(57)【要約】【課題】円筒状物体の側面に、円状の断面の径方向と平行に容易に部品を取付ける。【解決手段】治具固定部２０は、基準軸Ｚを有する治具本体１０に装着され、上記基準軸Ｚに直交する方向に設けられた治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部２２ａ‐２２ｄを円筒状物体２の側面に押し当てることにより、上記基準軸を上記円筒状物体２の中心軸に固定可能な固定機構を備える。部品取付け方向決定部３０は、上記治具本体１０に装着され、上記円筒状物体２よりも外側に位置する各々の先端部と上記治具本体との距離を上記基準軸に直交する直線上で伸縮可能な第１の伸縮機構を備える。各々の部品取付け補助部４０は、上記第１の伸縮機構の各々の先端部に設けられ、上記各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において上記第１の伸縮機構の伸縮方向と平行に各部品３ａ‐３ｄを保持することで部品の取付けを補助する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状物体への部品の取付けを補助するための部品取付け補助用治具であって、
基準軸を有する治具本体と、
前記治具本体に装着され、前記基準軸に直交する方向に設けられた棒状部材に沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部を前記円筒状物体の側面に押当てることにより、前記基準軸を前記円筒状物体の中心軸に固定可能な固定機構と、
前記治具本体に装着され、前記円筒状物体よりも外側に位置する各々の先端部と前記治具本体との距離を前記基準軸に直交する直線上で伸縮可能な第１の伸縮機構と、
前記第１の伸縮機構の各々の先端部に設けられ、前記各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において前記第１の伸縮機構の伸縮方向と平行に前記部品を保持することで部品の取付けを補助する各々の部品取付け補助部と、
を備えることを特徴とする部品取付け補助用治具。
【請求項２】
前記治具本体は、前記基準軸を回転軸として、回転可能な回転機構を更に備え、前記回転機構を介して前記第１の伸縮機構に装着されることを特徴とする請求項１記載の部品取付け補助用治具。
【請求項３】
前記各々の部品取付け補助部は、前記各々の先端部から前記部品までの距離を、前記基準軸に平行な方向に伸縮可能な第２の伸縮機構を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の部品取付け補助用治具。
【請求項４】
前記各々の部品取付け補助部は、前記各々の先端部から前記部品までの距離を、前記基準軸に垂直な面内において前記第１の伸縮機構の伸縮方向に垂直な方向に伸縮可能な第３の伸縮機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の部品取付け補助用治具。
【請求項５】
前記円筒状物体の側面に押し当てることは、前記円筒状物体の内側面を突っ張ることであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の部品取付け補助用治具。
【請求項６】
前記円筒状物体の側面に押し当てることは、前記円筒状物体の外側面を挟み込むことであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の部品取付け補助用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、円筒状物体への部品取付け補助用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空の物体の曲面上に、部品を取付けるための種々の手法が提案されている。例えば、半球形状の物体の曲面上に、部品を取付けるための位置を決める位置決め手法が提案されている。また、円状の断面形状を有する曲面上に、径方向に対して垂直に部品を取付ける場合、部品を比較的容易に取付けることが出来ることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の手法は、円状の断面形状を有する曲面上に、径方向に対して垂直に部品を取付ける場合では特に問題ない。例えば、従来の手法は、円筒状物体の側面上に、円状の断面の径方向に対して垂直に部品を取付ける場合では、特に問題ない。
【０００５】
しかしながら、本発明者の検討によれば、従来の手法は、円筒状物体の側面上に、径方向に対して平行に部品を取付ける場合には、部品の正確な取付け位置や角度を確認することが困難である。また、円筒状物体の径が大きい場合、円筒状物体の径の中心に位置する中心軸を求めることが困難である。したがって、径方向に対して部品を平行に取付ける場合、取付け作業者は、所定の径方向を決定することが困難であり、部品の取付け作業に熟練を要する。
【０００６】
すなわち、従来の手法は、円筒状物体の側面に、円筒状物体の円状の断面の径方向と平行に容易に部品を取付けることが困難である。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、円筒状物体の側面に、円状の断面の径方向と平行に容易に部品を取付け可能な部品取付け補助用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の部品取付け補助用治具は、基準軸を有する治具本体と、治具固定部と、部品取付け方向決定部と、部品取付け補助部とを備えている。
【０００９】
上記治具固定部は、上記治具本体に装着され、上記基準軸に直交する方向に設けられた腕部に沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部を上記円筒状物体の側面に押当てることにより、上記基準軸を上記円筒状物体の中心軸に固定可能な固定機構を備える。
【００１０】
上記部品取付け方向決定部は、上記治具本体に装着され、上記円筒状物体よりも外側に位置する各々の先端部と上記治具本体との距離を上記基準軸に直交する直線上で伸縮可能な第１の伸縮機構を備える。
【００１１】
上記各々の部品取付け補助部は、上記第１の伸縮機構の各々の先端部に設けられ、上記各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において上記第１の伸縮機構の伸縮方向と平行に部品を保持することで部品の取付けを補助する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、円筒状物体の側面に、円筒状物体の円状の断面の径方向と平行に容易に部品を取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る部品取付け補助用治具の構成を示す上面図である。
【図２】同実施形態における部品取付け補助用治具の構成を示す正面図である。
【図３】同実施形態における部品取付け補助用治具の構成を示す側面図である。
【図４】同実施形態における固定機構の一例を説明するための断面図である。
【図５】同実施形態における固定機構の動作例を説明するための上面図である。
【図６】同実施形態における第１の伸縮機構の動作例を説明するための正面図である。
【図７】同実施形態における回転機構の動作例を説明するための上面図である。
【図８】同実施形態における第２の伸縮機構の動作例を説明するための正面図である。
【図９】同実施形態における第３の伸縮機構の動作例を説明するための上面図である。
【図１０】同実施形態における第３の伸縮機構の一例を説明するための断面図である。
【図１１】同実施形態における動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】同実施形態の変形例に係る部品取付け補助用治具の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（一実施形態）
図１は、一実施形態に係る部品取付け補助用治具の構成を示す上面図であり、図２，３は、図１をそれぞれ方向Ａ，Ｂから見た場合の正面図及び側面図である。この部品取付け補助用治具は、円筒状物体の側面上へ、円筒断面の任意の直径方向に対して平行に部品を取付けることを補助する治具である。図１乃至図３に示すように、部品取付け補助用治具１は、円筒状物体２への部品３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの取付けを補助する。
【００１６】
円筒状物体２は、水平面に対して垂直に設置され、上端面が水平面に平行な円状の断面であるような中空の物体であり、例えば熱交換器である。円筒状物体２の円状の断面の径の長さ及び側面の厚さは、任意の値が設定可能である。一方、円筒状物体２の高さは、円状の断面の径の長さに対して浅い構造であるか、又は中空部分における深さ方向の空間は、上端面付近を除いて利用できない構造を想定する。なお、円筒状物体２は、上述のような用途および大きさに限らず、種々の用途及び大きさの円筒状物体が適用可能である。
【００１７】
各部品３ａ‐３ｄは、円筒状物体２の側面上に、円状の断面における径方向に対して平行に取付けられる。各部品３ａ‐３ｄは、例えば、円筒状物体２を持上げる際に荷重を分担する取手である。各部品３ａ‐３ｄは、持上げの際に円筒状物体２の荷重が均等に分担されるように取付けられる。具体的には、部品３ａ，３ｂは、予め定められた方向（以下、「目標取付け方向」という。）の直径に関して互いに対称な位置に、目標取付け方向に対して平行にそれぞれ取付けられる。図１に示す例では、目標取付け方向は、方向Ｂである。部品３ｃは、円状の断面の中心を通り、かつ目標取付け方向Ｂに直交する方向の直径に関して部品３ａと対称な位置に、目標取付け方向Ｂに対して平行に取付けられる。また、部品３ｄは、円状の断面の中心を通り、かつ目標取付け方向Ｂに直交する方向の直径に関して部品３ｂと対称な位置に、目標取付け方向Ｂに対して平行に取付けられる。なお、各部品３ａ‐３ｄは取手に限らず、ノズル等の種々の部品が適用可能であり、取付け個数は、４個に限らず、２個以上の任意の偶数の個数において、上述の取付け方が適用可能である。
【００１８】
部品取付け補助用治具１は、治具本体１０、治具固定部２０、部品取付け方向決定部３０、及び部品取付け補助部４０ａ，４０ｂを備えている。なお、以下の説明において、治具固定部２０、部品取付け方向決定部３０、及び各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、それぞれ第１の部材、第２の部材、及び第３の部材と読み替えてもよい。
【００１９】
治具本体１０は、図２に示すように基準軸Ｚが定義され、当該基準軸Ｚに垂直な平面内に治具固定部２０及び部品取付け方向決定部３０が装着される。治具本体１０の基準軸Ｚは、治具固定部２０及び部品取付け方向決定部３０を水平面に平行にした場合、水平面に対して垂直になる。また、動作時の姿勢を安定させる観点から、治具本体１０の基準軸Ｚ上又はその近傍には、部品取付け補助用治具１の重心が存在することが望ましい。
【００２０】
治具固定部２０は、固定機構を駆動させることにより、治具本体１０の基準軸Ｚを円筒状物体２の中心軸に一致させた状態で治具本体１０を円筒状物体２に対して固定する機能を備えている。本実施形態に係る治具固定部２０を、図１のＰ‐Ｐ’線矢視断面図である図４を用いて説明する。図１及び図４に示すように、治具固定部２０は、治具固定用フレーム２１、押当て部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、治具固定用腕部２３ａ，２３ｂ、ナットブロック２４ａ，２４ｂ、軸受２５ａ，２５ｂ、及びハンドル２６を備えている。
【００２１】
治具固定用フレーム２１は、治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを覆う略コの字の断面形状を有する部材であり、治具固定用腕部２３ａ，２３ｂ及びナットブロック２４ａ，２４ｂを内蔵する。なお、治具固定用フレーム２１は、治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを覆う略角筒形状の部材でもよく、略角筒形状の下部に長手方向に沿ってスリットを有していてもよい。治具固定用フレーム２１は、中心付近において治具本体１０にはめ込まれ、治具本体１０に対して固定される。また、治具固定用フレーム２１は、その両端において軸受２５ａ，２５ｂが設置され、当該各軸受２５ａ，２５ｂを介して治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを支持する。また、治具固定用フレーム２１は、部品取付け補助用治具１を円筒状物体２の上端面に乗せる際、円筒状物体２との接面において部品取付け補助用治具１の荷重を支える。
【００２２】
各押当て部２２ａ‐２２ｄは、円柱状の部材であり、各々の円状の断面が基準軸Ｚに垂直な方向に、各々の円柱軸方向に回転可能にナットブロック２４ａ，２４ｂの下部に装着される。各押当て部２２ａ‐２２ｄは、同一の形状であり、押当て部２２ａ及び押当て部２２ｂと、押当て部２２ｃ及び押当て部２２ｄとは、それぞれ治具固定用フレーム２１に対して対称な位置に配置される。各押当て部２２ａ‐２２ｄは、固定機構を駆動させることで円筒状物体２に同時に押し当てられる。
【００２３】
各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂは、治具本体１０の基準軸Ｚに垂直な面内において一本の棒状部材として結合される。各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂは、互いに逆向きのネジ溝を有し、基準軸Ｚに対して対称な位置にそれぞれナットブロック２４ａ，２４ｂが装着される。各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂは、軸受２５ａ，２５ｂを介して治具固定用フレーム２１に対して同一方向に回転可能に固定される。
【００２４】
各ナットブロック２４ａ，２４ｂは、基準軸Ｚに対して対称な位置において各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに装着され、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂの回転によって基準軸Ｚからの距離を変化させる。各ナットブロック２４ａ，２４ｂの距離変化量及び方向は、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂが互いに逆向きのネジ溝を有しているため、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂの回転によって互いに反対の方向に、等距離だけ変化する。なお、各ナットブロック２４ａ，２４ｂは、治具固定用フレーム２１下部に回り止めプレートを備えることで、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂと一体で回転することが防止されている。各ナットブロック２４ａ，２４ｂは、下部に各押当て部２２ａ‐２２ｄが装着され、各押当て部２２ａ‐２２ｄから基準軸Ｚまでの距離を等距離に保ちつつ、当該距離を基準軸Ｚに垂直な面内で変化させる。
【００２５】
各軸受２５ａ，２５ｂは、治具固定用フレーム２１に対して固定され、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを回転可能に支持する。ハンドル２６は、治具固定用腕部２３ｂの一端に装着され、手動で各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを回転させる際の回転力を各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに伝達する。なお、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂは、ハンドル２６によらず、図示しないギアをモータ等によって回転させてもよい。
【００２６】
固定機構は、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂを回転させて治具本体１０の基準軸Ｚに対して対称に基準軸Ｚから各押当て部２２ａ‐２２ｄまでの距離を伸長させ、各押当て部２２ａ‐２２ｄの各々を同時に円筒状物体２の側面に押し当てる。固定機構は、各押当て部２２ａ‐２２ｄが全て円筒状物体２の側面に押し当てられると、各治具固定用腕部２３ａ，２３ｂの回転を停止させ、治具本体１０を円筒状物体２に対して固定する。すなわち、固定機構は、基準軸Ｚに直交する方向に設けられた治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部２２ａ‐２２ｄを円筒状物体２の側面に押し当てることにより、基準軸Ｚを円筒状物体２の中心軸に固定する。
【００２７】
また、固定機構は、各押当て部２２ａ‐２２ｄの各々を同時に円筒状物体２の内側面に突っ張ることで、治具本体１０を円筒状物体２に対して固定する。図５に示すように、治具固定部２０が円筒状物体２の円状の断面における直径に一致しない位置に設置された場合、押当て部２２ｂ，２２ｄは、同時に円筒状物体２の側面上に押し当てられる。一方、押当て部２２ａ，２２ｃは、押当て部２２ｂ，２２ｄと同時に円筒状物体２の側面上に押し当てられない。この場合、治具固定部２０は、押当て部２２ｂ，２２ｄのみにおいて円筒状物体２からの反力を受ける。治具固定部２０は、押当て部２２ｂ，２２ｄを基準軸Ｚに垂直な面内で回転させて当該反力の摩擦力成分の影響を緩和しつつ全体として円状の断面の直径方向に移動しながら、更に基準軸Ｚから各押当て部２２ａ‐２２ｄまでの距離を伸長させる。
【００２８】
治具固定部２０が円筒状物体２の円状の断面における直径に一致すると、各押当て部２２ａ‐２２ｄは、同時に円筒状物体２の側面上に押し当てられる。この場合、治具固定部２０は、各押当て部２２ａ‐２２ｄにおける円筒状物体２からの反力が釣合い、停止する。このように、治具固定部２０は、円筒状物体２の円状の断面における直径に一致した位置まで自動的に移動する。結果として、治具本体１０の基準軸Ｚは、円状の断面の中心に固定される。したがって、治具本体１０の基準軸Ｚは、固定機構を駆動することで、自動的に円筒状物体２の中心軸に固定される。
【００２９】
部品取付け方向決定部３０は、部品取付け方向決定用フレーム３１を介して治具固定部２０と異なる位置で治具本体１０に固定される。部品取付け方向決定部３０は、円筒状物体２よりも外側に位置する各々の先端部において各部品３ａ‐３ｄを保持する各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂが装着される。部品取付け方向決定部３０は、治具固定部２０に対して任意の角度で治具本体１０に装着可能である。
【００３０】
部品取付け方向決定部３０は、治具本体１０と各々の先端部との距離を、治具本体１０の基準軸Ｚに直交する直線上の方向で伸縮可能な伸縮機構（以下、「第１の伸縮機構」（図示せず）という。）を備える。第１の伸縮機構は、図６に示すように、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂを、治具本体１０から円筒状物体２の外側の範囲で移動可能である。以下の説明では、第１の伸縮機構の伸縮方向を「第１の方向」という。図６に示す例では、第１の方向は、方向Ｌである。すなわち、部品取付け方向決定部３０は、第１の伸縮機構を伸縮させることにより、各々の先端部において各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂに保持された各部品３ａ‐３ｄを第１の方向Ｌに移動させる機能を有する。
【００３１】
治具本体１０が治具固定部２０によって円筒状物体２に対して固定されている場合、第１の方向Ｌは、円筒状物体２の中心軸に直交する直線上に固定される。したがって、第１の方向Ｌと目標取付け方向Ｂとが一致するように部品取付け補助用治具１を円筒状物体２に配置することにより、部品取付け方向決定部３０は、各部品３ａ‐３ｄを目標取付け方向Ｂに移動させることが出来る。
【００３２】
なお、第１の伸縮機構は、固定機構と同様、ラックピニオン構造によって構成されていてもよい。以下の説明では、本実施形態の第１の伸縮機構は、固定機構と同様のラックピニオン構造によって治具本体１０から各部品３ａ‐３ｄまでの距離を伸縮させるものとし、同様の構造については説明を省略する。なお、第１の伸縮機構は、ラックピニオン構造に限らず、パンタグラフの如き格子構造、又は中空の部材の内側に径の異なる部材を内蔵した入れ子構造等、任意の構造が適用可能である。
【００３３】
第１の伸縮機構は、各々の先端部において、図示しないナットブロックに、各押当て部２２ａ‐２２ｄに代えて、部品取付け補助部４０ａ，４０ｂが装着される。これにより、部品取付け方向決定部３０は、各々の先端部において各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂによって保持された各部品３ａ‐３ｄを、円筒状物体２の外側面上に移動させることが出来る。
【００３４】
また、治具本体１０は、基準軸Ｚを回転軸として回転可能な回転機構を更に備え、当該回転機構を介して第１の伸縮機構に装着されていてもよい。これにより、図７に示すように、部品取付け方向決定部３０は、部品取付け補助用治具１を円筒状物体２に設置した後に、第１の方向Ｌを円筒状物体２の円状の断面における任意の径方向に設定可能である。
【００３５】
各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、部品取付け方向決定部３０の各々の先端部に装着され、各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において第１の方向Ｌと平行に各部品３ａ‐３ｄを保持することで、各部品３ａ‐３ｄの取付けを補助する機能を備えている。具体的には、部品取付け補助部４０ａは、部品３ａ，３ｂの取付けを補助し、部品取付け補助部４０ｂは、部品３ｃ，３ｄの取付けを補助する。また、部品取付け補助部４０ａは、第１の伸縮機構の一方の先端部に設けられたナットブロックに装着され、上下方向決定用フレーム４１ａ、連結部４２ａ、左右方向決定用フレーム４３ａ、及び部品保持部４４ａ，４４ｂを備えている。同様に、部品取付け補助部４０ｂは、第１の伸縮機構の他方の先端部に設けられたナットブロックに装着され、上下方向決定用フレーム４１ｂ、連結部４２ｂ、左右方向決定用フレーム４３ｂ、及び部品保持部４４ｃ，４４ｄを備えている。なお、部品取付け補助部４０ａ及び部品取付け補助部４０ｂは、同等の機能を有する。したがって、以下では、部品取付け補助部４０ａの機能構成についてのみ説明し、部品取付け補助部４０ｂの機能構成については、その説明を省略する。
【００３６】
上下方向決定用フレーム４１ａは、基準軸Ｚに平行な方向（以下、「第２の方向Ｍ」）に部品取付け方向決定部３０のナットブロックに装着され、連結部４２ａを介して左右方向決定用フレーム４３ａに連結される。上下方向決定用フレーム４１ａは、所定の位置において連結部４２ａを装着することにより、第１の伸縮機構の先端部から各部品３ａ，３ｂまでの距離を固定する。連結部４２ａは、上下方向決定用フレーム４１ａ及び左右方向決定用フレーム４３ａを互いに連結する。
【００３７】
左右方向決定用フレーム４３ａは、基準軸Ｚに垂直な面内において第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌに垂直な方向（以下、「第３の方向Ｎ」）に連結部４２ａに固定される。図１に示す例では、第３の方向Ｎは、方向Ａと平行である。左右方向決定用フレーム４３ａは、所定の位置において各部品保持部４４ａ，４４ｂを装着することにより、第１の伸縮機構の先端部から各部品３ａ，３ｂまでの距離を固定する。
【００３８】
各部品保持部４４ａ，４４ｂは、左右方向決定用フレーム４３ａの所定の位置に装着される。各部品保持部４４ａ，４４ｂは、各部品３ａ，３ｂを保持するための切欠きを有し、当該切欠き内に第１の方向Ｌと平行な方向に各部品３ａ，３ｂをそれぞれ保持する。
【００３９】
なお、上下方向決定用フレーム４１ａ及び連結部４２ａは、第１の伸縮機構の先端部に装着されて、第２の方向Ｍに伸縮可能な伸縮機構（以下、「第２の伸縮機構」という。）を備えていてもよい。例えば、連結部４２ａは、図８に示すように、上下方向決定用フレーム４１ａを上下にスライド可能な構造でもよい。上下方向決定用フレーム４１ａは、ラックとして機能するように表面に溝が切られ、連結部４２ａは、ピニオンとして機能するように、当該ラックにかみ合うギアが備えられている。連結部４２ａは、ギアを回転させることにより、上下方向決定用フレーム４１ａに対して第２の方向Ｍにスライドする。
【００４０】
また、左右方向決定用フレーム４３ａは、第１の伸縮機構の先端部に装着されて、第３の方向Ｎに伸縮可能な伸縮機構（以下、「第３の伸縮機構」という。）を備えていてもよい。第３の伸縮機構は、第１の伸縮機構に先端部に装着された第２の伸縮機構の先端部に装着されていてもよい。例えば、左右方向決定用フレーム４３ａは、図９に示すように、連結部４２ａに固定され、各部品保持部４４ａ，４４ｂを左右方向決定用フレーム４３ａに対して平行にスライド可能な構造でもよい。
【００４１】
本実施形態に係る第３の伸縮機構を、図１のＱ‐Ｑ’線矢視断面図である図１０を用いて説明する。図１０に示すように、左右方向決定用フレーム４３ａは、左右方向決定用腕部４５ａ，４５ｂ、ナットブロック４６ａ，４６ｂ、及び軸受４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄを内蔵する。本実施形態に係る第３の伸縮機構は、左右方向決定用腕部４５ａ，４５ｂが独立に回転可能な点を除き、固定機構及び第１の伸縮機構におけるラックピニオン構造と同等の構造である。したがって、固定機構及び第１の伸縮機構と異なる機能構成についてのみ説明し、その他の機能構成については、その説明を省略する。
【００４２】
各左右方向決定用腕部４５ａ，４５ｂは、左右方向決定用フレーム４３ａ内で直線上に配置される。左右方向決定用腕部４５ａは、各軸受４７ａ，４７ｂを介して回転可能に固定され、左右方向決定用腕部４５ｂは、各軸受４７ｃ，４７ｄを介して回転可能に固定される。各左右方向決定用腕部４５ａ，４５ｂがそれぞれ独立に回転可能であるため、各部品保持部４４ａ，４４ｂは、第２の方向Ｍにそれぞれ独立に移動可能である。なお、各部品保持部４４ａ，４４ｂを連結部４２ａから等距離に配置させたい場合、固定機構及び第１の伸縮機構と同様に、各左右方向決定用腕部４５ａ，４５ｂを一体で回転可能に連結する構造としてもよい。また、左右方向決定用フレーム４３ａに目盛を付すことにより、移動距離を目視可能な構成としてもよい。
【００４３】
このように、第１の方向Ｌ、第２の方向Ｍ、及び第３の方向Ｎは、互いに直交する方向である。したがって、第１の伸縮機構、第２の伸縮機構、及び第３の伸縮機構は、治具本体１０から各部品３ａ‐３ｄまでの距離を、互いに直交する方向に伸縮させる。
【００４４】
なお、第２の伸縮機構及び第３の伸縮機構は、ラックピニオン構造に限らず、パンタグラフの如き格子構造、又は中空の部材の内側に径の異なる部材を内蔵した入れ子構造等、任意の構造が適用可能である。
【００４５】
なお、上下方向決定用フレーム４１ａ及び左右方向決定用フレーム４３ａは、逆の順番で装着されてもよい。この場合、上下方向決定用フレームは、左右方向決定用フレームの両端に装着され、各上下方向決定用フレームに、連結部を介して各部品保持部４４ａ，４４ｂが連結される。
【００４６】
次に、以上のように構成された部品取付け補助用治具１の動作を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。なお、部品取付け方向決定部３０は、回転機構を備え、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、第２の伸縮機構及び第３の伸縮機構を備えているものとする。また、各部品３ａ‐３ｄは、円筒状物体２の外側面上の所定の位置に、目標取付け方向Ｂである所定の径方向に対して平行な方向に取付けられるべきであることが予め定められているとする。
【００４７】
始めに、部品取付け補助用治具１は、円筒状物体２の上端面と接する治具固定部２０において、自重を支えるように円筒状物体２の上端面に設置される。円筒状物体２の上端面は、水平面に平行であるため、部品取付け補助用治具１の基準軸Ｚは、水平面に垂直になる。
【００４８】
ステップＳＴ１１０において、治具固定部２０は、固定機構を駆動させ、基準軸Ｚに直交する方向に設けられた治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部２２ａ‐２２ｄを円筒状物体２の側面に押し当てる。具体的には、治具固定部２０は、各押当て部２２ａ‐２２ｄの各々を同時に円筒状物体２の内側面に突っ張ることにより、治具本体１０の基準軸Ｚを円筒状物体２の中心軸に固定させる。
【００４９】
部品取付け方向決定部３０は、第１の伸縮機構の伸縮方向である第１の方向Ｌを目標取付け方向Ｂと一致させる。具体的には、部品取付け方向決定部３０は、治具本体１０の回転機構によって治具固定部２０に対して回転し、第１の方向Ｌを目標取付け方向Ｂと一致させる。
【００５０】
ステップＳＴ１２０において、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂの各部品保持部４４ａ‐４４ｄは、第１の伸縮機構の各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において、第１の方向Ｌと平行に保持することで各部品３ａ‐３ｄの取付けを補助する。
【００５１】
具体的には、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、第２の伸縮機構によって、第１の伸縮機構の各々の先端部と治具本体１０との距離を、基準軸Ｚに平行な方向に伸縮させる。また、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、第１の伸縮機構の各々の先端部と治具本体１０との距離を、基準軸Ｚに垂直な面内において第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌに垂直な方向Ｎに伸縮させる。これにより、各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、各部品３ａ‐３ｄを目標取付け方向Ｂに垂直な面内における所定の位置に固定する。
【００５２】
ステップＳＴ１３０において、部品取付け方向決定部３０は、第１の伸縮機構によって、治具本体１０から各々の先端部までの距離を、基準軸Ｚに直交する直線上で第１の方向Ｌと一致する目標取付け方向Ｂに伸縮させる。最終的に、各部品保持部４４ａ‐４４ｄに保持された各部品３ａ‐３ｄは、目標取付け方向Ｂに平行に保持された状態で円筒状物体２の側面上の所定の位置まで移動される。
【００５３】
上述したように一実施形態によれば、部品取付け補助用治具１は、基準軸Ｚを有する治具本体１０と、治具固定部２０と、部品取付け方向決定部３０と、部品取付け補助部４０ａ，４０ｂとを備える。上記治具固定部２０は、上記治具本体１０に装着され、上記基準軸Ｚに直交する方向に設けられた治具固定用腕部２３ａ，２３ｂに沿って互いに反対方向に移動可能な複数の押当て部２２ａ‐２２ｄを上記円筒状物体２の側面に押し当てることにより、上記基準軸Ｚを上記円筒状物体２の中心軸に固定可能な固定機構を備える。上記部品取付け方向決定部３０は、上記治具本体１０に装着され、上記円筒状物体２よりも外側に位置する各々の先端部と上記治具本体１０との距離を上記基準軸Ｚに直交する直線上で伸縮可能な第１の伸縮機構を備える。上記各部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、上記第１の伸縮機構の各々の先端部に設けられ、上記各々の先端部から互いに略等距離だけ離れた位置において上記第１の伸縮機構と平行に上記各部品３ａ‐３ｄを保持することで各部品３ａ‐３ｄの取付けを補助するようにしている。このため、治具本体１０は、基準軸Ｚと円筒状物体２の中心軸とが一致した状態で円筒状物体２に対して固定される。また、第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌは、円筒状物体２の円状の断面における径方向に固定される。その結果、第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌに平行に保持された各部品３ａ‐３ｄは、目標取付け方向Ｂである円筒状物体２の円状の断面における径方向と平行な方向に保持された状態で、容易に円筒状物体２の側面に移動される。したがって、円筒状物体２の側面に、円筒状物体２の円状の断面における径方向と平行に容易に各部品３ａ‐３ｄを取付けることができる。
【００５４】
また、治具本体１０は、上記基準軸Ｚを回転軸として回転可能な回転機構を更に備え、上記回転機構を介して上記第１の伸縮機構に装着されるようにしている。このため、第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌは、基準軸Ｚを回転中心として任意の方向に設定可能である。補足すると、治具固定部２０によって治具本体１０の基準軸Ｚが円筒状物体２の中心軸に固定された場合、部品取付け方向決定部３０は、治具固定部２０に対して、任意の径方向に回転可能となる。その結果、部品取付け補助用治具１が円筒状物体２に対して固定された後に、目標取付け方向Ｂを治具固定部２０の向きに対して任意の角度の方向に設定することができる。したがって、各部品３ａ‐３ｄの取付け方向を円筒状物体２の円状の断面における径方向に平行に保ちつつ、より容易に取付けることが出来る。
【００５５】
また、各々の部品取付け補助部４０ａ，４０ｂは、上記各々の先端部から上記各部品３ａ‐３ｄまでの距離を、上記基準軸Ｚに平行な方向に伸縮可能な第２の伸縮機構を更に備えるようにしている。このため、基準軸Ｚに平行な任意の方向Ｍに各部品３ａ‐３ｄを移動させることが出来る。したがって、各部品３ａ‐３ｄの取付け方向を目標取付け方向Ｂに平行に保ちつつ、より容易に取付けることが出来る。
【００５６】
また、部品取付け補助部４０は、上記各々の先端部から上記各部品３ａ‐３ｄまでの距離を、上記基準軸Ｚに垂直な面内において上記第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌに垂直な方向Ｎに伸縮可能な第３の伸縮機構を更に備えるようにしている。このため、基準軸Ｚに垂直な面内において第１の伸縮機構の伸縮方向Ｌに垂直な方向Ｎの任意の位置に各部品３ａ‐３ｄを移動させることが出来る。したがって、各部品３ａ‐３ｄの取付け方向を目標取付け方向Ｂに平行に保ちつつ、より容易に取付けることが出来る。
【００５７】
また、円筒状物体２の側面に押し当てることは、上記円筒状物体２の内側面に突っ張ることであるようにしている。このため、治具固定部２０は、円筒状物体２の円状の断面における直径と一致しない場所に設置された場合においても、自動的に直径と一致するまで固定機構を駆動させて治具本体１０を円筒状物体２に対して固定することが出来る。
【００５８】
また、固定機構は、各押当て部２２ａ‐２２ｄを水平面に平行に伸長させるようにしている。これにより、円筒状物体２の円筒内部の空間について、上端面付近以外の空間を使用せずに治具本体１０を円筒状物体２に対して固定することが出来る。したがって、円筒状物体２の高さが低い場合、又は円筒内部の空間が使用できない場合においても、治具固定部２０を干渉させることなく治具本体１０を円筒状物体２に対して固定することが出来る。
（変形例）
図１２は、一実施形態の変形例に係る部品取付け補助用治具１の構成を説明するための上面図である。一実施形態では、治具固定部２０が円筒状物体２の上端面付近の円筒内部に配置されるため、わずかだが円筒内部の空間を使用している。これに対し、変形例では、部品取付け補助用治具１は、円筒内部の空間を使用せずに部品取付けを補助する。図１２に示すように、部品取付け補助用治具１は、治具固定部２０に代えて、治具固定部２０’を備える。治具固定部２０’は、各押当て部２２ａ‐２２ｄに代えて、各押当て部２２ａ’‐２２ｄ’を備える。
【００５９】
治具固定部２０’は、各押当て部２２ａ’‐２２ｄ’の各々を同時に円筒状物体２の外側面に挟み込むことで、治具本体１０を円筒状物体２に対して固定する。これにより、治具固定部２０は、中空部分の存在しない円柱状物体についても治具本体１０を固定することが出来る。したがって、より多様な形状の物体に対して、各部品３ａ‐３ｄを取付けることが出来る。
【００６０】
なお、この場合、治具固定部２０は、押当て部２２ａ’及び押当て部２２ｃ’を結ぶ直線と、押当て部２２ｂ’及び押当て部２２ｄ’を結ぶ直線との間に、治具固定部２０を一致させるべき直径が収まっている状態で、固定機構を駆動させる必要がある。したがって、押当て部２２ａ’，２２ｂ’の間隔及び押当て部２２ｃ’，２２ｄ’の間隔は、円筒状物体２の内側面に突っ張る場合と比較して、広くしておくことが望ましい。
【００６１】
また、更なる変形例として、部品取付け補助用治具１は、治具固定部２０の治具固定用フレーム２１における円筒状物体２の上端面との接面で自重を支える代わりに、専用の自重支持部を更に備えていてもよい。例えば、自重支持部は、円筒状物体２の外部に設置され、ワイヤ等で吊り下げることにより、治具本体１０を水平面に対して平行な状態で支えてもよい。これにより、治具固定部２０が円状の断面の直径と一致しない位置で伸長する際、治具固定部２０は、固定機構の駆動に合わせて自重を支えながら移動することを回避出来る。また、治具固定部２０は、円筒状物体２の上端面が水平面に対して平行でない場合でも、治具本体１０を水平面に対して平行に保ちつつ、固定機構を駆動させることが出来る。したがって、より円滑に治具本体１０を円筒状物体２に固定すると共に、治具固定部２０及び円筒状物体２の摩擦による破損の危険性を軽減することが出来る。
【００６２】
なお、本発明の一実施形態及びその変形例を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００６３】
なお、これら一実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１…部品取付け補助用治具、２…円筒状物体、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…部品、１０…治具本体、２０…治具固定部、２１…治具固定用フレーム、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…押当て部、２３ａ，２３ｂ…治具固定用腕部、２４ａ，２４ｂ，４６ａ，４６ｂ…ナットブロック、２５ａ，２５ｂ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ…軸受、２６…ハンドル、３０…部品取付け方向決定部、３１…部品取付け方向決定用フレーム、４０ａ，４０ｂ…部品取付け補助部、４１ａ，４１ｂ…上下方向決定用フレーム、４２ａ，４２ｂ…連結部、４３ａ，４３ｂ…左右方向決定用フレーム、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ…部品保持部、４５ａ，４５ｂ…左右方向決定用腕部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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