特許 7439873 作業用治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】作業用治具

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240220BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022143035

(22)【出願日】2022-09-08

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 佑太

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０３４２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－６１００２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状対象物を所定の装置で把持する作業、又は、棒状対象物に対して所定の部品を嵌合させる作業に用いられる作業用治具であって、
前記棒状対象物が挿入される挿入スペースを形成する複数の支持片と、
前記支持片を回動可能に支持する支持部材と、
を備え、
各支持片は、
前記挿入スペースの底部に位置し、前記挿入スペースに挿入された前記棒状対象物が当接する受け部と、
前記挿入スペースの入口部側に位置し、前記棒状対象物を外周側から押さえる押さえ部と、
を有し、
前記支持部材は、前記支持片を、前記挿入スペースの中心から外側に所定の距離だけ離れた箇所に位置する支点を中心として回動可能に支持しており、
前記複数の支持片は、
前記挿入スペースに挿入された前記棒状対象物によって前記受け部が押されると、前記支持片が前記支点周りに回動し、前記押さえ部が前記棒状対象物を外周側から押さえるように構成された、前記棒状対象物を両側から挟み込む一対の支持片であり、
前記押さえ部は、円弧形状の凹部を有し、
前記支持部材は、互いに平行に配置された一対の板状部材を有し、
前記支持片は、前記一対の板状部材の間に配置され、前記板状部材を厚み方向に貫通する支持軸を中心として回動可能に支持されている、
作業用治具。

【請求項2】

前記挿入スペースに前記棒状対象物が挿入されていない状態で、前記複数の押さえ部が互いに離れた位置に位置するように、前記支持片を付勢する付勢部材をさらに備える、
請求項１に記載の作業用治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業用治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンを組み立てる際に自動組付け装置によりボルトを締め付け、エンジンの部品を所定に位置に固定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１７０１２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動組付け装置においては、例えばボルト保持機能付きソケットにボルトの頭部を嵌合させ、ボルトが保持される。装置がボルトを保持する際に、ボルトが共回りしないようにエアクランパや電動クランパでボルトを保持する必要があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、駆動源を必要とせず簡単な構成で棒状対象物を保持できる作業用治具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】

【0006】

本発明の一形態の作業用治具は、棒状対象物を所定の装置で把持する作業、又は、棒状対象物に対して所定の部品を嵌合させる作業に用いられる作業用治具であって、前記棒状対象物が挿入される挿入スペースを形成する複数の支持片と、前記支持片を回動可能に支持する支持部材と、を備え、各支持片は、前記挿入スペースの底部に位置し、前記挿入スペースに挿入された前記棒状対象物が当接する受け部と、前記挿入スペースの入口部側に位置し、前記棒状対象物を外周側から押さえる押さえ部と、を有し、前記支持部材は、前記支持片を、前記挿入スペースの中心から外側に所定の距離だけ離れた箇所に位置する支点を中心として回動可能に支持しており、前記複数の支持片は、前記挿入スペースに挿入された前記棒状対象物によって前記受け部が押されると、前記支持片が前記支点周りに回動し、前記押さえ部が前記棒状対象物を外周側から押さえるように構成されている。

【0007】

前記挿入スペースに前記棒状対象物が挿入されていない状態で、前記複数の押さえ部が互いに離れた位置に位置するように、前記支持片を付勢する付勢部材をさらに備えていてもよい。

【0008】

前記複数の支持片は、前記棒状対象物を両側から挟み込む一対の支持片であり、前記押さえ部は、円弧形状の凹部を有してもよい。

【0009】

前記支持部材は、互いに平行に配置された一対の板状部材を有し、
前記支持片は、前記一対の板状部材の間に配置され、前記板状部材を厚み方向に貫通する支持軸を中心として回動可能に支持されていてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、駆動源を必要とせず簡単な構成で棒状対象物を保持できる作業用治具を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態の作業用治具を示す図である。

【図2】作業用治具を上面側から見た図である。

【図3】作業用治具の初期状態を示す図である。

【図4】一対の支持片の間に棒状対象物が挿入された状態を示す図である。

【図5】図４の状態から棒状対象物がさらに下方に押された状態を示す図である。

【図6】作業用治具の変形例の一例を示す図である。

【図7】本発明の他の形態の作業用治具を示す図面である。

【図8】図７の作業用治具の支持片を上面側から見た図である。

【図9】第２の実施形態の変形例を示す図である。

【図10】一対の支持片を上面側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では図面に示された対象物の向きに応じて「上」、「下」、「左」、「右」のような方向を示す語句を用いるが、これらの語句は本発明を限定する意図で使用されるものではない。

【0013】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態の作業用治具を示す図である。図１は、作業用治具を側面方向から見た模式図である。図２は、作業用治具を上面側から見た図である。図３は、作業用治具の初期状態を示す図である。図４は、一対の支持片の間に棒状対象物が挿入された状態を示す図である。図５は、図４の状態から棒状対象物がさらに下方に押された状態を示す図である。

【0014】

作業用治具Ｓ１００は、図１に示すように一対の支持片１０と、支持片１０を支持する支持部材２０と、付勢部材３０と、を備えている。以下の説明では、作業用治具Ｓ１００がボルト５０を保持することを例示するが、作業用治具Ｓ１００は他の任意の棒状対象物を保持できる。支持片１０及び支持部材２０の材質は任意であるが、一例として金属製である。

【0015】

一対の支持片１０は、ボルト５０（図４）を左右両側から挟み込んで保持する部材であり、本実施形態では、ボルト５０が挿入される挿入スペースＳを形成するように配置されている。具体的には、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂが図１に示すように中心軸ＣＬを挟んで左右対称に配置されている。支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂは、同一構造を有するので、以下、支持片１０Ａについて説明する。

【0016】

挿入スペースＳは、本実施形態では一例として図１の上下方向に延在する空間である。挿入スペースＳは、作業用治具Ｓ１００が対象とする対象物の形状に対応した任意の形状であってもよく、例えば、円柱形状のスペースであってもよいし、直方体形状のスペースであってもよい。

【0017】

支持片１０Ａは、板状の部材であり、支持軸１５を支点として回動可能に構成されている。支持片１０Ａは、具体的には、押さえ部１１と、受け部１２と、移動規制部１３と、スプリング受け部１４を有する。

【0018】

押さえ部１１は、支持片１０Ａの上端付近である挿入スペースＳの入口側に位置し、中心軸ＣＬ側に向かって突出している。押さえ部１１は、挿入スペースＳに挿入された５０を外周側から押さえてクランプする部位である。押さえ部１１が突出しているということは、換言すれば、挿入スペースＳの幅が押さえ部間の幅より広いことを意味する。このような構成によれば、後述するように押さえ部１１がボルト５０の側面を押さえる際に、挿入スペースＳの内周面がボルト５０の側面に接しない。したがって、例えばボルト５０のネジ部が支持片１０に押されて変形したり破損したりすることが防止される。

【0019】

押さえ部１１の上下方向の長さは、対象物の形状やサイズにもよるが、比較的短く形成されていることが、一形態において好ましい。これにより、押さえ部１１は例えばボルト５０の首下部（円筒部）をクランプすることとなり、ネジ部を損傷させたり変形させたりすることが防止できる。

【0020】

押さえ部１１は、具体的には、図２に示すように例えば円弧形状の凹部１１ａを有する。このように１１ａが円弧状に形成されていることで、押さえ部１１はボルト５０を良好にクランプすることができる。

【0021】

受け部１２は、挿入スペースＳに挿入されたボルト５０の先端が当接する部位である。受け部１２は、挿入スペースＳの底部に対応する位置に形成されている。

【0022】

移動規制部１３は、中心軸ＣＬの付近で中心軸ＣＬに沿うように形成された面である。移動規制部１３は、具体的には、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂの下端側に形成されている。移動規制部１３は、支持軸１５よりも上方に位置していてもよいし、下方に位置していてもよいが、本実施形態では移動規制部１３は支持軸１５の下方に位置している。図１の状態では、支持片１０Ａの移動規制部１３と、支持片１０Ｂの移動規制部１３とが互いに所定の間隔を空けて対向している。

【0023】

後述するように支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂが支持軸１５回りに回動した際（図３）、移動規制部１３どうしが互いに当接し、一対の支持片１０の移動（回動）が規制される。支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂの回動範囲を規制するための不図示の部材が設けられていてもよいが、本実施形態のように、支持片１０Ａの一部と支持片１０Ｂの一部とが互いに当接することにより、回動範囲が規制される構成によれば、構造がより簡素化する点で有利である。移動規制部１３の形状は任意であるが、一例として移動規制部１３は平面であってもよく、具体的には、図４の状態で、平面どうしが互いに当接する構成であることが、一形態において好ましい。

【0024】

スプリング受け部１４は、一例として、支持片１０Ａの下端に位置し、後述する付勢部材３０が当接する。

【0025】

支持部材２０は、一対の支持片１０を回動可能に支持する。支持部材２０の形状は任意である。支持部材２０は、一例として、図２に示すように、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂを挟み込むように一対の板状部材として第１支持板２１及び第２支持板２２を有する。第１支持板２１及び第２支持板２２は、この例では、互いに平行に配置されている。

【0026】

支持部材２０は、図１に示すように、２つの支持軸１５を有する。具体的には、支持軸１５は、一例として、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂに板厚方向に延在するように、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂに固定されている。支持軸１５は、挿入スペースＳの中心である中心軸ＣＬから外側（図１の左右方向）に所定の距離だけ離れた箇所に位置している。支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂは、それぞれ支持軸１５を中心として回動できるように支持されている。

【0027】

付勢部材３０は、一例としてコイルスプリングであり、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂの下方に、圧縮された状態で配置されている。支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂのそれぞれに対応して、２つの付勢部材３０が配置されていてもよいが、本実施形態のように支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂに当接する共通の付勢部材３０である場合、構成が簡素化する点で有利である。付勢部材３０は、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂを上向きに付勢する。付勢部材３０からの付勢力により、挿入スペースＳにボルト５０が挿入されていない状態で、押さえ部１１どうしが互いに離れる向きに支持片１０Ａ、１０Ｂが回動した状態となる（図３）。この状態では、複数の押さえ部１１が互いに離れた位置に位置している。具体的には、複数の押さえ部１１は、一例として、その可動範囲内で、互いに最も離れた状態となる。

【0028】

（作業用治具Ｓ１００の使用方法）
作業用治具Ｓ１００の使用方法について、以下、図３～図５を参照して説明する。

【0029】

作業者は、まず、図３の状態の作業用治具Ｓ１００に対して１本のボルト５０を配置する。この状態では、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂは、図４に示すように開いたままである。ボルト５０のボルト頭部５１は押さえ部１１の上方に位置している。なお、ここでは、作業者がボルト５０を配置することを例示するが、例えば自動的なボルト５０を連続的に作業用治具Ｓ１００に対してセットするフィーダ装置（不図示）によってボルト５０が配置されてもよい。

【0030】

次いで、図４に示すように、作業用治具Ｓ１００の上方から、組立てロボットがボルト保持機能付きソケットである把持部２１０を下方に向かって移動させる。把持部２１０の形状は任意であるが、この例では、把持部２１０は、略円柱形状であり、ボルト頭部５１に対応する形状の凹部２１１を有している。

【0031】

把持部２１０が図４の状態からさらに下方に移動すると、ボルト５０が下方に押される（図５）。図５では、ボルト頭部５１が凹部２１１に嵌っている状態を示しているが、この段階では、必ずしもボルト頭部５１が凹部２１１に嵌っている必要はない。

【0032】

ボルト５０が把持部２１０によってさらに下方に押されて移動すると、ボルト５０の先端部が受け部１２に押し当たり、これにより受け部１２に対して下向きの力が加わる。その結果、支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂがそれぞれ支持軸１５周りに回動する。支持片１０Ａ及び支持片１０Ｂが回動すると、一対の押さえ部１１がボルト５０を外周側から押さえ、これにより、ボルト５０がクランプされ、周方向に回らないように固定される。

【0033】

この状態で、把持部２１０をボルト５０に向けて押し付けながら中心軸ＣＬ周り方向に回転させることでボルト頭部５１が凹部２１１に嵌まり込み、これによりボルト５０が把持部２１０によって保持される。

【0034】

次いで、把持部２１０が再び上方に移動することで、付勢部材３０の付勢力によって一対の支持片１０が開き、ボルト５０のクランプが解除され、ボルト５０が持ち上げられる。

【0035】

本実施形態の作業用治具Ｓ１００によれば、以上のとおり、ボルト５０を下方に押し付けると一対の支持片１０によってボルト５０がクランプされるため、駆動源を必要とせず、簡単な構成で把持部２１０によるボルト５０の持ち出しを行うことができる。

【0036】

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら具体的な一例について説明したが、本発明の作業用治具は種々変更可能であり、例えば、支持片は一対に限らず、３つ又はそれ以上であってもよい。

【0037】

以上では、把持部２１０がボルト５０を保持することを例示したが、作業用治具Ｓ１００は、棒状対象物を所定の装置で把持する任意の作業に利用可能である。「棒状対象物」は、ボルト以外にも棒状（特には丸棒状）の部分を含む部材であれば、特定のものに限定されない。棒状対象物に対して所定の工具を嵌合させる作業、例えば、丸棒状のスタッドに対してスタッドセッターを取り付けるような作業に作業用治具Ｓ１００が利用されてもよい。

【0038】

図６は、作業用治具の変形例の一例を示す図である。図６に示すように、支持片１０のうちボルト５０等の対象物に面する部位に例えばゴムシートなどの弾性部材６０が配置されていてもよい。弾性部材６０は、支持片１０の材質よりも柔軟な材質であればよく、このような弾性部材６０が設けられていることで、対象物を損傷させることなく保持することが可能となる。なお、図６では、円弧状の凹部の両側に支持片１０の厚み方向にストレートに延びる延在部が形成されているが、凹部の具体的な形状は図示の形状に限定されず種々変更可能である。

【0039】

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の他の形態の作業用治具を示す図面である。図８は、図７の作業用治具の支持片を上面側から見た図である。

【0040】

図７の作業用治具は、一対の支持片１１０と、支持片１１０を回動可能に支持する支持部材１２０とを備えている。支持片１１０としては、具体的には、支持片１１０Ａ及び支持片１１０Ｂが設けられており、各支持片１１０は押さえ部１１１と受け部１１２とを有している。支持片１１０は支持軸１１５周りに回動するように構成されている。なお、上述した実施形態と同様の構造部については重複する説明は書略する。

【0041】

支持部材１２０は、どのような形状であってもよいが、この例では、高さの低い一対の支持板を有している。具体的には、図７の例では、支持片１１０の上部側の約半分が支持部材１２０から上方に突出するような態様で、支持片１１０が支持部材１２０に取り付けられている。

【0042】

支持片１１０の押さえ部１１１は、第１の実施形態のように円弧状の凹部を有していてもよいが、この例では、押さえ部１１１は図８に示すようにＶ字型の凹部１１１ｂを有している。Ｖ字型とは、具体的には、例えば、所定の基準線を中心として、左右一対の直線が１８０°未満の角度をなすように交差していることをいう。このように凹部１１１ｂがＶ字型に形成されている場合、径の異なる様々なサイズのボルト５０（対象物）を把持できるという利点がある。

【0043】

図７では、比較的短いボルト５０が作業用治具にセットされた状態が描かれており、この状態では、ボルト５０の先端が受け部１１２に達していない。しかしながら、このようなボルト５０であっても、ボルト５０の頭部の大径部が押さえ部１１１の上面に接して、支持片１１０を押し下げることで、第１の実施形態と同様、作業用治具はボルト５０を良好にクランプすることができる。

【0044】

なお、図７では、例えば付勢部材３０（図１参照）が図示されていないが、第１の実施形態と同様、支持片１１０の下方に付勢部材が設けられていてもよい。

【0045】

図９は第２の実施形態の変形例を示す図である。図１０は、一対の支持片を上面側から見た図である。第２の実施形態の変形例として、図９及び図１０のような構成であってもよい。この構成では、支持片１１０が、支持板１１７と、支持板１１７に対して移動可能に設けられた可動部材１１８とを有している。図９では詳細な図示は省略しているが、可動部材１１８は、一例として、支持板１１７に対して固定部材Ｆ１によって固定されている。

【0046】

固定部材Ｆ１は、一例としてボルトであり、支持片１１０の上面側から下方に向けて配置される。具体的には、固定部材Ｆ１は、可動部材１１８に形成された、左右方向（ボルト５０をクランプする方向）に沿って延在するスリット１１８ａに挿入され、固定部材Ｆ１の先端が支持板１１７に締結される。固定部材Ｆ１の本数は任意である。

【0047】

左右一対の可動部材１１８がこのように構成されていることで、図９及び図１０の構成では、可動部材１１８の位置を変更し、可動部材１１８どうしの間隔を調整することができる。このような構成によれば、径の異なる様々な種類の対象物を良好にクランプすることが可能となる。また、固定部材Ｆ１を緩めた状態で、可動部材１１８を可動範囲内の任意の位置に位置させることが可能であるので、可動部材１１８どうしの間隔を細かく調整できる。また、上方から固定部材Ｆ１の締め付け等を行うことができるので、作業性も良好である。

【0048】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0049】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 支持片
１１ 押さえ部
１１ａ 凹部
１２ 受け部
１３ 移動規制部
１４ スプリング受け部
１５ 支持軸
２０ 支持部材
２１ 第１支持板
２２ 第２支持板
３０ 付勢部材
５０ ボルト
５１ ボルト頭部
１１０ 支持片
１１０Ａ 支持片
１１０Ｂ 支持片
１１１ 押さえ部
１１１ｂ 凹部
１１２ 受け部
１１５ 支持軸
１１７ 支持板
１１８ 可動部材
１１８ａ スリット
１２０ 支持部材
２１０ 把持部
２１１ 凹部
ＣＬ 中心軸
Ｆ１ 固定部材
Ｓ 挿入スペース
Ｓ１００ 作業用治具

【要約】      （修正有）

【課題】駆動源を必要とせず簡単な構成で棒状対象物を保持できる作業用治具を提供する。
【解決手段】作業用治具Ｓ１００は、棒状対象物が挿入される挿入スペースＳを形成する複数の支持片１０と、支持片１０を回動可能に支持する支持部材２０と、を備え、各支持片１０は、挿入スペースＳの底部に位置し、挿入スペースＳに挿入された棒状対象物が当接する受け部１２と、挿入スペースＳの入口部側に位置し、棒状対象物を外周側から押さえる押さえ部１１とを有し、支持部材２０は、支持片１０を、挿入スペースＳの中心から外側に所定の距離だけ離れた箇所に位置する支点を中心として回動可能に支持し、複数の支持片１０は、挿入スペースＳに挿入された棒状対象物によって受け部１２が押されると、支持片１０が支点周りに回動し、押さえ部１１が棒状対象物を外周側から押さえる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】