CN111185936A - 弹簧平衡器装置及其分解方法 - Google Patents

弹簧平衡器装置及其分解方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种弹簧平衡器装置，其无需使用冲压机，即可利用简单的夹具容易地进行分解。法兰盘具备：第一法兰盘部件，其具备贯穿轴的贯穿孔，并配置在压缩弹簧的径向内侧，利用与轴的第一外螺纹紧固的第一螺母部件，以能够装卸的方式被保持在另一端；以及第二法兰盘部件，其具有使第一螺母部件贯穿的中央孔，并且利用紧固件从后端板侧以能够装卸的方式固定在所述第一法兰盘部件的外周边，外壳的后端板具备：抵接部，其抵靠第二法兰盘部件的外周边；以及开口部，其在比抵接部更靠进径向内侧且比中央孔更靠进径向外侧的位置，使第二法兰盘部件的表面露出于外部，外壳的前端板以及所述后端板中的至少一个，以能够装卸的方式安装在外壳的筒体。

Description

弹簧平衡器装置及其分解方法
技术领域
本发明涉及弹簧平衡器装置及其分解方法。
背景技术
已知有如下的弹簧平衡器装置：在工业用机器人中，作为用于动力辅助而使用的弹簧平衡器装置，作为安装在工业用机器人之前的初始状态，压缩力作用在内部的压缩弹簧(例如，参照专利文献1。)。如此的弹簧平衡器装置，在以废弃等为目的分解时，利用冲压机等进行释放压缩弹簧的压缩力的处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-277479号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在工业用机器人被导入的现场不一定设置有冲压机，存在在现场难以分解弹簧平衡器器装置的不良情况。
本发明的目的在于，提供一种弹簧平衡器装置及其分解方法，其无需使用冲压机，利用简单的夹具就能够进行分解。
用于解决问题的方案
本发明的一方案为一种弹簧平衡器装置，其具备：外壳，其具备筒体、和在堵塞该筒体的两端的位置配置的前端板以及后端板；轴，其将所述前端板沿板厚方向贯穿并以沿长度方向能够移动的方式进行配置；安装块，其固定在该轴的配置在所述外壳外的一端；法兰盘，其固定在该轴的配置在所述外壳内的另一端；以及压缩弹簧，其以被压缩的状态配置在所述前端板与所述法兰盘之间，在所述另一端设置有第一外螺纹，所述法兰盘具备：第一法兰盘部件，其具备贯穿所述轴的贯穿孔，并配置在所述压缩弹簧的径向内侧，利用与所述第一外螺纹紧固的第一螺母部件，以能够装卸的方式被保持在所述另一端；以及第二法兰盘部件，其具有使所述第一螺母部件贯穿的中央孔，并且利用紧固件从所述后端板侧以能够装卸的方式固定在所述第一法兰盘部件的外周边，所述后端板具备：抵接部，其抵靠所述第二法兰盘部件的外周边；以及开口部，其在比抵接部更靠进径向内侧且比所述中央孔更靠进径向外侧的位置，将所述第二法兰盘部件的表面露出于外部，所述前端板以及所述后端板中的至少一个，以能够装卸的方式安装在所述筒体。
根据本方案，将固定在筒体和轴的一端的安装块，围绕与在机器人的旋转轴平行的轴线可旋转的进行安装，通过使机器人工作，轴沿从外壳内向引出的方向移动时，在法兰盘与前端板之间，压缩弹簧进一步的被压缩，从而弹簧力向将轴引入至外壳内的方向作用。由此，能够辅助机器人的动力。
为了分解本方案的弹簧平衡器装置，在从机器人拆卸了的状态下，即，在外壳内，压缩弹簧伸长至最大限度，从而将第二法兰盘部件的外周边抵靠后端板的抵接部的状态下，经由设置在后端板的开口部，从轴的另一端的第一外螺纹中拆卸第一螺母部件。并且，经由开口部，拆卸将第一法兰盘部件安装在第二法兰盘部件的紧固件。
接着，将圆筒状的夹具从开口部插入至外壳内，将第一外螺纹紧固于内螺纹，由此使安装块抵靠前端板，使夹具的第二螺母部件抵靠第二法兰盘部件，所述圆筒状的夹具设置有具备紧固轴的第一外螺纹的内螺纹的内孔，并在小于第二法兰盘部件的中央孔的外径的外表面设置有拧入第二螺母部件的第二外螺纹。
由此，压缩弹簧的压缩力保持在利用轴进行连结的安装块与第二螺母部件之间，从筒体拆卸前端板或者后端板中的至少一个。在该状态下，通过使第二螺母部件相对于夹具的第二外螺纹松开，逐渐扩大前端板与第二法兰盘部件之间的间隔，能够逐渐释放压缩弹簧的压缩力。即，根据本方案，无需使用冲压机就能够利用简单的夹具容易地进行分解。
在上述方案中，所述后端板还可以具备以能够装卸的方式从外侧堵塞所述开口部的盖体。
利用该结构，通过将盖体安装在后端板来堵塞开口部，能够密封外壳内部并防止尘埃和雾的进入。在分解时拆卸盖体，从而能够容易地进行分解作业。
并且，本发明的其他方案为一种弹簧平衡器装置的分解方法，所述弹簧平衡器装置是上述任意的弹簧平衡器装置，所述分解方法包括以下步骤：在使所述第二法兰盘部件抵靠所述抵接部的状态下，拆卸所述第一螺母部件以及所述紧固件；在使圆筒状的夹具的前端面抵靠所述第一法兰盘部件的表面的状态下，在内螺纹紧固所述第一外螺纹，在所述前端板的外表面按压所述安装块，其中，所述圆筒状的夹具设置有具备紧固所述第一外螺纹的所述内螺纹的内孔，并在小于所述中央孔外径的外表面设置有拧入第二螺母部件的第二外螺纹；将使所述第二螺母部件相对于所述第二外螺纹拧紧直至抵靠所述第二法兰盘部件的表面为止；分离所述前端板与所述筒体、或者所述后端板与所述筒体；以及松开所述第二螺母部件。
在上述方案中，优选地，所述第一外螺纹与所述第二外螺纹之间的关系为反向螺纹。
利用该结构，在安装了夹具的状态下，使第二螺母部件相对于第二外螺纹进行旋转而松开时，即使对第二螺母部件施加的转矩作用在旋转夹具整体的方向上，也能够切实地防止轴的第一外螺纹与夹具的内螺纹之间的紧固被松开。
发明效果
根据本发明，起到如下效果：无需使用冲压机，利用简单的夹具就能够容易地进行分解。
附图说明
图1是部分性示出安装有本发明的一实施方式的弹簧平衡器装置的状态的机器人的一例的图。
图2是示出图1的弹簧平衡器装置的初始状态的纵剖视图。
图3是示出从图2的弹簧平衡器装置拆卸盖体的状态的纵剖视图。
图4是示出从图3的弹簧平衡器装置拆卸了紧固第一法兰盘部件和第二法兰盘部件的螺栓、以及紧固在轴的外螺纹的拆卸第一螺母部件的状态的纵剖视图。
图5是示出利用图4的弹簧平衡器装置的轴的外螺纹安装夹具的状态的纵剖视图。
图6是说明在安装在图5的弹簧平衡器装置的夹具中紧固第二螺母部件的作业的纵剖视图。
图7是示出拆卸图6的弹簧平衡器装置的螺栓从而将外壳主体从前端板拆卸的状态的纵剖视图。
图8是说明松开图7的安装在弹簧平衡器装置的夹具的第二螺母部件从而释放压缩弹簧的压缩力的作业的纵剖视图。
图9是说明图1的弹簧平衡器装置的分解方法的流程图。
图10是说明图1的弹簧平衡器装置的第一变形例的纵剖视图。
图11是说明图7的弹簧平衡器装置的第二变形例的纵剖视图。
图12是说明图7的弹簧平衡器装置的第三变形例的纵剖视图。
附图标记说明
1：弹簧平衡器装置
2：外壳
3：轴
4：外壳主体(筒体)
5：前端板
6：后端板
10：周边部(抵接部)
11：开口部
13：盖体
14：安装块
15：外螺纹(第一外螺纹)
16：螺母部件(第一螺母部件)
17：法兰盘
18、24：压缩弹簧
19：第一法兰盘部件
20：第二法兰盘部件
21：螺栓(紧固件)
22：贯穿孔
23：中央孔
200：夹具
213：外螺纹(第二外螺纹)
220：螺母部件(第二螺母部件)
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一实施方式的弹簧平衡器装置1与其分解方法进行说明。
如图1所示，本实施方式的弹簧平衡器装置1是，例如，用于辅助驱动围绕直立多关节型的机器人100的重力轴、即水平的轴线相对于基座110可旋转地进行支撑的臂120的马达(图略)的动力所使用的装置。
如图1所示，弹簧平衡器装置1具备：外壳2，其可摆动地支撑于基座110；以及轴3，其可摆动地安装在臂120。
如图2所示，外壳2具备：圆筒状的外壳主体(筒体)4；前端板5以及后端板6，其堵塞外壳主体4的两端；以及滑动轴承8，其沿长度方向能够移动地支撑轴3，该轴3配置在设置于前端板5的贯穿孔7。
前端板5利用螺栓9以能够装卸的方式安装在外壳主体4。
并且，后端板6一体地设置在外壳主体4上，并且该后端板6具备：周边部10，其在外壳主体4的后端内以凸缘状的突起并在中央具有开口部11；以及盖体13，其利用螺栓12以能够装卸的方式安装在该周边部10并堵塞开口部11。周边部10作为抵靠后述的第二法兰盘部件20的外周边的抵接部发挥功能。
针对轴3而言，在配置于外壳2的外部的一端固定有安装块14，在配置于外壳2的内部的另一端形成有外螺纹(第一外螺纹)15。
如图3以及图4所示，本实施方式的弹簧平衡器装置1具备：法兰盘17，其利用紧固在外螺纹15的螺母部件(第一螺母部件)16，在轴3的另一端保持为安装状态；以及压缩弹簧18，其以被压缩的状态配置夹在法兰盘17与前端板5之间的位置。
法兰盘17具备：圆板状的第一法兰盘部件19，其具有配置在压缩弹簧18的径向内侧的直径尺寸；以及第二法兰盘部件20，其在第一法兰盘部件19的外周边沿板厚方向重叠的状态下，利用螺栓(紧固件)21从后端板6侧以能够装卸的方式进行安装。
第一法兰盘部件19具备在中央贯穿轴3的贯穿孔22。在贯穿孔22贯穿了轴3的另一端的状态下，使螺母部件16从后端板6侧紧固于从轴3的外螺纹15，由此第一法兰盘部件19保持从轴3的另一端侧不脱落的状态。
第二法兰盘部件20具备中央孔，该中央孔具有大于螺母部件16的外形的内径尺寸。压缩弹簧18为螺旋弹簧，并具有配置在前端板5与第二法兰盘部件20之间的直径尺寸。
接着，对本实施方式的用于分解弹簧平衡器装置1的夹具200进行说明。
如图5所示，该夹具200具备夹具主体210和螺母部件(第二螺母部件)220。夹具主体210形成为圆柱状(圆筒状)，且具备中央孔221，中央孔221从前端侧沿轴向到轴向的中途位置设置，在中央孔211的内表面具备紧固于轴3的外螺纹15的内螺纹212。
如图6所示，中央孔211的深度设定为如下的深度：将安装块14配置在抵靠前端板5的位置的轴3的外螺纹15，在紧固于中央孔211内的内螺纹212的中途，夹具主体210的前端抵靠第一法兰盘部件19的表面的程度。
并且，在夹具主体210的中央孔211侧的前端的外表面，设置有外螺纹(第二外螺纹)213，并紧固有螺母部件220。在本实施方式中，夹具主体210的外螺纹213与内螺纹212具有反向螺纹的关系。
并且，在夹具主体210的后端附近，沿径向对置设置有一对平面部214，该一对平面部214用于使如扳手的工具卡合。
以下参照图9的流程图，对于如此构成的本实施方式的弹簧平衡器装置1的分解方法进行说明。
如图2所示，本实施方式的分解方法为，在从机器人100拆卸了的状态下进行分解的方法。
在图2的状态下，外壳2内的压缩弹簧18在该弹簧力的作用下拉伸，第二法兰盘部件20处于按压在作为后端板6的周边部10的抵接部的预压状态。即，压缩弹簧18的压缩力被由外壳2的前端板5和后端板6所承受，在该状态下，难以拆卸固定外壳主体4的前端板5的螺栓9。
本实施方式的分解方法，首先，如图3所示，松开螺栓12后，从后端板拆卸后端板6的盖体13，敞开开口部11(步骤S1)。
接着，如图4所示，将露出于敞开的开口部11的螺母部件16，相对于轴3的外螺纹松开后进行拆卸，并且松开将第二法兰盘部件20固定在第一法兰盘部件19的螺栓21从而进行拆卸(步骤S2)。
并且，如图5所示，使轴3沿长度方向移动，从而使安装块14抵靠前端板5，在从后端板6的开口部11插入的夹具主体210的中央孔211的内螺纹212，使轴3的外螺纹15紧固进去。
由此，如图6所示，在夹具主体210的前端紧贴于第一法兰盘部件19的表面的位置，配置夹具200(步骤S3)。
在该状态下，如图6的箭头所示，使紧固在夹具主体210的外表面的外螺纹213的螺母部件220，相对于外螺纹213旋转，从而移动至抵靠第二法兰盘部件20的表面的位置(步骤S4)。由此，通过固定在轴3的两端的安装块14和夹具200的螺母部件220，阻止前端板5与第二法兰盘部件20之间的间隔变宽。
即，在该状态下，由外壳2的前端板5与后端板6所承受的压缩弹簧18的压缩力，被与轴3连结的安装块14和夹具200的螺母部件220所转接。
因此，即使拆卸了固定外壳主体4和前端板5的螺栓9，压缩弹簧18的压缩力在不释放的情况下被保持，因此如图7所示，能够拆卸螺栓9，从而从前端板5拆卸外壳主体4(步骤S5)。
并且，如图8所示的箭头，使螺母部件220相对于夹具主体210的外螺纹213进行旋转，由此将螺母部件220逐渐移动至夹具主体210(步骤S6)。
使螺母部件220后退直至完全解放压缩弹簧18的压缩力的位置为止，能够分解弹簧平衡器装置1。
如此，根据本实施方式的弹簧平衡器装置1及其分解方法，具有无需利用冲压机，就能够通过简单的夹具200来进行分解的优点。
即，具有如下优点：在无法利用冲压机的现场等中，能够简易地分解弹簧平衡器装置1，容易废弃、维修构成弹簧平衡器装置1的外壳2或者压缩弹簧18等的部品的交换等。
并且，在本实施方式中，利用盖体13堵塞设置在后端板6的开口部11，能够密封外壳2的内部，防止尘埃和雾的进入。并且，分解时拆卸盖体13，从而能够容易进行分解作业。
并且，在本实施方式中，由于夹具主体210的内螺纹212与外螺纹213构成为反向螺纹的关系，如图8所示，在使螺母部件220旋转而释放压缩弹簧18的压缩力的作业中，即使通过螺母部件220与夹具主体210之间的摩擦旋转夹具主体210，也具有能够切实地防止夹具主体210的内螺纹212和轴3的外螺纹15之间的紧固被松开的优点。
另外，在本实施方式中，例示了将单一的压缩弹簧18收容在外壳2内的弹簧平衡器装置1，但是如图10所示，也可以适用在收容多条压缩弹簧18、24的弹簧平衡器装置1。
并且，在本实施方式中，虽然例示了将外壳主体4和后端板6一体构成，并利用螺栓9可分离地固定外壳主体4和前端板5的情况，但是取而代之，如图11所示，还可以将外壳主体4与前端板5一体构成，并利用螺栓25可分离地固定外壳主体4与后端板6。并且，如图12所示，还可以相对于外壳主体4，利用螺栓9、25可分离地固定前端板5以及后端板6两者。
并且，虽然夹具200的外螺纹213与内螺纹212构成为反向螺纹，但是还可以是同一方向的螺纹。在该情况下，通过由工具抑制平面部214，阻止旋转即可。

Claims (4)

1.一种弹簧平衡器装置，其特征在于，具备：
外壳，其具备筒体、和在堵塞该筒体的两端的位置配置的前端板以及后端板；
轴，其将所述前端板沿板厚方向贯穿并以沿长度方向能够移动的方式进行配置；
安装块，其固定在该轴的配置在所述外壳外的一端；
法兰盘，其固定在该轴的配置在所述外壳内的另一端；以及
压缩弹簧，其以被压缩的状态配置在所述前端板与所述法兰盘之间，
在所述另一端设置有第一外螺纹，
所述法兰盘具备：第一法兰盘部件，其具备贯穿所述轴的贯穿孔，并配置在所述压缩弹簧的径向内侧，利用与所述第一外螺纹紧固的第一螺母部件，以能够装卸的方式被保持在所述另一端；以及第二法兰盘部件，其具有使所述第一螺母部件贯穿的中央孔，并且利用紧固件从所述后端板侧以能够装卸的方式固定在所述第一法兰盘部件的外周边，
所述后端板具备：抵接部，其抵靠所述第二法兰盘部件的外周边；以及开口部，其在比该抵接部更靠进径向内侧且比所述中央孔更靠进径向外侧的位置，使所述第二法兰盘部件的表面露出于外部，
所述前端板以及所述后端板中的至少一个，以能够装卸的方式安装在所述筒体。
2.根据权利要求1所述的弹簧平衡器装置，其特征在于，
所述后端板具备以能够装卸的方式从外侧堵塞所述开口部的盖体。
3.一种弹簧平衡器装置的分解方法，所述弹簧平衡器装置是权利要求1或2所述的弹簧平衡器装置，所述分解方法的特征在于，包括以下步骤：
在使所述第二法兰盘部件抵靠所述抵接部的状态下，拆卸所述第一螺母部件以及所述紧固件；
在使圆筒状的夹具的前端面抵靠所述第一法兰盘部件的表面的状态下，在内螺纹紧固所述第一外螺纹，在所述前端板的外表面按压所述安装块，其中，所述圆筒状的夹具设置有具备紧固所述第一外螺纹的所述内螺纹的内孔，并在小于所述中央孔的外径的外表面设置有拧入第二螺母部件的第二外螺纹；
将所述第二螺母部件相对于所述第二外螺纹拧紧直至抵靠所述第二法兰盘部件的表面为止；
分离所述前端板与所述筒体、或者所述后端板与所述筒体；以及
松开所述第二螺母部件。
4.根据权利要求3所述的弹簧平衡器装置的分解方法，其特征在于，
所述第一外螺纹和所述第二外螺纹之间的关系为反向螺纹。
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