(57)【要約】【課題】固定部材の交換を容易に行うことができるようにする。【解決手段】固定部材としてのコレット６に形成され移動軸５の上方を略閉塞する蓋部６ｃと、移動軸５の上端から略上方へ延び、蓋部６ｃに形成された挿通孔６ｄを上下に亘って挿通可能となるよう形成されたロック部材８と、を備え、ロック部材８が挿通孔６ｄを挿通可能な状態から、コレット６を移動軸５廻りに所定角度だけ回動した状態におけるコレット６の上方への移動が、ロック部８ｂと蓋部６ｃとの干渉により規制されるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に対して略上下方向に移動する移動軸と、この移動軸に着脱自在に取り付けられ試験体の孔部を貫通する貫通部を有する固定部材と、を備え、
前記移動軸が下方へ移動すると、前記貫通部が拡径して前記孔部の内周面を周方向に亘って押圧し、前記試験体が前記固定部材に固定される釣合い試験機の試験体固定装置であって、
前記固定部材に形成され、前記移動軸の上方を略閉塞する蓋部と、
前記移動軸の上端から略上方へ延び、上下に亘って前記蓋部に形成された挿通孔を挿通可能に形成されたロック部材と、を備え、
前記ロック部材の上端側に、前記挿通孔を挿通可能な状態から前記固定部材を移動軸廻りに所定角度だけ回動した状態で前記固定部材が上方へ移動すると、前記蓋部と干渉して該固定部材の上方への移動を規制するロック部を形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。
【請求項２】
前記固定部材を、前記挿通孔を挿通可能な状態から移動軸廻りに予め設定された設定ロック角度だけ回動した状態で、位置決めする位置決め機構を設け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。
【請求項３】
前記移動軸は、前記固定部材を回動自在に支持するものであって、
前記位置決め機構は、
前記移動軸と前記固定部材の一方に設けられ、他方に向かって突出するとともに他方と摺動自在の突出部材と、
前記移動軸と前記固定部材の他方に設けられ、前記突出部材を受容する受容穴と、
前記突出部材を、前記移動軸と前記固定部材の他方側へ付勢する付勢手段と、
を有する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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験体を回転させ、その釣合い状態を試験する釣合い試験機における試験体固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファン、フライホイール等のような回転させて使用する部品の回転時における釣合い状態を検出する釣合い試験機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この釣合い試験機においては、中央に孔部を有する試験体の場合、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。
【０００３】
図７は、従来の釣合い試験機の試験体固定装置の正面断面図である。図７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。
【０００４】
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７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。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１４０６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記試験体固定装置では、固定部材としてのコレットを、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し、コレットの交換作業が極めて面倒であった。また、ナットの脱着作業には、スパナ等の工具を使用しなければならず、機械等によるコレット交換作業の自動化が困難であるという問題点もある。
【０００７】
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、固定部材の交換を容易に行うことのできる釣合い試験機における試験体固定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、例えば、図１から図６に示すように、
請求項１記載の発明では、
装置本体（３）に対して略上下方向に移動する移動軸（５）と、この移動軸に着脱自在に取り付けられ試験体（１０）の孔部（１０ａ）を貫通する貫通部（６ｂ）を有する固定部材（例えば、コレット６等）と、を備え、
前記移動軸が下方へ移動すると、前記貫通部が拡径して前記孔部の内周面を周方向に亘って押圧し、前記試験体が前記固定部材に固定される釣合い試験機（１）の試験体固定装置（２）であって、
前記固定部材に形成され、前記移動軸の上方を略閉塞する蓋部（６ｃ）と、
前記移動軸の上端から略上方へ延び、上下に亘って前記蓋部に形成された挿通孔（６ｄ）を挿通可能に形成されたロック部材（８）と、を備え、
前記ロック部材の上端側に、前記挿通孔を挿通可能な状態から前記固定部材を移動軸廻りに所定角度だけ回動した状態で前記固定部材が上方へ移動すると、前記蓋部と干渉して該固定部材の上方への移動を規制するロック部（８ｂ）を形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載された発明によれば、孔部を有する試験体の釣合い試験を行う際に、試験者等は、まず、試験体の孔部の径に対応した固定部材を、挿通孔にロック部材を挿通させて装置本体側に配置する。このとき、ロック部材のロック部は挿通孔を挿通可能に形成されていることから、固定部材がロック操作部と干渉することはない。
そして、試験者等は、固定部材を移動軸廻りに所定角度だけ回動させる。この状態で固定部材が上方へ移動すると、蓋部とロック部とが干渉し、固定部材の上方への移動が規制される。すなわち、固定部材が装置本体側にロックされる。
次いで、移動軸を略下方へ移動させると、移動軸にロックされた固定部材も下方へ移動し、固定部材の貫通部が拡径する。これにより、試験体の孔部の内面が貫通部によって押圧され、試験体が装置本体側に固定される。
ここで、孔部の径が異なる新たな試験体を装置本体側に固定する場合、固定部材を交換しなければならない。この場合、移動軸を略上方へ移動させて固定部材の貫通部を縮径させ、試験が終了した試験体を固定部材から取り除く。そして、固定部材を挿通孔がロック部を挿通する位置まで回動し、固定部材を装置本体側から取り外す。次いで、新たな試験体の孔部の径に対応する固定部材を、前述した手順で装置本体側に固定する。
【００１０】
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、
前記固定部材を、前記挿通孔を挿通可能な状態から移動軸廻りに予め設定された設定ロック角度（θ１）だけ回動した状態で、位置決めする位置決め機構（９）を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、試験体の固定に際し、固定部材を装置本体側に配置した後、固定部材が移動軸廻りに回動し、固定部材が設定ロック角度に到達すると、位置決め機構により固定部材が移動軸に対して位置決めされる。
【００１２】
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、
前記移動軸は、前記固定部材を回動自在に支持するものであって、
前記位置決め機構は、
前記移動軸と前記固定部材の一方に設けられ、他方に向かって突出するとともに他方と摺動自在の突出部材（例えば、プランジャ９ａ等）と、
前記移動軸と前記固定部材の他方に設けられ、前記突出部材を受容する受容穴（９ｃ）と、
前記突出部材を、前記移動軸と前記固定部材の他方側へ付勢する付勢手段（例えば、スプリング９ｂ等）と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、固定部材が移動軸廻りに回動すると、移動軸と固定部材の一方に設けられた突出部材が他方と摺動する。そして、固定部材が設定ロック角度に到達すると、突出部材が他方に形成された受容穴に嵌り込み、移動軸と固定部材とが位置決めされる。ここで、突出部材は、付勢手段により常に他方側へ付勢されていることから、確実に受容穴に嵌り込む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１から図６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はロック部材のロック部がコレットの挿通孔を挿通可能な状態を示す試験体固定装置の正面断面図、図３はロック部材のロック部がコレットの挿通孔を挿通可能な状態を示す試験体固定装置の上面図、図４はコレットがロック部材によりロックされた状態を示す試験体固定装置の側面断面図、図５はコレットがロック部材によりロックされた状態を示す試験体固定装置の上面図、図６はコレットの貫通部の正面図である。尚、説明のため、図１においては装置本体側にコレットが取り付けられていない状態を図示し、図６においてはコレットの蓋部等を省略して図示している。
【００１５】
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の内部にて略上下に延びる挿入孔３ａに挿入される移動軸５と、この移動軸５に着脱自在に取り付けられ試験体１０の孔部１０ａを挿通するコレット６とを備えている。この試験体固定装置２は、移動軸５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６が拡径し、コレット６により孔部の内周面を周方向に亘って押圧し、試験体１０がコレット６に固定されるようになっている。このコレット６は、試験体１０の孔部１０ａの径に応じて、適宜交換されるものである。
【００１６】
図２及び図４に示すように、装置本体３の外周面には下方に向かって拡径するテーパ部３ｂが形成される。このテーパ部３ｂは、コレット６の内周面をなし下方に向かって拡径するテーパ部６ａと摺接する。すなわち、コレット６が装置本体３に対して下方へ移動すると、コレット６が径方向外側へ向かって弾性変形するようになっている。
【００１７】
移動軸５は、装置本体３の挿入孔３ａ内にて略上下に移動自在となっている。この移動軸５の上端側には、略水平方向に延び略円盤状に形成された板部７が形成される。また、移動軸５の上端には、略上方へ延びるロック部材８が形成される。
【００１８】
図２及び図４に示すように、固定部材としてのコレット６は、側部が試験体１０の孔部１０ａを貫通する貫通部６ｂをなし、上部が移動軸５の上方を略閉塞する蓋部６ｃをなす。貫通部６ｂの内周面には、前述のテーパ部６ａが形成され、その外周面が試験体１０の孔部１０ａと当接するようになっている。蓋部６ｃには、移動軸５のロック部材８が挿通する挿通孔６ｄが形成される。この挿通孔６ｄは、蓋部６ｃの略中央に形成され、所定の径方向に延びる。すなわち、図３及び図５に示すように、コレット６が移動軸５廻りに回動すると、挿通孔６ｄの延在方向が変化するようになっている。
【００１９】
また、図６に示すように、貫通部６ｂには、略上下に延びるスリット６ｅ，６ｆが形成される。この複数のスリット６ｅ，６ｆにより、貫通部６ｂが拡径及び縮径方向に弾性変形し易くなっている。本実施形態においては、貫通部６ｂの上端から下方へ向かい略６０°の間隔で並ぶスリット６ｅと、これらのスリット６ｅと互いに違いに形成され貫通部６ｂの下端から上方へ向かい略６０°の間隔で並ぶスリット６ｆとが形成される。すなわち、スリット６ｅ，６ｆは計６つ形成され、互いに略３０°の間隔で並んでいる。
【００２０】
図２及び図４に示すように、板部７は、コレット６の蓋部６ｃの下面と当接する。板部７には、移動軸５の中心について対称に、２つの孔７ａが穿設される。この孔７ａの内部に、上方へ突出する突出部材としてのプランジャ９ａと、このプランジャ９ａを上方へ付勢する付勢手段としてのスプリング９ｂとが配される。
【００２１】
本実施形態においては、コレット６を、挿通孔６ｄを挿通可能な状態（図３参照）から移動軸５廻りに予め設定された設定ロック角度θ１だけ回動した状態（図５参照）で、位置決めする位置決め機構９が備えられ、プランジャ９ａ及びスプリング９ｂがこの位置決め機構９の一部をなす。本実施形態においては、この設定ロック角度θ１は略９０°である。また、位置決め機構９は、蓋部６ｃの下面に各プランジャ９ａに対応して形成され、移動軸５の板部７に配されたプランジャ９ａを受容する４つの受容孔部９ｃを有している。
【００２２】
プランジャ９ａは、上端が略半球状に形成され、蓋部６ｃの下面と摺接する。また、コレット６に向かって突出するプランジャ９ａは、移動軸５の板部７の孔７ａ内に上下方向に移動自在で、板部７の下面と摺動自在となるよう配される。すなわち、コレット６が移動軸５廻りに回動した際にプランジャ９ａは蓋部６ｃの下面と摺動し、図４及び図５に示すようにコレット６が設定ロック角度θ１となると受容穴９ｃにプランジャ９ａが嵌り、コレット６が移動軸５に対して位置決めされる。このとき、各受容穴９ｃには、各プランジャ９ａの略半球状の上端部分が当接する。尚、本実施形態においては、４つの受容穴９ｃが略９０°の間隔で並んで形成され、図２及び図３に示すように、ロック部材８を挿通孔６ｄが挿通可能な状態のときにも、コレット６が位置決めされるようになっている。
【００２３】
本実施形態においては、コレット６には、図２から図４に示すように、貫通部６ｂと蓋部６ｃを略拘束し、略１２０°の間隔で並ぶ３つのピン部材６ｇが設けられる。このピン部材６ｇは、径方向に延び、貫通部６ｂ及び蓋部６ｃにそれぞれ形成されるピン穴６ｈを挿通する。これにより、貫通部６ｂと蓋部６ｃとが軸方向及び周方向に略拘束される。
【００２４】
図２及び図４に示すように、板部７の上面には、ロック部材８が連続的に形成される。ロック部材８は、板部７の上面と連続的に上方へ延びる略円柱状の延在部８ａと、この延在部８ａの上端に形成されるロック部８ｂとを有している。ロック部８ｂは、延在部８ａより大型で、且つ、蓋部６ｃの挿通孔６ｄとほぼ同形状に形成され、挿通孔６ｄを挿通可能となっている。すなわち、図３に示すように、上面視にて挿通孔６ｄとロック部８ｂとを重ね合わせた状態で、コレット６は上下方向に移動可能となる。また、図５に示すように、コレット６を設定ロック角度θ１に回動した状態でコレット６が上方へ移動すると、ロック部８ｂと蓋部６ｃとが干渉してコレット６の上方への移動が規制される。
【００２５】
以上のように構成された試験体固定装置２を用いて、孔部１０ａを有する試験体１０を、装置本体３側に固定する作業を説明する。
【００２６】
試験者等は、まず、試験体１０の孔部１０ａの径に対応したコレット６を、挿通孔６ｄにロック部材８を挿通させて、図２及び図３に示すように装置本体３側に配置する。このとき、上面視にてロック部８ｂと挿通孔６ｄとを略重ね合わせることにより、コレット６がロック部８ｂと干渉することなく、外部から装置本体３側へ移動させ、移動軸５に支持させることができる。この状態で、コレット６は、移動軸５廻りに回動自在となっている。
【００２７】
そして、試験者等は、コレット６を移動軸５廻りに回動させる。このとき、移動軸５に設けられた各プランジャ９ａが蓋部６ｃの下面と摺動する。そして、図４及び図５に示すように、コレット６が設定ロック角度θ１に到達すると、各プランジャ９ａが蓋部６ｃに形成された受容穴９ｃに嵌り込み、移動軸５とコレット６とが位置決めされる。ここで、各プランジャ９ａは、スプリング９ｂにより常にコレット６側へ付勢されていることから、確実に受容穴９ｃに嵌り込む。この状態でコレット６が上方へ移動すると、蓋部６ｃの上面とロック部８ｂとが干渉し、コレット６の上方への移動が規制される。すなわち、コレット６が装置本体３側にロックされる。
【００２８】
尚、各プランジャ９ａの略半球状の上端部分のみが受容穴９ｃと当接していることから、各プランジャ９ａが各受容穴９ｃにそれぞれ嵌り込んだ状態からコレット６に移動軸５の周方向へ力を加えると、各受容穴９ｃから各プランジャ９ａが容易に抜脱する。
【００２９】
次いで、移動軸５を略下方へ移動させると、移動軸５にロックされたコレット６も下方へ移動し、装置本体３のテーパ部３ｂにより、コレット６のテーパ部６ａが径方向へ押圧される。すなわち、コレット６の貫通部６ｂが拡径し、試験体１０の孔部１０ａの内面が貫通部６ｂによって押圧され、試験体１０が装置本体３側に固定される。
【００３０】
ここで、孔部１０ａの径が異なる新たな試験体１０を装置本体３側に固定する場合、コレット６を交換しなければならない。この場合、移動軸５を略上方へ移動させてコレット６の貫通部６ｂを縮径させ、試験が終了した試験体１０をコレット６から取り除く。そして、図２及び図３に示すように、コレット６を挿通孔６ｄがロック部８ｂを挿通する位置まで回動する。このとき、図２及び図３に示すように、挿通孔６ｄがロック部８ｂを挿通する位置にて、受容穴９ｃにプランジャ９ａが嵌り込んで位置決めされる。この後、コレット６を装置本体３側から取り外す。次いで、新たな試験体１０の孔部１０ａの径に対応するコレット６を、前述した手順で装置本体３側に固定する。
【００３１】
このように、本実施形態の釣合い試験機１の試験体固定装置２によれば、コレット６を設定ロック角度θ１だけ回動すると装置本体３側にロックされるようにしたので、コレット６の装置本体３側への固定作業が容易であるし、コレット６の回動によりロックが解除されるので、コレット６の交換作業もまた容易である。また、従来のようにコレット６と移動軸５とを締結するボルト、ナット等が不要であり、コレット６の固定、交換作業時にボルト、ナット等の着脱作業が発生することがなく、試験者等の負担を軽減することができる。さらに、上下方向の移動と移動軸５廻りの回動により、コレット６を装置本体３側に着脱することができるので、コレット６を移動させるアクチュエータ等を設ければ、コレット６の交換等を自動的に行うことができる。
【００３２】
また、本実施形態の釣合い試験機１の試験体固定装置２によれば、コレット６が設定ロック角度θ１に到達すると、位置決め機構９によりコレット６が移動軸５に対して位置決めされるようにしたので、コレット６は常に設定ロック角度θ１の状態で移動軸５側に固定されることとなる。すなわち、コレット６及び試験体１０を、常に所期の姿勢とすることができ、釣合い試験を的確に行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態の釣合い試験機１の試験体固定装置２によれば、プランジャ９ａが受容穴９ｃに嵌り込むことにより、移動軸５とコレット６とが位置決めされるようにしたので、簡単な構成で位置決めすることができ、実用に際して極めて有利である。ここで、本実施形態においては、移動軸５が上下に移動するものであるから、上下に移動するプランジャ９ａを用いて位置決めを行った後、移動軸５及びコレット６が下方向へ移動したとしても、プランジャ９ａには上下方向に力が加わるので、プランジャ９ａと受容穴９ｃが前後、左右方向にずれたりすることはない。
【００３４】
尚、前記実施形態においては、挿通孔６ｃ及びロック部８ｂが上面視にてほぼ同型状のものを示したが、コレット６が回動した際にコレット６の上方への移動が規制されるものであれば、挿通孔６ｃ及びロック部８ｂの形状は任意である。
【００３５】
また、前記実施形態においては、位置決め機構９を、プランジャ９ａ、スプリング９ｂ及び受容穴９ｃにより構成したものを示したが、例えば板部７と蓋部６ｃとに磁石を埋め込み、互いの磁石の磁力を利用して位置決めをする構成であってもよい。さらには、移動軸５またはコレット６の一方に形成された爪と、他方に配されこの爪と係合する係合部とから構成したものであってもよい。
【００３６】
また、前記実施形態においては、２つの位置決め機構９を設けたものを示したが、位置決め機構９が少なくとも１つ備えられていれば、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
また、前記実施形態においては、プランジャ９ａ及びスプリング９ｂを移動軸５側に配し、受容穴９ｃをコレット６側に配したものを示したが、受容穴を移動軸側に配し、プランジャ及びスプリングをコレット側に配したものであってもよい。すなわち、移動軸５側とコレット６側との一方に突出部材及び付勢手段を設け、他方に突出部材を受容する受容穴を形成したものであればよい。
【００３８】
また、前記実施形態においては、計６つのスリット６ｅ，６ｆを略６０°の間隔で並べて形成したものを示したが、スリットの数、間隔は任意であることは勿論であるし、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。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、固定部材を所定角度だけ回動すると固定部材が装置本体側にロックされるようにしたので、固定部材の装置本体側への固定作業が容易であるし、固定部材の回動によりロックが解除されるので、固定部材の交換作業もまた容易である。また、従来のように固定部材と移動軸とを締結するボルト、ナット等が不要であり、固定部材の固定、交換作業時にボルト、ナット等の着脱作業が発生することがなく、試験者等の負担を軽減することができる。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、固定部材が設定ロック角度に到達すると、位置決め機構により固定部材が移動軸に対して位置決めされるようにしたので、固定部材は常に設定ロック角度の状態で移動軸側に固定されることとなる。すなわち、固定部材及び試験体を、常に所期の姿勢とすることができ、釣合い試験を的確に行うことができる。
【００４１】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、突出部材が受容穴に嵌り込むことにより、移動軸と固定部材とが位置決めされるようにしたので、簡単な構成で位置決めすることができ、実用に際して極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、釣合い試験機の外観斜視図である。
【図２】ロック部材のロック部がコレットの挿通孔を挿通可能な状態を示す試験体固定装置の正面断面図である。
【図３】ロック部材のロック部がコレットの挿通孔を挿通可能な状態を示す試験体固定装置の上面図である。
【図４】コレットがロック部材によりロックされた状態を示す試験体固定装置の側面断面図である。
【図５】コレットがロック部材によりロックされた状態を示す試験体固定装置の上面図である。
【図６】コレットの貫通部の正面図である。
【図７】従来の試験体固定装置の正面断面図である。
【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
５          移動軸
６          コレット
６ｂ        貫通部
６ｃ        蓋部
６ｄ        挿通孔
８          ロック部材
８ｂ        ロック部
９          位置決め機構
９ａ        プランジャ
９ｂ        スプリング
９ｃ        受容穴
１０        試験体
１０ａ      孔部
θ１        設定ロック角度
【図１】
2004184214.tif 000003
【図２】
2004184214.tif 000004
【図３】
2004184214.tif 000005
【図４】
2004184214.tif 000006
【図５】
2004184214.tif 000007
【図６】
2004184214.tif 000008
【図７】
2004184214.tif 000009