JP2005249599A - 釣合い試験機の試験体固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 締結部材の螺合作業等を必要とせず、試験体の固定作業を簡単容易にする。
【解決手段】 試験体１００の下面と当接し装置本体３に固定された下面位置決め部１５と、貫通軸５の径方向外側にて上下に移動自在な移動軸６と、移動軸６の上部に設けられ径方向に移動自在な上面位置決め部材１１と、上面位置決め部材１１を径方向内側へ付勢する付勢部材１２とを具備し、上面位置決め部材１１を上方に向かって軸中心に近接するよう貫通軸５の上端に形成された傾斜部８と摺接させ、移動軸６を下方へ移動させることにより上面位置決め部材１１が試験体１００の中心孔１０１よりも径方向外側へ移動して試験体１００の上面と当接するとともに、移動軸６を上方へ移動させることにより上面位置決め部材１１が中心孔１０１よりも径方向内側へ移動して試験体１００の上下移動を許容するよう構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、試料体を回転させて回転軸まわりの釣合い状態を測定する釣合い試験機の試験体固定装置に関するものである。

従来から、ファン、フライホイール等のような回転状態で使用される部品の釣合い状態を測定する釣合い試験機が周知である。この種の釣合い試験機は、中央孔を有する試験体の場合には、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方法が一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

図６は、従来の釣合い試験機の試験体固定装置の縦断面図である。図６に示すように、この試験体固定装置１０２は、下部が試験機の回転軸に固定される装置本体１０３と、装置本体１０３の内部にて略上下に移動する移動軸１０５と、この移動軸１０５に着脱自在に取り付けられ試験体１１０の孔部１１０ａを挿通する固定部材としてのコレット１０６とを備えている。この試験体固定装置１０２は、移動軸１０５が略下方へ移動すると、下方が開放された略円筒形状のコレット１０６が拡径し、コレット１０６により孔部１１０ａの内周面を周方向に亘って押圧し、試験体１１０がコレット１０６に固定されるようになっている。このコレット１０６は、試験体１１０の孔部１１０ａの径に応じて適宜交換される。

この試験体固定装置１０２では、移動軸１０５の上部に、上方へ延びるボルト１０５ａが突設される。このボルト１０５ａは、コレット１０６の上部をなす蓋部１０６ｃを挿通する。図６に示すように、ボルト１０５ａにナット１０５ｂを螺合することにより、コレット１０６が移動軸１０５に締結固定されるようになっている。
特開２００２−２１４０６１号公報

しかしながら、前記試験体固定装置では、コレットを移動軸に固着されたボルトと螺合するナットにより固定しているため、コレットの交換に際してナットの脱着作業が発生するので、試験体の固定作業が極めて面倒であった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、締結部材の螺合作業等を必要とせず、試験体の固定が簡単容易な釣合い試験機の試験体固定装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、試験体（１００）の中心孔（１０１）を上下に貫通する貫通軸（５）と、この貫通軸の径方向外側にて前記中心孔の内周面と当接するテーパ部（７）と、を備えた釣合い試験機（１）の試験体固定装置（２）において、前記試験体の下面と当接し装置本体（３）に形成された下面位置決め部（１５）と、前記貫通軸の径方向外側にて上下に移動自在な移動軸（６）と、前記移動軸の上部に設けられ径方向に移動自在な上面位置決め部材（例えば、ツメ１１等）と、前記上面位置決め部材を径方向内側へ付勢する付勢部材（例えば、コイルばね１２等）と、を具備し、前記上面位置決め部材を、上方に向かって軸中心に近接するよう前記貫通軸の上端に形成された傾斜部（例えば、円錐部８等）と摺接させ、前記移動軸を下方へ移動させることにより前記上面位置決め部材が前記中心孔よりも径方向外側へ移動して前記試験体の上面と当接するとともに、前記移動軸を上方へ移動させることにより前記上面位置決め部材が前記中心孔よりも径方向内側へ移動して前記試験体の上下移動を許容するよう構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の釣合い試験機の試験体固定装置において、前記移動軸を上下方向へ移動させる駆動手段（例えば、作動軸１０、エアシリンダ等）を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の釣合い試験機の試験体固定装置において、前記テーパ部を前記貫通軸及び前記移動軸と独立して設け、前記テーパ部と前記装置本体との間に、該テーパ部を上方へ付勢するばね部材（例えば、コイルばね１４等）を介在させたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、試験体を固定する際には、まず上面位置決め部材が径方向内側に移動した状態で、試験体の中心孔を貫通軸に貫通させ、中心孔をテーパ部に当接させて試験体の軸中心を位置決めする。
この状態から、移動軸を下方へ移動させて、貫通軸の傾斜部と摺接する上面位置決め部材を下降させる。このとき、傾斜部が下方へ向かって拡がることから、上面位置決め部材は径方向外側に自動的に移動し、試験体の中心孔より径方向外側へ移動する。そして、上面位置決め部材が試験体の上面に当接し、試験体は上面位置決め部材と下面位置決め部材とにより挟持される。これにより、試験体は、水平の傾斜に関して位置決めされる。
また、試験体の固定を解除する際には、移動軸を上方へ移動させて、上面位置決め部材を上昇させると、傾斜部が上方へ向かって窄むことから、付勢部材により付勢される上面位置決め部材は径方向内側へと自動的に移動する。これにより、試験体は貫通軸から離脱可能な状態となる。
従って、試験体の固定に際し、従来のような締結部材の螺合作業等を必要とせず、試験体の固定及び固定解除を簡単容易に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明が奏する作用効果に加え、移動軸を上下方向へ移動させる駆動手段を備えたことにより、さらに作業者の負担を軽減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明が奏する作用効果に加え、試験体の固定時に、テーパ部と中心孔とが当接した状態で、ばね部材の付勢力に抗して試験体を下方に移動させることにより、テーパ部と中心孔とをより確実に密着させることができ、軸中心の位置決めを的確に行いつつ、水平の傾斜に関する位置決めを行うことができる。

図１から図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は釣合い試験機の外観斜視図、図２は試験体が固定された状態の試験体固定装置の縦断面図、図３は試験体固定装置の上面図、図４は試験体固定装置の横断面図、図５は試験体の固定が解除された状態の試験体固定装置の縦断面図である。

図１に示すように、この釣合い試験機１の試験体固定装置２は、下部が試験機１の回転軸４に固定される装置本体３を備えている。図２に示すように、この試験体固定装置２は、装置本体３の内側にて略上下に延びる貫通軸５と、この貫通軸５の径方向外側にて上下に移動自在な移動軸６と、移動軸６のさらに径方向外側に配されるテーパ部７と、を具備している。

貫通軸５は、装置本体３に固定されており、その上端に上方へ凸の円錐部８が形成されている。また、貫通軸５の上端には円錐部８と連続して水平面９が形成されている。図３に示すように、この水平面９は、軸中心について対称となるよう一対に形成されている。図２に示すように、貫通部５は、装置本体３に固定される基端部５ａと、円錐部８を有する上端部５ｂとに分割構成される。基端部５ａと上端部５ｂの間には、コイルばね５ｃが介装され、上端部５ｂは装置本体３側に弾性的に支持されている。図４に示すように、上端部５ｂの下部周縁から下方に延びる円筒部分が、略円筒形状の基端部５ａと摺接することにより、上端部５ｂの基端部５ａに対する上下移動が許容される。

図２に示すように、移動軸６は、貫通軸５と摺接する略円筒形状を呈する上部６ａと、下端に作動軸１０と連結され略円柱形状を呈する下部６ｂとからなる。作動軸１０は、装置本体３に包囲され、エアシリンダ（図示せず）からの動作により上下動するようになっている。

図２に示すように、移動軸６における上部６ａの上端側には、径方向に移動自在な軸中心について対称な一対のツメ１１が設けられる。さらに、移動軸６には、各ツメ１１をそれぞれ径方向内側へ付勢するコイルばね１２が収納されている。各ツメ１１は、径方向に延びる略四角柱状に形成され、径方向内側端部が円錐部８の外周面と摺接する。すなわち、本実施形態においては、上面位置決め部材としての各ツメ１１が、上方に向かって軸中心に近接するよう貫通軸５の上端に形成された傾斜部としての円錐部８と摺接することとなる。各ツメ１１は、移動軸６の収容穴１３に収容され、図２に示すように径方向外側へ移動すると移動軸６から突出し、図５に示すように径方向内側へ移動すると収容穴１３に埋没する。ここで、移動軸６の上端側は試験体１００の中心孔１０１とほぼ同径に形成されていることから、移動軸６を下方へ移動させることにより各ツメ１１が中心孔１０１よりも径方向外側へ移動して試験体１００の上面と当接し、移動軸６を上方へ移動させることにより各ツメ１１が中心孔１０１よりも径方向内側へ移動して試験体１００の上下移動を許容するよう構成されている。

また、各ツメ１１の径方向内側は、円錐部８の傾斜に沿うよう形成され、円錐部８の外周面と密着する。図２に示すように、各ツメ１１は、移動軸６が下降した際に、貫通軸５の水平面９と当接するようになっている。

テーパ部７は、移動軸６を包囲する略円筒形状を呈し、試験体１００の中心穴１０１の内周面と当接するテーパ面７ａを有する。本実施形態においては、テーパ面７ａは、約１０°だけ鉛直方向に対して傾斜して、下方に向かって拡径している。このテーパ部７は、装置本体３との間に介在し、貫通軸５を巻回するコイルばね１４により上方へ付勢される。

図４に示すように、テーパ部７のさらに径方向外側には、装置本体３と一体的に形成された略水平の下面位置決め部１５が配設される。図２に示すように、貫通軸５を上方より挿通する試験体１００は、この下面位置決め部１５により支持されることとなる。

以上のように構成された試験体固定装置２における試験体１００を固定する動作を説明する。尚、本実施形態においては、試験体１００は、車両、船舶等に使用されるフライホイールである。

まず、試験体１００を固定する際には、各ツメ１１が径方向内側に移動した状態で、試験体１００の中心孔１０１を貫通軸５に貫通させ、中心孔１０１をテーパ部７に当接させて試験体１００の軸中心を位置決めする。

この状態から、エアシリンダを駆動して作動軸１０を下方へ移動させ、貫通軸５の円錐部８と摺接する各ツメ１１を下降させる。このとき、円錐部８が下方へ向かって拡がることから、各ツメ１１は径方向外側に自動的に移動し、試験体１００の中心孔１０１より径方向外側へ移動する（図２参照）。そして、各ツメ１１が試験体１００の上面に当接し、試験体１００は各ツメ１１と下面位置決め部１５とにより挟持される。これにより、試験体１００は、水平の傾斜に関して位置決めされる。

また、試験体１００の固定を解除する際には、エアシリンダを駆動して作動軸１０とともに移動軸６を上方へ移動させる。そして、各コイルばね１２の径方向内側方向への付勢力により、各ツメ１１は円錐部８へ押し付けられる。このとき、円錐部８が上方へ向かって窄むことから、各コイルばね１２により付勢される各ツメ１１は径方向内側へと自動的に移動する（図５参照）。これにより、試験体１００は移動軸６から離脱可能な状態となる。

このように、本実施形態の試験体固定装置２によれば、試験体１００の固定に際し、従来のような締結部材の螺合作業等を必要とせず、試験体１００の固定及び固定解除を簡単容易に行うことができる。また、本実施形態においては、移動軸６を上下方向へ移動させる作動軸１０、エアシリンダ等からなる駆動手段を備えたので、これによっても作業者の負担を軽減することができる。

また、本実施形態の試験体固定装置２によれば、試験体１００の固定時に、テーパ部７と中心孔１０１とが当接した状態で、コイルばね１４の付勢力に抗して試験体１００を下方に移動させることにより、テーパ部７と中心孔１０１とをより確実に密着させることができ、軸中心の位置決めを的確に行いつつ、水平の傾斜に関する位置決めを行うことができる。特に、本実施形態においては、２つのツメ１１を軸中心について対称に設けたので、水平の基準面から傾斜しないように試験体１００をほぼ均等に上方から押さえつけることができる。

また、本実施形態の試験体固定装置２によれば、貫通軸５を基端部５ａと上端部５ｂとに分割構成してコイルばね５ｃを介在させたので、試験中等に過大な負荷が試験体１００からツメ１１に加わった際にコイルばね５ｃが収縮することにより、上端部５ｂとともにツメ１１が装置本体３側から離隔する。すなわち、各ツメ１１による試験体１００の拘束が過度になることはなく、貫通軸５、移動軸６等に加わる負荷を低減することができる。

尚、前記実施形態においては、貫通軸５を基端部５ａと上端部５ｂとに分割構成したものを示したが、これらを一体に構成してもよいことは勿論である。また、貫通部５に傾斜部として円錐部８を形成したものを示したが、ツメ１１と摺接するように下方に向かって拡がるように傾斜して形成されていれば、傾斜部は例えば角錐状等のような他の形状であってもよい。

また、前記実施形態においては、エアシリンダ、作動軸１０等により空気圧により駆動するものを示したが、例えば油圧シリンダにより移動軸６が上下に駆動されるようにしてもよい。また、付勢手段としてコイルばね１２を用いたものを示したが、ゴム等の弾性体を用いたものであってもよい。また、ばね部材としてコイルばね１４を用いたものを示したが、板ばね等を用いたものであってもよい。さらには、手動で移動軸５を上下させるものであってもよい。また、ツメ１１を３つ以上設けたものであってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示す釣合い試験機の外観斜視図である。 試験体が固定された状態の試験体固定装置の縦断面図である。 試験体固定装置の上面図である。 試験体固定装置の横断面図である。 試験体の固定が解除された状態の試験体固定装置の縦断面図である。 従来の試験体固定装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 釣合い試験機
２ 試験体固定装置
３ 装置本体
４ 回転軸
５ 貫通軸
６ 移動軸
７ テーパ部
８ 円錐部
１０ 作動軸
１１ ツメ
１２ コイルばね
１４ コイルばね
１００ 試験体
１０１ 中心孔

Claims (3)

1. 試験体の中心孔を上下に貫通する貫通軸と、この貫通軸の径方向外側にて前記中心孔の内周面と当接するテーパ部と、を備えた釣合い試験機の試験体固定装置において、
   前記試験体の下面と当接し装置本体に形成された下面位置決め部と、
   前記貫通軸の径方向外側にて上下に移動自在な移動軸と、
   前記移動軸の上部に設けられ径方向に移動自在な上面位置決め部材と、
   前記上面位置決め部材を径方向内側へ付勢する付勢部材と、を具備し、
   前記上面位置決め部材を、上方に向かって軸中心に近接するよう前記貫通軸の上端に形成された傾斜部と摺接させ、
   前記移動軸を下方へ移動させることにより前記上面位置決め部材が前記中心孔よりも径方向外側へ移動して前記試験体の上面と当接するとともに、前記移動軸を上方へ移動させることにより前記上面位置決め部材が前記中心孔よりも径方向内側へ移動して前記試験体の上下移動を許容するよう構成したことを特徴とする釣合い試験機の試験体固定装置。
2. 前記移動軸を上下方向へ移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の釣合い試験機の試験体固定装置。
3. 前記テーパ部を前記貫通軸及び前記移動軸と独立して設け、
   前記テーパ部と前記装置本体との間に、該テーパ部を上方へ付勢するばね部材を介在させたことを特徴とする請求項２に記載の釣合い試験機の試験体固定装置。

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