体４を挿入すると共に、そのシリンダ本体４を上記支持部材２に着脱可能に固定するように構成する。上記シリンダ本体４は、上記貫通孔７に挿入された状態において、上記支持部材２の一端側に形成した支持面８よりも一端側に位置されるように当該シリンダ本体４の外周に設けた装着溝１４と、上記支持部材２の他端側に形成した仮り受け面９に他端側から接当される被受け面１２とを有する。複数の分割フランジ１５を周方向へ配置し、各分割フランジ１５は、上記貫通孔７の一端部に挿入される突出部１７ａを備えると共に上記装着溝１４に嵌合される内側部分１７と、上記支持部材２の上記支持面８に対面可能な外側部分１８とを有する。上記分割フランジ１５の上記外側部分１８にボルト孔２０を設ける。上記支持部材２における上記ボルト孔２０に対面する部分に形成したメネジ孔２２に螺合されるように上記ボルト孔２０に取付けボルト２３が挿入される。そして、上記メネジ孔２２に上記取付けボルト２３を締め付け回転することにより、当該取付けボルト２３の頭部２３ｂが上記分割フランジ１５を介して上記シリンダ本体４を他端方向へ移動させ、これにより、上記内側部分１７の上記突出部１７ａを上記貫通孔７内に挿入させると共に、上記外側部分１８を上記支持部材２の上記支持面８に接当させる。

本発明は次の作用効果を奏する。
シリンダ本体内に圧力流体を供給した状態において、誤って、支持部材から取付けボルトを取り外した場合であっても、前記分割フランジは、装着溝に嵌合された内側部分によって一端側へ移動することが防止されると共に、貫通孔の一端部に挿入された突出部によって半径方向の外方へ移動することが防止される。このため、シリンダ本体から分割フランジが脱落しない。
そして、シリンダ本体内の圧力流体により、そのシリンダ本体に保密状に挿入したロッド部材に対して当該シリンダ本体が付勢されるが、その付勢力は、分割フランジの前記の外側部分を介して前記支持面によって受け止められる。このため、上記シリンダ本体が上記圧力流体の圧力によって飛び出すのを防止できる。しかも、上記状態においては、ロッド部材に対して付勢されるシリンダ本体が上記分割フランジを支持部材に強力に挟み付けて保持するので、その分割フランジを装着溝から無理矢理に取り外すことも防止できる。

本発明においては、前記シリンダ本体４は、本体部分４ａと、その本体部分４ａよりも小径に形成されて前記貫通孔７に挿入される挿入部分４ｂとを備えることが好ましい。
この構成によれば、前述した従来技術とは異なり、受止め用のフランジをシリンダ本体から半径方向の外方へ突出させる必要がないので、そのシリンダ本体の外径寸法が小さくなる。このため、流体圧シリンダをコンパクトかつ安価に造れる。

また、本発明においては、前記シリンダ本体４の外周の全体に前記装着溝１４を連続して設け、前記分割フランジ１５を向かい合わせに２つ設けることが好ましい。
この場合、上記装着溝に２つの分割フランジを容易に嵌合保持させることができるので、流体圧シリンダの取り付けに手間がかからない。

さらに、本発明においては、前記分割フランジ１５に支持孔２６を半径方向へ形成し、その支持孔２６に挿入された回り止め部材２７の半径方向の内端部を、前記装着溝１４の底壁に形成された回り止め孔２８に挿入することが好ましい。
この場合、分割フランジを簡素な構成で回り止めできる。

本発明の一実施形態を示し、工作機械の主軸に設けたガスバランサの立面図である。 上記ガスバランサのシリンダ本体の下部を支持部材の貫通孔に挿入し始めた状態を示し、後述の図３Ａに類似する図である。 図３Ａは、上記シリンダ本体を支持部材に載置した状態を示す立面視の部分断面図であって、図３Ｂ中の３Ａ−３Ａ線矢視に相当する図である。図３Ｂは、上記の図３Ａ中の３Ｂ−３Ｂ線矢視に相当する図である。 上記シリンダ本体の装着溝に分割フランジを装着した状態を示し、前記の図３Ａに類似する図である。 上記シリンダ本体を取付けボルトによって前記支持部材に取り付けた状態を示し、前記の図３Ａに類似する図である。 上記支持部材から上記取付けボルトを取り外した状態を示し、前記の図３Ａに類似する図である。

以下、本発明の一実施形態を図１から図６によって説明する。この実施形態では、工作機械の主軸バランサに本発明を適用した場合を例示してある。

まず、図１により、主軸バランサの全体の構造を説明する。
工作機械１の本体(図示せず)に主軸ユニット１ａが昇降自在に支持され、その主軸ユニット１ａに支持部材２が取り付けられる。その支持部材２に、ガスバランサ(流体圧シリンダ)３のシリンダ本体４が着脱可能に固定される。そのシリンダ本体４にロッド部材５が上下移動可能で保密状に挿入され、上記シリンダ本体４に充填されたガスの圧力により、上記ロッド部材５が下方へ付勢されている。そのロッド部材５の下端部は、工作機械１のベース１ｂの上面に取付けたアタッチメント１ｃに受け止められる。

次に、図２から図５により、支持部材２にガスバランサ３を取り付ける装置について説明する(主として図３Ａと図３Ｂを参照)。
上記支持部材２には貫通孔７が上下方向に形成され、その支持部材２の下端側(一端側)に支持面８が形成されると共に上端側(他端側)に仮り受け面９が形成される。
上記シリンダ本体４は、本体部分４ａと、その本体部分４ａよりも小径に形成されて上記貫通孔７に挿入される挿入部分４ｂとを備える。その挿入部分４ｂの下部に、上記支持面８よりも下方へ突出可能な取付け部１１が設けられる。また、上記本体部分４ａの下部に、上記の仮り受け面９に接当可能な被受け面１２が設けられる。即ち、上記の被受け面１２は、上記取付け部１１とは反対側に設けられている。

上記取付け部１１の下部の外周には、装着溝１４が周方向へ連続するように設けられる。その装着溝１４には、向かい合わせに設けた２つの分割フランジ１５が装着可能になっている。より詳しくいえば、上記分割フランジ１５は、一体に形成された内側部分１７と外側部分１８とを有する。内側部分１７には、前記貫通孔７の下端部に挿入可能な突出部１７ａが上向きに一体に突出されている(図５を参照)。その内側部分１７が前記装着溝１４に嵌合可能になっている。上記の外側部分１８は、前記支持部材２の支持面８に下側から対面可能になっている(図４を参照)。

上記の外側部分１８に４つのボルト孔２０が周方向へ所定の間隔をあけて配置される。上記ボルト孔２０に対応するように、支持部材２における上記ボルト孔２０に対面する部分にメネジ孔２２が形成される。そして、図４と図５に示すように、上記ボルト孔２０に取付けボルト２３が下側から挿入され、その取付けボルト２３の脚ネジ２３ａが上記メネジ孔２２に螺合可能になっている。
また、分割フランジ１５の周方向の中央部にピン孔(支持孔)２６が半径方向へ貫通される。そのピン孔２６に回り止めピン(回り止め部材)２７が挿入され、その回り止めピン２７の半径方向の内端部が、前記装着溝１４の底壁に形成した回り止め孔２８に挿入可能になっている。なお、上記ピン孔２６は、半径方向の内方へ開口されておればよく、貫通してなくてもよい。また、上記回り止めピン２７は、キー等によって代替可能である。

上記構成によれば、支持部材２にシリンダ本体４が次の手順で取り付けられる。
まず、図２に示すように、支持部材２の貫通孔７に前記ロッド部材５を挿入させると共に、シリンダ本体４の下部の取付け部１１を上記の貫通孔７に対面させる。なお、前記２つの分割フランジ１５，１５を予め準備しておく。
次いで、図３Ａに示すように、シリンダ本体４を下降させ、そのシリンダ本体４の被受け面１２を支持部材２の仮り受け面９に載置すると共に、上記の取付け部１１を支持部材２の支持面８よりも下方へ突出させる。ここで、その取付け部１１の装着溝１４の半径方向の外側に２つの分割フランジ１５，１５を位置させる。

引き続いて、図４に示すように、分割フランジ１５の内側部分１７を装着溝１４に嵌入させると共に、回り止めピン２７の内端部を回り止め孔２８に挿入し、上記の分割フランジ１５が軸心回りに回転するのを防止する。ここで、前記支持部材２の支持面８と分割フランジ１５の外側部分１８の上面との間には、接当隙間Ｇが形成されている。この状態で、分割フランジ１５のボルト孔２０に取付けボルト２３を下側から挿入し、その取付けボルト２３の脚ネジ２３ａを前記メネジ孔２２に螺合させる。

その後、図５に示すように、上記取付けボルト２３の頭部２３ｂに設けた六角穴に六角レンチを挿入し(いずれも図示せず)、上記メネジ孔２２に上記取付けボルト２３を締め付け回転する。すると、取付けボルト２３の頭部２３ｂが上記分割フランジ１５を介して上記シリンダ本体４を上方へ移動させる。これにより、分割フランジ１５の内側部分１７の突出部１７ａが上記貫通孔７の下部内に挿入されると共に、上記外側部分１８が支持部材２の支持面８に接当され、上記シリンダ本体４が支持部材２に取り付けられる。ここで、シリンダ本体４の前記被受け面１２と上記支持部材２の仮り受け面９との間には接当隙間Ｈが形成される。なお、その接当隙間Ｈは、前記図４中の接当隙間Ｇと同じ値になっている。

上記図５の取付け状態(前記図１を参照)では、シリンダ本体４内の充填ガスの圧力により、そのシリンダ本体４に対して前記ロッド部材５が下方へ付勢されると共に、そのロッド部材５に対してシリンダ本体４が上方へ付勢されている。

その図５の取り付け状態において、誤って、図６に示すように上記支持部材２から前記取付けボルト２３を取り外すことが想定される。この場合、前記分割フランジ１５は、装着溝１４に嵌合された内側部分１７によって下降が防止されると共に、貫通孔７の下部に挿入された突出部１７ａによって半径方向の外方へ移動することが防止される。このため、シリンダ本体４から分割フランジ１５が脱落しない。
そして、前記ロッド部材５に対するシリンダ本体４への上方への付勢力は、分割フランジ１５の前記の外側部分１８を介して前記支持面８によって受け止められる。これにより、上記シリンダ本体４が前記充填ガスの圧力によって上方へ飛び出すのを防止できる。
しかも、上記図６の状態においては、ロッド部材５に対して上方へ付勢されるシリンダ本体４が上記分割フランジ１５を支持部材２に強力に挟み付けて保持している。このため、その分割フランジ１５を装着溝１４から無理矢理に取り外すことも防止できる。

なお、前記の図５の取り付け状態において、支持部材２から上記シリンダ本体４を取り外すときには、例えば次の手順で作業が行われる。
まず、シリンダ本体４内の前記充填ガスを外部へ排出する。次いで、前記メネジ孔２２から取付けボルト２３を取り外すと、図４に示すように、ガスバランサ３が自重で下降していき、シリンダ本体４の被受け面１２が支持部材２の仮り受け面９に接当する。引き続いて、図３Ａに示すように、シリンダ本体４の装着溝１４から分割フランジ１５，１５を取り外す。その後、図２に示すように、ガスバランサ２を上昇させ、支持部材２の貫通孔７から上記シリンダ本体４及びロッド部材５を抜き取るのである。

上記の実施形態は次のように変更可能である。
前記の装着溝１４は、周方向に連続して形成することに代えて、周方向に所定の間隔をあけて形成してもよい。
前記の分割フランジ１５は、例示したように２つ設けることが好ましいが、これに代えて、３つ又は４つ設けてもよく、さらには５つ以上設けることも可能である。
また、分割フランジ１５に設けたボルト孔２０は、複数設けることが好ましいが、一つであってもよい。
前記の支持面８は、支持部材２の下面によって構成することに代えて、その支持部材２の下部に形成した下向き溝の頂面によって構成することも可能である。

前記シリンダ本体４の下部を支持部材２に取り付けることに代えて、そのシリンダ本体の上部または途中高さ部を支持部材に取り付けるようにしてもよい。
前記ロッド部材５は、シリンダ本体４から下方へ突出させることに代えて、そのシリンダ本体から上方へ突出させてもよく、また、上記シリンダ本体から上下の両方向へ突出させるようにしてもよい。
前記ガスバランサ３の配置姿勢は、上下方向に限定されるものではなく、水平方向や斜め方向であってもよい。
本発明が適用される流体圧シリンダは、例示したガスバランサ３に代えて、空圧シリンダや油圧シリンダであってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

２：支持部材，３：流体圧シリンダ(ガスバランサ)，４：シリンダ本体，４ａ：本体部分，４ｂ：挿入部分，７：貫通孔，７ａ：周壁，８：支持面，９：仮り受け面，１２：被受け面，１４：装着溝，１５：分割フランジ，１７：内側部分，１７ａ：突出部，１８：外側部分，２０：ボルト孔，２２：メネジ孔，２３：取付けボルト，２３ｂ：頭部，２６：支持孔(ピン孔)，２７：回り止め部材(回り止めピン)，２８：回り止め孔．

Claims (4)

1. 支持部材(２)に設けた貫通孔(７)に流体圧シリンダ(３)のシリンダ本体(４)を挿入すると共に、そのシリンダ本体(４)を上記支持部材(２)に着脱可能に固定するように構成した、流体圧シリンダの取付け装置であって、
   上記シリンダ本体(４)は、上記貫通孔(７)に挿入された状態において、上記支持部材(２)の一端側に形成した支持面(８)よりも一端側に位置されるように当該シリンダ本体(４)の外周に設けた装着溝(１４)と、上記支持部材(２)の他端側に形成した仮り受け面(９)に他端側から接当される被受け面(１２)とを有し、
   上記貫通孔(７)の一端部に挿入される突出部(１７ａ)を備えると共に上記装着溝(１４)に嵌合される内側部分(１７)と、上記支持部材(２)の上記支持面(８)に対面可能な外側部分(１８)とを有する分割フランジ(１５)であって、周方向へ複数配置した分割フランジ(１５)と、
   上記分割フランジ(１５)の上記外側部分(１８)に設けたボルト孔(２０)と、
   上記支持部材(２)における上記ボルト孔(２０)に対面する部分に形成したメネジ孔(２２)に螺合されるように上記ボルト孔(２０)に挿入される取付けボルト(２３)と、
   を備え、
   上記メネジ孔(２２)に上記取付けボルト(２３)を締め付け回転することにより、当該取付けボルト(２３)の頭部(２３ｂ)が上記分割フランジ(１５)を介して上記シリンダ本体(４)を他端方向へ移動させ、これにより、上記内側部分(１７)の上記突出部(１７ａ)を上記貫通孔(７)内に挿入させると共に、上記外側部分(１８)を上記支持部材(２)の上記支持面(８)に接当させる、
   ことを特徴とする流体圧シリンダの取付け装置。
2. 請求項１の流体圧シリンダの取付け装置において、
   前記シリンダ本体(４)は、本体部分(４ａ)と、その本体部分(４ａ)よりも小径に形成されて前記貫通孔(７)に挿入される挿入部分(４ｂ)とを備える、ことを特徴とする流体圧シリンダの取付け装置。
3. 請求項１又は２の流体圧シリンダの取付け装置において、
   前記シリンダ本体(４)の外周の全体に前記装着溝(１４)を連続して設け、前記分割フランジ(１５)を向かい合わせに２つ設けた、ことを特徴とする流体圧シリンダの取付け装置。
4. 請求項１から３のいずれかの流体圧シリンダの取付け装置において、
   前記分割フランジ(１５)に支持孔(２６)を半径方向へ形成し、その支持孔(２６)に挿入された回り止め部材(２７)の半径方向の内端部を、前記装着溝(１４)の底壁に形成された回り止め孔(２８)に挿入した、ことを特徴とする流体圧シリンダの取付け装置。

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