(57)【要約】【課題】シャフトと挿入孔との軸心を合わせることでシャフトを確実に挿入孔へ挿入し、挿入後にシャフトと挿入孔内壁との間に余分な力が作用しないようにすることを目的とする。【解決手段】本発明は、シャフトをシャフトに対応する挿入孔に挿入するとき、シャフトと挿入孔との軸心を合わせる調芯機構において、シャフト（２）を第１の支持点において支持する第１の支持手段（３）と、第１の支持点に対してシャフト（２）の軸方向に離隔して配置される第２の支持点においてシャフト（２）を支持する第２の支持手段（３）とを備え、第１の支持手段（３）は第１の支持点におけるシャフトの軸に垂直な方向へのシャフト（２）の移動に追従して第１の支持点を移動させ、第２の支持手段（３）は第２の支持点におけるシャフト（２）の軸に垂直な方向へのシャフト（２）の移動に追従して第２の支持点を移動させる。【選択図】図１
2008014897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを前記シャフトに対応する挿入孔に挿入するとき、前記シャフトと前記挿入孔との軸心を合わせる調芯機構において、
前記シャフトを第１の支持点において支持する第１の支持手段と、
前記第１の支持点に対して前記シャフトの軸方向に離隔して配置される第２の支持点において前記シャフトを支持する第２の支持手段と、
を備え、
前記第１の支持手段は前記第１の支持点における前記シャフトの軸に垂直な方向への前記シャフトの移動に追従して前記第１の支持点を移動させ、前記第２の支持手段は前記第２の支持点における前記シャフトの軸に垂直な方向への前記シャフトの移動に追従して前記第２の支持点を移動させることを特徴とする調芯機構。
【請求項２】
前記第１の支持手段及び前記第２の支持手段はそれぞれ、
前記シャフトの軸と垂直方向に設けられるシリンダと、
前記シリンダの内部を摺動して前記シリンダ内部を第１の圧力室と第２の圧力室とに隔絶するピストンと、
前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室に圧力を供給する圧力源と、
前記ピストンと前記シャフトとを連結し、前記ピストンと前記シャフトとの相対変位を許容する連結機構と、
前記シャフトの移動によって生じた前記ピストンと前記シャフトとの相対変位を、前記ピストンを摺動させて変位前の状態に戻すように、前記第１の圧力室と前記第２の圧力室との圧力差を発生させる差圧発生手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の調芯機構。
【請求項３】
前記シリンダの側面に設けられる開口部と、
前記開口部に露出する前記ピストンの一部に設けられる切り欠き部と、
前記切り欠き部と前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室とを連通する前記ピストン内部の連通孔と、
前記第１の支持点及び前記第２の支持点における前記シャフトの側面に延設される突出部と、
前記連通孔内に収装され、前記切り欠き部において前記突出部を挟んで対向する、前記連通孔より小径の一対のピンと、
前記連通孔を前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室側から封止する封止部材と、
前記封止部材を前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室における前記連通孔の開口部へ向けて付勢する封止部材付勢手段と、
をさらに備え、
前記差圧発生手段は、前記シャフトの移動によって前記突出部が一方の前記ピンを介して前記封止部材を前記付勢手段の付勢力に抗して移動させ、前記第１の圧力室又は前記第２の圧力室の圧力が前記連通孔から漏出することによって、前記第1の圧力室と前記第２の圧力室との圧力差を発生させることを特徴とする請求項２に記載の調芯機構。
【請求項４】
前記連結機構は、前記突出部と前記ピストンとの間に前記ピンと同心状に設けられるスプリングであり、
前記ピンは前記切り欠き部において前記突出部を挟むように所定の間隔をもって対向することを特徴とする請求項３に記載の調芯機構。
【請求項５】
前記圧力源から前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室へ圧力を供給する圧力供給路に設けられ、前記第１の圧力室及び前記第２の圧力室から前記圧力源へと圧力が逆流するのを阻止するチェック弁をさらに備えることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の調芯機構。
【請求項６】
前記シャフトは、外周にスプラインが形成されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の調芯機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトを挿入孔へ挿入する際にシャフトと挿入孔との軸心を合わせる調芯機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物に検査装置のシャフトを挿入し、このシャフトを回転駆動してトルク伝達特性を検査する検査装置が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】実開平０４−０３２０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術のような検査装置では、検査対象物を所望の検査位置で保持する際に検査対象物の位置や向きがずれることがあり、これにより検査対象物の挿入孔とシャフトとの軸心がずれ、シャフトの先端が挿入孔の内壁をこじることにより摩擦力が増大してトルク伝達特性の検査精度が低下する。さらに、軸心のずれが大きいとシャフトを挿入孔に確実に挿入できなくなる可能性がある。
【０００４】
またここで、検査装置をスプリングで支持することで検査装置のシャフトを検査対象物の挿入孔に対して上下左右に揺動可能にし、シャフトの向きを随時変更しながらシャフト挿入孔に挿入することも考えられる。しかし、スプリングの伸縮によってシャフトに付勢力が作用するのでシャフトを挿入することができても、シャフトが挿入孔の内壁に付勢されることでトルク伝達特性の検査精度が低下する。
【０００５】
本発明は、シャフトと挿入孔との軸心を合わせることでシャフトを確実に挿入孔へ挿入し、挿入後にシャフトと挿入孔内壁との間に余分な力が作用しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シャフトをシャフトに対応する挿入孔に挿入するとき、シャフトと挿入孔との軸心を合わせる調芯機構において、シャフトを第１の支持点において支持する第１の支持手段と、第１の支持点に対してシャフトの軸方向に離隔して配置される第２の支持点においてシャフトを支持する第２の支持手段とを備え、第１の支持手段は第１の支持点におけるシャフトの軸に垂直な方向へのシャフトの移動に追従して第１の支持点を移動させ、第２の支持手段は第２の支持点におけるシャフトの軸に垂直な方向へのシャフトの移動に追従して第２の支持点を移動させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シャフトを挿入孔に挿入するときシャフトが挿入孔の内壁に接触しても、第１の支持手段及び第２の支持手段によって支持される第１の支持点及び第２の支持点がそれぞれシャフトの軸に垂直な方向への移動に追従して移動するので、シャフトがずれてその向きが適宜変化することでシャフトと挿入孔との軸心を一致させることができる。また、シャフトの向きが変化するとき、第１の支持手段及び第２の支持手段はシャフトを移動後の状態で支持するので、シャフトと挿入孔内壁との間に余分な力が作用することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は本実施形態における調芯機構を有する検査装置を示す側面図である。図２は図１の検査装置を左側から見た正面図である。図３は図１の検査装置を上側から見た上面図である。検査装置１は検査対象物に挿入されるシャフト２と、シャフト２の軸方向に離隔して配置される２つの調芯機構３（第１の支持手段、第２の支持手段）と、シャフト２及び２つの調芯機構３を支持する本体部４とを備える。本実施形態では調芯機構３を分かりやすく説明するために調芯機構３を有する検査装置１として説明する。検査装置１はシャフト２を検査対象物に挿入した状態でシャフト２を回転駆動することで検査対象物の回転体を回転させ、このときの所要トルクを測定する装置である。
【００１０】
シャフト２は、小径部２ａと大径部２ｂとから構成される円柱状の部材であり外周面にスプラインが形成される。小径部２ａは検査対象物の挿入孔に挿入され、大径部２ｂは調芯機構３に支持される。シャフト２が検査対象物の挿入孔に挿入されると、シャフト２と検査対象物とはスプライン結合し、シャフト２が回転駆動されることで検査対象物の回転部材が回転する。
【００１１】
調芯機構３は、図２に示すようにシャフト２の側面であって調芯機構３に対応する位置に延設される突出部５（第１の支持点、第２の支持点）を挟持する。２つの調芯機構３は図３に示すようにシャフト２の軸方向に離隔して配置されるので、各調芯機構３がそれぞれ独立に上下動することでシャフト２の上下方向の位置及び向きを変化させることができる。調芯機構３の詳細な構造については後述する。
【００１２】
本体部４は、シャフト２及び２つの調芯機構３を保持し、第１の台座６に取り付けられる。第１の台座６は第１のガイド部材７を介して下方の第２の台座８に取り付けられる。第２の台座８は第２のガイド部材９を介して下方の検査装置取り付け台１０に取り付けられる。
【００１３】
第１のガイド部材７は第１の台座６を図２中左右方向に移動可能にガイドする。図２に示すように、第２の台座８の左右端には第１の台座６の左右方向の移動を所定の位置で制止する第１の制止部材１１が設けられる。第１の制止部材１１と本体部４との間にはそれぞれスプリング１２が介装され、検査装置１が左右方向に移動して第１の制止部材１１に衝突するのを防止する。
【００１４】
図２に示すように本体部４の一部４ａはシャフト２を囲むように設けられ、検査装置１の電源オフにより調芯機構３がシャフト２を支持しなくなったとき、シャフト２を上下方向に支持する。上記本体部４の一部４ａと本体部４との間には、シャフト２を上下方向に支持する本体部４の一部４ａの上下方向の移動を所定の位置で制止する第２の制止部材１３が設けられる。第２の制止部材１３と上記本体部４の一部４ａとの間には衝撃を吸収するスプリング１４が設けられる。
【００１５】
また、第２のガイド部材９は第２の台座８を図１中左右方向に移動可能にガイドする。第２の台座８より上方の部分はアクチュエータによって押されることで左方向に移動し、シャフト２が検査対象物の挿入孔へと挿入される。
【００１６】
次に調芯機構３について図４を用いて詳細に説明する。図４は調芯機構の構造を示す概略構成図である。調芯機構３は円筒状のシリンダ２０と、シリンダ２０内で摺動可能なピストン２１と、ピストン２１両端部に設けられる２つの圧力室２２、２３とを備える。
【００１７】
シリンダ２０は両端部が封止される円筒状部材であり、側面の一部に開口部２４を有する。シリンダ２０の両端部には圧力供給路２５が接続され、圧力源から所定の圧力が供給される。
【００１８】
ピストン２１はシリンダ内径とほぼ同径の円柱状部材であり、側面のシリンダ２０の開口部２４に対応する位置に切り欠き部２６が設けられる。切り欠き部２６の大きさはシリンダ２０の開口部２４より小さく設定される。ピストン２１内部には切り欠き部２６からピストン２１両側までを軸方向に貫通するピストン流路２７（連通孔）が設けられる。
【００１９】
２つの圧力室２２、２３は、ピストン２１の一端とシリンダ２０とによって画成される第１の圧力室２２及びピストン２１の他端とシリンダ２０とによって画成される第２の圧力室２３であり、それぞれシリンダ２０の両端部の圧力供給路２５から圧力が供給される。ピストン２１は第１の圧力室２２と第２の圧力室２３との圧力差に応じて図４中左右方向に摺動する。
【００２０】
シリンダ２０の両端部の圧力供給路２５は一部で径が小さくなっている小径部分２５ａを有し、小径部分２５ａの圧力室側開口部はスプリング２８で付勢されるチェック弁２９によって閉塞される。これにより、外部の圧力供給源から第１の圧力室２２及び第２の圧力室２３へ圧力が導入されるとき、導入される圧力によってチェック弁２９がスプリング２８を収縮させるので常に圧力源の圧力に応じた所定の圧力が第１の圧力室２２及び第２の圧力室２３に導入されるとともに、第１の圧力室２２及び第２の圧力室２３から外部の圧力供給源へ圧力が漏出することを防止する。
【００２１】
ピストン流路２７は一部で径が小さくなっている小径部分２７ａを有し、小径部分２７ａの圧力室側開口部はスプリング３０（封止部材付勢手段、差圧発生手段）で付勢される封止部材３１（差圧発生手段）によって閉塞される。小径部分２７ａには小径部分２７ａよりさらに小さな径を有するピン３２、３３（差圧発生手段）が貫設され、２つのピン３２、３３が切り欠き部２６の軸方向幅の中間付近で、シャフト２の突出部５を挟むように突出部５と所定の間隔をもって対向する。また、シャフト２の突出部５とピストン２１との間には内部にピン３２、３３を貫通させるようにピン３２、３３と同心状にスプリング３４、３５（連結機構）が介装される。シャフト２の突出部５は２つのスプリング３４、３５からの付勢力が釣り合う位置で支持される。これにより、シャフト２の突出部５の移動によってピン３２、３３が移動すると、ピン３２、３３がスプリング３４、３５の付勢力に対抗して封止部材３１を押し込むことで隙間が生じ、第１の圧力室２２及び第２の圧力室２３の圧力がピストン流路２７を介して切り欠き部２６側へ漏出する。
【００２２】
調芯機構３は以上のように構成され、シャフト２がシリンダ２０の軸方向に外力を受けるとシャフト２が外力の作用方向に移動するとともに、第１の圧力室２２と第２の圧力室２３との圧力が釣り合うまでピストン２１が摺動する。ここで、突出部５が図４中Ａ方向に外力を受けた場合について説明する。
【００２３】
シャフト２が外力によってＡ方向に移動すると突出部５がピン３３をＡ方向に押し込む。ピン３３はピン３３のＡ方向端部に当接する封止部材３１を、スプリング３０の付勢力に抗してＡ方向に移動させる。封止部材３１の移動によって第２の圧力室２３の圧力がピストン流路２７を介して切り欠き部２６側へ漏出し、第２の圧力室２３の圧力は低下する。
【００２４】
第２の圧力室２３の圧力は第１の圧力室２２の圧力より低くなるので、ピストン２１がＡ方向に摺動する。これにより、第１の圧力室２２はピストン２１の摺動によって体積が増加するが、圧力源から圧力供給路２５を介して圧力が供給されるので圧力供給源から供給される圧力に保たれる。第２の圧力室２３はピストン流路２７を介して圧力が漏出しながら、圧力源から圧力供給路２５を介して圧力が供給され、かつ第２の圧力室２３の体積が減少する。
【００２５】
シャフト２への外力の作用がなくなりＡ方向への移動が止まると、シャフト２の突出部５とピン３３とが離れることで封止部材３１はスプリング３０の付勢力によってピン３３側へ押されピストン流路２７を閉塞する。これにより、第２の圧力室２３からの圧力の漏出が止まり、第１の圧力室２２と第２の圧力室２３との圧力が釣り合ってピストン２１は停止する。
【００２６】
このように、シャフト２の移動に伴ってピストン２１が移動し、シャフト２とピストン２１の移動量が同一であるので、シャフト２は移動前と同様にピストン２１及び２つのスプリング３４、３５によって支持され、シャフト２には移動前の位置に戻ろうとする力は作用しない。すなわち、シャフト２の移動によって生じたピストン２１とシャフト２との相対変位は、ピストン２１の移動によって変位前の状態に戻るのでシャフト２は移動後の状態で支持される。なお、シャフト２の突出部５がＡ方向と逆方向に外力を受ける場合も同様である。
【００２７】
本実施形態における調芯機構３を有する検査装置１は以上のように構成され、第２の台座８が図１中Ｂ方向に移動するとシャフト２が検査対象物の挿入孔に挿入される。このとき、シャフト２と挿入孔との軸心がずれているとシャフト２が挿入孔の内壁に接触し、内壁からシャフト２側へ力を受ける。これにより、シャフト２は調芯機構３によって内壁から離れる方向に移動し、シャフト２全体がずれてその向きが適宜変化することでシャフト２と挿入孔との軸心を一致させることができる。（請求項１、２、３に対応）
また、シャフト２は２つの調芯機構３によって上下方向に位置が調節されるので、シャフト２の向きに加えて高さも調節されることとなり、シャフト２と挿入孔との軸心を確実に揃えることができる。（請求項１、２、３に対応）
さらに、シャフト２とピストン２１の移動量は同一であり、シャフト２の移動後もシャフト２はピストン２１及び２つのスプリング３４、３５によって支持されるので、シャフト２と挿入孔内壁との間に余分な力が作用することを防止できる。（請求項１、２、３に対応）
さらに、２つのピンがシャフト２の突出部５と所定の間隔をもって対向し、シャフト２の突出部５の両端であってピストン２１との間には内部にピン３２、３３を貫通させるようにピン３２、３３と同心状にスプリング３４、３５が介装されるので、シャフト２の微少な振動がスプリング３４、３５によって吸収され、さらにピン３２、３３とシャフト２との間に所定の間隔があることでシャフト２の移動に対するピストン２１の動きが敏感になり過ぎることを防止して装置の操作性を向上させることができる。（請求項４に対応）
圧力供給路２５はスプリング２８で付勢されるチェック弁２９が圧力室側開口部を塞いでいるので、ピストン２１にだけ外力が作用しても第１の圧力室２２及び第２の圧力室２３から圧力が漏出することはなく、ピストン２１の移動を防止することができ、意図しないシャフト２の移動を防止できる。（請求項５に対応）
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【００２８】
例えば、本実施形態では調芯機構３を有する検査装置としてトルク測定装置の説明をしたが、トルク測定以外の方法で対象物を検査する装置に調芯機構３が設けられても同様の作用効果を得ることができる。また、検査装置に限定されることなくシャフト組み付け装置などに用いてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では調芯機構３をシリンダ２０の軸が鉛直方向となるように配置しているが、水平方向や傾斜した方向など任意の方向で使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態における調芯機構を有する検査装置を示す側面図である。
【図２】図１の検査装置を左側から見た正面図である。
【図３】図１の検査装置を上側から見た上面図である。
【図４】調芯機構の構造を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  検査装置
２  シャフト
３  調芯機構（第１の支持手段、第２の支持手段）
５  突出部（第１の支持点、第２の支持点）
２０  シリンダ
２１  ピストン
２４  開口部
２６  切り欠き部
２７  ピストン流路（連通孔）
２８  スプリング
２９  チェック弁
３０  スプリング（封止部材付勢手段）
３１  封止部材
３２  ピン
３３  ピン
３４  スプリング
３５  スプリング
【図１】
2008014897.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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