特開 2024-130765 固定構造、及び、固定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130765

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】固定構造、及び、固定方法

(51)【国際特許分類】

   F16B 1/04 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

F16B1/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040665

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100122770

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】田邊 勇典

(57)【要約】

【課題】例えば、被固定物の周囲に部品や配管等が込み入っており、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物の固定、固定解除）が困難な作業環境であっても、容易に被固定物の固定及び固定解除ができ、作業性（作業効率）を向上することが可能な固定構造を提供する。
【解決手段】固定構造１では、第１ピストン２１を収容部１０ａに突出させ、複数の第２ピストン２２、及び、第３ピストン２３をハウジング１０内に退出させた初期状態とし、その後、被固定物３０をハウジング１０の収容部１０ａに収容して、被固定物３０の底面で第１ピストン２１を押し、第１ピストン２１をハウジング１０内に退出させることで、複数の第２ピストン２２を突出させ、被固定物３０の頂面と当接させて被固定物３０を係止し、被固定物３０の軸方向の移動を規制する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被固定物の軸方向への移動を規制する固定構造であって、
前記被固定物を回動可能に収容する収容部が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの軸方向に移動自在に、前記ハウジングの内底面に配設され、液圧により前記収容部に突出し、又は、前記収容部から前記ハウジング内に退出する第１ピストンと、
前記ハウジングの径方向に移動自在に、前記ハウジングの内側面に配設され、液圧により前記収容部に突出し、又は、前記収容部から前記ハウジング内に退出する複数の第２ピストンと、
前記ハウジングの径方向に移動自在に、前記ハウジングの内側面に配設され、液圧により前記収容部に突出し、又は、前記収容部から前記ハウジング内に退出する第３ピストンと、
前記ハウジング内に形成され、前記第１ピストン、複数の前記第２ピストン、及び、前記第３ピストンそれぞれの受圧面を相互に連通し、内部が液体によって満たされた液路と、を備え、
前記被固定物は、側面から底面にかけて、固定を解除する際に突出する前記第３ピストンが進入可能な凹部が形成されており、
前記第１ピストンの容積は、複数の前記第２ピストンの容積の総和と等しく、かつ、前記第３ピストンの容積と等しく設定されており、
前記被固定物が前記収容部に収容されていない初期状態では、前記第１ピストンが前記収容部に突出され、前記第２ピストン及び前記第３ピストンが前記ハウジング内に退出されており、
複数の前記第２ピストンそれぞれは、前記収容部に前記被固定物が収容されて、前記第１ピストンが前記ハウジング内に退出されることにより、前記収容部に突出し、前記被固定物の頂面と当接して前記被固定物を係止することを特徴とする固定構造。

【請求項2】

複数の前記第２ピストンそれぞれは、突出時に前記被固定物と当接する先端部の下面が平らに形成されており、
複数の前記第２ピストンは、前記ハウジングの収容部の側面の周方向に沿って、等間隔に、４個配設されていることを特徴とする請求項１に記載の固定構造。

【請求項3】

前記第２ピストンを退出させた状態において前記第１ピストンを退出させる際に、前記液路の液圧の上昇に応じて前記液路の体積を増大させるアキュムレータをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の固定構造。

【請求項4】

請求項１に記載の固定構造を用いた固定方法であって、
前記第１ピストンを前記収容部に突出させ、複数の前記第２ピストン、及び、前記第３ピストンを前記ハウジング内に退出させた初期状態とする初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記被固定物を前記ハウジングの収容部に収容して、該被固定物の底面で前記第１ピストンを押し、該第１ピストンを前記ハウジング内に退出させることで、複数の前記第２ピストンを突出させ、前記被固定物の頂面と当接させて該被固定物を係止する固定ステップと、を備えることを特徴とする固定方法。

【請求項5】

複数の前記第２ピストンにより係止されている前記被固定物を回転して、前記被固定物の凹部を前記第３ピストンの突出位置に合わせる位置合わせステップと、
前記位置合わせステップの後、前記第２ピストンを前記ハウジング内に退出させて、前記第３ピストンを前記被固定物の凹部に突出させ、前記被固定物の固定を解除する固定解除ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の固定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被固定物の軸方向への移動を規制する固定構造、及び、該固定構造を用いた固定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、被固定物（保持部品）の軸方向への移動を規制（禁止）するために、すなわち、軸方向への抜け落ちを防止するために、止め輪（サークリップ）が広く用いられている。止め輪は、例えば、有端のリング状（略Ｃ字状）に形成された本体部と、該本体部の両端に径方向に突設された耳部とを備えて構成されている。また、耳部には、貫通孔（治具用孔）が形成されている。

【0003】

止め輪は、例えば、軸の外周面又は穴の内側面に、軸方向と直交する方向（周方向）に形成された止め輪溝に嵌めて（嵌着されて）用いられる。止め輪は、サークリッププライヤ等の治具（工具）を用いて拡径又は縮径することにより、止め輪溝に取り付け、又は、止め輪溝から取り外される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６０－１４６６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、例えば、止め輪の周囲に部品や配管等が込み入っており（密集しており）、治具用孔にサークリッププライヤの先端（爪）を差し込んで、拡径又は縮径しずらい場合、すなわち、従来の止め輪では、取り付け、取り外しが困難な作業環境の場合、止め輪の取り付け又は取り外しの作業性（作業効率）が低下する。そのため、例えば、被固定物の周囲に部品や配管等が込み入っており、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物の固定、固定解除）が困難な作業環境であっても、容易に被固定物の固定、及び、固定解除ができ、作業性を向上することのできる固定構造が望まれていた。

【0006】

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、例えば、被固定物の周囲に部品や配管等が込み入っており、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物の固定、固定解除）が困難な作業環境であっても、容易に被固定物の固定、及び、固定解除ができ、作業性（作業効率）を向上することが可能な固定構造、及び、該固定構造を用いた固定方法を提供することを目的とする。なお、ここで、本明細書中において、「固定」とは、軸方向への移動を規制（禁止）することをいい、軸回りの回動は許容（許可）するものとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る固定構造は、被固定物の軸方向への移動を規制する固定構造であって、被固定物を回動可能に収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングの軸方向に移動自在に、ハウジングの内底面に配設され、液圧により収容部に突出し、又は、収容部からハウジング内に退出する第１ピストンと、ハウジングの径方向に移動自在に、ハウジングの内側面に配設され、液圧により収容部に突出し、又は、収容部からハウジング内に退出する複数の第２ピストンと、ハウジングの径方向に移動自在に、ハウジングの内側面に配設され、液圧により収容部に突出し、又は、収容部からハウジング内に退出する第３ピストンと、ハウジング内に形成され、第１ピストン、複数の第２ピストン、及び、第３ピストンそれぞれの受圧面を相互に連通し、内部が液体によって満たされた液路とを備え、被固定物には、側面から底面にかけて、固定を解除する際に突出する第３ピストンが進入可能な凹部が形成されており、第１ピストンの容積は、複数の第２ピストンの容積の総和と等しく、かつ、第３ピストンの容積と等しく設定されており、被固定物が収容部に収容されていない初期状態では、第１ピストンが収容部に突出され、第２ピストン及び第３ピストンがハウジング内に退出されており、複数の第２ピストンそれぞれは、収容部に被固定物が収容されて、第１ピストンがハウジング内に退出されることにより、収容部に突出し、被固定物の頂面と当接して被固定物を係止することを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る固定構造によれば、第１ピストンを収容部に突出させ、複数の第２ピストン、及び、第３ピストンをハウジング内に退出させた初期状態とし、その後、被固定物をハウジングの収容部に収容して、該被固定物の底面で第１ピストンを押し、第１ピストンをハウジング内に退出させることで、複数の第２ピストンを突出させ、被固定物の頂面と当接させて該被固定物を係止し、該被固定物の軸方向の移動を規制することができる。

【0009】

一方、複数の第２ピストンにより係止されている被固定物を回転して、被固定物の凹部を第３ピストンの突出位置に合わせ（すなわち第３ピストンを突出可能とし）、その後、第２ピストンをハウジング内に退出させて、第３ピストンを被固定物の凹部に突出させることにより、被固定物の固定を解除することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、例えば、被固定物の周囲に部品や配管等が込み入っており、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物の固定、固定解除）が困難な作業環境であっても、容易に被固定物の固定、及び、固定解除ができ、作業性（作業効率）を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る固定構造を示す平面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】実施形態に係る固定構造を用いた被固定物の固定方法を説明するための図である。

【図4】実施形態に係る固定構造を用いた被固定物の固定解除方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、特に区別する必要がある場合を除いて、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0013】

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る固定構造１の構成について説明する。図１は、固定構造１を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

【0014】

固定構造１は、被固定物（保持部品）３０を固定する、すなわち、被固定物３０の軸方向への移動を規制（禁止）する構造である。

【0015】

特に、固定構造１は、例えば、被固定物３０の周囲に部品や配管等が込み入っており（密集しており）、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物３０の固定、固定解除（分解））が困難な作業環境であっても、容易に被固定物３０の固定、及び、固定解除（分解）ができ、作業性（作業効率）を向上する機能を有している。

【0016】

そのため、固定構造１は、主として、被固定物３０が収容される収容部１０ａと、液体で満たされた液路（液体回路）１２とが形成されるとともに、液路１２の液圧により可動する（すなわち、ハウジング１０内から収容部１０ａに突出、収容部１０ａからハウジング１０内に退出する）第１ピストン２１、第２ピストン２２、第３ピストン２３が設けられたハウジング１０を備えている。

【0017】

ハウジング（ケース）１０は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属などからなり、有底円筒状等に形成されている。ハウジング１０には、被固定物３０を回動可能に収容する収容部１０ａが形成されている。収容部１０ａは、例えば、円柱状にくり抜かれている。なお、被固定物３０が回転できれば、収容部１０ａは、円柱状ではなく、例えば角柱状等にくり抜かれていてもよい。

【0018】

第１ピストン２１は、ハウジング１０（被固定物３０）の軸方向に移動自在（摺動自在）に、ハウジング１０の内底面（収容部１０ａの底面）の略中心部に配設される。第１ピストン２１は、受圧面（背面）にかかる液圧により収容部１０ａに突出（進出）し、又は、収容部１０ａからハウジング１０内に退出（収納）する。第１ピストン２１は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属やエンジニアリングプラスチックなどからなり、円柱状又は有底円筒状等に形成される。なお、第１ピストン２１は、角柱状等に形成されてもよい。

【0019】

複数の第２ピストン２２は、ハウジング１０（被固定物３０）の径方向に移動自在（摺動自在）に、ハウジング１０の内側面（収容部１０ａの側面）に配設される。複数の第２ピストン２２は、受圧面（背面）にかかる液圧により収容部１０ａに突出（進出）し、又は、収容部１０ａからハウジング１０内に退出（収納）する。

【0020】

複数の第２ピストン２２は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属やエンジニアリングプラスチックなどからなり、円柱状又は有底円筒状等に形成される。ここで、被固定物３０を安定して固定（係止）するため、複数の第２ピストン２２それぞれは、突出時に被固定物３０と当接する先端部の下面が平らに形成されている（すなわち断面が略半円形や矩形等に形成されている）ことが好ましい。なお、その場合も、シール性の観点から基端部は円柱状等に形成されていることが好ましい。

【0021】

また、被固定物３０を安定して固定（係止）するため、複数の第２ピストン２２は、ハウジング１０の収容部１０ａの周方向に沿って、等間隔（９０°毎）に、４個配設されていることが好ましい。なお、第２ピストン２２の数は４個に限られることなく、３個以上であればよい。また、第２ピストン２２は、例えば、被固定物３０の直径が１０ｃｍ程度の場合、突出量を１ｃｍ程度とすることが好ましい。

【0022】

第３ピストン２３は、ハウジング１０（被固定物３０）の径方向に移動自在（摺動自在）に、ハウジング１０の内側面に配設される。なお、本実施形態では、第３ピストン２３を、ハウジング１０の内側面から内底面にかけて配設した。第３ピストン２３は、受圧面（背面）にかかる液圧により収容部１０ａに突出（進出）し、又は、収容部１０ａからハウジング１０内に退出（収納）する。

【0023】

第３ピストン２３は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属やエンジニアリングプラスチックなどからなり、円柱状又は有底円筒状等に形成される。なお、第３ピストン２３は、角柱状等に形成されてもよく、また、その数は複数であってもよい。

【0024】

上述した第１ピストン２１、複数の第２ピストン２２、及び、第３ピストン２３それぞれには、突出した際に抜け落ちてしまうことを防止するため、基端部に、例えば、フランジや突起等の抜け止めが設けられている。

【0025】

液路（液体回路）１２は、ハウジング１０の内部に形成される。液路１２は、第１ピストン２１、複数の第２ピストン２２、及び、第３ピストン２３それぞれの受圧面（背面）を相互に連通する。液路１２は、内部が液体によって満たされている。液体としては、例えば、オイル等を好適に用いることができる。

【0026】

液路１２は、第１～第３ピストン２１～２３とハウジング１０（液路１２）との間に介装されるＯリング１４（シール部材）により液密に封止（シール）されている。Ｏリング１４は、断面が円形に形成された環状の部材であり、弾性を有し、かつ、耐油性、耐温性等に優れたゴム素材などから形成されている。Ｏリング１４は、第１～第３ピストン２１～２３の外周面とハウジング１０（液路１２）との間から液体（オイル）が漏れないように液密に保持する。

【0027】

また、液路１２には、被固定物３０を収容部１０ａに収容する際、すなわち、第２ピストン２２を退出させた状態において第１ピストン２１を退出させる際に、液路１２の液圧の上昇に応じて、例えば、ばねが圧縮されてピストンが後退し、又は、ブラダ内の窒素ガスが圧縮されて体積が減少し、液路１２の体積を増大させるアキュムレータ１６を備えていることが好ましい。ただし、液体を第１ピストン２１の容積分圧縮可能な場合にはアキュムレータ１６を省略してもよい。

【0028】

被固定物３０は、例えば円柱状等に形成されている。被固定物３０としては、例えば、オイルポンプ等が挙げられる。被固定物３０は、回動可能に収容部１０ａに収容される（すなわち、収容部１０ａに収容された状態で回動可能である）。

【0029】

被固定物３０には、側面から底面にかけて、固定を解除する際に第３ピストン２３が突出可能となるように、第３ピストン２３が突出したときに進入可能な凹部（切り欠き）３０ａが形成されている。また、被固定物３０の頂面（天面）には、回転を容易にするため、例えば、一対の突起（取っ手）、又は、一対の孔等が形成されていることが好ましい。また、被固定物３０には、固定解除時以外（分解時以外）のときに回転してしまうことを防止するため、例えば、軸方向に貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔にシャフトやボルト等を差し込む構成としてもよい。

【0030】

第１ピストン２１の容積は、複数の（すべての）第２ピストン２２の容積の総和と等しく設定されている。また、第１ピストン２１の容積は、第３ピストン２３の容積と等しく設定されている。

【0031】

被固定物３０が収容部１０ａに収容されていない初期状態では、第１ピストン２１がハウジング１０から収容部１０ａに突出されるとともに、複数の第２ピストン２２及び第３ピストン２３がハウジング１０内に退出（収納）されている。換言すると、初期状態において第１ピストン２１がハウジング１０から突出した状態になり、かつ、第２ピストン２２、第３ピストン２３がハウジング１０内に収納された状態になるように、液路１２内の液体量が調整されている。

【0032】

そして、収容部１０ａに被固定物３０が収容されて、第１ピストン２１がハウジング１０内に退出（収納）されることにより、複数の第２ピストン２２それぞれが、収容部１０ａに突出し、被固定物３０の頂面（天面）と当接して被固定物３０を係止する（すなわち、軸方向の移動を規制する）。

【0033】

次に、図３及び図４を併せて参照しつつ、固定構造１を用いた被固定物３０の固定方法、及び、固定解除（分解）方法についてより詳細に説明する。図３は、固定構造１を用いた被固定物３０の固定方法を説明するための図である。図４は、固定構造１を用いた被固定物３０の固定解除（分解）方法を説明するための図である。

【0034】

被固定物３０をハウジング１０に固定する際には、まず、第１ピストン２１をハウジング１０から収容部１０ａに突出させ、複数の第２ピストン２２、及び、第３ピストン２３をハウジング１０内に退出（収納）させた初期状態とする（初期化ステップ）。

【0035】

次に、被固定物３０をハウジング１０の収容部１０ａに収容して、該被固定物３０の底面で第１ピストン２１を押し、第１ピストン２１をハウジング１０内に退出（収納）させることで、その液体の体積分（すなわち、第１ピストン２１の退出に伴って液路１２に押し出される液体の体積分）、複数の第２ピストン２２を収容部１０ａに突出させ、被固定物３０の頂面（天面）と当接させて被固定物３０を係止する（すなわち、被固定物３０の軸方向の移動を規制）する（固定ステップ）。このようにして、被固定物３０がハウジング１０に固定される（すなわち、軸方向の移動が規制される）。

【0036】

一方、固定されている被固定物３０の固定を解除する（分解する）際には、まず、複数の第２ピストン２２により係止されている（軸方向の移動が規制されている）被固定物３０を回転して、被固定物３０の凹部３０ａを第３ピストン２３の突出位置に合わせる（位置合わせステップ）。これにより、第３ピストン２３が突出可能となる。

【0037】

その後（位置合わせ後）、すべての第２ピストン２２をハウジング１０内に退出させて、その液体の体積分、第３ピストン２３を被固定物３０の凹部３０ａに突出させ、被固定物３０の固定を解除する（固定解除ステップ）。その後、被固定物３０を収容部１０ａから取り出す。

【0038】

また、その後、複数の第２ピストン２２の突出を押さえつつ、第３ピストン２３をハウジング１０内に退出（収納）させて、その液体の体積分、第１ピストン２１をハウジング１０内から収容部１０ａに突出させ、初期状態に戻す（初期化ステップ）。

【0039】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、第１ピストン２１を収容部１０ａに突出させるとともに、複数の第２ピストン２２及び第３ピストン２３をハウジング１０内に退出させた初期状態とし、その後、被固定物３０をハウジング１０の収容部１０ａに収容して、該被固定物３０の底面で第１ピストン２１を押し、該第１ピストン２１をハウジング１０内に退出させることで、複数の第２ピストン２２を突出させ、被固定物３０の頂面と当接させて該被固定物３０を係止し、該被固定物３０の軸方向の移動を規制することができる。

【0040】

また、複数の第２ピストン２２により係止されている被固定物３０を回転して、被固定物３０の凹部３０ａを第３ピストン２３の突出位置に合わせ（すなわち第３ピストン２３を突出可能とし）、その後、第２ピストン２２をハウジング１０内に退出させて、第３ピストン２３を被固定物３０の凹部３０ａに突出させることにより、被固定物３０の固定を解除することができる。

【0041】

その結果、例えば、被固定物３０の周囲に部品や配管等が込み入っており（密集しており）、従来の止め輪では、取り付け、取り外し（すなわち、被固定物３０の固定、固定解除（分解））が困難な作業環境であっても、容易に被固定物３０の固定、及び、固定解除（分解）ができ、作業性（作業効率）を向上することが可能となる。

【0042】

また、本実施形態によれば、突出時に被固定物３０と当接する第２ピストン２２の先端部の下面が平らに形成されており、また、複数の第２ピストン２２が、ハウジング１０の収容部１０ａの側面の周方向に沿って、等間隔に、４個配設されている。そのため、被固定物３０を安定して固定（係止）することができる。

【0043】

また、本実施形態によれば、第２ピストン２２を退出させた状態において第１ピストン２１を退出させる際に、液路１２の液圧の上昇に応じて液路１２の体積を増大させるアキュムレータ１６をさらに備えている。そのため、より弱い力で被固定物３０を収容部１０ａに収納することができる。

【0044】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、ハウジング１０の外形は任意の形状とすることができ、上記実施形態には限られない。また、第１ピストン２１の配置はハウジング１０の内底面の中心でなくてもよい。さらに、第３ピストン２３は、ハウジング１０（被固定物３０）の軸方向に移動自在にハウジング１０の内底面（収容部１０ａの底面）に配設してもよい。

【0045】

また、液体を第１ピストン２１の体積分圧縮可能な場合には、アキュムレータ１６を省略してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 固定構造
１０ ハウジング（ケース）
１０ａ 収容部
１２ 液路（油路）
１４ Ｏリング
１６ アキュムレータ
２１ 第１ピストン
２２ 第２ピストン
２３ 第３ピストン
３０ 被固定物（保持部品）
３０ａ 凹部（切り欠き）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】