WO2005102616A1

WO2005102616A1 - ロッドの保持装置

Info

Publication number: WO2005102616A1
Application number: PCT/JP2005/006746
Authority: WO
Inventors: Akio Nakata; Masakazu Tetsuka
Original assignee: Koganei Corporation
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2005-11-03
Also published as: JP2005329531A; JP4426404B2

Description

明細書

ロッドの保持装置

技術分野

[0001] 本発明は軸方向に往復動自在のロッドに固定し得るようにしたロッドの保持装置に関し、特に、ワーク保持具が取り付けられるロッドを保持するために適用して有効な技術に関する。

背景技術

[0002] 複数の部品を組み立てて工業製品を製造するための製造ラインにおいては、多数の部品が収容されたワーク収容部から工業用ロボットにより部品つまりワークを 1つずつ取り出して製品に組み付ける作業がある。たとえば、自動車車体を組み立てる際には、自動車車体は複数のパネル材をスポット溶接などにより接合することによって製造されており、パネル材をロボットアームに装着されたワーク保持具によりワーク収容部から車体に搬送してパネル材を車体に組み付けるようにしてヽる。ワーク保持具にはパネル材を真空吸着する吸着パッドや、パネル材を開閉部材により掴むようにしたグリップな!/、しフィンガーなどがある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ロボットアームに装着されたワーク保持具によりワークを保持して搬送する場合には、ロボットアームの操作によるワーク保持具の位置決め精度には限度があるだけでなぐワーク収容部のパネル材の位置もパネル材の数量によって変化し、車体への組み付け位置も変化するので、軸方向に移動自在のロッドにワーク保持具を装着してこれを移動させることができるようにする必要がある一方、ロボットアームによりワークを組立位置に向けて搬送する際にはワークが移動しないようにロッドを固定する必要がある。また、ロボットアームを操作して吸着パッドによりワークであるパネル材を吸着する際には吸着パッドがワークに所定の押し付け力を加えた状態のもとで真空吸着パッドに真空を供給するので、ロボットアームにより吸着パッドに対して押し付け力を加える必要がある。 [0004] このようにワーク保持具が取り付けられたロッドを往復動自在とするとともに、ワークを搬送する際にはロッドを固定する必要がある場合には、ロッドをブレーキによって固定するようにすることも考えられるが、ブレーキ装置を^ aみ込むようにすると装置が大型となってしまうという問題点がある。

[0005] 本発明の目的は、軸方向に移動自在のロッドを固定することができるロッドの保持装置を提供することにある。

[0006] 本発明の他の目的は、軸方向に移動自在のロッドに締結力をカ卩えてロッドが前進方向と後退方向のいずれの方向にも確実に移動を規制するロッドの保持装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明のロッドの保持装置は、往復動ロッドが前進方向と後退方向に往復動自在に装着されるケース本体と、前記往復動ロッドの先端部に向けて大径となったテーパ面を有し前記ケース本体内に軸方向に移動自在に装着される第 1のロックスリーブ、前記テーパ面に係合する締結部材を保持し前記往復動ロッドに軸方向に移動自在に嵌合する第 1のリテーナ、および前記第 1のロックスリーブに前記往復動ロッドの後端部に向けてばね力を加える第 1のばね部材を有する第 1の口ツクユニットと、前記往復動ロッドの後端部に向けて大径となったテーパ面を有し前記ケース本体内に軸方向に移動自在に装着される第 2のロックスリーブ、前記テーパ面に係合する締結部材を保持し前記往復動ロッドに軸方向に移動自在に嵌合する第 2のリテーナ、および前記第 2のロックスリーブに前記往復動ロッドの先端部に向けてばね力を加える第 2 のばね部材を有する第 2のロックユニットと、前記ケース本体に取り付けられ、前記第 1と第 2のロックスリーブに相互に対向して形成されたそれぞれの傾斜面に接触する締結面が形成された締結ロッドを締結方向と締結解除方向とに往復動自在に収容する締結シリンダとを有し、前記締結ロッドが前記第 1と第 2のロックスリーブを逆方向に移動させて前記第 1と第 2のロックユニットにより前記往復動ロッドを固定することを特徴とする。

[0008] 本発明のロッドの保持装置は、前記往復動ロッドの一端に取り付けられワークを保持するワーク保持具と、前記ワーク保持具が前記ケース本体から突出する方向のばね力をカ卩えるばね部材とを有することを特徴とする。

[0009] 本発明のロッドの保持装置は、ワークを真空吸着する吸着パッドをワーク保持具として前記往復動ロッドの一端に取り付け、前記往復動ロッドに前記吸着パッドに連通する真空流路を形成することを特徴とする。

[0010] 本発明のロッドの保持装置は、前記締結ロッドに締結方向のばね力をカ卩えるばね部材を前記締結シリンダに設け、前記締結ロッドに設けられた締結ピストンに前記締結解除方向に流体圧を加える圧力室を前記締結シリンダに形成することを特徴とする。

[0011] 本発明のロッドの保持装置は、前記ばね部材を収容するばね室に連通して流体圧を供給する給排ポートを前記締結シリンダに形成し、前記締結ロッドにばね力と流体圧とを締結方向に加えることを特徴とする。

[0012] 本発明のロッド保持装置は、前記ばね部材を収容するばね室に連通して流体圧を供給する給排ポートを前記締結シリンダに形成し、前記締結ロッドが前記締結方向に所定のストローク移動したときに前記給排ポートと前記ばね室とを連通させて前記締結ロッドに締結方向の流体圧を供給する弁部材を前記締結ロッドに装着することを特徴とする。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、ケース本体に軸方向に往復動自在に設けられた往復動ロッドを、 1つの締結ロッドにより 2つのロックユニットを共に駆動して往復動ロッドを固定することができる。 1つの締結シリンダにより 2つのロックユニットを駆動することができるので、流体圧シリンダを小型化することができる。

[0014] 往復動ロッドの一端にワーク保持具を取り付け、ワーク保持具がケース本体力も突出する方向のばね力を往復動ロッドにカ卩えることにより、ワーク保持具をワークに押し付けたときに押し付け力をばねにより加えることができる。往復動ロッド内に真空流路を形成することにより、往復動ロッドに取り付けられるワーク保持具としての吸着パッドに対して往復動ロッドを介して負圧空気を供給することができる。

[0015] 往復動ロッドを固定するための締結ロッドに対して締結方向にばね力をカ卩えることにより、ばね力により往復動ロッドを固定状態に保持することができる。往復動ロッドに対し締結ピストンにより加えられる締結力をばね力に加えて流体圧を加えるようにすると、締結終了時に大きな締結力を往復動ロッドに加えることができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]ワークを吸着して搬送するための搬送装置としてのロボットを示す概略図である

[図 2]図 1に示したロボットに搭載されるロッドの保持装置を示す斜視図である。

[図 3]図 2における A— A線に沿う断面図である。

[図 4]図 3の一部を拡大して示す断面図である。

[図 5]図 4における B—B線に沿う断面図である。

[図 6] (A)は本発明の他の実施の形態であるロッドの保持装置を示す一部切り欠き平面図であり、（B)は同図 (A)の右側面図である。

[図 7]図 6 (A)における C— C線に沿う断面図である。

[図 8]本発明のさらに他の実施の形態であるロッドの保持装置を示す斜視図である。

[図 9]図 8における D— D線に沿う部分の拡大断面図である。

[図 10]本発明のさらに他の実施の形態であるロッドの保持装置における締結シリンダとそのカバーの構造を示す拡大断面図である。

[図 11]本発明の他の実施の形態であるロッドの保持装置における締結シリンダを示す断面図であり、（A)は締結ロッドが後退限位置となった状態を示し、（B)は締結ロッドが前進移動して、る状態を示す。

[図 12] (A)は締結ロッドにばね力のみを加えて往復動ロッドを固定した場合における往復動ロッドの締結力を測定した実験結果を示し、 (B)は締結ロッドにばね力と圧縮空気の圧力とをカ卩えて往復動ロッドを固定した場合における往復動ロッドの締結力を測定した実験結果を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図 1に示すロボット 1はワーク収容部 2に配置されたワーク Wをワーク搭載位置 3に向けて搬送するためのロボットである。ロボットアーム 4の先端にはロッドの保持装置 5が取り付けられ、これに設けられた往復動ロッド 6にはワーク Wを吸着して搬送するための吸着パッド 7が装着されており、ロボットアーム 4によりワーク保持具としての吸着パッド 7を介してヮーク Wに押し付け力を加えた状態のもとで、吸着パッド 7に負圧空気を供給することによってワーク Wはロボットアーム 4に取り付けられる。ロッドの保持装置 5は、ワーク Wが吸着パッド 7により吸着された後に往復動ロッド 6を固定し、ワーク Wを搬送する際にワーク Wがロボットアーム 4に対して移動しな、ようにして、る。ワーク保持具としては、吸着パッド 7に代えて、グリップないしフィンガーなどによりパネル材を開閉部材により掴むようにしても良い。

[0018] 図 2に示すように、このロッドの保持装置 5はほぼ直方体形状のケース本体 10を有し、このケース本体 10内には図 3および図 4に示すようにユニット収容孔 11が形成されており、このユニット収容孔 11の横断面は円形となっている。ユニット収容孔 11の両端部を塞ぐようにケース本体 10には 2つのカバー 12a, 12bが取り付けられており、往復動ロッド 6は両方のカバー 12a, 12bを貫通してケース本体 10に軸方向に往復動自在に装着されている。この往復動ロッド 6の一端部には、図 2および図 3に示すように、吸着パッド 7を取り付けるためのホルダー 13が取り付けられており、往復動ロッド 6内にはホルダー 13に設けられた連通ポート 14に連通する真空流路 15が形成され、この真空流路 15は往復動ロッド 6の後端部に開口している。往復動ロッド 6の後端部にはカバー 12bに当接するストッパ 16が固定され、このストッパ 16には真空ポート 17が形成されており、この真空ポート 17には図示しな、真空ホースが接続されるようになつており、吸着パッド 7には往復動ロッド 6内の真空流路 15を介して真空が供給されることになる。往復動ロッド 6は、ホルダー 13が取り付けられる端部が先端部となっており、ホルダー 13がケース本体 10から離れる方向を前進移動とし、接近する方向を後退移動として両方向に往復動自在となって!/、る。

[0019] 図 2および図 3に示すように、往復動ロッド 6の先端部には圧縮コイルばね 18が装着され、この圧縮コイルばね 18の一端はホルダー 13に当接し、他端はカバー 12aに当接しており、この圧縮コイルばね 18により往復動ロッド 6にはホルダー 13がケース本体 10力離れる方向のばね力が加えられている。このばね力により往復動ロッド 6 の一端部がケース本体 10から突出する方向のばね力が加えられている力この方向にばね力をカ卩えるばね部材であれば、引っ張りコイルばねをばね部材として往復動ロッド 6の他端部側に設けるようにしても良い。

[0020] ユニット収容孔 11内には、図 4に示すように、第 1と第 2の 2つのロックユニット 21a, 21bが相互に逆向きとなって装着されており、第 1のロックユニット 21aは往復動ロッド 6の先端部側に配置され、第 2のロックユニット 21bは後端部側に配置されている。両方のロックユニット 21a, 21bの間には、 2つの位置決めリング 22a, 22bが往復動ロッド 6に対して相対的に移動自在に嵌合され、両方の位置決めリング 22a, 22bは、ケース本体 10に設けられたストッパ 23に当接するようになっており、図 5に示すようにストツパ 23に形成された貫通孔を往復動ロッド 6が貫通している。ロックユニット 2 laは、ュ-ット収容孔 11の内周面に摺動接触する外周面を有するとともにケース本体 10内に軸方向に移動自在となったロックスリーブ 24aと、このロックスリーブ 24aの内部に組み込まれて往復動ロッド 6に軸方向に移動自在に嵌合するリテーナ 25aとを備えている。

[0021] 図 4に示すように、リテーナ 25aには、径方向に貫通する保持孔 26aがリテーナ 25a の径方向の同一面状に円周方向に所定の間隔毎に形成され、それぞれの保持孔 2 6aには締結部材としてのボールつまり鋼球 27aが組み込まれている。鋼球 27aに対向するように、ロックスリーブ 24aには往復動ロッド 6の先端部側に向けて大径となつたテーパ面 28aが内周面に形成されている。これにより、ロックスリーブ 24aがロッド先端側に向けて移動すると、ロックスリーブ 24aは鋼球 27aに対して往復動ロッド 6の中心に向力押し付け力を加え、鋼球 27aを介して往復動ロッド 6に締結力をカ卩えることになる。なお、締結部材としてはロックスリーブ 24aの軸方向移動により往復動ロッド 6 に締結力をカ卩える部材であれば、鋼球 27aに代えて、スリットが形成された環状の部材を使用するようにしても良、。

[0022] ロックスリーブ 24aとリテーナ 25aとの間には、図 4に示すように、ばね受け筒体 29a が組み付けられており、このばね受け筒体 29aの一端には外方に突出した外側フランジが形成され、他端には内方に突出した内側フランジが形成され、外側フランジとカバー 12aとの間には圧縮コイルばね 3 laが装着され、リテーナ 25aに形成された突起部と内側フランジとの間には圧縮コイルばね 32aが装着されている。圧縮コイルばね 31aによりロックスリーブ 24aにはロッド後端部に向力方向のばね力が加えられ、圧縮コイルばね 32aによりリテーナ 25aには同様にロッド後端部に向力方向のばね力が加えられている。

[0023] 第 2のロックユニット 21bは、第 1のロックユニット 21aを構成する部材と同様の部材を逆向きに配置することにより形成されており、第 1のロックユニット 21aを構成する部材には符号 aが付されているのに対し、第 2のロックユニット 21bを構成する部材には符号 bを付して、重複した説明を省略する。このように両方のロックユニット 21a, 21b を構成する部材は逆向きとなっているので、ロックスリーブ 24bはテーパ面 28bのロッド後端部側が大径となるようにケース本体 10に組み込まれることになる。

[0024] ケース本体 10には図 3〜図 5に示すように、締結シリンダ 35が往復動ロッド 6に対して直角方向を向いて取り付けられている。この締結シリンダ 35内には締結ロッド 36が往復動ロッド 6に向けて前進する締結方向と、往復動ロッド 6から後退する締結解除方向とに往復動自在に組み込まれており、締結ロッド 36の中心は 2つの口ツクユ-ット 21a, 21bの中間の位置となっている。 2つのロックスリーブ 24a, 24bの端面にはそれぞれ傾斜面 37a, 37bが相互に対向するように形成され、締結ロッド 36の先端部に形成された円錐面力もなる締結面 38がともに両方の傾斜面 37a, 37bに接触するようになつている。締結面 38の締結ロッド 36の中心軸に対する傾斜角度を 0とすると、傾斜面 37a, 37bはこれに対応する角度で傾斜しており、締結ロッド 36にカ卩えられる推力はくさび効果により拡大されて 2つのロックスリーブ 24a, 24bの軸方向移動に伝達され、それぞれのロックスリーブ 24a, 24bは相互に逆方向に移動する。図示する場合には角度 Θは約 20度程度に設定されている。

[0025] 締結シリンダ 35の端部にはカバー 39が固定され、締結ロッド 36にこれの後端面に開口して形成されたばね収容孔 41とカバー 39とにより締結ロッド 36内にはばね室 4 2が形成されている。ばね収容孔 41の底面とカバー 39とに両端が接触するように、ばね室 42内には締結ロッド 36に締結方向のばね力をカ卩えるための圧縮コイルばね 43が組み込まれている。締結ロッド 36の後端部にはこれと一体に締結ピストン 44が設けられ、締結ピストン 44の外周面は締結シリンダ 35に形成されたシリンダ孔 45の内周面に接触し、締結ピストン 44によりシリンダ孔 45内は圧力室 46とばね室 42とに区画されている。圧力室 46に連通させて締結シリンダ 35には給排ポート 47が形成されており、外部力圧縮空気を供給することにより締結ピストン 44にはばね力に抗して締結解除方向に向力推力が加えられるようになって、る。

[0026] 図 2および図 3に示すように、カバー 39にはこれに一体に支持板 39aが設けられており、この支持板 39aには磁気に感応する位置検出センサなどが取り付けられるようになっている。また、締結ロッド 36には、これを手動操作により締結解除方向に移動させるため連結ロッド 48が取り付けられ、この連結ロッド 48は支持板 39aに形成された貫通穴 49内に配置されており、連結ロッド 48の端部にはねじ穴 48aが形成されている。これにより、支持板 39aにねじ止めされたプラグ 40を取り外してねじ穴 48aに図示しな、治具をねじ結合させて連結ロッド 48を引つ張ることによって手動で連結ロッド 48を移動させることができる。なお、連結ロッド 48にはマグネット 48bが設けられており、この磁力に感応するセンサによって締結ロッド 36の位置を検出することができる。

[0027] 次に、図 2〜図 5に示されたロッドの保持装置を図 1に示す搬送装置に取り付けた場合におけるワーク搬送手順について説明すると、給排ポート 47から圧縮空気を供給して締結ロッド 36を後退限位置まで後退移動させた状態のもとで、ロボットアーム 4 によりワーク収容部 2に配置されたワーク Wに吸着パッド 7を接近移動させる。ロボットアーム 4により吸着パッド 7をワーク Wに押し付けると、圧縮コイルばね 18により吸着ノッド 7には押し付け力が加えられるとともに、ロボットアーム 4による吸着パッド 7の垂直方向の位置決め誤差が往復動ロッド 6の軸方向移動により吸収される。吸着パッド 7がワークに押し付けられた状態のもとで、真空流路 15を介して吸着パッド 7内に負圧空気を供給してこれを真空状態とすると、ワーク Wは吸着パッド 7に吸着される。

[0028] 次いで、給排ポート 47から圧力室 46内の圧縮空気を排出すると、ばね力により締結ロッド 36が往復動ロッド 6に向けて前進移動し、 2つのロックユニット 21a, 21bによりこれを介して往復動ロッド 6はケース本体 10に締結されて固定状態となる。この状態のもとでロボットアーム 4を作動させることによって、ワーク Wは図 1に示すワーク搭載位置 3に向けて搬送される。この搬送過程では、往復動ロッド 6はケース本体 10に固定されているので、ワーク Wがロボットアーム 4に対して移動したり揺れることが防止される。 [0029] 図 6 (A)は本発明の他の実施の形態であるロッドの保持装置を示す一部切り欠き平面図であり、図 6 (B)は図 6 (A)の右側面図であり、図 7は図 6 (A)における B— B 線に沿う断面図であり、これらの図においては、前述した実施の形態における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。

[0030] ケース本体 10には図 6 (A)に示すように往復動ロッド 6に加えて 2本のガイドロッド 5 1が軸方向に往復動自在に装着され、それぞれのガイドロッド 51の先端は、吸着パッド 7を取り付けるためのホルダー 13により往復動ロッド 6に連結されて!、る。図 6に示す往復動ロッド 6には真空流路 15が形成されておらず、 2本のガイドロッド 51にそれぞれ真空流路 15aが形成され、それぞれの真空流路 15aはガイドロッド 51の先端をホルダー 13に固定するためのねじ部材 52に形成された貫通孔 52aと、ガイドロッド 5 1の後端に形成された真空ポート 17aとに連通している。したがって、この装置においては、ホルダー 13に取り付けられる吸着パッド 7に対して 2本のガイドロッド 51に形成された真空流路 15aを介して負圧空気が供給されることになる。

[0031] 図 7に示すように、ケース本体 10内には図 3〜図 5に示した場合と同様に 2つのロックユニット 21a, 21bが組み込まれており、さらにロックユニット 21a, 21bを駆動するための締結シリンダ 35がケース本体 10に取り付けられている。したがって、図 6および図 7に示すロッドの保持装置においても、図 2〜図 4に示した装置と同様に吸着パッド 7を用いたワークの搬送装置に適用することができる。

[0032] さらに、図 7に示すように、一方のロックスリーブ 24bの傾斜面 37bの外周部に切り欠き部 53が形成され、締結ロッド 36の締結面 38に接触する傾斜面 37bの半径が図 4に示す場合よりも小さく設定されている。これに対し、他方のロックスリーブ 24aの傾斜面 37aの半径は図 4に示す場合と同様となっている。したがって、図 2〜図 5に示す場合には、 2つのロックスリーブ 24a, 24bは締結ロッド 36によりほぼ同時に駆動されるようになっているのに対し、図 6〜図 7に示す場合には、締結ロッド 36が前進移動する際に、まず始めにロックスリーブ 24aだけを移動した後に、引き続いて両方の口ックスリーブ 24a, 24bをともに移動するように、両方のロックスリーブ 24a, 24bの移動開始時に時間差を持たせている。なお、傾斜面 37a, 37bの半径の大小関係を図 7に示す場合の逆に設定するようにしても良ぐその場合にはまずロックスリーブ 24b が先に移動することになる。図 2〜図 5に示すロックスリーブ 24a, 24bの一方に同様の切り欠き部 53を設けるようにしても良、。

[0033] 図 8は本発明のさらに他の実施の形態であるロッドの保持装置を示す斜視図であり、図 9は図 8における D— D線に沿う部分の拡大断面図である。このロッドの保持装置はカバー 39の構造が図 2〜図 5に示したロッドの保持装置と相違しており、他の構造は同様である。

[0034] 図 8および図 9に示すように、カバー 39には給排ポート 50が形成され、この給排ポート 50はばね室 42に連通しており、給排ポート 50を介して外部力も圧縮空気がばね室 42内に供給されるようになっている。したがって、往復動ロッド 6をケース本体 10に締結するときには、締結ロッド 36には圧縮コイルばね 43のばね力とばね室 42内に供給される圧縮空気の圧力とを加えることができる。往復動ロッド 6を締結するときには排気ポート 47から圧力室 46の空気を排出することになり、圧力室 46内の空気の排出と同時に給排ポート 50からばね室 42内に圧縮空気を供給するようにしても良ぐばね力により締結ロッド 36が所定のストローク前進移動した後にばね室 42内に圧縮空気を供給するようにしても良、。

[0035] 図 10は本発明のさらに他の実施の形態であるロッドの保持装置における締結シリンダとそのカバーの構造を示す拡大断面図であり、図 10に示されるロッドの保持装置はカバー 39の構造が図 6および図 7に示したロッドの保持装置と相違しており、他の構造は同様である。

[0036] 図 10に示すように、カバー 39には図 9に示したものと同様に給排ポート 50が形成され、この給排ポート 50はばね室 42に連通しており、給排ポート 50を介して外部から圧縮空気がばね室 42内に供給されるようになっている。したがって、締結ロッド 36には圧縮コイルばね 43のばね力とばね室 42内に供給される圧縮空気の圧力とをカロえることがでさる。

[0037] 図 11は本発明のさらに他の実施の形態であるロッドの保持装置における締結シリンダを示す断面図であり、（A)は締結ロッドが後退限位置となった状態を示し、 (B) は締結ロッドが前進移動して、る状態を示す。

[0038] 締結シリンダ 35に取り付けられたカバー 39には給排ポート 54が形成されており、締結ロッド 36が所定のストローク以上前進移動したときに、給排ポート 54からばね室 42内に圧縮空気を供給して締結ロッド 36による締結力を付加するために、ばね室 4 2底面の段部を介してばね収容孔 41に連通して補助シリンダ孔 55が締結ロッド 36に形成され、補助シリンダ孔 55内には中空の補助ピストン 56が軸方向に往復動自在に組み込まれている。補助ピストン 56にはこれに一体に中空棒状の弁部材 57が設けられ、補助ピストン 56と弁部材 57の内部にはこれを貫通する貫通孔 58が形成されており、弁部材 57の端面はカバー 39に設けられたシール材カもなる弁座 59に当接するようになつている。補助ピストン 56と補助シリンダ孔 55により形成されるシール圧室 61には、弁部材 57が弁座 59に当接した状態のもとでは、給排ポート 54からの圧縮空気が直接供給され、補助ピストン 56には弁部材 57が弁座 59に向力方向の推力が加えられている。これに加えて、弁部材 57に弁座 59に向力方向のばね力をカロえるために、圧縮コイルばね 62がシール圧室 61内に組み込まれて!/、る。

[0039] 補助ピストン 56の端面には、ばね収容孔 41の底面の段部に配置されたばね受けスリーブ 63が当接するようになっており、締結ロッド 36の前進移動に伴って補助ビストン 56に当接するばね受けスリーブ 63により弁部材 57が弁座 59から離れる方向に ,駆動されること〖こなる。

[0040] したがって、図 11に示す締結シリンダ 35を有するロッドの保持装置においては、給排ポート 47から圧縮空気を供給すると、図 11 (A)に示すように、締結ロッド 36はばね力に杭して後退限位置となり、往復動ロッド 6は自由に軸方向に移動することができる。次いで、給排ポート 47から圧力室 46内の圧縮空気を排出すると、図 11 (B)に示すように、ばね力により締結ロッド 36は往復動ロッド 6に向けて前進移動する。図 11 ( B)は締結ロッド 36が所定のストローク S1だけ前進移動してばね受けスリーブ 63が補助ピストン 56に当接した状態を示す。図 11 (A)の位置から図 11 (B)の位置まで締結ロッド 36がストローク S1だけ移動する過程では、給排ポート 54に供給される圧縮空気は貫通孔 58およびシール圧室 61内に閉じこめられている。

[0041] 圧縮コイルばね 43のばね力により図 11に示す位置よりも締結ピストン 44が前進移動すると、弁部材 57は弁座 59から離れて、給排ポート 54に供給される圧縮空気はばね室 42内に流入する。これにより、締結ピストン 44には締結ロッド 36を往復動ロッド 6に向かわせる推力が加えられることになる。したがって、締結ピストン 44の端面が締結シリンダ 35に当接するまで締結ロッド 36がストローク S2だけ前進移動する際には、ばね力と圧縮空気の推力とが併せて締結ロッド 36にカ卩えられるので、締結ロッド 36が締結位置に近づくと大きな推力が締結ロッドに加えられることになる。なお、手動で締結ロッド 36を後退移動させるための図示しない治具がねじ結合されるねじ穴 4 8aが締結ロッド 36に形成されており、治具はねじ穴 48aに取り付けられることになる。図 7に示す締結ロッド 36にも同様のねじ穴 48aが形成されている。

[0042] 図 11に示すタイプの締結シリンダ 35は図 2〜図 5に示すロッドの保持装置に搭載することもでき、図 6および図 7に示すロッドの保持装置に搭載することもできる。

[0043] 図 12は図 8および図 9に示すロッドの締結装置を用い、給排ポート 47から圧力室 4 6内の空気を排出して往復動ロッド 6の締結力を測定した実験結果を示す特性線図であり、図 12 (A)は締結ロッド 36に圧縮コイルばね 43のばね力のみをカ卩えて往復動ロッド 6を固定した場合を示し、図 12 (B)はばね室 42に圧縮空気の圧力をカ卩えて往復動ロッド 6をばね力と圧力とにより固定した場合を示す。それぞれの実験においては、圧縮コイルばね 18を取り外した状態で行い、締結ロッド 36により固定された状態の往復動ロッド 6に軸方向の圧縮荷重をカ卩えて往復動ロッド 6の軸方向の変位を測定した。

[0044] 実験には、締結ピストン 44の外径が 32mmで、連結ロッド 48の外径が 12mmの図 9 に示す締結装置を使用し、圧縮コイルばね 43は、パネ定数が 0. 296kgf/mmのものを使用し、締結ロッド 36が往復動ロッド 6に対して締結力をカ卩ぇ始める初期荷重が 6. 22kgf(60. 956N)となるように収縮させてばね室 42内に装着した。また、給排ポート 50からは圧力が 3. Okgf/cm² (29. 4Pa)の圧縮空気をばね室 42に供給するようにした。

[0045] 図 12 (A)に示すように、ばね力のみの場合には、約 60Nを越えると往復動ロッド 6 の軸方向変位が 0. 5mm以上となった。

[0046] これに対して、図 12 (B)に示すように、ばね室 42内の圧縮空気の圧力をカ卩えた場合には、約 600Nを越えると往復動ロッド 6の軸方向変位が 0. 5mm以上となり、圧力をカロえることにより、往復動ロッド 6の締結力は飛躍的に高くなつた。図 12 (B)においては、符号 Aは、排出ポート 47から圧力室 46内の空気を排出する一方、給排ポート 50から上述した圧力の圧縮空気をばね室 42に供給してばね力と圧縮空気の圧力とを締結ロッド 36にカ卩えたままの状態で固定された往復動ロッド 6に、軸方向の圧縮荷重を加えて往復動ロッド 6の軸方向の変位を測定した測定結果を示す。また、符号 B は排出ポート 47から圧力室 46内の空気を排出する一方、給排ポート 50から上述した圧力の圧縮空気をばね室 42に供給してばね力と圧縮空気の圧力とを締結ロッド 3 6に加えた後に、給排ポート 50からばね室 42内の空気を排出した状態のもとで軸方向の圧縮荷重を加えて往復動ロッド 6の軸方向の変位を測定した測定結果を示す。

[0047] 図 12 (B)に示すように、ばね力と圧力とを締結ロッド 36に加えると、往復動ロッド 6 が固定された後に、圧縮空気の圧力を解除しても、圧力を加えた状態を保持した場合とほぼ同様の締結力を保持することができた。これは、締結ロッド 36に締結力をカロえて往復動ロッド 6を固定すると、締結ロッド 36やロックスリーブ 24a, 24bなどの部材に残留歪みが発生して残留歪みによって往復動ロッド 6を固定状態に保持することができるカゝらであると考えられる。

[0048] したがって、図 8〜図 11に示すように、締結ロッド 36に空気圧を加えるようにした締結装置においては、往復動ロッド 6を固定した後にはばね室 42内から圧縮空気を排出しても往復動ロッド 6を大きな締結力で固定することが可能となる。

[0049] 本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、ロッドの保持装置 5は図 1に示すワーク搬送装置に適用されている力軸方向に移動する往復動ロッドを所定の軸方向位置で締結する場合であれば、図 1に示すワーク搬送装置以外に種々の装置に使用することができる。さらに給排ポート 47, 54に供給する流体としては空気に限られることなぐ他の流体を使用するようにしても良、。

Claims

請求の範囲

[1] 往復動ロッドが前進方向と後退方向に往復動自在に装着されるケース本体と、前記往復動ロッドの先端部に向けて大径となったテーパ面を有し前記ケース本体内に軸方向に移動自在に装着される第 1のロックスリーブ、前記テーパ面に係合する締結部材を保持し前記往復動ロッドに軸方向に移動自在に嵌合する第 1のリテーナ、および前記第 1のロックスリーブに前記往復動ロッドの後端部に向けてばね力をカロえる第 1のばね部材を有する第 1のロックユニットと、

前記往復動ロッドの後端部に向けて大径となったテーパ面を有し前記ケース本体内に軸方向に移動自在に装着される第 2のロックスリーブ、前記テーパ面に係合する締結部材を保持し前記往復動ロッドに軸方向に移動自在に嵌合する第 2のリテーナ、および前記第 2のロックスリーブに前記往復動ロッドの先端部に向けてばね力をカロえる第 2のばね部材を有する第 2のロックユニットと、

前記ケース本体に取り付けられ、前記第 1と第 2のロックスリーブに相互に対向して形成されたそれぞれの傾斜面に接触する締結面が形成された締結ロッドを締結方向と締結解除方向とに往復動自在に収容する締結シリンダとを有し、

前記締結ロッドが前記第 1と第 2のロックスリーブを逆方向に移動させて前記第 1と第 2のロックユニットにより前記往復動ロッドを固定することを特徴とするロッドの保持装置。

[2] 請求項 1記載のロッドの保持装置において、前記往復動ロッドの一端に取り付けられワークを保持するワーク保持具と、前記ワーク保持具が前記ケース本体から突出する方向のばね力を加えるばね部材とを有することを特徴とするロッドの保持装置。

[3] 請求項 1記載のロッドの保持装置において、ワークを真空吸着する吸着パッドをヮーク保持具として前記往復動ロッドの一端に取り付け、前記往復動ロッドに前記吸着パッドに連通する真空流路を形成することを特徴とするロッドの保持装置。

[4] 請求項 1記載のロッドの保持装置において、前記締結ロッドに締結方向のばね力を加えるばね部材を前記締結シリンダに設け、前記締結ロッドに設けられた締結ピストンに前記締結解除方向に流体圧を加える圧力室を前記締結シリンダに形成することを特徴とするロッドの保持装置。

[5] 請求項 4記載のロッドの保持装置において、前記ばね部材を収容するばね室に連通して流体圧を供給する給排ポートを前記締結シリンダに形成し、前記締結ロッド〖こばね力と流体圧とを締結方向に加えることを特徴とするロッドの保持装置。

[6] 請求項 4記載のロッドの保持装置において、前記ばね部材を収容するばね室に連通して流体圧を供給する給排ポートを前記締結シリンダに形成し、前記締結ロッドが前記締結方向に所定のストローク移動したときに前記給排ポートと前記ばね室とを連通させて前記締結ロッドに締結方向の流体圧を供給する弁部材を前記締結ロッドに装着することを特徴とするロッドの保持装置。