WO2013031945A1

WO2013031945A1 - 把持装置

Info

Publication number: WO2013031945A1
Application number: PCT/JP2012/072154
Authority: WO
Inventors: 山本智司
Original assignee: Yamamoto Satoshi
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-07
Also published as: JP5322015B2; JP2012255536A

Abstract

　【課題】１個のねじを締付けることによって、先ず第１の軸を把持し、更に前記のねじを締付けることによって第２の軸を把持する装置において、構成する部品の加工精度を向上し、かつ製造コストを低減したものである。【解決手段】略四角柱状の部材（１０）と前記部材に螺合した締付けボルト（３３）からなり、前記部材の上面（１１）のほぼ中央に設けた前記締付けボルトと螺合するめねじ（１８）と、正面（１２）と背面（１３）間を貫通する第２の軸穴（１７）と、左側面（１４）と右側面（１５）間を貫通する第１に軸穴（１６）と、前記めねじと前記第２の軸穴の間を通り、かつ前記第２の軸穴の両横外側を通り下方に伸びる略門形スリット（２１）と、第２の軸穴の一方の側部に設けた短スリット（２６）と、前記略門形スリットのそれぞれ一方から他方に伸びた左スリット（２７）と、右スリット（２８）から成ることを特徴とする把持装置。

Description

把持装置

本発明は、干渉せずに交差する２本の軸にそれぞれ摺動可能に嵌合した２つの軸を1箇所の締付け手段により差動的に二段階で前記２本の軸を把持する装置に関する。

計測機器の位置決め装置や工作機械の加工基準設定装置、あるいは棒状材からなる構造物において、交差する軸上を摺動可能な連結部品によって、それぞれの軸を所定の位置関係で固定する方法が多く用いられている。
しかし通常はそれぞれの軸を個別のねじで締付ける構造なので作業効率が悪いという問題があった。

上記問題を解決する方法として、例えば特許文献１では、１個のねじによって並列する２個の支持軸を回動及び固定可能に連結した把持装置が考案されている。
しかし特許文献１の構造では、部品点数が多く高価になる点、２本の軸径が同１の場合でも基筒体５と第１締付筒１２を太くする必要があるので無駄な大きさになる点、ほぼ同時に両方の軸が把持されるので、例えば、先ず高さを調節してその後水平方向の位置を調整する等の順を追った締付け作業ができないという問題があった。

また特許文献２では、本発明とほぼ同じ作用効果を発揮するが、構成する部品（特にケース１０）が製造しにくい形状であり、専用型による鋳造・鍛造以外では加工時間も多大となり、少・中量生産には適していなかった。

実開昭６２－１５７９１６号公報特開２０１１－７３３７号公報

本発明は１個のねじを締付けることによって、先ず第１の軸を把持し、更に前記のねじを締付けることによって第２の軸を把持する装置において、構成する部品の加工精度を向上し、かつ製造コストを低減したものである。

２本の軸を軸穴にそれぞれ摺動可能に挿入し、１つの締付け手段により、差動的に二段階で前記２本の軸を把持する装置であり、略四角柱状の部材（１０）と、前記部材に螺合した締付けボルト（３３）からなり、
前記部材には、上面（１１）のほぼ中央に設けた前記締付けボルトと螺合するめねじ（１８）と、正面（１２）と背面（１３）間を貫通する第２の軸穴（１７）と、前記第２の軸穴より前記めねじから遠い側に、前記第２の軸穴と干渉しない位置に設けた左側面（１４）と右側面（１５）間を貫通する第１の軸穴（１６）と、前記正面と前記背面間を貫通するスリット群（２０）が設けられ、該スリット群は、前記めねじと前記第２の軸穴の間を通り、かつ前記第２の軸穴の両横外側を通り下方に伸び、左右の下端部（２２、２３）が前記第１の軸穴の軸心近傍まで達する略門形スリット（２１）と、前記第２の軸穴の一方の側部内周面（１７ａ）と前記略門型スリットを繋ぐ短スリット（２６）と、前記略門形スリット左部の第１軸穴干渉領域（２４）から右に向かい、前記略門型スリット右部に達しない少なくとも１つの左スリット（２７）と、前記略門形スリット右部の第１軸穴干渉領域（２５）から左に向かい、前記略門形スリット左部に達しない少なくとも１つの右スリット（２８）から成ることを特徴とする把持装置である。

１本の締付けボルトを締付けることにより、２本の軸を作動的に締付け固定することができるので、作業性が良い。

２本の軸に対する位置決めを、順次行うことができるので、例えば、先ず左右方向位置を正確に決めてから、次に前後方向の位置を決める作業ができるので、１本のねじで二方向の位置決めが可能でありながら、精度の高い位置決めができる。

専用部品が１個のため、軸間距離の精度、軸間角度の精度、軸穴精度を高めることが容易であり、低コストで製作可能である。
また、多品種少量生産にも容易に対応できる。

本発明による二軸把持装置の斜視図である。本発明による二軸把持装置の部材の正面図と右側面図である。本発明による二軸把持装置の部材の弾性変形部の説明図である。本発明による二軸把持装置の部材の別の実施形態である。本発明による二軸把持装置の平面図の例である。

図１～５を用いて本発明の基本的な構成を説明する。
図１は、本発明による把持装置によってほぼ直交する二軸を固定している状態を示した斜視図、図２は本把持装置の主要部材の正面図と右側面図である。

直方体状の部材１０の下部に、第１の軸穴１６が左側面１４と右側面１５間を貫通して設けられており、第１の軸穴の上部に第２の軸穴１７が正面１２と背面１３間を貫通して設けられている。
また、第２の軸穴１７と同じ方向に、第２の軸穴１７からワイヤ放電加工装置等によりスリット群２０の加工が行われ、斜線で示す弾性変形部１９が構成される。

図３は、弾性変形部１９の作動説明図である。
締付けボルト３３を締めると、荷重Ｗが弾性変形部の上面ほぼ中央に、下方向に作用する。荷重Ｗにより、第２の軸穴１７は短スリット２６の存在により上下方向の内径が減少しやすくなっているので、挿入された第２軸とのクリアランス（通常は０．０５ｍｍ程度）が無くなると第２軸が固定される。
荷重に対する上下方向の内径の変化量は、例えば、軸穴直径が１６ｍｍで、短スリット２６の反対側面の肉厚Ａが３．５ｍｍで、部材１０の厚さが２４ｍｍとすると、等価ばね定数は、２１００００Ｎ／ｍｍ程度になる。
すなわち、荷重Ｗが１０５０Ｎに達すると、第２の軸穴の上下方向の内径が約０．０５ｍｍ減少し、第２軸が固定され始める。

第１の軸穴部分には、左スリット２７と右スリット２８が、ほぼ水平方向に、左右交互に段違いに設けられている。
左右のスリットが設けられた部分は、コイルばねのような作用をする。
例えば図３に於いて、左右のスリットの長さがそれぞれ２１ｍｍ、肉厚Ｂが２ｍｍ、スリットの間隔Ｃが１．５ｍｍで、第１に軸穴１６の両側部の肉厚を片側４ｍｍとみなすと、等価ばね定数は、１８０Ｎ／ｍｍ程度になる。
すなわち、荷重Ｗが約９Ｎに達すると、第１の軸穴の上下方向の内径が約０．０５ｍｍ減少し、第１軸が固定され始める。

部材１０の上部には、めねじ１８が加工されている。
加工の都合上、弾性変形部１９の上面には、めねじの下穴加工による凹部（図示しない）が残るので、めねじ加工後に凹部の内径を広げるか、締付けボルト３３の先端部径を細くする必要がある。

以上の構成において、図１に示したように、部材１０に設けた第１の軸穴１６に第１軸３１を通し、第２に軸穴１７に第２軸３２を通した状態で、締付けボルト３３を締めると、まず、第１の軸穴１６周囲の左右スリット部が弾性変形し、ボルトの軸力が９Ｎ以上になると、部材１０の第１の軸穴の上面部と下面部の間で第１軸３１を把持する。

さらに締付けボルト３３を締めると、弾性変形部１９における短スリットの反対側の部分が弾性変形し、第２の軸穴１７の上下方向の内径が小さくなり、ボルトの軸力が１０５０Ｎ以上になると、第２軸３２を締付け、これを把持する。

上記のように締付けボルトを締めることにより、第１軸と第２軸の両方を締付けることができ、しかも、わずかな締付け力で先ず第１軸が固定されて、さらにボルトを締付けることにより第２軸が固定されるので、順次位置を調節しながら高精度の位置決めをすることができる。

図４に示したように、略門形スリット２１は、上部の水平部分と、左右の垂直部分の間は円弧で結んでもよい。また円弧の代わりに斜線で結んでもよい。
また、左スリット２２と右スリット２３は各１つでも良く、スリット長さや、スリット間隔を選べば、等価ばね定数を適切に設定することができる。
また、スリットの幅は、ワイヤ放電加工機で加工可能な０．３ｍｍ程度とすることにより、万が一、軸を挿入せずに締付けボルトを締付けても、材料が降伏点に達する前に変形量を制限することもできる。

図５は第１軸と第２軸の交差角度を７５度程度に設定した場合の平面図である。
本発明による把持装置の主要部品は１つであるため、直角以外の交差角度にも、比較的容易に、かつ精度よく対応することができる。
すなわち、２つの軸穴とめねじ加工を行った後、ワイヤ放電加工機に傾斜した状態でセットし、自動運転することで、セット換えすることなしに、図５に示した直交以外の２軸把持装置を容易に製作することができる。

１本発明による把持装置
１０  部材
１１  部材の上面
１２　部材の正面
１３　部材の背面
１４  部材の左側面
１５　部材の右側面
１６  第１軸の軸穴
１７  第２軸の軸穴
１７ａ  第２の軸穴の側部内周面
１８　めねじ
１９　弾性変形部
２０　スリット群
２１　略門形スリット
２２　略門形スリットの左下端部
２３　略門形スリットの右下端部
２４　略門形スリット左部の第１軸穴干渉領域
２５　略門形スリット右部の第１軸穴干渉領域
２６　短スリット
２７　左スリット
２８　右スリット
３１　第１軸
３２　第２軸
３３　締付けボルト
Ｗ　　ボルトによる締付荷重
Ａ　　第２の軸穴の短スリットの反対側面の厚さ
Ｂ　　左スリットの端部と略門形スリット右部との距離
Ｃ　　左スリットと右スリットの距離
θ　　第１軸と第２軸の交差角度

Claims

２本の軸を軸穴にそれぞれ摺動可能に挿入し、１つの締付け手段により、差動的に二段階で前記２本の軸を把持する装置であり、略四角柱状の部材（１０）と、前記部材に螺合した締付けボルト（３３）からなり、
前記部材には、上面（１１）のほぼ中央に設けた前記締付けボルトと螺合するめねじ（１８）と、正面（１２）と背面（１３）間を貫通する第２の軸穴（１７）と、前記第２の軸穴より前記めねじから遠い側に、前記第２の軸穴と干渉しない位置に設けた、左側面（１４）と右側面（１５）間を貫通する第１に軸穴（１６）と、前記正面と前記背面間を貫通するスリット群（２０）が設けられ、該スリット群は、前記めねじと前記第２の軸穴の間を通り、かつ前記第２の軸穴の両横外側を通り下方に伸び、左右の下端部（２２、２３）が前記第１の軸穴の軸心近傍まで達する略門形スリット（２１）と、前記第２の軸穴の一方の側部内周面（１７ａ）と前記略門形スリットを繋ぐ短スリット（２６）と、前記略門形スリット左部の第１軸穴干渉領域（２４）から右に向かい、前記略門形スリット右部に達しない少なくとも１つの左スリット（２７）と、前記略門形スリット右部の第１軸穴干渉領域（２５）から左に向かい、前記略門形スリット左部に達しない少なくとも１つの右スリット（２８）から成ることを特徴とする把持装置。