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技術 圧力計

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 高橋雄一
出願日 2019年3月12日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2019-045002
公開日 2020年9月17日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-148548
状態 未査定
技術分野 流体圧力測定
主要キーワード 作動ネジ クランプ対象 実験用装置 薄肉円筒体 工具挿入孔 軸方向周り クランプ対象物 エア抜き用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月17日)のものです。
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図面 (3)

課題

簡易な構造の圧力計を提供することを課題とする。

解決手段

流体封入又は流動する内部空間を画定する部材の前記内部空間と外部空間とを連通した孔部を塞ぐように取り付けられる圧力計において、前記孔部に取り付けられる筐体と、前記孔部に前記筐体が取り付けられた状態で前記流体に晒されるように前記筐体内に保持され、前記流体からの圧力に応じて膨張又は収縮する膨縮部と、を備え、前記筐体には、前記孔部に当該筐体が取り付けられた状態で、前記部材及び筐体の外部から前記膨縮部を目視可能とする透過部が設けられている、圧力計。

概要

背景

従来から、作動油の圧力に基づいてクランプ対象物クランプする液圧式クランプ装置が知られている。例えば特許文献1では、液圧式マンドレルが記載されている。

概要

簡易な構造の圧力計を提供することを課題とする。流体封入又は流動する内部空間を画定する部材の前記内部空間と外部空間とを連通した孔部を塞ぐように取り付けられる圧力計において、前記孔部に取り付けられる筐体と、前記孔部に前記筐体が取り付けられた状態で前記流体に晒されるように前記筐体内に保持され、前記流体からの圧力に応じて膨張又は収縮する膨縮部と、を備え、前記筐体には、前記孔部に当該筐体が取り付けられた状態で、前記部材及び筐体の外部から前記膨縮部を目視可能とする透過部が設けられている、圧力計。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体封入又は流動する内部空間を画定する部材の前記内部空間と外部空間とを連通した孔部を塞ぐように取り付けられる圧力計において、前記孔部に取り付けられる筐体と、前記孔部に前記筐体が取り付けられた状態で前記流体に晒されるように前記筐体内に保持され、前記流体からの圧力に応じて膨張又は収縮する膨縮部と、を備え、前記筐体には、前記孔部に当該筐体が取り付けられた状態で、前記部材及び筐体の外部から前記膨縮部を目視可能とする透過部が設けられている、圧力計。

技術分野

0001

本発明は、圧力計に関する。

背景技術

0002

従来から、作動油の圧力に基づいてクランプ対象物クランプする液圧式クランプ装置が知られている。例えば特許文献1では、液圧式マンドレルが記載されている。

先行技術

0003

特開2007−50478号公報

発明が解決しようとする課題

0004

クランプ対象物が十分な力でクランプされたか否かの判断は、作業者の手にかかる反力により判断する。そのため、作業者によって、その判断にはバラつきが発生し、圧力が大きくなりすぎると、液圧式クランプ装置が損傷する可能性がある。従って、作動油の圧力を検出するために、このような装置にセンサを取り付けることが考えられる。しかしながら、このようなセンサは、構造が複雑であり、また、センサの検出値を読み取るためには、センサからその検出値を取得してその検出値を表示する装置も必要となり、構造が複雑化する。

0005

そこで本発明は、簡易な構造の圧力計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

上記目的は、流体封入又は流動する内部空間を画定する部材の前記内部空間と外部空間とを連通した孔部を塞ぐように取り付けられる圧力計において、前記孔部に取り付けられる筐体と、前記孔部に前記筐体が取り付けられた状態で前記流体に晒されるように前記筐体内に保持され、前記流体からの圧力に応じて膨張又は収縮する膨縮部と、を備え、前記筐体には、前記孔部に当該筐体が取り付けられた状態で、前記部材及び筐体の外部から前記膨縮部を目視可能とする透過部が設けられている、圧力計によって達成できる。

発明の効果

0007

本発明によれば、簡易な構造の圧力計を提供できる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、液圧式クランプ装置の断面図である。
図2は、圧力計の断面図である。

実施例

0009

図1は、液圧式クランプ装置1の断面図である。液圧式クランプ装置1は、ボディ10及び薄肉円筒体30を有している。ボディ10は、先端部10a、中央部10b、及び基端部10cを有している。先端部10a及び基端部10cは、それぞれ、外径よりも軸方向に長い形状である。中央部10bは、先端部10a及び基端部10cよりも外径が大きい形状である。薄肉円筒体30は、薄肉円筒状であり、中央部10bの外周の一部を覆うように形成されている。

0010

中央部10b内には、流体である作動油が封入され互いに連通した油通路15a〜15fが形成されている。油通路15a〜15fは、作動油が封入された内部空間の一例である。油通路15aは、後述する工具挿入孔11の底部に連通しており軸方向に延びている。油通路15bは、油通路15aに連通し径方向に延びている。油通路15cは、中央部10bの外周面周回するように凹状に形成された溝と薄肉円筒体30の内周面との間により画定されている。油通路15dは、油通路15cに連通しており、油通路15bと同様に径方向に延びている。油通路15e及び15fは、油通路15dに連通しており、中央部10bの後方側の外端面に開口するように形成されている。尚、油通路15e及び15fは、それぞれ圧力計70及び栓部材60により封止されている。

0011

先端部10aには、軸方向に延びた工具挿入孔11が形成されている。工具挿入孔11内には、工具挿入孔11の内周面と螺合した作動ネジ部材12が設けられている。作動ネジ部材12を軸方向周りに回転させることにより、作動ネジ部材12は、工具挿入孔11内で所定範囲を軸方向に移動できる。作動ネジ部材12の基端側にはピストン13が配置されている。作動ネジ部材12の軸方向の移動に伴い、ピストン13は油通路15aの容積を増大又は収縮するように軸方向に移動する。これにより、油通路15c内の圧力が上昇又は低下する。油通路15c内の圧力が上昇することにより、薄肉円筒体30は径方向外側に膨出するように弾性変形する。ここで、薄肉円筒体30の外周面には、円筒状の内周面を有したワークWが嵌合している。薄肉円筒体30が径方向外側に膨出することにより、薄肉円筒体30の外周面とワークWの内周面とが密着され、これによりクランプ対象であるワークWを把持することができる。液圧式クランプ装置1は、液圧式マンドレルとも称される。

0012

上述した油通路15e及び15fは、液圧式クランプ装置1の製造工程において、油通路15a〜15f内に注入された作動油に含まれたエアを外部へ放出するために利用される。作動油からエアが放出された後で、油通路15e及び15fは、圧力計70及び栓部材60により塞がれる。

0013

次に、圧力計70について説明する。図2は、圧力計70の断面図である。圧力計70は、筐体71、ダイヤフラム73、スペーサ75、及びレンズ77を含む。筐体71は、これに限定されないが金属製であり、略円筒状であり、一端側に開口部71aが形成され、他端側に開口部71bが形成されている。筐体71の外周面には、油通路15eの端部の内周面に形成されたネジ溝と螺合するネジ山が形成され、これらのネジ溝及びネジ山が螺合することにより、筐体71は油通路15eに固定されている。

0014

ダイヤフラム73、スペーサ75、及びレンズ77は、筐体71の内部に保持されている。ダイヤフラム73、スペーサ75、及びレンズ77は、実際には密着しているが、理解を容易にするために、図2においては分解して示している。開口部71a側から開口部71b側にかけて、ダイヤフラム73、スペーサ75、及びレンズ77の順に配置されている。

0015

ダイヤフラム73は、油通路15e内の作動油の圧力を受けて膨縮する膨縮部の一例である。筐体71の開口部71aを介して、ダイヤフラム73の一方側には油通路15eの作動油の圧力が作用する。ダイヤフラム73は、金属製であるが、ゴム製であってもよい。ダイヤフラム73は、ダイヤフラム73の外周部と筐体71の内周面との間から作動液がスペーサ75側に流れないように、筐体71の内周面に密着されている。スペーサ75及びレンズ77も、筐体71の内周面に密着されており、これにより筐体71の内部を介して作動液が外部に漏れることが防止されている。スペーサ75は、ダイヤフラム73とレンズ77との間の距離を規定するものであり、金属製又は合成樹脂製であり、リング状である。尚、スペーサ75はリング状であるため、ダイヤフラム73とレンズ77との間で空間が画定されるが、この空間内への作動油の進入を防ぐために、ダイヤフラム73とレンズ77との間で不活性ガス気密封止してこの空間内の圧力を高圧に維持してもよい。

0016

レンズ77は、筐体71の開口部71bを介してダイヤフラム73の膨張状態を目視可能とするためのものである。レンズ77は、平面ガラスであるが、これに限定されず、ポリカーボネートアクリル等の光透過性を有した合成樹脂や、縮小又は拡大レンズ等であってもよい。レンズ77及び開口部71bは、透過部の一例である。中央部10bの油通路15eの開口端側に開口部71bが位置するように、圧力計70はボディ10の中央部10bに取り付けられている。これにより、圧力計70がボディ10に取り付けられた状態で、作業者は、開口部71b及びレンズ77を介して、ダイヤフラム73の膨縮状態を目視により確認することができる。

0017

作動油の圧力が上昇することにより、ダイヤフラム73は膨張してレンズ77に接触する。作業者は、レンズ77を介してダイヤフラム73の膨張状態を目視により確認できるため、作動液の圧力がワークをクランプするのに適した圧力であるかどうか、即ち、クランプ力が適切であるかどうかを目視により判断することができる。尚、レンズ77に接触し得るダイヤフラム73の面は、視認が容易となるように着色されていてもよい。また、レンズ77は、無色透明に限定されず、光透過性を有していれば着色されていてもよい。

0018

尚、スペーサ75の厚み、即ちダイヤフラム73とレンズ77との間の距離は、作動液の圧力がワークをクランプするのに適した圧力となった状態で、ダイヤフラム73がレンズ77に付着するように規定することが好ましい。具体的には、ダイヤフラム73の撓み量や作動液の圧力との関係から、スペーサ75の厚みを決定することが好ましい。

0019

このように、作業者は、目視により適切な圧力でワークWをクランプできているかどうかを判断できるため、作業者ごとのクランプ力のばらつきを防止でき、液圧式クランプ装置1の損傷等を防止できる。また、このような簡易な構造により圧力を目視で把握できるため、製造コストの増大も抑制される。更に、既存のエア抜き用の油通路15eを利用して圧力計70を取り付けることができるため、既存の液圧式クランプ装置に適用することが容易であり、取り付けも容易である。また、圧力センサ計器類を取り付けることなく上記のような判断を容易に行うことができるため、作業性が向上している。また、圧力計70は、一般的な圧力センサ等のように電子部品を使用しないため、耐久性も確保されている。また、圧力計70は、一般的な圧力センサと異なり、圧力センサの検出値を取得して表示する外部機器は不要であるため、液圧式クランプ装置1の取り扱い性を損なうことなく、圧力を把握することができる。

0020

上記実施例では、ダイヤフラム73は膨張によりレンズ77に接触する構成であるが、レンズ77を介してダイヤフラム73の膨張状態を目視可能であれば、接触しなくてもよい。また、ダイヤフラム73に色や模様を付することにより、ダイヤフラム73の状態を目視により容易に把握できるように構成してもよい。例えば、ダイヤフラム73に模様は色を付し、ダイヤフラム73が膨張することにより模様は色が拡大するようにダイヤフラム73が膨張したことを把握することができる。また、レンズ77はなくてもよい。筐体71に開口部71bが設けられていれば、ダイヤフラム73の状態を目視できるからである。また、レンズ77とダイヤフラム73との間の距離を適切に維持できるように筐体71に保持されているのであれば、スペーサ75は設けられていなくてもよい。

0021

上記実施例では、膨縮部の一例としてダイヤフラム73を例に説明したが、これに限定されず例えばゴムや樹脂などの弾性変形可能な部材であって、流体の圧力を受けることにより膨縮するものであればよい。

0022

上記実施例では、液圧式クランプ装置の一例として液圧式マンドレルを例に説明したが、これに限定されず、例えば液圧式チャックであってもよい。液圧式チャックも同様に、円筒状のボディの内側に薄肉円筒体が配置され、ボディと薄肉円筒体との間で作動油が封入された内部空間が画定され、この作動液の圧力が上昇すると薄肉円筒体が縮径して、薄肉円筒体の内側に配置されたワークの外周面をクランプすることができる装置である。このような液圧式チャックのボディにも、作動油からのエアを放出するための孔部が設けられているからである。

0023

また、例えば、配管外周壁部の一部に内部空間と外部空間とを連通する孔部を設け、この孔部を塞ぐように圧力計70を取り付けてもよい。これにより、配管内を流動する流体の圧力に応じて、ダイヤフラム73の膨縮状態が変化し、作業者はダイヤフラム73を目視により確認することにより、配管内の圧力のおよその大きさを把握することができる。流体は、液体であっても気体であってもよい。ここで上記の配管とは、例えば水道管や、エア配管ガス配管パイプライン薬剤等を製作するための装置に用いられる配管等、多種多様な配管が考えられる。

0024

更に、圧力計70は、加熱や化学反応によって内部空間に封入された流体の圧力が変化する容器などに対しても適用できる。この場合も、容器の内部空間と外部空間とを連通する孔部を塞ぐように圧力計70を取り付ければよい。このような容器は、例えば、やかん圧力鍋発酵容器実験用装置等である。以上のように、多くの部材に圧力計70を適用することができ、汎用性に優れている。

0025

上記のように圧力計70の計測対象である流体の圧力が比較的高くない場合には、例えば筐体71は合成樹脂製やゴム製であってもよい。また、配管や容器に設けられた貫通孔に筐体71を固定する方法は、例えば接着剤により接着してもよいし、筐体71がゴム製の場合には、筐体71の弾性復元力によりこの貫通孔の内周面に嵌合するようにして固定してもよい。

0026

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

0027

70圧力計
71筐体
73ダイヤフラム
75スペーサ
77レンズ
71a、71b 開口部

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