(57)【要約】【課題】回転部材を加圧する加圧装置において、ガイドピンを用いずにワーク両側の部材の偏芯を抑制する。【解決手段】加圧機構２は、回転部材を加圧するための装置であって、ベアリングハウスベース７と、ベアリングハウジング８と、加圧エンドアッパ１０と、スラストベアリング９とを備えている。ベアリングハウジング８は、ベアリングハウスベース７との間に空間を確保するようにベアリングハウスベース７の加圧方向側に固定され、ベアリングハウスベース７側に向かって径が大きくなるテーパー孔８ｃが形成されている。加圧エンドアッパ１０は、空間内に加圧方向に移動可能に配置され、テーパー孔８ｃに相補的なテーパー部１０ａと、テーパー孔８ｃから軸方向外側に突出し回転部材に当接するための当接部１０ｂとを有する。スラストベアリング９は、ベアリングハウスベース７と加圧エンドアッパ１０との加圧方向間に所定の隙間を空けて配置されており、加圧エンドアッパ１０が最もベアリングハウスベース７側に移動した状態で加圧エンドアッパ１０がベアリングハウスベース７に対して半径方向に移動するのを許容する。【選択図】　　図２
2004108869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材を軸方向に加圧するための装置であって、
ベース部材と、
前記ベース部材との間に空間を確保するように前記ベース部材の軸方向加圧側に固定され、前記ベース部材側に向かって径が大きくなるテーパー孔が形成されたハウジング部材と、
前記空間内に軸方向に移動可能に配置され、前記テーパー孔に相補的なテーパー面と、前記テーパー孔から軸方向外側に突出し前記回転部材に当接するための当接部とを有する加圧部材と、
前記ベース部材と前記加圧部材との軸方向間に所定の隙間を空けて配置され、前記加圧部材が最も前記ベース部材側に移動した状態で前記加圧部材が前記ベース部材に対して半径方向に移動するのを許容するスラストベアリングと、
を備えた加圧装置。
【請求項２】
前記スラストベアリングは、前記加圧部材に固定されたレースと、前記レースに保持され前記ベース部材に当接可能な転動体とを有している、請求項１に記載の加圧装置。
【請求項３】
ワークを２つの部材間に挟持するための装置であって、
請求項１又は２に記載の前記加圧装置と、
ワークが載置される第１部材と、
前記回転部材であり、前記加圧装置の前記加圧部材に押されて、前記ワークを第１部材との間で挟み付ける第２部材と、
を備えたワーク挟持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材を加圧するための加圧装置に関する。本発明は、さらに、加圧装置を備えたワーク挟持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばフリクションワッシャのようなワークの摩擦係数を測定するために、摩擦係数測定装置が用いられている。この装置は、ワークが載置される下ジグと、下ジグの上方に配置された回転可能な加圧プレートと、加圧プレートの中心上部に配置された被加圧部と、被加圧部の上方に配置された加圧部と、加圧部のさらに上方に配置されたロードセルとを有している。被加圧部は、加圧プレートに装着された第１部材と、第１部材に装着されたスラストベアリングと、スラストベアリングに固定され上側に開いたテーパー面を有する第２部材とを有している。加圧部は下側に延びる突出部を有しており、突出部は第２部材のテーパー面に相補的に当接可能なテーパー面を有している。さらに、この装置は加圧プレートに係合するシャフトを備え、シャフトには歪みゲージが貼られることでトルク測定装置が構成されている。
【０００３】
この装置では、ロードセルが下降して加圧部を押すと、加圧部は被加圧部及び加圧プレートを介してワークを下ジグに押し付ける。この結果、ワークは下ジグと加圧プレートとの間に挟み付けられた状態になる。この状態でシャフトが回転すると加圧プレートに対してワークからトルク（摩擦抵抗）が作用し、シャフトが歪む。このとき、ロードセルから得られる押圧荷重と、トルク測定装置から得られるトルクとから、ワークの摩擦係数が算出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のワークの摩擦係数測定装置では、下ジグ及び第２部材と加圧部との芯出しの精度を高めるため、ガイドピンを設けている。これは、上下の部材の芯出し精度が低いと、加圧ポイントと回転中心とがずれて偏芯荷重が発生し、トルクの測定精度が低下するからである。
【０００５】
しかし、上記構造では、偏芯を防止するためにガイドピンを採用しているため、部品点数が多くなるばかりでなく、そのためにスペースの増大や他の部材の構造が複雑になるという問題もある。
本発明の課題は、回転部材を加圧する加圧装置において、ガイドピンを用いずに部材間の偏芯を抑制することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の加圧装置は、回転部材を加圧するための装置であって、ベース部材と、ハウジング部材と、加圧部材と、スラストベアリングとを備えている。ハウジング部材は、ベース部材との間に空間を確保するようにベース部材の軸方向加圧側に固定され、ベース部材側に向かって径が大きくなるテーパー孔が形成されている。加圧部材は、空間内に軸方向に移動可能に配置され、テーパー孔に相補的なテーパー面と、テーパー孔から軸方向外側に突出し回転部材に当接するための当接部とを有する。スラストベアリングは、ベース部材と加圧部材との軸方向間に所定の隙間を空けて配置されており、加圧部材が最もベース部材側に移動した状態で加圧部材がベース部材に対して半径方向に移動するのを許容する。
【０００７】
この加圧装置では、加圧部材は、テーパー面がテーパー孔に当接することで、ハウジング部材に対してセンタリングされている。ベース部材が軸方向加圧側に移動すると、やがて加圧部材の当接部が回転部材に当接する。さらにベース部材が移動を続けると、加圧部材は回転部材に押されてハウジング部材から離れてベース部材側に移動する。すなわち、テーパー面とテーパー孔との間に隙間が確保され、スラストベアリングがベース部材と加圧部材との間で挟まれた状態になる。この状態で加圧が行われているが、テーパー面とテーパー孔の隙間は円周方向にわたって均等であり、さらに加圧部材はスラストベアリングによってベース部材に対して半径方向に移動可能となっている。以上の結果、加圧装置と回転部材との間に偏芯があったとしても、加圧部材とベース部材及びハウジング部材との間で偏芯が吸収され、偏芯荷重が発生しにくい。
【０００８】
請求項２に記載の加圧装置では、請求項１において、スラストベアリングは、加圧部材に固定されたレースと、レースに保持されベース部材に当接可能な転動体とを有している。
この加圧装置では、加圧部材は回転部材に押されてハウジング部材から離れてベース部材側に移動すると、テーパー面とテーパー孔との間に隙間が確保され、さらにスラストベアリングの転動体がベース部材に当接する。この状態で、加圧部材はスラストベアリングによってベース部材に対して半径方向に移動可能となっている。
【０００９】
請求項３に記載のワーク挟持装置は、ワークを２つの部材間に挟持するための装置であって、請求項１又は２に記載の加圧装置と、ワークが載置される第１部材と、回転部材であり加圧装置に押されてワークを第１部材との間で挟み付ける第２部材とを備えている。
このワーク挟持装置では、加圧装置が第２部材を押すと、ワークは第１部材と第２部材との間で挟み付けられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（１）構造
図１に本発明の一実施形態としての摩擦係数測定装置１の縦断面概略図を示す。摩擦係数測定装置１は、円板状のワークＷの摩擦係数を測定するための装置である。なお、図１に示すＯ−Ｏ線が摩擦係数測定装置１の回転軸であり、以下図１の上下方向を軸方向という。
【００１１】
摩擦係数測定装置１は、荷重検出手段としてのロードセル３を備えている。ロードセル３はアダプタ４を介してロードセル昇降台５に装着されている。ロードセル昇降台５は、回り止めピン６によって図示しない枠体に対して軸方向に移動可能に支持されている。さらに、ロードセル昇降台５は、図示しない駆動機構によって軸方向に昇降されるようになっている。
【００１２】
加圧機構２はロードセル３の軸方向下側に配置されている。加圧機構２は、軸方向下部の装置を加圧するための機構であり、図２に示すように、ベアリングハウスベース７と、ベアリングハウジング８と、スラストベアリング９と、加圧エンドアッパ１０とから構成されている。
ベアリングハウスベース７は、ロードセル３に近接して配置された円板状の部材であり、ロードセル３との間にわずかな軸方向隙間Ｓ１を確保している。ベアリングハウスベース７は、回り止めピン１７によってロードセル３に対して回り止めされている。
【００１３】
ベアリングハウジング８は、ベアリングハウスベース７の下面に固定されており、外周の筒状部８ａと、その下側端に設けられた円板状部８ｂとを有している。円板状部８ｂとベアリングハウスベース７との軸方向間には所定の空間が確保されている。さらに、円板状部８ｂには、中心にテーパー孔８ｃが形成されている。このテーパー孔８ｃは、円板状部８ｂを軸方向に貫通しており、軸方向下側から上側に向かって（ベアリングハウスベース７に向かって）径が大きくなるように形成されている。
【００１４】
加圧エンドアッパ１０は、ベアリングハウスベース７とベアリングハウジング８との間の空間に配置されている。加圧エンドアッパ１０は、前述のテーパー孔８ｃに相補的に当接するテーパー部（面）１０ａを有している。図において、テーパー部１０ａはテーパー孔８ｃに当接しており、加圧エンドアッパ１０はベアリングハウジング８に対してセンタリングされている。さらに、加圧エンドアッパ１０は、テーパー部１０ａから軸方向下側に延びる当接部１０ｂを有している。当接部１０ｂは、テーパー孔８ｃからさらに軸方向下側に延び、つまり円板状部８ｂの下端面から軸方向下側に延びている。加圧エンドアッパ１０の上端面とベアリングハウスベース７の下端面との間には所定の軸方向隙間が確保されている。
【００１５】
スラストベアリング９は、加圧エンドアッパ１０の上部に固定されている。スラストベアリング９は、加圧エンドアッパ１０の上部に固定された下側レース９ａと、下側レース９ａに保持された複数の転動体９ｂとから構成されている。転動体９ｂは、球形であり、その上に上側レースは設けられていない。つまり、転動体９ｂはベアリングハウスベース７の下端面に直接対向している。なお、転動体９ｂとベアリングハウスベース７の下端面との間には軸方向隙間Ｓ２が確保されており、この軸方向隙間Ｓ２は加圧エンドアッパ１０とベアリングハウスベース７の下端面との間の隙間より大きい。この結果、加圧エンドアッパ１０は、図２の状態から、軸方向上側に軸方向隙間Ｓ２だけ移動することができる。
【００１６】
下側ジグ１１は、枠体に支持された円板状の部材であり、その上端面にはワークＷが載置可能である。
押さえジグ１２は、下側ジグ１１の軸方向上側に配置された円板状の部材である。押さえジグ１２は下側ジグ１１とほぼ同様の形状を有している。
加圧プレート１３は、押さえジグ１２の上部に固定され、加圧機構２の下側に近接して配置された円板状の部材である。加圧プレート１３は、押さえジグ１２に比べて、外径が小さく、軸方向厚みが大きい。加圧プレート１３には、軸方向に貫通する長孔１８が中心に形成されている。長孔１８は、中心の円形部１８ａと、そこから半径方向反対側に延びる一対のスロット部１８ｂと有している。スロット部１８ｂの幅は円形部１８ａの外径より小さい。
【００１７】
加圧エンドロア１４は、加圧プレート１３の中心上面に装着された円板状の部材である。加圧エンドロア１４は、円板状の本体部１４ａと、その下部に設けられた小径の突起１４ｂとから構成されている。本体部１４ａと加圧プレート１３の加圧エンドアッパ１０との間には軸方向隙間Ｓ３が形成されている。突起１４ｂは長孔１８の円形部１８ａに填め込まれ、本体部１４ａは加圧プレート１３の上端面（円形部１８ａの周囲）に着座している。
【００１８】
シャフト１５は、下側ジグ１１のさらに下側から上側に延びる棒状の部材であり、下側ジグ１１の中心孔及び押さえジグ１２の中心孔内を延び、先端が加圧プレート１３の長孔１８の円形部１８ａに係合している。シャフト１５先端には半径方向に延びるピン１６が装着されている。ピン１６は加圧プレート１３の長孔１８のスロット部１８ｂに係合しており、そのため加圧プレート１３はシャフト１５に対して軸方向移動は可能であるが回転不能になっている。この結果、押さえジグ１２及び加圧プレート１３は下側ジグ１１に対して回転も軸方向移動も可能になっている。
【００１９】
シャフト１５には、図示しないゲージが貼られている。このゲージによってシャフト１５の歪みを測定することで、シャフト１５に作用するトルクを測定することができる。
（２）動作
図１及び図２の状態から、ロードセル３が駆動機構によって駆動され下降を開始する。ロードセル３が加圧機構２のベアリングハウスベース７に当接すると、次に加圧機構２全体が下方に移動していく。
【００２０】
図３に示すように加圧機構２の加圧エンドアッパ１０の当接部１０ｂが加圧エンドロア１４に当接すると、次に加圧エンドアッパ１０が加圧エンドロア１４に当接して移動を停止された状態になっており、ベアリングハウスベース７とベアリングハウジング８がさらに軸方向下側に移動していく。この結果、図４に示すように、テーパー孔８ｃが加圧エンドアッパ１０のテーパー部１０ａから軸方向下側に離れ、さらにベアリングハウスベース７の下端面がスラストベアリング９の転動体９ｂに当接する。この状態でベアリングハウスベース７からの荷重は、スラストベアリング９及び加圧エンドアッパ１０を介して加圧エンドロア１４に伝達される。
【００２１】
この結果、押さえジグ１２はワークＷを下側ジグ１１に押し付け、ワークＷは押さえジグ１２と下側ジグ１１との間で挟持される。
この状態でシャフト１５に回転力が加わり、シャフト１５は、押さえジグ１２及び加圧プレート１３を介して、ワークＷから摩擦抵抗を受ける。
ロードセル３によって押圧荷重が得られ、シャフト１５に貼られた歪みゲージからトルクが得られ、両者からワークＷの摩擦係数が算出される。
【００２２】
（３）作用効果
加圧機構２においては、加圧動作中には、図４に示すように、スラストベアリング９の転動体９ｂはベアリングハウスベース７の下端面に当接し、さらに加圧エンドアッパ１０のテーパー部１０ａはテーパー孔８ｃから軸方向に離れることで半径方向にも隙間を確保している。このため、加圧動作初期段階で、加圧エンドアッパ１０は、スラストベアリング９を介して、ベアリングハウスベース７及びベアリングハウジング８に対して所定範囲内ではあるが半径方向に移動可能である。したがって、上側の部材（加圧機構２やロードセル３）が下側の部材（シャフト１５や加圧プレート１３）に対して偏芯していた場合でも、加圧エンドアッパ１０は下側の部材の回転中心に合うように半径方向に移動する。つまり、偏芯（加圧ポイントと回転中心とのずれ）は、加圧エンドアッパ１０とベアリングハウスベース７及びベアリングハウジング８との間で吸収される。この結果、偏芯荷重が発生しにくくなり、トルクの測定が正確になる。
【００２３】
以上に述べたように、加圧機構２は、回転する部材を加圧する装置であり、その中に偏芯を吸収するための偏芯イコライザーが組み込まれていることになる。特に、加圧エンドアッパ１０のテーパー部１０ａとテーパー孔８ｃとの隙間は円周方向にわたって均等であるため、加圧エンドアッパ１０は半径方向いずれにも同じ距離だけ移動することができる。
【００２４】
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。例えば、本発明に係る加圧装置は、摩擦係数測定装置以外の他の機構にも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る加圧装置では、ベース部材が軸方向加圧側に移動すると、やがて加圧部材の当接部が回転部材に当接する。さらにベース部材が移動を続けると、加圧部材は回転部材に押されてハウジング部材から離れてベース部材側に移動する。すなわち、テーパー面とテーパー孔との間に隙間が確保され、スラストベアリングがベース部材と加圧部材との間で挟まれた状態になる。この状態で加圧が行われているが、テーパー面とテーパー孔の隙間は円周方向にわたって均等であり、さらに加圧部材はスラストベアリングによってベース部材に対して半径方向に移動可能となっている。以上の結果、加圧装置と回転部材との間に偏芯があったとしても、加圧部材とベース部材及びハウジング部材との間で偏芯は吸収され、偏芯荷重が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての加圧機構が採用された摩擦係数測定装置の縦断面概略図。
【図２】図１の部分拡大図であり、加圧機構の加圧動作を説明するための図。
【図３】加圧機構の加圧動作を説明するための図。
【図４】加圧機構の加圧動作を説明するための図。
【符号の説明】
２　　加圧機構（加圧装置）
７　　ベアリングハウスベース（ベース部材）
８　　ベアリングハウジング（ハウジング部材）
９　　スラストベアリング
１０　　加圧エンドアッパ（加圧部材）
【図１】
2004108869.tif 000003
【図２】
2004108869.tif 000004
【図３】
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【図４】
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