JP2006083917A - Joint releasing device for parts - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品を結合および解放する装置に関し、特に、任意のタイミングで部品の結合を解放できる部品結合解放装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for connecting and releasing parts, and more particularly to a part connection / release apparatus capable of releasing the connection of parts at an arbitrary timing.
自動車や航空宇宙等の機械構造あるいは機構を利用する分野では、部品を結合あるいは締結すると共に、これら部品を利用状況に応じて解放したい場合がある。たとえば、航空宇宙分野では、人工衛星を宇宙空間に射出した後、畳み込んだ太陽電池パネルを展開するような場合がある。このような場合、太陽電池パネルを展開するタイミングは適正である必要があり、何らかの信号制御によって結合状態が解放される部品解放機構が必要になる。自動車産業においても同様に、何らかの信号制御によって適正なタイミングで結合状態が解放される部品解放機構の要請がある。 In the field of using mechanical structures or mechanisms such as automobiles and aerospace, there are cases where parts are connected or fastened, and these parts are desired to be released according to the use situation. For example, in the aerospace field, there are cases where a folded solar cell panel is deployed after an artificial satellite is injected into space. In such a case, the timing for deploying the solar cell panel needs to be appropriate, and a component release mechanism that releases the coupled state by some signal control is required. Similarly, in the automobile industry, there is a demand for a component release mechanism that releases a coupled state at an appropriate timing by some kind of signal control.
上記のような要請を満たし得る部品解放機構の一つとして、特許文献1に記載の締結・分離機構がある。特許文献1記載の締結・分離機構は、宇宙航行体と分離体との分離時の衝撃を小さくしかも確実な分離を行うことを目的とし、その構成として、分離体と被分離体とを有する。被分離体には、頭部とおねじ部とを有する分離ボルト、分離ボルトを(めねじ体とともに)分離体から引き抜く応力を与えるスプリング、これらを収容する収納ケースおよび連結板を有し、分離体には、分離ボルトのおねじ部に螺着されるめねじ体、めねじ体を固着する介在体、介在体を溶融する加熱ヒータとメッシュクロス、これらを収容するナットハウジングおよび取付板を有する。なお、介在体とめねじ体を共通の一部材にする例も示されている。この場合、分離ボルトとの螺着性向上のためにヘリサートを用いることが開示されている。また、介在体の材料としてパラフィン、はんだが例示されている。このような締結・分離機構によれば、従来火薬等により連結部を爆破して部品を分離していたのに対し、介在体を熱溶融させることにより分離を実現するので、分離時の衝撃を小さくできる効果がある。また、分離ボルトをスプリングにより引き抜くので確実な分離が実現できる効果がある。
特許文献1記載の締結・分離機構では、分離体と被分離体との結着は、被分離体の一部である分離ボルトとめねじ体との螺着により実現され、めねじ体は介在体によって分離体に固着される。そして、めねじ体と介在体との固着は、介在体に形成された切り欠きがめねじ体に形成された溝に嵌合することにより実現される。つまり、分離体と被分離体との固着は、介在体の切り欠きとめねじ体の溝との嵌合によって実現され、特許文献1の図1から明らかに、分離体から被分離体が分離する方向は、介在体の切り欠き部にせん断応力を生ずる方向である。分離体からの被分離体の分離に抗するためには、介在体が、このせん断応力に十分に耐えるもので無ければならない。なお、特許文献1の図2に示されている構成では、めねじ体自体を熱溶融材料で構成する例も示されているが、この場合、熱溶融体であるめねじ体のねじ山にせん断応力が作用し、やはり、熱溶融体であるめねじ体にそのようなせん断応力に耐える特性が要求される。 In the fastening / separating mechanism described in Patent Document 1, the connection between the separated body and the member to be separated is realized by screwing a separation bolt and a female screw body, which are part of the separated body, and the female screw body is an intervening body. To be attached to the separator. The fixation between the female screw body and the interposition body is realized by fitting the notch formed in the interposition body into the groove formed in the female screw body. That is, the separation body and the separated body are fixed by fitting the notch of the interposed body and the groove of the female screw body, and clearly from FIG. 1 of Patent Document 1, the separated body is separated from the separated body. The direction is a direction in which a shear stress is generated in the notch of the inclusion. In order to resist the separation of the object to be separated from the separated body, the inclusions must be sufficiently resistant to this shear stress. In addition, in the structure shown by FIG. 2 of patent document 1, although the example which comprises a female screw body itself with a hot-melt material is also shown, in this case, it is on the thread of the female screw body which is a hot-melt body. The shear stress acts, and the female screw body that is a thermal melt is also required to have a characteristic that can withstand such a shear stress.
しかし、熱溶融体である介在体あるいはめねじ体(同文献図2の構成の場合)は、その材料が熱溶融体であることから、一般に耐せん断性に乏しい材料にならざるを得ない。熱溶融体は融点が低く、そのような低融点材料の特徴として材料硬度は一般に低い。硬度と耐せん断性との間に明確な比例関係が存在するわけではないが、一般に硬度が高ければ耐せん断性は高く、硬度が低ければ耐せん断性は低いという相関の関係がある。よって、被分離体と分離体との分離対抗力は、締結を実現している熱溶融体の耐せん断応力によって制限され、熱溶融体の耐せん断性の低さから分離対抗力は低くならざるを得ない問題がある。 However, the intermediate body or internal thread body (in the case of the configuration shown in FIG. 2), which is a hot melt, must be a material generally lacking in shear resistance because the material is a hot melt. A hot melt has a low melting point, and the material hardness is generally low as a characteristic of such a low melting point material. There is no clear proportional relationship between hardness and shear resistance, but generally there is a correlation that the higher the hardness, the higher the shear resistance, and the lower the hardness, the lower the shear resistance. Therefore, the separation resistance between the separated object and the separated body is limited by the shear resistance of the thermal melt that achieves the fastening, and the separation resistance is not lowered due to the low shear resistance of the thermal melt. There is a problem not getting.
また、特許文献1記載の締結・分離機構では、熱溶融体である介在体あるいはめねじ体を溶融した後、その溶融された材料をメッシュクロスに吸収することによって、分離のための空間を確保する。しかし、メッシュクロスへの溶融材料の吸収は浸透圧を利用したものであって、確実にメッシュクロスに浸透されるとは限らない。分離体と被分離体との分離を確実にするためには、分離のための空間を積極的に確保する必要がある。 Further, in the fastening / separating mechanism described in Patent Document 1, a space for separation is secured by absorbing the melted material into a mesh cloth after melting the intermediate body or internal thread body that is a thermal melt. To do. However, the absorption of the molten material into the mesh cloth utilizes osmotic pressure and does not necessarily penetrate into the mesh cloth. In order to ensure separation between the separated body and the separated object, it is necessary to positively secure a space for separation.
本発明の目的は、任意のタイミングで部品を分離することができる部品の結合解放装置において、部品が結合されている場合の分離対抗力を高めた結合解放装置を提供することにある。また、そのような結合解放装置において部品の分離を確実にできる構成の結合解放装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a coupling / releasing device capable of separating parts at an arbitrary timing and having an increased separation resistance when the components are coupled. Another object of the present invention is to provide a coupling / releasing device that can reliably separate parts in such a coupling / releasing device.
本明細書で開示する発明は、以下の通りである。すなわち、溶融が可能な可溶融部材と、前記可溶融部材を溶融させる溶融機構と、前記可溶融部材に接して配置され、前記可溶融部材が溶融した場合に前記可溶融部材が配置されていた方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材に前記方向への応力を与える弾性部材と、分離可能な部品を結合すると共に、前記可溶融部材の溶融に起因する前記可動部材の前記方向への移動により、結合状態にあった前記分離可能な部品を解放状態にする部品結合解放機構と、を有する。 The invention disclosed in this specification is as follows. That is, the meltable member that can be melted, the melting mechanism that melts the meltable member, and the meltable member that is disposed in contact with the meltable member and the meltable member is melted. A movable member movable in a direction, an elastic member that applies stress to the movable member in the direction, and a separable component, and the movable member in the direction caused by melting of the meltable member And a component coupling / releasing mechanism for releasing the separable component in the coupled state by movement.
このような部品の結合解放装置によれば、分離可能部品の結合は、可溶融部材を含まない部品結合解放機構により実現される。そして、分離可能部品の解放は、可溶融部材の溶融に起因する可動部材の可溶融部材が存在した位置の方向への移動により実現する。つまり、可溶融材料には、部品の結合を維持するためのせん断応力は作用せず、その材料自体を押し潰す力が作用する。通常、材料を押し潰す力は、材料をせん断する力より大きく、よって、本部品の結合解放機構では、大きな分離対抗力が実現できる。 According to such a component coupling / releasing device, the separable component coupling is realized by a component coupling / releasing mechanism that does not include a meltable member. The release of the separable part is realized by moving the movable member in the direction of the position where the meltable member exists due to the melting of the meltable member. That is, the meltable material does not receive a shearing stress for maintaining the bonding of the parts, but acts to crush the material itself. Usually, the force for crushing the material is larger than the force for shearing the material, and therefore, a large separation resistance can be realized in the coupling release mechanism of this part.
また、本発明の部品の結合解放機構では、可動部材を弾性部材により強制的に移動させ、結合状態を分離状態にする。このため、分離のための積極的な空間を確保することが可能になる。 Moreover, in the component joint release mechanism of the present invention, the movable member is forcibly moved by the elastic member, and the coupled state is changed to the separated state. For this reason, it becomes possible to secure a positive space for separation.
具体的には、以下のような構成が提示できる。すなわち、前記分離可能な部品には、その側周面にボールの一部が嵌まり込む嵌合溝または嵌合孔を有する結合部を備え、前記部品結合解放機構には、内筒および外筒が同心筒状に形成された二重同心筒構造のハウジングと、前記内筒の周壁に形成された貫通孔に配置されるボールと、前記内筒と外筒の間をスライドする可動部材と、を備え、前記分離可能な部品の前記結合部が前記内筒の内部に挿入され、前記可動部材が第1スライド位置にあることによって前記ボールが前記内筒の中心方向に押圧され、前記ボールの前記中心方向への押圧によって前記嵌合溝または前記嵌合孔に前記ボールの一部が嵌まり込み、それにより前記分離可能な部品の前記結合部が前記ハウジングに結合され、前記可動部材が第2スライド位置にあることにより前記ボールが前記内筒の外周方向に移動することを許容され、前記ボールの前記外周方向への移動により前記ボールの前記嵌合溝または前記嵌合孔からの嵌り込みが解除され、それにより前記部品の前記結合部が前記ハウジングから解放され、前記弾性部材が、前記可動部材を前記第2スライド位置にする応力を与え、前記可溶融部材が、前記応力に抗して前記可動部材を前記第1スライド位置に維持するようなスペーサとして機能する部品の結合解放装置とすることができる。このような結合解放装置では、ボールの一部が部品側周面の嵌合溝あるいは嵌合孔に嵌合することにより結合を実現する。ボールおよび部品は十分な耐せん断性を備えた材料で構成できるから、部品の分離対抗力を十分に高めることができる。また、弾性部材からの応力により可動部材を第2スライド位置にスライドさせ、積極的に部品解放状態を実現する。この結果、部品の分離が確実に行える。 Specifically, the following configuration can be presented. That is, the separable component includes a coupling portion having a fitting groove or a fitting hole into which a part of a ball is fitted on a side peripheral surface thereof, and the component coupling release mechanism includes an inner cylinder and an outer cylinder. A double concentric cylindrical housing formed concentrically, a ball disposed in a through hole formed in the peripheral wall of the inner cylinder, a movable member that slides between the inner cylinder and the outer cylinder, The coupling portion of the separable component is inserted into the inner cylinder, and the ball is pressed toward the center of the inner cylinder by the movable member being in the first slide position. A part of the ball is fitted into the fitting groove or the fitting hole by the pressing in the central direction, whereby the coupling part of the separable component is coupled to the housing, and the movable member is Because it is in the 2 slide position The ball is allowed to move in the outer circumferential direction of the inner cylinder, and the movement of the ball in the outer circumferential direction releases the fitting of the ball from the fitting groove or the fitting hole, thereby The coupling part of the parts is released from the housing, the elastic member applies a stress that causes the movable member to be in the second slide position, and the fusible member resists the stress to move the movable member to the first. It is possible to provide a coupling / releasing device for parts that function as a spacer that is maintained at one slide position. In such a coupling release device, the coupling is realized by fitting a part of the ball into the fitting groove or fitting hole on the component side peripheral surface. Since the ball and the component can be made of a material having sufficient shear resistance, the separation resistance of the component can be sufficiently increased. Further, the movable member is slid to the second slide position by the stress from the elastic member to positively realize the component release state. As a result, parts can be reliably separated.
また、前記分離可能な部品には、ねじ山が螺設されたボルト部を有し、前記部品結合解放機構には、その解放状態においては前記ボルト部の外径より大きな内径になり、前記ボルト部に螺合した状態で前記ボルト部を螺着するヘリサートと、前記ヘリサートが前記ボルト部に螺合した状態での前記ヘリサートの外周に螺合する複数に分割されたヘリサートホルダと、を有し、前記ヘリサートが前記弾性部材として機能し、前記可溶融部材が、前記ヘリサートの弾性応力に抗して、前記ヘリサートが前記ボルト部に螺合しかつ前記複数のヘリサートホルダが前記ヘリサートの外周に螺合する螺合状態を維持する結合解放装置とすることができる。このような結合解放装置では、ヘリサートがボルト部に螺合しさらにそのヘリサートにリサートホルダが螺合することにより結合を実現する。ヘリサートおよびボルト部には十分な耐せん断性を備えた材料を適用できるから部品の分離対抗力を十分に高めることができる。また、可溶融部材が溶融し、ヘリサートおよびヘリサートホルダの束縛が解放されたときにはヘリサートの持つ弾性力によってその内径を拡張する。これによりねじ部には十分な解放空間が確保され、部品の確実な解放が実現できる。 The separable component has a bolt portion in which a thread is screwed, and the component coupling / release mechanism has an inner diameter larger than an outer diameter of the bolt portion in the released state. A helicate for screwing the bolt portion in a state of being screwed to a portion, and a helicate holder divided into a plurality of portions that are screwed to the outer periphery of the helicate in a state where the helicate is screwed to the bolt portion. The helicate functions as the elastic member, the meltable member is screwed into the bolt portion against the elastic stress of the helicate, and the plurality of helicate holders are screwed on the outer periphery of the helicate. It can be set as the coupling | bonding release apparatus which maintains the screwing state to match. In such a coupling release device, the coupling is realized by screwing the helicate into the bolt part and further screwing the resert holder into the helicate. Since a material having sufficient shear resistance can be applied to the helisert and the bolt part, the separation resistance of the parts can be sufficiently increased. Further, when the meltable member is melted and the constraint of the helicate and the helicate holder is released, the inner diameter is expanded by the elastic force of the helicate. As a result, a sufficient release space is secured in the threaded portion, and the parts can be reliably released.
なお、前記可溶融部材は、熱溶融可能な低融点材料とすることができ、前記溶融機構として、ヒータ手段または超音波発生手段を例示できる。また、低融点材料としては、錫を例示できる。 The meltable member can be a heat-meltable low-melting-point material, and examples of the melting mechanism include heater means and ultrasonic wave generation means. An example of the low melting point material is tin.
請求項1に記載の発明によれば、任意のタイミングで部品を分離することができる部品の結合解放装置において、分離可能部品の結合を可溶融部材を含まない部品結合解放機構により実現できる。このため可溶融材料には部品の結合を維持するためのせん断応力が作用せず、部品が結合されている状態での分離対抗力を高めることが可能になる。また、請求項1に記載の発明によれば、可動部材を弾性部材により強制的に移動させて結合状態を分離状態にするため、分離のための積極的な空間を確保することが可能になり、そのような結合解放装置における部品の分離を確実にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, in the component coupling / releasing device capable of separating the components at an arbitrary timing, the separable components can be coupled by the component coupling / releasing mechanism that does not include the fusible member. For this reason, a shear stress for maintaining the bonding of the components does not act on the meltable material, and it becomes possible to increase the separation resistance in a state where the components are bonded. In addition, according to the first aspect of the present invention, since the movable member is forcibly moved by the elastic member to bring the coupled state into the separated state, it is possible to secure a positive space for separation. The separation of the parts in such a coupling release device can be ensured.
また、請求項2に記載の発明によれば、前記した請求項1記載の発明による効果を、請求項2記載の構成によって実現できる。すなわち、ボールの一部が、分離可能な部品の側周面の嵌合溝あるいは嵌合孔に嵌合することにより結合を実現する。ボールおよび部品は十分な耐せん断性を備えた材料で構成できるから、部品の分離対抗力を十分に高めることができる。また、弾性部材からの応力により可動部材を第2スライド位置にスライドさせ、積極的に部品解放状態を実現する。この結果、部品の分離が確実に行える。 According to the invention described in claim 2, the effect of the invention described in claim 1 can be realized by the configuration described in claim 2. That is, the coupling is realized by fitting a part of the ball into the fitting groove or the fitting hole on the side peripheral surface of the separable component. Since the ball and the component can be made of a material having sufficient shear resistance, the separation resistance of the component can be sufficiently increased. Further, the movable member is slid to the second slide position by the stress from the elastic member to positively realize the component release state. As a result, parts can be reliably separated.
また、請求項3に記載の発明によれば、前記した請求項1記載の発明による効果を、請求項3記載の構成によって実現できる。すなわち、ヘリサートが分離可能部品のボルト部に螺合しさらにそのヘリサートにリサートホルダが螺合することにより結合を実現する。ヘリサートおよびボルト部には十分な耐せん断性を備えた材料を適用できるから部品の分離対抗力を十分に高めることができる。また、可溶融部材が溶融し、ヘリサートおよびヘリサートホルダの束縛が解放されたときにはヘリサートの持つ弾性力によってその内径を拡張する。これによりねじ部には十分な解放空間が確保され、部品の確実な解放が実現できる。 According to the invention described in claim 3, the effect of the invention described in claim 1 can be realized by the configuration described in claim 3. That is, the coupling is realized by screwing the helisert to the bolt part of the separable part and further screwing the resert holder to the helisert. Since a material having sufficient shear resistance can be applied to the helisert and the bolt part, the separation resistance of the parts can be sufficiently increased. Further, when the meltable member is melted and the constraint of the helicate and the helicate holder is released, the inner diameter is expanded by the elastic force of the helicate. As a result, a sufficient release space is secured in the threaded portion, and the parts can be reliably released.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1および図2は、本発明の一実施の形態である部品結合解放装置の一例を示した断面図である。図1は本実施の形態の部品結合解放装置に分離可能な部品が装着されている状態を示し、図2は本実施の形態の部品結合解放装置から分離可能な部品が抜き取られている状態を示している。図1および図2において、(a)は縦方向断面図を、(b)は、(a)におけるB−B線断面図を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1 and 2 are cross-sectional views showing an example of a component coupling / release device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state where a separable component is mounted on the component coupling / release device of the present embodiment, and FIG. 2 shows a state where a separable component is extracted from the component coupling / release device of the present embodiment. Show. 1 and 2, (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is a sectional view taken along line BB in (a).
本実施の形態1の部品結合解放装置10は、ハウジング11と、可動部材12と、ばね13と、ボール14と、可溶融部材15と、ヒータ16と、キャップ17とを有する。部品結合解放装置10には分離可能な部品20が図の上部から挿入され、部品20を結合しあるいは解放状態にする。
The component coupling / releasing
図3は、ハウジング11を示した断面図である。ハウジング11は、外筒11aと内筒11bとが二重同心筒状に形成された部品結合解放装置10の一部品である。外筒11aと内筒11bの間の上面には上面板11cが形成され、後に詳述するばね13のストッパとして機能する。内筒11bの上面は開放されており、解放面の方向から部品20が挿入される。外筒11aの下面は開放されており、キャップ17によって封止される。内筒11bの下面には下面板11dが形成されているが、これは特に無くても良い。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
内筒11bの周面には、貫通孔11eが形成されており、この貫通孔11eにはボール14が配置される。貫通孔11eの直径はボール14の直径より大きく、ボール14が内筒11bの厚さ方向で移動可能に構成される。また、ボール14の直径は内筒11bの厚さより大きな値であり、貫通孔11eにボール14を配置したとき、ボール14の一部分が貫通孔11eの厚さからはみ出すように構成される。なお、ボール14を貫通孔11eにセットしたときにボール14が内筒11bの内側に脱落しないよう貫通孔11eをテーパ状に形成してもよい。
A through
ハウジング11は、前記のとおり外筒11a、内筒11b、上面板11cおよび下面板11dからなる(ただし下面板11dは無くても良い)が、これらは一体形成されたものであってもよく、別部品で構成されたものが溶接等により接着されたものであってもよい。ハウジング11の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
The
図4は、可動部材12を示した断面図である。可動部材12は、外筒11aと内筒11bの間をスライドする円筒状の一部品である。可動部材12は筒の上下方向で上部12a、中間部12bおよび下部12cに分けられる。下部12cでの可動部材12の厚さは外筒11aおよび内筒11bの間隔にほぼ一致し、可動部材12が外筒11aと内筒11bの間で平行にスライドすることを担保する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
上部12aでは、その内径が大きくなるよう可動部材12の肉厚が細く形成されている。このような上部12aの内周面にボール14が当接する位置(第2スライド位置)に可動部材12がある場合、ボール14は外周方向に移動可能な余裕を有することになる。一方、可動部材12の中間部12bは上部12aより肉厚が厚く形成され、ボール14がそのような中間部12bの内周面に当接する位置(第1スライド位置)に可動部材12がある場合には、ボール14を内周方向に押圧することになる。図1では可動部材12が第1スライド位置にある状態を示し、図2では可動部材12が第2スライド位置のある状態を示す。
In the
なお、可動部材12の外周面側にはばね13を受けるかぎ部12dを有し、ばね13の弾性応力によって可動部材12が第2スライド位置にスライドするよう常に応力を受けるようになっている。可動部材12の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
In addition, the outer peripheral surface side of the
ばね13は、可動部材12の外周面側に配置され、可動部材12が第2スライド位置にあるよう常に応力を与えるよう構成された弾性部材の一例である。ばね13としては弦巻ばねが例示できる。なお、ばね13の一例としてここでは弦巻ばねを例示しているが、可動部材12が第2スライド位置にあるよう応力を与えるものであるならば、ばね13は弦巻ばねである必要はない。ばね13の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融せず、かつ弾性係数の大きな、りん青銅等を例示できる。
The
ボール14は、前記のとおり、貫通孔11eに配置される部品結合解放装置10の一部品である。前記のとおり、可動部材12が第1スライド位置にある状態では、ボール14が内筒11bの内周側に押圧され、後に説明する部品の嵌合孔または嵌合溝にボール14の一部が嵌まり込む。これによって部品20をハウジング11に結合する。ボール14の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
As described above, the
可溶融部材15は、ばね13から可動部材12が受ける応力に抗して可動部材12を第1スライド位置に維持する部材であり、熱エネルギの印加によってそれ自体が溶融する部材である。可動部材12の第1スライド位置への維持は、可動部材12が第1スライド位置にあるときのキャップ17との間のスペースに可溶融部材15を挿入することにより実現する。可溶融部材15の溶融によって可動部材12は、ばね13からの応力に抗することができなくなり、第2スライド位置にスライドすることになる。なお、可溶融部材15は溶融前の部材であって、図1にはそれが表示されているが、図2においては可溶融部材15は既に溶融しており表示されていない。図2においては溶融した後の可溶融材料15'が表示されている。可溶融部材15の材料としては、熱で容易に溶融する錫、半田等を例示できる。
The
ヒータ16は、可溶融部材15への熱伝導が可能な位置に配置される可溶融部材15の溶融機構の一つである。ここでは、可溶融部材15を溶融させる溶融機構の一つとしてヒータ16を例示しているが、熱発生装置である必要はなく、たとえば可溶融部材15が超音波で溶融するような材料(たとえば半田)で構成されるなら、超音波発生装置でも良い。
The
キャップ17は、ハウジング11の外筒11aの下面開口を封止する一部品である。キャップ17がハウジング11の下面を封止することにより、可溶融部材15はキャップからの抗力を受けてばね13からの応力に抗することができる。キャップ17の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
The
部品20は、ハウジング11の内筒11bに挿入可能な円筒状の部品であり、部品結合解放装置10に結合されあるいは部品結合解放装置10から解放される結着部品である。部品20の上面にはタップが切られており、ボルト21を螺着できるようにしている。ボルト21によって他の部品を結着することができる。また、部品20の外周面には、嵌合溝20aが形成されている。嵌合溝20aに前記ボール14の一部が嵌合することにより、部品20が部品結合解放装置10に結合され、ボール14が嵌合溝20aから外れるあるいは容易に外れる状態になって、部品20が部品結合解放装置10から解放される状態(解放状態)になる。なお、ここでは嵌合溝20aを例示するが、溝である必要はなく、孔でもよい。
The
上記のような構成の部品結合解放装置10の動作を以下に説明する。まず、部品20が結合された状態を実現するには、以下のように組立てを行う。まず、部品20の嵌合溝20aがハウジング11の貫通孔11eに当接するよう部品20をハウジング11の内筒11bに挿入する。そしてボール14を貫通孔11eにセットし、ばね13および可動部材12をハウジング11の外筒11aと内筒11bの間にセットする。次に、この状態では、可動部材12は、ボール14が内筒11bの中心方向に押圧されない第2スライド位置にあるため、可動部材12を第1スライド位置にスライドさせるとともに可溶融部材15をセットしてキャップ17を嵌める。この状態で、ボール14は内筒11bの中心方向に押圧されボール14の一部が嵌合溝20aに嵌合して、部品20は部品結合解放装置10に結合される。なお、ヒータ16は、予めキャップ17にセットしておくか、可溶融部材15をセットした後にセットすることにより、図1に示すように配置できる。
The operation of the component coupling / releasing
次に、上記の部品20が部品結合解放装置10に結合されている状態から部品20が開放される状態を説明する。ヒータ16に通電し、可溶融部材15に熱を加えることにより、可溶融部材15が溶融する。前記のとおり、可動部材12は常に可溶融部材15が存在する方向(第2スライド位置の方向)に応力を受けているので、可溶融部材15の溶融によってばね13からの応力に抗する存在がなくなり、可動部材12は第2スライド位置に移動する。可動部材12が第2スライド位置にある状態では、ボール14は内筒11bの中心方向に押圧されず、外周方向に容易に移動可能な状態にある。この状態では、ボール14は嵌合溝20aから容易に外れ、部品20が解放される状態になる。
Next, a state where the
上記した部品結合解放装置10によれば、部品20のハウジング11への結合が、ボール14により実現される。ボール14の材料は、熱等によって容易に溶融あるいは溶融する材料ではないため、その耐せん断性は極めて高い。よって、耐せん断性に優れた部品20の結合を実現できる。また、熱によって溶融する可溶融部材15は、完全に溶融される必要はなく、ばね13からの応力に抗しきれなくなった段階で部品20の解放状態が実現される。これは、ばね13と可動部材12との組み合わせによって実現できる機構であり、不完全な可溶融部材の溶融によっても確実に部品20の解放状態が実現できる。
According to the component
(実施の形態2)
図5および図6は、本発明の他の実施の形態である部品結合解放装置の一例を示した断面図である。図5は本実施の形態2の部品結合解放装置に分離可能な部品が装着されている状態を示し、図6は本実施の形態2の部品結合解放装置から分離可能な部品が解放されている状態を示している。図5および図6において、(a)は縦方向断面図を、(b)は、(a)におけるB−B線断面図を示す。
(Embodiment 2)
5 and 6 are cross-sectional views showing an example of a component coupling / release device according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a state in which a separable component is mounted on the component coupling / release device of the second embodiment, and FIG. 6 shows that a separable component is released from the component coupling / release device of the second embodiment. Indicates the state. 5 and 6, (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is a sectional view taken along line BB in (a).
本実施の形態2の部品結合解放装置30は、ハウジング31と、ヘリサートホルダ32と、ヘリサート33と、可溶融部材35と、ヒータ36と、キャップ37とを有する。部品結合解放装置30には分離可能な部品であるボルト40が螺着され、ボルト40を結合しあるいは解放状態にする。
The component coupling /
ハウジング31は、図示するとおり他の部品を収納する筒状の部品結合解放装置30の一部品である。ハウジング31の上面にはボルト40を挿入する孔が形成され、底面は開放されている。底面はキャップ37によって封止される。ハウジング31は、その周面と上面が一体に形成されたものであるが、必ずしも一体形成される必要はなく、別部品で構成されたものが溶接等により接着されたものであってもよい。ハウジング31の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
The
ヘリサートホルダ32は、その内側面にねじ山が形成された円筒状部品であり、3つのヘリサートホルダ32で1つの円筒が構成されるようにしたものである。3つのヘリサートホルダ32によって構成された円筒の内側には、ねじ山に沿ってヘリサート33が配置されることになる。ヘリサートホルダ32の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。なお、ここでは3つのヘリサートホルダ32によって1つの円筒が構成される例を示しているが、1つの円筒を構成するヘリサートホルダ32の数に特に制限はない。2つ、4つ、あるいはそれ以上でも良い。
The
ヘリサート33は、その自由状態における外径が前記3つのヘリサートホルダ32によって構成される円筒の内径より大きな、螺状線である。自由状態におけるヘリサート33の外径が3つのヘリサートホルダ32による円筒の内径より大きいため、3つのヘリサートホルダ32による円筒内にヘリサート33を納めるには、その外径を小さくするために、ヘリサート33をその弾性力に抗して螺状に捻る必要がある。このような状態で3つのヘリサートホルダ32による円筒に何らの束縛がなければ、ヘリサート33の弾性力によって各ヘリサートホルダ32は分離し、外周方向に押し出されることになる。この束縛を与えるのが次に説明する可溶融部材35である。なお、ヘリサート33の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。また、熱で容易に溶融あるいは溶融せず、かつ弾性係数の大きな、りん青銅等を例示できる。
The
可溶融部材35は、ヘリサート33から受ける応力に抗してヘリサートホルダ32を円筒状に維持する部材であり、熱エネルギの印加によってそれ自体が溶融する円筒状部材である。なお、可溶融部材35を円筒状に構成して、この円筒による締付けによってヘリサートホルダ32に束縛を与える他、円筒状に構成されたヘリサートホルダ32とヒータ36との隙間に可溶融部材35を配置し、可溶融部材35の存在方向へのヘリサートホルダ32の移動を制限することによってヘリサートホルダ32の円筒形状を維持することも可能である。この場合、可溶融部材35は、円筒状に形成される必要はなく、各ヘリサートホルダ32の移動を制限する限り、任意な形状が採用でき、また、分割して配置することも可能である。なお、可溶融部材35は溶融前の部材であって、図5にはそれが表示されているが、図6においては可溶融部材35は既に溶融しており表示されていない。図6においては溶融した後の可溶融材料35'が表示されている。可溶融部材35の材料としては、熱で容易に溶融する錫、半田等が例示できる。
The
ヒータ36は、可溶融部材35の外周に配置される可溶融部材35の溶融機構の一つである。ここでは、可溶融部材35を溶融させる溶融機構の一つとしてヒータ36を例示しているが、熱発生装置である必要はなく、たとえば可溶融部材35が超音波で溶融するような材料(たとえば半田)で構成されるなら、超音波発生装置でも良い。
The
キャップ37は、ハウジング31の下面開口を封止する一部品である。キャップ37の材料としては、熱で容易に溶融あるいは溶融しないステンレス、鋼等を例示できる。
The
図5に示す部品結合解放装置30は以下のように組立てることができる。ハウジング31内にヒータ36および可溶融部材35をセットし、さらに円筒形状にしたヘリサートホルダ32を配置して、その内部に捻ったヘリサート33をセットする。その後、キャップ37を配置する。このようにして組立てられた部品結合解放装置30では、その上部の開口からヘリサート33の内側面で構成されたネジ部を望むことができ、このネジ部にボルト40のねじ山を螺着することができる。これにより、部品を部品結合解放装置30に結着することが可能である。
The component coupling /
一方、ヒータ36に通電し可溶融部材35が溶融し始めると、ヘリサートホルダ32は、ヘリサート33からの応力を受けて円筒形状が崩れ、外周方向に移動を開始する。つまり、ヘリサートホルダ32は、可動部材として機能する。ヘリサートホルダ32が外周方向に十分に押し出されると、ヘリサート33の内径が広がり、ボルト40のねじ山の外径より大きくなる。この状態は、何時でもボルト40が部品結合解放装置30から分離できる解放状態である。
On the other hand, when the
上記した部品結合解放装置30によれば、ボルト40の部品結合解放装置30への結合が、ヘリサート33により実現される。ヘリサート33の材料は、熱等によって容易に溶融あるいは溶融する材料ではないため、その耐せん断性は極めて高い。よって、耐せん断性に優れたボルト40の結合を実現できる。また、熱によって溶融する可溶融部材35は、完全に溶融される必要はなく、ヘリサート33からの応力に抗しきれなくなった段階でボルト40の解放状態が実現される。これは、弾性部材として機能するヘリサート33と可動部材として機能するヘリサートホルダ32との組み合わせによって実現できる機構であり、不完全な可溶融部材の溶融によっても確実にボルト40の解放状態が実現できる。
According to the component coupling / releasing
以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、上記した実施の形態では、可溶融部材として熱溶融する部材を説明した。しかし、特定の溶剤等によって溶融する材料を用いてもよく、この場合、溶融機構としては特定の溶剤を供給する機構を例示できる。 Although the present invention has been specifically described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, the member that is thermally melted as the meltable member has been described. However, a material that melts with a specific solvent or the like may be used. In this case, a mechanism for supplying a specific solvent can be exemplified as the melting mechanism.
本願発明は、機械構成部品の分離を任意のタイミングで行うことができる部品結合解放装置に関する発明であり、機械分野全般に適用することが可能な発明である。 The present invention is an invention relating to a component coupling / releasing device that can perform separation of machine components at an arbitrary timing, and is an invention that can be applied to the entire machine field.
10…部品結合解放装置、11…ハウジング、11a…外筒、11b…内筒、11c…上面板、11d…下面板、11e…貫通孔、12…可動部材、12a…上部、12b…中間部、12c…下部、12d…かぎ部、13…ばね、14…ボール、15…可溶融部材、15'…可溶融材料、16…ヒータ、17…キャップ、20…部品、20a…嵌合溝、21…ボルト、30…部品結合解放装置、31…ハウジング、32…ヘリサートホルダ、33…ヘリサート、35…可溶融部材、35'…可溶融材料、36…ヒータ、37…キャップ、40…ボルト。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記可溶融部材を溶融させる溶融機構と、
前記可溶融部材に接して配置され、前記可溶融部材が溶融した場合に前記可溶融部材が配置されていた方向に移動可能な可動部材と、
前記可動部材に前記方向への応力を与える弾性部材と、
分離可能な部品を結合すると共に、前記可溶融部材の溶融に起因する前記可動部材の前記方向への移動により、結合状態にあった前記分離可能な部品を解放状態にする部品結合解放機構と、
を有する部品の結合解放装置。 A meltable meltable member;
A melting mechanism for melting the meltable member;
A movable member disposed in contact with the meltable member and movable in a direction in which the meltable member is disposed when the meltable member is melted;
An elastic member that applies stress in the direction to the movable member;
A component coupling / release mechanism for coupling the separable components and releasing the separable components in the coupled state by moving the movable member in the direction due to melting of the meltable member;
A component decoupling device.
前記部品結合解放機構には、内筒および外筒が同心筒状に形成された二重同心筒構造のハウジングと、前記内筒の周壁に形成された貫通孔に配置されるボールと、前記内筒と外筒の間をスライドする可動部材と、を備え、
前記分離可能な部品の前記結合部が前記内筒の内部に挿入され、前記可動部材が第1スライド位置にあることによって前記ボールが前記内筒の中心方向に押圧され、前記ボールの前記中心方向への押圧によって前記嵌合溝または前記嵌合孔に前記ボールの一部が嵌まり込み、それにより前記分離可能な部品の前記結合部が前記ハウジングに結合され、
前記可動部材が第2スライド位置にあることにより前記ボールが前記内筒の外周方向に移動することを許容され、前記ボールの前記外周方向への移動により前記ボールの前記嵌合溝または前記嵌合孔からの嵌り込みが解除され、それにより前記分離可能な部品の前記結合部が前記ハウジングから解放され、
前記弾性部材が、前記可動部材を前記第2スライド位置にする応力を与え、
前記可溶融部材が、前記応力に抗して前記可動部材を前記第1スライド位置に維持するようなスペーサとして機能する請求項1記載の部品の結合解放装置。 The separable component includes a coupling portion having a fitting groove or a fitting hole into which a part of the ball fits on a side peripheral surface thereof,
The component coupling release mechanism includes a double concentric cylindrical housing in which an inner cylinder and an outer cylinder are formed concentrically, a ball disposed in a through hole formed in a peripheral wall of the inner cylinder, A movable member that slides between the cylinder and the outer cylinder,
The coupling part of the separable component is inserted into the inner cylinder, and the ball is pressed toward the center of the inner cylinder by the movable member being in the first slide position, and the center direction of the ball A part of the ball fits into the fitting groove or the fitting hole by pressing to, thereby coupling the coupling part of the separable component to the housing;
The ball is allowed to move in the outer peripheral direction of the inner cylinder when the movable member is in the second slide position, and the fitting groove or the fitting of the ball is moved by the movement of the ball in the outer peripheral direction. The fit from the hole is released, thereby releasing the joint of the separable parts from the housing;
The elastic member applies stress to the movable member to the second slide position;
The component melting / releasing device according to claim 1, wherein the meltable member functions as a spacer that maintains the movable member at the first slide position against the stress.
前記部品結合解放機構には、
その解放状態においては前記ボルト部の外径より大きな内径になり、前記ボルト部に螺合した状態で前記ボルト部を螺着するヘリサートと、
前記ヘリサートが前記ボルト部に螺合した状態で前記ヘリサートの外周に螺合する複数に分割されたヘリサートホルダと、を有し、
前記ヘリサートが前記弾性部材として機能し、
前記可溶融部材が、前記ヘリサートの弾性応力に抗して、前記ヘリサートが前記ボルト部に螺合しかつ前記複数のヘリサートホルダが前記ヘリサートの外周に螺合する螺合状態を維持する請求項1記載の部品の結合解放装置。 The separable component has a bolt portion in which a thread is screwed,
In the component coupling release mechanism,
In its released state, the inner diameter is larger than the outer diameter of the bolt part, and a helicate screwing the bolt part in a state of being screwed to the bolt part,
A helicate holder divided into a plurality of parts that are screwed onto the outer periphery of the helicate in a state where the helicate is screwed into the bolt portion;
The helicate functions as the elastic member;
2. The meltable member maintains a screwed state in which the helicate is screwed into the bolt portion and the plurality of helicate holders are screwed into the outer periphery of the helicate against the elastic stress of the helicate. Decoupling device for described parts.
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