(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置に用いられるスライド上下位置調整機構において、
同一軸方向に配置される上側シャフトと下側シャフトとを備え、
前記上側シャフトに対する前記下側シャフトの上下位置を調整するスライド上下位置調整機構であって、
前記下側シャフトと前記上側シャフトとを拘束する対のクランプを備え、
前記上側シャフトと前記下側シャフトとの少なくとも一方に径方向に突出する環状ウェッジ部を形成し、
前記各クランプにこの環状ウェッジ部に押し当てられる環状凹部を形成し、
前記各クランプを締結することにより前記下側シャフトと前記上側シャフトとを同一軸上で結合し、
前記上側シャフトと前記下側シャフトとの少なくとも一方の端部にフランジ部を形成し、
このフランジ部に供試体の一端部を保持する保持具を取付けたことを特徴とするスライド上下位置調整機構。
【請求項２】
前記上側シャフトと前記下側シャフトの相対回転を係止する相対回転係止手段を備え、
この相対回転係止手段として、前記上側シャフトと前記下側シャフトの一方に軸方向に延びる中心穴とこの中心穴の内周面に開口して軸方向に延びるキー溝とを形成するとともに他方に軸方向に延びる円柱状の中心軸とこの中心軸から突出する回転係止キーとを形成し、この中心穴とこのキー溝に対してこの中心軸とこの回転係止キーがそれぞれ摺動可能に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のスライド上下位置調整機構。
【請求項３】
前記上側シャフトと前記下側シャフトの相対回転を係止する相対回転係止手段を備え、
この相対回転係止手段として、前記上側シャフトと前記下側シャフトの一方に軸方向に延びるスプライン穴を形成するとともに他方に軸方向に延びるスプライン軸を形成し、このスプライン穴に対してこのスプライン軸が摺動可能に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のスライド上下位置調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上側シャフトに対する下側シャフトの上下位置を調整するスライド上下位置調整機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された捩り試験装置は、各種部品や材料の供試体に、サーボモータによって捩りトルクを繰り返して負荷し、トルクが負荷された状態にて捩り検出器が供試体の出力トルクを検出し、捩り疲労試験等を行うようになっている。
【０００３】
この捩り試験装置は、サーボモータが供試体を水平軸まわりに回転させるように配置され、サーボモータ、供試体、捩り検出器が水平軸方向に並んで設けられている。
【０００４】
供試体の長さに応じて供試体を保持する保持具の位置を変える場合、手動によって保持具を水平軸方向に移動することができる。
【特許文献１】特開2007-107955号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、サーボモータ、供試体、捩り検出器が上下方向（垂直軸方向）に並ぶように配置された捩り試験装置にあっては、供試体の長さに応じて保持具の上下位置を変える場合、重力に抗して保持具と捩り検出器を上下方向に移動する必要がある。
【０００６】
このため、固定側保持具を昇降可能に支持する昇降台と、この昇降台をアクチュエータを介して自動的に昇降させる昇降機構とを設けることが考えられるが、この場合、供試体の長さを検出するセンサ等を用いて昇降機構の作動を制御する必要があり、捩り試験装置の構造が複雑化し、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、手動により保持具等の上下位置を調整できるスライド上下位置調整機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置に用いられるスライド上下位置調整機構において、同一軸方向に配置される上側シャフトと下側シャフトとを備え、この上側シャフトに対するこの下側シャフトの上下位置を調整するスライド上下位置調整機構５０であって、下側シャフトと上側シャフトとを拘束する対のクランプを備え、上側シャフトと下側シャフトとの少なくとも一方に径方向に突出する環状ウェッジ部を形成し、各クランプに環状ウェッジ部に押し当てられる環状凹部を形成し、各クランプを締結することにより下側シャフトと上側シャフトとを同一軸上で結合し、上側シャフトと下側シャフトとの少なくとも一方の端部にフランジ部を形成し、このフランジ部に供試体の一端部を保持する保持具を取付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、各クランプを緩めて下側シャフトと上側シャフトとを軸方向に相対変位させ、上側シャフトと下側シャフトとの相対回転が係止された状態で上側シャフトに対する下側シャフトの上下位置を手動で調整することが容易に行える。
【００１０】
各クランプを締結することにより、環状凹部が環状ウェッジ部に押し当てられ、下側シャフトと上側シャフトとを精度良く同一軸上で結合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示す捩り試験装置１は、例えば、人工骨等の供試体２に、サーボモータ５によって捩りトルクを負荷し、トルクが負荷された状態にて捩り検出器６が供試体２の出力トルクを検出し、捩り疲労試験等を行うものである。
【００１３】
サーボモータ５は図示しないコントローラによって正転と逆転とを繰り返し、この回転によって供試体２に捩りトルクが負荷される。コントローラは捩り検出器６にて検出した検出トルクを設定トルクに近づけるフィードバック制御を行う。
【００１４】
トルク検出器６は、ひずみゲージ、光センサ等を使用した種々のトルク検出器を用いることができる。
【００１５】
この捩り試験装置１は、サーボモータ５が供試体２を垂直軸まわりに回転させるように配置され、サーボモータ５、供試体２、捩り検出器６が上下方向に並んで設けられることにより、装置の設置スペースを小さくしている。
【００１６】
捩り試験装置１は、供試体２の下端部を保持する回転側保持具３と、供試体２の上端部を保持する固定側保持具４とを備える。回転側保持具３は、供試体２の下端部を着脱可能に保持する治具を有する一方、固定側保持具４は、供試体２の上端部を着脱可能に保持する治具を有する。
【００１７】
この回転側保持具３にサーボモータ（トルク負荷手段）５が連結される一方、固定側保持具４に捩り検出器６が連結される。図示しないコントローラは検出器６の検出信号を入力し、サーボモータの作動を制御する。
【００１８】
回転側保持具３は、架台１０に軸受１１を介して垂直軸まわりに回転可能に支持され、カップリング７を介してサーボモータ５に連結される。
【００１９】
固定側保持具４は、スライド上下位置調整機構５０とカップリング２２を介して捩り検出器６に連結される。
【００２０】
供試体２の長さに応じて回転側保持具３と固定側保持具４との間隔を調整するために、固定側保持具４を支持する昇降台２０と、この昇降台２０をモータ３４の作動によって昇降させる昇降機構３０とが設けられる。
【００２１】
昇降台２０は、平面図上にて矩形に形成され、４本の柱を介して昇降可能に支持される。架台１０上に立設する４本の柱として昇降台２０の対角に配置される一対のスクリュシャフト３１と一対のガイドシャフト３５とが設けられる。
【００２２】
スクリュシャフト３１とガイドシャフト３５は、筒状のブーツ３９によって覆われ、それぞれの露出部がダストから保護される。
【００２３】
２本のスクリュシャフト３１は、図示しないタイミングベルトとプーリを介して互いに連動し、一方のスクリュシャフト３１がモータ３４によって回転駆動されることにより、各スクリュシャフト３１が同期して回転する。
【００２４】
各スクリュシャフト３１に螺合するトラベルナット３３が設けられ、この各トラベルナット３３が昇降台２０の対角に固定される。各スクリュシャフト３１が同期して回転することにより、２個のトラベルナット３３が同期して昇降し、昇降台２０が昇降する。
【００２５】
各ガイドシャフト３５に摺動可能に嵌合するスライドスリーブ３６が設けられ、この各スライドスリーブ３６が昇降台２０の対角に固定される。昇降台２０が昇降するとき、各スライドスリーブ３６がガイドシャフト３５に対して摺動し、昇降台２０の姿勢が傾かないように水平に保たれる。
【００２６】
各スライドスリーブ３６にはスライドロック機構３７が設けられる。スライドロック機構３７は、作業者がレバー３８を一方に回動させることにより、ガイドシャフト３５を締め付け、ガイドシャフト３５に対するスライドスリーブ３６の摺動を係止し、昇降台２０の上下移動を止めるロック状態とする。一方、スライドロック機構３７は、作業者がレバー３８を他方に回動させる操作をすることにより、ガイドシャフト３５の締め付けを解除し、ガイドシャフト３５に対してスライドスリーブ３６が摺動できるロック解除状態とする。
【００２７】
昇降台２０の上下位置を調整する場合、操作者はレバー３８を操作してスライドロック機構３７をロック解除状態とした後に、図示しないコントローラを操作してモータ３４を作動させて昇降台２０を昇降させ、昇降台２０の移動を任意の位置で止めた後に、レバー３８を操作してスライドロック機構３７をロック状態とし、昇降台２０を固定する。このようにして、昇降機構３０は、操作者の操作によって昇降台２０の上下位置を大まかに調整する。
【００２８】
スライド上下位置調整機構５０は、操作者が手動によって固定側保持具４の上下位置を調整するものである。上記のように昇降機構３０によって昇降台２０の上下位置が大まかに調整された後、スライド上下位置調整機構５０によって固定側保持具４の上下位置が微調整される。
【００２９】
スライド上下位置調整機構５０は、固定側保持具４に連結される下側シャフト７０と、捩り検出器６に連結される上側シャフト６０と、この下側シャフト７０と上側シャフト６０とを同一軸上で結合する対のクランプ５１、５２を備える。
【００３０】
上側シャフト６０は、軸受２１を介して昇降台２０に回転可能に支持され、その上端部がカップリング２２を介して捩り検出器６に連結される。
【００３１】
下側シャフト７０は、その下端部にフランジ部７４が形成され、このフランジ部７４に固定側保持具４が締結される。
【００３２】
図２の（ａ）は上側シャフト６０の平面図であり、図２の（ｂ）は同じく上側シャフト６０の側面図であり、図２の（ｃ）は下側シャフト７０の側面図である。
【００３３】
下側シャフト７０と上側シャフト６０との相対回転を係止する相対回転係止手段として、上側シャフト６０に軸方向に延びる中心穴６６と、この中心穴６６の内周面に開口して軸方向に延びるキー溝６７とを形成する一方、下側シャフト７０に軸方向に延びる円柱状の中心軸７１と、この中心軸７１から突出する回転係止キー７２とを形成する。
【００３４】
中心軸７１が中心穴６６に摺動可能に嵌合するとともに、回転係止キー７２がキー溝６７に摺動可能に嵌合することにより、下側シャフト７０と上側シャフト６０との相対回転を係止する。
【００３５】
上側シャフト６０は、軸方向に延びる円柱状の円柱軸部６５を有し、この円柱軸部６５の下端に開口して中心穴６６とキー溝６７とが開口する。
【００３６】
なお、相対回転係止手段は、これに限らず、下側シャフト７０に軸方向に延びる中心穴と、この中心穴の内周面に開口して軸方向に延びる溝とを形成する一方、上側シャフト６０に軸方向に延びる円柱状の中心軸と、この中心軸から突出するキーとを形成しても良い。
【００３７】
下側シャフト７０は、その径方向に円盤状に突出する環状ウェッジ部７３を有し、この環状ウェッジ部７３の上端面から中心軸７１が軸方向に突出する。
【００３８】
環状ウェッジ部７３は、円柱状の外周面７６と、これを挟んで円錐面状に延びる上下の傾斜面７５、７９を有し、テーパ状の断面形状をしている。
【００３９】
図３はスライド上下位置調整機構５０の分解斜視図であり、図４の（ａ）はスライド上下位置調整機構５０の構成を示す平面図であり、図４の（ｂ）は同じく側面図である。
【００４０】
対のクランプ５１、５２は、４本のボルト５９を介して互いに締結することにより、上側シャフト６０の円柱軸部６５と下側シャフト７０の環状ウェッジ部７３とを拘束し、下側シャフト７０と上側シャフト６０とを同一軸上で結合するものである。
【００４１】
なお、ボルト５９の本数はこれに限らず、増減しても良い。また、各ボルト５９は工具を介して締結されるが、これに限らず、工具を介さずに締結される構成としても良い。
【００４２】
各クランプ５１、５２は、それぞれ半円筒状に形成され、円柱面状に窪む内周面５３と、円盤状に窪む環状凹部５４とをそれぞれ有する。
【００４３】
内周面５３は上側シャフト６０の円柱軸部６５と略同一の径を有し、上側シャフト６０の円柱軸部６５に隙間なく当接するようになっている。
【００４４】
環状凹部５４は環状ウェッジ部７３の傾斜面７５、７９に当接する傾斜面５５、５６を有する。
【００４５】
クランプ５１には各ボルト５９を螺合させるネジ穴５７が形成される。クランプ５２には各ボルト５９を挿通させるボルト穴５８が形成される。
【００４６】
各クランプ５１、５２が各ボルト５９を介して締結された状態にて、各内周面５３が上側シャフト６０の円柱軸部６５に押し当てられるとともに、各環状凹部５４の傾斜面５５、５６が環状ウェッジ部７３の傾斜面７５、７９に押し当てられることにより、上側シャフト６０の円柱軸部６５と下側シャフト７０の環状ウェッジ部７３とを拘束し、下側シャフト７０と上側シャフト６０とを同一軸上で結合する。
【００４７】
なお、これに限らず、上側シャフト６０に環状ウェッジ部を形成し、下側シャフト７０に円柱軸部を形成しても良い。
【００４８】
下側シャフト７０の下端部には円盤状のフランジ部７４が各クランプ５１、５２の下方に位置するように形成される。このフランジ部７４には複数のネジ穴７５が等間隔を持って形成され、各ネジ穴７５に図示しないボルトが螺合し、このボルトを介してフランジ部７４に固定側保持具４が締結される。
【００４９】
捩り試験装置１に供試体２を取付ける場合に、以下の手順で行われる。
・昇降台２０を上昇させるとともに、下側シャフト７０を上側シャフト６０に対して上昇させる。
・回転側保持具３に供試体２の下端部を保持する。これにより、供試体２が回転側保持具３の上に立てられる。
・昇降台２０を下降させ、固定側保持具４が供試体２に当接する手前の位置で昇降台２０の下降を停止し、スライドロック機構３７を締結して昇降台２０を架台１０に対して固定する。このとき、下側シャフト７０は各ボルト５９を介して上側シャフト６０に対して上昇した位置に保持されている。
・各ボルト５９を緩めた後、下側シャフト７０を上側シャフト６０に対して下降させ、供試体２の上端部に固定側保持具４が供試体２に当接する位置で下側シャフト７０の下降を停止し、各ボルト５９を締結することにより下側シャフト７０に対して上側シャフト６０を固定する。
・固定側保持具４に供試体２の上端部を保持する。
【００５０】
これにより、供試体２の長さに応じて回転側保持具３と固定側保持具４との間隔を変える場合、昇降機構３０によって昇降台２０の上下位置が大まかに調整された後、スライド上下位置調整機構５０によって手動により固定側保持具４の上下位置が微調整される。操作者が手動によって操作するスライド上下位置調整機構５０の重量は昇降台２０等の重量に比べて格段に小さいため、供試体２の長さに応じて固定側保持具４の上下位置を微調整することが容易に行える。
【００５１】
こうして、供試体２の上下端部を回転側保持具３と固定側保持具４に保持した後、捩り試験装置１を作動させ、サーボモータ５によって回転側保持具３を固定側保持具４に相対回転させ、供試体２に捩りトルクを繰り返し負荷する捩り疲労試験等が行われる。
【００５２】
本発明は、同一軸方向に配置される上側シャフト６０と下側シャフト７０とを備え、上側シャフト６０に対する下側シャフト７０の上下位置を調整するスライド上下位置調整機構５０であって、上側シャフト６０と下側シャフト７０の相対回転を係止する相対回転係止手段と、下側シャフト７０と上側シャフト６０とを拘束する対のクランプ５１、５２を備え、上側シャフト６０と下側シャフト７０との少なくとも一方に径方向に突出する環状ウェッジ部７３を形成し、各クランプ５１、５２に環状ウェッジ部７３に押し当てられる環状凹部５４を形成し、各クランプ５１、５２を締結することにより下側シャフト７０と上側シャフト６０とを同一軸上で結合することを特徴とする。
【００５３】
これにより、各クランプ５１、５２を緩めて下側シャフト７０と上側シャフト６０とを軸方向に相対変位させ、上側シャフト６０と下側シャフト７０との相対回転が係止された状態で上側シャフト６０に対する下側シャフト７０の上下位置を手動で調整することが容易に行える。
【００５４】
各クランプ５１、５２を締結することにより、環状凹部５４が環状ウェッジ部７３に押し当てられ、下側シャフト７０と上側シャフト６０とを精度良く同一軸上で結合することができる。
【００５５】
本実施の形態では、上側シャフト６０と下側シャフト７０の相対回転を係止する相対回転係止手段を備え、この相対回転係止手段として、上側シャフト６０と下側シャフト７０の一方に軸方向に延びる中心穴６６とこの中心穴６６の内周面に開口して軸方向に延びるキー溝６７とを形成するとともに他方に軸方向に延びる円柱状の中心軸７１とこの中心軸７１から突出する回転係止キー７２とを形成し、中心穴６６とキー溝６７に対して中心軸７１と回転係止キー７２が摺動可能に嵌合することを特徴とする。
【００５６】
これにより、キー溝６７に対して回転係止キー７２が摺動可能に嵌合して、上側シャフト６０と下側シャフト７０との相対回転が係止される。また、この場合、スプライン等の加工が不要になり、製品のコストダウンがはかれる。
【００５７】
本実施の形態では、供試体２に捩りトルクを付与する捩り試験装置１において、上側シャフト６０と下側シャフト７０の少なくとも一方の端部にフランジ部７４を形成し、このフランジ部７４に供試体２の一端部を保持する保持具４を取付けたことを特徴とする。
【００５８】
これにより、供試体２の長さに応じて固定側保持具４の上下位置を調整する場合、スライド上下位置調整機構５０によって手動により固定側保持具４の上下位置が微調整される。操作者が手動によって操作するスライド上下位置調整機構５０の重量は昇降台２０等の重量に比べて格段に小さいため、この調整が容易に行える。
【００５９】
また、供試体２の長さを検出するセンサ等を用いて昇降機構３０の作動を制御する必要がないため、捩り試験装置１の構造が複雑化することを避けられ、製品のコストダウンがはかれる。
【００６０】
次に図５、図６に示す他の実施の形態を説明する。これは基本的には図１〜図４に示す前記の実施の形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００６１】
図５の（ａ）は上側シャフト６０の平面図であり、図５の（ｂ）は同じく上側シャフト６０の側面図であり、図５の（ｃ）は下側シャフト７０の側面図である。
【００６２】
下側シャフト７０と上側シャフト６０との相対回転を係止する相対回転係止手段として、上側シャフト６０に軸方向に延びるスプライン穴６８を形成する一方、下側シャフト７０に軸方向に延びる円柱状のスプライン軸７８を形成する。スプライン穴６８とスプライン軸７８には互いに係合するスプライン溝が形成される。
【００６３】
この場合、スプライン軸７８がスプライン穴６８に摺動可能に嵌合することにより、下側シャフト７０と上側シャフト６０との相対回転を精度良く係止する。
【００６４】
なお、相対回転係止手段は、これに限らず、上側シャフト６０にスプライン軸を形成する一方、下側シャフト７０にスプライン穴を形成しても良い。
【００６５】
本実施の形態では、上側シャフト６０と下側シャフト７０の相対回転を係止する相対回転係止手段を備え、この相対回転係止手段として、上側シャフト６０と下側シャフト７０の一方に軸方向に延びるスプライン穴６８を形成するとともに他方に軸方向に延びるプライン軸７８を形成し、このスプライン穴６８に対してこのスプライン軸７８が摺動可能に嵌合することを特徴とする。
【００６６】
これにより、下側シャフト７０と上側シャフト６０との相対回転を精度良く係止することができる。
【００６７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のスライド上下位置調整機構は、捩り試験装置に限らず、他の機械、設備等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態を示す捩り試験装置の正面図。
【図２】同じく上側シャフトの平面図、側面図と、下側シャフトの側面図。
【図３】同じくスライド上下位置調整機構の分解図。
【図４】同じくスライド上下位置調整機構の平面図、側面図。
【図５】他の実施の形態を上側シャフトの平面図、側面図と、下側シャフトの側面図。
【図６】同じくスライド上下位置調整機構の平面図、側面図。
【符号の説明】
【００７０】
１  捩り試験装置
５０  スライド上下位置調整機構
５１、５２  クランプ
５４  環状凹部
６０  上側シャフト
６５  る円柱軸部
６６  中心穴
６７  キー溝
６８  スプライン穴
７０  下側シャフト
７２  回転係止キー
７３  環状ウェッジ部
７４  フランジ部
７８  プライン軸
【図１】
0004969406.tif 000002
【図２】
0004969406.tif 000003
【図３】
0004969406.tif 000004
【図４】
0004969406.tif 000005
【図５】
0004969406.tif 000006
【図６】
0004969406.tif 000007