以下、本発明をマシニングセンタに適� �した場合の実施形態について図面に基づい� �説明する。図1に示すように、工作機械1には 、コラム2と、コラム2に昇降可能にガイドさ� ��た主軸ユニット3と、主軸ユニット3を昇降� �動する昇降駆動機構4等が設けられ、この工� ��機械1に、主軸ユニット3を支持して昇降駆� �機構4の負荷を軽減するプッシュ型ガススプ� ��ング20を含むプル型ガスバランサ5が装備さ� ��、このプル型ガスバランサ5はコラム2の上� �部に装着されている。

 最初に、工作機械1について説明する。
 図1に示すように、コラム2の前端部には、� �軸ユニット3の昇降をガイドする鉛直ガイド� ��ール10が設けられ、鉛直ガイドレール10に主 軸ユニット3のケース部材13の後端部に固着さ れた複数のスライダが摺動自在に係合され、 コラム2の上端部の水平な機枠壁面11には、プ ル型ガスバランサ5の門形の脚部材50が連結さ れる。

 主軸ユニット3は、ケース部材13と、この� ��ース部材13に水平軸回りに回転自在に支持� �れ、前端部に工具15が着脱可能に装着される 主軸ヘッド14と、この主軸ヘッド14を回転駆� �する電動モータ等を備えている。電動モー� �はケース部材13の内部に組み込まれて主軸ヘ ッド14に直結されている。ケース部材13の上� �部には、プル型ガスバランサ5が工作機械1か ら着脱可能に装着できるように連結部16,48を� ��して連結されている。

 昇降駆動機構4は、コラム2の上端部に取� �付けられた電動モータ17と、この電動モータ 17に直結されて下方へ延びるボールネジシャ� ��ト18と、ボールネジシャフト18に螺合された ボールネジナット(図示略)を有する。ボール� ��ジナットは主軸ユニット3に連結され、電動 モータ17によりボールネジシャフト18が回転� �動されると、ボールネジナットとともに主� �ユニット3が昇降駆動される。

 次に工作機械用プル型ガスバランサ5につい て説明する。
 図2、図3に示すように、プル型ガスバラン� �5は、工作機械1の外面に露出するコラム2の� �端の機枠壁面11に垂直に装備され、主軸ユニ ット3を上方から支持して主軸ユニット3の重� ��とほぼ等しい上方付勢力を主軸ユニット3に 作用させて、主軸ユニット3を昇降させる昇� �駆動機構4の負荷を軽減させる為のものであ� ��、このプル型ガスバランサ5は、プッシュ型 ガススプリング20と、可動枠45と、門形脚部50 などで構成されている。

 前記可動枠45は、上下方向向きの4本のタ� ��バー46と、これらタイバー46の上端部を連結 する水平な連結板47aと、これらタイバー46の� ��端部を連結する水平な連結板47bとで構成さ� ��ており、可動枠45は、機枠壁面11やコラム2� �干渉せずに上下方向に昇降可能に構成され� �いる。門形の脚部材50は、機枠壁面11に載置� ��定される1対の支持板52aと、これら支持板52a に下端が固着されて機枠壁面11と垂直に固定� ��れる1対の脚部52と、これら脚部52の上端部� �連結する水平な架橋板51とを有し、この架橋 板51にガススプリング20の出力ロッド22の下端 が受け止められる。

 プッシュ型ガススプリング20は、機枠壁� �11と直交状(鉛直向き)の軸心と、圧縮ガスG(� �えば、7~10MPaの圧縮窒素ガス)が充填されたシ リンダ本体21と、圧縮ガス圧によりこのシリ� ��ダ本体21の内部から下方へ進出するように� �勢される出力ロッド22とを有し、出力ロッド 22の下端は架橋板51の中央部の受止部53で受け 止められている。

 シリンダ本体21は、シリンダ本体21の上端 部にはヘッド側端壁部材24が溶接接合され、� ��リンダ本体21の下端部にはロッド側端壁部� �25が溶接接合され、シリンダ本体21の内部に� ��縮ガスを収容するガス収容室が形成され、� ��のガス収容室に圧縮ガスGが充填されている 。ガス収容室の下端部には、圧縮ガスがリー クしないようにリーク隙間をシールする為の 潤滑油Lが充填されている。

 上側の連結板47aの長さ方向の中央部には� ��肉部26が形成され、厚肉部26の下部はヘッド 側端壁部材24に形成された孔に嵌合され、そ� ��外周面にはシール部材27が装着され、ヘッ� �側端壁部材24と気密且つ強固に結合され、さ らに複数のボルト30で固定されている。この� ��肉部26がヘッド側端壁部材の一部を構成し� �おり、可動枠45の1対の連結板47a,47bのうち、� ��枠壁面11からの距離が大きい方の連結板47a  はヘッド側端壁部材24と一体的に構成されて� ��る。

 前記厚肉部26には上下に貫通する充填バ� �ブ装着孔28が形成され、充填バルブ装着孔28� ��圧縮ガス充填用の圧縮ガス充填バルブ29が� �けられ、この圧縮ガス充填バルブ29から圧縮 ガスGがシリンダ本体21の内部に充填される。

 ロッド側端壁部材25の軸心側部分には、� �力ロッド22が上下に貫通するロッド貫通孔32� ��形成され、このロッド貫通孔32には周壁部� �構成する、取り外し可能なスリーブ体33と、 そのスリーブ体33をロッド側端壁部材25に固� �するための固定部材41を有し、固定部材41は� ��数のボルト42でロッド側端壁部材25に固定さ れている。

 このスリーブ体33と固定部材41の上端部に は、出力ロッド22との間をガス密にシールす� ��環状シール部材37a,37bが装着され、これら環 状シール部材37a,37bの間においてスリーブ体33 の内周部には、筒状の油充填隙間39が形成さ� ��、この油充填隙間39には潤滑油Lが封入され� ��いる。固定部材41にはダストシール36が装着 されている。

 各タイバー46の上端小径部が上側の連結板47 a の角部の孔に挿入されてナット49により連� ��板47a に固定されている。各タイバー46の下 部は脚部材50の架橋板51に形成された孔54をス ライド自在に挿通しており、各タイバー46の� ��端部が機枠壁面11から距離が近い方の下側� �連結板47b に固着されている。
 連結板47b の下端部には連結部48が設けられ て、主軸ユニット3のケース部材13に設けられ た連結部16に連結され、主軸ユニット3と連動 連結されている。上側の連結板47aと脚部材50� ��架橋板51の間にプッシュ型ガススプリング20 が倒立状に配設される。

 脚部材50は、コラム2に固定され主軸ユニ� ��ト3を跨いだ門形に構成される。脚部材50の� ��橋板51の中央部には、ガススプリング20の出 力ロッド22の下端を受け止める受止部53が形� �されている。

 次に、このプル型ガスバランサ5の作用及び 効果について説明する。
 このプル型ガスバランサ5をマシニングセン タ1に取り付けた状態では、図示のようにな� �、主軸ユニット3を上方へ付勢する付勢力(主 軸ユニット3の重量にほぼ等しい)が作用して� ��る。即ち、図3に示すように、昇降駆動機構 4により主軸ユニット3が下降されると、連結� ��16,48を介してガスバランサ5の可動枠45も一� �になって下降し、連結板47a にヘッド側端壁 部材24が一体的に構成されるので、ガススプ� ��ング20も同時に下降される。

 出力ロッド22の下端が架橋板51の受止部53� ��圧縮ガス圧の付勢力により押圧されている� ��で、出力ロッド22がシリンダ本体21に退入駆 動される。このとき、ガススプリング20の付� ��力により門形の脚部材50に対して可動枠45が 上方へ付勢されるため、主軸ユニット3が上� �へ付勢される。

 主軸ユニット3が上昇すると、連結部16,48� ��介して可動枠45も一体になって上昇し、連� �板47a と一体的にシリンダ本体21も上昇し、� ��橋板51に接当している出力ロッド22がシリン ダ本体21から進出する。シリンダ本体21には� �縮ガスGが充填されているので、主軸ユニッ� ��3に作用する重量と略等しい付勢の力が可動 枠45を介して主軸ユニット3に作用し、機枠壁 面11から離隔する方向に常時付勢させること� ��でき、主軸ユニット3の荷重のバランスをと り、昇降駆動機構4の負荷を軽減できる。

 このガススプリング20において、出力ロ� �ド22の摺動により上下1対の環状シール部材37 a,37bは磨耗するため、環状シール部材37a,37bを 交換する必要が生じる。この環状シール部材 37a,37bを交換する際には、主軸ユニット3を上� ��位置に固定した状態で、圧縮ガスGを圧縮ガ ス充填バルブ29から抜き取り、シリンダ本体2 1の内部を大気圧状態にし、ガスバランサ5か� ��ガススプリング20を分離し、ロッド側端壁� �材25の固定部41とスリーブ体33を取り外し、� �たな環状シール部材37a,37bに交換する。

 このプル型ガスバランサ5によれば、主軸ユ ニット3の重量とほぼ等しい上方向きの付勢� �を主軸ユニット3に作用させて昇降駆動機構4 をアシストすることができるから、昇降駆動 機構4の小型化を図り、主軸ユニット3の昇降� ��応答性を高めることできる。
 しかも、このプル型ガスバランサ5において は、主軸ユニット3の上方のデッドスペース� �有効活用して設置することができるから、� �置スペース的に有利であり、既設の工作機� �に大幅な改造を施すことなく容易にプル型� �スバランサ5を装着可能になった。

 可動枠45と門形の脚部材50を介して、プッ シュ型ガススプリング20の付勢力をプル型の� ��勢力に変換しているため、プッシュ型ガス� ��プリング20を採用可能となった。 そのため 、プル型ガススプリングを採用する場合と比 較して圧縮ガスを気密にシールするシール個 所を半減し、圧縮ガスのリーク量を減らし、 性能を確保して信頼性を高め、圧縮ガス充填 等のメンテナンス費を低減することができる 。

 次に、本発明の実施例2について図面に基づ いて説明をする。但し、実施例1と同様の構� �要素に同様の符号を付して説明を省略する� �
 図4に示すように、このプル型ガスバランサ 5Aにおいて、プッシュ型ガススプリング20Aは� ��そのシリンダ本体21から出力ロッド22を機枠 壁面11と反対側へ突出させるように、連結板4 7aと架橋板51Aの間に配設され、シリンダ本体2 1のヘッド側端壁部材24が脚部材50の架橋板51A� ��一体的に連結されている。

 昇降駆動機構4により主軸ユニット3が下� �されると、連結部16,48を介して可動枠45も一� ��となって下降し、可動枠45Aの機枠壁面11か� �の距離が大きい方の連結板47a も下降するの で、連結板47a によって出力ロッド22が押圧� �れ、シリンダ本体21に退入される。このとき 、主軸ユニット3の重量とほぼ等しい上向き� �付勢力がプッシュ型ガススプリング20Aによ� �て主軸ユニット3に付加される。

 主軸ユニット3が上昇されると、可動枠45Aも 一体となって上昇し、出力ロッド22がシリン� ��本体21から進出する。このとき、主軸ユニ� �ト3の重量とほぼ等しい上向きの付勢力がプ� ��シュ型ガススプリング20Aによって主軸ユニ� ��ト3に付加される。
 このプル型ガスバランサ5Aにおいても、前� �プル型ガスバランサ5と同様の作用、効果が� ��られる。

 次に、前記実施例を部分的に変更する変更� ��について説明する。
1〕実施例1において、ヘッド側端壁部材と連� ��板47aを個別に構成し、複数のボルト等で両� ��を固定する構造にしてもよい。
 また、実施例2において、ヘッド側端壁部材 と架橋板51Aを個別に構成し、複数のボルト等 で両者を固定する構造にしてもよい。

2〕実施例1、2において、可動枠45, 45Aは、4 本のタイバー46の代わりに少なくとも1対のタ イバーを備えた構造でもよい。

3〕実施例1、2において、このプル型ガスバラ ンサ5,5Aは、工作機械の主軸ユニット3にのみ� ��用するとは限らず、プレス機械や成形機械� ��その他の種々の機械装置における可動部(装 置部分、ワーク、工具等)に付勢力を作用さ� �るように適用してもよい。
 また、プル型ガスバランサ5,5Aは、機械装置 の鉛直の機枠壁面に垂直に、つまり、水平姿 勢に設置してもよい。その他、本発明の趣旨 を逸脱しない範囲において前記実施例に種々 の変形を付加した形態で実施することができ る。