JP5256429B2 - 角形ロッドのクランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、断面形状がほぼ六角形状の角形部を具備する角形ロッドのクランプ装置に関するものであって、更に詳細には、自動車の車輪に設定されるトーを調整するためにタイロッドの長さを調節するタイロッド調整装置におけるオープンエンドレンチに使用するのに適したクランプ装置に関するものである。

自動車のトー調整又は設定を行う場合には、通常、自動車のタイロッドの長さを調整することによって行われる。図１に例示したように、自動車の車輪Ｗのトー調整又は設定を行う場合には、車輪Ｗの走行方向に互いに離隔して配置されている一対の距離センサＳ_Ｆ及びＳ_Ｒによって夫々のセンサから車輪Ｗの対応する部分への距離を検知する。そして、検知された夫々の距離に基づいて車輪Ｗの前後方向に対する傾斜角度、即ちトー角度が測定される。このトー測定値が所望の値からずれている場合には、車輪Ｗを所定のトー値に設定するためにトー調整を行うことが必要である。トー調整を行う場合には、一般的には、車輪Ｗに作動連結されているタイロッド１の長さを調節することによって行われる。

タイロッド１は、大略、ロッド本体２とロッドエンド部材３とから構成されている。そして、ロッド本体２の一端部は、ボールジョイント５を介してリレーロッド６に作動連結されており、更に、リレーロッド６は自動車のステアリングホイール（不図示）と作動連結されている。ロッド本体２の他端部には所定の長さにわたり雄螺子２ａが螺設されており、この雄螺子２ａにはロックナット４が螺合されている。更に、ロッド本体２は、雄螺子２ａに隣接して断面がほぼ六角形状である角形部２ｂが一体的に形成されている。尚、注意すべきことであるが、ロッド本体２におけるこの角形部２ｂは、通常は、断面が円形状である棒鋼を部分的に鍛造して実質的に六角形状の断面に形成させたものである。従って、角形部２ｂは実質的に断面が六角形状であるが、通常は、正確に６個の平坦な側面によって断面形状が正確な六角形状に形成されているものではない。図１にも概略的に示されているように、この角形部２ｂは、実際には、鍛造によって形成された６個の平面部と、一対の隣接する平面部の間に存在する湾曲部とから形成されているのが一般的である。従って、この様な実情に鑑み、本明細書においては、角形部２ｂの断面形状を表現する上で「断面がほぼ六角形状」という表現を採用しているが、それは、タイロッド２のロッド本体２に形成されている角形部２ｂの形状が正確な六角形状の断面を有するものではないが、６個の平坦な側面によって形成される実質的に六角形状の断面を有するものであることを包含するためである。

ロッドエンド部材３の一端部には所定の長さにわたり雌螺子３ａが切られており、この雌螺子３ａに対してロッド本体２の雄螺子２ａが螺合されている。従って、ロッドエンド部材３に対してロッド本体２を正回転又は逆回転させることにより、ロッド本体２の雄螺子２ａがロッドエンド部材３の雌螺子３ａ内にねじ込まれたり又は送り出されたりすることとなり、タイロッド１の全長を調節することが可能である。ロッドエンド部材３の他端部はボールジョイント７を介して車輪Ｗと動作連結されているナックルアーム（不図示）に連結されている。従って、タイロッド１の長さを調節することによって、車輪Ｗの向き、即ち前後方向に対する傾斜角度、が調整され、車輪Ｗのトー角度を適切な値に調整することが可能である。そして、この様にして車輪Ｗのトーが適切な値に調整された後に、ロックナット４をロッドエンド部材３に対して締め付ける。これにより、タイロッド１は調整された長さに固定される。

上述したように、車輪Ｗのトー調整を行う場合には、タイロッド１の長さを調整するものであるが、その場合には、ロックナット４を緩めたり又は締め付けたりすることが必要であり、更に、ロッド本体２をロッドエンド部材３に対して正方向又は逆方向に回転させることが必要である。そのような場合に、ロックナット４及びロッド本体２の角形部２ｂと着脱自在に係合可能なオープンエンドレンチが使用されている。

例えば、特開平１−２９５７６６号においては、自動車の車輪のトー調整を行う場合に使用可能なオープンエンドレンチ及びそれを具備するタイロッド調整装置が開示されている。更に、特開２００１−２３２５７５号は、一対のクランプアームとピンとを使用するトー調整用のオープンエンドレンチを記載しているが、ピンが折れ易いという問題があり、その場合にはオープンエンドレンチ全体を解体して新たなピンを装着し、次いで組み直しをせねばならないという問題がある。更に、クランプ位置において、クランプアームの当接辺３６ｂはロッド本体の角形部Ｃ３の角部と係合する（図１０（Ａ）における距離Ｌ１は距離Ｌ２より大きく設定されている）ものであるから、クランプ状態が一定しないという問題がある。更に、第一回転体３１は、一対のブレーキシュー３５１によってその外周面と接触されて制動されるものであるが、その場合に両者の間で滑る場合があり、第一回転体３１が確実に制動状態に維持させることが困難であるという問題がある。更に、特開２００４−３５１６０３号は、タイロッド調整装置のオープンエンドレンチに使用可能な角形ロッドのロック装置を記載しており、この場合には、半径方向に延在するＵ字形状の溝を形成した一対のサイドギヤを相対的に回転させることによりロッド本体の角形部の角部をＵ字形状溝の側部に当接させることによりロッド本体をロック状態にさせるものである。

特開平１−２９５７６６号 特開２００１−２３２５７５号 特開２００４−３５１６０３号

本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、長手軸に沿った少なくとも一部に断面がほぼ六角形状の角形部を具備する角形ロッドのクランプ装置を提供することを目的とする。本発明の別の目的とするところは、断面形状がほぼ六角形状の角形部を確実にクランプすることが可能なクランプ装置を提供することである。本発明の更に別の目的とするところは、タイロッド調整装置におけるオープンエンドレンチに使用して信頼性をもってタイロッドの角形部をクランプすることが可能なクランプ装置を提供することである。

本発明によれば、長手軸に沿った少なくとも一部に断面がほぼ六角形状の角形部を具備する角形ロッドのクランプ装置において、
中心部から円周上の所定の区域にかけてＵ字形状に切除した第１挿入口が形成されており、表面上に第１周面と第１底面とで画定される第１凹所が設けられており、前記表面とは反対側の裏面上に第１回転支持部が設けられている第１ギヤ本体部と、前記第１挿入口を除き前記第１ギヤ本体部の円周上に設けられている第１ギヤ歯とを有する第１ギヤ、
中心部から円周上の所定の区域にかけてＵ字形状の切除した第２挿入口が形成されており、表面上に第２周面と第２底面とで画定される第２凹所が設けられており、前記表面とは反対側の裏面上に第２回転支持部が設けられている第２ギヤ本体部と、前記第２挿入口を除き前記第２ギヤ本体部の円周上に設けられている第２ギヤ歯とを有する第２ギヤ、
前記第１凹所と前記第２凹所とが協働して空胴を形成するように前記第１ギヤと前記第２ギヤとを同軸上で且つ相対的に回転自在に支持する回転支持手段、
前記空胴内に配置されており互いに一対の固定軸周りに揺動自在に設けられており夫々が平坦面と湾曲面を具備している一対のアーム、
を有しており、前記第２周面上に互いに離隔して一対のカム面が形成されており、前記第１ギヤと前記第２ギヤとが同軸周りに互いに回転される場合に、前記一対のアームの湾曲面と前記一対のカム面とが摺接して前記一対のアームが揺動されて前記一対のアームの夫々の前記平坦面が前記角形部の対向する一対の平面部と当接することにより前記角形ロッドをクランプ状態とさせることを特徴とするクランプ装置、が提供される。

好適には、前記回転支持手段は、前記第２ギヤ本体部の表面側から軸方向に突出した円周状の突起部を有しており、前記円周状の突起部の内周面は前記第２周面を画定しており、且つ前記円周状の突起部の外周面は前記第１周面と摺動自在に嵌合されている。

更に好適には、前記円周状の突起部の先端が前記第１底面と摺動自在に接触しており前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対的な位置を規制している。

更に好適には、前記一対のカム面の各々は、前記一対のアームの対応する湾曲面と少なくとも部分的に面接触状態を維持する。

更に好適には、少なくとも前記角形ロッドがクランプ状態とされた場合に、前記一対のカム面の各々は、前記一対のアームの対応する湾曲面と少なくとも部分的に面接触状態を維持する。

更に好適には、前記一対のカム面は前記クランプ装置の中心軸周りに実質的に軸対称的に配置されている。

更に好適には、前記第１底面に互いに離隔して一対のピンが植設されており、前記一対のアームに夫々設けられている貫通孔を介して前記一対のピンが挿通されており、前記一対のアームは夫々のピン周りに揺動可能である。

更に好適には、前記第２底面内に互いに離隔して一対の円弧状の第３凹所が形成されており、前記一対のアームに夫々設けられているガイドピンが摺動自在に対応する第３凹所内に嵌合されている。

更に好適には、前記一対のカム面の夫々の端部に第１段差部が形成されており、且つ前記一対のアームの夫々の湾曲面の端部に第２段差部が形成されており、前記第１ギヤと前記第２ギヤとが相対的に回転されて前記第１挿入口と前記第２挿入口とが整合状態とされるアンクランプ状態とされる場合に前記第１段差部と前記第２段差部とが互いに係合して前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対的な回転を停止させる。

更に好適には、前記第１ギヤは第１駆動源に駆動連結されており且つ前記第２ギヤは前記第１駆動源とは別の第２駆動源に駆動連結されている。

更に好適には、前記第１駆動源が可逆回転可能な第１モータであり、且つ前記第２駆動源が可逆回転可能な第２モータである。

更に好適には、前記第１モータと前記第２モータとの駆動状態を夫々制御する駆動制御手段を有している。

更に好適には、前記駆動制御手段は、前記第１モータと前記第２モータとの夫々のトルクの大きさを調節することによりトルク差に応じて前記第１ギヤと前記第２ギヤとを一体的に回転させる。

更に好適には、本クランプ装置が自動車の車輪のトー調節を行う場合に該自動車のタイロッドを一時的にクランプするために使用されるものである。

本発明によれば、角形ロッドを確実に且つ常に同じ状態でクランプすることが可能である。クランプ状態において、角形ロッドの対向する一対の平面部はアームの対応する平坦面と当接するものであるから、実質的に面接触状態でクランプすることが可能である。そうであるから、アームに無理な力が作用することが回避されアームが損傷を受けることは無い。従って、本クランプ装置においては、ピン等の部品が損傷される危険性は最小とされており、クランプ装置の分解、部品交換、再組立等の厄介な作業を行うことの必要性は極力回避されている。更に、アームの湾曲面が第２ギヤの第２周面に形成されているカム面と摺接するものであるから、第１ギヤと第２ギヤとを相対的に回転させる場合に滑らかに行うことが可能であり、更に、好適には、少なくともクランプ位置において、アームの湾曲面が第２ギヤの第２周面に形成されているカム面とが実質的に面接触状態にある場合には、アームを介して角形ロッドを安定してクランプ状態に維持することが可能である。更に、本発明の好適実施形態によれば、第１ギヤと第２ギヤとは夫々別の回転駆動源によって駆動されるものであるからブレーキを使用することは必要ではなく、更にいずれのギヤも制動状態に維持することは必要ではないので、動作の信頼性及び確実性が向上されることとなる。

以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明する。図２は、本発明の１実施例に基づいて構成されたクランプ装置１０を示した概略側面図であり、クランプ装置１０は、大略、第１ギヤ１１と、第２ギヤ１２と、一対のアーム１３，１４とが組み合わされて構成されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、第１ギヤ１１は、基本的には、大略円形状の第１ギヤ本体１１ｈと、該第１ギヤ本体１１ｈの円周状の外周部に設けられている第１ギヤ歯１１ｅとから構成されている。第１ギヤ本体１１ｈは大略円盤の形状をしているが、その円周状の外周部の所定の区域から中心部へかけて半径方向に切り欠かれて、半径方向に延在している大略Ｕ字形状をした第１挿入口１１ｂが形成されている。図示例においては、第１挿入口１１ｂは、角形ロッドの１例であるロッド本体２を横方向に挿入することを容易とするために、外周端部近くにおいて半径方向外側に向かって広がる幅広の形状とされている。尚、第１挿入口１１ｂの幅は、角形ロッドの１例であるロッド本体２の角形部２ｂがどのような角度位置であってもその中心位置に容易に挿入させることが可能であるような幅に設定されている。

図３（Ａ）に示されている第１ギヤ本体１１ｈの面は表面側であり、その表面側には第１凹所１１ｉが凹設されており、第１凹所１１ｉは、円周状の第１内側周面１１ｆと第１底面１１ｃとによって画定されている。尚、図３（Ｂ）に示されているように、第１内側周面１１ｆは第１ギヤ歯１１ｅの一方の端部を越えて所定の距離Ｄ１にわたり外側へ延在しており、円周状の第１突起１１ｇを形成している。更に、第１底面１１ｃには互いに所定距離離隔して一対の固定ピン１１ｄ，１１ｄが植設されている。又、図３（Ｂ）に示されているように、第１ギヤ本体１１の裏面側には円筒形状の第１回転支持部１１ａが一体的に形成されている。この第１回転支持部１１ａは、その外周面が他の部品により摺動自在に支持されることにより第１ギヤ１１がその中心軸周りに回転自在に支持される。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は第２ギヤ１２の１実施例を示しており、第２ギヤ１２は、基本的には、大略円形状の第２ギヤ本体１２ｈと、該第２ギヤ本体１２ｈの円周状の外周部に設けられている第２ギヤ歯１２ｅとから構成されている。第１ギヤ本体１１ｈと同様に、第２ギヤ本体１２ｂは、大略円盤の形状をしているが、その円周状の外周部の所定の区域から中心部へかけて半径方向に切り欠かれて、半径方向に延在している大略Ｕ字形状をした第２挿入口１２ｂが形成されている。図示例においては、第２挿入口１２ｂは、角形ロッドの１例であるロッド本体２を横方向に挿入することを容易とするために、外周端部近くにおいて半径方向外側に向かって広がる幅広の形状とされている。尚、第２挿入口１２ｂの幅は、第１挿入口１１ｂと同じく、角形ロッドの１例であるロッド本体２の角形部２ｂがどのような角度位置であってもその中心位置に容易に挿入させることが可能であるような幅に設定されている。

図４（Ａ）に示されている第２ギヤ本体１２ｂの面は表面側であり、その表面側には第２凹所１２ｉが凹設されており、第２凹所１２ｉは、円周状の第２内側周面１２ｆと第２底面１２ｃとによって画定されている。尚、図４（Ｂ）に示されているように、第２内側周面１２ｆは第２ギヤ歯１２ｅの一方の端部を越えて所定の距離Ｄ２にわたり外側へ延在しており、円周状の第２突起１２ｇを形成している。更に、第２底面１２ｃには一対のガイド溝１２ｄ，１２ｄが刻設されており、該一対のガイド溝１２ｄ，１２ｄは所定の角度範囲にわたり大略軸対称的に配置されている。更に、第２内側周面１２ｆには一対のカム面１２ｆｃ，１２ｆｃが形成されており、これらは第２ギヤ１２の中心Ｏ周りの所定の角度範囲θにわたりほぼ軸対称的に配置されている。そして、各カム面１２ｆｃは、図４（Ａ）において、角度範囲θにわたり半時計方向に進むに従い、次第に半径方向内側、即ち中心Ｏに近づくように湾曲している曲面から形成されている。そして、各カム面１２ｆｃは、角度範囲θの限界において、急激に半径方向外側へ向かって方向を変化させており、その箇所において段差部１２ｆｄを形成している。又、図４（Ｂ）に示されているように、第２ギヤ本体１２の裏面側には円筒形状の第２回転支持部１２ａが一体的に形成されている。この第２回転支持部１１ａは、その外周面が他の部品により摺動自在に支持されることにより第２ギヤ１２がその中心軸周りに回転自在に支持される。

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の１実施例に基づく一対の第１及び第２アーム１３，１４を示しており、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、第１アーム１３は大略ウサギの耳の形状をしており、その基端部には第１貫通孔１３ｂが穿設されており、ほぼ直線状に延在する第１平坦面１３ｇと該第１平坦面１３ｇに対向しており且つ湾曲した曲面を形成している第１湾曲面１３ｃとを有している。第１湾曲面１３ｃの下端部においては段差部１３ｄが形成されている。更に、第１アーム１３の一方の表面上には第１ガイドピン１３ａが植設されている。一方、図５（Ｃ）及び（Ｄ）に示されているように、第２アーム１４も大略ウサギの耳の形状をしており、その基端部には第２貫通孔１４ｂが穿設されており、ほぼ直線的に延在する第２平坦面１４ｇと該第２平坦面１４ｇに対向しており且つ湾曲した曲面を形成している第２湾曲面１４ｃとを有している。第２湾曲面１４ｃの上端部においては段差部１４ｄが形成されている。更に、第２アーム１４の一方の表面上には第２ガイドピン１４ａが植設されている。

図５（Ａ）〜（Ｄ）に示されている一対のアーム１３，１４を夫々第１ギヤ１１の対応する固定ピン１１ｄ，１１ｄを対応する貫通孔１３ｂ，１４ｂ内に挿通させ、更にこれらのアーム１３，１４の夫々のガイドピン１３ａ，１４ａを夫々第２ギヤ１２の対応するガイド溝１２ｄ，１２ｄ内に挿入させて、第１ギヤ１１と第２ギヤとを夫々の表面側を合わせて一体化させることにより図２に示されているクランプ装置１０が得られる。即ち、図１に示されているように、第２ギヤ１２の第２突起１２ｇの外周面を第１ギヤ１１の第１内側周面１１ｆと摺動自在に嵌合させるが、この場合に、第２突起１２ｇの先端が第１ギヤ１１の第１底面１１ｃに接触するまで第２突起１２ｇを第１ギヤ１１の第１凹所１１ｉ内に挿入させる。そして、好適には、この場合には、図２に図示されているように、第１ギヤ１１の第１突起１１ｇが第２ギヤ１２の第２突起１２ｇの外側周面が終端しており第２ギヤ歯１２ｅへ向かって半径方向外側へ延在している第２ギヤ本体１２ｈの部分と当接状態となる。従って、この様に、第１ギヤ１１と第２ギヤ１２とを組み合わせることによって、第１ギヤ１１の第１凹所１１ｉと第２ギヤ１２の第２凹所１２ｉとが協働して両者の間に空胴が形成され、その空洞内に、一対のアーム１３，１４が夫々のピン１１ｄ、１１ｄ周りに揺動自在に配置される。

次に、図６及び７を参照して、上述した如き構成を有する本クランプ装置１０によって角形ロッドの１例であるタイロッド１のロッド本体２における角形部２ｂをクランプする動作について説明する。尚、図６及び７は、第１ギヤ１１を取り外した状態を示した各概略正面図であり、第１ギヤ１１は非回転状態に維持されていることを前提としている。

図６は、本クランプ装置１０のアンクランプ状態を示しており、第２ギヤ１２及び一対のアーム１３，１４はそれらの初期位置（原点位置）にある。尚、図６においては第１ギヤ１１は図示されていないが、第２ギヤ１２と整合した同じ初期位置にあり、即ち第１ギヤ１１の第１挿入口１１ｂは第２ギヤ１２の第２挿入口１２ｂとは位置が整合して同じ回転位置（図示例においては、垂直上方に向かった位置）にある。このアンクランプ状態においては、一対のアーム１３，１４は固定ピン１３ｂ、１４ｂ回りに最大に開いた開放位置にある。この場合に、夫々のアーム１３，１４の平坦面１３ｇ，１４ｇは、少なくとも、第２ギヤ１２の第２挿入口１２ｂの幅よりも後退した位置を取ることが好適である。何故ならば、アーム１３，１４の平坦面１３ｇ，１４ｇが第２挿入口１２ｂの幅よりも大きな幅を与えるように後退位置を取ることが可能であれば、第２挿入口１２ｂ内に角形ロッドを挿入させる場合に邪魔になることが無いからである。尚、図６においては、第２ギヤ１２のみが図示されているが、前述したように、第１ギヤ１１も第２ギヤ１２と同じ回転位置にあり従って第１ギヤ１１の第１挿入口１１ｂは第２ギヤ１２の第２挿入口１２ｂと回転位置が整合しているので、上述した第２ギヤ１２とアーム１３，１４との位置関係は、第１ギヤ１１に対しても同じことである。

図６に示されているアンクランプ状態においては、第１アーム１３の第１湾曲面１３ｃは第２ギヤ１２の一方のカム面１２ｆｃと摺接している。しかしながら、この状態においては、第１湾曲面１３ｃがカム面１２ｆｃと全面的に面接触していることは必ずしも必要ではなく、両者間に多少の隙間が存在することも可能である。この場合に重要なことは、第１アーム１３の第１平坦面１３ｇが角形ロッド（図示例においては、タイロッド１のロッド本体２）を第２挿入口１２ｂ（及び第１ギヤ１１の第１挿入口１１ｂ）内に径方向（横方向）に挿入する場合に邪魔にならないことである。更に図６に示されているように、第１アーム１３の第１段差部１３ｄがカム面１２ｆｃの段差部１２ｆｄと当接しており、この当接状態により第１ギヤ１１と第２ギヤ１２との相対的な回転を阻止するストッパ機能が与えられている。即ち、第１アーム１３の第１貫通孔１３ｂ内には第１ギヤ１１の対応する固定ピン１１ｄが遊嵌されているので、第１ギヤ１１が第２ギヤ１２に対して図６において時計方向に回転して第２ギヤ１２と整合したアンクランプ位置となると、第１アーム１３の第１段差部１３ｄがカム面１２ｆの段差部１２ｆｄと当接するので、第１段差部１３ｄと段差部１２ｆｄとはストッパとして機能することとなる。

第２アーム１４についても同様に、その第２湾曲面１４ｃは第２ギヤ１２の他方のカム面１２ｆｃと摺接しているが、この状態においては、第２湾曲面１４ｃがカム面１２ｆｃと全面的に面接触していることは必ずしも必要ではなく両者間に多少の隙間が存在することも可能である。そして、第２アーム１４の第２平坦面１４ｇは角形ロッドを第２挿入口１２ｂ（及び第１ギヤ１１の第１挿入口１１ｂ）内に径方向に挿入する場合に邪魔にならないような後退した位置にある。又、第２アーム１４の第２段差部１４ｄが対応するカム面１２ｆｃの段差部１２ｆｄと当接しており、この当接状態により第１ギヤ１１と第２ギヤ１２との相対的な回転を阻止するストッパ機能が与えられている。

更に、図６に示されているように、アンクランプ状態においては、一対のアーム１３，１４は初期位置に整合されている第１及び第２挿通口１１ｂ，１２ｂに入ることのない退避した位置に位置されているので、角形ロッドであるロッド本体２の角形部２ｂは横方向、即ちロッド本体２の長手軸に対して垂直な方向に挿入させることが可能である。この場合に、第１及び第２挿入口１１ｂ、１２ｂは、前述した如く、断面がほぼ六角形である角形部２ｂの断面における径方向の最大寸法（六角形の一つの山とそれに対向する山との間の距離）よりも多少大きい幅を有しているので、ロッド本体２の中心軸回りの角形部２ｂの回転位置に拘わらずに角形部２ｂは容易に第１及び第２挿入口１１ｂ，１２ｂ内に挿入させることが可能である。

図７は、本クランプ装置１０のクランプ状態を示しており、それは、図６に示されているアンクランプ状態から、第１ギヤ１１（不図示）が図６に示した第２ギヤ１２と整合した状態に維持されると仮定した場合に、第１ギヤ１１に対して第２ギヤ１２を矢印Ａで示した如く時計方向に所定角度回転させて一対のアーム１３，１４により角形部２ｂをクランプしている状態である。第１ギヤ１１は図６と図７とでは同じ回転位置にあると仮定しているので、一対のアーム１３，１４も本クランプ装置１０の中心軸周りに回転していない。何故ならば、一対のアーム１３，１４は第１ギヤ１１に植設されている一対の固定ピン１１ｄ，１１ｄに夫々遊嵌されているからである。しかしながら、第１ギヤ１１及び一対のアーム１３，１４と相対的に第２ギヤ１２が図７に示されているように矢印Ａの方向に所定角度回転されることにより、例えば、第１アーム１３は、その第１湾曲面１３ｃが対応するカム面１２ｆｃと摺接しているので、第２ギヤ１２の矢印Ａ方向の回転によって、対応する固定ピン１１ｄ周りに時計方向に揺動することとなる。何故ならば、対応するカム面１２ｆｄは第２ギヤ１２の中心に近くづくような曲面を有しているからである。この場合に、同じく、第２アーム１４も、その第２湾曲面１４ｃが対応するカム面１２ｆｃと摺接しているので、第２ギヤの矢印Ａ方向の回転により、対応する固定ピン１１ｄ周りに反時計方向に揺動する。何故ならば、対応するカム面１２ｆｄは第２ギヤ１２の中心に近づくような曲面を有しており、これらの一対のカム面１２ｆｄ，１２ｆｄは互いにクランプ装置１０の中心軸に関して概略１８０度回転されて位置されているからである。

以上の如く、第２ギヤ１２の矢印Ａ方向（時計方向）の回転により、一対のアーム１３，１４は互いに近接するように夫々の対応する固定ピン１１ｄ、１１ｄ周りに揺動する。その結果、第１アーム１３の第１平坦面１３ｇは角形部２ｂの対応する平面部と当接し、この場合の当接状態は、好適には、実質的に面接触状態となる。同様に、第２アーム１４の第２平坦面１４ｇも角形部２ｂの対応する平面部と当接するが、この場合の当接状態も、好適には、実質的に面接触状態となる。即ち、図７に示したクランプ状態においては、好適には、一対の第１及び第２アーム１３，１４の夫々の第１及び第２平坦面１３ｇ，１４ｇが角形部２ｂの対応する一対の平面部と実質的に面接触状態となるように設定されている。この様に、クランプ状態において、一対のアーム１３，１４と断面がほぼ六角形の角形部の対応する一対の平面部とが実質的に面接触状態となることにより、角形部２ｂ、従ってロッド本体２は一対のアーム１３，１４によって確実にクランプさせることが可能である。尚、従来技術によれば、断面がほぼ六角形の角形部２ｂの平面部ではなく角部をアーム等に当接させてクランプさせているが、その場合には、角部がアームの当接面において滑動することがあり安定して角形部をクランプすることが不可能であるという問題があったが、本発明においてはそのような従来技術の問題点を有するものではない。

更に重要な点であるが、本発明の好適な実施例においては、図７に示されているように、第１アーム１３の第１湾曲面１３ｃは対応するカム面１２ｆｃ上を摺接するものであり、且つ、少なくとも図７に示されているクランプ状態においては、第１湾曲面１３ｃと対応するカム面１２ｆｃとは少なくとも部分的に面接触状態を維持していることである。そして、好適には、図７に図示されているように、第１湾曲面１３ｃと対応するカム面１２ｆｃとの間の面接触している領域が少なくとも部分的に所定の角度範囲θ内に存在していることである。更に好適な実施例においては、この面接触している領域の全てが実質的にこの角度範囲θ内に位置されているものである。尚、この角度範囲θは、図７に示されているように、断面がほぼ六角形の角形部２ｂが一対のアーム１３，１４によってクランプ状態とされて、第１平坦面１３ｇが角形部２ｂの対応する平面部と面接触しており、更に、第２平坦面１４ｇが角形部２ｂの対応する平面部と面接触している場合において、ロッド本体２の中心軸Ｏと第１平坦面１３ｇ（第２平坦面１４ｇ）と対応する平面部との間の面接触の限界とを結んだ直線によって定義される角度範囲である。更に、第２アーム１４の第２湾曲面１４ｃも対応するカム面１２ｆｃ上を摺接しており、且つ、少なくとも図７に示されているクランプ状態においては、第２湾曲面１４ｃと対応するカム面１２ｆｃとは少なくとも部分的に面接触状態を維持している。そして、好適には、図７に示されているように、第２湾曲面１４ｃと対応するカム面１２ｆｃとの間の面接触している領域は少なくとも部分的には所定の角度範囲θ内に存在している。更に好適な実施形態においては、この面接触している領域の実質的に全てがこの角度範囲θ内に位置されている。尚、この様なアームと対応するカム面との間の面接触している領域が中心軸Ｏに関して軸対称的であることが望ましい。又、面接触しているこれら２つの領域が両方とも所定の角度範囲θ内に存在することが望ましいが、適用場面によっては、これら２つの領域の内の少なくとも一方が少なくとも部分的に所定の角度範囲θ内に存在することで十分な場合も考えられる。

この様な構成とした場合には、第２ギヤ１２の回転によってそのカム面１２ｆｃとそれと面接触している第１湾曲面１３ｃとを介して第１アーム１３が時計回りに揺動される場合に、第２ギヤ１２によるクランプ力は第１アーム１３の第１平坦面１３ｇと角形部２ｂの対応する平面部との間の面接触区域を介してロッド本体２の中心Ｏに向かって付与されることとなる。即ち、角形部２ｂに付与されるクランプ力は、面接触している表面にわたり分散されると共にアーム１３，１４を介してロッド本体２の中心Ｏに向かって付与されることとなる。その結果、アーム１３，１４に曲げモーメントが付与されることは可及的に回避されので、アーム１３，１４によって確実に角形部２ｂをクランプすることが可能となるばかりか、アーム１３，１４に無理な力が作用することが無いのでアーム１３，１４及びピン１１ｄが不本意に破損される危険性は無い。その結果、本クランプ装置１０の寿命は更に長期化されることとなり、ピンやアームの損傷によるクランプ装置１０の分解、部品の交換、再組立などの厄介な作業が強いられることは無い。

図７に示されているように、角形部２ｂがクランプ装置１０にクランプされた状態において、第１ギヤ１１と第２ギヤ１２とを互いの回転位置を維持したまま両者を同じ方向に回転させることによって、角形部２ｂを介してロッド本体２を可逆的に回転させることが可能である。そして、ロッド本体２を所望の回転位置とさせた後に、第１ギヤ１１に対して第２ギヤ１２を矢印Ａと反対方向に相対的に回転させて、両者を図６に示した整合状態（原点位置）とさせることにより角形部２ｂはアンクランプ状態とされる。この場合に、ガイドピン１３ａ，１４ａは夫々対応するガイド溝１２ｄ，１２ｄ内に挿入されているので、一対のアーム１３，１４は互いに離隔する方向に揺動された夫々の初期位置に確実に復帰される。そして、クランプ装置１０をロッド本体２に対して横方向に移動させてクランプ装置１０からロッド本体２を離脱させることが可能である。

この様に、本発明の１実施例に基づくクランプ装置１０は、ロッド本体２の角形部２ｂなどの断面がほぼ六角形の角形部を確実に且つ信頼性をもってクランプしたりアンクランプしたりする場合に使用することが可能なものである。次に、この様なクランプ装置１０を自動車の車輪のトー調節を行うためのタイロッド調整装置のオープンエンドレンチに使用した場合の実施形態について特に図８乃至１０を参照して説明する。

図８及び９には、本発明の１実施例に基づいて構成されたタイロッド調整装置５０が図示されており、このタイロッド調整装置５０は、基本的に、一対の第１及び第２オープンエンドレンチ機構２０，３０を包含する二重オープンエンドレンチ構造を有している。第１オープンエンドレンチ機構２０は、ロッド本体２の角形部２ｂをクランプしてロッド本体２を回転させるためのものであり、一方第２オープンエンドレンチ機構３０は、ロックナット４をロック又はアンロックさせるためのものである。第１オープンエンドレンチ機構２０は、一対の支持プレート２１，２２を有しており、これらの一対の支持プレート２１，２２は互いに取り付けられてそれらの間に収納空間を画定し、該収納空間内に、本発明の１実施例に基づくクランプ装置１０が収納され且つ支持プレート２１，２２に取り付けられている。これらの支持プレート２１，２２はベースハウジング２３に装着されている。ベースハウジング２３上には一対の可逆回転可能な第１及び第２モータ２４，２５が取り付けられており、これらの第１及び第２モータ２４，２５は、夫々、ベースハウジング２３内に設けられている別々の駆動力伝達機構（不図示）を介して、支持プレート２１，２２内に設けられているクランプ装置１０における第１及び第２ギヤ１１，１２に夫々連結されている。このベースハウジング２３は、タイロッド調整装置５０を適宜の三次元的位置に移動させることが可能なロボット装置に装着させることが可能である。

更に、ベースハウジング２３の側部にはサイドハウジング３４が装着されており、このサイドハウジング３４内を両方向矢印Ｂで示したように第１オープンエンドレンチ機構２０に対して近遠移動自在に第２オープンエンドレンチ機構３０が設けられている。即ち、第２オープンエンドレンチ機構３０は、一対の支持プレート３１，３２を有しており、これらの支持プレート３１，３２は回転自在にロックギヤ３３を保持しており、該ロックギヤ３３は、支持プレート３１，３２の間の空間及びサイドハウジング３４内に配設されている別の駆動力伝達機構（不図示）を介してサイドハウジング３４上に装着されている第３モータ３５と連結されている。従って、ロックギヤ３３は、不図示の駆動力伝達機構を介して第３モータ３５によって可逆的に駆動回転される。又、サイドハウジング３４上にシリンダ装置３６が装着されており、シリンダ装置３６によって前進及び後退されるピストンロッド３６ａの先端部はＬ字形状ブラケット３６ｂに連結されており、このＬ字形状ブラケット３６ｂは連結ロッド３６ｃを介して第２オープンエンドレンチ機構３０に連結されている。従って、ピストンロッド３６ａの前進又は後退によって第２オープンエンドレンチ機構３０を両方向矢印Ｂで示した方向に往復移動させることが可能である。尚、ロックギヤ３３は、両方向矢印Ｂの一方の方向に移動されて、タイロッドのロックナット４と係合とさせ、一方、該一方の方向とは反対の方向に移動されて、ロックナット４から離脱させることが可能である。従って、ロックギヤ３３は、例えば、１例として、前掲の特開２００４−３５１６０３号の図４に開示されているような構造とさせることが可能である。

図１０に図示されているように、本発明の１実施例に基づくクランプ装置１０は、第１オープンエンドレンチ機構２０の一対の支持プレート２１，２２の間に配設されている。図１０に示されるように、一対の支持プレート２１，２２には、夫々、上部を開放した円形の貫通孔２１ａ，２２ａが形成されている。貫通孔２１ａには、第１ギヤ１１の円筒形状の第１回転支持部１１ａが挿入されて、第１ギヤ１１を回転自在に支持している。一方、貫通孔２２ａには、第２ギヤ２２の円筒形状の第２回転支持部２３ａが挿入されて、第２ギヤ１２を回転自在に支持している。従って、クランプ装置１０は、それらの円筒形状の第１及び第２回転支持部１１ａ，１２ａが、夫々、一対の支持プレート２１，２２の貫通孔２１ａ，２２ａ内に回転自在に支持されることによって、その中心軸周りに回転させることが可能である。尚、貫通孔２１ａ，２２ａの夫々の上部開放部分の幅は少なくとも第１及び第２ギヤ１１，１２の第１及び第２挿入口１１ｂ，１２ｂの幅に設定されている。図１０に示されているように、第１ギヤ１１は、一対の中間ギヤ１５，１５‘を介して第１駆動ギヤ１７と噛み合っており、第１駆動ギヤ１７は、不図示の第１駆動力伝達機構を介して対応する第１モータ２４に作動結合されている。従って、第１ギヤ１１は、第１モータ２４によって可逆的に駆動回転される。一方、第２ギヤ１２は、一対の中間ギヤ１６，１６’を介して第２駆動ギヤ１８と噛み合っており、第２駆動ギヤ１８は、不図示の第２駆動力伝達機構を介して対応する第２モータ２５に作動結合されている。従って、第２ギヤ１２は、第２モータ２５によって可逆的に駆動回転される。

次に、上述した如き２個の駆動源を具備しており自動車のトー角度を調整するタイロッド調整装置５０の動作を制御する本発明の１実施例に基づく制御システム４０について図１１乃至１３を参照して以下に説明する。図１１に示した如く、本制御システム４０は、大略、トー測定部４１と、トー調整部４２と、メイン制御部４３とから構成されている。そして、トー測定部４１は、図１に例示したような一対の距離センサＳ_Ｆ，Ｓ_Ｒとこれらの距離センサからの距離検知信号を処理してトー測定値を計算する計測用コンピュータ４９とを包含している。又、トー調整部４２は、可逆回転可能な一対の第１及び第２モータ２４，２５と、夫々のモータの絶対的な角度位置を検知するアブソリュートエンコーダなどの一対のエンコーダ４４，４５と、夫々のエンコーダからの信号に基づいてサーボ信号を対応するモータへ供給する一対のサーボコントローラ４６，４７と、これらのサーボコントローラをメイン制御部４３からの信号に基づいて制御する調整制御部４８とを包含している。尚、ここで注意すべきことであるが、この実施例に基づく制御原理においては、第１及び第２ギヤ１１，１２の夫々を可逆回転可能な一対の第１及び第２モータによって夫々独立的に回転制御する点である。即ち、前掲の従来技術においては、一対の第１及び第２ギヤ１１，１２のような一対の回転体の内の一方をブレーキによって制動状態とさせ、他方の回転体（ギヤ）を所望の方向に回転させて両者の間で相対的に回転方向における位相を制御するものである。この様な従来技術においては、ブレーキが緩みクランプ状態を一定に維持できないという問題があり動作上の信頼性に問題がある。一方、本発明のこの実施例においては、そのような従来技術のアプローチとは異なり、一対の第１及び第２ギヤ１１，１２は夫々別の独立した第１及び第２モータ２４，２５によって別々に駆動制御することが可能なものである。そして、本実施例においては、第１及び第２モータ２４，２５の夫々の駆動トルクを異ならせることによってトルク差を発生させ、このトルク差によって所望の方向にクランプ装置１０を回転させるものである。

上述した如く、本発明の好適な１実施例によれば、一対の第１及び第２モータ２４，２５によって発生されるトルク差を利用してクランプ装置１０の回転制御を行うものであるが、この点について図１２及び図１３を参照して以下に説明する。

図１２（α）は、初期状態から第１及び第２ギヤ１１，１２を夫々反対方向に同一のトルクを付与して回転させてロッド本体２の角形部２ｂをクランプさせる状態が示されている。次いで、図１２（β）に示されるように、例えば第１ギヤ１１に付与する時計方向の回転トルクと比較して、第２ギヤ１２に付与する反時計方向の回転トルクを一層増加させることにより、本クランプ装置１０を結果的に反時計方向に回転させる。従って、この場合には、第１ギヤ１１には時計方向の回転トルクが付与されているが、第２ギヤ１２にはそれ以上の反時計方向の回転トルクが付与されるので、結果的に、第１ギヤ１１と第２ギヤ１２とは共に反時計方向に回転することとなる。従って、ロッド本体２は、本クランプ装置１０によってクランプされたまま反時計方向に回転することとなる。ロッド本体２を回転させて、タイロッドの長さが調節され、その結果、車輪Ｗのトー角度が所望の角度に設定されると、第１ギヤ１１にはそれまでと反対に反時計方向のトルクを付与し、一方第２ギヤ１２には時計方向のトルクを付与して両者を互いに反対方向に回転させて第１及び第２ギヤ１１，１２をそれらの挿入口が整合されるアンクランプ状態とさせ、ロッド本体２をアンクランプ状態とさせる（図１２（γ））。次いで、図１２（δ）に示されているように、本クランプ装置１０を初期位置へ復帰させる原点復帰動作を行う。

以上の如く、本実施例によれば、一対の第１及び第２ギヤ１１，１２の相対的な回転制御を行う場合に、一方を一時的に制動状態に維持するためのブレーキを使用することは必要ではなく、夫々を回転駆動する夫々のモータのトルクを制御するものであるから、ブレーキの緩み又は滑りによる問題が発生することはなく確実にクランプを行うことが可能である。更に、第１及び第２ギヤ１１，１２に対して基本的に同一の構成を採用することが可能であり、製造及び組み付けが容易であるという作用効果もある。更に、夫々のモータにエンコーダを設けた場合には、夫々のモータの位相を検知してクランプ状態を確認することが可能となる利点もある。更に、ブレーキを使用する場合と異なり、一対のモータを使用する場合には、経年変化によるエラーの発生も極力回避することが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的実施の態様にのみ制限されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱すること無しに種々の変更を行うことが可能であることは勿論である。

トー検出用センサ及び自動車のタイロッド１を示した概略図。 本発明の１実施例に基づいて構成されたクランプ装置１０の全体的構成を示した概略側面図。 （Ａ）は第１ギヤ１１の全体的構成を示した概略正面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿って取った概略断面図。 （Ａ）は第２ギヤ１２の全体的構成を示した概略正面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿って取った概略断面図。 （Ａ）及び（Ｂ）は第１アーム１３を示した概略正面図及び概略側面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は第２アーム１４を示した概略正面図及び概略側面図。 第１及び第２アーム１３，１４が第２ギヤ１２内に組みつけられており、本クランプ装置１０がアンクランプにある状態を示した概略図。 図６のアンクランプ状態から第２ギヤ１２が第１ギヤ１１に対して矢印Ａ方向に回転されることにより本クランプ装置１０がクランプとなった状態を示した概略図。 本クランプ装置１０を組み込んだ本発明の１実施例に基づくタイロッド調整装置５０を示した概略斜視図。 図８と同じタイロッド調整装置５０の側面図。 図８及び９に示したタイロッド調整装置５０内にクランプ装置１０が組み込まれている状態を示した概略分解斜視図。 本発明の１実施例に基づくタイロッド調整装置５０の制御回路４０を示したブロック図。 （α）乃至（δ）は図１１に示した制御回路４０の動作を説明するのに有用な各概略図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１１に示した制御回路４０の動作を説明するのに有用な各グラフ図。

符号の説明

１：タイロッド
２：ロッド本体
２ｂ：角形部
３：ロッドエンド部材
４：ロックナット
１０：クランプ装置
１１：第１ギヤ
１２：第２ギヤ
１３：第１アーム
１４：第２アーム
２０：第１オープンエンドレンチ機構
３０：第２オープンエンドレンチ機構
４０：制御回路
５０：タイロッド調整装置

Claims (14)

1. 長手軸に沿った少なくとも一部に断面が角形形状の角形部を具備する角形ロッドのクランプ装置において、
   中心部から円周上の所定の区域にかけてＵ字形状に切除した第１挿入口が形成されており、表面上に第１周面と第１底面とで画定される第１凹所が設けられており、前記表面とは反対側の裏面上に第１回転支持部が設けられている第１ギヤ本体部と、前記第１挿入口を除き前記第１ギヤ本体部の円周上に設けられている第１ギヤ歯とを有する第１ギヤ、
   中心部から円周上の所定の区域にかけてＵ字形状の切除した第２挿入口が形成されており、表面上に第２周面と第２底面とで画定される第２凹所が設けられており、前記表面とは反対側の裏面上に第２回転支持部が設けられている第２ギヤ本体部と、前記第２挿入口を除き前記第２ギヤ本体部の円周上に設けられている第２ギヤ歯とを有する第２ギヤ、
   前記第１凹所と前記第２凹所とが協働して空胴を形成するように前記第１ギヤと前記第２ギヤとを同軸上で且つ相対的に回転自在に支持する回転支持手段、
   前記空胴内に配置されており互いに一対の固定軸周りに揺動自在に設けられており夫々が平坦面と湾曲面を具備している一対のアーム、
   を有しており、前記第２周面上に互いに離隔して一対のカム面が形成されており、前記第１ギヤと前記第２ギヤとが同軸周りに互いに回転される場合に、前記一対のアームの湾曲面と前記一対のカム面とが摺接して前記一対のアームが揺動されて前記一対のアームの夫々の前記平坦面が前記角形部の対向する一対の平面部と当接することにより前記角形ロッドをクランプ状態とさせることを特徴とするクランプ装置。
2. 請求項１において、前記回転支持手段は、前記第２ギヤ本体部の表面側から軸方向に突出した円周状の突起部を有しており、前記円周状の突起部の内周面は前記第２周面を画定しており、且つ前記円周状の突起部の外周面は前記第１周面と摺動自在に嵌合されていることを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項２において、前記円周状の突起部の先端が前記第１底面と摺動自在に接触しており前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対的な位置を規制していることを特徴とするクランプ装置。
4. 請求項１乃至３の内のいずれか１項において、前記一対のカム面の各々は、前記一対のアームの対応する湾曲面と少なくとも部分的に面接触状態を維持することを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項４において、少なくとも前記角形ロッドがクランプ状態とされた場合に、前記一対のカム面の各々は、前記一対のアームの対応する湾曲面と少なくとも部分的に面接触状態を維持することを特徴とするクランプ装置。
6. 請求項１乃至５の内のいずれか１項において、前記一対のカム面は前記クランプ装置の中心軸周りに実質的に軸対称的に配置されていることを特徴とするクランプ装置。
7. 請求項１乃至６内のいずれか１項において、前記第１底面に互いに離隔して一対のピンが植設されており、前記一対のアームに夫々設けられている貫通孔を介して前記一対のピンが挿通されており、前記一対のアームは夫々のピン周りに揺動可能であることを特徴とするクランプ装置。
8. 請求項１乃至７の内のいずれか１項において、前記第２底面内に互いに離隔して一対の円弧状の第３凹所が形成されており、前記一対のアームに夫々設けられているガイドピンが摺動自在に対応する第３凹所内に嵌合されていることを特徴とするクランプ装置。
9. 請求項１乃至８の内のいずれか１項において、前記一対のカム面の夫々の端部に第１段差部が形成されており、且つ前記一対のアームの夫々の湾曲面の端部に第２段差部が形成されており、前記第１ギヤと前記第２ギヤとが相対的に回転されて前記第１挿入口と前記第２挿入口とが整合状態とされるアンクランプ状態とされる場合に前記第１段差部と前記第２段差部とが互いに係合して前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対的な回転を停止させることを特徴とするクランプ装置。
10. 請求項１乃至９の内のいずれか１項において、前記第１ギヤは第１駆動源に駆動連結されており且つ前記第２ギヤは前記第１駆動源とは別の第２駆動源に駆動連結されていることを特徴とするクランプ装置。
11. 請求項１０において、前記第１駆動源が可逆回転可能な第１モータであり、且つ前記第２駆動源が可逆回転可能な第２モータであることを特徴とするクランプ装置。
12. 請求項１１において、前記第１モータと前記第２モータとの駆動状態を夫々制御する駆動制御手段を有していることを特徴とするクランプ装置。
13. 請求項１２において、前記駆動制御手段は、前記第１モータと前記第２モータとの夫々のトルクの大きさを調節することによりトルク差に応じて前記第１ギヤと前記第２ギヤとを一体的に回転させることを特徴とするクランプ装置。
14. 請求項１乃至１３の内のいずれか１項において、本クランプ装置が自動車の車輪のトー調節を行う場合に該自動車のタイロッドを一時的にクランプするために使用されるものであることを特徴とするクランプ装置。

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