(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
互いに対向した2つの端面、並びに、前記端面の相互間を覆う外面を有すると共に、前記端面の相互間を貫通して真っ直ぐに延出したバレル孔の内周面を有し、更に、前記内周面が前記端面の相互間に沿って分断されるように、連続的に一体化された前記外面から円筒形状の前記内周面に亘って一部切り欠いて構成されたスリットを有する立方体形状ないし直方体形状の輪郭を有して構成されたバレル本体と、
前記バレル孔に対して取り出し可能に組み込まれ、かつ、円筒形状の外周面を有する中空のスリーブと、
前記バレル孔に組み込まれた前記スリーブを前記バレル孔に固定させる固定機構と、を備え、
前記スリットは、前記バレル本体を一部切り欠いた際に残存し、かつ、互いに間隔を存して対向する2つの切欠面を有し、
前記固定機構は、前記バレル本体の外面から前記スリットを貫通する締結穴に締結具を挿入して締め付け、前記切欠面の相互間の間隔を狭めて前記バレル本体を変形させることで、前記バレル孔の前記内周面を前記スリーブに隙間なく密着させ、
前記バレル孔を囲むように連続して構成され、かつ、前記バレル本体を冷却するための冷却水通路を備え、
前記冷却水通路は、
前記冷却水通路に冷却水を導入するための導入口と、
前記冷却水通路を流れた冷却水を排出するための排出口と、を有する連続した1本の管路で構成され、
前記スリットは、前記冷却水通路を回避した位置で、かつ、前記導入口及び前記排出口が前記スリットの両側に配置されるように構成されているバレルブロック。
前記固定機構において、前記締結具を前記締結穴に挿入して締め付けた際に、前記切欠面の相互間の間隔が狭まることで、初期形状にある前記バレル本体を変形させる請求項2に記載のバレルブロック。
初期形状にある前記バレル本体を変形させることで、前記バレル孔の前記内周面に前記スリーブを隙間なく密着させ、これにより、前記スリーブを前記バレル孔に固定させる請求項4に記載のバレルブロック。
【発明を実施するための形態】
【0011】
「一実施形態」
本実施形態に係るライナ式バレルは、ライナ(即ち、中空のスリーブ)をバレルに対して取り出し可能に組み込むことで、当該バレルにシリンダを一体化させることが可能に構成されている。シリンダは、1及び複数のスクリュが回転可能に挿通される中空の管路としての機能を有する。以下、シリンダの一例として、2つのスクリュが回転可能に挿通されるシリンダを想定する。
【0012】
本実施形態に係るライナ式バレルは、複数のバレルブロック1(
図1〜
図4参照)を互いに組み合わせて一体化されている。この場合、組み合わせるバレルブロック1の個数を増減変更する。これにより、複数のバレルブロック1から成る一連のバレルの内部に、使用するスクリュの長さに対応したシリンダを構成させることができる。なお、添付図面には、当該バレルの一部、即ち、1個のバレルブロック1の構成が示されている。
【0013】
「バレルブロック1(バレル)の構成について」
「バレル本体2」
図1〜
図4に示すように、バレルブロック1は、バレル本体2を備えている。
バレル本体2は、立方体形状ないし直方体形状の輪郭を有して構成されている。バレル本体2は、互いに対向した2つの端面2a,2bと、これら端面2a,2bの相互間を覆う外面3を有している。端面2a,2bは、互いに平行に配置されている。外面3は、矩形状を有する4つの平面3a,3b,3c,3dを連続的に一体化させて構成されている。
【0014】
4つの平面として、例えば、頂面3a、第1側面3b、第2側面3c、底面3dが規定されている。頂面3aと底面3dとは、互いに平行に配置されている。第1側面3bと第2側面3cとは、互いに平行に配置されている。頂面3a及び底面3dと、第1側面3b及び第2側面3cとは、互いに直交した位置関係を有している。
【0015】
バレル本体2は、2つのフランジ4a,4bを有している。フランジ4a,4bは、バレル本体2の外面3から外側に向けて突出されている。フランジ4a,4bは、2つの端面2a,2bと同一平面上に沿って配置構成されている。フランジ4a,4bは、矩形状の輪郭を有している。
【0016】
かかる構成によれば、複数のバレルブロック1を一方向に並べた状態で、隣り合うバレル本体2のフランジ4a,4bを相互に締結させる。これにより、複数のバレルブロック1を一体化させた一連のバレルを構成することができる。
【0017】
ここで、フランジ4a,4b相互を締結させる方法として、特に図示しないが、例えば、ボルトとナットを組み合わせて締結させる技術を適用することができる。この場合、フランジ4a,4bには、複数の貫通孔(図示しない)が間隔を存して設けられている。貫通孔は、フランジ4a,4bを貫通して形成されている。
【0018】
かかる構成において、複数のバレルブロック1を一方向に並べた状態で、隣り合うフランジ4a,4bの貫通孔は、互いに対向して位置付けられる。対向した貫通孔に沿ってボルトを挿通させる。挿通したボルトの先端からナットを締め込む。これにより、フランジ4a,4b相互を締結させることができる。この結果、複数のバレルブロック1を一体化させることができる。
【0019】
「バレル孔5」
バレルブロック1は、バレル孔5を備えている。バレル孔5は、バレル本体2に設けられている。バレル孔5は、後述するライナ(以下、スリーブ8という)が取り出し可能に組み込まれるように構成されている。具体的には、バレル孔5は、上記した2つの端面2a,2bの相互間を貫通して真っ直ぐに延出している。バレル孔5は、円筒形状の内周面5sを有している。
【0020】
バレル孔5(内周面5s)の差渡し寸法(即ち、内径)は、スリーブ8の外径(即ち、直径)と同一か、或いは、スリーブ8の外径(直径)よりも僅かに大きく設定することが好ましい。これにより、スリーブ8を、簡単かつスムーズにバレル孔5に対して取り出し可能に挿入する(組み込む)ことができる。
【0021】
「スリット6」
バレルブロック1は、スリット6を備えている。スリット6は、バレル本体2に設けられている。具体的には、スリット6は、バレル本体2を一部切り欠いて構成されている。換言すると、スリット6は、バレル本体2を一部切り欠いた際に残存した部分に構成されている。残存部分において、スリットは、2つの切欠面6sを有している。
【0022】
これら切欠面6sは、凹凸の無い平坦形状を有している。切欠面6sは、互いに間隔を存して平行に対向している。切欠面6sは、バレル本体2の外面3からバレル孔5に亘って連続して真っ直ぐに構成されている。図面では一例として、切欠面6sは、バレル本体2の底面3d及び2つのフランジ4a,4bの底面4sからバレル孔5に亘って連続して真っ直ぐに構成されている。
【0023】
スリット6は、バレル孔5の内周面5sを分断するように構成されている。バレル孔5の内周面5sは、2つの切欠面6sの相互間のギャップによって分断されている。このギャップによるバレル孔5の分断方向は、上記した2つの端面2a,2bの相互間に沿った方向に向かって真っ直ぐに延出している。なお、切欠面6sの相互間の幅(即ち、ギャップの大きさ、スリット6の幅)は、例えば、バレル本体2の大きさや形状、材質、並びに、バレル孔5の大きさなどに応じて設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【0024】
スリット6は、後述する冷却水通路7(管路7p)を回避した位置に設けられている。スリット6は、後述する導入口7a及び排出口7bが、当該スリット6の両側に配置されるように構成されている。図面では一例として、スリット6(ギャップ)は、上記した2つの切欠面6sを互いに平行にかつ真っ直ぐに延出させて構成されている。導入口7a及び排出口7bは、この真っ直ぐなスリット6(ギャップ)の両側において、2つのフランジ4a,4bの底面4sに1つずつ配置されている。
【0025】
このように、スリット6(ギャップ)によってバレル孔5を分断することで、バレル本体2が弾性変形し易くなる。同時に、バレル孔5が拡大変形し易くなる。これにより、スリーブ8をバレル孔5に組み込む際に、バレル孔5が拡大変形する。この結果、スリーブ8を、簡単かつスムーズにバレル孔5に対して取り出し可能に組み込むことができる。
【0026】
「その他のバレル本体2の構成」
バレルブロック1は、冷却水通路7や、図示しないヒータや温度センサなどを備えている。冷却水通路7は、バレル本体2を冷却可能に構成されている。ヒータは、バレル本体2を加熱可能に構成されている。ヒータは、バレル本体2の外面3に設けられている。この場合、ヒータをON/OFF制御することで、バレル本体2を予め設定した温度まで加熱することができる。ここで、バレル本体2の温度が設定温度を越えた場合、冷却水通路7に冷却水を流すことで、バレル本体2を予め設定した温度まで冷却することができる。
【0027】
冷却水通路7は、上記したバレル孔5を囲むように連続して構成されている。冷却水通路7は、連続した1本の管路7pで構成されている。冷却水通路7(管路7p)は、バレル本体2の内部において、上記した2つの端面2a,2bの相互間を交互に往復しつつ、バレル孔5に沿って周方向に配管されている。
【0028】
冷却水通路7(管路7p)は、導入口7a及び排出口7bを有している。導入口7a及び排出口7bは、当該冷却水通路7(管路7p)の両端に設けられている。即ち、冷却水通路7(管路7p)の一端に導入口7aが設けられ、冷却水通路7(管路7p)の他端に排出口7bが設けられている。導入口7aは、冷却水通路7(管路7p)に冷却水を導入可能に構成されている。排出口7bは、冷却水通路7(管路7p)を流れた冷却水を排出可能に構成されている。
【0029】
導入口7a及び排出口7bは、バレル本体2の外面3(頂面3a、第1側面3b、第2側面3c、底面3d)、或いは、2つのフランジ4a,4bの表面に開口させることが可能である。図面では一例として、導入口7a及び排出口7bは、双方のフランジ4a,4bの表面のうち、当該フランジ4a,4bの底面4sに1つずつ開口されている。具体的には、導入口7aは、一方のフランジ4aの底面4sに開口されている。排出口7bは、他方のフランジ4bの底面4sに開口されている。双方のフランジ4a,4bの底面4sは、バレル本体2の底面3dと平行に構成されている。
【0030】
「スリーブ8」
バレルブロック1は、スリーブ8を備えている。スリーブ8は、バレル本体2(バレル孔5)に対して取り出し可能に組み込むことができるような輪郭を有している。具体的には、スリーブ8は、円筒形状の外周面8sを有している。スリーブ8は、バレル本体2の端面2a,2bの相互間の距離に一致した長さ、又は、当該スリーブ8の両側が端面2a,2bから僅かに突出した長さに設定されている。スリーブ8の長さは、当該スリーブ8の両端面8a,8bの相互間の全長として規定することができる。スリーブ8は、その全長に亘って真っ直ぐに延出している。
【0031】
スリーブ8は、中空のシリンダ部9を有している。シリンダ部9は、スリーブ8の両端面8a,8bの相互間に亘って構成されている。シリンダ部9には、中空の円筒形状を有する2つのシリンダ通路9a,9bが構成されている。シリンダ通路9a,9bは、スリーブ8の両端面8a,8bを貫通して延出している。シリンダ通路9a,9bは、互いに平行かつ隣接しつつ真っ直ぐに延出している。シリンダ通路9a,9bは、その隣接する部分が互いに重なり合って延出している。シリンダ通路9a,9bは、それぞれ、1つずつスクリュ(図示しない)を挿入可能に構成されている。スクリュをシリンダ通路9a,9bに挿入した状態において、スクリュは、同方向(異方向)に回転可能となる。
【0032】
上記したスリーブ8によれば、当該スリーブ8をバレル孔5に挿入する(組み込む)。後述する固定機構によってスリーブ8をバレル孔5に固定する。これにより、スクリュが回転可能に挿通される中空の管路としてのシリンダを、バレル本体2(バレル)に一体化させることができる。
【0033】
「位置合わせ機構」
バレルブロック1は、位置合わせ機構を備えている。位置合わせ機構は、スリーブ8をバレル孔5に対して一定の姿勢で組み込み可能に構成されている。図面では位置合わせ機構の一例として、位置合わせ用のマーク10が適用されている。マーク10は、スリーブ8の両端面8a,8bに設けられている。マーク10は、各端面8a,8bの周縁近傍で、かつ、2つのシリンダ通路9a,9bの隣接部分に対向した位置に設けられている。なお、マーク10の形状は、円形、矩形、三角形など任意に設定することができる。図面には一例として、円形のマーク10が示されている。
【0034】
スリーブ8をバレル孔5に組み込む際に、マーク10を、上記したスリット6に近接させて対向させる。これにより、複数のバレルブロック1において、バレル本体2に組み込まれたスリーブ8の姿勢を、互いに同一の向きに揃えることができる。この結果、複数のバレルブロック1(バレル本体2)を一体化させた状態において、シリンダ通路9a,9bが真っ直ぐに連続したシリンダを構成することができる。
【0035】
なお、位置合わせ機構として、上記したマーク10とスリット6との組み合わせに代えて、例えば、スリーブ8とバレル孔5との間に位置合わせ用の係合部(図示しない)を設けてもよい。係合部は、バレル孔5に対するスリーブ8の挿入方向に沿って延出して構成されている。例えば、スリーブ8の外周面8sに係合凸部を設ける。係合凸部は、スリーブ8の外周面8sの一部を挿入方向に沿って突出させて構成されている。一方、バレル孔5に係合凹部を設ける。係合凹部は、バレル孔5の内周面5sの一部を挿入方向に沿って窪ませて構成されている。
【0036】
係合凹部と係合凸部とは、互いに係合可能に構成されている。複数のバレルブロック1の相互において、係合凸部及び係合凹部を設ける部分は、互いに同一位置に設定する。この場合、スリーブ8をバレル孔5に組み込む際に、係合凸部を係合凹部に係合させる。これにより、複数のバレルブロック1の相互において、バレル本体2に組み込まれたスリーブ8の姿勢を、互いに同一の向きに位置決めすることができる。この結果、複数のバレルブロック1を一体化させた状態において、シリンダ通路9a,9bが真っ直ぐに連続したシリンダを構成することができる。
【0037】
「固定機構」
バレルブロック1は、固定機構を備えている。固定機構は、バレル孔5に組み込まれたスリーブ8を、当該バレル孔5に固定可能に構成されている。具体的には、固定機構は、1又は複数の締結穴11と、1又は複数の締結具12と、を有している。図面には一例として、等間隔に形成された4つの締結穴11と、これら締結穴11に1つずつ挿入可能な4つの締結具12が示されている。
【0038】
締結具12は、締結穴11に対して抜き出し可能に締め付けることができるように構成されている。締結具12は、頭部12aと、頭部12aから延出した軸部12bと、を備えている。頭部12a及び軸部12bは、円筒形状を有している。頭部12aは、軸部12bよりも太径化されている。軸部12bの外周には、ネジ(例えば、雄ネジ)が切られている。
【0039】
締結穴11は、冷却水通路7(管路7p)を回避した位置に構成されている。締結穴11は、バレル本体2の外面3からスリット6(ギャップ、両切欠面6s)を貫通して延出している。図面では一例として、締結穴11は、バレル本体2の外面3のうち、バレル本体2の第1側面3bから第2側面3cに向かって真っ直ぐに延出している。締結穴11の延出端11dは、スリット6(ギャップ、両切欠面6s)を越えた位置で、かつ、第2側面3cを貫通しない位置に設定されている。
【0040】
締結穴11は、受け部11aと、受け部11aから延出した挿入部11bと、挿入部11bに対向したネジ部11cと、を有して構成されている。
受け部11aは、締結具12を締結穴11に挿入した状態において、当該締結具12の頭部12aを支持可能に構成されている。受け部11aは、バレル本体2の第1側面3bを窪ませて構成されている。
挿入部11bは、締結具12の軸部12bを挿入可能に構成されている。挿入部11bは、受け部11aとスリット6(ギャップ、両切欠面6s)との間に設けられている。
【0041】
ネジ部11cは、締結具12の軸部12bを捩じ込み可能に構成されている。ネジ部11cの内周には、ネジ(例えば、雌ネジ)が切られている。ネジ部11cは、挿入部11bに対向した位置に設けられている。ネジ部11cは、スリット6(ギャップ、両切欠面6s)と、締結穴11の延出端11dとの間に設けられている。
【0042】
「バレルブロック1の組み立てプロセスについて」
例えば、複数のバレル本体2、及び、バレル本体2と同数のスリーブ8を用意する。バレル孔5の内径は、スリーブ8の外径と同一か僅かに大きく設定されている。ここで、スリーブ8をバレル孔5に挿入する。このとき、スリーブ8の両端面8a,8bのマーク10を、スリット6に近接させて対向させる。スリーブ8をバレル孔5に対して一定の姿勢に位置合わせする。スリーブ8の両端面8a,8bを、バレル本体2の両端面2a,2bと同一平面上に位置付ける。或いは、スリーブ8の両端面8a,8bを、バレル本体2の両端面2a,2bから僅かに突出させる。
【0043】
バレル孔5に組み込まれたスリーブ8を、固定機構によって、当該バレル孔5に固定する。即ち、4つの締結具12を締結穴11に1つずつ挿入する。このとき、締結具12の頭部12aは、締結穴11の受け部11aに支持される。締結具12の軸部12bは、締結穴11の挿入部11bからスリット6(ギャップ、両切欠面6s)を越えて、ネジ部11cに到達する。この状態で、締結具12を捩じって締め付ける。これにより、バレル本体2を変形させる。
【0044】
具体的には、締結具12を捩じると、当該締結具12の軸部12bの回転に伴って、当該締結具12の頭部12aの方向に向けてネジ部11cが引き寄せられる。このとき、ネジ部11cと共に、ネジ部11cの周辺構成も同方向に引き寄せられる。これにより、切欠面6sの相互間の間隔が狭まる。当該間隔が狭まることで、初期形状にあるバレル本体2が弾性的に変形する。なお、初期形状とは、バレル本体2が変形する以前の形状、換言すると、固定機構を使用する以前のバレル本体2の形状を指す。
【0045】
初期形状にあるバレル本体2を弾性的に変形させると、当該バレル本体2の変形に伴って、バレル孔5の内周面5sも変形する。換言すると、切欠面6s相互の間隔が狭まった分だけ、バレル孔5(内周面5s)の内径が小さくなる。この場合、円筒形状のバレル孔5(内周面5s)は、円筒形状のスリーブ8に対して同心円状に縮小する。これにより、バレル孔5(内周面5s)をスリーブ8に隙間なく密着させることができる。このとき、スリーブ8は、バレル孔5(内周面5s)の全周面によって隙間なく把持された状態に維持される。この結果、スリーブ8をバレル孔5に堅牢に固定させることができる。
【0046】
これに対して、締結具12を締結穴11に対して緩める。即ち、締結具12を逆向きに捩じると、当該締結具12の軸部12bの逆回転に伴って、当該締結具12の頭部12aから離間する方向に向けてネジ部11cが遠ざかる。このとき、ネジ部11cと共に、ネジ部11cの周辺構成も同方向に遠ざかる。これにより、切欠面6sの相互間の間隔が拡がる。当該間隔が拡がることで、変形したバレル本体2が初期形状に弾性的に復元する。
【0047】
バレル本体2が初期形状に復元すると、バレル孔5(内周面5s)の内径が拡大する。これにより、バレル孔5(内周面5s)とスリーブ8との間の密着状態が解除される。この結果、バレル孔5からスリーブ8が取り出し可能となる。
【0048】
「本実施形態の効果について」
本実施形態によれば、固定機構を備える。これにより、焼き嵌め、或いは、冷し嵌めなどの組み込み方法を適用すること無く、スリーブ8をバレル孔5(バレル本体2)に組み込んで固定させることができる。
【0049】
本実施形態によれば、円筒形状を有する中空のスリーブ8をバレル本体2(バレル)に対して取り出し可能に組み込む。これだけで、スクリュが回転可能に挿通される中空の管路としてのシリンダを、バレル本体2(バレル)に一体化させることができる。
【0050】
本実施形態によれば、バレル本体2のバレル孔5の内径を、スリーブ8の外径と同一か僅かに大きく設定する。これにより、スリーブ8を、簡単かつスムーズにバレル孔5に対して取り出し可能に挿入する(組み込む)ことができる。この結果、スリーブ8をバレル孔5に組み込むために要するコストを大幅に低減することができる。
【0051】
本実施形態によれば、バレル孔5の内周面5sを分断するようにスリットを構成する。この場合、バレル本体2が弾性変形し易くなる。バレル孔5が拡大変形し易くなる。これにより、スリーブ8をバレル孔5に組み込む際に、当該バレル孔5が拡大変形する。この結果、スリーブ8を、簡単かつスムーズにバレル孔5に対して取り出し可能に組み込むことができる。
【0052】
本実施形態によれば、固定機構において、締結具12を捩じって締め付ける。即ち、スリット6(ギャップ、両切欠面6sの相互間)の間隔を狭める。これにより、バレル本体2が初期形状から変形する。この結果、バレル孔5(内周面5s)をスリーブ8に隙間なく密着させることができる。このとき、スリーブ8は、バレル孔5(内周面5s)の全周面によって隙間なく把持された状態に維持される。かくして、スリーブ8をバレル孔5に堅牢に固定させることができる。
【0053】
本実施形態によれば、固定機構において、締結具12を緩める。即ち、スリット6(ギャップ、両切欠面6sの相互間)の間隔を拡げる。これにより、バレル本体2が初期形状に復元する。この結果、バレル孔5(内周面5s)とスリーブ8との間の密着状態が解除される。かくして、バレル孔5からスリーブ8が取り出し可能となる。スリーブ8のみの交換が可能となる。
【0054】
本実施形態によれば、位置合わせ機構を適用する。これにより、複数のバレルブロック1(バレル本体2)において、バレル孔5に組み込まれたスリーブ8の姿勢を互いに同一の向きに揃えることができる。これにより、複数のバレルブロック1(バレル本体2)を一体化させた状態において、シリンダ通路9a,9bが真っ直ぐに連続したシリンダを、容易にかつ精度良く構成することができる。
【0055】
本実施形態によれば、スリーブ8の外周面8sの輪郭を円筒形状とする。この場合、当該スリーブ8の外周面8sに対する加工として、旋盤加工法を適用することができる。旋盤加工法は、回転させた工作物(即ち、スリーブ8)の外周面8sを円形に削る技術である。これにより、スリーブ8の生産効率を飛躍的に向上させることができる。
【0056】
「変形例」
上記した実施形態では、凹凸の無い平坦形状のスリット6(ギャップ、両切欠面6s)を、センターライン(図示しない)に沿って配置している。なお、センターラインとは、一方のフランジ4aの底面4sの中央と、他方のフランジ4bの底面4sの中央とを、直線状に結んだ線分を指す。中央とは、フランジ4a,4bの底面4sを長手方向に沿って2等分した位置を指す。このため、上記した実施形態において、導入口7a及び排出口7bは、センターラインから外れた位置に設けられている。
【0057】
これに対して、本変形例では、導入口7a及び排出口7bを、センターラインに沿って配置する場合を想定する。この場合、スリット6(ギャップ、両切欠面6s)は、センターラインから外れた位置に設けられている。スリット6(ギャップ、両切欠面6s)は、凹凸を有するクランク形状に構成されている。
図5〜
図6に示すように、スリット6(ギャップ、両切欠面6s)は、例えば、第1スリット部6aと、第2スリット部6bと、クランク部6cと、を備えて構成することができる。
【0058】
第1スリット部6aは、一方のフランジ4aの底面4sからバレル本体2の底面3dの中途に亘って構成されている。第1スリット部6aは、センターラインから外れた位置に設けられている。第1スリット部6aは、センターラインと平行に連続して真っ直ぐ延出している。
【0059】
第2スリット部6bは、他方のフランジ4bの底面4sからバレル本体2の底面3dの中途に亘って構成されている。第2スリット部6bは、センターラインから外れた位置に設けられている。第2スリット部6bは、センターラインと平行に連続して真っ直ぐ延出している。
【0060】
第1スリット部6aと第2スリット部6bとは、センターラインの両側に配置されている。この場合、クランク部6cは、バレル本体2の底面3dの中途において、第1スリット部6aと第2スリット部6bとを相互に連続させるように構成されている。クランク部6cは、センターラインを横断して連続している。
【0061】
本変形例によれば、スリット6(ギャップ、両切欠面6s)を、凹凸を有するクランク形状に構成する。これにより、導入口7a及び排出口7bを、センターラインに沿った位置、例えば、既存の設備に対応した位置に残存させておくことができる。この結果、既存の設備をそのまま利用して、冷却水通路7(管路7p)に対する冷却水の導入及び排出が可能となる。その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。