JP6920864B2 - ワーク抜き差し治具 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの回転軸を把持して使用する、ワーク抜き差し治具に関し、特にワークの抜き差しを簡易に行うことのできる治具に関する。

従来、ワークをケーシングから引き抜く治具として、各種のロータ抜き出し治具が知られている。例えば、図１に示すように、水平部１１０ａと垂下部１１０ｂとが逆Ｌ字状に形成された治具本体１１０と、その水平部１１０ａの長手方向に移動自在に案内された吊り機構１２０と、垂下部１１０ｂに設けた片持保持部１３０とを有し、その片持保持部１３０が横軸回転機１５０の回転軸１５２の一部を支え、ロータ１５１の全体を片持ち支持できるように構成されたロータ抜き出し治具が知られている。

特開２００２−１５３０２３号公報

図１に示すロータ抜き出し治具では、ロータの抜き出しを以下のように行う。まず天井クレーン等を作動させ、ロータ１５１が浮上する直前まで上昇させ、ほぼ垂直吊りができるための水平位置の検出を、ハンドル１２６の微調整移動により行なう。次に、天井クレーン等をゆっくり移動して、回転軸の両端部を仮置き材上に載置し、さらにハンドル１２６を回転させて、スライド金具１２２を重心表示に位置合わせし、ロータ抜き出し治具を抜去する。そして最後に、回転軸１５２から筒状アダプタを抜去して保管する。

即ち、特許文献１に開示されている技術では、図１においてハンドル１２６を回転することで吊り機構１２０を水平方向に移動させるが、この際、治具本体１１０が揺れないように、天井クレーンについても同様に水平方向に移動させることが必要である。

このように、特許文献１に開示されている技術では、ロータの抜き出し時のみならず、ロータを垂直吊り可能であるかその水平位置を検出する際にも、天井クレーンの水平方向における横行が必要である。従って、天井クレーンの使用頻度が高く、ロータの抜き出しが煩雑である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、天井クレーンの使用頻度を低くして、ワーク（例えば、ロータ）の抜き差しを簡易に行うことのできる、ワーク抜き差し治具を提供することを目的とする。

本発明者らは、従来よりも天井クレーンの使用頻度を低くすることを前提として、ワークの抜き差しを簡易に行うことのできるワーク抜き差し治具について、鋭意検討した。その結果、ワークを垂直吊り可能であるかその水平位置を検出する際に、ワーク抜き差し治具自体に内蔵した昇降機を用いることで、天井クレーンの横行動作を不要とし、ひいてはワークの抜き差しを簡易に行うことができるとの知見を得た。本発明者らは、以上の知見に基づき本発明を完成させた。その要旨は以下のとおりである。

[１]ワークの軸を把持して使用するワークの抜き差し治具であって、水平部と、上記水平部の一端から鉛直方向下方に延在する垂下部と、を含むＬ字型の本体と、上記垂下部に取り付けられ、鉛直方向に伸縮自在の昇降機構と、上記昇降機に取り付けられ、上記軸を把持する把持機構と、上記水平部に沿って取り付けられた長手部と、上記長手部に対して、水平方向に移動自在に取付けられた２つのバランス調整部と、を含むバランス調整機構と、を備えることを特徴とする、ワーク抜き差し治具。

[２]上記昇降機構が自動運転機器を含む、上記[１]に記載のワーク抜き差し治具。

[３]上記バランス調整機構が自動運転機器を含む、上記[１]又は[２]に記載のワーク抜き差し治具。

本発明に係るロータ抜き差し治具では、ワーク抜き差し治具自体に内蔵した昇降機を用いることで、ワークを垂直吊り可能であるかその水平位置を検出する際に、天井クレーンの横行動作を不要とすることができる。その結果、本発明に係るロータ抜き差し治具によれば、ワークの抜き差しを簡易に行うことができる。

図１は、従来型のロータ抜き出し治具を示す側面透視図である。 図２は、本実施形態のワーク抜き差し治具の一例を示す斜視図である。 図３は、本実施形態のワーク抜き差し治具を使用した、ワークの抜き出し方法を示す概念図である。 図４は、本実施形態のワーク抜き差し治具を使用した、ワークの差し込み方法を示す概念図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一なものが含まれる。さらに、上記実施形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。

＜ワーク抜き差し治具＞
まず、本発明のワーク抜き差し治具について説明する。
図２は、本実施形態のワーク抜き差し治具の一例を示す斜視図である。同図に示すワーク抜き差し治具１０は、本体１２と、昇降機構１４と、把持機構１６と、バランス調整機構１８と、遠隔姿勢制御ハンドル２０を備える。なお、図２においてはワーク抜き差し治具１０がロータＲ（軸Ａを含む）を把持している状態が示されている。

図２に示すように、本体１２は、水平方向に延在する水平部１２ａと、水平部１２ａの一端から鉛直方向可能に延在する垂下部１２ｂとから構成されている。水平部１２ａは、その長手方向を後述するバランス調整機構１８の長手方向と一致させて、バランス調整機構１８を支持するように構成されているとともに、その上端部が図示しない天井クレーンで吊り下げられるように構成されている。これに対し、垂下部１２ｂはその下端部で後述する昇降機構１４を支持するように構成されている。

昇降機構１４は、その上端部が本体１２の垂下部１２ｂに支持されるとともに、その下端部で後述する把持機構１６を支持するように構成されている。昇降機構１４は、鉛直方向寸法が連続的に微小変化する機器であれば特に制限されない。図２に示す例では、昇降機構１４は、本体１２の垂下部１２に取り付けられた固定部１４ａに対してその鉛直方向下方に位置する昇降部１４ｂが駆動部１４ｃによって鉛直方向に移動可能となるように構成されている。駆動部１４ｃには、手動運転機器（ラチェット機器等）は勿論、自動運転機器（原動機）を含ませることができる。自動運転機器としては、電動器の他、油圧機器（油圧シリンダ）、空圧機器、水圧機器等を採用することができる。手動運転機器を用いた場合は、ハンドルの回転角度によって調整が可能であるため、昇降の微調整に有利である。これに対し、自動運転機器を用いた場合は、ワークが５００ｋｇ以上となった場合に確実に昇降を実行することができる点で有利である。

把持機構１６は、その上端部が２つの留め具Ｘ、Ｘによって昇降機構１４に固定、支持されるように構成されている。把持機構１６は、昇降機構１４側（鉛直方向上側）に位置する上板１６ａと、昇降機構１４とは反対側（鉛直方向下側）に位置する下板１６ｂと、これらの板１６ａ、１６ｂとの間で鉛直方向に移動可能な２つのＶブロック１６ｃ、１６ｃとを含む。なお、これらのＶブロック１６ｃ、１６ｃとともに後述するワークの軸を挟み込むため、下板１６ｂは図２において下に凸に湾曲している。なお、下板１６ｂの代わりに、Ｖブロック１６ｃと対をなすＶブロックを設けてもよい。

バランス調整機構１８は、その長手方向を本体１２の水平部１２ａの長手方向と一致させて、水平部１２ａに支持されるように構成されている。バランス調整機構１８は、シャフト１８ａと、シャフト１８ａの両端にそれぞれ取り付けられたウェイト１８ｂ及びカウンターウェイト１８ｃと、から構成されている。バランス調整機構１８は本体１２の水平部１２ａ上に載置されるとともに、例えば、ハンドルＹの操作によって（図示しないギヤ、カム、等を介して）動力が伝わり、本体１２に対して水平方向に移動可能となるように構成されている。バランス調整機構１８には、自動運転機器を含ませることもできる。この場合は、ワークが５００ｋｇ以上となった場合に確実にバランス調整を実行することができる点で有利である。

遠隔操作制御ハンドル２０は、上述した各構成要素１２から１８とは異なり任意選択的な構成要素である。遠隔操作制御ハンドル２０は、Ｔ字型の持ち手から昇降機構１４のずれかの部分１４ａから１４ｃまで延在する形状を有し、これらの部分と着脱可能に係合するような構造を有する。図２に示す例では、遠隔操作制御ハンドル２０は、昇降部１４ｂの端部に設けられた部分に持ち手とは反対側の部分を鉛直方向上方から差し込むことで、昇降機構１４と係合している。遠隔操作制御ハンドル２０は、天井クレーンの横行操作時に治具１０の揺れを抑え、安全性を高めることができる。

＜ワーク抜き差し治具の使用方法＞
次に、このような構成要素を備える本実施形態のワーク抜き差し治具の使用方法を、ワークの抜き出し方法と、ワークとの差し込み方法とに分けて説明する。

[ワークの抜き出し方法]
図３は、本実施形態のワーク抜き差し治具を使用した、ワークの抜き出し方法を示す概念図であり、（ａ）は把持機構１６にワークであるロータの軸Ａを差し込む段階（段階１）を示し、（ｂ）は上下一対のＶブロックＢ、Ｂにより軸Ａを把持する段階（段階２）を示し、（ｃ）は把持された軸を昇降機構１４により鉛直方向上方に移動させる段階（段階３）を示し、（ｄ）は傾いたロータＲをバランス調整機構１８により水平に補正する段階（段階４）を示し、（ｅ）はロータＲをステータＳから引き抜いて置台Ｐに載置する段階（段階５）を示し、（ｆ）は上下一対のＶブロックＢ、Ｂによる軸Ａの把持を解除する段階（段階６）を示し、（ｇ）は把持機構１６をワークであるロータＲの軸Ａから離間させる段階（段階７）を示す。なお、同図中、治具１０を吊り下げているフックＨは図示しない天井クレーンにより支持されている。

段階１（図３（ａ））では、天井クレーンを鉛直方向下方に作動させて把持機構１６の鉛直方向位置をロータＲの軸Ａの鉛直方向位置に合わせる（高さ調整）。この際、最終的な高さ調整は、天井クレーンでなく昇降機構１４により行うことが精度高く高さ調整を行うことができる点で好ましい。

そして、この高さ調整後、天井クレーンの横行操作により把持機構１６をロータＲの軸Ａに向かって水平方向の矢印の向きに移動させ、ロータＲの軸Ａに対して把持機構１６を嵌め合わせる。この際、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具１０の揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。段階１が終了したら、しばらく使用しない天井クレーンの電源を切る。

段階２（図３（ｂ））では、上下一対のＶブロックＢ、Ｂのうち鉛直方向下側に位置するＶブロックＢを矢印の向き（鉛直方向の上方）に移動させることで、ロータＲを把持機構１６に固定する。なお、図３（ｂ）の右側に示す部分図は、ＶブロックＢ、Ｂと、ロータＲの軸Ａとの固定状態を示す概念図である。

段階３（図３（ｃ））では、ロータＲをステータＳの上側の内壁及び下側の内壁のいずれからも十分に離間させるべく、昇降機構１４を用いてロータＲの軸Ａを鉛直方向上方に持ち上げる。この際、ロータＲが同図のごとく傾くことになる。ロータＲは、その水平方向の把持機構１６に近い側（同図の右側）ではステータＳの上面と比較的近接し、その水平方向の把持機構１６から遠い側（同図の左側）ではステータＳの下面と比較的近接する。このため、この状態で天井クレーンを作動させてロータＲを水平方向に引き抜こうとすると、ロータＲの水平方向の把持機構１６に近い側がステータＳの上側の内壁と、またロータＲの水平方向の把持機構１６から遠い側がステータＳの下側の内壁と、それぞれ接触してしまい、良好な抜き出しが実現できないおそれがある。

段階４（図３（ｄ））では、ロータＲの良好な抜き出しを実現すべく、ロータＲをバランス調整機構１８により水平に補正する。具体的には、バランス調整機構１８を、把持機構１６に対して水平方向のロータＲとは逆側に移動させ、ロータＲの傾斜を補正してロータＲを水平に戻す。これにより、ロータＲはステータＳの内壁の最上部と最下部との双方から等距離に位置することとなる。

段階５（図３（ｅ））では、天井クレーンの電源を入れて、ステータＳからロータＲを引き抜いた後の状態を示している。上述したとおり、段階４でロータＲがステータＳの内壁の最上部と最下部との双方から等距離に位置しているので、ロータＲとステータＳとの間には鉛直方向のいずれの側においても十分な空間が存在する。これにより、天井クレーンの横行操作により、ステータＳからロータＲを水平方向に引き抜くことができる。ロータの引き抜きに際しては、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具とロータＲの揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。

そして、ロータＲの水平方向位置と置台Ｐの水平方向位置とが一致したら、天井クレーンを矢印の向き（鉛直方向下方）に移動させて、ロータＲを置台Ｐに載置する。

段階６（図３（ｆ））では、次の段階（図３（ｇ））で冶具をロータＲなしの状態で水平に吊るため、バランス調整機構１８を、把持機構１６に対して水平方向のロータＲ側に移動させて元の位置に戻す。そして、上下一対のＶブロックＢ、Ｂのうち鉛直方向下側に位置するＶブロックＢを矢印の向き（鉛直方向の下方）に移動させることで、把持機構１６によるロータＲの固定を解除する。なお、図３（ｆ）の右側に示す部分図は、ＶブロックＢ、Ｂと、ロータＲの軸Ａとの固定解除状態を示す概念図である。

段階７（図３（ｇ））では、把持機構１６をワークであるロータＲの軸Ａから離間させる。具体的には、把持機構１６をロータＲから水平方向（水平方向の矢印の向き）に離間させ、次いで昇降機構１４を鉛直方向上方（鉛直方向の矢印の向き）に移動させて元の位置に戻し、最後に天井クレーンで治具１０自体を鉛直方向上方（残りの矢印の向き）に移動させる。なお、把持機構１６をロータＲから水平方向に離間させるにあたり、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具１０の揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。

以上のようなワーク（例えば、ロータ）の抜き出し方法によれば、ステータからワークを抜き出す前にロータをステータから鉛直方向に離間させることで生じるロータの傾斜を、天井クレーンの横行操作によらず、治具に内蔵された昇降機構により補正することができる。このため、天井クレーンの使用頻度が低く抑えられ、従来に比して作業性を大幅に向上させ、ひいてはワークの抜き出しを簡易に行うことができる。

[ワークの差し込み方法]
図４は、本実施形態のワーク抜き差し治具を使用した、ワークの差し込み方法を示す概念図であり、（ａ）は把持機構１６にワークであるロータＲの軸Ａを差し込み、上下一対のＶブロックＢ、Ｂにより軸Ａを把持する段階（段階８）を示し、（ｂ）は把持された軸Ａを天井クレーンにより鉛直方向上方に移動させる段階（段階９）を示し、（ｃ）は傾いたロータＲをバランス調整機構１８により水平に補正する段階（段階１０）を示し、（ｄ）はロータＲをステータＳに差し込む段階（段階１１）を示し、（ｅ）は把持された軸Ａを昇降機構１４により鉛直方向下方に移動させる段階（段階１２）を示す。なお、同図中、治具１０を吊り下げているフックＨは図示しない天井クレーンにより支持されている。

段階８（図４（ａ））では、まず天井クレーンを鉛直方向下方に作動させて把持機構１６の鉛直方向位置をロータＲの軸Ａの鉛直方向位置に合わせる（高さ調整）。この際、最終的な微調整については天井クレーンでなく昇降機構１４により行うことができる。

そして、高さ調整の終了後、天井クレーンの横行操作により把持機構１６をロータＲの軸Ａに向かって水平に移動させ、ロータＲの軸Ａに対して把持機構１６を嵌め合わせる。この際、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具の揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。

さらに、上下一対のＶブロックＢ、Ｂのうちを、鉛直方向下方のＶブロックＢを鉛直方向上側に移動させることで、ロータＲの軸Ａを鉛直方向の両側から把持機構１６に固定する。段階８が終了したら、しばらく使用しない天井クレーンの電源を切る。

段階９（図４（ｂ））では、ロータＲとステータＳとの鉛直方向位置を合わせるべく、把持された軸Ａを鉛直方向上方に移動させて、天井クレーン或いは昇降機構１４によりロータＲを置台Ｐから離す。この際、ロータＲが図示のごとく傾くことになる。即ち、ロータＲの水平方向の把持機構１６に近い側（同図の右側）が、ロータの水平方向の把持機構１６から遠い側（同図の左側）に対して、鉛直方向の幾分上方に位置することとなる。このため、この状態でロータＲをステータＳに向かって水平方向に差し込もうとすると、ロータＲの把持機構１６に近い側がステータＳの下側の内壁と、またロータＲの把持機構１６から遠い側がステータＳの上側の内壁と、それぞれ接触してしまい、良好な差し込みが実現できない。

段階１０（図４（ｃ））では、ロータＲの鉛直方向最上位置をステータＳの上側の内壁の鉛直方向位置から十分に離間させるとともに、ロータＲの鉛直方向最下位置をステータＳの下側の内壁の鉛直方向位置から十分に離間させるべく、ロータＲをバランス調整機構１８により水平に補正する。具体的には、バランス調整機構１８を把持機構１６に対して水平方向のロータＲとは逆側に移動させ、ロータＲの傾斜を補正してロータＲを水平に戻す。

段階１１（図４（ｄ））では、天井クレーンの電源を入れて、ステータＳにロータＲを差し込む。段階１０での補正により、ロータＲの鉛直方向最上端がステータＳの上側の内壁から十分に離間し、かつ、ロータＲの鉛直方向最下端がステータＳの下側の内壁から十分に離間しているので、天井クレーンの横行操作により、ステータＳにロータＲを良好に差し込むことができる。ロータＲの差し込みにあたり、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具及びロータの揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。

段階１２（図４（ｅ））では、把持された軸Ａを昇降機構１４により鉛直方向下方に移動させる。以上の動作終了後、把持機構１６への軸Ａの固定を解除し、バランス調整機構１８を把持機構１６に対して水平方向のロータＲ側に移動させ、事後的に冶具をロータＲなしの状態で水平に吊るため、天井クレーンの横行操作及び鉛直操作により把持治具１０を軸Ａから離間させる。天井クレーンの横行操作においては、図示しない遠隔操作制御ハンドルを用いることが、治具の揺れを抑え、安全性を高めることができる点で好ましい。

以上のようなワーク（例えば、ロータ）の差し込み方法によれば、ステータにワークを差し込む前にロータの鉛直位置をステータの鉛直位置に合わせることで生じるロータの傾斜を、天井クレーンの横行操作によらず、治具に内蔵された昇降機構により補正することができる。このため、天井クレーンの使用頻度が低く抑えられ、従来に比して作業性を大幅に向上させ、ひいてはワークの差し込みを簡易に行うことができる。

本発明によれば、天井クレーンの使用頻度を低くして、ワーク（例えば、ロータ）の抜き差しを簡易に行うことができる。従って、本発明は、特に、工場内でのワークの移動並びに据付作業において有用である。

１０ ワーク抜き差し治具
１２ 本体
１２ａ 水平部
１２ｂ 垂下部
１４ 昇降機構
１４ａ 固定部
１４ｂ 昇降部
１４ｃ 駆動部
１６ 把持機構
１６ａ 上板
１６ｂ 下板
１６ｃ、Ｂ Ｖブロック
１８ バランス調整機構
１８ａ シャフト
１８ｂ ウェイト
１８ｃ カウンターウェイト
２０ 遠隔姿勢制御ハンドル
Ａ 軸
Ｈ フック
Ｒ ロータ
Ｓ ステータ
Ｘ 留め具
Ｙ ハンドル

Claims (1)

1. ワークの軸を把持して使用するワークの抜き差し治具であって、
   水平部と、前記水平部の一端から鉛直方向下方に延在する垂下部と、を含むＬ字型の本体と、
   前記垂下部に取り付けられ、鉛直方向に伸縮自在の昇降機構と、
   前記昇降機構に取り付けられ、前記軸を把持する把持機構と、
   前記水平部に沿って取り付けられた長手部と、前記長手部に対して、水平方向に移動自在に取付けられた２つのバランス調整部と、を含むバランス調整機構と、
   を備えることを特徴とする、ワーク抜き差し治具。

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