JP6221969B2 - シリンダの先端部構造 - Google Patents

Description

本発明は、分解、組付けが容易なシリンダの先端部構造に関するものである。

駆動用のシリンダは、シリンダの本体部分を取付けベース等に取付け、ピストンロッドの先端部を駆動対象となる相手部材に取付けて使用されるのが一般的である。例えば特許文献１には、シリンダのピストンロッドの先端部に、先端金具を介してパンチヘッドが取付けられた例が記載されている。

シリンダのロッド先端形状は、シリンダサイズ毎にＪＩＳ等で規格化され、細目ねじとされている。定期的に必要なシール交換を行うためには、その都度、先端金具の分解が必要となるが、先端金具は、シリンダの往復運動に対し緩まない様に大きな締付トルクで締め付ける必要があり、且つ、細目ねじ使用のため、ねじがかじりやすいと言う問題もあった。

また、シリンダを取り付けるボルトピッチ、ロッド先端ねじ寸法の関係から、図５ａ、図５ｂに示すように、シリンダロッド先端金具外形寸法（γ寸法）が、シリンダ取付け部開口寸法（α寸法）より大きくなるため、先端金具１をシリンダのピストンロッド５から外さないとシリンダ本体を装置から取り外せない。しかし大きな締付トルクでの分解、締め付けを狭い装置内で行う事が困難な場合が多く、締付トルク不足によるねじの緩み、緩みによるねじの打たれが発生する不具合を生じる場合があった。

図５ａは、ロッド先端ねじの段付き部２１を座面としてねじを効かせる従来構造である。このねじの段付き部２１は、正確に平面を成形されていない場合があり、且つ、接触面積も小さいため、シリンダ推力により座面が打たれねじが緩む恐れがある。

図５ｂは、ロックナット２２でねじを効かせる従来構造である。この構造はねじを効かせる座面の接触面積は充分に確保できるが、シリンダ推力にてねじが引っ張られ、微細な伸びが生じるため、ロックナット２２と先端金具１の接触面の面圧が低下し、ねじが緩みやすくなる。また、切粉、粉塵等で雰囲気が悪い装置内での分解、組み付けは、ねじがかじり易い問題があった。

また図６の様に、先端金具１と押え金具４を分割構造として、先端金具１を組付けた状態で、装置の外に取り出せる構造として、切粉、粉塵等が無い良い雰囲気で先端金具１を分解、組付けできるようにすることもある。しかし、大形シリンダの場合、ロッド先端の細目ねじサイズも大きい（例えばφ１８０シリンダの場合、Ｍ１２０、ピッチ＝２．０）。このため、分解、組み付けの途中でねじがかじった場合、その部位から動かず、復旧も出来ない不具合が生じる。その場合、シリンダロッド５を切断して、かじった先端金具１を撤去し、ピストンアッシーを新品と交換しなければならなかった。最も安価な部品であるシールの交換に対し、高価なピストンアッシー交換のリスクを有する問題に加え、設備の長期停止を避けるためには、サイズ、ストロークが異なる全てのシリンダに対しピストンアッシーの予備品を持つ必要があった。

特開２００６−３１５０３４号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、シール交換時に、分解、組付けが容易なシリンダの先端部構造を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、シリンダのピストンロッドの先端部外周に、シリンダ貫通部の開口径よりも小径のフランジ部を有する先端金具を取付け、この先端金具のフランジ部を、２分割式の押え金具によって相手部材にボルト固定したことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、ピストンロッドがその外周に細目ねじを有し、ナット側となる先端金具を螺合させる構造とし、ねじを効かせる座面をピストンロッドの先端面とすることができる。また請求項３のように、先端金具と押え金具との嵌め合いにおいて、ピストン進行方向に対しては隙間がなく、ピストン進行方向の直角方向に対しては隙間を有する取り合いとすることができる。また請求項４のように、ピストンロッドをねじのないストレート軸とし、ストレートなボスを持つ先端金具をピストンロッドの先端側からボルト締めした構造とすることができる。

いずれの場合にも、請求項５のように、先端金具のフランジ部をピストンロッドの根元側に配置した構造としても、あるいは請求項６のように、先端金具のフランジ部をピストンロッドの先端側に配置した構造としてもよい。

請求項１の発明は、シリンダのピストンロッドの先端部外周に、シリンダ貫通部の開口径よりも小径のフランジ部を有する先端金具を取付け、この先端金具のフランジ部を、２分割式の押え金具によって相手部材にボルト固定した構造である。このため、ボルトを緩めて押え金具を取り外すとともに、シリンダ本体も取付けベース等から取り外せば、先端金具をシリンダ貫通部を通して引き抜くことができる。従って先端金具の分解、組付けを作業性、雰囲気が良い装置外部で行える利点がある。

請求項２の発明は、ねじを効かせる座面を面積が広いロッド先端としたため、座面の打たれによるねじの緩みを防止できる利点がある。また、ねじを効かせる座面が先端金具ねじ部の反シリンダ側にあるため、シリンダ推力の影響を受けにくく、座面の接触面圧が低下しにくい。このため、ねじが緩みにくい利点がある。

請求項３の発明は、先端金具と押え金具の取り合いを、ピストン進行方向の直角方向に対して隙間を有する取合いとしたため、ピストンロッドに横荷重が加わらない利点がある。

請求項４の発明は、ピストンロッドをねじのないストレート軸とし、ストレートなボスを持つ先端金具をピストンロッドの先端側からボルト締めした構造としたので、細目ねじを使用しない事により、ねじのかじり発生のリスクをゼロにできる利点がある。

請求項５の発明は、フランジ位置が異なる先端金具を使い分ける事により、限られたスペースにおいてシリンダ取付けの自由度を向上できる利点がある。

請求項６の発明によれは、フランジ位置が異なる先端金具を使い分ける事により、限られたスペースにおいてシリンダ取付けの自由度を向上できる利点がある。

第１の実施形態におけるシリンダを示す正面図である。 第１の実施形態における先端金具を示す平面図と正面断面図である。 第１の実施形態における押え金具を示す平面図と正面断面図である。 第１の実施形態における組付状態を示す正面断面図である。 第１の実施形態における組付状態を示す正面図である。 第２の実施形態におけるシリンダを示す平面図と正面図である。 第２の実施形態における先端金具の平面図と正面断面図である。 第２の実施形態における組付状態を示す正面断面図である。 第２の実施形態の変形例を示す正面断面図である。 従来技術を示す正面断面図である。 他の従来技術を示す正面断面図である。 更に他の従来技術を示す正面断面図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１、図２は本発明の第１の実施形態を示す図であり、先端金具を外さず、シリンダ本体を装置から取り外せる構造を示す。２はシリンダ本体、５はそのピストンロッドである。シリンダ本体２は開口径がαのシリンダ貫通部３１を備えた取付ベース３０にボルト３２により固定されている。ピストンロッド５の先端部の外周には細目ねじ７が形成されている。

１はピストンロッド５の先端部外周に取付けられた先端金具である。この先端金具１は、シリンダ貫通部３１の開口径αよりも小さい外径βのフランジ部３を有する。先端金具１の内周面にも細目ねじ７が形成されており、先端金具１をピストンロッド５の先端側から螺合させる構造となっている。

先端金具１の内底面は平坦面となっており、細目ねじ７を有するピストンロッド５と、ナット側先端金具１の締結において、ねじを効かせる座面８を、ロッド先端の面としている。このようにねじを効かせる座面８を、面積が広いロッド先端としたため、座面８の打たれによるねじの緩みを防止できる。また、ねじを効かせる座面８が先端金具１のねじ部の反シリンダ側にあるため、シリンダ推力の影響を受けにくく、座面８の接触面圧が低下しにくいため、ねじが緩みにくい効果がある。なお、先端金具１の穴９は、ピストンロッド５組付け時の空気抜きである。

この先端金具１のフランジ部３を、２分割式の押え金具４によって相手部材４０にボルト４１によって固定する。シリンダの先端部構造は、先端金具１をピストンロッド５から取り外さなくても分解、組付けができる様に押え金具４を２分割としている。図１ｃに示す６が分割部である。

先端金具１と押え金具４の嵌め合いにおいて、ピストンの進行方向１０に対しては隙間が無い取合い１１として、ピストン進行方向の直角方向１２に対しては隙間１３を有する取合いとした。このように、先端金具１と押え金具４の取り合いを、ピストン進行方向の直角方向１２に対して隙間１３を有する取合いとした事により、ピストンロッド５に横荷重が加わらない利点がある。

このように構成された本発明のシリンダの先端部構造においては、ボルト４１を緩めて２分割式の押え金具４を相手部材４０から取り外せば、ピストンロッド５を相手部材４０から分離することができる。このため、ピストンロッド５の先端部に先端金具１を取付けたままでシリンダ本体２をシリンダ貫通部３１から引き抜き、装置外部に取り外すことができる。よってシール交換時の分解や組付け等の作業を容易に行うことができる。

次に図３、図４によって本発明の第２の実施形態を説明する。これらの図において、１４は大形シリンダ、１５はその先端金具である。

この大形シリンダ１４の場合、ピストンロッド１７は細目ねじ７を廃してストレート軸１６である。先端金具１５はストレートのボス１８を有し、ピストンロッド１７の先端側からボルト１９で締めつける構造とした。なお２０は抜きタップである。

先端金具１５は第１の実施形態と同様に大形シリンダ１４の外径よりも小径のフランジ部３を有し、このフランジ部３を２分割式の押え金具４によって相手部材４０にボルト４１で固定する。

このようにストレート軸１６を用いた大形シリンダ１４は、ピストンロッド１７の引き側のみに負荷が加わる場合にのみ使用する。ボルト１９の強度が不足するため、ピストンロッドの出側に負荷が加わる場合には使用できない。ピストンロッドの出側に負荷が加わる場合は、図１、２に示す細目ねじ７を有するピストンロッド５と先端金具１を組み合わせた構造とする。

限られたスペースにおいて、シリンダ取付の自由度を向上するために、先端金具１５のフランジ３をピストンロッド１７の根元側に配置した例を図４ａに示す。また、先端金具１５のフランジ３をピストンロッド１７の先端側に配置した変形例を図４ｂに示す。このように先端金具１５の取付方向は選択可能である。

この第２の実施形態においても、２分割式の押え金具４を相手部材４０から取り外せば、ピストンロッド１７を相手部材４０から分離することができる。このため、ピストンロッド１７の先端部に先端金具１５を取付けたままで大形シリンダ本体１４をシリンダ貫通部から引き抜き、装置外部に取り外すことができる。よってシール交換時の分解や組付け等の作業を容易に行うことができる。

なお本発明のシリンダの先端部構造は、例えば、鋳造設備（例えば、鋳型造型機、鋳型造型ラインなど）に用いるシリンダの先端部構造とすることができる。また鋳型造型ラインの各種装置に用いるシリンダの場合、シリンダを用いる装置であれば、特に限定されるものではなく、どの装置に用いてもよい。なお鋳型造型ラインにおいて、シリンダを用いる各種装置としては例えば、プッシャー装置、クッション装置、リフタ装置、枠合せ装置、枠分離装置、枠ばらし装置（鋳型ばらし装置）、サンドカッター装置、湯口掘り装置、ガス孔明け装置、中子収め装置、定盤セット装置、定盤分離装置、枠搬送装置（トラバーサ）、重錘移し替え装置などが挙げられる。

１ 先端金具
２ シリンダ本体
３ フランジ部
４ 押え金具
５ ピストンロッド
６ 分割部
７ 細目ねじ
８ 座面
９ 穴
１０ ピストンの進行方向
１１ 隙間が無い取合い
１２ ピストン進行方向の直角方向
１３ 隙間
１４ 大形シリンダ
１５ 先端金具
１６ ストレート軸
１７ ピストンロッド
１８ ボス
１９ ボルト
２０ 抜きタップ
２１ ねじの段付き部
２２ ロックナット
３０ 取付ベース
３１ シリンダ貫通部
３２ ボルト
４０ 相手部材
４１ ボルト

Claims (6)

1. シリンダのピストンロッドの先端部外周に、シリンダ貫通部の開口径よりも小径のフランジ部を有する先端金具を取付け、この先端金具のフランジ部を、２分割式の押え金具によって相手部材にボルト固定したことを特徴とするシリンダの先端部構造。
2. ピストンロッドがその外周に細目ねじを有し、ナット側となる先端金具を螺合させる構造とし、ねじを効かせる座面をピストンロッドの先端面としたことを特徴とする請求項１記載のシリンダの先端部構造。
3. 先端金具と押え金具との嵌め合いにおいて、ピストン進行方向に対しては隙間がなく、ピストン進行方向の直角方向に対しては隙間を有する取り合いとしたことを特徴とする請求項１または２記載のシリンダの先端部構造。
4. ピストンロッドをねじのないストレート軸とし、ストレートなボスを持つ先端金具をピストンロッドの先端側からボルト締めした構造としたことを特徴とする請求項１記載のシリンダの先端部構造。
5. 先端金具のフランジ部をピストンロッドの根元側に配置したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のシリンダの先端部構造。
6. 先端金具のフランジ部をピストンロッドの先端側に配置したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のシリンダの先端部構造。

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