JP2005249393A - 釣合い試験機の試験体固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 試験体の交換を専用の工具を用いることなく、より容易に行うことのできる釣合い試験機の試験体固定装置を提供する。
【解決手段】 孔部（ａ）を有する試験体（Ｓ）の孔部に挿通され、拡径自在なコレット（４）と、コレットを拡径させる拡径手段（例えば、移動軸３、本体テーパ部２１、コレットテーパ部４４）と、試験体とコレットとの間に挿入され、当該コレットの拡径に連動して拡径し、外周面部が試験体の孔部の内周面部を押圧して試験体を固定する中間部材（例えば、割りカラ５）と、中間部材をその軸廻りに所定の角度だけ回動させることによって、装置本体２に着脱可能とする着脱機構部（例えば、プランジャ１３、スプリング１４、切欠溝１５、第二規制部１６、スリ割５１、ピン５３、第一規制部１２０）と、を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、試験体を回転させ、その釣合い状態を試験する釣合い試験機における試験体固定装置に関する。

従来、ファン、フライホイール等のような回転させて使用する部品の回転時における釣合い状態を検出する釣合い試験機が知られている。このような釣合い試験機においては、中央に孔部を有する試験体の場合、コレットチャックを利用して試験体を試験機側に固定するための試験体固定装置が使用されている（例えば、特許文献１）。

上記特許文献１記載の試験体固定装置は、例えば、釣合い試験機の回転軸に固定され、上部に雄テーパ部を有する装置本体と、装置本体の内部に挿入され、略上下方向へ移動可能な移動軸と、移動軸にナットで固定され、装置本体の雄テーパ部と係合する雌テーパ部を有する固定部材としてのコレット等を備え、このコレットの外周に試験体を嵌め込んで固定する構成となっている。
そして、移動軸が下方へ移動すると、コレットが装置本体のテーパ部に沿って下方へ移動しつつ拡径するので、試験体の孔部の内周面部を水平方向へ押圧することとなって、試験体を固定できるようになっている。
特開２００１−０２１４３３号公報

しかしながら、特許文献１記載の試験体固定装置では、試験体の孔部の径が変わるごとにコレットを交換する必要があるが、コレットは移動軸に固着されたナットにより固定されているため、コレットの交換に際して、スパナ等の工具を使用してナットの着脱作業を行わなければならず、コレットの交換作業が煩雑になるという問題点があった。

そこで、本発明の課題は、試験体の交換を専用の工具を用いることなく、より容易に行うことのできる釣合い試験機の試験体固定装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、例えば、図２に示すように、
孔部（ａ）を有する試験体（Ｓ）の前記孔部に挿通され、拡径自在なコレット（４）と、
前記コレットを拡径させる拡径手段（例えば、移動軸３、本体テーパ部２１、コレットテーパ部４４）と、
前記試験体と前記コレットとの間に挿入され、当該コレットの拡径に連動して拡径し、外周面部が前記試験体の孔部の内周面部を押圧して前記試験体を固定する中間部材（例えば、割りカラ５）と、
前記中間部材を当該中間部材の軸廻りに所定の角度だけ回動させることによって、装置本体（２）に着脱可能とする着脱機構部（例えば、プランジャ１３、スプリング１４、切欠溝１５、第二規制部１６、スリ割５１、ピン５３、第一規制部１２０）と、
を備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の釣合い試験機の試験体固定装置であって、
前記着脱機構部は、
前記装置本体に設けられ、前記中間部材へ向かって突出するとともに、当該中間部材と摺動可能な突出部材（例えば、プランジャ１３）と、
前記突出部材を前記中間部材側へ付勢する付勢手段（例えば、スプリング１４）と、
前記中間部材に設けられ、前記突出部材と係合する係合溝（例えば、スリ割５１）と、
を備えていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の釣合い試験機の試験体固定装置であって、
前記着脱機構部は、
前記中間部材の外周面部に、前記装置本体側に突出して設けられたピン（５３）と、
前記装置本体に設けられ、前記ピンの上方向への移動を規制する規制部（例えば、第一規制部１２０）と、
前記規制部の一部が切り欠かれて形成され、前記ピンを上方向へ逃がす切欠溝（１５）と、
を備えていることを特徴とする。

請求押４記載の発明は、請求項３記載の釣合い試験機の試験体固定装置であって、
前記着脱機構部は、
前記規制部から下方へ突出して設けられ、釣合い試験機の回転軸（６）廻りの前記ピンの移動を規制する第二規制部（１６）を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、試験体とコレットの間に中間部材を備え、この中間部材をその軸廻りに所定の角度だけ回動させることによって装置本体に着脱可能な構成となっているので、試験体の交換時において、コレット自体を交換する必要がなく、且つ中間部材を専用の工具を用いることなく着脱させることができる。従って、試験体の交換時に要する作業時間をより短縮させることができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、中間部材は、装置本体に設けられ、中間部材側へ付勢された突出部材と係合し固定されるので、中間部材が装置本体により確実に固定される。従って、中間部材の装置本体への着脱動作をより好適に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、中間部材の外周面部に設けられたピンが、装置本体の規制部によって上方向への移動が規制されるとともに、規制部に形成された切欠溝によって上方向へ逃げることができる。従って、中間部材を装置本体により一層安定した状態で装着することができ、且つ取り出し動作を容易に行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、中間部材を装置本体に装着させる際に、釣合い試験機の回転軸廻りの中間部材のピンの移動が規制されるので、中間部材を無駄に移動させることなく、速やかに着脱動作を行うことができる。

以下、図を参照して実施の形態としての本発明にかかる釣合い試験機の試験体固定装置について詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる試験体固定装置を適用した釣合い試験機の正面断面図、図２は、図１の釣合い試験機の試験体固定装置近傍の拡大図である。なお、図１は、割りカラ不使用状態を示し、図２は、割りカラ使用状態を示す図である。

図１、図２に示すように、釣合い試験機の試験体固定装置１は、各構成部材が配設される装置本体２と、装置本体２の内部を略上下方向へ移動可能に設けられる移動軸３と、移動軸３に着脱自在に取付けられ、移動軸３の上下動に連動して拡径及び縮径するコレット４等を備えている。また、図２に示すように、コレット４には、その外周面部に当接して覆うように、中間部材としての割りカラ５が着脱自在に取り付けられるようになっている。

装置本体２の上端部の外周面部には下方に向かって拡径する本体テーパ部２１が形成され、装置本体２の内部には、移動軸３を挿通するための挿通孔３ａが設けられている。
移動軸３は、図１に示すように、挿入孔３ａに挿入されており、その下端部は、釣合い試験機の回転軸６側の作動軸７に接続されている。また、移動軸３の上部には略円盤状の鍔部３２が形成されている。
また、移動軸３の上端部は、コレット４に挿通されており、移動軸３の上端部に蓋部８がナット３１によって取り付けられることで、コレット４を蓋部８と鍔部３２とで挟み、これによりコレット４を移動軸３に固定することができるようになっている。
ここで、蓋部８と鍔部３２との間には、コレット４が略上下方向へ少量移動可能である遊びが設けられており、コレット４の拡径が阻害されないようになっている。

コレット４は、図３（ａ）に示すように、８箇所のスリ割４２によって８等分されたリングから構成されており、全体として略円筒形状を成している。このスリ割４２を設けることによって、試験体Ｓの孔部ａを貫通するコレット側面部４３は、弾性変形によって拡径或いは縮径する。
また、コレット４の上面部４１は、上記した蓋部８と鍔部３２とに挟まれる部分である。
また、コレット４の外径は、割りカラ５の内径よりもやや小さく加工されており、コレット４に割りカラ５を外挿可能な構成となっている。

コレット４の内周面部には、図３（ｂ）に示すように、下方に向かって拡径するコレットテーパ部４４が形成されており、装置本体２の本体テーパ部２１とコレットテーパ部４４とが摺接するようになっている。
そして、移動軸３が下方へ移動すると、蓋部８がコレット４の上面部４１を押圧して下方に押し下げる。この動作によってコレット４が下方へ移動し、コレットテーパ部４４が本体テーパ部２１の傾斜に追従することで、コレット側面部４３が拡径する。
一方、移動軸３が上方へ移動すると、鍔部３２も同様に上方へ移動し、鍔部３２がコレット４の上面部４１を押し上げる。この動作によってコレット４が上方へ移動し、コレットテーパ部４４が本体テーパ部２１の傾斜に追従することで、拡径したコレット側面部４３が縮径する。
このように、移動軸３、本体テーパ部２１、コレットテーパ部４４は、コレット４を拡径させる拡径手段として機能する。

割りカラ５は、装置本体２に着脱可能な構成となっており、内周面部がコレット４の外周面部と密着するように装着されている。
割りカラ５は、例えば、図２、図４（ａ）に示すように、８箇所のスリ割５１によって８等分されたリングから構成されており、試験体Ｓの孔部ａを貫通し試験体Ｓを押圧する割りカラ側面部５２を有している。この割りカラ側面部５２は、弾性変形可能に構成されており、コレット４のコレット側面部４３が拡径することによってコレット４に押圧され、割りカラ５が拡径するようになっている。

また、割りカラ５の外径は、試験体Ｓの孔部ａの径よりもやや小さく加工されており、試験時においては、割りカラ５が拡径することによって、試験体Ｓの孔部ａの内周面部を略水平方向へ押圧することとなって、試験体Ｓを固定することができるようになっている。
また、割りカラ５は、図５に示すように、外周面部に形成され、装置本体２側へ突出するするピン５３を備えている。このピン５３及び上記したスリ割５１は、割りカラ５の装着に必要な部材であり、動作等については後述する。

装置本体２は、試験体Ｓを支持する試験体受１０等を有している。
試験体受１０は、略円筒状に形成されており、図２、図５に示すように、装置本体２にボルトＢで固定される底部１１と、底部１１の上方に位置し、試験体Ｓの底面と当接する支持部１２とを備えている。
この試験体受１０の支持部１２は、図２、図５に示すように、割りカラ５側（即ち、移動軸３側）へ突出する突出部材としてのプランジャ１３と、プランジャ１３を割りカラ５側へ付勢する付勢手段としてのスプリング１４とを備えている。
また、支持部１２は、図２に示すように、上部が内側に突出して形成され、規制部として機能する第一規制部１２０を有している。
この第一規制部１２０は、図５に示すように、内周の一部が切り欠かれて形成されている切欠溝１５と、割りカラ５のピン５３の回転軸６廻りの移動を規制する第二規制部１６とを備えている。

プランジャ１３は、一端部が略半球状に形成されており、この一端部が割りカラ５のスリ割５１に係合し、割りカラ５を固定することができるようになっている。即ち、割りカラ５がその軸廻りに回動した際にプランジャ１３は割りカラ５の外周面部と摺接し、割りカラ５を所定角度だけ回動したときに割りカラ５のスリ割５１にプランジャ１３の先端部が嵌り込み、割りカラ５が移動軸３に対して位置決めされるようになっている。
このように、割りカラ５のスリ割５１は、プランジャ１３が係合する係合溝として機能する。
このプランジャ１３は、例えば、対向配置するように試験体受１０の２箇所に設けられており、割りカラ５を両側から押圧する構成となっている。

切欠溝１５は、割りカラ５を装置本体２に装着する際に、割りカラ５のピン５３を挿通できるように形成されている。そして、図５（ｂ）に示すように、ピン５３を挿通後に割りカラ５をその軸廻りに角度θだけ回動させピン５３の位置を変えることによって、図２に示すように、ピン５３は第一規制部１２０の下方に位置することとなって、割りカラ５の上方向への移動を規制できるようになっている。
そして、割りカラ５をその軸廻りに逆方向へ角度θだけ回動させることによって、図５（ａ）に示す状態とし、切欠溝１５からピン５３を上方向へ逃がすことによって割りカラ５３を装置本体２から取り出すことができる。

第二規制部１６は、図２に示すように、例えば、第一規制部１２０から下方に突出して設けられ、ピン形状をなしている。より具体的には、図５に示すように、２つの第二規制部１６ａ、第二規制部１６ｂが切欠溝１５を挟むように設けられており、第二規制部１６ａは、切欠溝１５の近傍に配され、第二規制部１６ｂは、切欠溝１５からやや離れた位置に配されている。従って、割りカラ５を装置本体２に装着する際には、ピン５３は第二規制部１６ａと第二規制部１６ｂとの間を回転軸６廻りにのみ移動可能となる。このように、第二規制部１６ａ、第二規制部１６ｂは、割りカラ５のピン５３の回転軸６廻りの移動を規制する。
そして、割りカラ５を装置本体２から取り出す際には、割りカラ５のピン５３を第二規制部１６ａと接触するまで移動させると、図５（ａ）に示すように、ピン５３の位置が切欠溝１５に挿通可能な位置に戻るようになっている。

このように、プランジャ１３、スプリング１４、切欠溝１５、第二規制部１６、ピン５３、第一規制部１２０は、割りカラ５を装置本体２に着脱させる着脱機構部として機能する。

次に、上記構成の試験体固定装置１を有する釣合い試験機を用いて行う釣合い試験作業の一例について図５を用いて説明する。この作業の前提として、コレット４が装置本体２に装着されているとともに、試験体Ｓの孔部ａの径に対応した割りカラ５が用意されているものとする。

先ず、ユーザは、割りカラ５を装置本体２に装着する。具体的には、図５（ａ）に示すように、割りカラ５のピン５３が試験体受１０の切欠溝１５を挿通するようにして行う。

次いで、ユーザは、割りカラ５をその軸廻りに回動させ、図５（ｂ）に示すように、割りカラ５のピン５３を第一規制部１２０の下方に位置させ、割りカラ５の上方向への移動を規制する。
このとき、図５（ａ）に示すように、試験体受１０に設けられたプランジャ１３が割りカラ５の下方と摺動する。そして、割りカラ５を角度θだけ回動させると、各プランジャ１３の先端部が割りカラ５に形成されたスリ割５１に係合し、移動軸３に対して割りカラ５が位置決めされる。ここで、各プランジャ１３は、スプリング１４により常に割りカラ５側へ付勢されていることから、確実にスリ割５１に係合する。

次いで、ユーザは、試験体Ｓを装置本体２に装着する。具体的には、試験体Ｓの孔部ａに移動軸３を通して、試験体受１０に下面を当接させる。
次いで、ユーザは、移動軸３を下方へ移動させると、コレット４も下方へ移動し、本体テーパ部２１とコレットテーパ部４１によりコレット４のコレット側面部４３が拡径し、割りカラ５の内面部を押圧することによって、割りカラ５の割りカラ側面部５２が試験体Ｓの孔部ａの内面部を押圧し、試験体Ｓを固定する。
次いで、ユーザは、試験体Ｓの釣合い試験を周知の方法で行う。

ここで、釣合い試験終了後に孔部の径が異なる新たな試験体を固定する場合、割りカラ５を交換する必要がある。この場合、ユーザは割りカラ５を、図５（ａ）に示すようにピン５３が第二規制部１６ａと接触するまで回動させて、切欠溝１５を挿通できる位置まで回動させる。このとき、各プランジャ１３が各スリ割５１にそれぞれ係合した状態から割りカラ５にその軸の周方向へ力が付与されることによって、各スリ割５１から各プランジャ１３が容易に抜脱し、係合が解除される。
次いで、ユーザは、ピン５３を切欠溝１５を挿通させて割りカラ５を取り出して、新たな試験体の孔部の径に対応する別の割りカラを上記した要領で再度装着する。

以上説明した本発明にかかる釣合い試験機の試験体固定装置１によれば、割りカラ５をその軸廻りに角度θだけ回動させることによって装置本体２に着脱可能であるので、割りカラ５の装着及び脱着を専用の工具等を用いることなく容易に行うことができる。従って、ナット３１に固定されているコレット４を交換する必要がなくなり、試験体の交換時に要する作業時間をより短縮することができる。
また、割りカラ５については、コレット４のコレットテーパ部４４のようなテーパ部を形成させる必要がないため、容易に製造することができる。
また、２つのプランジャ１３を付勢することによって割りカラ５を装置本体２に装着するので、割りカラ５の着脱動作をより確実に行うことができる。

また、第二規制部１６ａ、第二規制部１６ｂが、第一規制部１２０から下方へ突出して設けられているので、割りカラ５のピン５３の移動を規制するので、割りカラ５を装置本体２に対してより速やかに着脱することができる。
さらに、第二規制部１６ａが切欠溝１５の近傍に設けられているので、装置本体２に装着されている割りカラ５を取り出す際に、割りカラ５のピン５３を第二規制部１６ａに接触するまで回動させれば、ピン５３の位置を切欠溝１５に挿通可能な位置に戻すことができるので、割りカラ５の取り出しをより容易に行うことができる。

なお、コレット４、割りカラ５の各スリ割の数は限定されるものではなく、適宜変更可能である。プランジャ１３及びスプリング１４、切欠溝１５、第二規制部１６、ピン５３についても同様に、その数は限定されるものでもなく、第一規制部１２０の形状や、角度θも適宜設定可能である。

本発明にかかる試験体固定装置の正面断面図であり、割りカラ不使用状態を示す図である。 図１の試験体固定装置の要部の拡大図であり、割りカラ使用状態を示す図である。 コレットの詳細を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ部断面図である。 割りカラの詳細を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ部断面図である。 図２の試験体装着前の釣合い試験機の平面図であり、（ａ）は、割りカラ装着時の状態を説明するための図、（ｂ）は、割りカラ装着後の状態を説明するための図である。

符号の説明

１ 試験体固定装置
２ 装置本体
３ 移動軸（拡径手段）
４ コレット
５ 割りカラ（中間部材）
６ 回転軸
１３ プランジャ（着脱機構部、突出部材）
１４ スプリング（着脱機構部、付勢手段）
１５ 切欠溝（着脱機構部）
１６ 第二規制部（着脱機構部）
２１ 本体テーパ部（拡径手段）
４４ コレットテーパ部（拡径手段）
５１ スリ割（着脱機構部、係合溝）
５３ ピン（着脱機構部）
１２０ 第一規制部（着脱機構部、規制部）
Ｓ 試験体
ａ 孔部

Claims (4)

1. 孔部を有する試験体の当該孔部に挿通され、拡径自在なコレットと、
   前記コレットを拡径させる拡径手段と、
   前記試験体と前記コレットとの間に挿入され、当該コレットの拡径に連動して拡径し、外周面部が前記試験体の孔部の内周面部を押圧して前記試験体を固定する中間部材と、
   前記中間部材を当該中間部材の軸廻りに所定の角度だけ回動させることによって、装置本体に着脱可能とする着脱機構部と、
   を備えていることを特徴とする釣合い試験機の試験体固定装置。
2. 前記着脱機構部は、
   前記装置本体に設けられ、前記中間部材へ向かって突出するとともに、当該中間部材と摺動可能な突出部材と、
   前記突出部材を前記中間部材側へ付勢する付勢手段と、
   前記中間部材に設けられ、前記突出部材と係合する係合溝と、
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の釣合い試験機の試験体固定装置。
3. 前記着脱機構部は、
   前記中間部材の外周面部に、前記装置本体側に突出して設けられたピンと、
   前記装置本体に設けられ、前記ピンの上方向への移動を規制する規制部と、
   前記規制部の一部が切り欠かれて形成され、前記ピンを上方向へ逃がす切欠溝と、
   を備えていることを特徴とする請求項２記載の釣合い試験機の試験体固定装置。
4. 前記着脱機構部は、
   前記規制部から下方に突出して設けられ、釣合い試験機の回転軸廻りの前記ピンの移動を規制する第二規制部を備えることを特徴とする請求項３記載の釣合い試験機の試験体固定装置。

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