JP4700024B2 - おねじ部材把持装置 - Google Patents

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Description

本発明は、おねじ部材の把持装置に関するものである。
おねじ部を有するおねじ部材を把持する従来の装置として、おねじ部に螺合するめねじ部を2つに分割したものが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。
特開2004−340262号公報 特開2002−21834号公報
従来のこの種の装置において、めねじ部に対するおねじ部材の位置決めや、おねじ部に対するめねじ部の取り付け及び取り外しについては、改善の余地があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、おねじ部材の位置決め、及びおねじ部材の脱着を容易に行うことができるおねじ部材の把持装置を提供することを目的とする。
本発明は、先端におねじ部を有するおねじ部材を把持するおねじ部材把持装置であって、第1と第2の治具に分割され、それぞれの内周面に形成されためねじ部にて前記おねじ部を把持する把持治具と、前記第1及び第2の治具を前記めねじ部にて前記おねじ部を挟持する方向に押圧する押圧部材と、前記第1及び第2の治具を前記めねじ部による前記おねじ部の挟持を解放する方向に付勢する付勢部材とを備え、前記第1の治具は、前記第1及び第2の治具が解放された状態で、前記おねじ部材が前記把持治具のめねじ穴に挿入された場合に、前記おねじ部材の先端面が当接することによって前記把持治具に対する前記おねじ部材の位置決めが行われる位置決め部を備え、前記第1及び第2の治具が前記おねじ部を挟持し把持した状態では、前記おねじ部材の先端面は非拘束の状態となることを特徴とする。
本発明によれば、把持治具に対するおねじ部材の軸方向の位置決めは、おねじ部材の先端面を第1の治具の位置決め部に当接させることによって行われる。そして、把持治具によるおねじ部材の把持は、押圧部材によって第1及び第2の治具を付勢部材の付勢力に抗して押圧し、双方のめねじ部にておねじ部材のおねじ部を挟持することによって行われる。第1及び第2の治具がおねじ部を挟持し把持した状態では、おねじ部材の先端面は非拘束の状態であるため、めねじ部とおねじ部との噛み込みによるおねじ部の軸方向への移動は許容され、おねじ部材が第1の治具に圧着されることはない。したがって、押圧部材の押圧力を解除した際には、付勢部材の付勢力によって第1の治具と第2の治具とはスムーズに解放される。
このように、把持治具に対するおねじ部材の位置決め、及び把持治具に対するおねじ部材の脱着を容易に行うことができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るおねじ部材把持装置について説明する。
おねじ部材把持装置は、先端におねじ部を有するおねじ部材を把持する装置である。
本実施の形態において、おねじ部材は、車両の車体と車軸との間に介装される緩衝器2におけるシリンダ5内に進退可能に挿入されるロッド3である。
以下では、おねじ部材把持装置は、緩衝器の減衰力を測定するために緩衝器2に対して圧縮、引き伸ばし作用の往復運動を含む振動を加える加振機において、ロッド3先端に形成されたおねじ部4を把持する把持装置1として説明する。
図1〜図3を参照して、把持装置1について説明する。
図1は、把持装置1の外観図であり、図2は、把持治具が解除状態における把持装置1の断面図であり、図3は把持治具がおねじ部を把持した状態における把持装置1の断面図である。なお、図1〜図3のそれぞれにおいて、(a)図は側面図であり、(b)図は正面図である。
図示しない加振機は、把持装置1にてロッド3先端のおねじ部4を把持すると共に、シリンダ5の端部を固定し、把持装置1全体をロッド3の軸方向に往復運動させることによって、緩衝器2に対して振動を加える装置である。
把持装置1は、ロッド3先端に形成されたおねじ部4を把持するものであり、断面がコの字形状のフレーム6に各部材が組み付けられることによって構成される。
把持装置1は、軸中心に回転自在であるホルダ8(支持体)と、ホルダ8の外周に支持されロッド3先端のおねじ部4を把持する把持治具9とを備える。
フレーム6における対峙する一対の側壁6aと6b間には、図2に示すように、シャフト7(回転軸)が回転自在に支持されている。なお、一対の側壁6aと6b間には、補強用の2本の支柱28も介装されている。
ホルダ8は、厚さのある円板状の部材を分割断面が円形状となるように分割することによって得られる第1ホルダ8aと第2ホルダ8bとからなり、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、シャフト7に対して相対回転不能に、かつ軸方向へ移動可能に支持されている。具体的には、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、シャフト7が挿通する挿通穴内周に軸方向に延在するキー溝11を有すると共に、シャフト7は、外周面に軸方向に延在するキー7aを有する。そして、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、キー溝11にシャフト7のキー7aを係止させることによってシャフト7に支持される。このように、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、キー溝11と回り止め用のキー7aによってシャフト7と一体であるため、シャフト7に対する軸方向への移動は可能であるが、相対回転は不能となる。
第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、互いの分割断面が接触した一体の状態にて、外周面に円形に開口する複数の収容室12を有する。本実施の形態では、収容室12は、90度間隔で4つ(12a〜12d)形成される。
各収容室12には、内周面にめねじ部13が形成された把持治具9が収容される。このように、ホルダ8の外周には、複数の把持治具9が支持され、各把持治具9のめねじ部13は、それぞれ異なる径に設定されている。
各把持治具9は、第1治具9aと第2治具9bの2つに分割されたものであり、一体の状態では略有底筒状の部材となる。第1治具9aは、内周面にめねじ部13が形成された半円筒形状の第1胴部15aと、第1胴部15aの一端に形成された円形の底部14と、第1胴部15aの他端に形成された半環状の第1フランジ部16aとからなる。また、第2治具9bは、内周面にめねじ部13が形成された半円筒形状の第2胴部15bと、第2胴部15bの他端に形成された半環状の第2フランジ部16bとからなる。
把持治具9をホルダ8に取り付けるには、第1胴部15a及び第2胴部15bを収容室12に挿入すると共に、第1フランジ部16a及び第2フランジ部16bをボルト17を介して第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bの外周面に連結させる。このように、第1治具9a及び第2治具9bは、それぞれ別個に第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bに取り付けられる。しかし、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bは、共にシャフト7に支持されているため、第1治具9a及び第2治具9bは、シャフト7を中心軸として一体に回転する。
把持治具9を収容室12に収容しホルダ8に取り付けることによって、ホルダ8の外周面には、第1治具9a及び第2治具9bの第1胴部15a及び第2胴部15bによって、ロッド3のおねじ部4が挿入されるめねじ穴が90度間隔で開口することになる。
したがって、ホルダ8をシャフト7を中心軸として回転させることによって、ロッド3に対峙する把持治具9を切り換えることができ、かつ各把持治具9のめねじ部13の径はそれぞれ異なるため、ロッド3のおねじ部4の径に対応する把持治具9を速やかにロッド3に対峙させることが可能となる。
なお、フレーム6には、図2に示すように、シャフト7の回転を規制する規制機構30が設けられている。規制機構30は、フレーム6の側壁6a内に収容されシャフト7の外周を先端のボール32を介して付勢するプランジャ31と、シャフト7の外周に所定間隔毎に形成されプランジャ31先端のボール32が嵌合する穴33とからなり、プランジャ31先端のボール32がシャフト7外周の穴33に嵌合することによってシャフト7の回転は規制された状態となる。
したがって、ホルダ8の回転が、把持治具9とロッド3とが対峙したときに停止するようにシャフト7外周の穴33の位置を調整することによって、把持治具9とロッド3との位置決めを行うことが可能となる。本実施の形態では、シャフト7の外周には、把持治具9に対応する合計4つの穴33が形成されている。
次に、ホルダ8を軸方向へと移動させる機構について説明する。
一対の側壁6aと6bのそれぞれの外面には、ピストンロッド21a,21bが進退自在に挿入されたエアシリンダ(シリンダ機構)22a,22bが配置されている。ピストンロッド21a,21bは、エアシリンダ22a,22bに対して圧縮空気を給排させることによってシャフト7と平行な方向に進退する。
ピストンロッド21a,21bは、側壁6a,6bを挿通し、先端にて第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bを押圧可能なように配置されている。このように、エアシリンダ22a,22bは、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bを挟むようにして配置されている。
エアシリンダ22a,22bを駆動し、ピストンロッド21a,21bにて第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bを押圧することによって、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bはシャフト7に沿って互いに近づく方向に移動する。これにより、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bに支持された第1治具9a及び第2治具9bは、それぞれのめねじ部13にてロッド3先端のおねじ部4を挟持する方向に移動する。したがって、把持治具9のめねじ穴にロッド3先端のおねじ部4を挿入した状態で、エアシリンダ22a,22bを駆動することによって、把持治具9によってロッド3先端のおねじ部4を把持することができる。
また、第1ホルダ8aと第2ホルダ8bとの間には、ピストンロッド21a,21bによって第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bを押圧し、把持治具9がロッド3先端のおねじ部4を把持した状態で圧縮されるスプリング24(付勢部材)が介装されている。
したがって、把持治具9がロッド3先端のおねじ部4を把持している状態で、エアシリンダ22a,22bから圧縮空気を排出しエアシリンダ22a,22bの押圧力を解除すれば、スプリング24の付勢力によって、第1ホルダ8aと第2ホルダ8bはシャフト7に沿って互いに離れる方向へと移動する。これにより、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bに支持された第1治具9a及び第2治具9bは、それぞれのめねじ部13によるロッド3先端のおねじ部4の挟持を解放する方向に移動するため、把持治具9によるおねじ部4の把持が解除される。
なお、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bの外側面には、側壁6a,6bに当接することによって第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bの移動を規制する規制部26が形成されている。以下では、スプリング24の付勢力によって第1治具9a及び第2治具9bが解放され、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bの規制部26が側壁6a,6bに当接した状態を最大解放状態と称する。
次に、第1治具9aの底部14について説明する。
底部14は、円形の溝部14aと、溝部14aの周囲に形成された環状部14bとを備える。
環状部14bは、最大解放状態において、ロッド3を把持治具9のめねじ穴に挿入した場合に、ロッド3の先端面が対峙するように配置される。したがって、最大解放状態において、ロッド3を把持治具9のめねじ穴に挿入すれば、ロッド3の先端面は、図2に示すように必ず環状部14bに当接し、ロッド3の挿入は規制される。ロッド3の先端面が環状部14bに当接した状態では、ロッド3先端のおねじ部4は、第1治具9a及び第2治具9bのめねじ部13に囲まれた状態となる。このように、環状部14bは、把持治具9に対するおねじ部4の軸方向の位置決めを行うためのものであり、位置決め部に該当する。
ロッド3を把持治具9のめねじ穴に挿入し、ロッド3の先端面を環状部14bに当接させ、把持治具9に対するおねじ部4の軸方向の位置決めを行った後は、図3に示すように、エアシリンダ22a,22bを駆動することによって、第1治具9a及び第2治具9bのめねじ部13にておねじ部4を挟持する。把持治具9がおねじ部4を把持した状態では、図3に示すように、ロッド3の先端面は環状部14bではなく溝部14aに対峙する。
このように、溝部14aは、把持治具9がおねじ部4を把持した状態において、ロッド3の先端面に対峙するように配置される。
ここで、第1治具9a及び第2治具9bのめねじ部13がおねじ部4を挟持する際には、めねじ部13とおねじ部4との噛み込みによって、把持されたおねじ部4には底部14に向かって移動しようとする推力が発生する場合がある。また、把持治具9にておねじ部4を把持した後、加振機によって把持装置1全体を緩衝器2が収縮する方向に移動させる場合には、おねじ部4には底部14に向かって移動しようとする推力が発生する。このとき、ロッド3の先端面が第1治具9aの底部14に接触している場合には、おねじ部4の軸方向への移動は、底部14によって拘束されるため、ロッド3の先端面は底部14に対して大きい荷重で圧着されると共に、めねじ部13とおねじ部4との間の軸方向の荷重も増大することになる。
このような場合に、第1治具9a及び第2治具9bを解放するために、エアシリンダ22a,22bの押圧力を解除しても、底部14に対するロッド3の先端面の圧着力によって第1治具9a及び第2治具9bは移動(解放)しない。
しかし、本実施の形態のように、把持治具9がおねじ部4を把持した状態において、ロッド3の先端面が溝部14aに対峙し非拘束の状態である場合には、おねじ部4の軸方向への移動は、溝部14aによって許容されるため、ロッド3の先端面が圧着される事態や、めねじ部13とおねじ部4との間の軸方向の荷重が大きくなるような事態は回避される。したがって、エアシリンダ22a,22bの押圧力を解除すれば、スプリング24の付勢力によって第1治具9a及と第2治具9bとはスムーズに移動し解放される。
このように、溝部14aは、把持治具9がおねじ部4を把持する場合において、おねじ部4に発生する底部14に向かって移動しようとする推力を吸収し、ロッド3の軸方向への移動を許容するものである。
なお、溝部14aを軸方向に貫通する貫通孔としてもよいが、貫通孔とした場合、把持治具9に対しておねじ部4を位置決めする際の底部14の強度が低下するため、溝とすることが望ましい。
次に、把持装置1の動作について説明する。
まず、測定対象である緩衝器2を、把持装置1の下方に、ロッド3の軸方向がシャフト7の軸方向と直交するように配置すると共に、シリンダ5の端部を固定具(図示省略)にて固定する。
次に、ホルダ8を手動又はモータで回転させ、ホルダ8が支持している複数の把持治具9(本実施の形態では4つ)のなかで、ロッド3のおねじ部4の径に対応するめねじ径を有する把持治具9を緩衝器2に対峙させる。このとき、ホルダ8の回転は規制機構30によって規制された状態となる。なお、ホルダ8の回転は、シャフト7にアクチュエータ等を連結させ、シャフト7を回転させることによって行ってもよい。
次に、把持装置1を下降、又は緩衝器2を上昇させることによって、ロッド3先端のおねじ部4を解放状態の把持治具9のめねじ穴内に挿入し、図2に示すように、ロッド3の先端面が第1治具9aの底部14における環状部14bに当接した状態で挿入を停止する。これにより、おねじ部4は、把持治具9に対して位置決めされる。
次に、エアシリンダ22a,22bを駆動することによって、第1ホルダ8a及び第2ホルダ8bをシャフト7に沿って互いに近づく方向に移動させ、図3に示すように、第1治具9a及び第2治具9bのめねじ部13にておねじ部4を挟持する。把持治具9がおねじ部4を把持した状態では、ロッド3の先端面は溝部14aに対峙し非拘束の状態となる。
把持治具9にておねじ部4を把持した後、加振機によって把持装置1全体を上下方向(ロッド3の軸方向)に往復運動させることによって緩衝器2に対して振動を加え、緩衝器2の内部に配置された減衰弁の予備加振(ならし)、及び緩衝器2の減衰力の測定が行われる。
おねじ部4を把持治具9にて把持した状態で、把持装置1全体を下降させる際には、把持されたロッド3先端のおねじ部4には、軸方向上向きの推力が作用する。しかし、ロッド3の先端面は、溝部14aに対峙し非拘束の状態であるため、ロッド3の先端面が第1治具9aの底部14に対して圧着されることはない。
したがって、緩衝器2の減衰力測定の終了後、エアシリンダ22a,22bの押圧力を解除すれば、スプリング24の付勢力によって第1治具9aと第2治具9bはスムーズに移動し解放される。
把持治具9の解放後、おねじ部4の径が異なる緩衝器2の測定を行う場合には、ホルダ8を回転させ、おねじ部4の径に対応するめねじ径を有する把持治具9を緩衝器2に対峙させればよい。このように、ホルダ8は、めねじ径の異なる複数の把持治具9を備えるため、測定対象の緩衝器2のおねじ部4の径が変わった場合でも、把持治具9を交換する必要がなく、対応する把持治具9に素早く切り換えることができる。
次に、把持治具9にてロッド3先端のおねじ部4を把持する際の、把持治具9とおねじ部4との軸心を合わせる機構について説明する。
第1ホルダ8aに対して押圧力を付与するエアシリンダ22aは、第2ホルダ8bに対して押圧力を付与するエアシリンダ22bと比較して大きい押圧力を発生するように構成されている。具体的には、エアシリンダ22aは、エアシリンダ22bと比較してボア径が大きく形成されている。
また、エアシリンダ22aは、ピストンロッド21aの最大ストローク時に、第1治具9aのめねじ部13とおねじ部4との軸心が同軸上となるように設定されている。
これに対して、エアシリンダ22bは、ピストンロッド21aの最大ストローク時には、第2治具9bのめねじ部13の軸心が、おねじ部4の軸心を越えるように設定されている。
したがって、エアシリンダ22a,22bを駆動し、把持治具9にておねじ部4を挟持する際には、エアシリンダ22aによって移動する第1治具9aは、めねじ部13とおねじ部4との軸心が同軸上となる位置で停止する。つまり、第1治具9aは、めねじ部13とおねじ部4とが当接した状態で停止することになる。これに対して、エアシリンダ22bによって移動する第2治具9bは、めねじ部13がおねじ部4に当接した後もさらに移動しようとする。しかし、エアシリンダ22bの押圧力は、エアシリンダ22aの押圧力と比較して小さいため、第2治具2bの移動は、おねじ部4を境に反対側に位置する第1治具9aによって規制される。
このように、おねじ部4は、第1治具9aによって位置決めされると共に、第2治具2bによって押圧されて把持されることによって、把持治具9との同軸度が確保される。
なお、このエアシリンダ22a、22bの機構によって把持治具9とおねじ部4との同軸度が確保されない場合には、緩衝器2の減衰力測定時に摩擦力が発生し、この摩擦力によって測定誤差が生じてしまう。しかし、このような場合でも、シャフト7のキー7aは、ホルダ8のキー溝11に遊びをもった状態で嵌っているため、この遊びによって摩擦力は解消され、測定誤差を防止することができる。
本実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
把持装置1に対するロッド3の着脱は、エアシリンダ22a,22bとスプリング24とによって自動で行われるため、容易に行うことができる。したがって、緩衝器2の測定を効率良く行うことができる。
また、把持装置1は、めねじ部13の径が異なる把持治具9を複数有し、その把持治具9の切り換えは、ホルダ8を回転させることによって簡単に行うことができる。したがって、種類の異なる緩衝器2の測定を行う場合でも効率良く行うことができる。
また、第1治具9aの底部14は、把持治具9に対するおねじ部4の軸方向の位置決めを行う環状部14bを備えるため、把持治具9によるおねじ部4の把持をスムーズに行うことができる。
また、第1治具9aの底部14は、把持治具9がおねじ部4を把持した状態で、ロッド3の先端面を非拘束の状態とする溝部14aを備えるため、把持治具9にてロッド3のおねじ部4を把持する際や、把持治具9にておねじ部4を把持して緩衝器2に対して荷重を加える際に、ロッド3の先端面が底部14に対して圧着されることはない。したがって、エアシリンダ22a,22bの押圧力を解除すれば、スプリング24の付勢力によって第1治具9aと第2治具9bはスムーズに移動し解放される。
また、把持治具9とおねじ部4との同軸度の調整は、押圧力とストローク長が異なる2つのエアシリンダ22a,22bを用いることによって、容易にかつ正確に行うことができる。
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
例えば、上記の実施の形態では、緩衝器2に対して振動を加える方法として、シリンダ5を固定すると共に把持装置1全体をロッド3の軸方向に往復運動させると説明したが、把持装置1を固定すると共にシリンダ5をロッド3の軸方向に往復運動させるようにしてもよい。
本発明は、おねじ部を有する部材を把持する装置に適用することができる。
本発明の実施の形態に係る把持装置の外観図である。 把持治具の把持が解除状態における把持装置の断面図である。 把持治具がおねじ部を把持した状態における把持装置の断面図である。
符号の説明
1 把持装置
3 ロッド
4 おねじ部
6 フレーム
7 シャフト
7a キー
8 ホルダ
9 把持治具
9a 第1治具
9b 第2治具
12 収容室
13 めねじ部
14 底部
14a 溝部
14b 環状部
22a,22b エアシリンダ
24 スプリング
30 規制機構

Claims (6)

  1. 先端におねじ部を有するおねじ部材を把持するおねじ部材把持装置であって、
    第1と第2の治具に分割され、それぞれの内周面に形成されためねじ部にて前記おねじ部を把持する把持治具と、
    前記第1及び第2の治具を前記めねじ部にて前記おねじ部を挟持する方向に押圧する押圧部材と、
    前記第1及び第2の治具を前記めねじ部による前記おねじ部の挟持を解放する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
    前記第1の治具は、前記第1及び第2の治具が解放された状態で、前記おねじ部材が前記把持治具のめねじ穴に挿入された場合に、前記おねじ部材の先端面が当接することによって前記把持治具に対する前記おねじ部材の位置決めが行われる位置決め部を備え、
    前記第1及び第2の治具が前記おねじ部を挟持し把持した状態では、前記おねじ部材の先端面は非拘束の状態となることを特徴とするおねじ部材把持装置。
  2. 前記第1の治具は、
    内周面に前記めねじ部を有する半円筒形状の胴部と、胴部の端部に形成された底部と、を備え、
    前記底部は、
    前記位置決め部と、前記位置決め部に対して溝状に形成された溝部と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のおねじ部材把持装置。
  3. 軸中心に回転自在であり、かつめねじ穴が放射状に形成されるように複数の前記把持治具を外周に支持する支持体をさらに備え、
    前記複数の把持治具は、前記めねじ部の径がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のおねじ部材把持装置。
  4. 前記支持体は、前記第1及び第2の治具をそれぞれ別個に支持する第1及び第2の支持体からなり、
    前記第1及び第2の支持体は、前記押圧部材及び前記付勢部材によって軸方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項3に記載のおねじ部材把持装置。
  5. 一対のフレーム間に回転自在に支持された回転軸と、
    前記回転軸の回転を規制する規制機構と、をさらに備え、
    前記支持体は、前記回転軸に対して相対回転不能に、かつ軸方向へ移動可能に支持されることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のおねじ部材把持装置。
  6. 前記押圧部材は、前記第1及び第2の支持体のそれぞれをピストンロッドを介して押圧する一対のシリンダ機構であり、
    前記一対のシリンダ機構の一方は、他方と比較して押圧力が大きく設定され、
    前記一方のシリンダ機構は、ピストンロッドの最大ストローク時に、前記めねじ部と前記おねじ部との軸心が同軸上となるように設定され、
    前記他方のシリンダ機構は、ピストンロッドの最大ストローク時に、前記めねじ部の軸心が前記おねじ部の軸心を越えるように設定されることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のおねじ部材把持装置。
JP2007077542A 2007-03-23 2007-03-23 おねじ部材把持装置 Active JP4700024B2 (ja)

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