УСТРОЙСТВО ЗАХВАТА СТЕРЖНЯ
ROD-GRIPPING DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству захвата стержня.
Уровень техники
Литейный стержень представляет собой формующий элемент, который используется для образования полости внутри литого изделия, подлежащего изготовлению. Обычно стержни размещают внутри форм вручную. Однако в последние годы возрастающая точность литых изделий делает все более важным размещение стержней внутри форм с высокой точностью. Соответственно, становится более важной, чем когда-либо, разработка технических средств для размещения стержней внутри форм с высокой точностью.
В опубликованном японском переводе заявки РСТ № 05-509071 раскрыто техническое решение, относящееся к конвейеру, который обеспечивает перемещение литейных стержней.
Сущность изобретения
Стержень имеет основную часть стержня и знаковую часть стержня, которая образована у одного конца основной части стержня. Для захвата стержня знаковую часть стержня захватывают, используя конвейер для стержней. Однако, поскольку знаковая часть стержня образована у одного конца основной части стержня, в случае захвата знаковой части стержня для захвата стержня имеется длинное расстояние между центром тяжести стержня и местом захвата стержня. В результате момент вращения вокруг места захвата действует на стержень, так что стержень наклоняется при его захвате.
В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Устройство захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство захвата стержня, которое захватывает стержень, включающий в себя основную часть стержня и знаковую часть стержня, выполненную у одного конца основной части стержня. Устройство захвата стержня включает в себя: первое удерживающее устройство, включающее в себя расширяющийся и сжимающийся первый удерживающий компонент, при этом первое удерживающее устройство выполнено с возможностью удерживания знаковой части стержня за счет расширения первого удерживающего компонента для ввода первого удерживающего компонента в контакт со знаковой частью стержня; второе удерживающее устройство, включающее в себя расширяющийся и сжимающийся второй удерживающий компонент, причем второе удерживающее устройство выполнено с возможностью удерживания знаковой части стержня за счет расширения второго удерживающего компонента для ввода второго удерживающего компонента в контакт со знаковой частью стержня, и компонент для предотвращения поворота, выполненный с возможностью предотвращения поворота стержня при удерживании знаковой части стержня первым удерживающим устройством и вторым удерживающим устройством, при этом компонент для предотвращения поворота обеспечивает приложение к знаковой части стержня силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень вокруг прямой линии, соединяющей участки знаковой части стержня, на которых первый удерживающий компонент и второй удерживающий компонент соответственно входят в контакт со знаковой частью стержня.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается приложение силы, которая подавляет вращающий момент, возникающий на стержне при захвате знаковой части стержня посредством расширения первого и второго удерживающих компонентов, к знаковой части стержня посредством компонента для предотвращения поворота. Таким образом, существует возможность предотвращения наклона стержня при его захвате.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением первое удерживающее устройство может удерживать знаковую часть стержня посредством вставки первого удерживающего компонента в первое отверстие знаковой части стержня и расширения первого удерживающего компонента, и второе удерживающее устройство может удерживать знаковую часть стержня посредством вставки второго удерживающего компонента во второе отверстие знаковой части стержня и расширения второго удерживающего компонента.
Существует возможность прочного захвата знаковой части стержня посредством захвата таким образом знаковой части стержня путем вставки первого и второго удерживающих компонентов в первое и второе отверстия, образованные в знаковой части стержня, и расширения первого и второго удерживающих компонентов.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением третий удерживающий компонент, который предусмотрен в первом удерживающем устройстве последовательно с первым удерживающим компонентом в направлении входной части первого отверстия, может быть использован в качестве компонента для предотвращения поворота. Первый удерживающий компонент и третий удерживающий компонент могут быть вставлены в первое отверстие и расширены, и вращающий момент, действующий на стержень, может подавляться, когда третий удерживающий компонент внутри первого отверстия входит в контакт со знаковой частью стержня.
Таким образом, если третий удерживающий компонент используется в качестве компонента для предотвращения поворота, сила, которая подавляет вращающий момент, возникающий на стержне при захвате стержня, может быть приложена к знаковой части стержня посредством третьего удерживающего компонента. Соответственно, существует возможность предотвращения наклона стержня при его захвате. Кроме того, существует возможность выполнения третьего удерживающего компонента без увеличения числа удерживающих устройств посредством выполнения первого и третьего удерживающих компонентов последовательно в первом удерживающем устройстве.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением стержнеобразный элемент может быть использован в качестве компонента для предотвращения поворота, и стержнеобразный элемент может обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень, к знаковой части стержня посредством входа в контакт со знаковой частью стержня в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии, соединяющей участки знаковой части стержня, на которых первый удерживающий компонент и второй удерживающий компонент соответственно входят в контакт со знаковой частью стержня.
Таким образом, если подобный стержнеобразный элемент используется в качестве компонента для предотвращения поворота, сила, которая подавляет вращающий момент, возникающий при захвате стержня, может быть приложена к знаковой части стержня посредством стержнеобразного элемента. Соответственно, существует возможность предотвращения наклона стержня при его захвате.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением в качестве компонента для предотвращения поворота первый удерживающий компонент первого удерживающего устройства может быть образован с формой, удлиненной вдоль первого отверстия.
Таким образом, если первый удерживающий компонент образован с формой, удлиненной вдоль первого отверстия, сила, которая подавляет вращающий момент, возникающий при захвате стержня, может быть приложена к знаковой части стержня посредством первого удерживающего компонента. Соответственно, существует возможность предотвращения наклона стержня при его захвате. Кроме того, существует возможность приложения силы, которая подавляет вращающий момент, возникающий при захвате стержня, к знаковой части стержня без выполнения отдельно удерживающего устройства для данной цели.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением третье удерживающее устройство, включающее в себя расширяющийся и сжимающийся третий удерживающий компонент, может быть использовано в качестве компонента для предотвращения поворота, и третий удерживающий компонент может обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень, к знаковой части стержня посредством входа в контакт со знаковой частью стержня в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии, соединяющей участки знаковой части стержня, на которых первый удерживающий компонент и второй удерживающий компонент соответственно входят в контакт со знаковой частью стержня.
Таким образом, если третье удерживающее устройство, имеющее третий удерживающий компонент, используется в качестве компонента для предотвращения поворота, сила, которая подавляет вращающий момент, возникающий при захвате стержня, может быть приложена к знаковой части стержня посредством третьего удерживающего компонента. Соответственно, существует возможность предотвращения наклона стержня при его захвате.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением четвертый удерживающий компонент, который предусмотрен во втором удерживающем устройстве последовательно со вторым удерживающим компонентом в направлении входной части второго отверстия, может быть использован в качестве компонента для предотвращения поворота. Второй и четвертый удерживающие компоненты могут быть вставлены во второе отверстие и расширены, и вращающий момент, действующий на стержень, может подавляться, когда четвертый удерживающий компонент внутри второго отверстия входит в контакт со знаковой частью стержня.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением компонент для предотвращения поворота может обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень, к знаковой части стержня посредством вставки третьего удерживающего компонента в третье отверстие, образованное в знаковой части стержня, и расширения третьего удерживающего компонента для его ввода в контакт со знаковой частью стержня.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением третье отверстие может быть выполнено так, что расстояние от основной части стержня до третьего отверстия будет отличаться от расстояния от основной части стержня до первого и второго отверстий.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением компонент для предотвращения поворота может обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень, к знаковой части стержня посредством вставки третьего удерживающего компонента в третье отверстие и расширения третьего удерживающего компонента для его ввода в контакт со знаковой частью стержня в месте, отличающемся - в направлении входной части первого и второго отверстий - от мест, в которых первый и второй удерживающие компоненты входят в контакт со знаковой частью стержня.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением первое и второе удерживающие устройства могут удерживать знаковую часть стержня посредством расширения первого и второго удерживающих компонентов для ввода первого и второго удерживающих компонентов в контакт с наружной периферийной поверхностью знаковой части стержня.
В устройстве захвата стержня в соответствии с настоящим изобретением компонент для предотвращения поворота может обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень, к знаковой части стержня посредством расширения третьего удерживающего компонента для ввода третьего удерживающего компонента в контакт с наружной периферийной поверхностью знаковой части стержня.
Настоящее изобретение может обеспечить получение устройства захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Краткое описание чертежей
Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы и на которых:
фиг.1 - вид спереди, показывающий устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления;
фиг.2 - вид в перспективе, показывающий пример стержня, который захватывается устройством захвата стержня согласно варианту 1 осуществления;
фиг.3 - вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления захватывает стержень;
фиг.4 - вид сбоку, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления захватывает стержень;
фиг.5 - вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно сравнительному примеру захватывает стержень;
фиг.6 - вид сбоку, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно сравнительному примеру захватывает стержень;
фиг.7 - вид в разрезе, показывающий другой пример состояния, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления захватывает стержень;
фиг.8 - вид сбоку, показывающий еще один пример состояния, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления захватывает стержень;
фиг.9 - вид сверху, иллюстрирующий взаимное расположение удерживающих компонентов устройства захвата стержня и отверстий стержня;
фиг.10 - вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 2 осуществления захватывает стержень;
фиг.11 - вид сбоку, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 2 осуществления захватывает стержень;
фиг.12 - вид сверху знаковой части стержня в стержне, который захватывается устройством захвата стержня согласно варианту 3 осуществления;
фиг.13 - вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 3 осуществления захватывает стержень;
фиг.14 - вид сбоку, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 3 осуществления захватывает стержень;
фиг.15 - вид сверху знаковой части стержня в стержне, который захватывается устройством захвата стержня согласно варианту 4 осуществления;
фиг.16 - вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 4 осуществления захватывает стержень;
фиг.17 - вид в разрезе, показывающий другой пример состояния, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 4 осуществления захватывает стержень;
фиг.18 - вид сверху, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 5 осуществления захватывает стержень;
фиг.19 - вид спереди, иллюстрирующий воздействие устройства захвата стержня согласно варианту 5 осуществления, захватывающего стержень;
фиг.20 - вид сбоку, показывающий состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 5 осуществления захватывает стержень; и
фиг.21 - график, показывающий зависимость между зазором между стержнем и удерживающим компонентом и максимальной нагрузкой при захвате.
Подробное описание вариантов осуществления
Вариант 1 осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. Фиг.1 представляет собой вид спереди, показывающий устройство захвата стержня согласно варианту 1 осуществления. Как показано на фиг.1, устройство 1 захвата стержня включает в себя опору 10, захваты (удерживающие устройства) 12_1, 12_2, блок 15 управления и трубу 16. Каждый из захватов 12_1, 12_2 прикреплен к опоре 10 так, что он проходит вниз (в отрицательном направлении оси Z) от нижней поверхности опоры 10. Требуется, чтобы опора 10 и захваты 12_1, 12-2 обеспечивали захват стержня и опору для него, и, следовательно, требуется, чтобы они имели определенную степень прочности. Например, опора 10 и захваты 12_1, 12_2 могут состоять из металлического материала.
Удерживающие компоненты 14_1, 14_2 предусмотрены на переднем конце захвата 12_1. Удерживающий компонент 14_1 и удерживающий компонент 14_2 предусмотрены последовательно в направлении оси z. Аналогичным образом, удерживающие компоненты 14_3, 14_4 предусмотрены на переднем конце захвата 12_2. Удерживающий компонент 14_3 и удерживающий компонент 14_4 предусмотрены последовательно в направлении оси z. Удерживающие компоненты 14_1-14_4 выполнены с возможностью их расширения и сжатия посредством текучей среды, такой как газ или жидкость (в дальнейшем будет описан пример, в котором используется газ), и, например, могут быть образованы посредством упругого элемента, такого как резина. Например, удерживающие компоненты 14_1-14_4 могут быть образованы резиновыми баллонами. Газ (сжатый газ) подается по трубе 16 к каждому из удерживающих компонентов 14_1-14_4. Труба, проходящая через опору 10 и захваты 12_1, 12_2, показана пунктирными линиями.
Блок 15 управления регулирует расширение и сжатие удерживающих компонентов 14_1-14_4 захватов 12_1, 12_2. Например, блок 15 управления включает в себя электромагнитный клапан (непоказанный), который переключается между состоянием, в котором сжатый газ (первичный контур), подаваемый в блок 15 управления, подается в трубу 16, и состоянием, в котором труба 16 и выходное отверстие (выпускное отверстие) соединены друг с другом, и блок 15 управления регулирует расширение и сжатие удерживающих компонентов 14_1-14_4 захватов 12_1, 12_2 посредством переключения данного электромагнитного клапана.
В частности, блок 15 управления может обеспечить расширение удерживающих компонентов 14_1-14_4 посредством подачи сжатого газа (первичный контур), подаваемого в блок 15 управления, в трубу 16. Блок 15 управления может обеспечить сжатие удерживающих компонентов 14_1-14_4 посредством соединения трубы 16 с выходным отверстием (выпускным отверстием). Удерживающие компоненты 14_1-14_4 могут быть выполнены с возможностью расширения и сжатия в один и тот же момент времени, или могут быть выполнены с возможностью расширения и сжатия в независимые моменты времени.
Например, для выполнения удерживающих компонентов 14_1-14_4 с возможностью их расширения и сжатия в один и тот же момент времени, трубы 16, соединенные соответственно с удерживающими компонентами 14_1-14_4, образованы в виде одной и той же системы. Для выполнения удерживающих компонентов 14_1-14_4 с возможностью их расширения и сжатия в независимые моменты времени, трубы 16, соединенные соответственно с удерживающими компонентами 14_1-14_4, образованы в виде отдельных систем. В альтернативном варианте трубы, соединенные с удерживающими компонентами 14_1, 14_2 захвата 12_1, могут быть образованы в виде одной и той же системы, и трубы, соединенные с удерживающими компонентами 14_3, 14_4 захвата 12_2, могут быть образованы в виде одной и той же системы.
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе, показывающий пример стержня. Как показано на фиг.2, стержень 20 имеет основную часть 21 стержня и знаковую часть 22 стержня. Основная часть 21 стержня имеет формующие элементы 24_1-24_4, образованные в ней для формирования полостей внутри литого изделия. Формующие элементы 24_1-24_4 имеют одинаковую форму, и литье посредством формующих элементов 24_1-24_4, размещенных внутри формы для отливаемого изделия, может обеспечить образование полостей, соответствующих формующим элементам 24_1-24_4, внутри литого изделия.
Знаковая часть 22 стержня представляет собой часть, которая предусмотрена для придания стержню 20 устойчивости, когда стержень 20 размещен внутри формы, и образована посредством удлинения одного конца основной части 21 стержня. Например, когда стержень 20 размещен внутри формы, знаковая часть 22 стержня опирается на форму. Знаковая часть 22 стержня имеет отверстия 25, 26, образованные в ней, которые обеспечивают возможность захвата стержня 20. Отверстия 25, 26 образованы так, чтобы они проходили в направлении оси z. Стержень 20, например, образован из формовочной смеси.
Фиг.3 и фиг.4 представляют собой соответственно вид в разрезе и вид сбоку, показывающие состояние, в котором устройство 1 захвата стержня захватывает стержень 20. Вид в разрезе стержня 20 на фиг.3 показывает сечение стержня 20, показанного на фиг.2, выполненное вдоль плоскости xz, проходящей через отверстия 25, 26. Для захвата стержня 20 посредством устройства 1 захвата стержня удерживающие компоненты 14_1-14_4 захватов 12_1, 12_2 расширяются, и таким образом удерживающие компоненты 14_1-14.4 вводятся в контакт со знаковой частью 22 стержня для захвата знаковой части 22 стержня.
В частности, для захвата стержня 20 посредством устройства 1 захвата стержня опору 10 устройства 1 захвата стержня перемещают вниз (в отрицательном направлении оси z) посредством средства перемещения (непоказанного). Таким образом, захваты 12_1, 12_2 перемещаются вниз, и удерживающие компоненты 14_1, 14_2 захвата 12_1 и удерживающие компоненты 14_3, 14_4 захвата 12_2 вставляются соответственно в отверстия 25, 26, образованные в знаковой части 22 стержня в стержне 20. После этого удерживающие компоненты 14_1-14_4 расширяются так, что расширенные удерживающие компоненты 14_1-14_4 входят в контакт с внутренними стенками отверстий 25, 26 и захватывают стержень 20. Фиг.3 и фиг.4 показывают состояние, в котором устройство 1 захвата стержня захватывает стержень 20 таким образом.
Как показано на фиг.3 и фиг.4, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления удерживающие компоненты 14_1, 14_2, предусмотренные последовательно в направлении оси z, вставляются в отверстие 25 для захвата знаковой части 22 стержня в стержне 20. Аналогичным образом, удерживающие компоненты 14_3, 14_4, предусмотренные последовательно в направлении оси z, вставляются в отверстие 26 для захвата знаковой части 22 стержня в стержне 20. Таким образом, существует возможность предотвращения наклона стержня 20, вызываемого вращающим моментом, действующим на стержень 20.
Фиг.5 и фиг.6 представляют собой соответственно вид в разрезе и вид сбоку, показывающие состояние, в котором устройство 201 захвата стержня согласно сравнительному примеру захватывает стержень 20. Как показано на фиг.5 и фиг.6, в устройстве 201 захвата стержня согласно данному сравнительному примеру захват 212_1 имеет один удерживающий компонент 214_1 и захват 212_2 имеет один удерживающий компонент 214_2. Для захвата стержня 20 посредством устройства 201 захвата стержня удерживающие компоненты 214_1, 214_2 захватов 212_1, 212_2 вставляются в отверстия 25, 26 знаковой части 22 стержня. После этого удерживающие компоненты 214_1, 214_2 расширяются, и таким образом удерживающие компоненты 214_1, 214_2 вводятся в контакт с внутренними стенками отверстий 25, 26 для захвата знаковой части 22 стержня.
В устройстве 201 захвата стержня согласно сравнительному примеру, показанном на фиг.5 и фиг.6, удерживающие компоненты 214_1, 214_2 расположены на прямой линии 218. Другими словами, участки знаковой части 22 стержня, на которых удерживающие компоненты 214_1, 214_2 соответственно входят в контакт со знаковой частью 22 стержня, расположены на прямой линии 218. Например, каждый из удерживающих компонентов 214_1, 214_2 находится в поверхностном контакте со знаковой частью 22 стержня, и прямая линия 218 проходит через участки, на которых происходит данный поверхностный контакт.
Как показано на фиг.6, знаковая часть 22 стержня образована у одного конца основной части 21 стержня. Соответственно, когда устройство 201 захвата стержня согласно сравнительному примеру захватывает знаковую часть 22 стержня, имеется длинное расстояние D1 между центром G тяжести стержня 20 и местами захвата (соответствующими удерживающим компонентам 214_1, 214_2) устройством 201 захвата стержня, так что момент М вращения вокруг прямой линии 218 (показанной в виде оси на фиг.6) в качестве центральной оси действует на стержень 20. Если такой вращающий момент М действует на стержень 20, стержень 20 наклоняется при его захвате.
Следовательно, устройство 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления предусмотрено с компонентом для предотвращения поворота, который предотвращает поворот стержня 20 при захвате знаковой части 22 стержня захватами 12_1, 12_2. В устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления, показанном на фиг.3 и фиг.4, удерживающий компонент 14_1 и удерживающий компонент 14_2, предусмотренные последовательно в направлении оси z, и удерживающий компонент 14_3 и удерживающий компонент 14_4, предусмотренные последовательно в направлении оси z, используются в качестве компонента для предотвращения поворота. Таким образом, удерживающие компоненты 14_1-14_4 имеют как функцию захвата, так и функцию предотвращения поворота (функцию компонента для предотвращения поворота).
В частности, при размещении удерживающих компонентов 14_3, 14_4 последовательно в направлении оси z существует возможность приложения силы F1, которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 20, со стороны удерживающего компонента 14_3 к знаковой части 22 стержня, как показано на фиг.4. Кроме того, существует возможность приложения силы F2, которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 20, со стороны удерживающего компонента 14_4 к знаковой части 22 стержня. Аналогичным образом, удерживающие компоненты 14_1, 14_2 могут также обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 20, к знаковой части 22 стержня. Таким образом, устройство 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления может предотвратить наклон стержня 20, вызываемый вращающим моментом М, действующим на стержень 20. Например, если смотреть на удерживающие компоненты 14_1, 14_3, то видно, что возникает момент М вращения вокруг прямой линии 18_1, соединяющей удерживающие компоненты 14_1, 14_3. С другой стороны, удерживающие компоненты 14_2, 14_4 обеспечивают приложение силы F2 (см. фиг.4), которая подавляет вращающий момент М, к знаковой части 22 стержня. Если смотреть на удерживающие компоненты 14_2, 14_4, то видно, что возникает момент М вращения вокруг прямой линии 18_2, соединяющей удерживающие компоненты 14_2, 14_4. С другой стороны, удерживающие компоненты 14_1, 14_3 обеспечивают приложение силы F1 (см. фиг.4), которая подавляет вращающий момент М, к знаковой части 22 стержня. В данном варианте осуществления удерживающие компоненты 14_1, 14_2 предусмотрены последовательно на захвате 12_1 и удерживающие компоненты 14_3, 14_4 предусмотрены последовательно на захвате 12_2, что обеспечивает возможность выполнения компонента для предотвращения поворота (удерживающего компонента) без увеличения числа захватов.
Фиг.7 представляет собой вид в разрезе, показывающий другой пример состояния, в котором устройство захвата стержня согласно данному варианту осуществления захватывает стержень. В данном варианте осуществления только один из захвата 12_1 и захвата 12_2 может быть предусмотрен с двумя удерживающими компонентами. Например, как показано на фиг.7, захват 12_1 может быть предусмотрен с двумя удерживающими компонентами 14_1, 14_2, в то время как захват 12_2 может быть предусмотрен с одни удерживающим компонентом 14_3. В данном случае удерживающий компонент 14_2 внутри отверстия 25 входит в контакт со знаковой частью 22 стержня и, следовательно, может обеспечивать приложение силы F2, как на фиг.4, которая подавляет момент М вращения вокруг прямой линии 18_1, действующий на стержень 20. В конфигурации, показанной на фиг.7, удерживающий компонент 14_2 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота.
Конфигурация, в которой два удерживающих компонента предусмотрены последовательно на переднем конце каждого из захвата 12_1 и захвата 12_2, показана на фиг.3, и конфигурация, в которой два удерживающих компонента предусмотрены последовательно на переднем конце захвата 12_1, показана на фиг.7. Однако в данном варианте осуществления число удерживающих компонентов, которые должны быть предусмотрены на переднем конце захвата, не ограничено двумя, но может составлять три или более.
Фиг.8 представляет собой вид в разрезе, показывающий еще один пример состояния, в котором устройство захвата стержня согласно данному варианту осуществления захватывает стержень. В данном варианте осуществления удерживающие компоненты 34_1, 34_2, предусмотренные на захватах 32_1, 32_2, могут быть образованы с формами, удлиненными вдоль отверстий 25, 26. Если удерживающие компоненты 34_1, 34_2 образованы так с формами, удлиненными вдоль отверстий 25, 26, боковые стенки расширенных удерживающих компонентов 34_1, 34_2 могут быть введены в поверхностный контакт с внутренними стенками отверстий 25, 26. Соответственно, существует возможность предотвращения наклона стержня 20, вызываемого вращающим моментом, действующим на стержень 20. В конфигурации, показанной на фиг.8, удерживающие компоненты 34_1, 34_2 имеют как функцию захвата, так и функцию предотвращения поворота (функцию компонента для предотвращения поворота). Например, при противодействии моменту М вращения вокруг прямой линии 18_1, соединяющей верхние концы удерживающих компонентов 34_1, 34_2, участки удерживающих компонентов 34_1, 34_2, расположенные ниже верхних концов, могут обеспечивать приложение силы, которая подавляет вращающий момент М, в том же направлении, что и сила F2 на фиг.4. В случае, показанном на фиг.8, удерживающие компоненты 34_1, 34_2 образованы с формами, удлиненными вдоль отверстий 25, 26, что делает возможным приложение силы, которая подавляет вращающий момент М, к знаковой части 22 стержня без увеличения числа захватов.
Случай, в котором два удерживающих компонента 34_1, 34_2 образованы с формами, удлиненными вдоль отверстий 25, 26, показан на фиг.8. Однако в данном варианте осуществления удерживающий компонент одного из захвата 32_1 и захвата 32_2 может быть образован с формой, удлиненной вдоль отверстия, в то время как удерживающий компонент другого захвата может быть образован с по существу сферической формой, подобной форме удерживающего компонента 14_3 на фиг.7.
В устройстве захвата стержня согласно данному варианту осуществления, описанном посредством фиг.3 и т.д., расширяющиеся и сжимающиеся удерживающие компоненты 14_1-14_4 предусмотрены на передних концах захватов 12_1, 12_2, и удерживающие компоненты 14_1-14_4 расширяются для захвата стержня 20. В данном случае, поскольку стержень 20 образован посредством уплотнения формовочной смеси, приложение большой силы к стержню 20 может вызвать повреждение стержня 20. Однако подобное повреждение стержня 20 может быть предотвращено посредством захвата стержня 20 расширяющимися и сжимающимися компонентами 14_1-14_4, как в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления.
В частности, когда стержень 20 захватывается расширяющимися и сжимающимися удерживающими компонентами 14_1-14_4, удерживающие компоненты 14_1-14_4 могут входить в поверхностный контакт со стержнем 20, так что давление (контактное давление), приложенное к определенным точкам стержня 20, может быть уменьшено. Таким образом, повреждение стержня 20 может быть предотвращено. Кроме того, существует возможность регулирования зон контакта между стержнем 20 и удерживающими компонентами 14_1-14_4 посредством регулирования давления, при котором удерживающие компоненты 14_1-14_4 расширяются, что повышает надежность/робастность устройства захвата стержня.
Например, допуск на размер при изготовлении стержня составляет приблизительно±0,1-0,2 мм. Если резиновые баллоны используются в качестве удерживающих компонентов 14_1-14_4, данные резиновые баллоны расширяются на 1 мм или более. Соответственно, допуск на размер при изготовлении стержня может компенсироваться расширением удерживающих компонентов 14_1-14_4. В частности, как показано на фиг.9, даже когда положение 29 центра отверстия 25 стержня 20 отклоняется от заданного положения 19 (соответствующего центру удерживающего компонента 14_1) на Δx (приблизительно±0,1-0,2 мм), удерживающий компонент 14_1 при расширении может входить в контакт с боковой стенкой отверстия 25 стержня 20 и надежно захватывать стержень 20. Фиг.9 показывает удерживающий компонент 14_1 в середине расширения.
Если резина, образующая удерживающие компоненты 14_1-14_4, слишком мягкая, формовочная смесь стержня прилипает к резине и падает при захвате стержня в следующий раз. Кроме того, удерживающие компоненты 14_1-14_4 растягиваются в направлении оси z под действием тянущего усилия, вызываемого весом стержня при подъеме стержня. Напротив, если резина, образующая удерживающие компоненты 14_1-14_4, слишком твердая, контактное давление, приложенное к стержню, может стать слишком высоким, что вызывает повреждение стержня. Следовательно, предпочтительно, чтобы твердость резины, образующей удерживающие компоненты 14_1-14_4, была задана на уровне умеренной твердости с учетом данных соображений.
Вариант 2 осуществления изобретения
Далее будет описан вариант 2 осуществления настоящего изобретения. Фиг.10 и фиг.11 представляют собой соответственно вид в разрезе и вид сбоку, показывающие состояние, в котором устройство захвата стержня согласно варианту 2 осуществления захватывает стержень. Устройство захвата стержня согласно варианту 2 осуществления отличается от устройства захвата стержня, описанного в варианте 1 осуществления, тем, что контактный элемент 43 используются в качестве компонента для предотвращения поворота, то есть контактный элемент 43 используется для приложения силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень 20, к стержню 20. Поскольку конфигурация по варианту 2 осуществления в других отношениях такая же, как описанная в варианте 1 осуществления, те же компоненты будут обозначены теми же ссылочными позициями, причем дублирующее описание будет опущено соответствующим образом.
Как показано на фиг.10 и фиг.11, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления захваты 42_1, 42_2 имеют соответствующие удерживающие компоненты 44_1, 44_2. Удерживающие компоненты 44_1, 44_2 захватов 42_1, 42_2 вставляются соответственно в отверстия 25, 26 и расширяются, и таким образом удерживающие компоненты 44_1, 44_2 вводятся в контакт с внутренними стенками отверстий 25, 26 знаковой части 22 стержня в стержне 20 для захвата знаковой части 22 стержня.
В данном случае удерживающие компоненты 44_1, 44-2 расположены на одной и той же прямой линии. Другими словами, участки знаковой части 22 стержня, на которых удерживающие компоненты 44_1, 44_2 соответственно входят в контакт со знаковой частью 22 стержня, расположены на одной и той же прямой линии, так что момент М вращения вокруг прямой линии 18_3, соединяющей места захвата удерживающими компонентами 44_1, 44_2, будет действовать на стержень 20 по причине, описанной для варианта 1 осуществления. Следовательно, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления сила F3, которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 20, будет приложена к знаковой части 22 стержня посредством контактного элемента 43, как показано на фиг.11. Таким образом, в данном варианте осуществления контактный элемент 43 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота, и контактный элемент 43 обеспечивает приложение силы F3, которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 20, за счет входа в контакт со знаковой частью 22 стержня в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии 18_3, соединяющей удерживающие компоненты 44_1, 44_2.
Как показано на фиг.10, контактный элемент 43 представляет собой стержнеобразный элемент и предусмотрен между захватом 42_1 и захватом 42_2 так, что он проходит вниз (в отрицательной направлении оси z) от нижней поверхности опоры 10. Как показано на фиг.11, контактный элемент 43 расположен с «отрицательной» стороны в направлении оси y относительно захватов 42_1, 42_2. Контактный элемент 43 входит в контакт с верхней поверхностью знаковой части 22 стержня и, тем самым, обеспечивает приложение силы F3, которая подавляет вращающий момент М, к знаковой части 22 стержня.
Данный вариант осуществления с подобной конфигурацией также может обеспечить получение устройства захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Вариант 3 осуществления изобретения
Далее будет описан вариант 3 осуществления настоящего изобретения. Фиг.12 представляет собой вид сверху основной части 61 стержня и знаковой части 62 стержня в стержне 60. Как показано на фиг.12, конфигурация устройства захвата стержня согласно варианту 3 осуществления отличается от конфигураций, описанных в вариантах 1 и 2 осуществления, тем, что три отверстия 65, 66, 67 выполнены в знаковой части 62 стержня в стержне 60. Поскольку конфигурация по варианту 3 осуществления в других отношениях такая же, как описанная в вариантах 1 и 2 осуществления, те же компоненты будут обозначены теми же ссылочными позициями, при этом дублирующее описание будет опущено соответствующим образом.
Как показано на фиг.12, в данном варианте осуществления три отверстия 65, 66, 67 выполнены в знаковой части 62 стержня в стержне 60. В данном случае отверстия 65, 66 образованы так, чтобы они были расположены на прямой линии 69, параллельной оси x. С другой стороны, отверстие 67 (третье отверстие) образовано в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии 69, соединяющей отверстие 65 и отверстие 66.
Фиг.13 и фиг.14 представляют собой соответственно вид в разрезе и вид сбоку, показывающие состояние, в котором устройство 1 захвата стержня захватывает стержень 60. Вид в разрезе стержня 60 на фиг.13 показывает сечение стержня 60, показанного на фиг.12, которое выполнено вдоль плоскости xz, включающей в себя прямую линию 69. на фиг.13 отверстие 67 и удерживающий компонент 54_3 показаны пунктирными линиями.
Как показано на фиг.13, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления захваты 52_1, 52_2 имеют соответствующие удерживающие компоненты 54_1, 54_2. Удерживающие компоненты 54_1, 54_2 захватов 52_1, 52_2 вставляются соответственно в отверстия 65, 66 и расширяются, и таким образом удерживающие компоненты 54_1, 54_2 вводятся в контакт с внутренними стенками отверстий 65, 66 знаковой части 62 стержня в стержне 60 для захвата знаковой части 62 стержня.
В данном случае удерживающие компоненты 54_1, 54_2 расположены на одной и той же прямой линии, так что момент вращения вокруг прямой линии 18_4, соединяющей места захвата удерживающими компонентами 54_1, 54_2, действует на стержень 60 по причине, описанной для варианта 1 осуществления. Следовательно, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления отверстие 67 образовано в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии 69, соединяющей отверстие 65 и отверстие 66, как показано на фиг.12. Как показано на фиг.13 и фиг.14, удерживающий компонент 54_3 захвата 52_3 вставляется в отверстие 67 и расширяется, и таким образом удерживающий компонент 54_3 вводится в контакт с внутренней стенкой отверстия 67 знаковой части 62 стержня для фиксации удерживающего компонента 54_3 относительно отверстия 67 знаковой части 62 стержня. Таким образом, удерживающий компонент 54_3 входит в контакт со знаковой частью 62 стержня в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии 18_4, соединяющей удерживающие компоненты 54_1, 54_2, и обеспечивает приложение силы в направлении силы F4, показанной на фиг.14, так, что сила f4 трения (см. фиг.14), которая подавляет вращающий момент М, действующий на стержень 60, может быть приложена к знаковой части 62 стержня. Таким образом, в данном варианте осуществления удерживающий компонент 54_3 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота.
Отсутствует необходимость в том, чтобы удерживающие компоненты 54_1, 54_2, 54_3 в данном варианте осуществления были расположены на одном и том же уровне, но уровни данных удерживающих компонентов по высоте могут варьироваться соответствующим образом. Например, если удерживающий компонент 54_3 на фиг.13 и фиг.14 установлен на более высоком уровне, чем удерживающие компоненты 54_1, 54_2, не только сила f4 трения, но также сила F4 будут действовать в качестве силы, которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень 60, так что наклон стержня 60 может быть предотвращен.
Данный вариант осуществления с подобной конфигурацией также может обеспечить получение устройства захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Вариант 4 осуществления изобретения
Далее будет описан вариант 4 осуществления настоящего изобретения. Фиг.15 представляет собой вид сверху основной части 81 стержня и знаковой части 82 стержня в стержне 80. Фиг.16 представляет собой вид в разрезе, показывающий состояние, в котором устройство 1 захвата стержня захватывает стержень 80. Конфигурация устройства захвата стержня согласно варианту 4 осуществления отличается от конфигураций, описанных в вариантах 1-3 осуществления, тем, что три отверстия 85, 86, 87 выполнены в знаковой части 82 стержня в стержне 80, как показано на фиг.15, и тем, что положение удерживающего компонента 74_3 в направлении оси z смещено от положений удерживающих компонентов 74_1, 74_2 в направлении оси z, как показано на фиг.16. Поскольку конфигурация по варианту 4 осуществления в других отношениях такая же, как описанная в остальных вариантах осуществления, те же компоненты будут обозначены теми же ссылочными позициями, причем дублирующее описание будет опущено соответствующим образом.
Как показано на фиг.15, в данном варианте осуществления три отверстия 85, 86, 87 выполнены в знаковой части 82 стержня в стержне 80. Три отверстия 85, 86, 87 образованы так, что они расположены на прямой линии 89, параллельной оси x.
Как показано на фиг.16, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления захваты 72_1, 72_2 имеют соответствующие удерживающие компоненты 74_1, 74_2. Удерживающие компоненты 74_1, 74_2 захватов 72_1, 72_2 вставляются соответственно в отверстия 85, 86 и расширяются, и таким образом удерживающие компоненты 74_1, 74_2 вводятся в контакт с внутренними стенками отверстий 85, 86 знаковой части 82 стержня в стержне 80 для захвата знаковой части 82 стержня.
В данном случае удерживающие компоненты 74_1, 74_2 расположены на прямой линии 78, так что момент вращения вокруг прямой линии 78, соединяющей места захвата удерживающими компонентами 74_1, 74_2, действует на стержень 80 по причине, описанной для варианта 1 осуществления. Следовательно, в устройстве 1 захвата стержня согласно данному варианту осуществления, как показано на фиг.16, когда удерживающий компонент 74_3 захвата 72_3 вставляется в отверстие 87 (третье отверстие), удерживающий компонент 74_3 размещается в месте 79, которое находится на расстоянии в направлении оси z от прямой линии 78, соединяющей удерживающий компонент 74_1 и удерживающий компонент 74_2. Удерживающий компонент 74_3 расширяется и вводится в контакт с внутренней стенкой отверстия 87 знаковой части 82 стержня, и таким образом удерживающий компонент 74_3 фиксируется относительно отверстия 87 знаковой части 82 стержня.
Таким образом, удерживающий компонент 74_3 может обеспечить приложение силы (силы в направлении силы F1, показанной на фиг.4), которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень 80, к знаковой части 82 стержня за счет входа в контакт со знаковой частью 82 стержня в месте, находящемся на расстоянии от прямой линии 78, соединяющей удерживающие компоненты 74_1, 74_2. Таким образом, в данном варианте осуществления удерживающий компонент 74_3 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота.
Данный вариант осуществления с подобной конфигурацией также может обеспечить получение устройства захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Как показано на фиг.17, в данном варианте осуществления положения удерживающих компонентов 94_1-94_3 захватов 92_1-92_3 в направлении оси z могут отличаться друг от друга. В частности, если положение 96 удерживающего компонента 94_1 в направлении оси z, положение 97 удерживающего компонента 94_2 в направлении оси z и положение 98 удерживающего компонента 94_3 в направлении оси z отличаются друг от друга, удерживающие компоненты 94_1-94_3 могут быть расположены так, что они не будут находиться на одной и той же прямой линии, так что может быть предотвращен наклон стержня 80, вызываемый вращающим моментом, действующим на стержень 80. В конфигурации, показанной на фиг.17, удерживающие компоненты 94_1-94_3 имеют как функцию захвата, так и функцию предотвращения поворота (функцию компонента для предотвращения поворота). Например, если смотреть на удерживающие компоненты 94_1, 94-2, видно, что возникает момент вращения вокруг прямой линии 18_5, соединяющей удерживающие компоненты 94_1, 94_2. С другой стороны, удерживающий компонент 94_3 обеспечивает приложение силы, которая подавляет вращающий момент, в направлении силы F1 на фиг.4. В этом случае удерживающий компонент 94_3 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота.
Вариант 5 осуществления изобретения
Далее будет описан вариант 5 осуществления настоящего изобретения. В вариантах 1-4 осуществления, описанных выше, были описаны конфигурации, в которых удерживающие компоненты вставляются в отверстия для захвата знаковой части стержня. Конфигурация по данному варианту осуществления отличается от конфигураций остальных вариантов осуществления тем, что захваты устройства захвата стержня захватывают стержень посредством удерживания знаковой части стержня между ними. Поскольку конфигурация по варианту 5 осуществления в других отношениях такая же, как описанная в остальных вариантах осуществления, дублирующее описание будет опущено соответствующим образом.
Фиг.18 и фиг.20 представляют собой соответственно вид сверху и вид сбоку, показывающие состояние, в котором устройство захвата стержня согласно данному варианту осуществления захватывает стержень. Фиг.19 представляет собой вид спереди, иллюстрирующий воздействие устройства захвата стержня согласно данному варианту осуществления, захватывающего стержень. Как показано на фиг.18 и фиг.20, в данном варианте осуществления знаковая часть 122 стержня в стержне 120 образована так, что она выступает от основной части 121 стержня, и стержень 120 захватывается при удерживании знаковой части 122 стержня между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 захватов 112_1, 112_2.
В частности, как показано на фиг.18 и фиг.20, знаковая часть 122 стержня образована так, что она проходит в отрицательном направлении оси y от основной части 121 стержня. Захваты 112_1, 112_2 образованы так, что они проходят в направлении оси z (см. фиг.19), и удерживающие компоненты 114_1, 114_2 предусмотрены на передних концах захватов 112_1, 112_2. Удерживающий компонент 114_1 и удерживающий компонент 114_2 расположены соответственно на обеих боковых поверхностях знаковой части 122 стержня в направлении оси x, и удерживающий компонент 114_1 и удерживающий компонент 114_2 расширяются для удерживания знаковой части 122 стержня между ними.
В данном случае удерживающие компоненты 114_1, 114-2 расположены на одной и той же прямой линии (см. фиг.18 и фиг.19), так что момент вращения вокруг прямой линии 18_6, соединяющий места захвата удерживающими компонентами 114_1, 114_2, действует на стержень 120 по причине, описанной для варианта 1 осуществления. Следовательно, в устройстве захвата стержня согласно данному варианту осуществления, как показано на фиг.18 и фиг.20, захват 112_3 предусмотрен у боковой поверхности знаковой части 122 стержня с «отрицательной» стороны в направлении оси y, и удерживающий компонент 114_3, предусмотренный на переднем конце захвата 112_3, входит в контакт с боковой поверхностью знаковой части 122 стержня. В данном случае место, в котором удерживающий компонент 114_3 и боковая поверхность знаковой части 122 стержня входят в контакт друг с другом, представляет собой место, находящееся на расстоянии от прямой линии 18_6, соединяющей удерживающий компонент 114_1 и удерживающий компонент 114_2. Соответственно, удерживающий компонент 114_3 обеспечивает приложение силы F5 к знаковой части 122 стержня за счет входа в контакт с боковой поверхностью знаковой части 122 стержня, так что сила f5 трения (см. фиг.20), которая подавляет вращающий момент, действующий на стержень 120, может быть приложена к знаковой части 122 стержня. Таким образом, в данном варианте осуществления удерживающий компонент 114_3 функционирует в качестве компонента для предотвращения поворота.
Отсутствует необходимость в том, чтобы удерживающие компоненты 114_1, 114_2, 114_3 в данном варианте осуществления были расположены на одном и том же уровне, но уровни данных удерживающих компонентов по высоте могут варьироваться соответствующим образом. Например, если удерживающий компонент 114_3 на фиг.19 и фиг.20 установлен на более низком уровне, чем удерживающие компоненты 114_2, 114_3, не только сила f5 трения, но также и сила F5 действует в качестве силы, которая подавляет вращающий момент, так что может быть предотвращен наклон стержня 120.
Данный вариант осуществления с подобной конфигурацией также может обеспечить получение устройства захвата стержня, которое может предотвратить наклон стержня при его захвате.
Фиг.21 представляет собой график, показывающий зависимость между зазором между стержнем и удерживающим компонентом и максимальной нагрузкой при захвате. Как показано на фиг.21, максимальная нагрузка при захвате (то есть нагрузка на стержень в целом), действующая со стороны каждого из удерживающих компонентов 114_1, 114_2, когда он захватывает и поднимает знаковую часть 122 стержня, изменяется в соответствии с зазором с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 в сжатом состоянии и знаковой частью 122 стержня (см. изображение слева на фиг.19).
В частности, как показано посредством данных на графике по фиг.21, показывающем случай, в котором удерживающие компоненты 114_1, 114_2 расширяются под давлением а (МПа), максимальная нагрузка при захвате уменьшается по мере увеличения зазора с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 в сжатом состоянии и знаковой частью 122 стержня. Соответственно, уменьшение зазора с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 и знаковой частью 122 стержня, показанного на фиг.19, может обеспечить увеличение максимальной нагрузки при захвате.
Напротив, если зазор с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 и знаковой частью 122 стержня, показанный на фиг.19, слишком мал, требуется точность позиционирования при размещении удерживающих компонентов 114_1, 114_2 у обоих концов знаковой части 122 стержня. То есть, вследствие малого зазора с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 и знаковой частью 122 стержня необходимо регулировать положения удерживающих компонентов 114_1, 114_2 с высокой точностью с тем, чтобы удерживающие компоненты 114_1, 114_2 не ударяли по знаковой части 122 стержня во время их размещения.
Следовательно, в данном варианте осуществления точность, с которой регулируются положения удерживающих компонентов 114_1, 114_2, и максимальная нагрузка при захвате (то есть нагрузка на стержень в целом) должны учитываться при определении зазора с между удерживающими компонентами 114_1, 114_2 и знаковой частью 122 стержня. Как показано на графике по фиг.21, максимальная нагрузка при захвате в случае, когда удерживающие компоненты 114_1, 114_2 расширяются под давлением b (МПа), больше, чем в случае, когда удерживающие компоненты 114_1, 114_2 расширяются под давлением а (МПа) (b > a). Таким образом, расширение удерживающих компонентов 114_1, 114_2 при более высоком давлении может привести к увеличению максимальной нагрузки на стержень, подлежащий захвату.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано выше на основе вариантов осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено конфигурациями данных вариантов осуществления, но включает в себя любые модификации, регулировки и комбинации, которые могут быть предусмотрены специалистами в данной области техники в пределах объема формулы изобретения.